JP2007171897A - 偏光フィルムの製造方法、偏光フィルム、光学フィルム、液晶表示装置、画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 製造の煩雑さを解消し、更に、長手方向に一軸延伸しても延伸による破断の虞を低減しつつ連続して偏光フィルムを製造できる偏光フィルムの製造方法等を提供する。
【解決手段】 本発明は、帯状のポリビニルアルコール系原反フィルムを先端側から送り出しつつ規制された移動経路に通して該移動経路中で長手方向に延伸し、且つ先行して送り出した原反フィルムの後端側と次の原反フィルムの先端側とを連結することにより順次連続して偏光フィルムを製造する偏光フィルムの製造方法であって、
前記連結を、シール温度５５〜９０℃でヒートシールすることにより実施することを特徴とする偏光フィルムの製造方法を提供する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、主として、液晶表示装置、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）表示装置、プラズマディスプレイ（ＰＤ）及び電界放出ディスプレイ（ＦＥＤ）等の画像表示装置等に使用される偏光フィルムの製造方法、該製造方法によって製造された偏光フィルム、該偏光フィルムを含む光学フィルム、該光学フィルムを含む液晶表示装置又は画像表示装置に関する。

従来より、この種の偏光フィルムの製造方法としては、帯状のポリビニルアルコール系原反フィルムを先端側から送り出しつつ所定の移動経路に通し該移動経路中で延伸することにより偏光フィルムとする方法が採用されている。
例えば、帯状のポリビニルアルコール系原反フィルムがロール状に巻回されてなる原反ロールから原反フィルムを送り出しつつ、複数のローラで移動経路を規制することにより、染色浴等の各種浴槽内にフィルムを通して染色し、更に、染色されたフィルムを移動経路中で延伸することにより偏光フィルムとする方法が採用されている。

ところで、この種の偏光フィルムの製造方法においては、ローラ等で規制された移動経路中に原反フィルム毎にその先端側を手作業で通して行くことは、非常に煩雑であり且つ時間を浪費するものであることから、先行する原反フィルムの後端側に次の原反フィルムの先端側を結び合わせたり縫い合わせたりすることにより連結し、順次連続して偏光フィルムとすることがなされている。

しかしながら、上記従来の方法に於いては、原反フィルム毎に、ローラ等によって規制された移動経路に原反フィルムの先端側を手作業で通す作業の繁雑さ等は解消されるものの、連結部分から皺が発生することとなり、この皺が偏光フィルムの延伸ムラの原因となる。従って、上記従来の方法に於いては、次の原反フィルムを移動経路に通した後、ローラ等の経路規制部材に当接するフィルムの皺の除去作業を要し、煩雑さが十分に解消されていないのが現状である。

また、この種の偏光フィルムの製造方法として、先行する原反フィルムの後端側と次の原反フィルムの先端側との連結を１００〜３００℃の温度でヒートシールし、更に、テンター延伸機にて４５度（長手方向に対する延伸方向の角度）に斜め延伸することも提案されている（下記特許文献１参照）。
斯かる方法によれば、連結を結び合わせたり縫い合わせたりする上記の方法に比べて、皺の発生が抑制され、作業性が非常に良好となる。
特開２００４−１６０６６５号公報

しかしながら、上記テンター延伸機による４５度の延伸を行う上記の方法では、延伸のバラツキが少ないように制御することが極めて困難である等の問題があり、一方、上記の方法に於いて、テンター延伸機を用いた斜め延伸に代えて、比較的延伸バラツキを低減し易い長手方向の一軸延伸を採用した場合には、延伸によってフィルムとフィルムのヒートシール部分が破断することとなる。
そこで、上記の如き種々の問題点に鑑み、本発明の課題は、製造の煩雑さを解消し、更に、長手方向に一軸延伸しても延伸による破断の虞を低減しつつ連続して偏光フィルムを製造できる偏光フィルムの製造方法等を提供することとする。

本発明者らは、上記課題を解決すべく、鋭意検討を重ねた結果、下記手段によって上記課題が解決されることを見出し、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明は、帯状のポリビニルアルコール系原反フィルムを先端側から送り出しつつ規制された移動経路に通して該移動経路中で長手方向に延伸し、且つ先行して送り出した原反フィルムの後端側と次の原反フィルムの先端側とを連結することにより順次連続して偏光フィルムを製造する偏光フィルムの製造方法であって、
前記連結を、シール温度５５〜９０℃でヒートシールすることにより実施することを特徴とする偏光フィルムの製造方法を提供する。
また、本発明は、斯かる方法により製造された偏光フィルムを含む光学フィルムを提供する。
更に、本発明は、斯かる偏光フィルム又は光学フィルムを含む液晶表示装置又は画像表示装置を提供する。

本発明に係る偏光フィルムの製造方法によれば、先行して送り出した原反フィルムの後端側と次の原反フィルムの先端側とをヒートシールにて連結することから、連結部分からの皺の発生を抑制でき、偏光フィルムを順次連続して製造する際の煩雑さが解消される。
また、連結をシール温度５５〜９０℃のヒートシールにより実施することから、長手方向に一軸延伸してもフィルムの破断や剥離の虞も低減できる。

以下、本発明の実施の形態について説明する。
先ず、本実施形態の偏光フィルムの製造方法を実施するための好ましい延伸装置について図面を参照しつつ説明する。
延伸装置は、通常、帯状の原反フィルム１がロール状に巻回された原反ロールから原反フィルム１が送り出される原反フィルム供給部３と、送り出されたフィルム１を所定の薬液に浸漬するための複数の浸漬浴４と、該浸漬浴４内に前記原反フィルム１を通すように、原反フィルム１の移動経路を規制する複数のローラ９と、該移動経路中にて原反フィルム１を延伸する延伸手段と、複数の浸漬浴４に浸漬され且つ延伸されたフィルムを偏光フィルムとしてロール状に巻き取る偏光フィルム巻取部１０とが備えられている。

図１、図２は、好ましい延伸装置の一態様を示す概略斜視図である。
図１に示すように、前記浸漬浴４としては、フィルムの流れ方向上流側から順に、ポリビニルアルコール系フィルムを膨潤させる膨潤液の貯留された膨潤浴４ａ、膨潤されたフィルムを染色する染色液の貯留された染色浴４ｂ、染色されたフィルムの構成高分子を架橋させる架橋剤液の貯留された架橋浴４ｃ、浴内でフィルムを延伸するための延伸浴４ｄ、更に、各浸漬浴４に通されたフィルムを洗浄する洗浄液が貯留された洗浄浴４ｆという５種類の浸漬浴４が備えられている。

また、本態様の延伸装置は、洗浄浴４ｆの流れ方向下流側で且つ巻取部１０の上流側に、フィルムに付着した洗浄液を乾燥させる乾燥装置１１、具体的には乾燥オーブンが備えられ、更に、該フィルムの表面両側にロール状に巻回された表面保護フィルム（例えば、トリアセチルセルロースフィルム）等の積層用フィルム１２がそれぞれ配されて、乾燥後の偏光フィルムの表面両側に積層用フィルム１２が積層されるように構成されている。

前記延伸手段としては、所謂ロール延伸手段９ａが採用されている。即ち、前記移動経路中に於いて、フィルムを間で狭持し且つ流れ方向下流側に送り出すように構成された対をなすニップローラ９ａが複数組配され且つ流れ方向下流側の組の周速度が上流側よりも高速とされてなる構成が採用されている。

更に、本延伸装置は、好ましくは、図２に示すように、原反フィルム１の後端側１ａが規制された移動経路に通される前に、具体的には、浸漬浴４に通される前に、原反フィルム１の後端側１ａと該原反フィルム１に次いで移動経路内に通す原反フィルム１（次の原反フィルム）の先端側１ｂとをヒートシールにて連結するための連結装置（図２に図示せず）が備えられている。
尚、図２に於いては、ヒートシールにて連結される部分が黒塗り３０で示されている。

図３、図４は、好ましい連結装置を示す概略基本構成図（模式図）である。図３に於いては、連結される原反フィルムのＴＤ方向に向かって連結装置を見た側面が示されており、図４に於いては、図３のＡ−Ａ線切断断面図（模式図）が示されている。
図３に示すように、前記連結装置は、線状の発熱体２０と、該発熱体２０が下面に配された板状のシールバー２１と、該シールバー２１と対向するように配された板状のシールバー受け２２とを有し、先行する原反フィルムの後端側１ａと次のフィルムの先端側１ｂとを重ね合わせ、重ね合わせた部分をシールバー２１とシールバー受け２２とで押圧し、シールバー２１に備えられた発熱体２０で重ね合わせた部分を加熱することにより、先行する原反フィルム１と次の原反フィルム１とを熱接着により連結するように構成されている。

前記発熱体２０としては、好ましくは電気回路に接続され電流が供給されると発熱するニクロム線が用いられてなり、該ニクロム線は原反フィルム１を押圧する側の押圧面（即ち、シールバー受け２２と対向する表面）に配されている。

前記連結装置は、シールバー受け２２の押圧面（即ち、シールバー２１と対向する側の表面）で且つシールバー２１の下面に配された発熱体２０と対向する部位に、シリコンラバー等のラバーシート２４が配されてなり、原反フィルム１の重ね合わされた部分が、発熱体２０とラバーシート２４とで押圧されるように構成されている。
また、前記連結装置は、発熱体２０の温度が５５〜９０℃となるように設定されており、好ましくは、シール時間が１〜１５秒となるように条件設定されている。
斯かる条件に設定されていることにより、連結されるポリビニルアルコール系の原反フィルム１同士は、互いに剥離する虞や熱による破断の虞が著しく低減されることとなる。

前記連結装置によれば、板状のシールバー２１とシールバー受け２２とで原反フィルム１同士の重ね合わされた部分を押圧するヒートシールによって連結を実施することから、図４（イ）に示すように、原反フィルム１の重ね合わされた部分に凹凸のうねりや皺が生じていても、図４（ロ）に示すように、これらを是正しつつ連結することができる。

前記連結装置のより好ましい構成は、図５、図６に示されている。
尚、図５、図６は、連結装置をＭＤ方向（原反フィルム１の長手方向）に沿ってみた概略断面図である。
図５に示すように、前記連結装置は、より好ましくは前記シールバー２１の上方に配された固定基板３０と、該固定基板３０と前記シールバー２１との間に介設され且つエアーの導入排出により拡縮可能とされたエアー枕３１とを更に備えている。
また、前記発熱体２０（具体的にはニクロム線）は、シールバー２１の下面に沿って備えられ、その両端側がシールバー２１の側面側に沿って折り返され前記固定基板３０の上面に設けられた発熱体弛み防止用シリンダー３２にそれぞれ支持されており、該シリンダー３２によってその弛みが防止されるように構成されている。
更に、前記連結装置は、前記シールバー受け２２とラバーシート２４との間（即ちラバーシート２４の裏面側）に配設されたラバーシート２４よりも高弾性のライナー３３と、前記ラバーシート２４の表面凹凸を緩和させうるように、ライナー３３を部分的に押圧可能で且つ押圧力を調整可能とされた押圧調整手段を備えている。
前記ライナー３３は、例えば、ＳＵＳ板などから構成されてなり、ラバーシート２４の裏面側の略全面を覆うように配設されている。
前記押圧調整手段として具体的には、前記シールバー受け２２の裏面側から上方に向けて螺入され且つそれぞれ先端部でライナー３３を部分的に突き上げよう構成された複数の蝶ネジ３４が備えられており、各蝶ネジ３４の螺入量の調整により、ライナー３３のラバーシート２４裏面側への部分的な押圧力を調整してラバーシート２４表面の僅かな凹凸を緩和できるようになっている。
そして、前記連結装置は、図６（イ）に示すように、エアー枕３１に空気が殆ど導入されておらず、シールバー２１とラバーシート２４とが間に配された原反フィルム１を押圧しない非押圧状態と、図６（ロ）に示すように、空気が導入されてエアー枕３１が膨張することにより、シールバー２１が下方に押し出され、それによって、シールバー２１とラバーシート２４とが間に配された原反フィルム１を押圧する押圧状態とを取りうるように構成されており、非押圧状態に於いて、シールバー２１とラバーシート２４との間にて、先行する原反フィルム１の後端側１ａと次の原反フィルム１の先端側１ｂとを重ね合わせてから、エアー枕３１に空気を導入しシールバー２１を下方に押し出して押圧状態とし、発熱体２０を所定温度まで加熱することにより、先行する原反フィルム１と次の原反フィルム１とを連結するようになっている。

本実施形態に於いて、使用しうる好ましい延伸装置は上記の通りであるが、次に、上記の如き延伸装置等を用いて実施できる本実施形態の偏光フィルムの製造方法について説明する。
本実施形態の偏光フィルムの製造方法は、帯状のポリビニルアルコール系原反フィルムを先端側から送り出しつつ規制された移動経路に通して該移動経路中で長手方向に延伸し、且つ先行して送り出した原反フィルムの後端側と次の原反フィルムの先端側とをヒートシールにて連結することにより順次連続して偏光フィルムを製造するものである。

本実施形態に於いて、帯状のポリビニルアルコール系原反フィルムとしては、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）フィルム、部分けん化ポリビニルアルコールフィルム又はポリビニルアルコールの脱水処理フィルム等を用いることができる。
通常、これらの原反フィルムは、ロール状に巻回された原反ロールの状態で用いる。

前記ポリビニルアルコール系原反フィルムの材料であるポリマーの重合度は、一般に５００〜１０，０００であり、１０００〜６０００の範囲であることが好ましく、１４００〜４０００の範囲にあることがより好ましい。さらに、部分ケン化ポリビニルアルコールフィルムの場合、そのケン化度は、例えば、水への溶解性の点から、７５モル％以上が好ましく、より好ましくは９８モル％以上であり、９８．３〜９９．８モル％の範囲にあることがより好ましい。

前記ポリビニルアルコール系原反フィルムの製法としては、水または有機溶媒に溶解した原液を流延成膜する流延法、キャスト法、押出法等任意の方法で成膜されたものを適宜使用することができる。原反フィルムの位相差値は、５ｎｍ〜１００ｎｍのものが好ましく用いられる。また、面内均一な偏光フィルムを得るために、ポリビニルアルコール系原反フィルム面内の位相差バラツキはできるだけ小さい方が好ましく、原反フィルムとしてのポリビニルアルコール系フィルムの面内位相差バラツキは、測定波長１０００ｎｍにおいて１０ｎｍ以下であることが好ましく、５ｎｍ以下であることがより好ましい。

本実施形態に於いては、好ましくは、上記の如き原反フィルムがロール状に巻回された原反ロールを用い、該原反ロールから原反フィルムを送り出しつつ、複数のローラで移動経路を規制しつつ複数の浸漬浴に通す浸漬工程の処理を施す。
浸漬工程の処理として好ましくは、図１で例示されるように、それぞれローラで移動経路を規制しつつ、膨潤浴に通す等によってフィルムを膨潤させる膨潤工程、染色浴に通す等によってフィルムを染色する染色工程、架橋浴に通す等によってフィルム構成高分子を架橋させる架橋工程、延伸浴に通す等によってフィルムを延伸させる延伸工程、洗浄浴に通す等によってフィルムを洗浄する洗浄工程の処理を実施し、更に、乾燥工程を実施する。

前記膨潤工程としては、例えば、水で満たされた膨潤浴に浸漬する。これにより原反フィルムが水洗され、原反フィルム表面の汚れやブロッキング防止剤を洗浄することができるとともに、原反フィルムを膨潤させることで染色ムラ等の不均一性を防止する効果が期待できる。
前記膨潤浴中には、グリセリンやヨウ化カリウム等を適宜添加しておいてもよく、添加する場合、その濃度は、グリセリンは５重量％以下、ヨウ化カリウムは１０重量％以下であることが好ましい。膨潤浴の温度は、２０〜４５℃の範囲とすることが好ましく、２５〜４０℃とすることがより好ましい。膨潤浴への浸漬時間は、２〜１８０秒間が好ましく、１０〜１５０秒間がより好ましく、６０〜１２０秒間が特に好ましい。また、この膨潤浴中でポリマーフィルムを延伸してもよく、そのときの延伸倍率は膨潤による伸展も含めて１．１〜３．５倍程度とすることが好ましい。

前記染色工程としては、例えば、膨潤工程を経たフィルムをヨウ素等の二色性物質を含む染色浴に浸漬することによって、上記二色性物質をフィルムに吸着させる。

前記二色性物質としては、従来公知の物質が使用でき、例えば、ヨウ素や有機染料等が挙げられる。有機染料としては、例えば、レッドＢＲ、レッドＬＲ、レッドＲ、ピンクＬＢ、ルビンＢＬ、ボルドーＧＳ、スカイブルーＬＧ、レモンエロー、ブルーＢＲ、ブルー２Ｒ、ネイビーＲＹ、グリーンＬＧ、バイオレットＬＢ、バイオレットＢ、ブラックＨ、ブラックＢ、ブラックＧＳＰ、エロー３Ｇ、エローＲ、オレンジＬＲ、オレンジ３Ｒ、スカーレットＧＬ、スカーレットＫＧＬ、コンゴーレッド、ブリリアントバイオレットＢＫ、スプラブルーＧ、スプラブルーＧＬ、スプラオレンジＧＬ、ダイレクトスカイブルー、ダイレクトファーストオレンジＳ、ファーストブラック等が使用できる。

これらの二色性物質は、一種類のみ使用しても良いし、二種類以上を併用しても良い。 前記有機染料を用いる場合は、例えば、可視光領域のニュートラル化を図る点から、二種類以上を組み合わせることが好ましい。具体例としては、コンゴーレッドとスプラブルーＧ、スプラオレンジＧＬとダイレクトスカイブルーの組み合わせ、又は、ダイレクトスカイブルーとファーストブラックとの組み合わせが挙げられる。

前記染色浴の溶液としては、前記二色性物質を溶媒に溶解した溶液を使用できる。前記溶媒としては、水を一般的に使用できるが、水と相溶性のある有機溶媒をさらに添加して用いても良い。
二色性物質の濃度としては、０．０１０〜１０重量％の範囲とすることが好ましく、０．０２０〜７重量％の範囲とすることがより好ましく、０．０２５〜５重量％の範囲とすることが特に好ましい。

また、前記二色性物質としてヨウ素を使用する場合、染色効率をより一層向上できることから、さらにヨウ化物を添加することが好ましい。このヨウ化物としては、例えば、ヨウ化カリウム、ヨウ化リチウム、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化亜鉛、ヨウ化アルミニウム、ヨウ化鉛、ヨウ化銅、ヨウ化バリウム、ヨウ化カルシウム、ヨウ化錫、ヨウ化チタン等が挙げられる。これらヨウ化物の添加割合は、前記染色浴において、０．０１０〜１０重量％とすることが好ましく、０．１０〜５重量％とすることがより好ましい。これらのなかでも、ヨウ化カリウムを添加することが好ましく、ヨウ素とヨウ化カリウムの割合（重量比）は、１：５〜１：１００の範囲とすることが好ましく、１：６〜１：８０の範囲とすることがより好ましく、１：７〜１：７０の範囲とすることが特に好ましい。

前記染色浴へのフィルムの浸漬時間は、特に限定されるものではないが、１〜２０分の範囲とすることが好ましく、２〜１０分とすることがより好ましい。また、染色浴の温度は、５〜４２℃の範囲とすることが好ましく、１０〜３５℃の範囲とすることがより好ましい。また、この染色浴中でフィルムを延伸してもよく、このときの累積した総延伸倍率は、１．１〜４．０倍程度とすることが好ましい。

尚、染色工程としては、前述のような染色浴に浸漬する方法以外に、例えば、二色性物質を含む水溶液を前記ポリマーフィルムに塗布または噴霧する方法を採用してもよい。また、本発明に於いては、染色工程を行わずに、持ちいる原反フィルムとして、予め二色性物質が混ぜられたポリマー原料で製膜されたフィルムを採用してもよい。

前記架橋工程としては、例えば、架橋剤を含む架橋浴中にフィルムを浸漬して架橋する。
前記架橋剤としては、従来公知の物質を使用できる。例えば、ホウ酸、ホウ砂等のホウ素化合物や、グリオキザール、グルタルアルデヒド等を使用できる。これらは一種類のみ用いても良いし、二種類以上を併用しても良い。二種類以上を併用する場合には、例えば、ホウ酸とホウ砂の組み合わせが好ましく、また、その添加割合（モル比）は、４：６〜９：１の範囲とすることが好ましく、５．５：４．５〜７：３の範囲とすることがより好ましく、６：４とすることが最も好ましい。

前記架橋浴の溶液としては、前記架橋剤を溶媒に溶解した溶液を使用できる。前記溶媒としては、例えば水を使用できるが、さらに、水と相溶性のある有機溶媒を併用しても良い。前記溶液における架橋剤の濃度は、特に限定されるものではないが、１〜１０重量％の範囲とすることが好ましく、２〜６重量％とすることがより好ましい。

前記架橋浴中には、偏光フィルムの面内の均一な特性が得られる点から、ヨウ化物を添加してもよい。このヨウ化物としては、例えば、ヨウ化カリウム、ヨウ化リチウム、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化亜鉛、ヨウ化アルミニウム、ヨウ化鉛、ヨウ化銅、ヨウ化バリウム、ヨウ化カルシウム、ヨウ化錫、ヨウ化チタンが挙げられ、添加した場合に於けるヨウ化物の含有量は０．０５〜１５重量％が好ましく、０．５〜８重量％がより好ましい。
架橋剤とヨウ化物の組み合わせとしては、ホウ酸とヨウ化カリウムの組み合わせが好ましく、ホウ酸とヨウ化カリウムの割合（重量比）は、１：０．１〜１：３．５の範囲とすることが好ましく、１：０．５〜１：２．５の範囲とすることがより好ましい。

前記架橋浴の温度は、通常２０〜７０℃の範囲とすることが好ましく、ポリマーフィルムの浸漬時間は通常１秒〜１５分の範囲とし、好ましくは５秒〜１０分とする。
前記架橋工程に於いては、架橋浴中でポリマーフィルムを延伸してもよく、このときの累積した総延伸倍率は、１．１〜５．０倍程度とすることが好ましい。
尚、架橋工程としては、染色工程と同様に、架橋浴に通す処理に代えて、架橋剤含有溶液を塗布または噴霧する方法を用いても良い。

前記延伸工程としては、例えば、湿式延伸法では、延伸浴中に浸漬した状態で、累積した総延伸倍率が例えば２〜７倍程度となるように延伸する。

延伸浴の溶液としては、特に限定されるわけではないが、例えば、各種金属塩、ヨウ素、ホウ素または亜鉛の化合物の添加された溶液を用いることができる。この溶液の溶媒としては、水、エタノールあるいは各種有機溶媒を適宜用いることができる。
なかでも、ホウ酸および／またはヨウ化カリウムをそれぞれ２〜１８重量％程度添加した溶液を用いることが好ましい。このホウ酸とヨウ化カリウムを同時に用いる場合には、その含有割合（重量比）は、１：０．１〜１：４程度、より好ましくは、１：０．５〜１：３程度の割合で用いることが好ましい。

前記延伸浴の温度としては、例えば、４０〜６７℃の範囲とすることが好ましく、５０〜６２℃とすることがより好ましい。

前記洗浄工程は、例えば、水の貯留された洗浄浴にフィルムを通すことにより、これより前の処理で付着したホウ酸等の不要残存物を洗い流す工程である。前記水には、ヨウ化物を添加することが好ましく、例えば、ヨウ化ナトリウム又はヨウ化カリウムを添加することが好ましい。洗浄浴の水にヨウ化カリウムを添加した場合、その濃度は通常０．１〜１０重量％、好ましくは３〜８重量％とする。さらに、洗浄浴の温度は、１０〜６０℃とすることが好ましく、１５〜４０℃とすることがより好ましい。また、洗浄処理の回数、即ち、洗浄浴に通す回数は、特に限定されることなく複数としてもよく、複数の洗浄浴に添加物の種類や濃度異なる水を貯留しておき、これらにフィルムを通すことにより洗浄工程を実施してもよい。

なお、フィルムを各工程における浸漬浴から引き上げる際には、液だれの発生を防止するために、従来公知であるピンチロール等の液切れロールを用いたり、エアーナイフによって液を削ぎ落としたりする等の方法により、余分な水分を取り除いても良い。

前記乾燥工程としては、自然乾燥、風乾、加熱乾燥等、適宜な方法を採用することができるが、通常、加熱乾燥が好ましい。加熱乾燥の条件は、加熱温度を２０〜８０℃程度、乾燥時間を１〜１０分間程度とすることが好ましい。さらには、乾燥温度は前記方法に関わらずフィルムの劣化を防ぐ目的としてできるだけ低温にすることが好ましい。より好ましくは６０℃以下であり、４５℃以下とすることが特に好ましい。

本実施形態に於いては、以上のような工程を経たフィルムを巻取ローラにて巻き取ることによりロール状に巻回された偏光フィルムを得ることができる。
尚、本実施形態に於いては、乾燥工程にて乾燥させた偏光フィルムの表面片側もしくは両側に適宜表面保護用等の別種のフィルムを積層してから巻き取るようにしてもよい。

このように製造された偏光フィルムの最終的な総延伸倍率は、原反フィルムに対して、３．０〜７．０倍であることが好ましく、４．０〜６．２倍の範囲にあることがより好ましく、４．５〜５．４倍の範囲にあることが更に好ましい。最終的な総延伸倍率が３．０倍未満では、高偏光度の偏光フィルムを得ることが難しく、７．０倍を超えると、フィルムは破断しやすくなる。

上記の如き各工程を経ることにより、偏光フィルムを連続して製造することができるが本実施形態に於いては、更に、次の原反フィルムに上記の如き各工程を実施する前に、先行するフィルムの後端側と、次の原反フィルムの先端側とをヒートシールにて連結する。

好ましくは、図３に示すような装置、具体的には、例えば図５に示すような装置を用い、先行する原反フィルムの後端側に次の原反フィルムを重ね合わせ、重ね合わせた部分をシールバーとシールバー受け（ラバーシート）で挟み込んで押圧すると共に、シールバー温度、即ち、シールバーの押圧面側に配された発熱体の温度を５５〜９０℃とすることにより熱接着する。
原反フィルム同士の熱接着部分が通常必要とされる延伸倍率（４以上）に延伸しても５５℃以上であれば十分な熱接着によって剥離する虞が殆ど無く、また、９０℃以下であれば、その作用は定かではないもののフィルム内の水分の蒸発による気泡の発生が抑制されるためか、原反フィルムが劣化して破断する虞も殆どない。
従って、連結した原反フィルム同士が離反すること無く、先行する原反フィルムの後端側に追従させて、次の原反フィルムの先端側をローラ等に規制された移動経路に通すことができ、順次各種工程を実施することにより次の原反フィルムも連続して偏光フィルムとすることができる。
ここで、ヒートシールの時間（即ち、シールバーが原反フィルムと接触している時間）は、好ましくは１〜１５秒、より好ましくは２〜１０秒とする。
ヒートシールの時間が１秒未満であれば、十分にヒートシールされない虞があり、また、１５秒を超えて実施する必要性に乏しいからである。

また、通常、ヒートシールは、シールされた部分が帯状で且つ原反フィルムの幅方向（ＴＤ方向）に沿うように、即ち延伸方向と直交する方向に沿うようにし、そのシール幅は、特に限定されるものではないが、通常１〜１０ｍｍ、好ましくは、２〜４ｍｍとする。
シール幅が１ｍｍ以上であれば十分な接着強度が得られ、一方、シール幅を必要以上に大きくするとそれだけ固化して延伸し難い部分が増加するため破断の虞が増加するところ、１０ｍｍ以下であれば、そのような虞も極めて少ないものとなる。
尚、シール幅は、フィルムと接触してフィルムを加熱するニクロム線等の発熱体の幅を調整することによって適宜調整することができる。
更に、一つの連結に対してヒートシールは、１カ所で十分であるが、念のため２カ所以上で行っても良い。

上記の如きヒートシールにて先行する原反フィルムと次の原反フィルムとを連結することにより、連結部分からの皺の発生を抑制でき、偏光板を順次連続して製造する際の煩雑さが解消されると共に、長手方向に４倍程度一軸延伸してもフィルムの破断や剥離の虞を低減できる。

また、本実施形態に於いては、図５に示すような装置（ラバーシートの裏面側にＳＵＳ板等のライナーが配設され且つライナーのラバーシート裏面側への押圧力を部分的に調整する蝶ネジ等の押圧力調整手段を備えている装置）を用いて連結を行うのが好ましい。
原反フィルムと原反フィルムとを熱接着により連結を行う際に於いては、ラバーシート表面の僅かな凹凸やシールバー下方の発熱体（例えばニクロム線）押圧面の僅かな凹凸によって、シールされるフィルムの下面側若しくは上面側に空気層が形成されることがあり、空気層の存在によって発熱体から原反フィルムに均一に熱が伝わりにくく、原反フィルムが局部的に必要以上に加熱されたり、十分に加熱されなかったりすることがある。そして、その結果、連結部分には局部的に過加熱による気泡が発生したり、十分に熱接着されなかったりする部分が生じうる。
しかしながら、上記の如くライナー及び調整手段を備えている装置を用いて連結を行えば、僅かな凹凸を緩和するようにライナーによる裏面側からのラバーシートへの押圧力を部分的に調整して、上記の如き空気層が形成されることを抑制できる。
尚、ライナーの押圧力の調整に際しては、予めヒートシールしたものを用いて、気泡が発生したり十分に接着されていない部分の有無を確認し、そのような部分が有る場合には、その部分に対応した部位の押圧力を高めるように調整すれば良い。
このように調整することで、連続的にヒートシールした際に、原反フィルムの幅方向の一定部位に、連続して気泡が発生すること等を防止することができる。

本実施形態により製造された偏光フィルムの厚さは、特に限定されるものではないが、５〜４０μｍであることが好ましい。厚さが５μｍ以上であれば機械的強度が低下することはなく、また４０μｍ以下であれば光学特性が低下せず、画像表示装置に適用しても薄型化を実現できる。

本実施形態により製造された偏光フィルムは、液晶セル基板に積層される偏光フィルム等として、液晶表示装置等に使用することができ、また、液晶表示装置の他、エレクトロルミネッセンス表示装置、プラズマディスプレイ及び電界放出ディスプレイ等の各種の画像表示装置に於ける偏光フィルムとして用いることができる。
尚、実用に際しては、両面又は片面に各種光学層を積層して光学フィルムとしたり、各種表面処理を施したりして、液晶表示装置等の画像表示装置に用いることもできる。前記光学層としては、要求される光学特性を満たすものであれば特に限定されるものではないが、例えば、偏光フィルムの保護を目的とした透明保護層、視角補償等を目的とした配向液晶層、他のフィルムを積層するための粘着層の他、偏光変換素子、反射板、半透過板、位相差板（１／２や１／４等の波長板（λ板）を含む）、視角補償フィルム、輝度向上フィルムなどの画像表示装置等の形成に用いられるフィルムを用いることができる。
また、表面処理としては、ハードコート処理、反射防止処理、スティッキング防止や拡散ないしアンチグレアを目的とした表面処理を挙げることができる。

本実施形態の偏光フィルムの製造方法は、以上の通りであるが、本発明は本実施形態に限定されず本発明の意図する範囲内に於いて適宜設計変更可能である。

以下、実施例及び比較例を用いて本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。

実施例１〜９、比較例１〜７
厚さ７５μｍ、幅５０ｍｍのポリビニルアルコール（ＰＶＡ）原反フィルム（（株）クラレ製、重合度２４００）を２枚準備し、互いに重ね合わせて、図３に示す連結装置（発熱体：ニクロム線、幅３ｍｍ）にて、それぞれ表１に示すシール温度で２カ所をＴＤ方向に沿ってヒートシールした。尚、シール時間を３秒とした。
そして、互いに連結されたフィルムを３０℃の純水中に浸漬し、延伸区間５０ｍｍ、延伸速度２ｍｍ／ｓの条件で手延伸機にて延伸し、連結されたフィルムが剥離若しくは破断によって離反するまでの延伸倍率を測定した。また、ヒートシール部分を切断してフィルム内の気泡の有無を目視にて観察し、それぞれ、結果を表１に示した。また、表１の値をシール温度と延伸倍率の関係グラフにプロットし、図７に示した。尚、図７に於いては、実施例の値を黒塗りで、比較例を白抜きで示した。

表１及び図７の結果から明らかなように、ヒートシール温度が５５℃未満のものは、実質的に延伸されることなく剥離することから、ヒートシール温度を５５℃より下げると接着強度が急激に低下することが認めらる。また、ヒートシール温度が９０℃を超えるものは僅かな延伸で破断するようになること及び内部に気泡の発生が認められることから、ヒートシール温度を９０℃を超えるものとすることにより、フィルムの強度が急激に低下することが認められた。

延伸装置の一態様を示す概略斜視図。 延伸装置の一態様を示す概略斜視図。 連結装置を示す概略側面図。 図３のＡ−Ａ線断面図。 連結装置を示す概略断面図。 （イ）は、連結装置の非押圧状態を示す概略断面図。 （ロ）は、連結装置の押圧状態を示す概略断面図。 延伸倍率とシール温度との関係を示す概略図。

符号の説明

１・・・原反フィルム、１ａ・・・原反フィルムの後端側、１ｂ・・・原反フィルムの先端側

Claims (6)

1. 帯状のポリビニルアルコール系原反フィルムを先端側から送り出しつつ規制された移動経路に通して該移動経路中で長手方向に延伸し、且つ先行して送り出した原反フィルムの後端側と次の原反フィルムの先端側とを連結することにより順次連続して偏光フィルムを製造する偏光フィルムの製造方法であって、
   前記連結を、シール温度５５〜９０℃でヒートシールすることにより実施することを特徴とする偏光フィルムの製造方法。
2. 延伸倍率を３から７倍とする請求項１記載の偏光フィルムの製造方法。
3. 請求項１又は２に記載の偏光フィルムの製造方法により製造された偏光フィルム。
4. 請求項３に記載の偏光フィルムを含む光学フィルム。
5. 請求項４に記載の光学フィルムを含む液晶表示装置。
6. 請求項４に記載の光学フィルムを含む画像表示装置。

Images