JP2006323042A - 積層偏光フィルムの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 実質的な逆カールを発生することのない積層偏光フィルムの製造方法を提供すること。
【解決手段】 直線偏光フィルムと直線偏光分離フィルムとを積層してなる積層偏光フィルムの製造方法であって、直線偏光フィルムまたは直線偏光分離フィルムの積層側に、直線偏光フィルムから直線偏光分離フィルムへ透過する水分を、透湿度で５００ｇ／ｍ^２以下とする表面処理層を設け、直線偏光フィルムと直線偏光分離フィルムを積層することを特徴とする。
【選択図】 なし

Description

本発明は、液晶表示パネルを構成する液晶セルの光源側表面に貼着積層する積層偏光フィルムの製造方法に関する。

図１は、液晶セルに偏光フィルムを積層した構造を例示する断面模式図である。液晶表示パネルを構成する液晶セルの光源側表面には、直線偏光フィルムが貼合されている。即ち、液晶セル１０の光源側表面に、接着剤層１１により直線偏光フィルム１２が貼着積層されている。液晶表示パネルは、年々、画像がより鮮明であることや光源の消費電力をより低減することが要求されている。このため、液晶表示パネルの光源の消費電力を低減するために、直線偏光フィルムの光源側に、直線偏光フィルムの透過軸に平行でない光をいったん反射し、透過することにより、光源からの光を効率的に利用するための直線偏光分離フィルムを貼着積層した積層偏光フィルムが使用されつつある。

図２は、従来の積層偏光フィルム２０の構成を例示する断面模式図である。直線偏光フィルム２１と直線偏光分離フィルム２２とが接着剤層２３を介して貼着積層されている。直線偏光フィルム２１の他面には、積層偏光フィルムを液晶セルに貼着するための接着剤層２４並びにその接着剤層を保護する剥離フィルム２６が設けられている。また直線偏光分離フィルムの反対面には、接着剤層２５を介して保護フィルム２７が積層されている。保護フィルム２７は、最終工程で剥離除去される。

上記の構成を有する積層偏光フィルムは、直線偏光フィルムと直線偏光分離フィルムとを接着剤により積層して製造される（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。
しかしながら、従来の方法で得られた積層偏光フィルムを放置すると、液晶セルに貼着する側である直線偏光フィルム２１側が凹となるようにカール（以下、「逆カール」と称する。）が発生する。この逆カールは積層偏光フィルムの１辺が８ｃｍ以上、特に２０ｃｍ以上の場合に顕著である。かかる大きな逆カールは、剥離フィルム２６を剥離して液晶セル１０に貼着する際に、接着面に気泡が残りやすくなり液晶パネルに不良を発生する原因となる。

このため、積層偏光フィルムは実質的な逆カールを発生せず、カールしないか、或いはカールしても直線偏光フィルム側が凸となるカール（以下、「正カール」と称する。）となることが望まれている。
特開平１１−２７１５３４号公報（段落［０００５］〜［０００７］） 特開２０００−２７５４３６号公報（段落［００３４］）

本発明の目的は、実質的な逆カールを発生することのない積層偏光フィルムの製造方法を提供することにある。

本発明者らは、上記目的を達成すべく、実質的な逆カールを生じることのない積層偏光フィルムを得るべく鋭意検討した結果、直線偏光フィルムと直線偏光分離フィルムとを積層する際に、直線偏光フィルムまたは直線偏光分離フィルムの積層側に、直線偏光フィルムから直線偏光分離フィルムへ透過する水分を、透湿度で５００ｇ／ｍ^２以下とする表面処理層を設けた後、直線偏光フィルムと直線偏光分離フィルムを積層することによって、逆カールを発生することのない積層偏光フィルムが得られることを見出し、本発明を完成した。

すなわち本発明は、直線偏光フィルムと直線偏光分離フィルムとを積層してなる積層偏光フィルムの製造方法であって、直線偏光フィルムまたは直線偏光分離フィルムの積層側に、直線偏光フィルムから直線偏光分離フィルムへ透過する水分を、透湿度で５００ｇ／ｍ^２以下とする表面処理層を設け、直線偏光フィルムと直線偏光分離フィルムを積層することを特徴とする積層偏光フィルムの製造方法である。

なお、本発明における透湿度は、一定時間に単位面積の膜状物質を通過する水蒸気の量であり、具体的には、環境温度４０℃において防湿包装材料を境界面とし、一方の側の空気を相対湿度９０％、他方の側の空気を吸湿剤によって乾燥状態に保ったとき、２４時間でこの境界面を通過する水蒸気の質量（ｇ）を、その材料１ｍ^２当たりに換算した値を言う。測定方法としては、ＪＩＳ Ｚ ０２０８の「防湿包装材料の透湿度試験方法（カップ法）」が用いられる。

本発明の方法によって、液晶セルに接着する際に、接着面に気泡が残って液晶パネルに不良を発生する原因となる実質的な逆カールを発生しない直線偏光フィルムと直線偏光分離フィルムとからなる積層偏光フィルムが得られる。

直線偏光フィルムは、透過軸方向に平行な光を透過し、透過軸と直交する吸収軸方向に平行な光を吸収する機能を有するフィルムであり、吸収型偏光フィルムとも称される。

直線偏光フィルムは、通常、偏光子およびその両側に積層した保護膜からなり、偏光子は、膜厚が１０μｍ〜１５０μｍのポリビニルアルコールフィルムに一軸延伸、二色性色素による染色およびホウ酸処理してなるフィルムである。保護膜としては、通常、酢酸セルロース系樹脂フィルム、例えば、トリアセチルセルロースフィルムが使用されている。
トリアセチルセルロースフィルムには、富士写真フィルム（株）から販売されている「フジタック（登録商標）ＴＤ８０」、「フジタック（登録商標）ＴＤ８０ＵＦ」及び「フジタック（登録商標）ＴＤ８０ＵＺ」、コニカ（株）から販売されている「ＫＣ８ＵＸ２Ｍ」及び「ＫＣ８ＵＹ」などがある。
酢酸セルロース系保護フィルムの厚みは、２０〜２００μｍ程度である。
また、保護フィルムの他の例として、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレートのようなポリエステル系樹脂からなるフィルム、ポリカーボネート系樹脂からなるフィルムなど、光学的な透明性に優れたフィルムも挙げることができる。

直線偏光フィルムの偏光子に使用されるポリビニルアルコールフィルムは、極性が高く、飽和水分率の高い材料である。また、直線偏光フィルムは、それ自体のカールを抑制するために水分率は比較的高く、例えば１〜３重量％程度に調整されている。このため、乾燥状態の直線偏光分離フィルムとの積層により、水分が直線偏光フィルムから直線偏光分離フィルム側に移行してカールが発生するものと考えられる。

直線偏光分離フィルムは、ポリエステル、特にポリエチレンナフタレートやポリエチレンナフタレート単位を主成分とする共重合体を原料として性能に優れたものが得られており、例えば、商品名「ＤＢＥＦ」（住友スリーエム社）として市販されている。このようなポリエステルからなる直線偏光分離フィルムは、製造後、そのまま原反として巻き取られて供給されるため、原反フィルムの水分率は実測すると０．１〜０．２重量％程度であり、その樹脂の飽和水分率（約０．８重量％）より低く、水分率の高い直線偏光フィルムと積層した時に水分の移行により逆カールがより発生やすいものと考えられる。

なお、直線偏光分離フィルムは、上述したとおり、透過軸方向に平行な光を透過し、透過軸と直交する反射軸方向に平行な光を反射する機能を有するフィルムであり、反射型偏光フィルム、非吸収型偏光フィルム、あるいは反射された光が再利用され輝度が向上するので輝度上昇フィルムとも称される。

本発明において、直線偏光フィルムまたは直線偏光分離フィルムの積層側に、直線偏光フィルムから直線偏光分離フィルムへ透過する水分を、透湿度で５００ｇ／ｍ^２以下とする表面処理層を設ける。
表面処理層は光学特性に影響を及ぼさなければ特に制約なく採用することができ、例えば、紫外線硬化樹脂、電子線硬化樹脂または熱硬化性樹脂の溶液を塗布し、硬化して得られる樹脂層、スパッタリングまたは蒸着によって形成された薄膜、それら薄膜を他の基材に形成させてから転写して得られる層、などが挙げられる。

樹脂溶液を塗布し、硬化させて表面処理層とする方法は、量産に適するので好ましく採用される。塗布する方法としては、バーコート法、ドクターブレード法、リバースロールコート法、グラビアロールコート法、スピンコート法など、従来から知られている方法が利用できる。
塗布に用いられる樹脂は、上記のとおり紫外線硬化樹脂、電子線硬化樹脂および熱硬化性樹脂が例示される。特に紫外線硬化樹脂は、市販製品としての種類も多く、硬化時間がきわめて短いため量産性が良好で好ましく採用できる。紫外線硬化樹脂は、例えばエポキシ系、ポリエステル系、ポリアクリル酸エステル系、アクリルウレタン系、ポリエーテル系、シリコン系など各種の樹脂が使用可能である。
具体的には、東亞合成（株）製の「アロニックス（登録商標）」シリーズ、新中村化学（株）製の「ＮＫエステル」シリーズ、三洋化成（株）製の「サンラッド（登録商標）」シリーズなど市販されている。

表面処理層の厚みは、光学特性上は薄い方が好ましいが、薄すぎると、透湿度が大きくなり、また強度が低下し、加工性に劣るものとなる。一方で厚すぎると、透明性が低下したり、積層偏光フィルムの厚みが大きくなったりなどの問題が生じる。使用する樹脂などの材料によって選択されるが、紫外線硬化樹脂層の場合、３〜１００μｍ程度であり、好ましくは４〜５０μｍ、より好ましくは５〜１０μｍである。このことによって、直線偏光フィルムから直線偏光分離フィルムへ透過する水分を、透湿度で５００ｇ／ｍ^２以下とすることができる。

表面処理層と直線偏光分離フィルムまたは直線偏光フィルムとの積層は、接着剤層を介して行われる。接着剤としては、公知の、アクリル系粘着剤、ポリエステル系アイオノマー型ウレタン樹脂とグリシジルオキシ基を有する化合物を含む水系接着剤などが挙げられる。

このようにして得られる積層偏光フィルムの例の構成の断面を模式的に図３に示す。
直線偏光フィルム３１の片面に表面処理層３８が設けられ、表面処理層３８に直線偏光分離フィルム３２が接着剤層３３を介して積層されている。直線偏光フィルム３１の反対側には、積層偏光フィルムを液晶セルに貼着するための接着剤層３４並びにその接着剤層を保護する剥離フィルム３６が設けられている。また直線偏光分離フィルムの反対側には、接着剤層３５を介して保護フィルム３７が積層されている。

本発明の方法によって得られる積層偏光フィルムに実質的な逆カールを生じ難くなる。
ここで実質的な逆カールとは、液晶セルに貼着する際に気泡が残る等の不良を発生させる程度の逆カールを意味し、若干の逆カールは許容され、その程度は２０インチサイズの積層偏光フィルムで、下記するカール量で約１〜２ｍｍである。逆カール量が約３ｍｍ以上になると液晶パネルに不良を発生する原因となり、好ましくない。
なお、カール量は、直線偏光フィルム側を下にして平板上に置いたときに、積層偏光フィルムの四頂点の平板からの高さの平均値として求めた。プラスは正カール、マイナスは逆カールであることを示す。

本発明の方法によって得られる積層偏光フィルムに逆カールを生じ難い理由は明らかではないが、水分率が高い直線偏光フィルムから水分率の低い直線偏光分離フィルムに水分が移行することによる各フィルムの寸法変化が抑制されることがひとつの大きな原因であると推定される。従って、直線偏光フィルムから直線偏光分離フィルムへ透過する水分を、透湿度で４００ｇ／ｍ^２以下とする表面処理層を設けるのがより好ましい。

以下、本発明を具体的に実施例で示すが、本発明は実施例に限定されるものではない。
なお、測定方法は以下のとおりである。
（１）透湿度：上記したＪＩＳ Ｚ ０２０８の「防湿包装材料の透湿度試験方法（カップ法）」に準じて測定した。
（２）カール量：直線偏光フィルム側を下にして平板上に置いたときに、積層偏光フィルムの四頂点の平板からの高さの平均値として求めた。プラスは正カール、マイナスは逆カールであることを示す。
また、略号は以下のフィルムを表す。
ＰＶＡ：ポリビニルアルコールフィルム
ＴＡＣ：トリアセチルセルロースフィルム

実施例１
ＰＶＡ（２５μｍ）からなる偏光子の両面にＴＡＣ（８０μｍ）が積層された直線偏光フィルムの一方のＴＡＣに表面処理層として紫外線硬化樹脂層（５μｍ）が設けられた４層構造を有する厚さが約１９０μｍの直線偏光フィルム「ＳＲＷ８６２Ａ−ＨＣ」(住友化学社製)を準備した。
使用したＴＡＣ（８０μｍ）の透湿度は５４０ｇ／ｍ^２、紫外線硬化樹脂層（５μｍ）が設けられたＴＡＣ（８０μｍ）の透湿度は３２０ｇ／ｍ^２であった。
この直線偏光フィルムの紫外線硬化樹脂層側にアクリル系接着剤を塗工（厚み２５μｍ）し、２５０ｍｍ×２５０ｍｍに切断した。

次に、直線偏光分離フィルムとして、厚さ１３２μｍのポリエチレンナフタレート製の直線偏光分離フィルム「ＤＢＥＦ」（住友スリーエム社製、一方の面にポリエチレンテレフタレートの保護フィルムが積層）を２５０ｍｍ×２５０ｍｍに切断したものを用意した。

直線偏光フィルムの紫外線硬化樹脂層側に直線偏光分離フィルムを積層して積層偏光フィルムを得た。積層には、貼着ローラーを使用した。
積層偏光フィルムの構成：
ＴＡＣ／ＰＶＡ／ＴＡＣ／紫外線硬化樹脂層／接着剤層／ＤＢＥＦ
（８０μｍ／２５μｍ／８０μｍ／５μｍ／２５μｍ／１３２μｍ）
得られた積層偏光フィルムを防湿袋に入れて密封し、２０℃で表１に示す時間を経過した後に取り出してカール量を測定した。結果を表１に示す。

実施例２
ＰＶＡ（２５μｍ）からなる偏光子の両面にＴＡＣ（４０μｍ）が積層された直線偏光フィルムの一方のＴＡＣに表面処理層として紫外線硬化樹脂層（５μｍ）が設けられた４層構造を有する厚さが約１１０μｍの直線偏光フィルム「ＳＲＷ０６２Ａ−ＨＣ」(住友化学社製)を準備した。
使用したＴＡＣ（４０μｍ）の透湿度は９００ｇ／ｍ^２、紫外線硬化樹脂層（５μｍ）が設けられたＴＡＣ（４０μｍ）の透湿度は４７０ｇ／ｍ^２であった。
次に、直線偏光分離フィルムとして、厚さ１０８μｍのポリエチレンナフタレート製の直線偏光分離フィルム「ＤＢＥＦ−Ｐ２」（住友スリーエム社製、一方の面にポリエチレンテレフタレートの保護フィルムが積層）を２５０ｍｍ×２５０ｍｍに切断したものを用意した。
実施例１と同様にして、積層偏光フィルムを得た。
積層偏光フィルムの構成：
ＴＡＣ／ＰＶＡ／ＴＡＣ／紫外線硬化樹脂層／接着剤層／ＤＢＥＦ
（４０μｍ／２５μｍ／４０μｍ／５μｍ／２５μｍ／１０８μｍ）
得られた積層偏光フィルムを実施例１と同様にして評価した。結果を表１に示す。

比較例１
紫外線硬化樹脂層がないＰＶＡ（２５μｍ）からなる偏光子の両面にＴＡＣ（８０μｍ）が積層された３層構造を有する厚さが約１８５μｍの直線偏光フィルム「ＳＲＷ８６２Ａ」(住友化学社製)を準備した。
実施例１と同様にして、積層偏光フィルムを得た。
積層偏光フィルムの構成：
ＴＡＣ／ＰＶＡ／ＴＡＣ／接着剤層／ＤＢＥＦ
（８０μｍ／２５μｍ／８０μｍ／２５μｍ／１３２μｍ）
得られた積層偏光フィルムを実施例１と同様にして評価した。結果を表１に示す。

比較例２
紫外線硬化樹脂層がないＰＶＡ（２５μｍ）からなる偏光子の両面にＴＡＣ（４０μｍ）が積層された３層構造を有する厚さが約１０５μｍの直線偏光フィルム「ＳＲＷ０６２Ａ」(住友化学社製)を準備した。
実施例２同様にして、積層偏光フィルムを得た。
積層偏光フィルムの構成：
ＴＡＣ／ＰＶＡ／ＴＡＣ／接着剤層／ＤＢＥＦ
（４０μｍ／２５μｍ／４０μｍ／２５μｍ／１０８μｍ）
得られた積層偏光フィルムを実施例１と同様にして評価した。結果を表１に示す。

表１に示すとおり、実施例１および実施例２の本発明の積層偏光フィルムは、若干、逆カールするが、許容範囲であり、ガラスに貼合しても接着面に気泡の入らない良品であった。一方、比較例１および比較例２の積層偏光フィルムは大きく逆カールを生じ、ガラスに貼合すると接着面へ気泡が入って外観不良品となった。

液晶セルに偏光フィルムを積層した構造を例示する断面模式図である。 従来の積層偏光フィルムの構成を例示する断面模式図である。 本発明で得られる積層偏光フィルムの例の構成を示す断面模式図である。

符号の説明

１０：液晶セル
１１：接着剤層
１２、２１、３１：直線偏光フィルム
２０、３０：積層偏光フィルム
２２、３２：直線偏光分離フィルム
２３、２４、２５：接着剤層
２６、３６：剥離フィルム
２７、３７：保護フィルム
３８：表面処理層

Claims (4)

1. 直線偏光フィルムと直線偏光分離フィルムとを積層してなる積層偏光フィルムの製造方法であって、直線偏光フィルムまたは直線偏光分離フィルムの積層側に、直線偏光フィルムから直線偏光分離フィルムへ透過する水分を、透湿度で５００ｇ／ｍ^２以下とする表面処理層を設け、直線偏光フィルムと直線偏光分離フィルムを積層することを特徴とする積層偏光フィルムの製造方法。
2. 表面処理層が、紫外線硬化樹脂、電子線硬化樹脂または熱硬化性樹脂の溶液を塗布し、硬化させて得られる層である請求項１記載の積層偏光フィルムの製造方法。
3. 直線偏光フィルムが、ポリビニルアルコールフィルムからなる偏光子の両面にトリアセチルセルロースフィルムを積層してなるフィルムである請求項１記載の積層偏光フィルムの製造方法。
4. 直線偏光分離フィルムが、透過軸方向に平行な光を透過し、透過軸と直交する反射軸方向に平行な光を反射する機能を有するフィルムである請求項１記載の積層偏光フィルム。
   
   
   
   

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