JP2006195209A - 偏光板、その製造方法、光学フィルムおよび画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 偏光子の片面または両面に保護フィルムが積層されており、所定のサイズに切断された偏光板であって、偏光板の品質を維持しながら、環境変化に伴う応力等によりクラックの発生を抑えることができる偏光板を提供すること。
【解決手段】 偏光子の片面または両面に保護フィルムが積層されており、所定のサイズに切断された偏光板であって、偏光板の切断端面は、樹脂コーティング層を有することを特徴とする偏光板。
【選択図】 図１

Description

本発明は、偏光板およびその製造方法に関する。また本発明は前記偏光板を用いた光学フィルムに関する。さらには前記偏光板、光学フィルムを用いた液晶表示装置、有機ＥＬ表示装置、ＣＲＴ、ＰＤＰ等の画像表示装置に関する。

液晶ディスプレイは、その画像形成方式から液晶パネルの最表面を形成するガラス基板の両側に偏光子を配置することが必要不可欠であり、一般的には偏光子に保護フィルムを積層した偏光板が用いられている。また、偏光板はディスプレイの表示品位を向上させるために様々な光学フィルムを積層した光学部材として用いられるようになってきている。前記偏光板は、これを液晶表示装置等の画像表示装置に合わせて所定のサイズに切断され、製品化される。

前記偏光子としては、ポリビニルアルコールを主材料とする一軸延伸フィルムに、ヨウ素や染料の二色性材料を含浸処理を施したものが用いられている。しかし、偏光子は、一軸延伸フィルムであるため機械的強度に異方性を有する。そのため、偏光子（一軸延伸フィルム）を機械的強度の大きい方向と交差する方向、すなわち機械的強度の大きい方向と平行でない方向に切断した場合には、その切断部分に機械的強度の大きい方向と概ね平行な方向に細かい割れが発生し、この割れが環境変化に伴う応力等によりクラックに発展するという問題があった。

かかる問題に対して、偏光板の切断端部を溶着処理したもの（特許文献１）や、偏光板の切断端部を加熱処理等により異方性解除処理したもの（特許文献２）が提案されている。しかし、これら処理では、高温の処理が必要であり、偏光板端部に色ヌケおよび熱変形が発生し、偏光板としての品質を十分に満足することができていなかった。
特開昭６１−２３０９２３号公報 特開昭６２−４６６２０号公報

本発明は、偏光子の片面または両面に保護フィルムが積層されており、所定のサイズに切断された偏光板であって、偏光板の品質を維持しながら、環境変化に伴う応力等によりクラックの発生を抑えることができる偏光板およびその製造方法を提供することを目的とする。

また本発明は、当該偏光板を用いた光学フィルムを提供することを目的とする。さらには当該偏光板、光学フィルムを用いた画像表示装置を提供することを目的とする。

本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、以下に示す偏光板により前記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち本発明は、偏光子の片面または両面に保護フィルムが積層されており、所定のサイズに切断された偏光板であって、
偏光板の切断端面は、樹脂コーティング層を有することを特徴とする偏光板、に関する。

前記偏光板は、偏光板の切断端面は、切削仕上げされているものが好適である。

前記偏光板において、樹脂コーティング層は、ポリビニルアルコール系樹脂コーティング層であることが好適である。

前記偏光板において、偏光子は、ポリビニルアルコールを主材料とする偏光子であることが好適である。

また本発明は、前記偏光板を製造する方法であって、
偏光子の片面または両面に保護フィルムが積層されている偏光板を、所定のサイズに切断する工程、
および偏光板の切断端面に、樹脂コーティング剤により樹脂コーティング層を形成する工程を有することを特徴とする偏光板の製造方法、に関する。

前記偏光板の製造方法において、切断端面を、切削仕上げした後に、樹脂コーティング層を形成する工程を施すことが好ましい。

また本発明は、前記偏光板が、少なくとも１枚積層されていることを特徴とする光学フィルム、に関する。

さらに本発明は、前記偏光板または前記光学フィルムが用いられていることを特徴とする画像表示装置、に関する。

偏光板の切断端面をＳＥＭ等で拡大して確認すると、当該切断端面には微小な凹凸が存在しており、これがクラックに伸展すると考えられた。そこで、本発明の偏光板では、切断端面に樹脂コーティング層を設けている。かかる樹脂コーティング層により、切断端面の微小な凹凸を埋めることができ、また補強効果によりクラックの発生を抑制できることができる。特に、偏光板の切断端面に切削仕上げを行った後に、樹脂コーティング層を設ける場合には、よりクラック抑制の効果を得ることができる。

また、偏光板の端面に樹脂コーティング層を設けることで、クラック抑制をしているため、偏光板の端部の品質に影響を及ぼすこともない。特に、偏光子の材料と、樹脂コーティング層の材料と同質材料を用いることで、偏光板の品質を十分に満足することができる。

本発明の偏光板は、切断端面の少なくとも一部に樹脂コーティング層を有するものである。偏光板は、偏光子の片面または両面に保護フィルムが積層されているものであり、偏光子としては、ポリビニルアルコールを主材料とするものが好適である。

図１は、本発明の偏光板の斜視断面図の一例である。図１では、偏光子１ａの両側に保護フィルム１ｂを有する偏光板１の端面に、樹脂コーティング層２を有する。図１では、偏光板１の左右の端面に樹脂コーティング層２を有している場合を例示しているが、前後の端面にも樹脂コーティング層を形成できることはもとよりである。また、樹脂コーティング層２は、偏光子１ａおよび保護フィルム１ｂの端面の全面に形成されているが、樹脂コーティング層２は、偏光子１ａにのみ形成されていてもよい。

本発明の偏光板は、所定のサイズに切断されている。所定のサイズは、偏光板の適用される用途に応じて適宜に設定される。偏光板は、通常、矩形であり長方形又は正方形である。偏光板の切断方法は特に制限されないが、例えば、トムソン刃、スリッターなどを用いることができる。

また、偏光板の切断時には、偏光子作製時の延伸方向と垂直な切断端面の偏光子にマイクロクラックが発生しやすいため、偏光板の切断端面は、切削仕上げされていることが好ましい。切削方法は特に制限されないが、例えば、特開２００４−１６７６７３号公報や特開２００４−１４８４１９号公報に記載の方法などにより行うことができる。切削方法の具体的な方法を図２、図３に示す。図２は、偏光板１の切断端面を切削するにあたり、回転刃物３（切削手段に相当）を１つ備えた例である。回転刃物３は、回転駆動されるが回転中心は移動しない。その代わり、偏光板１は、Ｘ（横）・Ｙ（縦）・θ（回転）方向に移動できるように駆動制御される。偏光板１をこれら各方向に移動させることで、切断端面の全周を切削することができる。図３は、別実施形態を示し、回転刃物３Ａ，３Ｂが２つ設けられている。回転刃物３Ａ、３Ｂは、Ｙ方向にのみ移動できるように駆動制御される。また、偏光板１はＸ・θ方向に駆動制御される。この構成によると、まず、矩形の偏光板１の向かい合う長辺１１を同時に切削し、その次に向かい合う短辺１２を同時に切削できる。長辺切削時と短辺切削時とで、２つの回転刃物３Ａ、３Ｂの間隔を変えればよい。なお、偏光板１の切断端面の切削は、偏光板１を複数枚積み重ねた状態で行うことができる。なお、切削方法は図２、図３に示す方法に限定されるものではない。

切削仕上げされた、偏光板の端面は、切断により生じた、マイクロクラックが削りとられる。通常、偏光板の切断端面における、マイクロクラックは、１００μｍ以下である。切削処理により、偏光板の端面のマイクロクラックは観察（光学顕微鏡）されなくなるようにするのにするのが好ましい。切削処理は、端面から１０ｍｍ程度以下、さらには、０．１〜５ｍｍ程度行うのが好ましい。

偏光板の端面に設けられる樹脂コーティング層は、樹脂コーティング剤により形成される。樹脂コーティング剤としては、偏光板の切断面の微小凹凸を埋めることができ、かつ偏光板の端面に十分接着するものであれば特に制限は無く用いることができる。例えば、ポリビニルアルコール系樹脂、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂等が挙げられる。これらのなかでも、ポリビニルアルコール系樹脂が好適である。ポリビニルアルコール系樹脂は、汎用の偏光子であるポリビニルアルコール系偏光子との熱膨張率がほぼ等しく、環境変化に伴う偏光子の熱変形に樹脂コーティング層の熱変形が追従するため、応力集中が発生しにくい。そのため、偏光子にクラックが発生するのを抑制し、またクラックが発生した場合であってもその進展を抑制することができる。特に、アセトアセチル基を含有するポリビニルアルコール系樹脂が耐久性の点から好適である。

ポリビニルアルコール系樹脂は、ポリ酢酸ビニルをケン化して得られたポリビニルアルコール；その誘導体；更に酢酸ビニルと共重合性を有する単量体との共重合体のケン化物；ポリビニルアルコールをアセタール化、ウレタン化、エーテル化、グラフト化、リン酸エステル化等した変性ポリビニルアルコールがあげられる。前記単量体としては、（無水）マレイン酸、フマール酸、クロトン酸、イタコン酸、（メタ）アクリル酸等の不飽和カルボン酸及びそのエステル類；エチレン、プロピレン等のα−オレフィン、（メタ）アリルスルホン酸（ソーダ）、スルホン酸ソーダ（モノアルキルマレート）、ジスルホン酸ソーダアルキルマレート、Ｎ−メチロールアクリルアミド、アクリルアミドアルキルスルホン酸アルカリ塩、Ｎ−ビニルピロリドン、Ｎ−ビニルピロリドン誘導体等があげられる。これらポリビニルアルコール系樹脂は一種を単独でまたは二種以上を併用することができる。

前記ポリビニルアルコール系樹脂は特に限定されないが、接着性の点からは、平均重合度１００〜３０００程度、好ましくは５００〜３０００、平均ケン化度８５〜１００モル％程度、好ましくは９０〜１００モル％である。

アセトアセチル基を含有するポリビニルアルコール系樹脂は、ポリビニルアルコール系樹脂とジケテンとを公知の方法で反応して得られる。たとえば、ポリビニルアルコール系樹脂を酢酸等の溶媒中に分散させておき、これにジケテンを添加する方法、ポリビニルアルコール系樹脂をジメチルホルムアミドまたはジオキサン等の溶媒にあらかじめ溶解しておき、これにジケテンを添加する方法等があげられる。またポリビニルアルコールにジケテンガスまたは液状ジケテンを直接接触させる方法があげられる。

アセトアセチル基を含有するポリビニルアルコール系樹脂のアセトアセチル基含有量は、０．１モル％以上、好ましくは０．１〜４０モル％程度、さらに好ましくは２〜７モル％である。

前記樹脂コーティング剤には、前記例示の樹脂とともに、適宜に、架橋剤、触媒等の添加剤を配合することができる。これら添加剤は、用いる樹脂の種類により適宜に選択される。添加剤としては、シランカップリング剤が好適に使用される。

シランカップリング剤としては、例えば、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシランなどのエポキシ基含有シランカップリング剤、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、３−トリエトキシシリル−Ｎ−（１，３−ジメチルブチリデン）プロピルアミンなどのアミノ基含有シランカップリング剤、３−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリエトキシシランなどの（メタ）アクリル基含有シランカップリング剤、３−イソシアネートプロピルトリエトキシシランなどのインシアネート基含有シランカップリング剤などがあげられる。これらのなかでも、アミノ基含有シランカップリング剤が好ましい。

前記シランカップリング剤は、単独で使用してもよく、また２種以上を混合して使用してもよいが、その使用量は、前記樹脂１００重量部に対して、１００重量部以下であることが好ましく、より好ましくは０．１〜５０重量部、さらに好ましくは０．１〜３０重量部である。

前記樹脂コーティング剤は、樹脂に応じて、各種溶媒に溶解して、溶液として用いることができる。ポリビニルアルコール系樹脂は、通常、水溶液として用いられる。溶液の濃度は、通常、０．５〜１０重量％、さらには１〜６重量％程度であるのが好ましい。

偏光板の切断端面に、樹脂コーティング剤により樹脂コーティング層を形成する方法は特に制限されず各種方法を採用できる。例えば、刷毛などを用いて塗布したり、またはスプレーやエアブラシ、インクジェット方式などで噴射して付着させて樹脂コーティング層を形成する方法があげられる。また、偏光板を、トムソン刃などの切断刃で所定サイズに打抜く際に、あらかじめ樹脂コーティング剤をトムソン刃などの切断刃に塗布しておき、切断と同時に端面に付着させて樹脂コーティング層を形成する方法があげられる。

樹脂コーティング層の厚みは、偏光板の種類、サイズ等により適宜に調整できるが、通常、１μｍ程度以下が好ましく、０．００１〜０．５μｍ、さらには０．００１〜０．３μｍとするのが好ましい。

なお、前記切断、切削、コーティング層を形成するにあたり、これらの処理は、１枚の偏光板に対して行ってもよく、複数枚の偏光板を積層した状態で行ってもよい。また、１枚の偏光板を所定サイズに切断した後、さらには切断端面を切削した後、複数枚（数枚〜数十枚〜数百枚）を揃えて重ねて、その端面に樹脂コーティング層を形成することができる。揃えて重ねた偏光板に、樹脂コーティング層を形成する際には、その最上部と最底部および／または側面部の左右（樹脂コーティング剤を付着させない側）から押さえておくのが好ましい。

偏光板は、偏光子の片面または両面に保護フィルムが積層されているものであり、以下これらについて説明する。

偏光子は、特に制限されず、各種のものを使用できる。偏光子としては、たとえば、ポリビニルアルコール系フィルム、部分ホルマール化ポリビニルアルコール系フィルム、エチレン・酢酸ビニル共重合体系部分ケン化フィルム等の親水性高分子フィルムに、ヨウ素や二色性染料等の二色性物質を吸着させて一軸延伸したもの、ポリビニルアルコールの脱水処理物やポリ塩化ビニルの脱塩酸処理物等ポリエン系配向フィルム等があげられる。これらのなかでもポリビニルアルコール系フィルムとヨウ素などの二色性物質からなる偏光子が好適である。これら偏光子の厚さは特に制限されないが、一般的に、５〜８０μｍ程度である。

ポリビニルアルコール系フィルムをヨウ素で染色し一軸延伸した偏光子は、たとえば、ポリビニルアルコールをヨウ素の水溶液に浸漬することによって染色し、元長の３〜７倍に延伸することで作製することができる。必要に応じてホウ酸や硫酸亜鉛、塩化亜鉛等を含んでいてもよいヨウ化カリウムなどの水溶液に浸漬することもできる。さらに必要に応じて染色の前にポリビニルアルコール系フィルムを水に浸漬して水洗してもよい。ポリビニルアルコール系フィルムを水洗することでポリビニルアルコール系フィルム表面の汚れやブロッキング防止剤を洗浄することができるほかに、ポリビニルアルコール系フィルムを膨潤させることで染色のムラなどの不均一を防止する効果もある。延伸はヨウ素で染色した後に行っても良いし、染色しながら延伸してもよいし、また延伸してからヨウ素で染色してもよい。ホウ酸やヨウ化カリウムなどの水溶液中や水浴中でも延伸することができる。

前記偏光子の片面または両面に設けられる保護フィルムを形成する材料としては、透明性、機械的強度、熱安定性、水分遮蔽性、等方性などに優れるものが好ましい。例えば、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレート等のポリエステル系ポリマー、ジアセチルセルロースやトリアセチルセルロース等のセルロース系ポリマー、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系ポリマー、ポリスチレンやアクリロニトリル・スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）等のスチレン系ポリマー、ポリカーボネート系ポリマーなどがあげられる。また、ポリエチレン、ポリプロピレン、シクロ系ないしはノルボルネン構造を有するポリオレフィン、エチレン・プロピレン共重合体の如きポリオレフィン系ポリマー、塩化ビニル系ポリマー、ナイロンや芳香族ポリアミド等のアミド系ポリマー、イミド系ポリマー、スルホン系ポリマー、ポリエーテルスルホン系ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン系ポリマー、ポリフェニレンスルフィド系ポリマー、ビニルアルコール系ポリマー、塩化ビニリデン系ポリマー、ビニルブチラール系ポリマー、アリレート系ポリマー、ポリオキシメチレン系ポリマー、エポキシ系ポリマー、または前記ポリマーのブレンド物なども前記保護フィルムを形成するポリマーの例としてあげられる。保護フィルムは、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、紫外線硬化型の樹脂の硬化層として形成することもできる。

また、特開２００１−３４３５２９号公報（ＷＯ０１／３７００７）に記載のポリマーフィルム、たとえば、（Ａ）側鎖に置換および／または非置換イミド基を有する熱可塑性樹脂と、（Ｂ）側鎖に置換および／非置換フェニルならびにニトリル基を有する熱可塑性樹脂を含有する樹脂組成物があげられる。具体例としてはイソブチレンと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フィルムがあげられる。フィルムは樹脂組成物の混合押出品などからなるフィルムを用いることができる。

保護フィルムの厚さは、適宜に決定しうるが、一般には強度や取扱性等の作業性、薄層性などの点より１〜５００μｍ程度である。特に１〜３００μｍが好ましく、５〜２００μｍがより好ましい。

また、保護フィルムは、できるだけ色付きがないことが好ましい。したがって、Ｒｔｈ＝（ｎｘ−ｎｚ）・ｄ（ただし、ｎｘはフィルム平面内の遅相軸方向の屈折率、ｎｚはフィルム厚方向の屈折率、ｄはフィルム厚みである）で表されるフィルム厚み方向の位相差値が−９０ｎｍ〜＋７５ｎｍである保護フィルムが好ましく用いられる。かかる厚み方向の位相差値（Ｒｔｈ）が−９０ｎｍ〜＋７５ｎｍのものを使用することにより、保護フィルムに起因する偏光板の着色（光学的な着色）をほぼ解消することができる。厚み方向位相差値（Ｒｔｈ）は、さらに好ましくは−８０ｎｍ〜＋６０ｎｍ、特に−７０ｎｍ〜＋４５ｎｍが好ましい。

保護フィルムとしては、偏光特性や耐久性などの点より、トリアセチルセルロース等のセルロース系ポリマーが好ましい。特にトリアセチルセルロースフィルムが好適である。なお、偏光子の両側に保護フィルムを設ける場合、その表裏で同じポリマー材料からなる保護フィルムを用いてもよく、異なるポリマー材料等からなる保護フィルムを用いてもよい。保護フィルムは、必要に応じて延伸して位相差を調整した位相差フィルムを兼ねていてもよい。

前記偏光子と保護フィルムとは通常、水系粘着剤等を介して密着している。水系接着剤としては、イソシアネート系接着剤、ポリビニルアルコール系接着剤、ゼラチン系接着剤、ビニル系ラテックス系、水系ポリウレタン、水系ポリエステル等を例示できる。

前記保護フィルムの偏光子を接着させない面には、ハードコート層や反射防止処理、スティッキング防止や、拡散ないしアンチグレアを目的とした処理を施したものであってもよい。

ハードコート処理は偏光板表面の傷付き防止などを目的に施されるものであり、例えばアクリル系、シリコーン系などの適宜な紫外線硬化型樹脂による硬度や滑り特性等に優れる硬化皮膜を保護フィルムの表面に付加する方式などにて形成することができる。反射防止処理は偏光板表面での外光の反射防止を目的に施されるものであり、従来に準じた反射防止膜などの形成により達成することができる。また、スティッキング防止処理は隣接層との密着防止を目的に施される。

またアンチグレア処理は偏光板の表面で外光が反射して偏光板透過光の視認を阻害することの防止等を目的に施されるものであり、例えばサンドブラスト方式やエンボス加工方式による粗面化方式や透明微粒子の配合方式などの適宜な方式にて保護フィルムの表面に微細凹凸構造を付与することにより形成することができる。前記表面微細凹凸構造の形成に含有させる微粒子としては、例えば平均粒子径が０．５〜５０μｍのシリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、酸化錫、酸化インジウム、酸化カドミウム、酸化アンチモン等からなる導電性のこともある無機系微粒子、架橋又は未架橋のポリマー等からなる有機系微粒子などの透明微粒子が用いられる。表面微細凹凸構造を形成する場合、微粒子の使用量は、表面微細凹凸構造を形成する透明樹脂１００重量部に対して一般的に２〜５０重量部程度であり、５〜２５重量部が好ましい。アンチグレア層は、偏光板透過光を拡散して視角などを拡大するための拡散層（視角拡大機能など）を兼ねるものであってもよい。

なお、前記反射防止層、スティッキング防止層、拡散層やアンチグレア層等は、保護フィルムそのものに設けることができるほか、別途光学層として保護フィルムとは別体のものとして設けることもできる。

本発明の偏光板は、実用に際して他の光学層と積層した光学フィルムとして用いることができる。その光学層については特に限定はないが、例えば反射板や半透過板、位相差板（１／２や１／４等の波長板を含む）、視角補償フィルムなどの液晶表示装置等の形成に用いられることのある光学層を１層または２層以上用いることができる。特に、本発明の偏光板に更に反射板または半透過反射板が積層されてなる反射型偏光板または半透過型偏光板、偏光板に更に位相差板が積層されてなる楕円偏光板または円偏光板、偏光板に更に視角補償フィルムが積層されてなる広視野角偏光板、あるいは偏光板に更に輝度向上フィルムが積層されてなる偏光板が好ましい。

反射型偏光板は、偏光板に反射層を設けたもので、視認側（表示側）からの入射光を反射させて表示するタイプの液晶表示装置などを形成するためのものであり、バックライト等の光源の内蔵を省略できて液晶表示装置の薄型化を図りやすいなどの利点を有する。反射型偏光板の形成は、必要に応じ透明保護層等を介して偏光板の片面に金属等からなる反射層を付設する方式などの適宜な方式にて行うことができる。

反射型偏光板の具体例としては、必要に応じマット処理した保護フィルムの片面に、アルミニウム等の反射性金属からなる箔や蒸着膜を付設して反射層を形成したものなどがあげられる。また前記保護フィルムに微粒子を含有させて表面微細凹凸構造とし、その上に微細凹凸構造の反射層を有するものなどもあげられる。前記した微細凹凸構造の反射層は、入射光を乱反射により拡散させて指向性やギラギラした見栄えを防止し、明暗のムラを抑制しうる利点などを有する。また微粒子含有の保護フィルムは、入射光及びその反射光がそれを透過する際に拡散されて明暗ムラをより抑制しうる利点なども有している。保護フィルムの表面微細凹凸構造を反映させた微細凹凸構造の反射層の形成は、例えば真空蒸着方式、イオンプレーティング方式、スパッタリング方式等の蒸着方式やメッキ方式などの適宜な方式で金属を透明保護層の表面に直接付設する方法などにより行うことができる。

反射板は前記の偏光板の保護フィルムに直接付与する方式に代えて、その透明フィルムに準じた適宜なフィルムに反射層を設けてなる反射シートなどとして用いることもできる。なお反射層は、通常、金属からなるので、その反射面が保護フィルムや偏光板等で被覆された状態の使用形態が、酸化による反射率の低下防止、ひいては初期反射率の長期持続の点や、保護層の別途付設の回避の点などより好ましい。

なお、半透過型偏光板は、上記において反射層で光を反射し、かつ透過するハーフミラー等の半透過型の反射層とすることにより得ることができる。半透過型偏光板は、通常液晶セルの裏側に設けられ、液晶表示装置などを比較的明るい雰囲気で使用する場合には、視認側（表示側）からの入射光を反射させて画像を表示し、比較的暗い雰囲気においては、半透過型偏光板のバックサイドに内蔵されているバックライト等の内蔵光源を使用して画像を表示するタイプの液晶表示装置などを形成できる。すなわち、半透過型偏光板は、明るい雰囲気下では、バックライト等の光源使用のエネルギーを節約でき、比較的暗い雰囲気下においても内蔵光源を用いて使用できるタイプの液晶表示装置などの形成に有用である。

偏光板に更に位相差板が積層されてなる楕円偏光板または円偏光板について説明する。直線偏光を楕円偏光または円偏光に変えたり、楕円偏光または円偏光を直線偏光に変えたり、あるいは直線偏光の偏光方向を変える場合に、位相差板などが用いられる。特に、直線偏光を円偏光に変えたり、円偏光を直線偏光に変える位相差板としては、いわゆる１／４波長板（λ／４板とも言う）が用いられる。１／２波長板（λ／２板とも言う）は、通常、直線偏光の偏光方向を変える場合に用いられる。

楕円偏光板はスーパーツイストネマチック（ＳＴＮ）型液晶表示装置の液晶層の複屈折により生じた着色（青又は黄）を補償（防止）して、前記着色のない白黒表示する場合などに有効に用いられる。更に、三次元の屈折率を制御したものは、液晶表示装置の画面を斜め方向から見た際に生じる着色も補償（防止）することができて好ましい。円偏光板は、例えば画像がカラー表示になる反射型液晶表示装置の画像の色調を整える場合などに有効に用いられ、また、反射防止の機能も有する。上記した位相差板の具体例としては、ポリカーボネート、ポリビニルアルコール、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、ポリアミドの如き適宜なポリマーからなるフィルムを延伸処理してなる複屈折性フィルムや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にて支持したものなどがあげられる。位相差板は、例えば各種波長板や液晶層の複屈折による着色や視角等の補償を目的としたものなどの使用目的に応じた適宜な位相差を有するものであってよく、２種以上の位相差板を積層して位相差等の光学特性を制御したものなどであってもよい。

また上記の楕円偏光板や反射型楕円偏光板は、偏光板又は反射型偏光板と位相差板を適宜な組合せで積層したものである。かかる楕円偏光板等は、（反射型）偏光板と位相差板の組合せとなるようにそれらを液晶表示装置の製造過程で順次別個に積層することによっても形成しうるが、前記の如く予め楕円偏光板等の光学フィルムとしたものは、品質の安定性や積層作業性等に優れて液晶表示装置などの製造効率を向上させうる利点がある。

視角補償フィルムは、液晶表示装置の画面を、画面に垂直でなくやや斜めの方向から見た場合でも、画像が比較的鮮明にみえるように視野角を広げるためのフィルムである。このような視角補償位相差板としては、例えば位相差フィルム、液晶ポリマー等の配向フィルムや透明基材上に液晶ポリマー等の配向層を支持したものなどからなる。通常の位相差板は、その面方向に一軸に延伸された複屈折を有するポリマーフィルムが用いられるのに対し、視角補償フィルムとして用いられる位相差板には、面方向に二軸に延伸された複屈折を有するポリマーフィルムとか、面方向に一軸に延伸され厚さ方向にも延伸された厚さ方向の屈折率を制御した複屈折を有するポリマーや傾斜配向フィルムのような二方向延伸フィルムなどが用いられる。傾斜配向フィルムとしては、例えばポリマーフィルムに熱収縮フィルムを接着して加熱によるその収縮力の作用下にポリマーフィルムを延伸処理又は／及び収縮処理したものや、液晶ポリマーを斜め配向させたものなどが挙げられる。位相差板の素材原料ポリマーは、先の位相差板で説明したポリマーと同様のものが用いられ、液晶セルによる位相差に基づく視認角の変化による着色等の防止や良視認の視野角の拡大などを目的とした適宜なものを用いうる。

また良視認の広い視野角を達成する点などより、液晶ポリマーの配向層、特にディスコティック液晶ポリマーの傾斜配向層からなる光学的異方性層をトリアセチルセルロースフィルムにて支持した光学補償位相差板が好ましく用いうる。

偏光板と輝度向上フィルムを貼り合わせた偏光板は、通常液晶セルの裏側サイドに設けられて使用される。輝度向上フィルムは、液晶表示装置などのバックライトや裏側からの反射などにより自然光が入射すると所定偏光軸の直線偏光または所定方向の円偏光を反射し、他の光は透過する特性を示すもので、輝度向上フィルムを偏光板と積層した偏光板は、バックライト等の光源からの光を入射させて所定偏光状態の透過光を得ると共に、前記所定偏光状態以外の光は透過せずに反射される。この輝度向上フィルム面で反射した光を更にその後ろ側に設けられた反射層等を介し反転させて輝度向上フィルムに再入射させ、その一部又は全部を所定偏光状態の光として透過させて輝度向上フィルムを透過する光の増量を図ると共に、偏光子に吸収させにくい偏光を供給して液晶表示画像表示等に利用しうる光量の増大を図ることにより輝度を向上させうるものである。すなわち、輝度向上フィルムを使用せずに、バックライトなどで液晶セルの裏側から偏光子を通して光を入射した場合には、偏光子の偏光軸に一致していない偏光方向を有する光は、ほとんど偏光子に吸収されてしまい、偏光子を透過してこない。すなわち、用いた偏光子の特性によっても異なるが、およそ５０％の光が偏光子に吸収されてしまい、その分、液晶画像表示等に利用しうる光量が減少し、画像が暗くなる。輝度向上フィルムは、偏光子に吸収されるような偏光方向を有する光を偏光子に入射させずに輝度向上フィルムで一旦反射させ、更にその後ろ側に設けられた反射層等を介して反転させて輝度向上フィルムに再入射させることを繰り返し、この両者間で反射、反転している光の偏光方向が偏光子を通過し得るような偏光方向になった偏光のみを、輝度向上フィルムは透過させて偏光子に供給するので、バックライトなどの光を効率的に液晶表示装置の画像の表示に使用でき、画面を明るくすることができる。

輝度向上フィルムと上記反射層等の間に拡散板を設けることもできる。輝度向上フィルムによって反射した偏光状態の光は上記反射層等に向かうが、設置された拡散板は通過する光を均一に拡散すると同時に偏光状態を解消し、非偏光状態となる。すなわち、拡散板は偏光を元の自然光状態にもどす。この非偏光状態、すなわち自然光状態の光が反射層等に向かい、反射層等を介して反射し、再び拡散板を通過して輝度向上フィルムに再入射することを繰り返す。このように輝度向上フィルムと上記反射層等の間に、偏光を元の自然光状態にもどす拡散板を設けることにより表示画面の明るさを維持しつつ、同時に表示画面の明るさのむらを少なくし、均一で明るい画面を提供することができる。かかる拡散板を設けることにより、初回の入射光は反射の繰り返し回数が程よく増加し、拡散板の拡散機能と相俟って均一の明るい表示画面を提供することができたものと考えられる。

前記の輝度向上フィルムとしては、例えば誘電体の多層薄膜や屈折率異方性が相違する薄膜フィルムの多層積層体の如き、所定偏光軸の直線偏光を透過して他の光は反射する特性を示すもの、コレステリック液晶ポリマーの配向フィルムやその配向液晶層をフィルム基材上に支持したものの如き、左回り又は右回りのいずれか一方の円偏光を反射して他の光は透過する特性を示すものなどの適宜なものを用いうる。

従って、前記した所定偏光軸の直線偏光を透過させるタイプの輝度向上フィルムでは、その透過光をそのまま偏光板に偏光軸を揃えて入射させることにより、偏光板による吸収ロスを抑制しつつ効率よく透過させることができる。一方、コレステリック液晶層の如く円偏光を投下するタイプの輝度向上フィルムでは、そのまま偏光子に入射させることもできるが、吸収ロスを抑制する点よりその円偏光を位相差板を介し直線偏光化して偏光板に入射させることが好ましい。なお、その位相差板として１／４波長板を用いることにより、円偏光を直線偏光に変換することができる。

可視光域等の広い波長範囲で１／４波長板として機能する位相差板は、例えば波長５５０ｎｍの淡色光に対して１／４波長板として機能する位相差層と他の位相差特性を示す位相差層、例えば１／２波長板として機能する位相差層とを重畳する方式などにより得ることができる。従って、偏光板と輝度向上フィルムの間に配置する位相差板は、１層又は２層以上の位相差層からなるものであってよい。

なお、コレステリック液晶層についても、反射波長が相違するものの組み合わせにして２層又は３層以上重畳した配置構造とすることにより、可視光領域等の広い波長範囲で円偏光を反射するものを得ることができ、それに基づいて広い波長範囲の透過円偏光を得ることができる。

また偏光板は、上記の偏光分離型偏光板の如く、偏光板と２層又は３層以上の光学層とを積層したものからなっていてもよい。従って、上記の反射型偏光板や半透過型偏光板と位相差板を組み合わせた反射型楕円偏光板や半透過型楕円偏光板などであってもよい。

偏光板に前記光学層を積層した光学フィルムは、液晶表示装置等の製造過程で順次別個に積層する方式にても形成することができるが、予め積層して光学フィルムとしたものは、品質の安定性や組立作業等に優れていて液晶表示装置などの製造工程を向上させうる利点がある。積層には粘着層等の適宜な接着手段を用いうる。前記の偏光板やその他の光学フィルムの接着に際し、それらの光学軸は目的とする位相差特性などに応じて適宜な配置角度とすることができる。

前述した偏光板や、偏光板を少なくとも１層積層されている光学フィルムには、液晶セル等の他部材と接着するための粘着層を設けることもできる。粘着層を形成する粘着剤は特に制限されないが、例えばアクリル系重合体、シリコーン系ポリマー、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリエーテル、フッ素系やゴム系などのポリマーをベースポリマーとするものを適宜に選択して用いることができる。特に、アクリル系粘着剤の如く光学的透明性に優れ、適度な濡れ性と凝集性と接着性の粘着特性を示して、耐候性や耐熱性などに優れるものが好ましく用いうる。

また上記に加えて、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、ひいては高品質で耐久性に優れる液晶表示装置の形成性などの点より、吸湿率が低くて耐熱性に優れる粘着層が好ましい。

粘着層は、例えば天然物や合成物の樹脂類、特に、粘着性付与樹脂や、ガラス繊維、ガラスビーズ、金属粉、その他の無機粉末等からなる充填剤や顔料、着色剤、酸化防止剤などの粘着層に添加されることの添加剤を含有していてもよい。また微粒子を含有して光拡散性を示す粘着層などであってもよい。

偏光板や光学フィルムの片面又は両面への粘着層の付設は、適宜な方式で行いうる。その例としては、例えばトルエンや酢酸エチル等の適宜な溶剤の単独物又は混合物からなる溶媒にベースポリマーまたはその組成物を溶解又は分散させた１０〜４０重量％程度の粘着剤溶液を調製し、それを流延方式や塗工方式等の適宜な展開方式で偏光板上または光学フィルム上に直接付設する方式、あるいは前記に準じセパレータ上に粘着層を形成してそれを偏光板上または光学フィルム上に移着する方式などがあげられる。

粘着層は、異なる組成又は種類等のものの重畳層として偏光板や光学フィルムの片面又は両面に設けることもできる。また両面に設ける場合に、偏光板や光学フィルムの表裏において異なる組成や種類や厚さ等の粘着層とすることもできる。粘着層の厚さは、使用目的や接着力などに応じて適宜に決定でき、一般には１〜５００μｍであり、５〜２００μｍが好ましく、特に１０〜１００μｍが好ましい。

粘着層の露出面に対しては、実用に供するまでの間、その汚染防止等を目的にセパレータが仮着されてカバーされる。これにより、通例の取扱状態で粘着層に接触することを防止できる。セパレータとしては、上記厚さ条件を除き、例えばプラスチックフィルム、ゴムシート、紙、布、不織布、ネット、発泡シートや金属箔、それらのラミネート体等の適宜な薄葉体を、必要に応じシリコーン系や長鏡アルキル系、フッ素系や硫化モリブデン等の適宜な剥離剤でコート処理したものなどの、従来に準じた適宜なものを用いうる。

なお本発明において、上記した偏光板を形成する偏光子や保護フィルムや光学フィルム等、また粘着層などの各層には、例えばサリチル酸エステル系化合物やベンゾフェノール系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物やシアノアクリレート系化合物、ニッケル錯塩系化合物等の紫外線吸収剤で処理する方式などの方式により紫外線吸収能をもたせたものなどであってもよい。

本発明の偏光板または光学フィルムは液晶表示装置等の各種装置の形成などに好ましく用いることができる。液晶表示装置の形成は、従来に準じて行いうる。すなわち液晶表示装置は一般に、液晶セルと偏光板または光学フィルム、及び必要に応じての照明システム等の構成部品を適宜に組立てて駆動回路を組込むことなどにより形成されるが、本発明においては本発明による偏光板または光学フィルムを用いる点を除いて特に限定はなく、従来に準じうる。液晶セルについても、例えばＴＮ型やＳＴＮ型、π型などの任意なタイプのものを用いうる。

液晶セルの片側又は両側に偏光板または光学フィルム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ものなどの適宜な液晶表示装置を形成することができる。その場合、本発明による偏光板または光学フィルムは液晶セルの片側又は両側に設置することができる。両側に偏光板または光学フィルムを設ける場合、それらは同じものであってもよいし、異なるものであってもよい。さらに、液晶表示装置の形成に際しては、例えば拡散板、アンチグレア層、反射防止膜、保護板、プリズムアレイ、レンズアレイシート、光拡散板、バックライトなどの適宜な部品を適宜な位置に１層又は２層以上配置することができる。

次いで有機エレクトロルミネセンス装置（有機ＥＬ表示装置）について説明する。一般に、有機ＥＬ表示装置は、透明基板上に透明電極と有機発光層と金属電極とを順に積層して発光体（有機エレクトロルミネセンス発光体）を形成している。ここで、有機発光層は、種々の有機薄膜の積層体であり、例えばトリフェニルアミン誘導体等からなる正孔注入層と、アントラセン等の蛍光性の有機固体からなる発光層との積層体や、あるいはこのような発光層とペリレン誘導体等からなる電子注入層の積層体や、またあるいはこれらの正孔注入層、発光層、および電子注入層の積層体等、種々の組み合わせをもった構成が知られている。

有機ＥＬ表示装置は、透明電極と金属電極とに電圧を印加することによって、有機発光層に正孔と電子とが注入され、これら正孔と電子との再結合によって生じるエネルギーが蛍光物資を励起し、励起された蛍光物質が基底状態に戻るときに光を放射する、という原理で発光する。途中の再結合というメカニズムは、一般のダイオードと同様であり、このことからも予想できるように、電流と発光強度は印加電圧に対して整流性を伴う強い非線形性を示す。

有機ＥＬ表示装置においては、有機発光層での発光を取り出すために、少なくとも一方の電極が透明でなくてはならず、通常酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）などの透明導電体で形成した透明電極を陽極として用いている。一方、電子注入を容易にして発光効率を上げるには、陰極に仕事関数の小さな物質を用いることが重要で、通常Ｍｇ−Ａｇ、Ａｌ−Ｌｉなどの金属電極を用いている。

このような構成の有機ＥＬ表示装置において、有機発光層は、厚さ１０ｎｍ程度ときわめて薄い膜で形成されている。このため、有機発光層も透明電極と同様、光をほぼ完全に透過する。その結果、非発光時に透明基板の表面から入射し、透明電極と有機発光層とを透過して金属電極で反射した光が、再び透明基板の表面側へと出るため、外部から視認したとき、有機ＥＬ表示装置の表示面が鏡面のように見える。

電圧の印加によって発光する有機発光層の表面側に透明電極を備えるとともに、有機発光層の裏面側に金属電極を備えてなる有機エレクトロルミネセンス発光体を含む有機ＥＬ表示装置において、透明電極の表面側に偏光板を設けるとともに、これら透明電極と偏光板との間に位相差板を設けることができる。

位相差板および偏光板は、外部から入射して金属電極で反射してきた光を偏光する作用を有するため、その偏光作用によって金属電極の鏡面を外部から視認させないという効果がある。特に、位相差板を１／４波長板で構成し、かつ偏光板と位相差板との偏光方向のなす角をπ／４に調整すれば、金属電極の鏡面を完全に遮蔽することができる。

すなわち、この有機ＥＬ表示装置に入射する外部光は、偏光板により直線偏光成分のみが透過する。この直線偏光は位相差板により一般に楕円偏光となるが、とくに位相差板が１／４波長板でしかも偏光板と位相差板との偏光方向のなす角がπ／４のときには円偏光となる。

この円偏光は、透明基板、透明電極、有機薄膜を透過し、金属電極で反射して、再び有機薄膜、透明電極、透明基板を透過して、位相差板に再び直線偏光となる。そして、この直線偏光は、偏光板の偏光方向と直交しているので、偏光板を透過できない。その結果、金属電極の鏡面を完全に遮蔽することができる。

以下に、この発明の実施例を記載してより具体的に説明する。なお、以下において、部および％は特記ない場合は重量基準である。

（偏光の作製）
厚み７５μm、重合度２４００のポリビニルアルコールを、３０℃の純水に１分間浸漬しながら２．５倍に延伸した。次いでヨウ素とヨウ化カリウム配合の染色浴中に３０℃で１分間浸漬しながら１．２倍に延伸した。次いで６０℃、４％のホウ酸浴中に２分間浸漬しながら２倍に延伸した。さらに、ヨウ化カリウム濃度５％の水溶液に３０℃で５秒間浸漬した。その後、４５℃で７分間乾燥して厚み３０μｍの偏光子を作製した。

（偏光板の作製）
厚み８０μｍのトリアセチルセルロースフィルムを６０℃、１０％水酸化ナトリウム水溶液中に１分間浸漬した後、純水で水洗した。次いで、７０℃で３分間乾燥を行い、親水化処理を施した。偏光子の両面にポリビニルアルコール系接着剤を用いてトリアセチルセルロースフィルムを貼り合せ、７０℃で６分間乾燥を行い、偏光板を作製した。

（樹脂コーティング剤）
アセトアセチル基変性ポリビニルアルコール樹脂（重合度１２００，ケン化度９９モル％、アセトアセチル化度５モル％）１００部を水３０００部に溶解して、樹脂水溶液を作製した。この樹脂水溶液を撹拌しながら、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン１０部を滴下して樹脂コーティング剤を作製した。

実施例１
偏光板を、トムソン刃により、２５６ｍｍ×１８６ｍｍに切断した。次いで、図２に示す切削加工装置を用いて、その切断面（４辺）端部から３ｍｍ切削仕上げを行い、２５０ｍｍ×１８０ｍｍの偏光板を得た。次いで、切削仕上げ面に、上記樹脂コーティング剤を用いて、刷毛を用いて樹脂コーティングを行った後、６０℃の温風を３分間当てて乾燥処理を行って、厚さ０．３μｍの樹脂コーティング層を形成した偏光板を作製した。

実施例２
実施例１において、切断端面の切削仕上げを行わなかったこと以外は実施例１と同様にして、樹脂コーティング層を形成した偏光板を作製した。

比較例１
実施例１において、切断処理のみを施した偏光板を用いた。

（評価）
実施例および比較例で得られた偏光板について、下記評価を行った。偏光板を、アクリル系粘着剤を用いてガラス板に貼り合せた。このサンプルについて、−４０℃、３０分間の環境下と、８０℃、３０分間の環境下を、１００回繰り返す、耐久性試験（冷熱衝撃試験）を行った。試験後に、光学顕微鏡にて偏光板の周辺を観察し、クラックが伸展しているか否の確認を行った。耐久性試験前の観察結果とともに、結果を表１に示す。なお、表１の数値は、最大のクラックの長さを示す。

偏光板の周辺端部に樹脂コーティング層を施すとこにより耐久性試験時に発生する偏光子のクラックを抑制することができる。

また、実施例と比較例の偏光板の光学特性は、樹脂コーティング層の有無に拘わらず、同様の結果が得られ、偏光板の品質を維持していた。

本発明の偏光板の斜視断面図である。 切削方法の具体的方法を示す図である。 切削方法の具体的方法を示す図である。

符号の説明

１ 偏光板
１ａ 偏光子
１ｂ 保護フィルム
２ 樹脂コーティング層
３ 回転刃物

Claims (8)

1. 偏光子の片面または両面に保護フィルムが積層されており、所定のサイズに切断された偏光板であって、
   偏光板の切断端面は、樹脂コーティング層を有することを特徴とする偏光板。
2. 偏光板の切断端面は、切削仕上げされていることを特徴とする請求項１記載の偏光板。
3. 樹脂コーティング層は、ポリビニルアルコール系樹脂コーティング層であることを特徴とする請求項１または２記載の偏光板。
4. 偏光子が、ポリビニルアルコールを主材料とする偏光子であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の偏光板。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の偏光板を製造する方法であって、
   偏光子の片面または両面に保護フィルムが積層されている偏光板を、所定のサイズに切断する工程、
   および偏光板の切断端面に、樹脂コーティング剤により樹脂コーティング層を形成する工程を有することを特徴とする偏光板の製造方法。
6. 切断端面を、切削仕上げした後に、樹脂コーティング層を形成する工程を施すことを特徴とする請求項５記載の偏光板の製造方法。
7. 請求項１〜４のいずれかに記載の偏光板が、少なくとも１枚積層されていることを特徴とする光学フィルム。
8. 請求項１〜４のいずれかに記載の偏光板または請求項７記載の光学フィルムが用いられていることを特徴とする画像表示装置。
   
   
   
   
   

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