JP2009134190A - 偏光板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】逆カールおよびウェーブカールの発生が抑制された偏光板の製造方法および製造装置を提供する。
【解決手段】偏光子３５の両面にそれぞれ保護フィルム３１,３２を積層接着する偏光板の製造方法であって、偏光子３５と保護フィルム３１,３２とを接着剤を介して重ね合わせて積層体３７を得、ついで、この積層体３７の搬送方向に沿って円弧状に形成された凸曲面、好ましくはロール３８の外表面に前記積層体３７を密着させながら活性エネルギー線照射装置３９，４０から活性エネルギー線を照射して接着剤を重合硬化させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶表示装置を構成する光学部品の一つとして有用な偏光板の製造方法に関する。

偏光板は、液晶表示装置を構成する光学部品の一つとして有用である。図４は、液晶セルに偏光板の１種である直線偏光フィルムを積層した構造を示している。液晶表示パネルを構成する液晶セル１０の光源側表面には、接着剤層１１により直線偏光フィルム１２が貼着積層され、液晶表示パネルが構成されている。

偏光板は通常、偏光子の両面に保護フィルムを積層した状態で、液晶表示装置に組み込まれて使用される。すなわち、図５に示すように、通常の偏光板２０は、偏光子２１の両面に保護フィルム２２、２３が接着剤層２４、２５を介して積層して接着されている（特許文献１、特許文献２等）。

ところが、このようにして製造される偏光板は、液晶セルに貼着する側が凹となるようにカールしたり（以下、「逆カール」と称する。）、偏光板全体が波打ったようになる（以下、これを「ウェーブカール」と称する。）などの問題がある。かかる逆カールおよびウェーブカールは、液晶セルに貼着する際に、接着面に気泡が残りやすくなり液晶パネルに不良を発生する原因となる。このため、偏光板は逆カールおよびウェーブカールを発生させず、カールしないか、あるいはカールしても液晶セルに貼着する側が凸となるようにカール（以下、「正カール」と称する。）とすることが望まれている。
特開２００４−２４５９２５号公報 特開２００５−１７３２１６号公報

本発明の目的は、逆カールおよびウェーブカールの発生が抑制された偏光板の製造方法および製造装置を提供することにある。

本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、偏光子の片面または両面に保護フィルムを接着剤を介して積層した積層体を正カールとなるように曲げた状態で接着剤を重合硬化させることにより、逆カールおよびウェーブカールの発生が抑制されることを見出し、本発明を完成した。

すなわち本発明の偏光板の製造方法は、偏光子の片面または両面にそれぞれ保護フィルムを積層接着する偏光板の製造方法であって、前記偏光子と保護フィルムとを接着剤を介して重ね合わせて積層体を得、ついで、この積層体の長手方向（搬送方向）に沿って円弧状に形成された凸曲面に前記積層体を密着させながら前記接着剤を重合硬化させることを特徴とする。前記凸曲面には、例えば、ロールの外周面を用いることができる。

前記偏光子としては、一軸延伸されヨウ素又は二色性染料が吸着配向されたポリビニルアルコール系フィルムが、前記保護フィルムの一方としては非晶性ポリオレフィン系樹脂フィルムが、他方としてはトリアセチルセルロースフィルムが挙げられるが、これらのみに限定するものではない。

前記凸曲面に密着した積層体に活性エネルギー線を照射して重合硬化させるのが好ましいが、加熱して 重合硬化させてもよい。

また、本発明の偏光板の製造装置は、保護フィルムの片面または偏光子の両面に接着剤を塗布する手段と、偏光子の両面に接着剤層を介して保護フィルムを重ね合わせる手段と、接着剤を重合硬化させるための手段とを備えた偏光板の製造装置であって、前記接着剤を重合硬化させるための手段が保護フィルムを重ね合わせた偏光子を外周面に密着させながら搬送するロールと、このロールの外周面に向かって活性エネルギー線を照射する活性エネルギー線照射装置とを含む。

本発明によれば、偏光子と保護フィルムとを接着剤を介して重ね合わせた積層体を、この積層体の長手方向（搬送方向）に沿って円弧状に形成された凸曲面に密着させながら活性エネルギー線を照射して接着剤を重合硬化させることにより、偏光板を液晶セルに接着させる際に、接着面に気泡が残って液晶パネルに不良を発生させる原因となる逆カールおよびウェーブカールの発生が抑制される。

以下、本発明の一実施形態を説明する。この実施形態にかかる偏光板は、偏光子およびその両面に接着剤を介して積層した保護フィルムからなる。前記偏光子としては、従来から偏光板の製造に使用されているもの(例えば前記した特許文献１に記載の偏光子)が使用可能であり、一般には一軸延伸したポリビニルアルコールフィルムにヨウ素又は二色性染料による染色を施し、ついでホウ酸処理してなるフィルムが挙げられる。偏光子の厚さは、５〜５０μｍ程度が好ましい。

前記偏光子の両面に積層される保護フィルムは、同じであってもよく、あるいは異なる種類であってもよい。異なる種類の保護フィルムを使用する場合、保護フィルムの一方としては、非晶性ポリオレフィン系樹脂フィルム、ポリエステル系樹脂フィルム、アクリル系樹脂フィルム、ポリカーボネート系樹脂フィルム、ポリサルホン系樹脂フィルム、脂環式ポリイミド系樹脂フィルムなどの透湿度の低い樹脂フィルムが使用されている。非晶性ポリオレフィン系樹脂フィルムには、例えばドイツのティコナ（Ｔｉｃｏｎａ）社製の「トパス」、ジェイエスアール（株）社製の「アートン」、日本ゼオン（株）社製の「ゼオノア（ＺＥＯＮＯＲ）」や「ゼオネックス（ＺＥＯＮＥＸ）」、三井化学（株）社製の「アペル」などがある。保護フィルムの他方としては、これらのフィルムのほか、例えばトリアセチルセルロースフィルムやジアセチルセルロースフィルムなどのセルロースアセテート系の樹脂フィルムが使用されている。トリアセチルセルロースフィルムには、例えば富士写真フィルム（株）社製の「フジタックＴＤ８０」、「フジタックＴＤ８０ＵＦ」及び「フジタックＴＤ８０ＵＺ」、コニカ（株）社製の「ＫＣ８ＵＸ２Ｍ」及び「ＫＣ８ＵＹ」などがある。

保護フィルムは、偏光子への貼合に先立って、貼合面に、ケン化処理、コロナ処理、プライマ処理、アンカーコーティング処理などの易接着処理が施されてもよい。また、保護フィルムの偏光子への貼合面と反対側の表面には、ハードコート層、反射防止層、防眩層などの各種処理層を有していてもよい。保護フィルムの厚みは、通常５〜２００μｍ 程度の範囲であり、好ましくは１０〜１２０μｍ 、さらに好ましくは１０〜８５μｍ である。

接着剤としては、耐候性や屈折率、カチオン重合性などの観点から、例えば特許文献１に記載のような、分子内に芳香環を含まないエポキシ樹脂を接着剤に用いることができるが、これに限定されるものではなく、従来から偏光板の製造に使用されている各種の接着剤が採用可能である。前記したエポキシ樹脂としては、例えば水素化エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、脂肪族エポキシ樹脂などが使用されている。エポキシ樹脂成分に重合開始剤、例えば活性エネルギー線照射で重合させるための光カチオン重合開始剤、加熱によって重合させるための熱カチオン重合開始剤、さらに他の添加剤（増感剤など）を添加して塗布用接着剤組成物を調製する。

次に図面を参照しながら本発明の偏光板の製造装置および製造方法を説明する。図１は本発明の偏光板の製造装置の一実施形態を示す概略図である。

図１に示す偏光板の製造装置３０は、保護フィルム３１、３２の片面に接着剤を塗布するための接着剤塗工装置３３、３４と、保護フィルム３１、３２、偏光子３５を重ね合わせるためのニップロール３６と、前記保護フィルム３１、３２と偏光子３５とが貼合された積層体３７を密着させるためのロール３８と、該ロール３８の外周面と相対する位置に設置された第１の活性エネルギー線照射装置３９、４０と、さらにこれより搬送方向下流側に設置された第２の活性エネルギー線照射装置４１と、搬送用ニップロール４２とを搬送方向に沿って順に設けている。

すなわち、ロール状に巻回された状態から連続的に繰り出される保護フィルム３１、３２は、接着剤塗工装置３３、３４によって片面に接着剤が塗布される。そして、前記保護フィルム３１、３２と同様にして連続的に繰り出された偏光子３５の両面にそれぞれ保護フィルム３１、３２がニップロール３６によって接着剤を介して重ね合わされ積層体３７が形成される。この積層体３７をロール３８の外周面に密着させながら搬送する過程で、第１の活性エネルギー線照射装置３９、４０からロール３８の外周面に向かって活性エネルギー線を照射し、接着剤を重合硬化させる。なお、搬送方向下流側に配置される第２の活性エネルギー線照射装置４１は接着剤を完全に重合硬化させるための装置であり、必要に応じて省略することができる。

保護フィルム３１、３２への接着剤の塗工方法は特に限定されないが、例えば、ドクターブレード、ワイヤーバー、ダイコーター、カンマコーター、グラビアコーターなど、種々の塗工方式が利用できる。このうち、薄膜塗工、パスラインの自由度、幅広への対応などを考慮すると、接着剤塗工装置３３、３４としてはグラビアロールが好ましい。

接着剤塗工装置３３，３４としてグラビアロールを用いて接着剤の塗布を行う場合、接着剤層の厚さはライン速度に対するグラビアロールの速度比であるドロー比によって調整する。保護フィルム３１、３２のライン速度を１５〜５０ｍ／分とし、グラビアロールを該保護フィルム３１、３２の搬送方向と逆方向に回転させ、グラビアロールの速度を５〜５００ｍ／分（ドロー比１〜１０）とすることで、接着剤層の塗布厚を約１〜１０μｍに調整する。

ロール３８は、外周面が鏡面仕上げされた凸曲面を構成しており、その表面に積層体３７を密着させながら搬送し、その過程で活性エネルギー線照射装置３９、４０により接着剤を重合硬化させる。接着剤を重合硬化させ、積層体３７を充分に密着させる上で、ロール３８の直径は特に限定されないが、接着層が未硬化状態の積層体３７が、ロール３８を通過する間に活性エネルギー線を紫外線の積算光量で３０ｍＪ／ｃｍ²で照射されるようにすることが好ましい。ロール３８は、積層体３７のラインの動きに従動または回転駆動させてもよく、あるいは固定させて表面を積層体３７が滑るようにしてもよい。また、ロール３８は、活性エネルギー線の照射による重合硬化時に積層体３７に熱が加わりにくくするために冷却ロールとして作用させてもよい。その場合の冷却ロールの表面温度は、２０〜２５℃が好ましい。

活性エネルギー線の照射により重合硬化を行う場合、用いる光源は特に限定されないが、波長４００ｎｍ以下に発光分布を有する、例えば、低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、ケミカルランプ、ブラックライトランプ、マイクロウェーブ励起水銀灯、メタルハライドランプなどを用いることができる。エポキシ樹脂組成物への光照射強度は、目的とする組成物毎に決定されるものであって、やはり特に限定されないが、開始剤の活性化に有効な波長領域の照射強度が０．１〜１００ｍＪ／ｃｍ²であることが好ましい。樹脂組成物への光照射強度が０．１ｍＪ／ｃｍ²未満であると、反応時間が長くなりすぎ、１００ｍＪ／ｃｍ² を超えると、ランプから輻射される熱及び組成物の重合時の発熱により、エポキシ樹脂組成物の黄変や偏光子の劣化を生じる可能性がある。

組成物への活性エネルギー線の照射時間は、硬化する組成物毎に制御されるものであって、やはり特に限定されないが、照射強度と照射時間の積として表される積算光量が１０〜５，０００ｍＪ／ｃｍ²となるように設定されることが好ましい。上記エポキシ樹脂組成物への積算光量が１０ｍＪ／ｃｍ² 未満であると、開始剤由来の活性種の発生が十分でなく、得られる保護フィルムの硬化が不十分となる可能性があり、一方でその積算光量が５，０００ｍＪ／ｃｍ²を超えると、照射時間が非常に長くなり、生産性向上には不利なものとなる。

紫外線を活性エネルギー線とするとき、積層体３７のライン速度は特に限定されず、長手方向（搬送方向）に１００〜８００Ｎの張力下、また、少なくとも照射強度を３０ｍＪ／ｃｍ²以上、照射時間を０．３秒以上の条件下で、積層体３７に活性エネルギー線を照射することが好ましい。また、活性エネルギー線装置３９、４０による活性エネルギー線の照射で積算光量が不十分な場合は、補助的に第２の活性エネルギー線装置４１を設け、活性エネルギー線を追加照射させて積層体３７の接着剤の重合を完了させてもよい。

このようにして得られた偏光板は、従来のように活性エネルギー線装置の下を所定の張力で水平に搬送させる通過させる場合（図３を参照）に比して、逆カールおよびウェーブカールの発生が抑制されているので、液晶セルに貼着する際に、接着面に気泡が残らず、従って液晶パネルの不良発生を低減することができる。

以下、実施例をあげて本発明を具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

厚さ７５μｍの非晶性ポリオレフィン樹脂フィルム「ＺＥＯＮＯＲ」（日本ゼオン社製）と、厚さ８０μｍのトリアセチルセルロースフィルム「ＫＣ８ＵＸ２ＭＷ」（コニカミノルタ社製）とを準備した。非晶性ポリオレフィン樹脂フィルムおよびトリアセチルセルロースフィルムのそれぞれの片面に接着剤としてエポキシ樹脂組成物「ＫＲＸ４９２−３０」（ＡＤＥＫＡ社製）を接着剤塗工装置であるマイクロチャンバードクター（富士機械社製）を用いて塗工した。積層体のライン速度を１１ｍ／分とし、グラビアロールを積層材の搬送方向と逆方向に回転させ、グラビアロールの速度２２ｍ／分とすることで、接着剤層の厚さを約２μｍとした。

次に、厚さ２５μｍのヨウ素が吸着配向されたポリビニルアルコール系フィルムの両面に前記エポキシ樹脂組成物を介して前記非晶性ポリオレフィン樹脂フィルムと、前記トリアセチルセルロースフィルムとをニップロールによって重ね合わせた。

前記偏光板を紫外線照射装置（ＧＳ−ＹＵＡＳＡ社製）に備えられた紫外線ランプであるＥＨＡＮ１７００ＮＡＬ高圧水銀ランプ２灯から照射される紫外線中を長手方向に６００Ｎの張力下で、前記偏光板のトリアセチルセルロースフィルムが積層された面を、２３℃の冷却ロールの外周面に密着させながらライン速度１１ｍ／分で通過させた。その際の紫外線の積算光量は、１１０（ｍＪ／ｃｍ²）であった。紫外線の積算光量は、波長域２８０〜３２０ｎｍのＵＶＢ領域での照射を基に計測された。その後、幅方向が１３３０ｍｍである積層体を長手方向に６００ｍｍで切断したのち、下記の方法にてウェーブカールの度合いを評価した。

すなわち、図２（Ａ）に示すように、トリアセチルセルロースフィルムが貼合された面を下にした偏光板５０の波数、波長、振幅の値をそれぞれ測定した。波数は偏光板５０の幅方向に並ぶ波の山の数であり、図２（Ｂ）に示すように波長５１は偏光板５０の波の山の頂点間の距離を測定した。また同図（Ａ）に示すように振幅５２は偏光板５０を幅方向に５等分したａ〜ｅのそれぞれの箇所における山と谷の頂点の長さを測定し、その半分の値とした。それらの測定結果を表１に示す。

紫外線の積算光量を、１４３（ｍＪ／ｃｍ²）とした以外は、実施例１と同様にして偏光板を得た。結果を表１に示す。

［比較例１］
ポリビニルアルコール系フィルムの両面に非晶性ポリオレフィン樹脂フィルムと、トリアセチルセルロースフィルムとが、エポキシ樹脂組成物「ＫＲＸ４９２−３２」（ＡＤＥＫＡ社製）を接着剤として介することで積層された積層体６０を、図３に示すように紫外線照射装置６１（フュージョン社製）に備えられた紫外線ランプであるＬＨ１０−６０ＵＶ無電極ランプ１灯から照射される紫外線中を６００Ｎの張力下で、ローラに密着させることなく、水平方向にライン速度１１ｍ／分で通過させ、重合硬化を行った。その際の紫外線の積算光量は１１９（ｍＪ／ｃｍ²）とした。それ以外は、実施例１と同様にして偏光板を得た。結果を表１に示す。

［比較例２］
紫外線の積算光量を、２７（ｍＪ／ｃｍ²）偏光した以外は、比較例１と同様に行った。結果を表１に示す。

表１に示すように、比較例１および比較例２の偏光板はいずれもウェーブカールが生じ、比較例２に比べて紫外線の積算光量の多い比較例１の偏光板のほうが強くウェーブカールが生じていた。これに対して、実施例１および実施例２で得た偏光板の波数は０であり、逆カールおよびウェーブカールの発生が抑制されていることがわかる。また、実施例１および実施例２は、得られたフィルムを２０ｃｍ×３０ｃｍの長方形に切り出して、平板上に設置し、四隅の反り状況（カール）を確認したが、全くカールは見られなかった。

本発明にかかる偏光板の製造装置の一実施形態を示す概略側面図である。 （Ａ）、（Ｂ）は偏光板に生じたウェーブカールの評価方法を示す概略説明図である。 比較例１，２における活性エネルギー線の照射による接着剤の重合硬化方法を示す説明図である。 液晶セルに偏光板の１種である直線偏光フィルムを積層した構造を例示 する説明図である。 偏光板の構成を例示する説明図である。

符号の説明

３０：偏光板の製造装置
３１、３２：保護フィルム
３３、３４：接着剤塗工装置
３５：偏光子
３６：ニップロール
３７：積層体
３８：ロール
３９、４０、４１：活性エネルギー線照射装置
４２：搬送用ニップロール
５０：偏光板
５１：波長
５２：振幅
６０：積層体
６１：紫外線照射装置

Claims (6)

1. 偏光子の片面または両面にそれぞれ保護フィルムを積層接着する偏光板の製造方法であって、前記偏光子と保護フィルムとを接着剤を介して重ね合わせて積層体を得、ついで、この積層体の長手方向に沿って円弧状に形成された凸曲面に前記積層体を密着させながら前記接着剤を重合硬化させることを特徴とする、偏光板の製造方法。
2. 前記凸曲面がロールの外周面である、請求項１に記載の偏光板の製造方法。
3. 前記偏光子が、一軸延伸されヨウ素又は二色性染料が吸着配向されたポリビニルアルコール系フィルムであり、前記保護フィルムの一方が非晶性ポリオレフィン樹脂フィルムで、他方がトリアセチルセルロースフィルムである、請求項１または２に記載の偏光板の製造方法。
4. 前記凸曲面に密着した積層体に活性エネルギー線を照射して重合硬化させる、請求項１〜３のいずれかに記載の偏光板の製造方法。
5. 保護フィルムの片面または偏光子の両面に接着剤を塗布する手段と、偏光子の片面または両面に接着剤層を介して保護フィルムを重ね合わせる手段と、接着剤を重合硬化させるための手段とを備えた偏光板の製造装置であって、前記接着剤を重合硬化させるための手段が保護フィルムを重ね合わせた偏光子を外周面に密着させながら搬送するロールと、このロールの外周面に向かって活性エネルギー線を照射する活性エネルギー線照射装置とを含むことを特徴とする偏光板の製造装置。
6. 前記活性エネルギー線照射装置が紫外線照射装置である、請求項５記載の偏光板の製造装置。

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