JP2006133715A - 偏光膜の染色方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 染色時間を長くして染色剤の濃度を下げることにより、生産コストを下げて偏光膜の品質を向上させる偏光膜の染色方法を提供する。
【解決手段】 偏光基板１１０を染色槽１０２中へ入れて染色を行い、その染色槽１０２中に入れる染色剤の濃度を８００ｐｐｍよりも低くして、染色時間を２００秒よりも長くする。これにより、長い染色時間と低い染色剤の濃度とにより、偏光基板の染色効果を改善する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、偏光膜の製造方法に関し、特に偏光膜の染色方法に関する。

液晶表示装置は高画質、小体積、軽量、低電圧駆動、低電力消耗そして広い応用範囲などの長所を有する。そのため、中小型の携帯式テレビ、携帯電話、ビデオカメラ、ノートブック型コンピュータ、デスクトップ型表示装置およびプロジェクションテレビなどといった大衆消費電子製品あるいはコンピュータ製品に広く利用され、次第に陰極線管（cathode ray tube：ＣＲＴ）に取って代わり表示装置の主流となった。

液晶表示装置にとって、偏光板は液晶パネルの主な構成要素の一つである。従来技術では、先ず偏光基板をヨウ素で染色して、延伸および補正を行って偏光膜を製作した後に、偏光膜と保護膜とを粘着させて偏光板を製作していた。偏光基板は、例えば、ポリビニルアルコール（polyvinyl alcohol：ＰＶＡ）分子からなり、それは任意の角度で不規則に分布している。ポリビニルアルコール分子は、延伸されて作用力の方へ徐々に方向を変えるが、この際、ポリビニルアルコール分子上に付着されているヨウ素イオンも作用力の方へ一緒に方向を変える。そのため、偏光膜は分子が配列された方向に平行な光だけを吸収し、分子が配列された方向に垂直な光だけを透過させることができる。

図１は、従来技術による偏光膜の染色装置を示す模式図である。図１に示すように、偏光基板１１０は、染色槽１０２中で染色工程が行われる。よく使用される染色剤はヨウ素溶液１１２であり、ヨウ素溶液１１２中に浸漬させて、偏光基板１１０中にヨウ素イオンを染込ませて拡散させる。また、偏光板の生産能力に対する要求が高まるに従い、偏光板を生産するときの巻取り速度、即ち機械速度（メートル／秒）は、次第に速くなっている。しかし、機械速度が速くなるに従い、偏光基板１１０をヨウ素溶液１１２中に浸漬させる時間は短くなり、染色不足が発生することがあった。

そのため、従来技術では通常、染色槽１０２のサイズを大きくするかヨウ素溶液１１２の濃度を高めることにより、好適な染色効果を達成していた。しかし、大型サイズの染色槽や高濃度の染色剤を使用すると、その化学薬品の使用量は非常に多くなり、生産コストが大きな負担となった。また、高濃度の染色剤は染色効果の制御が困難であったため、染色が不均等となる問題が容易に発生し、偏光膜の品質が低下して、光学機能に影響を与えた。

本発明の目的は、染色時間を長くして染色剤の濃度を下げることにより、生産コストを下げて偏光膜の品質を向上させ、特に速い機械速度を有する偏光板の製造工程に適用する偏光膜の染色方法を提供することにある。

上述の目的を達成するために、本発明は偏光膜の染色方法を提供する。偏光基板を染色槽中へ入れ、染色槽中に入れる染色剤の濃度を８００ｐｐｍよりも低くして、その染色時間は２００秒よりも長くする。そして、このような長い染色時間と低い染色剤の濃度により偏光基板の染色効果を改善する。

また、本発明は、染色槽中にあるローラを複数個にしたり染色槽の空間を増大させたりすることにより、染色槽中の染色経路を延長して染色時間を長くする。染色剤はヨウ素を含み、偏光基板の材料はポリビニルアルコールである。

本発明は、染色工程の染色時間を長くして、それに使用される染色剤の濃度を下げることにより、低濃度の薬剤と長時間の染色により染色効果を向上させて、従来技術で発生していた染色が不均等となる問題を防止することができる。また、使用する染色剤の濃度を下げて化学薬品の使用量を減らすことができるため、生産コストが下がる。

本発明が提供する偏光膜の染色方法は、長時間の染色と低濃度の染色剤とにより偏光基板の染色効果を向上させることができる。本発明の特徴は、染色を行うときに、染色時間を２００秒よりも長くして、染色剤の濃度を８００ｐｐｍよりも低く制御して、光学品質が良好な偏光膜を得ることにある。

本発明の好適な一実施形態では、染色槽中の染色経路を延長して染色時間を長くする。図２は、本発明の好適な一実施形態を示す模式図である。図２に示すように、この好適な実施形態では、染色槽１０２中に設けるローラ２０２の個数を増やして、染色槽１０２中の染色経路を延長することにより、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）基板などの偏光基板１１０をヨウ素溶液１１２中に浸漬する染色時間を長くする。染色時間を２００秒以上に長くすることにより、使用する染色剤の濃度を８００ｐｐｍより低くすることができる。

染色温度が３０〜５０℃で、染色時間が２００秒より長く、ヨウ素濃度が８００ｐｐｍよりも低いとき、この好適な一実施形態により得られる偏光膜の単体透過率は４３％以上に達し、この偏光膜の偏光度も９９．９０％以上に達する。同様の染色温度で、染色時間が約８０秒、ヨウ素濃度が１２００ｐｐｍよりも高い偏光膜の染色均等度は、本実施形態の偏光膜の染色均等度に遠く及ばない。そのため、この実施形態は染色時間を長くすることにより化学薬品の使用量を減らして、生産コストを下げることができるだけでなく、従来技術において発生していた染色が不均等となる問題を防止することもできる。

以下の本実施形態では、染色時間を長くすることにより確実に化学薬品の使用量を減らすことができることを実験により説明する。上述の好適な実施形態と同様、この実験ではローラ２０２により染色経路を延長して、偏光基板１１０の染色時間を長くする。ここで注意しなければならないことは、この実験ではローラ２０２の個数を変えることにより染色経路の長さを変え、得られる偏光膜の色相値（Ｌ）を固定することにより、異なる染色経路に使用される染色剤の使用量を観察するということである。表１は、色相値が固定された状況において、異なるローラの個数により構成された、異なる長さの染色経路および染色時間、又それに使用される染色剤の使用量を示す。

ここで使用される染色剤はヨウ素溶液であり、表１ではヨウ素原液の使用量の比較に便利なように、染色槽２０２のサイズとヨウ素溶液１１２の量とは固定されている。そのため、ヨウ素原液使用量の変化はヨウ素溶液濃度の変化と見ることができる。表１から分かるように、本発明の方法は、染色時間を長くすることにより染色剤の使用量を減らしながらも同様の色相値を得ることができる。

また、上述の実施形態では、染色槽中にあるローラの個数を増やして、染色経路を延長し、染色時間を長くする方法であったが、他の好適な実施形態では、ローラの面幅、直径または配置位置を変えることにより、染色槽の空間を増大させて、染色遅延剤を加えたり、染色時間を長くすることができるその他従来技術の方法を用いることもできる。

本発明の主旨は、染色時間を長くして染色剤の濃度を低くして偏光基板の染色効果を向上させることにあり、偏光基板および染色剤の種類を限定するものではない。また、染色時間を長くすることができて、本発明に適用することができる従来技術のあらゆる方法は、本発明が開示する範囲と主旨に合致するものとする。

本発明では好適な実施形態を前述の通り開示したが、これらは決して本発明を限定するものではなく、当該技術に熟知するものなら誰でも、本発明の主旨と領域を脱しない範囲内で各種の変更や修正を加えることができる。従って本発明の保護の範囲は、特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。

従来技術の偏光膜の染色装置を示す模式図である。 本発明の好適な一実施形態による偏光膜の染色装置を示す模式図である。

符号の説明

１０２ 染色槽、１１０ 偏光基板、１１２ ヨウ素溶液、２０２ ローラ

Claims (4)

1. 偏光基板を染色槽中へ入れて染色を行う偏光膜の染色方法であって、
   前記染色槽中に入れる染色剤の濃度を８００ｐｐｍよりも低くし、染色時間を２００秒よりも長くし、長い前記染色時間と低い前記染色剤の濃度とにより前記偏光基板の染色効果を改善することを特徴とする偏光膜の染色方法。
2. 前記染色時間を長くするために、前記偏光基板の染色経路を延長するステップを含むことを特徴とする請求項１記載の偏光膜の染色方法。
3. 前記染色経路を延長するステップは、
   前記染色槽中に複数個のローラを設けて、前記偏光基板の前記染色経路を延長することを特徴とする請求項２記載の偏光膜の染色方法。
4. 前記染色経路を延長するステップは、
   前記染色槽中の空間を増大させて、前記偏光基板の前記染色経路を延長することを特徴とする請求項２記載の偏光膜の染色方法。

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