TWI771503B - 偏光板、影像顯示裝置及偏光板之製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種熱收縮行為小而剝落經抑制的偏光板。偏光板具有：聚酯系樹脂基材、與積層於聚酯系樹脂基材之單側的偏光件；其中，偏光件之厚度為10μm以下，且聚酯系樹脂基材之彈性係數為2.70GPa以上。

Description

偏光板、影像顯示裝置及偏光板之製造方法
本發明涉及一種偏光板、影像顯示裝置及偏光板之製造方法。
發明背景 有文獻提議一種方法，係於聚酯系樹脂基材上形成聚乙烯醇系樹脂層並將該積層體延伸、染色，藉此製得厚度薄的偏光件(例如專利文獻1)。所述偏光件之製造方法，可有助於譬如影像顯示裝置之薄型化而備受矚目。
上述偏光件可在積層於上述聚酯系樹脂基材之狀態下使用，而此時，聚酯系樹脂基材係用來作為偏光件之保護層(專利文獻2)。藉此，可不用於偏光件貼合保護薄膜，即可直接將聚酯系樹脂基材與偏光件之積層體作為偏光板使用，而可有助於譬如影像顯示裝置之低成本化。
先前技術文獻 專利文獻 專利文獻1：日本專利特開2000-338329號公報 專利文獻2：日本專利第4979833號公報
發明概要 發明欲解決之課題 然而，在將上述偏光板的偏光件側之面透過黏著劑貼合於顯示單元或相位差板等其他光學構件時，當聚酯系樹脂基材的熱收縮行為大時，於高溫高濕環境下偏光板可能會發生剝落。
本發明是為了解決上述以往課題而成者，其主要目的在於提供一種熱收縮行為小而剝落經抑制的偏光板、具備上述偏光板的影像顯示裝置及偏光板之製造方法。
用以解決課題之手段 本發明之偏光板具有：聚酯系樹脂基材、與積層於上述聚酯系樹脂基材之單側的偏光件；其中，上述偏光件之厚度為10μm以下，且上述聚酯系樹脂基材之彈性係數為2.70GPa以上。 在一實施形態中，上述偏光件不隔著接著層而積層於上述聚酯系樹脂基材之單側。 在一實施形態中，上述聚酯系樹脂基材與上述偏光件之間具有易接著層。 在一實施形態中，上述聚酯系樹脂基材作為上述偏光件之保護層發揮功能。 根據本發明之另一面向，提供一種影像顯示裝置。該影像顯示裝置具有上述偏光板。 根據本發明之另一面向，可提供一種上述偏光板之製造方法。該製造方法包含：於上述聚酯系樹脂基材之單側形成聚乙烯醇系樹脂層而製成積層體；將上述積層體染色及延伸，以將上述聚乙烯醇系樹脂層製成偏光件；及，在上述延伸後將上述聚酯系樹脂基材與上述偏光件之積層體進行加熱處理；其中，上述延伸中之延伸浴的溫度為67℃以下、且上述加熱處理中之最高加熱溫度為102℃以上，或者，上述延伸中之延伸浴的溫度為69℃以下、且上述加熱處理中之最高加熱溫度為105℃以上。
發明效果 根據本發明，可提供一種熱收縮行為小而剝落經抑制的偏光板、具備上述偏光板的影像顯示裝置及偏光板之製造方法。
用以實施發明之形態 以下說明本發明之實施形態，惟本發明不受該等實施形態限定。
A.偏光板之整體構造 圖1係本發明之一實施形態之偏光板的截面圖。如圖1所示，偏光板10具有聚酯系樹脂基材11、與積層於聚酯系樹脂基材11之單側的偏光件12。偏光件12之厚度為10μm以下。聚酯系樹脂基材11的彈性係數為2.70GPa以上。聚酯系樹脂基材11的彈性係數在代表上係以使用壓痕試驗機(代表上為奈米壓痕試驗機)的奈米壓痕法來測定。更具體而言，聚酯系樹脂基材11的彈性係數(E)係將探針(壓頭)壓抵於作為測定對象之聚酯系樹脂基材的表面得位移-荷重遲滯曲線，並從該位移-荷重遲滯曲線所得之接觸剛性S、及壓頭與聚酯系樹脂基材之間的接觸射影面積A，利用以下式算出。 E=S×π1/2 /2A1/2 偏光件12宜密著於聚酯系樹脂基材11之其中一面(換言之不隔著接著層)而積層。偏光板10宜於聚酯系樹脂基材11與偏光件12之間具有易接著層(未示於圖式中)。偏光板10亦可於偏光件12之與聚酯系樹脂基材11相反之側具有保護薄膜(未示於圖式中)。聚酯系樹脂基材11在代表上係作為偏光件12之保護層發揮功能。以往之偏光板在將偏光件側之面貼合於其他光學構件並置於高溫高濕環境下時，在偏光板的延伸方向上之兩端部可能會發生從光學構件剝落之情形。相對地，本實施形態之偏光板10在將偏光件12側之面貼合於其他光學構件時，聚酯系樹脂基材11之熱收縮行為則較小，而可抑制在高溫高濕環境下剝落。
B.偏光件 偏光件實質上係碘經吸附定向之聚乙烯醇系樹脂層(PVA系樹脂層)。偏光件之厚度如上述為10μm以下，且宜為7.5μm以下，較宜為5μm以下。另一方面，偏光件之厚度宜為0.5μm以上，較宜為1.5μm以上。厚度若太薄，所得偏光件之光學特性有降低之虞。偏光件宜在波長380nm~780nm的任一波長下顯示吸收二色性。偏光件之單體透射率宜為40.0%以上，較宜為41.0%以上，更宜為42.0%以上。偏光件之偏光度宜為99.8%以上，較宜為99.9%以上，更宜為99.95%以上。
形成上述PVA系樹脂層之PVA系樹脂可採用任意且適當的樹脂。可舉例如聚乙烯醇、乙烯-乙烯醇共聚物。聚乙烯醇可藉由將聚乙酸乙烯酯皂化而得。乙烯-乙烯醇共聚物可藉由將乙烯-乙酸乙烯酯共聚物皂化而得。PVA系樹脂之皂化度通常為85莫耳%~100莫耳%，宜為95.0莫耳%~99.95莫耳%，更宜為99.0莫耳%~99.93莫耳%。皂化度係依JIS K 6726-1994而求得。藉由使用所述皂化度的PVA系樹脂，可獲得耐久性優異的偏光件。皂化度太高時，會有膠化之虞。
PVA系樹脂的平均聚合度可按目的適當選擇。平均聚合度通常為1000~10000，宜為1200~4500，更宜為1500~4300。另，平均聚合度可按JIS K 6726-1994而求得。
C.聚酯系樹脂基材 聚酯系樹脂基材如上述，彈性係數為2.70GPa以上。上述彈性係數宜為2.70GPa~4.50GPa，較宜為2.80GPa~3.90GPa。藉此可抑制聚酯系樹脂基材在高溫高濕環境下之收縮，結果在將偏光板貼合於光學構件時，可抑制聚酯系樹脂基材從光學構件剝落。上述彈性係數可藉由在後述的偏光板之製造方法中，適當設定聚酯系樹脂基材與聚乙烯醇系樹脂層之積層體進行水中延伸時之延伸浴的溫度、與於水中延伸後進行加熱處理時的最高加熱溫度，來控制在所期望之數值範圍內。
聚酯系樹脂基材之形成材料，舉例而言可使用：聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、間苯二甲酸、含有含環己烷環等之脂環族二羧酸或脂環族二元醇等的共聚PET(PET-G)、其他聚酯、及該等之共聚物或摻合物等。其中，又以使用非晶質之(未結晶化之)PET或共聚PET為佳。根據該等樹脂在未延伸狀態下為非晶且具有適合高倍率延伸的優異延伸性，而藉由利用延伸、加熱進行結晶化，可賦予耐熱性及尺寸穩定性。此外，可確保在未延伸之狀態下塗佈PVA系樹脂並使其乾燥之可行程度的耐熱性。
聚酯系樹脂基材之玻璃轉移溫度(Tg)宜為170℃以下。藉由使用這類聚酯系樹脂基材，可抑制PVA系樹脂層結晶化的同時又可充分確保延伸性。若考慮以水將聚酯系樹脂基材塑化與順利進行水中延伸等觀點，更宜為120℃以下。在一實施形態中，聚酯系樹脂基材之玻璃轉移溫度宜為60℃以上。藉由使用所述聚酯系樹脂基材，可於塗佈、乾燥後述含有PVA系樹脂之塗佈液時，防止聚酯系樹脂基材變形(譬如，發生凹凸或垂塌、皺摺等)等不良情況。又，可在適宜的溫度(譬如60℃~70℃左右)下將積層體予以延伸。在另一實施形態中，在塗佈、乾燥含有PVA系樹脂之塗佈液時，只要聚酯系樹脂基材不變形，玻璃轉移溫度也可低於60℃。此外，玻璃轉移溫度(Tg)是依據JIS K 7121求出之值。
在一實施形態中，聚酯系樹脂基材之吸水率宜為0.2%以上，更宜為0.3%以上。這類的聚酯系樹脂基材吸水，水即發揮塑化劑的作用進行塑化。結果，在水中延伸中可大幅減低延伸應力，而有優異的延伸性。另一方面，聚酯系樹脂基材之吸水率宜為3.0%以下，更宜為1.0%以下。藉由使用這類的聚酯系樹脂基材，可防止製造時聚酯系樹脂基材之尺寸穩定性顯著下降造成所得積層體外觀劣化等不良情況。並可防止於水中延伸時斷裂、或PVA系樹脂層從聚酯系樹脂基材剝離之情況。此外，吸水率係按JIS K 7209所求得之值。
聚酯系樹脂基材之厚度宜為10μm~200μm，更宜為20μm~150μm。
D.保護薄膜 偏光板10係如上述，可於偏光件12之與聚酯系樹脂基材11相反之側具有保護薄膜。上述保護薄膜之形成材料譬如可舉(甲基)丙烯酸系樹脂、二乙醯纖維素、三乙醯纖維素等纖維素系樹脂、環烯烴系樹脂、聚丙烯等烯烴系樹脂、聚對苯二甲酸乙二酯系樹脂等酯系樹脂、聚醯胺系樹脂、聚碳酸酯系樹脂、該等之共聚物樹脂等。保護薄膜的厚度宜為10μm~100μm。
E.易接著層 偏光板10係如上述，可於聚酯系樹脂基材11與偏光件12之間具有易接著層。易接著層可為實質上僅由易接著層形成用組成物形成之層，亦可為易接著層形成用組成物與偏光件之形成材料混合(含相溶)而成之層或區域。藉由形成有易接著層，可獲得優異的密著性。易接著層之厚度宜設為0.05μm~1μm左右。易接著層譬如可以掃描型電子顯微鏡(SEM)觀察偏光板之截面來確認。
易接著層形成用組成物宜含有聚乙烯醇系成分。聚乙烯醇系成分可使用任意且適當的PVA系樹脂。具體上可舉聚乙烯醇、改質聚乙烯醇。改質聚乙烯醇譬如可舉經以乙醯乙醯基、羧酸基、丙烯醯基及/或胺甲酸酯基改質之聚乙烯醇。該等中以使用乙醯乙醯基改質PVA較為適宜。乙醯乙醯基改質PVA宜使用至少具有下述通式(I)所示重複單元之聚合物。
[化學式1]
Figure 02_image001
上述式(I)中，n相對於l+m+n之比率宜為1%~10%。
乙醯乙醯基改質PVA之平均聚合度宜為1000~10000，1200~5000更適宜。乙醯乙醯基改質PVA之皂化度宜為97莫耳%以上。乙醯乙醯基改質PVA之4重量%水溶液的pH宜為3.5~5.5。
易接著層形成用組成物可因應目的等進一步含有聚烯烴系成分、聚酯系成分、聚丙烯酸系成分等。易接著層形成用組成物宜進一步含有聚烯烴系成分。
上述聚烯烴系成分可使用任意且適當之聚烯烴系樹脂。聚烯烴系樹脂之主成分即烯烴成分譬如可舉乙烯、丙烯、異丁烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯等碳數2~6之烯烴系烴。該等可單獨使用或可將二種以上組合使用。該等中以使用乙烯、丙烯、異丁烯、1-丁烯等碳數2~4之烯烴系烴為宜，且使用乙烯更適宜。
構成上述聚烯烴系樹脂之單體成分中，烯烴成分所佔比率宜為50重量%~95重量%。
上述聚烯烴系樹脂宜含有羧基及/或其酸酐基。上述聚烯烴系樹脂可分散於水，而可順利形成易接著層。具有所述官能基之單體成分譬如可舉不飽和羧酸及其酸酐、不飽和二羧酸之半酯、半醯胺。該等之具體例可舉丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來酸、馬來酸酐、伊康酸、伊康酸酐、延胡索酸、巴豆酸。聚烯烴系樹脂之分子量譬如為5000~80000。
在易接著層形成用組成物中，聚乙烯醇系成分與聚烯烴系成分之摻混比(前者：後者(固體成分))宜為5：95~60：40，更宜為20：80~50：50。聚乙烯醇系成分若過多，恐無法獲得足夠的密著性。具體上，恐有從聚酯系樹脂基材剝離偏光件時所需剝離力降低而無法獲得充分的密著性。另一方面，聚乙烯醇系成分若太少，所得偏光板的外觀有損壞之虞。具體上，形成易接著層時恐發生塗佈膜白濁等不良情況而難以獲得外觀優異的偏光板。
易接著層形成用組成物宜為水系。易接著層形成用組成物可含有有機溶劑。有機溶劑可舉乙醇、異丙醇等。易接著層形成用組成物之固體成分濃度宜為1.0重量%~10重量%。
易接著層形成用組成物之塗佈方法可採用任意且適當的方法。塗佈易接著層形成用組成物後可將塗佈膜乾燥。乾燥溫度譬如為50℃以上。
F.偏光板之製造方法 本發明之偏光板之製造方法包含：於聚酯系樹脂基材之單側形成PVA系樹脂層而製成積層體；將積層體染色及延伸，以將PVA系樹脂層製成偏光件；及，在延伸後將聚酯系樹脂基材與偏光件之積層體進行加熱處理。延伸浴的溫度為67℃以下、且加熱處理中之最高加熱溫度為102℃以上，或者，延伸浴的溫度為69℃以下、且加熱處理中之最高加熱溫度為105℃以上。
圖2為顯示一實施形態之偏光板之製造步驟的概略圖。本實施形態之偏光板之製造步驟在代表上係將聚酯系樹脂基材與PVA系樹脂層之積層體10’從釋出部101釋出，並以輥件111及112將其浸漬於硼酸水溶液之浴110中之後(不溶解處理)，再以輥件121及122將其浸漬於二色性物質(碘)及碘化鉀之水溶液之浴120中(染色處理)。接著，以輥件131及132將其浸漬於硼酸及碘化鉀之水溶液之浴130中(交聯處理)。接著，一邊將積層體10’浸漬於硼酸水溶液之延伸浴140中，一邊以不同速度比的輥件141及142往縱方向(長邊方向、輸送方向、MD方向)賦予張力而進行延伸(水中延伸處理)，藉此將PVA系樹脂層製成偏光件。接著，將經水中延伸的積層體10’以輥件151及152浸漬於碘化鉀水溶液之浴150中(洗淨處理)，再供於乾燥處理(未示於圖式中)。接著，將積層體10’送入加熱機構160進行加熱(加熱處理)，藉此製得本實施形態之偏光板10。之後，以捲取部170捲取所製得之偏光板10。雖在圖式中省略，但亦可在對積層體10’施行不溶解處理前施行空中延伸處理。另，圖2所示製造步驟僅為一例，上述處理之次數、順序等並無特別限定。
F-1.製作積層體 於聚酯系樹脂基材上形成PVA系樹脂層之方法可採用任意且適當的方法。較佳的是於聚酯系樹脂基材上塗佈包含PVA系樹脂之塗佈液並使其乾燥來形成PVA系樹脂層。在一實施形態中，於聚酯系樹脂基材上塗佈易接著層形成用組成物並使其乾燥而形成易接著層，並於該易接著層上形成PVA系樹脂層。
上述聚酯系樹脂基材之形成材料如同在上述C項所說明。聚酯系樹脂基材之厚度(後述延伸前的厚度)宜為20μm~300μm，較宜為50μm~200μm。若小於20μm，恐難以形成PVA系樹脂層。若超過300μm，譬如在水中延伸時聚酯系樹脂基材恐需要較長時間來吸水而對延伸造成過大的負荷。
上述塗佈液代表上係已使上述PVA系樹脂溶解於溶劑中之溶液。作為溶劑，可舉例如水、二甲亞碸、二甲基甲醯胺、二甲基乙醯胺、N-甲基吡咯啶酮、各種甘醇類、三羥甲丙烷等多元醇類、伸乙二胺、二伸乙三胺等胺類。該等可單獨使用或可將二種以上組合使用。該等中又以水為佳。溶液之PVA系樹脂濃度宜相對於溶劑100重量份為3重量份~20重量份。只要為所述樹脂濃度，便可形成密著於聚酯系樹脂基材且均勻的塗佈膜。在一實施形態中，上述塗佈液含有鹵化物。上述鹵化物可採用任意適當之鹵化物。可舉例如碘化物及氯化鈉。碘化物可舉出例如碘化鉀、碘化鈉及碘化鋰。該等之中又以碘化鉀為佳。塗佈液中之鹵化物量，宜相對於PVA系樹脂100重量份為5重量份~20重量份，更宜相對於PVA系樹脂100重量份為10重量份~15重量份。若鹵化物之量相對於PVA系樹脂100重量份為大於20重量份，則會有鹵化物溢出而使最後製得之偏光件變白濁之情形。將含有鹵化物之PVA系樹脂層與聚酯系樹脂基材之積層體，於在硼酸水中進行延伸前在空氣中進行高溫延伸(輔助延伸)，藉此可促進輔助延伸後之PVA系樹脂層中的PVA系樹脂之結晶化。結果，在將PVA系樹脂層浸漬於液體中時，相較於PVA系樹脂層不含鹵化物之情況，更能抑制聚乙烯醇分子之定向紊亂及定向性之降低。藉此，可提升最後所得偏光件之光學特性。
塗佈液中亦可摻混添加劑。添加劑可舉如塑化劑、界面活性劑等。塑化劑可舉例如乙二醇或丙三醇等多元醇。界面活性劑可舉例如非離子性界面活性劑。該等可為了進一步提升所得PVA系樹脂層的均勻性或染色性、延伸性而使用。又，添加劑可舉如易接著成分。藉由使用易接著成分，可提升聚酯系樹脂基材與PVA系樹脂層之密著性。結果可抑制譬如PVA系樹脂層從聚酯系基材剝落等不良情況，從而良好地進行後述之染色、水中延伸。易接著成分可使用譬如乙醯乙醯基改質PVA等改質PVA。
塗佈液之塗佈方法可採用任意且適當的方法。例如可舉出輥塗法、旋塗法、線棒塗佈法、浸塗法、模塗法、淋幕式塗佈法、噴塗法、刮刀式塗佈法(逗號塗佈法等)等。塗佈液之塗佈、乾燥溫度宜為50℃以上。
上述PVA系樹脂層之厚度(後述延伸前的厚度)宜為3μm~20μm。
在形成PVA系樹脂層前，可對聚酯系樹脂基材施行表面處理(例如電暈處理等)，亦可於聚酯系樹脂基材上塗佈易接著層形成用組成物(塗覆處理)。藉由進行所述處理，可提升聚酯系樹脂基材與PVA系樹脂層之密著性。結果可抑制譬如PVA系樹脂層從聚酯系樹脂基材剝落等不良情況，從而良好地進行後述之染色及延伸。
F-2.空中延伸處理 空中輔助延伸之延伸方法可為固定端延伸(例如使用拉幅延伸機來延伸之方法)，亦可為自由端延伸(例如使積層體通過不同周速的輥件間來進行單軸延伸之方法)。在一實施形態中，空中延伸處理包含熱輥件延伸步驟，該步驟係一邊將上述積層體沿其長邊方向輸送，一邊以熱輥件間之周速差來延伸。空中延伸處理在代表上係包含區域(zone)延伸步驟與熱輥件延伸步驟。另，區域延伸步驟與熱輥件延伸步驟之順序並無限定，可先進行區域延伸步驟，亦可先進行熱輥件延伸步驟。亦可省略區域延伸步驟。在一實施形態中，係依序進行區域延伸步驟及熱輥件延伸步驟。
積層體之延伸溫度可因應聚酯系樹脂基材之形成材料、延伸方式等設定成任意且適當之值。空中延伸處理之延伸溫度宜為聚酯系樹脂基材之玻璃轉移溫度(Tg)以上，而聚酯系樹脂基材之玻璃轉移溫度(Tg)+10℃以上更適宜，Tg+15℃以上特別適宜。另一方面，積層體之延伸溫度的上限宜為170℃。在所述溫度下延伸可抑制PVA系樹脂之結晶化快速進展，從而可抑制該結晶化所造成的不良情況(譬如，因延伸而妨礙PVA系樹脂層之定向)。
F-3.不溶解處理 上述不溶解處理代表上係將PVA系樹脂層浸漬於硼酸水溶液中來進行。藉由施行不溶解處理，可賦予PVA系樹脂層耐水性。該硼酸水溶液之濃度宜相對於水100重量份為1重量份~4重量份。不溶解浴(硼酸水溶液)之液溫宜為20℃~50℃。不溶解處理宜於上述水中延伸或上述染色處理前進行。
F-4.染色處理 PVA系樹脂層之染色，代表上係藉由使碘吸附於PVA系樹脂層來進行。該吸附方法可舉如：使PVA系樹脂層(積層體)浸漬於含碘之染色液中的方法、將該染色液塗敷於PVA系樹脂層上的方法、及將該染色液噴霧至PVA系樹脂層上的方法等。宜採用使PVA系樹脂層(積層體)浸漬於染色液中的方法。其是因為可良好吸附碘之故。
上述染色液宜為碘水溶液。碘之摻混量宜相對於水100重量份為0.1重量份~0.5重量份。為了提高碘對水的溶解度，宜於碘水溶液中摻混碘化物。碘化物之具體例如上述。碘化物之摻混量宜相對於水100重量份為0.02重量份~20重量份，較宜為0.1重量份~10重量份。為了抑制PVA系樹脂溶解，染色液於染色時的液溫宜為20℃~50℃。使PVA系樹脂層浸漬於染色液時，為了確保PVA系樹脂層之透射率，浸漬時間宜為5秒~5分鐘。又，染色條件(濃度、液溫、浸漬時間)可以最後所得偏光件之偏光度或單體透射率成為預定範圍內的方式進行設定。在一實施形態中係以使所得偏光件之偏光度成為99.98%以上的方式來設定浸漬時間。在另一實施形態中則以所得偏光件之單體透射率成為40%~44%的方式來設定浸漬時間。
染色處理可於任意且適當之時機進行。較宜於水中延伸前進行。
F-5.交聯處理 上述交聯處理，代表上係藉由將PVA系樹脂層(積層體)浸漬於硼酸水溶液中來進行。藉由施行交聯處理，可賦予PVA系樹脂層耐水性。該硼酸水溶液之濃度宜相對於水100重量份為1重量份~5重量份。又，於上述染色處理後進行交聯處理時，宜進一步摻混碘化物。藉由摻混碘化物，可抑制已吸附於PVA系樹脂層之碘的溶出。碘化物之摻混量宜相對於水100重量份為1重量份~5重量份。碘化物之具體例係如上述。交聯浴(硼酸水溶液)之液溫宜為20℃~60℃。交聯處理宜於水中延伸處理前進行。較理想的實施形態係依序進行空中延伸處理、染色處理及交聯處理。
F-6.水中延伸處理 偏光板之製造步驟係如上述，包含：在延伸浴中將積層體進行水中延伸處理。具體而言係往與上述積層體之延伸方向平行的方向進行水中延伸。藉由水中延伸，可在比上述聚酯系樹脂基材或PVA系樹脂層之玻璃轉移溫度(代表上為80℃左右)更低的溫度下延伸，而可在抑制PVA系樹脂層結晶化的同時進行高倍率延伸。結果可製作出具有優異光學特性(例如偏光度)之偏光件。另，本說明書中，「平行的方向」包含0°±5.0°之情況，宜為0°±3.0°，更宜為0°±1.0°。
水中延伸之延伸溫度(延伸浴之液溫)宜為69℃以下，較宜為67℃以下。延伸浴之液溫下限宜為40℃，且較宜為50℃。藉由將延伸浴之液溫設定於上述範圍內，可與後述加熱處理中之最高加熱溫度相加乘，而可將聚酯系樹脂基材之彈性係數調整為理想範圍內之值。並且，只要為如上述之溫度，便可抑制PVA系樹脂層溶解，同時又可高倍率地延伸。具體而言，如上所述，若考量由與形成PVA系樹脂層之關係，聚酯系樹脂基材之玻璃轉移溫度(Tg)以60℃以上為宜。此時，延伸溫度若低於40℃，即使考慮利用水使聚酯系樹脂基材塑化，也恐無法良好延伸。另一方面，延伸浴之溫度愈高溫，PVA系樹脂層之溶解性就愈高，而恐無法獲得優異的光學特性。積層體浸漬於延伸浴之浸漬時間宜為15秒~5分鐘。
水中延伸處理之延伸方法可採用任意且適當的方法。具體而言，可為固定端延伸，亦可為自由端延伸。積層體之延伸方向在實質上為上述空中延伸之延伸方向(長邊方向)。積層體之延伸可在一階段中進行亦可分多階段進行。
水中延伸宜將積層體浸漬於硼酸水溶液中來進行(硼酸水中延伸)。藉由使用硼酸水溶液作為延伸浴，可對PVA系樹脂層賦予得以承受延伸時所受張力的剛性及不溶解於水的耐水性。具體上，硼酸在水溶液中會生成四羥基硼酸陰離子而可藉由氫鍵與PVA系樹脂交聯。結果可賦予PVA系樹脂層剛性與耐水性並良好地延伸，而可製作出具有優異光學特性(例如偏光度)的偏光件。
上述硼酸水溶液宜使硼酸及/或硼酸鹽溶解於溶劑即水而獲得。硼酸濃度宜相對於100重量份的水為1重量份~10重量份。藉由將硼酸濃度設為1重量份以上，可有效抑制PVA系樹脂層之溶解，製造特性更高之偏光件。此外，除硼酸或硼酸鹽外，亦可使用將硼砂等之硼化合物、乙二醛、戊二醛等溶解於溶劑而得之水溶液。
若已預先藉由染色處理使二色性物質(以碘為代表)吸附於PVA系樹脂層上時，宜於上述延伸浴(硼酸水溶液)中摻混碘化物。藉由摻混碘化物，可抑制已吸附於PVA系樹脂層之碘的溶出。碘化物可舉出例如：碘化鉀、碘化鋰、碘化鈉、碘化鋅、碘化鋁、碘化鉛、碘化銅、碘化鋇、碘化鈣、碘化錫、碘化鈦等。該等之中又以碘化鉀為佳。碘化物之濃度宜相對於水100重量份為0.05重量份~15重量份，更宜為0.5重量份~8重量份。
藉由將上述聚酯系樹脂基材與水中延伸(硼酸水中延伸)組合，可高倍率延伸，而可製作具有優異光學特性(例如偏光度)之偏光件。具體而言，最大延伸倍率相對於上述積層體之原長(包含積層體之延伸倍率)，宜為5.0倍以上，更宜為5.5倍以上，又更宜為6.0倍以上。本說明書中「最大延伸倍率」意指積層體將要斷裂前的延伸倍率，係另外確認積層體斷裂的延伸倍率後得以比其值低0.2之值。另，以使用有上述聚酯系樹脂基材之積層體的最大延伸倍率來說，相較於僅以空中延伸進行延伸，有經過水中延伸者會更高。
F-7.洗淨處理 洗淨處理代表上可藉由將PVA系樹脂層浸漬於碘化鉀水溶液中來進行。乾燥處理中之乾燥溫度宜為30℃~100℃。
F-8.加熱處理 加熱處理係在水中延伸後進行。藉由加熱處理可使聚酯系樹脂基材進行結晶化。加熱處理在代表上係藉由將加熱機構160內所配置的輸送輥件加熱(使用所謂熱滾筒輥件(加熱輥件))來進行(熱滾筒輥件加熱方式)。在一實施形態中，加熱機構160為烘箱，而亦可併用藉由往烘箱內輸送熱風來進行的加熱方式(烘箱加熱方式)。藉由併用熱滾筒輥件加熱方式與烘箱加熱方式，可抑制熱滾筒輥件間之急遽溫度變化，而可易於控制積層體10’之寬度方向的收縮。烘箱之爐內溫度宜為30℃~100℃。且，烘箱進行之加熱時間宜為1秒~300秒。熱風之風速宜為10m/s~30m/s左右。另，該風速係在烘箱內之風速，可以迷你扇葉型數位風速計來測定。
使用熱滾筒輥件進行加熱，可抑制捲曲而製造出外觀優異的偏光件。具體而言，在使積層體10’沿於熱滾筒輥件之狀態下進行加熱，可有效率地促進上述聚酯系樹脂基材結晶化而增加結晶化度，而即使是在較低的加熱溫度下，仍可良好地增加聚酯系樹脂基材之結晶化度。結果聚酯系樹脂基材之剛性增加而成為得以承受PVA系樹脂層因加熱而收縮的狀態，從而抑制捲曲。且，藉由使用熱滾筒輥件可在將積層體10’維持平坦之狀態下進行加熱，因此不只可抑制捲曲，還可抑制皺摺產生。
在加熱機構160內，可配置多個熱滾筒輥件，且各熱滾筒輥件可設定成不同溫度。在加熱機構160內，通常可配置2個~20個熱滾筒輥件，且配置4個~10個更佳。積層體10’與熱滾筒輥件之接觸時間(總接觸時間)宜為1秒~300秒。藉由調整熱滾筒輥件之溫度、熱滾筒輥件之數量、以及與熱滾筒輥件之接觸時間等，可控制加熱條件。
多個熱滾筒輥件之中，在令經設定為最高溫之熱滾筒輥件的溫度為「最高加熱溫度」時，最高加熱溫度為102℃以上，更宜為105℃以上，又更宜為110℃以上。最高加熱溫度之上限宜為150℃，且較宜為120℃。藉由將加熱處理中之最高加熱溫度設定於上述範圍內，可與水中延伸處理中之延伸浴的溫度相加乘，而可將聚酯系樹脂基材之耐久性指數調整為理想範圍內之值。另，熱滾筒輥件之溫度可以接觸式溫度計來測定。積層體對經保持於最高加熱溫度的熱滾筒輥件之接觸時間(當存在多個最高加熱溫度之熱滾筒輥件時，為合計接觸時間)宜為0.2秒~2秒，更宜為0.5秒~2秒。另，「接觸時間」意指積層體上的任意一點接觸經保持於最高加熱溫度的熱滾筒輥件之外周面後到離開為止之時間。
G.影像顯示裝置 以上述F項記載之製造方法所製得之上述A項至E項記載之偏光板可應用於液晶顯示裝置等影像顯示裝置。因此，本發明包含使用有上述偏光板之影像顯示裝置。本發明之實施形態之影像顯示裝置具備上述A項至E項所記載之偏光板。 實施例
以下，以實施例來具體說明本發明，惟本發明不受該等實施例限定。另，各特性之測定方法及評估方法係如以下所述。 (1)厚度 使用數位測微器(Anritsu公司製，產品名「KC-351C」)測定。 (2)彈性係數 針對實施例及比較例中所製得之偏光板的聚酯系樹脂基材，使用奈米壓痕試驗機(Hysitron Inc公司製，「Triboindenter」)，在以下測定條件之下，以奈米壓痕法測定出彈性係數。具體而言，係將奈米壓痕試驗機之探針(壓頭)壓入偏光板之聚酯系樹脂基材側的面，並從位移-荷重遲滯曲線所得之接觸剛性S、及壓頭與聚酯系樹脂基材之間的接觸射影面積A，利用以下式算出。 彈性係數(E)=S×π1/2 /2A1/2 (測定條件) ・測定方法：單一壓入法 ・測定溫度：25℃ ・壓入速度：約2nm/sec ・壓入深度：約2000nm ・探針：鑽石製，Berkovich型(三角錐型) (3)密著性評估 將實施例及比較例中所製得之長條狀偏光板裁切成150mm(MD方向)×200mm(TD方向)之尺寸，製成評估用試樣。將上述評估用試樣之偏光件側透過丙烯酸系黏著劑貼合於玻璃，並於60℃/90%Rh下保管500小時後，確認評估用試樣之端部有無從玻璃剝落。且，若評估用試樣有從玻璃剝落，則測定出已剝落部分之長度。
＜實施例1＞ 聚酯系樹脂基材係使用長條狀非晶質間苯二甲酸共聚聚對苯二甲酸乙二酯(IPA共聚PET)薄膜(厚度：100μm，IPA改質度：5mol%)。(改質度=[間苯二甲酸乙二酯單元]/[對苯二甲酸乙二酯單元+間苯二甲酸乙二酯單元]) 對聚酯系樹脂基材之單面施行電暈處理(處理條件：50W・min/m2 )後，將乙醯乙醯基改質聚乙烯醇(PVA)(日本合成化學工業公司製，商品名「GOHSEFIMER Z200」)之改質聚烯烴樹脂水性分散體(Unitika公司製，商品名「ARROW BASE SE1030N」)與純水混合而成之混合液(固體成分濃度4.0%)以使乾燥後之厚度為2000nm之方式塗佈於該電暈處理面，並在65℃下乾燥2分鐘而形成底塗層。於此，混合液中乙醯乙醯基改質PVA與改質聚烯烴之固體成分摻混比為30：70。接著，在25℃下對底塗層面塗佈經將PVA(聚合度4200，皂化度99.2莫耳%)90重量份及乙醯乙醯基改質PVA(日本合成化學工業公司製，商品名「GOHSEFIMER Z410」)10重量份摻混而成之PVA系樹脂、與相對於PVA系樹脂100重量份為13重量份之碘化鉀摻混而成之水溶液並在60℃下乾燥3分鐘，而形成厚度13μm之PVA系樹脂層。依上述而製出積層體。 在140℃之烘箱內，將所得積層體在周速相異的輥件間往縱方向(長邊方向)進行自由端單軸延伸2倍(空中輔助延伸)。 接著，將積層體浸漬於液溫40℃的不溶解浴(相對於水100重量份摻混4重量份之硼酸而得的硼酸水溶液)中30秒(不溶解處理)。 接著，使其浸漬於液溫30℃之染色浴(相對於水100重量份，摻混0.2重量份之碘並摻混1.5重量份之碘化鉀而獲得之碘水溶液)中60秒(染色處理)。 接著，使其浸漬於液溫40℃的交聯浴(相對於水100重量份，摻混3重量份的碘化鉀並摻混5重量份的硼酸而獲得之硼酸水溶液)中30秒(交聯處理)。 之後，將積層體一邊浸漬於硼酸水溶液(相對於水100重量份，摻混3重量份的硼酸並摻混5重量份的碘化鉀而製得之水溶液)之延伸浴(延伸浴溫度：67℃)，一邊在不同周速的輥件間往縱方向(長邊方向)進行單軸延伸至2.75倍(總延伸倍率：5.5倍)(水中延伸處理)。 之後，將積層體浸漬於液溫30℃的洗淨浴(相對於水100重量份，摻混3.5重量份的碘化鉀而獲得之水溶液)中(洗淨處理)。 接著，在具有多個經保持於80~110℃之加熱輥件且保持於80℃之烘箱中，以使積層體對經保持於最高加熱溫度110℃的加熱輥件之接觸時間合計為1秒之方式，使用加熱輥件一邊輸送積層體一邊進行加熱處理。 以上述方式而製得於聚酯系樹脂基材上積層有厚度5μm之偏光件的長條狀偏光板1。偏光板1之聚酯系樹脂基材之彈性係數為3.15GPa。將偏光板1供於上述密著性評估後，並未發生從玻璃剝落之情形。
＜實施例2＞ 將最高加熱溫度設為105℃且將接觸時間之合計設為1秒，除此之外依與實施例1相同方式而製得偏光板2。偏光板2之聚酯系樹脂基材之彈性係數為2.85GPa。將偏光板2供於進行與實施例1相同之評估。將結果列於表1。
＜實施例3＞ 將最高加熱溫度設為102℃且將接觸時間之合計設為1秒，除此之外依與實施例1相同方式而製得偏光板3。偏光板3之聚酯系樹脂基材之彈性係數為2.70GPa。將偏光板3供於進行與實施例1相同之評估。將結果列於表1。
＜實施例4＞ 使用延伸浴溫度為69℃之延伸浴將積層體進行水中延伸、及將最高加熱溫度設為105℃且將接觸時間之合計設為1秒，除此之外依與實施例1相同方式而製得偏光板4。偏光板4之聚酯系樹脂基材之彈性係數為2.72GPa。將偏光板4供於進行與實施例1相同之評估。將結果列於表1。
＜比較例1＞ 將最高加熱溫度設為100℃且將接觸時間之合計設為1秒，除此之外依與實施例1相同方式而製得偏光板5。偏光板5之聚酯系樹脂基材之彈性係數為2.65GPa。將偏光板5供於進行與實施例1相同之評估。將結果列於表1。
＜比較例2＞ 將最高加熱溫度設為95℃且將接觸時間之合計設為1秒，除此之外依與實施例1相同方式而製得偏光板6。偏光板6之聚酯系樹脂基材之彈性係數為2.37GPa。將偏光板6供於進行與實施例1相同之評估。將結果列於表1。
＜比較例3＞ 將爐內溫度設定為60℃、及將最高加熱溫度設為60℃且將接觸時間之合計設為1秒，除此之外依與實施例1相同方式而製得偏光板7。偏光板7之聚酯系樹脂基材之彈性係數為2.10GPa。將偏光板7供於進行與實施例1相同之評估。將結果列於表1。
＜比較例4＞ 將最高加熱溫度設為102℃且將接觸時間之合計設為1秒，除此之外依與實施例4相同方式而製得偏光板8。偏光板8之聚酯系樹脂基材之彈性係數為2.57GPa。將偏光板8供於進行與實施例1相同之評估。將結果列於表1。
＜比較例5＞ 將最高加熱溫度設為100℃且將接觸時間之合計設為1秒，除此之外依與實施例4相同方式而製得偏光板9。偏光板9之聚酯系樹脂基材之彈性係數為2.50GPa。將偏光板9供於進行與實施例1相同之評估。將結果列於表1。
[表1]
Figure 02_image003
由表1可明顯得知，彈性係數在2.70GPa以上之偏光板即使放置於高溫高濕環境下也未發生從玻璃剝落之情形。
產業上之可利用性 本發明之偏光板可適宜使用在液晶顯示裝置、有機EL顯示裝置等影像顯示裝置。
10‧‧‧偏光板 10’‧‧‧積層體 11‧‧‧聚酯系樹脂基材 12‧‧‧偏光件 101‧‧‧釋出部 110‧‧‧硼酸水溶液之浴 111、112、121、122、131、132、141、142、151、152‧‧‧輥件 120‧‧‧二色性物質(碘)及碘化鉀之水溶液之浴 130‧‧‧硼酸及碘化鉀之水溶液之浴 140‧‧‧硼酸水溶液之延伸浴 150‧‧‧碘化鉀水溶液之浴 160‧‧‧加熱機構 170‧‧‧捲取部
圖1為本發明之一實施形態之偏光板的截面圖。 圖2為顯示一實施形態之偏光板之製造步驟的概略圖。
10‧‧‧偏光板
11‧‧‧聚酯系樹脂基材
12‧‧‧偏光件

Claims (6)

  1. 一種偏光板之製造方法，該偏光板具有聚酯系樹脂基材、與積層於前述聚酯系樹脂基材之單側的偏光件，前述偏光件之厚度為10μm以下且前述聚酯系樹脂基材之彈性係數為2.70GPa以上；該製造方法包含：於前述聚酯系樹脂基材之單側形成聚乙烯醇系樹脂層而製成積層體；將前述積層體染色及延伸，以將前述聚乙烯醇系樹脂層製成偏光件；及在前述延伸後將前述聚酯系樹脂基材與前述偏光件之積層體進行加熱處理；其中，前述延伸中之延伸浴的溫度為67℃以下且前述加熱處理中之最高加熱溫度為102℃以上，或者，前述延伸中之延伸浴的溫度為69℃以下且前述加熱處理中之最高加熱溫度為105℃以上；並且，保持在該最高加熱溫度之時間為0.2秒至2秒。
  2. 如請求項1之偏光板之製造方法，其中前述偏光件不隔著接著層而積層於前述聚酯系樹脂基材之單側。
  3. 如請求項1或2之偏光板之製造方法，其中前述聚酯系樹脂基材與前述偏光件之間具有易接著層。
  4. 如請求項1或2之偏光板之製造方法，其中前述聚酯系樹脂基材作為前述偏光件之保護層發揮功能。
  5. 如請求項3之偏光板之製造方法，其中前述聚酯系樹脂基材作為前述偏光件之保護層發揮功能。
  6. 一種影像顯示裝置之製造方法，包含如請求項1至5中任一項之偏光板之製造方法。
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