JP7516457B2 - Lens portion, laminate, display, manufacturing method of display, and display method - Google Patents
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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 portion, a laminate, a display body, a manufacturing method for 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, such as liquid crystal display devices and electroluminescence (EL) display devices (e.g., organic EL display devices), are rapidly becoming popular. In image display devices, optical components such as polarizing components and phase difference components 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 applications for image display devices have been developed. For example, goggles with displays (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, there is a demand for them to be lightweight and have high definition. Lightweightness can be achieved, for example, by making the lenses used in VR goggles thinner. On the other hand, there is also a demand for the development of optical components 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 primary objective of the present invention is to provide a lens section that can achieve lightweight, high-definition 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. A lens unit according to an embodiment of the present invention is a lens unit used in a display system that displays an image to a user, comprising: a reflecting unit that reflects light that is emitted forward from a display surface of a display element that displays an image and passes through a polarizing element and a first λ/4 element, and includes a reflective polarizing element and an absorptive polarizing element disposed in front of the reflective polarizing element, a first lens unit that is disposed on an optical path between the display element and the reflecting unit, a half mirror that is disposed between the display element and the first lens unit, transmits the light emitted from the display element, and reflects the light reflected by the reflecting unit toward the reflecting unit, and a second λ/4 element that is disposed on the optical path between the half mirror and the reflecting unit, and the thickness of an absorptive polarizing film that constitutes the absorptive polarizing element is 8 μm or less.
2. In the lens portion described above in 1, 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 portion according to 1 or 2 above, the first lens portion and the half mirror may be integral with each other.
4. In the lens portion according to any one of 1 to 3 above, the lens portion may include a second lens portion disposed in front of the reflecting portion.
5. In the lens portion according to any one of 1 to 4 above, an angle between an absorption axis of the polarizing member included in the display element and a slow axis of the first λ/4 member may be 40° to 50°, and an angle between an absorption axis of the polarizing member included in the display element and a slow axis of the second λ/4 member may be 40° to 50°.
6. In the lens portion according to any one of the above items 1 to 5, a ratio of a thickness of the absorptive polarizing film to a 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. A laminate according to an embodiment of the present invention is used in the reflective portion of the lens unit according to any one of 1 to 6 above, and has the reflective polarizing member and the absorptive polarizing member.
8. In the laminate according to the above item 7, the reflective polarizing member and the absorptive polarizing member may be laminated via an adhesive layer.
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 according to an embodiment of the present invention has a lens portion according to any one of 1 to 6 above.
10. A method for manufacturing a display according to an embodiment of the present invention, which is a method for manufacturing a display having a lens portion according to any one of 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 the steps of: passing light representing an image emitted through a polarizing element and a first λ/4 element through a half mirror and a first lens unit; passing the light that has passed through the half mirror and the first lens unit through a second λ/4 element; reflecting the light that has passed through the second λ/4 element toward the half mirror with a reflecting unit including a reflective polarizing element; allowing the light reflected by the reflecting unit and the half mirror to pass through the reflective polarizing element of the reflecting unit with the second λ/4 element; and transmitting the light that has passed through the reflective polarizing element through an absorbing polarizing element, and the thickness of the absorbing polarizing film that constitutes the absorbing polarizing element 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 producing an absorptive polarizing film for a lens portion according to an embodiment of the present invention includes forming a polyvinyl alcohol-based resin layer containing a halide and a polyvinyl alcohol-based resin on one side of a long thermoplastic resin substrate to form a laminate, and subjecting the laminate to an auxiliary air-stretching treatment, a dyeing treatment, an underwater stretching treatment, and a drying shrinkage treatment in this order, in which the laminate is heated while being transported in the longitudinal direction to cause it to shrink by 2% or more in the width direction.
13. In the method according to 12 above, the content of the halide in the polyvinyl alcohol-based resin layer is 5 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyvinyl alcohol-based resin.
14. In the manufacturing method according to 12 or 13 above, the stretching ratio in the auxiliary in-air stretching treatment is 2.0 times or more.
15. In the manufacturing method according to any one of the above 12 to 14, the drying and shrinking treatment step is a step of heating using a heating roll.
16. In the manufacturing method according to 15 above, the temperature of the heating roll is 60° C. to 120° C., and the shrinkage rate in the width direction of the laminate due to 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。 The lens portion according to the embodiment of the present invention can achieve lighter weight and higher definition in VR goggles.
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。 Below, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited to these embodiments. Furthermore, in order to make the description clearer, the drawings may show the width, thickness, shape, etc. of each part more diagrammatically than the embodiments, but these are merely examples and do not limit the interpretation of the present invention.
(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)
The definitions of terms and symbols used in this specification 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., the slow axis direction), "ny" is the refractive index in the direction perpendicular to the slow axis in the plane (i.e., the fast axis direction), and "nz" is the refractive index in the thickness direction.
(2) In-plane phase difference (Re)
"Re(λ)" is the in-plane retardation measured with light having a wavelength of λ nm at 23° C. For example, "Re(550)" is the in-plane retardation measured with light having a wavelength of 550 nm at 23° C. Re(λ) is calculated by the formula: Re(λ)=(nx−ny)×d, where d (nm) is the thickness of the layer (film).
(3) Retardation in the thickness direction (Rth)
"Rth(λ)" is the 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 calculated 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 calculated by Nz=Rth/Re.
(5) Angle When referring to an angle in this specification, the angle includes both clockwise and counterclockwise angles with respect to a reference direction. Thus, 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. In FIG. 1, the arrangement and shape 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 arranged 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 first
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 second
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 reflecting
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。
Light that passes through the reflecting
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 phase difference Re(550) of the first
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 first
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 phase difference Re(550) of the second
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 second
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 made of any suitable material. For example, it may be a resin film (typically a stretched film) or may be made of 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。 Examples of resins contained in the resin film include polycarbonate-based resins, polyester carbonate-based resins, polyester-based resins, polyvinyl acetal-based resins, polyarylate-based resins, cyclic olefin-based resins, cellulose-based resins, polyvinyl alcohol-based resins, polyamide-based resins, polyimide-based resins, polyether-based resins, polystyrene-based resins, acrylic-based resins, and the like. These resins may be used alone or in combination (e.g., blended or copolymerized). For example, a resin film containing a polycarbonate-based resin or a polyester carbonate-based resin (hereinafter sometimes simply referred to as a polycarbonate-based resin) can be suitably used. By using such a resin, for example, the above-mentioned reverse 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-based resin can be used as the polycarbonate-based resin. For example, the polycarbonate-based resin contains a structural unit derived from a fluorene-based dihydroxy compound, a structural unit derived from an isosorbide-based dihydroxy compound, and a structural unit derived from at least one dihydroxy compound selected from the group consisting of alicyclic diol, alicyclic dimethanol, di-, tri- or polyethylene glycol, and alkylene glycol or spiro glycol. Preferably, the polycarbonate-based resin contains a structural unit derived from a fluorene-based dihydroxy compound, a structural unit derived from an isosorbide-based dihydroxy compound, a structural unit derived from an alicyclic dimethanol and/or a structural unit derived from a di-, tri- or polyethylene glycol; more preferably, it contains a structural unit derived from a fluorene-based dihydroxy compound, a structural unit derived from an isosorbide-based dihydroxy compound, and a structural unit derived from a di-, tri- or polyethylene glycol. The polycarbonate-based resin may contain a structural unit derived from another dihydroxy compound as necessary. Details of polycarbonate-based resins that can be suitably used for phase difference members and methods for forming phase difference members are described, for example, in JP-A-2014-10291, JP-A-2014-26266, JP-A-2015-212816, JP-A-2015-212817, and JP-A-2015-212818, and the descriptions in 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, the absorptive polarizing member may 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。
Figure 2 is a schematic cross-sectional view showing an example of a laminate used in the reflector of the display system shown in Figure 1. The laminate 30 has a reflective
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 element can transmit light polarized parallel to its transmission axis (typically, linearly polarized light) while maintaining its polarization state, and can reflect light in other polarization states. A typical reflective polarizing element is made of a film (sometimes called a reflective polarizing film) with a multilayer structure. In this case, the thickness of the reflective polarizing element 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。
Figure 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 A layer is typically made of a material that exhibits birefringence when stretched. Examples of such materials include naphthalene dicarboxylic acid polyesters (e.g., polyethylene naphthalate), polycarbonates, and acrylic resins (e.g., 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 can be formed by combining coextrusion and stretching. For example, the material constituting the A layer and the material constituting the B layer are extruded and then multilayered (e.g., using a multiplier). The resulting multilayer laminate is then stretched. The x-axis direction in the illustrated example can 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, "DBEF" and "APF" manufactured by 3M, and "APCF" manufactured by Nitto Denko Corporation.
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 crossed 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) may be, for example, 43% to 49%, and preferably 45% to 47%. The degree of polarization (P) of the reflective polarizing member (reflective polarizing film) may 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 by an ultraviolet-visible spectrophotometer. The polarization degree (P) is typically measured by an ultraviolet-visible spectrophotometer and calculated by the following formula based on the parallel transmittance (Tp) and crossed transmittance (Tc) obtained by performing visibility correction. Ts, Tp, and Tc are Y values measured by a 2-degree visual field (C light source) according to JIS Z8701 and then 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 absorptive polarizing member may typically include a resin film (sometimes referred to as an absorptive polarizing film or simply a polarizing film) containing a dichroic material. Preferably, it includes a polyvinyl alcohol (PVA)-based film containing iodine. The thickness of the absorptive polarizing film is preferably 1 μm or more and 8 μm or less, more preferably 7 μm or less, and even more preferably 5 μm or less. By using an absorptive polarizing film of such a thickness, it is possible to suppress shrinkage that may occur due to environmental changes (e.g., temperature changes) and maintain excellent display characteristics. Specifically, in the above display system, since even slight shrinkage of the components can cause image distortion, by using an absorptive polarizing film of such a thickness, it is possible to extremely effectively suppress distortion of the displayed image.
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 element 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 phase difference element, the thickness of the reflective polarizing element, and the thickness of the absorptive polarizing element is preferably 10% or less, more preferably 5% or less.
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 cross transmittance (Tc) of the absorptive polarizing element (absorptive polarizing film) is preferably 0.5% or less, more preferably 0.1% or less, and even more preferably 0.05% or less. The single transmittance (Ts) of the absorptive polarizing element (absorptive polarizing film) is, for example, 41.0% to 45.0%, and preferably 42.0% or more. The polarization degree (P) of the absorptive polarizing element (absorptive polarizing film) is, for example, 99.0% to 99.997%, and preferably 99.9% or more. By combining the reflective polarizing element with the absorptive polarizing element, excellent display characteristics can be achieved. For example, the user's perception of afterimages (ghosts) 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 the absorptive polarizing film according to one embodiment includes forming a polyvinyl alcohol-based resin layer (PVA-based resin layer) containing a halide and a polyvinyl alcohol-based resin (PVA-based resin) on one side of a long thermoplastic resin substrate to form a laminate, and subjecting the laminate to an air-assisted stretching process, a dyeing process, an underwater stretching process, and a drying shrinkage process in this order, in which the laminate is heated while being conveyed in the longitudinal direction to shrink the laminate by 2% or more in the width direction. The content of the halide in the PVA-based resin layer is preferably 5 to 20 parts by weight per 100 parts by weight of the PVA-based resin. The stretching ratio in the air-assisted stretching process is preferably 2.0 times or more. The drying shrinkage process is preferably performed using a heating roll, and the temperature of the heating roll is preferably 60°C to 120°C. The shrinkage rate in the width direction of the laminate due to the drying shrinkage process is preferably 2% or more. A laminate containing a PVA-based resin layer containing a halide is prepared, the laminate is stretched in multiple stages including air-assisted stretching and underwater stretching, and the stretched laminate is heated with a heating roll to obtain a polarizing film having excellent optical properties (typically, single transmittance and polarization degree) and suppressed variation in optical properties. Specifically, by using a heating roll in the drying shrinkage treatment step, the laminate can be uniformly shrunk throughout the laminate while being transported. This not only improves the optical properties of the resulting polarizing film, but also enables stable production of polarizing films with excellent optical properties and suppresses variation in the optical properties of the polarizing film (particularly, single transmittance).
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 appropriate method may be used to prepare a laminate of a thermoplastic resin substrate and a PVA-based resin layer. Preferably, a coating liquid containing a halide and a PVA-based resin is applied to the surface of the thermoplastic resin substrate, and then dried to form a PVA-based resin layer on the thermoplastic resin substrate. As described above, the content of the halide in the PVA-based resin layer is preferably 5 to 20 parts by weight per 100 parts by weight of the PVA-based 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 appropriate method can be used to apply the coating liquid. Examples include roll coating, spin coating, wire bar coating, dip coating, die coating, curtain coating, spray coating, and knife coating (comma coating, etc.). The application 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-based resin layer is preferably 3 μm to 40 μm, and 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 substrate may be subjected to a surface treatment (e.g., corona treatment, etc.), or an easy-adhesion layer may be formed on the thermoplastic resin substrate. By carrying out such treatment, it is possible to improve the adhesion between the thermoplastic resin substrate and the PVA-based resin layer.
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 substrate 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 is more than 300 μm, for example, in the underwater stretching process described below, it may take a long time for the thermoplastic resin substrate to absorb water, and 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 substrate preferably has a water absorption rate of 0.2% or more, more preferably 0.3% or more. The thermoplastic resin substrate can absorb water, and the water can act as a plasticizer to plasticize the substrate. As a result, the stretching stress can be significantly reduced, and the substrate can be stretched at a high ratio. On the other hand, the water absorption rate of the thermoplastic resin substrate is preferably 3.0% or less, more preferably 1.0% or less. By using such a thermoplastic resin substrate, it is possible to prevent problems such as a significant decrease in the dimensional stability of the thermoplastic resin substrate during production, which leads to a deterioration in the appearance of the resulting polarizing film. It is also possible to prevent the substrate from breaking during underwater stretching, and the PVA-based resin layer from peeling off from the thermoplastic resin substrate. The water absorption rate of the thermoplastic resin substrate can be adjusted, for example, by introducing a modifying group into the constituent material. The water absorption rate is a value determined in accordance with 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 substrate is preferably 120°C or less. By using such a thermoplastic resin substrate, the stretchability of the laminate can be sufficiently ensured while suppressing the crystallization of the PVA-based resin layer. Furthermore, in consideration of the plasticization of the thermoplastic resin substrate by water and the good underwater stretching, it is more preferable that the temperature is 100°C or less, and even more preferable that the temperature is 90°C or less. On the other hand, the glass transition temperature of the thermoplastic resin substrate is preferably 60°C or more. By using such a thermoplastic resin substrate, defects such as deformation of the thermoplastic resin substrate (e.g., generation of unevenness, sagging, wrinkles, etc.) when applying and drying the coating liquid containing the PVA-based resin can be prevented, and the laminate can be well prepared. In addition, the stretching of the PVA-based resin layer can be well performed at a suitable temperature (e.g., about 60°C). The glass transition temperature of the thermoplastic resin substrate can be adjusted, for example, by introducing a modified group into the constituent material and heating using a crystallization material. The glass transition temperature (Tg) is a value determined in accordance with 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 used as the material for the thermoplastic resin substrate. Examples of thermoplastic resins include ester-based resins such as polyethylene terephthalate-based resins, cycloolefin-based resins such as norbornene-based resins, olefin-based resins such as polypropylene, polyamide-based resins, polycarbonate-based resins, and copolymer resins of these. Of these, norbornene-based resins and amorphous polyethylene terephthalate-based 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, amorphous (uncrystallized) polyethylene terephthalate resins are preferably used. Among them, amorphous (hardly crystallized) polyethylene terephthalate resins are particularly preferably used. Specific examples of amorphous polyethylene terephthalate resins include copolymers further containing isophthalic acid and/or cyclohexanedicarboxylic acid as dicarboxylic acids, and copolymers further containing cyclohexanedimethanol or diethylene glycol as glycols.
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 substrate is made of a polyethylene terephthalate resin having an isophthalic acid unit. This is because such a thermoplastic resin substrate has excellent stretchability and can suppress crystallization during stretching. This is thought to be due to the introduction of an isophthalic acid unit, which imparts a large bend to the main chain. The polyethylene terephthalate resin has a terephthalic acid unit and an ethylene glycol unit. The content ratio 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 substrate with extremely excellent stretchability can be obtained. On the other hand, the content ratio 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 such a content ratio, the crystallinity can be increased satisfactorily 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 substrate may be stretched in advance (before the PVA-based resin layer is formed). In one embodiment, the long thermoplastic resin substrate is stretched in the transverse direction. The transverse direction is preferably a direction perpendicular to the stretching direction of the laminate described below. In this specification, "perpendicular" also includes the case where the direction is substantially perpendicular. Here, "substantially perpendicular" includes the case where the direction is 90°±5.0°, and is 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 substrate is preferably Tg-10°C to Tg+50°C relative to the glass transition temperature (Tg). The stretching ratio of the thermoplastic resin substrate is preferably 1.5 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 appropriate method may be adopted as the method for stretching the thermoplastic resin substrate. Specifically, it may be fixed-end stretching or free-end stretching. The stretching method may be dry or wet. The stretching of the thermoplastic resin substrate may be performed in one stage or in multiple stages. When it is performed in multiple stages, the above-mentioned stretching ratio is the product of the stretching ratios in 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-based resin are dissolved in a solvent. Examples of the solvent include water, dimethyl sulfoxide, 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. Of these, water is preferred. The concentration of the PVA-based resin in the solution is preferably 3 to 20 parts by weight per 100 parts by weight of the solvent. With such a resin concentration, a uniform coating film that is in close contact with the thermoplastic resin substrate can be formed. The content of the halide in the coating liquid is preferably 5 to 20 parts by weight per 100 parts by weight of the PVA-based 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 and surfactants. Examples of plasticizers include polyhydric alcohols such as ethylene glycol and glycerin. Examples of surfactants include nonionic surfactants. These can be used to further improve 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 used as the PVA-based resin. Examples include polyvinyl alcohol and ethylene-vinyl alcohol copolymer. Polyvinyl alcohol is obtained by saponifying polyvinyl acetate. Ethylene-vinyl alcohol copolymer is obtained by saponifying ethylene-vinyl acetate copolymer. The saponification degree of the PVA-based resin is usually 85 mol% to 100 mol%, preferably 95.0 mol% to 99.95 mol%, and more preferably 99.0 mol% to 99.93 mol%. The saponification degree can be determined in accordance with JIS K 6726-1994. By using a PVA-based resin with such a saponification degree, a polarizing film with excellent durability can be obtained. If the saponification degree 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. The average degree of polymerization can be determined in accordance with 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。 As the halide, any suitable halide may be used. Examples include iodide and sodium chloride. Examples of iodide include potassium iodide, sodium iodide, and lithium iodide. Of 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 solution is preferably 5 to 20 parts by weight per 100 parts by weight of PVA-based resin, and more preferably 10 to 15 parts by weight per 100 parts by weight of PVA-based resin. If the amount of halide exceeds 20 parts by weight per 100 parts by weight of PVA-based resin, the halide may bleed out and the final polarizing film 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, the orientation of the polyvinyl alcohol molecules in the PVA-based resin increases when the PVA-based resin layer is stretched, but when the stretched PVA-based resin layer is immersed in a liquid containing water, the orientation of the polyvinyl alcohol molecules may become disordered, and the orientation may decrease. In particular, when a laminate of a thermoplastic resin and a PVA-based resin layer is stretched in boric acid water, the tendency for the degree of orientation to decrease is remarkable when the laminate is stretched in boric acid water at a relatively high temperature to stabilize the stretching of the thermoplastic resin. For example, while a PVA film alone is generally stretched in boric acid water at 60°C, a laminate of A-PET (thermoplastic resin substrate) and a PVA-based resin layer is stretched at a high temperature of around 70°C, in this case, the orientation of the PVA at the beginning of the stretching may decrease before it increases due to the stretching in water. In response to this, a laminate of a PVA-based resin layer containing a halide and a thermoplastic resin substrate is prepared, and the laminate is stretched at high temperature (auxiliary stretching) in air before being stretched in boric acid water, so that crystallization of the PVA-based resin in the PVA-based 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, the orientation of the polyvinyl alcohol molecules is disturbed and the orientation is reduced, compared to when the PVA-based resin layer does not contain a halide. This can improve the optical properties of the polarizing film obtained through a process in which the laminate is immersed in a liquid, such as a dyeing process and an underwater stretching process.
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 that combines dry stretching (auxiliary stretching) and stretching in boric acid water. By introducing auxiliary stretching like two-stage stretching, it is possible to stretch while suppressing the crystallization of the thermoplastic resin substrate, which solves the problem of the thermoplastic resin substrate being excessively crystallized and reduced in stretchability in the subsequent stretching in boric acid water, and the laminate can be stretched at a higher magnification. Furthermore, when applying a PVA-based resin to a thermoplastic resin substrate, in order to suppress the influence of the glass transition temperature of the thermoplastic resin substrate, it is necessary to lower the application temperature compared to when applying a PVA-based resin to a normal metal drum, which may result in a problem that the crystallization of the PVA-based resin is relatively low and sufficient optical properties cannot be obtained. In contrast, by introducing auxiliary stretching, it is possible to increase the crystallinity of the PVA-based resin even when applying a PVA-based resin to a thermoplastic resin, and it is possible to achieve high optical properties. At the same time, by increasing the orientation of the PVA-based resin in advance, problems such as a decrease in the orientation of the PVA-based resin or dissolution can be prevented when the resin is immersed in water during the subsequent dyeing and stretching processes, making it 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 of the auxiliary air stretching may be fixed end stretching (for example, a method of stretching using a tenter stretching machine) or free end stretching (for example, a method of uniaxially stretching a laminate between rolls with different peripheral speeds), but in order to obtain high optical properties, free end stretching can be actively adopted. In one embodiment, the air stretching process includes a heated roll stretching process in which the laminate is stretched by the difference in peripheral speed between heated rolls while being transported in its longitudinal direction. The air stretching process typically includes a zone stretching process and a heated roll stretching process. The order of the zone stretching process and the heated roll stretching process is not limited, and the zone stretching process may be performed first, or the heated roll stretching process may be performed first. The zone stretching process may be omitted. In one embodiment, the zone stretching process and the heated roll stretching process are performed in this order. In another embodiment, the film is stretched by gripping the film end in a tenter stretching machine and widening the distance between the tenters in the flow direction (the widening of the distance between the tenters is the stretching ratio). In this case, the tenter distance in the width direction (perpendicular to the machine direction) is set to be as close as possible. Preferably, it can be set to be as close as possible to the free end stretching ratio in the machine direction. In the case of free end stretching, the shrinkage ratio 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。 The air-assisted stretching may be performed in one step or in multiple steps. When the air-assisted stretching is performed in multiple steps, the stretching ratio is the product of the stretching ratios in each step. The stretching direction in the air-assisted stretching is preferably approximately 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 air-assisted stretching is preferably 2.0 to 3.5 times. The maximum stretching ratio when air-assisted 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 or more, relative to the original length of the laminate. In this specification, the "maximum stretching ratio" refers to the stretching ratio just before the laminate breaks, and refers to a value 0.2 lower than the stretching ratio at which the laminate breaks, which is determined separately.
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 auxiliary air stretching can be set to any appropriate value depending on the material of the thermoplastic resin substrate, the stretching method, etc. The stretching temperature is preferably equal to or higher than the glass transition temperature (Tg) of the thermoplastic resin substrate, more preferably equal to or higher than the glass transition temperature (Tg) of the thermoplastic resin substrate + 10°C, and particularly preferably equal to or higher than Tg + 15°C. On the other hand, the upper limit of the stretching temperature is preferably 170°C. By stretching at such a temperature, the crystallization of the PVA-based resin can be suppressed from proceeding rapidly, and defects due to the crystallization (for example, preventing the orientation of the PVA-based resin layer by stretching) can be suppressed. The crystallization index of the PVA-based resin after the auxiliary air 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, the measurement is carried out using polarized light as the measuring 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 at 1141 cm −1 when the measurement light is incident and measured. I R : Intensity at 1440 cm −1 when the measurement light is incident and measured.
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 auxiliary air stretching treatment and before the underwater stretching treatment or dyeing treatment. The insolubilization treatment is typically performed by immersing the PVA-based resin layer in an aqueous boric acid solution. By performing the insolubilization treatment, water resistance is imparted to the PVA-based resin layer, and it is possible to prevent a decrease in the orientation of the PVA when immersed in water. The concentration of the aqueous boric acid solution is preferably 1 to 4 parts by weight per 100 parts by weight of water. The liquid temperature of the insolubilization bath (aqueous boric acid 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-based resin layer with iodine. Specifically, the dyeing process is performed by adsorbing iodine to the PVA-based resin layer. Examples of the adsorption method include a method of immersing the PVA-based resin layer (laminate) in a dyeing solution containing iodine, a method of applying the dyeing solution to the PVA-based resin layer, and a method of spraying the dyeing solution onto the PVA-based resin layer. A method of immersing the laminate in a dyeing solution (dye bath) is preferable, because iodine can be well adsorbed in this method.
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 dyeing solution is preferably an aqueous iodine solution. The amount of iodine is preferably 0.05 to 0.5 parts by weight per 100 parts by weight of water. In order to increase the solubility of iodine in water, it is preferable to add an iodide to the aqueous iodine 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. Of these, potassium iodide is preferable. The amount of iodide is preferably 0.1 to 10 parts by weight, more preferably 0.3 to 5 parts by weight, per 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-based resin. When the PVA-based resin layer is immersed in the dye solution, the immersion time is preferably 5 seconds to 5 minutes, and more preferably 30 seconds to 90 seconds, in order to ensure the transmittance of the PVA-based 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 polarization degree of the final polarizing film are within the above-mentioned ranges. As for such dyeing conditions, preferably, an iodine aqueous solution is used as the dyeing solution, and the content ratio 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. This makes it possible to obtain a polarizing film having the optical properties described above.
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 a dyeing process is performed continuously after a process (typically, an insolubilization process) in which the laminate is immersed in a treatment bath containing boric acid, the boric acid concentration of the dyeing bath may change over time due to the boric acid contained in the treatment bath being mixed into the dyeing bath, resulting in unstable dyeability. In order to suppress the above-mentioned instability of dyeability, the upper limit of the boric acid concentration of the dyeing bath is adjusted to preferably 4 parts by weight, more preferably 2 parts by weight, per 100 parts by weight of water. On the other hand, the lower limit of the boric acid concentration of the dyeing bath is preferably 0.1 parts by weight, more preferably 0.2 parts by weight, and even more preferably 0.5 parts by weight, per 100 parts by weight of water. In one embodiment, the dyeing process is performed using a dyeing bath in which boric acid has been blended in advance. This can reduce the rate of change in the boric acid concentration when the boric acid of the treatment bath is mixed into the dyeing bath. The amount of boric acid preliminarily mixed into the dye bath (i.e., the content of boric acid not derived from the treatment bath) is preferably 0.1 to 2 parts by weight, and more preferably 0.5 to 1.5 parts by weight, per 100 parts by weight of water.
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 crosslinking treatment is typically performed by immersing the PVA-based resin layer in an aqueous boric acid solution. The crosslinking treatment imparts water resistance to the PVA-based resin layer, and prevents the orientation of the PVA from decreasing when the layer is immersed in high-temperature water during the subsequent underwater stretching. The concentration of the aqueous boric acid solution is preferably 1 to 5 parts by weight per 100 parts by weight of water. In addition, when the crosslinking treatment is performed after the dyeing treatment, it is preferable to further add an iodide. By adding an iodide, it is possible to suppress the elution of iodine adsorbed to the PVA-based resin layer. The amount of iodide to be added is preferably 1 to 5 parts by weight per 100 parts by weight of water. Specific examples of iodides are as described above. The liquid temperature of the crosslinking bath (aqueous boric acid 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 process is performed by immersing the laminate in a stretching bath. The underwater stretching process allows stretching at a temperature lower than the glass transition temperature (typically about 80°C) of the thermoplastic resin substrate or the PVA-based resin layer, and allows the PVA-based resin layer to be stretched at a high magnification while suppressing crystallization. As a result, a polarizing film with excellent optical properties can be produced.
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。 The stretching method of the laminate can be any appropriate method. Specifically, it may be fixed-end stretching or free-end stretching (for example, a method of uniaxially stretching the laminate by passing it between rolls with different peripheral speeds). Free-end stretching is preferably selected. The stretching of the laminate may be performed in one stage or in multiple stages. When it is performed in multiple stages, the stretching ratio (maximum stretching ratio) of the laminate described below is the product of the stretching ratios in 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。 The underwater stretching is preferably performed by immersing the laminate in an aqueous solution of boric acid (underwater stretching in boric acid). By using an aqueous solution of boric acid as the stretching bath, it is possible to impart to the PVA-based resin layer the rigidity required to withstand the tension applied during stretching, and the water resistance required to prevent dissolution in water. Specifically, boric acid can generate tetrahydroxyborate anions in the aqueous solution and crosslink with the PVA-based resin through hydrogen bonds. As a result, the PVA-based resin layer is imparted with rigidity and water resistance, allowing it to be stretched well, and a polarizing film with excellent optical properties can be produced.
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 boric acid aqueous solution is preferably obtained by dissolving boric acid and/or a borate 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, and particularly preferably 4 to 6 parts by weight, per 100 parts by weight of water. By making the boric acid concentration 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 produced. In addition to boric acid or a borate, an aqueous solution obtained by dissolving a boron compound such as borax, glyoxal, glutaraldehyde, or the like 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 adding iodide, it is possible to suppress the elution of iodine adsorbed in the PVA-based resin layer. Specific examples of iodide are as described above. The concentration of iodide is preferably 0.05 to 15 parts by weight, more preferably 0.5 to 8 parts by weight, per 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 (liquid temperature of the stretching bath) is preferably 40°C to 85°C, more preferably 60°C to 75°C. At such a temperature, the PVA-based resin layer can be stretched at a high ratio while suppressing dissolution. Specifically, as described above, the glass transition temperature (Tg) of the thermoplastic resin substrate 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 below 40°C, even if the plasticization of the thermoplastic resin substrate by water is taken into consideration, there is a risk that the substrate cannot be stretched well. On the other hand, the higher the temperature of the stretching bath, the higher the solubility of the PVA-based resin layer, and the higher the risk that excellent optical properties cannot 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 in 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 produced. Such a high stretching ratio can be achieved by employing the underwater stretching method (stretching in boric acid water).
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, which heats the entire zone, or by heating the transport roll (using a so-called heating roll) (heat roll drying method). Preferably, both are used. By drying using a heating roll, it is possible to efficiently suppress the heat curl of the laminate and produce a polarizing film with excellent appearance. Specifically, by drying the laminate in a state where it is aligned with the heating roll, it is possible to efficiently promote the crystallization of the thermoplastic resin substrate and increase the crystallinity, and even at a relatively low drying temperature, it is possible to satisfactorily increase the crystallinity of the thermoplastic resin substrate. As a result, the rigidity of the thermoplastic resin substrate increases and it becomes in a state where it can withstand the shrinkage of the PVA-based resin layer due to drying, and curling is suppressed. In addition, by using a heating roll, the laminate can be dried while being maintained in a flat state, so that not only curling but also the occurrence of wrinkles can be suppressed. At this time, the laminate can be shrunk in the width direction by the drying shrinkage treatment, thereby improving the optical properties. This is because the orientation of the PVA and the PVA/iodine complex can be effectively increased. 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%, and particularly preferably 4% to 6%. By using a heated roll, the laminate can be continuously shrunk in the width direction while being transported, achieving high productivity.
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。 Figure 4 is a schematic diagram showing an example of a drying shrinkage process. 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, the 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 substrate, but, for example, the transport rolls R1 to R6 may be arranged so as to continuously heat only one surface of the laminate 200 (for example, the thermoplastic resin substrate 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。 Drying conditions can be controlled by adjusting the heating temperature of the transport rolls (temperature of the heating rolls), the number of heating rolls, the contact time with the heating rolls, etc. The temperature of the heating rolls is preferably 60°C to 120°C, more preferably 65°C to 100°C, and particularly preferably 70°C to 80°C. The crystallization degree of the thermoplastic resin can be increased well, curling can be suppressed well, and the laminate can be given extremely excellent durability. The temperature of the heating rolls can be measured by a contact thermometer. In the illustrated example, six transport rolls are provided, but there is no particular restriction as long as there are multiple transport rolls. The number of transport rolls is usually 2 to 40, preferably 4 to 30. The contact time (total contact time) between the laminate and the heating rolls is preferably 1 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 rolls may be installed in a heating furnace (e.g., an oven) or in a normal production line (at room temperature). Preferably, they are installed in a heating furnace equipped with a blowing means. By using both drying with the heating rolls and hot air drying, it is possible to suppress abrupt temperature changes between the heating rolls, and it is possible to easily control shrinkage in the width direction. The hot air drying temperature is preferably 30°C to 100°C. The hot air drying time is preferably 1 second to 300 seconds. The hot air speed is preferably about 10 m/s to 30 m/s. The air speed is the air speed in the heating furnace, and can be measured by a mini-vane type 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, after the underwater stretching process, a cleaning process is performed before the drying shrinkage process. The cleaning process is typically performed by immersing the PVA-based 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。
The present invention will be described in detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. The thicknesses are values 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"), and the thickness of more than 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]
The thermoplastic resin substrate used was 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. One side of the resin substrate was subjected to a corona treatment.
A PVA aqueous solution (coating solution) was prepared by adding 13 parts by weight of potassium iodide to 100 parts by weight of a PVA-based resin prepared by mixing polyvinyl alcohol (polymerization degree 4,200, saponification degree 99.2 mol%) and acetoacetyl-modified PVA (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, product name "GOHSENEX Z410") in a ratio of 9:1, and dissolving the resultant in water.
The above PVA aqueous solution was applied to the corona-treated surface of a resin substrate and dried at 60° C. to form a PVA-based resin layer having a thickness of 13 μm, thereby producing a laminate.
The obtained laminate was uniaxially stretched at its free end to 2.4 times its original size in the machine direction (longitudinal direction) between rolls having different peripheral speeds in an oven at 130° C. (auxiliary air stretching treatment).
Next, the laminate was immersed in an insolubilizing bath (a boric acid aqueous solution obtained by mixing 4 parts by weight of boric acid with 100 parts by weight of water) at a liquid temperature of 40° C. for 30 seconds (insolubilizing treatment).
Next, the film was immersed in a dye bath (an aqueous iodine solution obtained by mixing iodine and potassium iodide in a weight ratio of 1:7 with 100 parts by weight of water) having a liquid temperature of 30° C. for 60 seconds while adjusting the concentration so that the single transmittance (Ts) of the finally obtained polarizing film would be 43.0% (dyeing treatment).
Next, the plate was immersed in a crosslinking bath (a boric acid aqueous solution obtained by mixing 3 parts by weight of potassium iodide and 5 parts by weight of boric acid with 100 parts by weight of water) at a liquid temperature of 40° C. for 30 seconds (crosslinking treatment).
Thereafter, the laminate was immersed in an aqueous boric acid solution (boric acid concentration: 4 wt %, potassium iodide concentration: 5 wt %) at a liquid temperature of 70° C., and uniaxially stretched in the longitudinal direction (longitudinal direction) between rolls with different peripheral speeds to a total stretch ratio of 5.5 times (underwater stretching treatment).
Thereafter, the laminate was immersed in a cleaning bath (an aqueous solution obtained by mixing 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., the laminate was brought into contact with a SUS heated roll having a surface temperature 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 manner, a polarizing film (absorption type polarizing film) having a thickness of 5 μm was formed on the resin substrate.
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 with a thickness of 25 μm was attached as a protective layer to the surface of the obtained polarizing film (the surface of the laminate facing the polarizing film) via an ultraviolet-curing adhesive. Specifically, the adhesive was applied so that the thickness of the adhesive layer after curing was approximately 1 μm, and the films were laminated using a rolling machine. The adhesive was then cured by irradiating it with UV light from the cycloolefin resin film side. The resin substrate was then peeled off to obtain a polarizing film (absorptive polarizing film) having a cycloolefin resin film/absorptive polarizing film configuration.
[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 including a polarizing membrane having a thickness of 7 μm was obtained in the same manner as in Example 1, except that a PVA-based resin layer having a thickness of 18 μm was formed on the resin substrate.
[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 a polyvinyl alcohol (PVA)-based resin film (manufactured by Kuraray, product name "PE3000") having a thickness of 30 μm was uniaxially stretched in the longitudinal direction to 5.9 times its original length using a roll stretching machine while simultaneously undergoing swelling, dyeing, crosslinking, and washing treatments in this order, and finally a drying treatment was performed to produce a polarizing film (absorptive polarizing film) having a thickness of 12 μm.
The above swelling treatment was performed by stretching the film 2.2 times while treating with pure water at 20°C. Next, the dyeing treatment was performed by stretching the film 1.4 times while treating it in an aqueous solution at 30°C in which the weight ratio of iodine to potassium iodide was 1:7, and the iodine concentration was adjusted so that the single transmittance of the resulting polarizing film was 45.0%. Next, the crosslinking treatment was performed in two stages, and the first stage was stretched 1.2 times while treating it in an aqueous solution at 40°C in which boric acid and potassium iodide were dissolved. The aqueous solution at the first stage had a boric acid content of 5.0% by weight and a potassium iodide content of 3.0% by weight. The second stage was stretched 1.6 times while treating it in an aqueous solution at 65°C in which boric acid and potassium iodide were dissolved. The aqueous solution at the second stage was stretched 1.6 times while treating it in an aqueous solution at 65°C in which boric acid and potassium iodide were dissolved. The aqueous solution at the second stage was stretched 4.3% by weight and 5.0% by weight. Next, the film was washed with an aqueous potassium iodide solution at 20° C. The aqueous solution used for the washing treatment had a potassium iodide content of 2.6% by weight. Finally, the film was dried at 70° C. for 5 minutes to obtain a polarizing film.
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 attached as a protective layer to the obtained polarizing film using a 3% aqueous solution of a PVA-based adhesive (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, product name "GOHSENOL Z200") to obtain a polarizing film.
[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 including a polarizing membrane having a thickness of 17 μm was obtained in the same manner as in Comparative Example 1, except that a PVA-based resin film having 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 membrane having a thickness of 23 μm was obtained in the same manner as in Comparative Example 1, except that a PVA-based resin film having 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 including a polarizing membrane having a thickness of 30 μm was obtained in the same manner as in Comparative Example 1, except that a PVA-based resin film having 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 carried out for the Examples and Comparative Examples. The evaluation results are summarized in Table 1.
<Evaluation>
1. Dimensional change rate (%)
A test piece measuring 100 mm×100 mm was cut out from the obtained polarizing film along the stretching direction and the direction perpendicular thereto, and attached to a glass plate via an acrylic adhesive layer having a thickness of 20 μm. This was heated in an oven at 80° C. for 500 hours, and the size before and after heating was measured, and the dimensional change rate before and after heating was calculated.
2. Contraction stress (N/4mm)
From the obtained polarizing film (before laminating the protective film), test pieces with a size of 20 mm x 4 mm were cut out along the stretching direction and the direction perpendicular thereto, and were set in a TMA analyzer ("TMA7100E" manufactured by Hitachi High-Tech Science Corporation). While maintaining this state, the test pieces were heated at 50°C for 30 minutes, and the shrinkage stress generated by the test pieces was measured.
3. Optical Unevenness The obtained polarizing film was cut into a size of 200 mm x 150 mm, and the obtained sample was attached to a glass plate via a 20 μm acrylic adhesive layer, and placed in a heating tester at 80° C. for 120 hours. Then, another standard polarizing plate (manufactured by Nitto Denko Corporation, "CRT1794") was superimposed on the removed sample so that their absorption axes were perpendicular to each other, and this was placed on a backlight, and in this state, the in-plane unevenness was confirmed.
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 (especially at the corners) was observed, as shown in Figure 5.
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-described embodiment, and various modifications are possible. For example, the configurations shown in the above-described embodiments can be replaced with configurations that are substantially the same as those shown in the above-described embodiments, that have the same effects, or 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 portion according to the embodiment of the present invention can be used, for example, in a display such as a VR goggle.
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 (10)
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。 1. A lens unit for use in a display system for displaying an image to a user, comprising:
a reflecting section that reflects light that is emitted forward from a display surface of a display element that displays an image and that has passed through a polarizing member and a first λ/4 member, the reflecting section including a reflective polarizing member and an absorptive polarizing member that is disposed in front of the reflective polarizing member;
a first lens portion disposed on an optical path between the display element and the reflector;
a half mirror disposed between the display element and the first lens portion, the half mirror transmitting light emitted from the display element and reflecting the light reflected by the reflecting portion toward the reflecting portion;
a second λ/4 member disposed on an optical path between the half mirror and the reflecting portion,
The thickness of the absorptive polarizing film constituting the absorptive polarizing member is 8 μm or less.
Lens part.
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°;
2. The lens portion according to claim 1, wherein an angle between an absorption axis of the polarizing member included in the display element and a 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、
前記表示システムの前記レンズ部用積層体。 The lens unit according to claim 1 is used in the reflecting portion of the lens unit.
The reflective polarizing member and the absorptive polarizing member are included.
A laminate for the lens portion of the display system .
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 light representing an image outputted through the polarizing member and the first λ/4 member through a half mirror and a first lens unit;
A step of passing the light that has passed through the half mirror and the first lens portion through a second λ/4 member;
A step of 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;
allowing the light reflected by the reflecting unit and the half mirror to pass through the reflective polarizing member of the reflecting unit by the second λ/4 member;
and transmitting the light transmitted through the reflective polarizing member through an absorptive polarizing member,
The thickness of the absorptive polarizing film constituting the absorptive polarizing member is 8 μm or less.
Display method.
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