WO2022097631A1 - 曲面加工された偏光板およびその製造方法 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a curved polarizing plate and a method for manufacturing the same.
- Polarizing plates are widely used in image display devices such as liquid crystal displays and organic electroluminescence (EL) display devices in order to realize image display and / or enhance the performance of the image display.
- the polarizing plate may be required to be curved depending on the intended use. Curved surface processing typically includes forming a polarizing plate into a predetermined shape in a high temperature environment.
- the curved polarizing plate has a problem that display unevenness and / or color loss is likely to occur when applied to an image display device.
- the present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and its main purpose is to suppress display unevenness and color loss when applied to an image display device even though it is curved. It is an object of the present invention to provide a polarizing plate and a simple method for producing the same.
- the polarizing plate according to the embodiment of the present invention includes a polarizing element and a protective layer arranged on at least one of the polarizing elements, is curved, and is 40 ° C. to 65 ° C. and 85% RH to 95% after the curved surface processing.
- Ts R -Ts 0 ⁇ Ts ⁇ + 1.5 (%)
- PR ⁇ P 0 ⁇ P ⁇ ⁇ 1.5 (%) -2.0 (nm)
- Re R -Re 0 ⁇ Re ⁇ + 2.0 (nm)
- Ts 0 is the single transmittance before the curved surface processing
- Ts R is the single transmittance after the humidification treatment
- P 0 is the degree of polarization before the curved surface processing
- PR is the degree of polarization after the humidification treatment
- Re 0 is the in-plane phase difference before the curved surface processing
- Re R is the in-plane phase difference after the humidification treatment.
- the polarizing plate defines an area in which the curved surface processed portion is divided into nine in a grid pattern, and the difference between the maximum value and the minimum value of the nine Re Rs measured in each area is 3.0 nm. It is as follows. According to another aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a curved polarizing plate. This manufacturing method prepares a polarizing plate including a polarizing element and a protective layer arranged on at least one of the polarizing elements; the polarizing plate is heated and curved with a mold having a predetermined curved shape. ; And, the curved polarizing plate is humidified for 40 minutes or more in an environment of 40 ° C. to 65 ° C. and 85% RH to 95% RH; In one embodiment, the heating temperature in the curved surface processing is 100 ° C. or higher.
- the curved polarizing plate by subjecting the curved polarizing plate to a predetermined humidification treatment, it is possible to realize a polarizing plate capable of suppressing display unevenness and color loss when applied to an image display device. ..
- FIG. 3 (a) to 3 (c) are schematic views illustrating an example of a method for manufacturing a curved polarizing plate according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 1 is a schematic perspective view of a polarizing plate according to one embodiment of the present invention
- FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the polarizing plate of FIG.
- the polarizing plate 100 in the illustrated example is curved.
- the polarizing plate is a polarizing plate whose characteristics (typically, optical characteristics, chemical characteristics, mechanical characteristics) have once deteriorated due to curved surface processing (that is, in a high temperature environment).
- the characteristics can be restored by subjecting the polarizing plate whose characteristics have once deteriorated to the humidification treatment described later.
- the curved surface processing temperature may be, for example, 100 ° C. or higher, 120 ° C. or higher, 140 ° C. or higher, or 160 ° C. or higher.
- the upper limit of the curved surface processing temperature may be, for example, 200 ° C.
- the curved surface processing time can be, for example, 15 seconds to 5 minutes.
- any appropriate shape according to the purpose can be adopted.
- the curved surface processing shape include a dome shape and a semi-cylindrical shape as shown in FIG.
- Examples of such a curved polarizing plate include a polarizing plate applied to a curved image display device.
- the curved image display device include virtual reality (VR) goggles and digital signage provided on a curved wall surface or pillar.
- VR virtual reality
- the polarizing plate in the illustrated example is convex on the viewing side, the polarizing plate may be convex on the side opposite to the viewing side depending on the purpose.
- the polarizing plate 100 typically includes a polarizing element 10 and a protective layer 20 arranged on one side (visual side in the illustrated example) and a protective layer 30 arranged on the other side. include. Depending on the purpose, either the protective layer 20 or the protective layer 30 may be omitted. In the present specification, the protective layer 20 may be referred to as a visible side protective layer, and the protective layer 30 may be referred to as an inner protective layer.
- the polarizing plate is typically humidified (substantially heated / humidified) after curved surface processing.
- a heating / humidifying treatment by subjecting the curved polarizing plate to a heating / humidifying treatment, the optical characteristics of the polarizing plate (substantially, a polarizing element) are restored, and the polarizing plate is applied to an image display device. If this is the case, display unevenness and color loss can be suppressed.
- the effect of such heating / humidifying treatment is an unexpectedly excellent effect.
- the details are as follows.
- the heating / humidifying treatment is usually performed as a durability test of the polarizing plate.
- the heating / humidifying treatment in the embodiment of the present invention is performed based on the technical idea in the opposite direction to the technical common sense in the art, and the effect is an unexpectedly excellent effect.
- the heating temperature in the heating / humidifying treatment is preferably 40 ° C. to 65 ° C., more preferably 55 ° C. to 65 ° C., further preferably 57 ° C. to 63 ° C., and particularly preferably 58 ° C. to 62 ° C. Yes, especially preferably about 60 ° C. If the heating temperature is too high or too low, the characteristics may not be fully restored.
- the humidity in the heating / humidifying treatment is preferably 85% RH to 95% RH, more preferably 87% RH to 93% RH, still more preferably 88% RH to 92% RH, and particularly preferably about. 90% RH. If the humidity is too high or too low, the characteristics may not be fully restored.
- the treatment time is preferably 40 minutes or more, more preferably 50 minutes or more, still more preferably 1 hour or more, and particularly preferably 2 hours or more.
- the upper limit of the processing time can be, for example, 5 hours. If the processing time is too short, the characteristics may not be fully restored. On the other hand, an excessively long treatment time may not be efficient because the effect obtained is substantially the same even if the treatment time is excessively long.
- Ts 0 is the single transmittance before the curved surface processing
- Ts R is the single transmittance after the humidification treatment
- P 0 is the degree of polarization before the curved surface processing
- PR is the degree of polarization after the humidification treatment.
- Re 0 is the in-plane phase difference before the curved surface processing
- Re R is the in-plane phase difference after the humidification treatment.
- the polarizing plate can suppress display unevenness and color loss when the polarizing plate is applied to an image display device.
- ⁇ Ts is preferably ⁇ 2.0% to + 1.5%, more preferably ⁇ 1.8% to + 1.3%, and even more preferably ⁇ 1.5% to + 1.0%.
- ⁇ P is preferably ⁇ 1.2% or more, more preferably ⁇ 1.0% or more, and further preferably ⁇ 0.8% to 0.0%.
- ⁇ Re is preferably ⁇ 1.0 nm to +2.0 nm, and more preferably ⁇ 0.8 nm to +1.8 nm.
- Re R and Re 0 are in-plane phase differences of the entire polarizing plate, respectively, and are corrected so as to eliminate the influence of the polarizing element after measuring the entire polarizing plate.
- nx is the refractive index in the direction in which the in-plane refractive index is maximized (that is, the slow phase axis direction), and ny is the refractive index in the in-plane direction orthogonal to the slow phase axis (that is, the phase advance axis direction).
- the measurement wavelengths of Re R and Re 0 can be, for example, 550 nm.
- the polarizing plate defines an area in which the curved surface processed portion is divided into nine in a grid pattern, and the difference between the maximum value and the minimum value of the nine Re Rs measured in each area (hereinafter, phase difference). It may be referred to as variation), but it is preferably 3.0 nm or less, more preferably 2.5 nm or less, and further preferably 2.0 nm or less. The smaller the phase difference variation is, the more preferable it is, and the lower limit thereof is ideally zero, for example, 0.1 nm.
- the splitter is typically composed of a resin film containing a dichroic substance (eg, iodine, a dichroic dye).
- a dichroic substance eg, iodine, a dichroic dye
- the resin film any suitable resin film that can be used as a polarizing element can be adopted.
- the resin film is typically a polyvinyl alcohol-based resin (hereinafter referred to as “PVA-based resin”) film.
- the resin film may be a single-layer resin film or a laminated body having two or more layers.
- the polarizing element composed of a single-layer resin film include those obtained by subjecting a PVA-based resin film to a dyeing treatment with iodine and a stretching treatment (typically, uniaxial stretching).
- the dyeing with iodine is performed, for example, by immersing a PVA-based film in an aqueous iodine solution.
- the draw ratio of the uniaxial stretching is preferably 3 to 7 times.
- the stretching may be performed after the dyeing treatment or may be performed while dyeing. Further, it may be dyed after being stretched.
- the PVA-based resin film is subjected to a swelling treatment, a crosslinking treatment, a cleaning treatment, a drying treatment and the like.
- the polarizing element obtained by using the laminate include a laminate of a resin base material and a PVA-based resin layer (PVA-based resin film) laminated on the resin base material, or a resin base material and the resin.
- Examples thereof include a polarizing element obtained by using a laminate with a PVA-based resin layer coated and formed on a base material.
- the ligand obtained by using the laminate of the resin base material and the PVA-based resin layer coated and formed on the resin base material is, for example, a resin base material obtained by applying a PVA-based resin solution to the resin base material and drying the resin base material.
- a PVA-based resin layer is formed on top of the PVA-based resin layer to obtain a laminate of a resin base material and a PVA-based resin layer; obtain.
- a polyvinyl alcohol-based resin layer containing a halide and a polyvinyl alcohol-based resin is preferably formed on one side of the resin base material.
- Stretching typically involves immersing the laminate in an aqueous boric acid solution for stretching. Further, stretching may further comprise, if necessary, stretching the laminate in the air at a high temperature (eg, 95 ° C. or higher) prior to stretching in boric acid aqueous solution.
- the laminate is subjected to a drying shrinkage treatment in which the laminate is shrunk by 2% or more in the width direction by heating while being conveyed in the longitudinal direction.
- the production method of the present embodiment includes subjecting the laminate to an aerial auxiliary stretching treatment, a dyeing treatment, an underwater stretching treatment, and a drying shrinkage treatment in this order.
- the disorder of the orientation of the polyvinyl alcohol molecule and the decrease in the orientation can be suppressed as compared with the case where the PVA-based resin layer does not contain a halide.
- This makes it possible to improve the optical characteristics of the polarizing element obtained through a treatment step of immersing the laminate in a liquid, such as a dyeing treatment and a stretching treatment in water. Further, the optical characteristics can be improved by shrinking the laminated body in the width direction by the drying shrinkage treatment.
- the obtained resin base material / polarizing element laminate may be used as it is (that is, the resin base material may be used as a protective layer for the polarizing element), and the resin base material is peeled off from the resin base material / polarizing element laminate. Then, an arbitrary appropriate protective layer according to the purpose may be laminated on the peeled surface and used. Details of the method for producing such a polarizing element are described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-73580 and Japanese Patent No. 6470455. The entire description of these publications is incorporated herein by reference.
- the thickness of the splitter any appropriate thickness can be adopted depending on the purpose.
- the thickness of the splitter is, for example, 35 ⁇ m or less, preferably 20 ⁇ m or less, more preferably 15 ⁇ m or less, still more preferably 12 ⁇ m or less, particularly preferably 10 ⁇ m or less, still more preferably 8 ⁇ m or less. It is particularly preferably 6 ⁇ m or less, and most preferably 5 ⁇ m or less.
- the lower limit of the thickness of the splitter is preferably 2 ⁇ m, more preferably 1 ⁇ m.
- the initial degree of polarization (degree of polarization before curved surface processing) P 0 of the polarizing element is preferably 97.0% or more, more preferably 99.0% or more, and further preferably 99.9% or more.
- the initial single transmittance (single transmittance before curved surface processing) Ts 0 of the polarizing element is preferably 40.0% to 46.0%, more preferably 41.0% to 43.5%.
- the visible side protective layer and the inner protective layer are each formed of any suitable film that can be used as a protective layer for the stator.
- suitable film include cellulosic resins such as triacetylcellulose (TAC), polyesters, polyvinyl alcohols, polycarbonates, polyamides, polyimides, polyethersulfones, and polysulfones.
- TAC triacetylcellulose
- polyesters polyvinyl alcohols
- polycarbonates polyamides
- polyimides polyethersulfones
- polysulfones polyester-based, polycarbonate-based, polyolefin-based, (meth) acrylic-based, acetate-based transparent resins and the like.
- thermosetting resins such as (meth) acrylic, urethane, (meth) acrylic urethane, epoxy, and silicone, or ultraviolet curable resins can also be mentioned.
- glassy polymers such as siloxane-based polymers can also be mentioned.
- the polymer film described in JP-A-2001-343529 (WO01 / 37007) can also be used.
- a resin composition containing a thermoplastic resin having a substituted or unsubstituted imide group in the side chain and a thermoplastic resin having a substituted or unsubstituted phenyl group and a nitrile group in the side chain.
- the polymer film can be, for example, an extruded product of the above resin composition.
- the inner protective layer is preferably optically isotropic.
- optically isotropic means that the in-plane phase difference Re (550) (before curved surface processing) is 0 nm to 10 nm, and the phase difference Rth (550) in the thickness direction is -10 nm to. It means that it is +10 nm.
- Rth ( ⁇ ) is a phase difference in the thickness direction measured with light having a wavelength of ⁇ nm at 23 ° C.
- Rth (550) is a phase difference in the thickness direction measured with light having a wavelength of 550 nm at 23 ° C.
- the visible side protective layer is subjected to surface treatment such as hard coat treatment, antireflection treatment, sticking prevention treatment, and antiglare treatment, if necessary. May be good. Further / or, if necessary, the visual-viewing side protective layer is provided with a process for improving visibility when visually recognizing through polarized sunglasses (typically, a (elliptical) circular polarization function is imparted, and an ultra-high level is provided. (Giving a phase difference) may be applied.
- surface treatment such as hard coat treatment, antireflection treatment, sticking prevention treatment, and antiglare treatment. May be good.
- the visual-viewing side protective layer is provided with a process for improving visibility when visually recognizing through polarized sunglasses (typically, a (elliptical) circular polarization function is imparted, and an ultra-high level is provided. (Giving a phase difference) may be applied.
- the thickness of the protective layer is, for example, 10 ⁇ m to 90 ⁇ m, preferably 20 ⁇ m to 80 ⁇ m, more preferably 20 ⁇ m to 60 ⁇ m, and further preferably 20 ⁇ m to 40 ⁇ m.
- the thickness of the protective layer is the thickness including the thickness of the surface treatment layer. It was
- the polarizing plate according to the above item A is typically a polarizing plate whose characteristics have been restored by a humidification treatment after processing a curved surface. Therefore, the embodiment of the present invention also includes a method for manufacturing a polarizing plate including curved surface processing and humidification treatment.
- 3 (a) to 3 (c) are schematic views illustrating an example of a method for manufacturing a curved polarizing plate according to an embodiment of the present invention.
- a polarizing plate 100' including a polarizing element and a protective layer arranged on at least one of the polarizing elements is prepared.
- a mold 200 having a predetermined curved shape (dome shape in the illustrated example) is also prepared.
- the polarizing plate 100' is attached to the mold 200.
- the bonding of the polarizing plate 100'to the mold 200 can be performed by any suitable method.
- the polarizing plate 100' is attached to the mold 200 via, for example, an adhesive.
- the polarizing plate is heated with the polarizing plate 100'attached to the mold 200, and the polarizing plate is curved (molded).
- the polarizing plate 100' is placed on the mold 200 and heated to the curved surface processing temperature in a vacuum state, and after reaching the curved surface processing temperature, the system is opened and the curved surface is air pressure (atmospheric pressure). Process (mold).
- the curved surface processing temperature is as described in Section A above.
- the curved polarizing plate is humidified.
- the humidification treatment may be performed with the polarizing plate attached to the mold, or may be performed after the polarizing plate is removed from the mold as shown in FIG. 3 (c).
- the conditions for the humidification treatment are as described in Section A above. In this way, the curved polarizing plate 100 can be obtained.
- Ts, Tp and Tc are Y values measured by the JIS Z8701 two-degree visual field (C light source) and corrected for luminosity factor.
- the single transmittance before curved surface processing was Ts 0
- the single transmittance after curved surface processing was Ts R
- the degree of polarization before curved surface processing was P 0
- the degree of polarization after curved surface processing was PR .
- the measurement of the curved polarizing plate was performed as follows: The area divided into 9 in a grid pattern except for the lower end of the dome-shaped polarizing plate was defined (one area size: 15 mm ⁇ 15 mm). The measurement was performed for each area, and the maximum value was Ts R for the single transmittance and the minimum value was PR for the degree of polarization. In addition, the measurement was performed by fixing a dome-shaped polarizing plate with a sample holder and positioning each area so that the measurement could be performed accurately. The Ts and P of the polarizing plate are substantially dominated by the characteristics of the substituent.
- the in-plane phase difference before curved surface processing and after curved surface processing into a dome shape was measured. Specifically, the in-plane phase difference was measured for each polarizing plate using a phase difference measuring device (product name "KOBRA-WPR") manufactured by Oji Measuring Instruments Co., Ltd. The measurement wavelength of the in-plane phase difference was 550 nm, and the measurement temperature was 23 ° C. The measurement of the curved polarizing plate was performed in the same manner as in (1) above. In order to improve the measurement accuracy, the measurement was performed with the ⁇ / 4 plate stacked on each polarizing plate.
- a phase difference measuring device product name "KOBRA-WPR” manufactured by Oji Measuring Instruments Co., Ltd.
- the measurement wavelength of the in-plane phase difference was 550 nm
- the measurement temperature was 23 ° C.
- the measurement of the curved polarizing plate was performed in the same manner as in (1) above. In order to improve the measurement accuracy, the measurement was performed with
- the ⁇ / 4 plate was superposed on the polarizing plate so that its slow axis was at an angle of 45 ° with respect to the absorption axis of the substituent.
- the in-plane phase difference before curved surface processing was Re 0
- the in-plane phase difference after curved surface processing was Re R.
- (3) Appearance The appearance of the curved polarizing plate obtained in Examples and Comparative Examples when placed in the state of a standard polarizing plate and cross Nicol was visually observed and evaluated according to the following criteria. ⁇ : Neither unevenness nor color loss was observed. ⁇ : Unevenness was observed. ⁇ : Color loss was observed.
- a thermoplastic resin base material an amorphous isophthal copolymer polyethylene terephthalate film (thickness: 100 ⁇ m) having a long shape and a Tg of about 75 ° C. was used, and one side of the resin base material was treated with corona. Was given. 100 parts by weight of PVA-based resin in which polyvinyl alcohol (polymerization degree 4200, saponification degree 99.2 mol%) and acetacetyl-modified PVA (manufactured by Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd., trade name "Gosefimer”) are mixed at a ratio of 9: 1.
- a PVA aqueous solution (coating solution) was prepared by dissolving 13 parts by weight of potassium iodide in water.
- the PVA aqueous solution was applied to the corona-treated surface of the resin base material and dried at 60 ° C. to form a PVA-based resin layer having a thickness of 13 ⁇ m, and a laminate was prepared.
- the obtained laminate was uniaxially stretched 2.4 times in the vertical direction (longitudinal direction) in an oven at 130 ° C. (aerial auxiliary stretching treatment). Next, the laminate was immersed in an insolubilizing bath at a liquid temperature of 40 ° C.
- boric acid aqueous solution obtained by blending 3 parts by weight of potassium iodide and 5 parts by weight of boric acid with respect to 100 parts by weight of water
- a boric acid aqueous solution obtained by blending 3 parts by weight of potassium iodide and 5 parts by weight of boric acid with respect to 100 parts by weight of water
- a boric acid aqueous solution boric acid concentration 4% by weight, potassium iodide concentration 5% by weight
- Uniaxial stretching was performed so that the stretching ratio was 5.5 times (underwater stretching treatment).
- the laminate was immersed in a washing bath having a liquid temperature of 20 ° C.
- the obtained polarizing plate was punched into a single-wafer shape and curved (molded) into dome shapes having radiuses of curvature of 48 mm, 65 mm and 105 mm, respectively. Specifically, the punched polarizing plate is placed on a dome-shaped mold having each radius of curvature and heated to 100 ° C. in a vacuum state, and after reaching the system, the system is opened and a curved surface is formed by air pressure (atmospheric pressure). Processed (molded). The actual processing time (pressurization time) was 150 seconds. Next, the curved polarizing plate was put into a chamber set at 65 ° C. and 95% RH for 2 hours, and heated and humidified. In this way, a curved polarizing plate was obtained. The obtained polarizing plate was used for the evaluation of (1) to (3) above. The results are shown in Table 1.
- a triacetyl cellulose (TAC) film (thickness 47 ⁇ m) was attached to one surface of the obtained polarizing element as a visible side protective layer, and an acrylic resin film (thickness 30 ⁇ m) was attached to the other surface as an inner protective layer.
- TAC triacetyl cellulose
- Example 1 The following procedure was the same as in Example 1 to obtain a polarizing plate with a curved surface.
- the obtained polarizing plate was subjected to the same evaluation as in Example 1. The results are shown in Table 1.
- Examples 3 and 4> A curved polarizing plate was obtained in the same manner as in Example 1 except that the polarizing plate having the configuration shown in Table 1 was used. The obtained polarizing plate was subjected to the same evaluation as in Example 1. The results are shown in Table 1.
- Example 1 A polarizing plate with a curved surface was obtained in the same manner as in Example 2 except that the heating / humidifying treatment was not performed. The obtained polarizing plate was subjected to the same evaluation as in Example 1. The results are shown in Table 1.
- the characteristics of the polarizing plate deteriorated by the curved surface processing can be restored by the heating / humidifying treatment. More specifically, as is clear from comparing Example 2 and Comparative Example 1, Example 3 and Comparative Example 2, and Example 4 and Comparative Example 3, the polarizing plate of the example was deteriorated by curved surface processing. The single transmittance and the degree of polarization have been dramatically restored by the heating and humidifying treatment. It can be seen that the polarizing plate of such an embodiment suppresses unevenness and color loss in the cross Nicol state (corresponding to the black display of the image display device).
- the polarizing plate according to the embodiment of the present invention can be suitably used for an image display device having a curved surface (for example, a curved image display device).
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Abstract
曲面加工されているにもかかわらず、画像表示装置に適用した場合に表示ムラおよび色抜けが抑制され得る偏光板が提供される。本発明の実施形態による偏光板は、偏光子と偏光子の少なくとも一方に配置された保護層とを含み、曲面加工され、かつ、曲面加工後に40℃~65℃および85%RH~95%RHの環境下で40分以上加湿処理されており、下記の関係を満足する: TsR-Ts0=ΔTs≦+1.5(%) PR-P0=ΔP≧-1.5(%) -2.0(nm)≦ReR-Re0=ΔRe≦+2.0(nm) ここで、Ts0は曲面加工前の単体透過率であり、TsRは加湿処理後の単体透過率であり;P0は曲面加工前の偏光度であり、PRは加湿処理後の偏光度であり;Re0は曲面加工前の面内位相差であり、ReRは加湿処理後の面内位相差である。
Description
本発明は、曲面加工された偏光板およびその製造方法に関する。
液晶表示装置、有機エレクトロルミネセンス(EL)表示装置等の画像表示装置には、画像表示を実現し、および/または当該画像表示の性能を高めるために、偏光板が広く使用されている。偏光板は、用途に応じて曲面加工が求められる場合がある。曲面加工は、代表的には、偏光板を高温環境下で所定形状に成形することを含む。しかし、曲面加工した偏光板は、画像表示装置に適用した場合に表示ムラおよび/または色抜けが発生しやすいという問題がある。
本発明は上記従来の課題を解決するためになされたものであり、その主たる目的は、曲面加工されているにもかかわらず、画像表示装置に適用した場合に表示ムラおよび色抜けが抑制され得る偏光板およびその簡便な製造方法を提供することにある。
本発明の実施形態による偏光板は、偏光子と該偏光子の少なくとも一方に配置された保護層とを含み、曲面加工され、かつ、曲面加工後に40℃~65℃および85%RH~95%RHの環境下で40分以上加湿処理されており、下記の関係を満足する:
TsR-Ts0=ΔTs≦+1.5(%)
PR-P0=ΔP≧-1.5(%)
-2.0(nm)≦ReR-Re0=ΔRe≦+2.0(nm)
ここで、Ts0は曲面加工前の単体透過率であり、TsRは加湿処理後の単体透過率であり;P0は曲面加工前の偏光度であり、PRは加湿処理後の偏光度であり;Re0は曲面加工前の面内位相差であり、ReRは加湿処理後の面内位相差である。
1つの実施形態においては、上記偏光板は、曲面加工部分を格子状に9分割した区域を規定し、それぞれの区域で測定した9つのReRの最大値と最小値との差が3.0nm以下である。
本発明の別の局面によれば、曲面加工された偏光板の製造方法が提供される。この製造方法は、偏光子と該偏光子の少なくとも一方に配置された保護層とを含む偏光板を準備すること;該偏光板を、所定の局面形状を有する型とともに加熱して曲面加工すること;および、該曲面加工された偏光板を、40℃~65℃および85%RH~95%RHの環境下で40分以上加湿処理すること;を含む。
1つの実施形態においては、上記曲面加工における加熱温度は100℃以上である。
TsR-Ts0=ΔTs≦+1.5(%)
PR-P0=ΔP≧-1.5(%)
-2.0(nm)≦ReR-Re0=ΔRe≦+2.0(nm)
ここで、Ts0は曲面加工前の単体透過率であり、TsRは加湿処理後の単体透過率であり;P0は曲面加工前の偏光度であり、PRは加湿処理後の偏光度であり;Re0は曲面加工前の面内位相差であり、ReRは加湿処理後の面内位相差である。
1つの実施形態においては、上記偏光板は、曲面加工部分を格子状に9分割した区域を規定し、それぞれの区域で測定した9つのReRの最大値と最小値との差が3.0nm以下である。
本発明の別の局面によれば、曲面加工された偏光板の製造方法が提供される。この製造方法は、偏光子と該偏光子の少なくとも一方に配置された保護層とを含む偏光板を準備すること;該偏光板を、所定の局面形状を有する型とともに加熱して曲面加工すること;および、該曲面加工された偏光板を、40℃~65℃および85%RH~95%RHの環境下で40分以上加湿処理すること;を含む。
1つの実施形態においては、上記曲面加工における加熱温度は100℃以上である。
本発明の実施形態によれば、曲面加工された偏光板を所定の加湿処理に供することにより、画像表示装置に適用した場合に表示ムラおよび色抜けが抑制され得る偏光板を実現することができる。
以下、図面を参照して本発明の代表的な実施形態について説明するが、本発明はこれらの実施形態には限定されない。なお、図面は見やすくするための模式的に描かれており、形状、厚み、曲率半径等は実際とは異なっており、また、図面間でも異なっている。
A.偏光板
A-1.偏光板の全体構成
図1は、本発明の1つの実施形態による偏光板の概略斜視図であり;図2は、図1の偏光板の概略断面図である。図示例の偏光板100は、曲面加工されている。言い換えれば、偏光板は、曲面加工により(すなわち、高温環境下で)特性(代表的には、光学特性、化学特性、機械的特性)が一旦劣化した偏光板である。本発明の実施形態によれば、特性が一旦劣化した偏光板を後述の加湿処理に供することにより、当該特性を回復させることができる。その結果、曲面加工後の偏光板を画像表示装置に適用した場合に、表示ムラおよび色抜けが抑制され得る。曲面加工温度は、例えば100℃以上であってもよく、また例えば120℃以上であってもよく、また例えば140℃以上であってもよく、また例えば160℃以上であってもよい。曲面加工温度の上限は、例えば200℃であり得る。曲面加工時間は、例えば15秒~5分であり得る。
A-1.偏光板の全体構成
図1は、本発明の1つの実施形態による偏光板の概略斜視図であり;図2は、図1の偏光板の概略断面図である。図示例の偏光板100は、曲面加工されている。言い換えれば、偏光板は、曲面加工により(すなわち、高温環境下で)特性(代表的には、光学特性、化学特性、機械的特性)が一旦劣化した偏光板である。本発明の実施形態によれば、特性が一旦劣化した偏光板を後述の加湿処理に供することにより、当該特性を回復させることができる。その結果、曲面加工後の偏光板を画像表示装置に適用した場合に、表示ムラおよび色抜けが抑制され得る。曲面加工温度は、例えば100℃以上であってもよく、また例えば120℃以上であってもよく、また例えば140℃以上であってもよく、また例えば160℃以上であってもよい。曲面加工温度の上限は、例えば200℃であり得る。曲面加工時間は、例えば15秒~5分であり得る。
曲面加工の形状としては、目的に応じた任意の適切な形状が採用され得る。曲面加工の形状の具体例としては、図1のようなドーム形状、かまぼこ状が挙げられる。このような曲面加工された偏光板としては、例えば、湾曲した画像表示装置に適用される偏光板が挙げられる。湾曲した画像表示装置としては、例えば、ヴァーチャルリアリティ(VR)ゴーグル、湾曲した壁面や柱に設けられるデジタルサイネージが挙げられる。なお、図示例の偏光板は視認側に凸となっているが、偏光板は目的に応じて視認側と反対側に凸であってもよい。
偏光板100は、代表的には、偏光子10と偏光子の一方の側(図示例では視認側)に配置された保護層20と、もう一方の側に配置された保護層30と、を含む。目的に応じて、保護層20または保護層30のいずれかは省略されてもよい。なお、本明細書においては、保護層20を視認側保護層、保護層30を内側保護層と称する場合がある。
本発明の実施形態においては、偏光板は、代表的には、曲面加工後に加湿処理(実質的には、加熱・加湿処理)されている。本発明の実施形態においては、曲面加工された偏光板を加熱・加湿処理に供することにより、偏光板(実質的には、偏光子)の光学特性が回復し、偏光板を画像表示装置に適用した場合に、表示ムラおよび色抜けが抑制され得る。このような加熱・加湿処理による効果は、予期せぬ優れた効果である。詳細は以下のとおりである。加熱・加湿処理は、通常、偏光板の耐久性試験として行われる。通常の位偏光板を加熱・加湿処理に供するということは、偏光板の光学特性が劣化する(劣化度合いを耐久性の指標とする)ことが前提となっている。言い換えれば、加熱・加湿処理により偏光板の光学特性が劣化することは、当業界の技術常識である。一方、本発明者らは、高温環境下で(例えば、曲面加工により)特性が一旦劣化した偏光板を加熱・加湿処理に供することにより、当該劣化した特性を回復させることができることを見出した。すなわち、本発明の実施形態における加熱・加湿処理は当業界の技術常識と逆方向の技術的思想に基づいてなされたものであり、その効果は予期せぬ優れた効果である。加熱・加湿処理における加熱温度は、好ましくは40℃~65℃であり、より好ましくは55℃~65℃であり、さらに好ましくは57℃~63℃であり、特に好ましくは58℃~62℃であり、とりわけ好ましくは約60℃である。加熱温度が高すぎても低すぎても、特性を十分に回復させることができない場合がある。加熱・加湿処理における湿度は、好ましくは85%RH~95%RHであり、より好ましくは87%RH~93%RHであり、さらに好ましくは88%RH~92%RHであり、特に好ましくは約90%RHである。湿度が高すぎても低すぎても、特性を十分に回復させることができない場合がある。処理時間は、好ましくは40分以上であり、より好ましくは50分以上であり、さらに好ましくは1時間以上であり、特に好ましくは2時間以上である。処理時間の上限は、例えば5時間であり得る。処理時間が短すぎると、特性を十分に回復させることができない場合がある。一方、処理時間を過剰に長くしても得られる効果は実質的に変わらないので、過剰に長い処理時間は効率的ではない場合がある。
本発明の実施形態においては、偏光板は下記の関係を満足する:
TsR-Ts0=ΔTs≦+1.5(%)
PR-P0=ΔP≧-1.5(%)
-2.0(nm)≦ReR-Re0=ΔRe≦+2.0(nm)
ここで、Ts0は曲面加工前の単体透過率であり、TsRは加湿処理後の単体透過率であり;P0は曲面加工前の偏光度であり、PRは加湿処理後の偏光度であり;Re0は曲面加工前の面内位相差であり、ReRは加湿処理後の面内位相差である。偏光板がこのような関係を満足することにより、偏光板を画像表示装置に適用した場合に、表示ムラおよび色抜けが抑制され得る。ΔTsは、好ましくは-2.0%~+1.5%であり、より好ましくは-1.8%~+1.3%であり、さらに好ましくは-1.5%~+1.0%である。ΔPは、好ましくは-1.2%以上であり、より好ましくは-1.0%以上であり、さらに好ましくは-0.8%~0.0%である。ΔReは、好ましくは-1.0nm~+2.0nmであり、より好ましくは-0.8nm~+1.8nmである。このように、本発明の実施形態によれば、曲面加工で一旦劣化した偏光板の光学特性を、曲面加工前と同等程度まで回復させることができる。その結果、偏光板は曲面加工されているにもかかわらず、画像表示装置に適用した場合に、表示ムラおよび色抜けが抑制され得る。なお、ReRおよびRe0はそれぞれ、偏光板全体としての面内位相差であり、偏光板全体について測定した後、偏光子の影響を排除するよう補正されたものである。Reは、フィルムの厚みをd(nm)としたとき、式:Re=(nx-ny)×dによって求められる。nxは面内の屈折率が最大になる方向(すなわち、遅相軸方向)の屈折率であり、nyは面内で遅相軸と直交する方向(すなわち、進相軸方向)の屈折率である。ReRおよびRe0の測定波長は例えば550nmであり得る。
TsR-Ts0=ΔTs≦+1.5(%)
PR-P0=ΔP≧-1.5(%)
-2.0(nm)≦ReR-Re0=ΔRe≦+2.0(nm)
ここで、Ts0は曲面加工前の単体透過率であり、TsRは加湿処理後の単体透過率であり;P0は曲面加工前の偏光度であり、PRは加湿処理後の偏光度であり;Re0は曲面加工前の面内位相差であり、ReRは加湿処理後の面内位相差である。偏光板がこのような関係を満足することにより、偏光板を画像表示装置に適用した場合に、表示ムラおよび色抜けが抑制され得る。ΔTsは、好ましくは-2.0%~+1.5%であり、より好ましくは-1.8%~+1.3%であり、さらに好ましくは-1.5%~+1.0%である。ΔPは、好ましくは-1.2%以上であり、より好ましくは-1.0%以上であり、さらに好ましくは-0.8%~0.0%である。ΔReは、好ましくは-1.0nm~+2.0nmであり、より好ましくは-0.8nm~+1.8nmである。このように、本発明の実施形態によれば、曲面加工で一旦劣化した偏光板の光学特性を、曲面加工前と同等程度まで回復させることができる。その結果、偏光板は曲面加工されているにもかかわらず、画像表示装置に適用した場合に、表示ムラおよび色抜けが抑制され得る。なお、ReRおよびRe0はそれぞれ、偏光板全体としての面内位相差であり、偏光板全体について測定した後、偏光子の影響を排除するよう補正されたものである。Reは、フィルムの厚みをd(nm)としたとき、式:Re=(nx-ny)×dによって求められる。nxは面内の屈折率が最大になる方向(すなわち、遅相軸方向)の屈折率であり、nyは面内で遅相軸と直交する方向(すなわち、進相軸方向)の屈折率である。ReRおよびRe0の測定波長は例えば550nmであり得る。
1つの実施形態においては、偏光板は、曲面加工部分を格子状に9分割した区域を規定し、それぞれの区域で測定した9つのReRの最大値と最小値との差(以下、位相差ばらつきと称する場合がある)が、好ましくは3.0nm以下であり、より好ましくは2.5nm以下であり、さらに好ましくは2.0nm以下である。位相差ばらつきは小さいほど好ましく、その下限は理想的にはゼロであり、例えば0.1nmであり得る。
以下、偏光子および保護層について具体的に説明する。
A-2.偏光子
偏光子は、代表的には、二色性物質(例えば、ヨウ素、二色性染料)を含む樹脂フィルムで構成される。樹脂フィルムとしては、偏光子として用いられ得る任意の適切な樹脂フィルムを採用することができる。樹脂フィルムは、代表的には、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。樹脂フィルムは、単層の樹脂フィルムであってもよく、二層以上の積層体であってもよい。
偏光子は、代表的には、二色性物質(例えば、ヨウ素、二色性染料)を含む樹脂フィルムで構成される。樹脂フィルムとしては、偏光子として用いられ得る任意の適切な樹脂フィルムを採用することができる。樹脂フィルムは、代表的には、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。樹脂フィルムは、単層の樹脂フィルムであってもよく、二層以上の積層体であってもよい。
単層の樹脂フィルムから構成される偏光子の具体例としては、PVA系樹脂フィルムにヨウ素による染色処理および延伸処理(代表的には、一軸延伸)が施されたものが挙げられる。上記ヨウ素による染色は、例えば、PVA系フィルムをヨウ素水溶液に浸漬することにより行われる。上記一軸延伸の延伸倍率は、好ましくは3~7倍である。延伸は、染色処理後に行ってもよいし、染色しながら行ってもよい。また、延伸してから染色してもよい。必要に応じて、PVA系樹脂フィルムに、膨潤処理、架橋処理、洗浄処理、乾燥処理等が施される。例えば、染色の前にPVA系樹脂フィルムを水に浸漬して水洗することで、PVA系フィルム表面の汚れやブロッキング防止剤を洗浄することができるだけでなく、PVA系樹脂フィルムを膨潤させて染色ムラなどを防止することができる。
積層体を用いて得られる偏光子の具体例としては、樹脂基材と当該樹脂基材に積層されたPVA系樹脂層(PVA系樹脂フィルム)との積層体、あるいは、樹脂基材と当該樹脂基材に塗布形成されたPVA系樹脂層との積層体を用いて得られる偏光子が挙げられる。樹脂基材と当該樹脂基材に塗布形成されたPVA系樹脂層との積層体を用いて得られる偏光子は、例えば、PVA系樹脂溶液を樹脂基材に塗布し、乾燥させて樹脂基材上にPVA系樹脂層を形成して、樹脂基材とPVA系樹脂層との積層体を得ること;当該積層体を延伸および染色してPVA系樹脂層を偏光子とすること;により作製され得る。本実施形態においては、好ましくは、樹脂基材の片側に、ハロゲン化物とポリビニルアルコール系樹脂とを含むポリビニルアルコール系樹脂層を形成する。延伸は、代表的には積層体をホウ酸水溶液中に浸漬させて延伸することを含む。さらに、延伸は、必要に応じて、ホウ酸水溶液中での延伸の前に積層体を高温(例えば、95℃以上)で空中延伸することをさらに含み得る。加えて、本実施形態においては、好ましくは、積層体は、長手方向に搬送しながら加熱することにより幅方向に2%以上収縮させる乾燥収縮処理に供される。代表的には、本実施形態の製造方法は、積層体に、空中補助延伸処理と染色処理と水中延伸処理と乾燥収縮処理とをこの順に施すことを含む。補助延伸を導入することにより、熱可塑性樹脂上にPVAを塗布する場合でも、PVAの結晶性を高めることが可能となり、高い光学特性を達成することが可能となる。また、同時にPVAの配向性を事前に高めることで、後の染色工程や延伸工程で水に浸漬された時に、PVAの配向性の低下や溶解などの問題を防止することができ、高い光学特性を達成することが可能になる。さらに、PVA系樹脂層を液体に浸漬した場合において、PVA系樹脂層がハロゲン化物を含まない場合に比べて、ポリビニルアルコール分子の配向の乱れ、および配向性の低下が抑制され得る。これにより、染色処理および水中延伸処理など、積層体を液体に浸漬して行う処理工程を経て得られる偏光子の光学特性を向上し得る。さらに、乾燥収縮処理により積層体を幅方向に収縮させることにより、光学特性を向上させることができる。得られた樹脂基材/偏光子の積層体はそのまま用いてもよく(すなわち、樹脂基材を偏光子の保護層としてもよく)、樹脂基材/偏光子の積層体から樹脂基材を剥離し、当該剥離面に目的に応じた任意の適切な保護層を積層して用いてもよい。このような偏光子の製造方法の詳細は、例えば特開2012-73580号公報、特許第6470455号に記載されている。これらの公報は、その全体の記載が本明細書に参考として援用される。
偏光子の厚みとしては、目的に応じて任意の適切な厚みが採用され得る。偏光子の厚みは、例えば35μm以下であり、好ましくは20μm以下であり、より好ましくは15μm以下であり、さらに好ましくは12μm以下であり、特に好ましくは10μm以下であり、さらに特に好ましくは8μm以下であり、とりわけ好ましくは6μm以下であり、最も好ましくは5μm以下である。偏光子の厚みの下限は、好ましくは2μmであり、より好ましくは1μmである。
偏光子の初期偏光度(曲面加工前の偏光度)P0は、好ましくは97.0%以上であり、より好ましくは99.0%以上であり、さらに好ましくは99.9%以上である。偏光子の初期単体透過率(曲面加工前の単体透過率)Ts0は、好ましくは40.0%~46.0%であり、より好ましくは41.0%~43.5%である。
A-3.保護層
視認側保護層および内側保護層はそれぞれ、偏光子の保護層として使用できる任意の適切なフィルムで形成される。当該フィルムの主成分となる材料の具体例としては、トリアセチルセルロース(TAC)等のセルロース系樹脂や、ポリエステル系、ポリビニルアルコール系、ポリカーボネート系、ポリアミド系、ポリイミド系、ポリエーテルスルホン系、ポリスルホン系、ポリスチレン系、ポリノルボルネン系、ポリオレフィン系、(メタ)アクリル系、アセテート系等の透明樹脂等が挙げられる。また、(メタ)アクリル系、ウレタン系、(メタ)アクリルウレタン系、エポキシ系、シリコーン系等の熱硬化型樹脂または紫外線硬化型樹脂等も挙げられる。この他にも、例えば、シロキサン系ポリマー等のガラス質系ポリマーも挙げられる。また、特開2001-343529号公報(WO01/37007)に記載のポリマーフィルムも使用できる。このフィルムの材料としては、例えば、側鎖に置換または非置換のイミド基を有する熱可塑性樹脂と、側鎖に置換または非置換のフェニル基ならびにニトリル基を有する熱可塑性樹脂を含有する樹脂組成物が使用でき、例えば、イソブテンとN-メチルマレイミドからなる交互共重合体と、アクリロニトリル・スチレン共重合体とを有する樹脂組成物が挙げられる。当該ポリマーフィルムは、例えば、上記樹脂組成物の押出成形物であり得る。
視認側保護層および内側保護層はそれぞれ、偏光子の保護層として使用できる任意の適切なフィルムで形成される。当該フィルムの主成分となる材料の具体例としては、トリアセチルセルロース(TAC)等のセルロース系樹脂や、ポリエステル系、ポリビニルアルコール系、ポリカーボネート系、ポリアミド系、ポリイミド系、ポリエーテルスルホン系、ポリスルホン系、ポリスチレン系、ポリノルボルネン系、ポリオレフィン系、(メタ)アクリル系、アセテート系等の透明樹脂等が挙げられる。また、(メタ)アクリル系、ウレタン系、(メタ)アクリルウレタン系、エポキシ系、シリコーン系等の熱硬化型樹脂または紫外線硬化型樹脂等も挙げられる。この他にも、例えば、シロキサン系ポリマー等のガラス質系ポリマーも挙げられる。また、特開2001-343529号公報(WO01/37007)に記載のポリマーフィルムも使用できる。このフィルムの材料としては、例えば、側鎖に置換または非置換のイミド基を有する熱可塑性樹脂と、側鎖に置換または非置換のフェニル基ならびにニトリル基を有する熱可塑性樹脂を含有する樹脂組成物が使用でき、例えば、イソブテンとN-メチルマレイミドからなる交互共重合体と、アクリロニトリル・スチレン共重合体とを有する樹脂組成物が挙げられる。当該ポリマーフィルムは、例えば、上記樹脂組成物の押出成形物であり得る。
内側保護層は、光学的に等方性であることが好ましい。本明細書において「光学的に等方性である」とは、面内位相差Re(550)(曲面加工前)が0nm~10nmであり、厚み方向の位相差Rth(550)が-10nm~+10nmであることをいう。ここで、「Rth(λ)」は、23℃における波長λnmの光で測定した厚み方向の位相差である。例えば、「Rth(550)」は、23℃における波長550nmの光で測定した厚み方向の位相差である。Rth(λ)は、層(フィルム)の厚みをd(nm)としたとき、式:Rth(λ)=(nx-nz)×dによって求められる。nzは厚み方向の屈折率である。
偏光板が画像表示装置の視認側に配置される場合、視認側保護層には、必要に応じて、ハードコート処理、反射防止処理、スティッキング防止処理、アンチグレア処理等の表面処理が施されていてもよい。さらに/あるいは、視認側保護層には、必要に応じて、偏光サングラスを介して視認する場合の視認性を改善する処理(代表的には、(楕)円偏光機能を付与すること、超高位相差を付与すること)が施されていてもよい。
保護層の厚みは、任意の適切な厚みが採用され得る。保護層の厚みは、例えば10μm~90μmであり、好ましくは20μm~80μmであり、より好ましくは20μm~60μmであり、さらに好ましくは20μm~40μmである。なお、表面処理が施されている場合、保護層の厚みは、表面処理層の厚みを含めた厚みである。
B.偏光板の製造方法
上記A項に記載の偏光板は、代表的には、曲面加工後に加湿処理により特性回復された偏光板である。したがって、本発明の実施形態は、曲面加工と加湿処理とを含む偏光板の製造方法も包含する。図3(a)~図3(c)は、本発明の実施形態による曲面加工された偏光板の製造方法の一例を説明する概略図である。
上記A項に記載の偏光板は、代表的には、曲面加工後に加湿処理により特性回復された偏光板である。したがって、本発明の実施形態は、曲面加工と加湿処理とを含む偏光板の製造方法も包含する。図3(a)~図3(c)は、本発明の実施形態による曲面加工された偏光板の製造方法の一例を説明する概略図である。
本発明の実施形態による製造方法においては、最初に、図3(a)に示すように、偏光子と該偏光子の少なくとも一方に配置された保護層とを含む偏光板100’を準備する。同時に、図3(a)に示すように、所定の局面形状(図示例ではドーム状)を有する型200も準備する。
次いで、1つの実施形態においては、図3(b)に示すように、偏光板100’を型200に貼り合わせる。偏光板100’の型200への貼り合わせは、任意の適切な様式により行われ得る。図示例においては、偏光板100’は、例えば粘着剤を介して型200に貼り合わせられる。次いで、偏光板100’を型200に貼り合わせた状態で偏光板を加熱し、偏光板を曲面加工(成形)する。図示しない別の実施形態においては、偏光板100’を型200に載置した状態で曲面加工温度まで真空状態で加熱し、曲面加工温度に到達後に系を開放して空気圧(大気圧)で曲面加工(成形)する。曲面加工温度は、上記A項で説明したとおりである。
次いで、曲面加工された偏光板を加湿処理する。加湿処理は、偏光板を型に貼り合わせたままで行ってもよく、図3(c)のように偏光板を型から取り外した後に行ってもよい。加湿処理の条件は、上記A項で説明したとおりである。このようにして、曲面加工された偏光板100が得られ得る。
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例には限定されない。実施例における評価項目は以下のとおりである。また、特に明記しない限り、実施例における「部」および「%」は重量基準である。
(1)単体透過率および偏光度
実施例および比較例で用いた偏光板について、曲面加工前およびドーム状に曲面加工後のそれぞれの単体透過率および偏光度を測定した。具体的には、それぞれの偏光板について、紫外可視分光光度計(大塚電子社製、「LPF-200」)を用いて測定した単体透過率Ts、平行透過率Tp、直交透過率Tcをそれぞれ、偏光子のTs、TpおよびTcとした。これらのTs、TpおよびTc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値である。
得られたTpおよびTcから、下記式により偏光度Pを求めた。
偏光度P(%)={(Tp-Tc)/(Tp+Tc)}1/2×100
曲面加工前の単体透過率をTs0、曲面加工後の単体透過率をTsRとし、曲面加工前の偏光度をP0、曲面加工後の偏光度をPRとした。
曲面加工された偏光板についての測定は以下のようにして行った:ドーム状の偏光板の下端部を除いて格子状に9分割した区域を規定し(1つの区域サイズ:15mm×15mm)、それぞれの区域について測定し、単体透過率については最大値をTsRとし、偏光度については最小値をPRとした。また、測定は、ドーム状の偏光板をサンプルホルダーで固定し、それぞれの区域が正確に測定されるよう位置決めして行った。なお、偏光板のTsおよびPは、実質的には偏光子の特性が支配的である。
(2)面内位相差
実施例および比較例で用いた偏光板について、曲面加工前およびドーム状に曲面加工後のそれぞれの面内位相差を測定した。具体的には、それぞれの偏光板について、王子計測機器株式会社製の位相差測定装置(製品名「KOBRA-WPR」)を用いて面内位相差を測定した。面内位相差の測定波長は550nmであり、測定温度は23℃であった。曲面加工された偏光板についての測定は、上記(1)と同様にして行った。なお、測定精度を高めるために、測定は、それぞれの偏光板にλ/4板を重ねた状態で行った。λ/4板は、その遅相軸が偏光子の吸収軸に対して45°の角度をなすようにして偏光板に重ねた。曲面加工前の面内位相差をRe0、曲面加工後の面内位相差をReRとした。
(3)外観
実施例および比較例で得られた曲面加工された偏光板を、標準偏光板とクロスニコルの状態に配置した時の外観を目視により観察し、以下の基準で評価した。
○:ムラまたは色抜けのいずれも認められなかった
△:ムラが認められた
×:色抜けが認められた
実施例および比較例で用いた偏光板について、曲面加工前およびドーム状に曲面加工後のそれぞれの単体透過率および偏光度を測定した。具体的には、それぞれの偏光板について、紫外可視分光光度計(大塚電子社製、「LPF-200」)を用いて測定した単体透過率Ts、平行透過率Tp、直交透過率Tcをそれぞれ、偏光子のTs、TpおよびTcとした。これらのTs、TpおよびTc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値である。
得られたTpおよびTcから、下記式により偏光度Pを求めた。
偏光度P(%)={(Tp-Tc)/(Tp+Tc)}1/2×100
曲面加工前の単体透過率をTs0、曲面加工後の単体透過率をTsRとし、曲面加工前の偏光度をP0、曲面加工後の偏光度をPRとした。
曲面加工された偏光板についての測定は以下のようにして行った:ドーム状の偏光板の下端部を除いて格子状に9分割した区域を規定し(1つの区域サイズ:15mm×15mm)、それぞれの区域について測定し、単体透過率については最大値をTsRとし、偏光度については最小値をPRとした。また、測定は、ドーム状の偏光板をサンプルホルダーで固定し、それぞれの区域が正確に測定されるよう位置決めして行った。なお、偏光板のTsおよびPは、実質的には偏光子の特性が支配的である。
(2)面内位相差
実施例および比較例で用いた偏光板について、曲面加工前およびドーム状に曲面加工後のそれぞれの面内位相差を測定した。具体的には、それぞれの偏光板について、王子計測機器株式会社製の位相差測定装置(製品名「KOBRA-WPR」)を用いて面内位相差を測定した。面内位相差の測定波長は550nmであり、測定温度は23℃であった。曲面加工された偏光板についての測定は、上記(1)と同様にして行った。なお、測定精度を高めるために、測定は、それぞれの偏光板にλ/4板を重ねた状態で行った。λ/4板は、その遅相軸が偏光子の吸収軸に対して45°の角度をなすようにして偏光板に重ねた。曲面加工前の面内位相差をRe0、曲面加工後の面内位相差をReRとした。
(3)外観
実施例および比較例で得られた曲面加工された偏光板を、標準偏光板とクロスニコルの状態に配置した時の外観を目視により観察し、以下の基準で評価した。
○:ムラまたは色抜けのいずれも認められなかった
△:ムラが認められた
×:色抜けが認められた
<実施例1>
1.偏光子の作製
熱可塑性樹脂基材として、長尺状で、Tg約75℃である、非晶質のイソフタル共重合ポリエチレンテレフタレートフィルム(厚み:100μm)を用い、樹脂基材の片面に、コロナ処理を施した。
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(日本合成化学工業社製、商品名「ゴーセファイマー」)を9:1で混合したPVA系樹脂100重量部に、ヨウ化カリウム13重量部を添加したものを水に溶かし、PVA水溶液(塗布液)を調製した。
樹脂基材のコロナ処理面に、上記PVA水溶液を塗布して60℃で乾燥することにより、厚み13μm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、130℃のオーブン内で縦方向(長手方向)に2.4倍に一軸延伸した(空中補助延伸処理)。
次いで、積層体を、液温40℃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(水100重量部に対して、ヨウ素とヨウ化カリウムを1:7の重量比で配合して得られたヨウ素水溶液)に、最終的に得られる偏光子の単体透過率(Ts)が所定の値となるように濃度を調整しながら60秒間浸漬させた(染色処理)。
次いで、液温40℃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5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(ホウ酸濃度4重量%、ヨウ化カリウム濃度5重量%)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(水中延伸処理)。
その後、積層体を液温20℃の洗浄浴(水100重量部に対して、ヨウ化カリウムを3重量部配合して得られた水溶液)に浸漬させた(洗浄処理)。
その後、約90℃に保たれたオーブン中で乾燥しながら、表面温度が約75℃に保たれたSUS製の加熱ロールに接触させた(乾燥収縮処理)。
このようにして、樹脂基材上に偏光子を形成し、樹脂基材/偏光子の構成を有する積層体を得た。
1.偏光子の作製
熱可塑性樹脂基材として、長尺状で、Tg約75℃である、非晶質のイソフタル共重合ポリエチレンテレフタレートフィルム(厚み:100μm)を用い、樹脂基材の片面に、コロナ処理を施した。
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(日本合成化学工業社製、商品名「ゴーセファイマー」)を9:1で混合したPVA系樹脂100重量部に、ヨウ化カリウム13重量部を添加したものを水に溶かし、PVA水溶液(塗布液)を調製した。
樹脂基材のコロナ処理面に、上記PVA水溶液を塗布して60℃で乾燥することにより、厚み13μm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、130℃のオーブン内で縦方向(長手方向)に2.4倍に一軸延伸した(空中補助延伸処理)。
次いで、積層体を、液温40℃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(水100重量部に対して、ヨウ素とヨウ化カリウムを1:7の重量比で配合して得られたヨウ素水溶液)に、最終的に得られる偏光子の単体透過率(Ts)が所定の値となるように濃度を調整しながら60秒間浸漬させた(染色処理)。
次いで、液温40℃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5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(ホウ酸濃度4重量%、ヨウ化カリウム濃度5重量%)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(水中延伸処理)。
その後、積層体を液温20℃の洗浄浴(水100重量部に対して、ヨウ化カリウムを3重量部配合して得られた水溶液)に浸漬させた(洗浄処理)。
その後、約90℃に保たれたオーブン中で乾燥しながら、表面温度が約75℃に保たれたSUS製の加熱ロールに接触させた(乾燥収縮処理)。
このようにして、樹脂基材上に偏光子を形成し、樹脂基材/偏光子の構成を有する積層体を得た。
2.偏光板の作製
上記で得られた積層体の偏光子の表面(樹脂基材とは反対側の面)に、視認側保護層としてアクリル系樹脂フィルム(厚み40μm)を、紫外線硬化型接着剤を介して貼り合せた。具体的には、硬化型接着剤の総厚みが約1.0μmになるように塗工し、ロール機を使用して貼り合わせた。その後、UV光線をアクリル系樹脂フィルム側から照射して接着剤を硬化させた。次いで、樹脂基材を剥離してアクリル系樹脂フィルム(視認側保護層)/偏光子の構成を有する偏光板を得た。
上記で得られた積層体の偏光子の表面(樹脂基材とは反対側の面)に、視認側保護層としてアクリル系樹脂フィルム(厚み40μm)を、紫外線硬化型接着剤を介して貼り合せた。具体的には、硬化型接着剤の総厚みが約1.0μmになるように塗工し、ロール機を使用して貼り合わせた。その後、UV光線をアクリル系樹脂フィルム側から照射して接着剤を硬化させた。次いで、樹脂基材を剥離してアクリル系樹脂フィルム(視認側保護層)/偏光子の構成を有する偏光板を得た。
3.偏光板の曲面加工
得られた偏光板を枚葉状に打ち抜き、曲率半径48mm、65mmおよび105mmのドーム形状にそれぞれ曲面加工(成形)した。具体的には、打ち抜いた偏光板を、それぞれの曲率半径を有するドーム状の型に載置した状態で100℃まで真空状態で加熱し、到達後に系を開放して空気圧(大気圧)で曲面加工(成形)した。実質的な加工時間(加圧時間)は150秒であった。次いで、曲面加工した偏光板を65℃・95%RHに設定したチャンバーに2時間投入し、加熱・加湿処理した。このようにして、曲面加工された偏光板を得た。得られた偏光板を上記(1)~(3)の評価に供した。結果を表1に示す。
得られた偏光板を枚葉状に打ち抜き、曲率半径48mm、65mmおよび105mmのドーム形状にそれぞれ曲面加工(成形)した。具体的には、打ち抜いた偏光板を、それぞれの曲率半径を有するドーム状の型に載置した状態で100℃まで真空状態で加熱し、到達後に系を開放して空気圧(大気圧)で曲面加工(成形)した。実質的な加工時間(加圧時間)は150秒であった。次いで、曲面加工した偏光板を65℃・95%RHに設定したチャンバーに2時間投入し、加熱・加湿処理した。このようにして、曲面加工された偏光板を得た。得られた偏光板を上記(1)~(3)の評価に供した。結果を表1に示す。
<実施例2>
厚さ75μmのポリビニルアルコールフィルム((株)クラレ製:VF-PS7500)を用いて、30℃の純水中に60秒間浸漬しながら延伸倍率2.5倍まで延伸し、30℃のヨウ素水溶液(重量比:純水/ヨウ素(I)/ヨウ化カリウム(KI)=100/0.01/1)中で45秒間染色し、4重量%ホウ酸水溶液中で総延伸倍率が5.8倍になるように延伸し、純水中に10秒間浸漬した後、フィルムの張力を保ったまま60℃で3分間乾燥して偏光子(厚み28μm)を得た。
厚さ75μmのポリビニルアルコールフィルム((株)クラレ製:VF-PS7500)を用いて、30℃の純水中に60秒間浸漬しながら延伸倍率2.5倍まで延伸し、30℃のヨウ素水溶液(重量比:純水/ヨウ素(I)/ヨウ化カリウム(KI)=100/0.01/1)中で45秒間染色し、4重量%ホウ酸水溶液中で総延伸倍率が5.8倍になるように延伸し、純水中に10秒間浸漬した後、フィルムの張力を保ったまま60℃で3分間乾燥して偏光子(厚み28μm)を得た。
得られた偏光子の一方の面に視認側保護層としてトリアセチルセルロース(TAC)フィルム(厚み47μm)を貼り合わせ、他方の面に内側保護層としてアクリル系樹脂フィルム(厚み30μm)を貼り合わせ、偏光板を得た。
以下の手順は実施例1と同様にして、曲面加工された偏光板を得た。得られた偏光板を実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
<実施例3および4>
表1に示す構成の偏光板を用いたこと以外は実施例1と同様にして、曲面加工された偏光板を得た。得られた偏光板を実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
表1に示す構成の偏光板を用いたこと以外は実施例1と同様にして、曲面加工された偏光板を得た。得られた偏光板を実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
<比較例1>
加熱・加湿処理を行わなかったこと以外は実施例2と同様にして、曲面加工された偏光板を得た。得られた偏光板を実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
加熱・加湿処理を行わなかったこと以外は実施例2と同様にして、曲面加工された偏光板を得た。得られた偏光板を実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
<比較例2および3>
表1に示す構成の偏光板を用いたこと以外は比較例1と同様にして、曲面加工された偏光板を得た。得られた偏光板を実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
表1に示す構成の偏光板を用いたこと以外は比較例1と同様にして、曲面加工された偏光板を得た。得られた偏光板を実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
表1から明らかなように、本発明の実施例によれば、曲面加工で劣化した偏光板の特性を加熱・加湿処理により回復させることができる。より詳細には、実施例2と比較例1、実施例3と比較例2、および、実施例4と比較例3をそれぞれ比較すると明らかなとおり、実施例の偏光板は、曲面加工により劣化した単体透過率および偏光度が加熱・加湿処理により劇的に回復している。そのような実施例の偏光板は、クロスニコル状態(画像表示装置の黒表示に対応する)におけるムラおよび色抜けが抑制されていることがわかる。
本発明の実施形態による偏光板は、曲面を有する画像表示装置(例えば、湾曲した画像表示装置)に好適に用いられ得る。
10 偏光子
20 保護層
30 保護層
100 偏光板
20 保護層
30 保護層
100 偏光板
Claims (4)
- 偏光子と該偏光子の少なくとも一方に配置された保護層とを含み、
曲面加工され、かつ、曲面加工後に40℃~65℃および85%RH~95%RHの環境下で40分以上加湿処理されており、
下記の関係を満足する、偏光板:
TsR-Ts0=ΔTs≦+1.5(%)
PR-P0=ΔP≧-1.5(%)
-2.0(nm)≦ReR-Re0=ΔRe≦+2.0(nm)
ここで、Ts0は曲面加工前の単体透過率であり、TsRは加湿処理後の単体透過率であり;P0は曲面加工前の偏光度であり、PRは加湿処理後の偏光度であり;Re0は曲面加工前の面内位相差であり、ReRは加湿処理後の面内位相差である。 - 前記偏光板の曲面加工部分を格子状に9分割した区域を規定し、それぞれの区域で測定した9つのReRの最大値と最小値との差が3.0nm以下である、請求項1に記載の偏光板。
- 偏光子と該偏光子の少なくとも一方に配置された保護層とを含む偏光板を準備すること;
該偏光板を、所定の局面形状を有する型とともに加熱して曲面加工すること;および
該曲面加工された偏光板を、40℃~65℃および85%RH~95%RHの環境下で40分以上加湿処理すること;
を含む、曲面加工された偏光板の製造方法。 - 前記曲面加工における加熱温度が100℃以上である、請求項3に記載の製造方法。
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