TW201726770A - 偏光膜之製造方法、偏光膜及偏光板 - Google Patents
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Abstract
本發明之目的係解決於偏光膜之全部製造步驟中彎折或皺褶之問題，以製造生產性良好且偏光不均勻少之偏光膜。 一種偏光膜之製造方法，具有：1)將聚乙烯醇系薄膜從輥捲出並沿水平方向運送之步驟、2)水膨潤步驟、3)染色步驟、4)延伸步驟、及5)硼酸交聯步驟； 其特徵在於：於該2)~4)中之任一步驟之前及/或後，將液體噴灑於該薄膜之寬度方向之兩端部而防止該薄膜之捲曲。
Description
本發明係關於在液晶顯示裝置(以下有時簡稱為LCD。)等所使用之偏光膜的製造方法、偏光膜及偏光板，更詳細係關於將為原料卷之聚乙烯醇系薄膜以碘染色而得之偏光膜的製造方法、藉由該製造法製造而得之偏光膜、及使用了該偏光膜之偏光板。
LCD係使用於行動資訊終端、液晶電視、桌上型電子計算機、電子鐘、個人電腦、文字處理器、汽車或機械之儀表等，且於該LCD使用了偏光板。就偏光板而言，一般使用於由使碘或二色性染料吸附配向而得之聚乙烯醇系薄膜構成之偏光膜之單面或兩面上，疊層了三乙酸纖維素等保護薄膜而得者，且為了提供明亮、具有高對比度之LCD而需要兼具高透射率及高偏光度之偏光板。
上述之偏光膜係例如將聚乙烯醇系薄膜以水(包括溫水)膨潤後，進行碘染色，並進行為了使碘分子排列的延伸，為了維持於延伸後之狀態而藉由硼酸等交聯劑進行交聯，使其乾燥所製造而得。該製造步驟係從輥將聚乙烯醇系薄膜捲出，使用捲繞機或軋輥，邊朝水平方向進行搬運，邊連續地進行。
然而，於水膨潤、染色、延伸、硼酸交聯、乾燥之製造步驟，因為薄膜進行吸水或脫水而捲曲，於薄膜之寬度方向端部產生彎折或皺褶，故有無法以良好之生產性製造偏光膜之問題。尤其是當薄膜為薄時，也有著因為該彎折或皺褶而使薄膜斷裂，生產中斷之問題。進一步地，該端部的問題，對於偏光膜內部也會有影響，會使偏光膜全體之偏光性能低落、或偏光板難以對於液晶單元均勻地安裝，而成為液晶顯示圖像之色彩不均勻或白點等之原因。
近年來，伴隨著液晶電視等畫面的大型化，而有相較以往產品進一步增寬薄型之偏光膜的需求，其中有必需消除端部之彎折或皺褶的課題。 為了減少該彎折或皺褶，有人提出藉由乾燥處理並於薄膜之寬度方向給予一定之張力的方法(例如參照專利文獻1。)。此外，有人提出從噴頭將水噴射於水中運輸中之薄膜之寬度方向之兩端部之方法(例如參照專利文獻2。)。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2006-189560號公報 [專利文獻2]日本特開平7-247378號公報
[發明所欲解決之課題] 然而，上述專利文獻1之揭示技術中，雖然可避免乾燥處理步驟中之彎折或皺褶，但仍有若於乾燥步驟前之水膨潤、染色、延伸、硼酸交聯中之任一步驟中在薄膜產生彎折或皺褶，首先就無法運送至乾燥步驟的課題。 此外，上述專利文獻2之揭示技術中，雖然可避免於水中的彎折或皺褶，但無法防止於空氣中產生之彎折或皺褶。 因此，本發明之目的係於偏光膜之全部製造步驟中解決彎折或皺褶之問題， 以製造生產性良好且偏光不均勻少之偏光膜。 [解決課題之手段]
因此，本發明係提供以下態樣之發明。 [偏光膜之製造方法] 一種偏光膜之製造方法，具有：1)將聚乙烯醇系薄膜從輥捲出並沿水平方向運送之步驟、2)水膨潤步驟、3)染色步驟、4)延伸步驟、及5)硼酸交聯步驟； 其特徵在於： 於該2)~4)中之任一步驟之前及/或後，將液體噴灑於該薄膜之寬度方向之兩端部而防止該薄膜之捲曲。
[偏光膜] 藉由本發明之偏光膜之製造方法製造而得之偏光膜。
[偏光板] 一種偏光板，其特徵為：係於本發明之偏光膜之至少單面設置保護薄膜而成。
於本發明中，「薄膜之寬度方向」一般為大約垂直於帶狀之薄膜之長度方向的方向。尤其是於從輥捲出並沿水平方向運送之聚乙烯醇系薄膜中，係大約垂直於薄膜之運送方向的方向，通常情況下係指薄膜之兩邊緣之間之距離為最短時之方向。 於本發明中，薄膜之寬度方向稱為「TD方向」，薄膜之運送方向稱為「MD方向」。 而，以下也將聚乙烯醇系薄膜簡稱為「薄膜」。
根據本發明之偏光膜之製造方法，因為於2)水膨潤步驟、3)染色步驟及4)延伸步驟中之任一步驟之前及/或後，將液體噴灑於聚乙烯醇系薄膜之寬度方向之兩端部而防止薄膜之捲曲，故可使薄膜整面皆保持平坦，可避免彎折或皺褶。 [發明之效果]
藉由本發明之製造方法可以良好之生產性來製造增寬增長薄型之偏光膜，可獲得從偏光膜之中央部至端部皆具有均勻之偏光度的偏光膜。進一步地，可輕易地製造增寬增長薄型之偏光板，可減少液晶顯示圖像之色彩不均勻或白點。
以下，針對本發明之組成進行詳細地說明，但此等係表示期望之實施態樣的一例，本發明並非僅限定於此等之內容。
本發明之偏光膜之製造方法係經由1)將聚乙烯醇系薄膜從輥捲出並沿水平方向運送之步驟、2)水膨潤步驟、3)染色步驟、4)延伸步驟、及5)硼酸交聯步驟來製造偏光膜。其中，1)將聚乙烯醇系薄膜從輥捲出沿水平方向運送之步驟以下也稱為1)原料卷捲出步驟。 於上述1)原料卷捲出步驟所使用之聚乙烯醇系薄膜，係將聚乙烯醇系樹脂製膜成為薄膜狀並捲繞於輥上而得者。
就於聚乙烯醇系薄膜所使用之聚乙烯醇系樹脂而言，通常為未改性之聚乙烯醇系樹脂，也就是說，使用將乙酸乙烯酯聚合而得之聚乙酸乙烯酯進行皂化所製造而得之樹脂。於本發明中所使用之聚乙烯醇系薄膜係沒有一定限定為此等，也可使用將乙酸乙烯酯與少量(例如10莫耳%以下，宜為5莫耳%以下)之可跟乙酸乙烯酯共聚合之成分的共聚物進行皂化而獲得之聚乙烯醇系樹脂。就可跟乙酸乙烯酯共聚合之成分而言，可舉例如不飽和羧酸(例如包括鹽、酯、醯胺、腈等)、碳數2~30之烯烴類(例如乙烯、丙烯、正丁烯、異丁烯等)、乙烯醚類、不飽和磺酸鹽等。此外，也可使用將皂化後之氫氧基進行化學修飾而獲得之改性聚乙烯醇系樹脂。
此外，就聚乙烯醇系樹脂而言，也可使用於側鏈具有1,2-二醇結構之聚乙烯醇系樹脂。此於側鏈具有1,2-二醇結構之聚乙烯醇系樹脂可藉由例如(i)將乙酸乙烯酯與3,4-二乙醯氧基-1-丁烯之共聚物進行皂化之方法、(ii)將乙酸乙烯酯與碳酸乙烯基亞乙酯之共聚物進行皂化及脫碳酸之方法、(iii)將乙酸乙烯酯與2,2-二烷基-4-乙烯基-1,3-二氧雜環戊烷之共聚物進行皂化及脫縮酮化之方法、(iv)將乙酸乙烯酯與甘油單烯丙醚之共聚物進行皂化之方法等來獲得。
於光學性能或延伸性之觀點，聚乙烯醇系樹脂之重量平均分子量宜為10萬~30萬，尤其宜為11萬~28萬，進一步宜為12萬~26萬。 於光學性能之觀點，聚乙烯醇系樹脂之平均皂化度通常宜為98莫耳%以上，更宜為99莫耳%以上，進一步宜為99.5莫耳%以上，尤其宜為99.8莫耳%以上。
就本發明使用之聚乙烯醇系樹脂而言，可併用改性物質、改性量、重量平均分子量、平均皂化度等不相同者2種以上。
本發明中使用之聚乙烯醇系薄膜係藉由使用上述聚乙烯醇系樹脂之製備聚乙烯醇系樹脂水溶液，將該水溶液排出及流延於澆鑄滾筒、澆鑄帶、澆鑄樹脂薄膜等澆鑄模並進行製膜，乾燥後捲繞於輥來進行製造。
聚乙烯醇系樹脂水溶液中，考慮製膜性之觀點，於聚乙烯醇系樹脂以外，因應需求使其含有甘油、二甘油、三甘油、乙二醇、三乙二醇、聚乙二醇、三羥甲基丙烷等一般使用之塑化劑、或非離子性、陰離子性、及/或陽離子性之界面活性劑較為理想。
聚乙烯醇系樹脂水溶液之樹脂濃度宜為10~60重量%，尤其宜為15~55重量%，更宜為20~50重量%。
排出於澆鑄模時之聚乙烯醇系樹脂水溶液之溫度宜為80~100℃，尤其宜為85~98℃。此外，排出於澆鑄模之聚乙烯醇系樹脂水溶液的排出速度宜為0.1~5m/分，尤其宜為0.2~4m/分，更宜為0.3~3m/分。
澆鑄滾筒等澆鑄模之表面溫度宜為40~99℃，尤其宜為60~95℃。 於澆鑄模製膜而得之薄膜係藉由使薄膜之表面及背面與多支熱輥之外圍部分邊相互地接觸邊運送來進行乾燥。藉由熱輥乾燥後，也可於薄膜進行熱處理。針對熱處理，宜於60~150℃進行，尤其宜於80~130℃進行。 在將薄膜捲繞於輥之前，可將薄膜之兩端部藉由縱切而切斷。
該聚乙烯醇系薄膜之厚度，考慮偏光膜之薄型化之觀點宜為5~60μm，考慮更薄型化之觀點，尤其宜為5~30μm，考慮避免斷裂之觀點，更宜為10~30μm。 此外，聚乙烯醇系薄膜之寬度宜為3m以上，考慮大面積化之觀點尤其宜為4 m以上，考慮避免斷裂之觀點更宜為4~6m。 此外，聚乙烯醇系薄膜之長度宜為4km以上，考慮大面積化之觀點尤其宜為4.5km以上，更宜為5km以上。 其中，薄膜之長度之上限考慮避免斷裂之觀點宜為50km以下，尤其宜為40 km以下，更宜為30km以下。
本發明之製造方法係於上述2)水膨潤步驟、3)染色步驟、及4)延伸步驟之任一步驟之前及/或後，將液體噴灑於運送之薄膜之寬度方向的兩端部而防止該薄膜之捲曲。 雖然於4)延伸步驟之後之5)硼酸交聯步驟後或，於之後之6)乾燥步驟後也可進行液體之噴灑，但於該等步驟因為交聯或乾燥使薄膜成為高硬度而難產生彎折或皺褶，噴灑所獲致之效果並不顯著。
針對進行液體噴灑之時間點，在上述2)水膨潤步驟、3)染色步驟、及4)延伸步驟之中，考慮避免彎折之觀點，宜於2)水膨潤步驟之後、及/或3)染色步驟之後，於避免皺褶之觀點，尤其宜於2)水膨潤步驟之後，於偏光膜之平坦化之觀點，更宜於2)水膨潤步驟之後且為10秒以內。
進行噴灑之薄膜之面係沒有特別之限定，可對於表面、背面、及兩面進行噴灑。一般而言，將聚乙烯醇系樹脂水溶液排出及流延於澆鑄帶等澆鑄模進行製膜，並連續地乾燥而獲得為原料卷之聚乙烯醇系薄膜。於該乾燥中，很多時候兩面之狀態無法完全相同，常常有單側之水分少、或結晶化度高之情況。理所當然地，因為水分少之面容易吸水延伸，故於偏光膜製造之2)水膨潤步驟或3)染色步驟中，薄膜容易朝另一側捲曲。此狀況於本發明中，對於為捲曲方向之該另一側之兩端部進行液體之噴灑會有效果。
就噴灑之液體而言，可列舉水(包括溫水)、甲醇、乙醇、異丙醇、酸/鹼水、染色液、甘油水溶液、各種藥品之水溶液等液體。此等之中，考慮不會對偏光膜之性能有不好影響之觀點，宜為水、染色液等液體，於裝置之簡便性之觀點，尤其宜為水。使用水時，水溫宜為10~50℃，尤其宜為20~40℃。
此外，就噴灑之液體而言也可使用水氣狀態之液體，於不會對偏光膜之性能有不好影響或裝置之簡便性之觀點，宜為水氣狀態之水。以下也將水氣狀態之液體簡稱為「水氣」。 此處，水氣的含意一般而言指將液體藉由人為方式成為霧狀者，為微小之液滴。水氣之粒徑通常為亞微米~數百微米。本發明中使用之水氣之粒徑宜為1~ 500μm，尤其宜為2~100μm，進一步宜為3~50μm。若水氣之粒徑過大，有容易產生噴灑不均勻之趨勢，若過小則有難以控制噴灑壓力，或會飄散而對於環境造成不好影響之趨勢。
水氣之噴灑可使用市面販售之水氣散布裝置來進行。就水氣散布裝置而言，可列舉藉由泵將壓縮後之液體從噴頭進行噴霧之一流體方式者，或將使壓縮後之液體與壓縮後之空氣相互衝突所形成之水氣進行噴霧之二流體方式者，於本發明中，考慮設備之簡便性，宜為一流體方式者。於噴灑時水氣之流量在噴灑效果之觀點，宜為0.01~1L/分，尤其宜為0.1~0.5L/分。
此外，水氣從噴頭噴出之形狀可列舉點狀、線狀、圓狀、橢圓狀等，本發明中，於噴灑效果之觀點宜為圓狀。噴出角度雖然沒有特別之限定，於噴灑效果之觀點宜為1~90°。其中，使用水以外之液體時，宜為耐腐蝕性優良之塑膠噴頭。
以下，就本發明之理想實施形態之一，以於2)水膨潤步驟後進行液體噴灑的情況為例來說明本發明。
一般而言，於控制聚乙烯醇系薄膜之膨潤度之觀點，2)水膨潤步驟宜於10~45℃，尤其宜於20~35℃，於水中進行浸漬0.1~10分，尤其宜為0.5~5分。其中，水中可少量地含有碘化化合物、界面活性劑等添加物、醇等。 例如，如圖1所示，經由將捲繞於輥上之聚乙烯醇系薄膜從輥捲出並沿水平方向運送之1)原料卷捲出步驟，投入至水膨潤槽之聚乙烯醇系薄膜藉由2)水膨潤步驟進行聚乙烯醇系薄膜之水膨潤。之後，從水膨潤槽中取出之聚乙烯醇系薄膜經由輥運送至染色槽，藉由3)染色步驟進行聚乙烯醇系薄膜之染色。
於本發明，對於薄膜兩端部之液體噴灑如同上述，於2)水膨潤步驟後，至3)染色步驟為止之步驟之間，對於薄膜進行液體噴灑較為理想。於該步驟之間最容易產生彎折或皺褶，若薄膜彼此間一旦藉由彎折或皺褶彼此貼合的話，無法簡單地將其剝離。此外，於該步驟中產生彎折或皺褶時，因為2)及3)之步驟係偏光膜製造之初始步驟，對於後續步驟會造成重大影響。噴灑之具體位置係例如剛從2)水膨潤步驟之水膨潤槽取出時、及緊接在最前面之輥a之後較為理想。其中，藉由圖1中之箭號示意地表示噴灑之位置及方向。
於本發明中，如圖2所示，薄膜於2)水膨潤步驟之水膨潤槽出來到與最前面之輥a接觸為止之距離A宜為1m以下，尤其宜為從最前面之輥a至染色槽之前之輥b為止之距離B也為1m以下之情況。若距離A過長，有彎折或皺褶增加之趨勢。其中，從水膨潤槽至輥a為止之距離A係表示從水膨潤槽之液面至輥a為止之最短距離，從最前面之輥a至染色槽之前之輥b為止之距離B係表示輥a與輥b之間的最短距離。 此外，於一系列之步驟中，輥之間之張力宜為1~100N/m。輥之間之張力若過大，有容易斷裂之趨勢，相反地若過小，有增加彎折或皺褶之趨勢。 另外，考慮生產性之觀點，從2)水膨潤步驟至3)染色步驟之薄膜之運送速度宜為1m/分以上，尤其宜為1.5m/分以上，進一步宜為2m/分以上。
進行液體之噴灑時，使用噴頭對於薄膜之寬度方向之兩端部之單面或兩面噴出液體較為理想。此時，可如圖3A所示，對於薄膜之表面噴出液體，也可如圖3B所示，對於薄膜之背面噴出液體，亦可對於薄膜之兩面噴出液體。就噴頭而言，沒有特別之限定，可使用點噴出噴頭、線噴出噴頭、面噴出噴頭等公知之噴頭，考慮控制噴灑位置之觀點，宜為點噴出。該噴頭係可將同種類噴頭設置多個，也可組合多種類之噴頭。
噴頭之位置係如圖2所示，於避免薄膜之彎折之觀點，宜為薄膜從2)水膨潤步驟中水膨潤槽出來後至與運送用之輥a接觸之間，於避免薄膜之皺褶之觀點，尤其宜為從水膨潤槽之出口至噴頭為1m以內之距離，於薄膜之平坦性之觀點，進一步宜為從運送用之輥a至噴頭為0.5m以內之距離。其中，從水膨潤槽之出口至噴頭之距離，及從運送用之輥a至噴頭之距離係表示各自之最短距離。 此外，噴頭與薄膜面之間之距離於避免薄膜之彎折之觀點，宜為1~100mm之距離，於避免薄膜之皺褶之觀點，更宜為2~50mm之距離。其中，噴頭與薄膜面之間之距離係表示最短距離，具體而言，表示在垂直於薄膜面之方向上，噴頭與薄膜面之間的距離。
本發明中，於防止捲曲之效果之觀點，重要的是噴灑之流速及噴灑角度。 噴灑之流速宜為0.01~5m/秒，尤其宜為0.02~3m/秒，進一步宜為0.03~2m/秒。 若流速過慢，有防止捲曲之效果低落之趨勢，若流速過快，有容易於薄膜產生起伏之趨勢。
將液體之噴灑方向垂直投影於薄膜之面時，換句話說以垂直於薄膜面之方向看薄膜面時，液體之噴灑方向不平行於薄膜之寬度方向(TD方向)或薄膜之運送方向(MD方向)較為理想。因此，液體之噴灑角度宜不僅有液體噴灑方向與薄膜之面所成之夾角θ1，亦包含將液體之噴灑方向垂直投影於薄膜之面時之方向與薄膜之運送方向(MD方向)所成之夾角θ2(參照圖4~圖6)。 其中，於圖6中，將薄膜之運送方向定義為x軸，薄膜之寬度方向定義為y軸，垂直於薄膜面之方向定義為z軸，且將薄膜面定義為xy面，垂直於薄膜面且平行於薄膜之寬度方向之面定義為yz面，垂直於薄膜面且平行於薄膜之運送方向之面定義為xz面。
液體之噴灑方向與薄膜之面所成之夾角θ1宜為5~80°，尤其宜為10~70°，進一步宜為20~60°。若噴灑角度θ1過低，有防止捲曲之效果低落之趨勢，若過高，有薄膜容易產生起伏之趨勢。 此外，將液體之噴灑方向垂直投影於薄膜之面時之方向與薄膜之運送方向(MD方向)所成之夾角θ2，宜為5~175°，尤其宜為20~90°，進一步宜為30~60°。噴灑角度θ2若過低，有防止捲曲之效果低落之趨勢，若過高，有於薄膜產生皺褶之趨勢。 其中，如圖7所示，使用多個噴頭時，即使全部為同樣之噴頭，該噴灑流速與噴灑角度於各個噴頭可不相同。就各個噴頭之噴灑流速與噴灑角度不相同之方法而言，可舉例如從薄膜之運送方向(MD方向)之上游處往下游處，設定使噴灑流速逐漸降低，或使噴灑角度θ1逐漸成為低角度等之方法。
藉由該方法，聚乙烯醇系薄膜以沒有彎折或皺褶之狀態運送至後續之3)染色步驟或4)延伸步驟。
本發明之偏光膜係經過1)原料卷捲出步驟之後，經2)水膨潤步驟、3)染色步驟、4)延伸步驟、5)硼酸交聯步驟、因應需求之清洗步驟或乾燥步驟等步驟而製造。該製造步驟並不一定按2)~5)之順序來進行，也可適當地組合多個步驟。例如，可同時進行2)水膨潤步驟及4)延伸步驟、2)水膨潤步驟之後亦可同時進行3)染色步驟與4)延伸步驟、2)水膨潤步驟及3)染色步驟之後，也可同時進行5)硼酸交聯步驟與4)延伸步驟、亦可於2)水膨潤步驟、3)染色步驟、5)硼酸交聯步驟皆進行4)延伸步驟。
以下對關於2)水膨潤以後之步驟進行說明。
3)染色步驟係藉由使含有碘或二色性染料之液體與薄膜接觸來進行。通常使用碘-碘化鉀之水溶液，適宜之碘的濃度為0.1~2g/L，適宜之碘化鉀的濃度為1~ 100g/L。染色時間實用上為30~500秒左右。處理浴之溫度宜為5~50℃。水溶液中，於水溶劑以外可少量含有跟水有相溶性之有機溶劑。就接觸方法而言，可適用浸漬、塗布、噴霧等任意方法。
4)延伸步驟係沿一軸方向較佳延伸3~10倍之步驟，尤其宜為延伸3.5~6倍。此時，也可以沿著與延伸方向所成之夾角為直角之方向亦進行些許之延伸(防止寬度方向之收縮的程度或更多之延伸)。延伸時之溫度期望選自30~170℃之溫度範圍。另外，延伸倍率係最後設定為上述範圍即可，延伸操作並不僅限於一階段，可於製造步驟之任意範圍之階段實施。
5)硼酸交聯步驟係使用硼酸、硼砂等之硼化合物來進行。硼化合物係以水溶液或水-有機溶劑混合液之形態，以濃度為10~100g/L左右使用，在液中使少量之碘化鉀共存的話，於偏光性能安定化之觀點較為理想。處理時之溫度宜為30~70℃左右，處理時間宜為0.1~20分左右。
之後，可於上述薄膜實施清洗處理。藉由清洗處理，可除去產生於薄膜之表面的析出物。清洗處理係例如藉由將聚乙烯醇系薄膜浸漬於水或碘化鉀等碘化物水溶液中來進行。使用碘化鉀水溶液時，碘化鉀之濃度可為1~80g/L左右。清洗處理時之溫度通常為5~50℃，宜為10~45℃。處理時間通常為1~300秒，宜為10~240秒。其中，水清洗及藉由碘化鉀水溶液之清洗可適當地組合來進行。此外，之後可對上述薄膜實施乾燥步驟。 乾燥步驟於空氣中以40~80℃進行1~10分即可。
如此獲得之偏光膜之偏光度宜為99.8%以上，更宜為99.9%以上。偏光度若過低，會有無法確保於液晶顯示器之對比的趨勢。 其中，一般而言，係由在將2片偏光膜重疊成使其配向方向為同一方向之狀態下於波長λ測定而得之光線透射率(H11
)，及在將2片偏光膜重疊成使其配向方向為相互垂直之方向之狀態下於波長λ測定而得之光線透射率(H1
)，根據下式算出偏光度。 [(H11
-H1
)/(H11
+H1
)]1/2
另外，本發明之偏光膜之單體透射率宜為42%以上。該單體透射率若過低則有無法達成液晶顯示器之高亮度化之趨勢。 單體透射率係使用分光光度計測定偏光膜單體之光線透射率所得之值。
本發明之偏光膜之寬度宜為1m以上，考慮大面積化之觀點宜為1.3m以上，考慮更大面積化之觀點尤其宜為1.5m以上，考慮避免斷裂之觀點，進一步宜為1.5~2.5m。
此外，本發明之偏光膜之厚度宜為15μm以下，考慮更薄型化之觀點更宜為10μm以下，考慮避免斷裂之觀點更進一步宜為2~9μm，尤其宜為3~8μm。
如此獲得之本發明之偏光膜因為偏光不均勻少，適宜用於製造高性能之偏光板。 以下，針對從本發明之偏光膜來製造偏光板之製造方法進行說明。
本發明之偏光膜係於其單面或兩面介隔黏著劑與作為保護薄膜之光學上等向性的樹脂薄膜貼合而成為偏光板。就保護薄膜而言，可舉例如三乙酸纖維素、二乙酸纖維素、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、環烯烴聚合物、環烯烴共聚物、聚苯乙烯、聚醚碸、聚亞芳基酯、聚-4-甲基戊烯、聚伸苯醚等之薄膜或片。
貼合方法係藉由公知方法來進行，例如將液狀之黏著劑組成物均勻地塗布於偏光膜、保護薄膜、或其兩者後，將兩者黏貼在一起並壓接，藉由加熱或照射活性能量射線來進行。
此外，對於偏光膜，就薄膜化之目的，也可替代上述保護薄膜而於其單面或兩面塗布胺甲酸乙酯系樹脂、丙烯酸系樹脂、尿素樹脂等硬化性樹脂並進行硬化而成為偏光板。
藉由本發明獲得之偏光膜或偏光板係偏光性能優良，可理想地使用於行動資訊終端設備、電腦、電視、投影機、看板、桌上型電子計算機、電子鐘、文書處理器、電子紙、遊戲機、錄放影機、相機、相框、溫度計、音響、汽車或機械類之儀表等液晶顯示裝置、太陽眼鏡、防眩光眼鏡、立體眼鏡、穿戴式顯示器、顯示元件(CRT、LCD、有機EL、電子紙等)用抗反射層、光纖通訊設備、醫療設備、建築材料、玩具等。 [實施例]
以下列舉實施例來更具體地說明本發明，本發明在不超過其要旨之範圍內並不僅限定於以下之實施例。
＜測定條件＞ 針對實施例及比較例獲得之偏光膜，藉由如下述之方式進行偏光度(%)之測定。 使用大塚電子(股)製：RETS-1100A測定獲得之偏光膜之寬度方向的中央部與兩端部(從各端算起10cm之位置)的偏光度。
＜實施例1＞ (聚乙烯醇系薄膜之製造) 加入重量平均分子量142000、皂化度99.8莫耳%之聚乙烯醇系樹脂1000kg、水2500kg、作為塑化劑之甘油100kg，邊攪拌邊升溫至140℃，進行濃度調整將樹脂濃度調整為25重量%，獲得均勻溶解之聚乙烯醇系樹脂水溶液。 接著，將該聚乙烯醇系樹脂水溶液供給至具有排氣孔之二軸擠製機並進行消泡後，使水溶液溫度為95℃，從T型縫模排出孔以排出速度0.6m/分流延於表面溫度90℃之澆鑄滾筒來進行製膜。 接著，將獲得之薄膜藉由多支熱輥進行乾燥，使用浮式乾燥機於120℃進行3分之熱處理，藉由縱切而切斷成為4m寬。最後藉由捲繞於外徑17cm，內徑16cm， 長度4.4m之鋁製芯管，而獲得有含水率為2重量%之帶狀之聚乙烯醇系薄膜(寬度4m，長度5km，厚度15μm)捲繞於芯管之薄膜輥。
(偏光膜之製造) 將獲得之聚乙烯醇系薄膜從輥捲出並沿水平方向運送[1)原料卷捲出步驟]， 並且邊浸漬於水膨潤槽之溫水中使其膨潤，邊朝運送方向進行延伸(於25℃，1分，延伸倍率1.7倍)[2)水膨潤步驟]。 從水膨潤槽將薄膜取出，於以水平配置的2支輥之間(輥之間之距離1m，輥之間之張力20N/m)，以運送速度2m/分沿水平方向進行運送，於運送之薄膜之兩端部藉由噴頭從上方噴灑水(23℃)以防止捲曲。該水之噴灑條件如下述。 噴頭：MISUMI Corporation製可調式軟管 噴頭位置：距水膨潤槽出口1m 噴頭位置(高度)：距薄膜頂面5mm 噴灑流速：0.1m/秒 噴灑角度θ1：30° 噴灑角度θ2：45°
將獲得之薄膜邊浸漬於由碘0.9g/L、碘化鉀30g/L構成之水溶液中進行染色， 邊朝運送方向進行延伸(於28℃，0.5分，延伸倍率1.6倍)[3)染色步驟]。 接著，邊浸漬於硼酸25g/L、碘化鉀30g/L之組成之水溶液進行硼酸交聯，邊朝運送方向進行一軸延伸(55℃，1分，延伸倍率2.0倍)[5)硼酸交聯步驟]。 之後，藉由碘化鉀水溶液進行清洗並乾燥，獲得總延伸倍率5.4倍之偏光膜(寬1.8m，厚度7μm)。於獲得之偏光膜沒有彎折或皺褶，跨長度12km皆沒有產生斷裂。獲得之偏光膜之偏光特性表示於表1。
(偏光板之製造) 於獲得之偏光膜之兩面，使用聚乙烯醇系水溶液作為黏著劑而貼合厚度40 μm之三乙醯纖維素薄膜(TAC薄膜)，於50℃進行乾燥而成為偏光板。獲得之偏光板並沒有觀察到偏光不均勻。
＜實施例2~4＞ 將實施例1之噴灑條件設為表1所示之條件以外，以與實施例1同樣方式獲得偏光膜。獲得之偏光膜沒有彎折或皺褶，跨長度12km皆沒有產生斷裂。針對獲得之偏光膜，進行與實施例1同樣的評價。評價結果如表1所示。進一步地，以與實施例1同樣方式獲得偏光板。獲得之偏光板沒有觀察到偏光不均勻。
＜實施例5＞ 使實施例1中之水成為水氣狀態以外，以與實施例1同樣方式獲得偏光膜。該水氣之噴灑條件如同下述。 噴頭：Spraying Systems Co.製HITJET噴頭 噴頭位置：距水膨潤槽出口1m 噴頭位置(高度)：距薄膜頂面5mm 噴灑流速：0.1m/秒 噴灑角度θ1：30° 噴灑角度θ2：45° 水氣粒徑：20μm 水氣流量：0.2L/分 針對獲得之偏光膜，進行與實施例1同樣之評價。評價結果表示於表1。進一步地，以與實施例1同樣方式獲得偏光板。獲得之偏光板沒有觀察到偏光不均勻。
＜實施例6~8＞ 將實施例5中之噴灑條件設為表1所示之條件以外，以與實施例5相同方式獲得偏光膜。獲得之偏光膜沒有彎折或皺褶，跨長度12km皆沒有發生斷裂。針對獲得之偏光膜，進行與實施例1同樣之評價。評價結果表示於表1。進一步地，以與實施例1相同方式獲得偏光板。獲得之偏光板沒有觀察到偏光不均勻。
＜比較例1＞ 於實施例1不進行噴灑以外，以與實施例1相同方式開始製造偏光膜。然而，2)水膨潤步驟以後，薄膜之兩端部觀察到彎折或皺褶，在製造了長度1km之偏光膜時，於染色槽中發生斷裂。獲得部分之偏光特性表示於表1。其中，因為產生了斷裂，故無法製造偏光板。
【表1】
如表1所示，根據本發明之偏光膜之製造方法，可獲得沒有彎折或皺褶而是增長之偏光膜。此外，因為不僅是偏光膜之中央部，即使於寬度方向之端部偏光度也為高，故可獲得從偏光膜之中央部到兩端部皆具有均勻之偏光度的偏光膜。進一步地，可輕易地製造增寬增長薄型之偏光板，可減低液晶顯示圖像之色彩不均勻或白點。 [產業上利用性]
本發明之偏光膜可使用於行動資訊終端設備、電腦、電視、投影機、看板、桌上型電子計算機、電子鐘、文書處理器、電子紙、遊戲機、錄放影機、相機、相框、溫度計、音響、汽車或機械類之儀表等液晶顯示裝置、太陽眼鏡、防眩光眼鏡、立體眼鏡、穿戴式顯示器、顯示元件(CRT、LCD、有機EL、電子紙等)用抗反射層、光纖通訊設備、醫療設備、建築材料、玩具等。
PVA薄膜‧‧‧聚乙烯醇系薄膜
θ1(°)‧‧‧噴灑方向與薄膜之面所成的夾角
θ2(°)‧‧‧將噴灑方向垂直投影於聚乙烯醇系薄膜之面時之方向與聚乙烯醇系薄膜之運送方向所成的夾角
距離A‧‧‧水膨潤槽之液面與輥a之距離
距離B‧‧‧輥a與輥b之間之距離
θ1(°)‧‧‧噴灑方向與薄膜之面所成的夾角
θ2(°)‧‧‧將噴灑方向垂直投影於聚乙烯醇系薄膜之面時之方向與聚乙烯醇系薄膜之運送方向所成的夾角
距離A‧‧‧水膨潤槽之液面與輥a之距離
距離B‧‧‧輥a與輥b之間之距離
【圖1】圖1係示意表示1)原料卷捲出步驟、2)水膨潤步驟、3)染色步驟中液體噴灑位置的圖。 【圖2】圖2係示意表示2)水膨潤步驟及3)染色步驟之間之水膨潤槽之液面與輥a之間的距離A、輥a及輥b之間的距離B的圖。 【圖3A】圖3A係表示將液體噴灑於聚乙烯醇系薄膜(PVA薄膜)之表面時之噴灑態樣的圖。 【圖3B】圖3B係表示將液體噴灑於聚乙烯醇系薄膜(PVA薄膜)之背面時之噴灑態樣的圖。 【圖4】圖4係表示將液體噴灑於聚乙烯醇系薄膜之表面或背面時，噴灑方向與薄膜之面所成之夾角θ1之圖。 【圖5】圖5係表示將液體噴灑於聚乙烯醇系薄膜之表面或背面時，將噴灑方向垂直投影於聚乙烯醇系薄膜之面時之方向與聚乙烯醇系薄膜之運送方向所成之夾角θ2之圖。 【圖6】圖6係表示將液體噴灑於聚乙烯醇系薄膜之表面或背面時，噴灑方向與薄膜之面所成之夾角θ1，及將噴灑方向垂直投影於聚乙烯醇系薄膜之面時之方向與聚乙烯醇系薄膜之運送方向所成之夾角θ2之圖。 【圖7】圖7係表示將液體噴灑於聚乙烯醇系薄膜時之噴灑態樣之一例之圖。
無
Claims (15)
- 一種偏光膜之製造方法，具有：1)將聚乙烯醇系薄膜從輥捲出並沿水平方向運送之步驟、2)水膨潤步驟、3)染色步驟、4)延伸步驟、及5)硼酸交聯步驟； 其特徵在於： 於該2)~4)中之任一步驟之前及/或後，將液體噴灑於該薄膜之寬度方向之端部而防止該薄膜之捲曲。
- 如申請專利範圍第1項之偏光膜之製造方法，其中，該液體之噴灑係於2)水膨潤步驟之後進行。
- 如申請專利範圍第1或2項之偏光膜之製造方法，其中，該液體之噴灑方向與該薄膜之面所成的夾角為5~80°。
- 如申請專利範圍第1或2項之偏光膜之製造方法，其中，將該液體之噴灑方向垂直投影於該薄膜之面時之方向與該薄膜之運送方向所成的夾角為5~175°。
- 如申請專利範圍第1或2項之偏光膜之製造方法，其中，該液體之噴灑以流速0.01~ 5m/秒進行。
- 如申請專利範圍第1或2項之偏光膜之製造方法，其中，該液體係水或染色液。
- 如申請專利範圍第1或2項之偏光膜之製造方法，其中，該液體係水氣狀態之液體。
- 如申請專利範圍第7項之偏光膜之製造方法，其中，該水氣狀態之液體係將壓縮後之液體藉由從噴頭進行噴霧來形成。
- 如申請專利範圍第7項之偏光膜之製造方法，其中，該水氣狀態之液體中水氣之粒徑為1~500μm。
- 如申請專利範圍第7項之偏光膜之製造方法，其中，該水氣狀態之液體之流量為0.01~1L/分。
- 如申請專利範圍第1或2項之偏光膜之製造方法，其中，該薄膜從該2)水膨潤步驟至該3)染色步驟之運送速度為1m/分以上。
- 如申請專利範圍第1或2項之偏光膜之製造方法，其中，偏光膜之厚度為15μm以下。
- 如申請專利範圍第1或2項之偏光膜之製造方法，其中，偏光膜之寬度為1m以上。
- 一種偏光膜，係藉由如申請專利範圍第1至13項中任一項之偏光膜之製造方法製造。
- 一種偏光板，其特徵為：係於如申請專利範圍第14項之偏光膜之至少單面設置保護薄膜而成。
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