TWI571377B - 偏光板之製造方法及製造裝置 - Google Patents
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Description
本發明是有關有用於作為構成液晶顯示裝置等之光學構件之一的偏光板的製造方法。
偏光膜的廣泛使用,是作為聚乙烯醇類樹脂膜中吸附配向二色性色素之膜,已知者包括以碘作為二色性色素的碘系偏光膜或將二色性直接染料作為二色性色素的染料系偏光膜等。此等偏光膜,通常是在單面或雙面上隔介接著劑貼合三醋酸纖維素等透明膜,即可作為偏光板。
作為在偏光膜的單面或雙面上積層透明膜的方法,已有預先在透明膜的表面上塗佈活性能量線硬化型樹脂之後,以一對壓輪(nip roller)(貼合滾輪)夾壓偏光膜與透明膜而貼合,接著照射活性能量線使其接著硬化的方法(專利文獻1:日本特開2004-245925號公報、專利文獻2:日本特開2009-134190號公報、專利文獻3:日本特開2011-95560號公報)。
不過,如第4圖(a)及(b)中所示,藉由貼合滾輪51、52夾壓積層體(偏光膜及透明膜),通常是以油壓、空壓、縲絲等按壓一方的貼合滾輪51兩端的軸承使其進行(第4圖
(b)之箭頭),因此有使貼合滾輪51的中央附近撓曲、積層體(偏光膜及透明膜)受到不均勻加壓的情形。如加壓不均勻時,將使所得的偏光板中的各膜間產生氣泡,或造成各膜間密著性不良的問題。同時,使運送的流通不佳,容易造成製程中發生事故之問題。而且,此種現象,是必須在積層體上施加高壓時產生的現象。如使用活性能量線硬化型樹脂作為接著劑時,與使用其他的聚乙烯醇類樹脂等作為接著劑時比較,因黏度偏高,而必須在積層體上施加高壓力。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1:日本特開2004-245925號公報
專利文獻2:日本特開2009-134190號公報
專利文獻3:日本特開2011-95560號公報
本發明是為了解決上述問題而成的發明,其目的是提供一種偏光板的製造方法及偏光板的製造裝置,其可使構成偏光板的積層體(偏光膜及透明膜)被均勻加壓。
本發明是在偏光膜的單面或雙面貼合透明膜而成的偏光板之製造方法,其特徵是具備:在前述透明膜的單面或前述偏光膜的單面或雙面塗佈活性能量線硬化型接著劑之接著劑塗佈步驟;
在將前述透明膜隔介前述接著劑積層在前述偏光膜的單面或雙面而成的積層體夾持在朝運送方向旋轉的一對貼合滾輪之間的狀態下,使至少一方的貼合滾輪朝他方的貼合滾輪之方向按壓,而將前述透明膜與前述偏光膜貼合的貼合步驟;以及對前述積層體照射活性能量線而使前述接著劑硬化的活性能量線接著硬化步驟;前述一對貼合滾輪的至少一方,是具有包括中心軸與具有外緣面的滾輪部之二重結構之雙孔滾輪(double vent roll),藉由使前述中心軸與前述滾輪部僅部份接合,即便前述中心軸產生撓曲時,前述滾輪部的前述外緣面也不會發生撓曲。
前述按壓的壓力,宜可施加在設置於前述中心軸兩端的軸承構件。
同時,本發明也與偏光板的製造裝置有關,係將透明膜貼合在偏光膜之單面或雙面而成的偏光板之製造裝置,其特徵是具備:用於在前述透明膜的單面或前述偏光膜之單面或雙面塗佈活性能量線硬化型的接著劑之接著劑塗佈裝置;用於將前述透明膜隔介前述接著劑積層在前述偏光膜的單面或雙面而成的積層體一邊運送一邊夾壓,藉以貼合前述透明膜與前述偏光膜的一對貼合滾輪;以及用於對前述積層體照射活性能量線而使前述接著劑硬化的活性能量線照射裝置;
前述一對貼合滾輪的至少一方,是具有包括中心軸與具有外緣面的滾輪部之二重結構之雙孔滾輪,藉由使前述中心軸與前述滾輪部僅部份接合,即使前述中心軸發生撓曲時,前述滾輪部的前述外緣面也不會發生撓曲。
應用本發明,可提供一種偏光板的製造方法及偏光板的製造裝置,其可使構成偏光板的積層體(偏光膜及透明膜)被均勻加壓。
同時,應用本發明,可獲得一種偏光板,其可抑制在各膜間產生氣泡以及各膜間的密著性變得不佳之現象。同時,可抑制肇因於運送的流通不良等而在製程中發生的事故。
1‧‧‧偏光膜
2、3‧‧‧透明膜
4‧‧‧積層體(偏光板)
11、12‧‧‧接著劑塗佈裝置
13‧‧‧滾輪(冷卻滾輪)
14、15、16、17、18‧‧‧活性能量線照射裝置
19‧‧‧運送用軋押滾輪
20‧‧‧捲取滾輪
51‧‧‧貼合滾輪(雙孔滾輪)
51a‧‧‧中心軸
51b‧‧‧滾輪部
51c‧‧‧蓋子
51d‧‧‧軸承構件
52‧‧‧貼合滾輪(平面滾輪)
第1圖表示本發明相關的偏光板之製造置之一實施形態的概略側面圖。
第2圖表示本發明中使用的貼合滾輪之一實施形態的概略剖面圖。
第3圖表示本發明中使用的貼合滾輪之另一實施形態的概略剖面圖。
第4圖(a)及(b)說明從來的偏光板之製造方法的概略圖。
本發明的偏光板中使用偏光膜,具體上是單軸延伸的
聚乙烯醇類樹脂膜中吸附配向二色性色素之膜。聚乙烯醇類樹脂膜,可由聚乙烯醋酸類樹脂皂化而得。作為聚乙烯醋酸類樹脂,可列舉:單獨醋酸乙烯的聚合物之聚醋酸乙烯,以及醋酸乙烯與可與其聚合的其他單體之共聚合物(例如,伸乙烯-醋酸乙烯共聚合物)等。作為可與醋酸乙烯共聚合之其他單體,其他可舉出不飽和羧酸類、烯烴類、乙烯醚類、不飽和磺酸類、具有銨基的丙烯醯胺類等。聚乙烯醇類樹脂的皂化度是85莫耳%以上,並宜為90莫耳%以上,而以98至100莫耳%更佳。聚乙烯醇類樹脂的平均聚合度,通常是1,000至10,000,並宜為1,500至5,000。此等聚乙烯醇類樹脂,可以是改質者,例如也可使用經醛類改質的聚乙烯甲醛、聚乙烯乙醛、聚乙烯丁醛等。
以此種聚乙烯醇類樹脂製得之膜,可使用作為偏光膜之素材膜。聚乙烯醇類樹脂的製膜方法,並無特別的限定,可以從來即知的適宜方法製膜。由聚乙烯醇類樹脂形成的原素材膜之膜厚,並無特別的限定,例如大約是10至150μm。通常是以捲筒狀供應,厚度為20至100μm的範圍內,並宜為30至80μm的範圍內,同時,工業上實用的幅寬是在500至6,000mm的範圍內。又,也可以是以烯烴類膜或PET膜等聚酯類膜作為基材、在其雙面或單面塗佈聚乙烯醇類樹脂之材料。
作為市售的聚乙烯醇類膜,可列舉:例如「Vinylon VF-PS # 7500,Kuraray製」與「OPL膜M-7500,日本合成製」(原素材厚度均為75μm)、「Vinvlon VF-PS # 6000,
Kuraray製」與「Vinylon VF-PE # 6000,Kuraray製」(原素材厚度均為60μm)、「Vinylon VF-PE # 5000,Kuraray製」(原素材厚度為50μm)、「Vinylon VF-PE# 3000,Kuraray製」(原素材厚度為30μm)等。
偏光膜的製造,通常是經過:以二色性色素對聚乙烯醇類樹脂膜染色而使其吸附二色性色素的步驟(染色處理步驟)、以硼酸水溶液處理經吸附二色性色素的聚乙烯醇類樹脂膜之步驟(硼酸處理步驟)、以及經該硼酸水溶液處理後的水洗步驟(水洗處理步驟)。
同時,在製造偏光膜之際,通常是使聚乙烯醇類樹脂膜被單軸延伸,此單軸延伸可在染色處理步驟之前進行,也可在染色處理步驟中進行,也可在染色處理步驟之後進行。如使單軸延伸在染色處理步驟之後進行,此單軸延伸可在硼酸處理步驟之前進行,也可在硼酸處理步驟中進行。當然也可以在此等之複數階段中進行單軸延伸。
單軸延伸可以在周速不同的滾輪間在單軸上延伸,也可使用熱滾輪在單軸上延伸。同時,可為在大氣中進行延伸之乾式延伸,也可為在溶劑中以膨潤狀態進行延伸之濕式延伸。延伸倍率,通常大約是3至8倍。
染色處理步驟中以二色性色素對聚乙烯醇類樹脂膜的染色,例如可將聚乙烯醇類樹脂膜浸漬在含有二色性色素的水溶液中進行。作為二色性色素,例如可使用碘、二色性染料等。在二色性染料中,包含例如C.I.直接紅(direct red)39等由重氮基化合物形成的二色性直接染料、由三
氮、四方氮等化合物形成的二色性直接染料。而且,聚乙烯醇類樹脂膜,宜在染色處理之前預先施予水的浸漬處理。
在使用碘作為二色性色素時,通常採用的方法是將聚乙烯醇類樹脂膜浸漬在含有碘及碘化鉀的水溶液中進行染色。此水溶液中碘之含量,通常是相對於水100重量份為0.01至1重量份,碘化鉀的含量,通常是相對於水100重量份為0.5至20重量份。在使用碘作為二色性色素時,染色中使用的水溶液之溫度,通常是20至40℃,浸漬在此水溶液的時間(染色時間),通常是20至1,800秒。
另一方面,使用二色性染料作為二色性色素時,通常採用的方法是將聚乙烯醇類樹脂膜浸漬在含有水溶性二色性染料的水溶液中進行染色。此水溶液中二色性染料之含量,通常是相對於水100重量份為1×10-4至10重量份,並宜為1×10-3至1重量份,而以1×10-3至1×10-2重量份尤佳。此水溶液也可含有硫酸鈉等無機鹽作為染色助劑。在使用二色性染料作為二色性色素時,染色中使用的水溶液之溫度,通常是20至80℃,又,浸漬在此水溶液的時間(染色時間),通常是10至1,800秒。
硼酸處理步驟,是將經二色性色素染色的聚乙烯醇類樹脂膜浸漬在含有硼酸的水溶液中進行。含有硼酸的水溶液中硼酸之量,是相對於水100重量份為2至15重量份,並宜為5至12重量份。在上述染色處理步驟中使用碘作為二色性色素時,宜使此硼酸處理步驟中使用的含有硼酸的水溶液含有碘化鉀。此時,含有硼酸的水溶液中的碘化鉀
之量,通常是相對於水100重量份為0.1至15重量份,並宜為5至12重量份。在含有硼酸的水溶液中之浸漬時間,通常是60至1,200秒,並宜為150至600秒,而以200至400秒更佳。含有硼酸的水溶液的溫度,通常是40℃以上,並宜為50至85℃,而以55至80℃更佳。
在接著的水洗處理步驟中,是將上述硼酸處理後的聚乙烯醇類樹脂膜,例如浸漬在水中進行水洗處理。水洗處理中水之溫度,通常是4至40℃,浸漬時間通常是1至120秒。水洗處理中或其前後,也可適宜進行以噴霧狀將水吹附在膜上、或由細縫狀的噴出部將水噴出使其對膜強力沖擊等處理。水洗處理後,通常施以乾燥處理,即可得偏光膜。在乾燥處理的前階段中,也可以適宜進行以空氣刀等將水吹出,或以吸水滾輪吸取表面的水等處理。乾燥處理例如可適用熱風乾燥機、遠紅外線加熱器等。乾燥處理的溫度,通常是30至100℃,並宜為50至90℃。乾燥處理的時間,通常是60至600秒,並宜為120至600秒。
如此對聚乙烯醇類樹脂膜施行單軸延伸、二色性色素染色、硼酸處理及水洗處理後,即可得偏光膜。此偏光膜的厚度,通常是3至50μm的範圍。
又,並不限於上述方法,也可採用以其他方法製作之具有偏光機能的膜作為偏光膜。
本發明中,可使透明膜貼合在上述的偏光膜之單面或雙面上。如使透明膜貼合在偏光膜之雙面上時,各個透明
膜可以是相同,也可以是不同的種類。
作為構成透明膜的材料,例如可列舉:環烯烴類樹脂;醋酸纖維素類樹脂;聚對苯二甲酸乙二酯或聚萘二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯等聚酯類樹脂;聚碳酸酯類樹脂;聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等丙烯酸類樹脂;聚丙烯等烯烴類樹脂等從來即在該領域中廣泛使用的膜材料。
環烯烴類樹脂,是指例如降冰片烯、多環降冰片烯類單體等具有由環狀烯烴(環烯烴)形成的單體單元之熱可塑性的樹脂(也可稱為熱可塑性環烯烴類樹脂)。環烯烴類樹脂,可以是上述環烯烴的開環聚合物或是使用2種以上的環烯烴之開環共聚合物的氫化添加物,也可以是環烯烴與具有鏈狀烯烴、乙烯基的芳香族化合物等之附加聚合物。同時,導入極性基的聚合物也有效。
使用環烯烴與鏈狀烯烴或/及具有乙烯基的芳香族化合物之共聚合物時,作為鏈烯烴,可列舉:乙烯、丙烯等,又,作為具有乙烯基的芳香族化合物,可列舉:苯乙烯、α-甲基苯乙烯、核烷基取代苯乙烯等。此等共聚合物中,由環烯烴形成的單體單元可為50莫耳%以下(並宜為15至50莫耳%)。尤其是,使用環烯烴與鏈狀烯烴及具有乙烯基的芳香族化合物之三元共聚合物時,由環烯烴形成的單體單元可設定為如上述之較少之量。這種三元共聚合物中,由鏈狀烯烴形成的單體單元通常是5至80莫耳%,由具有乙烯基的芳香族化合物形成的單體單元通常是5至80莫耳%。
環烯烴類樹脂,也可使用適宜的市售品,例如可適用Topas(Ticona公司製)、Arton(JSR(株)製)、ZEONOR(日本Zeon(株)製)、ZEONEX(日本Zeon(株)製)、Apel(三井化學(株)製)、OXIS(大倉工業社製)等。將此種環烯烴類樹脂製膜成膜之際,可適宜的使用溶劑鑄壓法、熔融押出法等已周知的方法。同時,也可使用例如Esushina(積水化學工業(株)製)、SCA40(積水化學工業(株)製)、ZEONOR膜(Optes(株)製)等已預先製膜的環烯烴類樹脂製膜的市售品。
環烯烴類樹脂膜,可以是經單軸延伸或二軸延伸之膜。因延伸,而可在環烯烴類樹脂膜上賦與任意的相位差值。延伸,通常是一邊將膜捲(film roll)捲出一邊連續進行,可在加熱爐中朝膜捲的進行方向(膜之長臂方向)、與該進行方向垂直的方向(膜之寬幅方向),或其兩方使其延伸。加熱爐的溫度,通常是採用環烯烴類樹脂的玻璃轉移溫度附近至玻璃轉移溫度+100℃的範圍。延伸的倍率,通常是1.1至6倍,並宜為1.1至3.5倍。
環烯烴類樹脂膜如為捲筒狀態時,因膜之間相互接著而有容易產生黏連的傾向,故通常是貼合保護膜(protect film)之後才成捲筒狀。同時,環烯烴類樹脂膜,一般由於表面活性不佳,故宜在使其與偏光膜接著的表面上,進行電漿處理、電暈處理、紫外線照射處理、火焰處理、皂化處理等表面改質處理。其中,並以比較容易實施的電漿處理,尤其是大氣壓電漿處理、電暈處理較為適當。
醋酸纖維素類樹脂,是指纖維素之部份或完全酯化
物,例如可列舉:由纖維素的醋酸酯、丙酸酯、酪酸酯、以及此等之混合酯等形成的膜。更具體而言,例如可列舉:三醋酸纖維素膜、二醋酸纖維素膜、醋酸纖維素丙酸酯膜、醋酸纖維素丁酸酯膜等。作為此種醋酸纖維素類樹脂膜,可適用適宜的市售品,例如Fujitac TD80(富士軟片(株)製)、Fujitac TD80UF(富士軟片(株)製)、Fujitac TD80UZ(富士軟片(株)製)、KC8UX2M(Konica Minolta Opto(株)製)、KC8UY(Konica Minolta Opto(株)製)、Fujitac TD60UL(富士軟片(株)製)、KC4UYW(Konica Minolta Opto(株)製)、KC6UAW(Konica Minolta Opto(株)製)、KC2UAW(Konica Minolta Opto(株)製)等。
同時,作為透明膜,宜適用已賦與相位差特性的醋酸纖維素類樹脂膜。作為這種已賦與相位差特性的醋酸纖維素類樹脂膜之市售品,例如可列舉:WV BZ 438(富士軟片(株)製)、KC4FR-1(Konica Minolta Opto(株)製)、KC4CR-1(Konica Minolta Opto(株)製)、KC4AR-1(Konica Minolta Opto(株)製)等。醋酸纖維素也稱為乙醯基纖維素,也可稱為纖維素醋酸酯。
此等醋酸纖維素類樹脂膜容易吸水,故可能使偏光板的水份率影響到偏光板的端部下垂。製造偏光板時的水份率,宜越接近於偏光板的保管環境愈佳,例如在無塵室(clean room)的製造線或捲筒保管倉庫的平衡水份率,也受到積層膜的構成的影響,例如大約為2.0至3.5%,並宜為2.0至3.0%。此偏光板的水份率之數值因是以乾燥重量法
測定,故為105℃/120分鐘的重量變化。
本發明的偏光板中使用的透明膜之厚度,雖然宜為薄質者,但太薄時將使強度降低,將成為加工性不良者。另一方面,太厚時將使透明性降低,而可能產生積層後必要的熟成時間變長等問題。所以,透明膜的適當厚度,例如是5至200μm,並宜為10至150μm,而以10至100μm更佳。
為了提高接著劑與偏光膜及/或透明膜之間的接著性,也可在偏光膜及/或透明膜上施予電暈處理、火焰處理、電漿處理、紫外線處理、底塗層塗佈處理、皂化處理等表面改質處理。
同時,也可在透明膜上,施以防眩處理、防反射處理、保護塗層處理、防靜電處理、防污處理等表面處理,可施行單獨或2種以上的組合處理。同時,透明膜及/或透明膜表面保護層,也可含有二苯甲酮類化合物、苯甲三唑類化合物等紫外線吸收劑,或苯基磷酸酯類化合物、酞酸酯化合物等可塑劑。
並且,在透明膜上,也可使持有作為相位差膜之機能、作為亮度提高膜之機能、作為反射膜之機能、作為半透過反射膜之機能、作為擴散膜之機能、作為光學補償膜之機能等光學性機能。此時,除了例如可在透明膜的表面上,藉由積層相位差膜、亮度提高膜、反射膜、半透過反射膜、擴散膜、光學補償膜等光學機能膜,而使持有此種機能之外,也可對透明膜自體賦予此等機能。同時,如同持有亮
度提高膜之機能的擴散膜等,也可使透明膜持有複數種機能。
例如,在上述的透明膜上,可藉由施予日本特許第2841377號公報、日本特許第3094113號公報等所述之延伸處理,或施予日本特許第3168850號公報所述之處理,而可賦與作為相位差膜之機能。相位差膜中的相位差特性,例如可適宜選擇正面相位差值為5至100nm、厚度方向的相位差值為40至300nm之範圍等。同時,上述的透明膜上,可藉由日本特開2002-169025號公報或日本特開2003-29030號公報中所述之方法形成微細孔,或使選擇反射的中心波長不同的2層以上之膽固醇型液晶層重疊,而賦與作為亮度提高膜的機能。
只要在上述的透明膜上以蒸鍍或濺鍍等形成金屬薄膜,即可賦與作為反射膜或半透過反射膜的機能。在上述的透明膜上塗佈含有微粒子的樹脂溶液,即可賦與作為擴散膜的機能。又,在上述的透明膜上塗佈盤狀形(discotic)液晶性化合物等液晶性化合物後使其配向,即可賦與作為光學補償膜的機能。同時,也可在透明膜上使含有可顯現位相差的化合物。並且,也可使用適當的接著劑,使各種光學機能性膜直接貼合在偏光膜上。作為光學機能性膜的市售品,例如可列舉:DBEF(3M公司製,在日本可由住友3M(株)購入)等亮度提高膜;WV膜(富士軟片(株)製)等視角改良膜;Arton膜(JSR(株)製)、ZEONOR膜((株)Optes製)、Esushina(積水化學工業(株)製)、VA-TAC(Konica Minolta
Opto(株)製)、Sumicalite(住友化學(株)製)等相位差膜等。
偏光膜與透明膜,可隔介活性能量線硬化型的接著劑使貼合。就耐候性或折射率、耐久性等而言,作為活性能量線硬化型的接著劑,可舉出由含有可藉由活性能量線的照射而硬化的環氧類樹脂之環氧類樹脂組成物形成的接著劑。但是,並不僅限於此接著劑,也可採用已往在製造偏光板時使用的各種活性能量線硬化型之接著劑(有機溶劑類接著劑、熱熔類接著劑、無溶劑型接著劑等)。作為活性能量線硬化型之接著劑,例如可列舉:由丙烯醯胺、丙烯酸酯、胺酯丙烯酸酯、環氧丙烯酸酯等丙烯酸類樹脂組成物形成的接著劑。同時,作為聚合硬化的方法,例如可列舉:自由基聚合、陽離子聚合、陰離子聚合、熱聚合等。
環氧樹脂,是指分子內具有2個以上環氧基的化合物。就耐候性、折射率、陽離子聚合性等而言,作為接著劑的硬化性環氧樹脂組成物中含有的環氧樹脂,宜為分子內不含有芳香環的環氧樹脂(例如,參照專利文獻1)。作為此種環氧樹脂,可例示如氫化環氧樹脂、脂環式環氧樹脂、脂肪族環氧樹脂等。
氫化環氧樹脂,是藉由使作為芳香族環氧樹脂原料之聚羥基化合物在觸媒存在下,經加壓下選擇性的核氫化反應而得之核氫化聚羥基化合物,進行去水甘油醚化的方法獲得。作為芳香族環氧樹脂,例如可列舉:雙酚A的二去水甘油醚、雙酚F的二去水甘油醚及雙酚S的二去水甘油
醚等雙酚型環氧樹脂;苯酚酚醛環氧樹脂、甲酚酚醛環氧樹脂及羥基苯甲醛酚酚醛環氧樹脂等酚醛型環氧樹脂;四羥基苯基甲烷的去水甘油醚、四羥基二苯甲酮的去水甘油醚及環氧化聚乙烯酚等多官能型的環氧樹脂。氫化環氧樹脂之中,並宜為經氫化的雙酚A之去水甘油醚。
脂環式環氧樹脂,是指分子內具有1個以上結合在脂環式環上的環氧基之環氧樹脂。「結合在脂環式環上的環氧基」,是指下式表示的結構中交聯(架橋)的氧原子-O-。下式中,m是2至5的整數。
使上述式中的(CH2)m中去除1個或數個氫原子後之形式的基結合在其他的化學結構上之化合物,可成為脂環式環氧樹脂。(CH2)m中的1個或數個氫原子,也可被甲基或乙基等直鏈狀烷基適宜的取代。脂環式環氧樹脂之中,並宜使用具有雜氧二環己烷環(上述中m=3者)或雜氧二環庚烷環(上述中m=4者)的環氧樹脂,因其可顯示優異的接著性。以下,具體例示宜使用的脂環式環氧樹脂,但並不侷限於此等化合物。
(a)下式(I)表示的環氧環己基甲基環氧環己烷羧酸酯類:
(式中,R1及R2表示相互獨立的氫原子或碳數1至5的直鏈狀烷基)。
(b)下式(II)表示的烷二醇之環氧環己烷羧酸酯類:
(式中,R3及R4表示相互獨立的氫原子或碳數1至5的直鏈狀烷基,n表示2至20的整數)。
(c)下式(III)表示的二羧酸的環氧環己基甲酯類:
(式中,R5及R6表示相互獨立的氫原子或碳數1至5的直鏈狀烷基,p表示2至20的整數)
(d)下式(IV)表示的聚乙二醇的環氧環己基甲醚類:
(式中,R7及R8表示相互獨立的氫原子或碳數1至5的直鏈狀烷基,q表示2至10的整數)
(e)下式(V)表示的烷二醇的環氧環己基甲醚類:
(式中,R9及R10表示相互獨立的氫原子或碳數1至5的直鏈狀烷基,r表示2至20的整數)。
(f)下式(VI)表示的二環氧三螺旋化合物:
(式中,R11及R12表示相互獨立的氫原子或碳數1至5的直鏈狀烷基)。
(g)下式(VII)表示的二環氧單螺旋化合物:
(式中,R13及R14表示相互獨立的氫原子或碳數1至5的直鏈狀烷基)。
(h)下式(VIII)表示的乙烯基環己烯環氧類:
(式中,R15表示氫原子或碳數1至5的直鏈狀烷基)。
(i)下式(IX)表示的環氧環戊醚類:
(式中,R16及R17表示相互獨立的氫原子或碳數1至5的直鏈狀烷基)。
(j)下式(X)表示的二環氧三環十烷類:
(式中,R18表示氫原子或碳數1至5的直鏈狀烷基)。
上述例示的脂環式環氧樹脂之中,市面上已有下述脂環式環氧樹脂或類似物質,以其比較容易購得等理由而較為適用。
(A)7-雜氧二環[4.1.0]庚烷-3-羧酸與(7-雜氧二環[4.1.0]-庚基-3-基)甲醇之酯化合物[式(I)中,R1=R2=H之化合物]、(B)4-甲基-7-雜氧二環[4.1.0]庚烷-3-羧酸與(4-甲基-7-雜氧二環[4.1.0]庚基-3-基)甲醇之酯化合物[式(I)中,R1=4-CH3、R2=4-CH3之化合物]、(C)7-雜氧二環[4.1.0]庚烷-3-羧酸與1,2-乙二醇之酯化合物[式(II)中,R3=R4=H,n=2之化合物]、(D)(7-雜氧二環[4.1.0]-庚基-3-基)甲醇與己二酸之酯
化合物[式(III)中,R5=R6=H,p=4之化合物]、(E)(4-甲基-7-雜氧二環[4.1.0]-庚基-3-基)甲醇與己二酸之酯化合物[式(III)中,R5=4-CH3、R6=4-CH3,p=4之化合物]、(F)(7-雜氧二環[4.1.0]-庚基-3-基)甲醇與1,2-乙二醇之酯化合物[式(V)中,R9=R10=H,r=2之化合物]。
同時,作為脂環式環氧樹脂,可舉出脂肪族多元醇或其伸烷氧化物附加物的聚去水甘油醚。更具體者,可列舉:在1,4-丁二醇的二去水甘油醚;1,6-己二醇的二去水甘油醚;甘油的三去水甘油醚;三羥甲基丙烷的三去水甘油醚;聚乙二醇的去水甘油醚;丙二醇的去水甘油醚;乙二醇、丙二醇及甘油等的脂肪族多元醇上,附加1種或2種以上的伸烷氧化物(環氧乙烷、環氧丙烷)而得的聚醚多元醇之聚去水甘油醚等。
可構成由環氧類樹脂組成物形成之接著劑的環氧樹脂,可單獨使用1種或併用2種以上。此組成物中使用的環氧樹脂之環氧當量,通常是30至3,000g/當量,並宜為50至1,500g/當量的範圍內。如環氧當量少於30g/當量時,有可能使硬化後的複合偏光板之可撓性降低,或使接著強度降低。另一方面,如超過3,000g/當量時,有可能使其與含在接著劑中的其他成分之相溶性降低。
至於此接著劑,就反應性而言,宜使用陽離子聚合作為環氧樹脂的硬化反應。因此,在作為活性能量線硬化型接著劑的硬化性環氧樹脂組成物中,宜摻配陽離子聚合起
始劑。陽離子聚合起始劑,可因可見光、紫外線、X線、電子束等活性能量線的照射,而產生陽離子種或路易斯酸,進而使環氧基的聚合反應開始。以下,將藉由活性能量線的照射而產生陽離子種或路易斯酸,而使環氧基的聚合反應開始的陽離子聚合起始劑稱為「光陽離子聚合起始劑」。
使用光陽離子聚合起始劑,藉由活性能量線的照射而進行接著劑之硬化的方法,可在常溫硬化,可減少考量偏光膜的耐熱性或因膨脹而歪斜之必要,可使膜間良好接著而有利。同時,由於光陽離子聚合起始劑是以光為觸媒作用,故即使混合在環氧樹脂中也有優異的保存安定性或作業性。
作為光陽離子聚合起始劑,例如可列舉:芳香族二氮鎓鹽;芳香族碘鎓鹽或芳香族硫鎓鹽等鎓鹽;鐵-丙二烯錯合物等。
作為芳香族二氮鎓鹽,例如可列舉:苯二氮鎓 六氟銻酸鹽、苯二氮鎓 六氟磷酸鹽、苯二氮鎓 六氟硼酸鹽等;同時,作為芳香族碘鎓鹽,可列舉:例如二苯基碘鎓 四方(五氟苯基)硼酸鹽、二苯基碘鎓 六氟磷酸鹽、二苯基碘鎓 六氟銻酸鹽、二(4-壬基苯基)碘鎓 六氟磷酸鹽等。
作為芳香族硫鎓鹽,例如可列舉:三苯基硫鎓 六氟磷酸鹽、三苯基硫鎓 六氟銻酸鹽、三苯基硫鎓 四方(五氟苯基)硼酸鹽、4,4’-雙(二苯基硫鎓基)二苯基硫化物雙(六氟磷酸鹽)、4,4’-雙[二(β-羥基乙氧基)苯基硫鎓基]二苯基硫化
物 雙(六氟銻酸鹽)、4,4’-雙[(β-羥基乙氧基)苯基硫鎓基]二苯基硫化物 雙(六氟磷酸鹽)、7-[二(對-甲苯基)硫鎓基]-2-異丙基噻吨 六氟銻酸鹽、7-[二(對-甲苯基)硫鎓基]-2-異丙基噻吨 四方(五氟苯基)硼酸鹽、4-苯基羰基-4’-二苯基硫鎓基-二苯基硫化物 六氟磷酸鹽、4-(對-第三丁基苯基羰基)-4’-二苯基硫鎓基-二苯基硫化物 六氟銻酸鹽、4-(對-第三丁基苯基羰基)-4’-二(對-甲苯基)硫鎓基-二苯基硫化物 四方(五氟苯基)硼酸鹽等。
同時,作為鐵-丙二烯錯合物,例如可列舉:二甲苯-環戊二烯基鐵(II)六氟銻酸鹽、異丙苯-環戊二烯基鐵(II)六氟磷酸鹽、二甲苯-環戊二烯基鐵(II)-三(三氟甲基磺醯基)甲烷化物等。
此等光陽離子聚合起始劑的市售品,可輕易的購得,各別的商品名例如可列舉:「Kayarad PCI-220」及「Kayarad PCI-620」(以上,日本化藥(株)製)、「UVI-6990」(Union Carbide公司製)、「Adeka Optomer SP-150」及「Adeka Optomer SP-170」(以上,(株)ADEKA製)、「CI-5102」、「CIT-1370」、「CIT-1682」、「CIP-1866S」、「CIP-2048S」及「CIP-2064S」(以上,日本曹達(株)製)、「DPI-101」、「DPI-102」、「DPI-103」、「DPI-105」、「MPI-103」、「MPI-105」、「BBI-101」、「BBI-102」、「BBI-103」、「BBI-105」、「TPS-101」、「TPS-102」、「TPS-103」、「TPS-105」、「MDS-103」、「MDS-105」、「DTS-102」及「DTS-103」(以上,Midori化學(株)製)、「PI-2074」(Rhodia
公司製)等。
光陽離子聚合起始劑可僅單獨使用1種,也可將2種以上混合後使用。其中,並宜使用芳香族硫鎓鹽,因其即使在300nm以上的波長域中,也具有紫外線吸收特性,而可提供具有硬化性優異、良好機械強度或接著強度的硬化物。
相對於環氧樹脂100重量份,光陽離子聚合起始劑之調配量通常是0.5至20重量份,並宜為1重量份以上,而以15重量份以下更佳。相對於環氧樹脂100重量份,如光陽離子聚合起始劑之調配量少於0.5重量份時,將有硬化不足、機械強度或接著強度降低的傾向。又,相對於環氧樹脂100重量份,如光陽離子聚合起始劑之調配量超過20重量份時,有可能因硬化物中的離子性物質增加,而使硬化物的吸濕性變高、耐久性降低。
使用光陽離子聚合起始劑時,硬化性環氧樹脂組成物,可視需要再含有光增感劑。因使用光增感劑,可使陽離子聚合的反應性提高,使硬化物的機械強度或接著強度提高。作為光增感劑,例如可列舉:羰基化合物、有機硫化合物、過硫化物、氧化還原類化合物、偶氮及重氮化合物、鹵化合物、光還原性色素等。
光增感劑的更具體之例,例如可列舉:安息香甲醚、安息香異丙醚及α,α-二甲氧基-α-苯基苯乙酮等安息香衍生物;二苯甲酮、2,4-二氯二苯甲酮、隣-苯甲醯基苯甲酸甲酯、4,4'-雙(二甲基胺基)二苯甲酮及4,4'-雙(二乙基胺
基)二苯甲酮等二苯甲酮衍生物;2-氯噻吨及2-異丙基噻吨等噻吨衍生物;2-氯蒽醌及2-甲基蒽醌等蒽醌衍生物;N-甲基吖啶酮及N-丁基吖啶酮等吖啶酮衍生物;其他如α,α-二乙氧基苯乙酮、聯苯甲醯(benzil)、茀酮、呫噸酮、鈾化合物、鹵素化合物等。光增感劑可僅單獨使用1種,也可併用2種以上。在硬化性環氧樹脂組成物100重量份中,光增感劑的含量宜為0.1至20重量份的範圍內。
接著劑內含有的環氧樹脂,雖然可藉由光陽離子聚合而硬化,但也可藉由光陽離子聚合及熱陽離子聚合的二種方式硬化。如為後者時,宜併用光陽離子聚合起始劑與熱陽離子聚合起始劑。
作為熱陽離子聚合起始劑,可列舉:苯甲硫鎓鹽、噻吩鎓鹽、四氫噻吩鎓鹽、苯甲銨、吡啶鎓鹽、肼鎓鹽、羧酸酯、磺酸酯、胺醯亞胺等。此等熱陽離子聚合起始劑,可容易取得市售品,例如,均為商品名的「Adekaopton CP77」及「Adekaopton CP66」(以上,株式會社Adeka製)、「CI-2639」及「CI-2624」(以上,日本曹達株式會社製)、「Sanaid SI-60L」、「Sanaid SI-80L」及「Sanaid SI-100L」(以上,三新化學工業株式會社製)等。
活性能量線硬化型的接著劑,可再含有環氧丙烷(oxetane)類或多元醇類等可促進陽離子聚合的化合物。
環氧丙烷類,是分子內具有4員環醚的化合物,例如可列舉:3-乙基-3-羥基甲基環氧丙烷、1,4-[雙(3-乙基-3-環氧丙烷基)甲氧基甲基]苯、3-乙基-3-(苯氧基甲基)環氧丙
烷、二[(3-乙基-3-環氧丙烷基)甲基]醚、3-乙基-3-(2-乙基己氧基甲基)環氧丙烷、苯酚酚醛環氧丙烷等。此等環氧丙烷類可由市售品輕易購得,例如均為商品名的「ARONE OXETANE OXT-101」、「ARONE OXETANE OXT-121」、「ARONE OXETANE OXT-211」、「ARONE OXETANE OXT-221」及「ARONE OXETANE OXT-212」(以上,東亞合成(株)製)等。在硬化性環氧樹脂組成物中,此等環氧丙烷類通常含有的比例為5至95重量%,並宜為30至70重量%。
作為多元醇類,宜為不存在酚性氫氧基以外的酸性基的化合物,例如可列舉:不具有氫氧基以外的官能基之多元醇化合物、聚酯多元醇化合物、聚己內酯多元醇化合物、具有酚性氫氧基的多元醇化合物、聚碳酸酯多元醇化合物等。此等多元醇類的分子量,通常是48以上,並宜為62以上,而以100以上更佳,又以1,000以下更佳。在硬化性環氧樹脂組成物中,此等多元醇類通常含有的比例為50重量%以下,並宜為30重量%以下。
在活性能量線硬化型的接著劑中,可再調配離子陷阱劑、抗氧化劑、連鎖移動劑、黏著附著劑、熱可塑性樹脂、充填劑、流動調整劑、整平劑、可塑劑、消泡劑等添加劑。作為離子陷阱劑,例如可列舉:粉末狀的鉍系、銻系、鎂系、鋁系、鈣系、鈦系及此等的混合系等之無機化合物,作為抗氧化劑,可舉出受阻酚系抗氧化劑等。
活性能量線硬化型的接著劑,雖然可使用實質上不含
溶劑成分的無溶劑型接著劑,但因塗佈方式上有各別最適的黏度範圍,故為了調整黏度也可使其含有溶劑。作為溶劑,宜使用不使偏光膜之光學性能降低,而可良好的溶解環氧樹脂組成物等之溶劑,例如可列舉:以甲苯為代表的烴類、以醋酸乙酯為代表的酯類等有機溶劑。可使用於本發明中的活性能量線硬化型的接著劑之黏度,例如大約5至1,000mPa.s的範圍,並宜為10至200mPa.s,而以20至100mPa.s更佳。
其次,一邊參照圖面一邊說明本發明的偏光板之製造裝置及製造方法。第1圖是表示本發明的偏光板之製造裝置的一實施形態之概略圖。
在第1圖中表示的偏光板之製造裝置30中,是沿著運送方向依序設置在透明膜2、3的單面上塗佈接著劑的接著劑塗佈裝置11、12;為貼合透明膜2、3與偏光膜1以得到積層體4的貼合滾輪(壓輪)51與52;為使積層體4中的透明膜2、3與偏光膜1密著的滾輪13;設置於與該滾輪13的外緣面相對位置的第1活性能量線照射裝置14、15;設置在比此等裝置更向運送方向的下流側上的第2之後的活性能量線照射裝置16至18;以及運送用壓輪19。
首先,應用接著劑塗佈裝置11、12,將活性能量線硬化型的接著劑塗佈在由迴捲成筒狀的狀態連續放出之透明膜2、3的單面上(接著劑塗佈步驟)。
然後,在由迴捲成筒狀的狀態連續放出之偏光膜1的
雙面上,將已塗佈接著劑的透明膜2、3隔介接著劑積層而成的積層體,以被夾持在朝運送方向旋轉的一對貼合滾輪51、52之間的狀態,藉由將至少一方的貼合滾輪往另一方貼合滾輪的方向按壓,使透明膜2、3與偏光膜1貼合形成積層體4(貼合步驟)。
接著,在使此積層體4密著在滾輪13的外緣面同時進行運送的過程中,由第1活性能量線照射裝置14、15朝向滾輪13的外緣面照射活性能量線,使接著劑聚合硬化(活性能量線照射步驟)。
而且,配置在運送方向下游處的第2活性能量線照射裝置16至18,是為了使接著劑完全聚合硬化的裝置,可視需要而追加或省略。最後是使積層體4通過運送用軋輪19後,被捲取在捲取滾輪作為偏光板。以下,詳細說明各步驟。
雖然無特別限定對透明膜2、3塗佈接著劑的方法,但可利用例如刮刀、線棒塗佈器、鑄壓塗佈器、點塗佈器、凹板塗佈器等各種塗佈方式。其中,如考量薄膜塗佈、路徑線的自由度、幅寬的對應等時,則宜以凹板滾輪作為接著劑塗佈裝置11、12。作為市售的塗佈裝置,可舉出富士機械公司製造的MCD(微室刮刀)(micro chamber doctor blade)。
在使用凹板滾輪作為接著劑塗佈裝置11、12進行接著劑的塗佈時,塗佈接著劑的厚度(塗佈厚)宜大約為0.1至
10μm,並以0.2至4μm更佳。接著劑的塗佈厚度,可藉由凹板滾輪相對於透明膜的直線速度之速度比亦即拉伸比,進行調整。一般而言,藉由調整拉伸比(凹板滾輪速度/直線速度)為0.5至10,可使接著劑塗佈厚度調整為約0.1至10μm。更具體而言,將透明膜2、3之直線速度設為10至100m/分鐘時,使凹板滾輪朝透明膜2、3的運送方向之相反方向旋轉,藉由將凹板滾輪的速度設為5至1,000m/分鐘,可使接著劑的塗佈厚度調整為約0.1至10μm。
調製接著劑後,通常是調整在15至40℃範圍內之設定溫±5℃(例如,設定溫度為30℃時,為30℃±5℃)的環境下進行塗佈,並宜為±3℃,而以±1℃更佳。
在本步驟中,可使由上述步驟塗佈接著劑的透明膜2、3,隔介接著劑積層在由迴捲成筒狀之狀態連續放出的偏光膜1之兩面上。使此積層體以被夾持在朝運送方向旋轉的一對貼合滾輪51、52之間的狀態,例如將貼合滾輪51朝貼合滾輪52的方向按壓,而使偏光膜1與透明膜2、3貼合,形成積層體4。此時,宜使偏光膜的運送方向,形成相對於貼合滾輪的按壓方向之垂直面為±3°範圍內之角度,將偏光膜在貼合滾輪之間運送,並以±1°的角度範圍內更佳。尤佳者係使偏光膜的運送方向,與貼合滾輪的按壓方向之垂直面重疊,將偏光膜在貼合滾輪之間運送。藉由如此進行,即可使偏光膜與透明膜在貼合滾輪前接觸而不
致產生氣泡。
同時,在第1圖中,雖然表示在透明膜2、3的單面上均勻的塗佈接著劑,藉由貼合滾輪51、52,將偏光膜1重疊在已塗佈接著劑的透明膜2、3之面上而貼合的方法,但也可在偏光膜1之雙面上均勻塗佈接著劑,藉由貼合滾輪51、52,使透明膜2、3重疊在已塗佈接著劑的偏光膜1之雙面上而貼合。
本發明的特徵是,一對貼合滾輪51、52的至少一方為雙孔滾輪(double vent roll)。所謂雙孔滾輪,是指具有由具有中心軸與外緣面的滾輪部構成之雙重結構之滾輪,藉由中心軸與滾輪部僅部份接合,而具有即使中心軸因外力而發生撓曲、滾輪部的外緣面仍不發生撓曲的結構。另一方的滾輪,雖然可以是直徑為實質均勻之平面滾輪,也可以是雙孔滾輪,但宜為雙孔滾輪。
例如,貼合51為第2圖中所示般具有由金屬製中心軸51a與金屬製滾輪51b構成之雙重結構的雙孔滾輪51,如貼合滾輪52為橡膠製的一般平面滾輪時,如第3圖中的箭頭所示,對雙孔滾輪51的軸承構件51d,可朝一般的平面滾輪52之方向施加外力。在進行此按壓的狀態中,雖然在雙孔滾輪51的中心軸51a有少量撓曲,但因使滾輪部51b僅在軸方向的中央部與中心軸51a接合,故在滾輪部51b的外緣面未產生撓曲。藉此,即可使構成偏光板的積層體(偏光膜1及透明膜2、3)均勻加壓。
第2圖中,蓋子(cap)51c的寬幅以及中心軸51a與滾
輪部b之間不接觸部份的寬幅方向之長度,只要設定成在按壓的狀態(第3圖表示之狀態)下使中心軸51a的端部與滾輪部51b的端部不接觸的程度即可,可配合中心軸51a的材質、滾輪的幅寬或直徑、以及按壓力等而適宜調整。此時,相對於滾輪部表面的軸方向之長度(滾輪面長A),中心軸51a與滾輪部51b之接合部份的長度(支撐幅寬B)之比率,宜為10至70%的範圍,並以20至60%的範圍更佳。如在此範圍之外,將使撓曲變得過大或變得過小,而使加壓不均勻的可能性高。
貼合滾輪的直徑並無特別限定,但雙孔滾輪的直徑(滾輪部的外徑),宜為50至400mm。同時,一般平面滾輪之直徑,宜為50至400mm。而且,一對貼合滾輪的各自直徑,可以相同,也可以相異。貼合滾輪的幅寬(滾輪面長),宜為300至3,000mm。
藉由前述按壓而在積層體上施加的壓力,並無特別限定,如使用金屬製滾輪與橡膠製滾輪時,宜為富士軟片公司製二片型壓力箱(two sheet type press case)中的瞬間壓為0.5至3.0MPa,並以0.7至2.3MPa更佳。本發明中,對此貼合滾輪的按壓外力,通常是針對貼合滾輪的兩端之軸承構件施加。
作為貼合滾輪的材質,可舉出金屬與橡膠。一對貼合滾輪的一方為金屬製滾輪,宜使另一方的貼合滾輪的至少外緣面為橡膠製。如一對貼合滾輪同時為金屬製時,因使用時易使滾輪間受到刮傷,故難以連續使用。另一方面,
如一對貼合滾輪的外緣表面同時為橡膠製時,將不易產生高的壓力。同時,並無特別限定貼合滾輪及按壓滾輪之配置,可使其相互以任意角度配置。即,按壓滾輪並不限於貼合滾輪之上下,也可使其以水平或以外的角度配置。
已往的貼合滾輪,通常是受按壓的上側貼合滾輪為橡膠製,下側的貼合滾輪為金屬製。此乃因驅動馬達附在下側的貼合滾輪上以控制旋轉速度,故下側的貼合滾輪為金屬製時,在按壓時不致使下側的貼合滾輪變形,而容易使貼合滾輪的周速度維持一定。不過,為使後述的的正撓曲(curl)的撓曲度容易調整,在本發明中,即宜使受按壓的(上側的)貼合滾輪為金屬製,而另一方的(下側的)貼合滾輪的至少外緣表面為橡膠製。
作為金屬製滾輪的母材,雖然可使用各種已知的材質,但宜為不銹鋼,而以SUS304(含有18%鉻與8%鎳的不銹鋼)更佳。在金屬製滾輪的表面上,宜施予鍍鉻處理。
構成貼合滾輪的至少外緣表面的橡膠材質,並無特別限定,例如可列舉:NBR(丁腈橡膠)、泰坦、胺酯、矽酮、EPDM(乙烯-丙烯-二烯橡膠)等,並宜為NBR、泰坦、胺酯。橡膠滾輪之硬度並無特別限定,通常是60至100°,並宜為85至95°。而且,橡膠滾輪的硬度可以依照JIS K6253的硬度計測定。作為市售的硬度計,例如可使用:ASUKA公司製的橡膠硬度計「A型」等。具體而言,係以棒狀物在表面按壓時,以硬度計測定橡膠滾輪的表面阻抗。
而且,如雙孔滾輪的滾輪部為橡膠製時,宜具備滾輪
部的外緣面可進行均勻的按壓、滾輪部內緣側具有充分強度的金屬製之筒狀體等。
一對的貼合滾輪,宜使其可分別獨立的驅動,也可使一方的貼合滾輪與另一方的貼合滾輪具有周速度之差。例如,設置在積層體4的液晶面板之貼合面側的貼合滾輪(第1貼合滾輪)之周速,宜較相反側的貼合滾輪(第2貼合滾輪)之周速快。藉此,可對所得的偏光板賦予貼合在液晶面板之面凸起、相反側之面凹下的撓曲(正撓曲)。如對所得的偏光板賦予貼合在液晶面板之面凹下、其相反側之面凸起的撓曲(逆撓曲)時,將偏光板貼合在液晶單元上時,容易產生在中央部吸入氣泡等不良的情形。而且,此時宜使用金屬製滾輪作為第1貼合滾輪,使用至少外緣表面為橡膠製的滾輪作為第2貼合滾輪。
並且,在使第2貼合滾輪的周速為1時,宜使第1貼合滾輪的周速之比為1.0050至1.0200。如使第1貼合滾輪的周速較此範圍快時,將使正撓曲的撓曲量變得太大,在使偏光板貼合在液晶單元上時,端部容易有吸入氣泡的不良情形,並且放置在嚴苛的環境下時,將助長正撓曲,而使偏光板的端部有從液晶面板上剥離之虞。
滾輪13是由外緣面被修飾為鏡面的凸曲面構成,在其表面上使積層體4密著同時運送,在其過程中可藉由活性能量線照射裝置14、15使接著劑聚合硬化。因使接著劑聚合硬化,可使積層體4充分密著,故不特別限定滾輪13的直徑。在接著劑未硬化狀態的積層體4中,宜使滾輪13
通過期間照射活性能量線之累積光量為10mJ/cm2以上。滾輪13可依積層體4的直線動態而動作或也可使其旋轉驅動,也可使其固定而使積層體4在表面滑動。同時,在照射活性能量線而聚合硬化時,也可使滾輪13作用為使積層體4上產生的熱放熱的冷卻滾輪。此時,冷卻滾輪的表面溫度宜設定在4至30℃。
藉由活性能量線的照射進行接著劑的聚合硬化時使用的光源,雖然無特別限定,但宜為具有波長400nm以下的發光分布之光源,作為此種光源,例如可列舉: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。
對活性能量線硬化型接著劑照射的光強度,雖然是隨接著劑的組成而決定,並無特別限定,但宜為10至5,000mW/cm2。如對樹脂組成物的光照射強度不到10mW/cm2,將使反應時間變得太長,如超過5,000mW/cm2,將因燈的輻射熱及組成物聚合時的放熱,而可能使接著劑的構成材料之環氧樹脂組成物等產生黃變或偏光板的劣化。而且,照射強度宜為對於光陽離子聚合起始劑的活性化有效的波長區域之強度,並以400nm以下的波長區域之強度更佳,而以波長280至320nm的波長區域的強度又更佳。
對活性能量線硬化型接著劑的照射活性能量線的時間,是為控制欲硬化的各別組成物,雖然無特別限定,但
可使以照射強度與照射時間之積表示的累積光量為10mJ/cm2以上,並宜設定為10至5,000mJ/cm2。如對上述接著劑的累積光量未達10mJ/cm2,將使來自起始劑的活性種的產生不充分,而致接著劑的硬化不足。另一方面,如其累積光量超過5,000mJ/cm2時,將使照射時間變得非常的長,而不利於產率的提高。此時,因使用的膜或接著劑的組合等,而使何者波長域(UVA(320至390nm)或UVB(280至320nm)等)中的必要累積光量不同。
至於本發明,可在積層體上照射活性能量線而使接著劑聚合硬化,也可併用加熱的聚合硬化。
如活性能量線為紫外線時,在積層體4上照射活性能量線的步驟中,宜為一邊在積層體4的長臂方向(運送方向)施加100至800N/m的張力,一邊以使照射時間為0.1秒以上的直線速度運送積層體4。同時,紫外線的照射強度宜為10mW/cm2以上。
又,如來自活性能量線照射裝置14、15的活性能量線之累積光量不充分時,宜設置第2以後之活性能量線照射裝置16至18,以追加照射活性能量線,以促進積層體4的接著劑之硬化。此等的全步驟中的累積光量為10mJ/cm2以上,並宜設定為10至5,000mJ/cm2。如此則在照射活性能量線的步驟中,宜分成數次進行活性能量線的照射。
為能確實進行偏光板(積層體)端部的接著劑之硬化,例如可列舉:使FUSION製「Light Hammer 10」無電極D閥燈(valve lamp)以相對於膜行進為橫切的排列方法等。
活性能量線硬化型樹脂硬化的比例,亦即反應率,宜為90%以上,並以95%以上更佳。
使積層體(偏光板)4的捲取張力為30N/cm2至150N/cm2。並宜為30N/cm2至120N/cm2。如其未達30N/cm2,將使移送長臂的捲筒之際,造成捲取位移而不佳。如大於150N/cm2,將使捲束較強,而容易產生下垂。
而且,因迴捲長度越長時,以相同張力越容易造成捲束(放出時不易回到平坦狀態的現象),故也可在一邊將偏光板迴捲於軸心時,一邊使張力連續或階段性的下降。在如此的所謂梯度降低張力的方法中,也使其時的張力成為150N/cm2以下。
迴捲在軸心的偏光板之長度,雖然無特別限定,但宜為100m以上4,000m以下。
圓筒狀的軸心之直徑,宜為6英寸至12英寸。軸心之直徑是越大越好,但以11英寸、12英寸等更佳,過大則不易移送或保管。
圓筒狀軸心的材質,因是在無塵室中使用,故只要其自身不易產生灰塵,並能確保可捲取廣幅的偏光板之適切強度,即無特別限定,可選擇FRP(玻璃纖維強化塑膠)等。
以下,列舉實施例以更詳細說明本發明,但本發明並不侷限於此等實施例之範圍。
使用聚合度2,400、皂化度99.9莫耳%、厚度75μm、寬度3,000mm的長形聚乙烯醇膜「Vinylon VF-PS # 7500(Kuraray製)」,作為聚乙烯醇的素材膜。延伸,是在處理槽前後的驅動軋輪上附加周速差而進行。
首先,在不使素材膜鬆弛而保持在膜的緊張狀態下,浸漬在已加入30℃純水之膨潤槽中80秒,使膜充分膨潤。伴隨在膨潤槽中膨潤的入口與出口之滾輪速度比為1.2。以軋輪將水份去除之後,浸漬在已加入30℃純水之浸漬槽中160秒。在此槽中的機械方向之延伸倍率為1.9倍。
接著,繼續浸漬在已加入由碘/碘化鉀/水(重量比:0.02/2.0/100)形成的水溶液之染色槽中,進行延伸倍率大約為1.5倍的單軸延伸。然後,於55.5℃浸漬在已加入重量比為12/3.7/100的碘化鉀/硼酸/水之水溶液的硼酸槽中130秒,進行由素材膜開始的累積延伸倍率成為5.7倍為止的單軸延伸。然後,於40℃浸漬在已加入重量比為9/2.4/100的碘化鉀/硼酸/水之水溶液的硼酸槽中60秒。
並且,在水洗槽中以80℃的純水清洗大約16秒,然後,使其依序通過大約60℃的乾燥爐、其次約85℃的乾燥爐,在此等乾燥爐中進行滯留時間合計160秒的乾燥。如此之後,獲得厚度28μm已吸附配向碘之偏光膜。
準備厚度50μm的環烯烴類樹脂膜「ZEONOR」(日本
ZEON(株)製)與厚度80μm的三醋酸纖維素膜「KC8UX2MW」(Konica Minolta公司製)作為透明膜。
接著,利用接著劑塗佈裝置(微室刮刀:富士機械公司製),將紫外線硬化型接著劑之環氧樹脂組成物「KR系列」(ADEKA公司製,含陽離子聚合起始劑)塗佈在上述厚度50μm的環烯烴類樹脂膜「ZEONOR」之單面上。同時,利用相同的接著劑塗佈裝置,將紫外線硬化型接著劑之環氧樹脂組成物「KR系列」(ADEKA公司製,含陽離子聚合起始劑)塗佈在上述厚度80μm的三醋酸纖維素膜「KC8UX2MW」之單面上。此時,將接著劑塗佈裝置中的偏光膜積層體之直線速度設為25m/分鐘,使凹板滾輪朝與積層材的運送方向相反之方向旋轉,使厚度50μm的環烯烴類樹脂膜「ZEONOR」上之接著劑層的厚度約為3.5μm,而厚度80μm的三醋酸纖維素膜「KC8UX2MW」上之接著劑層的厚度約為3.5μm。
接著,使用相對於滾輪面長(1300mm)的支撐幅寬之比率為35%的雙孔滾輪(上側:滾輪部及中心軸均為SUS製,直徑240mm)及平面滾輪(下側:NBR製橡膠滾輪,直徑240mm)作為貼合滾輪,在雙孔滾輪的軸承之兩端部施加按壓的外力進行壓滾,使上述厚度50μm的環烯烴類樹脂膜「ZEONOR」與厚度80μm的三醋酸纖維素膜「KC8UX2MW」,隔介上述環氧樹脂組成物(紫外線硬化型接著劑),貼合在上述偏光膜之雙面上。
使已貼合上述2種透明膜之偏光膜密著在長臂方向施
加600N/m張力的冷卻滾輪上,同時以直線速度25m/分鐘進行移送,使其通過藉由以膜之寬幅方向為長度方向、與膜運送方向並列而配置的棒狀金屬鹵化物燈2支(GS-YUASA公司製,相當於1支的單位長度電力為120W/cm)進行照射的紫外線之第1活性能量線照射步驟;以及通過隨後由與膜的寬幅方向直列而連續配置的無電極D閥燈6支(Fusion公司製「Light Hammer 10」,相當於1支的單位長度之電力為216W/cm)進行照射的紫外線之第2活性能量線照射步驟,進行UV硬化處理而製成偏光板。
通過金屬鹵化物燈時,是使貼合在上述偏光膜的厚度80μm的三醋酸纖維素膜「KC8UX2MW」接觸在已設定於23℃的冷卻滾輪之外緣面上,由厚度50μm的環烯烴類樹脂膜「ZEONOR」側照射紫外線。藉此,即可抑制受第1活性能量線照射步驟中的熱之影響而造成之接著劑或偏光膜劣化。
利用富士軟片公司製的二片型壓力箱(超低壓用)測定實施例1的貼合滾輪的軋押壓力時,寬幅方向幾乎是均勻的分布。同時,在評估製作成的偏光板時,未觀察到氣泡。結果如表1所示。
除了相對於雙孔滾輪的滾輪面長度的支撐幅寬之比率為46%以外,其餘進行與實施例1相同的步驟,製成偏光板。
利用富士軟片公司製的二片型壓力箱(超低壓用)測定實施例2的貼合滾輪的軋押壓力時,寬幅方向幾乎是均勻的分布。同時,在評估製成的偏光板時,未觀察到氣泡。結果如表1所示。
除了使用一般的平面滾輪(上側:SUS製金屬滾輪,直徑250mm )取代雙孔滾輪之外,其餘進行與實施例1相同的步驟,製成偏光板。
利用富士軟片公司製的二片型壓力箱(超低壓用)測定比較例1的貼合滾輪的軋押壓力時,寬幅方向的分布大。同時,在評估製成的偏光板時,觀察到氣泡。結果如表1所示。
本發明的偏光板,可有效適用於以液晶顯示器為首的
各種顯示裝置上。
51‧‧‧貼合滾輪(雙孔滾輪)
51a‧‧‧中心軸
51b‧‧‧滾輪部
51d‧‧‧軸承構件
52‧‧‧貼合滾輪(平面滾輪)
Claims (7)
- 一種偏光板之製造方法,該偏光板是在偏光膜的單面或雙面貼合透明膜而成者,該製造方法係具備:在連續送出之前述透明膜的單面或前述偏光膜的單面或雙面塗佈活性能量線硬化型接著劑之接著劑塗佈步驟;在將前述透明膜隔介前述接著劑積層在被連續送出之前述偏光膜的單面或雙面而成的積層體夾持在朝運送方向旋轉的一對貼合滾輪之間的狀態下,使至少一方的貼合滾輪朝另一方的貼合滾輪之方向按壓,從而將前述透明膜與前述偏光膜貼合的貼合步驟;以及對前述積層體照射活性能量線而使前述接著劑硬化的活性能量線照射步驟;前述一方之貼合滾輪,是具有包括中心軸與具有外緣面的滾輪部之二重結構之雙孔滾輪,藉由使前述中心軸與前述滾輪部部份接合,即使在前述中心軸發生撓曲時,也不會在前述滾輪部的前述外緣面發生撓曲,一對之前述貼合滾輪係分別獨立地驅動,配置在前述積層體的會被貼合於液晶面板之面側的前述一方之貼合滾輪之周速,係比前述另一方的貼合滾輪之周速快,在使前述另一方之貼合滾輪的周速為1時,前述一方之貼合滾輪的周速之比為1.0050至1.200, 前述一方之貼合滾輪為金屬製,前述另一方之貼合滾輪為橡膠製。
- 如申請專利範圍第1項所述之偏光板之製造方法,其中,前述按壓的外力是施加在設置於前述中心軸之兩端之軸承構件。
- 如申請專利範圍第1或2項所述之偏光板之製造方法,其中,前述中心軸與前述滾輪部之接合部份之軸方向的長度相對於前述滾輪部之表面的軸方向之長度之比率係為35至60%。
- 一種偏光板之製造方法,該偏光板是在偏光膜的單面或雙面貼合透明膜而成者,該製造方法係具備:在前述透明膜的單面或前述偏光膜的單面或雙面塗佈活性能量線硬化型接著劑之接著劑塗佈步驟;在將前述透明膜隔介前述接著劑積層在前述偏光膜的單面或雙面而成的積層體夾持在朝運送方向旋轉的一對貼合滾輪之間的狀態下,使至少一方的貼合滾輪朝另一方的貼合滾輪之方向按壓,從而將前述透明膜與前述偏光膜貼合的貼合步驟;以及對前述積層體照射活性能量線而使前述接著劑硬化的活性能量線照射步驟;前述一方之貼合滾輪,是具有包括中心軸與具有外緣面的滾輪部之二重結構之雙孔滾輪,藉由使前述中心軸與前述滾輪部部份接合,即使在前述中心軸發生撓曲時,也不會在前述滾輪部的前述外緣面發生撓 曲,前述中心軸與前述滾輪部之接合部份之軸方向的長度相對於前述滾輪部之表面的軸方向之長度之比率係為35至60%。
- 如申請專利範圍第4項所述之偏光板之製造方法,其中,前述按壓之外力係施加在設置於前述中心軸之兩端的軸承構件。
- 一種偏光板之製造裝置,該偏光板是在偏光膜的單面或雙面貼合透明膜而成者,該製造裝置係具備:在前述透明膜的單面或前述偏光膜的單面或雙面塗佈活性能量線硬化型接著劑之接著劑塗佈裝置;在將前述透明膜隔介前述接著劑積層在前述偏光膜的單面或雙面而成的積層體夾持在朝搬送方向旋轉之一對貼合滾輪之間的狀態下,使至少一方之貼合滾輪朝另一方之貼合滾輪按壓,藉以貼合前述透明膜與前述偏光膜的前述一對貼合滾輪;以及對前述積層體照射活性能量線而使前述接著劑硬化的活性能量線照射裝置;前述一方之貼合滾輪,是具有包括中心軸與具有外緣面的滾輪部之二重結構之雙孔滾輪,藉由使前述中心軸與前述滾輪部部份接合,即使前述中心軸發生撓曲時,前述滾輪部的前述外緣面也不會發生撓曲,前述中心軸與前述滾輪部之接合部份之軸方向的長度相對於前述滾輪部之表面的軸方向之長度之比率 係為35至60%。
- 如申請專利範圍第6項所述之偏光板之製造裝置,其中,一對之前述貼合滾輪係分別獨立地驅動,配置在前述積層體的會被貼合於液晶面板之貼合面側的前述貼合滾輪之周速,係比相反側的貼合滾輪之周速快,在使前述相反側之貼合滾輪的周速為1時,前述一方之貼合滾輪的周速之比為1.0050至1.200,被按壓之前述貼合滾輪為金屬製,另一方之前述貼合滾輪為橡膠製。
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