CN1613022A - 起偏振器用保护膜和使用其的偏振片 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供双折射极小且可以直接热粘接于起偏振器的起偏振器用保护膜、和使用该起偏振器用保护膜的廉价的偏振片。以在玻璃化转变温度为100℃以上的聚碳酸酯膜的单面上层合聚酯膜而形成的未取向两层薄膜、或在玻璃化转变温度100℃以上的聚碳酸酯膜的单面上层合聚酯膜并在另一面上层合聚对苯二甲酸丁二醇酯膜而形成的未取向三层薄膜作为起偏振器用保护膜，不使用胶粘剂而将这些基板膜热粘接到起偏振器的两侧，形成偏振膜，使用该偏振膜构成偏振片。

Description

起偏振器用保护膜和使用其的偏振片
技术领域
本发明涉及用于液晶显示装置等的偏振片的起偏振器用保护膜和使用该起偏振器用保护膜的偏振片。
背景技术
在液晶显示装置等中安装使用的偏振片20，一直使用例如图1所示构成的偏振片。即，用成为保护层的起偏振器用保护膜3通过胶粘剂7夹持起偏振器4的两面从而构成偏振膜10。在偏振膜10的单侧上通过粘接剂6粘贴偏振膜用保护膜1。在偏振膜10的另一侧上粘接相位差膜5，在其上通过粘接剂6粘贴偏振膜用脱模保护膜2，该偏振膜用脱模保护膜2是在与偏振膜用保护膜1相同构成的薄膜的单面上涂布脱模剂8得到的。
起偏振器4使用使碘或二色性染料吸附于聚乙烯醇等亲水性高分子构成的薄膜上并进行拉伸取向而形成的起偏振器。保持起偏振器4的耐久性和机械特性的起偏振器用保护膜3，必须在光学上是透明的，即不易出现双折射，具有耐热性，机械强度高，表面平滑，而且与胶粘剂7、粘接剂6具有良好的粘附性，使用三乙酰基纤维素等未取向薄膜。为了得到鲜明的色彩和精细的图像，要求相位差膜5在整个面上得到均一的双折射，即使在高温高湿的严酷条件下，光学性质也不发生变化，其一直使用聚碳酸酯的单向拉伸膜等。
偏振膜用保护膜1和偏振膜用脱模保护膜2的使用目的是在偏振膜10的流通过程或向液晶显示装置的安装过程等中防止污染或损伤偏振膜10或相位差膜5的表面，希望通过粘接剂6将它们粘接到偏振膜10或相位差膜5上，安装到液晶显示装置上时容易剥离。特别是在偏振膜用脱模保护膜2中，优选在与粘接剂6的粘接面上涂布脱模剂8，从而有利于剥离。
作为起偏振器用保护膜3，基于上述的必要特性，可以使用三乙酰基纤维素等纤维素系薄膜、聚酯膜、聚丙烯酸膜、聚碳酸酯膜、聚醚砜膜等。为了保护起偏振器4的两面，这些起偏振器用保护膜3通过胶粘剂7夹持起偏振器4的两面从而构成偏振膜10。如上所述，使用的起偏振器4是在聚乙烯醇等亲水性高分子构成的薄膜上吸附碘或二色性染料并使其拉伸取向而得到的，由于拉伸取向后进行热固定则碘挥发，因此不实施热固定而使用。因此周围的温度变化或湿度变化会使其明显地伸缩。因此，夹持起偏振器4并对温度变化或湿度变化引起的变形进行约束的起偏振器用保护膜3，必须使用胶粘剂7进行粘接，在不产生碘挥发的90℃以下进行加热固化，不能在不使用胶粘剂的情况下使其与基板膜直接热粘接，或使用高温下加热固化的通常的胶粘剂与起偏振器用保护膜粘接。通过低温加热而固化的胶粘剂为特殊物质，价格高，而且需要胶粘剂的涂布工序，因此对偏振片的成本降低构成大的障碍。
本发明的目的在于提供双折射极小且可以直接热粘接到起偏振器上的起偏振器用保护膜、和使用该起偏振器用保护膜的廉价的偏振片。
发明内容
本发明的一种起偏振器用保护膜由在聚碳酸酯膜的单面上层合聚酯膜而形成的两层薄膜构成，其特征在于：两层薄膜为未取向薄膜。
此外，本发明的另一种起偏振器用保护膜由在聚碳酸酯膜的单面上层合聚酯膜并在另一面上层合聚对苯二甲酸丁二醇酯膜而形成的三层薄膜构成，其特征在于：三层薄膜为未取向薄膜。
上述两层薄膜或三层薄膜的特征在于：
聚碳酸酯的玻璃化转变温度为100℃以上，
聚酯的熔点为235℃以下，
此外，聚酯膜为对苯二甲酸乙二醇酯/间苯二甲酸乙二醇酯共聚物，
或用环己烷二甲醇代替对苯二甲酸乙二醇酯的醇成分的一部分而形成的共聚物。
此外，本发明的偏振片是使用了上述任一起偏振器用保护膜的偏振片。
附图说明
图1为表示偏振片构成的一例的截面示意图。图2为表示本发明两层起偏振器用保护膜构成的一例的截面示意图。图3为表示本发明三层起偏振器用保护膜构成的一例的截面示意图。图4为表示本发明偏振片构成的一例的截面示意图。图5为表示本发明偏振片构成的另一例的截面示意图。
发明的最佳实施方案
在本发明中，通过将在玻璃化转变温度为100℃以上的聚碳酸酯膜的单面上层合熔点235℃以下的聚酯膜而形成的未取向两层薄膜、或在玻璃化转变温度为100℃以上的聚碳酸酯膜的单面上层合熔点235℃以下的聚酯膜并在另一面上层合聚对苯二甲酸丁二醇酯膜而形成的未取向三层薄膜作为起偏振器用保护膜，可以将起偏振器用保护膜直接热粘接到起偏振器上。因此，已判明通过使用该起偏振器用保护膜，在不使用低温加热固化型的特殊的胶粘剂的情况下，可以以低成本制得偏振片。
以下，对本发明进行详细的说明。
作为本发明的起偏振器用保护膜3，使用如图2所示的在成为基材的聚碳酸酯膜30的单面上层合薄层的聚酯膜40而形成的两层未取向薄膜、或如图3所示的在成为基材的聚碳酸酯膜30的单面上层合薄层的聚酯膜40并在另一面上层合薄层的聚对苯二甲酸丁二醇酯膜41而形成的三层未取向薄膜。聚碳酸酯膜30、聚酯膜40和聚对苯二甲酸丁二醇酯膜41用肉眼看为无色透明，此外，通过使其成为未取向的，几乎无双折射产生，在光学上也为无色的，对于偏振片20的光学缺陷的检测不会产生不良影响。
聚碳酸酯为由双环二元酚类与光气衍生的碳酸酯树脂，其特征是具有高玻璃化转变温度和耐热性。作为聚碳酸酯，可以使用从双酚类，例如从表1衍生的聚碳酸酯。
                           表1双酚的种类
                      双酚                       聚碳酸酯
  熔点(℃) 玻璃化转变温度(℃)
    双(4-羟苯基)甲烷(4，4’-二羟基二苯基甲烷)1，1-双(4-羟苯基)乙烷(4，4’-二羟基二苯基-1，1-乙烷)   300以上185～195     -130
    1，1-双(4-羟苯基)丁烷(4，4’-二羟基二苯基-1，1-丁烷)   150～170     123
    1，1-双(4-羟苯基)异丁烷(4，4’-二羟基二苯基-1，1-异丁烷)1，1-双(4-羟苯基)环己烷(4，4’-二羟基二苯基-1，1-环己烷)   170～180250～260     149171
    2，2-双(4-羟苯基)丙烷(4，4’-二羟基二苯基-2，2-丙烷)   220～230     149
    2，2-双(4-羟苯基)丁烷(4，4’-二羟基二苯基-2，2-丁烷)   205～222     130
这些聚碳酸酯只要满足上述条件，可以是均聚物，也可以是共聚物，或是共混物。
作为起偏振器4，使用在使碘或二色性染料吸附到聚乙烯醇等亲水性高分子构成的薄膜上后进行拉伸取向得到的薄膜，但如果拉伸取向后热固定则碘挥发，因此不实施热固定而使用。因此周围的温度变化或湿度变化会使其明显地伸缩。因此，夹持起偏振器4并对温度变化或湿度变化引起的变形进行约束的起偏振器用保护膜3除了光学上透明外，还必须具有耐热性。此外，在其外侧粘着的偏振膜用保护膜1或偏振膜用脱模保护膜2，同样也必须具有耐热性和吸湿性。聚碳酸酯具有优异的耐热性，吸湿性小，机械强度也高，优选玻璃化转变温度为100℃以上，更优选为150℃以上。如果玻璃化转变温度不足100℃，则有时对起偏振器4的约束力不足，聚碳酸酯膜自身收缩，在偏振片20上产生翘曲。
作为图2所示的起偏振器用保护膜3，使用在成为基材的聚碳酸酯膜30的单面上层合薄层的聚酯膜40的薄膜。由于聚碳酸酯膜30不能与起偏振器4的聚乙烯醇等亲水性高分子构成的薄膜直接热粘接，因此使可以与聚碳酸酯膜30和起偏振器4两者热粘接的聚酯膜作为薄的粘接层介于二者之间。未取向的聚酯膜可以在与熔点相比相当低的温度下与这些薄膜热粘接，但为了使其在90℃以下热粘接，优选聚酯的熔点为235℃以下，特别优选含有10～25摩尔％间苯二甲酸乙二醇酯的对苯二甲酸乙二醇酯/间苯二甲酸乙二醇酯共聚物。此外，为了使熔点达到235℃以下，可以使用对苯二甲酸乙二醇酯的醇成分的一部分被环己烷二甲醇置换的共聚物。
此外，在起偏振器用保护膜3上有时也可以不如图1所示那样通过粘接剂6被覆保护膜1，而是如图5所示那样只形成硬涂膜42。此外，有时在起偏振器用保护膜3上通过胶粘剂43粘接相位差膜5。在这些情况下，将树脂溶解于有机溶剂中涂布形成，但成为基材的未取向的聚碳酸酯膜的耐有机溶剂性不足，如果使有机溶剂附着，则产生收缩，或产生白浊，变得不透明。用于这种用途时，如图3所示，使用在聚碳酸酯膜30的没有层合聚酯膜40的面上层合了聚对苯二甲酸丁二醇酯膜41的三层薄膜。未取向的聚对苯二甲酸丁二醇酯膜即使附着有机溶剂，也不产生收缩，作为聚碳酸酯膜的耐有机溶剂层有效地发挥作用。
上述的两层薄膜的厚度优选为聚酯(1～10μm)/聚碳酸酯(10～80μm)。此外，三层薄膜的厚度优选为聚酯(1～10μm)/聚碳酸酯(10～80μm)/聚对苯二甲酸丁二醇酯(1～10μm)。聚碳酸酯膜30的厚度如果不足10μm，即使用三层薄膜夹持起偏振器，也无法充分地对温度变化或湿度变化引起的起偏振器的变形进行约束。如果超过80μm，则约束的效果达到饱和，变得不经济。相对于该聚碳酸酯膜30的厚度，聚酯膜40和聚对苯二甲酸丁二醇酯膜41的厚度优选分别为1/50～1/5。聚酯膜40的厚度如果不足1/50，则不能获得与聚碳酸酯和起偏振器的足够的粘附力。另一方面，如果聚对苯二甲酸丁二醇酯膜41的厚度不足1/50，则无法充分地赋予聚碳酸酯耐有机溶剂性。由于聚酯或聚对苯二甲酸丁二醇酯的玻璃化转变温度比聚碳酸酯低得多，温度变化或湿度变化容易引起变形，如果相对于聚碳酸酯膜30的厚度增加，则由于起偏振器4和聚酯膜40、聚对苯二甲酸丁二醇酯膜41两者的变形，两层薄膜或三层薄膜整体有可能变形。因此，如果聚酯膜40和聚对苯二甲酸丁二醇酯膜41的厚度分别超过1/5，则聚碳酸酯膜产生的拘束效果不足，由于温度变化或湿度变化等外在因素，有可能产生变形。
上述的两层薄膜和三层薄膜可以使用共挤出法等已知的薄膜制造方法制成。此外，两层薄膜和三层薄膜可制造为长尺带状的形状，卷到卷取机上，然后边从卷到卷取机上的状态展开边与起偏振器4或相位差膜5粘接，如果使聚酯膜40和/或聚对苯二甲酸丁二醇酯膜41的任一方或两方含有0.05～3重量％的粒径0.1～3.0μm的二氧化硅粉末等润滑剂，则可以顺畅地进行卷取作业或展开作业。如果不含有润滑剂，特别是卷到卷取机上的作业变得极为困难。润滑剂的粒径和含量只要在上述范围内，则对偏振片20的光学缺陷的检测不会产生不良影响。
利用如上所述制成的、使用了未取向两层薄膜或三层薄膜的起偏振器用保护膜3构成偏振片20。即，当使用两层的起偏振器用保护膜时，如图4所示，用起偏振器用保护膜3夹持起偏振器4，使聚酯膜层与起偏振器4的两面相接，在90℃以下的温度下热粘接，形成偏振膜10。此时，为了提高粘接力，可以在起偏振器用保护膜的聚酯膜层上实施电晕处理。然后，在偏振膜10的单侧通过粘接剂6粘贴偏振膜用保护膜1，在偏振膜10的另一侧粘接相位差膜5，在其上面通过粘接剂6粘贴涂布了脱模剂8的偏振膜用脱模保护膜2，使脱模剂8与粘接剂6相接触。
当使用三层的起偏振器用保护膜3时，如图5所示，将透明丙烯酸树脂等溶解于醋酸乙酯或甲基乙基酮等有机溶剂中，涂布到起偏振器用保护膜3的聚对苯二甲酸丁二醇酯面上，形成硬涂膜42，将在起偏振器用保护膜3的聚对苯二甲酸丁二醇酯面上形成硬涂膜42的薄膜与起偏振器4的一面相接触，将胶粘剂43溶解于醋酸乙酯或甲基乙基酮等有机溶剂中，涂布到另一个三层的起偏振器用保护膜的聚对苯二甲酸丁二醇酯面上，将形成的薄膜与起偏振器4的另一面相接触，从而用起偏振器用保护膜3夹持起偏振器4，使起偏振器4的两面分别与聚酯膜层接触，在90℃以下的温度下热粘接，形成偏振膜10。随后，在偏振膜10的没有形成硬涂膜的一侧粘接相位差膜5，在其上面通过粘接剂6粘贴涂布了脱模剂8的偏振膜用脱模保护膜2，使脱模剂8与粘接剂6相接触。
实施例
(实施例1)
使碘吸附到聚乙烯醇上后，使其单向拉伸，制成起偏振器，使用1对热辊(辊表面温度：90℃)在起偏振器的两面上层合作为起偏振器用保护膜的由聚碳酸酯(玻璃化转变温度：123℃、膜厚：70μm)和间苯二甲酸共聚聚对苯二甲酸乙二醇酯(含有25摩尔间苯二甲酸乙二醇酯、膜厚：10μm)构成的两层薄膜(总膜厚：80μm)，制成偏振膜。
(实施例2)
作为起偏振器用保护膜，使用聚对苯二甲酸丁二醇酯(熔点：225℃、膜厚：5μm)、聚碳酸酯(玻璃化转变温度：150℃、膜厚：65μm)和间苯二甲酸共聚聚对苯二甲酸乙二醇酯(含有15摩尔间苯二甲酸乙二醇酯、膜厚：10μm)构成的三层薄膜(总膜厚：80μm)，除此之外，进行与实施例1相同的实验。
(比较例1)
作为起偏振器用保护膜，使用聚碳酸酯(玻璃化转变温度：150℃)单层薄膜(膜厚：80μm)，除此之外，进行与实施例1相同的实验。
(比较例2)
作为起偏振器用保护膜，使用聚碳酸酯(玻璃化转变温度：150℃、膜厚：70μm)、聚萘二甲酸乙二醇酯(膜厚：10μm)构成的两层薄膜(总膜厚：80μm)，除此之外，进行与实施例1相同的实验。结果示于表1。
(比较例3)
作为起偏振器用保护膜，使用聚对苯二甲酸丁二醇酯(熔点：225℃、膜厚：20μm)、聚碳酸酯(玻璃化转变温度：150℃、膜厚：5μm)和间苯二甲酸共聚聚对苯二甲酸乙二醇酯(含有15摩尔间苯二甲酸乙二醇酯、膜厚：55μm)构成的三层薄膜(总膜厚：80μm)，除此之外，进行与实施例1相同的实验。
(粘附力)
目视观察有无层间剥离，对起偏振器和起偏振器用保护膜的粘附力进行评价。此外，将样品切割为宽15mm，沿180°方向拉伸起偏振器和起偏振器用保护膜，测定其强度(180°剥离强度的测定)，进行评价。
(形状)
目视对形状进行评价。
(单位透过率和偏振度)
用分光光度计((株)日立制作所制U-4100)测定单位光线透过率和偏振度。
偏振度根据下式求得。
( T 1 - T 2 T 1 + T 2 ) 1 / 2 × 100 ( % )
这里，T1为将两片偏振膜重合从而使起偏振器的取向方向相同的状态下测定的光线透过率，T2为将两片偏振膜重合从而使起偏振器的取向方向正交的状态下测定的光线透过率。评价结果示于表2。
                                                  表2评价结果
实施例或比较例             粘附力     形状 单位透过率(％) 偏振度(％)
有无层间剥离 180°剥离强度(g/15mm)
实施例1   无     900   良好     42.6 97.2
实施例2   无     980   良好     42.4 97.1
比较例1   有     10   无法评价     无法评价 无法评价
比较例2   有     5   无法评价     无法评价 无法评价
比较例3   无     890   不良(起波浪)     41.9 96.5
产业上的利用可能性
如以上说明的那样，本发明的用于液晶显示装置等的偏振片的起偏振器用保护膜，由在玻璃化转变温度为100℃以上的聚碳酸酯膜的单面上层合聚酯膜而形成的未取向两层薄膜、或在玻璃化转变温度为100℃以上的聚碳酸酯膜的单面上层合聚酯膜并在另一面上层合聚对苯二甲酸丁二醇酯膜而形成的未取向三层薄膜构成。上述的两层薄膜或三层薄膜肉眼看是无色透明的，并且可以在不使用胶粘剂的情况下直接热粘接到起偏振器上，因此可以以低成本制造偏振片。
两层薄膜是在成为基材的聚碳酸酯膜的单面上层合聚碳酸酯膜的1/50～1/5厚度的薄层聚酯膜而形成。三层薄膜是在成为基材的聚碳酸酯膜的单面上层合聚酯膜并在另一面上层合聚对苯二甲酸丁二醇酯膜而形成，其中聚酯膜和聚对苯二甲酸丁二醇酯膜分别是聚碳酸酯膜的1/50～1/5厚度的薄层。聚碳酸酯具有100℃以上的高玻璃化转变温度，温度变化或湿度变化不易引起变形，作为起偏振器用保护膜夹持由于这些外在因素而容易变形的起偏振器，可以防止具有起偏振器的偏振膜由于外在因素而产生变形。但是，未取向的聚碳酸酯的耐有机溶剂性不足，如果附着有机溶剂，则产生收缩，或产生白浊，变得不透明，因此在三层薄膜中，在聚碳酸酯膜的单面上层合薄的聚对苯二甲酸丁二醇酯膜作为耐有机溶剂层。利用如上所述的构成，由于聚碳酸酯膜没有与有机溶剂直接接触，因此起偏振器用保护膜不会产生收缩或白浊。
此外，本发明的偏振片的构成是，在用起偏振器用保护膜夹持起偏振器的两面并进行热粘接而形成的偏振膜的单侧上，通过粘接剂粘贴偏振膜用保护膜，在偏振膜的另一侧粘接相位差膜，在其上面通过粘接剂粘贴涂布了脱模剂的偏振膜用脱模保护膜，从而使脱模剂与粘接剂相接触。即，本发明的偏振片，由于使用本发明的起偏振器用保护膜，可以不使用胶粘剂而直接热粘接到起偏振器上，因此不需要胶粘剂的涂装工序，可以以低成本进行制造。

Claims (9)

1、起偏振器用保护膜，其由在聚碳酸酯膜的单面上层合聚酯膜而形成的两层薄膜构成。
2、权利要求1所述的起偏振器用保护膜，其中，所述两层薄膜为未取向薄膜。
3、起偏振器用保护膜，其由在聚碳酸酯膜的单面上层合聚酯膜并在另一面上层合聚对苯二甲酸丁二醇酯膜而形成的三层薄膜构成。
4、权利要求1所述的起偏振器用保护膜，其中，所述三层薄膜为未取向薄膜。
5、权利要求1～4中任一项所述的起偏振器用保护膜，其中，聚碳酸酯的玻璃化转变温度为100℃以上。
6、权利要求1～4中任一项所述的起偏振器用保护膜，其中，聚酯的熔点为235℃以下。
7、权利要求6所述的起偏振器用保护膜，其中，聚酯为对苯二甲酸乙二醇酯/间苯二甲酸乙二醇酯共聚物。
8、权利要求6所述的起偏振器用保护膜，其中，聚酯为对苯二甲酸乙二醇酯的醇成分的一部分被环己烷二甲醇置换而形成的共聚物。
9、偏振片，其使用权利要求1～8的任一项所述的起偏振器用保护膜。
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