TW202400693A - 聚乙烯醇系薄膜及使用其之偏光膜、以及偏光板 - Google Patents
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Abstract
本發明係提供一種經高程度地降低相位差不均之均質性優良之聚乙烯醇系薄膜，在作為偏光膜時可獲得光學不均少之偏光膜。
一種聚乙烯醇系薄膜，其中，薄膜之寬度方向(TD)之面內相位差之最大值與最小值之差為25nm以下，且薄膜之寬度方向(TD)之面內相位差之微分標準差值為0.8nm以下。
Description
本發明係關於一種聚乙烯醇系薄膜，更詳細而言係關於一種可獲得光學不均少之偏光膜之聚乙烯醇系薄膜，及使用了聚乙烯醇系薄膜之偏光膜，以及偏光板。
以往，聚乙烯醇系薄膜係在將聚乙烯醇系樹脂溶解於水等的溶劑中調製原液後，藉由溶液流延法(澆鑄法)來製膜，並藉由使用金屬加熱輥等進行乾燥來製造。藉此所獲得之聚乙烯醇系薄膜係作為透明性、染色性優良之薄膜而被利用於許多用途中，其有用處的用途之一可舉出偏光膜。該偏光膜係作為液晶顯示器之基本構成要素而被使用，近年來其用途已擴展至被要求高品質且高可靠性之設備中。
在這樣的現狀中，伴隨液晶電視等的顯示器之畫面之大型化，係需要比習知品寬度更寬、更長且薄型化，且無光學不均、均質性優良之偏光膜，對於其原物料之聚乙烯醇系薄膜，亦期望其寬度寬、長型、薄型化，且至端部為止無相位差不均，均質性優良。尤其在聚乙烯醇系薄膜至端部為止之相位差非均質之情況下，由該端部所獲得之偏光膜之穿透率及偏光性能係變得不均勻，液晶電視等的顯示器之畫面係產生不均，使畫質降低。
作為對於這樣的問題的對策，例如專利文獻1中，係提案一種薄膜寬度為2m以上，且於寬度方向相隔1cm之兩點間之阻滯(retardation)差為5nm以下，且於寬度方向相隔1m之兩點間之阻滯差為50nm以下之聚乙烯醇系聚合物薄膜。又，例如專利文獻2中係提案一種寬度為3m以上，薄膜面內之延遲值為30nm以下，且，薄膜寬度方向之薄膜面內之延遲值之偏差為15nm以下之聚乙烯醇系薄膜。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2002-28939號公報
[專利文獻2]日本特開2007-137042號公報
[發明所欲解決之課題]
然而，上述專利文獻1中，在小尺寸之液晶畫面中未有光學不均之問題，然而在經大型化之液晶顯示畫面中，係有產生光學不均的問題。又，上述專利文獻2所揭示之技術中，雖可抑制一定程度的光學不均，然而對於近年來高穿透率化之液晶顯示畫面，在以更高程度抑制光學不均方面仍有改良的餘地。
因此，本發明在這樣的背景下，係提供一種經高程度地降低相位差不均之均質性優良之聚乙烯醇系薄膜，作為偏光膜時可獲得光學不均少之偏光膜，及使用該聚乙烯醇系薄膜之偏光膜以及偏光板。
[用於解決課題之手段]
本案發明人鑑於該情況而重複積極研究之結果，發現針對薄膜之寬度方向(TD)之面內相位差，藉由將其最大值與最小值之差、及微分標準差值控制在特定範圍內，會成為相位差之不均經高程度地降低之均質性優良之聚乙烯醇系薄膜，且可能獲得光學不均少之偏光膜。
亦即，本發明係提供以下之［1］～［4］。
［1］
一種聚乙烯醇系薄膜，其中，薄膜之寬度方向(TD)之面內相位差之最大值與最小值之差為25nm以下，且薄膜之寬度方向(TD)之面內相位差之微分標準差值為0.8nm以下。
［2］
如［1］所記載之聚乙烯醇系薄膜，其中，前述聚乙烯醇系薄膜之厚度為10～70μm。
［3］
一種偏光膜，其係使用如［1］或［2］所記載之聚乙烯醇系薄膜獲得。
［4］
一種偏光板，其具備如［3］所記載之偏光膜，及設置於前述偏光膜之至少單面之保護薄膜。
[發明之效果]
本發明之聚乙烯醇系薄膜為經高程度地降低相位差不均之均質性優良之聚乙烯醇系薄膜，且能獲得在作為偏光膜時無光學不均之偏光膜。
以下針對用於實施本發明之形態進行具體的說明，然而本發明並非受到此等所限定者。
此外，本發明中，表現為「X～Y」(X、Y為任意的數字)之情況中，除非另有說明，否則係在包含「X以上Y以下」的意義的同時，亦包含「較佳係大於X」或「較佳係小於Y」的意義。
又，表現為「X以上」(X為任意的數字)或「Y以下」(Y為任意的數字)之情況中，亦包含「較佳係大於X」或「較佳係未達Y」的意義。
本發明之聚乙烯醇系薄膜之薄膜之寬度方向(TD)之面內相位差之最大值與最小值之差為25nm以下，且薄膜之寬度方向(TD)之面內相位差之微分標準差值為0.8nm以下。
本發明之聚乙烯醇系薄膜之寬度方向(TD)之面內相位差之最大值與最小值之差必須為25nm以下，較佳為22nm以下，特佳為15nm以下，再更佳為10nm以下，尤其較佳為7nm以下。
藉由該寬度方向(TD)之面內相位差之最大值與最小值之差為25nm以下，在將薄膜作為偏光膜之原物料薄膜使用之情況中，所獲得之偏光膜之光學不均會變少。
本發明之聚乙烯醇系薄膜之寬度方向(TD)之面內相位差之微分標準差值必須為0.8nm以下，較佳為0.6nm以下，特佳為0.5nm以下，再更佳為0.3nm以下。
藉由該寬度方向(TD)之面內相位差之微分標準差值為0.8nm以下，在將薄膜作為偏光膜之原物料薄膜使用之情況中，所獲得之偏光膜之光學不均會變少。
此外，本發明中之所謂微分標準差值，係意指10mm之兩點間之面內相位差之差之絕對值之標準差值。
本發明之聚乙烯醇系薄膜，一般而言係將聚乙烯醇系樹脂之水溶液排出及流延至澆鑄模中並製膜，並連續地乾燥而獲得。
作為將上述薄膜之寬度方向(TD)之面內相位差之最大值與最小值之差及微分標準差值控制在特定的範圍內之手法，例如可舉出調整聚乙烯醇系樹脂水溶液之濃度之手法、調整排出之聚乙烯醇系樹脂水溶液之溫度之手法、調整在澆鑄模進行流延製膜時之乾燥條件(溫度、蒸發速度)之手法、調整將自澆鑄模剝離後之薄膜更進一步連續地乾燥時之乾燥條件(溫度、時間)之手法、控制製膜、乾燥步驟中之薄膜運送時之張力之手法等，在本發明中，以薄膜面內之相位差之控制之觀點來看，調整在澆鑄模進行流延製膜時之乾燥條件(溫度、蒸發速度)之方法、調整將自澆鑄模剝離後之薄膜更進一步連續地乾燥時之乾燥條件(溫度、時間)之手法係較佳。
以下，係依步驟之順序更詳細地說明本發明之聚乙烯醇系薄膜之製造方法，然而本發明之聚乙烯醇系薄膜並非受到此等實施形態所限定者。
本發明之聚乙烯醇系薄膜較佳係經過下述步驟(A)～(C)來製造，依需要亦經過步驟(D)係較佳。
・步驟(A)將聚乙烯醇系樹脂水溶液進行調液之步驟。
・步驟(B)將聚乙烯醇系樹脂水溶液流延至澆鑄模並進行製膜之步驟。
・步驟(C)藉由使經製膜之薄膜與複數熱輥接觸來加熱並進行乾燥之步驟。
・步驟(D)使用熱風將所獲得之薄膜進行熱處理之步驟。
＜步驟(A)＞
步驟(A)係將聚乙烯醇系樹脂水溶液進行調液之步驟。
首先，係針對上述聚乙烯醇系薄膜之材料之聚乙烯醇系樹脂，及聚乙烯醇系樹脂水溶液進行說明。
本發明中，作為構成聚乙烯醇系薄膜之聚乙烯醇系樹脂，通常係可使用未改質的聚乙烯醇系樹脂，亦即，將乙酸乙烯酯聚合所獲得之聚乙酸乙烯酯進行皂化所製造出之樹脂。依需要亦可使用將乙酸乙烯酯與少量(通常10莫耳%以下，較佳為5莫耳%以下)可與乙酸乙烯酯共聚之成分之共聚物皂化所獲得之樹脂。作為可與乙酸乙烯酯共聚之成分，例如，可舉出不飽和羧酸(例如，包含鹽、酯、醯胺、腈等)、碳數2～30之烯羥類(例如，乙烯、丙烯、正丁烯、異丁烯等)、乙烯基醚類、不飽和磺酸鹽等。又，亦可使用將皂化後之羥基進行化學修飾後所獲得之改質聚乙烯醇系樹脂。此等係可單獨或者合併2種以上使用。
又，作為聚乙烯醇系樹脂，亦可使用於側鏈具有1,2-二醇結構之聚乙烯醇系樹脂。該於側鏈具有1,2-二醇結構之聚乙烯醇系樹脂係可藉由例如(i)將乙酸乙烯酯與3,4-二乙醯氧基-1-丁烯之共聚物進行皂化之方法、(ii)將乙酸乙烯酯與碳酸乙烯亞乙酯之共聚物進行皂化及脫碳酸之方法、(iii)將乙酸乙烯酯與2,2-二烷基-4-乙烯基-1,3-二氧環戊烷之共聚物進行皂化及脫縮酮化之方法、(iv)將乙酸乙烯酯與甘油單烯丙基醚之共聚物進行皂化之方法等來獲得。
聚乙烯醇系樹脂之重量平均分子量較佳為10萬～30萬，特佳為11萬～28萬，再更佳為12萬～26萬，尤其較佳為14萬～24萬。該重量平均分子量若過小，則在將聚乙烯醇系樹脂作為光學薄膜之情況中係有難以獲得充分的光學性能之傾向，若過大，則在使用聚乙烯醇系薄膜來製造偏光膜時，延伸有變得困難之傾向。此外，上述聚乙烯醇系樹脂之重量平均分子量係藉由GPC-MALS法所測定之重量平均分子量。
本發明中所使用之聚乙烯醇系樹脂之平均皂化度通常較佳為98莫耳%以上，特佳為99莫耳%以上，再更佳為99.5莫耳%以上，尤其較佳為99.8莫耳%以上。平均皂化度若過小則在將聚乙烯醇系薄膜作為偏光膜之情況中，有無法獲得充分光學性能的傾向。
此處，本發明中之平均皂化度係依據JIS K 6726測定而得者。
作為本發明中所使用之聚乙烯醇系樹脂，亦可併用改質物質、改質量、重量平均分子量、平均皂化度等不相同之2種以上者。
使用上述聚乙烯醇系樹脂來調製將成為製膜原液之聚乙烯醇系樹脂水溶液。通常，聚乙烯醇系樹脂水溶液之樹脂濃度為5～70質量%，較佳為10～60質量%。
聚乙烯醇系樹脂水溶液中，以製膜性的觀點來看，除了聚乙烯醇系樹脂以外，更佳係依需要使其含有甘油、二甘油、三甘油、乙二醇、三乙二醇、聚乙二醇、三羥甲基丙烷等一般使用之塑化劑，或非離子性、陰離子性及陽離子性中之至少一種界面活性劑。此等係可單獨或者可合併2種以上使用。
藉此所獲得之聚乙烯醇系樹脂水溶液之樹脂濃度較佳為15～60質量%，特佳為17～55質量%，再更佳為20～50質量%。該水溶液之樹脂濃度若過低則乾燥負荷將變大，故生產能力有降低的傾向，若過高則黏度將變得過高而有變得難以均勻地溶解之傾向。
接著，所獲得之聚乙烯醇系樹脂水溶液係經消泡處理。作為消泡方法，可舉出靜置消泡或藉由多軸擠壓機來進行之消泡等的方法。作為多軸擠壓機，若為具有通氣孔之多軸擠壓機即可，通常係使用具有通氣孔之2軸擠壓機。
＜步驟(B)＞
步驟(B)係將聚乙烯醇系樹脂之水溶液流延至澆鑄模並進行製膜之步驟。
上述消泡處理之後，聚乙烯醇系樹脂水溶液係以一定量逐次地導入T型狹縫模，排出及流延於旋轉之澆鑄模上，並藉由連續澆鑄法製造成薄膜。
T型狹縫模出口之聚乙烯醇系樹脂水溶液之樹脂溫度較佳為80～100℃，特佳為85～98℃。
該聚乙烯醇系樹脂水溶液之樹脂溫度若過低則有變得流動不良之傾向，若過高則有發泡的傾向。
該聚乙烯醇系樹脂水溶液之黏度在排出時較佳為50～200Pa・s，特佳為70～150Pa・s。
該水溶液之黏度若過高則有變得流動不良之傾向，若過低則流延製膜有變得困難之傾向。
由T型狹縫模排出至澆鑄模之聚乙烯醇系樹脂水溶液之排出速度較佳為0.2～5m/分，特佳為0.4～4m/分，再更佳為0.6～3m/分。
該排出速度若過慢，則生產性有降低的傾向，若過快則流延有變得困難之傾向。
該澆鑄模為澆鑄滾筒之情況下之滾筒的直徑較佳為2～5m，特佳為2.4～4.5m，再更佳為2.8～4m。
若該直徑過小，則由於在澆鑄滾筒上之乾燥區間變短，故有速度難以提升之傾向，若過大，則輸送性有降低之傾向。
該澆鑄模之寬度較佳為4m以上，特佳為4.5m以上，再更佳為5m以上，尤其較佳為5～8m。
澆鑄模之寬度若過小，則生產性有降低之傾向。
該澆鑄模之速度，以由澆鑄模將乾燥後之薄膜剝離時之剝離性之觀點來看，上限較佳為20m/分以下，特佳為18m/分以下，再更佳為17m/分以下。又以薄膜生產性之觀點來看，下限較佳為5m/分以上，特佳為6m/分以上，再更佳為8m/分以上。
該澆鑄模之表面溫度，以可抑制乾燥時之發泡，且可獲得外觀優良之薄膜之觀點來看，上限較佳為100℃以下，特佳為95℃以下，再更佳為92℃以下，尤其較佳為90℃以下。又以由澆鑄模將薄膜剝離時之剝離性之觀點來看，下限較佳為78℃以上，特佳為80℃以上，再更佳為82℃以上，尤其較佳為83℃以上。
由該澆鑄模剛剝離時之薄膜之水分率，以由澆鑄模將薄膜剝離時之剝離性之觀點來看，上限較佳為20質量%以下，特佳為19質量%以下，再更佳為16質量%以下，尤其較佳為12質量%以下，格外較佳為8質量%以下。
又，以薄膜之運行性能穩定化之觀點來看，下限較佳為1質量%以上，特佳為3質量%以上，再更佳為5質量%以上。
水分在澆鑄模上之蒸發速度之下限較佳為1%/秒以上，特佳為1.1%/秒以上，再更佳為1.2%/秒以上，尤其較佳為1.3%/秒以上。
又，上限較佳為2.2%/秒以下，特佳為2.0%/秒以下，再更佳為1.8%/秒以下，尤其較佳為1.6%/秒以下。
該水分之蒸發速度若過慢，則薄膜之生產性有降低的傾向，若過快則有薄膜之表面性容易變得混亂之傾向。
由澆鑄模剛剝離時之薄膜之水分率(質量%)與熱輥乾燥時間(秒)之乘積較佳為750以下，再更佳為700以下，特佳為500以下，尤其較佳為400以下。下限值通常為100。該水分率與乾燥時間之乘積若介於上述範圍內，則係有容易獲得滿足本發明中所界定之構成之薄膜之傾向。
又，熱輥乾燥時間相同的情況中，由澆鑄模剛剝離時之薄膜之水分率越低者，越容易獲得滿足本發明中所界定之構成之薄膜，而有良好地抑制光學不均之傾向。
＜步驟(C)＞
步驟(C)係將經上述所製膜之薄膜並進行加熱並乾燥之步驟。
由澆鑄模剝離之薄膜(經上述所製膜之薄膜)係使用軋輥等被運送至流動方向(MD方向)，並藉由使該薄膜之表面與背面交互地與複數熱輥接觸而乾燥。熱輥，例如，為將表面進行過鍍硬鉻處理或鏡面處理之直徑0.2～2m之輥。熱輥乾燥通常係使用2～30根，較佳為使用10～25根熱輥來進行乾燥。
該熱輥之表面溫度係未特別限定，然而通常為60～150℃，更佳為70～140℃。該表面溫度若過低則有變得乾燥不良的傾向，若過高則將變得乾燥過度而有導致起伏等外觀不良的傾向。
該熱輥乾燥時間上限較佳為60秒以下，特佳為57秒以下，再更佳為55秒以下，尤其較佳為50秒以下，更佳為40秒以下。又下限較佳為30秒以上，特佳為31秒以上，再更佳為32秒以上，尤其較佳為35秒以上。
該熱輥乾燥時間若變得過長，則製造偏光膜時之染色性有降低的傾向，若變得過快，則在偏光膜製造時之膨潤步驟中，薄膜係變得容易產生皺紋或折斷，偏光膜之外觀有容易降低的傾向。
＜步驟(D)＞
步驟(D)係使用熱風將所獲得之薄膜進行熱處理之步驟。
將經過上述步驟(C)之薄膜以例如浮式乾燥機等來進行熱處理即可。
該熱處理之溫度之上限較佳為140℃以下，特佳為137℃以下，再更佳為135℃以下，尤其較佳為130℃以下。又下限較佳為100℃以上，特佳為103℃以上，再更佳為105℃以上，尤其較佳為110℃以上。
該熱處理溫度若過高則製造偏光膜時之染色性有降低的傾向，若過低，則在偏光膜製造時之膨潤步驟中，變得容易於薄膜產生皺紋或折斷，偏光膜之外觀有降低的傾向。
又，熱處理時間較佳為20～100秒鐘，特佳為35～70秒鐘。
〔聚乙烯醇系薄膜〕
這樣經過上述步驟(A)～(D)可獲得聚乙烯醇系薄膜，最終捲繞於輥上成為製品。
這樣所獲得之本發明之聚乙烯醇系薄膜之厚度，以偏光膜之生產穩定性之觀點來看，下限較佳為10μm以上，特佳為15μm以上，再更佳為20μm以上，尤其較佳為30μm以上。
又以使用由聚乙烯醇系薄膜製造之偏光膜之液晶顯示器之翹曲減少的觀點來看，上限較佳為70μm以下，特佳為60μm以下，再更佳為50μm以下，尤其較佳為45μm以下，更佳為35μm以下。
聚乙烯醇系薄膜之長度，以偏光膜之大面積化之觀點來看，較佳為4km以上，以輸送質量之觀點來看特佳為5～50km。
聚乙烯醇系薄膜之寬度，以偏光膜之增寬化之觀點來看，較佳為4m以上，特佳為5m以上，由偏光膜製造時避免破裂之觀點來看再更佳為5～6m。
本發明之聚乙烯醇系薄膜係作為光學用而言有用處。尤其，作為偏光膜之原物料薄膜係非常地有用處，以下，係針對由該聚乙烯醇系薄膜所構成之偏光膜，及偏光板之製造方法進行說明。
〔偏光膜之製造方法〕
本發明之偏光膜係將所獲得之上述聚乙烯醇系薄膜由輥送出並向水平方向輸送，並經過膨潤、染色、硼酸交聯、延伸、洗淨、乾燥等的步驟所製造。
膨潤步驟係在染色步驟之前施行。藉由膨潤步驟，除了可洗淨聚乙烯醇系薄膜表面的髒污以外，亦有藉由使聚乙烯醇系薄膜膨潤來防止染色不均等的效果。
在膨潤步驟中，通常係使用水作為處理液。該處理液之主成分若為水，則亦可添加碘化化合物、界面活性劑等的添加物、酒精等。膨潤浴之溫度通常為10～45℃左右，浸漬於膨潤浴之浸漬時間通常為0.1～10分鐘左右。
染色步驟係藉由使薄膜與含有碘或二色性染料之液體接觸來進行。通常係使用碘-碘化鉀之水溶液，碘之濃度適宜為0.1～2g/L、碘化鉀之濃度適宜為1～100g/L。實用上的染色時間為30～500秒鐘左右。處理浴之溫度較佳為5～50℃。水溶液中除了水溶劑以外亦可含有少量與水具有相溶性的有機溶劑。
硼酸交聯步驟係使用硼酸或硼砂等的硼化合物來進行。硼化合物係以水溶液或水-有機溶劑混合液的形式，並以濃度10～100g/L左右使用，在液中使碘化鉀共存的話，以偏光性能的穩定化的觀點來看係較佳。處理時之溫度較佳為30～70℃左右、處理時間較佳為0.1～20分鐘左右，又，依需要亦可於處理中進行延伸操作。
延伸步驟通常係將薄膜沿單軸方向延伸3～10倍，較佳為延伸3.5～7倍係較佳。此時，亦可沿著延伸方向之直角方向進行少許之延伸(防止在寬度方向之收縮之程度，或此程度以上之延伸)。延伸時之溫度較佳為40～170℃。此外，延伸倍率係最後設定為前述範圍內即可，延伸操作並非僅限於1階段，亦可於製造步驟中實施複數次。
洗淨步驟係例如藉由將薄膜浸漬於水或碘化鉀等的碘化物水溶液中來進行，並可去除薄膜之表面上產生之析出物。在使用碘化鉀水溶液之情況下之碘化鉀濃度可為10～1000g/L左右。洗淨處理時之溫度通常為5～50℃，較佳為10～45℃。處理時間通常為1～300秒鐘，較佳為10～240秒鐘。此外，水洗淨與藉由碘化鉀水溶液來進行之洗淨亦可適宜地組合進行。
乾燥步驟，例如，係使用乾燥機於40～100℃下進行0.1～10分鐘之乾燥。
藉此可獲得偏光膜，然而該偏光膜之偏光度較佳為99%以上，更佳為99.5%以上，上限為100%。偏光度若過低，則液晶顯示器中之對比有降低之傾向。
此外，偏光度一般係藉由在將2片偏光膜重疊成使其配向方向為同一方向之狀態下，以波長λ測定而得之光線穿透率(H
11)，及在將2片偏光膜重疊成使其配向方向互相垂直之方向的狀態下，以波長λ測定所得之光線穿透率(H
1)，根據下述式(1)算出。
偏光度＝〔(H
11-H
1)/(H
11＋H
1)〕
1/2・・・(1)
此外，本發明之偏光膜之單體穿透率較佳為43%以上。該單體穿透率若過低，則有無法達成液晶顯示器之高亮度化之傾向。
單體穿透率係使用分光光度計測定偏光膜單體之光線穿透率而得之值。
接著，針對使用本發明之偏光膜之本發明之偏光板之製造方法來進行說明。
本發明之偏光膜係適宜使用於製造色彩不均勻少、偏光性能優良之偏光板。
〔偏光板之製造方法〕
本發明之偏光板係藉由將光學上等向性之樹脂薄膜作為保護薄膜，隔著黏接劑貼合於本發明之偏光膜之單面或雙面來製作。作為保護薄膜，例如，可舉出由三乙醯基纖維素、二乙醯基纖維素那樣的乙醯基纖維素系樹脂所構成之薄膜、由聚對苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯及聚對苯二甲酸丁二醇酯那樣的聚酯系樹脂所構成之薄膜、由聚碳酸酯系樹脂薄膜、環烯烴系樹脂薄膜、丙烯酸系樹脂薄膜、聚丙烯系樹脂之鏈狀烯羥系樹脂所構成之薄膜。
貼合方法係以眾所周知之手法來進行，例如，將液狀之黏接劑組成物均勻地塗布於偏光膜、保護薄膜，或者其雙方後，將兩者貼合並壓接，並以照射加熱或活性能量射線來進行。
此外，亦可於偏光膜之單面或雙面上塗布胺基甲酸酯系樹脂、丙烯酸系樹脂、脲樹脂等的硬化性樹脂並硬化形成硬化層，來作為偏光板。若藉由這樣的方式來進行，則上述硬化層係取代上述保護薄膜，而可實現薄膜化。
使用本發明之聚乙烯醇系薄膜所獲得之偏光膜及偏光板係偏光性能優良，可理想地使用於行動資訊終端設備、電腦、電視、投影機、招牌、桌上型電子計算機、電子鐘、文書處理器、電子紙、遊戲機、錄放影機、相機、相冊、溫度計、音響、汽車或機械類的儀表類等的液晶顯示裝置、太陽眼鏡、防眩光眼鏡、立體眼鏡、穿戴式顯示器、可折疊顯示器、顯示元件(CRT、LCD、有機EL、電子紙等)用防反射層、光通信機器、醫療機器、建築材料、玩具等。
[實施例]
以下，係舉出實施例更具體地說明本發明，然而本發明在不超出本發明之宗旨的範圍內係不受以下之實施例所限定。
此外，例中之「份」、「%」，係意指以質量為基準。
＜測定條件＞
(1)由澆鑄模剛剝離時之薄膜之水分率A［%］
針對由澆鑄模剛剝離時之薄膜，從寬度方向中心之位置取樣，測定初期質量A0(g)。接著，由將該薄膜於83℃之真空乾燥機中乾燥20分鐘後之質量A1(g)，依據下述式(i)算出薄膜之水分率［%］。
水分率A［%］＝100×(A0-A1)/A0 ・・・(i)
共取樣3次，將測定後之結果之平均值作為由澆鑄模剛剝離時之薄膜之水分率A［%］。
(2)寬度方向(TD)之面內相位差之最大值與最小值之差、寬度方向(TD)之面內相位差之微分標準差值
將所獲得之聚乙烯醇系薄膜切割成寬度(TD之長度)3000mm×長度(MD之長度)50mm，製作條狀樣本。針對所獲得之樣本，使用KOBRA-WFD0(王子計測機器公司製)，在整個寬度的範圍內，於寬度方向以10mm之一定間隔確定測定點，並測定各測定點中之樣本之寬度方向之相位差。
藉由所獲得之測定結果，算出寬度方向(TD)之面內相位差之最大值與最小值之差與寬度方向(TD)之面內相位差之微分標準差值。
此處，所謂寬度方向(TD)之面內相位差之微分標準差值，係針對上述所測定之10mm間隔之相位差，求出將鄰接2點間之相位差相減後之數值之絕對值(相位差微分值)，再求出該等的標準差所得之值。
(3)光學不均
在背光源上將2片偏光板以十字的方式設置後，放入在該2片偏光板間製作之偏光膜並以目視觀察偏光膜之外觀。
(評價基準)
◎(Excellent)：偏光膜內之亮度幾乎沒有濃淡差。
○(Very good)：偏光膜內之亮度有少許濃淡差。
△(Good)：偏光膜內之亮度有濃淡差。
×(Poor)：偏光膜內之亮度有大的濃淡差。
＜實施例1＞
(聚乙烯醇系薄膜之製作)
於5,000L之溶解罐中，放入重量平均分子量123,000、皂化度99.8莫耳%之聚乙烯醇系樹脂1,000kg、水3,000kg、作為塑化劑之甘油115kg，及作為界面活性劑之十二烷基磺酸鈉0.25kg，一邊攪拌一邊升溫至150℃並進行加壓溶解，獲得樹脂濃度調整為29%之聚乙烯醇系樹脂水溶液。
接著，將該聚乙烯醇系樹脂水溶液供給至具有通氣孔之2軸擠壓機並消泡後，將水溶液溫度設為95℃，藉由T型狹縫模排出口，於以12m/分旋轉之澆鑄模(設定溫度84℃)排出及流延，並以水分之蒸發速度1.4%/秒來進行製膜。將所獲得之薄膜由澆鑄模剛剝離時之薄膜之水分率為7%。接著，使薄膜之表面及背面與合計15根熱輥交互地接觸，進行54秒鐘乾燥，於薄膜雙面噴125℃之熱風進行熱處理後，最後切開並捲繞，獲得輥狀的聚乙烯醇系薄膜(薄膜厚30μm、寬度3m、長度5km)。所獲得之聚乙烯醇系薄膜之特性係如同表1所示。
(偏光膜之製作)
將所獲得之聚乙烯醇系薄膜由輥送出，一邊向水平方向運送，一邊浸漬水溫25℃之水槽中使其膨潤，一邊於流動方向(MD)以原本的原物料為基準延伸至1.6倍。於該膨潤步驟中，薄膜上係未產生折斷或皺紋。接著，一邊以使最終所獲得之偏光膜之單體穿透率成為43.5%的方式調整碘量，並浸漬於包含碘化鉀30g/L之組成之水溶液(28℃)中染色，一邊於流動方向(MD方向)以原本的原物料為基準，以使其成為2.3倍的方式延伸，然後，一邊浸漬於硼酸30g/L、碘化鉀30g/L之組成之水溶液(59℃)中進行硼酸交聯，一邊於流動方向(MD方向)以原本的原物料為基準，單軸延伸至5.9倍為止。最後，以碘化鉀水溶液進行洗淨，於80℃下乾燥40秒鐘，獲得偏光膜。
＜實施例2＞
(聚乙烯醇系薄膜、偏光膜之製作)
於5,000L之溶解罐中，放入重量平均分子量123,000、皂化度99.8莫耳%之聚乙烯醇系樹脂1,000kg、水3,000kg、作為塑化劑之甘油115kg，及作為界面活性劑之十二烷基磺酸鈉0.25kg，一邊攪拌一邊升溫至150℃並進行加壓溶解，獲得樹脂濃度調整為29%之聚乙烯醇系樹脂水溶液。接著，將該聚乙烯醇系樹脂水溶液供給至具有通氣孔之2軸擠壓機並消泡後，將水溶液溫度設為95℃，藉由T型狹縫模排出口，於以16m/分旋轉之澆鑄模(設定溫度80℃)排出及流延，並以水分之蒸發速度1.7%/秒來進行製膜。將所獲得之薄膜由澆鑄模剛剝離時之薄膜之水分率為15%。接著，使薄膜之表面及背面與合計15根熱輥交互地接觸，進行41秒鐘乾燥，於薄膜雙面噴125℃之熱風進行熱處理後，最後切開並捲繞，獲得輥狀的聚乙烯醇系薄膜(薄膜厚30μm、寬度3m、長度5km)。所獲得之聚乙烯醇系薄膜之特性係如同表1所示。
使用所獲得之聚乙烯醇系薄膜，與實施例1同樣地進行，獲得偏光膜。
＜實施例3＞
(聚乙烯醇系薄膜、偏光膜之製作)
於5,000L之溶解罐中，放入重量平均分子量123,000、皂化度99.8莫耳%之聚乙烯醇系樹脂1,000kg、水3,000kg、作為塑化劑之甘油115kg，及作為界面活性劑之十二烷基磺酸鈉0.25kg，一邊攪拌一邊升溫至150℃並進行加壓溶解，獲得樹脂濃度調整為29%之聚乙烯醇系樹脂水溶液。接著，將該聚乙烯醇系樹脂水溶液供給至具有通氣孔之2軸擠壓機並消泡後，將水溶液溫度設為95℃，藉由T型狹縫模排出口，於以17m/分旋轉之澆鑄模(設定溫度80℃)排出及流延，並以水分之蒸發速度1.7%/秒來進行製膜。將所獲得之薄膜由澆鑄模剛剝離時之薄膜之水分率為18%。接著，使薄膜之表面及背面與合計15根熱輥交互地接觸，進行38秒鐘乾燥，於薄膜雙面噴125℃之熱風進行熱處理後，最後切開並捲繞，獲得輥狀的聚乙烯醇系薄膜(薄膜厚30μm、寬度3m、長度5km)。所獲得之聚乙烯醇系薄膜之特性係如同表1所示。
使用所獲得之聚乙烯醇系薄膜，與實施例1同樣地進行，獲得偏光膜。
＜實施例4＞
(聚乙烯醇系薄膜、偏光膜之製作)
於5,000L之溶解罐中，放入重量平均分子量156,000、皂化度99.8莫耳%之聚乙烯醇系樹脂1,000kg、水3,000kg、作為塑化劑之甘油115kg，及作為界面活性劑之十二烷基磺酸鈉0.25kg，一邊攪拌一邊升溫至150℃並進行加壓溶解，獲得樹脂濃度調整為26%之聚乙烯醇系樹脂水溶液。接著，將該聚乙烯醇系樹脂水溶液供給至具有通氣孔之2軸擠壓機並消泡後，將水溶液溫度設為95℃，藉由T型狹縫模排出口，於以17m/分旋轉之澆鑄模(設定溫度86℃)排出及流延，並以水分之蒸發速度2.0%/秒來進行製膜。將所獲得之薄膜由澆鑄模剛剝離時之薄膜之水分率為11%。接著，使薄膜之表面及背面與合計15根熱輥交互地接觸，進行38秒鐘乾燥，於薄膜雙面噴135℃之熱風來進行熱處理後，最後切開並捲繞，獲得輥狀的聚乙烯醇系薄膜(薄膜厚30μm、寬度3m、長度5km)。所獲得之聚乙烯醇系薄膜之特性係如同表1所示。
使用所獲得之聚乙烯醇系薄膜，與實施例1同樣地進行，獲得偏光膜。
＜實施例5＞
(聚乙烯醇系薄膜、偏光膜之製作)
於5,000L之溶解罐中，放入重量平均分子量156,000、皂化度99.8莫耳%之聚乙烯醇系樹脂1,000kg、水3,000kg、作為塑化劑之甘油115kg，及作為界面活性劑之十二烷基磺酸鈉0.25kg，一邊攪拌一邊升溫至150℃並進行加壓溶解，獲得樹脂濃度調整為26%之聚乙烯醇系樹脂水溶液。接著，將該聚乙烯醇系樹脂水溶液供給至具有通氣孔之2軸擠壓機並消泡後，將水溶液溫度設為95℃，藉由T型狹縫模排出口，於以16m/分旋轉之澆鑄模(設定溫度86℃)排出及流延，並以水分之蒸發速度1.9%/秒來進行製膜。將所獲得之薄膜由澆鑄模剛剝離時之薄膜之水分率為10%。接著，使薄膜之表面及背面與合計15根熱輥交互地接觸，進行41秒鐘乾燥，並於薄膜雙面噴135℃之熱風來進行熱處理後，最後切開並捲繞，獲得輥狀的聚乙烯醇系薄膜(薄膜厚30μm、寬度3m、長度5km)。所獲得之聚乙烯醇系薄膜之特性係如同表1所示。
使用所獲得之聚乙烯醇系薄膜，與實施例1同樣地進行，獲得偏光膜。
＜比較例1＞
(聚乙烯醇系薄膜、偏光膜之製作)
於5,000L之溶解罐中，放入重量平均分子量123,000、皂化度99.8莫耳%之聚乙烯醇系樹脂1,000kg、水3,000kg、作為塑化劑之甘油115kg，及作為界面活性劑之十二烷基磺酸鈉0.25kg，一邊攪拌一邊升溫至150℃並進行加壓溶解，獲得樹脂濃度調整為29%之聚乙烯醇系樹脂水溶液。接著，將該聚乙烯醇系樹脂水溶液供給至具有通氣孔之2軸擠壓機並消泡後，將水溶液溫度設為95℃，藉由T型狹縫模排出口，於以16m/分旋轉之澆鑄模(設定溫度76℃)排出及流延，並以水分之蒸發速度1.5%/秒來進行製膜。將所獲得之薄膜由澆鑄模剛剝離時之薄膜之水分率為20%。接著，使薄膜之表面及背面與合計15根熱輥交互地接觸，進行41秒鐘乾燥，於薄膜雙面噴125℃之熱風進行熱處理後，最後切開並捲繞，獲得輥狀的聚乙烯醇系薄膜(薄膜厚30μm、寬度3m、長度5km)。所獲得之聚乙烯醇系薄膜之特性係如同表1所示。
使用所獲得之聚乙烯醇系薄膜，與實施例1同樣地進行，獲得偏光膜。
＜比較例2＞
(聚乙烯醇系薄膜、偏光膜之製作)
於5,000L之溶解罐中，放入重量平均分子量123,000、皂化度99.8莫耳%之聚乙烯醇系樹脂1,000kg、水3,000kg、作為塑化劑之甘油115kg，及作為界面活性劑之十二烷基磺酸鈉0.25kg，一邊攪拌一邊升溫至150℃並進行加壓溶解，獲得樹脂濃度調整為29%之聚乙烯醇系樹脂水溶液。接著，將該聚乙烯醇系樹脂水溶液供給至具有通氣孔之2軸擠壓機並消泡後，將水溶液溫度設為95℃，藉由T型狹縫模排出口，於以12m/分旋轉之澆鑄模(設定溫度67℃)排出及流延，並以水分之蒸發速度1.2%/秒來進行製膜。將所獲得之薄膜由澆鑄模剛剝離時之薄膜之水分率為18%。接著，使薄膜之表面及背面與合計15根熱輥交互地接觸，進行54秒鐘乾燥，於薄膜雙面噴125℃之熱風進行熱處理後，最後切開並捲繞，獲得輥狀的聚乙烯醇系薄膜(薄膜厚30μm、寬度3m、長度5km)。所獲得之聚乙烯醇系薄膜之特性係如同表1所示。
使用所獲得之聚乙烯醇系薄膜，與實施例1同樣地進行，獲得偏光膜。
＜比較例3＞
(聚乙烯醇系薄膜、偏光膜之製作)
於5,000L之溶解罐中，放入重量平均分子量156,000、皂化度99.8莫耳%之聚乙烯醇系樹脂1,000kg、水3,000kg、作為塑化劑之甘油115kg，及作為界面活性劑之十二烷基磺酸鈉0.25kg，一邊攪拌一邊升溫至150℃並進行加壓溶解，獲得樹脂濃度調整為26%之聚乙烯醇系樹脂水溶液。接著，將該聚乙烯醇系樹脂水溶液供給至具有通氣孔之2軸擠壓機並消泡後，將水溶液溫度設為95℃，藉由T型狹縫模排出口，於以17m/分旋轉之澆鑄模(設定溫度77℃)排出及流延，並以水分之蒸發速度1.7%/秒來進行製膜。將所獲得之薄膜由澆鑄模剛剝離時之薄膜之水分率為20%。接著，使薄膜之表面及背面與合計15根熱輥交互地接觸，進行38秒鐘乾燥，並從薄膜雙面噴入135℃之熱風來進行熱處理後，最後切開並捲繞，獲得輥狀的聚乙烯醇系薄膜(薄膜厚30μm、寬度3m、長度5km)。所獲得之聚乙烯醇系薄膜之特性係如同表1所示。
使用所獲得之聚乙烯醇系薄膜，與實施例1同樣地進行，獲得偏光膜。
[表1]
關於實施例1～5之聚乙烯醇系薄膜之薄膜之寬度方向(TD)之面內相位差，可知由於其最大值與最小值之差，及微分標準差值皆界於請求項1所界定之範圍內，可獲得光學不均少之面內均一性優良之偏光膜。
相對於此，可知比較例1～3之聚乙烯醇系薄膜在作為偏光膜時產生光學不均，故為偏光膜之性能不佳者。
又，若比較熱輥乾燥時間相同之例子，則可知由澆鑄模剛剝離時之薄膜之水分率越低，則越可獲得滿足本發明中既定之構成之薄膜，光學不均性越優良。
可知這樣於光學不均少之偏光膜上貼合保護薄膜所獲得之偏光板亦同樣光學不均少。
上述實施例中，係顯示出本發明之具體的形態，然而上述實施例係僅為舉例說明，而非受到其限定解釋者。對於本發明技術領域中具有通常知識者而言顯而易見的各種變化，均意欲包括於本發明之範圍內。
[產業上之可利用性]
使用本發明之聚乙烯醇系薄膜之偏光膜係偏光性能優良，可理想地使用於行動資訊終端設備、電腦、電視、投影機、招牌、桌上型電子計算機、電子鐘、文書處理器、電子紙、遊戲機、錄放影機、相機、相冊、溫度計、音響、汽車或機械類的儀表類等的液晶顯示裝置、太陽眼鏡、防眩光眼鏡、立體眼鏡、穿戴式顯示器、可折疊顯示器、可捲式電視、可捲式顯示器、顯示元件(CRT、LCD、有機EL、電子紙等)用反射防止膜、光通信機器、醫療機器、建築材料、玩具等。
Claims (4)
- 一種聚乙烯醇系薄膜，其中，薄膜之寬度方向(TD)之面內相位差之最大值與最小值之差為25nm以下，且薄膜之寬度方向(TD)之面內相位差之微分標準差值為0.8nm以下。
- 如請求項1之聚乙烯醇系薄膜，其中，該聚乙烯醇系薄膜之厚度為10～70μm。
- 一種偏光膜，其係使用如請求項1或2之聚乙烯醇系薄膜獲得。
- 一種偏光板，其具備如請求項3之偏光膜，及設置於該偏光膜之至少單面之保護薄膜。
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