JP2023166827A - Lens portion, laminate, display body, method for manufacturing display body, and display method - Google Patents
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- Polarising Elements (AREA)
Abstract
Description
本発明は、レンズ部、積層体、表示体、表示体の製造方法および表示方法に関する。 The present invention relates to a lens part, a laminate, a display body, a method for manufacturing a display body, and a display method.
液晶表示装置およびエレクトロルミネセンス(EL)表示装置(例えば、有機EL表示装置)に代表される画像表示装置が急速に普及している。画像表示装置においては、画像表示を実現し、画像表示の性能を高めるために、一般的に、偏光部材、位相差部材等の光学部材が用いられている(例えば、特許文献1を参照)。 Image display devices represented by liquid crystal display devices and electroluminescent (EL) display devices (eg, organic EL display devices) are rapidly becoming popular. In image display devices, optical members such as polarizing members and retardation members are generally used to realize image display and improve image display performance (see, for example, Patent Document 1).
近年、画像表示装置の新たな用途が開発されている。例えば、Virtual Reality(VR)を実現するためのディスプレイ付きゴーグル(VRゴーグル)が製品化され始めている。VRゴーグルは様々な場面での利用が検討されていることから、その軽量化、高精細化等が望まれている。軽量化は、例えば、VRゴーグルに用いられるレンズを薄型化することで達成され得る。一方で、薄型レンズを用いた表示システムに適した光学部材の開発も望まれている。 In recent years, new uses for image display devices have been developed. For example, goggles with a display (VR goggles) for realizing Virtual Reality (VR) have begun to be commercialized. Since VR goggles are being considered for use in a variety of situations, it is desired that they be lighter and have higher definition. Weight reduction can be achieved, for example, by making the lenses used in VR goggles thinner. On the other hand, there is also a desire for the development of optical members suitable for display systems using thin lenses.
上記に鑑み、本発明はVRゴーグルの軽量化、高精細化を実現し得るレンズ部の提供を主たる目的とする。 In view of the above, the main object of the present invention is to provide a lens section that can realize weight reduction and high definition of VR goggles.
1.本発明の実施形態によるレンズ部は、ユーザに対して画像を表示する表示システムに用いられるレンズ部であって、画像を表す表示素子の表示面から前方に向けて出射され、偏光部材および第1のλ/4部材を通過した光を反射し、反射型偏光部材および前記反射型偏光部材の前方に配置される吸収型偏光部材を含む反射部と、前記表示素子と前記反射部との間の光路上に配置される第一レンズ部と、前記表示素子と前記第一レンズ部との間に配置され、前記表示素子から出射された光を透過させ、前記反射部で反射された光を前記反射部に向けて反射させるハーフミラーと、前記ハーフミラーと前記反射部との間の光路上に配置される第2のλ/4部材と、を備え、前記吸収型偏光部材を構成する吸収型偏光膜の厚みは8μm以下である。
2.上記1に記載のレンズ部において、上記反射型偏光部材の反射軸と上記吸収型偏光部材の吸収軸とは互いに平行に配置されてもよい。
3.上記1または2に記載のレンズ部において、上記第一レンズ部と上記ハーフミラーとは一体であってもよい。
4.上記1から3のいずれかに記載のレンズ部において、上記レンズ部は、上記反射部の前方に配置される第二レンズ部を備えてもよい。
5.上記1から4のいずれかに記載のレンズ部において、上記表示素子に含まれる上記偏光部材の吸収軸と上記第1のλ/4部材の遅相軸とのなす角度は40°~50°であってもよく、上記表示素子に含まれる上記偏光部材の吸収軸と上記第2のλ/4部材の遅相軸とのなす角度は40°~50°であってもよい。
6.上記1から5のいずれかに記載のレンズ部において、上記反射型偏光部材の厚みに対する上記吸収型偏光膜の厚みの比は15%以下であってもよい。
1. The lens unit according to the embodiment of the present invention is a lens unit used in a display system that displays an image to a user, and is a lens unit that emits light forward from a display surface of a display element that represents an image, and includes a polarizing member and a first a reflective part that reflects the light that has passed through the λ/4 member and includes a reflective polarizing member and an absorbing polarizing member disposed in front of the reflective polarizing member; and a reflective part between the display element and the reflective part. A first lens section disposed on the optical path is disposed between the display element and the first lens section, and transmits the light emitted from the display element and transmits the light reflected by the reflection section. An absorptive polarizing member comprising a half mirror that reflects the light toward a reflecting section, and a second λ/4 member disposed on an optical path between the half mirror and the reflecting section, and constituting the absorptive polarizing member. The thickness of the polarizing film is 8 μm or less.
2. In the lens portion described in 1 above, the reflection axis of the reflective polarizing member and the absorption axis of the absorptive polarizing member may be arranged parallel to each other.
3. In the lens section described in 1 or 2 above, the first lens section and the half mirror may be integrated.
4. In the lens section according to any one of 1 to 3 above, the lens section may include a second lens section disposed in front of the reflecting section.
5. In the lens portion according to any one of 1 to 4 above, the angle between the absorption axis of the polarizing member included in the display element and the slow axis of the first λ/4 member is 40° to 50°. The angle between the absorption axis of the polarizing member included in the display element and the slow axis of the second λ/4 member may be 40° to 50°.
6. In the lens portion according to any one of 1 to 5 above, the ratio of the thickness of the absorptive polarizing film to the thickness of the reflective polarizing member may be 15% or less.
7.本発明の実施形態による積層体は、上記1から6のいずれかに記載のレンズ部の上記反射部に用いられ、上記反射型偏光部材と上記吸収型偏光部材とを有する。
8.上記7に記載の積層体において、上記反射型偏光部材と上記吸収型偏光部材とは接着層を介して積層されてもよい。
7. The laminate according to the embodiment of the present invention is used in the reflective section of the lens section described in any one of 1 to 6 above, and includes the reflective polarizing member and the absorptive polarizing member.
8. In the laminate described in 7 above, the reflective polarizing member and the absorptive polarizing member may be laminated with an adhesive layer interposed therebetween.
9.本発明の実施形態による表示体は、上記1から6のいずれかに記載のレンズ部を有する。
10.本発明の実施形態による表示体の製造方法、上記1から6のいずれかに記載のレンズ部を有する表示体の製造方法である。
9. A display body according to an embodiment of the present invention has the lens portion described in any one of 1 to 6 above.
10. The present invention provides a method for manufacturing a display body according to an embodiment of the present invention, and a method for manufacturing a display body having a lens portion according to any one of items 1 to 6 above.
11.本発明の実施形態による表示方法は、偏光部材および第1のλ/4部材を介して出射された画像を表す光を、ハーフミラーおよび第一レンズ部を通過させるステップと、前記ハーフミラーおよび前記第一レンズ部を通過した光を、第2のλ/4部材を通過させるステップと、前記第2のλ/4部材を通過した光を、反射型偏光部材を含む反射部で前記ハーフミラーに向けて反射させるステップと、前記反射部および前記ハーフミラーで反射させた光を、前記第2のλ/4部材により前記反射部の前記反射型偏光部材を透過可能にするステップと、前記反射型偏光部材を透過した光を、吸収型偏光部材を透過させるステップと、を有し、前記吸収型偏光部材を構成する吸収型偏光膜の厚みは8μm以下である。 11. A display method according to an embodiment of the present invention includes a step of causing light representing an image emitted through a polarizing member and a first λ/4 member to pass through a half mirror and a first lens portion; a step of causing the light that has passed through the first lens section to pass through a second λ/4 member; and a step of directing the light that has passed through the second λ/4 member to the half mirror using a reflecting section that includes a reflective polarizing member. a step of allowing the light reflected by the reflecting section and the half mirror to pass through the reflective polarizing member of the reflecting section by the second λ/4 member; and transmitting the light transmitted through the polarizing member through an absorbing polarizing member, and the thickness of the absorbing polarizing film constituting the absorbing polarizing member is 8 μm or less.
12.本発明の実施形態によるレンズ部の吸収型偏光膜の製造方法は、長尺状の熱可塑性樹脂基材の片側に、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して積層体とすること、および、前記積層体に、空中補助延伸処理と、染色処理と、水中延伸処理と、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と、をこの順に施すことを含む。
13.上記12に記載の製造方法において、上記ポリビニルアルコール系樹脂層における上記ハロゲン化物の含有量は、上記ポリビニルアルコール系樹脂100重量部に対して5重量部~20重量部である。
14.上記12または13に記載の製造方法において、上記空中補助延伸処理における延伸倍率は2.0倍以上である。
15.上記12から14のいずれかに記載の製造方法において、上記乾燥収縮処理工程は、加熱ロールを用いて加熱する工程である。
16.上記15に記載の製造方法において、上記加熱ロールの温度は60℃~120℃であり、上記乾燥収縮処理による上記積層体の幅方向の収縮率が2%以上である。
12. A method for manufacturing an absorption polarizing film for a lens portion according to an embodiment of the present invention includes forming a polyvinyl alcohol resin layer containing a halide and a polyvinyl alcohol resin on one side of a long thermoplastic resin base material. A laminate is formed, and the laminate is subjected to an auxiliary stretching treatment in the air, a dyeing treatment, a stretching treatment in water, and a drying shrinkage treatment in which the laminate is contracted by 2% or more in the width direction by heating while conveying in the longitudinal direction. , in this order.
13. In the manufacturing method described in 12 above, the content of the halide in the polyvinyl alcohol resin layer is 5 parts by weight to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyvinyl alcohol resin.
14. In the manufacturing method described in 12 or 13 above, the stretching ratio in the aerial auxiliary stretching treatment is 2.0 times or more.
15. In the manufacturing method according to any one of 12 to 14 above, the drying shrinkage treatment step is a step of heating using a heating roll.
16. In the manufacturing method described in 15 above, the temperature of the heating roll is 60° C. to 120° C., and the shrinkage rate of the laminate in the width direction by the drying shrinkage treatment is 2% or more.
本発明の実施形態によるレンズ部によれば、VRゴーグルの軽量化、高精細化を実現し得る。 According to the lens portion according to the embodiment of the present invention, it is possible to realize lightweight VR goggles and high definition.
以下、図面を参照して本発明の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。また、図面は説明をより明確にするため、実施の形態に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings, but the present invention is not limited to these embodiments. Further, in order to make the explanation more clear, the drawings may schematically represent the width, thickness, shape, etc. of each part compared to the embodiment, but this is just an example, and the interpretation of the present invention is It is not limited.
(用語および記号の定義)
本明細書における用語および記号の定義は下記の通りである。
(1)屈折率(nx、ny、nz)
「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)の屈折率であり、「nz」は厚み方向の屈折率である。
(2)面内位相差(Re)
「Re(λ)」は、23℃における波長λnmの光で測定した面内位相差である。例えば、「Re(550)」は、23℃における波長550nmの光で測定した面内位相差である。Re(λ)は、層(フィルム)の厚みをd(nm)としたとき、式:Re(λ)=(nx-ny)×dによって求められる。
(3)厚み方向の位相差(Rth)
「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。
(4)Nz係数
Nz係数は、Nz=Rth/Reによって求められる。
(5)角度
本明細書において角度に言及するときは、当該角度は基準方向に対して時計回りおよび反時計回りの両方を包含する。したがって、例えば「45°」は±45°を意味する。
(Definition of terms and symbols)
Definitions of terms and symbols used herein are as follows.
(1) Refractive index (nx, ny, nz)
"nx" is the refractive index in the direction in which the in-plane refractive index is maximum (i.e., slow axis direction), and "ny" is the direction perpendicular to the slow axis in the plane (i.e., fast axis direction) "nz" is the refractive index in the thickness direction.
(2) In-plane phase difference (Re)
"Re(λ)" is an in-plane retardation measured with light having a wavelength of λnm at 23°C. For example, "Re(550)" is an in-plane retardation measured with light having a wavelength of 550 nm at 23°C. Re(λ) is determined by the formula: Re(λ)=(nx−ny)×d, where d (nm) is the thickness of the layer (film).
(3) Phase difference in thickness direction (Rth)
"Rth (λ)" is a retardation in the thickness direction measured with light having a wavelength of λ nm at 23°C. For example, "Rth (550)" is the retardation in the thickness direction measured with light having a wavelength of 550 nm at 23°C. Rth(λ) is determined by the formula: Rth(λ)=(nx−nz)×d, where d (nm) is the thickness of the layer (film).
(4) Nz coefficient The Nz coefficient is determined by Nz=Rth/Re.
(5) Angle When an angle is referred to in this specification, the angle includes both clockwise and counterclockwise directions with respect to the reference direction. Therefore, for example, "45°" means ±45°.
図1は本発明の1つの実施形態に係る表示システムの概略の構成を示す模式図である。図1では、表示システム2の各構成要素の配置および形状等を模式的に図示している。表示システム2は、表示素子12と、反射部14と、第一レンズ部16と、ハーフミラー18と、第一位相差部材20と、第二位相差部材22と、第二レンズ部24とを備えている。反射部14は、表示素子12の表示面12a側である前方に配置され、表示素子12から出射された光を反射し得る。第一レンズ部16は表示素子12と反射部14との間の光路上に配置され、ハーフミラー18は表示素子12と第一レンズ部16との間に配置されている。第一位相差部材20は表示素子12とハーフミラー18との間の光路上に配置され、第二位相差部材22はハーフミラー18と反射部14との間の光路上に配置されている。
FIG. 1 is a schematic diagram showing the general configuration of a display system according to one embodiment of the present invention. FIG. 1 schematically shows the arrangement, shape, etc. of each component of the
ハーフミラーから前方に配置される構成要素(図示例では、ハーフミラー18、第一レンズ部16、第二位相差部材22、反射部14および第二レンズ部24)をまとめてレンズ部(レンズ部4)と称する場合がある。
The components disposed in front of the half mirror (in the illustrated example, the
表示素子12は、例えば、液晶ディスプレイまたは有機ELディスプレイであり、画像を表示するための表示面12aを有している。表示面12aから出射される光は、例えば、表示素子12に含まれ得る偏光部材(代表的には、偏光フィルム)を通過して出射され、第1の直線偏光とされている。
The
第一位相差部材20は、第一位相差部材20に入射した第1の直線偏光を第1の円偏光に変換し得るλ/4部材である(以下、第一位相差部材を第1のλ/4部材と称する場合がある)。なお、第一位相差部材20は、表示素子12に一体に設けられてもよい。
The
ハーフミラー18は、表示素子12から出射された光を透過させ、反射部14で反射された光を反射部14に向けて反射させる。ハーフミラー18は、第一レンズ部16に一体に設けられている。
The
第二位相差部材22は、反射部14およびハーフミラー18で反射させた光を、反射型偏光部材を含む反射部14を透過させ得るλ/4部材である(以下、第二位相差部材を第2のλ/4部材と称する場合がある)。なお、第二位相差部材22は、第一レンズ部16に一体に設けられてもよいし、反射部14に含まれる反射型偏光部材に一体に設けられてもよい。
The
第1のλ/4部材20から出射された第1の円偏光は、ハーフミラー18および第一レンズ部16を通過し、第2のλ/4部材22により第2の直線偏光に変換される。第2のλ/4部材22から出射された第2の直線偏光は、反射部14に含まれる反射型偏光部材を透過せずにハーフミラー18に向けて反射される。このとき、反射部14に含まれる反射型偏光部材に入射した第2の直線偏光の偏光方向は、反射型偏光部材の反射軸と同方向である。そのため、反射部に入射した第2の直線偏光は、反射型偏光部材で反射される。
The first circularly polarized light emitted from the first λ/4
反射部14で反射された第2の直線偏光は第2のλ/4部材22により第2の円偏光に変換され、第2のλ/4部材22から出射された第2の円偏光は第一レンズ部16を通過してハーフミラー18で反射される。ハーフミラー18で反射された第2の円偏光は、第一レンズ部16を通過し、第2のλ/4部材22により第3の直線偏光に変換される。第3の直線偏光は、反射部14に含まれる反射型偏光部材を透過する。このとき、反射部14に含まれる反射型偏光部材に入射した第3の直線偏光の偏光方向は、反射型偏光部材の透過軸と同方向である。そのため、反射部14に入射した第3の直線偏光は、反射型偏光部材を透過する。
The second linearly polarized light reflected by the
反射部14を透過した光は、第二レンズ部24を通過して、ユーザの目26に入射する。
The light that has passed through the
例えば、表示素子12に含まれる偏光部材の吸収軸と反射部14に含まれる反射型偏光部材の反射軸とは、互いに略平行に配置されてもよいし、略直交に配置されてもよい。表示素子12に含まれる偏光部材の吸収軸と第一位相差部材20の遅相軸とのなす角度は、例えば40°~50°であり、42°~48°であってもよく、約45°であってもよい。表示素子12に含まれる偏光部材の吸収軸と第二位相差部材22の遅相軸とのなす角度は、例えば40°~50°であり、42°~48°であってもよく、約45°であってもよい。
For example, the absorption axis of the polarizing member included in the
第一位相差部材20の面内位相差Re(550)は、例えば100nm~190nmであり、110nm~180nmであってもよく、130nm~160nmであってもよく、135nm~155nmであってもよい。
The in-plane retardation Re (550) of the
第一位相差部材20は、好ましくは、位相差値が測定光の波長に応じて大きくなる逆分散波長特性を示す。第一位相差部材20のRe(450)/Re(550)は、例えば0.75以上1未満であり、0.8以上0.95以下であってもよい。
The
第二位相差部材22の面内位相差Re(550)は、例えば100nm~190nmであり、110nm~180nmであってもよく、130nm~160nmであってもよく、135nm~155nmであってもよい。
The in-plane retardation Re (550) of the
第二位相差部材22は、好ましくは、位相差値が測定光の波長に応じて大きくなる逆分散波長特性を示す。第二位相差部材22のRe(450)/Re(550)は、例えば0.75以上1未満であり、0.8以上0.95以下であってもよい。
The
各位相差部材は、任意の適切な材料で形成される。例えば、樹脂フィルム(代表的には、延伸フィルム)であってもよく、液晶化合物から形成されてもよい。位相差部材が樹脂フィルムである場合、その厚みは、例えば10μm~100μmである。 Each retardation member is formed of any suitable material. For example, it may be a resin film (typically a stretched film) or may be formed from a liquid crystal compound. When the retardation member is a resin film, its thickness is, for example, 10 μm to 100 μm.
上記樹脂フィルムに含まれる樹脂としては、ポリカーボネート系樹脂、ポリエステルカーボネート系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリビニルアセタール系樹脂、ポリアリレート系樹脂、環状オレフィン系樹脂、セルロース系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、アクリル系樹脂等が挙げられる。これらの樹脂は、単独で用いてもよく、組み合わせて(例えば、ブレンド、共重合)用いてもよい。例えば、ポリカーボネート系樹脂またはポリエステルカーボネート系樹脂(以下、単にポリカーボネート系樹脂と称する場合がある)を含む樹脂フィルムが好適に用いられ得る。このような樹脂を用いることにより、例えば、上記逆分散波長特性を示し得る。 The resins contained in the above resin film include polycarbonate resin, polyester carbonate resin, polyester resin, polyvinyl acetal resin, polyarylate resin, cyclic olefin resin, cellulose resin, polyvinyl alcohol resin, and polyamide resin. , polyimide resin, polyether resin, polystyrene resin, acrylic resin, and the like. These resins may be used alone or in combination (for example, blended or copolymerized). For example, a resin film containing a polycarbonate resin or a polyester carbonate resin (hereinafter sometimes simply referred to as a polycarbonate resin) can be suitably used. By using such a resin, for example, the above-mentioned inverse dispersion wavelength characteristic can be exhibited.
上記ポリカーボネート系樹脂としては、任意の適切なポリカーボネート系樹脂を用いることができる。例えば、ポリカーボネート系樹脂は、フルオレン系ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位と、イソソルビド系ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位と、脂環式ジオール、脂環式ジメタノール、ジ、トリまたはポリエチレングリコール、ならびに、アルキレングリコールまたはスピログリコールからなる群から選択される少なくとも1つのジヒドロキシ化合物に由来する構造単位と、を含む。好ましくは、ポリカーボネート系樹脂は、フルオレン系ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位と、イソソルビド系ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位と、脂環式ジメタノールに由来する構造単位ならびに/あるいはジ、トリまたはポリエチレングリコールに由来する構造単位と、を含み;さらに好ましくは、フルオレン系ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位と、イソソルビド系ジヒドロキシ化合物に由来する構造単位と、ジ、トリまたはポリエチレングリコールに由来する構造単位と、を含む。ポリカーボネート系樹脂は、必要に応じてその他のジヒドロキシ化合物に由来する構造単位を含んでいてもよい。なお、位相差部材に好適に用いられ得るポリカーボネート系樹脂および位相差部材の形成方法の詳細は、例えば、特開2014-10291号公報、特開2014-26266号公報、特開2015-212816号公報、特開2015-212817号公報、特開2015-212818号公報に記載されており、これらの公報の記載は本明細書に参考として援用される。 Any suitable polycarbonate resin can be used as the polycarbonate resin. For example, polycarbonate resins contain structural units derived from fluorene-based dihydroxy compounds, structural units derived from isosorbide-based dihydroxy compounds, alicyclic diols, alicyclic dimethanols, di-, tri-, or polyethylene glycols, and alkylene-based dihydroxy compounds. a structural unit derived from at least one dihydroxy compound selected from the group consisting of glycol or spiroglycol. Preferably, the polycarbonate resin contains a structural unit derived from a fluorene dihydroxy compound, a structural unit derived from an isosorbide dihydroxy compound, a structural unit derived from an alicyclic dimethanol, and/or a di, tri, or polyethylene glycol. More preferably, it contains a structural unit derived from a fluorene dihydroxy compound, a structural unit derived from an isosorbide dihydroxy compound, and a structural unit derived from di, tri or polyethylene glycol. . The polycarbonate resin may contain structural units derived from other dihydroxy compounds as necessary. In addition, details of the polycarbonate resin that can be suitably used for the retardation member and the method for forming the retardation member can be found, for example, in JP-A No. 2014-10291, JP-A No. 2014-26266, and JP-A No. 2015-212816. , JP 2015-212817A and JP 2015-212818A, and the descriptions of these publications are incorporated herein by reference.
反射型偏光部材の前方に、吸収型偏光部材が設けられていてもよい。代表的には、吸収型偏光部材を反射型偏光部材と第二レンズ部24との間に設けることができる。反射型偏光部材の反射軸と吸収型偏光部材の吸収軸とは互いに略平行に配置され得、反射型偏光部材の透過軸と吸収型偏光部材の透過軸とは互いに略平行に配置され得る。吸収型偏光部材は反射部14に含まれてもよい。反射部14が吸収型偏光部材を含む場合、反射部14は反射型偏光部材と吸収型偏光部材とを有する積層体を含んでいてもよい。
An absorptive polarizing member may be provided in front of the reflective polarizing member. Typically, an absorptive polarizing member can be provided between the reflective polarizing member and the
図2は、図1に示す表示システムの反射部に用いられる積層体の一例を示す模式的な断面図である。積層体30は、反射型偏光部材32と吸収型偏光部材34とを有し、反射型偏光部材32と吸収型偏光部材34とは接着層36を介して積層されている。接着層を用いることにより、反射型偏光部材32と吸収型偏光部材34とが固定され、反射軸と吸収軸(透過軸と透過軸)との軸配置のズレを防止することができる。また、反射型偏光部材32と吸収型偏光部材34との間に形成され得る空気層による悪影響を抑制することができる。接着層36は、接着剤で形成されてもよいし、粘着剤で形成されてもよい。接着層36の厚みは、例えば0.05μm~30μmであり、好ましくは3μm~20μmであり、さらに好ましくは5μm~15μmである。図示しないが、第二位相差部材22が反射型偏光部材32に一体に設けられてもよいことから、積層体30は第二位相差部材22を有していてもよい。この場合、第二位相差部材22は、接着層を介して反射型偏光部材32に積層され得る。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an example of a laminate used in the reflective section of the display system shown in FIG. The laminate 30 includes a reflective polarizing
上記反射型偏光部材は、その透過軸に平行な偏光(代表的には、直線偏光)をその偏光状態を維持したまま透過させ、それ以外の偏光状態の光を反射し得る。反射型偏光部材としては、代表的には、多層構造を有するフィルム(反射型偏光フィルムと称する場合がある)で構成される。この場合、反射型偏光部材の厚みは、例えば10μm~150μmであり、好ましくは20μm~100μmであり、さらに好ましくは30μm~60μmである。 The reflective polarizing member can transmit polarized light parallel to its transmission axis (typically, linearly polarized light) while maintaining its polarized state, and can reflect light in other polarized states. The reflective polarizing member is typically composed of a film having a multilayer structure (sometimes referred to as a reflective polarizing film). In this case, the thickness of the reflective polarizing member is, for example, 10 μm to 150 μm, preferably 20 μm to 100 μm, and more preferably 30 μm to 60 μm.
図3は、反射型偏光フィルムに含まれる多層構造の一例を示す模式的な斜視図である。多層構造32aは、複屈折性を有する層Aと複屈折性を実質的に有さない層Bとを交互に有する。多層構造を構成する層の総数は、50~1000であってもよい。例えば、A層のx軸方向の屈折率nxはy軸方向の屈折率nyより大きく、B層のx軸方向の屈折率nxとy軸方向の屈折率nyとは実質的に同一であり、A層とB層との屈折率差は、x軸方向において大きく、y軸方向においては実質的にゼロである。その結果、x軸方向が反射軸となり、y軸方向が透過軸となり得る。A層とB層とのx軸方向における屈折率差は、好ましくは0.2~0.3である。
FIG. 3 is a schematic perspective view showing an example of a multilayer structure included in a reflective polarizing film. The
上記A層は、代表的には、延伸により複屈折性を発現する材料で構成される。このような材料としては、例えば、ナフタレンジカルボン酸ポリエステル(例えば、ポリエチレンナフタレート)、ポリカーボネートおよびアクリル系樹脂(例えば、ポリメチルメタクリレート)が挙げられる。上記B層は、代表的には、延伸しても複屈折性を実質的に発現しない材料で構成される。このような材料としては、例えば、ナフタレンジカルボン酸とテレフタル酸とのコポリエステルが挙げられる。上記多層構造は、共押出と延伸とを組み合わせて形成され得る。例えば、A層を構成する材料とB層を構成する材料とを押し出した後、多層化する(例えば、マルチプライヤーを用いて)。次いで、得られた多層積層体を延伸する。図示例のx軸方向は、延伸方向に対応し得る。 The layer A is typically made of a material that exhibits birefringence when stretched. Such materials include, for example, naphthalene dicarboxylic acid polyesters (eg, polyethylene naphthalate), polycarbonates, and acrylic resins (eg, polymethyl methacrylate). The B layer is typically made of a material that does not substantially exhibit birefringence even when stretched. Examples of such materials include copolyesters of naphthalene dicarboxylic acid and terephthalic acid. The multilayer structure may be formed by a combination of coextrusion and stretching. For example, after extruding the material constituting layer A and the material constituting layer B, they are multilayered (for example, using a multiplier). The obtained multilayer laminate is then stretched. The x-axis direction in the illustrated example may correspond to the stretching direction.
反射型偏光フィルムの市販品として、例えば、3M社製の商品名「DBEF」、「APF」、日東電工社製の商品名「APCF」が挙げられる。 Commercially available reflective polarizing films include, for example, 3M's product names "DBEF" and "APF" and Nitto Denko's product name "APCF".
反射型偏光部材(反射型偏光フィルム)の直交透過率(Tc)は、例えば0.01%~3%であり得る。反射型偏光部材(反射型偏光フィルム)の単体透過率(Ts)は、例えば43%~49%であり、好ましくは45%~47%である。反射型偏光部材(反射型偏光フィルム)の偏光度(P)は、例えば92%~99.99%であり得る。 The cross transmittance (Tc) of the reflective polarizing member (reflective polarizing film) may be, for example, 0.01% to 3%. The single transmittance (Ts) of the reflective polarizing member (reflective polarizing film) is, for example, 43% to 49%, preferably 45% to 47%. The degree of polarization (P) of the reflective polarizing member (reflective polarizing film) can be, for example, 92% to 99.99%.
上記単体透過率(Ts)は、代表的には、紫外可視分光光度計により測定される。上記偏光度(P)は、代表的には、紫外可視分光光度計を用いて測定し、視感度補正を行なって得た平行透過率(Tp)および直交透過率(Tc)に基づいて、下記式により求められる。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。
偏光度(P)={(Tp-Tc)/(Tp+Tc)}1/2×100
The single transmittance (Ts) is typically measured using an ultraviolet-visible spectrophotometer. The degree of polarization (P) is typically measured using an ultraviolet-visible spectrophotometer, and is calculated based on the parallel transmittance (Tp) and cross transmittance (Tc) obtained by correcting visibility. It is determined by the formula. Ts, Tp, and Tc are Y values measured using a 2-degree visual field (C light source) according to JIS Z8701 and subjected to visibility correction.
Polarization degree (P) = {(Tp-Tc)/(Tp+Tc)} 1/2 ×100
上記吸収型偏光部材は、代表的には、二色性物質を含む樹脂フィルム(吸収型偏光膜もしくは単に偏光膜と称する場合がある)を含み得る。好ましくは、ヨウ素を含むポリビニルアルコール(PVA)系フィルムを含む。吸収型偏光膜の厚みは、1μm以上8μm以下であることが好ましく、より好ましくは7μm以下であり、さらに好ましくは5μm以下である。このような厚みの吸収型偏光膜を用いることにより、環境変化(例えば、温度変化)により生じ得る収縮を抑制して、優れた表示特性が維持され得る。具体的には、上記表示システムにおいては、部材のわずかな収縮が像のゆがみの原因となり得ることから、このような厚みの吸収型偏光膜を用いることにより、表示される像のゆがみを極めて良好に抑制し得る。 The absorption type polarizing member may typically include a resin film (sometimes referred to as an absorption type polarizing film or simply a polarizing film) containing a dichroic substance. Preferably, a polyvinyl alcohol (PVA) film containing iodine is included. The thickness of the absorption type polarizing film is preferably 1 μm or more and 8 μm or less, more preferably 7 μm or less, and still more preferably 5 μm or less. By using an absorptive polarizing film having such a thickness, shrinkage that may occur due to environmental changes (for example, temperature changes) can be suppressed, and excellent display characteristics can be maintained. Specifically, in the display system mentioned above, slight contraction of the member can cause image distortion, so by using an absorbing polarizing film with such a thickness, distortion of the displayed image can be extremely suppressed. can be suppressed.
上記反射型偏光部材の厚みに対する吸収型偏光膜の厚みの比は、15%以下であることが好ましく、より好ましくは10%以下である。上記第二位相差部材の厚み、反射型偏光部材の厚みおよび吸収型偏光部材の厚みの合計に対する吸収型偏光膜の厚みの比は、10%以下であることが好ましく、より好ましくは5%以下である。 The ratio of the thickness of the absorptive polarizing film to the thickness of the reflective polarizing member is preferably 15% or less, more preferably 10% or less. The ratio of the thickness of the absorptive polarizing film to the sum of the thickness of the second retardation member, the thickness of the reflective polarizing member, and the thickness of the absorptive polarizing member is preferably 10% or less, more preferably 5% or less. It is.
吸収型偏光部材(吸収型偏光膜)の直交透過率(Tc)は、0.5%以下であることが好ましく、より好ましくは0.1%以下であり、さらに好ましくは0.05%以下である。吸収型偏光部材(吸収型偏光膜)の単体透過率(Ts)は、例えば41.0%~45.0%であり、好ましくは42.0%以上である。吸収型偏光部材(吸収型偏光膜)の偏光度(P)は、例えば99.0%~99.997%であり、好ましくは99.9%以上である。反射型偏光部材に吸収型偏光部材を組み合わせることで、優れた表示特性が達成され得る。例えば、ユーザの残像(ゴースト)の視認を抑制し得る。 The orthogonal transmittance (Tc) of the absorption type polarizing member (absorption type polarizing film) is preferably 0.5% or less, more preferably 0.1% or less, and still more preferably 0.05% or less. be. The single transmittance (Ts) of the absorption type polarizing member (absorption type polarizing film) is, for example, 41.0% to 45.0%, preferably 42.0% or more. The degree of polarization (P) of the absorption type polarizing member (absorption type polarizing film) is, for example, 99.0% to 99.997%, preferably 99.9% or more. Excellent display characteristics can be achieved by combining a reflective polarizing member with an absorptive polarizing member. For example, visual recognition of afterimages (ghosts) by the user can be suppressed.
1つの実施形態による上記吸収型偏光膜の製造方法は、長尺状の熱可塑性樹脂基材の片側に、ハロゲン化物とポリビニルアルコール系樹脂(PVA系樹脂)とを含むポリビニルアルコール系樹脂層(PVA系樹脂層)を形成して積層体とすること、および、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、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と、をこの順に施すことを含む。PVA系樹脂層におけるハロゲン化物の含有量は、好ましくは、PVA系樹脂100重量部に対して5重量部~20重量部である。空中補助延伸処理における延伸倍率は、好ましくは、2.0倍以上である。乾燥収縮処理は、加熱ロールを用いて処理することが好ましく、加熱ロールの温度は、好ましくは、60℃~120℃である。乾燥収縮処理による積層体の幅方向の収縮率は、好ましくは、2%以上である。ハロゲン化物を含むPVA系樹脂層を含む積層体を作製し、上記積層体の延伸を空中補助延伸及び水中延伸を含む多段階延伸とし、延伸後の積層体を加熱ロールで加熱することにより、優れた光学特性(代表的には、単体透過率および偏光度)を有するとともに、光学特性のバラつきが抑制された偏光膜を得ることができる。具体的には、乾燥収縮処理工程において加熱ロールを用いることにより、積層体を搬送しながら、積層体全体に亘って均一に収縮することができる。これにより、得られる偏光膜の光学特性を高めることができるだけでなく、光学特性に優れる偏光膜を安定して生産することができ、偏光膜の光学特性(特に、単体透過率)のバラつきを抑制することができる。 The method for producing an absorption type polarizing film according to one embodiment includes forming a polyvinyl alcohol resin layer (PVA resin) containing a halide and a polyvinyl alcohol resin (PVA resin) on one side of a long thermoplastic resin base material. system resin layer) to form a laminate, and the laminate is subjected to aerial auxiliary stretching treatment, dyeing treatment, underwater stretching treatment, and heating while conveying in the longitudinal direction to reduce the width by 2%. This includes performing the above-described drying and shrinking treatment in this order. The content of the halide in the PVA resin layer is preferably 5 parts by weight to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the PVA resin. The stretching ratio in the aerial auxiliary stretching process is preferably 2.0 times or more. The drying shrinkage treatment is preferably carried out using a heating roll, and the temperature of the heating roll is preferably 60°C to 120°C. The shrinkage rate of the laminate in the width direction due to the drying shrinkage treatment is preferably 2% or more. A laminate including a PVA resin layer containing a halide is produced, the laminate is stretched in multiple stages including auxiliary stretching in the air and stretching in water, and the laminate after stretching is heated with a heating roll. It is possible to obtain a polarizing film that has excellent optical properties (typically, single transmittance and degree of polarization) and suppresses variations in optical properties. Specifically, by using a heating roll in the drying shrinkage process, the entire laminate can be uniformly shrunk while being transported. This not only makes it possible to improve the optical properties of the resulting polarizing film, but also allows stable production of polarizing films with excellent optical properties, and suppresses variations in the optical properties (especially single transmittance) of the polarizing film. can do.
熱可塑性樹脂基材とPVA系樹脂層との積層体を作製する方法としては、任意の適切な方法が採用され得る。好ましくは、熱可塑性樹脂基材の表面に、ハロゲン化物とPVA系樹脂とを含む塗布液を塗布し、乾燥することにより、熱可塑性樹脂基材上にPVA系樹脂層を形成する。上記のとおり、PVA系樹脂層におけるハロゲン化物の含有量は、好ましくは、PVA系樹脂100重量部に対して5重量部~20重量部である。 Any suitable method may be adopted as a method for producing a laminate of a thermoplastic resin base material and a PVA-based resin layer. Preferably, a coating liquid containing a halide and a PVA resin is applied to the surface of the thermoplastic resin base material and dried to form a PVA resin layer on the thermoplastic resin base material. As mentioned above, the content of the halide in the PVA resin layer is preferably 5 parts by weight to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the PVA resin.
塗布液の塗布方法としては、任意の適切な方法を採用することができる。例えば、ロールコート法、スピンコート法、ワイヤーバーコート法、ディップコート法、ダイコート法、カーテンコート法、スプレーコート法、ナイフコート法(コンマコート法等)等が挙げられる。上記塗布液の塗布・乾燥温度は、好ましくは50℃以上である。 Any suitable method can be adopted as a method for applying the coating liquid. Examples include roll coating, spin coating, wire bar coating, dip coating, die coating, curtain coating, spray coating, knife coating (comma coating, etc.). The coating and drying temperature of the coating liquid is preferably 50° C. or higher.
PVA系樹脂層の厚みは、好ましくは、3μm~40μm、さらに好ましくは3μm~20μmである。 The thickness of the PVA resin layer is preferably 3 μm to 40 μm, more preferably 3 μm to 20 μm.
PVA系樹脂層を形成する前に、熱可塑性樹脂基材に表面処理(例えば、コロナ処理等)を施してもよいし、熱可塑性樹脂基材上に易接着層を形成してもよい。このような処理を行うことにより、熱可塑性樹脂基材とPVA系樹脂層との密着性を向上させることができる。 Before forming the PVA-based resin layer, the thermoplastic resin base material may be subjected to surface treatment (for example, corona treatment, etc.), or an easily adhesive layer may be formed on the thermoplastic resin base material. By performing such a treatment, the adhesion between the thermoplastic resin base material and the PVA resin layer can be improved.
熱可塑性樹脂基材の厚みは、好ましくは20μm~300μm、より好ましくは50μm~200μmである。20μm未満であると、PVA系樹脂層の形成が困難になるおそれがある。300μmを超えると、例えば、後述の水中延伸処理において、熱可塑性樹脂基材が水を吸収するのに長時間を要するとともに、延伸に過大な負荷を要するおそれがある。 The thickness of the thermoplastic resin base material is preferably 20 μm to 300 μm, more preferably 50 μm to 200 μm. If it is less than 20 μm, it may be difficult to form a PVA-based resin layer. If it exceeds 300 μm, for example, it may take a long time for the thermoplastic resin base material to absorb water in the underwater stretching treatment described below, and an excessive load may be required for stretching.
熱可塑性樹脂基材は、好ましくは、その吸水率が0.2%以上であり、さらに好ましくは0.3%以上である。熱可塑性樹脂基材は、水を吸収し、水が可塑剤的な働きをして可塑化し得る。その結果、延伸応力を大幅に低下させることができ、高倍率に延伸することができる。一方、熱可塑性樹脂基材の吸水率は、好ましくは3.0%以下、さらに好ましくは1.0%以下である。このような熱可塑性樹脂基材を用いることにより、製造時に熱可塑性樹脂基材の寸法安定性が著しく低下して、得られる偏光膜の外観が悪化するなどの不具合を防止することができる。また、水中延伸時に基材が破断したり、熱可塑性樹脂基材からPVA系樹脂層が剥離したりするのを防止することができる。なお、熱可塑性樹脂基材の吸水率は、例えば、構成材料に変性基を導入することにより調整することができる。吸水率は、JIS K 7209に準じて求められる値である。 The thermoplastic resin base material preferably has a water absorption rate of 0.2% or more, more preferably 0.3% or more. The thermoplastic resin base material absorbs water and can be plasticized by the water acting as a plasticizer. As a result, stretching stress can be significantly reduced and stretching can be performed at a high magnification. On the other hand, the water absorption rate of the thermoplastic resin base material is preferably 3.0% or less, more preferably 1.0% or less. By using such a thermoplastic resin base material, it is possible to prevent problems such as a significant decrease in the dimensional stability of the thermoplastic resin base material during production, resulting in deterioration of the appearance of the resulting polarizing film. Furthermore, it is possible to prevent the base material from breaking during underwater stretching or from peeling off the PVA resin layer from the thermoplastic resin base material. Note that the water absorption rate of the thermoplastic resin base material can be adjusted, for example, by introducing a modifying group into the constituent material. The water absorption rate is a value determined according to JIS K 7209.
熱可塑性樹脂基材のガラス転移温度(Tg)は、好ましくは120℃以下である。このような熱可塑性樹脂基材を用いることにより、PVA系樹脂層の結晶化を抑制しながら、積層体の延伸性を十分に確保することができる。さらに、水による熱可塑性樹脂基材の可塑化と、水中延伸を良好に行うことを考慮すると、100℃以下、さらには90℃以下であることがより好ましい。一方、熱可塑性樹脂基材のガラス転移温度は、好ましくは60℃以上である。このような熱可塑性樹脂基材を用いることにより、上記PVA系樹脂を含む塗布液を塗布・乾燥する際に、熱可塑性樹脂基材が変形(例えば、凹凸やタルミ、シワ等の発生)するなどの不具合を防止して、良好に積層体を作製することができる。また、PVA系樹脂層の延伸を、好適な温度(例えば、60℃程度)にて良好に行うことができる。なお、熱可塑性樹脂基材のガラス転移温度は、例えば、構成材料に変性基を導入する、結晶化材料を用いて加熱することにより調整することができる。ガラス転移温度(Tg)は、JIS K 7121に準じて求められる値である。 The glass transition temperature (Tg) of the thermoplastic resin base material is preferably 120°C or lower. By using such a thermoplastic resin base material, it is possible to sufficiently ensure the stretchability of the laminate while suppressing crystallization of the PVA-based resin layer. Furthermore, in consideration of plasticizing the thermoplastic resin base material with water and performing underwater stretching satisfactorily, the temperature is preferably 100° C. or lower, and more preferably 90° C. or lower. On the other hand, the glass transition temperature of the thermoplastic resin base material is preferably 60°C or higher. By using such a thermoplastic resin base material, the thermoplastic resin base material may be deformed (e.g., unevenness, sagging, wrinkles, etc.) when applying and drying a coating solution containing the above-mentioned PVA-based resin. It is possible to prevent this problem and produce a good laminate. Further, the PVA resin layer can be stretched well at a suitable temperature (for example, about 60° C.). Note that the glass transition temperature of the thermoplastic resin base material can be adjusted by, for example, heating using a crystallizing material that introduces a modifying group into the constituent material. The glass transition temperature (Tg) is a value determined according to JIS K 7121.
熱可塑性樹脂基材の構成材料としては、任意の適切な熱可塑性樹脂が採用され得る。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート系樹脂等のエステル系樹脂、ノルボルネン系樹脂等のシクロオレフィン系樹脂、ポリプロピレン等のオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、これらの共重合体樹脂等が挙げられる。これらの中でも、好ましくは、ノルボルネン系樹脂、非晶質のポリエチレンテレフタレート系樹脂である。 Any suitable thermoplastic resin may be employed as the constituent material of the thermoplastic resin base material. Examples of thermoplastic resins include ester resins such as polyethylene terephthalate resins, cycloolefin resins such as norbornene resins, olefin resins such as polypropylene, polyamide resins, polycarbonate resins, and copolymer resins thereof. can be mentioned. Among these, norbornene resins and amorphous polyethylene terephthalate resins are preferred.
1つの実施形態においては、非晶質の(結晶化していない)ポリエチレンテレフタレート系樹脂が好ましく用いられる。中でも、非晶性の(結晶化しにくい)ポリエチレンテレフタレート系樹脂が特に好ましく用いられる。非晶性のポリエチレンテレフタレート系樹脂の具体例としては、ジカルボン酸としてイソフタル酸および/またはシクロヘキサンジカルボン酸をさらに含む共重合体や、グリコールとしてシクロヘキサンジメタノールやジエチレングリコールをさらに含む共重合体が挙げられる。 In one embodiment, an amorphous (non-crystallized) polyethylene terephthalate resin is preferably used. Among these, amorphous (hard to crystallize) polyethylene terephthalate resin is particularly preferably used. Specific examples of the amorphous polyethylene terephthalate resin include copolymers further containing isophthalic acid and/or cyclohexane dicarboxylic acid as a dicarboxylic acid, and copolymers further containing cyclohexanedimethanol or diethylene glycol as a glycol.
好ましい実施形態においては、熱可塑性樹脂基材は、イソフタル酸ユニットを有するポリエチレンテレフタレート系樹脂で構成される。このような熱可塑性樹脂基材は延伸性に極めて優れるとともに、延伸時の結晶化が抑制され得るからである。これは、イソフタル酸ユニットを導入することで、主鎖に大きな屈曲を与えることによるものと考えられる。ポリエチレンテレフタレート系樹脂は、テレフタル酸ユニットおよびエチレングリコールユニットを有する。イソフタル酸ユニットの含有割合は、全繰り返し単位の合計に対して、好ましくは0.1モル%以上、さらに好ましくは1.0モル%以上である。延伸性に極めて優れた熱可塑性樹脂基材が得られるからである。一方、イソフタル酸ユニットの含有割合は、全繰り返し単位の合計に対して、好ましくは20モル%以下、より好ましくは10モル%以下である。このような含有割合に設定することで、後述の乾燥収縮処理において結晶化度を良好に増加させることができる。 In a preferred embodiment, the thermoplastic resin base material is comprised of a polyethylene terephthalate-based resin having isophthalic acid units. This is because such a thermoplastic resin base material has extremely excellent stretchability and can suppress crystallization during stretching. This is thought to be due to the fact that the introduction of the isophthalic acid unit imparts a large bend to the main chain. Polyethylene terephthalate resin has a terephthalic acid unit and an ethylene glycol unit. The content of the isophthalic acid unit is preferably 0.1 mol% or more, more preferably 1.0 mol% or more, based on the total of all repeating units. This is because a thermoplastic resin base material with extremely excellent stretchability can be obtained. On the other hand, the content of the isophthalic acid unit is preferably 20 mol% or less, more preferably 10 mol% or less, based on the total of all repeating units. By setting the content to such a content ratio, the degree of crystallinity can be favorably increased in the drying shrinkage treatment described below.
熱可塑性樹脂基材は、予め(PVA系樹脂層を形成する前)、延伸されていてもよい。1つの実施形態においては、長尺状の熱可塑性樹脂基材の横方向に延伸されている。横方向は、好ましくは、後述の積層体の延伸方向に直交する方向である。なお、本明細書において、「直交」とは、実質的に直交する場合も包含する。ここで、「実質的に直交」とは、90°±5.0°である場合を包含し、好ましくは90°±3.0°、さらに好ましくは90°±1.0°である。 The thermoplastic resin base material may be stretched in advance (before forming the PVA-based resin layer). In one embodiment, the elongated thermoplastic resin base material is stretched in the lateral direction. The lateral direction is preferably a direction perpendicular to the stretching direction of the laminate described below. In addition, in this specification, "orthogonal" also includes a case where they are substantially orthogonal. Here, "substantially orthogonal" includes a case where the angle is 90°±5.0°, preferably 90°±3.0°, and more preferably 90°±1.0°.
熱可塑性樹脂基材の延伸温度は、ガラス転移温度(Tg)に対し、好ましくはTg-10℃~Tg+50℃である。熱可塑性樹脂基材の延伸倍率は、好ましくは1.5倍~3.0倍である。 The stretching temperature of the thermoplastic resin base material is preferably Tg-10°C to Tg+50°C relative to the glass transition temperature (Tg). The stretching ratio of the thermoplastic resin base material is preferably 1.5 times to 3.0 times.
熱可塑性樹脂基材の延伸方法としては、任意の適切な方法が採用され得る。具体的には、固定端延伸でもよいし、自由端延伸でもよい。延伸方式は、乾式でもよいし、湿式でもよい。熱可塑性樹脂基材の延伸は、一段階で行ってもよいし、多段階で行ってもよい。多段階で行う場合、上述の延伸倍率は、各段階の延伸倍率の積である。 Any suitable method may be employed as a method for stretching the thermoplastic resin base material. Specifically, fixed end stretching or free end stretching may be used. The stretching method may be a dry method or a wet method. The thermoplastic resin base material may be stretched in one step or in multiple steps. In the case of multi-stage stretching, the above-mentioned stretching ratio is the product of the stretching ratios of each stage.
塗布液は、上記のとおり、ハロゲン化物とPVA系樹脂とを含む。上記塗布液は、代表的には、上記ハロゲン化物および上記PVA系樹脂を溶媒に溶解させた溶液である。溶媒としては、例えば、水、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N-メチルピロリドン、各種グリコール類、トリメチロールプロパン等の多価アルコール類、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン等のアミン類が挙げられる。これらは単独で、または、二種以上組み合わせて用いることができる。これらの中でも、好ましくは、水である。溶液のPVA系樹脂濃度は、溶媒100重量部に対して、好ましくは3重量部~20重量部である。このような樹脂濃度であれば、熱可塑性樹脂基材に密着した均一な塗布膜を形成することができる。塗布液におけるハロゲン化物の含有量は、好ましくは、PVA系樹脂100重量部に対して5重量部~20重量部である。 As described above, the coating liquid contains a halide and a PVA-based resin. The coating liquid is typically a solution in which the halide and the PVA resin are dissolved in a solvent. Examples of the solvent include water, dimethylsulfoxide, dimethylformamide, dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone, various glycols, polyhydric alcohols such as trimethylolpropane, and amines such as ethylenediamine and diethylenetriamine. These can be used alone or in combination of two or more. Among these, water is preferred. The concentration of the PVA resin in the solution is preferably 3 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the solvent. With such a resin concentration, a uniform coating film that adheres to the thermoplastic resin base material can be formed. The content of the halide in the coating liquid is preferably 5 parts by weight to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the PVA resin.
塗布液に、添加剤を配合してもよい。添加剤としては、例えば、可塑剤、界面活性剤等が挙げられる。可塑剤としては、例えば、エチレングリコールやグリセリン等の多価アルコールが挙げられる。界面活性剤としては、例えば、非イオン界面活性剤が挙げられる。これらは、得られるPVA系樹脂層の均一性や染色性、延伸性をより一層向上させる目的で使用され得る。 Additives may be added to the coating liquid. Examples of additives include plasticizers, surfactants, and the like. Examples of the plasticizer include polyhydric alcohols such as ethylene glycol and glycerin. Examples of the surfactant include nonionic surfactants. These may be used for the purpose of further improving the uniformity, dyeability, and stretchability of the resulting PVA-based resin layer.
上記PVA系樹脂としては、任意の適切な樹脂が採用され得る。例えば、ポリビニルアルコールおよびエチレン-ビニルアルコール共重合体が挙げられる。ポリビニルアルコールは、ポリ酢酸ビニルをケン化することにより得られる。エチレン-ビニルアルコール共重合体は、エチレン-酢酸ビニル共重合体をケン化することにより得られる。PVA系樹脂のケン化度は、通常85モル%~100モル%であり、好ましくは95.0モル%~99.95モル%、さらに好ましくは99.0モル%~99.93モル%である。ケン化度は、JIS K 6726-1994に準じて求めることができる。このようなケン化度のPVA系樹脂を用いることによって、耐久性に優れた偏光膜が得られ得る。ケン化度が高すぎる場合には、ゲル化してしまうおそれがある。 Any suitable resin may be employed as the PVA resin. Examples include polyvinyl alcohol and ethylene-vinyl alcohol copolymers. Polyvinyl alcohol is obtained by saponifying polyvinyl acetate. Ethylene-vinyl alcohol copolymer can be obtained by saponifying ethylene-vinyl acetate copolymer. The degree of saponification of the PVA resin is usually 85 mol% to 100 mol%, preferably 95.0 mol% to 99.95 mol%, more preferably 99.0 mol% to 99.93 mol%. . The degree of saponification can be determined according to JIS K 6726-1994. By using a PVA resin having such a degree of saponification, a polarizing film with excellent durability can be obtained. If the degree of saponification is too high, there is a risk of gelation.
PVA系樹脂の平均重合度は、目的に応じて適切に選択し得る。平均重合度は、通常1000~10000であり、好ましくは1200~4500、さらに好ましくは1500~4300である。なお、平均重合度は、JIS K 6726-1994に準じて求めることができる。 The average degree of polymerization of the PVA-based resin can be appropriately selected depending on the purpose. The average degree of polymerization is usually 1,000 to 10,000, preferably 1,200 to 4,500, and more preferably 1,500 to 4,300. Note that the average degree of polymerization can be determined according to JIS K 6726-1994.
上記ハロゲン化物としては、任意の適切なハロゲン化物が採用され得る。例えば、ヨウ化物および塩化ナトリウムが挙げられる。ヨウ化物としては、例えば、ヨウ化カリウム、ヨウ化ナトリウム、およびヨウ化リチウムが挙げられる。これらの中でも、好ましくは、ヨウ化カリウムである。 Any suitable halide may be employed as the halide. Examples include iodide and sodium chloride. Iodides include, for example, potassium iodide, sodium iodide, and lithium iodide. Among these, potassium iodide is preferred.
塗布液におけるハロゲン化物の量は、好ましくは、PVA系樹脂100重量部に対して5重量部~20重量部であり、より好ましくは、PVA系樹脂100重量部に対して10重量部~15重量部である。PVA系樹脂100重量部に対するハロゲン化物の量が20重量部を超えると、ハロゲン化物がブリードアウトし、最終的に得られる偏光膜が白濁する場合がある。 The amount of halide in the coating liquid is preferably 5 parts by weight to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of PVA resin, more preferably 10 parts by weight to 15 parts by weight based on 100 parts by weight of PVA resin. Department. If the amount of halide exceeds 20 parts by weight per 100 parts by weight of the PVA-based resin, the halide may bleed out and the polarizing film finally obtained may become cloudy.
一般に、PVA系樹脂層が延伸されることによって、PVA系樹脂中のポリビニルアルコール分子の配向性が高くなるが、延伸後のPVA系樹脂層を、水を含む液体に浸漬すると、ポリビニルアルコール分子の配向が乱れ、配向性が低下する場合がある。特に、熱可塑性樹脂とPVA系樹脂層との積層体をホウ酸水中延伸する場合において、熱可塑性樹脂の延伸を安定させるために比較的高い温度で上記積層体をホウ酸水中で延伸する場合、上記配向度低下の傾向が顕著である。例えば、PVAフィルム単体のホウ酸水中での延伸が60℃で行われることが一般的であるのに対し、A-PET(熱可塑性樹脂基材)とPVA系樹脂層との積層体の延伸は70℃前後の温度という高い温度で行われ、この場合、延伸初期のPVAの配向性が水中延伸により上がる前の段階で低下し得る。これに対して、ハロゲン化物を含むPVA系樹脂層と熱可塑性樹脂基材との積層体を作製し、積層体をホウ酸水中で延伸する前に空気中で高温延伸(補助延伸)することにより、補助延伸後の積層体のPVA系樹脂層中のPVA系樹脂の結晶化が促進され得る。その結果、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膜の光学特性を向上し得る。 Generally, by stretching the PVA resin layer, the orientation of the polyvinyl alcohol molecules in the PVA resin increases. However, when the stretched PVA resin layer is immersed in a liquid containing water, the orientation of the polyvinyl alcohol molecules increases. The orientation may be disturbed and the orientation may be deteriorated. In particular, when stretching a laminate of a thermoplastic resin and a PVA resin layer in boric acid water, when stretching the laminate in boric acid water at a relatively high temperature to stabilize the stretching of the thermoplastic resin, The tendency of the degree of orientation to decrease is remarkable. For example, while it is common for a PVA film alone to be stretched in boric acid water at 60°C, a laminate of A-PET (thermoplastic resin base material) and a PVA resin layer is stretched. It is carried out at a high temperature of around 70°C, and in this case, the orientation of PVA at the initial stage of stretching may decrease before it increases due to underwater stretching. In contrast, by producing a laminate of a PVA resin layer containing a halide and a thermoplastic resin base material, and stretching the laminate at high temperature in air (auxiliary stretching) before stretching it in boric acid water. , crystallization of the PVA resin in the PVA resin layer of the laminate after auxiliary stretching can be promoted. As a result, when the PVA-based resin layer is immersed in a liquid, disturbance in the orientation of polyvinyl alcohol molecules and deterioration of orientation can be suppressed compared to when the PVA-based resin layer does not contain a halide. This can improve the optical properties of a polarizing film obtained through a treatment process performed by immersing the laminate in a liquid, such as dyeing treatment and underwater stretching treatment.
特に、高い光学特性を得るためには、乾式延伸(補助延伸)とホウ酸水中延伸を組み合わせる、2段延伸の方法が選択される。2段延伸のように、補助延伸を導入することにより、熱可塑性樹脂基材の結晶化を抑制しながら延伸することができ、後のホウ酸水中延伸において熱可塑性樹脂基材の過度の結晶化により延伸性が低下するという問題を解決し、積層体をより高倍率に延伸することができる。さらには、熱可塑性樹脂基材上にPVA系樹脂を塗布する場合、熱可塑性樹脂基材のガラス転移温度の影響を抑制するために、通常の金属ドラム上にPVA系樹脂を塗布する場合と比べて塗布温度を低くする必要があり、その結果、PVA系樹脂の結晶化が相対的に低くなり、十分な光学特性が得られない、という問題が生じ得る。これに対して、補助延伸を導入することにより、熱可塑性樹脂上にPVA系樹脂を塗布する場合でも、PVA系樹脂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系樹脂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系樹脂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。 In particular, in order to obtain high optical properties, a two-stage stretching method is selected in which dry stretching (auxiliary stretching) and stretching in boric acid water are combined. By introducing auxiliary stretching as in two-stage stretching, it is possible to stretch while suppressing crystallization of the thermoplastic resin base material, and prevent excessive crystallization of the thermoplastic resin base material during subsequent stretching in boric acid water. This solves the problem that the stretchability is lowered due to this, and the laminate can be stretched to a higher magnification. Furthermore, in order to suppress the influence of the glass transition temperature of the thermoplastic resin base material, when applying PVA resin on a thermoplastic resin base material, compared to the case where PVA resin is applied on a normal metal drum, As a result, the crystallization of the PVA-based resin becomes relatively low, which may cause a problem that sufficient optical properties cannot be obtained. On the other hand, by introducing auxiliary stretching, it is possible to increase the crystallinity of PVA-based resin even when applying PVA-based resin onto thermoplastic resin, making it possible to achieve high optical properties. Become. At the same time, by increasing the orientation of the PVA resin in advance, it is possible to prevent problems such as a decrease in orientation and dissolution of the PVA resin when it is immersed in water during the subsequent dyeing and stretching processes. , it becomes possible to achieve high optical properties.
空中補助延伸の延伸方法は、固定端延伸(たとえば、テンター延伸機を用いて延伸する方法)でもよいし、自由端延伸(たとえば、周速の異なるロール間に積層体を通して一軸延伸する方法)でもよいが、高い光学特性を得るためには、自由端延伸が積極的に採用されうる。1つの実施形態においては、空中延伸処理は、上記積層体をその長手方向に搬送しながら、加熱ロール間の周速差により延伸する加熱ロール延伸工程を含む。空中延伸処理は、代表的には、ゾーン延伸工程と加熱ロール延伸工程とを含む。なお、ゾーン延伸工程と加熱ロール延伸工程の順序は限定されず、ゾーン延伸工程が先に行われてもよく、加熱ロール延伸工程が先に行われてもよい。ゾーン延伸工程は省略されてもよい。1つの実施形態においては、ゾーン延伸工程および加熱ロール延伸工程がこの順に行われる。また、別の実施形態では、テンター延伸機において、フィルム端部を把持し、テンター間の距離を流れ方向に広げることで延伸される(テンター間の距離の広がりが延伸倍率となる)。この時、幅方向(流れ方向に対して、垂直方向)のテンターの距離は、任意に近づくように設定される。好ましくは、流れ方向の延伸倍率に対して、自由端延伸により近くなるように設定されうる。自由端延伸の場合、幅方向の収縮率=(1/延伸倍率)1/2で計算される。 The stretching method for aerial auxiliary stretching may be fixed end stretching (for example, stretching using a tenter stretching machine) or free end stretching (for example, uniaxial stretching by passing the laminate between rolls with different circumferential speeds). However, in order to obtain high optical properties, free end stretching may be actively employed. In one embodiment, the aerial stretching process includes a heating roll stretching step of stretching the laminate using a difference in peripheral speed between heating rolls while conveying the laminate in its longitudinal direction. The aerial stretching process typically includes a zone stretching process and a heated roll stretching process. Note that the order of the zone stretching step and the heating roll stretching step is not limited, and the zone stretching step may be performed first, or the heating roll stretching step may be performed first. The zone stretching step may be omitted. In one embodiment, the zone stretching step and the heated roll stretching step are performed in this order. In another embodiment, the film is stretched in a tenter stretching machine by gripping the end portion of the film and widening the distance between the tenters in the machine direction (the widening of the distance between the tenters becomes the stretching ratio). At this time, the distance of the tenter in the width direction (direction perpendicular to the flow direction) is set to be arbitrarily close. Preferably, the stretching ratio in the machine direction can be set to be closer to free end stretching. In the case of free end stretching, the shrinkage rate in the width direction is calculated as (1/stretching ratio) 1/2 .
空中補助延伸は、一段階で行ってもよいし、多段階で行ってもよい。多段階で行う場合、延伸倍率は、各段階の延伸倍率の積である。空中補助延伸における延伸方向は、好ましくは、水中延伸の延伸方向と略同一である。 Aerial assisted stretching may be performed in one step or in multiple steps. In the case of multi-stage stretching, the stretching ratio is the product of the stretching ratios of each stage. The stretching direction in the aerial auxiliary stretching is preferably substantially the same as the stretching direction in the underwater stretching.
空中補助延伸における延伸倍率は、好ましくは2.0倍~3.5倍である。空中補助延伸と水中延伸とを組み合わせた場合の最大延伸倍率は、積層体の元長に対して、好ましくは5.0倍以上、より好ましくは5.5倍以上、さらに好ましくは6.0倍以上である。本明細書において「最大延伸倍率」とは、積層体が破断する直前の延伸倍率をいい、別途、積層体が破断する延伸倍率を確認し、その値よりも0.2低い値をいう。 The stretching ratio in the aerial auxiliary stretching is preferably 2.0 times to 3.5 times. The maximum stretching ratio when the aerial auxiliary stretching and underwater stretching are combined is preferably 5.0 times or more, more preferably 5.5 times or more, and even more preferably 6.0 times the original length of the laminate. That's all. In this specification, the "maximum stretching ratio" refers to the stretching ratio immediately before the laminate breaks, and the stretching ratio at which the laminate breaks is separately confirmed, and it refers to a value 0.2 lower than that value.
空中補助延伸の延伸温度は、熱可塑性樹脂基材の形成材料、延伸方式等に応じて、任意の適切な値に設定することができる。延伸温度は、好ましくは熱可塑性樹脂基材のガラス転移温度(Tg)以上であり、さらに好ましくは熱可塑性樹脂基材のガラス転移温度(Tg)+10℃以上、特に好ましくはTg+15℃以上である。一方、延伸温度の上限は、好ましくは170℃である。このような温度で延伸することで、PVA系樹脂の結晶化が急速に進むのを抑制して、当該結晶化による不具合(例えば、延伸によるPVA系樹脂層の配向を妨げる)を抑制することができる。空中補助延伸後のPVA系樹脂の結晶化指数は、好ましくは1.3~1.8であり、より好ましくは1.4~1.7である。PVA系樹脂の結晶化指数は、フーリエ変換赤外分光光度計を用い、ATR法により測定することができる。具体的には、偏光を測定光として測定を実施し、得られたスペクトルの1141cm-1および1440cm-1の強度を用いて、下記式に従って結晶化指数を算出する。
結晶化指数=(IC/IR)
ただし、
IC:測定光を入射して測定したときの1141cm-1の強度
IR:測定光を入射して測定したときの1440cm-1の強度
である。
The stretching temperature of the in-air auxiliary stretching can be set to any appropriate value depending on the forming material of the thermoplastic resin base material, the stretching method, etc. The stretching temperature is preferably at least the glass transition temperature (Tg) of the thermoplastic resin base material, more preferably at least the glass transition temperature (Tg) of the thermoplastic resin base material +10°C, particularly preferably at least Tg +15°C. On the other hand, the upper limit of the stretching temperature is preferably 170°C. By stretching at such a temperature, it is possible to suppress the rapid progress of crystallization of the PVA-based resin and to suppress defects caused by the crystallization (for example, preventing the orientation of the PVA-based resin layer due to stretching). can. The crystallization index of the PVA-based resin after in-air assisted stretching is preferably 1.3 to 1.8, more preferably 1.4 to 1.7. The crystallization index of the PVA-based resin can be measured by the ATR method using a Fourier transform infrared spectrophotometer. Specifically, measurements are performed using polarized light as measurement light, and the crystallization index is calculated according to the following formula using the intensities at 1141 cm -1 and 1440 cm -1 of the obtained spectrum.
Crystallization index = (I C /I R )
however,
I C : Intensity of 1141 cm −1 when measured with measurement light incident. I R : Intensity of 1440 cm −1 when measured with measurement light incident.
必要に応じて、空中補助延伸処理の後、水中延伸処理や染色処理の前に、不溶化処理を施す。上記不溶化処理は、代表的には、ホウ酸水溶液にPVA系樹脂層を浸漬することにより行う。不溶化処理を施すことにより、PVA系樹脂層に耐水性を付与し、水に浸漬した時のPVAの配向低下を防止することができる。当該ホウ酸水溶液の濃度は、水100重量部に対して、好ましくは1重量部~4重量部である。不溶化浴(ホウ酸水溶液)の液温は、好ましくは20℃~50℃である。 If necessary, an insolubilization treatment is performed after the aerial auxiliary stretching treatment and before the underwater stretching treatment or the dyeing treatment. The above-mentioned insolubilization treatment is typically performed by immersing the PVA resin layer in a boric acid aqueous solution. By performing the insolubilization treatment, it is possible to impart water resistance to the PVA-based resin layer and prevent a decrease in orientation of PVA when immersed in water. The concentration of the boric acid aqueous solution is preferably 1 to 4 parts by weight per 100 parts by weight of water. The liquid temperature of the insolubilizing bath (boric acid aqueous solution) is preferably 20°C to 50°C.
上記染色処理は、代表的には、PVA系樹脂層をヨウ素で染色することにより行う。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(染色浴)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。 The dyeing process is typically performed by dyeing the PVA resin layer with iodine. Specifically, this is carried out by adsorbing iodine to the PVA resin layer. The adsorption method includes, for example, immersing the PVA resin layer (laminate) in a dye containing iodine, applying the dye to the PVA resin layer, and applying the dye to the PVA resin layer. Examples include a method of spraying. Preferably, the method involves immersing the laminate in a dyeing solution (dyeing bath). This is because iodine can be adsorbed well.
上記染色液は、好ましくは、ヨウ素水溶液である。ヨウ素の配合量は、水100重量部に対して、好ましくは0.05重量部~0.5重量部である。ヨウ素の水に対する溶解度を高めるため、ヨウ素水溶液にヨウ化物を配合することが好ましい。ヨウ化物としては、例えば、ヨウ化カリウム、ヨウ化リチウム、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化亜鉛、ヨウ化アルミニウム、ヨウ化鉛、ヨウ化銅、ヨウ化バリウム、ヨウ化カルシウム、ヨウ化錫、ヨウ化チタン等が挙げられる。これらの中でも、好ましくは、ヨウ化カリウムである。ヨウ化物の配合量は、水100重量部に対して、好ましくは0.1重量部~10重量部、より好ましくは0.3重量部~5重量部である。染色液の染色時の液温は、PVA系樹脂の溶解を抑制するため、好ましくは20℃~50℃である。染色液にPVA系樹脂層を浸漬させる場合、浸漬時間は、PVA系樹脂層の透過率を確保するため、好ましくは5秒~5分であり、より好ましくは30秒~90秒である。 The staining solution is preferably an aqueous iodine solution. The amount of iodine blended is preferably 0.05 part by weight to 0.5 part by weight per 100 parts by weight of water. In order to increase the solubility of iodine in water, it is preferable to add iodide to the iodine aqueous solution. Examples of iodides include potassium iodide, lithium iodide, sodium iodide, zinc iodide, aluminum iodide, lead iodide, copper iodide, barium iodide, calcium iodide, tin iodide, and titanium iodide. etc. Among these, potassium iodide is preferred. The amount of iodide to be blended is preferably 0.1 parts by weight to 10 parts by weight, more preferably 0.3 parts by weight to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of water. The temperature of the dyeing solution during dyeing is preferably 20° C. to 50° C. in order to suppress dissolution of the PVA resin. When the PVA resin layer is immersed in the dyeing liquid, the immersion time is preferably 5 seconds to 5 minutes, more preferably 30 seconds to 90 seconds, in order to ensure the transmittance of the PVA resin layer.
染色条件(濃度、液温、浸漬時間)は、最終的に得られる偏光膜の単体透過率および偏光度が上述の範囲となるように設定することができる。このような染色条件としては、好ましくは、染色液としてヨウ素水溶液を用い、ヨウ素水溶液におけるヨウ素およびヨウ化カリウムの含有量の比を、1:5~1:20とする。ヨウ素水溶液におけるヨウ素およびヨウ化カリウムの含有量の比は、好ましくは1:5~1:10である。これにより、上記のような光学特性を有する偏光膜が得られ得る。 The dyeing conditions (concentration, liquid temperature, immersion time) can be set so that the single transmittance and degree of polarization of the finally obtained polarizing film fall within the above-mentioned ranges. As for such staining conditions, preferably, an iodine aqueous solution is used as the staining liquid, and the ratio of the contents of iodine and potassium iodide in the iodine aqueous solution is 1:5 to 1:20. The content ratio of iodine and potassium iodide in the iodine aqueous solution is preferably 1:5 to 1:10. Thereby, a polarizing film having the optical properties as described above can be obtained.
ホウ酸を含有する処理浴に積層体を浸漬する処理(代表的には、不溶化処理)の後に連続して染色処理を行う場合、当該処理浴に含まれるホウ酸が染色浴に混入することにより染色浴のホウ酸濃度が経時的に変化し、その結果、染色性が不安定になる場合がある。上記のような染色性の不安定化を抑制するために、染色浴のホウ酸濃度の上限は、水100重量部に対して、好ましくは4重量部、より好ましくは2重量部となるように調整される。一方で、染色浴のホウ酸濃度の下限は、水100重量部に対して、好ましくは0.1重量部であり、より好ましくは0.2重量部であり、さらに好ましくは0.5重量部である。1つの実施形態においては、予めホウ酸が配合された染色浴を用いて染色処理を行う。これにより、上記処理浴のホウ酸が染色浴に混入した場合のホウ酸濃度の変化の割合を低減し得る。予め染色浴に配合されるホウ酸の配合量(すなわち、上記処理浴に由来しないホウ酸の含有量)は、水100重量部に対して、好ましくは0.1重量部~2重量部であり、より好ましくは0.5重量部~1.5重量部である。 When dyeing is performed continuously after immersing the laminate in a treatment bath containing boric acid (typically, insolubilization treatment), the boric acid contained in the treatment bath may mix into the dyeing bath. The boric acid concentration in the dye bath may change over time, resulting in unstable dyeing properties. In order to suppress the destabilization of dyeability as described above, the upper limit of the concentration of boric acid in the dyeing bath is preferably 4 parts by weight, more preferably 2 parts by weight, based on 100 parts by weight of water. be adjusted. On the other hand, the lower limit of the concentration of boric acid in the dyeing bath is preferably 0.1 part by weight, more preferably 0.2 part by weight, and still more preferably 0.5 part by weight, based on 100 parts by weight of water. It is. In one embodiment, the dyeing process is carried out using a dye bath pre-blended with boric acid. This can reduce the rate of change in boric acid concentration when boric acid in the treatment bath is mixed into the dyeing bath. The amount of boric acid added to the dyeing bath in advance (that is, the content of boric acid not derived from the treatment bath) is preferably 0.1 parts by weight to 2 parts by weight based on 100 parts by weight of water. , more preferably 0.5 parts by weight to 1.5 parts by weight.
必要に応じて、染色処理の後、水中延伸処理の前に、架橋処理を施す。上記架橋処理は、代表的には、ホウ酸水溶液にPVA系樹脂層を浸漬させることにより行う。架橋処理を施すことにより、PVA系樹脂層に耐水性を付与し、後の水中延伸で、高温の水中へ浸漬した際のPVAの配向低下を防止することができる。当該ホウ酸水溶液の濃度は、水100重量部に対して、好ましくは1重量部~5重量部である。また、上記染色処理後に架橋処理を行う場合、さらに、ヨウ化物を配合することが好ましい。ヨウ化物を配合することにより、PVA系樹脂層に吸着させたヨウ素の溶出を抑制することができる。ヨウ化物の配合量は、水100重量部に対して、好ましくは1重量部~5重量部である。ヨウ化物の具体例は、上述のとおりである。架橋浴(ホウ酸水溶液)の液温は、好ましくは20℃~50℃である。 If necessary, a crosslinking treatment is performed after the dyeing treatment and before the underwater stretching treatment. The above crosslinking treatment is typically performed by immersing the PVA resin layer in a boric acid aqueous solution. By performing the crosslinking treatment, water resistance is imparted to the PVA-based resin layer, and in the subsequent underwater stretching, it is possible to prevent a decrease in the orientation of PVA when immersed in high-temperature water. The concentration of the boric acid aqueous solution is preferably 1 to 5 parts by weight per 100 parts by weight of water. Moreover, when crosslinking treatment is performed after the above-mentioned dyeing treatment, it is preferable to further include an iodide. By blending iodide, it is possible to suppress elution of iodine adsorbed to the PVA-based resin layer. The amount of iodide to be blended is preferably 1 to 5 parts by weight per 100 parts by weight of water. Specific examples of iodides are as described above. The temperature of the crosslinking bath (boric acid aqueous solution) is preferably 20°C to 50°C.
水中延伸処理は、積層体を延伸浴に浸漬させて行う。水中延伸処理によれば、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、優れた光学特性を有する偏光膜を製造することができる。 The underwater stretching treatment is performed by immersing the laminate in a stretching bath. According to the underwater stretching treatment, stretching can be performed at a temperature lower than the glass transition temperature (typically about 80° C.) of the thermoplastic resin base material or the PVA resin layer, and the PVA resin layer can be It is possible to stretch to a high magnification while suppressing the As a result, a polarizing film having excellent optical properties can be manufactured.
積層体の延伸方法は、任意の適切な方法を採用することができる。具体的には、固定端延伸でもよいし、自由端延伸(例えば、周速の異なるロール間に積層体を通して一軸延伸する方法)でもよい。好ましくは、自由端延伸が選択される。積層体の延伸は、一段階で行ってもよいし、多段階で行ってもよい。多段階で行う場合、後述の積層体の延伸倍率(最大延伸倍率)は、各段階の延伸倍率の積である。 Any suitable method can be used to stretch the laminate. Specifically, fixed-end stretching or free-end stretching (for example, a method in which the laminate is passed between rolls having different circumferential speeds and uniaxially stretched) may be used. Preferably, free end stretching is chosen. The laminate may be stretched in one step or in multiple steps. When performing multi-stage stretching, the stretching ratio (maximum stretching ratio) of the laminate described below is the product of the stretching ratios of each stage.
水中延伸は、好ましくは、ホウ酸水溶液中に積層体を浸漬させて行う(ホウ酸水中延伸)。延伸浴としてホウ酸水溶液を用いることで、PVA系樹脂層に、延伸時にかかる張力に耐える剛性と、水に溶解しない耐水性とを付与することができる。具体的には、ホウ酸は、水溶液中でテトラヒドロキシホウ酸アニオンを生成してPVA系樹脂と水素結合により架橋し得る。その結果、PVA系樹脂層に剛性と耐水性とを付与して、良好に延伸することができ、優れた光学特性を有する偏光膜を製造することができる。 Stretching in water is preferably performed by immersing the laminate in an aqueous boric acid solution (stretching in boric acid water). By using a boric acid aqueous solution as a stretching bath, it is possible to impart rigidity to the PVA-based resin layer to withstand tension applied during stretching, and water resistance that does not dissolve in water. Specifically, boric acid can generate a tetrahydroxyborate anion in an aqueous solution and crosslink with the PVA-based resin through hydrogen bonding. As a result, rigidity and water resistance can be imparted to the PVA-based resin layer, which can be stretched well, and a polarizing film having excellent optical properties can be manufactured.
上記ホウ酸水溶液は、好ましくは、溶媒である水にホウ酸および/またはホウ酸塩を溶解させることにより得られる。ホウ酸濃度は、水100重量部に対して、好ましくは1重量部~10重量部であり、より好ましくは3.5重量部~7重量部であり、特に好ましくは4重量部~6重量部である。ホウ酸濃度を1重量部以上とすることにより、PVA系樹脂層の溶解を効果的に抑制することができ、より高特性の偏光膜を製造することができる。なお、ホウ酸またはホウ酸塩以外に、ホウ砂等のホウ素化合物、グリオキザール、グルタルアルデヒド等を溶媒に溶解して得られた水溶液も用いることができる。 The aqueous boric acid solution is preferably obtained by dissolving boric acid and/or a borate salt in water, which is a solvent. The boric acid concentration is preferably 1 to 10 parts by weight, more preferably 3.5 to 7 parts by weight, particularly preferably 4 to 6 parts by weight, based on 100 parts by weight of water. It is. By setting the boric acid concentration to 1 part by weight or more, dissolution of the PVA-based resin layer can be effectively suppressed, and a polarizing film with higher characteristics can be manufactured. In addition to boric acid or a borate salt, an aqueous solution obtained by dissolving a boron compound such as borax, glyoxal, glutaraldehyde, etc. in a solvent can also be used.
好ましくは、上記延伸浴(ホウ酸水溶液)にヨウ化物を配合する。ヨウ化物を配合することにより、PVA系樹脂層に吸着させたヨウ素の溶出を抑制することができる。ヨウ化物の具体例は、上述のとおりである。ヨウ化物の濃度は、水100重量部に対して、好ましくは0.05重量部~15重量部、より好ましくは0.5重量部~8重量部である。 Preferably, iodide is added to the stretching bath (boric acid aqueous solution). By blending iodide, it is possible to suppress elution of iodine adsorbed to the PVA-based resin layer. Specific examples of iodides are as described above. The concentration of iodide is preferably 0.05 parts by weight to 15 parts by weight, more preferably 0.5 parts by weight to 8 parts by weight, based on 100 parts by weight of water.
延伸温度(延伸浴の液温)は、好ましくは40℃~85℃、より好ましくは60℃~75℃である。このような温度であれば、PVA系樹脂層の溶解を抑制しながら高倍率に延伸することができる。具体的には、上述のように、熱可塑性樹脂基材のガラス転移温度(Tg)は、PVA系樹脂層の形成との関係で、好ましくは60℃以上である。この場合、延伸温度が40℃を下回ると、水による熱可塑性樹脂基材の可塑化を考慮しても、良好に延伸できないおそれがある。一方、延伸浴の温度が高温になるほど、PVA系樹脂層の溶解性が高くなって、優れた光学特性が得られないおそれがある。積層体の延伸浴への浸漬時間は、好ましくは15秒~5分である。 The stretching temperature (the liquid temperature of the stretching bath) is preferably 40°C to 85°C, more preferably 60°C to 75°C. At such a temperature, it is possible to stretch to a high magnification while suppressing dissolution of the PVA-based resin layer. Specifically, as described above, the glass transition temperature (Tg) of the thermoplastic resin base material is preferably 60° C. or higher in relation to the formation of the PVA-based resin layer. In this case, if the stretching temperature is lower than 40° C., there is a possibility that the stretching cannot be performed satisfactorily even if the plasticization of the thermoplastic resin base material by water is taken into account. On the other hand, as the temperature of the stretching bath increases, the solubility of the PVA-based resin layer increases, and there is a possibility that excellent optical properties may not be obtained. The immersion time of the laminate in the stretching bath is preferably 15 seconds to 5 minutes.
水中延伸による延伸倍率は、好ましくは1.5倍以上、より好ましくは3.0倍以上である。積層体の総延伸倍率は、積層体の元長に対して、好ましくは5.0倍以上であり、さらに好ましくは5.5倍以上である。このような高い延伸倍率を達成することにより、光学特性に極めて優れた偏光膜を製造することができる。このような高い延伸倍率は、水中延伸方式(ホウ酸水中延伸)を採用することにより、達成し得る。 The stretching ratio by underwater stretching is preferably 1.5 times or more, more preferably 3.0 times or more. The total stretching ratio of the laminate is preferably 5.0 times or more, more preferably 5.5 times or more, relative to the original length of the laminate. By achieving such a high stretching ratio, a polarizing film with extremely excellent optical properties can be manufactured. Such a high stretching ratio can be achieved by employing an underwater stretching method (boric acid underwater stretching).
上記乾燥収縮処理は、ゾーン全体を加熱して行うゾーン加熱により行っても良いし、搬送ロールを加熱する(いわゆる加熱ロールを用いる)ことにより行う(加熱ロール乾燥方式)こともできる。好ましくは、その両方を用いる。加熱ロールを用いて乾燥させることにより、効率的に積層体の加熱カールを抑制して、外観に優れた偏光膜を製造することができる。具体的には、加熱ロールに積層体を沿わせた状態で乾燥することにより、上記熱可塑性樹脂基材の結晶化を効率的に促進させて結晶化度を増加させることができ、比較的低い乾燥温度であっても、熱可塑性樹脂基材の結晶化度を良好に増加させることができる。その結果、熱可塑性樹脂基材は、その剛性が増加して、乾燥によるPVA系樹脂層の収縮に耐え得る状態となり、カールが抑制される。また、加熱ロールを用いることにより、積層体を平らな状態に維持しながら乾燥できるので、カールだけでなくシワの発生も抑制することができる。この時、積層体は、乾燥収縮処理により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。PVAおよびPVA/ヨウ素錯体の配向性を効果的に高めることができるからである。乾燥収縮処理による積層体の幅方向の収縮率は、好ましくは1%~10%であり、より好ましくは2%~8%であり、特に好ましくは4%~6%である。加熱ロールを用いることにより、積層体を搬送しながら連続的に幅方向に収縮させることができ、高い生産性を実現することができる。 The drying shrinkage treatment may be performed by zone heating performed by heating the entire zone, or by heating a conveyance roll (using a so-called heating roll) (heated roll drying method). Preferably, both are used. By drying using a heating roll, heating curl of the laminate can be efficiently suppressed, and a polarizing film with excellent appearance can be manufactured. Specifically, by drying the laminate along a heating roll, it is possible to efficiently promote crystallization of the thermoplastic resin base material and increase the degree of crystallinity, which is relatively low. Even at drying temperatures, the degree of crystallinity of the thermoplastic resin base material can be increased favorably. As a result, the thermoplastic resin base material has increased rigidity and is in a state where it can withstand shrinkage of the PVA resin layer due to drying, thereby suppressing curling. Furthermore, by using a heating roll, the laminate can be dried while maintaining it in a flat state, so that not only curling but also wrinkles can be suppressed. At this time, the optical properties of the laminate can be improved by shrinking the laminate in the width direction by drying shrinkage treatment. This is because the orientation of PVA and PVA/iodine complex can be effectively improved. The shrinkage rate of the laminate in the width direction due to the drying shrinkage treatment is preferably 1% to 10%, more preferably 2% to 8%, particularly preferably 4% to 6%. By using a heating roll, the laminate can be continuously contracted in the width direction while being conveyed, and high productivity can be achieved.
図4は、乾燥収縮処理の一例を示す概略図である。乾燥収縮処理では、所定の温度に加熱された搬送ロールR1~R6と、ガイドロールG1~G4とにより、積層体200を搬送しながら乾燥させる。図示例では、PVA樹脂層の面と熱可塑性樹脂基材の面を交互に連続加熱するように搬送ロールR1~R6が配置されているが、例えば、積層体200の一方の面(たとえば熱可塑性樹脂基材面)のみを連続的に加熱するように搬送ロールR1~R6を配置してもよい。 FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of drying shrinkage treatment. In the drying shrinkage process, the laminate 200 is dried while being transported by transport rolls R1 to R6 heated to a predetermined temperature and guide rolls G1 to G4. In the illustrated example, transport rolls R1 to R6 are arranged so as to alternately and continuously heat the surface of the PVA resin layer and the surface of the thermoplastic resin base material. The transport rolls R1 to R6 may be arranged so as to continuously heat only the resin base material surface).
搬送ロールの加熱温度(加熱ロールの温度)、加熱ロールの数、加熱ロールとの接触時間等を調整することにより、乾燥条件を制御することができる。加熱ロールの温度は、好ましくは60℃~120℃であり、さらに好ましくは65℃~100℃であり、特に好ましくは70℃~80℃である。熱可塑性樹脂の結晶化度を良好に増加させて、カールを良好に抑制し得るとともに、積層体に極めて優れた耐久性を付与し得る。なお、加熱ロールの温度は、接触式温度計により測定することができる。図示例では、6個の搬送ロールが設けられているが、搬送ロールは複数個であれば特に制限はない。搬送ロールは、通常2個~40個、好ましくは4個~30個設けられる。積層体と加熱ロールとの接触時間(総接触時間)は、好ましくは1秒~300秒であり、より好ましくは1~20秒であり、さらに好ましくは1~10秒である。 The drying conditions can be controlled by adjusting the heating temperature of the conveying roll (temperature of the heating roll), the number of heating rolls, the contact time with the heating roll, etc. The temperature of the heating roll is preferably 60°C to 120°C, more preferably 65°C to 100°C, particularly preferably 70°C to 80°C. The degree of crystallinity of the thermoplastic resin can be increased favorably, curling can be favorably suppressed, and extremely excellent durability can be imparted to the laminate. Note that the temperature of the heating roll can be measured with a contact thermometer. In the illustrated example, six conveyance rolls are provided, but there is no particular restriction on the number of conveyance rolls as long as there is a plurality of conveyance rolls. Usually 2 to 40 conveyance rolls, preferably 4 to 30 conveyance rolls are provided. The contact time (total contact time) between the laminate and the heating roll is preferably 1 second to 300 seconds, more preferably 1 to 20 seconds, and even more preferably 1 to 10 seconds.
加熱ロールは、加熱炉(例えば、オーブン)内に設けてもよいし、通常の製造ライン(室温環境下)に設けてもよい。好ましくは、送風手段を備える加熱炉内に設けられる。加熱ロールによる乾燥と熱風乾燥とを併用することにより、加熱ロール間での急峻な温度変化を抑制することができ、幅方向の収縮を容易に制御することができる。熱風乾燥の温度は、好ましくは30℃~100℃である。また、熱風乾燥時間は、好ましくは1秒~300秒である。熱風の風速は、好ましくは10m/s~30m/s程度である。なお、当該風速は加熱炉内における風速であり、ミニベーン型デジタル風速計により測定することができる。 The heating roll may be provided within a heating furnace (for example, an oven) or may be provided on a normal production line (at room temperature). Preferably, it is provided in a heating furnace equipped with air blowing means. By using both heating roll drying and hot air drying, a sharp temperature change between the heating rolls can be suppressed, and shrinkage in the width direction can be easily controlled. The temperature of hot air drying is preferably 30°C to 100°C. Further, the hot air drying time is preferably 1 second to 300 seconds. The wind speed of the hot air is preferably about 10 m/s to 30 m/s. Note that the wind speed is the wind speed within the heating furnace, and can be measured with a mini-vane digital anemometer.
好ましくは、水中延伸処理の後、乾燥収縮処理の前に、洗浄処理を施す。上記洗浄処理は、代表的には、ヨウ化カリウム水溶液にPVA系樹脂層を浸漬させることにより行う。 Preferably, a washing treatment is performed after the underwater stretching treatment and before the drying shrinkage treatment. The above cleaning treatment is typically performed by immersing the PVA resin layer in an aqueous potassium iodide solution.
以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例によって限定されるものではない。なお、厚みは下記の測定方法により測定した値である。
<厚み>
10μm以下の厚みは、走査型電子顕微鏡(日本電子社製、製品名「JSM-7100F」)を用いて測定した。10μmを超える厚みは、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。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically explained with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples. Note that the thickness is a value measured by the following measuring method.
<Thickness>
The thickness of 10 μm or less was measured using a scanning electron microscope (manufactured by JEOL Ltd., product name “JSM-7100F”). Thickness exceeding 10 μm was measured using a digital micrometer (manufactured by Anritsu Corporation, product name “KC-351C”).
[実施例1]
熱可塑性樹脂基材として、長尺状で、吸水率0.75%、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)を用いた。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(三菱ケミカル社製、商品名「ゴーセネックスZ410」)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℃のオーブン内で周速の異なるロール間で縦方向(長手方向)に2.4倍に自由端一軸延伸した(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膜の単体透過率(Ts)が43.0%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4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、90℃に保たれたオーブン中で乾燥しながら、表面温度が75℃に保たれたSUS製の加熱ロールに約2秒接触させた(乾燥収縮処理)。乾燥収縮処理による積層体の幅方向の収縮率は5.2%であった。
このようにして、樹脂基材上に厚み5μmの偏光膜(吸収型偏光膜)を形成した。
[Example 1]
As the thermoplastic resin base material, a long, amorphous isophthalic copolymerized polyethylene terephthalate film (thickness: 100 μm) having a water absorption rate of 0.75% and a Tg of about 75° C. was used. One side of the resin base material was subjected to corona treatment.
Iodine was added to 100 parts by weight of a PVA resin prepared by mixing polyvinyl alcohol (degree of polymerization 4200, degree of saponification 99.2 mol%) and acetoacetyl-modified PVA (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, product name "Gosenex Z410") in a ratio of 9:1. A PVA aqueous solution (coating liquid) was prepared by dissolving 13 parts by weight of potassium chloride 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 with a thickness of 13 μm, thereby producing a laminate.
The obtained laminate was uniaxially stretched free end to 2.4 times in the longitudinal direction (longitudinal direction) between rolls having different circumferential speeds in an oven at 130° C. (in-air auxiliary stretching treatment).
Next, the laminate was immersed for 30 seconds in an insolubilization bath (boric acid aqueous solution obtained by blending 4 parts by weight of boric acid with 100 parts by weight of water) at a liquid temperature of 40° C. (insolubilization treatment).
Next, the final polarizing film was added to a dyeing bath (an aqueous iodine solution obtained by mixing iodine and potassium iodide in a weight ratio of 1:7 to 100 parts by weight of water) at a liquid temperature of 30°C. It was immersed for 60 seconds while adjusting the concentration so that the single transmittance (Ts) was 43.0% (staining treatment).
Next, it was immersed for 30 seconds in a crosslinking bath (an aqueous boric acid 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) at a liquid temperature of 40°C. (Crosslinking treatment).
Thereafter, while immersing the laminate in a boric acid aqueous solution (boric acid concentration: 4% by weight, potassium iodide concentration: 5% by weight) at a liquid temperature of 70°C, the laminate was completely rolled in the longitudinal direction (longitudinal direction) between rolls having different circumferential speeds. Uniaxial stretching was performed so that the stretching ratio was 5.5 times (underwater stretching treatment).
Thereafter, the laminate was immersed in a cleaning bath (an aqueous solution obtained by blending 4 parts by weight of potassium iodide with 100 parts by weight of water) at a liquid temperature of 20° C. (cleaning treatment).
Thereafter, while drying in an oven maintained at 90°C, it was brought into contact with a SUS heating roll whose surface temperature was maintained at 75°C for about 2 seconds (drying shrinkage treatment). The shrinkage rate of the laminate in the width direction due to the drying shrinkage treatment was 5.2%.
In this way, a 5 μm thick polarizing film (absorption type polarizing film) was formed on the resin base material.
得られた偏光膜の表面(積層体の偏光膜側の面)に、保護層として厚み25μmのシクロオレフィン系樹脂フィルムを、紫外線硬化型接着剤を介して貼り合わせた。具体的には、硬化後の接着剤層の厚みが約1μm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光線をシクロオレフィン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、シクロオレフィン系樹脂フィルム/吸収型偏光膜の構成を有する偏光フィルム(吸収型偏光フィルム)を得た。 A cycloolefin resin film having a thickness of 25 μm was bonded as a protective layer to the surface of the obtained polarizing film (the surface on the polarizing film side of the laminate) via an ultraviolet curable adhesive. Specifically, the adhesive layer was coated so that the thickness of the cured adhesive layer was approximately 1 μm, and the adhesive layers were bonded together using a roll machine. Thereafter, UV light was irradiated from the cycloolefin resin film side to cure the adhesive. Next, the resin base material was peeled off to obtain a polarizing film (absorbing polarizing film) having a structure of cycloolefin resin film/absorbing polarizing film.
[実施例2]
樹脂基材に厚み18μmのPVA系樹脂層を形成したこと以外は実施例1と同様にして、厚み7μmの偏光膜を含む偏光フィルムを得た。
[Example 2]
A polarizing film containing a 7 μm thick polarizing film was obtained in the same manner as in Example 1 except that a 18 μm thick PVA resin layer was formed on the resin base material.
[比較例1]
厚み30μmのポリビニルアルコール(PVA)系樹脂フィルム(クラレ製、商品名「PE3000」)の長尺ロールを、ロール延伸機により長手方向に5.9倍になるように長手方向に一軸延伸しながら同時に膨潤、染色、架橋、洗浄処理をこの順で施した後、最後に乾燥処理を施すことにより、厚み12μmの偏光膜(吸収型偏光膜)を作製した。
上記膨潤処理は20℃の純水で処理しながら2.2倍に延伸した。次いで、染色処理は得られる偏光膜の単体透過率が45.0%となるようにヨウ素濃度が調整されたヨウ素とヨウ化カリウムの重量比が1:7である30℃の水溶液中において処理しながら1.4倍に延伸した。次いで、架橋処理は、2段階の架橋処理を採用し、1段階目の架橋処理は40℃のホウ酸とヨウ化カリウムを溶解した水溶液において処理しながら1.2倍に延伸した。1段階目の架橋処理の水溶液のホウ酸含有量は5.0重量%で、ヨウ化カリウム含有量は3.0重量%とした。2段階目の架橋処理は65℃のホウ酸とヨウ化カリウムを溶解した水溶液において処理しながら1.6倍に延伸した。2段階目の架橋処理の水溶液のホウ酸含有量は4.3重量%で、ヨウ化カリウム含有量は5.0重量%とした。次いで、洗浄処理は、20℃のヨウ化カリウム水溶液で処理した。洗浄処理の水溶液のヨウ化カリウム含有量は2.6重量%とした。最後に、70℃で5分間乾燥処理して偏光膜を得た。
[Comparative example 1]
A long roll of polyvinyl alcohol (PVA) resin film (manufactured by Kuraray, trade name "PE3000") with a thickness of 30 μm was simultaneously uniaxially stretched in the longitudinal direction so as to be 5.9 times larger in the longitudinal direction using a roll stretching machine. After performing swelling, dyeing, crosslinking, and washing treatments in this order, a drying treatment was finally performed to produce a polarizing film (absorption type polarizing film) with a thickness of 12 μm.
In the above swelling treatment, the film was stretched 2.2 times while being treated with pure water at 20°C. Next, the dyeing process was carried out in an aqueous solution at 30°C in which the weight ratio of iodine and potassium iodide was 1:7, and the iodine concentration was adjusted so that the single transmittance of the polarizing film obtained was 45.0%. However, it was stretched 1.4 times. Next, a two-stage crosslinking treatment was adopted for the crosslinking treatment, and the first crosslinking treatment was performed in an aqueous solution containing boric acid and potassium iodide at 40° C. and stretched to 1.2 times. The boric acid content of the aqueous solution for the first stage crosslinking treatment was 5.0% by weight, and the potassium iodide content was 3.0% by weight. In the second stage of crosslinking treatment, the film was stretched to 1.6 times while being treated in an aqueous solution containing boric acid and potassium iodide at 65°C. The boric acid content of the aqueous solution for the second stage crosslinking treatment was 4.3% by weight, and the potassium iodide content was 5.0% by weight. Next, washing treatment was performed with a potassium iodide aqueous solution at 20°C. The potassium iodide content of the aqueous solution for cleaning treatment was 2.6% by weight. Finally, a polarizing film was obtained by drying at 70° C. for 5 minutes.
得られた偏光膜に、保護層として厚み25μmのシクロオレフィン系樹脂フィルムを、PVA系接着剤(三菱ケミカル社製、商品名「ゴーセノールZ200」)の3%水溶液を用いて貼り合わせ、偏光フィルムを得た。 A cycloolefin resin film with a thickness of 25 μm was bonded to the obtained polarizing film as a protective layer using a 3% aqueous solution of PVA adhesive (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, trade name "Gohsenol Z200"), and the polarizing film was attached. Obtained.
[比較例2]
厚み45μmのPVA系樹脂フィルムを用いたこと以外は比較例1と同様にして、厚み17μmの偏光膜を含む偏光フィルムを得た。
[Comparative example 2]
A polarizing film containing a polarizing film with a thickness of 17 μm was obtained in the same manner as in Comparative Example 1 except that a PVA-based resin film with a thickness of 45 μm was used.
[比較例3]
厚み60μmのPVA系樹脂フィルムを用いたこと以外は比較例1と同様にして、厚み23μmの偏光膜を含む偏光フィルムを得た。
[Comparative example 3]
A polarizing film including a polarizing film with a thickness of 23 μm was obtained in the same manner as in Comparative Example 1 except that a PVA-based resin film with a thickness of 60 μm was used.
[比較例4]
厚み75μmのPVA系樹脂フィルムを用いたこと以外は比較例1と同様にして、厚み30μmの偏光膜を含む偏光フィルムを得た。
[Comparative example 4]
A polarizing film containing a polarizing film with a thickness of 30 μm was obtained in the same manner as in Comparative Example 1 except that a PVA-based resin film with a thickness of 75 μm was used.
実施例および比較例について、下記の評価を行った。評価結果を表1にまとめる。
<評価>
1.寸法変化率(%)
得られた偏光フィルムから100mm×100mmのサイズの試験片を延伸方向およびそれに直交する方向に沿って切り出し、厚み20μmのアクリル系粘着剤層を介してガラス板に貼り合せた。これを、80℃のオーブンに500時間置いて加熱し、加熱前後のサイズを測定し、加熱前後の寸法変化率を算出した。
2.収縮応力(N/4mm)
得られた偏光膜(保護フィルムを貼り合せる前の)から20mm×4mmのサイズの試験片を延伸方向およびそれに直交する方向に沿って切り出し、TMA分析装置(日立ハイテクサイエンス社製、「TMA7100E」)セットした。その状態を保持したまま、50℃にて30分加熱し、試験片から生じる収縮応力を測定した。
3.光学ムラ
得られた偏光フィルムを200mm×150mmのサイズに切り出し、20μmアクリル系粘着剤層を介してガラス板に貼り合わせて得たサンプルを、80℃の加熱試験機に120時間投入した。その後、取り出したサンプルに別の標準用偏光板(日東電工社製、「CRT1794」)を、互いの吸収軸が直交するように重ね合わせ、これをバックライト上に載置し、この状態で面内におけるムラを確認した。
The following evaluations were performed for the Examples and Comparative Examples. The evaluation results are summarized in Table 1.
<Evaluation>
1. Dimensional change rate (%)
A test piece with a size of 100 mm x 100 mm was cut out from the obtained polarizing film along the stretching direction and a direction perpendicular thereto, and was bonded to a glass plate via a 20 μm thick acrylic adhesive layer. This was heated by placing it in an oven at 80° C. for 500 hours, the size before and after heating was measured, and the dimensional change rate before and after heating was calculated.
2. Shrinkage stress (N/4mm)
A test piece of 20 mm x 4 mm in size was cut out from the obtained polarizing film (before the protective film was attached) along the stretching direction and the direction perpendicular thereto. I set it. While maintaining this state, the test piece was heated at 50° C. for 30 minutes, and the shrinkage stress generated from the test piece was measured.
3. Optical unevenness The obtained polarizing film was cut into a size of 200 mm x 150 mm, and the sample obtained by bonding it to a glass plate via a 20 μm acrylic adhesive layer was placed in a heating tester at 80° C. for 120 hours. After that, another standard polarizing plate (manufactured by Nitto Denko Corporation, "CRT1794") was placed on top of the taken sample so that their absorption axes were perpendicular to each other, and this was placed on the backlight. We confirmed the unevenness within the area.
比較例においては、図5に示すように光学ムラ(特に、角部において)が確認された。 In the comparative example, optical unevenness (particularly at the corners) was observed as shown in FIG.
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態で示した構成と実質的に同一の構成、同一の作用効果を奏する構成または同一の目的を達成することができる構成で置き換えることができる。 The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications are possible. For example, it can be replaced with a configuration that is substantially the same as the configuration shown in the above embodiment, a configuration that has the same effect, or a configuration that can achieve the same purpose.
本発明の実施形態に係るレンズ部は、例えば、VRゴーグル等の表示体に用いられ得る。 The lens unit according to the embodiment of the present invention can be used, for example, in a display body such as VR goggles.
2 表示システム
4 レンズ部
12 表示素子
14 反射部
16 第一レンズ部
18 ハーフミラー
20 第一位相差部材
22 第二位相差部材
24 第二レンズ部
30 積層体
32 反射型偏光部材
34 吸収型偏光部材
36 接着層
2
Claims (16)
画像を表す表示素子の表示面から前方に向けて出射され、偏光部材および第1のλ/4部材を通過した光を反射し、反射型偏光部材および前記反射型偏光部材の前方に配置される吸収型偏光部材を含む反射部と、
前記表示素子と前記反射部との間の光路上に配置される第一レンズ部と、
前記表示素子と前記第一レンズ部との間に配置され、前記表示素子から出射された光を透過させ、前記反射部で反射された光を前記反射部に向けて反射させるハーフミラーと、
前記ハーフミラーと前記反射部との間の光路上に配置される第2のλ/4部材と、を備え、
前記吸収型偏光部材を構成する吸収型偏光膜の厚みは8μm以下である、
レンズ部。 A lens unit used in a display system that displays images to a user, the lens unit comprising:
A reflective polarizing member is arranged in front of a reflective polarizing member and the reflective polarizing member, and reflects light that is emitted forward from a display surface of a display element that represents an image and has passed through a polarizing member and a first λ/4 member. a reflective section including an absorptive polarizing member;
a first lens section disposed on an optical path between the display element and the reflection section;
a half mirror disposed between the display element and the first lens part, which transmits the light emitted from the display element and reflects the light reflected by the reflection part toward the reflection part;
a second λ/4 member disposed on the optical path between the half mirror and the reflection section,
The thickness of the absorption type polarizing film constituting the absorption type polarizing member is 8 μm or less,
lens section.
前記表示素子に含まれる前記偏光部材の吸収軸と前記第2のλ/4部材の遅相軸とのなす角度は40°~50°である、請求項1に記載のレンズ部。 The angle between the absorption axis of the polarizing member included in the display element and the slow axis of the first λ/4 member is 40° to 50°,
The lens portion according to claim 1, wherein the angle between the absorption axis of the polarizing member included in the display element and the slow axis of the second λ/4 member is 40° to 50°.
前記反射型偏光部材と前記吸収型偏光部材とを有する、
積層体。 Used in the reflective part of the lens part according to any one of claims 1 to 6,
comprising the reflective polarizing member and the absorbing polarizing member,
laminate.
前記ハーフミラーおよび前記第一レンズ部を通過した光を、第2のλ/4部材を通過させるステップと、
前記第2のλ/4部材を通過した光を、反射型偏光部材を含む反射部で前記ハーフミラーに向けて反射させるステップと、
前記反射部および前記ハーフミラーで反射させた光を、前記第2のλ/4部材により前記反射部の前記反射型偏光部材を透過可能にするステップと、
前記反射型偏光部材を透過した光を、吸収型偏光部材を透過させるステップと、を有し、
前記吸収型偏光部材を構成する吸収型偏光膜の厚みは8μm以下である、
表示方法。 A step of passing the light representing the image emitted through the polarizing member and the first λ/4 member through the half mirror and the first lens part;
passing the light that has passed through the half mirror and the first lens section through a second λ/4 member;
reflecting the light that has passed through the second λ/4 member toward the half mirror by a reflecting section including a reflective polarizing member;
a step of allowing the light reflected by the reflection part and the half mirror to pass through the reflective polarizing member of the reflection part by the second λ/4 member;
a step of transmitting the light transmitted through the reflective polarizing member through an absorbing polarizing member,
The thickness of the absorption type polarizing film constituting the absorption type polarizing member is 8 μm or less,
Display method.
長尺状の熱可塑性樹脂基材の片側に、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して積層体とすること、および、
前記積層体に、空中補助延伸処理と、染色処理と、水中延伸処理と、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と、をこの順に施すことを含む、製造方法。 A method for manufacturing an absorption type polarizing film for a lens portion according to any one of claims 1 to 6, comprising:
forming a polyvinyl alcohol resin layer containing a halide and a polyvinyl alcohol resin on one side of a long thermoplastic resin base material to form a laminate;
The method includes subjecting the laminate to, in this order, an auxiliary stretching process in the air, a dyeing process, a stretching process in water, and a drying shrinkage process in which the laminate is shrunk by 2% or more in the width direction by heating while conveying in the longitudinal direction. ,Production method.
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