偏光膜的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及制造在液晶显示装置中使用的偏光膜的方法。
【背景技术】
[0002] -直以来，偏光膜使用使二色性色素吸附于聚乙烯醇系树脂膜并取向而得的偏光 膜。即，已知将碘作为二色性色素的碘系偏光膜、将二色性染料作为二色性色素的染料系偏 光膜等。这些偏光膜通常在其至少单面、优选两面介由由聚乙烯醇系树脂的水溶液形成的 粘接剂贴合三乙酸纤维素等保护膜而制成偏振片，用于液晶电视、个人计算机用监视器和 移动电话等液晶显示装置。
[0003] 偏光膜通过对聚乙烯醇系树脂膜实施溶胀处理、染色处理、拉伸处理、硼酸处理 (交联处理）和清洗处理，最后进行干燥而制造。该拉伸处理通常使用1对夹持辊，并通过 改变这些夹持辊的旋转周速来进行。
[0004] 近年来，市场有要求液晶显示装置的大型化、薄型化，而且还要求高的显示品质的 趋势，随之要求偏光膜的宽幅化、薄膜化，同时还要求能够实现大型的偏光膜的面积整体的 优异的光学特性及平面内均匀性等高性能化的偏光膜的制造方法。为了制造大型的偏光 膜，需要将宽幅的原始膜（原反7 4 )均匀地进行单轴拉伸。但是，使用宽幅的原始膜 时，与现有的原始膜相比，很难均匀溶胀、单轴拉伸，因此有得到的偏光膜的光吸收轴不按 一定方向对齐而使偏光性能等光学性能恶化的趋势。另外，也有膜的厚度变得不均匀、透射 率等光学性能在膜面内的均匀性恶化的趋势。使用了这样的偏光膜的图像显示装置有显示 产生不均、其画质恶化这种问题。因此，进行了具备上述偏光膜所要求的特性且生产率优异 的偏光膜的制造方法的开发。
[0005] 例如，日本专利第4229932号（专利文献1)中公开了一种偏光膜的制造方法，其 中，通过设置多个溶胀处理槽，将它们中的位于前段侧的溶胀处理槽的浴温设定为比位于 后方的溶胀处理槽的浴温高，从而能够在短时间内制造抑制颜色不均的高品质的偏光膜。 根据该方法，由于树脂膜的膨胀量以短时间达到饱和，所以在后续的染色处理中膜难以溶 胀，能够抑制因其引起的偏光膜的颜色不均。另一方面，存在如下问题：如专利文献1所述 如果仅提高位于前端的溶胀处理槽的浴温，则膜因高的处理温度而急剧溶胀，使膜的厚度 变得不均匀，或者由于后续的溶胀处理浴的温度而膜进一步溶胀，膜产生皱褶而使外观恶 化这样的问题。
【发明内容】
[0006] 本发明的课题在于提供生产率优异、抑制对由聚乙烯醇系树脂形成的原始膜实施 各处理时特别是溶胀处理时膜的厚度的不均匀化和皱褶的产生且外观优异的偏光膜的制 造方法。
[0007] 根据本发明，提供一种偏光膜的制造方法，是对由聚乙烯醇系树脂形成的原始膜 依次实施溶胀处理、染色处理、硼酸处理和清洗处理来制造偏光膜的方法，原始膜的厚度为 10~60 μ m，使原始膜通过从原始膜进入的一侧依次配置的至少包含第一溶胀处理槽和第 二溶胀处理槽的多个溶胀处理槽，从而实施上述溶胀处理，第一溶胀处理槽中的膜在宽度 方向的膨胀率为浸渍于相同温度和组成的处理液时的饱和膨胀率的90%以下，以使第一溶 胀处理槽中的膜在宽度方向的膨胀率与第二溶胀处理槽中的膜在宽度方向的膨胀率分别 以百分率表示时的差的绝对值为2个百分点以内的方式调整第一溶胀处理槽和第二溶胀 处理槽的处理温度和通过处理槽的时间。
[0008] 该方法中，第一溶胀处理槽的处理温度为35~45°C，第二溶胀处理槽的处理温度 低于第一溶胀处理槽的处理温度，优选为25~35°C。另外，在这些方法中，优选以使第一溶 胀处理槽中的膜在宽度方向的膨胀率为15~25%的方式调整第一溶胀处理槽的处理温度 和通过处理槽的时间。
[0009] 另外，根据本发明，提供一种偏光膜的制造方法，是对由聚乙烯醇系树脂形成的原 始膜依次实施溶胀处理、染色处理、硼酸处理和清洗处理来制造偏光膜的方法，其特征在 于，原始膜的厚度为10~60 μ m，使原始膜通过一个溶胀处理槽，从而实施上述的溶胀处 理，溶胀处理槽中的膜在宽度方向的膨胀率为浸渍于相同温度和组成的处理液时的饱和膨 胀率的90%以下，以使溶胀处理槽中的膜在宽度方向的膨胀率与染色处理槽中的膜在宽度 方向的膨胀率分别以百分率计表示时的差的绝对值为2个百分点以内的方式调整溶胀处 理槽与染色处理槽的处理温度和通过处理槽的时间。
[0010] 该方法中，溶胀处理槽的处理温度为35~45°C，染色处理槽的处理温度低于在溶 胀处理中的处理温度，优选为25~35°C。另外，在这些方法中，优选以使聚乙烯醇系树脂 膜在宽度方向的膨胀率为15~25%的方式调整溶胀处理槽的处理温度和通过处理槽的时 间。
[0011] 根据本发明的偏光膜的制造方法，在制造偏光膜时实施的各处理、特别是在溶胀 处理中，能够抑制膜的溶胀不均、并能够抑制因其引起的膜发生皱褶、断裂，因此能够有效 地得到外观优异的偏光膜。
【具体实施方式】
[0012] 本发明中，对由聚乙烯醇系树脂形成的原始膜依次实施溶胀处理、染色处理、硼酸 处理和清洗处理来制造偏光膜。并且，在清洗处理后实施干燥处理而得到的偏光膜，皱褶等 得到抑制，可优选用于偏光板。以下，对本发明进行详细说明。
[0013] [偏光膜的制造方法]
[0014] 偏光膜具体而言是二色性色素吸附于聚乙烯醇系树脂膜并进行了取向而得到的。 作为原料的聚乙烯醇系树脂通常通过将聚乙酸乙烯酯系树脂皂化而得到。其皂化度通常为 85摩尔％以上，优选为90摩尔％以上，更优选为99摩尔％以上。作为聚乙酸乙烯酯系树 月旨，例如，除了作为乙酸乙烯酯的均聚物的聚乙酸乙烯酯之外，还可举出乙酸乙烯酯和可与 其共聚的其它单体的共聚物等。作为可与乙酸乙烯酯共聚的其它单体，可举出不饱和羧酸 类、烯烃类、不饱和磺酸类、乙烯基醚类等。聚乙烯醇系树脂的聚合度通常为1000~10000 左右，优选为1500~5000左右。
[0015] 这些聚乙烯醇系树脂可以被改性，例如，也可以使用被醛类改性的聚乙烯醇缩甲 醛、聚乙烯醇缩乙醛、聚乙烯醇缩丁醛等。作为偏光膜制造的材料，使用厚度约为10~ 60 μ m、优选为约12~55 μ m的聚乙烯醇系树脂膜的未拉伸膜（原始膜）。工业上，膜的宽 度为1500~6000mm的膜是实用的。对该原始膜依次进行溶胀处理、染色处理、硼酸处理 (交联处理）或清洗处理，最后干燥而得的偏光膜的厚度例如约为5~25 μ m。
[0016] 偏光膜是如上述那样对由聚乙烯醇系树脂形成的原始膜按溶胀处理、染色处理、 硼酸处理和清洗处理顺序实施处理而制造的，并在硼酸处理中和根据需要在硼酸处理前进 行膜的单轴拉伸。单轴拉伸可以是湿式拉伸，也可以是干式拉伸，在硼酸处理中和硼酸处理 前的溶胀处理中、染色处理中进行时，选择湿式拉伸，在溶胀处理前进行时选择干式。该单 轴拉伸可以在一个工序中进行，也可以在二个以上的工序中进行，但优选在多个工序中进 行。应予说明，本发明的单轴拉伸可采用公知的拉伸方法。作为其拉伸方法，有在输送膜的 二个夹持辊间赋予周向速度差而进行拉伸的辊间拉伸、如日本专利第2731813号中记载的 热辊拉伸、拉幅拉伸等。
[0017] (溶胀处理）
[0018] 溶胀处理中，容易产生聚乙烯醇系树脂膜在宽度方向溶胀而在膜上产生皱褶等问 题，所以优选用扩展辊（展幅辊）、螺旋辊、凸面辊、弯棒（〇卜~ 《一）等公知的扩幅装置 在除去膜的皱褶的同时输送膜。例如，如在多个处理槽中进行后述的溶胀处理时的第一溶 胀处理槽和在一个处理槽中进行溶胀处理时的溶胀处理槽那样，在膜的膨胀率高的溶胀处 理槽中使用该扩幅装置时是有效的。
[0019] 另外，出于使浴中的膜的输送稳定化的目的，用水中喷淋控制在溶胀处理槽中的 水流，或者并用对膜端部进行检测来防止蛇行的EPC装置（边缘位置控制（Edge position control)装置）等也是有用的。
[0020] 在溶胀处理中，膜也在膜的输送方向溶胀而扩大，所以在不对膜进行积极的拉伸 的情况下，为了消除输送方向的膜的松弛，优选采取调节夹持辊、导辊等输送辊的速度的方 法。另外，对原始膜依次实施溶胀处理、染色处理和硼酸处理的情况下，可以在溶胀处理中 进行单轴拉伸，此时的拉伸倍率约为1. 2~3倍，优选为1. 3~2. 5倍。
[0021] 在溶胀处理浴中，除了使用纯水以外，也可以使用以约0.01~10重量％的范围添 加了硼酸（日本特开平10-153709号公报）、氯化物（日本特开平06-281816号公报）、无 机盐、无机酸、醇类等而成的水溶液。
[0022] 作为本发明的一个实施方式，可举出使用多个溶胀处理槽来实施溶胀处理的方 式。该情况下，使原始膜通过从原始膜进入的一侧依次配置的至少包含第一溶胀处理槽和 第二溶胀处理槽的多个溶胀处理槽，从而实施溶胀处理。以使各处理槽中的膜在宽度方向 的膨胀率在规定的范围内的方式适当调整第一溶胀处理槽和第二溶胀处理槽的处理温度 和膜通过的时间。
[0023] 在此，对上述膜在宽度方向的膨胀率进行说明。膜在宽度方向的膨胀率是以百分 率表示通过溶胀处理产生的聚乙烯醇系树脂膜在宽度方向的膨胀量。具体而言，首先将由 聚乙烯醇系树脂形成的长条的原始膜剪裁成长度方向50mmX宽度方向50mm的大小的片 段，对该膜片段以与溶胀处理槽相同的处理条件实施溶胀处理。膜片段的宽度方向在该溶 胀处理前后的变化量（溶胀处理后的宽度方向的长度-溶胀处理前的宽度方向的长度）除 以剪裁时的宽度方向的长度（50mm)，将由此得到的值以百分率表示而得值为上述膨胀率。
[0024] 因此，本发明中所述的第一溶胀处理槽中的膜在宽度方向的膨胀率是指，对上述 膜片段以与在第一溶胀处理槽中实施的相同的处理条件实施溶胀处理时的膨胀率。该膨 胀率如下求得：将上述膜片段在与制造