JP4918701B2 - 偏光板の防湿コーティング方法及びその方法により製造された偏光板 - Google Patents
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Description
本発明は、液晶プロジェクタ装置、ＣＤ・ＤＶＤ・ＨＤ−ＤＶＤ・Ｂｌｕｅ−Ｒａｙ Ｄｉｓｃなどの画像音声記録媒体のプレーヤー用光ピックアップ、半導体製造用、半導体検査用又は液晶基板用の露光装置、浸漬露光装置などに用いられる偏光板を防湿コーティングする方法及びその方法により製造された偏光板に関する。
従来から、例えば液晶プロジェクタ装置、ＤＶＤ等のプレーヤー用光ピックアップに用いられる光学素子は、延伸処理して製造された位相差フィルムなどの複屈折性物質の両面に接着剤でガラス基板が接着されサンドイッチ状に製造されている（例えば、特許文献１の段落００１１参照）。
一方、従来からレンズ、プリズム等の全面を防湿処理する技術（例えば、特許文献２参照）や、反射偏光板の切断された切断面全体にポリエステル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂などの樹脂をコーティングする技術（例えば、特許文献３の段落００１９、図１参照）、液晶セルの表面に配置した偏光板の周辺端部を防湿性接着剤で被覆する技術（例えば、特許文献４参照）などが知られている。
特開２０００−１５５３７２号公報
特開平６−４３３７５号公報
特開平８−１４６２１９号公報
特開昭５５−１３８７１５号公報
しかしながら、液晶プロジェクタ装置、ＤＶＤ等のプレーヤー用光ピックアップ、露光装置等の内部環境はかなりの高温高湿である。このような光学素子を高温高湿の環境下にさらして置くと、図６に示すように、位相差フィルム１の両面に接着されたガラス基板２の周縁部２ａの全周が経時的に劣化して、剥離してしまう。事前の耐久試験においても同様である。その原因として、湿気によるフィルム組成ＰＶＡの収縮や、ヨウ素の分解などが考えられる。
本発明は、高温高湿の環境下における耐久試験においても経時的な劣化を防ぎ、位相差フィルムとガラス基板が剥離することのない偏光板の防湿コーティング方法及びその方法により製造された偏光板を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、偏光特性を有する複屈折性物質とガラス基板とを接着剤により接着した偏光板を防湿コーティングする方法において、ガラス基板と複屈折性物質の端面周辺に、片面ずつ、可溶性フッ素樹脂とフッ素樹脂との混合溶液を塗布して防湿処理し、複屈折性物質は位相差フィルムであり、可溶性フッ素樹脂はアモルファスフッ素樹脂であり、フッ素樹脂はＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ、ＥＴＦＥ、ＰＶＤＦのいずれか１つであることを特徴とする。
また、請求項２の発明は、偏光特性を有する複屈折性物質とガラス基板とを接着剤により接着した偏光板を防湿コーティングする方法において、偏光板を可溶性フッ素樹脂とフッ素樹脂を所定の混合比で混合した溶液に浸漬し、ガラス基板と複屈折性物質の端面周辺を片面ずつ防湿処理し、複屈折性物質は位相差フィルムであり、可溶性フッ素樹脂はアモルファスフッ素樹脂であり、フッ素樹脂はＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ、ＥＴＦＥ、ＰＶＤＦのいずれか１つであることを特徴とする。
また、請求項３の発明は、前述の偏光板の防湿コーティング方法において、複数の偏光板の一方の面を共通の粘着保護シートに貼った状態で可溶性フッ素樹脂とフッ素樹脂との混合溶液に浸漬した後、偏光板の他方の面を共通の粘着保護シートに貼った状態で前記混合溶液に浸漬し、ガラス基板と複屈折性物質の端面周辺を片面ずつ防湿処理することを特徴する。
また、請求項４の発明は、前述の偏光板の防湿コーティング方法において、偏光板の一方の面を第１の粘着保護シートに貼り付け、可溶性フッ素樹脂とフッ素樹脂との混合溶液に浸漬し、所定速度で引き上げ、偏光板の一方の面の防湿処理を行い、防湿処理した偏光板の他方の面を第２の粘着保護シートに貼り付け、第１の粘着シートをはがし、可溶性フッ素樹脂とフッ素樹脂との混合溶液に浸漬し、所定速度で引き上げ、偏光板の他方の面の防湿処理を行い、第２の粘着保護シートをはがし、偏光板を防湿処理することを特徴とする偏光板の防湿コーティング方法である。
また、請求項５の発明は、偏光特性を有する複屈折性物質とガラス基板とを接着剤で接着し、端面周辺を可溶性フッ素樹脂とフッ素樹脂を所定の混合比で混合した溶液で防湿処理したことを特徴とする。
また、請求項６の発明は、前述の偏光板において、複屈折性物質は位相差フィルムであり、可溶性フッ素樹脂はアモルファスフッ素樹脂であり、フッ素樹脂はＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ、ＥＴＦＥ、ＰＶＤＦのいずれか１つであることを特徴とする。
以上のとおり、本発明によると、偏光板を片面ずつ防湿コーティングするので、例えば、可溶性フッ素樹脂とフッ素樹脂を所定の混合比で混合した溶液中に浸漬し、片面ずつじっくりと時間をかけて防湿コーティングする方法を用いて製造するので、複屈折性物質とガラス基板の端面周辺（コバ面周辺）全周に溶液が染み渡り、高温高湿の環境下においても、経時劣化せず、剥離しない偏光板を製造することができる。
本発明者らは、鋭意実験研究した結果、偏光板を片面ずつ防湿コーティングすると、じっくりと時間をかけて防湿コーティングすることができるという知見を得た。例えば、位相差フィルム両面に接着剤でガラス基板を接着し偏光板を製造した後、高温高湿の環境下において偏光板の貼り合わせ用接着剤に化学的な影響を与えず、かつ濃度や混合比を調整した可溶性フッ素樹脂とフッ素樹脂との混合溶液に片面のみ粘着保護シートを貼りつけた状態でじっくりと時間をかけて浸漬させ、位相差フィルムとガラス基板の側面（コバ面）全周を片面ずつ防湿コーティングすることで、経時的な劣化を防ぎ、位相差フィルムとガラス基板が剥離することのない偏光板を開発できた。
本発明に係る偏光板は、従来の偏光板と同様に偏光特性（いろんな方向に偏光している光の中から特定の方向に偏光している光を選択する機能）を有する複屈折性物質を使用し、例えばＤＶＤプレーヤー用光ピックアップに用いられる。
本発明に係る偏光板は、図１に示すように、偏光特性を有する複屈折性物質からなる位相差フィルム１の両面の全体に接着剤２、３を塗布し、ガラス基板４、５でサンドイッチ状に接着する。
接着剤２、３は、例えばポリカーボネイトなどの樹脂からなり、例えば４０℃程度の常温において、接着剤の線膨張係数Ｌ１、位相差フィルムの線膨張係数Ｌ２、ガラス基板の線膨張係数Ｌ３とすると、Ｌ３＜Ｌ１＜Ｌ２の関係を満たし、接着剤のガラス転移温度より高いとき、Ｌ３＜Ｌ２＜Ｌ１の関係を満たす。なお、接着剤２、３は、は例えば４０℃程度にガラス転移温度を持つ。
偏光板を上からみると、図２に示すように、透過軸（Ｔｓ）および吸収軸（Ｔｐ）の夫々の方向において、ガラス基板４の周縁部にマークされた点線６からガラス基板４の端部４ａにかけて防湿コーティング材を染み込ませ、可溶性フッ素樹脂とフッ素樹脂を所定の混合比で混合した溶液をコーティングする。
図３を参照して、コーティング方法の一例を以下説明する。
コーティング作業はクリーンルームで行う。
防湿コーティング材のコート溶液と、塗布する偏光板は、冷暗所（ただし、冷蔵庫は除く。）で保管する。
（１）図３の（Ａ）に示すように、まず複数枚の長方形の偏光板を大きな粘着保護シートの片面に並列に所定間隔で貼り付ける。それらの上から保護シート（図示せず）をかぶせ、ハンドローラー（図示せず）で軽く押さえつける。
（２）１回目のコートでは、前述（１）のように粘着保護シートの片面（表面）のみに並列に貼り付けた複数の偏光板の全ての上に１板の保護シートをかぶせる。その状態で、粘着保護シートの他方の片面（裏面）に両面テープ（図示せず）を貼る。そして、各偏光板の角部からコート溶液に浸るように、図３の（Ａ）に示すように、粘着保護シートと、そこに並列に貼り付けた複数の偏光板の全てを一緒に斜めにして支持用の平板（図示せず）に貼り付ける。
（３）前述の保護シートを偏光板からはがし、図３の（Ａ）に示すように支持用の平板ごとコート溶液に斜めにして浸漬する。例えば５秒〜３０秒浸漬し、一定の速度（後述）で引き上げる。
（４）引き上げ終了後、粘着保護シートを取り外し、偏光板を室温（約２５℃程度）で５分〜２０分程度放置乾燥させる。
（５）図３（Ｂ）に示すように、コーティング処理をした複数の偏光板の他方の片面に貼り替え用粘着保護シートをかぶせ、ハンドローラーで軽く押さえつける。
（６）裏返して、１回目のコートで使用した粘着保護シートをはがす。
（７）図３（Ｃ）に示すように、１回目のコートと同様に、２回目のコートを行う。貼り替えられた粘着保護シートに複数のコート済みの偏光板の片面が並列に貼り付けられ、１回目のコートと同様に、支持用の平板（図示せず）に粘着保護シートを斜めに貼り付け、各偏光板の角部から防湿コーティング材のコート溶液に浸漬するように、再び、平板ごと、粘着シートの角部から防湿コーティング材のコート溶液に浸漬する。例えば５秒〜３０秒浸漬し、一定の速度で引き上げる。
このようなコーティング作業の際に、可溶性フッ素樹脂とフッ素樹脂を所定の混合比で混合したコート溶液の濃度や、偏光板引き上げの速度などは後述するように制御して、防湿処理を行なう。
なお、粘着シートの粘着剤は可溶性フッ素樹脂の溶剤と相溶性のないものとする。例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂などである。
また、コーティング方法として、上記以外に、図５（Ａ）に示すように、例えば３０ｃｍ角以上の大型ガラス基板と位相差フィルムとをサンドイッチ状に接着剤で貼りあわせ、大型ガラス基板による大型の偏光板７を製造し、上記防湿コーティング材（可溶性フッ素樹脂とフッ素樹脂を所定の混合比で混合したコート溶液）に浸漬する。この３０ｃｍ角の大型基板による偏光板７の周縁部全周が片面ずつ防湿処理される。
図５（Ｂ）に示すように、大型ガラス基板による大型の偏光板７を図示しない切断機械で所定の大きさに切断する。
その後、切断面を再度、上記防湿コーティング材（可溶性フッ素樹脂の溶液）に浸漬する。
図５（Ｃ）に示すように、さらに切断と浸漬を繰り返し、周縁部全周を片面ずつ防湿処理された所定寸法の偏光板にする。このようにすれば、効率よく大量に生産することができる。
防湿コーティング処理に用いられるシーリング材として、旭硝子製のＣＹＴＯＰ（登録商標）ＣＴＸ−１０９ＡなどのＣＹＴＯＰシリーズ、デュポン社製のＴＥＦＬＯＮ（登録商標）ＡＦ、ソルベイソレクシス社製のアルゴフロン、菱光化学社製のＲＤ−８０などの可溶性のアモルファスフッ素樹脂（可溶性フッ素樹脂）が使用できる。
このような可溶性フッ素樹脂に、添加剤として、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などのフッ素樹脂の粉末を添加する。ＰＴＦＥ以外にも、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体）、ＥＴＦＥ（テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体）、ＰＶＤＦ（ポリビニリデンフルオライド）、ＰＣＴＦＥ（ポリクロロトリフルオロエチレン）などのフッ素樹脂を使用してもよい。
防湿コーティングしたコート層の厚みは、２０μｍ以下であるのが好ましい。
コーティング処理後、乾かし、偏光板１０の周縁部の断面をみると、図４に示すように、フッ素樹脂ＰＴＦＥが丸みのある粒子となってそのままシーリング材１１中に散在している。これによって水分子を容易に近づけないようにすることができる。
なお、シーリング材１１の密着性が劣る場合には、アミノシラン系化合物などプライマーを併用して塗布する。
可溶性フッ素樹脂とフッ素樹脂の混合比（重量％比）は、１０：０．１〜１０：１０が好ましい。
コーティング条件を述べると、図示しない溶液コート装置を用い、引き上げ速度を１．６７〜３．３３ｍｍ／ｓｅｃ程度とし、乾燥条件は、両面コーティング処理が終了した後、６０℃の雰囲気中に１時間放置するものとする。
引き上げ速度は、上記速度に限定されず、通例、０．１ｍｍ／ｓｅｃ〜２．０ｍｍ／ｓｅｃの範囲で有効である。
引き上げ時は、長方形の偏光板の一辺が溶液面に対し垂直な面内で３０度〜４５度に傾斜された状態で引き上げるのが好ましい。なお、傾斜角度は、これに限定されず、０°から９０°の範囲内で任意に選択して良い。
コーティング後、次のような条件で高温高湿の環境耐久試験を行なった。すなわち、高温試験では、温度８５℃の環境中に、１６８時間放置する。低温試験では、−４０℃の環境中に、１６８時間放置する。高温高湿試験では、６５℃、湿度９５％の環境中に、１６８時間放置する。熱衝撃試験では、−４０℃から８５℃の環境中に３０分間ずつ繰り返し放置し、その後、１２５℃の環境中に１時間放置する。このサイクルを５０サイクル行う。
その結果、防湿処理した偏光板は、例えば６４０ｎｍから８０５ｎｍの波長域において、変化量がわずかであり、偏光特性は良好で、偏光板周縁部から劣化や剥離の現象が見られなかった。
コート溶液は、可溶性フッ素樹脂のＣＹＴＯＰ（登録商標）ＣＴＸ−１０９Ａ １０重量％比に対し、フッ素樹脂ＰＴＦＥは５重量％比の溶液や、可溶性フッ素樹脂のＣＹＴＯＰ（登録商標）ＣＴＸ−１０９Ａに対し、フッ素樹脂ＰＴＦＥは７重量％比の溶液を用いてもよい。
上記の可溶性フッ素樹脂以外に、ＴＥＦＬＯＮ（登録商標）ＡＦ、アルゴフロン、ＲＤ−８０などの樹脂と、ＰＴＦＥなどのフッ素樹脂を混合させ、同様の試験を行なったところ、同様に偏光板周縁部から劣化や剥離が見られなかった。
また、防湿性および密着性の試験を行なったところ、同様に劣化や剥離を生ずることがなかった。
なお、上記実施例では、ＤＶＤなどのプレーヤー用光ピックアップの偏光板を用いて防湿コーティングする方法を示したが、本発明は、これに限定されない。例えば、液晶プロジェクタ装置や、半導体製造用、半導体検査用又は液晶基板用の露光装置や、浸漬露光装置などに用いられる偏光板にも適用することができる。
１ 位相差フィルム
２、３ 接着剤
４、５ ガラス基板
４ａ ガラス基板の端部
６ 点線
７ 偏光板
１０ 偏光板
１１ シーリング材
２、３ 接着剤
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Claims (6)
- 偏光特性を有する複屈折性物質とガラス基板とを接着剤により接着した偏光板を防湿コーティングする方法において、
ガラス基板と複屈折性物質の端面周辺に、片面ずつ、可溶性フッ素樹脂とフッ素樹脂との混合溶液を塗布して防湿処理し、かつ、複屈折性物質は位相差フィルムであり、可溶性フッ素樹脂はアモルファスフッ素樹脂であり、フッ素樹脂はＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ、ＥＴＦＥ、ＰＶＤＦのいずれか１つであることを特徴とする偏光板の防湿コーティング方法。 - 偏光特性を有する複屈折性物質とガラス基板とを接着剤により接着した偏光板を防湿コーティングする方法において、
偏光板を可溶性フッ素樹脂とフッ素樹脂を所定の混合比で混合した溶液に浸漬し、ガラス基板と複屈折性物質の端面周辺を片面ずつ防湿処理し、かつ、複屈折性物質は位相差フィルムであり、可溶性フッ素樹脂はアモルファスフッ素樹脂であり、フッ素樹脂はＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ、ＥＴＦＥ、ＰＶＤＦのいずれか１つであることを特徴とする偏光板の防湿コーティング方法。 - 請求項２に記載の偏光板の防湿コーティング方法において、
複数の偏光板の一方の面を共通の粘着保護シートに貼った状態で可溶性フッ素樹脂とフッ素樹脂との混合溶液に浸漬した後、偏光板の他方の面を共通の粘着保護シートに貼った状態で前記混合溶液に浸漬し、ガラス基板と複屈折性物質の端面周辺を片面ずつ防湿処理することを特徴する偏光板の防湿コーティング方法。 - 請求項２〜３のいずれか１項に記載の偏光板の防湿コーティング方法において、
偏光板の一方の面を第１の粘着保護シートに貼り付け、可溶性フッ素樹脂とフッ素樹脂との混合溶液に浸漬し、所定速度で引き上げ、偏光板の一方の面の防湿処理を行い、防湿処理した偏光板の他方の面を第２の粘着保護シートに貼り付け、第１の粘着シートをはがし、可溶性フッ素樹脂とフッ素樹脂との混合溶液に浸漬し、所定速度で引き上げ、偏光板の他方の面の防湿処理を行い、第２の粘着保護シートをはがし、偏光板を防湿処理することを特徴とする偏光板の防湿コーティング方法。 - 偏光特性を有する複屈折性物質とガラス基板とを接着剤で接着し、端面周辺を片面ずつ、可溶性フッ素樹脂とフッ素樹脂を所定の混合比で混合した溶液で防湿処理したことを特徴とする偏光板。
- 請求項５に記載の偏光板において、
複屈折性物質は位相差フィルムであり、可溶性フッ素樹脂はアモルファスフッ素樹脂であり、フッ素樹脂はＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ、ＥＴＦＥ、ＰＶＤＦのいずれか１つであることを特徴とする偏光板。
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