偏光膜的製造方法,偏光板以及光學積層體的製作方法

2023-10-11 18:04:59 3

專利名稱：偏光膜的製造方法,偏光板以及光學積層體的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種偏光膜的製造方法、偏光板，以及光學積層體，且特別是有關於一種瑕疵或皺紋較少且無摺痕的偏光膜製造方法、在所得偏光膜的至少一面上貼合了積層後的保護膜的偏光板，還有任一單獨或貼合數種相位差膜、亮度提升膜、視角改善膜以及半穿透性反射膜的光學積層體。
背景技術：
以前，是將二色性(dichroism)色素吸附在聚乙烯醇(polyalcohol)是膜並使的配向作為偏光膜。也就是說，已知的是將碘當作二色性色素的碘是偏光膜，或將二色性染料當作二色性色素的染料是偏光膜等等。這些偏光膜，通常，至少單面，更佳的是雙面上透過由聚乙烯醇是樹脂水溶液所構成的接著劑，將三醋酸纖維素(triacetate cellulose)等保護膜貼合，成為偏光板。
至於偏光膜的製造方法，已知的方法是使用夾輥(nip roll)、導正輥(guideroll)，將聚乙烯醇是膜浸漬於水中使的膨潤後，以前述二色性色素染色，並將的拉伸，為了將附著的碘固定在膜的表面上，將聚乙烯醇是膜進行硼酸處理、水洗後乾燥(例如參考專利文獻1)。此時，賦與處理浴前後夾輥的周邊速率差(peripheral speed difference)，以進行膜的拉伸，通過導正輥變更膜的輸送方向，將膜導入處理液並取出。
導正輥是使用表面由橡膠層組成的平坦橡膠輥(flat rubber roller)或螺旋輥(spiral roller)(例如專利文獻2)。
近年，隨著使用了偏光膜的液晶顯示裝置的高品質化，期望能製得瑕疵與皺紋少於先前方法，且沒有摺痕的偏光膜。
日本專利的早期公開公報特開平10-153709號公報。
日本專利的早期公開公報特開2000-147252號公報。

發明內容
本發明欲解決的主要課題是提供一種較少瑕疵、皺紋且無摺痕的偏光膜製造方法。
本發明者們為製造出瑕疵或皺紋較少的偏光膜，仔細反覆檢討的結果，將加寬輥用作導正輥，加寬輥的最大加寬量為β，膜與加寬輥接觸時膜在寬方向的膨脹量為γ，借著將加寬輥配置在能使β大於γ的位置上，或使用能使β大於γ的形狀的加寬輥，發現瑕疵或皺紋較少，且無摺痕，特別是通過海綿橡膠製的加寬輥，若再配置於膨潤處理液中時，減少瑕疵或皺紋且不產生摺痕的效果更佳，以完成本發明。
也就是說，本發明的偏光膜製造方法，其特徵在於，將聚乙烯醇是膜依序進行膨潤處理、染色處理、硼酸處理以及水洗處理，並且在硼酸處理步驟及/或之前的步驟中進行單軸拉伸的偏光膜製造方法中，其中至少一個處理液中的導正輥為加寬輥，以下述算式(1)求加寬輥的最大加寬量β，並以下述算式(2)求膜與加寬輥接觸時，膜在寬方向的膨脹量γ，將β與γ之間的關係設定為(a)在能達成β＞γ的位置上配置加寬輥，或/及(b)使用能達成β＞γ的形狀的加寬輥。
β＝B1×α×r/R .......(1)(式中，B1為與加寬輥接觸的膜寬，α為加寬輥的接觸角，r為加寬輥的半徑，R為加寬輥的曲率半徑。)γ＝0.2055×B1×{exp(-0.0273×θ1)-exp(-0.0273×θ)}......(2)(式中，B1與上述定義相同，θ為膜離開加寬輥之前在液中的行進時間，θ1為膜接觸加寬輥之前在液中的行進時間。)又，特徵在於加寬輥是海綿輥筒，此海綿的硬度以JIS蕭氏硬度C尺度為20～60度，密度為0.4～0.6克/立方公分，以及表面粗糙度為10～30S。
且，特徵為將加寬輥配置在膨潤處理液中。
再加上，本發明的偏光板是在如前述方法所製造的偏光膜的至少一面貼上保護膜。此保護膜具備有相位差膜、亮度提升膜、視角改善膜以及半穿透性反射膜任一機能亦佳。或在至少單面上貼合了保護膜的前述偏光板上，貼合了相位差膜、亮度提升膜、視角改善膜以及半穿透性反射膜中至少一種的光學積層體亦佳。
本發明的效果為可得到比先前方法更少瑕疵或皺紋且無摺痕的偏光膜。
特別是配置海綿橡膠製的加寬輥，若再配置於膨潤處理液中時，減少瑕疵或皺紋且不產生摺痕的效果更佳。
將本發明的偏光板、光學積層體用於液晶顯示裝置，藉此，可得薄型且高品質化的液晶顯示。
為讓本發明的前述和其它目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合附圖，作詳細說明如下。


圖1(A)是加寬輥的平面圖。
圖1(B)是加寬輥的剖面圖。
圖2是顯示膜的加寬狀態的平面圖。
圖3例示加寬輥配置於處理槽中的模式的剖面圖。
符號說明H弧高 R曲率半徑r半徑 α接觸角B1接觸加寬輥的膜寬 B2以加寬輥加寬的膜寬1、4導正輥2、3加寬輥5處理槽 6處理液具體實施方式
以下，詳細地說明本發明。
本發明中形成聚乙烯醇(PVA)膜的聚乙烯醇是樹脂，通常，以皂化後的聚醋酸乙烯是樹脂例示。至於皂化的程度，約85莫耳百分率(％)，約90莫耳％以上為佳，約99莫耳％～100莫耳％以上更佳。至於聚醋酸乙烯是樹脂，除了是醋酸乙烯的同元聚合物的聚醋酸乙烯之外，還有醋酸乙烯和可與的共聚的其它單體的共聚物，包括例如乙烯-醋酸乙烯共聚物等等。可共聚的單體，包括例如，不飽和羧酸、烯類、乙烯樹脂類、不飽和磺酸類等等。至於聚乙烯醇是樹脂的聚合度，約為1000～10000，約1500～5000的程度為佳。
使這些聚乙烯醇是樹脂變性亦佳，例如，可使用以醛類變性的聚乙烯基醇縮甲醛(polyvinyl formal)、聚乙烯基乙縮醛(polyvinyl acetal)、聚乙烯基醇縮丁醛(polyvinyl butyral)。通常，使用厚度約為20微米(μm)～100μm，約30μm～80μm更佳的聚乙烯醇是樹脂膜的未拉伸膜，作為偏光膜製造的開始.材料。工業上，以膜寬約為1500毫米(mm)～4000mm較為實用。
將此未拉伸的膜依序以膨潤處理、染色處理、硼酸處理、水洗處理，最後乾燥處理而得到的聚乙烯醇是偏光膜，其厚度約為例如5～50μm的程度。
本發明的偏光膜雖是將二色性色素吸附並配向後的聚乙烯醇是單軸拉伸膜，其製作方法大致上分為兩種。其一方法為，將聚乙烯醇是膜在空氣或惰性氣體中單軸拉伸後，依序進行以下溶液處理膨潤處理、染色處理、硼酸處理以及水洗處理，最後進行乾燥處理。第二種方法為將未拉伸的聚乙烯醇是膜在水溶液中膨潤處理，並依序進行以下溶液處理染色處理、硼酸處理以及水洗處理，最後進行乾燥處理，在硼酸處理步驟及/或其前面的步驟中，以溼式進行單軸拉伸，最後進行乾燥。
任一種方法中，單軸拉伸可以一個步驟進行，以兩個以上的步驟進行亦佳，但以多個步驟進行為佳。拉伸的方法，可採用公知的方法，例如賦與輸送膜的二個夾輥間的周邊速率差而進行拉伸的輥間拉伸、如日本專利公報第2731813號公報中記載的熱輥拉伸法、拉幅(tenter)拉伸法等等。且，基本上步驟的順序雖如上述，然處理浴的數目或處理條件等等並無限制。另外，當然可以因為別的目的而自由地將上述步驟中未記載的步驟插入。以此步驟的例子而言，包括硼酸處理後，以不含硼酸的碘化物水溶液的浸漬處理(碘化物處理)或是不含硼酸但含氯化鋅的水溶液浸漬處理(鋅處理)等等。
膨潤步驟的目的在除去膜表面的異物、除去膜中的可塑劑、賦與下一步驟易染色性、使膜可塑化等等。其處理條件定在可達成這些目的的範圍中，而且是在不發生極端溶解基材膜、失透化(devitrification)等問題的範圍中。使在預備好的氣體中拉伸的膜膨潤時，將膜浸漬在例如約20℃～70℃，較佳的是30℃～60℃的水溶液中。膜的浸漬時間約為30秒～300秒，更佳的是60秒～240秒的程度。將開始時未拉伸的原(original)膜膨潤時，將膜浸漬在例如約10℃～50℃，較佳的是20℃～40℃的水溶液中。膜的浸漬時間約為30秒～300秒，更佳的是60秒～240秒的程度。
膨潤處理步驟中，由於膜在寬方向膨潤易在膜上產生皺紋等問題，將加寬輥(expander roll)、螺旋輥、中高輥(crown roll)、導布裝置(cloth guider)、彎棍(bend bar)、鋏布式拉幅機(tenter clip)等等配置於後述的特定位置，一邊除去皺紋一邊輸送膜較佳。為使浴中膜的輸送達到安定化的目的，膨潤浴中的水流以水中噴水器控制，或並用邊緣追蹤裝置(EPC，edge position control可偵測出膜的邊緣而防止膜蛇行的裝置)等等亦為有效。本步驟中，由於膜在其行進方向亦會膨潤擴大，為了不在輸送方向產生膜的鬆弛，可採取例如控制處理槽前後輸送輥轉速等等的手段為佳。且，使用的膨潤處理浴，除了純水以外，使用添加了0.01重量％～10重量％範圍的硼酸(日本專利早期公開公報的特開平10-153709號公報中記載)、氯化物(日本專利早期公開公報的特開平06-281816號公報中記載)、無機酸、無機鹽、水溶性有機溶劑、醇類等等的水溶液亦可。
以二色性色素的染色步驟，是為了要在膜上吸附二色性色素並使的配向等等的目的而施行的。處理條件定為在達成此目的的範圍內，並且不產生基材膜極端溶解、失透化等問題的範圍內。將碘用作二色性色素時，約在10℃～45℃，較佳的是20℃～35℃的溫度中，且，碘/碘化鉀/水的重量比為約0.003～0.2/約0.1～10/100的濃度範圍中，約浸漬30秒～600秒，較佳的是60秒～300秒。以其它的碘化物，例如碘化鋅等等代替碘化鉀來使用亦佳。又，將其它的碘化物與碘化鉀並用亦佳。另外，使碘化物以外的化合物，例如硼酸、氯化鋅、氯化鈷等等共存亦佳。添加硼酸時，因碘的含有而與下述的硼酸處理作區隔。相對於水的100重量單為而言，染色槽是設為碘含量約為0.003重量單位以上。
將水溶性二色性染料當作二色性色素而使用時，溫度是例如在20℃～80℃，較佳的是30℃～70℃範圍中，且二色性染料與水的重量比約為0.001～0.1/100的濃度範圍中，浸漬約30秒～600秒，60秒～300秒更佳。所使用的二色性染料的水溶液含有染色助劑等等亦佳，含有例如硫酸鈉等等的無機鹽、界面活性劑等等亦佳。二色性染料單獨使用亦佳，2種以上的二色性染料同時使用亦可。
如前述在染色槽中將膜拉伸亦佳。拉伸為利用使染色槽前後夾輥具周邊速率差等等方法而進行。且，與膨潤步驟相同，亦可將加寬輥(expander roll)、螺旋輥(spiral roll)、中高輥(crown roll)、導布裝置(cloth guider)、彎棍等等，設置於染色浴中及/或染色浴出入口。
硼酸處理是在相對於100重量單位的水含有硼酸約1～10重量單位的水溶液中，將以二色性色素染色的聚乙烯醇是膜進行浸漬。二色性色素為碘時，使碘化物含量為1～30重量百分率為佳。
可作為碘化物的化合物包括碘化鉀、碘化鋅等等。且，與碘化物以外的化合物，例如氯化鋅、氯化鈷、氯化鋯、硫代硫酸鈉、亞硫酸鉀、硫酸鈉等等共存亦佳。
此硼酸處理是為了達到利用架橋的耐水化或色相調整而實施的。為了要通過架橋而耐水化時，視需要可在硼酸以外，或和硼酸一起，使用乙二醛、戊二醛等等架橋劑。
另外，以耐水化為目的的硼酸處理亦有被稱為耐水化處理、架橋處理、固定化處理等名稱的情形。且，以色相調整為目的的硼酸處理，也有被稱為補色處理、再染色處理等名稱的情形。
此硼酸處理，可依其目的適當地變更硼酸以及碘化物的濃度、處理浴溫度。
為達到耐水化的硼酸處理與為達到色相調整的硼酸處理，雖然沒有特別的區分，可以下列條件實施。
將原膜進行膨潤、染色、硼酸處理時，若硼酸處理是利用架橋產生耐水化為目的時，所使用的硼酸處理浴是，相對於100重量單位的水，含有硼酸約3～10重量單位、碘化物約1～20重量單位，且通常約在50℃～70℃，較佳的是55℃～65℃中進行。浸漬時間通常為約30～600秒，較佳的是60～420秒，更佳的是90～300秒。
此外，將預先拉伸好的膜進行染色、硼酸處理時，硼酸處理浴的溫度通常為50℃～85℃，而55℃～80℃較佳。
進行了以耐水化為目的的硼酸處理之後，進行以色相調整為目的的硼酸處理亦佳。例如二色性染料為碘時，為此目的，所使用的硼酸處理浴是相對於100重量單位的水，含有硼酸約1～5重量單位、碘化物約3～30重量單位，且通常約在10℃～45℃的溫度中進行。浸漬時間通常為3～300秒，較佳的是10～240秒。
以色相調整為目的的硼酸處理比起以耐水化為目的的硼酸處理，通常在較低的硼酸濃度、較高的碘化物濃度、較低的溫度中進行。
這些硼酸處理以若干個步驟進行亦佳，通常，以2～5個步驟進行的情形較多。此時，所使用的各硼酸處理槽的水溶液組成、溫度可同於上述範圍，不同亦佳。將上述以耐水化為目的的硼酸處理與以色相調整為目的的硼酸處理，各以若干個步驟進行亦佳。
硼酸處理步驟中，像染色步驟一樣，進行膜的拉伸亦佳。最終的總拉伸倍率約為4.5～7.0倍，較佳的是5.0～6.5倍。
硼酸處理後可水洗。水洗處理為例如將以耐水化及/或色相調整為目的的硼酸處理後的聚乙烯醇是膜，浸漬在水中，以水的噴霧噴淋，或浸漬與噴霧並用。水處理時的水溫通常為2～40℃的程度，浸漬時間約為2～120秒為佳。水洗後乾燥是在乾燥爐溫度約40～100℃中進行60～600秒。
拉伸處理後的各個步驟中，為使膜的張力成為各個實質上的某特定張力而進行張力控制亦佳。
在染色處理步驟中拉伸結束時，於之後的硼酸處理步驟以及水洗處理中進行張力控制。在染色處理步驟之前步驟中拉伸結束時，則於染色處理以及硼酸處理步驟之後的步驟中進行張力控制。
硼酸處理步驟由複數的硼酸處理步驟組成時，在最初或最初開始的兩段硼酸處理步驟將前述膜拉伸，進行了拉伸處理的硼酸處理步驟的次一個硼酸處理開始，至水洗步驟，在各個步驟中進行張力控制，或是從最初到第3段步驟的硼酸處理步驟中，將前述膜拉伸，從進行過拉伸處理的硼酸處理步驟的次一個硼酸步驟開始，至水洗步驟的各個步驟中進行張力控制，究竟哪一種方式較佳，工業上而言，在最初或最初開始的兩段硼酸處理步驟中，將前述膜拉伸，而進行了拉伸處理的硼酸處理步驟的次一個硼酸處理開始至水洗步驟，在各個步驟中進行張力控制較佳。
硼酸處理後，進行上述的碘化物處理或鋅處理時，亦針對這些步驟進行張力控制。
各個步驟中，張力可相同或不同。
張力控制中對於膜的張力並無特別的限制，每單位寬度約為150牛頓/公尺(N/m)～2000N/m，可在600N/m～1500N/m的範圍內作適宜的設定為佳。張力若低於150N/m，膜易產生皺紋，另一方面，若超過2000N/m，膜會由於斷裂或軸承(bearing)的磨耗而產生壽命降低的問題。其中，膜每單位寬度的張力是由每步驟中，入口附近的膜寬與張力檢測器測得的張力值而計算出來的。
另外，進行張力控制時，雖有一些不可避免的拉伸及收縮的情況，本發明中，此現象不含於拉伸處理中。
本發明中，處理液中的至少一個導正輥為加寬輥，以下述算式(1)求得加寬輥最大加寬量β，以下述算式(2)所求得的膜與加寬輥接觸時，與膜在寬方向的膨脹量γ，β與γ的關係設定為(a)在能達成β＞γ的位置上配置加寬輥，及/或(b)使用能達成β＞γ的形狀的加寬輥。
β＝B1×α×r/R.......(1)(式中，B1為與加寬輥接觸的膜寬，α為加寬輥的接觸角，r為加寬輥的半徑，R為加寬輥的曲率半徑)
γ＝0.2055×B1×{exp(-0.0273×θ1)-exp(-0.0273×θ)}......(2)(式中，B1與上述定義相同，θ為膜離開加寬輥的前在液中的行進時間，θ1為膜接觸加寬輥之前在液中的行進時間。)圖1顯示加寬輥的說明圖。圖1(A)為平面圖，圖1(B)為剖面圖。
加寬輥是做成略呈圓弧狀，其曲率半徑以R、弧高以H表示。加寬輥的半徑以r、膜與加寬輥的接觸角以α、接觸面的面長以αr表示。
圖2為表示膜的加寬狀況的平面圖，與加寬輥接觸的膜寬為B1，在輥接觸部位加寬，加寬後的膜寬以B2表示。
圖3例示出將加寬輥配置在處理槽的模式剖面圖。膜是透過配置於空氣中的導正輥1、4，以及配置於處理槽5的處理液6中的加寬輥2、3而輸送並經處理液處理。膜在A點進入處理液，在B點與加寬輥2接觸並在C點離開，在D點與加寬輥3相接並在E點離開，然後在F點離開處理液。針對加寬輥2的膜，離開加寬棍之前在液中行進的時間θ為A～C之間行進的時間，膜在接觸加寬輥之前在液中的行進時間θ1為A～B之間行進的時間。針對加寬輥3的膜，離開加寬棍之前在液中行進的時間θ為A～E之間行進的時間，膜在接觸加寬輥之前在液中的行進時間θ1為A～D之間行進的時間。
β依據加寬輥的形狀、位置而變化，γ依據加寬輥的形狀、位置，甚至膜的輸送速度而變化。膜的輸送速度大多因其它處理條件而設定，為使β＞γ而變換輸送速度的情形較少。通常，選擇預定形狀的加寬輥，調整其配置位置，不充分時則重複作調整，以決定滿足β＞γ的加寬輥的最適位置及/或形狀。
加寬輥以海綿橡膠製的加寬輥(海綿橡膠加寬輥)為佳，此海綿的硬度以JIS K 6301試驗方法測定的JIS蕭氏硬度(Shore Hardness)C尺度(scale)中約為20～60度，25～40度較佳，密度約為0.4～0.6克/立方公分(g/cm3)，較佳的是0.42～0.57g/cm3，以及表面粗糙度以JIS B 0601(表面粗糙度)的粗糙曲線的局部頂點的平均間隔S表示，約10～30S，以15～25S為佳。
加寬輥用在膨潤處理步驟特別佳，此時，又以使用海綿橡膠加寬輥棍為佳。膨潤處理步驟中，聚乙烯醇是膜因吸收了浴液(bath liquid)而在長、寬兩方向上膨潤，但特別是在寬方向的膨潤，若不終止而一直施加張力的話，會產生皺紋或摺痕。若使用海綿橡膠加寬輥，由於其輕量性，施給膜的張力可大幅降低，同時，基於其高表面粗糙度，膜抓握力較高的原因，即使在低張力亦能充分發揮加寬力，且為加寬輥的另一項角色的防止蛇行機能亦能發揮至極限，不但皺紋變少，亦無摺痕。
加寬輥並非僅定於用在膨潤處理，亦可用於其它的處理。
如此製造出的偏光膜，至少在單面上以接著劑貼合保護膜可得偏光板。
至於保護膜是由例如三醋酸纖維素或二醋酸纖維素的類的醋酸纖維素是樹脂組成的膜、聚對苯二甲酸乙二酯、聚萘鉀酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯的類的聚酯是樹脂所組成的膜、聚碳酸酯是樹脂組成的膜、環烯烴是樹脂組成的膜。市售的熱塑性環烯烴是樹脂，例如，德國帝科那(Ticona)公司販售的「Topas」(商標登錄)，日本的JSR股份有限公司販售的「ARTON」(商標登錄)，日本的Zeon股份有限公司販售的「ZEONOR」(商標登錄)或「ZEONEX」(商標登錄)，三井化學股份有限公司販售的「APEL」(商標登錄)等等。將制膜後的此類環烯烴是樹脂做成保護膜，可使用溶劑澆鑄(solvent cast)法、溶融押出法等公知的方法制膜。亦有市售的制膜後的環烯烴是樹脂膜，例如積水化學工業股份有限公司販售的「Escena」或「SCA40」等等。
保護膜厚度雖以薄為佳，但過薄的話，強度降低，加工性不佳，另一方面，過厚的話則產生透明度不佳、積層後必要的固化時間(curing time)過長等問題。因此，保護膜的適當厚度為例如5～200μm，以10～150μm較佳，20～100μm更佳。
為了使接著劑與偏光膜及/或保護膜的接著性提高，偏光膜及/或保護膜上施以電暈(corona)處理、火焰處理、等離子體(plasma)處理、紫外線照射、底漆(primer)塗布、皂化處理等表面處理亦佳。
可對保護膜單獨或組合施行抗眩(anti-glare)處理、抗反射(anti-reflection)處理、強化塗層(hard-coat)處理、防帶電處理、防汙處理等等表面處理。且，保護膜及/或保護膜表面保護層為苯酚是化合物、苯半唑是化合物等等紫外線吸收劑或苯磷酸是化合物、苯二甲酸酯化合物等等具有可塑性化合物亦佳。
相關的保護膜貼於偏光膜的單面或兩面皆可。
偏光膜與保護膜是以水溶劑是接著劑、有機溶劑是接著劑、熱溶性接著劑、無溶劑是接著劑等接著劑而積層的。以水溶劑是接著劑而言，包括聚乙烯醇是樹脂水溶液、水是二液型胺甲酸乙酯是乳狀液(emulsion)接著劑等等，以有機溶劑是接著劑而言，包括二液型胺甲酸乙酯是接著劑等等，以無機溶劑是接著劑而言，包括一液型胺甲酸乙酯是接著劑等等。通過將偏光膜的接著面皂化處理等等，將親水處理後的醋酸纖維是膜用作保護膜時，適合以聚乙烯醇是樹脂水溶液作為接著劑。對於當作接著劑來使用的聚乙烯醇是樹脂而言，包括把是乙烯乙酯的同元聚合物的聚乙烯乙酯皂化處理而得到乙烯醇同元聚合物的外，還有將乙烯乙酯和可與的共聚的其它單體的共聚物皂化處理而得到乙烯醇是共聚物，不僅如此，還有將這些羥基部分變性的後的聚乙烯醇是聚合物等等。在此接著劑上添加多價醛、水溶性環氧化合物、三聚氰胺是化合物等等亦佳。
偏光膜與保護膜貼合的方法並無特別的限制，例如可在偏光膜或保護膜的表面上均勻塗布接著劑，塗布面上另一方的膜亦再次以輥等貼合、乾燥等方法。
通常，接著劑調製後約在15～40℃的溫度中塗布，貼合溫度一般在15～30℃的範圍中，貼合後進行乾燥處理以去除接著劑中所含的水分等溶劑，此時，乾燥溫度一般約30～85℃，而40～80℃的範圍中較佳。之後，約在15～85℃，較佳是20～50℃，更佳是35～45℃的溫度環境中，通常約進行1～90日的固化使接著劑硬化亦佳。由於若此固化期間很長易使生產性惡化，固化期間約為30日左右，然1～7日較佳。
如此，透過接著劑，在偏光膜的單面或雙面貼合了保護膜以得到偏光板。
本發明中，保護膜上可具有作為相位差膜的機能、亮度提升膜的機能、反射膜的機能、半穿透性反射膜的機能、擴散膜的機能、光學補償膜的機能等等光學性機能。此時，例如，保護膜的表面上，通過將相位差膜、亮度提升膜、反射膜的機能、半穿透性反射膜、擴散膜、光學補償膜等等的光學性膜加以積層，可具有此些機能，此外，亦可使保護膜本身賦予這樣的機能。且，使保護膜本身具有多個機能，類似具亮度提升膜的機能的擴散膜等等亦佳。
例如，上述保護膜上，通過實施日本專利公報特許第2841377號公報等等中所記載的拉伸處理，或日本專利公報特許第3168850號公報等等中所記載的處理等等，可賦與相位差膜的機能。且，上述保護膜上，以日本專利早期公開公報的特開2002-169025號或特開2003-29030號公報中記載的方法，通過形成微細孔，再選擇反射的中心波長不同的2層以上膽固醇狀(cholesteric)液晶層並重疊的，可賦與亮度提升膜的機能。借著以蒸氣沉積或噴濺(sputtering)在上述保護膜形成金屬薄膜，可賦與反射膜或半穿透性反射膜的機能。通過在保護膜上塗布含微粒子的樹脂溶液，可賦與擴散膜的機能。又，通過在上述保護膜上塗布盤狀液晶(discotic liquid crystal)性化合物等等液晶性化合物並使的配向，可賦與光學補償膜的機能。此外，使用適當的接著劑，商品名稱為DBEF(明尼蘇達礦業製造公司制)等等的亮度提升膜、商品名稱為WV膜(富士膠捲股份有限公司(Fujifilm)制)等等的視角改善膜、商品名稱為Sumikalight(商標登錄)(住友化學工業股份有限公司制)等等的相位差膜等等，將市售的光學機能膜直接貼合在偏光膜上亦佳。
以下，雖例示實施例以更具體地說明本發明，然本發明並非僅限定於此些實施例。
實施例1將厚度為75μm的聚乙烯醇膜(維尼倫(Vinylon)VF-PS#7500，聚合度2400，皂化度99.9莫耳％以上)依照下述膨潤槽、染色槽、第1硼酸處理槽，第二硼酸處理槽、水洗槽的順序依次輸送以製造偏光膜。
使用如圖3所示的膨潤槽中，將半徑r為37.5毫米(mm)、海綿的硬度為JIS蕭氏硬度C尺度25度，密度為0.42g/cm3，以及表面粗糙度20S的海綿加寬輥用作處理液中的2隻導正輥。以半徑35mm、表面粗糙度0.6S、橡膠硬度(JIS蕭氏硬度A尺度)80度的NBR橡膠(丙烯腈丁二烯橡膠)制的輥筒作為其它氣體中、其它處理液中的導正輥。
將第1加寬輥(圖3中的2)的曲率半徑(R)設為1303mm，弧高(H)35mm，將第2加寬輥(圖3中的3)的曲率半徑(R)設為1813mm，弧高(H)25mm，任一輥的接觸角α皆配置為1.5rad(弧度)的位置。
聚乙烯醇膜的輸送速度設為0.34公尺/分，此時，膜離開第1加寬輥之前，在液中的行進時間θ為20秒，接觸到第1加寬輥之前，在液中行進的時間θ1為11秒，膜離開第2加寬輥之前，在液中的行進時間θ為66秒，接觸到第1加寬輥之前，在液中行進的時間θ1為57秒。
膨潤槽的處理液約為30℃的純水，為使聚乙烯醇膜在輸送時持續保持在緊張狀態中不至鬆弛，需使其充分的膨潤。浸漬時間約為80秒。
此時，與第1加寬輥接觸的膜寬B1為369mm，與第二加寬輥接觸的膜寬B1為407mm。
若以算式(1)求這些加寬輥的最大加寬量β，則第1加寬輥為15.9mm，第2加寬輥為12.6mm，若由算式(2)求膜與各個加寬輥接觸時膜的寬方向膨脹量γ，第1加寬輥為12.2mm，第2加寬輥為3.8mm，對於任一擴張輥皆為β＞γ。
觀察膜的行進以及表面狀態的結果，並無皺紋、摺痕或瑕疵的發生，且可得確為安定的膜的伸張行進狀態。
接著，浸漬於碘/碘化鉀/水的重量比為0.02/1.5/100的水溶液中一面進行染色，一面進行單軸拉伸(拉伸倍率為4.0倍)。之後，浸漬於碘化鉀/硼酸/水的重量比為10/5/100約60℃的水溶液中，一面進行硼酸處理，一面進行單軸拉伸直至原膜的總拉伸倍率變為5.9倍。另外，拉伸是使配置於處理槽前後的夾輥具有周邊速度差而進行的。
再加上，在碘化鉀/硼酸/水的重量比為10/3/100約40℃的水溶液中大約浸漬30秒進行第2硼酸處理。第2硼酸處理後，以約10℃的純水大約水洗10秒。水洗後，以約60℃乾燥2分鐘，得到厚度約為28μm的碘是偏光膜。
所得的偏光膜上未見瑕疵或皺紋。
在所得的偏光膜的兩面塗布聚乙烯醇是接著劑，將保護膜(表面上經過皂化處理的三醋酸纖維膜，「FUJITAC(商標登錄)T80UNL」，富士膠捲股份有限公司制)貼於兩面，以大約60℃的溫度乾燥5分鐘作為偏光板。
可得到沒有瑕疵或皺紋的偏光板。
比較例1以半徑r為28mm、曲率半徑R為3008mm、弧高H為15mm、海綿的硬度以JIS蕭氏硬度C尺度為25度、密度為0.42g/cm3，以及表面粗糙度20S的海綿加寬輥用作第1加寬輥，配置成接觸角α為1.1弧度的位置，膜的輸送速度設為0.68公尺/分，除此之外，其餘條件與實施例1相同，製作偏光膜。
此時，膜離開第1加寬輥之前，在液中的行進時間θ為9秒，接觸到第1加寬輥之前，在液中行進的時間θ1為6秒，膜離開第2加寬輥之前，在液中的行進時間θ為34秒，接觸到第1加寬輥之前，在液中行進的時間θ1為30秒。
此時，與第1加寬輥接觸的膜寬B1為360mm，與第二加寬輥接觸的膜寬B1為390mm。
若以算式(1)求這些加寬輥的最大加寬量β，則第1加寬輥為3.7mm，第2加寬輥為12.1mm，若由算式(2)求膜與各個加寬輥接觸時膜的寬方向膨脹量γ，第1加寬輥為4.9mm，第2加寬輥為3.7mm，對於第1加寬輥而言為β＜γ，對於第2加寬輥而言為β＞γ觀察膜的行進以及表面狀態的結果，從第1加寬輥膜產生了皺紋、摺痕，一旦發生了摺痕，便無法在第2加寬輥消除的。
所得的偏光膜上可以觀察到皺紋或摺痕。
權利要求
1.一種偏光膜的製造方法，其特徵在於在一偏光膜的製造方法中，該偏光膜製造方法包括將一聚乙烯醇是膜依序進行一膨潤處理、一染色處理、一硼酸處理以及一水洗處理，並且在該硼酸處理步驟及/或之前的步驟中進行一單軸拉伸，其中至少一個處理液中的導正輥為加寬輥；以及該加寬輥的最大加寬量為β，膜與該加寬輥接觸時，膜在寬方向的膨脹量為γ，β與γ之間的關係設定為(a)在能達成β＞γ的位置上配置加寬輥，或/及(b)使用能達成β＞γ的形狀的加寬輥，其中β以下述算式(1)求得，而γ以下述算式(2)求得，β＝B1×α×r/R.......(1)(式中，B1為與加寬輥接觸的膜寬，α為加寬輥的接觸角，r為加寬輥的半徑，R為加寬輥的曲率半徑)γ＝0.2055×B1×{exp(-0.0273×θ1)-exp(-0.0273×θ)}......(2)(式中，B1與上述定義相同，θ為膜離開加寬輥的前在液中的行進時間，θ1為膜接觸加寬輥之前在液中的行進時間)。
2.如權利要求1所述的偏光膜的製造方法，其特徵在於該加寬輥為海綿輥筒，海綿的硬度在JIS蕭氏硬度C尺度為20～60度，密度為0.4～0.6克/立方公分，以及表面粗糙度為10～30S。
3.如權利要求1所述的偏光膜的製造方法，其特徵在於將該加寬輥配置在膨潤處理液中。
4.一種偏光板，其特徵在於該偏光板是在如權利要求1至第3項中任一項所述方法所製造的偏光膜的至少一面貼上一保護膜。
5.如權利要求4所述的偏光板，其特徵在於該保護膜是具備了相位差膜、亮度提升膜、視角改善膜以及半穿透性反射膜的任一機能。
6.一光學積層體，其特徵在於該光學積層體貼合了如權利要求4項所述的偏光板，與選自相位差膜、亮度提升膜、視角改善膜以及半穿透性反射膜中的至少一種。
全文摘要
一種偏光膜的製造方法，能製造較少瑕疵或皺紋且無摺痕的偏光膜。其特徵為，於處理PVA(聚乙烯醇)是膜並製造偏光膜的方法中，將加寬輥用於處理液中，並將加寬輥配置在能使最大加寬量β(以算式(1)求得)大於膜與加寬輥接觸時，膜在寬方向的膨脹量γ(以算式(2)求得)的位置上，或使用能使β大於γ的形狀的加寬輥。β＝B
文檔編號B29K29/00GK1657984SQ20051000940
公開日2005年8月24日 申請日期2005年2月4日 優先權日2004年2月16日
發明者網穀圭二, 藤本清二, 松元浩二, 山根尚德 申請人:住友化學株式會社