JP2011018015A - 偏光板保護膜製造装置及びその偏光板保護膜 - Google Patents
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Abstract
【課題】偏光板の製造コストを大幅に下げることができる偏光板保護膜製造装置及びその偏光板保護膜を提供する。
【解決手段】偏光板保護膜は、ロール・ツー・ロール(roll to roll)連続性製造装置で製造し、該上、下保護膜の両面を均一に光滑面にする。更に該上、下保護膜は、可視光線の平均通過率が９１％を超え、且つ光線は該上、下保護膜を通過して発生した位相遅延が７nmを超えないため、該保護膜は公知のTAC保護膜に代替することができる。
【選択図】図１
【解決手段】偏光板保護膜は、ロール・ツー・ロール(roll to roll)連続性製造装置で製造し、該上、下保護膜の両面を均一に光滑面にする。更に該上、下保護膜は、可視光線の平均通過率が９１％を超え、且つ光線は該上、下保護膜を通過して発生した位相遅延が７nmを超えないため、該保護膜は公知のTAC保護膜に代替することができる。
【選択図】図１
Description
本発明は、偏光板保護膜製造装置に関し、特に液晶ディスプレイ内の偏光板に使用する保護膜構造を提供する。
偏光板(Polarizer)、もしくは高分子偏光層(Polarizing Layer)と称するものは、その応用範囲が広く、LCDに用いる他に、サングラス、撮影機材のカメラフィルター、防眩ゴーグル、自動車のヘッドライト防眩処理及び光量調節器等に用いられ、その他、偏光顕微鏡や特殊医療メガネ等用途にも用いられる。公知のディスプレイでは、コントラストを上げ、外界のフレアを下げるために、偏光板を貼り付ける方式で解決することができる。偏光板は、LCDに応用に於いて、TN、STN及びTFTの三種レベルに分けられ、現在はLCDパネル産業が盛んになっているため、偏光板の市場は大幅に成長している。
液晶ディスプレイに於いて、偏光板の用途は偏極性を備えない光線を偏極化して偏極光に転換するものである。依って、液晶ディスプレイでは、この偏極光を利用し、更に液晶分子本体のトルク特性を加えることで光線の通過ができるか否かを制御し、更に色彩信号の提示を達成する。また近年では液晶表示部品がワードプロセッサー(word processor)、コンピュータモニター、携帯電話もしくは液晶テレビ等各種電子設備広く応用されるようになり、偏光板の需要は益々高まっている。
また、偏光板は主に、偏光化合物を合わせたPVA層を設置するが、該偏光化合物を合わせたPVA層は後ろ向きに伸び、内部の偏光化合物にはPVA層が継続して拡散する問題があり、そのため、必ず上下に上下両片のTAC(tri-acetyl
cellulose)保護膜を貼り合わせてPVA層内の偏光化合物を保護する必要がある。
cellulose)保護膜を貼り合わせてPVA層内の偏光化合物を保護する必要がある。
解決しようとする問題点は、高分子のTAC保護層本体の強度が理想的でなく、偏光板の使用時間が長くなると、信頼性が落ちる問題がある。更にTAC保護膜の製造過程は絞出、冷卻、分離、硬化、巻取及び伸ばし等のステップがあり、その製造工程は煩雑で且つコストが比較的高く、偏光板材料コスト全体の５４%を占めている点である。
偏光板保護膜製造装置及びその偏光板保護膜は、ロール・ツー・ロール(roll to roll)連続性製造装置で製造し、該上、下保護膜の両面を均一に光滑面にする。更に該上、下保護膜は、可視光線の平均通過率が９１％を超え、且つ光線は該上、下保護膜を通過して発生した位相遅延が７nmを超えないことを最も主な特徴とする。
本発明の偏光板保護膜製造装置及びその偏光板保護膜は、該保護膜が公知のTAC保護膜に代替することができ、製造コストを大幅に下げることができるという利点がある。
本発明は、偏光板保護膜製造装置を提供し、特に液晶ディスプレイ内の偏光板の使用に適用し、公知TAC保護膜に代替できる保護膜構造を提供する。
本発明の保護膜は、ロール・ツー・ロール(roll to roll)連続性製造装置で製造し、該上、下保護膜の両面を均一に光滑面に成形する。該上、下保護膜は可視光線の平均通過率が９１％を超過し、且つ光線が該上、下保護膜を通過して発生した位相遅延が７nmを超えないため、該保護膜は公知TAC保護膜に代替でき、製造工程を簡略化できるだけでなく、大幅に偏光板の製造コストを下げることができる。
本発明「偏光板保護膜製造装置及び成形した偏光板」に於いて、該保護膜製造装置は、図１の第一実施例に示すとおり、少なくとも以下を含む。
補助媒体２１は、補助媒体輸送車輪３１によって提供される。該補助媒体２１は基材であり、また該基材上には予めリリース層２２を設置する。該基材はテレフタル酸ポリエチレン(PET)、もしくはポリエチレン(PE)材でもよく、該リリース層２２はリリースライナーもしくは粘着剤とする。
成型材料提供組部品３２は、成型材料２４を提供するのに用い、該成型材料提供組部品３２は、該補助媒体２１一側に設置し、該成型材料提供組部品３２が成型材料２４を提供することにより、該補助媒体２１上に成型層２３を設置する。該成型材料２４はポリウレタン系樹脂、もしくはシリカ系樹脂でもよく、且つ該成型材料２４はコンマコーティング(Comma-Coating)もしくはローラーコーティング(Roller-Coating)等方式で補助媒体２１上に設置する。
ミラープレート車輪３３は、成型材料提供組部品３２後方に設置し、且つ該成型層２３上方に相対し、該成型層２３上にミラープレート処理を施し、該成型層２３に予定の厚みに形成し、ミラープレートに成形する。
固化ユニット３４は、予め設置したミラープレート車輪３３後方に設置し、該成型層２３を固化して成型する。そのうち、該固化ユニット３４はUVライトでもよい。
分離ユニット３５は、固化ユニット３４後方に設置し、該リリース層２２と補助媒体２１間の粘着力はリリース層２２と成型層２３間の粘着力より大きく、該成型層２３と該補助媒体２１を互いに分離するのに用い、薄膜状保護膜４の成品が完成する。
該分離ユニット３５は、更に保護膜巻取組部品３６及び補助媒体巻取組部品３７を設置し、該保護膜巻取組部品３６は成型した保護膜４を巻き取るのに用い、該補助媒体巻取組部品３７は、補助媒体２１及びリリース層２２を巻き取り回収して再利用する。
この他、該製造装置には、図２に示すものがある。該補助媒体２１は輸送輪であり、また該輸送輪の表面には予めリリース層２２を設置し、同様に成型材料提供組部品３２、ミラープレート車輪３３、固化ユニット３４及び分離ユニット３５を設置し、それぞれ該リリース層２２上に於いて、成型材料２４（アクリル系樹脂例としてポリエステルアクリレート、エポキシ樹脂、ポリウレタン系樹脂もしくはシリカ系樹脂もしくは上述の共重合体でもよい）に対して、プレフォーム型ステップ、固化成型ステップ及び分離ステップを行う。最後に、保護膜巻取組部品３６で成型した保護膜４を巻き取って成品を完成させる。勿論、分離ステップ後にコーティング処理をしてもよく、また該分離ユニットの後に更に表面コーティング処理組部品(図未提示)を設置し、該保護膜表面に異なる機能のコーティング(例として硬化コーティング、抗グレアー層、スーパー・ワイドビュー膜等)を設置してもよい。
上述のロール・ツー・ロール(roll to roll)連続性製造装置で完成した保護膜は、高透光性を備え、且つ両面の光滑面を備え、且つ該保護膜は、可視光線の平均通過率は９１％を超え、且つ光線は該保護膜を通過して発生した位相遅延が７nmを超えず、該保護膜が公知のTAC保護膜に取って変わることができ、偏光板のコストを大幅に下げることができる。
図３に示すのは、該保護膜を偏光板に応用したものである。該偏光板１は、上から下へ順に、表面保護層１１、上保護膜４１、偏光化合物を合わせたPVA層１２、下保護膜４２、感圧糊層１３及びリリース層１４を重ねる。そのうち，該上、下保護膜４１、４２は、上述の製造装置で製造する。該製造工程内には引き伸ばしのステップは必要がないため、偏りの心配がなく、透光性も高い。更に該保護膜は、可視光線の平均通過率に於いて９１％を超え、且つ光線は該保護膜を通過して発生した位相遅延が７nmを超えない。また本発明の保護膜は、上述のアクリル系樹脂、例としてポリエステルアクリレート、エポキシ樹脂、ポリウレタン系樹脂もしくはシリカ系樹脂もしくは上述の共重合体から製造され、該ポリエステルアクリレートは、多価アルコール及び多塩基酸によって縮合製備され、その粘度は低く、その他樹脂との親和性も高い。該エポキシ樹脂は、エポキシ化合物及び(メチル基)アクリル酸もしくはOHを含むアクリル酸の反応によって得られ、耐熱性が良く、光固化活性、接着性も良く、且つ表面硬度も高い。該ポリウレタン系樹脂は、イソシアン酸メチル、多価アルコール及びアクリル酸カルボニル基の反応に依って得られ、全体の弾性、強靭姓、耐磨性、抗老化性及び引き裂き強度を調整することができ、且つその光学性も高い。また該シリカ系樹脂(例としてポリジメチル・シロキサン、ポリジビニル・シロキサン、ポリベンゼン・シロキサン、もしくはポリトリフルオロプロピル・シロキサン)の材質は、偏光板内で応用することで、屈折率を高め、平面ディスプレイ正面方向の輝度を上げることができる。
そのうち，図４に示すのは、本発明の保護膜の実験例であり、公知の保護膜(材質はテレフタル酸ポリエチレン；PET)を並べて相互に光線が通過した後に発生する位相遅延を比較している。図に示すとおり、仮に同じ入射光角度の場合、公知保護膜が発生する光路差は大きく、比較的高い位相遅延が発生するのに比べて本発明の保護膜は比較的低い位相遅延である。
更に、必要に応じて上保護膜上に機能コーティング１５を施す。図５に示すとおり、例として液晶ディスプレイの求めに応じ、視角を広げるため、上保護膜上に、例としてワイドビュー(wide-view, WV)、スーパー・ワイドビュー(super wide view ,
SWV)、もしくはエクセレント・ワイドビュー(excellent wide view , EWV)等膜種を塗布する。上保護膜の硬度を強化するため、上保護膜上に硬化コーティング(hard coating , HC)を塗布してもよい。この他、戸外もしくは光線の強い場所で液晶スクリーンが眩光を発生するのを防止するため、上保護膜上に抗反射(anti-reflection , AR)、低反射(low reflection , LR)、もしくは抗グレアー(anti-glare , AG)コーティングを塗布することもできる。更に、上保護膜上に位相差板(retardation film)を加えることで環境光の反射を消去し、高反射率を改善し、コントラストを高める。
SWV)、もしくはエクセレント・ワイドビュー(excellent wide view , EWV)等膜種を塗布する。上保護膜の硬度を強化するため、上保護膜上に硬化コーティング(hard coating , HC)を塗布してもよい。この他、戸外もしくは光線の強い場所で液晶スクリーンが眩光を発生するのを防止するため、上保護膜上に抗反射(anti-reflection , AR)、低反射(low reflection , LR)、もしくは抗グレアー(anti-glare , AG)コーティングを塗布することもできる。更に、上保護膜上に位相差板(retardation film)を加えることで環境光の反射を消去し、高反射率を改善し、コントラストを高める。
上述に示すとおり、本発明は、偏光板保護膜に於いて、他に良好で実施可能な製造装置を提供することができる。依って法に基づき発明特許を申請する。但し、以上の実施説明及び図式に示したものは、本発明の良好な実施例に過ぎず、本発明を制限するものではない。そのため、本発明の構造、装置、特徴等が近似、雷同するものは、すべて本発明の目的及び請求範囲内に属するものとする。
１ 偏光板
１１ 表面保護層
１２ 偏光化合物を合わせたPVA層
１３ 感圧糊層
１４ リリース層
１５ 機能コーティング
２ 保護膜製造装置
２１ 補助媒体
２２ リリース層
２３ 成型層
２４ 成型材料
３１ 補助媒体輸送車輪
３２ 成型材料提供組部品
３３ ミラープレート車輪
３４ 固化ユニット
３５ 分離ユニット
３６ 保護膜巻取組部品
３７ 補助媒体巻取組部品
４ 保護膜
４１ 上保護膜
４２ 下保護膜
１１ 表面保護層
１２ 偏光化合物を合わせたPVA層
１３ 感圧糊層
１４ リリース層
１５ 機能コーティング
２ 保護膜製造装置
２１ 補助媒体
２２ リリース層
２３ 成型層
２４ 成型材料
３１ 補助媒体輸送車輪
３２ 成型材料提供組部品
３３ ミラープレート車輪
３４ 固化ユニット
３５ 分離ユニット
３６ 保護膜巻取組部品
３７ 補助媒体巻取組部品
４ 保護膜
４１ 上保護膜
４２ 下保護膜
Claims (11)
- 偏光板保護膜製造装置において、
補助媒体と、
該補助媒体一側に設置して成型材料を提供し、該補助媒体上に成型層を設置し、該成型材料はアクリル系樹脂とする成型材料提供組部品と、
成型材料提供組部品後方に設置し、且つ該成型層上方に相対し、該成型層に対してミラー処理を行うミラープレート車輪と、
ミラープレート車輪後方に設置し、該成型層を固化成型する固化ユニットと、
固化ユニット後方に設置し、該成型層と該補助媒体を相互に分離して保護膜の成品を完成する分離ユニットを含むことを特徴とする偏光板保護膜製造装置。 - 前記補助媒体は、基材であり、また該基材上には予めリリース層を設置し、該リリース層と補助媒体の間の粘着力はリリース層と成型材料間の粘着力より大きく、該分離ユニットは更に保護膜巻取組部品及び補助媒体巻取組部品を設置し、該分離ユニットの後には更に表面コーティング処理組部品を設置することを特徴とする請求項１記載の偏光板保護膜製造装置。
- 前記成型材料提供組部品の前段は、補助媒体輸送車輪を設置し、該補助媒体輸送車輪上で補助媒体を巻き上げることを特徴とする請求項１記載の偏光板保護膜製造装置。
- 前記補助媒体は、輸送車輪であり、また該輸送輪表面には予めリリース層を設置し、該リリース層と補助媒体間の粘着力は、リリース層と成型材料間の粘着力より大きいことを特徴とする請求項１記載の偏光板保護膜製造装置。
- 前記アクリル系樹脂は、ポリエステルアクリレート、エポキシ樹脂、ポリウレタン系樹脂もしくはシリカ系樹脂もしくは上述の混合物であることを特徴とする請求項１、２、３もしくは４記載の偏光板保護膜製造装置。
- 偏光板保護膜は、請求項１の製造装置で製造した薄膜状保護膜を応用したものであることを特徴とする偏光板保護膜。
- 前記補助媒体は、基材であり、該基材上には予めリリース層を設置し、該リリース層と補助媒体間の粘着力は、リリース層と成型材料間の粘着力より大きく、該成型材料提供組部品の前段には補助媒体輸送車輪を設置し、該補助媒体輸送車輪上で補助媒体を巻き上げることを特徴とする請求項６記載の偏光板保護膜。
- 前記補助媒体は、輸送輪であり、該輸送輪表面には予めリリース層を設置し、該リリース層と補助媒体間の粘着力は、リリース層と成型材料間の粘着力より大きいことを特徴とする請求項６記載の偏光板保護膜。
- 前記偏光板は、表面保護層、上保護膜、偏光化合物を合わせたPVA層、下保護膜、感圧糊層及びリリース層を上から下へ順に重ねて設置することを特徴とする請求項６記載の偏光板保護膜。
- 前記上保護膜には更に硬化コーティング(hard coating , HC)、抗グレアー層(anti-glare , AG)、ワイドビュー膜(wide-view, WV)、スーパー・ワイドビュー膜(super wide
view , SWV)もしくは位相差板を設置することを特徴とする請求項９記載の偏光板保護膜。 - 前記アクリル系樹脂は、ポリエステルアクリレート、エポキシ樹脂、ポリウレタン系樹脂もしくはシリカ系樹脂もしくは上述の混合物を設置することを特徴とする請求項６、７、８、９、もしくは１０記載の偏光板保護膜製造装置。
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