TW201428359A - 偏光薄膜之製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明係有關於一種偏光薄膜之製造方法,其特徵在於具有下述步驟:步驟(1),在含水率為11重量%以下之偏光件施加活性化處理而使表面粗度(Ra)在0.6nm以上;步驟(2),令經活性化處理之偏光件表面一邊接觸導輥一邊進行輸送;步驟(3),將接著劑塗佈於偏光件及/或透明保護薄膜;以及步驟(4),將偏光件與透明保護薄膜隔著前述接著劑相貼合。根據該製造方法,能夠在良好輸送性下製造偏光薄膜。

Description

偏光薄膜之製造方法 發明領域
本發明係有關於一種偏光薄膜之製造方法。由該製造方法所得之偏光薄膜,係可單獨、或使其積層成光學薄膜,而形成液晶顯示裝置(LCD)、有機EL顯示裝置、CRT、PDP等影像顯示裝置。
發明背景
在鐘錶、行動電話、PDA、筆記型電腦、個人電腦用螢幕、DVD播放器、TV等方面,液晶顯示裝置正快速地擴展市場。液晶顯示裝置,係利用液晶的切換使偏光狀態可視化者,因其顯示原理故使用偏光件。特別是,在TV等用途上,需要更為增強的高輝度、高對比及廣視角,而在偏光薄膜方面亦需要更為增強的高穿透率、高偏光度、高色再現性等。
作為偏光件,係具有高穿透率及高偏光度,故最普遍廣泛使用的是例如碘系偏光件,其係使碘吸附於聚乙烯醇並經延伸之結構。此類偏光件的機械強度極為貧弱,會有因熱或水分而收縮導致偏光機能顯著下降的缺點。因 此,所得之偏光件係直接與塗佈有接著劑的透明保護薄膜隔著接著劑相貼合,作為偏光薄膜而使用。
又有人提出,為使偏光件與透明保護薄膜間的接著強度更為提升,故在偏光件上設有接著劑層的面施加活性化處理後,將偏光件與透明保護薄膜貼合,以製造偏光薄膜(專利文獻1)。由於一般而言,偏光件係由聚乙烯醇系薄膜等親水性高分子薄膜製造而成,故偏光件具有一定程度的含水率。在專利文獻1中,記載了偏光件之含水率宜為20重量%以下、較佳為0~17重量%、更佳為1~16重量%。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1:日本專利公開案特開2009-008660號公報。
發明概要
一直以來偏光件係經由導輥來輸送,由於該偏光件的含水率超過11重量%,故即便在使之接觸導輥進行輸送的情況下,亦無輸送性方面的問題。近年來,開始有含水率11重量%以下的偏光件被製造出來。然而,偏光件的含水率,在含水率11重量%以下時,其與輸送偏光件的導輥間的夾持力會變高,而會在輸送性方面發生不良、或在之後與透明保護薄膜間的貼合方面發生不良。尤其,在一邊令偏光件表面接觸導輥一邊進行輸送的情況下,在輸送 性方面容易有不良發生。
本發明的目的在於提供一種能夠在良好輸送性下製造偏光薄膜的方法,該偏光薄膜係於偏光件之至少一面隔著接著劑層設有透明保護薄膜。
本發明人等為解決前述課題而不斷致力開發的結果,發現下述偏光薄膜之製造方法等,遂而完成本發明。
亦即,本發明係有關於一種偏光薄膜之製造方法,該偏光薄膜係於偏光件之至少一面隔著接著劑層設有透明保護薄膜者,所述偏光薄膜之製造方法之特徵在於具有下述步驟:步驟(1):藉由在含水率為11重量%以下之偏光件的至少一面施加活性化處理,使偏光件表面的表面粗度(Ra)在0.6nm以上;步驟(2):將前述已施加活性化處理的偏光件一邊令該經活性化處理之偏光件的表面接觸導輥一邊進行輸送;步驟(3):將接著劑塗佈於前述經由導輥輸送之偏光件之形成前述接著劑層的面、及/或透明保護薄膜之形成前述接著劑層的面;以及步驟(4):將偏光件與透明保護薄膜隔著前述接著劑相貼合。
前述偏光薄膜之製造方法,可適於應用在偏光件厚度為10μm以下的狀況。
前述偏光薄膜之製造方法可適於應用在:前述偏光件係由已使二色性物質定向之聚乙烯醇系樹脂構成的連 續帶狀偏光膜,且係藉由以空中輔助延伸與硼酸水中延伸構成之2段延伸步驟,使包含經製膜於熱可塑性樹脂基材上之聚乙烯醇系樹脂層的積層體延伸而獲得者。
前述偏光薄膜之製造方法中,可採用電暈處理或電漿處理作為前述活性化處理。
前述偏光薄膜之製造方法中,利用前述活性化處理之活性化處理係電暈處理,且電暈處理時的放電量係250~1000W/m2/min者為宜。
在本發明之偏光薄膜之製造方法中,係使用含水率為11重量%以下的低含水率偏光件,並且在利用接著劑貼合該偏光件與透明保護薄膜之前,一邊令偏光件表面接觸導輥一邊進行輸送。另一方面,本發明的偏光薄膜之製造方法中,接觸導輥之偏光件的面,係於使偏光件表面接觸導輥之前施加活性化處理,以使偏光件的表面粗度(Ra)控制在0.6nm以上。已知若是像這樣使表面粗度(Ra)控制在0.6nm以上的偏光件,即便在令低含水率的偏光件接觸導輥時,仍能良好地進行輸送。其結果,後續偏光件與透明保護薄膜經由接著劑的貼合變佳,可有效率地製造偏光薄膜。
P‧‧‧偏光件
T1,T2‧‧‧透明保護薄膜
A1,A2‧‧‧接著劑
F1‧‧‧單面保護偏光薄膜
F2‧‧‧雙面保護偏光薄膜
C‧‧‧活性化處理裝置
D‧‧‧塗佈裝置
R1‧‧‧處理輥
R2‧‧‧塗佈輥
R3,R4‧‧‧層合輥
G1,G2‧‧‧導輥
圖1係表示本發明偏光薄膜之製造方法相關實施形態之一例的示意圖。
較佳實施例之詳細說明 用以實施發明之形態
以下就本發明之偏光薄膜之製造方法予以說明。本發明之偏光薄膜,係於偏光件之至少一面,隔著接著劑層設有透明保護薄膜。所述本發明之偏光薄膜,係藉由依序施以步驟(1)至步驟(4)而獲得。以下一邊參照圖1來說明步驟(1)至(4)。在圖1中,係例示對單面保護偏光薄膜F1施加步驟(1)至(4),而製造雙面保護之偏光薄膜F2的狀況,單面保護偏光薄膜F1係於偏光件P的一面隔著接著劑層A1設有透明保護薄膜T1者。
<步驟(1)>
於步驟(1)中,係藉由在含水率11重量%以下之偏光件的至少一面施加活性化處理,以使偏光件表面的表面粗度(Ra)在0.6nm以上。圖1係於處理輥R1,利用活性化處理裝置C,讓單面保護之偏光薄膜F1的偏光件P表面經活性化處理。
<偏光件>
偏光件係無特別限制,可使用各種物質。作為偏光件,可舉例如使碘或二色性染料之二色性物質,吸附在聚乙烯醇系薄膜、部分二甲縮醛化聚乙烯醇系薄膜、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物系部分皂化薄膜等親水性高分子薄膜上,並經單軸延伸而成者;及聚乙烯醇之脫水處理物或聚氯乙烯的脫鹽酸處理物等聚烯烴系定向薄膜等。其等之中,係聚乙烯醇系薄膜與碘等二色性物質構成的偏光件為宜。該等偏光件的厚度並無特別限制,通常約為1~80μm。偏光件的厚 度宜為30μm以下,較佳為20μm以下,更佳為10μm以下。
將聚乙烯醇系薄膜以碘染色並單軸延伸而成之偏光件,係可藉由例如將聚乙烯醇浸漬於碘的水溶液中來染色,並延伸至原長的3~7倍而作成。視需要亦可浸漬於可包含硼酸或硫酸鋅、氯化鋅等的碘化鉀等水溶液。又視需要亦可於染色前將聚乙烯醇系薄膜浸漬於水中而加以水洗。藉由將聚乙烯醇系薄膜水洗,除了可將聚乙烯醇系薄膜表面的髒污或抗結塊劑洗淨外,還會有使聚乙烯醇系薄膜膨潤從而避免染色不均缺陷等不均勻的效果。延伸係可於以碘染色之後進行,亦可一邊染色一邊延伸,又可在延伸後以碘染色。亦可於硼酸或碘化鉀等水溶液或水浴中延伸。
<<薄型偏光件>>
可使用厚度10μm以下的薄型偏光件作為前述偏光件。從薄型化觀點而言,該厚度宜為1~7μm。這樣的薄型偏光件,厚度不均缺陷少,辨視度優良,又尺寸變化小故耐久性佳,而且就偏光薄膜的厚度亦謀求薄型化此點來看亦為適宜。
作為薄型偏光件,代表性地,可舉例為諸如日本特開昭51-069644號公報、特開2000-338329號公報、WO2010/100917號說明書及PCT/JP2010/001460說明書等,或諸如日本特願2010-269002號說明書、特願2010-263692號說明書等所記載的薄型偏光膜。該等薄型偏光膜可藉由包含下述步驟的製法而獲得:將聚乙烯醇系樹脂(以下亦稱 PVA系樹脂)層與延伸用樹脂基材以積層體的狀態予以延伸的步驟、以及染色步驟。依據該製法,即使PVA系樹脂層很薄,藉由受延伸用樹脂基材所支持,仍能進行延伸而毫無延伸所致破裂等不良缺陷。
作為前述薄型偏光膜,在包含以積層體狀態延伸之步驟及染色步驟的製法中,就可高倍率延伸而提升偏光性能此點,以WO2010/100917號說明書、PCT/JP2010/001460說明書、或者諸如日本特願2010-269002號說明書及特願2010-263692號說明書等所記載的某種包括於硼酸水溶液中延伸之步驟的製法所獲得者為宜,尤其以日本特願2010-269002號說明書或特願2010-263692號說明書所記載之製法所獲得者為佳,該製法包括於硼酸水溶液中延伸之前進行輔助空中延伸之步驟。
上述PCT/JP2010/001460之說明書所記載之薄型高機能偏光膜,係由在樹脂基材上一同製膜、且已使二色性物質定向之PVA系樹脂所構成之厚度7μm以下的薄型高機能偏光膜,其具有單體穿透率42.0%以上及偏光度99.95%以上的光學特性。
上述薄型高機能偏光膜可藉由下述來製造:藉由在具有至少20μm厚度之樹脂基材上PVA系樹脂的塗佈及乾燥來生成PVA系樹脂層;將所生成的PVA系樹脂層浸漬於二色性物質的染色液中,使二色性物質吸附於PVA系樹脂層;於硼酸水溶液中,將吸附了二色性物質的PVA系樹脂層與樹脂基材一同延伸使其總延伸倍率變成原長的5倍以 上。
又,包含已使二色性物質定向之薄型高機能偏光膜的積層體薄膜之製造方法,可藉由包含下述步驟來製造上述薄型高機能偏光膜:生成積層體薄膜的步驟,該積層體薄膜包含具有至少20μm厚度之樹脂基材及PVA系樹脂層,而該PVA系樹脂層係藉由在樹脂基材的一面塗佈並乾燥含PVA系樹脂之水溶液而形成者;吸附步驟,將包含樹脂基材及形成於樹脂基材一面上之PVA系樹脂層的前述積層體薄膜,浸漬於含二色性物質的染色液中,藉此使二色性物質吸附於積層體薄膜所包含的PVA系樹脂層;延伸步驟,於硼酸水溶液中,將包含吸附有二色性物質之PVA系樹脂層的前述積層體薄膜延伸,以使總延伸倍率成為原長的5倍以上;以及製造製膜有薄型高機能偏光膜之積層體薄膜的步驟,其係藉由讓吸附有二色性物質之PVA系樹脂層與樹脂基材一同延伸,而於樹脂基材的一面上使薄型高機能偏光膜製膜,該薄型高機能偏光膜係由已使二色性物質定向之PVA系樹脂層所構成之厚度7μm以下的偏光膜,並具有單體穿透率42.0%以上及偏光度99.95%以上之光學特性。
本發明中,厚度10μm以下的偏光件,可使用由已使二色性物質定向之PVA系樹脂所構成之連續帶狀偏光膜,其係藉由以空中輔助延伸與硼酸水中延伸構成之2段延伸步驟,使包括經製膜於熱可塑性樹脂基材上之聚乙烯醇系樹脂層的積層體延伸而獲得者。前述熱可塑性樹脂基材,係宜為非晶性酯系熱可塑性樹脂基材或結晶性酯系熱 可塑性樹脂基材。
上述諸如日本特願2010-269002號說明書及特願2010-263692號說明書等之薄型偏光膜,係為由已定向二色性物質之PVA系樹脂所構成的連續帶狀偏光膜,其係藉由使包含製膜於非晶性酯系熱可塑性樹脂基材上之PVA系樹脂層的積層體,以由空中輔助延伸與硼酸水中延伸構成之2段延伸步驟予以延伸,而作成10μm以下之厚度者。所述薄型偏光膜,宜為作成具有下列光學特性者:當單體穿透率為T、偏光度為P時,滿足P>-(100.929T-42.4-1)×100(在T<42.3下),及P≧99.9(在T≧42.3下)之條件。
具體上,前述薄型偏光膜係可藉由下述薄型偏光膜之製造方法來製造,其包括:生成延伸中間生成物之步驟,即藉由對經製膜於連續帶狀非晶性酯系熱可塑性樹脂基材上之PVA系樹脂層作空中高溫延伸,而生成已定向之PVA系樹脂層所構成之延伸中間生成物;生成著色中間生成物之步驟,即藉由對延伸中間生成物作二色性物質的吸附,生成由已使二色性物質(宜為碘或碘與有機染料的混合物)定向之PVA系樹脂層所構成的著色中間生成物;以及生成偏光膜的步驟,即藉由對著色中間生成物作硼酸水中延伸,生成由已使二色性物質定向之PVA系樹脂層所構成的厚度10μm以下之偏光膜。
該製造方法中,利用空中高溫延伸與硼酸水中延伸而製膜於非晶性酯系熱可塑性樹脂基材上的PVA系樹脂層,最好使其總延伸倍率在5倍以上。硼酸水中延伸用的硼 酸水溶液的液溫,可以60℃以上為之。在硼酸水溶液中延伸著色中間生成物之前,最好對著色中間生成物施加不溶化處理,此時,最好是經由在液溫不超過40℃的硼酸水溶液中浸漬前述著色中間生成物來進行。上述非晶性酯系熱可塑性樹脂基材,可作為包含與異苯二甲酸共聚之共聚化聚對苯二甲酸乙二酯、與環己烷二甲醇共聚之共聚化聚對苯二甲酸乙二酯、或其他共聚化聚對苯二甲酸乙二酯的非晶性聚對苯二甲酸乙二酯,並且最好由透明樹脂所構成,其厚度可作成經製膜之PVA系樹脂層厚度的7倍以上。又,空中高溫延伸的延伸倍率係3.5倍以下為宜,而空中高溫延伸的延伸溫度則宜為PVA系樹脂的玻璃轉移溫度以上,具體而言為95℃~150℃之範圍。在以自由端單軸延伸來進行空中高溫延伸時,經製膜於非晶性酯系熱可塑性樹脂基材上的PVA系樹脂層的總延伸倍率,宜為5倍以上且7.5倍以下。又,在以固定端單軸延伸來進行空中高溫延伸時,經製膜於非晶性酯系熱可塑性樹脂基材上的PVA系樹脂層的總延伸倍率,係宜為5倍以上且8.5倍以下。
更具體而言,可利用如下述之方法來製造薄型偏光膜。
製作共聚有6mol%異苯二甲酸的異苯二甲酸共聚化聚對苯二甲酸乙二酯(非晶性PET)的連續帶狀基材。非晶性PET之玻璃轉移溫度為75℃。依以下方式,製作連續帶狀之由非晶性PET基材與聚乙烯醇(PVA)層構成之積層體。附帶一提,PVA的玻璃轉移溫度為80℃。
準備200μm厚的非晶性PET基材以及4~5%濃度 的PVA水溶液,該PVA水溶液係將聚合度1000以上、皂化度99%以上的PVA粉末溶於水而成者。接著,於200μm厚的非晶性PET基材上塗佈PVA水溶液,在50~60℃溫度下乾燥,獲得於非晶性PET基材上製膜有7μm厚PVA層的積層體。
將包含7μm厚PVA層的積層體,通過包含空中輔助延伸及硼酸水中延伸之2段延伸步驟的以下步驟,製造3μm厚的薄型高機能偏光膜。依第1段的空中輔助延伸步驟,將包含7μm厚PVA層之積層體與非晶性PET基材一同延伸,生成包含5μm厚PVA層的延伸積層體。具體上,該延伸積層體,係將包含7μm厚PVA層之積層體放上配備有設定在130℃延伸溫度環境下的烘箱的延伸裝置,並作自由端單軸延伸以使延伸倍率為1.8倍而成者。利用該延伸處理,使延伸積層體所含PVA層變成PVA分子經定向之5μm厚PVA層。
接著,以染色步驟,生成使碘吸附於PVA分子經定向之5μm厚PVA層而成的著色積層體。具體上,該著色積層體,係藉由將延伸積層體於液溫30℃之含碘及碘化鉀的染色液中,以令構成最後生成之高機能偏光膜的PVA層的單體穿透率為40~44%的方式浸漬任意時間,而使碘吸附於延伸積層體所含PVA層而成者。本步驟中,染色液係以水為溶劑,並令碘濃度在0.12~0.30重量%之範圍內、令碘化鉀濃度在0.7~2.1重量%之範圍內。碘與碘化鉀的濃度比為1比7。附帶一提,要使碘溶於水中需要碘化鉀。更詳細地,經由將延伸積層體浸漬於碘濃度0.30重量%且碘化鉀濃度2.1重量%的染色液中60秒,來生成已使碘吸附於PVA分子 經定向之5μm厚PVA層的著色積層體。
接下來,利用第2段的硼酸水中延伸步驟,將著色積層體與非晶性PET基材一同進一步延伸以生成光學薄膜積層體,其包含3μm厚之構成高機能偏光膜的PVA層。具體上,該光學薄膜積層體,係將著色積層體放上配備有處理裝置的延伸裝置並作自由端單軸延伸以使延伸倍率為3.3倍而成者,其中該處理裝置設有包含硼酸及碘化鉀且液溫範圍60~85℃之硼酸水溶液。更詳細地,硼酸水溶液的液溫為65℃。次又,令硼酸含量相對於100重量份水而為4重量份,令碘化鉀含量相對於100重量份水而為5重量份。本步驟中,將已調整碘吸附量之著色積層體先浸漬於硼酸水溶液中5~10秒。。之後,將該著色積層體就此通過配備於處理裝置之作為延伸裝置的周速相異的複數組輥筒間,歷時30~90秒作自由端單軸延伸以使延伸倍率為3.3倍。經由該延伸處理,使著色積層體所含PVA層,變成所吸附碘成為多碘離子錯合物並經同一方向高度定向的3μm厚PVA層。該PVA層係構成光學薄膜積層體的高機能偏光膜。
雖然不是光學薄膜積層體的製造中必要的步驟,但宜利用洗淨步驟,將光學薄膜積層體從硼酸水溶液中取出,並將製膜於非晶性PET基材上之3μm厚PVA層表面所附著的硼酸以碘化鉀水溶液洗淨。之後,將經洗淨之光學薄膜積層體藉由利用60℃溫風的乾燥步驟加以乾燥。另外洗淨步驟係用於消除硼酸析出等外觀不良的步驟。
雖同樣並非光學薄膜積層體的製造中必要的步 驟,但可利用貼合及/或轉移步驟,一邊在經製膜於非晶性PET基材上之3μm厚PVA層的表面塗佈接著劑,一邊貼合80μm厚的三醋酸纖維素薄膜,然後將非晶性PET基材剝離,使3μm厚PVA層轉移到80μm厚的三醋酸纖維素薄膜上。
〔其他步驟〕
上述薄型偏光膜之製造方法,除了上述步驟以外,亦可包含其他步驟。其他步驟係可舉例如不溶化步驟、交聯步驟、乾燥(含水率的調節)步驟等。其他步驟係可於任意的適當時間點進行。
上述不溶化步驟,代表性地,係藉由使PVA系樹脂層浸漬於硼酸水溶液來進行。藉由實施不溶化處理,可對PVA系樹脂層賦予耐水性。該硼酸水溶液的濃度,相對於100重量份的水,係宜為1重量份~4重量份。不溶化浴(硼酸水溶液)的液溫宜為20℃~50℃。不溶化步驟宜於積層體製作後、染色步驟或水中延伸步驟之前進行。
上述交聯步驟,代表性地,係藉由使PVA系樹脂層浸漬於硼酸水溶液來進行。藉由實施交聯處理,可對PVA系樹脂層賦予耐水性。該硼酸水溶液的濃度,相對於100重量份的水,係宜為1重量份~4重量份。又,當交聯步驟在上述染色步驟後進行時,宜進一步混合碘化物。藉由混合碘化物,可使吸附於PVA系樹脂層的碘的溶出受到抑制。碘化物的混合量,相對於100重量份的水,宜為1重量份~5重量份。碘化物的具體例係如前所述。交聯浴(硼酸水溶液)的液溫,宜為20℃~50℃。交聯步驟宜於上述第2硼酸水中延伸 步驟之前實施。適宜的實施形態中,係以染色步驟、交聯步驟及第2硼酸水中延伸步驟此一順序進行。
本發明之偏光薄膜之製造方法所用的偏光件,雖為含水率11重量%以下的低含水率偏光件,但由於對偏光件施以步驟(1),故即便於步驟(2)中使偏光件表面接觸導輥而輸送時,輸送性仍為良好。乾燥後6小時以內的偏光件含水率,係可為6重量%以下,又2重量%以下亦可。另外,含水率太低時會有偏光件在輸送中破裂等不良狀況,故偏光件的含水率宜為1重量%以上。尤其,在上述薄型偏光件的情況下,含水率2重量%以下時係有效的,而又在1~1.5重量%時,本發明係適宜的。
本發明之偏光件的含水率,可以任意的適当方法加以調整。可舉例如藉由調整偏光件之製造步驟中乾燥步驟的條件來控制的方法。
偏光件的含水率,係由以下方法來測定。即是,將偏光件切取100×100mm的大小,測定該試樣的初期重量。接著,將該試樣在120℃下乾燥2小時,測定乾燥重量,並依下式測定含水率。含水率(重量%)={(初期重量-乾燥重量)/初期重量}×100。重量的測定各進行3次,使用其平均值。
活性化處理,可例示為電暈處理、電漿處理、輝光處理、臭氧處理等。電暈處理係可利用例如春日電機公司製的電暈處理機,以在常壓空氣中放電的方式來進行。電漿處理係可利用例如積水化學公司製的電漿放電機,以在常壓空氣中或氮、氬等惰性氣體雰圍氣中放電的方式來 進行。輝光處理、臭氧處理方面,亦可依通常方法來進行。其等之中,電暈處理或電漿處理以設備費用及加工費用的觀點來看係為適宜的。
上述活性化處理,係以使偏光件表面的表面粗度(Ra)達0.6nm以上的方式實施。前述表面粗度(Ra)宜為0.8nm以上,更佳為1nm以上。藉由前述使表面粗度(Ra)達0.6nm以上,即便偏光件的含水率為11重量%以下、並且在步驟(2)中令偏光件表面接觸導輥的情況下,仍能使偏光件良好地進行輸送。另外,前述表面粗度(Ra)若過高則耐溫水性便會變差,故前述表面粗度(Ra)係10nm以下為宜,進而以5nm以下為佳。
前述表面粗度(Ra)的測定,係以算術平均粗度(表面凹凸的平均值)表示表面粗度的參數。表面粗度(Ra)的測定,係使用Veeco公司製的原子力顯微鏡(AFM)NanoscopeIV並以Tapping模式測定的值。懸臂支架係使用例如Metrology Probe探針:Tap300(RTESP型)。測定範圍為1μm四方。
前述活性化處理,係因應活性化處理方式設定處理條件,以使偏光件達上述表面粗度(Ra)。例如,電暈處理時,放電量宜為250~1000W/m2/min,較佳為250~800W/m2/min,更佳為250~600W/m2/min,特佳為250~500W/m2/min。活性化處理量(放電量:W/m2/min)的計算式=功率(W)/線速度(m/min)/電極長(m)。電極與試樣(偏光件)間的間距宜為1mm~2mm。活性化處理(電暈處理)的介 電輥係宜為鋁輥或陶瓷輥。接地輥係宜為Si輥或金屬輥。
本發明之偏光薄膜之製造方法中,係於步驟(1)對偏光件之至少一面施加活性化處理,但亦宜於步驟(2)中在偏光件的雙面接觸導輥的情況時對偏光件的雙面施加活性化處理。
另外,本發明之偏光薄膜之製造方法中,在步驟(1)中作為活性化處理對象的偏光件,最好令至少一面作活性化處理,亦可如圖1所示,對非為活性化處理對象的偏光件另一面,隔著接著劑層貼合透明保護薄膜。又,圖1中係於偏光件P的一面隔著接著劑層A1設置透明保護薄膜T1,在使用上述薄型偏光件作為偏光件時,可使用與樹脂基材(非晶性酯系熱可塑性樹脂等)一同製膜的薄型高機能偏光膜(偏光件P)來代替。
<步驟(2)>
步驟(2)中,係令前述已施加活性化處理之偏光件,一邊將該經活性化處理之偏光件的表面接觸導輥一邊進行輸送。步驟(2)中,偏光件表面係接觸導輥而輸送,惟接觸導輥的偏光件表面,係於步驟(1)中經活性化處理以達預定的表面粗度(Ra),故輸送性良好。在圖1中,偏光件P表面經活性化處理的單面保護偏光薄膜F1,係一邊令該偏光件P之活性化處理面接觸導輥G1,G2一邊進行輸送。
<步驟(3)>
接著,以步驟(3),將接著劑塗佈在前述經由導輥輸送之偏光件之要形成前述接著劑層的面及/或透明保護薄膜 之要形成前述接著劑層的面上。圖1中,在單面保護偏光薄膜F1之經活性化處理的偏光件P表面上,於塗佈輥R2以塗佈裝置D塗佈接著劑A2。
前述偏光件與透明保護薄膜之貼合所用的接著劑,只要是光學性透明即可並無特別限制,可使用水系、溶劑系、熱熔系、自由基硬化型各種形態者,而以水系接著劑或自由基硬化型接著劑為宜。另外,圖1之單面保護偏光薄膜F中,將透明保護薄膜T1與偏光件P相貼合的接著劑層A1係可使用相同的接著劑。
水系接著劑並沒有特別限制,可例示例如乙烯聚合物系、明膠系、乙烯系乳膠系、聚胺甲酸酯系、異氰酸酯系、聚酯系、環氧系等。此類水系接著劑中,視需要亦可混合諸如交聯劑或其他添加劑、酸等觸媒等。前述水系接著劑,係使用含有乙烯聚合物的接著劑等為宜,乙烯聚合物係聚乙烯醇系樹脂為宜。又,聚乙烯醇系樹脂中,可含有諸如硼酸或硼砂、戊二醛或三聚氰胺、草酸等水溶性交聯劑。尤其在使用聚乙烯醇系聚合物薄膜作為偏光件時,從接著性的觀點來看,宜使用含聚乙烯醇系樹脂的接著劑。再者,從提升耐久性此點來看,較佳係包含具有乙醯乙醯基之聚乙烯醇系樹脂的接著劑。
前述聚乙烯醇系樹脂並無特別限制,惟從接著性的觀點來看,平均聚合度宜約為100~3000、平均皂化度宜約為85~100莫耳%。又,接著劑水溶液的濃度,係因應設為目標之接著劑層厚度作適當決定即可,故並無特別限制, 但以0.1~15重量%為宜,0.5~10重量%較佳。若該溶液濃度過高,黏度便會過高,就容易產生皺紋狀的凹凸不均缺陷;若溶液濃度過低塗佈性便會變差而易有不均缺陷。
聚乙烯醇系樹脂,可舉例為使聚醋酸乙烯酯皂化而獲得的聚乙烯醇;其衍生物;與對醋酸乙烯酯具有共聚性之單體的共聚物的皂化物;使聚乙烯醇縮醛化、胺甲酸酯化、醚化、接枝化、磷酸酯化等的改性聚乙烯醇。前述單體係可舉例為(無水)馬來酸、延胡索酸、巴豆酸、伊康酸、(甲基)丙烯酸等不飽和羧酸及其酯類;乙烯、丙烯等α-烯烴、(甲基)烯丙基磺酸(鈉)、磺酸鈉(馬來酸單烷酯)、二磺酸鈉馬來酸烷酯、N-羥甲基丙烯醯胺、丙烯醯胺烷基磺酸鹼鹽、N-乙烯吡咯啶酮、N-乙烯吡咯啶酮衍生物等。該等聚乙烯醇系樹脂係可單獨使用一種或併用二種以上。
含有乙醯乙醯基之聚乙烯醇系樹脂,係聚乙烯醇系樹脂與倍羰烯以習知方法反應而得。可舉例如,將聚乙烯醇系樹脂於醋酸等溶劑中分散,再於其中添加倍羰烯的方法;先將聚乙烯醇系樹脂溶解於二甲基甲醯胺或二烷等溶劑中,再於其中添加倍羰烯的方法等。又,可舉例為令倍羰烯氣體或液狀倍羰烯直接接觸聚乙烯醇的方法。
含乙醯乙醯基之聚乙烯醇系樹脂的乙醯乙醯基改性度,係0.1莫耳%以上即可並無特別限制。若未達0.1莫耳%,接著劑層的耐水性便會不足,故不適宜。乙醯乙醯基改性度,且為0.1~40莫耳%左右,更佳為1~20莫耳%,特佳為2~7莫耳%。若乙醯乙醯基改性度超過40莫耳%,與交 聯劑的反應點便會變少,耐水性的提升效果低落。此處乙醯乙醯基改性度可使用核磁共振裝置(NMR:Nuclear Magnetic Resonance)來測定。
交聯劑可無特別限制地使用一般接著劑所用者,例如在如前述使用了聚乙烯醇系樹脂之接著劑時,可適宜使用具有至少2個對聚乙烯醇系樹脂具反應性之官能基的化合物。可舉例如,乙二胺、三乙二胺、己二胺等具有伸烷基及2個胺基的烷基二胺類;二異氰酸甲苯酯、氫化二異氰酸甲苯酯、三羥甲基丙烷二異氰酸甲苯酯加成物、三苯基甲烷三異氰酸酯、亞甲基雙(4-苯基甲烷三異氰酸酯、異佛酮二異氰酸酯及其等之酮肟嵌段物或酚嵌段物等異氰酸酯類;乙二醇二環氧丙基醚、聚乙二醇二環氧丙基醚、丙三醇二或三環氧丙基醚、1,6-己二醇二環氧丙基醚、三羥甲基丙烷三環氧丙基醚、二環氧丙基苯胺、二環氧丙基胺等環氧類;甲醛、乙醛、丙醛、丁醛等單醛類;乙二醛、丙二醛、丁二醛、戊二醛、順丁烯二醛、反丁烯二醛等二醛類;羥甲基尿素、羥甲基三聚氰胺、烷基化羥甲基尿素、烷基化羥甲基三聚氰胺、乙醯胍胺、苯并胍胺與甲醛之縮合物等胺基-甲醛樹脂;還有鈉、鉀、鎂、鈣、鋁、鐵、鎳等二價金屬、或三價金屬之鹽類及其氧化物。其等之中,以胺基-甲醛樹脂,尤其是具有羥甲基之羥甲基化合物為宜。
交聯劑的混合量,通常相對於100重量份樹脂而為0.1~35重量份左右,並宜使用10~25重量份,惟在著重接著劑的耐久性時,為換取從調製接著劑到作成接著劑層為 止之時間(可使用時間)的縮短,混合30重量份以上46重量份以下,較佳為32重量份以上40重量份以下的交聯劑亦為有效。
又,亦可例示電子束硬化型、紫外線硬化型等活性能量線硬化型接著劑。尤以可短時間硬化的活性能量線硬化型為宜,進而以可在低能量下硬化的紫外線硬化型接著劑為佳。
紫外線硬化型接著劑,大致上可劃分為自由基聚合硬化型接著劑及陽離子聚合型接著劑。另外,自由基聚合硬化型接著劑可作為熱硬化型接著劑來使用。
自由基聚合硬化型接著劑的硬化性成分,可舉例為具有(甲基)丙烯醯基的化合物、具乙烯基的化合物。該等硬化性成分,係使用單官能或二官能以上者均可。又,該等硬化性成分,係可單獨使用1種、或組合2種以上來使用。作為該等硬化性成分,宜為例如具有(甲基)丙烯醯基之化合物。
具有(甲基)丙烯醯基之化合物,具體而言係可舉例如:(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸異丙酯、2-甲基-2-硝丙基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸二級丁酯、(甲基)丙烯酸三級丁酯、(甲基)丙烯酸正戊酯、(甲基)丙烯酸三級戊酯、(甲基)丙烯酸3-戊酯、2,2-二甲基丁基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸十六酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、2-乙基己基(甲基)丙 烯酸酯、4-甲基-2-丙基戊基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸正十八酯等(甲基)丙烯酸(碳數1-20)烷酯類。
又,具有(甲基)丙烯醯基之化合物,可舉例如:(甲基)丙烯酸環烷酯(例如,(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸環戊酯等)、(甲基)丙烯酸芳烷酯(例如(甲基)丙烯酸苄酯等)、多環式(甲基)丙烯酸酯(例如2-異莰基(甲基)丙烯酸酯、2-降莰基甲基(甲基)丙烯酸酯、5-降莰烯-2-基-甲基(甲基)丙烯酸酯、3-甲基-2-降莰基甲基(甲基)丙烯酸酯等)、含羥基之(甲基)丙烯酸酯類(例如(甲基)丙烯酸羥乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥丙酯、2,3-二羥丙基甲基-丁基(甲基)丙烯酸酯等)、含烷氧基或酚氧基之(甲基)丙烯酸酯類(2-甲氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、2-乙氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、2-甲氧基甲氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、3-甲氧基丁基(甲基)丙烯酸酯、乙基卡必醇(甲基)丙烯酸酯、酚氧基乙基(甲基)丙烯酸酯等)、含環氧基之(甲基)丙烯酸酯類(例如環氧丙基(甲基)丙烯酸酯等)、含鹵素之(甲基)丙烯酸酯類(例如2,2,2-三氟乙基(甲基)丙烯酸酯、2,2,2-三氟乙基乙基(甲基)丙烯酸酯、四氟丙基(甲基)丙烯酸酯、六氟丙基(甲基)丙烯酸酯、八氟戊基(甲基)丙烯酸酯、十七氟癸基(甲基)丙烯酸酯等)、烷基胺基烷基(甲基)丙烯酸酯(例如二甲基胺基乙基(甲基)丙烯酸酯等)等。
又,前述以外的具有(甲基)丙烯醯基之化合物,係可舉例為羥乙基丙烯醯胺、N-羥甲基丙烯醯胺、N-甲氧基甲基丙烯醯胺(SP值22.9)、N-乙氧基甲基丙烯醯胺、(甲 基)丙烯醯胺等含醯胺基之單體等。又、可舉例為丙烯醯基嗎福林等含氮單體等。
又,前述自由基聚合硬化型接著劑的硬化性成分,可例示具有多個(甲基)丙烯醯基、乙烯基等聚合性雙鍵的化合物,該化合物係可作為交聯成分而混合於接著劑成分中。所述作為交聯成分的硬化性成分,可舉例如:三丙二醇二丙烯酸酯、1,9-壬二醇二丙烯酸酯、三環癸烷二甲醇二丙烯酸酯、環狀三羥甲基丙烷縮甲醛丙烯酸酯、二二醇二丙烯酸酯、EO改性二丙三醇四丙烯酸酯、ARONIX M-220(東亞合成公司製)、LIGHT ACRYLATE 1,9ND-A(共榮社化學公司製)、LIGHT ACRYLATE DGE-4A(共榮社化學公司製)、LIGHT ACRYLATE DCP-A(共榮社化學公司製)、SR-531(Sartomer公司製)、CD-536(Sartomer公司製)等。又,視需要可舉例為諸如各種環氧基(甲基)丙烯酸酯、胺甲酸乙酯(甲基)丙烯酸酯、聚酯(甲基)丙烯酸酯、或各種(甲基)丙烯酸酯系單體等。
自由基聚合硬化型接著劑係包含前述硬化性成分,惟除了前述成分外,另因應硬化型式而添加自由基聚合起始劑。前述接著劑在使用電子束硬化型時,並不一定要使前述接著劑包含自由基聚合起始劑,但在使用紫外線硬化型或熱硬化型時,便使用自由基聚合起始劑。自由基聚合起始劑的使用量係每100重量份硬化性成分中,通常0.1~10重量份左右,並宜為0.5~3重量份。又,自由基聚合硬化型接著劑中,視需要可添加以羰基化合物等為代表的 光增感劑,其提升電子束所致硬化之速度及感度。光增感劑的使用量,通常係每100重量份硬化性成分為0.001~10重量份左右,並宜為0.01~3重量份。
陽離子聚合硬化型接著劑的硬化性成分,可舉例為具有諸如環氧基或氧環丁烷基等之化合物。具有環氧基之化合物,係分子內具有至少2個環氧基者即可,並無特別限制,可使用一般所知的各種硬化性環氧化合物。適宜的環氧化合物可舉以下為例:分子內具有至少2個環氧基及至少1個芳香環的化合物(以下稱為「芳香族系環氧化合物」),或分子內具有至少2個環氧基、且其中至少1個係形成於構成脂環式環之相鄰2個碳原子之間的化合物(以下稱為「脂環式環氧化合物」)等。
<環氧化合物>
作為芳香族系環氧化合物,只要不損及本發明效果即可並無特別限制,可舉以下為例:諸如雙酚A的二環氧丙基醚、雙酚F的二環氧丙基醚、及溴化雙酚A的二環氧丙基醚等雙酚型環氧樹脂;諸如酚酚醛環氧樹脂、及甲酚酚醛環氧樹脂等酚醛環氧樹脂;其他,聯苯型環氧樹脂、氫醌二環氧丙基醚、間苯二酚二環氧丙基醚、對苯二甲酸二環氧丙基酯、苯二甲酸二環氧丙基酯、苯乙烯-丁二烯共聚物之環氧化物、苯乙烯-異戊二烯共聚物之環氧化物、末端羧酸聚丁二烯與雙酚A型環氧樹脂的加成反應物等。
在此,環氧樹脂係指分子內具有平均2個以上的環氧基、並因起反應而硬化的化合物或聚合物。依該領域 的慣例,本說明書中,只要是硬化性之分子內具有2個以上環氧基者,即便是單體亦稱為環氧樹脂。
作為脂環式環氧化合物,只要不損及本發明效果即可並無特別限制,可舉以下為例:二環戊二烯二氧化物、檸檬烯二氧化物、4-乙烯環己烯二氧化物、3,4-環氧基環己基甲基,3,4-環氧基環己烷羧酸酯、及雙(3,4-環氧基環己基甲基)己二酸酯等具有至少1個環氧化環己基的化合物等。
除前述以外,諸如1,6-己二醇二環氧丙基醚、三羥甲基丙烷三環氧丙基醚、新戊四醇四環氧丙基醚、及聚伸丁二醇二環氧丙基醚等脂肪族系環氧化合物;如氫化雙酚A之二環氧丙基醚等芳香環經氫化之環氧化合物;諸如兩末端為羥基之聚丁二烯的兩末端經環氧丙基醚化之化合物、聚丁二烯的內部環氧化物、苯乙烯-丁二烯共聚物的部份雙鍵經環氧基化的化合物[例如Daicel化學工業(股)製的“EPOFRIEND”]、及乙烯-丁烯共聚物與聚異丁烯之嵌段共聚物的異丁烯單元部份經環氧化的化合物(例如KRATON公司製的“L-207”)等聚合物系的環氧化合物等,亦可作為(A)成分的環氧化合物。
其等之中,芳香族系環氧化合物由於作成偏光板時的耐久性等優良、並且特別是對偏光件及保護膜的接著性良好,故而為宜。再者,該芳香族系環氧化合物,可舉芳香族化合物的環氧丙基醚或芳香族化合物的環氧丙基酯等作為適宜的例子。芳香族化合物之環氧丙基醚的具體例,係宜舉例如:諸如雙酚A的二環氧丙基醚、雙酚F的二環氧 丙基醚、及溴化雙酚A的二環氧丙基醚等雙酚型環氧樹脂;諸如酚酚醛環氧樹脂、及甲酚酚醛環氧樹脂等酚醛環氧樹脂;聯苯型環氧樹脂;氫醌二環氧丙基醚;間苯二酚二環氧丙基醚等。又、芳香族化合物之環氧丙基酯的具體例,宜舉例如對苯二甲酸二環氧丙基酯、苯二甲酸二環氧丙基酯等。
其中,芳香族化合物之環氧丙基醚,在偏光件與保護膜接著時的密著性、或作成偏光板時的耐久性方面較為優良,故為尤佳。芳香族化合物之環氧丙基醚中,尤為適宜的化合物係可舉例如雙酚A的二環氧丙基醚、雙酚F的二環氧丙基醚、及酚醛環氧樹脂。
環氧化合物,可單獨使用1種,亦可混合2種以上而使用。例如,混合2種以上芳香族系環氧化合物而使用,或以芳香族系環氧化合物為主體而混合脂環式環氧化合物亦可。
<氧呾化合物>
氧呾化合物,係分子內具有至少1個氧環丁烷基者即可並無特別限制,可使用只要是有氧環丁烷基的各種化合物。作為氧呾化合物(B)可舉以下為適例:分子內具有1個氧環丁烷基的化合物(以下稱為「單官能氧呾」),及分子內具有2個以上氧環丁烷基的化合物(以下稱為「多官能氧呾」)。
作為單官能氧呾,可舉以下為適例:諸如3-乙基-3-(2-乙基己氧基甲基)氧呾等含烷氧基烷基的單官能氧呾、諸如3-乙基-3-酚氧基甲基氧呾等含芳香族基的單官能 氧呾、諸如3-乙基-3-羥基甲基氧呾等含羥基之單官能氧呾等。
多官能氧呾,可舉例如:3-乙基-3-[(3-乙基氧呾-3-基)甲氧基甲基]氧呾、1,4-雙[(3-乙基氧呾-3-基)甲氧基甲基]苯、1,4-雙[(3-乙基氧呾-3-基)甲氧基]苯、1,3-雙[(3-乙基氧呾-3-基)甲氧基]苯、1,2-雙[(3-乙基氧呾-3-基)甲氧基]苯、4,4'-雙[(3-乙基氧呾-3-基)甲氧基]聯苯、2,2'-雙[(3-乙基氧呾-3-基)甲氧基]聯苯、3,3',5,5'-四甲基-4,4'-雙[(3-乙基氧呾-3-基)甲氧基]聯苯、2,7-雙[(3-乙基氧呾-3-基)甲氧基]萘、雙[4-{(3-乙基氧呾-3-基)甲氧基}苯基]甲烷、雙[2-{(3-乙基氧呾-3-基)甲氧基}苯基]甲烷、2,2-雙[4-{(3-乙基氧呾-3-基)甲氧基}苯基]丙烷、酚醛清漆型酚-甲醛樹脂之由3-氯甲基-3-乙基氧呾而來的醚化改性物、3(4),8(9)-雙[(3-乙基氧呾-3-基)甲氧基甲基]-三環〔5.2.1.02,6〕癸烷、2,3-雙[(3-乙基氧呾-3-基)甲氧基甲基]降莰烷、1,1,1-參[(3-乙基氧呾-3-基)甲氧基甲基]丙烷、1-丁氧基-2,2-雙[(3-乙基氧呾-3-基)甲氧基甲基]丁烷、1,2-雙[{2-(3-乙基氧呾-3-基)甲氧基}乙硫基]乙烷、雙[{4-(3-乙基氧呾-3-基)甲硫基}苯基]硫化物、1,6-雙[(3-乙基氧呾-3-基)甲氧基]-2,2,3,3,4,4,5,5-八氟己烷、3-[(3-乙基氧呾-3-基)甲氧基]丙基三乙氧基矽烷的水解縮合物、肆[(3-乙基氧呾-3-基)甲基]矽酸酯的縮合物等。
氧呾化合物,從塗佈性及作成偏光板時對保護膜的密著性之觀點來看,係宜為分子量500以下且在室溫下為液狀者。再者,由偏光板耐久性優良的觀點來看,多官能 氧呾、或單官能氧呾中具有分子內芳香環者格外適宜。作為此類特別適宜之氧呾化合物的例子,可舉例為3-乙基-3-酚氧基甲基氧呾、3-乙基-3-[(3-乙基氧呾-3-基)甲氧基甲基]氧呾、及1,4-雙[(3-乙基氧呾-3-基)甲氧基甲基]苯等。
氧呾化合物亦然,除了可單獨1種外,亦可混合2種以上而使用。
<環氧化合物與氧呾化合物的比例>
環氧化合物與氧呾化合物的使用比例,以重量比計係為90/10~10/90。若高於或低於該比例,則無法充份發揮短時間內使其硬化的效果。兩者的適宜重量比例,從硬化前以低黏度在塗佈性方面較佳、而硬化後可展現充分密著性及可撓性來看,係70/30~20/80左右,更佳的重量割合係60/40~25/75左右。
<光陽離子聚合起始劑>
陽離子聚合硬化型接著劑,係含有以上說明之環氧化合物及氧呾化合物作為硬化性成分,由於其等均為由陽離子聚合而硬化者,故混合光陽離子聚合起始劑。該光陽離子聚合起始劑,係利用可見光線、紫外線、X線、電子束等活性能量線的照射,來產生陽離子活性種或路易士酸、使環氧基或氧環丁烷基等的聚合反應開始。
藉由混合光陽離子聚合起始劑,便能在常溫下硬化,而降低考量偏光件的耐熱性、膨張或收縮導致的扭曲等的必要性,並能使保護膜良好地接著。又,光陽離子聚合起始劑係以活性能量線的照射而行觸媒性作用,故即便 混合於環氧化合物及氧呾化合物中,在保存安定性或作業性等方面仍為良好。利用活性能量線的照射而產生陽離子活性種或路易士酸等的化合物,可舉例如芳香族二偶氮鎓鹽、芳香族碘鎓鹽或芳香族鋶鹽等鎓鹽,及鐵-重烯錯合物等。
作為芳香族二偶氮鎓鹽,可舉例如苯二偶氮鎓六氟銻酸鹽、苯二偶氮鎓六氟磷酸鹽、苯二偶氮鎓六氟硼酸鹽等。
作為芳香族碘鎓鹽,可舉例如二苯基碘鎓肆(五氟苯基)硼酸鹽、二苯基碘鎓六氟磷酸鹽、二苯基碘鎓六氟銻酸鹽、二(4-壬基苯基)碘鎓六氟磷酸鹽等。
作為芳香族鋶鹽,可舉例如三苯基鋶六氟磷酸鹽、三苯基鋶六氟銻酸鹽、三苯基鋶肆(五氟苯基)硼酸鹽、二苯基[4-(苯硫基)苯基]鋶六氟磷酸鹽、二苯基[4-(苯硫基)苯基]鋶六氟銻酸鹽、4,4'-雙(二苯基鋶)二苯基硫化物雙六氟磷酸鹽、4,4'-雙[二(β-羥基乙氧基)苯基鋶]二苯基硫化物雙六氟銻酸鹽、4,4'-雙[二(β-羥基乙氧基)苯基鋶]二苯基硫化物雙六氟磷酸鹽、7-[二(對甲苯甲醯基)鋶]-2-異丙基9-氧硫六氟銻酸鹽、7-[二(對甲苯甲醯基)鋶]-2-異丙基9-氧硫肆(五氟苯基)硼酸鹽、4-苯基羰基-4'-二苯基鋶-二苯基硫化物六氟磷酸鹽、4-(對三級丁基苯基羰基)-4'-二苯基鋶-二苯基硫化物六氟銻酸鹽、4-(對三級丁基苯基羰基)-4'-二(對甲苯甲醯基)鋶-二苯基硫化物肆(五氟苯基)硼酸鹽等。
作為鐵-重烯錯合物,可舉例如二甲苯-環戊二烯 鐵(II)六氟銻酸鹽、異丙苯-環戊二烯鐵(II)六氟磷酸鹽、二甲苯-環戊二烯鐵(II)-參(三氟甲基磺醯)甲烷鹽等。
該等光陽離子聚合起始劑,係可各別單獨使用1種,亦可混合2種以上而使用。其等之中,芳香族鋶鹽在300nm以上的波長區域仍具紫外線吸收特性故硬化性優良,能提供具有良好機械強度及接著強度等的硬化物,故尤為適宜使用。
光陽離子聚合起始劑可以很容易地取得市售品,以各商品名為記,可舉例如“KAYARAD PCI-220”、“KAYARAD PCI-620”(以上為日本化藥(股)製)、“UVI-6992”(陶氏化學公司製)、“ADEKA OPTOMER SP-150”、“ADEKA OPTOMER SP-170”(以上為(股)ADEKA製)、“CI-5102”、“CIT-1370”、“CIT-1682”、“CIP-1866S”、“CIP-2048S”、“CIP-2064S”(以上為日本曹達(股)製)、“DPI-101”、“DPI-102”、“DPI-103”、“DPI-105”、“MPI-103”、“MPI-105”、“BBI-101”、“BBI-102”、“BBI-103”、“BBI-105”、“TPS-101”、“TPS-102”、“TPS-103”、“TPS-105”、“MDS-103”、“MDS-105”、“DTS-102”、“DTS-103”(以上為綠化學(股)製)、“PI-2074”(羅帝亞公司製)、“IRGACURE 250”、“IRGACURE PAG103”、IRGACURE PAG108”、IRGACURE PAG121”、IRGACURE PAG203”(以上為汽巴公司製)、“CPI-100P”、“CPI-101A”、“CPI-200K”、“CPI-210S”(以上為SAN-APRO(股)製)等,尤其以含有二苯基[4-(苯硫基)苯基]鋶作為陽離子成分的陶氏化學公司製 “UVI-6992”、SAN-APRO(股)製“CPI-100P”、“CPI-101A”、“CPI-200K”、“CPI-210S”為佳。
光陽離子聚合起始劑的混合比率,以陽離子聚合硬化型接著劑全體為基準,係0.5~20重量%之範圍。若該比率低於0.5重量%,接著劑的硬化便會不足,機械強度或接著強度會降低,另一方面若該比率大於20重量%,則硬化物中的離子性物質增加,硬化物的吸濕性便提高,會有耐久性能降低的可能,故並不適宜。
又,前述接著劑中,可含有金屬化合物填料。可利用金屬化合物填料,來控制接著劑層的流動性,使膜厚安定化,獲得具有良好外觀、且面內均勻而接著性不會各處不一的偏光板。
又,作為接著劑,可使用能夠在無溶劑或低溶劑狀態下使其貼合的乾式層合法。該乾式層合法,係使用習所周知的乾式層合用接著劑及貼合方法即可,可包括本發明而使用該方法。藉此,有更進一步降低條紋狀凹凸不均缺陷等的效果。
前述乾式層合用接著劑,可舉例為二液硬化型接著劑、二液溶劑型接著劑、一液無溶劑型接著劑等。可使用丙烯酸系樹脂作為二液硬化型接著劑;可使用聚酯系、芳香族聚酯系、脂肪族聚酯系、聚酯/聚胺甲酸乙酯系、聚醚/聚胺甲酸乙酯系等樹脂作為二液溶劑型接著劑;可使用聚醚/聚胺甲酸乙酯系等樹脂作為一液無溶劑型接著劑(濕氣硬化型的類型)。
前述接著劑,如有必要亦可含有適當添加劑。可舉以下作為添加劑的例子:矽烷偶合劑及鈦偶合劑等偶合劑、以環氧乙烷為代表的接著促進劑、提升對透明保護薄膜之濕潤性的添加劑、以丙醯烯氧基基化合物或碳化氫系(天然、合成樹脂)為代表之提升機械強度或加工性等的添加劑、紫外線吸收劑、抗老化劑、染料、加工助劑、離子捕集劑、抗氧化劑、黏著賦與劑、充填劑(金屬化合物填料以外)、可塑劑、流平劑、發泡抑制劑、抗靜電劑、耐熱安定劑、耐水解安定劑等安定劑等。
接著劑的塗佈方式,係依諸如接著劑黏度或目標厚度而作適當選擇。可舉以下作為塗佈方式的例子,例如逆轉式塗佈機、凹版塗佈機(直接、逆轉或平版)、棒逆轉式塗佈機、輥塗佈機、鑄模塗佈機、棒塗佈機、刮棒式塗佈機等。另外,在塗佈方面,可適當使用如浸塗方式等的方式。
又,前述接著劑的塗佈,在使用水系接著劑等的情況時,宜以使最後形成之接著劑層厚度為30~300nm的方式進行。前述接著劑層的厚度,更佳為60~250nm。另一方面,在使用硬化型接著劑的情況時,宜以使前述接著劑層厚度為0.1~200μm的方式進行。較佳為0.5~50μm,更佳為0.5~10μm。
<步驟(4)>
在步驟(4)中,係令前述偏光件與透明保護薄膜隔著前述接著劑相貼合。偏光件與透明保護薄膜的貼合,可藉由 輥式層壓機等來實施。圖1中,藉由層合輥R3,R4,使單面保護偏光薄膜F1的偏光件P與透明保護薄膜T2透過接著劑A2相貼合,獲得雙面保護之偏光薄膜F2。
<透明保護薄膜>
作為構成前述透明保護薄膜的材料,宜為透明性、機械強度、熱安定性、水分阻斷性、等方性等優良者。可舉例如,聚對苯二甲酸乙二酯或聚萘二甲酸乙二酯等聚酯系聚合物、二乙醯基纖維素或三醋酸纖維素等纖維素系聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯等丙烯酸系聚合物、聚苯乙烯或丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS樹脂)等苯乙烯系聚合物、及聚碳酸酯系聚合物等。又,亦可舉下列為形成上述透明保護薄膜之聚合物的例子:諸如聚乙烯、聚丙烯、環系或具有降莰烯構造之聚烯烴、乙烯-丙烯共聚物等聚烯烴系聚合物、氯化乙烯系聚合物、諸如耐綸或芳香族聚醯胺等醯胺系聚合物、醯亞胺系聚合物、碸系聚合物、聚醚碸系聚合物、聚醚醚酮系聚合物、聚伸苯基硫化物系聚合物、乙烯醇系聚合物、氯化亞乙烯系聚合物、乙烯丁醛系聚合物、芳酯系聚合物、聚氧亞甲基系聚合物、環氧基系聚合物、或上述聚合物的摻混物等。透明保護薄膜中,可含1種以上任意的適當添加劑。添加劑係可舉例如紫外線吸收劑、抗氧化劑、滑劑、可塑劑、離型劑、抗著色劑、難燃劑、核劑、抗靜電劑、顏料、著色劑等。透明保護薄膜中上述熱可塑性樹脂的含量宜為50~100質量%,較佳為50~99質量%,更佳為60~98質量%,特佳為70~97質量%。若透明保護薄膜中上述 熱可塑性樹脂的含量為50質量%以下,則恐有熱可塑性樹脂無法充份展現本身所具之高透明性等之虞。
前述透明保護薄膜的厚度可適當設定,惟從強度或處理性等作業性及薄層性等觀點來看,通常為1~500μm左右。尤以1~300μm為宜,5~200μm較佳。
另外,於偏光件兩面設置透明保護薄膜時,其表裏可使用由相同聚合物材料構成的保護薄膜,亦可使用由相異聚合物材料等構成的透明保護薄膜。例如,如圖1所示,在對單面保護偏光薄膜F1實施步驟(1)至步驟(4)而製造雙面保護偏光薄膜F2時,單面保護偏光薄膜F1的透明保護薄膜T1宜從纖維素系聚合物(三醋酸纖維素等)、具有降莰烯構造之聚烯烴、丙烯酸系聚合物、聚酯系聚合物、聚烯烴系聚合物(聚丙烯等)中適當選擇而使用。此時,就透明保護薄膜T2,宜從纖維素系聚合物(三醋酸纖維素等)、具有降莰烯構造之聚烯烴、丙烯酸系聚合物、聚酯系聚合物、聚烯烴系聚合物(聚丙烯等)中適當選擇而使用。
於前述貼合步驟後,形成接著劑層。接著劑層的形成,係因應接著劑的種類來進行。另外,在水系接著劑的情況,可於步驟(3)先形成接著劑層,並將其於步驟(4)進行貼合。
當接著劑為水系接著劑、溶劑系接著劑時,於前述貼合步驟之後,施加乾燥步驟而形成接著劑層。在使用水系接著劑時,乾燥步驟宜於約20~80℃、較佳約40~80℃下的乾燥溫度進行約1~10分鐘,而1~5分鐘為佳。
當接著劑為自由基硬化型接著劑時,於前述貼合步驟後,施加硬化步驟而形成接著劑層。自由基硬化型接著劑係施加各自的硬化處理,為電子束硬化型時施以電子束照射、為紫外線硬化型時施以紫外線處理、為熱硬化型時施以熱處理。該等硬化處理係對應硬化種類、接著劑種類、接著劑層厚度而設當設定各條件。
另外,本發明之偏光薄膜之製造方法具有前述步驟(1)至步驟(4),並可包含前述步驟以外的其他步驟。
例如,可在偏光件與透明保護薄膜的貼合之時,於透明保護薄膜與接著劑層之間設置易接著層。易接著層,可由例如具有聚酯骨架、聚醚骨架、聚碳酸酯骨架、聚胺甲酸乙酯骨架、聚矽氧系、聚醯胺骨架、聚醯亞胺骨架、聚乙烯醇骨架等之各種樹脂所形成。該等聚合物樹脂可單獨使用1種、或組合2種以上而使用。又,易接著層的形成亦可添加其他添加劑。具體而言,可進一步使用黏著賦與劑、紫外線吸收劑、抗氧化劑、耐熱安定劑等安定劑等。
易接著層,通常預先設在透明保護薄膜上,使該透明保護薄膜之易接著層側與偏光件透過接著劑層相貼合。易接著層的形成,係藉由在透明保護薄膜上以習知技術塗佈、乾燥易接著層的形成材來進行。易接著層的形成材,考量乾燥後的厚度、塗佈的圓滑性等,通常調製為經稀釋成適當濃度的溶液。易接著層乾燥後的厚度宜為0.01~5μm,較佳為0.02~2μm,更佳為0.05~1μm。另外,易 接著層可設置多層,但此時仍以使易接著層總厚度在上述範圍者為宜。
在以連續生產線製造本發明之偏光薄膜時,線速度係依接著劑的硬化時間,宜為1~500m/min,較佳為5~300m/min,更佳為10~100m/min。若線速度過小,生產性便不足,或對透明保護薄膜的傷害會過大,無法製作能耐受耐久性試驗等的偏光薄膜。若線速度過大,則接著劑的硬化便會不足,可能會無法得到作為目標的接著性。
以如上述方式獲得在偏光件之單面或雙面上具有透明保護薄膜的偏光薄膜,而在前述透明保護薄膜之偏光件未接著的面上,可設置硬質層、抗反射層、抗黏層、擴散層乃至抗眩層等機能層。此外,上述硬質層、抗反射層、抗黏層、擴散層或抗眩層等機能層,除了可設置於透明保護薄膜自身外,亦可另行設置,作為與透明保護薄膜分別的個體。
本發明之偏光薄膜,在實際應用時可與其他光學層積層作為光學薄膜而使用。該光學層方面並無特別限制,例如可使用1層或2層以上的反射板或半穿透板等、相位差板(含1/2或1/4等波長板)、視角補償薄膜等用於形成液晶顯示裝置等所使用的某種光學層。尤其,宜為於本發明之偏光薄膜上再積層反射板或半穿透反射板而成的反射型偏光薄膜或半穿透型偏光薄膜、於偏光薄膜上再積層相位差板而成的橢圓偏光薄膜或圓偏光薄膜、於偏光薄膜上再積層視角補償薄膜而成的廣視野角偏光薄膜、或於偏光薄 膜上再積層輝度增強薄膜而成的偏光薄膜。
於偏光薄膜上積層了上述光學層的光學薄膜,亦可經由在液晶顯示裝置等製造過程中依序個別積層的方式來形成,不過先積層成光學薄膜者,有品質安定性或組裝作業等方面優良而可使液晶顯示裝置等製造步驟提升的優點。積層係可使用黏著層等適當的接著手段。上述的偏光薄膜或其他光學薄膜等在接著時,其等之光學軸可因應設為目標的相位差特性等而作成適當的配置角度。
如前述之偏光薄膜、或使偏光薄膜有至少1層積層的光學薄膜,亦可設置用於與液晶單元等其他構件接著的黏著層。形成黏著層的黏著劑並無特別限制,可適當選擇並使用以例如丙烯酸系聚合體、聚矽氧系聚合物、聚酯、聚胺甲酸乙酯、聚醯胺、聚醚、氟系或橡膠系等聚合物作為基底聚合物者。尤其,可適當使用如丙烯酸系黏著劑之光學透明性優良、展現適當的濕潤性、凝集性及接著性等黏著特性、且耐候性或耐熱性等良好者。
黏著層,可為不同組成或種類之物的重疊層、並設於偏光薄膜或光學薄膜等的單面或雙面。又,在雙面設置時,可於偏光薄膜或光學薄膜等表裏作不同組成、種類或厚度等的黏著層。黏著層的厚度,可依使用目的或接著力等作適當決定,通常為1~500μm,並以1~200μm為宜,尤以1~100μm為佳。
對黏著層的暴露面,在供實際使用為止前,以防止其污染等為目的會暫時附貼離型膜作覆蓋。藉此,可防 止在通常處理狀態下接觸到黏著層。離型膜,除了上述厚度條件外,可使用將例如塑料薄膜、樹脂片材、紙、布、不織布、網狀物、發泡片材或金屬箔、其等之層合體等適當的薄片材,視需要以諸如聚矽氧系或長鏈烷基系、氟系或硫化鉬等適當的剝離劑作塗佈處理而成者等傳統上為適當者。
本發明之偏光薄膜或光學薄膜係可適於使用在液晶顯示裝置等各種裝置的形成等。液晶顯示裝置的形成,可依傳統方法進行。亦即液晶顯示裝置,通常係經由將液晶單元與偏光薄膜或光學薄膜、及視需要的照明系統等結構部件作適當組裝並組合驅動電路等而形成,本發明之中,除了使用本發明之偏光薄膜或光學薄膜此點以外並無特別限制,可依傳統方法為之。液晶單元方面,亦可使用例如TN型或STN型、π型等任意型式。
可形成諸如於液晶單元的一側或兩側配置有偏光薄膜或光學薄膜的液晶顯示裝置、或於照明系統使用背光或反射板者等適當的液晶顯示裝置。此時,根據本發明之偏光薄膜或光學薄膜係可設置於液晶單元的一側或兩側。當兩側設置偏光薄膜或光學薄膜時,其等可為相同,亦可為相異。再者,在液晶顯示裝置形成之時,可將例如擴散板、抗眩層、抗反射膜、保護板、稜鏡陣列、透鏡陣列片、光擴散板、背光等適當構件於適當位置配置1層或2層以上。
實施例
以下,藉由實施例具體說明本發明,惟本發明不受該等實施例所限制。另外,各例中的「份」及「%」均為重量基準。
製作保護偏光薄膜。
<片保護偏光薄膜(1)的製作>
為製作薄型偏光膜,首先,將已於非晶性PET基材上製膜了9μm厚PVA層的積層體,經由延伸溫度130℃的空中輔助延伸來生成延伸積層體;接著,藉由使延伸積層體染色而生成著色積層體;再將著色積層體經由延伸溫度65度的硼酸水中延伸與非晶性PET基材一同延伸,以使總延伸倍率為5.94倍,於50℃下進行4分鐘的乾燥,生成含4μm厚PVA層的光學薄膜積層體。藉由這樣的2段延伸,可生成包含厚度4μm之PVA層的光學薄膜積層體,該PVA層係構成製膜於非晶性PET基材上之PVA層的PVA分子經高度定向、且以染色吸附的碘作為多碘離子錯合物並經同一方向高度定向的高機能偏光膜。接著,一邊在該光學薄膜積層體的偏光膜的表面塗佈聚乙烯醇系接著劑,一邊貼合經皂化處理之40μm厚的三醋酸纖維素薄膜(透明保護薄膜),然後將非晶性PET基材剝離。稱其為薄型的片保護偏光薄膜(1)。片保護偏光薄膜(1)之偏光膜(偏光件)的含水率為1.8%。
<片保護偏光薄膜(2)的製作>
於速度比相異的輥筒間,令厚度80μm的聚乙烯醇薄膜一邊在30℃、0.3%濃度的碘溶液中染色1分鐘,一邊延伸至3倍。之後,在60℃且包含4%濃度硼酸及10%濃度碘化鉀的 水溶液中浸漬0.5分鐘,同時延伸至總計延伸倍率為6倍為止。接著,藉由在30℃且包含1.5%濃度碘化鉀之水溶液中浸漬10秒而進行洗淨後,在50℃下乾燥4分鐘,獲得厚度20μm的偏光件。將經皂化處理之厚度40μm的三醋酸纖維素薄膜(透明保護薄膜)透過聚乙烯醇系接著劑貼合於該偏光件的兩面,作成偏光薄膜。以下,稱其為片保護偏光薄膜(2)。片保護偏光薄膜(2)之偏光膜(偏光件)的含水率為11%。
<透明保護薄膜>
使用令厚度60μm的降莰烯系薄膜(ZEONOR薄膜,日本ZEON公司製)經電暈處理而成者。
(活性能量線硬化型接著劑的調整)
將下述各成分,以HEAA:50份,ACMO:50份,IRGACURE819:3份的比例混合,在50℃下攪拌1小時,獲得活性能量線硬化型接著劑。
HEAA(羥乙基丙烯醯胺),興人公司製
ACMO(丙烯醯基嗎福林),興人公司製
IRGACURE819(雙(2,4,6-三甲基苯甲醯基)-苯基膦氧化物,汽巴.日本公司製
實施例1
(步驟1)
以片保護偏光薄膜(1)的透明保護薄膜側為處理輥之側,依圖1的態樣,輸送片保護偏光薄膜(1)。活性化處理,係藉由利用電暈照射機(春日電機公司製,CT-0212),於偏光件的一面上以放電量250W/m2/min作電暈處理來進行。經 活性化處理之偏光件表面的表面粗度(Ra)為0.62nm。
(步驟2)
接著,將偏光件表面經活性化處理的片保護偏光薄膜(1),以偏光件之側為導輥側,依圖1的態樣,輸送片保護偏光薄膜(1)。
(步驟3)
接著,於上述片保護偏光薄膜(1)的偏光件面,使用微凹版塗佈機,塗佈上述接著劑(活性能量線硬化型接著劑)。
(步驟4)
接著,在塗佈了上述接著劑之後,隔著上述接著劑,以輥壓機將上述透明保護薄膜貼合。從經貼合之透明保護薄膜側照射紫外線,獲得雙面具有透明保護薄膜的偏光薄膜。以線速度20m/min作貼合。
實施例2~3、比較例1~4
將實施例1中,片保護偏光薄膜的種類及對偏光件的電暈放電處理量改成如表1所示者,此外以和實施例1相同方式,製作偏光薄膜。另外,片保護偏光薄膜的含水率,係以乾燥溫度來控制。
〔評價〕
對實施例及比較例所得之偏光薄膜進行下述評價。結果顯示於表1。
<輸送性>
以下述基準評價步驟(2)的輸送性。
○:滑動性良好,輸送中沒有皺折、傷痕等發生。
×:與輥筒間的夾持力過高,薄膜出現皺折、傷痕、或層合不良。
P‧‧‧偏光件
T1,T2‧‧‧透明保護薄膜
A1,A2‧‧‧接著劑
F1‧‧‧單面保護偏光薄膜
F2‧‧‧雙面保護偏光薄膜
C‧‧‧活性化處理裝置
D‧‧‧塗佈裝置
R1‧‧‧處理輥
R2‧‧‧塗佈輥
R3,R4‧‧‧層合輥
G1,G2‧‧‧導輥

Claims (5)

  1. 一種偏光薄膜之製造方法,該偏光薄膜係於偏光件之至少一面隔著接著劑層設有透明保護薄膜者,所述偏光薄膜之製造方法之特徵在於具有下述步驟:步驟(1):藉由在含水率為11重量%以下之偏光件的至少一面施加活性化處理,使偏光件表面的表面粗度(Ra)在0.6nm以上;步驟(2):將前述已施加活性化處理的偏光件一邊令該經活性化處理之偏光件的表面接觸導輥一邊進行輸送;步驟(3):將接著劑塗佈於前述經由導輥輸送之偏光件之形成前述接著劑層的面、及/或透明保護薄膜之形成前述接著劑層的面;以及步驟(4):將偏光件與透明保護薄膜隔著前述接著劑相貼合。
  2. 如請求項1之偏光薄膜之製造方法,其中前述偏光件的厚度為10μm以下。
  3. 如請求項1或2之偏光薄膜之製造方法,其中前述偏光件係由已使二色性物質定向之聚乙烯醇系樹脂構成的連續帶狀偏光膜,且係藉由以空中輔助延伸與硼酸水中延伸構成之2段延伸步驟,使包含經製膜於熱可塑性樹脂基材上之聚乙烯醇系樹脂層的積層體延伸而獲得者。
  4. 如請求項1或2之偏光薄膜之製造方法,其中前述活性化 處理係電暈處理或電漿處理。
  5. 如請求項1或2之偏光薄膜之製造方法,其中前述活性化處理為電暈處理,而電暈處理時的放電量為250~1000W/m2/min。
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