CN111208595A - 偏振片及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种耐久性优异的偏振片。基于本发明的实施方式的偏振片(100)具有起偏器(10)、和分别配置在起偏器(10)的两主表面上的一对保护膜(21、22)，且具有由起偏器(10)的端面(10a)较保护膜(21、22)的端面(21a、22a)更位于面方向内侧而形成的起偏器空隙部(30)。

Description

偏振片及其制造方法

本申请是申请日为2016年3月10日、发明名称为“偏振片及其制造方法”的中国申请号为201680016691.1的分案申请。

技术领域

本发明涉及偏振片及其制造方法。

背景技术

在移动电话、笔记型个人计算机等图像显示装置(例如液晶显示装置)中使用了偏振片。近年来，期望在汽车的仪表显示部或智能型手表等中也使用偏振片，期望将偏振片的形状制成除矩形以外的形状、或者在偏振片中形成贯通孔。然而，在采用这种形态的情况下，容易产生耐久性的问题。以提高耐久性为目的，例如提出了具有在熔融后凝固而形成的外周端面的偏振片(参照专利文献1)，但要求耐久性的进一步提高。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009-37228号公报

发明内容

发明所要解决的课题

本发明是为了解决上述课题而进行的，其主要目的在于提供一种耐久性优异的偏振片。

用于解决问题的手段

本发明的偏振片具有起偏器、和分别配置在该起偏器的两主表面上的一对保护膜，且具有由上述起偏器的端面较上述保护膜的端面更位于面方向内侧而形成的起偏器空隙部。

在1个实施方式中，上述起偏器空隙部形成于自上述保护膜的端面朝面方向内侧至15μm以上的位置。

在1个实施方式中，上述起偏器空隙部形成于上述起偏器的吸收轴方向端部。

在1个实施方式中，本发明的偏振片形成有贯通孔，且在该贯通孔的周缘部形成有上述起偏器空隙部。

在1个实施方式中，上述起偏器空隙部形成于外缘部。

在1个实施方式中，上述外缘包含形成朝面方向内侧凸起的大致V字形状的部位。

根据本发明的另一方面，提供上述偏振片的制造方法。该制造方法包括如下工序：使处理液与将保护膜分别层叠于起偏器的两主表面上而获得的层叠体进行接触。

在1个实施方式中，上述处理液包含水。

在1个实施方式中，上述处理液的液温为50℃以上。

在1个实施方式中，上述偏振片的制造方法包括如下工序：通过切断和/或冲裁加工而将上述层叠体成形为所期望的形状。

在1个实施方式中，通过照射激光而进行上述切断和/或冲裁加工。

在1个实施方式中，上述激光为CO₂激光。

发明效果

根据本发明，通过具有由起偏器的端面较保护膜的端面更位于面方向内侧而形成的起偏器空隙部，可获得耐久性极其优异的偏振片。

附图说明

图1是基于本发明的1个实施方式的偏振片的俯视图。

图2是图1中所示的偏振片的端部的放大截面图。

图3(a)是实施例1的偏振片的端部(MD方向)的利用光学显微镜观察的照片，(b)是实施例1的偏振片的端部(TD方向)的利用光学显微镜观察的照片，(c)是比较例1的偏振片的端部的利用光学显微镜观察的照片。

图4(a)是表示热循环试验后的比较例3的偏振片的外观的照片，(b)是表示热循环试验后的实施例3的偏振片的外观的照片。

具体实施方式

以下，对本发明的实施方式进行说明，但本发明并不限定于这些实施方式。

A.偏振片

图1是基于本发明的1个实施方式的偏振片的俯视图，图2是图1中所示的偏振片的端部的放大截面图。偏振片100适合用于汽车的仪表盘。偏振片100是第1显示部50与第2显示部60连设而构成的，在各显示部的中心附近，分别形成有用于固定各种仪表针的贯通孔51、61。贯通孔的直径例如为0.5mm～100mm。显示部50、60的外缘形成为沿着仪表针的旋转方向的圆弧状。

偏振片100具有起偏器10和分别配置在起偏器10的两主表面上的一对保护膜21、22。偏振片100在其端部(具体而言，外缘部101及贯通孔51、61的周缘部51a、61a)具有由起偏器10的端面10a较保护膜21、22的端面21a、22a更位于面方向内侧而形成的起偏器空隙部30。通过形成起偏器空隙部，能够提高耐久性。具体而言，能够抑制裂纹的产生。通常，起偏器的收缩力较保护膜大，可能会因温度、湿度变化而在起偏器与保护膜的界面产生应力而产生裂纹。认为：通过形成起偏器空隙部，能够缓和该应力。因此，通过在如后述的贯通孔的周缘、或形成V字形状的部位那样的应力容易集中的部位形成起偏器空隙部，能够有效地抑制裂纹的产生。此外，根据这种形态，对外观或与其他构件的贴合所造成的影响也非常小。

在如图示例那样形成贯通孔的情况下，贯通孔的位置例如可根据偏振片的用途而适当地设定。上述裂纹容易以贯通孔的周缘为起点而产生，贯通孔的位置越远离偏振片的外缘，该倾向可能变得越显著。其结果是，贯通孔的位置越远离偏振片的外缘(例如距偏振片的外缘为15mm以上)，就越能够显著地获得由形成上述起偏器空隙部而带来的耐久性提高效果。

在外缘部101中，起偏器空隙部优选至少形成于各显示部的交界部41、42上。具体而言，起偏器空隙部优选形成于外缘形成朝面方向内侧凸起的V字形状(含圆弧状)的部位。这是由于：外缘形成朝面方向内侧凸起的V字形状的部位与上述贯通孔的周缘同样地容易成为裂纹的起点。

起偏器空隙部优选形成于起偏器的吸收轴方向端部。上述裂纹存在沿着起偏器的吸收轴方向而产生的倾向，通过在吸收轴方向端部形成有起偏器空隙部，能够有效地抑制裂纹的产生。

起偏器空隙部优选形成于自保护膜的端面朝面方向内侧至15μm以上的位置，进一步优选形成至20μm以上的位置。若为这种范围，则能够充分地获得上述耐久性提高的效果。另一方面，起偏器空隙部优选形成于自保护膜的端面朝面方向内侧至1000μm以下的位置，更优选形成至500μm以下的位置，进一步优选形成至300μm以下的位置。另外，根据后述的起偏器空隙部的形成方法，吸收轴方向端部较其他方向(例如透射轴方向)更容易形成起偏器空隙部。

本发明的偏振片并不限定于上述图示例的构成，可适当地进行变更。例如偏振片的形状、贯通孔的有无、贯通孔的形状或尺寸、贯通孔的数目或形成位置可适当地进行变更。

A-1.起偏器

上述起偏器代表性地由含有二色性物质的树脂膜构成。作为二色性物质，例如可列举出碘、有机染料等。它们可单独使用或将两种以上组合使用。优选使用碘。

作为形成上述树脂膜的树脂，可使用任意适当的树脂。优选使用亲水性树脂(例如聚乙烯基醇(PVA)系树脂)。作为PVA系树脂，例如可列举出：聚乙烯基醇、乙烯-乙烯基醇共聚物。聚乙烯基醇是通过使聚乙酸乙烯酯皂化而获得的。乙烯-乙烯基醇共聚物是通过使乙烯-乙酸乙烯酯共聚物皂化而获得的。PVA系树脂的皂化度通常为85摩尔％～100摩尔％，优选为95.0摩尔％以上，进一步优选为99.0摩尔％以上，特别优选为99.93摩尔％以上。皂化度可依据JIS K 6726-1994而求出。通过使用这种皂化度的PVA系树脂，可获得耐久性优异的起偏器。

PVA系树脂的平均聚合度可根据目的而适当选择。平均聚合度通常为1000～10000，优选为1200～6000，进一步优选为2000～5000。另外，平均聚合度可依据JIS K6726-1994而求出。

起偏器优选在波长380nm～780nm的范围内表现出吸收二色性。起偏器的单体透过率(Ts)优选为40％以上，更优选为41％以上，进一步优选为42％以上，特别优选为43％以上。另外，单体透过率的理论上的上限为50％，实用上的上限为46％。此外，单体透过率(Ts)是通过JIS Z8701的2度视野(C光源)测定并进行可见度修正而获得的Y值，例如，可使用分光光度计(日本分光制造，V7100)进行测定。起偏器的偏光度优选为99.8％以上，更优选为99.9％以上，进一步优选为99.95％以上。

起偏器的厚度可设定为任意的适当值。厚度代表性地为1μm～80μm，优选为3μm～40μm。

起偏器代表性地可通过对上述树脂膜进行溶胀处理、拉伸处理、利用上述二色性物质的染色处理、交联处理、洗涤处理、干燥处理等处理而获得。各处理的次数、顺序、时机等可适当设定。在实施各处理时，树脂膜也可以为形成于基材上的树脂层。

上述交联处理例如通过使硼酸溶液(例如硼酸水溶液)与树脂膜接触而进行。此外，在拉伸处理中采用湿式拉伸方式的情况下，优选一边使硼酸溶液与树脂膜接触一边进行拉伸。拉伸处理中的拉伸方向可相当于所获得的起偏器的上述吸收轴方向。从获得优异的偏光特性的观点出发，通常使树脂膜单轴拉伸至3倍～7倍。

在1个实施方式中，在起偏器上形成有与上述起偏器空隙部相邻(在树脂膜的面方向端部)且树脂膜中包含的成分的含有浓度低于其他部位的低浓度部。作为树脂膜中包含的成分，例如可列举出硼酸、二色性物质、上述各种处理中使用的溶液(例如使碘化钾等碘化物溶解而成的溶液)中包含的成分。通过形成低浓度部，可进一步提高耐久性。具体而言，低浓度部例如可通过解除基于上述成分(代表性地是硼酸)的交联结构而使刚性变得低于其他部位。其结果是，在低浓度部中，由起偏器收缩引起的应力得到缓和，从而可抑制裂纹的产生。

在上述硼酸的低浓度部中，如上所述，由于可通过解除基于硼酸的交联结构而使其刚性变得低于其他部位，因此可抑制裂纹的产生，但另一方面，耐热性可能会降低。作为其原因之一，认为是：在硼酸的低浓度部中，碘络合物(例如I₃ ^-、I₅ ^-)的含量低，碘离子(例如I^-、I₃ ^-)的含量高。碘络合物在树脂膜中可以取向，但相对于此，碘离子会以不稳定的状态存在于树脂膜中。因此，通过将形成碘的平衡离子的物质(例如钾和/或钠)导入至硼酸的低浓度部中，可使碘离子稳定化，从而提高树脂膜的耐热性(例如通过抑制多烯化而抑制树脂膜的着色)。作为具体的实施方式，例如可列举出如下形态：对应于硼酸的低浓度部，在树脂膜上形成有形成碘的平衡离子的物质的含有浓度高于其他部位的高浓度部。

A-2.保护膜

作为上述保护膜的形成材料，例如可列举出：二乙酰纤维素、三乙酰纤维素(TAC)等纤维素系树脂、(甲基)丙烯酸系树脂、环烯烃系树脂、聚丙烯等烯烃系树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯系树脂等酯系树脂、聚酰胺系树脂、聚碳酸酯系树脂、它们的共聚物树脂等。另外，所谓“(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。

保护膜的厚度优选为10μm～200μm。也可在保护膜的单侧(未配置起偏器的一侧)形成有表面处理层。具体而言，也可以实施硬涂处理或防反射处理、以扩散或防眩为目的的处理。另外，上述一对保护膜的构成(形成材料、厚度等)可以为相同的构成，也可以为不同的构成。

保护膜代表性地介由粘接剂层而层叠于起偏器表面上。作为粘接剂，可使用任意的适当粘接剂。例如可使用水系粘接剂、溶剂系粘接剂、活性能量射线固化型粘接剂等。作为水系粘接剂，优选使用包含PVA系树脂的粘接剂。

B.偏振片的制造方法

在1个实施方式中，上述偏振片通过如下方式制造：将保护膜分别层叠于起偏器的两主表面上而获得层叠体，通过切断和/或冲裁加工而将所获得的层叠体成形为所期望的形状后，形成上述起偏器空隙部。

B-1.切断(冲裁)

作为上述切断(冲裁)方法，可采用任意的适当方法。例如可列举出使用汤姆逊刀、尖顶刀(pinnacle knife)等切断刀(冲裁型)的方法、照射激光的方法。优选采用利用激光照射的切断。通过激光照射，可获得平滑的切断面，能够抑制裂纹的起点(初期裂纹)的产生。

作为上述激光，只要可将上述层叠体(偏振片)切断，则可采用任意的适当激光。优选使用可放射波长为150nm～11μm的范围内的光的激光。作为具体例子，可列举出CO₂激光等气体激光、YAG(Yttrium Aluminum Garnet，钇铝石榴石)激光等固体激光、半导体激光。优选使用CO₂激光。

激光的照射条件例如可根据所使用的激光而设定为任意的适当条件。在使用CO₂激光的情况下，输出功率条件优选为10W～1000W，进一步优选为100W～400W。

B-2.起偏器空隙部的形成

上述起偏器空隙部例如通过使处理液与上述层叠体接触而形成。根据这种形态，能够简便地在所期望的部位形成起偏器空隙部。具体而言，可以使起偏器的构成成分(例如硼酸、二色性物质、碘化合物、树脂膜等)溶出到处理液中、和/或使树脂膜朝面方向内侧收缩而良好地形成起偏器空隙部。此外，根据这种形态，可同时形成上述低浓度部。作为处理液的接触方法，可采用任意的适当方法。具体而言，可列举出：将层叠体浸渍在处理液中的方法、将处理液涂布到层叠体上的方法、将处理液喷雾到层叠体上的方法等。优选采用将层叠体浸渍在处理液中的方法。

在上述处理液中，例如可使用水、甲醇、乙醇等醇、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、各种二醇类、三羟甲基丙烷等多元醇类、乙二胺、二亚乙基三胺等胺类。它们可单独使用或将两种以上组合使用。它们中，可优选使用水。

上述处理液可包含形成碘的平衡离子的物质。在该情况下，处理液代表性地是在上述溶剂中溶解包含形成碘的平衡离子的物质的化合物而成的溶液。通过使用这种处理液，能够在形成上述低浓度部的同时，将形成碘的平衡离子的物质导入至树脂膜中而形成上述高浓度部。

作为上述包含形成碘的平衡离子的物质的化合物，优选使用碘化钾和/或氯化钠。这种化合物的配合量相对于上述溶剂100重量份，优选为0.1重量份～10重量份，进一步优选为1重量份～5重量份。

在1个实施方式中，处理液为碱性溶液。在该情况下，处理液可通过将碱性化合物配合到上述溶剂中而获得。作为碱性化合物，例如可列举出：氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂等碱金属的氢氧化物；氢氧化钙等碱土类金属的氢氧化物；碳酸钠等无机碱金属盐；乙酸钠等有机碱金属盐等。它们可单独使用或将两种以上组合使用。碱性溶液的浓度例如为1N～10N。

在另1个实施方式中，处理液为酸性溶液。在该情况下，处理液可通过将酸性化合物配合到上述溶剂中而获得。作为酸性化合物，例如可列举出：盐酸、硫酸、硝酸、氢氟酸等无机酸；甲酸、草酸、柠檬酸、乙酸、苯甲酸等有机酸等。它们可单独使用、或将两种以上组合使用。酸性溶液的浓度例如为1N～10N。

另外，处理液也可以包含添加剂。

处理液的液温(接触时)优选为50℃以上，进一步优选为60℃以上。这是由于能够良好地形成起偏器空隙部。另一方面，处理液的液温(接触时)优选为90℃以下。在优选的实施方式中，在使处理液与层叠体接触的状态下，以处理液成为规定的温度的方式(以处理液维持为规定的温度的方式)对处理液进行加温。在将层叠体浸渍在处理液中的情况下，浸渍时间例如为3分钟～20分钟。

在1个实施方式中，在使处理液与层叠体接触时，对处理液实施超声波处理。具体而言，将层叠体浸渍在超声波浴中。根据这种形态，可有效地形成起偏器空隙部。超声波处理可在任意的适当条件下实施。输出功率例如为40W～1000W。频率例如为15kHz～100kHz。

在与处理液接触后，层叠体(偏振片)可供于干燥处理。干燥温度例如为50℃～120℃。

实施例

以下，通过实施例对本发明具体地进行说明，但本发明并不受这些实施例的限定。

[实施例1]

(偏振片片材的制作)

作为起偏器，使用使长条状的PVA系树脂膜中含有碘并沿长度方向(MD方向)进行单轴拉伸而获得的膜(厚度为28μm)。

将PVA系粘接剂以干燥后的厚度成为100nm的方式涂布在上述起偏器的单侧，并将长条状且厚度为40μm的TAC膜以彼此的长度方向一致的方式进行贴合。

接着，将PVA系粘接剂以干燥后的厚度成为100nm的方式涂布在上述起偏器的另一单侧，并将长条状且厚度为30μm的丙烯酸膜以彼此的长度方向一致的方式进行贴合。

如此，获得具有TAC膜/起偏器/丙烯酸膜的构成的偏振片片材。

使用CO₂激光(波长：9.35μm，输出功率：150W)将所获得的偏振片片材切断，获得自外缘至25mm的部位形成有直径为4mm的贯通孔的54mm×54mm的尺寸的切断片。

将所获得的切断片在保持为74℃的温水中浸渍16分钟而获得偏振片。

[实施例2]

除了将切断片的尺寸设定为94mm×94mm、使贯通孔形成于自外缘至45mm的部位以外，与实施例1同样地操作而获得偏振片。

[实施例3]

除了将切断片的尺寸设定为114mm×114mm、使贯通孔形成于自外缘至55mm的部位以外，与实施例1同样地操作而获得偏振片。

[比较例1]

除了不将切断片浸渍在温水中以外，与实施例1同样地操作而获得偏振片。

[比较例2]

除了不将切断片浸渍在温水中以外，与实施例2同样地操作而获得偏振片。

[比较例3]

除了不将切断片浸渍在温水中以外，与实施例3同样地操作而获得偏振片。

对所获得的偏振片进行以下的评价。

1.光学显微镜观察

将以树脂包埋了端部的偏振片沿其厚度方向进行切断，利用光学显微镜(Nikon制造，ECLIPSE LV100，倍率：50倍)观察切断面。

2.热循环(HS)试验

使用丙烯酸系粘合剂(厚度为20μm)将所获得的偏振片贴合在玻璃板上，获得试验用样品。在将其在-40℃的气氛下放置30分钟后，在85℃的气氛下放置30分钟。将该操作设为1个循环，在反复进行100个循环后，确认了在偏振片中是否产生裂纹。

图3是利用光学显微镜观察的照片，(a)是表示实施例1的偏振片的端部(MD方向)的照片，(b)是表示实施例1的偏振片的端部(TD方向)的照片，(c)是表示比较例1的偏振片的端部的照片。确认了在实施例1的偏振片的端部形成有起偏器空隙部。

若将图3(a)与(b)进行比较，则确认了拉伸方向(吸收轴方向)端部较与拉伸方向正交的方向(TD方向)端部形成有更大的起偏器空隙部。此外，在图3(a)中可确认起偏器端部的厚度变得比中央部的厚度厚。根据这些情况，认为起偏器的收缩有助于形成起偏器空隙部。

各实施例的偏振片在HS试验后，没有见到裂纹(也包含小裂纹)的产生，相对于此，各比较例的偏振片在HS试验后，如图4的利用光学显微镜(OLYMPUS制造，MX61，倍率：5倍)观察的照片中所示的那样，沿着拉伸方向产生了裂纹。虽然在比较例1中裂纹长度小，为12mm，但在比较例2、3中，裂纹以贯通孔为起点到达至偏振片端边。

产业上的可利用性

本发明的偏振片除了用于矩形状的图像显示装置(液晶显示装置、有机EL设备)以外，也可优选地用于例如以汽车的仪表显示部或智能型手表为代表的异形的图像显示部。

符号说明

10 起偏器

21、22 保护膜

30 起偏器空隙部

100 偏振片

Claims (2)

1.一种经切断和/或冲裁加工而成的偏振片，其具有起偏器和分别配置在该起偏器的两主表面上的一对保护膜，且具有由所述起偏器的端面较所述保护膜的端面更位于面方向内侧而形成的起偏器空隙部。

2.根据权利要求1所述的偏振片，其中，所述起偏器空隙部形成于自所述保护膜的端面朝面方向内侧至1000μm以下的位置。

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