TW201527118A - 光學積層體之製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提供外觀優異之偏光膜之製造方法。本發明實施形態之光學積層體之製造方法包括以下步驟:對具有樹脂基材及形成於該樹脂基材單側之聚乙烯醇系樹脂層的積層體進行拉伸及染色,而在該樹脂基材上製作偏光膜的步驟;使前述積層體浸漬於包含碘化物之清洗液進行清洗的第1清洗步驟;僅清洗前述積層體之樹脂基材側表面的第2清洗步驟;以及對前述積層體進行乾燥的步驟。
Description
本發明涉及具有偏光膜之光學積層體之製造方法。
對於作為代表性影像顯示裝置的液晶顯示裝置,因其影像形成方式而在液晶單元兩側配置有偏光膜。作為偏光膜的製造方法,例如提出了以下方法:將具有樹脂基材及聚乙烯醇(PVA)系樹脂層的積層體進行拉伸,接著實施染色處理,在樹脂基材上得到偏光膜的方法(例如日本特開2000-338329號公報)。利用如此的方法,可以得到厚度薄的偏光膜,因此能夠有利於近年來的影像顯示裝置的薄型化而受到關注。
然而,使用上述樹脂基材製作的偏光膜有時會產生凹凸缺陷等外觀上的問題。
本發明是為了解決上述問題而成,其主要目的在於,提供凹凸缺陷等外觀上的問題得到改善的偏光膜的製
造方法。
關於上述凹凸缺陷,本案發明人等進行了研究,結果其發生機制如以下推測。即,上述偏光膜如下製造:將具有樹脂基材及PVA系樹脂層的積層體進行拉伸及染色,然後代表性地用包含碘化物的清洗液進行清洗,最後進行乾燥,從而製造。此處,在積層體表面上殘留有包含碘化物之清洗液的狀態下進行乾燥時,與PVA系樹脂層(偏光膜)側表面相比,在疏水性程度高的樹脂基材側表面上碘化物以較大的粒徑析出。接著,將如此狀態的積層體捲繞成卷狀而進行回收時,由於偏光膜的厚度較薄,所以推測該析出物的形狀容易被轉印至偏光膜從而產生凹凸缺陷。
本案發明人等基於上述推測進行了研究,結果發現:藉由對利用包含碘化物之清洗液進行清洗後的上述積層體的樹脂基材側表面進一步進行清洗而去除碘化物,從而可以改善凹凸缺陷等外觀上的問題,由此完成了本發明。
本發明在樹脂基材上積層有偏光膜的光學積層體之製造方法包括以下步驟:對具有樹脂基材及形成於該樹脂基材單側之聚乙烯醇系樹脂層的積層體進行拉伸及染色,而在該樹脂基材上製作偏光膜的步驟;使上述積層體浸漬於包含碘化物之清洗液進行清洗的第1清洗步驟;僅清洗上述積層體之樹脂基材側表面的第2清洗步驟;以及對上述積層體進行乾燥的步驟。
在1個實施形態中,上述第2清洗步驟中的清洗藉由上
述積層體之樹脂基材側表面與清洗液接觸來進行。
在1個實施形態中,上述第2清洗步驟中的清洗藉由以一邊將上述積層體沿長度方向輸送,一邊將該樹脂基材側表面依次與清洗液接觸的方式設置用於保持清洗液的液體堤來進行。
在1個實施形態中,上述液體堤藉由沿長度方向輸送的上述積層體、以前端與該樹脂基材側表面滑動相接的方式配置的刮板、以及自該刮板以面對積層體的方式立起的擋水壁而規定,且所述液體堤之寬度方向的兩端是開放的。
在1個實施形態中,上述刮板的寬度比上述積層體的寬度寬。
在1個實施形態中,上述第2清洗步驟中之清洗藉由一邊將上述積層體沿長度方向輸送,一邊在該樹脂基材側表面散佈清洗液來進行。
在1個實施形態中,上述拉伸包括水中拉伸。
在1個實施形態中,在上述第2清洗步驟後,進行附著於上述積層體表面之液體的除液。
根據本發明的另一面,提供一種光學積層體。本發明的光學積層體是藉由上述製造方法而得。
根據本發明的另一面,提供一種裝置,其具備:以前端與沿長度方向輸送之長條片一面滑動相接的方式配置的刮板;自刮板以面對長條片的方式立起的擋水壁;以及向由長條片、刮板及擋水壁規定的液體堤供給液體的給液機構。
根據本發明,藉由對在樹脂基材上積層有偏光膜之積層體以包含碘化物之清洗液進行清洗,然後對該積層體之樹脂基材側表面進一步進行清洗,從而可以抑制碘化物的析出,作為其結果,可以改善凹凸缺陷等外觀上的問題。
10‧‧‧積層體
11‧‧‧樹脂基材
12‧‧‧聚乙烯醇系樹脂層(偏光膜)
20‧‧‧清洗浴
21‧‧‧輸送輥
30‧‧‧散佈機構
40‧‧‧液體堤
50‧‧‧刮板
52‧‧‧延伸部
60‧‧‧擋水壁
70‧‧‧給液機構
80‧‧‧回收槽/回收機構
90‧‧‧除液機構/橡膠輥
圖1為本發明較佳實施形態之積層體的局部截面圖。
圖2為說明第2清洗步驟的一例的示意圖。
圖3A為說明第2清洗步驟的另一例的示意圖。
圖3B為圖3A所示實施形態之要部概略側視圖。
圖4為顯示實施例1及比較例1中之凹凸缺陷數的曲線圖。
以下,對本發明較佳實施形態進行說明,但本發明不限定於此等實施形態。
本發明光學積層體之製造方法包括以下步驟:對具有樹脂基材及形成於該樹脂基材單側之聚乙烯醇系樹脂層的積層體進行拉伸及染色,而在該樹脂基材上製作偏光膜的步驟;使上述積層體浸漬於包含碘化物之清洗液進行清洗的第1清洗步驟;僅清洗上述積層體之樹脂基材側表面的第2清洗步驟;以及對上述積層體進行乾燥的步驟。以下,對各步驟進行說明。
圖1為本發明較佳實施形態之積層體的局部截面圖。積層體10具有樹脂基材11及聚乙烯醇系樹脂層12。積層體10是藉由在長條狀的樹脂基材11上形成聚乙烯醇系樹脂層12而製作。作為聚乙烯醇系樹脂層12的形成方法,可以採用任意適當的方法。較佳的是,在樹脂基材11上塗布包含聚乙烯醇系樹脂(以下稱為“PVA系樹脂”)的塗布液,進行乾燥,而形成PVA系樹脂層12。
作為上述樹脂基材的形成材料,可以採用任意適當的熱塑性樹脂。作為熱塑性樹脂,例如可以舉出:聚對苯二甲酸乙二醇酯系樹脂等酯系樹脂、降冰片烯系樹脂等環烯烴系樹脂、聚丙烯等烯烴系樹脂、聚醯胺系樹脂、聚碳酸酯系樹脂、其等的共聚物樹脂等。其中,較佳為降冰片烯系樹脂、非晶質的聚對苯二甲酸乙二醇酯系樹脂。
在1個實施形態中,較佳使用非晶質的(未結晶化的)聚對苯二甲酸乙二醇酯系樹脂。其中,特佳為使用非晶性的(難以結晶化的)聚對苯二甲酸乙二醇酯系樹脂。作為非晶性的聚對苯二甲酸乙二醇酯系樹脂的具體例,可以舉出:進一步包含間苯二甲酸作為二羧酸的共聚物、進一步包含環己烷二甲醇作為二醇的共聚物。
後述拉伸中採用水中拉伸方式時,上述樹脂基材吸收水,水發揮增塑劑的作用,可以進行增塑化。其結果,可以使拉伸應力大幅度地降低,可以以高倍率進行拉伸,
與空中拉伸時相比,拉伸性可以更優異。其結果,可以製作具有優異的光學特性的偏光膜。在1個實施形態中,樹脂基材的吸水率較佳為0.2%以上、進一步較佳為0.3%以上。
另一方面,樹脂基材的吸水率較佳為3.0%以下、進一步較佳為1.0%以下。藉由使用如此的樹脂基材,可以防止製造時尺寸穩定性明顯降低而所得偏光膜的外觀惡化等不良情況。另外,可以防止水中拉伸時基材斷裂、或PVA系樹脂層自樹脂基材剝離。又,樹脂基材的吸水率例如藉由在形成材料中導入改性基團來調整。吸水率是依據JIS K 7209而求出的值。
樹脂基材的玻璃化轉變溫度(Tg)較佳為170℃以下。藉由使用如此的樹脂基材,可以抑制PVA系樹脂層的結晶化,且可以充分地確保積層體的拉伸性。進而,若考慮利用水的樹脂基材的增塑化、及良好地進行水中拉伸,則更佳為120℃以下。在1個實施形態中,樹脂基材的玻璃化轉變溫度較佳為60℃以上。藉由使用如此的樹脂基材,將包含上述PVA系樹脂的塗布液進行塗布並乾燥時,能夠防止樹脂基材變形(例如凹凸、鬆弛、皺褶等的發生)等不良情況,可以良好地製作積層體。另外,可以在合適的溫度(例如60℃左右)下良好地進行PVA系樹脂層的拉伸。在其他實施形態中,將包含PVA系樹脂的塗布液進行塗布並乾燥時,只要樹脂基材不變形,則也可以為低於60℃的玻璃化轉變溫度。又,樹脂基材的玻璃化轉變溫度例如可以藉由使用在形成材料中導入改性基團的、結晶化材料並進行加
熱從而調整。玻璃化轉變溫度(Tg)是依據JIS K 7121求出的值。
樹脂基材之拉伸前的厚度較佳為20μm~300μm、更佳為50μm~200μm。小於20μm時,有PVA系樹脂層的形成變困難之虞。超過300μm時,例如在水中拉伸中,有樹脂基材吸收水需要較長時間,而且拉伸需要過大的負荷之虞。
作為形成上述PVA系樹脂層的PVA系樹脂,可以採用任意適當的樹脂。例如可以舉出聚乙烯醇、乙烯-乙烯醇共聚物。聚乙烯醇是藉由將聚乙酸乙烯酯皂化而得。乙烯-乙烯醇共聚物是藉由將乙烯-乙酸乙烯酯共聚物皂化而得。PVA系樹脂的皂化度通常為85莫耳%~100莫耳%,較佳為95.0莫耳%~99.95莫耳%,進一步較佳為99.0莫耳%~99.93莫耳%。皂化度可以依據JIS K 6726-1994而求出。藉由使用如此的皂化度的PVA系樹脂,可以得到耐久性優異的偏光膜。皂化度過高時,有發生凝膠化之虞。
PVA系樹脂的平均聚合度可以根據目的而適當選擇。平均聚合度通常為1000~10000,較佳為1200~5000,進一步較佳為1500~4500。又,平均聚合度可以依據JIS K 6726-1994而求出。
上述塗布液代表性地為使上述PVA系樹脂溶解於溶劑而成的溶液。作為溶劑,例如可以舉出:水、二甲基亞碸、二甲基甲醯胺、二甲基乙醯胺、N-甲基吡咯烷酮、各種二醇類、三羥甲基丙烷等多元醇類、乙二胺、二亞乙基三胺等胺類。其等可以單獨使用,或組合兩種以上使用。
其中,以水為佳。溶液的PVA系樹脂濃度相對於100重量份溶劑較佳為3重量份~20重量份。如果為如此的樹脂濃度,則可以形成與樹脂基材密合的均勻的塗布膜。
在塗布液中可以摻合添加劑。作為添加劑,例如可以舉出增塑劑、表面活性劑等。作為增塑劑,例如可以舉出乙二醇、甘油等多元醇。作為表面活性劑,例如可以舉出非離子表面活性劑。此等添加劑可以是為了進一步提高所得PVA系樹脂層的均勻性、染色性、拉伸性而使用的。另外,作為添加劑,例如可以舉出易黏接成分。藉由使用易黏接成分,可以提高樹脂基材與PVA系樹脂層的密合性。其結果,例如可以抑制PVA系樹脂層自基材剝離等不良情況,可以良好地進行後述染色、水中拉伸。
作為上述易黏接成分,例如可以使用乙醯乙醯基改性PVA等改性PVA。作為乙醯乙醯基改性PVA,可以較佳使用至少具有下述通式(I)所示的重複單元的聚合物。
上述式(I)中,n相對於l+m+n的比率(改性度)較佳為1%~10%。
乙醯乙醯基改性PVA的皂化度較佳為97莫耳%以上。另外,乙醯乙醯基改性PVA的4重量%水溶液的pH較佳
為3.5~5.5。
改性PVA較佳以上述塗布液中所含PVA系樹脂整體重量的3重量%以上來添加,進一步較佳為5重量%以上。另一方面,該改性PVA的添加量較佳為30重量%以下。
作為塗布液的塗布方法,可以採用任意適當的方法。例如可以舉出:輥塗法、旋塗法、線棒塗布法、浸塗法、模塗法、簾塗法、噴塗法、刮刀塗布法(逗點塗布法等)等。
上述塗布液的塗布‧乾燥溫度較佳為50℃以上。
PVA系樹脂層拉伸前的厚度較佳為3μm~40μm、更佳為5μm~20μm。
在形成PVA系樹脂層前,可以對樹脂基材實施表面處理(例如電暈處理等),也可以在樹脂基材上形成易黏接層。其中,較佳形成易黏接層(塗布處理)。作為形成易黏接層的材料,例如可以使用丙烯酸類樹脂、聚乙烯醇系樹脂等,特佳為聚乙烯醇系樹脂。作為聚乙烯醇系樹脂,例如可以舉出聚乙烯醇樹脂及其改性物。作為聚乙烯醇樹脂的改性物,可以舉出上述乙醯乙醯基改性PVA。又,易黏接層的厚度較佳設為0.05~1μm左右。藉由進行如此的處理,可以提高樹脂基材與PVA系樹脂層的密合性。其結果,例如可以抑制PVA系樹脂層自基材剝離等不良情況,可以良好地進行後述染色、水中拉伸。
積層體之樹脂基材側表面的水接觸角通常為60°~80°,例如為65°~75°。水接觸角利用液滴法測定。
作為積層體的拉伸方法,可以採用任意適當的方法。具體而言,可以為固定端拉伸,也可以為自由端拉伸(例如將積層體在圓周速度不同的輥間通過來進行單軸拉伸的方法)。較佳為自由端拉伸。
積層體的拉伸方向可以適當設定。在1個實施形態中,沿著長條狀積層體的長度方向進行拉伸。上述情況下,代表性地採用將積層體在圓周速度不同的輥間通過來進行拉伸的方法。在其他實施形態中,沿著長條狀積層體的寬度方向進行拉伸。上述情況下,代表性地採用使用拉幅拉伸機進行拉伸的方法。
對拉伸方式沒有特別限定,可以為空中拉伸方式,也可以為水中拉伸方式。較佳為水中拉伸方式。利用水中拉伸方式,可以在低於上述樹脂基材、PVA系樹脂層的玻璃化轉變溫度(代表性地為80℃左右)的溫度下進行拉伸,對於PVA系樹脂層,可以抑制其結晶化,並且以高倍率進行拉伸。其結果,可以製作具有優異的光學特性的偏光膜。
積層體的拉伸可以以一階段進行,也可以以多階段進行。以多階段進行時,例如可以組合上述自由端拉伸及固定端拉伸,也可以組合上述水中拉伸方式及空中拉伸方式。另外,以多階段進行時,後述積層體的拉伸倍率(最大拉伸倍率)為各階段的拉伸倍率的積。
積層體的拉伸溫度可以根據樹脂基材的形成材料、
拉伸方式等而設定為任意適當的值。採用空中拉伸方式時,拉伸溫度較佳為樹脂基材的玻璃化轉變溫度(Tg)以上,進一步較佳為樹脂基材的玻璃化轉變溫度(Tg)+10℃以上,特佳為Tg+15℃以上。另一方面,積層體的拉伸溫度較佳為170℃以下。藉由在如此的溫度下進行拉伸,可以抑制PVA系樹脂的結晶化快速推進,可以抑制由該結晶化導致的不良情況(例如妨礙利用拉伸進行的PVA系樹脂層的配向)。
採用水中拉伸方式時,拉伸浴的液溫較佳為40℃~85℃、更佳為50℃~85℃。如果為如此的溫度,則可以抑制PVA系樹脂層的溶解,且以高倍率進行拉伸。具體而言,如上所述,樹脂基材的玻璃化轉變溫度(Tg)與PVA系樹脂層的形成有關係,較佳為60℃以上。上述情況下,拉伸溫度低於40℃時,即使考慮利用水的樹脂基材的增塑化,也有無法良好地進行拉伸之虞。另一方面,拉伸浴的溫度越高,PVA系樹脂層的溶解性越高,有無法得到優異的光學特性之虞。積層體在拉伸浴中的浸漬時間較佳為15秒~5分鐘。
採用水中拉伸方式時,較佳使積層體浸漬於硼酸水溶液中來進行拉伸(硼酸水中拉伸)。藉由使用硼酸水溶液作為拉伸浴,可以對PVA系樹脂層賦予耐受拉伸時所施加的張力的剛性、及不溶解於水的耐水性。具體而言,硼酸可以在水溶液中生成四羥基硼酸陰離子,與PVA系樹脂藉由氫鍵進行交聯。其結果,可以對PVA系樹脂層賦予剛性及耐水性,良好地進行拉伸,可以製作具有優異的光學特性
的偏光膜。
上述硼酸水溶液較佳藉由使硼酸及/或硼酸鹽溶解於作為溶劑的水而得到。硼酸濃度相對於100重量份水較佳為1重量份~10重量份。藉由將硼酸濃度設為1重量份以上,可以有效地抑制PVA系樹脂層的溶解,可以製作更高特性的偏光膜。又,還可以使用除了硼酸或硼酸鹽之外還將硼砂等硼化合物、乙二醛、戊二醛等溶解於溶劑而得到的水溶液。
藉由後述染色,預先在PVA系樹脂層上吸附有二色性物質(代表性地為碘)時,較佳在上述拉伸浴(硼酸水溶液)中摻合碘化物。藉由摻合碘化物,可以抑制吸附於PVA系樹脂層的碘的溶出。作為碘化物,例如可以舉出: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。其中,較佳為碘化鉀。
碘化物的濃度相對於100重量份水較佳為0.05重量份~15重量份、更佳為0.5重量份~8重量份。
積層體的拉伸倍率(最大拉伸倍率)相對於積層體的原長度較佳為5.0倍以上。如此的高拉伸倍率例如可以藉由採用水中拉伸方式(硼酸水中拉伸)來實現。又,本說明書中,“最大拉伸倍率”是指積層體即將斷裂前的拉伸倍率,另外,是指確認積層體斷裂的拉伸倍率,比其值低0.2的值。
在較佳的實施形態中,將上述積層體在高溫(例如95℃以上)下進行空中拉伸,然後進行上述硼酸水中拉伸及後述染色。如此的空中拉伸可以定位為對於硼酸水中拉伸的
預備拉伸或輔助拉伸,因此以下稱為“空中輔助拉伸”。
藉由組合空中輔助拉伸,有時可以以更高倍率拉伸積層體。其結果,可以製作具有更優異的光學特性(例如偏光度)的偏光膜。例如,作為上述樹脂基材使用聚對苯二甲酸乙二醇酯系樹脂時,與僅藉由硼酸水中拉伸進行拉伸相比,組合空中輔助拉伸及硼酸水中拉伸時,可以抑制樹脂基材之配向同時進行拉伸。該樹脂基材隨著其配向性提高而拉伸張力變大,穩定的拉伸變困難、或發生斷裂。因此,藉由抑制樹脂基材之配向同時進行拉伸,可以以更高倍率拉伸積層體。
另外,藉由組合空中輔助拉伸,可以提高PVA系樹脂的配向性,由此,在硼酸水中拉伸後也可以提高PVA系樹脂的配向性。具體而言,推測如下:藉由預先利用空中輔助拉伸提高PVA系樹脂的配向性,在硼酸水中拉伸時PVA系樹脂變得容易與硼酸交聯,在硼酸成為連接點的狀態下進行拉伸,從而在硼酸水中拉伸後PVA系樹脂的配向性也高。其結果,可以製作具有優異的光學特性(例如偏光度)的偏光膜。
空中輔助拉伸中的拉伸倍率較佳為3.5倍以下。空中輔助拉伸的拉伸溫度較佳為PVA系樹脂的玻璃化轉變溫度以上。拉伸溫度較佳為95℃~150℃。又,組合空中輔助拉伸及上述硼酸水中拉伸時的最大拉伸倍率相對於積層體的原長度較佳為5.0倍以上、更佳為5.5倍以上、進一步更佳為6.0倍以上。
上述積層體的染色代表性地藉由使二色性物質(較佳為碘)吸附於PVA系樹脂層來進行。作為該吸附方法,例如可以舉出:使PVA系樹脂層(積層體)浸漬於包含碘之染色液的方法;在PVA系樹脂層上塗覆該染色液的方法;將該染色液噴霧至PVA系樹脂層的方法等。較佳為使積層體浸漬於染色液的方法。此乃由於,碘可以良好地吸附。
上述染色液較佳為碘水溶液。碘的摻合量相對於100重量份水較佳為0.1重量份~0.5重量份。為了提高碘在水中的溶解度,較佳在碘水溶液中摻合碘化物。碘化物的具體例如上所述。碘化物的摻合量相對於100重量份水較佳為0.02重量份~20重量份、更佳為0.1重量份~10重量份。對於染色液的染色時的液溫,為了抑制PVA系樹脂的溶解,較佳為20℃~50℃。使PVA系樹脂層浸漬於染色液時,對於浸漬時間,為了確保PVA系樹脂層的透過率,較佳為5秒~5分鐘。另外,可以設定染色條件(濃度、液溫、浸漬時間),使得最終得到的偏光膜的偏光度或單體透過率為規定的範圍。在1個實施形態中,設定浸漬時間,使所得偏光膜的偏光度為99.98%以上。在其他實施形態中,設定浸漬時間,使所得偏光膜的單體透過率為40%~44%。
染色處理可以在任意適當的時機下進行。進行上述水中拉伸時,較佳在水中拉伸前進行。
上述積層體除了拉伸、染色之外,還可以適當實施用於將其PVA系樹脂層製成偏光膜的處理。作為用於製成偏光膜的處理,例如可以舉出不溶化處理、交聯處理等。又,對此等處理的次數、順序等沒有特別限定。
上述不溶化處理代表性地藉由將PVA系樹脂層浸漬於硼酸水溶液中來進行。藉由實施不溶化處理,可以對PVA系樹脂層賦予耐水性。該硼酸水溶液的濃度相對於100重量份水較佳為1重量份~4重量份。不溶化浴(硼酸水溶液)的液溫較佳為20℃~50℃。不溶化處理較佳在上述水中拉伸、上述染色處理前進行。
上述交聯處理代表性地藉由將PVA系樹脂層浸漬於硼酸水溶液中來進行。藉由實施交聯處理,可以對PVA系樹脂層賦予耐水性。該硼酸水溶液的濃度相對於100重量份水較佳為1重量份~5重量份。另外,在上述染色處理後進行交聯處理時,較佳進一步摻合碘化物。藉由摻合碘化物,可以抑制吸附於PVA系樹脂層的碘溶出。碘化物的摻合量相對於100重量份水較佳為1重量份~5重量份。碘化物的具體例如上所述。交聯浴(硼酸水溶液)的液溫較佳為20℃~60℃。交聯處理較佳在上述水中拉伸前進行。在較佳的實施形態中,依次進行染色處理、交聯處理及水中拉伸。
上述偏光膜實質上為吸附配向有二色性物質的PVA系
樹脂膜。偏光膜的厚度代表性地為25μm以下,較佳為15μm以下,更佳為10μm以下,進一步更佳為7μm以下,特佳為5μm以下。另一方面,偏光膜的厚度較佳為0.5μm以上、更佳為1.5μm以上。偏光膜較佳在波長380nm~780nm中的任意波長下顯示出吸收二色性。偏光膜的單體透過率較佳為40.0%以上、更佳為41.0%以上、進一步更佳為42.0%以上、特佳為43.0%以上。偏光膜的偏光度較佳為99.8%以上、更佳為99.9%以上、進一步更佳為99.95%以上。
第1清洗步驟中,使上述偏光膜製作步驟中所得在樹脂基材上積層有偏光膜之積層體浸漬於包含碘化物之清洗液進行清洗。碘化物的具體例如上所述,較佳為碘化鉀。在1個實施形態中,清洗液為碘化鉀水溶液。清洗液中的碘化物濃度較佳為0.5重量%~10重量%、更佳為0.5重量%~5重量%、進一步更佳為1重量%~4重量%。清洗液的溫度通常為10℃~50℃、較佳為20℃~35℃。浸漬時間通常為1秒~1分鐘、較佳為10秒~1分鐘。清洗不充分時,有時自所得偏光膜析出硼酸。
第2清洗步驟中,僅對上述第1清洗後之積層體的樹脂基材側表面進一步進行清洗。清洗液(例如水)與偏光膜側表面接觸時,其色相發生變化,有時對偏光膜的光學特性造
成影響。如此的色相變化在經過水中拉伸方式的拉伸處理而得到的偏光膜中有較大傾向。
第2清洗步驟中的清洗可以藉由任意適當的方法來進行。該清洗較佳藉由使上述積層體的樹脂基材側表面與清洗液接觸來進行。例如在1個實施形態中,該清洗藉由一邊將上述積層體沿長度方向輸送,一邊在該樹脂基材側表面散佈清洗液來進行。圖2為說明該實施形態的一例的示意圖。
長條狀的積層體10自清洗浴20利用輸送輥21沿其長度方向被輸送。在如此被輸送的積層體10的樹脂基材層11側表面利用散佈機構(圖中例示為噴淋頭)30散佈清洗液。清洗液較佳遍及樹脂基材11側表面的整個寬度地進行散佈。清洗液的散佈量例如相對於清洗對象的積層體的每單位面積(m2)為0.3L~0.7L。散佈機構可以僅設置1個,也可以設置多個。
在其他實施形態中,清洗藉由以一邊將積層體沿長度方向輸送,一邊將該樹脂基材側表面依次與清洗液接觸的方式設置用於保持清洗液的液體堤來進行。該液體堤方式與上述散佈方式相比,從能夠進行更均勻的清洗的點、或能夠適宜地防止清洗液向偏光膜12側繞行的點來看,而為更佳。圖3A及圖3B分別為說明該實施形態的一例的示意圖及其要部概略側視圖。
長條狀積層體10自清洗浴20利用輸送輥21沿其長度方向被輸送。輸送方向是相對於水平方向較佳為70°~90°、
更佳為80°~90°的方向。液體堤40藉由如此被輸送的積層體10、以前端與積層體10的樹脂基材11側表面滑動相接的方式配置的作為堤底的刮板50、以及自刮板50以面對積層體10的方式立起的擋水壁60而規定,液體堤40之寬度方向的兩端是開放的。
清洗液利用給液機構(圖中例示為噴嘴)70供給至由積層體10、刮板50及擋水壁60規定的空間,形成液體堤40。
清洗液可以直接供給至該空間,也可以以與積層體10接觸的方式供給。利用如此的液體堤40,沿長度方向輸送之積層體10的樹脂基材11側表面依次與被保持在液體堤內的清洗液接觸,因此可以均勻地清洗該表面。清洗液的供給量例如相對於清洗對象的積層體的每單位面積(m2)為0.1L~0.3L。
較佳自給液機構70連續地供給清洗液。由此,剩餘的清洗液自液體堤之寬度方向之開放的端部連續地溢出,因此清洗液可以適宜地更換,可以避免清洗液中的碘化物濃度增大。給液機構70可以僅設置1個,也可以設置多個。
僅設置1個時,較佳設置於寬度方向的大致中央。此乃由於,可以適宜地進行清洗液的更換。
刮板50的長邊的長度(以下,方便起見,將刮板之長邊長度記作刮板的寬度)為積層體10的寬度以上,較佳比積層體10的寬度為寬。刮板50的寬度比積層體10的寬度為寬時,自液體堤40之寬度方向的端部溢出的清洗液行進至沿液體堤40的寬度方向延伸出的刮板延伸部52後落下,因此
可以防止向積層體10的偏光膜12側表面繞行。另一方面,擋水壁60之長邊長度(以下,方便起見,將擋水壁之長邊長度記作擋水壁的寬度)較佳小於積層體10的寬度,更佳比積層體10的寬度窄5mm~15mm左右(上述情況下,擋水壁較佳以其兩端距離積層體之端部為等距離的方式進行配置)。積層體10、刮板50及擋水壁60的寬度滿足如此的關係時,可以均勻地清洗積層體的樹脂基材11表面,而且可以防止自液體堤40之寬度方向的端部溢出的清洗液向積層體10的偏光膜12側表面繞行。
刮板50與積層體10所成的角度(刮板50與積層體10的行進方向所成的角度)α可以為任意適當的角度。該角度較佳為30°~85°、更佳為45°~85°。如果為如此的角度,則可以適宜地形成液體堤40。另外,可以適宜地防止自液體堤40的寬度方向的端部溢出的清洗液向積層體10的偏光膜12側表面繞行。
刮板50之與積層體10之樹脂基材11側表面接觸的前端部較佳實施曲線狀的倒角(所謂R倒角)加工。藉由實施R倒角加工,可以防止在樹脂基材11側表面產生劃傷。R倒角的尺寸(曲率半徑R)較佳為0.5mm以上、更佳為0.5mm~1.5mm。
擋水壁60的高度、配置位置等根據刮板50與積層體10所成的角度、清洗液的給液量等設定為任意適當的值。
對刮板50及擋水壁60的材質沒有特別限定。其等例如為金屬製或樹脂製。
自液體堤溢出的清洗液較佳由任意設置的回收機構80回收。藉由設置回收機構80,可以防止包含碘化物的清洗液的碘化物濃度降低。
作為第2清洗步驟中使用的清洗液,較佳不含會在乾燥後析出的雜質。具體而言,可以使用蒸餾水、去離子水、純水等水、乙醇等醇或其等的混合物。
刮板50、給液機構70及回收機構80分別由任意適當的固定器具(未圖示)固定。
乾燥步驟中,對上述第2清洗後的積層體進行乾燥。積層體的乾燥可以藉由自然乾燥、送風乾燥、加熱乾燥、熱風乾燥等任意適當的乾燥方法來進行。較佳為使用烘箱等加熱機構的加熱乾燥。乾燥溫度例如為30℃~100℃、較佳為50℃~80℃。乾燥時間可以根據乾燥溫度而適當設定,例如為10秒~10分鐘。
本發明製造方法可以進一步包括如下步驟:在上述第2清洗步驟後、乾燥步驟前,進行附著於積層體表面之液體的除液的步驟。即使在第2清洗後之積層體的樹脂基材側表面殘留少量碘化物時,藉由進行除液,也可以更進一步減少其殘留量。另外,可以提高之後進行的乾燥效率。
圖2以及圖3A及圖3B中,作為除液機構90,使用一
對除液輥。作為除液輥,可以較佳使用具有冠形狀的橡膠輥。冠形量(輥端部與中央的外徑差(mm))例如為2~10,較佳為3~10,更佳為3~7。除液機構還可以為送風機、刮板等。
經過上述乾燥步驟得到的本發明光學積層體具備樹脂基材及形成於其單側的偏光膜。本發明光學積層體代表性地利用卷取置卷取成卷狀,供於保管或在積層體的偏光膜側積層光學機能薄膜(例如保護膜)的步驟等。本發明光學積層體如上所述,在減少了碘化物在樹脂基材側表面附著的狀態下進行乾燥,因此樹脂基材側表面上的碘化物的析出可以被抑制。其結果,即使在將所得光學積層體卷取成卷狀的情況下,也可以抑制由析出物導致的偏光膜的變形(作為該變形的結果,導致凹凸缺陷)。
積層有光學機能薄膜的光學機能薄膜積層體(具有[樹脂基材/偏光膜/光學機能薄膜]的結構)可以直接作為偏光板使用。或者,自該光學機能薄膜積層體剝離樹脂基材,在該剝離面積層其他光學機能薄膜(例如保護膜)得到具有[光學機能薄膜/偏光膜/光學機能薄膜]的結構的偏光板。
根據本發明的另一面,提供一種裝置,其具備:以前端與沿長度方向輸送之長條片一面滑動相接的方式配置的刮板;自刮板以面對長條片的方式立起的擋水壁;以及向
由長條片、刮板及擋水壁規定的液體堤供給液體的給液機構。利用該裝置,能夠一邊輸送長條狀的片,一邊僅使該片的單面與期望的液體均勻地接觸。由此,例如可以適宜地用於一邊輸送長條薄膜,一邊僅清洗該長條薄膜的單面(例如附著有異物、污垢等的面)的情況。關於本發明的裝置的各構成構件及其配置,如上述C項所述。
以下,藉由實施例具體地說明本發明,但本發明不限定於此等實施例。又,各特性的測定方法如以下所述。
使用數位測微計(ANRITSU株式會社製造、產品名“KC-351C”)進行測定。
依據JIS K 7121進行測定。
在操作台上配置黑色板(消光),在其上配置光學積層體。對該光學積層體照射螢光燈的光,此時計數能視認的亮點數作為凹凸缺陷(檢查時操作臺上的亮度設為1300~3000Lx)。
在操作臺上配置黑色板(消光),在其上配置光學積層體。對該光學積層體照射螢光燈的光,此時計數能視認的劃痕的數量(檢查時操作台上的亮度設為1300~3000Lx)。
使用協及介面科學株式會社製造 自動接觸角計DM500進行測定,使用FAMAS(接觸角測定附加軟體)進行分析。
作為樹脂基材,使用長條狀、且吸水率0.60%、Tg80℃、彈性模量2.5GPa的非晶質聚對苯二甲酸乙二醇酯(A-PET)薄膜(三菱化學株式會社製造、商品名“NOVA CLEAR”、厚度:100μm、寬度:2650mm)。
對樹脂基材的單面實施電暈處理(處理條件:55W‧min/m2),在60℃下,將包含聚乙烯醇(聚合度4200、皂化度99.2莫耳%)90重量份及乙醯乙醯基改性PVA(聚合度1200、乙醯乙醯基改性度4.6%、皂化度99.0莫耳%以上、日本合成化學工業株式會社製造、商品名“Gohsefimer Z200”)10重量份的水溶液塗布於該電暈處理面並乾燥,形成厚度10μm的PVA系樹脂層,製作積層體。所得積層體的樹脂基材側表面的水接觸角為70°。
將所得積層體在120℃的烘箱內、在圓周速度不同的輥間、沿著縱向(長度方向)自由端單軸拉伸(空中輔助拉伸)至1.8倍。
接著,使積層體浸漬於液溫30℃的不溶化浴(對於100重量份水摻合4重量份硼酸而得到的硼酸水溶液)30秒(不溶化處理)。
接著,使其浸漬於液溫30℃的染色浴(對於100重量份水摻合0.2重量份的碘、摻合1.0重量份的碘化鉀而得到的碘水溶液)60秒(染色處理)。
接著,使其浸漬於液溫30℃的交聯浴(對於100重量份水摻合3重量份的碘化鉀、摻合3重量份的硼酸而得到的硼酸水溶液)30秒(交聯處理)。
然後,使積層體一邊浸漬於液溫70℃的硼酸水溶液(對於100重量份水摻合4重量份的硼酸、摻合5重量份的碘化鉀而得到的水溶液),一邊在圓周速度不同的輥間沿著縱向(長度方向)進行單軸拉伸(水中拉伸)。此處,進行拉伸直至積層體即將斷裂前為止(最大拉伸倍率為6.0倍)。
然後,使積層體浸漬於液溫30℃的清洗浴(對於100重量份水摻合4重量份的碘化鉀而得到的水溶液)(第1清洗處理)。
一邊將積層體(寬度:1610mm)自清洗浴向上方輸送,一邊如圖3A及圖3B所示配置將前端的角部以1mm的曲率半徑(R)進行了R倒角的刮板(寬度:1800mm)50,使得該前端與積層體10成50°的角度地滑動相接。在刮板50的表面設置有在距其前端8mm~10mm的距離的部位大致垂直地立起的高度20mm的擋水壁60(寬度:1600mm)。利用如此的配置,進行了直至10批量為止的積層體10的樹脂基材11側表面的除水(比較例1)。自10批量的處理結束的時刻開始,向由積層體10、刮板50及擋水壁60規定的空間自給水噴嘴70連續地供給作為清洗水的純水,形成液體堤,藉由液體堤
中的清洗水與積層體的接觸,對11批以及11批以後的積層體10的樹脂基材11側表面進行水洗(實施例1)。又,自液體堤溢出的清洗水在回收槽80中回收。
僅利用上述刮板進行的除水或使用液體堤進行的水洗之後,使用冠形量為5的橡膠輥90進行除水。
之後,向維持為60℃的烘箱內輸送積層體,加熱5分鐘,製作具有厚度5μm的偏光膜的光學積層體。接著,利用卷取裝置將所得光學積層體卷取成卷狀。
利用冠形量為2.3的橡膠輥90進行除水,除此之外,與實施例1同樣地操作,製作光學積層體。
不對刮板50的前端的角部進行R倒角加工,除此之外,與比較例1同樣地操作,製作光學積層體。
與實施例1同樣地進行直至第1清洗處理,使積層體浸漬於液溫30℃的純水浴進行水洗,結果偏光膜的形成成分溶出,發生色相的變化。
將由實施例1及比較例1的連續生產得到的光學積層體中的凹凸缺陷個數的推移示於圖4。另外,將各實施例及比
較例中得到的光學積層體中的凹凸缺陷及劃痕的評價示於表1。
對於凹凸缺陷,積層體的每單位長度(m)的缺陷數不足3個的情況評價為良好,缺陷數3個以上的情況評價為不良。
由表1及圖4表明,藉由選擇性地清洗積層體的樹脂基材側表面,從而可以明顯降低凹凸缺陷的發生,而不會對偏光膜造成影響。
本發明的光學積層體可以合適用作液晶電視、液晶顯示器、手機、數位相機、數位攝影機、攜帶式遊戲機、自動導航系統、影印機、印表機、傳真機、鐘錶、電磁爐等的液晶面板、有機EL裝置的防反射膜。
10‧‧‧積層體
11‧‧‧樹脂基材
12‧‧‧聚乙烯醇系樹脂層(偏光膜)
20‧‧‧清洗浴
21‧‧‧輸送輥
40‧‧‧液體堤
50‧‧‧刮板
60‧‧‧擋水壁
70‧‧‧給液機構
80‧‧‧回收槽
90‧‧‧除液機構
Claims (10)
- 一種製造方法,係在樹脂基材上積層有偏光膜之光學積層體的製造方法,其包括以下步驟:對具有樹脂基材及形成於該樹脂基材單側之聚乙烯醇系樹脂層的積層體進行拉伸及染色,而在該樹脂基材上製作偏光膜的步驟;使前述積層體浸漬於包含碘化物之清洗液進行清洗的第1清洗步驟;僅清洗前述積層體之樹脂基材側表面的第2清洗步驟;以及對前述積層體進行乾燥的步驟。
- 如請求項1之製造方法,其中,前述第2清洗步驟中之清洗藉由前述積層體之樹脂基材側表面與清洗液接觸來進行。
- 如請求項2之製造方法,其中,前述第2清洗步驟中之清洗藉由以一邊將前述積層體沿長度方向輸送,一邊將該樹脂基材側表面依次與清洗液接觸的方式設置用於保持清洗液的液體堤來進行。
- 如請求項3之製造方法,其中,前述液體堤藉由沿長度方向輸送的前述積層體、以前端與該樹脂基材側表面滑動相接的方式配置的刮板、以及自該刮板以面對積層體的方式立起的擋水壁而規定,且該液體堤之寬度方向的兩端是開放的。
- 如請求項4之製造方法,其中,前述刮板的寬度比前述積層體的寬度為寬。
- 如請求項2之製造方法,其中,前述第2清洗步驟中之清洗藉由一邊將前述積層體沿長度方向輸送,一邊在該樹脂基材側表面散佈清洗液來進行。
- 如請求項1之製造方法,其中,前述拉伸包括水中拉伸。
- 如請求項1之製造方法,其中,在前述第2清洗步驟後,進行附著於前述積層體表面之液體的除液。
- 一種光學積層體,其是藉由如請求項1之製造方法而得。
- 一種裝置,其具備:以前端與沿長度方向輸送之長條片一面滑動相接的方式配置的刮板;自刮板以面對長條片的方式立起的擋水壁;以及向藉由長條片、刮板及擋水壁規定的液體堤供給液體的給液機構。
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