本發明涉及偏光板的制造方法,所述偏光板包含偏光薄膜、和層疊在其上的熱塑性樹脂薄膜。
背景技術:
近年來,像智能手機這樣的手機終端,在設計或便攜性方面,迅速推進著大畫面化、輕量化。為了以有限的厚度實現長時間的驅動,對所使用的偏光板要求高亮度化、薄型輕量化。
作為偏光板,以往通常使用利用粘接劑將由三乙酰基纖維素(TAC)形成的保護薄膜粘貼到由聚乙烯醇系樹脂形成的偏光薄膜上而成的偏光板。然而近年來,從薄膜化、耐久性、成本、生產率等的觀點來看,逐漸使用由TAC以外的樹脂形成的保護薄膜(例如,日本專利特開2004-245925號公報)。
技術實現要素:
偏光板對其放置的環境較敏感,根據環境條件,容易產生彎曲成弓形的變形。本說明書中,也將該變形稱為“卷曲”。偏光板有越成為薄膜就越容易產生卷曲的傾向。卷曲分為“正卷曲”和“逆卷曲”兩種。偏光板中存在與液晶元件等圖像顯示元件粘貼的一側的第1主面、和與此相反側的第2主面,“正卷曲”是指第1主面側凸起的卷曲,“逆卷曲”是指第2主面側凸起的卷曲。若偏光板產生逆卷曲,介由粘接劑層將其粘貼到圖像顯示元件上時,變得易于引起下述的不良情況:產生粘貼誤差、在粘接劑層和圖像顯示元件的界面混入氣泡的。為了抑制這些不良情況、生產率良好地實施偏光板與圖像顯示元件的粘貼,偏光板最優選為平板的,產生的卷曲為正卷曲時,在上述不良情況以及生產率的方面沒有特別問題。
需要說明的是,日本特開2006-030480號公報中記載了,為了抑制偏光板中產生的條紋狀凹凸,在將偏光薄膜和保護薄膜層疊之前,先將保護薄膜的含水率調整在規定的范圍內。
本發明的目的在于提供能夠制造沒有逆卷曲或者逆卷曲得以抑制的偏光板的方法。
本發明提供以下的偏光板的制造方法。
一種偏光板的制造方法,其按照如下順序包括:
對第1熱塑性樹脂薄膜進行加熱處理的工序,
對所述第1熱塑性樹脂薄膜進行加濕處理的工序,和
在偏光薄膜的一側表面上層疊所述第1熱塑性樹脂薄膜,在所述偏光薄膜的另一側表面上層疊第2熱塑性樹脂薄膜的工序,所述第2熱塑性樹脂薄膜相比于所述第1熱塑性樹脂薄膜而言,在溫度23℃、相對濕度55%下的平衡含水率低。
[2]根據[1]所述的制造方法,其中,所述第2熱塑性樹脂薄膜沒有實施過所述加濕處理。
[3]根據[1]或[2]所述的制造方法,其中,所述第1熱塑性樹脂薄膜含有纖維素系樹脂薄膜。
[4]根據[1]~[3]中任一項所述的制造方法,其中,所述第2熱塑性樹脂薄膜含有環狀聚烯烴系樹脂薄膜。
[5]根據[1]~[4]中任一項所述的制造方法,其中,所述加熱處理時的溫度為所述加濕處理時的溫度以上。
[6]根據[5]所述的制造方法,其中,所述加熱處理時的溫度比所述加濕處理時的溫度高30℃以上。
[7]根據[1]~[6]中任一項所述的制造方法,在進行所述加熱處理的工序中,所述第1熱塑性樹脂薄膜在溫度50℃以上、相對濕度50%以下的環境下被加熱處理。
[8]根據[1]~[7]中任一項所述的制造方法,在進行所述加濕處理的工序中,所述第1熱塑性樹脂薄膜在溫度40℃以上、相對濕度60%以上的環境下被加濕處理。
[9]根據[1]~[8]中任一項所述的制造方法,其中,所述第1熱塑性樹脂薄膜和所述第2熱塑性樹脂薄膜中的至少之一介由粘接劑層層疊在所述偏光薄膜上。
[10]根據[1]~[9]中任一項所述的制造方法,其中所述第1熱塑性樹脂薄膜的厚度為40μm以下,所述第2熱塑性樹脂薄膜的厚度為40μm以下。
[11]根據[1]~[10]中任一項所述的制造方法,其中,所述偏光薄膜的厚度為15μm以下。
[12]根據[1]~[11]中任一項所述的制造方法,其中,在進行所述加濕處理的工序中,對所述第1熱塑性樹脂薄膜進行加濕處理,使得其含水率比所述第1熱塑性樹脂薄膜的在溫度23℃、相對濕度55%下的平衡含水率高。
根據本發明,能夠制造沒有逆卷曲、或者逆卷曲得以抑制的偏光板。
附圖說明
圖1為顯示本發明所述的偏光板的制造方法的一例的流程圖。
圖2為顯示根據本發明的制造方法可以得到的偏光板的層結構的一例的概略截面圖。
圖3為顯示本發明所述的偏光板的制造方法以及用于其的制造裝置的一例的模式側面圖。
圖4為顯示單面保護偏光板的層結構的一例的概略截面圖。
圖5為顯示帶有臨時保護薄膜的單面保護偏光板的層結構的一例的概略截面圖。
圖6為顯示帶有粘接劑層的單面保護偏光板的層結構的一例的概略截面圖。
附圖標記說明
1 雙面保護偏光板,2 單面保護偏光板,3 帶有臨時保護薄膜的單面保護偏光板,4 帶有粘接劑層的單面保護偏光板,5 偏光薄膜,10 第1熱塑性樹脂薄膜,20 第2熱塑性樹脂薄膜,15 第1粘接劑層,25 第2粘接劑層,30 粘接劑層,40 貼合輥,50 第1粘接劑,55 第2粘接劑,60 導輥,70 加熱爐,80 加濕爐,90 第1注入裝置,91 第2注入裝置。
具體實施方式
參照圖1,本發明所述的偏光板的制造方法,按照以下順序包括以下的工序:
(1)對第1熱塑性樹脂薄膜進行加熱處理的加熱處理工序S100,
(2)對第1熱塑性樹脂薄膜進行加濕處理的加濕處理工序S200,以及
(3)在偏光薄膜的一側表面上層疊第1熱塑性樹脂薄膜,在偏光薄膜的另一側表面上層疊第2熱塑性樹脂薄膜的層疊工序S300。第2熱塑性樹脂薄膜使用平衡含水率比第1熱塑性樹脂薄膜低者。這里所說的平衡含水率是利用干燥重量法測定在溫度23℃、相對濕度55%的環境下保管24小時后薄膜的平衡含水率。
將緊接著加熱處理又進行了加濕處理的第1熱塑性樹脂薄膜層疊到偏光薄膜的一側表面上、在另一側表面層疊第2熱塑性樹脂薄膜。根據該本發明的制造方法,能夠降低或防止所得到的偏光板的逆卷曲。逆卷曲是指,如上所述,與液晶元件等圖像顯示元件粘貼的一側的相反側即第2主面凸起、偏光板彎曲成弓形的變形,通常該變形在偏光板的單張體中產生。在使用長尺寸的原料薄膜(第1和第2熱塑性樹脂薄膜、偏光薄膜)制造長尺寸 的偏光板時,逆卷曲典型而言是指從長尺寸的偏光板剪裁而得到的偏光板單張體中產生的逆卷曲。
將由本發明所述的制造方法得到的偏光板的層結構的一例示于圖2。圖2所示的偏光板為雙面保護偏光板1,所述雙面保護偏光板1包含偏光薄膜5、介由第1粘接劑層15粘貼在其一側表面的第1熱塑性樹脂薄膜10、介由第2粘接劑層25粘貼在另一側表面的第2熱塑性樹脂薄膜20。在雙面保護偏光板1中,第1和第2熱塑性樹脂薄膜10、20是擔負保護偏光薄膜5的光學薄膜,即保護薄膜,可以使用粘接劑粘結在偏光薄膜5的表面。由本發明所述的制造方法得到的偏光板的其他層結構將后述。
以下,一邊參照圖3一邊對各工序進行說明。圖3是顯示本發明所述的偏光板的制造方法以及用于其的制造裝置的一例的模式側面圖。圖3中的箭頭表示薄膜的傳送方向。通常,偏光板如圖3所示那樣,一邊將長尺寸的原料薄膜連續卷出傳送,一邊實施各工序的處理,從而能夠連續地制造長尺寸品。但是,本發明的制造方法不限于使用這種長尺寸的原料薄膜的連續生產,也可以是使用了單張薄膜的方法。
(1)加熱處理工序S100
本工序是對第1熱塑性樹脂薄膜10進行加熱處理的工序。本發明的一個特征在于在對第1熱塑性樹脂薄膜10實施加濕處理前實施加熱處理,由此能夠有效地抑制或防止偏光板的逆卷曲(典型而言,使第1熱塑性樹脂薄膜10側的主面凸起的卷曲),另外,與僅實施加濕處理的情況相比,能夠更有效地抑制或防止偏光板的逆卷曲。
第1熱塑性樹脂薄膜10是由具有透光性的熱塑性樹脂,優選光學透明的熱塑性樹脂構成的薄膜。用于構成第1熱塑性樹脂薄膜10的熱塑性樹脂,例如可列舉出,鏈狀聚烯烴系樹脂(聚丙烯系樹脂等)、環狀聚烯烴系樹脂(降冰片烯系樹脂等)這樣的聚烯烴系樹脂;三乙?;w維素、二乙?;w維素這樣的纖維素系樹脂;聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯這樣的聚酯系樹脂;聚碳酸酯系樹脂;甲基丙烯酸甲酯系樹脂這樣的(甲基)丙烯酸酯系樹脂;聚苯乙烯系樹脂;聚氯乙烯系樹脂;丙烯腈-丁二烯-苯乙烯系樹脂;丙烯腈-苯乙烯系樹脂;聚醋酸乙烯酯系樹脂;聚偏氯乙烯系樹脂;聚酰胺系樹脂;聚縮醛系樹脂;改性聚苯醚系樹脂;聚砜系樹脂;聚醚砜系樹脂;聚芳酯系樹脂;聚酰胺酰亞胺系樹脂;聚酰亞胺系樹脂等。
需要說明的是,本說明書中,“(甲基)丙烯酸酯系樹脂”是指選自由丙烯酸酯系樹脂以及甲基丙烯酸酯系樹脂所組成組中的至少1種。其他帶有“(甲基)”的用語也同樣。
作為鏈狀聚烯烴系樹脂,可列舉出聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂這樣的鏈狀烯烴的均聚物,除此之外還可列舉出由2種以上的鏈狀烯烴構成的共聚物。更具體的例子包括聚丙烯系樹脂(丙烯的均聚物即聚丙烯樹脂、或以丙烯為主體的共聚物)、聚乙烯系樹脂(乙烯的均聚物即聚乙烯樹脂、或以乙烯為主體的共聚物)。
環狀聚烯烴系樹脂是以環狀烯烴為聚合單元聚合而成的樹脂的總稱。如果列舉出環狀聚烯烴系樹脂的具體例,為環狀烯烴的開環(共)聚合物、環狀烯烴的加成聚合物、環狀烯烴與乙烯、丙烯這樣的鏈狀烯烴的共聚物(代表的為無規共聚物),以及將它們用不飽和羧酸或其衍生物改性而得的接枝聚合物,以及它們的氫化物等。其中,作為環狀烯烴,優選使用利用了降冰片烯、多環降冰片烯系單體等降冰片烯系單體而得的降冰片烯系樹脂。
纖維素系樹脂是指從棉絨、木漿(闊葉樹木漿、針葉樹木漿)等原料纖維素中得到的纖維素的羥基中氫原子的一部分或全部被乙?;?、丙酰基和/或丁酰基取代而得的、纖維素有機酸酯或纖維素混合有機酸酯。例如,纖維素的醋酸酯、丙酸酯、丁酸酯、以及它們的混合酯等形成的纖維素系樹脂。其中,優選三乙酰基纖維素、二乙?;w維素、醋酸丙酸纖維素、醋酸丁酸纖維素。
聚酯系樹脂為具有酯鍵的上述纖維素系樹脂以外的樹脂,通常為多元羧酸或其衍生物與多元醇的縮聚物而形成的樹脂。作為多元羧酸或其衍生物,可以使用二元的二羧酸或其衍生物,例如可以列舉出對苯二甲酸、間苯二甲酸、二甲基對苯二甲酸酯、萘二甲酸二甲酯等。作為多元醇,可以使用二元的二醇,例如可列舉出乙二醇、丙二醇、丁二醇、新戊二醇、環己烷二甲醇等。優選的聚酯系樹脂的例子包括聚對苯二甲酸乙二醇酯。
聚碳酸酯系樹脂是單體單元介由碳酸酯基鍵合而得的聚合物形成的工程塑料,是具有高耐沖擊性、耐熱性、阻燃性、透明性的樹脂。聚碳酸酯系樹脂可以是,為了降低光彈性系數、將聚合物骨架修飾了的被稱作改性聚碳酸酯的樹脂、或者也可以是將波長依賴性改良了的共聚合聚碳酸酯等。
(甲基)丙烯酸酯系樹脂是含有來源于(甲基)丙烯酸酯系單體的結構單元的聚合物。該聚合物典型而言為含有甲基丙烯酸酯的聚合物。優選含有來源于甲基丙烯酸酯的結構單元的比例為,相對于總結構單元,50重量%以上的聚合物。(甲基)丙烯酸酯系樹脂既可以是甲基丙烯酸酯的均聚物,也可以是含有來源于其他聚合性單體的結構單元的共聚物。這種情況下,其他的聚合性單體來源的結構單元的比例優選相對于總結構單元為50重量%以下。
作為可構成(甲基)丙烯酸酯系樹脂的甲基丙烯酸酯,優選甲基丙烯酸烷基酯。作為甲基丙烯酸烷基酯,可列舉出甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸異丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸環己酯、甲基丙烯酸2-羥乙酯這樣的烷基的碳原子數為1~8的甲基丙烯酸烷基酯。甲基丙烯酸烷基酯中所含的烷基的碳原子數優選為1~4。在(甲基)丙烯酸酯系樹脂中,甲基丙烯酸酯可以僅單獨使用1種也可以合并使用2種以上。
作為可構成(甲基)丙烯酸酯系樹脂的上述其他的聚合性單體,可列舉出丙烯酸酯、以及其他的分子內具有聚合性碳-碳雙鍵的化合物。其他的聚合性單體可以僅單獨使用1種也可以合并使用2種以上。作為丙烯酸酯,優選丙烯酸烷基酯。作為丙烯酸烷基酯,可列舉出丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸異丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸異丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸環己酯、丙烯酸2-羥基乙酯這樣的烷基的碳原子數為1~8的丙烯酸烷基酯等。丙烯酸烷基酯中所含的烷基的碳原子數優選為1~4。在(甲基)丙烯酸酯系樹脂中,丙烯酸酯可以僅單獨使用1種也可以合并使用2種以上。
作為其他的分子內具有聚合性碳-碳雙鍵的化合物,可列舉出乙烯、丙烯、苯乙烯等乙烯系化合物,或丙烯腈這樣的乙烯基氰化合物。其他的分子內具有聚合性碳-碳雙鍵的化合物可以僅單獨使用1種也可以合并使用2種以上。
第1熱塑性樹脂薄膜10可以是層疊粘貼在偏光薄膜5的一側表面的、用于保護偏光薄膜5的保護薄膜,或者,也可以是臨時保護偏光薄膜5的表面的臨時保護薄膜。作為臨時保護薄膜的第1熱塑性樹脂薄膜10,在構筑偏光板后,可以在希望的時候剝離除去。另外,第1熱塑性樹脂薄膜10還可以是相位差薄膜、亮度提高薄膜這樣的同時具有光學功能的保護薄膜。例如,通過將上述材料形成的熱塑性樹脂薄膜拉伸(單軸拉伸或雙軸拉伸等)、或在該薄膜上形成液晶層等,從而可制得賦予了任意的相位差值的相位差薄膜。第1熱塑性樹脂薄膜10還可以具有在其表面層疊的硬涂層、防眩層、防反射層、防靜電層、防污層這樣的表面處理層(表面涂層)。
第1熱塑性樹脂薄膜10的厚度通常為1~100μm,從強度和處理性等的觀點來看,優選為5~60μm,更優選為5~50μm。只要是該范圍內的厚度,則可以機械地保護偏光薄膜5,并能夠抑制偏光板暴露在濕熱環境下時偏光薄膜5的收縮。第1熱塑性樹脂薄膜10的厚度越小,偏光板越容易產生卷曲,根據本發明,即使第1熱塑性樹脂薄膜10的厚度例 如薄至40μm以下、進而薄至30μm以下,也能夠有效地抑制或防止所得到的偏光板的逆卷曲。
第1熱塑性樹脂薄膜10是平衡含水率比后述層疊工序S300中使用的第2熱塑性樹脂薄膜20高的薄膜。本說明書中平衡含水率是用干燥重量法測定在溫度23℃、相對濕度55%的環境下保管24小時后薄膜的含水率,具體而言,依照下述式求得:
平衡含水率(重量%)={(保管后的薄膜重量-干燥處理后的薄膜重量)/保管后的薄膜重量}×100。
干燥是指將薄膜在105℃下干燥2小時的處理。至少對平衡含水率更高的第1熱塑性樹脂薄膜10實施加熱處理以及緊接著對其實施加濕處理,使用所述第1熱塑性樹脂薄膜10制造偏光板。根據本發明的該方法,能夠抑制或防止所得到的偏光板的逆卷曲。
第1熱塑性樹脂薄膜10和第2熱塑性樹脂薄膜20優選以所述的方法測定的平衡含水率之差為0.5重量%以上,即第1熱塑性樹脂薄膜10的平衡含水率優選比第2熱塑性樹脂薄膜20大0.5重量%以上。由此,在后述的加濕處理工序S200中,能夠更有效地提高第1熱塑性樹脂薄膜10的含水率,對逆卷曲的抑制或防止更有利。上述平衡含水率之差更優選為1重量%以上,進一步優選為1.5重量%以上。
第1熱塑性樹脂薄膜10優選平衡含水率為1.5重量%以上,更優選為2重量%以上。由此,在后述加濕處理工序S200中,能夠更有效地提高第1熱塑性樹脂薄膜10的含水率,對逆卷曲的抑制或防止更有利。第1熱塑性樹脂薄膜10的平衡含水率通常為5重量%以下。
作為平衡含水率之差為0.5重量%以上的熱塑性樹脂薄膜的組合,例如可列舉出纖維素系樹脂薄膜(TAC薄膜等)與環狀聚烯烴系樹脂薄膜的組合、纖維素系樹脂薄膜(TAC薄膜等)與(甲基)丙烯酸酯系樹脂薄膜的組合、纖維素系樹脂薄膜(TAC薄膜等)與聚酯系樹脂薄膜的組合、纖維素系樹脂薄膜(TAC薄膜等)與鏈狀聚烯烴系樹脂薄膜的組合、(甲基)丙烯酸酯系樹脂薄膜與環狀聚烯烴系樹脂的組合、(甲基)丙烯酸酯系樹脂薄膜與聚酯系樹脂薄膜的組合等。第1熱塑性樹脂薄膜10與第2熱塑性樹脂薄膜20的平衡含水率之差通常為5重量%以下。
熱塑性樹脂薄膜的平衡含水率除了根據其材質(構成薄膜的熱塑性樹脂的種類)以外,還可以根據薄膜的厚度、可附設于薄膜表面的表面處理層(表面涂層)的有無或材質等進行調整。
此外,第1熱塑性樹脂薄膜10優選為透濕度比第2熱塑性樹脂薄膜20高的薄膜。本說明書中,透濕度是由JIS Z0208中規定的透濕杯法測定的、在溫度40℃、相對濕度90% 下的透濕度。至少對透濕度更高的第1熱塑性樹脂薄膜10實施加熱處理以及對其連續實施加濕處理,利用所述第1熱塑性樹脂薄膜10制造偏光板。根據本發明的該方法,對所得到的偏光板的逆卷曲的抑制或防止而言更有利。
第1熱塑性樹脂薄膜10和第2熱塑性樹脂薄膜20優選,由JIS Z0208中規定的透濕杯法測定的在溫度40℃、相對濕度90%下的透濕度之差為30g/(m2·24hr)以上,即優選第1熱塑性樹脂薄膜10的透濕度比第2熱塑性樹脂薄膜20大30g/(m2·24hr)以上。由此,在后述加濕處理工序S200中,能夠更有效地提高第1熱塑性樹脂薄膜10的含水率,對逆卷曲的抑制或防止而言更有利。上述透濕度之差更優選為50g/(m2·24hr)以上,進一步優選為100g/(m2·24hr)以上。
第1熱塑性樹脂薄膜10優選透濕度為300g/(m2·24hr)以上,更優選為400g/(m2·24hr)以上。由此,在后述的加濕處理工序S200中能夠更有效地提高第1熱塑性樹脂薄膜10的含水率,對逆卷曲的抑制或防止而言更有利。此外,透濕度為300g/(m2·24hr)以上,在使用水系粘接劑將第1熱塑性樹脂薄膜10和偏光薄膜5粘貼時,能夠更有效地使水系粘接劑形成的層干燥,能夠提高生產率,從這點來看是有利的。第1熱塑性樹脂薄膜10的透濕度通常為5000g/(m2·24hr)以下。
作為透濕度之差為30g/(m2·24hr)以上的熱塑性樹脂薄膜的組合,例如可列舉出纖維素系樹脂薄膜(TAC薄膜等)與環狀聚烯烴系樹脂薄膜的組合、纖維素系樹脂薄膜(TAC薄膜等)與(甲基)丙烯酸酯系樹脂薄膜的組合、纖維素系樹脂薄膜(TAC薄膜等)與聚酯系樹脂薄膜的組合、纖維素系樹脂薄膜(TAC薄膜等)與鏈狀聚烯烴系樹脂薄膜的組合、(甲基)丙烯酸酯系樹脂薄膜與環狀聚烯烴系樹脂的組合、(甲基)丙烯酸酯系樹脂薄膜與聚酯系樹脂薄膜的組合等。第1熱塑性樹脂薄膜10與第2熱塑性樹脂薄膜20的透濕度之差通常為5000g/(m2·24hr)以下。
熱塑性樹脂薄膜的透濕度除了根據其材質(構成薄膜的熱塑性樹脂的種類)之外,還可以根據薄膜的厚度、可附設于薄膜表面的表面處理層(表面涂層)的有無或材質等進行調整。
本工序中第1熱塑性樹脂薄膜10的加熱處理只要能夠將第1熱塑性樹脂薄膜10加熱至所期望的溫度,則其方法沒有特別限定。如圖3所示,加熱處理可以是通過向例如加熱爐70中導入第1熱塑性樹脂薄膜10、對其進行加熱的處理。加熱爐70優選為可控制爐內溫度的加熱爐。加熱爐70是例如可通過熱風的供給等提高爐內溫度的熱風爐。
此外,第1熱塑性樹脂薄膜10的加熱處理還可以是將該薄膜粘附在具有凸曲面的1個或2個以上加熱體上的處理、也可以是利用加熱器對該薄膜進行加熱的處理。作為上述加熱體,可列舉出內部具備熱源(例如,溫水等熱介質或紅外線加熱器)、可提高表面溫度的軋輥(例如,表面由金屬構成的導輥等熱軋輥)。作為上述加熱器,可列舉出紅外線加熱器、鹵素加熱器、板式加熱器等。圖3示出了向加熱爐70內導入第1熱塑性樹脂薄膜10、邊沿爐內的導輥60傳送該薄膜邊進行加熱處理的例子。
其中,向爐內溫度已調整至所期望的溫度的加熱爐70內導入第1熱塑性樹脂薄膜10,邊沿爐內1個或2個以上的導輥60傳送該薄膜邊進行加熱的方法;和邊傳送該薄膜、邊將其粘附在具有凸曲面的1個或2個以上的加熱體上進行加熱的方法,從能夠在后述層疊工序S300之前將第1熱塑性樹脂薄膜10的表面平滑化的方面來看是優選的。即,第1熱塑性樹脂薄膜10等的原料薄膜雖然在制造時具有微小的表面凹凸、或者在制造后的保管工序中表面產生微小的凹凸,通過在本工序中使用上述方法將第1熱塑性樹脂薄膜10的表面平滑化,從而能夠改善偏光板的外觀品質,同時能夠提高與偏光薄膜5的粘附性。
加熱處理時的溫度T1-1(例如,加熱爐70的爐內溫度、熱軋輥的表面溫度等),以及通過加熱處理達到的第1熱塑性樹脂薄膜10的溫度T1-2優選為后述加濕處理工序S200中的加濕處理時的溫度T2-1(例如,加濕爐80的爐內溫度)以上,更優選比加濕處理時的溫度T2-1高。此外,溫度T1-1和T1-2優選為通過加濕處理所達到的第1熱塑性樹脂薄膜10的溫度T2-2以上,更優選高于溫度T2-2。由此,能夠更有效地抑制或防止所得到的偏光板的逆卷曲。即,通過滿足上述溫度的關系,從而能夠防止加濕處理工序S200導入時第1熱塑性樹脂薄膜10的表面產生結露,從而能夠在所期望的溫度濕度條件下對薄膜整體確實地實施加濕處理。由此,提高逆卷曲的抑制/防止效果。T1-1、T1-2優選比T2-1、T2-2高10℃以上,更優選高20℃以上,進一步優選高30℃以上。T1-1與T2-1或與T2-2的差,以及T1-2與T2-1或T2-2的差通常為70℃以下。
需要說明的是,加熱處理時的溫度T1-1和通過加熱處理所達到的第1熱塑性樹脂薄膜10的溫度T1-2優選相同、或者大致為相同溫度。此外,加濕處理時的溫度T2-1和通過加濕處理所達到的第1熱塑性樹脂薄膜10的溫度T2-2優選相同、或大致為相同溫度。
若在加濕處理工序S200中,在第1熱塑性樹脂薄膜10的表面產生結露,則由于水的汽化潛熱,在該結露部分薄膜的溫度無法上升至期望值,其結果,無法在期望的溫度濕度條件下進行加濕處理,因此逆卷曲的抑制/防止效果降低、或者不能夠抑制逆卷曲。另外,在不實施加熱處理工序S100,將例如常溫(23℃)的第1熱塑性樹脂薄膜10導入加濕處 理工序S200,并在不產生結露的溫度濕度條件下進行加濕處理的情況下,加濕處理會變得不充分,無法抑制偏光板的逆卷曲。
另外,若第1熱塑性樹脂薄膜10的表面產生結露,則會在偏光板的該側表面殘留結露痕跡(產生結露,其干燥后殘留的干燥痕跡),使偏光板的外觀品質降低。使用繼加熱處理之后進行了加濕處理的第1熱塑性樹脂薄膜制造偏光板的本發明的方法,還能夠減少該結露痕跡的產生。
加熱處理時的溫度T1-1,以及通過加熱處理而達到的第1熱塑性樹脂薄膜10的溫度T1-2通常為50~150℃,優選為60~130℃,更優選為70~120℃。若溫度T1-1、T1-2不足50℃,則難以滿足上述的溫度關系(T1-1、T1-2≧T2-1、T2-2),或者即使自身能夠滿足該關系,但在加濕處理工序S200中無法在適當的溫度濕度條件下進行加濕處理,結果,有逆卷曲的抑制/防止效果降低的傾向。另外,若溫度T1-1、T1-2不足50℃,則第1熱塑性樹脂薄膜10的表面的平滑化易變得不充分。另一方面,若溫度T1-1、T1-2超過150℃,則有可能第1熱塑性樹脂薄膜10產生熱劣化,同時在加濕處理工序S200中無法對第1熱塑性樹脂薄膜10有效地進行加濕。從在加濕處理工序S200中對第1熱塑性樹脂薄膜10有效地進行加濕處理的觀點來看,溫度T1-1、T1-2進一步優選為110℃以下,特別優選為100℃以下。
本工序中的加熱處理可以在相對濕度50%以下、優選在45%以下的環境下實施。換言之,本說明書中“加熱處理”是指在相對濕度50%以下的環境下進行的加熱處理,在這點上,與在相對濕度更高的(例如,相對濕度60%以上的)環境下、優選邊加熱邊加濕的加濕處理工序S200中的“加濕處理”是有區別的。加熱處理環境的相對濕度更優選為30%以下,進一步優選為20%以下,特別優選為10%以下(例如5%以下)。
本工序中的加熱處理的時間例如為2~300秒左右,優選為5~120秒左右。若加熱處理的時間太短,則難以使第1熱塑性樹脂薄膜10的溫度T1-2達到上述的溫度。太長的加熱處理時間有可能會使第1熱塑性樹脂薄膜10產生熱劣化,另外,由于需要較長的薄膜傳送路徑,有可能會導致偏光板制造設備的過度大型化。加熱處理的時間是指薄膜在加熱爐70內的滯留時間、與加熱體粘附的時間、或者使用加熱器加熱薄膜的時間等。
(2)加濕處理工序S200
本工序是對加熱處理后的第1熱塑性樹脂薄膜10實施加濕處理的工序。加濕處理是指使第1熱塑性樹脂的含水率上升的處理。如上所述,通過在繼加熱處理之后進行加濕處 理,從而能夠有效地抑制或防止偏光板的逆卷曲,另外,與僅實施加濕處理的情況相比,能夠更有效地抑制或防止偏光板的逆卷曲。
第1熱塑性樹脂薄膜10的加濕處理可以是,如圖3所示的那樣,通過向加濕爐80中導入第1熱塑性樹脂薄膜10從而對其進行加濕的處理等、放置在已調整了相對濕度的環境下的處理。加濕爐80優選為能夠控制爐內的相對濕度的加濕爐,更優選為還能夠控制爐內溫度的加濕爐。加濕爐80為例如可通過熱風的供給等提高爐內溫度,并且能夠通過爐內的水分調整來控制爐內的相對濕度的烤爐。
為了使已加熱處理過的第1熱塑性樹脂薄膜10的溫度在導入加濕處理工序時也能夠維持、或者不至于大幅降低,加熱處理和加濕處理的間隔優選盡可能短。圖3示出了將從加熱爐70導出的第1熱塑性樹脂薄膜10立刻導入加濕爐80,邊沿著爐內的導輥60傳送該薄膜邊進行加濕處理的例子。為了調整使用了加濕爐80的加濕處理中的溫度,還可以使用上述的加熱器、或者使用上述的加熱體(例如熱軋輥)來代替熱風。
調整了上述相對濕度的環境,例如加濕爐80內調整為至少超過50%的相對濕度,優選60%以上、更優選調整至70%以上的相對濕度。由此,能夠有效地進行第1熱塑性樹脂薄膜10的加濕處理。調整了上述相對濕度的環境的相對濕度通常為99%以下,更優選為95%以下。若相對濕度過高,則基于第1熱塑性樹脂薄膜10的溫度,有時會產生結露。
加濕處理時的溫度T2-1(調整了上述相對濕度的環境的溫度),以及通過加濕處理而達到的第1熱塑性樹脂薄膜10的溫度T2-2通常為35℃以上,優選為40℃以上,更優選為45℃以上。溫度T2-1、T2-2在35℃以上,從而能夠效率良好地進行加濕處理。另一方面,若溫度T2-1、T2-2過高,則變得難以滿足上述的溫度關系(T1-1、T1-2≧T2-1、T2-2),因此溫度T2-1、T2-2優選為90℃以下且在滿足上述溫度關系的范圍內,更優選為80℃以下且在滿足上述溫度關系的范圍內。
本工序中加濕處理的時間為例如5~500秒左右,優選為20~300秒左右。若加濕處理的時間過短,則第1熱塑性樹脂薄膜10的加濕(含水率上升)變得不充分。另外,過長的加濕處理時間需要較長薄膜傳送路徑,因此可能會導致偏光板制造設備的過度大型化。加濕處理的時間是指薄膜在加濕爐80內的滯留時間等。
加濕處理工序S200后的第1熱塑性樹脂薄膜10的優選的含水率依賴于該薄膜的平衡含水率(更典型而言該薄膜的材質)。通過加濕處理,第1熱塑性樹脂薄膜10的含水率優選調整至高于偏光板在制造后被保管的通常環境下(溫度23℃左右、相對濕度55%左右)的平衡含水率。例如在第1熱塑性樹脂薄膜10為三乙酰基纖維素薄膜的情況下,加濕處 理后的含水率優選為1~5重量%,更優選為2~4.5重量%(例如2~4重量%)。含水率與平衡含水率同樣地可通過干燥重量法來測定,具體而言,依照下述式求得:
含水率(重量%)={(干燥處理前的薄膜重量-干燥處理后的薄膜重量)/干燥處理前的薄膜重量}×100。干燥是指將薄膜在105℃下干燥2小時的處理。
在加濕處理工序S200中,通過對第1熱塑性樹脂薄膜10進行加濕處理,使其含水率高于在溫度23℃、相對濕度55%下的平衡含水率,從而能夠有效地抑制或防止偏光板的逆卷曲。加濕處理工序S200后的第1熱塑性樹脂薄膜10的含水率與溫度23℃、相對濕度55%下的第1熱塑性樹脂薄膜10的平衡含水率相同或比其低時,逆卷曲的抑制變得不充分。
加濕處理工序S200后的第1熱塑性樹脂薄膜10的含水率與在溫度23℃、相對濕度55%下的第1熱塑性樹脂薄膜10的平衡含水率之差優選為0.1重量%以上。另外從抑制過大的正卷曲的觀點來看,該差優選為3重量%以下(例如2重量%以下)。
期望第1熱塑性樹脂薄膜10即使在加濕處理工序S200后的層疊工序S300中,也能保持或大概保持加濕處理后的含水率。
(3)層疊工序S300
參照圖3,本工序是在偏光薄膜5的一側表面上層疊第1熱塑性樹脂薄膜10,在偏光薄膜5的另一側表面上層疊第2熱塑性樹脂薄膜20的工序。
(3-1)偏光薄膜
偏光薄膜5可以是在單軸拉伸的聚乙烯醇系樹脂薄膜上使二向色性色素吸附取向而得到的偏光薄膜。作為構成聚乙烯醇系樹脂薄膜的聚乙烯醇系樹脂,可以使用將聚醋酸乙烯酯系樹脂皂化而得到的樹脂。作為聚醋酸乙烯酯系樹脂,除了醋酸乙烯酯的均聚物即聚醋酸乙烯酯之外,還可例示出醋酸乙烯酯和能夠與其共聚合的其他單體的共聚物。作為能夠與醋酸乙烯酯共聚合的其他單體,例如可列舉出不飽和羧酸類、烯烴類、乙烯醚類、不飽和磺酸類、具有銨基的(甲基)丙烯酰胺類等。
聚乙烯醇系樹脂的皂化度可以在80.0~100.0摩爾%的范圍,優選在90.0~100.0摩爾%的范圍,更優選在98.0~100.0摩爾%的范圍。若皂化度不足80.0摩爾%,則所得到的偏光板的耐水性和耐濕熱性會降低。
皂化度是指,將作為聚乙烯醇系樹脂的原料的聚醋酸乙烯酯系樹脂中所含的醋酸基(乙酰氧基:-OCOCH3)通過皂化工序變化成羥基的比例用單元比(摩爾%)表示的數值,以下述式定義:
皂化度(摩爾%)=100×(羥基數)/(羥基數+醋酸基數)。皂化度可以依照JIS K 6726(1994)求出。皂化度越高,表示羥基的比例越高,因此,阻礙結晶化的醋酸基的比例越低。
聚乙烯醇系樹脂的平均聚合度優選為100~10000,更優選為1500~8000,進一步優選為2000~5000。聚乙烯醇系樹脂的平均聚合度也可以依據JIS K 6726(1994)而求得。平均聚合度不足100時,難以得到令人滿意的偏光性能,超過10000時,在溶劑中的溶解性變差,聚乙烯醇系樹脂薄膜的形成變得困難。
偏光薄膜5中含有(吸附取向)的二向色性色素可以是碘或二色性有機染料。二色性有機染料的具體例可列舉出包括,紅BR、紅LR、紅R、粉紅LB、寶石紅(Rubine)BL、棗紅(Bordeaux)GS、天空藍LG、檸檬黃、藍BR、藍2R、深藍RY、綠LG、紫LB、紫B、黑H、黑B、黑GSP、黃3G、黃R、橙LR、橙3R、猩紅(scarlet)GL、猩紅KGL、剛果紅(Congo red)、亮紫BK、超級藍(Supra blue)G、超級藍GL、超級橙(Supra orange)GL、直接天空藍、直接耐曬橙S、耐曬黑。二向色性色素可以僅單獨使用1種,也可以合并使用2種以上。二向色性色素優選為碘。
偏光薄膜5可以通過以下工序制造:將聚乙烯醇系樹脂薄膜單軸拉伸的工序;通過將聚乙烯醇系樹脂薄膜用二向色性色素染色,從而使二向色性色素吸附的工序;對吸附有二向色性色素的聚乙烯醇系樹脂薄膜進行交聯處理的工序;以及,在交聯處理后進行水洗的工序。
聚乙烯醇系樹脂薄膜是將上述聚乙烯醇系樹脂制膜而得到的。制膜方法沒有特別限制,可以采用熔融擠出法、溶劑提取法這樣的公知的方法。聚乙烯醇系樹脂薄膜的厚度例如為10~150μm左右,優選為50μm以下,更優選為35μm以下。
聚乙烯醇系樹脂薄膜的單軸拉伸可以在二向色性色素染色前、與染色同時、或染色后進行。單軸拉伸在染色后進行時,該單軸拉伸既可以在交聯處理前或也可以在交聯處理中進行。另外,還可以在這些多個階段進行單軸拉伸。
單軸拉伸時,可以在周速不同的軋輥間拉伸為單軸,也可以使用熱軋輥拉伸為單軸。另外,單軸拉伸可以是在大氣中進行拉伸的干式拉伸,也可以是在溶液中進行聚乙烯醇系樹脂薄膜的拉伸的濕式拉伸。拉伸倍率通常為3~8倍左右。
作為將聚乙烯醇系樹脂薄膜用二向色性色素染色的方法,例如可以采用將聚乙烯醇系樹脂薄膜浸漬在含有二向色性色素的水溶液(染色溶液)中的方法。聚乙烯醇系樹脂薄膜優選在染色處理之前預先實施在水中的浸漬處理(膨潤處理)。
在使用碘作為二向色性色素的情況下,通常采用在含有碘和碘化鉀的水溶液中浸漬聚乙烯醇系樹脂薄膜進行染色的方法。該染色水溶液中碘的含量通常為0.01~1重量份每100重量份的水。另外,碘化鉀的含量通常為0.5~20重量份每100重量份的水。染色水溶液的溫度通常為20~40℃左右。
另一方面,使用二色性有機染料作為二向色性色素時,通常采用在含有水溶性的二色性有機染料的染色水溶液中浸漬聚乙烯醇系樹脂薄膜進行染色的方法。染色水溶液中二色性有機染料的含量通常為1×10-4~10重量份每100重量份的水,優選為1×10-3~1重量份。該染色水溶液還可以含有硫酸鈉等無機鹽作為染色輔劑。染色水溶液的溫度通常為20~80℃左右。
利用二向色性色素進行的染色后的交聯處理可以通過將染色后的聚乙烯醇系樹脂薄膜浸漬于含交聯劑的水溶液中來進行。交聯劑的優選例為硼酸,還可以使用硼砂這樣的硼化合物、乙二醛、戊二醛等其他交聯劑。交聯劑可以僅使用1種,也可以合并使用2種以上。
含交聯劑的水溶液中交聯劑的量通常為2~15重量份每100重量份的水,優選為5~12重量份。使用碘作為二向色性色素時,該含交聯劑的水溶液優選含有碘化鉀。含交聯劑的水溶液中碘化鉀的量通常為0.1~15重量份每100重量份的水,優選為5~12重量份。含交聯劑的水溶液的溫度通常為50℃以上,優選為50~85℃。
交聯處理后的聚乙烯醇系樹脂薄膜通常要被水洗處理。水洗處理例如通過將交聯處理過的聚乙烯醇系樹脂薄膜浸漬在水中來進行。水洗處理時水的溫度通常為1~40℃左右。
在水洗后實施干燥處理,得到偏光薄膜5。干燥處理可以是利用熱風干燥機的干燥、通過與熱軋輥接觸的干燥、利用遠紅外線加熱器的干燥等。干燥處理的溫度通常為30~100℃左右,優選50~90℃。
偏光薄膜5的厚度通常為2~40μm左右。從偏光板的薄膜化的觀點來看,偏光薄膜5的厚度優選為20μm以下,更優選為15μm以下,進一步優選為10μm以下。偏光薄膜5的厚度越小,偏光板越容易產生卷曲,根據本發明,偏光薄膜5的厚度即使薄至例如15μm以下,進一步薄至10μm以下,也能夠有效地抑制或防止得所得到的偏光板的逆卷曲。
通過干燥處理,偏光薄膜5的含水率可降低至實用程度。該含水率通常為5~20重量%,優選為8~15重量%。若含水率低于5重量%,則偏光薄膜5的可撓性喪失,偏光薄膜5在其干燥后有時會損傷或破斷。另外,若含水率超過20重量%,則有時偏光薄膜5的熱穩定性差。這里所說的含水率利用干燥重量法來測定,其測定方法如上所述。
(3-2)第2熱塑性樹脂薄膜
第2熱塑性樹脂薄膜20與第1熱塑性樹脂薄膜10同樣地,由具有透光性的熱塑性樹脂、優選光學透明的熱塑性樹脂構成。對于能夠構成第2熱塑性樹脂薄膜20的熱塑性樹脂的具體例,可引用對于第1熱塑性樹脂薄膜10描述的例子。但是,構成第2熱塑性樹脂薄膜20的熱塑性樹脂可按照該薄膜的在溫度23℃、相對濕度55%下的平衡含水率比第1熱塑性樹脂薄膜10的平衡含水率低的方式來選擇。
第2熱塑性樹脂薄膜20與第1熱塑性樹脂薄膜10同樣地,可以是保護薄膜、臨時保護薄膜、或相位差薄膜、亮度提高薄膜這樣的同時具有光學功能的保護薄膜。第2熱塑性樹脂薄膜20還可以具有在其表面層疊的硬涂層、防眩層、防反射層、防靜電層、防污層這樣的表面處理層(表面涂層)。第2熱塑性樹脂薄膜20的厚度通常為1~100μm,從強度、處理性等的觀點來看,優選為5~60μm,進一步優選為5~50μm。第2熱塑性樹脂薄膜20的厚度越小,偏光板越容易變得產生卷曲,但根據本發明,即使第2熱塑性樹脂薄膜20的厚度薄至例如40μm以下、進而薄至30μm以下,也能夠有效地抑制或防止所得到的偏光板的逆卷曲。
如上所述,熱塑性樹脂薄膜的平衡含水率(以及透濕度)可以根據其材質(構成薄膜的熱塑性樹脂的種類)、薄膜的厚度、可附設在薄膜表面的表面處理層(表面涂層)的有無或材質等進行調整。因此,第1熱塑性樹脂薄膜10和第2熱塑性樹脂薄膜20是平衡含水率相互不同的薄膜,有時由相同的熱塑性樹脂構成。
第2熱塑性樹脂薄膜20的平衡含水率通常為0.05~1.5重量%,優選為0.05~1重量%。另外,第2熱塑性樹脂薄膜20的透濕度通常為1~350g/(m2·24hr),優選為5~200g/(m2·24hr)。用以構成可達到所述平衡含水率和透濕度的第2熱塑性樹脂薄膜20的熱塑性樹脂的例子為環狀聚烯烴系樹脂、(甲基)丙烯酸酯系樹脂、聚酯系樹脂、鏈狀聚烯烴系樹脂等。
還可以在層疊工序S300之前,對第2熱塑性樹脂薄膜20實施與第1熱塑性樹脂薄膜10同樣的加濕處理、或者加熱處理和加濕處理的組合,但從抑制或防止偏光板的逆卷曲的觀點來看,優選不對第2熱塑性樹脂薄膜20實施加濕處理、或者加熱處理和加濕處理的組合。但是,通過對第2熱塑性樹脂薄膜20實施與第1熱塑性樹脂薄膜10同樣的加熱處理,從而能夠將第2熱塑性樹脂薄膜20的表面平滑化。
(3-3)層疊工序
參照圖3,第1和第2熱塑性樹脂薄膜10、20對本工序中的偏光薄膜5的層疊,例如可以使用各原料薄膜的長尺寸品,邊連續地傳送它們邊連續地進行。各原料薄膜可以按照它們的長邊方向為傳送方向的方式傳送。薄膜的傳送路徑可以適當設置用于支持行進的薄膜的導輥(自由輥)60、根據需要還可以設置軋輥等驅動軋輥。通常,偏光薄膜5的傳送方向(薄膜長邊方向)與第1和第2熱塑性樹脂薄膜10、20的傳送方向(薄膜長邊方向)平行。
第1和第2熱塑性樹脂薄膜10、20兩者均為保護薄膜或具有光學功能的保護薄膜時,第1、第2熱塑性樹脂薄膜10、20通常分別介由第1、第2粘接劑層15、25層疊粘貼在偏光薄膜5上。具體而言,如圖3所示的那樣,將第1熱塑性樹脂薄膜10、偏光薄膜5和第2熱塑性樹脂薄膜20按照與它們的長邊方向(傳送方向)平行的方式重疊并通過一對貼合輥40、40間,通過上下擠壓層疊的薄膜,從而能夠進行薄膜的層疊粘貼,此時,在通過貼合輥40、40間之前,使用第1注入裝置90、第2注入裝置91,在偏光薄膜5和第1熱塑性樹脂薄膜10之間,以及偏光薄膜5和第2熱塑性樹脂薄膜20之間分別注入第1粘接劑50、第2粘接劑55從而在中間形成粘接劑層。
層疊后,通過使粘接劑層干燥和/或固化,從而得到圖2所示的雙面保護偏光板1。第1粘接劑層15由第1粘接劑50形成,第2粘接劑層25由第2粘接劑55形成。
需要說明的是,使由粘接劑形成的層存在于薄膜中間的方法不限于使用注入裝置90、91的注入,例如可以根據粘接劑的粘度等,適當選擇刮刀法(ドクターブレード法)、線棒涂布法(wire-bar coating)、模涂法、刮刀涂布法(カンマコーター法)、凹版涂布法、浸涂布法、流延法這樣的涂布方式,還可以在被重合的至少一側薄膜的粘貼面涂布粘接劑。
在向偏光薄膜5上層疊粘貼第1、第2熱塑性樹脂薄膜10、20之前,還可以對偏光薄膜5和/或第1、第2熱塑性樹脂薄膜10、20的粘貼面進行等離子體處理、電暈處理、紫外線照射處理、火焰(火炎)處理、皂化處理這樣的表面活化處理。通過該表面活化處理,能夠提高偏光薄膜5與第1、第2熱塑性樹脂薄膜10、20的粘接性。
作為第1粘接劑50、第2粘接劑55,可以使用水系粘接劑、活性能量射線固化性粘接劑或熱固化性粘接劑,優選為水系粘接劑、活性能量射線固化性粘接劑。第1粘接劑50和第2粘接劑55可以是同種粘接劑也可以是不同種的粘接劑。使用不同種的粘接劑時,易產生偏光板的卷曲,但根據本發明,即使在這種情況下也能夠有效地抑制或防止偏光板的逆卷曲。
水系粘接劑是將粘接劑成分溶解于水中或分散于水中而成的粘接劑。優選使用的水系粘接劑例如使用聚乙烯醇系樹脂或者聚氨酯樹脂作為主要成分的粘接劑組合物。
作為粘接劑的主要成分使用聚乙烯醇系樹脂時,該聚乙烯醇系樹脂可以是部分皂化聚乙烯醇、完全皂化聚乙烯醇這樣的聚乙烯醇樹脂,除此之外,還可以是羧基改性聚乙烯醇、乙酰乙?;男跃垡蚁┐?、羥甲基改性聚乙烯醇、氨基改性聚乙烯醇這樣的改性了的聚乙烯醇系樹脂。聚乙烯醇系樹脂除了將醋酸乙烯酯的均聚物即聚醋酸乙烯酯皂化處理而得到的乙烯醇均聚物之外,還可以是將醋酸乙烯酯和能夠與其共聚合的其他單體的共聚物皂化處理而得到的聚乙烯醇系共聚物。
將聚乙烯醇系樹脂作為粘接劑成分的水系粘接劑通常為聚乙烯醇系樹脂的水溶液。粘接劑中的聚乙烯醇系樹脂的濃度相對于100重量份的水,通常為1~10重量份,優選為1~5重量份。
為了使粘接性提高,由聚乙烯醇系樹脂的水溶液構成的粘接劑優選含有多元醛、蜜胺系化合物、氧化鋯化合物、鋅化合物、乙二醛、乙二醛衍生物、水溶性環氧樹脂這樣的固化性成分或交聯劑。作為水溶性環氧樹脂,例如可以優選使用向二亞乙基三胺、三亞乙基四胺等多亞烷基多胺與己二酸等二羧酸的反應所得到的聚酰胺胺中使表氯醇反應而得到的聚酰胺聚胺環氧樹脂。作為聚酰胺聚胺環氧樹脂的市售品,可列舉出“Sumirez 650”(スミレーズレジン650)(田岡化學工業(株)制)、“Sumirez 675”(田岡化學工業(株)制)、“WS-525”(日本PMC(株)制)等。這些固化性成分、交聯劑的添加量(作為固化性成分以及交聯劑同時添加時其總量)相對于聚乙烯醇系樹脂100重量份通常為1~100重量份,優選為1~50重量份。上述固化性成分、交聯劑的添加量相對于聚乙烯醇系樹脂100重量份不足1重量份時,存在粘接性提高的效果變小的傾向,另外,該添加量相對于聚乙烯醇系樹脂100重量份超過100重量份時,有粘接劑層變脆的傾向。
另外,作為使用聚氨酯樹脂作為粘接劑的主要成分時的優選例,可列舉出聚酯系離聚物型聚氨酯樹脂與具有縮水甘油氧基的化合物的混合物。聚酯系離聚物型聚氨酯樹脂是指具有聚酯骨架的聚氨酯樹脂,其中導入有少量的離子性成分(親水成分)。所述離聚物型聚氨酯樹脂由于不使用乳化劑,直接在水中乳化成為乳液,因此作為水系的粘接劑而優選。
活性能量射線固化性粘接劑是通過紫外線、可見光、電子射線、X射線這樣的活性能量射線的照射而固化的粘接劑。使用活性能量射線固化性粘接劑時,偏光板所具有的粘接劑層為該粘接劑的固化物層。
活性能量射線固化性粘接劑可以是,含有通過陽離子聚合而固化的環氧系化合物作為固化性成分的粘接劑,優選含有所述環氧系化合物作為固化性成分的紫外線固化性粘接劑。這里所說的環氧系化合物意味著分子內平均具有1個以上、優選2個以上的環氧基的化合物。環氧系化合物可以僅使用1種,也可以合并使用2種以上。
可優選使用的環氧系化合物的具體例,包括:通過使在芳香族多元醇的芳香環上進行氫化反應而得到的脂環式多元醇與表氯醇反應而得到的氫化環氧系化合物(具有脂環式環的多元醇的縮水甘油醚);脂肪族多元醇或其亞烷基加成物的聚縮水甘油醚這樣的脂肪族環氧系化合物;分子內具有1個以上與脂環式環鍵合的環氧基的環氧系化合物即脂環式環氧系化合物。
活性能量射線固化性粘接劑,作為固化性成分,可以含有作為自由基聚合性的(甲基)丙烯酸酯系化合物以代替上述環氧系化合物,或者可以在含有作為自由基聚合性的(甲基)丙烯酸酯系化合物同時也含有上述環氧系化合物。作為(甲基)丙烯酸酯系化合物,可列舉出,分子內具有至少1個(甲基)丙烯酰氧基的(甲基)丙烯酸酯單體;使2種以上含官能團的化合物反應而得到的、分子內具有至少2個(甲基)丙烯酰氧基的(甲基)丙烯酸酯低聚物等含(甲基)丙烯酰氧基的化合物。
活性能量射線固化性粘接劑含有通過陽離子聚合而固化的環氧系化合物作為固化性成分時,優選含有光陽離子聚合引發劑。作為光陽離子聚合引發劑,例如可列舉出芳香族重氮鹽;芳香族碘鎓鹽或芳香族锍鎓鹽等鎓鹽;鐵-芳烴絡合物等。此外,活性能量射線固化性粘接劑含有(甲基)丙烯酸酯系化合物這樣的自由基聚合性固化性成分時,優選含有光自由基聚合引發劑。作為光自由基聚合引發劑,例如可列舉出苯乙酮系引發劑、二苯甲酮系引發劑、安息香醚系引發劑、噻噸酮系引發劑、氧雜蒽酮、芴酮、樟腦醌、苯甲醛、蒽醌等。
第1和第2熱塑性樹脂薄膜10、20的其中之一可以是用于臨時保護偏光薄膜5的表面的臨時保護薄膜。此時,在層疊工序S300中,不使偏光薄膜5和臨時保護薄膜之間存在粘接劑,取而代之使其存在揮發性液體,或者什么都不存在地層疊臨時保護薄膜。臨時保護薄膜為可從偏光薄膜5剝離的薄膜,可以在偏光板制造后,可在所期望的時間(例如,將偏光板粘貼在液晶元件上)剝離除去?!翱蓜冸x”是指,可以不損壞或傷害偏光薄膜5和臨時保護薄膜地將偏光薄膜5和臨時保護薄膜分離。
作為一例,圖4示出了將第2熱塑性樹脂薄膜20作為臨時保護薄膜,進行層疊工序S300后,將臨時保護薄膜剝離除去而得到的單面保護偏光板2的層結構。
使用臨時保護薄膜時,優選在層疊工序S300中、使偏光薄膜5和臨時保護薄膜之間存在揮發性液體。由此,與什么都不存在的情況相比,能夠抑制在制造偏光板的過程中偏光薄膜5斷裂、或者在含偏光薄膜5的薄膜層疊體上產生褶皺的不良情況。
偏光薄膜5和臨時保護薄膜之間的剝離力例如為0.01~0.5N/25mm,優選為0.01~0.2N/25mm,更優選為0.01~0.15N/25mm。剝離力不足0.01N/25mm時,偏光薄膜5與臨時保護薄膜的粘附力小,因此有時會產生臨時保護薄膜的部分剝離,或者在將帶有臨時保護薄膜的單面保護偏光板卷成卷狀的狀態下在保管中偏光薄膜5會沿拉伸方向撕裂。另外,若剝離力超過0.5N/25mm時,變得難以從偏光薄膜5上剝離臨時保護薄膜,因此在剝離臨時保護薄膜時,偏光薄膜5易沿拉伸方向撕裂。
上述剝離力可以通過如下而求得:將帶有臨時保護薄膜的單面保護偏光板切成25mm寬,取得測定樣品,使用株式會社島津制作所制造的精密萬能試驗機“AUTOGRAPHAGS-50NX”(オートグラフAGS-50NX),抓住測定樣品的臨時保護薄膜和單面保護偏光板,測定沿180°方向剝離時的力。剝離力的測定在剝離速度300mm/min、溫度23±2℃、相對濕度50±5%的環境下進行。
存在的揮發性液體在層疊工序S300之后被揮發除去。由此,可得到帶有臨時保護薄膜的單面保護偏光板。圖5示出了帶有臨時保護薄膜的單面保護偏光板3的層結構的一例。在圖5的例中,第2熱塑性樹脂薄膜20為臨時保護薄膜。揮發性液體可以通過加熱而揮發除去。通過該加熱處理,臨時保護薄膜直接、以適度的粘附力被層疊在偏光薄膜5的表面。加熱溫度例如為30~90℃。
揮發性液體是可以通過上述加熱處理而揮發的液體,優選為不給偏光薄膜5帶來不良影響的液體。只要不帶來不良影響,還可以添加防靜電劑。若列舉出揮發性液體的例子,例如可列舉出水、或水和親水性液體的混合物等。親水性液體優選為加熱處理后不殘留的液體,例如可列舉出甲醇、乙醇、1-丁醇、四氫呋喃、丙酮、乙腈、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亞砜、甲酸、醋酸等。
(4)其他的工序
在偏光薄膜5與第1和/或第2熱塑性樹脂薄膜10、20的層疊粘貼中使用水系粘接劑時,優選在層疊工序S300之后實施用于除去水系粘接劑中所含的水的干燥工序。干燥溫度例如為30~90℃。介由揮發性液體在偏光薄膜5上層疊臨時保護薄膜時,該干燥工序還可以兼具用于將揮發性液體揮發除去的上述加熱處理。干燥工序后,還可以設置在例如20~50℃、優選為30~45℃的溫度下進行養護的養護工序。
在偏光薄膜5與第1和/或第2熱塑性樹脂薄膜10、20的層疊粘貼中使用活性能量射線固化性粘接劑時,在層疊工序S300之后,根據需要進行干燥工序,接著進行通過照射活性能量射線而使活性能量射線固化性粘接劑固化的固化工序?;钚阅芰可渚€的光源沒有特別限定,優選在波長400nm以下具有發光分布的紫外線,具體而言,可以使用低壓汞燈、中壓汞燈、高壓汞燈、超高壓汞燈、化學燈、黑光燈、微波激發汞燈、金屬鹵化物燈等。
活性能量射線對由活性能量射線固化性粘接劑形成的粘接劑層的照射強度,可根據粘接劑的組成適當決定,優選按照對聚合引發劑的活化有效的波長領域的照射強度達到0.1~6000mW/cm2的方式來設定。在照射強度為0.1mW/cm2以上時,反應時間過長,為6000mW/cm2以下時,較少產生由光源輻射的熱以及粘接劑固化時的發熱導致的粘接劑層的黃變、或偏光薄膜5的劣化。
對于活性能量射線的照射時間,可根據粘接劑的組成適當決定,優選按照作為上述照射強度與照射時間的積,即所表示的積算光量達到10~10000mJ/cm2的方式來設定。積算光量為10mJ/cm2以上時,能使來源于聚合引發劑的活性種充分量地產生、能更確實地進行固化反應,為10000mJ/cm2以下時,照射時間不會變得過長,能維持良好的生產率。
第1和第2熱塑性樹脂薄膜10、20的其中之一使用臨時保護薄膜來實施層疊工序S300時,如上所述,可得到例如圖5所示的帶有臨時保護薄膜的單面保護偏光板3,通過從其上將臨時保護薄膜剝離除去,從而能夠得到例如圖4所示的單面保護偏光板2。需要說明的是,如上所述,在圖4和圖5中,雖然將第2熱塑性樹脂薄膜20作為臨時保護薄膜,但第1熱塑性樹脂薄膜10也可以成為臨時保護薄膜。也可以設置在該單面保護偏光板2的層疊了臨時保護薄膜的偏光薄膜面上層疊粘接劑層30的工序,得到例如圖6所示的帶有粘接劑層的單面保護偏光板4。該粘接劑層30可以用于將單面保護偏光板粘貼在液晶元件上。
對于圖2所示的雙面保護偏光板1,也可以在第1熱塑性樹脂薄膜10或第2熱塑性樹脂薄膜20的外面層疊粘接劑層30。該粘接劑層30可用于將雙面保護偏光板1粘貼在液晶元件上。在雙面保護偏光板1中,粘接劑層30優選層疊在第2熱塑性樹脂薄膜20的外面。
粘接劑層30可以由以(甲基)丙烯酸酯系、橡膠系、聚氨酯系、酯系、硅酮系、聚乙烯醚系這樣的樹脂為主要成分(基礎聚合物)的粘接劑組合物構成。其中,優選以透明性、耐候性、耐熱性等優異的(甲基)丙烯酸酯系樹脂作為基礎聚合物的粘接劑組合物。粘接劑組合物還可以為活性能量射線固化型、熱固化型。
作為粘接劑組合物中使用的(甲基)丙烯酸酯系樹脂,例如優選使用(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-乙基己酯這樣的以(甲基)丙烯酸酯的1種或2種以上為單體的聚合物或共聚物。(甲基)丙烯酸酯系樹脂優選使極性單體共聚合。作為極性單體,例如可列舉出(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸2-羥丙酯、(甲基)丙烯酸羥乙酯、(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸-N,N-二甲基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸縮水甘油酯這樣的具有羧基、羥基、酰胺基、氨基、環氧基等的單體。
粘接劑組合物還可以是僅含有上述基礎聚合物的組合物,通常還進一步含有交聯劑。作為交聯劑,可例示出:為2價以上的金屬離子,與羧基之間形成羧酸金屬鹽者;為聚胺化合物,與羧基之間形成酰胺鍵者;為聚環氧化合物或多元醇,與羧基之間形成酯鍵者;為聚異氰酸酯化合物,與羧基之間形成酰胺鍵者。其中,優選聚異氰酸酯化合物。
活性能量射線固化型粘接劑組合物是指,具有接受紫外線、電子射線這樣的活性能量射線的照射而固化的性質,具有:即使在照射活性能量射線前、也有粘著性、能夠粘附薄膜等被粘物、通過活性能量射線的照射而固化、能夠調整粘附力的性質的粘接劑組合物。活性能量射線固化型粘接劑組合物優選為紫外線固化型?;钚阅芰可渚€固化型粘接劑組合物除了基礎聚合物、交聯劑之外,進一步含有活性能量射線聚合性化合物。進而根據需要,還可以含有光聚合引發劑、感光劑等。
粘接劑組合物可以含有用于賦予光散射性的微粒、串珠(樹脂珠、玻璃珠等)、玻璃纖維、基礎聚合物以外的樹脂、增粘劑、填充劑(金屬粉或其他無機粉末等)、抗氧化劑、紫外線吸收劑、染料、顏料、著色劑、消泡劑、防腐劑、光聚合引發劑等添加劑。
粘接劑層30可以通過將上述粘接劑組合物的有機溶劑稀釋液涂布到偏光板的粘接劑層形成面(即,偏光薄膜5、第1或第2熱塑性樹脂薄膜10、20)上、使其干燥而形成?;蛘撸部梢詫⑸鲜稣辰觿┙M合物的有機溶劑稀釋液涂布在隔離薄膜(實施了脫模處理的熱塑性樹脂薄膜)上,使其干燥形成粘接劑層后,將其轉印到偏光板的粘接劑層形成面。無論是哪種方法,都優選在粘接劑層30的外面貼上隔離薄膜,一直到使用時都保護粘接劑層30。使用活性能量射線固化型粘接劑組合物時,可以通過向形成的粘接劑層照射活性能量射線從而形成具有所期望的固化度的固化物。粘接劑層30的厚度通常為1~40μm,但從偏光板的薄膜化的觀點來看,優選為3~25μm。
還可以設置在雙面保護偏光板1、單面保護偏光板2的第1和/或第2熱塑性樹脂薄膜10、20的外面層疊保護薄膜的工序。保護薄膜由基材薄膜和層疊在其上的粘接劑層構成。 保護薄膜是用于保護偏光板的表面的薄膜,通常,例如在液晶元件等上粘貼帶有保護薄膜的偏光板后,連同其具有的粘接劑層一起被剝離除去?;谋∧た梢杂蔁崴苄詷渲瑯嫵桑纾垡蚁┫禈渲⒕郾┫禈渲@樣的聚烯烴系樹脂;環狀聚烯烴系樹脂;聚對苯二甲酸乙二醇酯或聚萘二甲酸乙二醇酯這樣的聚酯系樹脂;聚碳酸酯系樹脂;(甲基)丙烯酸酯系樹脂等。
另外,還可以設置在雙面保護偏光板1、單面保護偏光板2的第1和/或第2熱塑性樹脂薄膜10、20的外面層疊偏光薄膜以外的其他光學薄膜的工序。其他的光學薄膜的例子,為相位差薄膜或亮度提高薄膜等。其他光學薄膜可以介由粘結劑層或粘接劑層進行層疊粘貼。
根據本發明所述的制造方法,能夠得到良好地抑制或防止了逆卷曲的偏光板(雙面保護偏光板或單面保護偏光板)的單張體。如上所述,逆卷曲是指,能夠與液晶元件等圖像顯示元件粘貼的一側的相反側即第2主面凸起的卷曲,在雙面保護偏光板1或單面保護偏光板2中,典型而言,是第1熱塑性樹脂薄膜10側凸起的卷曲。由本發明所得到的偏光板的單張體中,能夠良好地抑制或防止這種第1熱塑性樹脂薄膜10側凸起的逆卷曲,典型而言,是不具有卷曲的平板形狀,或者是具有少許正卷曲的形狀,或者即使具有逆卷曲、其量也為少許量的形狀。期望的是不具有卷曲的平板形狀,或者具有少許正卷曲的形狀。
【實施例】
以下,示出實施例進一步具體地說明本發明,但本發明不受這些例子的限定。需要說明的是,以下的例子中,薄膜的平衡含水率、含水率、透濕度及厚度、以及偏光板的卷曲量根據以下的方法測定。
(1)薄膜的平衡含水率WH
切取MD長度150mm×TD長度100mm的試驗片。測定在溫度23℃、相對濕度55%的環境下保存24小時后的薄膜重量。之后,在105℃下進行2小時干燥處理,測定干燥處理后的薄膜重量。由干燥前后的薄膜重量,基于下述式求得平衡含水率WH:
平衡含水率(重量%)={(干燥處理前的薄膜重量-干燥處理后的薄膜重量)/干燥處理前的薄膜重量}×100。
(2)薄膜的含水率W
切取MD長度150mm×TD長度100mm的試驗片,立刻測定其重量。接著,在105℃下進行2小時干燥處理,測定干燥處理后的薄膜重量。由干燥前后的薄膜重量,基于下述式求得含水率W:
含水率(重量%)={(干燥處理前的薄膜重量-干燥處理后的薄膜重量)/干燥處理前的薄膜重量}×100。
(3)薄膜的透濕度
根據JIS Z0208中規定的透濕杯法,測定溫度40℃、相對濕度90%下的透濕度〔g/(m2·24hr)〕。
(4)薄膜的厚度
使用株式會社nikon制((株)ニコン)的數字測微計(digital micrometer)“MH-15M”來測定。
(5)偏光板的卷曲量
按照其吸收軸方向(MD)對各邊成45°的方式從所得到的雙面保護偏光板上切取300mm×200mm的試驗片,在溫度25℃、相對濕度55%的環境下放置24小時。使該試驗片的凹面向上,即按照4個端部抬起的狀態放置在基準面(水平臺)上。在該狀態下測定試驗片的4個角分別距離基準面的高度,將這4個角的高度平均,求得卷曲量〔mm〕。卷曲量為正的值時,意味著第1熱塑性樹脂薄膜側變凹(正卷曲),為負的值時,意味著第2熱塑性樹脂薄膜側變凹(逆卷曲)。需要說明的是,實施例2和3的雙面保護偏光板,無論將第1熱塑性樹脂薄膜側、第2熱塑性樹脂薄膜側的哪個放在上面都不產生卷曲。
<實施例1>
(A)偏光薄膜的制作
一邊連續地傳送長尺寸的聚乙烯醇薄膜(平均聚合度:約2400,皂化度:99.9摩爾%以上,厚度:30μm),一邊以干式單軸拉伸至約4倍,進而直接在保持緊張狀態的狀態下,在40℃的純水中浸漬1分鐘,然后在碘/碘化鉀/水的重量比為0.1/5/100的水溶液中于28℃下浸漬60秒。之后,在碘化鉀/硼酸/水的重量比為10.5/7.5/100的水溶液中于68℃下浸漬300秒。接著,在5℃的純水中洗滌5秒,然后在70℃下干燥180秒,得到單軸拉伸了的聚乙烯醇薄膜上吸附取向有碘的長尺寸的偏光薄膜。偏光薄膜的厚度為11μm。
(B)雙面保護偏光板的制作
使用與圖3所示的偏光板制造裝置相同的裝置,以如下的順序制作雙面保護偏光板。一邊連續地傳送長尺寸的第1熱塑性樹脂薄膜〔Konica Minolta Opto Products Co.,Ltd(コニカミノルタオプト(株))制的TAC薄膜“KC2UAW”,厚度:25μm,平衡含水率WH:3.0重量%,透濕度:1207g/(m2·24hr)〕,一邊導入設定為爐內溫度95℃、爐內相對濕度3%的加熱爐,接著,導入設定為爐內溫度50℃、爐內相對濕度70%的加濕爐中進行薄膜 的加濕處理。干燥爐、加濕爐中薄膜的滯留時間分別為8秒、12秒。加濕爐設置在加熱爐之后,剛導入加濕爐前的薄膜的溫度與加熱爐的爐內溫度幾乎相同。加熱爐和加濕爐均通過熱風的供給來提高爐內溫度。加濕處理后的第1熱塑性樹脂薄膜的含水率W為3.1重量%。
連續地傳送上述(A)中得到的偏光薄膜,同時,連續傳送上述加濕處理后的第1熱塑性樹脂薄膜、以及長尺寸的第2熱塑性樹脂薄膜〔JSR(株)制的環狀聚烯烴系樹脂薄膜,商品名“FEKB015D3”,厚度:15μm,平衡含水率WH:0.8重量%,透濕度:115g/(m2·24hr),不對購買物進行加熱、加濕處理就這樣使用〕,一邊向偏光薄膜和第1熱塑性樹脂薄膜之間、以及偏光薄膜和第2熱塑性樹脂薄膜之間注入水系粘接劑,一邊通過貼合輥之間,制成由第1熱塑性樹脂薄膜/水系粘接劑層/偏光薄膜/水系粘接劑層/第2熱塑性樹脂薄膜形成的層疊薄膜(第1工序)。該層疊工序在第1熱塑性樹脂薄膜的加濕處理后10秒以內進行。
上述的水系粘接劑使用如下而得的水溶液:將聚乙烯醇粉末〔日本合成化學工業(株)制的商品名“GOHSEFIMER”(ゴーセファイマー),平均聚合度1100〕溶解于95℃的熱水而得到濃度3重量%的聚乙烯醇水溶液,以相對于聚乙烯醇粉末10重量份而言為1重量份的比例向其中混合交聯劑〔日本合成化學工業(株)制的乙醛酸鈉〕。
接著,傳送所得到的層疊薄膜,通過熱風干燥機進行80℃、300秒的加熱處理,從而將水系粘接劑層干燥,得到雙面保護偏光板。
<實施例2~3、比較例1~3>
加熱爐和加濕爐的爐內環境、以及薄膜的滯留時間如表1所示,除此以外,與實施例1同樣地制造雙面保護偏光板。比較例2和3中不進行第1熱塑性樹脂薄膜的加熱處理。
將實施例1~3和比較例1~3中得到的雙面保護偏光板的卷曲量示于表1。表1中同時記載了加熱爐和加濕爐的爐內環境、以及薄膜的滯留時間。此外表1中同時示出了加濕處理后的第1熱塑性樹脂薄膜的含水率W、第1熱塑性樹脂薄膜的平衡含水率WH、以及加濕處理后的含水率W與平衡含水率WH之差。需要說明的是,比較例1中,雖然使第1熱塑性樹脂薄膜通過加濕爐,但不進行加濕處理。在表1的比較例1中,“加濕處理后的含水率”的一欄所記載的數值意味著通過加濕爐后的第1熱塑性樹脂薄膜的含水率。
實施例1~3、比較例1和比較例3的任一者中,第1熱塑性樹脂薄膜的表面沒有確認到結露痕跡。比較例2中,在第1熱塑性樹脂薄膜的表面確認到結露痕跡。
【表1】
<實施例4和5>
作為第1熱塑性樹脂薄膜,使用硬涂薄膜〔在Konica Minolta Opto Products Co.,Ltd制的TAC薄膜“KC2UAW”上形成硬涂層的薄膜,厚度:32.4μm,平衡含水率WH:1.9重量%,透濕度:455g/(m2·24hr)〕,作為第2熱塑性樹脂薄膜使用環狀聚烯烴系樹脂薄膜〔日本zeon(株)制的商品名“ZF14-023”,厚度:22.9μm,平衡含水率WH:0.1重量%,透濕度:17g/(m2·24hr)〕,加熱爐和加濕爐的爐內環境、以及薄膜的滯留時間如表2所示,除此以外,與實施例1同樣地制造雙面保護偏光板。將實施例4和5中得到的雙面保護偏光板的卷曲量示于表2。表2中同時記載了加熱爐和加濕爐的爐內環境、以及薄膜的滯留時間。另外表2中同時示出了加濕處理后的第1熱塑性樹脂薄膜的含水率W、第1熱塑性樹脂薄膜的平衡含水率WH、以及加濕處理后的含水率W與平衡含水率WH之差。
【表2】