JP2012173588A - 偏光板およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】優れた耐クラック性を有する偏光板を提供すること。
【解決手段】本発明の偏光板は、偏光子１０と、偏光子１０の少なくとも片側に配置された保護層２０とを有し、少なくとも対向する端辺に沿って厚肉部１１０が形成されている。厚肉部１１０における偏光子の厚み１０ｂは、薄肉部１２０における偏光子の厚み１０ａの１．３倍以上である。
【選択図】図２

Description

本発明は、偏光板およびその製造方法に関する。

近年、液晶表示装置の用途の拡大に伴い、液晶表示装置の薄型化および低コスト化の要望が高まっている。一方で、従来から、吸湿や光熱等による耐クラック性に優れた偏光板が望まれている。例えば、偏光子と偏光子の両側に設けられた一対の保護層とを有し、一対の保護層が偏光子の縁部で接合された偏光板が提案されている（特許文献１）。しかし、保護層の材質によっては耐クラックが不十分である、偏光子の片側のみに保護層を設けた安価で薄型の偏光板には対応できない等の問題がある。

特開平１０−２０６６３３号公報

本発明は上記従来の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、耐クラック性に優れた偏光板を提供することにある。

本発明の偏光板は、偏光子と、該偏光子の少なくとも片側に配置された保護層とを有し、少なくとも対向する端辺に沿って厚肉部が形成され、該厚肉部における該偏光子の厚みが、薄肉部における該偏光子の厚みの１．３倍以上である。
好ましい実施形態においては、上記厚肉部における上記偏光子の厚みが、薄肉部における上記偏光子の厚みの２．０倍以下である。
好ましい実施形態においては、上記偏光子の吸収軸方向と略直交する方向に沿って上記厚肉部が形成されている。
好ましい実施形態においては、上記厚肉部において偏光が解消されている。
本発明の別の局面によれば、上記偏光板の製造方法が提供される。この偏光板の製造方法は、レーザー光を照射することにより上記厚肉部を形成する。
好ましい実施形態においては、上記レーザーが半導体レーザーである。
好ましい実施形態においては、偏光板シートから切り出された切断片に対して、上記レーザー光を照射する。

本発明によれば、少なくとも対向する端辺に沿って厚肉部を形成することにより、優れた耐クラック性を有する偏光板を提供することができる。

本発明の好ましい実施形態における偏光板の平面図である。 図１に示す偏光板の端辺付近の拡大断面図である。 偏光板のＳＥＭ観察写真である。

Ａ．偏光板
図１は、本発明の好ましい実施形態による偏光板の平面図であり、図２は、図１に示す偏光板の端辺付近の拡大断面図である。偏光板１００は、偏光子１０と偏光子の１０の片側に配置された保護層２０とを有する。偏光板１００は、左右の端辺１０１，１０１に沿って厚肉部１１０、１１０が形成されている。このような厚肉部を形成することにより、優れた耐クラック性を付与することができる。図示しないが、実用的には、偏光板１００は、偏光子１０と保護層２０との間に設けられた接着剤層を有する。図示例では、偏光子の片側にのみ保護層が配置されて偏光板が構成されているが、両側それぞれに保護層が配置されていてもよい。

図示例では、厚肉部１１０の断面形状は、薄肉部１２０から膜厚が徐々に厚くなるように形成された傾斜状厚肉部とされている。厚肉部１１０における偏光子の厚み１０ｂは、薄肉部１２０における偏光子の厚み１０ａの１．３倍以上であることが好ましく、さらに好ましくは１．４倍以上である。このような厚みの関係を満たすことにより、優れた耐クラック性が得られ得る。一方で、厚肉部１１０における偏光子の厚み１０ｂは、薄肉部１２０における偏光子の厚み１０ａの２．０倍以下であることが好ましく、さらに好ましくは１．８倍以下である。２．０倍を超えると、得られた偏光板を液晶セル、光学フィルム等の他の部材に積層させた場合に、気泡が発生するおそれがある。なお、薄肉部の厚みは、実質的に、後述の偏光板シートの厚みに対応する。

偏光板の厚みは、その構成に応じて、任意の適切な厚みに設定され得る。代表的には、４０μｍ〜３００μｍであり、好ましくは４０μｍ〜２５０μｍである。

厚肉部の幅は、好ましくは１μｍ以上、さらに好ましくは５μｍ以上である。一方で、厚肉部の幅は、好ましくは５００μｍ以下、さらに好ましくは１００μｍ以下である。後述の偏光解消を抑えることができる。

厚肉部において偏光子の偏光は解消され得る。しかし、偏光板の端部において偏光が解消されていても、当該偏光解消部は、例えば、液晶表示装置の外枠内に納まり、表示特性への実質的な悪影響は生じることはない。なお、偏光解消性は、例えば、２枚の偏光板をそれぞれの吸収軸が直交するように重ね合わせ、その端部から色抜けが生じているか否かを光学顕微鏡で観察することにより確認することができる。

好ましくは、図示例のように、厚肉部１１０，１１０は、偏光子１０の吸収軸方向Ａと略直交する方向に沿って形成される。このような構成により、優れた耐クラック性を保持しながら、厚肉部の形成を削減することができる。その結果、表示特性への影響をさらに抑えることができる。

厚肉部の形成部位は、少なくとも対向する端辺に沿って形成されていれば特に限定されず、例えば、偏光板の周縁に沿って厚肉部が形成されていてもよい。

偏光板の外周端面において、偏光子は露出していてもよいし、例えば保護層により被覆されていてもよい。

Ａ−１．偏光子
偏光子としては、目的に応じて任意の適切な偏光子が採用され得る。例えば、ポリビニルアルコール系フィルム、部分ホルマール化ポリビニルアルコール系フィルム、エチレン・酢酸ビニル共重合体系部分ケン化フィルム等の親水性高分子フィルムに、ヨウ素や二色性染料等の二色性物質を吸着させて一軸延伸したもの、ポリビニルアルコールの脱水処理物やポリ塩化ビニルの脱塩酸処理物等ポリエン系配向フィルム等が挙げられる。これらのなかでも、ポリビニルアルコール系フィルムにヨウ素などの二色性物質を吸着させて一軸延伸した偏光子が、偏光二色比が高く特に好ましい。

ポリビニルアルコール系フィルムにヨウ素を吸着させて一軸延伸した偏光子は、例えば、ポリビニルアルコールをヨウ素の水溶液に浸漬することによって染色し、元長の３〜７倍に延伸することで作製することができる。必要に応じてホウ酸や硫酸亜鉛、塩化亜鉛等を含んでいてもよいし、ヨウ化カリウムなどの水溶液に浸漬することもできる。さらに必要に応じて染色の前にポリビニルアルコール系フィルムを水に浸漬して水洗してもよい。

ポリビニルアルコール系フィルムを水洗することでポリビニルアルコール系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だけでなく、ポリビニルアルコール系フィルムを膨潤させることで染色のムラなどの不均一を防止する効果もある。延伸はヨウ素で染色した後に行ってもよいし、染色しながら延伸してもよいし、また延伸してからヨウ素で染色してもよい。ホウ酸やヨウ化カリウムなどの水溶液中や水浴中でも延伸することができる。

偏光子の厚みは、好ましくは１μｍ〜５０μｍ、さらに好ましくは５μｍ〜３０μｍである。

Ａ−２．保護層
保護層は、代表的には、偏光板の保護層として使用できる任意の適切なフィルムで形成される。当該フィルムの主成分となる材料の具体例としては、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）等のセルロース系樹脂や、ポリエステル系、ポリビニルアルコール系、ポリカーボネート系、ポリアミド系、ポリイミド系、ポリエーテルスルホン系、ポリスルホン系、ポリスチレン系、ポリノルボルネン系、ポリオレフィン系、（メタ）アクリル系、アセテート系等の透明樹脂等が挙げられる。また、（メタ）アクリル系、ウレタン系、（メタ）アクリルウレタン系、エポキシ系、シリコーン系等の熱硬化型樹脂または紫外線硬化型樹脂等も挙げられる。この他にも、例えば、シロキサン系ポリマー等のガラス質系ポリマーも挙げられる。また、特開２００１−３４３５２９号公報（ＷＯ０１／３７００７）に記載のポリマーフィルムも使用できる。このフィルムの材料としては、例えば、側鎖に置換または非置換のイミド基を有する熱可塑性樹脂と、側鎖に置換または非置換のフェニル基ならびにニトリル基を有する熱可塑性樹脂を含有する樹脂組成物が使用でき、例えば、イソブテンとＮ−メチルマレイミドからなる交互共重合体と、アクリロニトリル・スチレン共重合体とを有する樹脂組成物が挙げられる。当該ポリマーフィルムは、例えば、上記樹脂組成物の押出成形物であり得る。

保護層の厚みは、好ましくは１０μｍ〜１５０μｍ、さらに好ましくは２０μｍ〜１００μｍである。

Ａ−３．接着剤層
上記接着剤層を形成する接着剤としては、任意の適切な接着剤が用いられる。接着剤層は、好ましくは、ポリビニルアルコール系樹脂を含む接着剤組成物から形成される。ポリビニルアルコール系樹脂は、好ましくは、アセトアセチル基を含有する。偏光子と保護層との密着性に優れ、耐久性に優れ得るからである。

接着剤層の厚みは、好ましくは１０ｎｍ〜３００ｎｍ、さらに好ましくは１０ｎｍ〜２００ｎｍ、特に好ましくは２０ｎｍ〜１５０ｎｍである。

Ｂ．製造方法
上記厚肉部は、好ましくは、レーザー光を照射することにより形成される。１つの実施形態においては、偏光板シートから所定のサイズに切り出された切断片に、レーザー光を照射して厚肉部を形成し、偏光板を製造する。ここで、偏光板シートの切断方法としては、任意の適切な方法を採用し得る。例えば、カッターを用いて切断する方法が挙げられる。別の実施形態においては、偏光板シートにレーザー光を照射して、切断と厚肉部の形成とを実質的に同時に行い、偏光板を製造する。

上記偏光板シートは、任意の適切な形状を有する。代表的には、長尺状（原反）である。レーザー光の照射方向は、レーザーの種類、偏光板（偏光板シート）の構成等に応じて、任意の適切な方向を選択し得る。図示例のように、偏光板が偏光子の片側にのみ保護層が配置されて構成されている場合、偏光子側から照射してもよいし、保護層側から照射してもよい。例えば、後述の、ＣＯ_２レーザーを用いる場合、好ましくは保護層側からレーザー光を照射する。レーザー光により溶融した保護層が偏光子の端面を覆い、耐クラック性がさらに向上し得るからである。

レーザーとしては、厚肉部が形成され得る限り、任意の適切なレーザーを採用し得る。好ましくは、少なくとも２００ｎｍ〜１１μｍの範囲内の波長の光を放射するレーザーが用いられる。厚肉部を良好に形成し得るからである。具体例としては、ＣＯ_２レーザー等の気体レーザー；ＹＡＧレーザー等の固体レーザー；半導体レーザーが挙げられる。１つの実施形態においては、好ましくは、半導体レーザーが用いられる。偏光子を選択的に膨出させて、上記の好ましい厚みの関係を良好に満足させ得るからである。また、照射による異物の発生が防止され、コスト面にも優れる。別の実施形態においては、好ましくは、ＣＯ_２レーザーが用いられる。偏光板シートの切断と厚肉部の形成とを実質的に同時に行い得るからである。

レーザー光の照射条件（出力条件、移動速度）は、例えば、用いるレーザーに応じて任意の適切な条件を採用し得る。出力条件は、半導体レーザーを用いる場合、好ましくは４０Ｗ〜１００Ｗ、さらに好ましくは４０Ｗ〜８０Ｗである。移動速度は、代表的には１０ｍｍ／秒〜１０００ｍｍ／秒であり、好ましくは２０ｍｍ／秒〜５００ｍｍ／秒である。

以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例によって限定されるものではない。

［実施例１］
（偏光板シートの作製）
偏光子として、長尺状ポリビニルアルコール系フィルムに二色性色素を含有させ、一軸延伸したフィルム（厚み：２２μｍ）を用いた。偏光子の片側に、ポリビニルアルコール系接着剤（乾燥後の厚み：１３０ｎｍ）を介して、長尺状のＴＡＣフィルム（厚み：８０μｍ）を貼り合わせて偏光板シート（偏光板の原反）を作製した。

得られた偏光板シートから、カッター（エヌティー株式会社製、製品名：Ａ−３００）を用いて８３．７ｍｍ×８３．７ｍｍのサイズに切断片を切り出した。次いで、ＴＡＣフィルム側から、切断片の４辺に（周縁に沿って）半導体レーザー（半導体結晶：Ｇａ・Ａｓ、ＪＰＳＵ社製）でレーザー光を照射して偏光板を得た。半導体レーザーの照射条件は、以下のとおりである。
（照射条件）
波長：９４０ｎｍ
レーザー出力：５０Ｗ

［実施例２］
レーザー出力を４０Ｗに変更したこと以外は実施例１と同様にして、偏光板を得た。

［実施例３］
実施例１と同様にして得られた偏光板シートから、ＣＯ_２レーザー（コムネット株式会社製、製品名：Ｌａｓｅｒ Ｐｒｏ−ＳＰＩＲＩＴ）を用いて８３．７ｍｍ×８３．７ｍｍのサイズに切断片を切り出し、偏光板を得た。ＣＯ_２レーザーは、ＴＡＣフィルム側から照射した。ＣＯ_２レーザーの照射条件は、以下のとおりである。
（照射条件）
波長：１０．６μｍ
レーザー出力：３０Ｗ
発振モード：パルス発振
レーザー光の直径：７０μｍ

［実施例４］
切断片に対し、偏光子の吸収軸方向と略直交する方向に沿った２辺にのみレーザー光を照射したこと以外は実施例１と同様にして、偏光板を得た。

（比較例１）
半導体レーザー光を照射しなかったこと以外は実施例１と同様にして、偏光板を得た。

（比較例２）
レーザー出力を３０Ｗに変更したこと以外は実施例１と同様にして、偏光板を得た。

（比較例３）
レーザー出力を３５Ｗに変更したこと以外は実施例１と同様にして、偏光板を得た。

（比較例４）
切断片に対し、偏光子の吸収軸方向と略直交する方向に沿った１辺にのみレーザー光を照射したこと以外は実施例１と同様にして、偏光板を得た。

（比較例５）
ＣＯ_２レーザーのかわりにフェムト秒レーザーを用いたこと以外は実施例３と同様にして、偏光板を得た。フェムト秒レーザーの照射条件の照射条件は、以下のとおりである。
（照射条件）
波長：７８０ｎｍ
レーザー出力：７０Ｗ
発振モード：パルス発振
発振パルス幅：１５０ｆｓ
照射位置の移動速度：０ｍ／分〜１ｍ／分

（比較例６）
カッターのかわりにスーパーカッター（荻野精機製作所製）を用いたこと以外は比較例１と同様にして、偏光板を得た。

各実施例および比較例で得られた偏光板に対し、以下の評価を行った。評価方法は以下のとおりであり、評価結果を表１にまとめる。
（１）厚み
得られた偏光板を縦方向に垂直に切断し、この切断面を、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ、日本電子株式会社製）を用いて観察した。図３のＳＥＭ写真に示すように、偏光子の最厚部の厚み（ｂ）と最薄部の厚み（ａ）を測定し、その比率（ｂ／ａ）を算出した。
（２）ヒートサイクル（ＨＳ）試験
得られた偏光板を−４０℃の雰囲気下に３０分放置した後、８５℃の雰囲気下に３０分放置した。この操作を１サイクルとして、１００サイクル繰り返した後、偏光板を観察し、クラックが発生している場合は、その長さを測定した。
（３）偏光解消性
２枚の偏光板をそれぞれの吸収軸が直交するように、かつ、偏光子どうしが向き合うように重ね合わせ、その端部を光学顕微鏡で観察した。端部から色抜けが生じている場合には、色の抜けが生じている部分の長さを測定した。この長さが１μｍ以上である場合には、偏光解消が「有」と判断した。

各実施例では優れた耐クラック性が確認された。なお、得られた偏光板をガラス基板に貼り合わせたところ、実施例３のみ、偏光板とガラス基板との間に気泡が生じた（１５個）。

以上のように、本発明の偏光板は優れた耐クラック性を有しているので、液晶表示装置に用いた場合に、クラックの発生による表示品質の低下が抑えられるという点で非常に有用である。

１０ 偏光子
２０ 保護層
１００ 偏光板
１１０ 厚肉部

Claims (7)

1. 偏光子と、該偏光子の少なくとも片側に配置された保護層とを有し、少なくとも対向する端辺に沿って厚肉部が形成され、
   該厚肉部における該偏光子の厚みが、薄肉部における該偏光子の厚みの１．３倍以上である、偏光板。
2. 前記厚肉部における前記偏光子の厚みが、薄肉部における前記偏光子の厚みの２．０倍以下である、請求項１に記載の偏光板。
3. 前記偏光子の吸収軸方向と略直交する方向に沿って前記厚肉部が形成されている、請求項１または２記載の偏光板。
4. 前記厚肉部において偏光が解消されている、請求項１から３のいずれかに記載の偏光板。
5. レーザー光を照射することにより前記厚肉部を形成する、請求項１から４のいずれかに記載の偏光板の製造方法。
6. 前記レーザーが半導体レーザーである、請求項５に記載の偏光板の製造方法。
7. 偏光板シートから切り出された切断片に対して、前記レーザー光を照射する、請求項５または６に記載の偏光板の製造方法。