TWI604231B - Thin polarizing film manufacturing method - Google Patents

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TWI604231B TW100132617A TW100132617A TWI604231B TW I604231 B TWI604231 B TW I604231B TW 100132617 A TW100132617 A TW 100132617A TW 100132617 A TW100132617 A TW 100132617A TW I604231 B TWI604231 B TW I604231B
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Minoru Miyatake
Takashi Kamijo
Shusaku Goto
Takeharu Kitagawa
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Nitto Denko Corp
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Description

薄型偏光膜之製造方法 發明領域
本發明係有關於一種薄型偏光膜之製造方法。
 發明背景
為代表性影像顯示裝置之液晶顯示裝置，由於其影像形成方式的緣故，在液晶單元之兩側上配置具有偏光膜之光學積層體。近年來，由於希望具有偏光膜之光學積層體薄膜化，故有人提出在空氣中延伸熱可塑性樹脂基材及聚乙烯醇系樹脂層(以下，稱為「PVA系樹脂層」)之積層體，接著浸漬於染色液中而得到薄型偏光膜之方法。但是，在如此之方法中，有得到之薄型偏光膜之光學特性(例如，偏光度)不足的問題。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：特開2001-343521號公報
本發明係為了解決上述習知課題而作成者，其主要目的在於提供製造具有優異光學特性之薄型偏光膜的方法。
本發明之薄型偏光膜之製造方法包含：在熱可塑性樹脂基材上形成聚乙烯醇系樹脂層而製作積層體之步驟；在硼酸水溶液中將該積層體進行水中延伸之步驟；及，該水中延伸後，將該積層體一邊乾燥並一邊延伸之步驟。
在較佳實施形態中，上述乾燥步驟中之延伸倍率是1.01倍~1.5倍。
在較佳實施形態中，上述積層體之最大延伸倍率是5.0倍以上。
在較佳實施形態中，上述熱可塑性樹脂基材係由非晶質之聚對苯二甲酸乙二酯系樹脂所構成。
在較佳實施形態中，在上述水中延伸之前，包含在95℃以上將上述積層體進行空氣中延伸之步驟。
依據本發明之另一層面，提供一種薄型偏光膜。該薄型偏光膜係藉由上述製造方法得到。
依據本發明之再一層面，提供一種具有上述薄型偏光膜之光學積層體。
依據本發明，藉由進行使用硼酸水溶液之水中延伸(硼酸水中延伸)，可以高倍率且良好地延伸經形成聚乙烯醇系樹脂層之積層體。此外，藉由將積層體一邊乾燥並一邊延伸，可使積層體在與該延伸方向大略直交之方向上進一步收縮(頸縮)，且進一步提高聚乙烯醇系樹脂層之配向性。結果，可製作光學特性(例如，偏光度)非常優異之薄型偏光膜。
圖式簡單說明
第1圖是本發明較佳實施形態之積層體的概略截面圖。
第2圖是顯示本發明之薄型偏光膜之製造方法之一例的概略圖。
第3(a)及(b)圖是本發明較佳實施形態之光學薄膜積層體之概略截面圖。
第4(a)及(b)圖是本發明另一較佳實施形態之光學機能薄膜積層體之概略截面圖。
 用以實施發明之形態
以下，就本發明之較佳實施形態進行說明，但是本發明不受限於該等實施形態。
A.製造方法
本發明之薄型偏光膜之製造方法包含：在熱可塑性樹脂基材上形成聚乙烯醇系樹脂層而製作積層體之步驟(步驟A)；在硼酸水溶液中將積層體水中延伸之步驟(步驟B)；及水中延伸後，將積層體一邊乾燥並一邊延伸之步驟(步驟C)。以下，就各個步驟進行說明。
A-1.步驟A
第1圖是本發明較佳實施形態之積層體的概略截面圖。積層體10具有熱可塑性樹脂基材11及聚乙烯醇系樹脂層12，且藉在熱可塑性樹脂基材11上形成聚乙烯醇系樹脂層12來製作。較佳地，在熱可塑性樹脂基材11上，塗布、乾燥含有聚乙烯醇系樹脂之塗布液，藉此形成聚乙烯醇系樹脂層12。
上述熱可塑性樹脂基材之構成材料可採用任意之適當材料。作為熱可塑性樹脂基材之構成材料係以使用非晶質之(未結晶化之)聚對苯二甲酸乙二酯系樹脂為佳。其中，使用非晶性之(不易結晶化之)聚對苯二甲酸乙二酯系樹脂是特別好的。非晶性之聚對苯二甲酸乙二酯系樹脂的具體例可舉更含有間苯二甲酸作為二羧酸之共聚合物，及更含有環己烷二甲醇作為二醇之共聚合物等為例。
上述熱可塑性樹脂基材在後述步驟B中吸收水，且因水產生塑化劑之作用而可塑化。結果，可使延伸應力大幅降低，且可以高倍率地延伸，並且熱可塑性樹脂基材的延伸性可比在空氣中延伸時更優異。結果，可製作具有優異光學特性(例如，偏光度)之薄型偏光膜。在一個實施形態中，熱可塑性樹脂基材，較佳地，其吸水率為0.2%以上，且更佳的是0.3%以上。另一方面，熱可塑性樹脂基材之吸水率較佳的是3.0%以下，且更佳的是1.0%以下。藉使用如此之熱可塑性樹脂基材，可防止在製造時熱可塑性樹脂基材之尺寸安定性顯著地下降，且得到之薄型偏光膜外觀惡化等之缺點。此外，可防止在水中延伸時基材斷裂，或聚乙烯醇系樹脂層由熱可塑性樹脂基材剝離。又，吸水率是根據JIS K 7209求得之值。
熱可塑性樹脂基材之玻璃轉移溫度(Tg)較佳的是170℃以下。藉使用如此之熱可塑性樹脂基材，可一邊抑制聚乙烯醇系樹脂層之結晶化，一邊充分地確保積層體之延伸性。此外，考慮因水產生之熱可塑性樹脂基材的可塑化，及良好地進行水中延伸時，120℃以下是更佳的。在一個實施形態中，熱可塑性樹脂基材之玻璃轉移溫度較佳的是在60℃以上。藉使用如此之熱可塑性樹脂基材，可防止在塗布、乾燥含有上述聚乙烯醇系樹脂之塗布液時，熱可塑性樹脂基材變形(例如，凹凸、垂落、及皺摺等)等之缺點，且可良好地製作積層體。此外，可在適當之溫度(例如，60℃程度)良好地進行聚乙烯醇系樹脂層之延伸。在另一實施形態中，在塗布、乾燥含有上述聚乙烯醇系樹脂之塗布液時，亦可為比60℃低之玻璃轉移溫度，只要熱可塑性樹脂基材不變形即可。
熱可塑性樹脂基材之玻璃轉移溫度，例如，可藉在構成材料中導入變性基，且使用結晶化材料進行加熱來調整。此外，玻璃轉移溫度(Tg)是根據JIS K 7121求得之值。
熱可塑性樹脂基材之延伸前的厚度較佳的是20μm~300μm，且更佳的是50μm~200μm。當小於20μm時，聚乙烯醇系樹脂層之形狀可能會變得困難。當大於300μm時，例如，在步驟B中，可能熱可塑性樹脂基材吸收水需要長時間，並且延伸需要過大之負載。
上述聚乙烯醇系樹脂可採用任意之適合樹脂。例如，可舉聚乙烯醇，乙烯-乙烯醇共聚合物為例。聚乙烯醇係藉使聚乙酸乙烯酯皂化而得到。乙烯-乙烯醇共聚合物係藉使乙烯-乙酸乙烯酯皂化而得到。聚乙烯醇系樹脂之皂化度通常是85莫耳%~100莫耳%，較佳的是95.0莫耳%~99.95莫耳%，且更佳的是99.0莫耳%~99.93莫耳%。皂化度可根據JIS K 6726-1994求得。藉使用如此皂化度之聚乙烯醇系樹脂，可得到耐久性優異之薄型偏光膜。皂化度過高時，可以會凝膠化。
聚乙烯醇系樹脂之平均聚合度可依目的適當地選擇。平均聚合度通常是1000~10000，較佳的是1200~4500，且更佳的是1500~4300。平均聚合度可根據JIS K 6726-1994求得。
上述塗布液代表的是使上述聚乙烯醇系樹脂溶解在溶劑中的溶液。溶劑可舉例如：水，二甲基亞碸，二甲基甲醯胺，二甲基乙醯胺N-吡咯啶，各種二醇類，三羥甲基丙烷等之多元醇類，伸乙二胺，二伸乙三胺等胺類。這些可單獨或組合兩種以上使用。其中，較佳的是水。溶液之聚乙烯醇系樹脂濃度，相對於溶劑100重量份，較佳的是3重量份~20重量份。若為如此之樹脂濃度，則可形成密接於熱可塑性樹脂基材之均一塗布膜。
塗布液亦可混合添加劑。添加劑可舉塑化劑，界面活性劑等為例。塑化劑可舉乙二醇及甘油等多元醇為例。界面活性劑可舉非離子界面活性劑為例。這些可以更進一步提高得到之聚乙烯醇系樹脂層之均一性、染色性、及延伸性等為目的而使用。
塗布液之塗布方法可採用任意之適當方法。例如，可舉例如：輥塗布法，旋塗法，線桿塗布法(wire-bar coating)，浸塗法，簾塗布法，噴塗法，刮刀塗布法(刮刀式塗布法等)等。
上述塗布液之塗布、乾燥溫度較佳的是50℃以上。
聚乙烯醇系樹脂層延伸前之厚度較佳的是3μm~20μm。
在形成聚乙烯醇系樹脂層之前，可在熱可塑性樹脂基材上實施表面處理(例如，奈米處理等)，亦可在熱可塑性樹脂基材上形成易接著層。藉進行如此之處理，可提高熱可塑性樹脂基材與聚乙烯醇系樹脂層之密接性。
A-2.步驟B
在上述步驟B中，水中延伸(硼酸水中延伸)上述積層體。藉水中延伸，可在比上述熱可塑性樹脂基材或聚乙烯醇系樹脂層之玻璃轉移溫度(代表性的是80℃程度)低之溫度下延伸，且可一邊抑制聚乙烯醇系樹脂層之結晶化，一邊高倍率地延伸。結果，可製作具有優異光學特性(例如，偏光度)之薄型偏光膜。
積層體之延伸方法可採用任意之適當方法。具體而言，可為固定端延伸，亦可為自由端延伸(例如，在圓周速度不同之軋輥間通過積層體而單軸延伸之方法)。積層體之延伸可以一階段進行，亦可以多階段進行。以多階段進行時，後述之延伸倍率為各階段之延伸倍率的積。
較佳地，水中延伸係使積層體浸漬在硼酸水溶液中來進行(硼酸水中延伸)。藉使用硼酸水溶液作為延伸浴，可對聚乙烯醇系樹脂層，賦予耐受延伸時施加之張力的剛性，及不溶解於水之耐水性。具體而言，硼酸可藉在水溶液中產生四氫硼酸陰離子而與聚乙烯醇系樹脂氫鍵結來交聯。結果，可對聚乙烯醇系樹脂層賦予剛性及耐水性，且良好地延伸，並且可製作具有優異光學特性(例如，偏光度)之薄型偏光膜。
較佳地，上述硼酸水溶液係藉使硼酸及/或硼酸鹽溶解在作為溶劑之水中來獲得。相對於水100重量份，硼酸濃度較佳的是1重量份~10重量份。藉由令硼酸濃度為1重量份以上，可有效地抑制聚乙烯醇系樹脂層之溶解，且可製作更高特性之薄型偏光膜。此外，除了硼酸或硼酸鹽以外，亦可使用將硼砂之硼化合物，乙二醛，戊二醛等溶解於溶劑中得到之水溶液。
藉後述之染色步驟，預先在聚乙烯醇系樹脂層上吸附二色性物質(代表的是碘)時，較佳地的是在上述延伸浴(硼酸水溶液)中混合碘化物。藉混合碘化物，可抑制吸附在聚乙烯醇系樹脂層上之碘的溶出。碘化物可舉例如：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。其中，較佳的是碘化鉀。相對於水100重量份，碘化物之濃度較佳的是0.05重量份~15重量份，更佳的是0.5重量份~8重量份。
在步驟B中之延伸溫度(延伸浴之液溫)較佳的是40℃~85℃，更佳的是50℃~85℃。若為如此之溫度，可一邊抑制聚乙烯醇系樹脂層之溶解，一邊高倍率地延伸。具體而言，如上所述，熱可塑性樹脂基材之玻璃轉移溫度(Tg)，由於與聚乙烯醇系樹脂層之形成的關係，較佳的是60℃以上。此時，當延伸溫度低於40℃時，考慮因水產生之熱可塑性樹脂基材的可塑化，亦可能無法良好地延伸。另一方面，延伸浴之溫度越高，聚乙烯醇系樹脂層之溶解性越高，可能無法得到優異之光學特性。在積層體之延伸浴中之浸漬時間較佳的是15秒~5分鐘。
在本步驟中之延伸倍率(藉水中延伸之延伸倍率)係，例如，考慮後述最大延伸倍率及在步驟C中之延伸倍率來設定。步驟B及步驟C在進行另一延伸步驟時，亦可考慮其延伸倍率來設定。此外，本步驟中之延伸倍率較佳的是1.25倍以上。
A-3.步驟C
在步驟B之後，在上述步驟C中將積層體一邊乾燥並一邊延伸。藉由一邊乾燥一邊延伸，可使積層體在與該延伸方向直交之方向(例如，寬度方向)上進一步收縮(頸縮)，且進一步提高聚乙烯醇系樹脂層之配向性。結果，可提高聚乙烯醇系樹脂層之碘錯合物之配向性，且製作光學特性(例如，偏光度)非常優異之薄型偏光膜。
本步驟之延伸方法，與上述步驟B同樣地，可為固定端延伸，亦可為自由端延伸(例如，在圓周速度不同之軋輥間通過積層體而單軸延伸之方法)。此外，延伸可以一階段進行，亦可以多階段進行。以多階段進行時，後述之延伸倍率為各階段之延伸倍率的積。較佳地，本步驟中之延伸方向與上述步驟B之延伸方向大略相同。
上述自由端延伸係通常指只在一方向延伸之延伸方法。在此，當在某一方向使薄膜延伸時，薄膜可相對該延伸方向在大略垂直方向上收縮。將不抑制該收縮而延伸之方法稱為自由端延伸。另一方面，通常將一邊抑制相對於延伸方向朝大略垂直方向之膜收縮並一邊延伸之方法稱為固定端延伸。固定端延伸之方法可舉例如：在使用傳送輥之軋輥延伸中縮短軋輥間之距離而在傳送方向上延伸的方法，及在藉延伸機之夾盤固定相對於傳送方向大略垂直方向(寬度方向)之薄膜端部的狀態下在傳送方向上延伸的方法等。這些方法可控制寬度方向之收縮率。具體而言，在軋輥延伸時，越縮短軋輥間之距離，可越減少收縮量，且越加長軋輥間之距離，收縮量越變大而朝自由端延伸之收縮量接近。藉夾具固定薄膜端部而延伸時，藉與延伸同時地使夾具之寬度適當地漸漸變小來控制寬度方向之收縮率。
乾燥溫度(延伸溫度)較佳的是熱可塑性樹脂基材之玻璃轉移溫度(Tg)以上。例如，乾燥溫度較佳的是60℃~120℃，更佳的是70℃~100℃。藉一邊以如此之溫度乾燥一邊延伸，可將積層體良好地延伸，且使其收縮。此外，可防止乾燥中光學特性劣化等之缺點。
在本步驟中，最好延伸到到達最大延伸倍率。在本說明書中所謂「最大延伸倍率」是指積層體即將斷裂之前的延伸倍率，其係指另行確認積層體斷裂之延伸倍率且比該值低0.2之值。具體而言，本步驟中之延伸倍率較佳的是1.01倍~1.5倍，更佳的是1.01倍~1.25倍。相對於積層體之原長度，最大延伸倍率較佳的是5.0倍以上。藉進行上述步驟B，可如此高倍率地延伸，且可製作具有光學特性(例如，偏光度)之薄型偏光膜。
A-4.其他步驟
本發明之薄型偏光膜之製造方法，除了上述步驟A、步驟B及步驟C以外，可包含其他步驟。其他步驟可舉例如：不溶化步驟，染色步驟，交聯步驟，與上述步驟B及步驟C不同之延伸步驟，洗淨步驟，乾燥(水分率之調節)步驟等。其他步驟可在任意之適當時間點進行。
上述不溶化步驟代表的是藉將聚乙烯醇系樹脂層浸漬在硼酸水溶液中來進行。藉實施不溶化處理，可對聚乙烯醇系樹脂層賦予耐水性。相對於水100重量份，該硼酸水溶液之濃度較佳的是1重量份~4重量份。不溶化浴(硼酸水溶液)之液溫較佳的是20℃~40℃。較佳地，不溶化步驟係在積層體製作後，染色步驟或步驟B之前進行。
上述染色步驟代表的是以二色性物質將聚乙烯醇系樹脂層染色之步驟。較佳地，藉使二色性物質吸附在聚乙烯醇系樹脂層上來進行。該吸附方法可舉例如：將聚乙烯醇系樹脂層(積層體)浸漬在含有二色性物質之染色液中之方法，將該染色液塗布在該聚乙烯醇系樹脂層上之方法，將該染色液噴霧在聚乙烯醇系樹脂層上之方法等。較佳的是將積層體浸漬在含有二色性物質之染色液中之方法。這是因為二色性物質可良好地吸附。
上述二色性物質可舉碘，二色性染料為例。較佳的是碘。使用碘作為二色性物質時，上述染色液為碘水溶液。相對於水100重量份，碘之混合量較佳的是0.1重量份~0.5重量份。由於可提高碘對水之溶解度，將碘化物混合在碘水溶液中是較佳的。碘化物之具體例是如上述者。相對於水100重量份，碘化物之混合量較佳的是0.02重量份~20重量份，更佳的是0.1重量份~10重量份。為了控制聚乙烯醇系樹脂之溶解，染色液染色時之液溫較佳的是20℃~50℃。將聚乙烯醇系樹脂層浸漬在染色液中時，為了確保聚乙烯醇系樹脂層之透過率，浸漬時間較佳的是5秒~5分鐘。此外，染色條件(濃度、液溫、浸漬時間)可設定為使最後得到之偏光膜的偏光度或單體透過率在預定範圍內。在一個實施形態中，設定浸漬時間，使得到之偏光膜的偏光度為99.98%以上。在另一個實施形態中，設定浸漬時間，使得到之偏光膜的單體透過率為40%~44%。
較佳地，該染色步驟係在上述步驟B之前進行。
上述交聯步驟代表的是藉將聚乙烯醇系樹脂層浸漬在硼酸水溶液中來進行。藉實施交聯步驟，可對聚乙烯醇系樹脂層賦予耐水性。相對於水100重量份，該硼酸水溶液之濃度較佳的是1重量份~4重量份。此外，上述染色步驟後進行交聯步驟時，較佳的是更混合碘化物。藉混合碘化物，可控制吸附在聚乙烯醇系樹脂層上之碘的溶出。相對於水100重量份，碘化物之混合量較佳的是1重量份~5重量份。碘化物之具體例是如上述者。交聯浴(硼酸水溶液)之液溫較佳的是20℃~50℃。
較佳地，交聯步驟係在上述步驟B之前進行。在較佳實施形態中，依序進行染色步驟、交聯步驟及步驟B。
與上述步驟B及步驟C不同之另一延伸步驟可舉在高溫(例如，95℃以上)下在空氣中延伸上述積層體之步驟為例。較佳地，如此之在空氣中延伸步驟係在步驟B(硼酸水中延伸)及染色步驟之前進行。由於可相對硼酸水中延伸列為預備或輔助之延伸，所以如此之在空氣中延伸步驟在以下稱為「在空氣中輔助延伸」。
藉組合在空氣中輔助延伸，有時可以更高倍率延伸積層體。結果，可製作具有更優異光學特性(例如，偏光度)之薄型偏光膜。例如，使用聚對苯二甲酸乙二酯作為上述熱可塑性樹脂基材時，藉組合在空氣中輔助延伸，可一邊抑制熱可塑性樹脂基材之配向一邊延伸。該熱可塑性樹脂基材隨著其配向性提高，延伸張力變大，且穩定之延伸變困難，或熱可塑性樹脂基材斷裂。因此，可一邊抑制熱可塑性樹脂基材之配向一邊延伸，且可以更高倍率延伸積層體。
此外，藉組合在空氣中輔助延伸，可提高聚乙烯醇系樹脂之配向性，藉此，在硼酸水中延伸後亦可提高聚乙烯醇系樹脂之配向性。具體而言，推定藉預先藉由在空氣中輔助延伸提高聚乙烯醇系樹脂之配向性，硼酸水中延伸時聚乙烯醇系樹脂與硼酸容易交聯，且藉在硼酸成為結節點之狀態下延伸，硼酸水中延伸後聚乙烯醇系樹脂之配向性亦提高。結果，可製作具有優異光學特性(例如，偏光度)之薄型偏光膜。
在空氣中輔助延伸之延伸方法，與上述步驟B同樣地，可為固定端延伸，亦可為自由端延伸(例如，在圓周速度不同之軋輥間通過積層體而單軸延伸之方法)。此外，延伸可以一階段進行，亦可以多階段進行。以多階段進行時，後述之延伸倍率為各階段之延伸倍率的積。較佳地，本步驟中之延伸方向與上述步驟B之延伸方向大略相同。
在空氣中輔助延伸之延伸倍率較佳的是3.5倍以下。在空氣中輔助延伸之延伸溫度較佳的是熱可塑性樹脂基材之玻璃轉移溫度以上。延伸溫度較佳的是95℃~150℃。此外，相對於積層體之原長度，組合在空氣中輔助延伸時之最大延伸倍率較佳的是5.0倍以上，更佳的是5.5倍以上，又更佳的是6.0倍以上。
上述洗淨步驟代表的是藉將聚乙烯醇系樹脂層浸漬在碘化鉀水溶液中來進行。較佳地，洗淨步驟係在上述步驟B與步驟C之間進行。
第2圖是顯示本發明之薄型偏光膜之製造方法之一例的概略圖。由進給部100進給積層體10，且藉軋輥111及112將積層體10浸漬在硼酸水溶液浴110中後(不溶化步驟)，藉軋輥121及122將積層體10浸漬在二色性物質(碘)及碘化鉀水溶液浴120中(染色步驟)。接著，藉軋輥131及132將積層體10浸漬在硼酸及碘化鉀水溶液浴130中(交聯步驟)。然後，一邊將積層體10浸漬在硼酸水溶液浴140中，一邊以速度比不同之軋輥141及142在縱向(長方向)上賦予張力而延伸(步驟B)。藉軋輥151及152將經延伸處理之積層體10浸漬在碘化鉀水溶液浴150中(洗淨步驟)，傳送至乾燥步驟160。在乾燥步驟160中，一邊以熱風乾燥積層體，一邊以速度比不同之軋輥(未顯示)在縱向(長方向)上賦予張力而延伸(步驟C)。然後，利用捲取部170捲取積層體。
B.薄型偏光膜
本發明之薄型偏光膜係藉上述製造方法得到。本發明之薄型偏光膜實質上是經二色性物質吸附配向之聚乙烯醇系樹脂膜。薄型偏光膜之厚度較佳的是10μm以下，更佳的是7μm以下，又更佳的是5μm以下。另一方面，薄型偏光膜之厚度較佳的是0.5μm以上，更佳的是1.5μm以上。較佳地，薄型偏光膜顯示在波長380nm~780nm中之任一波長吸收的二色性。薄型偏光膜之單體透過率較佳的是40.0%以上，更佳的是41.0%以上，又更佳的是42.0%以上。薄型偏光膜之偏光度較佳的是99.8%以上，更佳的是99.9%以上，又更佳的是99.95%以上。
上述薄型偏光膜之使用方法可採用任意之適當方法。具體而言，可在與上述熱可塑性樹脂基材成為一體之狀態下使用，亦可由上述熱可塑性樹脂基材轉印至其他構件使用。
C.光學積層體
本發明之光學積層體具有上述薄型偏光膜。第3(a)及(b)圖是本發明較佳實施形態之光學薄膜積層體之概略截面圖。光學薄膜積層體100依序具有熱可塑性樹脂基材11'、薄型偏光膜12'、黏著劑層13及分隔層14。光學薄膜積層體200依序具有熱可塑性樹脂基材11'、薄型偏光膜12'、接著劑層15、光學機能薄膜16、黏著劑層13及分隔層14。在本實施形態中，在上述熱可塑性樹脂基材不由得到之薄型偏光膜12'剝離之情形下，原樣地作為光學構件使用。熱可塑性樹脂基材11'，例如，可具有作為薄型偏光膜12'之保護薄膜的機能。
第4(a)及(b)圖是本發明另一較佳實施形態之光學機能薄膜積層體之概略截面圖。光學薄膜積層體300依序具有分隔層14、黏著劑層13、薄型偏光膜12'、接著劑層15及光學機能薄膜16。在光學薄膜積層體400中，除了光學薄膜積層體300之構造以外，第二光學機能薄膜16'隔著黏著劑層13設置在薄型偏光膜12'與分隔層14之間。在本實施形態中，移除上述熱可塑性樹脂基材。
在構成本發明之光學積層體之各層的積層中，不限定於圖示例，可使用任意之適當黏著劑層或接著劑層。黏著劑層代表的是以丙烯酸系黏著劑形成。接著劑層代表的是以聚乙烯醇系接著劑形成。上述光學機能薄膜，例如，可具有作為偏光膜保護薄膜，相位差薄膜等之機能。
實施例
以下，藉實施例具有地說明本發明，但是本發明不受限於該等實施例。此外，各特性之測定方法如下。
1.厚度
使用數位測微器(ANRITSU INDUSTRIAL SOLUTION公司製，製品名「KC-351C」)測定。
2.熱可塑性樹脂基材之吸水率
根據JIS K 7209測定。
3.熱可塑性樹脂基材之玻璃轉移溫度(Tg)
根據JIS K 7121測定。
[實施例1]
(步驟A)
使用吸水率0.60%，玻璃轉移溫度(Tg)80℃之非晶質聚對苯二甲酸乙二酯(A-PET)薄膜(三菱樹脂公司，商品名「Novaclear」，厚度：100μm)，作為熱可塑性樹脂基材。
在熱可塑性樹脂基材之一面上，在60℃下塗布及乾燥聚合度2600，皂化度99.9%之聚乙烯醇(PVA)樹脂(日本合成化學工業公司製，商品名「GOHSENOL(註冊商標)NH-26」)之水溶液，形成厚度7μm之聚乙烯醇系樹脂層。如此製成積層體。
將得到之積層體浸漬在液溫30℃之不溶化浴(相對於水100重量份，混合3重量份硼酸得到之硼酸水溶液)中30秒鐘(不溶化步驟)。
接著，浸漬在液溫30℃之染色浴(相對於水100重量份，混合0.2重量份碘，且混合1.4重量份碘化鉀得到之碘水溶液)中，使最後得到之薄型偏光膜之單體透過率(Ts)為40~44%(染色步驟)。
接著，在液溫30℃之交聯浴(相對於水100重量份，混合3重量份碘化鉀，且混合3重量份硼酸得到之硼酸水溶液)中浸漬60秒鐘(交聯步驟)。
然後，一邊將積層體浸漬在液溫75℃之硼酸水溶液(相對於水100重量份，混合4重量份硼酸，且混合5重量份碘化鉀得到之水溶液)中，一邊在圓周速度不同之軋輥間在縱向(長方向)上進行自由端一軸延伸(步驟B)。此時之延伸倍率為4倍。
然後，將積層體浸漬在洗淨浴(相對於水100重量份，混合4重量份碘化鉀得到之水溶液)中5秒鐘(洗淨步驟)。
然後，一邊以80℃之熱風乾燥，一邊在縱向上將積層體進行自由端一軸延伸直到即將斷裂為止(步驟C)。此時之延伸倍率是1.25倍。
如此，得到在熱可塑性樹脂基材上形成厚度3μm之薄型偏光膜的光學薄膜積層體。
[實施例2]
(步驟A)
使用吸水率0.75%，Tg75℃之共聚合6mol%間苯二甲酸之間苯二甲酸共聚合聚對苯二甲酸乙二酯薄膜(厚度：200μm)，作為熱可塑性樹脂基材。
在熱可塑性樹脂基材之一面上，塗布使聚合度4200，皂化度99.2%之聚乙烯醇樹脂粉末溶解於水中之濃度4~5重量%的水溶液，在50~60℃之溫度下乾燥，且形成厚度9μm之聚乙烯醇系樹脂層，並且製成積層體。
將得到之積層體，在130℃之烘箱內在圓周速度不同之軋輥間在縱向(長方向)上進行自由端一軸延伸成1.8倍(在空氣中輔助延伸步驟)。
然後，將積層體浸漬在液溫30℃之不溶化浴(相對於水100重量份，混合3重量份硼酸得到之硼酸水溶液)中30秒鐘(不溶化步驟)。
接著，浸漬在液溫30℃，碘濃度0.12~0.25重量%之含有碘化鉀的染色液中，使最後得到之薄型偏光膜之單體透過率為40~44%(染色步驟)。在此，碘與碘化鉀之混合比為1：7。
接著，在液溫40℃之交聯浴(相對於水100重量份，混合3重量份碘化鉀，且混合3重量份硼酸得到之硼酸水溶液)中浸漬60秒鐘(交聯步驟)。
然後，一邊將積層體浸漬在液溫75℃之硼酸水溶液(相對於水100重量份，混合4重量份硼酸，且混合5重量份碘化鉀得到之水溶液)中，一邊在圓周速度不同之軋輥間在縱向(長方向)上進行自由端一軸延伸(步驟B)。此時之延伸倍率為2.78倍。
然後，將積層體浸漬在洗淨浴(相對於水100重量份，混合4重量份碘化鉀得到之水溶液)中5秒鐘(洗淨步驟)。
然後，一邊以80℃之熱風乾燥，一邊在縱向上將積層體進行自由端一軸延伸直到即將斷裂為止(步驟C)。此時之延伸倍率是1.2倍。
如此，得到在熱可塑性樹脂基材上形成厚度3.5μm之薄型偏光膜的光學薄膜積層體。
[實施例3]
除了令步驟B中之延伸倍率為3.3倍以外，與實施例2同樣地得到光學薄膜積層體。步驟C中之延伸倍率是1.01倍，且在熱可塑性樹脂基材上形成之薄型偏光膜的厚度是3.5μm。
[實施例4]
除了令步驟B中之延伸倍率為2.69倍，及令步驟之乾燥溫度為60℃以外，與實施例2同樣地得到光學薄膜積層體。步驟C中之延伸倍率是1.2倍，且在熱可塑性樹脂基材上形成之薄型偏光膜的厚度是3.5μm。
[實施例5]
除了令步驟B中之延伸倍率為2.41倍，及令步驟之乾燥溫度為120℃以外，與實施例2同樣地得到光學薄膜積層體。步驟C中之延伸倍率是1.2倍，且在熱可塑性樹脂基材上形成之薄型偏光膜的厚度是3.5μm。
[實施例6]
除了令步驟B中之延伸倍率為2.06倍以外，與實施例2同樣地得到光學薄膜積層體。步驟C中之延伸倍率是1.4倍，且在熱可塑性樹脂基材上形成之薄型偏光膜的厚度是3.5μm。
(比較例1)
將與實施例1同樣地製成之積層體，在110℃之烘箱內進行空氣中延伸直到積層體即將斷裂為止。此時之延伸倍率(最大延伸倍率)是4.0倍。
然後，與實施例1同樣地，依序進行染色步驟，交聯步驟及洗淨步驟後，以60℃之熱風乾燥而得到薄型偏光膜。得到之薄型偏光膜的厚度是4μm。
<參考例1>
除了將積層體在硼酸水溶液中進行水中延伸直到即將斷裂之前，及以60℃之熱風乾燥以外，與實施例1同樣地得到薄型偏光膜。水中延伸之延伸倍率(最大延伸倍率)是5.0倍，得到之薄型偏光膜的厚度是3μm。
測定得到之薄型偏光膜的偏光度。偏光度之測定方法如下。將測定結果與寬度殘留率一起顯示在表1中。
(偏光度之測定方法)
使用紫外可見分光光度計(日本分光公司製，製品名「V7100」)，測定薄型偏光膜之單體透過率(Ts)，平行透過率(Tp)及直交透過率(Tc)，且藉下式求得偏光度(P)。
偏光度(P)(%)={(Tp-Tc)/(Tp+Tc)}1/2×100
此外，上述Ts、Tp及Tc係藉JIS Z 8701之2度視野(C光源)測定，進行可見度修正後之Y值。
在各實施例中，可製作與比較例1相比偏光度特別優異之薄型偏光膜。這被認為是由於高倍率地延伸，寬度方向之收縮率高的緣故。
產業上之可利用性
本發明之薄型偏光膜具有比習知薄型偏光膜高之偏光性能。因此，依據本發明，可使薄型偏光膜適用於液晶電視、液晶顯示器、行動電話、數位相機、攝影機、可攜式遊戲機、汽車導航器、影印機、印表機、傳真機、鐘錶、微波爐等之液晶面板。
10．．．積層體
11,11'．．．熱可塑性樹脂基材
12．．．聚乙烯醇系樹脂層
12'．．．薄型偏光膜
13．．．黏著劑層
14．．．分隔層
15．．．接著劑層
16．．．光學機能薄膜
16'．．．第二光學機能薄膜
100．．．進給部；光學薄膜積層體
110．．．硼酸水溶液浴
111,112．．．軋輥
120．．．二色性物質(碘)及碘化鉀水溶液浴
121,122．．．軋輥
130．．．硼酸及碘化鉀水溶液浴
131,132．．．軋輥
140．．．硼酸水溶液浴
141,142．．．軋輥
150．．．碘化鉀水溶液浴
151,152．．．軋輥
160．．．乾燥步驟
170．．．捲取部
200,300,400．．．光學薄膜積層體
第1圖是本發明較佳實施形態之積層體的概略截面圖。
第2圖是顯示本發明之薄型偏光膜之製造方法之一例的概略圖。
第3(a)及(b)圖是本發明較佳實施形態之光學薄膜積層體之概略截面圖。
第4(a)及(b)圖是本發明另一較佳實施形態之光學機能薄膜積層體之概略截面圖。
10．．．積層體
11．．．熱可塑性樹脂基材
12．．．聚乙烯醇系樹脂層

Claims (6)

  1. 一種薄型偏光膜之製造方法，依序包含下述步驟：在熱可塑性樹脂基材上形成聚乙烯醇系樹脂層而製作積層體之步驟；在95℃以上將該積層體進行空氣中延伸之步驟；在硼酸水溶液中將該積層體進行水中延伸之步驟；及將該積層體一邊乾燥並一邊延伸之步驟；其中，在對該聚乙烯醇系樹脂層進行不溶化處理及染色處理之後，進行該水中延伸；在該不溶化處理及染色處理之前，進行該空氣中延伸；並且，該薄型偏光膜的厚度為10μm以下。
  2. 如申請專利範圍第1項之薄型偏光膜之製造方法，其中在前述乾燥步驟中，將前述積層體進行延伸時之延伸倍率是1.01倍~1.5倍。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之薄型偏光膜之製造方法，其中前述積層體之最大延伸倍率是5.0倍以上；所述最大延伸倍率係指比積層體斷裂之延伸倍率低0.2之值。
  4. 如申請專利範圍第1項之薄型偏光膜之製造方法，其中前述熱可塑性樹脂基材係由非晶質之聚對苯二甲酸乙二酯系樹脂所構成。
  5. 一種薄型偏光膜，係藉由如申請專利範圍第1至4項中任一項之薄型偏光膜之製造方法得到。
  6. 一種光學積層體，具有如申請專利範圍第5項之薄型偏光膜。
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