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_4

文档序号:8222690阅读:来源:国知局
下述 模拟求出的。
[0183] 液晶电视用显示装置的对比度和最大亮度可以基于光源(背光)的光量、配置 在背光侧和观看侧的2个偏振膜的透射率、液晶显示面板的透射率、背光侧和观看侧的2 个偏振膜的偏振度、液晶显示面板的消偏振率计算出。使用常规液晶电视的光源的光量 (10,OOOcd/m2)、液晶显示面板的透射率(13% )、及消偏振率(0.085% )的基础数值,将若 干个偏光性能不同的偏振膜组合,计算出每个组合中液晶电视用显示装置的对比度和最大 亮度,由此可导出满足要求性能的图4的线1及线2。也就是说,使用未达到线1及线2的 偏振膜时,发现显示装置的对比度为1000 :1以下、最大亮度为500cd/m2以下。用于计算的 式子如下所示。
[0184] 式(1)是用来求出显示装置的对比度的式子、式(2)是用来求出显示装置的最大 亮度的式子。式(3)是用来求出偏振膜的二色性比的式子。
[0185]式⑴:CRD=Lmax/Lmin
[0186] 式(2):Lmax=(LBXTp- (LB/2XklBXDP/100)/2X(klF-k2F))XTcell/100
[0187]式(3):DR=Ak2/Akl=log(k2)/log(kl)=log(Ts/100Xa_P/100)/TPVA)/ log(Ts/100X (1+P/100)/Tpva)
[0188]其中,
[0189]Lmin= (LBXTc+(LB/2XklBXDP/100)/2X(klF-k2F))XTcell/100
[0190] Tp= (klB X klF+k2B X k2F) /2 X Tpva
[0191] Tc = (klB X k2F+k2B X klF) /2 X Tpva
[0192] kl = Ts/lOOX (1+P/100)/Tpva
[0193]k2 = Ts/lOOX(1-P/100)/Tpva
[0194] CRD :显示装置的对比度
[0195]Lmax:显示装置的最大亮度
[0196]Lmin :显示装置的最小亮度
[0197]DR:偏振膜的二色性比
[0198]Ts:偏振膜的单体透射率
[0199] P:偏振膜的偏振度
[0200] kl :第1主透射率
[0201] k2:第2主透射率
[0202] klF :观看侧偏振膜的kl
[0203]k2F:观看侧偏振膜的k2
[0204] klB :背光侧偏振膜的kl
[0205]k2B:背光侧偏振膜的k2
[0206]八^偏振膜的透过轴方向的吸光度
[0207]八^偏振膜的吸收轴方向的吸光度
[0208]LB:光源的光量(10000cd/m2)
[0209]Tc:偏振膜的垂直透射率(观看侧偏振片与背光侧偏振片的组合)
[0210] Tp:偏振膜的平行透射率(观看侧偏振片与背光侧偏振片的组合)
[0211] Tcell :元件的透射率(13% )
[0212] DP:元件的消偏振率(0? 085% )
[0213]TPVA:未吸附碘的PVA膜的透射率(0. 92)。
[0214] 图4的线1(T< 42. 3% )可通过位于图5中偏振膜3所表示的直线上的偏振膜的 偏光性能导出。在属于图5的偏振膜3的偏振膜中,将偏光性能为坐标(T、P) = (42. 1%、 99. 95% )表示的点D(空心圆)的偏振膜D用于液晶电视用显示装置的背光侧和观看侧两 侧时,能够达到要求性能。
[0215] 但即便是同属于偏振膜3的偏振膜,将位于单体透射率低的(更暗的)区域的3个 偏振膜A(T= 40.6%、P= 99.998% )、B(T= 41. 1%、P= 99.994% )、或C(T= 41.6%, P= 99.98%)用于背光侧和观看侧两侧时,并非均能达到要求性能。使用偏振膜A、B或C 作为背光侧和观看侧中任一侧的偏振膜的情况下,为了达到要求性能,作为另一侧偏振膜, 有必要使用例如属于偏振膜4的偏振膜E、属于偏振膜5的偏振膜F、或属于偏振膜7的偏 振膜G这样的与偏振膜3相比单体透射率高、且偏振度至少为99. 9%以上的偏光性能优异 的偏振膜。
[0216] 图5所示偏振膜1?7的偏光性能可基于式(3)算出。通过使用式(3),可由作为 偏振膜的偏光性能指标的二色性比(DR)计算出单体透射率T和偏振度P。二色性比是指偏 振膜的吸收轴方向的吸光度除以透过轴方向的吸光度而得到的值。该数值越高,表示偏光 性能越优异。例如,经计算,偏振膜3是具有二色性比约为94的偏光性能的偏振膜。低于 该值的偏振膜无法达到要求性能。
[0217] 另外,作为背光侧和观看侧中任一侧的偏振膜,使用偏光性能低于偏振膜3的、例 如属于偏振膜1的偏振膜H(41. 0%、99. 95% )或属于偏振膜2的偏振膜J(42. 0%、99. 9% ) 的情况下,由式(1)、(2)可知,为了达到要求性能,作为另一侧的偏振膜,必须使用例如属 于偏振膜6的偏振膜I(43. 2%、99. 95% )或属于偏振膜7的偏振膜K(42. 0%、99. 998% ) 这样的偏光性能比偏振膜3更优异的偏振膜。
[0218] 为了达到液晶电视用显示装置的要求性能,背光侧和观看侧中任一侧的偏振膜的 偏光性能必须至少比偏振膜3优异。图4的线1(T<42.3%)示出了其下限值。另一方 面,图4的线2 (T彡42. 3% )示出了偏振度P的下限值。使用偏振度P为99. 9%以下的偏 振膜作为背光侧和观看侧中任一侧的偏振膜的情况下,作为另一侧的偏振膜,无论使用偏 光性能多么优异的偏振膜,都无法达到要求性能。
[0219] 作为结论,要达到使用大型显示元件的液晶电视用显示装置所要求的偏光性能 时,作为所期望的条件,要求背光侧和观看侧中任一侧的偏振膜的偏光性能至少位于超过 线1(T< 42. 3% )及线2 (T彡42. 3% )所示界限的区域,更具体而言,要求具有比偏振膜 3更优异的偏光性能、且偏振度为99. 9%以上的偏振膜。
[0220] 相对而言,多数情况下,用于有机EL显示装置的偏振膜主要是为了通过与1/4波 长相位差膜组合形成圆偏振光来阻断内部反射光而使用的,在这样的情况下,使用的是1 片偏振膜。因此,与使用2片偏振膜的透射型液晶显示装置的情况不同,对于用于有机EL 显示装置的偏振膜而言,如上所述,其所要求的光学的要求特性不同,将单体透射率设为T、 将偏振度设为P时,满足T多42. 5及P多99. 5所表示的条件。在图4中,用点划线表示用 于有机EL显示装置的偏振膜的要求特性。
[0221] [与偏振膜的制造相关的实施例]
[0222] 作为用于本发明的光学膜叠层体的偏振膜的实施例,示出实施例1?18。在这些 实施例中制造的偏振膜的制造条件如图27及图28所示。另外,作为进行对比的例子,示出 了参考例及比较例。图29为针对第1阶段的气体氛围中的高温拉伸后的实施例1?18及 参考例1?3制备的各拉伸叠层体,分别示出了PET树脂基体材料的取向函数值的表。
[0223] [实施例1]
[0224] 作为非晶性酯类热塑性树脂基体材料,制作了共聚有6mol%间苯二甲酸的间苯二 甲酸共聚聚对苯二甲酸乙二醇酯(以下,称为"非晶性PET")的连续带状基体材料。非晶性 PET的玻璃转变温度为75°C。按照下述方法制作了由连续带状非晶性PET基体材料和聚乙 烯醇(以下,称为"PVA")层构成的叠层体。需要说明的是,PVA的玻璃转变温度为80°C。
[0225] 准备了厚度200 ym的非晶性PET基体材料、以及将聚合度1000以上、皂化度99% 以上的PVA粉末溶解在水中制成的浓度为4?5重量%的PVA水溶液。接着,在所述厚度 200 y m的非晶性PET基体材料上涂敷PVA水溶液,在50?60°C温度下进行干燥,在非晶性 PET基体材料上制作了厚度7 y m的PVA层。以下,将其称为"在非晶性PET基体材料上成 膜有7 y m厚的PVA层的叠层体"、或"包含7 y m厚的PVA层的叠层体"、或简称为"叠层体"。
[0226] 使包含7 ym厚的PVA层的叠层体经过包括气体氛围中的辅助拉伸及硼酸水溶液 中拉伸的2阶段拉伸工序在内的以下工序,制造了3 ym厚的偏振膜。通过第1阶段的气体 氛围中的辅助拉伸工序,将包含7 y m厚的PVA层的叠层体与非晶性PET基体材料一体地 进行拉伸,制成了包含5um厚的PVA层的拉伸叠层体。以下,将其称为"拉伸叠层体"。具 体而言,拉伸叠层体是通过下述方法制成的:将包含7 ym厚的PVA层的叠层体装在配备在 烘箱(拉伸温度环境设定为130°C)内的拉伸装置上,进行自由端单向拉伸,使拉伸倍率为 1. 8倍。通过该拉伸处理,拉伸叠层体内的PVA层转变为PVA分子发生了取向的5 ym厚的 PVA层。
[0227] 接着,通过染色工序,制成PVA分子发生了取向的5ym厚的PVA层吸附有碘的着 色叠层体。以下,将其称为"着色叠层体"。具体而言,着色叠层体是通过下述方法制成的: 将拉伸叠层体在液温30°C且含碘及碘化钾的染色液中浸渍任意时间,使最终生成的构成 偏振膜的PVA层的单体透射率为40?44%,从而使碘吸附在拉伸叠层体所含有的PVA层 中。在本工序中,染色液以水为溶剂,碘浓度在0. 12?0.30重量%的范围内、碘化钾浓度 在0. 7?2. 1重量%的范围内。碘和碘化钾的浓度之比为1比7。
[0228] 另外,要将碘溶解在水中,需要碘化钾。更详细地,通过将拉伸叠层体在碘浓度 〇. 30重量%、碘化钾浓度2. 1重量%的染色液中浸渍60秒钟,制作了PVA分子发生了取向 的5ym厚的PVA层中吸附有碘的着色叠层体。在实施例1中,通过改变拉伸叠层体在碘浓 度〇. 30重量%、碘化钾浓度2. 1重量%的染色液中的浸渍时间来调节碘吸附量,使最终生 成的偏振膜的单体透射率为40?44%,从而制成了单体透射率和偏振度不同的各种着色 叠层体。
[0229] 另外,通过第2阶段的硼酸水溶液中拉伸工序,进一步将着色叠层体与非晶性PET 基体材料一体地拉伸,制成了包含构成3ym厚的偏振膜的PVA层的光学膜叠层体。以下, 将其称为"光学膜叠层体"。具体而言,光学膜叠层体是通过下述方法制作的:将着色叠层体 装在配备在处理装置内的拉伸装置中,进行自由端单向拉伸,使拉伸倍率为3. 3倍,所述处 理装置被设定在含有硼酸和碘化钾的液温60?85°C范围的硼酸水溶液中。更详细地,硼酸 水溶液的液温为65°C。另外,相对于100重量份的水,硼酸含量为4重量份,碘化钾含量为 5重量份。
[0230] 在本工序中,首先将碘吸附量经过调节的着色叠层体在硼酸水溶液中浸渍了 5? 10秒钟。然后,将该着色叠层体直接在设置于处理装置内的拉伸装置即转速不同的多组辊 间通过,进行30?90秒自由端单向拉伸,使拉伸倍率为3. 3倍。通过该拉伸处理,着色叠 层体中含有的PVA层转变为吸附的碘以多碘离子络合物的形式发生了单向高级次取向的 3ym厚的PVA层。该PVA层构成了光学膜叠层体的偏振膜。
[0231] 如上所述,对于实施例1而言,首先对在非晶性PET基体材料上成膜有7 ym厚的 PVA层的叠层体进行拉伸温度130°C的气体氛围中的辅助拉伸,制成了拉伸叠层体,接着将 拉伸叠层体染色,制作着色叠层体,再将着色叠层体在拉伸温度65度的硼酸水溶液中进行 拉伸,制作了包含3ym厚的PVA层的光学膜叠层体,所述3ym厚的PVA层以总拉伸倍率 5. 94倍与非晶性PET基体材料一体地被拉伸。通过这样的2阶段拉伸,能够制作出包含构 成偏振膜的3ym厚的PVA层的光学膜叠层体,在所述PVA层
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