專利名稱：偏振片及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種偏振片及其制造方法，更具體地說，涉及一種用于以光學補償薄膜或液晶板作為代表的電子顯示器等中的偏振片及其制造方法。
背景技術(shù)：
最廣泛使用于電子顯示器中的被稱作碘型的偏光膜，通常是，將以聚乙烯醇類聚合物作為主要成分的聚合物薄膜浸漬于碘—碘化鉀等的水溶液中，并將其拉伸定向而制造的。上述的碘型偏光膜，因水的存在或加熱，其偏光性能會受損，所以通常在其兩面上貼附保護膜。偏振片通常以偏光膜和其兩面上的膜作為其基本構(gòu)成。
以往，在偏光膜的兩面進行層疊的保護膜，通常是把與主要成分的聚合物種類或膜厚、物理性質(zhì)等本質(zhì)上相同的膜，在偏光膜的兩面上作為保護膜來貼合。但是，近年來由于要求向保護膜賦予光學補償性或相位差及其控制性、防暈性等的功能性，因此謀求在偏振片的偏光膜的兩面貼合膜厚或物理特性等互不相同的保護膜。
作為保護膜，從低雙折射性、透明性、易加工性的角度出發(fā)，廣泛地使用乙酸纖維素薄膜等?；w維素薄膜。?；w維素薄膜具有透明性、適當?shù)耐笣裥?、機械強度大的特性。另外，作為偏光膜，廣泛地使用聚乙烯醇類聚合物薄膜。
上述?；w維素薄膜是通過溶液制膜法而制造的，該方法的基本工序是，將聚合物利用溶劑做成膠漿之后，從流延模向支持體流延該膠漿，然后經(jīng)過干燥工序或根據(jù)需要經(jīng)過冷卻工序，從支持體作為薄膜而剝離，然后使用輸送機構(gòu)輸送，同時進行干燥。另外，作為輸送機構(gòu)有，使用輸送用輥，邊向輸送方向施加張力，邊輸送薄膜的輥輸送；保持薄膜的側(cè)端部，邊向?qū)挾确较蚴┘訌埩呡斔捅∧さ睦鶛C輸送；將結(jié)合所述兩種輸送的輸送。
但是，在偏光膜的兩面上貼合了互不相同的保護膜時，有時在偏振片上會產(chǎn)生翹曲。這將不僅使外觀差，且把該偏振片貼合在液晶板時會引起加工性差的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問題而完成的，其目的在于提供一種，抑制了在偏光膜上貼合保護膜時產(chǎn)生的翹曲的偏振片及其制造方法。
為了達到上述目的，本發(fā)明的偏振片是，貼合在偏光膜兩面上的保護膜的膜厚、物理特性、成分中的任意一個互不相同的偏振片，其特征在于，將貼合在所述偏振片的一面上的第一所述保護膜的所述偏振片的吸收軸方向上的吸水膨脹率作為X1，而將貼合在另一面上的第二所述保護膜的所述偏振片的吸收軸方向上的吸水膨脹率作為X2時，具有滿足0.65X2＜X1＜1.55X2的所述保護膜。
進而，將所述第一保護膜的膜厚作為Y1(單位μm)，將所述第二保護膜的膜厚作為Y2(單位μm)時，理想的是，Y1和Y2之差的絕對值大于2且小于100。在本發(fā)明的偏振片中，理想的是，所述第一保護膜或所述第二保護膜是?；w維素，而所述偏光膜是聚乙烯醇類聚合物。
另外，本發(fā)明的偏振片的制造方法是，貼合在偏光膜兩面上的保護膜的膜厚、物理特性、成分中的任意一個互不相同的偏振片的制造方法，其特征在于，將貼合在所述偏振片的一面上的第一所述保護膜的所述偏振片的吸收軸方向上的吸水膨脹率作為X1，而貼合在另一面上的第二所述保護膜的所述偏振片的吸收軸方向上的吸水膨脹率作為X2時，在所述偏光膜上貼合，滿足0.65X2＜X1＜1.55X2的所述保護膜。


圖1是本發(fā)明的偏振片的截面圖。
圖2是本發(fā)明的實施方式，是測定保護膜的吸水膨脹率的樣品的俯視圖。
圖中，11-偏振片，12-偏光膜，13-第一保護膜，14-第二保護膜，21-測定吸水膨脹率的樣品片，X-偏振片的吸收軸方向，Y1-第一保護膜的厚度，Y2-第二保護膜的厚度。
具體實施例方式
圖1表示本發(fā)明的實施方式，是偏振片的截面圖。偏振片1的構(gòu)成為，在偏振膜12的兩面上分別貼合有第一保護膜13和第二保護膜14的結(jié)構(gòu)。一面上的第一保護膜13和另一面上的第二保護膜14互不相同。所述互不相同是指，構(gòu)成第一保護膜和第二保護膜13、14的聚合物的種類互不相同或者是添加在保護膜中的各種添加劑的種類和混合比互不相同等。并且還包括在即使成分是由相同的化合物和混合比構(gòu)成的情況下，膜厚或分子的取向狀態(tài)、彈性率等物理性質(zhì)不同的情況。
這里，對于偏振片的吸收軸方向X，將第一保護膜13的吸水膨脹率(單位％)作為X1，把第二保護膜14的吸水膨脹率(單位％)作為X2。并且把第一保護膜13和第二保護膜14的膜厚(單位μm)分別作為Y1、Y2，且Y1和Y2的值不同。在本實施方式中使用吸水膨脹率X1、X2滿足0.65X2＜X1＜1.55X2的第一保護膜13和第二保護膜14。由此，即使把第一保護膜13和第二保護膜14貼合在偏光膜12的情況下，也能夠減少在偏振片11發(fā)生翹曲。
第一保護膜13，更理想的是其吸水膨脹率X1大于第二保護膜14的吸水膨脹率X2的0.70倍且小于1.40倍，最理想的是大于0.85倍且小于1.20倍。但是，考慮了吸水膨脹率X1、X2的測定精度及對第一保護膜13和第二保護膜14的材料的選擇等，實質(zhì)上成為X1＞0.02或X2＞0.02。另外，本實施例中并沒有區(qū)別偏振片11的表面與里面。
另外，對于第一和第二保護膜13、14的各自膜厚Y1、Y2，當Y1和Y2差的絕對值大于2且小于100時，翹曲的降低效果尤其大。
圖2是浸水膨脹率X1、X2的測定樣品的俯視圖。保護膜12的樣品片21是，在偏光膜的吸收軸方向X，切取120mm長度的LD長方形狀。測定的具體方法如下。首先，在23℃、相對濕度65％，將樣品片21放置2小時后，相隔100mm的距離L，開兩個直徑為6mm的孔21a。不使用長方形狀樣品21，而例如切成正方形時，使該間隔L的測定方向與偏光板的吸收軸方向X相一致地開孔21a。
孔21a的間隔L，是用最小刻度為1/1000mm的市售的銷規(guī)測定，并把此稱為基準尺寸L1。接著，把該樣品片21在20℃的水中浸漬30分鐘后，立刻用所述銷規(guī)測定2個孔的間隔L，并把該值作為吸水尺寸L2。把按照上述測定的基準尺寸L1和濕潤尺寸L2代入到計算式(L2-L1)/L1×100中，將其作為吸水膨脹率X1、X2。
另外，在本發(fā)明中，作為第一和第二保護膜13、14的聚合物，理想的是，乙酸纖維素或乙酸丁酸纖維素、乙酸丙酸纖維素等酰化纖維素，其中最理想的是乙酸纖維素。但是，并不限于這些，也可以使用作為其它公知的保護膜的各種聚合物。例如除了聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚2，6-萘二甲酸乙二醇酯等聚酯之外，還可以舉出聚碳酸酯；聚苯乙烯；聚酰胺或各種聚烯烴等。其中，合適的是ゼオネツクス、ゼオノア(以上均為商品名、日本ゼオン(株)制)、ARTON(以上為商品名、JSR(株))等聚烯烴類。
利用溶液制膜方法將酰化纖維素薄膜化時，通常隨著其薄膜化條件，薄膜的各種性狀將發(fā)生變化。吸水膨脹率X1、X2也同樣受到如支撐體的材質(zhì)或溫度、干燥速度的影響。在溶液制膜方法中，首先，為了進行薄膜化，將其成分溶解或分散在溶劑中調(diào)制膠漿。作為所述調(diào)整方法，通常是在常溫進行溶解，但可以根據(jù)需要適用冷卻溶解法或高溫溶解法。
冷卻溶解法中，首先在-10～40℃左右的室溫附近溫度，邊攪拌邊向溶劑中同時或逐次緩慢地添加?；w維素等聚合物及添加劑。有時也分別調(diào)制了各成分的溶液或分散液之后再將這些溶液混合。例如可以在干冰·甲醇浴(-75℃)或冷卻的二甘醇溶液(-30～-20℃)中進行冷卻。如果按照上述方法進行冷卻，則膠漿的固形成分和溶劑的混合物將固化。進而，如果將這些大致加熱到0～200℃，就成為溶劑中的各成分在流動的溶液。升溫僅在室溫下放置就可以，也可以在溫水浴中進行加溫。
高溫溶解法中，首先在-10～40℃左右的室溫附近溫度，邊攪拌邊向溶劑中同時或逐次緩慢地添加酰化纖維素等聚合物及添加劑。然后在0.2MPa～30MPa的壓力下將溶劑加熱到70～240℃。所述加熱溫度優(yōu)選80～220℃。然后把加熱過的溶液或者分散液冷卻至所使用的溶劑中沸點最低的溶劑的沸點以下。通常將其冷卻至-10～50℃，并回到常壓狀態(tài)。理想的是，使用冷卻水等各種冷卻介質(zhì)，通過冷卻裝置而進行冷卻。
通過膠漿供給機構(gòu)(模)，在支撐體上流延得到的膠漿。作為支撐體使用金屬傳送帶(band)或滾筒、玻璃板等。在以上的支撐體上將膠漿干燥到一定程度而向其賦予剛性，然后作為薄膜從支撐體剝離。接著，利用各種輸送機構(gòu)，使之通過干燥部除去溶劑，得到用于第一和第二保護膜13、14的薄膜。
作為本發(fā)明偏光膜的主要成分的聚合物，最理想的是聚乙烯醇類聚合物。作為聚乙烯醇類聚合物，除聚乙烯醇外，可以例舉烷基改性聚乙烯醇。另外，聚乙烯醇類聚合物通常是將由乙酸乙烯聚合后得到的聚醋酸乙烯酯皂化制得，但也可以是共聚有少量不飽和羧酸或其衍生物(例如鹽、酯、酰胺、腈等)、烯烴類、乙烯醚類、不飽和磺酸鹽等可與醋酸乙烯共聚的化合物的聚合物。烷基改性聚乙烯醇是指在末端上具有烷基的，理想的是皂化率為80％以上，聚合度為200以上。
本發(fā)明中可作為偏光膜12而使用的聚乙烯醇類以外的聚合物，可以例舉聚碳酸酯類聚合物或纖維素類聚合物。
使用聚乙烯醇類聚合物作為偏光膜12的主要成分時，利用作為通常染色方法的氣相吸附法或液相吸附法對薄膜進行染色。本實施方式中使用了液相吸附法，但本發(fā)明不受染色方法的限制。
在這里，利用液相吸附進行的染色中使用了碘，但并不限于此。把聚乙烯醇薄膜放入碘/碘化鉀(KI)水溶液中浸漬30秒以上5000秒以下。這時，理想的是，碘的濃度為0.1g/l以上20g/l以下，碘化鉀的濃度為1g/l以上～100g/l以下。另外，理想的是將浸漬時的水溶液的溫度設(shè)定為5℃以上～50℃以下的范圍。
作為液相吸附法，并不限于上述的浸漬法，可以使用將碘或其它染料溶液涂布或噴霧在聚乙烯醇薄膜上的方法等公知方法。染色可以在拉伸聚乙烯醇薄膜之前進行也可在拉伸之后進行，但因聚乙烯醇薄膜通過染色而適當?shù)厝苊浺子诶?，所以特別理想的是將染色工序設(shè)置在拉伸工序之前。
代替碘用二色性色素染色也是可以的。作為二色性色素，可以例舉偶氮基類色素或茋類色素、吡唑酮類色素、三苯甲烷類色素、喹啉類色素、噁嗪類色素、噻嗪類色素、蒽醌類色素等色素類化合物。另外，雖優(yōu)選水溶性色素類化合物，但并不限于此。并且，優(yōu)選在這些二色性色素分子中導入磺酸基或氨基、羥基等親水性官能團。
作為二色性色素，可以例舉C.I.直接黃-12、C.I.直接鉻橙-39、C.I.直接鉻橙-72、C.I.直接鉻紅-39、C.I.直接鉻紅-79、C.I.直接鉻紅-81、C.I.直接鉻紅-83、C.I.直接鉻紅-89、C.I.直接紫-48、C.I.直接藍-67、C.I.直接藍-90、C.I.直接綠-59、C.I.酸性紅-37等。
另外，可以例舉在特開平1-161202號公報、特開平1-172906號公報、特開平1-172907號公報、特開平1-183602號公報、特開平1-248105號公報、特開平1-265205號公報、特開平7-261024號公報等記載的色素等。這些二色性色素的化合物是作為游離酸或堿金屬鹽、銨鹽、胺類等的鹽而使用。
通過配合2種以上的上述二色性色素化合物，可以制造出具有各種色調(diào)的偏振鏡。配合有作為偏振光元件或者偏振片使偏振軸正交時呈現(xiàn)黑色的化合物或者為了呈現(xiàn)出黑色而配合了各種二色性色素化合物的結(jié)構(gòu)，其單板透過率和偏轉(zhuǎn)率均優(yōu)異，所以理想。
在拉伸染色過的聚乙烯醇類薄膜而制造偏光膜時，使用可使聚乙烯醇交聯(lián)的化合物。具體為，在任意工序中把聚乙烯醇類薄膜放入交聯(lián)劑溶液中浸漬使之含有交聯(lián)劑?？梢园呀宦?lián)劑溶液涂布或者噴霧在薄膜上以代替浸漬。聚乙烯醇類薄膜通過含有交聯(lián)劑被充分硬膜化，其結(jié)果，被賦予合適的取向。還有，作為聚乙烯醇類聚合物的交聯(lián)劑，除了可使用美國再發(fā)行說明書第232897號所記載的以外，可使用公知的交聯(lián)劑，其中最理想的是硼酸類。
貼合第一及第二保護膜13、14和偏光膜12的方法可以采用通過粘接劑層壓的方法、通過對第一及第二保護膜13、14或偏光膜12中的至少一方的貼合面進行化學改性等表面處理而向其賦予粘接性再層疊的方法等公知的貼合方法。使用?；w維素作為保護膜時，作為其表面處理方法，特別理想的是酸處理、堿處理、電暈放電處理、輝光放電處理、紫外線照射處理等。
在本實施方式中，對第一及第二保護膜13、14進行表面處理之后，通過粘接劑將兩個保護膜13、14和偏光膜12貼合在一起。所述表面處理是利用堿進行的皂化。具體為，將作為第一及第二保護膜13、14的?；w維素薄膜放入堿溶液中進行浸漬，然后用酸性溶液中和，接著水洗、干燥。理想的是，作為堿溶液使用氫氧化鈉或氫氧化鉀的水溶液，并使其濃度為0.1～3.0N。另外，使堿溶液的溫度在室溫～90℃范圍是理想的。
用粘合劑貼合偏光膜12和第一及第二保護膜13、14時，可以使用公知的各種粘接劑。其中，理想的是，含具有乙酰乙酰基或磺酸基、羧基、羥基亞烷基等的改性聚乙烯醇的聚乙烯醇類聚合物或者硼化合物的水溶液。該粘接劑的涂布量是，使干燥后的厚度為0.01μm以上10μm以下為理想，更理想的是使干燥后的厚度為0.05μm以上5μm以下。
而且，可以在第一或第二保護膜13、14的表面上賦予反射防止層或防暈層、滑動賦予層、易粘接層等。另外，可以在構(gòu)成該偏光板的保護膜面上貼合光學補助薄片，然后將其作為光學補助薄膜來使用。這些制品可以構(gòu)成液晶顯示裝置的一部分。
實施例下面，根據(jù)實施例來說明本發(fā)明，但本發(fā)明并不限于這些。首先調(diào)制2種膠漿I和II，并分別由膠漿I和II通過溶液制膜法制作了5種薄膜A、B、C、D、E，將這些作為第一和第二保護膜13、14。各膠漿I和II的配合比和調(diào)制方法、作為第一和第二保護膜13、14的薄膜A～E的制作條件、和偏光板11的制作方法如下。
(膠漿I)在由三乙酸纖維素(乙?；〈?.8) 89.3重量％磷酸三苯酯(TPP)7.1重量％
磷酸聯(lián)苯二苯酯 3.6重量％構(gòu)成的固形分中適當?shù)丶尤胗啥燃淄? 92重量％甲醇 8重量％構(gòu)成的混合溶劑，并進行攪拌，得到了固形分濃度為18.5重量％的膠漿I。
(膠漿II)在由三乙酸纖維素(乙?；〈?.8) 89.5重量％磷酸三苯酯(TPP)7.0重量％磷酸聯(lián)苯二苯酯 3.5重量％構(gòu)成的固形分中適當?shù)丶尤胗啥燃淄? 82重量％甲醇 15重量％正丁醇 3重量％構(gòu)成的混合溶劑，并進行攪拌，得到了固形分濃度為23.5重量％的膠漿。II。
(薄膜A的制作)在支撐體上流延膠漿I，且當具有自支撐性時作為薄膜剝離。將剝?nèi)『蟮谋∧ぴ诶b置和輥干燥室充分干燥，然后作為薄膜A而卷取。使用的支撐體是金屬band。薄膜A的厚度是80μm，在長度方向上薄膜的吸水膨脹率為0.49％。
(薄膜B的制作)在支撐體上流延膠漿I，且當具有自支撐性時作為薄膜剝離。將剝?nèi)『蟮谋∧ぴ诶b置和輥干燥室充分干燥，然后作為薄B而卷取。使用的支撐體是金屬滾筒。薄膜B的厚度是60μm，在長度方向上薄膜的吸水膨脹率為0.49％。
(薄膜C的制作)在支撐體上流延膠漿II，且當具有自支撐性時作為薄膜剝離。將剝?nèi)『蟮谋∧ぴ诶b置和輥干燥室充分干燥，然后作為薄膜C而卷取。使用的支撐體是金屬滾筒，流延時金屬滾筒的溫度為-3℃。薄膜C的厚度是80μm，在長度方向上薄膜的吸水膨脹率為0.25％。
(薄膜D的制作)在支撐體上流延膠漿II，且當具有自支撐性時作為薄膜剝離。將剝?nèi)『蟮谋∧ぴ诶b置和輥干燥室充分干燥，然后作為薄膜D而卷曲。使用的支撐體是金屬滾筒，流延時金屬滾筒的溫度為-3℃。薄膜D的厚度是108μm，在長度方向上薄膜D的吸水膨脹率為0.28％。
(薄膜E的制作)在支撐體上流延膠漿II，干燥后作為薄膜剝?nèi)?。將剝?nèi)『蟮谋∧す潭ㄔ阡撝频目蚣苤?，在設(shè)定為120℃的恒溫槽中干燥30分鐘得到了薄膜E。薄膜E的厚度是80μm，在長度方向上薄膜E的吸水膨脹率為0.35％。
(偏光膜的制作)在碘濃度為0.3g/l、碘化鉀濃度為18.0g/l的25℃水溶液中放入厚度為75μm的聚乙烯醇薄膜((株)クラレ制)浸漬。接著將該薄膜放入50℃的、硼酸濃度為80g/l、碘化鉀濃度為30g/l的水溶液中拉伸5.0倍，得到了偏光膜。
(偏振片的制作)將薄膜A～E在50℃的1.5N氫氧化鈉水溶液中處理180秒之后，中和，進行水洗處理，然后馬上根據(jù)表1所示的組合，在偏光膜12的兩面上貼合保護膜13、14。表1中對第一和第二保護膜13、14的記載表示使用的薄膜種類。而且，貼合時，將制作后的薄膜A～E的長度方向與聚乙烯醇的拉伸方向相一致地貼附粘合劑。作為粘接劑，使用了聚乙烯醇(商品名PVA-117H、(株)クラレ制)的4重量％水溶液。貼合結(jié)束后，將貼合物在設(shè)定為80℃的空氣恒溫槽中干燥處理30分鐘，得到了偏振片。另外，作為第一和第二保護膜3、14使用了同樣的保護膜，制作得到3種偏振片，并將這些作為表1中的參考例1～3。
(偏振片的翹曲評價)將制作的偏振片11，使其吸收軸成為對角線地裁斷成長度為10cm、寬度為10cm的正方形，并將其在常溫常濕環(huán)境下放置30分鐘。然后將其放在光滑的玻璃板上，用標尺測定了從玻璃板到從玻璃板浮起的正方形的頂點的高度。然后將該高度的最大值作為翹曲值(單位mm)，并根據(jù)該值，將作為偏振片理想的記為○，不理想的記為×，表示于表1中。
表1

由本實施例的結(jié)果可以看出，在實施例1～4中制得的所有偏振片，其反翹值均小，從而本發(fā)明的偏振片及其制造方法是非常有效的。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，能夠得到將保護膜貼合在偏光膜時的反翹降低、外觀和操作性優(yōu)異的的偏振片。
權(quán)利要求
1.一種偏振片，是貼合在偏光膜兩面上的保護膜的膜厚、物理特性、成分中的任意一個互不相同的偏振片，其特征在于，將貼合在所述偏振片的一面上的第一所述保護膜的所述偏振片的吸收軸方向上的吸水膨脹率作為X1，而將貼合在另一面上的第二所述保護膜的所述偏振片的吸收軸方向上的吸水膨脹率作為X2時，具有滿足0.65X2＜X1＜1.55X2的所述保護膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏振片，其特征在于，將所述第一保護膜的膜厚作為Y1，將所述第二保護膜的膜厚作為Y2時，Y1和Y2之差的絕對值大于2μm且小于100μm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的偏振片，其特征在于，所述第一保護膜或所述第二保護膜是酰化纖維素。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任意一項所述的偏振片，其特征在于，所述偏光膜是聚乙烯醇類聚合物。
5.一種偏振片的制造方法，是貼合在偏光膜兩面上的保護膜的膜厚、物理特性、成分中的任意一個互不相同的偏振片的制造方法，其特征在于，將貼合在所述偏振片的一面上的第一所述保護膜的所述偏振片的吸收軸方向上的吸水膨脹率作為X1，而將貼合在另一面上的第二所述保護膜的所述偏振片的吸收軸方向上的吸水膨脹率作為X2時，在所述偏光膜上貼合滿足0.65X2＜X1＜1.55X2的所述保護膜。
全文摘要
一種偏振片，是將互不相同的第一和第二保護膜(13)、(14)貼合在偏光膜(12)的兩面上制得偏振片(11)。把在偏振片(11)的吸收軸方向上的第一和第二保護膜(13)、(14)的吸水膨脹率分別作為(X1)、(X2)時，將滿足0.65X2＜X1＜1.55X2的保護膜作為第一和第二保護膜(13)、(14)使用。將所述兩個保護膜(13)、(14)的厚度分別作為(Y1)、(Y2)時，使其(Y1)和(Y2)之差的絕對值在大于2μm且小于100μm的范圍內(nèi)。進而，使所述第一保護膜或所述第二保護膜(13)、(14)為三乙酸纖維素，且使所述偏光膜(12)為聚乙烯醇類聚合物。根據(jù)本發(fā)明，在偏光膜的兩面上貼合不同保護膜時，可較少偏振片發(fā)生翹曲。
文檔編號G02B5/30GK1484048SQ0315400
公開日2004年3月24日 申請日期2003年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月16日
發(fā)明者坂牧聰 申請人:富士膠片株式會社