JP2013205743A - 偏光板の製造方法および製造装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】(A)偏光フィルム1および光学フィルム2の少なくとも一方の貼合面に紫外線硬化型接着剤を塗工する塗工工程、(B)紫外線硬化型接着剤を介して偏光フィルム1と光学フィルム2とを重ね合わせて積層体を得る貼合工程、(C)積層体に紫外線を照射して紫外線硬化型接着剤を硬化させる紫外線照射工程を含み、塗工工程(A)、貼合工程(B)および紫外線照射工程(C)が、400nmを超える波長域に発光波長を有し、250〜400nmの波長域に発光波長を有しないLED照明のもとで実施される偏光板の製造方法である。
【選択図】図1
Description
(A)前記偏光フィルムおよび前記光学フィルムの少なくとも一方の貼合面に前記紫外線硬化型接着剤を塗工する塗工工程、
(B)塗工された前記紫外線硬化型接着剤を介して前記偏光フィルムと前記光学フィルムとを重ね合わせて積層体を得る貼合工程、および
(C)前記積層体に紫外線を照射して前記紫外線硬化型接着剤を硬化させる紫外線照射工程を含み、
前記塗工工程(A)、前記貼合工程(B)および前記紫外線照射工程(C)が、400nmを超える波長域に発光波長を有し、250〜400nmの波長域に発光波長を有しないLED照明のもとで実施される偏光板の製造方法を提供する。
(A1)前記偏光フィルムおよび前記光学フィルムの少なくとも一方の貼合面に前記紫外線硬化型接着剤を塗工するための塗工手段、
(B1)塗工された前記紫外線硬化型接着剤を介して前記偏光フィルムと光学フィルムとを重ね合わせて積層体を得るための貼合手段、
(C1)前記積層体に紫外線を照射して前記紫外線硬化型接着剤を硬化させるための紫外線照射手段、および
(D1)前記塗工手段(A1)、前記貼合手段(B1)および前記紫外線照射手段(C1)を照明するための、400nmを超える波長域に発光波長を有し、250〜400nmの波長域に発光波長を有しないLED照明
を備える偏光板製造装置を提供する。
偏光フィルムは、ポリビニルアルコール系樹脂からなり、そのフィルムに入射する光のうち、ある方向の振動面を有する光を透過し、それと直交する振動面を有する光を吸収する性質を有するフィルムであり、典型的には、ポリビニルアルコール系樹脂に二色性色素が吸着配向している。偏光フィルムを構成するポリビニルアルコール系樹脂は、ポリ酢酸ビニル系樹脂をケン化することにより得られる。ポリビニルアルコール系樹脂の原料となるポリ酢酸ビニル系樹脂は、酢酸ビニルの単独重合体であるポリ酢酸ビニルのほか、酢酸ビニルおよびこれと共重合可能な他の単量体との共重合体であってもよい。かかるポリビニルアルコール系樹脂からなるフィルムに、一軸延伸、二色性色素による染色、および染色後のホウ酸架橋処理を施すことによって、偏光フィルムが製造できる。二色性色素としては、ヨウ素や二色性の有機染料が用いられる。一軸延伸は、二色性色素による染色の前に行なってもよいし、二色性色素による染色と同時に行なってもよいし、二色性色素による染色の後、たとえばホウ酸架橋処理中に行なってもよい。かくして製造され、二色性色素が吸着配向しているポリビニルアルコール系樹脂からなる偏光フィルムが、偏光板の原料の一つとなる。
かかる偏光フィルムに、熱可塑性樹脂からなる光学フィルムを貼合し、偏光板を製造する。光学フィルムは、温度20℃でD線により測定される屈折率が1.4〜1.7の範囲にあることが好ましい。光学フィルムの屈折率は、JIS K 0062:1992「化学製品の屈折率測定方法」に準拠して測定される。光学フィルムがこの範囲の屈折率を有すれば、製造される偏光板を液晶パネルに組み込んだときの表示特性に優れたものとなる。同様な理由で光学フィルムの好ましい屈折率は、1.45〜1.67の範囲である。この光学フィルムは、そのヘーズ値が0.001〜10%程度の範囲にあることが、得られる偏光板のコントラストを向上させ、特に液晶パネルに組み込んで黒表示としたときに、輝度低下などの不具合を生じる可能性が少なくなることから、好ましい。ヘーズ値は、(拡散透過率/全光線透過率)×100(%)で定義される値であって、JIS K 7136:2000「プラスチック−透明材料のヘーズの求め方」に準拠して測定される。
結晶性ポリオレフィン系樹脂〔nD(20℃)=1.46〜1.50程度〕、
ポリエステル系樹脂〔nD(20℃)=1.57〜1.66程度〕、
ポリカーボネート系樹脂〔nD(20℃)=1.57〜1.59程度〕、
アクリル系樹脂〔nD(20℃)=1.49〜1.51程度〕、
トリアセチルセルロース系樹脂〔nD(20℃)=1.48前後〕など。
以上のような偏光フィルムに光学フィルムを貼合するにあたり、まず偏光フィルムおよび光学フィルムの少なくとも一方の貼合面に紫外線硬化型接着剤を塗工する。典型的には光学フィルムの偏光フィルムへの貼合面に紫外線硬化型接着剤を塗工する。紫外線硬化型接着剤の厚さは、好ましくは0.5〜5μmの範囲である。その厚さが0.5μmを下回ると、接着強度にムラを生じることがある。一方、その厚さが5μmを超えると、製造コストが増大するだけでなく、接着剤の種類によっては偏光板の色相に影響することもある。この範囲内で比較的厚め、たとえば3.5μm以上、とりわけ4μm以上とすれば、その厚さが多少変動しても、それに起因する気泡などの欠陥が現れにくくなるが、一方で、このように厚くすることはコストの増加につながりかねないので、可能な範囲で薄くすることが望まれる。これらの理由から、接着剤の好ましい厚さは、1〜4μm、さらには1.5〜3.5μmの範囲である。
本発明では、以上説明したポリビニルアルコール系樹脂からなる偏光フィルムに紫外線硬化型接着剤を介して光学フィルムを貼合し、偏光板を製造する。本発明の偏光板の製造方法は、以下の(A)、(B)および(C)をこの順で含む。
(B)塗工された紫外線硬化型接着剤を介して偏光フィルムと光学フィルムとを重ね合わせて積層体を得る貼合工程、および
(C)積層体に紫外線を照射して紫外線硬化型接着剤を硬化させる紫外線照射工程。
(B1)塗工された紫外線硬化型接着剤を介して偏光フィルムと光学フィルムとを重ね合わせて積層体を得るための貼合手段、
(C1)積層体に紫外線を照射して紫外線硬化型接着剤を硬化させるための紫外線照射手段、および
(D1)塗工手段(A1)、貼合手段(B1)および紫外線照射手段(C1)を照明するための、400nmを超える波長域に発光波長を有し、250〜400nmの波長域に発光波長を有しないLED照明。
塗工工程(A)では、光学フィルム2,3の偏光フィルム1への貼合面に紫外線硬化型接着剤が塗工される。ここで用いる塗工手段(A1)としての塗工機は、塗工厚さを制御する手段を有するものであることが好ましく、このようなものとしては図1を参照して説明したグラビアロール11,13を用いる方式のものが代表的である。グラビアロール11,13は、凹溝を有するロールであって、その凹溝に予め紫外線硬化型接着剤が充填され、その状態で光学フィルム2,3上を回転することにより、光学フィルム2,3上に紫外線硬化型接着剤を転写する。
塗工工程(A)を経た後、光学フィルム2,3のそれぞれの接着剤塗工面に、偏光フィルム1を重ねて加圧し、積層体を得る貼合工程(B)が行なわれる。この工程における貼合手段(B1)には公知の手段を用いることができるが、連続搬送しながらの加圧、貼合が可能であるという観点からは、図1に示すように、一対の貼合用ニップロール20,21により挟む方式が好ましい。この場合、偏光フィルム1に光学フィルム2,3を重ね合わせるタイミングと、一対のニップロール20,21によって加圧するタイミングは、同じであることが望ましく、たとえ違っても、両者のタイミングの差は短いほうが好ましい。一対のニップロール20,21の組合せは、金属ロール/金属ロール、金属ロール/ゴムロール、ゴムロール/ゴムロールなど、いずれであってもよい。加圧時の圧力は、一対のニップロール20,21により挟む場合の線圧で150〜500N/cm程度とするのが好ましい。
以上のようにして、偏光フィルム1に光学フィルム2,3を貼合して積層体を得た後、紫外線の照射により紫外線硬化型接着剤からなる接着剤層を硬化させる紫外線照射工程(C)を経て偏光板4が製造される。この紫外線照射工程(C)は、紫外線照射手段(C1)としての紫外線照射装置14から積層体に紫外線を照射することにより行なわれる。この工程では、紫外線硬化型接着剤を硬化させるために必要なエネルギーを有する紫外線が、光学フィルム2(または光学フィルム3)越しに照射される。
本発明において、上記塗工工程(A)、貼合工程(B)および紫外線照射工程(C)は、400nmを超える波長域に発光波長を有し、250〜400nmの波長域に発光波長を有しないLED(発光ダイオード)照明(D1)のもとで実施される。LED照明(D1)は、少なくとも上記塗工手段(A1)、貼合手段(B1)および紫外線照射手段(C1)を照明するものである。
(0)実験に用いた材料
この例では、偏光板製造を実施する偏光板製造装置として、図1に示される構成のものを用い、偏光フィルム1と第一の光学フィルム2との接着に用いる接着剤、および偏光フィルム1と第二の光学フィルム3との接着に用いる接着剤として、いずれもエポキシ化合物と光重合開始剤を含み、実質的に溶剤を含まないエポキシ系紫外線硬化型接着剤を用いた。また、第一の光学フィルム2として、厚さが60μmで幅が1330mm幅の二軸配向性シクロオレフィン系樹脂フィルム〔日本ゼオン(株)から入手〕を、第二の光学フィルム3として、厚さが80μmで幅が1330mmのトリアセチルセルロースフィルム「KC8UX2MW」〔コニカミノルタオプト(株)から入手〕を用いた。
ポリビニルアルコールにヨウ素が吸着配向している厚さ25μmの偏光フィルム1、第一の光学フィルム2および第二の光学フィルム3を、それぞれ15m/分のライン速度で流れ方向が同じになるように供給した。第一の光学フィルム2の偏光フィルム1への貼合面には、グラビアロール11を備える第一の塗工機10〔富士機械(株)製の「マイクロチャンバードクター」〕を用いて、接着剤層の厚さが3.0μmとなるようにグラビアロール11の回転数を制御しながら、上記の紫外線硬化型接着剤を塗工した。同様に、第二の光学フィルム3の偏光フィルム1への貼合面には、グラビアロール12を備える第二の塗工機12〔富士機械(株)製の「マイクロチャンバードクター」〕を用いて、接着剤層の厚さが3.5μmとなるように上記の紫外線硬化型接着剤を塗工した〔塗工工程(A)〕。
実施例1におけるLED照明の代わりに、250〜400nmの波長域に発光波長を有しない紫外線カット蛍光灯を使用したこと以外は実施例1と同様して偏光板を作製した。用いた紫外線カット蛍光灯の照度スペクトルを図3に示す。
実施例1におけるLED照明の代わりに、365nm付近に発光波長を有する蛍光灯を使用したこと以外は実施例1と同様して偏光板を作製した。用いた蛍光灯の照度スペクトルを図4に示す。
〔a〕接着剤の塗工状態の目視観察検査
塗工工程(A)のチャンバ内を通過する紫外線硬化型接着剤が塗工された第一の光学フィルム2および第二の光学フィルム3(第一および第二の塗工機10,12の直後)における接着剤の塗工状態を、照明のもとで目視観察した。塗工された接着剤層端部の塗工状態を容易に目視観察できる場合を「良好」とし、目視観察が困難な場合を「不良」として、結果を表1に示した。
上記実施例または各比較例で用いた照明のもとで、第一の光学フィルム2に用いたシクロオレフィン系樹脂フィルムを、300mm(MD方向)×200mm(TD方向)に切り出した後、一方の表面を上向きに机上に設置し、上記紫外線硬化型接着剤をスポイドにより直径3mmの半球状に5滴滴下した。その状態で41時間室温で放置した後、旭化成せんい(株)製の高品位ワイパー「ベンコットM−3II」で拭き取り、その後、ベンコットM−3IIにエタノールを染み込ませ、再度拭き取りを実施した。接着剤が除去できた場合を「良好」とし、接着剤が残る、あるいは拡がって除去できない場合は「不良」として、結果を表1に示した。この実験で拭き取りが「良好」となった場合は、偏光板の製造工程において積層体の端面から未硬化の紫外線硬化型接着剤がはみ出し、これがガイドロール等に付着した場合においても、容易に拭き取り除去が可能であり、製造工程の稼働率を著しく低下させることなく効率良く偏光板を製造することができる。
Claims (4)
- ポリビニルアルコール系樹脂からなる偏光フィルムに、紫外線硬化型接着剤を介して熱可塑性樹脂からなる光学フィルムを貼合して、偏光板を製造する方法であって、
(A)前記偏光フィルムおよび前記光学フィルムの少なくとも一方の貼合面に前記紫外線硬化型接着剤を塗工する塗工工程、
(B)塗工された前記紫外線硬化型接着剤を介して前記偏光フィルムと前記光学フィルムとを重ね合わせて積層体を得る貼合工程、および
(C)前記積層体に紫外線を照射して前記紫外線硬化型接着剤を硬化させる紫外線照射工程
を含み、
前記塗工工程(A)、前記貼合工程(B)および前記紫外線照射工程(C)が、400nmを超える波長域に発光波長を有し、250〜400nmの波長域に発光波長を有しないLED照明のもとで実施される偏光板の製造方法。 - 前記塗工工程(A)、前記貼合工程(B)および前記紫外線照射工程(C)が実施される1以上のチャンバ内に設けられた前記LED照明のもとで、前記塗工工程(A)、前記貼合工程(B)および前記紫外線照射工程(C)が実施される、請求項1に記載の偏光板の製造方法。
- ポリビニルアルコール系樹脂からなる偏光フィルムに、紫外線硬化型接着剤を介して熱可塑性樹脂からなる光学フィルムを貼合して、偏光板を製造するための装置であって、
(A1)前記偏光フィルムおよび前記光学フィルムの少なくとも一方の貼合面に前記紫外線硬化型接着剤を塗工するための塗工手段、
(B1)塗工された前記紫外線硬化型接着剤を介して前記偏光フィルムと光学フィルムとを重ね合わせて積層体を得るための貼合手段、
(C1)前記積層体に紫外線を照射して前記紫外線硬化型接着剤を硬化させるための紫外線照射手段、および
(D1)前記塗工手段(A1)、前記貼合手段(B1)および前記紫外線照射手段(C1)を照明するための、400nmを超える波長域に発光波長を有し、250〜400nmの波長域に発光波長を有しないLED照明
を備える偏光板製造装置。 - 前記塗工手段(A1)、前記貼合手段(B1)および前記紫外線照射手段(C1)を収容するための1以上のチャンバをさらに備え、
前記チャンバ内に前記LED照明(D1)が設置される請求項3に記載の偏光板製造装置。
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