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

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 Download PDF

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Description

本発明は、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に関する。
近年、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、無機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。画像表示装置には、代表的には偏光板および位相差板が用いられている。実用的には、偏光板と位相差板とを一体化した位相差層付偏光板が広く用いられているところ(例えば、特許文献1)、最近、画像表示装置の薄型化への要望が強くなるに伴って、偏光板および位相差層付偏光板についても薄型化の要望が強まっている。偏光板および位相差層付偏光板の薄型化の手段の1つとして、偏光膜の薄型化が挙げられる。しかし、薄型の偏光膜を含む偏光板または位相差層付偏光板を画像表示装置に用いると、反射色相が青味を帯びるという問題がある。さらに、薄型の偏光膜の保護層としてトリアセチルセルロース(TAC)フィルムを用いた場合、高温高湿環境下において光学特性が低下するという問題がある。
特許第3325560号公報
本発明は上記従来の課題を解決するためになされたものであり、その主たる目的は、高温高湿環境下においても優れた光学特性を維持し得る偏光板およびその簡便安価な製造方法を提供することにある。
本発明の実施形態による偏光板は、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、該偏光膜の厚みは8μm以下であり、該保護層は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。
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。
本発明によれば、偏光膜の保護層としてヨウ素染色されたトリアセチルセルロールフィルムを用いることにより、高温高湿環境下においても優れた光学特性を維持し得る偏光板を実現することができる。
本発明の実施形態による偏光板または位相差層付偏光板に用いられる偏光膜の製造方法における加熱ロールを用いた乾燥収縮処理の一例を示す概略図である。 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。 本発明の別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。
以下、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。
(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。
A.偏光板
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。
1つの実施形態においては、偏光板(実質的には、偏光膜)は、初期単体透過率が43.0%~43.5%である。この場合、偏光板を85℃・85%RHの環境下に48時間保持したときの偏光度低下率は、好ましくは0.75%以下であり、より好ましくは0.65%以下であり、さらに好ましくは0.50%以下であり、特に好ましくは0.25%以下である。偏光度低下率は小さいほど好ましく、理想的にはゼロである。本発明の実施形態によれば、保護層として上記のような染色TACフィルムを用いることにより、例えば厚みが8μm以下の薄型偏光膜を含む偏光板であっても、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、保護層としてTACフィルムを用いてこのような優れた効果を達成したことは、技術的意味が大きい。すなわち、TACフィルムは加工性が高く、近年要望が高まっている異形加工(例えば、貫通孔および/または外縁部のノッチの形成)において優れた効果を発揮し得る。一方で、TACフィルムは透湿度が高いので、ヨウ素濃度が高い薄型偏光膜の保護層として用いると、特に高湿環境下において偏光板(実質的には、偏光膜)の光学特性が低下するという問題がある。本発明の実施形態によれば、染色TACフィルムを用いることにより、TACフィルムの優れた効果(代表的には、加工性)を維持しつつ、高温高湿環境下において偏光板(実質的には、偏光膜)の光学特性の低下を顕著に抑制することができる。
1つの実施形態においては、偏光板(実質的には、偏光膜)は、初期単体透過率が43.5%より大きく44.0%以下である。この場合、偏光板を85℃・85%RHの環境下に48時間保持したときの偏光度低下率は、好ましくは3.5%以下であり、より好ましくは3.0%以下であり、さらに好ましくは2.5%以下であり、特に好ましくは2.0%以下である。偏光度低下率は小さいほど好ましく、理想的にはゼロである。
A-1.偏光膜
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。
偏光膜は、好ましくは、波長380nm~780nmのいずれかの波長で吸収二色性を示す。偏光膜の単体透過率は、好ましくは42.0%以上であり、より好ましくは42.5%以上であり、さらに好ましくは43.0%以上である。一方、単体透過率は、好ましくは47.0%以下であり、より好ましくは46.0%以下である。偏光膜の偏光度は、好ましくは99.95%以上であり、より好ましくは99.99%以上である。一方、偏光度は、好ましくは99.998%以下である。本発明の実施形態に用いられる偏光膜は、このように、高い単体透過率と高い偏光度とを両立し得る。上記単体透過率は、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たY値である。また、単体透過率は、偏光板の一方の表面の屈折率を1.50、もう一方の表面の屈折率を1.53に換算した時の値である。上記偏光度は、代表的には、紫外可視分光光度計を用いて測定して視感度補正を行なった平行透過率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。
偏光度(%)={(Tp-Tc)/(Tp+Tc)}1/2×100
1つの実施形態においては、8μm以下の薄型の偏光膜の透過率は、代表的には、偏光膜(表面の屈折率:1.53)と保護フィルム(屈折率:1.50)との積層体を測定対象として、紫外可視分光光度計を用いて測定される。偏光膜の表面の屈折率および/または保護フィルムの空気界面に接する表面の屈折率に応じて、各層の界面での反射率が変化し、その結果、透過率の測定値が変化する場合がある。したがって、例えば、屈折率が1.50ではない保護フィルムを用いる場合、保護フィルムの空気界面に接する表面の屈折率に応じて透過率の測定値を補正してもよい。具体的には、透過率の補正値Cは、保護フィルムと空気層との界面における透過軸に平行な偏光の反射率R(透過軸反射率)を用いて、以下の式で表わされる。
C=R-R
=((1.50-1)/(1.50+1))×(T/100)
=((n-1)/(n+1))×(T/100)
ここで、R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、nは使用する保護フィルムの屈折率であり、T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T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。
偏光膜のヨウ素濃度は、好ましくは4.0重量%以上であり、より好ましくは4.5重量%~7.0重量%であり、さらに好ましくは5.0重量%~8.0重量%である。本発明の実施形態によれば、染色TACフィルムを用いることにより、このようなヨウ素濃度を有する薄型偏光膜を含む偏光板であっても、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。
偏光膜は、単一の樹脂フィルムを用いて作製されてもよく、二層以上の積層体を用いて作製されてもよい。
積層体を用いて得られる偏光膜の具体例としては、樹脂基材と当該樹脂基材に塗布形成されたPVA系樹脂層との積層体を用いて得られる偏光膜が挙げられる。樹脂基材と当該樹脂基材に塗布形成されたPVA系樹脂層との積層体を用いて得られる偏光膜は、例えば、PVA系樹脂溶液を樹脂基材に塗布し、乾燥させて樹脂基材上にPVA系樹脂層を形成して、樹脂基材とPVA系樹脂層との積層体を得ること;当該積層体を延伸および染色してPVA系樹脂層を偏光膜とすること;により作製され得る。本実施形態においては、延伸は、代表的には積層体をホウ酸水溶液中に浸漬させて延伸することを含む。さらに、延伸は、必要に応じて、ホウ酸水溶液中での延伸の前に積層体を高温(例えば、95℃以上)で空中延伸することをさらに含み得る。
より詳細には、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、上記積層体に、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。これにより、厚みが8μm以下であり、かつ、優れた光学特性を有する偏光膜が提供され得る。すなわち、補助延伸を導入することにより、熱可塑性樹脂上にPVAを塗布する場合でも、PVA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。さらに、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。さらに、乾燥収縮処理により積層体を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。偏光膜の製造方法の詳細については、B項で後述する。
A-2.保護層
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。
視認側保護層および内側保護層が配置され、その一方のみが染色TACフィルムで構成される場合、他方の保護層は、偏光膜の保護層として使用できる任意の適切なフィルムで形成される。当該フィルムの主成分となる材料の具体例としては、トリアセチルセルロース(TAC)等のセルロース系樹脂や、ポリエステル系、ポリビニルアルコール系、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、ポリノルボルネン系、ポリオレフィン系、(メタ)アクリル系、アセテート系等の透明樹脂等が挙げられる。また、(メタ)アクリル系、ウレタン系、(メタ)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挙げられる。この他にも、例えば、シロキサン系ポリマー等のガラス質系ポリマーも挙げられる。また、特開2001-343529号公報(WO01/37007)に記載のポリマーフィルムも使用できる。このフィルムの材料としては、例えば、側鎖に置換または非置換のイミド基を有する熱可塑性樹脂と、側鎖に置換または非置換のフェニル基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使用でき、例えば、イソブテンと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有する樹脂組成物が挙げられる。当該ポリマーフィルムは、例えば、上記樹脂組成物の押出成形物であり得る。
染色TACフィルムの波長400nmにおける透過率は、代表的には上記のとおり65%以下であり、好ましくは60%以下であり、より好ましくは55%以下であり、さらに好ましくは40%以下であり、特に好ましくは35%以下である。当該透過率の下限は、例えば0.1%であり得る。当該透過率がこのような範囲であれば、反射色相をさらに優れたものとすることができる。さらに、染色TACフィルムのY値透過率は、代表的には上記のとおり80%以上であり、好ましくは85%以上であり、より好ましくは90%以上である。Y値透過率は高いほど好ましい。Y値透過率の上限は、例えば98%であり得る。波長400nmにおける透過率は顕著に減少する一方で、Y値透過率が高い値を維持し得ることが、染色TACフィルムの特徴の1つである。
このような染色TACフィルムによる上記のような効果は、以下のメカニズムに起因すると推定される:薄型偏光膜はヨウ素含有量(絶対量)が小さい。本発明の実施形態に用いられる偏光膜は、後述のB項に記載するような方法で製造することにより、ヨウ素含有量(絶対量)が小さいにもかかわらず可視光の吸収に寄与するPVA-I 錯体およびPVA-I 錯体の源となるI イオンおよびI イオンの総量を所望の範囲に維持することができるので、薄型でありながら単体透過率および偏光度を高いレベルで維持することができる。とはいえ、ヨウ素含有量(絶対量)が小さいことに起因して、薄型偏光膜は短波長(例えば、400nm以下)の光の吸収が小さくなる傾向がある。本発明の実施形態によれば、保護層として染色TACフィルムを用いることにより、保護層が短波長の光を吸収することができる。その結果、偏光板全体として短波長の光を十分に吸収することができ、薄型偏光膜の短波長の吸収性を補填することができる。その結果、本発明の実施形態に用いられる薄型偏光膜の優れた特性を維持しつつ、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。さらに、薄型偏光膜中にヨウ素を過剰に含有させるとPVA-ヨウ素錯体を形成するので、Y値透過率も同時に低下してしまう。一方、TACフィルム中ではヨウ素は錯体化しないので、ヨウ素の吸収は短波長に限定され、Y値透過率を維持したまま、短波長の透過率を抑制することが可能である。なお、本明細書において「ヨウ素含有量(絶対量)」と「ヨウ素濃度」は異なる意味を有する。すなわち、薄型偏光膜においては、ヨウ素濃度(ヨウ素密度)は高くなる一方で、厚みが格段に薄いことにより偏光膜中のヨウ素の絶対量は小さくなる。
染色TACフィルムは、代表的には上記のとおり、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。染色TACフィルムのヨウ素含有量(蛍光X線でのヨウ素検出量)は、好ましくは0.05kcps以上であり、より好ましくは0.08kcps以上であり、さらに好ましくは0.12kcps以上である。染色TACフィルムのヨウ素含有量は、例えば0.5kcps以下であり得る。染色TACフィルムのヨウ素含有量がこのような範囲であれば、高温高湿環境下において偏光板(実質的には、偏光膜)の光学特性の低下を顕著に抑制することができる。より詳細には以下のとおりである。本発明の実施形態に用いられるような高特性の薄型偏光膜は、通常の偏光子と比較して偏光膜中のヨウ素濃度が高いため、高温高湿環境下において信頼性の低下が顕著である。特に、保護層としてTACフィルムを用いたときにその傾向は顕著になる。その理由の一つとして、偏光膜中のヨウ素がTACフィルム中および/または接着剤層・粘着剤層へ移行することが原因であることがわかった。そこで、TACフィルムを事前にヨウ素で染色し、このような染色TACフィルム(所定量以上のヨウ素を含む)を保護層として用いることにより、偏光膜からTACフィルムへ移行するヨウ素を抑制することが可能になり、偏光板の光学信頼性の低下が防ぐことが可能となる。
視認側保護層には、必要に応じて、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、アンチグレア処理等の表面処理が施されていてもよい。さらに/あるいは、視認側保護層には、必要に応じて、偏光サングラスを介して視認する場合の視認性を改善する処理(代表的には、(楕)円偏光機能を付与すること、超高位相差を付与すること)が施されていてもよい。このような処理を施すことにより、偏光サングラス等の偏光レンズを介して表示画面を視認した場合でも、優れた視認性を実現することができる。したがって、偏光板または位相差層付偏光板は、屋外で用いられ得る画像表示装置にも好適に適用され得る。
視認側保護層の厚みは、好ましくは5μm~80μm、より好ましくは10μm~40μm、さらに好ましくは10μm~35μmである。なお、表面処理が施されている場合、視認側保護層の厚みは、表面処理層の厚みを含めた厚みである。
内側保護層は、1つの実施形態においては、光学的に等方性であることが好ましい。本明細書において「光学的に等方性である」とは、面内位相差Re(550)が0nm~10nmであり、厚み方向の位相差Rth(550)が-10nm~+10nmであることをいう。内側保護層は、1つの実施形態においては、任意の適切な位相差値を有する位相差層であり得る。この場合、位相差層の面内位相差Re(550)は、例えば110nm~150nmである。内側保護層の厚みは、好ましくは5μm~80μm、より好ましくは10μm~40μm、さらに好ましくは10μm~30μmである。上記のとおり、薄型化および軽量化の観点からは、好ましくは、内側保護層は省略され得る。
B.偏光板の製造方法
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。
B-1-1.積層体の作製
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。
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。
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。
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。
B-1-1-1.熱可塑性樹脂基材
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。
B-1-1-2.塗布液
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。
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。
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。PVA系樹脂の詳細は、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。
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。
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。
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、熱可塑性樹脂基材と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、熱可塑性樹脂基材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。
B-1-2.空中補助延伸処理
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。
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得る。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得る。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。
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。
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。
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=(I/I
ただし、
:測定光を入射して測定したときの1141cm-1の強度
:測定光を入射して測定したときの1440cm-1の強度
である。
B-1-3.不溶化処理、染色処理および架橋処理
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。
B-1-4.水中延伸処理
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。
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。
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。
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2.5重量部~6重量部であり、特に好ましくは3重量部~5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。
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。
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。
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。
B-1-5.乾燥収縮処理
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。
図1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。
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することができるとともに、耐久性に極めて優れた光学積層体を製造することができる。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。
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。
B-1-6.その他の処理
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。
以上のようにして、熱可塑性樹脂基材/偏光膜の積層体が作製され得る。
B-2.TACフィルムの染色
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。
B-3.偏光板の作製
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.位相差層付偏光板
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。
図3に示すように、別の実施形態による位相差層付偏光板101においては、別の位相差層50ならびに/あるいは導電層または導電層付等方性基材60が設けられてもよい。別の位相差層50ならびに導電層または導電層付等方性基材60は、代表的には、位相差層20の偏光板10と反対側(視認側と反対側)に設けられる。別の位相差層は、代表的には、屈折率特性がnz>nx=nyの関係を示す。別の位相差層50ならびに導電層または導電層付等方性基材60は、代表的には、位相差層20側からこの順に設けられる。別の位相差層50ならびに導電層または導電層付等方性基材60は、代表的には、必要に応じて設けられる任意の層であり、いずれか一方または両方が省略されてもよい。なお、便宜上、位相差層20を第1の位相差層と称し、別の位相差層50を第2の位相差層と称する場合がある。なお、導電層または導電層付等方性基材が設けられる場合、位相差層付偏光板は、画像表示セル(例えば、有機ELセル)と偏光板との間にタッチセンサが組み込まれた、いわゆるインナータッチパネル型入力表示装置に適用され得る。
本発明の実施形態においては、第1の位相差層20のRe(550)は100nm~190nmであり、Re(450)/Re(550)は0.8以上1未満である。さらに、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は40°~50°である。
上記の実施形態は適宜組み合わせてもよく、上記の実施形態における構成要素に当業界で自明の改変を加えてもよい。例えば、第2の位相差層50の外側に導電層付等方性基材60を設ける構成を、光学的に等価な構成(例えば、第2の位相差層と導電層との積層体)に置き換えてもよい。
位相差層付偏光板は、その他の位相差層をさらに含んでいてもよい。その他の位相差層の光学的特性(例えば、屈折率特性、面内位相差、Nz係数、光弾性係数)、厚み、配置位置等は、目的に応じて適切に設定され得る。
位相差層付偏光板は、枚葉状であってもよく長尺状であってもよい。本明細書において「長尺状」とは、幅に対して長さが十分に長い細長形状を意味し、例えば、幅に対して長さが10倍以上、好ましくは20倍以上の細長形状を含む。長尺状の位相差層付偏光板は、ロール状に巻回可能である。位相差層付偏光板が長尺状である場合、偏光板および位相差層も長尺状である。この場合、偏光膜は、好ましくは長尺方向に吸収軸を有する。第1の位相差層は、好ましくは、長尺方向に対して40°~50°の角度をなす方向に遅相軸を有する斜め延伸フィルムである。偏光膜および第1の位相差層がこのような構成であれば、位相差層付偏光板をロールトゥロールにより作製することができる。
実用的には、位相差層の偏光板と反対側には粘着剤層(図示せず)が設けられ、位相差層付偏光板は画像表示セルに貼り付け可能とされている。さらに、粘着剤層の表面には、位相差層付偏光板が使用に供されるまで、剥離フィルムが仮着されていることが好ましい。剥離フィルムを仮着することにより、粘着剤層を保護するとともに、ロール形成が可能となる。
位相差層付偏光板の総厚みは、好ましくは140μm以下であり、より好ましくは120μm以下であり、さらに好ましくは100μm以下であり、さらにより好ましくは90μm以下であり、さらにより好ましくは85μm以下である。総厚みの下限は、例えば80μmであり得る。本発明の実施形態によれば、このようにきわめて薄い位相差層付偏光板を実現することができる。このような位相差層付偏光板は、きわめて優れた可撓性および折り曲げ耐久性を有し得る。このような位相差層付偏光板は、湾曲した画像表示装置および/または屈曲もしくは折り曲げ可能な画像表示装置に特に好適に適用され得る。なお、位相差層付偏光板の総厚みとは、位相差層付偏光板をパネルやガラス等の外部被着体と密着させるための粘着剤層を除き、位相差層付偏光板を構成するすべての層の厚みの合計をいう(すなわち、位相差層付偏光板の総厚みは、位相差層付偏光板を画像表示セル等の隣接部材に貼り付けるための粘着剤層およびその表面に仮着され得る剥離フィルムの厚みを含まない)。
以下、第1の位相差層、第2の位相差層、ならびに、導電層または導電層付等方性基材について具体的に説明する。なお、第1の位相差層は、液晶化合物の配向固化層(以下、液晶配向固化層)であってもよい。液晶配向固化層については、第1の位相差層の変形例としてC-4項で説明する。
C-2.第1の位相差層
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1の位相差層は、好ましくは屈折率特性がnx>ny≧nzの関係を示す。第1の位相差層は、代表的には偏光板に反射防止特性を付与するために設けられ、1つの実施形態においてはλ/4板として機能し得る。この場合、第1の位相差層の面内位相差Re(550)は、上記のとおり100nm~190nmであり、好ましくは110nm~170nmであり、より好ましくは130nm~160nmである。なお、ここで「ny=nz」はnyとnzが完全に等しい場合だけではなく、実質的に等しい場合を包含する。したがって、本発明の効果を損なわない範囲で、ny<nzとなる場合があり得る。
第1の位相差層のNz係数は、好ましくは0.9~3、より好ましくは0.9~2.5、さらに好ましくは0.9~1.5、特に好ましくは0.9~1.3である。このような関係を満たすことにより、得られる位相差層付偏光板を画像表示装置に用いた場合に、非常に優れた反射色相を達成し得る。
第1の位相差層は、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してもよく、位相差値が測定光の波長に応じて小さくなる正の波長分散特性を示してもよく、位相差値が測定光の波長によってもほとんど変化しないフラットな波長分散特性を示してもよい。1つの実施形態においては、第1の位相差層は、逆分散波長特性を示す。この場合、位相差層のRe(450)/Re(550)は、上記のとおり0.8以上1未満であり、好ましくは0.8以上0.95以下である。このような構成であれば、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の位相差層は、光弾性係数の絶対値が好ましくは2×10-11/N以下、より好ましくは2.0×10-13/N~1.5×10-11/N、さらに好ましくは1.0×10-12/N~1.2×10-11/Nの樹脂を含む。光弾性係数の絶対値がこのような範囲であれば、加熱時の収縮応力が発生した場合に位相差変化が生じにくい。その結果、得られる画像表示装置の熱ムラが良好に防止され得る。
第1の位相差層は、代表的には樹脂フィルムの延伸フィルムで構成される。第1の位相差層の厚みは、好ましくは70μm以下であり、より好ましくは45μm~60μmである。第1の位相差層の厚みがこのような範囲であれば、加熱時のカールを良好に抑制しつつ、貼り合わせ時のカールを良好に調整することができる。
第1の位相差層20は、上記の特性を満足し得る任意の適切な樹脂フィルムで構成され得る。そのような樹脂の代表例としては、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。第1の位相差層が逆分散波長特性を示す樹脂フィルムで構成される場合、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)が好適に用いられ得る。
上記ポリカーボネート系樹脂としては、本発明の効果が得られる限りにおいて、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、第1の位相差層に好適に用いられ得るポリカーボネート系樹脂および第1の位相差層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。
C-3.第2の位相差層
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。
nz>nx=nyの屈折率特性を有する第2の位相差層は、任意の適切な材料で形成され得る。第2の位相差層は、好ましくは、ホメオトロピック配向に固定された液晶材料を含むフィルムからなる。ホメオトロピック配向させることができる液晶材料(液晶化合物)は、液晶モノマーであっても液晶ポリマーであってもよい。当該液晶化合物および当該位相差層の形成方法の具体例としては、特開2002-333642号公報の[0020]~[0028]に記載の液晶化合物および当該位相差層の形成方法が挙げられる。この場合、第2の位相差層の厚みは、好ましくは0.5μm~10μmであり、より好ましくは0.5μm~8μmであり、さらに好ましくは0.5μm~5μmである。
C-4.第1の位相差層の変形例
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。
C-5.導電層または導電層付等方性基材
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。
導電層が金属酸化物を含む場合、該導電層の厚みは、好ましくは50nm以下であり、より好ましくは35nm以下である。導電層の厚みの下限は、好ましくは10nmである。
導電層は、上記基材から第1の位相差層(または、存在する場合には第2の位相差層)に転写されて導電層単独で位相差層付偏光板の構成層とされてもよく、基材との積層体(導電層付基材)として第1の位相差層(または、存在する場合には第2の位相差層)に積層されてもよい。好ましくは、上記基材は光学的に等方性であり、したがって、導電層は導電層付等方性基材として位相差層付偏光板に用いられ得る。
光学的に等方性の基材(等方性基材)としては、任意の適切な等方性基材を採用し得る。等方性基材を構成する材料としては、例えば、ノルボルネン系樹脂やオレフィン系樹脂などの共役系を有さない樹脂を主骨格としている材料、ラクトン環やグルタルイミド環などの環状構造をアクリル系樹脂の主鎖中に有する材料などが挙げられる。このような材料を用いると、等方性基材を形成した際に、分子鎖の配向に伴う位相差の発現を小さく抑えることができる。等方性基材の厚みは、好ましくは50μm以下であり、より好ましくは35μm以下である。等方性基材の厚みの下限は、例えば20μmである。
上記導電層および/または上記導電層付等方性基材の導電層は、必要に応じてパターン化され得る。パターン化によって、導通部と絶縁部とが形成され得る。結果として、電極が形成され得る。電極は、タッチパネルへの接触を感知するタッチセンサ電極として機能し得る。パターニング方法としては、任意の適切な方法を採用し得る。パターニング方法の具体例としては、ウエットエッチング法、スクリーン印刷法が挙げられる。
D.画像表示装置
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。
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。各特性の測定方法は以下の通りである。なお、特に明記しない限り、実施例および比較例における「部」および「%」は重量基準である。
(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P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Pは、上記(2)で求められた偏光度である。
ΔP(%)=P-P48
[実施例1-1]
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。
2.TACフィルムの染色
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。
3.偏光板の作製
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.位相差層を構成する位相差フィルムの作製
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。
4-2.位相差フィルムの作製
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。
5.位相差層付偏光板の作製
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。
[実施例1-2]
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。
[実施例1-3]
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。
[比較例1]
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。
[実施例2]
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。
[比較例2]
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。
Figure 0007240364000001
[評価]
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。
本発明の位相差層付偏光板は、液晶表示装置、有機EL表示装置および無機EL表示装置用の円偏光板として好適に用いられる。
10 偏光板
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)

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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。
  5. 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。
  6. 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。
  7. 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。
  8. 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。
  9. 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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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005043401A (ja) 2003-07-22 2005-02-17 Konica Minolta Opto Inc 低反射偏光板、その製造方法及びそれを用いた液晶表示装置
JP2006508403A (ja) 2003-02-06 2006-03-09 エルジ・ケム・リミテッド 一体型偏光板およびその製造方法
JP2011162588A (ja) 2010-02-04 2011-08-25 Fujifilm Corp ロール状フィルムおよびロール状フィルムの製造方法
JP2014193959A (ja) 2013-03-28 2014-10-09 Oji Holdings Corp 植物繊維含有樹脂組成物及びその製造方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW424154B (en) 1998-10-30 2001-03-01 Teijin Ltd Phase film and optical device using same
JP2002236214A (ja) * 2001-02-08 2002-08-23 Nitto Denko Corp 偏光フィルム及びそれを用いた偏光板、液晶表示装置
CN101726764A (zh) * 2008-10-17 2010-06-09 金泰德 一种偏光镜片及其制造方法
JP2016027398A (ja) * 2014-06-26 2016-02-18 富士フイルム株式会社 偏光板保護フィルム、積層体、偏光板および表示装置
KR20210063325A (ko) * 2018-09-25 2021-06-01 닛토덴코 가부시키가이샤 편광판 및 이의 제조 방법, 및 해당 편광판을 포함하는 화상 표시 장치
JP7355582B2 (ja) * 2018-10-15 2023-10-03 日東電工株式会社 位相差層付偏光板およびそれを用いた画像表示装置
TW202030081A (zh) * 2018-11-12 2020-08-16 日商日東電工股份有限公司 偏光薄膜、積層偏光薄膜、影像顯示面板及影像顯示裝置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006508403A (ja) 2003-02-06 2006-03-09 エルジ・ケム・リミテッド 一体型偏光板およびその製造方法
JP2005043401A (ja) 2003-07-22 2005-02-17 Konica Minolta Opto Inc 低反射偏光板、その製造方法及びそれを用いた液晶表示装置
JP2011162588A (ja) 2010-02-04 2011-08-25 Fujifilm Corp ロール状フィルムおよびロール状フィルムの製造方法
JP2014193959A (ja) 2013-03-28 2014-10-09 Oji Holdings Corp 植物繊維含有樹脂組成物及びその製造方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
TASHIRO Kohji, GAKHUTISHVILI Marina,Crystal structure of cellulose-iodine complex,Polymer,Vol. 171,Elsevier,2019年03月21日,pp.140-148

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