TWI775885B

TWI775885B - 偏光板及偏光板捲材

Info

Publication number: TWI775885B
Application number: TW107122313A
Authority: TW
Inventors: 後藤周作; 嶋津亮; 高永幸佑
Original assignee: 日商日東電工股份有限公司
Priority date: 2017-09-13
Filing date: 2018-06-28
Publication date: 2022-09-01
Also published as: KR20200054183A; WO2019054269A1; CN111095056A; TW201915524A

Abstract

本發明之課題在於提供一種具有優異光學特性的偏光膜。作為解決手段之本發明之長條狀偏光板，係具有：偏光膜，其厚度為8μm以下，單體透射率為43.5%以上且偏光度為99.940%以上；及保護層，其配置在偏光膜之至少一側；前述偏光板之50cm² 區域內的單體透射率最大值與最小值之差為0.15%以下。

Description

偏光板及偏光板捲材

發明領域本發明涉及一種偏光板及偏光板捲材。

發明背景在屬代表性影像顯示裝置之液晶顯示裝置中，由於其影像形成方式，於液晶單元的兩側配置有偏光膜。又，在薄型顯示器普及的同時，亦有提議搭載有有機EL面板之顯示器(OLED)或採用使用量子點等無機發光材料之顯示面板的顯示器(QLED)。該等面板具有高反射性的金屬層，容易產生外光反射或背景映射等問題。爰此，周知藉由於觀視側設置具有偏光膜與λ/4板之圓偏光板，可防止該等問題。作為偏光膜之製造方法，例如已提出有一種將具有樹脂基材及聚乙烯醇(PVA)系樹脂層之積層體延伸，其次施以染色處理，以在樹脂基材上獲得偏光膜的方法(例如專利文獻1)。藉由這種方法可獲得厚度較薄的偏光膜，所以能對近年之影像顯示裝置的薄型化有所貢獻而備受矚目。然而，如上述之以往的薄型偏光膜其光學特性並不充分，因而需要薄型偏光膜之光學特性更加提升。先前技術文獻專利文獻

專利文獻1：日本專利特開第2001-343521號公報

發明概要發明欲解決之課題本發明係為解決上述習知課題所為，其主要目的在於提供一種具有優異光學特性且已抑制光學特性之參差差異的偏光板。用以解決課題之手段

本發明之偏光板具有：偏光膜，其厚度為8μm以下，單體透射率為43.5%以上且偏光度為99.940%以上；及保護層，其配置在上述偏光膜之至少一側；並且，前述偏光板之50cm² 區域內的單體透射率最大值與最小值之差為0.15%以下。本發明之偏光板具有：偏光膜，其厚度為8μm以下，單體透射率為43.5%以上且偏光度為99.940%以上；及保護層，其配置在上述偏光膜之至少一側；前述偏光板之寬度為1000mm以上，沿寬度方向之位置的單體透射率最大值與最小值之差為0.3%以下。在一實施形態中，上述偏光膜之單體透射率為44.0%以下，上述偏光膜之偏光度為99.990%以下。根據本發明之另一面向可提供一種偏光板捲材。該偏光板捲材係將上述偏光板捲繞成捲狀而成。發明效果

根據本發明，可提供一種具有下述偏光膜且具有優異光學特性同時已抑制光學特性之參差差異的偏光板，該偏光膜之厚度為8μm以下、單體透射率為43.5%以上且偏光度為99.940%以上。

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.偏光板圖1係本發明之一實施形態之偏光板的概略截面圖。偏光板100具有：偏光膜10、配置於偏光膜10其中一側的第1保護層20、及配置於偏光膜10另一側的第2保護層30。偏光膜的厚度為8μm以下，單體透射率為43.5%以上，且偏光度為99.940%以上。亦可省略第1保護層20及第2保護層30中其中一個保護層。另，第1保護層及第2保護層中其中一者亦可為用於製造偏光膜的樹脂基材(容於後述)。

偏光板可為長條狀亦可為單片狀。偏光板為長條狀時，宜捲繞成捲狀做成偏光板捲材。偏光板具有優異的光學特性，同時光學特性的參差差異小。在一實施形態中，偏光板的寬度為1000mm以上，且沿寬度方向之位置的單體透射率最大值與最小值之差(D1)為0.3%以下。D1之上限宜為0.25%，較宜為0.2%。D1愈小愈佳，其下限譬如為0.01%。D1若於上述範圍內，即可工業性生產具有優異光學特性的偏光板。在另一實施形態中，偏光板之50cm² 區域內的單體透射率最大值與最小值之差(D2)為0.15%以下。D2之上限宜為0.1%，較宜為0.08%。D2愈小愈佳，其下限譬如為0.01%。D2若於上述範圍內，將偏光板用於影像顯示裝置時，可抑制顯示畫面上之輝度的參差差異。

B-1.偏光膜如上述，偏光膜的厚度為8μm以下，單體透射率為43.5%以上，且偏光度為99.940%以上。一般而言，單體透射率與偏光度彼此為互償關係，一提高單體透射率，偏光度便可能降低；一提高偏光度，單體透射率便可能降低。因此，以往很能在實用上提供可滿足單體透射率43.5%以上且偏光度99.940%以上之光學特性的薄型偏光膜。本發明的成果之一便在於實現了一種具有單體透射率為43.5%以上且偏光度為99.940%以上之優異光學特性同時已抑制光學特性之參差差異的薄型偏光膜(偏光板)。具有這種偏光膜的偏光板可用於影像顯示裝置，尤其適合用於液晶顯示裝置之背面側偏光板。

偏光膜之厚度宜為1μm~8μm，較宜為1μm~7μm，更宜為2μm~5μm。

偏光膜宜在波長380nm~780nm下之任一波長顯示吸收二色性。偏光膜之單體透射率宜為44.0%以下。偏光膜之偏光度宜為99.950%以上，較宜為99.960%以上。另一方面，偏光度之上限宜為99.990%。上述單體透射率，通常為利用紫外線-可見光分光光度計測定並經視感度補償的Y值。上述偏光度，通常為依據利用紫外線-可見光分光光度計測定並經視感度補償的平行透射率Tp及正交透射率Tc，以下述式求得。偏光度(%)={(Tp-Tc)/(Tp+Tc)}^1/2 ×100

在一實施形態中，8μm以下的薄型偏光膜之透射率，通常以偏光膜(表面折射率：1.53)與保護薄膜(折射率：1.50)之積層體為測定對象，用紫外線-可見光分光光度計測得。在各層界面的反射率會因應偏光膜的表面折射率及/或保護薄膜之與空氣界面相接之表面折射率而有所不同，其結果，透射率之測定值有時也會因而改變。因此，譬如在使用折射率非1.50之保護薄膜時，亦可因應保護薄膜之與空氣界面相接之表面折射率來補償透射率的測定值。具體上，透射率之補償值C係用和保護薄膜與空氣層之界面的透射軸平行的偏光反射率R₁ (透射軸反射率)，以下式表示。 C=R₁ -R₀ R₀ =((1.50-1)² /(1.50+1)² )×(T₁ /100) R₁ =((n₁ -1)² /(n₁ +1)² )×(T₁ /100) 在此，R₀ 係使用折射率為1.50之保護薄膜時的透射軸反射率，n₁ 為所用保護薄膜之折射率，T₁ 為偏光膜之透射率。譬如，使用表面折射率為1.53之基材(環烯烴系薄膜、附硬塗層之薄膜等)作為保護薄膜時，補償量C約0.2%。此時，藉由在利用測定所得透射率加上0.2%，可換算成使用表面折射率為1.50之保護薄膜時的透射率。另，根據以上述式所進行之計算，使偏光膜之透射率T₁ 微調2%時的補償值C之變化量為0.03%以下，偏光膜之透射率帶給補償值C之值的影響有限。又，保護薄膜具有表面反射以外之吸收時，可依照吸收量進行適當的補償。

偏光膜可採用任意且適當的偏光膜。偏光膜通常是使用二層以上之積層體製作而得。

使用積層體而獲得之偏光膜的具體例，可舉出使用樹脂基材及塗佈形成於該樹脂基材之PVA系樹脂層的積層體而獲得之偏光膜。使用樹脂基材及塗佈形成於該樹脂基材之PVA系樹脂層的積層體而獲得之偏光膜，例如可以藉由以下來製作：將PVA系樹脂溶液塗佈於樹脂基材，並使其乾燥而於樹脂基材上形成PVA系樹脂層，以獲得樹脂基材與PVA系樹脂層的積層體；以及將該積層體延伸及染色而將PVA系樹脂層製成偏光膜。本實施形態中，延伸通常包含使積層體浸漬於硼酸水溶液中而進行延伸。而且，視需要，延伸可更進一步地包含在硼酸水溶液中進行延伸前以高溫(例如95℃以上)將積層體進行空中延伸。可以直接使用所得之樹脂基材/偏光膜的積層體(亦即，可以樹脂基材作為偏光膜的保護層)，或亦可從樹脂基材/偏光膜之積層體剝離樹脂基材，並於該剝離面依目的積層任意且適當的保護層後來使用。所述偏光膜之製造方法的詳細內容，例如記載於日本專利特開2012-73580號公報。本說明書中援用該公報之其整體的記載作為參考。

本發明之偏光膜之製造方法包含：在長條狀熱塑性樹脂基材的單側，形成含有鹵化物與聚乙烯醇系樹脂的聚乙烯醇系樹脂層而製成積層體；及，對上述積層體依序施行空中輔助延伸處理、染色處理、水中延伸處理、及沿長邊方向輸送並加熱上述積層體以使其在寬度方向上收縮2%以上的乾燥收縮處理。藉此，可提供一種具有厚度為8μm以下、單體透射率為43.5%以上、偏光度為99.940%以上之優異光學特性同時已抑制光學特性之參差差異的偏光膜。亦即，藉由導入輔助延伸，即便在熱塑性樹脂上塗佈PVA時，仍可提高PVA之結晶性而能夠達成高度之光學特性。同時又藉由在事前提高PVA之定向性，可在後續染色步驟及延伸步驟浸漬於水中時，防止PVA之定向性降低或溶解等的問題，而能夠達成高度之光學特性。再者，當將PVA系樹脂層浸漬於液體時，相較於PVA系樹脂層不含鹵化物的情況，更可抑制聚乙烯醇分子之定向的紊亂以及定向性的降低。藉此，可以提升經染色處理及水中延伸處理等將積層體浸漬於液體來進行之處理步驟所獲得之偏光膜的光學特性。而且，藉由利用乾燥收縮處理使積層體在寬度方向上收縮，可提升光學特性。

B-2.保護層第1及第2保護層是以可作為偏光膜之保護層使用之任意且適當的薄膜來形成。作為該薄膜之主成分的材料具體例，可列舉三醋酸纖維素(TAC)等纖維素系樹脂或聚酯系、聚乙烯醇系、聚碳酸酯系、聚醯胺系、聚醯亞胺系、聚醚碸系、聚碸系、聚苯乙烯系、聚降莰烯系、聚烯烴系、(甲基)丙烯酸系、乙酸酯系等透明樹脂等。又，亦可列舉(甲基)丙烯酸系、胺甲酸乙酯系、(甲基)丙烯酸胺甲酸乙酯系、環氧系、聚矽氧系等熱硬化型樹脂或紫外線硬化型樹脂等。其他亦可舉如矽氧烷系聚合物等玻璃質系聚合物。並且，亦可使用日本專利特開2001-343529號公報(WO01/37007)所記載之聚合物薄膜。作為該薄膜之材料，例如可以使用含有在側鏈具有取代或非取代之醯亞胺基的熱塑性樹脂及在側鏈具有取代或非取代之苯基及腈基的熱塑性樹脂之樹脂組成物，且例如可舉出具有由異丁烯與N-甲基馬來醯亞胺構成之交替共聚物及丙烯腈-苯乙烯共聚物之樹脂組成物。該聚合物薄膜例如可為上述樹脂組成物之擠製成形物。

當將偏光板100應用於影像顯示裝置時，配置於與顯示面板相反之側之保護層(外側保護層)的厚度典型上為300μm以下，宜為100μm以下，較宜為5μm~80μm，更宜為10μm~60μm。此外，當施行有表面處理時，外側保護層之厚度是包含表面處理層之厚度的厚度。

當將偏光板100應用於影像顯示裝置時，配置於顯示面板側之保護層(內側保護層)的厚度宜為5μm~200μm，較宜為10μm~100μm，更宜為10μm~60μm。在一實施形態中，內側保護層是具有任意且適當的相位差值的相位差層。此時，相位差層之面內相位差Re(550)譬如為110nm~150nm。「Re(550)」是23℃下以波長550nm之光所測定的面內相位差，可藉由式：Re=(nx-ny)×d來求出。在此，「nx」為面內折射率最大方向(亦即慢軸方向)的折射率，「ny」為面內與慢軸正交方向(亦即快軸方向)的折射率，「nz」為厚度方向的折射率，「d」為層(薄膜)的厚度(nm)。

C.偏光膜之製造方法本發明之一實施形態的偏光膜之製造方法包含：在長條狀熱塑性樹脂基材的單側，形成含有鹵化物與聚乙烯醇系樹脂(PVA系樹脂)的聚乙烯醇系樹脂層(PVA系樹脂層)而製成積層體；及，對上述積層體依序施行空中輔助延伸處理、染色處理、水中延伸處理、及沿長邊方向輸送並加熱該積層體以使其在寬度方向上收縮2%以上的乾燥收縮處理。相對於PVA系樹脂100重量份，PVA系樹脂層中之鹵化物的含量宜為5重量份~20重量份。乾燥收縮處理宜使用加熱輥進行處理，且加熱輥之溫度宜為60℃~120℃。根據所述製造方法，可獲得上述偏光膜。尤其，藉由製作含有含鹵化物之PVA系樹脂層的積層體，並將上述積層體之延伸設為包含空中輔助延伸及水中延伸的多階段延伸，再以加熱輥加熱延伸後之積層體，可以獲得具有優異光學特性(典型上為單體透射率及偏光度)同時已抑制光學特性之參差差異的偏光膜。具體上，藉由在乾燥收縮處理步驟中使用加熱輥，可在輸送積層體的同時令積層體整體均勻收縮。藉此，不僅可提高製得之偏光膜的光學特性，還可穩定生產光學特性優異的偏光膜，並可抑制偏光膜之光學特性(尤其是單體透射率)的參差差異。

C-1.製作積層體製作熱塑性樹脂基材與PVA系樹脂層之積層體的方法可以採用任意且適當的方法。理想係在熱塑性樹脂積層的表面，藉由塗佈包含鹵化物與PVA系樹脂的塗佈液後使其乾燥，而在熱塑性樹脂基材上形成PVA系樹脂層。如上述，相對於PVA系樹脂100重量份，PVA系樹脂層中之鹵化物的含量宜為5重量份~20重量份。

塗佈液之塗佈方法可採用任意且適當的方法。可舉如：輥塗法、旋塗法、線棒塗佈法、浸塗法、模塗法、簾幕式塗佈法、噴塗法、刮刀塗佈法(缺角輪塗佈法等)等。上述塗佈液之塗佈、乾燥溫度宜為50℃以上。

PVA系樹脂層之厚度宜為3μm~40μm，更宜為3μm~20μm。

在形成PVA系樹脂層之前，可對熱塑性樹脂基材施以表面處理(例如電暈處理)，亦可在熱塑性樹脂基材上形成易接著層。藉由進行所述處理，可提升熱塑性樹脂基材與PVA系樹脂層之密著性。

C-1-1.熱塑性樹脂基材熱塑性樹脂基材之厚度宜為20μm~300μm，更宜為50μm~200μm。若低於20μm，恐難以形成PVA系樹脂層。若超過300μm，例如在後述之水中延伸處理時熱塑性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。

熱塑性樹脂基材其吸水率宜為0.2%以上，更宜為0.3%以上。熱塑性樹脂基材會吸水，水則會發揮塑化劑的作用而可進行塑化。其結果，可以使延伸應力大幅降低，而可以高倍率地延伸。另一方面，熱塑性樹脂基材之吸水率宜為3.0%以下，更宜為1.0%以下。藉由使用所述熱塑性樹脂基材，可防止製造時熱塑性樹脂基材之尺寸穩定性顯著下降導致所得之偏光膜的外觀劣化等不良情況。又，可防止於水中延伸時基材斷裂或PVA系樹脂層從熱塑性樹脂基材剝離。此外，熱塑性樹脂基材之吸水率例如可以藉由將改質基導入構成材料來調整。吸水率係按JIS K 7209所求得之值。

熱塑性樹脂基材之玻璃轉移溫度(Tg)宜為120℃以下。藉由使用所述熱塑性樹脂基材，可抑制PVA系樹脂層的結晶化，同時又可充分確保積層體的延伸性。並且，若考慮水所致之熱塑性樹脂基材的塑化及順利進行水中延伸，宜為100℃以下，更宜為90℃以下。另一方面，熱塑性樹脂基材之玻璃轉移溫度宜為60℃以上。藉由使用所述熱塑性樹脂基材，可以防止在塗佈、乾燥含有上述PVA系樹脂之塗佈液時熱塑性樹脂基材變形(例如，產生凹凸或下垂、皺褶等)等之不良情況，而良好地製作積層體。又，PVA系樹脂層的延伸可以在適當的溫度(例如，60℃左右)下良好地進行。此外，熱塑性樹脂基材的玻璃轉移溫度例如可以藉由將於構成材料導入改質基之結晶化材料加熱來調整。玻璃轉移溫度(Tg)係按JIS K 7121求得之值。

熱塑性樹脂基材之構成材料可採用任意且適當的熱塑性樹脂。熱塑性樹脂可舉如：聚對苯二甲酸乙二酯系樹脂等酯系樹脂、降莰烯系樹脂等環烯烴系樹脂、聚丙烯等烯烴系樹脂、聚醯胺系樹脂、聚碳酸酯系樹脂及該等之共聚物樹脂等。該等中又以降莰烯系樹脂、非晶質之聚對苯二甲酸乙二酯系樹脂為宜。

在一實施形態中，宜使用非晶質之(未結晶化之)聚對苯二甲酸乙二酯系樹脂。其中又尤宜使用非晶質之(不易結晶化之)聚對苯二甲酸乙二酯系樹脂。非晶質之聚對苯二甲酸乙二酯系樹脂的具體例可列舉：進一步含有異酞酸及/或環己烷二羧酸作為二羧酸之共聚物或進一步含有環己烷二甲醇或二乙二醇作為甘醇之共聚物。

在較佳之實施形態中，熱塑性樹脂基材是以具有異酞酸單元之聚對苯二甲酸乙二酯系樹脂所構成。原因在於所述熱塑性樹脂基材之延伸性極為優異，而可以抑制延伸時之結晶化。吾等認為這是由於導入異酞酸單元，對主鏈帶來很大的折曲所造成的。聚對苯二甲酸乙二酯系樹脂具有對苯二甲酸單元及乙二醇單元。相對於所有重複單元之合計，異酞酸單元之含有比率宜為0.1莫耳%以上，更宜為1.0莫耳%以上。這是因為可以獲得延伸性極為優異之熱塑性樹脂基材。另一方面，相對於所有重複單元之合計，異酞酸單元之含有比率宜為20莫耳%以下，更宜為10莫耳%以下。藉由設定為所述含有比率，可以在後述之乾燥收縮處理中使結晶化度良好地增加。

熱塑性樹脂基材亦可事先(形成PVA系樹脂層之前)進行延伸。在一實施形態中，是往長條狀熱塑性樹脂基材的橫向延伸。橫向宜為與後述之積層體的延伸方向正交之方向。並且，本說明書中所謂「正交」包含實質上正交的情況。此處，所謂之「實質上正交」包含90°±5.0°之情況，且宜為90°±3.0°，更宜為90°±1.0°。

相對於玻璃轉移溫度(Tg)，熱塑性樹脂基材之延伸溫度宜為Tg-10℃~Tg+50℃。熱塑性樹脂基材之延伸倍率宜為1.5倍~3.0倍。

熱塑性樹脂基材之延伸方法可採用任意且適當的延伸方法。具體而言，可為固定端延伸，亦可為自由端延伸。延伸方式可為乾式亦可為濕式。熱塑性樹脂基材之延伸可以在一階段中進行，亦可分多階段進行。分多階段進行時，上述之延伸倍率為各階段之延伸倍率之積。

C-1-2.塗佈液塗佈液如上述含有鹵化物與PVA系樹脂。上述塗佈液通常係已使上述鹵化物及上述PVA系樹脂溶解於溶劑中之溶液。溶劑可舉如：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、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。相對於溶劑100重量份，溶液之PVA系樹脂濃度宜為3重量份~20重量份。只要為所述樹脂濃度，便可形成密著於熱塑性樹脂基材之均勻的塗佈膜。相對於PVA系樹脂100重量份，塗佈液中之鹵化物的含量為5重量份~20重量份。

可於塗佈液摻合添加劑。添加劑可舉如塑化劑、界面活性劑等。塑化劑可舉如乙二醇及丙三醇等多元醇。界面活性劑可舉如非離子界面活性劑。該等可在進一步提升所得PVA系樹脂層的均勻性或染色性、延伸性之目的下做使用。

上述PVA系樹脂可採用任意且適當的樹脂。可舉如：聚乙烯醇及乙烯-乙烯醇共聚物。聚乙烯醇可將聚乙酸乙烯酯予以皂化而獲得。乙烯-乙烯醇共聚物可將乙烯-乙酸乙烯酯共聚物予以皂化而獲得。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%。皂化度可按JIS K 6726-1994求得。藉由使用這類皂化度的PVA系樹脂，可獲得耐久性佳的偏光膜。皂化度太高時，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。

上述鹵化物可採用任意且適當的鹵化物。可舉如碘化物及氯化鈉。碘化物可舉如碘化鉀、碘化鈉及碘化鋰。該等中又以碘化鉀為宜。

塗佈液中之鹵化物的量，相對於PVA系樹脂100重量份宜為5重量份~20重量份，並且相對於PVA系樹脂100重量份較宜為10重量份~15重量份。若鹵化物相對於PVA系樹脂100重量份之量超過20重量份，鹵化物會溢出(bleedout)，導致最終所得之偏光膜有白濁的情況。

一般而言，藉由PVA系樹脂層延伸，PVA系樹脂中之聚乙烯醇分子的定向性會變高，但若將延伸後之PVA系樹脂層浸漬於含水的液體中，聚乙烯醇分子之定向會紊亂，而有定向性降低的情況。尤其是在對熱塑性樹脂與PVA系樹脂層的積層體進行硼酸水中延伸時，為了使熱塑性樹脂之延伸穩定而以較高的溫度在硼酸水中延伸上述積層體時，上述定向度降低的傾向會十分顯著。例如，相對於一般是以60℃進行PVA薄膜單體在硼酸水中的延伸，A-PET(熱塑性樹脂基材)與PVA系樹脂層之積層體的延伸是在70℃前後之溫度的較高溫度下進行，在該情況下，延伸初期之PVA的定向性可能會在利用水中延伸而上升之前的階段即降低。相對於此，製作含有鹵化物之PVA系樹脂層與熱塑性樹脂基材的積層體並於硼酸水中延伸積層體之前，藉由在空氣中進行高溫延伸(輔助延伸)，可促進輔助延伸後之積層體的PVA系樹脂層中之PVA系樹脂結晶化。其結果，當將PVA系樹脂層浸漬於液體時，相較於PVA系樹脂層不含鹵化物的情況，較可抑制聚乙烯醇分子之定向的紊亂以及定向性的降低。藉此，可以提升經染色處理及水中延伸處理等將積層體浸漬於液體來進行之處理步驟所獲得之偏光膜的光學特性。

C-2.空中輔助延伸處理尤其，為了獲得高度之光學特性，會選擇組合乾式延伸(輔助延伸)及硼酸水中延伸之2段延伸的方法。如2段延伸，藉由導入輔助延伸，可以抑制熱塑性樹脂基材之結晶化並同時進行延伸，而可以解決在後續之硼酸水中延伸中因熱塑性樹脂基材過度的結晶化而造成之延伸性降低的問題，故可以更高倍率地延伸積層體。而且，習知當在熱塑性樹脂基材上塗佈PVA系樹脂時，為了抑制熱塑性樹脂基材之玻璃移轉溫度的影響，相較於將PVA系樹脂塗佈於金屬圓筒上的情況，必須降低塗佈溫度，結果可能導致產生PVA系樹脂的結晶化相對變低，而無法獲得充分之光學特性的問題。相對於此，藉由導入輔助延伸，則在將PVA系樹脂塗佈於熱塑性樹脂上時，仍可提高PVA系樹脂之結晶性，而能夠達成高度之光學特性。再者，藉由事前同時提高PVA系樹脂之定向性，可在後續染色步驟及延伸步驟浸漬於水中時，防止PVA系樹脂之定向性的降低及溶解等的問題，而可達成高度的光學特性。

空中輔助延伸之延伸方法，可為固定端延伸(例如，使用拉幅延伸機進行延伸的方法)，亦可為自由端延伸(例如，在周速不同的輥間通過積層體而進行單軸延伸的方法)，但為了獲得高度之光學特性，可積極地採用自由端延伸。在一實施形態中，空中延伸處理包含加熱輥延伸步驟，該步驟是將上述積層體沿其長邊方向輸送，同時藉由加熱輥間之周速差而進行延伸。空中延伸處理通常包含區域延伸步驟及加熱輥延伸步驟。另，區域延伸步驟及加熱輥延伸步驟之順序並無限定，可以先進行區域延伸步驟，亦可先進行加熱輥延伸步驟。亦可省略區域延伸步驟。在一實施形態中，可依序進行區域延伸步驟及加熱輥延伸步驟。又，在其他實施形態中，拉幅延伸機是把持薄膜端部，並將拉幅機間之距離朝流動方向擴展而進行延伸(拉幅機間之距離的擴展即為延伸倍率)。此時，寬度方向(相對於流動方向為垂直方向)之拉幅機的距離是設定成可任意接近。較理想的是可設定成相對於流動方向之延伸倍率來利用自由端延伸作接近。為自由端延伸時，是以寬度方向之收縮率=(1/延伸倍率)^1/2 計算。

空中輔助延伸可在一階段中進行亦可分多階段進行。分多階段進行時，延伸倍率為各階段之延伸倍率之積。空中輔助延伸中之延伸方向以與水中延伸之延伸方向略為相同為佳。

空中輔助延伸中之延伸倍率宜為2.0倍~3.5倍。組合空中輔助延伸及水中延伸時之最大延伸倍率，相對於積層體之原長宜為5.0倍以上，較宜為5.5倍以上，更宜為6.0倍以上。本說明書中「最大延伸倍率」意指積層體將要破斷前的延伸倍率，係另外確認積層體破斷的延伸倍率後得以比其值低0.2之值。

空中輔助延伸之延伸溫度可因應熱塑性樹脂基材之形成材料、延伸方式等設定成任意且適當的值。延伸溫度宜為熱塑性樹脂基材之玻璃轉移溫度(Tg)以上，更宜為熱塑性樹脂基材之玻璃轉移溫度(Tg)+10℃以上，尤宜為Tg+15℃以上。另一方面，延伸溫度之上限宜為170℃。在所述溫度下延伸，可抑制PVA系樹脂之結晶化快速進展，進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)。

C-3.不溶解化處理視需要，在空中輔助延伸處理之後且在水中延伸處理或染色處理之前，施行不溶解化處理。上述不溶解化處理通常是將PVA系樹脂層浸漬於硼酸水溶液中來進行。藉由施行不溶解化處理，可賦予PVA系樹脂層耐水性，防止PVA浸漬於水中時定向降低。相對於水100重量份，該硼酸水溶液之濃度宜為1重量份~4重量份。不溶解化浴(硼酸水溶液)之液溫宜為20℃~50℃。

C-4.染色處理上述染色處理通常係以碘將PVA系樹脂層染色來進行。具體而言，是藉由使碘吸附於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、及對PVA系樹脂層噴霧該染色液的方法等。理想係使積層體浸漬於染色液(染色浴)中之方法。因為可良好吸附碘。

上述染色液宜為碘水溶液。相對於水100重量份，碘之摻合量宜為0.05重量份~0.5重量份。為了提高碘對於水的溶解度，宜於碘水溶液中摻合碘化物。碘化物可舉如：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。該等中又以碘化鉀為宜。相對於水100重量份，碘化物之摻合量宜為0.1重量份~10重量份，較宜為0.3重量份~5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，較宜為30秒~90秒。

染色條件(濃度、液溫、浸漬時間)可以能使最終所得偏光膜之單體透射率成為43.5%以上，並且偏光度成為99.940%以上的方式來進行設定。所述染色條件宜使用碘水溶液作為染色液，並將碘水溶液中之碘及碘化鉀之含量的比設為1：5~1：20。碘水溶液中之碘及碘化鉀之含量的比宜為1：5~1：10。藉此，可以獲得具有如上述之光學特性的偏光膜。

在將積層體浸漬於含有硼酸之處理浴中的處理(通常為不溶解化處理)後接續進行染色處理時，因該處理浴所含之硼酸混入染色浴導致染色浴之硼酸濃度隨時間進展而產生變化，結果會有染色性變得不穩定的情況。為了抑制如上述之染色性的不穩定化，相對於水100重量份，染色浴之硼酸濃度的上限宜調整為4重量份，更宜為2重量份。另一方面，相對於水100重量份，染色浴之硼酸濃度的下限宜為0.1重量份，較宜為0.2重量份，更宜為0.5重量份。在一實施形態中，是使用事先摻混了硼酸的染色浴來進行染色處理。藉此，可以減低染色浴中混入上述處理浴之硼酸時其硼酸濃度之變化的比率。相對於水100重量份，事先摻混於染色浴之硼酸的摻混量(亦即，非來自上述處理浴之硼酸的含量)宜為0.1重量份~2重量份，較宜為0.5重量份~1.5重量份。

C-5.交聯處理視需要，在染色處理之後且在水中延伸處理之前，施行交聯處理。上述交聯處理通常是將PVA系樹脂層浸漬於硼酸水溶液中來進行。藉由施行交聯處理，可對PVA系樹脂層賦予耐水性，防止在後續之水中延伸中將PVA浸漬於高溫之水中時定向降低。相對於水100重量份，該硼酸水溶液之濃度宜為1重量份~5重量份。又，於上述染色處理後進行交聯處理時，宜進一步摻合碘化物。藉由摻合碘化物，可抑制已吸附於PVA系樹脂層之碘溶出。相對於水100重量份，碘化物之摻合量宜為1重量份~5重量份。碘化物之具體例如同上述。交聯浴(硼酸水溶液)之液溫宜為20℃~50℃。

C-6.水中延伸處理水中延伸處理是將積層體浸漬於延伸浴中來進行。藉由水中延伸處理，可在比上述熱塑性樹脂基材或PVA系樹脂層之玻璃轉移溫度(通常為80℃左右)低的溫度下延伸，可抑制PVA系樹脂層結晶化的同時又進行高倍率延伸。其結果，可製造出具有優異光學特性的偏光膜。

積層體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(例如使積層體通過周速不同之輥間以單軸延伸的方法)。較理想的是選擇自由端延伸。積層體之延伸可在一階段中進行亦可分多階段進行。分多階段進行時，後述積層體之延伸倍率(最大延伸倍率)為各階段之延伸倍率之積。

水中延伸宜使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，硼酸可在水溶液中生成四羥硼酸陰離子，透過氫鍵與PVA系樹脂交聯。其結果，可賦予PVA系樹脂層剛性及耐水性，而能良好地延伸，製作具有優異光學特性的偏光膜。

上述硼酸水溶液宜使硼酸及/或硼酸鹽溶解於溶劑之水而獲得。相對於水100重量份，硼酸濃度宜為1重量份~10重量份，更宜為2.5重量份~6重量份，尤宜為3重量份~5重量份。令硼酸濃度為1重量份以上，可有效抑制PVA系樹脂層的溶解，進而可製作較高特性的偏光膜。另，除硼酸或硼酸鹽以外，亦可使用將硼砂等硼化合物、乙二醛、戊二醛等溶解於溶劑中所得的水溶液。

宜於上述延伸浴(硼酸水溶液)中摻合碘化物。藉由摻合碘化物，可抑制已吸附於PVA系樹脂層之碘溶出。碘化物之具體例如同上述。相對於水100重量份，碘化物之濃度宜為0.05重量份~15重量份，較宜為0.5重量份~8重量份。

延伸溫度(延伸浴之浴溫)宜為40℃~85℃，較宜為60℃~75℃。只要為所述溫度，便可抑制PVA系樹脂層溶解，同時又可高倍率延伸。具體上如上述，熱塑性樹脂基材之玻璃轉移溫度(Tg)在形成PVA系樹脂層之關聯下宜為60℃以上。此時，延伸溫度若低於40℃，即使考慮以水將熱塑性樹脂基材塑化，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，恐無法獲得優異的光學特性。積層體於延伸浴之浸漬時間宜為15秒~5分鐘。

水中延伸所進行之延伸倍率宜為1.5倍以上，較宜為3.0倍以上。相對於積層體之原長，積層體之總延伸倍率宜為5.0倍以上，更宜為5.5倍以上。藉由達成所述之高延伸倍率，可以製造光學特性極為優異之偏光膜。這種高延伸倍率可藉由採用水中延伸方式(硼酸水中延伸)來達成。

C-7.乾燥收縮處理上述乾燥收縮處理可藉由加熱區域整體而進行之區域加熱來實施，亦可藉由加熱輸送輥(使用所謂之加熱輥)來實施(加熱輥乾燥方式)。較理想的是使用該兩者。藉由使用加熱輥來使其乾燥，可有效率地抑制積層體之加熱彎曲，而製造外觀優異的偏光膜。具體而言，在使積層體傍靠加熱輥的狀態下進行乾燥，可有效率地促進上述熱塑性樹脂基材之結晶化而增加結晶化度，即便在較低之乾燥溫度下，仍可良好地增加熱塑性基材之結晶化度。其結果，可增加熱塑性樹脂基材之剛性，成為能承受PVA系樹脂層因乾燥而產生之收縮的狀態，而可抑制彎曲。又，由於使用加熱輥，可以使積層體在維持平坦的狀態下進行乾燥，因此不僅可抑制彎曲，還可抑制皺褶的產生。此時，藉由乾燥收縮處理使積層體在寬度方向上收縮，可提升光學特性。這是由於可有效提升PVA及PVA/碘錯合物之定向性所致。積層體因乾燥收縮處理所致之寬度方向的收縮率宜為2%~10%，較宜為2%~8%，尤宜為4%~6%。藉由使用加熱輥，可在輸送積層體的同時令其連續於寬度方向收縮，從而可實現高度的生產性。

圖2為顯示乾燥收縮處理之一例的概略圖。乾燥收縮處理是藉由已加熱至預定溫度的輸送輥R1~R6與導輥G1~G4，來輸送積層體200並同時使其乾燥。圖示例中，是以可使PVA樹脂層的面與熱塑性樹脂積層的面交互連續加熱的方式配置輸送輥R1~R6，不過亦可例如以僅連續加熱積層體200之其中一面(例如熱塑性樹脂基材面)的方式配置輸送輥R1~R6。

藉由調整輸送輥之加熱溫度(加熱輥之溫度)、加熱輥數量及接觸加熱輥之時間等，可控制乾燥條件。加熱輥之溫度宜為60℃~120℃，更宜為65℃~100℃，尤宜為70℃~80℃。良好地增加熱塑性樹脂之結晶化度可良好地抑制彎曲，並可製造耐久性極為優異的光學積層體。此外，加熱輥之溫度可以利用接觸式溫度計來測定。圖示例中雖然設置了6個輸送輥，但輸送輥只要多個即無特別限制。輸送輥通常為2個~40個，且宜設置4個~30個。積層體與加熱輥之接觸時間(總接觸時間)宜為1秒~300秒，較佳為1~20秒，更佳為1~10秒。

加熱輥可設置於加熱爐(例如烘箱)內，亦可設置於一般的製造生產線(室溫環境下)。較理想的是設置於具備送風機構的加熱爐內。藉由併用加熱輥所進行之乾燥與熱風乾燥，可以抑制加熱輥間之溫度急遽變化，從而可輕易地抑制寬度方向之收縮。熱風乾燥的溫度宜為30℃~100℃。又，熱風乾燥時間宜為1秒~300秒。熱風之風速宜為10m/s~30m/s左右。此外，該風速為加熱爐內之風速，可藉由小型葉輪式數位風速計來測定。

C-8.其他處理較理想的是在水中延伸處理之後且在乾燥收縮處理之前施行洗淨處理。上述洗淨處理通常是將PVA系樹脂層浸漬於碘化鉀水溶液中來進行。

D.總結本發明之偏光膜厚度為8μm以下，單體透射率為43.5%以上，且偏光度為99.940%以上。在一實施形態中，單體透射率為44.0%以下，偏光度為99.990%以下。根據本發明之另一面向可提供一種偏光板。此偏光板具有偏光膜及配置於上述偏光膜之至少一側的保護層。根據本發明之另一面向，可提供一種偏光膜之製造方法。此偏光膜之製造方法為上述偏光膜之製造方法，包含：在長條狀熱塑性樹脂基材的單側，形成含有鹵化物與聚乙烯醇系樹脂的聚乙烯醇系樹脂層而製成積層體；及，對上述積層體依序施行空中輔助延伸處理、染色處理、水中延伸處理、及沿長邊方向輸送並加熱該積層體使其在寬度方向上收縮2%以上的乾燥收縮處理。在一實施形態中，相對於上述聚乙烯醇系樹脂100重量份，上述聚乙烯醇系樹脂層中之上述鹵化物含量為5重量份~20重量份。在一實施形態中，上述空中輔助延伸處理中之延伸倍率為2.0倍以上。在一實施形態中，上述乾燥收縮處理步驟係使用加熱輥進行加熱之步驟。在一實施形態中，上述加熱輥之溫度為60℃~120℃，上述乾燥收縮處理所致之上述積層體於寬度方向的收縮率為2%以上。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。各特性之測定方法如以下所述。又，在未特別明記之前提下，實施例及比較例中之「份」及「%」為重量基準。 (1)厚度使用干涉膜厚計(大塚電子公司製，製品名「MCPD-3000」)進行測定。 (2)單體透射率及偏光度針對實施例及比較例之偏光板(保護薄膜/偏光膜)，使用紫外線-可見光分光光度計(日本分光公司製V-7100)進行測定，並將所得單體透射率Ts、平行透射率Tp、正交透射率Tc分別設為偏光膜之Ts、Tp及Tc。該等之Ts、Tp及Tc係依JIS Z 8701之2度視野(C光源)測定並進行視感度補償所得之Y值。又，保護薄膜之折射率為1.50，而偏光膜之與保護薄膜相反之側之表面的折射率為1.53。從所得Tp及Tc，利用下述式求出偏光度P。偏光度P(%)={(Tp-Tc)/(Tp+Tc)}^1/2 ×100 此外，分光光度計亦可以大塚電子公司製LPF-200等進行同等之測定。作為一例，針對與下述實施例為相同構成之偏光板的試樣1~試樣3，使用V-7100及LPF-200進行測定，並將所得單體透射率Ts及偏光度P之測定值列於表1。如表1所示，V-7100之單體透射率的測定值與LPF-200之單體透射率的測定值之差為0.1%以下，可知不論是使用哪一個分光光度計皆可獲得同等之測定結果。 [表1]

另，譬如以具備防眩(AG)之表面處理或配備具擴散性能之黏著劑的偏光板作為測定對象時，雖會依分光光度計之差異獲得不同的測定結果，但此時根據不同的分光光度計測定同一個偏光板時的測定值進行數值換算，即可補償源自分光光度計而來的測定值之差。 (3)長條狀偏光板之光學特性的參差差異從實施例及參考例之長條狀偏光板沿寬度方向以等間距在5處位置各自裁切出測定試樣，並以與上述(2)相同方式分別測定5個測定試樣各自之中央部分的單體透射率。接著，算出在各測定位置所測得之單體透射率中之最大值與最小值之差，並以該值作為長條狀偏光板之光學特性的參差差異(長條狀偏光板之沿寬度方向之位置的單體透射率最大值與最小值之差)。 (4)單片狀偏光板之光學特性的參差差異從實施例及參考例之長條狀偏光板裁切出100mm×100mm之測定試樣，並求出單片狀偏光板(50cm² )之光學特性的參差差異。具體上，係以與上述(2)同樣的方式測定從測定試樣之4邊的各邊中心點個別往內側距離約1.5cm~2.0cm附近之位置及中央部分等合計5處的單體透射率。接著，算出在各測定位置所測得之單體透射率中之最大值與最小值之差，並以該值作為單片狀偏光板之光學特性的參差差異(在50cm² 區域內之單體透射率最大值與最小值之差)。

[實施例1] 1.製作偏光膜作為熱塑性樹脂基材，使用了長條狀且吸水率0.75%、Tg約75℃之非晶質異酞酸共聚合聚對苯二甲酸乙二酯薄膜(厚度：100μm)。於樹脂基材單面施行電暈處理。於聚乙烯醇(聚合度4200、皂化度99.2莫耳%)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」)以9：1混合所得PVA系樹脂100重量份中，添加碘化鉀13重量份，調製出PVA水溶液(塗佈液)。藉由將上述PVA水溶液塗佈於樹脂基材之電暈處理面並以60℃進行乾燥，而形成厚度13μm之PVA系樹脂層而製作了積層體。將所得積層體在130℃烘箱內於周速相異的輥間沿縱方向(長邊方向)進行自由端單軸延伸2.4倍(空中輔助延伸處理)。接著將積層體浸漬於液溫40℃之不溶性浴(對水100重量份摻合4重量份之硼酸所得的硼酸水溶液)中30秒鐘(不溶解化處理)。再來，於液溫30℃之染色浴(相對於水100重量份，將碘與碘化鉀以1：7之重量比摻混而得之碘水溶液)中，調整濃度以使最終所得偏光膜之單體透射率(Ts)成為43.5%以上並浸漬60秒(染色處理)。接著，浸漬於液溫40℃之交聯浴(對水100重量份摻合3重量份之碘化鉀及摻合5重量份之硼酸所得的硼酸水溶液)中30秒鐘(交聯處理)。然後，一邊使積層體浸漬於液溫70℃的硼酸水溶液(硼酸濃度4.0重量%)中，一邊在周速相異的輥間沿縱方向(長邊方向)進行單軸延伸以使總延伸倍率達5.5倍(水中延伸處理)。然後將積層體浸漬於液溫20℃之洗淨浴(對水100重量份摻合4重量份之碘化鉀所得的水溶液)(洗淨處理)。之後在保持於90℃之烘箱中進行乾燥，同時使其接觸表面溫度保持在75℃之SUS製加熱輥約2秒(乾燥收縮處理)。積層體因乾燥收縮處理所致之寬度方向的收縮率為5.2%。依上述進行而於樹脂基材上形成厚度5μm之偏光膜。進一步重複同樣程序，製出合計14個偏光膜。 2.製作偏光板在上述所得之各偏光膜的表面(與樹脂基材相反之側的面)，透過紫外線硬化型接著劑貼合丙烯酸系薄膜(表面折射率1.50、40μm)作為保護薄膜。具體而言，是塗敷成硬化型接著劑之總厚度為1.0μm後，使用輥壓機進行貼合。然後，從保護薄膜側照射UV光線以使接著劑硬化。接著，將兩端部開縫後將樹脂基材剝離而獲得具有保護薄膜/偏光膜之構成的14個長條狀偏光板(寬度：1300mm)。

[實施例2] 在乾燥收縮處理中，將烘箱溫度設為70℃、加熱輥溫度設為70℃，除此以外以與實施例1同樣方式製作出4個偏光膜及偏光板。積層體因乾燥收縮處理所致之寬度方向的收縮率為2.5%。

[比較例1] 未於PVA水溶液(塗佈液)添加碘化鉀、空中輔助延伸處理中之延伸倍率設為1.8倍及在乾燥收縮處理中未使用加熱輥，除此以外以與實施例1同樣方式製作出8個偏光膜及偏光板。

[比較例2] 空中輔助延伸處理中之延伸倍率設為1.8倍及在乾燥收縮處理中未使用加熱輥，除此以外以與實施例1同樣方式製作出6個偏光膜及偏光板。

[參考例1] 將以與比較例2同樣方式製得的偏光膜保持在設定成溫度60℃、濕度90%RH之恆溫恆濕區中30分鐘。之後以與實施例1同樣方式製作偏光板。

針對實施例及比較例之各偏光板，測定單體透射率及偏光度。結果列於表2及圖3。

[表2]

利用比較例之製造方法製得的偏光膜無法同時滿足43.5%以上之單體透射率與99.940%以上之偏光度。相對地，利用實施例之製造方法製得的偏光膜具有單體透射率為43.5%以上且偏光度為99.940%以上之優異的光學特性。

針對實施例及參考例之各偏光板測定長條狀偏光板及單片狀偏光板之光學特性的參差差異。結果列於表3。

[表3]

利用實施例之製造方法製得的長條狀偏光板之單體透射率之參差差異為0.3%以下，利用實施例之製造方法製得的單片狀偏光板之單體透射率之參差差異則為0.15%以下，有將光學特性之參差差異抑制在不成問題之程度。另一方面，經過將偏光膜進行加濕處理之步驟而製得的參考例之偏光板不論是長條狀及單片狀，光學特性之參差差異都很大。產業上之可利用性

本發明之偏光板適合用於液晶顯示裝置及有機EL顯示裝置與無機EL顯示裝置用圓偏光板。

10‧‧‧偏光膜20‧‧‧第1保護層30‧‧‧第2保護層100‧‧‧偏光板200‧‧‧積層體R1~R6‧‧‧輸送輥G1~G4‧‧‧導輥

圖1係本發明之一實施形態之偏光板的概略截面圖。圖2係顯示使用了加熱輥之乾燥收縮處理之一例的概略圖。圖3係顯示實施例及比較例中所得偏光板之光學特性的圖表。

10‧‧‧偏光膜

20‧‧‧第1保護層

30‧‧‧第2保護層

100‧‧‧偏光板

Claims

一種偏光膜之製造方法，該偏光膜之厚度為8μm以下，單體透射率為43.5%以上且偏光度為99.940%以上，該製造方法包含：在長條狀熱塑性樹脂基材的單側，形成含有碘化物或氯化鈉、與聚乙烯醇系樹脂的聚乙烯醇系樹脂層而製成積層體；及對前述積層體依序施行空中輔助延伸處理、染色處理、水中延伸處理、沿長邊方向輸送並加熱以使其在寬度方向上收縮2%以上的乾燥收縮處理。
如請求項1之製造方法，其係單體透射率為44.0%以下，且偏光度為99.990%以下之偏光膜之製造方法。
如請求項1或2之製造方法，其中相對於前述聚乙烯醇系樹脂100重量份，前述聚乙烯醇系樹脂層中之前述碘化物或氯化鈉之含量為5重量份~20重量份。
如請求項1或2之製造方法，其中前述空中輔助延伸處理中之延伸倍率為2.0倍以上。
如請求項1或2之製造方法，其中前述乾燥收縮處理步驟係使用加熱輥進行加熱之步驟。
如請求項5之製造方法，其中前述加熱輥之溫度為60℃~120℃，前述乾燥收縮處理所致之前述積層體於寬度方向的收縮率為2%以上。