JP2013182162A - 偏光板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基材フィルム1の少なくとも一方の面にポリビニルアルコール系樹脂層2を形成して積層フィルム3を得る樹脂層形成工程、積層フィルム3を、樹脂層2の厚みが10μm以下になるように一軸延伸して延伸フィルム4を得る延伸工程、延伸フィルム4を二色性色素で染色して偏光子層5を形成し、偏光性積層フィルム6を得る染色工程、偏光性積層フィルム6において、偏光子層5の基材フィルム1とは反対側の面に、透湿度が200g/m2/24hrs以下であり、面内位相差が100nm以上であり、かつ、偏光子層5の吸収軸に対する遅相軸の角度θが20度以上70度以下である防湿層7を形成して多層フィルム8を得る防湿層形成工程、及び、多層フィルム8から基材フィルム1を剥離する剥離工程、を含む偏光板の製造方法。
【選択図】図1
Description
[1] 基材フィルムの少なくとも一方の面にポリビニルアルコール系樹脂層を形成して積層フィルムを得る樹脂層形成工程、
前記積層フィルムを、ポリビニルアルコール系樹脂層の厚みが10μm以下になるように一軸延伸して延伸フィルムを得る延伸工程、
前記延伸フィルムを二色性色素で染色して偏光子層を形成し、偏光性積層フィルムを得る染色工程、
前記偏光性積層フィルムにおいて、前記偏光子層の前記基材フィルムとは反対側の面に、透湿度が200g/m2/24hrs以下であり、面内位相差が100nm以上であり、かつ、前記偏光子層の吸収軸に対する遅相軸の角度θが20度以上70度以下である防湿層を形成して多層フィルムを得る防湿層形成工程、及び、
前記多層フィルムから前記基材フィルムを剥離する剥離工程、
を含む偏光板の製造方法。
該偏光板における前記偏光子層の防湿層とは反対側の面に設けられている粘着剤層とを有する、粘着剤層付き偏光板。
本発明の製造方法は、基材フィルムの少なくとも一方の面にポリビニルアルコール系樹脂層を形成して積層フィルムを得る樹脂層形成工程(S10)、前記積層フィルムを、ポリビニルアルコール系樹脂層の厚みが10μm以下になるように一軸延伸して延伸フィルムを得る延伸工程(S20)、前記延伸フィルムを二色性色素で染色して偏光子層を形成し、偏光性積層フィルムを得る染色工程(S30)、前記偏光性積層フィルムにおいて、前記偏光子層の前記基材フィルムとは反対側の面に防湿層を形成して多層フィルムを得る防湿層形成工程(S40)、及び、前記多層フィルムから前記基材フィルムを剥離する剥離工程(S50)を含む。図1には、各工程により得られるフィルムの断面を模式的に表した図を示しており、以下、図1も参照しながら本発明の製造方法について詳細に説明する。
樹脂層形成工程では、基材フィルム1の少なくとも一方の面にポリビニルアルコール系樹脂層2を形成して積層フィルム3を得る(図1(A))。
基材フィルム1に用いる樹脂としては、例えば、透明性、機械的強度、熱安定性、延伸性などに優れる熱可塑性樹脂が用いられ、それらのTgまたはTmに応じて適切な樹脂を選択できる。熱可塑性樹脂の具体例としては、鎖状ポリオレフィン系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂などのポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、セルロースエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、ポリアリレート系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、およびこれらの混合物、共重合物などが挙げられる。
ポリビニルアルコール系樹脂層2は、典型的には、ポリビニルアルコール系樹脂の粉末を例えば水等の溶解度の高い溶媒に溶解させて得たポリビニルアルコール系樹脂溶液を基材フィルムの一方の表面上に塗工し、溶剤を蒸発させて乾燥することにより形成される。樹脂層をこのように形成することにより、薄く形成することが可能となる。ポリビニルアルコール系樹脂溶液を基材フィルムに塗工する方法としては、ワイヤーバーコーティング法、リバースコーティング、グラビアコーティング等のロールコーティング法、ダイコート法、カンマコート法、リップコート法、スピンコーティング法、スクリーンコーティング法、ファウンテンコーティング法、ディッピング法、スプレー法、などを公知の方法から適宜選択して採用できる。乾燥温度は、たとえば50〜200℃であり、好ましくは60〜150℃である。乾燥時間は、たとえば2〜20分である。
ケン化度(モル%)=(水酸基の数)÷(水酸基の数+酢酸基の数)×100
ケン化度が高いほど、水酸基の割合が高いことを示しており、すなわち結晶化を阻害する酢酸基の割合が低いことを示している。
延伸工程では、前記積層フィルム3を、ポリビニルアルコール系樹脂層の厚みが10μm以下になるように一軸延伸して延伸フィルム4を得る(図1(B))。一軸延伸の延伸倍率は、好ましくは、5倍超かつ17倍以下であり、さらに好ましくは5倍超かつ8倍以下である。延伸倍率が5倍以下だと、ポリビニルアルコール系樹脂層が十分に配向しないため、結果として、偏光子層の偏光度が十分に高くならない不具合を生じることがある。一方、延伸倍率が17倍を超えると延伸時の積層フィルム3の破断が生じ易くなると同時に、延伸フィルム4の厚みが必要以上に薄くなり、後工程での加工性・ハンドリング性が低下するおそれがある。延伸工程(S20)における延伸処理は、一段での延伸に限定されることはなく多段で行うこともできる。この場合、二段階目以降の延伸工程も延伸工程(S20)の中で行ってもよいが、染色工程(S30)における染色処理や架橋処理と同時に行われてもよい。このように多段で延伸を行う場合は、延伸処理の全段を合わせて5倍超の延伸倍率となるように延伸処理を行う。
染色工程では、延伸フィルム4を二色性色素で染色して偏光子層5を形成し、偏光性積層フィルム6を得る(図1(C))。二色性色素としては、たとえば、ヨウ素や有機染料などが挙げられる。有機染料としては、たとえば、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、レモンイエロー、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、イエロー3G、イエロー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などが使用できる。これらの二色性物質は、一種類でも良いし、二種類以上を併せて用いても良い。
防湿層形成工程では、前記偏光性積層フィルム6において、前記偏光子層5の前記基材フィルム1とは反対側の面に、透湿度が200g/m2/24hrs以下であり、面内位相差が100nm以上であり、かつ、前記偏光子層5の吸収軸に対する遅相軸の角度θが20度以上70度以下である防湿層7を形成して多層フィルム8を得る(図1(D))。ここで、偏光子層5の吸収軸に対する防湿層7の遅相軸の角度θに関して、図2を用いて説明する。図2(A)は、防湿層7と偏光子層5についてそれらの断面方向からみた模式的な図であり、図2(B)は、防湿層7及び偏光子層5の積層体を防湿層7側からその法線方向にみた模式的な図である。図2(A)及び図2(B)において、防湿層7の遅相軸を7aと示し、偏光子層5の吸収軸を5aと示す。偏光子層5の吸収軸5aに対する防湿層7の遅相軸7aの角度θは、図2(B)に示すθを意味する。
ハードコート層は、フィルムの表面硬度を高める機能を有し、表面の擦り傷防止などの目的で設けられる。ハードコート層は、JIS K 5600−5−4に規定される鉛筆硬度試験で、Hまたはそれより硬い値を示すことが好ましい。このハードコート層を形成した場合、製造工程もしくは最終製品において、たとえば表面の汚れを取るために布などで表面を擦った際でも、傷が入りにくい利点がある。かかるハードコート層を形成する材料は、一般に、熱や光によって硬化するものである。たとえば、有機シリコーン系、メラミン系、エポキシ系、アクリル系、ウレタンアクリレート系などの有機ハードコート材料や、二酸化ケイ素などの無機ハードコート材料を挙げることができる。
帯電防止層は、フィルムの表面に導電性を付与し、静電気による影響を抑制するなどの目的で設けられる。帯電防止層の形成には、たとえば、導電性物質(帯電防止剤)を含有する樹脂組成物を塗布する方法が採用できる。たとえば、上述したハードコート層の形成に用いるハードコート材料に帯電防止剤を共存させておくことにより、帯電防止性のハードコート層を形成することができる。
防汚層は、フィルムの表面に撥水性、撥油性、耐汗性、防汚性などを付与するために設けられる。防汚層を形成するための好適な材料は、フッ素含有有機化合物である。フッ素含有有機化合物としては、フルオロカーボン、パーフルオロシラン、これらの高分子化合物などを挙げることができる。防汚層の形成方法は、形成する材料に応じて、蒸着やスパッタリングを代表例とする物理的気相成長法、化学的気相成長法、湿式コーティング法などを用いることができる。防汚層の平均厚さは、通常1〜50nm程度、好ましくは3〜35nmである。
反射防止層は、フィルムに入射された外光の反射を防止するための層であり、フィルムの最外層(外部に露出する面)に設けられる。この場合、フィルム上に直接形成してもよいが、ハードコート層などの他の層の最表面に形成してもよい。反射防止層が設けられたフィルムは、波長430〜700nmの光に対する入射角5°での反射率が2%以下であることが好ましく、とりわけ、波長550nmの光に対する同じ入射角での反射率が1%以下であることが好ましい。
防眩層は、フィルム上での外光の反射を様々な角度に散らすことで、蛍光灯や太陽光などの正反射を低減するために設けられる。これにより、蛍光灯などの像が映りこみにくくなり、表示装置の視認性がよくなる。防眩層は、光硬化性樹脂の中に微粒子を分散させる方法でもよいし、エンボス法などで表面に微細な凹凸形状を形成する方法でもよい。
剥離工程では、多層フィルム8から前記基材フィルム1を剥離して偏光板9を得る(図1(E))。基材フィルム1の剥離方法は特に限定されるものでなく、そのまま剥離してもよいし、一度ロール状に巻き取った後、別に剥離工程を設けて剥離してもよい。
前述したS10〜S50の工程を経て偏光板9を得ることができる。ここで、本発明の製造方法により得られる偏光板9について、図3〜図6を参照しながら説明する。本発明の偏光板9は、図3に示すように、防湿層7及び偏光子層5を有するものである。また、図4に示すように、防眩層7と偏光子層5の間に接着剤層10が介在したものが好ましい。さらに、図5に示すように、偏光子層5の防湿層7とは反対側の面に粘着剤層11を設けて、粘着剤層付き偏光板20とすることができる。この粘着剤層付き偏光板20は、粘着剤層11側で画像表示ユニット12と貼合して、画像表示装置30とすることができる。なお、粘着剤層付き偏光板20と画像表示ユニット12との間に必要に応じて1/2λ板、1/4λ板などの位相差板を介在させて画像表示装置30としてもよい(図示せず)。
(基材フィルム)
基材フィルムとして、厚み110μmの未延伸のポリプロピレン(PP)フィルム(融点:163℃)を用いた。
ポリビニルアルコール粉末(日本合成化学工業(株)製、平均重合度1100、ケン化度99.5モル%、商品名:Z−200)を95℃の熱水に溶解させ濃度3重量%の水溶液を調製した。得られた水溶液にポリビニルアルコール粉末6重量部に対して5重量部の架橋剤(住友化学(株)製、商品名:スミレーズ(登録商標)レジン650)を混ぜた。得られた混合水溶液を、コロナ処理を施した基材フィルム上にマイクログラビアコーターを用いて塗工し、80℃で10分間乾燥させ厚み0.2μmのプライマー層を形成した。
ポリビニルアルコール粉末(クラレ(株)製、平均重合度2400、ケン化度98.0〜99.0モル%、商品名:PVA124)を95℃の熱水中に溶解させ濃度8重量%のポリビニルアルコール水溶液を調製した。得られた水溶液を上記プライマー層の上にリップコーターを用いて塗工し80℃で20分間乾燥させ、基材フィルム、プライマー層、ポリビニルアルコール系樹脂層からなる3層の積層フィルムを作成した。
上記積層フィルムを、テンター装置を用いて160℃で5.8倍の自由端一軸延伸を実施し、延伸フィルムを得た。延伸後のポリビニルアルコール系樹脂層の厚みは5.0μmであった。
上記延伸フィルムを26℃のヨウ素とヨウ化カリウムの混合水溶液である染色溶液に90秒浸漬して染色した後、10℃の純水で余分なヨウ素液を洗い流した。次いで76℃のホウ酸とヨウ化カリウムの混合水溶液である架橋溶液に300秒浸漬させた。その後10℃の純水で10秒間洗浄し、最後に80℃で200秒間乾燥させた。以上の工程により樹脂層から偏光子層を形成し、偏光性積層フィルムを得た。各溶液の配合比率は以下である。
水:100重量部
ヨウ素:0.35重量部
ヨウ化カリウム:10重量部
<架橋溶液>
水:100重量部
ホウ酸:9.5重量部
ヨウ化カリウム:5重量部
上記偏光性積層フィルムにおいて、偏光子層の基材フィルムとは反対側の面に、光硬化性接着剤(アデカオプトマーKR‐25T)を塗布した後、該塗布面に、防湿層としてポリエチレンテレフタレートフィルム(透湿度33g/m2/24hrs、厚み25μm)を、その遅相軸が前記偏光子層の吸収軸に対して45度の角度となるように貼合し、防湿層、接着剤層、偏光子層、プライマー層、基材フィルムの5層からなる多層フィルムを得た。得られた多層フィルムから基材フィルムを剥離し、防湿層、接着剤層、偏光子層、プライマー層の4層からなる偏光板を得た。
防湿層としてポリエチレンテレフタレートフィルム(透湿度140g/m2/24hrs、厚み5μm)を用いた点以外は実施例1と同じ方法で偏光板を得た。
防湿層としてシクロオレフィンポリマーからなるフィルム(透湿度110g/m2/24hrs、厚み20μm)を用いた点以外は実施例1と同じ方法で偏光板を得た。
防湿層としてトリアセチルセルロースフィルム(透湿度827g/m2/24hrs、厚み42μm)を用いた点以外は実施例1と同じ方法で偏光板を得た。
防湿層としてトリアセチルセルロースフィルム(透湿度827g/m2/24hrs、厚み42μm)を用いた点、及び、接着剤として水系接着剤を用いた点以外は実施例1と同じ方法で偏光板を得た。水系接着剤としては、ポリビニルアルコール粉末((株)クラレ製「KL−318」、平均重合度1800)を95℃の熱水に溶解し、濃度3重量%のポリビニルアルコール水溶液を調製し、得られた水溶液に架橋剤(住友化学(株)製「スミレーズレジン650」)をポリビニルアルコール粉末2重量部に対して1重量部混合し、接着剤溶液とした。
実施例1〜3及び比較例1〜2で得られた偏光板の光学特性を、積分球付き分光光度計(日本分光(株)製、V7100)にて測定した。波長380nm〜780nmの範囲においてMD透過率とTD透過率を求め、以下に表す式(1)、式(2)に基づいて各波長における単体透過率、偏光度を算出し、さらにJIS Z 8701の2度視野(C光源)により視感度補正を行い、視感度補正単体透過率(Ty)および視感度補正偏光度(Py)を求めた。なお、偏光板の測定は防湿層側をディテクター側とし、プライマー層側から光が入光するように機器にセットした。
偏光度(%)={(MD−TD)/(MD+TD)}×100 ・・・・式(2)
実施例1〜3及び比較例1〜2で得られた偏光板を60℃、90%RHの環境下に750時間置き、その後の偏光板についてPy、Tyを求めた。その評価結果について、表1に示す。なお、表1中、開始時Ty(%)及び開始時Py(%)は、試験開始時のTy(%)及びPy(%)を意味し、終了時Py(%)は試験終了時のPy(%)を意味し、ΔPy(%)は、終了時Py(%)から開始時Py(%)を引いた差分を意味する。
防湿層であるポリエチレンテレフタレートフィルムの遅相軸が、偏光子層の吸収軸に対して0度から90度までの10度ごとになるように、ポリエチレンテレフタレートフィルムを偏光性積層フィルムにそれぞれ貼合し、得られる各々の偏光板についてサングラス着用時の視認性を評価した。視認性がよいものを「○」、視認性が悪いものを「×」とした。その結果を表2に示す。
2 ポリビニルアルコール系樹脂層
3 積層フィルム
4 延伸フィルム
5 偏光子層
6 偏光性積層フィルム
7 防湿層
8 多層フィルム
9、9b 偏光板
10 接着剤層
11 粘着剤層
12 画像表示ユニット
20 粘着剤層付き偏光板
30 画像表示装置
Claims (6)
- 基材フィルムの少なくとも一方の面にポリビニルアルコール系樹脂層を形成して積層フィルムを得る樹脂層形成工程、
前記積層フィルムを、ポリビニルアルコール系樹脂層の厚みが10μm以下になるように一軸延伸して延伸フィルムを得る延伸工程、
前記延伸フィルムを二色性色素で染色して偏光子層を形成し、偏光性積層フィルムを得る染色工程、
前記偏光性積層フィルムにおいて、前記偏光子層の前記基材フィルムとは反対側の面に、透湿度が200g/m2/24hrs以下であり、面内位相差が100nm以上であり、かつ、前記偏光子層の吸収軸に対する遅相軸の角度θが20度以上70度以下である防湿層を形成して多層フィルムを得る防湿層形成工程、及び、
前記多層フィルムから前記基材フィルムを剥離する剥離工程、
を含む偏光板の製造方法。 - 前記防湿層形成工程において、前記偏光子層の前記基材フィルムとは反対側の面に、光硬化性接着剤層を介して防湿層を形成する請求項1に記載の偏光板の製造方法。
- 前記防湿層形成工程において、前記偏光子層の前記基材フィルムとは反対側の面に、透湿度が200g/m2/24hrs以下であり、面内位相差が100nm以上である位相差フィルムを、その遅相軸が前記偏光子層の吸収軸に対して20度以上70度以下の角度θとなるように貼合する請求項1又は2に記載の偏光板の製造方法。
- 前記位相差フィルムは、偏光子層への貼合面とは反対側の面に表面処理が施されているフィルムである請求項1〜3のいずれかに記載の偏光板の製造方法。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の方法により製造された偏光板と、
該偏光板における前記偏光子層の防湿層とは反対側の面に設けられている粘着剤層とを有する、粘着剤層付き偏光板。 - 請求項5に記載の粘着剤層付き偏光板と、該偏光板の粘着剤層側で貼合された画像表示ユニットとを有する画像表示装置。
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