CN103869403B - 光学膜层压体的制造方法 - Google Patents

光学膜层压体的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及光学膜层压体的制造方法。根据本发明实施方案的光学膜层压体的制造方法包括：将包括树脂基材和形成在树脂基材的一侧上的聚乙烯醇系树脂层的层压体拉伸、染色，从而在树脂基材上制造偏光膜；在偏光膜的与树脂基材相对的一侧上层压第一保护膜；和剥离树脂基材，然后在偏光膜的已剥离树脂基材的一侧上层压第二保护膜。所述第一保护膜为当光学膜层压体粘贴至光学元件时设置在光学元件侧上的保护膜，所述第二保护膜为当光学膜层压体粘贴至光学元件时设置在与光学元件相对的一侧上的保护膜。沿光学膜层压体的输送方向和与输送方向垂直的方向的至少一个方向，所述第一保护膜的线性膨胀系数大于所述第二保护膜的线性膨胀系数。

Description

光学膜层压体的制造方法
发明背景
本申请根据35U.S.C.Section119要求2013年9月11日提交的日本专利申请2013-188049的优先权，将其引入于此以作参考。
技术领域
本发明涉及光学膜层压体的制造方法。
背景技术
偏光板设置于作为典型图像显示装置的液晶显示装置的液晶元件的两侧的每一侧上，该设置可归因于所述装置的图像形成方式。下述方法已知为一种偏光板的制造方法(例如，日本专利申请特开Hei11-179871)。将保护膜设置于偏振片的两侧的每一侧上，然后通过在将粘接剂供给至偏振片和各保护膜之间的间隙的同时，使偏振片和保护膜连续通过一对辊，而将保护膜粘贴至偏振片的两侧。
此外，近年来，与图像显示装置薄型化的需求相关联，已要求可工业上制造具有比如上所述的偏振片薄得多的薄型偏光膜的光学膜层压体的技术。例如，已提出了下述方法作为此类光学膜层压体的制造方法(例如，日本专利申请特开2000-338329)。拉伸具有树脂基材和聚乙烯醇(PVA)系树脂层的层压体，然后通过使层压体进行染色处理来制造偏光元件层(polarizing elementlayer)。其后，将保护膜粘贴至层压体的偏光元件层侧，剥离树脂基材，并将另一保护膜粘贴至已剥离树脂基材的表面。在该制造方法中，需要顺次粘贴保护膜。因此，在某些情况下，在所得光学膜层压体中产生不期望的卷曲，并在光学膜层压体随后粘贴至光学元件如液晶元件时产生不便(例如气泡和褶皱)。特别地，当为了使光学膜层压体薄型化而还将保护膜之一作为光学补偿膜或防反射相位差膜(典型地λ/4板)时，该问题倾向于格外显著。
发明内容
根据本发明的实施方案，提供一种光学膜层压体的制造方法，所述方法包括将具有树脂基材和PVA系树脂层的层压体拉伸、染色，从而在树脂基材上形成薄型偏光膜，借助该方法可防止不期望的卷曲的发生，结果可在将光学膜层压体粘贴至光学元件时防止发生诸如气泡和褶皱等不便。
根据本发明实施方案的光学膜层压体的制造方法包括：将包括树脂基材和形成在树脂基材的一侧上的聚乙烯醇系树脂层的层压体拉伸、染色，从而在树脂基材上制造偏光膜；在所述偏光膜的与所述树脂基材相对的一侧上层压第一保护膜；和剥离所述树脂基材，然后在所述偏光膜的已剥离所述树脂基材的一侧上层压第二保护膜。所述第一保护膜为当所述光学膜层压体粘贴至光学元件时设置在所述光学元件侧上的保护膜，所述第二保护膜为当所述光学膜层压体粘贴至所述光学元件时设置在与所述光学元件相对的一侧上的保护膜。沿所述光学膜层压体的输送方向和与所述输送方向垂直的方向中的至少一个方向，所述第一保护膜的线性膨胀系数大于所述第二保护膜的线性膨胀系数。
在本发明的一个实施方案中，当所述树脂基材已剥离时所述第一保护膜和所述偏光膜的层压体朝所述第一保护膜侧凸出。
在本发明的一个实施方案中，所述第一保护膜和所述第二保护膜沿所述输送方向和与所述输送方向垂直的方向的各自的线性膨胀系数为10(10-6/K)以上且100(10-6/K)以下。
在本发明的一个实施方案中，所述第一保护膜具有光学补偿功能。
在本发明的一个实施方案中，所述第一保护膜和所述第二保护膜中的至少之一的层压在加热下进行。
根据本发明的另一方面，提供一种光学膜层压体。所述光学膜层压体通过如上所述的制造方法获得。
附图说明
在附图中：
图1A至1D为各自说明本发明光学膜层压体的制造方法的实例的示意图；
图2为示出实施例1获得的光学膜层压体的卷曲状态的照片；
图3为示出实施例2获得的光学膜层压体的卷曲状态的照片；
图4为示出比较例1获得的光学膜层压体的卷曲状态的照片；和
图5为示出比较例2获得的光学膜层压体的卷曲状态的照片。
具体实施方式
以下描述本发明的优选实施方案。然而，本发明不限于这些实施方案。
在本文中将简单表述"卷曲"用于此类卷曲现象是优选的语境，或用于通常描述所谓卷曲的现象的语境。短语"卷曲现象是优选的"是指卷曲度适当且光学膜层压体容易与光学元件粘贴的情况。另一方面，表达如"不期望的卷曲"或"卷曲严重"在此用于卷曲现象是不优选的语境。更具体地，此类表达是指卷曲严重到使得光学膜层压体与光学元件的粘贴困难或不可能的情况。本领域技术人员在阅读相关部分的描述时清楚地理解其中使用术语"卷曲"的语境。
本发明涉及光学膜层压体的制造方法，所述方法包括将具有树脂基材和形成在树脂基材的一侧上的PVA系树脂层的层压体拉伸、染色，从而在树脂基材上制造薄型偏光膜。在本发明中，在要设置于光学元件侧上的保护膜(下文中有时称为"第一保护膜")已层压在树脂基材和偏光膜的层压体的偏光膜表面上之后，剥离树脂基材，并在已剥离树脂基材后，要设置在与光学元件相对的一侧上的保护膜(下文中有时称为"第二保护膜")层压在剥离表面上。当第一保护膜和第二保护膜以规定的顺序层压时，可防止在所得光学膜层压体中产生不期望的卷曲。结果，可在所得光学膜层压体粘贴至光学元件时防止诸如气泡和褶皱等不便的产生。下文中，具体描述本发明的光学膜层压体的制造方法的实例。
A.偏光膜的制造
A-1.层压体
图1A至1D为分别示出本发明光学膜层压体的制造方法的实例的示意图。如图1A所示，层压体10具有树脂基材11和PVA系树脂层12。层压体10典型地通过在长条状树脂基材11上形成PVA系树脂层12来制造。任何适当的方法均可用作形成PVA系树脂层12的方法。PVA系树脂层12优选通过在树脂基材11上施涂含有PVA系树脂的涂布液并干燥所述液体而形成。
作为树脂基材的形成材料，可使用任何适当的热塑性树脂。热塑性树脂的实例包括：酯系树脂，如聚对苯二甲酸乙二酯系树脂；环烯烃系树脂，如降冰片烯系树脂；烯烃系树脂，如聚丙烯；聚酰胺系树脂；聚碳酸酯系树脂；和它们的共聚物树脂。那些之中，优选降冰片烯系树脂和无定形的聚对苯二甲酸乙二酯系树脂。
在一个实施方案中，优选使用无定形的(未结晶的)聚对苯二甲酸乙二酯系树脂。特别是，特别优选使用非晶的(难结晶的)聚对苯二甲酸乙二酯系树脂。非晶的聚对苯二甲酸乙二酯系树脂的具体实例包括另外含有间苯二甲酸作为二羧酸组分的共聚物和另外含有环己烷二甲醇作为二醇组分的共聚物。
当在随后描述的拉伸处理中采用水中拉伸模式时，树脂基材可以吸水，水起到类似于增塑剂的作用，如此可使所述基材增塑。结果，可显著地减小拉伸应力。因此，可在高倍率下进行拉伸，树脂基材的拉伸性可以比在空中拉伸时更优良。结果，可制造光学特性优良的偏光膜。在一个实施方案中，树脂基材的吸水率优选是0.2%以上，更优选0.3%以上。同时，树脂基材的吸水率优选是3.0%以下，更优选1.0%以下。使用这样的树脂基材可防止例如下述不便：树脂基材的尺寸稳定性在制造过程中显著降低，因而所获得的偏光膜的外观劣化。此外，使用这样的树脂基材可防止水中拉伸时基材的断裂和PVA系树脂层从树脂基材剥离。应注意，树脂基材的吸水率可通过例如将改性基团引入构成材料来调整。吸水率是依照JIS K7209测定的值。
树脂基材的玻璃化转变温度(Tg)优选是170℃以下。使用这样的树脂基材可充分确保层压体的拉伸性，同时抑制PVA系树脂层的结晶。此外，考虑到水对树脂基材的增塑作用和水中拉伸的良好性能，玻璃化转变温度更优选是120℃以下。在一个实施方案中，树脂基材的玻璃化转变温度优选是60℃以上。使用这样的树脂基材防止不便如在含PVA系树脂的涂布液的施涂和干燥过程中树脂基材的变形(例如，产生凹凸、松弛或褶皱)，从而能够顺利地制造层压体。此外，该使用能够在适合的温度(例如，约60℃)下良好地拉伸PVA系树脂层。在另一实施方案中，允许小于60℃的玻璃化转变温度，只要树脂基材在含PVA系树脂的涂布液的施涂和干燥过程中不变形即可。应注意，树脂基材的玻璃化转变温度可通过例如将改性基团引入形成材料或加热由结晶化材料构成的基材来调整。玻璃化转变温度(Tg)是依照JIS K7121测定的值。
树脂基材拉伸之前的厚度优选是20μm至300μm，更优选50μm至200μm。当厚度小于20μm时，可能难以形成PVA系树脂层。当厚度超过300μm时，例如在水中拉伸时，树脂基材吸水可能需要很长时间，在拉伸时可能需要过大的载荷。
任何适当的树脂均可用作形成PVA系树脂层的PVA系树脂。树脂的实例包括聚乙烯醇和乙烯-乙烯醇共聚物。聚乙烯醇是通过使聚乙酸乙烯酯皂化获得的。乙烯-乙烯醇共聚物是通过使乙烯-乙酸乙烯酯共聚物皂化获得的。PVA系树脂的皂化度典型地是85mol%至100mol%，优选95.0mol%至99.95mol%，更优选99.0mol%至99.93mol%。皂化度可依照JIS K6726-1994测定。使用具有此类皂化度的PVA系树脂可提供耐久性优良的偏光膜。当皂化度过高时，树脂可能凝胶化。
PVA系树脂的平均聚合度可根据目的适当地选择。平均聚合度典型地是1,000至10,000，优选1,200至5,000，更优选1,500至4,500。应注意，平均聚合度可依照JIS K6726-1994测定。
涂布液典型地是通过将PVA系树脂溶解在溶剂中而制备的溶液。溶剂的实例包括水、二甲亚砜、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、各种二醇类、多元醇类如三羟甲基丙烷，和胺类如乙二胺和二乙烯三胺。它们可单独或组合使用。那些之中，优选水。溶液中PVA系树脂的浓度优选是3重量份至20重量份，相对于100重量份的溶剂。在这样的树脂浓度下，可形成与树脂基材紧密接触的均匀涂膜。
涂布液可配混有添加剂。添加剂的实例包括增塑剂和表面活性剂。增塑剂的实例包括多元醇类如乙二醇和甘油。表面活性剂的实例包括非离子表面活性剂。此类添加剂可用于另外改进所获得的PVA系树脂层的均匀性、染色性或拉伸性的目的。另外，添加剂的实例包括易粘接组分。易粘接组分的使用可改进树脂基材和PVA系树脂层之间的密合性。结果，抑制了诸如从基材剥离PVA系树脂层等的不便，并可令人满意地进行随后描述的染色和水中拉伸。易粘接组分的实例包括改性PVA如乙酰乙酰基改性的PVA。
任何适当的方法均可用作涂布液的施涂方法。所述方法的实例包括辊涂法、旋涂法、线棒涂布法、浸涂法、模涂法、帘式涂布法、喷涂法和刮刀涂布法(逗点涂布法(comma coating method)等)。
涂布液优选在50℃以上的温度下施涂和干燥。
PVA系树脂层拉伸之前的厚度优选是3μm至40μm，更优选3μm至20μm。
在形成PVA系树脂层之前，树脂基材可进行表面处理(如电晕处理)。可选地，可在树脂基材上形成易粘接层。这种处理可改进树脂基材与PVA系树脂层之间的密合性。
A-2.层压体的拉伸
任何适当的方法均可用作层压体的拉伸方法。具体而言，可采用固定端拉伸，或可采用自由端拉伸(free-end stretching)(如包括将层压体通过具有不同圆周速度的辊以单轴拉伸层压体的方法)。那些之中，优选自由端拉伸。
可适当地设定层压体的拉伸方向。在一个实施方案中，沿其纵向拉伸长条状层压体。在该情况下，可典型地采用包括将层压体通过具有不同圆周速度的辊以拉伸层压体的方法。在另一实施方案中，沿其宽度方向拉伸长条状层压体。在该情况下，可典型地采用包括利用拉幅(tenter)拉伸装置拉伸层压体的方法。
拉伸模式没有特别限制，可以是空中拉伸模式或水中拉伸模式。那些之中，优选水中拉伸模式。根据水中拉伸模式，可以在比树脂基材和PVA系树脂层各自的玻璃化转变温度(典型地约80℃)都低的温度下进行拉伸，因而可以以高倍率拉伸PVA系树脂层，同时抑制其结晶。结果，可制造光学特性优良的偏光膜。
层压体的拉伸可以在一个阶段中进行，或可以在多个阶段中进行。当在多个阶段中进行拉伸时，例如，可组合进行自由端拉伸和固定端拉伸，或可组合进行水中拉伸模式和空中拉伸模式。当在多个阶段中进行拉伸时，随后描述的层压体的拉伸倍率(最大拉伸倍率)是在各个阶段中的拉伸倍率的乘积。
取决于例如树脂基材的形成材料和拉伸模式，层压体的拉伸温度可设置为任何适当的值。当采用空中拉伸模式时，拉伸温度优选等于或高于树脂基材的玻璃化转变温度(Tg)，更优选Tg+10℃以上，特别优选Tg+15℃以上。同时，层压体的拉伸温度优选是170℃以下。在这种温度下进行拉伸，抑制PVA系树脂结晶的快速进行，从而能够抑制由于结晶带来的不便(如抑制PVA系树脂层因拉伸的取向)。
当采用水中拉伸模式作为拉伸模式时，拉伸浴的液温优选是40℃至85℃，更优选50℃至85℃。在这种温度下，PVA系树脂层可以以高倍率拉伸，同时抑制其溶解。具体而言，如上所述，与PVA系树脂层的形成有关，树脂基材的玻璃化转变温度(Tg)优选是60℃以上。在该情况下，当拉伸温度未达到40℃时，即使考虑到水对树脂基材的增塑作用，也存在不能令人满意地进行拉伸的可能性。另一方面，随着拉伸浴温度的升高，PVA系树脂层的溶解性增加，因而不能获得优良的光学特性。层压体优选浸渍在拉伸浴中15秒至5分钟的时间。
当采用水中拉伸模式时，优选在浸渍在硼酸水溶液中的同时拉伸层压体(硼酸溶液中拉伸)。使用硼酸水溶液作为拉伸浴可赋予PVA系树脂层以足够经受住拉伸时施加的张力的刚性和使所述层不溶于水这样的耐水性。具体而言，硼酸可在水溶液中产生四羟基硼酸根阴离子，以通过氢键与PVA系树脂交联。结果，借助于由此赋予的刚性和耐水性，PVA系树脂层可令人满意地拉伸，从而可制造光学特性优良的偏光膜。
硼酸水溶液优选通过将硼酸和/或硼酸盐溶解在作为溶剂的水中而获得。相对于100重量份的水，硼酸的浓度优选是1重量份至10重量份。将硼酸的浓度设置在1重量份以上，可有效地抑制PVA系树脂层的溶解，从而能够制造具有格外高性能的偏光膜。应注意，也可使用通过将硼化合物如硼砂、乙二醛或戊二醛等以及硼酸或硼酸盐溶解在溶剂中获得的水溶液。
当通过随后描述的染色预先使二色性物质(典型地是碘)溶解并渗透于PVA系树脂层时，拉伸浴(硼酸水溶液)优选配混有碘化物。将所述浴配混有碘化物可抑制使PVA系树脂层已吸附的碘的洗脱。碘化物的实例包括碘化钾、碘化锂、碘化钠、碘化锌、碘化铝、碘化铅、碘化铜、碘化钡、碘化钙、碘化锡和碘化钛。那些之中，优选碘化钾。相对于100重量份的水，碘化物的浓度优选是0.05重量份至15重量份，更优选0.5重量份至8重量份。
层压体的拉伸倍率(最大拉伸倍率)优选是相对于层压体的原始长度的5.0倍以上。这种高拉伸倍率可通过采用例如水中拉伸模式(硼酸溶液中拉伸)来实现。应注意，在本说明书中使用的术语"最大拉伸倍率"是指层压体断裂之前即刻的拉伸倍率。单独确定层压体断裂时的拉伸倍率，比该值低0.2的值为最大拉伸倍率。
在一个实施方案中，层压体在高温(例如，95℃以上)下进行空中拉伸，然后进行硼酸溶液中拉伸和随后描述的染色。这种空中拉伸以下简称"空中辅助拉伸"，因为该拉伸可看作是对硼酸溶液中拉伸的预备或辅助拉伸。
当空中辅助拉伸与硼酸溶液中拉伸组合时，有时可以以格外高的倍率拉伸层压体。结果，可制造光学特性(如偏光度)格外优良的偏光膜。例如，当聚对苯二甲酸乙二酯系树脂用作树脂基材时，与只有硼酸溶液中拉伸的情况相比，通过空中辅助拉伸和硼酸溶液中拉伸的组合，可令人满意地拉伸树脂基材，同时抑制其取向。随着树脂基材的取向性增加，其拉伸张力增大，因而稳定地拉伸基材变得很难，或树脂基材断裂。因此，通过在抑制树脂基材取向的同时拉伸该树脂基材，可以格外高的倍率拉伸层压体。
此外，当空中辅助拉伸与硼酸溶液中拉伸组合时，PVA系树脂的取向性得到改进，因此即使在硼酸溶液中拉伸后，也能改进PVA系树脂的取向性。具体而言，预先通过空中辅助拉伸改进PVA系树脂的取向性，以使PVA系树脂可在硼酸溶液中拉伸过程中容易与硼酸交联。然后，在硼酸充当连接点(junction)的状态下进行拉伸，因而推测即使在硼酸溶液中拉伸后，PVA系树脂的取向性也是高的。结果，可制造光学特性(如偏光度)优良的偏光膜。
空中辅助拉伸的拉伸倍率优选是3.5倍以下。空中辅助拉伸中的拉伸温度优选是等于或高于PVA系树脂的玻璃化转变温度。拉伸温度优选是95℃至150℃。应注意，空中辅助拉伸和硼酸溶液中拉伸相互组合时的最大拉伸倍率优选是相对于层压体的原始长度的5.0倍以上，更优选5.5倍以上，仍更优选6.0倍以上。
A-3.染色
层压体的染色典型地通过使二色性物质(优选碘)溶解和浸入PVA系树脂层中来进行。溶解和浸渍的方法是，例如，包括将PVA系树脂层(层压体)浸渍在含碘的染色液中的方法，包括将染色液施涂至PVA系树脂层的方法，或包括将染色液喷雾至PVA系树脂层上的方法。那些之中，优选包括将层压体浸渍在染色液中的方法。这是因为碘可令人满意地溶解并渗入所述层中。
染色液优选是碘的水溶液。相对于100重量份的水，碘的配混量优选是0.1重量份至0.5重量份。碘的水溶液优选配混有碘化物，如此可增大碘在水中的溶解度。碘化物的具体实例如上所述。相对于100重量份的水，碘化物的配混量优选是0.02重量份至20重量份，更优选0.1重量份至10重量份。染色时染色液的液温优选是20℃至50℃，如此可抑制PVA系树脂的溶解。当PVA系树脂层浸渍在染色液中时，浸渍时间优选是5秒至5分钟，如此可确保PVA系树脂层的透过率。此外，可设置染色条件(浓度、液温和浸渍时间)，以使最后获得的偏光膜的偏光度或单片透过率(single axis transmittance)可落在预定的范围内。在一个实施方案中，设置浸渍时间，以使所获得的偏光膜的偏光度可以是99.98%以上。在另一实施方案中，设置浸渍时间，以使所获得的偏光膜的单片透过率可以是40%至44%。
染色处理可在任何适当的时机进行。当进行水中拉伸时，染色处理优选在水中拉伸之前进行。
A-4.任何其它处理
除拉伸和染色之外，层压体还可适当地进行用于使PVA系树脂层形成为偏光膜的处理。用于使PVA系树脂层形成为偏光膜的处理的实例包括不溶化处理、交联处理、洗涤处理和干燥处理。应注意，对这些处理的次数和顺序等没有特别限制。
不溶化处理典型地通过将PVA系树脂层浸渍在硼酸水溶液中来进行。可通过使PVA系树脂层进行不溶化处理，将耐水性赋予所述PVA系树脂层。相对于100重量份的水，硼酸水溶液的浓度优选是1重量份至4重量份。不溶化浴(硼酸水溶液)的液温优选是20℃至50℃。不溶化处理优选在水中拉伸处理或染色处理之前进行。
交联处理典型地通过将PVA系树脂层浸渍在硼酸水溶液中来进行。可通过使PVA系树脂层进行交联处理，将耐水性赋予所述PVA系树脂层。相对于100重量份的水，硼酸水溶液的浓度优选是1重量份至5重量份。此外，当在染色处理后进行交联处理时，所述溶液优选进一步配混有碘化物。将所述溶液配混有碘化物可抑制已使溶解并渗入PVA系树脂层中的碘的洗脱。相对于100重量份的水，碘化物的配混量优选是1重量份至5重量份。碘化物的具体实例如上所述。交联浴(硼酸水溶液)的液温优选是20℃至60℃。交联处理优选在水中拉伸处理之前进行。在优选的实施方案中，以所规定的顺序进行染色处理、交联处理和水中拉伸处理。
洗涤处理典型地通过将PVA系树脂层浸渍在碘化钾水溶液中来进行。干燥处理中的干燥温度优选是30℃至100℃。
A-5.偏光膜
偏光膜实质上是通过已使溶解并渗入PVA系树脂中的二色性物质排列(align)而获得的PVA系树脂膜。偏光膜的厚度典型地是25μm以下，优选15μm以下，更优选10μm以下，仍更优选7μm以下，特别优选5μm以下。同时，偏光膜的厚度优选是0.5μm以上，更优选1.5μm以上。偏光膜优选显示在380nm至780nm波长范围内任一波长下的吸收二色性。偏光膜的单片透过率优选40.0%以上，更优选41.0%以上，仍更优选42.0%以上，特别优选43.0%以上。偏光膜的偏光度优选99.8%以上，更优选99.9%以上，仍更优选99.95%以上。B.第一保护膜的层压
B-1.层压的概要
在层压体(PVA系树脂层)已经进行各个处理后，如图1B中所示，将第一保护膜21层压在层压体的偏光膜(PVA系树脂层)12侧上。典型地，在长条状层压体上层压长条状的第一保护膜，以使它们的纵向可相互对齐。在一个实施方案中，第一保护膜通过将粘接剂施涂至第一保护膜的表面上而粘贴至偏光膜的表面。
在一个实施方案中，第一保护膜的层压(粘贴)在加热下进行。当随后描述的粘接剂为水系粘接剂或溶剂系粘接剂时，加热温度为粘接剂干燥时的温度，并且当粘接剂为活性能量射线固化型粘接剂时，温度为粘接剂固化时的温度。加热温度优选50℃以上，更优选55℃以上，仍更优选60℃以上。同时，加热温度优选80℃以下。应注意，在第一保护膜层压时进行的加热还可充当层压体的干燥处理。
B-2.第一保护膜
第一保护膜为当所得光学膜层压体粘贴至光学元件时设置于光学元件侧上的保护膜。当预先粘贴设置于光学元件侧上的保护膜时，可防止所得光学膜层压体中产生不期望的卷曲。结果，可获得能够防止在粘贴至光学元件时产生诸如气泡和褶皱等不便的光学膜层压体。
第一保护膜可为普通保护膜或可具有光学补偿功能(可为相位差膜)。第一保护膜优选具有光学补偿功能。利用该构成，第一保护膜还可充当光学补偿膜因而可实现使光学膜层压体的格外薄型化。另外，当第一保护膜具有光学补偿功能时，预先层压第一保护膜使得本发明的效果，即防止不期望的卷曲，格外显著。当第一保护膜具有光学补偿功能时，其光学补偿特性(例如折射指数椭圆(refractive index ellipsoid)、面内相位差和厚度方向相位差)可适当地根据目的设置。
在一个实施方案中，沿光学膜层压体的输送(feed)方向和与该输送方向垂直的方向的至少一个方向，第一保护膜的线性膨胀系数大于随后描述的第二保护膜的线性膨胀系数。通常，在两侧包括线性膨胀系数不同的膜的三层层压体中，期望产生层压体朝线性膨胀系数较小的膜一侧凸出这样的卷曲。然而，本发明的发明人发现，当顺次层压膜时，在随后膜的层压时，产生使随后要层压的膜一侧凹下的力，并且由该力引起的卷曲成为主导。另外，本发明人发现，当具有不同特性的膜顺次层压在偏光膜的两侧时，由如上所述这样的力引起的卷曲的方向和卷曲度可通过规定膜的层压顺序来控制。结果，在本发明中，不像一般预期的，可在层压体中引起所得光学膜层压体朝具有相对大的线性膨胀系数的第一保护膜侧凸出这样的卷曲。利用本发明的此类效果使得能够使用如上所述的此类具有光学补偿功能的膜(具有大的线性膨胀系数并在许多情况下引起不期望的卷曲)作为第一保护膜。第一保护膜沿输送方向和与该输送方向垂直的方向的各线性膨胀系数为，例如10(10-6/K)以上且100(10-6/K)以下。应注意，线性膨胀系数根据JIS K7197确定。
在光学膜层压体粘贴至光学元件时可设置在光学元件侧上的任何适当的树脂膜均可用作第一保护膜。形成保护膜的材料列举为：纤维素系树脂如三乙酰基纤维素(TAC)；环烯烃系树脂如降冰片烯系树脂；烯烃系树脂如聚乙烯或聚丙烯；聚酯系树脂；和(甲基)丙烯酸系树脂。应注意，术语"(甲基)丙烯酸系树脂"是指丙烯酸系树脂和/或甲基丙烯酸系树脂。
第一保护膜的厚度典型地为10μm至100μm，优选15μm至60μm。第一保护膜的厚度典型地小于第二保护膜的厚度。一般来说，在两侧包括厚度不同的膜的三层层压体中，期望产生使层压体朝具有较大厚度的膜一侧凸出这样的卷曲。然而，根据本发明，不像本领域的一般预期，可引起使层压体朝具有相对小的厚度的第一保护膜侧凸出这样的卷曲。引起此类卷曲的机理可推测为与对线性膨胀系数的描述的那些相同。
B-3.层压中使用的粘接剂
任何适当的粘接剂均可用作第一保护膜的层压中使用的粘接剂。具体地，粘接剂可为水系粘接剂，可为溶剂系粘接剂，或可为活性能量射线固化型粘接剂。
任何适当的粘接剂均可用作活性能量射线固化型粘接剂，只要该粘接剂可通过用活性能量射线照射进行固化即可。活性能量射线固化型粘接剂的实例包括紫外线固化型粘接剂和电子束固化型粘接剂。活性能量射线固化型粘接剂的固化类型的具体实例包括自由基固化型、阳离子固化型、阴离子固化型及其组合(例如自由基固化型和阳离子固化型的混合)。
活性能量射线固化型粘接剂为，例如，包含具有自由基聚合性基团如(甲基)丙烯酸酯基或(甲基)丙烯酰胺基的化合物(例如，单体和/或低聚物)作为固化组分的粘接剂。
活性能量射线固化型粘接剂以及该粘接剂的固化方法的具体实例公开在例如日本专利申请特开2012-144690中。所述公开内容引入于此以作参考。
任何适当的水系粘接剂均可用作所述水系粘接剂。优选使用含有PVA系树脂的水系粘接剂。就粘接性而言，水系粘接剂中的PVA系树脂的平均聚合度优选约100至5,500，更优选1,000至4,500。就粘接性而言，其平均皂化度优选约85mol%至100mol%，更优选90mol%至100mol%。
水系粘接剂中的PVA系树脂优选含有乙酰乙酰基。这是因为此类树脂可具有优良的PVA系树脂层与保护膜之间的密合性和优良的耐久性。含乙酰乙酰基的PVA系树脂是通过例如使PVA系树脂与双烯酮(diketene)通过任何适当的方法彼此反应来获得的。含乙酰乙酰基的PVA系树脂的乙酰乙酰基改性度典型地是0.1mol%以上，优选约0.1mol%至40mol%，更优选1mol%至20mol%，特别优选1mol%至7mol%。应注意，乙酰乙酰基改性度是通过NMR测定的值。
水系粘接剂的树脂浓度优选是0.1重量%至15重量%，更优选0.5重量%至10重量%。
可设置施涂时粘接剂的厚度为任何适当的值。例如，以使固化后或加热(干燥)后可获得具有期望厚度的粘接剂层的方式设置厚度。粘接剂层的厚度优选0.01μm至7μm，更优选0.01μm至5μm，仍更优选0.01μm至2μm，最优选0.01μm至1μm。当粘结剂层的厚度过小时，未获得粘接剂本身的内聚强度，因而在某些情况下未获得粘合强度。当粘结剂层的厚度过大时，光学膜层压体可能不能满足耐久性。
C.树脂基材的剥离
接下来，如图1C所示，从树脂基材11、偏光膜12和第一保护膜21的层压体剥离树脂基材11。任何适当的方法均可用作剥离方法。例如，树脂基材11可通过如图1C所示向下拉来剥离，或者树脂基材11可通过向上拉偏光膜12和第一保护膜21的层压体来剥离。
在一个实施方案中，在剥离树脂基材11时偏光膜12和第一保护膜21的层压体朝第一保护膜21侧凸出。第一保护膜设置于光学元件侧上，因此通过该构成促进所得光学膜层压体与光学元件的粘贴。
D.第二保护膜的层压
在已剥离树脂基材后，如图1D所示，将第二保护膜22层压在层压体已剥离树脂基材的一侧上。因此，获得光学膜层压体100。典型地，长条状的第二保护膜层压在长条状层压体上，以使它们的纵向可彼此对齐。在一个实施方案中，通过施涂粘接剂至第二保护膜而将第二保护膜粘贴至层压体的剥离侧(实质上是偏光膜的表面)。第二保护膜的层压条件(例如加热温度)和所用粘接剂如第一保护膜的层压所述。
第二保护膜为在所得光学膜层压体粘贴至光学元件时设置于与光学元件相对的一侧上的保护膜，并优选为设置于观察者侧上的保护膜。将要置于与光学元件相对的一侧上的保护膜粘贴至已剥离树脂基材的表面可提供能容易粘贴至光学元件的光学膜层压体。
第二保护膜可根据目的进行任何适当的表面处理。表面处理的具体实例包括硬涂处理(hard coat treatment)、防反射处理、防粘处理、扩散处理和防眩光处理。
在一个实施方案中，沿光学膜层压体的输送方向和与该输送方向垂直的方向的至少一个方向，第二保护膜的线性膨胀系数小于第一保护膜的线性膨胀系数。如上所述，根据本领域常规的技术知识，期望产生使所得光学膜层压体朝具有相对小的线性膨胀系数的第二保护膜侧凸出这样的卷曲。然而，在本发明中，可通过规定第一保护膜和第二保护膜的层压顺序来引起使层压体朝具有相对大的线性膨胀系数的第一保护膜侧凸出这样的卷曲。应注意，第二保护膜沿输送方向和与该输送方向垂直的方向的各线性膨胀系数为例如10(10-6/K)以上且100(10-6/K)以下。
可在光学膜层压体粘贴至光学元件时设置于与光学元件相对的一侧上的任何适当的树脂膜均可用作第二保护膜。保护膜的形成材料列举为：环烯烃系树脂，如降冰片烯系树脂；烯烃系树脂，如聚乙烯或聚丙烯；聚酯系树脂；和(甲基)丙烯酸系树脂。应注意，术语"(甲基)丙烯酸系树脂"是指丙烯酸系树脂和/或甲基丙烯酸系树脂。
第二保护膜的厚度典型地为20μm至100μm，优选10μm至60μm。第二保护膜的厚度典型地大于第一保护膜的厚度。
在一个实施方案中，光学膜层压体100朝第一保护膜21侧凸出。第一保护膜设置于光学元件侧上，因而通过此类构成促进光学膜层压体与光学元件的粘贴。
光学膜层压体可如上所述制造。此类光学膜层压体可容易地粘贴至光学元件，并可防止在其粘贴至光学元件时产生诸如气泡和褶皱等的不便。结果，使用此类光学膜层压体可提供外观优良的图像显示装置。可使用所述光学膜层压体的光学元件的典型实例包括液晶元件和有机电致发光(EL)元件。因此，图像显示装置的典型实例包括液晶显示装置和有机EL显示装置。
实施例
下文中，借助实施例具体描述本发明。然而，本发明不限于以下示出的实施例。
(实施例1)
使用无定形聚对苯二甲酸乙二酯(A-PET)膜(由Mitsubishi ChemicalCorporation生产，商品名"NOVACLEAR SH046"，厚度：200μm)作为树脂基材。树脂基材的表面进行电晕处理(58W/m2/min)。
同时，制备已添加1重量%乙酰乙酰基改性的PVA(由The NipponSynthetic Chemical Industry Co.,Ltd.生产，商品名"GOHSEFIMER Z200"，聚合度：1,200，皂化度：99.0%以上，乙酰乙酰基改性度：4.6%)的PVA(聚合度：4,200，皂化度：99.2%)，将其施涂至树脂基材的电晕处理表面，以使其干燥后的厚度变为12μm，然后在60℃的气氛下热风干燥10分钟。因此，制造出其中PVA系树脂层形成在树脂基材上的层压体。
使所得到的层压体在130℃的烘箱中，在具有不同圆周速度的辊之间以2.0倍的倍率沿其纵向(长度方向)进行自由端单轴拉伸(空中辅助拉伸)。
接着，将层压体浸渍在液温为30℃的不溶化浴(通过将100重量份水与3重量份硼酸配混得到的硼酸水溶液)中30秒(不溶化处理)。
接着，通过将层压体浸渍在液温为30℃的染色浴(使用水作为溶剂，包含浓度为0.08重量%至0.25重量%的碘，包含浓度为0.56重量%至1.75重量%的碘化钾，并且碘和碘化钾的浓度比为1:7)中，使碘溶解并渗入PVA系树脂层中(染色处理)。应注意，调整浸渍时间和染色浴的碘浓度以使所得偏光膜(实质上为PVA系树脂层)的单片透过率为42.0%。
接着，将层压体浸渍在液温为30℃的交联浴(通过将100重量份水与3重量份碘化钾以及4重量份硼酸配混得到的硼酸水溶液)中60秒(交联处理)。
然后，在浸渍在液温为70℃的硼酸水溶液(通过将100重量份水与4重量份硼酸以及5重量份碘化钾配混得到的水溶液)中的同时，使层压体在具有不同圆周速度的辊之间沿其纵向(长度方向)进行单轴拉伸(水中拉伸)。水中拉伸的拉伸倍率为2.0倍，因而最终拉伸倍率为5.4倍。因此，在树脂基材上制造出偏光膜。
然后，将层压体浸渍在液温为30℃的洗涤浴(通过将100重量份水与3.5重量份碘化钾配混得到的水溶液)(洗涤处理)。另外，利用60℃下的热风干燥层压体(干燥处理)。
随后，将第一保护膜(环烯烃系膜，厚度：25μm，沿输送方向的线性膨胀系数：95×10-6/K，沿与该输送方向垂直的方向的线性膨胀系数：68×10-6/K)通过辊对辊方式借助PVA系粘接剂粘贴至偏光膜和树脂基材的层压体的偏光膜表面，从而制造出树脂基材、偏光膜和第一保护膜的层压体。另外，将树脂基材从层压体剥离，然后通过紫外线固化型粘接剂将第二保护膜(丙烯酸系膜，厚度：40μm，沿输送方向的线性膨胀系数：48×10-6/K，沿与该输送方向垂直的方向的线性膨胀系数：47×10-6/K)粘贴至剥离面。
因此，制造出具有厚度为5μm的偏光膜的长条状光学膜层压体。
将所得到的光学膜层压体切成具有预定尺寸的片，且目视观察该片的卷曲状态。图2示出卷曲状态。在将第一保护膜设置在液晶元件侧上的同时，将光学膜层压体粘贴至液晶元件。结果，该层压体能够令人满意地粘贴至液晶元件，而不产生诸如气泡和褶皱等不便。
(实施例2)
除了第一保护膜(环烯烃系膜)的厚度改为18μm，其沿输送方向的线性膨胀系数改为80×10-6/K，其沿与该输送方向垂直的方向的线性膨胀系数改为36×10-6/K以外，以与实施例1相同的方式制造光学膜层压体。以与实施例1相同的方式目视观察所得到的光学膜层压体的卷曲状态。图3示出卷曲状态。尽管光学膜层压体中产生一定程度的卷曲，但所述光学膜层压体朝第一保护膜侧凸出。结果，当在第一保护膜设置于液晶元件侧的同时将光学膜层压体粘贴至液晶元件时，该层压体能够令人满意地粘贴至液晶元件，而不产生诸如气泡和褶皱等不便。
(比较例1)
除了下述以外，以与实施例1相同的方式制造光学膜层压体。将第二保护膜(丙烯酸系膜，厚度：40μm，沿输送方向的线性膨胀系数：48×10-6/K，沿与该输送方向垂直的方向的线性膨胀系数：47×10-6/K)粘贴至偏光膜和树脂基材的层压体的偏光膜表面，从而制造出树脂基材、偏光膜和第二保护膜的层压体。在树脂基材已从层压体剥离后，粘贴第一保护膜(环烯烃系膜，厚度：25μm，沿输送方向的线性膨胀系数：95×10-6/K，沿与该输送方向垂直的方向的线性膨胀系数：68×10-6/K)。换言之，其中粘贴第一保护膜和第二保护膜的顺序颠倒。以与实施例1相同的方式目视观察所得到的光学膜层压体的卷曲状态。图4示出卷曲状态。难以将光学膜层压体粘贴至液晶元件，这是由于其朝第二保护膜侧凸出的卷曲很严重，因而层压体成为管状。
(比较例2)
除了下述以外，以与比较例1相同的方式制造光学膜层压体：将厚度50μm的聚对苯二甲酸乙二酯膜用作第二保护膜；将厚度18μm的环烯烃系膜(沿输送方向的线性膨胀系数：80×10-6/K，沿与该输送方向垂直的方向的线性膨胀系数：36×10-6/K)用作第一保护膜。以与实施例1相同的方式目视观察所得到的光学膜层压体的卷曲状态。图5示出卷曲状态。难以将光学膜层压体粘贴至液晶元件，这是由于其朝第二保护膜侧凸出的卷曲很严重，因而层压体成为管状。
从实施例1(图2)和比较例1(图4)之间的比较明显地看出，通过预先粘贴设置于液晶元件侧上的第一保护膜而大幅减轻卷曲。另外，如上所述，在实施例2的光学膜层压体卷曲而朝第一保护膜侧(液晶元件侧)凸出，比较例2的光学膜层压体卷曲而朝第二保护膜侧(液晶元件的相对侧)凸出。结果，在实施例2的光学膜层压体能够令人满意地粘贴至液晶元件的同时，难以将比较例2的光学膜层压体粘贴至液晶元件。
本发明的光学膜层压体适合用于例如液晶电视、液晶显示器、移动电话、数码相机、摄像机、便携式游戏机、汽车导航系统、复印机、打印机、传真机、时钟和微波炉的液晶面板和有机EL面板用防反射膜。
根据本发明的一个实施方案，在包括将具有树脂基材和PVA系树脂层的层压体拉伸、染色以在树脂基材上形成薄型偏光膜的光学膜层压体的制造方法中，能够实现下述光学膜层压体的制造方法：其中可通过在树脂基材剥离之前层压设置于光学元件侧上的保护膜，剥离树脂基材，随后将设置于与光学元件相对的一侧的保护膜层压在剥离面上，来防止产生不期望的卷曲，结果，可防止在光学膜层压体与光学元件粘贴时产生诸如气泡和褶皱等不便。
在不背离本发明的范围和精神的情况下，许多其它改变对本领域技术人员将是显而易见的，并且容易实施。因此，应当理解，所附权利要求的范围并不意图受所述描述的细节限制，而应广义地解释。

Claims (5)

1.一种光学膜层压体的制造方法，其包括：
将包括树脂基材和形成在所述树脂基材的一侧上的聚乙烯醇系树脂层的层压体拉伸、染色，从而在所述树脂基材上制造偏光膜；
在所述偏光膜的与所述树脂基材相对的一侧上层压第一保护膜；和
剥离所述树脂基材，然后在所述偏光膜的已剥离所述树脂基材的一侧上层压第二保护膜；
所述光学膜层压体的制造方法特征在于：
所述第一保护膜为当所述光学膜层压体粘贴至光学元件时设置在所述光学元件侧上的保护膜，所述第二保护膜为当所述光学膜层压体粘贴至所述光学元件时设置在与所述光学元件相对的一侧上的保护膜，
沿所述光学膜层压体的输送方向和与所述输送方向垂直的方向中的至少一个方向，所述第一保护膜的线性膨胀系数大于所述第二保护膜的线性膨胀系数。
2.根据权利要求1所述的制造方法，其中当所述树脂基材已剥离时所述第一保护膜和所述偏光膜的层压体朝所述第一保护膜侧凸出。
3.根据权利要求1所述的制造方法，其中所述第一保护膜和所述第二保护膜沿所述输送方向和与所述输送方向垂直的方向的各自的线性膨胀系数为10以上且100以下，单位为10-6/K。
4.根据权利要求1所述的制造方法，其中所述第一保护膜具有光学补偿功能。
5.根据权利要求1所述的制造方法，其中所述第一保护膜和所述第二保护膜中的至少之一的层压在加热下进行。
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