偏光薄膜的制造方法转让专利

申请号 : CN201210275362.2

文献号 : CN102909862B

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基本信息:

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 松尾直之高见伸行下田麻由

申请人 : 日东电工株式会社

摘要 :

本发明提供偏光薄膜的制造方法,其具有:依次拉伸多个带状聚乙烯醇系树脂薄膜的第1工序;和将先走的第一聚乙烯醇系树脂薄膜的末端部和接下来的第二聚乙烯醇系树脂薄膜的前端部重合,通过熔接将它们接合而连接的第2工序,在前述第2工序中,进行接合,使得沿前述聚乙烯醇系树脂薄膜的宽度方向以4倍的拉伸倍率拉伸接合部时的拉伸应力相对于沿前述宽度方向以前述拉伸倍率拉伸非接合部时的拉伸应力为75%以上105%以下。

权利要求 :

1.一种偏光薄膜的制造方法,其特征在于,其是使用多个带状聚乙烯醇系树脂薄膜连续地制造偏光薄膜的方法,该偏光薄膜的制造方法具有以下工序:

第1工序,将各聚乙烯醇系树脂薄膜依次从前端侧送入移动路径,在该移动路径中沿长度方向拉伸;和第2工序,将先走的第一聚乙烯醇系树脂薄膜的末端部和接下来的第二聚乙烯醇系树脂薄膜的前端部重合,通过熔接将它们接合而连接,在所述第2工序中,通过利用激光熔接将所述末端部和所述前端部沿宽度方向接合而连接,使得沿所述聚乙烯醇系树脂薄膜的宽度方向以4倍的拉伸倍率拉伸接合部时的该接合部的拉伸应力相对于沿所述宽度方向以所述拉伸倍率拉伸非接合部时的该非接合部的拉伸应力为75%以上100%以下,

2 2

照射的所述激光的功率密度在1000W/cm~3000W/cm的范围内,照射的所述激光的累积照射量在5J/cm2~400J/cm2的范围内。

2.根据权利要求1所述的偏光薄膜的制造方法,其特征在于,在所述末端部和所述前端部的界面部配置光吸收剂来实施所述激光熔接。

3.根据权利要求1或2所述的偏光薄膜的制造方法,其特征在于,利用波长800nm以上

11000nm以下的红外线激光实施所述激光熔接。

4.根据权利要求1或2所述的偏光薄膜的制造方法,其特征在于,所述第一聚乙烯醇系树脂薄膜及所述第二聚乙烯醇系树脂薄膜的各自的非接合部及接合部在所述移动路径中的拉伸倍率均为5.25倍以上。

说明书 :

偏光薄膜的制造方法

技术领域

[0001] 本发明涉及边使带状聚乙烯醇系树脂薄膜移动边在其移动路径上沿长度方向拉伸而制作偏光薄膜的偏光薄膜的制造方法。

背景技术

[0002] 一直以来,液晶显示装置等图像显示装置中利用包括偏光薄膜等在内的光学薄膜。
[0003] 作为这种偏光薄膜的制造方法,采用如下的方法:边从作为原卷的带状聚乙烯醇系树脂(PVA)薄膜卷绕成辊状而成的原卷辊送出聚乙烯醇系树脂薄膜(原卷薄膜),规定该原卷薄膜的移动路径,边通过具备引导该原卷薄膜的多个辊和各种药液浴的装置并使其拉伸。例如,采用如下的方法:使原卷薄膜沿其长度方向移动,连续地浸渍在溶胀浴、染色浴中,之后,在前后2处用前述辊夹持原卷薄膜,对其间施加张力,实施前述拉伸。
[0004] 但是,这种偏光薄膜的制造方法中,每次交换原卷辊时,都需要重新将新的原卷薄膜卷挂在辊等上并设置于上述装置中,这非常麻烦而且浪费时间。因此,进行了如下的操作:在先走的原卷薄膜的末端部接合从接下来的原卷辊伸出的原卷薄膜的前端部使其连接,将这些原卷薄膜依次连续地供给到上述装置中。
[0005] 作为这种接合方法,一直以来采用:利用粘合带、粘接剂等的粘接接合方法,利用铆钉、线等的缝合接合方法,或利用热封机等的加热熔融接合方法等。
[0006] 但是,如上所述的方法分别存在下述问题。
[0007] ·利用粘合带、粘接剂等的粘接接合中的问题
[0008] 在使原卷薄膜浸渍在溶胀浴、染色浴等中的工序中,由于粘接剂的成分等在药液中溶出,因此会成为污染药液、在制品上附着异物的主要原因。不仅如此,还存在以下的担心:粘接剂溶解在药液中或因药液的成分而溶胀,从而接合强度降低,在拉伸工序中在达到所希望的拉伸倍率之前连接部发生断裂。
[0009] ·利用铆钉、线等的缝合接合中的问题
[0010] 该方法中,在原卷薄膜上穿设用于通过铆钉、线的孔,因此,在对连接部施加张力时,存在以前述孔为起点发生断裂的担心。
[0011] 为了避免该情况的发生而减少孔数并确保孔的间隔较宽时,存在在施加张力时容易产生皱褶并发生拉伸不均的担心。
[0012] ·利用热封机等的加热熔融接合中的问题
[0013] 作为能够谋求解决上述粘接接合、缝合接合中的问题的接合方法,已知下述专利文献1、2及3等中所示的利用热封机来接合的方法。
[0014] 该方法与粘接接合相比较,污染药液的担心较少,且不需要像缝合接合那样设置孔。
[0015] 但是,热封机存在熔接区域及其周围因熔接时受到的热而改性、与通常的部分相比成为固化的状态的倾向。
[0016] 因此,如果在拉伸时夹持该熔接区域施加张力,则存在如下的担心:容易集中在该固化的部位和通常的状态的部位的边界部分而产生应力,在全体达到所希望的拉伸倍率之前该区域被极端地拉伸。
[0017] 因此,欲实施高拉伸倍率的拉伸时,存在原卷薄膜在连接部发生断裂的担心。
[0018] 现有技术文献
[0019] 专利文献
[0020] 专利文献1:日本特开2007-171897号公报
[0021] 专利文献2:日本特开2010-8509号公报
[0022] 专利文献3:日本特开2004-160665号公报

发明内容

[0023] 发明要解决的问题
[0024] 为了赋予偏光薄膜高偏光功能,通常要求施加5.25倍以上的拉伸。但是,在利用如上所述的以往的连接方法来连接由聚乙烯醇系树脂形成的原卷薄膜时,存在连接部不能耐受5.25倍以上的拉伸载荷而发生断裂的担心。因此,做出了将通过连接部期间的拉伸倍率变为不足5.25倍从而避免断裂的对策。
[0025] 但是,在选择如上所述的避免对策时,连接部前后的拉伸倍率没有成为所希望的倍率(5.25倍以上),因此,无法作为制品使用,会造成材料浪费。
[0026] 因此,对连接的由聚乙烯醇系树脂形成的原卷薄膜,边以相对于该原卷薄膜为5.25倍以上的拉伸倍率施加拉伸边连续地输送是比较困难的,并且,目前为止还没有提出过能进行该拉伸及输送的连接方法。
[0027] 即,现有的偏光薄膜的制造方法存在难以有效地制造具有高偏光功能的偏光薄膜之类的问题。
[0028] 鉴于上述问题,本发明的目的在于,提供一种能够有效地制造具有高偏光功能的偏光薄膜的偏光薄膜的制造方法。
[0029] 用于解决问题的方案
[0030] 用于解决上述问题的本发明的特征在于,为使用多个带状聚乙烯醇系树脂薄膜连续地制造偏光薄膜的方法,
[0031] 该方法具有以下工序:
[0032] 第1工序,将各聚乙烯醇系树脂薄膜依次从前端侧送入移动路径并在该移动路径中沿长度方向拉伸;和
[0033] 第2工序,使先走的第一聚乙烯醇系树脂薄膜的末端部和接下来的第二聚乙烯醇系树脂薄膜的前端部重合,通过熔接进行接合而连接,
[0034] 在前述第2工序中,进行接合,使得沿前述聚乙烯醇系树脂薄膜的宽度方向以4倍的拉伸倍率拉伸接合部时的该接合部的拉伸应力相对于沿前述宽度方向以前述拉伸倍率拉伸非接合部时的该非接合部的拉伸应力为75%以上105%以下。
[0035] 这里,在本发明中,沿上述宽度方向以上述拉伸倍率拉伸时的接合部的拉伸应力是指,切取接合部中的(上述聚乙烯醇系树脂薄膜的长度方向长度1.5mm)×(上述聚乙烯醇系树脂薄膜的宽度方向长度20mm)区域,对切取的作为接合部的接合部切片,在室温20℃环境下在初始卡盘间距10mm、拉伸速度50mm/min的条件下进行拉伸试验而得到的应力-应变曲线中的4倍的拉伸倍率下的应力。
[0036] 另外,上述沿宽度方向以上述拉伸倍率拉伸时的非接合部的拉伸应力是指,切取非接合部中的(上述长度方向长度3.0mm)×(上述宽度方向长度20mm)区域,对切取的作为非接合部的非接合部切片,在室温20℃环境下在初始卡盘间距10mm、拉伸速度50mm/min的条件下进行拉伸试验而得到的应力-应变曲线中的4倍的拉伸倍率下的应力。
[0037] 需要说明的是,接合部宽度(上述长度方向长度)不足1.5mm时,将能采取的长度作为接合部的上述长度方向长度来切取,将该长度的2倍的长度作为非接合部的上述长度方向长度来切取,通过与上述同样地评价,得到上述接合部及非接合部的拉伸应力。
[0038] 利用上述制造方法,能够将进行拉伸的2个以上带状聚乙烯醇系树脂薄膜中先走的第一带状聚乙烯醇系树脂薄膜的末端部与和其连接的第二带状聚乙烯醇系树脂薄膜的前端部接合,使得作为熔接部的接合部的上述拉伸应力相对于非接合部的上述拉伸应力满足上述关系。由此,能够使接合部的硬度与非接合部的硬度十分接近,因此,能够缓和沿上述长度方向拉伸接合部时因拉伸引起的应力集中在接合部和非接合部的边界部分。因此,即使以例如5.25倍以上的拉伸倍率拉伸也能够避免上述边界发生断裂。由此,即使在接合部通过时不改变拉伸条件也能够连续地拉伸。因此,能够获得作业效率提高、生产率提高、成品率提高及材料浪费减少的效果。
[0039] 另外,本发明的偏光薄膜的制造方法优选通过利用激光熔接将前述末端部和前述前端部接合而连接来实施前述第2工序。
[0040] 由此,如以下所述。即,像热封等那样沿厚度方向对末端部及前端部进行整体加热的情况下,作为熔接部的接合部中发生固化的区域变得比较大。与此相对,在激光熔接中,能够仅对末端部和前端部的界面、其附近区域进行局部加热并熔接,因此,能使接合部中发生固化的区域比较小。由此,施加拉伸时,通过激光熔接来形成接合部与通过热封等来形成接合部的情况相比,更容易使拉伸接合部所必需的力与拉伸非接合部所必需的力接近。因此,容易接合成接合部的拉伸应力相对于非接合部的上述拉伸应力为75%以上105%以下。
[0041] 另外,本发明的偏光薄膜的制造方法优选在前述末端部和前述前端部的界面部配置光吸收剂来实施前述激光熔接。
[0042] 由此,前端部和末端部的界面部的激光的光吸收性增大,因此能够更有效地使二者熔接。
[0043] 另外,本发明的偏光薄膜的制造方法优选用波长800nm以上11000nm以下的红外线激光实施前述激光熔接。
[0044] 由此,能使上述末端部及前端部更有效地熔融,因此,能更有效地将第一及第二聚乙烯醇系树脂薄膜接合而连接。
[0045] 另外,本发明的偏光薄膜的制造方法优选前述第一聚乙烯醇系树脂薄膜及前述第二聚乙烯醇系树脂薄膜各自的非接合部及接合部在前述移动路径中的拉伸倍率均为5.25倍以上。
[0046] 由此,能够提高作为偏光薄膜的品质。
[0047] 发明的效果
[0048] 如上所述,根据本发明,能有效地制造具有高偏光功能的偏光薄膜。

附图说明

[0049] 图1是表示一个实施方式的偏光薄膜的制造方法中使用的装置的示意性立体图。
[0050] 图2是表示将原卷薄膜连接并供给至偏光薄膜的制造装置的情形的示意性立体图。
[0051] 图3是表示用于连接原卷薄膜的连接装置的主要部分的机构的示意性主视图。
[0052] 图4是表示接合部及非接合部的图,图4的(a)是示意性侧面图,图4的(b)是示意性俯视图。
[0053] 图5是表示接合部切片及非接合部切片的图,图5的(a)是接合部的示意性俯视图,图5的(b)是非接合部的示意性俯视图。
[0054] 图6是表示拉伸前和拉伸时的接合部切片或非接合部切片的示意性俯视图。
[0055] 图7是表示应力-应变曲线的一例的图表。
[0056] 图8是表示实施例及比较例的4倍拉伸时的拉伸应力的比率的图表。
[0057] 附图标记说明
[0058] 1:原卷薄膜(带状聚乙烯醇系树脂薄膜)、1a:末端部、1b:前端部、4d:拉伸浴、9:辊具体实施方式
[0059] 以下对本发明的实施方式进行说明。
[0060] 首先,参照附图对用于实施本实施方式的偏光薄膜的制造方法的优选的拉伸装置进行说明。
[0061] 本实施方式的拉伸装置具备:从带状聚乙烯醇系树脂薄膜(以下也称为“原卷薄膜”、或者简称为“薄膜”)卷绕成辊状而得到的原卷辊送出前述原卷薄膜1的原卷薄膜供给部3;用于将送出的原卷薄膜1浸渍在规定的药液中的多个浸渍浴4;以前述原卷薄膜1通过该浸渍浴4内的方式规定原卷薄膜1的移动路径的多个辊9;在该移动路径中拉伸原卷薄膜1的拉伸部;以及将在多个浸渍浴4中浸渍且进行了拉伸的薄膜作为偏光薄膜卷取为辊状的偏光薄膜卷取部10。
[0062] 图1、图2是表示优选的拉伸装置的一个方式的示意性立体图。
[0063] 如图1所示,作为多个浸渍浴4,在拉伸装置中,从薄膜的移动方向上游侧开始依次具备贮存有用于使聚乙烯醇系树脂薄膜溶胀的溶胀液的溶胀浴4a;贮存有用于将溶胀了的薄膜染色的染色液的染色浴4b;贮存有用于使构成薄膜的树脂的分子链交联的交联剂液的交联浴4c;用于在浴内拉伸薄膜的拉伸浴4d;以及贮存有用于清洗通过该拉伸浴4d的薄膜的清洗液的清洗浴4f这5种浸渍浴4。
[0064] 另外,该方式的拉伸装置中,在薄膜的移动路径中的清洗浴4f的下游侧且卷取部10的上游侧具备使薄膜干燥的干燥装置11、具体而言为干燥烘箱。
[0065] 进而,该方式的拉伸装置中,还具备:将卷绕成辊状的表面保护薄膜(例如三醋酸纤维素薄膜、环烯烃聚合物薄膜)等层叠用薄膜12分别配置在用前述干燥装置11进行了干燥的薄膜的两面侧的、用于在干燥后的薄膜的两面层叠层叠用薄膜12的层叠装置。
[0066] 作为前述拉伸部,采用所谓的辊拉伸部9a。即,采用如下的构成:在前述移动路径中,配置多组以中间夹持薄膜且向移动方向下游侧送出的方式构成的成对的轧辊9a,且使移动方向下游侧的组的圆周速度比上游侧高。
[0067] 进而,该拉伸装置以能够连续拉伸2个以上原卷薄膜的方式构成,其具备用于将该2个以上原卷薄膜中的第一原卷薄膜的末端部与第二原卷薄膜连接的装置。即,该拉伸装置中,如图2所示,具备:用于在先走的第一原卷薄膜1的末端部1a通过规定了的移动路径之前、具体为通过浸渍浴4之前,通过激光熔接将该第一原卷薄膜1的末端部1a与紧接着该原卷薄膜1通过移动路径内的新的原卷薄膜(第二原卷薄膜)的前端部1b接合而连接的连接装置(图2中未图示)。
[0068] 需要说明的是,图2中,用涂黑的部分30表示通过激光照射进行接合的部分(熔接部)。
[0069] 接着,参照图3对优选的连接装置进行说明。
[0070] 该图3是表示通过激光熔接使原卷薄膜相互接合而连接的连接装置的示意性构成图。
[0071] 图3表示从其侧面朝向TD方向(宽度方向)观察连接的原卷薄膜的连接装置的主视图。
[0072] 如该图3所示,前述连接装置具有:具有平坦的上表面部的平台40;配置在该平台40的上方的能上下方向移动地配置的加压部件50;配置在该加压部件50的上方的激光光源(未图示)。另外,如下来构成:使先走的第一原卷薄膜1的末端部1a和与其相连接的新的第二原卷薄膜1的前端部1b在前述平台40上上下重合,边用前述加压部件50对该重合部分进行加压边从前述激光光源照射激光R,使前述末端部1a和前述前端部1b的界面部加热熔融并熔接。进而,前述加压部件50由激光R的透射性优异的透明的部件构成。
[0073] 需要说明的是,为了能够提高前述末端部1a和前述前端部1b的界面部的激光R的光吸收性、更有效地实施熔接,前述连接装置中还可以具备:在前述界面部中要面接的前述末端部1a或前述前端部1b中的任一个的表面(或两面)预先涂布光吸收剂的涂布装置。
[0074] 需要说明的是,作为这里使用的光吸收剂,只要是吸收激光R并产生热的物质就没有特别限定,可以使用炭黑、颜料、染料、水等。
[0075] 例如可以使用酞菁系吸收剂、萘酞菁系吸收剂、聚甲炔系吸收剂、二苯甲烷系吸收剂、三苯甲烷系吸收剂、醌系吸收剂、偶氮系吸收剂、二亚铵盐等。
[0076] 另外,使用发出具有800nm~1200nm的波长的激光R的激光光源时,例如可以使用美国Gentex公司制造的以商品名“Clearweld(注册商标)”市售的光吸收剂。
[0077] 这些吸收剂可以用有机溶剂等稀释,用前述涂布装置涂布。作为该涂布装置,例如可以采用:分配器、喷墨打印机、网版印刷机、2流体式、1流体式或超声波式喷雾器、打印机(stamper)、涂布机等一般的涂布装置。
[0078] 另外,该连接装置中利用的激光光源的种类也没有特别限定。优选的是,所使用的激光是发挥被通过涂布等配置在新旧原卷薄膜重合的部分中的新旧原卷薄膜的界面中的一个或者两个原卷薄膜表面的光吸收剂吸收、发热的作用的激光,且具有所使用的光吸收剂的吸收灵敏度高的波长。
[0079] 具体而言,作为激光的种类,可以列举出具有可见光区域或者红外线区域的波长的半导体激光、纤维激光、飞秒激光、微微秒激光、YAG激光等固体激光、CO2激光等气体激光。
[0080] 其中,特别优选容易得到廉价且面内均一的激光束的半导体激光、纤维激光。
[0081] 另外,为了避免原卷薄膜分解并为了促进熔融,与瞬间投入高能量的脉冲激光相比,更优选连续波的CW激光。
[0082] 激光的功率(power)、射束直径及形状、照射次数、以及扫描速度等根据作为对象的原卷薄膜及光吸收剂的光吸收率等光学特性、构成原卷薄膜的聚合物的熔点、玻璃化转变温度(Tg)等热特性等的不同适当最优化即可。为了在被激光照射的部分有效地使聚乙烯醇系树脂流动化而得到牢固的接合,作为照射的激光的功率密度,优选在200W/cm2~10,2 2 2 2
000W/cm的范围内,更优选在300W/cm~5,000W/cm的范围内,进一步优选在1,000W/cm ~
3,000W/cm2的范围内。
[0083] 另外,该激光照射条件只要能够如后所述进行沿聚乙烯醇系树脂薄膜的宽度方向以4倍的拉伸倍率拉伸时的接合部的拉伸应力相对于上述沿宽度方向以上述拉伸倍率拉伸时的非接合部的拉伸应力为75%以上105%以下的接合,就没有特别限定。
[0084] 另外,连接装置中利用的激光光源优选能在新旧原卷薄膜的界面以规定大小的光斑直径(照射宽度)照射激光的激光光源。
[0085] 作为该照射光斑直径(照射宽度),优选在满足前述照射激光功率密度的功率下为新旧原卷薄膜重合宽度的1/10以上3倍以下。
[0086] 不足重合宽度的1/10时,重合部的未接合部大,存在接合后输送时扇动、阻碍良好的输送性的担心。
[0087] 另外,以超过3倍的宽度照射激光时,虽然对接合及拉伸特性没有影响,但从能量利用效率的观点来看是不优选的。
[0088] 优选为重合宽度的1/5以上2倍以下。
[0089] 需要说明的是,新旧原卷薄膜的重合宽度变小时,存在难以重复精度良好地重合配置大宽度的原卷薄膜的担心,新旧原卷薄膜的重合宽度变大时,存在未接合区域变大、接合后输送时薄膜发生扇动的担心。因此,该新旧原卷薄膜的重合宽度例如可以从这样的观点考虑适当设定。
[0090] 另外,激光的光束形状可以为圆形,从得到更高的功率密度的观点考虑也可以为线状。
[0091] 需要说明的是,作为激光的累积照射量,优选在5J/cm2~400J/cm2的范围内,更优选在10J/cm2~300J/cm2的范围内,特别优选在30J/cm2~150J/cm2的范围内。
[0092] 因此,优选在连接装置中采用能够满足这些条件的激光光源。
[0093] 作为在平台上对在这样的激光的照射下重合的前述新旧原卷薄膜(旧原卷薄膜的末端部1a和新原卷薄膜的前端部1b)进行加压的加压部件50,可以使用对所使用的激光显示高透明性的玻璃制部件。
[0094] 作为激光照射时的加压强度,优选在0.5~100kgf/cm2的范围内,更优选在10~70kgf/cm2的范围内。
[0095] 因此,作为前述连接装置优选采用的加压部件50,只要是能以这样的强度加压的部件,所述玻璃部件的形状就没有特别限定,例如可以使用平板、圆筒、球状的玻璃部件。
[0096] 玻璃部件的厚度没有特别限定,过薄时,因变形无法进行良好的加压,过厚时,激光的利用效率降低。因此,激光透射的方向的厚度优选为3mm以上且不足30mm,更优选为5mm以上且不足20mm。
[0097] 作为加压部件50的材质,例如可以列举出:石英玻璃、无碱玻璃、TEMPAX、Pyrex(注册商标)、Vycor、D263、OA10、AF45、Zerodur等。
[0098] 为了提高激光R的利用效率,作为加压部件50利用的玻璃制部件优选对所使用的激光波长具有高透明性,优选具有50%以上的透光率,更优选具有70%以上的透光率。
[0099] 需要说明的是,使用如上所述的玻璃制部件构成加压部件50时,也可以在与聚乙烯醇系树脂薄膜相接的部分形成与前述玻璃制部件相比缓冲性更优异的缓冲层,以能对更大的面积进行更均一地加压并在整个区域进行良好的接合。
[0100] 即,也可以采用具备透光性良好的橡胶板、具有缓冲性的透明树脂板等的加压部件50。例如,可以采用背面侧由玻璃制部件构成、与聚乙烯醇系树脂薄膜相接的前面侧由透明橡胶板构成的加压部件50。
[0101] 前述缓冲层的形成可以使用例如硅橡胶、聚氨酯橡胶等橡胶系材料、聚乙烯等树脂材料。
[0102] 该缓冲层的厚度优选为50μm以上且不足5mm,更优选为1mm以上且不足3mm。
[0103] 不足50μm时,缺乏缓冲性,为5mm以上时,存在如下的担心:根据该缓冲层,产生激光的吸收、散射,使到达前述末端部1a和前端部1b的接触界面部的激光的能量降低。
[0104] 该缓冲层优选对所使用的激光波长具有30%以上的透光率,更优选为50%以上。
[0105] 另外,也可以将与该缓冲层同样的缓冲层配置在平台40的上表面。配置在平台上时,用于形成缓冲层的材料的光学特性、即透光性没有特别限定,在上述硅橡胶等的基础上,还可以使用例如聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、降冰片烯树脂、环烯烃聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚酰亚胺、三醋酸纤维素等。
[0106] 本实施方式的偏光薄膜的制造方法中,优选以可以沿重合的新旧原卷薄膜的重合部分实施激光熔接、形成线状的熔接部的方式构成前述连接装置。例如,优选具备:用于使通过聚光透镜聚光成所希望的射束直径的点波束沿重合部分扫描的机构;通过使用柱面透镜、衍射光学元件等光学部件整形为线状的激光束并照射到原卷薄膜的重合部的机构;以及通过沿重合部配置多个激光光源并在不扫射的情况下同时照射从而一次性熔融加热接合的机构等。
[0107] 需要说明的是,虽然这里没有详细叙述,但上述的连接装置中可以采用一般的激光熔接装置以及其周边机器中利用的各种机构。
[0108] 以下,对利用具备这样的连接装置的拉伸装置制造偏光薄膜的方法进行说明。
[0109] 本实施方式的偏光薄膜的制造方法中,具备下述第1工序和第2工序并连续地制造偏光薄膜:第1工序,使用多个带状聚乙烯醇系树脂薄膜,将各聚乙烯醇系树脂薄膜从前端侧送入移动路径,在该移动路径中沿长度方向拉伸;第2工序,将先走的第一聚乙烯醇系树脂薄膜的末端部和接下来的第二聚乙烯醇系树脂薄膜的前端部重合,通过熔接使它们接合而连接。
[0110] 另外,在前述第2工序中,以前述沿聚乙烯醇系树脂薄膜的宽度方向以4倍的拉伸倍率拉伸接合部时的该接合部的拉伸应力相对于前述沿宽度方向以前述拉伸倍率拉伸非接合部时的该非接合部的拉伸应力为75%以上105%以下的方式接合。
[0111] 具体而言,在本实施方式的偏光薄膜的制造方法中,作为前述第1工序,实施使前述原卷薄膜浸渍在溶胀浴4a中使其溶胀的溶胀工序、使溶胀了的薄膜浸渍在染色浴4b中进行染色的染色工序、使染色了的薄膜浸渍在交联浴4c中使构成薄膜的树脂的分子链交联的交联工序、及将该交联工序后的薄膜在拉伸浴4d内拉伸的拉伸工序。
[0112] 即,在本实施方式的偏光薄膜的制造方法中,在溶胀浴4a到拉伸浴4d的各浴中实施拉伸,使得最终为目标拉伸倍率。
[0113] 另外,在本实施方式的偏光薄膜的制造方法中,实施对前述拉伸工序后的薄膜进行清洗的清洗工序、用干燥装置11使该清洗过了的薄膜干燥的干燥工序、在该干燥后的薄膜上层叠表面保护薄膜的层叠工序。
[0114] 本实施方式的偏光薄膜的制造方法通过如下过程来进行:将一个原卷辊设置在前述原卷薄膜供给部3,从该原卷薄膜供给部3连续地送出原卷薄膜,在其移动路径上实施上述工序,最后完成层叠工序,对所得制品(偏光薄膜)实施在偏光薄膜卷取部10卷取为辊状的卷取工序。另外,分开实施连接工序作为前述第2工序,所述连接工序中,预先准备多个原卷辊,在其中的第一原卷辊结束之前,从新的第二原卷辊伸出原卷薄膜,使该新的原卷薄膜的前端部1b与先走的第一原卷辊的末端部1a接合而连接。
[0115] 由此,继续从该新的原卷辊将原卷薄膜供给到拉伸装置中,实施前述第1工序,连续地制造偏光薄膜。另外,通过重复实施该第1工序及第2工序,能够依次连续地制造偏光薄膜。
[0116] 需要说明的是,作为供给到这样的工序中的原卷薄膜(带状聚乙烯醇系树脂薄膜),可以采用以下的薄膜。
[0117] 作为本实施方式的偏光薄膜的制造方法中使用的原卷薄膜,可以使用由作为偏光薄膜的原材料使用的聚乙烯醇系高分子树脂材料形成的薄膜。具体而言,例如可以使用聚乙烯醇薄膜、部分皂化聚乙烯醇薄膜或聚乙烯醇的脱水处理薄膜等。
[0118] 通常,这些原卷薄膜以如上所述卷绕成辊状的原卷辊的状态使用。
[0119] 作为前述聚乙烯醇系树脂薄膜的形成材料的聚合物的聚合度一般为500~10,000,优选在1,000~6,000的范围,更优选在1,400~4,000的范围。
[0120] 进而,为部分皂化聚乙烯醇薄膜的情况下,其皂化度例如从在水中的溶解性方面考虑,优选为75摩尔%以上,更优选为98摩尔%以上,进一步优选在98.3~99.8摩尔%的范围。
[0121] 作为前述聚乙烯醇系树脂薄膜,可以适当使用通过将溶解于水或有机溶剂中所得的原液流延成膜的流延法、铸造法(cast method)、挤出法等任意方法成膜而得到的薄膜。
[0122] 原卷薄膜的相位差值优选为5nm~100nm。
[0123] 另外,为了得到面内均一的偏光薄膜,优选聚乙烯醇系树脂薄膜面内的相位差偏差尽可能小。作为原卷薄膜的聚乙烯醇系树脂薄膜的面内相位差偏差优选在测定波长1000nm处为10nm以下,更优选为5nm以下。
[0124] 需要说明的是,作为通过激光熔接进行接合时的吸水状态,优选为2质量%~15质量%的吸水率,进一步优选为4质量%~10质量%的吸水率。
[0125] 被连接前的原卷薄膜具有超过15质量%的吸水率时,存在在激光熔接时加热熔融部容易产生因水分蒸发引起的发泡、引起接合不良的担心。
[0126] 相反,吸水率不足2质量%时,存在用激光对原卷薄膜进行加热的部分的树脂流动性不足、导致接合效率降低的担心。
[0127] 因此,接合时使用的原卷薄膜的吸水率优选在上述的范围内。
[0128] 需要说明的是,关于该吸水率,通过比较干燥前后的质量来求出,例如,可以对聚乙烯醇系树脂薄膜进行83℃×1小时加热,用该加热失重除以加热前的聚乙烯醇系树脂薄膜的质量,从而求出。
[0129] 以下,对用于通过前述拉伸装置对上述原卷薄膜施加拉伸并加工成偏光薄膜的各工序进行说明。
[0130] (溶胀工序)
[0131] 在本工序中,例如,利用前述辊9将从原卷薄膜供给部3送出的原卷薄膜维持恒定的移动速度地引导至充满水的溶胀浴4a中,使前述原卷薄膜浸渍在水中。
[0132] 由此能够水洗原卷薄膜,清洗原卷薄膜表面的污垢、防结块剂,并且,通过利用水使原卷薄膜溶胀,能够期待防止染色不均等不均一性的效果。
[0133] 在前述溶胀浴4a中的溶胀液中,除水以外,还可以适当添加甘油、碘化钾等。添加它们时,如果为甘油,则其浓度优选为5质量%以下,如果为碘化钾,则其浓度优选为10质量%以下。
[0134] 溶胀液的温度优选在20~45℃的范围,更优选为25~40℃。
[0135] 前述原卷薄膜在前述溶胀液中浸渍的浸渍时间优选为2~180秒,更优选为10~150秒,特别优选为30~120秒。
[0136] 另外,可以在该溶胀浴中将聚乙烯醇系树脂薄膜沿长度方向拉伸,这时的拉伸倍率优选包括因溶胀导致的伸展在内为1.1~3.5倍左右。
[0137] (染色工序)
[0138] 对于经过了前述溶胀工序的薄膜,与溶胀工序同样地,利用辊9使其浸渍于贮存在染色浴4b中的染色液中,实施染色工序。
[0139] 例如,可以采用通过在包含碘等二色性物质的染色液中浸渍经过了溶胀工序的聚乙烯醇系树脂薄膜,使薄膜吸附上述二色性物质的方法,实施前述染色工序。
[0140] 作为前述二色性物质,可以使用以往公知的物质,例如可以列举出碘、有机染料等。
[0141] 作为有机染料,例如可以使用:红BR、红LR、红R、粉红LB、宝石红BL、枣红(Bordeaux)GS、天空蓝LG、柠檬黄、蓝BR、蓝2R、深蓝色RY、绿LG、紫LB、紫B、黑H、黑B、黑GSP、黄3G、黄R、橙LR、橙3R、猩红(Scarlet)GL、猩红KGL、刚果红、亮紫BK、超级蓝(Supra Blue)G、超级蓝GL、超级橙GL、直接天蓝、直接永固橙(Direct Fast Orange)S、永固黑(Firstblack)等。
[0142] 这些二色性物质可以仅使用一种,也可以组合使用两种以上。
[0143] 使用前述有机染料时,例如从谋求可见光区域的中性(neutral)化方面考虑,优选组合两种以上。
[0144] 作为具体例,可以列举出:刚果红和超级蓝G、超级橙GL和直接天蓝的组合、或直接天蓝和永固黑的组合等。
[0145] 作为前述染色浴的染色液,可以使用前述二色性物质溶解于溶剂中所得的溶液。
[0146] 作为前述溶剂,一般可以使用水,还可以进一步添加与水具有相容性的有机溶剂。
[0147] 作为该染色液中的二色性物质的浓度,优选在0.010~10质量%的范围,更优选在0.020~7质量%的范围,特别优选为0.025~5质量%。
[0148] 另外,使用碘作为前述二色性物质时,可以进一步提高染色效率,因此优选进一步添加碘化物。
[0149] 作为该碘化物,例如可以列举出:碘化钾、碘化锂、碘化钠、碘化锌、碘化铝、碘化铅、碘化铜、碘化钡、碘化钙、碘化锡、碘化钛等。
[0150] 这些碘化物的添加比率在前述染色浴中优选为0.010~10质量%,更优选为0.10~5质量%。
[0151] 其中,特别优选添加碘化钾,碘和碘化钾的比例(质量比)优选在1:5~1:100的范围,更优选在1:6~1:80的范围,特别优选在1:7~1:70的范围。
[0152] 薄膜在前述染色浴中的浸渍时间没有特别限定,优选在0.5~20分钟的范围,更优选在1~10分钟的范围。另外,染色浴的温度优选在5~42℃的范围,更优选在10~35℃的范围。
[0153] 另外,也可以在该染色浴中将薄膜沿长度方向拉伸,此时的累计的总拉伸倍率优选为1.1~4.0倍左右。
[0154] 需要说明的是,作为染色工序,除前述的浸渍在染色浴中的方法以外,例如可以采用将包含二色性物质的水溶液涂布或喷雾在前述聚合物薄膜上的方法。
[0155] 另外,本发明中,作为所使用的原卷薄膜,也可以采用不进行染色工序而由预先混杂有二色性物质的聚合物原料成膜得到的薄膜。
[0156] (交联工序)
[0157] 接着,将薄膜导入到贮存有交联剂液的交联浴4c中,将薄膜浸渍在前述交联剂液中,实施交联工序。
[0158] 作为前述交联剂,可以使用以往公知的物质。
[0159] 例如可以使用硼酸、硼砂等硼化合物、乙二醛、戊二醛等。
[0160] 这些可以仅使用一种,也可以组合使用两种以上。
[0161] 组合使用两种以上时,优选例如硼酸和硼砂的组合,另外,其添加比例(摩尔比)优选在4:6~9:1的范围,更优选在5.5:4.5~7:3的范围,最优选为6:4。
[0162] 作为前述交联浴的交联剂液,可以使用前述交联剂溶解于溶剂中所得的液体。
[0163] 作为前述溶剂,例如可以使用水,也可以进一步组合使用与水具有相容性的有机溶剂。前述交联剂液中的交联剂的浓度没有特别限定,优选在1~10质量%的范围,更优选为2~6质量%。
[0164] 前述交联浴中的交联剂液中,还可以添加用于赋予偏光薄膜面内均一特性的碘化物。
[0165] 作为该碘化物,例如可以列举出碘化钾、碘化锂、碘化钠、碘化锌、碘化铝、碘化铅、碘化铜、碘化钡、碘化钙、碘化锡、碘化钛等,添加这些碘化物时,碘化物的含量优选为0.05~15质量%,更优选为0.5~8质量%。
[0166] 作为交联剂和碘化物的组合,优选硼酸和碘化钾的组合,硼酸和碘化钾的比例(质量比)优选在1:0.1~1:3.5的范围,更优选在1:0.5~1:2.5的范围。
[0167] 前述交联浴中的交联剂液的温度通常优选在20~70℃的范围,聚乙烯醇系树脂薄膜的浸渍时间通常为1秒~15分钟的范围内的任一时间,优选为5秒~10分钟。
[0168] 该交联工序中,可以在交联浴中将薄膜沿长度方向拉伸,此时的累计总拉伸倍率优选为1.1~5.0倍左右。
[0169] 需要说明的是,作为交联工序,可以与染色工序同样,代替浸渍在交联剂液中的处理方法,通过涂布或喷雾含交联剂溶液的方法来实施。
[0170] (拉伸工序)
[0171] 前述拉伸工序是以例如如后面所述累计的总拉伸倍率为5.25~8倍左右的方式将进行了染色、交联的聚乙烯醇系树脂薄膜沿其长度方向拉伸的工序。湿式拉伸法中,在将薄膜浸渍在贮存于拉伸浴的溶液中的状态下沿其长度方向施加张力,实施拉伸。需要说明的是,通过拉伸而得到的第一聚乙烯醇薄膜及第二聚乙烯醇的接合部及非接合部的伸长量将在后面叙述。
[0172] 作为贮存在拉伸浴中的溶液,没有特别限定,例如可以使用添加有各种金属盐、碘、硼或锌的化合物的溶液。
[0173] 作为该溶液的溶剂,可以适当使用水、乙醇或者各种有机溶剂。
[0174] 其中,特别优选使用分别添加有2~18质量%左右的硼酸及/或碘化钾的溶液。
[0175] 同时使用该硼酸和碘化钾时,其含有比例(质量比)优选为1:0.1~1:4左右,更优选为1:0.5~1:3左右。
[0176] 作为前述拉伸浴中的溶液的温度,例如优选在40~67℃的范围,更优选为50~62℃。
[0177] (清洗工序)
[0178] 该清洗工序是例如通过使薄膜通过贮存有水等清洗液的清洗浴中从而冲洗掉在该工序之前的处理中附着上的硼酸等不需要的残留物的工序。
[0179] 前述水中优选添加碘化物,例如优选添加碘化钠或碘化钾。
[0180] 在清洗浴的水中添加碘化钾时,其浓度通常为0.1~10质量%,优选为3~8质量%。
[0181] 进而,清洗液的温度优选为10~60℃,更优选为15~40℃。
[0182] 另外,清洗处理的回数、即浸渍在清洗液中之后从清洗液提起的重复次数没有特别限定,可以为多次,也可以通过在多个清洗浴中预先贮存添加物的种类、浓度不同的水并使薄膜通过它们从而实施清洗工序。
[0183] 需要说明的是,将薄膜从各工序中的浸渍浴中提起时,为了防止液体流挂的发生,可以利用以往公知的使用夹紧辊等去液辊、或通过气刀削掉液体等方法来除去多余的水分。
[0184] (干燥工序)
[0185] 对于在前述清洗工序中进行了清洗的薄膜,可以将其导入前述干燥机11中,适当利用自然干燥、风干、加热干燥等最佳的方法使其干燥,实施该干燥工序。
[0186] 其中,如果通过加热干燥来实施干燥工序,则加热干燥的条件优选为:加热温度为20~80℃左右、干燥时间为1~10分钟左右。
[0187] 进而,与前述方法无关,为了防止薄膜的劣化,优选干燥温度尽可能为低温。
[0188] 更优选为60℃以下,特别优选为45℃以下。
[0189] (层叠工序)及(卷取工序)
[0190] 本实施方式中,通过实施用卷取辊卷取经过了以上工序的薄膜的卷取工序,能够获得卷绕为辊状的偏光薄膜。
[0191] 需要说明的是,本实施方式中,可以在实施了在通过干燥工序进行干燥了的偏光薄膜的表面一侧或两侧适当层叠表面保护用薄膜等的层叠工序之后,实施卷取工序。
[0192] 这样制造的偏光薄膜的最终总拉伸倍率优选相对于原卷薄膜为5.25~8.0倍的范围内的任一拉伸倍率,更优选为5.5~7.0倍的范围内的任一拉伸倍率。
[0193] 优选为上述的拉伸倍率是因为,最终总拉伸倍率不足5.25倍时,存在难以得到具有高偏光特性的偏光薄膜的担心,超过8.0倍时,存在薄膜发生断裂的担心。
[0194] 另外,该偏光薄膜的最终总拉伸倍率优选在非接合部(即原卷薄膜)为5.25~8.0倍的范围内的任一拉伸倍率,更优选为5.5~7.0倍的范围内的任一拉伸倍率。
[0195] (连接工序)
[0196] 如前面所述,在本实施方式中,实施如下的连接工序(前述第2工序):在一个原卷辊全部被供给到拉伸装置中之前,从下一个原卷辊伸出聚乙烯醇系树脂薄膜(原卷薄膜),将该新的原卷薄膜的前端部1b以与在拉伸装置中实施了各工序的原卷辊的末端部1a重合的状态与末端部1a接合而连接。另外,在连接工序中,以前端部1b和末端部1a重合、沿聚乙烯醇系树脂薄膜的宽度方向以4倍的拉伸倍率拉伸时的接合部的拉伸应力相对于上述沿宽度方向以4倍的拉伸倍率拉伸时的非接合部的拉伸应力为75%以上105%以下的方式接合。
[0197] 通过如上操作将先走的第一原卷薄膜的末端部和下一个原卷薄膜的前端部接合,即使在赋予高偏光功能所必需的高拉伸倍率、例如5.25倍以上的拉伸倍率下也能够不发生断裂地连接。由此,即使在接合部通过的情况下也能够不改变拉伸条件地转移到拉伸第二原卷薄膜的工序(前述第1工序)中,能够有效地制造偏光薄膜。
[0198] 即,能够不改变拉伸条件地将第一原卷薄膜和第二原卷薄膜连续地通过拉伸装置,从而能够获得作业效率提高、生产率提高、成品率提高及材料浪费减少的效果。
[0199] 需要说明的是,该连接工序不需要在拉伸第一原卷薄膜的工序(前述第1工序)完全结束之后实施,例如,可以在前述第1工序的后段侧与该第1工序并行实施。
[0200] 例如,可以使用在前述连接装置和前述溶胀浴4a之间具备储蓄器(accumulator)的拉伸装置,将第一原卷辊通过前述储蓄器并供给到溶胀浴4a中,在靠近该第一原卷辊的快卷完的部分时,边使其末端部为停止状态,边将储存在前述储蓄器中的原卷薄膜供给到溶胀浴4a侧,实施前述第一原卷薄膜的拉伸(前述第1工序),并且实施通过激光熔接将新的原卷辊的前端部和前述末端部连接的连接工序。
[0201] 另外,也可以预先实施将2个带状聚乙烯醇系树脂薄膜连接的连接工序之后,开始对所连接的带状聚乙烯醇系树脂薄膜中的一个聚乙烯醇系树脂薄膜进行拉伸(前述第1工序)。
[0202] 前述连接工序可以通过使前述第一聚乙烯醇系树脂薄膜的末端部和前述第二带状聚乙烯醇系树脂薄膜的前端部重合、并对这样重合的前述末端部和前述前端部的界面部进行激光熔接来实施。具体而言,可以在先走的薄膜的末端部1a和新的薄膜的前端部1b中的任一方或者双方的表面涂布光吸收剂,形成新旧原卷薄膜上下重合在平台40上的配置,边用前述加压部件50对该重合部进行加压边对该重合部照射激光,使得双方的树脂在薄膜界面相容,形成熔接部30,从而实施。
[0203] 此时,为了能够按照上述沿宽度方向以4倍的拉伸倍率拉伸时的接合部的拉伸应力相对于上述沿宽度方向以上述拉伸倍率拉伸时的非接合部的拉伸应力为75%以上105%以下的方式接合,适当设定上述激光的功率密度、累积照射量等条件,在设定的条件下对重合部照射激光。
[0204] 由此在本实施方式中通过利用激光进行熔接,能够选择性地(局部地)仅使新旧原卷薄膜的重合部中的界面、其附近发热从而进行加热,因此,接合部容易软化。由此,容易进行上述沿宽度方向以4倍的拉伸倍率拉伸时的接合部的拉伸应力相对于上述沿宽度方向以上述拉伸倍率拉伸时的非接合部的拉伸应力为75%以上105%以下的接合。
[0205] 如果以上述接合部的拉伸应力相对于上述非接合部的拉伸应力不足75%的方式进行接合,则相对于非接合部,接合部过于柔软,因此,在拉伸工序中,边在上述长度方向上将拉伸倍率设为5.25倍以上边连续地拉伸聚乙烯醇系树脂薄膜时,接合部和非接合部的边界部分容易发生断裂。特别是如果接合部过于柔软,则接合部容易发生断裂。
[0206] 相对于此,通过以上述接合部的拉伸应力为上述非接合部的拉伸应力的75%以上的方式进行接合,接合部不会过于柔软,接合部的硬度与非接合部的硬度非常接近,因此,能够充分缓和上述边界部分的应力集中。因此,能够边将拉伸工序中的拉伸倍率设为5.25倍以上边连续地拉伸聚乙烯醇系树脂薄膜。
[0207] 另外,从更充分地缓和上述应力集中的观点考虑,优选以上述接合部的拉伸应力相对于上述非接合部的拉伸应力为80%以上的方式进行接合。
[0208] 另一方面,以上述接合部的拉伸应力相对于上述非接合部的拉伸应力超过105%的方式进行接合时,相对于非接合部,接合部过硬,因此,在上述拉伸工序中应力容易集中在上述边界部分,容易发生断裂。
[0209] 相对于此,通过以上述接合部的拉伸应力相对于上述非接合部的拉伸应力为105%以下的方式进行接合,相对于非接合部,接合部不会过硬,接合部的硬度与非接合部的硬度十分接近,因此,能够缓和上述边界部分的应力集中。因此,能够边在长度方向上将拉伸倍率设为5.25倍以上边连续地拉伸聚乙烯醇系树脂薄膜。
[0210] 另外,从更充分地缓和上述应力集中的观点考虑,优选以上述接合部的拉伸应力相对于上述非接合部的拉伸应力为100%以下的方式进行接合。
[0211] 这里,上述接合部的拉伸应力可以如下来测定(参照图4~图6)。
[0212] 即,切取接合部31中的(聚乙烯醇系树脂薄膜的长度方向长度1.5mm)×(聚乙烯醇系树脂薄膜的宽度方向长度20mm)的区域33。接着,使用具有固定部夹盘37和可动夹盘38的拉伸试验装置(未图示),将切取的作为接合部的接合部切片35在室温20℃环境下在初始卡盘间距10mm、拉伸速度50mm/min下沿长度方向(即上述宽度方向、图6的TD方向)拉伸,由此进行拉伸试验,对接合部切片35进行拉伸试验,得到应力-应变曲线。然后,指定所得应力-应变曲线中的4倍的拉伸倍率下的拉伸应力(参照图7)。由此,能够测定上述接合部的拉伸应力。
[0213] 另外,切取非接合部32中的(上述长度方向长度3.0mm)×(上述宽度方向长度20mm)的区域34。然后,与上述同样,使用具有固定部夹盘37和可动夹盘38的拉伸试验装置(未图示),将切取的作为非接合部的非接合部切片36在室温20℃环境下在初始卡盘间距
10mm、拉伸速度50mm/min下沿长度方向(即上述宽度方向、图6的TD方向)拉伸,进行拉伸试验,得到应力-应变曲线。然后,指定所得应力-应变曲线中的4倍的拉伸倍率下的拉伸应力。
由此,能够测定上述非接合部的拉伸应力。
[0214] 需要说明的是,作为拉伸试验装置,可以使用拉伸试验机(岛津制作所社制、型号AGS-J)。
[0215] 另外,使非接合部切片的长度方向长度3.0mm为接合部切片的长度方向长度1.5mm的2倍是为了:在通过使2个聚乙烯醇系树脂薄膜重合并接合,接合部的厚度相对于非接合部的厚度为2倍时,使接合部切片和非接合部切片的截面积相等。
[0216] 通过如上所述以上述接合部的拉伸应力相对于上述非接合部的拉伸应力为75%以上105%以下的方式进行接合,能够缓和因拉伸产生的应力集中在接合部和非接合部的边界部分。由此,例如,即使以5.25倍以上的拉伸倍率拉伸也能避免上述边界发生断裂,即使在接合部通过的情况下也能够不变更拉伸条件地连续地施加拉伸。因此,能够获得作业效率提高、生产率提高、成品率提高及材料浪费减少的效果。
[0217] 另外,通过利用激光熔接进行接合,能够仅局部性地对末端部和前端部的界面、其附近进行加热,能够减小接合部中固化的区域,因此,容易以上述接合部的拉伸应力相对于非接合部的拉伸应力为75%以上105%以下的方式进行接合。
[0218] 相对于此,例如利用热封机进行接合时,末端部和接合部在厚度方向被整体性地加热,因此,接合部的固化的区域变大,从而存在难以以上述接合部的拉伸应力相对于非接合部的拉伸应力为75%以上105%以下的方式进行接合的倾向。
[0219] 因此,与利用热封机进行接合相比,像本实施方式那样利用激光熔接进行接合是更优选的。但是,如果能以接合部的拉伸应力相对于非接合部的拉伸应力为75%以上105%以下的方式进行接合,则也可以利用热封机进行接合,另外,还可以使用其它的接合方法进行接合。
[0220] 需要说明的是,利用本实施方式的制造方法制造的偏光薄膜的厚度没有特别限定,优选非接合部的厚度为5μm~40μm。
[0221] 如果非接合部的厚度为5μm以上,则机械强度不会降低,另外,如果为40μm以下,则光学特性不会降低,应用于图像显示装置也能实现薄型化。
[0222] 利用本实施方式制造的偏光薄膜可以作为层叠于液晶单元基板的偏光薄膜等用于液晶显示装置等。另外,除液晶显示装置以外,还可以作为电致发光显示装置、等离子显示器及场发射显示器等各种图像显示装置中的偏光薄膜使用。
[0223] 需要说明的是,实际使用时,还可以在两面或一面层叠各种光学层形成光学薄膜、或实施各种表面处理并用于液晶显示装置等图像显示装置中。
[0224] 作为前述光学层,只要满足所要求的光学特性就没有特别限定,例如,除以保护偏光薄膜为目的的透明保护层、以视觉补偿等为目的的取向液晶层、用于层叠其它薄膜的粘合层以外,还可以使用在偏光转换元件、反射板、半透射板、相位差板(包括1/2、1/4等波长板(λ板))、视觉补偿薄膜、增光膜等图像显示装置等的形成中使用的薄膜。
[0225] 另外,作为表面处理,可以列举出硬涂处理、防反射处理、以防粘、防扩散或防眩为目的的表面处理。
[0226] 本实施方式的偏光薄膜的制造方法如以上所述,但本发明不限定于本实施方式,其可以在本发明的意图范围内适当设计变更。另外,本发明的偏光薄膜的制造方法的作用效果也不限定于上述作用效果。
[0227] 实施例
[0228] 以下,列举实施例更详细地说明本发明,但本发明并不限定于此。
[0229] (评价例)
[0230] (基本条件)
[0231] ·原卷薄膜:聚乙烯醇树脂(PVA)薄膜((株)可乐丽公司制、厚度75μm、宽度50mm、吸水率6%)
[0232] ·重合宽度:1.5mm宽
[0233] ·加热熔融接合部:激光
[0234] ·激光:半导体激光(波长940nm、功率90W、光斑直径 功率密度2865W/cm2、扫描速度52mm/sec、累积照射量110J/cm2、平顶光束)
[0235] ·光吸收剂:商品名“Clearweld(注册商标)LD120C”(Gentex Corporation制、溶剂丙酮)、以2.0mm宽度、以10nL/mm2涂布在配置于下侧的原卷薄膜的上表面
[0236] ·加压部件:石英玻璃板(10mm厚)
[0237] ·加压条件:以压力50kgf/cm2按压在原卷薄膜重合部上
[0238] (评价条件)
[0239] ·拉伸试验:拉伸试验机(岛津制作所制、型号AGS-J)、初始卡盘间距10mm、拉伸速度50mm/min
[0240] (实施例1)
[0241] 在上述基本条件下,将2张原卷薄膜连接,切取接合部中(原卷薄膜的长度方向长度1.5mm)×(原卷薄膜的宽度方向长度20mm)的区域,采取矩形状的接合部切片。另外,切取非接合部中(上述长度方向长度3.0mm)×(上述宽度方向长度20mm)的区域,采取矩形状的非接合部切片。对这些接合部切片及非接合部切片,分别在上述评价条件下进行拉伸试验,测定所得应力-应变曲线中的4倍的拉伸倍率下的拉伸应力,结果,接合部的拉伸应力为38.52Pa、非接合部的拉伸应力为41.89Pa。即,上述在宽度方向上以4倍的拉伸倍率拉伸时的接合部的拉伸应力与非接合部的拉伸应力的比率为92.0%。将结果示于表1及图8。
[0242] 另外,在与该条件相同的条件下将2张原卷薄膜连接,切取接合部前后约50mm长,使用如图1所示的拉伸装置,以总拉伸倍率在溶胀浴中为2.6倍、在染色浴中为3.4倍、在交联浴中为3.6倍、在拉伸浴中为6.0倍的方式拉伸之后,通过清洗浴,由此分批制造偏光薄膜。其结果,拉伸至总拉伸倍率6.0倍也没发生断裂。
[0243] (实施例2)
[0244] 在加压部件和2张原卷薄膜之间插入厚度80μm的三醋酸纤维素(TAC)薄膜,除此以外,在上述基本条件下将该2张原卷薄膜接合,与实施例1同样地采取接合部切片,测定采取的接合部切片的拉伸应力,结果,该接合部的拉伸应力为34.38Pa。另外,作为非接合部的拉伸应力,使用实施例1的41.89Pa,计算上述在宽度方向上以4倍的拉伸倍率拉伸时的、相对于非接合部的拉伸应力的接合部的拉伸应力时,其比率为82.1%。将结果示于表1及图8。
[0245] 另外,在与该条件相同的条件下将2张原卷薄膜连接,与实施例1同样操作,分批制造偏光薄膜。其结果,拉伸至总拉伸倍率6.0倍也没发生断裂。
[0246] (实施例3)
[0247] 在加压部件和2张原卷薄膜之间插入厚度125μm的聚酰亚胺(PI)薄膜,除此以外,在上述基本条件下将该2张原卷薄膜接合,与实施例1同样地采取接合部切片。测定采取的接合部切片的拉伸应力,结果,该接合部的拉伸应力为33.06Pa。另外,作为非接合部的拉伸应力,使用实施例1的41.89Pa,计算上述在宽度方向上以4倍的拉伸倍率拉伸时的、相对于非接合部的拉伸应力的接合部的拉伸应力时,其比率为78.9%。将结果示于表1及图8。
[0248] 另外,在与该条件相同的条件下将2张原卷薄膜连接,使拉伸浴中的总拉伸倍率为5.8,除此以外,与实施例1同样操作,分批制造偏光薄膜。其结果,拉伸至总拉伸倍率5.8倍也没发生断裂。
[0249] (实施例4)
[0250] 将激光光斑直径变更为 将功率变更为200W,在上述基本条件下将2张原卷薄膜接合,与实施例1同样地采取接合部切片,测定采取的接合部切片的拉伸应力。其结果,该接合部的拉伸应力为43.20Pa。另外,作为非接合部的拉伸应力,使用实施例1的
41.89Pa,计算上述在宽度方向上以4倍的拉伸倍率拉伸时的、相对于非接合部的拉伸应力的接合部的拉伸应力时,其比率为103.1%。将结果示于表1及图8。
[0251] 另外,在与该条件相同的条件下将2张原卷薄膜连接,使拉伸浴中的总拉伸倍率为5.3,除此以外,与实施例1同样操作,分批制造偏光薄膜。其结果,拉伸至总拉伸倍率5.3倍也没有发生断裂。
[0252] (实施例5)
[0253] 将原卷薄膜的宽度变更为2600mm,除此以外,在上述基本条件下将新旧原卷薄膜接合,使用图1所示的拉伸装置,以总拉伸倍率在溶胀浴中为2.6倍、在染色浴中为3.4倍、在交联浴中为3.6倍、在拉伸浴中为6.0倍的方式通过辊对辊制造偏光薄膜。其结果,与实施例1同样,拉伸至总拉伸倍率6.0倍也不发生断裂,能够连续地通过。需要说明的是,原卷薄膜的宽度的不同对接合部及非接合部的上述拉伸应力不产生影响,因此,实施例5中的上述相对于非接合部的接合部的拉伸应力与实施例1同样为92.0%。
[0254] (比较例1)
[0255] 将功率变更为50W、功率密度变更为1592W/cm2、扫描速度变更为5mm/sec、累积照射量变更为637J/cm2,除此以外,在上述基本条件下将2张原卷薄膜接合。与实施例1同样地采取接合部切片,测定采取的接合部切片的拉伸应力,结果,该接合部的拉伸应力为44.40Pa。另外,作为非接合部的拉伸应力,使用实施例1的41.89Pa,计算上述在宽度方向上拉伸至4倍时相对于非接合部的拉伸应力的接合部的拉伸应力时,其比率为106.0%。将结果示于表1及图8。
[0256] 进而,在与该条件相同的条件下将2张原卷薄膜连接,使拉伸浴中的总拉伸倍率为5.25倍,除此以外,与实施例2同样操作,分批制造偏光薄膜。其结果,拉伸至总拉伸倍率
5.25倍时发生断裂,不能连续通过。
[0257] (比较例2)
[0258] 将激光光斑直径变更为 功率变更为300W,除此以外,在上述基本条件下将2张原卷薄膜接合,与实施例1同样地采取接合部切片,测定采取的接合部切片的拉伸应力。其结果,该接合部的拉伸应力为30.50Pa。另外,作为非接合部的拉伸应力,使用实施例1的41.89Pa,计算上述在宽度方向拉伸至4倍时的、相对于非接合部的拉伸应力的接合部的拉伸应力时,其比率为72.8%。将结果示于表1及图8。
[0259] 进而,在与该条件相同的条件下将2张原卷薄膜连接,使拉伸浴中的总拉伸倍率为5.3倍,除此以外,与实施例1同样操作,分批制造偏光薄膜。其结果,拉伸至总拉伸倍率5.1倍时发生断裂,无法连续通过。
[0260] 表1
[0261]