JP2009122641A - 光学表示パネルの製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】従来よりも清浄であり、欠陥の少ない光学フィルムを用い、また、光学フィルムまたは光学シートの使用効率が向上する光学表示パネルの製造方法を提供する。
【解決手段】光学シート(またはフィルム、以下同じ)が巻き取られた複数のロール(2,4:12,14)から、長尺の光学シート(1,3:11,13)を引き出す(引出工程)。これらを各々貼合して長尺光学シート積層体とする(第1貼合工程)。得られる長尺光学シート積層体をそのまま光学表示素子(7)に貼合する(第2貼合工程)。次に、その貼合体から、光学表示パネルの表示領域以上、光学表示パネルの全面以下の領域で長尺光学シート積層体を裁断する(裁断工程)。以上が第1の製造方法である。別の第2の製造方法では、上記第1貼合工程の後、得られる長尺光学シート積層体を裁断し(裁断工程)、その裁断された光学シート積層体を光学表示素子に貼合する(第2貼合工程)。
【選択図】図1

Description

本発明は、光学表示パネルを製造する方法に関する。
従来、光学部材メーカでは、たとえば、液晶表示装置に用いられる偏光板などの光学機能を有する長尺の光学フィルムまたはその積層体である光学シートを、ロール状に巻き取るようにして連続して製造している。たとえばこのように製造された偏光板は、パネル加工メーカに納品され、パネル加工メーカにおいて液晶表示素子(2枚のガラス板間に液晶が封入された光学表示素子であって、液晶セルとも呼ばれる)に貼合される。このようにして、液晶表示装置に用いられる液晶パネルが製造される。従来、光学部材メーカは、前記した偏光板などの光学部品をパネル加工メーカに納品する際には、パネル加工メーカが所望する所定のサイズに長尺光学シートを打ち抜いて加工したシート(光学シート)を数枚に重ねて梱包するようにしていた。
このように光学部品メーカにおいて、所定のサイズに打ち抜いて得られた光学シートを数枚に重ねて梱包する際には、埃や汚れなどが生じないように、クリーン度の高い作業環境が求められている。また、輸送中に傷やクラックなどが生じないように、梱包資材は特別に選定され、梱包作業も入念に行う必要があった。一方、パネル加工メーカでは、厳重に梱包された光学シートを組み立て加工に用いるが、梱包が厳重であるため、梱包を解く作業が大変であり、かつ、梱包を解く際に傷やクラックが生じないように厳重に注意して行わなければならず、作業者の負担が大きいものとなっていた。
このような問題に対して、長尺光学シートを、直接、光学表示素子に貼合する方法(たとえば特開平11−95028号公報(特許文献1)を参照。)や、長尺光学シートを連続した製造ライン工程上にて裁断し光学表示パネルに貼合する方法(特開2007−140046号公報(特許文献2)を参照。)が提案されている。また、特開2002−196132号公報(特許文献3)には、偏光フィルムと第一の保護フィルムとを貼合して巻き取った後、第一の保護フィルムが貼合されていない偏光フィルムの面に第二の保護フィルムを貼合することで偏光板を製造することが開示されている。
また、TV用途の大型の光学表示装置(たとえば液晶表示装置)の場合、そのサイズは20インチ程度から100インチ程度と様々であるため、この光学表示装置のサイズに合わせた光学機能を有する光学シートを用いる必要があるという問題もある。
たとえば、偏光板は、通常、偏光フィルムの両面に保護フィルムが積層されており、一方の保護フィルムの外面に粘着剤層が形成された構造となっている。保護フィルムには、光学機能が付与されていることが多く、たとえば光学表示装置の視認側に配置される保護フィルムには表面処理(ハードコート処理、防眩処理、反射防止処理、防汚処理、帯電防止処理など)が施され、また、偏光板と光学表示素子との間に位置する保護フィルムには、光学表示装置の視野角、コントラスト、色相を調整する位相差機能が付与されることがある。
偏光フィルムはその延伸方向に沿って裂け易いという特性を有しているため、偏光フィルム製造直後に、保護フィルムを積層し偏光板とするのが一般的である。その際、製造効率の面から、偏光板の長尺光学シートのロール幅はある程度固定化する必要がある。長尺光学シートのロール幅が固定されると、前記したように光学表示装置のサイズは様々であるため、光学表示装置のサイズに合わせて裁断して偏光板を取り出さなければならない。
このため、廃棄される部分が多くなり、製品として使用する割合(取り効率)が著しく低下する場合があった。
特開平11−95028号公報 特開2007−140046号公報 特開2002−196132号公報
本発明は、前記課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、従来よりも清浄であり、欠陥の少ない光学フィルムを用いた光学表示パネルの製造方法を提供することである。本発明はまた、光学フィルムまたはその積層体である光学シートの使用効率が向上する、光学表示パネルの製造方法を提供することも目的とする。
本発明は、光学表示素子に、光学機能を有する光学シート積層体を貼合して光学表示パネルを製造する方法であって、光学機能を有する少なくとも2つの長尺光学フィルムまたはその積層体である長尺光学シートが巻き取られた複数のロールから、長尺光学フィルムまたは長尺光学シートを引き出す引出工程と、引き出された複数の長尺光学フィルムまたは長尺光学シートを、各々、貼合して、長尺光学シート積層体を形成する第1貼合工程と、長尺光学シート積層体をそのまま光学表示素子に貼合する、第2貼合工程と、前記長尺光学シート積層体と光学表示素子との貼合体から、光学表示パネルの表示領域以上であって、かつ、光学表示パネルの全面以下である領域で長尺光学シート積層体を裁断して光学シート積層体とする裁断工程とを含む光学表示パネルの製造方法である(以下、この方法を「第1の製造方法」と呼称する。)。
本発明はまた、光学表示素子に、光学機能を有する光学シート積層体を貼合して光学表示パネルを製造する方法であって、光学機能を有する少なくとも2つの長尺光学フィルムまたはその積層体である長尺光学シートが巻き取られた複数のロールから、長尺光学フィルムまたは長尺光学シートを引き出す引出工程と、引き出された複数の長尺光学フィルムまたは長尺光学シートを、各々、貼合して、長尺光学シート積層体を形成する第1貼合工程と、長尺光学シート積層体を裁断し、光学シート積層体とする裁断工程と、前記光学シート積層体を光学表示素子に貼合する第2貼合工程とを含む光学表示パネルの製造方法についても提供する(以下、この方法を「第2の製造方法」と呼称する。)。
なお、前記のとおり本明細書においては、光学機能を有する樹脂フィルム1枚からなるものを、原則として「光学フィルム」と呼び、複数種の光学フィルムの積層体を、原則として「光学シート」と呼ぶことにするが、一般的な意味でのフィルムとシートに厳密な区別はないことを理解されたい。たとえば、基材フィルムにコーティングや表面処理による光学層が設けられたものは、1枚と認識されるので、原則として「光学フィルム」に分類される。また以下に述べるとおり、偏光機能を有する樹脂フィルムそれ自体(たとえば、二色性色素が吸着配向されたポリビニルアルコール系樹脂フィルムからなるものがこれに該当する)を「偏光フィルム」と呼び、偏光フィルムの少なくとも一方の面に保護フィルムなどの他の光学フィルムが積層されたものを「偏光板」と呼ぶこととする。「偏光フィルム」は「光学フィルム」の一種となり、「偏光板」は「光学シート」の一種となる。
前記した本発明の第1の製造方法または本発明の第2の製造方法(以下、これらを総称する場合には、「本発明の製造方法」と呼称する。)において、引出工程に供される長尺光学フィルムまたは長尺光学シートの1つは、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムからなる偏光フィルムを含むことが、好ましい。
本発明の製造方法において、引出工程に供される長尺光学シートの1つは、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムからなる偏光フィルムと、その偏光フィルムの少なくとも一方の面に貼着された熱可塑性樹脂からなる保護フィルムとを有する偏光板であることができる。
また本発明の製造方法において、引出工程に供される長尺光学シートの1つは、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムからなる偏光フィルムと、その偏光フィルムの少なくとも一方の面に形成された粘着剤層と、その粘着剤層を保護する離型フィルムとを有する偏光板であってよい。この場合、第1貼合工程または第2貼合工程において、その離型フィルムが剥離され、露出する粘着剤層が、他の光学フィルム、もしくは光学シートまたは光学表示素子への貼合に供される。
また、本発明の製造方法において、引出工程に供される長尺光学シートの1つは、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムからなる偏光フィルムと、その偏光フィルムの一方の面に貼着された熱可塑性樹脂からなる保護フィルムと、偏光フィルムの他方の面に形成された粘着剤層と、その粘着剤層を保護する離型フィルムとを有する偏光板であってもよい。
この場合も、第1貼合工程または第2貼合工程において、その離型フィルムが剥離され、露出する粘着剤層が、他の光学フィルム、もしくは光学シートまたは光学表示素子への貼合に供される。
さらに本発明の製造方法において、引出工程に供される長尺光学シートの1つは、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムからなる偏光フィルムと、その偏光フィルムの一方の面に貼着された熱可塑性樹脂からなる保護フィルムと、保護フィルムの外面に形成された粘着剤層と、その粘着剤層を保護する離型フィルムとを有する偏光板であってもよい。この場合も、第1貼合工程または第2貼合工程において、その離型フィルムが剥離され、露出する粘着剤層が、他の光学フィルム、もしくは光学シートまたは光学表示素子への貼合に供される。
本発明の製造方法において、引出工程に供される長尺光学フィルムまたは長尺光学シートの1つは、以下の(a)〜(e)から選ばれる少なくともいずれかを含むことが好ましい。
(a)シクロオレフィン系樹脂フィルム、
(b)セルロースエステル系樹脂フィルム、
(c)ポリエチレンテレフタレート樹脂フィルム、
(d)(メタ)アクリル系樹脂フィルム、
(e)ポリプロピレン系樹脂フィルム。
本発明の製造方法では、第1貼合工程における長尺光学フィルムまたは長尺光学シートと他の長尺光学フィルムまたは長尺光学シートとの貼合に紫外線硬化型樹脂接着剤を用いることが、好ましい形態の1つとして挙げられる。
また、本発明の製造方法により製造される光学表示パネルの代表的な例として、液晶パネルを挙げることができ、この場合、光学表示素子は液晶表示素子である。
本発明の製造方法によれば、光学部材メーカにおけるフィルムの貼合工程、裁断工程、梱包工程およびパネル加工メーカへの納品(搬送)が省略されるため、光学表示パネルに貼合された光学フィルムがより清浄になり、欠陥が減少する効果がある。また、光学フィルムまたはその積層体である光学シートの歩留まりが向上し、製品利用効率が向上する。
さらに、光学表示素子は液晶表示素子である場合には、その表裏(視認側とバックライト側)で異なるフィルム構成となるのが通例であるが、そのうちの一部、たとえば偏光フィルムを、表裏で共通化できるというメリットもある。具体的には、液晶表示素子の視認側偏光板には防眩処理や反射防止処理などの表面処理を施し、バックライト側偏光板には光拡散機能や輝度向上機能など固有の機能を付与することが多く、従来はこうした要求に対して、必要とされる光学フィルムまたは光学シートを光学部材メーカで積層し、パネル加工メーカに納品していたところ、表裏の偏光板を構成する偏光フィルムを1種類とし、これに、液晶表示素子の表裏で必要とされる、異なる光学フィルムまたは光学シートを貼合し、さらに液晶表示素子に貼合するという形態をとることも可能となる。
本発明は、光学表示素子に、光学機能を有する光学シート積層体を貼合して光学表示パネルを製造する方法であって、本発明の第1の製造方法と本発明の第2の製造方法とに大きく分けられる。なお、本発明で製造される光学表示パネルは、液晶パネル、有機ELパネルなどを含み、このような光学表示パネルは、液晶表示装置、有機EL表示装置などの光学表示装置の製造に用いられる。以下、光学表示パネルの中でも好ましい液晶パネルを製造する場合を例に挙げて説明するが、本発明で製造される光学表示パネルはこれに限定されるものでは勿論ない。
図1は、本発明による光学表示パネルの製造方法のうち、第1の製造方法の好ましい一例について模式的に示す図である。本発明の第1の製造方法は、光学機能を有する少なくとも2つの長尺光学フィルムまたはその積層体である長尺光学シートが巻き取られた複数のロールから、長尺光学フィルムまたは長尺光学シートを引き出す引出工程と、引き出された複数の長尺光学フィルムまたは長尺光学シートを、各々、貼合して、長尺光学シート積層体を形成する第1貼合工程と、長尺光学シート積層体をそのまま光学表示素子に貼合する、第2貼合工程と、前記長尺光学シート積層体と光学表示素子との貼合体から、光学表示パネルの表示領域以上であって、かつ、光学表示パネルの全面以下である領域で長尺光学シート積層体を裁断して光学シート積層体とする裁断工程とを含む。以下、図1を参照しながら本発明の第1の製造方法について詳細に説明する。
引出工程ではまず、図1に示すように、光学機能を有する少なくとも2つの長尺光学フィルムの積層体である長尺光学シート1,11が巻き取られた引出ロール2,12から長尺光学シート1,11がそれぞれ引き出されており、また、光学機能を有する長尺光学フィルムの積層体である別の長尺光学シート3,13が引出ロール4,14からそれぞれ引き出されている例を示している。
ここで、図2(a)は、図1に示す例において引出ロール2から引き出された長尺光学シート1の模式的な断面を示す図であり、図2(b)は引出ロール4から引き出された長尺光学シート3の模式的な断面を示す図である。本発明に用いられる長尺光学フィルムまたはその積層体である長尺光学シートは、特に制限されるものではないが、光学表示素子7の一方の面に貼合される長尺光学シート積層体を形成する長尺光学フィルム、長尺光学シートとして、たとえば、図2(a)に示すように、偏光フィルム8、保護フィルム9および粘着剤層10の積層構造を有する長尺光学シート1と、図2(b)に示すように、表面処理フィルム17と粘着剤層18との積層構造を有する長尺光学シート3とが用いられる場合が例示される。また、光学表示素子7の他方の面に貼合される長尺光学シート積層体を形成する長尺光学フィルム、長尺光学シートとしては、たとえば図2(a)に示した例と同様に偏光フィルム、保護フィルムおよび粘着剤層の積層構造を有する長尺光学シート11と、保護フィルムと粘着剤層との積層構造を有する長尺光学シート13とが用いられる場合が例示される。
続く第1貼合工程では、前記したように引き出された長尺光学シート1と長尺光学シート3とを貼合し、また、長尺光学シート11と長尺光学シート13とを貼合して、長尺光学シート積層体をそれぞれ形成する。図1には、第1貼合ローラ5にて、長尺光学シート1と長尺光学シート3とを圧着し、また、別の第1貼合ローラ15にて、長尺光学シート11と長尺光学シート13とを圧着することでそれぞれ貼合してなる例が示されている。
なお、図2に示した構造の長尺光学シートを用いる場合、長尺光学シート1の偏光フィルム8側に、長尺光学シート3の粘着剤層18側が配置され、第1貼合工程を経て、表面処理フィルム17、粘着剤層18、偏光フィルム8、保護フィルム9、粘着剤層10の順に積層された長尺光学シート積層体が形成されるようにする。一方、長尺光学シート11の場合には、偏光フィルム側に、長尺光学シート13の粘着剤層側が配置され、第1貼合工程を経て、保護フィルム、粘着剤層、偏光フィルム、保護フィルム、粘着剤層の順に積層された長尺光学シート積層体が形成されるようにする。
次に、第2貼合工程において、長尺光学シート1と長尺光学シート3とを貼合した長尺光学シート積層体、ならびに、長尺光学シート11と長尺光学シート13とを貼合した長尺光学シート積層体を、光学表示素子7にそれぞれ貼合する。図1には、第2貼合ローラ6にて、長尺光学シート1と長尺光学シート3とを貼合した長尺光学シート積層体が光学表示素子7の一方の面に圧着されて貼合され、また、第2貼合ローラ16にて、長尺光学シート11と長尺光学シート13とを貼合した長尺光学シート積層体が光学表示素子7の他方の面に圧着されて貼合されてなる例が示されてなる。なお、図2に示した構造の長尺光学シートを用いる場合、光学表示素子7の一方の面に貼着する長尺光学シート積層体は、表面処理フィルム17、粘着剤層18、偏光フィルム8、保護フィルム9、粘着剤層10の順の積層構造において粘着剤層10側が光学表示素子7側に配置されるようにして貼合される。また同様に、光学表示素子7の他方の面に貼着する長尺光学シート積層体は、保護フィルム、粘着剤層、偏光フィルム、保護フィルム、粘着剤層の順の積層構造において外側の粘着剤層が光学表示素子7側に配置されるようにして貼合される。
なお、図示は省略するが、第1貼合工程に供される長尺光学フィルムまたは長尺光学シートが、第1貼合工程において他の長尺光学フィルムまたは長尺光学シートに貼合するための粘着剤層または第2貼合工程において光学表示素子7に貼合するための粘着剤層を有する場合、たとえば図2(a)に示した長尺光学シート1における粘着剤層10や図2(b)に示した長尺光学シート3における粘着剤層18を有する場合、その粘着剤層の表面には、他の部材への貼合時までその粘着剤層表面を保護するために離型フィルムが貼合されているのが通例である。ここで離型フィルムとは、たとえば、ポリエチレンテレフタレートフィルムのような透明樹脂フィルムの表面にシリコーン系樹脂などからなる離型剤が塗布されたものである。そしてこの離型フィルムは、他の部材への貼合前に剥離除去される。離型フィルムを剥離除去する方式の具体例は、図6を参照して後で説明する。
本発明の第1の製造方法では、続く裁断工程において、前記した第2貼合工程で得られた長尺光学シート積層体と光学表示素子7との貼合体から、光学表示パネルの表示領域以上であって、かつ、光学表示パネルの全面以下である領域で長尺光学シート積層体を裁断して光学シート積層体とすることで、最終製品である光学表示パネルが得られる(図示せず)。
本発明の第1の製造方法において、長尺光学フィルムの種類、長尺光学フィルムの数、積層構造、長尺光学フィルム、または長尺光学シートを引き出すロールの数などは、図1に示した例に限定されるものではない。
たとえば、図3は、本発明による第1の製造方法の好ましい他の例を模式的に示す図である。図3は、図1に示した例と一部を除いては同様であり、同様の構成を有する部分については同一の参照符を付して説明を省略する。図3に示す例では、図1に示した例と同様に引出ロール4から長尺光学シート3が引き出されてなる他、引出ロール22から長尺光学フィルム21が引き出され、引出ロール24から別の長尺光学シート23が引き出され、さらに引出ロール26から別の長尺光学フィルム25が引き出されてなる。この場合、たとえば、長尺光学フィルム21として偏光フィルム(たとえば、後述する自己粘着性を有する剥離フィルムを剥離した状態の偏光フィルム)、長尺光学シート23として紫外線硬化型樹脂接着剤で形成された接着剤層と保護フィルムとの積層物、長尺光学フィルム25として粘着フィルムが用いられる。図3に示す例では、第1貼合工程において、引出ロール26から引き出された長尺光学フィルム25と引出ロール24から引き出された長尺光学シート23とが第1貼合ローラ27により圧着されてまず貼合され、これに引出ロール22から引き出された長尺光学フィルム21が別の第1貼合ローラ28により圧着されて貼合され、さらに、これに引出ロール4から引き出された長尺光学シート3がもう1つの第1貼合ローラ5により圧着されて貼合され、長尺光学シート積層体が形成される。この場合、長尺光学シート積層体は、たとえば、表面処理フィルム、粘着剤層、偏光フィルム、接着剤層、保護フィルム、粘着フィルムの順となるように積層され、第2貼合工程において、その粘着フィルム側が光学表示素子7側に配置されて、光学表示素子7の一方の面に貼着される。
図3に示す例ではまた、図1に示した例と同様に、引出ロール14から長尺光学シート13が引き出されてなる他、引出ロール32から長尺光学フィルム31が引き出され、引出ロール34から別の長尺光学フィルム33が引き出されてなる。この場合、たとえば、長尺光学フィルム31として偏光フィルム(たとえば、後述する自己粘着性を有する剥離フィルムを剥離した状態の偏光フィルム)、別の長尺光学フィルム33として粘着フィルムが用いられる。図3に示す例では、第1貼合工程において、引出ロール34から引き出された長尺光学フィルム33と引出ロール32から引き出された長尺光学フィルム31が第1貼合ローラ35により圧着されてまず貼合され、これに引出ロール14から引き出された長尺光学シート13が別の第1貼合ローラ15により圧着されて貼合され、長尺光学シート積層体が形成される。この場合、長尺光学シート積層体は、たとえば、保護フィルム、粘着剤層、偏光フィルム、粘着フィルムの順となるように積層され、第2貼合工程で、その粘着フィルム側が光学表示素子7側に配置されて、光学表示素子7の他方の面に貼着される。
またたとえば、図4は、本発明による第1の製造方法の好ましいさらに他の例を模式的に示す図である。図4は、図1、図3に示した例と一部を除いては同様であり、同様の構成を有する部分については同一の参照符を付して説明を省略する。図4に示す例では、光学表示素子7の一方の面(図の上側)に貼着される長尺光学シート積層体については、図3に示した例と同様に形成されるが、光学表示素子7の他方の面(図の下側)に貼着される長尺光学シート積層体を形成するに際し、引出ロール42から引き出された長尺光学シート41がさらに用いられる点において異なっている。この場合、長尺光学シート41としてはたとえば紫外線硬化型樹脂接着剤で形成された接着剤層と保護フィルムとの積層物が用いられる。図4に示す例では、第1貼合工程において、引出ロール34から引き出された長尺光学フィルム33と引出ロール42から引き出された長尺光学シート41が第1貼合ローラ43により圧着されてまず貼合され、これに引出ロール32から引き出された長尺光学シート31が別の第1貼合ローラ35により圧着されて貼合され、これに引出ロール14から引き出された長尺光学シート13がもう1つの第1貼合ローラ15により圧着されて貼合され、長尺光学シート積層体が形成される。この場合、長尺光学シート積層体は、たとえば、保護フィルム、接着剤層、偏光フィルム、接着剤層、保護フィルム、粘着フィルムの順となるように積層され、第2貼合工程において、その粘着フィルム側が光学表示素子7側に配置されて、光学表示素子7の他方の面に貼着される。
ここでも図示を省略するが、第1貼合工程に供される長尺光学フィルムまたは長尺光学シートが、第1貼合工程において他の長尺光学フィルムまたは長尺光学シートに貼合するための粘着剤層を有する場合、あるいは、第2貼合工程において光学表示素子7に貼合するための粘着剤層を有するか、または粘着フィルム自体で1つの長尺光学フィルムを構成する場合、これら粘着剤層または粘着フィルムの表面には、他の部材への貼合時までその粘着剤層または粘着フィルムの表面を保護するために、先に示したのと同様の離型フィルムが貼合されているのが通例である。たとえば、図3および図4において、長尺光学シート3に設けられ、長尺光学フィルム21(偏光フィルム)に貼合するための粘着剤層や、同じく長尺光学シート13に設けられ、長尺光学フィルム31(偏光フィルム)に貼合するための粘着剤層、また図3および図4において、長尺光学フィルム25,33それ自体である粘着フィルムが、前記の粘着剤層または粘着フィルムに該当する。そして、粘着剤層または粘着フィルムの表面に設けられた離型フィルムは、他の部材への貼合前に剥離除去される。離型フィルムを剥離除去する方式の具体例は、図6を参照して後で説明する。
なお、紫外線硬化型樹脂接着剤層は通常、接着処理の直前に塗布される。
また、図5は、本発明の光学表示パネルの製造方法のうち、第2の製造方法の好ましい一例の前半部分について模式的に示す図であり、図6は、第2の製造方法の好ましい一例の後半部分について模式的に示す図である。本発明の第2の製造方法は、光学機能を有する長尺光学フィルムまたはその積層体である長尺光学シートが巻き取られた複数のロールから、長尺光学フィルムまたは長尺光学シートを引き出す引出工程と、引き出された長尺光学フィルムまたは長尺光学シートを、各々、貼合して、長尺光学シート積層体を形成する第1貼合工程と、長尺光学シート積層体を裁断し、光学シート積層体とする裁断工程と、前記光学シート積層体を光学表示素子に貼合する第2貼合工程とを含む。以下、図5および図6を参照しながら本発明の第2の製造方法について詳細に説明する。
本発明の第2の製造方法における引出工程および第1貼合工程は、前記した第1の製造方法における引出工程および第1貼合工程と同様である。図5には、図1に示した例と同様に、引出ロール2から長尺光学シート1が引き出され、引出ロール4から光学長尺シート3が引き出されて、第1貼合ローラ5にて圧着されて貼合されるとともに、引出ロール12から長尺光学シート11が引き出され、引出ロール14から長尺光学シート13が引き出されて第1貼合ローラ15にて圧着されて貼合され、長尺光学シート積層体がそれぞれ形成された例が示されている。なお、本発明の第2の製造方法における長尺光学フィルムまたはその積層体である長尺光学シートとしては、第1の製造方法について上述したのと同様の長尺光学フィルムまたは長尺光学シートを用いることができる。
本発明の第2の製造方法では、前記した第1貼合工程で得られた長尺光学シート積層体を、続く裁断工程で裁断し、光学シート積層体とする。図5には、長尺光学シート1と長尺光学シート3との長尺光学シート積層体が裁断手段53にて裁断されて光学シート積層体51が形成され、長尺光学シート11と長尺光学シート13との長尺光学シート積層体が裁断手段54にて裁断されて光学シート積層体52が形成された例が示されている。
第2の製造方法における第2貼合工程では、裁断工程で得られた光学シート積層体を光学表示素子に貼合して、最終製品である光学表示パネルが得られる。図6には、図5に示した裁断工程で得られた光学シート積層体51を光学表示素子7の一方の面に第2貼合ローラ55にて圧着するとともに、光学シート積層体52を光学表示素子7の他方の面に第2貼合ローラ56にて圧着して、貼合する例が示されている。ここで、先にも述べたように、光学シート積層体51の光学表示素子7に貼合される面、および光学シート積層体52の光学表示素子7に貼合される面には、粘着剤層が設けられ、その表面は離型フィルムで保護されているのが通例である。図6には、その離型フィルムを光学シート積層体51,52から剥がしながら、光学表示素子7に貼合する例が示されている。すなわち、この例では、光学シート積層体51の光学表示素子7に貼合される面から、剥離ロール57により離型フィルム59を剥がした後、露出した粘着剤層が光学表示素子7の一方の面に第2貼合ローラ55にて圧着され、貼合されるとともに、光学シート積層体52の光学表示素子7に貼合される面から、剥離ロール58により離型フィルム60を剥がした後、露出した粘着剤層が光学表示素子7の他方の面に第2貼合ローラ56にて圧着され、貼合されるようになっている。剥離された離型フィルムは、必要により回収ロール61,62で巻き取られる。なお、図6において、白抜きの矢符は、光学表示素子7および光学シート積層体51,52の搬送方向を表す。
本発明の第2の製造方法においても、長尺光学フィルムの種類、長尺光学フィルムの数、積層構造、あるいは長尺光学フィルムもしくは長尺光学シートを引き出すロールの数などは、図5および図6に示した例に限定されるものではない。
前記した本発明の第1の製造方法および第2の製造方法のいずれにおいても、それぞれの工程は連続した製造プロセスの中で行われる。そしてこれら第1の製造方法または第2の製造方法によれば、従来、光学部材メーカにおいて行われていたフィルムの貼合工程、裁断工程、梱包工程およびパネル加工メーカへの納品(搬送)が省略されるため、光学表示パネルに貼合された光学フィルムがより清浄になり、欠陥が減少する。また、光学フィルムまたはその積層体である光学シートの歩留まりが向上し、製品利用効率が向上するという効果もある。
なお、図1、図3〜図5には図示されていないが、光学表示素子の一方の面に貼合される光学シート積層体に含まれる偏光フィルムと、他方の面に貼合される光学シート積層体に含まれる偏光フィルムとは、透過軸方向が互いに直交する関係となるように配置される必要がある。このため、前記した本発明の第1の製造方法または第2の製造方法を行うにあたり、たとえば特開2005−37417号公報の図6に示されたような偏光板貼合装置を適用して、第1の搬送部において、供給部から供給され、搬送されている光学表示素子の一方の面に長尺光学シート積層体(第1の製造方法の場合)または光学シート積層体(第2の製造方法の場合)を貼合し、第1の製造方法の場合には長尺光学シート積層体を裁断した後、反転部において、第1の搬送部から搬送されてきた光学表示素子を、反転後の光学表示素子における搬送方向側の端面が搬送方向に対して直交するように上下反転させて第2の搬送部に送り、第2の搬送部において、第1の搬送部で搬送される光学表示素子の搬送方向と直交する方向に搬送される光学表示素子の他方の面に長尺光学シート積層体または光学シート積層体を貼合するようにしてもよい。
この形態の概要を、図7に示した。すなわち図7は、図1に示した方法に順ずるが、光学表示素子の一方の面に光学シート積層体を貼合した後、その光学表示素子を上下反転させるとともに、その搬送方向を90度回転させ、光学表示素子の他方の面に別の光学シート積層体を貼合する場合の例を模式的に示す斜視図である。図7において、図1に示したのと同様の構成を有する部分については同一の参照符を付して、詳しい説明は省略する。
図7に示す例では、第1の搬送部71において、光学表示素子7が一方向に搬送されるとともに、その一方の面(図では上側)に、本発明に従う第1貼合工程で貼合された長尺光学シート積層体を貼合する第2貼合工程が施されている。その後、貼合された長尺光学シート積層体は、裁断手段74によって光学表示素子7に見合う寸法に裁断され、光学表示素子7の一方の面に光学シート積層体が貼合された状態とされる。引き続き反転部77において、面内回転を伴うことなく、光学表示素子7を上下反転させ、第2の搬送部72に送る。これにより、第2の搬送部72においては、光学表示素子7の光学シート積層体が貼合された面と貼合されていない面との関係が、第1の搬送部71における関係とは逆になる。図示の例では、第1の搬送部71において光学表示素子7の上面に光学シート積層体が貼合され、上下反転により、第2の搬送部72においては、光学シート積層体貼合された面が光学表示素子7の下面となっている。
そして第2の搬送部72では、光学表示素子7の搬送方向が、第1の搬送部71における搬送方向と面内で90度回転した状態になっている。すなわち、光学表示素子7の第1の搬送部71における搬送方向側の端面が、反転後は、第2の搬送部72における搬送方向に対して直交するように上下反転させて第2の搬送部72に送られている。第2の搬送部72においては、再度、光学表示素子7の他方の面(第1の搬送部71において長尺光学シート積層体が貼合されなかった面)に対し、本発明に従う第1貼合工程で貼合された長尺光学シート積層体を貼合する別の第2貼合工程が施される。その後、貼合された長尺光学シート積層体は、裁断手段75によって光学表示素子7に見合う寸法に裁断され、光学表示素子7の両面に光学シート積層体が貼合された状態とされる。
図7に示す例において、第1の搬送部71では、引出ロール2から引き出される長尺光学シート1と、引出ロール4から引き出される長尺光学シート3とが、第1貼合ローラ5によって圧着貼合され、光学表示素子7の一方の面に送られるようになっており、ここまでは、図1の上側に示した状態と同じである。また、第2の搬送部72では、引出ロール12から引き出される長尺光学シート11と、引出ロール14から引き出される長尺光学シート13とが、別の第1貼合ローラ15によって圧着貼合され、光学表示素子7の他方の面に送られるようになっており、ここまでは、図1の下側に示した状態と同じである。
光学表示素子7が液晶表示素子(液晶セル)である場合、その両面に、それぞれ偏光フィルムを含む光学シート積層体が貼合される。図1において、長尺光学シート1および長尺光学シート11が、それぞれ偏光フィルムを含む例を示したとおりである。そして、液晶表示素子の表裏に配置される偏光フィルムは、それぞれの吸収軸が直交する関係となるように配置されることが多い。図7に示す形態を採用すれば、以上の説明から分かるように、液晶表示素子の表裏に配置される偏光フィルムの吸収軸が直交する関係となる。図7において、白抜きの矢符は、搬送方向を示す。
なお、以上の図1および図3〜図7を参照した説明では、光学表示素子7が液晶表示素子(液晶セル)である場合を例にして、その両面にそれぞれ光学シート積層体を貼合する例を示したが、たとえば光学表示素子7がEL表示素子である場合には、その片面、すなわち視認側表示面に光学シート積層体が貼合されればよいことが、当業者には容易に理解されるであろう。
前記した本発明の製造方法において、引出工程に供される長尺光学フィルムまたは長尺光学シートは、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムからなる偏光フィルムを含むことが好ましい。ポリビニルアルコール系樹脂は、ポリ酢酸ビニル系樹脂をケン化することにより得られる。ポリ酢酸ビニル系樹脂としては、酢酸ビニルの単独重合体であるポリ酢酸ビニルの他、酢酸ビニルとこれに共重合可能な他の単量体との共重合体などが挙げられる。酢酸ビニルと共重合可能な他の単量体としては、たとえば不飽和カルボン酸類、エチレン、プロピレンなどのオレフィン類、ビニルエーテル類、不飽和スルホン酸類、アンモニウム基を有するアクリルアミド類などが挙げられる。
ポリビニルアルコール系樹脂のケン化度は、通常85〜100モル%、好ましくは98モル%以上である。これらのポリビニルアルコール系樹脂は変性されていてもよく、たとえばアルデヒド類で変性されたポリビニルホルマール、ポリビニルアセタール、ポリビニルブチラールなども使用し得る。またポリビニルアルコール系樹脂の重合度は、通常1000〜10000の範囲内、好ましくは1500〜5000の範囲内である。
かかるポリビニルアルコール系樹脂を製膜したものが、偏光フィルムの原反フィルムとして用いられる。ポリビニルアルコール系樹脂を製膜する方法は、特に限定されるものではなく、従来公知の適宜の方法で製膜することができる。ポリビニルアルコール系樹脂からなる原反フィルムの膜厚は特に限定されるものではないが、たとえば10〜150μm程度である。
偏光フィルムは、通常、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを二色性色素で染色してその二色性色素を吸着させる工程(染色処理工程)、二色性色素が吸着されたポリビニルアルコール系樹脂フィルムをホウ酸水溶液で処理する工程(ホウ酸処理工程)、およびこのホウ酸水溶液による処理後に水洗する工程(水洗処理工程)を経て製造される。
また、偏光フィルムの製造に際し、通常、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムは一軸延伸されるが、この一軸延伸は、染色処理工程の前に行ってもよいし、染色処理工程中に行ってもよいし、染色処理工程の後に行ってもよい。一軸延伸を染色処理工程の後に行う場合には、この一軸延伸は、ホウ酸処理工程の前に行ってもよいし、ホウ酸処理工程中に行ってもよい。勿論、これらの複数の段階で一軸延伸を行うことも可能である。一軸延伸は、周速の異なるロール間で一軸に延伸するようにしてもよいし、熱ロールを用いて一軸に延伸するようにしてもよい。また、大気中で延伸を行う乾式延伸であってもよいし、溶剤にて膨潤させた状態で延伸を行う湿式延伸であってもよい。延伸倍率は、通常3〜8倍程度である。
染色処理工程におけるポリビニルアルコール系樹脂フィルムの二色性色素による染色は、たとえば、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを、二色性色素を含有する水溶液に浸漬することによって行われる。二色性色素としては、たとえばヨウ素、二色性染料などが用いられる。二色性染料には、たとえば、C.I.DIRECT RED 39などのジスアゾ化合物からなる二色性直接染料、トリスアゾ、テトラキスアゾなどの化合物からなる二色性直接染料が包含される。なお、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムは、染色処理の前に水への浸漬処理を施しておくことが好ましい。
二色性色素としてヨウ素を用いる場合は、通常、ヨウ素およびヨウ化カリウムを含有する水溶液に、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを浸漬して染色する方法が採用される。この水溶液におけるヨウ素の含有量は通常、水100重量部あたり0.01〜1重量部であり、ヨウ化カリウムの含有量は通常、水100重量部あたり0.5〜20重量部である。二色性色素としてヨウ素を用いる場合、染色に用いる水溶液の温度は、通常20〜40℃であり、また、この水溶液への浸漬時間(染色時間)は、通常20〜1800秒である。
一方、二色性色素として二色性染料を用いる場合は、通常、水溶液二色性染料を含む水溶液に、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを浸漬して染色する方法が採用される。この水溶液における二色性染料の含有量は、通常、水100重量部あたり1×10-4〜10重量部、好ましくは1×10-3〜1重量部であり、特に好ましくは1×10-3〜1×10-2重量部である。この水溶液は、硫酸ナトリウムなどの無機塩を染色助剤として含有していてもよい。二色性色素として二色性染料を用いる場合、染色に用いる染料水溶液の温度は、通常20〜80℃であり、また、この水溶液への浸漬時間(染色時間)は、通常10〜1800秒である。
ホウ酸処理工程は、二色性色素により染色されたポリビニルアルコール系樹脂フィルムをホウ酸含有水溶液に浸漬することにより行われる。ホウ酸含有水溶液におけるホウ酸の量は、水100重量部あたり、通常2〜15重量部、好ましくは5〜12重量部である。前記した染色処理工程における二色性色素としてヨウ素を用いた場合には、このホウ酸処理工程に用いるホウ酸含有水溶液はヨウ化カリウムを含有することが好ましい。この場合、ホウ酸含有水溶液におけるヨウ化カリウムの量は、水100重量部あたり、通常0.1〜15重量部、好ましくは5〜12重量部である。ホウ酸含有水溶液への浸漬時間は、通常、60〜1200秒、好ましくは150〜600秒、さらに好ましくは200〜400秒である。ホウ酸含有水溶液の温度は、通常50℃以上であり、好ましくは50〜85℃、より好ましくは60〜80℃である。
続く水洗処理工程では、前記したホウ酸処理後のポリビニルアルコール系樹脂フィルムを、たとえば水に浸漬することによって水洗処理する。水洗処理における水の温度は、通常5〜40℃であり、浸漬時間は、通常1〜120秒である。水洗処理後は、通常乾燥処理が施されて、偏光フィルムが得られる。乾燥処理は、たとえば熱風乾燥機、遠赤外線ヒータなどを好適に用いて行われる。乾燥処理の温度は通常30〜100℃、好ましくは50〜80℃である。乾燥処理の時間は、通常60〜600秒、好ましくは120〜600秒である。
本発明の製造方法において、引出工程に供される長尺光学フィルムまたは長尺光学シートは、前記したような偏光フィルムを含むことが好ましいが、偏光フィルムを含む長尺光学シート(偏光板)としては、具体的には、以下のようなものが挙げられる。
(A)ポリビニルアルコール系樹脂フィルムからなる偏光フィルムと、その偏光フィルムの少なくとも一方の面に貼着された熱可塑性樹脂からなる保護フィルムとを有する偏光板、
(B)ポリビニルアルコール系樹脂フィルムからなる偏光フィルムと、その偏光フィルムの少なくとも一方の面に形成された粘着剤層と、その粘着剤層を保護する離型フィルムとを有する偏光板、
(C)ポリビニルアルコール系樹脂フィルムからなる偏光フィルムと、その偏光フィルムの一方の面に貼着された熱可塑性樹脂からなる保護フィルムと、偏光フィルムの他方の面に形成された粘着剤層と、その粘着剤層を保護する離型フィルムとを有する偏光板、
(D)ポリビニルアルコール系樹脂フィルムからなる偏光フィルムと、その偏光フィルムの一方の面に貼着された熱可塑性樹脂からなる保護フィルムと、保護フィルムの外面に形成された粘着剤層と、その粘着剤層を保護する離型フィルムとを有する偏光板。
これらのうち、(B)〜(D)の離型フィルムを有する偏光板では、その離型フィルムは、第1貼合工程または第2貼合工程において、その離型フィルムが剥離され、露出する粘着剤層が、他の光学フィルム、もしくは光学シートまたは光学表示素子への貼合に供される。
前記のような偏光板において、前記した熱可塑性樹脂からなる保護フィルムは、たとえば、(a)シクロオレフィン系樹脂フィルム、(b)セルロースエステル系樹脂フィルム、(c)ポリエチレンテレフタレート樹脂フィルム、(d)(メタ)アクリル系樹脂フィルム、(e)ポリプロピレン系樹脂などであることができる。これらの熱可塑性樹脂フィルムは、偏光フィルムの少なくとも一方の面に貼着され、長尺光学シート(偏光板)とされた状態で、引出工程に供することができるほか、これらの熱可塑性樹脂フィルム単独で長尺光学フィルムとして、引出工程に供し、第1貼合工程において偏光フィルムの少なくとも一方の面に貼合するようにしてもよい。これらの熱可塑性樹脂フィルムについて、以下さらに詳しく説明する。
(a)シクロオレフィン系樹脂フィルム
本発明の製造方法に用いられるシクロオレフィン系樹脂とは、たとえばノルボルネン、多環ノルボルネン系モノマーのような、環状オレフィン(シクロオレフィン)からなるモノマーのユニットを有する熱可塑性の樹脂(熱可塑性シクロオレフィン系樹脂とも呼ばれる)である。本発明において、シクロオレフィン系樹脂は、前記シクロオレフィンの開環重合体または2種以上のシクロオレフィンを用いた開環共重合体の水素添加物であってもよく、シクロオレフィンと鎖状オレフィン、ビニル基などを有する芳香族化合物などとの付加重合体であってもよい。また、極性基が導入されているものも有効である。
シクロオレフィンと鎖状オレフィンまたは/およびビニル基を有する芳香族化合物との共重合体を用いる場合、鎖状オレフィンとしては、エチレン、プロピレンなどが挙げられ、またビニル基を有する芳香族化合物としては、スチレン、α−メチルスチレン、核アルキル置換スチレンなどが挙げられる。このような共重合体において、シクロオレフィンからなるモノマーのユニットが50モル%以下(好ましくは15〜50モル%)であってもよい。特に、シクロオレフィンと鎖状オレフィンとビニル基を有する芳香族化合物との三元共重合体を用いる場合、シクロオレフィンからなるモノマーのユニットは、上述したように比較的少ない量とすることができる。かかる三元共重合体において、鎖状オレフィンからなるモノマーのユニットは、通常5〜80モル%、ビニル基を有する芳香族化合物からなるモノマーのユニットは、通常5〜80モル%である。
シクロオレフィン系樹脂は、適宜の市販品、たとえばTopas(Ticona社製)、アートン(JSR(株)製)、ゼオノア(ZEONOR)(日本ゼオン(株)製)、ゼオネックス(ZEONEX)(日本ゼオン(株)製)、アペル(三井化学(株)製)などを好適に用いることができる。このようなシクロオレフィン系樹脂を製膜してフィルムとする際には、溶剤キャスト法、溶融押出法などの公知の方法が適宜用いられる。また、たとえばエスシーナ(積水化学工業(株)製)、SCA40(積水化学工業(株)製)、ゼオノアフィルム((株)オプテス製)などの予め製膜されたシクロオレフィン系樹脂製のフィルムの市販品を用いてもよい。
シクロオレフィン系樹脂フィルムは、一軸延伸または二軸延伸されたものであってもよい。延伸することで、シクロオレフィン系樹脂フィルムに任意の位相差値を付与することができる。延伸は、通常、フィルムロールを巻き出しながら連続的に行われ、加熱炉にて、ロールの進行方向、その進行方向と垂直の方向、あるいはその両方へ延伸される。加熱炉の温度は、通常、シクロオレフィン系樹脂のガラス転移温度近傍からガラス転移温度+100℃の範囲が、採用される。延伸の倍率は、通常1.1〜6倍、好ましくは1.1〜3.5倍である。
シクロオレフィン系樹脂フィルムは、ロール状態にあると、フィルム同士が接着してブロッキングを生じ易い傾向にあるので、通常は、プロテクトフィルムを貼合してロール巻きとされる。またシクロオレフィン系樹脂フィルムは、一般に表面活性が劣るため、偏光フィルムと接着させる表面には、プラズマ処理、コロナ処理、紫外線照射処理、フレーム(火炎)処理、ケン化処理などの表面処理を行うのが好ましい。中でも、比較的容易に実施可能なプラズマ処理、コロナ処理が好適である。
このようなシクロオレフィン系樹脂フィルムを用いる場合、従来の液晶パネルなどの光学表示パネルに用いられる偏光板と結果的に同様の構成となるが、得られた光学表示パネルの品質や製品利用効率が向上される。
(b)セルロースエステル系樹脂フィルム
また本発明の製造方法に用いられるセルロースエステル系樹脂フィルムは、セルロースの部分または完全エステル化物のフィルムであって、たとえば、セルロースの酢酸エステル、プロピオン酸エステル、酪酸エステル、それらの混合エステルなどからなるフィルムを挙げることができる。より具体的には、トリアセチルセルロースフィルム、ジアセチルセルロースフィルム、セルロースアセテートプロピオネートフィルム、セルロースアセテートブチレートフィルムなどが挙げられる。このようなセルロースエステル系樹脂フィルムとしては、適宜の市販品、たとえばフジタックTD80(富士フイルム(株)製)、フジタックTD80UF(富士フイルム(株)製)、フジタックTD80UZ(富士フイルム(株)製)、KC8UX2M(コニカミノルタオプト(株)製)、KC8UY(コニカミノルタオプト(株)製)などを好適に用いることができる。
また、本発明の製造方法においては、位相差特性を付与したセルロースエステル系樹脂フィルムも好適に用いられ、位相差特性が付与されたセルロースエステル系樹脂フィルムの市販品として、WV BZ 438(富士フイルム(株)製)、KC4FR−1(コニカミノルタオプト(株)製)などが挙げられる。さらに、面内または/および厚み方向の位相差値が実質的に無視できるほど小さいセルロースエステル系樹脂フィルムも好適に用いることができ、そのような実質的に無配向のセルロースエステル系樹脂フィルムの市販品として、KC4UEW(コニカミノルタオプト(株)製)などが挙げられる。
このようなセルロース系エステル系樹脂フィルムを用いる場合、従来の液晶パネルなどの光学表示パネルに用いられる偏光板と結果的に同様の構成となるが、得られた光学表示パネルの品質や製品利用効率が向上される。
(c)ポリエチレンテレフタレート樹脂フィルム
ポリエチレンテレフタレートとは、繰り返し単位の80モル%以上がエチレンテレフタレートで構成される樹脂である。他の共重合成分としては、たとえばイソフタル酸、p−β−オキシエトキシ安息香酸、4.4’−ジカルボキシジフェニール、4,4’−ジカルボキシベンゾフェノン、ビス(4−カルボキシフェニル)エタン、アジピン酸、セバシン酸、5−ナトリウムスルホイソフタル酸、1,4−ジカルボキシシクロヘキサンなどのジカルボン酸成分、たとえばプロピレングリコール、ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコール、シクロヘキサンジオール、ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコールなどのジオール成分が挙げられる。これらのジカルボン酸成分やグリコール成分は、必要により2種以上を組み合わせて使用することができる。また前記ジカルボン酸成分やグリコール成分と共に、p−オキシ安息香酸などのオキシカルボン酸を併用することも可能である。このような他の共重合成分は、少量のアミド結合、ウレタン結合、エーテル結合、カーボネート結合などを含有する化合物を含んでいてもよい。
ポリエチレンテレフタレートの製造法としては、テレフタル酸とエチレングリコールとを直接反応させるいわゆる直接重合法、テレフタル酸のジメチルエステルとエチレングリコールとをエステル交換反応させるいわゆるエステル交換反応などの任意の製造法を適用することができる。また、公知の添加剤を必要に応じて含有させることができる。たとえば、滑剤、ブロッキング防止剤、熱安定剤、酸化防止剤、帯電防止剤、耐光剤、耐衝撃性改良剤などを含有させてもよい。ただし、光学用途においては透明性が必要とされるため、添加剤の添加量は最小限にとどめておくことが好ましい。
本発明に用いられるポリエチレンテレフタレートフィルムを製造する方法については特に制限されるものではないが、原料樹脂であるポリエチレンテレフタレートを溶融し、シート状に押出し成形された無配向フィルムをガラス転移温度以上の温度においてテンターで横延伸後、熱固定処理を施す方法が挙げられる。延伸温度は80〜130℃、好ましくは90〜120℃であり、延伸倍率は2.5〜6倍、好ましくは3〜5.5倍である。延伸倍率が低くなるとフィルムの透明性が不良となるため好ましくない。
なお、ポリエチレンテレフタレートフィルムにおける配向主軸の歪みを低減する観点からは、前記した横延伸後であって熱固定処理を行う前に、フィルムを長手方向に弛緩処理することが好ましい。弛緩処理する温度は90〜200℃、好ましくは120〜180℃である。弛緩量は横延伸条件によって異なるが、弛緩処理後のフィルムの150℃における熱収縮率が2%以下になるように弛緩量および温度を設定することが好ましい。
熱固定処理の温度は、通常180〜250℃であり、好ましくは200〜245℃である。熱固定処理は、まず、定長で前記温度での処理を行い、さらにフィルムの幅方向における弛緩の割合が1〜10%(好適には2〜5%)となるように弛緩処理を行うようにすることが好ましい。このようにして、配向主軸の歪みが低減され、耐熱性に優れた一軸延伸されたポリエチレンテレフタレートフィルムが得られる。本発明においては、配向主軸の歪みの最大値が10度以下、より好ましくは8度以下、さらに好ましくは5度以下のポリエチレンテレフタレートフィルムが好適に用いられる。配向主軸の歪みの最大値が10度を超えるポリエチレンテレフタレートフィルムを用いた場合には、このようなポリエチレンテレフタレートフィルムを用いた偏光板を液晶表示装置の液晶表示画面に貼合した際に、色付不良が大きくなる傾向にある。なお、上述したポリエチレンテレフタレートフィルムにおける配向主軸の歪みの最大値は、たとえば位相差フィルム検査装置RETSシステム(大塚電子(株)製)を用いることで測定できる。
ポリエチレンテレフタレートフィルムの厚みは20〜60μm程度である。このフィルムは、面内位相差値R0が1000nm以上であることが好ましく、3000nm以上であることがより好ましい。
なお、ポリエチレンテレフタレートフィルムにはヘイズを付与してもよく、ヘイズを付与する方法としては、たとえば原料樹脂中に無機微粒子または有機微粒子を混合する方法、前記フィルム表面に無機微粒子または有機微粒子を樹脂バインダーに混合した塗布液をコートする方法などが挙げられるが、これらに限定されることはない。前記無機微粒子としては、シリカ、コロイダルシリカ、アルミナ、アルミナゾル、アルミノシリケート、アルミナ−シリカ複合酸化物、カオリン、タルク、マイカ、炭酸カルシウム、リン酸カルシウムなどを代表的なものとして用いることができる。また前記有機微粒子としては架橋ポリアクリル酸粒子、架橋ポリスチレン粒子、架橋ポリメチルメタクリレート粒子、シリコーン樹脂粒子、ポリイミド粒子などの耐熱性樹脂粒子を用いることができる。
前記したような特性を兼ね備えるポリエチレンテレフタレートフィルムは、機械的性質、耐溶剤性、耐スクラッチ性、コストなど総合的に優れる。このようなポリエチレンテレフタレート樹脂フィルムを用いる場合、従来の液晶パネルなどの光学表示パネルに用いられる偏光板と比較して、薄肉でありつつも、同等以上の強度を有する偏光板が得られる効果がある。
なお、ポリエチレンテレフタレートフィルムを用いる場合、そのポリエチレンテレフタレートフィルムの偏光フィルムと貼着する面と反対の面には、防眩処理、ハードコート処理、帯電防止処理などの表面処理が施されていてもよい。また、液晶性化合物やその高分子量化合物などからなるコート層が形成されていてもよい。なお、ポリエチレンテレフタレートフィルムに代えて、ポリエチレンナフタレートフィルムを使用することもできる。
(d)(メタ)アクリル系樹脂フィルム
(メタ)アクリル系樹脂のフィルムとしては、アクリル系樹脂もしくはメタクリル系樹脂をそれぞれ単独でまたは組み合わせて用い、必要に応じてアクリルゴム粒子などを混合し、溶融混練して得られるアクリル系樹脂材料を溶融押出し法によりフィルム状に成形されたものが挙げられる。(メタ)アクリル系樹脂には、通常の添加剤、たとえば紫外線吸収剤、有機系染料、顔料、無機系色素、酸化防止剤、帯電防止剤、界面活性剤などを含有させてもよい。
(メタ)アクリル系樹脂のフィルムは、内部散乱を有する層や外部散乱を付与する層などと組み合わせて多層構造としてもよい。散乱特性を付与するには、微粒子を混合し、溶融混練すればよい。(メタ)アクリル系樹脂のフィルムが液晶パネルの視認側に設置される場合には、その表面に、表面処理(ハードコート層、防眩層、反射防止層、防汚層、帯電防止層など)を施すことが好ましい。
このような(メタ)アクリル系樹脂フィルムを用いる場合、従来の液晶パネルなどの光学表示パネルに用いられる偏光板と比較して、表面硬度や剛性に優れる偏光板が得られる効果がある。
(e)ポリプロピレン系樹脂フィルム
本発明の製造方法に用いられるポリプロピレン系樹脂とは、主にプロピレンのユニットからなる樹脂であって、一般に結晶性のものであり、プロピレンの単独重合体のほか、プロピレンとそれに共重合可能なコモノマーとの共重合体であってもよい。プロピレンに共重合されるコモノマーは、たとえば、エチレンや、炭素原子数4〜20のα−オレフィンであることができる。
ポリプロピレン系樹脂フィルムを用いる場合、そのポリプロピレン系樹脂フィルムの20℃におけるキシレン可溶分は、1重量%以下、より好ましくは0.8重量%以下、さらに好ましくは0.5重量%以下とされる。ポリプロピレン系樹脂フィルムのキシレン可溶分が1重量%を超えると、偏光板が高温環境下に晒された場合に、ポリプロピレン系樹脂フィルム表面の白化が生じ、偏光板の透過率が有意に低下する。このような高温環境下におけるポリプロピレン系樹脂フィルム表面の白化は、その樹脂フィルム中に存在する低分子量成分のブリードアウトに起因するものと推察される。このような低分子量成分の典型的な例を挙げれば、特に制限されないが、たとえば、アタクチック性の低分子量オリゴマーなどが挙げられる。
ポリプロピレン系樹脂フィルムのキシレン可溶分(重量%)は、次のようにして測定される。すなわち、まずプロピレン系樹脂フィルム5gを沸騰キシレン500mlに添加し、完全に溶解させた後、20℃まで降温し、20℃で4時間保持する。ついで、そのキシレン液を濾過して析出物と濾液とに分離し、濾液から溶媒を除去し、さらに減圧下70℃で乾燥させることにより、乾固されたキシレン溶解成分を得る。キシレン可溶分は、以下の式より求められる。
キシレン可溶分[重量%]=(乾固されたキシレン溶解成分の重量[g])/(5[g])×100
前記ポリプロピレン系樹脂フィルムを構成するポリプロピレン系樹脂としては、キシレン可溶分が、好ましくは1重量%以下、より好ましくは0.8重量%以下、さらに好ましくは0.5重量%以下であるポリプロピレン系樹脂が用いられる。ポリプロピレン系樹脂のキシレン可溶分の測定方法は、前記ポリプロピレン系樹脂フィルムの場合と同様である。ポリプロピレン系樹脂は、プロピレンの単独重合体よりなるポリプロピレン樹脂であってもよいし、プロピレンとこれに共重合可能な他のモノマーとの共重合体であってもよい。また、これらを併用してもよい。
プロピレンに共重合可能な他のモノマーとしては、たとえば、エチレン、α−オレフィンを挙げることができる。α−オレフィンとしては、炭素数4以上のα−オレフィンが好ましく用いられ、より好ましくは、炭素数4〜10のα−オレフィンである。炭素数4〜10のα−オレフィンの具体例を挙げれば、たとえば、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−ヘプテン、1−オクテン、1−デセン等の直鎖状モノオレフィン類;3−メチル−1−ブテン、3−メチル−1−ペンテン、4−メチル−1−ペンテンなどの分岐状モノオレフィン類;ビニルシクロヘキサンなどである。プロピレンとこれに共重合可能な他のモノマーとの共重合体は、ランダム共重合体であってもよいし、ブロック共重合体であってもよい。
ポリプロピレン系樹脂として前記共重合体を用いる場合においては、キシレン可溶分が1重量%以下であるポリプロピレン系樹脂が比較的得られやすいことから、プロピレンに共重合される他のモノマーの共重合割合を8重量%以下とすることが好ましく、4重量%以下とすることがより好ましい。なお、共重合体中のその他のモノマー由来の構成単位の含有率は、「高分子分析ハンドブック」(1995年、紀伊国屋書店発行)の第616頁に記載されている方法に従い、赤外線(IR)スペクトル測定を行うことにより求めることができる。
前記のなかでも、ポリプロピレン系樹脂フィルムを構成するポリプロピレン系樹脂として、プロピレンの単独重合体、プロピレン−エチレンランダム共重合体、プロピレン−1−ブテンランダム共重合体およびプロピレン−エチレン−1−ブテンランダム共重合体が好ましく用いられる。これらの単独重合体および共重合体は、適切な重合触媒の選択等により、キシレン可溶分が低減された重合体が比較的得られやすい。特に、プロピレンの単独重合体とすることで、キシレン可溶分が低減された重合体がより得られやすい傾向にある。
また、ポリプロピレン系樹脂フィルムを構成するプロピレン系樹脂の立体規則性は、実質的にアイソタクチックまたはシンジオタクチックであることが好ましい。実質的にアイソタクチックまたはシンジオタクチックの立体規則性を有するポリプロピレン系樹脂からなるポリプロピレン系樹脂フィルムは、その取扱い性が比較的良好であるとともに、高温環境下における機械的強度に優れている。また、このような立体規則性を有するポリプロピレン系樹脂は、その重合段階において、偏光板の白化の原因となるアタクチック性の低分子量成分の発生が比較的少なく、高温環境下における透過率の低下が抑制された偏光板が得られやすい。
ポリプロピレン系樹脂のキシレン可溶分を1重量%以下に低減する方法としては、特に制限されないが、たとえば、重合段階において、ポリプロピレン系樹脂の重合度を高くし、相対的に低分子量成分の比率を下げる方法、重合により得られたポリプロピレン系樹脂を、溶媒で洗浄し、低分子量成分などの溶媒可溶成分を抽出除去する方法およびこれらの方法の組合せなど、当業者には公知の方法を挙げることができる。なお、たとえば、重合用触媒を適宜に選択し、ポリプロピレン系樹脂の立体規則性をアイソタクチックまたはシンジオタクチックに制御すること、および/または、プロピレン単独で重合させることなどにより、得られるポリプロピレン系樹脂のキシレン可溶分が1重量%以下となる場合には、重合により得られたプロピレン系樹脂のキシレン可溶分を低減させる処理は必ずしも必要ではない。
ポリプロピレン系樹脂の製膜方法としては、特に制限されないが、溶融樹脂からの押出成形法、有機溶剤に溶解させた樹脂を平板上に流延し、溶剤を除去して製膜する溶剤キャスト法などを挙げることができるが、生産性の観点から押出成形法を用いることがこのましい。この場合、ポリプロピレン系樹脂は、JIS K 7210に準拠して、温度230℃、荷重21.18Nで測定されるメルトフローレイト(MFR)が0.1〜200g/10分の範囲内であることが好ましく、0.5〜50g/10分の範囲内であることがより好ましい。MFRがこの範囲内にあるポリプロピレン系樹脂を用いることにより、押出機に大きな負荷をかけることなく、均一なポリプロピレン系樹脂フィルムを得ることができる。
本発明で使用するポリプロピレン系樹脂フィルムは、透明性に優れていることが好ましく、具体的には、JIS K 7105に従って測定される全ヘイズ値が10%以下、好ましくは7%以下である。また、ポリプロピレン系樹脂フィルムからなる保護フィルムの厚さは、5〜200μm程度であることが好ましい。より好ましくは、10μm以上であり、また、より好ましくは150μm以下である。
ポリプロピレン系樹脂フィルムは、一軸延伸または二軸延伸されたものであってもよい。延伸することで、ポリプロピレン系樹脂フィルムに任意の位相差値を付与することができる。延伸は、通常、フィルムロールを巻き出しながら連続的に行われ、加熱炉にて、ロールの進行方向、その進行方向と垂直の方向、またはその両方へ延伸される。加熱炉の温度は、通常、ポリプロピレン系樹脂のガラス転移温度近傍からガラス転移温度+100℃の範囲が、採用される。延伸の倍率は、通常1.1〜6倍、好ましくは1.1〜3.5倍である。
ポリプロピレン系樹脂フィルムは、ロール状態にあると、フィルム同士が接着してブロッキングを生じ易い傾向にあるので、通常は、プロテクトフィルムを貼合してロール巻きとされる。またシクロオレフィン系樹脂フィルムは、一般に表面活性が劣るため、偏光フィルムと接着させる表面には、プラズマ処理、コロナ処理、紫外線照射処理、フレーム(火炎)処理、ケン化処理などの表面処理を行うのが好ましい。中でも、比較的容易に実施可能なプラズマ処理、コロナ処理が好適である。
このようなポリプロピレン系樹脂フィルムを用いる場合、従来の液晶パネルなどの光学表示パネルに用いられる偏光板と結果的に同様の構成となるが、得られた光学表示パネルの品質や製品利用効率が向上される。
以上のようなシクロオレフィン系樹脂フィルム、セルロースエステル系樹脂フィルム、ポリエチレンテレフタレート樹脂フィルム、(メタ)アクリル系樹脂フィルム、またはポリプロピレン系樹脂フィルムが、偏光フィルムの保護フィルムとして好ましく用いられるが、その他、ポリカーボネート系樹脂フィルムやポリプロピレン系樹脂フィルムも、偏光フィルムの保護フィルムとして用いることができる。
また本発明の製造方法では、偏光フィルムの少なくとも片面に、自己粘着性を有する剥離フィルムを予め積層しておき、使用時に、その剥離フィルムを剥離して偏光フィルムを用いるようにしても勿論よい。このような剥離フィルムとしては、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂などで形成されたフィルムを挙げることができる。このような自己粘着性を有する剥離フィルムとして好適に用いられる市販品として、たとえば東レ(株)から販売されているポリエチレン樹脂からなる「トレテック」、(株)サンエー化研から販売されている「サニテクト」などが挙げられる。なお、その剥離フィルムはフィッシュアイなどの欠陥が少ない方が好ましい。このような欠陥がある剥離フィルムを用いると、偏光フィルムに形状が転写され、偏光子の欠陥となる場合があるためである。
さらに本発明の製造方法においては、偏光板の光学表示素子に面する側と反対の面に、防眩機能、反射防止機能、硬度上昇機能、輝度向上機能などの各種機能性を有する光学フィルムまたは光学シートを貼合することができる。
これらの光学機能性を有する長尺光学フィルムまたは長尺光学シートとしては、たとえば、基材表面に液晶性化合物が塗布され、配向されている光学補償フィルム、ある種の偏光光を透過し、それと逆の性質を示す偏光光を反射する反射型偏光フィルム、ポリカーボネート系樹脂からなる位相差フィルム、環状ポリオレフィン系樹脂からなる位相差フィルム、表面に凹凸形状を有する防眩機能付きフィルム、表面反射防止機能付きフィルム、表面に反射機能を有する反射フィルム、反射機能と透過機能とを併せ持つ半透過反射フィルムなどが挙げられる。基材表面に液晶性化合物が塗布され、配向されている光学補償フィルムに相当する市販品としては、WVフィルム(富士フイルム(株)製)、NHフィルム(新日本石油(株)製)、NRフィルム(新日本石油(株)製)などが挙げられる。ある種の偏光光を透過し、それと逆の性質を示す偏光光を反射する反射型偏光フィルムに相当する市販品としては、たとえばDBEF(3M社製、日本では住友スリーエム(株)から入手できる)、APF(3M社製、日本では住友スリーエム(株)から入手できる)などが挙げられる。また、環状ポリオレフィン系樹脂からなる位相差フィルムに相当する市販品としては、たとえばアートンフィルム(JSR(株)製)、エスシーナ(積水化学工業(株)製)、ゼオノアフィルム((株)オプテス製)などが挙げられる。
さらにまた、本発明の製造方法において、貼合される長尺光学フィルムの少なくとも1枚に粘着フィルムおよび/または接着フィルムが含まれていることが、好ましい。また、第1貼合工程または第2貼合工程の前までに、長尺光学フィルム、長尺光学シートまたは長尺光学シート積層体に、塗工装置によって粘着剤層および/または接着剤層を形成するようにしてもよい。
本発明の製造方法において、粘着フィルムまたは粘着剤層に用いられる粘着剤(感圧接着剤)としては、特に制限されるものではなく、従来公知のたとえばアクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、天然もしくは合成ゴム系樹脂、ビニルエーテル系樹脂、またはシリコーン系樹脂を主成分とする粘着剤を挙げることができるが、対候性に優れることから、上述した中でもアクリル系樹脂またはウレタン系樹脂を主成分とするものが好ましく、アクリル系樹脂を主成分とするものが特に好ましい。
また本発明の製造方法において、接着フィルムまたは接着剤層に用いられる接着剤としては、特に制限されるものではなく、光硬化型樹脂、紫外線硬化型樹脂、熱硬化型樹脂、および湿分硬化型樹脂などの接着剤が挙げられる。中でも、硬化速度に優れ、設備が比較的簡便に設置できることから、紫外線硬化型樹脂接着剤が好ましい。本発明の製造方法に特に好適に用いられ得る紫外線硬化型樹脂接着剤としては、たとえばエポキシ樹脂、アクリル樹脂、オキタセン樹脂、ウレタン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂などに、ラジカル重合型開始剤および/またはカチオン重合型開始剤を加えたものが挙げられる。中でも、脂環式エポキシ樹脂と脂環式構造を有しないエポキシ樹脂との混合物にカチオン重合型開始剤を加えたものが好ましい。
紫外線硬化型樹脂接着剤層の形成方法としては、紫外線硬化型樹脂接着剤を未硬化の状態で、前記したような保護フィルムに用いられる熱可塑性樹脂フィルムに塗工して接着剤塗工面を形成する方法や、偏光フィルムと保護フィルムとの間に紫外線硬化型樹脂接着剤を未硬化の状態で滴下した後、ロールなどで均一に押し広げながら圧着させる方法などが採用できる。保護フィルムへの紫外線硬化型樹脂接着剤の塗工方法に特別な限定はなく、たとえば、ドクターブレード、ワイヤーバー、ダイコーター、カンマコーター、グラビアコーターなど、種々の塗工方式が利用できる。
また、偏光フィルムと保護フィルムとの間に前記紫外線硬化型樹脂接着剤を滴下した後、ロールで加圧して均一に押し広げる方法において、ロールの材質としては、金属やゴムなどを用いることが可能である。偏光フィルムと保護フィルムとの間に前記紫外線硬化型樹脂接着剤を滴下した後、ロールとロールとの間に通し、加圧して押し広げる方法において、両側から挟み込む2つのロールは、同じ材質であってもよく、異なる材質であってもよい。
なお、前記した本発明の第1の製造方法または第2の製造方法における各工程は、当分野において従来から広く用いられている装置を適宜組み合わせることで、実現することができ、引出工程に用いられる長尺光学フィルムまたは長尺光学シートを引出ロールから引き出すための装置も特に制限されず、従来公知の適宜の装置を用いることができる。引き出される長尺光学フィルムまたは長尺光学シートの帯電を防止する観点からは、徐電装置を備えるものを用いることが望ましい。
また本発明の第1の製造方法または第2の製造方法における第1貼合工程では、2枚以上の粘着性または接着性を有する長尺光学シート積層体を、幅方向を揃えて貼合することを要する。光学表示素子が液晶表示素子であって、その両面に前記した長尺光学シート積層体をそれぞれ貼合する場合、この第1貼合工程に用いられる第1貼合ローラは、少なくとも2台必要となる。この場合、光学表示素子の一方に貼合する長尺光学シート積層体の形成のためにのみ2台以上の第1貼合ローラを用いるようにしても勿論よい。典型的には、幅方向を揃えた長尺光学フィルム、長尺光学シートを、所望する構造に応じて適宜積層させ、第1貼合ローラの間を通過させる際に圧着することで貼合される。通常、第1貼合工程において同時に貼合される長尺光学フィルムの枚数は、2〜4枚の範囲である。なお、第1貼合工程で貼合された長尺光学シート積層体の表面に、たとえばコロナ処理、プラズマ処理、火炎処理などの表面改質を行う装置を用いて表面処理を施すようにしてもよい。中でも、表面改質効果に優れ、また装置の設置が簡便であることから、コロナ処理を施すように構成することが好ましい。
また、前記した本発明の第1の製造方法または第2の製造方法における第2貼合工程においては、通常の液晶パネルの製造装置に用いられている、ローラ(第2貼合ローラ)を有する偏光板と液晶表示素子の貼合装置が用いられる。その第2貼合工程に用いられる貼合装置としては、たとえば、長尺光学シート積層体または光学シート積層体を光学表示素子の一辺に正確に位置合わせする機構や、粘着剤層もしくは接着剤層を保護するために貼合されている離型フィルムを剥離する機構が設けられたものであってよい。第2貼合工程に用いられる貼合装置は、光学表示素子の片面ごとに長尺光学シート積層体または光学シート積層体を貼合する機構であってもよく、また、光学表示素子の両面に同時に長尺光学シート積層体または光学シート積層体を貼合する機構であってもよい。
第1貼合工程および第2貼合工程において貼合に用いるローラは、2本のゴムローラの組合せまたはゴムローラと金属ローラとの組合せが好ましい。ゴムローラの場合、その硬度は、JIS K 6301に準拠するショアCスケールで60〜80度の範囲にあることが好ましい。その硬度が60度より低いと、圧力ムラが生じやすく、一方で80度より高いと、フィルムが損傷する可能性がある。ゴムの材質としては、ウレタンゴム、ブチルゴム、ニトリルゴム、EPDMゴム、シリコーンゴムなどが挙げられるが、耐久性の面から、EPDMゴムやシリコーンゴムが好ましい。
前記した本発明の第1の製造方法または第2の製造方法における裁断工程に用いられる裁断手段としては、通常用いられる光学シートの裁断装置や、光学シートの打ちぬき装置を挙げることができる。また、第1の製造方法に用いる裁断手段は、光学表示素子に貼合された長尺光学シート積層体を裁断した後、光学表示素子に残った不要部分を削ぎ落としたり、その削ぎ落とした後の光学表示素子の端部、貼合された光学シート積層体の裁断された端面を美装したりする装置をさらに備えていてもよい。また、第2の製造方法に用いる裁断手段は、光学表示素子に貼合する前の、裁断された光学シート積層体の端面を美装する装置をさらに備えていてもよい。なお、第2の製造方法に用いられる裁断装置は、裁断工程において裁断された光学シート積層体を、光学表示素子に貼合するために取出す装置をさらに備えていてもよく、その光学シート積層体を取出す装置としては、通常の液晶パネルの製造装置に用いられているシートと液晶表示素子との貼合装置を用いることができる。
以下に実施例を挙げて、本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
<実施例1>
図1に示した方法に準じて、本発明の第1の製造方法により液晶パネルを製造する例を示す。
(偏光フィルム)
平均重合度約2400、ケン化度99.9モル%以上で厚み75μmのポリビニルアルコールフィルムを、緊張状態に保ったまま、30℃の純水に浸漬し膨潤させながら、その中で延伸倍率1.3倍まで長手方向に延伸する。このポリビニルアルコールフィルムを、前記延伸倍率を保持した状態で、ヨウ素およびヨウ化カリウムを含む30℃の水溶液(ヨウ素:ヨウ化カリウム:水=0.05:2:100(重量比))に浸漬して染色し、引き続き、ヨウ化カリウムおよびホウ酸を含む54℃の水溶液(ヨウ化カリウム:ホウ酸:水=12:5:100(重量比))に浸漬して架橋処理しながら、これらの染色および架橋処理の工程で総倍率が5.6倍になるように延伸する。その後、12℃の純水で洗浄する。洗浄後のポリビニルアルコールフィルムを、温度が65℃に保たれた乾燥炉にて3分間乾燥する。こうして、ポリビニルアルコールにヨウ素が吸着配向された偏光フィルムが得られる。
(偏光板ロール)
別途、100重量部の水に、カルボキシル基変性ポリビニルアルコール(クラレポバールKL318、(株)クラレ製)3重量部と、水溶性ポリアミドエポキシ樹脂(スミレーズレジン650、住化ケムテックス(株)製)(固形分濃度30%の水溶液)1.5重量部を溶解させて、ポリビニルアルコール系樹脂を主成分とする水系の接着剤を調製する。
上に示した方法によって製造される偏光フィルムの一方の面に、予めコロナ処理が施されたノルボルネン系樹脂製の二軸延伸フィルム(ゼオノアフィルム、(株)オプテス製、厚み80μm)を、前記接着剤を介して積層し、張力を保持しながら80℃で5分間乾燥後、パネル幅に相応する幅にスリットする。次に、ノルボルネン系樹脂フィルムの表面にコロナ処理を施しながら、そのコロナ処理面にアクリル系粘着剤層を形成し、その粘着剤層の表面には離型フィルムが設けられた状態でロール巻き状とする。こうして、偏光フィルム、ノルボルネン系樹脂フィルム、粘着剤層(離型フィルム付き)の順に積層された偏光板ロールが得られる。
(表面処理フィルムロール)
パネル幅に相応する幅のトリアセチルセルロースの表面に防眩処理層が設けられた厚み83μmの表面処理フィルム(マットハードコートTACフィルムDS−LR2、大日本印刷(株)製)のトリアセチルセルロース表面にアクリル系粘着剤層を形成し、その粘着剤層の表面には離型フィルムが設けられた状態でロール巻き状とする。こうして、粘着剤層付きの表面処理フィルムロールが得られる。
(ポリエチレンテレフタレート系保護フィルムロール)
パネル幅に相応する幅の一軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム(厚み:45μm)の表面に、コロナ処理を施した後、アクリル系粘着剤層を形成し、その粘着剤層の表面には離型フィルムが設けられた状態でロール巻き状とする。こうして、粘着剤層付きの保護フィルムロールが得られる。
(液晶パネル)
前記の偏光板ロール、粘着剤層付き表面処理フィルムロールおよび保護フィルムロールを用い、図1に示したようにして、本発明の第1の製造方法によって液晶パネルを製造する。すなわち、前記した偏光板ロールを長尺光学シート1、粘着剤層付き表面処理フィルムロールを長尺光学シート3としてそれぞれ引き出し、表面処理フィルムロールの粘着剤層表面に設けられた離型フィルムを剥がした後、偏光板ロールの偏光フィルム側に表面処理フィルムロールの粘着剤層側を配置させた状態で、張力を保持しながらニップロールで圧着して貼合する。次に偏光板側粘着剤層表面に設けられた離型フィルムを剥がした後、その粘着剤層側が液晶表示素子側に配置されるようにして、液晶表示素子の一方の面に貼合する。
一方、前記した偏光板ロールを長尺光学シート11、粘着剤層付きの保護フィルムロールを長尺光学シート13としてそれぞれ引き出し、保護フィルムロールの粘着剤層表面に設けられた離型フィルムを剥がした後、偏光板ロールの偏光フィルム側に保護フィルムロールの粘着剤層側を配置させた状態で、張力を保持しながらニップロールで圧着して貼合する。次に偏光板側粘着剤層表面に設けられた離型フィルムを剥がした後、その粘着剤層が液晶表示素子側に配置されるようにして、液晶表示素子の他方の面に貼合する。さらに、たとえば押し切り型のカッターやダイシング型のカッター(裁断手段)を用いて、液晶表示素子に貼合された余分な領域のフィルムを裁断する。
こうして、液晶表示素子の一方の面に、粘着剤層、ノルボルネン系樹脂の二軸延伸フィルム、偏光フィルム、表面処理フィルムがこの順に積層され、液晶表示素子の他方の面には、粘着剤層、ノルボルネン系樹脂の二軸延伸フィルム、偏光フィルム、粘着剤層、ポリエチレンテレフタレート系保護フィルムがこの順で積層された液晶パネルが得られる。
<実施例2>
図5および図6に示した方法に準じて、本発明の第2の製造方法により液晶パネルを製造する例を示す。
(偏光板ロール)
実施例1の(偏光板ロール)の項に示したのと同じ偏光板ロールを用いる。
(表面処理フィルムロール)
トリアセチルセルロースの表面に防眩処理層が設けられた厚み83μmの表面処理フィルム(マットハードコートTACフィルムDS−LR2、大日本印刷(株)製、ロール状に巻かれた状態のもの)を、パネル幅に相応する幅にスリットし、そのまま表面処理フィルムロールとする。これは、実施例1の(表面処理フィルムロール)の項に示した表面処理フィルムロールであって、粘着剤層が形成されていないものに相当する。
(ポリエチレンテレフタレート系保護フィルムロール)
一軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム(厚み:45μm)がロール状に巻かれたものを、パネル幅に相応する幅にスリットし、そのまま保護フィルムロールとする。これは、実施例1の(ポリエチレンテレフタレート系保護フィルムロール)の項に示した保護フィルムロールであって、粘着剤層が形成されていないものに相当する。
(液晶パネル)
図5において、前記した偏光板ロールを長尺光学シート1、表面処理フィルムロールを長尺光学シート3としてそれぞれ引き出し、偏光板ロールの偏光フィルム側に表面処理フィルムロールのトリアセチルセルロース側を配置させた状態で、両者の間にエポキシ樹脂とカチオン重合型開始剤を含む紫外線硬化型樹脂接着剤を介在させ、張力を保持しながらニップロールで貼合する。貼合後、偏光板側から紫外線を照射して、接着剤層を硬化させる。
一方、前記した偏光板ロールを長尺光学シート11、保護フィルムロールを長尺光学シート13としてそれぞれ引き出し、偏光板ロールの偏光フィルム側に保護フィルムロールを配置させた状態で、両者の間にエポキシ樹脂とカチオン重合型開始剤を含む紫外線硬化型樹脂接着剤を介在させ、張力を保持しながらニップロールで貼合する。貼合後、保護フィルム側から紫外線を照射し、接着剤層を硬化させる。その後、偏光板と表面処理フィルムとの貼合物、および偏光板と保護フィルムとの貼合物をそれぞれ、実施例1に示したような裁断手段を用いて、貼合する液晶表示素子に対応する大きさに裁断する。
偏光板と表面処理フィルムとの貼合物を裁断して得られる光学シート積層物51を搬送し、図6に示すようにして偏光板の粘着剤層側から離型フィルムを剥がした後、その粘着剤層が液晶表示素子側に配置されるようにして、液晶表示素子の一方の面に貼合するとともに、偏光板と保護フィルムとの貼合物を裁断して得られる光学シート積層物52を搬送し、図6に示すようにして、偏光板の粘着剤層側から離型フィルムを剥がした後、その粘着剤層が液晶表示素子側に配置されるようにして、液晶表示素子の他方の面に貼合する。
こうして、液晶表示素子の一方の面に、粘着剤層、ノルボルネン系樹脂の二軸延伸フィルム、偏光フィルム、表面処理フィルムがこの順に積層され、液晶表示素子の他方の面には、粘着剤層、ノルボルネン系樹脂の二軸延伸フィルム、偏光フィルム、ポリエチレンテレフタレート系保護フィルムがこの順に積層された液晶パネルが得られる。
<実施例3>
図3に示した方法に準じて、本発明の第1の製造方法により液晶パネルを製造する例を示す。
(偏光フィルムロール)
実施例1の(偏光フィルム)の項に示した方法に準じて得られる偏光フィルムの両面にポリエチレン製の剥離フィルムを貼合し、液晶表示素子に対応する幅にスリットして偏光フィルムロールとする。
(表面処理フィルムロール)
実施例2の(表面処理フィルムロール)の項に示したのと同じ表面処理フィルムロールを用いる。
(ノルボルネン系樹脂フィルムロール)
ノルボルネン系樹脂製の二軸延伸フィルムがロール状に巻かれたもの(ゼオノアフィルム、(株)オプテス製、厚み:80μm)を、パネル幅に相応する幅にスリットし、そのままノルボルネン系保護フィルムロールとする。
(ポリエチレンテレフタレート系保護フィルムロール)
実施例2の(ポリエチレンテレフタレート系保護フィルムロール)の項に示したのと同じ、ポリエチレンテレフタレート系保護フィルムロールを用いる。
(液晶パネル)
図3において、前記した偏光フィルムロールから剥離フィルムを剥離したものを長尺光学フィルム21、前記した表面処理フィルムロールを長尺光学シート3、前記したノルボルネン系保護フィルムロールを長尺光学シート23、アクリル系粘着剤で形成される粘着フィルムをその片面に離型フィルムが設けられた状態で長尺光学フィルム25としてそれぞれ引き出す。このとき、表面処理フィルムのトリアセチルセルロース側を偏光フィルムに対面させ、表面処理フィルムと偏光フィルムとの間、および偏光フィルムと保護フィルムとの間に、それぞれエポキシ樹脂とカチオン重合型開始剤を含む紫外線硬化型樹脂接着剤を介在させ、表面処理フィルム、接着剤層、偏光フィルム、接着剤層、保護フィルム、粘着フィルム、離型フィルムの順となるように配置する。この状態で、張力を保持しながらニップロールで貼合する。貼合後、離型フィルム側から紫外線を照射し、表面処理フィルムと偏光フィルムとの間、ならびに、偏光フィルムと保護フィルムとの間の接着剤層を硬化させる。引き続き、粘着フィルムから離型フィルムを剥がし、その粘着フィルム側が液晶表示素子側に配置されるようにして、液晶表示素子の一方の面に貼合する。
一方、前記した偏光フィルムロールから剥離フィルムを剥離したものを長尺光学フィルム31、前記したポリエチレンテレフタレート系保護フィルムロールを長尺光学シート13、アクリル系粘着剤で形成される粘着フィルムをその片面に離型フィルムが設けられた状態で長尺光学フィルム33としてそれぞれ引き出す。このとき、偏光フィルムとポリエチレンテレフタレート系保護フィルムとの間に、エポキシ樹脂とカチオン重合型開始剤とを含む紫外線硬化型樹脂接着剤を介在させ、保護フィルム、接着剤層、偏光フィルム、粘着フィルムの順となるように配置する。この状態で、張力を保持しながらニップロールで貼合する。貼合後、保護フィルム側から紫外線を照射し、偏光フィルムと保護フィルムとの間の接着剤層を硬化させる。引き続き、粘着フィルムから離型フィルムを剥がし、その粘着フィルム側が液晶表示素子側に配置されるようにして、液晶表示素子の他方の面に貼合する。かくして液晶表示素子の両面にそれぞれの光学シート積層体を貼合した後、実施例1に示したような裁断手段を用いて、液晶表示素子に貼合された余分な領域のフィルムを裁断する。
こうして、液晶表示素子の一方の面に、粘着フィルム、ノルボルネン系樹脂の二軸延伸フィルム、偏光フィルム、表面処理フィルムがこの順に積層され、液晶表示素子の他方の面には、粘着フィルム、偏光フィルム、ポリエチレンテレフタレート系保護フィルムがこの順に積層された液晶パネルが得られる。
<実施例4>
図4に示した方法に準じて、本発明の第1の製造方法により液晶パネルを製造する例を示す。
(偏光フィルムロール)
実施例3の(偏光フィルムロール)の項に示したのと同じ偏光フィルムロールを用いる。
(表面処理フィルムロール)
実施例2の(表面処理フィルムロール)の項に示したのと同じ表面処理フィルムロールを用いる。
(トリアセチルセルロース系保護フィルムロール)
トリアセチルセルロースからなる厚み43μmの延伸フィルムがロール状に巻かれたもの(KC4FR−1、コニカミノルタオプト(株)製)を、パネル幅に相応する幅にスリットし、そのまま保護フィルムロールとする。
(ポリエチレンテレフタレート系保護フィルムロール)
実施例2の(ポリエチレンテレフタレート系保護フィルムロール)の項に示したのと同じ、ポリエチレンテレフタレート系保護フィルムロールを用いる。
(液晶パネル)
図4において、前記した偏光フィルムロールから剥離フィルムを剥離したものを長尺光学フィルム21、前記した表面処理フィルムロールを長尺光学シート3、前記したトリアセチルセルロース系保護フィルムを長尺光学シート23、アクリル系粘着剤で形成される粘着フィルムをその片面に離型フィルムが設けられた状態で長尺光学フィルム25としてそれぞれ引き出す。このとき、表面処理フィルムのトリアセチルセルロース側を偏光フィルムに対面させ、表面処理フィルムと偏光フィルムとの間、および偏光フィルムとトリアセチルセルロース系保護フィルムとの間に、それぞれエポキシ樹脂とカチオン重合型開始剤とを含む紫外線硬化型樹脂接着剤を介在させ、表面処理フィルム、接着剤層、偏光フィルム、接着剤層、保護フィルム、粘着フィルム、離型フィルムの順となるように配置する。この状態で、張力を保持しながらニップロールで貼合する。貼合後、離型フィルム側から紫外線を照射し、表面処理フィルムと偏光フィルムとの間、ならびに、偏光フィルムと保護フィルムとの間の接着剤層を硬化させる。引き続き、粘着フィルムから離型フィルムを剥がし、その粘着フィルム側が液晶表示素子側に配置されるようにして、液晶表示素子の一方の面に貼合する。
一方、前記した偏光フィルムロールから剥離フィルムを剥離したものを長尺光学フィルム31、前記したポリエチレンテレフタレート系保護フィルムロールを長尺光学シート13、前記したトリアセチルセルロース系保護フィルムロールを長尺光学シート41、アクリル系粘着剤で形成される粘着フィルムをその片面に離型フィルムが設けられた状態で長尺光学フィルム33としてそれぞれ引き出す。このとき、ポリエチレンテレフタレート系保護フィルムと偏光フィルムとの間、および偏光フィルムとトリアセチルセルロース系保護フィルムとの間に、エポキシ樹脂とカチオン重合型開始剤とを含む紫外線硬化型樹脂接着剤を介在させ、ポリエチレンテレフタレート系保護フィルム、接着剤層、偏光フィルム、接着剤層、トリアセチルセルロース系保護フィルム、粘着フィルム、離型フィルムの順となるように配置する。この状態で、張力を保持しながらニップロールで貼合する。貼合後、ポリエチレンテレフタレート系保護フィルム側から紫外線を照射し、ポリエチレンテレフタレート系保護フィルムと偏光フィルムとの間、ならびに、偏光フィルムとトリアセチルセルロース系保護フィルムとの間の接着剤層を硬化させる。引き続き、粘着フィルムから離型フィルムを剥がし、その粘着フィルム側が液晶表示素子側に配置されるようにして、液晶表示素子の他方の面に貼合する。その後、実施例1に示したような裁断手段を用いて、液晶表示素子に貼合された余分な領域のフィルムを裁断する。
こうして、液晶表示素子の一方の面に、粘着フィルム、トリアセチルセルロース系保護フィルム、偏光フィルム、表面処理フィルムがこの順に積層され、液晶表示素子の他方の面には、粘着フィルム、トリアセチルセルロース系保護フィルム、偏光フィルム、ポリエチレンテレフタレート系保護フィルムがこの順に積層された液晶パネルが得られる。
<実施例5>
図1に示した方法に準じて、本発明の第1の製造方法により、実施例1とは異なる層構成の液晶パネルを製造する例を示す。
(偏光板ロール)
実施例1の(偏光フィルム)の項に示した方法に準じて得られる偏光フィルムの一方の面に、予めコロナ処理が施されたノルボルネン系樹脂製の二軸延伸フィルム(ゼオノアフィルム、(株)オプテス製、厚み:80μm)を、そのコロナ処理面が表(非接着面)となるように、また偏光フィルムの他方の面には、メタクリル系樹脂フィルムの表面に防眩処理層が設けられた厚み85μmの保護フィルムを、その防眩処理層が表(非接着面)となるように、それぞれエポキシ樹脂とカチオン重合型開始剤とを含む紫外線硬化型樹脂接着剤を介して貼合する。貼合後、ノルボルネン系樹脂製の二軸延伸フィルム側から紫外線を照射して接着剤を硬化させ、さらにロール状に巻いて、偏光板ロールとする。
(液晶パネル)
図1において、前記した偏光板ロールを長尺光学シート3、アクリル系粘着剤で形成される粘着フィルムをその片面に離型フィルムが設けられた状態で長尺光学フィルム1としてそれぞれ引き出す。このとき、偏光板ロールにおけるノルボルネン系樹脂の二軸延伸フィルムのコロナ処理面が粘着フィルムに対面し、粘着フィルム上の離型フィルムが最も外側となるように配置する。この状態で、張力を保持しながらニップロールで圧着して貼合する。次に粘着フィルム外側の離型フィルムを剥がした後、その粘着フィルム側が液晶表示素子側に配置されるようにして、液晶表示素子の一方の面に貼合する。液晶表示素子の他方の面には、実施例1に示したのと同様に、粘着剤層、ノルボルネン系樹脂の二軸延伸フィルム、偏光フィルム、粘着剤層、ポリエチレンテレフタレート系保護フィルムの順に積層する。
こうして、液晶表示素子の一方の面に、粘着フィルム、ノルボルネン系樹脂の二軸延伸フィルム、偏光フィルム、防眩層を有するメタクリル系樹脂フィルムがこの順に積層され、液晶表示素子の他方の面には、粘着剤層、ノルボルネン系樹脂の二軸延伸フィルム、偏光フィルム、粘着剤層、ポリエチレンテレフタレート系保護フィルムがこの順に積層された液晶パネルが得られる。
今回開示された実施の形態および実施例は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は前記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
本発明による光学表示パネルの製造方法のうち、第1の製造方法の好ましい一例について模式的に示す図である。 図2(a)は、図1に示す例において引出ロール2から引き出された長尺光学シート1の模式的な断面を示す図であり、図2(b)は引出ロール4から引き出された長尺光学シート3の模式的な断面を示す図である。 本発明による第1の製造方法の好ましい他の例について模式的に示す図である。 本発明による第1の製造方法の好ましいさらに他の例について模式的に示す図である。 本発明による光学表示パネルの製造方法のうち、第2の製造方法の好ましい一例の前半部分について模式的に示す図である。 本発明による光学表示パネルの製造方法のうち、第2の製造方法の好ましい一例の後半部分について模式的に示す図である。 光学表示素子の一方の面に光学シート積層体を貼合した後、その光学表示素子を上下反転させるとともに、その搬送方向を90度回転させ、光学表示素子の他方の面に別の光学シート積層体を貼合する場合の例を模式的に示す斜視図である。
符号の説明
1,11,3,13,21,23,31,41 長尺光学シート、2,4,12,14,22,24,26,32,34,42 引出ロール、25,33 長尺光学フィルム、5,15,27,28,35,43 第1貼合ローラ、6,16,55,56 第2貼合ローラ、7 光学表示素子、8 偏光フィルム、9 保護フィルム、10 粘着剤層、17 表面処理フィルム、18 粘着剤層、51,52 光学シート積層体、53,54,74,75 裁断手段、57,58 剥離ロール、59,60 剥離後の離型フィルム、61,62 回収ロール、71 第1の搬送部、72 第2の搬送部、77 反転部。

Claims (14)

  1. 光学表示素子に、光学機能を有する光学シート積層体を貼合して光学表示パネルを製造する方法であって、
    光学機能を有する長尺光学フィルムまたはその積層体である長尺光学シートが巻き取られた複数のロールから、長尺光学フィルムまたは長尺光学シートを引き出す引出工程と、 引き出された長尺光学フィルムまたは長尺光学シートを、各々、貼合して、長尺光学シート積層体を形成する第1貼合工程と、
    長尺光学シート積層体をそのまま光学表示素子に貼合する、第2貼合工程と、
    長尺光学シート積層体と光学表示素子との貼合体から、光学表示パネルの表示領域以上であって、かつ、光学表示パネルの全面以下である領域で長尺光学シート積層体を裁断して光学シート積層体とする裁断工程とを含む、光学表示パネルの製造方法。
  2. 光学表示素子に、光学機能を有する光学シート積層体を貼合して光学表示パネルを製造する方法であって、
    光学機能を有する長尺光学フィルムまたはその積層体である長尺光学シートが巻き取られた複数のロールから、長尺光学フィルムまたは長尺光学シートを引き出す引出工程と、 引き出された長尺光学フィルムまたは長尺光学シートを、各々、貼合して、長尺光学シート積層体を形成する第1貼合工程と、
    長尺光学シート積層体を裁断し、光学シート積層体とする裁断工程と、
    前記光学シート積層体を光学表示素子に貼合する第2貼合工程とを含む、光学表示パネルの製造方法。
  3. 引出工程に供される長尺光学フィルムまたは長尺光学シートの1つが、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムからなる偏光フィルムを含む、請求項1または2に記載の光学表示パネルの製造方法。
  4. 引出工程に供される長尺光学シートの1つが、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムからなる偏光フィルムと、その偏光フィルムの少なくとも一方の面に貼着された熱可塑性樹脂からなる保護フィルムとを有する偏光板である、請求項1または2に記載の光学表示パネルの製造方法。
  5. 引出工程に供される長尺光学シートの1つが、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムからなる偏光フィルムと、その偏光フィルムの少なくとも一方の面に形成された粘着剤層と、その粘着剤層を保護する離型フィルムとを有する偏光板であり、第1貼合工程または第2貼合工程において、その離型フィルムを剥離し、露出する粘着剤層を、他の光学フィルム、もしくは光学シートまたは光学表示素子への貼合に供する、請求項1または2に記載の光学表示パネルの製造方法。
  6. 引出工程に供される長尺光学シートの1つが、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムからなる偏光フィルムと、その偏光フィルムの一方の面に貼着された熱可塑性樹脂からなる保護フィルムと、偏光フィルムの他方の面に形成された粘着剤層と、その粘着剤層を保護する離型フィルムとを有する偏光板であり、第1貼合工程または第2貼合工程において、その離型フィルムを剥離し、露出する粘着剤層を、他の光学フィルム、もしくは光学シートまたは光学表示素子への貼合に供する、請求項1または2に記載の光学表示パネルの製造方法。
  7. 引出工程に供される長尺光学シートの1つが、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムからなる偏光フィルムと、その偏光フィルムの一方の面に貼着された熱可塑性樹脂からなる保護フィルムと、保護フィルムの外面に形成された粘着剤層と、その粘着剤層を保護する離型フィルムとを有する偏光板であり、第1貼合工程または第2貼合工程において、その離型フィルムを剥離し、露出する粘着剤層を、他の光学フィルムもしくは光学シートまたは光学表示素子への貼合に供する、請求項1または2に記載の光学表示パネルの製造方法。
  8. 引出工程に供される長尺光学フィルムまたは長尺光学シートの1つが、シクロオレフィン系樹脂フィルムを含む、請求項1〜7のいずれかに記載の光学表示パネルの製造方法。
  9. 引出工程に供される長尺光学フィルムまたは長尺光学シートの1つが、セルロースエステル系樹脂フィルムを含む、請求項1〜7のいずれかに記載の光学表示パネルの製造方法。
  10. 引出工程に供される長尺光学フィルムまたは長尺光学シートの1つが、ポリエチレンテレフタレート樹脂フィルムを含む、請求項1〜7のいずれかに記載の光学表示パネルの製造方法。
  11. 引出工程に供される長尺光学フィルムまたは長尺光学シートの1つが、(メタ)アクリル系樹脂フィルムを含む、請求項1〜7のいずれかに記載の光学表示パネルの製造方法。
  12. 引出工程に供される長尺光学フィルムまたは長尺光学シートの1つが、ポリプロピレン系樹脂フィルムを含む、請求項1〜7のいずれかに記載の光学表示パネルの製造方法。
  13. 光学表示素子が液晶表示素子であり、光学表示パネルが液晶パネルである、請求項1〜12のいずれかに記載の光学表示パネルの製造方法。
  14. 第1貼合工程における貼合に紫外線硬化型樹脂接着剤を用いる、請求項1〜12のいずれかに記載の光学表示パネルの製造方法。
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