TW201400196A - 偏光板之製造方法及製造裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明係提供一種偏光板之製造方法以及可適宜實施該製造方法之偏光板製造裝置，該偏光板之製造方法係包含：(A)塗佈步驟，係於偏光膜及光學膜之至少一者之貼合面塗佈紫外線硬化型接著劑；(B)貼合步驟，係透過紫外線硬化型接著劑而重疊偏光膜與光學膜而得積層體；以及(C)紫外線照射步驟，係對積層體照射紫外線而使前述紫外線硬化型接著劑硬化；且塗佈步驟(A)、貼合步驟(B)及紫外線照射步驟(C)係以於超過400nm之波長域具有發光波長且於250至400nm之波長域不具有發光波長之LED照明而實施。

Description

偏光板之製造方法及製造裝置
本發明係有關使用作為液晶顯示構件之偏光板的製造方法及製造裝置。
液晶顯示裝置之核心的液晶面板一般係於液晶晶胞之雙面配置偏光板而構成。一般偏光板的構造，係於由聚乙烯醇系樹脂所構成之偏光膜的一面透過接著劑而貼合由透明樹脂所構成之保護膜。偏光膜之另一面亦常透過接著劑貼合透明樹脂膜，此等側之透明樹脂膜除了有與相反側之保護膜同樣地只具有對偏光膜之保護功能者之外，也有除了保護功能以外另以液晶晶胞之光學補償或視角補償為目的而欲賦予面內及/或厚度方向之相位差的所謂相位差膜。在本說明書中，於偏光膜透過接著劑而貼合之如此的保護膜或相位差膜等係稱為「光學膜」。對偏光膜之光學膜的貼合所使用之接著劑一般係液狀，藉由其液狀接著劑的硬化反應而在偏光膜與光學膜之間顯現接著力。
近年，以電視為首之液晶顯示裝置的價格急遽降低，對構成其之構件的低價格化之要求變強，另外，對品質之要求亦更強烈。在此潮流中，使用於偏光板之製造的接著劑，係正 從適用光學膜的種類被限制於纖維素系樹脂膜等特定樹脂膜之水系接著劑，變更成適用光學膜的種類多元之活性能量線硬化型接著劑。使用活性能量線硬化型接著劑之偏光膜與光學膜的貼合係例如已提出於日本特開2004-245925號公報(專利文獻1)。
活性能量線硬化型接著劑係準備為液狀，將該液狀 接著劑直接塗佈於被塗佈物之模具塗佈器、或是在形成於表面之凹溝承擔液狀接著劑並使其轉印於被塗佈物表面之凹版輥，而預先塗佈於光學膜之偏光膜的貼合面。繼而，於其接著劑塗佈面重疊偏光膜，照射紫外線或電子束等之活性能量線，並使接著劑硬化而顯現接著力。可適用使用如此活性能量線硬化型接著劑之方式之光學膜很多，為非常有效之方法。
使用活性能量線硬化型接著劑之偏光板的製造方 法，例如在特開2009-134190號公報(專利文獻2)中係已揭示於偏光膜的雙面分別透過接著劑重疊保護膜而得積層體，一邊在沿著此積層體之搬送方向形成圓弧狀之凸曲面的外表面使該積層體密接，一邊照射活性能量線之方法。依此方法可抑制易產生於所得之偏光板的逆捲曲及波浪捲曲，可製造具有良好性能的偏光板。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本特開2004-245925號公報
專利文獻2：日本特開2009-134190號公報
利用紫外線作為活性能量線時，一般為利用能量高 之400nm以下短波長域的紫外線。所使用之接著劑亦在此波長域產生反應，一般使用產生硬化反應者。依此紫外線硬化型接著劑可製造偏光膜與光學膜之間接著性良好之偏光板，但為了以上述波長域的紫外線硬化，考慮藉由偏光板製造設施(工廠)內或設置於該設施內之偏光板製造裝置所具有的水銀燈或螢光燈等照明而硬化。
於偏光板製造裝置的接著劑塗佈手段中，係準備使 用(塗佈)前之紫外線硬化型接著劑。在如此之使用前的紫外線硬化型接著劑中，若藉上述照明之紫外線照射而產生非預期的硬化反應，恐使接著性能降低。
又，在偏光板製造中，從塗佈有紫外線硬化型接著 劑之偏光膜或光學膜的端面、或從透過塗佈之紫外線硬化型接著劑而重疊偏光膜與光學膜所得之積層體的端面會滲出未硬化的紫外線硬化型接著劑，有可能附著於搬送膜的導引輥等。此時，在附著於導引輥等之未硬化的紫外線硬化型接著劑中，若藉上述照明之紫外線照射而產生非預期的硬化反應，則除去附著於導引輥等之紫外線硬化型接著劑並使製造步驟復原需要耗費很多時間，使製造步驟之稼動率明顯降低。
本發明之目的係在於提供一種於偏光膜透過紫外線硬化型接著劑而貼合光學膜之偏光板的製造中，防止非預期的紫外線硬化型接著劑的硬化，不明顯降低製造步驟之稼動率並可有效率地製造偏光膜與光學膜之間接著性良好之偏光板的方法。又，本發明之另一目的在於提供一種可適宜地實施如上述之偏光 板的製造方法之偏光板製造裝置。
本發明人等為解決上述課題而進行專心研究，結果發現使用具有特定發光波長的LED照明作為於偏光板製造設施(工廠)內或設置於該設施內之偏光板製造裝置所具有的照明，藉此使貼合偏光膜與光學膜時所使用的紫外線硬化型接著劑的硬化反應只在使用紫外線照射手段之紫外線照射步驟進行，可抑制在該步驟以外的非預期之硬化反應，從而完成本發明。
亦即，本發明係包含以下者。
[1].一種偏光板之製造方法，係於包含聚乙烯醇系樹脂之偏光膜透過紫外線硬化型接著劑而貼合包含熱塑性樹脂之光學膜，其中包含：(A)塗佈步驟，係於前述偏光膜及前述光學膜之至少一者之貼合面塗佈前述紫外線硬化型接著劑；(B)貼合步驟，係透過塗佈之前述紫外線硬化型接著劑而重疊前述偏光膜與前述光學膜而得積層體；以及(C)紫外線照射步驟，係對前述積層體照射紫外線而使前述紫外線硬化型接著劑硬化；且前述塗佈步驟(A)、前述貼合步驟(B)及前述紫外線照射步驟(C)係根據於超過400nm之波長域具有發光波長且於250至400nm之波長域不具有發光波長之LED照明而實施。
[2].如[1]之偏光板的製造方法，其中以實施前述塗佈步驟(A)、前述貼合步驟(B)及前述紫外線照射步驟(C)之1個以上的腔室內所設有的前述LED照明，實施前述塗佈步驟(A)、前述 貼合步驟(B)及前述紫外線照射步驟(C)。
[3].一種偏光板製造裝置，係於包含聚乙烯醇系樹脂之偏光膜透過紫外線硬化型接著劑而貼合包含熱塑性樹脂之光學膜，其中具備：(A1)塗佈手段，係於前述偏光膜及前述光學膜之至少一者之貼合面塗佈前述紫外線硬化型接著劑；(B1)貼合手段，係透過所塗佈之前述紫外線硬化型接著劑而重疊前述偏光膜與前述光學膜而得到積層體；(C1)紫外線照射手段，係對前述積層體照射紫外線而使前述紫外線硬化型接著劑硬化；以及(D1)LED照明，係用以照明前述塗佈裝置(A1)、前述貼合裝置(B1)及前述紫外線照射裝置(C1)，其於超過400nm之波長域具有發光波長且於250至400nm之波長域不具有發光波長。
[4].如[3]之偏光板製造裝置，其中進一步具備用以收容前述塗佈裝置(A1)、前述貼合裝置(B1)及前述紫外線照射裝置(C1)之1個以上的腔室，並於前述腔室內設置前述LED照明(D1)。
根據本發明，可只在使用紫外線照射手段之紫外線照射步驟進行貼合偏光膜與光學膜時所使用的紫外線硬化型接著劑的硬化反應，故可有效地抑制使用前之紫外線硬化型接著劑的非預期之硬化反應、或附著於導引輥等之未硬化的紫外線硬化型接著劑之非預期的硬化反應。因此，可不使製造步驟之稼動率明顯降低並有效率地製造偏光膜與光學膜之間接著性良好之偏光 板。
又，因使用LED照明故可以目視清楚地確認偏光板製造步驟中膜上的接著劑之塗佈狀態，在目視檢測接著劑塗佈狀態的不佳情形上很有利。
1‧‧‧偏光膜
2‧‧‧第一光學膜
3‧‧‧第二光學膜
4‧‧‧偏光板
10‧‧‧第一塗佈機
11、13‧‧‧凹版輥
12‧‧‧第二塗佈機
14‧‧‧紫外線照射裝置
15‧‧‧照度計
20、21‧‧‧貼合用捏合輥
22、23‧‧‧捲取前捏合輥
24‧‧‧導引輥
30‧‧‧捲取輥
31、32‧‧‧輥體
40、41、42、43‧‧‧LED照明
第1圖係表示本發明之偏光板製造裝置的一例之概略側面圖。
第2圖係實施例1所使用之LED照明的照度光譜。
第3圖係比較例1所使用的阻斷紫外線之螢光燈的照度光譜。
第4圖係比較例2所使用之螢光燈的照度光譜。
在本發明中，係於包括聚乙烯醇系樹脂之偏光膜透過紫外線硬化型接著劑而貼合包括熱塑性樹脂之光學膜，並製造偏光板。光學膜係可只貼合於偏光膜單面，亦可貼合於偏光膜雙面。
[偏光膜]
偏光膜係由聚乙烯醇系樹脂所構成，該膜的性質係於入射於該膜的光中穿透具有某方向之振動面的光並吸收具有與其正交之振動面的光，典型上係雙色性色素於聚乙烯醇系樹脂吸附配向之膜。
構成偏光膜之聚乙烯醇系樹脂係可藉由鹼化聚醋酸乙烯酯系樹脂而得。成為聚乙烯醇系樹脂之原料的聚醋酸乙烯酯系樹脂係除了醋酸乙烯酯之同元聚合物的聚醋酸乙烯酯外，亦可 為與醋酸乙烯酯及可與其共聚合的其他單體的共聚合物。
對由聚乙烯醇系樹脂所構成之膜實施單軸延伸處 理、以二色性色素之染色處理、及染色後之硼酸交聯處理，藉此可得偏光膜。二色性色素可使用碘或二色性之有機染料。單軸延伸係可於二色性色素之染色前進行，亦可與二色性色素之染色同時地進行，亦可在二色性色素之染色後例如於硼酸交聯處理中進行。
如此所製造之二色性色素吸附配向之由聚乙烯醇系 樹脂所構成的偏光膜，係成為偏光板的原料之一。
[光學膜]
於偏光膜貼合由熱塑性樹脂所構成之光學膜，並製造偏光板。光學膜較佳為溫度20℃下藉D線所測定之折射率在1.4至1.7的範圍。光學膜之折射率係依據JIS K 0062：1992「化學製品的折射率測定方法」測定。若光學膜具有此範圍的折射率，則所製造之偏光板組裝於液晶面板時之顯示特性優異。同樣的理由，光學膜較佳的折射率為1.45至1.67的範圍。
光學膜其霧度值在0.001至10%左右的範圍會提昇 所得偏光板的對比度，尤其組裝於液晶面板並作為黑顯示時產生亮度降低等不佳情形的可能性變少，故為較佳。霧度值係(擴散穿透率/全光學穿透率)×100(%)所定義的值，依據JIS K 7136：2000「塑膠-透明材料之霧度值的求法」測定。
作為構成光學膜之熱塑性樹脂，可舉例如以下者， 在此，溫度20℃下藉D線所測定之折射率以nD(20℃)而一併表示。
環烯烴系樹脂[nD(20℃)=1.51至1.54左右]、 結晶性聚烯烴系樹脂[nD(20℃)=1.46至1.50左右]、聚酯系樹脂[nD(20℃)=1.57至1.66左右]、聚碳酸酯系樹脂[nD(20℃)=1.57至1.59左右]、丙烯酸系樹脂[nD(20℃)=1.49至1.51左右]、三乙醯基纖維素系樹脂[nD(20℃)=1.48左右]等。
環烯烴系樹脂係以如降莰烯(norbornene)之環烯烴系單體作為主要構成單元之聚合物，其中包括將環烯烴系單體之開環聚合物氫化所得之樹脂、環烯烴系單體與如乙烯或丙烯之碳數2至10的鏈狀烯烴系單體及/或如苯乙烯之芳香族乙烯單體的加成聚合物等。
結晶性聚烯烴系樹脂係以碳數2至10的鏈狀烯烴系單體作為主要構成單元之聚合物，其中包括鏈狀烯烴系單體的同元聚合物、使用2種類以上鏈狀烯烴系單體的二元或三元以上的共聚物。具體來說係包含聚乙烯系樹脂、聚丙烯系樹脂、乙烯-丙烯共聚物、4-甲基-1-戊烯之同元聚合物、或4-甲基-1-戊烯與乙烯或丙烯之共聚物等。
聚酯系樹脂係如聚對苯二甲酸乙二酯系樹脂或聚萘二甲酸乙二酯系樹脂之芳香族聚酯，除此之外亦包含脂肪族聚酯。
典型之聚碳酸酯系樹脂係藉由雙酚A與光氣(phosgene)反應而得之於主鏈具有碳酸酯鍵結-O-CO-O-之聚合物。
典型之丙烯酸系樹脂係以甲基丙烯酸甲酯作為主要構成單元之聚合物，其中除了甲基丙烯酸甲酯之同元聚合物外，亦包含甲基丙烯酸甲酯與其他甲基丙烯酸酯及/或丙烯酸酯之共聚物等。
三乙醯基纖維素系樹脂係纖維素之醋酸酯。
從此等之熱塑性樹脂藉由溶劑澆鑄法或熔融擠出法等而製膜成膜，並可左為使用於本發明之光學膜。又，製膜後進一步單軸或雙軸延伸者亦可作為本發明使用之光學膜。光學膜於貼合在偏光膜之前，可於其貼合面實施如鹼化處理、電暈處理、電漿處理、底塗處理或錨定(anchor)塗佈處理之易接著處理。又，在與光學膜之偏光膜的貼合面相反側之面亦可設有如硬塗層、抗反射層或防眩層之各種的處理層。
光學膜係一般宜具有5至200μm左右的厚度。若光 學膜太薄則欠缺操作性，在偏光板製造生產線中破裂或引發皺折之可能性變高。另外，若太厚則因所得之偏光板變厚且重量亦變大，故會損及商品性。從此等之理由來看，光學膜較佳之厚度為10至120μm，更佳之厚度為10至85μm。
[紫外線硬化型接著劑]
於偏光膜貼合光學膜時，首先於偏光膜及光學膜之至少一者之貼合面塗佈紫外線硬化型接著劑。典型來說係對光學膜之對偏光膜的貼合面塗佈紫外線硬化型接著劑。紫外線硬化型接著劑之厚度宜為0.5至5μm之範圍。若其厚度低於0.5μm，則接著強度會產生不均。另一方面，若其厚度超過5μm則不僅製造成本增大，依接著劑之種類也會影響偏光板之色相。若在上述之範圍內之較厚範圍，例如為3.5μm以上，尤其為4μm以上，則即使其厚度有些許變動亦很難發現起因此之氣泡等的缺陷，但，另一方面如此地增厚會造成成本之增加，故宜在可能範圍內薄化。從此等理由來看，接著劑較佳的厚度為1至4μm，更佳為1.5至3.5 μm之範圍。
紫外線硬化型接著劑只要為以液狀可塗佈的狀態供 給者，則可為以往偏光板之製造所使用的各種者，但從耐候性或聚合性等之觀點來看宜為陽離子聚合性之化合物，例如環氧化合物，更具體來說宜為含有如先前之專利文獻1(日本特開2004-245925號公報)所記載之以分子內不具有芳香環的環氧化合物作為紫外線硬化性成分之一的接著劑。
上述環氧化合物係例如可為：以雙酚A之二環氧丙 基醚為代表例之氫化環氧化合物，其係使芳香族環氧化合物的原料之芳香族多羥基化合物核氫化再進行環氧丙基醚化所得者；分子內至少具有1個鍵結於脂環式環之環氧基之脂環式環氧基化合物；以脂肪族多羥基化合物之環氧丙基醚作為代表例之脂肪族環氧化合物等。
又，紫外線硬化型接著劑除了以環氧化合物作為代 表例之陽離子聚合性化合物外，一般係摻配聚合起始劑，尤其藉由紫外線照射而產生陽離子種或路易士酸並開始陽離子聚合性化合物的聚合之光陽離子聚合起始劑。復可摻配藉由加熱開始聚合之熱陽離子聚合起始劑，此外可摻配光增感劑等之各種添加劑。
於偏光膜之雙面貼合光學膜時，適用於各種光學膜 之紫外線硬化型接著劑係可為相同或相異，但從生產性之觀點來看，在可得適度接著力之前提下宜為兩面均為相同之紫外線硬化型接著劑。
[偏光板之製造方法及偏光板製造裝置]
在本發明中，於由以上所說明之聚乙烯醇系樹脂所構成的偏 光膜透過紫外線硬化型接著劑而貼合光學膜，並製造偏光板。本發明之偏光板的製造方法係依序包含以下(A)、(B)及(C)。
(A)於偏光膜及光學膜之至少一者的貼合面塗佈紫外線硬化型接著劑之塗佈步驟；(B)透過所塗佈之紫外線硬化型接著劑而重疊偏光膜與光學膜而得積層體之貼合步驟；及，(C)對積層體照射紫外線而使紫外線硬化型接著劑硬化之紫外線照射步驟。
在本發明中，上述塗佈步驟(A)、貼合步驟(B)及紫外線照射步驟(C)，係以於超過400nm之波長域具有發光波長且於250至400nm之波長域不具有發光波長之LED照明而實施。
又，本發明之偏光板製造裝置係可適宜地實施上述本發明偏光板的製造方法之裝置，包含以下(A1)、(B1)、(C1)及(D1)。
(A1)塗佈手段，係於偏光膜及光學膜之至少一者之貼合面塗佈紫外線硬化型接著劑；(B1)貼合手段，係透過所塗佈之紫外線硬化型接著劑而重疊偏光膜與光學膜而得積層體；(C1)紫外線照射手段，係對積層體照射紫外線而使紫外線硬化型接著劑硬化；及(D1)LED照明，係用以照明塗佈裝置(A1)、貼合裝置(B1)及紫外線照射裝置(C1)，其於超過400nm之波長域具有發光波長且於250至400nm之波長域不具有發光波長。
第1圖係概略表示本發明之偏光板製造裝置的一例 之側面圖。第1圖所示之偏光板製造裝置係一邊連續地搬送偏光膜1，一邊於其一面貼合第一光學膜2，並於另一面係貼合第二光學膜3，而製造偏光板4，以捲繞於捲取輥30之方式構成。如此圖所示為典型地於偏光膜1之雙面分別貼合光學膜，但僅於偏光膜1之一面貼合光學膜之形態亦當然包含於本發明。此情形之形態係從以下說明除去有關另一邊之光學膜的說明，若為相關業者應可有可容易實施程度之理解。
參照第1圖而說明有關偏光板製造方法的概要，首 先在塗佈步驟(A)中，於從輥體31、32所拉出之第一光學膜2及第二光學膜3的一面上，從塗佈手段(A1)的第一塗佈機10及第二塗佈機12之凹版輥11、13塗佈紫外線硬化型接著劑。在偏光膜1之一面、或第一光學膜2及第二光學膜3之塗佈有紫外線硬化型接著劑的面之相反側之面上，係適宜地設有搬送用之導引輥24。 在接著的貼合步驟(B)中，塗佈有紫外線硬化型接著劑之第一光學膜2及第二光學膜3係以各別之接著劑塗佈面重疊於偏光膜1之雙面，以貼合手段(B1)之貼合用捏合輥20、21挾住朝厚度方向加壓，而得積層體。繼而，在紫外線照射步驟(C)中，使用紫外線照射手段(C1)的紫外線照射裝置14而對積層體照射紫外線，而硬化紫外線硬化型接著劑。所得到之偏光板4係經過捲取前捏合輥22、23而捲於捲取輥30。
如上述，只於偏光膜1之一面貼合光學膜時，係以 第1圖所示之第一光學膜2及第二光學膜3中只適用一面(例如僅第一光學膜2)之方式即可。圖中之直線箭號係指膜之移動方向，曲線箭號係意指輥之旋轉方向。
以下一邊參照第1圖，一邊更詳細說明本發明之偏 光板的製造方法及偏光板製造裝置。
[1]塗佈步驟(A)
在塗佈步驟(A)中係於第一光學膜2、第二光學膜3之對偏光膜1的貼合面塗佈紫外線硬化型接著劑。作為此處使用之塗佈手段(A)的塗佈機係宜具有控制塗佈厚度之手段，作為如此方式之代表係使用參照第1圖而說明之凹版輥11、13之方式。凹版輥11、13係具有凹溝之輥，而於其凹溝填預先充填有紫外線硬化型接著劑，並以此狀態於第一光學膜2、第二光學膜3上旋轉，藉此於第一光學膜2、第二光學膜3上轉印紫外線硬化型接著劑。
使用凹版輥11、13之塗佈機係例如有直接凹版塗佈 機、腔室刮塗機、平版凹版塗佈機、使用凹版輥之唇口塗佈機、以複數根輥所構成的逆式輥塗佈機等。其他有具有圓筒狀之刮刀並於塗佈部供給接著劑而以刮刀刮落同時並塗佈之缺角輪塗佈機、應用狹縫式模具等而直接供給接著劑之模具式塗佈機、製作貯液而以刮刀刮落多餘液體同時塗佈之刮刀式塗佈機等各種之塗佈機。此等之中，若考量薄膜塗佈或走線自由度等，則使用凹版輥之塗佈機中宜為直接凹版塗佈機、腔室刮塗機、平版凹版塗佈機等，此外除了凹版輥以外亦宜為使用狹縫式模具之模具式塗佈機。因易對應偏光板之寬度化及不易釋放以液體供給之紫外線硬化型接著劑的臭氣，故更宜為腔室刮塗機。
在此，腔室刮塗機係使凹版輥抵接於吸收液狀的塗 料(接著劑)之腔室刮塗機，使腔室刮塗機中之塗料(接著劑)移至凹版輥之凹溝再輥印至第一光學膜2、第二光學膜3的方式之塗佈 機。緊密地設計者係亦被稱為微腔室刮刀塗佈機。
使用凹版輥11、13而塗佈紫外線硬化型接著劑時， 接著劑層之厚度係可藉由相對於線速度之凹版輥的速度比來調整。使第一光學膜2、第二光學膜3的線速度為10至50m/分，凹版輥係相對於第一光學膜2、第二光學膜3的搬送方向而逆向旋轉，使凹版輥之旋轉周速為10至500m/分，藉此可使接著劑層之厚度調整成例如0.5至5μm。接著劑層之厚度係亦受凹版輥表面之空隙率影響，故宜選擇具有事前適於設定厚度之表面的空隙率之凹版輥。又，相對於第一光學膜2、第二光學膜3的搬送方向而使凹版輥逆向旋轉的方式係亦被稱為逆式凹版。
從所製造之偏光板4的品質之觀點，較佳為計測塗 佈於與第一光學膜2、第二光學膜3的偏光膜1之貼合面之接著劑層的厚度並控制使接著劑層之厚度為固定。計測方法係可採用光干涉法、雷射光干涉法、超音波法、利用β線或χ線等之輻射線的方法等任意方法。其中，藉光干涉法只計測第一光學膜2、第二光學膜3上之接著劑層的厚度之方法、或利用雷射光干涉法或輻射線之方法，而計測塗佈前之第一光學膜2、第二光學膜3之厚度，並計測塗佈後之接著劑與光學膜之合計厚度，從此等之計測值的差之絕對值求出接著劑層之厚度的方法，從計測精度高及計測安定性的觀點來看較佳。
光學膜1係在未圖示之偏光膜製造步驟中，常以聚 乙烯醇系樹脂膜經單軸延伸處理、以二色性色素之染色處理及染色後之硼酸交聯處理所製造之狀態而直接供給至塗佈步驟(A)，但當然在偏光膜製造步驟中，使所製造之偏光膜暫時捲取於輥後亦 可重新藉由拉出機而拉出。另一方面，第一光學膜2及第二光學膜3係分別從輥體31、32藉拉出機拉出。各別之膜係以相同線速度，例如以10至50m/分左右的線速度同移動方向而搬送。第一光學膜2及第二光學膜3係一邊朝移動方向施加50至1000N/m左右的張力一邊拉出。
[2]貼合步驟(B)
經過塗佈步驟(A)後，進行於第一光學膜2、第二光學膜3各別的接著劑塗佈面重疊偏光膜1並加壓而得到積層體之貼合步驟(B)。於此步驟中之貼合手段(B1)係可使用公知之手段，但從可一邊連續搬送一邊加壓、貼合之觀點來看，較佳為如第1圖所示般藉一對之貼合用捏合輥20、21挾住之方式。此時，較佳為於偏光膜1重疊第一光學膜2、第二光學膜3之時間點、與藉由一對捏合輥20、21而加壓的時間點相同，即使相異時宜為兩者時間點的差較短。一對捏合輥20、21之組合係亦可為金屬輥/金屬輥、金屬輥/橡膠輥、橡膠輥/橡膠輥等任一者。加壓時之壓力係宜為藉由一對之捏合輥20、21挾住時的線壓為150至500N/cm左右。
[3]紫外線照射步驟(C)
如以上般，於偏光膜1貼合第一光學膜2、第二光學膜3而得到積層體後，經過藉由照射紫外線使由紫外線硬化型接著劑所構成之接著劑層硬化的紫外線照射步驟(C)，而製造偏光板4。此紫外線照射步驟(C)係由紫外線照射手段(C1)之紫外線照射裝置14對積層體照射紫外線，藉此而進行。在此步驟中，係以通過第一光學膜2(或第二光學膜3)之方式照射具有使紫外線硬化型接著劑硬化所需之能量的紫外線。
第1圖所示之例中，對積層體照射紫外線係在位於 紫外線照射裝置14之前後的貼合用捏合輥20、21與捲取前捏合輥22、23之間對積層體施加張力的狀態下進行。但不限於此，例如，如先前之專利文獻2(日本特開2009-134190號公報)所揭示，沿著搬送方向而形成圓弧狀之凸曲面，典型係在支撐於輥的外周面之狀態下照射紫外線。尤其藉紫外線照射產生熱並有可能對製品造成不良影響時，係宜如後者般在積層體支撐於輥之外周的狀態下於此處照射紫外線，此時，支撐積層體之輥係宜為可在10至60℃左右的範圍調節溫度。
紫外線照射裝置14係可只設置1個照射部位，但沿 著積層體之移動方向而設有2個以上並從複數光源照射，亦可有效地提高積分光量。即使在任一者的情形，紫外線照射裝置14係宜只對通過其正下方的積層體照射紫外線。
紫外線照射裝置14之紫外線光源係無特別限定，但 可使用於波長400nm以下具有發光分布，例如低壓水銀燈、中壓水銀燈、高壓水銀燈、超高壓水銀燈、化學燈、黑光燈、微波激發水銀燈、金屬鹵素燈等。使用以環氧化合物作為紫外線硬化性成分之接著劑時，若考量一般之聚合起始劑顯示之吸收波長，較宜使用具有較多400nm以下之光的高壓水銀燈或金屬鹵素燈作為紫外線光源。
較佳為一邊於積層體之長方向(搬送方向)施加100 至1000N/m的張力，一邊以於有效使聚合起始劑活性化的波長領域之照射量之積分光量(照射於積層體之全部能量)成為100至1500mJ/cm2之方式照射紫外線。若積分光量太少，則紫外線硬化 型接著劑之硬化反應不足，很難顯現充分的接著強度。另一方面，若積分光量太大，藉由從光源輻射之熱及接著劑聚合時產生之熱而有可能引起紫外線硬化型接著劑之黃變或偏光膜的劣化。
又，若欲以1次之紫外線照射達成必需的積分光 量，有時藉發熱會使膜成為超過150℃之高溫，此時有可能引起偏光膜之劣化等。為了避免如此之事態，如先前敘述般沿著膜之搬送方向設有複數紫外線照射裝置並分複數次照射係有效的。就目標而言，較佳為源自1處之紫外線照射裝置的照射量係以積分光量為600mJ/cm2以下，最後可得上述之100至1500mJ/cm2之積分光量。
如第1圖所示般，宜使用照度計15而計測並管理源 自紫外線照射裝置14之照射量。照度計15係宜為可使照射之紫外線分光成每一波長並計測各波長的照度者。積分硬化反應所需之波長域的照度，求出積分光量，依據此而管理源自紫外線照射裝置14之照射量，藉此可連續生產具有充分接著強度的偏光板。
在紫外線照射步驟(C)中之積層體的線速度並無特 別限定，但一般約可直接維持在塗佈步驟(A)或貼合步驟(B)之線速度。
[4]LED照明
在本發明中，上述塗佈步驟(A)、貼合步驟(B)及紫外線照射步驟(C)係以於超過400nm之波長域具有發光波長且於250至400nm之波長域不具有發光波長之LED(發光二極體)照明(D1)而實施。
於超過400nm之波長域具有發光波長且於250至 400nm之波長域不具有發光波長之LED照明(D1)，係使用具有分光功能之電力監視器(例如大塚電子股份有限公司製之分光放射照度測定系統「MCPD-9800」：「MCPD-7700」或「MCPD-3700」等所測定之各波長的照度光譜中，於超過400nm之波長域可看到照度之波峰且於250至400nm之波長域看不到照度之波峰的LED照明。
LED照明係對被稱為LED晶片的P型半導體與N型 半導體被接合之PN接合所構成者實加電壓而進行發光，但藉由構成其LED晶片之化合物的種類可使發光色為藍色(450nm左右)、綠色(520nm左右)或紅色(660nm左右)。白色之LED照明係：組合藍色發光與黃色螢光體並從藍色發光激發螢光體而作為白色發光者、組合藍色發光與紅色/綠色螢光體並藉由激發螢光體而作為白色發光者、使藍色及綠色及紅色之發光混色而作為白色發光者，此等之LED照明係於超過400nm之波長域具有發光波長且於250至400nm之波長域不具有發光波長，故可使用來作為LED照明(D1)。在LED晶片與螢光體之組合中，已開發LED晶片之發光波長為紫外線區域之360nm附近者、或405nm附近之LED照明，但此等係具有400nm以下之發光波長故不適於LED照明(D1)。
使用於超過400nm之波長域具有發光波長且於250 至400nm之波長域不具有發光波長之LED照明(D1)，藉此在塗佈步驟(A)中可抑制使用(塗佈)前之紫外線硬化型接著劑及塗佈於光學膜(或偏光膜)之紫外線硬化型接著劑進行非預期的硬化反應，又，即使在貼合步驟(B)及紫外線照射步驟(C)中，亦可抑制從積層體的端部滲出之紫外線硬化型接著劑進行非預期的(並非藉由紫 外線照射裝置者)硬化反應。藉此，可抑制因在塗佈前進行硬化反應而使紫外線硬化型接著劑的接著性能降低之情事。
又，產生從積層體的端部滲出之紫外線硬化型接著劑附著於導引輥、或光學膜等膜在製造步驟中破裂使所塗佈之紫外線硬化型接著劑飛濺等的製造問題時，亦可抑制附著於導引輥等或飛濺之接著劑硬化，故可以溶劑等容易地除去此等接著劑。藉此，即使產生如上述之製造問題時亦可在短時間恢復製造步驟，可使製造步驟稼動率不明顯地降低而製造偏光板。所得之偏光板產生因從積層體端部滲出並硬化之紫外線硬化型接著劑所產生之打痕等缺陷之頻率少。
又，僅以紫外線照射步驟(C)所照射之紫外線進行紫外線硬化型接著劑之硬化反應，故以如設定之積分光量進行紫外線照射，因此優點是只要進行紫外線照射裝置之紫外線的積分光量之管理即可。
進一步，若依LED照明(D1)之使用，可以目視清楚地確認在偏光板製造步驟中之膜上的接著劑之塗佈狀態，故在以目視檢測接著劑之塗佈狀態的不佳情形上亦有利。例如，若藉由於一般之螢光燈設置有阻隔紫外線過濾器的阻隔紫外線之螢光燈，而可阻隔400nm以下之照度波峰，但此時一般因發光色變黃，故要以目視確認在偏光板製造步驟中膜上的接著劑之塗佈狀態係非常困難。
LED照明之(D1)之設置位置係只要可照明塗佈手段(A1)、貼合手段(B1)及紫外線照射手段(C1)全部即並無特別限制，可設置於設置偏光板製造裝置之偏光板製造設施(工廠)內的上方 (例如天花板)，或偏光板製造裝置本身亦可具備LED照明(D1)，或亦可為其兩者。本發明之偏光板製造裝置係其本身具備LED照明(D1)者。
例如，偏光板製造裝置本身具備LED照明(D1)時， 偏光板製造裝置係可具有收容塗佈手段(A1)、貼合手段(B1)及紫外線照射手段(C1)之(被覆實施塗佈步驟(A)、貼合步驟(B)及紫外線照射步驟(C)之製造步驟部分的周圍)1個以上的腔室，並可於此腔室內設置1個以上之LED照明(D1)。在第1圖所示之例中係具備分別收容2個塗佈手段(A1)、一個貼合手段(B1)、1個紫外線照射手段(C)之合計4個腔室，此等4個腔室分別設有一個LED照明(D1)(LED照明40、41、42、43)。從有效利用作業空間之觀點來看，LED照明(D1)係宜設於腔室內之上方(例如頂部)或橫向(腔室之側面)。
又，於偏光板製造裝置設置收容有塗佈手段(A1)、 貼合手段(B1)及紫外線照射手段(C1)之(被覆實施塗佈步驟(A)、貼合步驟(B)及紫外線照射步驟(C)之製造步驟部分的周圍)腔室，且於其腔室內設置LED照明(D1)時，偏光板製造設施(工廠)具有的照明不需一定要為LED照明(D1)。
在製造步驟中產生如光學膜等之膜破裂的製造問題 時，係在紫外線照射步驟(C)之後步驟亦帶入未硬化的紫外線硬化型接著劑。因此，即使如此情形亦可容易地除去接著劑，從紫外線照射步驟(C)至以捲取輥30捲取偏光板4之步驟亦宜以LED照明(D1)而實施。
實施例
以下表示實施例及比較例並更具體地說明本發明，但本發明係不限定於此等例。
[實施例1] (O)使用於實驗之材料
在此例中，實施偏光板製造之偏光板製造裝置係使用如第1圖所示構成者，接著偏光膜1與第一光學膜2所使用的接著劑、及接著偏光膜1與第二光學膜3所使用的接著劑任一者均使用含有環氧化合物與光聚合起始劑且實質上不含溶劑之環氧系紫外線硬化型接著劑。又，第一光學膜2係使用厚度為60μm且寬為1330mm寬之二軸配向性環烯烴系樹脂膜[從日本Zeon股份有限公司取得]，第二光學膜3係使用厚度為80μm且寬為1330mm寬之三乙醯基纖維素膜「KC 8UX2MW」[從Konica Minolta股份有限公司取得]。
(1)偏光板之製造
分別以15m/分之線速度且與移動方向相同之方式供給於聚乙烯醇系樹脂吸附配向碘之厚度25μm的偏光膜1、第一光學膜2及第二光學膜3。於第一光學膜2的偏光膜1之貼合面，使用具備凹版輥11之第一塗佈機10[富士機械股份有限公司製之「微腔室刮刀」]，以接著劑層厚度成為3.0μm之方式一邊控制凹版輥11的旋轉數一邊塗佈上述紫外線硬化型接著劑。同樣地，於第二光學膜3之偏光膜1的貼合面，使用具備凹版輥12之第二塗佈機12[富士機械股份有限公司製之「微腔室刮刀」]，以接著劑層厚度成為3.5μm之方式塗佈上述紫外線硬化型接著劑[塗佈步驟(A)]。
然後使塗佈有紫外線硬化型接著劑之第一光學膜2 及第二光學膜3各別的接著劑塗佈面重疊於偏光膜1，藉貼合用捏合輥20、21以240N/cm的線壓挾住[貼合步驟(B)]。然後對於通過捏合輥20、21後之積層體從紫外線照射裝置14照射紫外線，使紫外線硬化型接著劑硬化[紫外線照射步驟(C)]，使所得到之偏光板4捲取於捲取輥30。紫外線照射裝置14係使用GS Yuasa股份有限公司製之紫外線燈「EHAN1700 NAL高壓水銀燈」2盞。紫外線之積分光量係2盞加總為330mJ/cm2。
在被覆實施塗佈步驟(A)、貼合步驟(B)及紫外線照射 步驟(C)之製造步驟部分的周圍之合計4個腔室的頂部，係分別設置於超過400nm之波長域具有發光波長且於250至400nm之波長域不具有發光波長之LED照明40、41、42、43，塗佈步驟(A)、貼合步驟(B)及紫外線照射步驟(C)係依據此等之LED照明而實施。所使用之LED照明40、41、42、43之照度光譜表示於表2中。
LED照明之照度光譜係使用大塚電子股份有限公司 製之分光放射照度測定系統「MCPD-3700」(檢測器2480C)，從離LED照明300mm之距離攝入照明光，並在220至800nm間之波長域測定。測定條件係為光攝入時間400秒，並積分8次測定值。 得到每1nm之各波長的照度(W/分/nm)。係確認本實施例所使用之LED照明於250至400nm之波長域不具有發光波長。
[比較例1]
除使用於250至400nm之波長域不具有發光波長之阻隔紫外線的螢光燈取代實施例1中之LED照明以外，其餘係以與實施例 1同樣做法而製作偏光板。所使用之阻隔紫外線的螢光燈之照度光譜表示於第3圖中。
[比較例2]
除使用於365nm附近具有發光波長之螢光燈取代實施例1中之LED照明以外，其餘係以與實施例1同樣做法而製作偏光板。所使用之螢光燈的照度光譜表示於第4圖中。
(評估試驗) [a]接著劑之塗佈狀態的目視觀察檢查
以照明目視觀察通過塗佈步驟(A)的腔室內且塗佈有紫外線硬化型接著劑之第一光學膜2及第二光學膜3(在第一及第二之塗佈機10、12之後)的接著劑之塗佈狀態。可容易地目視觀察所塗佈之接著劑層端部的塗佈狀態時為「良好」，難以目視觀察時為「不良」，結果表示於表1中。
在實施例1及比較例2中可容易地目視觀察接著劑層端部的塗佈狀態，但在比較例1中無法目視觀察。
[b]擦拭試驗
以在上述實施例或各比較例所使用之照明，將用於第一光學膜2之環烯烴系樹脂膜切成300mm(MD方向)×200mm(TD方向)後，使一邊之表面朝上而設置於桌上，以滴管將上述紫外線硬化型接著劑以呈直徑3mm之半球狀之方式滴下5滴。以其狀態在室溫下放置41小時後，以旭化成纖維股份有限公司製之高品質抹布「Bemcot M-3II」擦拭，其後，於Bemcot M-3II吸取乙醇並再度實施擦拭。可除去接著劑時為「良好」，接著劑殘留或擴展而無法除去時為「不良」，結果表示於表1中。以此實驗擦拭成為「良好」 時，即使在偏光板之製造步驟中從積層體之端面滲出未硬化的紫外線硬化型接著劑並附著於導引輥等時，亦可容易地擦拭除去，不會明顯降低製造步驟之稼動率，而可效率佳地製造偏光板。
在實施例1及比較例1中係不存在接著劑之固化成分，而可容易地除去接著劑。對此，在比較例2中，擦拭後亦殘留液滴形之接著劑，無法將其除去。
1‧‧‧偏光膜
2‧‧‧第一光學膜
3‧‧‧第二光學膜
4‧‧‧偏光板
10‧‧‧第一塗佈機
11、13‧‧‧凹版輥
12‧‧‧第二塗佈機
14‧‧‧紫外線照射裝置
15‧‧‧照度計
20、21‧‧‧貼合用捏合輥
22、23‧‧‧捲取前捏合輥
24‧‧‧導引輥
30‧‧‧捲取輥
31、32‧‧‧輥體
40、41、42、43‧‧‧LED照明

Claims (4)

  1. 一種偏光板之製造方法，係於包括聚乙烯醇系樹脂之偏光膜透過紫外線硬化型接著劑而貼合包括熱塑性樹脂之光學膜，該方法包含：(A)塗佈步驟，係於前述偏光膜及前述光學膜之至少一者之貼合面塗佈前述紫外線硬化型接著劑；(B)貼合步驟，係透過塗佈之前述紫外線硬化型接著劑而重疊前述偏光膜與前述光學膜而得到積層體；以及(C)紫外線照射步驟，係對前述積層體照射紫外線而使前述紫外線硬化型接著劑硬化；前述塗佈步驟(A)、前述貼合步驟(B)及前述紫外線照射步驟(C)係根據於超過400nm之波長域具有發光波長且於250至400nm之波長域不具有發光波長之LED照明而實施。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之偏光板的製造方法，其中，以在實施前述塗佈步驟(A)、前述貼合步驟(B)及前述紫外線照射步驟(C)之1個以上的腔室內所設有的前述LED照明，而實施前述塗佈步驟(A)、前述貼合步驟(B)及前述紫外線照射步驟(C)。
  3. 一種偏光板製造裝置，係於包括聚乙烯醇系樹脂之偏光膜透過紫外線硬化型接著劑而貼合包括熱塑性樹脂之光學膜，其中具備：(A1)塗佈手段，係於前述偏光膜及前述光學膜之至少一貼合面塗佈前述紫外線硬化型接著劑；(B1)貼合手段，係透過塗佈之前述紫外線硬化型接著劑而重疊前述偏光膜與光學膜而得積層體； (C1)紫外線照射手段，係對前述積層體照射紫外線而使前述紫外線硬化型接著劑硬化；以及(D1)LED照明，係用以照明前述塗佈手段(A1)、前述貼合手段(B1)及前述紫外線照射手段(C1)，其於超過400nm之波長域具有發光波長且於250至400nm之波長域不具有發光波長。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之偏光板製造裝置，其中進一步具備用以收容前述塗佈手段(A1)、前述貼合手段(B1)及述紫外線照射手段(C1)之1個以上的腔室，並於前述腔室內設置前述LED照明(D1)。
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