光学膜的制造方法_4

文档序号:9332553阅读:来源:国知局
置。作为 膜张力检测装置,例如可以使用负载传感器。作为负载传感器,可以使用拉伸或压缩型的公 知的负载传感器。负载传感器是将作用于着力点的负载利用安装于应变体的应变仪转换为 电信号而检测的装置。
[0233] 负载传感器通过设置于最靠近拉伸部5入口的导辊4的左右的轴承部,可左右独 立地检测行进中的膜作用于辊的力、即在膜的两侧缘附近产生的膜前进方向的张力。另外, 也可以在构成辊的轴承部的支承体上直接安装应变仪并基于该支承体上产生的应变检测 负载、即膜张力。产生的应变和膜张力的关系预先测量,是已知的。
[0234] 从膜抽出部2或输送方向变更部3向拉伸部5供给的膜的位置及输送方从面向拉 伸部5的入口的位置及输送方向偏移时,根据该偏移量,最靠近拉伸部5入口的导辊4中的 膜的两侧缘附近的张力产生差异。因此,通过设置如上所述的膜张力检测装置来检测上述 的张力差,可判别该偏移的程度。即,若膜的输送位置及输送方向适当(为面向拉伸部5的 入口的位置及方向),则作用于上述导辊4的负载在轴方向的两端大致均等,但若不适当, 则在左右两端在膜张力上广生差异。
[0235] 因此,利用例如上述输送方向变更部3适当地调整膜的位置及输送方向(相对于 拉伸部5入口的角度)从而使与拉伸部5入口最靠近的导辊4的左右的膜张力差相等时, 拉伸部5入口部利用把持件对膜的把持稳定,可减少把持件脱落等故障的发生。另外,可以 使利用拉伸部5倾斜拉伸后的膜在宽度方向上的物性稳定。
[0236] 为了使利用拉伸部5进行了倾斜拉伸的膜在行进时的轨道稳定,在拉伸部5的下 游侧至少设置1根导辊6。
[0237] 输送方向变更部7将从拉伸部5输送的拉伸后的膜的输送变更为面向膜卷绕部9 的方向。
[0238] 在此,为了应对取向角(膜的面内慢轴的方向)的微调整或产品变型,需要调整拉 伸部5的入口处的膜前进方向和拉伸部5的出口处的膜前进方向所成的角度。为了调整该 角度,需要将制膜的膜的前进方向利用输送方向变更部3进行变更而将膜导入拉伸部5的 入口和/或将从拉伸部5的出口出来的膜的前进方向利用输送方向变更部7进行变更而将 膜返回到膜卷绕部9的方向。
[0239] 另外,从产生性或收率的方面考虑,优选连续地进行制膜及倾斜拉伸。在连续地进 行制膜工序、倾斜拉伸工序、卷绕工序的情况下,利用输送方向变更部3和/或输送方向变 更部7变更膜的前进方向,使制膜工序和卷绕工序中膜的前进方向一致,简言之,如图1所 示,使从膜抽出部2抽出的膜的前进方向(抽出方向)和利用膜卷绕部9卷绕之前的膜的 前进方向(卷绕方向)一致,由此可以减小装置整体在膜前进方向上的宽度。
[0240] 另外,制膜工序和卷绕工序中膜的前进方向未必需要一致,但优选利用输送方向 变更部3和/或输送方向变更部7变更膜的前进方向从而形成膜抽出部2和膜卷绕部9不 干涉的布局。
[0241] 作为如上所述的输送方向变更部3、7,可通过气流辊或者空气转向杆等公知的方 法来实现。
[0242] 膜切断装置8是将利用拉伸部5拉伸的膜(长条倾斜取向膜)沿包含宽度方向的 截面切断的装置,具有切断部件8a。切断部件8a例如由剪刀或切割机(包含分切机、带状 的刃(汤姆逊刀))构成,但并不限定于这些,此外,也可以由旋转的圆锯或激光照射装置等 构成。
[0243] 膜卷绕部9是卷绕从拉伸部5经由输送方向变更部7输送的膜的装置,例如由绕 线装置、蓄积装置、驱动装置等构成。为了调整膜的卷绕位置,膜卷绕部9优选为可在横向 滑动的结构。
[0244] 膜卷绕部9配置为能够精细地控制膜的拉取位置及角度,从而相对于拉伸部5的 出口以规定角度拉取膜。由此,可得到膜厚、光学值的不均很小的倾斜取向膜。另外,可有 效地防止膜的褶皱的产生,并且膜的卷绕性提高,因此将膜以长条的形式卷绕。
[0245] 对拉伸后的膜而言,放开把持件对拉伸部5的把持并将其从拉伸部5的出口排出, 根据需要修剪把持件所把持的膜的两端(两侧)后,利用膜切断装置8每隔规定长度进行 切断,依次卷绕于卷芯(卷绕辑)成为倾斜取向膜的卷绕体。
[0246] 另外,在卷绕倾斜取向膜之前,出于防止膜彼此的粘连的目的,可以将掩蔽膜重叠 于倾斜取向膜上同时进行卷绕,也可以在通过卷绕而重叠的倾斜取向膜的至少一方(优选 两方)的端部一边贴合带(tape)等一边卷绕。作为掩蔽膜,只要可保护倾斜取向膜就没有 特别限制,例如可以举出:聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、聚乙烯膜、聚丙烯膜等。
[0247] (拉伸部的详细情况)
[0248] 接着,对上述的拉伸部5的详细情况进行说明。图2为示意性地表示拉伸部5的 导轨图案的一个例子的俯视图。但是,其为一个例子,拉伸部5的构成并不限定于此。
[0249] 本实施方式中的长条倾斜取向膜的制造使用可倾斜拉伸的拉幅机(倾斜拉伸机) 作为拉伸部5来进行。该拉伸机为将长条膜加热至可拉伸的任意的温度并进行倾斜拉伸的 装置。该拉幅机具备加热区域Z、左右一对导轨Ri、Ro、沿导轨Ri、Ro行进而输送膜的多个 把持件Ci、Co (在图2中仅图示1组把持件)。另外,对于加热区域Z的详细情况在后文详 述。导轨Ri、Ro分别将多个导轨部以连结部连结而构成(图2中的白圈为连结部的一个例 子)。把持件Ci、Co由把持膜的宽度方向的两端的夹具构成。
[0250] 图2中,长条膜的抽出方向Dl与拉伸后的长条倾斜取向膜的卷绕方向D2不同,在 与卷绕方向D2之间形成抽出角度0i。抽出角度0i为超过〇°且低于90°的范围,可以 任意地设定为期望的角度。
[0251] 如上所述,抽出方向Dl和卷绕方向D2不同,因此,拉幅机的导轨图案成为左右非 对称的形状。而且,可以根据赋予想要制造的长条倾斜取向膜的取向角Θ、拉伸倍率等,手 动或自动调整导轨图案。在本实施方式的制造方法中所使用的倾斜拉伸机中,优选可自由 地设定构成导轨Ri、Ro的各导轨部及导轨连结部的位置,任意地变更导轨图案。
[0252] 在本实施方式中,拉幅机的把持件Ci、Co与前后的把持件Ci、Co保持一定间隔,以 一定速度行进。把持件Ci、Co的行进速度可适当选择,但通常为1~150m/min。左右一对 的把持件Ci、Co的行进速度之差通常为行进速度的1%以下,优选为0.5%以下,更优选为 0. 1 %以下。这是因为,若在拉伸工序出口在膜的左右存在前进速度差,则在拉伸工序出口 产生褶皱、偏斜,因此,要求左右的把持件Ci、Co的速度实质上为相同速度。在一般的拉幅 机装置等中,根据驱动链条的链轮的齿的周期、驱动马达的频率等,存在产生秒以下等级的 速度不均,经常产生几%的不均,但这不属于本发明的实施方式中所说的速度差。
[0253] 在本实施方式的制造方法中所使用的倾斜拉伸机中,特别是在膜的输送成为倾斜 形态的位置,对限制把持件轨道的导轨经常要求大的弯曲率。从避免急剧弯曲引起的把持 件彼此的干涉、或者局部的应力集中的目的考虑,优选在弯曲部使把持件的轨迹描绘成曲 线。
[0254] 如上所述,为了对长条膜赋予倾斜方向的取向而使用的倾斜拉伸拉幅机优选为通 过使导轨图案多样地变化,可自如地设置膜的取向角,另外,可以使膜的取向轴(慢轴)遍 及膜宽度方向左右均等地高精度地取向,且可以高精度控制膜厚度或延迟的拉幅机。
[0255] 接着,对拉伸部5的拉伸动作进行说明。长条膜利用左右的把持件Ci、Co把持其 两端,在加热区域Z内伴随把持件Ci、Co的行进而被输送。左右的把持件Ci、Co在拉伸部 5的入口部(图中A的位置)在相对于膜的前进方向(抽出方向Dl)大致垂直的方向上沿 着相互对置且左右非对称的导轨Ri、R〇分别行进,在拉伸结束时的出口部(图中B的位置) 释放把持的膜。从把持件Ci、Co释放的膜利用上述的膜卷绕部9卷绕于卷芯。一对导轨 Ri、Ro分别具有环状的连续轨道,在拉幅机的出口部释放了膜的把持的把持件Ci、Co沿着 外侧的导轨行进并依次返回到入口部。
[0256] 此时,导轨Ri、Ro由于为左右非对称,因此,在图2的例子中,在图中A的位置 上相互对置的左右把持件Ci、Co的位置关系为随着沿导轨Ri、Ro行进,沿着导轨Ri侧 (in-course side)行进的把持件Ci行走在沿着导轨Ro侧(out-course side)行进的把持 件Co之前。
[0257] 即,在图中A的位置,在相对于膜的抽出方向Dl大致垂直的方向上相互对置的把 持件Ci、Co中一方的把持件先到达Ci膜的拉伸结束时的位置B时,连接把持件Ci、Co的直 线相对于与膜的卷绕方向D2大致垂直的方向仅倾斜角度0L。以上述操作将长条膜相对于 宽度方向以Θ L的角度进行倾斜拉伸。在此,大致垂直表示在90±Γ的范围。
[0258] 接着,对上述加热区域Z的详细情况进行说明。拉伸部5的加热区域Z由预热区 域Ζ1、拉伸区域Ζ2及热定型区域Ζ3构成。在拉伸部5中,利用把持件Ci、Co把持的膜依 次通过预热区域Z1、拉伸区域Z2、热定型区域Z3。在本实施方式中,预热区域Zl和拉伸区 域Z2由隔板隔开,拉伸区域Z2和热定型区域Z3由隔板隔开。
[0259] 预热区域Zl是指在加热区域Z的入口部中把持了膜的两端的把持件Ci、Co在左 右(膜宽度方向)保持一定间隔的状态下行进的区间。
[0260] 拉伸区域Z2是指将把持了膜的两端的把持件Ci、Co的间隔扩展并达到规定间隔 的区间。此时,进行如上所述的倾斜拉伸,但也可以根据需要在倾斜拉伸前后在纵向或者横 向上进行拉伸。
[0261] 热定型区域Z3是指在拉伸区域Z2之后的把持件Ci、Co的间隔再次成为一定的区 间,即两端的把持件Ci、Co在互相保持平行的状态下行进的区间。
[0262] 另外,拉伸后的膜可以通过热定型区域Z3后通过区域内温度设定为构成膜的热 塑性树脂的玻璃化温度Tg( tC)以下的区间(冷却区域)。此时,考虑冷却引起的膜的收缩, 可以采用预先使对置的把持件Ci、Co的间隔变狭窄那样的导轨图案。
[0263] 以热塑性树脂的玻璃化温度Tg为标准时,优选预热区域Zl的温度设定为Tg~ Tg+30°C、拉伸区域Z2的温度设定为Tg~Tg+30°C、热定型区域Z3及冷却区域的温度设定 Tg-30 ~Tg+20°C。
[0264] 另外,预热区域Z1、拉伸区域Z2及热定型区域Z3的长度可适当选择,相对于拉伸 区域Z2的长度,预热区域Zl的长度通常为100~150 %,热定型区域Z3的长度通常为50~ 100%〇
[0265] 另外,若将拉伸前的膜的宽度设为Wo (mm)、拉伸后的膜的宽度设为W(mm),则拉伸 工序中的拉伸倍率R (W/Wo)优选为I. 3~3. O,更优选为I. 5~2. 8。若拉伸倍率在该范围, 则膜的宽度方向的厚度不均变小,故优选。在倾斜拉伸拉幅机的拉伸区域Z2中,若在宽度 方向施加拉伸温度差,则可以将宽度方向厚度不均改善为更加良好的水平。另外,上述拉伸 倍率R与在拉幅机入口部把持的夹具两端的间隔Wl在拉幅机出口部变为间隔W2时的倍率 (W2/W1)相等。
[0266] 拉伸后的膜的宽度没有特别限定,可以是500~4000mm,优选为1000~3000mm。
[0267] 另外,拉伸部5中的倾斜拉伸的方法并不限定于上述方法,例如可通过日本特开 2008-23775号公报中所公开的同时双轴拉伸来进行倾斜拉伸。另外,同时双轴拉伸为如下 方法:将所供给的长条膜的宽度方向的两端部利用各把持件把持,使各把持件一边移动一 边输送长条膜,并且在将长条膜的输送方向设定为恒定的状态下使一方的把持件的移动速 度和另一方的把持件的移动速度不同,由此将长条膜在相对于宽度方向倾斜的方向进行拉 伸。此外,也可以通过日本特开2011-11434号公报中所公开的方法进行倾斜拉伸。
[0268] 〈长条倾斜取向膜的品质〉
[0269] 在通过本实施方式的制造方法得到的长条倾斜取向膜中,优选取向角Θ相对于 卷绕方向在例如大于0°且低于90°的范围倾斜,且在至少1300mm的宽度中宽度方向的面 内延迟Ro的不均为3nm以下、取向角Θ的不均为0.5°以下。另外,上述长条倾斜取向膜 以波长550nm测得的面内延迟值Ro (550)优选在120nm以上且160nm以下的范围,进一步 优选在130nm以上且150nm以下的范围。
[0270] 即,在通过本实施方式的制造方法得到的长条倾斜取向膜中,面内延迟Ro的不均 在至少1300mm的宽度方向上为3nm以下,优选为Inm以下。通过使面内延迟Ro的不均在 上述范围,在将长条倾斜取向膜与起偏镜贴合而形成圆偏振片并将其应用于有机EL图像 显示装置时,可抑制黑显示时的外部光反射光的泄漏引起的颜色不均。另外,在将长条倾斜 取向膜用作例如液晶显示装置用的相位差膜的情况下,也可以得到良好的显示品质。
[0271] 另外,在通过本实施方式的制造方法得到的长条倾斜取向膜中,取向角Θ的不均 在至少1300mm的宽度方向上为0.5°以下,优选为0.3°以下,最优选为0.Γ以下。若将 取向角Θ的不均超过0.5的长条倾斜取向膜与起偏镜贴合而形成圆偏振片并将其安装于 有机EL显示装置等的图像显示装置中时,有时产生漏光,导致明暗对比度降低。
[0272] 通过本实施方式的制造方法得到的长条倾斜取向膜的面内延迟Ro可根据所使用 的显示装置的设计选择最佳值。另外,上述Ro为面内慢轴方向的折射率nx与在面内与上 述慢轴垂直的方向的折射率ny之差乘以膜的平均厚度d而得到的值(Ro = (nx-ny) Xd)。
[0273] 通过本实施方式的制造方法得到的长条倾斜取向膜的平均厚度从机械强度等观 点考虑为10~200 μ m,优选为10~60 μ m,进一步优选为15~35 μ m。另外,上述长条倾 斜取向膜的宽度方向的厚度不均会影响到膜是否可以卷绕,因此,优选为3 μπι以下,更优 选为2 μπι以下。
[0274] 〈圆偏振片〉
[0275] 本实施方式的圆偏振片依次叠层有偏振片保护膜、起偏镜、λ/4相位差膜,λ/4 相位差膜的慢轴和起偏镜的吸收轴(或透射轴)所成的角度为45°。另外,上述的偏振片 保护膜、起偏镜、λ /4相位差膜分别与图3的保护膜313、起偏镜312、λ /4相位差膜311对 应。在本实施方式中,优选依次叠层长条状偏振片保护膜、长条状起偏镜、长条状λ/4相位 差膜(长条倾斜取向膜)而形成。
[0276] 本实施方式的圆偏振片可使用拉伸掺杂了碘或二色性染料的聚乙烯醇而成的膜 作为起偏镜并以λ /4相位差膜/起偏镜的构成贴合而制造。起偏镜的膜厚为5~40 μ m, 优选为5~30 μ m,特别优选为5~20 μ m。
[0277] 偏振片可通过一般的方法制作。碱皂化处理了的λ/4相位差膜优选使用完全皂 化型聚乙烯醇水溶液贴合于将聚乙烯醇系膜在碘溶液中进行浸渍拉伸而制作的起偏镜的 一面。
[0278] 偏振片可进一步在该偏振片的偏振片保护膜的相反面贴合剥离膜而构成。保护膜 及剥离膜在偏振片发货时、制品检查时等出于保护偏振片的目的而使用。
[0279] 〈有机EL图像显示装置〉
[0280] 图3为表示本实施方式的有机EL图像显示装置100的概略构成的截面图。另外, 有机EL图像显示装置100的构成并不限定于此。
[0281] 有机EL图像显示装置100通过在有机EL元件101上经由粘接层201形成圆偏振 片301而形成有机EL元件101在使用有玻璃或聚酰亚胺等的基板111上依次具有金属电 极112、发光层113、透明电极(ΙΤ0等)114、密封层115而构成。另外,金属电极112可以由 反射电极和透明电极构成。
[0282] 圆偏振片301自有机EL元件101侧依次叠层有λ/4相位差膜311、起偏镜312、 保护膜313而成,起偏镜312由λ /4相位差膜311和保护膜313夹持。以起偏镜312的透 射轴和由本实施方式的长条倾斜取向膜构成的λ/4相位差膜311的慢轴所成的角度为约 45° (或135° )的方式贴合两者,由此构成圆偏振片301。
[0283] 优选在上述保护膜313上叠层有固化层。固化层具有不仅防止有机EL图像显示 装置的表面的划伤而且还防止圆偏振片301产生的翘曲的效果。进而,也可以在固化层上 具有防反射层。上述有机EL元件101自身的厚度为Ιμπι左右。
[0284] 在上述的构成中,若对金属电极112和透明电极114施加电压,则相对于发光层 113,从金属电极112及透明电极114中作为阴极的电极注入电子,从作为阳极的电极注入 空穴,两者在发光层113再结合,由此,产生对应于发光层113的发光特性的可见光线的发 光。发光层113中产生的光直接或在金属电极112上反射后,经由明电极114及圆偏振片 301导出至外部。
[0285] 通常,在有机EL图像显示装置中,在透明基板上依次叠层金属电极、发光层和透 明电极而形成作为发光体的元件(有机EL元件)。在此,发光层为各种有机薄膜的叠层体, 例如已知有由三苯基胺衍生物等构成的空穴注入层和由蒽等荧光性的有机固体构成的发 光层的叠层体、或这样的发光层和由茈衍生物等构成的电子注入层的叠层体、或这些空穴 注入层、发光层、及子注入层的叠层体等具有各种组合的构成。
[0286] 有机EL图像显示装置以如下原理发光:通过对透明电极和金属电极施加电压,向 发光层注入空穴和电子,通过这些空穴和电子的再结合而产生的能量激发荧光物质,所激 发的荧光物质返回到基态时放射光。中途再结合的机制与通常的二极管相同,由此也可以 预测,电流和发光强度相对于施加电压显示伴有整流性的较强的非线形性。
[0287] 在有机EL图像显示装置中,为了导出发光层的发光,至少一个电极必须透明,通 常使用氧化铟锡(ITO)等透明导电体形成的透明电极作为阳极。另一方面,为了容易进行 电子注入而提高发光效率,在阴极使用功函数小的物质是重要的,通常使用Mg-Ag、Al-Li 等金属电极。
[0288] 在这样的构成的有机EL图像显示装置中,发光层由厚度IOnm左右的极薄的膜形 成。因此,发光层也与透明电极相同,基本完全透过光。其结果是,非发光时从透明基板的 表面入射、透过透明电极和发光层被金属电极反射的光再次向透明基板的表面侧射出,因 此从外部辨认时,可见有机EL图像显示装置的显示面如镜面。
[0289] 本实施方式的圆偏振片适于这样的外部光反射特别成为问题的有机EL图像显示 装置。
[0290] 即,在有机EL元件101的非发光时,通过室内照明等从有机EL元件101的外部入 射的外部光由圆偏振片301的起偏镜312吸收一半,剩余的一半作为直线偏振光透过,入射 于λ/4相位差膜311。入射于λ/4相位差膜311的光由于起偏镜312的透射轴和λ/4相 位差膜311的慢轴以45° (或135° )交叉的方式配置,因此,通过透过λ/4相位差膜311 而转换为圆偏振光。
[0291] 从λ/4相位差膜311出射的圆偏振光在有机EL元件101的金属电极112上镜面 反射时,位相180度翻转,作为反向的圆偏振光反射。
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