JP7240364B2 - 偏光板およびその製造方法、ならびに、該偏光板を用いた位相差層付偏光板および画像表示装置 - Google Patents
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Description
1つの実施形態においては、上記偏光板は、初期単体透過率が43.0%~43.5%であり、85℃・85%RHの環境下に48時間保持したときの偏光度低下率が0.75%以下である。
1つの実施形態においては、上記偏光板は、初期単体透過率が43.5%より大きく44.0%以下であり、85℃・85%RHの環境下に48時間保持したときの偏光度低下率が2.0%以下である。
本発明の別の局面によれば、上記の偏光板の製造方法が提供される。この製造方法は、長尺状の熱可塑性樹脂基材の片側に、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;該積層体に染色処理および延伸処理を施し、ポリビニルアルコール系樹脂層を偏光膜とすること;トリアセチルセルロースフィルムをヨウ素により染色すること;および、該染色したトリアセチルセルロースフィルムを該偏光膜に貼り合わせること;を含む。
1つの実施形態においては、上記染色は、上記トリアセチルセルロースフィルムをヨウ素濃度0.1重量%以上のヨウ素水溶液に浸漬することを含む。
本発明のさらに別の局面によれば、位相差層付偏光板が提供される。この位相差層付偏光板は、上記の偏光板と、該偏光板の視認側と反対側に配置された位相差層と、を含む。
1つの実施形態においては、上記位相差層のRe(550)は100nm~190nmであり、Re(450)/Re(550)は0.8以上1未満であり、該位相差層の遅相軸と上記偏光板の偏光膜の吸収軸とのなす角度は40°~50°である。
別の実施形態においては、上記位相差層は、第1の液晶化合物の配向固化層と第2の液晶化合物の配向固化層との積層構造を有し;該第1の液晶化合物の配向固化層のRe(550)は200nm~300nmであり、その遅相軸と上記偏光板の偏光膜の吸収軸とのなす角度は10°~20°であり;該第2の液晶化合物の配向固化層のRe(550)は100nm~190nmであり、その遅相軸と該偏光膜の吸収軸とのなす角度は70°~80°である。
本発明のさらに別の局面によれば、画像表示装置が提供される。この画像表示装置は、上記の偏光板または位相差層付偏光板を備える。
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。
本発明の実施形態による偏光板は、偏光膜と偏光膜の少なくとも片側に配置された保護層とを含む。すなわち、保護層は、偏光膜の両側に設けられてもよく、偏光膜の視認側のみに設けられてもよく、偏光膜の視認側と反対側のみに設けられてもよい。本発明の実施形態においては、保護層の少なくとも一方は、ヨウ素により染色されたトリアセチルセルロース(TAC)フィルム(以下、染色TACフィルムと称する場合がある)で構成されている。1つの実施形態によれば、視認側保護層/偏光膜の構成を有する偏光板において、視認側保護層が染色TACフィルムで構成される。この染色TACフィルムは、代表的には、波長400nmにおける透過率が65%以下であり、かつ、視感度補正された透過率Y(以下、Y値透過率とも称する場合がある)が80%以上である。また、染色TACフィルムは、代表的には、蛍光X線でのヨウ素検出量として0.02kcps以上のヨウ素を含有する。
偏光膜は、代表的には、ヨウ素を含むポリビニルアルコール(PVA)系樹脂フィルムで構成されている。偏光膜の厚みは、代表的には8μm以下であり、好ましくは7μm以下であり、より好ましくは5μm以下であり、さらに好ましくは3μm以下である。偏光膜の厚みの下限は、1つの実施形態においては1μmであり得、別の実施形態においては2μmであり得る。
偏光度(%)={(Tp-Tc)/(Tp+Tc)}1/2×100
C=R1-R0
R0=((1.50-1)2/(1.50+1)2)×(T1/100)
R1=((n1-1)2/(n1+1)2)×(T1/100)
ここで、R0は、屈折率が1.50である保護フィルムを用いた場合の透過軸反射率であり、n1は使用する保護フィルムの屈折率であり、T1は偏光膜の透過率である。例えば、表面屈折率が1.53である基材(シクロオレフィン系フィルム、ハードコート層付きフィルムなど)を保護フィルムとして用いる場合、補正量Cは約0.2%となる。この場合、測定により得られた透過率に0.2%を加算することで、表面の屈折率が1.53である偏光膜を屈折率が1.50である保護フィルムを用いた場合の透過率に換算することが可能である。なお、上記式に基づく計算によれば、偏光膜の透過率T1を2%変化させたときの補正値Cの変化量は0.03%以下であり、偏光膜の透過率が補正値Cの値に与える影響は限定的である。また、保護フィルムが表面反射以外の吸収を有する場合は、吸収量に応じて適切な補正を行うことができる。
上記のとおり、本発明の実施形態においては、視認側に配置される保護層(以下、視認側保護層)および視認側と反対側に配置される保護層(以下、内側保護層)の少なくとも一方が、染色TACフィルムで構成される。偏光板の薄型化および軽量化の観点から内側保護層は好ましくは省略され得るので、1つの実施形態によれば、視認側保護層/偏光膜の構成を有する偏光板において、視認側保護層が染色TACフィルムで構成される。視認側保護層および/または内側保護層に染色TACフィルムを用いることにより、薄型の(例えば、厚み8μm以下の)偏光膜を用いる場合であっても、高温高湿環境下における偏光度の低下を顕著に抑制することができる。さらに、偏光板を画像表示装置に適用した場合に画像表示装置の反射色相が青味を帯びることを防止することができ、結果として、非常に優れた(ニュートラルな)反射色相を実現することができる。
B-1.偏光膜の製造方法
偏光膜は、例えば、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方法により作製され得る。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。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。このような製造方法によれば、上記A-1項で説明した偏光膜を得ることができる。特に、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)を有する偏光膜を得ることができる。
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。
熱可塑性樹脂基材としては、任意の適切な熱可塑性樹脂フィルムが採用され得る。熱可塑性樹脂基材の詳細については、例えば特開2012-73580号公報または特許第6470455号に記載されている。これらの公報は、その全体の記載が本明細書に参考として援用される。
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。
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。
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。
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。上記染色処理は、代表的には、PVA系樹脂層を二色性物質(代表的には、ヨウ素)で染色することにより行う。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。不溶化処理、染色処理および架橋処理の詳細については、例えば特開2012-73580号公報または特許第6470455号(上記)に記載されている。
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。
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。
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。
一方、TACフィルムをヨウ素により染色する。染色は、任意の適切な様式により行われ得る。染色は、例えば、長尺状のTACフィルムをロール搬送しながら染色液(代表的には、ヨウ素水溶液)に浸漬することにより行われる。染色は、得られる染色TACフィルムの波長400nmにおける透過率が65%以下、かつ、Y値透過率が80%以上となるようにして行われる。当該透過率およびY値透過率は、ヨウ素水溶液のヨウ素濃度、ヨウ素水溶液の温度および染色時間(浸漬時間)を適切に調整することにより制御され得る。ヨウ素水溶液のヨウ素濃度は、染色時間(浸漬時間)に応じて変化し得る。ヨウ素水溶液のヨウ素濃度は、好ましくは0.1重量%以上であり、より好ましくは0.5重量%~5.0重量%であり、さらに好ましくは1.0重量%~3.0重量%である。ヨウ素濃度が低すぎると、長時間染色処理しても所望の透過率が得られない場合がある。ヨウ素水溶液の温度は、好ましくは20℃~30℃である。染色時間は、ヨウ素水溶液のヨウ素濃度に応じて変化し得る。染色時間は、好ましくは30秒以上であり、より好ましくは50秒~800秒であり、さらに好ましくは100秒~700秒であり、特に好ましくは150秒~650秒である。染色時間が短すぎると、所望の透過率が得られない場合がある。一方で、染色時間をいたずらに長くすることは、製造効率を考慮すると有効ではない。
上記B-1項で得られた熱可塑性樹脂基材/偏光膜の積層体の偏光膜表面に、任意の適切な接着剤を介して、上記B-2項で得られた染色TACフィルムを貼り合わせる。接着剤としては、例えば、水系接着剤、活性エネルギー線硬化型接着剤が挙げられる。このようにして、熱可塑性樹脂基材/偏光膜/染色TACフィルムの積層体が作製され得る。この積層体をそのまま偏光板として用いてもよい。この場合、熱可塑性樹脂基材が内側保護層として機能し得る。あるいは、熱可塑性樹脂基材/偏光膜/染色TACフィルムの積層体から熱可塑性樹脂基材を剥離し、染色TACフィルム/偏光膜の積層体を偏光板として用いてもよい。あるいは、熱可塑性樹脂基材/偏光膜/染色TACフィルムの積層体から熱可塑性樹脂基材を剥離し、当該剥離面に樹脂フィルムを内側保護層として貼り合わせ、染色TACフィルム/偏光膜/内側保護層の積層体を偏光板として用いてもよい。
C-1.位相差層付偏光板の全体構成
図2は、本発明の1つの実施形態による位相差層付偏光板の概略断面図である。本実施形態の位相差層付偏光板100は、偏光板10と位相差層20とを有する。偏光板は、上記A項およびB項に記載の偏光板である。図示例の偏光板10は、偏光膜11と視認側保護層12と内側保護層13とを含む。上記のとおり、好ましくは、内側保護層13は省略され得る。位相差層付偏光板において、位相差層は、代表的には偏光板の視認側とは反対側に配置される。
第1の位相差層20は、目的に応じて任意の適切な光学的特性および/または機械的特性を有し得る。第1の位相差層20は、代表的には遅相軸を有する。1つの実施形態においては、第1の位相差層20の遅相軸と偏光膜11の吸収軸とのなす角度θは、上記のとおり40°~50°であり、好ましくは42°~48°であり、さらに好ましくは約45°である。角度θがこのような範囲であれば、後述するように第1の位相差層をλ/4板とすることにより、非常に優れた円偏光特性(結果として、非常に優れた反射防止特性)を有する位相差層付偏光板が得られ得る。
第2の位相差層は、上記のとおり、屈折率特性がnz>nx=nyの関係を示す、いわゆるポジティブCプレートであり得る。第2の位相差層としてポジティブCプレートを用いることにより、斜め方向の反射を良好に防止することができ、反射防止機能の広視野角化が可能となる。この場合、第2の位相差層の厚み方向の位相差Rth(550)は、好ましくは-50nm~-300nm、より好ましくは-70nm~-250nm、さらに好ましくは-90nm~-200nm、特に好ましくは-100nm~-180nmである。ここで、「nx=ny」は、nxとnyが厳密に等しい場合のみならず、nxとnyが実質的に等しい場合も包含する。すなわち、第2の位相差層の面内位相差Re(550)は10nm未満であり得る。
第1の位相差層20は、第1の液晶配向固化層と第2の液晶配向固化層との積層構造を有していてもよい。この場合、第1の液晶配向固化層および第2の液晶配向固化層のいずれか一方がλ/4板として機能し、他方がλ/2板として機能し得る。したがって、第1の液晶配向固化層および第2の液晶配向固化層の厚みは、λ/4板またはλ/2板の所望の面内位相差が得られるよう調整され得る。例えば、第1の液晶配向固化層がλ/2板として機能し、第2の液晶配向固化層がλ/4板として機能する場合、第1の液晶配向固化層の厚みは例えば2.0μm~3.0μmであり、第2の液晶配向固化層の厚みは例えば1.0μm~2.0μmである。この場合、第1の液晶配向固化層の面内位相差Re(550)は、好ましくは200nm~300nmであり、より好ましくは230nm~290nmであり、さらに好ましくは250nm~280nmである。第2の液晶配向固化層の面内位相差Re(550)は、好ましくは100nm~190nmであり、より好ましくは110nm~170nmであり、さらに好ましくは130nm~160nmである。第1の液晶配向固化層の遅相軸と偏光膜の吸収軸とのなす角度は、好ましくは10°~20°であり、より好ましくは12°~18°であり、さらに好ましくは約15°である。第2の液晶配向固化層の遅相軸と偏光膜の吸収軸とのなす角度は、好ましくは70°~80°であり、より好ましくは72°~78°であり、さらに好ましくは約75°である。このような構成であれば、理想的な逆波長分散特性に近い特性を得ることが可能であり、結果として、非常に優れた反射防止特性を実現することができる。第1の液晶配向固化層および第2の液晶配向固化層はいずれも、代表的には、屈折率特性がnx>ny=nzの関係を示す。第1の液晶配向固化層および第2の液晶配向固化層はいずれも、Nz係数が好ましくは0.9~1.5であり、より好ましくは0.9~1.3である。第1の液晶配向固化層および第2の液晶配向固化層を構成する液晶化合物、ならびに、第1の液晶配向固化層および第2の液晶配向固化層の形成方法については、例えば特開2006-163343号公報に記載されている。当該公報の記載は本明細書に参考として援用される。なお、第1の位相差層がこのような積層構造を有する場合、第2の位相差層は代表的には省略され得る。
導電層は、任意の適切な成膜方法(例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、CVD法、イオンプレーティング法、スプレー法等)により、任意の適切な基材上に、金属酸化物膜を成膜して形成され得る。金属酸化物としては、例えば、酸化インジウム、酸化スズ、酸化亜鉛、インジウム-スズ複合酸化物、スズ-アンチモン複合酸化物、亜鉛-アルミニウム複合酸化物、インジウム-亜鉛複合酸化物が挙げられる。なかでも好ましくは、インジウム-スズ複合酸化物(ITO)である。
上記A項およびB項に記載の偏光板あるいは上記C項に記載の位相差層付偏光板は、画像表示装置に適用され得る。したがって、本発明の実施形態は、そのような偏光板または位相差層付偏光板を用いた画像表示装置を包含する。画像表示装置の代表例としては、液晶表示装置、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、無機EL表示装置)が挙げられる。本発明の実施形態による画像表示装置は、その視認側に偏光板または位相差層付偏光板を備える。位相差層付偏光板は、位相差層が画像表示セル(例えば、液晶セル、有機ELセル、無機ELセル)側となるように(偏光膜が視認側となるように)積層されている。1つの実施形態においては、画像表示装置は、湾曲した形状(実質的には、湾曲した表示画面)を有し、および/または、屈曲もしくは折り曲げ可能である。上記のような偏光板または位相差層付偏光板を用いることにより、画像表示装置の反射色相をニュートラルに近づけることができる。したがって、本発明の実施形態によれば、そのような画像表示装置の画像調整方法も提供され得る。
(1)厚み
10μm以下の厚みは、干渉膜厚計(大塚電子社製、製品名「MCPD-3000」)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。
(2)単体透過率および偏光度
実施例および比較例に用いた偏光板について、紫外可視分光光度計(日本分光社製V-7100)を用いて測定した単体透過率Ts、平行透過率Tp、直交透過率Tcをそれぞれ、偏光膜のTs、TpおよびTcとした。これらの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。なお、実施例および比較例に用いた偏光板の保護層は表面にハードコート(HC)層を有しており、保護層の屈折率は1.50であり、HC層の屈折率は1.53であった。また、偏光膜の保護層とは反対側の表面の屈折率は1.53であった。
得られたTpおよびTcから、下記式により偏光度Pを求めた。
偏光度P(%)={(Tp-Tc)/(Tp+Tc)}1/2×100
なお、分光光度計は、大塚電子社製 LPF-200などでも同等の測定をすることが可能である。
透過率は、保護層の透過率および偏光板の透過率いずれの場合も、表面の屈折率が1.50/1.53の時の値であり、測定構成の表面屈折率の組み合わせがこれと異なる場合は、表面屈折率の変化により空気界面の反射(表面反射)の変化量の大きさから、理論補正を行った。例えば、HC層付TAC/偏光膜(透過率40%とする)の構成を測定する際は、表面屈折率の組み合わせは1.53/1.53であるため、測定値+0.2%とすることで1.50/1.53での偏光板の透過率に換算可能である。HC層付TACフィルム単体の透過率は、屈折率の組み合わせが1.50/1.53であるので、補正は行わなかった。
(3)偏光度低下率
実施例および比較例で得られた位相差層付偏光板を、85℃・85%RHの環境下で48時間の信頼性試験に供した。信頼性試験後の位相差層付偏光板における偏光膜の偏光度をP48、初期偏光度をP0として、下記式から偏光度低下率ΔPを求めた。なお、初期偏光度P0は、上記(2)で求められた偏光度である。
ΔP(%)=P0-P48
1.偏光膜の作製
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(日本合成化学工業社製、商品名「ゴーセファイマー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重量部を添加して水に溶解し、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)が所望の値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℃の水溶液(ホウ酸濃度4.0重量%、ヨウ化カリウム5.0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の偏光膜を形成した。
長尺状のTACフィルム(コニカミノルタ社製、商品名「KC-2UA」、厚み25μm)に厚み7μm、屈折率1.53のHC層を形成したHC-TACフィルムをロール搬送しながら液温25℃の染色浴(ヨウ素濃度1.0重量%のヨウ素水溶液)に浸漬した。浸漬時間は180秒であった。得られた染色TACフィルムのヨウ素含有量(蛍光X線によるヨウ素検出量)は0.058kcpsであった。なお、ヨウ素含有量は、走査型蛍光X線分析装置(リガク社製、「ZSX Primus IV」)により測定した。
上記1.で得られた偏光膜の表面(樹脂基材とは反対側の面)に、上記2.で得られたHC層付染色TACフィルムを、紫外線硬化型接着剤を介して貼り合せた。具体的には、硬化型接着剤の総厚みが1.0μm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TACフィルム側から照射して接着剤を硬化させた。次いで、両端部をスリットした後に、樹脂基材を剥離し、保護層(染色TACフィルム)/接着層/偏光膜の構成を有する長尺状の偏光板(幅:1300mm)を得た。偏光板(実質的には、偏光膜)の単体透過率は43.2%であり、偏光度は99.995%であった。
4-1.ポリエステルカーボネート系樹脂の重合
撹拌翼および100℃に制御された還流冷却器を具備した縦型反応器2器からなるバッチ重合装置を用いて重合を行った。ビス[9-(2-フェノキシカルボニルエチル)フルオレン-9-イル]メタン29.60質量部(0.046mol)、イソソルビド(ISB)29.21質量部(0.200mol)、スピログリコール(SPG)42.28質量部(0.139mol)、ジフェニルカーボネート(DPC)63.77質量部(0.298mol)及び触媒として酢酸カルシウム1水和物1.19×10-2質量部(6.78×10-5mol)を仕込んだ。反応器内を減圧窒素置換した後、熱媒で加温を行い、内温が100℃になった時点で撹拌を開始した。昇温開始40分後に内温を220℃に到達させ、この温度を保持するように制御すると同時に減圧を開始し、220℃に到達してから90分で13.3kPaにした。重合反応とともに副生するフェノール蒸気を100℃の還流冷却器に導き、フェノール蒸気中に若干量含まれるモノマー成分を反応器に戻し、凝縮しないフェノール蒸気は45℃の凝縮器に導いて回収した。第1反応器に窒素を導入して一旦大気圧まで復圧させた後、第1反応器内のオリゴマー化された反応液を第2反応器に移した。次いで、第2反応器内の昇温および減圧を開始して、50分で内温240℃、圧力0.2kPaにした。その後、所定の攪拌動力となるまで重合を進行させた。所定動力に到達した時点で反応器に窒素を導入して復圧し、生成したポリエステルカーボネート系樹脂を水中に押し出し、ストランドをカッティングしてペレットを得た。
得られたポリエステルカーボネート系樹脂(ペレット)を80℃で5時間真空乾燥をした後、単軸押出機(東芝機械社製、シリンダー設定温度:250℃)、Tダイ(幅200mm、設定温度:250℃)、チルロール(設定温度:120~130℃)および巻取機を備えたフィルム製膜装置を用いて、厚み135μmの長尺状の樹脂フィルムを作製した。得られた長尺状の樹脂フィルムを、幅方向に、延伸温度133℃、延伸倍率2.8倍で延伸し、厚み48μmの位相差フィルムを得た。得られた位相差フィルムのRe(550)は144nmであり、Re(450)/Re(550)は0.82であり、Nz係数は1.12であった。
上記3.で得られた偏光板の偏光膜表面に、上記4.で得られた位相差フィルムを、アクリル系粘着剤(厚み5μm)を介して貼り合わせた。このとき、偏光膜の吸収軸と位相差フィルムの遅相軸とが45°の角度をなすようにして貼り合わせた。このようにして、保護層/接着層/偏光膜/粘着剤層/位相差層の構成を有する位相差層付偏光板を得た。得られた位相差層付偏光板の総厚みは84μmであった。得られた位相差層付偏光板を上記(3)の評価に供した。結果を表1に示す。
染色時間を300秒としたこと以外は実施例1-1と同様にしてTACフィルムを染色した。得られた染色TACフィルムのヨウ素含有量は0.090kcpsであった。この染色TACフィルムを用いたこと以外は実施例1-1と同様にして位相差層付偏光板を作製した。得られた位相差層付偏光板を実施例1-1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
染色時間を600秒としたこと以外は実施例1-1と同様にしてTACフィルムを染色した。得られた染色TACフィルムのヨウ素含有量は0.140kcpsであった。この染色TACフィルムを用いたこと以外は実施例1-1と同様にして位相差層付偏光板を作製した。得られた位相差層付偏光板を実施例1-1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
染色しないTACフィルムを用いたこと以外は実施例1-1と同様にして位相差層付偏光板を作製した。染色しないTACフィルムにおいてヨウ素は検出されなかった。得られた位相差層付偏光板を実施例1-1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
染色条件を調整して単体透過率が43.7%の偏光膜を作製した。この偏光膜を用いたこと以外は実施例1-2と同様にして位相差層付偏光板を作製した。得られた位相差層付偏光板を実施例1-1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
染色しないTACフィルムを用いたこと以外は実施例2と同様にして位相差層付偏光板を作製した。得られた位相差層付偏光板を実施例1-1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
表1から明らかなように、本発明の実施例によれば、保護層として染色TACフィルムを用いることにより、高温高湿環境下における偏光度の低下を顕著に抑制することができる。
11 偏光膜
12 視認側保護層
13 内側保護層
20 位相差層
100 位相差層付偏光板
101 位相差層付偏光板
Claims (9)
- 偏光膜と該偏光膜の少なくとも片側に配置された保護層とを含み、
該偏光膜の厚みが8μm以下であり、
該保護層がヨウ素により染色されたトリアセチルセルロースフィルムで構成され、蛍光X線でのヨウ素検出量として0.02kcps以上のヨウ素を含有する、
偏光板。 - 初期単体透過率が43.0%~43.5%であり、85℃・85%RHの環境下に48時間保持したときの偏光度低下率が0.75%以下である、請求項1に記載の偏光板。
- 初期単体透過率が43.5%より大きく44.0%以下であり、85℃・85%RHの環境下に48時間保持したときの偏光度低下率が2.0%以下である、請求項1に記載の偏光板。
- 長尺状の熱可塑性樹脂基材の片側に、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、
該積層体に染色処理および延伸処理を施し、ポリビニルアルコール系樹脂層を偏光膜とすること、
トリアセチルセルロースフィルムをヨウ素により染色すること、および、
該染色したトリアセチルセルロースフィルムを該偏光膜に貼り合わせること、
を含む、請求項1から3のいずれかに記載の偏光板の製造方法。 - 前記染色が、前記トリアセチルセルロースフィルムをヨウ素濃度0.1重量%以上のヨウ素水溶液に浸漬することを含む、請求項4に記載の偏光板の製造方法。
- 請求項1から3のいずれかに記載の偏光板と、該偏光板の視認側と反対側に配置された位相差層と、を含み、
該位相差層のRe(550)が100nm~190nmであり、Re(450)/Re(550)が0.8以上1未満であり、
該位相差層の遅相軸と該偏光板の偏光膜の吸収軸とのなす角度が40°~50°である、
位相差層付偏光板。 - 請求項1から3のいずれかに記載の偏光板と、該偏光板の視認側と反対側に配置された位相差層と、を含み、
該位相差層が、第1の液晶化合物の配向固化層と第2の液晶化合物の配向固化層との積層構造を有し、
該第1の液晶化合物の配向固化層のRe(550)が200nm~300nmであり、その遅相軸と前記偏光膜の吸収軸とのなす角度が10°~20°であり、
該第2の液晶化合物の配向固化層のRe(550)が100nm~190nmであり、その遅相軸と該偏光膜の吸収軸とのなす角度が70°~80°である、
位相差層付偏光板。 - 請求項1から3のいずれかに記載の偏光板を備える、画像表示装置。
- 請求項6または7に記載の位相差層付偏光板を備える、画像表示装置。
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