TW201937215A - 偏光薄膜及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明為一種偏光薄膜，其係包含聚乙烯醇(A)、及選自包含下述式(I)所示之單硼酸與可在水之存在下轉化為該單硼酸的化合物的群組之至少1種的含硼化合物(B)之偏光薄膜，該偏光薄膜中之源自含硼化合物(B)的硼元素含量，相對於聚乙烯醇(A)100質量份為0.1~3.0質量份。該偏光薄膜，在高溫下之收縮力小，且光學性能也優異。
[式(I)中，R1係碳數為1~20之1價脂肪族基，且R1與硼酸基以硼-碳鍵連接。]

Description

偏光薄膜及其製造方法
本發明係關於一種在高溫下之收縮力小，且光學性能優異之偏光薄膜及其製造方法。
具有光之透射及遮蔽機能之偏光板，與使光之偏光狀態產生變化之液晶同為液晶顯示器(LCD)之基本的構成要素。大多的偏光板，為了防止偏光薄膜之退色、防止偏光薄膜之收縮，具有在偏光薄膜的表面貼合三乙酸纖維素(TAC)薄膜等保護膜的結構，而作為構成偏光板的偏光薄膜，主流為使碘系色素(I3 -或I5 -等)吸附在將聚乙烯醇薄膜(以下有時將「聚乙烯醇」稱為「PVA」)進行單軸延伸而成之基質者。
LCD係廣範圍地使用於計算機及手錶等小型機器、智慧型手機、筆記型電腦、液晶監視器、液晶彩色投影機、液晶電視、車載用導航系統、室內外所使用之計測機器等，且近年來該等之機器被要求薄型.高精細化。伴隨前述，近年來使用於LCD的玻璃之薄型化、或偏光薄膜之高延伸倍率化有所進展，其結果，LCD面板的翹曲之產生係成為問題。據說LCD面板的翹曲之主 要的要因係偏光薄膜於高溫下收縮，故需要具有高光學性能，同時在高溫下之收縮力小的偏光薄膜。
作為提升偏光薄膜之光學性能的手段，已知使用高聚合度之PVA的方法(例如，專利文獻1)。然而，藉由使用高聚合度之PVA，雖偏光薄膜之光學性能提升，但收縮力上升，難以兼具兩者。
專利文獻2中係記載藉由減少PVA薄膜之硼酸量，同時在硼酸處理步驟與水洗步驟之間設置乾燥PVA薄膜的步驟，得到在高溫下之收縮力小且色調為良好的偏光薄膜。然而，即使減少偏光薄膜中之硼酸量，也難以維持高光學性能，同時充分減低收縮力。
[先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本特開平01-084203號公報
專利文獻2：日本特開2013-148806號公報
本發明為為了解決上述課題而成者，目的在於提供一種在高溫下之收縮力小，且光學性能也優異之偏光薄膜。
上述課題係藉由提供一種偏光薄膜而解決，其係包含PVA(A)、及選自包含下述式(I)所示之單硼酸與可在水之存在下轉化為該單硼酸的化合物的群組之至少 1種的含硼化合物(B)之偏光薄膜，該偏光薄膜中之源自含硼化合物(B)的硼元素含量，相對於PVA(A)100質量份為0.1~3.0質量份。
[式(I)中，R1係碳數為1~20之1價脂肪族基，且R1與硼酸基以硼-碳鍵連接。]
此時，較佳為R1為飽和脂肪族基。較佳為R1為脂肪族烴基。較佳為R1的碳數為2~5。
上述課題係藉由提供一種前述偏光薄膜之製造方法而解決，其係包含將PVA薄膜以二色性色素進行染色的染色處理、及將該薄膜進行單軸延伸的延伸處理之偏光薄膜之製造方法，其中具有將該薄膜浸漬於含硼化合物(B)之水溶液的處理。
本發明的偏光薄膜，在高溫下之收縮力小，且光學性能也優異。因此，藉由使用本發明的偏光薄膜，可得到在高溫下不易翹曲而且為高畫質的LCD面板。又，根據本發明的製造方法，可製造這樣的偏光薄膜。
1‧‧‧源自為測定溶媒之重水的氫峰值
2‧‧‧源自PVA之次甲基的氫峰值
3‧‧‧源自PVA之亞甲基的氫峰值
4‧‧‧與源自PVA的氫峰值重疊之源自含硼化合物(B)所含之烴基的氫峰值
5‧‧‧未與源自PVA的氫峰值重疊之源自含硼化合物(B)所含之烴基的氫峰值
圖1為實施例1所得之偏光薄膜的1H-NMR譜圖。
圖2為針對實施例1~7以及比較例1及3~9之偏 光薄膜，在橫軸標繪收縮力，在縱軸標繪偏光度而得的圖。
[實施發明之形態]
本發明的偏光薄膜為一種偏光薄膜，其係包含PVA(A)、及選自包含下述式(I)所示之單硼酸與可在水之存在下轉化為該單硼酸的化合物的群組之至少1種的含硼化合物(B)之偏光薄膜，該偏光薄膜中之源自含硼化合物(B)的硼元素含量，相對於PVA(A)100質量份為0.1~3.0質量份。藉由將PVA(A)以含硼化合物(B)進行交聯，可減低在高溫下之收縮力，同時提升光學性能。在此，式(I)中，R1係碳數為1~20之1價脂肪族基，且R1與硼酸基以硼-碳鍵連接。
單硼酸為上述式(I)所示之化合物，且在1分子中具有1個硼酸基[-B(OH)2]。該硼酸基具有使鍵結有2個羥基的硼原子與碳原子鍵結的結構，在式(I)所示之化合物中，R1與硼酸基以硼-碳鍵連接。相對於在硼酸[B(OH)3]中硼原子係與3個羥基鍵結，硼酸基在具有硼-碳鍵之點上相異。作為可在水之存在下轉化為硼酸基之含硼基，可舉出以下所說明之硼酸酯基作為代表物，但並沒有限定於此。
單硼酸所含的硼酸基中之羥基，係與硼酸中 之羥基同樣地可與醇形成酯。下述結構式(II)為1分子的醇(R2-OH)對硼酸反應而得的單硼酸單酯。在此，當硼酸基與PVA(A)之羥基鍵結時，結構式(II)中之R2為PVA鏈，含碳基係隔著硼原子而鍵結在PVA鏈。
下述結構式(III)為2分子的醇(R2-OH)對單硼酸反應而得的單硼酸二酯之例。在此，當硼酸基與PVA之羥基鍵結時，結構式(III)中之2個R2均為PVA鏈。
單硼酸具有2個可與PVA之羥基反應而形成酯的羥基，且PVA鏈經適當地交聯。該交聯對熱為安定，因此偏光薄膜在高溫下的收縮力會變小。藉此，可抑制使用偏光薄膜的LCD面板在高溫下翹曲。又，據認為藉由PVA鏈經適當地交聯，PVA鏈之配向狀態變良好，偏光薄膜之光學性能提升。
上述式(I)中，R1係碳數為1~20之1價脂肪族基。藉由R1為適當的長度，可控制含硼化合物(B)對水之溶解性、或與PVA的羥基之反應性。R1的碳數較佳為10以下，更佳為6以下，再佳為5以下。另一方面，從偏光薄膜的光學性能與收縮力的平衡特別優異之觀點而言，R1的碳數較佳為2以上，更佳為3以上。
上述式(I)中，只要R1為1價脂肪族基，且R1與硼酸基係以硼-碳鍵連接即可。R1可為飽和脂肪族基，也可為不飽和脂肪族基，但較佳為前者。藉由R1為飽和脂肪族基，可抑制得到的偏光薄膜之著色，同時提升耐久性。又，藉由R1為飽和脂肪族基，可提升二色性色素的配向性，進一步提升光學性能。另外，不飽和脂肪族基係為具有碳-碳雙鍵或碳-碳三鍵、碳-氧雙鍵、碳-氮雙鍵、氮-氮雙鍵、碳-硫雙鍵等包含鍵結次數為2以上的多重鍵之結構的脂肪族基，飽和脂肪族基係為僅具有單鍵之結構的脂肪族基。作為R1為飽和脂肪族基的單硼酸，可例示甲基硼酸、乙基硼酸、丙基硼酸、丁基硼酸、戊基硼酸、己基硼酸、庚基硼酸、辛基硼酸、壬基硼酸、癸基硼酸、十一基硼酸、十二基硼酸、十三基硼酸、十四基硼酸、十五基硼酸、十六基硼酸、十七基硼酸、十八基硼酸、十九基硼酸、二十基硼酸及此等之異構物、環丙基硼酸、環丁基硼酸、環戊基硼酸、環己基硼酸、環庚基硼酸、環辛基硼酸、環壬基硼酸、環癸基硼酸、環十一基硼酸、環十二基硼酸、環十三基硼酸、環十四基硼酸、環十五基硼酸、環十六基硼酸、環十七基硼酸、環十八基硼酸、環十九基硼酸、環二十基硼酸及此等之異構物、2-氧雜-丙基硼酸、2-氧雜-丁基硼酸、2-氧雜-己基硼酸、2-氧雜-庚基硼酸、2-氧雜-辛基硼酸、2-氧雜-壬基硼酸、2-氧雜-癸基硼酸、2-氧雜-十一基硼酸、2-氧雜-十二基硼酸、2-氧雜-十三基硼酸、2-氧雜-十四基硼酸、2-氧雜-十五基硼酸、2-氧雜-十六基硼酸、 2-氧雜-十七基硼酸、2-氧雜-十八基硼酸、2-氧雜-十九基硼酸、2-氧雜-二十基硼酸及此等之異構物、2-氮雜-丙基硼酸、2-氮雜-丁基硼酸、2-氮雜-己基硼酸、2-氮雜-庚基硼酸、2-氮雜-辛基硼酸、2-氮雜-壬基硼酸、2-氮雜-癸基硼酸、2-氮雜-十一基硼酸、2-氮雜-十二基硼酸、2-氮雜-十三基硼酸、2-氮雜-十四基硼酸、2-氮雜-十五基硼酸、2-氮雜-十六基硼酸、2-氮雜-十七基硼酸、2-氮雜-十八基硼酸、2-氮雜-十九基硼酸、2-氮雜-二十基硼酸及此等異構物、2-磷雜-丙基硼酸、2-磷雜-丁基硼酸、2-磷雜-己基硼酸、2-磷雜-庚基硼酸、2-磷雜-辛基硼酸、2-磷雜-壬基硼酸、2-磷雜-癸基硼酸、2-磷雜-十一基硼酸、2-磷雜-十二基硼酸、2-磷雜-十三基硼酸、2-磷雜-十四基硼酸、2-磷雜-十五基硼酸、2-磷雜-十六基硼酸、2-磷雜-十七基硼酸、2-磷雜-十八基硼酸、2-磷雜-十九基硼酸、2-磷雜-二十基硼酸及此等異構物、2-硫雜-丙基硼酸、2-硫雜-丁基硼酸、2-硫雜-己基硼酸、2-硫雜-庚基硼酸、2-硫雜-辛基硼酸、2-硫雜-壬基硼酸、2-硫雜-癸基硼酸、2-硫雜-十一基硼酸、2-硫雜-十二基硼酸、2-硫雜-十三基硼酸、2-硫雜-十四基硼酸、2-硫雜-十五基硼酸、2-硫雜-十六基硼酸、2-硫雜-十七基硼酸、2-硫雜-十八基硼酸、2-硫雜-十九基硼酸、2-硫雜-二十基硼酸及此等異構物等。又，作為在水之存在下可轉化為例示的單硼酸之化合物，可舉出該單硼酸的鹽等。
R1可為脂肪族烴基，也可包含氧、氮、硫、鹵素等雜原子。若考慮取得的容易度等，則較佳為R1為 未包含雜原子的脂肪族烴基。作為脂肪族烴基，較佳為未具有分支的直鏈脂肪族烴基。藉此，對偏光薄膜之吸附性變良好，且提升光學性能的效果變高。再者，作為R1為脂肪族烴基的硼酸，具體而言，可例示甲基硼酸、乙基硼酸、丙基硼酸、丁基硼酸、戊基硼酸、己基硼酸、庚基硼酸、辛基硼酸、壬基硼酸、癸基硼酸、十一基硼酸、十二基硼酸、十三基硼酸、十四基硼酸、十五基硼酸、十六基硼酸、十七基硼酸、十八基硼酸、十九基硼酸、二十基硼酸及此等之異構物、環丙基硼酸、環丁基硼酸、環戊基硼酸、環己基硼酸、環庚基硼酸、環辛基硼酸、環壬基硼酸、環癸基硼酸、環十一基硼酸、環十二基硼酸、環十三基硼酸、環十四基硼酸、環十五基硼酸、環十六基硼酸、環十七基硼酸、環十八基硼酸、環十九基硼酸、環二十基硼酸及此等之異構物等。又，作為在水之存在下可轉化為例示的單硼酸之化合物，可舉出該單硼酸的鹽等。
具體而言，R1較佳為烷基，更佳為下述式(IV)所示之烷基。
-CnH2n+1 (IV)
上述式(IV)中，n為1~20。n較佳為10以下，更佳為6以下，再佳為5以下。另一方面，n較佳為2以上，更佳為3以上。
從可得到在高溫下之收縮力極小，且光學性能也極優異的偏光薄膜之觀點而言，R1特佳為碳數2~5的飽和脂肪族烴基。
作為上述式(I)所示之單硼酸，具體而言，較佳為甲基硼酸、乙基硼酸、丙基硼酸、丁基硼酸、戊基硼酸、己基硼酸、庚基硼酸、辛基硼酸、壬基硼酸、癸基硼酸、十一基硼酸、十二基硼酸、十三基硼酸、十四基硼酸、十五基硼酸、十六基硼酸、十七基硼酸、十八基硼酸、十九基硼酸、二十基硼酸及此等之異構物，從對前述偏光薄膜之吸附性為良好，且提升光學性能的效果高之觀點而言，特佳為丙基硼酸、丁基硼酸、戊基硼酸。又，作為在水之存在下可轉化為上述式(I)所示之單硼酸的化合物，可舉出該單硼酸的鹽等。
本發明的偏光薄膜中之源自含硼化合物(B)的硼元素含量，相對於PVA(A)100質量份，必須為0.1~3.0質量份。源自含硼化合物(B)的硼元素含量小於0.1質量份時，提升光學性能的效果變不足夠。該硼元素含量較佳為0.2質量份以上，更佳為0.4質量份以上。另一方面，源自含硼化合物(B)的硼元素含量超過3.0質量份時，有變得需要長處理時間等生產性降低之虞。又，理由雖不明確，但在硼元素含量超過3.0質量份時，會發生吸收短波長光的碘錯合物的形成不良，有光學性能降低的情況，因此較不佳。該硼元素含量特佳為2.0質量份以下。偏光薄膜中之源自含硼化合物(B)的硼元素含量，可藉由1H-NMR測定而得到。
本發明的偏光薄膜，亦可進一步含有硼酸。藉此，有光學性能進一步提升的情況。此時，偏光薄膜中之總硼元素含量較佳為0.2質量%以上。在此，總硼元 素含量為將偏光薄膜所含之源自含硼化合物(B)的硼元素、源自硼酸的硼元素、以及源自含硼化合物(B)及硼酸以外之含硼化合物的硼元素合計的量。另一方面，在偏光薄膜中的總硼元素含量過多時，有偏光薄膜之收縮力變大之虞。偏光薄膜中的總硼元素含量通常為5.5質量%以下，理想為5.0質量%以下，更理想為4.5質量%以下，再理想為4.0質量%以下。偏光薄膜中的總硼元素含量，可藉由ICP發光分析等而求出。
本發明的偏光薄膜所含之PVA(A)的聚合度較佳為1,500~6,000的範圍內，更佳為1,800~5,000的範圍內，再佳為2,000~4,000的範圍內。藉由該聚合度為1,500以上，可提升將薄膜進行單軸延伸而得到的偏光薄膜之耐久性。另一方面，藉由該聚合度為6,000以下，可抑制製造成本之上升、或製膜時之步驟通過性的不良等。再者，本說明書中之PVA(A)的聚合度意指準據JIS K6726-1994之記載測定的平均聚合度。
從將薄膜進行單軸延伸而得到之偏光薄膜的耐水性之觀點而言，本發明的偏光薄膜所含之PVA(A)的皂化度較佳為95莫耳%以上，更佳為96莫耳%以上，再佳為98莫耳%以上。再者，本說明書中之PVA的皂化度係指相對於可藉由皂化轉換為乙烯醇單元(-CH2-CH(OH)-)的結構單元(典型而言為乙烯酯單元)與乙烯醇單元之合計莫耳數，PVA具有之該乙烯醇單元的莫耳數所佔之比例(莫耳%)。該皂化度可準據JIS K 6726-1994之記載進行測定。
本發明所使用的PVA(A)之製造方法沒有特別限定。可舉出例如，將藉由聚合乙烯酯單體而得到的聚乙烯酯之乙烯酯單元轉換為乙烯醇單元的方法。使用於PVA(A)之製造的乙烯酯單體沒有特別限定，可舉出例如，甲酸乙烯酯、乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、異丁酸乙烯酯、三甲基乙酸乙烯酯、新癸酸乙烯酯、己酸乙烯酯、辛酸乙烯酯、羊脂酸乙烯酯、月桂酸乙烯酯、棕櫚酸乙烯酯、硬脂酸乙烯酯、油酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯等。從經濟性之觀點而言，較佳為乙酸乙烯酯。
又，本發明所使用的PVA(A)，也可為將藉由共聚合乙烯酯單體及可與其共聚合之其它單體而得到的乙烯酯共聚物之乙烯酯單元轉換為乙烯醇單元者。作為可與乙烯酯單體共聚合之其它單體，可舉出例如：乙烯、丙烯、1-丁烯、異丁烯等碳數2~30的α-烯烴；(甲基)丙烯酸或其鹽；(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸異丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸三級丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸十二酯、(甲基)丙烯酸十八酯等(甲基)丙烯酸酯；(甲基)丙烯醯胺、N-甲基(甲基)丙烯醯胺、N-乙基(甲基)丙烯醯胺、N,N-二甲基(甲基)丙烯醯胺、二丙酮(甲基)丙烯醯胺、(甲基)丙烯醯胺丙磺酸或其鹽、(甲基)丙烯醯胺丙基二甲胺或其鹽、N-羥甲基(甲基)丙烯醯胺或其衍生物等(甲基)丙烯醯胺衍生物；N-乙烯甲醯胺、N-乙烯乙醯胺、N-乙烯吡咯啶酮等N-乙烯醯胺；甲基乙烯醚、乙基乙烯醚、正丙 基乙烯醚、異丙基乙烯醚、正丁基乙烯醚、異丁基乙烯醚、二級丁基乙烯醚、十二基乙烯醚、硬脂基乙烯醚等乙烯醚；(甲基)丙烯腈等氰化乙烯；氯乙烯、二氯亞乙烯、氟乙烯、二氟亞乙烯等鹵乙烯；乙酸烯丙酯、烯丙氯等烯丙基化合物；馬來酸或其鹽、酯或酸酐；衣康酸或其鹽、酯或酸酐；乙烯三甲氧矽烷等乙烯矽烷化合物；不飽和磺酸等。上述乙烯酯共聚物，可具有源自1種或2種以上前述其它單體的結構單元。該其它單體，可在將乙烯酯單體供於聚合反應之際使其預先存在於反應容器內，或者在聚合反應進行中將其添加於反應容器內等來加以使用。從光學性能之觀點而言，源自其它單體之單元的含量，相對於構成PVA(A)之總結構單元的莫耳數，較佳為10莫耳%以下，更佳為5莫耳%以下，再佳為2莫耳%以下。
從提升延伸性的同時亦可在更高溫度進行延伸，且在偏光薄膜製造時可減低延伸斷裂等麻煩之產生以進一步提升偏光薄膜生產性之觀點而言，上述之可與乙烯酯單體共聚合之單體中，較佳為乙烯。PVA(A)包含乙烯單元時，從如上述的延伸性或可延伸溫度等之觀點而言，乙烯單元的含有率，相對於構成PVA(A)之總結構單元的莫耳數，較佳為1~10莫耳%，更佳為2~6莫耳%。
使用於製造本發明的偏光薄膜的PVA薄膜除包含上述的PVA(A)之外還可包含塑化劑。作為較佳的塑化劑，可舉出多元醇，作為具體例，可舉出乙二醇、 丙三醇、丙二醇、二乙二醇、二丙三醇、三乙二醇、四乙二醇、三羥甲基丙烷等。再者，可包含1種或2種以上該等塑化劑。從延伸性的提升效果之觀點而言，該等之中，較佳為丙三醇。
使用於製造本發明的偏光薄膜的PVA薄膜中之塑化劑的含量，相對於PVA(A)100質量份，較佳為1~20質量份的範圍內，更佳為3~17質量份的範圍內，再佳為5~15質量份的範圍內。藉由該含量為1質量份以上，可提升薄膜之延伸性。另一方面，藉由該含量為20質量份以下，可抑制薄膜變得過於柔軟所致處理性降低。
使用於製造本發明的偏光薄膜的PVA薄膜，視需要更可適當摻合填充劑、銅化合物等加工安定劑、耐候性安定劑、著色劑、紫外線吸收劑、光安定劑、抗氧化劑、抗靜電劑、阻燃劑、其它熱塑性樹脂、潤滑劑、香料、消泡劑、消臭劑、增量劑、剝離劑、脫模劑、補強劑、交聯劑、防黴劑、防腐劑、結晶化速度延遲劑等PVA(A)及塑化劑以外之其它添加劑。前述PVA薄膜中之其它添加劑之含量，通常為10質量%以下，理想為5質量%以下。
使用於製造本發明的偏光薄膜的PVA薄膜之膨潤度較佳為160~240%的範圍內，更佳為170~230%的範圍內，特佳為180~220%的範圍內。藉由膨潤度為160%以上，可極度地抑制結晶化進行，且可安定延伸至高倍率。另一方面，藉由膨潤度為240%以下，可抑 制延伸時之溶解，即使在更高溫的條件下也可進行延伸。
使用於製造本發明的偏光薄膜的PVA薄膜之厚度沒有特別限制，一般為1~100μm，理想為5~60μm，特別理想為10~45μm。若前述PVA薄膜過薄，則在用以製造偏光薄膜的單軸延伸處理時，有變得容易產生延伸斷裂的傾向。又，若前述PVA薄膜過厚，則在用以製造偏光薄膜的單軸延伸處理時，有變得容易產生延伸不均勻的傾向、或製造的偏光薄膜之收縮力變得容易變大的傾向。
使用於製造本發明的偏光薄膜的PVA薄膜之寬沒有特別限制，可因應所製造的偏光薄膜之用途等而決定。近年來從液晶電視或液晶監視器之大畫面化進行之觀點而言，若將使用於製造偏光薄膜的PVA薄膜之寬設為3m以上，則適於該等之用途。另一方面，若使用於製造偏光薄膜的PVA薄膜之寬變得過大，則在以實用化之裝置製造偏光薄膜時，容易變得難以均勻地進行單軸延伸，因此使用於製造偏光薄膜的PVA薄膜之寬較佳為10m以下。
使用於製造本發明的偏光薄膜的PVA薄膜之製造方法沒有特別限定，較佳係採用製膜後之薄膜的厚度及寬均勻之製造方法。例如，可使用液體介質中溶解有PVA(A)、及視需要進一步溶解有前述塑化劑、前述其它添加劑、及後述的界面活性劑等中之1種或2種以上而成的製膜原液，或包含PVA(A)、及視需要進一步包含塑化劑、其它的添加劑、界面活性劑、及液體介質等 中之1種或2種以上且PVA(A)經熔融的製膜原液，來進行製造。該製膜原液含有塑化劑、其它添加劑、及界面活性劑之至少1種時，較佳為此等之成分經均勻地混合。
作為使用於製膜原液之調製的上述液體介質，可舉出例如，水、二甲基亞碸、二甲基甲醯胺、二甲基乙醯胺、N-甲基吡咯啶酮、乙二醇、丙三醇、丙二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、三羥甲基丙烷、乙二胺、二伸乙三胺等，且可使用該等中之1種或2種以上。從賦予環境之負荷或回收性之觀點而言，其中較佳為水。
製膜原液的揮發分率(在製膜時藉由揮發或蒸發而除去之液體介質等揮發性成分的製膜原液中之含有比例)，係因製膜方法、製膜條件等而異，但一般而言，較佳為50~95質量%的範圍內，更佳為55~90質量%的範圍內。藉由製膜原液的揮發分率為50質量%以上，製膜原液的黏度不會變得過高，可圓滑地進行製膜原液調製時之過濾或消泡，異物或缺點少的薄膜之製造變容易。另一方面，藉由製膜原液的揮發分率為95質量%以下，製膜原液的濃度不會變得過低，工業上的薄膜之製造變容易。
製膜原液較佳為包含界面活性劑。藉由包含界面活性劑，會提升製膜性而可抑制薄膜厚度不均勻之發生，同時薄膜自使用於製膜之金屬輥或皮帶剝離變容易。在由包含界面活性劑的製膜原液製造PVA薄膜時，在該薄膜中可含有界面活性劑。上述界面活性劑的種類 沒有特別限定，從自金屬輥或皮帶剝離之剝離性之觀點而言，較佳為陰離子性界面活性劑或非離子性界面活性劑。
作為陰離子性界面活性劑，例如：月桂酸鉀等羧酸型；聚氧乙烯月桂醚硫酸鹽、硫酸辛酯等硫酸酯型；十二基苯磺酸酯等磺酸型等為適合。
作為非離子性界面活性劑，例如：聚氧乙烯油醚等烷醚型；聚氧乙烯辛基苯醚等烷基苯醚型；聚氧乙烯月桂酸酯等烷酯型；聚氧乙烯月桂基胺醚等烷胺型；聚氧乙烯月桂酸醯胺等烷基醯胺型；聚氧乙烯聚氧丙烯醚等聚丙二醇醚型；月桂酸二乙醇醯胺、油酸二乙醇醯胺等烷醇醯胺型；聚氧化烯烯丙基苯醚等烯丙基苯醚型等為適合。
該等之界面活性劑，可單獨使用1種，或是組合2種以上而使用。
製膜原液包含界面活性劑時，其含量，相對於製膜原液所含之PVA(A)100質量份，較佳為0.01~0.5質量份的範圍內，更佳為0.02~0.3質量份的範圍內，特佳為0.05~0.2質量份的範圍內。藉由該含量為0.01質量份以上，更提升製膜性及剝離性。另一方面，藉由該含量為0.5質量份以下，界面活性劑溢出於PVA薄膜的表面而產生黏結，且可抑制處理性降低。
作為使用上述之製膜原液來進行PVA薄膜之製膜之際的製膜方法，可舉出例如，澆鑄製膜法、擠製製膜法、濕式製膜法、凝膠製膜法等。該等之製膜方 法，可僅採用1種，也可將2種以上組合而採用。該等之製膜方法中，從可得到使用於製造厚度及寬均勻且物性良好的偏光薄膜的PVA薄膜之觀點而言，較佳為澆鑄製膜法、擠製製膜法。經製膜的PVA薄膜，視需要可進行乾燥或熱處理。
作為使用於製造本發明的偏光薄膜的PVA薄膜之具體的製造方法之例，工業上較佳係採用例如：使用T型縫模、料斗板、I型模、唇狀塗布機模等，將上述的製膜原液，均勻地吐出或流延在位於最上流側之旋轉中的經加熱之第1輥(或皮帶)的周面上，且從吐出或流延在該第1輥(或皮帶)的周面上的膜之一方的面，使揮發性成分蒸發而乾燥，接著，在配置於其下流側之1個或多個旋轉中的經加熱之輥的周面上進一步乾燥、或使通過熱風乾燥裝置之中而進一步乾燥後，藉由捲取裝置進行捲取的方法。利用經加熱的輥所進行之乾燥與利用熱風乾燥裝置所進行之乾燥，也可適當組合而實施。又，也可在由單一樹脂層所構成的基材薄膜之一方的面形成包含PVA(A)的層，而藉此進行多層PVA薄膜之製膜。
製造本發明的偏光薄膜之際的方法沒有特別限制。適合的製造方法為一種偏光薄膜之製造方法，其係包含將PVA薄膜以二色性色素進行染色的染色處理、及將該薄膜進行單軸延伸的延伸處理之偏光薄膜之製造方法，其中具有將該薄膜浸漬於含硼化合物(B)之水溶液的處理。可舉出對於PVA薄膜，實施染色處理、單軸延 伸處理、及視需要進一步實施膨潤處理、硼酸交聯處理、固定處理、清洗處理、乾燥處理、熱處理等之方法。此時，膨潤處理、染色處理、硼酸交聯處理、單軸延伸處理、固定處理等各處理之順序沒有特別限制，也可同時進行1個或2個以上之處理。又，亦可進行2次或其以上的各處理之1個或2個以上。
膨潤處理，可藉由將PVA薄膜浸漬於水而進行。作為浸漬薄膜的水之溫度，較佳為20~40℃的範圍內，更佳為22~38℃的範圍內，再佳為25~35℃的範圍內。又，作為浸漬於水的時間，例如，較佳為0.1~5分鐘的範圍內，更佳為0.2~3分鐘的範圍內。再者，浸漬薄膜的水沒有限定於純水，可為各種成分溶解的水溶液，亦可為水與親水性介質之混合物。
染色處理，可藉由使二色性色素接觸於PVA薄膜而進行。作為二色性色素，一般係使用碘系色素或二色性染料。作為染色處理的時期，可為單軸延伸處理前、單軸延伸處理時、單軸延伸處理後的任一階段。染色處理，一般係藉由將PVA薄膜浸漬於作為染色浴之含有碘-碘化鉀的溶液(尤其是水溶液)中、或是含有多個二色性染料的溶液(尤其是水溶液)而進行。染色浴中之碘的濃度較佳為0.01~0.5質量%的範圍內，碘化鉀的濃度較佳為0.01~10質量%的範圍內。又，染色浴的溫度較佳為設為20~50℃，特佳為設為25~40℃。適合的染色時間為0.2~5分鐘。使用二色性染料時，二色性染料較佳為水性染料。又，染色浴中之染料濃度較佳為0.001 ~10質量%。又，視需要可使用染色助劑，亦可使用硫酸鈉等無機鹽或界面活性劑等。使用硫酸鈉時較佳為0.1~10質量%。染色溫度較佳為30~80℃。作為具體的二色性染料，可舉出C.I.直接黃28、C.I.直接橘39、C.I.直接黃12、C.I.直接黃44、C.I.直接橘26、C.I.直接橘71、C.I.直接橘107、C.I.直接紅2、C.I.直接紅31、C.I.直接紅79、C.I.直接紅81、C.I.直接紅247、C.I.直接綠80、C.I.直接綠59等，但較佳為偏光板製造用所開發的二色性染料。
也可對於PVA薄膜實施硼酸交聯處理。此時，可更有效地防止PVA(A)在以高溫進行濕式延伸之際溶出至水。從該觀點而言，硼酸交聯處理較佳為在單軸延伸處理之前進行。硼酸交聯處理，可藉由將PVA薄膜浸漬在包含硼酸交聯劑的水溶液而進行。作為該硼酸交聯劑，可使用硼酸、硼砂等硼酸鹽等含硼無機化合物之1種或2種以上。包含硼酸交聯劑的水溶液中之硼酸交聯劑的濃度較佳為0.1~6.0質量%的範圍內。硼酸交聯劑的濃度更佳為0.2質量%以上。又，更佳為4.0質量%以下。藉由硼酸交聯劑的濃度在上述範圍內，有可改善延伸性的情況。在硼酸交聯劑的濃度過高時，在之後的步驟，會變得難以含有含硼化合物(B)，因此較佳為該濃度沒有過高者。包含硼酸交聯劑的水溶液，亦可含有碘化鉀等助劑。包含硼酸交聯劑的水溶液之溫度，較佳為設為20~50℃的範圍內，特佳為設為25~40℃的範圍內。
有別於後述的單軸延伸處理，亦可在上述之 各處理中或處理間，將PVA薄膜進行延伸(前延伸)。如前述，在較單軸延伸處理更前面所進行的前延伸之總延伸倍率(將各處理中之延伸倍率相乘而得的倍率)，從得到的偏光薄膜之光學性能等觀點而言，以延伸前的原料之PVA薄膜的原長為基準，較佳為1.5倍以上，更佳為2.0倍以上，再佳為2.5倍以上。另一方面，該總延伸倍率，較佳為4.0倍以下，更佳為3.5倍以下。作為膨潤處理中之延伸倍率，較佳為1.05~2.5倍。作為染色處理中之延伸倍率，較佳為1.1~2.5倍。作為硼交聯處理中之延伸倍率，較佳為1.1~2.5。
單軸延伸處理，能以濕式延伸法或乾式延伸法之任一者來進行。在為濕式延伸法的情況，係在水溶液中進行延伸。也可在上述的染色浴中或硼酸水溶液中等進行延伸。又，為乾式延伸法的情況，可在維持室溫下進行單軸延伸處理，也可一邊加熱一邊進行單軸延伸處理，亦可使用吸水後的PVA薄膜在空氣中進行單軸延伸處理。該等之中，較佳為濕式延伸法，更佳為在包含硼酸的水溶液中進行單軸延伸處理。硼酸水溶液中之硼酸的濃度，較佳為0.5~6質量%的範圍內，更佳為1~5質量%的範圍內。又，硼酸水溶液，也可含有碘化鉀，且其濃度較佳設為0.01~10質量%的範圍內。單軸延伸處理中之延伸溫度，較佳為30℃以上，更佳為40℃以上，再佳為50℃以上。另一方面，延伸溫度，較佳為90℃以下，更佳為80℃以下，再佳70℃以下。又，作為單軸延伸處理中之延伸倍率，較佳為2.0~4.0倍。從得到的偏 光薄膜之光學性能等觀點而言，該延伸倍率，更佳為2.2倍以上。另一方面，該延伸倍率，更佳為3.5倍以下。又，從得到的偏光薄膜之光學性能之觀點而言，至後述的固定處理前為止的總延伸倍率，以延伸前的原料之PVA薄膜的原長為基準，較佳為5倍以上，更佳為5.5倍以上。延伸倍率的上限沒有特別限制，但延伸倍率較佳為8倍以下。
對長條的PVA薄膜進行單軸延伸處理的情況中之單軸延伸處理的方向沒有特別限制，可採用對長條方向之單軸延伸處理、橫單軸延伸處理、所謂之傾斜延伸處理，但從可得到光學性能優異的偏光薄膜之觀點而言，較佳為對長條方向之單軸延伸處理。對長條方向之單軸延伸處理，可藉由使用具備相互平行之多個輥的延伸裝置，改變各輥間之圓周速率而進行。另一方面，橫單軸延伸處理，可使用拉幅型延伸機進行。
在製造偏光薄膜之時，為了使二色性色素(碘系色素等)對PVA薄膜之吸附變強固，較佳為在單軸延伸處理之後進行固定處理。作為使用於固定處理的固定處理浴，理想為使用包含含硼化合物(B)的水溶液。又，視需要，也可在固定處理浴中進一步添加硼酸、碘化合物、金屬化合物等。固定處理浴的溫度，較佳為10~80℃。固定處理中之延伸倍率較佳為1.3倍以下，更佳為1.2倍以下，再佳為小於1.1倍。
含硼化合物(B)，可在染色處理、硼酸交聯處理、單軸延伸處理、固定處理的任一步驟吸附於偏光薄 膜，但從可抑制單軸延伸處理時之PVA薄膜的斷裂之觀點而言，特佳為在單軸延伸處理後之固定處理時進行吸附。又，含硼化合物(B)，不僅可為一種，也可混合二種以上而使用。含硼化合物(B)的水溶液濃度，較佳為0.05~15質量%。水溶液中之含硼化合物(B)的濃度較0.05質量%更低時，有時吸附會變慢，更佳為0.1質量%以上，再佳為0.2質量%以上。另一方面，水溶液中之含硼化合物(B)的濃度較15質量%更高時，有含硼化合物(B)集中於偏光薄膜的表面附近之虞，其結果，有得到的偏光薄膜之光學性能降低之虞。又，也有在偏光薄膜表面產生含硼化合物(B)的析出物之虞。含硼化合物(B)的濃度，更佳為10質量%以下，再佳為5.0質量%以下，特佳為3.5質量%以下。又，從光學性能提升之觀點而言，包含含硼化合物(B)的水溶液，較佳為含有碘化鉀等碘化物之助劑，該碘化物的濃度，較佳為設為0.5~15質量%。又，該水溶液的溫度，較佳為10~80℃。若溫度過低，則有在處理浴中析出硼化合物(B)之虞。水溶液的溫度，更理想為15℃以上，再理想為20℃以上。另一方面，若溫度過高，則變得難以採用比較溫和的條件於工業上輕易地製造。水溶液的溫度，更理想為70℃以下，再理想為60℃以下，特別理想為45℃以下。浸漬於水溶液的時間，較佳為5~400秒鐘。
在固定處理時使含硼化合物(B)吸附於偏光薄膜的情況之適當的製造方法為：以膨潤處理、單軸延伸處理、固定處理之順序實施者；以膨潤處理、硼酸交 聯處理、單軸延伸處理、固定處理之順序實施者；或是以膨潤處理、單軸延伸處理、固定處理、硼酸交聯處理之順序實施者。之後，甚至視需要也可實施選自清洗處理、乾燥處理及熱處理中之1個以上的處理。
清洗處理，一般係將薄膜浸漬於蒸餾水、純水、水溶液等而進行。此時，從光學性能提升之觀點而言，較佳為使用含有碘化鉀等碘化物作為助劑之水溶液，該碘化物的濃度較佳為設為0.5~10質量%。又，清洗處理中之水溶液的溫度一般為5~50℃，較佳為10~45℃，再佳為15~40℃。從經濟性之觀點而言，水溶液的溫度過低則較不佳，若水溶液的溫度過高，則光學性能降低。
乾燥處理的條件沒有特別限制，較佳為在30~150℃的範圍內，特別是在50~130℃的範圍內之溫度進行乾燥。藉由在30~150℃的範圍內之溫度進行乾燥，容易得到尺寸安定性優異之偏光薄膜。
藉由在乾燥處理之後進行熱處理，可得到尺寸安定性更優異之偏光薄膜。在此，熱處理為將乾燥處理後之水分率為5%以下的偏光薄膜進一步加熱，提升偏光薄膜之尺寸安定性的處理。熱處理的條件沒有特別限制，較佳為在60℃~150℃的範圍內，特別是在70℃~150℃的範圍內進行熱處理。若在較60℃更低溫進行熱處理，則熱處理所致之尺寸安定化效果不足夠，若在較150℃更高溫進行熱處理，則有時偏光薄膜會產生強烈紅變。
較佳為如前述進行而得到之本發明的偏光薄膜之透射率為42.0%以上，且偏光度為99.9%以上。偏光薄膜的透射率小於42.0%時，有得到的LCD之明亮度變得不足夠之虞。該透射率更佳為43.0%以上，再佳為43.5%以上。另一方面，該透射率，通常為45%以下。又，藉由偏光薄膜的偏光度為99.9%以上，可得到畫質高的LCD面板。偏光薄膜的透射率及偏光度係藉由後述的實施例所記載之方法進行測定。
本發明的偏光薄膜，通常係於其雙面或單面貼合光學上透明且具有機械強度的保護膜而作為偏光板使用。作為保護膜，係使用三乙酸纖維素(TAC)薄膜、乙酸.丁酸纖維素(CAB)薄膜、丙烯酸系薄膜、聚酯系薄膜等。又，作為用以貼合的接著劑，可舉出PVA系接著劑或UV硬化接著劑等。
亦可將如上述進行而得到的偏光板與相位差薄膜、視野角提升薄膜、亮度提升薄膜等貼合。又，可在對偏光板塗布丙烯酸系等黏著劑後，與玻璃基板貼合，而作為LCD的零件使用。
[實施例]
以下根據實施例更詳細地說明本發明，但本發明並沒有限定於該等之實施例。再者，將在以下的實施例及比較例中採用的各測定或評價方法示於以下。
[相對於PVA(A)100質量份之源自含硼化合物(B)的硼元素含量之測定]
將偏光薄膜以重水溶解成為0.003質量%後，以旋轉蒸發器濃縮成為0.15質量%的溶液，將其作為1H-NMR的測定樣本。1H-NMR(日本電子股份有限公司製JNM-AL400：400MHz)測定係於80℃進行，且累加次數設定為256次。使用ALICE2(日本電子股份有限公司製)，採用以下的方法進行解析。針對進行測定而得到的1H-NMR譜圖，調整相位使基線變平滑後，將平均點設定為20以自動進行基線之補正。接著，作為參考，自動設定成測定溶媒之重水的峰值成為4.65ppm的位置。之後，如圖1，將含硼化合物(B)所含之烴基的氫峰值進行積分，並求出其峰值面積(面積A)。此時，將未與源自PVA的氫峰值重疊之含硼化合物(B)所含之烴基的氫峰值面積加總而得者(面積B)定為峰值面積的基準，設定成含硼化合物(B)之該當烴基的氫數與面積B的值成為相同。接著，將1.6ppm~2.4ppm的範圍之氫峰值，視為源自PVA之亞甲基的氫峰值、及與源自PVA之亞甲基的氫峰值重疊之含硼化合物(B)所含之烴基的氫峰值之合計，並求出峰值面積(面積C)。之後，自面積C減去與源自PVA的亞甲基之氫峰值重疊之含硼化合物(B)的烴基之氫數而算出面積D。將該等之方法所求出的數值代入至下述式(1)，算出相對於PVA(A)100質量份之源自含硼化合物(B)的硼元素含量(質量份)。再者，下述式(1)的X為未與PVA之峰值重疊之含硼化合物(B)所含之烴基的氫數，Y為含硼化合物(B)之每1分子的硼數。再者，式(1)為在使用未改質的PVA時所使用的式，而在將改質 的PVA作為原料使用時，必須將式(1)適當變形。
相對於PVA(A)100質量份之源自含硼化合物(B)的硼元素含量(質量份) ={(面積B/X)/(面積D/2)}×(10.811×Y/44.0526)×100 (1)
10.811為硼的原子量，44.0526為未改質的PVA之重複單元每1莫耳的分子量。再者，圖1的1H-NMR譜圖為測定實施例1之偏光薄膜者。
[偏光薄膜中的總硼元素含量(質量%)之算出]
測定偏光薄膜的質量[E(g)]，使偏光薄膜成為0.005質量%而溶解於蒸餾水20mL。將溶解偏光薄膜的水溶液作為測定樣本，並測定其質量[F(g)]。之後，使用島津製作所製多形ICP發光分析裝置(ICP)，測定測定樣本的硼濃度[G(ppm)]。之後，以將數值代入下述式(2)而算出的數值作為偏光薄膜中的總硼元素含量(質量%)。
偏光薄膜中的總硼元素含量(質量%)=[(G×10-6×F)/E]×100 (2)
[偏光薄膜之光學性能]
(1)透射率Ts之測定
自以下的實施例或比較例所得之偏光薄膜的中央部，採取2片偏光薄膜之延伸方向4cm、寬方向2cm的樣本，使用附有積分球的分光光度計(日本分光股份有限公司製「V7100」)，準據JIS Z 8722(物體色之測定方法)， 進行C光源、2°視野之可見光區域的能見度補正，針對1片樣本，測定對於長度方向+45°傾斜的情況之光的透射率與-45°傾斜的情況之光的透射率，求出此等之平均值Ts1(%)。針對另1片的樣本，也同樣進行，測定+45°傾斜的情況之光的透射率與-45°傾斜的情況之光的透射率，求出此等之平均值Ts2(%)。藉由下述式(3)將Ts1與Ts2平均，作為偏光薄膜的透射率Ts(%)。
Ts=(Ts1+Ts2)/2 (3)
(2)偏光度V之測定
使用附有積分球的分光光度計(日本分光股份有限公司製「V7100」)，準據JIS Z 8722(物體色之測定方法)，進行C光源、2°視野之可見光區域的能見度補正，針對上述透射率Ts之測定所使用的2片樣本，測定其延伸方向相互正交而重疊的情況之光的透射率T⊥(%)、及其延伸方向成為平行而重疊的情況之光的透射率T//(%)。將測定的T//(%)與T⊥(%)代入至下述式(4)，求出偏光度V(%)。
V={(T//-T⊥)/(T//+T⊥)}1/2×100 (4)
(3)650nm中之二色性比(DC)
偏光薄膜的各波長中之二色性比係使用裝設格蘭-泰勒偏光片之附有積分球的分光光度計(日本分光股份有限公司製「V7100」)進行測定。自得到的偏光薄膜之中央部，採取1片偏光薄膜之延伸方向4cm、寬方向2cm 的樣本，在波長380nm~780nm的範圍中，求出MD透射率與TD透射率，並基於下述式(5)，算出各波長中之二色性比。在此，「MD透射率」表示使自格蘭-泰勒偏光片產生的偏光之方向與偏光板樣本之透射軸成為平行時的透射率。又，「TD透射率」表示使自格蘭-泰勒偏光片產生的偏光之方向與偏光板樣本之透射軸成為正交時的透射率。本實施例係將650nm之二色性比作為光學性能之指標使用。
DC={log10(TD透射率/100)}/{log10(MD透射率/100)} (5)
[偏光薄膜之收縮力]
收縮力係使用島津製作所製之附有恆溫槽的Autograph「AG-X」與影像式伸度計「TR ViewX120S」進行測定。測定係使用以20℃/20%RH調濕18小時的偏光薄膜。使Autograph「AG-X」的恆溫槽成為20℃後，將偏光薄膜(長度方向15cm、寬方向1.5cm)安裝於夾具(夾具間隔5cm)，於開始拉伸的同時，開始進行恆溫槽之升溫至80℃。將偏光薄膜以1毫米/分鐘的速度拉伸，在張力到達2N的時間點停止拉伸，在此狀態下測定至4小時後為止的張力。此時，因熱膨脹會改變夾具間的距離，因此在夾具貼上標線貼紙，使用影像式伸度計「TR ViewX120S」一邊使夾具間的距離成為一定地對貼附於夾具的標線貼紙所移動的量進行修正，一邊進行測定。再者，在於測定初期(測定開始10分鐘以內)產生張力之極 小值時，自4小時後的張力之測定值減去張力之極小值，將該差作為偏光薄膜之收縮力。
[PVA薄膜的膨潤度]
將PVA薄膜切成5cm×10cm，浸漬30分鐘於30℃的蒸餾水1000mL。之後，取出PVA薄膜，以濾紙擦拭PVA薄膜表面的水分，測定浸漬後的PVA薄膜質量(質量H)。之後，在105℃的乾燥機中放入PVA薄膜，乾燥16小時後，測定乾燥後的PVA薄膜質量(質量I)。PVA薄膜的膨潤度係於下述式(6)中代入質量H與質量I的數值而算出。
膨潤度(%)=(質量H/質量I)×100 (6)
[實施例1]
將包含PVA(皂化度99.9莫耳%、聚合度2400)100質量份、作為塑化劑之丙三醇10質量份、及作為界面活性劑之聚氧乙烯月桂醚硫酸鈉0.1質量份且PVA之含有率為10質量%之水溶液作為製膜原液使用，將其於80℃的金屬輥上進行乾燥，並將得到的薄膜在熱風乾燥機中於120℃的溫度進行10分鐘熱處理，藉此將膨潤度調整為200%，以製造厚度為30μm的PVA薄膜。
自如前述進行而得到的PVA薄膜之寬方向中央部，切割出寬5cm×長度9cm的樣本，以使寬5cm×長度5cm的範圍可進行單軸延伸。將該樣本浸漬於30℃的純水30秒鐘，同時朝長度方向進行單軸延伸1.1倍， 而進行膨潤處理。接著，浸漬於含有碘0.04質量%及碘化鉀(KI)4.0質量%的水溶液(染色處理浴)(溫度30℃)60秒鐘，同時朝長度方向進行單軸延伸2.2倍(整體為2.4倍)，使碘吸附。再者，浸漬於含有硼酸3.0質量%及碘化鉀3質量%的水溶液(交聯處理浴)(溫度30℃)45秒鐘，同時朝長度方向進行單軸延伸1.2倍(整體為2.7倍)，使硼酸吸附。然後，浸漬於含有硼酸4.0質量%及碘化鉀6.0質量%的水溶液(延伸處理浴)(溫度60℃)，同時朝長度方向進行單軸延伸2.2倍(整體為6.0倍)並進行配向。之後，浸漬於含有正丙基硼酸1.0質量%及碘化鉀4.0質量%之比例的水溶液(固定處理浴)(溫度30℃)100秒鐘。在固定處理中，PVA薄膜沒有進行延伸(延伸倍率1.0倍)。最後在60℃乾燥4分鐘，而製造偏光薄膜。
測定得到的偏光薄膜之1H-NMR，並進行解析，結果，在1.1~1.3ppm出現未與源自PVA的氫峰值重疊之正丙基硼酸的氫峰值，因此將該峰值面積(面積B)設定為5。其次，算出在1.6~2.4ppm的範圍出現峰值的PVA之亞甲基的氫之峰值面積(面積C)。PVA之亞甲基的氫峰值與正丙基硼酸之C2烴基之氫峰值重疊，因此自面積C減去正丙基硼酸之C2烴基之氫數2，求出面積D。將該等之值代入前述式(1)，結果，相對於PVA(A)100質量份之源自含硼化合物(B)的硼元素含量為1.5質量份。又，測定偏光薄膜中之總硼元素含量，結果為3.4質量%。
測定得到的偏光薄膜之光學性能，結果，透 射率為44.14%，偏光度為99.96%，二色性比為83.88。又，測定得到的偏光薄膜之收縮力，結果為4.8N。將該等之結果也示於表1。又，將對於偏光薄膜之收縮力標繪偏光度而得到的圖表示於圖2。
[實施例2]
將浸漬於固定處理浴的時間變更為300秒鐘，除此以外係與實施例1同樣進行，製作偏光薄膜，並藉由上述方法進行各測定及各評價。將此結果示於表1與圖2。
[實施例3]
固定處理浴方面，使用含有正丁基硼酸1.0質量%及碘化鉀3.0質量%之比例的水溶液(溫度30℃)，除此以外係與實施例1同樣進行，製作偏光薄膜，並藉由上述方法進行各測定及各評價。將此結果示於表1與圖2。
[實施例4]
固定處理浴方面，使用含有正丁基硼酸0.5質量%及碘化鉀3.5質量%之比例的水溶液(溫度30℃)，除此以外係與實施例1同樣進行，製作偏光薄膜，並藉由上述方法進行各測定及各評價。將此結果示於表1與圖2。
[實施例5]
固定處理浴方面，使用含有正戊基硼酸0.5質量%及碘化鉀3.0質量%之比例的水溶液(處理溫度30℃)，除 此以外係與實施例1同樣進行，製作偏光薄膜，並藉由上述方法進行各測定及各評價。將此結果示於表1與圖2。
[實施例6]
固定處理浴方面，使用含有甲基硼酸1.0質量%及碘化鉀2.0質量%之比例的水溶液(處理溫度30℃)、及將浸漬於固定處理浴的時間變更為10秒鐘，除此以外係與實施例1同樣進行，製作偏光薄膜，並藉由上述方法進行各測定及各評價。將此結果示於表1與圖2。
[實施例7]
延伸處理浴方面，使用含有正丙基硼酸0.5質量%與硼酸4.0質量%及碘化鉀5.2質量%之比例的水溶液(溫度62℃)，固定處理浴方面，使用含有碘化鉀3.0質量%之比例的水溶液(溫度30℃)、及使浸漬於固定處理浴的時間成為5秒鐘，除此以外係與實施例1同樣進行，製作偏光薄膜，並藉由上述方法進行各測定及各評價。將此結果示於表1與圖2。
[比較例1]
固定處理浴方面，使用含有正丁基硼酸1.0質量%之比例的水溶液(溫度10℃)、及使浸漬於固定處理浴的時間成為20秒鐘，除此以外係與實施例1同樣進行，製作偏光薄膜，並藉由上述方法進行各測定及各評價。此 時，關於相對於PVA(A)100質量份之源自含硼化合物(B)的硼元素含量之測定，由於累加次數256次係無法檢測出含硼化合物(B)，因此將累加次數變更為4096次，進行相對於PVA(A)100質量份之源自含硼化合物(B)的硼元素含量之測定。將此結果示於表1與圖2。
[比較例2]
固定處理浴方面，使用含有苯基硼酸1.0質量%及碘化鉀1.0質量%之比例的水溶液(溫度30℃)，除此以外係與實施例1同樣進行，製作偏光薄膜，並藉由上述方法進行各測定及各評價。將此結果示於表1與圖2。
[比較例3]
固定處理浴方面，使用含有硼酸2.0質量%及碘化鉀2.5質量%之比例的水溶液(溫度30℃)，除此以外係與實施例1同樣進行，製作偏光薄膜，並藉由上述方法進行各測定及各評價。將此結果示於表1與圖2。
[比較例4]
固定處理浴方面，使用含有硼酸1.0質量%及碘化鉀2.0質量%之比例的水溶液(溫度30℃)，除此以外係與實施例1同樣進行，製作偏光薄膜，並藉由上述方法進行各測定及各評價。將此結果示於表1與圖2。
[比較例5]
固定處理浴方面，使用含有硼酸0.5質量%及碘化鉀2.0質量%之比例的水溶液(溫度30℃)，除此以外係與實施例1同樣進行，製作偏光薄膜，並藉由上述方法進行各測定及各評價。將此結果示於表1與圖2。
[比較例6]
除了未進行固定處理以外係與實施例1同樣進行，製作偏光薄膜，並藉由上述方法進行各測定及各評價。將此結果示於表1與圖2。
[比較例7]
固定處理浴方面，使用含有碘化鉀2.0質量%之比例的水溶液(溫度30℃)、及使浸漬於固定處理浴的時間成為5秒鐘，除此以外係與實施例1同樣進行，製作偏光薄膜，並藉由上述方法進行各測定及各評價。將此結果示於表1與圖2。
[比較例8]
使浸漬於固定處理浴的時間成為10秒鐘，除此以外係與比較例7同樣進行，製作偏光薄膜，並藉由上述方法進行各測定及各評價。將此結果示於表1與圖2。
[比較例9]
使浸漬於固定處理浴的時間成為20秒鐘，除此以外係與比較例7同樣進行，製作偏光薄膜，並藉由上述方 法進行各測定及各評價。將此結果示於表1與圖2。
另外，實施例2~7及比較例1~9係將以質量比1：100含有碘與碘化鉀的水溶液(溫度30℃)使用為染色處理浴。此時，染色處理浴之碘或碘化鉀濃度係調整成使乾燥後的偏光薄膜之透射率成為43.8%~44.2%。
圖2為針對實施例1~7以及比較例1及3~9之偏光薄膜，在橫軸標繪收縮力，在縱軸標繪偏光度而得的圖。如圖2所示，滿足本發明的規定之實施例1~7的偏光薄膜，在高溫下之收縮力小，且光學性能優異。另一方面，源自含硼化合物(B)的硼元素含量小於0.1質量份之偏光薄膜(比較例1)，收縮力高。含有苯基硼酸作為硼元素化合物的偏光薄膜(比較例2)，收縮力高，且光學性能也不足夠，向下超出圖表的範圍。固定處理浴方面，使用含有硼酸及碘化鉀的水溶液時(比較例3~5)，由於降低該水溶液中之硼酸濃度，致偏光薄膜中之總硼元素含量減少，因而收縮力降低，但光學性能卻降低，難以兼具兩者。未進行固定處理時(比較例6)，偏光薄膜之收縮力顯著高。又，固定處理浴方面，使用含有碘化鉀的水溶液時(比較例7~9)，偏光薄膜之光學性能不足夠。如上述，未滿足本發明的規定時(比較例1~9)，難以兼具收縮特性與光學性能。

Claims (6)

  1. 一種偏光薄膜，其係包含聚乙烯醇(A)、及選自包含下述式(I)所示之單硼酸與可在水之存在下轉化為該單硼酸的化合物的群組之至少1種的含硼化合物(B)之偏光薄膜，該偏光薄膜中之源自含硼化合物(B)的硼元素含量，相對於聚乙烯醇(A)100質量份為0.1~3.0質量份； [式(I)中，R1係碳數為1~20之1價脂肪族基，且R1與硼酸基以硼-碳鍵連接]。
  2. 如請求項1之偏光薄膜，其中R1為飽和脂肪族基。
  3. 如請求項1或2之偏光薄膜，其中R1為脂肪族烴基。
  4. 如請求項1或2之偏光薄膜，其中R1的碳數為2~5。
  5. 如請求項1或2之偏光薄膜，其透射率為42.0%以上，且偏光度為99.9%以上。
  6. 一種如請求項1至5中任一項之偏光薄膜之製造方法，其係包含將聚乙烯醇薄膜以二色性色素進行染色的染色處理、及將該薄膜進行單軸延伸的延伸處理之偏光薄膜之製造方法，其中具有將該薄膜浸漬於含硼化合物(B)之水溶液的處理。
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