TW201441041A - 偏光性積層膜及偏光板的製造方法 - Google Patents
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Abstract
一種偏光性積層膜的製造方法,係具有:在基材膜形成聚乙烯醇系樹脂層而得積層膜之樹脂層形成步驟;將積層膜以使該聚乙烯醇系樹脂層厚度成為10μm以下之方式進行單軸延伸而得延伸膜之延伸步驟;將該延伸膜浸漬於含有二色性色素之染色溶液並將聚乙烯醇系樹脂層染色,而得附有染色層之積層膜之染色步驟;以及將所得附有染色層之積層膜浸漬於含有硼酸之交聯溶液,使聚乙烯醇系樹脂層交聯,而形成偏光體層之交聯步驟;其中,前述交聯步驟係分為第一交聯步驟及第二交聯步驟而進行,第一交聯步驟係使用每100重量份水之硼酸含有量為1至20重量份、碘化物含有量未滿1重量份之水溶液,第二交聯步驟係使用每100重量份水之硼酸含有量為1至20重量份、碘化物含有量為2重量份以上之水溶液。
Description
本發明係關於偏光性積層膜的製造方法及偏光板的製造方法。
偏光板係廣泛使用作為液晶顯示裝置等顯示裝置中之偏光供給元件、或偏光檢測元件。該偏光板以往係使用在包括聚乙烯醇系樹脂之偏光膜(偏光體(polarizer)層)接著包括三醋酸纖維素之保護膜者,但近年來,隨著液晶顯示裝置之筆記型個人電腦或行動電話之類之攜帶式機器的發展,而求輕薄量化。
以往係將包括聚乙烯醇系樹脂之膜單獨延伸,或是一邊延伸一邊實施染色處理或交聯處理而製作偏光膜,並於其上積層保護膜等藉此而製造偏光板,但厚度的薄化最多只能到偏光膜單獨的極限厚度。因此係提出在基材膜表面設置成為偏光體層之聚乙烯醇系樹脂層後,對各基材膜之聚乙烯醇系樹脂層進行乾式延伸,並施以染色處理及交聯處理而使聚乙烯醇系樹脂層成為偏光體層,藉此可使基材膜與偏光體層的合計厚度薄化至極限,並可使偏光體層(偏光膜)的厚度較以往更薄之方法。
例如日本特開2009-98653號公報(專利文獻1)中揭
示一種含有延伸積層體之偏光板的發明,該延伸積層體係將層積基材層與親水性高分子層之積層體延伸處理者,其中,該親水性高分子層中至少吸附二色性物質。將上述親水性高分子層以二色性物質染色後之具體的交聯方法,係記載有浸漬於含有以硼酸為代表例之交聯劑1至10重量%、及碘化物0.05至15重量%之10至60℃水溶液的方法。
但是乾式延伸後的聚乙烯醇系樹脂層之結晶化度變
高,因此有難以產生硼酸交聯之傾向,在上述專利文獻1所記載之交聯溫度無法充分進行交聯反應,而有難以獲得充分偏光性能之問題。
又,專利第4691205號公報(專利文獻2)中揭示一
種關於光學膜積層體的製造方法之發明,係在連續網狀之非晶性酯系熱塑性樹脂基材上,製作包括配向有二色性物質之聚乙烯醇系樹脂的偏光膜。將上述聚乙烯醇系樹脂層以二色性物質染色後的具體交聯方法,係記載有一邊浸漬於相對於水100重量份含有硼酸4重量份及碘化鉀5重量份之65℃的水溶液中一邊延伸之方法,或在浸漬於相對於水100重量份含有硼酸3重量份及碘化鉀3重量份之40℃的水溶液後,與前述方法同樣地一邊浸漬於相對於水100重量份含有硼酸4重量份及碘化鉀5重量份之75℃的水溶液中一邊延伸之方法。
但含有碘化鉀之交聯溶液中,有難以產生硼酸交聯
之傾向,專利文獻2所揭示之交聯方法也無法充分進行交聯反應,有無法獲得充分偏光性能之問題。
先行技術文獻
專利文獻1:日本特開2009-98653號公報(段落[0059]、[0060])
專利文獻2:日本專利第4691205號公報(段落[0099]、[0100]、[0106]至[0109])
有鑑於上述課題,本發明之目的為製造薄型且偏光性能高之偏光性積層膜及偏光板。
根據本發明而提供一種偏光性積層膜的製造方法,係具有:在基材膜的至少一面形成聚乙烯醇系樹脂層而得積層膜之樹脂層形成步驟;將所得積層膜以使聚乙烯醇系樹脂層厚度成為10μm以下之方式進行單軸延伸而得延伸膜之延伸步驟;將所得延伸膜浸漬於含有二色性色素之染色溶液並將上述聚乙烯醇系樹脂層染色,而得附有染色層之積層膜之染色步驟;以及,將所得附有染色層之積層膜浸漬於含有硼酸之交聯溶液,使前述染色之聚乙烯醇系樹脂層交聯而形成偏光體層之交聯步驟;上述交聯步驟依序具有第一交聯步驟及第二交聯步驟,上述染色步驟所得之附有染色層之積層膜,係在前述第一交聯步驟中,在60℃以上的溫度浸漬於每100重量份水之硼酸含有量為1至20重量份、碘化物含有量未滿1重量份之水溶液,接著在前述第二交聯步驟中,係在60℃以上的溫度浸漬於每100重量份水之硼酸含有量為1至20重量份、碘化物含有量為2重量份以上之水溶液。
該方法中,上述延伸步驟較佳為藉由以超過5倍之
延伸倍率單軸延伸上述積層膜而進行者。
而且,根據本發明可提供一種偏光板的製造方法,係具有:以上述任一方法製造偏光性積層膜之步驟、在所得偏光性積層膜之與基材膜相反側的面貼合保護膜之保護膜貼合步驟、以及在保護膜貼合後將上述基材膜由偏光性積層膜剝離之基材膜剝離步驟。
本發明之一大特徵係在染色步驟中對所得附有染色層之積層膜,實施在60℃以上的溫度浸漬於每100重量份水含有硼酸1至20重量份、碘化物的含有量未滿1重量份之水溶液的第一交聯步驟後,再實施在60℃以上的溫度浸漬於每100重量份水含有硼酸1至20重量份及碘化物2重量份以上之水溶液的第二交聯步驟。藉此可有效地製造偏光性能高且薄型的偏光性積層膜及偏光板。
S10‧‧‧樹脂層形成步驟
S20‧‧‧延伸步驟
S30‧‧‧染色步驟
S40‧‧‧交聯步驟
S50‧‧‧保護膜貼合步驟
S60‧‧‧基材膜剝離步驟
第1圖係表示本發明之偏光性積層膜的製造方法的一實施形態之流程圖。
第2圖係表示本發明之偏光板的製造方法的一實施形態之流程圖。
以下一邊參照適當圖式一邊詳細說明本發明。
第1圖係表示偏光性積層膜的製造方法的一實施形態之流程圖。如第1圖所示,該製造方法係包括:在基材膜的至少一面形
成聚乙烯醇系樹脂層而得積層膜之樹脂層形成步驟(S10);將所得積層膜以使聚乙烯醇系樹脂層厚度成為10μm以下之方式單軸延伸而得延伸膜之延伸步驟(S20);將所得延伸膜浸漬於含有二色性色素之染色溶液並將上述聚乙烯醇系樹脂層染色,而得附有染色層之積層膜之染色步驟(S30);以及,將所得附有染色層之積層膜浸漬於含有硼酸之交聯溶液,將上述染色之聚乙烯醇系樹脂層交聯而形成偏光體層之交聯步驟(S40)。
藉由該製造方法可得偏光性積層膜,該偏光性積層
膜係在基材膜上具備具有充分偏光性能之厚度10μm以下的偏光體層。該偏光性積層膜係如後述,可使用作為用以將偏光體層轉印至保護膜的中間物製品,且基材膜具有保護膜功能時,可直接將該偏光性積層膜作為偏光板使用。
第2圖係表示偏光板的製造方法的一實施形態之流程圖。如第2圖所示,該製造方法係進行下述步驟者,在基材膜的至少一面形成聚乙烯醇系樹脂層而得積層膜之樹脂層形成步驟(S10);將所得積層膜以使聚乙烯醇系樹脂層的厚度成為10μm以下之方式單軸延伸而得延伸膜之延伸步驟(S20);將所得延伸膜浸漬於含有二色性色素之染色溶液並將上述聚乙烯醇系樹脂層染色,而得附有染色層之積層膜之染色步驟(S30);以及將所得附有染色層之積層膜浸漬於含有硼酸之交聯溶液,使上述染色之聚乙烯醇系樹脂層交聯而形成偏光體層之交聯步驟(S40)後,進一步在所得偏光性積層膜之與上述基材膜相反側的面貼合保護膜之保護膜貼合步驟(S50);以及在保護膜貼合後將上述的基材膜從偏光性積層膜剝離
之基材膜剝離步驟(S60)。
藉由該製造方法可得偏光板,該偏光板係在保護膜
上具備具有充分偏光性能之厚度10μm以下的偏光體層。該偏光板例如可透過感壓式接著劑貼合於其他光學膜或液晶單元等而使用。
以下詳細說明第1圖及第2圖中S10至S60的各步
驟。又,第1圖及第2圖中S10至S40的各步驟在二個圖中為共通。
在樹脂層形成步驟中,於基材膜的至少一面形成聚乙烯醇系樹脂層而得積層膜。
基材膜所使用之樹脂例如可舉出透明性、機械強度、熱安定性、延伸性等優異之熱塑性樹脂,可因應玻璃轉移溫度Tg或熔點Tm而選擇適當的樹脂。熱塑性樹脂的具體例可舉出鏈狀聚烯烴系樹脂或環狀聚烯烴系樹脂之類之聚烯烴系樹脂、聚酯系樹脂、(甲基)丙烯酸系樹脂、纖維素酯系樹脂、聚碳酸酯系樹脂、聚乙烯醇系樹脂、醋酸乙烯酯系樹脂、聚丙烯酸酯系樹脂、聚苯乙烯系樹脂、聚醚碸系樹脂、聚碸系樹脂、聚醯胺系樹脂、聚醯亞胺系樹脂、及該等的混合物、共聚物等。基材膜可為上述樹脂所構成之單層或多層者。
從可安定地以高倍率延伸此點來看,鏈狀聚烯烴系
樹脂較佳為聚乙烯、聚丙烯等。或也可適合使用在丙烯與乙烯共聚所得之丙烯-乙烯共聚物等。共聚也可為其他種類的單體,可與
丙烯共聚之乙烯以外的單體可舉出例如α-烯烴。α-烯烴為碳數4以上者,較佳為碳數4至10的α-烯烴。碳數4至10的α-烯烴之具體例可舉出1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-庚烯、1-辛烯、及1-癸烯之類之直鏈狀單烯烴類;3-甲基-1-丁烯、3-甲基-1-戊烯、及4-甲基-1-戊烯之類之分支狀單烯烴類;乙烯環己烷等。丙烯與可與其共聚之其他單體的共聚物可為無規共聚物或嵌段共聚物。共聚物中源自該其他單體之構成單元的含有率,係可根據「高分子分析手冊」(1995年,紀伊國屋書店發行)第616頁所記載之方法藉由進行紅外線(IR)光譜測定而求得。
該等之中,構成丙烯系樹脂膜之丙烯系樹脂較佳為
丙烯的均聚物、丙烯-乙烯無規共聚物、丙烯-1-丁烯無規共聚物、及丙烯-乙烯-1-丁烯無規共聚物。
或者,構成丙烯系樹脂膜之丙烯系樹脂的立體規則
性較佳為實質上同排(isotactic)或對排(syndiotactic)者。具有實質上同排或對排的立體規則性之丙烯系樹脂所成的膜其操作性較好,且高溫環境下之機械強度優異。
環狀聚烯烴系樹脂較佳為使用降莰烯(norbornene)
系樹脂。環狀聚烯烴系樹脂係以環狀烯烴為聚合單元所聚合之樹脂的通稱,例如可舉出日本特開平1-240517號公報、日本特開平3-14882號公報、日本特開平3-122137號公報等所記載之樹脂。具體例可舉出環狀烯烴的開環(共)聚合物、環狀烯烴的加成聚合物、環狀烯烴與乙烯或丙烯之類之α-烯烴的共聚物(代表為無規共聚物)、將該等以不飽和羧酸或該衍生物改質之接枝聚合物、該等的氫化物等。環狀烯烴的具體例可舉出降莰烯系單體。
環狀聚烯烴系樹脂係有各種製品販售。市售品之例
可具體舉出TOPAS(Topas Advanced Polymers公司製,於日本可由Polyplastics股份有限公司取得)、ARTON(JSR股份有限公司製)、ZEONOR(日本ZEON股份有限公司製)、ZEONEX(日本ZEON股份有限公司製)、APEL(三井化學股份有限公司製)等。
聚酯系樹脂為主鏈具有酯鍵之聚合物,具體而言較
多為多元羧酸與多元醇的聚縮物所構成。聚酯系樹脂的製造所使用之多元羧酸主要為2價的二羧酸或其酯,例如可舉出對苯二甲酸、間苯二甲酸、對苯二甲酸二甲酯、萘二羧酸二甲酯等。或者多元醇之主要亦為2價的二醇,例如可舉出乙二醇、丙二醇、丁二醇、新戊二醇、環己烷二甲醇等。
聚酯系樹脂的代表例可舉出對苯二甲酸與乙二醇的
聚縮物之聚對苯二甲酸乙二酯。聚對苯二甲酸乙二酯為結晶性樹脂,但以結晶化處理前之狀態者較容易實施延伸等之處理。如有必要可藉由延伸時或延伸後之熱處理等而進行結晶化處理。或也可適合使用於聚對苯二甲酸乙二酯的骨架進一步與其他單體共聚而藉此降低結晶性(或非晶性)之共聚聚酯。如此樹脂之例可舉出例如將環己烷二甲醇與間苯二甲酸共聚者等。該等樹脂亦因延伸性優異而可適合使用。
聚對苯二甲酸乙二酯及該共聚物以外的具體之聚酯
系樹脂,可舉出聚對苯二甲酸丁二酯、聚萘二甲酸乙二酯,聚萘二甲酸丁二酯,聚對苯二甲酸三亞甲酯,聚萘二甲酸三亞甲酯,聚對苯二甲酸環己烷二甲酯,聚萘二甲酸環己烷二甲酯等。也可使用該等之混合樹脂或共聚物。
(甲基)丙烯酸系樹脂為以具有(甲基)丙烯醯基之化
合物為主要構成單體之聚合物。具體例可舉出聚甲基丙烯酸甲酯之類之聚(甲基)丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯-(甲基)丙烯酸共聚物、甲基丙烯酸甲酯-(甲基)丙烯酸酯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸酯-(甲基)丙烯酸共聚物、甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物(稱為MS樹脂者等)、甲基丙烯酸甲酯與具有脂環族烴基之化合物的共聚物(例如甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸環己酯共聚物,甲基丙烯酸甲酯-(甲基)丙烯酸降莰酯共聚物等)。較佳可舉出以聚(甲基)丙烯酸甲酯之類之(甲基)丙烯酸的C1-6烷酯為主成分之聚合物。(甲基)丙烯酸系樹脂的更佳例可舉出以甲基丙烯酸甲酯作為主成分(50至100重量%、較佳為70至100重量%)之甲基丙烯酸甲酯系樹脂。
纖維素酯系樹脂為纖維素的脂肪酸酯。如此纖維素
酯系樹脂的具體例可舉出纖維素三乙酸酯、纖維素二乙酸酯、纖維素三丙酸酯、纖維素二丙酸酯等。並可舉出該等的共聚物、羥基的一部分以其他基修飾者等。該等之中特佳為纖維素三乙酸酯。纖維素三乙酸酯膜有許多市售製品,在取得容易性及成本之點上為有利。纖維素三乙酸酯膜的市售品之例有Fujitac TD80、Fujitac TD80UF、Fujitac TD80UZ、Fujitac TD40UZ(以上為Fujifilm股份有限公司製)、KC8UX2M、KC4UY(以上為Konica Minolta Advanced Layers股份有限公司製)等。
聚碳酸酯系樹脂為主鏈具有碳酸酯鍵(-O-CO-O-)之
聚合物。為工程塑膠的一種,係具有高耐衝撃性、耐熱性、阻燃性之樹脂。又,因具有高透明性故也適合用於光學用途。光學用
途而言可適合使用市售之為了降低光彈性係數而修飾聚合物骨架之類之稱為改質聚碳酸酯之樹脂、或改善波長相依性之共聚聚碳酸酯等。如此聚碳酸酯樹脂有許多市售品,例如Panlite(帝人化成股份有限公司製)、Iupilon(Mitsubishi Engineering-Plastics股份有限公司製)、SD POLYCA(住友陶式股份有限公司製)、CALIBRE(陶式化學公司製)等。
構成基材膜之上述熱塑性樹脂中可添加任意適當之
添加劑。如此添加劑例如可舉出紫外線吸收劑、抗氧化劑、潤滑劑、塑化劑、脫模劑、抗著色劑、阻燃劑、成核劑、抗靜電劑、顏料、著色劑等。在基材膜中以上例示之熱塑性樹脂所佔比例較佳為50至100重量%,更佳為50至99重量%,又更佳為60至98重量%,特佳為70至97重量%。若基材膜中熱塑性樹脂的比例未滿50重量%,則有無法充分展現熱塑性樹脂原本所具有之高透明性等之虞。
可適當決定基材膜的厚度,但一般由強度、操作性
等作業性的觀點來看較佳為1至500μm,更佳為1至300μm,又更佳為5至200μm。再者,又更佳為具有5至150μm範圍的厚度之基材膜。
為了提升與樹脂層的密著性,基材膜至少可在形成
樹脂層側的表面實施電暈處理、電漿處理、火焰處理等。又,為了提升密著性,可在基材膜形成有樹脂層側的表面,形成底塗層或接著劑層之類之薄層。另外,設置接著劑層或電暈處理層等時,基材膜是指不包含該等之狀態者。
典型的聚乙烯醇系樹脂層,係將聚乙烯醇系樹脂的粉末例如溶解於水之類之溶解度高的溶媒,而調製聚乙烯醇系樹脂溶液,將所得樹脂溶液塗佈於基材膜的至少一邊表面使溶劑蒸發並乾燥,藉此而形成。藉由如此方法形成樹脂層而可薄膜化。聚乙烯醇系樹脂溶液對基材膜之塗佈,可由線棒塗佈法、反轉塗佈或凹版塗佈之類之輥塗佈法、模具塗佈法、缺角輪塗佈法、模唇塗佈法、旋轉塗佈法、簾幕塗佈法、噴泉塗佈法、浸塗法、噴霧法等的各種公知方法中適當選擇而進行。乾燥溫度例如為50至200℃,較佳為60至150℃。乾燥時間例如為2至20分鐘。
所形成樹脂層的厚度較佳為超過3μm且為30μm
以下,進一步更佳為在5至20μm的範圍。若塗佈所得樹脂層的厚度為3μm以下,則延伸後變得過薄而難以確保充分之染色性,另一方面該厚度若超過30μm,則最終所得偏光體層的厚度會超過10μm。
為了提升基材膜與聚乙烯醇系樹脂層的密著性,可
在基材膜之形成上述樹脂層之面設置底塗層。底塗層係由在聚乙烯醇系樹脂含有交聯劑等之組成物所形成者,從密著性的觀點來看為佳。
在形成上述樹脂層、並設置底塗層時也包括該底塗層之聚乙烯醇系樹脂,係可為聚醋酸乙烯酯系樹脂經皂化者。聚醋酸乙烯酯系樹脂除了醋酸乙烯酯的均聚物之聚醋酸乙烯酯以外,也可舉例如與可與醋酸乙烯酯共聚之其他單體的共聚物等。可與醋酸乙烯酯共聚之其他單體例如可舉出不飽和羧酸類、烯烴類、乙烯醚類、不飽和磺酸類、具有銨基之丙烯醯胺類等。
形成樹脂層所使用之聚乙烯醇系樹脂,其皂化度以
80莫耳%以上為佳,又以90莫耳%以上,尤以94莫耳%以上為更佳。若皂化度過低,則形成偏光板後的耐水性或耐濕熱性有可能不足。又可為完全皂化品(皂化度為100莫耳%者),但若皂化度過高則染色速度會變慢,為了賦予充分的偏光性能而有製造時間變長,或依情況而有無法獲得具有充分偏光性能之偏光體的情形。
在此,該皂化度以99.5莫耳%以下為佳,以99莫耳%以下或99.0莫耳%以下更佳。
在此所述之皂化度,係聚乙烯醇系樹脂的原料之聚
醋酸乙烯酯系樹脂所含的醋酸基(乙醯氧基:-OCOCH3)經皂化處理而轉換成羥基之比例,以單位比(莫耳%)所示者,以下式定義。
皂化度(莫耳%)=[(羥基數)÷(羥基數+醋酸基數)]×100
若皂化度過高則表示羥基之比例多,因此表示阻礙結晶化之醋酸基的比例少。皂化度可藉由JIS K6726-1994「聚乙烯醇試驗方法」所規定之方法而求得。
又,本發明所使用之聚乙烯醇系樹脂可為部分改質之改質聚乙烯醇。例如可舉出將聚乙烯醇系樹脂以乙烯或丙烯之類之烯烴類改質者、以丙烯酸或甲基丙烯酸或巴豆酸之類之不飽和羧酸類改質者、以不飽和羧酸的烷酯改質者、以丙烯醯胺改質者等。改質比例較佳為未滿30莫耳%,更佳為未滿10莫耳%。進行30莫耳%以上的改質時,二色性色素難以吸附,容易產生偏光性能變低之不良情形。
聚乙烯醇系樹脂的平均聚合度通常在100至10,000左右的範圍,較佳為在1,500至8,000,又更佳為在2,000至5,000
的範圍。在此之平均聚合度亦可依JIS K6726-1994「聚乙烯醇試驗方法」所規定之方法而求得。
具有如此特性之聚乙烯醇系樹脂,例如可舉出Kuraray
股份有限公司製之PVA124(皂化度98.0至99.0莫耳%)、PVA117(皂化度98.0至99.0莫耳%)、PVA624(皂化度95.0至96.0莫耳%)及PVA617(皂化度94.5至95.5莫耳%);例如日本合成化學工業股份有限公司製之AH-26(皂化度97.0至98.8莫耳%)、AH-22(皂化度97.5至98.5莫耳%)、NH-18(皂化度98.0至99.0莫耳%)、及N-300(皂化度98.0至99.0莫耳%);例如JAPAN VAM & POVAL股份有限公司製JC-33(皂化度99.0莫耳%以上)、JM-33(皂化度93.5至95.5莫耳%)、JM-26(皂化度95.5至97.5莫耳%)、JP-45(皂化度86.5至89.5莫耳%)、JF-17(皂化度98.0至99.0莫耳%)、JF-17L(皂化度98.0至99.0莫耳%)及JF-20(皂化度98.0至99.0莫耳%)等,本發明中可適合使用該等。
在延伸步驟中,將前述積層膜以聚乙烯醇系樹脂層的厚度成為10μm以下之方式單軸延伸而製作延伸膜。單軸延伸的延伸倍率較佳為超過5倍且在17倍以下,又更佳為超過5倍且在8倍以下。延伸倍率若為5倍以下,則聚乙烯醇系樹脂層的配向不充分,故結果會產生偏光體層的偏光度不夠高之不良情形。另一方面,若延伸倍率超過17倍,則延伸時容易產生積層膜的破裂,且延伸膜變得過薄,有使後步驟的加工性或處理性降低之虞。延伸步驟(S20)之延伸處理不僅限於一階段的延伸,可多階段地進行。此時,二階段以後之延伸步驟可在延伸步驟(S20)中進行,但也可與
染色步驟(S30)中之染色處理或交聯處理同時進行。以如此多階段進行延伸時,較佳為以使所有延伸處理之全部階段的累積延伸倍率超過5倍之方式進行延伸處理者。
本實施形態中之延伸步驟(S20)可藉由對積層膜的長
度方向進行之縱向延伸處理、或對寬度方向延伸之橫向延伸處理等而進行。縱向延伸方式可舉出輥間延伸方法、壓縮延伸方法等,橫向延伸方式可舉出拉幅法等。
又,延伸處理可採用濕潤式延伸方法或乾式延伸方
法之任一者,但從積層膜延伸時的溫度可在廣範圍中選擇之點來看,較佳為使用乾式延伸方法。
延伸溫度可設定為表現可延伸聚乙烯醇系樹脂層及
基材膜全體之程度的流動性之溫度以上,較佳為[基材膜的相轉移溫度-30]℃至[基材膜的相轉移溫度+30]℃的範圍,更佳為[基材膜的相轉移溫度-25]℃至[基材膜的相轉移溫度+30]℃的範圍。延伸溫度若低於[基材膜的相轉移溫度-30]℃,則難以達成超過5倍的高倍率延伸。延伸溫度若超過[基材膜的相轉移溫度+30]℃,則基材膜的流動性過大而有難以延伸之傾向。由較容易達成超過5倍的高延伸倍率來看,延伸溫度較佳為在上述範圍內,又更佳為120℃以上。延伸處理的溫度調整一般係藉由加熱爐的溫度調整。
在染色步驟中,將上述延伸步驟所得延伸膜浸漬於含有二色性色素之染色溶液,並將延伸膜中的聚乙烯醇系樹脂層染色,而得附有染色層之積層膜。二色性色素例如可使用碘或二色性有機染料。二色性有機染料例如可使用紅BR、紅LR、紅R、粉紅LB、
品紅(Rubin)BL、棗紅(Bordeaux)GS、天空藍LG、檸檬黃、藍BR、藍2R、海軍藍RY、綠LG、紫LB、紫B、黑H、黑B、黑GSP、黃3G、黃R、橙LR、橙3R、猩紅(Scarlet)GL、猩紅KGL、剛果紅(Congo red)、亮紫BK、豔藍(Supra Blue)G、豔藍GL、豔橙GL、直接天空藍(Direct sky blue)、直接堅牢橙(Direct fast orange)S、堅牢黑(fast black)等。該等二色性有機染料可由市場獲得。二色性色素可僅使用1種類,也可併用2種類以上。
染色步驟例如藉由將延伸膜全體浸漬於含有上述二
色性色素之溶液(染色溶液)而進行。染色溶液可使用將上述二色性色素溶解於溶媒之溶液。染色溶液的溶媒一般係使用水,但可進一步添加與水有相溶性的有機溶媒。二色性色素的濃度較佳為0.01至10重量%,更佳為0.02至7重量%,又更佳為0.025至5重量%。
使用碘作為二色性色素時可更提升染色効率,故較
佳為進一步添加碘化物。該碘化物例如可舉出碘化鉀、碘化鋰、碘化鈉、碘化鋅、碘化鋁、碘化鉛、碘化銅、碘化鋇、碘化鈣、碘化錫、碘化鈦等。該等碘化物的添加比例較佳為在染色溶液中為0.01至20重量%。碘化物之中較佳為使用碘化鉀。使用碘化鉀時,碘與碘化鉀的比例較佳為重量比在1:5至1:100的範圍,更佳為在1:6至1:80的範圍,又更佳為在1:7至1:70的範圍。
延伸膜於染色溶液的浸漬時間通常較佳在15秒至
15分鐘的範圍,更佳為在30秒至3分鐘的範圍。又,染色溶液的溫度較佳為在10至60℃的範圍,更佳為在20至40℃的範圍。
另外,染色處理可在延伸步驟前進行、或與延伸步
驟同時進行,但從使吸附於聚乙烯醇系樹脂之二色性色素良好地配向來看,較佳為在對未延伸膜實施延伸處理後再染色處理。此時,可將預先以目標倍率延伸者僅實施染色,也可將預先以低倍率延伸者於染色中再度延伸而以全部延伸達到目的倍率之方式實施。又,進一步於其後的交聯處理中延伸時,在此情形也可保持低倍率延伸。此時可適當調整而達到交聯處理後之目的倍率。
在染色步驟後接著進行交聯步驟。在交聯步驟中,藉由將上述染色步驟所得之附有染色層之積層膜浸漬於含有交聯劑之溶液(交聯溶液)中,而進行交聯處理。交聯劑一般已知有硼酸或硼砂之類之硼化合物、乙二醛、戊二醛等,但本發明中係使用硼酸。當然其他交聯劑也可與硼酸一起存在。
交聯溶液中除了硼酸以外,一般摻配碘化物。藉由存在碘化物而可使樹脂層面內之偏光特性更均一化。碘化物例如可使用碘化鉀、碘化鋰、碘化鈉、碘化鋅、碘化鋁、碘化鉛、碘化銅、碘化鋇、碘化鈣、碘化錫、碘化鈦等,其中特佳為使用碘化鉀。
在交聯步驟中,藉由使用溶質種類或濃度不同之複數交聯溶液,而可獲得更佳之偏光性能。本發明中將交聯步驟分2階段進行,在1階段(第一交聯步驟)中使用碘化物濃度低、或實質上不含碘化物之交聯溶液,而在第2階段(第二交聯步驟)中使用碘化物濃度較第一交聯步驟者高之交聯溶液。當然也可將交聯步驟分為3階段以上而進行,但此時要先進行第一交聯步驟,之後再進行第二交聯步驟。亦即第一交聯步驟與第二交聯步驟要照
該順序進行。
在第一交聯步驟中,使用在每100重量份水之硼酸
含有量為1至20重量份、碘化物含有量未滿1重量份之水溶液作為交聯溶液,並於其中以60℃以上之溫度浸漬先前染色步驟所得之附有染色層之積層膜。該第一交聯步驟中,由於每100重量份水之碘化物含有量未滿1重量份,故可有效率地進行交聯反應。
如此,由於可在第一交聯步驟中先有效地進行交聯反應,因此,其中所使用之交聯溶液中的碘化物含有量係在每100重量份水中未滿1重量份,較佳為0.6重量份以下,又更佳為0.05重量份以下。第一交聯步驟所使用之交聯溶液可不含有碘化物。
接著,在第二交聯步驟中,使用每100重量份水中
含有硼酸1至20重量份及碘化物2重量份以上之水溶液作為交聯溶液,並將經過先前之第一交聯步驟後的附有染色層之積層膜以60℃以上之溫度浸漬於其中。該第二交聯步驟中,由於每100重量份水之碘化物的含有量為2重量份以上,故先前染色步驟及第一交聯步驟容易殘留於聚乙烯醇系樹脂層(染色層)而使配向惡化之二色性色素係容易去除。其結果可確保偏光性能並提升透過率,故可得更佳之偏光性能。又,藉由調節第二交聯步驟中之碘化物含有量,而可調節偏光性積層膜的色相。第二交聯步驟中之碘化物的容許含有量在每100重量份之水為15重量份左右,較佳為5重量份以上且較佳為8重量份以下。
可使用將交聯劑(硼酸)溶解於溶媒之溶液作為交聯
溶液。本發明中使用水作為溶媒,但該交聯溶液(水溶液)可進一步含有與水有相溶性的有機溶劑。交聯溶液中之硼酸的濃度在第
一交聯步驟及第二交聯步驟中,每100重量份水中均為1至20重量份,但較佳為3重量份以上,更佳為4重量份以上,又更佳為6重量份以上,且較佳為15重量份以下。
附有染色層之積層膜在交聯溶液的浸漬時間,包括
第一交聯步驟及第二交聯步驟之交聯步驟全體之總和,一般較佳為15秒至20分鐘,更佳為30秒以上且為15分鐘以下。交聯溶液的溫度為60℃以上,但該上限較佳為82℃以下。若該溫度未滿60℃,則不論如何延長浸漬時間也難以獲得充分偏光性能,另一方面若該溫度超過82℃,則聚乙烯醇系樹脂會部分溶出而容易產生染色後的不均。
另外,藉由在染色溶液中摻配交聯劑,可使交聯處
理與染色處理同時進行。本發明中亦可預先在染色溶液中摻配交聯劑,使在染色步驟中部分地進行交聯反應,但此時藉由在染色步驟後進行包括上述第一交聯步驟及第二交聯步驟之交聯步驟,可得到顯示優異偏光性能之偏光性積層膜或偏光板。又,可將預先以目標倍率延伸者僅實施交聯,也可同時進行交聯處理與延伸。此時可將預先在延伸步驟中以低倍率延伸之延伸膜於交聯處理中再度延伸,藉此而使全部達成目的倍率即可。
經過交聯步驟之後,較佳為進行洗淨處理及乾燥處理。洗淨處理通常藉由將經過交聯步驟的膜以水洗淨而進行。洗淨處理通常使用離子交換水或蒸餾水之類之純水。藉由將經過交聯步驟後的膜浸漬於其中,而可進行洗淨處理。洗淨所使用之水的溫度通常為3至50℃,較佳為4至20℃的範圍。浸漬時間通常為2至300
秒,較佳為3至240秒。
洗淨處理可組合以碘化物水溶液之洗淨、及以水之
洗淨。或可適當地使用摻配甲醇、乙醇、異丙醇、丙醇及丁醇之類之液體醇的水溶液。
洗淨處理後較佳為進一步實施乾燥處理。乾燥處理
可採用任意適當方法(例如自然乾燥、送風乾燥、加熱乾燥)。例如加熱乾燥時的乾燥溫度通常為20至95℃,乾燥時間通常為1至15分鐘左右。藉由以上述染色步驟(S30)、交聯步驟(S40)而使樹脂層具有作為偏光體的功能。本說明書中將具有作為偏光體的功能之樹脂層稱為偏光體層,將在基材膜上具備偏光體層之積層體稱為偏光性積層膜。
在此,在經過以上說明各步驟所得之偏光性積層膜之與基材膜側相反側的偏光體層面貼合保護膜。偏光體層與保護膜的貼合,例如可藉由透過黏著劑層或接著劑層而貼合兩者之方法而進行。
保護膜可為不具有光學功能之單純保護膜,也可為相位差膜或輝度提昇膜之兼具光學功能的膜。
保護膜的材料可使用偏光板領域中一般所使用者,而無特別限制。例如可舉出環狀聚烯烴系樹脂膜、含有三醋酸纖維素或二醋酸纖維素之類之樹脂的纖維素酯系樹脂膜、包括聚對苯二甲酸乙二酯或聚萘二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯之類之樹脂的聚酯系樹脂膜,聚碳酸酯系樹脂膜、丙烯酸系樹脂膜、
聚丙烯系樹脂膜等。
環狀聚烯烴系樹脂係以降莰烯之類之環狀烯烴為主
要構成單元者,可適用適宜的市售品例如TOPAS(Topas Advanced Polymers公司製,於日本可由Polyplastics股份有限公司獲得)、ARTON(JSR股份有限公司製)、ZEONOR(日本ZEON股份有限公司製)、ZEONEX(日本ZEON股份有限公司製)、APEL(三井化學股份有限公司製)等。將如此環狀聚烯烴系樹脂製作成膜時,可適當使用溶劑澆鑄法、熔融擠出法等公知方法。
環狀聚烯烴系樹脂膜可為單軸延伸或雙軸延伸者。
藉由延伸可對環狀聚烯烴系樹脂膜賦予任意的相位差值。延伸通常是一邊將膜卷拉出一邊連續地進行,在加熱爐中,朝輥的進行方向、與該進行方向面內正交之方向、該兩方、或與進行方向非平行也非正交之斜方向而延伸。加熱爐溫度通常為由環狀聚烯烴系樹脂的玻璃轉移溫度附近至玻璃轉移溫度+100℃的範圍。延伸倍率係在一方向上通常為1.1至6倍,較佳為1.1至3.5倍。可使用如Esushina相位差膜(積水化學工業股份有限公司製)及ZEONOR膜(日本ZEON股份有限公司製)之類之預先製膜並依情形進一步賦予相位差之環狀聚烯烴系樹脂膜的市售品。
環狀聚烯烴系樹脂膜一般之表面活性差,故與偏光
體層接著之表面較佳為進行電漿處理、電暈處理、紫外線照射處理、火焰處理、皂化處理等的表面處理。其中較適合為可較容易實施之電漿處理或電暈處理。
纖維素酯系樹脂係纖維素的脂肪酸酯,典型為纖維
素三乙酸酯。纖維素酯系樹脂膜可適用適宜的市售品,例如Fujitac
TD80、Fujitac TD80UF、Fujitac TD80UZ、Fujitac TD40UZ(以上為Fujifilm股份有限公司製)、KC8UX2M、KC4UY(以上為Konica Minolta Advanced Layers股份有限公司製)等。
為了改良視角特性,可在纖維素酯系樹脂膜的表面
形成液晶層等。又,可為延伸並賦予相位差者。為了提高與偏光膜的接著性,纖維素酯系樹脂膜通常係施以皂化處理。皂化處理可藉由浸漬於氫氧化鈉或氫氧化鉀之類之鹼性水溶液的方法而進行。
保護膜的表面可形成硬塗層、防眩層及抗反射層之
類之光學層。在保護膜表面形成該等光學層之方法並無特別限定,可使用公知方法。
從薄型化之要求來看,保護膜的厚度較佳為盡可能
較薄,較佳為90μm以下,更佳為50μm以下。但若過薄會使強度降低而在加工性會有問題,故通常較佳為5μm以上。
偏光板在使用時可層積其他光學層而作為複合偏光板使用。上述保護膜可具有如此之其他光學層的功能。
其他光學層之例可列舉:透過某種偏光之光並將顯示與其相反性質的偏光之光反射之反射型偏光膜、表面具有凹凸形狀之附有防眩功能的膜、附有抗表面反射之功能的膜、表面具有反射功能之反射膜;兼具反射功能與透過功能之半透過反射膜、視角補償膜等。
透過某種偏光之光並將顯示與其相反性質的偏光之光反射之反射型偏光膜所相當之市售品,例如可舉出DBEF(3M公
司製,於日本可由住友3M股份有限公司取得)、及APF(3M公司製,於日本亦可由住友3M股份有限公司取得)。作為視角補償膜,可舉出在基材表面塗佈液晶性化合物並配向之光學補償膜、包含聚碳酸酯系樹脂之相位差膜、及包含環狀聚烯烴系樹脂之相位差膜等。在基材表面塗佈液晶性化合物並配向之光學補償膜所相當之市售品,例如可舉出WV膜(Fujifilm股份有限公司製)、NH膜(JX日礦日石能源股份有限公司製)、NV膜(JX日礦日石能源股份有限公司製)等。又,包括環狀聚烯烴系樹脂之相位差膜所相當之市售品,例如可舉出ARTON膜(JSR股份有限公司製)、Esushina相位差膜(積水化學工業股份有限公司製)、ZEONOR膜(日本ZEON股份有限公司製)等。
將偏光體層與保護膜透過黏著劑層貼合時,構成該黏著劑層之黏著劑通常包括以丙烯酸系樹脂、苯乙烯系樹脂、矽酮系樹脂等為基底聚合物,並於其中添加異氰酸酯化合物、環氧化合物、氮丙啶化合物等的交聯劑之組成物。再者,亦可在黏著劑中摻配微粒子並形成顯示光散射性之黏著劑層。
黏著劑層的厚度較佳為1至40μm,但在不損及包括加工性及耐久性之特性的範圍內以薄者為佳,更佳為3至25μm。3至25μm之厚度具有良好之加工性且可抑制偏光體層的尺寸變化,故較適合。黏著劑層的厚度若低於1μm則黏著性降低,另一方面若超過40μm則容易產生黏著劑滲出等不良情形。
於保護膜或偏光體層之黏著劑層的形成,可藉由在保護膜或偏光體層塗佈含有以上述基底聚合物為代表之各成分的
黏著劑溶液並乾燥而進行,也可藉由將形成於隔片上之黏著劑層移設至保護膜面或偏光體層面之方法而進行。前者之在保護膜或偏光體層直接形成黏著劑層時,一般通例係於該黏著劑層貼合隔片,直到貼合於另一膜片為止暫時固定保護該表面,但也可省略隔片的貼合並於該黏著劑層直接貼合另一膜片。又,後者之將形成於隔片上之黏著劑層移設時,在貼合於另一膜片時即剝離該隔片。在保護膜或偏光體層直接塗佈黏著劑溶液而形成黏著劑層時,視需要可在該保護膜或偏光體層的黏著劑層形成面實施密著處理,例如電暈處理等,或者,在將形成於隔片上之黏著劑層移設至保護膜或偏光體層時,視需要可在保護膜或偏光體層的黏著劑層形成面、及/或黏著劑層的貼合面實施密著處理,例如電暈處理等。將形成於一邊的膜之黏著劑層貼合於另一膜片時,同樣地可視需要在該另一膜另一膜片的貼合面及/或黏著劑層的貼合面實施密著處理。
將偏光體層與保護膜透過接著劑層貼合時,構成該接著劑層之接著劑,例如可為聚乙烯醇系樹脂水溶液、水系雙液型胺甲酸乙酯系乳液接著劑等。其中聚乙烯醇系樹脂水溶液較適用。作為接著劑使用之聚乙烯醇系樹脂中,除了醋酸乙烯酯的均聚物之聚醋酸乙烯酯經皂化處理而得之乙烯醇均聚物以外,亦有醋酸乙烯酯與可與其共聚之其他單體的共聚物經皂化處理而得之乙烯醇系共聚物,此外亦有該等之羥基經部分改質之改質聚乙烯醇系聚合物等。在水系接著劑中可添加多元醛、水溶性環氧化合物、三聚氰胺系化合物、二氧化鋯化合物、鋅化合物等之添加劑。在使用
如此水系接著劑時,由其所得之接著劑層一般遠比1μm更薄,即使以一般的光學顯微鏡觀察剖面,事實上也無法觀察到該接著劑層。
使用水系接著劑之膜的貼合,係可藉由透過該接著
劑貼合兩膜並以輥等壓接且乾燥之方法等而進行。例如可採用在一邊的膜表面均勻塗佈接著劑後於其上重疊另一膜之方法、或是在兩膜間流入接著劑之方法。接著劑通常在調製後於15至40℃的溫度下塗佈,貼合溫度通常在15至30℃的範圍。
在使用水系接著劑時,在膜貼合後,為了使接著劑
中所含的水去除而乾燥。乾燥爐之溫度較佳為30至90℃。乾燥溫度若低於30℃則接著面有容易剝離之傾向。另一方面,若該溫度超過90℃,則因熱而有使偏光體層等之光學性能劣化之虞。乾燥時間可為10至1,000秒。
乾燥後可進一步在室溫或稍微高之溫度,例如20
至45℃左右的溫度養護12至600小時左右。養護時之溫度一般設定為比乾燥時所採用之溫度低。
又,非水系的接著劑亦可使用光硬化性接著劑。光
硬化性接著劑例如可舉出光硬化性環氧化合物與光陽離子聚合起始劑的混合物等。
光硬化性接著劑是指藉由照射紫外線等活性能源線
而硬化之接著劑,例如可舉出含有聚合性化合物及光聚合起始劑者、含有光反應性樹脂者、含有黏合劑樹脂及光反應性交聯劑者等。前述聚合性化合物可舉出光硬化性環氧系單體、光硬化性丙烯酸系單體、光硬化性胺甲酸乙酯系單體等的光聚合性單體、或
源自該等單體之寡聚物等。又,光聚合起始劑可舉出含有接受紫外線等的活性能源線的照射而產生中性自由基、陰離子自由基、陽離子自由基之所謂活性物種的物質者。含有聚合性化合物及光聚合起始劑之光硬化性接著劑,較佳為含有光硬化性環氧系單體及光陽離子聚合起始劑者。
使用光硬化性接著劑之膜的貼合,係可藉由以例如
流延法、線棒塗佈法、凹版塗佈法、缺角輪塗佈法、刮刀板法、模具塗佈法、浸塗法、噴霧法等而在膜的接著面塗佈接著劑,並將2片膜重疊之方法而進行。流延法為將被塗佈物之2片膜在略垂直方向、略水平方向或兩者間的斜方向一邊移動,一邊在該表面流下接著劑而擴散之方法。
在膜表面塗佈接著劑後,將膜以壓輥等夾住使之貼
合而接著。又,也可適用將該積層體以輥等加壓並均勻地壓開之方法。此時,輥的材質可為金屬或橡膠等。再者,較佳亦可採用將該積層體通過輥與輥之間加壓並壓開之方法。此時,二輥可為相同材質或不同材質。使用壓輥等貼合後的接著劑層之乾燥或硬化前的厚度較佳為5μm以下且為0.01μm以上。
為了提昇接著性,可在膜的接著表面適宜地實施電
漿處理、電暈處理、紫外線照射處理、火焰處理、皂化處理等表面處理。皂化處理可藉由浸漬於氫氧化鈉或氫氧化鉀之類之鹼性水溶液之方法而進行。
使用光硬化性接著劑作為接著劑時,將層積膜後藉
由照射活性能源線使光硬化性接著劑硬化。活性能源線的光源並無特別限定,但較佳為具有發光分布在波長400nm以下之紫外
線,具體而言較佳可使用低壓水銀燈、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。
對光硬化性接著劑的光照射強度係因應光硬化性接
著劑的組成而適宜決定,並無特別限制,但較佳者為使聚合起始劑活化之有效波長區域的照射強度成為0.1至6,000mW/cm2。若照射強度在該範圍則反應時間不會過長,此外也較不用擔心因光源輻射的熱及光硬化性接著劑的硬化時的發熱而產生硬化性化合物黃變或偏光體層的劣化。對光硬化性接著劑的光照射時間只要是因應硬化之接著劑而適用者,則亦無特別限定,但較佳者為設定使上述照射強度與照射時間的積所表示之累績光量成為10至10,000mJ/cm2。若對光硬化性接著劑的累績光量在該範圍,則可產生充分量之源自聚合起始劑的活性物種並確實進行硬化反應,此外照射時間不會過長且可維持良好生產性。照射活性能源線後的接著劑層厚度通常為0.001至5μm左右,較佳為0.01μm以上且為2μm以下,又更佳為0.01μm以上且為1μm以下。
藉由照射活性能源線而使含有偏光體層或保護膜之
膜的光硬化性接著劑硬化時,較佳為在不使偏光體層的偏光度、透過率及色相、以及保護膜的透明性等偏光板各功能降低之條件下進行硬化。
在本實施形態的偏光板的製造方法中,如第2圖所示,將保護膜貼合於偏光體層之保護膜貼合步驟(S50)後,進行基材膜剝離步驟(S60)。樹脂層形成步驟所使用之基材膜係於此步驟中從偏光
性積層膜剝離。基材膜的剝離方法並無特別限定,可採用與通常附有黏著劑之偏光板所進行之隔片的剝離步驟相同之方法。保護膜貼合步驟(S50)之後可直接立刻剝離基材膜,也可先捲為輪狀後另外設置剝離步驟而剝離基材膜。
剝離基材膜之後,設於偏光體層或該表面之薄的底
塗層會露出,而可直接使用作為偏光板。此時,通例為在該偏光體層或底塗層表面,設置用以貼合液晶單元等顯示元件、或其他光學膜的黏著劑層。又,在剝離基材膜所露出之偏光體層或底塗層的表面,使用接著劑貼合另外的保護膜,亦可作成偏光體層被2片保護膜夾住之構造的偏光板。此時通例為在一邊的保護膜面,設置用以貼合液晶單元等顯示元件、或其他光學膜的黏著劑層。
以下以實施例及比較例更進一步具體說明本發明,但本發明並不限於該等例。實施例中,含有量及使用量所表示之%及份在未特別註明下為重量基準。
基材膜係使用具有110μm厚度之未延伸聚丙烯膜(熔點163℃)。
將平均聚合度1,100、皂化度99.5莫耳%的聚乙烯醇粉末(日本合成化學工業股份有限公司製"Z-200")溶解於95℃的熱水,而調製濃度3%的聚乙烯醇水溶液。在所得水溶液中,將水溶性環氧
樹脂之30%水溶液之交聯劑(田岡化學工業股份有限公司製"Sumirez resin 650"),以相對於聚乙烯醇的固形分6份為5份的比例混合。在已實施電暈處理之上述基材膜上,使用微凹版塗佈機塗佈所得混合水溶液,在80℃乾燥10分鐘,形成厚度0.2μm的底塗層。
將平均聚合度2,400、皂化度98.0至99.0莫耳%的聚乙烯醇粉末(Kuraray股份有限公司製"PVA124")溶解於95℃的熱水,而調製濃度8%的聚乙烯醇水溶液。在上述底塗層上使用模唇塗佈機塗佈所得水溶液,在80℃乾燥20分鐘,而製作包含基材膜、底塗層及聚乙烯醇系樹脂層之3層之積層膜。聚乙烯醇系樹脂層的厚度為10μm。
對於以上所得積層膜在160℃實施5.8倍的自由端單軸延伸,而得延伸膜。延伸後的聚乙烯醇系樹脂層的厚度為5.0μm。
使用以下所示組成且保持於26至30℃之染色溶液中,將以上所得延伸膜浸漬60至180秒之預設時間而染色後,以10℃的純水沖洗多餘碘液。微調於染色溶液的浸漬時間及碘濃度,使最後所得偏光板其藉由後述方法所求之視感度補正單體透過率(Ty)成為42.0%附近。
水 100份
碘 0.25至0.6份
碘化鉀 10份
接著在具有以下所示組成且保持於76℃之第一交聯溶液中浸漬240秒(第一交聯步驟),之後,在具有以下所示組成且亦保持於76℃之第二交聯溶液中浸漬60秒(第二交聯步驟)。接著以10℃的純水洗淨10秒,最後以80℃進行200秒的乾燥。藉由上述操作而從樹脂層形成偏光體層,獲得偏光性積層膜。
水 100份
硼酸 9.5份
水 100份
硼酸 9.5份
碘化鉀 10份
將平均聚合度1,800的聚乙烯醇粉末(Kuraray股份有限公司製"KL-318")溶解於95℃的熱水,而調製濃度3%的聚乙烯醇水溶液。在所得水溶液中,將相同於先前底塗層形成步驟所使用之交聯劑"Sumirez resin 650",相對於聚乙烯醇的固形分2份以1份的比例混合,而作為接著劑溶液。將該聚乙烯醇系接著劑塗佈於偏光性積層膜的偏光體層後,在其上貼合包括三醋酸纖維素之保護膜(Konica Minolta Advanced Layers股份有限公司製"KC4UY"),而得包含保護膜/接著劑層/偏光體層/底塗層/基材膜之多層膜。
從以上所得多層膜剝離基材膜,製作包括保護膜/接著劑層/偏光體層/底塗層之偏光板。基材膜可從上述多層膜容易地剝離。
以附有積分球之分光光度計(日本分光股份有限公
司製「V7100」)測定所得偏光板的光學特性時,Py=99.997%、單體a=-0.83、單體b=4.44、平行a=-1.32、平行b=7.78、正交a=0.60、正交b=-0.05。
除了將交聯步驟之第一交聯溶液的組成改成相對水100分而硼酸9.5分及碘化鉀0.5分以外,以與實施例1相同方法製作偏光板。以附有積分球之分光光度計測定所得偏光板的光學特性時,Py=99.997%、單體a=-0.81、單體b=4.36、平行a=-1.28、平行b=7.62、正交a=0.23、正交b=0.01。
除了將交聯步驟之第一交聯溶液的組成改成相對水100份而硼酸9.5份及碘化鉀0.9份以外,以與實施例1相同方法製作偏光板。以附有積分球之分光光度計測定所得偏光板的光學特性時,Py=99.995%、單體a=-0.82、單體b=4.44、平行a=-1.29、平行b=7.73、正交a=0.33、正交b=-0.11。
除了將交聯步驟之第二交聯溶液的碘化鉀量改成相對100份水為7份以外,以與實施例1相同方法製作偏光板。以附有積分球之分光光度計測定所得偏光板的光學特性時,Py=99.995%、單體a=-0.92、單體b=3.78、平行a=-1.52、平行b=6.65、正交a=0.00、正交b=0.09。
除了將交聯步驟之第二交聯溶液的碘化鉀量改成相對100份水為5份以外,以與實施例1相同方法製作偏光板。以附有積分球之分光光度計測定所得偏光板的光學特性時,Py=99.995%、單體a=-1.09、單體b=3.74、平行a=-1.84、平行b=6.56、正交a=0.24、正交b=-0.38。
除了使交聯步驟之第一交聯溶液的溫度為78℃、於其中之浸漬時間為120秒,並使第二交聯溶液的溫度為78℃以外,以與實施例1相同方法製作偏光板。以附有積分球之分光光度計測定所得偏光板的光學特性時,Py=99.995%、單體a=-0.57、單體b=3.90、平行a=-0.92、平行b=6.87、正交a=1.05、正交b=0.18。
除了使交聯步驟之第一交聯溶液的溫度為78℃、於其中之浸漬時間為120秒,並使第二交聯溶液的組成改成相對100份水之硼酸9.5份及碘化鉀6.8份、溫度為70℃以外,以與實施例1相同方法製作偏光板。以附有積分球之分光光度計測定所得偏光板的光學特性時,Py=99.995%、單體a=-0.82、單體b=3.25、平行a=-1.41、平行b=5.78、正交a=0.79、正交b=-0.40。
除了使交聯步驟之第一交聯溶液的溫度為78℃、於其中之浸漬時間為120秒,並使第二交聯溶液的組成改成相對100份水之硼酸9.5份及碘化鉀4.9份、溫度為70℃以外,以與實施例1相同方法製作偏光板。以附有積分球之分光光度計測定所得偏光板
的光學特性時,Py=99.995%、單體a=-0.89、單體b=2.99、平行a=-1.55、平行b=5.33、正交a=0.66、正交b=-0.91。
除了在交聯步驟中不進行第二交聯步驟,交聯溶液的組成改成相對於100份水之硼酸9.5份及碘化鉀10份,且使於其中之浸漬時間為300秒以外,以與實施例1相同方法製作偏光板。以附有積分球之分光光度計測定所得偏光板的光學特性時,Py=99.993%、單體a=-0.74、單體b=3.86、平行a=-1.20、平行b=6.77、正交a=0.19、正交b=-0.10。
除了在交聯步驟中不進行第二交聯步驟,交聯溶液的組成改成相對於100份水之硼酸9.5份及碘化鉀5份,且使於其中之浸漬時間為300秒以外,以與實施例1相同方法製作偏光板。以附有積分球之分光光度計測定所得偏光板的光學特性時,Py=99.994%、單體a=-0.87、單體b=3.06、平行a=-1.49、平行b=5.44、正交a=0.14、正交b=-0.25。
除了在交聯步驟中不進行第二交聯步驟,交聯溶液的組成改成相對於水100份水之硼酸9.5份及碘化鉀5份,溫度為78℃,且使於其中之浸漬時間為300秒以外,以與實施例1相同方法製作偏光板。以附有積分球之分光光度計測定所得偏光板的光學特性時,Py=99.991%、單體a=-0.79、單體b=2.31、平行a=-1.41、平行b=4.20、正交a=1.12、正交b=-2.54。
除了在交聯步驟中不進行第二交聯步驟,交聯溶液的組成改成相對於100份水之硼酸9.5份及碘化鉀5份,溫度為78℃,且使於其中之浸漬時間為300秒以外,以與實施例1相同方法製作偏光板。以附有積分球之分光光度計測定所得偏光板的光學特性時,Py=99.979%、單體a=-0.62、單體b=1.77、平行a=-1.15、平行b=3.30、正交a=2.15、正交b=-5.26。
除了在交聯步驟中不進行第二交聯步驟,交聯溶液的組成改成相對於100份水之硼酸9.5份及碘化鉀0份,且使於其中之浸漬時間為300秒以外,以與實施例1相同方法製作偏光板。以附有積分球之分光光度計測定所得偏光板的光學特性時,Py=99.800%、單體a=0.00、單體b=-0.69、平行a=-0.91、平行b=0.54、正交a=20.63、正交b=-41.13。
除了使交聯步驟之第二交聯溶液的溫度為50℃以外,以與實施例1相同方法製作偏光板。以附有積分球之分光光度計測定所得偏光板的光學特性時,Py=99.991%、單體a=-1.00、單體b=3.55、平行a=-1.71、平行b=6.30、正交a=0.25、正交b=-0.54。
除了使交聯步驟之第一交聯溶液的溫度為50℃,且第二交聯溶液的溫度為50℃以外,以與實施例1相同方法製作偏光板。以附有積分球之分光光度計測定所得偏光板的光學特性時,Py=99.930%、單體a=-1.19、單體b=5.03、平行a=-1.78、平行b=8.38、正交a=0.22、正交b=-0.41。
以附有積分球之分光光度計(日本分光股份有限公司製「V7100」)測定偏光板的光學特性。測定時,以該保護膜側為測定側且從底塗層側入射光之方式,而將偏光板設置於分光光度計。說明具體之測定方法,求380至780nm的波長範圍中的MD透過率與TD透過率,根據以下所示式(1)及式(2)而算出各波長中的單體透過率及偏光度,進一步根據JIS Z8701:1999「色顯示方法-XYZ表色系及X10Y10Z10表色系」的2度視野(C光源)而進行視感度補正,而求視感度補正單體透過率(Ty)及視感度補正偏光度(Py)。如前述,調整染色步驟中於染色溶液的浸漬時間,而使如此所求之視感度補正單體透過率(Ty)為42.0%附近。又,將所得視感度補正偏光度(Py)以及交聯步驟中的主要條件表示於表1。
在此,「MD透過率」是指使從格蘭-湯普遜稜鏡
(Glan-Thompson prism)所射出之偏光方向與偏光板樣品的透過軸平行時的透過率,又,「TD透過率」是指從格蘭-湯普遜稜鏡所射出之偏光方向與偏光板樣品的透過軸正交時的透過率,以下的式(1)及(2)中分別記為「MD」及「TD」。
單體透過率(%)=(MD+TD)÷2……式(1)
偏光度(%)=[(MD-TD)÷(MD+TD)]×100……式(2)
亦以附有積分球之分光光度計(日本分光股份有限公司製「V7100」)測定偏光板的單體色相(單體a、單體b)、平行色相(平行a、平行b)、及正交色相(正交a、正交b)。在此,正交色相是
代表光入射於與透過軸正交之2片偏光板時的透過光的色相,平行色相是指光入射於與透過軸平行之2片偏光板時的透過率的色相。又,單體色相是指光入射於1片偏光板時的透過光的色相。a值及b值是指Hunter Lab表色系所顯示之色值,係根據JIS-Z8729J而計算。色相a值高者表示紅色、低者表示綠色。另一方面,色相b值高者表示黃色,低者表示藍色。又,越接近0則皆表示接近無彩顏色。
如表1所示,根據本發明而以2階段進行交聯步驟,
並將個別之碘化物濃度及溫度設為預定條件,藉此可使所得偏光板的視感度補正偏光度Py更為提高。
由偏光板的用途來看,例如LCD用途的偏光板中黑顯示係依存於偏光板的正交色相,故為了可清楚顯示本來的顏色,而希望正交色相為中性灰(正交a、正交b在0附近)。另一方面,OLED抗反射用途的偏光板中為了防止因提高發光強度而使發光元件短壽命化,有時較佳為尤其壽命短之藍色光波長領域的單體透過率高者(單體b為小)。藉由本發明的方法,可製造視感度補正偏光度優異,且亦對應如前述用途之色相的偏光板。
S10‧‧‧樹脂層形成步驟
S20‧‧‧延伸步驟
S30‧‧‧染色步驟
S40‧‧‧交聯步驟
Claims (3)
- 一種偏光性積層膜的製造方法,係具有:在基材膜的至少一面形成聚乙烯醇系樹脂層,而得積層膜之樹脂層形成步驟;將所得積層膜,以使聚乙烯醇系樹脂層厚度成為10μm以下之方式進行單軸延伸,而得延伸膜之延伸步驟;將所得延伸膜浸漬於含有二色性色素之染色溶液,並將前述聚乙烯醇系樹脂層染色,而得附有染色層之積層膜之染色步驟;以及將所得附有染色層之積層膜浸漬於含有硼酸之交聯溶液,使前述染色之聚乙烯醇系樹脂層交聯,而形成偏光體層之交聯步驟;其中,前述交聯步驟依序具有第一交聯步驟及第二交聯步驟,前述染色步驟所得之附有染色層之積層膜,在前述第一交聯步驟中,係在60℃以上的溫度浸漬於每100重量份水之硼酸含有量為1至20重量份、碘化物含有量未滿1重量份之水溶液,接著在前述第二交聯步驟中,係在60℃以上的溫度浸漬於每100重量份水之硼酸含有量為1至20重量份、碘化物含有量為2重量份以上之水溶液。
- 如申請專利範圍第1項所述之偏光性積層膜的製造方法,其中,前述延伸步驟係以超過5倍之延伸倍率將前述積層膜單軸延伸而進行。
- 一種偏光板的製造方法,係具有:根據申請專利範圍第1或2項所記載的製造方法而製造偏 光性積層膜的步驟;在所得偏光性積層膜之與前述基材膜相反側的面貼合保護膜之保護膜貼合步驟;以及貼合保護膜後,將前述基材膜從前述偏光性積層膜剝離之基材膜剝離步驟。
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