TWI777074B - 附相位差層之偏光板及使用其之影像顯示裝置 - Google Patents

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TWI777074B
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柳沼寬教
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日商日東電工股份有限公司
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Abstract

本發明之課題為提供一種薄型、處理性優異且光學特性優異的附相位差層之偏光板。 解決手段為:本發明附相位差層之偏光板具有偏光板與相位差層,且該偏光板包含偏光膜與位於偏光膜之至少一側的保護層。偏光膜係以含二色性物質之聚乙烯醇系樹脂薄膜所構成,其厚度為8μm以下,且在波長210nm下每1μm厚度的正交吸光度為1.00以下。相位差層係液晶化合物的定向固化層。

Description

附相位差層之偏光板及使用其之影像顯示裝置
本發明涉及附相位差層之偏光板及使用其之影像顯示裝置。
發明背景
近年來,代表上有液晶顯示裝置及電致發光(EL)顯示裝置(例如有機EL顯示裝置、無機EL顯示裝置)之影像顯示裝置急速普及。影像顯示裝置代表上係使用偏光板及相位差板。在實際應用上,廣泛使用偏光板與相位差板一體化而成的附相位差層之偏光板(例如專利文獻1),而最近隨著對於影像顯示裝置薄型化之需求增強,對於附相位差層之偏光板的薄型化需求亦增強。又,近年來對於彎曲的影像顯示裝置及/或可撓曲或可彎折的影像顯示裝置之需求提高,而對於偏光板及附相位差層之偏光板亦要求更進一步的薄型化及更進一步的柔軟化。出於將附相位差層之偏光板薄型化之目的,正在進行對厚度影響較大的偏光膜之保護層及相位差薄膜的薄型化。惟,若將保護層及相位差薄膜薄型化,則偏光膜之收縮的影響會相對變大,而產生影像顯示裝置翹曲及附相位差層之偏光板的操作性降低之問題。
為了解決上述之問題,連偏光膜亦需進行薄 型化。惟,若僅單純減薄偏光膜之厚度,則光學特性會降低。更具體而言,係具有抵換關係之偏光度與單體透射率的其中一者或兩者降低至實際應用上無法容許的程度。結果會使附相位差層之偏光板的光學特性亦變得不足。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1:日本專利第3325560號公報
發明概要
本發明是為了解決以往課題而成者,其主要目的在於提供一種薄型、處理性優異且光學特性優異的附相位差層之偏光板。
本發明附相位差層之偏光板具有偏光板與相位差層,且該偏光板包含偏光膜與位於偏光膜之至少一側的保護層。該偏光膜係以含二色性物質之聚乙烯醇系樹脂薄膜所構成,其厚度為8μm以下,且在波長210nm下每1μm厚度的正交吸光度為1.00以下。該相位差層係液晶化合物的定向固化層。
在一實施形態中,上述附相位差層之偏光板的單位重量在6.5mg/cm2以下。
在一實施形態中,上述附相位差層之偏光板的總厚度在60μm以下。
在一實施形態中,上述相位差層為液晶化合物之定向固化層的單一層,該相位差層的Re(550)為100nm~190nm,且該相位差層之慢軸與上述偏光膜之吸收軸形成之角度為40°~50°。
在一實施形態中,上述相位差層具有第1液晶化合物之定向固化層與第2液晶化合物之定向固化層的積層結構;該第1液晶化合物之定向固化層的Re(550)為200nm~300nm,且其慢軸與上述偏光膜之吸收軸形成之角度為10°~20°;該第2液晶化合物之定向固化層的Re(550)為100nm~190nm,且其慢軸與該偏光膜之吸收軸形成之角度為70°~80°。
在一實施形態中,上述偏光膜在波長470nm下之正交吸光度A470與在波長600nm下之正交吸光度A600之比(A470/A600)為0.7~2.00。
在一實施形態中,上述偏光膜的正交b值大於-10且在+10以下。
在一實施形態中,上述偏光膜之碘濃度為3.0重量%以上。
在一實施形態中,上述偏光膜之單體透射率為42.5%以上。
在一實施形態中,上述附相位差層之偏光板於上述相位差層之外側更具有另一相位差層,該另一相位差層之折射率特性顯示nz>nx=ny之關係。
在一實施形態中,上述附相位差層之偏光板於上述相 位差層之外側更具有導電層或附導電層之各向同性基材。
本發明更提供一種附相位差層之偏光板,其具有偏光板與相位差層,且該偏光板包含偏光膜與位於該偏光膜之至少一側的保護層;該相位差層為液晶化合物之定向固化層;該偏光膜係以含碘的聚乙烯醇系樹脂薄膜所構成,且厚度為8μm以下;該偏光膜在波長210nm下每1μm厚度的正交吸光度為1.00以下,該偏光膜在波長470nm下之正交吸光度A470與在波長600nm下之正交吸光度A600之比(A470/A600)為0.7~2.00,該偏光膜的正交b值大於-10且在+10以下。
根據本發明之另一面向提供一種影像顯示裝置。該影像顯示裝置具備上述附相位差層之偏光板。
在一實施形態中,上述影像顯示裝置係有機電致發光顯示裝置或無機電致發光顯示裝置。
根據本發明,藉由組合採用以下方法可製得雖為薄型卻具有極優異光學特性的偏光膜:對聚乙烯醇(PVA)系樹脂添加鹵化物(代表上為碘化鉀)、包含空中輔助延伸及水中延伸之2段延伸、以及以加熱輥進行之乾燥及收縮。藉由使用所述偏光膜,可實現一種薄型、處理性優異且光學特性優異的附相位差層之偏光板。
10:偏光板
11:偏光膜
12:第1保護層
13:第2保護層
20:相位差層(第1相位差層)
21:第1定向固化層
22:第2定向固化層
50:另一相位差層(第2相位差層)
60:導電層或附導電層之各向同性基材
100、101、102:附相位差層之偏光板
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附相位差層之偏光板的概略截面圖。
圖2為本發明之另一實施形態之附相位差層之偏光板之概略截面圖。
圖3為本發明之又另一實施形態之附相位差層之偏光板之概略截面圖。
圖4係顯示本發明附相位差層之偏光板所用偏光膜之製造方法中,利用加熱輥之乾燥收縮處理之一例的概略圖。
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。
(用語及符號之定義)
本說明書中之用語及符號之定義如下。
(1)折射率(nx、ny、nz)
「nx」為面內折射率成最大的方向(亦即慢軸方向)之折射率,「ny」為在面內與慢軸正交之方向(亦即快軸方向)之折射率,而「nz」為厚度方向之折射率。
(2)面內相位差(Re)
「Re(λ)」係於23℃下以波長λ nm之光測得之面內相位差。譬如,「Re(550)」係於23℃下以波長550nm之光測得之面內相位差。Re(λ)可於令層(薄膜)之厚度為d(nm)時,藉由式:Re(λ)=(nx-ny)×d求得。
(3)厚度方向之相位差(Rth)
「Rth(λ)」係於23℃下以波長λ nm之光測得之厚度方向的相位差。譬如,「Rth(550)」係於23℃下以波長550nm 之光測得之厚度方向的相位差。Rth(λ)可於令層(薄膜)厚度為d(nm)時,藉由式:Rth(λ)=(nx-nz)×d求得。
(4)Nz係數
Nz係數可以Nz=Rth/Re求得。
(5)角度
本說明書中提及角度時,該角度包含相對於基準方向之順時針及逆時針兩者。因此,譬如「45°」係指±45°。
A.附相位差層之偏光板之整體構成
圖1係本發明之一實施形態之附相位差層之偏光板的概略截面圖。本實施形態之附相位差層之偏光板100具有偏光板10與相位差層20。偏光板10包含:偏光膜11、配置於偏光膜11之一側的第1保護層12、及配置於偏光膜11之另一側的第2保護層13。亦可因應目的省略第1保護層12及第2保護層13之其中一者。譬如,當相位差層20可作為偏光膜11之保護層發揮機能時,亦可省略第2保護層13。於本發明實施形態中,偏光膜代表上係以含二色性物質之聚乙烯醇系樹脂薄膜構成。偏光膜的厚度為8μm以下,且在波長210nm下每厚度1μm的正交吸光度(以下稱為單位吸光度)為1.00以下。
如圖2所示,另一實施形態之附相位差層之偏光板101中,亦可設有另一相位差層50以及/或者導電層或附導電層之各向同性基材60。另一相位差層50以及導電層或附導電層之各向同性基材60代表上可設於相位差層20之外側(與偏光板10相反之側)。另一相位差層代表上折 射率特性係顯示nz>nx=ny之關係。另一相位差層50以及導電層或附導電層之各向同性基材60代表上係從相位差層20側起依序設置。另一相位差層50以及導電層或附導電層之各向同性基材60代表上係可因應需要設置之任意層,可省略任一者或兩者。此外,為求方便,有時會將相位差層20稱為第1相位差層,且將另一相位差層50稱為第2相位差層。另外,在要設置導電層或附導電層之各向同性基材時,附相位差層之偏光板可應用於在影像顯示單元(例如有機EL單元)與偏光板間組入觸控感測器而成的所謂內觸控面板型輸入顯示裝置。
本發明實施形態中,第1相位差層20係液晶化合物的向固化層。第1相位差層20可為如圖1及圖2所示之定向固化層的單一層,亦可具有如圖3所示之第1定向固化層21與第2定向固化層22的積層結構。
上述實施形態可適當組合,亦可於上述實施形態之構成要素添加業界中顯明的變更。譬如,亦可於圖3之附相位差層之偏光板102設置第2相位差層50以及/或者導電層或附導電層之各向同性基材60。又譬如亦可將在第2相位差層50的外側設置導電層或附導電層之各向同性基材60的構成替換為在光學上等效之構成(例如第2相位差層與導電層之積層體)。
本發明實施形態之附相位差層之偏光板亦可包含有其他相位差層。其他相位差層之光學特性(例如折射率特性、面內相位差、Nz係數、光彈性係數)、厚度、配 置位置等可按目適當設定。
本發明之附相位差層之偏光板可為薄片狀亦可為長條狀。本說明書中所謂「長條狀」意指相對於寬度而言長度足夠長的細長形狀,舉例而言包含相對於寬度而言長度為10倍以上之細長形狀,且宜為20倍以上之細長形狀。長條狀附相位差層之偏光板可捲成卷狀。
於實際使用上,可於相位差層之與偏光板相反之側設置黏著劑層(未圖示),且附相位差層之偏光板可貼附於影像顯示單元。並且,黏著劑層之表面宜在附相位差層之偏光板供於使用之前暫時黏附剝離薄膜。藉由暫時黏附剝離薄膜,可在保護黏著劑層的同時形成捲料。
附相位差層之偏光板的總厚度宜為60μm以下,且宜為55μm以下,更宜為50μm以下,尤宜為40μm以下。總厚度的下限例如可為28μm。根據本發明實施形態,可實現如所述極薄之附相位差層之偏光板。所述附相位差層之偏光板可具有極優異之可撓性及彎折耐久性。所述附相位差層之偏光板尤可適於應用於彎曲的影像顯示裝置及/或可撓曲或彎折的影像顯示裝置。另外,所謂附相位差層之偏光板的總厚度係指扣除用以使偏光板與面板或玻璃等外部被黏體密著的黏著劑層後,構成附相位差層之偏光板的所有層之厚度合計(亦即附相位差層之偏光板的總厚度不包含用以將附相位差層之偏光板貼附至影像顯示單元等鄰接構件的黏著劑層及可暫時黏附於其表面的剝離薄膜之厚度)。
本發明實施形態之附相位差層之偏光板的單位重量例如為6.5mg/cm2以下,宜為2.0mg/cm2~6.0mg/cm2,且宜為3.0mg/cm2~5.5mg/cm2,更宜為3.5mg/cm2~5.0mg/cm2。在顯示面板為薄型時,面板會因附相位差層之偏光板的重量而輕微變形,有發生顯示不良之虞,但利用具有6.5mg/cm2以下之單位重量的附相位差層之偏光板,則可防止所述面板變形。又,具有上述單位重量的附相位差層之偏光板即使在已薄型化後處理性仍良好,且可發揮極優異的可撓性及彎折耐久性。
以下針對附相位差層之偏光板的構成要素進行更詳細說明。
B.偏光板
B-1.偏光膜
偏光膜11如上述,厚度在8μm以下,且在波長210nm下之單位吸光度為1.00以下。本發明所使用之偏光膜相較於一般的薄型偏光膜,在波長210nm下之單位吸光度非常小。其意味著偏光膜中未與PVA形成錯合物之碘離子(於210nm附近之紫外線區域具有吸收)的含有比非常小。在偏光膜中,碘可大致分為於紫外線區域具有吸收的碘離子與於可見光具有吸收的PVA-碘錯合物。其中有助於偏光膜之偏光特性者為PVA-碘錯合物。由於偏光膜中可含有之碘量有限,因此碘離子減少會使PVA-碘錯合物增加。亦即,在如厚度為8μm以下這般的薄型偏光膜中,藉由減少碘離子可提高光學特性。此傾向特別是在厚度薄且膜中之 碘濃度會變高的偏光膜中尤為顯著。在波長210nm下之單位吸光度宜為0.80以下,且宜為0.60以下。在波長210nm下之單位吸光度的下限例如可為0.20。單位吸光度係以在後述求取偏光度時所測定之偏光板的正交透射率Tc為基準而利用下述式求得正交吸光度A210,並將該正交吸光度A210除以厚度從而求得。此外,偏光板的單位吸光度實質上係對應於偏光膜的單位吸光度。
正交吸光度=log10(100/Tc)
本發明特徵之一係使用具有所述特性之薄型偏光膜。另外,偏光膜係與具有如上述單位吸光度之情事相關聯,因而在波長550nm下之正交吸光度A550與在波長210nm下之正交吸光度A210的比(A550/A210)宜為1.4以上,且1.8以上更佳,2.0以上又更佳,2.2以上尤佳。比(A550/A210)的上限可為例如3.5。其意味著偏光膜中碘離子之含有比減少,而於600nm附近具有吸收的PVA-I5 -錯合物之含有比增加。
偏光膜的厚度宜為1μm~8μm,且宜為1μm~7μm,更宜為2μm~5μm,尤宜為2μm~4μm,特別宜為2μm~3μm。
偏光膜宜在波長380nm~780nm之任一波長下顯示吸收二色性。偏光膜之單體透射率宜為49.0%以下,更宜為48.0%以下。另一方面,單體透射率宜為41.5%以上,且宜為42.0%以上,更宜為42.5%以上。偏光膜的偏光度宜為99.990%以上,且宜為99.998%以下。上述單體透 射率在代表上係使用紫外線可見光分光光度計來測定並進行光視效能校正所得之Y值。上述偏光度在代表上係以使用紫外線可見光分光光度計測定並進行光視效能校正所得之平行透射率Tp及正交透射率Tc為基準,透過下述式來求得。
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代表上係以偏光膜(表面之折射率:1.53)與保護薄膜(折射率:1.50)之積層體為測定對象,使用紫外線可見光分光光度計來測定。因應偏光膜表面之折射率及/或保護薄膜之與空氣界面接觸的表面之折射率,各層在界面上的反射率會有所變化,結果會有透射率之測定值產生變化之情形。因此,舉例而言在使用折射率非1.50之保護薄膜時,亦可因應保護薄膜之與空氣界面接觸的表面之折射率來校正透射率之測定值。具體而言,透射率之校正值C係使用與保護薄膜及空氣層之界面的透射軸平行的偏光之反射率R1(透射軸反射率),以以下式來表示。
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為使用折射率為1.50之保護薄膜時之透射軸反射率,n1為所使用之保護薄膜的折射率,而T1為偏光膜之透射率。舉例而言,在使用表面折射率為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,校正量 C即為約0.2%。此時,將測得之透射率加上0.2%,可將表面折射率為1.53之偏光膜換算成使用表面折射率為1.50之保護薄膜時之透射率。另,經依上述式進行計算,在使偏光膜之透射率T1變化了2%後之校正值C的變化量為0.03%以下,故而偏光膜之透射率對校正值C之值的影響是有限的。又,在保護薄膜具有表面反射以外之吸收時,可依吸收量來進行適當的校正。
較理想的是,偏光膜在波長470nm下之正交吸光度A470與在波長600nm下之正交吸光度A600之比(A470/A600)為0.7以上,且宜為0.75以上,更宜為0.80以上,尤宜為0.85以上。比(A470/A600)宜為2.00以下,且宜為1.33以下。只要比(A470/A600)在所述範圍內,即可維持在480nm附近具有吸收的PVA-I3 -錯合物之含有比而不會使其大幅減少。結果可在可見光全區域皆實現良好的偏光性能。在薄型偏光膜的碘量受限的前提下,依靠以往技術難以將上述單位吸光度及比(A470/A600)兩者控制在期望範圍內,但本發明所使用之偏光膜則可將該等兩者控制在期望範圍內。
並且,偏光膜的正交b值例如大於-10,且宜為-7以上,更宜為-5以上。正交b值宜為+10以下,且宜為+5以下。正交b值係表示在將偏光膜(最終為附相位差層之偏光板)配置為正交狀態時的色相,該數值之絕對值愈大,意味著正交色相(影像顯示裝置之黑顯示)看起來愈帶有色調。例如在正交b值為-10以下即較低時,黑顯示看起來會 帶有藍色,而顯示性能降低。亦即,根據本發明之實施形態可製得一種附相位差層之偏光板,其可在黑顯示時實現優異色相。此外,正交b值可以利用以V-7100為代表之分光光度計測定。
偏光膜之碘濃度宜為3重量%以上,且宜為4重量%以上,更宜為6重量%以上。碘濃度的上限可為例如12重量%。只要碘濃度在所述範圍內,縮小上述單位吸光度所帶來之效果即顯著。換言之,上述效果在碘濃度會如所述變高的薄型偏光膜中較為顯著。
偏光膜可採用任意且適當的偏光膜。偏光膜在代表上可使用兩層以上之積層體來製作。
使用積層體獲得之偏光膜的具體例,可舉出使用樹脂基材與經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。使用樹脂基材與經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,例如可以藉由以下方式來製作: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;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,延伸代表上包含使積層體浸漬於硼酸水溶液中並進行延伸。並且視需要,延伸可更包含在硼酸水溶液中進行延伸前在高溫(例如95℃以上)下將積層體進行空中延伸。可以直接使用所得樹脂基材/偏光膜之積層體(即,亦可將樹脂基材作為偏光膜之保護層),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按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。本說明書中係援用該公報整體之記載作為參考。
偏光膜之製造方法代表上包含下列步驟:於長條狀熱塑性樹脂基材之單側形成含有鹵化物與聚乙烯醇系樹脂之聚乙烯醇系樹脂層,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、水中延伸處理與乾燥收縮處理,該乾燥收縮處理係將上述積層體沿長邊方向輸送的同時進行加熱,藉此使其於寬度方向收縮2%以上。藉此,可提供具有優異光學特性之偏光膜,其厚度在8μm以下,且在波長210nm下之單位吸光度在1.00以下。亦即,藉由導入輔助延伸,即便是在將PVA塗佈於熱塑性樹脂上時仍可提升PVA之結晶性,而可達成高光學特性。又,同時事先提高PVA之定向性,可防止在之後的染色步驟或延伸步驟中浸漬於水中時,PVA之定向性降低或溶解等問題,而可達成高光學特性。另外,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。因此,可提升經由染色處理及水中延伸處理等將積層體浸漬於液體中來進行的處理步驟而製得之偏光膜的光學特性。另外,透過乾燥收縮處理使積層體於寬度方向收縮,可提升光學特性。
B-2.保護層
第1保護層12及第2保護層13分別係以可作為偏光膜之保護層使用的任意且適當的薄膜形成。作為該薄膜之主成分的材料之具體例,可舉出三乙醯纖維素(TAC)等之纖維素樹脂、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)丙烯酸系及乙酸酯系等之透明樹脂等。又,亦可舉出(甲基)丙烯酸系、胺甲酸酯系、(甲基)丙烯酸胺甲酸酯系、環氧系、聚矽氧系等熱硬化型樹脂或紫外線硬化型樹脂等。其他還可舉出例如矽氧烷系聚合物等之玻璃質系聚合物。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與在側鏈具有取代或非取代之苯基以及腈基的熱塑性樹脂之樹脂組成物,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。
本發明之附相位差層之偏光板如後述代表上係配置於影像顯示裝置的視辨側,而第1保護層12代表上係配置於其視辨側。因此,第1保護層12亦可視需要施行有硬塗處理、抗反射處理、抗黏著處理、防眩處理等表面處理。並且/或者,第1保護層12亦可視需求施行有可改善透過偏光太陽眼鏡視辨時之視辨性的處理(代表上為賦予(橢)圓偏光機能、賦予超高相位差)。藉由施行所述處理, 即使透過偏光太陽眼鏡等偏光透鏡視辨顯示影像,依舊可實現優異的視辨性。因此,附相位差層之偏光板亦可適宜用於可用於屋外之影像顯示裝置。
第1保護層的厚度宜為5μm~80μm,且宜為10μm~40μm,更宜為10μm~30μm。另外,在施行有表面處理時,外側保護層之厚度係包含表面處理層之厚度。
在一實施形態中,第2保護層13於光學上宜為各向同性。本說明書中「在光學上為各向同性」意指面內相位差Re(550)為0nm~10nm,且厚度方向之相位差Rth(550)為-10nm~+10nm。在一實施形態中,第2保護層13係具有任意且適當之相位差值的相位差層。此時,相位差層之面內相位差Re(550)例如為110nm~150nm。第2保護層的厚度宜為5μm~80μm,且宜為10μm~40μm,更宜為10μm~30μm。由薄型化及輕量化之觀點,較理想的是可省略第2保護層。
B-3.偏光膜之製造方法
偏光膜例如可經由包含以下之製造方法而得:於長條狀熱塑性樹脂基材單側形成聚乙烯醇系樹脂層(PVA系樹脂層)而做成積層體,該聚乙烯醇系樹脂層含有鹵化物及聚乙烯醇系樹脂(PVA系樹脂);及,對積層體依序施行空中輔助延伸處理、染色處理、水中延伸處理及乾燥收縮處理,該乾燥收縮處理係沿著長邊方向輸送積層體並加熱使其於寬度方向收縮2%以上。PVA系樹脂層中之鹵化物含量宜相對於PVA系樹脂100重量份為5重量份~20重量份。乾燥 收縮處理宜使用加熱輥進行處理,且加熱輥溫度宜為60℃~120℃。積層體進行乾燥收縮處理所得寬度方向之收縮率宜為2%以上。根據上述製造方法可製得在上述B-1項所說明之偏光膜。尤其是藉由下述方式可製得具有優異光學特性(代表上為單體透射率及在波長210nm下之單位偏光度)之偏光膜:製作包含含有鹵化物之PVA系樹脂層的積層體後,將上述積層體之延伸進行包含空中輔助延伸及水中延伸的多階段延伸,再將延伸後之積層體以加熱輥進行加熱。
B-3-1.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採用任意且適當之方法。較宜為將含有鹵化物與PVA系樹脂之塗佈液塗佈於熱塑性樹脂基材之表面並乾燥,藉此於熱塑性樹脂基材上形成PVA系樹脂層。如上述,PVA系樹脂層中之鹵化物含量宜相對於PVA系樹脂100重量份為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。例如可舉出輥塗法、旋塗法、線棒塗佈法、浸塗法、模塗法、簾塗法、噴塗法、刮刀式塗佈法(逗號塗佈法等)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行表面處理(例如電暈處理等),也可於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。
B-3-1-1.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。若小於20μm,恐難以形成PVA系樹脂層。若大於300μm,譬如恐有在後述水中延伸處理時熱塑性樹脂基材需要較長時間來吸水且還會對延伸造成過大的負荷之虞。
熱塑性樹脂基材之吸水率宜為0.2%以上,更宜為0.3%以上。熱塑性樹脂基材吸水,水可發揮塑化劑的作用進行塑化。結果可使延伸應力大幅降低而可高倍率地延伸。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。藉由使用此種熱塑性樹脂基材,可防止製造時熱塑性樹脂基材的尺寸穩定性顯著降低而造成所製得之偏光膜的外觀惡化等不良情況。並可防止基材於水中延伸時斷裂、或PVA系樹脂層從熱塑性樹脂基材剝離之情況。另外,熱塑性樹脂基材之吸水率,舉例而言可藉由將改質基導入構成材料中來調整。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。藉由使用此種熱塑性樹脂基材,可抑制PVA系樹脂層之結晶化,同時充分確保積層體之延伸性。另外,考慮到利用水使熱塑性樹脂基材塑化與可良好進行水中延伸,以100℃以下、更以90℃以下更佳。另一方面,熱塑性樹脂基材之玻璃轉移溫度宜為60℃以上。藉由使用此種熱 塑性樹脂基材,可防止在塗佈、乾燥包含上述PVA系樹脂之塗佈液時,發生熱塑性樹脂基材變形(發生例如凹凸、垂塌或起皺等)等不良情況,從而良好地製作出積層體。又,可在適當的溫度(例如60℃左右)下良好地進行PVA系樹脂層的延伸。另外,熱塑性樹脂基材之玻璃轉移溫度,舉例而言可藉由使用可將改質基導入構成材料之結晶化材料進行加熱來調整。玻璃轉移溫度(Tg)是依據JIS K 7121求出之值。
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。熱塑性樹脂可舉例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、聚碳酸酯系樹脂及其等之共聚物樹脂等。這些當中,較理想的是降莰烯系樹脂、非晶質之聚對苯二甲酸乙二酯系樹脂。
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,尤宜使用非晶性之(難以結晶化之)聚對苯二甲酸乙二酯系樹脂。非晶性之聚對苯二甲酸乙二酯系樹脂之具體例,可舉更含有異酞酸及/或環己烷二羧酸作為二羧酸的共聚物、或是更含有環己烷二甲醇或二乙二醇作為甘醇的共聚物。
在較佳之實施形態中,熱塑性樹脂基材係由具有異酞酸單元之聚對苯二甲酸乙二酯系樹脂所構成。其係因所述熱塑性樹脂基材具有極優異的延伸性並且可抑制延伸時之結晶化之故。吾等推測其是透過導入異酞酸單元 來賦予主鏈巨大的撓曲所致。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。異酞酸單元之含有比例相對於全部重複單元之合計宜為0.1莫耳%以上,更宜為1.0莫耳%以上。其係因可製得具有極優異延伸性之熱塑性樹脂基材之故。另一方面,異酞酸單元之含有比例相對於全部重複單元之合計宜為20莫耳%以下,更宜為10莫耳%以下。藉由設定成所述含有比率,可在後述之乾燥收縮處理中良好地增加結晶化度。
熱塑性樹脂基材亦可已預先(在形成PVA系樹脂層前)進行延伸。在一實施形態中,係經往長條狀熱塑性樹脂基材之橫向進行延伸。橫向宜為與後述之積層體的延伸方向正交之方向。另,本說明書中所謂「正交」亦包含實質上正交之情形。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°。
熱塑性樹脂基材之延伸溫度相對於玻璃轉移溫度(Tg)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之方法。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在一階段中進行亦可分多階段進行。分多階段進行時,上述延伸倍率為各階段之延伸倍率之積。
B-3-1-2.塗佈液
塗佈液係如上述包含鹵化物與PVA系樹脂。上述塗佈 液代表上係使上述鹵化物及上述PVA系樹脂溶解於溶劑而成之溶液。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系樹脂濃度相對於溶劑100重量份宜為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且均勻的塗佈膜。塗佈液中之鹵化物含量宜相對於PVA系樹脂100重量份為5重量份~20重量份。
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。
上述PVA系樹脂可採用任意且適當的樹脂。可舉例如聚乙烯醇及乙烯-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%。皂化度可依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膜。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。
上述鹵化物可採用任意且適當之鹵化物。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膜變白濁之情形。
一般而言,PVA系樹脂層經延伸,會使PVA樹脂層中之聚乙烯醇分子之定向性變高,但若將延伸後之PVA系樹脂層浸漬於含水之液體中,則會有聚乙烯醇分子之定向紊亂而定向性降低之情形。尤其是在對熱塑性樹脂基材與PVA系樹脂層之積層體進行硼酸水中延伸時,為了穩定熱塑性樹脂基材之延伸而在相對較高溫度下在硼酸水中將上述積層體進行延伸時,上述定向度降低之傾向很顯著。舉例而言,PVA薄膜單體在硼酸水中之延伸一般而言係在60℃下進行,相對於此,A-PET(熱塑性樹脂基材)與PVA系樹脂層之積層體之延伸係在70℃前後之溫度即較高溫度下進行,此時,延伸初始之PVA的定向性會在因水中延伸而上升之前的階段即降低。對此,製作含有鹵化物之PVA系樹脂層與熱塑性樹脂基材之積層體後,將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積層體之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。因此,可提升經由染色處理及水中延伸處理等將積層體浸漬於液體中來進行的處理步驟而製得之偏光膜的光學特性。
B-3-2.空中輔助延伸處理
尤其為了獲得高光學特性,會選擇組合乾式延伸(輔助延伸)與硼酸水中延伸之2段延伸之方法。如2段延伸之方式,藉由導入輔助延伸,可在抑制熱塑性樹脂基材之結晶化的同時進行延伸,解決在之後的硼酸水中延伸中因熱塑性樹脂基材之過度結晶化造成延伸性降低之問題,從而可以更高倍率延伸積層體。另外,在將PVA系樹脂塗佈於熱塑性樹脂基材上時,為了抑制熱塑性樹脂基材之玻璃轉移溫度之影響,必須使塗佈溫度比將PVA系樹脂塗佈於一般的金屬滾筒上之情況更低,結果會產生PVA系樹脂之結晶化相對變低而無法獲得充分光學特性之問題。對此,藉由導入輔助延伸,即使是在將PVA系樹脂塗佈於熱塑性樹脂上時仍可提升PVA系樹脂之結晶性,而可達成高光學特性。又,同時事先提高PVA系樹脂之定向性,可防止在之後的染色步驟及延伸步驟中浸漬於水中時,PVA系樹脂之定向性降低及溶解等問題,而可達成高光學特性。
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之方法),亦可為自由端延 伸(例如使積層體通過周速相異之輥間進行單軸延伸之方法),惟為了獲得高光學特性,可積極採用自由端延伸。在一實施形態中,空中延伸處理包含加熱輥延伸步驟,該步驟係將上述積層體沿其長邊方向輸送並同時利用加熱輥間之周速差進行延伸。空中延伸處理在代表上係包含區域(zone)延伸步驟與加熱輥延伸步驟。另,區域延伸步驟與加熱輥延伸步驟之順序並無限定,可先進行區域延伸步驟,亦可先進行加熱輥延伸步驟。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加熱輥延伸步驟。又,在另一實施形態中,係於拉幅延伸機中把持薄膜端部,並將拉幅機間之距離往流動方向擴大以進行延伸(拉幅機間距離的增幅即為延伸倍率)。此時,寬度方向(相對於流動方向為垂直方向)之拉幅機的距離係設定成可任意接近。較佳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,係以寬度方向之收縮率=(1/延伸倍率)1/2來計算。
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宜與水中延伸之延伸方向大致相同。
空中輔助延伸之延伸倍率宜為2.0倍~3.5倍。組合空中輔助延伸與水中延伸時之最大延伸倍率,相對於積層體原長以5.0倍以上為宜,以5.5倍以上為佳,以6.0倍以上為更佳。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。
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之值。延伸溫度宜為熱塑性樹脂基材之玻璃轉移溫度(Tg)以上,而熱塑性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,延伸溫度的上限宜為170℃。藉由在所述溫度下延伸可抑制PVA系樹脂之結晶化急速進展,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)。空中輔助延伸後之PVA系樹脂的結晶化指數宜為1.3~1.8,較宜為1.4~1.7。PVA系樹脂之結晶化指數可用傅立葉轉換紅外光譜光度計,藉由ATR法進行測定。具體上是以偏光作為測定光來實施測定,並用所得光譜之1141cm-1及1440cm-1之強度,按下述式算出結晶化指數。
結晶化指數=(IC/IR)
惟,IC:入射測定光並進行測定時之1141cm-1的強度,IR:入射測定光並進行測定時之1440cm-1的強度。
B-3-3.不溶解處理
視需要,可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,防止浸漬 於水中時PVA之定向降低。該硼酸水溶液之濃度相對於水100重量份宜為1重量份~4重量份。不溶解浴(硼酸水溶液)之液溫宜為20℃~50℃。
B-3-4.染色處理
上述染色處理代表上係以二色性物質(代表上為碘)將PVA系樹脂層染色來進行。具體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。宜為使積層體浸漬於染色液(染色浴)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。碘之摻混量相對於水100重量份宜為0.05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。碘化物之摻混量相對於水100重量份宜為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,且30秒~90秒更佳。
染色條件(濃度、液溫、浸漬時間)可以使最後所得偏光膜之單體透射率及在波長210nm下之單位吸 光度成為所期望之值方式進行設定。所述染色條件宜為使用碘水溶液作為染色液,並將碘水溶液中碘及碘化鉀之含量比設為1:5~1:20。碘水溶液中碘及碘化鉀之含量比宜為1:5~1:10。藉此可製得具有如上述之光學特性之偏光膜。
在將積層體浸漬於含硼酸之處理浴中的處理(代表上為不溶解處理)之後接續進行染色處理時,該處理浴中所含之硼酸會混入染色浴中而染色浴之硼酸濃度會隨時間變化,結果會有染色性變得不穩定之情形。為了抑制如上述之染色性的不穩定化,染色浴之硼酸濃度的上限係調整成相對於水100重量份宜為4重量份,更宜調整成2重量份。另一方面,染色浴之硼酸濃度的下限相對於水100重量份宜為0.1重量份,更宜為0.2重量份,又更宜為0.5重量份。在一實施形態中,係使用已預先摻混硼酸之染色浴來進行染色處理。藉此,可減低上述處理浴之硼酸混入染色浴中時硼酸濃度變化之比率。預先摻混至染色浴中的硼酸之摻混量(亦即非來自於上述處理浴之硼酸的含量),相對於水100重量份宜為0.1重量份~2重量份,更宜為0.5重量份~1.5重量份。
B-3-5.交聯處理
視需要,可在染色處理之後且在水中延伸處理之前,施行交聯處理。上述交聯處理代表上可藉由使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,可賦予PVA系樹脂層耐水性,防止在之後的水中延伸中浸漬於 高溫的水中時PVA之定向降低。該硼酸水溶液之濃度相對於水100重量份宜為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。碘化物之摻混量相對於水100重量份宜為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℃~50℃。
B-3-6.水中延伸處理
水中延伸處理係使積層體浸漬於延伸浴來進行。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(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。結果可製出具有優異光學特性之偏光膜。
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相異之輥間進行單軸延伸的方法)。較佳為選擇自由端延伸。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與不溶於水的耐水性。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,進行良好地延伸,從而製出具有優異光學特性之偏光膜。
上述硼酸水溶液宜使硼酸及/或硼酸鹽溶解於屬溶劑的水而獲得。另一方面,硼酸濃度相對於水100重量份宜為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。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膜。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。
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。碘化物之具體例如上述。碘化物之濃度相對於水100重量份宜為0.05重量份~15重量份,更宜為0.5重量份~8重量份。
延伸溫度(延伸浴之液溫)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,熱塑性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℃,則即使考慮以水將熱塑性樹脂基材塑化,也恐無法良好地延伸。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。
進行水中延伸之延伸倍率宜為1.5倍以上,較 佳為3.0倍以上。積層體之總延伸倍率相對於積層體的原長宜為5.0倍以上,更宜為5.5倍以上。藉由達成所述高延伸倍率,可製造出光學特性極優異的偏光膜。所述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。
B-3-7.乾燥收縮處理
上述乾燥收縮處理可透過將區域整體加熱所進行之區域加熱來進行,亦可透過將輸送輥加熱(所謂使用加熱輥)來進行(加熱輥乾燥方式)。較佳為使用這兩者。藉由使用加熱輥使其乾燥,可有效率地抑制積層體之加熱捲曲,而製造出外觀優異的偏光膜。具體而言,藉由在使積層體沿著加熱輥之狀態下進行乾燥,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,即使是在相對較低的乾燥溫度下,仍能良好增加熱塑性樹脂基材之結晶化度。結果熱塑性樹脂基材之剛性增加而成為得以承受PVA系樹脂層因乾燥而收縮的狀態,從而捲曲受到抑制。又,藉由使用加熱輥,可在將積層體維持平坦狀態的同時進行乾燥,因此不只能抑制捲曲的產生,亦能抑制起皺的產生。此時,積層體可透過乾燥收縮處理使其於寬度方向收縮,來提升光學特性。其係因可有效提升PVA及PVA/碘錯合物之定向性之故。積層體進行乾燥收縮處理所得寬度方向之收縮率宜為1%~10%,更宜為2%~8%,尤宜為4%~6%。藉由使用加熱輥,可在輸送積層體的同時使其連續性地於寬度方向收縮,而可實現高生產率。
圖4係顯示乾燥收縮處理之一例的概略圖。 在乾燥收縮處理中,係利用已加熱至預定溫度的輸送輥R1~R6與導輥G1~G4來一邊輸送積層體200一邊使其乾燥。在圖式例中,係將輸送輥R1~R6配置成可交替連續加熱PVA樹脂層之面與熱塑性樹脂基材之面,但例如亦可將輸送輥R1~R6配置成僅連續加熱積層體200的其中一面(例如熱塑性樹脂基材面)。
藉由調整輸送輥之加熱溫度(加熱輥之溫度)、加熱輥之數量、及與加熱輥的接觸時間等,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℃。可在可良好地增加熱塑性樹脂之結晶化度而良好地抑制捲曲的同時,製造出耐久性極優異的光學積層體。另,加熱輥之溫度可以接觸式溫度計來測定。在圖式例中設置有6個輸送輥,惟輸送輥只要為多數個即無特別限制。輸送輥通常為2個~40個,較佳為設置4個~30個。積層體與加熱輥之接觸時間(總接觸時間)以1秒~300秒為宜,以1~20秒為佳,以1~10秒更佳。
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產線(室溫環境下)。宜設置於具備送風機構的加熱爐內。藉由併用以加熱輥進行之乾燥與熱風乾燥,可抑制在加熱輥間急遽的溫度變化,而可易控制寬度方向之收縮。熱風乾燥之溫度宜為30℃~100℃。且,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。另,該風速係在加熱爐內之風速,可以迷你扇葉型數位風速計來測定。
B-3-8.其他處理
宜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。上述洗淨處理代表上可藉由使PVA系樹脂層浸漬於碘化鉀水溶液中來進行。
C.第1相位差層
第1相位差層20如上述係液晶化合物的定向固化層。藉由使用液晶化合物,可使所製得相位差層的nx與ny之差比非液晶材料大上甚多,因此可將用以獲得期望之面內相位差所需相位差層之厚度縮小甚多。結果可實現附相位差層之偏光板之進一步薄型化及輕量化。本說明書中所謂「定向固化層」係指液晶混合物在層內於預定方向定向,而該定向狀態已受固定之層。另外,「定向固化層」此一概念包含如後述使液晶單體硬化而得的定向硬化層。在本實施形態中,代表上係於棒狀液晶化合物沿第1相位差層之慢軸方向排列之狀態下定向(沿面定向)。
液晶化合物可舉例如液晶相為向列相之液晶化合物(向列型液晶)。所述液晶化合物例如可使用液晶聚合物或液晶單體。液晶化合物之液晶性的表現機構可為溶致亦可為熱致。液晶聚合物及液晶單體分別可單獨使用,也可組合使用。
液晶化合物為液晶單體時,該液晶單體宜為聚合性單體及交聯性單體。其係因藉由使液晶單體進行聚合或交聯(亦即硬化)可固定液晶單體的定向狀態之故。在將液晶單體定向之後,例如只要使液晶單體彼此聚合或交 聯,即可藉此固定上述定向狀態。在此係藉由聚合來形成聚合物,藉由交聯來形成3維網狀結構,惟該等為非液晶性。因此,所形成之第1相位差層譬如不會於液晶性化合物發生特有的因溫度變化而轉變為液晶相、玻璃相、結晶相之情形。結果第1相位差層會成為不受溫度變化影響而穩定性極優異的相位差層。
液晶單體展現液晶性之溫度範圍會因其種類而異。具體來說,該溫度範圍宜為40℃~120℃,更宜為50℃~100℃,最宜為60℃~90℃。
上述液晶單體可採用任意適當之液晶單體。例如可使用日本特表2002-533742(WO00/37585)、EP358208(US5211877)、EP66137(US4388453)、WO93/22397、EP0261712、DE19504224、DE4408171及GB2280445等所記載之聚合性液晶原化合物等。所述聚合性液晶原化合物之具體例可舉例如BASF公司之商品名LC242、Merck公司之商品名E7、Wacker-Chem公司之商品名LC-Sillicon-CC3767。液晶單體宜為例如向列性液晶單體。
液晶化合物之定向固化層可藉由以下方式來形成:於預定基材之表面施行定向處理,並於該表面塗敷含液晶化合物的塗敷液而使該液晶化合物於對應於上述定向處理之方向定向,再固定該定向狀態。在一實施形態中,基材為任意適當之樹脂薄膜,而形成於該基材上的定向固化層可轉印至偏光板10之表面。在另一實施形態中, 基材可為第2保護層13。此時會省略轉印步驟,而可在形成定向固化層(第1相位差層)後接續以捲料對捲料(roll to roll)方式進行積層,因此可更提升生產性。
上述定向處理可採用任意適當之定向處理。具體可舉機械性定向處理、物理性定向處理、化學性定向處理。機械性定向處理的具體例可舉磨擦處理、延伸處理。物理性定向處理的具體例可舉磁場定向處理、電場定向處理。化學性定向處理的具體例可舉斜向蒸鍍法、光定向處理。各種定向處理的處理條件可按目的採用任意適當之條件。
液晶化合物的定向可因應液晶化合物的種類於可展現液晶相之溫度下進行處理來進行。藉由進行所述溫度處理,液晶化合物會變為液晶狀態,而該液晶化合物會因應基材表面之定向處理方向而定向。
在一實施形態中,定向狀態之固定係藉由冷卻已依上述方式定向之液晶化合物來進行。在液晶化合物為聚合性單體或交聯性單體時,定向狀態之固定係藉由對已依上述方式定向之液晶化合物施行聚合處理或交聯處理來進行。
液晶化合物之具體例及定向固化層的形成方法的詳細內容記載於日本特開2006-163343號公報。本說明書中係援用該公報之記載作為參考。
定向固化層之另一例可舉盤狀液晶化合物在垂直定向、混合定向及傾斜定向之任一狀態下定向之形 態。盤狀液晶化合物在代表上係定向成盤狀液晶化合物之圓盤面相對於第1相位差層之薄膜面在實質上呈垂直。所謂盤狀液晶化合物在實質上呈垂直意指薄膜面與盤狀液晶化合物之圓盤面形成之角度的平均值宜為70°~90°,且80°~90°更佳,85°~90°又更佳。所謂盤狀液晶化合物一般而言係指一種具有圓盤狀分子結構的液晶化合物,該圓盤狀分子結構是將如苯、1,3,5-三
Figure 108124659-A0305-02-0037-4
、杯芳烴等之環狀母核配置於分子中心,且直鏈的烷基、烷氧基、取代苄醯氧基等作為其側鏈呈放射狀取代者。盤狀液晶之代表例可舉:C.Destrade等人之研究報告,Mol.Cryst.Liq.Cryst.第71期第111頁(1981年)所記載之苯衍生物、聯伸三苯衍生物、參茚并苯衍生物、酞青素衍生物;B.Kohne等人之研究報告,AngeW.Chem.第96期第70頁(1984年)所記載之環己烷衍生物;以及J.M.Lehn等人之研究報告,J.Chem.Soc.Chem.Commun.第1794頁(1985年)、J.Zhang等人之研究報告,J.Am.Chem.Soc.第116期第2655頁(1994年)所記載之氮雜冠醚系或苯乙炔系的大環。盤狀液晶化合物的更多具體例可舉例如日本專利特開2006-133652號公報、日本專利特開2007-108732號公報、日本專利特開2010-244038號公報所記載之化合物。本說明書中係援用上述文獻及公報之記載作為參考。
在一實施形態中,第1相位差層20係如圖1及圖2所示,為液晶化合物之定向固化層的單一層。在第1相位差層20是由液晶化合物之定向固化層的單一層所構成 時,其厚度宜為0.5μm~7μm,且1μm~5μm更佳。藉由使用液晶化合物,可以較樹脂薄膜薄上甚多的厚度實現與樹脂薄膜同等的面內相位差。
第1相位差層代表上折射率特性係展現nx>ny=nz之關係。第1相位差層在代表上係為了賦予偏光板抗反射特性而設置,而在第1相位差層為定向固化層的單一層時可作為λ/4板發揮機能。此時,第1相位差層的面內相位差Re(550)宜為100nm~190nm,且宜為110nm~170nm,更宜為130nm~160nm。此外,在此「ny=nz」不只是ny與nz完全相同之情況,還包含實質上相同之情況。因此,在不損及本發明效果之範圍下可有ny>nz或ny<nz之情形。
第1相位差層的Nz係數宜為0.9~1.5,更宜為0.9~1.3。藉由滿足所述關係,在將製得之附相位差層之偏光板使用於影像顯示裝置時,可達成非常優異之反射色相。
第1相位差層可展現相位差值隨測定光之波長變大的逆分散波長特性,亦可展現相位差值隨測定光之波長變小的正波長分散特性,又可展現相位差值幾乎不隨測定光之波長變化的平坦的波長分散特性。在一實施形態中,第1相位差層展現逆分散波長特性。此時,相位差層之Re(450)/Re(550)宜為0.8以上且小於1,更宜為0.8以上且0.95以下。若為所述構成,即可實現非常優異的抗反射特性。
第1相位差層20的慢軸與偏光膜11的吸收軸 形成之角度θ宜為40°~50°,且宜為42°~48°,更宜為約45°。只要角度θ在所述範圍內,如上述藉由以第1相位差層作為λ/4板,可製得具有非常優異圓偏光特性(結果為非常優異的抗反射特性)的附相位差層之偏光板。
在另一實施形態中,第1相位差層20如圖3所示,具有第1定向固化層21與第2定向固化層22之積層結構。此時,第1定向固化層21及第2定向固化層22之任一者可作為λ/4板發揮機能,另一者可作為λ/2板發揮機能。因此,第1定向固化層21及第2定向固化層22的厚度可為了獲得λ/4板或λ/2板的期望面內相位差而進行調整。譬如,第1定向固化層21作為λ/2板發揮機能、第2定向固化層22作為λ/4板發揮機能時,第1定向固化層21的厚度例如為2.0μm~3.0μm,而第2定向固化層22的厚度例如為1.0μm~2.0μm。此時,第1定向固化層的面內相位差Re(550)宜為200nm~300nm,且宜為230nm~290nm,更宜為250nm~280nm。而第2定向固化層的面內相位差Re(550),有關單一層之定向固化層如同上述說明。第1定向固化層的慢軸與偏光膜的吸收軸形成之角度宜為10°~20°,且宜為12°~18°,更宜為約15°。第2定向固化層的慢軸與偏光膜的吸收軸形成之角度宜為70°~80°,且宜為72°~78°,更宜為約75°。只要為所述構成,即可獲得接近理想之逆波長分散特性的特性,結果可實現非常優異之抗反射特性。關於構成第1定向固化層及第2定向固化層之液晶化合物、第1定向固化層及第2定向固化層之形成方法、光學特性等,有關 單一層之定向固化層如同上述說明。
D.第2相位差層
第2相位差層如同上述,可為折射率特性展現nz>nx=ny之關係的所謂正C板(Positive C-plate)。使用正C板作為第2相位差層,可良好地防止斜向之反射,而可使抗反射機能廣視角化。此時,第2相位差層的厚度方向的相位差Rth(550)宜為-50nm~-300nm,且宜為-70nm~-250nm,更宜為-90nm~-200nm,尤宜為-100nm~-180nm。在此,「nx=ny」不僅包含nx與ny精確相等之情況,還包含nx與ny實質相等之情況。即,第2相位差層的面內相位差Re(550)可小於10nm。
具有nz>nx=ny之折射率特性的第2相位差層可以任意適當之材料形成。第2相位差層宜由包含固定為垂面定向之液晶材料的薄膜構成。可令其垂面定向的液晶材料(液晶化合物)可為液晶單體亦可為液晶聚合物。該液晶化合物及該相位差層之形成方法的具體例可舉如日本特開2002-333642號公報中段落[0020]~[0028]記載之液晶化合物及該相位差層形成方法。此時,第2相位差層的厚度宜為0.5μm~10μm,且宜為0.5μm~8μm,更宜為0.5μm~5μm。
E.導電層或附導電層之各向同性基材
導電層可利用任意適當之成膜方法(例如真空蒸鍍法、濺鍍法、CVD法、離子鍍法、噴霧法等),將金屬氧化物膜成膜於任意適當之基材上來形成。金屬氧化物可舉例如氧 化銦、氧化錫、氧化鋅、銦錫複合氧化物、錫銻複合氧化物、鋅鋁複合氧化物、銦鋅複合氧化物。其中宜為銦錫複合氧化物(ITO)。
導電層包含金屬氧化物時,該導電層的厚度宜為50nm以下,更宜為35nm以下。導電層厚度的下限宜為10nm。
導電層可由上述基材轉印至第1相位差層(或若有第2相位差層存在則為第2相位差層)而以導電層單獨作為附相位差層之偏光板的構成層,亦可以導電層與基材之積層體(附導電層之基材)的形式積層於第1相位差層(或若有第2相位差層存在則為第2相位差層)。較理想的是上述基材在光學上為各向同性,因此導電層可作為附導電層之各向同性基材用於附相位差層之偏光板。
在光學上為各向同性的基材(各向同性基材)可採用任意適當之各向同性基材。構成各向同性基材之材料可舉例如以降莰烯系樹脂或烯烴系樹脂等不具有共軛系之樹脂為主骨架的材料、於丙烯酸系樹脂之主鏈中具有內酯環或戊二醯亞胺環等環狀結構的材料等。若使用所述材料,則可將形成各向同性基材時伴隨分子鏈定向而展現之相位差抑制得較小。各向同性基材的厚度宜為50μm以下,更宜為35μm以下。各向同性基材厚度的下限例如20μm。
上述導電層及/或上述附導電層之各向同性基材的導電層可因應需要進行圖案化。藉由圖案化可形成導通部與絕緣部。結果可形成電極。電極可作為用以感測 對觸控面板之接觸的觸控感測電極發揮機能。圖案化方法可採用任意適當之方法。圖案化方法的具體例可舉濕式蝕刻法、網版印刷法。
F.影像顯示裝置
上述A項至E項所記載之附相位差層之偏光板可應用於影像顯示裝置。因此,本發明包含使用有所述附相位差層之偏光板之影像顯示裝置。影像顯示裝置的代表例可舉液晶顯示裝置、電致發光(EL)顯示裝置(例如有機EL顯示裝置、無機EL顯示裝置)。本發明實施形態之影像顯示裝置於其視辨側具備上述A項至E項所記載之附相位差層之偏光板。附相位差層之偏光板係以使相位差層在影像顯示單元(例如液晶單元、有機EL單元、無機EL單元)側之方式(以使偏光膜在視辨側之方式)積層。在一實施形態中,影像顯示裝置具有彎曲的形狀(實質上為彎曲的顯示畫面),及/或可撓曲或彎折。在所述影像顯示裝置中,本發明附相位差層之偏光板的效果更顯著。
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。此外,只要無特別註記,實施例及比較例中之「份」及「%」即為重量基準。
(1)厚度
10μm以下的厚度係使用干涉膜厚計(大塚電子公司製,製品名「MCPD-3000」)進行測定。而大於10μm的 厚度係使用數位測微器(Anritsu公司製,產品名「KC-351C」)測定。
(2)單體透射率、單位吸光度及正交吸光度
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,並將測得之單體透射率Ts、平行透射率Tp、正交透射率Tc分別作為偏光膜之Ts、Tp及Tc。該等Ts、Tp及Tc係以JIS Z8701之2度視野(C光源)進行測定並進行光視效能校正所得之Y值。另,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的表面之折射率為1.53。
使用島津製作所公司製UV-3150,從在測定波長210nm下測得之正交透射率Tc210藉由下述式求出正交吸光度A210,並除以厚度後作為單位吸光度。又,使用日本分光公司製V-7100分別從測定波長470nm之正交透射率Tc470求出正交吸光度A470,且從測定波長600nm之正交透射率Tc600求出正交吸光度A600
正交吸光度=log10(100/Tc)
另,針對A470及A600,亦可使用大塚電子公司製LPF-200等進行同等之測定。
(3)碘濃度
針對實施例及比較例中獲得之偏光膜,使用螢光X射線分析裝置(Rigaku公司製,商品名「ZSX-PRIMUS II」,測定徑:ψ 10mm)測定了螢光X射線強度(kcps)。從所得螢光X射線強度與厚度,以下述式求出碘濃度(重量%)。
(碘濃度)=20.5×(螢光X射線強度)/(薄膜厚度)
另,算出濃度時之係數會依測定裝置而有所不同,但該係數可使用適當之檢量曲線求得。在本實施例中,係製出多個在PVA中添加了任意值之KI(I:K=1:1(莫耳比))的樣品並測定該等,從而求得檢量曲線。
(4)正交b值
將實施例及比較例所用偏光板使用紫外光可見光分光光度計(日本分光公司製,製品名「V7100」)進行測定,求出正交偏光狀態下之色相。其顯示正交b值愈低(為負值且絕對值大)的偏光板,其色相愈會呈藍色而非中性。
(5)翹曲
將實施例及比較例中所製得之附相位差層之偏光板裁切成110mm×60mm之尺寸。此時係裁切成偏光膜之吸收軸方向成為長邊方向。透過黏著劑將裁切出的附相位差層之偏光板貼合於120mm×70mm尺寸、厚度0.2mm的玻璃板,而製成試驗樣品。將試驗樣品投入保持於85℃的加熱烘箱24小時,並在取出後測定翹曲量。使玻璃板在下將試驗樣品靜置於平面上後,將距離該平面最高之部分的高度作為翹曲量。
(6)單位重量
將實施例及比較例所製得之附相位差層之偏光板裁切成預定尺寸,並將重量(mg)除以面積(cm2),藉此算出附相位差層之偏光板的每單位面積之重量(單位重量)。
(7)耐彎折性
將實施例及比較例中所製得之附相位差層之偏光板裁切成50mm×100mm之尺寸。此時係裁切成偏光膜之吸收軸方向成為短邊方向。使用附恆溫恆濕箱之耐折試驗機(YUASA公司製,CL09 type-D01),在20℃50%RH之條件下將裁切出的附相位差層之偏光板供於彎折試驗。具體而言係將附相位差層之偏光板以相位差層側為外側,於與吸收軸方向平行之方向反覆彎折,並測定至產生會造成顯示不良的裂痕、剝落或薄膜斷裂等為止的彎折次數,依以下基準進行評估(彎折徑:2mm φ)。
<評估基準>
少於1萬次:不良
1萬次以上且少於3萬次:良
3萬次以上:優
[實施例1]
1.製作偏光膜
熱塑性樹脂基材是使用長條狀且吸水率0.75%、Tg約75℃之非晶質異酞酸共聚聚對苯二甲酸乙二酯薄膜(厚度:100μm)。並對樹脂基材之單面施行了電暈處理。
在以9:1混合聚乙烯醇(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」)而成之PVA系樹脂100重量份中添加碘化鉀13重量份,並將所得者溶於水中而調製出PVA水溶液(塗佈液)。
於樹脂基材之電暈處理面塗佈上述PVA水溶液並在 60℃下乾燥,藉此形成厚度13μm之PVA系樹脂層,而製作出積層體。
將所獲得之積層體於130℃之烘箱內在不同周速之輥間往縱方向(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,使積層體浸漬於液溫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,將液溫30℃的染色浴(相對於水100重量份,以1:7之重量比摻混碘與碘化鉀而獲得之碘水溶液)調整其濃度以使最後所製得之偏光膜的單體透射率(Ts)及在波長210nm下之單位吸光度成為所期望之值並同時浸漬於其中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)。
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往縱方向(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)。
之後,使積層體浸漬於液溫20℃的洗淨浴(相對於水100重量份,摻混4重量份的碘化鉀而獲得之水溶液)中(洗淨處理)。
之後,在保持於90℃之烘箱中乾燥的同時,使其接觸 表面溫度保持於75℃之SUS製加熱輥約2秒(乾燥收縮處理)。積層體進行乾燥收縮處理所得寬度方向之收縮率為2%。
經由以上程序,於樹脂基材上形成了厚度4.6μm之偏光膜。
2.製作偏光板
於上述製得之偏光膜表面(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)作為保護層。具體而言,是塗敷成硬化型接著劑之總厚度為1.0μm,並使用輥軋機進行貼合。其後,從保護層側照射UV光線使接著劑硬化。接著,將兩端部切開後,將樹脂基材剝離,而獲得具有保護層/偏光膜之構成的長條狀偏光板(寬度:1300mm)。偏光板(實質上為偏光膜)的單體透射率得43.5%,在波長210nm下之單位吸光度為0.91,A470/A600得0.87,正交b值得-3.00。
3.製作構成相位差層之第1定向固化層及第2定向固化層
將表現向列型液晶相的聚合性液晶(BASF公司製:商品名「Paliocolor LC242」,以下述式表示)10g與對該聚合性液晶化合物的光聚合引發劑(BASF公司製:商品名「IRGACURE 907」)3g溶解至甲苯40g中,而調製出液晶組成物(塗敷液)。
[化學式1]
Figure 108124659-A0305-02-0048-1
使用擦拭布擦拭聚對苯二甲酸乙二酯(PET)薄膜(厚度38μm)表面,施行定向處理。定向處理之方向係設為貼合至偏光板時由視辨側觀看時相對於偏光膜之吸收軸方向呈15°方向。利用棒塗機將上述液晶塗敷液塗敷至該定向處理表面,並於90℃下進行2分鐘加熱乾燥,藉此使液晶化合物定向。使用金屬鹵素燈以1mJ/cm2的光照射依上述方式形成的液晶層,使該液晶層硬化,藉此於PET薄膜上形成液晶定向固化層A。液晶定向固化層A的厚度為2.5μm,面內相位差Re(550)為270nm。並且,液晶定向固化層A具有nx>ny=nz之折射率分布。
變更塗敷厚度,並將定向處理方向設為由視辨側觀看時相對於偏光膜之吸收軸方向呈75°方向,除此之外依與上述相同方式於PET薄膜上形成液晶定向固化層B。液晶定向固化層B的厚度為1.5μm,面內相位差Re(550)為140nm。並且,液晶定向固化層B具有nx>ny=nz之折射率分布。
4.製作附相位差層之偏光板
於上述2.所製得之偏光板的偏光膜表面將上述3.所製得之液晶定向固化層A及液晶定向固化層B依序轉印。此時,係以偏光膜之吸收軸與定向固化層A之慢軸形成之角度呈15°且偏光膜之吸收軸與定向固化層B之慢軸形成之 角度呈75°的方式進行轉印(貼合)。另外,各自之轉印(貼合)係透過上述2.所用之紫外線硬化型接著劑(厚度1.0μm)來進行。依上述方式,製得具有保護層/接著層/偏光膜/接著層/相位差層(第1定向固化層/接著層/第2定向固化層)之構成的附相位差層之偏光板。製得之附相位差層之偏光板的總厚度為52μm。將所製得之附相位差層之偏光板供於上述(5)~(7)的評估。翹曲量為1.8mm。
[實施例2]
使用厚度20μm之丙烯酸系薄膜作為保護層,除此之外依與實施例1相同方式而製出附相位差層之偏光板。所製得之附相位差層之偏光板的總厚度為32μm。將所製得之附相位差層之偏光板供於進行與實施例1相同評估。翹曲量為1.5mm。
[實施例3]
使用厚度25μm之三乙醯纖維素(TAC)薄膜作為保護層,除此之外依與實施例1相同方式而製出附相位差層之偏光板。製得之附相位差層之偏光板的總厚度為37μm。將製得之附相位差層之偏光板供於與實施例1相同之評估。翹曲量為1.3mm。
[比較例1]
1.製作偏光件
準備平均聚合度為2,400、皂化度為99.9莫耳%且厚度為30μm之聚乙烯醇系樹脂薄膜。在周速比相異之輥間將聚乙烯醇薄膜浸漬於20℃之膨潤浴(水浴)中30秒鐘使其 膨潤,並同時往輸送方向延伸2.4倍(膨潤步驟),接著在30℃之染色浴(碘濃度為0.03重量%且碘化鉀濃度為0.3重量%之水溶液)中,以最終延伸後之單體透射率成為所期望之值之方式浸漬並染色,同時以原本的聚乙烯醇薄膜(於輸送方向上完全未延伸的聚乙烯醇薄膜)為基準往輸送方向延伸3.7倍(染色步驟)。此時浸漬時間約60秒。接著,將已染色之聚乙烯醇薄膜在40℃之交聯浴(硼酸濃度為3.0重量%且碘化鉀濃度為3.0重量%之水溶液)中浸漬,同時以原本的聚乙烯醇薄膜為基準往輸送方向延伸至4.2倍為止(交聯步驟)。再將所得聚乙烯醇薄膜於64℃之延伸浴(硼酸濃度為4.0重量%且碘化鉀濃度為5.0重量%之水溶液)中浸漬50秒,並以原本的聚乙烯醇薄膜為基準往輸送方向延伸至6.0倍為止(延伸步驟)後,在20℃之洗淨浴(碘化鉀濃度為3.0重量%之水溶液)中浸漬5秒(洗淨步驟)。將已洗淨之聚乙烯醇薄膜在30℃下乾燥2分鐘而製出偏光件(厚度12μm)。
2.製作偏光板
接著劑係使用以下水溶液:以重量比3:1含有含乙醯乙醯基之聚乙烯醇樹脂(平均聚合度1,200,皂化度98.5莫耳%,乙醯乙醯基化度5莫耳%)與羥甲基三聚氰胺者。使用該接著劑利用輥貼合機於上述所製得之偏光件的一面貼合厚度為25μm的附硬塗層之三乙醯纖維素(TAC)薄膜,並於偏光件的另一面貼合厚度為25μm的TAC薄膜後,於烘箱內進行加熱乾燥(溫度為60℃,時間為5分鐘),而製作出具 有保護層1(厚度25μm)/接著層/偏光件/接著層/保護層2(厚度25μm)之構成的偏光板。
3.製作附相位差層之偏光板
於上述2.所製得之偏光板的保護層2之表面依與實施例1相同方式將液晶定向固化層A及液晶定向固化層B依序轉印,而製作出具有保護層1/接著層/偏光件/接著層/保護層2/接著層/相位差層(第1定向固化層/接著層/第2定向固化層)之構成的附相位差層之偏光板。製得之附相位差層之偏光板的總厚度為68μm。將製得之附相位差層之偏光板供於與實施例1相同之評估。翹曲量得4.2mm。
[比較例2]
未於PVA水溶液(塗佈液)中添加碘化鉀、令變更PVA水溶液(塗佈液)後所得偏光膜的厚度為3.3μm、在乾燥收縮處理中不使用加熱輥而使寬度方向之收縮率為0.1%以下、及調整染色浴之濃度而調整了偏光膜之單體透射率,除此之外依與實施例1相同方式製作出偏光膜及偏光板。偏光板(實質上為偏光膜)的單體透射率得43.4%,在波長210nm下之單位吸光度得1.32。除了使用該偏光板外,依與實施例1相同方式而製出附相位差層之偏光板。
[比較例3]
1.製作偏光板
使用厚度25μm之TAC薄膜作為保護層,除此之外依與實施例1相同方式而製得具有保護層/偏光膜之構成的長條狀偏光板(寬度:1300mm)。
2.製作構成相位差層之相位差薄膜
2-1.聚酯碳酸酯系樹脂之聚合
使用由2台具備攪拌葉片及控制成100℃之回流冷卻器的2台直立式反應器所構成之批次聚合裝置進行聚合。饋入雙[9-(2-苯氧基羰基乙基)茀-9-基]甲烷29.60質量份(0.046mol)、異山梨醇(ISB)29.21質量份(0.200mol)、螺甘油(SPG)42.28質量份(0.139mol)、碳酸二苯酯(DPC)63.77質量份(0.298mol)及作為觸媒的乙酸鈣一水合物1.19×10-2質量份(6.78×10-5mol)。將反應器內進行減壓氮取代後,以加熱介質加溫,並於內部溫度達到100℃之時間點開始攪拌。於升溫開始40分鐘後使內部溫度達到220℃,控制保持該溫度並同時開始減壓,使在達到220℃起90分鐘後成13.3kPa。將隨聚合反應副生成之苯酚蒸氣導入100℃之回流冷卻器,使苯酚蒸氣中所含之些許量單體成分回到反應器,並將未凝結之苯酚蒸氣導入45℃的凝結器回收。將氮導入第1反應器暫時使其回復到大氣壓力後,將第1反應器內之經寡聚化的反應液移至第2反應器。接著,開始進行第2反應器內的升溫及減壓,並在50分鐘後使內溫成為240℃、壓力成為0.2kPa。其後,進行聚合直到達到預定之攪拌動力。在達到預定動力之時間點時將氮導入反應器使壓力回復,並將所生成之聚酯碳酸酯系樹脂擠製至水中,裁切束狀物而得到丸粒。
2-2.製作相位差薄膜
將所得之聚酯碳酸酯系樹脂(丸粒)在80℃下真空乾燥 5小時後,使用具備單軸擠製機(東芝機械公司製,缸筒設定溫度:250℃)、T型模(寬200mm,設定溫度:250℃)、冷卻輥(設定溫度:120~130℃)及捲取機之薄膜製膜裝置,製作出厚度135μm之長條狀樹脂薄膜。將所得之長條狀樹脂薄膜以延伸溫度133℃、延伸倍率2.8倍往寬度方向延伸,而製得厚度53μm之相位差薄膜。所得相位差薄膜之Re(550)為141nm,Re(450)/Re(550)為0.82,且Nz係數為1.12。
3.製作附相位差層之偏光板
透過丙烯酸系黏著劑(厚度5μm)於上述1.所製得之偏光板的偏光膜表面貼合上述2.所製得之相位差薄膜。此時,係以使偏光膜之吸收軸與相位差薄膜之慢軸形成45°之角度的方式貼合。依上述方式,製得具有保護層/接著層/偏光膜/黏著劑層/相位差層之構成的附相位差層之偏光板。所得之附相位差層之偏光板的總厚度為89μm。將所製得之附相位差層之偏光板供於上述(6)及(7)之評估。
將實施例1~3、比較例1及3製得之附相位差層之偏光板的構成及各評估結果示於表1。
Figure 108124659-A0305-02-0054-3
[評估]
由表1及實施例1與比較例2之比較明顯可知,本發明實施例之附相位差層之偏光板為薄型、加熱試驗後之翹曲受到抑制且光學特性優異。且,可知由於附相位差層之偏光板的每單位面積之重量在預定值以下,因此耐彎折性會提高。
產業上之可利用性
本發明之附相位差層之偏光板可適宜用作液晶顯示裝置、有機EL顯示裝置及無機EL顯示裝置用之圓偏光板。
10:偏光板
11:偏光膜
12:第1保護層
13:第2保護層
20:相位差層(第1相位差層)
100:附相位差層之偏光板

Claims (11)

  1. 一種附相位差層之偏光板,具有偏光板與相位差層,且該偏光板包含偏光膜與位於該偏光膜之至少一側的保護層;該偏光膜係以含二色性物質之聚乙烯醇系樹脂薄膜所構成,其厚度為8μm以下,且在波長210nm下每1μm厚度的正交吸光度為1.00以下;該偏光膜的碘濃度為3.0重量%以上;該相位差層為液晶化合物之定向固化層;該附相位差層之偏光板之總厚度在60μm以下。
  2. 如請求項1之附相位差層之偏光板,其中前述相位差層為液晶化合物之定向固化層的單一層,該相位差層的Re(550)為100nm~190nm,且該相位差層之慢軸與前述偏光膜之吸收軸形成之角度為40°~50°。
  3. 如請求項1之附相位差層之偏光板,其中前述相位差層具有第1液晶化合物之定向固化層與第2液晶化合物之定向固化層的積層結構;該第1液晶化合物之定向固化層的Re(550)為200nm~300nm,且其慢軸與前述偏光膜之吸收軸形成之角度為10°~20°;該第2液晶化合物之定向固化層的Re(550)為100nm~190nm,且其慢軸與該偏光膜之吸收軸形成之角度為70°~80°。
  4. 如請求項1之附相位差層之偏光板,其中前述偏光膜在波長470nm下之正交吸光度A470與在波長600nm下之正交吸光度A600之比(A470/A600)為0.7~2.00。
  5. 如請求項1之附相位差層之偏光板,其中前述偏光膜的正交b值大於-10且在+10以下。
  6. 如請求項1之附相位差層之偏光板,其中前述偏光膜的單體透射率為42.5%以上。
  7. 如請求項1之附相位差層之偏光板,其中於前述相位差層之外側更具有另一相位差層,該另一相位差層之折射率特性顯示nz>nx=ny之關係。
  8. 如請求項1之附相位差層之偏光板,其中於前述相位差層之外側更具有導電層或附導電層之各向同性基材。
  9. 一種附相位差層之偏光板,具有偏光板與相位差層,且該偏光板包含偏光膜與位於該偏光膜之至少一側的保護層;該相位差層為液晶化合物之定向固化層;該偏光膜係以含碘的聚乙烯醇系樹脂薄膜所構成,且厚度為8μm以下,該偏光膜在波長210nm下每1μm厚度的正交吸光度為1.00以下,該偏光膜在波長470nm下之正交吸光度A470與在波長600nm下之正交吸光度A600之比(A470/A600)為0.7~2.00,該偏光膜的正交b值大於-10且在+10以下; 該偏光膜的碘濃度為3.0重量%以上;該附相位差層之偏光板之總厚度在60μm以下。
  10. 一種影像顯示裝置,具備如請求項1至9中任一項之附相位差層之偏光板。
  11. 如請求項10之影像顯示裝置,其係有機電致發光顯示裝置或無機電致發光顯示裝置。
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