TWI556959B - Production method of polarized laminated film and method for manufacturing polarizing plate - Google Patents
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Description
本發明係關於一種偏光性積層膜之製造方法及偏光板之製造方法。
偏光板作為液晶顯示裝置中之偏光之供給元件、且作為偏光之檢測元件而得到廣泛使用。作為該偏光板,自先前以來使用將包含三乙酸纖維素之保護膜接著於包含聚乙烯醇系樹脂之偏光膜而成者,但近年來,伴隨液晶顯示裝置向筆記型個人電腦及行動電話等行動裝置之展開、進而向大型電視機之展開等,而要求薄壁輕量化。
偏光板通常為利用2片保護膜夾著偏光膜之構成,但為了偏光板之薄壁化,提出有將保護膜自2片減少為1片(專利文獻1)、或使保護膜之厚度變薄的方法。
然而,偏光膜係將聚乙烯醇系樹脂之膜原料片材(通常厚度為75 μm左右)延伸、染色而製造,且延伸後之膜之厚度通常為30 μm左右。進一步之薄膜化存在延伸時之膜容易斷裂等生產性之問題,而較困難。
作為偏光板之製造方法之另一例,提出有以下方法:於基材膜之表面塗佈包含聚乙烯醇系樹脂之溶液而設置樹脂層後,將包含基材膜與樹脂層之積層膜延伸,繼而進行染色而自樹脂層形成偏光片層,從而獲得具有偏光片層之偏光性積層膜(例如,參照專利文獻2)。業界已揭示有將該膜直接用作偏光板、或者將於該膜上貼合保護膜之後剝離基材膜而成者用作偏光板的方法。該方法存在以下優點:因藉由朝基材上之塗佈而形成聚乙烯醇系樹脂層,故可獲得較使用聚乙烯醇系樹脂之膜原料片材之情形格外薄之偏光片層,且因基材與聚乙烯醇系樹脂層成為一體,故延伸時之斷裂較少。
[專利文獻1]日本專利特開2009-181042號公報
[專利文獻2]日本專利特開2000-338329號公報
然而,於專利文獻2中,亦存在延伸倍率為5倍以下而比較低之情況,從而存在所獲得之偏光性積層膜及偏光板之性能有時並不充分的問題。
本發明之目的在於提供一種薄膜且高性能之偏光性積層膜之製造方法及偏光板之製造方法。
本發明之一態樣提供一種偏光性積層膜之製造方法,其係包括基材膜(film)、及形成於該基材膜之一面之偏光片層的偏光性積層膜之製造方法;該偏光板之製造方法依序包括如下步驟:樹脂層形成步驟,其係於基材膜之一面形成包含聚乙烯醇(polyvinyl alcohol)系樹脂之樹脂層而獲得積層膜;延伸步驟,其係進行積層膜之自由端單軸延伸;以及染色步驟,其係利用二色性色素將積層膜之樹脂層染色而形成偏光片層;且於延伸步驟中,進行自由端單軸延伸前之積層膜的寬度W1、與進行自由端單軸延伸後之積層膜的寬度W2滿足以下之式(1)之關係。
(W1-W2)÷W1×100≧40 式(1)
於上述延伸步驟中,較佳為自由端單軸延伸係藉由在圓周速度不同之兩組輥對間搬送積層膜而進行,且兩組輥(roll)對間之距離L滿足以下之式(2)之關係。
W1÷L≦1.0 式(2)
又,於上述延伸步驟中,較佳為兩組輥對之圓周速度之比超過5倍。
上述製造方法中所使用之基材膜較佳為包含聚烯烴(polyolefin)系樹脂。
於上述樹脂層形成步驟中,較佳為以使厚度超過3 μm且為30 μm以下之方式形成樹脂層。又,偏光性積層膜之偏光片層之厚度較佳為1.5~15 μm。偏光片層之厚度可為4.0~5.5 μm,亦可為4.2~5.2 μm。
進而,本發明之一態樣提供一種偏光板之製造方法,其係包括偏光片層、及貼合於偏光片層之一面之保護膜的偏光板之製造方法;該偏光板之製造方法依序包括以下步驟:保護膜貼合步驟,其係於藉由上述製造方法而製造偏光性積層膜後,在偏光性積層膜中之偏光片層之與基材膜側之面為相反側的面上貼合保護膜;以及基材膜剝離步驟,其係自偏光性積層膜剝離基材膜。
藉由本發明之製造方法之一態樣,可獲得薄且光學性能良好之偏光性積層膜及偏光板。
以下,一面參照圖式一面對本發明之偏光性積層膜之製造方法及偏光板之製造方法之較佳的實施形態進行詳細說明。但是,本發明並不限定於以下所示之實施形態。
[偏光性積層膜之製造方法]
圖1係表示本發明之偏光性積層膜之製造方法之一實施形態的流程圖。由本實施形態所製造之偏光性積層膜包括基材膜、及形成於基材膜之一面之偏光片層。本實施形態之偏光性積層膜之製造方法依序實施以下步驟:樹脂層形成步驟(S10),其係於基材膜之一面形成包含聚乙烯醇系樹脂之樹脂層而獲得積層膜;延伸步驟(S20),其係對該積層膜進行自由端單軸延伸;以及染色步驟(S30),其係利用二色性色素將該積層膜之樹脂層染色而形成偏光片層。
於本實施形態中,將於基材膜之一面形成包含聚乙烯醇系樹脂之樹脂層而成之積層體稱作「積層膜」。將包含聚乙烯醇系樹脂之樹脂層亦稱作「聚乙烯醇系樹脂層」。將具有作為偏光片之功能之聚乙烯醇系樹脂層稱作「偏光片層」。將於基材膜之一面具備偏光片層之積層體稱作「偏光性積層膜」。而且,將於偏光片層之一面具備保護膜之積層體稱作「偏光板」。
<延伸步驟(S20)>
此處,對基材膜及包含聚乙烯醇系樹脂層之積層膜進行自由端單軸延伸。
於延伸步驟(S20)中,使進行自由端單軸延伸前之積層膜的寬度W1、與進行自由端單軸延伸後之積層膜的寬度W2滿足以下之式(1):
(W1-W2)÷W1×100≧40 式(1)
之關係。再者,所謂寬度W1,係指延伸前之積層膜之垂直於延伸方向之方向上的寬度。所謂寬度W2,係指延伸後之積層膜之垂直於延伸方向之方向上的寬度。
式(1)中之左邊之(W1-W2)係進行自由端單軸延伸前之積層膜的寬度W1、與進行自由端單軸延伸後之積層膜的寬度W2之差,即由自由端單軸延伸所得之縮幅(Neck-in)。所謂縮幅,係指因延伸而導致W2小於W1之現象。本實施形態中,將該縮幅對於延伸前之積層膜之寬度W1的比例即由式(1)之左邊所求出之值稱作「縮幅比例」。當縮幅比例不滿足上述式(1)之關係時,即未達40%時,聚乙烯醇系樹脂層不充分地進行配向,因此作為結果,有時產生偏光片層之偏光度不充分地變高之不良情況。
再者,縮幅比例較佳為40~70%,更佳為50~65%,尤佳為52.6~60%。又,縮幅比例可為52.6~56.8%,亦可為56.8~60%。當縮幅比例超過70%時,容易產生積層膜之斷裂,因此有後續步驟中之加工性、處理性下降之虞。延伸步驟(S20)中之延伸處理並不限定於一個階段之延伸,亦可多階段地進行。當多階段地進行延伸時,將上述縮幅比例設為使延伸處理之全部階段合在一起之縮幅比例。
於延伸步驟(S20)中,自由端單軸延伸較佳為藉由在圓周速度不同之兩組輥對間搬送積層膜而進行。即,較佳為將積層膜自圓周速度較慢之輥對朝向圓周速度較快之輥對搬送。
圖2係表示延伸步驟(S20)中,於圓周速度不同之兩組輥對間搬送積層膜並於長度方向上進行自由端單軸延伸之情況之模式圖。於圖2中,沿箭頭之方向於第1組輥對2及第2組輥對3之間搬送積層膜1。位於搬送方向之上游之第1組輥對2的圓周速度比位於搬送方向之下游之第2組輥對3的圓周速度慢。藉由該圓周速度之差,當於兩組輥對2、3之間搬送時沿搬送方向對積層膜1進行自由端單軸延伸。第1組輥對2包含圓周速度相同之兩個夾輥2a、2b。於兩個夾輥2a、2b之間夾持積層膜1並藉由旋轉而進行搬送。第2組輥對3包含圓周速度相同之兩個夾輥3a、3b。於兩個夾輥3a、3b之間夾持積層膜1並藉由旋轉而進行搬送。配置於兩組輥對2、3間之加熱裝置4係將加熱裝置4內之延伸區域維持於特定之延伸溫度而對搬送中之積層膜1進行加熱。
將通過第1組輥對2之前之積層膜1、即進行自由端單軸延伸之前之積層膜1的寬度設為W1。將通過第2組輥對3之後之積層膜1、即進行自由端單軸延伸之後之積層膜1的寬度設為W2。以使W1及W2滿足上述之式(1)之關係,調整輥對2、3之圓周速度、兩組輥對2、3間之距離L、及延伸溫度等。
較佳為使兩組輥對2、3間之距離L滿足以下之式(2)之關係。
W1÷L≦1.0 式(2)
當滿足式(2)之關係時,容易以滿足式(1)之關係之方式進行延伸。更佳為使式(2)之左邊之值成為0.5以下。式(2)之左邊之值可為0.07~0.45,亦可為0.07~0.30,亦可為0.30~0.45。
第2組輥對3之圓周速度較佳為超過第1組輥對2之圓周速度的5倍。再者,於本實施形態中,當藉由在圓周速度不同之兩組輥對間進行搬送而進行自由端單軸延伸時,將該兩組輥對間之圓周速度之比設為延伸倍率。延伸步驟(S20)中之延伸倍率較佳為超過5倍且為17倍以下。
第2組輥對3之圓周速度與第1組輥對2之圓周速度之差較佳為0.5 m/min~140 m/min之範圍,更佳為1.0 m/min~100 m/min之範圍,進而更佳為3.0 m/min~79 m/min之範圍。此處,第2組輥對3之圓周速度較佳為0.6 m/min~200 m/min之範圍,更佳為5.0 m/min~80 m/min之範圍。若未達0.6 m/min,則生產性欠佳,當超過200 m/min時,積層膜1之處理會變得困難。
再者,於圖2所示之裝置中,亦可在第1組輥對2與第2組輥對3之間進而設置導輥等輥。藉此,當第1組輥對2與第2組輥對3間之距離L變長時,可抑制所搬送之積層膜1之蜿蜒。
於延伸步驟(S20)中,對積層膜1進行加熱。加熱方法可為加熱器加熱法(將紅外線加熱器、鹵素加熱器、面板加熱器等設置於積層膜之上方、下方並以輻射熱進行加熱)、對輥自身進行加熱之方法、區域加熱法(例如,於吹入熱風而調溫至特定溫度之延伸區域內之加熱)。本發明中,就延伸溫度之均勻性之觀點而言,較佳為區域加熱法。於此情形時,可將兩組輥對設置於經調溫之延伸區域內,亦可設置於延伸區域外。但是,為了防止積層膜與輥之黏著,較佳為將兩組輥對設置於延伸區域外。於區域加熱法之情形時,所謂延伸溫度,係指區域內之環境溫度。又,於加熱器加熱法中,當於爐內進行加熱時,所謂延伸溫度,係指爐內之環境溫度。又,於對輥自身進行加熱之方法之情形時,所謂延伸溫度,係指輥之表面溫度。
於延伸步驟(S20)中之加熱之前,亦可對積層膜進行預熱。作為預熱方法,可使用上述之積層膜之加熱方法之任一種。預熱可於積層膜通過上游側之輥對前、通過上游側之輥對時、通過上游側之輥對後之任一時間點進行。作為預熱之溫度,較佳為較延伸溫度低50℃以上之溫度。於以經預熱之狀態通過上游側之輥對的情形時,若預熱溫度過高,則存在藉由上游側之輥對而延伸、無法產生充分之縮幅之可能性。
於延伸步驟(S20)中之延伸後,亦可對積層膜進行熱固定處理。熱固定之溫度係適宜決定,但較佳為(延伸溫度-0℃)~(延伸溫度-80℃)之範圍,更佳為(延伸溫度-0℃)~(延伸溫度-50℃)之範圍。
本發明之延伸步驟(S20)中之自由端單軸延伸處理較佳為如圖2所示之對積層膜之長度方向所進行之縱向延伸處理。其原因在於:若為橫向延伸,則難以產生如滿足上述式(1)之縮幅。
藉由上述製造方法,可獲得於基材膜上具備具有優異之偏光性能之偏光片層的偏光性積層膜。又,藉由上述製造方法,容易使偏光片層變薄,例如可使偏光片層之厚度成為1.5 μm~15 μm。如下所述,該偏光性積層膜亦可用作用以使偏光片層朝保護膜轉印之中間製品。又,於基材膜具有保護膜之功能之情形時,亦可將該偏光性積層膜直接用作偏光板。
[偏光板之製造方法]
圖3係表示本發明之偏光板之製造方法之一實施形態的流程圖。由本實施形態所製造之偏光板包括偏光片層、及形成於偏光片層之一面之保護膜。本實施形態之偏光板之製造方法中,依序實施以下步驟而獲得偏光性積層膜:樹脂層形成步驟(S10),其係於基材膜之一面形成包含聚乙烯醇系樹脂之樹脂層而獲得積層膜;延伸步驟(S20),其係對該積層膜進行單軸延伸;以及染色步驟(S30),其係利用二色性色素將該積層膜之樹脂層染色而形成偏光片層。本實施形態之偏光板之製造方法依序包括以下步驟:保護膜貼合步驟(S40),其係在該偏光性積層膜中之偏光片層之與基材膜側之面為相反側的面上貼合保護膜;以及基材膜剝離步驟(S50),其係自偏光性積層膜剝離基材膜。用以獲得偏光性積層膜之樹脂層形成步驟(S10)、延伸步驟(S20)、染色步驟(S30)係與使用圖1及圖2所說明之偏光性積層膜之製造方法相同。
藉由上述製造方法,可獲得於保護膜上具備具有優異之偏光性能之偏光片層之偏光板。又,藉由上述製造方法,容易使偏光片層變薄,例如可使偏光片層之厚度成為1.5 μm~15 μm。該偏光板例如可經由感壓式接著劑而貼合於其他光學膜或液晶元件等後使用。
以下,對圖1及圖3中之樹脂層形成步驟(S10)、染色步驟(S30)、保護膜貼合步驟(S40)、基材膜剝離步驟(S50)之各步驟進行詳細說明。再者,關於延伸步驟(S20),於上述中已進行了詳細之說明。
<樹脂層形成步驟(S10)>
於樹脂層形成步驟(S10)中,於基材膜之一面形成含有聚乙烯醇系樹脂作為主成分之樹脂層。
(基材膜)
作為用於基材膜之樹脂,例如可使用透明性、機械強度、熱穩定性、延伸性等優異之熱塑性樹脂,可根據其等之玻璃轉移溫度Tg或熔點Tm而選擇適當之樹脂。基材膜較佳為使用可於適合於積層在其上之聚乙烯醇系樹脂層之延伸的溫度範圍內延伸者。
作為熱塑性樹脂之具體例,可列舉:聚烯烴系樹脂、聚酯系樹脂、環狀聚烯烴系樹脂(降烯系樹脂)、(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、乙酸乙烯酯系樹脂、聚芳酯系樹脂、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、及該等之混合物、共聚物等。
基材膜可為僅包含一種上述樹脂之膜,亦可為將兩種以上之樹脂混合而成之膜。該基材膜可為單層膜,亦可為多層膜。
作為聚烯烴系樹脂,可列舉聚乙烯、聚丙烯等。該等樹脂於容易穩定地且高倍率地延伸方面較佳。又,亦可使用藉由使乙烯與丙烯共聚而獲得之乙烯-聚丙烯共聚物等。亦可使丙烯與其他種類之單體共聚。作為可與丙烯共聚之其他種類之單體,例如可列舉:乙烯、α-烯烴。作為α-烯烴,較佳為碳數為4以上之α-烯烴,更佳為碳數為4~10之α-烯烴。作為碳數為4~10之α-烯烴之具體例,例如可列舉: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-戊烯等分支狀單烯烴類;乙烯基環己烷等。丙烯與可與其共聚之其他單體之共聚物可為無規共聚物,亦可為嵌段共聚物。共聚物中之源自該其他單體之構成單元的含有率可藉由根據「高分子分析手冊」(1995年,紀伊國屋書店發行)之第616頁中所記載之方法,進行紅外線(IR,infrared)光譜測定而求出。
上述之中,作為構成丙烯系樹脂膜之丙烯系樹脂,可較佳地使用丙烯之均聚物、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。
又,較佳為構成丙烯系樹脂膜之丙烯系樹脂之立體規則性實質上為同排或對排。包含實質上具有同排或對排之立體規則性之丙烯系樹脂的丙烯系樹脂膜之處理性較為良好,並且高溫環境下之機械強度優異。
聚酯系樹脂係具有酯鍵之聚合物,主要為多元羧酸與多元醇之聚縮合物。所使用之多元羧酸主要使用二元之二羧酸,例如有間苯二甲酸、對苯二甲酸、對苯二甲酸二甲酯、萘二甲酸二甲酯等。又,所使用之多元醇亦主要使用二元之二醇,可列舉丙二醇、丁二醇、新戊二醇、環己烷二甲醇等。作為具體之樹脂,可列舉:聚對苯二甲酸乙二酯、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、聚對苯二甲酸丙二酯、聚萘二甲酸丙二酯、聚對苯二甲酸環己烷二甲酯、聚萘二甲酸環己烷二甲酯等。該等之混合樹脂或共聚物亦可較佳地使用。
作為環狀聚烯烴系樹脂,較佳為使用降烯系樹脂。環狀聚烯烴系樹脂係將環狀烯烴作為聚合單元進行聚合之樹脂的總稱,例如可列舉日本專利特開平1-240517號公報、日本專利特開平3-14882號公報、日本專利特開平3-122137號公報等中所記載之樹脂。作為具體例,可列舉:環狀烯烴之開環(共)聚合物、環狀烯烴之加成聚合物、環狀烯烴與乙烯、丙烯等α-烯烴之共聚物(以無規共聚物為代表)、及利用不飽和羧酸及其衍生物對該等進行改質而成之接枝聚合物、以及其等之氫化物等。作為環狀烯烴之具體例,可列舉降烯系單體。
作為環狀聚烯烴系樹脂,市售有各種製品。作為具體例,可列舉Topas(註冊商標)(Ticona公司製造)、ARTONE(註冊商標)(JSR股份有限公司製造)、ZEONOR(註冊商標)(日本ZEON股份有限公司製造)、ZEONEX(註冊商標)(日本ZEON股份有限公司製造)、APEL(註冊商標)(三井化學股份有限公司製造)。
作為(甲基)丙烯酸系樹脂,可採用任意之適當之(甲基)丙烯酸系樹脂。例如可列舉: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)、含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)丙烯酸降基酯共聚物等)。較佳可列舉聚(甲基)丙烯酸甲酯等聚(甲基)丙烯酸C1-6烷基酯。作為(甲基)丙烯酸系樹脂,更佳為使用將甲基丙烯酸甲酯作為主成分之甲基丙烯酸甲酯系樹脂。甲基丙烯酸甲酯系樹脂中之甲基丙烯酸甲酯之含有率為50~100重量%,較佳為70~100重量%左右。
纖維素酯系樹脂係纖維素與脂肪酸之酯。作為此種纖維素酯系樹脂之具體例,可列舉三乙酸纖維素、二乙酸纖維素、三丙酸纖維素、二丙酸纖維素等。又,亦可列舉該等之共聚物、或羥基之一部分經其他種類之取代基等修飾而成者等。該等之中,尤佳為三乙酸纖維素。關於三乙酸纖維素,市售有有許多製品,於獲得容易性及成本之方面亦有利。作為三乙酸纖維素之市售品之例,可列舉:Fujitac(註冊商標)TD80(富士軟片股份有限公司製造)、Fujitac(註冊商標)TD80UF(富士軟片股份有限公司製造)、Fujitac(註冊商標)TD80UZ(富士軟片股份有限公司製造)、Fujitac(註冊商標)TD40UZ(富士軟片股份有限公司製造)、KC8UX2M(Konica Minolta Opto股份有限公司製造)、KC4UY(Konica Minolta Opto股份有限公司製造)等。
聚碳酸酯系樹脂係包含經由碳酸酯基而鍵結單體單元之聚合物之工程塑膠,其具有較高之耐衝擊性、耐熱性、阻燃性。又,由於聚碳酸酯系樹脂具有較高之透明性,因此亦可較佳地用於光學用途。於光學用途中,亦市售有如為了降低光彈性係數而對聚合物骨架進行了修飾之被稱作改質聚碳酸酯之樹脂、或對波長依存性進行了改良之共聚聚碳酸酯等,可較佳地使用該等。作為此種市售之聚碳酸酯樹脂,例如可列舉:Panlite(註冊商標)(帝人化成股份有限公司)、Iupilon(註冊商標)(三菱工程塑膠股份有限公司)、SD POLYCA(註冊商標)(Sumitomo Dow股份有限公司)、CALIBRE(註冊商標)(Dow Chemical股份有限公司)等。
除上述熱塑性樹脂以外,亦可向基材膜中添加任意之適當之添加劑。作為此種添加劑,例如可列舉:紫外線吸收劑、抗氧化劑、潤滑劑、塑化劑、脫模劑、防著色劑、阻燃劑、成核劑、抗靜電劑、顏料、及著色劑等。基材膜中之上述熱塑性樹脂之含量較佳為50~100重量%,更佳為50~99重量%,進而更佳為60~98重量%,尤佳為70~97重量%。其原因在於:於基材膜中之熱塑性樹脂之含量未達50重量%之情形時,有熱塑性樹脂原本具有之高透明性等表現不充分之虞。
延伸前之基材膜之厚度可適宜地決定,通常就強度及處理性等作業性之方面而言,較佳為1~500 μm,更佳為1~300 μm,進而更佳為5~200 μm,最佳為5~150 μm。
亦可至少於形成聚乙烯醇系樹脂層之側之基材膜表面預先進行電暈處理、電漿處理、火焰處理等。藉此,提高基材膜與聚乙烯醇系樹脂層之密接性。又,為了提高密接性,亦可於基材膜之形成聚乙烯醇系樹脂層之側之表面形成底塗層等薄層。
[底塗層]
作為底塗層,若為於某種程度上對基材膜與聚乙烯醇系樹脂層兩者發揮較強之密接力的材料,則並無特別限定。例如可使用透明性、熱穩定性、延伸性等優異之熱塑性樹脂。具體而言,可列舉丙烯酸系樹脂、聚乙烯醇系樹脂,但不限定於此。
構成底塗層之樹脂亦能夠以溶解於溶劑之狀態使用。根據樹脂之溶解性,亦可使用苯、甲苯、二甲苯等芳香族烴類;丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮等酮類;乙酸乙酯、乙酸異丁酯等酯類;二氯甲烷、三氯乙烯、氯仿之類之氯化烴類;乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇等醇類等一般之有機溶劑。但是,由於亦存在若使用含有有機溶劑之溶液形成底塗層則會溶解基材之情況,因此較佳為亦考慮基材之溶解性而選擇溶劑。若考慮對於環境之影響,則較佳為自將水作為溶劑之塗佈液形成底塗層。其中,可較佳地使用密接性較佳之聚乙烯醇系樹脂。
作為用作底塗層之聚乙烯醇系樹脂,例如可列舉聚乙烯醇樹脂及其衍生物。作為聚乙烯醇樹脂之衍生物,除聚乙烯甲醛、聚乙烯縮醛等以外,可列舉利用乙烯、丙烯等烯烴,丙烯酸、甲基丙烯酸、丁烯酸等不飽和羧酸,不飽和羧酸之烷基酯,丙烯醯胺等對聚乙烯醇樹脂進行改質而成者。上述聚乙烯醇系樹脂材料之中,較佳為使用聚乙烯醇樹脂。
為了提高底塗層之強度,亦可向上述熱塑性樹脂中添加交聯劑。添加於樹脂中之交聯劑可使用有機系、無機系等公知之交聯劑。只要針對所使用之熱塑性樹脂適宜選擇更合適者即可。例如,可選擇環氧系、異氰酸酯系、二醛系、金屬系之交聯劑。作為環氧系之交聯劑,可使用一液硬化型之交聯劑及二液硬化型之交聯劑中之任一種。可列舉:乙二醇二縮水甘油醚、聚乙二醇二縮水甘油醚、甘油二或三縮水甘油醚、1,6-己二醇二縮水甘油醚、三羥甲基丙烷三縮水甘油醚、二縮水甘油基苯胺、二縮水甘油胺等環氧類。
作為異氰酸酯系之交聯劑,可列舉:甲苯二異氰酸酯、氫化甲苯二異氰酸酯、三羥甲基丙烷-甲苯二異氰酸酯加成物、三苯基甲烷三異氰酸酯、亞甲基雙(4-苯基甲烷三異氰酸酯)、異佛爾酮二異氰酸酯、及該等之酮肟封閉物或苯酚封閉物等異氰酸酯類。
作為二醛系之交聯劑,可列舉:乙二醛、丙二醛、丁二醛、戊二醛、順丁烯二醛、鄰苯二甲醛等。
作為金屬系之交聯劑,例如可列舉金屬鹽、金屬氧化物、金屬氫氧化物、有機金屬化合物,金屬之種類並無特別限定,只要適宜選擇即可。作為金屬鹽、金屬氧化物、金屬氫氧化物,例如可列舉鈉、鉀、鎂、鈣、鋁、鐵、鎳、鋯、鈦、矽、硼、鋅、銅、釩、鉻、錫等具有二價以上原子價之金屬之鹽及其氧化物、氫氧化物。
所謂有機金屬化合物,係指分子內具有至少一個以下結構之化合物:有機基直接鍵結於金屬原子之結構、或者有機基經由氧原子或氮原子等而鍵結於金屬原子之結構。所謂有機基,係指至少含有碳元素之官能基,例如可為烷基、烷氧基、醯基等。又,所謂鍵結,並不僅指共價鍵結,亦可為利用螯合狀化合物等之配位之配位鍵結。
作為上述金屬有機化合物之較佳之例,可列舉鈦有機化合物、鋯有機化合物、鋁有機化合物、及矽有機化合物。該等金屬有機化合物可僅使用一種,亦可將兩種以上適宜混合而使用。
作為上述鈦有機化合物之具體例,例如可列舉:鈦酸四正丁酯、鈦酸四異丙酯、鈦酸丁酯二聚物、鈦酸四(2-乙基己基)酯、鈦酸四甲酯等正鈦酸酯類;乙醯丙酮酸鈦、四乙醯丙酮酸鈦、聚乙醯丙酮酸鈦、辛二醇鈦、乳酸鈦、三乙醇胺鈦、乙基乙醯乙酸鈦等鈦螯合物類;聚羥基鈦硬脂酸酯等鈦醯化物類等。
作為上述鋯有機化合物之具體例,例如可列舉:正丙醇鋯、正丁醇鋯、四乙醯丙酮酸鋯、單乙醯丙酮酸鋯、雙乙醯丙酮酸鋯、雙(乙基乙醯乙酸)乙醯丙酮酸鋯等。
作為上述鋁有機化合物之具體例,例如可列舉:乙醯丙酮酸鋁、鋁有機酸螯合物等。作為上述矽有機化合物之具體例,例如可列舉:具有上述鈦有機化合物及鋯有機化合物中所例示之配位基之化合物。
除上述低分子交聯劑以外,亦可使用羥甲基化三聚氰胺樹脂、或聚醯胺環氧樹脂等高分子系之交聯劑等。作為該聚醯胺環氧樹脂之市售品,有Sumika Chemtex股份有限公司所出售之「Sumirez(註冊商標)Resin 650(30)」及「Sumirez(註冊商標)Resin 675」(均為商品名)等。
當使用聚乙烯醇系樹脂作為熱塑性樹脂時,尤佳為聚醯胺環氧樹脂、羥甲基化三聚氰胺、二醛、金屬螯合交聯劑等。
用以形成底塗層之熱塑性樹脂與交聯劑之比例只要根據樹脂之種類及交聯劑之種類等,自相對於樹脂100重量份,交聯劑為0.1~100重量份左右之範圍適宜決定即可,尤佳為自0.1~50重量份左右之範圍選擇。又,底塗層用塗佈液較佳為其固形物成分濃度成為1~25重量%左右。
底塗層之厚度較佳為0.05~1 μm。更佳為0.1~0.4 μm。若比0.05 μm更薄,則基材膜與聚乙烯醇層之密接力提高之效果小,若比1 μm更厚,則偏光板變厚,故而不佳。
當形成底塗層時,所使用之塗佈方式並無特別限制,可自公知之方法中適宜選擇並採用線棒塗佈法、反向塗佈、凹版塗佈等輥塗法、模塗法、卡馬塗佈法、唇式塗佈法、旋塗法、絲網塗佈法、噴注式塗佈法、浸漬法、噴霧法等。
(樹脂層)
作為用於樹脂層之聚乙烯醇系樹脂,可使用對聚乙酸乙烯酯系樹脂進行皂化而成者。作為聚乙酸乙烯酯系樹脂,除乙酸乙烯酯之均聚物即聚乙酸乙烯酯以外,可例示乙酸乙烯酯與可共聚之其他單體之共聚物等。作為可與乙酸乙烯酯共聚之其他單體,例如可列舉: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。
聚乙烯醇系樹脂之皂化度之範圍較佳為80.0莫耳%~100.0莫耳%,更佳為90.0莫耳%~100莫耳%之範圍,進而,最佳為94.0莫耳%~100莫耳%之範圍。若皂化度未達80.0莫耳%,則存在染色步驟後之樹脂層(偏光片層)之耐水性、耐濕熱性顯著變差之不良情況。
此處所述之皂化度,係指以單元比(莫耳%)表示聚乙烯醇系樹脂之原料即聚乙酸乙烯酯系樹脂中所含有之乙酸基藉由皂化步驟而變化為羥基之比例者,且為由下述式所定義之數值。皂化度可利用JIS K 6726(1994)中所規定之方法求出。
皂化度(莫耳%)=(羥基數)÷(羥基數+乙酸基數)×100
皂化度越高,表示羥基之比例越高,即表示阻礙結晶化之乙酸基之比例越低。
又,聚乙烯醇系樹脂亦可為一部分經改質之改質聚乙烯醇。例如可列舉:利用乙烯、丙烯等烯烴,丙烯酸、甲基丙烯酸、丁烯酸等不飽和羧酸,不飽和羧酸之烷基酯。丙烯醯胺等對聚乙烯醇系樹脂進行改質而成者等。改質之比例較佳為未達30莫耳%,更佳為未達10%。當進行了超過30莫耳%之改質時,會產生聚乙烯醇系樹脂變得難以吸附二色性色素,偏光性能變低之不良情況。
聚乙烯醇系樹脂之平均聚合度亦無特別限定,較佳為100~10000,更佳為1500~8000,進而,最佳為2000~5000。此處所述之平均聚合度亦為利用由JIS K 6726(1994)所規定之方法求出之數值。
作為具有此種特性之聚乙烯醇系樹脂,可列舉:例如可樂麗股份有限公司製造之PVA124(皂化度:98.0~99.0莫耳%)、PVA117(皂化度:98.0~99.0莫耳%)、PVA624(皂化度:95.0~96.0莫耳%)及PVA617(皂化度:94.5~95.5莫耳%);例如日本合成化學工業股份有限公司製造之AH-26(皂化度:97.0~98.8莫耳%)、AH-22(皂化度:97.5~98.5莫耳%)、NH-18(皂化度:98.0~99.0莫耳%)、及N-300(皂化度:98.0~99.0莫耳%);例如JAPAN VAM & POVAL股份有限公司之JC-33(皂化度:99.0莫耳%以上)、JM-33(皂化度:93.5~95.5莫耳%)、JM-26(皂化度:95.5~97.5莫耳%)、JP-45(皂化度:86.5~89.5莫耳%)、JF-17(皂化度:98.0~99.0莫耳%)、JF-17L(皂化度:98.0~99.0莫耳%)、及JF-20(皂化度:98.0~99.0莫耳%)等;該等可較佳地用於形成本實施形態之聚乙烯醇系樹脂膜。
於上述聚乙烯醇系樹脂中,視需要亦可添加塑化劑、界面活性劑等添加劑。作為塑化劑,可使用多元醇及其縮合物等,例如可例示甘油、雙甘油、三甘油、乙二醇、丙二醇、聚乙二醇等。添加劑之調配量並無特別限制,但較佳為於聚乙烯醇系樹脂中設為20重量%以下。
樹脂層之厚度較佳為超過3 μm且為30 μm以下,更佳為5~20 μm。若為3 μm以下,則延伸後變得過薄而使得染色性顯著惡化,若超過30 μm,則偏光性積層膜或偏光板之厚度變厚,故而不佳。
本實施形態中之樹脂層較佳為藉由將使聚乙烯醇系樹脂之粉末溶解於良溶劑而獲得之聚乙烯醇系樹脂溶液塗佈於基材膜之一側之表面上,並使溶劑蒸發而形成。藉由以上述方式形成樹脂層,可較薄地形成。作為將聚乙烯醇系樹脂溶液塗佈於基材膜上之方法,可自公知之方法中適宜選擇並採用線棒塗佈法、反向塗佈、凹版塗佈等輥塗法、模塗法、卡馬塗佈法、唇式塗佈法、旋塗法、絲網塗佈法、噴注式塗佈法、浸漬法、噴霧法等。所塗佈之溶液之乾燥溫度例如為50~200℃,較佳為60~150℃。乾燥時間例如為2~20分鐘。
再者,本實施形態中之樹脂層亦可藉由將包含聚乙烯醇系樹脂之原料片材膜貼附於基材膜之一側之表面上而形成。
<染色步驟(S30)>
此處,利用二色性色素將積層膜之樹脂層染色。作為二色性色素,例如可列舉碘或有機染料。作為有機染料,例如可使用:紅BR、紅LR、紅R、粉紅LB、紅素BL、棗紅GS、天藍LG、檸檬黃、藍BR、藍2R、藏青RY、綠LG、紫LB、紫B、黑H、黑B、黑GSP、黃3G、黃R、橙LR、橙3R、猩紅GL、猩紅KGL、剛果紅、亮紫BK、超藍G、超藍GL、超橙GL、直接天藍、直接耐曬橙S、耐曬黑等。該等二色性物質可使用一種,亦可併用兩種以上。
染色步驟例如藉由將延伸後之積層膜整體浸漬於含有二色性色素之水溶液(染色溶液)中而進行。作為染色溶液,可使用將上述二色性色素溶解於溶劑而成之溶液。作為染色溶液之溶劑,通常使用水,但亦可進而添加與水有相容性之有機溶劑。二色性色素之濃度較佳為0.01~10重量%,更佳為0.02~7重量%,尤佳為0.025~5重量%。
當使用碘作為二色性色素時,就可更進一步提高染色效率而言,較佳為進而將碘化物添加至染色溶液中。作為該碘化物,例如可列舉: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。於染色溶液中,該等碘化物之添加比例較佳為0.01~20重量%。碘化物之中,較佳為將碘化鉀添加至染色溶液中。於添加碘化鉀之情形時,碘與碘化鉀之比例以重量比計較佳為處於1:5~1:100之範圍內,更佳為處於1:6~1:80之範圍內,尤佳為處於1:7~1:70之範圍內。
積層膜於染色溶液中之浸漬時間並無特別限定,通常較佳為15秒~15分鐘之範圍,更佳為20秒~6分鐘。又,染色溶液之溫度較佳為處於10~60℃之範圍內,更佳為處於20~40℃之範圍內。
<交聯步驟>
染色步驟之後可進行交聯處理。交聯處理例如藉由將積層膜浸漬於含有交聯劑之溶液(交聯溶液)中而進行。作為交聯劑,可使用先前公知之物質。例如可列舉:硼酸、硼砂等硼化合物,及乙二醛、戊二醛等。該等可使用一種,亦可併用兩種以上。
作為交聯溶液,可使用將交聯劑溶解於溶劑而成之溶液。作為溶劑,例如可使用水,進而,亦可包含與水有相容性之有機溶劑。交聯溶液中之交聯劑之濃度並不限定於此,較佳為處於1~20重量%之範圍內,更佳為6~15重量%。
亦可向交聯溶液中添加碘化物。藉由添加碘化物,可使樹脂層之面內之偏光特性更加均勻化。作為碘化物,例如可列舉: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。碘化物之含量為0.05~15重量%,更佳為0.5~8重量%。
積層膜於交聯溶液中之浸漬時間通常較佳為15秒~20分鐘,更佳為30秒~15分鐘。又,交聯溶液之溫度較佳為處於10~80℃之範圍內。
<清洗步驟>
於交聯步驟之後,較佳為進行清洗步驟。作為清洗步驟,可實施水清洗處理。水清洗處理通常可藉由將積層膜浸漬於離子交換水、蒸餾水等純水中而進行。水清洗溫度通常為3~50℃,較佳為4℃~20℃之範圍。浸漬時間通常為2~300秒,較佳為3秒~240秒。
作為清洗步驟,可將利用碘化物溶液之清洗處理與水清洗處理加以組合而進行。作為清洗液,亦可使用適宜地調配有甲醇、乙醇、異丙醇、丁醇、丙醇等液態醇之溶液。
<乾燥步驟>
於清洗步驟之後,亦可實施乾燥步驟。作為乾燥步驟,可採用任意之適當之方法(例如,自然乾燥、鼓風乾燥、加熱乾燥)。例如,加熱乾燥時之乾燥溫度通常為20~95℃,乾燥時間通常為1~15分鐘左右。經過以上步驟,聚乙烯醇系樹脂層具有作為偏光片層之功能,從而製造於基材膜之一面具備偏光片層之偏光性積層膜。
(偏光片層)
偏光片層具體係指使二色性色素於經單軸延伸之聚乙烯醇系樹脂層上吸附配向而成者。
偏光片層之厚度(延伸後之聚乙烯醇系樹脂膜之厚度)較佳為1.5 μm~15 μm。藉由將偏光片層之厚度設為15 μm以下,可構成薄型之偏光性積層膜。
<保護膜貼合步驟(S40)>
在偏光性積層膜中之偏光片層之與基材膜側的面為相反側的面上貼合保護膜。偏光片層與保護膜之貼合方法並無特別限定。例如,於偏光片層及/或保護膜之貼合面上形成黏著劑層或接著劑層,經由黏著劑層或接著劑層而將兩者貼合。適合作為黏著劑層及接著劑層之材料將後述。
(保護膜)
保護膜可僅為不具有光學功能之保護膜,亦可為相位差膜或增亮膜之類的兼具光學功能之保護膜。
作為保護膜之材料,並無特別限定,例如可列舉環狀聚烯烴系樹脂膜、包含三乙酸纖維素、二乙醯纖維素之類的樹脂之乙酸纖維素系樹脂膜、包含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的樹脂之聚酯系樹脂膜、聚碳酸酯系樹脂膜、丙烯酸系樹脂膜、聚丙烯系樹脂膜等自先前以來於該領域中廣泛使用之膜。
作為環狀聚烯烴系樹脂,可較佳地使用適宜之市售品,例如Topas(註冊商標)(Ticona公司製造)、ARTONE(註冊商標)(JSR股份有限公司製造)、ZEONOR(註冊商標)(日本ZEON股份有限公司製造)、ZEONEX(註冊商標)(日本ZEON股份有限公司製造)、APEL(註冊商標)(三井化學股份有限公司製造)。當對此種環狀聚烯烴系樹脂進行製膜而製成膜時,可適宜使用溶劑澆鑄法、熔融擠壓法等公知之方法。又,亦可使用S-SINA(註冊商標)(積水化學工業股份有限公司製造)、SCA40(積水化學工業股份有限公司製造)、ZEONOR(註冊商標)膜(Optes股份有限公司製造)等預先已得到製膜之環狀聚烯烴系樹脂製之膜的市售品。
環狀聚烯烴系樹脂膜亦可為經單軸延伸或雙軸延伸者。藉由進行延伸,可對環狀聚烯烴系樹脂膜賦予任意之相位差值。延伸通常為一面捲出膜輥一面連續地進行,於加熱爐中,朝輥之前進方向、與該前進方向垂直之方向、或該兩個方向延伸。加熱爐之溫度通常為自環狀聚烯烴系樹脂之玻璃轉移溫度附近至玻璃轉移溫度+100℃為止之範圍。延伸之倍率於每個方向上通常為1.1~6倍,較佳為1.1~3.5倍。
環狀聚烯烴系樹脂膜通常表面活性較差。因此,較佳為對環狀聚烯烴系樹脂膜之與偏光片層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,較佳為可比較容易地實施之電漿處理、電暈處理。
作為乙酸纖維素系樹脂膜,可較佳地使用適宜之市售品,例如Fujitac(註冊商標)TD80(富士軟片股份有限公司製造)、Fujitac(註冊商標)TD80UF(富士軟片股份有限公司製造)、Fujitac(註冊商標)TD80UZ(富士軟片股份有限公司製造)、Fujitac(註冊商標)TD40UZ(富士軟片股份有限公司製造)、KC8UX2M(Konica Minolta Opto股份有限公司製造)、KC4UY(Konica Minolta Opto股份有限公司製造)。
為了改良視角特性,亦可於乙酸纖維素系樹脂膜之表面形成液晶層等。又,為了賦予相位差,亦可使乙酸纖維素系樹脂膜延伸。為了提高與偏光膜之接著性,通常對乙酸纖維素系樹脂膜實施皂化處理。作為皂化處理,可採用於氫氧化鈉或氫氧化鉀之類的鹼性水溶液中浸漬之方法。
於如上所述之保護膜之表面,亦可形成硬塗層、防眩層、抗反射層等光學層。於保護膜表面形成該等光學層之方法並無特別限定,可使用公知之方法。
就薄型化之要求而言,較佳為保護膜之厚度儘可能薄,較佳為90 μm以下,更佳為50 μm以下。反之若過薄,則強度下降,加工性較差,因此較佳為5 μm以上。
(黏著劑層)
構成黏著劑層之黏著劑通常包含將丙烯酸系樹脂、苯乙烯系樹脂、聚矽氧系樹脂等作為基礎聚合物,並向其中添加異氰酸酯化合物、環氧化合物、氮丙啶化合物等交聯劑而成之組成物。進而,亦可於黏著劑中調配微粒子而形成表現出光散射性之黏著劑層。
當形成黏著劑層時,較佳為以無損黏著劑層之加工性、耐久性之特性的程度,將上述黏著劑薄薄地塗佈於偏光片層及/或保護膜上。黏著劑層之厚度較佳為1~40 μm,更佳為3~25 μm。若為3~25 μm,則黏著劑層具有良好之加工性,且易於抑制偏光膜之尺寸變化。若黏著劑層未達1 μm,則黏著性降低,若超過40 μm,則容易產生黏著劑凸出等不良情況。
於偏光片層上或保護膜上形成黏著劑層之方法並無特別限定。亦可於偏光片層上或保護膜上塗佈包含以上述基礎聚合物為主之各成分之溶液,並進行乾燥而形成黏著劑層後,使其與隔板或其他種類之膜貼合。亦可於在隔板上形成黏著劑層後,將其貼附於偏光片層面或者保護膜面進行積層。又,當於偏光片層或保護膜上形成黏著劑層時,視需要亦可對偏光片層面或保護膜面、或者黏著劑層之一面或兩面實施密接處理(例如,電暈處理等)。
(接著劑層)
作為構成接著劑層之接著劑,例如可列舉聚乙烯醇系樹脂水溶液、使用了水系二液型胺基甲酸酯系乳膠接著劑等之水系接著劑。其中,可較佳地使用聚乙烯醇系樹脂水溶液。用作接著劑之聚乙烯醇系樹脂中,除對乙酸乙烯酯之均聚物即聚乙酸乙烯酯進行皂化處理而獲得之乙烯醇均聚物以外,有對乙酸乙烯酯與可與其共聚之其他單體之共聚物進行皂化處理而獲得之乙烯醇系共聚物,進而有其等之羥基經部分改質而成之改質聚乙烯醇系聚合物等。亦可將多元醛、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而添加至水系接著劑中。於使用了此類水系接著劑之情形時,由其所得之接著劑層通常遠薄於1 μm,即使利用通常之光學顯微鏡對剖面進行觀察,事實上亦觀察不到該接著劑層。
使用了水系接著劑之膜之貼合方法並無特別限定。可列舉於偏光片層或保護膜之表面均勻地塗佈或流入水系接著劑,將另一片膜疊加於塗佈面上後藉由輥等進行貼合,然後加以乾燥之方法等。通常接著劑在其製備後,於15~40℃之溫度下塗佈,貼合溫度通常為15~30℃之範圍。
當使用水系接著劑時,為了於貼合膜之後去除水系接著劑中所含有之水,而對水系接著劑進行乾燥。乾燥爐之溫度較佳為30℃~90℃。若未達30℃,則有接著面容易剝離之傾向。若為90℃以上,則有偏光片等之光學性能因熱而劣化之虞。乾燥時間可設為10~1000秒。
乾燥後,亦可進而於室溫或比室溫略高之溫度,例如20~45℃左右之溫度下將接著劑熟化(cure)12~600小時左右。一般而言,將熟化時之溫度設定為比乾燥時所採用之溫度低。
又,作為非水系之接著劑,亦可使用光硬化性接著劑。作為光硬化性接著劑,例如可列舉光硬化性環氧樹脂與光陽離子聚合起始劑之混合物等。
作為利用光硬化性接著劑進行膜貼合之方法,可使用先前公知之方法,例如可列舉流延法、邁耶棒(Meyer bar)式塗佈法、凹版印刷塗佈法、卡馬塗佈法、刮刀成形法、模塗法、浸漬法、噴霧法等。藉由該等方法,將接著劑塗佈於膜之接著面,而使兩片膜重合。所謂流延法(flow expanding method),係指一面使作為被塗佈物之兩片膜於大致垂直方向、大致水平方向、或兩者之間之傾斜方向上移動,一面將接著劑流下至其表面並使其擴散塗佈之方法。
於將接著劑塗佈於偏光片層或保護膜之表面上後,利用夾輥等夾持偏光性積層膜與保護膜而使膜貼合,藉此將兩者接著。又,亦可較佳地使用利用輥等加壓而使該積層體均勻地展開之方法。於此情形時,作為輥之材質,可使用金屬或橡膠等。進而,亦可較佳地採用使該積層體通過輥與輥之間,對其加壓而使其展開之方法。於此情形時,該等輥可為相同之材質,亦可為不同之材質。使用上述夾輥等而貼合後的接著劑層之乾燥或硬化前之厚度較佳為5 μm以下且為0.01 μm以上。
為了提高接著性,亦可對偏光片層與保護膜之接著面適宜實施電漿處理、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。作為皂化處理,可列舉浸漬於氫氧化鈉或氫氧化鉀之類的鹼性水溶液中之方法。
當將光硬化性樹脂用作接著劑時,於積層膜之後,藉由照射活性能量線而使光硬化性接著劑硬化。活性能量線之光源並無特別限定,較佳為於400 nm以下之波段中具有發光分佈之活性能量線,具體而言,可較佳地使用低壓水銀燈、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、金屬鹵化物燈等。
對於光硬化性接著劑之光照射強度係根據光硬化性接著劑之組成而適宜決定,並無特別限定,較佳為對於聚合起始劑之活性化有效之波長區域之照射強度為0.1~6000 mW/cm2。當照射強度為0.1 mW/cm2以上時,反應時間不會變得過長。當照射強度為6000 mW/cm2以下時,產生由自光源輻射之熱及光硬化性接著劑之硬化時之發熱所引起的環氧樹脂之黃變或偏光膜之劣化的可能性較少。對於光硬化性接著劑之光照射時間係根據所硬化之光硬化性接著劑而適用,並無特別限定。較佳為以使作為上述照射強度與照射時間之乘積而表示之累計光量成為10~10000 mJ/cm2的方式設定光照射時間。當對於光硬化性接著劑之累計光量為10 mJ/cm2以上時,可產生足夠量之源自聚合起始劑之活性物質而使硬化反應更確實地進行。當累計光量為10000 mJ/cm2以下時,照射時間不會變得過長,可維持良好之生產性。再者,照射活性能量線後之接著劑層之厚度通常為0.001~5 μm左右,較佳為0.01 μm以上且為2 μm以下,更佳為0.01 μm以上且為1 μm以下。
當藉由活性能量線之照射而使偏光片層及保護膜上之光硬化性接著劑硬化時,較佳為以經過全部步驟後,該等膜之透過率、色相、透明性等偏光板之各功能不下降的條件進行硬化。
<基材膜剝離步驟(S50)>
本實施形態之偏光板之製造方法中,如圖3所示,於將保護膜貼合於偏光片層之保護膜貼合步驟(S40)之後,實施基材膜剝離步驟(S50)。基材膜剝離步驟(S50)中,將基材膜自偏光性積層膜剝離。基材膜之剝離方法並無特別限定,可採用與在通常之帶有黏著劑之偏光板上所進行之剝離膜之剝離步驟相同之方法。於保護膜貼合步驟(S40)之後,可直接立即剝離,亦可先捲取成輥狀後,另行設置剝離步驟進行剝離。經過以上之步驟,製造出於偏光片層之一面具備保護膜之偏光板。
(其他光學層)
上述偏光板於實際使用時可用作積層有其他光學層之偏光板。又,上述保護膜亦可具有該等光學層之功能。
作為其他光學層之例,可列舉:使某種偏振光透過、並反射表現出與其相反之性質之偏振光的反射型偏光膜,表面具有凹凸形狀之帶有防眩功能之膜,帶有防止表面反射功能之膜,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。
作為相當於使某種偏振光透過、並反射表現出與其相反之性質之偏振光之反射型偏光膜的市售品,例如可列舉DBEF(3M公司製造,可自住友3M股份有限公司獲得)、APF(3M公司製造,可自住友3M股份有限公司獲得)。作為視角補償膜,可列舉:將液晶性化合物塗佈於基材表面並使其配向而成之光學補償膜、包含聚碳酸酯系樹脂之相位差膜、包含環狀聚烯烴系樹脂之相位差膜。作為相當於將液晶性化合物塗佈於基材表面並使其配向而成之光學補償膜之市售品,可列舉WV膜(富士軟片股份有限公司製造)、NH膜(新日本石油股份有限公司製造)、NR膜(新日本石油股份有限公司製造)等。又,作為相當於包含環狀聚烯烴系樹脂之相位差膜之市售品,可列舉ARTONE(註冊商標)膜(JSR股份有限公司製造)、S-SINA(註冊商標)(積水化學工業股份有限公司製造)、ZEONOR(註冊商標)膜(Optes股份有限公司製造)等。
[實施例]
以下,揭示實施例而更具體地說明本發明,但本發明並不限定於該等實施例。
[實施例1]
(基材膜)
作為基材膜,使用厚度為110 μm之未延伸之均聚聚丙烯(PP)膜。
(底塗層形成步驟)
將聚乙烯醇粉末(日本合成化學工業股份有限公司製造,平均聚合度為1100,皂化度為99.5莫耳%,商品名為Z-200)溶解於95℃之熱水中,製備濃度為3重量%之水溶液。於所獲得之水溶液中,相對於聚乙烯醇粉末6重量份,混合交聯劑(Sumika Chemtex股份有限公司製造,商品名:Sumirez(註冊商標)Resin 650)5重量份。將所獲得之混合水溶液塗佈於實施了電暈處理之基材膜上,於80℃下乾燥10分鐘而形成厚度為0.2 μm之底塗層。
(樹脂層形成步驟)
將聚乙烯醇粉末(可樂麗股份有限公司製造,平均聚合度為2400,皂化度為98.0~99.0莫耳%)溶解於95℃之熱水中,製備濃度為8重量%之聚乙烯醇水溶液。將所獲得之水溶液塗佈於上述底塗層上,於80℃下乾燥20分鐘,製成包含基材膜、底塗層、樹脂層之三層之積層膜。樹脂層之厚度為10 μm。
(延伸步驟、染色步驟)
使用圖2所示之延伸裝置,對寬度為380 mm(W1)之上述積層膜進行自由端單軸延伸。將延伸溫度設為150℃,將第1組輥對2之圓周速度設為1 m/min,將第2組輥對3之圓周速度設為5.8 m/min,於縱方向上延伸至5.8倍。此時,兩組輥對2、3之間之距離L為1.28 m,延伸後之膜之寬度為164 mm(W2)。實施例1之縮幅比例為56.8%,式(2)之左邊(W1/L)之值成為0.30。將結果示於表1。
其後,將經延伸之積層膜於60℃之溫浴中浸漬60秒,然後於30℃之碘與碘化鉀之混合水溶液中浸漬200秒(染色步驟)。使用10℃之純水,自染色步驟後之積層膜沖走多餘之碘液。繼而,將積層膜於76℃之硼酸與碘化鉀之混合水溶液中浸漬400秒(交聯步驟)。其後,以10℃之純水清洗積層膜4秒,最後於50℃下乾燥300秒,獲得包含基材膜、底塗層、偏光片層之三層之偏光性積層膜。此時,偏光片層之厚度為4.2 μm。
(保護膜貼合步驟、基材膜剝離步驟)
在上述偏光性積層膜之與基材膜側之面為相反側的面上塗佈聚乙烯醇系接著劑後,貼合保護膜(Konica股份有限公司製造,膜厚為40 μm,TAC),獲得包含基材膜、底塗層、偏光片層、保護膜之四層之偏光板。自所獲得之偏光板剝離基材膜。基材膜被容易地剝離,獲得包含底塗層、偏光片層、保護膜之三層之偏光板。
(光學特性測定)
利用帶有積分球之分光光度計(日本分光股份有限公司製造、V7100)對剝離基材膜而獲得之包含底塗層、偏光膜、保護膜之三層的偏光板之光學特性進行測定。於波長380 nm~780 nm之範圍內求出MD透過率與TD透過率,並根據式(3)、式(4)而算出各波長下之單體透過率、及偏光度。進而,藉由JIS Z 8701之2度視野(C光源)而進行可見度修正,求出可見度修正單體透過率(Ty)及可見度修正偏光度(Py)。
再者,所謂「MD透過率」,係指使偏光板樣品之透過軸與自葛蘭-湯普生稜鏡(Glan-Thompson prism)射出之偏光之方向平行時的透過率。於式(3)、式(4)中,將「MD透過率」表示為「MD」。又,所謂「TD透過率」,係指使偏光板樣品之透過軸與自葛蘭-湯普生稜鏡射出之偏光之方向正交時的透過率,於式(3)、式(4)中,將「TD透過率」表示為「TD」。
單體透過率(%)=(MD+TD)/2 式(3)
偏光度(%)={(MD-TD)/(MD+TD)}1/2×100 式(4)
於實施例1之偏光板中,Ty為41.8%,Py為99.99%。將結果示於表1。
[實施例2]
以與實施例1相同之方法製作包含基材膜、底塗層、樹脂層之三層之實施例2的積層膜。實施例2中,使用圖2所示之延伸裝置,對寬度為400 mm(W1)之積層膜進行自由端單軸延伸。將延伸溫度設為150℃,將第1組輥對2之圓周速度設為1 m/min,將第2組輥對3之圓周速度設為5.8 m/min,於縱方向上延伸至5.8倍。此時、兩組輥對2、3之間之距離L為0.85 m,延伸後之膜之寬度為180 mm(W2)。實施例2之縮幅比例為52.6%,式(2)之左邊之值(W1/L)成為0.45。將結果示於表1。
使用經延伸之積層膜,藉由與實施例1相同之方法製作實施例2之偏光性積層膜,其後製作包含底塗層、偏光片層、保護膜之三層之偏光板。實施例2之偏光片層之厚度為4.0 μm。以與實施例1相同之方法對實施例2之偏光板之光學特性進行測定,結果Ty為41.5%,Py為99.99%。將結果示於表1。
[實施例3]
以與實施例1相同之方法製作包含基材膜、底塗層、樹脂層之三層之實施例3之積層膜。實施例3中,使用圖2所示之延伸裝置,對寬度為400 mm(W1)之積層膜進行自由端單軸延伸。將延伸溫度設為150℃,將第1組輥對2之圓周速度設為1 m/min,將第2組輥對3圓周速度設為5.8 m/min,於縱方向上延伸至5.8倍。此時,兩組輥對2、3之間之距離L為6.0 m,延伸後之膜之寬度為160 mm(W2)。實施例3之縮幅比例為60.0%,式(2)之左邊之值(W1/L)成為0.07。將結果示於表1。
使用經延伸之積層膜,藉由與實施例1相同之方法製作實施例3之偏光性積層膜,其後製作包含底塗層、偏光片層、保護膜之三層之偏光板。實施例3之偏光片層之厚度為4.5 μm。以與實施例1相同之方法對實施例3之偏光板之光學特性進行測定,結果Ty為42.0%,Py為99.99%。將結果示於表1。
[實施例4]
實施例4在以下方面與實施例3不同:樹脂層形成步驟中所使用之聚乙烯醇粉末之種類、延伸步驟前樹脂層之厚度、染色步驟中之混合水溶液之溫度及浸漬時間。除該等不同點以外,藉由與實施例3相同之方法製作實施例4之偏光性積層膜及偏光板。實施例4在偏光板中之偏光片層的厚度方面亦與實施例3不同。實施例4之偏光片層之厚度為5.2 μm。
於實施例4之樹脂層形成步驟中,使用聚乙烯醇粉末(JAPAN VAM & POVAL股份有限公司製造,平均聚合度為2600,皂化度為95.5~97.5莫耳%)。於實施例4之染色步驟中,將積層膜於25℃之碘與碘化鉀之混合水溶液中浸漬60秒。
實施例4之縮幅比例為60.0%,式(2)之左邊之值(W1/L)為0.07。以與實施例1相同之方法對實施例4之偏光板之光學特性進行測定,結果Ty為41.5%,Py為99.99%。將結果示於表1。
[實施例5]
實施例5在以下方面與實施例3不同:樹脂層形成步驟中所使用之聚乙烯醇粉末之種類、延伸步驟前樹脂層之厚度、染色步驟中之混合水溶液之溫度及浸漬時間、交聯步驟中之浸漬時間。除該等不同點以外,藉由與實施例3相同之方法製作實施例5之偏光性積層膜及偏光板。實施例5在偏光板中之偏光片層的厚度方面亦與實施例3不同。實施例5之偏光片層之厚度為5.5 μm。
於實施例5之樹脂層形成步驟中,使用聚乙烯醇粉末(日本合成化學股份有限公司製造,平均聚合度為3300,皂化度為93.5~95.5莫耳%)。於實施例5之染色步驟中,將積層膜於25℃之碘與碘化鉀之混合水溶液中浸漬25秒。於實施例5之交聯步驟中,將積層膜於76℃之硼酸與碘化鉀之混合水溶液中浸漬50秒。
實施例5之縮幅比例為60.0%,式(2)之左邊之值(W1/L)為0.07。以與實施例1相同之方法對實施例5之偏光板之光學特性進行測定,結果Ty為40.8%,Py為99.99%。將結果示於表1。
[比較例1]
以與實施例1相同之方法製作包含基材膜、底塗層、樹脂層之三層之比較例1的積層膜。比較例1中,使用圖2所示之延伸裝置,對寬度為380 mm(W1)之積層膜進行自由端單軸延伸。將延伸溫度設為150℃,將第1組輥對2之圓周速度設為1 m/min,將第2組輥對3圓周速度設為5.8 m/min,於縱方向上延伸至5.8倍。此時,兩組輥對2、3之間之距離L為310 mm,延伸後之膜之寬度為264 mm(W2)。比較例1之縮幅比例為30.5%,式(2)之左邊之值(W1/L)成為1.23。將結果示於表1。
使用經延伸之積層膜,藉由與實施例1相同之方法製作比較例1之偏光性積層膜,其後製作包含底塗層、偏光片層、保護膜之三層之偏光板。比較例1之偏光片層之厚度為2.5 μm。以與實施例1相同之方法對比較例1之偏光板之光學特性進行測定,結果Ty為41.6%,Py為99.97%。將結果示於表1。
[產業上之可利用性]
藉由本發明之製造方法所獲得之偏光性積層膜及偏光板較薄,且光學特性優異,因此適合於筆記型個人電腦、行動電話等行動裝置、大型電視所具備之液晶顯示裝置等。
1...積層膜
2...第1組輥對
2a、2b...夾輥
3...第2組輥對
3a、3b...夾輥
4...加熱裝置
圖1係表示本發明之偏光性積層膜之製造方法之一實施形態的流程圖。
圖2係表示本發明之方法中之延伸步驟之一實施形態的模式圖。
圖3係表示本發明之偏光板之製造方法之一實施形態的流程圖。
(無元件符號說明)
Claims (7)
- 一種偏光性積層膜之製造方法,其係包括基材膜、及形成於上述基材膜之一面之偏光片層的偏光性積層膜之製造方法;該偏光性積層膜之製造方法依序包括如下步驟:樹脂層形成步驟,其係於上述基材膜之一面形成包含聚乙烯醇系樹脂之樹脂層而獲得積層膜;延伸步驟,其係進行上述積層膜之自由端單軸延伸;以及染色步驟,其係利用二色性色素將上述積層膜之上述樹脂層染色而形成偏光片層;且於上述延伸步驟中,進行上述自由端單軸延伸前之上述積層膜的寬度W1、與進行上述自由端單軸延伸後之上述積層膜的寬度W2滿足以下之式(1)之關係:(W1-W2)÷W1×100≧40 式(1),上述積層膜之自由端單軸延伸係於積層膜之縱方向延伸積層膜。
- 如請求項1之偏光性積層膜之製造方法,其中於上述延伸步驟中,上述自由端單軸延伸係藉由在圓周速度不同之兩組輥對間搬送上述積層膜而進行,且上述兩組輥對間之距離L滿足以下之式(2)之關係:W1÷L≦1.0 式(2)。
- 如請求項2之偏光性積層膜之製造方法,其中於上述延伸步驟中,上述兩組輥對之圓周速度之比超過5倍。
- 如請求項1之偏光性積層膜之製造方法,其中上述基材膜包含聚烯烴系樹脂。
- 如請求項1之偏光性積層膜之製造方法,其中於上述樹脂層形成步驟中,以使厚度超過3μm且為30μm以下之方式形成上述樹脂層。
- 如請求項1之偏光性積層膜之製造方法,其中上述偏光片層之厚度為1.5μm~15μm。
- 一種偏光板之製造方法,其係包括偏光片層、及貼合於上述偏光片層之一面之保護膜的偏光板之製造方法;該偏光板之製造方法依序包括以下步驟:保護膜貼合步驟,其係於藉由如請求項l~6中任一項之製造方法而製造偏光性積層膜後,在上述偏光性積層膜中之上述偏光片層之與上述基材膜側之面為相反側的面上貼合保護膜;以及基材膜剝離步驟,其係自上述偏光性積層膜剝離上述基材膜。
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