专利名称：偏光板与其制造方法
技术领域：
本发明是有关于一种包括聚乙烯醇树脂薄膜(polyvinyl alcoholresin film)的偏光板(polarizing plate)与其制造方法，其中碘(iodine)会吸附及定向在该聚乙烯醇树脂薄膜中及其上，而且通过一个黏着层(adhesive layer)，保护膜(protective film)会黏着在聚乙烯醇树脂薄膜的至少一表面上。
本发明的公开者针对此目的，对此现象详细调查研究，持续地发现此问题的存在。本发明的揭露者发现通过使用包含特定份量的丙烯酸酯酸(polyacrylic acid)或其衍生物，用来黏着碘型偏光膜和保护膜的黏剂(adhesive)，或是将丙烯酸酯酸或其衍生物合并到一个黏着层，并且控制在整个偏光板中丙烯酸酯酸或其衍生物的份量到某一特定份量，可以有效抑制在较高温度的干燥条件下色彩会变动的问题，因此完成此发明。
换句话说，本发明提供一种包括聚乙烯醇型树脂薄膜的碘型偏光板，其中碘会吸附及定向在该聚乙烯醇树脂薄膜中及其上，而且通过一个透明黏着层，保护膜会黏着到该聚乙烯醇型树脂薄膜上。其中，该透明黏着层包含一个由丙烯酸酯酸和其衍生物所组成的群组中，所选出的一个水溶性丙烯酸酯型聚合物(water-soluble acrylic typepolymer)，而在偏光板中的水溶性丙烯酸酯型聚合物的份量是每一平方米的偏光板包含5到1,000毫克(mg)。
同时，本发明提供一种包括聚乙烯醇型树脂薄膜的碘型偏光板，其中碘会吸附及定向在该聚乙烯醇树脂薄膜中及其上，而且通过一个透明黏着层，保护膜会黏着到该聚乙烯醇型树脂薄膜上。其中，该透明黏着层包含一个由丙烯酸酯酸和其衍生物所组成的群组中，所选出的一个水溶性丙烯酸酯型聚合物，而在透明黏着层中的水溶性丙烯酸酯型聚合物的份量是该黏着层重量的2到75％。
本发明更加提供一种制造碘型偏光板的方法，该方法包括下列步骤提供一种聚乙烯醇型树脂薄膜，其中碘会吸附及定向在该聚乙烯醇树脂薄膜中及其上；以及通过一个透明黏着层，将一个保护膜黏着到该聚乙烯醇型树脂薄膜的至少一表面上。其中，该透明黏着层包含一个由丙烯酸酯酸和其衍生物所组成的群组中，所选出的一个水溶性丙烯酸酯型聚合物，而在透明黏着层中的水溶性丙烯酸酯型聚合物的份量是包含在该黏剂中的整个固化物(solids)重量的2到75％。
用在本发明中的水溶性丙烯酸酯型聚合物是一种丙烯酸酯酸或其衍生物。丙烯酸酯酸衍生物包括当保持其水溶性不变时，丙烯酸酯酸的全部或部分羟基(carboxyl groups)(-COOH)变动时的丙烯酸酯酸。其范例包括像是钠盐(sodium salt)的丙烯酸酯酸盐(polyacrylic acidsalt)，尤其是像是碱金属盐(alkali metal salt)的金属盐(metal salt)、具有取代羰基群(carboxyl group)的甲醯基(formyl group)(-CHO)的聚丙烯醛(polyacrolein)、具有取代羰基群的胺基(amido group)(-CONH2)的聚丙烯醯(polyacrylamide)、具有取代羰基群的氰基(ayano group)(-CN)的聚丙烯睛(polyacrylonitrile)、或其它类似的材料。此外，衍生物可以包含通过使用从丙烯酸酯酸或其衍生物提供的单体(monomers)中，所选取的两或多种单体所获得的水溶性共聚合聚丙烯(copolymer)。这些单体包括丙烯酸(acryliic acid)、丙烯酸盐(acrylic acid salts)、丙烯醛(acrolein)、丙烯醯胺(acrylamide)、和丙烯晴(acrylonitrile)。本发明的水溶性共聚合聚丙烯可以包括由一或多个这些单体所组成的水溶性共聚合聚丙烯，或是由其它与这些单体可共聚到不会使水溶性恶化程度的其它单体。在这些水溶性的丙烯酸型聚合物之中，较偏好使用丙烯酸酯酸。
在本实施例的一个特征中，本发明偏光板中的水溶性丙烯酸型聚合物的份量是每一平方米的偏光板包含5到1,000毫克。在本实施例的另一特征中，在黏着层中的水溶性丙烯酸型聚合物的份量是其重量的2到75％。如果水溶性丙烯酸型聚合物的份量小于上述下限，则避免在较高温度的干燥条件下色彩变动的影响会变的较不重要，而如果其份量大于上述上限，则黏着层的黏力会变得较弱，使保护膜无法完全附着到偏光膜上。
虽然水溶性丙烯酸型聚合物的平均分子(molecular)重量并非是必要限制条件，然而其通常会在l,000到6,000,000的范围之内，最好是1,500到1,000,000，进一步地，最好可以是5,000到250,000的平均分子重量之间。
用来当成本发明偏光膜的聚乙烯醇，一般是由皂化(saponifying)聚醋酸乙烯酯(polyvinyl acetates)而得。聚醋酸乙烯酯可以包含醋酸乙烯酯(vinyl acetate)的均质聚合物(homopolymer)，以及醋酸乙烯酯的共聚合物(copolymers)，和可以与醋酸乙烯酯共聚合的其它单体的聚醋酸乙烯酯。举例来说，可以与醋酸乙烯酯共聚合的其它单体包括不饱和羧酸(unsaturated carboxylic acids)、烯烃(olefins)、二乙烯醚(vinylethers)、不饱和磺酸(unsaturated sulfonic acids)、和其它类似的材料。聚乙烯醇的皂化度(saponification degree)一般是85到100％克分子(bymole)，最好可以是98到100％克分子。聚乙烯醇还可以更加变动，举例来说，可以使用像是聚乙烯醇缩甲醛(polyvinyl formal)和聚乙烯醇缩醛(polyvinyl acetal)的乙醛(aldehydes)来改变聚乙烯醇。聚乙烯醇的聚合度(polymerization degree)一般是在1,000到10,100的范围之内，最好可以保持在1,500到5,000的范围之内。
碘型偏光板一般是通过下列方法所产生将聚乙烯醇型树脂薄膜单轴伸展，使用碘将聚乙烯醇型树脂薄膜染色而使其吸附碘；使用水硼酸溶液(aqueous boric acid solution)处理吸附碘的聚乙烯醇型树脂薄膜；在使用含水硼酸溶液处理之后使用水来清洗薄膜；以及将保护膜附着到伸展后的聚乙烯醇型树脂薄膜的至少一表面上。
单轴伸展动作可以是在使用碘染色之前、之后，或是与其同时进行。在使用碘染色之后进行单轴伸展动作的情况下，单轴伸展动作是在使用水硼酸溶液之前，或是在使用水硼酸溶液期间与其同时进行。当然，也可以用多个步骤执行单轴伸展动作。为执行单轴伸展动作，可以在滚筒(rollers)之间，使用不同的圆周速度(peripheral speed)，或是使用加热滚筒(hot rolls)，进行单轴伸展动作。此外，该伸展动作也可以是薄膜在大气(atmospheric air)中伸展的干伸展(dry stretching)，和使用溶剂膨胀并且伸展薄膜的湿伸展(wet stretching)。延伸比(stretching ratio)一般是四到八倍。
将碘吸附和定位在聚乙烯醇型树脂薄膜中和其上的方法，一般是将聚乙烯醇型树脂薄膜沉浸在一种包含碘和碘化钾(potassium iodide)的水溶液(aqueous solution)中。水溶液中的碘份量一般是以水重量分成100份中的0.01到0.5份的重量，而碘化钾份量一般则是以水重量分成100份中的0.1到10份的重量。水溶液温度一般是大约摄氏20度到摄氏40度，而沉浸在水溶液的时间一般是30到300秒。
在使用碘染色之后所进行的硼酸处理，是将经过碘染色之后的聚乙烯醇型树脂薄膜沉浸在一种水硼酸溶液(aqueous boric acid solution)中。水硼酸溶液中的硼酸的份量一般是以水重量分成100份中的2到15份的重量，最好可以是其重量的5到12份的重量。水硼酸溶液最好可以包含碘化钾。沉浸在水硼酸溶液中的时间一般大约是100到1,200秒，偏好150到600秒，更加偏好200到400秒。
在硼酸处理后的聚乙烯醇型树脂薄膜一般是在水中清洗。举例来说，在水中清洗是将硼酸处理后的聚乙烯醇型树脂薄膜沉浸在水中。在经由清水清洗之后，会进行干燥处理，已获得在其中碘会吸附和定位的聚乙烯醇型树脂薄膜，也就是可以获得一种碘型偏光膜。
通过将保护膜附着到以这种方法所得的偏光膜的一或两个表面上，可以形成一个偏光板。举例来说，该保护膜包括一种像是三醋酸纤维(triacetylcellulose)、双醋酸纤维(diacetylcellulose)的纤维醋酸酯树脂薄膜(cellulose acetate resin film)；丙烯酸树脂薄膜(acrylic resinfilm)；聚酯树脂薄膜(polyester resin film)；polyarilate薄膜；聚醚磺基树脂薄膜(polyether sulfone resin film)；包括当成像是冰片烯(norbornene)单体的环烯烃(cyclic olefin)的环聚链烯烃树脂薄膜(cyclicpolyolefin resin film)和其它类似材料。保护膜的厚度一般是30到200微米(μm)。
用来黏着保护膜的黏剂是一种透明黏剂，而且最好是用光均质黏剂(optically isotropic adhesive)。在本发明中，一种上述的水溶性丙烯酸酯型聚合物会被加到黏剂中，以使得每一平方米偏光板中会存在5到1,000毫克的水溶性丙烯酸酯型聚合物。每一平方米偏光板中的水溶性丙烯酸酯型聚合物的份量偏好是等于或大于25毫克，以及小于或等于500毫克。在保护膜是通过黏着层黏着到偏光膜的两表面的情况下，每一平方米偏光板中的水溶性丙烯酸酯型聚合物的份量是存在两层中聚合物份量的总和。包含在黏剂中的水溶性丙烯酸酯型聚合物的份量，是包含在黏剂中的所有固化物总重量的2到75％。水溶性丙烯酸酯型聚合物的份量偏好是等于或小于包含在黏剂中的所有固化物的总重量的60％。
举例来说，透明黏剂可以包含聚乙烯醇(polyvinyl alcoho1)型黏剂、丙烯酸(acrylic)型黏剂、氨基甲酸乙酯(urethane)型黏剂、和其它类似材料，但并不受限于该些材料。其中的聚乙烯醇型黏剂较偏好是部分皂化的聚乙烯醇及完全皂化的聚乙烯醇，除此之外，还可以是修正聚乙烯醇型树脂的水溶液，像是修正乙醯基(acetoacetyl-modified)聚乙烯醇、修正羟基(carboxyl-modified)聚乙烯醇、和其它类似材料。此外，也可以包含一种交联剂(cross-linking agent)，像是水溶性环氧化合物(epoxy compound)、二醛(dialdehyde)、和异氰酸酯(isocyanate)。黏剂可以是一种感光乳剂(emulsion)。虽然最好可以用清水当作黏剂的溶剂(solvent)，但是也可以加入少量的像是酒精和类似材料的亲水性有机溶剂(hydrophilic organic solvent)。
将水溶性丙烯酸酯型聚合物加到黏剂中，最简单的方法是将水溶性丙烯酸酯型聚合物加到黏剂中，藉以产生包含水溶性丙烯酸酯型聚合物的黏剂。
一般来说，在将保护膜通过黏剂黏着到偏光膜之后，会进行干燥处理(drying)，以去除溶剂及获得偏光板。干燥处理一般是使用热空气，此时的温度是适当地选定在大约摄氏40度到100度的范围之内，较偏好选在摄氏45度到90度的范围之内。干燥时间一般是大约20到1,200秒。干燥后的黏着层厚度一般是0.01到4微米，较偏好是0.05到2微米。虽然如此，并未绝对受限于该些范围。
在本发明的偏光板中，在黏着层中必须存在水溶性丙烯酸酯型聚合物。然而，水溶性丙烯酸酯型聚合物也可以存在于其它层中，举例来说，将少量的水溶性丙烯酸酯型聚合物加到偏光器(polarizer)中的另一个实施例也是可以接受的，其中该偏光器包括上述的聚乙烯醇型树脂，而且保护膜是通过包含水溶性丙烯酸酯型聚合物的黏剂，黏着到偏光器。从控制在碘染色之后所执行的硼酸处理浸洗中硼酸浓度(concentration)复杂度的观点来看，在偏光板中所存在的水溶性丙烯酸酯型聚合物完全包含在黏剂中是有利的。
使用这种方法所得的偏光板可以具有一个硬涂布层(hard coatinglayer)、一个避免反射层(reflection prevention layer)、一个反眩光层(anti-glare layer)、和在表面上类似的其它层。一般来说，黏着层是成形在上述偏光板的至少一表面上。
实例以下将参考实例详细说明本发明。虽然如此本发明并不受限于这些实例。在此附带说明，交错色调(crossed hue)代表当偏极光(polarizedlight)正交(orthogonally)通过进入偏光板中的偏光板透射比轴(transmittance axis)时传送光线的色调(hue)。
实例1本实例中的聚乙烯醇型树脂薄膜，是由具有平均聚合度大约是2,400，皂化度大约是99.9％克分子，以所谓的干伸展法，单轴伸展延伸比五倍所得的厚度75微米，以及当保持延伸状态不变，在摄氏28度将所得的薄膜沉浸到具有碘/碘化钾/水的重量比例是0.05/5/100的水溶液中60秒所得的聚乙烯醇所制成。接下来，在摄氏74度将该薄膜沉浸到具有碘化钾/硼酸/水的重量比例是10/9.5/100的水溶液中300秒。在摄氏26度将该薄膜以纯水清洗20秒之后，以摄氏65度再将其干燥，以获得一个聚乙烯醇偏光膜，而且碘会吸附及定位在该偏光膜中及其上。所获得的偏光膜厚度大约是26微米。
另一方面，具有平均分子重量大约是250,000的丙烯酸酯酸，会被加到一个水溶液中，以获得一个具有聚乙烯醇/丙烯酸酯酸/水的重量比例是4/2/100的水溶液，其中该水溶液包含具有平均聚合度1,700，大于或等于99.6％克分子皂化度的聚乙烯醇。丙烯酸酯酸与黏着剂中所有固化物的重量比是1/3。在将黏剂施加到上述偏光膜的两表面之后，厚度80微米，并且由表面皂化的三醋酸纤维所制成的保护膜(Konica公司的”Konica Tack KC80UVSHF”)会黏着到偏光膜的两表面上。接下来，所产生的复合薄膜(laminated film)会在摄氏50度的温度下干燥25分钟，以获得偏光板。
黏着到偏光板两表面的黏着层的整体厚度大约是0.33微米。也就是说，偏光板每一平方米的表面积包含140毫克的丙烯酸酯酸。经由上述方法所得的偏光板的交错色调b*可以使用可见紫外线光谱(UV-visible ray spectrum)来测量。接下来，在将偏光板放置在摄氏100度干燥大气中14小时之后，会再用可见紫外线光谱测量偏光板的交错色调b*。接下来再计算交错色调b*的差Δb*，也就是会计算干燥和加热测试之后的交错色调b*与干燥和加热测试之前的交错色调b*两者之间的交错色调b*的差，而且其结果显示在表1中。
实例2除了丙烯酸酯酸变成是具有大约是5,000到250,000平均分子重量的丙烯酸酯酸之外，偏光板是以上述实例1中所述相同的方法所产生。所得的偏光板会使用上述实例1中相同的方法估计(evaluate)，而且其结果显示在表1中。
比较实例1除了并未使用丙烯酸酯酸之外，偏光板是以上述实例1中所述相同的方法所产生。所得的偏光板会使用上述实例1中相同的方法估计，而且其结果显示在表1中。
表1
本发明的碘型偏光板在被置于较高温度的干燥条件情况下，并不会有显著恶化的现象，并且具有良好的耐久性。
权利要求
1.一种碘型偏光板，包括一聚乙烯醇树脂薄膜，其特征是，碘会吸附及定向在该聚乙烯醇树脂薄膜中及其上，而且通过一透明黏着层，一保护膜会黏着到该聚乙烯醇树脂薄膜上，而且该透明黏着层包含一由丙烯酸酯酸和其衍生物所组成的一群组中，所选出的一水溶性丙烯酸酯型聚合物，并且满足下列其中之一A在该偏光板中的该水溶性丙烯酸酯聚合物的份量是每一平方米的该偏光板包含5到1,000毫克，或B在该透明黏着层中的该水溶性丙烯酸酯聚合物的份量是其重量的2到75％。
2.如权利要求1所述的碘型偏光板，其特征是，该水溶性丙烯酸酯聚合物是完全包含在该黏着层中。
3.如权利要求1所述的碘型偏光板，其特征是，该保护膜是黏着到该聚乙烯醇树脂薄膜的两表面上。
4.如权利要求1所述的碘型偏光板，其特征是，该黏着层包括聚乙烯醇黏剂。
5.如权利要求1所述的碘型偏光板，其特征是，该丙烯酸酯酸和其衍生物是从像是由丙烯酸酯酸、丙烯酸酯酸盐、聚丙烯醛、聚丙烯醯、和聚丙烯睛所组成的该群组中所选出。
6.如权利要求1所述的碘型偏光板，其特征是，在该偏光板中的该水溶性丙烯酸酯聚合物的份量，是每一平方米该偏光板中等于或大于25毫克。
7.如权利要求1所述的碘型偏光板，其特征是，在该偏光板中的该水溶性丙烯酸酯聚合物的份量，是每一平方米该偏光板中小于或等于500毫克。
8.一种制造一碘型偏光板的方法，其特征是，该方法包括下列步骤提供一聚乙烯醇树脂薄膜，其中碘会吸附及定向在该聚乙烯醇树脂薄膜中及其上；以及通过一透明黏着层，将一保护膜黏着到该聚乙烯醇树脂薄膜的至少一表面上，其中，该透明黏着层包含一由丙烯酸酯酸和其衍生物所组成的一群组中，所选出的一水溶性丙烯酸酯型聚合物，而在该透明黏着层中的该水溶性丙烯酸酯型聚合物的份量是包含在该黏剂中的整个固化物重量的2到75％。
全文摘要
本发明的目的是提供一种改善耐久性的碘型偏光板与其制造方法。为达此目的，本发明提供的碘型偏光板包括一个聚乙烯醇树脂薄膜，其中碘会吸附及定向在该聚乙烯醇树脂薄膜中及其上。而且通过一个透明黏着层，保护膜会黏着到聚乙烯醇树脂薄膜上。其中，该透明黏着层包含由丙烯酸酯酸和其衍生物所组成的群组中，所选出的一个水溶性丙烯酸酯型聚合物，并且满足下列其中之一A在偏光板中的水溶性丙烯酸酯聚合物的份量是每一平方米偏光板包含5到1,000毫克(mg)；B在透明黏着层中的水溶性丙烯酸酯聚合物的份量是其重量的2到75％。
文档编号G02B5/30GK1444060SQ0310508
公开日2003年9月24日 申请日期2003年3月5日 优先权日2002年3月12日
发明者林秀树, 林成年 申请人:住友化学工业株式会社