偏振片制造技术

本发明专利技术公开了，在高湿热环境中能抑制偏光度降低的（这是当然的）、且实际不发生色调变化及漏光的偏振片。本发明专利技术的偏振片是一种经由打底胶剂层及粘合剂层在聚乙烯醇系偏振膜的至少一个面上层合以环烯系树脂为主要成分的保护膜而制成的偏振片；保护膜在８０℃×２４小时条件下的光学面内相位差变化量为５ｎｍ以下，且其被层合面的湿润张力为５００μＮ／ｃｍ（２３℃）以上；打底胶剂由聚酯型多羟基化合物和聚异氰酸酯构成，粘合剂层由聚乙烯醇系构成。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及偏振片，具体涉及液晶显示器(LCD)用的高耐久性高偏光度偏振片，详细说明了为了防止在高湿热的环境中发生偏光度下降、色调变化及漏光等现象而对偏振片进行的改进。但是，由于TAC的吸水率与透湿度大，以TAC作为保护膜的偏振片在高温高湿的环境中偏振能力较低，具体而言，就是加剧了偏光度的降低、色调的改变以及正交尼科耳状态下的漏光。为此，有人提出采用吸水率与透湿度小的树脂膜作保护膜的偏振片。例如，特开平7-77608号公报公开了这样一种偏振片，它用丙烯酸系粘合剂或聚酯异氰酸酯系粘合剂将作为保护膜的热塑性饱和降冰片烯系树脂形成的膜粘贴在PVA系偏振膜上形成。在80℃、90％RH的条件下放置500小时后，该偏振片的偏光度为95％以上，其单体透过率在38％以上。并且，特开平7-294732号公报公开了这样一种偏振片，它用丙烯酸系粘合剂将光弹性系数低于25.0×10-13厘米2/达因的膜，例如以ゼオネツクス等非晶形聚烯烃或聚甲基丙烯酸甲酯形成的膜作为偏振元件膜的支持体，粘贴在偏振元件膜上形成。在60℃/90％RH的条件下放置100小时后，该偏振片亮度指数比很小。但是，上述偏振片仅仅抑制了湿热环境中偏光度的下降，很难充分地使色调变化和漏光得到抑制。本专利技术的偏振片，通过用打底胶剂层与粘合剂在聚乙烯醇系偏振膜的至少一个面上层合以环烯系树脂为主要成分的保护膜而制成；其保护膜在80℃×24小时条件下的光学面内相位差变化量为5nm以下，其涂覆面的湿润张力为500μN/cm(23℃)以上；打底胶剂由聚酯型多羟基化合物和聚异氰酸酯构成；粘合剂由聚乙烯醇构成。本专利技术采用的偏振膜的制造过程是将由PVA或其衍生物形成的膜在1轴延伸取向后，吸附碘并进行硼酸水处理，然后在拉伸状态下干燥。或者也可以这样制造将由PVA或其衍生物形成的膜浸渍在碘的水溶液中使之吸附碘后，在硼酸水中在1轴延伸取向，然后在拉伸状态下干燥。用偶氮系、蒽醌系、四氮杂苯系等的二色性染料代替碘，同样可以制造偏振片。这样获得的偏振片的偏光度，在95.0％以上为宜，99.0％以上更好，最好能达到99.7％以上。本专利技术中所说的色调变化，意指偏振片以单体或正交尼科耳状态下放置于干热气氛或湿热气氛中时色调发生变化的现象。采用有色调变化的偏振片的液晶显示器，当使用时间一长，显示的色调就会有变化，从而发生对比度下降等问题；因此成为使液晶显示器的性能变差的一个主要原因。本专利技术所说的漏光，意指两个偏振片以正交尼科耳状态布置、放置于湿热环境中时面内发生亮度变化的现象。使用发生漏光的偏振片的液晶显示器中，经长期使用后，黑色显示时在显示器的边缘有光泄漏，结果造成显示对比度下降，成为致使液晶显示器性能下降的一个主要原因。本专利技术的参与者潜心研究，致力于提供不仅能抑制高湿热环境中偏光度下降、还能实质上不使色调变化和漏光发生的偏振片，最终获得了以下的推断，使本专利技术得以完成。首先，高湿热环境中偏光度下降的抑制问题，可以通过采用吸水率与透湿度低的膜作为偏振片的保护膜来加以解决。其次，高湿热环境中色调变化的抑制问题，可以通过使偏振膜与保护膜充分粘结以抑制偏振膜的取向还原来加以解决。再有，高湿热环境中漏光的抑制问题，可以通过采用光学上面内相位差变化量小的膜作为偏振片的保护膜来加以解决。为了证实这些推断，本专利技术的参与者作了潜心研究。本专利技术中，采用以环烯系树脂为主要成分的膜作为偏振片的保护膜。以环烯系树脂为主要成分的膜，具有较小的吸水率与透湿度，而且兼具透光性等作为偏振片的保护膜所必需的性质。(另外，由于环烯系树脂的光弹性系数小，据推测有助于解决漏光问题。)本专利技术中的环烯系树脂是一般的总称，具体分为如下例示的(a)～(d)。(a)在环烯的开环(共)聚合物中按需加氢的聚合物；(b)环烯的加成(共)聚合物；(c)环烯与乙烯、丙烯等α-烯烃的无规共聚物；(d)对上述(a)～(c)用不饱和羧酸或其衍生物等改性的接枝改性物。这里，对于环烯并不作特别的限定，例如可以是降冰片烯、四环十二烯(テトテシクロドデセン)及它们的衍生物(例如带羧基或酯基的衍生物)。在环烯系树脂中，可以按目的添加紫外线吸附剂、无机或有机的防结块剂、润滑剂、防静电剂、稳定剂等各种人所共知的添加剂。对从环烯系树脂获得保护膜的方法不作特别的限定，例如可以采用溶液流延法、挤出法、压延法等。溶液流延法中所用的溶剂，例如可以是环己烷、环己烯等的脂环烃及其衍生物，以及甲苯、二甲苯、乙苯等芳烃及其衍生物。保护膜的厚度通常在5～150μm之间，在10～100μm之间就更好，最好在30～70μm之间。厚度过薄时工艺处理困难，如过厚就会有后述的光学面内位相差变化量大的倾向。为了探索高湿热环境中的色调变化与保护膜/偏振膜的粘着力之间的关系，用具有不同粘着力的各种粘合剂进行了试验，结果表明色调变化与保护膜/偏振膜的粘着力之间存在和当初的推断相一致的相关关系。但是，不存在实际上不引起色调变化的粘合剂。因此，本专利技术的参与者就提高粘着力，围绕在可能的限度内抑制色调变化的手段进行了各种研究，终于找到了下述的两种解决方法。第一种方法是，使跟偏振膜层合的保护膜面具有500μN/cm(23℃)以上、最好为550μN/cm(23℃)的湿润张力。对达到该张力值的手段并无特别限定，采用人所共知的方法就可以。例如，可以用电晕放电处理、紫外线照射处理、化学药品处理等进行表面处理。电晕放电处理和紫外线处理，可以在空气中进行，也可以在氮气或烯有气体的气氛中进行。如湿润张力不到500μN/cm(23℃)，便不能得到足够的粘着力。第二种方法是，在所述保护膜面上涂敷由聚酯型多羟基化合物和聚异氰酸酯组成的打底胶剂层，并使之干燥；然后在聚乙烯醇系组成的粘合剂溶液未干或半干的状态下与偏振膜粘接。可以先涂敷并干燥打底胶剂，并接着就用粘合剂溶液粘接；也可以在保护膜面上涂敷并干燥打底胶剂剂后暂且绕卷存放，过后再用粘合剂溶液将该保护膜与偏振膜相互粘接。构成打底胶剂的聚酯型多羟基化合物，指结构为分子内有酯键的、一个分子包含两个以上羟基的物质；聚异氰酸酯指结构为一个分子内有两个以上异氰酸酯基的物质。作为聚异氰酸酯的骨架结构，可以是芳族环或其他结构，从粘着力考虑更希望是长链的亚烷基。据推测，由于长链的亚烷基具有适度的柔软性，有助于对保护膜面的密接性。打底胶剂最好为乳状液或溶液状态。就聚酯型多羟基化合物和聚异氰酸酯的混合比而言，羟基与异氰酸酯基的当量比以20∶1～1∶20为宜，最好在5∶1～1∶5之间。就打底胶剂的涂敷量而言，干燥后厚度在0.001～5μm之间为宜，最好为0.01～2μm。如涂敷量过少，就可能达不到预期的粘着力；而涂敷量过多，就容易出现涂敷不匀，不利于解决色调变化或漏光问题。再有，很难说跟聚异氰酸酯发生反应的、上述聚酯型多羟基化合物以外的化合物，例如丙烯酸系等，会对色调变化有充分的抑制效果。构成粘合剂的聚乙烯醇系，是以对乙酸乙烯酯树脂作皂化处理后得到的树脂为主要成分的物质，其聚合度在1000～3000之间、皂化度在94％以上为宜，最好其聚合度在1500～3000之间，皂化度在98％以上。其他适用的单体可以是，例如将丙烯酸、丁烯酸、衣康酸等进行少量共聚合后的产物，或者例如用烷基或环氧基等进行改性处理本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种经由打底胶剂层和粘合剂层在聚乙烯醇系偏振膜的至少一个面上层合以环烯系树脂为主要成分的保护膜而制成的偏振片；所述保护膜在８０℃×２４小时条件下的光学面内相位差变化量为５ｎｍ以下，其被层合面的湿润张力为５００μＮ／ｃｍ（２３℃）以上；所述打底胶剂由聚酯型多羟基化合物和聚异氰酸酯构成，所述粘合剂由聚乙烯醇系构成。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：石井良典，山本健，上杉孝雄，渡边耕一，
申请(专利权)人：官支株式会社，株式会社珀拉技术，
类型：发明
国别省市：JP[日本]