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TWI552876B - Production method of thin polarizing film (1) - Google Patents

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TWI552876B
TWI552876B TW100131697A TW100131697A TWI552876B TW I552876 B TWI552876 B TW I552876B TW 100131697 A TW100131697 A TW 100131697A TW 100131697 A TW100131697 A TW 100131697A TW I552876 B TWI552876 B TW I552876B
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TW
Taiwan
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polarizing film
thermoplastic resin
thin polarizing
resin substrate
laminate
Prior art date
Application number
TW100131697A
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English (en)
Other versions
TW201219214A (en
Inventor
Shusaku Goto
Takeharu Kitagawa
Ikuo Kawamoto
Hiroaki Sawada
Original Assignee
Nitto Denko Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nitto Denko Corp filed Critical Nitto Denko Corp
Publication of TW201219214A publication Critical patent/TW201219214A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI552876B publication Critical patent/TWI552876B/zh

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Description

薄型偏光膜的製造方法(一) 發明領域
本發明係有關於一種薄型偏光膜的製造方法。
發明背景
代表性的顯示裝置亦即液晶顯示裝置係起因於其影像形成方式而在液晶胞的兩側配置有具有偏光膜之光學積層體。近年來,因為具有偏光膜之光學積層體係被期待薄膜化,有提案揭示一種方法(例如專利文獻1),其係將熱塑性樹脂基材與聚乙烯醇系樹脂層(以下稱為「PVA系樹脂層」)的積層體,進行空中延伸,隨後使其浸漬在染色液而得到薄型偏光膜之方法。但是,此種方法係存在有所得到的薄型偏光膜的光學特性(例如偏光度)不充分之問題。
先前技術文獻 專利文獻
[專利文獻1] 日本專利特開2001-343521號公報
本發明係為了解決上述課題而進行,其主要目的係提供一種製造具有優良的光學特性之薄型偏光膜。
本發明的薄型偏光膜的製造方法係包含下列步驟:在吸水率為0.2%以上且3.0%以下、且玻璃轉移溫度(Tg)為60℃以上的熱塑性樹脂基材上形成聚乙烯醇系樹脂層而製造積層體之步驟;及將積層體在硼酸水溶液中進行水中延伸之步驟。
在較佳實施態樣,上述熱塑性樹脂基材係由非晶質的聚對酞酸乙二酯系樹脂所構成。
在較佳實施態樣,係在上述硼酸水中延伸之前,包含將上述積層體於95℃以上進行空中延伸之步驟。
在較佳實施態樣,相較於只有將上述積層體進行空中延伸時的最大延伸倍率,經過上述水中延伸步驟之上述積層體的最大延伸倍率係較高。
在較佳實施態樣,上述該積層體的最大延伸倍率為5.0倍以上。
依照本發明的另外態樣,係提供一種薄型偏光膜。該薄型偏光膜係使用上述製造方法而得到。
依照本發明的又另外態樣,係提供一種具有上述薄型偏光膜之光學積層體。
依照本發明的又另外態樣,係提供一種積層體。該積層體係具有:吸水率為0.2%以上、3.0%以下且玻璃轉移溫度(Tg)為60℃以上的熱塑性樹脂基材;及形成於該熱塑性樹脂基材上之PVA系樹脂層。
依照本發明,藉由使用吸水率為0.2%以上、3.0%以下且玻璃轉移溫度(Tg)為60℃以上的熱塑性樹脂基材,而且使用硼酸水溶液作為延伸浴,能夠將形成有PVA系樹脂層之積層體高倍率且良好地延伸。具體上,此種熱塑性樹脂基材係在水中延伸而吸收水,水產生塑化劑的作用而能夠可塑化。其結果,能夠大幅度地使延伸應力降低,使得高倍率地延伸成為可能,相較於空中延伸時,熱塑性樹脂基材的延伸性能夠較優良。因此,此種使用熱塑性樹脂基材的積層體之最大延伸倍率,相較於只有空中延伸,係經過水中延伸步驟者能夠較高。又,藉由使用硼酸水溶液,能夠對PVA系樹脂層賦予經得起延伸時施加的張力之剛性及不溶於水之耐水性。如此進行,能夠使積層體良好地進行水中延伸而能夠製造光學特性(例如偏光度)非常優良的薄型偏光膜。
圖式簡單說明
第1圖係本發明的較佳實施形態之積層體之概略剖面圖。
第2圖係顯示本發明的薄型偏光膜的製造方法之一個例子之概略圖。
第3(a)~3(b)圖係本發明的較佳實施形態之光學薄膜學積層體之概略剖面圖。
第4(a)~4(b)圖係本發明的另外較佳實施形態之光學薄膜學積層體之概略剖面圖。
第5圖係顯示在實施例1所使用之熱塑性樹脂基材的延伸倍率與延伸應力的關於之圖表。
第6圖係顯示在實施例1所使用之熱塑性樹脂基材的延伸倍率與延伸應力的關於之圖表。
用以實施發明之形態
以下,說明本發明的較佳形態,但是本發明不被該等實施例限定。
A.製造方法
本發明的薄型偏光膜之製造方法,係包含下列步驟:在吸水率為0.2%以上、3.0%以下且玻璃轉移溫度(Tg)為60℃以上、100℃以下的熱塑性樹脂基材上形成PVA系樹脂層而製造積層體之步驟(步驟A);及將該積層體在硼酸水溶液中進行水中延伸之步驟(步驟B)(硼酸水中延伸)。以下說明各自的步驟。
A-1.步驟A
第1圖係本發明的較佳實施形態之積層體的概略構成圖。積層體10係具有熱塑性樹脂基材11及PVA系樹脂層12,且能夠藉由在熱塑性樹脂基材形成PVA系樹脂層12來製造。PVA系樹脂層12的形成方法係能夠採用任意適當的方法。較佳是在熱塑性樹脂基材11上,藉由塗布含有PVA系樹脂層的塗布液且乾燥,來形成PVA系樹脂層12。
上述熱塑性樹脂基材,其吸水率為0.2%以上,以0.3%以上為佳。此種熱塑性樹脂基材係在後述的步驟B吸收水,水產生塑化劑的作用而能夠可塑化。其結果,能夠使延伸應力大幅度地降低,使得高倍率地延伸成為可能,相較於空中延伸時,熱塑性樹脂基材的延伸性能夠較優良。其結果,能夠製造具有優良的光學特性(例如偏光度)之薄型偏光膜。另一方面,熱塑性樹脂基材的吸水率係以3.0%以下為佳,以1.0%以下為更佳。藉由使用此種熱塑性樹脂基材,在製造時能夠防止熱塑性樹脂基材的尺寸安定性顯著低落致使所得到的薄型偏光膜的外觀變差的不良。又,在水中延伸時能夠防止基材產生斷裂、或PVA系樹脂層從熱塑性樹脂基材剝離。又,吸水率係依據JIS K 7209而求得之值。
熱塑性樹脂基材的玻璃轉移溫度(Tg)係以170℃以下為佳。藉由使用此種熱塑性樹脂基材,能夠邊抑制PVA系樹脂層的結晶化、邊充分地確保積層體的延伸性。而且,考慮利用水之熱塑性樹脂基材的可塑化及良好地進行水中延伸時,以120℃以下為更佳。另一方面,熱塑性樹脂基材的玻璃轉移溫度(Tg)係以60℃以上為佳。藉由使用此種熱塑性樹脂基材,在將含有上述PVA系樹脂的塗布液進行塗布‧乾燥時,能夠防止熱塑性樹脂基材產生變形(例如產生凹凸和下垂、皺紋等)等之不良而良好地製造積層體。又,能夠以適當的溫度(例如60℃左右)而良好地進行PVA系樹脂層的延伸。又,玻璃轉移溫度(Tg)係依據JIS K 7121而求得之值。
熱塑性樹脂基材的構成材料係只要熱塑性樹脂基材的吸水率及玻璃轉移溫度為上述範圍內,能夠採用任意適當的材料。在此,吸水率係例如能夠藉由在構成材料導入改性基來調整。玻璃轉移溫度係例如能夠藉由在構成材料使用導入改性基之結晶化材料且加熱來調整。作為熱塑性樹脂基材的構成材料,非晶質的(不結晶化)聚對酞酸乙二酯系樹脂係適合使用。其中非晶性的(難以結晶化)聚對酞酸乙二酯系樹脂係特別適合使用。作為非晶性的聚對酞酸乙二酯系樹脂的具體例,可舉出進而含有異酞酸作為二羧酸之共聚物、進而含有環己烷二甲醇作為二醇之共聚物。
熱塑性樹脂基材之延伸前的厚度係以20μm~300μm為佳,以50μm~200μm為更佳。小於20μm時,PVA系樹脂層的形成有變為困難之可能性。大於300μm時,在步驟B,有熱塑性樹脂基材需要長時間來吸收水,同時在延伸時有需要過大的負荷之可能性。
上述PVA系樹脂係能夠採用任意適當的樹脂。例如可舉出聚乙烯醇、乙烯-乙烯醇共聚物。聚乙烯係能夠藉由將聚乙酸乙烯酯皂化而得到。乙烯-乙烯醇共聚物係能夠藉由將乙烯-乙酸乙酯共聚物皂化而得到。PVA系樹脂的皂化度係通常為85mol%~100mol%,以95.0mol%~99.95mol%為佳,以99.0mol%~99.93mol%為更佳。皂化度係能夠依據JIS K 6726-1994來求得。藉由使用此種皂化度的PVA系樹脂,能夠得到耐久性優良的薄型偏光膜。皂化度太高時,有凝膠化掉之可能性。
PVA系樹脂的平均聚合度,係能夠按照目的而適當地選擇。平均聚合度係通常為1200~4500,以1500~4300為更佳。又,平均聚合度係能夠依據JIS K 6726-1994而求得。
上述塗布液,代表性係使上述PVA系樹脂溶解於溶劑而成之溶液。作為溶劑,例如可舉出水、二甲基亞碸、二甲基甲醯胺、二甲基乙醯胺N-甲基吡咯啶酮、各種二醇類、三羥甲基丙烷等多元醇類、乙二胺、二伸乙三胺等的胺類。該等係可單獨使用或組合2種以上而使用。該等之中,以水為佳。溶液的PVA系樹脂濃度係相對於100重量份之溶劑,以3重量份~20重量份為佳。如此的樹脂濃度時,能夠形成在熱塑性樹脂基材密著而成之均勻的塗布膜。
亦可以在塗布液調配添加劑,作為添加劑,例如可舉出塑化劑、界面活性劑等。作為塑化劑,例如可舉出乙二醇和甘油等的多元醇。作為界面活性劑,例如可舉出非離子界面活性劑。該等能夠為了進一步提升所得到的PVA系樹脂層之均勻性、染色性、延伸性之目的而使用。
作為塗布液的塗布方法,係能夠採用任意適當的方法。例如輥塗布法、旋轉塗布法、繞線棒塗布法、浸漬塗布法、模頭塗布法、簾流塗布法、噴霧塗布法、刮刀塗布法(comma coating;刮刀式塗布法等)等。
上述塗布液的塗布‧乾燥溫度係以50℃以上為佳。
PVA系樹脂層延伸前的厚度以3μm~20μm為佳。
在形成PVA系樹脂層之前,亦可以在熱塑性樹脂基材施行表面處理(例如電暈處理等),且亦可以在熱塑性樹脂基材形成易接著層。藉由進行如此的處理,能夠使熱塑性樹脂基材與PVA系樹脂層的密著性提升。
A-2.步驟B
上述步驟B係將上述積層體進行水中延伸(硼酸水中延伸)。藉由水中延伸,能夠在比上述熱塑性樹脂基材和PVA系樹脂層的玻璃轉移溫度(代表性係80℃左右)低的溫度進行延伸,且能夠將PVA系樹脂層邊抑制其結晶化、邊高倍率地進行延伸。其結果,能夠製造具有優良的光學特性(例如偏光度)之薄型偏光膜。
積層體的延伸方法係能夠採用任意適當的方法。具體上,可以固定端延伸,亦可以自由端延伸(例如將積層體通過不同周速的輥之間而進行單軸延伸之方法)。積層體的延伸係可使用一階段進行,亦可使用多階段進行。使用多階段進行時,後述的積層體的延伸倍率(最大延伸倍率)係各階段的延伸倍率之積。
水中延伸係較佳是使積層體浸漬於硼酸水溶液中而進行(硼酸水中延伸)。藉由使用硼酸水溶液作為延伸浴,能夠對PVA系樹脂層賦予經得起延伸時施加的張力之剛性及不溶於水之耐水性。具體上,硼酸係藉由在水溶液中生成四羥基硼酸陰離子而能夠與PVA系樹脂藉由氫鍵來進行交聯。其結果,能夠對PVA系樹脂層賦予剛性及耐水性而良好地進行水中延伸,且能夠製造具有優良的光學特性(例如偏光度)之薄型偏光膜。
上述硼酸水溶液係較佳是藉由使硼酸及/或硼酸鹽溶解於溶劑亦即水中來得到。硼酸濃度係相對於100重量份之水,以1重量份至10重量份為佳。藉由使硼酸濃度為1重量份以上,能夠有效地抑制PVA系樹脂成形體的溶解,且能夠製造更高特性的薄型偏光膜。又,除了硼酸或硼酸鹽以外,亦能夠使用將硼砂等的硼化合物、乙二醛、戊二醛等溶解於溶劑而得到的水溶液。
藉由後述的染色步驟,預先在PVA系樹脂層吸附二色性物質(代表性係碘)的情況,較佳是在上述延伸浴(硼酸水溶液)調配碘化物。藉由調配碘化物,能夠抑制使PVA系樹脂層吸附之碘產生溶出。作為碘化物,例如可舉出碘化鉀、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。該等之中,以碘化鉀為佳。碘化物的濃度係相對於100重量份之水,以0.05~15重量份為佳,以0.5重量份~8重量份為更佳。
在步驟B之延伸溫度(延伸浴的液溫)係以40℃~85℃為佳,以50℃~85℃為更佳。如此的溫度時,能夠邊抑制PVA系樹脂的溶解邊高倍率地進行延伸。具體上,如上述,熱塑性樹脂基材的玻璃轉移溫度(Tg)係與形成PVA系樹脂層有關,以60℃以上為佳。此時,延伸溫度低於40℃時,考慮利用水之熱塑性樹脂基材的可塑化,亦有無法良好地延伸之可能性。另一方面,延伸浴的溫度越高,PVA系樹脂層的溶解性變為越高,有無法得到優良的光學特性之可能性。積層體在延伸浴的浸漬時間係以15秒~5分鐘為佳。
藉由組合上述熱塑性樹脂基材及水中延伸(硼酸水中延伸),能夠高倍率地延伸,且能夠製造具有優良的光學特性(例如偏光度)之薄型偏光膜。具體上,相對於積層體的原來長度,最大延伸倍率係以5.0倍以上為佳。在本說明書所謂「最大延伸倍率」係指積層體即將斷裂時之延伸倍率,且係指另外確認積層體斷裂之延伸倍率,比該值低0.2之值。又,使用上述熱塑性樹脂基材之積層體的最大延伸倍率,相較於只有採用空中延伸進行延伸,係經過水中延伸步驟者較高。
A-3.其他步驟
本發明的薄型偏光膜之製造方法係除了上述步驟A及步驟B以外,亦可包含其他步驟。作為其他步驟,例如可舉出不溶化步驟、染色步驟、交聯步驟、與上述步驟B另外的延伸步驟、洗淨步驟、乾燥(調節水分率)步驟等。其他步驟係能夠在任意適當的時序進行。
上述染色步驟,代表性係使用二色性物質將PVA系樹脂層染色之步驟。較佳是藉由使PVA系樹脂層吸附二色性物質來進行。作為該吸附方法,例如可舉出使PVA系樹脂層(積層體)浸漬於含二色性物質的染色液之方法;在PVA系樹脂層塗布該染色液之方法;及將該染色液對PVA系樹脂層進行噴霧之方法等。較佳是使積層體浸漬於含二色性物質的染色液之方法,因為二色性物質能夠良好地吸附。
作為上述二色性物質,例如可舉出碘、二色性染料。較佳是碘。使用碘作為二色性物質時,上述染色液係碘水溶液。碘的調配量係相對於100重量份之水,以0.1重量份~0.5重量份為佳。為了提高碘對水的溶解度,以在碘水溶液調配碘化物為佳。碘化物的具體例係如上述。碘化物的調配量係相對於100重量份之水,以0.02重量份~20重量份為佳,以0.1重量份~10重量份為更佳。為了抑制PVA系樹脂的溶解,染色液的染色時之液溫係以20℃~50℃為佳。使染色液浸漬PVA系樹脂層時,為了確保PVA系樹脂層的透射率,浸漬時間係以5秒~5分鐘為佳。又,染色條件(濃度、液溫、浸漬時間)能夠以最後所得到的偏光膜之偏光度或單體透射率為在預定範圍的方式設定。在一實施形態,係以所得到的偏光膜之偏光度為99.98%以上的方式來設定浸漬時間。在另外一實施形態,係以所得到的偏光膜之單體透射率為40%~44%的的方式來設定浸漬時間。
較佳是在上述步驟B之前進行染色步驟。
上述不溶化步驟,代表性係使硼酸水溶液浸漬PVA系樹脂層來進行。藉由施行不溶化,能夠賦予PVA系樹脂層耐水性。該硼酸水溶液的濃度係相對於100重量份之水。以1重量份~4重量份為佳。不溶化浴(硼酸水溶液)的液溫係以20℃~50℃為佳。較佳是在積層體製造後、染色步驟和步驟B之前進行不溶化步驟。
上述交聯步驟,代表性係使硼酸水溶液浸漬PVA系樹脂層來進行。藉由施行交聯處理,能夠賦予PVA系樹脂層耐水性。該硼酸水溶液的濃度係相對於100重量份之水,以1重量份~4重量份為佳,又,在上述染色步驟後進行交聯步驟時,以更調配碘化物為佳。藉由調配碘化物,能夠抑制已使其吸附於PVA系樹脂層之碘產生溶出。碘化物的調配量係相對於100重量份之水,以1重量份~5重量份為佳。碘化物的具體例,係如上述。交聯浴(硼酸水溶液)的液溫係以20~50℃為佳。較佳是交聯步驟係在上述步驟B之前進行。在較佳的實施形態,能夠依照染色步驟、交聯步驟及步驟B的順序而進行。
作為與上述步驟B另外的延伸步驟,例如可舉出將上述積層體於高溫(例如95℃以上)進行空中延伸之步驟。此種空中延伸步驟較佳是在步驟B(硼酸水中延伸)及染色步驟之前進行。因為此種空中延伸步驟係能夠定位作為對硼酸水中延伸之預備或輔助性的延伸,以下稱為「空中輔助延伸」)。
藉由組合空中輔助延伸,有能夠更高倍率延伸積層體之情況。其結果,能夠製造具有更優良的光學特性(例如偏光度)之薄型偏光膜。例如使用聚對酞酸乙二酯作為上述熱塑性樹脂基材時,相較於只有使用硼酸水中延伸進行延伸,組合空中輔助延伸與硼酸水中延伸能夠邊抑制熱塑性樹脂基材的配向邊進行延伸。該熱塑性樹脂基材係隨著其配向性提升,延伸張力變大,致使安定的延伸變為困難,或熱塑性樹脂基材產生斷裂。因此,藉由邊抑制熱塑性樹脂基材的配向邊延伸,能將積層體更高倍率地延伸。
又,藉由組合空中輔助延伸而使PVA系樹脂的配向性提升,藉此,即便在硼酸水中延伸後亦能夠使PVA系樹脂的配向性提升。具體上,藉由預先空中輔助延伸使PVA系樹脂的配向性提升,在硼酸水中延伸時PVA系樹脂與硼酸變為容易進行交聯,推定藉由以硼酸成為結點(node)的狀態被延伸,硼酸水中延伸後,PVA系樹脂的配向性亦會變高。其結果,能夠製造具有優良的光學特性(例如偏光度)之薄型偏光膜。
空中輔助延伸的延伸方法係與上述步驟B同樣,可以固定端延伸,亦可以自由端延伸(例如將積層體通過不同周速的輥之間而進行單軸延伸之方法)。延伸係可使用一階段進行,亦可使用多階段進行。使用多階段進行時,後述的延伸倍率係各階段的延伸倍率之積。在本步驟之延伸方向係以與上述步驟B的延伸方向大略相同為佳。
在空中輔助延伸之延伸倍率係以3.5倍以下為佳。空中輔助延伸的延伸溫度係以PVA系樹脂的玻璃轉移溫度以上為佳。延伸溫度係以95℃~150℃為佳。又,組合空中輔助延伸及上述硼酸水中延伸時,相對於積層體的原來長度,最大延伸倍率係以5.0倍以上為佳,以5.5倍以上為較佳,以6.0倍以上為更佳。
上述洗淨步驟,代表性係藉由使碘化水溶液浸漬PVA系樹脂層來進行。上述乾燥步驟之乾燥溫度係以30℃~100℃為佳。
第2圖係顯示本發明的薄型偏光膜的製造方法之一個例子之概略圖。將積層體10從捲放部100捲放而出,且藉由輥111及112使其浸漬於硼酸水溶液的浴110中之後(不溶化步驟),藉由輥121及122使其浸漬於二色性物質(碘)及碘化鉀的水溶液的浴120中(染色步驟)。隨後,藉由輥131及132使其浸漬於硼酸及碘化鉀的水溶液的浴130中(交聯步驟)。隨後,使積層體10邊浸漬於硼酸水溶液的浴140中邊在不同速比的輥141及142於縱向(長度方向)賦予張力而進行延伸(步驟B)。將經延伸處理之積層體10藉由輥151及152使其浸漬於碘化鉀水溶液的浴150中(洗淨步驟)且供給至乾燥步驟(未圖示)。隨後,藉由捲取部160捲取。
B.薄型偏光膜
本發明的薄型偏光膜能夠藉由上述的製造方法來得到。本發明的薄型偏光膜,實質上係二色性物質被吸附配向而成之PVA系樹脂膜。薄型偏光膜的厚度係以10μm以下為佳,以7μm以下為較佳,以5μm以下為更佳。另一方面,薄型偏光膜的厚度係以0.5μm以上為佳,以1.5μm以上為更佳。薄型偏光膜係在波長380nm~780nm的任一波長顯示吸收二色性為佳。薄型偏光膜的單體透射率係以40.0%以上為佳,以41.0%以上為較佳,以42.0%以上為更佳。薄型偏光膜的偏光度係以99.8%以上為佳,以99.9%以上為較佳,以99.95%以上為更佳。
上述薄型偏光膜的使用方法係能夠採用任意適當的方法。具體上,可以與上述熱塑性樹脂成為整體的狀態而使用,亦可以從上述熱塑性樹脂基材轉印至其他構件而使用。
C.光學積層體
本發明的光學積層體係具有上述薄型偏光膜。第3(a)及3(b)圖係本發明的較佳實施形態之光學薄膜學積層體之概略剖面圖。光學薄膜積層體100係依照以下的順序而具有熱塑性樹脂基材11’、薄型偏光膜12’、黏著劑層13及分離片14。光學薄膜積層體200係依照以下的順序而具有熱塑性樹脂基材11’、薄型偏光膜12’、接著劑層15、光學功能偏光膜16、黏著劑層13及分離片14。本實施形態係不將上述的熱塑性樹脂基材從所得到的薄型偏光膜12’剝離而直接使用作為光學構件。熱塑性樹脂基材11’係能夠具有作為薄型偏光膜12’的保護薄膜之功能。
第4(a)及4(b)圖係本發明的另外較佳實施形態之光學薄膜學積層體之概略剖面圖。光學薄膜積層體300係依照以下的順序而具有分離片14、黏著劑層13、薄型偏光膜12’、接著劑層15及光學功能偏光膜16。光學薄膜積層體400係除了光學薄膜積層體300的結構以外,第2光學功能偏光膜16’係在薄型偏光膜12’與分離片14之間透過黏著劑層13而設置。本實施形態係將上述熱塑性樹脂基材除去。
積層構成本發明的光學積層體之各層係不被圖示例限定,能夠使用任意適當的黏著劑層或接著劑層。黏著劑層的代表性係使用丙烯酸系黏著劑形成。作為接著劑層,代表性係使用乙烯醇系接著劑形成。上述光學功能薄膜係例如能夠具有與作為偏光膜保護薄膜、相位差薄膜同等之功能。
[實施例]
以下藉由實施例來說明本發明,但是本發明係不被該等實施例限定。又,各特性的測定方法係如以下。
1.厚度
使用數位微計量器(Anritsu公司製、製品名「KC-351C」進行測定。
2.熱塑性樹脂基材的吸水率
依據JIS K 7209進行測定。
3.熱塑性樹脂基材的玻璃轉移溫度(Tg)
依據JIS K 7121進行測定。
[實施例1-1] (步驟A)
作為熱塑性樹脂基材,係使用吸水率0.60%、Tg80℃的非晶質聚對酞酸乙二酯(A-PET)薄膜(三菱樹脂公司製、商品名「NOVACLEAR」、厚度:100μm)。
在熱塑性樹脂基材的一面,將聚合度2600、皂化度99.9%的聚乙烯醇(PVA)樹脂(日本合成化學工業公司製、商品名「Gohsenol(註冊商標)NH-26」)的水溶液於60℃塗布及乾燥而形成厚度為7μm的PVA系樹脂層。如此進行而製造積層體。
使所得到的積層體在液溫30℃的不溶化浴(相對於100重量份之水,調配4重量份硼酸而得到的硼酸水溶液)浸漬30秒(不溶化步驟)。
隨後,在液溫30℃的染色浴(相對於100重量份之水,調配0.2重量份碘且調配2重量份碘化鉀而得到的碘水溶液)使其浸漬60秒(染色步驟)。
隨後,在液溫30℃的交聯浴(相對於100重量份之水,調配3重量份碘化鉀且調配3重量份硼酸而得到的硼酸水溶液)使其浸漬30秒(交聯步驟)。
隨後,使積層體在液溫60℃的硼酸水溶液(相對於100重量份之水,調配4重量份硼酸且調配5重量份碘化鉀而得到的水溶液)邊浸漬、邊通過不同周速的輥之間而在縱向(長度方向)進行單軸延伸(步驟B)。在硼酸水溶液之浸漬時間係120秒,且延伸至積層體即將斷裂為止。
隨後,使積層體浸漬於洗淨浴(相對於100重量份之水,調配3重量份碘化鉀而得到的水溶液)後,於60℃的溫風使其乾燥而成(洗淨‧乾燥步驟)。
如此進行而得到在熱塑性樹脂基材上形成有薄型偏光膜之光學薄膜積層體。
[實施例1-2]
將與實施例1-1同樣地進行而製造之積層體,於120℃烘箱內在不同周速的輥之間而在縱向(長度方向)進行單軸延伸至2倍(空中輔助延伸步驟)。隨後與實施例1-1同樣地進行而且進行不溶化步驟、染色步驟、交聯步驟、步驟B及洗淨‧乾燥步驟,來得到光學薄膜積層體。
(比較例1)
將與實施例1-1同樣地進行而製造之積層體,於100℃的烘箱內進行空中延伸至積層體即將斷裂為止。
隨後,與實施例1-1同樣地依照以下的順序進行染色步驟、交聯步驟及洗淨‧乾燥步驟,來得到薄型偏光膜。
[實施例2-1]
除了作為熱塑性樹脂基材,係使用吸水率0.75%、Tg75℃的非晶質異酞酸共聚合聚對酞酸乙二酯(IPA共聚合PET)薄膜(厚度:100μm)以外,與實施例1-1同樣地進行而得到薄型偏光膜。
[實施例2-2]
除了作為熱塑性樹脂基材,係使用上述IPA共聚合PET薄膜以外,與實施例1-2同樣地進行而得到薄型偏光膜。
(比較例2)
除了作為熱塑性樹脂基材,係使用上述IPA共聚合PET薄膜以外,與比較例1同樣地進行而得到薄型偏光膜。
(比較例3-1)
除了作為熱塑性樹脂基材,係使用吸水率0.1%、Tg110℃的聚對酞酸乙二酯(PET)薄膜(帝人DUPONT公司製、商品名「Teijin Tetoron」、厚度:100μm)及在步驟B將硼酸水溶液的溫度設作80℃以外,與實施例1-1同樣地進行而嘗試積層體的延伸,但是完全無法延伸。
(比較例3-2)
除了作為熱塑性樹脂基材,係使用上述PET薄膜及於130℃進行空中延伸以外,與比較例1同樣地進行而得到薄型偏光膜。
(比較例4-1)
除了作為熱塑性樹脂基材,係使用吸水率0.03%、Tg80℃的未延伸聚苯乙烯薄膜(厚度:100μm)及在步驟B將硼酸水溶液的溫度設作80℃以外,與實施例1-1同樣地進行而得到薄型偏光膜。
(比較例4-2)
除了作為熱塑性樹脂基材,係使用上述聚苯乙烯薄膜及於90℃進行空中延伸以外,與比較例1同樣地進行而得到薄型偏光膜。
(比較例5-1)
除了作為熱塑性樹脂基材,係使用吸水率0.03%、Tg-10℃的未延伸聚丙烯薄膜(Tohcello股份公司製、RXC系列、厚度:70μm)以外,與實施例1-1同樣地進行而嘗試製造薄型偏光膜。
(比較例5-2)
除了作為熱塑性樹脂基材,係使用上述聚丙烯薄膜及於60℃進行空中延伸以外,與比較例1同樣地進行而嘗試製造薄型偏光膜。
(比較例6-1)
除了作為熱塑性樹脂基材,係使用吸水率3.5%、Tg65℃的耐綸6薄膜(無延伸耐綸薄膜、三菱樹脂公司製、商品名「DAIAMILON C」、厚度:100μm)以外,與實施例1-1同樣地進行而嘗試製造薄型偏光膜。
(比較例6-2)
除了作為熱塑性樹脂基材,係使用上述耐綸6薄膜以外,與比較例1同樣地進行而嘗試製造薄型偏光膜。
(實施例3-1)
除了作為熱塑性樹脂基材,係使用吸水率3.5%、Tg75℃的非晶質環己烷二甲醇共聚合對酞酸乙二酯(CHDM-PET)薄膜(三菱樹脂公司製、商品名「NOVACLEAR SH046」、厚度:150μm)及在步驟B將硼酸水溶液的溫度設作70℃以外,以外,與實施例1-1同樣地進行而得到薄型偏光膜。
(實施例3-2)
除了作為熱塑性樹脂基材,係使用上述CHDM-PET薄膜及在步驟B將硼酸水溶液的溫度設作70℃以外,與實施例1-2同樣地進行而得到薄型偏光膜。
(比較例7)
除了作為熱塑性樹脂基材,係使用上述CHDM-PET薄膜以外,與比較例1同樣地進行而得到薄型偏光膜。
在各實施例及比較例,藉由目視觀察延伸後的積層體之外觀。將評價結果與最大延伸倍率同時顯示在表1。又,實施例1-2、實施例2-2及實施例3-2的最大延伸倍率係包含空中輔助延伸之總延伸倍率。
(外觀的評價基準)
○:良好。
×:由於產生凹凸和下垂、變形‧尺寸變化致使外觀不良。
測定在各實施例及比較例所得到之薄型偏光膜的偏光度。測定偏光度時,在所得到的光學薄膜積層體的薄型偏光膜側邊塗布接著劑邊貼合厚度為80μm的三乙酸纖維素薄膜(TAC薄膜)之後,將熱塑性樹脂基材剝離。如此進行,將薄型偏光膜轉印至TAC薄膜而提供偏光度的測定。偏光度的測定方法係如以下。將測定結果與所得到薄型偏光膜的厚度同時顯示在表1。
(偏光度的測定方法)
使用紫外可見分光光度計(日本分光公司製、製品名「V7100」)而測定薄型偏光膜的單體透射率(Ts)、平行透射率(Tp)及正交透射率(Tc),且依照下式求取偏光度(P)。
偏光度(P)(%)={(Tp-Tc)/(Tp+Tc)}1/2×100
又,上述(Tp)及(Tc)係依據JIS Z 8701的2度視野(C光源)測定且進行視感度修正而成之Y值。
使用滿足預定的吸水率及玻璃轉移溫度之熱塑性樹脂之實施例係能夠良好地進行水中延伸,最大延伸倍率亦非常高且外觀及光學特性亦非常優良。各自比較實施例1-1、1-2與比較例1、實施例2-1、2-2與比較例2、實施例3-1、3-2與比較例7時,相較於只有藉由空中延伸進行延伸,經過水中延伸步驟者係最大延伸倍率較高。
比較例3-1係無法進行水中延伸。雖然比較例3-2、比較例4-1及4-2的外觀優良,但是無法得到充分的光學特性。
使用玻璃轉移溫度較低的熱塑性樹脂基材之比較例5-1及比較例5-2,雖然能夠高倍率地進行延伸,但是PVA系樹脂層的形成(塗布‧乾燥)時在熱塑性樹脂基材產生皺紋,而且依照延伸時的溫度而在積層體產生凹凸和下垂而無法得到經得起光學用途之外觀。
使用吸水率高的熱塑性樹脂基材之比較例6-1及比較例6-2,係在塗布PVA樹脂的水溶液時,容易產生尺寸變化,而且,比較例6-1在水中延伸時產生皺紋而無法到優良的外觀。
將實施例1所使用的熱塑性樹脂基材(A-PET)於60℃及80℃進行延伸(水中、空中)。將此時的延伸倍率及延伸應力之關係顯示在第5圖及第6圖。又,第5圖係一併顯示在90℃空中輔助延伸2倍之後,於60℃進行水中延伸至總倍率為6倍為止時之延伸倍率與延伸應力之關係。
從第5圖及6圖,得知相較於空中延伸,水中延伸係熱塑性樹脂基材的延伸應力大幅度地降低。由此,水可以說是作為塑化劑的作用而熱塑性樹脂基材產生可塑化。
產業上之可利用性
相較於先前的薄型偏光膜,本發明的薄型偏光膜係具有較高的偏光性能。因此,依照本發明,能夠使薄型偏光膜應用在液晶電視、液晶顯示器、行動電話、數位相機、攝錄影機、可攜式遊戲機、汽車導航器、影印機、印表機、傳真機、鐘錶、電爐等的液晶面板。
10‧‧‧積層體
11、11’‧‧‧熱塑性樹脂基材
12‧‧‧PVA系樹脂層
12’‧‧‧薄型偏光膜
13‧‧‧黏著劑層
14‧‧‧分離片
15‧‧‧接著劑層
16‧‧‧光學功能薄膜
16’‧‧‧第2光學功能薄膜
100‧‧‧捲放部
110‧‧‧硼酸水溶液的浴
111、112、121、122、131、132、141、142、151、152‧‧‧輥
120‧‧‧二色性物質及碘化鉀的水溶液的浴
130‧‧‧碘酸及碘化鉀的水溶液的浴
140‧‧‧硼酸水溶液的浴
150‧‧‧碘化鉀水溶液的浴
160‧‧‧捲取部
200‧‧‧光學薄膜積層體
300、400‧‧‧光學功能薄膜積層體
第1圖係本發明的較佳實施形態之積層體之概略剖面圖。
第2圖係顯示本發明的薄型偏光膜的製造方法之一個例子之概略圖。
第3(a)~3(b)圖係本發明的較佳實施形態之光學薄膜學積層體之概略剖面圖。
第4(a)~4(b)圖係本發明的另外較佳實施形態之光學薄膜學積層體之概略剖面圖。
第5圖係顯示在實施例1所使用之熱塑性樹脂基材的延伸倍率與延伸應力的關於之圖表。
第6圖係顯示在實施例1所使用之熱塑性樹脂基材的延伸倍率與延伸應力的關於之圖表。
10...積層體
11...熱塑性樹脂基材
12...PVA系樹脂層

Claims (8)

  1. 一種薄型偏光膜的製造方法,係包含下列步驟:在吸水率為0.2%以上且3.0%以下、且玻璃轉移溫度(Tg)為60℃以上的熱塑性樹脂基材上形成聚乙烯醇系樹脂層而製造積層體之步驟;及將該積層體在硼酸水溶液中進行水中延伸之步驟。
  2. 如申請專利範圍第1項之薄型偏光膜的製造方法,其中前述熱塑性樹脂基材係由非晶質的聚對酞酸乙二酯系樹脂所構成。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之薄型偏光膜的製造方法,其係在前述硼酸水中延伸之前,包含將上述積層體於95℃以上進行空中延伸之步驟。
  4. 如申請專利範圍第1或2之薄型偏光膜的製造方法,其中相較於僅將前述積層體進行空中延伸時的最大延伸倍率,經過前述水中延伸步驟之前述積層體的最大延伸倍率係較高。
  5. 如申請專利範圍第1或2之薄型偏光膜的製造方法,其中前述積層體的最大延伸倍率為5.0倍以上,該最大延伸倍率是指積層體即將斷裂時之延伸倍率。
  6. 一種薄型偏光膜,係使用如申請專利範圍第1至5項中任一項之薄型偏光膜的製造方法而得到者。
  7. 一光學積層體,係具有如申請專利範圍第6項的薄型偏光膜。
  8. 一種積層體,係具有: 吸水率為0.2%以上且3.0%以下、且玻璃轉移溫度(Tg)為60℃以上的熱塑性樹脂基材;及形成於該熱塑性樹脂基材上之聚乙烯醇系樹脂層,且該聚乙烯醇系樹脂層是直接形成在該熱塑性樹脂基材上,該聚乙烯醇系樹脂層之厚度是3μm~20μm。
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