JP5009142B2 - 偏光子の製造方法、偏光子、偏光板、光学フィルム、複合偏光板の製造方法、複合偏光板および画像表示装置 - Google Patents
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Description
連続的に供給される親水性ポリマーフィルムの幅方向の両端を把持手段により把持し、前記把持手段を前記親水性ポリマーフィルムの長手方向に進行させると共に、前記親水性ポリマーフィルムを液に接触させ、前記親水性ポリマーフィルムの幅方向の両端を把持する前記把持手段の少なくとも一方を前記親水性ポリマーフィルムの幅方向の外側にも移動させることにより前記親水性ポリマーフィルムを幅方向に延伸する幅方向延伸工程と、
前記親水性ポリマーフィルムを二色性物質により染色処理する染色工程とを有し、
前記幅方向延伸工程において、前記液の接触は、前記液の噴霧および塗布の少なくとも一方により実施し、
前記幅方向延伸工程を、前記染色工程および前記染色工程とは別の工程の少なくとも一つの工程において実施し、
前記幅方向延伸工程において、前記親水性ポリマーフィルムの長手方向において隣接する前記把持手段の前記フィルムの幅方向の内側の端を結ぶ線を仮想し、前記仮想線より前記フィルムの幅方向に30mm内側の第2の仮想線より内側の領域には前記液を接触させ、且つ、前記第2の仮想線より外側の領域には前記液を接触させないことを特徴とする。
本発明の偏光子を含む偏光板であって、長尺フィルム状でフィルム幅方向に吸収軸を有する偏光板を準備する工程と、
長尺フィルム状でフィルム幅方向に反射軸を有する反射型偏光子を準備する工程と、
前記偏光板および前記反射型偏光子を、それぞれ、フィルム長手方向に搬送しながら貼着する貼着工程とを有することを特徴とする。前記反射型偏光子は、その機能に異方性を有している。この機能を複合偏光板に発現させるためには、偏光板の吸収軸と反射型偏光子の反射軸とが平行となるように両者を貼着する必要がある。偏光子は、一般に、その形成材料を長手方向に延伸することで製造される。このようにして製造された偏光子およびそれを含む偏光板は、フィルム長手方向に吸収軸を有する。前記偏光板の吸収軸と前記反射型偏光子の反射軸とが平行となるように両者を貼着するには、前記偏光板および前記反射型偏光子のいずれかあるいは双方をカットした後、両者を貼着せざるを得ない。このため、工程数が多くなり、製造に時間がかかる。また、製造工程が複雑で、歩留まりも低い。さらに、カット時のごみの発生等によっても歩留まりが低下する。これに対し、前述のとおり、親水性ポリマーフィルムを幅方向に延伸することで製造される前記本発明の偏光子およびそれを含む偏光板は、フィルム幅方向に吸収軸を有する。したがって、長尺フィルム状の前記偏光板および前記反射型偏光子を、それぞれ、フィルム長手方向に搬送しながら貼着することで、前記偏光板の吸収軸と前記反射型偏光子の反射軸とが平行な複合偏光板を連続的に製造可能である。この結果、工程数が減り、短時間での製造が可能となる。また、製造工程も単純で、歩留まりも向上する。
前記親水性ポリマーフィルムとしては、特に制限されず、従来公知のフィルムが使用できる。具体的には、例えば、ポリビニルアルコール(PVA)系フィルム、部分ホルマール化PVA系フィルム、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム、エチレン・酢酸ビニル共重合体系フィルムや、これらの部分ケン化フィルム等の親水性ポリマーフィルム等が挙げられる。また、これらの他にも、PVAの脱水処理物やポリ塩化ビニルの脱塩酸処理物等のポリエン配向フィルム、延伸配向されたポリビニレン系フィルム等も使用できる。これらの中でも、後述する二色性物質であるヨウ素による染色性に優れることから、PVA系ポリマーフィルムが好ましい。
つぎに、本発明の特徴である親水性ポリマーフィルムを幅方向に延伸する幅方向延伸工程について説明する。偏光子の製造は、例えば、膨潤工程、染色工程、架橋工程、調整工程、乾燥工程という順で実施することが一般的である。前述のように、前記幅方向延伸工程は、これらの各工程で実施してもよいし、別個独立の工程として実施してもよい。図1に、本工程の一例の模式図を示す。図示のように、本工程においては、連続的に供給される親水性ポリマーフィルム1の幅方向(同図において左右方向)の両端を把持手段2により把持する。そして、矢印Aに示すように、前記把持手段2を前記親水性ポリマーフィルム1の長手方向(同図において上方向)に進行させる。これにより、矢印Bに示すように、前記親水性ポリマーフィルム1は、その長手方向(同図において上方向)に搬送される。それと共に、前記親水性ポリマーフィルム1を液に接触させ、矢印Cに示すように、前記親水性ポリマーフィルム1の幅方向の両端を把持する前記把持手段2の双方を前記親水性ポリマーフィルム1の幅方向にも移動させることにより、前記親水性ポリマーフィルム1を幅方向に延伸する。前記液の接触は、気相中で、前記液の噴霧および塗布の少なくとも一方により実施する。
前記原反親水性ポリマーフィルムを、まず、膨潤液に接触させて膨潤させる。
つぎに、前記膨潤後の親水性ポリマーフィルムを、二色性物質を含む染色液に接触させる。
つぎに、前記染色処理後の親水性ポリマーフィルムを、架橋剤を含む架橋液に接触させる。
最後に、前記親水性ポリマーフィルムを、ヨウ化物含有水溶液(調整液)に接触させた後、乾燥することにより、本発明の偏光子が得られる。
前述のとおり、本発明の偏光子の製造方法においては、膨潤工程、架橋工程、染色工程、幅方向延伸工程、調整工程等の各工程を、前記各工程の処理液を前記親水性ポリマーフィルムに接触させて実施し、前記各工程の少なくとも一つの前記液の接触を、気相中で、前記親水性ポリマーフィルムの少なくとも一方の面に前記液を噴霧することで実施することが好ましい。この場合において、前記液の接触が噴霧により実施される工程を、前記親水性ポリマーフィルムを長手方向に搬送しながら実施し、且つ、前記噴霧を、漏洩防止手段により、前記噴霧した液の外部環境への漏洩が防止された空間内で実施することが好ましい。前記液の接触が噴霧により実施される場合、噴霧により発生する霧状の液の一部は、前記親水性ポリマーフィルムに接触することなく、空気の流れに乗って拡散する。ここで、前記噴霧を、前記液の漏洩が防止された空間内で実施することにより、前記拡散した液の外部環境への漏洩を大幅に低減し、且つ、前記拡散した液を容易に回収することが可能となる。この結果、前記拡散した液により作業者の健康が害されることがなくなり、前記回収後の液の再利用や廃棄が容易となる。
本発明の偏光子の厚みは、特に制限されないが、例えば、5〜40μmの範囲であり、好ましくは、10〜37μmの範囲であり、より好ましくは、15〜35μmの範囲である。
つぎに、本発明の偏光板は、前記本発明の偏光子の少なくとも一方の表面に保護層が積層された構成である。前記保護層は、前記偏光子の片面のみに積層されてもよいし、両面に積層されてもよい。両面に積層する場合には、例えば、同じ種類の保護層を使用してもよいし、異なる種類の保護層を使用してもよい。
つぎに、本発明の光学フィルムは、前記本発明の偏光子または前記本発明の偏光板の少なくとも一方の表面に位相差板が積層された構成である。
本発明の複合偏光板は、偏光板および反射型偏光子を含む。本発明の複合偏光板の製造は、つぎのようにして実施される。
本発明の偏光子、偏光板、光学フィルムおよび複合偏光板は、液晶表示装置(LCD)やELディスプレイ(ELD)等の各種の画像表示装置に好ましく用いることができる。本発明の画像表示装置は、本発明の偏光子、偏光板、光学フィルムおよび複合偏光板の少なくとも一つを用いること以外は、従来の画像表示装置と同様の構成である。本発明の偏光子等を用いた液晶表示装置は、例えば、液晶セル、本発明の偏光子等の光学部材、および必要に応じて照明システム(バックライト等)等の各構成部品を適宜に組み立てて駆動回路を組み込むこと等により製造できる。
位相差値(Δnd)は、王子計測機器(株)製、商品名「KOBRA31×100/IR」を用いて測定した。
(PVAフィルムの準備)
原反PVAフィルム((株)クラレ製、商品名:「VF−PS」)を準備した。このPVAフィルムの厚みは、75μmであった。テンター延伸機を用い、前記PVAフィルムの幅方向の両端をテンタークリップ(把持手段)により把持し、前記PVAフィルムを、その長手方向に搬送しながら、下記の各工程を実施した。前記テンタークリップ(把持手段)によるつかみしろの長さは14mm、幅は19mmとした。また、前記PVAフィルムの長手方向に隣接する前記テンタークリップ(把持手段)の間の距離は、10mmとした。
(1)膨潤工程
気相中で、前記PVAフィルムの片面に室温(23℃)の水(膨潤液)を30秒噴霧した。この際、前記PVAフィルムの長手方向に隣接するテンタークリップ(把持手段)の前記PVAフィルムの幅方向の内側の端を結ぶ線を仮想し、前記仮想線より内側の領域には前記膨潤液を接触させ、且つ、前記仮想線より外側の領域には前記膨潤液を接触させなかった。また、噴霧用ノズルと前記PVAフィルムとの間の距離は、20cm、前記PVAフィルムに対する前記膨潤液の噴霧量は、0.06mL/1cm2とした。
前記膨潤後の前記PVAフィルムの片面に、気相中で、0.2重量%のヨウ素を含む室温(23℃)の水溶液(染色液)を27秒噴霧した。この際、前記PVAフィルムの長手方向に隣接するテンタークリップ(把持手段)の前記PVAフィルムの幅方向の内側の端を結ぶ線を仮想し、前記仮想線より内側の領域には前記染色液を接触させ、且つ、前記仮想線より外側の領域には前記染色液を接触させなかった。また、噴霧用ノズルと前記PVAフィルムとの間の距離は、20cm、前記PVAフィルムに対する前記膨潤液の噴霧量は、0.06mL/1cm2とした。
前記染色処理後の前記PVAフィルムの片面に、気相中で、3重量%のホウ酸と3重量%のヨウ化カリウムとを含む室温(23℃)の水溶液(架橋液)を8秒噴霧した。この際、前記PVAフィルムの長手方向に隣接するテンタークリップ(把持手段)の前記PVAフィルムの幅方向の内側の端を結ぶ線を仮想し、前記仮想線より内側の領域には前記架橋液を接触させ、且つ、前記仮想線より外側の領域には前記架橋液を接触させなかった。また、噴霧用ノズルと前記PVAフィルムとの間の距離は、20cm、前記PVAフィルムに対する前記膨潤液の噴霧量は、0.06mL/1cm2とした。
前記架橋後の前記PVAフィルムの片面に、気相中で、4重量%のホウ酸と5重量%のヨウ化カリウムとを含む室温(23℃)の水溶液(延伸液)を噴霧しながら、延伸前の原反フィルムの長さに対して、2.64倍の長さになるように幅方向に延伸した。この際、前記PVAフィルムの長手方向に隣接するテンタークリップ(把持手段)の前記PVAフィルムの幅方向の内側の端を結ぶ線を仮想し、前記仮想線より内側の領域には前記延伸液を接触させ、且つ、前記仮想線より外側の領域には前記延伸液を接触させなかった。また、噴霧用ノズルと前記PVAフィルムとの間の距離は、20cm、前記PVAフィルムに対する前記膨潤液の噴霧量は、0.06mL/1cm2とした。ついで、このPVAフィルムに60℃で4分間乾燥処理を施して、本実施例の偏光子を得た。
(PVAフィルムの準備)
実施例1と同様の原反PVAフィルムを準備した。
(1)膨潤工程
前記PVAフィルムを、30℃の水浴(膨潤浴)に30秒浸漬した。
前記膨潤後の前記PVAフィルムを、0.03重量%のヨウ素を含む30℃の水溶液(染色浴)に27秒浸漬した。
前記染色処理後の前記PVAフィルムを、3重量%のホウ酸と3重量%のヨウ化カリウムとを含む30℃の水溶液(架橋浴)に8秒浸漬した。
前記架橋後の前記PVAフィルムを、4重量%のホウ酸と5重量%のヨウ化カリウムとを含む60℃の水溶液(延伸浴)に浸漬した状態で、テンター延伸機を用いて、延伸前の原反PVAフィルムの長さに対して、2.64倍の長さになるように幅方向に延伸した。前記テンター延伸において、テンタークリップ(把持手段)によるつかみしろの長さは14mm、幅は19mmとした。また、前記PVAフィルムの長手方向に隣接する前記テンタークリップ(把持手段)の間の距離は、10mmとした。
前記延伸処理後のPVAフィルムを、3重量%のヨウ化カリウムを含む30℃の水溶液(調整液)に10秒浸漬した。ついで、このPVAフィルムに60℃で4分間乾燥処理を施して、本比較例の偏光子を得た。
2 把持手段
3 噴霧用ノズル
4 噴霧ブース
11a 液
21 回転軸
22 上把持部
23 下把持部
40 液の漏洩が防止された空間
41 搬入口
42 搬出口
43 搬出入口
44 仕切り板
60、70、81 偏光板
61 偏光子
62 保護層
71 粘着剤層
82 反射型偏光子
83 複合偏光板
90 ロール
A、B、C、D、E、F 矢印
S1 膨潤工程
S2 染色工程
S3 架橋工程
S4 幅方向延伸工程
S5 調整工程
Claims (12)
- 連続的に供給される親水性ポリマーフィルムの幅方向の両端を把持手段により把持し、前記把持手段を前記親水性ポリマーフィルムの長手方向に進行させると共に、前記親水性ポリマーフィルムを液に接触させ、前記親水性ポリマーフィルムの幅方向の両端を把持する前記把持手段の少なくとも一方を前記親水性ポリマーフィルムの幅方向の外側にも移動させることにより前記親水性ポリマーフィルムを幅方向に延伸する幅方向延伸工程と、
前記親水性ポリマーフィルムを二色性物質により染色する染色工程とを有し、
前記幅方向延伸工程において、前記液の接触は、前記液の噴霧および塗布の少なくとも一方により実施し、
前記幅方向延伸工程を、前記染色工程および前記染色工程とは別の工程の少なくとも一つの工程において実施し、
前記幅方向延伸工程において、前記親水性ポリマーフィルムの長手方向において隣接する前記把持手段の前記フィルムの幅方向の内側の端を結ぶ線を仮想し、前記仮想線より前記フィルムの幅方向に30mm内側の第2の仮想線より内側の領域には前記液を接触させ、且つ、前記第2の仮想線より外側の領域には前記液を接触させないことを特徴とする偏光子の製造方法。 - 前記別の工程が、前記親水性ポリマーフィルムを膨潤させる膨潤工程および前記親水性ポリマーフィルムを架橋する架橋工程の少なくとも一方を含む請求項1記載の偏光子の製造方法。
- 前記染色工程および前記別の工程を、各工程の処理液を前記親水性ポリマーフィルムに接触させて実施し、前記幅方向延伸工程、前記染色工程および前記別の工程の少なくとも一つの前記液の接触を、気相中で、前記親水性ポリマーフィルムの少なくとも一方の面に前記液を噴霧することで実施する請求項1または2記載の偏光子の製造方法。
- 前記液の接触が噴霧により実施される工程を、前記親水性ポリマーフィルムを長手方向に搬送しながら実施し、且つ、前記噴霧を、漏洩防止手段により、前記噴霧した液の外部環境への漏洩が防止された空間内で実施する請求項3記載の偏光子の製造方法。
- 前記液の漏洩が防止された空間を、外部に対し負圧とする請求項4記載の偏光子の製造方法。
- 前記親水性ポリマーフィルムが、ポリビニルアルコール系フィルムであり、前記二色性物質がヨウ素である請求項1から5のいずれか一項に記載の偏光子の製造方法。
- 請求項1から6のいずれか一項に記載の偏光子の製造方法により製造された偏光子。
- 偏光子の少なくとも一方の表面に保護層が積層された偏光板であって、前記偏光子が、請求項7記載の偏光子である偏光板。
- 偏光子または偏光板の少なくとも一方の表面に位相差板が積層された光学フィルムであって、前記偏光子が、請求項7記載の偏光子であり、前記偏光板が、請求項8記載の偏光板である光学フィルム。
- 偏光板および反射型偏光子を含む複合偏光板の製造方法であって、
請求項7記載の偏光子を含む偏光板であって、長尺フィルム状でフィルム幅方向に吸収軸を有する偏光板を準備する工程と、
長尺フィルム状でフィルム幅方向に反射軸を有する反射型偏光子を準備する工程と、
前記偏光板および前記反射型偏光子を、それぞれ、フィルム長手方向に搬送しながら貼着する貼着工程とを有する複合偏光板の製造方法。 - 請求項10記載の複合偏光板の製造方法により製造された複合偏光板。
- 偏光子、偏光板、光学フィルムおよび複合偏光板の少なくとも一つを含む画像表示装置であって、前記偏光子が、請求項7記載の偏光子であり、前記偏光板が、請求項8記載の偏光板であり、前記光学フィルムが、請求項9記載の光学フィルムであり、前記複合偏光板が、請求項11記載の複合偏光板である画像表示装置。
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