技术领域
[0001] 本发明涉及偏振片及偏振板。
相关背景技术
[0002] 以往,已知有由包含聚乙烯醇系树脂及碘的膜形成的偏振片(例如专利文献1)。包含偏振片的图像显示装置也被作为导航装置、后视监视器等车载用的图像显示装置使用等,其用途正在拓宽。随着用途的扩大,对于图像显示装置及作为构成图像显示装置的一部分的偏振片,与以往要求相比,期望在更加严酷的环境下(例如高温环境下)的高耐久性。
[0003] 现有技术文献
[0004] 专利文献
[0005] 专利文献1:日本特开2020‑71241号公报
具体实施方式
[0024] <偏振片>
[0025] 一个实施方式的偏振片在聚乙烯醇系树脂膜中含有硼元素、钾元素、碘元素及锌元素。
[0026] (聚乙烯醇系树脂)
[0027] 作为聚乙烯醇系树脂膜的聚乙烯醇系树脂,可以使用将聚乙酸乙烯酯系树脂皂化而得的树脂。作为聚乙酸乙烯酯系树脂,除了可以例示出作为乙酸乙烯酯的均聚物的聚乙酸乙烯酯以外,还可以例示出乙酸乙烯酯与能够与之共聚的其他单体的共聚物。作为能够与乙酸乙烯酯共聚的其他单体,例如可以举出不饱和羧酸类、烯烃类、乙烯基醚类、不饱和磺酸类、具有铵基的(甲基)丙烯酰胺类等。聚乙烯醇系树脂的皂化度通常为约85摩尔%以上,优选为约90摩尔%以上,更优选为约99摩尔%以上。本说明书中所谓“(甲基)丙烯酸类”,意指选自丙烯酸类及甲基丙烯酸类中的至少一者。对于“(甲基)丙烯酰基”也同样。
[0028] 聚乙烯醇系树脂可以被改性,例如也可以使用由醛类改性了的聚乙烯醇缩甲醛、聚乙烯醇缩乙醛、聚乙烯醇缩丁醛等。
[0029] 聚乙烯醇系树脂的平均聚合度优选为100以上且10000以下,更优选为1500以上且8000以下,进一步优选为2000以上且5000以下。聚乙烯醇系树脂的平均聚合度可以依照JIS K 6726(1994)求出。若平均聚合度小于100,则难以获得优选的偏振性能,若大于10000,则有膜加工性差的情况。
[0030] 聚乙烯醇系树脂膜可以为由聚乙烯醇系树脂形成的单膜的膜,也可以为层叠有基材膜和聚乙烯醇系树脂膜的层叠膜。在为层叠膜的情况下,例如可以通过在基材膜的至少一面涂布含有聚乙烯醇系树脂的涂布液并使之干燥而制造。
[0031] 作为基材膜,例如可以举出热塑性树脂膜。作为热塑性树脂膜,优选为包含光学上透明的热塑性树脂的膜,可以为包含链状聚烯烃系树脂(聚丙烯系树脂等)、环状聚烯烃系树脂(降冰片烯系树脂等)之类的聚烯烃系树脂;三乙酰纤维素、二乙酰纤维素之类的纤维素酯系树脂;聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯之类的聚酯系树脂;聚碳酸酯系树脂;聚甲基丙烯酸甲酯系树脂之类的(甲基)丙烯酸系树脂;或它们的混合物、共聚物等的透明树脂膜。
[0032] 偏振片即聚乙烯醇系树脂膜的厚度例如可以为30μm以下,优选为25μm以下,更优选为20μm以下,进一步优选为15μm以下,更进一步优选为14μm以下,特别优选为13μm以下,更特别优选为12μm以下。在偏振片的厚度为30μm以下的情况下,有易于抑制漏光的趋势。另外,减薄偏振片的厚度有利于偏振板的薄膜化。偏振片的厚度通常为2μm以上,例如可以为5μm以上。
[0033] 聚乙烯醇系树脂膜适合被单轴拉伸。可以在经过单轴拉伸的聚乙烯醇系树脂膜吸附碘等二色性色素并使之取向。
[0034] (参数C)
[0035] 从抑制暴露于高温下后的黄变的观点出发,本实施方式的偏振片满足下述式(C)。
[0036] 0.001≤[Zn]/([I]×[B]×[K])≤0.070 (C)
[0037] [式(C)中,[Zn]表示聚乙烯醇系树脂膜中的锌元素的含量(质量%),[I]表示聚乙烯醇系树脂膜中的碘元素的含量(质量%),[B]表示聚乙烯醇系树脂膜中的硼元素的含量(质量%),[K]表示聚乙烯醇系树脂膜中的钾元素的含量(质量%)]。
[0038] [Zn]/([I]×[B]×[K])可以为0.003以上,可以为0.005以上,可以为0.010以上。
[0039] [Zn]/([I]×[B]×[K])可以为0.060以下,可以为0.050以下,可以为0.040以下,可以为0.030以下,可以为0.025以下。
[0040] (作用机理)
[0041] 认为偏振片中的锌元素、碘元素、硼元素及钾元素分别是对黄变造成影响的要因。‑
例如,认为偏振片中的锌元素的含量对高温环境下的I5的稳定性造成影响。若偏振片中的‑
锌元素的含量相对多,则即使在暴露于115℃的高温下后也易于维持I5。若为暴露于115℃‑
的高温下后也能够维持I5的含量为一定量的偏振片,则聚乙烯醇的多烯化缓慢地推进,多烯链变长至能够吸收可见光区域的光,推测有易于发生黄变的趋势。另外,认为偏振片中的‑
碘元素的含量对初始的I5的含量造成影响。若碘分子所致的碘元素的含量相对多,则认为‑ ‑
I5 的含量也多,可以认为即使在暴露于115℃的高温下后也易于将I5 的含量维持为一定量。因此,聚乙烯醇的多烯化缓慢地推进,多烯链变长至能够吸收可见光区域的光,推测有易于发生黄变的趋势。认为偏振片中的硼元素的含量对聚乙烯醇链之间的交联点的个数造成影响。若偏振片中的硼元素的含量相对变多,则聚乙烯醇链之间的交联点增多,因此即使暴露于115℃的高温下而聚乙烯醇的脱水反应推进,多烯链也不会变长至能够吸收可见光区域的光,推测有易于抑制色调的急剧变化的趋势。预期偏振片中的钾元素作为聚乙烯醇的羟基的保护基团发挥作用。当偏振片中的钾元素作为聚乙烯醇的羟基的保护基团发挥作用时,即使暴露于115℃的高温下,也可以抑制聚乙烯醇的脱水反应,多烯链不会变长至能够吸收可见光区域的光的程度,推测有易于抑制多烯化所致的黄变的趋势。因而,在抑制暴露于115℃的高温下时的黄变时,平衡良好地含有硼元素、碘、锌元素和钾元素变得重要。
[0042] 本实施方式的偏振片由于在聚乙烯醇系树脂膜中以满足上述参数C的比率包含硼元素、钾元素、碘元素及锌元素,因此平衡良好地包含硼元素、碘元素、锌元素和钾元素,因而认为,即使暴露于115℃的高温下,也可以抑制黄变。
[0043] (硼元素)
[0044] 聚乙烯醇系树脂膜中的硼元素含量没有特别限定,可以为3.5质量%以上且6.0质量%以下。硼元素在聚乙烯醇系树脂膜中可以将聚乙烯醇系树脂交联。聚乙烯醇系树脂膜中的硼元素含量可以为5.5质量%以下,可以为5.0质量%以下,可以为4.7质量%以下。
[0045] (碘元素)
[0046] 聚乙烯醇系树脂膜中的碘元素的含量没有特别限定,可以为2.0质量%以上且4.0质量%以下。
[0047] 碘为二色性色素,通过使之吸附于聚乙烯醇系树脂膜内并取向,可以发挥偏振性能。
[0048] 聚乙烯醇系树脂膜中的碘元素的含量可以为2.1质量%以上,可以为2.2质量%以上,可以为2.3质量%以上。聚乙烯醇系树脂膜中的碘元素的含量可以为3.5质量%以下,可以为3.2质量%以下,可以为3.0质量%以下,可以为2.9质量%以下,可以为2.7质量%以下。
[0049] (锌元素)
[0050] 聚乙烯醇系树脂膜进一步包含锌元素。聚乙烯醇系树脂膜中的锌元素含量没有特别限定,可以为0.01质量%以上且1.0质量%以下。聚乙烯醇系树脂膜中的锌的含量也可以为0.02质量%以上,也可以为0.03质量%以上,也可以为0.05质量%以上。聚乙烯醇系树脂膜中的锌的含量也可以为0.9质量%以下,也可以为0.7质量%以下,也可以为0.5质量%以下,也可以为0.3质量%以下,也可以为0.2质量%以下,也可以为0.15质量%以下。
[0051] (钾元素)
[0052] 聚乙烯醇型树脂膜进一步包含钾元素。聚乙烯醇系树脂膜中的钾元素含量没有特别限定,可以为0.40质量%以上且1.0质量%以下。若聚乙烯醇系树脂膜中的钾元素含量为上述范围内,则有易于抑制聚乙烯醇系树脂膜的多烯化所致的黄变的趋势。
[0053] 聚乙烯醇系树脂膜中的钾元素含量可以为0.90质量%以下,也可以为0.80质量%以下,也可以为0.70质量%以下,也可以为0.65质量%以下,也可以为0.60质量%以下,也可以为0.55质量%以下,也可以为0.50质量%以下。
[0054] 本实施方式的偏振片是具有如下性质的所谓吸收型的偏振片,即,吸收具有与其吸收轴平行的振动面的直线偏振光,透射具有与吸收轴正交的(与透射轴平行的)振动面的直线偏振光。
[0055] (参数A)
[0056] 从抑制在暴露于高温状态下偏振片的色调的变化的程度随着时间的经过而变大的观点出发,本实施方式的偏振片可以满足下述式(A)。
[0057] 0.001≤[Zn]/([I]×[B])≤0.025(A)
[0058] 此处,式(A)中,[Zn]表示聚乙烯醇系树脂膜中的锌元素的含量(质量%),[I]表示聚乙烯醇系树脂膜中的碘元素的含量(质量%),[B]表示聚乙烯醇系树脂膜中的硼元素的含量(质量%)。
[0059] [Zn]/([I]×[B])可以为0.002以上,可以为0.003以上,可以为0.004以上,可以为0.005以上。
[0060] [Zn]/([I]×[B])可以为0.020以下,可以为0.018以下,可以为0.015以下,可以为0.014以下,可以为0.013以下,可以为0.010以下。
[0061] (参数S)
[0062] 从抑制暴露于高温下时的色调的变化的观点出发,上述的偏振片的如下求出的面积S[h]可以满足0.1以上且45以下,上述面积S[h]是通过对代入了利用以下的步骤(1)~(2)得到的系数a~e的关于吸光度的下述函数f(t)在t=0~72小时进行积分而求出。
[0063] 步骤(1):在将上述偏振片暴露于115℃的环境下的状态下,在0小时、24小时、48小时、120小时、240小时、500小时分别测定正交尼科尔棱镜处的一对偏振片的780nm的吸光度。
[0064] 步骤(2):基于(1)中得到的时间与吸光度的7个组合和下述函数f(t),进行基于最小二乘法的曲线拟合,求出系数a~e。
[0065] f(t)=a·Exp(‑b·t)+c·Exp(‑d·t)+e
[0066] t:时间[h]
[0067] a~e:系数
[0068] 作为曲线拟合的最优化手法,没有特别限定,然而适合为GRG法(Generalized Reduced Gradient method)。
[0069] <偏振片的制造方法>
[0070] 一个实施方式的制造方法具有溶胀工序、染色工序、交联工序、任选的清洗工序、任选的干燥工序以及拉伸工序。
[0071] (1)溶胀工序
[0072] 本工序中的溶胀处理是出于作为原材膜的聚乙烯醇系树脂膜的异物除去、增塑剂除去、易染色性的赋予、膜的增塑化等目的根据需要而实施的处理,具体而言,可以是在含有水的处理液(溶胀液)中浸渍聚乙烯醇系树脂膜的处理。作为原材膜的聚乙烯醇系树脂膜可以恰当地利用偏振片的说明一栏中例示的树脂膜。该树脂膜可以浸渍于1个溶胀液中,也可以依次浸渍于2个以上的溶胀液中。可以在溶胀处理前、溶胀处理时、或溶胀处理前及溶胀处理时对膜进行单轴拉伸处理。
[0073] 作为原材膜的聚乙烯醇系树脂膜的厚度例如为10μm以上且80μm以下左右,从将偏振片的厚度设为15μm以下的观点出发,优选为40μm以下,更优选为30μm以下。
[0074] 作为原材膜的聚乙烯醇系树脂膜例如可以以长条的未拉伸或拉伸聚乙烯醇系树脂膜的卷筒(卷绕品)的形式准备。另外,该情况下,偏振片也以长条物的形式得到。
[0075] 溶胀液除了可以为水(例如纯水)以外,还可以为添加有醇类之类的水溶性有机溶剂的水溶液。
[0076] 浸渍原材膜时的溶胀液的温度通常为10~70℃左右,优选为15~50℃左右,膜的浸渍时间通常为10~600秒左右,优选为20~300秒左右。
[0077] (2)染色工序
[0078] 本工序中的染色处理是出于在聚乙烯醇系树脂膜吸附碘并使之取向的目的而进行的处理,具体而言,可以是在含有碘的处理液(染色液)中浸渍聚乙烯醇系树脂膜的处理。可以将该膜浸渍于1个染色液中,也可以依次浸渍于2个以上的染色液中。为了提高碘的染色性,提供给染色工序的膜可以至少被实施一定程度的单轴拉伸处理。可以取代染色处理前的单轴拉伸处理、或者在染色处理前的单轴拉伸处理的基础上,在染色处理时进行单轴拉伸处理。
[0079] 另外,也可以在使用碘的同时还使用二色性有机染料。在使用二色性有机染料的情况下,二色性有机染料也可以在1个染色液中与碘组合使用,在使用2个以上的染色槽的情况下,也可以在与使用碘的染色液不同的染色液中使用。二色性有机染料的具体例包括红色BR(Red BR)、红色LR(Red LR)、红色R(Red R)、粉红LB(Pink LB)、宝石红BL(Rubine BL)、枣红GS(Bordeaux GS)、天蓝LG(Sky Blue LG)、柠檬黄、蓝色BR(Blue BR)、蓝色2R(Blue 2R)、藏蓝RY(Navy RY)、绿色LG(Green LG)、紫色LB(Violet LB)、紫色B(Violet B)、黑色H(Black H)、黑色B(Black B)、黑色GSP(Black GSP)、黄色3G(Yellow 3G)、黄色R(Yellow R)、橙色LR(Orange LR)、橙色3R(Orange 3R)、猩红GL(Scarlet GL)、猩红KGL(Scarlet KGL)、刚果红(Congo Red)、亮紫BK(Brilliant Violet BK)、Supra Blue G、Supra Blue GL、Supra Orange GL、直接天蓝(Direct Sky Blue)、直接耐晒橙S(Direct Fast Orange S)、耐晒黑(Fast Black)。二色性色素可以仅单独使用1种,也可以并用2种以上。
[0080] 作为含有碘的染色液,可以使用含有碘及碘化钾的水溶液。可以取代碘化钾而使用碘化锌等其他碘化物,也可以并用碘化钾和其他碘化物。另外,也可以共存碘化物以外的化合物、例如硼酸、氯化锌、氯化钴等。在添加硼酸的情况下,在包含碘这一点上有别于后述的交联处理。上述水溶液中的碘的含量通常为每100质量份水中为0.01质量份以上且1质量份以下。另外,碘化钾等碘化物的含量通常为每100质量份水中为0.01质量份以上且20质量份以下。上述水溶液中的硼酸的浓度可以设为每100质量份水中为0.1质量份以上且5质量份以下。
[0081] 浸渍膜时的染色液的温度通常为10℃以上且45℃以下,优选为10℃以上且40℃以下,更优选为20℃以上且35℃以下,膜的浸渍时间通常为30秒以上且600秒以下,优选为60秒以上且300秒以下。
[0082] 在使用二色性有机染料的情况下,染色液可以使用含有二色性有机染料的水溶‑4液。该水溶液中的二色性有机染料的含量通常为每100质量份水中为1×10 质量份以上且‑3
10质量份以下,优选为1×10 质量份以上且1质量份以下。染色液中可以共存染色助剂等,例如可以含有硫酸钠等无机盐、表面活性剂等。二色性有机染料可以仅单独使用1种,也可以并用2种以上。浸渍膜时的染色液的温度例如为20℃以上且80℃以下,优选为30℃以上且
70℃以下,膜的浸渍时间通常为30秒以上且600秒以下,优选为60秒以上且300秒以下。
[0083] (3)交联工序
[0084] 将染色工序后的聚乙烯醇系树脂膜用交联剂处理的交联处理是出于交联所带来的耐水化、色调调整等目的而进行的处理,具体而言,可以是在含有交联剂的处理液(交联液)中浸渍染色工序后的膜的处理。可以将该膜浸渍于1个交联液中,也可以依次浸渍于2个以上的交联液中。在交联处理时可以进行单轴拉伸处理。
[0085] (交联剂)
[0086] 作为交联剂,可以举出硼酸、乙二醛、戊二醛等,优选使用硼酸。也可以并用2种以上的交联剂。交联液中的硼酸的含量通常为每100质量份水中为0.1质量份以上且15质量份以下,优选为1质量份以上且10质量份以下。
[0087] (碘化物)
[0088] 在二色性色素为碘的情况下,交联液优选在含有硼酸的基础上还含有碘化物。交联液中的碘化物的含量通常为每100质量份水中为0.1质量份以上且15质量份以下,优选为1质量份以上且12质量份以下。作为碘化物,可以举出碘化钾、碘化锌等。
[0089] (硫酸锌及硫酸钾)
[0090] 交联液进一步包含硫酸锌及硫酸钾。
[0091] 交联液中的硫酸锌(ZnSO4)的含量可以为每100质量份水中为0.0005质量份以上且30质量份以下,优选为0.001质量份以上且25质量份以下,更优选为0.1质量份以上且10质量份以下。
[0092] 交联液中的硫酸钾(K2SO4)的含量通常可以为每100质量份水中为0.1质量份以上且30质量份以下,优选为0.2质量份以上且25质量份以下,更优选为0.3质量份以上且20质量份以下。
[0093] (其他成分)
[0094] 交联液可以在交联剂、碘化物、硫酸锌以及硫酸钾以外还含有其他成分。
[0095] 交联液中含有的其他成分的例子为硫酸锌及硫酸钾以外的锌盐。作为交联液中含有的硫酸锌及硫酸钾以外的锌盐,例如可以举出氯化锌、碘化锌等卤化锌、乙酸锌、硝酸锌等。
[0096] 交联液中含有的其他成分的另外的例子为氯化钴、氯化锆、硫代硫酸钠、亚硫酸钾。
[0097] 在将聚乙烯醇系树脂膜浸渍于多个交联液中的情况下,交联液中的硫酸锌及硫酸钾的浓度可以在各个交联液中不同。
[0098] 通过将聚乙烯醇系树脂膜浸渍于含有硫酸锌及硫酸钾的交联液中,可以将所得的偏振片中的硼、钾、碘、锌的含量调整为满足上述的参数C的范围内,可以获得上述的偏振片。
[0099] 若意图满足参数C而例如提高交联液的碘化钾的含量,则偏振片的碘和钾两者的量变多,难以取得偏振片中的钾与碘的平衡,也难以进行参数C的控制。因此,若向交联液中在碘化钾之外还另外添加硫酸钾,则易于独立于碘之外地调节偏振片的钾量。另外,若向交联液中添加硫酸锌,则可以预期偏振片的耐水性的提高。
[0100] 浸渍膜时的交联液的温度通常为50℃以上且85℃以下,优选为50℃以上且70℃以下,膜的浸渍时间通常为10秒以上且600秒以下,优选为20秒以上且300秒以下。
[0101] 交联工序中,可以在2个以上的交联液中浸渍聚乙烯醇系树脂膜。该情况下,各交联液的组成及温度可以相同,也可以不同。在2个以上的交联液中浸渍聚乙烯醇型树脂膜的情况下,至少1个交联液含有硫酸锌及硫酸钾。
[0102] 交联液可以具有与浸渍聚乙烯醇系树脂膜的目的对应的交联剂及碘化物等的浓度、温度。可以将用于交联所带来的耐水化的交联处理及用于色调调整(补色)的交联处理分别在多个工序(例如多个包含处理液的槽)中进行。
[0103] 一般而言,在实施用于交联所带来的耐水化的交联处理及用于色调调整(补色)的交联处理两者的情况下,将实施用于色调调整(补色)的交联处理的交联液(补色液)配置于后段。补色液的温度例如为10℃以上且55℃以下,优选为20℃以上且50℃以下。在补色液中浸渍膜的浸渍时间通常为5秒以上且600秒以下,优选为10秒以上且300秒以下。
[0104] 补色液中的交联剂的含量为每100质量份水中例如为1质量份以上且5质量份以下。补色液中的碘化物的含量为每100质量份水中例如为1质量份以上且30质量份以下。如上所示,补色液可以含有锌盐、其他成分。在补色液含有硫酸锌的情况下,硫酸锌的含量可以为每100质量份水中为0.1质量份以上且20质量份以下,优选为1质量份以上且10质量份以下。在补色液含有硫酸钾的情况下,硫酸钾的含量可以为每100质量份水中为0.1质量份以上且20质量份以下,优选为1质量份以上且10质量份以下。
[0105] 在本方式的偏振片的制造方法中,聚乙烯醇系树脂膜适合在溶胀工序之前到交联工序为止中的任意1个或2个以上的阶段中被单轴拉伸处理(拉伸工序)。从提高二色性色素的染色性的观点出发,提供给染色工序的膜优选为至少实施了一定程度的单轴拉伸处理的膜,或者优选取代染色处理前的单轴拉伸处理、或在染色处理前的单轴拉伸处理的基础上在染色处理时进行单轴拉伸处理。
[0106] 单轴拉伸处理可以为在空中进行拉伸的干式拉伸、在液体中进行拉伸的湿式拉伸中的任一者,也可以进行它们两者。单轴拉伸处理可以为在2个夹持辊之间设置圆周速度差而进行纵向单轴拉伸的辊间拉伸、热辊拉伸、展幅机拉伸等,然而优选包含辊间拉伸。以原材膜为基准的拉伸倍率(以2个以上的阶段进行拉伸处理的情况下是它们的累积拉伸倍率)为3倍以上且8倍以下左右。为了赋予良好的偏振特性,拉伸倍率优选设为4倍以上,更优选设为5倍以上。
[0107] (4)清洗工序
[0108] 本工序中的清洗处理是出于除去附着于聚乙烯醇系树脂膜的多余的交联剂、二色性色素等化学药品的目的而根据需要实施的处理,是使用含有水的清洗液来清洗交联工序后的聚乙烯醇系树脂膜的处理。具体而言,可以是在清洗液中浸渍交联工序后的聚乙烯醇系树脂膜的处理。该膜可以浸渍于1个清洗液中,也可以依次浸渍于2个以上的清洗液中。或者,清洗处理也可以是将清洗液以喷淋液的形式向交联工序后的聚乙烯醇系树脂膜喷雾的处理,也可以将上述的浸渍与喷雾组合。
[0109] 清洗液除了可以为水(例如纯水)以外,还可以是添加有醇类之类的水溶性有机溶剂的水溶液。清洗液的温度例如可以为5℃以上且40℃以下左右。
[0110] 清洗工序为任选的工序,可以被省略,也可以如后所述在干燥工序中进行清洗处理。优选对进行清洗工序后的膜进行干燥工序。
[0111] (5)干燥工序
[0112] 干燥工序是用于使交联工序后或清洗工序后的聚乙烯醇系树脂膜干燥的工序,可以对交联工序后或清洗工序后的聚乙烯醇系树脂膜实施干燥处理,由此得到偏振片。
[0113] 干燥处理使用膜的干燥机构(加热机构)进行。干燥机构的合适的一例为干燥炉。干燥炉优选为能够控制炉内温度的干燥炉。干燥炉例如为能够通过热风的供给等来提高炉内温度的热风烘箱。另外,基于干燥机构的干燥处理可以为使交联工序后或清洗工序后的聚乙烯醇系树脂膜密合于具有凸曲面的1个或2个以上的加热体的处理、使用加热器加热该膜的处理。
[0114] 作为上述加热体,可以举出在内部具备热源(例如温水等热介质、红外线加热器)、并能够提高表面温度的辊(例如兼作热辊的导辊)。作为上述加热器,可以举出红外线加热器、卤素加热器、板式加热器等。
[0115] 干燥处理的温度(例如干燥炉的炉内温度、热辊的表面温度等)通常为30℃以上且100℃以下,优选为50℃以上且90℃以下。干燥时间没有特别限制,例如为30秒以上且600秒以下。
[0116] 经过以上的工序,可以得到在经过单轴拉伸的聚乙烯醇系树脂膜吸附有二色性色素并使之取向了的偏振片。
[0117] <偏振板>
[0118] 如图1所示,本发明的一个方式的偏振板100是具备上述的偏振片102、设于其一个面的第1保护膜101和设于另一个面的第2保护膜103的偏振板。需要说明的是,偏振板也可以不具有第2保护膜103。
[0119] 作为第1及第2保护膜,可以为包含热塑性树脂、例如包含链状聚烯烃系树脂(聚丙烯系树脂等)、环状聚烯烃系树脂(降冰片烯系树脂等)之类的聚烯烃系树脂;三乙酰纤维素、二乙酰纤维素之类的纤维素酯系树脂;聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯之类的聚酯系树脂;聚碳酸酯系树脂;聚甲基丙烯酸甲酯系树脂之类的(甲基)丙烯酸系树脂;或它们的混合物、共聚物等的透明树脂膜。第1及第2保护膜可以为彼此相同的材料,也可以不同。
[0120] 第1保护膜和第2保护膜中的任意一者或两者也可以为相位差膜、增亮膜之类的兼具光学功能的保护膜。例如,对包含上述材料的透明树脂膜进行拉伸(单轴拉伸或二轴拉伸等),或在该膜上形成液晶层等,由此可以制成赋予了任意的相位差值的相位差膜。
[0121] 在第1保护膜101和/或第2保护膜103的与偏振片102相反的一侧的表面,也可以形成硬涂层、防眩层、防反射层、防静电层、防污层之类的表面处理层(涂覆层)。
[0122] 从偏振板100的薄型化的观点出发,第1及第2保护膜的厚度优选薄,然而若过薄则强度降低而有加工性差的趋势,因此优选为5~150μm,更优选为5~100μm,进一步优选为10~50μm。
[0123] 偏振板100可以通过在偏振片102的两面经由粘接剂分别贴合(层叠)第1保护膜101及第2保护膜103而得到。作为偏振片与保护膜的贴合中使用的粘接剂,可以举出紫外线固化性粘接剂等活性能量射线固化性粘接剂、聚乙烯醇系树脂的水溶液或在其中配合有交联剂的水溶液、氨基甲酸酯系乳液粘接剂等水系粘接剂。在偏振片102的两面贴合保护膜的情况下,形成2个粘接剂层的粘接剂可以为相同种类,也可以为不同种类。例如,在偏振片的两面贴合保护膜的情况下,可以一面使用水系粘接剂贴合、另一面使用活性能量射线固化性粘接剂贴合。紫外线固化型粘接剂可以为自由基聚合性的(甲基)丙烯酸系化合物与光自由基聚合引发剂的混合物、阳离子聚合性的环氧化合物与光阳离子聚合引发剂的混合物等。另外,也可以并用阳离子聚合性的环氧化合物和自由基聚合性的(甲基)丙烯酸系化合物,并用光阳离子聚合引发剂和光自由基聚合引发剂作为引发剂。
[0124] 在使用活性能量射线固化性粘接剂的情况下,在贴合后,通过照射活性能量射线而使粘接剂固化。活性能量射线的光源没有特别限定,然而优选在波长400nm以下具有发光分布的活性能量射线(紫外线),具体而言,优选使用低压水银灯、中压水银灯、高压水银灯、超高压水银灯、化学灯、黑光灯、微波激发水银灯、金属卤化物灯等。
[0125] 为了提高偏振片与保护膜的粘接性,可以在偏振片与热塑性树脂膜的贴合前,对偏振片和/或保护膜的贴合面实施电晕处理、火焰处理、等离子体处理、紫外线照射处理、底漆涂布处理、皂化处理等表面处理。
[0126] 在偏振片102偏振片的两面层叠保护膜的情况下,进一步包括在单面带有第1保护膜的偏振板的偏振片面使用粘接剂贴合第2保护膜的第2贴合工序。
[0127] (用途)
[0128] 偏振板可以用于显示装置。显示装置可以为液晶显示装置、有机EL显示装置等任何显示装置,然而优选为液晶显示装置。液晶显示装置具备作为图像显示元件的具备液晶单元的液晶面板和背光。在构建液晶显示装置时偏振板可以用于配置于可视侧的偏振板,也可以用于配置于背光侧的偏振板,也可以用于可视侧及背光侧两者的偏振板。
[0129] 上述的偏振板特别适于车载用显示装置。例如,在车载用显示装置中,偏振板被用粘合剂或粘接剂贴合于图像显示单元,在与贴合于上述图像显示单元的面相反一侧的面用粘合剂或粘接剂贴合玻璃板、触控面板等透光性构件。车载用显示装置的偏振板有时在较高温度下长时间使用,在此种情况下有易于发生黄变的趋势,若为本实施方式的偏振片则效果高。
[0130] 偏振板适于依次具备偏振板、配置于偏振板的第1保护膜侧的透光性构件和配置于偏振板的第2保护膜侧的显示装置的车载用显示装置。透光性构件可以为玻璃板、具有透光性的树脂膜等。
[0131] 以下,给出实施例而对本发明进一步具体说明,然而本发明不受这些例子限定。
[0132] 实施例
[0133] <实施例1>
[0134] (偏振片的制造)
[0135] 将皂化度为99.9%以上的透明的厚度45μm的未拉伸聚乙烯醇膜(TS4500、Kuraray公司制)在30℃的水(去离子水)中浸渍86秒而使之溶胀后,在碘/碘化钾/水的质量比为1.0/2.0/7.0的水溶液与硼酸与水的质量比为0.4/2.0/97.6且温度为30℃的染色液中浸渍
160秒,由此进行染色。此时,在溶胀及染色阶段分别以2.00倍、1.51倍的拉伸比进行拉伸,以使直至染色槽为止的累积拉伸比为3.02倍的方式进行拉伸。
[0136] 接下来,在将碘化钾/硼酸/硫酸锌/硫酸钾/水的质量比为2.2/3.5/2.1/2.6/89.6的水溶液加热到60℃的交联液浸渍76秒(交联阶段)而使之交联的同时,以1.86倍的拉伸比进行拉伸。
[0137] 继而,在将碘化钾/硼酸/硫酸锌/硫酸钾/水的质量比为2.6/4.4/2.3/2.7/88.0的水溶液加热到45℃的交联液中浸渍12秒(补色阶段)而使之交联的同时,进行1.04倍的拉伸处理。此时,使得溶胀、染色以及交联、补色阶段的总累积拉伸比为5.83倍。
[0138] 交联结束后,将拉伸为5.83倍的聚乙烯醇膜在60℃的烘箱中干燥200秒而制造出偏振片。偏振片的厚度为约20μm。
[0139] <实施例2>
[0140] (偏振片的制造)
[0141] 将皂化度为99.9%以上的透明的厚度45μm的未拉伸聚乙烯醇膜(TS4500、Kuraray公司制)在30℃的水(去离子水)中浸渍86秒而使之溶胀后,在碘/碘化钾/水的质量比为1.0/2.0/7.0的水溶液与硼酸与水的质量比为0.4/2.0/97.6且温度为30℃的染色液中浸渍
160秒,由此进行染色。此时,在溶胀及染色阶段分别以2.00倍、1.51倍的拉伸比进行拉伸,以使直至染色槽为止的累积拉伸比为3.02倍的方式进行拉伸。
[0142] 接下来,在将碘化钾/硼酸/硫酸锌/硫酸钾/水的质量比为2.4/3.9/4.8/5.7/100的水溶液加热到60℃的交联液,浸渍76秒(交联阶段)而使之交联的同时,以1.86倍的拉伸比进行拉伸。
[0143] 继而,在将碘化钾/硼酸/硫酸锌/硫酸钾/水的质量比为2.9/5.0/4.8/6.2/100的水溶液加热到45℃的交联液中,浸渍12秒(补色阶段)而使之交联的同时,进行1.04倍的拉伸处理。此时,使得溶胀、染色以及交联、补色阶段的总累积拉伸比为5.83倍。
[0144] 交联结束后,将拉伸为5.83倍的聚乙烯醇膜在60℃的烘箱中干燥200秒而制造出偏振片。偏振片的厚度为约20μm。
[0145] <比较例1>
[0146] (偏振片的制造)
[0147] 将皂化度为99.9%以上的透明的厚度45μm的未拉伸聚乙烯醇膜(TS4500、Kuraray公司制)在30℃的水(去离子水)中浸渍86秒而使之溶胀后,在碘/碘化钾/水的质量比为1.0/2.0/7.0的水溶液与硼酸与水的质量比为0.4/2.0/97.6且温度为30℃的染色液中浸渍
160秒,由此进行染色。此时,在溶胀及染色阶段分别以2.00倍、1.51倍的拉伸比进行拉伸,以使直至染色槽为止的累积拉伸比为3.02倍的方式进行拉伸。
[0148] 接下来,在将碘化钾/硼酸/水的质量比为1.2/3.7/95.1的水溶液加热到60℃的交联液,浸渍76秒(交联阶段)而使之交联的同时,以1.86倍的拉伸比进行拉伸。
[0149] 继而,在将碘化钾/硼酸/水的质量比为1.4/4.7/93.9的水溶液加热到45℃的交联液中浸渍12秒(补色阶段)而使之交联的同时,进行1.04倍的拉伸处理。此时,使得溶胀、染色以及交联、补色阶段的总累积拉伸比为5.83倍。
[0150] 交联结束后,将聚乙烯醇膜在60℃的烘箱中干燥200秒而制造出偏振片。偏振片的厚度为约20μm。
[0151] <比较例2>
[0152] (偏振片的制造)
[0153] 将皂化度为99.9%以上的透明的厚度45μm的未拉伸聚乙烯醇膜(TS4500、Kuraray公司制)在30℃的水(去离子水)中浸渍86秒而使之溶胀后,在碘/碘化钾/水的质量比为1.0/2.0/7.0的水溶液与硼酸与水的质量比为0.4/2.0/97.6且温度为30℃的染色液中浸渍
160秒,由此进行染色。此时,在溶胀及染色阶段分别以2.00倍、1.51倍的拉伸比进行拉伸,以使直至染色槽为止的累积拉伸比为3.02倍的方式进行拉伸。
[0154] 接下来,在将碘化钾/硼酸/硝酸锌·6水合物/水的质量比为2.3/3.6/2.0/92.1的水溶液加热到60℃的交联液,浸渍76秒(交联阶段)而使之交联的同时,以1.86倍的拉伸比进行拉伸。
[0155] 继而,在将碘化钾/硼酸/硝酸锌·6水合物/水的质量比为2.7/4.5/2.4/90.4的水溶液加热到45℃的交联液中,浸渍12秒(补色阶段)而使之交联的同时,进行1.04倍的拉伸处理。此时,使得溶胀、染色以及交联、补色阶段的总累积拉伸比为5.83倍。
[0156] 交联结束后,将拉伸为5.83倍的聚乙烯醇膜在60℃的烘箱中干燥200秒而制造出偏振片。偏振片的厚度为约20μm。
[0157] [黄色指数评价用耐久性试验]
[0158] 将实施例及比较例的偏振片沿MD方向(偏振片的吸收轴方向)切割为30mm、沿TD方向(偏振片的透射轴方向)切割为25mm。将该偏振片用2片纵40mm横40mm厚度2mm且在中央开设有直径20mm的孔的金属的板夹持,将4边用聚酰亚胺胶带(Kapton tape)固定。
[0159] 将固定于金属板的评价样品以竖立的状态投入115℃的加热烘箱中,经过500Hr后取出并进行评价。
[0160] [黄色指数的评价]
[0161] 使用分光光度计(日立制作所制、U4100),依照JIS K 7373(2006),测定出耐久性试验前的偏振片样品的初始黄色指数。
[0162] 然后对耐久性试验后的样品也同样地使用分光光度计(日立制作所制、U4100)依照JIS K 7373(2006)求出黄色指数。
[0163] 基于所得的黄色指数,利用下式计算出耐久性试验前后的黄色指数的差ΔYI。
[0164] ΔYI=(耐久性试验后黄色指数)‑(初始黄色指数)
[0165] 将所得的黄色指数的差在115℃、经过500Hr的时间时小于30的情况评价为良,将30以上的情况评价为不良。
[0166]
[0167] 以使偏振片的吸收轴与长边平行的方式裁割为50mm×40mm的大小而制作出评价样品。对如此所述地得到的评价用样品,利用(株)Hitachi High‑Technologies公司制分光光度计U‑4100进行耐久性试验前的分光测定(测定波长:280~900nm)。之后,对相同的样品在115℃的环境中每隔一定时间地测定单体透射率,求出色调(a、b)。测定时间设为经过24h耐久性试验后、经过48h后、经过120h后、经过240h后、经过500h后。
[0168] 利用下述计算式计算出SingleΔab。
[0169]
[0170] [曲线拟合及面积S]
[0171] 根据上述SingleΔab评价用耐久性试验的结果,利用Excel2016的Solver使用Generalized Reduced Gradient method法基于时间与吸光度的组合的数据和函数f(t),求出系数a~e。需要说明的是,式(A)中的系数a~e的初始值使用0。
[0172] 需要说明的是,曲线拟合的结果是,由实施例1中得到的偏振片求出的系数a~e为系数a=1.1、系数b=0.36、系数c=0.40、系数d=0.0084、系数e=0.21。实施例1中得到的偏振片的面积S为39.8。
[0173] 由实施例2中得到的偏振片求出的系数a~e为系数a=1.0、系数b=0.36、系数c=0.39、系数d=0.0075、系数e=0.22。实施例2中得到的偏振片的面积S为40.7。
[0174] [240h~500h期间的SingleΔab的变化]
[0175] 基于的结果,利用下述计算式计算出SingleΔab的240h~500h的急剧的变化。
[0176] 240h~500h期间的SingleΔab的急剧的变化=经过500h时的SΔab‑经过240h时的SΔab
[0177] [偏振片中的元素分析测定方法]
[0178] 对实施例及比较例的偏振片利用微波分解/ICP‑AES法求出硼元素及锌元素含量,利用微波分解/原子吸光法求出钾元素含量,利用氧燃烧/离子色谱法求出碘含量。
[0179] [偏振片的厚度的测定]
[0180] 使用株式会社Nikon制的数显千分尺“MH‑15M”进行测定。
[0181] 表1中给出所得的偏振片中的成分以及偏振片的特性。
[0182] [表1]
[0183]
[0184] <实施例3>
[0185] 将染色液设为碘/碘化钾/水的质量比为1.0/2.0/7.0的水溶液与硼酸与水的质量比为0.4/2.8/96.8,将交联液设为碘化钾/硼酸/硫酸锌/硫酸钾/水的质量比为2.4/5.5/2.4/2.6/100且温度为66℃的水溶液,将补色液设为碘化钾/硼酸/硫酸锌/硫酸钾/水的质量比为2.5/6.1/2.5/2.7/100且温度为47℃的水溶液,除此以外,与实施例1同样地制造出偏振片。偏振片的厚度为约20μm。
[0186] <实施例4>
[0187] 将染色液设为碘/碘化钾/水的质量比为1.0/2.0/7.0的水溶液与硼酸与水的质量比为0.4/2.0/97.6,将交联液设为碘化钾/硼酸/硫酸锌/硫酸钾/水的质量比为2.8/5.5/2.4/2.6/100且温度为62℃的水溶液,将补色液设为碘化钾/硼酸/硫酸锌/硫酸钾/水的质量比为2.9/6.1/2.5/2.7/100且温度为47℃的水溶液,除此以外,与实施例1同样地制造出偏振片。偏振片的厚度为约20μm。
[0188] <实施例5>
[0189] 将染色液设为碘/碘化钾/水的质量比为1.0/2.0/7.0的水溶液与硼酸与水的质量比为0.3/2.0/97.7,将交联阶段的交联液的温度设为64℃,将补色阶段的液体的温度设为47℃,除此以外,与实施例1同样地制造出偏振片。偏振片的厚度为约20μm。
[0190] <实施例6>
[0191] 将染色液设为碘/碘化钾/水的质量比为1.0/2.0/7.0的水溶液与硼酸与水的质量比为0.6/2.0/97.4,将交联阶段的交联液的温度设为64℃,将补色阶段的液体的温度设为47℃,除此以外,与实施例1同样地制造出偏振片。偏振片的厚度为约20μm。
[0192] <实施例7>
[0193] 将染色液设为碘/碘化钾/水的质量比为1.0/2.0/7.0的水溶液与硼酸与水的质量比为0.6/2.0/97.4,将交联阶段的交联液的温度设为65℃,将补色阶段的液的温度设为47℃,除此以外,与实施例1同样地制造出偏振片。偏振片的厚度为约20μm。
[0194] [黄色指数评价用耐久性试验]
[0195] 将实施例3‑7的偏振片分别沿MD方向(偏振片的吸收轴方向)切割为30mm、沿TD方向(偏振片的透射轴方向)切割为25mm。将该偏振片用2片纵40mm横40mm厚度2mm且在中央开设有直径20mm的孔的金属的板夹持,将4边用聚酰亚胺胶带固定。
[0196] 将固定于金属板的评价样品以竖立的状态投入115℃的加热烘箱中,经过500Hr后取出并进行评价。
[0197] [黄色指数的评价]
[0198] 使用分光光度计(日立制作所制、U4100),依照JIS K 7373(2006),测定出耐久性试验前的偏振片样品的初始黄色指数。然后对耐久性试验后的样品也同样地使用分光光度计(日立制作所制、U4100)依照JIS K 7373(2006)求出黄色指数。
[0199] 基于所得的黄色指数,利用下式计算出耐久性试验前后的黄色指数的差ΔYI。
[0200] ΔYI=(耐久性试验后黄色指数)‑(初始黄色指数)
[0201] 将所得的黄色指数的差在115℃、经过500Hr的时间时小于30的情况评价为良,将30以上的情况评价为不良。
[0202]
[0203] 以使实施例3‑5、实施例7的偏振片的吸收轴与长边平行的方式裁割为50mm×40mm的大小而制作出评价样品。对如此所述地得到的评价用样品,利用(株)Hitachi High‑Technologies公司制分光光度计U‑4100进行耐久性试验前的分光测定(测定波长:280~900nm)。之后,对相同的样品在115℃的环境中每隔一定时间地测定单体透射率,求出色调(a、b)。测定时间设为经过24h耐久性试验后、经过48h后、经过120h后、经过240h后、经过
500h后。利用下述计算式计算出SingleΔab。
[0204]
[0205] [240h~500h期间的SingleΔab的变化]
[0206] 基于的结果,利用下述计算式计算出SingleΔab的240h~500h的急剧的变化。
[0207] 240h~500h期间的SingleΔab的急剧的变化=经过500h时的SΔab‑经过240h时的SΔab
[0208] 表2中给出实施例3‑7的偏振片中的成分及偏振片的特性。
[0209] [表2]
[0210]