TWI851620B - 偏光膜、偏光薄膜、積層偏光薄膜、影像顯示面板及影像顯示裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明為一種偏光膜，其係碘吸附定向於聚乙烯醇系薄膜而形成者；該偏光膜之碘濃度為6重量%以上；且，在逸出氣分析法中，在非活性氣體存在下，在升溫速度為10℃/分鐘、升溫範圍為40℃至350℃為止之條件下檢測出之水的最大強度之峰值溫度為200℃以上。該偏光膜之初始偏光度良好，且在高溫環境下抑制偏光膜之著色造成單體透射率降低之效果優異。

Description

偏光膜、偏光薄膜、積層偏光薄膜、影像顯示面板及影像顯示裝置
本發明涉及偏光膜、偏光薄膜、積層偏光薄膜、影像顯示面板及影像顯示裝置。
發明背景
以往，用於液晶顯示裝置或有機EL顯示裝置等各種影像顯示裝置之偏光膜，出於兼具高透射率與高偏光度而使用經染色處理之(含有碘或二色性染料等二色性物質之)聚乙烯醇系薄膜。該偏光膜係於浴中對聚乙烯醇系薄膜施行例如膨潤、染色、交聯、延伸等各處理後，施行洗淨處理並於之後進行乾燥來製造。又，前述偏光膜通常係製成於其單面或兩面使用接著劑貼合有三醋酸纖維素等之保護薄膜的偏光薄膜(偏光板)來使用。
前述偏光薄膜可因應需要與其他光學層積層而製成積層偏光薄膜(光學積層體)來使用，前述偏光薄膜或前述積層偏光薄膜(光學積層體)係於液晶單元或有機EL元件等影像顯示單元與視辨側之前面透明板(視窗層)或觸控面板等前面透明構件之間透過黏著劑層或接著劑層貼合，而製成上述各種影像顯示裝置來使用(專利文獻1)。
近年來，所述各種影像顯示裝置除了製成行 動電話及平板電腦終端等行動設備使用之外，亦製成汽車導航裝置或後照監視器記錄器等車載用影像顯示裝置使用等，其用途愈發廣泛。因此，會要求前述影像顯示裝置在比以往即要求的更嚴酷之環境下(例如高溫環境下)有高耐久性，而有提出一種以確保所述耐久性為目的之影像顯示裝置(專利文獻2)。
先前技術文獻
專利文獻
專利文獻1：日本特開2014-102353號公報
專利文獻2：日本特開2018-101117號公報
發明內容
使用碘系偏光膜之偏光薄膜或積層偏光薄膜在暴露於高溫環境下時，構成偏光膜之聚乙烯醇會因脫水反應而被多烯化，使偏光膜產生著色，而有其單體透射率降低之問題。
本發明人等經過積極研討，發現碘系偏光膜中所含之碘在高溫環境下會促進多烯化。因此，若欲抑制在高溫環境下偏光膜著色造成單體透射率降低，有效的是使偏光膜中的碘濃度(含量)減少。但另一方面，卻難以獲得具有良好偏光度之碘濃度濃的偏光膜。
鑒於以上情事，本發明之目的在於提供一種偏光膜，其碘濃度濃且初始偏光度良好，並且該偏光膜在 高溫環境下抑制偏光膜著色造成單體透射率降低之效果優異。
且，本發明之目的在於提供使用上述偏光膜的偏光薄膜、積層偏光薄膜、影像顯示面板及影像顯示裝置。
亦即，本發明涉及一種偏光膜，其係碘吸附定向於聚乙烯醇系薄膜而形成者；該偏光膜之碘濃度為6重量%以上；且，在逸出氣分析法中，在非活性氣體存在下，在升溫速度為10℃/分鐘、升溫範圍為40℃至350℃為止之條件下檢測出之水的最大強度之峰值溫度為200℃以上。
且，本發明涉及一種偏光薄膜，其於前述偏光膜之至少一面貼合有透明保護薄膜。
且，本發明涉及一種積層偏光薄膜，其中前述偏光薄膜貼合於光學層。
且，本發明涉及一種影像顯示面板，其於影像顯示單元貼合有前述偏光薄膜或前述積層偏光薄膜。
且，本發明涉及一種影像顯示裝置，其於前述影像顯示面板的偏光薄膜或積層偏光薄膜側具備前面透明構件。
雖本發明偏光膜之效果的作用機制的細節尚有不明瞭的部分，但吾等推測如下。惟，本發明亦可不限定於該作用機制解釋。
本發明之偏光膜係碘吸附定向於聚乙烯醇系薄膜而形成之碘系偏光膜；其碘濃度為6重量%以上；且，在逸出氣分析法中，在非活性氣體存在下，在升溫速度為10℃/分鐘、升溫範圍為40℃至350℃為止之條件下檢測出之水的最大強度之峰值溫度為200℃以上。如同上述，碘系偏光膜在高溫環境下會因聚乙烯醇之脫水反應而發生多烯化，但本發明之偏光膜係將會發生該脫水反應之溫度設定在高溫側，亦即將以逸出氣分析法檢測(觀測)出之水的最大強度之峰值溫度設定為200℃以上，從而為在高溫環境下可抑制偏光膜著色造成單體透射率降低者。並且，本發明之偏光膜雖係將偏光膜中之碘濃度設定在一定範圍以上，藉以可將以逸出氣分析法檢測(觀測)出之水的最大強度之峰值溫度控制在200℃以上，但初始偏光度仍良好。
另一方面，本發明人等在將含碘之於聚乙烯醇系薄膜吸附定向碘而形成之偏光膜暴露於高溫環境下一定時間後，觀測到偏光膜產生自由基。偏光膜因多烯化而著色之時機酷似該自由基生成之時機，此情事顯示出偏光膜之多烯化進行會產生自由基的現象。因此，以偏光膜來說，若欲將會發生上述脫水反應之溫度設定在高溫側，亦即若欲將以逸出氣分析法檢測(觀測)出之水的最大強度之峰值溫度設定為200℃以上，宜使偏光膜含有具有自由基捕捉功能的化合物。
又，隨著影像顯示裝置面板的薄型化，由防止偏光薄膜或積層偏光薄膜在加熱時之面板翹曲之觀點來 看，本發明偏光膜可有用作為薄型偏光膜。
圖1係顯示在使用碘系偏光膜作為試樣之逸出氣分析法中，檢測出的水之峰值的圖表之一例。
用以實施發明之形態
<偏光膜>
本發明之偏光膜係碘吸附定向於聚乙烯醇系薄膜而形成之碘系偏光膜；其碘濃度為6重量%以上；且，在逸出氣分析法中，在非活性氣體存在下，在升溫速度為10℃/分鐘、升溫範圍為40℃至350℃為止之條件下檢測出之水的最大強度之峰值溫度為200℃以上。
前述聚乙烯醇(PVA)系薄膜可無特別限制地使用在可見光區域中具有透光性且可分散吸附碘之物。又，一般作為原板使用之PVA系薄膜之厚度宜為1~100μm左右，且1~50μm左右更佳，而寬度宜為100~5000mm左右。
作為前述聚乙烯醇系薄膜的材料，可舉聚乙烯醇或其衍生物。前述聚乙烯醇之衍生物可舉例如聚乙烯醇縮甲醛、聚乙烯縮醛；乙烯、丙烯等烯烴、丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸等不飽和羧酸及其烷基酯、經丙烯酸醯胺等改質者等。前述聚乙烯醇之平均聚合度宜為100~10,000左右，且宜為1,000~10,000左右，1,500~4,500左右更佳。又，前述聚乙烯醇之皂化度宜為80~100莫耳%左右，且95莫耳%~99.95莫耳左右更佳。另， 前述平均聚合度及前述皂化度可依循JIS K 6726求得。
前述聚乙烯醇系薄膜中亦可含有塑化劑或界面活性劑等添加劑。前述塑化劑可舉例如甘油、二甘油、三甘油、乙二醇、丙二醇、聚乙二醇等多元醇及其縮合物等。前述添加劑之使用量無特別限制，但例如宜在聚乙烯醇系薄膜中佔20重量%以下左右。
前述偏光膜中，由使偏光膜之初始偏光度良好的觀點來看，前述碘濃度(含量)為6重量%以上。前述偏光膜中，由使偏光膜之初始偏光度提升的觀點來看，前述碘濃度(含量)宜為7重量%以上，且8重量%以上更佳，而由將以逸出氣分析法檢測出之水的最大強度之峰值溫度控制在200℃以上的觀點來看，宜為12重量%以下，且10重量%以下更佳。
前述偏光膜在逸出氣分析法中，在非活性氣體存在下，在升溫速度為10℃/分鐘、升溫範圍為40℃至350℃為止之條件下檢測出之水的最大強度之峰值溫度顯示為200℃以上。前述偏光膜係將會發生聚乙烯醇的脫水反應之溫度設定在高溫側，亦即將以逸出氣分析法檢測出之水的最大強度之峰值溫度設定在200℃以上，從而可在高溫環境下抑制偏光膜著色造成單體透射率降低。另一方面，上述水的最大強度之峰值溫度較200℃以上更低時，會難以將在加熱耐久性試驗(95℃×750小時)前後之偏光膜的單體透射率變化量控制在0%以上且5%以下，前述加熱耐久性試驗係作為對低階車載顯示器要求之高溫耐久性指 標。
圖1係顯示以上述逸出氣分析法檢測出的水之峰值的圖表之一例，檢測出之水的最大強度之峰值溫度為200℃以上。
又，上述逸出氣分析法係將氣相層析裝置與質量分析裝置以非活性之金屬毛細管等直接連結，並即時監測將試樣升溫加熱時產生之氣體的分析方法，一般稱為EGA/MS法、EGA/TOFMS法等。
前述偏光膜宜含有具有自由基捕捉功能之化合物。吾等推測前述具有自由基捕捉功能之化合物可捕捉偏光膜之聚乙烯醇因加熱而產生的自由基，而將會發生多烯化之脫水反應的溫度設定在高溫側。前述具有自由基捕捉功能之化合物可舉例如受阻酚系、受阻胺系、磷系、硫系、苯并三唑系、二苯基酮系、羥胺系、水楊酸酯系、三
Figure 108141037-A0305-02-0009-11
系化合物等具有自由基捕捉功能之化合物(例如抗氧化劑等)。由可易將會發生多烯化之脫水反應的溫度設定在高溫側之觀點來看，前述具有自由基捕捉功能之化合物例如宜為具有氮氧自由基或氮氧基之化合物。
前述具有氮氧自由基或氮氧基之化合物由具有在室溫、空氣中較穩定之自由基之觀點來看，可舉N-氧基化合物(具有C-N(-C)-O．作為官能基之化合物(O．表示氧自由基))，且可使用公知者。N-氧基化合物可舉例如具有以下結構之有機基的化合物等。
[化學式1]
Figure 108141037-A0305-02-0010-1
(通式(1)中，R1表示氧自由基，R2至R5獨立表示氫原子或碳原子數1~10烷基，n表示0或1)。此外，通式(1)中虛線部之左邊表示任意的有機基。
具有上述有機基之化合物可舉例如以下通式(2)~(5)所示化合物等。
Figure 108141037-A0305-02-0010-2
(通式(2)中，R1~R5及n與上述相同，R6表示氫原子或碳原子數1~10烷基、醯基或芳基，n表示0或1)。
[化學式3]
Figure 108141037-A0305-02-0011-3
(通式(3)中，R1至R5及n與上述相同，R7及R8獨立表示氫原子或碳原子數1~10烷基、醯基或芳基)。
Figure 108141037-A0305-02-0011-4
(通式(4)中，R1至R5及n與上述相同，R9至R11獨立表示氫原子或碳原子數1~10烷基、醯基、胺基、烷氧基、羥基或芳基)。
Figure 108141037-A0305-02-0011-5
(通式(5)中，R1至R5及n與上述相同，R12表示氫原子或碳原子數1~10烷基、胺基、烷氧基、羥基或芳基)。
前述通式(1)~(5)中，R2至R5由取得容易度之觀點，宜為碳原子數1~6烷基，且碳原子數1~3烷基更佳。又，前述通式(2)中，由取得容易度之觀點，R6宜為氫原子或碳原子數1~10烷基，且氫原子更佳。又，前述通式(3)中，由取得容易度之觀點，R7及R8宜獨立為氫原子或碳原子數1~10烷基，且氫原子更佳。又，前述通式(4)中，由取得容易度之觀點，R9至R11宜為氫原子或碳原子數1~10烷基。又，前述通式(5)中，由取得容易度之觀點，R12宜為羥基、胺基或烷氧基。前述通式(1)~(5)中，n由取得容易度之觀點宜為1。
又，前述N-氧基化合物可舉日本特開2003-64022號公報、日本特開平11-222462號公報、日本特開2002-284737號公報、國際公開第2016/047655號等記載之N-氧基化合物。
又，由可有效率地捕捉在多烯化反應中產生的自由基之觀點來看，前述具有自由基捕捉功能之化合物之分子量宜為1000以下，且500以下更佳，300以下又更佳。
由製造偏光膜時可與水一同有效率地滲入偏光膜之觀點、可高濃度含浸至偏光膜中之觀點、在使用了厚度較厚的聚乙烯醇系薄膜時仍能在短時間內含浸因而可提高偏光膜之生產性的觀點來看，前述具有自由基捕捉 功能之化合物宜相對於25℃之水100重量份可溶解1重量份以上，且相對於25℃之水100重量份可溶解2重量份以上更佳，相對於25℃之水100重量份可溶解5重量份以上又更佳。
又，前述具有氮氧自由基或氮氧基之化合物可舉例如以下化合物等。
Figure 108141037-A0305-02-0013-6
(通式(6)中，R表示氫原子或碳原子數1~10烷基、醯基或芳基)。
Figure 108141037-A0305-02-0013-7
Figure 108141037-A0305-02-0013-8
由在高溫環境下抑制偏光膜著色造成單體透射率降低之觀點來看，前述偏光膜在含有前述具有自由基捕捉功能之化合物時，前述具有自由基捕捉功能之化合物的含量在前述偏光膜中宜為0.005重量%以上，且0.01重量%以上更佳，0.02重量%以上又更佳，而由外觀之觀點來看，宜為15重量%以下，且12重量%以下更佳、10重量%以下又更佳。
<偏光膜之製造方法>
前述偏光膜之製造方法可對前述聚乙烯醇系薄膜施行任意之膨潤步驟及洗淨步驟，以及至少施行染色步驟、交聯步驟及延伸步驟而得。前述偏光膜中所含前述碘之含量可透過膨潤步驟、染色步驟、交聯步驟、延伸步驟及洗淨步驟中的各處理浴中之任一者所含前述碘以及碘化鉀等碘化物之濃度、上述各處理浴之處理溫度及處理時間來控制。
又，於製造含有前述具有自由基捕捉功能之化合物的偏光膜時，只要前述膨潤步驟、前述洗淨步驟、前述染色步驟、前述交聯步驟及前述延伸步驟中之任1個以上處理浴中含有前述具有自由基捕捉功能之化合物即可。前述各處理浴中之任一者所含前述具有自由基捕捉功能之化合物之濃度會受各處理之處理次數、處理時間、處理溫度等影響故不能一概決定，惟由可有效率地控制偏光膜中的前述具有自由基捕捉功能之化合物之含量的觀點來看，通常宜為0.01重量%以上，且0.05重量%以上更佳，0.1 重量%以上又更佳，並且，宜為30重量%以下，且25重量%以下更佳，20重量%以下又更佳。
尤其是要在施行染色步驟、交聯步驟及延伸步驟後施行洗淨步驟之情況下，在考慮到染色步驟、交聯步驟及延伸步驟等之處理條件的前提下，由可將碘或前述具有自由基捕捉功能之化合物等成分從聚乙烯醇系薄膜溶出或可使其吸附至聚乙烯醇系薄膜之觀點來看，洗淨步驟易將前述碘或前述具有自由基捕捉功能之化合物之含量調整至所期望範圍。
並且，前述膨潤步驟、前述染色步驟、前述交聯步驟、前述延伸步驟及前述洗淨步驟中之各處理浴中亦可含有如鋅鹽、pH調整劑、pH緩衝劑、其他鹽類之添加劑。前述鋅鹽可舉例如氯化鋅、碘化鋅等鋅鹵化物；硫酸鋅、乙酸鋅等無機鋅鹽等。前述pH調整劑可舉例如鹽酸、硫酸、硝酸等強酸或氫氧化鈉、氫氧化鉀等強鹼。前述pH緩衝劑可舉例如乙酸、草酸、檸檬酸等羧酸及其鹽、或如磷酸、碳酸之無機弱酸及其鹽。前述其他鹽類可舉例如氯化鈉、氯化鉀、氯化鋇等氯化物、如硝酸鈉、硝酸鉀之硝酸鹽、如硫酸鈉、硫酸鉀之硫酸鹽及鹼金屬、鹼土族金屬鹽等。
前述膨潤步驟係將聚乙烯醇系薄膜浸漬於膨潤浴中之處理步驟，其可去除聚乙烯醇系薄膜表面的污垢及抗結塊劑，且可使聚乙烯醇系薄膜膨潤以抑制染色參差。前述膨潤浴一般可使用水、蒸餾水、純水等以水為主 成分之介質。前述膨潤浴亦可依循一般方法適當添加有界面活性劑、醇等。
前述膨潤浴之溫度宜為10~60℃左右，且15~45℃左右為佳，18~30℃左右更佳。又，因聚乙烯醇系薄膜之膨潤程度會受膨潤浴溫度的影響，故浸漬於前述膨潤浴之浸漬時間不能一概決定，而宜為5~300秒鐘左右，且10~200秒鐘左右為佳，20~100秒鐘左右更佳。前述膨潤步驟可僅實施1次，亦可因應需要實施多次。
前述染色步驟係將聚乙烯醇系薄膜浸漬於染色浴(碘溶液)之處理步驟，其可使碘吸附、定向餘聚乙烯醇系薄膜。前述碘溶液一般宜為碘水溶液，且含有碘及作為溶解助劑之碘化物。此外，前述碘化物可舉：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，由控制前述偏光膜中之鉀含量之觀點，以碘化鉀為宜。
前述染色浴中，碘濃度宜為0.01~1重量%左右，且0.02~0.5重量%左右更佳。前述染色浴中，前述碘化物之濃度宜為0.01~20重量%左右，且0.05~10重量%左右為佳，0.1~5重量%左右更佳。
前述染色浴之溫度宜為10~50℃左右，且15~45℃左右為佳，18~30℃左右更佳。又，因聚乙烯醇系薄膜之染色程度會受染色浴溫度的影響，故浸漬於前述染色浴之浸漬時間不能一概決定，而宜為10~300秒鐘左右，且20~240秒鐘左右更佳。前述染色步驟可僅實施1次，亦 可因應需要實施多次。
前述交聯步驟係將聚乙烯醇系薄膜浸漬於含硼化合物之處理浴(交聯浴)中的處理步驟，可透過硼化合物使聚乙烯醇系薄膜交聯而將碘分子或染料分子吸附至該交聯結構。前述硼化合物可舉如硼酸、硼酸鹽、硼砂等。前述交聯浴一般為水溶液，但例如亦可為與水有混合性之有機溶劑及水的混合溶液。又，由控制前述偏光膜中之鉀含量之觀點，前述交聯浴宜包含有碘化鉀。
前述交聯浴中，前述硼化合物之濃度宜為1~15重量%左右，且1.5~10重量%左右為佳，2~5重量%左右更佳。又，於前述交聯浴中使用碘化鉀時，前述交聯浴中碘化鉀之濃度宜為1~15重量%左右，且1.5~10重量%左右為佳，2~5重量%左右更佳。
前述交聯浴之溫度宜為20~70℃左右，且30~60℃左右更佳。又，因聚乙烯醇系薄膜之交聯程度會受交聯浴溫度的影響，故浸漬於前述交聯浴之浸漬時間不能一概決定，而宜為5~300秒鐘左右，且10~200秒鐘左右更佳。前述交聯步驟可僅實施1次，亦可因應需要實施多次。
前述延伸步驟係將聚乙烯醇系薄膜沿至少一方向延伸預定倍率的處理步驟。一般而言，係將聚乙烯醇系薄膜沿輸送方向(長邊方向)進行單軸延伸。前述延伸方法並無特別限制，可採用濕潤延伸法與乾式延伸法中之任一方法。前述延伸步驟可僅實施1次，亦可因應需要實施 多次。前述延伸步驟可於偏光膜之製造中在任一階段進行。
前述濕潤延伸法之處理浴(延伸浴)一般可使用水或與水有混合性之有機溶劑及水的混合溶液等之溶劑。由控制前述偏光膜中之鉀含量之觀點，前述延伸浴宜包含有碘化鉀。於前述延伸浴中使用碘化鉀時，該延伸浴中之碘化鉀之濃度宜為1~15重量%左右，且2~10重量%左右為佳，3~6重量%左右更佳。又，由抑制延伸中薄膜斷裂之觀點，前述處理浴(延伸浴)中宜包含前述硼化合物，此時該延伸浴中前述硼化合物之濃度宜為1~15重量%左右，且1.5~10重量%左右為佳，2~5重量%左右更佳。
前述延伸浴之溫度宜為25~80℃左右，且40~75℃左右為佳，50~70℃左右更佳。又，因聚乙烯醇系薄膜之延伸程度會受延伸浴溫度之影響，故浸漬於前述延伸浴之浸漬時間不能一概決定，而宜為10~800秒鐘左右，且30~500秒鐘左右更佳。此外，前述濕潤延伸法之延伸處理亦可與前述膨潤步驟、前述染色步驟、前述交聯步驟及前述洗淨步驟中之任1個以上處理步驟同時施行。
前述乾式延伸法可舉例如輥間延伸方法、加熱輥延伸方法、壓縮延伸方法等。此外，前述乾式延伸法亦可與前述乾燥步驟同時施行。
施於前述聚乙烯醇系薄膜之總延伸倍率(累積延伸倍率)可因應目的適當設定，而宜為2~7倍左右，且3~6.8倍左右為佳，3.5~6.5倍左右更佳。
前述洗淨步驟係將聚乙烯醇系薄膜浸漬於 洗淨浴中的處理步驟，其可去除殘存於聚乙烯醇系薄膜表面等的異物。前述洗淨浴一般可使用水、蒸餾水、純水等以水為主成分之介質。又，由控制前述偏光膜中之鉀含量之觀點，前述洗淨浴中亦可包含有碘化鉀，此時前述洗淨浴中碘化鉀之濃度宜為1~10重量%左右，且1.5~4重量%左右為佳，1.8~3.8重量%左右更佳。
前述洗淨浴之溫度宜為5~50℃左右，且10~40℃左右為佳，15~35℃左右更佳。又，因聚乙烯醇系薄膜之洗淨程度會受洗淨浴溫度之影響，故浸漬於前述洗淨浴之浸漬時間不能一概決定，而宜為1~100秒鐘左右，且2~50秒鐘左右為佳，3~20秒鐘左右更佳。前述膨潤步驟可僅實施1次，亦可因應需要實施多次。
本發明偏光膜之製造方法亦可設置乾燥步驟。前述乾燥步驟係將經前述洗淨步驟洗淨過之聚乙烯醇系薄膜進行乾燥而獲得偏光膜之步驟，可藉由乾燥獲得所期望之水分率的偏光膜。前述乾燥可利用任意適當之方法進行，可舉例如自然乾燥、送風乾燥、加熱乾燥。
前述乾燥溫度宜為20~150℃左右，且25~100℃左右更佳。又，因偏光膜之乾燥程度會受乾燥溫度之影響，故前述乾燥時間不能一概決定，而宜為10~600秒鐘左右，且30~300秒鐘左右更佳。前述乾燥步驟可僅實施1次，亦可因應需要實施多次。
由使偏光膜之初始偏光度提升之觀點，前述偏光膜之厚度宜為1μm以上，且2μm以上更佳，而由防止 面板翹曲之觀點，宜為15μm以下，10μm以下更佳，且8μm以下更佳。尤其是為了獲得厚度為8μm左右以下之偏光膜，可應用以下之薄型偏光膜之製造方法，該薄型偏光膜係使用包含在熱塑性樹脂基材上製膜而成之聚乙烯醇系樹脂層的積層體作為前述聚乙烯醇系薄膜。
<薄型偏光膜之製造方法>
薄型偏光膜之製造方法包含以下步驟：於長條狀熱塑性樹脂基材之單側形成含聚乙烯醇系樹脂(PVA系樹脂)之聚乙烯醇系樹脂層(PVA系樹脂層)，而製成積層體；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。尤其為了獲得具有高光學特性之偏光膜，係選擇組合空中輔助延伸處理(乾式延伸)與在硼酸水溶液中之水中延伸處理的2段延伸之方法。
製作前述積層體之方法可採用任意適當之方法，可舉如於前述熱塑性樹脂基材表面塗佈包含前述PVA系樹脂之塗佈液並乾燥之方法。前述熱塑性樹脂基材之厚度宜為20~300μm左右，且50~200μm左右更佳。前述PVA系樹脂層之厚度宜為3~40μm左右，且3~20μm左右更佳。
前述熱塑性樹脂基材由可吸收水而大幅降低延伸應力從而高倍率延伸之觀點來看，吸水率宜為0.2%左右以上，且0.3%左右以上更佳。另一方面，由可防止熱塑性樹脂基材的尺寸穩定性顯著降低而造成所得偏光膜的外觀變差等不良情況之觀點，前述熱塑性樹脂基材之吸水 率宜為3%左右以下，且1%左右以下更佳。另外，前述吸水率例如可藉由將改質基導入前述熱塑性樹脂基材之構成材料中來調整。前述吸水率係依循JIS K 7209求得之值。
由可抑制PVA系樹脂層之結晶化，同時充分確保積層體之延伸性之觀點，前述熱塑性樹脂基材之玻璃轉移溫度(Tg)宜為120℃左右以下。並且，考慮到利用水使熱塑性樹脂基材可塑化、以及可良好進行水中延伸，前述玻璃轉移溫度(Tg)宜為100℃左右以下，90℃左右以下更佳。另一方面，由可防止熱塑性樹脂基材在塗佈、乾燥塗佈液時變形等不良情況而製作出良好的積層體之觀點來看，熱塑性樹脂基材的玻璃轉移溫度宜為60℃左右以上。另外，前述玻璃轉移溫度例如可藉由使用可將改質基導入前述熱塑性樹脂基材之構成材料之結晶化材料進行加熱來調整。前述玻璃轉移溫度(Tg)係依循JIS K 7121求得之值。
前述熱塑性樹脂基材之構成材料可採用任意適當的熱塑性樹脂。前述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。該等之中又以降莰烯系樹脂、非晶質(非晶性)聚對苯二甲酸乙二酯系樹脂較佳，並且，由熱塑性樹脂基材不僅延伸性極優異，亦可抑制延伸時之結晶化的觀點來看，又較宜使用非晶質(非晶性)聚對苯二甲酸乙二酯系樹脂。非晶質(非晶性)聚對苯二甲酸乙二酯系樹脂可舉含有間苯二甲酸及/或環己烷二羧酸作為二羧 酸的共聚物、或是含有環己烷二甲醇或二乙二醇作為甘醇的共聚物。
在形成PVA系樹脂層之前，可對前述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。且，前述熱塑性樹脂基材亦可在形成PVA系樹脂層前經已延伸。
前述塗佈液係使PVA系樹脂溶解於溶劑中之溶液。作為前述溶劑，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，而宜為水。該等可單獨使用或可將二種以上組合來使用。由可形成密著於熱塑性樹脂基材之均勻的塗佈膜之觀點，前述塗佈液之PVA系樹脂濃度相對於溶劑100重量份宜為3~20重量份左右。
由可透過延伸提升聚乙烯醇分子之定向性的觀點來看，前述塗佈液中宜摻混有鹵化物。前述鹵化物可採用任意適當之鹵化物，可舉如碘化物及氯化鈉等。前述碘化物可舉例如碘化鉀、碘化鈉及碘化鋰等，而宜為碘化鉀。前述塗佈液中前述鹵化物之濃度相對於PVA系樹脂100重量份宜為5~20重量份左右，且10~15重量份左右更佳。
又，前述塗佈液中亦可摻混添加劑。前述添加劑可舉例如乙二醇或丙三醇等塑化劑；非離子界面活性 劑等界面活性劑等。
前述塗佈液之塗佈方法之例可採用任意適當之方法，可舉如輥塗法、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。又，前述塗佈液之乾燥溫度宜為50℃左右以上。
前述空中輔助延伸處理步驟可一邊抑制熱塑性樹脂基材結晶化一邊進行延伸，因此可將積層體高倍率延伸。前述空中輔助延伸處理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)，而由獲得高光學特性之觀點，宜為自由端延伸。
前述空中輔助延伸之延伸倍率宜為2~3.5倍左右。前述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。
前述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適當之值，例如宜為熱塑性樹脂基材之玻璃轉移溫度(Tg)以上，且前述玻璃轉移溫度(Tg)+10℃以上為佳，前述玻璃轉移溫度(Tg)+15℃以上更佳。另一方面，由抑制PVA系樹脂之結晶化急速進展，從而可抑制結晶化所造成的不良情況(例如，因延伸而妨礙PVA系樹脂層之定向)之觀點，延伸溫度之上限宜為170℃左右。
亦可因應需要於前述空中輔助延伸處理後 且於染色處理或水中延伸處理前施行不溶解處理。前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1~5重量份左右。不溶解處理浴之液溫宜為20~50℃左右。
前述染色處理係以碘將PVA系樹脂層染色來進行。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，而宜為使PVA系樹脂層(積層體)浸漬於含碘之染色液中的方法。
前述染色浴中碘之摻混量相對於水100重量份宜為0.05~0.5重量份左右。為了提高碘對水的溶解度，宜於碘水溶液中摻混前述碘化物。相對於水100重量份，前述碘化物之摻混量宜為0.1~10重量份左右，更宜為0.3~5重量份左右。為了抑制PVA系樹脂溶解，染色浴的液溫宜為20~50℃左右。又，由確保PVA系樹脂層之透射率之觀點，浸漬時間宜為5秒~5分鐘左右，且30秒~90秒左右更佳。由獲得具有良好光學特性之偏光膜的觀點來看，碘水溶液中碘及碘化物之含量比宜為1：5~1：20左右，1：5~1：10左右更佳。
亦可因應需要於染色處理後且於水中延伸處理前施行交聯處理。前述交聯處理代表上係藉由使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。該硼酸水溶液之硼酸濃度相對於水100重量份宜為1~5重量份左右。又，進行交聯處理時，宜進一步於交聯處理時於交聯浴中摻混前述碘化物。藉由摻混前述碘化物，可抑制已吸附於PVA系樹脂層之碘的溶出。前述碘化物之摻混量相對於水100重量份宜為1~5重量份左右。交聯浴(硼酸水溶液)之液溫宜為20~50℃左右。
前述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，而可一邊抑制PVA系樹脂層結晶化一邊進行高倍率延伸。前述水中延伸處理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)，而由獲得高光學特性之觀點，宜為自由端延伸。
前述水中延伸處理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。硼酸水溶液之硼酸濃度相對於水100重量份，宜為1~10重量份，且2.5~6重量份更佳。又，亦可於前述延伸浴(硼酸水溶液)中摻混碘化物。延伸 浴之液溫宜為40~85℃左右，且60℃~75℃左右更佳。積層體浸漬於延伸浴之浸漬時間宜為15秒~5分鐘左右。
前述水中延伸之延伸倍率宜為1.5倍左右以上，3倍左右以上更佳。
此外，積層體之總延伸倍率相對於積層體的原長，宜為5倍左右以上，且5.5倍左右以上更佳。
前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。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，而可製造外觀優異的偏光膜，且可一邊在使積層體維持平整之狀態下一邊進行乾燥，因此不僅可抑制捲曲，還可抑制其發生起皺。且，於乾燥收縮處理時，藉由使其於寬度方向收縮，可使所得偏光膜之光學特性提升，由此觀點來看，乾燥收縮處理所得積層體之寬度方向之收縮率宜為1~10%左右，且2~8%左右更佳。
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℃左右，且65~100℃左右為佳，70~80℃更佳。由使熱塑性樹脂之結晶化度良好增加以可良好地抑制捲曲之觀點，輸送輥一般係設置2個~40個左右，且宜設置4個~30個左右。積層體與加熱輥之接觸時間(總接觸時間)宜為1~300秒左右，且宜為1~20秒，1~10秒更佳。
加熱輥可設置於加熱爐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℃左右。且，熱風乾燥時間宜為1~300秒左右。
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。前述洗淨處理代表上係藉由使PVA系樹脂層浸漬於碘化鉀水溶液中來進行。
又，於製造含有前述具有自由基捕捉功能之化合物的薄型偏光膜時，只要染色處理、水中延伸處理、不溶解處理、交聯處理及洗淨處理中之任1個以上處理浴中含有前述具有自由基捕捉功能之化合物即可。前述各處理浴中之任一者所含前述具有自由基捕捉功能之化合物之濃度會受各處理之處理次數、處理時間、處理溫度等影響故不能一概決定，惟由可有效率地控制偏光膜中的前述具有自由基捕捉功能之化合物之含量的觀點來看，通常宜為0.01重量%以上，且0.05重量%以上更佳，0.1重量%以上又更佳，並且，宜為30重量%以下，且25重量%以下更佳，20重量%以下又更佳。
尤其在要施行洗淨處理時，在考慮到染色處理、水中延伸處理等之處理條件的前提下，由可將碘或前述具有自由基捕捉功能之化合物等成分從聚乙烯醇系薄膜溶出或可使其吸附至聚乙烯醇系薄膜之觀點來看，洗淨處 理易將前述碘或前述具有自由基捕捉功能之化合物之含量調整至所期望範圍。
<偏光薄膜>
本發明偏光薄膜係於前述偏光膜之至少一面貼合有透明保護薄膜者。
前述透明保護薄膜無特別限制，可使用可用於偏光薄膜之各種透明保護薄膜。構成前述透明保護薄膜之材料可使用例如透明性、機械性強度、熱穩定性、水分阻斷性、各向同性等優異之熱塑性樹脂。前述熱塑性樹脂可舉例如：三醋酸纖維素等纖維素酯系樹脂、聚對苯二甲酸乙二酯或聚萘二甲酸乙二酯等聚酯系樹脂、聚醚碸系樹脂、聚碸系樹脂、聚碳酸酯系樹脂、尼龍或芳香族聚醯胺等聚醯胺系樹脂、聚醯亞胺系樹脂、如聚乙烯、聚丙烯、乙烯‧丙烯共聚物之聚烯烴系樹脂、(甲基)丙烯酸系樹脂、環系或具有降莰烯結構之環狀聚烯烴系樹脂(降莰烯系樹脂)、聚芳酯系樹脂、聚苯乙烯系樹脂、聚乙烯醇系樹脂及該等的混合物。又，前述透明保護薄膜可使用由(甲基)丙烯酸系、胺甲酸酯系、丙烯酸胺甲酸酯系、環氧系、聚矽氧系等熱硬化性樹脂或紫外線硬化型樹脂形成之硬化層。該等中宜為纖維素酯系樹脂、聚碳酸酯系樹脂、(甲基)丙烯酸系樹脂、環狀聚烯烴系樹脂、聚酯系樹脂。
前述透明保護薄膜之厚度可適當決定，惟一般由強度或處置性等作業性、薄層性等觀點來看，宜為1~500μm左右，且1~300μm左右為佳，5~100μm左右更 佳。
將前述透明保護薄膜貼合於前述偏光膜之兩面時，其兩面透明保護薄膜可相同亦可互異。
前述透明保護薄膜可使用具有正面相位差為40nm以上及/或厚度方向相位差為80nm以上之相位差的相位差板。正面相位差通常係控制在40~200nm之範圍，厚度方向相位差通常係控制在80~300nm之範圍。使用相位差板作為前述透明保護薄膜時，該相位差板亦可發揮作為透明保護薄膜的功能，故能謀求薄型化。
作為前述相位差板，可舉例如將高分子素材進行單軸或雙軸延伸處理而成之雙折射性薄膜、液晶聚合物之定向薄膜、以薄膜支持液晶聚合物之定向層者等。相位差板之厚度並無特別限制，一般為20~150μm左右。此外，亦可於不具相位差之透明保護薄膜貼合前述相位板來使用。
前述透明保護薄膜中亦可包含有紫外線吸收劑、抗氧化劑、滑劑、塑化劑、脫模劑、抗著色劑、阻燃劑、成核劑、抗靜電劑、顏料、著色劑等任意適當之添加劑。尤其於前述透明保護薄膜中包含紫外線吸收劑時，可提升偏光薄膜之耐光性。
前述透明保護薄膜之不貼合偏光膜的面上可設置硬塗層、抗反射層、抗黏著層、擴散層或防眩層等機能層。另，上述硬塗層、抗反射層、抗黏著層、擴散層或防眩層等機能層除了可設置在保護薄膜其本身以外，還 可另外設置成與保護薄膜分開的個體。
前述偏光膜與前述透明保護薄膜、或前述偏光膜與前述機能層一般係透過黏著劑層或接著劑層貼合。
形成前述黏著劑層之黏著劑可應用可用於偏光薄膜之各種黏著劑，可舉例如橡膠系黏著劑、丙烯酸系黏著劑、聚矽氧系黏著劑、胺甲酸酯系黏著劑、乙烯基烷基醚系黏著劑、聚乙烯醇系黏著劑、聚乙烯基吡咯啶酮系黏著劑、聚丙烯醯胺系黏著劑、纖維素系黏著劑等。其中宜為丙烯酸系黏著劑。
形成黏著劑層之方法可例示如以下方法等：將前述黏著劑塗佈於經剝離處理之分離件等，並進行乾燥而形成黏著劑層後，再轉印至偏光膜等之方法；將前述黏著劑塗佈於偏光膜等，並進行乾燥而形成黏著劑層之方法。前述黏著劑層的厚度無特別限制，例如為1~100μm左右，且宜為2~50μm左右。
形成前述接著劑層之接著劑可應用可用於偏光薄膜之各種接著劑，可舉例如異氰酸酯系接著劑、聚乙烯醇系接著劑、明膠系接著劑、乙烯基系乳膠系、水系聚酯等。該等接著劑通常係以由水溶液構成之接著劑(水系接著劑)作使用，含有0.5~60重量%之固體成分而成。
前述水系接著劑亦可包含有交聯劑。前述交聯劑一般可使用於1分子中具有至少2個與構成接著劑之聚合物等之成分具有反應性之官能基的化合物，可舉例如伸烷基二胺類；異氰酸酯類；環氧類；醛類；羥甲基脲、 羥甲基三聚氰胺等胺-甲醛等。接著劑中交聯劑之摻混量相對於構成接著劑之聚合物等成分100重量份，一般為10~60重量份左右。
前述接著劑除上述外，還可舉紫外線硬化型接著劑、電子射線硬化型接著劑等活性能量射線硬化型接著劑。前述活性能量射線硬化型接著劑可舉例如(甲基)丙烯酸酯系接著劑。前述(甲基)丙烯酸酯系接著劑之硬化性成分可舉例如具有(甲基)丙烯醯基之化合物、具有乙烯基之化合物。具有(甲基)丙烯醯基之化合物可舉碳數1~20鏈狀烷基(甲基)丙烯酸酯、脂環式烷基(甲基)丙烯酸酯、多環式烷基(甲基)丙烯酸酯等烷基(甲基)丙烯酸酯；含羥基之(甲基)丙烯酸酯；(甲基)丙烯酸環氧丙酯等含環氧基之(甲基)丙烯酸酯等。(甲基)丙烯酸酯系接著劑亦可含有羥乙基(甲基)丙烯醯胺、N-羥甲基(甲基)丙烯醯胺、N-甲氧基甲基(甲基)丙烯醯胺、N-乙氧基甲基(甲基)丙烯醯胺、(甲基)丙烯醯胺、(甲基)丙烯醯基嗎福林等含氮單體。(甲基)丙烯酸酯系接著劑中作為交聯成分可含有三丙二醇二丙烯酸酯、1,9-壬二醇二丙烯酸酯、三環癸烷二甲醇二丙烯酸酯、環狀三羥甲丙烷甲縮醛丙烯酸酯、二
Figure 108141037-A0305-02-0031-12
烷二醇二丙烯酸酯、EO改質二甘油四丙烯酸酯等多官能單體。又，陽離子聚合硬化型接著劑亦可使用具有環氧基或氧雜環丁烷基之化合物。具有環氧基之化合物只要是分子內具有至少2個環氧基者，則無特別限制，可使用一般已知的各種硬化性環氧化合物。
前述接著劑亦可視需求含有適當的添加劑。前述添加劑可舉例如矽烷耦合劑、鈦矽烷耦合劑等矽烷耦合劑、環氧乙烷等接著促進劑、紫外線吸收劑、抗劣化劑、染料、加工助劑、離子捕捉劑、抗氧化劑、賦黏劑、充填劑、塑化劑、調平劑、發泡抑制劑、抗靜電劑、耐熱穩定劑、耐水解穩定劑等。
前述接著劑的塗佈可對前述透明保護薄膜側(或前述機能層側)、前述偏光膜側之任一者進行，亦可對兩者進行。於貼合後，施行乾燥步驟，形成由塗佈乾燥層構成之接著劑層。可於前述乾燥步驟後，因應需要照射紫外線或電子射線。前述接著劑層之厚度無特別限制，於使用水系接著劑等時，宜為30~5000nm左右，且100~1000nm左右更佳，而於使用紫外線硬化型接著劑、電子射線硬化型接著劑等時，宜為0.1~100μm左右，0.5~10μm左右更佳。
前述透明保護薄膜與前述偏光膜或前述偏光膜與前述機能層亦可隔著表面改質處理層、易接著劑層、阻隔層、折射率調整層等中介層而積層。
形成前述表面改質層之表面改質處理可舉例如電暈處理、電漿處理、底塗處理、皂化處理等。
形成前述易接著層之易接著劑可舉例如包含具有下述骨架之各種樹脂的形成材：聚酯骨架、聚醚骨架、聚碳酸酯骨架、聚胺甲酸酯骨架、聚矽氧系、聚醯胺骨架、聚醯亞胺骨架、聚乙烯醇骨架等。前述易接著層通 常會事先設於保護薄膜上，並藉由前述黏著劑層或前述接著劑層將該保護薄膜之易接著層側與偏光膜積層。
前述阻隔層係具有用來防止從透明保護薄膜等溶出之寡聚物或離子等不純物移動(侵入)至偏光膜中之機能的層。前述阻隔層只要是具有透明性且可防止從透明保護薄膜等溶出之不純物的層即可，形成阻隔層之材可舉例如胺甲酸乙酯預聚物系形成材、氰基丙烯酸酯系形成材、環氧系形成材等。
前述折射率調整層係為了抑制透射率因在前述透明保護薄膜與偏光膜等折射率不同之層間的反射而降低所設置之層。形成前述折射率調整層之折射率調整材可舉例如包含具有二氧化矽系、丙烯酸系、丙烯酸-苯乙烯系、三聚氰胺系等之各種樹脂及添加劑的形成劑。
前述偏光薄膜之偏光度宜為99.98%以上，且偏光度為99.99%以上更佳。
<積層偏光薄膜>
本發明積層偏光薄膜(光學積層體)係前述偏光薄膜貼合於光學層者。前述光學層無特別限定，例如可使用1層或2層以上之例如反射板及半透射板、相位差板(包含1/2及1/4等波長板)、視角補償薄膜等可用於形成液晶顯示裝置等的光學層。作為前述積層偏光薄膜，尤可舉例如：於前述偏光薄膜上再積層反射板或半透射反射板而成的反射型偏光薄膜或半透射型偏光薄膜、於前述偏光薄膜上再積層相位差板而成的橢圓偏光薄膜或圓偏光薄膜、於前述偏光 薄膜上再積層視角補償薄膜而成的廣視角偏光薄膜、或於前述偏光薄膜上再積層增亮薄膜而成的偏光薄膜。
前述偏光薄膜或前述積層偏光薄膜之一面或兩面亦可附設接著劑層，用來貼合液晶單元或有機EL元件等影像顯示單元與視辨側之前面透明板或觸控面板等前面透明構件等其他構件。該接著劑層宜為黏著劑層。形成前述黏著劑層之黏著劑並無特別限制，可適當選擇以丙烯酸系聚合物、聚矽氧系聚合物、聚酯、聚胺甲酸酯、聚醯胺、聚醚、氟系或橡膠系等聚合物作為基底聚合物之物來使用。尤其可適宜使用如包含丙烯酸系聚合物之黏著劑般具優異光學透明性、可展現適度濡濕性、凝集性與接著性並且具有優異耐候性及耐熱性等之物。
將黏著劑層附設於前述偏光薄膜或前述積層偏光薄膜之單面或兩面可透過適當方式進行。附設黏著劑層可舉例如以下方式等：調製黏著劑溶液，並以流延方式或塗佈方式等適當之展開方式將其直接附設於前述偏光薄膜或前述積層偏光薄膜上的方式；於分離件上形成黏著劑層，並將其轉黏至前述偏光薄膜或前述積層偏光薄膜上的方式。前述黏著劑層之厚度可因應使用目的或接著力等來適當決定，一般為1~500μm，宜為5~200μm，更宜為10~100μm。如所述，將於前述偏光薄膜或前述積層偏光薄膜之至少一面設有黏著劑層者稱為附黏著劑層之偏光薄膜或附黏著劑層之積層偏光薄膜。
對於前述黏著劑層之露出面為防止其受污 染，宜在供實際使用前之期間用分離件暫時貼附並覆蓋。藉此可防止黏著劑層在通例之處置狀態下受汙染等。作為前述分離件，可使用例如經將塑膠薄膜、橡膠片、紙、布、不織布、網狀物、發泡片或金屬箔及該等之積層體等適當的薄片體因應需要以聚矽氧系或長鏈烷基系、氟系或硫化鉬等適當的剝離劑進行塗佈處理者等。
<影像顯示面板及影像顯示裝置>
本發明影像顯示面板係於影像顯示單元貼合有前述偏光薄膜或前述積層偏光薄膜者。又，本發明影像顯示裝置係於前述影像顯示面板的偏光薄膜或積層偏光薄膜側(視辨側)具備前面透明構件者。
前述影像顯示單元可舉例如液晶單元或有機EL單元等。前述液晶單元可使用例如利用外光之反射型液晶單元、利用來自背光件等光源之光的透射型液晶單元、利用來自外部之光與來自光源之光兩者的半透射半反射型液晶單元中之任一種。在前述液晶單元是利用來自光源之光時，影像顯示裝置(液晶顯示裝置)亦會於影像顯示單元(液晶單元)之與視辨側相反之側配置偏光薄膜，並會配置光源。該光源側之偏光薄膜與液晶單元宜透過適當之接著劑層貼合。前述液晶單元的驅動方式可使用例如VA模式、IPS模式、TN模式、STN模式或彎曲定向(π型)等任意型式。
前述有機EL單元可適宜使用例如於透明基板上依序積層有透明電極、有機發光層與金屬電極而形成發光體(有機電致發光體)者等。前述有機發光層係多種有 機薄膜之積層體，例如可採用以下各種層構成：由三苯胺衍生物等構成之電洞注入層與由蒽等螢光性有機固體所構成之發光層的積層體；該等發光層與由苝衍生物等構成之電子注入層的積層體；或電洞注入層、發光層及電子注入層之積層體等。
配置於前述影像顯示單元之視辨側的前面透明構件可舉例如前面透明板(視窗層)或觸控面板等。前述前面透明板可使用具有適當機械強度及厚度之透明板。所述透明板舉例而言可使用如丙烯酸系樹脂或聚碳酸酯系樹脂這類的透明樹脂板、或玻璃板等。前述觸控面板可使用例如電阻膜式、電容式、光學式、超音波式等各種觸控面板、或具備觸控感測機能之玻璃板或透明樹脂板等。在使用電容式觸控面板作為前述前面透明構件時，宜在較觸控面板更靠視辨側處設置由玻璃或透明樹脂板構成之前面透明板。
本發明偏光膜之初始偏光度良好且在高溫環境下抑制偏光膜著色造成單體透射率降低之效果優異，因此本發明偏光膜、以及使用該偏光膜之偏光薄膜、積層偏光薄膜、影像顯示面板及影像顯示裝置適宜用於汽車導航裝置或後照監視器等車載用影像顯示裝置之用途。
實施例
以下列舉實施例來更詳細說明本發明，惟本發明不僅受限於該等實施例。
<實施例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℃之非晶質間苯二甲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，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，使積層體浸漬於液溫40℃的不溶解浴(硼酸濃度為4.0重量%的硼酸水溶液)中30秒鐘(不溶解處理)。接著，一邊於液溫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得之碘水溶液)中調整濃度以使最後所製得之偏光膜的碘濃度成為9.3%，一邊浸漬於其中60秒鐘(染色處理)。再來使之浸漬於液溫40℃之交聯浴(碘化鉀濃度3.0重量%及硼酸濃度5.0重量%之水溶液)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)。接著使積層體浸漬於液溫20℃之洗淨浴(碘化鉀濃度3重量%及作為具有自由基捕捉 功能之化合物的下述通式(9)所示化合物濃度為1.0重量%之水溶液)中(洗淨處理)。之後，一邊在保持於90℃之烘箱中乾燥，一邊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)。經由以上程序，於樹脂基材上形成了厚度5μm之偏光膜。又，所得偏光膜以逸出氣分析法檢測出之水的最大強度之峰值溫度為204℃，偏光膜中的下述通式(9)所示化合物之含量為0.3重量%。
Figure 108141037-A0305-02-0038-9
[偏光膜中之碘濃度(重量%)之測定方法]
針對偏光膜，用X射線螢光分析裝置(Rigaku公司製，商品名「ZSX-PRIMUS IV」，測定徑：ψ20mm)，並用下述式求得碘濃度(重量%)。
碘濃度(wt%)=14.474×(螢光X射線強度)/(薄膜厚度)(kcps/μm)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。
[逸出氣分析法]
將偏光膜導入加熱爐型熱解器(Frontier Laboratories製，PY-2020iD)中，再將所產生之氣體直接導入TOFMS(JEOL製，JMS-T100GCV)中，進行逸出氣分 析(EGA/TOFMS)法。
[測定條件]
升溫條件：40℃→+10℃/min→350℃
介面：非活性熔融石英管，2.5m×0.15mm id
載氣：He(1.0mL/min)
注入口溫度：300℃
注入口：分流比20：1
介面溫度：300℃
質量分析計：TOFMS
離子化法：EI法
質量範圍：m/z=18
[偏光膜中之具有自由基捕捉功能之化合物之含量(重量%)的測定方法]
採取並定量約20mg的偏光膜，於水1mL中加熱溶解後，以甲醇4.5mL稀釋，再將所得萃取液以膜濾器過濾，並使用HPLC(Waters公司製ACQUITY UPLC H-class Bio)測定濾液的具有自由基捕捉功能之化合物之濃度。
<製作偏光薄膜>
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。用該接著劑使用輥貼合機將由(甲基)丙烯酸系樹脂(具有內酯環結構之改質丙烯酸系聚合物)構成之厚度30μm的透明保護薄膜(日本觸媒製，透濕度為125g/(m2‧24h))貼合至上述 所得偏光膜之與樹脂基材相反之面的表面(影像顯示單元側)。接著，剝離樹脂基材，並透過下述紫外線硬化型接著劑以輥貼合機將於三醋酸纖維素薄膜(富士薄膜製，商品名「TJ40UL」)上形成有HC之厚度47μm的透明保護薄膜
(透濕度為380g/(m2‧24h))作為透明保護薄膜貼合至剝離後之面(視辨側)，之後，從透明保護薄膜面照射UV光線以使接著劑硬化，而製作出偏光薄膜。
[評估偏光度]
偏光薄膜之偏光度可使用分光光度計(日本分光製，製品名「V7100」)來測定。偏光度之具體測定方法，係測定偏光膜之平行透射率(H0)及正交透射率(H90)，可由式：偏光度(%)={(H0-H90)/(H0+H90)}1/2×100來求得。平行透射率(H0)係平行型積層偏光膜的透射率之值，該平行型積層偏光膜係將兩片相同偏光膜疊合成雙方的吸收軸平行而製成者。又，正交透射率(H90)係正交型積層偏光膜的透射率之值，該正交型積層偏光膜係將兩片相同偏光膜疊合成雙方的吸收軸正交而製成者。此外，該等透射率係以JIS Z 8701-1982之2度視野(C光源)進行光視效能校正所得之Y值。將結果列於表1。
[評估在高溫環境下之單體透射率]
將上述獲得之偏光薄膜以使偏光膜之吸收軸與長邊平行之方式裁切成5.0×4.5cm尺寸，並透過厚度20μm之丙烯酸系黏著劑層將玻璃板(模擬影像顯示單元)貼合於偏光薄膜的影像顯示單元側之保護薄膜面，再於50℃、0.5MPa 下進行15分鐘高壓釜處理，而製作出積層體。將所得積層體靜置於溫度95℃之熱風烘箱內750小時，測定了投入(加熱)前後之單體透射率(ΔTs)。單體透射率係使用分光光度計(日本分光製，製品名「V7100」)測定，並以以下基準評估。此外，測定波長為380~700nm(每5nm)。將結果列於表1。
ΔTs(%)=Ts750-Ts0
在此，Ts0為加熱前的積層體的單體透射率，Ts750為加熱750小時後的積層體的單體透射率。前述ΔTs(%)宜為5≧ΔTs(%)≧0，且3≧ΔTs(%)≧0更佳。
[評估面板翹曲]
以偏光薄膜之吸收軸與長邊平行之方式裁切成145×105mm尺寸，並透過厚度20μm之丙烯酸系黏著劑層於偏光薄膜的影像顯示單元側之保護薄膜面上貼合厚度為0.4mm且尺寸155×115mm的玻璃板。將所得附偏光薄膜之玻璃(模擬面板)試樣靜置於85℃之熱風烘箱內5小時後，並於常溫常濕環境下靜置1小時後，評估玻璃的翹曲量。翹曲係指玻璃及偏光板之下側成凸狀的翹曲量。將結果列於表1。
○：翹曲量小於1.0mm
×：翹曲量1.0mm以上
<實施例2>
<製作偏光膜、偏光薄膜>
在製作偏光膜時，將染色浴之碘濃度調整成最後獲得 之偏光膜的碘濃度成為6.3重量%，除此之外以與實施例1相同操作而製出偏光膜及偏光薄膜。所得偏光膜中以逸出氣分析法檢測出之水的最大強度之峰值溫度為207℃，偏光膜中的上述通式(9)所示化合物之含量為0.3重量%，偏光膜之厚度為5μm。
<實施例3>
<製作偏光膜、偏光薄膜>
準備平均聚合度為2,400、皂化度為99.9莫耳%且厚度為30μm之聚乙烯醇薄膜。於周速比相異之輥間一邊將聚乙烯醇薄膜浸漬於20℃之膨潤浴(水浴)中30秒進行膨潤，一邊沿輸送方向延伸2.2倍(膨潤步驟)，接著，一邊在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)中將濃度調整成可使最後所得偏光膜之碘濃度成為6.1重量%，一邊浸漬於其中30秒進行染色，並一邊以原本的聚乙烯醇薄膜(完全未沿輸送方向延伸過的聚乙烯醇薄膜)為基準沿輸送方向延伸3.3倍(染色步驟)。接著，將已染色之聚乙烯醇薄膜在40℃之交聯浴(硼酸濃度為3.5重量%、碘化鉀濃度為3.0重量%、硫酸鋅濃度為3.6重量%之水溶液)中浸漬28秒鐘，並以原本的聚乙烯醇薄膜為基準沿輸送方向延伸至3.6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4.5重量%、碘化鉀濃度為5.0重量%、硫酸鋅濃度為5.0重量%之水溶液)中浸漬60秒，並以原本的聚乙烯醇薄膜為基準沿輸送方向延伸至6.0倍為止(延伸步驟)後，在27℃之洗淨浴 (碘化鉀濃度為2.3重量%且具有自由基捕捉功能之化合物的下述通式(6)所示化合物濃度為1.0重量%之水溶液)中浸漬10秒鐘(洗淨步驟)。將已洗淨之聚乙烯醇薄膜在40℃下乾燥30秒鐘而製出偏光膜。所得偏光膜中以逸出氣分析法檢測出之水的最大強度之峰值溫度為209℃，偏光膜中的上述通式(9)所示化合物之含量為0.2重量%，偏光膜之厚度為12μm。
接著，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，以輥貼合機將由(甲基)丙烯酸系樹脂(具有內酯環結構之改質丙烯酸系聚合物)構成之厚度30μm的透明保護薄膜(日本觸媒製，透濕度為125g/(m2‧24h))貼合於上述獲得之偏光膜的一面(影像顯示裝置單元側)，且將於三乙醯纖維素薄膜(富士軟片(Fujifilm)製，商品名「TJ40UL」)上形成有HC之厚度47μm的透明保護薄膜(透濕度為380g/(m2‧24h))貼合於另一面(視辨側)後，接續於烘箱內使其加熱乾燥(溫度為90℃，時間為10分鐘)，而製作出於偏光膜兩面貼合有透明保護薄膜的偏光薄膜。
<實施例4>
<製作偏光膜、偏光薄膜>
在製作偏光膜時，將染色浴之碘濃度調整成最後獲得之偏光膜的碘濃度成為7.9重量%，且於洗淨步驟之浴中添 加濃度1.0重量%之上述通式(8)所示化合物取代上述通式(9)作為具有自由基捕捉功能之化合物，除此之外以與實施例1相同操作而製出偏光膜及偏光薄膜。所得偏光膜中以逸出氣分析法檢測出之水的最大強度之峰值溫度為206℃，偏光膜中的上述通式(8)所示化合物之含量為0.3重量%，偏光膜之厚度為5μm。
<比較例1>
<製作偏光膜、偏光薄膜>
在製作偏光膜時，將染色浴之碘濃度調整成最後獲得之偏光膜的碘濃度成為8.5重量%，且不於洗淨浴中添加上述通式(9)所示化合物作為具有自由基捕捉功能之化合物，除此之外以與實施例1相同操作而製出偏光膜及偏光薄膜。所得偏光膜中以逸出氣分析法檢測出之水的最大強度之峰值溫度為193℃，偏光膜中的上述通式(9)所示化合物之含量為0重量%，偏光膜之厚度為5μm。
<比較例2>
<製作偏光膜、偏光薄膜>
在製作偏光膜時，將染色浴之碘濃度調整成最後獲得之偏光膜的碘濃度成為5.6重量%，且不於洗淨浴中添加上述通式(9)所示化合物作為具有自由基捕捉功能之化合物，除此之外以與實施例1相同操作而製出偏光膜及偏光薄膜。所得偏光膜中以逸出氣分析法檢測出之水的最大強度之峰值溫度為203℃，偏光膜中的上述通式(9)所示化合物之含量為0重量%，偏光膜之厚度為5μm。
使用上述所得實施例及比較例之偏光薄膜，進行上述[評估偏光度]、[評估在高溫環境下之單體透射率]及[評估面板翹曲]。將結果列於表1。
Figure 108141037-A0305-02-0045-10

Claims (9)

  1. 一種偏光膜，特徵在於其係碘吸附定向於聚乙烯醇系薄膜而形成者；前述偏光膜之碘濃度為6重量%以上；前述偏光膜中含有0.02重量%以上之具有自由基捕捉功能之化合物，該具有自由基捕捉功能之化合物之分子量為1000以下，且相對於25℃之水100重量份可溶解1重量份以上；前述偏光膜在逸出氣分析法中，在非活性氣體存在下，在升溫速度為10℃/分鐘、升溫範圍為40℃至350℃為止之條件下檢測出之水的最大強度之峰值溫度為200℃以上。
  2. 如請求項1之偏光膜，其厚度為15μm以下。
  3. 如請求項1或2之偏光膜，其中前述具有自由基捕捉功能之化合物係具有氮氧自由基或氮氧基之化合物。
  4. 一種偏光薄膜，其特徵在於：於如請求項1至3中任一項之偏光膜之至少一面貼合有透明保護薄膜。
  5. 如請求項4之偏光薄膜，其偏光度為99.98%以上。
  6. 一種積層偏光薄膜，其特徵在於：如請求項4或5之偏光薄膜貼合於光學層。
  7. 一種影像顯示面板，其特徵在於：於影像顯示單元貼合有如請求項4或5之偏光薄膜或如請求項6之積層偏光薄膜。
  8. 一種影像顯示裝置，其特徵在於：於如請求項7之影像顯示面板的偏光薄膜或積層偏光薄膜側具備前面透明構件。
  9. 如請求項8之影像顯示裝置，其係用於車載用途。
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