JP2016191904A - 偏光板 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】偏光フィルムの少なくとも片面に保護フィルムを備える偏光板であって、前記偏光フィルムの単位膜厚あたりの突刺し強度が5.8gf/μm以上であり、前記偏光板の端面が切削加工されている、偏光板である。
【選択図】図1
Description
[1] 偏光フィルムの少なくとも片面に保護フィルムを備える偏光板であって、
前記偏光フィルムの単位膜厚あたりの突刺し強度が5.8gf/μm以上であり、
前記偏光板の端面が切削加工されている、偏光板。
[3] 前記偏光板は、前記偏光フィルムの両面に前記保護フィルムを備える、[1]または[2]に記載の偏光板。
図1は、本発明に係る偏光板の層構成の一例を示す概略断面図である。図1に示される偏光板2のように本発明の偏光板は、偏光フィルム5と、その一方の面上に積層される第1保護フィルム7とを備える片面保護フィルム付き偏光板であることができる。第1保護フィルム7は、第1接着剤層6を介して偏光フィルム5上に積層することができる。
偏光フィルムは、一軸延伸されたポリビニルアルコール系樹脂層に二色性色素を吸着配向させたものであることができる。偏光フィルムは通常、厚さが20μm以下であると偏光板の薄膜化を実現することができる。本発明では、厚さ10μm以下の偏光フィルムであることが好ましく、より好ましくは8μm以下である。偏光フィルムは薄いほどもげクラックが発生しやすいので、厚さが10μm以下である場合に、本発明によるもげクラックの発生を抑制することができるという効果がより顕著となる。
上記の偏光フィルムの少なくとも片面に、保護フィルムが積層される。なお、偏光フィルムの片面に保護フィルム(第1保護フィルム)を、他方の面に別の保護フィルム(第2保護フィルム)を積層する場合、第2保護フィルムとしては、第1保護フィルムと同様のものを用いてもよいし、他の樹脂フィルムを用いてもよい。第1保護フィルム及び第2保護フィルムはそれぞれ、熱可塑性樹脂から構成される透明樹脂フィルムであることができる。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリプロピレン系樹脂を例とする鎖状ポリオレフィン系樹脂及び環状ポリオレフィン系樹脂等のポリオレフィン系樹脂;セルローストリアセテート及びセルロースジアセテート等のセルロースエステル系樹脂;ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート及びポリブチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂;ポリカーボネート系樹脂;(メタ)アクリル系樹脂;又はこれらの混合物、共重合物などが挙げられる。
偏光フィルムと第1保護フィルムとの積層及び偏光フィルムと第2保護フィルムとの積層は、それぞれ接着剤層を介して行われる。接着剤層を形成する接着剤としては、紫外線、可視光、電子線、X線などの活性エネルギー線の照射によって硬化し得る活性エネルギー線硬化性接着剤、接着剤成分を水に溶解したもの又は水に分散させた水系接着剤などが挙げられる。本発明によると、接着剤の種類によらず偏光フィルムのもげクラックを抑制することができる。なお、活性エネルギー線硬化性接着剤を接着剤として用いた場合は、活性エネルギー線硬化性接着剤の弾性率が、水系接着剤の弾性率よりも高い場合が多く、偏光板の端面の切削加工時の衝撃により偏光板端部で、保護フィルムと接着剤間または、接着剤と偏光フィルム間で剥離が発生しやすく、偏光フィルムのもげクラックがより発生しやすいため、偏光フィルムのもげクラックの発生を抑制することができるという本発明の効果は、活性エネルギー線硬化性接着剤を接着剤として用いる場合により顕著である。
本発明の偏光板は、端面に切削加工が施されているものである。端面の切削加工方法は、切削工具を用いる方法であれば特に限定されない。本発明の偏光板によると、切削工具を用いて端面を切削加工する際に生じる偏光フィルムのもげクラックを抑制することができる。偏光板には、端面の切削加工により偏光板端部に研磨跡が発生する。研磨跡は切削加工の方法、条件により異なるが、例えば偏光板の端部断面を観察した時に、偏光板の厚み方向に対して15°以上90°以下の角度で切削傷が生じることがある。
偏光板は、例えば次の方法によって製造することができる。
〔a〕偏光フィルムとしての偏光性能を有するポリビニルアルコール系樹脂フィルム(以下、「偏光フィルム」ともいう)を単層フィルムとして、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムから作製し、その片面又は両面に保護フィルムを貼合し、その後端面を切削加工する方法。
〔b〕基材フィルムの少なくとも片面にポリビニルアルコール系樹脂を含有する塗工液を塗工することによってポリビニルアルコール系樹脂層を形成した後、得られた積層フィルムに所定の処理を施してポリビニルアルコール系樹脂層を偏光フィルムとし、得られた偏光性積層フィルムに保護フィルムを貼合した後、基材フィルムを剥離し、その後端面を切削加工する方法。
この方法では、基材フィルムを剥離した後、他方の面にも保護フィルムを貼合してもよい。この場合、端面の切削加工は、他方の面に保護フィルムを貼合した後に行う。
製造方法〔a〕では、上述したポリビニルアルコール系樹脂を製膜してなるポリビニルアルコール系樹脂フィルムを出発原料として偏光フィルムを作製することができる。ポリビニルアルコール系樹脂を製膜する方法は、例えば、溶融押出法、溶剤キャスト法など、公知の方法を採用することができる。延伸前のポリビニルアルコール系樹脂フィルムの厚さは、例えば10〜150μm程度である。
製造方法〔b〕では、基材フィルムにポリビニルアルコール系樹脂をコーティングすることで偏光フィルムとなるポリビニルアルコール系樹脂層を形成することができ、例えば、樹脂層形成工程、延伸工程、染色工程、第1貼合工程、剥離工程及び端面の切削加工工程を経て偏光板を製造することができる。
本工程は、基材フィルムの少なくとも片面にポリビニルアルコール系樹脂を含有する塗工液を塗工した後、乾燥させることにより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工程である。このポリビニルアルコール系樹脂層は、延伸工程及び染色工程を経て偏光フィルムとなる層である。ポリビニルアルコール系樹脂層は、ポリビニルアルコール系樹脂を含有する塗工液を基材フィルムの片面又は両面に塗工し、塗工層を乾燥させることにより形成することができる。このような塗工によりポリビニルアルコール系樹脂層を形成する方法は、薄膜の偏光フィルムを得やすい点で有利である。
本工程は、基材フィルム及びポリビニルアルコール系樹脂層からなる積層フィルムに延伸処理を施し、延伸された基材フィルム及びポリビニルアルコール系樹脂層からなる延伸フィルムを得る工程である。積層フィルムの延伸倍率は、所望する偏光特性に応じて適宜選択することができるが、好ましくは、積層フィルムの元長に対して4倍超17倍以下であり、より好ましくは4.5倍超8倍以下である。延伸倍率が4倍以下であると、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、偏光フィルムの偏光度が十分に高くならないことがある。一方、延伸倍率が17倍を超えると、高い突刺し強度を得にくくなる。更に延伸時にフィルムの破断が生じ易くなるとともに、延伸フィルムの厚さが必要以上に薄くなり、後工程での加工性及び取扱性が低下するおそれがある。延伸処理は通常、一軸延伸である。
本工程は、延伸フィルムのポリビニルアルコール系樹脂層を二色性色素で染色し、これを吸着配向させて偏光フィルムを形成することにより偏光性積層フィルムを得る工程である。本工程を経て基材フィルムの片面又は両面に偏光フィルムが積層された偏光性積層フィルムが得られる。染色工程は、二色性色素を含有する溶液(染色溶液)に延伸フィルム全体を浸漬することにより行うことができる。染色溶液としては、上記二色性色素を溶媒に溶解した溶液を使用できる。染色溶液の溶媒としては、一般的には水が使用されるが、水と相溶性のある有機溶媒がさらに添加されてもよい。染色溶液における二色性色素の濃度は、0.01〜10重量%であることが好ましく、0.02〜7重量%であることがより好ましく、0.025〜5重量%であることがさらに好ましい。
本工程は、偏光性積層フィルムの偏光フィルム上、すなわち、偏光フィルムの基材フィルム側とは反対側の面に第1保護フィルムを貼合し、貼合フィルムを得る工程である。偏光性積層フィルムが基材フィルムの両面に偏光フィルムを有する場合は通常、両面の偏光フィルム上にそれぞれ保護フィルムが貼合される。この場合、これらの保護フィルムは同種の保護フィルムであってもよいし、異種の保護フィルムであってもよい。
本工程は、第1保護フィルムを貼合して得られた貼合フィルムから基材フィルムを剥離除去して片面保護フィルム付き偏光板を得る工程である。この工程を経て、偏光フィルムの片面に第1保護フィルムが積層された片面保護フィルム付き偏光板が得られる。偏光性積層フィルムが基材フィルムの両面に偏光フィルムを有し、これら両方の偏光フィルムに保護フィルムを貼合した場合には、この剥離工程により、1枚の偏光性積層フィルムから2枚の片面保護フィルム付き偏光板が得られる。
本工程は、片面保護フィルム付き偏光板の偏光フィルム上、すなわち第1貼合工程にて貼合した保護フィルムとは反対側の面に、もう一方の保護フィルムを、接着剤を介して貼合して偏光板を得る工程である。第2貼合工程を行う場合、第1貼合工程では、第2保護フィルムを貼合してもよく、この場合は本工程で第1保護フィルムを貼合する。
上記のように製造された片面保護フィルム付き偏光板または両面保護フィルム付き偏光板の端面を切削加工する。切削加工により、寸法精度を高めることができるとともに、裁断時の押圧により偏光フィルムと、通常偏光板に積層されるセパレータ(剥離フィルム)との間からはみ出した粘着剤を削り取ることができる。切削加工の方法は、切削工具を用いる方法であれば特に限定されないが、具体例を後述する。
以下、本発明の偏光板に施される端面の切削加工方法を具体的に説明するが、切削加工方法は、切削工具を用いる方法であれば、これらの方法によって限定されるものではない。
〔a〕方形状の偏光板を複数枚積み重ねて、偏光板積層体を得る第1工程、及び
〔b〕得られた偏光板積層体の端面の長さ方向に沿って、偏光板積層体に対して、回転軸を中心に回転する、切削刃を有する切削工具を相対移動させることにより偏光板積層体の端面を切削加工する第2工程
を含む。以下、各工程について詳細に説明する。
本工程は、方形状の偏光板を複数枚積み重ねて偏光板積層体を得る工程である。「方形状」とは、正方形又は長方形であり、そのサイズは特に限定されない。通常、長尺の偏光板を裁断して得られるものである。積み重ねられる偏光板の枚数も特に限定されないが、本実施形態によれば、偏光板積層体が相当な高さを有する場合であっても、良好な仕上げ状態で、各偏光板の端面をまとめて加工することができ、加工効率に優れる。
本工程は、第1工程で得られた偏光板積層体の端面を切削工具により切削加工して、端面加工偏光板を得る工程である。
本発明により製造される偏光板は、さまざまな表示装置に用いることができる。表示装置とは、表示素子を有する装置であり、発光源として発光素子又は発光装置を含む。表示装置としては、例えば、液晶表示装置、有機エレクトロルミネッセンス(EL)表示装置、無機エレクトロルミネッセンス(EL)表示装置、電子放出表示装置(例えば電場放出表示装置(FED)、表面電界放出表示装置(SED))、電子ペーパー(電子インクや電気泳動素子を用いた表示装置、プラズマ表示装置、投射型表示装置(例えばグレーティングライトバルブ(GLV)表示装置、デジタルマイクロミラーデバイス(DMD)を有する表示装置)及び圧電セラミックディスプレイなどが挙げられる。液晶表示装置は、透過型液晶表示装置、半透過型液晶表示装置、反射型液晶表示装置、直視型液晶表示装置及び投写型液晶表示装置などのいずれをも含む。これらの表示装置は、2次元画像を表示する表示装置であってもよいし、3次元画像を表示する立体表示装置であってもよい。表示装置において、偏光板は通常、接着剤層又は粘着剤層を介して液晶セルに積層される。
コロナ処理は、春日電機(株)製のコロナ放電装置により行った。具体的には、コロナ表面処理フレーム“STR−1764”、高周波電源“CT−0212”、高圧トランス“CT−T02W”を使用した。
(1)樹脂層形成工程
基材フィルムとして、厚さ90μmの未延伸のポリプロピレン(PP)フィルム(融点163℃)を使用し、その表面にコロナ処理を行い、コロナ処理面にプライマー層を形成した。プライマー層は、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、これ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〔田岡化学工業(株)製、商品名“スミレーズレジン(登録商標)650〕を配合した混合水溶液から形成した。プライマー層の形成は、この混合水溶液を基材フィルムのコロナ処理面に小径グラビアコーターで塗工し、これを80℃で10分間乾燥させた。プライマー層の厚さは0.2μmであった。
上記積層フィルムをフローティングの縦一軸延伸装置を用いて160℃で4.6倍の自由端一軸延伸を実施し延伸フィルムを得た。
その後、延伸フィルムを30℃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180秒ほど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78℃のホウ酸水溶液である架橋溶液1に120秒浸漬させ、次いで、ホウ酸およびヨウ化カリウムを含む70℃の架橋溶液2に60秒浸漬させた。その後10℃の純水で10秒間洗浄し、最後に40℃で300秒間乾燥させた。以上の工程により樹脂層から偏光フィルムを形成し、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:0.6重量部
ヨウ化カリウム:10重量部
<架橋溶液1>
水:100重量部
ホウ酸:9.5重量部
<架橋溶液2>
水:100重量部
ホウ酸:5.0重量部
ヨウ化カリウム:6重量部。
第1保護フィルムとして厚さ23μmの環状ポリオレフィン系樹脂フィルム〔日本ゼオン(株)製の商品名”ゼオノアフィルムZF14−023”〕を用意し、貼合面にコロナ処理を施した。第1保護フィルムのコロナ処理面に、紫外線硬化性接着剤をマイクログラビアコーターで塗工し、上記(3)で作製した偏光性積層フィルムの偏光フィルムにおける基材フィルムとは反対側の面に貼合した。その後、フュージョンUVシステムズ社製の紫外線ランプ“Dバルブ”が取り付けられたベルトコンベア付き紫外線照射装置を用い、積算光量が250mJ/cm2となるように紫外線を保護フィルム側より照射して紫外線硬化性接着剤を硬化させた。以上により基材フィルム/プライマー層/偏光フィルム/紫外線硬化性接着剤層/第1保護フィルムからなる5層のフィルムを得た。硬化後の接着剤層の厚さは1.0μmであった。
1,4−ブタンジオールジグリシジルエーテル 20部
2−エチルヘキシルグリシジルエーテル 5部
トリアリールスルホニウム ヘキサフルオロホスフェート系の光カチオン重合開始剤 2.25部。
上記(4)で作製した5層構造のフィルムから基材フィルムを剥離除去して、片面保護フィルム付き偏光板を得た。基材フィルムは容易に剥離することができた。次に、第2保護フィルムとして上記(4)で使用したものと同じ保護フィルムを使用し、そのコロナ処理面に同じ紫外線硬化性接着剤をマイクログラビアコーターを用いて塗工し、これを上記片面保護フィルム付き偏光板におけるプライマー層面に貼合した。次に、第2保護フィルム側から、上記(4)と同条件で紫外線を照射して接着剤層を硬化させて、両面保護フィルム付き偏光板を得た。硬化後の接着剤層の厚さは1.0μmであった。
上記(5)で得られた両面保護フィルム付き偏光板を100mm×60mmのサイズに裁断して、裁断後の両面保護フィルム付き偏光板100枚を、4辺をそろえて積層して偏光板積層体Wを得た。次に、第1切削部群及び第2切削部群がそれぞれ5つの切削部を有すること以外は図3、図4に示される端面加工装置と同様の端面加工装置を用い、偏光板積層体Wを端面加工装置に固定した後、4つの端面すべてについて切削加工を行った。4つの端面の切削加工条件はすべて同じとした。
上記(2)の延伸工程における延伸倍率を5.2倍に変更し、上記(3)の染色工程における乾燥条件を、50℃で150秒間乾燥した後、65℃で150秒間乾燥するように変更した以外は実施例1と同様にして両面保護フィルム付き偏光板を作製した。
上記(4)と(5)の第1保護フィルム及び第2保護フィルムとして、25μmのTACフィルム(コニカミノルタアドバンストレイヤー株式会社製の製品名“コニカミノルタタックフィルムKC2UA(25μm)”)を使用した以外は実施例1と同様にして両面保護フィルム付き偏光板を作製した。
上記(2)の延伸工程における延伸倍率を5.2倍に変更した点以外は、実施例1と同様に両面保護フィルム付き偏光板を作製した。
上記(2)の延伸工程における延伸倍率を5.4倍に変更した点以外は、実施例1と同様に両面保護フィルム付き偏光板を作製した。
実施例1及び比較例1,2において、上記(3)の染色工程の後に得られた偏光性積層フィルムから偏光フィルムを剥離して、長さ100mm×幅30mmの断片を切り出して突刺し試験用のサンプルとした。突刺し試験は、先端径1mmφ、0.5Rのニードルを装着した(株)島津製作所製の小型卓上機”EZ Test”を使用し、温度23±3℃の環境下、突刺し速度0.33cm/秒の測定条件下で行った。突刺し試験で測定される突刺し強度は、試験用のサンプル12枚に対して突刺し試験を行い、その平均値とした。偏光フィルムの厚さを接触式膜厚計〔ニコン(株)製の商品名“DIGIMICRO MH−15M”〕で測定し、単位膜厚あたりの突刺し強度を求めた。結果を、表1の「偏光フィルムの厚さ」及び「突刺し強度」の欄に示した。
実施例1及び比較例1,2の上記(6)の端面加工工程において、偏光フィルムのもげクラックが発生したかを目視にて確認した。結果を、表1の「もげクラック発生の有無」の欄に示した。
Claims (4)
- 偏光フィルムの少なくとも片面に保護フィルムを備える偏光板であって、
前記偏光フィルムの単位膜厚あたりの突刺し強度が5.8gf/μm以上であり、
前記偏光板の端面が切削加工されている、偏光板。 - 前記偏光フィルムの厚みが10μm以下である、請求項1に記載の偏光板。
- 前記偏光板は、前記偏光フィルムの両面に前記保護フィルムを備える、請求項1または2に記載の偏光板。
- 前記偏光板と前記保護フィルムとが活性エネルギー線硬化性接着剤を介して貼合されている、請求項1〜3のいずれか1項に記載の偏光板。
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