在矩形形狀的面板上依次貼合具有偏振膜的光學(xué)膜的方法及裝置的制造方法
【專利說明】在矩形形狀的面板上依次貼合具有偏振膜的光學(xué)膜的方法 及裝置
[0001] 本申請是申請日為2011年9月5日、申請?zhí)枮?01110259770. 4、發(fā)明名稱為"在 矩形形狀的面板上依次貼合具有偏振膜的光學(xué)膜的方法及裝置"的申請的分案申請。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明涉及在矩形形狀的面板上依次貼合具有偏振膜的光學(xué)膜的方法及裝置。尤 其是，本發(fā)明涉及將具有厚度10ym以下的非常薄的偏振膜的光學(xué)膜依次貼合在面板上的 方法。
【背景技術(shù)】
[0003] 通過對制成膜狀的聚乙烯醇類樹脂（以下稱為"PVA類樹脂"）的單層體實施染色 處理及拉伸處理，來制造由PVA類樹脂層構(gòu)成的偏振膜的方法廣為人知，所述PVA類樹脂層 中，PVA類樹脂的分子沿拉伸方向取向，且該PVA類樹脂內(nèi)以取向狀態(tài)吸附有二色性物質(zhì)。 通過使用該PVA類樹脂單層膜的現(xiàn)有方法得到的偏振膜的厚度大致為15?35ym。根據(jù)該 方法，可以得到具有單體透射率為42%以上、偏振度為99. 95%以上的光學(xué)特性的偏振膜， 利用該方法制造的偏振膜現(xiàn)在用于電視、手機、便攜式信息終端、及其它光學(xué)顯示裝置中。
[0004] 但由于PVA類樹脂為親水性，具有高吸濕性，因此，使用PVA類樹脂制造的偏振膜 對溫度、濕度的變化敏感，容易因周圍環(huán)境的變化而產(chǎn)生伸縮，因此具有易產(chǎn)生裂紋的傾 向。因此，就現(xiàn)有的普通偏振膜而言，使用的是在其兩面貼合有40?80ym的TAC(三乙酸 纖維素類）膜作為保護膜的光學(xué)膜疊層體。
[0005] 另外，作為使用由PVA類樹脂層構(gòu)成的現(xiàn)有偏振膜時的其它問題，可以列舉，由于 因使用時的環(huán)境變化而產(chǎn)生的伸縮，該偏振膜對于與其接合的鄰接構(gòu)件產(chǎn)生應(yīng)力作用，該 鄰接構(gòu)件產(chǎn)生翹曲等變形。
[0006] 即便是在偏振膜的兩面貼合有TAC(三乙酸纖維素類）膜作為保護膜的光學(xué)膜疊 層體，在使用單層體形成的偏振膜的情況下，由于偏振膜的薄膜化存在限度，無法忽略伸縮 力，從而難以完全抑制伸縮的影響，包含偏振膜的光學(xué)膜疊層體無法避免會產(chǎn)生一定程度 的伸縮。如果所述包含偏振膜的光學(xué)膜疊層體發(fā)生伸縮，則該伸縮產(chǎn)生的應(yīng)力會使鄰接的 構(gòu)件發(fā)生翹曲等變形。該變形即使很微小，也會成為使液晶顯示裝置產(chǎn)生顯示不均的原因。 因此，為了降低該顯示不均的發(fā)生，則在設(shè)計時需要考慮謹(jǐn)慎選擇包含偏振膜的光學(xué)膜疊 層體所使用的構(gòu)件的材料。另外，這樣的偏振膜的收縮應(yīng)力會成為光學(xué)膜疊層體從液晶顯 示面板上剝離等的原因，因此，為了使該光學(xué)膜疊層體接合在液晶顯示面板上，必須使用高 粘接力的粘合劑。但如果使用該高粘接力的粘合劑，則在后序檢查中發(fā)現(xiàn)貼合在液晶顯示 面板上的光學(xué)膜疊層體的偏振膜中存在光學(xué)缺陷時，存在很難進行重新加工的問題，即很 難將該光學(xué)膜疊層體從液晶顯示面板上剝離，并將其它光學(xué)膜疊層體貼合在該液晶顯示面 板上。這是使用制成膜狀的PVA類樹脂單層體并利用現(xiàn)有方法得到的偏振膜的一個技術(shù)問 題。
[0007] 由于存在上述問題，需尋求一種偏振膜的制造方法，來代替無法足夠地進行薄膜 化的現(xiàn)有的使用PVA類樹脂單層體的偏振膜的制造方法。但使用制成膜狀的PVA類樹脂單 層體的現(xiàn)有方法事實上不可能制造出厚度為10um以下的偏振膜。其原因為：在制造由膜 狀PVA類樹脂單層體形成的偏振膜的過程中，如果PVA類樹脂單層體的厚度過薄，則在染色 工序和/或拉伸工序中，PVA類樹脂層可能會發(fā)生溶解和/或斷裂，因此無法形成厚度均勻 的偏振膜。
[0008] 為了應(yīng)對上述問題，提出了下述制造方法：在熱塑性樹脂基體材料上涂敷形成 PVA類樹脂層，將形成在該樹脂基體材料上的PVA類樹脂層與樹脂基體材料一起進行拉伸， 并實施染色處理，由此制造比通過現(xiàn)有方法得到的偏振膜薄很多的偏振膜。與采用PVA類 樹脂單層體的偏振膜的制造方法相比，使用該熱塑性樹脂基體材料的偏振膜的制造方法因 能制造更均勾的偏振I吳而備受關(guān)注。
[0009] 例如，日本專利第4279944號公報（專利文獻1)記載了下述偏振片的制造方法： 在熱塑性樹脂膜的一面通過涂敷法形成厚度為6ym以上且30ym以下的聚乙烯醇類樹脂 層，然后拉伸至2倍以上且5倍以下，以該聚乙烯醇類樹脂層為透明被膜元件層，由此形成 由熱塑性樹脂膜層和透明被膜元件層二層構(gòu)成的復(fù)合膜，接著，在所述由二層構(gòu)成的復(fù)合 膜的透明被膜元件層側(cè)通過粘接劑貼合光學(xué)透明樹脂膜層，然后剝離除去熱塑性樹脂膜 層，再將透明被膜元件層染色、固定，制成偏光元件層。通過該方法得到的偏振片具有光學(xué) 透明樹脂膜層和偏光元件層這二層結(jié)構(gòu)，根據(jù)專利文獻1的記載，偏光元件的厚度為2? 4ym〇
[0010] 就該專利文獻1中記載的方法而言，拉伸是在加熱下進行的單向拉伸，如上所述， 其拉伸倍率被限制在2倍以上且5倍以下的范圍。專利文獻1對于該方法進行了如下說明： 作為拉伸倍率限制為5倍以下的理由，是由于在拉伸倍率超過5倍的高倍拉伸時很難穩(wěn)定 地進行生產(chǎn)。關(guān)于拉伸時的周圍溫度，具體而言，在使用乙烯一乙酸乙烯酯共聚物作為熱塑 性樹脂膜的情況下，為55°C;使用未拉伸的聚丙烯的情況下，為60°C;使用未拉伸的尼龍的 情況下，為70°C。該專利文獻1中記載的方法采用的是高溫氣體氛圍中的單向拉伸的方法， 如專利文獻1所述，由于拉伸倍率限制在5倍以下，通過該方法得到的2?4ym這樣的極 薄偏振膜無法滿足例如液晶電視這樣的光學(xué)顯示裝置、或使用有機EL顯示元件的光學(xué)顯 示裝置中使用的偏振膜所期望的光學(xué)特性。
[0011] 日本特開2001 - 343521號公報（專利文獻2)及日本特開2003 - 43257號公報 (專利文獻3)中也記載了通過涂敷在熱塑性樹脂基體材料上形成PVA類樹脂層，再通過將 該PVA類樹脂層與基體材料一起進行拉伸來形成偏振膜的方法。在基體材料為非晶性聚酯 樹脂的情況下，這些專利文獻中記載的方法是將由熱塑性樹脂基體材料和涂敷在該基體材 料上的PVA類樹脂層構(gòu)成的疊層體于70°C?120°C的溫度下進行單向拉伸。接著，通過對 因拉伸而產(chǎn)生取向的PVA類樹脂層進行染色，使其吸附二色性物質(zhì)。專利文獻2記載了所 述單向拉伸可以是縱向單向拉伸或橫向單向拉伸中的任意一種，而專利文獻3記載的是進 行橫向單向拉伸，并在該橫向單向拉伸中或拉伸后使與拉伸方向垂直方向的長度以特定量 收縮的方法。而且，在專利文獻2及3中，拉伸倍率通常均為4?8倍左右。作為所得到的 偏振膜的厚度，記載了為1?1. 6ym。
[0012] 雖然這些專利文獻2及3中記載了拉伸倍率通常為4?8倍，但所采用的拉伸方 法為高溫氣體氛圍中的拉伸法（高溫空中延伸法），例如專利文獻1所記載，要想能利用這 樣的方法進行穩(wěn)定的拉伸，則5倍是其極限。專利文獻2及3中也未記載能夠利用高溫氣 體氛圍中的拉伸法實現(xiàn)高于5倍的拉伸倍率的特別方法。事實上，如果閱讀這些專利文獻2 及3中記載的實施例，會發(fā)現(xiàn)專利文獻2中僅記載了 5倍的拉伸倍率、專利文獻3中僅記載 了 4. 5倍。本發(fā)明人等對專利文獻2及3中記載的方法進行了追加試驗，確認(rèn)了其中記載 的方法無法進行拉伸倍率高于5倍的拉伸。因此，關(guān)于拉伸倍率，應(yīng)理解為專利文獻2及3 中僅記載了 5倍以下的情況。如專利文獻1所述，該專利文獻2及3所得到的偏振膜的光 學(xué)特性仍然無法滿足在例如液晶電視這樣的光學(xué)顯示裝置中使用的偏振膜所期望的光學(xué) 特性。
[0013] 美國專利第4659523號說明書（專利文獻4)公開了一種偏振膜的制造方法，該方 法包括：將涂敷形成在聚酯膜上的PVA類樹脂層與該聚酯膜一起進行單向拉伸。該專利文 獻4中記載的方法的目的在于，使作為PVA類樹脂層的基體材料的聚酯膜能夠具有可與偏 振膜一起使用的光學(xué)特性，而并非制造薄型且具有優(yōu)異光學(xué)特性的、包含PVA類樹脂層的 偏振膜。也就是說，專利文獻4中記載的方法只不過是要改善與作為偏振膜的PVA類樹脂 層一起進行拉伸的聚酯樹脂膜的光學(xué)特性。日本特公平8 - 12296號公報（專利文獻5) 也記載了具有相同目的的起偏器用材料的制造方法。
[0014] 所述由在偏振膜的兩面貼合有TAC膜的光學(xué)膜疊層體制成的光學(xué)膜疊層體通常 被貼合在液晶顯示面板這樣的光學(xué)顯示面板上使用。已經(jīng)提出了通過下述方法構(gòu)成的連續(xù) 貼合裝置：將所述光學(xué)膜疊層體通過粘合劑層貼合在載體膜上，形成帶有載體膜的光學(xué)膜 疊層體，邊沿長度方向連續(xù)輸送該帶有載體膜的光學(xué)膜疊層體，邊將光學(xué)膜疊層體切成與 對應(yīng)的光學(xué)顯示面板的大小相應(yīng)的長度，并依次貼合在所述光學(xué)顯示面板上。例如，在日本 專利第4361103號公報（專利文獻6)、日本專利第4377961號公報（專利文獻7)、日本專 利第4377964號公報（專利文獻8)、日本專利第4503689號公報（專利文獻9)、日本專利 第4503690號公報（專利文獻10)、日本專利第4503691號公報（專利文獻11)等中均有記 載。
[0015] 這些文獻中記載的光學(xué)膜疊層體的連續(xù)貼合裝置具有切口形成機構(gòu)，用于在連續(xù) 輸送的帶有載體膜的光學(xué)膜疊層體的與長度方向成直角的寬度方向上形成切口，所述切口 在長度方向上的間隔與貼合光學(xué)膜疊層體的光學(xué)顯示面板的長邊方向尺寸及短邊方向尺 寸之一相對應(yīng)。該切口形成機構(gòu)能夠在帶有載體膜的光學(xué)膜疊層體的寬度方向上形成如下 深度的切口，所述深度是從與載體膜相反一側(cè)的面起直至該載體膜與粘合劑層之間的界面 為止的深度。這樣的切口形成被稱為"半切（halfcut)"。通過該半切，在帶有載體膜的光 學(xué)膜疊層體的長度方向相鄰的2個切口間，形成長度與光學(xué)顯示面板的長邊方向尺寸及短 邊方向尺寸之一相對應(yīng)的光學(xué)膜疊層體片。在這種情況下，光學(xué)膜疊層體的寬度與光學(xué)顯 示面板的長邊方向尺寸及短邊方向尺寸中的另一個的尺寸相對應(yīng)。
[0016] 光學(xué)膜疊層體的連續(xù)貼合裝置還具有依次將光學(xué)顯示面板送至貼合位置的面板 輸送機構(gòu)，各個光學(xué)膜片向著貼合位置被送入，并使其與被依次送至貼合位置的光學(xué)顯示 面板同期送達。在該貼合位置的前面設(shè)有載體膜剝離機構(gòu)，對于各個光學(xué)膜片，該剝離機構(gòu) 起到以下作用：在粘合劑層被保留在光學(xué)膜片一側(cè)的狀態(tài)下將所述光學(xué)膜片從載體膜上剝 離。而且，載體膜被剝離之后的光學(xué)膜疊層體片被送入貼合位置，并使其與送至貼合位置的 面板相疊合。在貼合位置設(shè)有貼合輥這樣的貼合機構(gòu)，將被送至貼合位置的光學(xué)顯示面板 和光學(xué)膜疊層體片通過粘合劑層貼合。
[0017] 載體膜剝離機構(gòu)具有剝離板（剝離7° U-卜），該剝離板的邊緣部具有能將從光 學(xué)膜疊層體片上剝離的載體膜折疊成銳角的形狀。不改變行進方向，直接將光學(xué)膜疊層體 片從載體膜上剝離并送至貼合位置。
[0018] 現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0019] 專利文獻
[0020][專利文獻1]日本專利4279944號公報
[0021][專利文獻2]日本特開2001 - 343521號公報
[0022] [專利文獻3]日本特開2003 - 43257號公報
[0023][專利文獻4]美國專利第4659523號說明書
[0024][專利文獻5]日本特公平8-12296號公報
[0025][專利文獻6]日本專利第4361103號公報
[0026][專利文獻7]日本專利第4377961號公報
[0027][專利文獻8]日本專利第4377964號公報
[0028][專利文獻9]日本專利第4503689號公報
[0029][專利文獻10]日本專利第4503690號公報
[0030][專利文獻11]日本專利第4503691號公報
[0031] [專利文獻12]日本特開2002 - 258269號公報
[0032][專利文獻13]日本特開2004 - 078143號公報
[0033] [專利文獻14]日本特開2007 - 171892號公報