TWI597531B - A polarizing film, a polarizing film with an adhesive layer, and an image display device - Google Patents
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本發明關於一種偏光薄膜。此外,本發明關於一種使用前述偏光薄膜之附黏著劑層之偏光薄膜。前述偏光薄膜或附黏著劑層之偏光薄膜可單獨或作為將其積層而成之光學薄膜來形成液晶顯示裝置(LCD)、有機EL顯示裝置等影像顯示裝置。
液晶顯示裝置基於其影像形成方式,必須在形成液晶面板表面之玻璃基板的兩側配置偏光薄膜。一般而言,偏光薄膜係使用在偏光件之單面或兩面上以聚乙烯醇系接著劑等貼合有保護薄膜而成之物,該偏光件則由聚乙烯醇系薄膜與碘等之二色性材料所構成。
此外,偏光薄膜在熱衝撃(例如95℃、250小時之高溫下試驗)之嚴苛環境下,會因偏光件之收縮應力變化,而有容易在偏光件之吸收軸方向上整體發生裂紋的問題。亦即,偏光薄膜對於前述嚴苛環境之熱衝撃的耐裂紋性不足。尤其,從薄型化之觀點出發,僅在偏光件單面上設置保護薄膜之單側保護偏光薄膜因其設有保護薄膜側之偏光件收縮應力與保護薄膜相反側之偏光件收縮應力之落差,
會在偏光件內部發生過剰應力,而有容易在偏光件之吸收軸方向上發生數百μm之微小裂紋至猶如貫通整面般之貫通裂紋等各種裂紋的問題。
為了抑制前述裂紋發生,例如,已有一種附黏著劑層之偏光薄膜獲提出,其係在單側保護偏光薄膜上設置抗拉彈性率100MPa以上之保護層,且進一步在該保護層上設置黏著劑層(專利文獻1)。此外,也提出一種附黏著劑層之偏光薄膜,其係在厚度25μm以下之偏光件單面上具有硬化型樹脂組成物之硬化物所構成之保護層,且在偏光件之另一側單面上具有保護薄膜,並在前述保護層外側具有黏著劑層(專利文獻2)。前述專利文獻1、2所記載之附黏著劑層之偏光薄膜從抑制裂紋發生之觀點來看甚是有效。又,從抑制裂紋發生同時薄層化、輕量化之觀點出發,已提出可在偏光件之至少單面上設置由水溶性皮膜形成性組成物(聚乙烯醇系樹脂組成物)所構成之保護層(專利文獻3)。
【專利文獻1】日本特開2010-009027號公報
【專利文獻2】日本特開2013-160775號公報
【專利文獻3】日本特開2005-043858號公報
此外,依據專利文獻1至3,可藉由前述保護層使前述偏光件朝吸收軸方向之收縮控制到某種程度,而可抑制前述裂紋之發生。然而,即使利用前述保護層,偏光件因收縮應力所致尺寸變化仍難謂獲充分抑制。
又,偏光件也正趨進行薄型化。使用於偏光薄膜之偏光件薄化時,偏光件之收縮應力變化會縮小。但因偏光件本身薄型化,即使施加較習知技術更弱之力,偏光件仍會破裂,因此即使利用薄型偏光件,耐裂紋性仍不充分。
又,因偏光件具有諸如聚乙烯醇系薄膜之延伸步驟,即使是薄型偏光件,在延伸步驟中獲得之偏光件仍在內部具有殘留應力之狀態下進行製造。又,一般來說,偏光薄膜雖在偏光件之單面或兩面上貼合有各種保護薄膜等,但該偏光薄膜在前述熱衝撃試驗中前述各種保護薄膜之殘留應力與偏光件之殘留應力會以組合之形式表現,偏光薄膜以整體而言會顯示出收縮之動態。因此,即使是薄型偏光件,特別是在用以形成偏光件之聚乙烯醇樹脂之Tg附近及其以上之高溫試驗(例如85℃以上)時,並無法充分抑制偏光件因收縮應力引起之尺寸變化。
本發明之目的在於提供一種偏光薄膜,其係於偏光件之至少單面上具有透明層,可於85℃以上之高溫環境下抑制裂紋發生,且可抑制偏光件之尺寸變化。此外,本發明之目的在於提供一種使用了前述偏光薄膜之附黏著劑層之偏光薄膜。本發明進一步有關於一種影像顯示裝
置,其具有前述偏光薄膜或附黏著劑層之偏光薄膜。
本案發明人經精心探究,結果發現可藉由下述偏光薄膜等來解決上述課題,而終至完成本發明。
亦即,本發明有關於一種偏光薄膜,其係於偏光件之至少一面上具有透明層者,特徵在於:前述偏光件含有聚乙烯醇系樹脂,且厚度為15μm以下;前述偏光件之前述透明層側具有與前述透明層之相溶層;並且,前述偏光件之厚度A與前述相溶層之厚度B滿足通式:(100×B/A)≧1。
於前述偏光薄膜中,相較於前述偏光件中前述相溶層以外之部分,前述相溶層宜具更低之硼酸濃度。
此外,本發明有關於一種偏光薄膜,其係於偏光件之至少一面上具有透明層,特徵在於:前述偏光件含有聚乙烯醇系樹脂,且厚度為15μm以下;前述偏光件中之前述透明層側具有硼酸低濃度層,其相較於前述偏光件其他部分硼酸濃度相對較低;並且,前述偏光件之厚度A與前述硼酸低濃度層之厚度C滿足通式:(100×C/A)≧1。
前述偏光薄膜中,前述透明層之厚度宜為0.2μm以上。又,前述透明層之厚度宜在6μm以下。
前述偏光薄膜中,前述透明層之配向性指數宜為0.05以下。
前述偏光薄膜中,前述透明層宜為含聚乙烯醇系樹脂之形成材料之形成物。前述聚乙烯醇系樹脂宜皂化度為99莫耳%以上且平均聚合度為2000以上。
前述偏光薄膜中,前述偏光件之單體透光率T及偏光度P所示光學特性宜在下式所示之範圍內:P>-(100.929T-42.4-1)×100(但T<42.3);或P≧99.9(但T≧42.3)。
前述偏光薄膜可具有保護薄膜。
此外,本發明有關於一種附黏著劑層之偏光薄膜,其特徵在於具有前述偏光薄膜及黏著劑層。
又,本發明有關於一種影像顯示裝置,其具有前述偏光薄膜或前述附黏著劑層之偏光薄膜。
依據本發明之偏光薄膜,藉由在偏光件設置前述透明層,可在85℃以上高溫環境下抑制裂紋發生。又,本發明之偏光薄膜在前述偏光件之前述透明層側具有與前述透明層之相溶層。前述相溶層係藉由形成透明層之一部份材料滲入偏光件中且偏光件表面附近之成分滲出而形成於偏光件表面附近。可藉由使用可滲透到偏光件中之材料而在偏光件表面形成透明層以形成該相溶層。
舉例來說,一般偏光件之製作係藉由對聚乙烯醇系樹脂(薄膜)施行延伸步驟來進行,因此所得偏光件中之
樹脂分子會呈現具某種程度規則性而定向之狀態。與其相對地,形成於偏光件表面之透明層例如係以塗布方式來形成。因此,透明層不會施行延伸步驟,形成透明層之分子不會規則地定向。本發明之相溶層如上述般係藉由使透明層之形成成分滲入偏光件中而形成。形成透明層之際,滲入偏光件之透明層成分具有將偏光件中之分子配向性予以部分緩和之功用。推定此種功用與偏光件殘留應力之緩和相關而抑制了偏光件之尺寸變化。又,本發明並不受此一推定機制所侷限。
此外,本發明之偏光薄膜使用厚度15μm以下之薄型偏光件。薄型偏光件中偏光件之收縮應力變化雖會變少,但因偏光件本身薄型化,耐裂紋性並不充分。若以本發明之偏光薄膜,即便使用薄型偏光件仍因具有透明層而可提升耐裂紋性。
1‧‧‧偏光件
2‧‧‧透明層
3‧‧‧樹脂基材
4‧‧‧保護薄膜
10‧‧‧偏光薄膜
11‧‧‧偏光薄膜
A‧‧‧偏光件厚度
B‧‧‧相溶層厚度
X‧‧‧相溶層
圖1為本發明偏光薄膜之概略截面圖之一例。
圖2為本發明偏光薄膜之概略截面圖之一例。
圖3為測定相溶層之相關圖表。
以下一邊參照圖1、圖2一邊說明本發明之偏光薄膜10、11。偏光薄膜10、11具有偏光件1及透明層2。此外,本發明之偏光薄膜10、11如圖1、圖2所示,在前述偏光件1之前述透明層2側具有與前述透明層2之相溶層X。圖
1(A)雖僅顯示偏光件1、相溶層X及透明層2,但如圖1(B)所示,圖1(A)中偏光件1之側可設有樹脂基材3。樹脂基材3可舉例如製造薄型之偏光件1時所使用之樹脂基材。
此外,圖2之偏光薄膜11中,圖1(A)之偏光薄膜10上設有保護薄膜4。保護薄膜4可設在圖1(A)之偏光薄膜10之偏光薄膜單面或兩面上。圖2(A)中保護薄膜4僅設於偏光件1側,但保護薄膜4也可僅設於透明層2側。圖2(B)係在圖1(A)之偏光薄膜10兩側設置保護薄膜4。又,保護薄膜4也可積層2片以上使用。圖2(C)係在偏光件1之單側上積層有2片保護薄膜4之情況。另,雖未圖示於圖2中,偏光件1或透明層2與保護薄膜4可經由接著劑層、黏著劑層、下塗層(底漆層)等之中介層來積層。又,雖未圖示,也可對保護薄膜4設置易接著層或施加活性化處理,再積層該易接著層與接著劑層。
又,雖未圖示,本發明之偏光薄膜10、11可設置黏著劑層。進一步來說,可在黏著劑層上設置分隔件。又,本發明之偏光薄膜10、11(尤其是具有保護薄膜4時)可設置表面保護薄膜。
本發明之偏光薄膜10、11中,相溶層X係一透明層2之形成成分從偏光件1表面滲透到內部所形成之層,可藉由相溶層X來緩和偏光件1之殘留應力。其結果則是可抑制偏光件之尺寸變化。由此觀點出發,於本發明中,前述偏光件1之厚度A與前述相溶層之厚度B係調整成滿足通式:(100×B/A)≧1。相溶層X之厚度B係以與偏光件1之厚
度A的關係作調整。前述(100×B/A)之值從緩和偏光件之殘留應力之觀點來看以2以上為宜,且宜為2.5以上,以3以上為佳,4以上更佳,而以5以上尤佳。另一方面,前述(100×B/A)之值過大時,偏光件1之厚度A中相溶層X之比例過大而有損及光學特性之虞。從此觀點出發,前述(100×B/A)之值以10以下為宜,更宜為7以下。
前述相溶層X之厚度B可按載於實施例之方法來測定。
偏光件不特別受限,可使用各種。偏光件可舉例如:使聚乙烯醇系薄膜、部分縮甲醛化聚乙烯醇系薄膜及乙烯‧乙酸乙烯酯共聚物系部分皂化薄膜等之親水性高分子薄膜吸附碘或二色性染料之二色性物質並使其單軸延伸之物;及,聚乙烯醇之脫水處理物或聚氯乙烯之脫鹽酸處理物等多烯系定向薄膜等。於其等之中,以由聚乙烯醇系薄膜與碘等二色性物質所構成之偏光件為宜。
將聚乙烯醇系薄膜以碘染色再單軸延伸而成之偏光件舉例來說可以下述方式製作:將聚乙烯醇薄膜浸漬到碘之水溶液藉此染色,再延伸到原長之3~7倍。亦可依需要而含有硼酸及硫酸鋅、氯化鋅等,亦可浸漬到碘化鉀等之水溶液。更可視需要而在染色前將聚乙烯醇系薄膜浸到水中進行水洗。水洗聚乙烯醇系薄膜除了可洗淨聚乙烯醇系薄膜表面之髒污及抗結塊劑之外,可使聚乙烯醇系薄膜膨潤,也有可防止染色不均等不均勻情況之效果。延伸可
在以碘染色後進行,亦可一邊染色一邊延伸,也可延伸後再以碘染色。也可以硼酸或碘化鉀等之水溶液或於水浴中進行延伸。
前述偏光件使用厚度15μm以下之薄型偏光件。偏光件之厚度從薄型化及對熱衝撃所致裂紋之耐性的觀點來看,以12μm為宜,且宜於10μm以下,更宜於8μm以下,更以7μm以下為佳,6μm以下尤佳。另一方面,偏光件厚度以2μm以上為宜,3μm以上更佳。此種薄型偏光件之厚度不均較少,具優異觀視性且尺寸變化較少,因此對於熱衝撃之耐久性優異。
從延伸安定性及光學耐久性之觀點出發,偏光件宜含有硼酸。此外,含於偏光件中之硼酸含量從抑制貫通裂紋等裂紋發生之觀點來看,相對於偏光件全量,宜在25重量%以下,且宜在20重量%以下,以18重量%以下為佳,16重量%以下更佳。含於偏光件中之硼酸含量超過20重量%時,即使在將偏光件厚度控制到10μm以下之情況,偏光件之收縮應力仍會提高而變得容易發生貫通裂紋等裂紋,因此並不理想。另一方面,從偏光件之延伸安定性及光學耐久性之觀點來看,相對於偏光件全量之硼酸含量以10重量%以上為宜,12重量%以上更佳。
厚度15μm以下之薄型偏光件可代表性地列舉如記載於日本特許第4751486號說明書、日本特許第4751481號說明書、日本特許第4815544號說明書、日本特許第5048120號說明書、日本特許第5587517號說明書、國際公
開第2014/077599號小冊、國際公開第2014/077636號小冊等之薄型偏光件或是由其等所載之製造方法製得之薄型偏光件。
前述偏光件宜構造成以單體透光率T及偏光度P表示之光學特性會滿足後式P>-(100.929T-42.4-1)×100(但T<42.3)或P≧99.9(但T≧42.3)之條件。構造成滿足前述條件之偏光件無歧義地具有用作使用大型顯示元件之液晶電視用顯示器所需求之性能。具體來說,則是對比1000:1以上且最大亮度500cd/m2以上。就其他用途而言,例如可貼合於有機EL顯示裝置之觀視側。
就前述薄型偏光件而言,從在包含積層體狀態下進行延伸步驟與染色步驟之製法中仍可高倍率延伸而提高偏光性能之觀點來看,以自下述製法製得者為佳:在日本特許第4751486號說明書、日本特許第4751481號說明書、日本特許第4815544號說明書有所記載,包含在硼酸水溶液中進行延伸之步驟的製法;尤其是,在日本特許第4751481號說明書、日本特許第4815544號說明書中有所記載,包含在硼酸水溶液中進行延伸前先輔助地進行空中延伸之步驟的製法。此等薄型偏光件可藉由包含下述步驟之製法來製得:使聚乙烯醇系樹脂(以下亦稱為PVA系樹脂)層與延伸用樹脂基材於積層體狀態下進行延伸之步驟以及染色步驟。若為此種製法,即使PVA系樹脂層較薄,藉由獲延伸用樹脂基材支持,可免於發生延伸所致斷裂等之不良情況來進行延伸。
另外,圖1(B)所示樹脂基材(延伸用樹脂基材)可使用已應用在製造前述薄型偏光件之物。樹脂基材之形成材料可使用各種熱可塑性樹脂。熱可塑性樹脂可舉例如聚對酞酸乙二酯系樹脂等之酯系樹脂、降莰烯系樹脂等之環烯烴系樹脂、聚丙烯等之烯烴系樹脂、聚醯胺系樹脂、聚碳酸酯系樹脂及其等之共聚物樹脂等。於其等之中,從製造容易度及成本減輕之觀點出發,以酯系樹脂為宜。酯系熱可塑性樹脂基材可使用非晶性酯系熱可塑性樹脂基材或結晶性酯系熱可塑性樹脂基材。
構成前述保護薄膜之材料以具有優異透明性、機械強度、熱安定性、水分障蔽性及等向性等之物為佳。例如聚對酞酸乙二酯或聚萘二甲酸乙二酯等聚酯系聚合物、二乙醯基纖維素或三乙醯基纖維素等纖維素系聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯等丙烯酸系聚合物、聚苯乙烯或丙烯腈‧苯乙烯共聚物(AS樹脂)等之苯乙烯系聚合物、聚碳酸酯系聚合物等。此外,聚乙烯、聚丙烯、具有環系乃至於降莰烯結構之聚烯烴、諸如乙烯‧丙烯共聚物之聚烯烴系聚合物、氯乙烯系聚合物、耐倫或芳香族聚醯胺等之醯胺系聚合物、醯亞胺系聚合物、碸系聚合物、聚醚碸系聚合物、聚醚醚酮系聚合物、聚伸苯硫系聚合物、乙烯醇系聚合物、氯化亞乙烯系聚合物、聚乙烯丁醛系聚合物、芳基化物系聚合物、聚甲醛系聚合物、環氧系聚合物或上述聚合物之摻合
物等均可作為形成上述保護薄膜之聚合物之例。
另,保護薄膜中也可含有1種以上之任意適切添加劑。添加劑可舉例如紫外線吸收劑、抗氧化劑、滑劑、可塑劑、脫模劑、著色防止劑、阻燃劑、核劑、帶電防止劑、顏料及著色劑等。保護薄膜中之上述熱可塑性樹脂含量以50~100重量%為宜,且以50~99重量%為佳,更宜為60~98重量%且尤宜為70~97重量%。保護薄膜中之上述熱可塑性樹脂含量為50重量%以下時,會有熱可塑性樹脂無法充分表現原有之高透明性等之虞。
前述保護薄膜也可使用相位差薄膜、提高亮度薄膜及擴散薄膜等。相位差薄膜可列舉如具有正面相位差40nm以上及/或厚度方向相位差80nm以上之相位差者。正面相位差通常控制在40~200nm範圍內,厚度方向相位差通常控制在80~300nm範圍內。保護薄膜使用相位差薄膜時,該相位差薄膜也會作為偏光件保護薄膜發揮功能,因此可謀求薄型化。
相位差薄膜可列舉如將熱可塑性樹脂薄膜施行單軸或二軸延伸處理所構成之雙折射性薄膜。上述延伸溫度及延伸倍率等可視相位差值、薄膜材料及厚度來適當設定。
保護薄膜之厚度可適當決定,但一般因強度及處置性等作業性、薄層性等觀點,為1~500μm程度。特別是以1~300μm為宜,5~200μm為佳,5~150μm更佳,尤以20~100μm在薄型之情況下特別合適。
前述保護薄膜之不使其接著偏光件之面(尤其是圖1之態樣)上可設置硬塗層、抗反射層、抗黏層、擴散層乃至於防眩層等之機能層。另,上述硬塗層、抗反射層、抗黏層、擴散層及防眩層等之機能層除了可設在保護薄膜本身之外,亦可與保護薄膜分設而另為其他個體。
前述保護薄膜與偏光件係經由接著劑層、黏著劑層、下塗層(底漆層)等之中介層來積層。此時,宜透過中介層以無空氣間隙之方式積層兩者。
接著劑層係由接著劑形成。接著劑之種類並未特別受限,可使用各種之物。前述接著劑層只要是光學上透明即不特別受限,接著劑可使用水系、溶劑系、熱熔系、活性能量線硬化型等各種形態之物,但以水系接著劑或活性能量線硬化型接著劑為宜。
水系接著劑可例示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。水系接著劑通常係以水溶液所構成之接著劑的形式使用,通常含有0.5~60重量%之固體成分。
活性能量線硬化型接著劑係藉由電子射線、紫外線(自由基硬化型、陽離子硬化型)等活性能量線來進行硬化的接著劑,例如可以電子線硬化型、紫外線硬化型之態樣作使用。活性能量線硬化型接著劑可使用如光自由基硬化型接著劑。使用光自由基硬化型活性能量線硬化型接著劑作為紫外線硬化型時,該接著劑含有自由基聚合性化合
物及光聚合引發劑。
接著劑之塗佈方式可按接著劑的黏度及目標厚度來適當選擇。塗佈方式之例示可舉例如:逆轉式塗佈機、凹版塗佈機(直接、逆轉或平版)、棒逆轉式塗佈機、輥塗佈機、鑄模塗佈機、棒塗佈機、刮棒式塗佈機等。除此之外,塗佈尚可適當使用浸塗法等方式。
又,前述接著劑之塗佈在使用水系接著劑等時,宜以使最終形成之接著劑層厚度呈30~300nm的方式進行。前述接著劑層的厚度更宜為60~250nm。另一方面,使用活性能量線硬化型接著劑時,宜以使前述接著劑層的厚度為0.1~200μm的方式進行。且以0.5~50μm為宜,0.5~10μm更佳。
此外,在積層偏光件與透明保護薄膜時,透明保護薄膜與接著劑層之間可設置易接著層。易接著層可由具有諸如下述骨架的各種樹脂來形成:聚酯骨架、聚醚骨架、聚碳酸酯骨架、聚胺甲酸乙酯骨架、聚矽氧系、聚醯胺骨架、聚醯亞胺骨架、聚乙烯醇骨架等。該等聚合物樹脂可單獨使用1種,或組合2種以上來使用。又,形成易接著層時可加入其他的添加劑。具體而言,可進一步使用黏著性賦予劑、紫外線吸收劑、抗氧化劑、耐熱安定劑等安定劑等等。
易接著層通常預先設在透明保護薄膜上,且藉由接著劑層來積層該透明保護薄膜之易接著層側與偏光件。易接著層之形成係藉由將易接著層的形成材料以習知
技術塗佈在透明保護薄膜上並進行乾燥來實施。易接著層的形成材料通常會以溶液形式進行調整,即,考量乾燥後之厚度及塗佈之流暢性等而稀釋成適當濃度的溶液。易接著層乾燥後之厚度宜為0.01~5μm,且以0.02~2μm為宜,0.05~1μm更佳。另,易接著層雖可設置多層,但此時仍宜使易接著層的總厚度在上述範圍內。
黏著劑層係由黏著劑所形成。黏著劑可使用各種黏著劑,可舉例如橡膠系黏著劑、丙烯醯系黏著劑、聚矽氧系黏著劑、胺甲酸乙酯系黏著劑、乙烯基烷基醚系黏著劑、聚乙烯吡咯啶酮系黏著劑、聚丙烯醯胺系黏著劑、纖維素系黏著劑等。可因應前述黏著劑的種類來選擇黏著性的基底聚合物。前述黏著劑之中,就光學透明性優異且可展現適當濕潤性、凝聚性及接著性之黏著特性並且具優異耐候性及耐熱性等觀點來看,丙烯酸系黏著劑可適於使用。
下塗層(底漆層)係為了使偏光件與保護薄膜的密著性提升而形成者。就構成底漆層的材料而言,只要是可對基材薄膜與聚乙烯醇系樹脂層兩者發揮達一定程度之強密著力的材料即可,並無特別限定。例如,可使用具優異透明性、熱安定性及延伸性等之熱可塑性樹脂等等。熱可塑性樹脂可舉例如丙烯醯系樹脂、聚烯烴系樹脂、聚酯系樹脂、聚乙烯醇系樹脂或其等之混合物。
透明層可由各種形成材料形成。透明層之形成材料可
舉例如聚酯系樹脂、聚醚系樹脂、聚碳酸酯系樹脂、聚胺甲酸乙酯系樹脂、聚矽氧系樹脂、聚醯胺系樹脂、聚醯亞胺系樹脂、PVA系樹脂、丙烯酸系樹脂等。該等樹脂材料可單獨使用1種亦可組合2種以上使用,但其中以選自聚胺甲酸酯系樹脂及PVA系樹脂所構成群組中之1種以上為佳,PVA系樹脂更佳。又,前述樹脂形態可為水系或溶劑系中之任一者。前述樹脂形態宜為水系樹脂,且以PVA系樹脂為宜。又,水系樹脂可使用丙烯酸樹脂水溶液或胺甲酸乙酯樹脂水溶液。
透明層厚度宜為0.2μm以上。可藉由具該厚度之透明層來抑制裂紋發生。前述透明層之厚度宜為0.5μm以上,更宜為0.7μm以上。另一方面,透明層若過厚,光學可靠性與耐水性會降低,透明層之厚度一般而言雖在8μm以下,但以6μm以下為宜,5μm以下為佳且3μm以下更佳。另,透明層之厚度指形成在前述相溶層上之厚度。
以耐裂紋性之觀點來看,宜縮小前述透明層之定向性指數。前述定向性指數宜控制在0.05以下,且以0.02以下為宜,無定向(定向性指數為0.01以下)尤佳。透明層之定向性指數可按實施例所載方法測定。
形成透明層之材料宜使用可滲透至偏光件中之者。舉例來說,形成透明層之材料以水溶性聚乙烯醇系樹脂為主成分之形成材料為宜。
前述聚乙烯醇系樹脂可舉例如聚乙烯醇。聚乙烯醇可藉由令聚乙酸乙烯酯皂化來製得。此外,聚乙烯醇
系樹脂可列舉如乙酸乙烯酯與具共聚性單體之共聚物的皂化物。前述具共聚性之單體為乙烯時,可得乙烯-乙烯醇共聚物。又,前述具共聚性之單體可列舉如順丁烯二酸(酐)、延胡索酸、巴豆酸、衣康酸、(甲基)丙烯酸等不飽和羧酸及其酯類、乙烯、丙烯等α-烯烴、(甲基)丙烯磺酸(鈉)、磺酸鈉(單烷基蘋果酸酯)、二磺酸鈉烷基蘋果酸酯、N-羥甲基丙烯醯胺、丙烯醯胺烷基磺酸鹼金屬鹽、N-乙烯基吡咯啶酮、N-乙烯基吡咯啶酮衍生物等。此等聚乙烯醇系樹脂可單獨使用亦可併用二種以上。從滿足耐濕熱性及耐水性之觀點來看,以令聚乙酸乙烯酯皂化而得之聚乙烯醇為佳
前述聚乙烯醇系樹脂之皂化度舉例來說可使用95莫耳%以上者,但從滿足耐濕熱性及耐水性之觀點來看,皂化度以99莫耳%以上為宜,且以99.7莫耳%以上為佳。皂化度表示:在可藉由皂化而轉換為乙烯基醇單元之單元當中,實際上皂化為乙烯基醇單元之單化的比例,殘基則為乙烯酯單元。皂化度可按JIS K 6726-1994為準來求得。
前述聚乙烯醇系樹脂之平均聚合度例如可使用500以上者,但從滿足耐濕熱性及耐水性之觀點來看,平均聚合度以1000以上為宜且1500以上為佳,2000以上更佳。聚乙烯醇系樹脂之平均聚合度係按JIS-K6726進行測定。
此外,前述聚乙烯醇系樹脂可使用前述聚乙烯醇或在其共聚物之側鏈上具有親水性官能基之改質聚乙烯醇系樹脂。前述親水性官能基可舉例如乙醯乙醯基及羰基
等。除此之外,可使用令聚乙烯醇系樹脂縮經醛化、胺甲酸乙酯化、醚化、接枝化及磷酸酯化等而成之改質聚乙烯醇。
透明層可由不含硬化性成分之形成材料形成。例如,可由含有前述聚乙烯醇系樹脂(PVA系樹脂)作為主成分之形成材料來形成。只要形成透明層之聚乙烯醇系樹脂為「聚乙烯醇系樹脂」,其與偏光件所含聚乙烯醇系樹脂相同或相異皆可。
含有前述聚乙烯醇系樹脂作為主成分之形成材料可含有硬化性成分(交聯劑)等。透明層或形成材料(固體成分)中聚乙烯醇系樹脂之比例宜為80重量%以上,更宜為90重量%以上,且以95重量%以上尤佳。但前述形成材料以不含硬化性成分(交聯劑)而宜。
交聯劑可使用至少具有2個與聚乙烯醇系樹脂具反應性之官能基的化合物。可舉例如:乙二胺、三乙二胺、己二胺等具有伸烷基及2個胺基之伸烷基二胺類;甲苯二異氰酸酯、氫化甲苯二異氰酸酯、三羥甲基丙烷甲苯二異氰酸酯加成物、三苯基甲烷三異氰酸酯、亞甲基雙(4-苯基甲烷三異氰酸酯、異佛酮二異氰酸酯及其等的酮肟嵌段物或酚嵌段等異氰酸酯類;乙二醇二環氧丙基醚、聚乙二醇二環氧丙基醚、丙三醇二或三環氧丙基醚、1,6-己烷二元醇二環氧丙基醚、三羥甲基丙烷三環氧丙基醚、二環氧丙基苯胺、二環氧丙基胺等環氧化物類;甲醛、乙醛、丙醛、丁醛等單醛類;乙二醛、丙二醛、丁二醛、戊二醛、順丁
烯二醛、酞二醛等二醛類;羥甲基尿素、羥甲基三聚氰胺、烷基化羥甲基尿素、烷基化羥甲基化三聚氰胺、乙醯胍胺、苯并胍胺與甲醛的縮合物等胺基-甲醛樹脂;己二酸二醯肼、草酸二醯肼、丙二酸二醯肼、琥珀酸二醯肼、戊二酸二醯肼、異苯二甲酸二醯肼、癸二酸二醯肼、馬來酸二醯肼、延胡索酸二醯肼、伊康酸二醯肼等二羧酸二醯肼;乙烯-1,2-二肼、丙烯-1,3-二肼、丁烯-1,4-二肼等水溶性二肼;以及鈉、鉀、鎂、鈣、鋁、鐵、鎳等二價金屬或三價金屬之鹽及其氧化物。其等之中,係以胺基-甲醛樹脂及水溶性二肼為佳。胺基-甲醛樹脂宜為具有羥甲基的化合物。其等之中,以屬於具羥甲基之化合物的羥甲基三聚氰胺尤為適宜。
從提升耐水性的觀點,可使用前述硬化性成分(交聯劑),惟其比率相對於聚乙烯醇系樹脂100重量份宜為20重量份以下、10重量份以下、5重量份以下。
前述形成材料係以溶液的形式來調整,即令前述聚乙烯醇系樹脂溶解於溶劑而成之溶液。溶劑可舉例如水、二甲基亞碸、二甲基甲醯胺、二甲基乙醯胺-N-甲基吡咯啶酮、各種二醇類、醇類、乙二胺、二乙烯三胺等胺類。其等可單獨使用,或組合二種以上來使用。此等之中,宜採用溶劑使用水之水溶液。前述形成材料(例如水溶液)之中,前述聚乙烯醇系樹脂的濃度雖無特別限制,但若考量塗佈性及放置安定性等,則為0.1~15重量%,且宜為0.5~10重量%。
另外,亦可於前述形成材料(例如水溶液)中適度加入添加劑。添加劑可舉例如可塑劑及界面活性劑等。可塑劑可舉例如乙二醇及丙三醇等多元醇。界面活性劑可舉例如非離子性界面活性劑。再者,亦可進一步搭配矽烷偶合劑、鈦偶合劑等偶合劑、各種黏著性賦與劑、紫外線吸收劑、抗氧化劑、耐熱安定劑、耐水解安定劑等安定劑等等。
可藉由將前述形成材料塗佈在偏光件的另一面(不具透明保護薄膜之面)並進行乾燥而形成前述透明層。前述形成材料之塗布係以使乾燥後厚度為0.2μm以上的方式來實施。塗佈操作沒有特別限制,可採用任意之適當方法。例如,可採用輥塗法、旋塗法、線棒塗佈法、浸塗法、模具塗佈法、淋幕式塗佈法、噴塗法、刮刀式塗佈法(逗形刮刀式塗佈法等)等各種手段。乾燥溫度通常宜為60~120℃,且以70~100℃為佳。乾燥時間宜為10~300秒,且更宜為20~120秒。
可在前述偏光薄膜設置黏著劑層而用作附黏著劑層之偏光薄膜。黏著劑層係在偏光薄膜之透明層或偏光件側,又,具有保護薄膜時,可設在保護薄膜上。附黏著劑層之偏光薄膜之黏著劑層可設置分隔件。
黏著劑層之形成可使用適當之黏著劑,其種類並無特別限制。黏著劑可列舉如橡膠系黏著劑、丙烯酸系黏著劑、聚矽氧系黏著劑、胺甲酸乙酯系黏著劑、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。
該等黏著劑中,宜使用光學透明性佳、展現適當濕潤性、凝聚性及接著性之黏著特性且具優異耐候性及耐熱性等者。就顯示出此種特徵而言,以使用丙烯酸系黏著劑為佳。
就形成黏著劑層之方法而言,例如可藉由下述方法來進行製作:將前述黏著劑塗佈於經剝離處理之分離件等,將聚合溶劑等乾燥除去形成黏著劑層後,以圖2(A)、(B)之態樣轉印至透明層或保護薄膜(或者以圖2(C)的態樣,即保護薄膜)的方法,或者,以圖2(A)、(B)的態樣,將前述黏著劑層塗佈到透明層或保護薄膜(或者以圖2(C)的態樣,即保護薄膜)後,乾燥除去聚合溶劑等而使黏著劑層形成於偏光件的方法。另,塗佈黏著劑時可適當另行加入聚合溶劑以外的一種以上溶劑。
經剝離處理之分離件宜使用聚矽氧剝離襯墊。於此種襯墊上塗佈本發明之黏著劑並使其乾燥而形成黏著劑層的步驟中,就使黏著劑乾燥之方法而言,可因應目的採用適宜且適切的方法。宜使用將上述塗佈膜加熱乾燥之方法。加熱乾燥溫度宜為40℃~200℃,更宜為50℃~180℃,70℃~170℃尤佳。藉由將加熱溫度設成上述範圍,可獲得具有優異黏著特性的黏著劑。
乾燥時間可採用適宜且適切的時間。上述乾燥時間宜為5秒~20分鐘,更宜為5秒~10分鐘,10秒~5分鐘尤
佳。
黏著劑層之形成方法可使用各種方法。具體上,可舉例如輥塗法、接觸上膠輥塗佈法、凹版塗佈法、反向塗佈法、輥刷法、噴塗法、浸漬輥塗法、棒塗法、刀塗法、氣刀塗佈法、淋幕式塗佈法、唇模塗佈法、利用鑄模塗佈機等之擠壓塗佈法等方法。
黏著劑層的厚度無特別限制,例如為1~100μm左右。宜為2~50μm,且以2~40μm為佳,5~35μm更佳。
前述黏著劑層露出時,在供予實用前,亦可以經剝離處理之片材(分隔件)來保護黏著劑層。
分隔件之構成材料可舉例如聚乙烯、聚丙烯、聚對酞酸乙二酯、聚酯薄膜等塑膠薄膜;紙、布、不織布等多孔質材料;網狀物、發泡片材、金屬箔及其等之層合體等適當的薄片物等等,惟,從表面平滑性優良之觀點來看,宜採用塑膠薄膜。
就該塑膠薄膜而言,只要是可保護前述黏著劑層的薄膜,即無不受特別限制,可舉例如聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜、聚丁烯薄膜、聚丁二烯薄膜、聚甲基戊烯薄膜、聚氯乙烯薄膜、氯乙烯共聚物薄膜、聚對酞酸乙二酯薄膜、聚對酞酸丁二酯薄膜、聚胺甲酸乙酯薄膜、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物薄膜等。
前述分離件的厚度一般為5~200μm且宜為5~100μm左右。對於前述分離件亦可視需要而進行利用聚矽氧系、氟系、長鏈烷基系或脂肪酸醯胺系脫模劑以及氧
化矽粉等之脫模及防污處理,及塗佈型、捏合型、蒸鍍型等抗靜電處理。尤其,可藉由對前述分隔件表面適當實施聚矽氧處理、長鏈烷基處理、氟處理等之剝離處理來進一步提高自前述黏著劑層剝離之剝離性。
可於偏光薄膜上設置表面保護薄膜。表面保護薄膜通常具有基材薄膜及黏著劑層,並隔著該黏著劑層保護偏光件。
從檢查性及管理性等觀點來看,表面保護薄膜之基材薄膜係選自具等向性或近似等向性的薄膜材料。該薄膜材料可舉例如:如同聚對酞酸乙二酯薄膜等聚酯系樹脂、纖維素系樹脂、乙酸酯系樹脂、聚醚碸系樹脂、聚碳酸酯系樹脂、聚醯胺系樹脂、聚醯亞胺系樹脂、聚烯烴系樹脂及丙烯醯系樹脂般之透明聚合物。其等之中尤以聚酯系樹脂為宜。基材薄膜亦可使用1種或2種以上之薄膜材料的層合體,亦可使用前述薄膜的延伸物。基材薄膜的厚度通常為500μm以下,宜為10~200μm。
就形成表面保護薄膜之黏著劑層的黏著劑而言,可適當選擇以(甲基)丙烯酸系聚合物、聚矽氧系聚合物、聚酯、聚胺甲酸乙酯、聚醯胺、聚醚、氟系及橡膠系等聚合物作為基底聚合物的黏著劑來予以使用。從透明性、耐候性及耐熱性等觀點來看,以丙烯醯系聚合物作為基底聚合物的丙烯酸系黏著劑為佳。黏著劑層厚度(乾燥膜厚)視所需黏著力來決定。通常為1~100μm左右,且宜為
5~50μm。
此外,對於表面保護薄膜,可以在基材薄膜之設有黏著劑層之面的相反面,利用聚矽氧處理、長鏈烷基處理、氟處理等低接著性材料來設置剝離處理層。
本發明之偏光薄膜在實際使用時可使用已與其他光學層積層而成之光學薄膜。該光學層並無特別限定,可使用1層或2層以上之諸如反射板及半透射板、相位差板(包含1/2及1/4等波長板)、視角補償薄膜等曾用於形成液晶顯示裝置等的光學層。尤為理想的是,於本發明之偏光薄膜上更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、於偏光薄膜上更積層相位差板而成的楕圓偏光薄膜或圓偏光薄膜、於偏光薄膜上更積層視角補償薄膜而成的廣視野角偏光薄膜、或者是於偏光薄膜上更積層增亮薄膜而成的偏光薄膜。
在偏光薄膜上積層有上述光學層的光學薄膜亦可在液晶顯示裝置等之製造過程中以依序個別積層之方式來形成,但預先積層而製成光學薄膜者具優異之品質穩定性及組裝作業等,具有能提升液晶顯示裝置等製程之優點。積層時可使用黏著層等適當的接著手段。上述偏光薄膜及其他光學層在接著時,其等之光學軸可因應目的之相位差特性等來設成適當的配置角度。
本發明之偏光薄膜或光學薄膜可適宜使用在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
依習知技術來實施。即,一般而言,係將液晶晶胞、偏光薄膜或光學薄膜以及依需求而定之照明系統等構成零件適當組裝並安裝驅動電路等來形成液晶顯示裝置,在本發明中,除使用本發明之偏光薄膜或光學薄膜之外,則無特別限定,可按習知技術。就液晶晶胞而言,可使用例如IPS型、VA型等任意類型,惟以IPS型尤為理想。
可形成下述的液晶顯示裝置:在液晶胞的單側或兩側配置有偏光薄膜或光學薄膜的液晶顯示裝置;或,照明系統使用背光或反射板者等之適當的液晶顯示裝置。此時,本發明之偏光薄膜或光學薄膜可設置在液晶胞的單側或兩側。於兩側設置偏光薄膜或光學薄膜時,其等可相同亦可互異。此外,於形成液晶顯示裝置時,可在適當位置上配置1層或2層以上之諸如擴散板、防眩層、抗反射膜、保護板、稜鏡陣列、透鏡陣列片、光擴散板、背光等之適當零件。
以下,列舉實施例來說明本發明,惟本發明不受下述實施例所侷限。此外,各例中的份及%均為重量基準。以下,沒有特別規定之室溫放置條件皆為23℃ 65%RH。
於吸水率0.75%、Tg75℃之非晶質異苯二甲酸-共聚-聚對酞酸乙二酯(IPA-共聚-PET)薄膜(厚度:100μm)基材的單面上施加電暈處理,於25℃下在該電暈處理面上塗佈以9:1之比含有聚乙烯醇(聚合度4200,皂化度99.2莫耳%)
及乙醯乙醯基改質PVA(聚合度1200,乙醯乙醯基改質度4.6%,皂化度99.0莫耳%以上,日本合成化學工業公司製,商品名「Gohsefimer Z200」)的水溶液並使其乾燥,形成厚度11μm的PVA系樹脂層,製出積層體。
在120℃烘箱內,使所得積層體在周速相異的輥筒間以縱向(長向)進行自由端單軸延伸(空中輔助延伸處理)至2.0倍。
接著,於液溫30℃的不溶化浴(相對於100重量份水,摻混4重量份硼酸而得的硼酸水溶液)中將積層體浸漬30秒(不溶化處理)。
接著,於液溫30℃的染色浴中一邊進行浸漬一邊調整碘濃度及浸漬時間,使偏光板達所定的透光率。本實施例中,係於碘水溶液中浸漬60秒(染色處理),該碘水溶液係相對於100重量份水摻混0.2重量份碘並摻混1.0重量份碘化鉀而得。
接著,使其於液溫30℃的交聯浴(相對於100重量份水,摻混3重量份碘化鉀並摻混3重量份硼酸而獲得之硼酸水溶液)中浸漬30秒(交聯處理)。
然後,一邊使積層體浸漬於液溫70℃的硼酸水溶液(相對於100重量份水,摻混4重量份硼酸並摻混5重量份碘化鉀而獲得之水溶液),一邊在周速相異的輥筒間進行單軸延伸,使縱向(長向)總延伸倍率達5.5倍(水中延伸處理)。
然後,將積層體浸漬於液溫30℃的洗淨浴(相對於100重量份水摻混4重量份碘化鉀而獲得之水溶液)(洗淨處
理)。
經由上述,獲得含厚度5μm偏光件之光學薄膜積層體A0。
於製作光學薄膜積層體A0之過程中,除了將水中延伸處理之硼酸水溶液所摻合的硼酸變更為3.5重量份之外,與光學薄膜積層體A0之製作方法同樣地製得光學薄膜積層體A1。所得偏光件之厚度為5μm。
於製作光學薄膜積層體A0之過程中,除了將水中延伸處理之硼酸水溶液所摻合的硼酸變更為4.5重量份之外,與光學薄膜積層體A0之製作方法同樣地製得光學薄膜積層體A2。所得偏光件之厚度為5μm。
於製作光學薄膜積層體A0之過程中,除了形成厚度15μm之PVA系樹脂層之外,與光學薄膜積層體A0之製作方法同樣地製得光學薄膜積層體D。所得偏光件之厚度為7μm。
將平均聚合度2400、皂化度99.9莫耳%且厚度30μm之聚乙烯醇薄膜浸漬於30℃溫水中60秒使其膨潤。接著,浸漬到碘/碘化鉀(重量比=0.5/8)濃度0.3%之水溶液中,一邊使其延伸到3.5倍一邊將薄膜染色。之後,於65℃硼酸酯水溶液中進行延伸至總延伸倍率達6倍。延伸後,於40℃之烘箱
中進行3分鐘乾燥,製得PVA系偏光件E。所得偏光件之厚度為12μm。
將平均聚合度2400、皂化度99.9莫耳%且厚度75μm之聚乙烯醇薄膜浸漬於30℃溫水中60秒使其膨潤。接著,浸漬到碘/碘化鉀(重量比=0.5/8)濃度0.3%之水溶液中,一邊使其延伸到3.5倍一邊將薄膜染色。之後,於65℃硼酸酯水溶液中進行延伸至總延伸倍率達6倍。延伸後,於40℃之烘箱中進行3分鐘乾燥,製得PVA系偏光件F。所得偏光件之厚度為23μm。
保護薄膜:對厚度40μm且具有內酯環結構之(甲基)丙烯酸樹脂薄膜的易接著處理面上施加電暈處理後使用之。
將N-羥乙基丙烯醯胺(HEAA)40重量份與丙烯醯基啉(ACMO)60重量份與光聚合引發劑「IRGACURE 819」(BASF社製)3重量份混合,調製出紫外線硬化型接著劑。
將聚合度2500且皂化度99.0莫耳%之聚乙烯醇樹脂溶解於純水中,調製出固體成分濃度為4重量%之水溶液。
將聚合度500且皂化度99.0莫耳%之聚乙烯醇樹脂溶解於純水中,調製出固體成分濃度為4重量%之水溶液。
將聚合度2500且皂化度89.0莫耳%之聚乙烯醇樹脂溶解於純水中,調製出固體成分濃度為4重量%之水溶液。
將聚合度2500且皂化度99.7莫耳%之聚乙烯醇樹脂溶解於純水中,調製出固體成分濃度為4重量%之水溶液。
將聚合度2500且皂化度99.7莫耳%之聚乙烯醇樹脂100份與添加劑之羥甲基三聚氰胺(DIC公司製,商品名「WATER SOL:S-695」)5份溶解於純水中,調製出固體成分濃度為4重量%之水溶液。
N-羥乙基丙烯醯胺(興人公司製,商品名「HEAA」)20份
胺甲酸乙酯丙烯酸酯(日本合成化學公司製,商品名「UV-1700B」)80份
光自由基聚合引發劑(2-甲基-1-(4-甲基硫代苯基)-2-啉基丙烷-1-酮,BASF公司製,商品名「IRGACURE907」)3份
光增感劑(二乙基9-氧硫,日本化藥公司製,商品名「KAYACURE DETX-S」)2份
將上述丙烯酸系形成材料混合並於50℃下攪拌1小時,調製出各種活性能量線硬化型形成材料。
活性能量線使用可見光(封入鎵之金屬鹵化物燈)照射裝置:Fusion UV Systems,Inc公司製Light HAMMER10,閥:V閥,尖峰照度:1600mW/cm2,積算照射量1000/mJ/cm2(波長380~440nm)。此外,可見光之照度係使用Solatell社製Sola-Check系統來測得。
於上述光學薄膜積層體A0之偏光件表面上,以硬化後之接著劑層厚度會成為0.5μm之方式塗佈上述紫外線硬化型接著劑,在此同時,貼合上述保護薄膜後,接著照射活性能量線使接著劑硬化。接著,剝離非晶性PET基材,製作出使用了薄型偏光件之單側保護偏光薄膜A0。所得單側保護偏光薄膜A0之光學特性為透光率42.8%、偏光度99.99%。
於參考例1中,除了使用光學薄膜積層體A1、A2或D來取代光學薄膜積層體A0之外,與單側保護偏光薄膜A0之製作方法同樣地製得單側保護偏光薄膜A1、A2或D。所得單側保護偏光薄膜A1、A2或D之光學特性為透光率42.8%、偏光度99.99%。
於偏光件E之單側表面上,以硬化後之接著劑層厚度會成為0.5μm之方式塗佈上述紫外線硬化型接著劑,在此同時
貼合上述保護薄膜,之後接著照射活性能量線使接著劑硬化,製得單側保護偏光薄膜E。所得單側保護偏光薄膜E之光學特性為透光率42.8%、偏光度99.99%。
於參考例5中,除了使用偏光件F來取代偏光件E之外,與參考例5同樣地製得單側保護偏光薄膜F。所得單側保護偏光薄膜F之光學特性為透光率42.8%、偏光度99.99%。
在參考例1所得上述單側保護偏光薄膜A0之偏光件面(未設置透明保護薄膜之偏光件面)上,以乾燥後厚度(不含相溶層)會成為0.8μm的方式,利用線棒塗佈機塗佈已調整成25℃之上述聚乙烯純係形成材料A後,於80℃下熱風乾燥30秒,製出附透明層之單側保護偏光薄膜A0。
於實施例1中,除了將透明層之形成材料種類及透明層厚度變更如表1所示之外,與實施例1同樣地製出附透明層之單側保護偏光薄膜A0、A1或A2。
另,比較例2之透明層係如下述。
使用線棒塗佈機將上述活性能量線硬化型形成材料(丙烯酸系形成材料A)以會成為厚度1μm之方式進行塗佈後,於氮氣環境下照射活性能量線,製出附透明層之單側保護偏光薄膜A0。所得附透明層之單側保護偏光薄膜A0之
光學特性均為透光率42.8%、偏光度99.99%。
於實施例1中,除了將單側保護偏光薄膜之種類、透明層形成材料之種類、透明層厚度變更如表1所示之外,與實施例1同樣地製出附透明層之單側保護偏光薄膜D至F。所得附透明層之單側保護偏光薄膜D至F之光學特性為透光率42.8%、偏光度99.99%。
於30℃之溫度條件下,將相對於含乙醯乙醯基之聚乙烯醇系樹脂(平均聚合度:1200,皂化度:98.5莫耳%,乙醯乙醯基化度:5莫耳%)100份為50份之羥甲基三聚氰胺溶解於純水中,調製出固體成分已調整至濃度3.7%之水溶液。對於前述水溶液100份,添加氧化鋁膠體水溶液(平均粒徑15nm,固體成分濃度10%,正電荷)18份,調製出水系接著劑。
於吸水率0.75%、Tg75℃之非晶質異苯二甲酸-共聚-聚對酞酸乙二酯(IPA共聚PET)薄膜(厚度:100μm)基材的單面上施加電暈處理,於25℃下在該電暈處理面上塗佈含聚乙烯醇(聚合度2500,皂化度99.0莫耳%)之水溶液並使其乾燥,形成厚度1μm的PVA系樹脂層,製出積層體。接著,於單側保護偏光薄膜A0之偏光件面(未設保護薄膜之
偏光件面)上以膜厚會成為0.1μm之方式塗佈上述水系接著劑,貼合到上述積層體之PVA樹脂層面後,於60℃下乾燥1分鐘。之後,將基材之PET薄膜剝離,製出附透明層之單側保護偏光薄膜。
於上述光學薄膜積層體A0之偏光件表面上,一邊以硬化後接著劑層之厚度會成為0.5μm之方式塗佈上述紫外線硬化型接著劑,一邊貼合上述保護薄膜。更進一步於前述保護薄膜表面上一邊以硬化後接著劑層之厚度會成為0.5μm之方式塗佈上述紫外線硬化型接著劑,一邊貼合上述保護薄膜後,照射紫外線作為活性能量線以使接著劑硬化。
接著,剝離非晶性PET基材,製出使用了薄型偏光件之單側保護偏光薄膜(積層)B。所得單側保護偏光薄膜(積層)B之光學特性為透光率42.8%、偏光度99.99%。
於參考例7所得上述單側保護偏光薄膜(積層)B之偏光件面(未設保護薄膜之偏光件面)上,利用線棒塗佈機以乾燥後厚度會成為0.7μm之方式塗佈已調整至25℃之上述聚乙烯醇系形成材料A後,於60℃下熱風乾燥1分鐘,製出附透明層之單側保護偏光薄膜(積層)B。所得附透明層之單側保護偏光薄膜(積層)B之光學特性均為透光率42.8%、偏光度99.99%。
於參考例1所得上述單側保護偏光薄膜A0之偏光件面(未設保護薄膜之偏光件面)上,利用線棒塗佈機以乾燥後厚度會成為0.7μm之方式塗佈已調整至25℃之上述聚乙烯醇系形成材料A後,於60℃下熱風乾燥1分鐘,製出附透明層之單側保護偏光薄膜A0。
於上述附透明層之單側保護偏光薄膜A0之透明層表面上,一邊以硬化後接著劑層之厚度會成為0.5μm之方式塗佈上述紫外線硬化型接著劑,一邊貼合上述保護薄膜後,照射紫外線作為活性能量線以使接著劑硬化。所得附透明層之雙側保護偏光薄膜C之光學特性為透光率42.8%、偏光度99.99%。
於參考例1所得上述單側保護偏光薄膜A0之偏光件面(未設保護薄膜之偏光件面)上,一邊以硬化後接著劑層之厚度會成為0.5μm之方式塗佈上述紫外線硬化型接著劑,一邊貼合上述保護薄膜後,照射紫外線作為活性能量線以使接著劑硬化。所得附透明層之雙側保護偏光薄膜C之光學特性為透光率42.8%、偏光度99.99%。
針對上述實施例及比較例所得偏光薄膜進行下述評價。茲將結果示於表1。評價係針對所製成之附黏著劑層之偏光薄膜按下述方式進行。
針對實施例及比較例所得偏光件,使用傅立葉轉換紅外線分光光度計(FTIR)(Perkin Elmer公司製,商品名「SPECTRUM 2000」),以偏振光為測定光之全反射衰減分光(ATR)測定法來測定硼酸尖峰(665cm-1)之強度及參照尖峰(2941cm-1)之強度。以下式從所得硼酸尖峰強度及參照尖峰強度算出硼酸量指數,再透過下式而從算出之硼酸量指數決定硼酸含量(重量%)。
(硼酸量指數)=(硼酸尖峰665cm-1之強度)/(參照尖峰2941cm-1之強度)
(硼酸含量(重量%))=(硼酸量指數)×5.54+4.1
於設有攪拌葉片、溫度計、氮氣導入管及冷卻器之4口燒瓶中饋入丙烯酸丁酯99份及甲基丙烯酸4-羥丁酯1份之單體混合物。進一步對前述單體混合物(固體成分)100份,將聚合引發劑之2,2'-偶氮二異丁腈0.1份與乙酸乙酯一同饋入,一邊徐徐攪拌一邊導入氮氣進行氮置換後,使燒瓶內之液溫維持在60℃左右並進行7小時聚合反應。之後,於所得反應液中加入乙酸乙酯,調製出固體成分已調整成濃度30%且重量平均分子量140萬之丙烯酸系聚合物溶液。
對上述丙烯酸系聚合物溶液之固體成分100份,摻合三羥甲基丙烷二甲苯二異氰酸酯(三井化學公司製:Takenate D110N)0.1份、過氧化二苯甲醯0.3份及γ-環氧丙氧基丙基甲
氧基矽烷(信越化學工業公司製:KBM-403)0.075份,調製出丙烯酸系黏著劑溶液。
接著,以噴注式刮刀塗佈機將上述丙烯酸系黏著劑溶液均勻塗佈在經聚矽氧系剝離劑處理之聚對酞酸乙二酯薄膜(分隔件薄膜)表面,並以155℃之空氣循環式恒溫烘箱乾燥2分鐘,於分隔件薄膜之表面形成厚度20μm之黏著劑層。
接著,將各例所得偏光薄膜之透明層(但參考例1~7為偏光件側,參考例8為一側之保護薄膜)上貼合已形成在上述脫模片(分隔件)之剝離處理面的黏著劑層,製出附黏著劑層之偏光薄膜。
相溶層厚度係以搭載有氣體團簇離子槍之TOF-SIMS來測定。偏光薄膜(樣本)之透明層(不含相溶層)之膜厚使用了預先以掃描型電子顯微鏡算出之正確膜厚數值。從偏光薄膜(樣本)之透明層側起朝偏光件側,一邊以氬團簇蝕刻一邊觀察深度剖面,抽出源自偏光件之「BO2 -離子」(離子強度)。針對自透明層側起算之深度(nm)與「BO2 -離子」(離子強度),製作如圖3所示之圖表。令得自電子顯微鏡之透明層膜厚為「B」、自偏光件側朝透明層側「BO2 -離子」開始減少處為「A」且「A-B間距離」為相溶層厚度。就實施例1以掃描型電子顯微鏡計測膜厚之結果,相對於偏光件厚為5.0μm,透明層厚度為0.8μm。此外,以TOF-SIMS從透明層
側起一邊蝕刻一邊測定離子強度,結果獲得如圖3所示之圖表。相對於圖3之透明層中之「BO2 -離子」強度為0.8,偏光件中之「BO2 -離子」強度為3.5。此外,如圖3所示,A-B間形成了「BO2 -離子」強度之梯度。若從氬團簇之蝕刻速率換算「A-B間距離」,則相溶層之厚度為0.12μm。又,若使用實施例所載FTIR來測定透明層側「BO2 -離子」強度為0.8之部分的硼酸含量,則硼酸含量為4%。另一方面,TOF-SIMS中「BO2 -離子」強度為3.5之偏光件中的硼酸含量係在形成透明層前以FTIR求出,硼酸含量為16%。由此顯示,偏光件之相溶層中,硼酸係以具梯度之形式存在(即,相溶層相當於硼酸濃度較偏光件之其他部分相對更低之硼酸低濃度層)。
測定裝置使用傅立葉轉換紅外線分光光度計(FT-IR)(Perkin Elmer公司製,商品名「SPECTRUM 2000」)。以偏振光為測定光,並利用全反射衰減分光(ATR:attenuated total reflection)測定法來進行透明層表面之評價。定向函數之算出係以下述順序進行。於令測定偏振光相對於偏光件之延伸方向呈0°與90°之狀態下實施測定。使用所得光譜2941cm-1處之強度係依下述(式)算出。此外,下述強度I係以3330cm-1為參照尖峰,使用了2941cm-1/3330cm-1之值。另,f=1時會完全定向,f=0時會變得無規。又,2941cm-1之尖峰據說為「-CH2-」振動起因之吸收。用於透明層之材料的主鏈中,在無「-CH2-」時,可
取代為主鏈之振動起因之光譜來進行評價。
(式)f=(3<cos2θ>-1)/2=(1-D)/[c(2D+1)]
但,c=(3cos2β-1)/2β=90degf=-2×(1-D)/(2D+1)θ:分子鏈‧延伸方向β:分子鏈‧躍遷偶極矩D=(I⊥)/(I ∥ )
(PVA越定向,D值越大。)
I⊥:使偏振光入射延伸方向與垂直方向並測定時之強度;I ∥ :使偏振光入射與延伸方向平行之方向並測定時之強度。
以所得附黏著劑層之偏光薄膜之吸收軸方向為縱向,裁切到縱100mm×100mm大小尺寸並貼到厚度1.3mm之無鹼玻璃後,於85℃環境下投入500小時。之後,測定偏光薄膜之大小。依下式從所得結果算出吸收軸方向之尺寸變化率%。
{(投入後之長度)-(投入前之長度)}/(投入前之長度)×100(%)
尺寸變化率係以未設透明層之情況(參考例1~8)為基準,利用以下所示基準來判斷具相同結構之偏光薄膜之尺寸變化率的減少比例。尺寸變化抑制效果可依下式算出。
100-{(尺寸變化率)/(基準尺寸變化率)×100}(%)基準対
×:尺寸變化之抑制效果小於10%。
△:尺寸變化之抑制效果為10%以上且小於15%。
○:尺寸變化之抑制效果為15%以上且小於20%。
◎:尺寸變化之抑制效果為20%以上。
將所得附黏著劑層之偏光薄膜裁切為長400mm×寬708mm尺寸(吸收軸方向為400mm)與長708mm×寬400mm尺寸(吸收軸方向為708mm),再朝正交偏光鏡之方向貼合到長402mm×寬710mm×厚度1.3mm之無鹼玻璃兩面而製出樣本。將該樣本投入95℃烘箱計250小時後,取出並以目測確認附黏著劑層之偏光薄膜是否發生裂紋。該試驗係就1樣本進行10片,計數發生裂紋之樣本片數並按以下判斷基準進行判斷。
×:裂紋發生片數達6片以上。
△:裂紋發生片數為3~5片。
○:裂紋發生片數為1~2片。
◎:未發生裂紋。
將所得附黏著劑層之偏光薄膜裁切為25mm×50mm尺寸(吸收軸方向為50mm)。將該單側保護偏光薄膜(樣本)投入85℃/85%RH之恒溫恒濕機計150小時。使用附積分球支分光透光率測定器(村上色彩技術研究所之Dot-3c),測定投入前與投入後之單側保護偏光薄膜之偏光度,求出偏光度之變化率(%)=(1-(投入後之偏光度/投入前之偏光度))。
另,偏光度P係藉由將下述透光率運用到下式來求得者,即:將2片相同之偏光薄膜以兩者之透射軸呈平行之方式貼合時的透光率(平行透光率:Tp);及,以兩者之透射
軸呈直交之方式疊合時的透光率(直交透光率:Tc)。
偏光度P(%)={(Tp-Tc)/(Tp+Tc)}1/2×100
各透光率係以通過格蘭泰勒稜鏡偏光件所得完全偏振光為100%,利用JIS Z8701之2度視野(C光源)修正視感度所得之Y值來表示。
表1在記載偏光度之變化率之同時,並以下述基準來判斷該變化率。
○:偏光度之變化率為0.5%以下。
△:偏光度之變化率大於0.5%且在5.0%以下。
×:偏光度之變化率大於5.0%。
表1中,WS表示羥甲基三聚氰胺:Water Sol S-695(DIC公司製))。
1‧‧‧偏光件
2‧‧‧透明層
3‧‧‧樹脂基材
10‧‧‧偏光薄膜
A‧‧‧偏光件厚度
B‧‧‧相溶層厚度
X‧‧‧相溶層
Claims (12)
- 一種偏光薄膜,係於偏光件之至少一面上具有透明層者,其特徵在於:前述偏光件含有聚乙烯醇系樹脂,且厚度為15μm以下;前述偏光件之前述透明層側具有與前述透明層之相溶層;並且,前述偏光件之厚度A與前述相溶層之厚度B滿足通式:(100×B/A)≧1。
- 如請求項1之偏光薄膜,其中前述相溶層與前述偏光件中前述相溶層以外之部分相較下硼酸濃度較低。
- 一種偏光薄膜,係於偏光件之至少一面上具有透明層者,其特徵在於:前述偏光件含有聚乙烯醇系樹脂,且厚度為15μm以下;前述偏光件中之前述透明層側具有硼酸低濃度層,其相較於前述偏光件其他部分硼酸濃度相對較低;並且,前述偏光件之厚度A與前述硼酸低濃度層之厚度C滿足通式:(100×C/A)≧1。
- 如請求項1至3中任一項之偏光薄膜,其中前述透明層之厚度為0.2μm以上。
- 如請求項1至3中任一項之偏光薄膜,其中前述透明層之厚度為6μm以下。
- 如請求項1至3中任一項之偏光薄膜,其中前述透明層之定向性指數為0.05以下。
- 如請求項1至3中任一項之偏光薄膜,其中前述透明層係形成材料之形成物,且該形成材料含有聚乙烯醇系樹脂。
- 如請求項7之偏光薄膜,其中前述聚乙烯醇系樹脂之皂化度為99莫耳%以上,平均聚合度為2000以上。
- 如請求項1至3中任一項之偏光薄膜,其中前述偏光件係構造成以單體透光率T及偏光度P表示之光學特性滿足下式所示條件:P>-(100.929T-42.4-1)×100(但T<42.3);或P≧99.9(但T≧42.3)。
- 如請求項1至3中任一項之偏光薄膜,其具有保護薄膜。
- 一種附黏著劑層之偏光薄膜,其特徵在於:具有如請求項1至10中任一項之偏光薄膜及黏著劑層。
- 一種影像顯示裝置,具有:如請求項1至10中任一項之偏光薄膜或如請求項11之附黏著劑層之偏光薄膜。
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