TWI669541B - 偏光板之製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種偏光板之製造方法,其係於一對輥間使透明保護膜貼合於偏光元件之兩面者,且可抑制捲曲。
本發明之偏光板之製造方法係藉由使以彈性模數(MPa)×厚度(μm)之值所定義之彈性不同的第1透明保護膜及第2透明保護膜隔著接著層且同時通過一對輥硬度不同之輥間而貼合於偏光元件之兩面,於上述一對輥中,自低硬度輥側搬送高彈性膜,自上述高硬度輥側搬送低彈性膜。
Description
本發明係關於一種使第1及第2透明保護膜隔著接著層貼合於偏光元件之兩面的偏光板之製造方法。
先前以來,於使透明保護膜貼合於具有特定之含水率之偏光元件之兩面而製造偏光板時,通常使用水系接著劑或黏著劑。作為使透明保護膜貼合於偏光元件之兩面之方法,例如採用如下方法:於一對輥間搬送偏光元件並且搬送透明保護膜而使透明保護膜同時貼合於其兩面的同時層壓法;於一對輥間搬送偏光元件並且搬送透明保護膜而使其貼合於其一面後,繼而使透明保護膜貼合於偏光元件之另一面的逐次層壓法。
但是,若利用上述層壓法進行偏光元件與透明保護膜之貼合時,可舉出所獲得之偏光板中產生捲曲之問題。若捲曲較大,則於將所獲得之偏光板(例如偏光板)與其他構件(例如液晶單元等)貼合時會混入氣泡,成為步驟不良之原因。又,由於產生捲曲之偏光板之搬送性亦惡化,故而會產生無法穩定生產等不良情況。
針對上述課題,專利文獻1中提出有如下方法,即,藉由以使捲曲之朝向分別成為相反方向之方式將透明保護膜貼合於偏光元件之兩面,而抑制偏光板之捲曲之產生。又,專利文獻2中提出如下技術,即,針對設置有黏著劑層及分隔件之附有黏著劑之偏光板,藉由嚴格地控制黏著劑層及分隔件之積層前與積層後之偏光板之含水率,而抑
制偏光板之捲曲之產生。又,專利文獻3中提出如下方法,即,藉由控制貼合於偏光元件之兩面之透明保護膜之厚度與含水率而抑制捲曲。
[專利文獻1]日本專利特開2004-184809號公報
[專利文獻2]日本專利特開2005-326531號公報
[專利文獻3]日本專利第4335901號說明書
但是,專利文獻1至3中記載之方法中,使用具有捲曲之透明保護膜,或需要對各構件嚴格地控制含水率等,於製造上較煩雜。
本發明之目的在於提供一種偏光板之製造方法,其係於一對輥間使透明保護膜貼合於偏光元件之兩面者,且可高效率地抑制捲曲。
本發明者等人為了解決上述課題而進行了努力研究,結果發現藉由以下所示之偏光板之製造方法可達成上述目的,從而完成了本發明。
即,本發明係關於一種偏光板之製造方法,其係藉由使第1透明保護膜及第2透明保護膜隔著接著層且使上述3片膜同時通過一對輥間而進行壓接從而貼合於偏光元件之兩面者,其特徵在於:於上述第1透明保護膜及第2透明保護膜之以彈性模數(MPa)×厚度(μm)之值所定義之彈性不同,將具有高彈性者定義為高彈性膜,將具有低彈性者定義為低彈性膜,並且,上述一對輥之輥硬度不同,將具有高硬度者定義為高硬度輥,將具有低硬度者定義為低硬度輥之情形時,
自上述低硬度輥側搬送高彈性膜,自上述高硬度輥側搬送低彈性膜。
於上述偏光板之製造方法中,較佳為至少低硬度輥為金屬製之芯部經橡膠層或樹脂層塗覆之彈性輥。
於上述偏光板之製造方法中,可使用金屬輥作為高硬度輥。又,於作為高硬度輥及低硬度輥均使用彈性輥之情形時,較佳為使用使高硬度輥與低硬度輥之硬度差成為10以上之組合之彈性輥。
於上述偏光板之製造方法中,彈性輥之輥硬度較佳為40~100°。
先前,於藉由同時層壓法製造第1透明保護膜/偏光元件/第2透明保護膜之偏光板之製造方法中,於第1及第2透明保護膜具有不同之彈性之情形時,會因該彈性之差而於同時層壓時產生應變,使所獲得之偏光板產生捲曲。
本發明之偏光板之製造方法中,於一對輥間,使具有不同彈性之第1及第2透明保護膜貼合於偏光元件之兩面,使用具有輥硬度差之一對輥,分別自低硬度輥側搬送高彈性膜,自高硬度輥側搬送低彈性膜。於使用如上所述之輥硬度不同之一對輥之情形時,於低硬度輥側,所搬送之膜之應變變大而產生速度差,故於低硬度輥側搬送不易發生應變之高彈性膜。藉由以此種方式搬送並貼合之膜(高彈性膜與低彈性膜)之彈性與輥(高硬度輥與低硬度輥)之硬度之組合,可抑制所獲得之偏光板之捲曲。
根據上述製造方法,可獲得捲曲產生得到抑制之偏光板。因此,可期待減少將該偏光板貼合於液晶單元而製造液晶面板時之步驟不良。又,於上述製造方法中,藉由選擇輥硬度,可無褶皺之產生或條紋狀之凹凸不均地獲得膜間之氣泡之產生得到抑制的外觀良好之偏光板。該偏光板之面內均勻性優異,故可實現高解析度且高對比度之
液晶顯示裝置(LCD)、電致發光顯示裝置(ELD)等圖像顯示裝置。
A‧‧‧偏光元件
B1‧‧‧第1透明保護膜(低彈性膜)
B2‧‧‧第2透明保護膜(高彈性膜)
L‧‧‧偏光板
p‧‧‧夾持接觸點
R1‧‧‧第1輥(低硬度輥)
R2‧‧‧第2輥(高硬度輥)
圖1係表示本發明之偏光板之製造方法之概略圖的一例。
以下,一面參照圖式一面對本發明之偏光板之製造方法進行說明。圖1係表示本發明之偏光板之製造方法之一例的圖,藉由使第1透明保護膜B1與第2透明保護膜B2通過第1輥R1與第2輥R2這一對輥間而壓接於偏光元件A之兩面,從而形成偏光板L。第1透明保護膜B1與第2透明保護膜B2各自之彈性模數不同。圖1中,第2透明保護膜B2之彈性模數高於第1透明保護膜B1之彈性模數,第2透明保護膜B2為高彈性膜,第1透明保護膜B1為低彈性膜。
又,第1輥R1與第2輥R2各自之輥硬度不同。圖1中,第2輥R2之輥硬度高於第1輥R1之輥硬度,第2輥R2為高硬度輥,第1輥R1為低硬度輥。
本發明中,藉由使上述3片膜(偏光元件A、第1透明保護膜B1及第2透明保護膜B2)同時通過一對之第1輥R1、第2輥R2之間而進行壓接,如圖1所示,分別自上述低硬度輥(第1輥R1)側搬送高彈性膜(第2透明保護膜B2),自高硬度輥(第2輥R2)側搬送低彈性膜(第1透明保護膜B1)。
如圖1所示,若一對之第1輥R1、第2輥R2之各輥硬度不同,則低硬度輥(第1輥R1)之輥表面(例如彈性輥之橡膠層或樹脂層)會受到擠壓而伸長。此時,由於在第1輥R1、第2輥R2之夾持接觸點p之附近低硬度輥側之轉速升高,故而自低硬度輥側搬送之第2透明保護膜B2(高彈性膜)在接觸於偏光元件A後立即於被施加張力之狀態下貼合於偏光元件A。通常,膜有向施加有張力者捲曲之傾向。可利用該膜彈性模數與輥之特性而抑制所獲得之偏光板L之捲曲。
即,於對所貼合之膜施加相同之張力之情形時,彈性較高之膜有不易伸長之性質,彈性較低之膜有容易伸長之性質。圖1中,自低硬度輥(第1輥R1)側搬送之第2透明保護膜B2(高彈性膜)係於被施加更大張力之狀態下貼合,但由於為高彈性膜,故而伸長得到抑制。另一方面,關於高硬度輥(第2輥R2),由於輥表面之伸長較少,故而夾持接觸點p之附近之張力變弱。因此,藉由自高硬度輥側搬送低彈性膜,可使兩者平衡良好地貼合,從而可抑制所獲得之偏光板L之捲曲。
再者,於第1輥R1與第2輥R2這一對輥間,於偏光元件A之兩面隔著接著層(未圖示)貼合第1透明保護膜B1與第2透明保護膜B2。上述接著層可設置於第1透明保護膜B1、第2透明保護膜B2上,亦可設置於偏光元件A上,亦可設置於兩側。又,可藉由使偏光元件A與第1透明保護膜B1、第2透明保護膜B2在即將貼合之前,與濃度或黏度經調整之接著劑(溶液)或黏著劑(溶液)一起通過第1輥R1與第2輥R2這一對輥間而進行壓接。
上述第1輥、第2輥各自之輥硬度不同。將具有高硬度者定義為高硬度輥,將具有低硬度者定義為低硬度輥。作為上述高硬度輥與低硬度輥,可使用彈性輥、金屬輥中之任一種,但因上述硬度差而於第1輥及第2輥中,在高硬度輥與低硬度輥之夾持接觸點,於低硬度輥側之表面容易產生變形(因受到擠壓而導致之伸長),因此較佳為至少低硬度輥使用金屬製之芯部經橡膠層或樹脂層塗覆之彈性輥。
作為彈性輥,可較佳地使用金屬製之芯部經橡膠層或樹脂層塗覆之彈性輥。作為該橡膠層或樹脂層之硬度,可較佳地使用40~100°之範圍者。該硬度較佳為60~90°。就防止低硬度輥側之表面之變形變得過大,於貼合偏光板時產生氣泡而使外觀惡化之方面而言,較佳為將硬度設為40°以上。又,就防止膜表面之損傷之方面而言,較佳
為將硬度設為100°以下。作為此時之硬度,例如可利用JIS K6253(1997)中所揭示之方法,使用市售之硬度計(型A)進行測定。具體而言,輥硬度之測定係使用Teclock股份有限公司製造之GS-719N之型A進行(JIS K 6253)。再者,就面壓分佈之均勻性之方面而言,橡膠層或樹脂層之厚度較佳為1~15mm左右,進而較佳為3~10mm左右。
另一方面,作為高硬度輥,可使用金屬輥。例如於使用上述彈性輥作為低硬度輥之情形時,可使用金屬輥作為高硬度輥。作為金屬輥之材料,例如可列舉鐵、不鏽鋼、鈦、鋁等。作為金屬輥,就成本效益及耐蝕性之方面而言,較佳為鐵輥或不鏽鋼輥。金屬輥之輥硬度高於彈性輥。
於高硬度輥及低硬度輥之組合為金屬輥與彈性輥之情形時,作為低硬度輥之彈性輥之輥硬度(橡膠層或樹脂層之硬度)較佳為40~90°,進而較佳為60~80°。
又,對於高硬度輥及低硬度輥之任一者而言,均可使用彈性輥。該情形時,高硬度輥與低硬度輥之硬度差較佳為10°以上。另一方面,若上述硬度差變得過大,則會由硬度降低導致層壓壓力降低而容易於膜間產生氣泡。為了獲得外觀良好之偏光板,上述硬度差較佳為40°以下,進而較佳為30°以下,進而較佳為20°以下。
再者,各輥之輥徑、貼合時之搬送速度等可適當地調整,又,接著層之厚度亦可適當地調整。
進而,作為上述輥之直徑,直徑越小,則偏光元件A與第1透明保護膜B1、第2透明保護膜B2接觸之面積越小,因此施加於膜面之壓力相對地變高。因此,作為輥之直徑,較佳為使用250mm以下者,進而更佳為使用200mm以下者。但是,若該直徑變得過小,則輥之耐久性變弱,因此無法施加充分之力,故而較佳為使用50mm以上之
輥,更佳為使用100mm以上之輥。
又,貼合時之搬送速度並無特別限制,通常較佳為以2m/min~50m/min左右進行調整。
又,貼合時之輥間之層壓壓力並無特別限制,可適當地設定。就調整之容易度或偏光板之生產性之方面而言,層壓壓力較佳為2MPa以上且5MPa以下左右,更佳為3MPa以上且4MPa以下。若層壓壓力小於2MPa,則無法進行充分之擠壓,因此會於膜間產生氣泡。又,若層壓壓力大於5MPa,則會對輥或裝置施加過度之負載,因此成為破損之原因。層壓壓力之測定係使用Fuji Film公司製造之感壓紙「PRESCALE」,藉由電腦圖像處理將該感壓紙之顏色變化二值化,根據對其顯色面積與濃度所製作之壓力標準線之近似式而求出。
偏光元件並無特別限制,可使用各種者。作為偏光元件,例如可列舉:使聚乙烯醇系膜、部分縮甲醛化聚乙烯醇系膜、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物系部分皂化膜等親水性高分子膜吸附碘或二色性染料等二色性材料並經單軸延伸之材料,聚乙烯醇之脫水處理物或聚氯乙烯之脫鹽酸處理物等聚烯系配向膜等。該等之中,較佳為包含聚乙烯醇系膜與碘等二色性物質之偏光元件。該等偏光元件之厚度並無特別限制,但通常為5~80μm左右。偏光元件之厚度較佳為15~35μm。若偏光元件之厚度過薄,則於與透明保護膜貼合時,容易受到損傷。另一方面,若偏光元件之厚度過厚,則有乾燥效率變差之傾向,就生產性之方面而言欠佳。
將聚乙烯醇系膜利用碘進行染色並經單軸延伸之偏光元件例如可藉由如下方式而製成:將聚乙烯醇浸漬於碘之水溶液中進行染色,並延伸至原長之3~7倍。亦可視需要浸漬於硼酸或碘化鉀等之水溶液中。進而亦可視需要在染色前將聚乙烯醇系膜浸漬於水中進行水洗。藉由對聚乙烯醇系膜進行水洗而可將聚乙烯醇系膜表面之污垢或抗黏
連劑洗凈,此外藉由使聚乙烯醇系膜膨潤而亦具有防止染色不均等不均勻之效果。延伸可於利用碘進行染色後進行,亦可一面進行染色一面進行延伸,亦可於進行延伸後利用碘進行染色。亦可於硼酸或碘化鉀等之水溶液中或水浴中進行延伸。
又,偏光元件之含水率並無特別限制,通常較佳為含水率為8~30重量%者,進而較佳為10~20重量%者。關於偏光元件之含水率,就乾燥步驟中之乾燥效率提高而可提高生產速度之生產性之方面而言,較佳為較低者。又,關於偏光元件之含水率,就可獲得光學特性良好之偏光板之方面而言,較佳為較低者。另一方面,若偏光元件之含水率過低,則作為偏光元件之膜之剛性提高,容易受到損傷,容易產生外觀缺陷。此種偏光元件之含水率通常可藉由偏光元件之製造步驟中之乾燥處理之條件而調整,但亦可視需要另外設置調濕處理步驟,實施於水浴中之浸漬或水滴之噴霧、或者再次之加熱乾燥或減壓乾燥。
又,偏光元件之製造方法並不限定於上述製造方法,只要滿足含水率8~30重量%(較佳為含水率10~20重量%),則亦可使用其他製造方法而製造偏光元件。例如,可為乾式延伸法,或可為如向聚對苯二甲酸乙二酯(PET)等聚合物膜中混練二色性物質並進行製膜、延伸之方法,可列舉如將沿單軸方向配向之液晶作為主體(host)且於其中將二色性染料作為客體(guest)之O型者(美國專利5,523,863號、日本專利特表平3-503322號公報)、使用二色性之溶致型液晶等之E型者(美國專利6,049,428號)。
上述第1及第2透明保護膜之彈性模數並無特別限制,較佳為使用1000~10000MPa之範圍者。上述彈性模數較佳為1200~5000MPa,進而較佳為1300~4000MPa。再者,上述第1及第2透明保護膜只要在上述彈性方面具有差別,則上述第1及第2透明保護膜之彈性模
數可相同,亦可不同。
上述透明保護膜之彈性模數係依據JIS K 7127之拉伸試驗法測得之值(N/mm2=MPa)。具體而言,依據下述基準測定彈性模數。
求出彈性模數(曲線圖之斜率)時之橫軸:應變(strain)(%)
求出彈性模數(曲線圖之斜率)時之縱軸:拉伸應力σ(MPa=N/mm2)=F/試驗片之初期截面積A(mm2)
求出彈性模數(曲線圖之斜率)時之範圍:應變0.05~0.25%間之線性回歸
試驗片形狀:帶狀(長方形)
夾頭間距離:100mm
第1及第2透明保護膜之厚度可適當地決定,但通常就強度或處置性等操作性、薄層性等方面而言,較佳為20~200μm左右,更佳為30~100μm。第1及第2透明保護膜之厚度於上述範圍內時,乾燥效率良好,可使原片之捲長條化,因此就生產性之方面而言較佳。另一方面,若第1及第2透明保護膜之厚度變厚,則乾燥效率較差,就生產性之方面而言欠佳。
又,第1及第2透明保護膜係以使由上述彈性模數(MPa)×厚度(μm)之積所定義之彈性不同之方式而選擇各自之彈性模數、厚度。關於上述第1透明保護膜及第2透明保護膜,將具有高彈性模數者定義為高彈性膜,將具有低彈性模數者定義為低彈性膜。
又,關於上述高彈性膜之彈性與上述低彈性膜之彈性之差,就褶皺之觀點而言,於超過0且為170000以下之情形時較佳,上述差於為30000以下之情形時進而較佳。特別是於上述差為1000以上、進而3000以上之情形時,進而於為10000以上之情形時,容易因彈性之差而產生應變,故而可較佳地應用本發明。
作為上述第1及第2透明保護膜,可使用各種者。上述第1及第2
透明保護膜係以使一者為高彈性膜,使另一者為低彈性膜之方式而選擇各自之材料。又,高彈性膜、低彈性膜之彈性之控制可藉由第1及第2透明保護膜之材料(彈性模數)及厚度而控制。
作為形成上述透明保護膜之材料,較佳為透明性、機械強度、熱穩定性、水分阻斷性、各向同性等優異之材料。例如可列舉:聚對苯二甲酸乙二酯或聚萘二甲酸乙二酯等聚酯系聚合物、二乙醯纖維素或三乙醯纖維素等纖維素系聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯等丙烯酸系聚合物、聚苯乙烯或丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS樹脂)等苯乙烯系聚合物、聚碳酸酯系聚合物等。又,作為形成上述透明保護膜之聚合物之例子,亦可列舉:聚乙烯、聚丙烯、環系或具有降烯結構之聚烯烴、乙烯-丙烯共聚物之類之聚烯烴系聚合物、氯乙烯系聚合物、尼龍或芳香族聚醯胺等醯胺系聚合物、醯亞胺系聚合物、碸系聚合物、聚醚碸系聚合物、聚醚醚酮系聚合物、聚苯硫醚系聚合物、乙烯醇系聚合物、偏二氯乙烯系聚合物、乙烯丁醛系聚合物、芳酯系聚合物、聚甲醛系聚合物、環氧系聚合物、或上述聚合物之混合物等。再者,於偏光元件上通常藉由接著劑層來貼合透明保護膜,而作為透明保護膜,可使用(甲基)丙烯酸系、胺基甲酸酯系、丙烯醯基胺基甲酸酯系、環氧系、矽酮系等之熱固性樹脂或紫外線硬化型樹脂。透明保護膜中亦可含有1種以上之任意適當之添加劑。作為添加劑,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、著色劑等。透明保護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%,進而較佳為60~98重量%,尤佳為70~97重量%。於透明保護膜中之上述熱塑性樹脂之含量為50重量%以下之情形時,有無法充分地表現出熱塑性樹脂本來具有之高透明性等之虞。
作為本發明之透明保護膜,較佳為使用選自纖維素樹脂(聚合
物)、聚碳酸酯樹脂(聚合物)、環狀聚烯烴樹脂(環系或具有降烯結構之聚烯烴)及(甲基)丙烯酸系樹脂中之至少任一種。
又,就偏光特性或耐久性及接著特性提高等方面而言,亦可藉由電暈處理、電漿處理、火焰處理、臭氧處理、底塗處理、輝光處理、皂化處理對透明保護膜表面進行表面改質處理。該等表面改質處理中,於使用纖維素樹脂(聚合物)作為透明保護膜之情形時,較佳為利用鹼等進行皂化處理。
對上述透明保護膜之未接著偏光元件之面,亦可實施硬塗層或抗反射處理、以抗黏連、擴散或防眩為目的之處理。
再者,上述抗反射層、抗黏連層、擴散層、防眩層等可設置為透明保護膜本身,此外,亦可另外以光學層之形式設置為與透明保護膜不同之另一層。
上述接著層並無特別限制,可使用水系、溶劑系、熱熔系、自由基硬化型之各種形態者。上述偏光元件與透明保護膜之貼合中所用之接著層只要於光學上為透明,則並無特別限制。於上述偏光元件與透明保護膜之貼合中所用之接著層之形成中,較佳為水系接著劑或自由基硬化型接著劑。
作為形成接著劑層之水系接著劑,並無特別限定,例如可例示:乙烯基聚合物系、明膠系、乙烯基系膠乳系、聚胺基甲酸酯系、異氰酸酯系、聚酯系、環氧系等。包含此種水系接著劑之接著劑層可以水溶液之塗佈乾燥層等之形式形成,而於製備該水溶液時,亦可視需要調配交聯劑或其他添加劑、酸等觸媒。作為上述水系接著劑,較佳為使用含有乙烯基聚合物之接著劑等,作為乙烯基聚合物,較佳為聚乙烯醇系樹脂。又,聚乙烯醇系樹脂中可含有硼酸或硼砂、戊二醛或三聚氰胺、草酸等水溶***聯劑。特別是於使用聚乙烯醇系之聚合物膜作為偏光元件之情形時,就接著性之方面而言,較佳為使用含有
聚乙烯醇系樹脂之接著劑。進而,就提高耐久性之方面而言,更佳為含有具有乙醯乙醯基之聚乙烯醇系樹脂之接著劑。
上述聚乙烯醇系樹脂並無特別限定,但就接著性之方面而言,較佳為平均聚合度為100~3000左右,平均皂化度為85~100莫耳%左右。又,作為接著劑水溶液之濃度,只要根據目標之接著劑層之厚度而適當地決定即可,並無特別限定,較佳為0.1~15重量%,更佳為0.5~10重量%。若該溶液濃度過高,則黏度過度上升,因此容易產生條紋狀之凹凸不均,若溶液濃度過低,則塗佈性變差而容易導致不均。
聚乙烯醇系樹脂可列舉:將聚乙酸乙烯酯皂化而得之聚乙烯醇;其衍生物;進而乙酸乙烯酯與具有共聚性之單體之共聚物之皂化物;將聚乙烯醇縮醛化、胺基甲酸酯化、醚化、接枝化、磷酸酯化等而成之改性聚乙烯醇。作為上述單體,可列舉:順丁烯二酸(酐)、反丁烯二酸、丁烯酸、亞甲基丁二酸、(甲基)丙烯酸等不飽和羧酸及其酯類,乙烯、丙烯等α-烯烴,(甲基)烯丙基磺酸(鈉)、磺酸鈉(順丁烯二酸單烷基酯)、二磺酸鈉順丁烯二酸烷基酯、N-羥甲基丙烯醯胺、丙烯醯胺烷基磺酸鹼鹽、N-乙烯基吡咯啶酮、N-乙烯基吡咯啶酮衍生物等。該等聚乙烯醇系樹脂可單獨使用一種或併用兩種以上。
含有乙醯乙醯基之聚乙烯醇系樹脂可利用公知之方法使聚乙烯醇系樹脂與雙乙烯酮進行反應而獲得。例如可列舉將聚乙烯醇系樹脂預先分散於乙酸等溶劑中再向其中添加雙乙烯酮之方法,將聚乙烯醇系樹脂預先溶解於二甲基甲醯胺或二烷等溶劑中再向其中添加雙乙烯酮之方法等。又,可列舉使雙乙烯酮氣體或液狀雙乙烯酮直接與聚乙烯醇接觸之方法。
含有乙醯乙醯基之聚乙烯醇系樹脂之乙醯乙醯基改性度只要為0.1莫耳%以上,則無特別限定。若小於0.1莫耳%,則接著劑層之耐
水性不充分,因而不合適。乙醯乙醯基改性度較佳為0.1~40莫耳%左右,進而較佳為1~20莫耳%,尤佳為2~7莫耳%。若乙醯乙醯基改性度超過40莫耳%,則與交聯劑之反應點變少,耐水性之提高效果較小。此種乙醯乙醯基改性度可以使用核磁共振裝置(NMR:Nuclear Magnetic Resonance)而進行測定。
作為交聯劑,可無特別限定地使用通常用於接著劑之交聯劑,例如於使用如上所述之聚乙烯醇系樹脂之接著劑之情形時,可較佳地使用具有至少2個與聚乙烯醇系樹脂具有反應性之官能基之化合物。例如,可列舉:乙二胺、三伸乙基二胺、己二胺等具有伸烷基與2個胺基之烷基二胺類;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端物或苯酚封端物等異氰酸酯類;乙二醇二縮水甘油醚、聚乙二醇二縮水甘油醚、甘油二縮水甘油醚或甘油三縮水甘油醚、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、二縮水甘油基胺等環氧類;甲醛、乙醛、丙醛、丁醛等單醛類;乙二醛、丙二醛、丁二醛、戊二醛、順丁烯二醛、鄰苯二甲醛等二醛類;羥甲基脲、羥甲基三聚氰胺、烷基化羥甲基脲、烷基化羥甲基三聚氰胺、乙胍、苯并胍胺與甲醛之縮合物等胺基-甲醛樹脂;進而鈉、鉀、鎂、鈣、鋁、鐵、鎳等二價金屬、或三價金屬之鹽及其氧化物。該等之中,較佳為胺基-甲醛樹脂,尤佳為具有羥甲基之羥甲基化合物。
交聯劑之調配量通常相對於樹脂100重量份為0.1~35重量份左右,可較佳地使用10~25重量份者,但於重視接著劑之耐久性之情形時,為了變得自接著劑之製備到形成接著劑層之時間(使用壽命)縮短,亦有效的是調配30重量份以上且46重量份以下、進而更佳為調配32重量份以上且40重量份以下之交聯劑。
作為自由基硬化型接著劑,可例示電子束硬化型、紫外線硬化型等活性能量射線硬化型、熱硬化型等之各種者,但較佳為可於短時間內硬化之活性能量射線硬化型。尤佳為紫外線硬化型。
作為硬化性成分,可列舉具有(甲基)丙烯醯基之化合物、具有乙烯基之化合物。該等硬化性成分可使用單官能或二官能以上之任一硬化性成分。又,該等硬化性成分可單獨使用1種或組合使用2種以上。作為該等硬化性成分,例如較佳為具有(甲基)丙烯醯基之化合物,例如可列舉各種環氧(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯、聚酯(甲基)丙烯酸酯、或各種(甲基)丙烯酸酯系單體等。
硬化型接著劑含有硬化性成分,而除了上述成分以外,亦根據硬化之類型而添加自由基起始劑。於以電子束硬化型使用上述接著劑之情形時,並非特別需要使上述接著劑中含有自由基起始劑,但於以紫外線硬化型、熱硬化型使用之情形時,使用自由基起始劑。自由基起始劑之使用量相對於硬化性成分每100重量份,通常為0.1~10重量份左右,較佳為0.5~3重量份。
又,於上述接著劑中可含有金屬化合物填料。可藉由金屬化合物填料控制接著劑層之流動性,使膜厚穩定化,從而可獲得具有良好之外觀、面內均勻且接著性無不均之偏光板。
又,於接著劑層之形成中,可較佳地使用可於無溶劑或低溶劑狀態下貼合之乾式層壓法。作為該乾式層壓法,只要使用先前公知之幹式層壓用接著劑及貼合方法即可,可於本發明之基礎上使用該方法。藉此,有進一步減少條紋狀之凹凸不均等之效果。
作為上述乾式層壓用接著劑,可列舉:二液硬化型接著劑、二液溶劑型接著劑、單液無溶劑型接著劑等。作為二液硬化型接著劑,可使用丙烯酸系,作為二液溶劑型接著劑,可使用聚酯系、芳香族聚酯系、脂肪族聚酯系、聚酯/聚胺基甲酸酯系、聚醚/聚胺基甲酸酯
系,作為單液無溶劑型接著劑(濕氣硬化型類型),可使用聚醚/聚胺基甲酸酯系等之樹脂等。
上述接著劑層亦可為視需要適當含有添加劑者。作為添加劑之例子,可列舉以羰基化合物等為代表之利用電子束提高硬化速度或感度之增感劑,矽烷偶合劑、鈦偶合劑等偶合劑,以環氧乙烷為代表之接著促進劑,提高與透明保護膜之潤濕性之添加劑,以丙烯醯氧基化合物或烴系(天然、合成樹脂)等為代表之提高機械強度或加工性等之添加劑,紫外線吸收劑、防老化劑、染料、加工助劑、離子捕捉劑、抗氧化劑、黏著賦予劑、填充劑(金屬化合物填料以外)、塑化劑、調平劑、發泡抑制劑、抗靜電劑、耐熱穩定劑、耐水解穩定劑等穩定劑等。
藉由在上述偏光元件之兩面隔著接著劑層貼合透明保護膜而可獲得偏光板,但亦可於接著劑層與透明保護膜或與偏光元件之間設置底塗層或易接著處理層等。
於藉由上述製造方法形成之接著劑層由水系接著劑等形成之情形時,上述接著劑層之厚度較佳為30~300nm。上述接著劑層之厚度進而較佳為60~250nm。另一方面,於接著劑層由硬化型接著劑形成之情形時,上述接著劑層之厚度較佳為0.1~200μm。更佳為0.5~50μm,進而較佳為0.5~10μm。
上述偏光板之製造方法中,在將偏光元件與透明保護膜貼合後,根據接著劑之種類而實施硬化步驟。於使用水系接著劑之情形時,可實施乾燥步驟。乾燥步驟之乾燥條件通常為乾燥溫度40~100℃左右、乾燥時間1~10分鐘左右。於自由基硬化型接著劑之情形時,例如可照射電子束、紫外線等。
藉由本發明之製造方法而獲得之偏光板於實際使用時可作為與其他光學層積層而成之光學膜之形式使用。關於該光學層,並無特別
限定,例如可使用1層或2層以上之反射板或半透射板、相位差板(包括1/2或1/4等之波長板)、視角補償膜等有時用於液晶顯示裝置等之形成之光學層。尤佳為於本發明之偏光板上進而積層反射板或半透射反射板而成之反射型偏光板或半透射型偏光板、於偏光板上進而積層相位差板而成之橢圓偏光板或圓偏光板、於偏光板上進而積層視角補償膜而成之廣視角偏光板、或者於偏光板上進而積層亮度提高膜而成之偏光板。
本發明之偏光板或光學膜可較佳地用於液晶顯示裝置等各種裝置之形成等。液晶顯示裝置之形成可依據先前方法而進行。即,液晶顯示裝置通常係藉由將液晶單元與偏光板或光學膜、以及視需要之照明系統等構成零件適當地組裝並組入驅動電路等而形成,但於本發明中,除了使用本發明之偏光板或光學膜之方面以外,並無特別限定,可依據先前方法。關於液晶單元,例如亦可使用TN(Twisted Nematic,扭轉向列)型或STN(Super Twisted Nematic,超扭轉向列)型、π型等任意類型之液晶單元。
可形成於液晶單元之一側或兩側配置有偏光板或光學膜之液晶顯示裝置、或於照明系統中使用背光或反射板者等適當之液晶顯示裝置。該情形時,本發明之偏光板或光學膜可設置於液晶單元之一側或兩側。於在兩側設置偏光板或光學膜之情形時,其等可相同,亦可不同。進而,於液晶顯示裝置之形成時,例如可於適當之位置配置1層或2層以上之擴散板、防眩層、抗反射膜、保護板、稜鏡陣列、透鏡陣列片、光擴散板、背光等適當之零件。
又,本發明之製造方法可適用於使用偏光板作為第1膜,使用設置有黏著劑層之分隔件作為第2膜,且於偏光板上設置有黏著劑層之附有黏著劑層之偏光板之製造方法。又,本發明之製造方法可適用於使用附有黏著劑層之偏光板或偏光板作為第1膜,使用表面保護膜作
為第2膜之附有表面保護膜之偏光板或附有黏著劑層之偏光板之製造方法。
於在上述偏光板上積層光學功能層之情形時,可較佳地使用隔著接著劑層或黏著劑層進行積層之方法。作為此時之接著劑層或黏著劑層,可尤佳地使用包含黏著劑之黏著劑層。
作為包含黏著劑之黏著劑層,例如可利用丙烯酸系、矽酮系、聚酯系、聚胺基甲酸酯系、聚醚系、橡膠系等依據先前方法之適當之黏著劑而形成。作為該黏著劑,就防止由吸濕引起之發泡現象或剝離現象、防止由熱膨脹差等引起之光學特性之降低或液晶單元之翹曲、進而高品質且耐久性優異之圖像顯示裝置之形成性等方面而言,較佳為吸濕率較低且耐熱性優異之黏著劑層,進而就防止偏光板等之光學特性之變化之方面而言,較佳為於硬化或乾燥時無需高溫製程且無需長時間之硬化處理或乾燥時間者。就此種觀點而言,對於偏光板或光學膜,可較佳地使用丙烯酸系黏著劑。又,亦可於上述黏著劑中添加微粒子而製成顯示出光擴散性之黏著劑層等。
此種接著劑層或黏著劑層只要視需要設置於必需之面即可,例如若針對如本發明之由偏光元件與透明保護膜獲得之偏光板而言,則只要視需要於偏光板之單面或兩面,即,當為透明保護膜時於與偏光元件貼附之面相反側之面設置黏著劑層即可。作為如此用以積層光學功能層而使用之情形時的包含黏著劑之黏著劑層之乾燥後之厚度,並無特別限定,通常為1~500μm左右,較佳為5~200μm,更佳為10~100μm。藉由將接著劑層或黏著劑層之厚度設為該範圍,可緩和伴隨偏光板或光學功能層之尺寸行為之應力。
於上述包含黏著劑之黏著劑層露出於表面之情形時,以防止將該黏著劑層供於實用前這一期間之污染等為目的,較佳為利用分隔件進行暫時覆蓋。分隔件較佳為使用:於依據上述之保護膜等之適當之
膜上視需要設置有利用矽酮系或長鏈烷基系、氟系或硫化鉬等適當之剝離劑之剝離塗層者。
又,作為表面保護膜,可使用以於基材膜上設置黏著劑層並可與該黏著劑層一併將基材膜剝離之方式所形成者。
藉由在上述偏光元件之兩面隔著接著層貼合透明保護膜而可獲得偏光板,但亦可於接著層與透明保護膜或偏光元件之間設置底塗層或易接著處理層等。
以下,使用實施例及比較例對本發明進行更具體之說明,但本發明並不受該等實施例及比較例限定。
(偏光元件之含水率測定方法)
自所獲得之偏光元件切取180mm×500mm之樣品,測定出其初期重量(W(g))。將該樣品於120℃之乾燥機內放置2小時後,測定出乾燥後重量(D(g))。根據該等測定值,利用下式求出含水率。
含水率(%)={(W-D)/W}×100
(偏光元件之製作)
將平均聚合度2400、皂化度99.9莫耳%之厚75μm之聚乙烯醇膜於30℃之溫水中浸漬60秒而使之膨潤。繼而,浸漬於碘/碘化鉀(重量比=0.5/8)之濃度0.3%之水溶液中,一面進行延伸直至3.5倍一面將膜染色。其後,於65℃之硼酸酯水溶液中,以使總延伸倍率成為6倍之方式進行延伸。延伸後,於40℃之烘箱中進行3分鐘乾燥,而獲得PVA(polyvinyl alcohol,聚乙烯醇)系偏光元件(厚度23μm)。該偏光元件之厚度為23μm,含水率為18重量%。
<透明保護膜>
TAC:厚度60μm之三乙醯纖維素膜(Fuji Film公司製造:TD60UL,彈性模數4000MPa);
COP:厚度50μm之環狀聚烯烴膜(日本ZEON公司製造:ZEONOR,彈性模數1800MPa);ACRYL:厚度40μm之丙烯酸系膜(彈性模數2000MPa)。
<活性能量射線>
作為活性能量射線,使用紫外線(封入鎵之金屬鹵化物燈)照射裝置:Fusion UV Systems,Inc公司製造之Light HAMMER10、真空管:V真空管、峰值照度:1600mW/cm2、累計照射量1000/mJ/cm2(波長380~440nm)。再者,紫外線之照度係使用Solatell公司製造之Sola-Check系統而測定。
<活性能量射線硬化型接著劑之製備>
將作為自由基聚合性化合物(A)之N-羥基乙基丙烯醯胺(興人公司製造)38.3份、作為自由基聚合性化合物(B)之三丙二醇二丙烯酸酯(商品名:Aronix M-220,東亞合成公司製造)19.1份、作為自由基聚合性化合物(C)之丙烯醯基嗎啉(興人公司製造)38.3份、及光聚合起始劑(商品名:KAYACURE DETX-S,二乙基-9-氧硫 ,日本化藥公司製造)1.4份混合,並於50℃下攪拌1小時而獲得活性能量射線硬化型接著劑。
實施例1
<偏光板之製作>
利用圖1所示之方法,製作偏光板。偏光元件A使用上述偏光元件。第1透明保護膜B1係使用上述厚度50μm之環狀聚烯烴膜。於該環狀聚烯烴膜上形成厚度0.5μm之胺基甲酸酯系易接著層後,使用MCD塗佈機(富士機械公司製造)(單元形狀:蜂窩狀、凹版輥根數:1000根/inch、轉速140%/相對於線速度),上述活性能量射線硬化型接
著劑以使接著劑層之厚度成為0.5μm之方式塗佈於該易接著層上。對於第2透明保護膜B2,使用TAC膜代替上述環狀聚烯烴膜,除此以外,以與上述相同之方式製作附有接著層之TAC膜。其次,隔著上述接著劑層,利用輥壓機使上述第1透明保護膜B1及第2透明保護膜B2貼合於上述偏光元件A(偏光元件)之兩面。輥壓機中,使用直徑200mm之鐵輥作為第1輥R1,使用直徑200mm之硬度60°之彈性輥作為第2輥R2。如圖1所示,第1透明保護膜B1係自第2輥R2側搬送,第2透明保護膜B2係自第1輥R1側搬送。其後,自經貼合之第1及第2透明保護膜這兩側,使用IR(infrared radiation,紅外線)加熱器加溫至50℃,對兩面照射上述紫外線,使活性能量射線硬化型接著劑硬化。進而,於70℃下進行3分鐘熱風乾燥,而獲得於偏光元件之兩面具有透明保護膜之偏光板。貼合之線速度以25m/min進行。
實施例2~4、比較例1~4
於實施例1中,如表1所示般變更第1透明保護膜、第2透明保護膜之種類、第1輥、第2輥之種類,除此以外,以與實施例1相同之方式獲得偏光板。
對實施例及比較例中製作之偏光板,進行下述評價。將結果示於表1中。
(捲曲)
將所獲得之偏光板靜置於水平板上,將偏光板之邊部與水平板之距離成為最大之部位之長度設為捲曲量(mm)。
(外觀:氣泡之確認)
自所獲得之偏光板切取1000mm×1000mm之樣品,確認偏光元件與透明保護膜之間之氣泡之數量。
由上述表1之結果可明確,根據本發明之實施例,於實施例中,捲曲量為10mm以下,可將捲曲抑制為較小。該捲曲量可滿足將偏光板應用於32英吋尺寸之情形時之捲曲要求值。
Claims (5)
- 一種偏光板之製造方法,其係藉由使第1透明保護膜及第2透明保護膜隔著接著層同時通過一對輥間而進行壓接從而貼合於偏光元件之兩面者,其特徵在於:於上述第1透明保護膜及第2透明保護膜之以彈性模數(MPa)×厚度(μm)之值所定義之彈性不同,將具有高彈性者定義為高彈性膜,將具有低彈性者定義為低彈性膜,並且,上述一對輥各自之輥硬度不同,將具有高硬度者定義為高硬度輥,將具有低硬度者定義為低硬度輥之情形時,自上述低硬度輥側搬送高彈性膜,自上述高硬度輥側搬送低彈性膜。
- 如請求項1之偏光板之製造方法,其中至少上述低硬度輥係金屬製之芯部經橡膠層或樹脂層塗覆之彈性輥。
- 如請求項1或2之偏光板之製造方法,其中上述高硬度輥為金屬輥。
- 如請求項1或2之偏光板之製造方法,其中上述高硬度輥及上述低硬度輥均係金屬製之芯部經橡膠層或樹脂層塗覆之彈性輥,上述高硬度輥與上述低硬度輥之硬度差為10以上。
- 如請求項2之偏光板之製造方法,其中上述彈性輥之輥硬度為40~100°。
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