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TWI569051B - A method of manufacturing a polarizing member, a polarizing member, a polarizing plate, an optical film, and an image display device - Google Patents

A method of manufacturing a polarizing member, a polarizing member, a polarizing plate, an optical film, and an image display device Download PDF

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Publication number
TWI569051B
TWI569051B TW102114586A TW102114586A TWI569051B TW I569051 B TWI569051 B TW I569051B TW 102114586 A TW102114586 A TW 102114586A TW 102114586 A TW102114586 A TW 102114586A TW I569051 B TWI569051 B TW I569051B
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TW
Taiwan
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procedure
polarizing member
dyeing
bath
treatment
Prior art date
Application number
TW102114586A
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English (en)
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TW201400887A (zh
Inventor
Shusaku Goto
Yuuki Nakano
Kentarou Ikeshima
Daisuke Ogomi
Muniridin Yasen
Original Assignee
Nitto Denko Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nitto Denko Corp filed Critical Nitto Denko Corp
Publication of TW201400887A publication Critical patent/TW201400887A/zh
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Publication of TWI569051B publication Critical patent/TWI569051B/zh

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Description

偏光件之製造方法、偏光件、偏光板、光學薄膜及影像顯示裝置 技術領域
本發明係有關於偏光件之製造方法及以該製造方法製得之偏光件。另外，本發明並有關於使用該偏光件之偏光板、光學薄膜、以及使用該偏光件、偏光板、光學薄膜之液晶顯示裝置、有機EL顯示裝置、PDP等影像顯示裝置。
背景技術
液晶顯示裝置係用於個人電腦、TV、監視器、行動電話、PDA等。一直以來，作為用於液晶顯示裝置等之偏光件，係使用業經染色處理之聚乙烯醇系薄膜，因其兼具高穿透率和高偏光度。該偏光件係將聚乙烯醇系薄膜置於浴中施以例如溶脹、染色、交聯、拉延等各種處理之後，實施洗滌處理，再經乾燥而製成。另外，前述偏光件通常以黏接劑在其一面或兩面貼合有三乙醯纖維素等保護薄膜做成偏光板的形式使用。
近年來，液晶顯示裝置往高性能化、薄型化推進，隨之對偏光件也要求薄型化。例如，厚度10μm以下 之偏光件，可藉由在熱塑性樹脂基材上塗布聚乙烯醇系樹脂溶液，並使其乾燥，形成具有聚乙烯醇系樹脂層之積層體，然後對該積層體實施染色程序和拉延程序而製得(專利文獻1)。另外，提出了如下的偏光件之製造方法，係將含聚乙烯醇系樹脂之水溶液塗布到熱塑性樹脂基材，使水分乾燥，形成十幾μm厚的聚乙烯醇系樹脂層，接著，使用配備於烘箱的拉延裝置，將具有熱塑性樹脂基材和聚乙烯醇系樹脂層之積層體邊加熱邊空中拉延，繼之，將業經拉延之積層體浸漬到染色浴中，使聚乙烯醇系樹脂層吸附色性物質，製造業已使數μm厚之二色性物質定向之偏光件(專利文獻2)。
現有技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本特開2009-098653號公報
專利文獻2：日本專利4751481號說明書
發明概要
通常，在染色程序中使用碘作為二色性物質時，偏光件中的碘錯合物吸收可見光區域之光而顯示出偏光特性(偏光度)。因此，抑制偏光件漏光的方法，可考慮增加偏光件中碘錯合物之量。因此，前述薄型偏光件之製法中，為了確保高偏光特性，宜在對前述積層體(具有熱塑性樹脂基材與聚乙烯醇系樹脂層)實施之染色程序中， 亦使用提高設定二色性物質(碘等)之濃度的染色浴。
另一方面，對前述積層體實施染色程序後再實施其它程序時，染色程序中使用的碘被帶到染色程序之後的處理程序(處理浴)，以致染色程序之後的處理浴被碘污染，降低了所得之偏光件的特性(單體穿透率、偏光度)。尤其在染色程序中為了增加偏光件中碘錯合物之量而使用提高設定碘濃度之染色浴時，聚乙烯醇分子中之碘錯合物會增加，相對地被帶到染色程序之後續處理程序(處理浴)的碘量亦增多。因此，染色程序之後的處理浴被碘污染，存有過量未形成錯合物的碘，因而降低了所得之偏光件的特性(單體穿透率、偏光度)。
本發明之目的在於提供一種偏光件之製造方法，係對包含成膜於熱塑性樹脂基材上之聚乙烯醇系樹脂層的積層體至少實施染色程序和拉延程序而製造厚度10μm以下之偏光件者；其特徵在於，在染色程序中，即使使用高濃度二色性物質之染色浴時，亦可滿足偏光件之特性(單體穿透率、偏光度)。
本發明之目的並在於提供藉由該製造方法製得之偏光件，及提供使用該偏光件之偏光板、光學薄膜。本發明的目的更在於提供使用該偏光件、偏光板、光學薄膜之影像顯示裝置。
本發明人等為解決前述課題而反覆進行了深入研究，結果發現，藉由以下所示之偏光件之製造方法等可 達成前述目的，從而完成了本發明。
即，本發明係有關於一種偏光件之製造方法，係對包含成膜於熱塑性樹脂基材上之聚乙烯醇系樹脂層的積層體，至少實施染色程序和拉延程序，而積層製造厚度10μm以下之偏光件者，其特徵在於， 在染色程序後之至少一個程序中，施以至少一次利用含有水溶性抗氧化劑之處理浴進行之處理。前述偏光件之製造方法適用於前述染色程序為碘染色程序時。
前述偏光件之製造方法中，作為前述水溶性抗氧化劑，宜包含抗壞血酸、異抗壞血酸、綠原酸、檸檬酸、迷迭香酸及其等之鹽中之至少任一種。
前述偏光件之製造方法中，前述染色程序後之至少一個程序宜包括交聯浴中之交聯程序。另外，前述交聯浴宜含有前述水溶性抗氧化劑。
前述偏光件之製造方法中，含有前述水溶性抗氧化劑之處理浴的處理液宜在作成5倍稀釋溶液測定時波長350nm附近之吸光度為10以下。
前述偏光件之製造方法中，前述拉延程序可包括一在染色程序前實施之空中輔助拉延程序、及一在染色程序後實施之濕式拉延程序。前述濕式拉延程序所用之處理浴宜兼作交聯浴。
前述偏光件之製造方法中，前述拉延程序可包括一在染色程序前實施之乾式拉延程序。
另外，本發明並有關於一種藉由前述製造方法之得 之偏光件。
另外，本發明並有關於一種偏光板，其特徵在於，係在前述偏光件之至少一面具有透明保護薄膜。
另外，本發明並有關於一種光學薄膜，其特徵在於，係具有前述偏光件或偏光板。
另外，本發明並有關於一種影像顯示裝置，其特徵在於，係具有前述偏光件、偏光板或光學薄膜。
偏光件之製造方法中，當染色程序後之處理浴中存在大量碘離子(I3 -)時，I3 -以定向不良之狀態被導入到聚乙烯醇系樹脂，形成聚乙烯醇系樹脂-碘錯合物。因此，所得偏光件之定向性降低，且偏光件之特性降低。本發明之偏光件之製造方法係對包含聚乙烯醇系樹脂層的積層體實施染色程序之後，利用含有水溶性抗氧化劑之處理浴進行處理。水溶性抗氧化劑對染色浴之後的處理浴中成為雜質留存之碘具有還原能力，可將前述處理浴中之碘離子(I3 -)還原成在可見光區域(380-780nm)中不顯示吸收之I-。其結果，根據本發明之製造方法，可防止所得偏光件之特性降低。
用以實施發明之形態 <熱塑性樹脂基材>
對本發明之製造方法所使用之熱塑性樹脂基材進行說明。作為熱塑性樹脂基材，可以使用一直以來用作偏光件之透明保護薄膜的物質。作為構成熱塑性樹脂基材之材料，舉例言之，可以使用透明性、機械強度、熱穩定性、隔水性、等向性、拉伸性等優異的熱塑性樹脂。所述熱塑性樹脂之具體例子，可列舉出三乙醯纖維素等纖維素樹脂；聚對苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯等聚酯樹脂；聚醚碸樹脂；聚碸樹脂；聚碳酸酯樹脂；尼龍或芳香族聚醯胺等聚醯胺樹脂；聚醯亞胺樹脂；聚乙烯、聚丙烯、乙烯．丙烯共聚物等聚烯烴樹脂；環系乃至具有降烯結構之環狀聚烯烴樹脂(降烯系樹脂)；(甲基)丙烯酸樹脂；聚芳酯樹脂；聚苯乙烯樹脂；聚乙烯醇樹脂；以及其等之混合物。另外，為了提高與聚乙烯醇系樹脂層之密合性，前述熱塑性樹脂基材亦可形成有底漆層(底塗層)等薄層。
熱塑性樹脂大致分為：呈高分子規則排列之晶態的樹脂、與呈高分子不具規則排列或呈高分子僅極小部分具規則排列之無定形或非晶態的樹脂。前者稱為晶態，後者稱為無定形或非晶態。與之相應的，形成晶態之性質的熱塑性樹脂稱為結晶性樹脂，不具該性質的熱塑性樹脂稱為非晶性樹脂。另一方面，不論是結晶性樹脂還是非晶性樹脂，不處於晶態之樹脂或未達到晶態之樹脂稱為非晶形(amorphous)或非晶質之樹脂。此處，非晶形或非晶質之樹脂係有別於不形成晶態之性質的非晶性樹脂。
作為結晶性樹脂，例如有包含聚乙烯(PE)、聚 丙烯(PP)之烯烴系樹脂、或包含聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)之酯系樹脂。結晶性樹脂的特徵之一在於通常具有在加熱或拉延定向下會促進高分子排列並結晶化之性質。樹脂之物性係根據結晶化之程度而有各種變化。另一方面，即使如聚丙烯(PP)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)之類的結晶性樹脂，亦可經由阻礙加熱處理、拉延定向所引起之高分子排列來抑制結晶化。將結晶化受到抑制之該等聚丙烯(PP)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)稱為非晶性聚丙烯、非晶性聚對苯二甲酸乙二酯，並分別將其等統稱為非晶性烯烴系樹脂、非晶性酯系樹脂。
以聚丙烯(PP)為例，藉由形成無立體規則性之無規結構，可作成業已抑制結晶化之非晶性聚丙烯(PP)。另外，以聚對苯二甲酸乙二酯(PET)為例，藉由將異酞酸、1,4-環己烷二甲醇之類的改質基作為聚合單體行共聚合反應、亦即藉由使阻礙聚對苯二甲酸乙二酯(PET)結晶化之分子行共聚合反應，可作成業已抑制結晶化之非晶性聚對苯二甲酸乙二酯(PET)。
熱塑性樹脂基材(拉延前)之厚度可以適當權衡決定，通常就強度或處理性等操作性、薄層性諸點衡量下為10~500μm左右。尤以20~300μm為佳，30~200μm更佳。熱塑性樹脂基材之厚度為50~150μm時尤為理想。
<聚乙烯醇系樹脂>
本發明之偏光件之製造方法係用以形成包含成膜於前 述熱塑性樹脂基材上之聚乙烯醇系樹脂層的積層體。適用之聚乙烯醇系樹脂並無特別限制，可使用在可見光區域中具有透光性、且分散吸附碘或二色性染料等二色性物質之聚乙烯醇系樹脂。
作為聚乙烯醇系樹脂，宜使用一直以來用於偏光件之聚乙烯醇系樹脂。聚乙烯醇系樹脂有聚乙烯醇或其衍生物。作為聚乙烯醇之衍生物，除了聚乙烯甲醛、聚乙烯縮醛等之外，還可列舉出業經乙烯、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、丙烯醯胺等改質之物質。聚乙烯醇的聚合度宜為100~10000左右，1000~10000更佳。通常使用皂化度為80~100莫耳%左右之聚乙烯醇。
前述聚乙烯醇系樹脂中亦可含有增塑劑、界面活性劑等添加劑。作為增塑劑，有多元醇及其縮合物等，例如可列舉出甘油、二甘油、三甘油、乙二醇、丙二醇、聚乙二醇等。對增塑劑等之用量沒有特別限制，但宜設為在聚乙烯醇系樹脂中為20重量%以下。
<積層體>
本發明中使用之積層體可藉由將含有聚乙烯醇系樹脂之水溶液塗布於前述熱塑性樹脂基材後，經乾燥形成聚乙烯醇系樹脂層而得到。該塗布中，前述熱塑性樹脂基材與聚乙烯醇系樹脂層係隔著底漆層積層、或前述熱塑性樹脂基材與聚乙烯醇系樹脂層直接積層，得到呈現基材層與親水性高分子層一體化之狀態的積層體。
前述水溶液可藉由將聚乙烯醇系樹脂之粉末或粉碎物、切斷物等溶解於適當加熱之水(熱水)中而製備。前述水溶液之濃度為2~20重量%左右，又以4~10重量%為佳。將前述水溶液塗布於熱塑性樹脂基材上時，可適當選擇採用線棒塗布法、逆向塗布、凹版塗布等輥塗法、旋塗法、絲網塗布法、噴注式塗布法、浸漬法、噴霧法等。前述熱塑性樹脂基材具有底漆層時，將前述水溶液塗布於該底塗層，不具有底塗層時，將前述水溶液直接塗布於基材層。此外，乾燥溫度通常為50~200℃，又以80~150℃為佳，乾燥時間通常為5~30分鐘左右。
考慮到對前述積層體實施之拉延處理的拉延倍率，前述聚乙烯醇系樹脂層係以可使所得偏光件之厚度為10μm以下的厚度形成。通常，聚乙烯醇系樹脂層之厚度為3~20μm，又以5~15μm為佳。
<處理程序>
本發明之偏光件之製造方法中，對前述積層體至少實施染色程序和拉延程序。另外，本發明之偏光件之製造方法可以實施交聯程序。染色程序、交聯程序及拉延程序中分別可以使用染色浴、交聯浴及拉延浴之各處理浴。使用處理浴時，係使用與各程序相應之處理液(水溶液等)。
<染色程序>
染色程序係藉由使碘或二色性染料吸附．定向於上述積層體之聚乙烯醇系樹脂層而進行。染色程序可與拉延程序一起進行。染色通常藉由將上述積層體浸漬於染色溶液 而進行。染色溶液一般為碘溶液。用作碘溶液之碘水溶液可以使用利用碘和作為溶解助劑的碘化物而含有碘離子之水溶液等。作為碘化物，舉例言之，可以使用碘化鉀、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。就該等碘化物而言，以碘化鉀為佳。本發明所使用之碘化物在其它程序中使用時也與上述相同。
碘溶液中之碘濃度為0.01~10重量%左右，宜為0.02~5重量%，為0.1~1.0重量%更佳。所使用之碘化物濃度宜為0.1~10重量%左右，0.2~8重量%更佳。進行碘染色時，碘溶液之溫度通常為20~50℃左右，並以25~40℃為佳。浸漬時間通常為10~300秒左右，並以20~240秒之範圍為佳。此外，對於染色時間，可浸漬任意時間直到能夠達成規定之偏光度或穿透率。
<拉延程序>
拉延程序採用乾式拉延方法和濕式拉延方法任一均可。拉延程序通常對前述積層體實施單軸拉延。單軸拉延可採用對前述積層體的長向進行之縱向拉延、或對前述積層體的寬度方向進行之橫向拉延伸之任一。橫向拉延亦可一面沿寬度方向進行拉延，一面使其沿長向收縮。作為橫向拉伸方式，例如可列舉出：業經拉幅機將一端固定之固定端單軸拉延方法、或一端未固定之自由端單軸拉延方法等。作為縱向拉伸方式，可列舉出：輥間拉延方法、壓縮拉延方法、使用拉幅機之拉延方法等。拉延處理亦可分多 階段進行。另外，拉延處理可藉由實施雙軸拉延、斜向拉延等進行。
乾式拉延方法之優點在於可將拉延前述積層體時之溫度範圍擴大設定。乾式拉伸方法通常在將前述積層體加熱至50~200℃左右、80~180℃較佳、100~160℃更佳之狀態下進行拉伸處理。前述拉延程序若包括乾式拉延程序，則乾式拉延程序宜在染色程序前實施。
用於濕式拉延方法之處理液中可以含有碘化物。該處理液中含有碘化物時，所用之碘化物濃度宜為0.1~10重量%左右，0.2~5重量%更佳。濕式拉延方法之處理溫度通常為25℃以上，且30~85℃較佳，於50~70℃之範圍更佳。浸漬時間通常為10~800秒，並以30~500秒左右為佳。另外，染色程序可與交聯程序一起實施。
拉延程序係按相對於前述積層體原長度以總拉延倍率為4~8倍之範圍的條件進行。總拉延倍率宜為5~7倍。需要說明的是，拉延程序以外之程序等中帶有拉延時，前述總拉伸倍率係指包含該等程序之拉延在內的累計拉延倍率。總拉延倍率可考慮其它程序等之拉延倍率再適當決定。總拉延倍率低時，定向不足，難以得到高光學特性(偏光度)之偏光件。另一方面，總拉延倍率過高時，容易產生拉延斷裂，且偏光件變得過薄，恐有後續程序中加工性降低之虞。
前述拉延程序可如日本專利4751481號說明書(專利文獻2)中所載，在空中輔助拉延程序後實施濕式拉延 程序。空中輔助拉延程序之拉延溫度宜預先設定為60~180℃，設定為95~150℃之高溫更佳。又，空中輔助拉延程序之拉延倍率宜設定為1.3~4倍，設定為1.5~3倍更佳。另外，空中輔助拉延程序後實施之濕式拉延程序之處理溫度宜為50~80℃，且60~70℃更佳，浸漬時間宜為5~120秒，且10~60秒更佳。此外，濕式拉延程序之拉延倍率宜按總拉伸倍率為4~7倍、宜為5~6倍之條件進行設定。
前述拉延程序包括空中輔助拉延程序和濕式拉延程序時，宜在染色程序前實施空中輔助拉延程序，在染色程序後實施濕式拉延程序。此時，用於濕式拉延程序之處理浴兼作交聯浴，並與濕式拉延程序一起實施交聯程序。
<交聯程序>
交聯程序係使用硼化合物作為交聯劑來進行。交聯程序可與染色程序、拉延程序一起進行。交聯程序可以進行數次。作為硼化合物，可列舉出硼酸、硼砂等。硼化合物一般以水溶液或水-有機溶劑混合溶液之形態使用。通常使用硼酸水溶液。硼酸水溶液之硼酸濃度為1~10重量%左右，並以2~7重量%為佳。為了通過交聯度賦予耐熱性，宜設為前述硼酸濃度。硼酸水溶液等中可以含有碘化鉀等碘化物。硼酸水溶液中含有碘化物時，所用之碘化物濃度宜為0.1~10重量%左右，0.5~8重量%更佳。
交聯程序可藉由將前述積層體浸漬到硼酸水溶液等中來進行。交聯程序之處理溫度通常為25℃以上，並 以30~85℃為佳，且於30~60℃之範圍更佳。處理時間通常為5~800秒，並以8~500秒左右為佳。
<其它程序>
本發明之偏光件之製造方法中，可對上述積層體實施染色程序、拉延程序，再實施交聯程序。又，對前述積層體實施染色程序之前，可實施溶脹程序。另外，對前述積層體實施染色程序之前，可以實施不溶化程序。不溶化程序之目的在於，實施用以使聚乙烯醇層至少在染色程序中不溶解之不溶化處理。
<不溶化程序>
不溶化程序可藉由將上述積層體之聚乙烯醇系樹脂層浸漬於含有硼酸、硼砂等硼化合物之溶液而進行。前述溶液一般以水溶液或水-有機溶劑混合溶液之形態使用。通常使用硼酸水溶液。硼酸水溶液之硼酸濃度為1~4重量%。不溶化程序之處理溫度通常為25℃以上，並以30~85℃為佳，於30~60℃之範圍更佳。處理時間通常為5~800秒，並宜為8~500秒左右。
另外，本發明之偏光件之製造方法可具有染色程序、拉延程序，還可具有交聯程序，在實施該等程序之後，可以實施洗滌程序。
洗滌程序可以利用碘化鉀溶液進行。前述碘化鉀溶液之碘化鉀濃度通常為0.5~10重量%程度、進而為0.5~8重量%、進一步為1~6重量%之範圍。
對於利用碘化鉀溶液之洗滌程序，其處理溫度 通常為15~60℃左右，並以25~40℃為佳。浸漬時間通常為1~120秒左右，又以3~90秒之範圍為佳。利用碘化鉀溶液之洗滌程序的階段只要在乾燥程序前就沒有特別限制。
另外，作為洗滌程序，可以實施水洗滌程序。水洗滌程序通常藉由將聚乙烯醇系薄膜浸漬到去離子水、蒸餾水等純水中而進行。水洗滌溫度通常為5~50℃，並以10~45℃為佳，且於15~40℃之範圍更佳。浸漬時間通常為5~300秒，並以10~240秒左右為佳。
前述水洗滌程序也可以組合利用碘化鉀溶液之洗滌程序和水洗滌程序，亦可適當使用摻合有甲醇、乙醇、異丙醇、丁醇、丙醇等液態醇之溶液。
實施前述各程序後，最終實施乾燥程序，製造偏光件。乾燥程序根據得到之偏光件(薄膜)所需之含水率適當設定乾燥時間和乾燥溫度。乾燥溫度通常控制在20~150℃，並以40~100℃之範圍內為佳。乾燥溫度過低時，乾燥時間變長，無法高效地進行製造，故為不宜。乾燥温度過高時，得到之偏光件劣化，在光學特性和色相方面惡化。加熱乾燥時間通常為1~5分鐘左右。
<水溶性抗氧化剂>
本發明之偏光件之製造方法係於前述染色程序後之至少一個程序中，施以至少一次利用含有水溶性抗氧化劑之處理浴進行之處理。
前述利用含有水溶性抗氧化劑之處理浴進行之處理，係藉由使染色程序後對前述積層體實施之各程序所 使用之各浴中至少任一者含有水溶性抗氧化劑而進行，或另外實施前述利用含有水溶性抗氧化劑之處理液的處理程序。前述利用含有水溶性抗氧化劑之處理浴的處理宜與交聯程序及/或拉延程序一起進行。
此外，前述交聯程序或拉延程序可以通過同時進行多個程序的合併程序來進行。進行同時施行多個程序的合併程序時，可令用於該合併程序的浴中含有水溶性抗氧化劑。另外，前述交聯程序及拉延程序的各程序為多階段程序時，可以在該多階段程序中之至少任一個程序中含有水溶性抗氧化劑。
作為前述水溶性抗氧化劑，可舉例如抗壞血酸(維生素C)、異抗壞血酸、硫代硫酸、亞硫酸、綠原酸、檸檬酸、迷迭香酸及其等之鹽等。作為鹽，可列舉出鈉鹽、鉀鹽等鹼金屬鹽等。其中以抗壞血酸、異抗壞血酸鹽、硫代硫酸鹽、亞硫酸鹽為佳。該等水溶性抗氧化劑可以單獨使用一種或組合兩種以上使用。
前述水溶性抗氧化劑之添加量係根據染色程序後之各處理浴所含有之二色性物質(碘或二色性染料)的污染濃度決定。污染處理浴中之二色性物質的污染濃度高時，添加之水溶性抗氧化劑的添加量也增多。通常，各處理浴中，宜添加水溶性抗氧化劑達濃度為0.005~1重量%，若為0.005~0.5重量%更佳。前述水溶性抗氧化劑之濃度不足0.005重量%時，前述污染處理浴中之水溶性抗氧化劑的比率減少，無法充分抑制所得偏光件之特性(單體穿透 率、偏光度)的降低。另一方面，前述水溶性抗氧化劑之濃度超過1重量%時，前述浴中之水溶性抗氧化劑的比率增多，因而得到之偏光件脫色，穿透率提高，隨之令人擔心染色浴的碘濃度提高之必要性，但在光學特性方面，不存在降低等問題。
經本發明之製造方法得到之偏光件係形成於熱塑性樹脂基材上。熱塑性樹脂基材可以直接用作偏光板之透明保護薄膜。另一方面，可以將透明保護薄膜貼合到無熱塑性樹脂基材的一側。另外，從偏光件將熱塑性樹脂基材剝離後，可以將透明保護薄膜貼合到該偏光件兩側。
作為構成透明保護薄膜之材料，例如，可以使用透明性、機械強度、熱穩定性、隔水性、等向性等優異之熱塑性樹脂。這種熱塑性樹脂之具體例子，可列舉出三乙醯纖維素等纖維素樹脂、聚酯樹脂、聚醚碸樹脂、聚碸樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚醯胺樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚烯烴樹脂、(甲基)丙烯酸系樹脂、環狀聚烯烴樹脂(降烯系樹脂)、聚芳酯樹脂、聚苯乙烯樹脂、聚乙烯醇樹脂及其等之混合物。此外，於偏光件之一側藉由黏接劑貼合透明保護薄膜，另一側則可使用(甲基)丙烯酸系、胺甲酸乙酯系、丙烯酸胺甲酸乙酯系、環氧系、矽氧系等熱固性樹脂或紫外線固化型樹脂。
透明保護薄膜之厚度可以適當權衡決定，就強度或處理性等操作性、薄層性諸點考量下，通常為1~500μm左右。尤以1~300μm為佳，5~200μm更佳。透明保 護薄膜為10~100μm時尤為理想。
此外，在偏光件的兩側設置透明保護薄膜時，其正面和背面可以使用由相同聚合物材料形成之保護薄膜，亦可使用由不同聚合物材料等形成之保護薄膜。
作為前述透明保護薄膜，可以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。正面相位差通常控制在40~200nm之範圍內，厚度方向相位差通常控制在80~300nm之範圍內。使用相位差板作為透明保護薄膜時，該相位差板亦具有透明保護薄膜之機能，因而可以謀求薄型化。
作為相位差板，可列舉出對高分子原料進行單軸或雙軸拉延處理而形成之雙折射薄膜、液晶聚合物之定向薄膜、用薄膜支撐液晶聚合物之定向層而成之物質等。對相位差板之厚度亦無特別限制，通常為20~150μm左右。
此外，前述具有相位差之薄膜可以另外貼合到不具有相位差之透明保護薄膜而賦予上述功能。
前述透明保護薄膜亦可在塗布黏接劑前進行表面改質處理。具體之處理上，可列舉出電暈處理、電漿處理、底漆處理、皂化處理等。
亦可對前述透明保護薄膜之未黏接偏光件的面實施硬塗處理、抗反射處理、以防黏或擴散乃至於防眩為目的之處理。
前述偏光件與透明保護薄膜之黏接處理可使用 黏接劑。作為黏接劑，可舉異氰酸酯系黏接劑、聚乙烯醇系黏接劑、明膠系黏接劑、乙烯基系乳膠系、水系聚酯等為例。前述黏接劑通常以由水溶液形成之黏接劑的形式使用，通常含有0.5~60重量%之固體成分。除了上述之外，作為偏光件與透明保護薄膜之黏接劑，可列舉出紫外固化型黏接劑、電子束固化型黏接劑等。電子束固化型偏光板用黏接劑對上述各種透明保護薄膜顯示出適宜的黏接性。尤其是對難以滿足黏接性之丙烯酸系樹脂亦顯示出良好之黏接性。另外，本發明中使用之黏接劑可以含有金屬化合物填料。
本發明之偏光板係藉由使用前述黏接劑將前述透明保護薄膜與偏光件貼合而製造。黏接劑可塗布於透明保護薄膜、偏光件任一個，亦可塗布於兩者。貼合後，實施乾燥程序，形成由塗布乾燥層構成之黏接層。偏光件與透明保護薄膜之貼合可藉由輥層壓機等進行。對黏接層之厚度並無特別限制，通常為30~1000nm左右。
本發明之偏光板在實際應用時可與其它光學層積層形成光學薄膜使用。對該光學層並無特別限定，例如可以使用一層或兩層以上之反射板、半透過板、相位差板(包括1/2、1/4等波長板)、視角補償薄膜等形成液晶顯示裝置等時使用之光學層。尤以於本發明之偏光板再積層反射板或半透過反射板而成之反射型偏光板或半透過型偏光板、於偏光板再積層相位差板而成之橢圓偏光板或圓偏光板、於偏光板再積層視角補償薄膜而成之廣視角偏光板、 或於偏光板再積層增亮薄膜而成之偏光板。
在偏光板上積層有前述光學層之光學薄膜，亦可通過在液晶顯示裝置等之製造過程中依次分別積層的方式來形成，但預先積層形成光學薄膜者具有品質之穩定性、組裝操作等優異而可改善液晶顯示裝置等之製造程序的優點。積層可以使用黏合層等適當之黏接手段。黏接前述偏光板或其它光學薄膜時，其等之光學軸可根據目標相位差特性等設定適當之配置角度。
於前述偏光板或、積層有至少一層偏光板之光學薄膜，亦可設置用以與液晶單元等其它構件黏接之黏合層。對形成黏合層之黏合劑並無特別限制，可以適當選擇使用譬如以丙烯酸系聚合物、矽氧系聚合物、聚酯、聚胺甲酸乙酯、聚醯胺、聚醚、氟系或橡膠系等聚合物為基礎聚合物之黏合劑。尤其宜使用丙烯酸系黏合劑之類光學透明性優異，顯示出適度之潤濕性以及聚集性和黏接性之黏合特性，耐候性或耐熱性等優異的黏合劑。
對偏光板或光學薄膜之一面或兩面附設黏合層可以適當方式進行。舉例言之，可列舉出：將基礎聚合物或其組合物溶解或分散於由甲苯或醋酸乙酯等適當溶劑之單獨一種或混合物形成的溶劑，製備10~40重量%左右之黏合劑溶液，並將該溶液以流延方式或塗布方式等適當之展開方式直接附設到偏光板上或光學薄膜上的方式；或者，依照前述在隔離膜上形成黏合層再將其轉移到偏光板上或光學薄膜上的方式等。
黏合層亦可以不同組成或種類等之黏合層做成疊加層設置於偏光板或光學薄膜之一面或兩面。另外，設置於兩面時，亦可在偏光板或光學薄膜之正面和背面設置不同組成、種類、厚度等之黏合層。黏合層之厚度可以根據使用目的或黏接力等適當決定，通常為1~500μm，5~200μm較佳，尤以10~100μm為佳。
對於黏合層之裸露面，為了防止其污染等，暫時黏附隔離膜將其覆蓋，直至供給於實際應用。藉此，能夠防止在通常的處理狀態下與黏合層接觸。作為隔離膜，除了上述厚度條件之外，可以使用習知適用之隔離膜，例如將塑膠薄膜、橡膠片、紙、布、不織布、網、發泡片或金屬箔、其等之層壓體等適當之薄層體，視需要以矽氧系或長鏈烷基系、氟系或硫化鉬等適當之剝離劑進行塗布處理而得到之隔離膜等。
此外，在本發明中，上述形成偏光板之偏光件、透明保護薄膜或光學薄膜等、以及黏合層等各層亦可藉由例如利用水楊酸酯系化合物或苯并酚(benzophenol)系化合物、苯并三唑系化合物或氰基丙烯酸酯系化合物、鎳錯鹽系化合物等紫外線吸收劑進行處理的方式等方式賦予紫外線吸收能力等。
本發明之偏光板或光學薄膜可適用於液晶顯示裝置等各種裝置之形成等。液晶顯示裝置之形成可以根據習知方式進行。即，液晶顯示裝置一般藉由將液晶單元和偏光板或光學薄膜、以及根據需要使用之照明系統等構成 零件適當組裝並裝入驅動電路等而形成，在本發明中，除了使用本發明之偏光板或光學薄膜此點之外，沒有特別限定，按習知方式進行即可。對於液晶單元，亦可使用譬如TN型或STN型、π型等任意類型的液晶單元。
可形成在液晶單元之一側或兩側配置有偏光板或光學薄膜之液晶顯示裝置、或將背光源或反射板用於照明系統之液晶顯示裝置等適當的液晶顯示裝置。此時，本發明之偏光板或光學薄膜可以設置在液晶單元之一側或兩側。在兩側設置偏光板或光學薄膜時，其等可以相同，也可以不同。進而，形成液晶顯示裝置時，可以在適當的位置配置一層或兩層以上之譬如擴散板、防眩層、抗反射膜、保護板、棱鏡陣列、透鏡陣列片、光擴散板、背光源等適當部件。
實施例
以下，列舉出實施例和比較例，對本發明進行具體說明。
實施例1-1(製程(1)) (積層體)
作為熱塑性樹脂基材，係使用厚度100μm之玻璃化轉變溫度為80℃的非晶質聚對苯二甲酸乙二酯(三菱樹脂株式會社製，NOVACLEAR)。在前述熱塑性樹脂基材上塗布以濃度5重量%含有聚乙烯醇(平均聚合度4200，皂化度99.2%)之水溶液後，在60℃下乾燥5分鐘，成膜製成厚度10μm之聚乙烯醇層，而得到積層體。
在各例子中，以下述順序對上述積層體實施下列各程序。
(空中輔助拉延程序)
使用配備於烘箱之拉延裝置，將上述積層體在120℃之環境下縱向拉延至1.8倍。
(不溶化程序)
不溶化浴之處理液使用含有3重量%硼酸之水溶液。將業經上述空中輔助拉延之積層體輸送至不溶化浴，在調整至30℃之前述處理液中浸漬30秒。
(染色程序)
作為染色浴之處理液，係使用相對於水100重量份含有碘0.3重量份及碘化鉀2重量份之碘染色溶液。將業經上述不溶化處理之積層體輸送至染色浴，浸漬於調整至30℃之前述碘染色溶液，使聚乙烯醇層染色。
(交聯程序/含有水溶性抗氧化劑)
作為交聯浴之處理液，係使用含有硼酸3重量%、碘化鉀3重量%及作為水溶性抗氧化劑之抗壞血酸0.1重量%的混合水溶液(1A)。將業經上述處理之積層體輸送至交聯浴，在調整至30℃之前述混合水溶液(1A)中浸漬30秒。
(湿式拉延程序)
作為拉延浴之處理液，係使用含有硼酸4重量%和碘化鉀5重量%之混合水溶液(1B)。將業經上述處理之積層體輸送至拉延浴，在調整至70℃之混合水溶液(1B)中浸漬30秒，並通過圓周速度不同的多套輥間，單軸拉延至總拉伸 倍率為原長度的5.5倍。
(洗滌程序)
作為洗滌浴之處理液，係使用含有碘化鉀4重量%之水溶液。將業經上述處理之積層體輸送至洗滌浴，在調整至30℃之前述處理液中浸漬5秒。
(乾燥程序)
接著，將業經上述洗滌處理之積層體從洗滌浴取出，用60℃之溫風乾燥4分鐘，在熱塑性樹脂基材上製得偏光件。與熱塑性樹脂基材一體拉延之聚乙烯醇層(偏光件)的厚度為5μm。
實施例1-2~4、比較例1-1~3
除了如表1所示改變了實施例1-1中交聯浴之處理液所使用之混合水溶液(1A)中摻合的水溶性抗氧化劑(抗壞血酸)的濃度外，其餘按與實施例1-1相同之條件製作偏光件。此外，表1中還一併記載了連續實施製程(1)之經過時間。
實施例2-1(製程(2)) (積層體)
作為熱塑性樹脂基材，係使用厚度100μm之玻璃化轉變溫度為80℃的非晶質聚對苯二甲酸乙二酯(三菱樹脂株式會社製，NOVACLEAR)。在前述熱塑性樹脂基材上塗布以濃度5重量%含有聚乙烯醇(平均聚合度4200，皂化度99.2%)之水溶液後，在60℃下乾燥5分鐘，成膜製成厚度10μm之聚乙烯醇層，而得到積層體。
在各例子中，以下述順序對上述積層體實施下 列各程序。
(空中輔助拉延程序)
使用配備於烘箱之拉延裝置，將上述積層體在120℃之環境下縱向拉伸至1.8倍。
(不溶化程序)
不溶化浴之處理液使用含有硼酸3重量%之水溶液。將業經上述空中輔助拉延之積層體輸送至不溶化浴，在調整至30℃之前述處理液中浸漬30秒。
(染色程序)
作為染色浴之處理液，係使用相對於水100重量份含有碘0.3重量份及碘化鉀2重量份之碘染色溶液。將業經上述不溶化處理之積層體輸送至染色浴，浸漬於調整至30℃之前述碘染色溶液，使聚乙烯醇層染色。
(交聯程序)
作為交聯浴之處理液，係使用含有硼酸3重量%和碘化鉀3重量%之混合水溶液(2A)。將業經上述處理之積層體輸送至交聯浴，在調整至30℃之前述混合水溶液(2A)中浸漬30秒。
(濕式拉延程序/含有水溶性抗氧化劑)
作為拉延浴之處理液，係使用含有硼酸4重量%、碘化鉀5重量%及作為水溶性抗氧化劑之抗壞血酸0.02重量%的混合水溶液(2B)。將業經上述處理之積層體輸送至拉延浴，在調整至70℃之混合水溶液(2B)中浸漬30秒，並通過圓周速度不同之多套輥間，單軸拉延至總拉伸倍率為原長度的5.5 倍。
(洗滌程序)
作為洗滌浴之處理液，係使用含有碘化鉀4重量%之水溶液。將業經上述處理之積層體輸送至洗滌浴，在調整至30℃之前述處理液中浸漬5秒。
(乾燥程序)
接著，將業經上述洗滌處理之積層體從洗滌浴取出，用60℃之溫風乾燥4分鐘，在熱塑性樹脂基材上製得偏光件。與熱塑性樹脂基材一體拉延之聚乙烯醇層(偏光件)的厚度為5μm。
實施例2-2、比較例2-1~2
除了如表1所示改變了實施例2-1中拉延浴之處理液所使用之混合水溶液(2B)中摻合的水溶性抗氧化劑(抗壞血酸)和濃度外，其餘按與實施例2-1相同之條件製作偏光件。此外，表1中還一併記載了連續實施製程(2)之經過時間。
實施例3-1(製程(3)) (積層體)
作為熱塑性樹脂基材，係使用厚度100μm之玻璃化轉變溫度為80℃的非晶質聚對苯二甲酸乙二酯(三菱樹脂株式會社製，NOVACLEAR)。在前述熱塑性樹脂基材上塗布以濃度5重量%含有聚乙烯醇(平均聚合度4200，皂化度99.2%)之水溶液後，在60℃下乾燥5分鐘，成膜製成厚度10μm之聚乙烯醇層，而得到積層體。
在各例子中，以下述順序對上述積層體實施下 列各程序。
(空中輔助拉延程序)
使用配備於烘箱之拉延裝置，將上述積層體在120℃之環境下縱向拉伸至1.8倍。
(不溶化程序)
不溶化浴之處理液使用含有硼酸3重量%之水溶液。將業經上述空中輔助拉延之積層體輸送至不溶化浴，在調整至30℃之前述處理液中浸漬30秒。
(染色程序)
作為染色浴之處理液，係使用相對於水100重量份含有碘0.3重量份及碘化鉀2重量份之碘染色溶液。將業經上述不溶化處理之積層體輸送至染色浴、浸漬於調整至30℃之前述碘染色溶液，使聚乙烯醇層染色。
(濕式拉延程序/含有水溶性抗氧化劑)
作為拉延浴之處理液，係使用含有硼酸4重量%、碘化鉀5重量%及作為水溶性抗氧化劑之抗壞血酸0.02重量%的混合水溶液(3A)。將業經上述處理之積層體輸送至拉延浴，在調整為70℃之混合水溶液(3A)中浸漬30秒鐘，並通過圓周速度不同之多套輥間，單軸拉延至總拉伸倍率為原長度的5.5倍。
(洗滌程序)
作為洗滌浴之處理液，係使用含有碘化鉀4重量%之水溶液。將業經上述處理之積層體輸送至洗滌浴，在調整至30℃之前述處理液中浸漬5秒。
(乾燥程序)
接著，將業經上述洗滌處理之積層體從洗滌浴取出，用60℃之溫風乾燥4分鐘，在熱塑性樹脂基材上製得偏光件。與熱塑性樹脂基材一體拉延之聚乙烯醇層(偏光件)的厚度為5μm。
實施例3-2、比較例3-1~2
除了如表1所示改變了實施例3-1中拉延浴之處理液所使用之混合水溶液(3A)中摻合的水溶性抗氧化劑(抗壞血酸)及濃度外，其餘按與實施例3-1相同之條件製作偏光件。此外，表1中還一併記載了連續實施製程(3)之經過時間。
實施例4-1(製程(4)) (積層體)
作為熱塑性樹脂基材，係使用厚度100μm之環烯烴聚合物(JSR株式會社製，ARTON)。在前述熱塑性樹脂基材上塗布以濃度10重量%含有聚乙烯醇(平均聚合度1800，皂化度99.2%)之水溶液後，在60℃下乾燥5分鐘，成膜製成厚度10μm之聚乙烯醇層，而得到積層體。
在各例子中，以下述順序對上述積層體實施下列各程序。
(乾式拉延程序)
藉由拉幅法，將上述積層體在140℃之環境下橫向拉伸至4倍。
(染色程序)
作為染色浴之處理液，係使用相對於水100重量份含有 碘0.5重量份及碘化鉀4重量份之碘染色溶液。將業經上述乾式拉延之積層體輸送至染色浴，浸漬於調整至30℃之前述碘染色溶液，使聚乙烯醇層染色。
(交聯程序)
作為交聯浴之處理液，係使用含有硼酸5重量%、碘化鉀5重量%及作為水溶性抗氧化劑之抗壞血酸0.02重量%的混合水溶液(4A)。將業經上述處理之積層體輸送至交聯浴，在調整至60℃之前述混合水溶液(4A)中浸漬60秒。
(洗滌程序)
作為洗滌浴之處理液，係使用含有碘化鉀4重量%之水溶液。將業經上述處理之積層體輸送至洗滌浴，在調整至30℃之前述處理液中浸漬5秒。
(乾燥程序)
接著，將業經上述洗滌處理之積層體從洗滌浴取出，用60℃之溫風乾燥4分鐘，在熱塑性樹脂基材上製得偏光件。與熱塑性樹脂基材一體拉延之聚乙烯醇層(偏光件)的厚度為3μm。
比較例4-1~2
除了如表1所示改變了實施例4-1中拉延浴之處理液所使用之混合水溶液(3A)中摻合的水溶性抗氧化劑(抗壞血酸)及濃度外，其餘按與實施例4-1相同之條件製作偏光件。此外，表1中還一併記載了連續實施製程(4)之經過時間。
<偏光板之製作>
經由黏接劑，將三乙醯纖維素(FUJIFILM Corporation 製，TD80UL)貼合到上述實施例及比較例中得到之積層體(在熱塑性樹脂基材上形成有聚乙烯醇層(偏光件)者)之聚乙烯醇層表面，並在80℃下乾燥5分鐘。作為前述黏接劑，係使用3重量%之聚乙烯醇樹脂水溶液(日本合成株式會社製之GOHSEFIMER Z200)。
(評價)
透過以下方法測定實施例及比較例中得到之偏光件之光學特性。將結果示於表1。
《添加浴(處理液)之碘濃度》
記載了連續實施各製程(惟，在實施例中，為假設不添加水溶性抗氧化劑時之值，例如，實施例1中，係假設為與比較例1相同之碘濃度。)之後(經過時間後)各添加浴中之碘濃度以供參考。前述碘濃度係測定將各處理浴之溶液5倍稀釋時溶液之源於I3 -離子之波長350nm附近的吸光度而算出。
計算式係由設為一定碘濃度之溶液的吸光度測定製作校正曲線而求出。校正曲線如下。
碘濃度[%]=(0.51×吸光度(5倍稀釋溶液))/100
<添加浴(處理液)之吸光度>
連續實施各製程之後(經過時間後)，將各添加浴之溶液5倍稀釋，並使用分光光度計(株式會社島津製作所製之UV-3150)，測定光程長度10mm下之吸收光譜，且測定源於I3 -離子之波長350nm附近之吸光度。此外，表1中記載之吸光度係將各添加浴之水溶液稀釋成5倍後測得之值。另外， 即使5倍稀釋也無法測定時，進一步進行稀釋，將得到之測定值乘以稀釋倍率，算出5倍稀釋時之吸光度。
另外，前述含有水溶性抗氧化劑之處理浴之溶液於波長350nm附近的吸光度宜為10以下。更佳之吸光度係根據添加抗氧化劑之處理浴所需的溫度而變化，以處理浴之溫度越高，吸光度越低為宜。例如，處理浴之溫度為30℃時吸光度宜為10以下，70℃時吸光度宜為2以下。與前述溫度相對應之特佳吸光度可藉由預試驗(pretest)進行設定。
<光學特性測定方法>
偏光件之單體穿透率(Ts)、偏光度(P)係以帶積分球之分光光度計(日本分光株式會社製之V7100)來測定。
此外，偏光度係藉由將兩片相同偏光件以兩者之透光軸平行之方式重疊時的穿透率(平行穿透率：Tp)、及以兩者之透光軸垂直之方式重疊時的穿透率(垂直穿透率：Tc)應用於以下的數式而求出。
偏光度P(%)={(Tp-Tc)/(Tp+Tc)}1/2×100
各穿透率係將通過格蘭泰勒(Glan-Taylor)棱鏡偏光件得到之完全偏光設為100%，再以通過JIS Z8701之2度視場(C光源)進行可見度(luminosity)校正所得之Y值表示。
表1中，“初始”係指在製備溶液後尚未因浴中之碘離子(I3 -)導致特性降低之狀態，尤其是碘離子濃度為0.01%以下之狀態。即使在初始狀態下也存在吸光係浴中添加之碘化鉀的一部分形成I3 -離子之故。
由各實施例1~4的各例子與比較例1~4-1中之“初始”的對比可知，實施例即使在經過長時間進行偏光件之製造時，仍滿足與“初始”同樣之光學特性(偏光度及單體穿透率)。此外，在實施例及比較例中，進行染色程序以使得到之偏光件的偏光度為99.99，並將達到相同偏光度時之穿透率作為特性加以對比。因此，若為相同穿透率之偏光件，則偏光度會降低。

Claims (12)

  1. 一種偏光件之製造方法，係對包含成膜於熱塑性樹脂基材上之聚乙烯醇系樹脂層的積層體，至少實施染色程序及拉延程序，而製造厚度10μm以下之偏光件者，其特徵在於，在染色程序後之至少一個程序中，施以至少一次利用含有水溶性抗氧化劑之處理浴進行之處理；其中，前述水溶性抗氧化劑係包含抗壞血酸、異抗壞血酸鹽、亞硫酸、綠原酸、迷迭香酸及其等之鹽中之至少任一種。
  2. 如申請專利範圍第1項之偏光件之製造方法，其中，前述染色程序為碘染色程序。
  3. 如申請專利範圍第1項之偏光件之製造方法，其中，前述染色程序後之至少一個程序包括交聯浴中之交聯程序。
  4. 如申請專利範圍第3項之偏光件之製造方法，其中，前述交聯浴含有前述水溶性抗氧化劑。
  5. 如申請專利範圍第1項之偏光件之製造方法，其中，前述含有水溶性抗氧化劑之處理浴的處理液在作成5倍稀釋溶液測定時波長350nm附近之吸光度為10以下。
  6. 如申請專利範圍第1~5項中任一項之偏光件之製造方法，其中，前述拉延程序包括一在染色程序前實施之空中輔助拉延程序、及一在染色程序後實施之濕式拉延程 序。
  7. 如申請專利範圍第6項之偏光件之製造方法，其中，濕式拉延程序中使用之處理浴兼作交聯浴。
  8. 如申請專利範圍第1~5項中任一項之偏光件之製造方法，其中，前述拉延程序包括一在染色程序前實施之乾式拉延程序。
  9. 一種偏光件，係藉由如申請專利範圍第1~8項中任一項之製造方法製得者。
  10. 一種偏光板，其特徵在於，係在如申請專利範圍第9項之偏光件之至少一面具有透明保護薄膜。
  11. 一種光學薄膜，其特徵在於，係具有如申請專利範圍第9項之偏光件或如申請專利範圍第10項之偏光板。
  12. 一種影像顯示裝置，其特徵在於，係具有如申請專利範圍第9項之偏光件、如申請專利範圍第10項之偏光板或如申請專利範圍第11項之光學薄膜。
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