TWI568565B - 芳香族聚碳酸酯製偏光透鏡 - Google Patents
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Description
本發明是有關於一種在偏光板的其中一個面上射出芳香族聚碳酸酯而成形的芳香族聚碳酸酯製偏光透鏡。
聚碳酸酯製偏光板之耐衝擊性優異且分量輕，因此被用於以液晶顯示器為首，建築物之窗戶或汽車之天窗，海上運動、冬季運動、釣魚等所用之太陽眼鏡或護目鏡中。
在將聚乙烯醇膜延伸並以二色性色素加以染色而成的偏光膜的兩個面經由接著層貼合芳香族聚碳酸酯板作為保護層而所得的偏光板(以下稱為芳香族聚碳酸酯偏光板)，由於特別是耐衝擊性優異，而且兼具高的耐熱性，因此被用於實施彎曲加工或射出成形而所得的太陽眼鏡或護目鏡用偏光透鏡中。
然而，芳香族聚碳酸酯之光彈性常數大，因此存在如下之問題：於實施彎曲加工為如太陽眼鏡或護目鏡這樣的球面或非球面之面形狀時，容易產生由於延遲(retardation)所造成之著色干擾條紋，該著色干擾條紋有損外觀、引起眼疲勞等。
而且，於將芳香族聚碳酸酯偏光板彎曲加工為球面或非球面之面形狀的偏光透鏡中，亦存在如下之問題：由於芳香族聚碳酸酯偏光板之厚度不均而產生圖像變形，有損外觀、引起眼疲勞等。
關於在實施彎曲加工時所產生之延遲，已知有藉由預先對保護層中所使用之芳香族聚碳酸酯板實施延伸處理而使其產生大的延遲，而變得看不到著色干擾條紋之芳香族聚碳酸酯偏光板(以下稱為延伸聚碳酸酯偏光板)(專利文獻1：日本專利特開平03-39903號公報)，可使用於即使在偏光透鏡中外觀或眼疲勞亦優異之產品中。
另一方面，已知為了形成與對所述之延伸聚碳酸酯偏光板實施彎曲加工而形成之偏光透鏡相比而言，耐衝擊性更進一步提高或者具有焦點屈光度之矯正用透鏡，將彎曲加工為球面或非球面之面形狀的延伸聚碳酸酯偏光板插入至模具內，射出芳香族聚碳酸酯而成形之偏光透鏡(以下稱為芳香族聚碳酸酯偏光透鏡)(專利文獻2：日本專利特開平08-52817號公報)。
芳香族聚碳酸酯偏光透鏡由於是在模具內射出芳香族聚碳酸酯而進行填充，因此亦具有未發現所插入之延伸聚碳酸酯板之厚度不均之優點，可使用於即使於不具有焦點屈光度之透鏡中，對於耐衝擊性、外觀或眼疲勞而言亦特別優異之產品中。
然而，於如芳香族聚碳酸酯偏光透鏡那樣在模具內填充熱硬化性樹脂或熱塑性樹脂而所得之透鏡中，藉由適宜設定兩個面各個之模具的表面形狀以及兩個面之間隔，可自由地設定所成形之透鏡的兩個面各個之形狀與壁厚，因此基於用以使所成形之透鏡的焦點屈光度、稜鏡屈光度、及圖像變形成為所期望之值的光學設計而設定模具之表面形狀以及兩個面的間隔。
所成形之透鏡的表面形狀與成形時所接之模具的表面形狀在多數情況下相同，但在對透鏡之表面形狀要求非常高之精度之情形時，為了補償由於模具內所填充之熱硬化性樹脂或熱塑性樹脂固化時所產生之體積收縮所造成之透鏡壁厚之減少或表面形狀之變化，存在對兩個面各個之模具的表面形狀以及兩個面之間隔進行適宜之微調整之情形。
於芳香族聚碳酸酯偏光板之彎曲加工中所使用之模具，使用與在最終所得之芳香族聚碳酸酯偏光透鏡中的與所射出之芳香族聚碳酸酯相接之面為相反側之面的表面形狀為相同形狀的模具。
而且，於芳香族聚碳酸酯偏光透鏡之射出成形中所使用之模具中，延伸聚碳酸酯偏光板側之模具亦使用與最終所得之芳香族聚碳酸酯偏光透鏡中之延伸聚碳酸酯偏光板側的表面形狀為相同形狀的模具；而射出成形中所使用之另一個模具，使用與以使基於光學設計而最終所得之芳香族聚碳酸酯偏光透鏡的透鏡面內之焦點屈光度或稜鏡屈光度成為所期望之值的表面形狀為相同形狀的模具。
例如，於希望最終獲得無焦點屈光度或稜鏡屈光度、延伸聚碳酸酯偏光板側之表面的基礎曲線為8之球面的芳香族聚碳酸酯偏光透鏡之情形時，亦存在以2次或大於等於3次而進行彎曲加工之情形，但最終一次之彎曲加工中所使用之模具的形狀是基礎曲線為8之球面，且於射出成形中所使用之模具中，延伸聚碳酸酯偏光板側之模具的形狀亦是基礎曲線為8之球面，於射出成形中所使用之另一個模具是基礎曲線為8或者稍微大於8之球面，且該球面之中心位置相對於延伸聚碳酸酯偏光板側之模具而言有稍許不同，即使用偏心(decenter)之表面形狀。
而且，例如於希望最終獲得無焦點屈光度或稜鏡屈光度、延伸聚碳酸酯偏光板側之表面的水平方向之基礎曲線為6、垂直方向之基礎曲線為4之橢圓面的芳香族聚碳酸酯偏光透鏡之情形時，亦存在以2次或大於等於3次而進行彎曲加工之情形，但最終一次所使用之模具的形狀是水平方向之基礎曲線為6、垂直方向之基礎曲線為4的橢圓面，且於射出成形中所使用之模具中，延伸聚碳酸酯偏光板側之模具的形狀亦是水平方向之基礎曲線為6、垂直方向之基礎曲線為4之橢圓面，於射出成形中所使用之另一個模具是水平方向之基礎曲線為6或稍微大於6、垂直方向之基礎曲線為4或稍微大於4之橢圓面。
若進一步加以例示，則芳香族聚碳酸酯偏光透鏡之表面形狀不僅僅為球面、橢圓面或抛物面這樣的2次曲面，而且亦存在成形為如4次曲面這樣的高次曲面之情形，且亦存在水平方向與垂直方向之曲率不同之情形。然而，存在芳香族聚碳酸酯偏光透鏡之射出成形後之表面形狀相對於模具之表面形狀而言有較大之不同之情形，其不同亦有各種各樣。
已知於延伸聚碳酸酯偏光板中，於使用表面形狀為球面之模具而成形芳香族聚碳酸酯偏光透鏡時，若使用射出芳香族聚碳酸酯之側的芳香族聚碳酸酯板之延伸變無或者變少之延伸聚碳酸酯偏光板，則可使所形成之偏光透鏡的垂直方向之基礎曲線與水平方向之基礎曲線之差的絕對值(以下稱為基礎曲線之異向性)減低(專利文獻3：日本專利特開平08-313701號公報)。
使用有射出芳香族聚碳酸酯之側的芳香族聚碳酸酯板之延伸變無或者變少之延伸聚碳酸酯偏光板(以下稱為單面延伸聚碳酸酯偏光板)的芳香族聚碳酸酯偏光透鏡，可以非常高之精度形成透鏡之表面形狀，因此可使用於對於耐衝擊性、外觀或者眼疲勞而言特別優異、且透鏡之表面形狀的精度高的產品中。
於如此而形成之芳香族聚碳酸酯偏光透鏡之表面，適宜形成硬塗層、抗反射膜等，其次藉由拋光、鑽孔、螺絲鎖緊等，固定於框架上而成為太陽眼鏡或護目鏡。
如上所述，使用有單面延伸聚碳酸酯偏光板之芳香族聚碳酸酯偏光透鏡可以非常高之精度而形成透鏡之表面形狀，因此可使用於對於耐衝擊性、外觀或者眼疲勞而言特別優異、且透鏡之表面形狀的精度高的產品中。
然而，即使是使用單面延伸聚碳酸酯偏光板，亦存在如下之問題：彎曲加工、射出成形、硬塗層處理等加工條件所造成之表面形狀之差較大，無法藉由適於彎曲加工、射出成形、硬塗層處理等各個加工之加熱溫度或加熱時間而成形為所期望之精度的表面形狀。
另外，使用有單面延伸聚碳酸酯偏光板之芳香族聚碳酸酯偏光透鏡的射出成形後之表面形狀，相對於射出模具之表面形狀，亦即，基於光學設計而所得之所期望之表面形狀而言有所不同，另外，由於彎曲加工、射出成形、硬塗層處理等各種加工條件而有不同之複雜度，因此尚不至於藉由該些各個加工條件而把握表面形狀如何變化，甚至無法預見能否藉由適宜選定該些各個加工條件而達到所期望之精度的表面形狀。
於使用有延伸聚碳酸酯偏光板之芳香族聚碳酸酯偏光透鏡中，當然尚無法成形為所期望之精度的表面形狀。於偏光透鏡的表面形狀之精度極其低之情形時，由於所形成之偏光透鏡與框架形狀之差異，而產生於拋光後無法固定於框架上之問題。
例如，於表面形狀為球面且基礎曲線為8之偏光透鏡中產生如下之問題：若所形成之偏光透鏡的基礎曲線之異向性超過0.25，則變得難以固定於框架上。另外，關於形狀精度所帶來之影響，需要特別指出的是：若所形成之偏光透鏡的基礎曲線之異向性變大，則存在不能滿足關於護目鏡之美國規格ANSl-Z87.1中之Resolving Power(以下稱為解析度)之規定的問題。例如，於表面形狀為球面且基礎曲線為8之偏光透鏡中存在如下之問題：若所形成之偏光透鏡的基礎曲線之異向性超過0.1，則解析度變得小於20，不適合美國規格ANSI-Z87.1。
並無所述關於解析度與偏光透鏡之形狀精度之關係的先前技術文獻，本發明者等人進行了銳意研究，結果發現了若所形成之偏光透鏡的形狀精度低則解析度低，若所形成之偏光透鏡之形狀精度高則解析度亦高之關係，從而發現於使偏光透鏡的表面形狀之精度非常高，基礎曲線之異向性為0.1以內時解析度變得大於等於20。
而且，於使用有單面延伸聚碳酸酯偏光板之芳香族聚碳酸酯偏光透鏡中，於自所射出之芳香族聚碳酸酯之側射入光之情形時，亦即自相對於實際使用之狀況中的光入射面而言為相反之面射入光之情形時，容易產生由於延遲所造成之著色干擾條紋，雖然並不對實際之使用造成問題，但存在如下之問題：該著色干擾條紋有損在銷售店中陳列商品時的外觀。
本發明是一種偏光透鏡，所述偏光透鏡是將在具有偏光性之膜的兩個面經由接著層貼合芳香族聚碳酸酯板而成的偏光板彎曲為球面或非球面，於該偏光板之其中一個面上射出芳香族聚碳酸酯而形成的偏光透鏡，其特徵在於：該偏光板之至少與射出芳香族聚碳酸酯之面為相反側的面上所配置的芳香族聚碳酸酯板之延遲值為大於等於2000 nm、且小於20000 nm，於該偏光透鏡上射出芳香族聚碳酸酯後，實施大於等於較玻璃轉化點低50℃之溫度、且小於玻璃轉化點的溫度之熱處理，實施該熱處理後之該偏光透鏡的水平方向與垂直方向之基礎曲線與實施該熱處理之前相比而言更接近設計值。
而且，於所述偏光透鏡中，於將該熱處理之溫度設為X、將該熱處理之時間設為Y時，X之範圍為115℃~135℃，且該熱處理之溫度與時間之關係滿足式1，實施該熱處理後之該偏光透鏡的基礎曲線之異向性為0.25以內。
15.6≦Log(Y)+0.122X≦16.9 (1)
而且，於所述偏光透鏡中，於與上述相同之X之範圍中，該熱處理之溫度與時間之關係滿足式2，實施該熱處理後之該偏光透鏡的基礎曲線之異向性為0.1以內。
16.1≦Log(Y)+0.122X≦16.8 (2)
藉由本發明，可穩定地提供形狀精度高之芳香族聚碳酸酯偏光透鏡。
可穩定地提供於表面形狀為球面之偏光透鏡中，基礎曲線之異向性為0.25以內之偏光透鏡，另外可穩定地提供解析度大於等於20之偏光透鏡。
對本發明之芳香族聚碳酸酯偏光透鏡加以說明。
首先，一面使成為偏光膜之基材的樹脂膜向一個方向延伸，一面含浸於含有碘或二色性色素等染料之染液中，藉此使碘或二色性色素分散於基材樹脂中，獲得賦予了偏光性之偏光膜。
作為此時所使用之成為偏光膜之基材的樹脂，使用聚乙烯醇類，該聚乙烯醇類較佳的是聚乙烯醇(以下稱為PVA)、微量殘存有PVA之乙酸酯結構的PVA以及作為
PVA衍生物或類似物之聚乙烯甲醛、聚乙烯縮醛、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物鹼化物等，特佳的是PVA。
另外，關於PVA膜之分子量，自延伸性與膜強度之觀點考慮，重量平均分子量較佳的是50,000~500,000，特佳的是分子量為150,000~300,000。而且，作為此時所使用之偏光膜之染料，自於PVA膜中之染色性與耐熱性之觀點考慮，較佳的是由具有磺酸基之偶氮色素所構成之直接染料。自延伸後之二色比與膜強度之觀點考慮，延伸PVA膜時之倍率較佳的是2倍~8倍，特佳的是3倍~5倍。
其次，於偏光膜之兩個面上經由接著層而貼附由芳香族聚碳酸酯板所構成之保護層。作為此時所使用之芳香族聚碳酸酯板的樹脂材料，自膜強度、耐熱性、耐久性或彎曲加工性之觀點考慮，較佳的是藉由周知之方法由以2,2-雙(4-羥基苯基)烷烴或2,2-(4-羥基-3,5-二鹵代苯基)烷烴為代表之雙酚化合物而製造之聚合物，於該聚合物骨架上亦可包含源自脂肪酸二醇之結構單元或具有酯鍵之結構單元，特佳的是由2,2-雙(4-羥基苯基)丙烷所衍生之芳香族聚碳酸酯。
另外，關於芳香族聚碳酸酯板之分子量，從板自身之成形的觀點考慮，較佳的是黏度平均分子量為12,000~40,000，自膜強度、耐熱性、耐久性或彎曲加工性之觀點考慮，特佳的是20,000~35,000。而且，關於芳香族聚碳酸酯板之延遲值，自抑制著色干擾條紋之觀點考慮，下限為大於等於2000nm，上限並無特別之規定，但自膜製造之方面考慮較佳的是小於等於20000 nm，特佳的是大於等於4000 nm小於等於20000 nm。若延遲值高則難以產生著色干擾條紋，另一方面卻存在若延遲值高則表面形狀之精度低的缺點。
然而，於本發明之芳香族聚碳酸酯偏光透鏡中可以提高表面形狀之精度，因此即使於延遲值更高之範圍內亦可提高表面形狀之精度。另外，關於在兩個面所使用之由芳香族聚碳酸酯所構成之保護層的各個厚度，自膜強度、耐熱性、耐久性或彎曲加工性之觀點考慮，較佳的是50 μm～1.5 mm之範圍，特佳的是100 μm～800 μm之範圍。
作為用於在偏光膜之兩個面貼合芳香族聚碳酸酯之接著劑，可使用丙烯酸樹脂系材料、胺酯樹脂系材料、聚酯樹脂系材料、三聚氰胺樹脂系材料、環氧樹脂系材料、聚矽氧系材料等，特別是自接著層自身或接著時之透明性以及與芳香族聚碳酸酯之接著性之觀點考慮，較佳的是由作為胺酯樹脂系材料之聚胺酯預聚物與硬化劑所構成之2液型熱硬化性胺酯樹脂。如此而獲得芳香族聚碳酸酯偏光板。
本發明之芳香族聚碳酸酯偏光透鏡中所使用之芳香族聚碳酸酯偏光板並不限於所述芳香族聚碳酸酯偏光板，亦可使用兼具調光功能的芳香族聚碳酸酯偏光板(所述偏光板是使用於接著偏光膜與保護層之芳香族聚碳酸酯的接著劑中，溶解有調光染料而成的接著劑而製作)，若為將延伸聚碳酸酯偏光板(所述延伸聚碳酸酯偏光板是如上所述而對偏光膜之保護層中所使用之芳香族聚碳酸酯板預先實施延伸處理而產生大的延遲的延伸聚碳酸酯偏光板)彎曲加工為球面或非球面之面形狀，插入至模具內射出芳香族聚碳酸酯而成形的偏光透鏡，則獲得同樣之效果。
其次，對延伸聚碳酸酯偏光板實施彎曲加工。
關於延伸聚碳酸酯偏光板之彎曲加工條件，並無特別之限制，但必須以沿著射出成形所使用之模具表面之方式進行彎曲，且偏光膜於彎曲加工中容易產生沿著延伸方向之龜裂、即所謂之膜斷裂，因此自該些觀點考慮，延伸聚碳酸酯偏光板之彎曲加工中的模具溫度較佳的是延伸聚碳酸酯偏光板中所使用之芳香族聚碳酸酯的玻璃轉化點前後之溫度，另外，較佳的是藉由預熱處理於彎曲加工之前而設為大於等於較芳香族聚碳酸酯之玻璃轉化點低50℃之溫度、且小於玻璃轉化點的溫度，特佳的是設為大於等於較玻璃轉化點低40℃之溫度、且小於較玻璃轉化點低15℃的溫度。
其次，於延伸聚碳酸酯偏光板上射出芳香族聚碳酸酯。
關於射出成形之加工條件，並無特別之限制，但必須使外觀優異，自該觀點考慮，模具溫度較佳的是大於等於較延伸聚碳酸酯偏光板中所使用之芳香族聚碳酸酯的玻璃轉化點低50℃之溫度、且小於玻璃轉化點的溫度，特佳的是大於等於較玻璃轉化點低40℃之溫度、且小於較玻璃轉化點低15℃的溫度。
其次，實施熱處理，其後實施硬塗層處理。
於熱處理之前，本發明者等人為了解決所述課題而對彎曲加工、射出成形、硬塗層處理等先前技術之加工條件進行了格外小心之研究，結果發現：於使用了延伸聚碳酸酯偏光板或單面延伸聚碳酸酯偏光板之芳香族聚碳酸酯偏光透鏡中，相對於射出模具之表面形狀、亦即所期望之表面形狀而言，水平方向之基礎曲線大且垂直方向之基礎曲線小；進一步加以詳細研究，結果發現：芳香族聚碳酸酯偏光透鏡之射出成形後的表面形狀是水平方向之基礎曲線大、垂直方向之基礎曲線小的形狀，藉由在射出成形後進行硬塗層處理而使水平方向之基礎曲線變小、垂直方向之基礎曲線變大，從而接近所期望之表面形狀。
關於硬塗層之材質或加工條件，並無特別之限制，但必須外觀或者對於基底之芳香族聚碳酸酯或對於隨後所塗佈之鏡面塗層或抗反射塗層等無機層的密著性優異，自該觀點考慮，煅燒溫度較佳的是大於等於較延伸聚碳酸酯偏光板中所使用之芳香族聚碳酸酯的玻璃轉化點低50℃之溫度、且小於玻璃轉化點的溫度，特佳的是大於等於較玻璃轉化點低40℃之溫度、且小於較玻璃轉化點低15℃的溫度。
此處所謂之偏光透鏡之水平方向，是在固定於太陽眼鏡或護目鏡上時相對於水平面而言平行之偏光透鏡面上的方向，與偏光透鏡之吸收軸大致一致。而且，此處所謂之垂直方向，是在固定於太陽眼鏡或護目鏡上時相對於水平面而言垂直之方向，與偏光透鏡之透射軸大致一致。
另外，本發明者等人除了先前技術之加工條件以外還對各種處理之追加進行了銳意研究，結果發現藉由於硬塗層處理前對利用先前技術所成形之芳香族聚碳酸酯偏光透鏡增加熱處理，水平方向之基礎曲線進一步變小而接近所期望之表面形狀，且垂直方向之基礎曲線進一步變大而接近所期望之表面形狀；而且發現藉由增加更長之時間以及熱處理，水平方向之基礎曲線進一步變小，因此超過所期望之表面形狀而使基礎曲線變得較所期望之表面形狀更小，垂直方向之基礎曲線進一步變大而超過所期望之表面形狀，從而使基礎曲線變得較所期望之表面形狀更大；且發現於增加適宜時間之熱處理時，獲得非常高之形狀精度，從而完成本發明。
關於芳香族聚碳酸酯偏光透鏡之硬塗層處理中的一般之煅燒溫度，為大於等於較延伸聚碳酸酯偏光板或單面延伸聚碳酸酯偏光板之保護層中所使用之芳香族聚碳酸酯板的玻璃轉化點低50℃之溫度、且小於等於玻璃轉化點，更一般的是大於等於較玻璃轉化點低40℃之溫度、且小於等於較玻璃轉化點低15℃之溫度，亦即120℃前後之溫度；硬塗層之煅燒所需要之時間大概為30分鐘至2小時之間，於藉由該些一般的加工條件所成形之芳香族聚碳酸酯偏光透鏡中，相對於射出模具之表面形狀、亦即所期望之表面形狀而言，水平方向之基礎曲線大且垂直方向之基礎曲線小，未能獲得高精度之表面形狀。
即，於藉由先前技術之一般的加工條件而成形之芳香族聚碳酸酯偏光透鏡中，未能獲得形狀精度高的偏光透鏡。
藉由本發明之技術的於硬塗層處理前增加熱處理之方法，即使於藉由一般的加工條件而成形之芳香族聚碳酸酯偏光透鏡中，水平方向之基礎曲線亦變小而接近所期望之表面形狀，且垂直方向之基礎曲線亦變大而接近所期望之表面形狀。然而，於增加過長時間之熱處理之情形時，水平方向之基礎曲線過於變低而造成基礎曲線變得較所期望之表面形狀更低，且垂直方向之基礎曲線過於變高而造成基礎曲線變得較所期望之表面形狀更高。
當然，於增加適宜時間之熱處理之情形時，水平方向及垂直方向之基礎曲線成為非常接近所期望之表面形狀的值，藉由本發明之技術而獲得以先前技術所無法獲得之精度非常高的表面形狀。另外，本發明者等人為了在硬塗層處理前增加熱處理而獲得精度非常高之表面形狀而對所進行的適宜之熱處理的控制性進行了銳意研究，結果發現：由於硬塗層處理前之熱處理而產生之曲線值的每單位加熱時間的變化量存在隨著加熱時間變長而緩緩減少之傾向。
另外發現：由硬塗層處理前之熱處理而產生之基礎曲線的每單位加熱時間之變化量根據彎曲加工中之處理溫度或射出成形中之模具溫度而變化，該些溫度越高，則由硬塗層處理後之熱處理所產生之基礎曲線的每單位加熱時間的變化量越變少。另外還發現：於硬塗層處理前之熱處理中，若加熱溫度提高，則基礎曲線之每單位加熱時間之變化量變大；若加熱溫度降低，則基礎曲線之每單位加熱時間之變化量變小。
而且發現：射出成形後之表面形狀，相對於射出模具之表面形狀、即所期望之表面形狀而言，水平方向之基礎曲線大、垂直方向之基礎曲線小，但其程度會根據射出成形之模具溫度而變化，若模具溫度高則其程度變高，若模具溫度低則其程度變低。於希望以高精度而控制表面形狀之情形時，較佳的是與所期望之表面形狀基本一致時的基礎曲線之每單位加熱時間之變化量小。另一方面，於希望提高生產中之產量(throughput)之情形時，為了使熱處理所需要之時間變短，較佳的是熱處理初期之基礎曲線的每單位加熱時間之變化量大、或者熱處理前之表面形狀接近所期望之表面形狀。
發現：自該些觀點考慮，藉由適宜選擇彎曲加工中之處理溫度、射出成形中之模具溫度、或硬塗層處理後之熱處理之溫度，以一定時間之熱處理而非常良好地再現非常高的形狀精度，或者即使以短時間之熱處理亦可非常良好地再現非常高的形狀精度。
亦即，發現：於使用了延伸聚碳酸酯偏光板或單面延伸聚碳酸酯偏光板之芳香族聚碳酸酯偏光透鏡中，藉由於硬塗層處理前適宜實施於小於等於玻璃轉化點之溫度的熱處理的方法，可以所期望之精度成形射出模具之表面形狀、即所期望之表面形狀。
而且發現：藉由適宜選擇彎曲加工中之處理溫度、射出成形中之模具溫度、或硬塗層處理後之熱處理之溫度的方法，可藉由短時間之熱處理或者藉由任意一定時間之熱處理而非常良好地再現成形非常高的形狀精度。
其結果，可穩定地成形在表面形狀為球面之偏光透鏡中，基礎曲線之異向性為0.25以內的偏光透鏡；另外，可成形在表面形狀為球面之偏光透鏡中，解析度大於等於20的偏光透鏡。
另外，於本實例之說明中例示了於硬塗層處理前進行熱處理，該熱處理若為於射出成形後則可於任意階段進行，例如亦可於硬塗層處理後進行，另外亦可於塗佈鏡面塗層或抗反射塗層等無機層之後進行。而且，於本實例之說明中，熱處理於硬塗層處理前進行，但亦可藉由適宜選擇熱處理之加熱溫度與加熱時間，而轉入硬塗層煅燒之熱處理中。
例如，於硬塗層煅燒中之加熱溫度為120℃且加熱時間為2小時，且其後所進行之熱處理為120℃、10小時而獲得高精度之表面形狀之情形時，可藉由加熱溫度為120℃、加熱時間為12小時而進行硬塗層煅燒。而且，於無硬塗層之芳香族聚碳酸酯偏光透鏡中，不言而喻可省略硬塗層處理而進行熱處理。
關於熱處理之條件，於加熱溫度中，較佳的是大於等於較延伸聚碳酸酯偏光板中所使用之芳香族聚碳酸酯的玻璃轉化點低50℃之溫度、且小於玻璃轉化點的溫度，特佳的是大於等於較玻璃轉化點低40℃之溫度、且小於較玻璃轉化點低15℃之溫度。關於加熱時間，為了如上所述那樣以所期望之精度而獲得所期望之表面形狀，可於適宜設定之條件下進行。
實例
以下，基於實例，對本發明加以詳細之說明，但本發明並不限定於該些實例。
(實例1)
(a)延伸聚碳酸酯偏光板
作為芳香族聚碳酸酯偏光透鏡中所使用之延伸聚碳酸酯偏光板，使用0.6 mm厚之Iupilon Pola板(三菱瓦斯化學股份有限公司製造)。該延伸聚碳酸酯偏光板是於偏光膜之兩個面使用厚度為0.3 mm、延遲值為5500 nm、玻璃轉化點為150℃之芳香族聚碳酸酯板作為保護層，難以於彎曲加工中產生著色干擾條紋之偏光板。
(b)芳香族聚碳酸酯偏光透鏡
用直徑為79.5 mm之正圓型對(a)之偏光板進行衝壓，將垂直方向之寬度切為55mm，使用具有相同表面形狀之模具而進行彎曲加工以使其與射出成形中所使用之模具的球面狀之表面(曲率半徑為66.81 mm、基礎曲線為7.932)相吻合。此處所謂之基礎曲線是以透鏡前面之曲率之含義而使用，是530除以毫米單位之曲率半徑之值。
另外，插入於射出成形用模具內，藉由於透鏡之凹面射出成形熔融樹脂而製作芳香族聚碳酸酯偏光透鏡。將此時之芳香族聚碳酸酯偏光透鏡之成形條件示於表1中。
於射出成形中，使用可藉由1次射出而同時形成2個芳香族聚碳酸酯偏光透鏡之模具而成形[1]～[8]，使用可藉由1次射出而同時形成4個芳香族聚碳酸酯偏光透鏡之模具而成形[9]。
關於該2種模具之差異，僅僅可藉由1次射出而同時成形之芳香族聚碳酸酯偏光透鏡數不同，各個模具之表面形狀相同，且設計為澆口之形狀或流道之長度亦大概相等。
(c)成形之偏光透鏡的曲率半徑與基礎曲線之測定
關於(b)中所形成之[1]～[9]芳香族聚碳酸酯偏光透鏡，藉由3點式曲率計(PEACOCK製造之DIAL GAUGE)而測定水平方向與垂直方向之各個之曲率半徑。
(d)成形之偏光透鏡的解析度之測定
關於(b)中所形成之[1]～[9]芳香族聚碳酸酯偏光透鏡，藉由美國規格ANSI-Z87.1中「14.10 Refractive Power,Resolving Power and Astigmatism Tests」中記載之方法而測定解析度。
使用強制熱風迴圈烘箱，於120℃下對上述(b)中所得之芳香族聚碳酸酯偏光透鏡中的[1]～[3]之芳香族聚碳酸酯偏光透鏡進行96小時之加熱處理。
分別對[1]～[3]之芳香族聚碳酸酯偏光透鏡的相對於加熱時間之基礎曲線變化進行各10個樣本之測定，匯總各時間之平均值而示於表2中。
[1]～[3]之芳香族聚碳酸酯偏光透鏡之任意種中，於射出成形後自水平方向之基礎曲線減去垂直方向之基礎曲線的值(以下稱為基礎曲線之差)變得大於等於+0.4，於1小時～2小時之加熱處理的基礎曲線之差雖然降低但仍然是大於等於+0.3。
該1小時～2小時之加熱處理相當於先前技術之硬塗層之煅燒條件。
另外，隨著加熱時間之增長，基礎曲線之差降低，[1]～[3]之芳香族聚碳酸酯偏光透鏡之任意種均會由於12小時～48小時之加熱處理而造成基礎曲線之差變得小於等於+0.1，若進一步繼續加熱，則基礎曲線之差緩緩降低，於96小時之加熱處理後，基礎曲線之差相對於射出成形後而言符號反轉而變得小於等於-0.1。
其結果表示可藉由實施適宜之加熱處理而使基礎曲線之異向性非常小，雖然該適宜之加熱處理由於成形條件而有所不同，但於所有之成形條件下均可使基礎曲線之異向性非常小。而且，對基礎曲線之異向性為0.1以內之芳香族聚碳酸酯偏光透鏡的解析度進行測定，解析度均大於等於20。
(實例2)
使用強制熱風迴圈烘箱，於130℃之溫度下對上述(b)所得之[2]之芳香族聚碳酸酯偏光透鏡進行解析度變為大於等於20之時間的加熱處理。於130℃之加熱溫度中以1小時之加熱時間的解析度大於等於20。
而且，對解析度大於等於20之芳香族聚碳酸酯偏光透鏡之基礎曲線進行測定，基礎曲線之異向性為0.1以內。
於實例1中加熱溫度為120℃、基礎曲線之異向性成為0.1以內所需的加熱時間為12小時～48小時，但於本實例2中，以1小時之加熱時間使基礎曲線之異向性成為0.1以內。
如上所述，藉由適宜選擇熱處理之溫度的方法，能夠以短時間之熱處理而成形形狀精度非常高之芳香族聚碳酸酯偏光透鏡。
(參考例1)
使用強制熱風迴圈烘箱，於120℃下對上述(b)之於各射出成形條件下所製作的芳香族聚碳酸酯偏光透鏡進行1小時之加熱處理。該加熱處理相當於先前技術之硬塗層之煅燒條件。
分別對加熱處理前後之芳香族聚碳酸酯偏光透鏡的基礎曲線進行各10個樣本之測定，匯總平均值而示於表3中。
於[1]～[9]之所有成形條件之芳香族聚碳酸酯偏光透鏡中，雖然熱處理後與射出成形後相比而言基礎曲線之異向性減低，但尚不至於由於成形條件而使基礎曲線之異向性充分降低。
於該些成型條件中，亦存在基礎曲線之異向性成為0.25以內之成型條件，但其是10個樣本的平均值，於該些成型條件中並不是所有之樣本均成為0.25以內，亦產生超過0.25之樣本。
而且，於該些成型條件中，亦存在基礎曲線之異向性成為0.1以內之成型條件，但其是10個樣本的平均值，於該些成型條件中並不是所有之樣本均成為0.1以內，亦產生超過0.1之樣本。
其結果表示：於先前技術之硬塗層之煅燒條件下，並未完全減低基礎曲線之異向性，但藉由進一步實施適宜之熱處理，可程度非常大地減低基礎曲線之異向性。
根據實例1及實例2之結果可知：藉由對本參考例1之[1]～[9]之芳香族聚碳酸酯偏光透鏡進一步實施適宜之熱處理，可進一步減低基礎曲線之異向性。即，可知：雖然適宜之加熱處理因成形條件而異，但於所有之成形條件均可減低芳香族聚碳酸酯偏光透鏡之基礎曲線之異向性。
(實例3)
(d)單面延伸聚碳酸酯偏光板A
單面延伸聚碳酸酯偏光板A於偏光膜之單面使用厚度為0.3 mm、延遲值為5500 nm之聚碳酸酯板作為保護層，於偏光膜之另一個面使用厚度為0.3 mm、延遲值小於等於100 nm之聚碳酸酯板作為保護層。
使用強制熱風迴圈烘箱，對除了使用(d)之偏光板以外，以與上述(b)之[3]同樣之條件而製作之芳香族聚碳酸酯偏光透鏡，於溫度為120℃、125℃及130℃下以各種時間進行熱處理，藉由探針式輪廓形狀測定器(東京精密股份有限公司製造之CONTOURECORD 2700SD3)而測定各熱處理時間之水平方向與垂直方向之各個基礎曲線。
輪廓形狀測定器與所述之曲率計相比而言，於測定時對被測定物所施加之荷重極其低、可更準確地計測基礎曲線。
作為表示基礎曲線由於熱處理時間而變化之樣子的一例，將熱處理溫度為130℃時之由於熱處理時間而產生之水平方向與垂直方向之各個基礎曲線的變化表示於圖2中，其中以白圓點表示水平成分，以黑圓點表示垂直成分。
於其他之熱處理溫度中，亦作成與圖2同樣之圖，將讀取基礎曲線之差大概成為+0.25、+0.1、0、-0.1及-0.25的熱處理時間之結果示於表4中。關於熱處理時間，於熱處理溫度為120℃之情形時最長為96小時，於熱處理溫度為125℃之情形時最長為15小時，於熱處理溫度為130℃之情形時最長為8小時。因此，關於基礎曲線之變化量並不充分且基礎曲線之差並未達到上述值之情況，附以不等號與括號表示進行熱處理之最長時間。而且，關於不能根據所作成之圖而明確地讀取基礎曲線之差之情況，附以括號而進行表示。
(實例4)
(e)單面延伸聚碳酸酯偏光板B
單面延伸聚碳酸酯偏光板B於偏光膜之單面使用厚度為0.4 mm、延遲值為5500 nm之聚碳酸酯板作為保護層，於偏光膜之另一個面使用厚度為0.3 mm、延遲值小於等於100 nm之聚碳酸酯板作為保護層。
除了使用(e)之偏光板以外，與實例3同樣地進行製作與熱處理，測定基礎曲線，作成表示熱處理時間之基礎曲線變化之圖，將自該圖所讀取之基礎曲線之差的結果示於表5中。
(實例5)
除了使用(a)之偏光板以外，與實例3同樣地進行製作與熱處理，測定基礎曲線，作成表示熱處理時間之基礎曲線變化之圖，將自該圖讀取基礎曲線之差的結果表示於表6中。
於實例3中，熱處理溫度125℃下之熱處理時間最長為15小時，熱處理溫度130℃下之熱處理時間最長為8小時，然而於實例5中，熱處理溫度125℃下之熱處理時間最長為48小時，熱處理溫度130℃下之熱處理時間最長為12小時。
將表4～表6之熱處理溫度與熱處理時間繪製為單對數圖表的結果示於圖3。於圖3中，基礎曲線之異向性成為0.25以內之範圍是圖中所示之大概平行四邊形所圍之範圍，於芳香族聚碳酸酯偏光透鏡中，於射出成形後以該範圍內之溫度與時間進行熱處理，藉此而獲得形狀精度高之偏光透鏡。
而且，於圖3中，亦表示了所述一般的硬塗層煅燒之熱處理溫度與熱處理時間。該範圍為以大概長方形所圍之範圍，與本發明之熱處理條件不同。
將僅將在表4～表6中基礎曲線之差成為+0.1、0及-0.1之熱處理溫度與熱處理時間繪製為單對數圖表的結果示於圖4中。於圖4中，基礎曲線之異向性成為0.1以內之範圍是圖中所示之大概平行四邊形所圍之範圍，於芳香族聚碳酸酯偏光透鏡中，於射出成形後以該範圍內之溫度與時間進行熱處理，藉此而獲得形狀精度高、解析度高之偏光透鏡。
1．．．偏光膜
2、3．．．芳香族聚碳酸酯板
4、5．．．接著層
6．．．芳香族聚碳酸酯
31．．．以實線之平行四邊形表示實施熱處理後之偏光透鏡的基礎曲線之異向性成為0.25以內之熱處理溫度與熱處理時間的範圍
32．．．以長方形表示一般的硬塗層煅燒之熱處理溫度與熱處理時間的範圍
41．．．以實線之平行四邊形表示實施熱處理後之偏光透鏡的基礎曲線之異向性成為0.1以內之熱處理溫度與熱處理時間的範圍
42．．．以長方形表示一般的硬塗層煅燒之熱處理溫度與熱處理時間之範圍
圖1是本發明之芳香族聚碳酸酯偏光透鏡的剖面圖。
圖2是表示熱處理溫度為130℃時之熱處理時間與基礎曲線之關係。
圖3是表示熱處理溫度與基礎曲線之異向性成為0.25以內之熱處理時間之關係。
圖4是表示熱處理溫度與基礎曲線之異向性成為0.10以內之熱處理時間之關係。
1．．．偏光膜
2、3．．．芳香族聚碳酸酯板
4、5．．．接著層
6．．．芳香族聚碳酸酯
Claims (2)
- 一種偏光透鏡，所述偏光透鏡是將在具有偏光性之膜的兩個面經由接著層貼合芳香族聚碳酸酯板而成的偏光板彎曲為球面或非球面，於該偏光板之其中一個面上射出芳香族聚碳酸酯而形成的偏光透鏡，其特徵在於：該偏光板之至少與射出芳香族聚碳酸酯之面為相反側的面上所配置的芳香族聚碳酸酯板之延遲值為大於等於2000nm、且小於20000nm，於該偏光透鏡上射出芳香族聚碳酸酯後，實施大於等於較玻璃轉化點低50℃之溫度、且小於玻璃轉化點的溫度之熱處理，實施該熱處理後之該偏光透鏡的水平方向之基礎曲線與垂直方向之基礎曲線與實施該熱處理之前相比而言分別更接近設計值，其中，於將該熱處理之溫度設為X、將該熱處理之時間設為Y時，X之範圍為115℃~135℃，且該熱處理之溫度與時間之關係滿足式1，實施該熱處理後之該偏光透鏡的水平方向與垂直方向之基礎曲線之異向性為0.25以內，15.6≦Log(Y)+0.122X≦16.9 (1)。
- 如申請專利範圍第1項所述之偏光透鏡，其中，於將該熱處理之溫度設為X、將該熱處理之時間設為Y時，X之範圍為115℃~135℃，且該熱處理之溫度與時間之關係滿足式2，實施該熱處理後之該偏光透鏡的水平方向與垂直方向之基礎曲線之異向性為0.1以內，16.1≦Log(Y)+0.122X≦16.8 (2)。
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