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起偏振片、其制備方法和使用這種起偏振片的液晶顯示器的制作方法

文檔序號:410889閱讀:276來源:國知局
專利名稱:起偏振片、其制備方法和使用這種起偏振片的液晶顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種具有優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性的起偏振片、其制備方法以及使用這種起偏振片的液晶顯示器。
背景技術(shù)
隨著液晶顯示器(本文后面稱之為“LCD”)的普及,對起偏振片的需求陡然增加。所述起偏振片通常包括一具有偏振能力的偏振薄膜和一與所述偏振薄膜的兩個表面或一個表面通過一粘合層相連的保護薄膜。
用于所述偏振薄膜的材料主要是聚乙烯醇(本文后面稱之為“PVA”)。一PVA薄膜經(jīng)單軸延伸,然后用碘或二色性染料染色或者先染色再延伸,并且該薄膜還用硼化合物交聯(lián)形成一偏振薄膜。所述偏振薄膜通常是通過沿運行方向(縱向)延伸(縱向延伸)一連續(xù)薄膜制得的,因此偏振薄膜的吸收軸幾乎與縱向平行。
另一方面,與偏振薄膜的至少一個表面相連的保護薄膜要求具有低的延遲,這是由于如果它具有雙折射的話,所述偏振狀態(tài)將變化。然而,該延遲隨環(huán)境中的溫度和濕度而不利地增加,并且時至今日該問題都是通過粘附該保護薄膜解決的,這樣所述保護薄膜的相位滯后軸與偏振薄膜的透射軸垂直地運行(即,所述保護薄膜的相位滯后軸與偏振薄膜的吸收軸平行地運行)。
然而,在這種情況下,由于保護薄膜的相位滯后軸和偏振薄膜的吸收軸彼此平行,因此尺寸穩(wěn)定性差,特別是存在老化穩(wěn)定性的問題。
另一方面,在傳統(tǒng)LCD中,起偏振片相對圖象平面的垂直方向或橫向以45將其透射軸傾斜放置,因此,如果偏振薄膜是通過如上所述縱向或橫向延伸所述薄膜制得的時,制得的輥狀起偏振片在沖壓步驟中必需相對輥的縱向以45的方向沖壓。在這種情況下,產(chǎn)率降低或者層壓之后的起偏振片材料難以重新使用,結(jié)果,廢料不利地增加。為了解決該問題,提出了一種相對薄膜運輸方向以所需角度傾斜聚合物的取向軸來獲得偏振薄膜的方法(參見,JP-A-2000-9912(本文所用的術(shù)語“JP-A”是指“未審公開的日本專利申請”)和JP-A-3-182701)。
用這種方法,理論上可以獲得具有一不與縱向平行的吸收軸的偏振薄膜,然而,由于在延伸塑料薄膜時在薄膜左邊和右邊之間的薄膜運行速度不同,因此薄膜被拖拉或者皺褶,并且特別難生產(chǎn)具有所需傾斜角(45于起偏振片中)的偏振薄膜。因此,該方法不可行。
就保護薄膜而言,由于三乙酸纖維素酯薄膜光學(xué)上透明并且雙折射小,因此主要使用它。該偏振薄膜通常是通過在運行方向(縱向)單軸地延伸一連續(xù)薄膜制得的,因此該偏振薄膜的吸收軸幾乎與其縱向平行。
而且,當附著另一光學(xué)元件,例如λ/4板時,必需每一個嵌板上都附著上,并且該過程麻煩。此外,需要一層壓多個薄膜同時嚴格控制該角度的制備步驟,并且由于角度滑動,產(chǎn)生漏光,因此造成黑色部分顏色變成黃色或藍色的現(xiàn)象。因此,需要輥對輥附著。
近年來,液晶顯示器不僅用于室內(nèi),而且室外使用也在增加。室外應(yīng)用的實例包括用于街道廣告的大的顯示器、安裝在車輛上的汽車導(dǎo)航用的液晶顯示器、和以便攜式電話為代表的移動媒介液晶顯示器。隨著使用環(huán)境的變化,迫切需要一種即使在高溫高濕條件下顏色也沒有改變并且透射比和偏振度波動降低的液晶顯示器。由于這種變化,因此也要求起偏振片滿足即使在高溫高濕環(huán)境下顯示器的整個圖象平面的透射比和顏色很少變化的要求。
為了解決該問題,如上所述,以提出了幾種方法,其中聚合物的取向軸相對薄膜運行方向以所需角度傾斜(JP-A-2000-9912)。
JP-A-3-182701公開了一種相對薄膜運行方向的延伸軸為任意角的薄膜的制備方法,使用的機理是在一連續(xù)薄膜的兩側(cè)邊緣提供相對側(cè)面成對的薄膜保持點,它們各自與運行方向成角度,隨著薄膜運行,每一對點可以將薄膜延伸至方向。同樣在該方法中,由于在該薄膜的左邊和右邊之間的薄膜運行速度不同,因此在薄膜上產(chǎn)生拖拉或皺褶,并且為了釋放它,必需大大延長延伸步驟,這樣產(chǎn)生設(shè)備成本增加的問題。
JP-A-2-113920公開了一種以傾斜地橫穿薄膜的加工方向延伸薄膜的制備方法,它是在分兩行排列的卡盤之間夾住其兩個邊緣的同時運行薄膜,并在這樣放置的拉幅機橫桿上運行在預(yù)定運行段卡盤運行不同的距離。同樣在該方法中,在傾斜延伸時產(chǎn)生拖拉和皺褶,對光學(xué)薄膜而言這是不利的。
而且,這些延伸方法的基本問題在于,延伸軸的傾斜主要是通過薄膜離開這些拉幅機夾子時產(chǎn)生屈服。
韓國未審專利申請P2001-005184公開了一種起偏振片,其中通過摩擦處理使吸收軸傾斜。然而,正如通常所知的,通過摩擦調(diào)節(jié)取向僅僅在薄膜表面到最多納米級部分的范圍內(nèi)有效,并且諸如碘或二色性染料的起偏器不能令人滿意地取向,結(jié)果偏振性能很差。
至于其它常規(guī)方法,JP-A-6-167611公開了一種液晶顯示器,它使用了一種在高溫高濕條件下皺褶百分比降低的起偏振片。JP-A-12-035512公開了一種在高溫下透射比變化降低的起偏振片,采取的是控制鋅的加入、PVA的聚合度和PVA的皂化度。同樣,JP-A-13-083329公開了一種在高溫高濕條件下偏振性能損失減少的碘偏振薄膜,它是通過將含硼酸的水溶液的pH值特定化。然而,這些不足以滿足耐用性提高的目的。

發(fā)明內(nèi)容
因此,本發(fā)明的目的是提供一種尺寸穩(wěn)定性,特別是老化穩(wěn)定性優(yōu)異的起偏振片。
本發(fā)明的另一目的是提供一種長的輥狀起偏振片,其尺寸穩(wěn)定性優(yōu)異,并且在沖壓起偏振片的步驟中的產(chǎn)率提高。
本發(fā)明的另一目的是提供一種便宜的長起偏振片,其延伸軸的離差降低,它由一傾斜延伸且能夠提高起偏振片沖壓步驟的產(chǎn)率的偏振薄膜組成。
本發(fā)明的另一目的是提供一種性能高且便宜的起偏振片,它在高溫高濕條件下的偏振性能的損失降低,即,耐用性優(yōu)異,這種起偏振片是由一傾斜延伸且能夠提高起偏振片沖壓步驟的產(chǎn)率的偏振薄膜組成。
本發(fā)明的再一目的是提供一種制備方法,它使用一傾斜延伸方法,其中可以容易地制得上述尺寸穩(wěn)定性優(yōu)異的起偏振片,并且提供一種包括上述起偏振片的液晶顯示器。
通過以下構(gòu)成可以達到這些目的。
1、一種起偏振片,包括一偏振薄膜;和一保護薄膜,它附著于所述偏振薄膜的至少一個表面上,其中由保護薄膜的延伸軸與偏振薄膜的延伸軸構(gòu)成的角不小于10并小于90。
2、如第1項所述的起偏振片,它是一長的輥狀起偏振片,其中具有與其縱向平行的延伸軸的所述保護薄膜附著于延伸軸與其縱向既不平行也不垂直的所述偏振薄膜的至少一個表面上。
3、一種長的偏振薄膜,具有一與其縱向既不平行也不垂直的吸收軸;在550nm下的偏振度為90%或更大;在550nm下的單片透射比為35%或更大;和當在橫向測定延伸軸與縱向的角度時,該角度的離差在0.5內(nèi)。
4、一種長的偏振薄膜,具有一與其縱向既不平行也不垂直的吸收軸;在550nm下的偏振度為90%或更大;在550nm下的單片透射比為35%或更大;平面內(nèi)的偏振度的離差在0.5%內(nèi);和單片透射比的離差在0.5%內(nèi)。
5、一種長的偏振薄膜,具有一與其縱向既不平行也不垂直的吸收軸;在550nm下的偏振度為80%或更大;在550nm下的單片透射比為35%或更大;和表面粗糙度Ra是10m或更小。
6、如第2項所述的起偏振片,其中(a)所述偏振薄膜具有一與其縱向既不平行也不垂直的吸收軸,所述起偏振片在550nm下具有40%或更大的單片透射比以及550nm下95%或更大的偏振度,所述偏振度由下式(1)計算,和(b)當所述起偏振片在溫度為60℃和濕度為90%的環(huán)境下靜置500小時時,所述起偏振片具有(b-1)與最初值相比,550nm下的透射比的波動寬度在10%之內(nèi);和(b-2)與最初值相比,550nm下的偏振度的波動寬度在10%之內(nèi)式(1)P=[(H0-H1)/(H0+H1)]1/2×100其中H0是將兩個起偏振片重疊使其吸收軸一致時的透射比(%),H1是將兩個起偏振片重疊使其吸收軸正交時的透射比(%)。
7、如第5項所述的偏振薄膜,其中每m2中色彩滑動條紋的數(shù)量是4或更少。
8、如第1、2或6項所述的起偏振片,其中所述保護薄膜是一透明薄膜,并且所述起偏振片在632.8nm的延遲是10nm或更小。
9、一種起偏振片的制備方法,包括將一延伸過的輥狀保護薄膜附著到偏振薄膜的至少一個表面上,其中所述偏振薄膜是通過一種延伸聚合物薄膜的方法制得的,該方法包括用夾具將一連續(xù)進料的聚合物薄膜的兩個邊夾??;和將所述薄膜延伸,同時所述夾具運行至該薄膜的縱向并向該薄膜施加張力,其中,當L1代表夾具從聚合物薄膜一個邊緣的實際夾持起點直到實際夾持釋放點的軌跡,L2代表夾具從聚合物薄膜的另一邊緣的實際夾持起點直到實際夾持釋放點的軌跡,并且W代表這兩個實際夾持釋放點之間的距離,L1、L2和W滿足下式(2)代表的關(guān)系,并且在右邊薄膜夾具與左邊薄膜夾具之間的縱向的運送速度差值小于1%
式(2)L2-L1>0.4W10、如第9項所述的起偏振片的制備方法,其中將所述聚合物薄膜延伸,同時保持該聚合物薄膜的支持性能并使揮發(fā)性內(nèi)容物比率為5%或更大,然后收縮,同時降低該揮發(fā)性內(nèi)容物的比率。
11、如第9項所述的起偏振片的制備方法,其中用于偏振薄膜的聚合物薄膜是以聚乙烯醇為主的薄膜。
12、如第10項所述的起偏振片的制備方法,其中,當聚合物薄膜收縮同時降低揮發(fā)性內(nèi)容物比率的時候,揮發(fā)性內(nèi)容物比率的降低速度是1%/min。
13、如第9-12任一項所述的起偏振片的制備方法,其中由偏振薄膜的縱向與吸收軸方向構(gòu)成的角是20-70。
14、如第13項所述的起偏振片的制備方法,其中由偏振薄膜的縱向與吸收軸方向構(gòu)成的角是40-50。
15、如第9-14任一項所述的起偏振片的制備方法,包括將用于偏振薄膜的所述延伸過的聚合物薄膜干燥收縮并降低揮發(fā)性內(nèi)容物比率;在該干燥之后或期間將保護薄膜附著在該聚合物薄膜的至少一個表面上;和對所述保護薄膜和聚合物薄膜的層壓物進行熱處理。
16、一種起偏振片的制備方法,包括將一延伸過的輥狀保護薄膜附著在一偏振薄膜的至少一個表面上,所述偏振薄膜具有在550nm下80%或更大的偏振度;在550nm下35%或更大的單片透射比;和表面粗糙度Ra為10μm或更小,其中所述偏振薄膜是通過一種延伸聚合物薄膜的方法制得的,該方法包括用夾具將一連續(xù)進料的聚合物薄膜的兩個邊夾住;和將所述薄膜延伸,同時所述夾具運行至該薄膜的縱向并向該薄膜施加張力,其中,當L1代表夾具從聚合物薄膜一個邊緣的實際夾持起點直到實際夾持釋放點的軌跡,L2代表夾具從聚合物薄膜的另一邊緣的實際夾持起點直到實際夾持釋放點的軌跡,并且W代表這兩個實際夾持釋放點之間的距離,L1、L2和W滿足式(2)L2-L1>0.4W代表的關(guān)系,用于所述偏振薄膜的聚合物薄膜在延伸之前具有0.1-500MPa的彈性模量,和將所述聚合物薄膜延伸,同時保持該聚合物薄膜的支持性能并使揮發(fā)性內(nèi)容物比率為5%或更大,然后收縮,同時降低該揮發(fā)性內(nèi)容物比率。
17、如第16項所述的起偏振片的制備方法,其中用于所述偏振薄膜的聚合物薄膜是一數(shù)均聚合度是2,000-5,000的聚乙烯醇薄膜。
18、如第16項所述的起偏振片的制備方法,其中所述延伸用于所述偏振薄膜的聚合物薄膜的方法包括加入金屬鹽的步驟。
19、如第18項所述的起偏振片的制備方法,其中所述加入金屬鹽的步驟是一將所述聚合物薄膜浸泡在含有金屬鹽的溶液中的步驟。
20、如第19項所述的起偏振片的制備方法,其中含有金屬鹽的溶液中金屬鹽的濃度是0.01-10.0wt%。
21、如第9-15任一項所述的起偏振片的制備方法,其中在延伸之前用于所述偏振薄膜的薄膜中揮發(fā)性組分含量的分布是5%或更小。
22、如第16項所述的起偏振片的制備方法,其中,在延伸過的輥狀保護薄膜附著到所述偏振薄膜的至少一個表面上之后,對所述偏振薄膜與保護薄膜的層壓物進行后熱處理。
23、一種液晶顯示器,包括一液晶元件和放置在所述液晶元件的兩側(cè)的起偏振片,其中至少一個起偏振片是從至少一個選自如下的起偏振片沖壓出的起偏振片第1、2或6項所述的起偏振片;具有至少一個如第3、4、5和7項所述的偏振薄膜的起偏振片;和通過第9-22任一項所述的方法制得的起偏振片。
附圖簡述

圖1是顯示本發(fā)明的起偏振片的圖示透視圖。
圖2是顯示本發(fā)明的起偏振片的沖壓狀態(tài)的圖示平面圖。
圖3是顯示傾斜延伸本發(fā)明的聚合物薄膜的方法的一個實例的圖示平面圖。
圖4是顯示傾斜延伸本發(fā)明的聚合物薄膜的方法的一個實例的圖示平面圖。
圖5是顯示傾斜延伸本發(fā)明的聚合物薄膜的方法的一個實例的圖示平面圖。
圖6是顯示傾斜延伸本發(fā)明的聚合物薄膜的方法的一個實例的圖示平面圖。
圖7是顯示傾斜延伸本發(fā)明的聚合物薄膜的方法的一個實例的圖示平面圖。
圖8是顯示傾斜延伸本發(fā)明的聚合物薄膜的方法的一個實例的圖示平面圖。
圖9是顯示實施例的液晶顯示器的層結(jié)構(gòu)的圖示平面圖。
圖10是顯示實施例中保護薄膜的延伸軸與偏振薄膜的延伸軸之間的關(guān)系的示意圖。
圖11是顯示傳統(tǒng)起偏振片的沖壓狀態(tài)的圖示平面圖。
圖12是鼓風設(shè)備的圖示概念圖。
圖13是夾具的圖示概念圖。
圖14是葉片設(shè)備的圖示概念圖。
附圖中的標號如下(i)加入薄膜的方向(ii)將薄膜運送至下一步的方向(a)加入薄膜的步驟(b)延伸薄膜的步驟(c)將延伸的薄膜傳遞到下一步的步驟A1薄膜與夾具捏合的位置以及開始延伸薄膜的位置(實際夾持起點右邊)B1薄膜與夾具捏合的位置(左邊)C1開始延伸薄膜的位置(實際夾持起點左邊)
Cx釋放薄膜的位置以及薄膜延伸的最后基礎(chǔ)位置(實際夾持釋放點左邊)Ay薄膜延伸的最后基礎(chǔ)位置(實際夾持釋放點右邊)L1-L2右邊和左邊薄膜夾具之間的路徑差W薄膜延伸步驟結(jié)束時的實際寬度延伸方向與薄膜運行方向構(gòu)成的角11在加入側(cè)薄膜的中心線12傳遞到下一步的薄膜的中心線13薄膜夾具的軌跡(左邊)14薄膜夾具的軌跡(右邊)15加入側(cè)的薄膜16傳遞到下一步的薄膜17、17′開始夾住(捏合)薄膜的左邊和右邊點18、18′從夾具釋放薄膜的左邊和右邊點21在加入側(cè)薄膜的中心線22傳遞到下一步的薄膜的中心線23薄膜夾具的軌跡(左邊)24薄膜夾具的軌跡(右邊)25加入側(cè)的薄膜26傳遞到下一步的薄膜27、27′開始夾住(捏合)薄膜的左邊和右邊點28、28′從夾具釋放薄膜的左邊和右邊點33、43、53、63薄膜夾具的軌跡(左邊)34、44、54、64薄膜夾具的軌跡(右邊)35、45、55、65加入側(cè)的薄膜36、46、56、66傳遞到下一步的薄膜70保護薄膜
71、71′保護薄膜的延伸軸(相位滯后軸)74粘合層80偏振薄膜81偏振薄膜的延伸軸(吸收軸)72、82縱向83橫向90起偏振片91、92碘類起偏振片97液晶元件98背面光101鼓風設(shè)備111夾具121葉片設(shè)備即,已發(fā)現(xiàn)當將延伸過的保護薄膜和延伸過的偏振薄膜組合使其延伸軸構(gòu)成不小于10但小于90的角時,其尺寸穩(wěn)定性顯著提高并且可以獲得優(yōu)異的老化穩(wěn)定性。更具體地說,圖1顯示了起偏振片90,它是通過將具有延伸軸71的保護薄膜70附著于一具有延伸軸81的偏振薄膜80的至少一個表面上,如果需要的話,經(jīng)粘合層75附著,其中偏振薄膜的延伸軸81與保護薄膜的延伸軸71(即,虛線71′)之間的角度不小于10但小于90。在該范圍內(nèi),可以獲得優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性。根據(jù)尺寸穩(wěn)定性和偏振性能,保護薄膜和偏振薄膜的延伸軸之間的角度優(yōu)選為20-80,更優(yōu)選40-50。
本文所用的起偏振片不僅包括長的輥狀起偏振片,而且包括用于LCD且由超長的起偏振片沖壓出的起偏振片。至于起偏振片的延伸軸和保護薄膜的延伸軸之間的角度,當將起偏振片的保護薄膜和偏振薄膜剝離且測定起偏振片的吸收軸和保護薄膜的相位滯后軸時,可以評價由所述吸收軸和相位滯后軸構(gòu)成的角度。
偏振薄膜的延伸軸定義為當將該起偏振片以交叉尼科耳狀態(tài)(cross nicol state)重疊在一具有已知吸收軸的起偏振片上時得到最大透射密度的軸線方向。保護薄膜的延伸軸定義為測定該保護薄膜的平面內(nèi)的折光率時得到最大折光率的軸線方向。偏振薄膜的延伸軸與保護薄膜的延伸軸之間的角度是指由這些軸線方向構(gòu)成的角度。在本發(fā)明中,該角度不小于10但小于90。偏振薄膜的透射密度可以通過一透射密度儀(例如,X Rite.310TR,其上安裝一M態(tài)過濾器)測定,并且保護薄膜的折光率可以通過一偏振光橢圓率測量儀(例如,AEP-10,由Shimadzu公司生產(chǎn))測定。
優(yōu)選保護薄膜70的延伸軸71與起偏振片的縱向82或橫向83平行地運行,并且偏振薄膜80的延伸軸81相對該起偏振片的縱向82或橫向83成45角。
用于本發(fā)明的延伸過的保護薄膜的制備不僅包括通過提供延伸步驟將該薄膜延伸的情形,而且包括如下情形不提供一獨立的延伸步驟,通過在將用于保護薄膜的薄膜干燥之后的后熱處理中,在輥的縱向另外施加的張力將該薄膜延伸。
通過設(shè)計偏振薄膜和保護薄膜,它們各自有一延伸軸,并且這些延伸軸之間具有上述的角度,并將這些薄膜組合,可以容易地得到該起偏振片。然而,優(yōu)選使用輥狀起偏振片,其中如圖2所示,具有與縱向平行的延伸軸71的一保護薄膜附著到具有一既不與縱向82平行也不與其垂直的延伸軸81的偏振薄膜(即,傾斜取向的偏振薄膜)的至少一個表面上。這樣,當起偏振片如圖2所示沖壓時,可以提高沖壓該起偏振片的步驟的產(chǎn)率。
圖2所示傾斜取向的偏振薄膜可以通過如下方法制得將一連續(xù)進料的聚合物薄膜的兩邊夾持,并通過施加一張力延伸該薄膜,同時使夾具在薄膜的縱向前進,其中夾具的軌跡L1(聚合物薄膜一端的實際夾持起點到其實際夾持釋放點)、夾具的軌跡L2(聚合物薄膜的另一端的實際夾持起點到其實際夾持釋放點)和這兩個實際夾持釋放點之間的距離W滿足下式(1),并且左邊和右邊薄膜夾具的縱向運輸速度之差小于1%(本文后面,該方法特別稱作一種特定的傾斜延伸方法)。
式(1)P=[(H0-H1)/(H0+H1)]1/2×100在如此獲得的傾斜延伸偏振薄膜的至少一個表面上,連續(xù)附著一在縱向具有延伸軸的輥狀保護薄膜,由此可以更有效地制得一輥狀起偏振片。
圖11顯示了沖壓傳統(tǒng)起偏振片的一個實例。在該傳統(tǒng)起偏振片中,如圖11所示,偏振化的吸收軸71,即,延伸軸與縱向72一致,然而在本發(fā)明的起偏振片中,如圖2所示,偏振化的吸收軸81,即,該延伸軸相對縱向82以45傾斜,并且該角度與LCD中在起偏振片的吸收軸與液晶元件本身的縱向或橫向之間附著一液晶元件得到的角度一致,因此,在該沖壓步驟中不需要傾斜沖壓。而且,由圖2看到,由于本發(fā)明的起偏振片沿縱向以直線切割,因此實際起偏振片也可以在沒有沖壓超長的起偏振片,但是沿縱向?qū)⑵淇v切制得,結(jié)果,獲得特別高的產(chǎn)率。
本發(fā)明的起偏振片包括一具有偏振能力的偏振薄膜,并且在該偏振薄膜的兩個表面或一個表面上,通常通過一粘合層提供一保護薄膜。一般說來,制得一超長的起偏振片(經(jīng)常為輥狀),并根據(jù)用途沖壓,由此獲得一實際的起偏振片。除非另有說明,本發(fā)明所用的“起偏振片”既包括超長的起偏振片,還包括沖壓的起偏振片。
如上所述,本發(fā)明的第一個優(yōu)選實施方式的偏振薄膜的特征在于在一長的起偏振片(超長的起偏振片)中,吸收軸與其縱向既不平行也不垂直(本文后面,該超長的起偏振片有時簡稱為一“傾斜取向的”起偏振片)。在該縱向和吸收軸方向之間的傾斜角優(yōu)選為10-小于90,更優(yōu)選20-70,甚至更優(yōu)選40-50,特別優(yōu)選44-46。就該傾斜角而言,在由該超長的起偏振片沖壓它的步驟中可以高產(chǎn)率獲得單個的起偏振片。
在本發(fā)明中,該傾斜角可以自由設(shè)定。因此,當將該起偏振片與其它光學(xué)元件組合使用時可以自由選擇一最佳角度。
本發(fā)明第一個優(yōu)選實施方式的偏振薄膜的特征還在于在550nm下的單片透射比是35%或更大,在550nm下的偏振度是90%或更大。該單片透射比優(yōu)選是40%或更大,并且偏振度優(yōu)選是95.0%或更大,更優(yōu)選99%或更大,特別優(yōu)選99.9%或更大。本發(fā)明的起偏振片具有優(yōu)異的單片透射比和偏振度,因此當將其用作液晶顯示器時,可以有益地提高其對比度。
本發(fā)明的傾斜取向的起偏振片可以通過下述方法容易地獲得。即,通過延伸聚合物薄膜獲得傾斜取向,與此同時,設(shè)計薄膜延伸時的揮發(fā)性內(nèi)容物比率、薄膜收縮時的收縮百分比、和薄膜在延伸之前的彈性模量。還優(yōu)選控制延伸之前附著于薄膜上的外來雜質(zhì)的量。
在本發(fā)明的第一個優(yōu)選實施方式的偏振薄膜中,在橫向測定的延伸軸相對于縱向的角度的分散性小,具體地說,該分散性在5,優(yōu)選3。結(jié)果,在橫向尼科耳時間的黑色部分密度的分散實際上排除了,并且等級上升了。
上述橫向的寬度是指作為偏振薄膜有效的寬度(有效寬度),不包括在制備該偏振薄膜時在兩邊等處的夾持部分。
為了降低延伸軸的分散性,在延伸至所需的傾斜角之后,很快固定該取向狀態(tài)。作為該目的的有效方式是,使用一控制聚合物薄膜在延伸時的揮發(fā)性內(nèi)容物比率、薄膜在收縮時的收縮百分比、薄膜的干燥點和揮發(fā)性內(nèi)容物比率的降低速度的方法。
在本發(fā)明的第二個優(yōu)選實施方式的偏振薄膜中,偏振度和透射比的分散性(平面內(nèi)偏振度和透射比的平均值的最大值或最小值之差與該平均值的比例)可以通過控制薄膜延伸時的揮發(fā)性內(nèi)容物比率、薄膜收縮時的收縮百分比、延伸之前附著于薄膜上的外來雜質(zhì)的量、揮發(fā)性內(nèi)容物比率降低速度、和延伸之前薄膜內(nèi)揮發(fā)性組分含量的分布來降低。
本發(fā)明的第三個優(yōu)選實施方式的起偏振片的特征還在于偏振薄膜的表面粗糙度Ra是10m或更小。本文所用的表面粗糙度Ra優(yōu)選是5m或更小,更優(yōu)選1m或更小。本文所用的表面粗糙度Ra是指通過JIS B0601和B0660中所述的標準測定方法測定的值。實際上,表面粗糙度可以通過例如粗糙度儀和AFM的常規(guī)設(shè)備測定。
在本發(fā)明中,傾斜取向的偏振薄膜的表面粗糙度Ra為10m或更小,由此可以獲得不產(chǎn)生彩色滑動條紋的優(yōu)異的起偏振片。即,本發(fā)明提供了每1m2有4個或更小的彩色滑動條紋的起偏振片。本文所用的彩色滑動條紋是指在偏振薄膜或起偏振片上觀察到的條狀顏色變化。該彩色滑動條紋是用肉眼證實的,并且特別是指長度為1cm或更大并且寬度為0.1cm或更大并且在550nm下密度與正常相差0.2或更大的部分。彩色滑動條紋的量優(yōu)選每1m2起偏振片中是4條或更少,更優(yōu)選2條或更少,甚至更優(yōu)選是1條或更少。
本發(fā)明的第三個優(yōu)選實施方式的偏振薄膜的特征還在于在550nm下的單片透射比是35%或更大,并且在550nm下的偏振度是80%或更大。該單片透射比優(yōu)選是40%或更大,并且偏振度優(yōu)選是95.0%或更大,更優(yōu)選99%或更大,特別優(yōu)選99.9%或更大。在本發(fā)明中,除非另有說明,透射比是指單片透射比。本發(fā)明的起偏振片具有優(yōu)異的單片透射比和偏振度,因此在用作液晶顯示器使其對比度可以有益地提高。
本發(fā)明的傾斜取向的起偏振片可以通過下述方法容易地獲得。即,傾斜取向是通過延伸聚合物薄膜,同時控制薄膜延伸時的揮發(fā)性內(nèi)容物比率、薄膜收縮時的收縮百分比、和薄膜在延伸之前的彈性模量獲得的。還優(yōu)選控制延伸之前附著于薄膜上的外來雜質(zhì)的量。這樣可以獲得表面粗糙度下并且光滑度優(yōu)異且即使傾斜延伸時沒有皺褶和拖拉的偏振薄膜。由于沒有產(chǎn)生皺褶/拖拉,因此沒有發(fā)生翹曲,并且施加于薄膜上的延伸張力沒有降低。這被假定為不產(chǎn)生條狀顏色變化的原因。
本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方式的起偏振片具有優(yōu)異的耐用性,即,在高溫高濕條件下偏振性能的波動減少。而且,在本發(fā)明中首先可以制得長至10m或更大且耐用性優(yōu)異的輥狀起偏振片。結(jié)果,該起偏振片可以輥對輥地與另一光學(xué)元件,例如/4板附著,并且生產(chǎn)率提高。由于為輥狀,該起偏振片還具有優(yōu)異的包裝性能和貯藏性。而且,可以由該輥狀起偏振片高產(chǎn)率地沖壓用于液晶顯示器的起偏振片。
本發(fā)明優(yōu)選實施方式的起偏振片的特征還在于在550nm下的單片透射比是40%或更大,并且在550nm下通過式(1)計算的偏振度是95%或更大。單片透射比優(yōu)選是40%或更大,更優(yōu)選43%或更大,并且偏振度優(yōu)選是99%或更大,更優(yōu)選99.9%或更大。在本發(fā)明中,除非另有說明,透射比是指單片透射比。
本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的起偏振片具有優(yōu)異的單片透射比和偏振度,因此將其用作液晶顯示器時,對比度可以有益地提高。
而且,本發(fā)明優(yōu)選實施方式的起偏振片的特征在于當使該起偏振片在溫度60℃和濕度90%的環(huán)境下靜置500小時之后測定時,與最初值相比,550nm下透射比的波動寬度在10%以內(nèi),并且與最初值相比,550nm下偏振度的波動寬度在10%以內(nèi)。這樣,防止了本發(fā)明的起偏振片在高溫高濕條件下的偏振性能降低,并且呈現(xiàn)優(yōu)異的耐用性。
本文所用的最初值是指起偏振片暴露于高溫高濕環(huán)境下之前的值。
本發(fā)明的傾斜取向的起偏振片可以通過下述方法容易地獲得。即,傾斜取向是通過延伸聚合物薄膜,同時控制薄膜延伸時的揮發(fā)性內(nèi)容物比率、加入到薄膜內(nèi)的金屬鹽、和構(gòu)成薄膜的聚合物的聚合度來獲得的。還優(yōu)選控制延伸之前附著于薄膜上的外來雜質(zhì)的量。
<耐用性>
當液晶顯示器在戶外長期使用時,產(chǎn)生質(zhì)量降低的問題,例如顯示器圖象平面的透射比降低或增加,顏色變化如脫色或變色,以及偏振度降低。
當將起偏振片靜置于溫度為60℃且濕度為90%的環(huán)境中時,發(fā)生這樣一種現(xiàn)象載體經(jīng)受熱收縮,并且偏振薄膜和保護薄膜質(zhì)量降低。這可以作為促使起偏振片質(zhì)量降低的試驗使用。根據(jù)耐熱性和耐濕熱性,本發(fā)明的起偏振片在上述質(zhì)量降低促使試驗中優(yōu)選透射比和偏振度的波動寬度小。更具體地說,在將起偏振片于溫度為60℃且濕度為90%的環(huán)境中靜置500小時之后,與最初值相比,透射比的波動寬度在10%之內(nèi),優(yōu)選在5%之內(nèi),更優(yōu)選在2%之內(nèi),與最初值相比,偏振度的波動寬度是10%,優(yōu)選5%,更優(yōu)選2%。
通過這樣的方法使用包含數(shù)均聚合度為1,000-10,000,優(yōu)選2,000-5,000的聚合物的薄膜作為用于所述偏振薄膜的聚合物薄膜并向該偏振薄膜中加入金屬鹽,可以使本發(fā)明的起偏振片具有這樣的耐用性。然而,本發(fā)明并不限于該方法。
在本發(fā)明的起偏振片中,保護薄膜附著于所述偏振薄膜的至少一個表面上,這樣在保護薄膜的延伸軸與偏振薄膜的延伸軸之間的傾斜角不小于10但小于90。只要滿足該要求,對結(jié)合它們的附著方法沒有特別的限制。對將偏振薄膜和保護薄膜結(jié)合的粘合劑沒有特別的限制,并且其實例包括PVA-基樹脂(包括改性的PVA如乙酰乙?;?、磺酸基、羧基和氧化烯基)以及硼化合物的水溶液。其中,優(yōu)選PVA-基樹脂。干燥之后粘合層的厚度優(yōu)選是0.01-10m,更優(yōu)選0.05-5m。
將這些薄膜結(jié)合的方法的實例包括這樣一種方法將縱向延伸的正常偏振薄膜和一保護薄膜各自沖壓,并將這些沖壓過的薄膜結(jié)合以使各自的延伸軸成上述的傾斜角。偏振薄膜和保護薄膜中至少一個優(yōu)選具有與其縱向既不平行也不垂直的延伸軸,這是由于不用前面的沖壓起偏振片和保護薄膜,而僅僅將該保護薄膜和偏振薄膜各自以輥狀附著就可以獲得本發(fā)明的起偏振片,其中由延伸軸構(gòu)成的傾斜角不平行。
具體地說,偏振薄膜優(yōu)選具有與縱向既不平行也不垂直的延伸軸。而且,相對縱向而言,用作LCD的起偏振片的偏振薄膜優(yōu)選具有以角度40-50,更優(yōu)選44-46傾斜的延伸軸。
如上所述,具有與其縱向既不平行也不垂直的延伸軸的偏振薄膜優(yōu)選通過特定的傾斜延伸方法沖壓。下面詳細描述該方法。
圖3和4各自是顯示一種傾斜延伸聚合物薄膜的方法的典型實例的圖示平面圖。
該特定的傾斜延伸方法包括(a)以箭頭(i)的方向加入原始薄膜的步驟,(b)以橫向延伸該薄膜的步驟,和(c)將該延伸薄膜運送到下一步的步驟,即,以箭頭(ii)的方向。本文后面所述的“延伸步驟”含有步驟(a)-(c)并顯示進行該傾斜延伸方法的整個步驟。
將該薄膜從方向(i)連續(xù)加入并且首先在點B1通過從上游看左側(cè)的夾具夾持。在該點,該薄膜的另一邊未夾持并且在橫向不產(chǎn)生張力。換句話說,點B1不是實際開始夾持的點(本文后面稱之為“實際夾持起點”)。
實際夾持起點定義為首先夾持薄膜兩邊的點。該實際夾持起點包括兩個點,即,在更下游側(cè)的夾持起點A1,以及在從A1的與加入側(cè)薄膜的中心線11(圖3)或21(圖4)幾乎垂直畫的直線與相對側(cè)夾具的軌跡13(圖3)或23(圖4)相遇的點C1。
從這些點開始,當薄膜經(jīng)兩邊的夾具以大致相等的速度運送時,每隔單位時間A1移動到A2、A3…An,并且C1類似地移動到C2、C3…Cn。夾具作為基底同時通過的點An和Cn之間連接的直線是此時的延伸方向。
在該特定的傾斜延伸方法中,如圖3和4所示,An漸漸比Cn延遲,因此該延伸方向漸漸從與運送方向垂直的方向傾斜。實際釋放該夾持的點(本文后面稱之為“實際夾持釋放點”)由兩點定義,即在更下游側(cè)薄膜離開夾具的點Cx,以及與從Cx與中心線12(圖3)或22(圖4)幾乎垂直地畫的直線與相對側(cè)夾具的軌跡14(圖3)或24(圖4)的交會點Ay,所述的中心線12(圖3)或22(圖4)是要傳送到下一步驟的薄膜的中心線。
薄膜最終延伸方向的角度是由延伸步驟的實際終點(實際夾持釋放點)處右邊與左邊夾具之間的路徑差A(yù)y-Ax(即,L1-L2)與實際夾持釋放點之間的距離W(Cx與Ay之間的距離)之比來確定的。因此,相對運送到下一步的方向的延伸方向的傾斜角是一滿足下面關(guān)系的角度tan=W/(Ay-Ax),即,tan=W/L1-L2圖3和4的上面的薄膜邊緣夾持至18(圖3)或28(圖4),甚至在點Ay之后,然而,由于其它邊緣沒有夾持,因此沒有新產(chǎn)生橫向延伸。因此,18和28不是實際夾持釋放點。
如上所述,存在于薄膜兩邊的實際夾持起點不是薄膜僅與右邊和左邊夾具各自捏合的點。為了更嚴格地描述上面定義的兩個實際夾持起點,將它們定義為這些點將左邊或右邊夾住點與另一夾住點相連的直線幾乎垂直地與加入到夾持薄膜的步驟中的薄膜的中心線會合的兩個夾住點,并且是位于最上游的兩個夾住點。
類似地,兩個實際夾持釋放點定義為這些點將左邊或右邊夾住點與另一夾住點相連的直線幾乎垂直地與遞送到下一步的薄膜的中心線會合的兩個夾住點,并且它們是位于最下游的兩個夾住點。
本文所用的術(shù)語“幾乎垂直地會合”是指薄膜的中心線與左邊和右邊實際夾持起點或?qū)嶋H夾持釋放點相連的直線構(gòu)成的角度是90 0.5。
在使用拉幅機-系統(tǒng)延伸機賦予左邊和右邊路徑不同的情況下,由于機械限制如軌道長度在與夾具捏合的點與實際夾持起點之間或者在脫離夾具的點與實際夾持釋放點之間存在大的位錯,然而,只要從上面定義的實際夾持起點到實際夾持釋放點的路徑滿足式(1)的關(guān)系,就能夠有效地進行該傾斜延伸。
由步驟(c)的出口寬度與右邊和左邊之間路徑的實際差異L1-L2之比可以控制并調(diào)整該延伸薄膜的取向軸的傾斜角。
就該起偏振片和相差薄膜而言,經(jīng)常需要相對縱向以45傾斜的薄膜。在這種情況下,為了獲得接近45的取向角,優(yōu)選滿足下式(2)式(2)0.9W<L1-L2<1.1W,更優(yōu)選,滿足下式(3)式(3)0.97W<L1-L2<1.03W。
圖1-6顯示了延伸步驟的具體實例,其中將聚合物薄膜傾斜延伸,同時滿足式(1)、并且在考慮設(shè)備成本和產(chǎn)率的情況下可以自由地設(shè)計它們。
將薄膜加入到延伸步驟的方向(i)和將薄膜運送至下一步的方向(ii)構(gòu)成的角度可以為任意數(shù)值,然而,從使包括延伸之前和延伸之后的步驟的設(shè)備的總安裝面積最小化的角度考慮,該角度優(yōu)選較小,并優(yōu)選為3或更小,更優(yōu)選0.5或更小。該值例如可以通過圖3和6所示的結(jié)構(gòu)獲得。
在這種方法中,薄膜運行方向基本上沒有改變,相對縱向的取向角為45,優(yōu)選作為起偏振片或相差薄膜,它們僅通過擴大夾具的寬度是很難達到的。如圖3,在薄膜一旦延伸之后通過提供使薄膜收縮的步驟,可以使L1-L2變大。
延伸比優(yōu)選是1.1-10.0倍,更優(yōu)選2-10倍。在接下來的收縮步驟中的收縮百分比優(yōu)選為10%或更大。而且,如圖6所示,也優(yōu)選將該延伸-收縮重復(fù)多次,這樣可以使L1-L2變大。
從使延伸步驟中的設(shè)備成本最小化的角度,夾具軌跡的轉(zhuǎn)彎數(shù)以及彎曲角度優(yōu)選較小。在這種觀點下,如圖4、5和7所示,薄膜運行方向優(yōu)選彎曲,同時保持夾持薄膜兩邊的狀態(tài),這樣在夾持薄膜兩邊的步驟的出口處的薄膜運行方向與薄膜的實際延伸方向構(gòu)成的角度可以傾斜20-70。
通過施加張力同時夾持兩邊的來延伸薄膜的設(shè)備優(yōu)選是一種如圖3-7所示的所謂的拉幅機。除了傳統(tǒng)的兩維拉幅機之外,也可以使用一延伸步驟,如圖8所示,其中在兩邊在夾具路徑之間螺旋地賦予一差異。
在許多情況下,該拉幅機-型延伸機具有一夾-固定鏈沿軌道運行的結(jié)構(gòu)。然而,當使用如本發(fā)明的垂直的不均勻延伸方法時,如圖3和4所示,一個軌道的末端可能與該步驟的入口和出口處的另一軌道的末端位錯,并且在左邊和右邊不可能同時發(fā)生捏合或脫離。在這種情況下,該實際路徑長度LI和L2不是簡單的捏合-至-脫離距離,但是正如上面所述的,是夾具夾持薄膜兩邊的長度。
如果在延伸步驟的出口處的左邊和右邊之間的薄膜運行速度不同,那么發(fā)生皺褶或滑動。因此,要求右邊和左邊薄膜夾具以基本上相同的速度運送該薄膜。速度差異優(yōu)選是1%或更小,更優(yōu)選小于0.5%,最優(yōu)選小于0.05%。本文所用的速度是指左邊和右邊夾具各自每分鐘前進的軌跡的長度。在一常規(guī)拉幅機延伸機或類似物中,根據(jù)驅(qū)動該鏈的鏈輪的周期、驅(qū)動馬達的頻率等等,速度產(chǎn)生的不勻度為幾秒鐘或更小的數(shù)量級,并且經(jīng)常產(chǎn)生幾%的不勻度,然而,這些不歸于本發(fā)明所述的速度不同。
由于右邊和左邊路徑之間的差異,因此產(chǎn)生皺褶或滑動。為了解決這些問題,聚合物薄膜優(yōu)選經(jīng)過延伸,同時保持其支撐性能,并且使其有5%或更大的揮發(fā)性內(nèi)容物,然后收縮以基本上揮發(fā)性內(nèi)容物。本文所用的術(shù)語“聚合物薄膜保持支撐性能”是指薄膜夾持兩邊,并且不影響薄膜性能。
而且,“延伸使其有5%或更大的揮發(fā)性內(nèi)容物”不一定是指在整個延伸步驟工藝中將揮發(fā)性內(nèi)容物比率保持5%或更大,而是只要以揮發(fā)性內(nèi)容物比率為5%或更大延伸就產(chǎn)生本發(fā)明的效果,在該步驟的一部分,揮發(fā)性內(nèi)容物比率可以是5%或更小。以這種形式加入揮發(fā)性內(nèi)容物的方法的實例包括這樣一種方法將薄膜澆注,然后加入揮發(fā)性內(nèi)容物如水或非水溶劑,用揮發(fā)性內(nèi)容物如水或非水溶劑浸泡、涂布或噴霧該薄膜,之后延伸,或者在延伸期間涂布揮發(fā)性內(nèi)容物如水或非水溶劑。親水聚合物如聚乙烯醇在高溫和高濕環(huán)境下含有水,因此通過調(diào)節(jié)高濕環(huán)境中的濕度,然后延伸該薄膜,或者在高濕條件下延伸該薄膜,可以加入該揮發(fā)性內(nèi)容物。除了這些方法之外,可以使用任何方式,只要聚合物薄膜的揮發(fā)性內(nèi)容物可以為5%或更大。
優(yōu)選的揮發(fā)性內(nèi)容物比率隨聚合物薄膜的類型而變化。揮發(fā)性內(nèi)容物比率的最大值可以是任意的,只要該聚合物薄膜可以保持支撐性能。就聚乙烯醇而言,該揮發(fā)性內(nèi)容物比率優(yōu)選是10-100%,并且就纖維素酰化物而言優(yōu)選是10-200%。
<收縮百分比延伸期間或之后的收縮百分比>
延伸過的聚合物薄膜的收縮可以在延伸期間或之后的任一步驟下進行。如果聚合物薄膜的皺褶以及在傾斜方向取向產(chǎn)生的延伸軸的分散通過收縮而去除,那么它就足夠的。就收縮薄膜而言,可以使用一種加熱薄膜并由此除去揮發(fā)性內(nèi)容物的方法,然而,如果裝置可以收縮薄膜的話,那么可以使用任意裝置。薄膜優(yōu)選收縮至1/sin或更大倍,其中是相對縱向的取向角。該收縮百分比優(yōu)選是10%或更大。
<從產(chǎn)生皺褶到消失的距離>
聚合物薄膜在傾斜方向取向時產(chǎn)生的皺褶如果在本發(fā)明的實際夾持釋放點才消失,那么它可能是足夠的。然而,如果從產(chǎn)生皺褶到消失所需的時間太長的話,在延伸方向可能產(chǎn)生分散性。因此,該皺褶優(yōu)選在離產(chǎn)生皺褶的點盡可能短的運行距離內(nèi)消失。為此,例如可以使用一種增加揮發(fā)性內(nèi)容物的揮發(fā)速度的方法。
<揮發(fā)性組分含量的分布>
在通過一個完整步驟制備一長的,特別是輥狀起偏振片的情況下,沒有不均勻染色或未染色的點是必需的。如果在延伸之前的薄膜內(nèi)的揮發(fā)性組分分布不均勻時(揮發(fā)性組分量的差異取決于薄膜平面的位置),這樣造成不均勻的染色或者未染色點。因此,延伸之前薄膜內(nèi)揮發(fā)性組分含量的分布優(yōu)選較小,并且優(yōu)選為5%或更小。本發(fā)明所用的揮發(fā)性內(nèi)容物比率是指單位體積的薄膜內(nèi)所含的揮發(fā)性組分的體積,并且是揮發(fā)性組分體積除以薄膜體積獲得的值。其分布是指每1m2中揮發(fā)性內(nèi)容物比率的波動寬度(最大值或最小值與平均揮發(fā)性內(nèi)容物比率之差中的較大差值與平均揮發(fā)性內(nèi)容物比率的比率)。為了降低揮發(fā)性組分含量的分布,可以使用一種用均勻空氣吹正面和反面的方法、用軋輥均勻擠壓薄膜的方法、或者用擦拭器擦去揮發(fā)性組分的方法,然而,在分布可以是均勻的情況下,可以使用任意方法。
圖12-14分別顯示了鼓風設(shè)備、夾具和葉片設(shè)備的一個實例。
<彈性模量>
至于延伸之前的聚合物薄膜的物理性能,如果彈性模量太低的話,延伸期間或之后的收縮百分比降低,并且皺褶難以消失,然而如果彈性模量太高的話,延伸時施加大的張力,結(jié)果,夾持薄膜兩邊的部分必需增加強度,并且機器上的載荷增加。根據(jù)楊氏模量,薄膜的彈性模量優(yōu)選為0.01-5,000MPa,更優(yōu)選0.1-500MPa。
<干燥干燥速度和干燥點>
為了制備一長的,特別是輥狀起偏振片,必需以揮發(fā)性內(nèi)容物降低的狀態(tài)附著一保護薄膜。在附著該保護薄膜之前聚合物薄膜優(yōu)選經(jīng)過干燥,并優(yōu)選在釋放兩邊的夾持之前具有一干燥點。更優(yōu)選,將該干燥點調(diào)整至獲得所需取向角之后以盡可能短的運行距離前進。而且,通過將該干燥點調(diào)整至釋放兩邊的夾持的點,可以降低延伸軸的分散。該干燥點是指薄膜的表面溫度與環(huán)境中的大氣溫度相等時的位置。由于上述原因,干燥速度也優(yōu)選盡可能高。
<揮發(fā)性內(nèi)容物比率降低的速度>
本發(fā)明所用的揮發(fā)性內(nèi)容物比率降低的速度是指單位體積內(nèi)所含的揮發(fā)性組分在單位時間內(nèi)的降低。如果該揮發(fā)性內(nèi)容物比率降低速度低的話,收縮花費時間,并且在次期間,該延伸和取向過的聚合物薄膜易于經(jīng)受取向分散,結(jié)果,偏振性能、單片透射比等易于產(chǎn)生分散。因此,揮發(fā)性內(nèi)容物比率降低速度優(yōu)選較高,特別是該降低速度優(yōu)選是1%/min或更大。
下面描述本發(fā)明的其它要求。
<干燥溫度>
必需將聚合物薄膜干燥,直至它與一保護薄膜結(jié)合,因此在用聚乙烯醇薄膜制備起偏振片的情況下,干燥溫度優(yōu)選是40-90℃,更優(yōu)選60-85℃。
<膨脹百分比>
在本發(fā)明中,當聚合物薄膜是聚乙烯醇并且使用一硬化劑時,用水的膨脹百分比優(yōu)選在延伸之前與之后不同,以便不是減輕而是保持在傾斜方向延伸的狀態(tài)。更具體地說,優(yōu)選延伸之前的膨脹百分比高,并且延伸和干燥之后的膨脹百分比低。更優(yōu)選,延伸之前用水的膨脹百分比大于3%,而干燥之后的膨脹百分比是3%或更小。
<彎曲部分的說明>
本發(fā)明中調(diào)節(jié)夾具軌跡的軌道通常需要具有大的彎曲比。為了避免薄膜夾具彼此因突然彎曲的干擾或者避免應(yīng)力局部集中,夾具的軌跡優(yōu)選在彎曲部分畫一圓弧。
<延伸速度>
在本發(fā)明中,薄膜延伸的速度優(yōu)選較高,并且當用單位時間的延伸放大率表示時,它是1.1倍/分鐘或更大,優(yōu)選2倍/分鐘或更大。
<外來物質(zhì)>
在本發(fā)明中,如果在延伸之前外來物質(zhì)附著在聚合物薄膜上,那么該表面將變得粗糙。因此,優(yōu)選將外來物質(zhì)除去。如果有外來物質(zhì)的話,特別是在制備起偏振片時,它們使得色彩/光學(xué)不均勻。直到結(jié)合保護薄膜,聚合物薄膜上未附著外來物質(zhì)也是重要的。因此,起偏振片優(yōu)選是在浮塵降至盡可能低的環(huán)境中制得的。本發(fā)明所用的外來物質(zhì)的量是將附著于薄膜表面上的外來物質(zhì)的重量除以表面積獲得的值,并通過單位平方米的克數(shù)表示。外來物質(zhì)的量優(yōu)選是1g/m2或更小,更優(yōu)選0.5g/m2或更小。更優(yōu)選較小量。
除去外來物質(zhì)的方法沒有特別的限制,并且可以使用任意方法,只要它可以除去這些外來物質(zhì),并且對延伸之前的聚合物薄膜沒有副作用。其實例包括噴射水流以刮去外來物質(zhì)的方法、通過噴氣刮去外來物質(zhì)的方法,和使用布、橡膠等刮片刮去外來物質(zhì)的方法。
<縱向張力>
在本發(fā)明中,在用夾具夾持薄膜的兩邊時,優(yōu)選將薄膜拉緊以便于夾持。其方法的實例包括在縱向施加張力使薄膜拉緊的方法。該張力隨延伸之前薄膜的狀態(tài)而變化,但是優(yōu)選施加至不使薄膜松弛的程度。
<延伸時的溫度>
在本發(fā)明中,如果薄膜延伸時的周圍溫度至少高于薄膜內(nèi)揮發(fā)性內(nèi)容物的固化點的話就足夠了。在薄膜為聚乙烯醇的情況下,周圍溫度優(yōu)選是25℃或更大。在將用于偏振薄膜的在碘酸/溴酸中浸泡過的聚乙烯醇延伸的情況下,周圍溫度優(yōu)選是30-90℃。
<延伸時的濕度>
在延伸聚乙烯醇(為水是揮發(fā)性內(nèi)容物的薄膜)的情況下,該薄膜優(yōu)選在調(diào)節(jié)濕度的環(huán)境下延伸。特別地,當給予一硬化劑時,如果水分含量降低,薄膜將變硬,并且難以延伸。因此,濕度優(yōu)選是50%或更大,更優(yōu)選80%或更大,甚至更優(yōu)選90%或更大。
<縱向的運送速度>
在將賦予氧化劑的聚乙烯醇薄膜延伸的情況下,隨著延伸的進行,薄膜變硬。因此,縱向的運行速度優(yōu)選是1m/min或更大。就產(chǎn)率而言優(yōu)選較高速度。在任意情況下,上限將隨延伸的薄膜和延伸機而變化。
<偏振薄膜>
在本發(fā)明中,待延伸的聚合物薄膜沒有特別的限制,并且可以使用一種包含具有適當熱塑性的聚合物的薄膜。該聚合物的實例包括PVA、聚碳酸酯、纖維素?;锖途垌?。
延伸之前的薄膜的厚度沒有特別的限制,然而,就薄膜夾持的穩(wěn)定性和延伸的均勻性而言,該厚度優(yōu)選是1m-1mm,更優(yōu)選20-200m。
在使用本發(fā)明制備偏振薄膜的情況下,聚合物優(yōu)選是PVA。PVA通常是通過將聚乙酸乙烯酯皂化獲得的,但是可以含有可與乙酸乙烯酯共聚合的組分,如不飽和的羧酸、不飽和的磺酸、烯烴和乙烯基醚類。同樣,可以使用含有乙酰乙酰基、磺酸基、羧基、氧化烯基等的改性PVA。
PVA的皂化度沒有特別的限制,但是根據(jù)穩(wěn)定性等,該皂化度優(yōu)選80-100mol%,更優(yōu)選90-100mol%。同樣,PVA的聚合度沒有特別的限制,但是優(yōu)選1,000-10,000,更優(yōu)選1,500-5,000。
<染色配方/方法>
該偏振薄膜是通過將用于偏振薄膜的聚合物薄膜,例如PVA染色獲得的,并且該染色步驟是通過氣相或液相吸附進行的。作為液相染色的實例,當使用碘作為起偏器時,該染色是通過將用于偏振薄膜的聚合物薄膜浸泡在碘-碘化鉀水溶液中進行的。碘優(yōu)選是0.1-20g/l,碘化鉀優(yōu)選是1-200g/l,并且碘與碘化鉀的重量比優(yōu)選是1-200。染色時間優(yōu)選是10-5,000秒,并且液體溫度優(yōu)選是5-60℃。染色方法不僅僅限于浸泡,而且可以使用任意方式,例如涂布或噴霧碘或染料溶液??梢栽诒景l(fā)明的延伸步驟之前或者之后提供該染色步驟,然而,優(yōu)選在延伸步驟之前在液相中進行該染色,這是由于薄膜適當膨脹并且便于其延伸。
<起偏器>
除了碘之外,還優(yōu)選使用二色性染料作為起偏器,并用該二色性染料染色該薄膜。二色性染料的具體實例包括染料-型化合物如偶氮-基染料、二苯乙烯-基染料、吡唑啉酮-基染料、三苯基甲烷-基染料、喹啉-基染料、噁嗪-基染料、thiadine-基染料和蒽醌-基染料。優(yōu)選水溶性化合物,但是本發(fā)明并不限于此。同樣,優(yōu)選將親水取代基如磺酸基、氨基和羥基加入到這些二色性分子中。該二色性分子的具體實例包括C.I.直接黃12、C.I.直接橙39、C.I.直接橙72、C.I.直接紅39、C.I.直接紅79、C.I.直接紅81、C.I.直接紅83、C.I.直接紅89、C.I.直接紫48、C.I.直接藍67、C.I.直接藍90、C.I.直接綠59、C.I.酸性紅37和以及JP-A-62-70802、JP-A-1-161202、JP-A-1-172906、JP-A-1-172907、JP-A-1-183602、JP-A-1-248105、JP-A-1-265205和JP-A-7-261024中所述的染料。這些二色性分子以游離酸、堿金屬鹽、銨鹽或胺鹽使用。通過將兩種或更多的這些二色性分子混合,可以制得具有各種顏色的起偏器。優(yōu)選這樣一種偏振設(shè)備或起偏振片,其中將偏振軸正交時提供黑色的化合物(染料)混合或者將各種二色性分子混合提供黑色,這是由于其優(yōu)異的單片透射比和偏振化率。
還優(yōu)選將本發(fā)明的延伸方法用于制備所謂的聚亞乙烯基-偏振薄膜,其中將PVA脫水或者將聚氯乙烯脫氯形成聚烯結(jié)構(gòu),并由該共軛雙鍵獲得偏振。
<加入硬化劑(交聯(lián)劑)、金屬鹽>
參照使用PVA薄膜作為偏振薄膜用的聚合物薄膜的情形描述該硬化劑(交聯(lián)劑)。在通過延伸PVA薄膜制備偏振薄膜的過程中,優(yōu)選使用能夠交聯(lián)該PVA薄膜的硬化劑。特別是,當使用本發(fā)明的傾斜延伸方法時,如果在延伸步驟的出口處該PVA薄膜硬化不足,那么由于該步驟中的張力,該PVA薄膜的取向方向可能偏移。因此,優(yōu)選在延伸之前或者在延伸步驟中通過將該PVA薄膜浸泡在該步驟中的硬化劑(交聯(lián)劑)溶液中或者通過涂布該溶液將一硬化劑(交聯(lián)劑)加入到該PVA薄膜中。將硬化劑(交聯(lián)劑)施加到該PVA薄膜的方式?jīng)]有特別的限制,并且可以使用任意方法如在或者用該溶液浸泡、涂布或噴霧該薄膜,然而,優(yōu)選浸泡方法和涂布方法。作為涂布裝置,可以使用任意普通已知的裝置如輥涂器、模涂器、棒涂器、滑涂器和簾涂器。同樣,優(yōu)選將浸漬有該溶液的布、棉、多孔材料等與該薄膜接觸的方法。作為硬化劑(交聯(lián)劑),可以使用美國Re232897中所述的那些,然而,實際中優(yōu)選使用硼酸和硼砂。
可以在薄膜捏合于延伸器之前或之后施加該硬化劑(交聯(lián)劑)。這可以在任意步驟中進行,直到圖3和4中所示的實例的步驟(b)結(jié)束,其中橫向的延伸基本上結(jié)束。在加入該硬化劑(交聯(lián)劑)之后,可以進行漂洗/水洗步驟。在上述中,根據(jù)使用PVA薄膜作為用于所述偏振薄膜的聚合物薄膜的情形描述該硬化劑,然而,本文所述的這些大多數(shù)也可用于根據(jù)聚合物的種類略加改變來使用其它聚合物薄膜的情形。
本發(fā)明的特征在于在偏振薄膜中有金屬鹽,因此獲得高的單片透射比,同時保持起偏器的取向度。認為這是由于金屬鹽的存在,金屬離子與多碘離子形成鹽,并將高價離子物質(zhì)穩(wěn)定。
用于本發(fā)明的金屬優(yōu)選是能夠形成多價離子的金屬元素。具體地說,優(yōu)選屬于過渡金屬的金屬元素。其具體實例包括鋅、鈷、鋯、鐵、鎳和錳。其中優(yōu)選鋅。
鋅的加入沒有特別的限制,但是該加入可以在染色之前、染色之后、延伸之前、延伸之后、干燥之后或者將偏振薄膜與保護薄膜結(jié)合的步驟之后進行。鋅可以染色溶液或硬化溶液中的鋅離子加入,或者可以制備的含有鋅的另一水溶液加入。
如果可以加入鋅的話,加入鋅的方法沒有特別的限制,但是該加入可以在染色之前、染色之后、延伸之前、延伸之后、干燥之后或者偏振薄膜與保護薄膜結(jié)合的步驟之后通過包括浸泡法、涂布法和噴霧法中的任一方法進行。
為了加入鋅,可以例舉的一種方法是將鋅鹽溶解在每一水溶液中。在本發(fā)明中,根據(jù)易于制備,優(yōu)選這樣一種方法,將鋅鹽溶解在硬化溶液中并與在該硬化溶液中浸泡的步驟平行地加入鋅。
作為鋅鹽,可以例舉的有包括氯化鋅和碘化鋅的鹵化鋅、硫酸鋅或乙酸鋅??梢赃m當選擇鋅鹽的用量,如果所得起偏振片或偏振薄膜中鋅的含量成為本發(fā)明定義的鋅含量,例如,當通過浸泡加入鋅時,鋅鹽的用量可以根據(jù)浸泡液中的鋅濃度、浸泡時間和浸泡溫度而任意確定。當浸泡時間是60-200秒,浸泡溫度是30-40℃時,氯化鋅的用量是0.5-15重量份/100重量份的水,優(yōu)選0.7-5重量份。
所得起偏振片或偏振薄膜中的鋅含量是0.04-0.5wt%。當鋅含量小于0.04wt%或超過0.5wt%時,在高溫高濕下的耐用性趨于降低,并且偏振度和單片透射比趨于降低。起偏振片或偏振薄膜中的鋅含量是以百分比計100重量份的起偏振片中鋅重量所示的值。
向薄膜中加入金屬鹽的方法沒有特別的限制,但是可以在用起偏器染色薄膜的步驟、向薄膜中加入硬化劑的步驟以及將偏振薄膜與保護薄膜結(jié)合的步驟中的任一步驟中進行該加入。其中,優(yōu)選在用起偏器染色薄膜的步驟和/或向薄膜中加入硬化劑的步驟中加入該金屬離子。在一更優(yōu)選的實施方式中,將0.01-10.0wt%的金屬鹽加入到作為起偏器水溶液的碘/碘化鉀水溶液以及作為硬化劑水溶液的硼酸/碘化鉀水溶液中,由此進行薄膜的染色和向薄膜中加入硬化劑,同時加入金屬鹽。在一更優(yōu)選的實施方式中,將0.01-10.0wt%的金屬鹽僅加入到作為硬化劑水溶液的硼酸/碘化鉀水溶液中,由此加入硬化劑并加入金屬鹽。
延伸過的聚合物薄膜的收縮可以在延伸期間或延伸之后的任一步驟中進行。為了將該薄膜收縮,可以使用將該薄膜加熱并由此除去揮發(fā)性內(nèi)容物的方法,然而,可以使用可以使薄膜收縮的任意方法。干燥之后的揮發(fā)性內(nèi)容物優(yōu)選是3%或更小,更優(yōu)選2%或更小,甚至更優(yōu)選1.5%或更小。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方式中,延伸方法包括(i)至少在橫向?qū)⒈∧ぱ由熘?.1-20.0倍,(ii)使在夾持設(shè)備的加工方向在兩邊之間的薄膜運行速度相差1%或更大,(iii)使薄膜運行方向彎曲,同時夾持薄膜的兩邊,這樣在夾持薄膜兩邊的步驟的出口處的薄膜運行方向與薄膜的實際延伸方向之間的傾斜角是20-70,(iv)將薄膜延伸,同時保持聚合物薄膜的支持性能,并允許5%或更大的揮發(fā)性內(nèi)容物存在,然后將該薄膜收縮以降低該揮發(fā)性內(nèi)容物。
調(diào)節(jié)夾具的軌跡的軌道經(jīng)常需要具有大的彎曲比。為了避免薄膜夾具彼此因突然彎曲的干擾或者避免應(yīng)力局部集中,夾具的軌跡優(yōu)選在彎曲部分畫一圓弧。
為了將一保護薄膜與由此通過傾斜延伸制得的偏振薄膜結(jié)合,例如可以使用這樣一種方法在上述偏振薄膜的干燥步驟中使用粘合劑將保護薄膜粘附到該偏振薄膜上,同時保持夾持兩邊的狀態(tài),然后切割兩邊,或者使用這樣一種方法在干燥之后從兩邊夾持部分取下偏振薄膜,將薄膜的兩邊切割,并將一保護薄膜附著其上。
圖2顯示了通過傾斜延伸獲得的起偏振片進行沖壓的一個實例(45傾斜的一個例子)。如圖2所示,由于延伸軸81,即,偏振的吸收軸相對縱向82以45傾斜,并且保護薄膜的吸收軸71與縱向平行,其間的傾斜角是45。而且,偏振的吸收軸81的角度與LCD中的液晶元件結(jié)合時在起偏振片的吸收軸與液晶元件本身的垂直或橫向之間構(gòu)成的角度一致,因此,在該沖壓步驟中不一定傾斜沖壓。同樣,如圖2看出,由于傾斜延伸的起偏振片以直線沿縱向切割,因此也可以制得一實際的起偏振片,不用沖壓該長的起偏振片,但是要將其沿縱向縱切,結(jié)果生產(chǎn)率明顯提高。
從評價液晶顯示器的對比度的角度,本發(fā)明的起偏振片優(yōu)選具有高的透射比和高的偏振度。在550nm下該透射比優(yōu)選是30%或更大,更優(yōu)選40%或更大。在550nm下該偏振度優(yōu)選是95.0%或更大,更優(yōu)選99%或更大,甚至更優(yōu)選99.9%或更大。在本發(fā)明中,除非另有說明,透射比是指單片透射比。
優(yōu)選將本發(fā)明的起偏振片用于液晶顯示器。該液晶顯示器通常包括一液晶顯示器元件和一起偏振片。該液晶顯示器元件包括一液晶層、支持該液晶層的基片、和向該液晶施加一電壓的電極層。所述基片和電極層各自是使用顯示器目的用的透明材料制得的。作為透明基片,使用玻璃薄片或樹脂薄膜。在要求液晶顯示器具有一定的彎曲性的情況下,必需使用樹脂薄膜。除了高的透明度之外,要求該液晶基片具有低的雙折射和耐熱性。有時在液晶顯示器中提供一相差薄片。所述相差薄片是一除去液晶圖象元件上的色彩并實現(xiàn)黑-和白-表達的雙折射薄膜。該相差薄片也可以使用一樹脂薄膜制得。要求該相差薄片具有高的雙折射。該起偏振片包括保護薄膜和偏振薄膜。該偏振薄膜是使用碘或二色性染料作為偏振元件的樹脂薄膜。為了保護偏振薄膜的目的,在偏振薄膜的一個表面或者兩個表面上提供該保護薄膜。在僅在偏振薄膜的一個表面上提供保護薄膜的情況下,上述液晶基片通常用作另一表面上的保護薄膜。要求起偏振片的保護薄膜具有透明度和低的雙折射(低的延遲值),為此特別有益地使用本發(fā)明的乙酸纖維素酯薄膜。
起偏振片的偏振薄膜包括碘-型偏振薄膜、使用二色性染料的染料-型偏振薄膜、和聚烯-型偏振薄膜。任意這些偏振薄膜通常是使用聚乙烯醇-型薄膜生產(chǎn)的。起偏振片的保護薄膜優(yōu)選厚度是25-350m,更優(yōu)選50-200m。在該保護薄膜中,可以加入紫外線吸收劑、滑動劑、變質(zhì)抑制劑和增塑劑。在起偏振片的保護薄膜中,還可以提供一表面處理過的薄膜。表面處理過的薄膜的功能包括硬涂層防混濁處理、防閃光處理和防反射處理。起偏振片及其保護薄膜描述在JP-A-4-219703、JP-A-5-212828和JP-A-6-51117。起偏振片的保護薄膜的厚度優(yōu)選為10-350m,更優(yōu)選25-200m。
在本發(fā)明的起偏振片的保護薄膜表面上,可以提供任意的功能層如用于補償LCD的視角的光學(xué)各向異性層、用于提高顯示器的可視性的防閃光層或防反射層、或者因各向異性散射或者各向異性光學(xué)干擾而用于提高LCD的亮度來具有分離PS波的功能的層(例如,聚合物分散液晶層、膽脂醇液晶層)(如JP-A-4-229828、JP-A-6-75115和JP-A-8-50206中所述)、提高起偏振片的耐擦性的硬涂層、防止水分或氧擴散的氣體屏障層、提高與偏振薄膜的粘合強度的易粘合層、粘合劑或壓敏性粘合劑、或者賦予滑動性的層。
可以在偏振薄膜面?zhèn)然蚺c偏振薄膜相對的表面上提供該功能層。提供功能層的面可以根據(jù)目的適當選擇。
在本發(fā)明的偏振薄膜的一個表面或兩個表面上,可以直接附著各種功能薄膜作為保護薄膜。該功能薄膜的實例包括相差薄膜如/4板和/2板、光漫射薄膜、在與起偏振片相對的表面上提供有導(dǎo)電層的塑料單元、具有各向異性散射或各向異性光學(xué)干擾功能的亮度提高薄膜、反射片、和具有transflective功能的反射片。
作為起偏振片的保護薄膜,可以堆疊一片上述的保護薄膜或多片上述的保護薄膜??梢詫⑾嗤谋Wo薄膜附著于偏振薄膜的兩個面,或者附著于兩個表面的保護薄膜彼此可以具有不同的功能和物理性能。也可以僅將上述保護薄膜附著于一個表面上,并且在其相對表面上不附著該保護薄膜,而是直接在其上提供一壓敏性粘合層以直接在其上附著一液晶元件。在這種情況下,優(yōu)選在該壓敏粘合劑的外面提供一可釋放的分離薄膜。
<保護薄膜和偏振薄膜的結(jié)合角>
在本發(fā)明中,當保護薄膜和偏振薄膜以一角度結(jié)合以使保護薄膜的取向軸(相位滯后軸)和偏振薄膜的延伸軸(吸收軸)不平行地運行時,提供具有優(yōu)異尺寸穩(wěn)定性的效果。為了獲得該效果,該角度優(yōu)選從不小于10到小于90,更優(yōu)選從20到小于70。
<保護薄膜>
保護薄膜附著于本發(fā)明生產(chǎn)的偏振薄膜的兩個表面或一個表面,并將該層壓物用作起偏振片。這種保護薄膜沒有特別的限制,并且例如可以使用纖維素?;锶缫宜崂w維素酯和乙酸丁酸纖維素酯、聚碳酸酯、聚烯烴、聚苯乙烯和聚酯。要求該起偏振片的保護薄膜具有例如透明度、適當?shù)耐笣裥?、低的雙折射和適當?shù)挠捕鹊男阅?,并且綜合來看,優(yōu)選纖維素酰化物,并且更優(yōu)選乙酸纖維素酯。
根據(jù)最終用途,該保護薄膜可以具有任意的物理性能值,下面描述了在將該保護薄膜用于正常透射-型LCD的情況下的代表性優(yōu)選值。考慮到可操作性和耐用性,薄膜厚度優(yōu)選是5-500m,更優(yōu)選20-200m,甚至更優(yōu)選20-100m。在632.8nm下延遲值優(yōu)選是0-150nm,更優(yōu)選0-20nm,甚至更優(yōu)選0-10nm,特別優(yōu)選0-5nm。從避免線性偏振的橢圓形形成的角度,所述保護薄膜的相位滯后軸優(yōu)選與偏振薄膜的吸收軸基本上平行或正交地運行。然而,當保護薄膜被賦予改變偏振性能的功能時,不采用這,例如相差薄片,并且起偏振片的吸收軸可以與所述保護薄膜的相位滯后軸成任意角度。
可見光透射比優(yōu)選是60%或更大,更優(yōu)選90%或更大。在90℃下處理120小時之后的尺寸降低優(yōu)選是0.3-0.01%,更優(yōu)選0.15-0.01%。薄膜拉伸試驗的拉伸強度優(yōu)選是50-1,000MPa,更優(yōu)選100-300MPa。薄膜的透濕性優(yōu)選是100-800g/m2·天,更優(yōu)選300-600g/m2·天。
當然,本發(fā)明并不限于這些值。
下面詳細描述優(yōu)選作為保護薄膜的纖維素?;铩T谝粌?yōu)選纖維素?;镏校w維素的羥基的取代度滿足所有下式(I)-(IV)(I) 2.6A+B3.0(II) 2.0A 3.0(III) 0B<08(IV) 1.9<A-B其中A和B各自代表纖維素羥基取代為?;娜〈?,A是乙?;娜〈?,B是具有3-5碳原子的?;娜〈取@w維素在一個葡萄糖單元中有3個羥基,并且上面的數(shù)字顯示羥基取代度是3.0,最大取代度是3.0。在三乙酸纖維素酯中,取代度A通常是2.6-3.0(在這種情況下,未被取代的羥基最大是0.4),B是0。用作起偏振片的保護薄膜的纖維素?;飪?yōu)選是三乙酸纖維素酯,其中所有?;际且阴;蛘呤沁@樣的纖維素?;镆阴;?.0或更大,具有3-5個碳原子的酰基是0.8或更小,并且未被取代的羥基是0.4或更小。考慮到物理性能,具有3-5個碳原子的?;鼉?yōu)選是0.3或更小。該取代度可以由測定的在纖維素羥基上取代的乙酸和具有3-5碳原子的脂肪酸的鍵合度計算。該測定可以根據(jù)ASTM D-817-91的方法進行。
除了乙酰基之外,具有3-5個碳原子的?;ū;?C2H5CO-)、丁酰基(C3H7CO-)(正-、異-)和戊酰基(C4H9CO-)(正-、異-、仲-、叔-)。其中,考慮到形成的薄膜的機械強度、易于溶解等,優(yōu)選正-取代的基團,并且更優(yōu)選正-丙?;?。如果乙酰基的取代度低,那么其機械強度和耐濕和熱的性能降低。當具有3-5個碳原子的?;娜〈雀邥r,在有機溶劑中的溶解性能提高,但是當各自取代度在上述范圍內(nèi)時,獲得良好的物理性能。
纖維素?;锏木酆隙?粘性平均)優(yōu)選是200-700,更優(yōu)選250-550。粘性平均聚合度可以通過Ostwald粘度計測定。由測定的纖維素?;锏墓逃姓扯萚 ],按照下式可以確定聚合度DP=[ ]/Km(其中DP是粘性平均聚合度,Km是常數(shù)6×10-4)。
作為纖維素?;锏脑系睦w維素包括棉籽絨和木漿,但是可以使用由任意原料纖維素獲得的纖維素?;?,或者也可以使用其混合物。
該纖維素?;锿ǔJ峭ㄟ^溶劑澆注法制得的。在溶劑澆注法中,將纖維素?;锖透鞣N添加劑溶解在一溶劑中制得一稠液(本文后面稱之為“濃液”)并將其澆注在一環(huán)形載體如轉(zhuǎn)筒或帶上,并將溶劑蒸發(fā)形成薄膜。濃液優(yōu)選制備以具有10-40wt%的固體含量濃度。所述轉(zhuǎn)筒或帶優(yōu)選經(jīng)過拋光具有一鏡面。該溶劑澆注方法中的澆注和干燥方法描述在美國專利2,336,310、2,367,603、2,492,078、2,492,977、2,492,978、2,607,704、2,739,069和2,739,070、英國專利640,731和736,892、JP-B-45-4554、JP-B-49-5614、JP-A-60-176834、JP-A-60-203430和JP-A-62-115035。
也優(yōu)選使用澆注兩層或更多層濃液的方法。在澆注多層濃液的情況下,可以從多個以間隔提供的澆注部分在彼此堆疊的載體的運行方向澆注含有各自濃液的澆注液制得該薄膜,并且可以使用例如描述在JP-A-61-158414、JP-A-1-122419和JP-A-11-198285的方法。該薄膜也可以通過從兩個澆注部分澆注纖維素?;镄纬桑⑶疫@可以通過例如JP-B-60-27562、JP-A-61-94724、JP-A-61-947245、JP-A-61-104813、JP-A-61-158413和JP-A-6-134933中所述的方法進行。而且,也可以優(yōu)選使用JP-A-56-162617中所述的澆注方法,其中高粘度濃液的流動被低粘度濃液包圍,并且將該高粘度濃液和低粘度濃液同時擠出。
溶解纖維素?;锏挠袡C溶劑的實例包括烴類(例如苯、甲苯)、鹵代烴類(例如,二氯甲烷、氯苯)、醇類(例如,甲醇、乙醇、二甘醇)、酮類(例如,丙酮)、酯類(例如,乙酸乙酯、乙酸丙酯)和醚類(例如,四氫呋喃、甲基纖維素)。其中,優(yōu)選具有1-7個碳原子的鹵代烴類,最優(yōu)選二氯甲烷??紤]到纖維素酰化物的溶解度、從載體上的可剝離性和薄膜的物理性能如機械強度和光學(xué)性能,除了二氯甲烷之外,優(yōu)選混合一種或多種具有1-5個碳原子的醇類。以溶劑作為整體為基礎(chǔ),醇的含量優(yōu)選是2-25wt%、更優(yōu)選5-20wt%。醇的具體實例包括甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇和正丁醇。其中,優(yōu)選甲醇、乙醇、正丁醇及其混合物。
除了纖維素?;镏?,濃液可以任意地含有如下作為干燥之后的固體內(nèi)容物的組分增塑劑、紫外線吸收劑、無機細粒、熱穩(wěn)定劑如堿土金屬鹽(例如,鈣、鎂)、抗靜電劑、阻燃劑、潤滑劑、油劑、從載體釋放的加速劑、纖維素?;锏乃庖种苿┑鹊?。
優(yōu)選加入的增塑劑是磷酸酯或羧酸酯。磷酸酯的實例包括磷酸三苯酯(TPP)、磷酸三甲苯酯(TCP)、甲苯基二苯基磷酸酯、辛基二苯基磷酸酯、二苯基聯(lián)苯基磷酸酯、磷酸三辛酯和磷酸三丁酯。羧酸酯的代表性實例包括鄰苯二甲酸酯和檸檬酸酯。鄰苯二甲酸酯的實例包括鄰苯二甲酸二甲酯(DMP)、鄰苯二甲酸二乙酯(DEP)、鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)、鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)、鄰苯二甲酸二苯酯(DPP)和鄰苯二甲酸二乙基己酯(DEHP)。檸檬酸酯的實例包括鄰乙?;鶛幟仕崛阴?OACTE)和鄰乙酰基檸檬酸三丁酯(OACTB)。
其它羧酸酯的實例包括油酸丁酯、蓖麻油酸甲基乙酰酯、癸二酸二丁酯和苯三酸酯類如苯三酸三甲酯。乙醇酸酯的實例包括三醋精、三丁精、丁基鄰苯二甲酰基乙醇酸丁酯、乙基鄰苯二甲?;掖妓嵋阴ズ图谆彵蕉柞;掖妓嵋阴?。
在這些增塑劑中,優(yōu)選磷酸三苯酯、聯(lián)苯基二苯基磷酸酯、磷酸三甲苯酯、甲苯基二苯基磷酸酯、磷酸三丁酯、鄰苯二甲酸二甲酯、鄰苯二甲酸二乙酯、鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二辛酯、鄰苯二甲酸二乙基己酯、三醋精、乙基鄰苯二甲?;掖妓嵋阴ズ捅饺崛柞?。更優(yōu)選磷酸三苯酯、聯(lián)苯基二苯基磷酸酯、鄰苯二甲酸二乙酯、乙基鄰苯二甲?;掖妓嵋阴ズ捅饺崛柞?。這增塑劑可以單獨使用或其兩種或多種混合使用。以纖維素?;餅榛A(chǔ),增塑劑的加入量優(yōu)選是5-30wt%,更優(yōu)選8-16wt%。這些化合物可以在制備纖維素?;锶芤簳r與纖維素?;镆黄鹛砑樱蛘呖梢栽谥苽淙芤浩陂g或之后添加。
紫外線吸收劑可以根據(jù)目的自由選擇,例如,可以使用水楊酸酯-基、二苯酮-基、苯并三唑-基、苯甲酸酯-基、氰基丙烯酸酯-基和鎳絡(luò)合鹽-基吸收劑。其中,優(yōu)選二苯酮-基、苯并三唑-基和水楊酸酯-基吸收劑。二苯酮-基紫外線吸收劑的實例包括2,4-二羥基-二苯酮、2-羥基-4-乙酰氧基二苯酮、2-羥基-4-甲氧基二苯酮、2,2′-二羥基-4-甲氧基二苯酮、2,2′-二羥基-4,4′-甲氧基二苯酮、2-羥基-4-正辛氧基二苯酮、2-羥基-4-十二碳酰氧基二苯酮和2-羥基-4-(2-羥基-3-甲基丙烯酰氧基)丙氧基二苯酮。苯并三唑-基紫外線吸收劑的實例包括2-(2′-羥基-3′-叔丁基-5′-甲基苯基)-5-氯苯并三唑、2-(2′-羥基-5′-叔丁基苯基)-苯并三唑、2-(2′-羥基-3′,5′-二-叔戊基苯基)-苯并三唑、2-(2′-羥基-3′,5′-二-叔丁基苯基)-5-氯苯并三唑和2-(2′-羥基-5′-叔辛基-苯基)苯并三唑。水楊酸酯-基紫外線吸收劑的實例包括水楊酸苯酯、水楊酸對辛基苯酯和水楊酸對-叔丁基苯酯。在這些紫外線吸收劑中,優(yōu)選2-羥基-4-甲氧基二苯酮、2,2′-二羥基-4,4′-甲氧基二苯酮、2-(2′-羥基-3′-叔丁基-5′-甲基苯基)-5-氯苯并三唑、2-(2′-羥基-5′-叔丁基苯基)苯并三唑、2-(2′-羥基-3′,5′-二-叔戊基苯基)苯并三唑和2-(2′-羥基-3′,5′-二-叔丁基苯基)-5-氯苯并三唑。
優(yōu)選將許多吸收波長不同的吸收劑混合使用,這是由于可以在寬的波長范圍內(nèi)獲得高的掩蔽效果。以纖維素酰化物為基礎(chǔ),紫外線吸收劑的量優(yōu)選是0.01-5wt%,更優(yōu)選0.1-3wt%。該紫外線吸收劑可以在溶解纖維素酰化物的同時加入,或者可以在溶解之后加入到該濃液中。具體地說,優(yōu)選在澆注之前即刻用靜態(tài)混合器等將紫外線吸收劑溶液加入到濃液中的形式為優(yōu)選。
加入到纖維素?;锏臒o機細粒的實例包括二氧化硅、高嶺土、滑石、硅藻土、石英、碳酸鈣、硫酸鋇、氧化鈦和礬土,并且可以根據(jù)目的自由使用它們。優(yōu)選通過任意裝置如高速混合器、球磨機、超微磨碎機或超聲波分散器將這些細粒分散到粘合劑溶液中,之后將它們加入到濃液中。所述粘合劑優(yōu)選是纖維素?;?。也優(yōu)選將該細粒與其它添加劑如紫外線吸收劑一起分散??梢允褂萌我獾姆稚⑷軇莾?yōu)選組成與濃液溶劑接近的分散溶劑。分散的顆粒的數(shù)均粒徑優(yōu)選是0.01-100m,更優(yōu)選0.1-10m??梢栽谌軇├w維素?;锏牟襟E中同時加入該分散液,或者可以在任意步驟中加入到濃液中,然而,優(yōu)選使用靜態(tài)混合器等在澆注之前即刻與加入紫外線吸收劑類似的形式加入該分散液。
作為從載體釋放的加速劑,表面活性劑是有效的,并且該表面活性劑沒有特別的限制,但是其實例包括磷酸-基、磺酸-基、羧酸-基、非離子和陽離子表面活性劑。它們例如描述在JP-A-61-243837中。
在將該纖維素?;锉∧び糜诒Wo薄膜的情況下,優(yōu)選通過皂化、電暈處理、火焰處理、輝光放電處理等賦予該薄膜表面親水性,以便增加與PVA-型樹脂的粘性。也可以將一親水樹脂分散到對纖維素酰化物具有親和力的溶劑中,并涂布該溶液形成一薄層。在這些方式中,優(yōu)選皂化處理,這是由于薄膜的平整度和物理性能不受影響。所述皂化處理是通過將薄膜浸泡在堿如苛性鈉的水溶液中進行的。處理之后,薄膜優(yōu)選用低濃度的酸中和,并用水充分洗滌以除去過量的堿。
下面具體描述該優(yōu)選用作纖維素?;锉∧さ谋砻嫣幚淼膲A皂化處理。該處理優(yōu)選通過如下循環(huán)進行將纖維素?;锉∧け砻娼莸揭粔A性溶液中,用一酸性溶液中和它,并水洗,然后將該薄膜干燥。堿性溶液的實例包括氫氧化鉀溶液和氫氧化鈉溶液。氫氧根離子的正常濃度優(yōu)選是0.1-3.0N,更優(yōu)選0.5-2.0N。堿性溶液的溫度優(yōu)選是室溫至90℃,更優(yōu)選40-70℃。然后通常用水洗滌該薄膜,并在通過一酸性水溶液之后,再次用水洗滌以獲得一表面處理過的纖維素酰化物薄膜。本文所用的酸的實例包括鹽酸、硝酸、硫酸、乙酸、甲酸、氯乙酸和草酸。酸的濃度優(yōu)選是0.01-3.0N,更優(yōu)選0.05-2.0N。在使用該纖維素酰化物薄膜作為起偏振片的透明保護薄膜的情況下,考慮到與偏振薄膜的粘性,優(yōu)選酸處理和堿處理,即,對纖維素?;镌砘幚?。
可以如Nure no Kiso to Oyo (濕潤基礎(chǔ)和應(yīng)用),Realize Sha(1989年12月10日)中所述,通過接觸角法、濕潤熱法或吸附法,測定通過這種方法獲得的固體的表面能。其中,優(yōu)選接觸角法,并且水的接觸角優(yōu)選是5-90,更優(yōu)選5-70。
在本發(fā)明的起偏振片的保護薄膜表面上,可以提供任意功能層如補償LCD的視角的光學(xué)各向異性層、提高顯示器的可視性的防眩光層或防反射層、或者一具有分離因各向異性散射或各向異性光學(xué)干擾引起的PS波以提高LCD的亮度的層(例如,聚合物分散液結(jié)晶層、膽脂醇液晶層)(如JP-A-4-229828、JP-A-6-75115和JP-A-8-50206中所述)、提高起偏振片的耐擦性的硬涂層、防止水分或氧擴散的氣體屏障層、提高與偏振薄膜、粘合劑或壓敏性粘合劑的粘合強度的容易粘合層、或者一賦予光滑性的層。
該功能層可以提供到偏振薄膜面內(nèi)或者在與偏振薄膜相對的表面上。提供功能層的面可以根據(jù)目的適當選擇。
在本發(fā)明的偏振薄膜的一個表面或兩個表面上,可以直接附著各種功能薄膜作為保護薄膜。功能薄膜的實例包括相差薄膜如/4板和/2板、光漫射薄膜、在與起偏振片相對的表面上提供有一導(dǎo)電層的塑料元件、具有各向異性散射或各向異性光學(xué)干擾功能的亮度提高的薄膜、反射片、和具有transflective功能的反射片。
作為起偏振片的保護薄膜,可以堆疊一片上述的保護薄膜或者多片??梢詫⑾嗤谋Wo薄膜附著于偏振薄膜的兩面,或者附著于兩面的保護薄膜可以彼此具有不同的功能和物理性能。也可以將上述保護薄膜僅附著于一個表面上,并在其相對面上不附著保護薄膜,但是在其上直接提供一壓敏性粘合層以將其直接附著于液晶元件上。在這種情況下,學(xué)院在該壓敏性粘合劑的外面提供一可釋放的分離薄膜。
該保護薄膜通常以輥狀加入,并優(yōu)選連續(xù)附著于一超長的起偏振片上,以便縱向可以一致。這里,保護薄膜的取向軸(相位滯后軸)可以任意方向運行,但是考慮到操作的簡單性和容易度,保護薄膜的取向軸優(yōu)選與縱向平行。
保護薄膜的相位滯后軸(取向軸)與偏振薄膜的吸收軸(延伸軸)之間的角度也沒有特別的限制,并且可以根據(jù)起偏振片的目的適當選擇。本發(fā)明的超長的起偏振片的吸收軸與其縱向不平行,因此當具有與縱向平行的取向軸的保護薄膜連續(xù)附著于本發(fā)明的長起偏振片上時,獲得偏振薄膜的吸收軸與保護薄膜的取向軸不平行的起偏振片。偏振薄膜與保護薄膜結(jié)合以便偏振薄膜的吸收軸和保護薄膜的取向軸不平行運行的起偏振片具有優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性。該性能特別是在將該起偏振片用于液晶顯示器時非常有用。所述保護薄膜的相位滯后軸與偏振薄膜的吸收軸之間的傾斜角不小于10-小于90,優(yōu)選20-80。就該傾斜角而言,尤其產(chǎn)生尺寸穩(wěn)定性效果。
<粘合劑>
將偏振薄膜和保護薄膜結(jié)合的粘合劑沒有特別的限制,并且其實例包括PVA-基樹脂(包括改性的PVA如乙酰乙?;?、磺酸基、羧基和氧化烯基)和硼化合物的水溶液。其中,優(yōu)選PVA樹脂。可以向該PVA樹脂中加入硼化合物、碘化鉀水溶液等。干燥之后的粘合層的厚度優(yōu)選是0.01-10m,更優(yōu)選0.05-5m。
<壓敏性粘合層>
在本發(fā)明的起偏振片中,可以提供用于與其它液晶顯示器元件粘合的壓敏性粘合層。在壓敏性粘合層的表面上,優(yōu)選提供一釋放薄膜。當然該壓敏性粘合層光學(xué)上透明,并且也呈現(xiàn)適當?shù)恼硰椥院蛪好粜哉澈蟿┬阅???梢蕴峁┯糜诒景l(fā)明的壓敏性粘合層,例如,通過干燥法、化學(xué)固化法、熱固化法、熱熔融法或光固化法由如下聚合物形成和固化一薄膜粘合劑或壓敏性粘合劑的聚合物,例如丙烯酰基-基共聚物、環(huán)氧-基樹脂、聚氨酯、硅酮-基聚合物、聚醚、丁縮醛-基樹脂、聚酰胺-基樹脂、聚乙烯醇-基樹脂或合成橡膠。其中,最優(yōu)選丙烯?;?基共聚物,這是由于可以容易地控制壓敏性粘合劑性能,并且透明度、耐氣候性和耐用性優(yōu)異。
<結(jié)束步驟>
在本發(fā)明中,優(yōu)選提供一將延伸過的薄膜收縮以降低揮發(fā)性內(nèi)容物比例并在干燥之后或期間將該保護薄膜至少粘附到薄膜的一個表面的步驟,一個后加熱薄膜的步驟。附著保護薄膜的方法的具體實例包括在該干燥步驟期間使用粘合劑將保護薄膜附著于偏振薄膜上同時保持夾持偏振薄膜的兩邊的狀態(tài)然后切割兩邊的方法,以及在干燥之后將偏振薄膜從兩邊夾持部分釋放、切割薄膜的兩邊并將一保護薄膜附著于其上的方法。為了切割邊緣,可以使用常規(guī)技術(shù),例如使用切割器如切邊工具切割邊緣的方法或者使用激光器的方法。優(yōu)選將結(jié)合的薄膜加熱以便將粘合劑干燥并提高偏振性能。加熱條件隨粘合劑而改變,但是在含水粘合劑的情況下,加熱溫度優(yōu)選是30℃或更大,更優(yōu)選40-100℃,甚至更優(yōu)選50-80℃??紤]到性能和加工效率,這些加工步驟優(yōu)選在直通線下進行。
<用途及其它>
本發(fā)明的起偏振片可用于各種用途,然而,根據(jù)其取向軸相對縱向傾斜的特性,特別是是相對縱向的取向軸的傾斜角是40-50的偏振薄膜優(yōu)選用作LCD的起偏振片(例如,在所有液晶模式中如TN、STN、OCB、ROCB、ECB、CPA、IPS和VA)、用于有機EL顯示器防反射的循環(huán)起偏振片等等。
而且,本發(fā)明的起偏振片還適用于與各種光學(xué)元件結(jié)合的用途,所述光學(xué)元件例如,相差薄膜如/4板和/2板、視角放大的薄膜、防眩光薄膜和硬涂層薄膜。
下面參照實施例更詳細地描述本發(fā)明,然而,本發(fā)明并不限于此。
實施例1在縱向單軸延伸的一個長聚乙烯醇(PVA)薄膜(在縱向具有吸收軸的偏振薄膜)的一個表面上,使用3%PVA(PVA-117H,由Kuraray有限公司.)水溶液作為粘合劑附著一由富士膠片有限公司生產(chǎn)的皂化過的薄膜Fujitac(三乙酸纖維素酯,延遲值3.0nm)以提供圖10所示延伸軸的5個圖案(1號-5號)。
如下評價所得的每一起偏振片因在由Yamato Kagaku Sha生產(chǎn)的干燥恒濕爐(D63)中老化引起的尺寸穩(wěn)定性和和翹曲。所得結(jié)果示于表1。
{尺寸穩(wěn)定性}測定在40℃和30%的相對濕度下處理100小時之后的收縮百分比。尺寸收縮百分比O在2%之內(nèi)2-5%X大于5%{翹曲}在40℃和30%的相對濕度的環(huán)境下將該起偏振片加熱100小時,然后在一光滑表面上靜置。用肉眼觀察是否翹曲并通過3級評價。
翹曲O幾乎沒有翹曲。
A翹曲。
X嚴重翹曲。


實施例2在25℃下將一PVA薄膜在含有1.0g/l碘和60.0g/l碘化鉀的水溶液中浸泡90秒,再在25℃下在含有40g/l硼酸和30.0g/l碘化鉀的水溶液中浸泡120秒。接著,將該薄膜以圖3的形式加入到一拉幅機延伸器中,并且在60℃和濕度90%的環(huán)境下一旦延伸至7.0倍之后,收縮至5.3倍。之后,將寬度保持恒定,同時在70℃下將薄膜干燥并從拉幅機上取下。該PVA薄膜的揮發(fā)性內(nèi)容物比率在延伸開始之前是31%,干燥之后是1.5%。
右邊和左邊拉幅機夾之間的運送速度的差異小于0.05%,并且加入的薄膜的中心線與遞送到下一步的薄膜的中心線構(gòu)成的角度是0。這里,L1-L2是0.7m,W是0.7m,并且建立L1-L2=W的關(guān)系。在拉幅機的出口,沒有觀察到薄膜皺褶和滑移。所得偏振薄膜相對縱向具有以45傾斜的延伸軸。
之后,使用含有4%碘化鉀的3%PVA(PVA-117H,由Kuraray有限公司生產(chǎn))水溶液作為粘合劑,將富士膠片薄膜有限公司生產(chǎn)的皂化過的輥狀Fujitac(三乙酸纖維素酯,延遲值3.0nm,其延伸軸與縱向平行地運行)連續(xù)地附著于該長偏振薄膜上,同時使該Fujitac在縱向運行并在80℃下干燥,得到一有效寬度是650mm的起偏振片。
將該起偏振片切割成如圖2的310×233mm的大小,結(jié)果,可以獲得面積效率為91.5%且吸收軸相對該面傾斜45的起偏振片。該起偏振片在550nm下具有43.3%的透射比和99.98%的偏振度。
在632.8nm下使用由Oji Test Instruments制得的KOBRA21DH測定延遲。
實施例3將實施例2中制得的碘起偏振片91和92用作兩片起偏振片,在它們之間夾著用于LCD的液晶元件97。如圖9所示,將該起偏振片91以起偏振片放置在顯示器側(cè)并通過一粘合劑附著于液晶元件97,制得LCD。
由此制得的LCD呈現(xiàn)優(yōu)異的亮度、視角性能和可視性,并且即使在40℃和30%RH的環(huán)境下靜置100小時之后,該起偏振片不與液晶顯示器分離,證實該LCD處于不會給顯示器性能帶來麻煩的水平。
在30℃下將一PVA薄膜在含有1.0g/l碘和60.0g/l碘化鉀的水溶液中浸泡90秒,再在30℃下在含有40g/l硼酸和30.0g/l碘化鉀的水溶液中浸泡120秒。接著,將該薄膜以圖3的形式加入到一拉幅機延伸器中,并且在50℃和95%的環(huán)境下一旦延伸至6.4倍之后,收縮至4.5倍。之后,將寬度保持恒定,同時在70℃下將薄膜干燥并從拉幅機上取下。使用切割器切下橫向為3cm的邊緣,然后用含有3%PVA(PVA-117H,由Kuraray有限公司生產(chǎn))和4%碘化鉀的水溶液作為粘合劑將該PVA薄膜附著一富士膠片有限公司生產(chǎn)的皂化過的Fujitac(三乙酸纖維素酯,延遲值3.0nm),再在60℃下加熱30分鐘,制得一有效寬度是650mm的起偏振片。
PVA薄膜的水分含量在延伸開始之前是30%,干燥之后是1.5%。收縮期間的水分含量降低速度是5%/min,并在中間區(qū)域(c)出現(xiàn)干燥點。
右邊和左邊拉幅機夾之間的運送速度的差異小于0.05%,并且加入的薄膜的中心線與遞送到下一步的薄膜的中心線構(gòu)成的角度是0。這里,L1-L2是0.7m,W是0.7m,并且建立L1-L2=W的關(guān)系。在拉幅機的出口,沒有觀察到薄膜皺褶和變形。
所得起偏振片的吸收軸方向相對縱向以45傾斜。在橫向以50mm的間隔測定該起偏振片的吸收軸的傾斜,結(jié)果,相對縱向的該延伸軸的平均傾斜角是45,并且其離差是0.5。在1m2的平面內(nèi)以50mm的間隔測定該起偏振片在550nm下的透射比和偏振度,結(jié)果,平均透射比是40.2%,平均偏振度是99.56%。
而且,將該起偏振片切割成如圖2的310×233mm的大小,結(jié)果,可以獲得面積效率為91.5%且吸收軸相對該面傾斜45的起偏振片。
在40℃下將一PVA薄膜在含有1.0g/l碘和120.0g/l碘化鉀的水溶液中浸泡90秒,再在40℃下在含有40g/l硼酸和30g/l碘化鉀的水溶液中浸泡60秒。接著,將該薄膜以圖4的形式加入到一拉幅機延伸器中,并且在65℃和95%的環(huán)境下延伸至4.5倍。然后,如圖4所示將拉幅機在延伸方向彎曲,之后,將寬度保持恒定并進行收縮,同時在80℃的環(huán)境下將薄膜干燥并從拉幅機上取下。使用切割器切下橫向為3cm的邊緣,然后用含有3%PVA(PVA-117H,由Kuraray有限公司生產(chǎn))和4%碘化鉀的水溶液作為粘合劑將該PVA薄膜附著一富士膠片有限公司生產(chǎn)的皂化過的Fujitac(三乙酸纖維素酯,延遲值3.0nm),再在60℃下加熱30分鐘,制得一有效寬度是650mm的起偏振片。
PVA薄膜的水分含量在延伸開始之前是30.5%,干燥之后是1.5%。收縮期間的水分含量降低速度是10%/min,并在1/3區(qū)域點(c)出現(xiàn)干燥點。
右邊和左邊拉幅機夾之間的運送速度的差異小于0.05%,并且加入的薄膜的中心線與遞送到下一步的薄膜的中心線構(gòu)成的角度是46。這里,L1-L2是0.7m,W是0.7m,并且建立L1-L2=W的關(guān)系。在拉幅機出口的實際延伸方向Ax-Cx相對遞送到下一步的薄膜的中心線22傾斜45。在拉幅機的出口,沒有觀察到薄膜皺褶和變形。
所得起偏振片的吸收軸方向相對縱向以45傾斜。在橫向以50mm的間隔測定該起偏振片的吸收軸的傾斜,結(jié)果,相對縱向的該延伸軸的平均傾斜角是45,并且其離差是0.25。在1m2的平面內(nèi)以50mm的間隔測定該起偏振片在550nm下的透射比和偏振度,結(jié)果,平均透射比是42.2%,平均偏振度是99.97%。
而且,將該起偏振片切割成如圖2的310×233mm的大小,結(jié)果,可以獲得面積效率為91.5%且吸收軸相對該面傾斜45的起偏振片。
在40℃下將一PVA薄膜在含有1.0g/l碘和120.0g/l碘化鉀的水溶液中浸泡90秒,再在40℃下在含有40g/l硼酸和30g/l碘化鉀的水溶液中浸泡60秒。接著,將該薄膜以圖4的形式加入到一拉幅機延伸器中并延伸至4.5倍。然后,如圖4所示將拉幅機在延伸方向彎曲,之后,將寬度保持恒定并進行收縮,同時在40℃的環(huán)境下將薄膜干燥并從拉幅機上取下。使用切割器切下橫向為3cm的邊緣,然后用含有3%PVA(PVA-117H,由Kuraray有限公司生產(chǎn))和4%碘化鉀的水溶液作為粘合劑將該PVA薄膜附著一富士膠片有限公司生產(chǎn)的皂化過的Fujitac(三乙酸纖維素酯,延遲值3.0nm),再在60℃下加熱30分鐘,制得一有效寬度是650mm的起偏振片。所得起偏振片的吸收軸方向相對縱向以45傾斜。在橫向以50mm的間隔測定該起偏振片的透射軸的傾斜,結(jié)果,相對縱向的該延伸軸的平均傾斜角是45,并且其離差是3。在1m2的平面內(nèi)以50mm的間隔測定該起偏振片在550nm下的透射比和偏振度,結(jié)果,平均透射比是41.1%,平均偏振度是99.78%。
將實施例5中制得的碘-型起偏振片91和92用作其間夾著用于LCD的液晶元件93的兩片起偏振片。如圖9所示,將起偏振片91以起偏振片放置在顯示器側(cè)并通過粘合劑附著于液晶元件93,制得LCD。
由此制得的LCD具有優(yōu)異的亮度、視角性能和可視性,即使在40℃和30%RH下使用1個月之后,該顯示器等級沒有降低。(在550nm下的透射比和偏振度的測定)由Shimadzu Auto-recording Spectrometer UV2100測定透射比。而且,由重疊的兩個起偏振片的吸收軸一致時的透射比H0(%)和其吸收軸正交時的透射比H1(%),由下式確定偏振度P(%)。
P=[(H0-H1)/(H0+H1)]1/2×100(延遲的測定)在632.8nm下使用Oji Test Instruments制備的KOBRA21DH測定。
用水流速度是2l/min的離子交換水洗滌PVA薄膜的兩個表面,并通過鼓風將表面上的水濺出以將粘附到該表面上的外來物質(zhì)降低至0.5%或更小。在30℃下將該PVA薄膜在含有1.0g/l碘和60.0g/l碘化鉀的水溶液中浸泡90秒,再在30℃下在含有40g/l硼酸和30.0g/l碘化鉀的水溶液中浸泡120秒。接著,風吹薄膜的兩個表面以除去過量水分,從而提供這樣一種狀態(tài)薄膜內(nèi)水分含量的分布是2%或更低。在這種情況下,將該薄膜以圖3的形式加入到一拉幅機延伸器中,并且在45℃和95%的環(huán)境下一旦延伸至6.4倍之后,收縮至4.5倍。之后,將寬度保持恒定,同時在80℃下將薄膜干燥并從拉幅機上取下。使用切割器切下縱向為3cm的邊緣,然后用含有3%PVA(PVA-117H,由Kuraray有限公司生產(chǎn))和4%碘化鉀的水溶液作為粘合劑將該PVA薄膜附著一富士膠片有限公司生產(chǎn)的皂化過的Fujitac(三乙酸纖維素酯,延遲值3.0nm),再在60℃下加熱30分鐘,制得一有效寬度是650mm的起偏振片。
PVA薄膜的水分含量在延伸開始之前是30%,干燥之后是1.5%。收縮期間的水分含量降低速度是5%/min。
右邊和左邊拉幅機夾之間的運送速度的差異小于0.05%,并且加入的薄膜的中心線與遞送到下一步的薄膜的中心線構(gòu)成的角度是0。這里,L1-L2是0.7m,W是0.7m,并且建立L1-L2=W的關(guān)系。在拉幅機的出口,沒有觀察到薄膜皺褶和變形。
所得起偏振片的吸收軸方向相對縱向以45傾斜,并且相對作為保護薄膜的Fujitac的相位滯后軸也以45傾斜。
在1m2的平面內(nèi)以50mm的間隔測定該起偏振片在550nm下的透射比和偏振度,結(jié)果,平均透射比是40.8%,平均偏振度是99.55%,并且透射比和偏振度的最大值與最小值的離差都是0.5%。
而且,將該起偏振片切割成如圖2的310×233mm的大小,結(jié)果,可以獲得面積效率為91.5%且吸收軸相對該面傾斜45的起偏振片。
用水流速度是2l/min的離子交換水洗滌PVA薄膜的兩個表面,并通過鼓風將表面上的水濺出以將粘附到該表面上的外來物質(zhì)降低至0.5%或更小。在40℃下將該PVA薄膜在含有1.0g/l碘和120.0g/l碘化鉀的水溶液中浸泡90秒,再在40℃下在含有40g/l硼酸和30g/l碘化鉀的水溶液中浸泡60秒。接著,風吹薄膜的兩個表面以除去過量水分,從而提供這樣一種狀態(tài)薄膜內(nèi)水分含量的分布是2%或更低。在這種情況下,將該薄膜以圖4的形式加入到一拉幅機延伸器中,并在65℃和95%的環(huán)境下延伸至4.5倍。將該拉幅機在延伸方向如圖4所示彎曲,之后,將寬度保持恒定并進行收縮,同時在80℃下將薄膜干燥并從拉幅機上取下。使用切割器切下縱向為3cm的邊緣,然后用含有3%PVA(PVA-117H,由Kuraray有限公司生產(chǎn))和4%碘化鉀的水溶液作為粘合劑將該PVA薄膜附著一富士膠片有限公司生產(chǎn)的皂化過的Fujitac(三乙酸纖維素酯,延遲值3.0nm),再在60℃下加熱30分鐘,制得一有效寬度是650mm的起偏振片。
PVA薄膜的水分含量在延伸開始之前是32%,干燥之后是1.5%。收縮期間的水分含量降低速度是10%/min。
右邊和左邊拉幅機夾之間的運送速度的差異小于0.05%,并且加入的薄膜的中心線與遞送到下一步的薄膜的中心線構(gòu)成的角度是46。這里,L1-L2是0.7m,W是0.7m,并且建立L1-L2=W的關(guān)系。在拉幅機出口的實際延伸方向Ax-Cx相對遞送到下一步的薄膜的中心線22傾斜45。在拉幅機的出口,沒有觀察到薄膜皺褶和變形。
所得起偏振片的吸收軸方向相對縱向以45傾斜。在1m2的平面內(nèi)以50mm的間隔測定該起偏振片在550nm下的透射比和偏振度,結(jié)果,平均透射比是42.9%,平均偏振度是99.97%,并且透射比和偏振度的最大值與最小值的離差都是0.25%。
而且,將該起偏振片切割成如圖2的310×233mm的大小,結(jié)果,可以獲得面積效率為91.5%且吸收軸相對該面傾斜45的起偏振片。
用水流速度是0.1l/min的離子交換水洗滌PVA薄膜的兩個表面,并通過鼓風將表面上的水濺出以將粘附到該表面上的外來物質(zhì)降低至2%或更小。在40℃下將該PVA薄膜在含有1.0g/l碘和120.0g/l碘化鉀的水溶液中浸泡90秒,再在40℃下在含有40g/l硼酸和30g/l碘化鉀的水溶液中浸泡60秒。接著,沒有風吹薄膜的兩個表面,將薄膜內(nèi)水分含量的分布是10%的狀態(tài)的薄膜以圖4的形式加入到一拉幅機延伸器中,并延伸至4.5倍。將該拉幅機在延伸方向如圖4所示彎曲,之后,將寬度保持恒定并進行收縮,同時在40℃下將薄膜干燥并從拉幅機上取下。使用切割器切下橫向為3cm的邊緣,然后用含有3%PVA(PVA-117H,由Kuraray有限公司生產(chǎn))和4%碘化鉀的水溶液作為粘合劑將該PVA薄膜附著一富士膠片有限公司生產(chǎn)的皂化過的Fujitac(三乙酸纖維素酯,延遲值3.0nm),再在60℃下加熱30分鐘,制得一有效寬度是650mm的起偏振片。在薄膜的整個表面產(chǎn)生染色不勻性。在1m2的平面內(nèi)以50mm的間隔測定該起偏振片在550nm下的透射比和偏振度,結(jié)果,平均透射比是40.1%,平均偏振度是99.46%,并且透射比和偏振度的最大值與最小值的離差都是3%。
將實施例8中制得的碘-型起偏振片91和92用作其間夾著用于LCD的液晶元件93的兩片起偏振片。如圖9所示,將起偏振片91以起偏振片放置在顯示器側(cè)并通過粘合劑附著于液晶元件93,制得LCD。
由此制得的LCD具有優(yōu)異的亮度、視角性能和可視性,即使在40℃和30%RH下使用1個月之后,該顯示器等級沒有降低。(在550nm下的透射比和偏振度的測定)由Shimadzu Auto-recording Spectrometer UV2100測定透射比。而且,由重疊的兩個起偏振片的吸收軸一致時的透射比H0(%)和其吸收軸正交時的透射比H1(%),由下式確定偏振度P(%)。
P=[(H0-H1)/(H0+H1)]1/2×100
(延遲的測定)在632.8nm下使用Oji Test Instruments制備的KOBRA21DH測定。
用水流速度是2l/min的離子交換水洗滌PVA薄膜的兩個表面,并通過鼓風將表面上的水濺出以將粘附到該表面上的外來物質(zhì)降低至0.5%或更小。在25℃下將該PVA薄膜在含有1.0g/l碘和60.0g/l碘化鉀的水溶液中浸泡90秒,再在25℃下在含有40g/l硼酸和30g/l碘化鉀的水溶液中浸泡120秒。接著,將該薄膜以圖3的形式加入到一拉幅機延伸器中,并在40℃和95%的環(huán)境下一旦延伸至7.0倍之后,收縮至5.3倍。之后,將寬度保持恒定,同時在60℃下將薄膜干燥并從拉幅機上取下。PVA薄膜的水分含量在延伸開始之前是30%,干燥之后是1.5%。在40℃和95%的環(huán)境下延伸之前的PVA薄膜的彈性模量是35MPa。
右邊和左邊拉幅機夾之間的運送速度的差異小于0.05%,并且加入的薄膜的中心線與遞送到下一步的薄膜的中心線構(gòu)成的角度是0。這里,L1-L2是0.7m,W是0.7m,并且建立L1-L2=W的關(guān)系。在拉幅機的出口,沒有觀察到薄膜皺褶和變形。
此時,通過表面粗糙度測定儀(由Kosaka Laboratory Ltd.制造)測定該起偏振片的表面粗糙度,發(fā)現(xiàn)為1.0m。
然后用含有3%PVA(PVA-117H,由Kuraray有限公司生產(chǎn))和4%碘化鉀的水溶液作為粘合劑將該PVA薄膜附著一層富士膠片有限公司生產(chǎn)的皂化過的Fujitac(三乙酸纖維素酯,延遲值3.0nm,該乙酸纖維素酯薄膜的皂化是如下進行的在55℃下將該乙酸纖維素酯薄膜在1.5N氫氧化鈉水溶液中浸泡2分鐘,在水洗浴中于室溫下洗滌,在30℃下用0.1N硫酸中和,再在室溫下在水洗浴中洗滌,然后用100℃的熱風干燥),再在60℃下加熱30分鐘,獲得一有效寬度是650mm的起偏振片。由于表面光滑,這些薄膜彼此附著狀態(tài)良好。
所得起偏振片的吸收軸方向相對縱向以45傾斜,并且相對Fujitac層(保護薄膜)的相位滯后軸以45傾斜。該起偏振片在550nm下的透射比是41.3%,偏振度是99.60%。
而且,將該起偏振片切割成如圖2的310×233mm的大小,結(jié)果,可以獲得面積效率為91.5%且吸收軸相對該面傾斜45的起偏振片。肉眼沒有觀察到色彩滑動條紋。
用水流速度是2l/min的離子交換水洗滌PVA薄膜的兩個表面,并通過鼓風將表面上的水濺出以將粘附到該表面上的外來物質(zhì)降低至0.5%或更小。在40℃下將該PVA薄膜在含有1.0g/l碘和120.0g/l碘化鉀的水溶液中浸泡90秒,再在40℃下在含有40g/l硼酸和30g/l碘化鉀的水溶液中浸泡60秒。接著,將該薄膜以圖4的形式加入到一拉幅機延伸器中,并延伸至4.5倍。如圖4所示將該拉幅機在延伸方向彎曲,之后,將寬度保持恒定并進行收縮,同時在80℃下將薄膜干燥并從拉幅機上取下。用切割器切下橫向為3cm的邊緣,然后用含有3%PVA(PVA-117H,由Kuraray有限公司生產(chǎn))和4%碘化鉀的水溶液作為粘合劑將該PVA薄膜附著一層富士膠片有限公司生產(chǎn)的皂化過的Fujitac(三乙酸纖維素酯,延遲值3.0nm),再在60℃下加熱30分鐘,獲得一有效寬度是650mm的起偏振片。
PVA薄膜的水分含量在延伸開始之前是32%,干燥之后是1.5%。在40℃和95%的環(huán)境下延伸之前的PVA薄膜的彈性模量是25MPa。通過實施例10中使用的測定儀測定干燥之后的該起偏振片的表面粗糙度Ra,發(fā)現(xiàn)為0.05m。
右邊和左邊拉幅機夾之間的運送速度的差異小于0.05%,并且加入的薄膜的中心線與遞送到下一步的薄膜的中心線構(gòu)成的角度是46。這里,L1-L2是0.7m,W是0.7m,并且建立L1-L2=W的關(guān)系。在拉幅機出口的實際延伸方向Ax-Cx相對遞送到下一步的薄膜的中心線22傾斜45。在拉幅機的出口,沒有觀察到薄膜皺褶和變形。
所得起偏振片的吸收軸方向相對縱向以45傾斜。該起偏振片在550nm下的透射比是42.3%,偏振度是99.97%。而且,將該起偏振片切割成如圖8的310×233mm的大小,結(jié)果,可以獲得面積效率為91.5%且吸收軸相對該面傾斜45的起偏振片。肉眼沒有觀察到色彩滑動條紋。
用水流速度是2l/min的離子交換水洗滌PVA薄膜的兩個表面,并通過鼓風將表面上的水濺出以將粘附到該表面上的外來物質(zhì)降低至2%或更小。在40℃下將該PVA薄膜在含有1.0g/l碘和120.0g/l碘化鉀的水溶液中浸泡90秒,再在40℃下在含有40g/l硼酸和30g/l碘化鉀的水溶液中浸泡60秒。接著,在60下將薄膜干燥10分鐘。該PVA薄膜的水分含量是1%,并且在這種狀態(tài)下,其彈性模量是800MPa。然后,該PVA薄膜以圖4的形式加入到一拉幅機延伸器中,并延伸至4.5倍。將該拉幅機在延伸方向如圖4所示彎曲,之后,將寬度保持恒定并進行收縮,同時在80℃下將薄膜干燥并從拉幅機上取下。在薄膜的整個表面上留下收縮,并且表面粗糙度Ra是2cm。由于粗的粗糙度,因此不能附著一保護薄膜,不能獲得一起偏振片。在整個表面上有大量色彩滑動條紋。
將實施例11中制得的碘-型起偏振片91和92用作其間夾著用于LCD的液晶元件93的兩片起偏振片。如圖9所示,將起偏振片91以起偏振片放置在顯示器側(cè)并通過粘合劑附著于液晶元件97,制得LCD。
由此制得的LCD具有優(yōu)異的亮度、視角性能和可視性,即使在40℃和30%RH下使用1個月之后,該顯示器等級沒有降低。(在550nm下的透射比和偏振度的測定)由Shimadzu Auto-recording Spectrometer UV2100測定透射比。而且,由重疊的兩個起偏振片的吸收軸一致時的透射比H0(%)和其吸收軸正交時的透射比H1(%),由下式確定偏振度P(%)。
P=[(H0-H1)/(H0+H1)]1/2×100(延遲的測定)在632.8nm下使用Oji Test Instruments制備的KOBRA21DH測定。
<起偏振片的制備>
在40℃下將數(shù)均聚合度為1700的PVA薄膜在含有1.0g/l碘和60.0g/l碘化鉀的水溶液中浸泡90秒,再在40℃下在含有40g/l硼酸和30.0g/l碘化鉀的水溶液(其中加入濃度為1.0wt%的氯化鐵)中浸泡120秒。接著,將該薄膜以圖3的形式加入到一拉幅機延伸器中,并在一旦延伸至7.0倍之后,收縮至5.3倍。之后,將寬度保持恒定,同時在60℃下將薄膜干燥并從拉幅機上取下。PVA薄膜的水分含量(揮發(fā)性內(nèi)容物比率)在延伸開始之前是31%,干燥之后是1.5%。
右邊和左邊拉幅機夾之間的運送速度的差異小于0.05%,并且加入的薄膜的中心線與遞送到下一步的薄膜的中心線構(gòu)成的角度是0。這里,L1-L2是0.7m,W是0.7m,并且建立L1-L2=W的關(guān)系。在拉幅機出口的實際延伸方向Ax-Cx相對遞送到下一步的薄膜的中心線22傾斜45。在拉幅機的出口,沒有觀察到薄膜皺褶和變形。
然后,用3%PVA(PVA-117H,由Kuraray有限公司生產(chǎn))水溶液作為粘合劑將該PVA薄膜附著一層富士膠片有限公司生產(chǎn)的皂化過的Fujitac(三乙酸纖維素酯,延遲值3.0nm),再在80℃下干燥,制得一有效寬度是650mm的起偏振片。
所得起偏振片的吸收軸方向相對縱向以45傾斜,并且相對Fujitac的相位滯后軸也以45傾斜。
該起偏振片在550nm下的透射比是42.9%,偏振度是99.89%。
而且,將該起偏振片切割成如圖2的310×233mm的大小,結(jié)果,可以獲得面積效率為91.5%且吸收軸相對該面傾斜45的起偏振片。
將所得起偏振片經(jīng)受耐熱性和耐濕熱性試驗,結(jié)果,單片透射比的波動寬度是9.2%,偏振度的波動寬度是8.3%。
<耐濕熱性評價>
(暴露于高濕高溫下)將該起偏振片于溫度60℃和濕度90%的環(huán)境下在一恒溫和恒濕爐(G-42M,由Yamato Kagaku Sha制備)中靜置500小時并將其用作測定樣品。
(透射比的波動寬度)使用Shimadzu Auto-recording Spectrometer UV2100測定550nm下的透射比,并根據(jù)下式計算其波動寬度透射比的波動寬度(%)=T1-T0/T0)×100其中T1是暴露于高濕高溫下的樣品的透射比,T0是該暴露之前的透射比。
(偏振度的波動寬度)使用Shimadzu Auto-recording Spectrometer UV2100測定550nm下的透射比,按照式(1)測定偏振度P(%),然后,按照下式計算波動寬度偏振度的波動寬度(%)=(P1-P0/P0)×100其中P1是暴露于高濕和高溫下樣品的偏振度,P0是暴露之前的偏振度。
<耐熱性的評價>
(暴露于高溫下)將該起偏振片于溫度80℃和濕度30%的環(huán)境下在Shimadzu恒溫干燥爐(D63)中靜置500小時并將其用作測定樣品。
(透射比的波動寬度和偏振度的波動寬度的評價)以與<耐濕熱性的評價>中相同的方式評價透射比的波動寬度和偏振度的波動寬度。
<起偏振片的制備>
在40℃下將數(shù)均聚合度為1700的PVA薄膜在含有1.0g/l碘和60.0g/l碘化鉀的水溶液中浸泡90秒,再在40℃下在含有40g/l硼酸和30.0g/l碘化鉀的水溶液(其中加入濃度為1.0wt%的氯化鋅)中浸泡120秒。接著,將該薄膜以圖3的形式加入到一拉幅機延伸器中,并在一旦延伸至7.0倍之后,收縮至5.3倍。之后,將寬度保持恒定,同時在60℃下將薄膜干燥并從拉幅機上取下。PVA薄膜的水分含量(揮發(fā)性內(nèi)容物比率)在延伸開始之前是31%,干燥之后是1.5%。
右邊和左邊拉幅機夾之間的運送速度的差異小于0.05%,并且加入的薄膜的中心線與遞送到下一步的薄膜的中心線構(gòu)成的角度是0。這里,L1-L2是0.7m,W是0.7m,并且建立L1-L2=W的關(guān)系。在拉幅機的出口,沒有觀察到薄膜皺褶和變形。
然后,用3%PVA(PVA-117H,由Kuraray有限公司生產(chǎn))水溶液作為粘合劑將該PVA薄膜附著一層富士膠片有限公司生產(chǎn)的皂化過的Fujitac(三乙酸纖維素酯,延遲值3.0nm),再在80℃下干燥,獲得一有效寬度是650mm的起偏振片。
所得起偏振片的吸收軸方向相對縱向以45傾斜,并且相對Fujitac的相位滯后軸也以45傾斜。
該起偏振片在550nm下的透射比是43.0%,偏振度是99.95%。
將所得起偏振片經(jīng)受耐熱性和耐濕熱性試驗,結(jié)果,單片透射比的波動寬度是2.4%,偏振度的波動寬度是1.2%。
<起偏振片的制備>
在40℃下將數(shù)均聚合度為2400的PVA薄膜在含有1.0g/l碘和60.0g/l碘化鉀的水溶液中浸泡90秒,再在40℃下在含有40g/l硼酸和30.0g/l碘化鉀的水溶液(其中加入濃度為1.0wt%的氯化鋅)中浸泡120秒。接著,將該薄膜以圖3的形式加入到一拉幅機延伸器中,并在一旦延伸至7.0倍之后,收縮至5.3倍。之后,將寬度保持恒定,同時在60℃下將薄膜干燥并從拉幅機上取下。PVA薄膜的水分含量(揮發(fā)性內(nèi)容物比率)在延伸開始之前是31%,干燥之后是1.5%。
右邊和左邊拉幅機夾之間的運送速度的差異小于0.05%,并且加入的薄膜的中心線與遞送到下一步的薄膜的中心線構(gòu)成的角度是0。這里,L1-L2是0.7m,W是0.7m,并且建立L1-L2=W的關(guān)系。在拉幅機的出口,沒有觀察到薄膜皺褶和變形。
然后,用3%PVA(PVA-117H,由Kuraray有限公司生產(chǎn))水溶液作為粘合劑將該PVA薄膜附著一層富士膠片有限公司生產(chǎn)的皂化過的Fujitac(三乙酸纖維素酯,延遲值3.0nm),再在80℃下干燥,獲得一有效寬度是650mm的起偏振片。
所得起偏振片的吸收軸方向相對縱向以45傾斜,并且相對Fujitac的相位滯后軸也以45傾斜。
該起偏振片在550nm下的透射比是43.2%,偏振度是99.74%。
將所得起偏振片經(jīng)受耐熱性和耐濕熱性試驗,結(jié)果,單片透射比的波動寬度是0.8%,偏振度的波動寬度是0.3%。
<液晶顯示器的制備>
將實施例14中制得的碘-型起偏振片91和92用作其間夾著用于LCD的液晶元件93的兩片起偏振片。如圖9所示,將起偏振片91以起偏振片放置在顯示器側(cè)并通過粘合劑附著于液晶元件93,制得LCD。
由此制得的LCD具有優(yōu)異的亮度、視角性能和可視性,即使在40℃和30%RH下使用1個月之后,該顯示器等級沒有降低。
<起偏振片的制備>
在40℃下將數(shù)均聚合度為1700的PVA薄膜在含有1.0g/l碘和60.0g/l碘化鉀的水溶液中浸泡90秒,再在40℃下在含有40g/l硼酸和30.0g/l碘化鉀的水溶液中浸泡120秒。接著,將該薄膜以圖3的形式加入到一拉幅機延伸器中,并在一旦延伸至7.0倍之后,收縮至5.3倍。之后,將寬度保持恒定,同時在60℃下將薄膜干燥并從拉幅機上取下。PVA薄膜的水分含量(揮發(fā)性內(nèi)容物比率)在延伸開始之前是31%,干燥之后是1.5%。
右邊和左邊拉幅機夾之間的運送速度的差異小于0.05%,并且加入的薄膜的中心線與遞送到下一步的薄膜的中心線構(gòu)成的角度是0。這里,L1-L2是0.7m,W是0.7m,并且建立L1-L2=W的關(guān)系。在拉幅機的出口,沒有觀察到薄膜皺褶和變形。
然后,用3%PVA(PVA-117H,由Kuraray有限公司生產(chǎn))水溶液作為粘合劑將該PVA薄膜附著一層富士膠片有限公司生產(chǎn)的皂化過的Fujitac(三乙酸纖維素酯,延遲值3.0nm),再在80℃下干燥,獲得一有效寬度是650mm的起偏振片。
所得起偏振片的吸收軸方向相對縱向以45傾斜,并且相對Fujitac層的相位滯后軸也以45傾斜。
該起偏振片在550nm下的透射比是43.3%,偏振度是99.98%。
將所得起偏振片經(jīng)受耐熱性和耐濕熱性試驗,結(jié)果,單片透射比的波動寬度是13.5%,偏振度的波動寬度是12.7%。
將對比實施例5與實施例13和15相比顯而易見,使用聚合度高的PVA或金屬鹽,可以降低耐熱性和耐濕熱性試驗之后的透射比和偏振度的波動寬度,并且不會引起脫色或變色。
同樣,將實施例13與14相比,顯而易見,使用金屬鹽中的鋅鹽,可以更大地降低耐熱性和耐濕熱性試驗之后的透射比和偏振度的波動寬度。而且,將實施例14與16相比看出,同時使用聚合度高的PVA和金屬鹽,可以使耐熱性和耐濕熱性試驗之后的透射比和偏振度的波動寬度最小化。
工業(yè)實用性本發(fā)明可以提供一種尺寸穩(wěn)定性,特別是老化穩(wěn)定性優(yōu)異的起偏振片,提供了一種容易制備起偏振片的方法,它能夠提高沖壓起偏振片的步驟中的產(chǎn)率,并且提供了一種成本低且具有優(yōu)異的顯示器等級的液晶顯示器。
權(quán)利要求
1.一種起偏振片,包括一偏振薄膜;和一保護薄膜,它附著于所述偏振薄膜的至少一個表面上,其中由保護薄膜的延伸軸與偏振薄膜的延伸軸構(gòu)成的角不小于10并小于90。
2.如權(quán)利要求1所述的起偏振片,它是一長的輥狀起偏振片,其中具有與其縱向平行的延伸軸的所述保護薄膜附著于延伸軸與其縱向既不平行也不垂直的所述偏振薄膜的至少一個表面上。
3.一種長的偏振薄膜,具有一與其縱向既不平行也不垂直的吸收軸;在550nm下的偏振度為90%或更大;在550nm下的單片透射比為35%或更大;和當在橫向測定延伸軸與縱向的角度時,該角度的離差在0.5內(nèi)。
4.一種長的偏振薄膜,具有一與其縱向既不平行也不垂直的吸收軸;在550nm下的偏振度為90%或更大;在550nm下的單片透射比為35%或更大;平面內(nèi)的偏振度的離差在0.5%內(nèi);和單片透射比的離差在0.5%內(nèi)。
5.一種長的偏振薄膜,具有一與其縱向既不平行也不垂直的吸收軸;在550nm下的偏振度為80%或更大;在550nm下的單片透射比為35%或更大;和表面粗糙度Ra是10m或更小。
6.如權(quán)利要求2所述的起偏振片,其中(a)所述偏振薄膜具有一與其縱向既不平行也不垂直的吸收軸,所述起偏振片在550nm下具有40%或更大的單片透射比以及550nm下95%或更大的偏振度,所述偏振度由下式(1)計算,和(b)當所述起偏振片在溫度為60℃和濕度為90%的環(huán)境下靜置500小時時,所述起偏振片具有(b-1)與最初值相比,550nm下的透射比的波動寬度在10%之內(nèi);和(b-2)與最初值相比,550nm下的偏振度的波動寬度在10%之內(nèi)P=[(H0-H1)/(H0+H1)]1/2×100 式(1)其中H0是將兩個起偏振片重疊使其吸收軸一致時的透射比(%),H1是將兩個起偏振片重疊使其吸收軸正交時的透射比(%)。
7.如權(quán)利要求5所述的偏振薄膜,其中每m2中色彩滑動條紋的數(shù)量是4或更少。
8.如權(quán)利要求1、2或6所述的起偏振片,其中所述保護薄膜是一透明薄膜,并且所述起偏振片在632.8nm的延遲是10nm或更小。
9.一種起偏振片的制備方法,包括將一延伸過的輥狀保護薄膜附著到偏振薄膜的至少一個表面上,其中所述偏振薄膜是通過一種延伸聚合物薄膜的方法制得的,該方法包括用夾具將一連續(xù)進料的聚合物薄膜的兩個邊夾住;和將所述薄膜延伸,同時所述夾具運行至該薄膜的縱向并向該薄膜施加張力,其中,當L1代表夾具從聚合物薄膜一個邊緣的實際夾持起點直到實際夾持釋放點的軌跡,L2代表夾具從聚合物薄膜的另一邊緣的實際夾持起點直到實際夾持釋放點的軌跡,并且W代表這兩個實際夾持釋放點之間的距離,L1、L2和W滿足下式(2)代表的關(guān)系,并且在右邊薄膜夾具與左邊薄膜夾具之間的縱向的運送速度差值小于1%L2-L1>0.4W式(2)
10.如權(quán)利要求9所述的起偏振片的制備方法,其中將所述聚合物薄膜延伸,同時保持該聚合物薄膜的支持性能并使揮發(fā)性內(nèi)容物比率為5%或更大,然后收縮,同時降低該揮發(fā)性內(nèi)容物的比率。
11.如權(quán)利要求9所述的起偏振片的制備方法,其中用于偏振薄膜的聚合物薄膜是以聚乙烯醇為主的薄膜。
12.如權(quán)利要求10所述的起偏振片的制備方法,其中,當聚合物薄膜收縮同時降低揮發(fā)性內(nèi)容物比率的時候,揮發(fā)性內(nèi)容物比率的降低速度是1%/min。
13.如權(quán)利要求9-12任一項所述的起偏振片的制備方法,其中由偏振薄膜的縱向與吸收軸方向構(gòu)成的角是20-70。
14.如權(quán)利要求13所述的起偏振片的制備方法,其中由偏振薄膜的縱向與吸收軸方向構(gòu)成的角是40-50。
15.如權(quán)利要求9-14任一項所述的起偏振片的制備方法,包括將用于偏振薄膜的所述延伸過的聚合物薄膜干燥收縮并降低揮發(fā)性內(nèi)容物比率;在該干燥之后或期間將保護薄膜附著在該聚合物薄膜的至少一個表面上;和對所述保護薄膜和聚合物薄膜的層壓物進行熱處理。
16.一種起偏振片的制備方法,包括將一延伸過的輥狀保護薄膜附著在一偏振薄膜的至少一個表面上,所述偏振薄膜具有在550nm下80%或更大的偏振度;在550nm下35%或更大的單片透射比;和表面粗糙度Ra為10μm或更小,其中所述偏振薄膜是通過一種延伸聚合物薄膜的方法制得的,該方法包括用夾具將一連續(xù)進料的聚合物薄膜的兩個邊夾??;和將所述薄膜延伸,同時所述夾具運行至該薄膜的縱向并向該薄膜施加張力,其中,當L1代表夾具從聚合物薄膜一個邊緣的實際夾持起點直到實際夾持釋放點的軌跡,L2代表夾具從聚合物薄膜的另一邊緣的實際夾持起點直到實際夾持釋放點的軌跡,并且W代表這兩個實際夾持釋放點之間的距離,L1、L2和W滿足式(2)L2-L1>0.4W代表的關(guān)系,用于所述偏振薄膜的聚合物薄膜在延伸之前具有0.1-500MPa的彈性模量,和將所述聚合物薄膜延伸,同時保持該聚合物薄膜的支持性能并使揮發(fā)性內(nèi)容物比率為5%或更大,然后收縮,同時降低該揮發(fā)性內(nèi)容物比率。
17.如權(quán)利要求16所述的起偏振片的制備方法,其中用于所述偏振薄膜的聚合物薄膜是一數(shù)均聚合度是2,000-5,000的聚乙烯醇薄膜。
18.如權(quán)利要求16所述的起偏振片的制備方法,其中所述延伸用于所述偏振薄膜的聚合物薄膜的方法包括加入金屬鹽的步驟。
19.如權(quán)利要求18所述的起偏振片的制備方法,其中所述加入金屬鹽的步驟是一將所述聚合物薄膜浸泡在含有金屬鹽的溶液中的步驟。
20.如權(quán)利要求19所述的起偏振片的制備方法,其中含有金屬鹽的溶液中金屬鹽的濃度是0.01-10.0wt%。
21.如權(quán)利要求9-15任一項所述的起偏振片的制備方法,其中在延伸之前用于所述偏振薄膜的薄膜中揮發(fā)性組分含量的分布是5%或更小。
22.如權(quán)利要求16所述的起偏振片的制備方法,其中,在延伸過的輥狀保護薄膜附著到所述偏振薄膜的至少一個表面上之后,對所述偏振薄膜與保護薄膜的層壓物進行后熱處理。
23.一種液晶顯示器,包括一液晶元件和放置在所述液晶元件的兩側(cè)的起偏振片,其中至少一個起偏振片是從至少一個選自如下的起偏振片沖壓出的起偏振片權(quán)利要求1、2或6中所述的起偏振片;具有至少一個如權(quán)利要求3、4、5和7所述的偏振薄膜的起偏振片;和通過權(quán)利要求9-22任一項所述的方法制得的起偏振片。
全文摘要
本發(fā)明可以提供一種尺寸穩(wěn)定性、特別是老化穩(wěn)定性優(yōu)異的起偏振片,提供了一種容易地制備起偏振片的方法,能夠提高沖壓起偏振片的步驟中的產(chǎn)率,并且提供了一種成本低且具有優(yōu)異的顯示器等級的液晶顯示器。本發(fā)明的起偏振片包括一偏振薄膜;和一保護薄膜,它附著于所述偏振薄膜的至少一個表面上,其中由保護薄膜的延伸軸與偏振薄膜的延伸軸構(gòu)成的角大于等于10并小于90。
文檔編號B29C55/04GK1617791SQ02822068
公開日2005年5月18日 申請日期2002年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月7日
發(fā)明者田口慶一, 北小路裕宗, 白土健太郎 申請人:富士膠片株式會社
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