TWI393635B - 延伸膜、偏光性延伸膜及其製造方法 - Google Patents
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Description
本發明關於一種延伸膜、偏光性延伸膜、以及此等之製造方法,係適合用在偏光板的製造,其具備經單軸延伸的聚乙烯醇樹脂層。此外,本發明係關於使用該延伸膜或偏光性延伸膜之偏光板的製造方法。
偏光板係廣泛地使用作為液晶顯示裝置中之偏光的供給元件、以及偏光的偵測元件。該偏光板以往係使用將由三乙酸纖維素等所構成之保護膜接著於由聚乙烯醇系樹脂所構成之偏光膜的單面或雙面而成者。近年來,隨著液晶顯示裝置朝筆記型個人電腦或行動電話等的可攜式機器之發展,且進而朝大型電視之發展等,而要求偏光板的薄型輕量化。
例如在JP2000-338329-A、JP2009-93074-A、JP2009-98653-A及JP2003-43257-A中,製造薄型偏光板之方法,係揭示一種將下列延伸膜使用在偏光板的製造之方法,該延伸膜係在由單一樹脂層所構成之基材膜之一側的面形成由聚乙烯醇系樹脂所構成之樹脂層後進行延伸而得。
然而,使用上述以往的延伸膜來製造偏光板時,尤其在所使用之延伸膜的延伸倍率高之情況下,在聚乙烯醇系樹脂層的染色時,以夾持輥等輥來捲取膜時,會產生膜在延伸方向裂開之問題。
因此,本發明之目的在於提供一種延伸膜,其係在基材膜之一側的面形成有經單軸延伸的聚乙烯醇樹脂層之延伸膜,在製造偏光板或偏光性延伸膜時之染色步驟中,可良好地抑制往延伸方向的裂開。此外,本發明之其他目的在於提供一種將偏光性能賦予該延伸膜之偏光性延伸膜、以及使用該偏光性延伸膜之偏光板。
亦即,本發明係包含下述者。
[1]一種延伸膜,其係將積層膜進行單軸延伸而成,該積層膜係具備:由含有由相互不同的樹脂所構成之2層樹脂層之樹脂層的多層構造所構成之基材膜;以及積層於前述基材膜之一側的面之聚乙烯醇系樹脂層。
[2]如[1]所述之延伸膜,其中,構成前述2層樹脂層之樹脂,係顯示出相互不同的相轉移溫度。
在此,所謂相轉移溫度係當構成樹脂層之樹脂為非晶質樹脂時意指玻璃轉移溫度,為結晶性樹脂時則意指熔點。
[3]如[2]所述之延伸膜,其中,構成前述基材膜中的樹脂層之樹脂所顯示的相轉移溫度中,最高相轉移溫度與最低相轉移溫度之差為10℃以上。
[4]如[1]至[3]中任一項所述之延伸膜,其中,前述基材膜係由3層樹脂層所構成。
[5]如[4]所述之延伸膜,其中,在該3層樹脂層中,相鄰之樹脂層係由相互不同的樹脂所構成。
[6]如[5]所述之延伸膜,其中,構成前述基材膜之樹脂層中,構成中間層之樹脂的相轉移溫度低於構成其他樹脂層之樹脂的相轉移溫度。
[7]如[1]至[6]中任一項所述之延伸膜,其中,前述2層樹脂層係由熔點相互不同的鏈狀聚烯烴系樹脂所構成。
[8]如[1]至[7]中任一項所述之延伸膜,其中,前述基材膜係在膜面內與前述單軸延伸的延伸方向垂直之方向延伸。
[9]如[1]至[8]中任一項所述之延伸膜,其中,延伸膜中之前述聚乙烯醇系樹脂層的厚度為10μm以下。
[10]如[1]至[9]中任一項所述之延伸膜,其中,前述積層膜的延伸倍率超過5倍。
[11]一種偏光性延伸膜,係[1]至[10]中任一項所述之延伸膜中的前述聚乙烯醇系樹脂層為在聚乙烯醇系樹脂層吸附配向有二色性色素之偏光元件層。
[12]一種延伸膜的製造方法,係用以製造如[1]至[10]中任一項所述之延伸膜之方法,其係包含:於前述基材膜之一側的面形成聚乙烯醇系樹脂層而獲得積層膜之步驟;以及將前述積層膜進行單軸延伸之步驟。
[13]如[12]所述之延伸膜的製造方法,其中,前述積層膜係以超過5倍的延伸倍率進行單軸延伸。
[14]一種偏光性延伸膜的製造方法,係用以製造如[11]所述之偏光性延伸膜之方法,其係包含:於前述基材膜之一側的面形成聚乙烯醇系樹脂層而獲得積層膜之步驟;將前述積層膜進行單軸延伸而獲得延伸膜之步驟;以二色性色素將前述延伸膜的前述聚乙烯醇系樹脂層染色而獲得染色膜之步驟;將前述染色膜的前述聚乙烯醇系樹脂層浸漬於含有交聯劑之溶液以形成偏光元件層,而獲得交聯膜之步驟;以及將前述交聯膜予以乾燥之步驟。
[15]如[14]所述之偏光性延伸膜的製造方法,其中,前述積層膜係以超過5倍的延伸倍率進行單軸延伸。
[16]一種偏光板的製造方法,係包含:將保護膜貼合於[11]所述之偏光性延伸膜的偏光元件層之與基材膜側為相反側的面之步驟;以及將基材膜剝離去除之步驟。
[17]一種液晶顯示裝置,係具備:液晶單元;以及積層於前述液晶單元之至少一側的面之[11]所述之偏光性延伸膜、或藉由如[14]所述之方法所製造之偏光性延伸膜。
[18]一種液晶顯示裝置,係具備:液晶單元;以及積層於前述液晶單元之至少一側的面且藉由[16]所述之方法所製造之偏光板。
[19]一種未延伸的積層膜,係具備:由含有由相互不同的樹脂所構成之2層樹脂層之樹脂層的多層構造所構成之基材膜;以及積層於前述基材膜之一側的面,且厚度為3至30μm之聚乙烯醇系樹脂層。
[20]如[19]所述之積層膜,其中,構成前述2層樹脂層之樹脂,係顯示出相互不同的相轉移溫度。
在此所謂相轉移溫度,係與上述相同意義。
[21]如[20]所述之積層膜,其中,在構成前述基材膜所具有之樹脂層之樹脂所顯示的相轉移溫度中,最高相轉移溫度與最低相轉移溫度之差為10℃以上。
[22]如[18]至[20]中任一項所述之積層膜,其中,前述基材膜係由3層樹脂層所構成。
[23]如[22]所述之積層膜,其中,在該3層樹脂層中,相鄰之樹脂層係由相互不同的樹脂所構成。
[24]如[22]或[23]所述之積層膜,其中,構成前述基材膜之樹脂層中,構成中間層之樹脂的相轉移溫度低於構成其他樹脂層之樹脂的相轉移溫度。
[25]如[19]至[24]中任一項所述之積層膜,其中,前述2層樹脂層係由熔點相互不同的鏈狀聚烯烴系樹脂所構成。
根據本發明,係提供一種薄型且在製造偏光板或偏光性延伸膜時之染色步驟中可良好地抑制往延伸方向的裂開之延伸膜。本發明之延伸膜作為用以製造偏光板或偏光性延伸膜之中間物(中間製品)極為有效,藉由使用本發明之延伸膜,可製造出良率佳且安定之偏光板或偏光性延伸膜。
此外,本發明之偏光性延伸膜及偏光板,由於可達薄型化,因此可適當地應用在可攜式終端等所使用之液晶顯示裝置。
第1圖係顯示本發明之延伸膜的較佳一例之概略剖面圖。第1圖所示之延伸膜10係具備:經單軸延伸的基材膜20,以及積層於該基材膜20之一側的面之經單軸延伸的聚乙烯醇系樹脂層30。亦即,延伸膜10係將具備有第2圖所示之基材膜20’、與積層於基材膜20’之一側的面之聚乙烯醇系樹脂層30’之積層膜10’進行單軸延伸而成者。積層膜10’中,基材膜20’係由樹脂層的多層構造所構成,此例中,是由第1樹脂層21’與第2樹脂層22’之2層樹脂層所構成。同樣的,經單軸延伸的基材膜20係由樹脂層的多層構造所構成,此例中,是由第1樹脂層21與第2樹脂層22之2層樹脂層所構成。第1樹脂層21與第2樹脂層22(第1樹脂層21’與第2樹脂層22’)是由相互不同的樹脂所構成。在此所謂樹脂相互不同,係意指積層2層樹脂層時,一層與另一層以樹脂區別,例如樹脂的種類、樹脂之構成單位的比率、聚合度、樹脂的物性等相異者。2層樹脂層較佳係由顯示出相互不同的相轉移溫度之樹脂所構成。在此,所謂「相轉移溫度」當構成樹脂層之樹脂為非晶質樹脂時,意指玻璃轉移溫度Tg,當為結晶性樹脂時,意指(結晶熔點)熔點Tm,均依據JIS K 7121為準則所測定。
如此,本發明之延伸膜的特徵,在於具備含有由相互不同的樹脂所構成,較佳為顯示出相互不同的相轉移溫度之2層樹脂層之基材膜者。藉此,在使用具有聚乙烯醇系樹脂層之延伸膜來製造偏光板或偏光性延伸膜時之染色步驟中,可有效地改善對於往延伸方向的裂開之承受性。亦即,於基材膜上形成有聚乙烯醇系樹脂層之積層膜的單軸延伸,如以往般,當該基材膜由單一樹脂層所構成時,延伸溫度過低時,流動性會降低而容易產生基材膜的斷裂,過高時,基材膜成為熔融狀態而變得不可延伸,故通常在構成基材膜(樹脂層)之樹脂的相轉移溫度(非晶質樹脂時為玻璃轉移溫度Tg,結晶性樹脂時為熔點Tm)附近的溫度進行。然而,在相轉移溫度附近進行單軸延伸時,基材膜亦與聚乙烯醇系樹脂層一同在延伸方向產生單軸配向,所以在延伸方向容易產生基材膜及延伸膜的裂開。相對於此,使用如上述般由複數層樹脂層的多層構造所構成之基材膜之本發明之延伸膜中,若將積層膜的單軸延伸溫度設定成構成複數層樹脂層之樹脂所顯示的相轉移溫度中之最高相轉移溫度附近,則具有最高相轉移溫度之樹脂層以外的層,延伸時會成為熔融狀態,所以不會產生單軸配向(或幾乎不產生),使強度(對於往延伸方向的裂開之承受性)變佳。此外,由顯示出最高相轉移溫度之樹脂所構成之樹脂層係具有支撐體之功用,所以在進行延伸時,即使其他樹脂層成為熔融狀態,其亦可保持該形狀而不會溶出。如此,本發明之延伸膜,藉由不會因單軸延伸而產生配向之樹脂層,可賦予對於往延伸方向的裂開之承受性。本發明之延伸膜,作為用以製造偏光板或偏光性延伸膜之中間物(中間製品)極為有效。
本發明之延伸膜中,基材膜可含有3層以上的樹脂層。該3層樹脂層,直接或隔著接著層而相鄰之樹脂層,較佳是由相互不同的樹脂所構成。
第3圖係顯示本發明之延伸膜的其他較佳一例之概略剖面圖。第3圖所示之延伸膜100係具備:由第1樹脂層210與第2樹脂層220與第3樹脂層230之3層構造所構成之經單軸延伸的基材膜200,以及積層於該基材膜200之一側的表面之經單軸延伸的聚乙烯醇系樹脂層300者。
使用此種3層構造的基材膜200時,較佳者係構成第1樹脂層210之樹脂與構成第3樹脂層230之樹脂為同種樹脂,第2樹脂層220採用與此不同之樹脂。藉由此種對稱構造,可抑制將基材膜形成為2層構造時所可能產生之基材膜的捲曲,而提升處理性。
以下更詳細地說明本發明之延伸膜。
構成本發明之延伸膜之基材膜,如上述般為經單軸延伸者,並含有由相互不同的樹脂所構成,且較佳為顯示出相互不同的相轉移溫度之2層樹脂層,亦可含有3層以上的樹脂層。構成基材膜之複數層樹脂層,可分別由非晶質樹脂所構成,亦可由結晶性樹脂所構成。亦即,可僅組合由非晶質樹脂所構成,或僅組合由結晶性樹脂所構成,或是組合由非晶質樹脂所構成之樹脂層與由結晶性樹脂所構成之樹脂層。
基材膜較佳係含有顯示出相互不同的相轉移溫度之2層樹脂層。藉此,如上述般,藉由在由構成複數層樹脂層之樹脂所顯示的相轉移溫度中之最高相轉移溫度附近進行積層膜的單軸延伸,可具有不會產生單軸配向之樹脂層,即使顯示出最高相轉移溫度之樹脂層產生配向,亦可提升延伸膜之對於往延伸方向的裂開之承受性。
在構成基材膜所具有之複數層樹脂層之樹脂所顯示的相轉移溫度中,最高相轉移溫度與最低相轉移溫度之差愈大,在最高相轉移溫度附近進行積層膜的單軸延伸時,由於由顯示出最低相轉移溫度之樹脂所構成之樹脂層容易成為熔融狀態,所以更可抑制配向顯現於該樹脂,而更為提升延伸膜之對於往延伸方向的裂開之承受性。就此觀點來看,上述最高相轉移溫度與最低相轉移溫度之差,較佳為10℃以上,更佳為20℃以上。另一方面,當該差值極大時,會有積層膜的處理性和單軸延伸時的耐熱性降低之疑慮,所以該差值較佳為100℃以下。
構成基材膜的各樹脂層之各樹脂的相轉移溫度(非晶質樹脂時為玻璃轉移溫度Tg,結晶性樹脂時為熔點Tm),就基材膜處理性之觀點來看,較佳為25℃以上,更佳為40℃以上。此外,就單軸延伸時之積層膜的耐熱性之觀點來看,各樹脂的相轉移溫度較佳為250℃以下為佳,更佳為200℃以下。此係由於為了進行積層膜的單軸延伸,必需提高至最高相轉移溫度附近的溫度,當相轉移溫度超過250℃之樹脂時,上升至該溫度附近時,會有聚乙烯醇系樹脂層產生熱劣化之疑慮之故。構成各樹脂層之樹脂的種類(相轉移溫度),較佳係選擇使最高相轉移溫度與最低相轉移溫度之差值位於上述範圍內者。
如第3圖所示,基材膜由3層以上的樹脂層所構成時,較佳係使用相轉移溫度更低之樹脂構成中間層之樹脂,在外側之2層使用相轉移溫度更高之樹脂。藉由在積層膜的單軸延伸時,將成為熔融狀態之樹脂層配置在中間,可藉由外側2層的樹脂層良好地保持熔融狀態的樹脂層,而提升單軸延伸時之積層膜的耐熱性。此外,就同樣觀點來看,如第1圖所示,基材膜由2層樹脂層所構成時,較佳係將由相轉移溫度較低的樹脂所構成之樹脂層配置在聚乙烯醇系樹脂層側。
構成基材膜的複數層樹脂層之樹脂,較佳係採用滿足上述相轉移溫度的關係者。此外,此等樹脂較佳為透明性、機械強度、熱安定性、延伸性等為佳之熱可塑性樹脂。熱可塑性樹脂的具體例,可列舉出三乙酸纖維素酯等纖維素酯系樹脂;聚酯系樹脂;聚醚碸系樹脂;聚碸系樹脂;聚碳酸酯系樹脂;聚醯胺系樹脂;聚醯亞胺系樹脂;鏈狀聚烯烴系樹脂、環狀聚烯烴系樹脂(降莰烯系樹脂等)聚烯烴系樹脂;(甲基)丙烯酸系樹脂;聚芳酯系樹脂;聚苯乙烯系樹脂;聚乙烯醇系樹脂;及此等之混合物等。特別就用於塗佈聚乙烯醇系樹脂時的平滑性佳,且積層有聚乙烯醇系樹脂層之積層膜的延伸性佳等理由來看,基材膜較佳係含有選自由纖維素酯系樹脂、鏈狀聚烯烴系樹脂、環狀聚烯烴系樹脂及(甲基)丙烯酸系樹脂所組成之群組的至少任一種所構成之樹脂層。
纖維素酯系樹脂為纖維素與脂肪酸之酯。纖維素酯系樹脂的具體例,可列舉出三乙酸纖維素酯、二乙酸纖維素酯、三丙酸纖維素酯、二丙酸纖維素酯等。此等當中,特佳為三乙酸纖維素酯。三乙酸纖維素酯有許多市售品,就取得容易性和成本之觀點來看亦為有利。三乙酸纖維素酯之市售品的例子,可列舉出商品名稱為「Fujitac TD80」(Fuji Film股份有限公司製)、「Fujitac TD80UF」(Fuji Film股份有限公司製)、「Fujitac TD80UZ」(Fuji Film股份有限公司製)、「Fujitac TD40UZ」(Fuji Film股份有限公司製)、「KC8UX2M」(Konica Minolta Opto股份有限公司製)、「KC4UY」(Konica Minolta Opto股份有限公司製)等。
鏈狀聚烯烴系樹脂,除了聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂等之單獨聚合物之外,可列舉出由2種以上的鏈狀烯烴所構成之共聚物。
環狀聚烯烴系樹脂為以環狀烯烴為聚合單位進行聚合之樹脂的總稱,例如可列舉出JPH01-240517-A、JPH03-14882-A、JPH03-122137-A等所記載之樹脂。環狀聚烯烴系樹脂的具體例,可列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、丙烯等鏈狀烯烴之共聚物(代表性者有隨機共聚物)、及以不飽和羧酸或其衍生物將此等改質之接枝聚合物、及此等之氫化物等。當中,環狀烯烴較佳為使用降莰烯或多環降莰烯系單體等降莰烯系單體而成之降莰烯系樹脂。
環狀聚烯烴系樹脂有許多市售品。環狀聚烯烴系樹脂之市售品的例子,可列舉出商品名稱為「Topas」(TOPAS ADVANCED POLYMERS GmbH公司製、可從Polyplastics股份有限公司取得)、「Arton」(JSR股份有限公司製)、「ZEONOR」(Zeon Japan股份有限公司製)、「ZEONEX」(Zeon Japan股份有限公司製)、「Apel」(三井化學股份有限公司製)等。
(甲基)丙烯酸系樹脂可採用任意適當的(甲基)丙烯酸系樹脂,例如可列舉出聚甲基丙烯酸甲酯等聚(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(MS樹脂等)、具有脂環族烴基之聚合物(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)。較佳係使用聚(甲基)丙烯酸甲酯等烷基部位的碳數1至6之聚(甲基)丙烯酸烷酯等,更佳為使用以甲基丙烯酸甲酯為主成分(50至100重量%,較佳為70至100重量%)之甲基丙烯酸甲酯樹脂。
上述熱可塑性樹脂中,以延伸性佳且容易調整相轉移溫度者來看,基材膜的複數層樹脂層,較佳均由鏈狀聚烯烴系樹脂所構成,更佳由聚丙烯系樹脂(丙烯的單獨聚合物之聚丙烯樹脂、或是以丙烯為主體之共聚物等)、聚乙烯系樹脂(乙烯的單獨聚合物之聚乙烯樹脂、或是以乙烯為主體之共聚物等)等所構成。
鏈狀聚烯烴系樹脂較多為結晶性,丙烯的單獨聚合物之聚丙烯樹脂,熔點Tm大致在150至180℃之範圍。為乙烯的單獨聚合物之聚乙烯樹脂時,會因其密度等而使熔點Tm有所變動,但其熔點Tm大致在100至140℃之範圍。此外,例如根據使乙烯等其他種類的單體與丙烯共聚合之聚丙烯系樹脂,可得到較丙烯的單獨聚合物的熔點更低之熔點。如此,主要可藉由調整單體種類或有無共聚合成分或是共聚合成分的種類和含量等,可控制樹脂的相轉移溫度。
可與丙烯共聚合之其他種類的單體,例如可列舉出乙烯、α-烯烴。α-烯烴較佳係使用碳數4以上的α-烯烴,更佳為碳數4至10的α-烯烴。碳數4至10的α-烯烴的具體例,例如可列舉出1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-庚烯、1-辛烯、1-癸烯等直鏈狀單烯烴類;3-甲基-1-丁烯、3-甲基-1-戊烯、4-甲基-1-戊烯等分枝狀單烯烴類;乙烯環己烷等。丙烯及可與丙烯共聚合之其他單體之共聚物,可為隨機共聚物或是嵌段共聚物。並且,共聚物中之來自該其他單體的構成單位之含有率,可依據「高分子分析手冊」(1995年、紀伊國屋書店發行)的第616頁所記載之方法,進行紅外線(IR)光譜測定而求得。
上述中,丙烯系樹脂較佳為使用丙烯的單獨聚合物、丙烯-乙烯隨機共聚物、丙烯-1-丁烯隨機共聚物、及丙烯-乙烯-1-丁烯隨機共聚物。
丙烯系樹脂的立體規則性,較佳係實質上為同排(isotactic)或對排(syndiotactic)。含有由實質上具有同排或對排的立體規則性之丙烯系樹脂所構成之樹脂層的基材膜,其處理性比較良好,且高溫環境下機械強度佳。
基材膜中除了上述熱可塑性樹脂之外,亦可添加任意適當的添加劑。此種添加劑,例如可列舉出紫外線吸收劑、抗氧化劑、潤滑劑、可塑劑、脫膜劑、防著色劑、難燃劑、中核劑、抗靜電劑、顏料、以及著色劑等。基材膜中之上述例示之熱可塑性樹脂的含量,較佳為50至100重量%,更佳為50至99重量%,最佳為60至98重量%,特佳為70至97重量%。基材膜中之熱可塑性樹脂的含量未達50重量%時,可能有無法顯現熱可塑性樹脂原先所具有之高透明性等疑慮。
此外,積層膜之基材膜,可預先在膜面內與積層膜的單軸延伸的延伸方向垂直之方向延伸。在膜面內與單軸延伸方向垂直之方向延伸,係意指例如積層膜的單軸延伸在膜運送方向(積層膜的長邊方向),亦即縱方向之橫向延伸(往膜寬度方向之延伸)。
在積層膜之基材膜的厚度(延伸前)並無特別限制,就強度或處理性等的作業性之觀點來看,較佳為1至500μm,尤佳為1至300μm,更佳為5至200μm,最佳為5至150μm。在延伸膜之經單軸延伸的基材膜的厚度,當積層膜的厚度位於上述範圍內時,通常成為1至300μm,較佳為1至100μm。構成積層膜及延伸膜之各樹脂層的厚度亦無特別限制,對於延伸膜,為了對延伸膜賦予對於往延伸方向的裂開之充分的承受性,延伸膜中不會產生配向之樹脂層(亦即相轉移溫度為最低之樹脂層等延伸時會成為熔融狀態之樹脂層)的厚度,較佳為2μm以上,尤佳為5μm以上。此外,如第3圖所示,當基材膜為3層構造時,以該層構造呈對稱之方式,外側2層具有同等厚度為佳。
包含複數層樹脂層之本發明之基材膜中,各個樹脂層彼此係直接或隔著接著層而積層,例如可藉由採用有多層擠出成形機之共擠出成形而容易地製作。
為了提升與聚乙烯醇系樹脂層之密著性,基材膜亦可在至少形成有聚乙烯醇系樹脂層之一側的表面施行電暈處理、電漿處理、火焰處理等。
構成本發明之延伸膜之聚乙烯醇系樹脂層,如上述般為經單軸延伸者,並形成於基材膜之一側的面。形成聚乙烯醇系樹脂層之聚乙烯醇系樹脂,例如可列舉出聚乙烯醇樹脂及其衍生物。聚乙烯醇樹脂的衍生物,除了聚乙烯甲醛、聚乙烯縮醛等之外,可列舉出聚乙烯醇樹脂經乙烯、丙烯等烯烴、丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸等不飽和羧酸、不飽和羧酸的烷酯、丙烯醯胺等改質者。上述聚乙烯醇系樹脂材料中,較佳為使用聚乙烯醇樹脂。
聚乙烯醇系樹脂的平均聚合度,較佳為100至10000,尤佳為1000至10000。平均聚合度未達100時,難以得到較佳偏光特性。超過10000時,對水的溶解性惡化而難以形成聚乙烯醇系樹脂層。聚乙烯醇系樹脂的平均皂化度,較佳為80至100莫耳%,尤佳為98莫耳%以上。平均皂化度未達80莫耳%時,難以得到較佳偏光特性。
上述聚乙烯醇系樹脂中,可因應必要而添加可塑劑、界面活性劑等添加劑。可塑劑可使用多元醇及其縮合物等,例如可例示出甘油、二甘油、三甘油、乙二醇、丙二醇、聚乙二醇等。添加劑的調配量並無特別限制,在聚乙烯醇系樹脂中較佳為20重量%以下。
在積層膜之聚乙烯醇系樹脂層的厚度,以3μm以上30μm以下為佳,更佳為5μm以上20μm以下。未達3μm時,延伸後變得過薄而使染色性顯著惡化,超過30μm時,偏光板的厚度過厚,故不佳。就同樣理由來看,在積層膜之經單軸延伸的聚乙烯醇系樹脂層的厚度,較佳為1μm以上10μm以下,較佳為2μm以上8μm以下。
如後述般在積層膜之聚乙烯醇系樹脂層的形成,可藉由將聚乙烯醇系樹脂溶液直接塗佈於基材膜的單面上並乾燥而進行,此時為了提升聚乙烯醇系樹脂層與基材膜之密著性,可在基材膜表面上形成底塗層(primer layer)等薄層。此外,聚乙烯醇系樹脂層,亦可藉由將由聚乙烯醇系樹脂所構成之膜貼著於基材膜上而形成,此時,膜之間的貼著可使用接著劑。
在延伸膜之聚乙烯醇系樹脂層是在延伸方向單軸延伸者。聚乙烯醇系樹脂層的配向狀態,例如可從基材膜剝離,並藉由市售的自動複折射測定裝置(王子計測機器股份有限公司製:KOBAR-WPR)等進行測定。此外,當無法將基材膜剝離時,可使用僅溶解基材膜之有機溶劑來去除基材膜並使聚乙烯醇系樹脂層單離,藉此亦可同樣測定。
本發明之延伸膜,可藉由將具備有基材膜、及積層於該基材膜之一側的面之聚乙烯醇系樹脂層之積層膜進行單軸延伸而製作。亦即,本發明之延伸膜的製造方法係含有下列步驟。
(a)於基材膜之一側的面形成聚乙烯醇系樹脂層而得積層膜之步驟,
(b)將積層膜進行單軸延伸之步驟。
上述步驟(a)中,聚乙烯醇系樹脂層,較佳係藉由將聚乙烯醇系樹脂的粉末溶解於良溶劑所得之聚乙烯醇系樹脂溶液,塗佈於基材膜之一側的面,並藉由乾燥使溶劑蒸發而形成。根據此方法,可形成較薄的聚乙烯醇系樹脂層。將聚乙烯醇系樹脂溶液塗佈於基材膜之方法,可適當地選自線棒塗佈法、反轉塗佈法、凹版塗佈法等輥塗佈法;旋轉塗佈法、網版塗佈法、噴泉(fountain)塗佈法、浸泡塗佈法、噴霧法等一般所知的方法。乾燥溫度例如為50至200℃,較佳為60至150℃。乾燥時間例如為5至30分鐘。
形成聚乙烯醇系樹脂層前,以提升密著性者為目的,可在基材膜之形成聚乙烯醇系樹脂層之一側的表面預先形成底塗層。底塗層例如可藉由將含有聚乙烯醇系樹脂與交聯劑之溶液,以同樣方法進行塗佈並使其乾燥而形成。
並且,如上所述,聚乙烯醇系樹脂層可藉由將由聚乙烯醇系樹脂所構成之膜貼著於基材膜之一側的表面而形成。
上述步驟(b)為將具備有基材膜及聚乙烯醇系樹脂層之積層膜進行單軸延伸之步驟。積層膜的延伸倍率,可因應期望之偏光特性而適當地選擇,較佳係相對於積層膜的原先長度為超過5倍且為17倍以下,尤佳為超過5倍且為8倍以下。延伸倍率低於5倍時,聚乙烯醇系樹脂層無法充分地配向,結果無法充分地提高偏光膜的偏光度。另一方面,延伸倍率超過17倍時,延伸時積層膜容易斷裂,同時積層膜的厚度變得較所需厚度更薄,會使在後續步驟中有加工性及處理性降低之疑慮。本發明中,由於使用由上述複數層樹脂層所構成之基材膜,即使延伸倍率超過5倍,所得之延伸膜亦具有對於往延伸方向的裂開之高承受性。因此,根據本發明,可提供顯示出高偏光特性且具備高耐久性之偏光板及偏光性延伸膜。
單軸延伸處理並不限定於以單一階段所進行之延伸,亦能夠以多階段來進行延伸。此時,較佳係以使延伸處理的全階段合計成為超過5倍的延伸倍率之方式進行延伸處理。
本發明之單軸延伸,較佳為在積層膜的長邊方向(膜運送方向)進行延伸之縱向延伸。縱向延伸方式,可列舉出輥間延伸方法、壓縮延伸方法、使用拉幅機之延伸方法等。並且,單軸延伸並不限於縱向延伸處理,亦可為斜向延伸等。
延伸處理可採用潤濕式延伸方法或乾式延伸方法中的任一種,但使用乾式延伸方法者,積層膜進行延伸時之溫度可從較廣的範圍來選擇,故較佳。
在構成基材膜所具有之複數層樹脂層之樹脂所顯示的相轉移溫度中,延伸溫度通常被設定在最高相轉移溫度附近,具體而言,較佳為(最高相轉移溫度-30℃)至(最高相轉移溫度+5℃)的範圍,尤佳為(最高相轉移溫度-25℃)至(最高相轉移溫度)的範圍。當將延伸溫度設定為較(最高相轉移溫度-30℃)更低時,難以進行超過5倍的高延伸倍率。當延伸溫度超過(最高相轉移溫度+5℃)時,基材膜的流動性過大而有難以延伸之傾向。並且,延伸溫度於上述溫度範圍,且較佳為120℃以上。由於延伸溫度為120℃以上時,即使是超過5倍的高延伸倍率,亦不會有難以延伸處理之故。延伸處理的溫度調整,通常是依據加熱爐的溫度調整。
第4圖係顯示本發明之偏光性延伸膜的較佳一例之概略剖面圖。如第4圖所示之偏光性延伸膜15係具備:經單軸延伸的基材膜20;以及積層於該基材膜20之一側的面,並且由經單軸延伸且吸附配向有二色性色素之聚乙烯醇系樹脂層所構成之偏光元件層35。亦即,如第4圖所示之偏光性延伸膜15,係使二色性色素吸附配向於第1圖所示之延伸膜10的聚乙烯醇系樹脂層30者。本發明之偏光性延伸膜,由於使二色性色素吸附配向,故顯示出偏光特性,因此可用作為偏光板,或是利用作為具備保護膜之偏光板的中間物。並且,第4圖中,係顯示基材膜為2層構造之例子,但並不限定於此,與上述延伸膜相同,亦可由3層以上的樹脂層所構成。本發明之偏光性延伸膜,可為薄型,並且偏光性能及耐久性佳。此外,使用本發明之偏光性延伸膜作為偏光板之液晶顯示裝置,可顯示出高對比。
本發明之偏光性延伸膜,可使用上述延伸膜而有效率地製作,具體而言,可藉由包含下列步驟之方法而製造。
(a’)於基材膜之一側的面形成聚乙烯醇系樹脂層而得積層膜之步驟,(b’)將積層膜進行單軸延伸而得延伸膜之步驟,(c’)以二色性色素將延伸膜的聚乙烯醇系樹脂層染色而得染色膜之步驟,(d’)將染色膜的聚乙烯醇系樹脂層浸漬於含有交聯劑之溶液以形成偏光元件層,而得交聯膜之步驟,以及(e’)使交聯膜乾燥之步驟。
上述步驟(a’)及(b’)與上述步驟(a)及(b)相同,故省略其說明。上述步驟(c’)為以二色性色素將延伸膜的聚乙烯醇系樹脂層染色並吸附配向之步驟。二色性色素,例如可列舉出碘或有機染料等。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(violet)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(brilliant violet)BK、翠藍(supra blue)G、翠藍GL、翠橙(supra orange)GL、直接天空藍(direct sky blue)、直接快乾橙(direct fast orange)S、快乾黑(fast black)等。此等二色性色素可分別單獨使用或與其他一種以上併用。
染色步驟例如可藉由將延伸膜全部浸漬於含有上述二色性色素之溶液(染色溶液)中進行。染色溶液可使用將上述二色性色素溶解於溶劑之溶液。染色溶液的溶劑,一般是使用水,但亦可更添加與水具有相溶性之有機溶劑。二色性色素的濃度,較佳為0.01至10重量%,尤佳為0.02至7重量%,特佳為0.025至5重量%。
使用碘作為二色性色素時,由於可更進一步提升染色效率,故以復將碘化物添加於含有碘之染色溶液中為佳。該碘化物例如可列舉出碘化鉀、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。染色溶液中碘化物的濃度,較佳為0.01至10重量%。碘化物中較佳係添加碘化鉀。添加碘化鉀時,碘與碘化鉀之比率,以重量比計較佳為1:5至1:100之範圍,尤佳於1:6至1:80之範圍,特佳於1:7至1:70之範圍。
延伸膜於染色溶液中之浸漬時間並無特別限定,較佳為15秒至15分鐘,尤佳為1分鐘至3分鐘。此外,染色溶液的溫度,較佳為10至60℃之範圍,尤佳為20至40℃之範圍。
並且,染色步驟亦可在單軸延伸步驟前或同時進行,但較佳係以使吸附於聚乙烯醇系樹脂層之二色性色素良好地配向之方式,對積層膜施行單軸延伸步驟後進行。
上述步驟(d’)為對以二色性色素進行染色所得之染色膜的聚乙烯醇系樹脂層進行交聯處理,而得到以聚乙烯醇系樹脂層作為偏光元件層之交聯膜之步驟。交聯步驟,例如可藉由將染色膜浸漬於含有交聯劑之溶液(交聯溶液)來進行。交聯劑可使用以往公知的物質。例如可列舉出硼酸、硼砂等之硼化合物,或是乙二醛、戊二醛等。此等可分別單獨使用或與其他一種以上併用。
交聯溶液可使用將交聯劑溶解於溶劑之溶液。溶劑例如可使用水,亦可復含有與水具有相溶性之有機溶劑。交聯溶液中之交聯劑的濃度,較佳為1至10重量%,尤佳為2至6重量%。
交聯溶液中亦可添加碘化物。藉由添加碘化物,可使在偏光元件層的面內之偏光特性更達到均勻化。碘化物例如可列舉出碘化鉀、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。碘化物的濃度,較佳為0.05至15重量%,尤佳為0.5至8重量%。
染色膜於交聯溶液中之浸漬時間,較佳為15秒至20分鐘,尤佳為30秒至15分鐘。此外,交聯溶液的溫度,較佳為10至80℃之範圍。
交聯步驟亦可藉由將交聯劑調配於染色溶液中而與染色步驟同時進行。此外,染色步驟亦可與單軸延伸步驟同時進行。
所得之交聯膜,通常在洗淨後進行乾燥(上述步驟(e’))。洗淨可藉由將交聯膜浸漬於離子交換水、蒸餾水等純水中進行。水洗淨溫度通常為3至50℃,較佳為4至20℃之範圍。浸漬時間通常為2至300秒間,較佳為5至240秒間。洗淨亦可組合依據碘化物之洗淨處理與水洗淨處理,或是使用適當地調配甲醇、乙醇、異丙醇、丁醇、丙醇等液體醇之溶液。
乾燥方法可採用任意適當的方法(例如自然乾燥、送風乾燥、加熱乾燥)。例如加熱乾燥時之乾燥溫度通常為20至95℃,乾燥時間通常為1至15分鐘左右。
上述本發明之偏光性延伸膜,係有用於作為用以製造貼著有保護膜之偏光板之中間物,藉由使用該偏光性延伸膜,能夠有效率地且良率佳地製造出期望的偏光板。如第5圖所示,藉由本發明之製造方法所得之偏光板25,係具有在偏光元件層35之一側的面積層有保護膜之構成,且不具有基材膜。藉由本發明之製造方法所得之偏光板,可為薄型,並且偏光性能及耐久性佳。此外,使用本發明之偏光板之液晶顯示裝置,可顯示出高對比。
偏光板可使用上述本發明之偏光性延伸膜並藉由包含下列步驟之方法而製造。
(A)將保護膜貼合於與偏光性延伸膜的偏光元件層之基材膜側為相反側的面之步驟,
(B)將基材膜剝離去除之步驟。
上述步驟(A)所使用之保護膜,可列舉出鏈狀聚烯烴系樹脂(聚丙烯系樹脂膜等)、環狀聚烯烴系樹脂(降莰烯系樹脂等)聚烯烴系樹脂;由三乙酸纖維素酯、二乙酸纖維素酯之類樹脂所構成之纖維素酯系樹脂膜;由聚對苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯之類樹脂所構成之聚酯系樹脂膜;聚碳酸酯系樹脂膜、丙烯酸系樹脂膜等。
環狀聚烯烴系樹脂可使用適當的市售品,例如可適當的使用商品名稱為「Topas」(TOPAS ADVANCED POLYMERS GmbH公司製、可從Polyplastics股份有限公司取得)、「Arton」(JSR股份有限公司製)、「ZEONOR」(Zeon Japan股份有限公司製)、「ZEONEX」(Zeon Japan股份有限公司製)、「Apel」(三井化學股份有限公司製)等。將此等環狀聚烯烴系樹脂製膜而成為膜時,可適當地使用溶劑澆鑄法、熔融擠出法等一般所知的方法。此外,亦可使用商品名稱為「S-shina(音譯)」(積水化學工業股份有限公司製)、「SCA40」(積水化學工業股份有限公司製)、「ZEONOR FILM」(Zeon Japan股份有限公司製)等經製膜的環狀聚烯烴系樹脂製的膜之市售品。
環狀聚烯烴系樹脂膜,可為經單軸延伸或雙軸延伸者。藉由延伸可賦予環狀聚烯烴系樹脂膜任意的相位差值。延伸通常是一邊將膜輥捲出一邊連續地進行,並藉由加熱爐,在輥的行進方向、與該行進方向垂直之方向、或是往該兩方向進行延伸。加熱爐的溫度,通常是從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℃為止之範圍。延伸倍率於單一方向通常為1.1至6倍,較佳為1.1至3.5倍。
環狀聚烯烴系樹脂膜,一般而言由於表面活性差,所以在貼著有偏光元件層之表面,較佳係施行電漿處理、電暈處理、紫外線照射處理、火焰(flame)處理、皂化處理等表面處理。當中較佳為可容易實施之電漿處理、電暈處理。
纖維素酯系樹脂膜,可適當地使用市售品,例如可列舉出商品名稱為「Fujitac TD80」(Fuji Film股份有限公司製)、「Fujitac TD80UF」(Fuji Film股份有限公司製)、「Fujitac TD80UZ」(Fuji Film股份有限公司製)、「Fujitac TD40UZ」(Fuji Film股份有限公司製)、「KC8UX2M」(Konica Minolta Opto股份有限公司製)、「KC4UY」(Konica Minolta Opto股份有限公司製)等。
於纖維素酯系樹脂膜的表面,可形成用以改良視角特性之液晶層等。此外,為了賦予相位差,亦可將經延伸的纖維素酯系樹脂膜作為保護膜使用。纖維素酯系樹脂膜,為了提高與偏光元件層之密著性,通常施以皂化處理。皂化處理可採用浸漬於氫氧化鈉或氫氧化鉀之類的鹼性水溶液之方法。
保護膜雖愈薄愈佳,但過薄時,強度會降低而使加工性劣化。另一方面,過厚時,亦會產生透明性降低,或是積層後所需熟化時間增長等問題。因此,保護膜的厚度較佳為80μm以下,尤佳為5至60μm。此外,就偏光板薄型化之觀點來看,偏光元件層與保護膜的合計厚度(亦即,偏光板的厚度),較佳為100μm以下,尤佳為90μm以下,更佳為80μm以下。
保護膜之與偏光元件層相反側的表面,亦可形成硬塗層、防眩層、抗反射層等光學層。將此等光學層形成於保護膜的表面之方法並無特別限定,可使用一般公知的方法。
偏光性延伸膜的偏光元件層與保護膜之貼合,可使用接著劑或黏著劑進行。接著劑例如可列舉出聚乙烯醇系樹脂水溶液、水系二液型胺基甲酸乙酯(urethane)系乳化液接著劑等水系接著劑。當使用以皂化處理等進行親水化處理後之纖維素酯系樹脂作為保護膜時,接著劑較佳為使用聚乙烯醇系樹脂水溶液。作為接著劑使用之聚乙烯醇系樹脂,除了有將作為乙酸乙烯酯的單獨聚合物之聚乙酸乙烯酯進行皂化處理所得之乙烯醇均聚物之外,亦有將乙酸乙烯酯及可與乙酸乙烯酯共聚合的其他單體之共聚物進行皂化處理所得之乙烯醇系共聚物、以及將此等的羥基進行部分改質之經改質的聚乙烯醇系共聚物等。水系接著劑中,多元醛、水溶性環氧化合物、三聚氰胺系化合物、二氧化鋯(zirconia)化合物、鋅化合物等亦可作為添加劑添加。使用水系接著劑時,由此所得之接著劑層,通常為1μm以下。
使用水系接著劑貼合偏光元件層與保護膜之方法並無特別限定,例如可列舉出藉由澆鑄法、繞線棒塗佈法、凹版塗佈法、逗點塗佈法(comma coating)、刮刀塗佈法、壓模塗佈法、浸漬塗佈法、噴霧法等,將接著劑均勻地塗佈於偏光元件層及/或保護膜的表面,將另一方的膜疊合於塗佈面,使用輥來貼合並進行乾燥之方法等。澆鑄法是指使作為被塗佈物之偏光元件層或保護膜,在大致垂直方向、大致水平方向、或兩者間的斜向方向一邊移動,一邊使接著劑流下至該表面並擴展之方法。通常,水系接著劑在該調製後,在15至40℃的溫度下塗佈,貼合溫度通常在15至30℃的範圍。
塗佈接著劑後,將偏光元件層及保護膜疊合,並藉由夾持輥夾持而進行膜的貼合。使用夾持輥時,例如可採用在塗佈接著劑後,以輥等予以加壓而均勻地擴展之方法,或是在塗佈接著劑後,通過輥與輥之間,並進行加壓而均勻地擴展之方法等。當為前者時,輥的材質可使用金屬或橡膠等。此外,當為後者時,複數個輥可為相同材質或不同材質。
使用水系接著劑時,將偏光元件層及保護膜貼合後,為了去除水系接著劑中所含有的水,係將積層後的膜進行乾燥。乾燥溫度較佳為30至90℃。未達30℃時,偏光元件層與保護膜有容易剝離之傾向。此外,90℃以上時,會有因熱導致偏光性能劣化之疑慮。乾燥時間可為10至1000秒,尤其就生產性之觀點來看,較佳為60至750秒,尤佳為150至600秒。
乾燥後,更可在室溫或較此稍高之溫度,例如20至45℃左右之溫度進行12至600小時左右的熟化。熟化溫度一般係設定為較乾燥時所採用的溫度更低之溫度。
此外,將偏光元件層及保護膜貼合時之接著劑,亦可使用光硬化性接著劑。光硬化性接著劑例如可列舉出光硬化性環氧樹脂與光陽離子聚合起始劑之混合物等。
使用光硬化性接著劑時,如上述般將偏光元件層及保護膜貼合後,藉由照射活性能量線使光硬化性接著劑硬化。活性能量線的光源並無特別限定,較佳為在波長400nm以下具有發光分布之活性能量線,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。
對光硬化性接著劑之光照射強度,可依光硬化性接著劑的組成而適當地決定,並無特別限定,較佳係對聚合起始劑的活性化為有效之波長區域的照射強度為0.1至6000mW/cm2
。當照射強度為0.1mW/cm2
以上時,反應時間不會過長,當為6000mW/cm2
以下時,因來自光源的輻射熱及光硬化性接著劑於硬化時的發熱所產生之環氧樹脂的黃變或偏光元件層的劣化之疑慮較低。對光硬化性接著劑之光照射時間,只要適用所對應之使其硬化之光硬化性接著劑者,並無特別限定,較佳係設定為使由上述照射強度與照射時間之積所表示的積算光量成為10至10000mJ cm2
。對光硬化性接著劑之積算光量為10mJ cm2
以上時,可充分地產生來自聚合起始劑的活性物質,而更確實地進行硬化反應,10000mJ cm2
以下時,照射時間不會過長,可維持良好的生產性。並且,硬化後之接著劑的厚度,通常為0.001至5μm左右,較佳為0.01至2μm,更佳為0.01至1μm。
當藉由照射活性能量線使光硬化性接著劑硬化時,較佳係在不會使偏光元件層的偏光度、穿透率及色相,以及保護膜的透明性等偏光板的諸項功能不會降低之條件下進行硬化。
並且,貼合偏光元件層與保護膜時,在偏光元件層及/或保護膜的接著面,為了提升接著性,可因應必要施以電漿處理、電暈處理、紫外線照射處理、火焰(flame)處理、皂化處理等表面處理。皂化處理可採用浸漬於氫氧化鈉或氫氧化鉀之類的鹼性水溶液之方法。
另一方面,貼合保護膜與偏光元件層所使用的黏著劑,通常是由以丙烯酸系樹脂、苯乙烯系樹脂、聚矽氧烷系樹脂等作為基礎聚合物,並於此等中加入異氰酸酯化合物、環氧化合物、氮丙啶(aziridine)化合物等交聯劑之組成物所構成。此外,更可含有微粒而成為顯現光散射性之黏著劑層。
黏著劑層的厚度較佳為1至40μm,較佳係在不損及加工性、耐久性等之範圍內較薄地形成,尤佳為3至25μm。當為3至25μm時,可具有良好的加工性,並可抑制偏光元件層的尺寸變化,故較佳。黏著劑層的厚度未達1μm時,黏著性會降低,超過40μm時,容易產生黏著劑滲出等缺失。
藉由黏著劑貼合保護膜與偏光元件層之方法並無特別限定,可將含有以上述基礎聚合物為首之各成分之溶液(黏著劑組成物)塗佈於保護膜面或偏光元件層面,進行乾燥形成黏著劑層後,再將保護膜與偏光元件層貼合,或是在分隔片(剝離膜)上形成黏著劑層後,轉印至保護膜面或偏光元件層面,再將保護膜與偏光元件層貼合。
並且,隔著黏著劑層貼合偏光元件層與保護膜時,為了提升密著性,亦可因應必要在偏光元件層及/或保護膜的貼合面、或是黏著劑層的單面或雙面,施以電暈處理等表面處理。
上述步驟(B)為從步驟(A)中所得之具備基材膜/偏光元件層/保護膜之積層體中,將基材膜剝離去除之步驟。將基材膜剝離之方法並無特別限定,通常可藉由與附有黏著劑的偏光板中所進行之分隔片(剝離膜)的剝離步驟為相同之方法進行剝離。貼合保護膜後,可直接將基材膜剝離,亦可在貼合保護膜後,先捲曲為輥狀後,再於後續步驟中一邊捲出一邊將基材膜剝離。
如上述所製造出之偏光板中,於實際使用時更可積層其他光學層。此外,上述保護膜亦可具有此等光學層的功能。作為其他光學層可列舉出可使某種偏光之光穿透,並且使顯示出與此為相反性質之偏光之光反射的反射型偏光膜;於表面具有凹凸形狀之附有防眩功能的膜;附有抗表面反射功能的膜;表面具有反射功能的反射膜;兼具反射功能及穿透功能之半穿透反射膜;以及視角補償膜。
相當於可使某種偏光之光穿透,並且使顯示出與此為相反性質之偏光的光反射的反射型偏光膜之市售品,例如可列舉出「DBEF」(3M公司製、可從住友3M股份有限公司取得)、「APF」(3M公司製、可從住友3M股份有限公司取得)。此外,視角補償膜可列舉出在基材表面塗佈液晶性化合物且經配向之光學補償膜、由聚碳酸酯系樹脂所構成之相位差膜、由環狀聚烯烴系樹脂所構成之相位差膜。相當於在基材表面塗佈液晶性化合物且經配向之光學補償膜之市售品,可列舉出「WV Film」(Fuji Film股份有限公司製)、「NH Film」(新日本石油股份有限公司製)、「NR Film」(新日本石油股份有限公司製)等。此外,相當於由聚烯烴系樹脂所構成之相位差膜之市售品,可列舉出「Arton Film」(JSR股份有限公司製)、「S-shina(音譯)」(積水化學工業股份有限公司製)、「ZEONOR Film」(Zeon Japan股份有限公司製)等。
本發明之液晶顯示裝置的特徵在於具備上述偏光性延伸膜或偏光板。具體而言,本發明之液晶顯示裝置係含有液晶,該液晶面板具備:液晶單元;以及積層於該液晶單元的單面(觀看側、背側中的任一側)或是雙面之上述偏光性延伸膜或偏光板。液晶單元可使用以往公知之各種驅動方式者。此外,本發明之液晶顯示裝置,除了具備上述偏光性延伸膜或偏光板之外,可為以往一般公知的構成。本發明之液晶顯示裝置,可達薄型化,並可顯示出由偏光性延伸膜或偏光板佳的偏光性能所帶來之高對比。
以下係顯示實施例以更詳細地說明本發明,但本發明並不限定於此等實施例。
藉由採用有多層擠出成形機之共擠出成形,製作在由含有約5重量%的乙烯單元之丙烯/乙烯的隨機共聚物(住友化學股份有限公司製「Sumitomo Nobrene W151」、熔點Tm=138℃)所構成之樹脂層的兩側配置有由丙烯的單獨聚合物之均質聚丙烯(住友化學股份有限公司製「Sumitomo Nobrene FLX80E4」、熔點Tm=163℃)所構成之樹脂層而成之3層構造的基材膜。所得之基材膜的合計厚度為90μm,各層的厚度比(FLX80E4/W151/FLX80E4)=3/4/3。
將聚乙烯醇粉末(日本合成化學工業股份有限公司製「Z-200」、平均聚合度1100、平均皂化度99.5莫耳%)溶解於95℃的熱水,而調製出濃度3重量%的聚乙烯醇水溶液。於所得之水溶液中,相對於聚乙烯醇粉末6重量份,混合5重量份的交聯劑(住友化學股份有限公司製「Sumirez Resin 650」)。使用微凹版塗佈機,將所得之混合水溶液塗佈於將上述基材膜施以電暈處理之電暈處理面上,在80℃乾燥10分鐘,藉此形成厚度0.2μm的底塗層。
將聚乙烯醇粉末(Kuraray股份有限公司製「PVA124」、平均聚合度2400、平均皂化度98.0至99.0莫耳%)溶解於95℃的熱水,而調製出濃度8重量%的聚乙烯醇水溶液。使用唇板塗佈機,將所得之水溶液塗佈於上述底塗層上,在80℃乾燥2分鐘,在70℃乾燥2分鐘,接著在60℃乾燥4分鐘之條件下進行乾燥,藉此製作出由基材膜/底塗層/聚乙烯醇系樹脂層所構成之3層構造的積層膜。聚乙烯醇系樹脂層的厚度為9.8μm。
在160℃的延伸溫度,將上述積層膜往自由端進行縱向單軸延伸5.8倍,而得延伸膜。所得之延伸膜的厚度為28.5μm,聚乙烯醇系樹脂層的厚度為4.2μm。
採用在由乙烯的單獨聚合物之線性低密度聚乙烯(住友化學股份有限公司製「FV401」、熔點Tm=119℃)所構成之樹脂層的兩側配置有由丙烯的單獨聚合物之均質聚丙烯(住友化學股份有限公司製「Sumitomo Nobrene FLX80E4」、熔點Tm=163℃)所構成之樹脂層而成之3層構造的基材膜,除此之外,其他與實施例1相同而製作延伸膜。所得之基材膜的合計厚度為90μm,各層的厚度比(FLX80E4/FV401/FLX80E4)=3/4/3。
係採用在由乙烯的單獨聚合物之線性低密度聚乙烯(住友化學股份有限公司製「FV441-0」、熔點Tm=111℃)所構成之樹脂層的單側配置有由丙烯的單獨聚合物之均質聚丙烯(住友化學股份有限公司製「Sumitomo Nobrene FLX80E4」、熔點Tm=163℃)所構成之樹脂層而成之2層構造的基材膜,除此之外,其他與實施例1相同而製作延伸膜。所得之基材膜的合計厚度為90μm,各層的厚度比(FV441-0/FLX80E4)=4/6。聚乙烯醇系樹脂層係形成於由聚乙烯所構成之樹脂層上。
係採用由均質聚丙烯(住友化學股份有限公司製「Sumitomo Nobrene FLX80E4」、熔點Tm=163℃)所構成之單層的基材膜,除此之外,其他與實施例1相同而製作厚度95μm的積層膜。接著,以與實施例1相同之條件往自由端進行縱向單軸延伸處理,而得厚度30.1μm的延伸膜。延伸膜中之聚乙烯醇系樹脂層的厚度為4.5μm。
係採用由含有約5重量%的乙烯單元之丙烯/乙烯的隨機共聚物(住友化學股份有限公司製「Sumitomo Nobrene W151」、熔點Tm=138℃)所構成之單層的基材膜,除此之外,其他與實施例1相同而製作厚度95μm的積層膜。接著,以與實施例1相同之條件往自由端進行縱向單軸延伸處理,而得厚度30.1μm的延伸膜。延伸膜中之聚乙烯醇系樹脂層的厚度為4.5μm。
藉由下列方法來測定上述實施例及比較例中所得之延伸膜的撕裂強度。首先,從延伸膜之短邊端部的中央(膜寬度方向的中央),使用切割器來形成與延伸方向平行之缺口。然後使用萬能拉伸試驗機(島津製作所股份有限公司製「Autogarph AG-I」),從該缺口的基點將延伸膜撕裂,並以同一裝置來測定此時的撕裂強度。膜撕裂時的速度設為300mm/min。藉由本測定,可得到在各撕裂距離(從缺口的基點所撕裂之膜的距離)的撕裂強度,然而在使用萬能拉伸試驗機所進行之撕裂強度測定中,至到達某程度的撕裂距離使膜的撕裂角度達到安定為止,較多情況為撕裂強度變得較高。因此,本測定中,係排除此部分,求得撕裂強度達到安定之區域中的撕裂強度平均值,並以此作為撕裂強度。結果如第1表所示。
如第1表所示,可確認實施例1至3之延伸膜,與比較例1及2相比係具有更高之對於往延伸方向的裂開之承受性。
使用實施例1至3中所得之延伸膜,以下列順序製作偏光性延伸膜。首先,將延伸膜浸漬於60℃的溫浴中60秒後,再浸漬於含有碘與碘化鉀之水溶液之30℃的染色溶液中150秒左右,以進行聚乙烯醇系樹脂層的染色,接著以10℃的純水洗去多餘的碘液。然後浸漬於含有硼酸與碘化鉀之水溶液之76℃的交聯溶液中600秒。之後以10℃的純水洗淨4秒,最後在50℃乾燥300秒,藉此得到偏光性延伸膜。
使用實施例1至3中的任一延伸膜,在製作偏光性延伸膜為止之各步驟中,均不會產生延伸膜的裂開等缺失,而能夠安定地製作偏光性延伸膜。
使用實施例4所得之偏光性延伸膜,以下列順序製作偏光板。首先,將聚乙烯醇粉末(Kuraray股份有限公司製「KL-318」、平均聚合度1800)溶解於95℃的熱水,而調製出濃度3重量%的聚乙烯醇水溶液。於所得之水溶液中,相對於聚乙烯醇粉末2重量份,混合1重量份的交聯劑(住友化學股份有限公司製「Sumirez Resin 650」),而調製出接著劑溶液。
然後將上述接著劑溶液塗佈於實施例4所得之偏光性延伸膜的聚乙烯醇系樹脂層上後,貼合由三乙酸纖維素(TAC)所構成之保護膜(Konica Minolta Opto股份有限公司製「KC4UY」),而得到由保護膜/接著劑層/偏光元件層/底塗層/基材膜的5層所構成之偏光板。從所得之偏光板將基材膜剝離,而製作出由保護膜/接著劑層/偏光元件層/底塗層的4層所構成之偏光板。基材膜可容易地剝離。
10、100...延伸膜
10’...積層膜
15...偏光性延伸膜
20、200...經單軸延伸的基材膜
20’...基材膜
21、21’、210...第1樹脂層
22、22’、220...第2樹脂層
25...偏光板
30、300...經單軸延伸的聚乙烯醇系樹脂層
30’...聚乙烯醇系樹脂層
35...偏光元件層
40...保護膜
230...第3樹脂層
第1圖係顯示本發明之延伸膜的較佳一例之概略剖面圖。
第2圖係顯示本發明之積層膜的較佳一例之概略剖面圖。
第3圖係顯示本發明之延伸膜的其他較佳一例之概略剖面圖。
第4圖係顯示本發明之偏光性延伸膜的較佳一例之概略剖面圖。
第5圖係顯示藉由本發明的方法所得之偏光板的較佳一例之概略剖面圖。
10...延伸膜
20...經單軸延伸的基材膜
21...第1樹脂層
22...第2樹脂層
30...經單軸延伸的聚乙烯醇系樹脂層
Claims (13)
- 一種延伸膜之製造方法,係具備下述步驟:在含有顯示出相互不同的相轉移溫度(在此,所謂相轉移溫度係當構成樹脂層之樹脂為非晶質樹脂時意指玻璃轉移溫度,為結晶性樹脂時則意指熔點)的樹脂所構成之2層樹脂層之樹脂層的多層構造所構成之基材膜之一側的面形成聚乙烯醇系樹脂層而得到積層膜的步驟;以及前述基材膜具有的樹脂層中,由相轉移溫度最低之樹脂所構成的樹脂層成為熔融狀態的溫度以上,在[構成前述基材膜所具有之樹脂層的樹脂所示的相轉移溫度中最高之相轉移溫度-30℃]以上的溫度且[構成前述基材膜所具有之樹脂層的樹脂所示的相轉移溫度中最高之相轉移溫度+5℃]以下的溫度將前述積層膜進行單軸延伸之步驟。
- 如申請專利範圍第1項所述之延伸膜之製造方法,其中,構成前述基材膜中的樹脂層之樹脂所顯示的相轉移溫度中,最高相轉移溫度與最低相轉移溫度之差為10℃以上。
- 如申請專利範圍第1或2項所述之延伸膜之製造方法,其中,前述基材膜係由3層樹脂層所構成。
- 如申請專利範圍第3項所述之延伸膜之製造方法,其中,在該3層樹脂層中,相鄰之樹脂層係由相互不同的樹脂所構成。
- 如申請專利範圍第4項所述之延伸膜之製造方法,其中,構成前述基材膜之樹脂層中,構成中間層之樹脂的 相轉移溫度低於構成其他樹脂層之樹脂的相轉移溫度。
- 如申請專利範圍第1或2項所述之延伸膜之製造方法,其中,前述2層樹脂層係由熔點相互不同的鏈狀聚烯烴系樹脂所構成。
- 如申請專利範圍第1或2項所述之延伸膜之製造方法,其中,前述基材膜係在膜面內與前述單軸延伸的延伸方向垂直之方向延伸者。
- 如申請專利範圍第1或2項所述之延伸膜的製造方法,其中,前述積層膜係以超過5倍的延伸倍率進行單軸延伸。
- 如申請專利範圍第1或2項所述之延伸膜之製造方法,其中,延伸膜中之聚乙烯醇系樹脂層的厚度為10μm以下。
- 一種偏光性延伸膜的製造方法,其係包含:以二色性色素將藉由申請專利範圍第1至9項中任一項所述之方法所製造之延伸膜的聚乙烯醇系樹脂層染色而獲得染色膜之步驟;將前述染色膜的聚乙烯醇系樹脂層浸漬於含有交聯劑之溶液以形成偏光元件層,而獲得交聯膜之步驟;以及將前述交聯膜予以乾燥之步驟。
- 一種偏光板的製造方法,係包含:將保護膜貼合於藉由申請專利範圍第10項所述之方法所製造之偏光性延伸膜的偏光元件層之與基材膜 側為相反側的面之步驟;以及將基材膜剝離去除之步驟。
- 一種液晶顯示裝置之製造方法,係具備:將藉由申請專利範圍第10項所述之方法所製造之偏光性延伸膜積層於液晶單元之至少一側的面之步驟。
- 一種液晶顯示裝置之製造方法,係具備:將藉由申請專利範圍第11項所述之方法所製造之偏光板積層於液晶單元之至少一側的面之步驟。
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