特開 2022-131399 偏光素子の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022131399

(43)【公開日】2022-09-07

(54)【発明の名称】偏光素子の製造方法

(51)【国際特許分類】

   G02B 5/30 20060101AFI20220831BHJP

【ＦＩ】

G02B5/30

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021030332

(22)【出願日】2021-02-26

(71)【出願人】

【識別番号】000166948

【氏名又は名称】シチズンファインデバイス株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000001960

【氏名又は名称】シチズン時計株式会社

(72)【発明者】

【氏名】中村 学

【テーマコード（参考）】

2H149

【Ｆターム（参考）】

2H149AA13

2H149AB01

2H149AB18

2H149BA02

2H149BB10

2H149BB24

2H149FA41Z

2H149FA61

(57)【要約】

【課題】偏光フィルムの撓みを低減することが可能な偏光素子の製造方法を提供する。
【解決手段】偏光フィルム３に吸湿処理を施す吸湿工程（Ｎ３００）と、吸湿処理が施された偏光フィルム３の光透過領域を除く周辺領域のみを支持基板に固定する固定工程（Ｎ４００）と、支持基板に固定された偏光フィルム３に乾燥処理を施して偏光フィルム３を収縮させることで偏光フィルム３の光透過領域に張力を発生させる乾燥工程（Ｎ５００）と、を有する偏光素子の製造方法とする。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

特定の振動方向の光のみを透過する偏光フィルムと、前記偏光フィルムを支持する支持基板とを備えた偏光素子の製造方法であって、
前記偏光フィルムに吸湿処理を施す吸湿工程と、
前記吸湿処理が施された前記偏光フィルムの光透過領域を除く周辺領域のみを前記支持基板に固定する固定工程と、
前記支持基板に固定された前記偏光フィルムに乾燥処理を施して前記偏光フィルムを収縮させることで前記偏光フィルムの前記光透過領域に張力を発生させる乾燥工程と、
を有することを特徴とする偏光素子の製造方法。

【請求項2】

前記固定工程において、前記偏光フィルムは、二つの前記支持基板で挟み込まれた状態で二つの前記支持基板に固定される、ことを特徴とする請求項１に記載の偏光素子の製造方法。

【請求項3】

前記固定工程において、前記偏光フィルムは、前記光透過領域を連続的に取り囲むように塗布された接着剤により、前記支持基板に固定される、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の偏光素子の製造方法。

【請求項4】

前記固定工程において、前記偏光フィルムは、前記光透過領域と対向する位置に設けられた前記支持基板における円形の開口部を中心とする同心円環状に塗布された接着剤により、前記支持基板に固定される、ことを特徴とする請求項３に記載の偏光素子の製造方法。

【請求項5】

前記固定工程において、前記偏光フィルムは、前記光透過領域を断続的に取り囲むように塗布された接着剤により、前記支持基板に固定される、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の偏光素子の製造方法。

【請求項6】

前記固定工程において、前記吸湿処理が施された前記偏光フィルムを接着剤により前記支持基板に接着した後、前記接着剤と前記偏光フィルムに同時に乾燥処理を施すことによって前記接着剤を硬化させると同時に前記偏光フィルムを収縮させる、ことを特徴とする請求項１～５の何れか一つに記載の偏光素子の製造方法。

【請求項7】

前記固定工程において、前記偏光フィルムの前記支持基板に対する固定領域と、前記偏光フィルムの前記光透過領域との間には、前記偏光フィルムが前記支持基板に固定されない非固定領域が設けられる、ことを特徴とする請求項１～６の何れか一つに記載の偏光素子の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、偏光素子の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

一般的に液晶装置においては、装置透過後の光線の品質、例えば透過波面乃至位相を維持するため、光線が透過する光路は透過面内で均一であることが求められる。その為、通過する光線を変調する液晶パネル及び偏光素子には液晶パネル及び偏光素子を構成する基板上の凹凸や厚み分布に加え、液晶パネル内部の液晶層の厚み、偏光素子の偏光機能層の厚みが均一である事等に加えて、偏光素子の撓みが無い事が求められる。

【0003】

特定の振動方向の光のみを透過する偏光素子を構成する偏光フィルムは、主にポリビニルアルコール（ＰＶＡ）フィルムにヨウ素や染料を染色・吸着させたのち、延伸してヨウ素や染料の分子を一軸配向させる事で製造される。ただし、ＰＶＡフィルム単体では非常に脆弱であるため、光学接着剤などを介してガラス基板やトリアセチルセルロース（以下、ＴＡＣ）フィルムなどの支持部材に貼り合せるなどして補強するのが一般的である。（例えば、特許文献１、２参照）

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００４－１９８５８３号公報

【特許文献2】特許第６１０５２９３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

図９（ａ）は、従来技術における偏光素子の斜視図、図９（ｂ）は、従来技術における偏光素子の断面図である。図９（ａ）及び図９（ｂ）に示す従来技術における偏光素子６では、偏光フィルム３の両面に光透過性の接着剤２を介してガラス基板などの光透過性支持基板５を接着して補強しているが、長期間に渡る使用によっては、偏光素子６を構成する接着剤２が光線４の照射によって変質・収縮してしまい、照射箇所の透過率及び物理的な厚みが変化し、透過する光線４の波面品質に影響を及ぼすという問題があった。一方で、上記のような接着剤による光学的・熱的な影響を回避するため、偏光フィルムの光路面に接着される光透過性支持基板に開口を設け、開口の周辺部のみを偏光フィルムに接着するという手法もあるが、光路内の偏光フィルムは基板によって保持されない為、ＴＡＣなどの柔軟性の高い支持部材のみでは撓みやすく、透過光線の波面品質が悪くなるという問題があった。

【0006】

本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであり、偏光フィルムの撓みを低減することが可能な偏光素子の製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

特定の振動方向の光のみを透過する偏光フィルムと、前記偏光フィルムを支持する支持基板とを備えた偏光素子の製造方法であって、前記偏光フィルムに吸湿処理を施す吸湿工程と、前記吸湿処理が施された前記偏光フィルムの光透過領域を除く周辺領域のみを前記支持基板に固定する固定工程と、前記支持基板に固定された前記偏光フィルムに乾燥処理を施して前記偏光フィルムを収縮させることで前記偏光フィルムの前記光透過領域に張力を発生させる乾燥工程と、を有する偏光素子の製造方法とする。

【0008】

前記固定工程において、前記偏光フィルムは、二つの前記支持基板で挟み込まれた状態で二つの前記支持基板に固定される、偏光素子の製造方法であっても良い。

【0009】

前記固定工程において、前記偏光フィルムは、前記光透過領域を連続的に取り囲むように塗布された接着剤により、前記支持基板に固定される、偏光素子の製造方法であっても良い。

【0010】

前記固定工程において、前記偏光フィルムは、前記光透過領域と対向する位置に設けられた前記支持基板における円形の開口部を中心とする同心円環状に塗布された接着剤により、前記支持基板に固定される、偏光素子の製造方法であっても良い。

【0011】

前記固定工程において、前記偏光フィルムは、前記光透過領域を断続的に取り囲むように塗布された接着剤により、前記支持基板に固定される、偏光素子の製造方法であっても良い。

【0012】

前記固定工程において、前記吸湿処理が施された前記偏光フィルムを接着剤により前記支持基板に接着した後、前記接着剤と前記偏光フィルムに同時に乾燥処理を施すことによって前記接着剤を硬化させると同時に前記偏光フィルムを収縮させる、偏光素子の製造方法であっても良い。

【0013】

前記固定工程において、前記偏光フィルムの前記支持基板に対する固定領域と、前記偏光フィルムの前記光透過領域との間には、前記偏光フィルムが前記支持基板に固定されない非固定領域が設けられる、偏光素子の製造方法であっても良い。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、偏光フィルムを予め吸湿させておき、支持部材に固定した後に乾燥処理を行う事で、偏光フィルムの収縮によって一定の張力が得られて撓みが低減される。これにより、透過光の波面品質が向上する。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の実施例１における偏光素子の製造方法を示すフローチャート。

【図2(a)】本発明の実施例１における偏光素子を構成する支持部材の斜視図。

【図2(b)】本発明の実施例１における偏光素子を構成する支持部材の接着剤塗布後の斜視図。

【図2(c)】本発明の実施例１における偏光素子の偏光フィルム貼合後の斜視図。

【図2(d)】本発明の実施例１における偏光素子の断面図。

【図3(a)】本発明の実施例２における偏光素子の斜視図。

【図3(b)】本発明の実施例２における偏光素子の断面図。

【図4】本発明の実施例３における偏光素子の斜視図。

【図5】本発明の実施例４の第一形態における偏光素子の斜視図。

【図6】本発明の実施例４の第二形態における偏光素子の斜視図。

【図7】本発明の実施例４の第三形態における偏光素子の斜視図。

【図8】本発明の実施例１における偏光素子を構成する支持部材の変形例の斜視図。

【図9(a)】従来技術における偏光素子の斜視図。

【図9(b)】従来技術における偏光素子の断面図。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明の実施例を図面に基づいて具体的に説明する。

【実施例0017】

以下、本発明の実施例１における偏光素子の製造方法について説明する。図１は、本発明の実施例１における偏光素子の製造方法を示すフローチャートである。図１に示すフローチャートＮ００１において、スタートをＮ１００として、まず、偏光フィルム３を所定の大きさにカットする偏光フィルムカット工程Ｎ２００を実施する。偏光フィルム３の大きさ・形状は、所望の光線が透過する有効径を満足し、且つ、開口基板１に貼り合せる為の接着剤２を塗布する糊代となる面積が確保されていれば特に制限はない。

【0018】

次に、所望の大きさにカットされた偏光フィルム３を高湿環境に暴露して吸湿させる偏光フィルム吸湿工程Ｎ３００を実施する。ここで、暴露環境は常温・常湿環境よりも高湿・高温環境であれば良く、使用する偏光フィルム３の材質や求める平坦度に合わせて調整する事が望ましいが、例えば温度は６０℃、相対湿度は９０％程度である。同様に、暴露時間は２０時間～２４時間程度が好適である。偏光フィルム３が吸湿することで偏光フィルム３は僅かに膨潤する。

【0019】

次いで、吸湿した偏光フィルム３を開口基板１と貼り合せる基板貼り合せ工程Ｎ４００を実施する。ここでは、支持基板となる開口基板１上に接着剤２を塗布し、偏光フィルム３を貼り合わせ、接着剤２を硬化させて接着する。接着剤２の硬化処理については、接着剤２の種類に応じて適宜、乾燥処理や光硬化、熱処理を行う。

【0020】

図２（ａ）は、本発明の実施例１における偏光素子を構成する支持部材の斜視図である。図２（ａ）に示すように、実施例１では、光線４が透過する有効径部分に円形の開口部７を設けた開口基板１が偏光素子の支持基板として用いられる。開口部７以外の部分には光線４は透過しない為、開口基板１を構成する材料はガラスや石英といった透光性部材である必要性はなく、鉄、アルミニウムなどの金属、プラスチックなどの樹脂材料、セラミック等でも構わない。図８は、本発明の実施例１における偏光素子を構成する支持部材の変形例の斜視図である。開口部５の形状は、必ずしも円形である必要はなく、例えば、図８に示すように矩形状であってもよい。

【0021】

図２（ｂ）は、本発明の実施例１における偏光素子を構成する支持部材の接着剤塗布後の斜視図である。開口基板１の開口部７周囲の表面部分は貼り合わせに用いる接着剤２の糊代として利用する事ができる。図２（ｂ）に示すように、実施例１では、開口部７周囲の余剰な表面全体に接着剤２が一様に塗布される。

【0022】

図２（ｃ）は、本発明の実施例１における偏光素子の偏光フィルム貼合後の斜視図、図２（ｄ）は、本発明の実施例１における偏光素子の断面図である。図２（ｃ）、（ｄ）に示すように、実施例１では、接着剤２の塗布された開口基板１に吸湿処理された偏光フィルム３を貼り合わせた状態で接着剤２を硬化させる。

【0023】

次に、開口基板１に貼合された偏光素子６１を低湿環境に暴露して乾燥させる乾燥工程Ｎ５００を実施する。吸湿によって膨潤していた偏光フィルム３から湿度が抜ける事で偏光フィルム３は収縮する。乾燥による収縮は偏光フィルム３全体で起こるが、開口部７以外の外周部分は接着剤２によって開口基板１に固定されており、収縮が制限される。一方で、開口部７から露出している偏光フィルム３のフィルム単体となっている部分は自由に収縮することとなり、偏光素子６１の中心方向に向かって偏光フィルム３が収縮することで開口部５内の偏光フィルム３に張力が発生する。この張力によって偏光フィルム３が僅かに延伸され、偏光フィルム３の撓みが低減され面精度が向上する。

【0024】

前工程である基板貼り合わせ工程（Ｎ４００）において、接着剤２の硬化処理として乾燥または高温処理を行った場合、既にその時点で偏光フィルム３の乾燥が始まるため、接着剤２の硬化と偏光フィルム３の脱湿処理が同時に進行する事となる。この場合、乾燥後に偏光フィルム３に掛かる張力が幾分減少することとなるが、実用的な張力が得られてさえいれば良い事と、接着剤２の硬化処理と偏光フィルム３の乾燥工程を同時に行う事ができることから、製造時間を短縮する事ができる。偏光フィルム３の乾燥工程（Ｎ５００）を終えて偏光素子６１は完成するが（Ｎ６００）、その後、偏光素子６１に別途保護材や保護フィルムの塗布や貼り合わせを行っても良い。

【実施例0025】

図３（ａ）は、本発明の実施例２における偏光素子の斜視図、図３（ｂ）は、本発明の実施例２における偏光素子の断面図である。実施例２における偏光素子６２は、基本的には実施例１における偏光素子６１と類似しており、円形状の開口部７を設けた開口基板１に接着剤２を塗布して偏光フィルム３を貼り合わせているところは共通だが、同様の開口基板１をもう一つ用意して二つの開口基板１で偏光フィルム３を両面から挟持して貼り合わせを行う事が特徴である。この構成により、偏光フィルム３と開口基板１の接着面積が増加する為、偏光フィルム３の乾燥・脱湿時の収縮に対しても偏光フィルム３を強固に保持できる。