專利名稱：薄型偏光膜的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及薄型偏光膜的制造方法。
背景技術(shù)：
作為代表性的圖像顯示裝置的液晶顯示裝置由于其圖像形成方式而在液晶單元的兩側(cè)配置有具有偏光膜的光學(xué)層疊體。近年，由于期待具有偏光膜的光學(xué)層疊體的薄膜化，因此提出了將具有熱塑性樹脂基材和聚乙烯醇系樹脂層(以下稱“PVA系樹脂層”)的層疊體進(jìn)行空中拉伸，然后使其在染色液中浸潰得到薄型偏光膜的方法(例如專利文獻(xiàn)I)。但是這種方法所得的薄型偏光膜存在光學(xué)特性(例如偏光度)不充分的問題。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1:日本特開2001-343521號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
_6] 發(fā)明要解決的問題本發(fā)明是為了解決上述以往的問題而作出的，其主要目的為提供一種制造具有優(yōu)異光學(xué)特性的薄型偏光膜的方法。用于解決問題的方案本發(fā)明的薄型偏光膜的制造方法包括:在熱塑性樹脂基材上形成PVA系樹脂層而制作層疊體的工序；和在硼酸水溶液中將層疊體進(jìn)行水中拉伸的工序；和在該水中拉伸后，邊使層疊體干燥邊進(jìn)行拉伸的工序。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，上述干燥工序中的拉伸倍率為1.01倍 1.5倍。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，上述層疊體的最大拉伸倍率為5.0倍以上。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，上述熱塑性樹脂基材由無定形聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯系樹脂制成。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，包括在上述水中拉伸之前，在95°C以上對(duì)上述層疊體進(jìn)行空中拉伸的工序。根據(jù)本發(fā)明的另一方式，提供一種薄型偏光膜。該薄型偏光膜是通過上述制造方法而得到的。根據(jù)本發(fā)明的另一方式，提供一種具有上述薄型偏光膜的光學(xué)層疊體。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，通過進(jìn)行利用硼酸水溶液的水中拉伸(硼酸水中拉伸)，從而可以將形成有PVA系樹脂層的層疊體高倍率且良好地拉伸。進(jìn)而，通過邊使層疊體干燥邊進(jìn)行拉伸，從而可以使層疊體在與該拉伸方向大致垂直的方向(例如寬度方向)上進(jìn)一步收縮(縮幅，neck-1n)，進(jìn)一步提高PVA系樹脂層的取向性。其結(jié)果，可制作光學(xué)特性(例如偏光度)極其優(yōu)異的薄型偏光膜。


圖1為本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式的層疊體的截面示意圖。圖2為表示本發(fā)明的薄型偏光膜的制造方法的一個(gè)例子的示意圖。圖3為本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式的光學(xué)薄膜層疊體的截面示意圖。圖4為本發(fā)明的另一優(yōu)選的實(shí)施方式的光學(xué)功能薄膜層疊體的截面示意圖。
具體實(shí)施例方式以下對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式進(jìn)行說明，但本發(fā)明不受這些實(shí)施方式的限制。A.制造方法本發(fā)明的薄型偏光膜的制造方法包括:在熱塑性樹脂基材上形成PVA系樹脂層而制作層疊體的工序(工序A);和在硼酸水溶液中將層疊體進(jìn)行水中拉伸的工序(工序B);和在工序B后，邊使層疊體干燥邊進(jìn)行拉伸的工序(工序C)。以下對(duì)各個(gè)工序進(jìn)行說明。A-1.工序 A圖1為本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式的層疊體的截面示意圖。層疊體10具有熱塑性樹脂基材11和PVA 系樹脂層12、通過在熱塑性樹脂基材11上形成PVA系樹脂層12而制作。PVA系樹脂層12的形成方法可采用任意適宜的方法。優(yōu)選在熱塑性樹脂基材11上涂布包含PVA系樹脂的涂布液并干燥，由此形成PVA系樹脂層12。上述熱塑性樹脂基材的構(gòu)成材料可采用任意適宜的材料。作為熱塑性樹脂基材的構(gòu)成材料，優(yōu)選使用無定形(未晶體化的)聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯系樹脂。其中，特別優(yōu)選使用非晶性(難以晶體化的)聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯系樹脂。作為非晶性的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯系樹脂的具體例子，可列舉出還包含間苯二甲酸作為二羧酸的共聚物、還包含環(huán)己烷二甲醇作為二醇的共聚物。上述熱塑性樹脂基材在后述的工序B中吸收水，水起到增塑劑的作用，從而可增塑化。其結(jié)果，可使拉伸應(yīng)力大幅降低、能夠高倍率地拉伸，能夠使熱塑性樹脂基材的拉伸性比空中拉伸時(shí)更優(yōu)異。其結(jié)果，可制作具有優(yōu)異光學(xué)特性(例如偏光度)的薄型偏光膜。在一個(gè)實(shí)施方式中，熱塑性樹脂基材優(yōu)選其吸水率為0.2%以上、進(jìn)一步優(yōu)選0.3%以上。另一方面，熱塑性樹脂基材的吸水率優(yōu)選為3.0%以下、進(jìn)一步優(yōu)選為1.0%以下。通過使用這種熱塑性樹脂基材，可防止制造時(shí)熱塑性樹脂基材的尺寸穩(wěn)定性顯著降低、所得的薄型偏光膜的外觀惡化等不良情況。另外，可防止水中拉伸時(shí)基材斷裂、PVA系樹脂層從熱塑性樹脂基材剝離。需要說明的是，吸水率為按照J(rèn)IS K7209求出的值。熱塑性樹脂基材的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)優(yōu)選為170°C以下。通過使用這種熱塑性樹脂基材，可抑制PVA系樹脂層的結(jié)晶化、并且充分確保層疊體的拉伸性。進(jìn)而，若考慮到利用水的熱塑性樹脂基材的增塑化和良好地進(jìn)行水中拉伸，則更優(yōu)選為120°C以下。在一個(gè)實(shí)施方式中，熱塑性樹脂基材的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度優(yōu)選為60°C以上。通過使用這種熱塑性樹脂基材，可防止涂布 干燥包含上述PVA系樹脂的涂布液時(shí)熱塑性樹脂基材產(chǎn)生變形(例如，產(chǎn)生凹凸、松弛、起皺等)等不良情況，良好地制作層疊體。另外，可在適宜的溫度(例如，60°C左右)下良好地進(jìn)行PVA系樹脂層的拉伸。其他實(shí)施方式中，涂布 干燥包含PVA系樹脂的涂布液時(shí)，只要熱塑性樹脂基材不發(fā)生變形，則也可以是低于60°C的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。
熱塑性樹脂基材的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度例如可通過對(duì)構(gòu)成材料導(dǎo)入改性基團(tuán)、使用結(jié)晶化材料并進(jìn)行加熱來調(diào)整。需要說明的是，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)為根據(jù)JIS K7121求出的值。熱塑性樹脂基材的拉伸前的厚度優(yōu)選為20μπι 300μπκ更優(yōu)選為50 μ m 200 μ m。不足20 μ m時(shí)，有PVA系樹脂層的形成變困難的擔(dān)心。超過300 μ m時(shí)，例如，工序B中，有熱塑性樹脂基材吸收水需要較長(zhǎng)時(shí)間、并且拉伸需要過大的負(fù)載的擔(dān)心。上述PVA系樹脂可采用任意適宜的樹脂。例如可列舉出聚乙烯醇、乙烯-乙烯醇共聚物。聚乙烯醇通過將聚醋酸乙烯酯皂化而得到。乙烯-乙烯醇共聚物通過將乙烯-醋酸乙烯酯共聚物皂化而得到。PVA系樹脂的皂化度通常為85摩爾％ 100摩爾％、優(yōu)選為95.0摩爾％ 99.95摩爾％、進(jìn)一步優(yōu)選為99.0摩爾％ 99.93摩爾％。皂化度可根據(jù)JISK6726-1994求出。通過使用這種皂化度的PVA系樹脂，可得到耐久性優(yōu)異的薄型偏光膜。皂化度過高時(shí)，有會(huì)凝膠化的擔(dān)心。PVA系樹脂的平均聚合度可根據(jù)目的適宜選擇。平均聚合度通常為1000 10000、優(yōu)選為1200 4500、進(jìn)一步優(yōu)選為1500 4300。需要說明的是，平均聚合度可根據(jù)JISK6726-1994 求出。上述涂布液代表性的是使上述PVA系樹脂溶解在溶劑中而成的溶液。作為溶劑，例如可列舉出水、二甲亞砜、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、各種二醇類、三羥甲基丙烷等多元醇類、乙二胺、二亞乙基三胺等胺類。這些可以單獨(dú)使用或組合兩種以上使用。這些之中優(yōu)選水。溶液的PVA系樹脂濃度相對(duì)于100重量份溶劑，優(yōu)選為3重量份 20重量份。若為這種樹脂濃度，則可形成密合于熱塑性樹脂基材的均勻的涂布膜?？梢栽谕坎家褐信浠焯砑觿?。作為添加劑，例如可列舉出增塑劑、表面活性劑等。作為增塑劑，例如可列舉出乙二醇、甘油等多元醇。作為表面活性劑，例如可列舉出非離子表面活性劑。這些可以出于使所得的PVA系樹脂層的均勻性、染色性、拉伸性更加提高的目的而使用。作為涂布液的涂布方法，可采用任意適宜的方法。例如可列舉出輥涂法、旋涂法、線棒涂布法、浸涂法、模涂布法、簾幕涂布法、噴涂法、刮刀涂布法(逗點(diǎn)涂布法等)等。上述涂布液的涂布.干燥溫度優(yōu)選為50°C以上。PVA系樹脂層的拉伸前的厚度優(yōu)選為3 μ m 20 μ m。形成PVA系樹脂層之前，可以對(duì)熱塑性樹脂基材實(shí)施表面處理(例如電暈處理等)，也可以在熱塑性樹脂基材上形成易粘接層。通過進(jìn)行這種處理，可提高熱塑性樹脂基材與PVA系樹脂層的密合性。A-2.工序 B在上述工序B中，將上述層疊體進(jìn)行水中拉伸(硼酸水中拉伸)。若通過水中拉伸，則能在比上述熱塑性樹脂基材、PVA系樹脂層的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(代表性的是80°C左右)更低的溫度下拉伸，可抑制PVA系樹脂層的結(jié)晶化并且高倍率地拉伸。其結(jié)果，可制作具有優(yōu)異光學(xué)特性(例如偏光度)的薄型偏光膜。層疊體的拉伸方法可采用任意適宜的方法。具體而言，可以是固定端拉伸，也可以是自由端拉伸(例如，使層疊體通過圓周速度不同的輥之間進(jìn)行單軸拉伸的方法)。層疊體的拉伸可以通過單階段進(jìn)行，也可以通過多階段進(jìn)行。通過多階段進(jìn)行時(shí)，后述的拉伸倍率為各階段的拉伸倍率的乘積。水中拉伸優(yōu)選的是，使層疊體浸潰在硼酸水溶液中來進(jìn)行(硼酸水中拉伸)。通過使用硼酸水溶液作為拉伸浴，可賦予PVA系樹脂層耐受拉伸時(shí)施加的張力的剛性和在水中不溶解的耐水性。具體而言，硼酸可以在水溶液中生成四羥基硼酸陰離子并通過氫鍵與PVA系樹脂交聯(lián)。其結(jié)果，可以賦予PVA系樹脂層剛性和耐水性，并良好地拉伸，可制作具有優(yōu)異的光學(xué)特性(例如偏光度)的薄型偏光膜。上述硼酸水溶液優(yōu)選的是通過使硼酸和/或硼酸鹽溶解在作為溶劑的水中而得至IJ。相對(duì)于100重量份水，硼酸濃度優(yōu)選為I重量份 10重量份。通過使硼酸濃度為I重量份以上，可有效地抑制PVA系樹脂層的溶解，可制作更高特性的薄型偏光膜。需要說明的是，除了硼酸或硼酸鹽以外，也可使用將硼砂等硼化合物、乙二醛、戊二醛等溶解在溶劑中而得到的水溶液。通過后述的染色工序而預(yù)先在PVA系樹脂層中吸附有二色性物質(zhì)(代表性的，碘)時(shí)，優(yōu)選在上述拉伸浴(硼酸水溶液)中配混碘化物。通過配混碘化物，可抑制吸附于PVA系樹脂層的碘的溶出。作為碘化物，例如可列舉出碘化鉀、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。這些之中優(yōu)選碘化鉀。碘化物的濃度相對(duì)于100重量份水,優(yōu)選為0.05重量份 15重量份、更優(yōu)選為0.5重量份 8重量份。在工序B中拉伸溫度(拉伸浴的液溫)優(yōu)選為40°C 85°C，更優(yōu)選為50°C 85°C。若在這種溫度下，則可抑制PVA系樹脂層的溶解并且高倍率地拉伸。具體而言，如上所述，熱塑性樹脂基材的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)根據(jù)與PVA系樹脂層的形成的關(guān)系，優(yōu)選為60°C以上。這種情況下，拉伸溫度低于40°C時(shí)，即使考慮到利用水的熱塑性樹脂基材的增塑化，也有無法良好地拉伸的擔(dān)心。另一方面，拉伸浴的溫度越高時(shí)，有PVA系樹脂層的溶解性變得越高、得不到優(yōu)異的光學(xué)特性的擔(dān)心。層疊體在拉伸浴中的浸潰時(shí)間優(yōu)選為15秒 5分鐘。在本工序中的拉伸倍率(基于水中拉伸的拉伸倍率)是考慮到例如后述的最大拉伸倍率以及工序C中的拉伸倍率而設(shè)定的。在進(jìn)行與工序B以及工序C不同的拉伸工序時(shí)，也可考慮其拉伸倍率而設(shè)定。需要說明的是，本工序中的拉伸倍率優(yōu)選為1.25倍以上。A-3.工序 C在工序B之后，在上述工序C中邊使層疊體干燥邊進(jìn)行拉伸。通過邊使其干燥邊進(jìn)行拉伸，可以使層疊體在與該拉伸方向大致垂直的方向(例如寬度方向)上進(jìn)一步收縮(縮幅)，更加提高PVA系樹脂層的取向性。其結(jié)果，PVA系樹脂層的碘絡(luò)合物的取向性能夠提高，可以制作光學(xué)特性(例如偏光度)極其優(yōu)異的薄型偏光膜。本工序的拉伸方法與上述工序B相同，可以是固定端拉伸，也可以是自由端拉伸(例如，使層疊體通過圓周速度不同的輥之間進(jìn)行單軸拉伸的方法)。另外，拉伸可以通過單階段進(jìn)行，也可以通過多階段進(jìn)行。通過多階段進(jìn)行時(shí)，后述的拉伸倍率為各階段的拉伸倍率的乘積。本工序中的拉伸方向優(yōu)選與上述工序B的拉伸方向大致相同。上述自由端拉伸通常是指只向一個(gè)方向拉伸的拉伸方法。此處，若將薄膜在某個(gè)方向上進(jìn)行拉伸，則薄膜可在相對(duì)于該拉伸方向大致垂直的方向上收縮。將不抑制該收縮而進(jìn)行拉伸的方法稱為自由端拉伸。另一方面，通常將邊抑制在相對(duì)于拉伸方向大致垂直方向上的薄膜的收縮邊進(jìn)行拉伸的方法稱為固定端拉伸。作為固定端拉伸的方法，例如可列舉出在使用輸送輥的輥拉伸中縮短輥間的距離而沿輸送方向進(jìn)行拉伸的方法、以將相對(duì)于輸送方向大致垂直的方向(寬度方向)的薄膜端部用拉伸機(jī)的卡盤等固定的狀態(tài)沿輸送方向進(jìn)行拉伸的方法。這些方法可以控制寬度方向的收縮率。具體而言，在輥拉伸中越縮短輥間的距離越可以減少收縮量，輥間的距離越長(zhǎng)，收縮量變得越大，越接近自由端拉伸的收縮量。將薄膜端部用卡盤固定而進(jìn)行拉伸時(shí)，可以通過在拉伸的同時(shí)適當(dāng)?shù)目s小卡盤的寬度，從而控制寬度方向的收縮率。干燥溫度(拉伸溫度)優(yōu)選在熱塑性樹脂基材的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)以上。例如，干燥溫度優(yōu)選為60V 120°C，更優(yōu)選為70°C 100°C。通過在這樣的溫度下邊干燥邊進(jìn)行拉伸，從而可以良好地拉伸層疊體且使其收縮。另外，可以防止在干燥中光學(xué)特性劣化等不良情況。在本工序中，優(yōu)選拉伸直至達(dá)到最大拉伸倍率。本說明書中“最大拉伸倍率”是指層疊體即將要斷裂之前的拉伸倍率，另外也指比確認(rèn)的層疊體斷裂的拉伸倍率的值低0.2的值。具體而言，本工序中的拉伸倍率優(yōu)選為1.01倍 1.5倍，更優(yōu)選為1.01倍 1.25倍。相對(duì)于層疊體的原長(zhǎng)度，最大拉伸倍率優(yōu)選為5.0倍以上。通過進(jìn)行上述工序B，可以這樣高倍率地進(jìn)行拉伸，可以制作具有優(yōu)異的光學(xué)特性(例如偏光度)的薄型偏光膜。A-4.其他的工序本發(fā)明的薄型偏光膜的制造方法除了上述工序A、工序B和工序C以外，還可包括其他工序。作為其他工序，例如可列舉出不溶化工序、染色工序、交聯(lián)工序、與上述工序B和工序C不同的拉伸工序、洗滌工序、干燥(水分率的調(diào)節(jié))工序等。其他工序可在任意適宜的時(shí)間進(jìn)行。上述不溶化工序代表性的是通過使PVA系樹脂層浸潰在硼酸水溶液中而進(jìn)行。通過實(shí)施不溶化處理，可以賦予PVA系樹脂層耐水性。相對(duì)于100重量份水，該硼酸水溶液的濃度優(yōu)選為I重量份 4重量份。不溶化浴(硼酸水溶液)的液溫優(yōu)選為20°C 40°C。優(yōu)選的是，不溶化工序在層疊體制作之后且染色工序、工序B之前進(jìn)行。上述染色工序代表性的是將PVA系樹脂層用二色性物質(zhì)染色的工序。優(yōu)選通過使二色性物質(zhì)吸附于PVA系樹脂層而進(jìn)行。作為該吸附方法，例如可列舉出使PVA系樹脂層(層疊體)浸潰在包含二色性物質(zhì)的染色液中的方法、對(duì)PVA系樹脂層涂布該染色液的方法、對(duì)PVA系樹脂層噴霧該染色液的方法等。優(yōu)選使層疊體浸潰在包含二色性物質(zhì)的染色液中的方法。這是因?yàn)槎晕镔|(zhì)可以良好地吸附。作為上述二色性物質(zhì)例如可列舉出碘、二色性染料。優(yōu)選為碘。使用碘作為二色性物質(zhì)時(shí)，上述染色液為碘水溶液。碘的配混量相對(duì)于100重量份水，優(yōu)選為0.1重量份
0.5重量份。為了提高碘在水中的溶解度，優(yōu)選在碘水溶液中配混碘化物。碘化物的具體例子如上所述。碘化物的配混量相對(duì)于100重量份水優(yōu)選為0.02重量份 20重量份,更優(yōu)選為0.1重量份 10重量份。為了抑制PVA系樹脂的溶解，染色液的染色時(shí)的液溫優(yōu)選為20°C 50°C。使PVA系樹脂層浸潰在染色液中時(shí)，為了確保PVA系樹脂層的透過率，浸潰時(shí)間優(yōu)選為5秒 5分鐘。另外，染色條件(濃度、液溫、浸潰時(shí)間)可進(jìn)行設(shè)定而使得最后所得的偏光膜的偏光度或是單體透過率為規(guī)定范圍的條件。在一個(gè)實(shí)施方式中，設(shè)定浸潰時(shí)間使得所得的偏光膜的偏光度為99.98%以上。在其他實(shí)施方式中，設(shè)定浸潰時(shí)間使得所得的偏光膜的單體透過率為40% 44%。
優(yōu)選的是，染色工序在上述工序B之前進(jìn)行。上述交聯(lián)工序代表性的是通過使PVA系樹脂層浸潰在硼酸水溶液中而進(jìn)行。通過實(shí)施交聯(lián)處理，可賦予PVA系樹脂層耐水性。相對(duì)于100重量份水，該硼酸水溶液的濃度優(yōu)選為I重量份 4重量份。另外，在上述染色工序后進(jìn)行交聯(lián)工序的情況下，優(yōu)選還配混碘化物。通過配混碘化物，可抑制吸附于PVA系樹脂層的碘的溶出。相對(duì)于100重量份水，碘化物的配混量?jī)?yōu)選為I重量份 5重量份。碘化物的具體例如上所述。交聯(lián)浴(硼酸水溶液)的液溫優(yōu)選為20°C 50°C。優(yōu)選的是，交聯(lián)工序在上述工序B之前進(jìn)行。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，依次進(jìn)行染色工序、交聯(lián)工序和工序B。作為與上述工序B和工序C不同的拉伸工序，例如可列舉出將上述層疊體在高溫(例如95°C以上)下進(jìn)行空中拉伸的工序。這種空中拉伸工序優(yōu)選在工序B (硼酸水中拉伸)和染色工序之前進(jìn)行。這種空中拉伸工序可定位為對(duì)硼酸水中拉伸的預(yù)備的或輔助的拉伸，因此以下稱為“空中輔助拉伸”。通過組合空中輔助拉伸，有時(shí)可更高倍率地拉伸層疊體。其結(jié)果，可制作具有更優(yōu)異的光學(xué)特性(例如偏光度)的薄型偏光膜。例如，使用聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯系樹脂作為上述熱塑性樹脂基材時(shí)，通過組合空中輔助拉伸，可以邊抑制熱塑性樹脂基材的取向邊進(jìn)行拉伸。該熱塑性樹脂基材隨著其取向性的提高，拉伸張力變大，有時(shí)難以穩(wěn)定拉伸，有時(shí)熱塑性樹脂基材斷裂。因此，通過邊抑制熱塑性樹脂基材的取向邊進(jìn)行拉伸，可更高倍率地拉伸層疊體。另外，通過與空中輔助拉伸組合，從而使PVA系樹脂的取向性提高，由此即使在硼酸水中拉伸后也可使PVA系樹脂的取向性提高。具體而言可推定:預(yù)先通過空中輔助拉伸使PVA系樹脂的取向性提高，從而在硼酸水中拉伸時(shí)PVA系樹脂變得容易與硼酸交聯(lián)，通過在硼酸成為連接點(diǎn)的狀態(tài)下進(jìn)行拉伸，從而硼酸水中拉伸后PVA系樹脂的取向性也變高。其結(jié)果，可制作具有優(yōu)異的光學(xué)特性(例如偏光度)的薄型偏光膜?？罩休o助拉伸的拉伸方法與上述工序B相同，可以是固定端拉伸，也可以是自由端拉伸(例如，使層疊體通過圓周速度不同的輥之間進(jìn)行單軸拉伸的方法)。另外，拉伸可以通過單階段進(jìn)行，也可以通過多階段進(jìn)行。通過多階段進(jìn)行時(shí)，后述的拉伸倍率為各階段的拉伸倍率的乘積。本工序中的拉伸方向優(yōu)選與上述工序B的拉伸方向大致相同?？罩休o助拉伸的拉伸倍率優(yōu)選為3.5倍以下?？罩休o助拉伸的拉伸溫度優(yōu)選為PVA系樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以上。拉伸溫度優(yōu)選為95°C 150°C。需要說明的是，相對(duì)于層疊體的原長(zhǎng)度，組合空中輔助拉伸時(shí)的最大拉伸倍率優(yōu)選為5.0倍以上、更優(yōu)選為5.5倍以上、進(jìn)一步優(yōu)選為6.0倍以上。上述洗滌工序代表性的是通過使PVA系樹脂層浸潰在碘化鉀水溶液中來進(jìn)行。優(yōu)選的是，洗滌工序在上述工序B和工序C之間進(jìn)行。圖2為表不本發(fā)明的偏光膜的制造方法的一個(gè)例子的不意圖。從輸出部100輸出層疊體10，通過輥111和112使其浸潰在硼酸水溶液浴110中之后(不溶化工序)，通過輥121和122使其浸潰在二色性物質(zhì)(碘)和碘化鉀的水溶液浴120中(染色工序)。接著，通過輥131和132使其浸潰在硼酸和碘化鉀的水溶液浴130中(交聯(lián)工序)。其后，邊使層疊體10浸潰在硼酸水溶液浴140中，邊用速度比不同的輥141和142沿縱向(長(zhǎng)度方向)賦予張力而進(jìn)行拉伸(工序B)。通過輥151和152使進(jìn)行過拉伸處理的層疊體10浸潰在碘化鉀水溶液浴150中(洗滌工序)，向干燥工序160供給。在干燥工序160中，邊用暖風(fēng)使層疊體干燥，邊用速度比不同的輥(未圖示)沿縱向(長(zhǎng)度方向)賦予張力而進(jìn)行拉伸(工序C)。其后，用卷取部170卷取層疊體。B.薄型偏光膜本發(fā)明的薄型偏光膜通過上述制造方法而得到。本發(fā)明的薄型偏光膜實(shí)質(zhì)上是吸附取向了二色性物質(zhì)的PVA系樹脂膜。薄型偏光膜的厚度優(yōu)選為10 μ m以下，更優(yōu)選為7 μ m以下，進(jìn)一步優(yōu)選為5 μ m以下。另一方面，薄型偏光膜的厚度優(yōu)選為0.5 μ m以上、更優(yōu)選為1.5 μ m以上。薄型偏光膜優(yōu)選在波長(zhǎng)380nm 780nm的任意波長(zhǎng)下均顯示吸收二色性。薄型偏光膜的單體透過率優(yōu)選為40.0%以上、更優(yōu)選為41.0%以上、進(jìn)一步優(yōu)選為42.0%以上。薄型偏光膜的偏光度優(yōu)選為99.8%以上、更優(yōu)選為99.9%以上、進(jìn)一步優(yōu)選為99.95%以上。上述薄型偏光膜的使用方法可采用任意適宜的方法。具體而言，可以以與上述熱塑性樹脂基材一體的狀態(tài)來使用，也可以由上述熱塑性樹脂基材轉(zhuǎn)印至其他部件來使用。C.光學(xué)層疊體本發(fā)明的光學(xué)層疊體具有上述薄型偏光膜。圖3的(a)和(b)為本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式的光學(xué)薄膜層疊體的截面示意圖。光學(xué)薄膜層疊體100依次具有熱塑性樹脂基材11’、薄型偏光膜12’、粘合劑層13和隔離膜14。光學(xué)薄膜層疊體200依次具有熱塑性樹脂基材11’、薄型偏光膜12’、粘接劑層15、光學(xué)功能薄膜16、粘合劑層13和隔離膜14。在本實(shí)施方式中，不從所得的薄型偏光膜12’上剝離上述熱塑性樹脂基材而直接作為光學(xué)構(gòu)件使用。熱塑性樹脂基材11’例如可作為薄型偏光膜12’的保護(hù)薄膜發(fā)揮作用。圖4的(a)和(b)為本發(fā)明的另一優(yōu)選的實(shí)施方式的光學(xué)功能薄膜層疊體的截面示意圖。光學(xué)功能薄膜層疊體300依次具有隔離膜14、粘合劑層13、薄型偏光膜12’、粘接劑層15和光學(xué)功能薄膜16。光學(xué)功能薄膜層疊體400中,在光學(xué)功能薄膜層疊體300的結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，在薄型偏光膜12’和隔離膜14之間介由粘合劑層13設(shè)置有第2光學(xué)功能薄膜16’。本實(shí)施方式中，去掉了上述熱塑性樹脂基材。構(gòu)成本發(fā)明的光學(xué)層疊體的各層的層疊不受圖示例的限制，可以使用任意適宜的粘合劑層或粘接劑層。粘合劑層代表性的是由丙烯酸系粘合劑形成。作為粘接劑層，代表性的是由乙烯醇系粘接劑形成。上述光學(xué)功能薄膜例如可作為偏光膜保護(hù)膜、相位差膜等發(fā)揮作用。實(shí)施例以下根據(jù)實(shí)施例具體說明本發(fā)明，但本發(fā)明不受這些實(shí)施例的限制。此外，各特性的測(cè)定方法如以下所述。1.厚度用數(shù)字測(cè)微計(jì)(Anritsu Corporation制造,產(chǎn)品名“KC-351C”)測(cè)定。2.熱塑性樹脂基材的吸水率按照J(rèn)IS K7209 測(cè)定。3.熱塑性樹脂基材的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)按照J(rèn)IS K7121 測(cè)定。
[實(shí)施例1](工序A)作為熱塑性樹脂基材，使用吸水率0.60%、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg) 80 0C的無定形聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(A-PET)薄膜(三菱樹脂公司制造，商品名“N0VACLEAR”，厚度:100 μm)。在60°C下，在熱塑性樹脂基材的單面涂布聚合度2600、皂化度99.9%的聚乙烯醇(PVA)樹脂(日本合成化學(xué)工業(yè)公司制造，商品名“G0HSEN0L (注冊(cè)商標(biāo))NH-26”)的水溶液并干燥，形成厚度7 μ m的PVA系樹脂層。如此操作制作層疊體。將所得的層疊體在液溫30°C的不溶化浴(相對(duì)于100重量份水，配混3重量份硼酸而得到的硼酸水溶液)中浸潰30秒鐘(不溶化工序)。接著，使其在液溫30°C的染色浴(相對(duì)于100重量份水，配混0.2重量份碘、配混
1.4重量份碘化鉀而得到的碘水溶液)中浸潰，使最終得到的薄型偏光膜的單體透過率(Ts)為40 44% (染色工序)。接著，使其在液溫30 V的交聯(lián)浴(相對(duì)于100重量份水，配混3重量份碘化鉀、配混3重量份硼酸而得到的硼酸水溶液)中浸潰60秒鐘(交聯(lián)工序)。其后，邊使層疊體浸潰在液溫75°C的硼酸水溶液(相對(duì)于100重量份水，配混4重量份硼酸、配混5重量份碘化鉀而得到的水溶液)中，邊在周速不同的輥間沿縱向(長(zhǎng)度方向)進(jìn)行自由端單軸拉伸(工序B)。使此時(shí)的拉伸倍率為4倍。其后，使層疊體在洗滌浴(相對(duì)于100重量份水，配混4重量份碘化鉀而得到的水溶液)中浸潰5秒(洗滌工序)。其后，邊用80°C的暖風(fēng)使層疊體干燥邊將層疊體沿縱向進(jìn)行自由端單軸拉伸直至即將斷裂之前(工序C)。此時(shí)的拉伸倍率為1.25倍。這樣操作，得到在熱塑性樹脂基材上形成有厚度3 μ m的薄型偏光膜的光學(xué)薄膜
層疊體。[實(shí)施例2](工序A)作為熱塑性樹脂基材，使用共聚了 6mol%的吸水率0.75%、Tg75°C的間苯二甲酸的
間苯二甲酸共聚聚對(duì)苯二酸乙二醇酯薄膜(厚度:200 μ m)。在熱塑性樹脂基材的單面涂布使聚合度4200、皂化度99.2%的PVA樹脂粉末溶解在水中所得到的濃度4 5重量％的水溶液，在50 60°C的溫度下干燥，形成厚度9 μ m的PVA系樹脂層，制作層疊體。將得到的層疊體在130°C的烘箱內(nèi)在圓周速度不同的輥間沿縱向(長(zhǎng)度方向)進(jìn)行自由端單軸拉伸至1.8倍(空中輔助拉伸工序)。其后，將層疊體在液溫30°C的不溶化浴(相對(duì)于100重量份水配混3重量份硼酸而得到的硼酸水溶液)中浸潰30秒鐘(不溶化工序)。接著，使其浸潰在液溫30°C、碘濃度為0.12 0.25重量％的包含碘化鉀的染色液中，使得最終所得的偏光膜的單體透過率為40 44% (染色工序)。此處，使碘和碘化鉀的配混比為1:7。接著，使其在液溫40 V的交聯(lián)浴(相對(duì)于100重量份水，配混3重量份碘化鉀、配混3重量份硼酸而得到的硼酸水溶液)中浸潰60秒鐘(交聯(lián)工序)。其后，邊使層疊體浸潰在液溫75°C的硼酸水溶液(相對(duì)于100重量份水，配混4重量份硼酸、配混5重量份碘化鉀而得到的水溶液)中，邊在圓周速度不同的輥間沿縱向(長(zhǎng)度方向)進(jìn)行自由端單軸拉伸(工序B)。此時(shí)的拉伸倍率為2.78倍。其后，使層疊體在洗滌浴(相對(duì)于100重量份水，配混4重量份碘化鉀而得到的水溶液)中浸潰5秒(洗滌工序)。其后，邊用80°C的暖風(fēng)使層疊體干燥邊將層疊體沿縱向進(jìn)行自由端單軸拉伸直至即將斷裂之前(工序C)。此時(shí)的拉伸倍率為1.2倍。這樣操作，得到在熱塑性樹脂基材上形成有厚度3.5μπι的薄型偏光膜的光學(xué)薄膜層疊體。[實(shí)施例3]除了使工序B中的拉伸倍率為3.3倍以外，與實(shí)施例2同樣地操作得到光學(xué)薄膜層疊體。在工序C中拉伸倍率為1.01倍，在熱塑性樹脂基材上形成的薄型偏光膜的厚度為
3.5 μ m0[實(shí)施例4]除了使工序B中的拉伸倍率為2.69倍以及使工序C中的干燥溫度為60°C以外，與實(shí)施例2同樣地操作得到光學(xué)薄膜層疊體。在工序C中拉伸倍率為1.2倍，在熱塑性樹脂基材上形成的薄型偏光膜的厚度為3.5 μ m。[實(shí)施例5]除了使工序B中的拉伸倍率為2.41倍以及使工序C中的干燥溫度為120°C以外，與實(shí)施例2同樣地操作得到光學(xué)薄膜層疊體。在工序C中拉伸倍率為1.2倍、在熱塑性樹脂基材上形成的薄型偏光膜的厚度為3.5 μ m。[實(shí)施例6]除了使工序B中的拉伸倍率為2.06倍以外，與實(shí)施例2同樣地操作得到光學(xué)薄膜層疊體。在工序C中拉伸倍率為1.4倍、在熱塑性樹脂基材上形成的薄型偏光膜的厚度為
3.5 μ m0(比較例I)將與實(shí)施例1同樣地操作而制作的層疊體在110°C的烘箱內(nèi)進(jìn)行空中拉伸直至層疊體即將斷裂之前。此時(shí)的拉伸倍率(最大拉伸倍率)為4.0倍。其后，與實(shí)施例1同樣地依次進(jìn)行染色工序、交聯(lián)工序以及洗滌工序之后，用60°C的暖風(fēng)使其干燥，得到薄型偏光膜。所得的薄型偏光膜厚度為4 μ m?！磪⒖祭?>除了在硼酸水溶液中進(jìn)行水中拉伸直至層疊體即將斷裂之前、以及用60°C的暖風(fēng)使其干燥以外，與實(shí)施例1同樣地操作得到薄型偏光膜。水中拉伸的拉伸倍率(最大拉伸倍率)為5.0倍、所得的薄型偏光膜的厚度為3 μ m。測(cè)定所得的薄型偏光膜的偏光度。偏光度的測(cè)定方法如下。將測(cè)定結(jié)果與寬度殘留率一并示于表I。(偏光度的測(cè)定方法)使用紫外可見分光光度計(jì)(日本分光公司制造，產(chǎn)品名“V7100”)測(cè)定薄型偏光膜的單體透過率(Ts)、平行透過率(Tp)以及正交透過率(Tc)，根據(jù)下式求出偏光度(P)。偏光度(P)(%) = {(Tp-Tc) / (Tp+Tc)} 172X 100需要說明的是，上述Ts、Tp以及Tc為通過JIS Z8701的2度視場(chǎng)(C光源)測(cè)定的、進(jìn)行了可見度校正(visibility correction)的Y值。[表 I]

權(quán)利要求
1.一種薄型偏光膜的制造方法，其包括如下工序: 在熱塑性樹脂基材上形成聚乙烯醇系樹脂層而制作層疊體的工序；和 在硼酸水溶液中將該層疊體進(jìn)行水中拉伸的工序；和 在該水中拉伸后，邊使該層疊體干燥邊進(jìn)行拉伸的工序。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄型偏光膜的制造方法，其中，在所述干燥工序中拉伸倍率為1.0l倍 1.5倍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2中的任一項(xiàng)所述的薄型偏光膜的制造方法，其中，所述層疊體的最大拉伸倍率為5.0倍以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3中的任一項(xiàng)所述的薄型偏光膜的制造方法，其中，所述熱塑性樹脂基材由無定形聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯系樹脂制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 4中任一項(xiàng)所述的薄型偏光膜的制造方法，其包括在所述水中拉伸之前，在95°C以上對(duì)所述層疊體進(jìn)行空中拉伸的工序。
6.—種薄型偏光膜，其是通過權(quán)利要求1 5中的任一項(xiàng)所述的薄型偏光膜的制造方法而得到的。
7.一種光學(xué)層疊體，其具有權(quán)利要求6所述的薄型偏光膜。
全文摘要
本發(fā)明提供一種制造具有優(yōu)異的光學(xué)特性的薄型偏光膜的方法。本發(fā)明的薄型偏光膜的制造方法包括在熱塑性樹脂基材(11)上形成聚乙烯醇系樹脂層(12)而制作層疊體(10)的工序；和在硼酸水溶液中將層疊體(10)進(jìn)行水中拉伸的工序；和在水中拉伸后，邊使層疊體(10)干燥邊進(jìn)行拉伸的工序。
文檔編號(hào)G02B5/30GK103108738SQ20118004347
公開日2013年5月15日 申請(qǐng)日期2011年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月9日
發(fā)明者森智博, 宮武稔, 上條卓史, 后藤周作, 喜多川丈治 申請(qǐng)人:日東電工株式會(huì)社