JP2012078780A - 薄型偏光膜の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の薄型偏光膜の製造方法は、熱可塑性樹脂基材11上にポリビニルアルコール系樹脂層12を形成して積層体10を作製する工程と、積層体10のポリビニルアルコール系樹脂層12をヨウ素で染色する工程と、積層体10をホウ酸水溶液中で水中延伸して光学フィルム積層体を作製する工程と、温度40℃〜100℃、湿度50%RH以上の雰囲気下に、光学フィルム積層体のポリビニルアルコール系樹脂層をおく工程とをこの順で含む。
【選択図】図1
Description
好ましい実施形態においては、上記光学フィルム積層体にテンションをかけた状態で上記雰囲気下に上記光学フィルム積層体をおく。
好ましい実施形態においては、上記光学フィルム積層体を熱ロールで加熱する工程をさらに含み、該加熱工程後に上記光学フィルム積層体を上記雰囲気下におく。
好ましい実施形態においては、上記積層体の最大延伸倍率が5.0倍以上である。
好ましい実施形態においては、上記熱可塑性樹脂基材が、非晶質のポリエチレンテレフタレート系樹脂から構成されている。
好ましい実施形態においては、上記染色工程および上記ホウ酸水中延伸の前に、前記積層体を95℃以上で空中延伸する工程を含む。
本発明の別の局面によれば、薄型偏光膜が提供される。この薄型偏光膜は、上記製造方法により得られる。
本発明のさらに別の局面によれば、上記薄型偏光膜を有する光学積層体が提供される。
A.製造方法
本発明の薄型偏光膜の製造方法は、熱可塑性樹脂基材上にPVA系樹脂層を形成して積層体を作製する工程(工程A)と、積層体のPVA系樹脂層をヨウ素で染色する工程(工程B)と、積層体をホウ酸水溶液中で水中延伸して光学フィルム積層体を作製する工程(工程C)と、温度40℃〜100℃、湿度50%RH以上の雰囲気下に、光学フィルム積層体のPVA系樹脂層をおく工程(工程D)とをこの順で含む。以下、各々の工程について説明する。
図1は、本発明の好ましい実施形態による積層体の概略断面図である。積層体10は、熱可塑性樹脂基材11とPVA系樹脂層12とを有し、熱可塑性樹脂基材11上にPVA系樹脂層12を形成することにより作製される。PVA系樹脂層12の形成方法は、任意の適切な方法を採用し得る。好ましくは、熱可塑性樹脂基材11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12を形成する。
上記工程Bでは、PVA系樹脂層をヨウ素で染色する。具体的には、PVA系樹脂層に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。
上記工程Cでは、上記積層体を水中延伸(ホウ酸水中延伸)して、光学フィルム積層体を作製する。水中延伸によれば、上記熱可塑性樹脂基材やPVA系樹脂層のガラス転移温度(代表的には、80℃程度)よりも低い温度で延伸し得、PVA系樹脂層を、その結晶化を抑えながら、高倍率に延伸することができる。その結果、優れた光学特性(例えば、偏光度)を有する薄型偏光膜を作製することができる。なお、本明細書において、「光学フィルム積層体」とは、偏光膜と熱可塑性樹脂基材を有する積層体を意味する。
工程Cの後、上記工程Dでは所定の温度および湿度の雰囲気下に上記光学フィルム積層体のPVA系樹脂層をおく。このように、PVA系樹脂層を上記雰囲気下におくことで、PVA系樹脂層が加湿され得、得られる薄型偏光膜の光学特性をより向上させることができる。工程Dにより、偏光特性への寄与が低い配向性の低いヨウ素(ヨウ素錯体)が選択的に分解され得ることが、光学特性向上の要因の一つとして考えられる。
本発明の薄型偏光膜の製造方法は、上記工程A、工程B、工程Cおよび工程D以外に、その他の工程を含み得る。その他の工程としては、例えば、不溶化工程、架橋工程、上記工程Cとは別の延伸工程、洗浄工程、加熱(乾燥)工程等が挙げられる。その他の工程は、任意の適切なタイミングで行い得る。
本発明の薄型偏光膜は、上記製造方法により得られる。本発明の薄型偏光膜は、実質的には、二色性物質が吸着配向されたPVA系樹脂膜である。薄型偏光膜の厚みは、好ましくは10μm以下であり、より好ましくは7μm以下、さらに好ましくは5μm以下である。一方、薄型偏光膜の厚みは、好ましくは0.5μm以上、より好ましくは1.5μm以上である。薄型偏光膜は、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。薄型偏光膜の単体透過率は、好ましくは40.0%以上、より好ましくは41.0%以上、さらに好ましくは42.0%以上である。薄型偏光膜偏光度は、好ましくは99.8%以上、より好ましくは99.9%以上、さらに好ましくは99.95%以上である。
本発明の光学積層体は、上記薄型偏光膜を有する。図3(a)および(b)は、本発明の好ましい実施形態による光学フィルム積層体の概略断面図である。光学フィルム積層体100は、熱可塑性樹脂基材11’と薄型偏光膜12’と粘着剤層13とセパレータ14とをこの順で有する。光学フィルム積層体200は、熱可塑性樹脂基材11’と薄型偏光膜12’と接着剤層15と光学機能フィルム16と粘着剤層13とセパレータ14とをこの順で有する。本実施形態では、上記熱可塑性樹脂基材を、得られた薄型偏光膜12’から剥離せずに、そのまま光学部材として用いている。熱可塑性樹脂基材11’は、例えば、薄型偏光膜12’の保護フィルムとして機能し得る。
1.厚み
デジタルマイクロメーター(アンリツ社製、製品名「KC−351C」)を用いて測定した。
2.熱可塑性樹脂基材の吸水率
JIS K 7209に準じて測定した。
3.熱可塑性樹脂基材のガラス転移温度(Tg)
JIS K 7121に準じて測定した。
(工程A)
熱可塑性樹脂基材として、吸水率0.60%、Tg80℃の非晶質ポリエチレンテレフタレート(A−PET)フィルム(三菱樹脂社製、商品名「ノバクリア」、厚み:100μm)を用いた。
熱可塑性樹脂基材の片面に、重合度2600、ケン化度99.9%のポリビニルアルコール(PVA)樹脂(日本合成化学工業社製、商品名「ゴーセノール(登録商標)NH−26」)の水溶液を60℃で塗布および乾燥して、厚み7μmのPVA系樹脂層を形成した。このようにして積層体を作製した。
次いで、液温30℃の染色浴(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1.4重量部配合して得られたヨウ素水溶液)に、最終的に得られる薄型偏光膜の単体透過率(Ts)が40〜44%となるように浸漬させた(染色工程・工程B)。
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60秒間浸漬させた(架橋工程)。
その後、積層体を、液温60℃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)に一軸延伸を行い、光学フィルム積層体を得た(工程C)。ここで、積層体が破断する直前まで延伸した(最大延伸倍率:5.0倍)。
その後、光学フィルム積層体を洗浄浴(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)に浸漬させた後、60℃の温風で乾燥させた(洗浄・乾燥工程)。
続いて、温度60℃、湿度90%RHに保持された恒温恒湿度ゾーンに、搬送ロールに張架させた状態で、光学フィルム積層体を30分間おいた(工程D)。
このようにして、熱可塑性樹脂基材上に厚み3μmの薄型偏光膜が形成された光学フィルム積層体を得た。
温度85℃、湿度85%RHに保持された恒温恒湿度ゾーンに2分間おいて工程Dを行ったこと以外は、実施例1と同様にして薄型偏光膜を得た。
(工程A)
熱可塑性樹脂基材として、Tg75℃のイソフタル酸を6モル%共重合させたイソフタル酸共重合ポリエチレンテレフタレートフィルム(厚み:200μm)を用いた。
熱可塑性樹脂基材の片面に、重合度2600、ケン化度99.9%のポリビニルアルコール(PVA)樹脂(日本合成化学工業社製、商品名「ゴーセノール(登録商標)NH−26」)の水溶液を60℃で塗布および乾燥して、厚み10μmのPVA系樹脂層を形成した。このようにして積層体を作製した。
その後、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(不溶化工程)。
次いで、液温30℃の染色浴(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1.4重量部配合して得られたヨウ素水溶液)に、最終的に得られる薄型偏光膜の単体透過率(Ts)が40〜44%となるように浸漬させた(染色工程・工程B)。
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3重量部配合して得られたホウ酸水溶液)に60秒間浸漬させた(架橋工程)。
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5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)に一軸延伸を行い、光学フィルム積層体を得た(工程C)。工程Cにおける延伸倍率を2.5倍とし、総延伸倍率は5.5倍であった。
その後、光学フィルム積層体を洗浄浴(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)に浸漬させた後、60℃の温風で乾燥させた(洗浄・乾燥工程)。
続いて、温度60℃、湿度90%RHに保持された恒温恒湿度ゾーンに、搬送ロールに張架させた状態で、光学フィルム積層体を30分間おいた(工程D)。
このようにして、熱可塑性樹脂基材上に厚み5μmの薄型偏光膜が形成された光学フィルム積層体を得た。
実施例1と同様にして作製した積層体を、積層体が破断する直前まで100℃のオーブン内で空中延伸した。このときの延伸倍率(最大延伸倍率)は、4.0倍であった。
その後、実施例1と同様に、染色工程、架橋工程および洗浄工程をこの順で行った後、60℃の温風で乾燥させて厚み3.5μmの薄型偏光膜を得た。
工程Dを行わなかったこと以外は、実施例1と同様にして薄型偏光膜を得た。
工程Dを行わなかったこと以外は、実施例3と同様にして薄型偏光膜を得た。
(偏光度の測定方法)
紫外可視分光光度計(日本分光社製、製品名「V7100」)を用いて、薄型偏光膜の単体透過率(Ts)、平行透過率(Tp)および直交透過率(Tc)を測定し、偏光度(P)を次式により求めた。
偏光度(P)(%)={(Tp−Tc)/(Tp+Tc)}1/2×100
なお、上記Ts、TpおよびTcは、JIS Z 8701の2度視野(C光源)により測定し、視感度補正を行ったY値である。
11 熱可塑性樹脂基材
12 PVA系樹脂層
Claims (8)
- 熱可塑性樹脂基材上にポリビニルアルコール系樹脂層を形成して積層体を作製する工程と、
該積層体のポリビニルアルコール系樹脂層をヨウ素で染色する工程と、
該積層体をホウ酸水溶液中で水中延伸して光学フィルム積層体を作製する工程と、
温度40℃〜100℃、湿度50%RH以上の雰囲気下に、該光学フィルム積層体のポリビニルアルコール系樹脂層をおく工程と
をこの順で含む、薄型偏光膜の製造方法。 - 前記光学フィルム積層体にテンションをかけた状態で前記雰囲気下に前記光学フィルム積層体をおく、請求項1に記載の薄型偏光膜の製造方法。
- 前記光学フィルム積層体を熱ロールで加熱する工程をさらに含み、該加熱工程後に前記光学フィルム積層体を前記雰囲気下におく、請求項1または2に記載の薄型偏光膜の製造方法。
- 前記積層体の最大延伸倍率が5.0倍以上である、請求項1から3のいずれかに記載の薄型偏光膜の製造方法。
- 前記熱可塑性樹脂基材が、非晶質のポリエチレンテレフタレート系樹脂から構成されている、請求項1から4のいずれかに記載の薄型偏光膜の製造方法。
- 前記染色工程および前記ホウ酸水中延伸の前に、前記積層体を95℃以上で空中延伸する工程を含む、請求項1から5のいずれかに記載の薄型偏光膜の製造方法。
- 請求項1から6のいずれかに記載の薄型偏光膜の製造方法により得られた、薄型偏光膜。
- 請求項7に記載の薄型偏光膜を有する、光学積層体。
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