TW201418800A - 光學積層膜之製造方法 - Google Patents

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Yoshiaki Asanoi
Shoichi Matsuda
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Nitto Denko Corp
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Abstract

本發明係一種光學積層膜之製造方法，其係於沿面內之一方向具有延伸軸之延伸膜上積層偏光膜而製造光學積層膜者，其特徵在於包括：摩擦步驟，其沿特定摩擦方向對上述延伸膜之表面進行摩擦處理；及偏光膜形成步驟，其於藉由上述摩擦步驟而經摩擦處理之延伸膜之表面，塗佈包含二色性物質之液晶性溶液，並且使二色性物質沿與上述摩擦方向正交之方向配向，從而形成偏光膜；且上述延伸膜之延伸軸與上述正交方向構成摩擦角度，上述摩擦步驟中之摩擦方向係基於大於上述延伸膜之延伸軸與上述偏光膜之吸收軸所成之交叉角度的上述摩擦角度而決定。

Description

光學積層膜之製造方法
本發明係關於一種於具有延伸軸之延伸膜上積層偏光膜而製造光學積層膜之光學積層膜之製造方法。
自先前以來，例如，如日本專利特開2009-139825號公報所記載般，記載有如下方法：將具有向液性(lyotropic)液晶性之二色性物質塗佈於基材膜表面並使二色性物質沿塗佈方向配向後，進而沿實質上平行於二色性物質之配向方向之方向進行摩擦處理，藉此而控制二色性物質之配向方向，即偏光膜之吸收軸方向，從而製造配向度較高之偏光膜。
專利文獻1：日本專利特開2009-139825號公報
藉由使用相位差膜作為上述專利文獻1中之基材膜，並將形成於基材膜表面上之偏光膜之吸收軸方向控制為相對於相位差膜之遲相軸為大致45°，而可獲得圓偏光板。
然而，若使用如相位差膜般具有延伸軸之延伸膜作為基材膜，則存在如下問題點：二色性物質之配向性會受到源自延伸膜之特性而沿延伸軸方向之配向限制力，因此藉由如先前之單純之摩擦處理難以將二色性物質之配向性控制為所期望之方向。
本發明係為了消除上述先前技術之問題點而完成者，其目的在 於提供一種光學積層體之製造方法，該光學積層體之製造方法針對使二色性物質於具有延伸軸之延伸膜上沿所期望之方向配向，可將二色性物質之配向方向任意地控制為所期望之方向，並且可容易地製造圓偏光板。
為了達成上述目的，本申請案之技術方案1之光學積層體之製造方法係於沿面內之一方向具有延伸軸之延伸膜上積層偏光膜而製造光學積層膜者，其特徵在於包括：摩擦步驟，其沿特定摩擦方向對上述延伸膜之表面進行摩擦處理；及偏光膜形成步驟，其於藉由上述摩擦步驟而經摩擦處理之延伸膜之表面，塗佈包含二色性物質之液晶性溶液，並且使二色性物質沿與上述摩擦方向正交之正交方向配向，從而形成偏光膜；且上述延伸膜之延伸軸與上述正交方向構成摩擦角度，上述摩擦步驟中之摩擦方向係基於大於上述延伸膜之延伸軸與上述偏光膜之吸收軸所成之交叉角度的上述摩擦角度而決定。
技術方案2之光學積層體之製造方法係如技術方案1之光學積層膜之製造方法，其特徵在於：上述延伸膜為相位差膜，上述光學積層膜為圓偏光板。
技術方案3之光學積層膜之製造方法係如技術方案1或2之光學積層膜之製造方法，其特徵在於：上述摩擦方向係以使上述摩擦角度成為45°以上之方式決定。
技術方案4之光學積層膜之製造方法係如技術方案3之光學積層膜之製造方法，其特徵在於：上述摩擦方向係以使上述摩擦角度成為46°~60°之範圍之方式決定。
根據本發明之光學積層膜之製造方法係構成為，於在藉由摩擦步驟而經摩擦處理之延伸膜之表面塗佈包含二色性物質之液晶性溶液 並且使二色性物質沿與摩擦方向正交之正交方向配向而形成偏光膜時，針對摩擦步驟中之摩擦方向，由延伸膜之延伸軸與正交方向而決定並且基於大於延伸膜之延伸軸與偏光膜之吸收軸所成之交叉角度的摩擦角度而決定，因此，藉由調整相對於作為相位差膜之延伸膜之摩擦方向，而可將延伸膜之延伸軸與偏光膜之吸收軸所成之交叉角度設定為大致45°，從而容易地製造圓偏光板。
此處，於本發明之光學積層膜之製造方法中，基於圖1、圖2對顯現該效果之機制進行說明。圖1係模式性地表示藉由先前之製造方法於作為延伸膜之相位差膜上塗佈包含二色性物質之液晶性溶液而製造圓偏光板時相位差膜之遲相軸方向與二色性物質之配向方向之關係的說明圖。圖2係模式性地表示藉由本發明之製造方法於作為延伸膜之相位差膜上塗佈包含二色性物質之液晶性溶液而製造圓偏光板時相位差膜之遲相軸方向、相位差膜之摩擦處理方向及二色性物質之配向方向之關係的說明圖。
一般而言，藉由於膜基材上塗佈包含二色性物質之液晶性溶液，而可於膜基材上配向二色性物質，從而形成偏光膜，因此，可不使用接著劑而於膜上形成偏光膜。
然而，如圖1所示，若於面內之一方向具有遲相軸方向1之相位差膜2之表面塗佈包含二色性物質3之液晶性溶液而形成偏光膜，則二色性物質3有基於作用於遲相軸方向1之配向限制力而以吸收軸方向4(分子之長軸方向)與相位差膜之遲相軸方向1成為平行之方式配向的傾向。
因此，難以使二色性物質3之吸收軸方向4於上述相位差膜2之面內相對於遲相軸方向1沿任意之角度範圍中之一方向配向。
再者，根據二色性物質3之種類亦存在二色性物質3之長軸方向4以相對於遲相軸方向1正交之方式配向的情形。
與此相對，於本發明之光學積層膜之製造方法中，如圖2所示，於藉由於相位差膜2之表面進行摩擦處理而使二色性物質3沿與摩擦方向正交之方向配向之情形時，要於以相位差膜2之遲相軸方向1為基準自遲相軸方向1起所期望之角度範圍內配置二色性物質3之吸收軸方向4，則必須考慮相位差膜2之遲相軸方向1之配向限制力、及與摩擦處理之摩擦方向正交之方向之配向限制力兩者而決定摩擦方向。
此處，二色性物質3之吸收軸方向4(分子之長軸方向且配向方向)係由相位差膜2中之基於遲相軸方向1之配向限制力、與正交於基於摩擦處理之摩擦方向5之方向6之配向限制力的平衡而決定，從而有成為遲相軸方向1與正交於摩擦方向5之方向6之大致中間之方向的傾向。
基於此，於本發明之光學積層膜之製造方法中，如圖2中x-y座標所示，於將遲相軸方向1與二色性物質3之吸收軸方向4所成之角度設為交叉角度α之情形時，基於大於該交叉角度α、由遲相軸方向1(相對於相位差膜2之長邊方向為45°)與正交於摩擦方向5之方向而構成的摩擦角度β，決定摩擦方向5。然後，藉由沿以此種方式決定之摩擦方向5進行相位差膜2之摩擦處理，而使二色性物質3之吸收軸方向4(分子之長軸方向)沿遲相軸方向1與正交於摩擦方向5之方向6的大致中間之方向配向。
因此，以使二色性物質3之吸收軸方向4存在於以遲相軸方向1為基準自遲相軸起所期望之角度範圍內之方式，將相位差膜2之遲相軸方向1與正交於摩擦方向5之方向6所成的摩擦角度β設定得大於遲相軸方向1與吸收軸方向4所成之交叉角度α，並且基於以此種方式設定之摩擦角度β而決定摩擦方向5，藉此可製造塗佈形成於相位差膜2之表面之偏光膜中之二色性物質3之吸收軸方向4存在於相對於相位差膜2之遲相軸方向1為所期望之角度範圍中之一方向的圓偏光板。
再者，為了產生理想之圓偏光而考慮圓偏光板之特性，上述交 叉角度α之理想角度為45°，於本發明之光學積層膜之製造方法中，考慮基於相位差膜2之遲相軸方向1之配向限制力與基於正交於摩擦方向5之方向6之配向限制力兩者之平衡，基於大於交叉角度α之摩擦角度β而決定摩擦方向5，因此可藉由對摩擦方向5進行各種調整而使交叉角度α儘可能接近理想角度45°。藉此，可製造能產生理想之圓偏光之圓偏光板。
1‧‧‧遲相軸方向
2‧‧‧長條狀相位差膜
3‧‧‧二色性物質
4‧‧‧吸收軸方向(分子之長軸方向)
5‧‧‧摩擦方向
6‧‧‧與摩擦方向正交之方向
α‧‧‧交叉角度
β‧‧‧摩擦角度
圖1係模式性地表示藉由先前之製造方法於作為延伸膜之相位差膜上塗佈包含二色性物質之液晶性溶液而製造圓偏光板時相位差膜之遲相軸方向與二色性物質之配向方向之關係的說明圖。
圖2係模式性地表示藉由本發明之製造方法於作為延伸膜之相位差膜上塗佈包含二色性物質之液晶性溶液而製造圓偏光板時相位差膜之遲相軸方向、相位差膜之摩擦處理方向及二色性物質之配向方向之關係的說明圖。
圖3係表示對摩擦處理方向進行各種變更而製作圓偏光板之實施例1~實施例5中之摩擦角度與交叉角度之關係的說明圖。
以下，針對本發明之光學積層膜之製造方法，基於將本發明具體化為圓偏光板之製造方法之實施形態而進行說明。
(1)本實施形態之圓偏光板之製造方法
本實施形態之圓偏光板包括於面內之一方向具有遲相軸之相位差膜、及於相對於相位差膜之遲相軸方向為35°~53°之範圍中之一方向具有吸收軸之偏光膜，該圓偏光板係藉由進行下述摩擦步驟及偏光膜形成步驟而製造。再者，於摩擦步驟與偏光膜形成步驟之間亦可包含任意步驟。
(2)摩擦步驟
於摩擦步驟中進行之摩擦處理係如下處理：為了於在相位差膜2之表面塗佈包含二色性物質3之液晶性溶液時使二色性物質3配向，而藉由摩擦布摩擦相位差膜2之表面。摩擦處理例如係藉由將具有起毛絨頭之摩擦布捲繞於鐵芯等並按壓至相位差膜2之表面而進行。摩擦布之材質並無限制，例如使用棉或嫘縈等。
相對於相位差膜2之摩擦方向係如上所述，以摩擦角度β(由相位差膜2之遲相軸方向1與正交於摩擦方向5之方向6決定)大於相位差膜2之遲相軸與二色性物質3之吸收軸方向4所成之交叉角度α之方式決定。
(3)偏光膜形成步驟
偏光膜形成步驟係如下步驟：於藉由上述摩擦步驟而進行摩擦處理之相位差膜2之表面，塗佈包含二色性物質3之液晶性溶液並且進行配向而形成偏光膜。
液晶性溶液通常包含二色性物質3與溶劑。二色性物質3較佳為向液性(lyotropic)液晶化合物。於本實施形態中，所謂向液性液晶化合物係於溶解於溶劑中之狀態下，因溶液中之濃度、溫度等之變化而自各向同性相向液晶相(或其相反相)發生相變的化合物。作為向液性液晶化合物，較佳為例如偶氮系化合物、蒽醌系化合物、苝系化合物、喹酞酮系化合物、萘醌系化合物、部花青系化合物等。其原因在於，在可見光區域中顯示吸收二色性而配向性優異。
作為溶劑，較佳為水、醇類、酮類、溶纖素類及其等之混合溶劑。關於二色性物質3之濃度，較佳為相對於液晶性溶液之總重量，二色性物質3為2重量%~30重量%。
液晶性溶液之塗佈方法為可均勻地流延液晶性溶液者即可，例如可使用線棒塗佈器(wire bar)、間隙式塗佈機(gap coater)、缺角輪塗佈機(comma coater)、凹版塗佈機(gravure coater)、狹縫式模具(slot die)等。此時，經塗佈之液晶性溶液可自然乾燥，亦可加熱乾燥。
再者，液晶性溶液較佳為以低於各向同性相-液晶相轉移濃度之濃度，即以各向同性相狀態進行塗佈。於該情形時，可不受因塗佈時之剪切應力而產生之配向限制力，在遲相軸方向與摩擦處理方向之間穩定地配向。
(4)圓偏光板
藉由本實施形態之製造方法而獲得之圓偏光板於使直線偏光自特定方向入射時，於可見光區域(波長380nm~780nm)中之任一波長下均產生圓偏光。
圓偏光板包括於面內之一方向(遲相軸方向1)具有遲相軸之相位差膜2、及於相對於相位差膜2之遲相軸方向1為35°~53°之範圍中之一方向(吸收軸方向4)具有吸收軸之偏光膜。當相位差膜2之遲相軸方向1與偏光膜之吸收軸方向4之位置關係處於此種角度範圍中時，上述圓偏光板可將自然光或直線偏光轉換為圓偏光。
於本實施形態中，圓偏光板之總厚度較佳為50μm以下，進而較佳為20μm~40μm。
相位差膜2於面內之一方向(遲相軸方向1)具有遲相軸。相位差膜2之遲相軸方向1相對於其長度方向較佳為25°~65°。此種相位差膜2通常於將遲相軸方向1之折射率設為nx、將於面內正交於nx之折射率設為ny、將厚度方向之折射率設為nz時，滿足nx>ny=nz、或nx>ny>nz之關係。相位差膜2之厚度較佳為10μm~45μm。形成相位差膜2之材料並無特別限制，可列舉降烯系聚合物膜、聚酯系樹脂、纖維素系樹脂、環烯烴系樹脂、丙烯酸系樹脂等。
如上所述，使用於相對於相位差膜2之長邊方向為面內之25°~65°之範圍中之一方向具有遲相軸的相位差膜2，因此，可容易地獲得遲相軸與吸收軸所成之交叉角度α為大致45°的長條狀圓偏光板。
偏光膜於可見光區域中之任一波長下均表現吸收二色性，且於面內之一方向(吸收軸方向4)具有吸收軸。吸收二色性係藉由使二色性物質3於偏光膜中配向而獲得。偏光膜中之二色性物質3之濃度較佳為相對於偏光膜之總重量為80重量%~100重量%。偏光膜之厚度較佳為0.1μm~5μm。
(5)圓偏光板之用途
藉由本實施形態而獲得之圓偏光板例如可使用於液晶顯示器或有機EL(Electro Luminescence，電致發光)顯示器，從而於大畫面中亦可實現較高之對比度。
實施例 (實施例1)
作為相位差膜2，使用於45°方向(遲相軸方向1)具有遲相軸之降烯系聚合物膜(日本ZEON公司製造，商品名「ZD系列」)，以遲相軸方向1為基準摩擦角度β成為42°之方式，設定摩擦方向5而進行摩擦處理。
摩擦處理係使用微纖維(可樂麗公司製造)作為摩擦布，且以將該摩擦布捲繞於鐵芯之狀態使用。對摩擦處理後之相位差膜2實施電暈(corona)處理，使用棒式塗佈機(BUSHMAN公司製造，產品名「Mayer rot HS5)沿摩擦方向5塗佈塗佈液。此後，於23℃之恆溫室內使其自然乾燥而製作圓偏光板。
使用KOBRA-WPR(王子計測機器公司製造)測定以此種方式製作之圓偏光板之吸收軸角度。吸收軸方向4相對於與摩擦方向5正交之方向6向遲相軸方向1側傾斜，交叉角度α為35°。
(實施例2)
除摩擦處理以外，以與上述實施例1相同之方法製作圓偏光板。
與摩擦處理中之摩擦方向5正交之方向6較實施例1之情形朝向下 側3°，如圖3所示，摩擦角度β為45°，此時之交叉角度α為40°。
(實施例3)
除摩擦處理以外，以與上述實施例1相同之方法製作圓偏光板。
與摩擦處理中之摩擦方向5正交之方向6較實施例2之情形朝向下側5°，如圖3所示，摩擦角度β為50°，此時之交叉角度α為44°。
(實施例4)
除摩擦處理以外，以與上述實施例1相同之方法製作圓偏光板。
與摩擦處理中之摩擦方向5正交之方向6較實施例3之情形朝向下側5°，如圖3所示，摩擦角度β為55°，此時之交叉角度α為49°。
(實施例5)
除摩擦處理以外，以與上述實施例1相同之方法製作圓偏光板。
與摩擦處理中之摩擦方向5正交之方向6較實施例4之情形朝向下側5°，如圖3所示，摩擦角度β為60°，此時之交叉角度α為53°。
再者，於藉由輥對輥(Roll to Roll)而連續地製造上述圓偏光板之情形時，若使用一面搬送長條狀之相位差膜2、一面同時進行摩擦處理之摩擦輥，並將摩擦輥之輥軸相對於與相位差膜2之搬送方向正交之方向設定為向搬送方向側或其反方向側±45°之範圍，則可藉由Roll to Roll而連續地製造上述圓偏光板。
實施例中使用之測定方法
(1)厚度之測定
使用數位計(digital gauge)((股)尾崎製作所製造，產品名「PEACOCK」)進行測定。
(2)品質之評價
於白色光源上載置自實施例之長條狀圓偏光板切下之樣品，使該樣品左右旋轉，目視觀察藉由摩擦處理而產生之擦痕之大小、數量。
[產業上之可利用性]
本發明可提供一種光學積層體之製造方法，其針對使二色性物質於具有延伸軸之延伸膜上沿所期望之方向配向，可將二色性物質之配向方向任意地控制為所期望之方向，而且可容易地製造圓偏光板，從而於其產業上取得之效果較大。
1‧‧‧遲相軸方向
2‧‧‧長條狀相位差膜
3‧‧‧二色性物質
4‧‧‧吸收軸方向(分子之長軸方向)
5‧‧‧摩擦方向
6‧‧‧與摩擦方向正交之方向
α‧‧‧交叉角度
β‧‧‧摩擦角度

Claims (4)

  1. 一種光學積層膜之製造方法，其係於沿面內之一方向具有延伸軸之延伸膜上積層偏光膜而製造光學積層膜者，其特徵在於包括：摩擦步驟，其沿特定摩擦方向對上述延伸膜之表面進行摩擦處理；及偏光膜形成步驟，其於藉由上述摩擦步驟而經摩擦處理之延伸膜之表面，塗佈包含二色性物質之液晶性溶液，並且使二色性物質沿與上述摩擦方向正交之方向配向，從而形成偏光膜；且上述延伸膜之延伸軸與上述正交方向構成摩擦角度，上述摩擦步驟中之摩擦方向係基於大於上述延伸膜之延伸軸與上述偏光膜之吸收軸所成之交叉角度的上述摩擦角度而決定。
  2. 如請求項1之光學積層膜之製造方法，其中上述延伸膜為相位差膜，上述光學積層膜為圓偏光板。
  3. 如請求項1或2之光學積層膜之製造方法，其中上述摩擦方向係以使上述摩擦角度成為45°以上之方式決定。
  4. 如請求項3之光學積層膜之製造方法，其中上述摩擦方向係以使上述摩擦角度成為46°~60°之範圍之方式決定。
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