專利名稱：光學(xué)膜及其制備方法、起偏器和液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光學(xué)膜及其制備方法、起偏器和液晶顯示裝置。
背景技術(shù)：
由于能夠節(jié)約能量消耗且能夠薄層化，液晶顯示裝置被廣泛用作圖像顯示裝置如電視、個人電腦等。液晶顯示裝置包括在其液晶單元兩側(cè)設(shè)置的起偏器，其中起偏器包括吸收有碘或染料并在其中取向的偏振膜，并夾在設(shè)置在其兩側(cè)上的透明樹脂層之間。對此，該透明樹脂層起到保護偏振元件的作用，為此最常使用纖維素酯膜。隨著最近這樣的液晶顯示裝置的普及，非常期待進一步薄層化、大尺寸和高性能的裝置。廣泛用作起偏器保護膜的纖維酯膜具有高透光度，并且通過浸漬在堿性水溶液中， 它的表面經(jīng)皂化和親水化，由此實現(xiàn)對偏振元件極佳的粘合性。但是，該膜具有在環(huán)境溫度 /濕度變化中吸濕和脫水帶來的尺寸變化的問題。另一問題在于當(dāng)在液晶顯示裝置中包括纖維素酯膜時，并當(dāng)經(jīng)過老化降解等已變形的裝置的其它組成部件與該膜保持接觸時，常出現(xiàn)顯示波動；并且在對薄層化要求更高的當(dāng)前趨勢下，該問題已顯得嚴(yán)重。為了解決所述問題，已提出將具有低吸濕性和低光彈性系數(shù)的甲基丙烯酸甲酯等的(甲基)丙烯酸樹脂膜作為可替代纖維素酯膜的膜；但是，該類型的膜對偏振元件的粘合性是不充分的，并因此仍存在該膜易碎裂或破裂，并且其是脆性的問題。(參見專利文獻1)對于比現(xiàn)有的(甲基)丙烯酸樹脂如甲基丙烯酸甲酯等具有更高機械強度的樹脂，已建議具有內(nèi)酯環(huán)結(jié)構(gòu)的(甲基)丙烯酸樹脂(參見專利文獻2-5)。但是，在將這樣的現(xiàn)有的(甲基)丙烯酸樹脂或具有內(nèi)酯環(huán)結(jié)構(gòu)的(甲基)丙烯酸樹脂直接用作起偏器保護膜的情況中，則存在其對偏振元件的粘合性較差的問題。特別是在將具有內(nèi)酯環(huán)結(jié)構(gòu)的(甲基)丙烯酸酯直接用作起偏器保護膜，并當(dāng)所述膜表面進行粘合性增強處理(如電暈處理)以增強該膜表面與偏振元件的粘合性時，則常發(fā)生在該膜表面周圍的粘合失敗，并由此發(fā)生該膜表面對偏振元件的粘合性比現(xiàn)有的(甲基)丙烯酸樹脂更差的問題。與此相反地是，已建議將包含具有內(nèi)酯環(huán)結(jié)構(gòu)的(甲基)丙烯酸樹脂用作起偏器保護膜的方法，其中在(甲基)丙烯酸樹脂層上形成粘合性極佳的纖維素樹脂薄層以形成層合物，并由此改善層合物對偏振元件的粘合性(參見專利文獻6)。[專利文獻 1] JP-A 5-119217[專利文獻 2] JP-A 2000-230016[專利文獻 3] JP-A 2001-151814[專利文獻 4] JP-A 2002-120326
[專利文獻 5] JP-A 2002-254544[專利文獻 6]JP-A 2007_3163
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明人已驗證了專利文獻6中所述的方法，并已知曉當(dāng)將該專利公開中所述的膜用作起偏器保護膜時，在所述膜中的(甲基)丙烯酸樹脂脆性的問題并不能完全解決。另一方面，在該專利公開中所公開的制備方法本身還存在的問題在于，該方法需要形成(甲基)丙烯酸樹脂膜和使用纖維素樹脂涂覆所形成膜的兩個步驟，由此該方法的生產(chǎn)效率不佳。本發(fā)明的目的是提供對偏振元件的粘合性極佳的光學(xué)膜，其是非脆性的，并且當(dāng)包括在液晶顯示裝置中時，其沒有裝置漏光的問題。本發(fā)明的另一目的是提供生產(chǎn)性極佳的光學(xué)膜的制備方法。本發(fā)明人已認真研究并由此發(fā)現(xiàn)了一種膜可解決上述問題，所述膜包括具有內(nèi)酯環(huán)結(jié)構(gòu)的(甲基)丙烯酸樹脂層，以及作為其最外層的乙酸纖維素酯層，乙酸纖維素酯層具有充分厚度而足以確保其對偏振元件的粘合性，并足以克服該膜的脆性問題。此外，本發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)了生產(chǎn)性極佳的用于所述光學(xué)膜的制備方法，其中通過溶液共流延制膜法將上述 (甲基)丙烯酸樹脂和乙酸纖維素酯同時形成單獨的層。本發(fā)明具體包括以下方面。[1]、光學(xué)膜，其具有芯層，其包含具有內(nèi)酯環(huán)結(jié)構(gòu)的(甲基)丙烯酸樹脂，和外層，其包含乙酸纖維素酯，位于所述芯層的至少一側(cè)上并具有大于3 μ m-20 μ m
的厚度。[2]、根據(jù)[1]中所述的光學(xué)膜，所述光學(xué)膜具有三層，其中在所述芯層的兩側(cè)上形成各外層。[3]、根據(jù)[1]或[2]所述的光學(xué)膜，其中所述芯層的厚度為10-100 μ m。W]、根據(jù)[1]-[3]中任一項所述的光學(xué)膜，其中所述外層的總厚度占所述膜的總厚度的比例為2-40%。[5]、根據(jù)[1]-[4]中任一項所述的光學(xué)膜，其具有-3.0至3. OX KT12Pa-1的光彈性系數(shù)。[5-2]、根據(jù)[1]_[5]中任一項所述的光學(xué)膜，其中所述芯層中的殘余溶劑量為至少0. 004質(zhì)量％。[6]、制備光學(xué)膜的方法，其包括根據(jù)共流延方法，從所述流延基材側(cè)按(A)-(B)的順序?qū)⑼苛?dope) (A)和涂料 (dope) (B)同時流延在流延基材上，涂料(A)包含纖維素酰化物和有機溶劑，涂料(B)包含具有內(nèi)酯環(huán)結(jié)構(gòu)的(甲基)丙烯酸樹脂和有機溶劑，和去除所述有機溶劑，其中控制涂料㈧的流延厚度，使得涂料㈧的干厚度可以是大于3 μ m-20 μ m。[7]、根據(jù)[6]所述的制備光學(xué)膜的方法，其中根據(jù)共流延方法，從所述流延基材側(cè)按(A)-(B)-㈧的順序，將涂料㈧和涂料⑶同時流延在流延基材上。
[8]、根據(jù)[6]或[7]所述的制備光學(xué)膜的方法，其中控制涂料(A)的復(fù)數(shù)粘度 (complex viscosity) ηΑ和涂料(B)的復(fù)數(shù)粘度ηΒ，使其滿足下式(I)的關(guān)系式(I)ηΑ 彡 ηB。[9]、根據(jù)中任一項所述的制備光學(xué)膜的方法，其中涂料(A)和涂料(B) 在25°C的復(fù)數(shù)粘度均為10-80Pa · s。[10]、根據(jù)中任一項所述的制備光學(xué)膜的方法，其中涂料(A)中的固體濃度為15-25質(zhì)量％。[11]、光學(xué)膜，其根據(jù)[7]_[10]中任一項所述制備光學(xué)膜的方法制備。[12]、起偏器，其包括偏振元件和根據(jù)[1]_[6]和[11]中任一項所述的光學(xué)膜。[13]、液晶顯示裝置，其具有根據(jù)[1]_[6]和[11]中任一項所述的光學(xué)膜或根據(jù) [12]所述的起偏器。[14]、根據(jù)[13]所述的液晶顯示裝置，其是IPS-模式的裝置。根據(jù)本發(fā)明可提供對偏振元件的粘合性極佳的光學(xué)膜，其是非脆性的，并當(dāng)包括在液晶顯示裝置中時，其沒有從所述裝置漏光的問題。制備本發(fā)明的光學(xué)膜的方法具有極佳的生產(chǎn)性。所述光學(xué)膜的液晶顯示裝置并沒有顯示不均勻的問題，顯示不均勻可能發(fā)生在當(dāng)所述裝置的其它部件與其中的光學(xué)膜的纖維素酯膜部分保持接觸時。


圖1是顯示帶式流延設(shè)備的一個實例的示意圖。在該圖中，11是流延涂料制備設(shè)備，11是流延設(shè)備，56是收集槽。圖2是顯示鼓式流延設(shè)備的一個實例的示意圖。在這些圖中，11是流延設(shè)備，12是涂料，14是流延模頭，31是帶，32和33是支承棍，36是膜，37是剝離輥，51是控溫板，52是冷凝板，53是接液器，56是收集槽，101是流延設(shè)備，102是鼓，105是冷凝板，并且PS是流延開始位置。
具體實施例方式以下詳細描述本發(fā)明的光學(xué)膜及其制備方法、以及包含本發(fā)明光學(xué)膜的起偏器和液晶顯示裝置。以下給出的對本發(fā)明構(gòu)成要素的說明是對于本發(fā)明的一些具體實施方案的，但是本發(fā)明不應(yīng)受其限制。在本說明書中，由術(shù)語“某數(shù)至另一數(shù)”表示的數(shù)值范圍是指落入表示該范圍下限的前數(shù)和表示該范圍上限的后數(shù)之間的范圍。[光學(xué)膜]本發(fā)明的光學(xué)膜(以下可稱為本發(fā)明的膜)具有芯層和外層，所述芯層包含具有內(nèi)酯環(huán)結(jié)構(gòu)的(甲基)丙烯酸樹脂，所述外層形成于所述芯層的至少一側(cè)上，所述外層包含乙酸纖維素酯，并具有大于3 μ m-20 μ m的厚度。以下描述本發(fā)明膜的優(yōu)選實施方案。<膜層構(gòu)造>(外層的厚度)本發(fā)明的膜具有芯層和外層，所述芯層包含具有內(nèi)酯環(huán)結(jié)構(gòu)的(甲基)丙烯酸
6樹脂，所述外層形成于所述芯層的至少一側(cè)上，所述外層包含乙酸纖維素酯，并具有大于 3 μ m-20 μ m的厚度。因具有該構(gòu)造，本發(fā)明的光學(xué)膜具有改善其對偏振元件的粘合性和改善所述膜的非脆性的功能。優(yōu)選地，包含纖維素酰化物的外層厚度為3. 5-15 μ m，更優(yōu)選為 4-8 μ m。因具有如上所特別限定的所述外層厚度的膜層構(gòu)造，該類型膜的光彈性系數(shù)可小于包括厚纖維素?；锬さ男緦雍推渖闲纬傻谋┧峁δ軐拥谋”韺拥膶雍夏さ墓鈴椥韵禂?shù)。(芯層的厚度)優(yōu)選地，本發(fā)明光學(xué)膜顯示出一般具有20-40 μ m厚度的偏振元件保護膜的功能。 由此，包含具有內(nèi)酯環(huán)結(jié)構(gòu)的(甲基)丙烯酸樹脂芯層的厚度優(yōu)選為10-100μπι，更優(yōu)選 20-80 μ m,甚至更優(yōu)選20-60 μ m,進一步更優(yōu)選30-60 μ m。(層合的實施方案)本發(fā)明的膜在包含在芯層的至少一側(cè)上具有纖維素酰化物外層，所述芯層具有內(nèi)酯環(huán)結(jié)構(gòu)的(甲基)丙烯酸樹脂。本發(fā)明中的芯層具有內(nèi)酯環(huán)結(jié)構(gòu)，并由此可提高構(gòu)成所述層的(甲基)丙烯酸樹脂的機械強度。優(yōu)選地，本發(fā)明的膜在其芯層的兩側(cè)上具有至少一層外層，更優(yōu)選在所述芯層的兩側(cè)上各具有一層外層。具體地，對本發(fā)明的膜進行設(shè)計，使得它在其中的芯層兩側(cè)上具有含纖維素酰化物的層作為外層，并且所述外層各具有特定的厚度，并由此可大幅度改善所述膜的機械強度(特別是抗彎曲脆性)。與單層的纖維素?；锬は啾?，本發(fā)明的光學(xué)膜可改善至其機械強度可達到令人滿意的水平的程度。本發(fā)明的層合物形式的光學(xué)膜的總厚度優(yōu)選為11_240μπι，更優(yōu)選15_150μπι，更優(yōu)選20-100 μ m,特別優(yōu)選20-60 μ m。還優(yōu)選地是，所述外層的總厚度占本發(fā)明膜的總厚度的比例為2-40%，更優(yōu)選 3-30%，甚至更優(yōu)選5-20%。對此，當(dāng)所述膜具有兩個外層時，所述外層的總厚度是指兩個外層的總厚度。(膜寬度)優(yōu)選地，本發(fā)明的膜寬度為400-2500mm，更優(yōu)選至少1000mm，甚至更優(yōu)選至少 1500mm，進一步更優(yōu)選至少1800mm。以下描述構(gòu)成本發(fā)明的膜中各層的成分的詳細內(nèi)容和優(yōu)選實施方案。< 芯層 >本發(fā)明的光學(xué)膜具有芯層，其包含具有內(nèi)酯環(huán)結(jié)構(gòu)的(甲基)丙烯酸樹脂。在本說明書中，(甲基)丙烯酸樹脂的含義包括甲基丙烯酸樹脂和丙烯酸樹脂。此外，(甲基) 丙烯酸樹脂包括丙烯酸酯/甲基丙烯酸酯衍生物，特別是丙烯酸酯/甲基丙烯酸酯(共) 聚合物。(含內(nèi)酯環(huán)的(甲基)丙烯酸樹脂)優(yōu)選地，具有內(nèi)酯環(huán)結(jié)構(gòu)的(甲基)丙烯酸樹脂具有下式(1)表示的內(nèi)酯環(huán)結(jié)構(gòu)
權(quán)利要求
1.光學(xué)膜，其具有芯層，其包含具有內(nèi)酯環(huán)結(jié)構(gòu)的(甲基)丙烯酸樹脂，和外層，其包含乙酸纖維素酯，位于所述芯層的至少一側(cè)上并具有大于3 μ m-20 μ m的厚度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)膜，所述光學(xué)膜具有三層，其中在所述芯層的兩側(cè)上各形成外層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)膜，其中所述芯層的厚度為10-100μ m。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)膜，其中所述外層的總厚度占所述膜的總厚度的比例為 2-40%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)膜，其具有-3.OX KT12Pa-1至3. 0 X KT12PiT1的光彈性系數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項所述的光學(xué)膜，其中所述芯層中的殘余溶劑量為至少0. 004 質(zhì)量 ％。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項所述的光學(xué)膜，其中所述內(nèi)酯環(huán)結(jié)構(gòu)由下式(1)表示
8.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項所述的光學(xué)膜，其中在所述具有內(nèi)酯環(huán)結(jié)構(gòu)的(甲基) 丙烯酸樹脂結(jié)構(gòu)中，由式(1)表示的內(nèi)酯環(huán)結(jié)構(gòu)的含量為5-90重量％。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項所述的光學(xué)膜，其中所述丙烯酸樹脂的重均分子量為至少 80000。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項所述的光學(xué)膜，其中所述具有內(nèi)酯環(huán)結(jié)構(gòu)的(甲基)丙烯酸樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度不低于115°C。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項所述的光學(xué)膜，其中所述纖維素酰化物樹脂滿足以下條件2. 5彡TA-總彡3. 02. 4 彡 TA2 彡 3. 00. 0 彡 TA3 彡 0. 1其中TA-總表示?；目?cè)〈龋琓A2表示具有2個碳原子的?；娜〈龋⑶襎A3 表示具有3-7個碳原子的?；娜〈?。
12.制備光學(xué)膜的方法，其包括根據(jù)共流延方法，從流延基材側(cè)按(A)-(B)的順序?qū)⑼苛?A)和涂料(B)同時流延在所述流延基材上，涂料(A)包含纖維素?；锖陀袡C溶劑，涂料(B)包含具有內(nèi)酯環(huán)結(jié)構(gòu)的 (甲基)丙烯酸樹脂和有機溶劑，和去除所述有機溶劑，其中控制涂料㈧的流延厚度，使得涂料㈧的干厚度可以是大于3 μ m-20 μ m
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的制備光學(xué)膜的方法，其中根據(jù)共流延方法，從所述流延基材側(cè)按(A)-(B)-(A)的順序，將涂料(A)和涂料(B)同時流延在流延基材上。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的制備光學(xué)膜的方法，其中控制涂料(A)的復(fù)數(shù)粘度 nA和涂料(B)的復(fù)數(shù)粘度η Β，使其滿足下式(I)的關(guān)系式(I) nA 彡 nB。
15.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的制備光學(xué)膜的方法，其中涂料(A)和涂料(B)在25°C 的復(fù)數(shù)粘度均為IO-SOPa · S。
16.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的制備光學(xué)膜的方法，其中涂料(A)中的固體濃度為 15-25 質(zhì)量 ％。
17.光學(xué)膜，其根據(jù)權(quán)利要求12-16中任一項所述的方法制備。
18.起偏器，其具有偏振元件和根據(jù)權(quán)利要求1-11中任一項所述的光學(xué)膜。
19.液晶顯示裝置，其具有根據(jù)權(quán)利要求1-11中任一項所述的光學(xué)膜。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的液晶顯示裝置，其是IPS-模式的裝置。
全文摘要
光學(xué)膜及其制備方法、起偏器和液晶顯示裝置。光學(xué)膜，其具有包含具有內(nèi)酯環(huán)結(jié)構(gòu)的(甲基)丙烯酸樹脂的芯層；和在所述芯層的至少一側(cè)上具有大于3μm-20μm厚度，并且包含乙酸纖維素酯的外層，所述光學(xué)膜具有極佳的非脆性和對偏振元件的粘合性。
文檔編號B32B27/28GK102416734SQ201110294
公開日2012年4月18日 申請日期2011年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月27日
發(fā)明者中山元, 筱田克己 申請人:富士膠片株式會社