TWI454510B

TWI454510B - 偏光板之製造方法

Info

Publication number: TWI454510B
Application number: TW097141325A
Authority: TW
Inventors: Kiyoshi Muto; Shinichi Kawamura
Original assignee: Sumitomo Chemical Co
Priority date: 2007-10-31
Filing date: 2008-10-28
Publication date: 2014-10-01
Also published as: KR20090045032A; TW200925193A; JP2009109860A; KR101498735B1; JP5382843B2; CN101424766A

Description

偏光板之製造方法

本發明係有關在由聚乙烯醇系樹脂所構成的偏光膜之一面，隔介接著劑層以積層透明保護膜來製造偏光板的方法。

偏光板係廣泛地作為液晶顯示裝置之偏光的供應元件，且作為偏光的檢測元件使用。以此種偏光板而言，以往使用的偏光板，係將由三醋酸纖維素所構成的透明保護膜接著於由聚乙烯醇系樹脂所構成之偏光膜而製成者，近年來，隨著擴充到液晶顯示裝置的筆記型個人電腦與行動電話機等移動裝置，並且擴充到大型電視，而必須追求薄形、輕量化。此外，由於攜帶方便而使其使用場所遍及廣泛範圍，故亦同時謀求提高耐久性。

一般而言，偏光膜係使碘等所代表之二色性色素含浸於聚乙烯醇系樹脂中，且以高倍率進行單軸拉伸所製造。因此，當偏光膜暴露於乾熱環境下時，便因收縮而引起大的尺寸變化。例如，如日本特開平6-109922號公報(專利文獻1)之表1所記載，以100℃對偏光膜作2小時加熱，並測量前後的尺寸變化率時，便觀察到超過10%之大的收縮。因此，通常是在偏光膜的兩面隔介接著劑層等以積層透明保護膜來製造偏光板，藉此而降低偏光膜的尺寸變化。在專利文獻1中，將三醋酸纖維素積層於如上述之顯示高收縮率的偏光膜之兩面，而製作成偏光板。在相同的表中亦記載以100℃對該偏光板加熱2小時之前後的尺寸變化率，偏光板的收縮率成為2%以下，故可知藉由將三醋酸纖維素薄膜積層到兩面，即可抑制收縮。

此外，在日本特開平6-59123號公報(專利文獻2)之表1，記載有對將三醋酸纖維素薄膜積層在偏光膜的兩面而成之偏光板以80℃進行4小時加熱之前後的尺寸變化率，其收縮率成為0.3%以下，故亦可知藉由將三醋酸纖維素薄膜積層到兩面，即可抑制收縮。

但是，近年來，由於進行薄形、輕量化，故亦謀求製造由僅將透明保護膜積層在偏光膜之一面而成之偏光板，此種偏光板暴露在乾燥環境下時，有無法抑制偏光膜的收縮而容易產生不良情況之傾向。因此，若如同上述，僅將透明保護膜積層在偏光膜之一面而製成偏光板，當將此偏光板隔介黏著劑而予以貼合成液晶元件(crystal cell)，並將之暴露在乾燥環境下時，偏光板端部的黏著劑會脫落，偏光板端部會隆起而扭曲畫面顯示。

本發明係鑑於上述課題而研創者，其目的係在提供一種偏光板之製造方法，該偏光板係藉由隔介接著劑層僅將透明保護膜積層在由聚乙烯醇系樹脂所構成的偏光膜之一面而製成者，其耐久性優良。

本發明的偏光板之製造方法，其特徵係：隔介接著劑層而僅將透明保護膜積層在由聚乙烯醇系樹脂所構成且尺寸變化率為2.7%以下的偏光膜之一面。

本發明之偏光板的製造方法中之透明保護膜，最好是醋酸纖維素系樹脂薄膜。

此外，在本發明之偏光板的製造方法中，以於偏光膜之另一面形成由丙烯酸系樹脂所構成的黏著劑層為較佳。

依據本發明，比起將透明保護膜積層在由聚乙烯醇系樹脂所構成之偏光膜的兩面而成之偏光板，可於工業上有利地製造雖然削薄偏光板的厚度但耐久性仍佳的偏光板。

在本發明之偏光板的製造方法中，隔介接著劑層而僅將透明保護膜積層在由聚乙烯醇系樹脂所構成的偏光膜之一面，藉此來製造偏光板。使用在本發明中之偏光膜，具體而言，係在聚乙烯醇系樹脂薄膜施加單軸拉伸以及利用二色性色素之染色處理，且使該二色性色素吸附配向(adsorption orientation)。本發明之偏光板的製造方法，基本上包含：(1)使用聚乙烯醇系樹脂，來製造偏光膜之偏光膜製造步驟；(2)使用接著劑貼合偏光膜與透明保護膜，而得到積層薄膜之貼合步驟；(3)以及藉由使積層薄膜通過乾燥爐而令其乾燥之乾燥步驟。在本發明的偏光板之製造方法中，其特徵係經由上述偏光膜製造步驟來進行製造，且供作貼合步驟時之偏光膜的尺寸變化率在2.7%以下。以下，就各步驟加以詳細說明。

(1)偏光膜製造步驟

構成偏光膜之聚乙烯醇系樹脂，通常係藉由將聚醋酸乙烯酯系樹脂予以皂化(saponification)而得到。聚乙烯醇系樹脂的皂化程度通常宜為85莫耳%以上，較佳的是90莫耳%以上，更理想的是99至100莫耳%。聚醋酸乙烯酯系樹脂除了醋酸乙烯酯均聚物之聚醋酸乙烯酯之外，可例舉醋酸乙烯酯與可與其共聚合的其他單體之共聚合物，例如乙烯-醋酸乙烯酯共聚合物等。可與醋酸乙烯酯進行共聚合之其他單體，例如可舉出不飽和羧酸類、烯烴類、乙烯醚類、不飽和磺酸類等。聚乙烯醇系樹脂的聚合度通常在1000至10000的範圍內，最好在1500至5000之範圍內。

上述聚乙烯醇系樹脂亦可經改質，例如可使用經醛類改質之聚乙烯甲醛(polyvinyl formal)、聚乙烯縮醛(polyvinyl acetal)、聚乙烯丁醛(polyvinyl butyral)等。通常，製造偏光膜的原始材料係使用厚度為20至100μm，最好為30至80μm之聚乙烯醇系樹脂薄膜的未拉伸薄膜。於工業上，薄膜的寬度以實用性而言宜為1500至4000mm。將此未拉伸薄膜按照膨潤處理、染色處理、硼酸處理、水洗處理的順序進行處理，在至硼酸處理為止之步驟中施行單軸拉伸，最後加以乾燥所得到之偏光膜的厚度，例如為5至50μm。

以偏光膜的製造方法而言，大致分為2個製造方法。第1方法係將聚乙烯醇系樹脂薄膜在空氣或惰性氣體中進行單軸拉伸後，按照膨潤處理步驟、染色處理步驟、硼酸處理步驟及水洗處理步驟之順序進行溶液處理，最後進行乾燥之方法。第2方法係將未拉伸的聚乙烯醇系樹脂薄膜按照水溶液膨潤處理步驟、染色處理步驟、硼酸處理步驟及水洗處理步驟之順序進行溶液處理，且在硼酸處理步驟及/或之前的步驟中以濕式進行單軸拉伸，最後進行乾燥之方法。

在任何方法中，單軸拉伸係可在1個步驟中進行，亦可在2個以上之步驟中進行，最好是在複數個步驟中進行。拉伸方法係可採用一般熟知的方法，例如使搬運薄膜之2個夾輥間具有周速差而進行拉伸之輥間拉伸，可舉例如記載在日本專利第2731813號的熱輥拉伸法、拉幅機拉伸法等。此外，基本上步驟的順序如上述，而處理浴之數目、與處理條件等沒有限制。再者，亦可依別的目的而附加未記載在上述第1及第2方法中之步驟。以此種步驟之例而言，可列舉如在硼酸處理後，進行不含硼酸的碘化物水溶液之浸漬處理(碘化物處理)或不含硼酸而含有氯化鋅等的水溶液之浸漬處理(鋅處理)等。

膨潤處理步驟係以去除薄膜表面的異物、去除薄膜中的可塑劑、提供在下一個步驟之易染色性、薄膜之可塑化等為目的來進行。處理條件係在可達成上述目的之範圍，且在不發生基材薄膜之強烈溶解、不透明化等不良情況之範圍內所決定。預先在氣體中使拉伸之薄膜膨潤時，例如以將薄膜浸漬於20至70℃，最好是30至60℃的水溶液中來進行。薄膜之浸漬時間係30至300秒，最好是60至240秒。使開始時未拉伸的原始薄膜(raw film)膨潤時，例如將薄膜浸漬於10至50℃，最好是20至40℃的水溶液中進行。薄膜之浸漬時間係30至300秒，最好是60至240秒。

在膨潤處理步驟中，由於薄膜容易在寬度方向膨潤而產生於薄膜形成皺紋等之問題，故最好是利用加寬輥(擴張輥)、螺旋輥、凸度輥(crown roll)、布導向器(Cloth guider)、彎曲棒、拉幅機布夾(tenter clip)等一般熟知的加寬裝置，一邊消除薄膜的皺紋，一邊搬運薄膜。以穩定浴中的薄膜搬運為目的，而利用水中淋浴控制在膨潤浴中的水流，且併用EPC(Edge Position Control裝置：檢測薄膜的端部，防止薄膜的蛇行之裝置)等亦有助益。在本步驟中，由於薄膜亦在薄膜之搬運方向膨潤擴大，故為了消除搬運方向之薄膜的鬆弛，最好採取例如控制處理槽前後之搬運輥的速度等之手段。此外，使用之膨潤處理浴，除了純水之外，亦可使用在0.01至0.1重量%範圍內添加硼酸(記載在日本特開平10-153709號公報)、氯化物(記載在日本特開平06-281816號公報)、無機酸、無機鹽、水溶性有機溶媒、醇類等、之水溶液。

二色性色素之染色處理步驟，係以在薄膜中使二色性色素吸附、配向等之目的來進行。處理條件係在可達成上述目的之範圍內，且在不發生基材薄膜之強烈溶解、不透明化等不良情況的範圍內而決定。使用碘作為二色性色素時，例如在10至45℃，最好是在20至35℃之溫度條件下，使用重量比為碘/碘化鉀/水=0.003至0.2/0.1至10/100的濃度之水溶液，進行30至600秒，最好是60至300秒之浸漬處理。亦可使用其他的碘化物，例如碘化鋅等取代碘化鉀。再者，亦可將其他的碘化物與碘化鉀一起併用。並且，亦可與碘化物之外的化合物，例如硼酸、氯化鋅、氯化鈷等共存。添加硼酸時，以包含碘之特點而與下述硼酸處理區別。相對於水100重量份，只要為含有碘0.003重量份以上者，即可視為染色槽。

使用水溶性二色性染料作為二色性色素時，例如在20至80℃，最好是在30至70℃之溫度條件下，使用重量比為二色性染料/水=0.001至0.1/100之濃度的水溶液，進行30至600秒，最好是60至300秒之浸漬處理。使用之二色性染料的水溶液，亦可含有染色助劑等，例如亦可含有硫酸鈉等無機鹽、界面活性劑等。二色性染料可單獨使用，亦可併用2種類以上之二色性染料。

如上述，亦可在染色槽將薄膜拉伸。拉伸係採用使在染色槽之前後的夾輥具有周速差等之方法來進行。此外，與膨潤處理步驟相同，亦可在染色浴中及/或浴的出入口設置加寬輥(擴張輥)、螺旋輥、凸度輥、布導向器、彎曲棒等。

硼酸處理係藉由在相對於水100重量份含有1至10重量份硼酸的水溶液中，浸漬經二色性色素染色之聚乙烯醇系樹脂薄膜來進行。二色性色素為碘時，最好是含有1至30重量份之碘化物。碘化物可列舉如碘化鉀、碘化鋅等。此外，亦可與碘化物以外的化合物，例如氯化鋅、氯化鈷、氯化鋯、硫代硫酸鈉、亞硫酸鉀、硫酸鈉等共存。

硼酸處理係為了達成由架橋所致之耐水化與色相調整(防止帶有青色等)等而實施。為了達成由架橋方式所致之耐水化而進行硼酸處理時，視需要，除了硼酸以外，亦可將硼酸與乙二醛、戊二醛等架橋劑一起使用。此外，亦可用耐水化處理、架橋處理、固定化處理等名稱來稱呼用以達成耐水化之硼酸處理。此外，亦可用補色處理、再染色處理等名稱來稱呼用以達成色相調整之硼酸處理。

此硼酸處理係依該目的，酌情變更硼酸及碘化物的濃度、處理浴的溫度來進行。用以達成耐水化之硼酸處理、用以達成色相調整之硼酸處理並未特別加以區分，而可在下述條件下實施。於對原始薄膜進行膨潤處理、染色處理、硼酸處理之情況下，其中，硼酸處理以由架橋所致之耐水化為目的時，使用相對於水100重量份含有硼酸3至10重量份、碘化物1至20重量份之硼酸處理浴，通常在50至70℃之溫度下進行，最好是在55至65℃之溫度下進行。浸漬時間為90至300秒。此外，在經預先拉伸之薄膜進行染色處理、硼酸處理時，硼酸處理浴之溫度通常在50至85℃，最好是55至80℃。

亦可在用以達成耐水化之硼酸處理後，進行用以達成色相調整之硼酸處理。例如，二色性染料為碘時，為了達成此目的，使用相對於水100重量份含有硼酸1至5重量份、碘化物3至30重量份之硼酸處理浴，通常在10至45℃之溫度進行。浸漬時間通常為3至300秒，最好是10至240秒。後續用以達成色相調整之硼酸處理，與用以達成耐水化之硼酸處理相較，通常是在較低的硼酸濃度、較高的碘化物濃度、較低的溫度下進行。

上述硼酸處理亦可由複數個步驟所構成，通常大多以2至5個步驟進行。此時，使用之各硼酸處理槽的水溶液組成、溫度係在上述之範圍內，可相同亦可不同。亦可個別以複數個步驟進行上述用以達成耐水化之硼酸處理、用以達成色相調整之硼酸處理。

此外，在硼酸處理步驟中，亦可與染色處理步驟相同地進行薄膜的拉伸。最後的累計拉伸倍率係4至7倍，最好是4.5至6.5倍。在此所謂之累計拉伸倍率，係意指原始薄膜之長度方向基準長度係在所有的拉伸處理結束後之薄膜中成為多長的長度，例如，在原始薄膜中為1m之部分若在所有拉伸處理結束後的薄膜中成為5m，此時之累計拉伸倍率為5倍。

在硼酸處理後，進行水洗處理。水洗處理係藉由將為了達成耐水化及/或色相調整而經硼酸處理之聚乙烯醇系薄膜浸漬於水中，並以水作為淋浴而進行噴霧，或併用浸漬與噴霧來進行。水洗處理時水的溫度，通常為2至40℃，而浸漬時間為2至120秒。

在此，亦可於拉伸處理後之各個步驟中，以使薄膜的張力個別於實質上為一定之方式來進行張力控制。具體而言，在染色處理步驟中結束拉伸時，在之後的硼酸處理步驟及水洗處理步驟中進行張力控制。在染色處理步驟之前步驟中結束拉伸時，在包含染色處理步驟及硼酸處理步驟的後續步驟中進行張力控制。硼酸處理步驟係由複數個硼酸處理步驟所構成時，較佳是在最初或從最初到第2段為止之硼酸處理步驟中拉伸前述薄膜，且在從進行過拉伸處理的硼酸處理步驟之其次的硼酸處理步驟直到水洗步驟為止之各個步驟中進行張力控制；或在從最初到第3段為止之硼酸處理步驟中拉伸前述薄膜，且在從進行過拉伸處理的硼酸處理步驟之其次的硼酸處理步驟直到水洗步驟為止之各個步驟中進行張力控制。而在工業用途上，最好是在最初或從最初到第2段為止之硼酸處理步驟中拉伸前述薄膜，且在從進行過拉伸步驟的硼酸處理步驟之其次的硼酸處理步驟直到水洗步驟為止之各個步驟中進行張力控制。再者，在硼酸處理後，進行上述之碘化物處理或鋅處理時，在此等步驟中亦可進行張力控制。

就用以進行張力控制之夾輥、用以控制薄膜的搬運方向之導輥(guide roll)而言，可使用橡膠輥、不銹鋼製研磨輥、海綿橡膠輥等。以橡膠輥而言，係由NBR(Nitrile-butadiene Rubber，腈丁二烯橡膠)等所構成，其硬度以JIS K 6301之試驗方法測量之JIS(Japanese Industrial Standard，日本工業規格)蕭氏(shore)C尺度(scale)為60至90度，較佳為70至80度，而表面粗糙度以JIS B 0601(表面粗糙度)之粗糙度曲線的局部山頂之平均間隔S來表示時，為0.1至5S，較佳為0.5至1S。以不銹鋼製研磨輥而言，係由SUS304、SUS316等所構成，而從謀求膜厚的均一性之方面來看，其表面粗糙度以JIS B 0601(表面粗糙度)之粗糙度曲線的局部山頂之平均間隔S來表示時較佳為0.2至1S。以海綿橡膠輥而言，海綿的硬度以JIS K 6301的試驗方法測量之JIS蕭氏C尺度為20至60度，較佳為25至50度，而密度為0.4至0.6g/m³ ，較佳為0.42至0.57g/cm³ ，而表面粗糙度以JIS B 0601(表面粗糙度)之粗糙度曲線的局部山頂之平均間隔S表示時，為10至30S，較佳為15至25S。

從膨潤處理直到水洗處理為止之各個步驟中之張力可相同，亦可不同。對張力控制之薄膜的張力並無特別限定，每單位寬度為150至2000N/m，最好是酌情設定在600至1500N/m的範圍內。張力低於150N/m時，在薄膜容易產生皺紋等。另一方面，張力超過2000N/m時，會產生因薄膜的破裂與軸承的磨耗而減短壽命等之問題。此外，此每單位寬度之張力，係從該步驟的入口附近之薄膜寬度與張力檢測器之張力值算出。再者，進行張力控制時，不可避免地多少會有產生拉伸‧收縮之情況，在本發明中，此情況不包含在拉伸處理中。

在偏光膜製造步驟之最後，進行乾燥處理。乾燥處理雖以逐漸改變張力而以多的段數來進行為佳，但由於設備上之限制等，通常以2至3段進行。在以2段進行時，前段之張力最好從600至1500N/m之範圍設定，而後段之張力最好從250至1200N/m之範圍設定。張力變得太大時，薄膜的破裂變多，張力變得太小時皺紋的發生變多而不適宜。此外，最好從30至90℃之範圍來設定前段之乾燥溫度，且從50至100℃的範圍來設定後段之乾燥溫度。溫度變得太高時，薄膜的破裂變多，此外光學特性亦降低，溫度變得太低時條紋變多而不適宜。乾燥處理時間例如可設為60至600秒，各段之乾燥時間可相同亦可不同。時間太長時，從生產力之方面來看不適宜，時間太短時乾燥變得不夠充分而不適宜。

在本發明之偏光板的製造方法中，如此在偏光膜製造步驟所得到之偏光膜的尺寸變，化率係成為2.7%以下。此外，關於該偏光膜之尺寸變化率，係以使試驗片的一邊成為與偏光膜的拉伸軸方向平行之方式，從與設為100mm×100mm之大小的試驗片之拉伸軸方向呈垂直的方向(TD方向)之初始尺寸A、以及在85℃之乾熱環境下保持該試驗片96小時後的TD方向之尺寸B，依據下列數學式算出。

尺寸變化率(%)=(A-B)/A×100

在本發明之偏光板的製造方法中，當供進行貼合步驟時之偏光膜的尺寸變化率超過2.7%時，隔介接著劑層而將保護膜積層於偏光膜的單面以製成偏光板，將該偏光板以其偏光膜側隔介黏著劑而貼合在液晶元件等之狀態下，暴露該偏光板在乾熱環境下時，以目視可顯著地觀察到因偏光板端部的隆起所引起之畫像顯示的變形，此外，可能發生隨著該隆起而使偏光板端部的黏著劑脫落之現象。

再者，目視之變形的程度，係可透過變形之端部的隆起高度(端部之最高頂部之高度與主要部分之水平面之高度的差)以及變形距離(從端部直到相對於主要部分之水平面觀察不到凹凸的區域為止之直線距離)來表示，而可觀察到隆起高度愈高或變形距離愈長，則變形程度愈大。

於本發明之偏光板的製造方法中，供進行貼合步驟時之偏光膜的尺寸變化率，較好是1.5%以下，更好的是在1%以下。若該尺寸變化率在1%以下，則用目視幾乎觀察不到因上述偏光板端部的隆起所引起之畫像顯示的變形。再者，供進行貼合步驟時之偏光膜的尺寸變化率，一般而言在0%以上。

以將供進行貼合步驟時之偏光膜的尺寸變化率予以減低成上述之方法而言，可舉例如選自下列方法中之至少一種方法：以高溫(最好是80至100℃)使偏光膜乾燥之方法；在低張力的狀態(最好是250至400N/m)下以上述高溫加以乾燥之方法；使聚乙烯醇系樹脂薄膜的玻璃轉移溫度(Tg)增高之方法(例如，減少包含在聚乙烯醇系樹脂薄膜中之可塑劑的量之方法、或與製成均聚物時之玻璃轉移溫度比聚乙烯醇系樹脂的玻璃轉移溫度高之單體進行共聚合之方法)；在不損及硼酸架橋效果之範圍內減少偏光膜中的硼含量之方法(例如，至少分2段來進行硼酸處理，且使最後之處理浴的硼酸濃度比最初處理浴的硼酸濃度更低之方法)；以及藉由硼酸處理而促進架橋的方法(例如，將硼酸處理的溫度設定為相對較高的方法、或提高硼酸處理浴的拉伸倍率之方法)等。

此外，在本發明之偏光板的製造方法中，經過偏光膜製造步驟而得到之偏光膜，關於該水分比率係無特別限制，但較佳為在3至14重量%之範圍內，更好的是在3至10重量%之範圍內，最好的是3至8重量%之範圍內。偏光膜的水分比率未達3重量%時，偏光膜變脆，而沿著拉伸方向會變得容易裂開且處理性易變得困難，再者，偏光膜的水分比率超過14重量%時，有偏光膜在乾熱環境下變得容易收縮之虞。再者，偏光膜的水分比率，例如可從以105℃之乾熱下保持1小時前後之重量變化予以算出。具有上述適當的範圍內的水分比率之偏光膜，例如可藉由控制偏光膜的乾燥溫度及乾燥時間而得到。

如此，在聚乙烯醇系樹脂薄膜施加單軸拉伸、二色性色素之染色處理及硼酸處理，可得到偏光膜。此偏光膜之厚度通常在5至40μm之範圍內。

(2)貼合步驟

在隨後的貼合步驟中，在上述偏光膜製造步驟所得到的偏光膜之一面，隔介接著劑層而將透明保護膜予以積層，以製作成偏光板。以透明保護膜而言，可舉出以往於該領域廣泛使用之薄膜，例如環烯烴系樹脂薄膜、醋酸纖維素系樹脂薄膜、聚對苯二甲酸乙二酯與聚萘二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯等聚酯系樹脂薄膜，聚碳酸酯樹脂系樹脂薄膜、丙烯酸系樹脂薄膜、聚丙烯系樹脂薄膜等。

本發明之偏光板的透明保護膜所使用之環烯烴系樹脂，係指例如具有如由降冰片烯、多環降冰片烯系單體等環狀烯烴(環烯烴)所構成單體之單元的熱可塑性樹脂(亦稱為熱可塑性環烯烴系樹脂)。於本發明中，環烯烴系樹脂可為上述環烯烴之開環聚合物或使用2種以上的環烯烴而成之開環共聚合物的氫化物，亦可為環烯烴與鏈狀烯烴、具有乙烯基的芳香族化合物等之加成聚合物。此外，導入有極性基者亦為有效。

當使用環烯烴與鏈狀烯烴或/及具有乙烯基之芳香族化合物之共聚合物時，以鏈狀烯烴而言，可舉出乙烯、丙烯等，此外，以具有乙烯基之芳香族化合物來看，可舉出苯乙烯、α-甲基苯乙烯、核烷基取代之苯乙烯等。在此種共聚合物中，由環烯烴所構成單體的單元亦可為50莫耳%以下(最好是15至50莫耳%)。尤其是使用環烯烴與鏈狀烯烴以及具有乙烯基之芳香族化合物之三元共聚合物時，由環烯烴所構成單體的單元如上述可設成較少的量。在此種三元共聚合物中，由鏈狀烯烴所構成單體的單元一般為5至80莫耳%，而由具有乙烯基之芳香族化合物所構成單體的單元一般為5至80莫耳%。

環烯烴系樹脂，以適當的市售品來看，例如可使用Topas(Ticona公司製造)、ARTON(JSR(股)製造)、ZEONOR(日本ZEON(股)製造)、ZEONEX(日本ZEON(股)製造)、APEL(三井化學(股)製造)等。對此種環烯烴系樹脂進行製膜而製成薄膜時，可酌情使用溶劑鑄造法(solvent casting)、熔融擠出法等一般熟知的方法。此外，亦可使用例如Escena(積水化學工業(股)製造)、SCA40(積水化學工業(股)製造)、ZEONOR薄膜((股)OPTES製)等預先經製膜的環烯烴系樹脂製薄膜之市售品。

環烯烴系樹脂薄膜亦可為經施行單軸拉伸或二軸拉伸者。藉由拉伸，可賦予環烯烴系樹脂薄膜任意的相位差值。拉伸通常係一邊捲出膜輥，一邊連續進行，並利用加熱爐，朝輥的進行方向、與該進行方向呈垂直的方向、或該兩方向進行拉伸。加熱爐的溫度通常採用從環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。拉伸的倍率通常係1.1至6倍，最好是1.1至3.5倍。

當環烯烴系樹脂薄膜為輥狀態時，有薄膜彼此接著而容易發生黏貼(blocking)之傾向，故通常係貼合保護膜以作為捲筒。此外，環烯烴系樹脂薄膜一般而言其表面活性較差，故較佳係於與偏光膜接著之表面，進行電漿處理、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。其中，最好進行較容易實施之電漿處理、電暈處理。

此外，在本發明的偏光板之透明保護膜中可使用的醋酸纖維素系樹脂係纖維素之部分或全部為醋酸酯化物，例如可舉出三醋酸纖維素、二醋酸纖維素、醋酸丙酸纖維素等。

以該等纖維素酯系樹脂的薄膜而言，可適當地使用適宜的市售品，例如Fujitac TD80(富士薄膜(股)製造)、Fujitac TD80UF(富士薄膜(股)製造)、Fujitac TD80UZ(官士薄膜(股)製造)、KC8UX2M(Konica Minolta Opto(股)製造)、KC8UY(Konica Minolta Opto(股)製造)等。

此外，在本發明之偏光板中，亦可適當地使用賦予相位差特性之醋酸纖維素系樹脂薄膜，而以此種賦予相位差特性之醋酸纖維素系樹脂薄膜的市售品而言，可舉出WV BZ 438(富士薄膜(股)製造)、KC4FR-1(Konica Minolta Opto(股)製造)等。醋酸纖維素亦稱為乙醯纖維素或乙酸纖維素。

亦可在醋酸纖維素系樹脂薄膜的表面，按照用途而施加防眩處理、硬塗層處理、抗靜電處理、抗反射處理等表面處理。再者，為了改良視角特性，亦可形成液晶層等。此外，為了賦予相位差，亦可將纖維素系樹脂薄膜進行拉伸。此外，為了提高與偏光膜之接著性，此纖維素系樹脂薄膜通常施行皂化處理。以皂化處理而言，可採用浸漬到氫氧化鈉或氫氧化鉀等鹼性水溶液中之方法。

本發明之偏光板的製造方法中所使用之透明保護膜，在上述中，亦最好為醋酸纖維素系樹脂薄膜。偏光膜與保護膜之接著，以往係使用水系接著劑來進行，而醋酸纖維素系樹脂薄膜的透濕度高，以從接著處理後之水系接著劑有效地去除水分為佳。此外，由於醋酸纖維素系樹脂薄膜係一般最常作為偏光板的保護膜使用的材料，故存在有多種具有附加功能(藉由形成表面處理層與液晶化合物等塗層而賦予)之等級，而容易擴展至各種用途。

當透明保護膜為輥狀態時，有薄膜彼此接著而容易發生黏貼之傾向，故於輥端部施加凹凸加工，或插入色帶(ribon)到端部，或貼合保護膜而作成捲筒。

透明保護膜之厚度雖以薄的為佳，但若太薄，則強度降低且加工性不佳。另一方面，太厚時，會產生透明度降低且積層後所需之硬化時間可能變長等之問題。因此，透明保護膜之適當的厚度例如為5至200μm，較好是10至150μm，更好的是20至100μm。

在本發明之偏光板的製造方法中，所謂偏光膜與透明保護膜，係隔介著使用水溶媒系接著劑、有機溶媒系接著劑、熱熔系接著劑、無溶劑型接著劑等之接著劑層來進行貼合。以水溶媒系接著劑而言，例如可舉出聚乙烯醇系樹脂水溶液、水系二液型胺酯(urethane)系乳膠型接著劑等，以有機溶媒系接著劑而言，例如可舉出二液型胺酯系接著劑等，而以無溶劑型接著劑而言，例如可舉出一液型胺酯系接著劑、環氧系接著劑等。

將藉由皂化處理等對於與偏光膜的接著面進行親水化處理而得之醋酸纖維素系樹脂薄膜作為透明保護膜使用時，係適當使用聚乙烯醇系樹脂水溶液作為接著劑。於作為接著劑使用之聚乙烯醇系樹脂中，除了將作為醋酸乙烯酯均聚物之聚醋酸乙烯酯進行皂化處理而得到之乙烯醇均聚物之外，還有將醋酸乙烯酯與可與其共聚合之其他單體的共聚合物進行皂化處理而得到之乙烯醇系共聚合物，且有將該等之羥基作部分改質之改質聚乙烯醇系聚合物等。在此接著劑中，亦可添加多元醛、水溶性環氧化合物、三聚氰胺系化合物、氧化鋯化合物、鋅化合物等作為添加劑。使用該等水系接著劑時，由該等所得到之接著劑層通常在1μm以下，且以普通的光學顯微鏡觀察截面時，事實上亦觀察不到該接著劑層。

貼合偏光膜與透明保護膜之方法並無特別限制，可舉出如下述之方法：例如均一地塗佈接著劑於偏光膜及/或透明保護膜的表面，並將另一方的薄膜重疊於塗佈面且利用輥予以貼合，並加以乾燥。通常，接著劑係在進行其調製後，於15至40℃之溫度下進行塗佈，而貼合溫度通常在15至30℃左右的範圍。

(3)乾燥步驟

使用水系接著劑時，在將偏光膜與透明保護膜貼合後，為了去除含在水系接著劑中的水份，將積層薄膜予以乾燥。乾燥係藉由連續通過保持在適當溫度之乾燥爐來進行。此種乾燥並無特別限定，例如可藉由一邊連續通過乾燥爐，一邊將乾燥後的偏光板捲成輥狀來進行。

乾燥爐之溫度宜設為30至60℃。利用本發明之製造方法所製造的偏光板，係僅積層透明保護膜在偏光膜之一面所構成，故乾燥爐的溫度超過60℃時，有起因於偏光膜的收縮而發生顯著彎曲之虞。此外，乾燥爐的溫度未達30℃時，有在偏光膜與透明保護膜之間變得容易發生剝離之傾向。乾燥爐之溫度最好為35℃以上。

乾燥爐中積層薄膜的滯留時間，例如可設為10至1000秒，尤其從生產性的觀點來看，較好是60至750秒，並且最好是150至600秒。

乾燥後，亦可在室溫或比其稍高之溫度，例如以20至50℃左右之溫度再進行12至600小時程度之硬化。硬化時之溫度一般係設定成比乾燥時採用之溫度還低。

(4)偏光板製造之其他步驟

使用如上述之本發明的製造方法所製造之偏光板，最好是在偏光膜之另一面(亦即，與積層透明保護膜之側的面相反側的面)形成由丙烯酸系樹脂所構成之黏著劑層而構成。此黏著劑最好在23至80℃之溫度範圍內具有0.15至1MPa之儲存彈性模數(storage elastic modulus)者，此種黏著劑層係可使用以往使用在液晶顯示裝置用之種種黏著劑，例如丙烯酸系、橡膠系、胺酯系、聚矽氧(silicone)系、聚乙烯醚等黏著劑而形成。此外，亦可使用能源線硬化型、熱硬化型之黏著劑，其中，以透明度、耐候性、耐熱性等較佳的丙烯酸系樹脂作為基礎聚合物(base polymer)之黏著劑為適宜。

丙烯酸系黏著劑並無特別限制，適宜使用(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸異辛酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯等(甲基)丙烯酸酯系基礎聚合物，或由2種類以上之上述(甲基)丙烯酸酯等所成的共聚合系基礎聚合物。並且，在上述基礎聚合物中，共聚合有極性單體。以極性單體而言，例如可舉出(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸2-羥基丙酯、(甲基)丙烯酸羥基乙酯、(甲基)丙烯醯胺、(甲基)丙烯酸N,N-二甲基胺基乙酯、(甲基)丙烯酸縮水甘油酯等具有羧基、羥基、醯胺基、胺基、環氧基等官能基之單體。

該等丙烯酸系黏著劑當然可單獨使用，但通常係與架橋劑併用。架橋劑可例示如下述化合物：例如為2價或多價的金屬鹽，且與羧基之間形成羧酸金屬鹽者；或例如為多胺化合物，且與羧基之間形成醯胺鍵結者；或例如為聚環氧化合物或多元醇化合物，且與羧基之間形成酯鍵結者；或例如為聚異氰酸酯化合物，且與羧基之間形成醯胺鍵結者等。其中，廣泛使用聚異氰酸酯化合物作為有機系架橋劑。

所謂能源線硬化型黏著劑係指一種黏著劑，其具有受到紫外線與電子線等能源線的照射而硬化之性質，且在照射能源線前亦具有黏著性而密合在薄膜等被黏附體，因能源線的照射而硬化，而具有可調整密合力之性質。以能源線硬化型黏著劑而言，尤以使用紫外線硬化型黏著劑為佳。能源線硬化型黏著劑一般而言以丙烯酸系黏著劑與能源線聚合性化合物為主成分。通常復調配有架橋劑，此外，亦可視需要而調配光聚合起始劑或光增感劑。

於黏著劑組成物中，除了上述之基礎聚合物及架橋劑之外，為了調整黏著劑的黏著力、凝集力、黏性、彈性係數、玻璃轉移溫度等，亦可視需要而調配例如為天然物或合成物之樹脂類、黏著性賦予樹脂、抗氧化劑、紫外線吸收劑、染料、顏料、消泡劑、腐蝕抑制劑、光聚合起始劑等適當的添加劑。並且，亦可使之含有微粒子，以作為顯示光散射性之黏著劑層。

黏著劑層之厚度宜為1至40μm，而為了得到本發明的目的之薄型偏光板，在不損及加工性、耐久性的特性之範圍內，以塗抹成更薄為佳，由保持良好的加工性且控制偏光板的尺寸變化之觀點來看，更好是3至25μm。黏著劑層太薄時黏著性降低，太厚時容易產生黏著性太強等不良情況。

在形成本發明之黏著劑層時所使用之黏著劑，如上述上述黏著劑最好是在23至80℃的溫度範圍中之儲存彈性模數皆為0.15至1MPa。使用在普通的圖像顯示裝置或該裝置所用的光學膜中之感壓接著劑，其儲存彈性模數頂多為0.1MPa左右，與其相較之下，本發明所使用的黏著劑之理想的儲存彈性模數係高達0.15至1MPa。此外，儲存彈性模數係可使用市售的黏彈性測量裝置，例如使用DYNAMIC ANALYZER RDA II(REOMETRIC公司製造)來測量。

在本發明之偏光板的製造方法中，藉由使用具有上述範圍內之比一般的黏著劑更高的儲存彈性模數之黏著劑，即可抑制在高溫環境下發生之偏光膜的收縮所伴隨之尺寸變化，而可適當地製造具有良好的耐久性之偏光板。

此外，在本發明之偏光板的製造方法中，以在偏光膜形成黏著劑層的方法而言並無特別限制，可在偏光膜之另一面，將包含以上述基礎聚合物為首之各成分的溶液予以塗佈，並加以乾燥而形成黏著劑層後，將經施行聚矽氧系等脫模處理之間隔物(separator)加以積層而得之；或亦可將黏著劑層形成於間隔物上後，轉印於偏光膜而積層。此外，形成黏著劑層於偏光膜時，亦可視需要而在偏光膜以及黏著劑層之至少一方施行密合處理，例如施行電暈處理等。再者，形成之黏著劑層的表面通常係以經施行脫模處理之間隔物薄膜來加以保護，而間隔物薄膜係於將此偏光板貼合到液晶元件或其他光學薄膜等之前，即已剝下。

關於如上述所製造之偏光板，亦可將偏光板以外的具有光學功能之光學薄膜積層到該偏光板之保護膜面或黏著劑層面。以此種光學薄膜之例而言，可舉出的薄膜如下述：塗佈液晶性化合物於基材表面，且經配向處理之光學補償膜；使某種偏振光(Polarized Light)穿透，並反射出顯示相反性質之偏振光的反射型偏光膜；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薄膜；於表面具有凹凸形狀之附有防眩功能之薄膜；附有表面抗反射功能之薄膜；於表面具有反射功能之反射薄膜；以及兼具反射功能與穿透功能之半穿透反射薄膜等。以相當於在基材表面塗佈液晶性化合物且經配向處理之光學補償膜的市售品而言，可舉出WV薄膜(富士薄膜(股)製造)、NH薄膜(新日本石油(股)製造)、NR薄膜(新日本石油(股)製造)等。以相當於使某種偏振光穿透而反射出顯示相反性質之偏振光的反射型偏光膜之市售品來看，例如可舉出DBEF(3M公司製造，在日本可由住友3M(股)取得)，APF(3M公司製造，在日本可由住友3M(股)取得)等。此外，以相當於由環狀聚烯烴系樹脂所構成的相位差薄膜之市售品而言，例如可舉出ARTON薄膜(JSR(股)製造)、Escena(積水化學工業(股)製造)、ZEONOR薄膜((股)OPTES製造)等。

此種將其他的光學薄膜設置在上述偏光板的保護膜側時，通常兩者係隔介黏著劑而積層。此時之黏著劑可使用與上文所說明者相同之黏著劑，但儲存彈性模數可不用那麼高。再者，將其他光學薄膜設置在上述偏光板之黏著劑層側時，係藉由該黏著劑層來接著光學薄膜。此時，一般係於該光學薄膜之外側，設置用以貼合到液晶元件之黏著劑層。

由本發明之製造方法所製造之附有黏著劑層之偏光板，一般而言，係具有大型的輥材料或薄板(sheet)材料之形態，而為了得到具有所期望的形狀與穿透軸的偏光板，藉由具有銳利刀刃之切斷工具進行切斷(切片，亦即chip cut)。因此，於進行切斷得到之偏光板薄片(chip)，係在外周端部產生偏光膜露出到外部之狀態。

將此狀態之偏光板薄片例如進行熱衝擊(heat-shock)試驗等耐久性試驗時，比起一般所使用之偏光板，亦即比起以纖維素系樹脂薄膜等保護偏光膜的兩面而成之偏光板，有容易產生剝離與裂痕等不良情況之傾向。為了避免此種不良情況，本發明所得到之偏光板薄片係以藉飛刀切削法(fly cutting)等對外周端面進行連續切削為較佳。

以下，依據實施例將本發明作更進一步之詳細說明，但本發明不限定於此等例。在實施例中，表示含量或使用量之「%」及「份」，只要沒特別記載即為重量基準。

<實施例1> (A)偏光膜之製造

將平均聚合度約2400、皂化度99.9莫耳%以上而厚度為75μm之聚乙烯醇薄膜，以乾式進行單軸拉伸成約5倍，且保持在繃緊狀態下，將之浸漬在60℃的純水1分鐘後，以28℃浸漬在碘/碘化鉀/水的重量比為0.1/5/100之水溶液60秒鐘。之後，以72℃浸漬在碘化鉀/硼酸/水的重量比為10.5/7.5/100之水溶液300秒鐘。接著以10℃的純水清洗5秒鐘後，以90℃乾燥180秒鐘，而得到使碘吸附配向在聚乙烯醇中之偏光膜。

(B)接著劑之調製

另外，在100份的水中，使完全皂化的聚乙烯醇(Kuraray poval 117H，(股)KURARAY製造)3份、乙醯乙醯基改質聚乙烯醇(Gohsefimer Z-200，日本合成化學工業(股)製造)3份、氯化鋅(nacalai tesque(股)販賣)0.18份、乙二醛(nacalai tesque(股)販賣)1.4份溶解，來調製聚乙烯醇系樹脂接著劑。

(C)偏光板的製造

藉由夾輥，將由經皂化處理之三醋酸纖維素所構成之厚度40μm的薄膜(KC4UY,Konica Minolta Opto(股)製造)隔介上述接著劑，貼合在之前得到的偏光膜之一面。一邊將貼合物的張力保持在320N/m，一邊以38℃進行5分鐘之乾燥，而得到偏光板。

(D)黏著劑層的形成

在丙烯酸丁酯與丙烯酸之共聚合物中添加有胺酯丙烯酸酯低聚物以及異氰酸酯系架橋劑而製成之黏著劑層，係於施加過脫模處理之聚對苯二甲酸乙二酯薄膜(間隔物)的脫模處理面，使用以15μm之厚度形成之薄板狀黏著劑，而形成黏著劑層。黏著劑層之儲存彈性模數在23℃時為0.41MPa，而在80℃時為0.22MPa。將該薄板狀黏著劑貼合於如上述所製造之偏光板的偏光膜之另一面，而製作成附有黏著劑之偏光板。

(E)相位差薄膜之積層

在由降冰片烯系樹脂的拉伸薄膜所構成、並具有相對於光的波長λ為λ/4之140nm的面內相位差且厚度為25μm之相位差薄膜(Escena薄膜，積水化學工業(股)製造)之單面，貼合薄板狀的丙烯酸系黏著劑，而製作成附有黏著劑之相位差薄膜。此丙烯酸系黏著劑之儲存彈性模數在23℃時為0.05MPa，而在80℃時為0.04MPa。於上述(D)製造的附有黏著劑之偏光板的黏著劑面，將上述附有黏著劑之相位差薄膜的相位差薄膜面(未形成黏著劑層之面)予以貼合，而製作成具有相位差功能的附有黏著劑之偏光板。

將在上述(E)製造的具有相位差功能之附有黏著劑的偏光板裁切成40mm×40mm之大小，且利用設置在相位差薄膜的外側之黏著劑層而貼合於玻璃以作為評估樣本。

<實施例2至實施例5及比較例>

如表1所示，改變偏光膜的乾燥溫度與時間而製造偏光膜，並與實施例1相同地製造附有黏著劑層的偏光板。

<參考例>

對於聚乙烯醇薄膜，除了將染色處理、硼酸處理及水洗後之乾燥條件改變為以90℃進行140秒之外，與實施例1的(A)相同地操作，而得到使碘吸附配向在聚乙烯醇中的偏光膜。隔介著實施例1之(B)所調製之聚乙烯醇系接著劑，將與實施例1之(C)所使用者相同的由經皂化處理之三醋酸纖維素所構成的厚度40μm之薄膜，以夾輥貼合於上述偏光膜的兩面。一邊保持貼合物之張力在320N/m，一邊以50℃乾燥5分鐘，而得到偏光板。

於得到之偏光板的單面，將與實施例1的(E)所使用者相同的在23℃時之儲存彈性模數為0.05MPa且於80℃時之儲存彈性模數為0.04MPa的丙烯酸系黏著劑薄膜予以貼合，而製造成附有黏著劑層之偏光板。在其黏著劑面，將與實施例1之(E)所使用者相同的在23℃時之儲存彈性模數為0.05MPa且80℃時之儲存彈性模數為0.04MPa之丙烯酸系黏著劑層設置在單面之相位差薄膜的相位差薄膜面(未形成黏著劑層之面)予以貼合，而製造成具有相位差功能的附有黏著劑之偏光板。

<評估試驗>

於實施例、比較例以及參考例製造各偏光板時，從貼合於由三醋酸纖維素所構成之薄膜之前的偏光膜，以試驗片的一邊與偏光膜的拉伸軸方向成為平行之方式，裁切100mm×100mm之大小的試驗片，且從與該試驗片的拉伸軸方向呈垂直的方向(TD方向)之初始尺寸A、以及使該試驗片在85℃的乾熱環境下保持96小時後的TD方向之尺寸B，依據下述數學式算出偏光膜的尺寸變化率。

尺寸變化率(%)=(A-B)/A×100

此外，關於實施例、比較例及參考例所製造之各附有黏著劑層之偏光板，以在85℃的乾熱環境下保持96小時，作為偏光板端部之變形狀態，並測量TD方向之端部的變形距離(從端部直到相對於主要部分之水平面觀察不到凹凸的區域為止之直線距離)(mm)、TD方向之端部的隆起高度(端部之最高頂部之高度與主要部分之水平面之高度的差)(mm)，同時用目視觀察該端部的變形來評估。結果示於表1。

由表1所示的結果，如比較例，可知當貼合透明保護膜前的偏光膜之尺寸變化率超過2.7%時，變形程度大，以目視觀察即可知反射光呈歪斜。再者，如參考例，貼合透明保護膜於偏光膜之兩面時，即使貼合之前之偏光膜尺寸變化率大，其變形程度亦小。

Claims

一種偏光板之製造方法，其特徵係：僅在由聚乙烯醇系樹脂所構成且在85℃的乾熱環境下保持96小時後的與拉伸軸方向呈垂直的方向之尺寸變化率為2.7%以下的偏光膜之一面，隔介接著劑層積層透明保護膜。
如申請專利範圍第1項之偏光板的製造方法，其中，透明保護膜為醋酸纖維素系樹脂薄膜。
如申請專利範圍第1項或第2項之偏光板的製造方法，其中，在偏光膜之另一面形成由丙烯酸系樹脂所構成之黏著劑層。