JPH04288504A - 偏光フィルムの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、液晶表示装置等に用
いられる、耐久性に優れ、寸法安定性の高い偏光フィル
ムの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、各種ＯＡ機器類、自動車及び機械
計器類、家電機器等に多量の液晶表示装置が用いられ、
これに伴い液晶表示装置の液晶セルに積層して用いられ
る偏光フィルムの需要がますます増加すると共に、温度
や湿度についてより苛酷な環境条件に耐える耐久性の高
い偏光フィルムが望まれている。

【０００３】従来、代表的な偏光フィルムとして、ポリ
ビニルアルコール系樹脂フィルムを主材とするものが知
られており、これは通常、ポリビニルアルコール系樹脂
フィルムを、４倍程度の延伸倍率で延伸し、ヨウ素染色
し、ついで定着剤で処理したのち、さらにその両面に透
明保護層を貼着して製造されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の偏
光フィルムは、その製造方法に起因して、液晶表示装置
が高い温度や高い湿度にさらされると、収縮を起こし、
液晶セルとの積層界面で剥離したり、発泡を生じたりす
るという欠点がある。特に、使用面積の大きい用途にお
いては、この欠点は著しく、自ずとその適用範囲は制限
されるという問題があった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明者らは、上記従
来の問題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、ポリ
ビニルアルコール系樹脂フィルムを、一旦所望の延伸倍
率より高い延伸倍率に一軸延伸し、その後収縮緩和させ
て所望の延伸倍率に戻したのち、一定温度で加熱処理す
れば、上記欠点を除去できることを見いだし、この発明
を完成した。

【０００６】すなわち、この発明の偏光フィルムの製造
方法は、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを５〜６
倍の延伸倍率で一軸延伸すると共にヨウ素染色する第１
工程と、この染色後のフィルムを第１工程の延伸倍率未
満に収縮緩和させると共に定着剤で処理する第２工程と
、この処理後のフィルムの両面に透明保護フィルムを貼
着して偏光フィルム基材とする第３工程と、該偏光フィ
ルム基材を温度８０〜１００℃で加熱処理する第４工程
とからなる。

【０００７】

【発明の細部構成と作用】この発明の偏光フィルムに用
いられるポリビニルアルコール系樹脂フィルムは、酢酸
ビニル単独重合体、もしくは酢酸ビニルとこれと共重合
可能な少量の不飽和カルボン幕板（３）、オレフィン、
ビニルエーテル等の成分との共重合体をケン化（加水分
解）して得られるポリビニルアルコールを流延法または
ゲル製膜法等によって製膜した、原反厚さが５０〜１５
０μのフィルムである。

【０００８】まず、第１工程では、ポリビニルアルコー
ル系樹脂フィルムを、ヨウ素で染色し、一軸延伸する。 このとき、延伸は、ヨウ素染色の前後及び染色中のいず
れの段階で行ってもよい。

【０００９】上記のヨウ素染色は、ポリビニルアルコー
ル系樹脂フィルムを、ヨウ素・ヨウ化カリウム等のヨウ
素化合物の水溶液に接触させることによるが、その方法
は、浸漬法、流下法、スプレー法等のいずれであっても
よい。また、接触時間は２〜５分である。

【００１０】また、延伸は、一般に行われている延伸倍
率が約４倍程度であるのに対し、この発明においてはこ
れを５〜６倍とし、いわゆる過剰の延伸をするものとす
る。延伸倍率が５倍未満であると、偏光フィルムとして
の偏光特性を高めることができないばかりか、後工程に
おける有効な収縮緩和を行えず、また６倍を超えると基
材フィルムの延伸限界を超えて破れを生じ易く実用に供
することができなくなる。従って、好ましくは５．２〜
５．８倍である。延伸方法としては、ロール式延伸法、
テンター式延伸法等が採用できる。なお、延伸の際の温
度は、通常５０〜７０℃の範囲である。

【００１１】つぎに第２工程では、ヨウ素染色されたポ
リビニルアルコール系樹脂フィルムを第１工程の延伸倍
率未満に収縮緩和させると共に定着剤で処理する。この
定着剤の処理は、ポリビニルアルコール系樹脂フィルム
の耐水性を高め、ポリビニルアルコール系樹脂フィルム
に対するヨウ素の結合を強化して、偏光フィルムの耐久
性を向上させるものである。

【００１２】定着剤としては、ホウ酸、ホウ砂等のホウ
素化合物の水溶液または水−有機溶媒混合液が用いられ
る。この定着剤には、第１工程で用いられるヨウ素化合
物が少量添加されていてもよい。定着剤の処理は、ポリ
ビニルアルコール系樹脂フィルムを定着剤に浸漬する方
法が最も一般的であるが、流下法、スプレー法も採用可
能である。なお、処理の際の温度は通常５０〜７０℃で
あり、時間は５〜２０分である。

【００１３】そして、この処理において、第１工程で延
伸されたポリビニルアルコール系樹脂フィルムの緊張を
緩和させて、該フィルムを自己収縮させる。この収縮に
より、第１工程の延伸の反力としてフィルムに生じた内
部応力、ならびに処理中のフィルム膨潤に伴って新たに
発生する内部応力のかなりの部分が解放されることにな
る。なお、この第２工程の収縮緩和による延伸倍率は、
第１工程の延伸倍率つまり５〜６倍未満であるが、好ま
しくは４．５〜５．５倍に設定するのがよい。第３工程
では、第２工程で得られたポリビニルアルコール系樹脂
フィルムの両面に、透明保護フィルムを貼着して、偏光
フィルム基材を得る。この透明保護フィルムには、例え
ばセルロースアセテート系フィルム、ポリエステル系フ
ィルム、アクリル系フィルム、ポリカーボネート系フィ
ルム等の光学的に等方性のフィルムが用いられる。貼着
に用いる接着剤は、例えばケン化されたセルロースアセ
テート系フィルムではポリビニルアルコール等の水溶性
接着剤が、その他のフィルムではウレタン系またはアク
リル系等の接着剤が用いられる。

【００１４】なお、後の工程における表面の保護をより
確実にするために、粘着剤の塗布されたポリエチレンフ
ィルム等の保護フィルムを、上記の透明保護フィルムの
表面にさらに被覆することは差し支えない。

【００１５】つぎに、第４工程として、透明保護層を貼
着したポリビニルアルコール系樹脂フィルムを、一定の
温度条件で加熱処理する。この処理は、ポリビニルアル
コール系樹脂フィルムの一軸延伸と収縮緩和による残留
歪を除去して、偏光フィルムの寸法安定性と耐久性を高
めるものである。

【００１６】加熱処理の温度条件は、前記の如く８０〜
１００℃であり、８０℃未満では加熱処理の効果がなく
、逆に１００℃を超えるとポリビニルアルコール系樹脂
フィルムの熱劣化によって変色や変形等の品質低下を招
く。なお、特に好ましい加熱処理温度は８５〜９５℃の
範囲である。また、加熱時間については厳密に制限され
るものではないが、一般的には２０〜１８０分の範囲が
適当であり、短かすぎては加熱処理の効果が低く、逆に
長すぎてはむしろ変色や変形等の品質低下をまねく傾向
がある。

【００１７】なお、この加熱処理においては、偏光フィ
ルムの外観品質をより向上させる上で、第３工程より得
られた偏光フィルム基材を予め所定の寸法に切り揃え、
これを平坦かつ平滑な定板上に複数板積み重ね、好まし
くは５ｋｇ／ｃｍ２　程度の荷重をかけながら加熱する
ことが推奨される。

【００１８】この発明では、前記の第１〜第３工程では
ポリビニルアルコール系樹脂フィルムの原反を多数のロ
ールを介して走行させつつ連続的に行えるが、各工程を
区切ったバッジ方式も採用可能である。

【００１９】

【実施例】つぎに、本発明をの実施例を比較例とともに
説明する。

【００２０】実施例１ 平均重合度１５００のポリビニルアルコールよりなる厚
さ７５μｍ、巾１１００ｍｍの原反フィルムを用い、次
の第１〜第４工程を順次経て偏光フィルムを製造した。

【００２１】＜第１工程＞原反フィルムを水洗したのち
、ヨウ素０．５重量％、ヨウ化カリウム８重量％からな
る温度６８℃の水溶液中に約４分間浸漬し、その間にロ
ール式延伸法により、長手方向に５．２倍の一軸延伸を
行った。

【００２２】＜第２工程＞一軸延伸機のフィルムを定着
剤であるホウ酸１０重量％からなる温度６８℃の水溶液
中に約１５分間浸漬し、その間に延伸緩和させ、原反フ
ィルムに対して４．８倍の延伸倍率となるようにしたの
ち、これを乾燥した。

【００２３】＜第３工程＞上記定着剤による処理後のフ
ィルムの両面に透明保護層として厚さ８０μｍのトリア
セチルセルロール製フィルムをポリビニルアルコール系
接着剤にて貼着し、偏光フィルム基材とした。

【００２４】＜第４工程＞偏光フィルム基材を、寸法２
００×３００ｍｍの長方形に切断したのち、この２０枚
を揃えて積み重ねて、平坦かつ平滑な定板上に置き、５
ｋｇ／ｃｍ２　の荷重を均一にかけながら８０℃の加熱
乾燥炉中で１２０分間加熱処理し、偏光フィルムを得た
。

【００２５】実施例２〜５、比較例１〜５第１工程にお
けるポリビニルアルコール系樹脂フィルムの延伸倍率、
第２工程終了時の同フィルムの原反フィルムに対する延
伸倍率、第４工程の加熱処理温度、をそれぞれ表１に記
載する数値に設定した以外は、実施例１と同様にして偏
光フィルムを作製した。なお、比較例２については第４
工程の加熱処理を省略した。また比較例５では、第１工
程の延伸時にフィルムが破断したため、以降の第２〜第
４工程に供し得ず、偏光フィルムを作製できなかった。

【００２６】実施例１〜５及び比較例１〜４で得られた
各偏光フィルムにつき、それぞれフィルム面の平坦性と
偏光性能について調べた。また、これら偏光フィルムを
それより寸法の大きいガラス板面にアクリル系粘着剤を
介して貼り付け、８５℃、９０％ＲＨ（６０℃での相対
湿度）の条件下で５００時間放置したのち、収縮率と外
観の各項目について評価した。これらの結果を表１に示
す。なお、これら各項目の測定・評価は次のとおりであ
る。

【００２７】収縮率（％）：偏光フィルムの機械方向に
おける評価テスト前後の寸法変化率平坦性：平坦なもの
を○、ややうねりのあるものを×とした。

【００２８】剥がれ：主としてコーナー部分でガラスか
ら剥がれを生じていないものを○、生じているものを×
とした。

【００２９】発　　泡：偏光フィルムとガラスとの接着
剤層に気泡が発生していないものをない○、発生してい
るものを×とした。

【００３０】変　　色：原反フィルムの色に比べ、変色
していないものを○、変色しているものを×とした。

【００３１】偏光性能：偏光フィルム２枚を、偏光軸を
互いに平行または直交するように重ねたときの光線透過
度を下記の式で算出したもの。

【００３２】［（平行透過度−直交透過度）／（平行透
過度＋直交透過度）］平行根の百分率

【００３３】

【表１】

【００３４】表から明らかなように、この発明の実施例
の偏光フィルムはいずれも収縮率が小さく、平坦性に優
れ、外観が良好であり、偏光性能も極めて高いものであ
った。これに対し、比較例１〜３の偏光フィルムは収縮
率が大きく、外観が劣り、また比較例４のものは偏光性
能が劣るものであった。

【００３５】

【発明の効果】この発明方法によれば、ポリビニルアル
コール系樹脂フィルムをヨウ素で染色する第１工程にお
いて一旦所望より高い延伸倍率に一軸延伸し、次いで定
着剤で処理する第２工程において収縮緩和させて所望の
延伸倍率に戻し、さらに最終の第４工程において特定温
度で加熱処理することから、上記フィルムの延伸及び各
処理に伴う残留歪がほぼ完全に除去され、温度や湿度の
高い苛酷な条件下で使用される液晶表示装置等に使用し
ても収縮が極めて小さく、液晶セルとの積層界面での剥
離や発泡を生じず、耐久性及び寸法安定性に著しく優れ
、もって使用面積の大きい用途にも良好に適用でき、ま
た偏光性能の劣化がなく光学的に高い信頼性を具備する
偏光フィルムを提供できる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ポリビニルアルコール系樹脂フィルム
   を５〜６倍の延伸倍率で一軸延伸すると共にヨウ素染色
   する第１工程と、この染色後のフィルムを第１工程の延
   伸倍率未満に収縮緩和させると共に定着剤で処理する第
   ２工程と、この処理後のフィルムの両面に透明保護フィ
   ルムを貼着して偏光フィルム基材とする第３工程と、該
   偏光フィルム基材を温度８０〜１００℃で加熱処理する
   第４工程とからなる偏光フィルムの製造方法。