TW202140645A - 偏光薄膜及其製造方法 - Google Patents

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TW202140645A TW110108881A TW110108881A TW202140645A TW 202140645 A TW202140645 A TW 202140645A TW 110108881 A TW110108881 A TW 110108881A TW 110108881 A TW110108881 A TW 110108881A TW 202140645 A TW202140645 A TW 202140645A
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辻嘉久
小林晉三
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日商可樂麗股份有限公司
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Abstract

一種偏光薄膜，其係包含聚乙烯醇(A)、選自包含下述式(I)所表示之單硼酸(monoboronic acid)及在水的存在下可轉化為該單硼酸之化合物的群組之至少1種含硼化合物(B)及硼酸(C)的偏光薄膜，其中源自含硼化合物(B)之硼元素含量(bt )為0.3～2.0質量%，全部硼元素含量(T)為3.0～7.0質量%，且(bt )對(T)的比(bt /T)為0.10～0.30，在從至少一側的表面朝內側，相對於全體厚度至7.5%為止之範圍中，源自含硼化合物(B)之硼元素濃度(bo )為2.2～10.0原子%。該偏光薄膜係高偏光性能且高穿透率。
Figure 110108881-A0101-11-0001-1
[式(I)中，R1 係碳數為1～20之1價的脂肪族基，R1 與硼酸基係以硼-碳鍵連接]。

Description

偏光薄膜及其製造方法
本發明係關於偏光薄膜及其製造方法。
具有光之穿透及遮蔽功能之偏光板，係與使光之偏光狀態變化之液晶同為液晶顯示器(LCD)之基本的構成要素。為了防止偏光薄膜之褪色和偏光薄膜之收縮，多數的偏光板具有在偏光薄膜之表面貼合三乙酸纖維素(TAC)薄膜等保護膜之結構。作為構成偏光板之偏光薄膜，係以碘系色素(I3‐ 和I5‐ 等)吸附於將聚乙烯醇薄膜(以下有時將「聚乙烯醇」稱為「PVA」)單軸延伸而成之矩陣者成為主流。
LCD係在計算機及手錶等小型機器、智慧型手機、筆記型電腦、液晶顯示器、液晶彩色投影機、液晶電視、車用導航系統、室內外所使用之計測儀器等廣範圍中使用。近年來，4K和8K等LCD實用化，發展LCD之高精細化，但開口率的降低所致之光萃取效率的降低成為問題。從這種情況來看，為了彌補開口率的降低所致之光萃取效率降低，追求高偏光性能且高穿透率的偏光薄膜。
作為得到偏光性能高的偏光薄膜之手法，已知使用高聚合度的PVA之方法(例如專利文獻1)。然而，若使用高聚合度的PVA則因PVA薄膜之延伸性降低而有偏光薄膜之良率降低之問題。
又，亦已知將偏光薄膜以還原劑處理而將不要的碘系色素分解之方法(例如專利文獻2)。然而，若未嚴密地管理還原劑之濃度則將會過度地分解碘系色素，因此難以工業上實施。
然而，近年來為了使偏光薄膜中的PVA分子鏈交聯，開發了使用有機硼酸(boronic acid)的水溶液之方法。例如專利文獻3記載了藉由在單軸延伸後將PVA薄膜浸漬於含有甲基硼酸、1,4-丁烷二硼酸等硼酸及碘化鉀之水溶液(固定處理浴)而得到耐溼熱性優異的偏光薄膜。又，專利文獻4和專利文獻5記載了藉由將PVA薄膜以單硼酸處理而賦予疏水性，藉此得到耐溼熱性優異的偏光薄膜和高偏光性能且在高溫化下之收縮力小的偏光薄膜。
然而，為了滿足電子儀器之高精細化要求，專利文獻3～5所記載之偏光薄膜尚有偏光性能不充分之情形。 [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2013-156621 [專利文獻3]WO2018/021274 [專利文獻4]KR10-2015-0052777 [專利文獻5]WO2019/146677
[發明欲解決之課題]
本發明係為了解決上述課題而完成者，係以提供高偏光性能且高穿透率的偏光薄膜、及其製造方法為目的。 [用以解決課題之手段]
經本發明者等潛心探討，發現欲得到高偏光性能且高穿透率的偏光薄膜，將偏光薄膜中的PVA分子鏈之交聯所使用之硼酸(C)與含硼化合物(B)的量及比率調整為適當的範圍、及使含硼化合物(B)在偏光薄膜之表面附近存在較多係屬重要。
本發明係： [1]一種偏光薄膜，其係包含PVA(A)、選自包含下述式(I)所表示之單硼酸及在水的存在下可轉化為該單硼酸之化合物的群組之至少1種含硼化合物(B)及硼酸(C)的偏光薄膜，其中源自含硼化合物(B)之硼元素含量(bt )為0.3～2.0質量%，全部硼元素含量(T)為3.0～7.0質量%，且(bt )對(T)的比(bt /T)為0.10～0.30，在從至少一側的表面朝內側，相對於全體厚度至7.5%為止之範圍(以下有時將該範圍稱為表面部)中，源自含硼化合物(B)之硼元素濃度(bo )為2.2～10.0原子%；
Figure 02_image001
[式(I)中，R1 係碳數為1～20之1價的脂肪族基，R1 與硼酸基係以硼-碳鍵連接]。 [2]如[1]之偏光薄膜，其中在從前述偏光薄膜之中央朝外側，相對於全體厚度而言至7.5%為止之範圍(以下有時將該範圍稱為中央部)中，源自含硼化合物(B)之硼元素濃度(bi )為0.5～2.0原子%，且源自硼酸(C)之硼元素濃度(ci )為3.5～8.0原子%； [3]如[1]或[2]之偏光薄膜，其中在從前述偏光薄膜之中央朝外側，相對於全體厚度而言至7.5%為止之範圍中，源自含硼化合物(B)之硼元素濃度(bi )對源自硼酸(C)之硼元素濃度(ci )的比(bi /ci )為0.01～0.25； [4]如[1]～[3]中任一項之偏光薄膜，其中在從前述偏光薄膜之至少一側的表面朝內側，相對於全體厚度而言至7.5%為止之範圍中，源自硼酸(C)之硼元素濃度(co )為3.3～7.8原子%； [5]如[1]～[4]中任一項之偏光薄膜，其中在從前述偏光薄膜之至少一側的表面朝內側，相對於全體厚度而言至7.5%為止之範圍中，源自含硼化合物(B)之硼元素濃度(bo )係比在從前述偏光薄膜之中央朝外側，相對於全體厚度而言至7.5%為止之範圍中，源自含硼化合物(B)之硼元素濃度(bi )更高； [6]如[1]～[5]中任一項之偏光薄膜，其中在從前述偏光薄膜之至少一側的表面朝內側，相對於全體厚度而言至7.5%為止之範圍中，源自硼酸(C)之硼元素濃度(co )係比在從前述偏光薄膜之中央朝外側，相對於全體厚度而言至7.5%為止之範圍中，源自硼酸(C)之硼元素濃度(ci )更低； [7]如[1]～[6]中任一項之偏光薄膜，其中R1 為飽和脂肪族基； [8]如[1]～[7]中任一項之偏光薄膜，其中R1 為直鏈脂肪族烴基； [9]如[1]～[8]中任一項之偏光薄膜，其中R1 之碳數為2～5； [10]如[1]～[9]中任一項之偏光薄膜，其中偏光度為99.9%以上時的穿透率為42%以上； [11]一種如[1]～[10]中任一項之偏光薄膜之製造方法，其在包含將聚乙烯醇薄膜以二色性色素染色之染色處理、及將該薄膜單軸延伸之延伸處理的偏光薄膜之製造方法中，具有：在將該薄膜浸漬於包含硼酸交聯劑之水溶液後，浸漬於含有1.5～5.0質量%的含硼化合物(B)之35～80℃的水溶液之處理。 [發明之效果]
本發明之偏光薄膜係高偏光性能且高穿透率。根據本發明之製造方法，可簡便地製造這樣的偏光薄膜。
[用以實施發明的形態]
＜偏光薄膜＞ 本發明之偏光薄膜係包含PVA(A)、選自包含下述式(I)所表示之單硼酸及在水的存在下可轉化為該單硼酸之化合物的群組之至少1種含硼化合物(B)及硼酸(C)的偏光薄膜，其中源自含硼化合物(B)之硼元素含量(bt )為0.3～2.0質量%，全部硼元素含量(T)為3.0～7.0質量%，且(bt )對(T)的比(bt /T)為0.10～0.30，在從至少一側的表面朝內側，相對於全體厚度而言至7.5%為止之範圍中，源自含硼化合物(B)之硼元素濃度(bo )為2.2～10.0原子%。
Figure 02_image001
[式(I)中，R1 係碳數為1～20之1價的脂肪族基，R1 與硼酸基係以硼-碳鍵連接]。
像這樣，藉由將偏光薄膜中的全部硼元素含量(T)、含硼化合物(B)之硼元素含量(bt )及此等之比率設為特定範圍，進一步將偏光薄膜表面部之源自含硼化合物(B)之硼元素濃度(bo )設為特定範圍，可得到高偏光性能且高穿透率者。作為其理由，係藉由在偏光薄膜之表面部存在較多含硼化合物(B)，可抑制硼酸(C)從內側溶出。茲認為是藉此，在抑制偏光薄膜中央部之PVA的配向之緩和的同時，藉由含硼化合物(B)而去除偏光薄膜表面部之不要的碘系色素所致。
通常，若將經硼酸交聯之PVA薄膜浸漬於含硼化合物(B)之水溶液，則硼酸(C)取代為含硼化合物(B)之反應係從PVA薄膜之表面部進行。在此，為了在PVA薄膜之表面部存在較多含硼化合物(B)，藉由如後述般將PVA薄膜浸漬於較高濃度且高溫的含硼化合物(B)水溶液，使PVA薄膜表面之硼酸(C)與含硼化合物(B)之取代反應加速係屬重要。當含硼化合物(B)之濃度低時，比起含硼化合物(B)之吸附，硼酸(C)之溶出更優先進行。此時，連PVA薄膜之中央部的硼酸(C)都溶出而PVA之配向緩和，因此變得難以得到高偏光性能且高穿透率的偏光薄膜。又，亦有偏光薄膜之剛性亦降低而產生皺紋之虞。當含硼化合物(B)之水溶液為低溫時，硼酸(C)難以溶出，因此無法吸附含硼化合物(B)。此時，含硼化合物(B)的添加所致之偏光性能提升效果不足，因此無法得到高偏光性能且高穿透率的偏光薄膜。另一方面，當將經硼酸交聯之PVA薄膜在較高濃度且高溫的含硼化合物(B)之水溶液進行浸漬處理時，前述取代反應係在PVA薄膜之表面部迅速進行。茲認為其結果為在抑制PVA薄膜之中央部之PVA的配向之緩和的同時，藉由含硼化合物(B)而去除PVA薄膜表面部之不要的碘系色素，因此可得到高偏光性能且高穿透率的偏光薄膜。
本發明之偏光薄膜中的含硼化合物(B)係選自包含上述式(I)所表示之單硼酸及在水的存在下可轉化為該單硼酸之化合物的群組之至少1種。在此，式(I)中，R1 係碳數為1～20之1價的脂肪族基，R1 與硼酸基係以硼-碳鍵連接。
單硼酸係上述式(I)所表示之化合物，在1分子中具有1個硼酸基[-B(OH)2 ]。該硼酸基具有2個羥基鍵結之硼原子鍵結於碳原子之結構，在式(I)所表示之化合物中，R1 與硼酸基係以硼-碳鍵連接。相對於在硼酸[B(OH)3 ]中係硼原子與3個羥基鍵結，硼酸基係在具有硼-碳鍵這一點上相異。作為在水的存在下可轉化為硼酸基之含硼基，可列舉以下說明的硼酸酯基作為代表物，但未限定於此。
單硼酸所包含之硼酸基中的羥基係與硼酸中的羥基同樣地可與醇形成酯。下述式(II)係1分子的醇(R2 -OH)對硼酸反應之單硼酸單酯。在此，當硼酸基與PVA(A)之羥基鍵結時，係成為式(II)中的R2 為PVA鏈，介隔硼原子而含碳基鍵結於PVA鏈。
Figure 02_image005
下述式(III)係2分子的醇(R2 -OH)對單硼酸反應之單硼酸二酯之例。在此，當硼酸基與PVA之羥基鍵結時，式(III)中的2個R2 皆為PVA鏈。
Figure 02_image007
單硼酸具有2個可與PVA之羥基反應而形成酯的羥基，PVA鏈變得適度地交聯。理由並不明確，但茲認為藉由該交聯而PVA之配向提高，因不要的碘系色素不安定化而減少，偏光薄膜之偏光性能提升，藉此，成為高偏光性能且穿透率高的偏光薄膜。
式(I)中，R1 係碳數為1～20之1價的脂肪族基。藉由R1 為適當的長度，可控制含硼化合物(B)之對於水之溶解性、與PVA之羥基之反應性。從可得到吸附至偏光薄膜之吸附性變得良好，光學性能亦極優異的偏光薄膜的觀點來看，R1 之碳數係以10以下為較佳，6以下為更佳，5以下為進一步較佳。另一方面，從偏光薄膜之光學性能與收縮力之平衡特別優異的觀點來看，R1 之碳數係以2以上為較佳，3以上為更佳。
式(I)中，只要R1 係1價的脂肪族基，且R1 與硼酸基係以硼-碳鍵連接即可。R1 可為飽和脂肪族基，亦可為不飽和脂肪族基，但以前者為較佳。藉由R1 為飽和脂肪族基，在抑制所得之偏光薄膜之著色的同時，耐久性提升。又，藉由R1 為飽和脂肪族基，二色性色素之配向性提升而光學性能進一步提升。此外，不飽和脂肪族基係具有包含碳-碳雙鍵和碳-碳三鍵、碳-氧雙鍵、碳-氮雙鍵、氮-氮雙鍵、碳-硫雙鍵等鍵結次數為2以上的多鍵之結構的脂肪族基，飽和脂肪族基係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-二十基硼酸及此等之異構物、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-二十基硼酸及此等之異構物、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-二十基硼酸及此等之異構物等。又，作為在水的存在下可轉化為例示之單硼酸之化合物，可列舉該單硼酸之鹽等。
R1 可為脂肪族烴基，包含氧、氮、硫、鹵素等雜原子亦無妨。如果考慮取得之容易程度等，則R1 為不包含雜原子之脂肪族烴基為較佳。作為脂肪族烴基，係以不具有分歧之直鏈脂肪族烴基為較佳。藉此，吸附至偏光薄膜之吸附性變得良好，提升光學性能之效果變高。此外，作為R1 為直鏈脂肪族烴基的硼酸，具體而言可例示：甲基硼酸、乙基硼酸、正丙基硼酸、正丁基硼酸、正戊基硼酸、正己基硼酸、正庚基硼酸、正辛基硼酸、正壬基硼酸、正癸基硼酸、正十一基硼酸、正十二基硼酸、正十三基硼酸、正十四基硼酸、正十五基硼酸、正十六基硼酸、正十七基硼酸、正十八基硼酸、正十九基硼酸、正二十基硼酸等。又，作為在水的存在下可轉化為例示之硼酸之化合物，可列舉該硼酸之鹽等。
具體而言，作為上述式(I)所表示之單硼酸，係以乙基硼酸、正丙基硼酸、正丁基硼酸、正戊基硼酸為較佳，正丙基硼酸及正丁基硼酸為更佳。又，作為在水的存在下可轉化為此等例示之硼酸之化合物，可列舉該硼酸之鹽等。
本發明之偏光薄膜中的源自含硼化合物(B)之硼元素含量(bt )有必要為0.3～2.0質量%。當(bt )小於0.3質量%時，含硼化合物(B)所致之交聯變得不充分，因此無法得到高偏光性能且穿透率高的偏光薄膜。因此，(bt )係以0.5質量%以上為較佳。另一方面，當(bt )大於2.0質量%時，含硼化合物(B)與PVA之反應過剩地進行，阻礙碘系色素之形成而無法得到高偏光性能且穿透率高的偏光薄膜。因此，(bt )係以1.8質量%以下為較佳，1.6質量%以下為更佳，1.4質量%以下為進一步較佳，1.3質量%以下為特佳，1.2質量%以下為最佳。偏光薄膜中的源自含硼化合物(B)之硼元素含量(bt )可藉由組合1 H-NMR測定與ICP發光分析之方法而得，具體而言可藉由實施例所記載之方法而得。作為硼元素含量(bt )及後述的全部硼元素含量(T)之測定用的試料，可使用在23℃、50%RH下調溼16小時之偏光薄膜。
偏光薄膜之全部硼元素含量(T)有必要為3.0～7.0質量%。當偏光薄膜中的全部硼元素含量(T)小於3.0質量%時，交聯點之數量變得不充分而PVA之配向紊亂，無法得到高偏光性能且穿透率高的偏光薄膜。(T)係以3.5質量%以上為較佳，4.1質量%以上為更佳，4.2質量%以上為進一步較佳。另一方面，當偏光薄膜中的全部硼元素含量(T)大於7.0質量%時，因在偏光薄膜中過剩地吸附碘系色素而偏光性能降低。又，在後述的乾燥步驟和延伸步驟中變得易於發生PVA薄膜之破裂，偏光薄膜之生產性降低。偏光薄膜中的全部硼元素含量(T)係以6.5質量%以下為較佳，5.5質量%以下為更佳，5.0質量%以下為進一步較佳，4.8質量%以下為特佳。偏光薄膜中的全部硼元素含量(T)可藉由ICP發光分析等而求出。具體而言可藉由實施例所記載之方法而得。
相對於前述偏光薄膜中的全部硼元素含量(T)(質量%)之源自含硼化合物(B)之硼元素含量(bt )(質量%)的比(bt /T)有必要為0.10～0.30。當比(bt /T)小於0.10時，偏光薄膜中的PVA之全交聯點之中，源自含硼化合物(B)之交聯點的比例過低，因此含硼化合物(B)所致之偏光性能提升效果變得不充分。比(bt /T)係以0.12以上為較佳，0.15以上為更佳。另一方面，若比(bt /T)大於0.30，則偏光薄膜中的PVA之全交聯點之中，源自含硼化合物(B)之交聯點的比例過高，因此有阻礙碘系色素之形成而無法得到高偏光性能且穿透率高的偏光薄膜之情形。比(bt /T)係以0.27以下為較佳，0.25以下為更佳，0.23以下為進一步較佳，0.18以下為特佳。
圖1係表示本發明之偏光薄膜的厚度方向之剖面的示意圖。使用圖1而針對該偏光薄膜進一步說明。在從前述偏光薄膜之至少一側的表面1朝內側，相對於全體厚度tt 至7.5%為止之範圍(表面部2，表面部2之厚度to 與偏光薄膜之全體厚度tt 滿足「to ＝tt ×0.075」)中，源自含硼化合物(B)之硼元素濃度(bo )有必要為2.2～10.0原子%。當(bo )小於2.2原子%時，偏光薄膜表面中的含硼化合物(B)所致之硼酸的溶出抑制效果變得不充分而偏光性能提升效果變小，因此無法得到高偏光性能且穿透率高的偏光薄膜。(bo )係以2.4原子%以上為較佳，2.8原子%以上為更佳。另一方面，當(bo )大於10.0原子%時，雖然沒有影響偏光性能之不良情況，但因在偏光薄膜表面產生含硼化合物(B)之析出物而偏光薄膜之生產性降低。(bo )係以8原子%以下為較佳，6原子%以下為更佳，5原子%以下為進一步較佳，4原子%以下為特佳。前述偏光薄膜之兩側的表面部2中的源自含硼化合物(B)之硼元素濃度(bo )為上述範圍為較佳。
硼元素濃度(bo )可使用附有氣體團簇離子束槍的X光光電子光譜儀(GCIB XPS)而求出。使用GCIB XPS，重複蝕刻與測定，藉此從偏光薄膜之表面朝內側以一定的間隔進行源自含硼化合物(B)之硼元素濃度之測定。然後，將前述範圍(表面部2)中的源自含硼化合物(B)之硼元素濃度之平均值設為硼元素濃度(bo )。具體而言可藉由後述的實施例所記載之方法而求出。後述的硼元素濃度(bi )、(co )、及(ci )亦可藉由與(bo )同樣的方法而求出。
在從前述偏光薄膜之中央3朝外側，相對於全體厚度tt 至7.5%為止之範圍(中央部4，中央部4之厚度ti 與偏光薄膜之全體厚度tt 滿足「ti ＝tt ×0.15」)中，源自含硼化合物(B)之硼元素濃度(bi )為0.5～2.0原子%為較佳。又，在前述範圍(中央部4)中，源自硼酸(C)之硼元素濃度(ci )為3.5～8.0原子%亦較佳。再者，在前述範圍(中央部4)中，(bi )為0.5～2.0原子%，且(ci )為3.5～8.0原子%為更佳。
在前述範圍(中央部4)中，當源自含硼化合物(B)之硼元素濃度(bi )大於2.0原子%時，存在於偏光薄膜內部之含硼化合物(B)變得過剩，因此有阻礙碘系色素之形成之情形，因此不佳。(bi )係以1.8原子%以下為更佳，1.5原子%以下為進一步較佳，1.3原子%以下為特佳。另一方面，當(bi )小於0.5原子%時，有偏光薄膜內部之含硼化合物(B)不足，偏光性能提升效果變得不充分之情形。(bi )係以0.8原子%以上為更佳，0.9原子%以上為進一步較佳。
在前述範圍(中央部4)中，當源自硼酸(C)之硼元素濃度(ci )大於8.0原子%時，阻礙吸附至偏光薄膜內部之含硼化合物(B)之吸附，因此不佳。(ci )係以7.0原子%以下為更佳，6.0原子%以下為進一步較佳。另一方面，當(ci )小於3.5原子%時，有交聯點之數變得不充分而未在PVA經配向之狀態下維持而無法得到高偏光性能的偏光薄膜之虞。(ci )係以4.0原子%以上為更佳，4.5原子%以上為進一步較佳，5.0原子%以上為特佳。
在前述範圍(中央部4)中，相對於源自硼酸(C)之硼元素濃度(ci )的源自含硼化合物(B)之硼元素濃度(bi )的比(bi /ci )為0.01～0.25為較佳。當比(bi /ci )小於0.01時，相對於偏光薄膜內部之硼酸(C)的含硼化合物(B)之比率低，因此有含硼化合物(B)的添加所致之偏光性能提升效果不足之虞。比(bi /ci )係以0.08以上為更佳，0.10以上為進一步較佳，0.12以上為特佳，0.15以上為最佳。另一方面，當比(bi /ci )大於0.25時，阻礙碘系色素之形成，因此不佳。比(bi /ci )係以0.20以下為更佳。
在從前述偏光薄膜之至少一側的表面1朝內側，相對於全體厚度tt 至7.5%為止之範圍(表面部2)中，源自硼酸(C)之硼元素濃度(co )為3.3～7.8原子%為較佳。當(co )小於3.3原子%時，硼酸時常從前述偏光薄膜過剩地溶出。若硼酸過剩地溶出則有無法得到高偏光性能的偏光薄膜之情形。(co )係以4.0原子%以上為更佳，4.5原子%以上為進一步較佳。另一方面，當(co )大於7.8原子%時，有變得易於在偏光薄膜之表面1產生傷痕之虞、有阻礙吸附至PVA薄膜之含硼化合物(B)之吸附之虞。(co )係以7.0原子%以下為更佳，6.5原子%以下為進一步較佳，5.5原子%以下為特佳，4.8原子%以下為最佳。前述偏光薄膜之兩側的表面部2中的源自硼酸(C)之硼元素濃度(co )為上述範圍為更佳。
在從前述偏光薄膜之至少一側的表面1朝內側，相對於全體厚度tt 至7.5%為止之範圍(表面部2)中，源自含硼化合物(B)之硼元素濃度(bo )係比在從前述偏光薄膜之中央3朝外側，相對於全體厚度tt 至7.5%為止之範圍(中央部4)中，源自含硼化合物(B)之硼元素濃度(bi )更高為較佳。當(bo )對(bi )的比(bo /bi )為1以下時，偏光薄膜表面中的含硼化合物(B)所致之硼酸的溶出抑制效果變得不充分而偏光性能提升效果變小，因此有無法得到高偏光性能且穿透率高的偏光薄膜之虞；存在於偏光薄膜內部之含硼化合物(B)變得過剩，因此有阻礙碘系色素之形成之虞。(bo )對(bi )的比(bo /bi )係以1.1以上為更佳，1.5以上為進一步較佳，2.0以上為特佳，2.5以上為最佳。另一方面，比(bo /bi )係以8.0以下為較佳，7.0以下為更佳。從可得到偏光性能及穿透率極高的偏光薄膜的觀點和偏光薄膜之生產性進一步提升的觀點來看，比(bo /bi )係以6.0以下為較佳，5.0以下為更佳，4.5以下為進一步較佳，4.0以下為特佳。前述偏光薄膜之兩側的表面部2中的源自含硼化合物(B)之硼元素濃度(bo )係比中央部4中的源自含硼化合物(B)之硼元素濃度(bi )更高為更佳。
在從前述偏光薄膜之至少一側的表面1朝內側，相對於全體厚度tt 至7.5%為止之範圍(表面部2)中，源自硼酸(C)之硼元素濃度(co )係比在從前述偏光薄膜之中央朝外側，相對於全體厚度tt 至7.5%為止之範圍(中央部4)中，源自硼酸(C)之硼元素濃度(ci )更低為較佳。當(co )對(ci )的比(co /ci )為1以上時，有變得易於在偏光薄膜之表面1產生傷痕、阻礙吸附至PVA薄膜之含硼化合物(B)之吸附、交聯點之數變得不充分而未在PVA經配向之狀態下維持而無法得到高偏光性能的偏光薄膜之虞。(co )對(ci )的比(co /ci )係以0.99以下為更佳，0.95以下為進一步較佳，0.90以下為特佳，0.85以下為最佳。另一方面，從可得到偏光性能更高的偏光薄膜的觀點和吸附至偏光薄膜內部之含硼化合物(B)之吸附變得更容易的觀點來看，比(co /ci )係以0.5以上為較佳。前述偏光薄膜之兩側的表面部2中的源自硼酸(C)之硼元素濃度(co )係比中央部4中的源自硼酸(C)之硼元素濃度(ci )更低為更佳。
前述偏光薄膜之厚度係以5～60μm為較佳。當該厚度小於5μm時，有變得易於在製造時發生延伸不足、生產性降低之虞。該厚度係以10μm以上為更佳。另一方面，當該厚度大於60μm時，有無法滿足薄膜化和輕量化等偏光板所追求之性能之虞。因此，該厚度係以45μm以下為更佳，30μm以下為進一步較佳，25μm以下為特佳。
＜PVA(A)＞ 本發明之PVA(A)係具有乙烯醇單元(-CH2 -CH(OH)-)作為主要結構單元之聚合物。
本發明之偏光薄膜所包含之PVA(A)的聚合度係以1,500～6,000之範圍內為較佳，1,800～5,000之範圍內為更佳，2,000～4,000之範圍內為進一步較佳。藉由該聚合度為1,500以上，可使將薄膜單軸延伸所得之偏光薄膜的耐久性提升。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、製膜時的步驟通過性之不良等。此外，本說明書中的PVA(A)之聚合度係意指依據JIS K6726-1994之記載而測定之平均聚合度。
從將薄膜單軸延伸所得之偏光薄膜的耐水性的觀點來看，本發明之偏光薄膜所包含之PVA(A)的皂化度係以95莫耳%以上為較佳，96莫耳%以上為更佳，98莫耳%以上為進一步較佳。此外，本說明書中的PVA之皂化度係指相對於PVA所具有之可藉由皂化而變換為乙烯醇單元(-CH2 -CH(OH)-)之結構單元(典型而言為乙烯酯單元)與乙烯醇單元之合計莫耳數而言，該乙烯醇單元之莫耳數所佔之比例(莫耳%)。該皂化度可依據JIS K6726-1994之記載而測定。
本發明所使用之PVA(A)之製造方法並未特別限定。例如可列舉：將聚合乙烯酯單體所得之聚乙烯酯的乙烯酯單元變換為乙烯醇單元之方法。PVA(A)的製造所使用之乙烯酯單體並未特別限定，但例如可列舉：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、維沙狄克酸乙烯酯(vinyl versatate)、己酸乙烯酯、辛酸乙烯酯、癸酸乙烯酯、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。從經濟的觀點來看係以乙酸乙烯酯為較佳。
又，本發明所使用之PVA(A)亦可為將共聚合乙烯酯單體及可與其共聚合的其它單體所得之乙烯酯共聚物的乙烯酯單元變換為乙烯醇單元者。作為可與乙烯酯單體共聚合的其它單體，例如可列舉：乙烯、丙烯、1-丁烯、異丁烯等碳數2～30之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)丙烯醯胺丙基二甲基胺或其鹽、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-乙烯基甲醯胺、N-乙烯基乙醯胺、N-乙烯基吡咯啶酮等N-乙烯基醯胺；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、三級丁基乙烯醚、十二基乙烯醚、硬脂基乙烯醚等乙烯醚；(甲基)丙烯腈等氰乙烯；氯乙烯、偏二氯乙烯、氟乙烯、偏二氟乙烯等乙烯基鹵化物；乙酸烯丙酯、氯丙烯等烯丙基化合物；馬來酸或其鹽、酯或者酸酐；伊康酸或其鹽、酯或者酸酐；乙烯基三甲氧基矽烷等乙烯基矽基化合物；不飽和磺酸等。上述的乙烯酯共聚物可具有源自前述的其它單體之1種或2種以上的結構單元。該其它單體可在將乙烯酯單體提供至聚合反應時使其預先存在於反應容器內、或者在聚合反應之進行中將其添加於反應容器內等而使用。從光學性能的觀點來看，源自其它單體之單元的含量係以相對於構成PVA(A)之全結構單元的莫耳數，10莫耳%以下為較佳，5莫耳%以下為更佳，2莫耳%以下為進一步較佳。
從在延伸性提升的同時，可在更高的溫度下延伸，延伸不足等問題之發生減少而偏光薄膜之生產性進一步提升來看，作為可與上述的乙烯酯單體共聚合的單體，係以乙烯為較佳。當PVA(A)包含乙烯單元時，從上述般的延伸性和可延伸的溫度等觀點來看，乙烯單元之含有率係以相對於構成PVA(A)之全結構單元的莫耳數，1～10莫耳%為較佳，2～6莫耳%為更佳。
本發明之偏光薄膜的製造所使用之PVA薄膜除了上述的PVA(A)以外，可包含塑化劑。作為較佳的塑化劑，可列舉多元醇，作為具體例，可列舉：乙二醇、甘油、丙二醇、二乙二醇、二甘油、三乙二醇、四乙二醇、三羥甲基丙烷等。再者，可包含此等塑化劑之1種或2種以上。從延伸性之提升效果的觀點來看，此等之中又以甘油為較佳。
本發明之偏光薄膜的製造所使用之PVA薄膜中的塑化劑之含量係以相對於PVA(A)100質量份，1～20質量份之範圍內為較佳，3～17質量份之範圍內為更佳，5～15質量份之範圍內為進一步較佳。藉由該含量為1質量份以上而薄膜之延伸性提升。另一方面，藉由該含量為20質量份以下，可抑制薄膜變得過度柔軟而操作性降低。
本發明之偏光薄膜的製造所使用之PVA薄膜可因應需要而進一步適當摻合：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、除泡劑、除臭劑、增量劑、剝離劑、脫模劑、補強劑、交聯劑、防霉劑、防腐劑、結晶化速度延緩劑等PVA(A)及塑化劑以外的其它添加劑。前述PVA薄膜中的其它添加劑之含量通常為10質量%以下，較佳為5質量%以下。
本發明之偏光薄膜的製造所使用之PVA薄膜的膨潤度係以160～240%之範圍內為較佳，170～230%之範圍內為更佳，180～220%之範圍內為特佳。藉由膨潤度為160%以上而可抑制結晶化極度地進行，可安定地延伸至高倍率。另一方面，藉由膨潤度為240%以下，可抑制延伸時的溶解，變得即使在更高溫的條件下亦可延伸。
＜偏光薄膜之製造方法＞ 本發明之偏光薄膜的製造所使用之PVA薄膜的厚度並未特別限制，但一般而言為1～100μm，較佳為5～60μm，特佳為10～45μm。若前述PVA薄膜過薄，則有在用來製造偏光薄膜之單軸延伸處理時，變得易於發生延伸不足之傾向。又，若前述PVA薄膜過厚，則有在用來製造偏光薄膜之單軸延伸處理時變得易於發生延伸不均之傾向；因所得之偏光薄膜變厚而變得難以使用於智慧型手機、筆記型電腦等薄且小的機器之傾向。
本發明之偏光薄膜的製造所使用之PVA薄膜的寬度並未特別限制，可因應所製造之偏光薄膜的用途等而決定。從近年來正在進行液晶電視和液晶顯示器之大畫面化的觀點來看，若將偏光薄膜的製造所使用之PVA薄膜的寬度設為3m以上，則適合此等用途。另一方面，若偏光薄膜的製造所使用之PVA薄膜的寬度太大則當以實用化的裝置製造偏光薄膜時容易變得難以均勻地進行單軸延伸，因此偏光薄膜的製造所使用之PVA薄膜的寬度係以10m以下為較佳。
本發明之偏光薄膜的製造所使用之PVA薄膜之製造方法並未特別限定，可理想地採用製膜後的薄膜之厚度及寬度變得均一之製造方法。例如可使用下述製膜原液而製造：在液體媒體中溶解了PVA(A)、及因應需要而進一步溶解了前述塑化劑、前述其它添加劑、及後述的界面活性劑等之中1種或2種以上的製膜原液；包含PVA(A)、及因應需要而進一步包含塑化劑、其它添加劑、界面活性劑、及液體媒體等之中1種或2種以上，且PVA(A)熔融之製膜原液。當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，係以均勻混合此等成分為較佳。
作為製膜原液之製備所使用之上述液體媒體，例如可列舉：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、甘油、丙二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、三羥甲基丙烷、乙二胺、二乙三胺等，可使用此等之中1種或2種以上。從對環境造成之負荷和回收性的觀點來看，其中又以水為較佳。
製膜原液之揮發分率(在製膜時藉由揮發和蒸發而去除之液體媒體等揮發性成分之製膜原液中的含有比例)亦因製膜方法、製膜條件等而異，但一般而言係以50～95質量%之範圍內為較佳，55～90質量%之範圍內為更佳。藉由製膜原液之揮發分率為50質量%以上，製膜原液之黏度不會變得過高，製備製膜原液時的過濾和除泡圓滑地進行，變得易於製造異物和缺點少的薄膜。另一方面，藉由製膜原液之揮發分率為95質量%以下，製膜原液之濃度不會變得過低，變得易於製造工業性的薄膜。
製膜原液係以包含界面活性劑為較佳。藉由包含界面活性劑，在製膜性提升而抑制薄膜之厚度不均之發生的同時，薄膜變得易於從製膜所使用之金屬輥和帶(belt)剝離。當從包含界面活性劑之製膜原液製造PVA薄膜時，該薄膜中可含有界面活性劑。上述的界面活性劑之種類並未特別限定，但從自金屬輥和帶剝離之剝離性的觀點等來看，係以陰離子性界面活性劑或非離子性界面活性劑為較佳。
作為陰離子性界面活性劑，係以例如：月桂酸鉀等羧酸型；聚氧乙烯月桂醚硫酸鹽、烷基硫酸鈉、烷基硫酸鉀、烷基硫酸銨、烷基硫酸三乙醇胺、聚氧乙烯烷基醚硫酸鈉、聚氧丙烯烷基醚硫酸鈉、聚氧乙烯烷基苯基醚硫酸鈉、硫酸辛酯等硫酸酯型；烷基磺酸鈉、烷基磺酸鉀、烷基磺酸銨、烷基磺酸三乙醇胺、烷基苯磺酸鈉、十二基二苯基醚二磺酸二鈉、烷基萘磺酸鈉、烷基磺琥珀酸二鈉、聚氧乙烯烷基磺琥珀酸二鈉、十二基苯磺酸鹽等磺酸型；烷基磷酸酯鈉、烷基磷酸酯鉀、烷基磷酸酯銨、烷基磷酸酯三乙醇胺、聚氧乙烯烷基醚磷酸酯鈉、聚氧丙烯烷基醚磷酸酯鈉、聚氧乙烯烷基苯基醚磷酸酯鈉等磷酸酯型等為較佳。
作為非離子性界面活性劑，係以例如：聚氧乙烯油基醚等烷基醚型；聚氧乙烯辛基苯基醚等烷基苯基醚型；聚氧乙烯月桂酸酯等烷基酯型；聚氧乙烯月桂基胺基醚等烷基胺型；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；聚氧化烯烯丙基苯基醚等烯丙基苯基醚型等為較佳。
此等界面活性劑可1種單獨、或組合2種以上而使用。
當製膜原液包含界面活性劑時，其含量係以相對於製膜原液所包含之PVA(A)100質量份，0.01～0.5質量份之範圍內為較佳，0.02～0.3質量份之範圍內為更佳，0.05～0.2質量份之範圍內為特佳。藉由該含量為0.01質量份以上而製膜性及剝離性更提升。另一方面，藉由該含量為0.5質量份以下，可抑制界面活性劑滲出至PVA薄膜之表面而產生結塊，操作性降低。
作為使用上述的製膜原液而製造PVA薄膜時的製膜方法，例如可列舉：澆鑄製膜法、擠製製膜法、溼式製膜法、凝膠製膜法等。此等製膜方法可僅採用1種亦可組合2種以上而採用。此等製膜方法之中又以澆鑄製膜法、擠製製膜法因可得到厚度及寬度均一且物性良好的偏光薄膜的製造所使用之PVA薄膜而較佳。經製膜之PVA薄膜可因應需要而進行乾燥和熱處理。
作為本發明之偏光薄膜的製造所使用之PVA薄膜之具體的製造方法之例，例如工業上可理想地採用：使用T型狹縫式模具、進料斗板(hopper plate)、I型模、脣塗機模等，將上述的製膜原液均勻地吐出或流延於位於最上游側之旋轉的經加熱之第1輥(或者帶)之周圍表面上，從吐出或流延於該第1輥(或者帶)之周圍表面上的膜之一面使揮發性成分蒸發而乾燥，接著在配置於其下游側之1個或多個旋轉的經加熱之輥之周圍表面上進一步乾燥、或使其通過熱風乾燥裝置之中而進一步乾燥後，藉由捲繞裝置而捲繞之方法。經加熱之輥所致之乾燥與熱風乾燥裝置所致之乾燥亦可適當組合而實施。又，亦可藉由於由單一的樹脂層所構成之基材薄膜之一面形成包含PVA(A)之層，製造多層的PVA薄膜。
製造本發明之偏光薄膜時的方法並未特別限制。適合的製造方法係在包含將PVA薄膜以二色性色素染色之染色處理、及將該薄膜單軸延伸之延伸處理的偏光薄膜之製造方法中，具有在將該薄膜浸漬於包含硼酸交聯劑之水溶液後，浸漬於含有含硼化合物(B)的水溶液之處理的偏光薄膜之製造方法。除了前述染色處理及延伸處理以外，亦可因應需要而對PVA薄膜進一步施加膨潤處理、硼酸交聯處理、固定處理、洗淨處理、乾燥處理、熱處理等。各處理之順序並未特別限制，亦可同時進行1個或2個以上的處理。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。作為浸漬薄膜之水的溫度，係以20～40℃之範圍內為較佳，22～38℃之範圍內為更佳，25～35℃之範圍內為進一步較佳。又，作為浸漬於水之時間，係以例如0.1～5分鐘之範圍內為較佳，0.2～3分鐘之範圍內為更佳。此外，浸漬薄膜之水未限定於純水，可為溶解了各種成分之水溶液，亦可為水與親水性媒體之混合物。
染色處理可藉由使二色性色素接觸PVA薄膜而進行。作為二色性色素，一般使用碘系色素和二色性染料。染色處理可在延伸處理前、延伸處理時、延伸處理後的任一階段進行。染色處理一般藉由使PVA薄膜浸漬於含有碘-碘化鉀之溶液(尤其水溶液)、或者含有多個二色性染料之溶液(尤其水溶液)作為染色浴而進行。染色浴中的碘之濃度係以0.01～0.5質量%之範圍內為較佳，碘化鉀之濃度係以0.01～10質量%之範圍內為較佳。又，染色浴之溫度係以設為20～50℃、尤其設為25～40℃為較佳。適合的染色時間為0.2～5分。當使用二色性染料時，二色性染料係以水性染料為較佳。又，染色浴中的染料濃度係以0.001～10質量%為較佳。又，可因應需要而使用染色助劑，亦可使用硫酸鈉等無機鹽和界面活性劑等。當使用硫酸鈉時係以0.1～10質量%為較佳。染色溫度係以30～80℃為較佳。作為具體的二色性染料，可列舉：C.I. Direct Yellow 28、C.I. Direct Orange 39、C.I. Direct Yellow 12、C.I. Direct Yellow 44、C.I. Direct Orange 26、C.I. Direct Orange 71、C.I. Direct Orange 107、C.I. Direct Red 2、C.I. Direct Red 31、C.I. Direct Red 79、C.I. Direct Red 81、C.I. Direct Red 247、C.I. Direct Green 80、C.I. Direct Green 59等，但以偏光板製造用所開發之二色性染料為較佳。
硼酸交聯處理可藉由將PVA薄膜浸漬於包含硼酸交聯劑之水溶液而進行。藉由對PVA薄膜施加硼酸交聯處理，PVA分子鏈經交聯而PVA分子鏈之配向性提升。其結果為吸附於PVA薄膜之二色性色素的配向性提升，因此所得之偏光薄膜的光學性能提升。從該觀點來看，硼酸交聯處理係以在染色處理之後且延伸處理之前進行為更佳。作為前述硼酸交聯劑，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，從操作之容易程度來看，硼酸交聯劑係以硼酸為較佳。從可維持充分的延伸性的觀點來看，包含硼酸交聯劑之水溶液中的硼酸交聯劑之濃度係以1～10質量%為較佳，2～7質量%為更佳。若硼酸交聯劑之濃度大於10質量%，則有過剩地進行交聯而延伸性降低之虞。又，當硼酸交聯劑之濃度小於1質量%時，有吸附於PVA薄膜之二色性色素的配向性未充分提升，所得之偏光薄膜的偏光性能未充分提升之虞。包含硼酸交聯劑之水溶液亦可含有碘化鉀等助劑。包含硼酸交聯劑之水溶液中的含硼化合物(B)之濃度係以2.0質量%以下為較佳，0.5質量%以下為更佳，0.1質量%為進一步較佳，該水溶液實質上未含有含硼化合物(B)為特佳。又，在包含硼酸交聯劑之水溶液中，含硼化合物(B)之濃度(質量%)對硼酸交聯劑之濃度(質量%)的比[含硼化合物(B)/硼酸交聯劑]係以小於1為較佳，0.5以下為更佳，0.25以下為進一步較佳，0.1以下為特佳。從可有效率地進行硼酸交聯的觀點來看，包含硼酸交聯劑之水溶液的溫度係以20～50℃為較佳，25～40℃為特佳。
在本發明之製造方法中，PVA薄膜浸漬至包含硼酸交聯劑之水溶液之浸漬係在任一處理中進行皆無妨，但以在硼酸交聯處理中進行為較佳。又，在多個處理中進行PVA薄膜浸漬至包含硼酸交聯劑之水溶液之浸漬亦無妨。
有別於後述的延伸處理，亦可在上述的各處理中及處理間，將PVA薄膜延伸(前延伸)。從所得之偏光薄膜的光學性能等觀點來看，像這樣比延伸處理更早進行之前延伸的全延伸倍率(將各處理中的延伸倍率相乘之倍率)係以基於延伸前的原料之PVA薄膜的原始長度，1.5倍以上為較佳，2.0倍以上為更佳，2.5倍以上為進一步較佳。另一方面，該全延伸倍率係以4.0倍以下為較佳，3.5倍以下為更佳。作為膨潤處理中的延伸倍率，係以1.05～2.5倍為較佳。作為染色處理中的延伸倍率，係以1.1～2.5倍為較佳。作為硼交聯處理中的延伸倍率，係以1.1～2.5倍為較佳。
延伸處理可利用溼式延伸法或乾式延伸法之任一者來進行。溼式延伸法之情形係在水溶液中進行延伸。亦可在上述的染色浴中和硼酸水溶液中等進行延伸。又，乾式延伸法之情形可在室溫的狀態下進行延伸處理，亦可一邊加熱一邊進行延伸處理，亦可使用吸水後的PVA薄膜而在空氣中進行延伸處理。此等之中又以溼式延伸法為較佳，在包含硼酸之水溶液中進行延伸處理為更佳。硼酸水溶液中的硼酸之濃度係以0.5～6質量%之範圍內為較佳，1～5質量%之範圍內為更佳。又，硼酸水溶液亦可含有碘化鉀，其濃度係以設為0.01～10質量%之範圍內為較佳。延伸處理中的延伸溫度係以30℃以上為較佳，40℃以上為更佳，50℃以上為進一步較佳。另一方面，延伸溫度係以90℃以下為較佳，80℃以下為更佳，70℃以下為進一步較佳。又，作為延伸處理中的延伸倍率，係以2.0～4.0倍為較佳。從所得之偏光薄膜的光學性能等觀點來看，該延伸倍率係以2.2倍以上為更佳。另一方面，該延伸倍率係以3.5倍以下為更佳。又，從所得之偏光薄膜的光學性能的觀點來看，後述的固定處理前為止之全延伸倍率係以基於延伸前的原料之PVA薄膜的原始長度，5倍以上為較佳，5.5倍以上為更佳。延伸倍率之上限並未特別限制，但延伸倍率係以8倍以下為較佳。
對長形的PVA薄膜進行延伸處理之情形的單軸延伸之方向並未特別限制，可採用朝長度方向之單軸延伸、橫向單軸延伸、所謂的斜向延伸，但從可得到光學性能優異的偏光薄膜來看，係以朝長度方向之單軸延伸為較佳。朝長度方向之單軸延伸可藉由使用具備互相平行的多個輥之延伸裝置，改變各輥間的轉速而進行。另一方面，橫向單軸延伸可使用拉幅機型延伸機而進行。
當製造偏光薄膜時，係以為了使吸附至PVA薄膜之二色性色素(碘系色素等)之吸附堅固而在延伸處理後進行固定處理為較佳。作為固定處理所使用之固定處理浴，較佳為使用包含含硼化合物(B)之水溶液。又，亦可因應需要而在固定處理浴中進一步添加硼酸、碘化合物、金屬化合物等。固定處理浴之溫度係以35℃～80℃為較佳。另一方面，若固定處理浴之溫度大於80℃，則有偏光薄膜在固定處理浴中溶解、偏光薄膜產生皺紋而偏光性能降低之情形。前述溫度係以75℃以下為更佳，70℃以下為進一步較佳。固定處理中的延伸倍率係以1.3倍以下為較佳，1.2倍以下為更佳，小於1.1倍為進一步較佳。
只要是在將PVA薄膜浸漬於包含硼酸交聯劑之水溶液之後，則亦可在染色處理、延伸處理、固定處理之任一步驟中使含硼化合物(B)吸附於PVA薄膜。從可有效率地去除不要的碘系色素的觀點與可抑制延伸處理時的PVA薄膜之斷裂的觀點來看，在延伸處理後的固定處理中，使含硼化合物(B)吸附於PVA薄膜為較佳。含硼化合物(B)可單獨使用一種，亦可混合二種以上而使用。從使含硼化合物(B)與硼酸(C)之取代反應在PVA薄膜表面迅速進行的觀點來看，含硼化合物(B)之吸附所使用之水溶液中的含硼化合物(B)之濃度有必要為1.5～5.0質量%。當前述濃度比1.5質量%更低時，含硼化合物(B)吸附至PVA薄膜之表面部之吸附變慢。前述濃度係以2.0質量%以上為較佳，2.5質量%以上為更佳。另一方面，當前述濃度比5.0質量%更高時，含硼化合物(B)過剩地吸附於PVA薄膜之表面部，含硼化合物(B)與硼酸(C)之取代反應變得難以進行。又，有在所得之偏光薄膜之表面部產生含硼化合物(B)之析出物而光學性能降低之虞。因此，含硼化合物(B)之濃度係以4.5質量%以下為較佳，4.0質量%以下為更佳。包含含硼化合物(B)之前述水溶液中的前述硼酸交聯劑之濃度係以1.5質量%以下為較佳，1.0質量%以下為更佳，0.5質量%以下為進一步較佳，0.1質量%以下為特佳，該水溶液實質上未含有前述硼酸交聯劑為最佳。又，在包含含硼化合物(B)之前述水溶液中，硼酸交聯劑之濃度(質量%)對含硼化合物(B)之濃度(質量%)的比[硼酸交聯劑/含硼化合物(B)]係以小於1為較佳，0.5以下為更佳，0.25以下為進一步較佳，0.1以下為特佳。
又，從光學性能提升的觀點來看，包含含硼化合物(B)之前述水溶液含有碘化鉀等碘化物之助劑為較佳，該碘化物之濃度係以0.5～15質量%為較佳。又，包含含硼化合物(B)之前述水溶液之溫度為35～80℃亦較佳。當前述溫度小於35℃時，有含硼化合物(B)與硼酸(C)之取代速度變慢，偏光性能提升效果變得不充分之虞。前述溫度為40℃以上為更佳，45℃以上為進一步較佳。另一方面，若前述溫度過高則有PVA薄膜在前述水溶液中溶解、所得之偏光薄膜產生皺紋而偏光性能降低之虞。因此，前述溫度係以75℃以下為更佳，70℃以下為進一步較佳。將PVA薄膜浸漬於前述水溶液之時間係以5～400秒為較佳。前述時間係以10秒以上為更佳，15秒以上為進一步較佳，20秒以上為特佳。另一方面，前述時間係以350秒以下為更佳，250秒以下為進一步較佳，150秒以下為特佳，70秒以下為最佳。
作為使含硼化合物(B)吸附於PVA薄膜之方法，可列舉：(1)未貼合基材薄膜等而將PVA薄膜單獨浸漬於包含含硼化合物(B)之水溶液之方法；(2)在以可減少固定處理中的皺紋之產生的方式於PVA薄膜之單側貼合基材薄膜後，將所得之積層體浸漬於前述水溶液之方法；(3)將包含含硼化合物(B)之水溶液噴霧於偏光薄膜表面之方法；(4)使用塗布了前述水溶液之輥而於PVA薄膜表面塗布前述水溶液之方法等，其中又以(1)為較佳。根據(1)之方法，從PVA薄膜之表面至中央的含硼化合物(B)之吸附在兩側同樣地進行，因此較佳。
作為藉由在固定處理中使含硼化合物(B)吸附於PVA薄膜而製造本發明之偏光薄膜之方法，係以依序施加膨潤處理、延伸處理及固定處理之方法，以及依序施加膨潤處理、硼酸交聯處理、延伸處理及固定處理之方法為較佳，後者為更佳。進行此等處理後，亦可進一步因應需要而施加選自包含洗淨處理、乾燥處理及熱處理之群組的至少1個處理。使含硼化合物(B)吸附於PVA薄膜後，係以不將該PVA薄膜浸漬於包含硼酸交聯劑之水溶液為較佳。
洗淨處理一般將薄膜浸漬於蒸餾水、純水、水溶液等而進行。此時，從光學性能提升的觀點來看，使用含有碘化鉀等碘化物作為助劑之水溶液為較佳，該碘化物之濃度係以設為0.5～10質量%為較佳。又，洗淨處理中的水溶液之溫度一般而言為5～50℃，10～45℃為較佳，15～40℃為進一步較佳。從經濟的觀點來看，水溶液之溫度過低並不佳，若水溶液之溫度過高則有光學性能降低之情形。
乾燥處理之條件並未特別限制，但以在30～150℃之範圍內、尤其在50～130℃之範圍內的溫度下進行乾燥為較佳。藉由在前述範圍內的溫度下進行乾燥而易於得到尺寸安定性優異的偏光薄膜。
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的偏光薄膜。在此，熱處理係使乾燥處理後的含水率為5%以下的偏光薄膜進一步加熱，使偏光薄膜之尺寸安定性提升之處理。熱處理之條件並未特別限制，但以在60℃～150℃之範圍內、尤其在70℃～150℃之範圍內進行熱處理為較佳。若在比60℃更低的溫度下進行熱處理則熱處理所致之尺寸安定化效果不充分，若在比150℃更高的溫度下進行熱處理，則有於偏光薄膜激烈產生紅變之情形。
如此所得之本發明之偏光薄膜的穿透率為42.0%以上，且偏光度為99.85%以上為較佳。當偏光薄膜之穿透率小於42.0%時，有所得之LCD的亮度變得不充分之虞。該穿透率係以43.0%以上為更佳，43.5%以上為進一步較佳。另一方面，該穿透率通常為48%以下。又，藉由偏光薄膜之偏光度為99.85%以上，可得到高畫質的LCD面板。前述偏光度為99.9%以上為更佳。偏光薄膜之穿透率及偏光度可藉由後述的實施例所記載之方法而測定。
本發明之偏光薄膜通常於其兩面或單面貼合光學透明且具有機械強度之保護膜以作成偏光板而使用。作為保護膜，可使用：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，作為用來貼合之接著劑，可列舉：PVA系接著劑和UV硬化接著劑等。
亦可將如上述般所得之偏光板與相位差薄膜、視角提升薄膜、亮度提升薄膜等貼合。又，可於偏光板塗布丙烯酸系等黏著劑後，與玻璃基板貼合而使用作為LCD之零件。 [實施例]
藉由以下的實施例而具體地說明本發明，惟本發明不因此等實施例而受到任何限定。此外，將在以下的實施例及比較例中採用之各評價方法示於以下。
＜偏光薄膜中的全部硼元素含量(T)等之計算＞ 測定在23℃、50%RH下調溼16小時之偏光薄膜的質量[A(g)]，以偏光薄膜成為0.005質量%的方式溶解於蒸餾水20mL。將溶解了偏光薄膜之水溶液設為測定樣品，測定其質量[B(g)]。使用島津製作所製複合型ICP發光分析裝置(ICP)而測定測定樣品之硼濃度[C(ppm)]、鉀濃度[D(ppm)]、碘濃度[E(ppm)]。此後，把將測定之值代入下述式(1)、(2)、(3)而算出之值設為偏光薄膜中的全部硼元素含量(質量%)、全部鉀元素含量(質量%)、全部碘元素含量(質量%)。 偏光薄膜中的全部硼元素含量(T、質量%) ＝[(C×10-6 ×B)/A]×100        (1) 偏光薄膜中的全部鉀元素含量(F、質量%) ＝[(D×10-6 ×B)/A]×100       (2) 偏光薄膜中的全部碘元素含量(G、質量%) ＝[(E×10-6 ×B)/A]×100        (3)
＜偏光薄膜中的含水率(H、質量%)之計算＞ 將在23℃、50%RH下調溼16小時之偏光薄膜切出約0.1g，測定其質量[X(g)]。使該偏光薄膜在乾燥機中105℃下乾燥16小時後，測定該偏光薄膜之質量[Y(g)]。將所得之值代入下述式(4)而算出偏光薄膜中的含水率。 偏光薄膜中的含水率(H、質量%) ＝(X-Y)/X×100     (4)
＜偏光薄膜中的源自含硼化合物(B)之硼元素含量(bt )之測定＞ 利用重水而以成為0.003質量%的方式溶解偏光薄膜後，將利用旋轉蒸發器而以成為0.15質量%的方式濃縮之溶液設為1 H-NMR之測定樣品。1 H-NMR(日本電子股份有限公司製JNM-AL400：400MHz)測定係在80℃下進行，累積次數係設定為256次。使用ALICE2(日本電子股份有限公司製)而利用以下的方法進行解析。針對測定所得之1 H-NMR圖表，以基線成為平滑的方式調整相位後，將平均點設定為20而自動進行基線之修正。其次，以測定溶媒的重水之波峰成為4.65ppm之位置的方式，自動設定作為參考。此後，如圖2般將含硼化合物(B)所包含之烴基的氫波峰積分，求出其波峰面積(面積I)。此時，將與源自PVA之氫波峰不重疊的含硼化合物(B)所包含之烴基的氫波峰面積加總者(面積J)設為波峰面積之基準，以含硼化合物(B)之相符的烴基之氫數與面積J之值成為相同的方式設定。其次將1.6～2.4ppm之範圍的氫波峰視為源自PVA的亞甲基之氫波峰、及與源自PVA的亞甲基之氫波峰重疊的含硼化合物(B)所包含之烴基的氫波峰之合計而求出波峰面積(面積K)。此後，算出將與源自PVA的亞甲基之氫波峰重疊的含硼化合物(B)之烴基的氫數從面積K減去之面積L。將此等方法所求出之值代入下述式(5)而算出相對於PVA(A)100質量份之源自含硼化合物(B)之有機基的含量(M、質量份)。又，將值代入下述式(6)而求出相對於PVA(A)100質量份之源自含硼化合物(B)之硼含量(N、質量份)。此外，下述式(5)、(6)之O係與PVA之波峰不重疊的含硼化合物(B)所包含之烴基的氫數，P係含硼化合物(B)每1分子的硼數，Q係含硼化合物(B)之有機基的式量。此後，將算出之各值代入式(7)，算出偏光薄膜中的源自含硼化合物(B)之硼元素含量(bt 、質量%)。此外，式(5)、(6)、(7)係使用未改質之PVA時所使用之式，使用經改質之PVA作為原料時有必要將式(5)、(6)、(7)適當變形。 相對於PVA(A)100質量份之源自含硼化合物(B)之有機基的含量(M、質量份) ＝{(面積J/O)/(面積L/2)}×(Q/44.0526)×100      (5) 相對於PVA(A)100質量份之源自含硼化合物(B)之硼元素含量(N、質量份) ＝{(面積J/O)/(面積L/2)}×(10.811×P/44.0526)×100        (6) 偏光薄膜中的源自含硼化合物(B)之硼元素含量(bt 、質量%) ＝N×1/(100+M)×(100-T-F-G-H)       (7)
式中，10.811係硼之原子量，44.0526係未改質之PVA的重複單元每1莫耳之分子量。此外，圖2之1 H-NMR圖表係測定實施例1之偏光薄膜所得者。
＜硼元素濃度(bo )、硼元素濃度(bi )、硼元素濃度(co )及硼元素濃度(ci )之計算＞ 使用附有氣體團簇離子束槍的X光光電子光譜儀(ULVAC-PHI股份有限公司製：PHI5000 VersaProbe II)(GCIB-XPS)而測定偏光薄膜中的源自含硼化合物(B)之硼元素濃度。測定係使用約在23℃、40%RH下調溼16小時以上之偏光薄膜。在濺射離子源Ar2500+、加速電壓10keV、電流值30nA之條件下，一邊中和一邊在1mm×1mm之範圍進行濺射，進行X光光電子分光測定(XPS測定)。XPS測定係在X光源使用單色化Al，X光光點直徑為200μm，X光輸出為15kV、50W之設定下進行，檢測元素係選擇碳、硼、氧、碘、鉀之5種。此外，當二色性色素使用二色性染料時，二色性染料所包含之氮、硫等元素亦有必要於檢測元素適當選擇。其次使用解析軟體「MultiPak」(ULVAC-PHI股份有限公司製)，將C-C、C-H鍵之結合能的284.8eV設為基準，算出偏光薄膜之各深度中的硼元素濃度(a、原子%)。此後，針對各深度中的XPS光譜，適當設定起因於硼酸(C)之硼的結合能與起因於含硼化合物(B)之硼的結合能，使用試算表軟體「Microsoft 2010」(微軟股份有限公司製)，使用擬佛格特函數(Pseudo-Voigt function)而以最小平方法進行波峰分離。此外，使用從187至189eV之XPS光譜的強度之平均值與195至197之XPS光譜之平均值算出之一次函數作為基線。如此算出相對於源自硼酸(C)之硼的波峰面積與源自含硼化合物(B)之硼的波峰面積之合計的源自含硼化合物(B)之硼的波峰面積之比例(b、%)，並代入下述計算式(8)，藉此算出各深度中的源自含硼化合物(B)之硼元素濃度、與各深度中的源自硼酸(C)之硼元素濃度。 源自含硼化合物(B)之硼元素濃度(原子%) ＝a×b×10-2 (8) 源自硼酸(C)之硼元素濃度(原子%) ＝a×(100-b)×10-2 (9)
此外，起因於含硼化合物(B)之硼的結合能係因該化合物之結構而變化。因此，有必要因應含硼化合物(B)之種類而適當地設定前述結合能。例如當含硼化合物(B)為正丙基硼酸時係191.5eV附近。又，使用擬佛格特函數而以最小平方法進行波峰分離時，硼酸之勞侖茲函數(Lorentiz function)比係設定為0.241，21/2 ×σ係設定為0.916。此外，含硼化合物(B)之勞侖茲函數比與半高寬亦因該化合物之結構而變化。因此，有必要因應該化合物之種類而適當地設定勞侖茲函數比與21/2 ×σ。當含硼化合物(B)為正丙基硼酸時，勞侖茲函數比係設定為0.000，21/2 ×σ係設定為0.769。
藉由這樣的方法，分別算出偏光薄膜之一方的表面至中央之各深度中的源自含硼化合物(B)之硼元素濃度(原子%)與源自硼酸(C)之硼元素濃度(原子%)。具體而言係以蝕刻速率成為約16～26nm/min的方式設定蝕刻範圍，一邊蝕刻偏光薄膜之一方的表面至中央，一邊進行合計14次的測定，分別算出各測定次數中，簡而言之為各深度中的源自含硼化合物(B)之硼元素濃度(原子%)與源自硼酸(C)之硼元素濃度(原子%)。然後，從偏光薄膜之另一方的表面亦進行同樣的測定，分別算出各深度中的源自含硼化合物(B)之硼元素濃度(原子%)與源自硼酸(C)之硼元素濃度(原子%)。此後，將在從偏光薄膜之表面朝內側，相對於全體厚度至7.5%為止之範圍中算出之源自含硼化合物(B)之硼元素濃度的平均值設為源自含硼化合物(B)之硼元素濃度(bo 、原子%)，將在該範圍中算出之源自硼酸(C)之硼元素濃度(原子%)的平均值設為源自硼酸(C)之硼元素濃度(co 、原子%)。
又，將在從偏光薄膜之中央朝外側，相對於全體厚度至7.5%為止之範圍中算出之源自含硼化合物(B)之硼元素濃度的平均值設為源自含硼化合物(B)之硼元素濃度(bi 、原子%)，將在該範圍中算出之源自硼酸(C)之硼元素濃度的平均值設為源自硼酸(C)之硼元素濃度(ci 、原子%)。此外，為了縮小誤差，未進行濺射之最表面的測定值係除外而算出平均濃度(co )及(bo )。
＜偏光薄膜之光學性能＞ 從偏光薄膜之寬度方向與長度方向之中央部，採取偏光薄膜之長度方向4cm×寬度方向2cm之長方形的樣品，使用附有積分球之光譜儀V-7100(日本分光股份有限公司製)與設置格蘭-泰勒(Glan-Taylor)偏光鏡之自動偏光薄膜測定裝置VAP-7070S(日本分光股份有限公司製)，測定偏光薄膜之平行穿透率及正交尼寇(crossed Nicol)穿透率。在此，測定波長範圍係設定為380～780nm，將通過格蘭-泰勒偏光鏡而入射至偏光薄膜之偏光的振動方向平行於偏光薄膜之穿透軸的情形之穿透率設為平行穿透率，垂直於偏光薄膜之穿透軸的情形設為正交尼寇穿透率。此後，使用「偏光薄膜評價程式」(日本分光股份有限公司製)，以依據JIS Z 8722(物體色之測定方法)的方式，使用前述的平行穿透率與正交尼寇稜鏡穿透率，進行C光源、2°視野的可見光領域之可見度修正，進行偏光薄膜之單體穿透率、偏光度之計算，得到此等2個值作為偏光薄膜之光學特性。
＜PVA薄膜之膨潤度＞ 將PVA薄膜裁切為5cm×10cm，於30℃的蒸餾水1000mL浸漬30分鐘。此後，取出PVA薄膜，以濾紙拭去PVA薄膜表面的水分，測定浸漬後的PVA薄膜之質量[R(g)]。此後，使PVA薄膜在乾燥機中在105℃下乾燥16小時後，測定乾燥後的PVA薄膜質量[S(g))]。PVA薄膜之膨潤度係將值代入下述式(10)而算出。 膨潤度(%)＝(R/S)×100       (10)
[實施例1] 製作包含PVA(皂化度99.9%、聚合度2400)100質量份、作為塑化劑之甘油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，PVA之含有率為10質量%的PVA水溶液。把將前述PVA水溶液在80℃的金屬輥上乾燥所得之薄膜在熱風乾燥機中(120℃)進行熱處理10分鐘，得到厚度為30μm、膨潤度為200%的PVA薄膜。
從所得之PVA薄膜的寬度方向中央部，以寬度5cm×長度5cm之範圍可單軸延伸的方式裁切寬度5cm×長度9cm之樣品。一邊將該樣品浸漬於30℃的純水30秒鐘一邊朝長度方向單軸延伸1.1倍，進行膨潤處理。接著一邊浸漬於含有碘0.035質量%及碘化鉀3.5質量%之30℃的水溶液(染色處理浴)60秒鐘一邊朝長度方向單軸延伸2.2倍(以全體計為2.4倍)而使碘吸附。其次，一邊浸漬於以硼酸3.0質量%及碘化鉀3質量%的比例含有硼酸及碘化鉀之30℃的水溶液(硼酸交聯處理浴)一邊朝長度方向單軸延伸1.2倍(以全體計為2.7倍)。進一步一邊浸漬於以硼酸4.0質量%及碘化鉀6質量%的比例含有硼酸及碘化鉀之60℃的水溶液(延伸處理浴)，一邊朝長度方向單軸延伸至以全體而言為6.0倍。延伸處理之後，浸漬於以作為含硼化合物(B)之正丙基硼酸3.0質量%及碘化鉀3.5質量%的比例含有正丙基硼酸及碘化鉀之50℃的水溶液(固定處理浴)30秒鐘。在固定處理中，PVA薄膜未延伸(延伸倍率1.0倍)。最後在60℃下乾燥240秒鐘而製作偏光薄膜(厚度13μm)。
測定所得之偏光薄膜中的全部硼元素含量、全鉀元素含量、全碘元素含量，分別為4.3質量%、1.0質量%、5.0質量%。其次算出偏光薄膜中的含水率為10.0質量%。然後，測定偏光薄膜之1 H-NMR並解析，在1.1～1.3ppm未顯現與源自PVA之氫波峰不重疊的正丙基硼酸之氫波峰，因此將該波峰面積(面積J)設定為5。其次算出在1.6～2.4ppm之範圍顯現波峰之PVA的亞甲基之氫的波峰面積(面積K)。PVA之亞甲基的氫波峰與正丙基硼酸之C2的烴基之氫波峰重疊，因此從面積K減去正丙基硼酸之C2的烴基之氫數2，求出面積L。將此等值代入前述式(5)、(6)、(7)，偏光薄膜中的源自含硼化合物(B)之硼元素含量為0.7質量%。測定偏光薄膜之XPS光譜並解析，在從偏光薄膜之表面朝內側，相對於全體厚度至7.5%為止之範圍(表面部)中的源自含硼化合物(B)之硼元素濃度(bo )為3.1原子%，表面部中的源自硼酸(C)之硼元素濃度(co )為4.6原子%。又，在從偏光薄膜之中央朝外側，相對於全體厚度至7.5%為止之範圍(中央部)中的源自含硼化合物(B)之硼元素濃度(bi )為1.1原子%，中央部中的源自硼酸(C)之硼元素濃度(ci )為5.7原子%。
藉由上述的方法而評價偏光薄膜之光學特性，偏光度99.9%時的單體穿透率為44.85%。
[實施例2、3、比較例1～5] 除了將固定處理浴之組成、溫度、及浸漬時間如表1般變更以外，與實施例1同樣地製作偏光薄膜，進行各測定及評價。此外，比較例4係在1 H-NMR之測定中，若累積次數為256次則無法檢測含硼化合物(B)，因此將累積次數變更為4096次。
[比較例6] 比較例6係未含有含硼化合物(B)的偏光薄膜之例。除了使用以2質量%的比例含有碘化鉀之水溶液(溫度30℃)作為固定處理浴，將浸漬於固定處理浴之時間變更為20秒以外，與實施例1同樣地製作偏光薄膜，進行各測定及評價。
[比較例7] 比較例7係未含有含硼化合物(B)的偏光薄膜之例。除了使用以2質量%的比例含有碘化鉀之水溶液(溫度30℃)作為固定處理浴，將浸漬於固定處理浴之時間變更為5秒以外，與實施例1同樣地製作偏光薄膜，進行各測定及評價。
此外，在實施例2～3及比較例1～7中係與實施例1同樣地，一邊浸漬於相對於碘1質量份以100質量份的比例含有碘化鉀之水溶液(染色處理浴)(溫度30℃)60秒鐘一邊朝長度方向單軸延伸2.2倍(以全體計為2.4倍)而使碘吸附。此時，染色處理浴之碘濃度及碘化鉀濃度係以乾燥後的偏光薄膜之偏光度成為99.9%的方式調整。又，在實施例1～3及比較例1～7之任一者中，針對偏光薄膜之兩側的表面進行各測定及評價皆成為相同結果。關於在偏光薄膜之兩側的表面中成為相同結果之理由，茲推測是因為在固定處理中，從PVA薄膜之表面至中央的含硼化合物(B)之吸附係在兩側同樣地進行。
[表1]
偏光薄膜 評價
延伸浴 固定處理浴 源自化合物(B)之硼元素 源自硼酸(C)之硼元素 全部硼元素 bt /T bi /ci 單體 穿透率
硼酸 化合物(B) 硼酸 KI 溫度 時間 bt bo bi bo /bi co ci co /ci T
質量% 種類 質量% 質量% 質量% ℃ 秒 質量% 原子% 原子% - 原子% 原子% - 質量% - - %
實施例1 4 正丙基硼酸 3 - 3.5 50 30 0.7 3.1 1.1 2.84 4.6 5.7 0.81 4.3 0.16 0.19 44.85
實施例2 4 正丙基硼酸 2 - 4.0 50 100 1.1 2.6 0.7 3.57 5.1 5.5 0.93 4.0 0.26 0.13 44.49
實施例3 4 正丙基硼酸 2 - 4.5 40 100 0.8 2.3 0.7 3.40 6.0 5.9 1.02 4.1 0.20 0.11 44.45
比較例1 4 正丙基硼酸 1 - 4.0 30 100 1.1 2.1 0.8 2.63 3.0 2.9 1.02 3.4 0.34 0.28 44.38
比較例2 4 正丁基硼酸 1 - 3.0 30 100 0.7 2.1 0.2 9.46 4.9 5.2 0.94 3.7 0.19 0.04 44.33
比較例3 4 正丙基硼酸 0.7 0 3.5 30 300 1.9 4.4 2.3 1.89 1.3 0.9 1.46 3.1 0.60 2.54 44.02
比較例4 4 正丁基硼酸 1 0 0.0 10 20 0.02 1) 4.2 0.00 1) 44.04
比較例5 4 1,4-丁烷二硼酸 0.5 0 3.5 30 100 0.4 4.1 0.7 6.20 2.2 2.2 1.00 2.3 0.17 0.31 44.06
比較例6 4 - - 0 2.0 30 20 2) 1.4 2) 2) 43.74
比較例7 4 - - 0 2.0 30 5 2) 3.6 2) 2) 43.92
1)化合物(B)之吸附量少而無法檢測，因此無法評價。 2)未使化合物(B)吸附，因此未評價。
如表1所示，實施例1～3之本發明之偏光薄膜係偏光性能高，單體穿透率亦高，可滿足近年來的電子儀器之高精細化之要求。
1:表面 2:表面部 3:中央 4:中央部 5:源自測定溶媒的重水之氫波峰 6:源自PVA的次甲基之氫波峰 7:源自PVA的亞甲基之氫波峰 8:與源自PVA之氫波峰重疊的源自含硼化合物(B)所包含之烴基的氫波峰 9:與源自PVA之氫波峰不重疊的源自含硼化合物(B)所包含之烴基的氫波峰 to ,ti ,tt :厚度
圖1表示本發明之偏光薄膜的厚度方向之剖面的示意圖。 圖2係實施例1所得之偏光薄膜的1 H-NMR圖表。
無。

Claims (11)

  1. 一種偏光薄膜，其係包含聚乙烯醇(A)、選自包含下述式(I)所表示之單硼酸(monoboronic acid)及在水的存在下可轉化為該單硼酸之化合物的群組之至少1種含硼化合物(B)及硼酸(C)的偏光薄膜，其中 源自含硼化合物(B)之硼元素含量(bt )為0.3～2.0質量%，全部硼元素含量(T)為3.0～7.0質量%，且(bt )對(T)的比(bt /T)為0.10～0.30， 在從至少一側的表面朝內側，相對於全體厚度而言至7.5%為止之範圍中，源自含硼化合物(B)之硼元素濃度(bo )為2.2～10.0原子%，
    Figure 03_image001
    [式(I)中，R1 係碳數為1～20之1價的脂肪族基，R1 與硼酸基係以硼-碳鍵連接]。
  2. 如請求項1之偏光薄膜，其中在從該偏光薄膜之中央朝外側，相對於全體厚度而言至7.5%為止之範圍中，源自含硼化合物(B)之硼元素濃度(bi )為0.5～2.0原子%，且源自硼酸(C)之硼元素濃度(ci )為3.5～8.0原子%。
  3. 如請求項1或2之偏光薄膜，其中在從該偏光薄膜之中央朝外側，相對於全體厚度而言至7.5%為止之範圍中，源自含硼化合物(B)之硼元素濃度(bi )對源自硼酸(C)之硼元素濃度(ci )的比(bi /ci )為0.01～0.25。
  4. 如請求項1至3中任一項之偏光薄膜，其中在從該偏光薄膜之至少一側的表面朝內側，相對於全體厚度而言至7.5%為止之範圍中，源自硼酸(C)之硼元素濃度(co )為3.3～7.8原子%。
  5. 如請求項1至4中任一項之偏光薄膜，其中在從該偏光薄膜之至少一側的表面朝內側，相對於全體厚度而言至7.5%為止之範圍中，源自含硼化合物(B)之硼元素濃度(bo )係比在從該偏光薄膜之中央朝外側，相對於全體厚度而言至7.5%為止之範圍中，源自含硼化合物(B)之硼元素濃度(bi )更高。
  6. 如請求項1至5中任一項之偏光薄膜，其中在從該偏光薄膜之至少一側的表面朝內側，相對於全體厚度而言至7.5%為止之範圍中，源自硼酸(C)之硼元素濃度(co )係比在從該偏光薄膜之中央朝外側，相對於全體厚度而言至7.5%為止之範圍中，源自硼酸(C)之硼元素濃度(ci )更低。
  7. 如請求項1至6中任一項之偏光薄膜，其中R1 為飽和脂肪族基。
  8. 如請求項1至7中任一項之偏光薄膜，其中R1 為直鏈脂肪族烴基。
  9. 如請求項1至8中任一項之偏光薄膜，其中R1 之碳數為2～5。
  10. 如請求項1至9中任一項之偏光薄膜，其中偏光度為99.9%以上時的穿透率為42%以上。
  11. 一種如請求項1至10中任一項之偏光薄膜之製造方法，其係在包含將聚乙烯醇薄膜以二色性色素染色之染色處理、及將該薄膜單軸延伸之延伸處理的偏光薄膜之製造方法中，具有： 在將該薄膜浸漬於包含硼酸交聯劑之水溶液後，浸漬於含有1.5～5.0質量%的含硼化合物(B)之35～80℃的水溶液之處理。
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