JP6215262B2 - 長尺状の偏光子の製造方法 - Google Patents
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Description
1つの実施形態においては、上記貫通孔は、上記長尺方向に所定の間隔で配置されている。
1つの実施形態においては、上記貫通孔は、少なくとも上記長尺方向に実質的に等間隔で配置されている。
1つの実施形態においては、上記貫通孔は、上記長尺方向および上記幅方向に実質的に等間隔で配置されている。
1つの実施形態においては、上記貫通孔はドット状に配置されている。
1つの実施形態においては、上記貫通孔の平面視形状は、略円形状または略矩形状である。
1つの実施形態においては、上記脱色は、上記偏光子を塩基性溶液に接触させることにより行われる。
1つの実施形態においては、上記偏光フィルム積層体は、上記長尺状の偏光子の他方の面に長尺状の保護フィルムが配置されている。
1つの実施形態においては、上記製造方法は、上記脱色の前に上記長尺状の偏光子の他方の面の最外部に長尺状の第2の表面保護フィルムを積層すること、および、該脱色の後に該第2の表面保護フィルムを除去することをさらに含む。1つの実施形態においては、上記脱色は、上記偏光子を塩基性溶液に浸漬することにより行われる。
1つの実施形態においては、上記製造方法は、上記脱色により、上記偏光子の上記表面保護フィルム側に凹部を形成する。
1つの実施形態においては、上記脱色により形成される上記非偏光部は、他の部位よりも二色性物質の含有量が低い低濃度部である。
1つの実施形態においては、上記二色性物質の低減は、上記低濃度部における二色性物質の含有量が0.2重量%以下となるようにして行われる。
1つの実施形態においては、上記製造方法は、上記脱色の後、上記偏光子の上記塩基性溶液を接触させた接触部において、該偏光子に含まれるアルカリ金属および/またはアルカリ土類金属を低減させることをさらに含む。
1つの実施形態においては、上記アルカリ金属および/またはアルカリ土類金属の低減は、上記接触部におけるアルカリ金属および/またはアルカリ土類金属の含有量が3.6重量%以下となるようにして行われる。
1つの実施形態においては、上記偏光子の厚みは10μm以下である。
1つの実施形態においては、上記保護フィルムの厚みは80μm以下である。
A−1.偏光子の作製
偏光子としては、任意の適切な偏光子が採用され得る。偏光子は、代表的には樹脂フィルムで構成される。樹脂フィルムは、代表的には、二色性物質を含むポリビニルアルコール系樹脂(以下、「PVA系樹脂」と称する)フィルムである。偏光子を構成する樹脂フィルム(代表的には、PVA系樹脂フィルム)は、単一のフィルムであってもよく、樹脂基材上に形成された樹脂層(代表的には、PVA系樹脂層)であってもよい。PVA系樹脂層は、樹脂基材上にPVA系樹脂を含む塗布液を塗布して形成してもよく、樹脂基材上にPVA系樹脂フィルムを積層して形成してもよい。以下、代表例として、偏光子が樹脂基材上に形成されたPVA系樹脂層である場合について具体的に説明する。ここではPVA系樹脂層が塗布形成される場合について説明するが、PVA系樹脂フィルムを積層する場合についても同様である。なお、偏光子が単一のPVA系樹脂フィルムである場合には、偏光子は当業界で周知慣用されている方法により作製され得るので、詳細な説明は省略する。
最初に、樹脂基材上に、PVA系樹脂を含む塗布液を塗布し乾燥することにより、PVA系樹脂層を形成して、樹脂基材/PVA系樹脂層の積層体を作製する。
積層体の延伸方法としては、任意の適切な方法が採用され得る。具体的には、固定端延伸でもよいし、自由端延伸(例えば、周速の異なるロール間に積層体を通して一軸延伸する方法)でもよい。好ましくは、自由端延伸である。
上記染色は、代表的には、PVA系樹脂層に二色性物質(好ましくは、ヨウ素)を吸着させることにより行う。当該吸着方法としては、例えば、ヨウ素を含む染色液にPVA系樹脂層(積層体)を浸漬させる方法、PVA系樹脂層に当該染色液を塗工する方法、当該染色液をPVA系樹脂層に噴霧する方法等が挙げられる。好ましくは、染色液に積層体を浸漬させる方法である。ヨウ素が良好に吸着し得るからである。
上記積層体は、延伸、染色以外に、そのPVA系樹脂層を偏光子とするための処理が、適宜施され得る。偏光子とするための処理としては、例えば、不溶化処理、架橋処理、洗浄処理、乾燥処理等が挙げられる。なお、これらの処理の回数、順序等は、特に限定されない。
偏光子は、好ましくは、波長380nm〜780nmのいずれかの波長で吸収二色性を示す。偏光子の単体透過率(Ts)は、好ましくは39%以上、より好ましくは39.5%以上、さらに好ましくは40%以上、特に好ましくは40.5%以上である。なお、単体透過率の理論上の上限は50%であり、実用的な上限は46%である。また、単体透過率(Ts)は、JIS Z8701の2度視野(C光源)により測定して視感度補正を行なったY値であり、例えば、顕微分光システム(ラムダビジョン製、LVmicro)を用いて測定することができる。偏光子の偏光度は、好ましくは99.9%以上、より好ましくは99.93%以上、さらに好ましくは99.95%以上である。
偏光子は、任意の適切な形態で後述の偏光フィルム積層体の作製(A−4項)に供される。具体的には、偏光フィルム積層体の作製に供される偏光子は、単一のPVA系樹脂フィルムであってもよく、樹脂基材/PVA系樹脂層の積層体であってもよく、PVA系樹脂フィルムまたはPVA系樹脂層の片側または両側に保護フィルムが配置された積層体(すなわち、偏光板)であってもよい。偏光板が偏光フィルム積層体の作製に供される場合には、1つの実施形態においては、単一の樹脂フィルムである偏光子の片面または両面に保護フィルムが貼り合わせられる。別の実施形態においては、樹脂基材/偏光子の積層体の偏光子表面に保護フィルムが貼り合わせられ、次いで樹脂基材が剥離され、さらに、必要に応じて樹脂基材の剥離面に別の保護フィルムが貼り合わせられ得る。保護フィルムの貼り合わせは、代表的にはロールトゥロールにより行われ得る。このように、本発明の製造方法は、非偏光部を有する偏光子を含む長尺状の偏光板の製造方法でもあり得る。なお、本明細書において「ロールトゥロール」とは、ロール状のフィルムを搬送しながら互いの長尺方向を揃えて貼り合わせることをいう。
以下、一例として、偏光子/保護フィルムの構成を有する偏光板を用いて偏光フィルム積層体を作製する場合について説明する。図1に示すように、偏光子10/保護フィルム20の積層体40の偏光子10表面に表面保護フィルム50を積層して、偏光フィルム積層体100を形成する。積層は、代表的には図1に示すようにロールトゥロールにより行われ得る。表面保護フィルム50は、任意の適切な粘着剤を介して積層体40(実質的には、偏光子10)に剥離可能に積層される。なお、積層体40の形態以外の形態を有する偏光子(例えば、単一の樹脂フィルムである偏光子、樹脂基材/偏光子の積層体)についても同様の手順が適用され得ることは言うまでもない。
次に、図4に示すように、偏光フィルム積層体(実質的には、偏光子)を脱色処理に供する。偏光子の脱色により非偏光部が形成され得る。脱色処理は、偏光フィルム積層体を塩基性溶液と接触させることを含む。二色性物質としてヨウ素を用いる場合、偏光子の所望の部位に塩基性溶液を接触させることで、接触部のヨウ素含有量を容易に低減させることができる。以下、具体的に説明する。なお、塩基性溶液を脱色液と、酸性溶液を処理液と称する場合がある。
図5は、本発明の実施形態による製造方法により得られた非偏光部を有する長尺状偏光子の概略斜視図である。偏光子10は、長尺方向および/または幅方向に所定の間隔で(すなわち、所定のパターンで)配置された非偏光部11を有する。非偏光部11は、代表的には、偏光子を所定サイズの画像表示装置に取り付けるために所定サイズに裁断(例えば、長尺方向および/または幅方向への切断、打ち抜き)した際に、該画像表示装置のカメラ部に対応する位置に配置されている。非偏光部11の配置パターンは、上記の第1の表面保護フィルムの貫通孔の配置パターンに対応する。図示例における非偏光部の配置パターンは、図1および図2Aに示した貫通孔の配置パターンに対応する。すなわち、非偏光部11は、長尺方向および幅方向のいずれにおいても実質的に等間隔で配置されている。このような構成であれば、画像表示装置のサイズに合わせた偏光子の所定サイズへの裁断の制御が容易であり、歩留まりを向上させることができる。さらに、裁断された枚葉の偏光子片における非偏光部の位置のばらつきを抑制することができる。上記のとおり、非偏光部の配置パターンは、第1の表面保護フィルムの貫通孔の配置パターンを設定することにより容易に設定され得る。例えば、1つの長尺状偏光子から複数のサイズの偏光子片を裁断する場合には、長尺方向および/または幅方向における非偏光部11の間隔を裁断すべき偏光子のサイズに応じて変更することができる。また例えば、非偏光部の配置パターンは、図2Bに示した貫通孔の配置パターンに対応させてもよく、図2Cに示した貫通孔の配置パターンに対応させてもよい。図2Bおよび図2Cに示すような配置パターンは、以下のような利点を有する:画像表示装置によっては表示特性を向上させるために偏光子の吸収軸を当該装置の長辺または短辺に対して最大で10°程度ずらして配置することを要求される場合がある。後述するように偏光子の吸収軸は長尺方向または幅方向に発現するので、上記のような構成であれば、このような場合において、裁断された枚葉の偏光子の吸収軸の方向を所望の角度に精密に制御することができ、かつ、偏光子ごとの吸収軸の方向のばらつきを顕著に抑制することができる。
樹脂基材として、長尺状で、吸水率0.75%、Tg75℃の非晶質のイソフタル酸共重合ポリエチレンテレフタレート(IPA共重合PET)フィルム(厚み:100μm)を用いた。基材の片面に、コロナ処理を施し、このコロナ処理面に、ポリビニルアルコール(重合度4200、ケン化度99.2モル%)およびアセトアセチル変性PVA(重合度1200、アセトアセチル変性度4.6%、ケン化度99.0モル%以上、日本合成化学工業社製、商品名「ゴーセファイマーZ200」)を9:1の比で含む水溶液を25℃で塗布および乾燥して、厚み11μmのPVA系樹脂層を形成し、積層体を作製した。
得られた積層体を、120℃のオーブン内で周速の異なるロール間で縦方向(長手方向)に2.0倍に自由端一軸延伸した(空中補助延伸)。
次いで、積層体を、液温30℃の不溶化浴(水100重量部に対して、ホウ酸を4重量部配合して得られたホウ酸水溶液)に30秒間浸漬させた(不溶化処理)。
次いで、液温30℃の染色浴に、偏光板が所定の透過率となるようにヨウ素濃度、浸漬時間を調整しながら浸漬させた。本実施例では、水100重量部に対して、ヨウ素を0.2重量部配合し、ヨウ化カリウムを1.5重量部配合して得られたヨウ素水溶液に60秒間浸漬させた(染色処理)。
次いで、液温30℃の架橋浴(水100重量部に対して、ヨウ化カリウムを3重量部配合し、ホウ酸を3重量部配合して得られたホウ酸水溶液)に30秒間浸漬させた(架橋処理)。
その後、積層体を、液温70℃のホウ酸水溶液(水100重量部に対して、ホウ酸を4重量部配合し、ヨウ化カリウムを5重量部配合して得られた水溶液)に浸漬させながら、周速の異なるロール間で縦方向(長手方向)に総延伸倍率が5.5倍となるように一軸延伸を行った(水中延伸)。
その後、積層体を液温30℃の洗浄浴(水100重量部に対して、ヨウ化カリウムを4重量部配合して得られた水溶液)に浸漬させた(洗浄処理)。
続いて、積層体のPVA系樹脂層表面に、PVA系樹脂水溶液(日本合成化学工業社製、商品名「ゴーセファイマー(登録商標)Z−200」、樹脂濃度:3重量%)を塗布して保護フィルム(厚み25μm)を貼り合わせ、これを60℃に維持したオーブンで5分間加熱した。その後、基材をPVA系樹脂層から剥離し、幅1200mm、長さ43mの長尺状の偏光板(厚み5μmの偏光子(単体透過率42.3%)/保護フィルム)を得た。
厚み60μmのPVAフィルム(クラレ社製、PE6000)を、30℃の水溶液に30秒浸漬させた(膨潤工程)。
次いで、PVAフィルムを、液温30℃の染色浴に、得られる偏光板が所定の透過率となるようにヨウ素濃度、浸漬時間を調整しながら浸漬させた。本実施例では、水100重量部に対して、ヨウ素を0.15重量部配合し、ヨウ化カリウムを1.0重量部配合して得られたヨウ素水溶液に60秒間浸漬させた(染色処理)。
次いで、液温30℃の架橋浴(水100重量部に対して、ヨウ化カリウムを3重量部配合し、ホウ酸を3重量部配合して得られたホウ酸水溶液)に30秒間浸漬させた(架橋処理)。
その後、PVAフィルムを、液温70℃のホウ酸水溶液(水100重量部に対して、ホウ酸を4重量部配合し、ヨウ化カリウムを5重量部配合して得られた水溶液)に浸漬させながら、周速の異なるロール間で縦方向(長手方向)に5.5倍に一軸延伸を行った(水中延伸)。
その後、PVAフィルムを液温30℃の洗浄浴(水100重量部に対して、ヨウ化カリウムを4重量部配合して得られた水溶液)に浸漬させた(洗浄処理)。
洗浄後、PVAフィルムの片面に、PVA系樹脂水溶液(日本合成化学工業社製、商品名「ゴーセファイマー(登録商標)Z−200」、樹脂濃度:3重量%)を塗布し、トリアセチルセルロースフィルム(コニカミノルタ社製、商品名「KC4UY」、厚み40μm)を貼り合わせ、これを60℃に維持したオーブンで5分間加熱し、厚み22μmの偏光子(単体透過率42.5%)を有し、幅1200mm、長さ43mの偏光板を作製した。
1.透過率(Ts)
分光光度計(村上色彩技術研究所(株)製 製品名「DOT−3」)を用いて測定した。透過率(T)は、JlS Z 8701−1982の2度視野(C光源)により、視感度補正を行ったY値である。
2.ヨウ素含有量
蛍光X線分析により、偏光子の透明部におけるヨウ素含有量を求めた。具体的には、下記条件により測定したX線強度から、あらかじめ標準試料を用いて作成した検量線により、偏光子のヨウ素含有量を求めた。
・分析装置:理学電機工業製 蛍光X線分析装置(XRF) 製品名「ZSX100e」
・対陰極:ロジウム
・分光結晶:フッ化リチウム
・励起光エネルギー:40kV−90mA
・ヨウ素測定線:I−LA
・定量法:FP法
・2θ角ピーク:103.078deg(ヨウ素)
・測定時間:40秒
蛍光X線分析により、偏光子の透明部におけるナトリウム含有量を求めた。具体的には、下記条件により測定したX線強度から、あらかじめ標準試料を用いて作成した検量線により、偏光子のナトリウム含有量を求めた。ナトリウム含有量の測定は、塩酸への浸漬前、および、浸漬後に行った。
・分析装置:理学電機工業製 蛍光X線分析装置(XRF) 製品名「ZSX100e」
・対陰極:ロジウム
・分光結晶:フッ化リチウム
・励起光エネルギー:40kV−90mA
・ナトリウム測定線:Na−KA
・定量法:FP法
・測定時間:40秒
11 非偏光部
20 保護フィルム
30 第2の表面保護フィルム
40 積層体
50 第1の表面保護フィルム
51 露出部
61 貫通孔
100 偏光フィルム積層体
Claims (10)
- 長尺状の偏光子の一方の面に、長尺方向および幅方向に実質的に等間隔で配置された貫通孔を有する長尺状の表面保護フィルムを積層して、長尺状の偏光フィルム積層体を形成すること、
該表面保護フィルムの貫通孔を介して該偏光子を部分的に脱色して非偏光部を形成すること、および
該表面保護フィルムを除去すること
を含み、
該偏光子および該表面保護フィルムの積層が、該偏光子および該表面保護フィルムを搬送しながら互いの長尺方向を揃えて貼り合わせることを含み、
該脱色が、該偏光子の該表面保護フィルム側に凹部を形成して該非偏光部を薄肉部とし、および、該非偏光部における二色性物質の含有量が0.2重量%以下となるようにして行われ、
該偏光子の厚みが10μm以下であり、
該非偏光部と他の部位との段差が1μm以下である、
非偏光部を有する長尺状の偏光子の製造方法。 - 前記貫通孔がドット状に配置されている、請求項1に記載の製造方法。
- 前記貫通孔の平面視形状が、略円形状または略矩形状である、請求項1または2に記載の製造方法。
- 前記脱色が、前記偏光子を塩基性溶液に接触させることにより行われる、請求項1から3のいずれかに記載の製造方法。
- 前記長尺状の偏光子の他方の面に長尺状の保護フィルムが配置されている、請求項1から4のいずれかに記載の製造方法。
- 前記脱色の前に前記長尺状の偏光子の他方の面の最外部に長尺状の第2の表面保護フィルムを積層すること、および、該脱色の後に該第2の表面保護フィルムを除去することをさらに含む、請求項1から5のいずれかに記載の製造方法。
- 前記脱色が、前記偏光子を塩基性溶液に接触させることにより行われる、請求項5または6に記載の製造方法。
- 前記脱色の後、前記偏光子の前記塩基性溶液を接触させた接触部において、該偏光子に含まれるアルカリ金属および/またはアルカリ土類金属を低減させることをさらに含む、請求項4から7のいずれかに記載の製造方法。
- 前記アルカリ金属および/またはアルカリ土類金属の低減が、前記接触部におけるアルカリ金属および/またはアルカリ土類金属の含有量が3.6重量%以下となるようにして行われる、請求項8に記載の製造方法。
- 前記保護フィルムの厚みが80μm以下である、請求項5から9のいずれかに記載の製造方法。
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