本發明涉及用于液晶顯示裝置等的光學膜的制造方法。
背景技術:
在液晶顯示裝置的圖像顯示區域配置有各種光學膜(例如用于保護偏振片的偏光元件的透明保護膜)。
例如,使用了纖維素酯膜那樣的透明性優異的樹脂膜作為這樣的光學膜。這樣的光學膜多數通過例如溶液流延(成膜)法以長條狀樹脂膜的形式進行制造。
所謂溶液流延法,具體而言是指如下方法:將在溶劑中溶解有作為原料樹脂的透明性樹脂的樹脂溶液(膠漿)流延于待行進的支撐體上,使其干燥至可剝離的程度,將得到的濕膜(也稱為膠漿膜或流延膜)從支撐體上剝離,利用輸送輥輸送剝離的濕膜,并且實施干燥、拉伸等,由此制成長條狀的樹脂膜。
而且,對于這些光學膜而言,由于液晶顯示裝置的薄型化,因此近年來對薄膜的需求也在增高。在膜變薄時膜的物性降低,在上述的溶液流延法中,在輸送中、特別是在拉伸工序中,拉伸用夾子造成的裂紋斷裂風險增加。
另一方面,對膜要求的光學性能是恒定的而與膜厚無關。但是,隨著膜厚減薄,難以表現出光學性能,因此,為了實現目標需要進一步增加拉伸率。因此,拉伸工序中膜的斷裂風險更大,因此現狀是要求對其進行改進。
本發明是鑒于上述情況而完成的,其目的在于提供一種得到在溶液流延法的拉伸工序等中不會發生斷裂的高品質的薄膜的制造方法。
對于上述課題,本發明人等發現通過進行調整使流延拉伸比增大,可以在初始階段拉長,促進樹脂的取向,結果是可降低在拉伸工序中需要的拉伸率。
然而,迄今為止,作為類似的技術,報告了通過將溶液流延法的流延拉伸比(支撐體速度/噴出流量)調節為1~3來主要使膜的平面性得到提高的技術(專利文獻1)。另外,還報告了通過調整拉幅機速度/冷卻鼓的移動速度之比來抑制橫向斷裂(transversefailure)的技術(專利文獻2)。
但是,上述專利文獻1所記載的技術并沒有將薄膜作為目標,而是進一步考慮提高平面性的技術,從促進取向的觀點出發,其不是已實現的技術。另外,專利文獻2所記載的技術以提高剝離時的膜厚來防止斷裂作為目的,不是以在初始階段促進樹脂取向并降低后面的拉伸工序中的拉伸倍率的方式來進行的。
現有技術文獻
專利文獻
專利文獻1:日本專利第3674284號公報
專利文獻2:日本特開2008-119866號公報
技術實現要素:
本發明人進行了深入研究,結果發現通過具有下述結構的光學膜的制造方法,可解決上述課題,并基于該見解進一步進行研究,從而完成了本發明。
本發明的一個方式的光學膜的制造方法是在溶液流延成膜法中將作為光學膜的原料溶液的膠漿流延于支撐體上,在支撐體上形成濕膜(流延膜),并從所述支撐體上剝離濕膜來制造光學膜的方法,其特征在于,在將所述膠漿從流延模頭流延于支撐體時,下述式(1)所示的流延拉伸比為3~6。
式(1)流延拉伸比=支撐體速度/噴出流速。
根據本發明,可以制造在制造工序不會發生斷裂的高品質的薄膜光學膜。
附圖說明
圖1是示出了通過使用了環帶支撐體的溶液流延法進行的光學膜的制造裝置的基本結構的示意圖。
圖2是示出了支撐體上的非流延范圍的示意圖。
具體實施方式
以下,對于本發明的實施方式進行說明,但本發明不限定于此。
〔光學膜的制造方法〕
圖1是示出了本實施方式中使用的光學膜的制造裝置的示意結構的說明圖。本實施方式的光學膜的制造方法是使用溶液流延法的方法,所述溶液流延法包括將含有聚合物和溶劑的膠漿從流延模頭流延至行進的支撐體上,然后以膜的形式剝離。
需要說明的是,附圖的各符號表示如下。1:溶解釜、2:泵、3:流延模頭、4:減壓室、5:前后卷繞卷筒、6:流延用環形帶(支撐體)、7:非流延范圍、8:剝離輥、9:濕膜、10:拉幅機、11:輥輸送干燥裝置、12:熱風(干燥風)、13:卷取機、f:膜。
使用圖1說明溶液流延法的大概情況。首先,在溶解釜1中將例如纖維素酯等樹脂溶解于良溶劑與不良溶劑的混合溶劑,在其中添加增塑劑、紫外線吸收劑等添加劑,制備樹脂溶液(膠漿)。需要說明的是,在后面敘述良溶劑與不良溶劑。
接著,將在溶解釜1中制備的膠漿通過加壓型定量齒輪泵2經由導管輸送至流延模頭3,并將膠漿從流延模頭3流延至支撐體6上的流延位置,由此在支撐體6上形成作為流延膜的濕膜9,所述支撐體6由持續傳送的旋轉驅動不銹鋼制環形帶制成。這時,相對于流延模頭3,也可以在行進的支撐體6的移動方向的上游側配置減壓室(減壓腔)4,利用減壓室4一邊對流延模頭3的上游側(特別是從流延模頭3至支撐體6的流延帶的上游側)的空間進行減壓,一邊將膠漿從流延模頭3流延至支撐體6上。
利用流延模頭3進行的膠漿流延有以下方法:通過刮刀對流延得到的濕膜進行膜厚調節的刮刀涂布法、利用通過逆向旋轉的輥對流延得到的濕膜進行膜厚調節的逆輥涂布機的方法、使用加壓模頭的方法等。其中,從能夠調整噴嘴部分的縫隙形狀,使膜厚容易變得均勻等原因考慮,優選使用加壓模頭的方法。作為加壓模頭,有衣架式模頭(coathangerdie)、t型模頭等,均可優選使用。
支撐體6通過前后一對滾筒5、5及中間多個輥(未圖示)進行保持。在滾筒5、5的一者或兩者設有對支撐體6賦予張力的驅動裝置(未圖示),由此,支撐體6在施加張力伸展的狀態下使用。
優選支撐體6的寬度為1000~3000mm,卷取后的膜的寬度為1000~2500mm。由此,可以通過金屬支撐體方式制造寬度大的液晶顯示裝置用光學膜。
在使用環形帶作為支撐體6的情況下,對于成膜時的帶溫度而言,通常的溫度范圍為0℃以上且低于溶劑的沸點的溫度,在混合溶劑的情況下,優選低于沸點最低的溶劑的沸點溫度,進一步更優選為5℃以上且溶劑沸點-5℃以下的范圍。這時,需要將周圍的氣體氛圍濕度控制在露點以上。需要說明的是,生產條件時的支撐體6的移動速度優選為80m/分~200m/分。
對于這樣流延于支撐體6上的膠漿而言,通過在至剝取為止的期間促進干燥,可增加凝膠膜的強度(膜強度)。
在支撐體6上使濕膜9干燥固化,直至達到可通過剝離輥8從支撐體6上剝離的膜強度。
從支撐體6上剝離濕膜9時的濕膜溫度優選為0~30℃。另外,在濕膜9剛剛從支撐體6上剝離后,由于溶劑從與支撐體6的密合面側蒸發而使溫度暫時快速下降,氣體氛圍中的水蒸氣、溶劑蒸氣等揮發性成分容易凝結,因此剝離時的濕膜溫度進一步優選為5~30℃。
通過在支撐體6上將由流延于支撐體6上的膠漿所形成的濕膜9進行加熱,使溶劑蒸發,直至濕膜可以通過剝離輥8從支撐體6上剝離。
為了使溶劑蒸發,有以下方法:從濕膜側吹風的方法、通過液體從支撐體6的背面導熱的方法、通過輻射熱從表面背面傳熱的方法等,可以適當單獨使用或者組合使用。
通過剝離輥8剝離支撐體6與濕膜9時的剝離張力大于通過jisz0237這樣的剝離力測定而得到的剝離力,這是由于在高速成膜時如果將剝離張力設定為與通過jis測定法得到的剝離力相同,則有時剝離位置被保持在下游側,因此,為了穩定化而提高剝離張力來進行剝離。需要說明的是,即使在工序中以相同的剝離張力成膜,也能夠確認到在利用jis測定方法測定的剝離力降低時,膜的正交尼科爾棱鏡透射率(cnt)的偏差大幅降低。
作為工序中的剝離張力值,通常為20~400n/m,但對于比以往薄膜化制作的光學膜而言,剝離時濕膜9的殘留溶劑量多,容易在輸送方向伸長,因此膜容易在寬度方向收縮,在干燥和收縮疊加時,端部發生卷曲、折起,從而容易出現褶皺。因此,剝離張力優選為能夠剝離的最低張力以上且300n/m以下,更優選為最低張力以上且200n/m以下。
需要說明的是,圖1中例示了帶狀的支撐體作為支撐體,但本實施方式的支撐體并不限定于帶狀,例如也可以使用滾筒狀的支撐體。
在支撐體6上使濕膜9干燥固化,直至達到可剝離的膜強度,然后用剝離輥8將濕膜9剝離,接著,在拉伸工序的拉幅機10中對濕膜9進行拉伸。
在拉伸工序中,作為液晶顯示裝置用膜,為了提高膜的平面性、尺寸穩定性,因此優選用夾子等固定濕膜9的兩側邊緣部進行拉伸的拉幅機方式。
即將進入拉伸工序的拉幅機10之前的濕膜9的殘留溶劑量優選為5~50質量%,更優選為10~35質量%。另外,拉伸工序的拉幅機10的濕膜拉伸率為3~100%,優選為5~80%,更優選為5~60%。
另外,從拉幅機10的吹熱風縫隙口吹出的熱風的溫度為70~200℃,優選為110~190℃,更優選為115~185℃。
優選在拉伸工序的拉幅機10之后設置干燥裝置11。在干燥裝置11內,通過從側面觀察配置成鋸齒狀的多個輸送輥使濕膜9彎曲行進,在其過程中對濕膜9進行干燥。另外,干燥裝置11中的膜輸送張力受到膠漿的物性、剝離時及膜輸送工序中的殘留溶劑量、干燥溫度等的影響,干燥時的膜輸送張力為10~400n/m寬度,更優選為20~300n/m寬度。
需要說明的是,使濕膜9干燥的方法沒有特別限制,一般通過熱風、紅外線、加熱輥、微波等來進行。從簡便程度的觀點考慮,優選通過熱風進行干燥。例如,從干燥裝置11的熱風入口吹入干燥風12,從干燥裝置11的出口排出排氣風,由此使濕膜9干燥,可以形成光學膜f。干燥風12的溫度優選為40~160℃,為了使平面性、尺寸穩定性良好,進一步優選為50~160℃。
這些從流延開始至輸送干燥的工序既可以在空氣氣體氛圍中,也可以在氮氣等非活性氣體氛圍中。在該情況下,當然要考慮溶劑的爆炸界限濃度來實施干燥氣體氛圍。
對于完成輸送干燥工序的光學膜f,在導入卷取工序之前,為了防止卷取工序中的卷繞不齊、粘連(膜彼此粘貼),優選在光學膜f的端部形成具有多個凹凸的壓花部。
接著,通過卷取裝置13對完成了壓花部的加工形成的膜進行卷取,得到光學膜f的原料卷。通過將干燥結束時刻的膜的殘留溶劑量設為0.5質量%以下、優選為0.1質量%以下,可以得到尺寸穩定性良好的膜。
膜的卷取方法可以使用通常使用的卷繞機,有恒定扭矩法、恒定張力法、錐度張力法、內部應力恒定的程序張力控制法等控制張力的方法,可以對這些方法進行靈活運用。對于膜對卷取芯(卷芯)的接合而言,可以是雙面粘接帶,也可以是單面粘接帶。光學膜f卷取后的膜寬度優選為1000~2500mm。
以下,對于本實施方式的制造方法的特征部分更詳細地進行說明。
本實施方式的光學膜的制造方法是在上述的溶液流延成膜法中,將作為光學膜的原料溶液的膠漿流延于支撐體上,在支撐體上形成濕膜(流延膜),并從上述支撐體上剝離濕膜來制造光學膜的方法,該方法的最大特征之一是在將上述膠漿從流延模頭流延至支撐體時,下述式(1)所示的流延拉伸比為3~6。
式(1)流延拉伸比=支撐體速度/噴出流速
根據這種結構,可以認為能夠高效、穩定地得到高品質的薄膜光學膜而不會發生制造時的斷裂、顯示不均勻等故障。
發明人等進行了深入研究,其結果是,可以認為特別是在膜變成薄膜時,通過設為上述特定范圍的拉伸比,對于剛剛拉伸后的濕膜在輸送方向上進行取向,可以提高濕膜的物性進而提高膜的品質。因此,在制造薄膜時,可以降低拉伸工序中的拉伸倍率,能夠防止拉伸工序等中的膜斷裂,且還能夠實現膜的光學性能。
需要說明的是,在本實施方式中,膠漿是作為膜原料的樹脂溶液,將在支撐體上流延后凝膠化且具有作為膜的硬度的物質稱為濕膜(流延膜)。即,將直至制成的光學膜為止的干燥過程中的膜稱為濕膜。然而,事先聲明,由膠漿形成的圓頂膜、濕膜和膜的邊界沒有嚴格確定。另外,如上所述,流延拉伸比是指支撐體速度相對于噴出流速之比,即(支撐體速度/噴出流速),噴出流速是通過模頭的縫隙(以下稱為模頭縫隙)內的膠漿的速度,支撐體速度是環狀行進的支撐體的行進速度。
另外,本實施方式中,剛剛拉伸后是指濕膜從模頭剛剛噴出后,可以認為,通過如上所述調整流延拉伸比,能夠進行拉長使其取向,直至濕膜到達支撐體。
上述流延拉伸比的更優選范圍為3~5。由此,可以認為能夠更可靠地獲得上述效果。
在優選的實施方式中,將膠漿流延于支撐體上時,優選通過冷卻濕膜來使分子進一步發生取向。
作為在支撐體上冷卻這樣的濕膜的裝置,例如可以使用冷卻裝置,但在支撐體上流延了膠漿的狀態下,可以通過對流延開始位置和濕膜剝離位置進行調整來實施,以使得支撐體上不存在濕膜(流延膜)的非流延范圍相對于支撐體1周總長度的比例為3~50%。
更具體而言,圖2示出了將從膠漿的流延開始、剝離濕膜9并運送至拉幅機10的工序進行了放大的示意圖。在該圖所示的7的部分示出了非流延范圍,只要該非流延區域7在上述范圍內,就可以在拉伸工序之前使濕膜發生取向,相應地,可以抑制在拉伸工序中應實現的拉伸倍率。進而可以認為由此能夠進一步降低膜斷裂的風險。
更優選上述非流延范圍為30~45%。
本實施方式的上述非流延范圍例如可以通過調整流延模頭3的位置來進行控制。
對于本實施方式的光學膜在干燥后的膜厚(最終膜厚)而言,從液晶顯示裝置的薄型化的觀點考慮,作為完成膜,優選為5~40μm的范圍。這里,干燥后的膜的膜厚是指膜中的殘留溶劑量為0.5質量%以下的狀態的膜。
根據本實施方式的制造方法,在這樣的薄膜的制造中可以進一步發揮上述效果,能夠提供高品質的光學膜。
在本實施方式的利用溶液流延成膜法進行的光學膜的制造方法中,優選在含有纖維素酯等樹脂作為主材料的樹脂溶液(膠漿)中含有增塑劑、延遲調節劑、紫外線吸收劑、微粒(消光劑)及低分子量物質中的至少一種以上物質及溶劑。以下,對于這些材料進行說明。
本實施方式中,作為膜材料使用的樹脂沒有特別限定,通常可以使用溶液流延法中使用的樹脂。作為制造光學膜的樹脂材料,可以列舉例如與起偏鏡的粘接性好、光學透明等優選的要素。可見光的透射率為60%以上,優選為80%以上,特別優選為90%以上。
只要是形成具有上述性質的光學膜的樹脂,就可以沒有特別限定地使用,可以列舉例如:二乙酸纖維素樹脂、三乙酸纖維素樹脂、乙酸丁酸纖維素樹脂、乙酸丙酸纖維素樹脂等纖維素酯類樹脂、聚酯類樹脂、聚碳酸酯類樹脂、聚芳酯類樹脂、聚砜(也包括聚醚砜)類樹脂、聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂、聚萘二甲酸乙二醇酯樹脂等聚酯樹脂、聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂、玻璃紙、聚偏二氯乙烯樹脂、聚乙烯醇樹脂、乙烯乙烯醇樹脂、間規聚苯乙烯類樹脂、聚碳酸酯樹脂、環烯烴類樹脂、聚甲基戊烯樹脂、聚醚酮樹脂、聚醚酮酰亞胺樹脂、聚酰胺樹脂、氟樹脂、尼龍樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯樹脂、丙烯酸樹脂等。其中,優選纖維素酯類樹脂、環烯烴樹脂、聚碳酸酯類樹脂、聚砜(包括聚醚砜)類樹脂,在本發明中,從制造方面、成本方面、透明性、粘接性等觀點考慮,特別優選使用纖維素酯類樹脂。
纖維素酯是源自纖維素的羥基被酰基等取代而成的纖維素酯,可以列舉例如:乙酸纖維素、三乙酸纖維素、乙酸丙酸纖維素、乙酸丁酸纖維素、乙酸丙酸丁酯纖維素等酰化纖維素、具有脂肪族聚酯接枝側鏈的乙酸纖維素等。其中,優選三乙酸纖維素、乙酸丙酸纖維素、具有脂肪族聚酯接枝側鏈的乙酸纖維素。用于本發明方法的纖維素酯還可以含有其它取代基。
作為三乙酸纖維素的例子,優選乙酰基的取代度為2.0以上且3.0以下。通過使取代度為該范圍,可以得到良好的成型性,且能夠得到希望的面內延遲(ro)及厚度方向延遲(rt)。乙酰基的取代度低于該范圍時,有時作為相位差膜的耐濕熱性差,特別是有時濕熱下的尺寸穩定性差,當取代度過大時,有時表現不出需要的延遲特性。
作為用于本實施方式的纖維素酯的原料的纖維素,沒有特別限定,可以列舉:棉短絨、木漿、洋麻等。另外,由它們得到的纖維素酯可以分別以任意的比例混合使用。
纖維素酯的數均分子量優選為20000~300000的范圍,得到的膜的機械強度強,因此優選。更優選為40000~200000。在纖維素酯中可以配合各種添加劑。
另外,在本實施方式中使用的膠漿中不僅可以含有上述纖維素酯類樹脂,而且還可以含有微粒作為消光劑。
此時,使用的微粒可以根據使用目的而適當選擇,但優選可以通過包含于透明性樹脂中能夠使可見光散射的微粒。作為上述微粒,可以是氧化硅等無機微粒,也可以是丙烯酸類樹脂等有機微粒。
另外,從可以降低制造的光學膜的霧度的觀點考慮,以氧化硅為代表的微粒優選用有機物進行了表面處理。作為表面處理中優選的有機物,可以列舉例如:鹵代硅烷類、烷氧基硅烷類、硅氮烷、硅氧烷等。微粒的平均粒徑越大,消光效果越大,平均粒徑越小,透明性越優異,因此,優選的微粒的一次粒子的平均粒徑為5nm~50nm,更優選為7nm~14nm。
作為氧化硅的微粒,可以列舉例如:aerosil公司制造的aerosil200、200v、300、r972、r972v、r974、r202、r812,ox50、tt600等,優選aerosil200、200v、r972、r972v、r974、r202、r812等。
本實施方式中使用的溶劑可以使用含有相對于上述透明性樹脂為良溶劑的溶劑,在透明性樹脂未析出的范圍內,也可以含有不良溶劑。作為相對于纖維素酯類樹脂的良溶劑,可以舉出例如二氯甲烷等有機鹵化合物等。另外,作為相對于纖維素酯類樹脂的不良溶劑,可以舉出例如甲醇等碳原子數1~8的醇類等。
本實施方式中使用的膠漿在不妨礙本發明效果的范圍內還可以含有透明性樹脂、微粒及溶劑以外的其它成分(添加劑)。作為上述添加劑,可以列舉例如:增塑劑、抗氧化劑、紫外線吸收劑、熱穩定劑、導電性物質、阻燃劑、潤滑劑及消光劑等。
作為可以在本實施方式中使用的增塑劑,沒有特別限定,可以優選使用例如磷酸酯類增塑劑、鄰苯二甲酸酯類增塑劑、偏苯三酸酯類增塑劑、苯均四酸類增塑劑、乙醇酸類增塑劑、檸檬酸酯類增塑劑、聚酯類增塑劑等。
作為磷酸酯類,可以優選使用例如:磷酸三苯酯、磷酸三甲酚酯、磷酸甲酚二苯酯、磷酸辛二苯酯、磷酸二苯基聯苯基酯、磷酸三辛酯、磷酸三丁酯等,作為鄰苯二甲酸酯酯類,可以優選使用例如:鄰苯二甲酸二乙酯、鄰苯二甲酸二甲氧基乙酯、鄰苯二甲酸二甲酯、鄰苯二甲酸二辛酯、鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二2-乙基己酯、鄰苯二甲酸丁基芐酯等,作為偏苯三甲酸類增塑劑,可以優選使用例如:偏苯三酸三丁酯、偏苯三酸三苯酯、偏苯三酸三乙酯等,作為均苯四酸酯類增塑劑,可以優選使用例如:均苯四甲酸四丁酯、均苯四甲酸四苯酯、均苯四甲酸四乙酯等,作為乙醇酸酯類,可以優選使用例如:三乙酸甘油酯、三丁酸甘油酯、乙基鄰苯二甲酰基乙基乙醇酸酯、甲基鄰苯二甲酰基乙基乙醇酸酯、丁基鄰苯二甲酰基丁基乙醇酸酯等,作為檸檬酸酯類增塑劑,可以優選使用例如:檸檬酸三乙酯、檸檬酸三正丁酯、乙酰基檸檬酸三乙酯、乙酰基檸檬酸三正丁酯、乙酰基檸檬酸三(2-乙基己基)酯等。
另外,作為聚酯類增塑劑,可以使用例如:脂肪族二元酸、脂環族二元酸、芳香族二元酸等二元酸與二醇的共聚物等,作為脂肪族二元酸,沒有特別限定,可以使用例如:己二酸、癸二酸、鄰苯二甲酸、對苯二甲酸、1,4-環己基二羧酸等。
另外,作為二醇,可以使用例如:乙二醇、二乙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丙二醇、1,4-丁二醇、1,3-丁二醇、1,2-丁二醇等。這些二元酸及二醇既可以分別單獨使用,也可以混合兩種以上使用。從與纖維素樹脂的相容性的觀點考慮,對于聚酯的分子量而言,作為重均分子量,優選為500~2000的范圍。
另外,在本實施方式的纖維素酯膜中,為了保護液晶材料等,優選使用紫外線吸收劑,作為紫外線吸收劑,優選使用如下所述的紫外線吸收劑,從防止液晶劣化的觀點考慮,對波長370nm以下的紫外線的吸收能力優異,而且從良好的液晶顯示性的觀點考慮,盡可能不吸收波長400nm以上的可見光。
在本實施方式中,對于膜厚為20μm~200μm的纖維素酯膜而言,通過將波長370nm的透射率設為10%以下,可以提供優選的偏振片而不使偏振片的耐久性變差。更優選波長370nm的透射率為5%以下,特別優選為2%以下。
另外,通過混合上述各組成,可以得到纖維素酯類樹脂的溶液。另外,得到的纖維素酯類樹脂的溶液優選使用濾紙等適當的過濾材料來過濾。
通過本實施方式的制造方法制造的光學膜是用于液晶顯示器、等離子顯示器、有機el顯示器等各種顯示器的功能膜,特別是用于液晶顯示器的功能膜,其包含偏振片保護膜、相位差膜、防反射膜、輝度提高膜、視角擴大等光學補償膜。
通過使用由本實施方式的光學膜制成的偏振片用保護膜,可以提供薄膜化,且耐久性及尺寸穩定性、光學各向同性優異的偏振片。
另外,通過使用具備了本實施方式的光學膜的偏振片,可以實現高畫質的液晶顯示裝置等。特別是由于本實施方式的光學膜是薄膜,因此也優選用于智能手機、平板電腦等用途。
如上所述,本說明書公開了各種方式的技術,以下匯總其中的主要技術。
本發明一個方式的光學膜的制造方法是在溶液流延成膜法中將作為光學膜的原料溶液的膠漿流延于支撐體上,在支撐體上形成濕膜(流延膜),并從上述支撐體上剝離濕膜來制造光學膜的方法,該方法的特征在于,上述膠漿從流延模頭流延至支撐體時,下述式(1)所示的流延拉伸比為3~6。
式(1)流延拉伸比=支撐體速度/噴出流速
根據這樣的結構,可以認為通過在剛剛流延后對濕膜進行拉伸,使其取向得到促進,可以高效、穩定地得到高品質的薄膜光學膜而不會發生在制造時拉伸工序中的斷裂、顯示不均勻等故障。
另外,在上述制造方法中,得到的光學膜的最終膜厚優選為5~40μm。本發明的制造方法在這樣的薄膜的制造中進一步發揮效果。
另外,在上述制造方法中,在支撐體上流延了膠漿的狀態下,優選對流延開始位置和濕膜剝離位置進行調整,使得支撐體上不存在濕膜(流延膜)的非流延范圍相對于支撐體1周總長度的比例為3~50%。由此可以認為,與現有方法相比,可以在拉伸工序之前使濕膜發生取向,相應地能夠抑制在拉伸工序中應實現的拉伸倍率。進而可以認為由此能夠進一步降低膜斷裂的風險。
另外,優選對流延開始位置和濕膜剝離位置進行調整,使得上述非流延范圍相對于支撐體1周總長度的比例為30~45%,可以認為由此能夠更可靠地獲得上述效果。
實施例
以下,通過實施例更具體地對本發明進行說明,但本發明不受實施例的任何限定。
[實施例1]
通過以下所示的方法制造光學膜。
(膠漿的制備)
乙酸丙酸纖維素100質量份
(乙酰基取代度+丙酰基取代度=2.45、數均分子量(mn)=60000、重均分子量(mw)=180000、mw/mn=3.00)
將上述膠漿組成1的材料加入密閉容器,進行加熱、攪拌并使其完全溶解,進行過濾。在過濾中,在通過壓濾機進行的過濾之后,使其通過金屬燒結過濾器(捕捉粒徑=10微米)。需要說明的是,二氧化硅微粒(aerosilr972v)在分散于乙醇之后添加。
(光學膜的制造)
通過圖1所示的溶液流延成膜裝置,制造了乙酸丙酸纖維素膜。需要說明的是,作為流延膠漿的支撐體(6),使用了sus316制的環形帶,所述環形帶被拋光為掃描原子力顯微鏡(afm)下的三維表面粗糙度(ra)平均為1.0nm的超鏡面。
在膠漿溫度35℃下,通過由衣架式模頭構成的流延模頭(3)將上述過濾后的膠漿均勻地流延于溫度20℃的sus316制的環形帶支撐體(6)上。支撐體與模頭前端的距離設定為1mm。作為從流延上游側減壓的裝置,設置了下方開口的減壓室(4)(減壓室的平均壓力為-400pa),使得在支撐體(6)上形成濕膜(9)時,濕膜(9)密合形成于支撐體(6)上。
另外,在實施例1中,來自模頭的噴出流速為23m/分,支撐體速度為80m/分,流延拉伸比為3.5。另外,非流延范圍的比例為2%。
這樣,將形成于支撐體(6)上的濕膜(9)在該支撐體(6)上一邊輸送一邊在溫度25℃下通過恒定的干燥風進行干燥,然后利用剝離輥(8)從支撐體(6)上剝離,然后在殘留溶劑量10%時于100℃的氣體氛圍中用拉幅機(10)沿寬度方向拉伸1.28倍(28%),然后釋放寬度保持,一邊進行輥輸送,一邊通過125℃的干燥裝置(11)完成干燥,通過卷取裝置(13)進行卷取。
得到的乙酸丙酸纖維素膜(f)的最終膜厚為20μm,膜寬度為1300mm,及膜的卷取長為4000m。
[實施例2~5及比較例1~3]
除了按照表2調整噴出流速、支撐體速度、流延拉伸比、非流延范圍、拉伸倍率、最終膜厚以外,與實施例1同樣地得到了乙酸丙酸纖維素膜。需要說明的是,非流延范圍的調整通過變更模頭位置來進行。
(評價)
對于如上所述得到的光學膜(實施例1~5及比較例1~3)進行了以下評價試驗。
[工序適應性]
對于工序,按以下的基準進行了評價:
○:能夠沒有問題地制作膜,可用卷繞機卷取
×:拉伸時有裂紋的膜斷裂
[顯示不均勻]
將制作的膜試樣夾在處于正交尼科爾棱鏡狀態的偏振片與偏振片之間,在透射光下錯開正交尼科爾棱鏡直至成為透光的狀態,肉眼觀察透射光的明暗。
需要說明的是,偏振片使用了如下制作的偏振片。
(制作偏振膜)
為了使用上述實施例及比較例中制作的纖維素酯膜制作液晶顯示裝置,首先制作了偏振膜。即,將厚度120μm的聚乙烯醇膜在溫度110℃以拉伸倍率5倍進行單向拉伸。將其浸漬在由碘0.075g、碘化鉀5g、水100g制成的水溶液中60秒鐘,接著浸漬在由碘化鉀6g、硼酸7.5g、水100g制成的68℃的水溶液中。將其水洗、干燥,得到了偏振膜。
(偏振片的制作)
接著,按照下述工序1~工序5,在上述偏振膜上貼合柯尼卡美能達公司制造的kc4uy40μm的三乙酸纖維素膜(偏振片保護膜:t-1)和在各實施例中制作的乙酸丙酸纖維素膜(相位差膜:t-2),制作了偏振片。
工序1:在60℃的2摩爾/l的氫氧化鈉溶液中浸漬90秒鐘,接著進行水洗、干燥,得到了對與偏振膜貼合的一側進行了堿化的偏振片保護膜和相位差膜。
工序2:將偏振膜在固體成分2質量%的聚乙烯醇粘接劑槽中浸漬1秒鐘~2秒鐘。
工序3:輕輕拭去在工序2中附著于偏振膜的過量的粘接劑,在該偏振膜的兩側疊層設置工序1中處理后的偏振片保護膜及相位差膜。
工序4:以壓力20n/cm2~30n/cm2、輸送速度約2m/分貼合工序3中疊層的相位差膜、偏振膜、背面側偏振片保護膜。
工序5:在80℃的干燥機中將工序4中制作的偏振膜、相位差膜及偏振片保護膜貼合而成的試樣干燥5分鐘,制作了偏振片。
通過偏振片評價未能確認到不均勻的樣品如下所述通過制作的面板評價來進行確認。
將va模式型液晶顯示裝置的sony制40型顯示器klv-40j3000的事先貼合的可見側的偏振片剝下,將上述制作的偏振片貼合于液晶單元的玻璃面,使得偏振片的吸收軸一致,制作了va模式型液晶顯示裝置。此時,以相位差膜t-2成為液晶單元側的方式進行貼合。不均勻的評價基準如下所述:
◎:通過面板進行的評價也無法確認到不均勻
○:無法確認到透射光的明暗
△:能確認到輕微的透射光的明暗
×:能確認到透射光的明暗
將結果示于表1。
表1
[考察]
由表1可知,對于通過本發明的制造方法得到的實施例1~5而言,即使降低拉伸倍率,也能夠得到相位差,因此不存在制造工序中的斷裂等,滿足了工序適應性。另外,對于這些實施例中得到的光學膜而言,均不存在顯示不均勻,是高品質的。
特別是對于非流延范圍的比例較多的實施例4而言,可以得到非常高品質的膜。另一方面,對于非流延范圍的比例較少的實施例1、增大了最終膜厚的實施例5而言,在顯示不均勻的結果上稍微變差。
相對于實施例,對于流延拉伸比不滿足本發明的范圍的比較例1而言,雖然通過提高拉伸倍率可以得到相位差,但導致了拉伸時發生斷裂的結果。另外,在以與比較例1相同的流延拉伸比降低拉伸倍率的情況下(比較例2),此時無法得到足夠的相位差,產生顯示不均勻。另外,對于流延拉伸比大于本發明的范圍的比較例3而言,結果是流延時發生模唇被膜附著,產生模痕(die-line)。
本申請基于2015年12月14日申請的日本專利申請特愿2015-242968號,并將其內容作為參照而引入。
為了表述本發明,在上述中一邊參照附圖等一邊通過實施方式對本發明適當且充分地進行了說明,但應該認識到,只要是本領域技術人員就能夠在顯而易見的范圍內容易地想到對上述實施方式進行變更和/或改進。因此,本領域技術人員實施的變更方式或改進方式被解釋為,只要不脫離權利要求書中記載的權利要求的權利范圍的水平,則該變更方式或該改進方式均包括在該權利要求的權利范圍內。
工業實用性
本發明在光學膜的技術領域具有廣泛的工業實用性。