JPWO2012014602A1 - 偏光板長尺ロール及び光学表示装置の製造システム - Google Patents
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Abstract
Description
(1)第1切断貼合装置:前記第1項から第3項までのいずれか一項に記載の偏光板長尺ロールと前記光学表示ユニットの短辺に対応する幅の前記偏光板長尺ロール(「第1長尺ロール」という。)から長尺シート状製品を引き出して、前記光学表示ユニットの長辺に対応する長さに切断した後に、供給しながら、前記光学表示ユニットの一方側表面に当該第1長尺ロールの偏光板を貼り合せる操作を行う装置。
(2)第2切断貼合装置:前記第1項から第3項までのいずれか一項に記載の偏光板長尺ロールを、前記光学表示ユニットの長辺に対応する幅の前記偏光板長尺ロール(「第2長尺ロール」という。)から長尺シート状製品を引き出して、前記光学表示ユニットの短辺に対応する長さに切断した後に、供給しながら、前記光学表示ユニットの他方側表面に当該第2長尺ロールを貼り合せる操作を行う装置。
(3)旋回装置:前記第1切断貼合装置又は前記第2切断貼合装置のいずれか一方の切断貼合装置で貼り合せた後の光学表示ユニットを、他方の切断貼合装置での貼り合せ方向に旋回させる操作を行う装置。
本発明の偏光板長尺ロールは、偏光膜と、その片面側に、少なくとも、偏光膜保護フィルム、剥離可能な偏光板保護フィルム、及び粘着層とを、この順に備えているものを巻取った構成であることを特徴とする(図4参照)。
本願において、「偏光膜(「偏光子」ともいう。)」とは、特定の振動方向を有する直線偏光のみを透過する機能を有する膜(フィルム)をいう。
「偏光膜保護フィルム」とは、偏光板の構成部材であり、偏光膜に貼合されて偏光膜の寸法変化や物性変化を抑制する役割を担うフィルムをいう。例えば、トリアセチルセルロース(TAC)フィルム等の樹脂フィルムが一般的に使用される。本発明において用いることができる樹脂基材の詳細については後述する。
本願において、「偏光板」とは、偏光膜の少なくとも片面側に偏光膜保護フィルムが積層された状態のもの、又は、更に一方の面に液晶セルや他の光学部材に貼り合わせるための粘着層が設けられた状態のものをいう。なお、場合によっては、ロール状偏光板や枚葉状偏光板を含む意味で使うこともある。
本願でいう「剥離可能な偏光板保護フィルム」とは、上記偏光膜と偏光膜保護フィルムからなる偏光板を保護するためのフィルムであって、後述する粘着層が剥離し易くするために、少なくとも偏光膜から遠い側の表面に剥離性が付与されたフィルムをいう。
本発明の長尺偏光板ロールおいては、これを構成する各種部材の間に粘着層(「接着層」ともいう。)を設けることができるが、少なくとも、上記剥離可能な偏光板保護フィルムに隣接して粘着層を設けることを要する。
本発明に係る偏光膜保護フィルムと偏光板保護フィルムには、各種樹脂フィルム基材を用いることができる。
本発明に用いることができるセルロースエステル樹脂は、セルロース(ジ、トリ)アセテート、セルロースプロピオネート、セルロースブチレート、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートフタレート、及びセルロースフタレートから選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。
式(II) 0≦X≦2.5
さらに、本発明で用いられるセルロースエステルは、重量平均分子量Mw/数平均分子量Mn比が1.5〜5.5のものが好ましく用いられ、特に好ましくは2.0〜5.0であり、さらに好ましくは2.5〜5.0であり、さらに好ましくは3.0〜5.0のセルロースエステルが好ましく用いられる。
本発明に用いることができるアクリル樹脂には、メタクリル樹脂も含まれる。樹脂としては特に制限されるものではないが、メチルメタクリレート単位50〜99質量%、及びこれと共重合可能な他の単量体単位1〜50質量%からなるものが好ましい。
本発明においては、環状オレフィン樹脂を用いることも好ましい。環状オレフィン樹脂としては、ノルボルネン系樹脂、単環の環状オレフィン系樹脂、環状共役ジエン系樹脂、ビニル脂環式炭化水素系樹脂、及び、これらの水素化物等を挙げることができる。これらの中で、ノルボルネン系樹脂は、透明性と成形性が良好なため、好適に用いることができる。
本発明では、種々の公知のポリカーボネート樹脂も使用することができる。本発明においては、特に芳香族ポリカーボネートを用いることが好ましい。当該芳香族ポリカーボネートについて特に制約はなく、所望するフィルムの諸特性が得られる芳香族ポリカーボネートであれば特に制約はない。
本発明において用いることができるポリエステル樹脂は、ジカルボン酸とジオールを重合することにより得られ、ジカルボン酸構成単位(ジカルボン酸に由来する構成単位)の70%以上が芳香族ジカルボン酸に由来し、かつジオール構成単位(ジオールに由来する構成単位)の70%以上が脂肪族ジオールに由来する。
本発明に係る熱可塑性樹脂基材には、目的に応じて種々の化合物等を添加剤として含有させることができる。例えば、可塑剤、酸化防止剤、酸捕捉剤、光安定剤、紫外線吸収剤、光学異方性制御剤、マット剤、帯電防止剤、剥離剤、等を含有させることができる。
本発明に係る熱可塑性樹脂基材には、作製されたフィルムがハンドリングされる際に、傷が付いたり、搬送性が悪化することを防止するために、マット剤として、微粒子を添加することも好ましい。
本発明に係る偏光膜保護フィルム及び偏光板保護フィルムの基材フィルムの製造方法としては、通常のインフレーション法、T−ダイ法、カレンダー法、切削法、流延法、エマルジョン法、ホットプレス法等の製造法が使用できるが、着色抑制、異物欠点の抑制、ダイラインなどの光学欠点の抑制などの観点から流延法による溶液流延法、溶融流延法が好ましい。以下に、一例として、偏光膜保護フィルムに用いるセルロースエステルフィルムの製造について説明する。
本発明に係るセルロースエステルフィルムの製造は、溶液流延法において、セルロースエステル及び添加剤を溶剤に溶解させてドープを調製する工程、ドープをベルトあるいはドラムなどの金属支持体上に流延する工程、流延したドープをウェブとして乾燥する工程、金属支持体から剥離する工程、延伸又は幅保持する工程、更に乾燥する工程、仕上がったフィルムを巻取る工程により行われる。
ドープ中のセルロースエステルの濃度は、濃い方が金属支持体に流延した後の乾燥負荷が低減できて好ましいが、セルロースエステルの濃度が濃過ぎると濾過時の負荷が増えて、濾過精度が悪くなる。これらを両立する濃度としては、10〜35質量%が好ましく、更に好ましくは、15〜25質量%である。
流延(キャスト)工程における金属支持体は、表面を鏡面仕上げしたものが好ましく、金属支持体としては、ステンレススティールベルトもしくは鋳物で表面をメッキ仕上げしたドラムが好ましく用いられる。
尚、Mはウェブ又はフィルムを製造中又は製造後の任意の時点で採取した試料の質量で、NはMを115℃で1時間の加熱後の質量である。
セルロースエステルフィルムの乾燥工程においては、ウェブを金属支持体より剥離し、更に乾燥し、残留溶媒量を1質量%以下にすることが好ましく、更に好ましくは0.1質量%以下であり、特に好ましくは0〜0.01質量%以下である。
本発明の偏光板長尺ロールに含まれる偏光板を光学表示ユニットに貼り合せて成る光学表示装置を製造する製造システムとしては、種々の態様を採り得るが、下記第1切断貼合装置、第2切断貼合装置、及び旋回装置で構成される態様の製造システムであることが好ましい。
本発明の光学表示装置の製造方法は、偏光板を含む長尺ロールを光学表示ユニットに貼り合せた光学表示装置の製造方法である。
前述のようにして長尺の第1シート製品を第1偏光板長尺ロールとして準備する。
準備され設置された第1偏光板長尺ロールから第1シート製品F1を繰り出し、下流側に搬送する。第1シート製品F1を搬送する第1搬送装置12は、例えば、ニップローラ対、テンションローラ、回転駆動装置、アキュムレート装置A、センサー装置、制御装置等で構成されているが、粘着層が表に出た状態で搬送を行うため、粘着層がロールに接触しないようにするか、接触する場合はシリコンやフッ素系樹脂等で加工されているロールを用いることが好ましい。最初の一巻分は粘着層を転写するため使用しないが、リーダーの一部として使用しても良い。
第1シート製品F1の欠点を第1欠点検査装置14を用いて検査する。ここでの欠点検査方法としては、第1シート製品F1の両面に対し、透過光、反射光による画像撮影・画像処理する方法、検査用偏光フィルムをCCDカメラと検査対象物との間に、検査対象である偏光板の偏光軸とクロスニコルとなるように配置(0度クロスと称することがある)して画像撮影・画像処理する方法、検査用偏光フィルムをCCDカメラと検査対象物との間に、検査対象である偏光板の偏光軸と所定角度(例えば、0度より大きく10度以内の範囲)になるように配置(x度クロスと称することがある)して画像撮影・画像処理する方法が挙げられる。なお、画像処理のアルゴリズムは公知の方法を適用でき、例えば二値化処理による濃淡判定によって欠点を検出することができる。
第1切断装置16は、第1長尺ロールF11を所定サイズに切断する。この時、剥離可能な偏光板保護フィルムを除いた層を切断する。切断長さに関しては、第1偏光板長尺ロールの幅が短辺に対応するため、長尺ロールを長辺に対応する長さで切断する。本実施形態では、図3に示すように、第1偏光板長尺ロール(第1シート製品F1)の幅が、光学表示ユニットWの短辺に対応する場合の例を示す。
第1長尺ロールF11を粘着剤層を介して光学表示ユニットWに貼り合せる。貼り合せに際し、後述するように、第1長尺ロールF11と光学表示ユニットWをロール対(181、182)で挟んで圧着する。その後、剥離可能な偏光板保護フィルムを切断する。
光学表示ユニットWは、例えば、研磨洗浄装置及び水洗浄装置によって、その表面が洗浄される。洗浄された光学表示ユニットWは、搬送機構によって、検査装置まで搬送される。搬送機構は、例えば、搬送用ローラ、搬送方向切り替え機構、回転駆動装置、センサー装置、制御装置等で構成される。
洗浄後の光学表示ユニットWは、例えば検査装置によって、その表面が検査される。検査後の光学表示ユニットWは、搬送機構によって、第1貼合装置18まで搬送される。
前述のようにして長尺の第2シート製品F2を第2偏光板長尺ロールとして準備する。
準備され設置された第2偏光板長尺ロールから第2シート製品F2を繰り出し、下流側に搬送する。第2シート製品を搬送する第2搬送装置22は、例えば、ニップローラ対、テンションローラ、回転駆動装置、アキュムレート装置A、センサー装置、制御装置等で構成されているが、粘着層が表に出た状態で搬送を行うため、粘着層がロールに接触しないようにするか、接触する場合はシリコンやフッ素系樹脂等で加工されているロールを用いることが好ましい。最初の一巻分は粘着層を転写するため使用しないが、リーダーの一部として使用しても良い。
第2シート製品F2の欠点を、第2欠点検査装置24を用いて検査する。ここでの欠点検査方法は、上述した第1欠点検査装置による方法と同様である。
第2偏光板長尺ロールの幅が光学表示ユニットの長辺に対応するため、長尺ロールを短辺に対応する長さで切断する。この時、剥離可能な偏光板保護フィルムを除いた層を切断する。本実施形態では、図3に示すように、第2偏光板長尺ロール(第2シート製品F2)の幅が、光学表示ユニットWの長辺に対応する場合の例を示す。
次いで、第2切断工程後に、第2長尺ロールF21を、粘着剤層を介して、光学表示ユニットWの第1長尺ロールF11が貼り合わされている面と異なる面に貼り合せる。その後剥離可能な偏光板保護フィルムを切断する。なお、第2長尺ロールF21を光学表示ユニットWに貼り合せる前に、搬送機構Rの搬送方向切り替え機構によって光学表示ユニットWを90度回転させ、第1長尺ロールF11と第2長尺ロールF21をクロスニコルの関係にする場合がある。
検査装置は、長尺ロールを両面に貼着された光学表示装置を検査する。検査方法としては、光学表示装置の両面に対し、反射光による画像撮影・画像処理する方法が例示される。また他の方法として、検査用偏光フィルムをCCDカメラと検査対象物との間に設置する方法も例示される。なお、画像処理のアルゴリズムは公知の方法を適用でき、例えば二値化処理による濃淡判定によって欠点を検出することができる。
検査装置で得られた欠点の情報に基づいて、光学表示装置の良品判定がなされる。良品判定された光学表示装置は、次の実装工程に搬送される。不良品判定された場合、リワーク処理が施され、新たに長尺ロールが貼られ、次いで検査され、良品判定の場合、実装工程に移行し、不良品判定の場合、再度リワーク処理に移行するかあるいは廃棄処分される。
本実施形態では、図3に示すように、光学表示ユニットWの供給装置M1と、第1長尺ロールF11の供給装置M2と、第1長尺ロールF11を貼り合せる第1貼合装置M3と、貼り合せ後の光学表示ユニットWを搬送して供給する搬送供給装置M4と、第2長尺ロールF21の供給装置M5と、第2長尺ロールF21を貼り合せる第2貼合装置M6とを備えている例を示す。この例では、第1切断貼合装置は、第1長尺ロールF11の供給装置M2と、第1長尺ロールF11を貼り合せる第1貼合装置M3とを含み、第2切断貼合装置は、第2長尺ロールF21の供給装置M5と、第2長尺ロールF21を貼り合せる第2貼合装置M6とを含んでいる。
第1長尺ロールR1と第2長尺ロールR2の幅は、光学表示ユニットの貼り合わせサイズに依存している。具体的には、光学表示ユニットの短辺に対応させて、第1長尺ロールR1の幅が決定され、長辺に対応させて、第2長尺ロールR2の幅が決定される。このため、一般に第1長尺ロールR1と第2長尺ロールR2とは、異なる幅を有しており、スリット前偏光板長尺ロール(長尺原反)からスリット加工により、予め所定の幅にスリットされたものが使用される。
本発明に用いられる光学表示ユニットとしては、例えば、液晶セルのガラス基板ユニット、有機EL発光体ユニット等が挙げられる。本発明は、長方形の外形を有する光学表示ユニットに有効であり、例えば、長辺/短辺が16/9であるものや、4/3であるものなどが用いられる。なお、光学表示ユニットとしては、予め、長尺ロール等の部材が積層一体化されたものであってもよい。なお、液晶セルのガラス基板ユニットとは、二枚の透明基板の間に液晶を配置して電圧駆動が可能になっている液晶セルであり、さらに、二枚の透明基板の内、少なくとも片方がガラス基板であるものをいう。
本発明の偏光板を液晶表示装置に用いることによって、種々の視認性に優れた本発明に係る液晶表示装置を作製することができる。
(1):偏光膜の作製
厚さ75μm、フィルム幅4000mm、重合度2400、ケン化度99.9%以上のポリビニルアルコール(PVA)フィルムを用い、以下の順序で各工程を行い、本実施例に係るヨウ素系偏光フィルムを作製した。
純水で満たした膨潤浴にPVAフィルムを搬送し、30℃の純水中に30秒間浸漬して膨潤させた。
ヨウ素0.035質量%を含む、ヨウ素染色溶液で満たした染色浴にPVAフィルムを搬送し、30℃のヨウ素染色溶液に27秒間浸漬しながら、延伸倍率が初期のPVAフィルムに対し1.1倍になるまで搬送方向に一軸延伸して染色した。
ヨウ化カリウム3.0質量%とホウ酸3.0質量%を含有するホウ酸水溶液で満たした架橋浴に、前記PVAフィルムを搬送し、30℃のホウ酸水溶液中に28秒間浸漬しながら、延伸倍率が初期のPVAフィルムに対し3.6倍になるまで搬送方向に一軸延伸して架橋した。
5.0質量%のヨウ化カリウムと4.0質量%のホウ酸を含有するホウ酸水溶液で満たした延伸浴に、上記処理を行ったPVAフィルムを搬送し、60℃のホウ酸水溶液中に約58秒間浸漬しながら、延伸倍率が初期のPVAフィルムに対し5.9倍になるまで搬送方向に一軸延伸した。
0.093mol/lのMgI2を含む水溶液で満たした浴にPVAフィルムを搬送し、30℃の前記水溶液中に10秒間浸漬させた。
次いで、下記工程1〜6に従って、上記偏光膜に市販のトリアセチルセルロース(TAC)フィルム(コニカミノルタタック KC4UA、コニカミノルタオプト(株)製;1.98m幅、5200m)を貼り合わせて偏光板を作製した。
工程3:これを工程1で処理したトリアセチルセルロースフィルムと貼り合せ部分にビード作り貼合と同時に両端から余分なポリビニルアルコール接着剤を吸引除去した。
PETフィルムの片面に帯電防止加工及びシリコン剥離加工を行った。もう片面に弱粘着加工を行い、シリコン剥離加工を行った側に粘着加工を行い剥離可能な偏光板保護フィルムを作製した。
PETフィルムの片面にシリコン剥離加工及び帯電防止加工を実施し、もう片面に弱粘着加工したフィルムを作製し、実施例と同じ幅にスリットした。これを弱粘着加工層が偏光板のTAC側になるように貼りつけた。
視野角測定を行う液晶パネルを以下のようにして得た後、上記で作製した各種偏光板長尺ロールについて、図3に示すような製造システムを用いて液晶表示装置を作製し、その特性を評価した。
23℃、55%RHの環境下において、バックライトを12時間連続点灯し、全面黒表示状態を暗室にて目視で観察して、枚葉状偏光板の表示均一性を評価した。
黒表示時の表示均一性を目視で下記基準により評価した。
○:H1とH2の黒輝度がほぼ同じ
△:H1とH2の黒輝度にややムラがみられる
×:H1とH2の黒輝度に大きな差がみられる
なお、△以上であれば、使用上問題はない。
F2 第2シート製品
F11 第1長尺ロール
F21 第2長尺ロール
M1 光学表示ユニットの供給装置
M2 第1長尺ロールの供給装置
M3 第1貼合装置
M4 搬送供給装置
M5 第2長尺ロールの供給装置
M6 第2貼合装置
1 制御装置
12 第1搬送装置
14 第1欠点検査装置
16 第1切断装置
18 第1貼合装置
19 第1排除装置
20 旋回機構
22 第2搬送装置
24 第2欠点検査装置
26 第2切断装置
28 第2貼合装置
29 第2排除装置
R0 長尺原反のロール
R1 第1長尺ロール
R2 第2長尺ロール
R 搬送機構
W 光学表示ユニット
a 粘着層
b 剥離可能な偏光板保護フィルム
c 偏光膜保護フィルム
d 偏光膜
e シリコン離形加工層
f 帯電防止層
g PETフィルム
h 弱粘着加工層
Claims (5)
- 偏光膜と、その片面側に、少なくとも、偏光膜保護フィルム、剥離可能な偏光板保護フィルム、及び粘着層とを、この順に備えていることを特徴とする偏光板長尺ロール。
- 偏光板を貼り合わせる所定の光学表示ユニットの形状に合わせて、一定方向にスリットされていることを特徴とする請求項1に記載の偏光板長尺ロール。
- 前記偏光板長尺ロールの長さが2000〜10000mの範囲内であり、かつ当該偏光板長尺ロールの原反の幅が1.9〜2.5mの範囲内であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の偏光板長尺ロール。
- 請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の偏光板長尺ロールに含まれる偏光板を光学表示ユニットに貼り合せて成る光学表示装置の製造システムであって、下記第1切断貼合装置、第2切断貼合装置、及び旋回装置で構成されることを特徴とする光学表示装置の製造システム。
(1)第1切断貼合装置:請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の偏光板長尺ロールと前記光学表示ユニットの短辺に対応する幅の前記偏光板長尺ロール(「第1長尺ロール」という。)から長尺シート状製品を引き出して、前記光学表示ユニットの長辺に対応する長さに切断した後に、供給しながら、前記光学表示ユニットの一方側表面に当該第1長尺ロールの偏光板を貼り合せる操作を行う装置。
(2)第2切断貼合装置:請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の偏光板長尺ロールを、前記光学表示ユニットの長辺に対応する幅の前記偏光板長尺ロール(「第2長尺ロール」という。)から長尺シート状製品を引き出して、前記光学表示ユニットの短辺に対応する長さに切断した後に、供給しながら、前記光学表示ユニットの他方側表面に当該第2長尺ロールを貼り合せる操作を行う装置。
(3)旋回装置:前記第1切断貼合装置又は前記第2切断貼合装置のいずれか一方の切断貼合装置で貼り合せた後の光学表示ユニットを、他方の切断貼合装置での貼り合せ方向に旋回させる操作を行う装置。 - 前記光学表示ユニットが、液晶セルのガラス基板ユニットであることを特徴とする請求項4に記載の光学表示装置の製造システム。
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