专利名称：偏光膜的制造方法,偏光板以及光学积层体的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种偏光膜的制造方法、偏光板，以及光学积层体，且特别是有关于一种瑕疵或皱纹较少且无折痕的偏光膜制造方法、在所得偏光膜的至少一面上贴合了积层后的保护膜的偏光板，还有任一单独或贴合数种相位差膜、亮度提升膜、视角改善膜以及半穿透性反射膜的光学积层体。
背景技术：
以前，是将二色性(dichroism)色素吸附在聚乙烯醇(polyalcohol)是膜并使的配向作为偏光膜。也就是说，已知的是将碘当作二色性色素的碘是偏光膜，或将二色性染料当作二色性色素的染料是偏光膜等等。这些偏光膜，通常，至少单面，更佳的是双面上透过由聚乙烯醇是树脂水溶液所构成的接着剂，将三醋酸纤维素(triacetate cellulose)等保护膜贴合，成为偏光板。
至于偏光膜的制造方法，已知的方法是使用夹辊(nip roll)、导正辊(guideroll)，将聚乙烯醇是膜浸渍于水中使的膨润后，以前述二色性色素染色，并将的拉伸，为了将附着的碘固定在膜的表面上，将聚乙烯醇是膜进行硼酸处理、水洗后干燥(例如参考专利文献1)。此时，赋与处理浴前后夹辊的周边速率差(peripheral speed difference)，以进行膜的拉伸，通过导正辊变更膜的输送方向，将膜导入处理液并取出。
导正辊是使用表面由橡胶层组成的平坦橡胶辊(flat rubber roller)或螺旋辊(spiral roller)(例如专利文献2)。
近年，随着使用了偏光膜的液晶显示装置的高品质化，期望能制得瑕疵与皱纹少于先前方法，且没有折痕的偏光膜。
日本专利的早期公开公报特开平10-153709号公报。
日本专利的早期公开公报特开2000-147252号公报。
发明内容
本发明欲解决的主要课题是提供一种较少瑕疵、皱纹且无折痕的偏光膜制造方法。
本发明者们为制造出瑕疵或皱纹较少的偏光膜，仔细反复检讨的结果，将加宽辊用作导正辊，加宽辊的最大加宽量为β，膜与加宽辊接触时膜在宽方向的膨胀量为γ，借着将加宽辊配置在能使β大于γ的位置上，或使用能使β大于γ的形状的加宽辊，发现瑕疵或皱纹较少，且无折痕，特别是通过海绵橡胶制的加宽辊，若再配置于膨润处理液中时，减少瑕疵或皱纹且不产生折痕的效果更佳，以完成本发明。
也就是说，本发明的偏光膜制造方法，其特征在于，将聚乙烯醇是膜依序进行膨润处理、染色处理、硼酸处理以及水洗处理，并且在硼酸处理步骤及/或之前的步骤中进行单轴拉伸的偏光膜制造方法中，其中至少一个处理液中的导正辊为加宽辊，以下述算式(1)求加宽辊的最大加宽量β，并以下述算式(2)求膜与加宽辊接触时，膜在宽方向的膨胀量γ，将β与γ之间的关系设定为(a)在能达成β＞γ的位置上配置加宽辊，或/及(b)使用能达成β＞γ的形状的加宽辊。
β＝B1×α×r/R .......(1)(式中，B1为与加宽辊接触的膜宽，α为加宽辊的接触角，r为加宽辊的半径，R为加宽辊的曲率半径。)γ＝0.2055×B1×{exp(-0.0273×θ1)-exp(-0.0273×θ)}......(2)(式中，B1与上述定义相同，θ为膜离开加宽辊之前在液中的行进时间，θ1为膜接触加宽辊之前在液中的行进时间。)又，特征在于加宽辊是海绵辊筒，此海绵的硬度以JIS萧氏硬度C尺度为20～60度，密度为0.4～0.6克/立方公分，以及表面粗糙度为10～30S。
且，特征为将加宽辊配置在膨润处理液中。
再加上，本发明的偏光板是在如前述方法所制造的偏光膜的至少一面贴上保护膜。此保护膜具备有相位差膜、亮度提升膜、视角改善膜以及半穿透性反射膜任一机能亦佳。或在至少单面上贴合了保护膜的前述偏光板上，贴合了相位差膜、亮度提升膜、视角改善膜以及半穿透性反射膜中至少一种的光学积层体亦佳。
本发明的效果为可得到比先前方法更少瑕疵或皱纹且无折痕的偏光膜。
特别是配置海绵橡胶制的加宽辊，若再配置于膨润处理液中时，减少瑕疵或皱纹且不产生折痕的效果更佳。
将本发明的偏光板、光学积层体用于液晶显示装置，借此，可得薄型且高品质化的液晶显示。
为让本发明的前述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。
图1(A)是加宽辊的平面图。
图1(B)是加宽辊的剖面图。
图2是显示膜的加宽状态的平面图。
图3例示加宽辊配置于处理槽中的模式的剖面图。
符号说明H弧高 R曲率半径r半径 α接触角B1接触加宽辊的膜宽 B2以加宽辊加宽的膜宽1、4导正辊2、3加宽辊5处理槽 6处理液具体实施方式
以下，详细地说明本发明。
本发明中形成聚乙烯醇(PVA)膜的聚乙烯醇是树脂，通常，以皂化后的聚醋酸乙烯是树脂例示。至于皂化的程度，约85莫耳百分率(％)，约90莫耳％以上为佳，约99莫耳％～100莫耳％以上更佳。至于聚醋酸乙烯是树脂，除了是醋酸乙烯的同元聚合物的聚醋酸乙烯之外，还有醋酸乙烯和可与的共聚的其它单体的共聚物，包括例如乙烯-醋酸乙烯共聚物等等。可共聚的单体，包括例如，不饱和羧酸、烯类、乙烯树脂类、不饱和磺酸类等等。至于聚乙烯醇是树脂的聚合度，约为1000～10000，约1500～5000的程度为佳。
使这些聚乙烯醇是树脂变性亦佳，例如，可使用以醛类变性的聚乙烯基醇缩甲醛(polyvinyl formal)、聚乙烯基乙缩醛(polyvinyl acetal)、聚乙烯基醇缩丁醛(polyvinyl butyral)。通常，使用厚度约为20微米(μm)～100μm，约30μm～80μm更佳的聚乙烯醇是树脂膜的未拉伸膜，作为偏光膜制造的开始.材料。工业上，以膜宽约为1500毫米(mm)～4000mm较为实用。
将此未拉伸的膜依序以膨润处理、染色处理、硼酸处理、水洗处理，最后干燥处理而得到的聚乙烯醇是偏光膜，其厚度约为例如5～50μm的程度。
本发明的偏光膜虽是将二色性色素吸附并配向后的聚乙烯醇是单轴拉伸膜，其制作方法大致上分为两种。其一方法为，将聚乙烯醇是膜在空气或惰性气体中单轴拉伸后，依序进行以下溶液处理膨润处理、染色处理、硼酸处理以及水洗处理，最后进行干燥处理。第二种方法为将未拉伸的聚乙烯醇是膜在水溶液中膨润处理，并依序进行以下溶液处理染色处理、硼酸处理以及水洗处理，最后进行干燥处理，在硼酸处理步骤及/或其前面的步骤中，以湿式进行单轴拉伸，最后进行干燥。
任一种方法中，单轴拉伸可以一个步骤进行，以两个以上的步骤进行亦佳，但以多个步骤进行为佳。拉伸的方法，可采用公知的方法，例如赋与输送膜的二个夹辊间的周边速率差而进行拉伸的辊间拉伸、如日本专利公报第2731813号公报中记载的热辊拉伸法、拉幅(tenter)拉伸法等等。且，基本上步骤的顺序虽如上述，然处理浴的数目或处理条件等等并无限制。另外，当然可以因为别的目的而自由地将上述步骤中未记载的步骤插入。以此步骤的例子而言，包括硼酸处理后，以不含硼酸的碘化物水溶液的浸渍处理(碘化物处理)或是不含硼酸但含氯化锌的水溶液浸渍处理(锌处理)等等。
膨润步骤的目的在除去膜表面的异物、除去膜中的可塑剂、赋与下一步骤易染色性、使膜可塑化等等。其处理条件定在可达成这些目的的范围中，而且是在不发生极端溶解基材膜、失透化(devitrification)等问题的范围中。使在预备好的气体中拉伸的膜膨润时，将膜浸渍在例如约20℃～70℃，较佳的是30℃～60℃的水溶液中。膜的浸渍时间约为30秒～300秒，更佳的是60秒～240秒的程度。将开始时未拉伸的原(original)膜膨润时，将膜浸渍在例如约10℃～50℃，较佳的是20℃～40℃的水溶液中。膜的浸渍时间约为30秒～300秒，更佳的是60秒～240秒的程度。
膨润处理步骤中，由于膜在宽方向膨润易在膜上产生皱纹等问题，将加宽辊(expander roll)、螺旋辊、中高辊(crown roll)、导布装置(cloth guider)、弯棍(bend bar)、铗布式拉幅机(tenter clip)等等配置于后述的特定位置，一边除去皱纹一边输送膜较佳。为使浴中膜的输送达到安定化的目的，膨润浴中的水流以水中喷水器控制，或并用边缘追踪装置(EPC，edge position control可侦测出膜的边缘而防止膜蛇行的装置)等等亦为有效。本步骤中，由于膜在其行进方向亦会膨润扩大，为了不在输送方向产生膜的松弛，可采取例如控制处理槽前后输送辊转速等等的手段为佳。且，使用的膨润处理浴，除了纯水以外，使用添加了0.01重量％～10重量％范围的硼酸(日本专利早期公开公报的特开平10-153709号公报中记载)、氯化物(日本专利早期公开公报的特开平06-281816号公报中记载)、无机酸、无机盐、水溶性有机溶剂、醇类等等的水溶液亦可。
以二色性色素的染色步骤，是为了要在膜上吸附二色性色素并使的配向等等的目的而施行的。处理条件定为在达成此目的的范围内，并且不产生基材膜极端溶解、失透化等问题的范围内。将碘用作二色性色素时，约在10℃～45℃，较佳的是20℃～35℃的温度中，且，碘/碘化钾/水的重量比为约0.003～0.2/约0.1～10/100的浓度范围中，约浸渍30秒～600秒，较佳的是60秒～300秒。以其它的碘化物，例如碘化锌等等代替碘化钾来使用亦佳。又，将其它的碘化物与碘化钾并用亦佳。另外，使碘化物以外的化合物，例如硼酸、氯化锌、氯化钴等等共存亦佳。添加硼酸时，因碘的含有而与下述的硼酸处理作区隔。相对于水的100重量单为而言，染色槽是设为碘含量约为0.003重量单位以上。
将水溶性二色性染料当作二色性色素而使用时，温度是例如在20℃～80℃，较佳的是30℃～70℃范围中，且二色性染料与水的重量比约为0.001～0.1/100的浓度范围中，浸渍约30秒～600秒，60秒～300秒更佳。所使用的二色性染料的水溶液含有染色助剂等等亦佳，含有例如硫酸钠等等的无机盐、界面活性剂等等亦佳。二色性染料单独使用亦佳，2种以上的二色性染料同时使用亦可。
如前述在染色槽中将膜拉伸亦佳。拉伸为利用使染色槽前后夹辊具周边速率差等等方法而进行。且，与膨润步骤相同，亦可将加宽辊(expander roll)、螺旋辊(spiral roll)、中高辊(crown roll)、导布装置(cloth guider)、弯棍等等，设置于染色浴中及/或染色浴出入口。
硼酸处理是在相对于100重量单位的水含有硼酸约1～10重量单位的水溶液中，将以二色性色素染色的聚乙烯醇是膜进行浸渍。二色性色素为碘时，使碘化物含量为1～30重量百分率为佳。
可作为碘化物的化合物包括碘化钾、碘化锌等等。且，与碘化物以外的化合物，例如氯化锌、氯化钴、氯化锆、硫代硫酸钠、亚硫酸钾、硫酸钠等等共存亦佳。
此硼酸处理是为了达到利用架桥的耐水化或色相调整而实施的。为了要通过架桥而耐水化时，视需要可在硼酸以外，或和硼酸一起，使用乙二醛、戊二醛等等架桥剂。
另外，以耐水化为目的的硼酸处理亦有被称为耐水化处理、架桥处理、固定化处理等名称的情形。且，以色相调整为目的的硼酸处理，也有被称为补色处理、再染色处理等名称的情形。
此硼酸处理，可依其目的适当地变更硼酸以及碘化物的浓度、处理浴温度。
为达到耐水化的硼酸处理与为达到色相调整的硼酸处理，虽然没有特别的区分，可以下列条件实施。
将原膜进行膨润、染色、硼酸处理时，若硼酸处理是利用架桥产生耐水化为目的时，所使用的硼酸处理浴是，相对于100重量单位的水，含有硼酸约3～10重量单位、碘化物约1～20重量单位，且通常约在50℃～70℃，较佳的是55℃～65℃中进行。浸渍时间通常为约30～600秒，较佳的是60～420秒，更佳的是90～300秒。
此外，将预先拉伸好的膜进行染色、硼酸处理时，硼酸处理浴的温度通常为50℃～85℃，而55℃～80℃较佳。
进行了以耐水化为目的的硼酸处理之后，进行以色相调整为目的的硼酸处理亦佳。例如二色性染料为碘时，为此目的，所使用的硼酸处理浴是相对于100重量单位的水，含有硼酸约1～5重量单位、碘化物约3～30重量单位，且通常约在10℃～45℃的温度中进行。浸渍时间通常为3～300秒，较佳的是10～240秒。
以色相调整为目的的硼酸处理比起以耐水化为目的的硼酸处理，通常在较低的硼酸浓度、较高的碘化物浓度、较低的温度中进行。
这些硼酸处理以若干个步骤进行亦佳，通常，以2～5个步骤进行的情形较多。此时，所使用的各硼酸处理槽的水溶液组成、温度可同于上述范围，不同亦佳。将上述以耐水化为目的的硼酸处理与以色相调整为目的的硼酸处理，各以若干个步骤进行亦佳。
硼酸处理步骤中，像染色步骤一样，进行膜的拉伸亦佳。最终的总拉伸倍率约为4.5～7.0倍，较佳的是5.0～6.5倍。
硼酸处理后可水洗。水洗处理为例如将以耐水化及/或色相调整为目的的硼酸处理后的聚乙烯醇是膜，浸渍在水中，以水的喷雾喷淋，或浸渍与喷雾并用。水处理时的水温通常为2～40℃的程度，浸渍时间约为2～120秒为佳。水洗后干燥是在干燥炉温度约40～100℃中进行60～600秒。
拉伸处理后的各个步骤中，为使膜的张力成为各个实质上的某特定张力而进行张力控制亦佳。
在染色处理步骤中拉伸结束时，于之后的硼酸处理步骤以及水洗处理中进行张力控制。在染色处理步骤之前步骤中拉伸结束时，则于染色处理以及硼酸处理步骤之后的步骤中进行张力控制。
硼酸处理步骤由复数的硼酸处理步骤组成时，在最初或最初开始的两段硼酸处理步骤将前述膜拉伸，进行了拉伸处理的硼酸处理步骤的次一个硼酸处理开始，至水洗步骤，在各个步骤中进行张力控制，或是从最初到第3段步骤的硼酸处理步骤中，将前述膜拉伸，从进行过拉伸处理的硼酸处理步骤的次一个硼酸步骤开始，至水洗步骤的各个步骤中进行张力控制，究竟哪一种方式较佳，工业上而言，在最初或最初开始的两段硼酸处理步骤中，将前述膜拉伸，而进行了拉伸处理的硼酸处理步骤的次一个硼酸处理开始至水洗步骤，在各个步骤中进行张力控制较佳。
硼酸处理后，进行上述的碘化物处理或锌处理时，亦针对这些步骤进行张力控制。
各个步骤中，张力可相同或不同。
张力控制中对于膜的张力并无特别的限制，每单位宽度约为150牛顿/公尺(N/m)～2000N/m，可在600N/m～1500N/m的范围内作适宜的设定为佳。张力若低于150N/m，膜易产生皱纹，另一方面，若超过2000N/m，膜会由于断裂或轴承(bearing)的磨耗而产生寿命降低的问题。其中，膜每单位宽度的张力是由每步骤中，入口附近的膜宽与张力检测器测得的张力值而计算出来的。
另外，进行张力控制时，虽有一些不可避免的拉伸及收缩的情况，本发明中，此现象不含于拉伸处理中。
本发明中，处理液中的至少一个导正辊为加宽辊，以下述算式(1)求得加宽辊最大加宽量β，以下述算式(2)所求得的膜与加宽辊接触时，与膜在宽方向的膨胀量γ，β与γ的关系设定为(a)在能达成β＞γ的位置上配置加宽辊，及/或(b)使用能达成β＞γ的形状的加宽辊。
β＝B1×α×r/R.......(1)(式中，B1为与加宽辊接触的膜宽，α为加宽辊的接触角，r为加宽辊的半径，R为加宽辊的曲率半径)
γ＝0.2055×B1×{exp(-0.0273×θ1)-exp(-0.0273×θ)}......(2)(式中，B1与上述定义相同，θ为膜离开加宽辊的前在液中的行进时间，θ1为膜接触加宽辊之前在液中的行进时间。)图1显示加宽辊的说明图。图1(A)为平面图，图1(B)为剖面图。
加宽辊是做成略呈圆弧状，其曲率半径以R、弧高以H表示。加宽辊的半径以r、膜与加宽辊的接触角以α、接触面的面长以αr表示。
图2为表示膜的加宽状况的平面图，与加宽辊接触的膜宽为B1，在辊接触部位加宽，加宽后的膜宽以B2表示。
图3例示出将加宽辊配置在处理槽的模式剖面图。膜是透过配置于空气中的导正辊1、4，以及配置于处理槽5的处理液6中的加宽辊2、3而输送并经处理液处理。膜在A点进入处理液，在B点与加宽辊2接触并在C点离开，在D点与加宽辊3相接并在E点离开，然后在F点离开处理液。针对加宽辊2的膜，离开加宽棍之前在液中行进的时间θ为A～C之间行进的时间，膜在接触加宽辊之前在液中的行进时间θ1为A～B之间行进的时间。针对加宽辊3的膜，离开加宽棍之前在液中行进的时间θ为A～E之间行进的时间，膜在接触加宽辊之前在液中的行进时间θ1为A～D之间行进的时间。
β依据加宽辊的形状、位置而变化，γ依据加宽辊的形状、位置，甚至膜的输送速度而变化。膜的输送速度大多因其它处理条件而设定，为使β＞γ而变换输送速度的情形较少。通常，选择预定形状的加宽辊，调整其配置位置，不充分时则重复作调整，以决定满足β＞γ的加宽辊的最适位置及/或形状。
加宽辊以海绵橡胶制的加宽辊(海绵橡胶加宽辊)为佳，此海绵的硬度以JIS K 6301试验方法测定的JIS萧氏硬度(Shore Hardness)C尺度(scale)中约为20～60度，25～40度较佳，密度约为0.4～0.6克/立方公分(g/cm3)，较佳的是0.42～0.57g/cm3，以及表面粗糙度以JIS B 0601(表面粗糙度)的粗糙曲线的局部顶点的平均间隔S表示，约10～30S，以15～25S为佳。
加宽辊用在膨润处理步骤特别佳，此时，又以使用海绵橡胶加宽辊棍为佳。膨润处理步骤中，聚乙烯醇是膜因吸收了浴液(bath liquid)而在长、宽两方向上膨润，但特别是在宽方向的膨润，若不终止而一直施加张力的话，会产生皱纹或折痕。若使用海绵橡胶加宽辊，由于其轻量性，施给膜的张力可大幅降低，同时，基于其高表面粗糙度，膜抓握力较高的原因，即使在低张力亦能充分发挥加宽力，且为加宽辊的另一项角色的防止蛇行机能亦能发挥至极限，不但皱纹变少，亦无折痕。
加宽辊并非仅定于用在膨润处理，亦可用于其它的处理。
如此制造出的偏光膜，至少在单面上以接着剂贴合保护膜可得偏光板。
至于保护膜是由例如三醋酸纤维素或二醋酸纤维素的类的醋酸纤维素是树脂组成的膜、聚对苯二甲酸乙二酯、聚萘钾酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯的类的聚酯是树脂所组成的膜、聚碳酸酯是树脂组成的膜、环烯烃是树脂组成的膜。市售的热塑性环烯烃是树脂，例如，德国帝科那(Ticona)公司贩售的「Topas」(商标登录)，日本的JSR股份有限公司贩售的「ARTON」(商标登录)，日本的Zeon股份有限公司贩售的「ZEONOR」(商标登录)或「ZEONEX」(商标登录)，三井化学股份有限公司贩售的「APEL」(商标登录)等等。将制膜后的此类环烯烃是树脂做成保护膜，可使用溶剂浇铸(solvent cast)法、溶融押出法等公知的方法制膜。亦有市售的制膜后的环烯烃是树脂膜，例如积水化学工业股份有限公司贩售的「Escena」或「SCA40」等等。
保护膜厚度虽以薄为佳，但过薄的话，强度降低，加工性不佳，另一方面，过厚的话则产生透明度不佳、积层后必要的固化时间(curing time)过长等问题。因此，保护膜的适当厚度为例如5～200μm，以10～150μm较佳，20～100μm更佳。
为了使接着剂与偏光膜及/或保护膜的接着性提高，偏光膜及/或保护膜上施以电晕(corona)处理、火焰处理、等离子体(plasma)处理、紫外线照射、底漆(primer)涂布、皂化处理等表面处理亦佳。
可对保护膜单独或组合施行抗眩(anti-glare)处理、抗反射(anti-reflection)处理、强化涂层(hard-coat)处理、防带电处理、防污处理等等表面处理。且，保护膜及/或保护膜表面保护层为苯酚是化合物、苯半唑是化合物等等紫外线吸收剂或苯磷酸是化合物、苯二甲酸酯化合物等等具有可塑性化合物亦佳。
相关的保护膜贴于偏光膜的单面或两面皆可。
偏光膜与保护膜是以水溶剂是接着剂、有机溶剂是接着剂、热溶性接着剂、无溶剂是接着剂等接着剂而积层的。以水溶剂是接着剂而言，包括聚乙烯醇是树脂水溶液、水是二液型胺甲酸乙酯是乳状液(emulsion)接着剂等等，以有机溶剂是接着剂而言，包括二液型胺甲酸乙酯是接着剂等等，以无机溶剂是接着剂而言，包括一液型胺甲酸乙酯是接着剂等等。通过将偏光膜的接着面皂化处理等等，将亲水处理后的醋酸纤维是膜用作保护膜时，适合以聚乙烯醇是树脂水溶液作为接着剂。对于当作接着剂来使用的聚乙烯醇是树脂而言，包括把是乙烯乙酯的同元聚合物的聚乙烯乙酯皂化处理而得到乙烯醇同元聚合物的外，还有将乙烯乙酯和可与的共聚的其它单体的共聚物皂化处理而得到乙烯醇是共聚物，不仅如此，还有将这些羟基部分变性的后的聚乙烯醇是聚合物等等。在此接着剂上添加多价醛、水溶性环氧化合物、三聚氰胺是化合物等等亦佳。
偏光膜与保护膜贴合的方法并无特别的限制，例如可在偏光膜或保护膜的表面上均匀涂布接着剂，涂布面上另一方的膜亦再次以辊等贴合、干燥等方法。
通常，接着剂调制后约在15～40℃的温度中涂布，贴合温度一般在15～30℃的范围中，贴合后进行干燥处理以去除接着剂中所含的水分等溶剂，此时，干燥温度一般约30～85℃，而40～80℃的范围中较佳。之后，约在15～85℃，较佳是20～50℃，更佳是35～45℃的温度环境中，通常约进行1～90日的固化使接着剂硬化亦佳。由于若此固化期间很长易使生产性恶化，固化期间约为30日左右，然1～7日较佳。
如此，透过接着剂，在偏光膜的单面或双面贴合了保护膜以得到偏光板。
本发明中，保护膜上可具有作为相位差膜的机能、亮度提升膜的机能、反射膜的机能、半穿透性反射膜的机能、扩散膜的机能、光学补偿膜的机能等等光学性机能。此时，例如，保护膜的表面上，通过将相位差膜、亮度提升膜、反射膜的机能、半穿透性反射膜、扩散膜、光学补偿膜等等的光学性膜加以积层，可具有此些机能，此外，亦可使保护膜本身赋予这样的机能。且，使保护膜本身具有多个机能，类似具亮度提升膜的机能的扩散膜等等亦佳。
例如，上述保护膜上，通过实施日本专利公报特许第2841377号公报等等中所记载的拉伸处理，或日本专利公报特许第3168850号公报等等中所记载的处理等等，可赋与相位差膜的机能。且，上述保护膜上，以日本专利早期公开公报的特开2002-169025号或特开2003-29030号公报中记载的方法，通过形成微细孔，再选择反射的中心波长不同的2层以上胆固醇状(cholesteric)液晶层并重叠的，可赋与亮度提升膜的机能。借着以蒸气沉积或喷溅(sputtering)在上述保护膜形成金属薄膜，可赋与反射膜或半穿透性反射膜的机能。通过在保护膜上涂布含微粒子的树脂溶液，可赋与扩散膜的机能。又，通过在上述保护膜上涂布盘状液晶(discotic liquid crystal)性化合物等等液晶性化合物并使的配向，可赋与光学补偿膜的机能。此外，使用适当的接着剂，商品名称为DBEF(明尼苏达矿业制造公司制)等等的亮度提升膜、商品名称为WV膜(富士胶卷股份有限公司(Fujifilm)制)等等的视角改善膜、商品名称为Sumikalight(商标登录)(住友化学工业股份有限公司制)等等的相位差膜等等，将市售的光学机能膜直接贴合在偏光膜上亦佳。
以下，虽例示实施例以更具体地说明本发明，然本发明并非仅限定于此些实施例。
实施例1将厚度为75μm的聚乙烯醇膜(维尼伦(Vinylon)VF-PS#7500，聚合度2400，皂化度99.9莫耳％以上)依照下述膨润槽、染色槽、第1硼酸处理槽，第二硼酸处理槽、水洗槽的顺序依次输送以制造偏光膜。
使用如图3所示的膨润槽中，将半径r为37.5毫米(mm)、海绵的硬度为JIS萧氏硬度C尺度25度，密度为0.42g/cm3，以及表面粗糙度20S的海绵加宽辊用作处理液中的2只导正辊。以半径35mm、表面粗糙度0.6S、橡胶硬度(JIS萧氏硬度A尺度)80度的NBR橡胶(丙烯腈丁二烯橡胶)制的辊筒作为其它气体中、其它处理液中的导正辊。
将第1加宽辊(图3中的2)的曲率半径(R)设为1303mm，弧高(H)35mm，将第2加宽辊(图3中的3)的曲率半径(R)设为1813mm，弧高(H)25mm，任一辊的接触角α皆配置为1.5rad(弧度)的位置。
聚乙烯醇膜的输送速度设为0.34公尺/分，此时，膜离开第1加宽辊之前，在液中的行进时间θ为20秒，接触到第1加宽辊之前，在液中行进的时间θ1为11秒，膜离开第2加宽辊之前，在液中的行进时间θ为66秒，接触到第1加宽辊之前，在液中行进的时间θ1为57秒。
膨润槽的处理液约为30℃的纯水，为使聚乙烯醇膜在输送时持续保持在紧张状态中不至松弛，需使其充分的膨润。浸渍时间约为80秒。
此时，与第1加宽辊接触的膜宽B1为369mm，与第二加宽辊接触的膜宽B1为407mm。
若以算式(1)求这些加宽辊的最大加宽量β，则第1加宽辊为15.9mm，第2加宽辊为12.6mm，若由算式(2)求膜与各个加宽辊接触时膜的宽方向膨胀量γ，第1加宽辊为12.2mm，第2加宽辊为3.8mm，对于任一扩张辊皆为β＞γ。
观察膜的行进以及表面状态的结果，并无皱纹、折痕或瑕疵的发生，且可得确为安定的膜的伸张行进状态。
接着，浸渍于碘/碘化钾/水的重量比为0.02/1.5/100的水溶液中一面进行染色，一面进行单轴拉伸(拉伸倍率为4.0倍)。之后，浸渍于碘化钾/硼酸/水的重量比为10/5/100约60℃的水溶液中，一面进行硼酸处理，一面进行单轴拉伸直至原膜的总拉伸倍率变为5.9倍。另外，拉伸是使配置于处理槽前后的夹辊具有周边速度差而进行的。
再加上，在碘化钾/硼酸/水的重量比为10/3/100约40℃的水溶液中大约浸渍30秒进行第2硼酸处理。第2硼酸处理后，以约10℃的纯水大约水洗10秒。水洗后，以约60℃干燥2分钟，得到厚度约为28μm的碘是偏光膜。
所得的偏光膜上未见瑕疵或皱纹。
在所得的偏光膜的两面涂布聚乙烯醇是接着剂，将保护膜(表面上经过皂化处理的三醋酸纤维膜，「FUJITAC(商标登录)T80UNL」，富士胶卷股份有限公司制)贴于两面，以大约60℃的温度干燥5分钟作为偏光板。
可得到没有瑕疵或皱纹的偏光板。
比较例1以半径r为28mm、曲率半径R为3008mm、弧高H为15mm、海绵的硬度以JIS萧氏硬度C尺度为25度、密度为0.42g/cm3，以及表面粗糙度20S的海绵加宽辊用作第1加宽辊，配置成接触角α为1.1弧度的位置，膜的输送速度设为0.68公尺/分，除此之外，其余条件与实施例1相同，制作偏光膜。
此时，膜离开第1加宽辊之前，在液中的行进时间θ为9秒，接触到第1加宽辊之前，在液中行进的时间θ1为6秒，膜离开第2加宽辊之前，在液中的行进时间θ为34秒，接触到第1加宽辊之前，在液中行进的时间θ1为30秒。
此时，与第1加宽辊接触的膜宽B1为360mm，与第二加宽辊接触的膜宽B1为390mm。
若以算式(1)求这些加宽辊的最大加宽量β，则第1加宽辊为3.7mm，第2加宽辊为12.1mm，若由算式(2)求膜与各个加宽辊接触时膜的宽方向膨胀量γ，第1加宽辊为4.9mm，第2加宽辊为3.7mm，对于第1加宽辊而言为β＜γ，对于第2加宽辊而言为β＞γ观察膜的行进以及表面状态的结果，从第1加宽辊膜产生了皱纹、折痕，一旦发生了折痕，便无法在第2加宽辊消除的。
所得的偏光膜上可以观察到皱纹或折痕。
权利要求
1.一种偏光膜的制造方法，其特征在于在一偏光膜的制造方法中，该偏光膜制造方法包括将一聚乙烯醇是膜依序进行一膨润处理、一染色处理、一硼酸处理以及一水洗处理，并且在该硼酸处理步骤及/或之前的步骤中进行一单轴拉伸，其中至少一个处理液中的导正辊为加宽辊；以及该加宽辊的最大加宽量为β，膜与该加宽辊接触时，膜在宽方向的膨胀量为γ，β与γ之间的关系设定为(a)在能达成β＞γ的位置上配置加宽辊，或/及(b)使用能达成β＞γ的形状的加宽辊，其中β以下述算式(1)求得，而γ以下述算式(2)求得，β＝B1×α×r/R.......(1)(式中，B1为与加宽辊接触的膜宽，α为加宽辊的接触角，r为加宽辊的半径，R为加宽辊的曲率半径)γ＝0.2055×B1×{exp(-0.0273×θ1)-exp(-0.0273×θ)}......(2)(式中，B1与上述定义相同，θ为膜离开加宽辊的前在液中的行进时间，θ1为膜接触加宽辊之前在液中的行进时间)。
2.如权利要求1所述的偏光膜的制造方法，其特征在于该加宽辊为海绵辊筒，海绵的硬度在JIS萧氏硬度C尺度为20～60度，密度为0.4～0.6克/立方公分，以及表面粗糙度为10～30S。
3.如权利要求1所述的偏光膜的制造方法，其特征在于将该加宽辊配置在膨润处理液中。
4.一种偏光板，其特征在于该偏光板是在如权利要求1至第3项中任一项所述方法所制造的偏光膜的至少一面贴上一保护膜。
5.如权利要求4所述的偏光板，其特征在于该保护膜是具备了相位差膜、亮度提升膜、视角改善膜以及半穿透性反射膜的任一机能。
6.一光学积层体，其特征在于该光学积层体贴合了如权利要求4项所述的偏光板，与选自相位差膜、亮度提升膜、视角改善膜以及半穿透性反射膜中的至少一种。
全文摘要
一种偏光膜的制造方法，能制造较少瑕疵或皱纹且无折痕的偏光膜。其特征为，于处理PVA(聚乙烯醇)是膜并制造偏光膜的方法中，将加宽辊用于处理液中，并将加宽辊配置在能使最大加宽量β(以算式(1)求得)大于膜与加宽辊接触时，膜在宽方向的膨胀量γ(以算式(2)求得)的位置上，或使用能使β大于γ的形状的加宽辊。β＝B
文档编号B29K29/00GK1657984SQ20051000940
公开日2005年8月24日 申请日期2005年2月4日 优先权日2004年2月16日
发明者网谷圭二, 藤本清二, 松元浩二, 山根尚德 申请人:住友化学株式会社