在矩形形状的面板上依次贴合具有偏振膜的光学膜的方法及装置的制造方法
【专利说明】在矩形形状的面板上依次贴合具有偏振膜的光学膜的方法 及装置
[0001] 本申请是申请日为2011年9月5日、申请号为201110259770. 4、发明名称为"在 矩形形状的面板上依次贴合具有偏振膜的光学膜的方法及装置"的申请的分案申请。
技术领域
[0002] 本发明涉及在矩形形状的面板上依次贴合具有偏振膜的光学膜的方法及装置。尤 其是，本发明涉及将具有厚度10ym以下的非常薄的偏振膜的光学膜依次贴合在面板上的 方法。
【背景技术】
[0003] 通过对制成膜状的聚乙烯醇类树脂（以下称为"PVA类树脂"）的单层体实施染色 处理及拉伸处理，来制造由PVA类树脂层构成的偏振膜的方法广为人知，所述PVA类树脂层 中，PVA类树脂的分子沿拉伸方向取向，且该PVA类树脂内以取向状态吸附有二色性物质。 通过使用该PVA类树脂单层膜的现有方法得到的偏振膜的厚度大致为15?35ym。根据该 方法，可以得到具有单体透射率为42%以上、偏振度为99. 95%以上的光学特性的偏振膜， 利用该方法制造的偏振膜现在用于电视、手机、便携式信息终端、及其它光学显示装置中。
[0004] 但由于PVA类树脂为亲水性，具有高吸湿性，因此，使用PVA类树脂制造的偏振膜 对温度、湿度的变化敏感，容易因周围环境的变化而产生伸缩，因此具有易产生裂纹的倾 向。因此，就现有的普通偏振膜而言，使用的是在其两面贴合有40?80ym的TAC(三乙酸 纤维素类）膜作为保护膜的光学膜叠层体。
[0005] 另外，作为使用由PVA类树脂层构成的现有偏振膜时的其它问题，可以列举，由于 因使用时的环境变化而产生的伸缩，该偏振膜对于与其接合的邻接构件产生应力作用，该 邻接构件产生翘曲等变形。
[0006] 即便是在偏振膜的两面贴合有TAC(三乙酸纤维素类）膜作为保护膜的光学膜叠 层体，在使用单层体形成的偏振膜的情况下，由于偏振膜的薄膜化存在限度，无法忽略伸缩 力，从而难以完全抑制伸缩的影响，包含偏振膜的光学膜叠层体无法避免会产生一定程度 的伸缩。如果所述包含偏振膜的光学膜叠层体发生伸缩，则该伸缩产生的应力会使邻接的 构件发生翘曲等变形。该变形即使很微小，也会成为使液晶显示装置产生显示不均的原因。 因此，为了降低该显示不均的发生，则在设计时需要考虑谨慎选择包含偏振膜的光学膜叠 层体所使用的构件的材料。另外，这样的偏振膜的收缩应力会成为光学膜叠层体从液晶显 示面板上剥离等的原因，因此，为了使该光学膜叠层体接合在液晶显示面板上，必须使用高 粘接力的粘合剂。但如果使用该高粘接力的粘合剂，则在后序检查中发现贴合在液晶显示 面板上的光学膜叠层体的偏振膜中存在光学缺陷时，存在很难进行重新加工的问题，即很 难将该光学膜叠层体从液晶显示面板上剥离，并将其它光学膜叠层体贴合在该液晶显示面 板上。这是使用制成膜状的PVA类树脂单层体并利用现有方法得到的偏振膜的一个技术问 题。
[0007] 由于存在上述问题，需寻求一种偏振膜的制造方法，来代替无法足够地进行薄膜 化的现有的使用PVA类树脂单层体的偏振膜的制造方法。但使用制成膜状的PVA类树脂单 层体的现有方法事实上不可能制造出厚度为10um以下的偏振膜。其原因为：在制造由膜 状PVA类树脂单层体形成的偏振膜的过程中，如果PVA类树脂单层体的厚度过薄，则在染色 工序和/或拉伸工序中，PVA类树脂层可能会发生溶解和/或断裂，因此无法形成厚度均匀 的偏振膜。
[0008] 为了应对上述问题，提出了下述制造方法：在热塑性树脂基体材料上涂敷形成 PVA类树脂层，将形成在该树脂基体材料上的PVA类树脂层与树脂基体材料一起进行拉伸， 并实施染色处理，由此制造比通过现有方法得到的偏振膜薄很多的偏振膜。与采用PVA类 树脂单层体的偏振膜的制造方法相比，使用该热塑性树脂基体材料的偏振膜的制造方法因 能制造更均勾的偏振I吴而备受关注。
[0009] 例如，日本专利第4279944号公报（专利文献1)记载了下述偏振片的制造方法： 在热塑性树脂膜的一面通过涂敷法形成厚度为6ym以上且30ym以下的聚乙烯醇类树脂 层，然后拉伸至2倍以上且5倍以下，以该聚乙烯醇类树脂层为透明被膜元件层，由此形成 由热塑性树脂膜层和透明被膜元件层二层构成的复合膜，接着，在所述由二层构成的复合 膜的透明被膜元件层侧通过粘接剂贴合光学透明树脂膜层，然后剥离除去热塑性树脂膜 层，再将透明被膜元件层染色、固定，制成偏光元件层。通过该方法得到的偏振片具有光学 透明树脂膜层和偏光元件层这二层结构，根据专利文献1的记载，偏光元件的厚度为2? 4ym〇
[0010] 就该专利文献1中记载的方法而言，拉伸是在加热下进行的单向拉伸，如上所述， 其拉伸倍率被限制在2倍以上且5倍以下的范围。专利文献1对于该方法进行了如下说明： 作为拉伸倍率限制为5倍以下的理由，是由于在拉伸倍率超过5倍的高倍拉伸时很难稳定 地进行生产。关于拉伸时的周围温度，具体而言，在使用乙烯一乙酸乙烯酯共聚物作为热塑 性树脂膜的情况下，为55°C;使用未拉伸的聚丙烯的情况下，为60°C;使用未拉伸的尼龙的 情况下，为70°C。该专利文献1中记载的方法采用的是高温气体氛围中的单向拉伸的方法， 如专利文献1所述，由于拉伸倍率限制在5倍以下，通过该方法得到的2?4ym这样的极 薄偏振膜无法满足例如液晶电视这样的光学显示装置、或使用有机EL显示元件的光学显 示装置中使用的偏振膜所期望的光学特性。
[0011] 日本特开2001 - 343521号公报（专利文献2)及日本特开2003 - 43257号公报 (专利文献3)中也记载了通过涂敷在热塑性树脂基体材料上形成PVA类树脂层，再通过将 该PVA类树脂层与基体材料一起进行拉伸来形成偏振膜的方法。在基体材料为非晶性聚酯 树脂的情况下，这些专利文献中记载的方法是将由热塑性树脂基体材料和涂敷在该基体材 料上的PVA类树脂层构成的叠层体于70°C?120°C的温度下进行单向拉伸。接着，通过对 因拉伸而产生取向的PVA类树脂层进行染色，使其吸附二色性物质。专利文献2记载了所 述单向拉伸可以是纵向单向拉伸或横向单向拉伸中的任意一种，而专利文献3记载的是进 行横向单向拉伸，并在该横向单向拉伸中或拉伸后使与拉伸方向垂直方向的长度以特定量 收缩的方法。而且，在专利文献2及3中，拉伸倍率通常均为4?8倍左右。作为所得到的 偏振膜的厚度，记载了为1?1. 6ym。
[0012] 虽然这些专利文献2及3中记载了拉伸倍率通常为4?8倍，但所采用的拉伸方 法为高温气体氛围中的拉伸法（高温空中延伸法），例如专利文献1所记载，要想能利用这 样的方法进行稳定的拉伸，则5倍是其极限。专利文献2及3中也未记载能够利用高温气 体氛围中的拉伸法实现高于5倍的拉伸倍率的特别方法。事实上，如果阅读这些专利文献2 及3中记载的实施例，会发现专利文献2中仅记载了 5倍的拉伸倍率、专利文献3中仅记载 了 4. 5倍。本发明人等对专利文献2及3中记载的方法进行了追加试验，确认了其中记载 的方法无法进行拉伸倍率高于5倍的拉伸。因此，关于拉伸倍率，应理解为专利文献2及3 中仅记载了 5倍以下的情况。如专利文献1所述，该专利文献2及3所得到的偏振膜的光 学特性仍然无法满足在例如液晶电视这样的光学显示装置中使用的偏振膜所期望的光学 特性。
[0013] 美国专利第4659523号说明书（专利文献4)公开了一种偏振膜的制造方法，该方 法包括：将涂敷形成在聚酯膜上的PVA类树脂层与该聚酯膜一起进行单向拉伸。该专利文 献4中记载的方法的目的在于，使作为PVA类树脂层的基体材料的聚酯膜能够具有可与偏 振膜一起使用的光学特性，而并非制造薄型且具有优异光学特性的、包含PVA类树脂层的 偏振膜。也就是说，专利文献4中记载的方法只不过是要改善与作为偏振膜的PVA类树脂 层一起进行拉伸的聚酯树脂膜的光学特性。日本特公平8 - 12296号公报（专利文献5) 也记载了具有相同目的的起偏器用材料的制造方法。
[0014] 所述由在偏振膜的两面贴合有TAC膜的光学膜叠层体制成的光学膜叠层体通常 被贴合在液晶显示面板这样的光学显示面板上使用。已经提出了通过下述方法构成的连续 贴合装置：将所述光学膜叠层体通过粘合剂层贴合在载体膜上，形成带有载体膜的光学膜 叠层体，边沿长度方向连续输送该带有载体膜的光学膜叠层体，边将光学膜叠层体切成与 对应的光学显示面板的大小相应的长度，并依次贴合在所述光学显示面板上。例如，在日本 专利第4361103号公报（专利文献6)、日本专利第4377961号公报（专利文献7)、日本专 利第4377964号公报（专利文献8)、日本专利第4503689号公报（专利文献9)、日本专利 第4503690号公报（专利文献10)、日本专利第4503691号公报（专利文献11)等中均有记 载。
[0015] 这些文献中记载的光学膜叠层体的连续贴合装置具有切口形成机构，用于在连续 输送的带有载体膜的光学膜叠层体的与长度方向成直角的宽度方向上形成切口，所述切口 在长度方向上的间隔与贴合光学膜叠层体的光学显示面板的长边方向尺寸及短边方向尺 寸之一相对应。该切口形成机构能够在带有载体膜的光学膜叠层体的宽度方向上形成如下 深度的切口，所述深度是从与载体膜相反一侧的面起直至该载体膜与粘合剂层之间的界面 为止的深度。这样的切口形成被称为"半切（halfcut)"。通过该半切，在带有载体膜的光 学膜叠层体的长度方向相邻的2个切口间，形成长度与光学显示面板的长边方向尺寸及短 边方向尺寸之一相对应的光学膜叠层体片。在这种情况下，光学膜叠层体的宽度与光学显 示面板的长边方向尺寸及短边方向尺寸中的另一个的尺寸相对应。
[0016] 光学膜叠层体的连续贴合装置还具有依次将光学显示面板送至贴合位置的面板 输送机构，各个光学膜片向着贴合位置被送入，并使其与被依次送至贴合位置的光学显示 面板同期送达。在该贴合位置的前面设有载体膜剥离机构，对于各个光学膜片，该剥离机构 起到以下作用：在粘合剂层被保留在光学膜片一侧的状态下将所述光学膜片从载体膜上剥 离。而且，载体膜被剥离之后的光学膜叠层体片被送入贴合位置，并使其与送至贴合位置的 面板相叠合。在贴合位置设有贴合辊这样的贴合机构，将被送至贴合位置的光学显示面板 和光学膜叠层体片通过粘合剂层贴合。
[0017] 载体膜剥离机构具有剥离板（剥離7° U-卜），该剥离板的边缘部具有能将从光 学膜叠层体片上剥离的载体膜折叠成锐角的形状。不改变行进方向，直接将光学膜叠层体 片从载体膜上剥离并送至贴合位置。
[0018] 现有技术文献
[0019] 专利文献
[0020][专利文献1]日本专利4279944号公报
[0021][专利文献2]日本特开2001 - 343521号公报
[0022] [专利文献3]日本特开2003 - 43257号公报
[0023][专利文献4]美国专利第4659523号说明书
[0024][专利文献5]日本特公平8-12296号公报
[0025][专利文献6]日本专利第4361103号公报
[0026][专利文献7]日本专利第4377961号公报
[0027][专利文献8]日本专利第4377964号公报
[0028][专利文献9]日本专利第4503689号公报
[0029][专利文献10]日本专利第4503690号公报
[0030][专利文献11]日本专利第4503691号公报
[0031] [专利文献12]日本特开2002 - 258269号公报
[0032][专利文献13]日本特开2004 - 078143号公报
[0033] [专利文献14]日本特开2007 - 171892号公报