JP4339350B2

JP4339350B2 - 偏光子の製造方法

Info

Publication number: JP4339350B2
Application number: JP2006313613A
Authority: JP
Inventors: 良太初田; 清司梅本; 和也秦
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 2006-11-20
Filing date: 2006-11-20
Publication date: 2009-10-07
Anticipated expiration: 2026-11-20
Also published as: KR20080045612A; TW200837404A; JP2008129293A; KR101412934B1

Description

本発明は、偏光子の製造方法に関する。

テレビ、パソコン、携帯電話等の各種液晶表示装置には、偏光子が用いられている。通常、前記偏光子は、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）フィルムを染色・一軸延伸することで作製されている。ＰＶＡフィルムを一軸延伸すると、ＰＶＡ分子に吸着（染色）した二色性物質が配向するため、偏光子となる。ここで、二色性物質を高配向させて偏光子の光学特性を高める方法として、ＰＶＡフィルムの延伸倍率を大きくする方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、この方法では、延伸倍率を大きくすることには一定の限度があり、過度な延伸はＰＶＡフィルムの破断を招くという問題があった。
特開２００２−２８９７１号公報

そこで、本発明は、光学特性を向上させることが可能な偏光子の製造方法を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明の偏光子の製造方法は、
染色浴中で親水性ポリマーフィルムを二色性物質により染色処理する染色工程と、
延伸浴中で前記親水性ポリマーフィルムを延伸処理する延伸工程とを有する偏光子の製造方法であって、さらに、
浴中で、前記親水性ポリマーフィルムを延伸処理し、前記延伸処理の途中または前記延伸処理の後、前記延伸処理を行った浴と同じ浴中で前記親水性ポリマーフィルムに対し、前記延伸方向に、前記親水性ポリマーフィルムが延伸しない強度の張力を加えた状態を一定時間保持して緩和処理する延伸緩和工程を有し、
前記延伸緩和工程を、前記染色工程、前記延伸工程および前記両工程とは別の工程の少なくとも一つの工程において実施することを特徴とする。

本発明者等は、前記目的を達成するために、一連の研究を重ねた。その研究課程で、偏光子の製造において、親水性ポリマーフィルムの延伸の途中もしくは延伸後、前述のような緩和状態にすると、偏光子の光学特性が向上することを見出し、本発明を為すにいたった。本発明の偏光子の製造方法によれば、過度な延伸をすることなく、光学特性に優れた偏光子を得ることができる。

本発明において、「光学特性」には、例えば、位相差値、偏光子の二色性物質含有量（例えば、後述のヨウ素効率）、単体透過率（Ｔ）および偏光度（Ｐ）等が含まれる。本発明では、これらの特性のうち一つまたは二つ以上の特性を向上させることが可能である。前記偏光子の二色性物質含有量、単体透過率（Ｔ）および偏光度（Ｐ）は、例えば、後述の実施例に記載の方法で測定することができる。

本発明の製造方法において、前記別の工程は、例えば、膨潤浴中で前記親水性ポリマーフィルムを膨潤させる膨潤工程、および架橋浴中で前記親水性ポリマーフィルムを架橋する架橋工程などがある。また、本発明の製造方法において、前記延伸緩和工程を、他の工程とは別個独立に実施してもよい。

本発明の製造方法において、前記膨潤工程、前記染色工程、前記架橋工程および前記延伸工程からなる群から選択される少なくとも一つの工程において、前記親水性ポリマーフィルムを搬送しながら連続処理することが好ましい。ただし、本発明の製造方法は、連続処理に限定されず、バッチ処理であってもよい。

本発明の製造方法の少なくとも前記染色工程において、前記延伸緩和工程を実施することが好ましい。

本発明の製造方法において、前記親水性ポリマーフィルムは、ポリビニルアルコール系フィルムが好ましく、二色性物質はヨウ素が好ましい。

本発明の製造方法において、前記延伸緩和工程における前記張力を加えた状態で保持する時間は、１５秒以上が好ましい。

つぎに、本発明の偏光子の製造方法について、例を挙げて、以下に説明する。本発明の製造方法は、親水性ポリマーフィルムを材料とし、例えば、膨潤工程、染色工程、架橋工程、延伸工程、調整工程、乾燥工程等の一連の工程を有し、これらの工程の少なくとも一つにおいてまたは別個に前記延伸緩和工程を実施する。

（１）親水性ポリマーフィルム
前記親水性ポリマーフィルムとしては、特に制限されず、従来公知のフィルムが使用できる。具体的には、例えば、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）系フィルム、部分ホルマール化ＰＶＡ系フィルム、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィレム、エチレン・酢酸ビニル共重合体系フィルムや、これらの部分ケン化フィルム等の親水性ポリマーフィルム等が挙げられる。また、これらの他にも、ＰＶＡの脱水処理物やポリ塩化ビニルの脱塩酸処理物等のポリエン配向フィルム、延伸配向されたポリビニレン系フィルム等も使用できる。これらの中でも、後述する二色性物質であるヨウ素による染色性に優れることから、ＰＶＡ系ポリマーフィルムが好ましい。

前記ＰＶＡ系ポリマーフィルムの原料ポリマーとしては、例えば、酢酸ビニルを重合した後にケン化したものや、酢酸ビニルに対して、少量の不飽和カルボン酸や不飽和スルホン酸等の共重合可能なモノマーを共重合したポリマー等が挙げられる。前記ＰＶＡ系ポリマーの重合度は、特に制限されないが、水に対する溶解度の点等から、５００〜１００００の範囲が好ましく、より好ましくは、１０００〜６０００である。また、ケン化度は、７５モル％以上が好ましく、より好ましくは、９８〜１００モル％である。

前記親水性ポリマーフィルム（例えば、ＰＶＡ系フィルム）の大きさは、特に制限されないが、厚みは、例えば、１５〜１１０μｍの範囲であり、好ましくは、３８〜１１０μｍの範囲であり、より好ましくは、５０〜１００μｍであり、さらに好ましくは、６０〜８０μｍである。本発明の製造方法を連続処理で実施する場合は、前記親水性ポリマーフィルム（例えば、ＰＶＡ系フィルム）は、ロールに巻回した原反フィルムの形態が好ましく、この場合、フィルムを搬送しながら、各工程で処理が施される。また、本発明の製造方法が、バッチ処理で実施される場合は、所定の大きさにカットした親水性ポリマーフィルム（例えば、ＰＶＡ系フィルム）が使用される。

（２）延伸緩和工程
前述のように、前記延伸緩和工程は、浴中で、前記親水性ポリマーフィルムを延伸処理し、前記延伸処理の途中または前記延伸処理の後、前記延伸処理を行った浴と同じ浴中で前記親水性ポリマーフィルムに対し、前記延伸方向に、前記親水性ポリマーフィルムが延伸しない強度の張力を加えた状態を一定時間保持して緩和処理する工程である。前記延伸しない強度の張力は、特に制限されないが、例えば、後述の染色工程において、染色浴の温度が３０℃のとき、例えば、１０〜３０Ｎ／２５ｃｍ^２の範囲であり、好ましくは、約２０Ｎ／２５ｃｍ^２である。また、前記状態を保持する時間は、前述のように、１５秒以上が好ましく、より好ましくは、１分以上である。前記状態を保持する時間は、具体的には、例えば、１５〜３００秒の範囲、好ましくは、２０〜２４０秒の範囲、より好ましくは、２０〜１８０秒の範囲である。前記延伸しない強度の張力は、例えば、２つのロール間で親水性ポリマーフィルムを搬送しながら連続処理する場合は、搬入側のロールの回転速度を、搬出側のロールの回転速度よりも、大きくするが、親水性ポリマーフィルムが延伸しないように、あまり大きくしないようにすることにより、実現できる。延伸の途中で、一旦延伸を中止して、前記緩和処理を実施し、その後、延伸処理を再開してもよいし、延伸処理を終了した後、前記緩和処理を実施してもよい。前記の延伸しない強度の張力を加えた状態の保持は、連続処理の場合、フィルムをロール間で搬送しながら実施することが好ましい。前記延伸緩和工程は、前述のように、膨潤工程、染色工程、架橋工程、延伸工程、調整工程等の各工程で実施してもよいし、別個独立に実施してもよい。

（３）膨潤工程
前記親水性ポリマーフィルムを、膨潤浴に浸漬して膨潤させ、前記膨潤浴中で長手方向（ＭＤ方向）に一軸延伸する。

前記膨潤浴の溶液としては、例えば、水、グリセリン水溶液、ヨウ化カリウム水溶液等が使用できる。前記膨潤浴の温度は、例えば、２０〜４５℃の範囲であり、好ましくは２５〜４０℃の範囲であり、より好ましくは２７〜３７℃の範囲である。前記膨潤浴への浸漬時間は、特に制限されないが、例えば、３０〜３００秒の範囲であり、好ましくは、６０〜１８０秒の範囲であり、より好ましくは、６０〜１２０秒の範囲である。

前記膨潤浴に浸漬することによって、前記親水性ポリマーフィルムは、膨潤前のフィルム（原反）の長さに対して、通常、１．１〜１．５倍に膨潤する。本工程では、さらに、前記親水性ポリマーフィルムを前記膨潤浴中でＭＤ方向に一軸延伸する。本工程における前記親水性ポリマーフィルムの延伸倍率は、好ましくは、前記膨潤量の１〜２倍の範囲であり、より好ましくは、前記膨潤量の１．０５〜１．５倍の範囲である。前記親水性ポリマーフィルムを一軸延伸する手段としては、ロール延伸機、テンター延伸機、手延伸機等の任意の適切な延伸機が用いられる。

本工程において、前記延伸緩和工程を実施するには、例えば、前記一軸延伸において、延伸の途中で、延伸を中止するか、または、一軸延伸後、フィルムが延伸せず、かつ張力が加えられている状態で一定時間保持する。この場合の延伸緩和工程における手法や条件等は、前述のとおりである。

（４）染色工程
前記親水性ポリマーフィルムを前記膨潤浴から引き上げ、二色性物質を含む染色浴に浸漬させ、前記染色浴中で長手方向（ＭＤ方向）に一軸延伸する。すなわち、前記浸漬によって、前記親水性ポリマーフィルムに前記二色性物質を吸着させ、前記一軸延伸によって、前記二色性物質を一方向に配向させるのである。

前記二色性物質としては、従来公知の物質が使用でき、例えば、ヨウ素や有機染料等が挙げられる。前記有機染料を使用する場合には、例えば、可視光領域のニュートラル化を図る点より、二種類以上を組み合わせることが好ましい。

前記染色浴の溶液としては、前記二色性物質を溶媒に溶解した溶液が使用できる。前記溶媒としては、例えば、水が使用できるが、水と相溶性のある有機溶媒がさらに添加されてもよい。前記溶液における二色性物質の濃度は、特に制限されないが、例えば、０．００５〜０．１０重量％の範囲であり、好ましくは、０．０１〜０．０８重量％である。

また、前記二色性物質としてヨウ素を使用する場合、染色効率をより一層向上できることから、ヨウ素に加えて、助剤としてヨウ化物をさらに添加することが好ましい。前記ヨウ化物としては、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、ヨウ化チタン等があげられる。これらのヨウ化物の添加割合は、前記染色浴において、０．０５〜１０重量％であることが好ましく、より好ましくは、０．１０〜５重量％である。

例えば、ヨウ素とヨウ化カリウムとを組み合わせて使用する場合、前記溶液におけるヨウ素（Ａ）とヨウ化カリウム（Ｂ）の割合（Ａ：Ｂ（重量比））は、例えば、１：５〜１：１００の範囲であり、好ましくは、１：７〜１：５０であり、より好ましくは、１：１０〜１：３０の範囲である。

前記染色浴への前記親水性ポリマーフィルムの浸漬時間は、特に制限されないが、例えば、１８〜１２０秒の範囲であり、好ましくは、１８〜９０秒の範囲であり、より好ましくは、２５〜６０秒の範囲である。また、前記染色浴の温度は、例えば、５〜４２℃の範囲であり、好ましくは、１０〜３５℃の範囲であり、より好ましくは、１２〜３０℃の範囲である。また、この温度は、例えば、前記膨潤処理の温度よりも３〜１５℃低く設定することが好ましく、より好ましくは、５〜１２℃低く設定し、さらに好ましくは、８〜１０℃低く設定する。

本工程における延伸倍率は、例えば、前記膨潤工程後のポリマーフィルムの長さに対して、１．０５〜４倍の範囲であることが好ましく、より好ましくは、１．１〜３倍の範囲であり、さらに好ましくは、１．１〜２倍の範囲である。前記ポリマーフィルムを一軸延伸する手段としては、前述の膨潤工程と同様である。本工程において、前記延伸緩和工程を実施するには、例えば、前記一軸延伸において、延伸の途中で、延伸を中止するか、または、一軸延伸後、フィルムが延伸せず、かつ張力が加えられている状態で一定時間保持する。この場合の延伸緩和工程における手法や条件等は、前述のとおりである。

（５）架橋工程
前記ポリマーフィルムを前記染色浴から引き上げ、架橋剤を含む架橋浴に浸漬させ、前記架橋浴中で長手方向（ＭＤ方向）に一軸延伸する。

前記架橋剤としては、従来公知の物質が使用でき、例えば、ホウ酸、ホウ砂、グリオキザール、グルタルアルデヒド等のホウ素化合物等があげられる。これらは一種類で用いてもよいし、二種類以上を併用してもよい。前記架橋浴の溶液としては、前記架橋剤を溶媒に溶解した溶液が使用できる。前記溶媒としては、例えば、水が使用できるが、さらに水と相溶性のある有機溶媒を含んでもよい。

前記溶液における架橋剤の濃度は、特に制限されないが、例えば、前記溶媒（例えば、水）１００重量部に対して、０．１〜１０重量部の範囲が好ましく、より好ましくは、１．５〜８重量部の範囲であり、さらに好ましくは、２〜６重量部の範囲である。

前記架橋剤含有溶液は、偏光子の面内の均一な特性が得られる点から、前記ホウ酸化合物の他に、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、ヨウ化チタン等のヨウ化物等の助剤を含んでいてもよい。これらの中でもホウ酸とヨウ化カリウムとの組み合わせが好ましい。前記溶液における前記助剤の含有量は、例えば、０．０５〜１５重量％の範囲であり、好ましくは、０．５〜８重量％の範囲である。

前記架橋浴の温度は、特に限定されないが、例えば、２０〜７０℃の範囲であり、好ましくは４０〜６０℃の範囲である。前記ポリマーフィルムの浸漬時間は、特に限定されないが、例えば、１２〜１２０秒間であり、好ましくは、１８〜６０秒間である。

本工程における延伸倍率は、例えば、前記染色工程後のポリマーフィルムの長さに対して、例えば、１〜３倍の範囲であり、好ましくは、１〜２倍の範囲であり、より好ましくは、１〜１．５倍の範囲である。前記ポリマーフィルムを一軸延伸する手段としては、前述の膨潤工程と同様である。本工程において、前記延伸緩和工程を実施するには、例えば、前記一軸延伸において、延伸の途中で、延伸を中止するか、または、一軸延伸後、フィルムが延伸せず、かつ張力が加えられている状態で一定時間保持する。この場合の延伸緩和工程における手法や条件等は、前述のとおりである。

（６）延伸工程
前記親水性ポリマーフィルムを前記架橋浴から引き上げ、延伸浴に浸漬させ、前記延伸浴中で長手方向（ＭＤ方向）に一軸延伸する。

前記延伸浴の溶液としては、特に制限されないが、例えば、ホウ酸、ヨウ化カリウム、各種金属塩やその他のヨウ化化合物、亜鉛化合物等を含む溶液が使用できる。この溶液の溶媒としては、例えば、水、エタノール等が使用できる。具体的には、例えば、ホウ酸およびヨウ化カリウムを含むことが好ましく、前記両者の含有量は、例えば、合計で２〜１８重量％の範囲であり、好ましくは、合計で４〜１７重量％の範囲であり、より好ましくは、合計で６〜１５重量％の範囲である。また、前記ホウ酸（Ａ）とヨウ化カリウム（Ｂ）との含有割合（Ａ：Ｂ（重量比））は、例えば、１：０．１〜１：４の範囲であり、好ましくは、１：０．２〜１：３．５の範囲であり、より好ましくは、１：０．５〜１：３の範囲である。

前記延伸浴の温度は、例えば、４０〜７５℃の範囲であり、好ましくは５０〜７０℃である。

この延伸工程における延伸倍率は、例えば、前記架橋工程後のポリマーフィルムの長さに対して、例えば、１．０５〜３倍の範囲であり、好ましくは、１．１〜２倍の範囲であり、より好ましくは、１．２〜２倍の範囲である。この延伸処理の時間としては、例えば、３０〜１８０秒の範囲であり、好ましくは、３０〜６０秒の範囲である。前記ポリマーフィルムを一軸延伸する手段としては、前述の膨潤工程と同様である。本工程において、前記延伸緩和工程を実施するには、例えば、前記一軸延伸において、延伸の途中で、延伸を中止するか、または、一軸延伸後、フィルムが延伸せず、かつ張力が加えられている状態で一定時間保持する。この場合の延伸緩和工程における手法や条件等は、前述のとおりである。

（７）調整・乾燥工程
前記親水性ポリマーフィルムを前記延伸浴から引き上げ、ヨウ化物含有水溶液（調整浴）に浸漬させた後、乾燥することにより、偏光子が得られる。

前記ヨウ化物含有水溶液におけるヨウ化物としては、前述のものが使用でき、その中でも、例えば、ヨウ化カリウムやヨウ化ナトリウム等が好ましい。このヨウ化物含有水溶液によって、前記延伸工程において使用した残存するホウ酸を、親水性ポリマーフィルムから洗い流すことができる。

前記水溶液が、ヨウ化カリウム水溶液の場合、その濃度は、例えば、０．５〜２０重量％の範囲であり、好ましくは、１〜１５重量％の範囲であり、より好ましくは、１．５〜７重量％の範囲である。前記水溶液の温度は、例えば、１５〜４０℃の範囲であり、好ましくは、２０〜３５℃の範囲である。また、前記水溶液への浸漬時間は、例えば、２〜１５秒の範囲であり、好ましくは、３〜１２秒の範囲である。

乾燥は、例えば、自然乾燥、風乾、加熱乾燥等、特に制限されないが、加熱乾燥の場合は、温度２５〜８０℃の範囲が好ましく、より好ましくは、３０〜７５℃の範囲であり、さらに好ましくは、３５〜７０℃の範囲である。

本工程において、前記延伸緩和工程を実施することも可能である。この場合の延伸緩和工程における手法や条件等は、前述のとおりである。

以上、膨潤工程、染色工程、架橋工程、延伸工程、調整・乾燥工程について、説明してきた。これらの工程は、別々に実施してもよいが、一工程にまとめることが可能な工程は、まとめて実施してもよい。また、各工程終了ごとに、調整・乾燥工程を実施してもよい。

このような一連の工程を経て、光学特性に優れた偏光子を製造することができる。偏光子は、通常、所定の大きさにカットして使用される。

（８）偏光子
本発明の製造方法により製造された偏光子は、位相差値、偏光子の二色性物質含有量、単体透過率（Ｔ）および偏光度（Ｐ）等の光学特性に優れる。前記偏光子において、位相差値は、例えば、８００〜１５００ｎｍの範囲であり、好ましくは、９００〜１４００ｎｍの範囲であり、より好ましくは、１０００〜１３００ｎｍの範囲であり、前記二色性物質含有量は、例えば、０．３〜５重量％の範囲であり、好ましくは、０．５〜４重量％の範囲であり、より好ましくは、０．６〜３重量％の範囲であり、単体透過率（Ｔ）は、例えば、３６〜５０％の範囲であり、好ましくは、４２〜４４％の範囲であり、より好ましくは、４２．５〜４３．５％の範囲であり、偏光度（Ｐ）は、例えば、９４〜１００％の範囲であり、好ましくは、９９〜１００％の範囲であり、より好ましくは、９９．９〜１００％の範囲である。前記偏光子の厚みは、特に制限されないが、例えば、５〜４０μｍの範囲であり、好ましくは、１０〜３７μｍの範囲であり、より好ましくは、１５〜３５μｍの範囲である。

（９）偏光板
前記偏光子は、偏光板に好ましく用いることができる。前記偏光板は、前記偏光子の少なくとも一方の表面に保護層が配置された構成である。前記保護層は、前記偏光子の片面のみに配置されてもよいし、両面に配置されてもよい。両面に配置する場合には、例えば、同じ種類の保護層を使用してもよいし、異なる種類の保護層を使用してもよい。

図１に、前記偏光板の一例の断面図を示す。図示のように、この偏光板１０は、前記偏光子１の両面に保護層２がそれぞれ配置されている。

前記保護層２としては、特に制限されず、従来公知の保護フィルムを使用できるが、例えば、透明性、機械的強度、熱安定性、水分遮断性、等方性などに優れるものが好ましい。このような保護層の材質の具体例としては、トリアセチルセルロール（ＴＡＣ）等のセルロース系樹脂や、ポリエステル系、ポリカーボネート系、ポリアミド系、ポリイミド系、ポリエーテルスルホン系、ポリスルホン系、ポリスチレン系、アクリル系、アセテート系、ポリオレフィン系等の樹脂等があげられる。また、前記アクリル系、ウレタン系、アクリルウレタン系、エポキシ系、シリコーン系等の熱硬化型樹脂または紫外線硬化型樹脂等もあげられる。

この他にも、特開２００１−３４３５２９号公報やＷＯ０１／３７００７号公報に記載されているような、例えば、イソブテンおよびＮ−メチルマレイミドからなる交互共重合体と、アクリロニトリル・スチレン共重合体とを含有する樹脂組成物の混合押出物からなるフィルム等も使用できる。

さらに、これらの保護フィルムは、例えば、その表面が、アルカリ等によってケン化処理されてもよい。これらの中でも、偏光特性や耐久性等の点から、ＴＡＣフィルムが好ましく、より好ましくは、その表面がケン化処理されたＴＡＣフィルムである。

前記保護層の厚みは、適宜に決定しうるが、強度や取扱性等の作業性、薄型化等の観点から、例えば、１〜５００μｍの範囲である。前記保護層の厚みが前記範囲であれば、偏光子を機械的に保護し、高温高湿下に曝されても偏光子の収縮が防止され、安定した光学特性を保持できる。前記保護層の厚みは、好ましくは、５〜２００μｍの範囲であり、より好ましくは、１０〜１５０μｍの範囲である。

前記保護層には、位相差値が最適化されたものを用いることが好ましい。そのような保護層を用いれば、画像表示装置の視野角特性に影響を及ぼすことがない。

前記保護層の位相差値としては、フィルム面内の位相差値（Ｒｅ）が、好ましくは、０〜５ｎｍの範囲であり、より好ましくは、０〜３ｎｍの範囲であり、さらに好ましくは、０〜１ｎｍの範囲であり、厚み方向の位相差値（Ｒｔｈ）が、好ましくは、０〜１５ｎｍの範囲であり、より好ましくは、０〜１２ｎｍの範囲であり、さらに好ましくは、０〜５ｎｍの範囲であり、最も好ましくは、０〜３ｎｍの範囲である。

前記保護層は、例えば、偏光子に前記各種透明樹脂を塗布する方法、前記偏光子に前記樹脂製フィルム等を積層する方法等、従来公知の方法によって適宜形成でき、また市販品を使用することもできる。

また、前記保護層は、さらに、例えば、ハードコート処理、反射防止処理、スティッキング防止処理、拡散やアンチグレア等を目的とした処理等が施されたものでもよい。

前記偏光子と前記保護層との接着方法は、特に制限されず、従来公知の方法によって行うことができる。一般には、粘着剤やその他の接着剤等が使用され、その種類は、偏光子や保護層の種類等によって適宜決定できる。具体的には、例えば、ＰＶＡ系、変性ＰＶＡ系、ウレタン系ポリマーから構成される接着剤や粘着剤が挙げられる。これらの接着剤や粘着剤は、耐久性の向上のため、例えば、ホウ酸、ホウ砂、グルタルアルデヒド、メラミン、シュウ酸、キチン、キトサン、金属塩、アルコール系溶剤等のような、ビニルアルコール系ポリマーを架橋させる水溶性架橋剤が添加されてもよい。前記偏光子が、例えば、ＰＶＡ系フィルムの場合、接着処理の安定性等の点から、ＰＶＡ系の接着剤や粘着剤が好ましい。これらの接着剤や粘着剤は、例えば、接着剤や粘着剤の水溶液として、そのまま偏光子や保護層の表面に塗布して接着層や粘着剤層を形成してもよいし、前記接着剤や粘着剤から構成されたテープやシートのような接着層や粘着剤層を前記表面に配置してもよい。なお、前記接着剤や粘着剤を塗布する場合は、例えば、前記水溶液に、さらに、他の添加剤や、酸等の触媒を配合してもよい。このような接着層や粘着剤層の厚みは、特に制限されないが、例えば、１〜５００ｎｍの範囲であり、好ましくは、１０〜３００ｎｍの範囲であり、より好ましくは、２０〜１００ｎｍの範囲である。

前記偏光子と前記保護層とを前記接着剤によって接着した場合、例えば、湿度や熱の影響によって剥れることを防止し、光透過率や偏光度に優れた偏光板とするために、乾燥処理を施すことが好ましい。乾燥温度としては、特に制限されず、例えば、２０〜９０℃の範囲であり、好ましくは、３０〜６０℃の範囲である。乾燥時間は、特に制限されないが、例えば、１〜２０分の範囲であり、好ましくは、３〜２０分の範囲である。

また、前記偏光板は、例えば、液晶セル等への積層が容易になることから、その最外層に、さらに粘着剤層を有していることが好ましい。図２に、このような粘着剤層を有する偏光板の断面図を示す。図２において、図１と同一部分には、同一符号を付している。図示のように、偏光板２０は、前記偏光板１０の一方の保護層２の表面にさらに粘着剤層３が配置されているという構成である。

前記保護層表面への前記粘着剤層の形成は、例えば、粘着剤の溶液または溶融液を、流延や塗工等の展開方式により、前記保護層の所定の面に直接添加して層を形成する方式や、同様にして後述するセパレータ上に粘着剤層を形成させて、それを前記保護層の所定面に移着する方式等によって行うことができる。なお、このような粘着剤層は、前記図２のように偏光板のいずれか一方の表面に形成してもよいが、これには限定されず、必要に応じて両面に配置してもよい。

前記粘着剤層としては、例えば、アクリル系、シリコーン系、ポリエステル系、ポリウレタン系、ポリエーテル系、ゴム系等の従来公知の粘着剤を適宜使用して形成できる。特に、吸湿による発泡現象や剥がれ現象の防止、熱膨張差等による光学特性の低下や液晶セルの反り防止、さらに高品質で耐久性に優れる液晶表示装置の形成等の点から、吸湿率が低く、耐熱性に優れる粘着剤を使用することが好ましい。このような粘着剤としては、例えば、アクリル系、シリコーン系、アクリルシリコーン系、ポリエステル系、耐熱ゴム系等の粘着剤が挙げられる。また、微粒子を含有する光拡散性を示す粘着剤層等であってもよい。

また、前記粘着剤層の表面は、汚染防止等を目的として、セパレータによってカバーすることが好ましい。このセパレータは、前記保護フィルム等のような薄層のフィルムに、必要に応じて、シリコーン系、長鎖アルキル系、フッ素系、硫化モリブデン等の剥離剤による剥離コートを設ける方法等によって形成できる。

前記粘着剤層の厚みは、特に制限されないが、例えば、５〜３５μｍの範囲であり、好ましくは、１０〜２５μｍの範囲であり、より好ましくは、１５〜２５μｍの範囲である。

（１０）光学フィルム
前記偏光子または前記偏光板は、光学フィルムに好ましく用いることができる。前記光学フィルムは、前記偏光子または前記偏光板の少なくとも一方の表面に位相差板が配置された構成である。

前記位相差板の種類は、例えば、１／２λ板や１／４λ板等の各種波長板、液晶層の複屈折による着色の補償や視野角拡大等の視角の補償を目的としたもの等、使用目的に応じた位相差を有するものでもよく、厚み方向の屈折率を制御した傾斜配向フィルムであってもよい。また、２種以上の位相差板を積層し、位相差等の光学特性を制御した積層体等でもよい。

前記位相差板の材料としては、例えば、ポリカーボネート、ＰＶＡ、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリプロピレンやその他のポリオレフィン、ポリアリレート、ポリアミド、ポリノルボルネン等のポリマーフィルムを延伸処理した複屈折性フィルム、液晶ポリマーの配向フィルム、液晶ポリマーの配向層をフィルムで支持した積層体等が挙げられる。

前記傾斜配向フィルムは、例えば、ポリマーフィルムに熱収縮性フィルムを接着して、加熱によるその収縮力の作用の下に、前記ポリマーフィルムに延伸処理や収縮処理を施す方法や、液晶ポリマーを斜め配向させる方法等によって得ることができる。

前記位相差板は、自作してもよいし、市販品を用いてもよい。

（１１）用途
本発明の製造方法により製造された偏光子、偏光板および光学フィルムは、液晶表示装置（ＬＣＤ）やＥＬディスプレイ（ＥＬＤ）等の各種の画像表示装置に好ましく用いることができる。前記液晶表示装置は、前記偏光子、偏光板および光学フィルムの少なくとも一つを用いること以外は、従来の液晶表示装置と同様の構成である。前記液晶表示装置は、例えば、液晶セル、前記偏光子等の光学部材、および必要に応じて照明システム（バックライト等）等の各構成部品を適宜組み立てて駆動回路に組み込むこと等により製造できる。

前記液晶表示装置の構成は、特に制限されず、液晶セルの片側又は両側に前記偏光子等の光学部材を配置した液晶表示装置や、照明システムにバックライトあるいは反射板を用いた液晶表示装置等が挙げられる。液晶セルの両側に前記偏光子等の光学部材を配置する場合、それらは同一でもよいし、異なっていてもよい。さらに、前記液晶表示装置には、例えば、拡散板、アンチグレア層、反射防止層、保護板、プリズムアレイ、レンズアレイシート等の光学部材または光学部品を配置してもよい。

前記画像表示装置は、任意の適切な用途に使用される。その用途は、例えば、デスクトップパソコン、ノートパソコン、コピー機等のＯＡ機器、携帯電話、時計、デジタルカメラ、携帯情報端末（ＰＤＡ）、携帯ゲーム機等の携帯機器、ビデオカメラ、テレビ、電子レンジ等の家庭用電気機器、バックモニター、カーナビゲーションシステム用モニター、カーオーディオ等の車載用機器、商業店舗用インフォメーション用モニター等の展示機器、監視用モニター等の警備機器、介護用モニター、医療用モニター等の介護・医療機器等が挙げられる。

つぎに、本発明の実施例について比較例と併せて説明する。なお、本発明は、下記の実施例および比較例によってなんら限定ないし制限されない。また、各実施例および各比較例における各種特性および物性の測定および評価は、下記の方法により実施した。

（１）位相差値
位相差値は、王子計測機器（株）製、商品名「ＫＯＢＲＡ３１×１００／ＩＲ」を用いて測定した。

（２）単体透過率（Ｔ）および偏光度（Ｐ）
単体透過率（Ｔ）は、紫外可視分光光度計［日本分光（株）製、商品名「Ｖ−７１００／ＶＡＰ−７０７０」］を用いて、ＪｌＳＺ８７０１−１９８２に規定の２度視野（Ｃ光源）により、視感度補正を行ったＹ値を測定して求めた。また、偏光度（Ｐ）は、前記紫外可視分光光度計を用いて、偏光子の平行透過率（Ｈ_０）および直交透過率（Ｈ_９０）を測定し、式：偏光度（％）＝｛（Ｈ_０−Ｈ_９０）／（Ｈ_０＋Ｈ_９０）｝^１／２×１００より求めた。これらの透過率は、ＪｌＳＺ８７０１−１９８２に規定の２度視野（Ｃ光源）により、視感度補正を行ったＹ値である。

（３）ヨウ素含有量
ヨウ素含有量は、蛍光Ｘ線分析装置［理学電気工業（株）製、商品名「ＺＳＸ１００ｅ」］を用いて測定した。

（４）４８０ｎｍの直交吸光度
４８０ｎｍの直交吸光度は、前記紫外可視分光光度計を用いて、偏光子の４８０ｎｍにおける直交透過率Ｔｃを測定し、式：４８０ｎｍの直交吸光度＝Ｌｏｇ_１０Ｔｃより求めた。

（５）ヨウ素効率
ヨウ素効率は、前記（４）で求めた４８０ｎｍの直交吸光度を前記（３）で求めたヨウ素含有量で割ることにより算出した（ヨウ素効率＝４８０ｎｍの直交吸光度／ヨウ素含有量（重量％））。

［実施例１］
（ＰＶＡフィルムの準備）
原反ＰＶＡフィルム［（株）クラレ製、商品名「ＶＦ−ＰＳ」］を、長手方向（ＭＤ方向）の長さが６ｃｍ、幅方向（ＴＤ方向）の長さが５ｃｍになるように、カットし、サンプルのＰＶＡフィルムを得た。このＰＶＡフィルムの厚みは、７５μｍであった。

（偏光子の作製）
（１）膨潤工程
前記ＰＶＡフィルムを、３０℃の水浴（膨潤浴）に浸漬し、手延伸機を用いて、膨潤前のＰＶＡフィルムの長さに対して、１．５０倍の長さになるようにＭＤ方向に一軸延伸を行った。前記一軸延伸後に、前記ＰＶＡフィルムを前記手延伸機から外すことなく前記膨潤浴中に１分間放置することで、前記ＰＶＡフィルムをその延伸方向に張力が加わっている状態且つ前記ＰＶＡフィルムが延伸しない状態（緩和状態）で保持した。

（２）染色工程
前記ＰＶＡフィルムを前記膨潤浴から引き上げ、水とヨウ素とヨウ化カリウムとを重量比９２：７：１の割合で含む３０℃の水溶液（染色浴）に浸漬し、手延伸機を用いて、前記膨潤工程後のＰＶＡフィルムの長さに対して、１．５０倍の長さになるようにＭＤ方向に一軸延伸を行った。前記一軸延伸後に、前記ＰＶＡフィルムを前記手延伸機から外すことなく前記染色浴中に１分間放置することで、前記ＰＶＡフィルムをその延伸方向に張力が加わっている状態且つ前記ＰＶＡフィルムが延伸しない状態（緩和状態）で保持した。

（３）架橋工程
前記ＰＶＡフィルムを前記染色浴から引き上げ、３重量％のホウ酸と３重量％のヨウ化カリウムとを含む３０℃の水溶液（架橋浴）に２０秒浸漬した後、手延伸機を用いて、前記染色工程後のＰＶＡフィルムの長さに対して、１．５０倍の長さになるようにＭＤ方向に一軸延伸を行った。前記一軸延伸後に、前記ＰＶＡフィルムを前記手延伸機から外すことなく前記架橋浴中に１分間放置することで、前記ＰＶＡフィルムをその延伸方向に張力が加わっている状態且つ前記ＰＶＡフィルムが延伸しない状態（緩和状態）で保持した。

（４）延伸工程
前記ＰＶＡフィルムを前記架橋浴から引き上げ、４重量％のホウ酸と５重量％のヨウ化カリウムとを含む６０℃の水溶液（延伸浴）に浸漬し、手延伸機を用いて、前記架橋工程後のＰＶＡフィルムの長さに対して、１．７０倍の長さになるようにＭＤ方向に一軸延伸を行った。

（５）調整・乾燥工程
前記ＰＶＡフィルムを前記延伸浴から引き上げ、４重量％のヨウ化カリウムを含む３０℃の水溶液（調整浴）に１０秒浸漬させた。ついで、このＰＶＡフィルムに６０℃で４分間乾燥処理を施して、本実施例の偏光子を得た。

［実施例２］
前記ＰＶＡフィルムを、前記膨潤浴中、前記染色浴中、前記架橋浴中のそれぞれで１分間放置（緩和）したのに代えて、前記膨潤浴中、前記染色浴中、前記架橋浴中のそれぞれで３分間放置（緩和）したこと以外は、実施例１と同様にして、本実施例の偏光子を得た。

［実施例３］
前記ＰＶＡフィルムを、前記膨潤浴中、前記染色浴中、前記架橋浴中のそれぞれで１分間放置（緩和）したのに代えて、前記膨潤浴中のみで１分間放置（緩和）したこと以外は、実施例１と同様にして、本実施例の偏光子を得た。

［実施例４］
前記ＰＶＡフィルムを、前記膨潤浴中、前記染色浴中、前記架橋浴中のそれぞれで１分間放置（緩和）したのに代えて、前記膨潤浴中のみで３分間放置（緩和）したこと以外は、実施例１と同様にして、本実施例の偏光子を得た。

［実施例５］
前記ＰＶＡフィルムを、前記膨潤浴中、前記染色浴中、前記架橋浴中のそれぞれで１分間放置（緩和）したのに代えて、前記染色浴のみで１分間放置（緩和）したこと以外は、実施例１と同様にして、本実施例の偏光子を得た。

［実施例６］
前記ＰＶＡフィルムを、前記膨潤浴中、前記染色浴中、前記架橋浴中のそれぞれで１分間放置（緩和）したのに代えて、前記染色浴中のみで３分間放置（緩和）したこと以外は、実施例１と同様にして、本実施例の偏光子を得た。

［実施例７］
前記ＰＶＡフィルムを、前記膨潤浴中、前記染色浴中、前記架橋浴中のそれぞれで１分間放置（緩和）したのに代えて、前記架橋浴中のみで１分間放置（緩和）したこと以外は、実施例１と同様にして、本実施例の偏光子を得た。

［実施例８］
前記ＰＶＡフィルムを、前記膨潤浴中、前記染色浴中、前記架橋浴中のそれぞれで１分間放置（緩和）したのに代えて、前記架橋浴中のみで３分間放置（緩和）したこと以外は、実施例１と同様にして、本実施例の偏光子を得た。

［比較例１］
前記ＰＶＡフィルムを、前記膨潤浴中、前記染色浴中、前記架橋浴中のそれぞれで１分間放置（緩和）したのに代えて、前記膨潤工程の一軸延伸後、前記染色工程の一軸延伸後、前記架橋工程の一軸延伸後のそれぞれで、気中で１分間放置（緩和）したこと以外は、実施例１と同様にして、本比較例の偏光子を得た。

［比較例２］
前記ＰＶＡフィルムを、前記膨潤浴中、前記染色浴中、前記架橋浴中のそれぞれで１分間放置（緩和）したのに代えて、前記膨潤工程の一軸延伸後、前記染色工程の一軸延伸後、前記架橋工程の一軸延伸後のそれぞれで、気中で３分間放置（緩和）したこと以外は、実施例１と同様にして、本比較例の偏光子を得た。

［比較例３］
前記ＰＶＡフィルムを、前記膨潤浴中、前記染色浴中、前記架橋浴中のそれぞれで１分間放置（緩和）しなかったこと以外は、実施例１と同様にして、本比較例の偏光子を得た。

各実施例および各比較例における緩和条件および偏光子の特性、物性を下記表１に示す。また、図３のグラフに、各実施例および各比較例における偏光子の単体透過率（Ｔ）と偏光度（Ｐ）との関係を示す。そして、図４のグラフに、浴中緩和（実施例１、２）と気中緩和（比較例１〜３）での緩和時間による偏光子の位相差値の変化を示す。さらに、図５のグラフに、実施例１、２および比較例１〜３における偏光子のヨウ素効率を示す。さらに、図６のグラフに、膨潤浴、染色浴および架橋浴での緩和時間による偏光子の位相差値の変化を示す。さらに、図７のグラフに、実施例３〜８および比較例４における偏光子のヨウ素効率を示す。

前記表１および図３からわかるように、各実施例では、各比較例と比べて単体透過率（Ｔ）が低く、偏光度（Ｐ）が高い傾向にあった。また、前記表１および図４、５からわかるように、浴中緩和（実施例１、２）では、緩和時間が長くなるにつれて位相差値が増大し、ヨウ素効率も大きくなるに対し、気中緩和（比較例１〜３）では、緩和時間を長くしても、位相差値およびヨウ素効率にほとんど変化がなかった。そして、前記表１および図６、７からわかるように、染色浴において緩和した場合に、位相差値およびヨウ素効率の増大が最も顕著に見られ、架橋浴において緩和した場合および膨潤浴において緩和した場合であっても、位相差値およびヨウ素効率は増大した。

以上のように、本発明の偏光子の製造方法によれば、過度の延伸を必要としなくても光学特性に優れた偏光子を得ることが可能である。本発明の製造方法により製造された偏光子およびそれを用いた偏光板、光学フィルムおよび画像表示装置の用途は、例えば、デスクトップパソコン、ノートパソコン、コピー機等のＯＡ機器、携帯電話、時計、デジタルカメラ、携帯情報端末（ＰＤＡ）、携帯ゲーム機等の携帯機器、ビデオカメラ、テレビ、電子レンジ等の家庭用電気機器、バックモニター、カーナビゲーションシステム用モニター、カーオーディオ等の車載用機器、商業店舗用インフォメーション用モニター等の展示機器、監視用モニター等の警備機器、介護用モニター、医療用モニター等の介護・医療機器等が挙げられ、その用途は限定されず、広い分野に適用可能である。

図１は、本発明の製造方法により製造された偏光板の一例の構成を示す断面図である。図２は、本発明の製造方法により製造された偏光板のその他の例の構成を示す断面図である。図３は、本発明の実施例における偏光子の単体透過率と偏光度との関係を示すグラフである。図４は、本発明の実施例における緩和時間による偏光子の位相差値の変化を示すグラフである。図５は、本発明の実施例における偏光子のヨウ素効率を示すグラフである。図６は、本発明の実施例における膨潤浴、染色浴および架橋浴での緩和時間による偏光子の位相差値の変化を示すグラフである。図７は、本発明のその他の実施例における偏光子のヨウ素効率を示すグラフである。

符号の説明

１偏光子
２保護層
３粘着剤層
１０、２０偏光板

Claims

染色浴中で親水性ポリマーフィルムを二色性物質により染色処理する染色工程と、
延伸浴中で前記親水性ポリマーフィルムを延伸処理する延伸工程とを有する偏光子の製造方法であって、さらに、
浴中で、前記親水性ポリマーフィルムを延伸処理し、前記延伸処理の途中または前記延伸処理の後、前記延伸処理を行った浴と同じ浴中で前記親水性ポリマーフィルムに対し、前記延伸方向に、前記親水性ポリマーフィルムが延伸しない強度の張力を加えた状態を一定時間保持して緩和処理する延伸緩和工程を有し、
前記延伸緩和工程を、前記染色工程、前記延伸工程および前記両工程とは別の工程の少なくとも一つの工程において実施することを特徴とする偏光子の製造方法。
前記別の工程が、膨潤浴中で前記親水性ポリマーフィルムを膨潤させる膨潤工程および架橋浴中で前記親水性ポリマーフィルムを架橋する架橋工程の少なくとも一つの工程を含む請求項１記載の偏光子の製造方法。
前記膨潤工程、前記染色工程、前記架橋工程および前記延伸工程からなる群から選択される少なくとも一つの工程において、前記親水性ポリマーフィルムを搬送しながら連続処理する請求項２記載の偏光子の製造方法。
少なくとも前記染色工程において、前記延伸緩和工程を実施する請求項１から３のいずれか一項に記載の偏光子の製造方法。
前記親水性ポリマーフィルムが、ポリビニルアルコール系フィルムであり、二色性物質がヨウ素である請求項１から４のいずれか一項に記載の偏光子の製造方法。
前記延伸緩和工程における前記張力を加えた状態で保持する時間が、１５秒以上である請求項１から５のいずれか一項に記載の偏光子の製造方法。