偏光板的制作方法

本发明涉及偏光板。
背景技术：
：偏光板已被用于蜂窝电话、笔记本个人计算机等的图像显示装置(例如，液晶显示装置)中。近年来，已经需要将偏光板使用在例如汽车或智能手表的仪表显示部分中，并且因此已经需要将偏光板形成为除了矩形之外的形状以及在偏光板中形成通孔。然而，当采用任意这样的形式时，易于发生在耐久性方面的问题。着眼于改善耐久性，已经提出涉及在95℃以上的温度下热处理偏光器并且在经热处理的偏光器上层压保护膜以提供偏光板的方法(见特开平7-333425号公报)。然而，已经需要对耐久性的进一步改善。技术实现要素：已经完成本发明以解决这个问题，并且本发明的主要目的是提供一种在耐久性方面优越的偏光板。作为本发明的发明人广泛调查的结果，本发明的发明人已经注意到这样的事实：当偏光板通过压敏粘合剂层媒介而结合到任何其他元件(例如，玻璃板)时，压敏粘合剂层的偏光板侧由于外部环境的改变而变形(收缩)，并且由所述变形产生的应力与偏光板的耐久性(出现裂纹)相关，并且已经发现当对偏光板的尺寸变化率进行控制时，相应的元件之间的应力的出现受到抑制并且因此可以实现所述目的。这样，本发明的发明人完成了本发明。根据本发明的实施方式的偏光板包括：偏光器；以及布置在偏光器的至少一侧上的保护膜。当被切割成100mmx100mm大小的偏光板借助压敏粘合剂结合到玻璃板并且重复下述操作100次时所述偏光板在其透过轴方向上具有-0.2％以上的尺寸变化率，所述操作为：使结合到所述玻璃板的所述偏光板在-40℃的大气下放置30分钟并且然后使其在85℃的大气下放置30分钟。在本发明的一个实施方式中，所述偏光器具有20μm以下的厚度。在本发明的一个实施方式中，所述偏光板在从50℃到120℃的范围内的温度以及1小时以上100小时以下的时间段的条件下经受热处理。在本发明的一个实施方式中，所述偏光板具有形成在其中的通孔。在本发明的一个实施方式中，所述偏光板包括具有形成在表面方向上向内凸的基本上v形的外边缘的部位。在本发明的一个实施方式中，所述偏光板具有0.1％以下的尺寸变化率。根据本发明，可以提供在耐久性方面优越的偏光板。附图说明图1是根据本发明一个实施方式的偏光板的平面图。图2是图1中示意的偏光板的部分放大截面图。图3是根据本发明另一个实施方式的偏光板的平面图。图4a是用于示出在热循环测试之后实施例1的偏光板的通孔的周边的照片，图4b是用于示出在热循环测试之后实施例2的偏光板的通孔的周边的照片，图4c是用于示出在热循环测试之后实施例3的偏光板的通孔的周边的照片，以及图4d是用于示出在热循环测试之后比较例1的偏光板的通孔的周边的照片。图5a是用于示出在热循环测试之后沿实施例1的测试样品的透过轴方向偏光板的端侧的周边的状态的照片，以及图5b是用于示出沿实施例1的测试样品的吸收轴方向偏光板的端侧的周边的状态的照片。图6a是用于示出在热循环测试之后沿比较例1的测试样品的透过轴方向偏光板的端侧的周边的状态的照片，以及图6b是用于示出沿比较例1的测试样品的吸收轴方向偏光板的端侧的周边的状态的照片。具体实施方式在下面描述本发明的实施方式。然而，本发明不限于这些实施方式。a.偏光板图1是根据本发明一个实施方式的偏光板的平面图，并且图2是图1中示意的偏光板的部分放大截面图。偏光板100适合用于汽车的仪表面板中。偏光板100包括连续布置的第一显示部分50和第二显示部分60，并且用于固定各种仪表指针的通孔51和61围绕相应的显示部分的中心形成。通孔中每个的直径为例如从0.5mm到100mm。显示部分50和60中每个的外边缘沿仪表指针的旋转方向形成为圆弧形。偏光板100包括偏光器10、布置在偏光器10的一侧上的第一保护膜21以及布置在偏光器10的另一侧上的第二保护膜22。保护膜21和22每个都典型地通过粘合剂层媒介而结合到偏光器10的表面，但是所述粘合剂层未示出。尽管在该示意的实施例中保护膜被布置在偏光器的两侧上，但是保护膜可仅布置在其一侧上。在本发明的偏光板被切割成100mmx100mm的大小并且切割后的偏光板借助压敏粘合剂结合到玻璃板并且在所述状态下重复下述操作100次时(在热循环测试之后的尺寸与在测试之前的尺寸的变化比)：使偏光板在-40℃的大气下放置30分钟并且然后使其在85℃的大气下放置30分钟，所述偏光板在其透过轴方向上的尺寸变化率为-0.2％以上，优选-0.1％以上，更优选-0.05％以上。其间，在透过轴方向上的尺寸变化率为例如0.1％以下。满足这样的尺寸变化率的偏光板可具有优越的耐久性。具体地，满足这样的尺寸变化率的偏光板展现归因于外部环境改变的极小形状变化，并且因此当偏光板通过压敏粘合剂层媒介而结合到任何其他元件(例如，液晶单元等的玻璃基板)时，对邻近的压敏粘合剂层的影响极小。从而抑制了归因于外部环境改变的压敏粘合剂层的形状变化，并且因此可防止相应的元件之间的应力(例如，当在低温下压敏粘合剂层的弹性模量增加时产生的应力)的出现。结果，在偏光板中不出现裂纹并且因此偏光板可具有极优越的耐久性。在热循环测试之后与在测试之前相比，在偏光板的吸收轴方向上的尺寸变化率为例如从-0.6％到0％。尺寸变化率可根据下面的等式确定。尺寸变化率(％)＝{(热循环测试之后的尺寸/热循环测试之前的尺寸)-1}x100。当如示意的实施例形成通孔时，可根据例如偏光板的应用来适当地设置通孔的位置。通孔的周边边缘用作起始点，容易出现裂纹，并且随着通孔的位置越远离偏光板的外边缘，这种趋势变得更加显著。结果，随着通孔的位置越远离偏光板的外边缘(例如，距离偏光板的外边缘的距离为15mm以上)，可更加显著地获得通过对尺寸变化率进行控制的事实而展现的耐久性改善的效果。如同在通孔的周边边缘，其外边缘形成在表面方向上向内凸的v形(包括r形)的部位(比如各个显示部分之间的边界部分41或42)也易于成为裂纹的起始点。本发明的偏光板不限于示意的实施例的构造而是可适当地改变。例如，可以适当地改变偏光板的形状、通孔的有无、通孔的形状和大小以及通孔的数量以及形成位置。具体地，如图3所示给出这样一种模式：将在表面方向上向内凸的v形部分43和44形成为彼此邻近并且形成缺口45。a-1.偏光器偏光器典型地包括包含二色性物质的树脂膜。二色性物质的例子包括碘和有机染料。可以单独或组合使用这些物质。在这些物质中，优选使用碘。任何适当的树脂都可用作用于形成所述树脂膜的树脂。亲水性树脂(例如，基于聚乙烯醇(pva)的树脂)优选用作所述树脂。基于pva的树脂的例子包括聚乙烯醇和乙烯-乙烯醇共聚物。聚乙烯醇通过使聚醋酸乙烯酯皂化来获得。乙烯-乙烯醇共聚物通过使乙烯-醋酸乙烯共聚物皂化而获得。基于pva的树脂的皂化度典型地从85mol％到100mol％，优选95.0mol％以上，更优选99.0mol％以上，特别优选99.93mol％以上。可遵照jisk6726-1994来确定皂化度。使用具有这样的皂化度的基于pva的树脂可提供在耐久度方面优越的偏光器。可根据用途而适当地选择基于pva的树脂的平均聚合度。平均聚合度典型地从1000到10000，优选从1200到6000，更优选从2000到5000。可遵照jisk6726-1994来确定平均聚合度。偏光器优选在从380nm到780nm的波长范围内展现吸收二色性。偏光器的单轴透过率(ts)优选为40％以上，更优选41％以上，再更优选42％以上，特别优选43％以上。单轴透过率的理论上限为50％，而其实际上限为46％。另外，单轴透过率(ts)是用jisz8701的两度视野(c光源)测量并且经受可见性校正的y值，并且可借助例如分光光度计(由jasco公司制造，v7100)来测量。偏光器的偏光度优选为99.8％以上，更优选99.9％以上，再更优选99.95％以上。偏光器的厚度可设置为任何适当的值。所述厚度典型为从1μm到80μm，优选从3μm到40μm。在一个实施方式中，偏光器的厚度为20μm以下，优选18μm以下，更优选15μm以下。使用具有这样厚度的偏光器可在不执行将在稍后描述的热处理的情况下满意地实现尺寸变化率。典型地可通过使树脂膜经受各种处理(比如膨胀处理、拉伸处理、借助二色性物质的染色处理、交联处理、洗涤处理和干燥处理)来获得偏光器。可以适当地设置每种处理的次数、执行处理的顺序、处理的时机等。当使树脂膜经受每种处理时，所述膜可以是形成在基板上的树脂层。交联处理可通过例如使硼酸溶液(例如，硼酸的水溶液)与树脂膜接触来执行。另外，当在拉伸处理中采用湿式拉伸系统时，优选在使硼酸溶液与树脂膜接触时执行拉伸。在一般情况下，着眼于获得优越的偏光特性，以3倍到7倍地单轴向拉伸树脂膜。拉伸处理中的拉伸方向可与待获得的偏光器的吸收轴方向对应。其透过轴方向可垂直于吸收轴方向。在一个实施方式中，当在细长的树脂膜的长度方向上传送所述细长的树脂膜时，在传送方向(md)上拉伸所述膜。在这种情况下，待获得的偏光器的吸收轴方向可为长度方向(md)，而其透过轴方向可为宽度方向(td)。a-2.保护膜作为保护膜的形成材料，例如给出以下树脂，基于纤维素的树脂(比如二乙酰基纤维素或三醋酸纤维素(tac))、(甲基)丙烯酸树脂、基于环烯的树脂、基于烯烃的树脂(例如，聚丙烯)、基于酯的树脂(例如，基于聚对苯二甲酸乙二酯的树脂)、基于聚酰胺的树脂、基于聚碳酸酯的树脂以及其共聚物树脂。术语“(甲基)丙烯酸树脂”指丙烯酸树脂和/或甲基丙烯酸树脂。保护膜的厚度优选从10μm到200μm。经表面处理的层可形成在保护膜的一侧上(没有布置偏光器的那侧上)。具体地，所述侧可经受硬涂层处理、抗反射处理或目的在于扩散或防眩目的处理。另外，保护膜可用作延迟膜。当如同示意的实施例保护膜被布置在偏光器的两侧上时，两个膜的构造(包括形成材料和厚度)可彼此相同或者可彼此不同。如上所述，保护膜典型地通过粘合剂层媒介结合到偏光器的表面。可采用任何适当的粘合剂作为用于结合保护膜的粘合剂。例如，使用水性粘合剂、基于溶剂的粘合剂或活性能量射线固化型粘合剂。包含基于pva树脂的粘合剂优选用作水性粘合剂。b.制造偏光板的方法只要能实现所述尺寸变化率，本发明的偏光板可通过任何适当的方法来制造。在一个实施方式中，本发明的偏光板可通过涉及下述的方法来制造：制备包括偏光器和布置在偏光器的至少一侧上的保护膜的偏光膜层压体；以及使偏光膜层压体按需要收缩。偏光膜层压体典型地通过将保护膜结合到偏光器的一侧或两侧中的每一侧上来制造。使偏光膜层压体按需要收缩。偏光膜层压体的收缩可提供不管例如偏光器的厚度如何都能满意地实现尺寸变化率的偏光板。用于收缩的方法典型地为例如涉及加热偏光膜层压体的方法。加热温度例如为从50℃到120℃，优选从70℃到90℃。当温度落于这样的范围内时，偏光膜层压体可在确保其光学特性(例如，色相、透过率和偏光度)的同时被有效地收缩。加热时间例如为从1小时到100小时，优选2小时以上，更优选10小时以上。可以在一个阶段中或可以在多个阶段中执行加热。另外，加热温度可保持基本恒定或可以连续地或以阶梯式方式改变。在例如偏光膜层压体中偏光器的透过轴方向上，收缩率优选为0.2％以上，更优选0.3％以上。同时，在透过轴方向上的收缩率例如为0.6％以下。利用这样的收缩率，可以判断偏光膜层压体被收缩到足够的水平。相比于在透过轴方向上，偏光膜层压体可以在其吸收轴方向上收缩更大的程度，并且因此在某些情况下，在收缩的初始阶段，在偏光膜层压体的透过轴方向上的尺寸暂时明显增加。在任何这样的情况下，随着收缩进行，在透过轴方向上的尺寸可从收缩开始时(加热开始时)的尺寸减少。在偏光膜层压体的吸收轴方向上的收缩率优选为0.3％以上，更优选0.4％以上。同时，在吸收轴方向上的收缩率例如为1.0％以下。可以根据下面的等式确定收缩率。收缩率(％)＝{1-(加热之后的尺寸/加热之前的尺寸)}x100本发明的偏光板可形成为期望的形状，原因是偏光板具有优越的耐久性。将偏光板形成为期望形状的方法典型地为涉及切割(冲压)偏光膜层压体的方法。当偏光膜层压体收缩时，可在收缩前执行切割，或可在收缩后执行切割。着眼于更准确地执行形成为期望的形状，优选在收缩之后执行切割。可采用任何适当的方式作为切割(冲压)方法。例如，给出涉及用激光照射层压体的方法或涉及使用切割刀片(冲压模具)(例如thomson刀片或尖头(pinnacle)刀片)。激光照射提供了平滑的切割表面并且可抑制裂纹的起始点(初始裂纹)的出现，并且因此可有助于进一步改善耐久性。即使是在使用切割刀片时(即使在初始裂纹出现时)，尺寸变化率也受到控制并且因此可获得优越的耐久性。只要可以切割偏光膜层压体(偏光板)，就可以采用任何适当的激光器作为所述激光器。优选使用可发射具有在从150nm到11μm范围内的波长的光的激光器。激光器的具体例子包括气体激光器(例如二氧化碳激光器)、固体激光器(例如yag激光器)和半导体激光器。在这些激光器中，优选使用二氧化碳激光器。取决于例如待使用的激光器，用于激光照射的条件可设置为任何适当条件。当使用二氧化碳激光器时，输出条件优选为从10w到1000w，更优选从100w到400w。c.用法本发明的偏光板通过例如压敏粘合剂层媒介而结合到任何其他元件(例如，液晶单元等的玻璃基板)。压敏粘合剂层的厚度优选从4μm到50μm。丙烯酸的压敏粘合剂优选用作形成所述压敏粘合剂层的压敏粘合剂。本发明的偏光板可采用偏光板的这样形式：所述偏光板具有压敏粘合剂层，所述压敏粘合剂层预先布置在偏光板的至少一侧上。现在，通过实施例的方式具体描述本发明。然而，本发明不限于这些实施例。[实施例1](偏光膜层压体片材的产生)通过将碘并入到细长的基于pva的树脂膜内并且在其长度方向(md)上单轴地拉伸所述膜而获得的膜(厚度：28μm)被用作偏光器。将基于pva的粘合剂施加到偏光器的一侧以使得在干燥后其厚度变为100nm，并且将具有40μm厚度的细长的tac膜结合到偏光器以使得它们的长度方向彼此对齐。随后，将基于pva的粘合剂施加到偏光器的另一侧以使得在干燥后其厚度变为100nm，并且将具有30μm厚度的细长的丙烯酸膜结合到偏光器以使得它们的长度方向彼此对齐。这样，获得具有“tac膜/偏光器/丙烯酸膜”构造的偏光膜层压体片材。用二氧化碳激光器(波长：9.35μm，输出：150w)切割产生的偏光膜层压体片材以提供112mmx112mm大小的切片，所述切片具有通孔，所述通孔具有2mm的直径并且形成在距离切片外边缘55mm的部位中。产生的切片被在85℃的大气下放置50小时以提供偏光板。所述偏光板具有0.74％的在其吸收轴方向上的收缩率和0.44％的在其透过轴方向上的收缩率，这两个收缩率中的每一个都用作加热之后的尺寸相对于加热之前的尺寸的比。每一个都用作加热之后的尺寸相对于加热之前的尺寸的比的这两个收缩率每个都通过下述来确定：分别将从偏光膜层压体片材切割出的切片制备为100mmx100mm的大小(在切片中没有形成通孔)；并且测量切片的角部的位置。在这种情况下，从所述板材将切片切割出以使得彼此相对的一对侧边对应于偏光器的透过轴方向并且彼此相对的另一对侧边对应于偏光器的吸收轴方向。[实施例2]除了将产生的切片在85℃的大气下放置5小时之外，以与实施例1相同的方式获得偏光板。所述偏光板具有0.45％的在其吸收轴方向上的收缩率和0.37％的在其透过轴方向上的收缩率，这两个收缩率中的每一个都用作加热之后的尺寸相对于加热之前的尺寸的比。每一个都通过与实施例1的方法相同的方法来确定。[实施例3]除了将产生的切片在85℃的大气下放置2.5小时之外，以与实施例1相同的方式获得偏光板。所述偏光板具有0.34％的在其吸收轴方向上的收缩率和0.25％的在其透过轴方向上的收缩率，这两个收缩率中的每一个都用作加热之后的尺寸相对于加热之前的尺寸的比。每一个都通过与实施例1的方法相同的方法来确定。[实施例4]除了切片的大小被设置为52mmx52mm；并且通孔形成在距离切片外边缘25mm的部位中之外，以与实施例1相同的方式获得偏光板。[实施例5]除了在制造偏光膜层压体片材时使用了具有12μm厚度的偏光器并且不加热切片之外，以与实施例1相同的方式获得偏光板。[实施例6]除了在制造偏光膜层压体片材时使用了具有18μm厚度的偏光器，使用了具有60μm厚度的tac膜而不是具有30μm厚度的丙烯酸膜并且不加热切片之外，以与实施例1相同的方式获得偏光板。[比较例1]除了不加热切片之外，以与实施例1相同的方式获得偏光板。[比较例2]除了不加热切片之外，以与实施例4相同的方式获得偏光板。通过热循环(hc，热冲击(hs))测试来评估产生的偏光板中的每一个的耐久性。具体地，借助丙烯酸的压敏粘合剂(厚度：20μm)将产生的偏光板中的每一个结合到玻璃板，所述丙烯酸的压敏粘合剂在高温(85℃)区域中的储能弹性模量和在低温(-40℃)区域中的储能弹性模量之间具有小于1×109pa的差值，在25℃具有1×105pa以上的储能弹性模量并且在85℃具有小于1×106pa的弹性储能模量。这样，获得了测试样品。通过利用动态粘弹性测量装置(由rheometricscientific制造，“advancedrheometricexpansionsystem(ares)”)以5℃/分钟的温度增速在从-70℃到200℃的范围内在1hz频率的条件下执行测量来计算剪切储能模量以确定储能弹性模量。使产生的测试样品在-40℃的大气下放置30分钟并且然后使其在85℃的大气下放置30分钟。前述操作被定义为一个循环并且重复该循环100次。在热循环测试后，观察在偏光板中是否出现裂纹。另外，测量在热循环测试之前相对于测试之后偏光板的透过轴方向上的尺寸变化率。通过下述来确定尺寸变化率：分别将从偏光膜层压体片材切割出(在实施例1-4中的每一个中，从预先加热过的偏光膜层压体片材切割出)的切片制备为100mmx100mm的大小(在切片中没有形成通孔)；使切片经受热循环测试；并且测量切片的角部的位置。在这种情况下，从所述板材将切片切割出以使得彼此相对的一对侧边对应于偏光器的透过轴方向并且彼此相对的另一对侧边对应于偏光器的吸收轴方向。实施例和比较例的尺寸变化率总结于表1中。表1尺寸变化率(％)实施例10.007实施例2-0.08实施例3-0.14实施例40.007实施例5-0.15实施例6-0.15比较例1-0.37比较例2-0.37图4a-4d是借助于光学显微镜(由奥林巴斯(olympus)公司制造，mx61，放大率：5)观察hs测试之后实施例1-3以及比较例1的偏光板的通孔的周边而获得的照片。在比较例1中，观察到可用人眼以清晰的方式视觉识别出的裂纹。相较之下，在实施例1中，没有观察到裂纹(包括微裂纹)的出现。在实施例2和3中的每一个中，观察到不能用人眼以清晰的方式视觉识别出的微裂纹，但是相比于比较例1裂纹的出现得到抑制。每个裂纹沿拉伸方向出现。在实施例4中，与实施例1中的情况相同，没有观察到裂纹(包括微裂纹)的出现。在比较例1中，裂纹从作为起始点的通孔延伸到偏光板的端侧。相较之下，在比较例2中，裂纹长度为12mm。在实施例5和6中的每一个中，与实施例1中的情况相同，没有观察到裂纹(包括微裂纹)的出现。图5a和图5b每一个都是用于示出在hs测试之后实施例1的测试样品的偏光板的端部分的状态的照片，并且图6a和图6b每一个都是用于示出在hs测试之后比较例1的测试样品的偏光板的端部分的状态的照片。在比较例1中，形成了在其中在将偏光板结合到玻璃板时使用的压敏粘合剂层被暴露的区域。本发明的偏光板不仅可适合用于矩形形状的图像显示装置(液晶显示装置或有机el设备)中还可以用于特定形状的图像显示部分中，所述特定形状的图像显示部分代表性地是汽车或智能手表的仪表显示部分。当前第1页12