CN116430501A - 偏振板的制造方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种能够良好地转印相位差层、相位差层的密合性优异的偏振板的制造方法。偏振板具备偏振元件和复合保护膜。复合保护膜从偏振元件侧起依次具有第1保护膜和包含聚合性液晶化合物的固化物层的相位差层。偏振板的制造方法包括:工序(1),使用紫外线固化型粘接剂将形成于基材层上的相位差层与第1保护膜层叠,对紫外线固化型粘接剂进行紫外线照射,由此得到带基材层的复合保护膜;工序(2),使用第1水系粘接剂将带基材层的复合保护膜的第1保护膜侧与偏振元件贴合,得到带基材层的偏振板;以及工序(3),从带基材层的偏振板剥离基材层。

Description

偏振板的制造方法
技术领域
本发明涉及偏振板的制造方法。
背景技术
液晶显示装置(LCD)不仅广泛用于液晶电视,还广泛用于个人计算机、移动电话等移动终端、以及汽车导航等车载用途。通常,液晶显示装置在液晶单元的两侧具有贴合有包含偏振元件的直线偏振板的液晶面板,通过利用液晶面板控制来自于背光灯的光来进行图像等的显示。近年来,有机EL显示装置也与液晶显示装置同样地被广泛用于电视、移动电话等移动终端、汽车导航等车载用途。在有机EL显示装置中,为了抑制外部光被金属电极(阴极)反射而被视觉辨认为镜面,有时在图像显示元件的视觉辨认侧表面配置圆偏振板(包含偏振元件和λ/4板)。
对于应用于显示装置的直线偏振板和圆偏振板,要求实现良好的视角特性。为了提高视角特性,已知将包含聚合性液晶化合物的固化物层的相位差层与偏振元件一起用于显示装置(例如,专利文献1)。
如专利文献1中记载的那样,聚合性液晶化合物的固化物层通过在基材膜上涂布包含聚合性液晶化合物的组合物并进行固化而形成。形成于基材膜上的固化物层与基材膜一起贴合于偏振元件等被粘物后,通过剥离基材膜而转印至被粘物上。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2020-201510号公报
发明内容
发明要解决的课题
在直线偏振板和圆偏振板中,在层叠偏振元件、相位差层和保护膜等时,有时使用紫外线固化型粘接剂将层间贴合。在使用紫外线固化型粘接剂将固化物层转印至被粘物上的情况下,将基材膜上的固化物层与被粘物层叠,在进行紫外线固化型粘接剂的固化处理后剥离基材膜。在剥离基材膜时,有时固化物层未被转印至被粘物而导致固化物层与基材膜一起剥离,或者虽然固化物层被转印但与被粘物的密合性不充分。
本发明的目的在于提供一种偏振板的制造方法,在使用紫外线固化型粘接剂将包含聚合性液晶化合物的固化物层的相位差层转印至被粘物时,相位差层密合于被粘物,并且能够良好地转印相位差层。
用于解决课题的手段
本发明提供以下的偏振板的制造方法。
〔1〕一种偏振板的制造方法,其是具备偏振元件和复合保护膜的偏振板的制造方法,
上述复合保护膜从上述偏振元件侧起依次具有第1保护膜和包含聚合性液晶化合物的固化物层的相位差层,
上述制造方法包括:
工序(1),使用紫外线固化型粘接剂将形成于基材层上的上述相位差层与上述第1保护膜层叠,对上述紫外线固化型粘接剂进行紫外线照射,由此得到带基材层的复合保护膜;
工序(2),使用第1水系粘接剂将上述带基材层的复合保护膜的上述第1保护膜侧与上述偏振元件贴合,得到带基材层的偏振板;以及
工序(3),从上述带基材层的偏振板剥离上述基材层。
〔2〕根据〔1〕所述的偏振板的制造方法,其还包括在剥离上述基材层而露出的面侧形成粘合剂层的工序(4)。
〔3〕根据〔1〕或〔2〕所述的偏振板的制造方法,其中,上述第1保护膜在波长365nm处的光线透射率为80%以上。
〔4〕根据〔1〕~〔3〕中任一项所述的偏振板的制造方法,其中,上述第1水系粘接剂包含聚乙烯醇系树脂。
〔5〕根据〔1〕~〔4〕中任一项所述的偏振板的制造方法,其中,上述工序(2)还包括在上述偏振元件的与上述复合保护膜侧相反侧贴合第2保护膜的工序。
〔6〕根据〔5〕所述的偏振板的制造方法,其中,使用第2水系粘接剂将上述偏振元件与上述第2保护膜贴合。
〔7〕根据〔6〕所述的偏振板的制造方法,其中,上述第2水系粘接剂包含聚乙烯醇系树脂。
〔8〕根据〔5〕~〔7〕中任一项所述的偏振板的制造方法,其中,在上述工序(2)中,一边进行上述带基材层的复合保护膜与上述偏振元件的贴合,一边将上述偏振元件与上述第2保护膜贴合。
发明效果
根据本发明的偏振板的制造方法,能够良好地转印相位差层,能够制造相位差层的密合性优异的偏振板。
附图说明
图1是示意地表示本发明的一个实施方式的偏振板的截面图。
图2是示意地表示本发明的一个实施方式的偏振板的制造方法的截面图。
附图标记说明
1偏振板,2带基材层的偏振板,10偏振元件,11第1保护膜,12第2保护膜,15相位差层,17基材层,19带基材层的相位差膜,21第1粘接剂层,22第2粘接剂层,25UV粘接剂层,28粘合剂层,30复合保护膜,31带基材层的复合保护膜。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施方式进行说明,但本发明并不限定于以下的实施方式。
(偏振板)
图1是示意地表示本发明的一个实施方式的偏振板的截面图。偏振板1具备偏振元件10和复合保护膜30,可以在偏振元件10的单面具备复合保护膜30。偏振板1可以依次具备偏振元件10、使用第1水系粘接剂形成的第1粘接剂层21和复合保护膜30。第1粘接剂层21是用于将偏振元件10与复合保护膜30贴合的层,与偏振元件10和复合保护膜30直接接触。复合保护膜30从偏振元件10侧起依次具有第1保护膜11、作为紫外线固化型粘接剂(以下,有时称为“UV粘接剂”。)的固化物层的UV粘接剂层25和相位差层15。UV粘接剂层25是用于将第1保护膜11与相位差层15贴合的层,第1保护膜11和相位差层15直接接触。相位差层15包含至少1层聚合性液晶化合物的固化物层,也可以包含至少1层具有使聚合性液晶化合物沿所期望的方向取向的取向控制力的取向层。在相位差层15包含取向层的情况下,取向层优选构成相位差层15的与UV粘接剂层25相反侧的表面。
通过利用UV粘接剂层25将相位差层15与第1保护膜11贴合,在偏振板1中,包含聚合性液晶化合物的固化物层的相位差层15被比由粘合剂形成的粘合剂层硬的UV粘接剂层25支撑。由此,相位差层15的变形被抑制,因此能够抑制伴随偏振板1的输送而在相位差层15(特别是固化物层)产生伤痕或凹陷等。
偏振板1可以进一步在复合保护膜30侧具有粘合剂层28,也可以在粘合剂层28的与复合保护膜30侧相反侧具有用于被覆保护粘合剂层28的剥离膜。粘合剂层28例如是用于将偏振板1贴合于显示装置的图像显示元件的层。粘合剂层28可以以与复合保护膜30直接接触的方式设置,也可以隔着配置于复合保护膜30的与偏振元件10侧相反侧的其他层而设置。
偏振板1可以进一步在偏振元件10侧具有第2保护膜12。偏振元件10与第2保护膜12可以以直接接触的方式层叠,也可以通过使用第2水系粘接剂而形成的第2粘接剂层22贴合。在偏振元件10与第2保护膜12通过第2粘接剂层22贴合的情况下,第2粘接剂层22与偏振元件10和第2保护膜12直接接触。
偏振板1可以在第2保护膜12的与偏振元件10相反侧层叠有能够相对于第2保护膜12剥离的表面保护膜(protect film)。表面保护膜用于保护第2保护膜12的表面。
偏振板1可以层叠于液晶显示装置、有机EL显示装置等显示装置的图像显示元件来使用。
(偏振板的制造方法)
图2是示意地表示本发明的一个实施方式的偏振板的制造方法的截面图。偏振板1的制造方法是上述的偏振板1的制造方法,包括:
使用UV粘接剂将形成于基材层17上的相位差层15与第1保护膜11层叠,对UV粘接剂进行紫外线照射(以下,有时称为“UV照射”。),得到带基材层的复合保护膜31的工序(1)(图2的(a)和(b));
使用第1水系粘接剂将带基材层的复合保护膜31的第1保护膜11侧与偏振元件10贴合而得到带基材层的偏振板2的工序(2)(图2的(c));以及
从带基材层的偏振板2剥离基材层17的工序(3)(图2的(d))。
偏振板1的制造方法可以进一步包括工序(4),所述工序(4)在通过工序(3)将带基材层的偏振板2的基材层17剥离而露出的面侧形成粘合剂层28。粘合剂层28可以形成于剥离基材层17而露出的面,也可以在该露出的面设置其他层并形成于该其他层。
偏振板1的制造方法可以在工序(2)中进一步包括在偏振元件10的与复合保护膜30侧相反侧贴合第2保护膜12的工序(图2的(c))。在该工序中,优选使用第2水系粘接剂将偏振元件10与第2保护膜12贴合。在工序(2)中,优选一边进行带基材层的复合保护膜31与偏振元件10的贴合,一边将偏振元件10与第2保护膜12贴合。
相位差层15中所含的固化物层通常通过在基材层17上或形成于基材层17上的取向层上涂布包含聚合性液晶化合物的组合物后,使聚合性液晶化合物聚合固化而形成。因此,在将包含上述固化物层的相位差层15层叠于第1保护膜11或偏振元件10等其他膜的情况下,使用在基材层17的至少单面设置有相位差层15的带基材层的相位差膜19(图2的(a))。在将带基材层的相位差膜19的相位差层15层叠于偏振元件10等被粘物时,可以考虑将带基材层的相位差膜19贴合于被粘物后,剥离基材层17,由此将相位差层15转印于被粘物的方法。作为伴随这样的相位差层15的转印而制造偏振板1的方法,可以考虑如下方法:[i]首先,在层叠有偏振元件10和第1保护膜11的带保护膜的偏振元件上,使用UV粘接剂贴合带基材层的相位差膜19,[ii]对UV粘接剂进行UV照射后,剥离基材层17。本发明人发现,如果像上述[i]和[ii]那样剥离基材层17,则产生相位差层15未被转印至带保护膜的偏振元件而相位差层15与基材层17一起剥离的转印不良、或者虽然相位差层15被转印但相位差层15与带保护膜的偏振元件的密合性不充分这样的密合不良。
产生相位差层15的转印不良或密合不良的理由推测如下。偏振元件10和相位差层15大多在紫外线区域(波长280~390nm的区域)具有吸收,难以使紫外线透射。因此,即使借由UV粘接剂将带保护膜的偏振元件与带基材层的相位差膜层叠,并借由偏振元件10和/或相位差层15对UV粘接剂照射紫外线,紫外线也会被偏振元件10和/或相位差层15吸收,紫外线难以到达UV粘接剂,因此无法使UV粘接剂充分固化。由此,可以认为产生相位差层15的转印不良或密合不良。
与此相对,根据本实施方式的偏振板1的制造方法,首先,在上述工序(1)中,对借由UV粘接剂层叠有带基材层的相位差膜19和第1保护膜11的层叠结构体进行UV照射。因此,可以认为通过从第1保护膜11侧照射紫外线,能够利用透射第1保护膜11的紫外线使UV粘接剂充分固化。由此,在上述工序(3)中,能够抑制从通过上述工序(2)得到的带基材层的偏振板2剥离基材层17时的相位差层15的转印不良或密合不良的发生。
偏振板1的制造方法可以使用单片体进行,也可以使用长条体进行。从连续地生产偏振板的观点出发,优选使用长条体进行。在该情况下,也可以将各工序中或工序中得到的层或膜卷绕成卷状而制成卷绕体,从该卷绕体抽出层或膜来进行后续工序。在本说明书中,长条体是指例如具有30~10000m的长度的层或膜。
以下,对偏振板1的制造方法的各工序进行具体说明。
(工序(1))
工序(1)是使用UV粘接剂将带基材层的相位差膜19的相位差层15与第1保护膜11层叠,对UV粘接剂进行UV照射而得到带基材层的复合保护膜31(图2的(b))的工序。通过工序(1)的UV照射,能够使基材层17与相位差层15之间的UV粘接剂固化而形成UV粘接剂层25。带基材层的复合保护膜31依次具有基材层17、相位差层15、UV粘接剂层25和第1保护膜11。
在工序(1)中,UV粘接剂可以涂布于带基材层的相位差膜19的相位差层15的表面,也可以涂布于第1保护膜11的表面,还可以涂布于这两者。对于相位差层15和第1保护膜11的与UV粘接剂接触的一侧的表面,为了提高UV粘接剂的涂布性、提高与UV粘接剂的密合性,优选在UV粘接剂的涂布之前进行电晕处理、等离子体处理、ITRO处理、皂化处理等表面处理。
作为UV粘接剂的涂布方法,可以采用线棒涂布法等棒涂法、凹版涂布法、刮涂法、模涂法、逗号涂布法等公知的涂布方法。其中,从将UV粘接剂涂布为薄膜的观点出发,优选使用棒涂法和凹版涂布法中的一者。
夹在带基材层的相位差膜19的相位差层15与第1保护膜11之间的UV粘接剂可以通过UV照射而固化,形成UV粘接剂层25。相位差层15中所含的聚合性液晶化合物的固化物层在分子结构上波长365nm附近的光线透射率容易变低。因此,从对UV粘接剂照射充分的紫外线的观点出发,UV照射优选从第1保护膜11侧进行。由此,能够抑制相位差层15因UV照射而劣化,也能够抑制偏振板的光学特性降低。从使UV粘接剂有效地固化的观点出发,第1保护膜11在波长365nm处的光线透射率如后所述优选为80%以上。
在UV照射中,特别适合使用在波长400nm以下具有发光分布的例如低压汞灯、中压汞灯、高压汞灯、超高压汞灯、化学灯、黑光灯、微波激发汞灯、金属卤化物灯等光源。对UV粘接剂的紫外线照射强度根据目标组合物来确定,没有特别限定,例如,优选使对光聚合引发剂的活化有效的波长区域(例如,波长280~390nm的紫外线区域)的照射强度成为5~1000mW/cm2。如果紫外线对UV粘接剂的照射强度过小,则反应时间变得过长,如果紫外线对UV粘接剂的照射强度过大,则由于从光源辐射的热和UV粘接剂的聚合时的发热,有可能产生UV粘接剂的黄变。
紫外线对UV粘接剂的照射时间根据将要固化的组合物进行控制,没有特别限定,优选以紫外线的照射强度与紫外线的照射时间之积所示的累积光量成为10mJ/cm2以上且2,000mJ/cm2以下的方式进行设定。如果对UV粘接剂的累积光量过小,则来自于光聚合引发剂的活性种的产生不充分,所得到的UV粘接剂层25的固化有可能变得不充分,如果想要增大对UV粘接剂的累积光量,则用于使UV粘接剂固化的照射时间变得非常长,不利于偏振板1的生产率提高。
工序(1)可以包括准备带基材层的相位差膜19的工序。准备工序可以包括在基材层17形成相位差层15的工序。在基材层17形成相位差层15的工序,例如可以包括在基材层17形成具有使聚合性液晶化合物沿所期望的方向取向的取向控制力的取向层的工序、以及在该取向层上形成聚合性液晶化合物的固化物层的工序。
作为在基材层17形成取向层的方法,可举出在基材层17上形成由取向性聚合物形成的取向性聚合物层的方法、形成由光取向聚合物形成的光取向性聚合物层的方法、在基材层17表面形成具有凹凸图案、多个凹槽(groove,槽)的凹槽取向层的方法等。作为在取向层上形成聚合性液晶化合物的固化物层的方法,可举出在取向层上涂布包含聚合性液晶化合物的组合物,使聚合性液晶化合物聚合而固化的方法。
(工序(2))
工序(2)是使用第1水系粘接剂将工序(1)中得到的带基材层的复合保护膜31的第1保护膜11侧与偏振元件10贴合而得到带基材层的偏振板2(图2的(c))的工序。工序(2)中,通过对带基材层的复合保护膜31与偏振元件10之间的第1水系粘接剂进行干燥等,能够形成第1粘接剂层21。带基材层的偏振板2依次具有基材层17、相位差层15、UV粘接剂层25、第1保护膜11、第1粘接剂层21和偏振元件10。
工序(2)可以进一步包括在偏振元件10的与带基材层的复合保护膜31侧相反侧贴合第2保护膜12的工序,也可以包括使用第2水系粘接剂将偏振元件10与第2保护膜12贴合的工序。通过对偏振元件10与第2保护膜12之间的第2水系粘接剂进行干燥等,可以形成第2粘接剂层22。具有第2保护膜12的带基材层的偏振板2依次具有基材层17、相位差层15、UV粘接剂层25、第1保护膜11、第1粘接剂层21、偏振元件10、第2粘接剂层22和第2保护膜12。在第2保护膜12上,可以在与偏振元件10相反侧层叠有表面保护膜。
工序(2)中,优选一边进行带基材层的复合保护膜31与偏振元件10的贴合,一边将偏振元件10与第2保护膜12贴合。该贴合例如可以通过将带基材层的复合保护膜31、偏振元件10和第2保护膜12重叠并使其通过一对贴合辊之间而施加按压力的方法来实现。在一对贴合辊之间,以带基材层的复合保护膜31的第1保护膜11侧借由第1水系粘接剂与偏振元件10的一面侧相对、且第2保护膜12借由第2水系粘接剂与偏振元件10的另一面侧相对的方式配置带基材层的复合保护膜31、偏振元件10和第2保护膜12。在偏振板1不具有第2保护膜12的情况下,在一对贴合辊之间以借由第1水系粘接剂对置的方式配置带基材层的复合保护膜31和偏振元件10即可。
第1水系粘接剂优选利用粘接剂注入装置注入至通过一对贴合辊之间之前的带基材层的复合保护膜31与偏振元件10之间。第2水系粘接剂优选利用粘接剂注入装置注入至通过一对贴合辊之间之前的偏振元件10与第2保护膜12之间。
第1水系粘接剂可以涂布于带基材层的复合保护膜31的第1保护膜11侧,也可以涂布于偏振元件10,还可以涂布于这两者来代替使用粘接剂注入装置。同样地,第2水系粘接剂可以涂布于偏振元件10,也可以涂布于第2保护膜12,还可以涂布于这两者。在将第1水系粘接剂涂布于带基材层的复合保护膜31和/或偏振元件10的情况下,涂布方法根据第1水系粘接剂或第2水系粘接剂的粘度等选择即可,例如可以通过刮涂法、线棒涂布法、模涂法、逗号涂布法、凹版涂布法、浸涂法、流延法等来进行。
对于带基材层的复合保护膜31和偏振元件10的与第1水系粘接剂接触的一侧的表面,为了提高第1水系粘接剂的涂布性、提高与第1水系粘接剂的密合性,优选在涂布第1水系粘接剂之前进行电晕处理、等离子体处理、ITRO处理、皂化处理等表面处理。基于同样的理由,优选对偏振元件10和第2保护膜12的与第2水系粘接剂接触的一侧的表面也进行上述的表面处理。
介于复合保护膜30与偏振元件10之间的第1水系粘接剂以及介于偏振元件10与第2保护膜12之间的第2水系粘接剂通过加热干燥等而分别成为第1粘接剂层21和第2粘接剂层22。加热干燥的方法只要通过公知的方法进行即可,例如可举出利用热风的加热干燥、利用远红外线加热器的加热干燥等。
加热干燥温度优选为30℃以上且90℃以下。如果小于30℃,则干燥时间变长,生产率降低,不利于生产率提高。如果加热干燥温度超过90℃,则偏振元件10的偏振性能有可能因热而劣化。加热干燥时间可以设为10秒以上且1000秒以下左右,从生产率的观点出发,优选为60秒以上且750秒以下,更优选为150秒以上且600秒以下。
将第1水系粘接剂、或第1水系粘接剂和第2水系粘接剂加热干燥后,为了提高复合保护膜30与偏振元件10之间、或复合保护膜30与偏振元件10与第2保护膜12之间的粘接强度,可以在室温以上的温度下熟化(保存)半天以上、优选数天以上。熟化温度更优选为30℃以上且50℃以下,进一步优选为35℃以上且45℃以下。进行熟化时的湿度没有特别限定,优选为相对湿度0%RH以上且70%RH以下的范围。熟化时间通常为1天以上且10天以下左右,优选为2天以上且7天以下左右。
(工序(3))
工序(3)是从带基材层的偏振板2剥离基材层17的工序。基材层17的剥离可以剥离基材层17,也可以与基材层17一起剥离取向层。
(工序(4))
工序(4)是在将带基材层的偏振板2的基材层17剥离而露出的面(以下,有时称为“露出面”。)侧形成粘合剂层28的工序。粘合剂层28可以直接形成于露出面,在露出面形成有其他层的情况下,也可以形成于该其他层。作为形成粘合剂层28的方法,可举出将露出面或其他层与形成于剥离膜上的粘合剂层28贴合的方法、在露出面或其他层上涂布粘合剂的方法等。在贴合露出面或其他层与粘合剂层28之前,优选对露出面或其他层、以及与该露出面或其他层接触一侧的粘合剂层28的表面进行电晕处理、等离子体处理、ITRO处理等表面处理。
以下,对构成偏振板1的层和膜的详细情况进行说明。
(偏振元件)
偏振元件是具有如下性质的吸收型偏振膜: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。
偏振元件在聚乙烯醇系树脂层(以下,有时称为“PVA系树脂层”。)吸附取向有二色性色素。偏振元件可以使用公知的偏振元件。作为偏振元件,可举出通过将聚乙烯醇系树脂膜(以下,有时称为“PVA系树脂膜”。)用二色性色素进行染色,进行单轴拉伸而得到的拉伸膜、使用具有在基材膜上涂布包含聚乙烯醇系树脂(以下,有时称为“PVA系树脂”。)的涂布液而形成的涂布层的层叠膜,将涂布层用二色性色素进行染色,并对层叠膜进行单轴拉伸而得到的拉伸层。拉伸可以在用二色性色素染色后进行,也可以一边染色一边拉伸,还可以在拉伸后进行染色。
PVA系树脂是通过将聚乙酸乙烯酯系树脂皂化而得到的。作为聚乙酸乙烯酯系树脂,除了作为乙酸乙烯酯的均聚物的聚乙酸乙烯酯以外,还可举出乙酸乙烯酯和能够与其共聚的其他单体的共聚物。作为能够共聚的其他单体,例如可举出不饱和羧酸类、乙烯等烯烃类、乙烯基醚类、不饱和磺酸类等。
PVA系树脂的皂化值优选为约85摩尔%以上,更优选为约90摩尔%以上,进一步优选为约99摩尔%以上且100摩尔%以下。作为PVA系树脂的聚合度,例如为1000以上且10000以下,优选为1500以上且5000以下。PVA系树脂可以被改性,例如可以是用醛类改性的聚乙烯醇缩甲醛、聚乙烯醇缩乙醛、聚乙烯醇缩丁醛等。
作为吸附取向于PVA系树脂层的二色性色素,可举出碘或二色性染料。二色性色素优选为碘。作为二色性染料,可举出红BR、红LR、红R、粉红LB、玉红BL、波尔多GS、天蓝LG、柠檬黄、蓝BR、蓝2R、藏青RY、绿LG、紫LB、紫B、黑H、黑B、黑GSP、黄3G、黄R、橙LR、橙3R、绯红GL、绯红KGL、刚果红、亮紫BK、Supra Blue G、Supra Blue GL、Supra Orange GL、直接天蓝、直接固橙S、固黑等。
偏振元件的厚度优选为3μm以上且35μm以下,更优选为4μm以上且30μm以下,进一步优选为5μm以上且25μm以下。通过使偏振元件的厚度为35μm以下,例如能够抑制在高温环境下PVA系树脂的多烯化对光学特性的降低造成的影响。通过使偏振元件的厚度为3μm以上,从而容易制成实现所期望的光学特性的构成。
(偏振元件的制造方法)
偏振元件的制造方法没有特别限定,典型的是:将预先卷绕成卷状的PVA系树脂膜送出并进行拉伸、染色、交联等而制作的方法(以下,称为“制造方法1”。);包括将包含PVA系树脂的涂布液涂布于基材膜上而形成作为涂布层的PVA系树脂层,并对所得到的层叠体进行拉伸的工序的方法(以下,称为“制造方法2”。)。
制造方法1可以经过如下工序来制造:将PVA系树脂膜进行单轴拉伸的工序、将PVA系树脂膜用碘等二色性色素染色而使其吸附二色性色素的工序、将吸附有二色性色素的PVA系树脂膜用硼酸水溶液进行处理的工序、以及在利用硼酸水溶液的处理后进行水洗的工序。
溶胀工序是将PVA系树脂膜浸渍于溶胀浴中的处理工序。通过溶胀工序,除了能够除去PVA系树脂膜的表面的污垢、粘连剂等以外,还能够通过使PVA系树脂膜溶胀来抑制染色不均。溶胀浴通常使用水、蒸馏水、纯水等以水为主成分的介质。溶胀浴可以按照常规方法适当添加表面活性剂、醇等。从控制偏振元件的钾的含有率的观点出发,可以在溶胀浴中使用碘化钾,在该情况下,溶胀浴中的碘化钾的浓度优选为1.5质量%以下,更优选为1.0质量%以下,进一步优选为0.5质量%以下。
溶胀浴的温度优选为10℃以上且60℃以下左右,更优选为15℃以上且45℃以下左右,进一步优选为18℃以上且30℃以下左右。由于PVA系树脂膜的溶胀程度受到溶胀浴的温度的影响,所以在溶胀浴中的浸渍时间不能一概而论,优选为5秒以上且300秒以下左右,更优选为10秒以上且200秒以下左右,进一步优选为20秒以上且100秒以下左右。溶胀工序可以仅实施1次,也可以根据需要实施多次。
染色工序是将PVA系树脂膜浸渍于包含二色性色素的处理浴(染色浴)的处理工序,可以使碘等二色性色素吸附于PVA系树脂膜并取向。染色浴为包含二色性色素的染色液,优选为碘溶液。碘溶液优选为碘水溶液,优选含有碘和作为溶解助剂的碘化物。作为碘化物,可举出碘化钾、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、碘化钛等。其中,从控制偏振元件中的钾的含有率的观点出发,优选碘化钾。
碘溶液中的碘的浓度优选为0.01质量%以上且1质量%以下左右,更优选为0.02质量%以上且0.5质量%以下左右。碘溶液中的碘化物的浓度优选为0.01质量%以上且10质量%以下左右,更优选为0.05质量%以上且5质量%以下左右,进一步优选为0.1质量%以上且3质量%以下左右。
染色浴的温度优选为10℃以上且50℃以下左右,更优选为15℃以上且45℃以下左右,进一步优选为18℃以上且30℃以下左右。由于PVA系树脂膜的染色程度受到染色浴的温度的影响,所以在染色浴中的浸渍时间不能一概而论,优选为10秒以上且300秒以下左右,更优选为20秒以上且240秒以下左右。染色工序可以仅实施1次,也可以根据需要实施多次。
交联工序是将经染色工序染色的PVA系树脂膜浸渍于包含硼化合物的处理浴(交联浴)中的处理工序,PVA系树脂膜通过硼化合物交联,碘分子或染料分子可以吸附于该交联结构。作为硼化合物,例如可举出硼酸、硼酸盐、硼砂等。交联浴通常为水溶液,但也可以为具有与水的混溶性的有机溶剂和水的混合溶液。从控制偏振元件中的钾的含有率的观点出发,交联浴优选包含碘化钾。
交联浴中,硼化合物的浓度优选为1质量%以上且15质量%以下左右,更优选为1.5质量%以上且10质量%以下左右,更优选为2质量%以上且5质量%以下左右。在交联浴中使用碘化钾的情况下,交联浴中的碘化钾的浓度优选为1质量%以上且15质量%以下左右,更优选为1.5质量%以上且10质量%以下左右,更优选为2质量%以上且5质量%以下左右。
交联浴的温度优选为20℃以上且70℃以下左右,更优选为30℃以上且60℃以下左右。由于PVA系树脂膜的交联的程度受到交联浴的温度的影响,所以在交联浴中的浸渍时间不能一概而论,优选为5秒以上且300秒以下左右,更优选为10秒以上且200秒以下左右。
交联工序可以仅实施1次,也可以根据需要实施多次。
拉伸工序是将PVA系树脂膜沿至少一个方向拉伸至规定的倍率的处理工序。通常,将PVA系树脂膜沿输送方向(长度方向)进行单轴拉伸。拉伸的方法没有特别限制,可以采用湿润拉伸法和干式拉伸法中的任一种。拉伸工序可以仅实施1次,也可以根据需要实施多次。拉伸工序在偏振元件的制造中可以在任意阶段进行。
湿润拉伸法中的处理浴(拉伸浴)通常可以使用水或具有与水的混溶性的有机溶剂和水的混合溶液等溶剂。从控制偏振元件中的钾的含有率的观点出发,拉伸浴优选包含碘化钾。在拉伸浴中使用碘化钾的情况下,拉伸浴中的碘化钾的浓度优选为1质量%以上且15质量%以下左右,更优选为2质量%以上且10质量%以下左右,更优选为3质量%以上且6质量%以下左右。从抑制拉伸中的膜断裂的观点出发,处理浴(拉伸浴)中可以包含硼化合物。在包含硼化合物的情况下,拉伸浴中的硼化合物的浓度优选为1质量%以上且15质量%以下左右,更优选为1.5质量%以上且10质量%以下左右,更优选为2质量%以上且5质量%以下左右。
拉伸浴的温度优选为25℃以上且80℃以下,更优选为40℃以上且80℃以下,进一步优选为50℃以上且75℃以下,特别优选为65℃以上且75℃以下。由于PVA系树脂膜的拉伸的程度受到拉伸浴的温度的影响,所以在拉伸浴中的浸渍时间不能一概而论,优选为10秒以上且800秒以下左右,更优选为30秒以上且500秒以下左右。湿润拉伸法中的拉伸处理可以与溶胀工序、染色工序、交联工序和清洗工序中的任一个以上的处理工序一起实施。
作为干式拉伸法,例如可举出辊间拉伸方法、加热辊拉伸方法、压缩拉伸方法等。需要说明的是,干式拉伸法可以与干燥工序一起实施。
对PVA系树脂膜实施的总拉伸倍率(累积的拉伸倍率)可以根据目的而适当设定,优选为2倍以上且7倍以下左右,更优选为3倍以上且6.8倍以下左右,进一步优选为3.5倍以上且6.5倍以下左右。
清洗工序是将PVA系树脂膜浸渍于清洗浴中的处理工序,能够除去残留于PVA系树脂膜的表面等的异物。清洗浴通常使用水、蒸馏水、纯水等以水为主成分的介质。另外,从控制偏振元件中的钾的含有率的观点出发,优选在清洗浴中使用碘化钾,在该情况下,在清洗浴中,碘化钾的浓度优选为1质量%以上且10质量%以下左右,更优选为1.5质量%以上且4质量%以下左右,进一步优选为1.8质量%以上且3.8质量%以下左右。
清洗浴的温度优选为5℃以上且50℃以下左右,更优选为10℃以上且40℃以下左右,进一步优选为15℃以上且30℃以下左右。由于PVA系树脂膜的清洗的程度受到清洗浴的温度的影响,所以在清洗浴中的浸渍时间不能一概而论,优选为1秒以上且100秒以下左右,更优选为2秒以上且50秒以下左右,进一步优选为3秒以上且20秒以下左右。清洗工序可以仅实施1次,也可以根据需要实施多次。
此外,在上述工序中,或作为与上述工序不同的工序,优选具有金属离子处理工序。金属离子处理工序可以通过将PVA系树脂膜浸渍于包含金属离子的金属盐的金属盐溶液中来进行。金属盐溶液优选为包含金属盐的水溶液。通过金属离子处理工序,能够使PVA系树脂膜中含有金属离子。
金属离子只要是钾离子以外的金属离子就没有限定,优选为碱金属以外的金属的离子,特别是从色调调整、赋予耐久性的方面出发,优选包含钴、镍、锌、铬、铝、铜、锰、铁等过渡金属的金属离子中的至少1种。这些金属离子中,从色调调整、赋予耐热性等方面出发,优选锌离子。作为锌盐,可举出氯化锌、碘化锌等卤化锌、硫酸锌、乙酸锌等。
作为金属离子处理工序,对在作为含锌溶液的锌盐水溶液中浸渍PVA系树脂膜的工序进行说明。锌盐水溶液中的锌离子的浓度为0.1质量%以上且10质量%以下左右,优选为0.3质量%以上且7质量%以下的范围。从使PVA系树脂膜中容易浸渗锌离子的观点出发,锌盐水溶液优选为通过碘化钾等而含有钾离子和碘离子的水溶液。锌盐水溶液中的碘化钾浓度为0.1质量%以上且10质量%以下左右,进一步优选为0.2质量%以上且5质量%以下。
在锌盐水溶液中的浸渍处理时,锌盐水溶液的温度通常为15℃以上且85℃以下左右,优选为25℃以上且70℃以下。浸渍时间通常为1秒以上且120秒以下左右,优选为3秒以上且90秒以下的范围。在锌盐水溶液中的浸渍处理时,通过调整锌盐水溶液的浓度、PVA系树脂膜在锌盐水溶液中的浸渍温度、浸渍时间等条件,以PVA系树脂膜中的锌含量成为上述范围的方式进行调整。进行在锌盐水溶液中的浸渍处理的时机没有特别限制。可以单独进行在锌盐水溶液中的浸渍处理,也可以使锌盐共存于染色浴、交联浴、拉伸浴中,与染色工序、交联工序、拉伸工序中的至少一个工序同时进行。
干燥工序是将在清洗工序中清洗后的PVA系树脂膜干燥而得到偏振元件的工序。干燥通过任意适当的方法进行,例如可举出自然干燥、送风干燥、加热干燥。
制造方法2可以经过如下工序来制造:将包含PVA系树脂的涂布液涂布于基材膜上的工序;对所得到的层叠膜进行单轴拉伸的工序;通过用二色性色素对单轴拉伸后的层叠膜的PVA系树脂层进行染色而使其吸附从而制成偏振元件的工序;用硼酸水溶液对吸附有二色性色素的膜进行处理的工序;以及在利用硼酸水溶液的处理后进行水洗的工序。为了形成偏振元件而使用的基材膜可以用作偏振元件的第2保护膜。根据需要,可以将基材膜从偏振元件剥离除去。
(相位差层)
相位差层可以包含至少1层聚合性液晶化合物的固化物层。相位差层包含聚合性液晶化合物的固化物层,可以包含至少1层用于使聚合性液晶化合物取向的取向层。相位差层的相位差值优选具有逆波长分散性。形成逆波长分散性的相位差层的固化物层由于紫外线区域的光线透射率容易变低,所以在制造相位差层的转印性和密合性优异的偏振板时,优选采用上述偏振板的制造方法。
作为构成相位差层的材料,例如可举出日本专利5463666号、日本特开2010-031223、日本特开2010-030979、日本特开2009-173893、日本特开2009-227667、日本特开2010-241919、日本特开2010-024438、日本特开2011-162678、日本特开2011-207765、日本特开2010-270108、日本特开2011-246381、日本特开2012-021068、日本特开2016-121339、日本特开2018-087152、日本特开2017-179367、日本特开2017-210601、日本特开2019-151763、日本专利6700468、日本特开2020-074021等中记载的形成聚合性液晶化合物和取向层(取向膜)的材料作为优选的材料。
相位差层优选通过在基材层上或设置于基材层的取向层上涂布包含聚合性液晶化合物的组合物,使聚合性液晶化合物聚合固化而形成。由此,聚合性液晶化合物的固化物层形成为0.1μm以上且10μm以下的厚度。相位差层的形成中使用的基材层可以在偏振板的制造工序中剥离除去,因此可以形成薄膜的相位差层,此外能够实现偏振板的薄型化。
相位差层例如可以用作用于液晶单元(IPS模式的液晶单元)的光学补偿的视角补偿膜,所述液晶单元具备包含在不存在电场的状态下以均匀排列取向的液晶分子的液晶层。用作视角补偿膜的相位差层可以从偏振元件10侧起依次具有第1光学补偿层和第2光学补偿层,第2光学补偿层配置于液晶单元侧。第1光学补偿层和第2光学补偿层优选至少一者为聚合性液晶化合物的固化物层,从偏振板的薄型化的观点出发,更优选两者为固化物层。
视角补偿膜与偏振元件通常以第2光学补偿层的慢轴与偏振元件的吸收轴大致平行的方式层叠。在本说明书中,大致平行不仅包括完全平行,还包括实质上平行,其角度一般为±2°以内,优选为±1°以内,更优选为±0.5°以内。在本说明书中,大致正交不仅包括完全正交的情况,还包括实质上正交的情况,其角度一般为90±2°的范围,优选为90±1°,更优选为90±0.5°的范围。
第1光学补偿层与第2光学补偿层可以直接层叠,也可以借由粘接剂层而层叠。粘接剂可以使用后述的水系粘接剂、UV粘接剂。
第1光学补偿层和第2光学补偿层的厚度没有特别限定,各自独立地通常可以为0.1μm以上且10μm以下。
第1光学补偿层和第2光学补偿层可以满足下述式(1)和式(2)。
nz1>nx1=ny1 (1)
nx2>ny2≥nz2 (2)
[式(1)和式(2)中,
nx1表示第1光学补偿层的面内的慢轴方向的折射率,
nx2表示第2光学补偿层的面内的慢轴方向的折射率,
ny1表示第1光学补偿层的面内的快轴方向的折射率,
ny2表示第2光学补偿层的面内的快轴方向的折射率,
nz1表示第1光学补偿层的厚度方向的折射率,
nz2表示第2光学补偿层的厚度方向的折射率。
上述式(1)中的各折射率是在相同波长下测定的值,上述式(2)中的各折射率是在相同波长下测定的值。]
第1光学补偿层与第2光学补偿层可以由相同的材料构成,也可由不同的材料构成。第1光学补偿层和第2光学补偿层中使用的聚合性液晶化合物可以使用公知的化合物。第1光学补偿层和第2光学补偿层的相位差值的波长分散特性没有特别限制,可以适宜地使用正波长分散性至逆波长分散性。
第1光学补偿层和第2光学补偿层均优选具有满足下述式(3)~式(6)的逆波长分散特性。
Rth1(450)/Rth1(550)≤1.00 (3)
1.00≤Rth1(650)/Rth1(550) (4)
Re2(450)/Re2(550)≤1.00 (5)
1.00≤Re2(650)/Re2(550) (6)
式(3)~式(6)中,
Rth1(λ)={(nx1+ny1)/2-nz1}×d1
Re2(λ)=(nx2-ny2)×d2
表示[上述式中,d1表示第1光学补偿层的厚度,d2表示第2光学补偿层的厚度,λ表示测定波长。]。
第1光学补偿层和第2光学补偿层的光学特性优选满足下述式(7)~式(10)。
0nm≤Re1(550)≤5nm (7)
-200nm≤Rth1(550)≤-20nm (8)
110nm≤Re2(550)≤150nm (9)
35nm≤Rth2(550)≤105nm (10)
第1光学补偿层和第2光学补偿层的光学特性更优选满足下述式(7a)~式(10a)。
0nm≤Re1(550)≤5nm(7a)
-120nm≤Rth1(550)≤-50nm(8a)
120nm≤Re2(550)≤140nm(9a)
50nm≤Rth2(550)≤80nm(10a)
上述式(7)~式(10)和式(7a)~式(10a)中,
Rth1(λ)={(nx1+ny1)/2-nz1}×d1
Rth2(λ)={(nx2+ny2)/2-nz2}×d2
Re1(λ)=(nx1-ny1)×d1
Re2(λ)=(nx2-ny2)×d2
表示[上述式中,d1表示第1光学补偿层的厚度,d2表示第2光学补偿层的厚度,λ表示测定波长。]。
(基材层)
如上所述,基材层可以用于相位差层的形成。作为基材层,可以使用树脂膜,也可以是光学透明的树脂膜。树脂膜可以是单层的膜,也可以是具有2层以上的多层结构的膜。作为构成树脂膜的树脂材料,例如可举出构成后述的第1保护膜的树脂材料。
从光学特性的观点出发,基材层的厚度优选薄,但如果过薄,则强度降低,加工性差。作为适当的厚度,为5μm以上且100μm以下,优选为10μm以上且80μm以下,更优选为15μm以上且70μm以下。
(第1保护膜)
第1保护膜优选为光学透明的树脂膜。第1保护膜在波长365nm处的光线透射率优选为80%以上,可以为85%以上,也可以为90%以上,还可以为92%以上。光线透射率可以通过后述的实施例中记载的方法进行测定。第1保护膜可以为单层的膜,也可以为具有2层以上的多层结构的膜。
从光学特性的观点出发,第1保护膜的厚度优选薄,但如果过薄,则强度降低,加工性差。作为适当的厚度,为5μm以上且100μm以下,优选为10μm以上且80μm以下,更优选为15μm以上且70μm以下。
第1保护膜优选使用透明性、机械强度、热稳定性、水分阻挡性等优异、不易因应变而产生光学不均的膜。作为第1保护膜,优选使用树脂膜。
作为构成第1保护膜的树脂材料,可举出聚碳酸酯系树脂、聚乙烯醇系树脂、纤维素系树脂、聚酯系树脂、聚芳酯系树脂、聚酰亚胺系树脂、环状聚烯烃系树脂、聚砜系树脂、聚醚砜系树脂、聚烯烃系树脂、聚苯乙烯系树脂、聚乙烯醇系树脂和它们的混合物。作为构成第1保护膜的树脂材料,也可以使用氨基甲酸酯系、丙烯酸氨基甲酸酯系、环氧系、有机硅系等热固化性树脂或紫外线固化型树脂。第1保护膜可以包含1种以上任意适当的添加剂。
构成第1保护膜的纤维素系树脂优选为作为纤维素的脂肪酸酯的纤维素酯系树脂。作为纤维素酯系树脂的具体例,可举出三乙酰纤维素、二乙酰纤维素、酰化纤维素(日文:セルロースアシレート)、三丙酰基纤维素、二丙酰基纤维素等。其中,特别优选三乙酰纤维素。三乙酰纤维素市售有许多制品,在获得容易性、成本方面也是有利的。三乙酰纤维素大多厚度方向的延迟量(Rth)超过10nm,通过使用抵消这些延迟量的添加剂、或调整制膜的方法,能够得到不仅正面延迟量、而且厚度方向延迟量也小的纤维素系树脂膜。作为上述的制膜的方法,例如可举出将涂敷有环戊酮、甲乙酮等溶剂的聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、不锈钢等基材膜贴合于通常的纤维素系膜,加热干燥(例如在80~150℃下3~10分钟左右)后,剥离基材膜的方法;将降冰片烯系树脂、(甲基)丙烯酸系树脂等溶解于环戊酮、甲乙酮等溶剂而得到的溶液涂敷于通常的纤维素系树脂膜并进行加热干燥(例如在80~150℃下3~10分钟左右)后,剥离涂敷膜的方法等。“(甲基)丙烯酸”是指丙烯酸和甲基丙烯酸中的至少一者。
作为厚度方向的延迟量(Rth)小的纤维素系树脂膜,可以使用控制了脂肪取代度的脂肪酸纤维素系树脂膜。对于通常使用的三乙酰纤维素,乙酸取代度为2.8左右,但优选通过将乙酸取代度控制为1.8~2.7而能够减小Rth。通过在脂肪酸取代纤维素系树脂中添加邻苯二甲酸二丁酯、对甲苯磺酰苯胺、乙酰柠檬酸三乙酯等增塑剂,能够将Rth控制得较小。增塑剂的添加量相对于脂肪酸纤维素系树脂100重量份优选为40重量份以下,更优选为1~20重量份,进一步优选为1~15重量份。
作为第1保护膜,也可以使用:
日本特开2001-343529号公报(WO01/37007)等中记载的含有树脂组合物的聚合物膜,所述树脂组合物含有在侧链具有取代和/或非取代酰亚胺基的热塑性树脂、和在侧链具有取代和/非取代苯基以及腈基的热塑性树脂;在日本特开2000-230016号公报、日本特开2001-151814号公报、日本特开2002-120326号公报、日本特开2002-254544号公报、日本特开2005-146084号公报、日本特开2006-171464号公报等中记载的含有具有内酯环结构的丙烯酸系树脂的聚合物膜、日本特开2004-70290号公报、日本特开2004-70296号公报、日本特开2004-163924号公报、日本特开2004-292812号公报、日本特开2005-314534号公报、日本特开2006-131898号公报、日本特开2006-206881号公报、日本特开2006-265532号公报、日本特开2006-283013号公报、日本特开2006-299005号公报、日本特开2006-335902号公报等中记载的含有具有不饱和羧酸烷基酯的结构单元和戊二酸酐的结构单元的(甲基)丙烯酸系树脂的聚合物膜;
日本特开2006-309033号公报、日本特开2006-317560号公报、日本特开2006-328329号公报、日本特开2006-328334号公报、日本特开2006-337491号公报、日本特开2006-337492号公报、日本特开2006-337493号公报、日本特开2006-337569号公报等中记载的含有具有戊二酰亚胺结构的热塑性树脂的膜等。
这些膜的正面延迟量、厚度方向延迟量这两者小,并且光弹性系数也小,因此即使在因加热等而使偏振板产生变形的情况下也不易产生不均等不良情况,此外透湿度小,因此在加湿耐久性优异的方面是优选的。
作为构成第1保护膜的树脂材料,也优选使用环状聚烯烃系树脂。作为环状聚烯烃系树脂的具体例,优选为降冰片烯系树脂。环状聚烯烃系树脂是以环状烯烃作为聚合单元而聚合的树脂的总称,例如可举出日本特开平1-240517号公报、日本特开平3-14882号公报、日本特开平3-122137号公报等中记载的树脂。作为具体例,可举出环状烯烃的开环(共)聚合物、环状烯烃的加成聚合物、环状烯烃与乙烯、丙烯等α-烯烃及其共聚物(代表性的是无规共聚物)、以及将它们用不饱和羧酸、其衍生物改性而成的接枝聚合物、以及它们的氢化物等。作为环状烯烃的具体例,可举出降冰片烯系单体。
作为环状聚烯烃系树脂,市售有各种制品。作为具体例,可举出日本ZEON株式会社制的商品名“Zeonor”、JSR株式会社制的商品名“ARTON”、TICONA公司制的商品名“Topas”、三井化学株式会社制的商品名“APEL”。
第1保护膜优选为具有光学各向同性的光学各向同性膜。光学各向同性膜是指满足下述式(11)和式(12)的膜。
0nm≤|Re3(590) |≤20nm (11)
0nm≤|Rth3(590) |≤20nm (12)
式(11)和式(12)中,
Rth3(λ)={(nx3+ny3)/2-nz3}×d3
Re3(λ)=(nx3-ny3)×d3
表示[上述式中,
nx3表示光学各向同性膜的面内的慢轴方向的折射率,
ny3表示光学各向同性膜的面内的快轴方向的折射率,
d3表示光学各向同性膜的厚度,
λ表示测定波长。]。
光学各向同性膜的材料、制造方法等只要满足上述的光学特性就没有特别限制,可以使用上述的树脂材料。光学各向同性膜可以为单层结构的光学膜,也可以为具有2层以上的多层结构的光学膜。优选光学各向同性膜为单层结构的膜。这是因为,能够减少由偏振元件的收缩应力、光源的热引起的双折射的产生、不均,使液晶面板变薄。
光学各向同性膜的光弹性系数的绝对值优选为1.0×10-10m2/N以下,更优选为5.0×10-11m2/N以下,进一步优选为1.0×10-11m2/N以下,特别优选5.0×10-12m2/N以下。通过将光弹性系数的值设为上述范围,从而在将偏振板应用于显示装置的情况下,能够得到光学的均匀性优异、并且即使在高温高湿等环境下光学特性的变化也小、耐久性优异的显示装置。另外,光弹性系数的下限没有特别限定,通常为5.0×10-13m2/N以上。
(紫外线固化型粘接剂(UV粘接剂))
UV粘接剂可以使用公知的UV粘接剂,优选包含阳离子聚合性的固化性化合物和自由基聚合性的固化性化合物中的至少一者。UV粘接剂例如可以是自由基聚合性的(甲基)丙烯酸系化合物与光自由基聚合引发剂的混合物、或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。UV粘接剂也可以使用并用阳离子聚合性的环氧化合物和光自由基聚合性的(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的混合物。
(UV粘接剂层)
UV粘接剂层25为UV粘接剂的固化物层,将相位差层15与第1保护膜11贴合。如上所述,通过UV粘接剂层25支撑相位差层15,因此在偏振板1的输送时等,能够抑制在相位差层15中所含的聚合性液晶化合物的固化物层产生伤痕或凹陷。
偏振板1中的UV粘接剂层25的厚度可以任意设定,优选为0.1μm以上且7μm以下,更优选为0.2μm以上且5μm以下,进一步优选为0.3μm以上且4μm以下,最优选为0.4μm以上且3μm以下。
(第1水系粘接剂、第2水系粘接剂)
第1水系粘接剂和第2水系粘接剂(以下,有时将两者统称为“水系粘接剂”。)可以使用公知的水系粘接剂,第1水系粘接剂和第2水系粘接剂可以为相同的组成,也可以为不同的组成。作为水系粘接剂,优选使用包含PVA系树脂的水系粘接剂(以下,有时称为“PVA系粘接剂”。)。从粘接性的方面出发,水系粘接剂中所含的PVA系树脂的平均聚合度优选为100~5500左右,进一步优选为1000~4500。从粘接性的方面出发,PVA系树脂的平均皂化值优选为85摩尔%~100摩尔%左右,进一步优选为90摩尔%~100摩尔%。
PVA系粘接剂中所含的PVA系树脂优选含有乙酰乙酰基。构成偏振元件的PVA系树脂层与第1保护膜或第2保护膜的密合性优异,耐久性优异。含有乙酰乙酰基的PVA系树脂例如可以通过利用任意的方法使PVA系树脂与双乙烯酮反应而得到。含有乙酰乙酰基的PVA系树脂的乙酰乙酰基的改性度代表性地为0.1摩尔%以上,优选为0.1摩尔%~20摩尔%左右。
PVA系粘接剂中的PVA系树脂的浓度优选为0.1重量%~15重量%,进一步优选为0.5重量%~10重量%。
在PVA系树脂含有乙酰乙酰基的情况下,PVA系粘接剂优选包含乙二醛、乙醛酸盐和羟甲基三聚氰胺中的1种以上作为交联剂,优选包含乙二醛和乙醛酸盐中的至少一者,特别优选包含乙二醛。
PVA系粘接剂可以含有有机溶剂。在该情况下,从与水具有混溶性的方面出发,有机溶剂优选醇类,醇类中,优选为甲醇或乙醇。
从提高耐热性的观点出发,PVA系粘接剂可以进一步含有脲、脲衍生物、硫脲和硫脲衍生物等脲化合物;抗坏血酸、异抗坏血酸、硫代硫酸和亚硫酸等还原剂;马来酸和邻苯二甲酸等二羧酸;硫酸铵、氯化铵、碳酸铵和氟化铵等铵化合物;α-环糊精、β-环糊精、γ-环糊精等糊精类;异氰酸酯化合物被封端剂封端的封端异氰酸酯化合物;N-氧基化合物等氮氧自由基;具有硝基氧基(日文:ニトロキシド基)的化合物等。
(第1粘接剂层、第2粘接剂层)
第1粘接剂层21可以通过第1水系粘接剂的加热干燥等而形成,将偏振元件10与复合保护膜30贴合。第2粘接剂层22可以通过第2水系粘接剂的加热干燥等而形成,将偏振元件10与第2保护膜12贴合。
第1粘接剂层21和第2粘接剂层22的厚度可以任意设定,各自独立地优选为0.01μm以上且7μm以下,更优选为0.01μm以上且5μm以下,进一步优选为0.01μm以上且2μm以下,最优选为0.01μm以上且1μm以下。
(第2保护膜)
第2保护膜优选为光学透明的树脂膜。第2保护膜可以使用第1保护膜中说明的厚度和材料的膜。
在使用水系粘接剂贴合包含第1保护膜的复合保护膜、偏振元件和第2保护膜的情况下,第1保护膜和第2保护膜中的至少一者优选为纤维素系树脂膜或含有(甲基)丙烯酸系树脂的聚合物膜。第2保护膜优选为酰化纤维素膜。
第2保护膜可以在树脂膜的单面具有硬涂层、防反射层、防粘附层、防眩层、扩散层等表面功能层。表面功能层优选设置于树脂膜的与偏振元件侧相反侧。
(粘合剂层)
粘合剂层用于将偏振板贴合于显示装置的图像显示元件等。粘合剂层可以由1层或2层以上构成,优选由1层构成。粘合剂层的厚度优选为1~100μm,更优选为2~80μm,进一步优选为2~50μm,特别优选为3~30μm。
粘合剂层是使用粘合剂组合物形成的层。粘合剂组合物通过将其自身贴附于被粘物而表现出粘接性,被称为所谓的压敏型粘接剂。粘合剂组合物可以以(甲基)丙烯酸系树脂、橡胶系树脂、氨基甲酸酯系树脂、酯系树脂、有机硅系树脂、聚乙烯基醚系树脂为主成分(基础聚合物)。其中,优选以透明性、耐候性、耐热性等优异的(甲基)丙烯酸系树脂作为基础聚合物的粘合剂组合物。粘合剂组合物可以为活性能量射线固化型或热固化型。
作为粘合剂组合物中使用的作为基础聚合物的(甲基)丙烯酸系树脂,例如优选使用以(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯之类的(甲基)丙烯酸酯中的1种或2种以上为单体的聚合物或共聚物。优选使极性单体与基础聚合物共聚。作为极性单体,例如可举出(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸羟基乙酯、(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯这样的具有羧基、羟基、酰胺基、氨基、环氧基等的单体。
粘合剂组合物可以仅包含上述基础聚合物,但通常还含有交联剂。作为交联剂,可例示作为2价以上的金属离子、且在羧基之间形成羧酸金属盐的交联剂;作为多胺化合物、且在羧基之间形成酰胺键的交联剂;作为聚环氧化合物、多元醇、且在羧基之间形成酯键的交联剂;作为多异氰酸酯化合物、且在羧基之间形成酰胺键的交联剂。其中,优选多异氰酸酯化合物。
(剥离膜)
剥离膜以能够剥离的方式设置于粘合剂层28,被覆保护粘合剂层28的表面。作为剥离膜,具有基材膜和脱模处理层。基材膜可以是树脂膜。树脂膜例如可以由用于形成上述第1保护膜的树脂材料形成。脱模处理层只要是公知的脱模处理层即可,例如可举出将氟化合物、有机硅化合物等脱模剂涂布于基材膜而形成的层。
(表面保护膜)
表面保护膜(Protect film)以能够相对于第2保护膜12剥离的方式设置。表面保护膜可以包含基材膜和粘合剂层,也可以为自粘合性膜。基材膜可以为树脂膜,基材膜例如可以由用于形成上述第1保护膜的树脂材料形成。表面保护膜优选使用例如在由聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚萘二甲酸乙二醇酯等的聚酯系树脂构成的基材膜的单面设置有粘合剂层的膜。作为构成自粘合性膜的热塑性树脂,例如可举出聚丙烯系树脂和聚乙烯系树脂等。
【实施例】
以下,示出实施例和比较例更具体地对本发明进行说明,但本发明并不限定于这些例子。
<偏振元件的制作>
将厚度30μm的聚乙烯醇(PVA)系树脂膜在温度21.5℃的纯水中浸渍80秒钟后(溶胀处理),在碘化钾/硼酸/水的质量比为2/2/100且包含1.0mM的碘的温度23℃的水溶液中浸渍55秒钟(染色工序)。然后,在碘化钾/硼酸/水的质量比为2.5/4/100的温度63℃的水溶液中浸渍76秒钟(第1交联工序)。接着,在碘化钾/硼酸/氯化锌/水的质量比为3/5.5/0.6/100的温度45℃的水溶液中浸渍10秒钟(第2交联工序、金属离子处理工序)。然后,浸渍于清洗浴中进行清洗(清洗工序),在温度38℃下进行干燥(干燥工序),得到碘吸附取向于PVA系树脂膜的厚度12μm的偏振元件。拉伸主要在染色工序和第1交联工序的工序中进行,总拉伸倍率为5.85倍。
<水系粘接剂的制作>
将含有乙酰乙酰基的改性聚乙烯醇系树脂(三菱化学株式会社制:GOHSENX Z-410)50g溶解于950g的纯水中,在温度90℃下加热2小时后,冷却至常温,得到PVA溶液。以聚乙烯醇系树脂的浓度成为3.0重量%、甲醇的浓度成为35重量%、脲的浓度成为0.5重量%的方式配合该PVA溶液、纯水、甲醇和脲,得到作为PVA系粘接剂的水系粘接剂。
〔实施例1〕
(带基材层的复合保护膜的制作)
准备在基材层上形成有包含聚合性液晶化合物的固化物层的相位差层的带基材层的相位差膜。相位差层具有逆波长分散性。
在第1保护膜(“KC2CT1W”(厚度20μm的三乙酰纤维素(TAC)膜),柯尼卡美能达株式会社制)上,使用棒涂机以厚度成为1.5μm的方式涂布紫外线固化型粘接剂(UV粘接剂)(“ADEKA ARKLS KR-75T”,株式会社ADEKA制)。借由涂布的UV粘接剂,以相位差层侧成为贴合面的方式,将第1保护膜与上述准备的带基材层的相位差膜层叠。接着,从该层叠结构体的第1保护膜侧以透射第1保护膜的累积光量(UVA)成为400mJ/cm2的方式照射紫外线,使UV粘接剂固化而形成UV粘接剂层,得到带基材层的复合保护膜。带基材层的复合保护膜的层结构为第1保护膜/UV粘接剂层/相位差层/基材层。
使用株式会社Hitachi High-Tech Science制的紫外可见分光光度计“U-4100”对上述中使用的第1保护膜在波长365nm处的光线透射率进行测定。测定以某任意的样品角度测定波长365nm的光的透射率后,进一步使样品旋转90°,测定波长365nm的光的透射率,算出它们的平均值作为波长365nm处的光线透射率。其结果,第1保护膜在波长365nm处的光线透射率为80%以上。
对上述中使用的第1保护膜照射紫外线,结果波长280~390nm的范围的紫外线充分透射了第1保护膜。由此认为,带基材层的复合保护膜的UV粘接剂层的UV粘接剂充分固化。
(皂化处理)
将在上述中制作的带基材层的复合保护膜和第2保护膜(“TJ40UL”(厚度40μm的酰化纤维素膜,富士胶片株式会社制),在保持为温度55℃的1.5mol/L的NaOH水溶液(皂化液)中浸渍2分钟而进行了水洗。接着,将各膜在温度25℃的0.05mol/L的硫酸水溶液中浸渍30秒钟,进一步在流水下通过水洗浴30秒钟而将各膜设为中性的状态。然后,反复进行3次基于气刀的除水。除水之后,使各膜在温度70℃的干燥区域滞留15秒钟而进行干燥,从而得到了经皂化处理的带基材层的复合保护膜和经皂化处理的第2保护膜。
(带基材层的偏振板(1)的制作)
在上述中制作的偏振元件的两面,借由上述中制作的水系粘接剂分别层叠了经皂化处理的带基材层的复合保护膜和经皂化处理的第2保护膜。带基材层的复合保护膜以第1保护膜侧成为贴合面的方式层叠于偏振元件。将该层叠结构体加热干燥,在带基材层的复合膜与偏振元件之间以及偏振元件与第2保护膜之间分别形成第1粘接剂层和第2粘接剂层,得到带基材层的偏振板(1)。带基材层的偏振板(1)的层结构为第2保护膜/第2粘接剂层/偏振元件/第1粘接剂层/第1保护膜/UV粘接剂层/相位差层/基材层。
(偏振板的制作)
从带基材层的偏振板(1)剥离基材层,得到偏振板(1)。在带基材层的偏振板(1)中,相位差层密合于第1保护膜侧,另外,可以将基材层良好地剥离而将相位差层转印于第1保护膜侧。
〔比较例1〕
(皂化处理)
对于第1保护膜和第2保护膜,以与实施例1相同的步骤进行了皂化处理。第1保护膜和第2保护膜使用与实施例1中使用的膜相同的膜。
(带基材层的偏振板(2)的制作)
在上述制作的偏振元件的两面,借由上述制作的水系粘接剂分别层叠经皂化处理的第1保护膜和经皂化处理的第2保护膜,进行加热干燥,得到具有第2保护膜/第2粘接剂层/偏振元件/第1粘接剂层/第1保护膜的层结构的带保护膜的偏振元件。
在带保护膜的偏振元件的第1保护膜侧,使用棒涂机以厚度成为1.5μm的方式涂布UV粘接剂。借由所涂布的UV粘接剂,以带基材层的相位差膜的相位差层侧成为贴合面的方式将带保护膜的偏振元件与带基材层的相位差膜层叠。接着,从该层叠结构体的第2保护膜侧(带保护膜的偏振元件侧)以与实施例1相同的条件(光源的UV强度和照射时间相同的条件)照射紫外线,得到带基材层的偏振板(2)。UV粘接剂和带基材层的相位差膜使用与实施例1中使用的粘接剂和膜相同的UV粘接剂和带基材层的相位差膜。
带基材层的偏振板(2)的层结构与带基材层的偏振板(1)相同,认为由于以下理由,UV粘接剂层中的UV粘接剂的固化不充分。对上述中使用的第2保护膜和偏振元件的层叠体照射紫外线,结果波长280~390nm的范围的紫外线几乎没有透射该层叠体。由此认为,带基材层的偏振板(2)的UV粘接剂层与带基材层的偏振板(1)的UV粘接剂层相比,UV粘接剂的固化不充分。
从带基材层的偏振板(2)剥离基材层,结果相位差层未密合于第1保护膜侧,另外,相位差层与基材层一起剥离,因此无法将相位差层转印至第1保护膜侧,无法得到偏振板。
〔比较例2〕
除了从基材层侧(带基材层的相位差膜侧)照射紫外线来代替从第2保护膜侧照射紫外线以外,以与比较例1同样的步骤得到带基材层的偏振板(3)。
带基材层的偏振板(3)层结构与带基材层的偏振板(1)相同,认为由于以下理由,UV粘接剂层中的UV粘接剂的固化不充分。对上述中使用的带基材层的相位差膜照射紫外线,结果波长280~390nm的范围的紫外线几乎没有透射带基材层的相位差膜。由此认为,带基材层的偏振板(3)的UV粘接剂层与带基材层的偏振板(1)的UV粘接剂层相比,UV粘接剂的固化不充分。
从带基材层的偏振板(3)剥离基材层,得到偏振板(3)。从带基材层的偏振板(3)剥离基材层,可以将相位差层转印至第1保护膜侧,但相位差层未充分密合于第1保护膜侧。
[耐擦伤性试验]
将实施例1中得到的带基材层的偏振板(1)和比较例2中得到的带基材层的偏振板(3)各自的第2保护膜侧借由丙烯酸系粘合剂层贴合于玻璃板后,剥离基材层。对于剥离基材层而露出的相位差层,使用摩擦摩耗试验机“TRIBO-GEAR(日文:トライボギア)”(新东科学株式会社制)进行耐擦伤性试验。耐擦伤性试验如下进行:在直径25mm的接触端子上设置钢丝绒#0000,设为载荷100g、移动速度6000mm/min,使距离60mm往复10次。目视观察耐擦伤性试验后的相位差层的表面的状态,检查有无产生深的损伤。将结果示于表1。需要说明的是,比较例1中得到的带基材层的偏振板(2),基材层与相位差层一起剥离,因此无法进行耐擦伤性试验。
【表1】
Figure BDA0004048818370000321
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Claims (8)

1.一种偏振板的制造方法,其是具备偏振元件和复合保护膜的偏振板的制造方法,
所述复合保护膜从所述偏振元件侧起依次具有第1保护膜和包含聚合性液晶化合物的固化物层的相位差层,
所述制造方法包括:
工序(1),使用紫外线固化型粘接剂将形成于基材层上的所述相位差层与所述第1保护膜层叠,对所述紫外线固化型粘接剂进行紫外线照射,由此得到带基材层的复合保护膜;
工序(2),使用第1水系粘接剂将所述带基材层的复合保护膜的所述第1保护膜侧与所述偏振元件贴合,得到带基材层的偏振板;以及
工序(3),从所述带基材层的偏振板剥离所述基材层。
2.根据权利要求1所述的偏振板的制造方法,其还包括在剥离所述基材层而露出的面侧形成粘合剂层的工序(4)。
3.根据权利要求1或2所述的偏振板的制造方法,其中,所述第1保护膜在波长365nm处的光线透射率为80%以上。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的偏振板的制造方法,其中,所述第1水系粘接剂包含聚乙烯醇系树脂。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的偏振板的制造方法,其中,所述工序(2)还包括在所述偏振元件的与所述复合保护膜侧相反的一侧贴合第2保护膜的工序。
6.根据权利要求5所述的偏振板的制造方法,其中,使用第2水系粘接剂将所述偏振元件与所述第2保护膜贴合。
7.根据权利要求6所述的偏振板的制造方法,其中,所述第2水系粘接剂包含聚乙烯醇系树脂。
8.根据权利要求5~7中任一项所述的偏振板的制造方法,其中,在所述工序(2)中,一边进行所述带基材层的复合保护膜与所述偏振元件的贴合,一边将所述偏振元件与所述第2保护膜贴合。
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