JP2019219463A - 反射型偏光部材の加工方法、および反射型偏光部材 - Google Patents

Abstract

【課題】反射型偏光部材にマークを施すことが可能な、反射型偏光部材の加工方法、および反射型偏光部材を提供する。【解決手段】所定の偏光軸を有する第１の偏光を透過させ、第１の偏光とは異なる偏光軸を有する第２の偏光を反射させる反射型偏光部材の加工方法であって、反射型偏光部材の透過軸に対してレーザー光の偏光方向が所定の角度をもつように反射型偏光部材にレーザー光を照射して、レーザーマーキングを行う工程を有する、反射型偏光部材の加工方法が提供される。【選択図】図２

Description

本発明は、反射型偏光部材の加工方法、および反射型偏光部材に関する。

偏光板を利用して表示を切り替える装置に関する技術が、開発されている。上記技術としては、例えば下記の特許文献１に記載の技術が挙げられる。

実公昭６１−２５００２号公報

所定の偏光軸を有する偏光を透過させ、透過する偏光とは異なる偏光軸を有する偏光を透過させない機能を有する偏光部材がある。以下では、偏光部材を透過する所定の偏光軸を有する偏光を「第１の偏光」と示す。また、第１の偏光とは異なる偏光軸を有する偏光、すなわち、偏光部材を透過しない偏光軸を有する偏光を総称して「第２の偏光」と示す。

偏光部材としては、“第１の偏光を透過させ、第２の偏光を吸収する吸収型偏光部材”が一般的に用いられている。吸収型偏光部材の一例である吸収型偏光フィルムは、例えば“ヨウ素化合物を内部に浸透させたＰＶＡ（polyvinyl alcohol）フィルムを一方向に延伸させて、架橋処理を施すこと”により製造される。

また、他の偏光部材としては、“第１の偏光を透過させ、第２の偏光を反射する反射型偏光部材”がある。反射型偏光部材の一例である反射型偏光フィルムは、例えば“グリッド構造を有するフィルム上に、Ａｌ、Ａｇ、Ｃｒなどの金属を蒸着すること”によって、製造される。上記フィルムは、例えば、ＴＡＣ（Triacetylcellulose）やＣＯＰ（Cyclo-Olefin Polymer）などで形成される。

吸収型偏光部材にマークを施すための加工方法としては、例えば“吸収型偏光部材に対して、マークの形状に対応するように吸収型偏光部材の一部を抜く穴抜き加工を施すこと”が、挙げられる。一方、反射型偏光部材にマークを施すための加工方法は知られていない。

本発明の目的とするところは、反射型偏光部材にマークを施すことが可能な、新規かつ改良された反射型偏光部材の加工方法、および反射型偏光部材を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の一の観点によれば、所定の偏光軸を有する第１の偏光を透過させ、上記第１の偏光とは異なる偏光軸を有する第２の偏光を反射させる反射型偏光部材の加工方法であって、上記反射型偏光部材の透過軸に対してレーザー光の偏光方向が所定の角度をもつように上記反射型偏光部材に上記レーザー光を照射して、レーザーマーキングを行う工程を有する、反射型偏光部材の加工方法が提供される。

かかる加工方法では、反射型偏光部材の透過軸とレーザー光の偏光方向とが所定の角度をもつように反射型偏光部材にレーザー光が照射されるので、より効率的に反射型偏光部材にレーザー光を吸収させることができる。したがって、かかる加工方法が用いられることによって、反射型偏光部材にマークを施すことができる。

また、上記所定の角度は、９０［°］であってもよい。

また、上記レーザー光は、ＹＡＧ（Yttrium Aluminum Garnet）レーザー光であってもよい。

また、上記レーザー光は、可視光レーザー光であってもよい。

また、上記反射型偏光部材は、反射型偏光フィルムであってもよい。

上記目的を達成するために、本発明の他の観点によれば、所定の偏光軸を有する第１の偏光を透過させ、上記第１の偏光とは異なる偏光軸を有する第２の偏光を反射させる反射型偏光部材であって、透過軸に対してレーザー光の偏光方向が所定の角度をもつように上記レーザー光が照射されてマークが施されている、反射型偏光部材が、提供される。

かかる構成では、より効率的に反射型偏光部材にレーザー光を吸収させることが可能な加工方法でレーザーマーキングが行われることにより、マークが施されている。よって、かかる構成によって、マークが施されている反射型偏光部材が実現される。

本発明によれば、反射型偏光部材にマークを施すことができる。

本発明の実施形態に係る反射型偏光部材の構成の一例と加工方法の概要を説明するための説明図である。 本発明の実施形態に係る反射型偏光部材の加工方法の一例を示す流れ図である。 本発明の実施形態に係る反射型偏光部材の加工方法におけるレーザー光の照射方向の一例を示す説明図である。 本発明の実施形態に係る表示装置の一例を示す説明図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

［１］本発明の実施形態に係る反射型偏光部材と加工方法の概要
本発明の実施形態に係る反射型偏光部材は、第１の偏光を透過させ、第２の偏光を透過させない機能を有する偏光部材である。反射型偏光部材としては、反射型偏光フィルムや、反射型偏光板などが挙げられる。以下では、本発明の実施形態に係る反射型偏光部材が反射型偏光フィルムである場合を例に挙げる。

図１は、本発明の実施形態に係る反射型偏光部材１００の構成の一例と加工方法の概要を説明するための説明図である。図１では、側面からみた反射型偏光部材１００の構成を概略的に表している。

まず、反射型偏光部材１００の構成の一例を説明する。反射型偏光部材１００は、フィルム１０２と、金属蒸着層１０４とを有する。

フィルム１０２は、例えばＴＡＣやＣＯＰなどで形成され、ナノグリッド構造を有する。金属蒸着層１０４は、フィルム１０２の一の面（図１に示す上側の面）に設けられ、Ａｌ、Ａｇ、Ｃｒなどの金属が蒸着されることによって形成される。別の表現で表すと、反射型偏光部材１００は、ナノレベルにて一方向に配列された高分子鎖に、金属蒸着によって色素吸着させたものである。

反射型偏光部材１００は、例えば図１に示す構成を有することによって、反射型偏光部材１００に入射する光のうち、グリッドと直交に振動する光は透過し、グリッドと平行に振動する光は反射する。グリッドと直交に振動する光は、第１の偏光の一例に該当し、グリッドと平行に振動する光は、第２の偏光の一例に該当する。

次に、本発明の実施形態に係る加工方法の概要を説明する。本発明の実施形態に係る加工方法では、図１に示すように、光源（図示せず）から発するレーザー光Ｌを照射する。

反射型偏光部材１００においてレーザー光Ｌが照射された照射部分では、レーザー光Ｌにより金属蒸着層１０４が昇華する。つまり、レーザー光Ｌが反射型偏光部材１００に照射されることによって、反射型偏光部材１００では、照射前に金属蒸着層１０４が存在していた領域に金属蒸着層１０４が存在しない部分が表れる。また、レーザー光Ｌの照射位置を制御することによって、上記金属蒸着層１０４が存在しない部分を任意の形状とすることが可能である。

ここで、反射型偏光部材１００は第２の偏光を透過させないが、レーザー光が照射された部分、すなわち、金属蒸着層１０４が存在しない部分では、偏光方向によらずに光が透過する。つまり、反射型偏光部材１００を透過する光を目にする者は、金属蒸着層１０４が存在しない部分の形状を認識することができる。

よって、反射型偏光部材１００に対するレーザー光Ｌの照射位置を制御することによって、反射型偏光部材１００に任意の形状をマーキングすることが可能である。つまり、反射型偏光部材１００に対するレーザー光Ｌの照射位置を制御することによって、反射型偏光部材１００に任意のマークを施すことが可能である。以下では、レーザー光の照射によるマーキングを、「レーザーマーキング」と示す。

上記のように、本発明の実施形態に係る加工方法では、反射型偏光部材１００に対してレーザーマーキングを行うことによって、反射型偏光部材１００にマークを施す。本発明の実施形態に係る加工方法の一例については、後述する。

本発明の実施形態に係る加工方法で用いられるレーザー光Ｌとしては、例えば、ＹＡＧレーザー光や、ＹＶＯ４（Yttrium Vanadate）レーザ光、可視光レーザー光（波長が可視光領域にあるレーザー光）が、挙げられる。レーザー光Ｌの強度は、例えば“反射型偏光部材１００にレーザー光Ｌが照射されたときに、金属蒸着層１０４を昇華させることが可能な熱量以上であり、かつ、フィルム１０２がレーザー光Ｌに反応する熱量未満となること”が望ましい。レーザー光Ｌによって与えられる熱量は、例えば、“反射型偏光部材１００の加工位置における光源（図示せず）の出力や加工速度”、“光源と反射型偏光部材１００との距離”などを勘案して、設定される。

なお、レーザー光Ｌは、上記に示す例に限られない。例えば、レーザー光Ｌは、照射部分の金属蒸着層１０４を昇華させることにより、反射型偏光部材１００に対してレーザーマーキングを行うことが可能な、任意の波長領域のレーザー光であってよい。

［２］本発明の実施形態に係る反射型偏光部材の加工方法の例
反射型偏光部材１００の加工方法を、より具体的に説明する。

図２は、本発明の実施形態に係る反射型偏光部材１００の加工方法の一例を示す流れ図である。

反射型偏光部材１００は、加工位置に配置される（Ｓ１００）。加工位置とは、光源（図示せず）から発するレーザー光を反射型偏光部材１００に対して照射することが可能な位置である。

本発明の実施形態に係る反射型偏光部材１００の加工位置としては、例えば“ベルトコンベアやロボットアームなどの、反射型偏光部材１００を搬送することが可能な任意の搬送体により、反射型偏光部材１００を搬送することが可能な位置”が、挙げられる。この場合、反射型偏光部材１００の加工位置への配置は、任意の搬送体により行われる。なお、反射型偏光部材１００の加工位置への配置は、手動で行われてもよい。

なお、反射型偏光部材１００の加工位置への配置の例は、上記に示す例に限られない。例えば、手動または自動で光源（図示せず）の移動が可能である場合には、光源（図示せず）の移動可能範囲内であってレーザー光が照射可能な任意の位置が、反射型偏光部材１００の加工位置となりうる。この場合、反射型偏光部材１００の加工位置への配置は、任意の搬送体により行われてもよいし、手動で行われてもよい。

加工位置に配置された反射型偏光部材１００に対してレーザーマーキングが行われる（Ｓ１０２）。レーザーマーキングは、光源（図示せず）におけるレーザー光の照射方向およびレーザー光の強度が制御されることによって、行われる。上述したように、レーザー光の照射により金属蒸着層１０４を昇華させることによって、反射型偏光部材１００に対して、任意の形状をマーキングすることが可能である。

上述したように、反射型偏光部材１００は、第１の偏光を透過させ、第２の偏光を透過させない機能を有する。そのため、反射型偏光部材１００の透過軸方向（第１の偏光の偏光方向）と、レーザー光の偏光方向とが一致している場合には、レーザー光の照射により金属蒸着層１０４を十分に昇華させることができない可能性がある。

そこで、本発明の実施形態に係る加工方法では、反射型偏光部材１００の透過軸に対してレーザー光の偏光方向が所定の角度をもつように反射型偏光部材１００にレーザー光が照射される。つまり、本発明の実施形態に係る加工方法では、レーザー光の偏光方向が反射型偏光部材１００の透過軸と平行とならないように、照射される。

ここで、上記所定の角度（すなわち、反射型偏光部材１００の透過軸とレーザー光の偏光方向とがなす角度）としては、“０［°］より大きく、かつ９０［°］以下の角度”が挙げられる。反射型偏光部材１００の透過軸とレーザー光の偏光方向とがなす角度が９０［°］に近づく程、レーザー光の照射により金属蒸着層１０４に与えられる熱量が大きくなり、より効率よく金属蒸着層１０４を昇華させることが可能である。そのため、上記所定の角度としては、９０［°］が望ましい。上記所定の角度が９０［°］である場合とは、反射型偏光部材１００の透過軸とレーザー光の偏光方向とが直交する場合である。なお、上記所定の角度に示すように、本発明の実施形態に係る加工方法における所定の角度が、９０［°］に限られないことは、言うまでもない。

図３は、本発明の実施形態に係る反射型偏光部材の加工方法におけるレーザー光の照射方向の一例を示す説明図である。図３のＡは、本発明の実施形態に係る加工方法が用いられる場合において、レーザーマーキングに最も適していないレーザー光の照射方向を示している。また、図３のＢは、本発明の実施形態に係る加工方法が用いられる場合において、レーザーマーキングに最も適しているレーザー光の照射方向を示している。

図３のＡに示すように、レーザー光の偏光方向と反射型偏光部材１００の透過軸とが平行である場合には、金属蒸着層１０４を昇華させる効率が悪いことから、レーザーマーキングに適していない。一方、図３のＢに示すように、レーザー光の偏光方向と反射型偏光部材１００の透過軸とがなす角度（所定の角度）が、９０［°］である場合には、効率よく金属蒸着層１０４を昇華させることができることから、レーザーマーキングに適している。

［３］本発明の実施形態に係る反射型偏光部材の適用例
次に、本発明の実施形態に係る反射型偏光部材の適用例として、本発明の実施形態に係る反射型偏光部材を有する表示装置の一例を説明する。なお、本発明の実施形態に係る反射型偏光部材は、表示装置に適用されることに限られず、反射型偏光部材を用いることが可能な任意の機器に適用されうる。以下では、本発明の実施形態に係る反射型偏光部材を有する表示装置を「本発明の実施形態に係る表示装置」と示す。

まず、本発明の実施形態に係る表示装置の構成の一例を説明する。図４は、本発明の実施形態に係る表示装置１０００の一例を示す説明図である。表示装置１０００は、例えば、表示装置１０００が備えているバッテリなどの内部電源（図示せず）から供給される電力、または、商用電源などの表示装置１０００の外部電源から供給される電力などによって、駆動する。

表示装置１０００は、反射型偏光部材１００Ａ、１００Ｂと、偏光部材２００Ａ、２００Ｂと、光源ＬＳ１、ＬＳ２とを有する。

反射型偏光部材１００Ａ、１００Ｂそれぞれは、第１の偏光の偏光軸が互いに直交する反射型偏光部材である。つまり、反射型偏光部材１００Ａを透過する偏光は、反射型偏光部材１００Ｂを透過しない。また、同様に、反射型偏光部材１００Ｂを透過する偏光は、反射型偏光部材１００Ａを透過しない。

また、反射型偏光部材１００Ａ、１００Ｂそれぞれには、本発明の実施形態に係る加工方法によるレーザーマーキングにより任意の形状のマーク１１０Ａ、１１０Ｂが施される。上述したように、反射型偏光部材１００Ａ、１００Ｂそれぞれにおいてレーザーマーキングされた部分、すなわち、マーク１１０Ａ、１１０Ｂが施されている部分は、偏光方向によらずに光が透過する。

偏光部材２００Ａ、２００Ｂそれぞれは、第１の偏光を透過させ、第２の偏光を透過させない機能を有する偏光部材である。偏光部材２００Ａにおける第１の偏光の偏光軸は、反射型偏光部材１００Ａにおける第１の偏光の偏光軸と平行である。また、偏光部材２００Ｂにおける第１の偏光の偏光軸は、反射型偏光部材１００Ｂにおける第１の偏光の偏光軸と平行である。偏光部材２００Ａ、２００Ｂそれぞれは、吸収型偏光部材であってもよいし、反射型偏光部材であってもよい。

偏光部材２００Ａは、光源ＬＳ１から発する光の光路上に設けられ、偏光部材２００Ｂは、光源ＬＳ２から発する光の光路上に設けられる。

光源ＬＳ１、ＬＳ２としては、例えば、１つの色を発する１種類のＬＥＤ（Light Emitting Diode）、または２つ以上の色をそれぞれ発する複数種類のＬＥＤが、挙げられる。光源の発光は、例えばプロセッサ（図示せず）により制御される。なお、光源ＬＳ１、ＬＳ２は、ＬＥＤに限られず、ハロゲンランプなどの任意の光源であってもよい。

表示装置１０００は、例えば図４に示す構成を有することによって、後述するように表示を変化させることができる。

なお、本発明の実施形態に係る表示装置の構成は、図４に示す例に限られない。例えば、本発明の実施形態に係る表示装置は、１つの光源を有する構成であってもよい。１つの光源を有する構成である場合、本発明の実施形態に係る表示装置は、例えば下記に示すいずれかの機構を有することによって、図４に示す表示装置１０００と同様の表示の変化が実現される。
・図４に示す光源ＬＳ１または光源ＬＳ２の位置に、光源を移動させることが可能な任意の機構
・光源が発する光路上に偏光部材２００Ａまたは偏光部材２００Ｂが位置するように、偏光部材２００Ａと偏光部材２００Ｂとを移動させることが可能な任意の機構

次に、図４に示す表示装置１０００を例に挙げて、本発明の実施形態に係る表示装置における表示の変化（表示装置における表示の切り替え）について、説明する。

表示装置１０００では、例えば下記の（１）〜（３）に示す表示が実現可能であり、光源ＬＳ１、ＬＳ２の発光状態によって、これらの表示が切り替えられる。

（１）第１の表示例：反射型偏光部材１００Ｂに施されているマーク１１０Ｂの表示
光源ＬＳ１が発光状態であり、光源ＬＳ２が非発光状態である場合、偏光部材２００Ａは、光源ＬＳ１が発する光のうちの一部の偏光のみを透過させる。

偏光部材２００Ａにおける第１の偏光の偏光軸は、反射型偏光部材１００Ａにおける第１の偏光の偏光軸と平行であるので、偏光部材２００Ａを透過した偏光は、反射型偏光部材１００Ａ全体を透過する。

偏光部材２００Ａにおける第１の偏光の偏光軸は、反射型偏光部材１００Ｂにおける第１の偏光の偏光軸と直交するので、偏光部材２００Ａおよび反射型偏光部材１００Ａを透過した偏光は、基本的に反射型偏光部材１００Ｂを透過しない。しかしながら、反射型偏光部材１００Ｂにはレーザーマーキングによりマーク１１０Ｂが施されているので、反射型偏光部材１００Ｂにおいてマーク１１０Ｂが施されている部分は、偏光部材２００Ａおよび反射型偏光部材１００Ａを透過した偏光が透過する。

よって、反射型偏光部材１００Ｂを透過した光を目にする者は、反射型偏光部材１００Ｂに施されているマーク１１０Ｂを視認することができる。

（２）第２の表示例：反射型偏光部材１００Ａに施されているマーク１１０Ａの表示
光源ＬＳ２が発光状態であり、光源ＬＳ１が非発光状態である場合、偏光部材２００Ｂは、光源ＬＳ２が発する光のうちの一部の偏光のみを透過させる。

偏光部材２００Ｂにおける第１の偏光の偏光軸は、反射型偏光部材１００Ａにおける第１の偏光の偏光軸と直交するので、偏光部材２００Ｂを透過した偏光は、基本的に反射型偏光部材１００Ａを透過しない。しかしながら、反射型偏光部材１００Ａにはレーザーマーキングによりマーク１１０Ａが施されているので、反射型偏光部材１００Ａにおいてマーク１１０Ａが施されている部分は、偏光部材２００Ｂを透過した偏光が透過する。

偏光部材２００Ｂにおける第１の偏光の偏光軸は、反射型偏光部材１００Ｂにおける第１の偏光の偏光軸と平行であるので、反射型偏光部材１００Ａを透過した偏光は、反射型偏光部材１００Ｂ全体を透過する。

よって、反射型偏光部材１００Ｂを透過した光を目にする者は、反射型偏光部材１００Ａに施されているマーク１１０Ａを視認することができる。

（３）第３の表示例：反射型偏光部材１００Ａ、１００Ｂそれぞれに施されているマーク１１０Ａ、１１０Ｂの表示
光源ＬＳ１、ＬＳ２それぞれが発光状態である場合、反射型偏光部材１００Ｂを透過した光を目にする者は、上記（１）に示す第１の表示例と同様に反射型偏光部材１００Ｂに施されているマーク１１０Ｂを視認することができる。また、反射型偏光部材１００Ｂを透過した光を目にする者は、上記（２）に示す第２の表示例と同様に反射型偏光部材１００Ａに施されているマーク１１０Ａを視認することができる。

［４］本発明の実施形態に係る加工方法により反射型偏光部材を加工することにより奏される効果の一例
本発明の実施形態に係る加工方法により反射型偏光部材が加工されることによって、例えば下記に示す効果が奏される。なお、本発明の実施形態に係る加工方法により反射型偏光部材が加工されることにより奏される効果が、下記に示す効果に限られないことは、言うまでもない。
・図４に示す表示装置１０００を参照して表示例を示したように、反射型偏光部材を利用した表示切り替えを実現することができる。

［５］本発明の実施形態に係る反射型偏光部材の他の適用例
上記では、本発明の実施形態に係る反射型偏光部材の適用例として表示装置を説明したが、反射型偏光部材の適用例は、表示装置に限られない。例えば、本発明の実施形態に係る反射型偏光部材は、例えば、“自動車、飛行機、船、電車などの任意の乗り物に設けられるシステム”、“交通システムなどの管制を行う管制室に設けられるシステム”、“電力システムなどの制御を行う制御室に設けられるシステム”、“ホームネットワークシステム”などの、マークの表示が想定されうる様々なシステムに適用することが可能である。また、本発明の実施形態に係る反射型偏光部材は、例えば、“ＰＣ（Personal Computer）やサーバなどのコンピュータ”や、“タブレット型の装置”などの、マークの表示が想定されうる様々な機器に適用することができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１００、１００Ａ、１００Ｂ 反射型偏光部材、１０２ フィルム、１０４ 金属蒸着層、２００Ａ、２００Ｂ 偏光部材、ＬＳ１、ＬＳ２ 光源、１０００ 表示装置

Claims (6)

1. 所定の偏光軸を有する第１の偏光を透過させ、前記第１の偏光とは異なる偏光軸を有する第２の偏光を反射させる反射型偏光部材の加工方法であって、
   前記反射型偏光部材の透過軸に対してレーザー光の偏光方向が所定の角度をもつように前記反射型偏光部材に前記レーザー光を照射して、レーザーマーキングを行う工程を有する、反射型偏光部材の加工方法。
2. 前記所定の角度は、９０［°］である、請求項１に記載の加工方法。
3. 前記レーザー光は、ＹＡＧ（Yttrium Aluminum Garnet）レーザー光である、請求項１または２に記載の加工方法。
4. 前記レーザー光は、可視光レーザー光である、請求項１または２に記載の加工方法。
5. 前記反射型偏光部材は、反射型偏光フィルムである、請求項１〜４のいずれか１項に記載の加工方法。
6. 所定の偏光軸を有する第１の偏光を透過させ、前記第１の偏光とは異なる偏光軸を有する第２の偏光を反射させる反射型偏光部材であって、
   透過軸に対してレーザー光の偏光方向が所定の角度をもつように前記レーザー光が照射されてマークが施されている、反射型偏光部材。
   

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