JP2002236214A - 偏光フィルム及びそれを用いた偏光板、液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 寸法収縮の少ない偏光フィルム、加熱ストレ
スがかかった時の寸法変化が少ない偏光板、及びこれを
備えた液晶表示装置を提供する。 【解決手段】 結晶化度３８％以下のポリビニルアルコ
ール系フィルムに、ヨウ素または二色性染料を吸着配向
させて偏光フィルムとする。前記ポリビニルアルコール
系フィルムを、ヨウ素または二色性染料含有水溶液中で
一軸延伸し、望ましくはさらに該フィルムをホウ素化合
物含有水溶液中で一軸延伸して得られうる偏光フィルム
が好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置など
に用いられる偏光フィルム、及びそれを用いた偏光板、
液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は、卓上電子計算機、電子
時計、パーソナルコンピューター、ワードプロセッサ、
自動車や機械の計器類等に使用されており、この液晶表
示装置には偏光板が使用されている。偏光板としては、
ヨウ素又は二色性染料を吸着配向させたポリビニルアル
コール系フィルムの偏光フィルム（偏光子）の両面に、
トリアセチルセルロース等の保護フィルムを積層したも
の等が使用されており、明るく、高いコントラストを有
する液晶表示装置を提供するために、高い透過率と高い
偏光度を兼ね備えた偏光板が必要とされている。

【０００３】偏光フィルムは、例えば、ポリビニルアル
コール（以下、ＰＶＡと略称することがある。）フィル
ムを、二色性を有するヨウ素又は二色性染料で染色し、
分子を配列させるために延伸し、延伸した状態を保持す
るためにホウ酸やホウ砂等の架橋剤で架橋し、乾燥させ
た後、トリアセチルセルロース（以下、ＴＡＣと略称す
ることがある。）フィルム等の保護フィルムと貼り合わ
せて製造されている。

【０００４】ところで、ＰＶＡフィルムを染色、架橋、
延伸、乾燥して形成した偏光フィルムには、その延伸時
に発生した応力が残留している。そのため、偏光板に加
熱ストレスがかかった場合には、偏光フィルムがその残
留応力に耐え切れずに収縮、変形等を起こす。これによ
り、偏光板自体も寸法変化を起こし、液晶表示装置の色
相の変化等が生じるという問題がある。特に、プラスチ
ック基板を用いた液晶表示装置の場合、プラスチック基
板はガラス基板に比べて比重が小さく薄いため、かなり
の軽量化と薄型化が図れる利点があるが、一方、プラス
チックはガラスと比較して、熱膨張係数が１桁以上大き
く、寸法変化し易いという欠点があるため、寸法変化の
少ない偏光板が望まれている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そこで、前記従来の問
題を解決するため、鋭意検討した結果、結晶化度が一定
値以下のポリビニルアルコール系フィルムを使用するこ
とにより、偏光板に加熱ストレスがかかった時の偏光子
の収縮を抑制することができ、偏光板の寸法変化が少な
くなることを見出し、本発明を完成するに至った。すな
わち、本発明は、寸法収縮の少ない偏光フィルム、加熱
ストレスがかかった時の寸法変化が少ない偏光板、及び
これを備えた液晶表示装置を提供することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明の偏光フィルムは、結晶化度３８％以下のポ
リビニルアルコール系フィルムに、ヨウ素または二色性
染料を吸着配向させたことを特徴とする。

【０００７】本発明の偏光フィルムにおいては、結晶化
度３８％以下のポリビニルアルコール系フィルムを、ヨ
ウ素または二色性染料含有水溶液中で一軸延伸して得ら
れうる偏光フィルムであることが好ましい。

【０００８】また、本発明の偏光フィルムにおいては、
前記ポリビニルアルコール系フィルムを、ヨウ素または
二色性染料含有水溶液中で一軸延伸した後、さらに該フ
ィルムをホウ素化合物含有水溶液中で一軸延伸して得ら
れうる偏光フィルムであることが好ましい。

【０００９】また、本発明の偏光板は、前記の偏光フィ
ルムの少なくとも片側に保護フィルムを貼り合せたこと
を特徴とする。

【００１０】また、本発明の偏光板においては、前記保
護フィルムがトリアセチルセルロースフィルムであるこ
とが好ましい。

【００１１】また、本発明の偏光板においては、温度７
０℃で１２０時間加熱した後の吸収軸（ＭＤ）方向の寸
法変化率が、±１．０％以下であることが好ましい。

【００１２】また、本発明の偏光板は、前記の偏光板
と、位相差板、反射板、反透過反射板、視覚補償フィル
ムおよび輝度向上フィルムから選ばれる少なくとも１つ
の光学層との積層体からなることを特徴とする。

【００１３】次に、本発明の液晶表示装置は、前記の偏
光板を液晶セルの少なくとも片側に配置したことを特徴
とする。

【００１４】また、本発明の液晶表示装置においては、
液晶セルがプラスチック基板液晶セルであることが好ま
しい。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の偏光フィルムは、結晶化
度３８％以下のポリビニルアルコール系フィルムに、ヨ
ウ素または二色性染料を吸着配向させたフィルムからな
る。即ち、結晶化度３８％以下のポリビニルアルコール
系フィルムを、二色性を有するヨウ素または二色性染料
等で染色する染色工程、ホウ酸やホウ砂等で架橋する架
橋工程、及び一軸延伸する延伸工程の後に乾燥したもの
であり、染色、架橋、延伸の各工程は、別々に行う必要
はなく同時に行ってもよく、また、各工程の順番も任意
でよい。延伸は同一工程で複数回行ってもよく、異なる
工程に分けて複数回行ってもよい。

【００１６】ヨウ素または二色性染料を吸着配向させる
方法は、特に限定されるものではなく、例えば、未延伸
のポリビニルアルコール系フィルムを乾式または湿式に
て一軸延伸した後ヨウ素または二色性染料含有水溶液に
浸漬する方法、未延伸のポリビニルアルコール系フィル
ムをヨウ素または二色性染料含有水溶液に浸漬した後一
軸延伸する方法、未延伸のポリビニルアルコール系フィ
ルムをヨウ素または二色性染料含有水溶液中で一軸延伸
する方法などを挙げることができる。

【００１７】好ましくは、結晶化度が３８％以下ポリビ
ニルアルコール系フィルムを、ヨウ素または二色性染料
含有水溶液中で一軸延伸し、望ましくはさらに該フィル
ムをホウ素化合物含有水溶液中で一軸延伸して得られう
る偏光フィルムである。

【００１８】本発明において、偏光フィルムに用いるポ
リビニルアルコール系フィルムは、結晶化度３８％以下
であることが必要とされる。結晶化度が３８％を超える
と延伸時に発生する力が増加し、偏光板作製後の残留応
力増加の原因となる。また、結晶化度が低すぎる場合
は、フィルムの延伸が出来ないため、ヨウ素や二色性染
料を吸着配向させることが困難となり、十分な偏光度を
有する偏光フィルムを得ることが困難となるため、結晶
化度は２８〜３８％の範囲であることが好ましく、特に
３２〜３８％の範囲であることが好ましい。

【００１９】本発明で用いるポリビニルアルコール系フ
ィルムの原料となるポリビニルアルコール系樹脂は、通
常、酢酸ビニルを重合したポリ酢酸ビニルをケン化して
製造されるものであるが、これに限定されるものではな
く、酢酸ビニルに少量の不飽和カルボン酸、不飽和スル
ホン酸、カチオン性モノマー等の共重合可能なモノマー
を共重合したもの等であってもよい。ポリビニルアルコ
ール系ポリマーの重合度は、特に制限されず任意のもの
を使用することができるが、フィルムの水への溶解度の
点から、平均重合度１０００〜５０００が好ましく、よ
り好ましくは１４００〜４０００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。

【００２０】ポリビニルアルコール系フィルムは、ポリ
ビニルアルコール系樹脂を水又は有機溶媒に溶解した原
液を流延成膜する流延法、キャスト法、押出法等、任意
の方法で成膜されたものを適宜使用することができる。
ポリビニルアルコール系フィルムの膜厚は、１２０μｍ
以下が好ましく、より好ましくは８０μｍ以下であり、
特に２０〜５０μｍ好ましい。１２０μｍを越えると十
分な光学特性を得ることが困難となり、膜厚が薄すぎる
場合は延伸が困難となるからである。

【００２１】本発明の偏光子を製造する場合、例えば、
上記のポリビニルアルコール系フィルムを、ヨウ素や二
色性染料を含有する１０〜５０℃の水溶液（染色浴）に
１秒〜１０分間、好ましくは５〜１０秒間浸漬して延伸
する。なかでも、ヨウ素による染色処理を施したもの
は、透過率が高く、高偏光度となる、即ち二色性が高い
ため好ましい。

【００２２】ヨウ素含有水溶液の組成は、通常水１００
質量部あたりヨウ素０．０１〜０．５質量部であり、水
溶液の温度は通常１０〜５０℃の範囲である。二色性染
料含有水溶液の組成は、通常水１００質量部あたり二色
性染料０．００１〜１質量部であり、水溶液の温度は通
常１０〜８０℃の範囲である。染色浴中には、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０．０２〜１５質量部、好まし
くは０．０５〜１０質量部添加してもよく、染色効率を
高める上で特に好ましい。水溶媒以外に、水と相溶性の
ある有機溶媒が少量含有されていてもよい。また、ポリ
ビニルアルコール系フィルムは、ヨウ素または二色性染
料含有水溶液中で染色させる前に、１０〜５０℃の水浴
等で０．１〜５分間膨潤処理されていてもよい。

【００２３】ヨウ素または二色性染料含有水溶液（染色
浴）中での延伸は、例えば、前述したように、ポリビニ
ルアルコール系フィルムを、ヨウ素または二色性染料含
有水溶液に浸漬させながら２．０〜３．５倍に延伸すれ
ばよい。また、ヨウ素または二色性染料含有水溶液を、
ポリビニルアルコール系フィルムに塗布、噴霧しながら
延伸する方法でもよい。延伸方法は特に限定されるもの
ではなく、例えば、フィルムに付与する張力を適宜調整
する方法等により延伸することができる。

【００２４】次に、延伸処理したポリビニルアルコール
系フィルムを、ホウ素化合物含有水溶液中で総延伸倍率
が３．５〜６．５倍になるように延伸する。延伸倍率が
３．５倍未満の場合は高偏光度の偏光板を得ることが不
可能となり、６．５倍を超える場合はフィルムが破断し
やすくなるので、特に延伸倍率が４．０〜５．５倍にな
るよう延伸するのが好ましい。なお、ホウ素化合物含有
水溶液中での延伸は、２回以上に分けて行っても良い。
また、ホウ素化合物含有水溶液中で延伸処理と架橋処理
を行うことにより、透過率と偏光度の関係がより高い光
学特性を得ることができる。

【００２５】前記の架橋処理を行うホウ素化合物含有水
溶液の組成は、通常水１００質量部あたりホウ酸、ホウ
砂、グリオキザール、グルタルアルデヒド等のＰＶＡ架
橋剤を単独又は混合で０．１〜１５質量部、好ましくは
２〜８質量部である。架橋浴中には、前述したヨウ化カ
リウム等のヨウ化物等の助剤を０．０５〜１５質量％、
好ましくは０．５〜８質量％添加してもよく、面内の均
一な特性を得る点で特に好ましい。水溶液の温度は通常
１０〜９０℃の範囲である。浸漬時間は、特に限定され
ないが、通常１秒〜１５分間、好ましくは５秒〜１０分
間である。水溶媒以外に、水と相溶性のある有機溶媒が
少量含有されていてもよい。

【００２６】ホウ素化合物含有水溶液中での延伸は、例
えば、延伸したポリビニルアルコール系フィルムを、ホ
ウ素化合物含有水溶液に浸漬させながら延伸すればよ
い。また、ホウ素化合物含有水溶液を、緩和したポリビ
ニルアルコール系フィルムに塗布、噴霧しながら延伸す
る方法であってもよい。延伸方法は特に限定されるもの
ではなく、例えば、フィルムに付与する張力を適宜調整
する方法、比率を固定して延伸する方法、またそれらを
多段に実施する方法等により延伸することができる。な
お、張力はホウ素化合物の種類、ホウ素化合物含有水溶
液の温度や濃度、ポリビニルアルコール系フィルムの平
均重合度、種類等に応じて調整される。

【００２７】上記の吸着配向処理を施したポリビニルア
ルコール系フィルムを、さらに水洗した後、乾燥して偏
光フィルムを得る。水洗条件は特に限定されないが、通
常、５〜６０℃、好ましくは５〜４０℃で、１秒〜１０
分間、好ましくは１秒〜５分間水洗する。乾燥条件も特
に限定されないが、通常、１０〜１２０℃、好ましくは
２０〜９０℃で、１０秒〜２０分間、好ましくは１分〜
１０分間乾燥する。本発明の偏光フィルムの厚さは、特
に限定されるものではないが、１〜８０μｍが一般的で
あり、特に５〜４０μｍが好ましい。厚さが１μｍ未満
の場合は、機械的強度の低下となり、８０μｍを越える
と作製した偏光フィルム中の残留応力が大きくなり、ス
トレスがかかった時に発生する応力の増加となるからで
ある。

【００２８】次に、本発明の偏光板について説明する。

【００２９】本発明の偏光板の基本的な構成は、本発明
の偏光フィルムからなる偏光子の片側又は両側に、適宜
の接着層、例えばビニルアルコール系ポリマー等からな
る接着層を介して保護層となる透明保護フィルムを接着
したものからなる。

【００３０】偏光子（偏光フィルム）の片側又は両側に
設ける透明保護層となる保護フィルム素材としては、適
宜な透明フィルムを用いることができる。中でも、透明
性や機械的強度、熱安定性や水分遮蔽性等に優れるポリ
マーからなるフィルム等が好ましく用いられる。そのポ
リマーの例としては、トリアセチルセルロースの如きア
セテート系樹脂やポリエステル系樹脂、ポリエーテルス
ルホン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系
樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、アク
リル系樹脂等があげられるが、これに限定されるもので
はない。

【００３１】偏光特性や耐久性などの点より、特に好ま
しく用いることができる透明保護フィルムは、表面をア
ルカリなどでケン化処理したトリアセチルセルロースフ
ィルムである。透明保護フィルムの厚さは、任意である
が一般には偏光板の薄型化などを目的に５００μｍ以
下、好ましくは５〜３００μｍ、特に好ましくは５〜１
５０μｍとされる。なお、偏光フィルムの両側に透明保
護フィルムを設ける場合、その表裏で異なるポリマー等
からなる透明保護フィルムを用いてもよい。

【００３２】保護層に用いられる透明保護フィルムは、
本発明の目的を損なわない限り、ハードコート処理や反
射防止処理、スティッキングの防止や拡散ないしアンチ
グレア等を目的とした処理など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、例えばシリコーン系、
ウレタン系、アクリル系、エポキシ系などの適宜な紫外
線硬化型樹脂による硬度や滑り性等に優れる硬化皮膜
を、透明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。

【００３３】一方、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は隣接層との密着防止を目的
に、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などを目的に
施されるものであり、例えばサンドブラスト方式やエン
ボス加工方式等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透明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。

【００３４】前記の透明微粒子には、例えば平均粒径が
０．５〜２０μｍのシリカやアルミナ、チタニアやジル
コニア、酸化錫や酸化インジウム、酸化カドミウムや酸
化アンチモン等が挙げられ、導電性を有する無機系微粒
子を用いてもよく、また、架橋又は未架橋のポリマー粒
状物等からなる有機系微粒子等を用いることもできる。
透明微粒子の使用量は、透明樹脂１００質量部あたり２
〜７０質量部、とくに５〜５０質量部が一般的である。

【００３５】透明微粒子配合のアンチグレア層は、透明
保護フィルムそのものとして、あるいは透明保護フィル
ム表面への塗工層等として設けることができる。アンチ
グレア層は、偏光板透過光を拡散して視角を拡大するた
めの拡散層（視角補償機能など）を兼ねるものであって
もよい。なお、上記の反射防止層やスティッキング防止
層、拡散層やアンチグレア層等は、それらの層を設けた
シートなどからなる光学層として透明保護フィルムとは
別体のものとして設けることもできる。

【００３６】前記偏光子（偏光フィルム）と保護層であ
る透明保護フィルムとの接着処理は、特に限定されるも
のではないが、例えば、ビニルアルコール系ポリマーか
らなる接着剤、あるいは、ホウ酸やホウ砂、グルタルア
ルデヒドやメラミン、シュウ酸などのビニルアルコール
系ポリマーの水溶性架橋剤から少なくともなる接着剤等
を介して行うことができる。これにより、湿度や熱の影
響で剥がれにくく、光透過率や偏光度に優れるものとす
ることができる。かかる接着層は、水溶液の塗布乾燥層
等として形成されるものであるが、その水溶液の調製に
際しては必要に応じて、他の添加剤や、酸等の触媒も配
合することができる。特に、ＰＶＡ（偏光フィルム）と
の接着性が最も良好である点で、ポリビニルアルコール
からなる接着剤を用いることが好ましい。

【００３７】偏光板は、実用に際して他の光学層と積層
した光学部材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く、例えば反射板や半透過反射
板、位相差板（１／２波長板、１／４波長板などのλ板
も含む）、視覚補償フィルムや輝度向上フィルムなど
の、液晶表示装置等の形成に用いられることのある適宜
な光学層の１層または２層以上を用いることができ、特
に、前述した本発明の偏光子と保護層からなる偏光板
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反射板型偏光板、前述した偏光
子と保護層からなる偏光板に、更に位相差板が積層され
ている楕円偏光板または円偏光板、前述した偏光子と保
護層からなる偏光板に、更に視覚補償フィルムが積層さ
れている偏光板、あるいは、前述した偏光子と保護層か
らなる偏光板に、更に輝度向上フィルムが積層されてい
る偏光板が好ましい。

【００３８】前記の反射板について説明すると、反射板
は、それを偏光板に設けて反射型偏光板を形成するため
のものであり、反射型偏光板は、通常液晶セルの裏側に
設けられ、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でき、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。

【００３９】反射型偏光板の形成は、必要に応じて上記
した透明保護フィルム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
なうことができる。その具体例としては、必要に応じマ
ット処理した透明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挙げられる。

【００４０】また、微粒子を含有させて表面を微細凹凸
構造とした上記の透明保護フィルムの上に、その微細凹
凸構造を反映させた反射層を有する反射型偏光板なども
挙げられる。表面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を緩和したり、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。透明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
保護フィルムの表面に直接付設する方法などにより行な
うことができる。

【００４１】また、反射板は、上記した偏光板の透明保
護フィルムに直接付設する方式に代えて、その透明保護
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。反射板の反
射層は、通常、金属からなるので、その反射面がフィル
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から好ましい。

【００４２】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、且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。即ち、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。

【００４３】次に、前述した偏光子と保護層からなる偏
光板に、更に位相差板が積層されている楕円偏光板又は
円偏光板について説明する。

【００４４】直線偏光を楕円偏光又は円偏光に変えた
り、楕円偏光又は円偏光を直線偏光に変えたり、或いは
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、特に、直線偏光を楕円偏光又は円偏光に変えた
り、楕円偏光又は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。

【００４５】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って
生じた着色（青又は黄）を補償（防止）して、前記着色
のない白黒表示にする場合などに有効に用いられる。更
に、３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。

【００４６】前記位相差板の具体例としては、ポリカー
ボネートやポリビニルアルコール、ポリスチレンやポリ
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、ポリアリレートや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挙げられ
る。また、傾斜配向フィルムとしては、例えばポリマー
フィルムに熱収縮性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。

【００４７】次に、前述した偏光子と保護層からなる偏
光板に、更に視角補償フィルムが積層されている偏光板
について説明する。

【００４８】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見えるように視角を広げるため
のフィルムである。

【００４９】このような視角補償フィルムとしては、ト
リアセチルセルロースフィルムなどにディスコティック
液晶を塗工したものや、位相差板が用いられる。通常の
位相差板には、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傾斜配向ポリマーフィルムのよう
な２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、前述したように、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
る。

【００５０】前述した偏光子と保護層からなる偏光板
に、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
線偏光又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前述した偏光
子と保護層とからなる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
せて輝度向上板に再入射させ、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、偏光子に吸収されにくい偏
光を供給して液晶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。即ち、
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。即ち、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板に再入射
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
ことができるのである。

【００５１】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
晶層、特に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。

【００５２】従って、前記した所定偏光軸の直線偏光を
透過す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
円偏光を透過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
制する点よりその透過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。

【００５３】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の光
等の単色光に対して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。

【００５４】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合せにして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。

【００５５】また、偏光板は、上記した偏光分離型偏光
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合せた反射型楕
円偏光板や半透過型楕円偏光板などであってもよい。２
層又は３層以上の光学層を積層した光学部材は、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ものであるが、予め積層して光学部
材としたものは、品質の安定性や組立作業性等に優れて
液晶表示装置などの製造効率を向上させることができる
利点がある。なお、積層には、粘着層等の適宜な接着手
段を用いることができる。

【００５６】前述した偏光板や光学部材には、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。その粘着層は、アクリル系等の従来に準じた適宜な
粘着剤にて形成することができる。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、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であることが好ましい。ま
た、微粒子を含有して光拡散性を示す粘着層等とするこ
ともできる。粘着層は必要に応じて必要な面に設ければ
よく、例えば、偏光子と保護層からなる偏光板の保護層
について言及するならば、必要に応じて、保護層の片面
又は両面に粘着層を設ければよい。

【００５７】偏光板や光学部材に設けた粘着層が表面に
露出する場合には、その粘着層を実用に供するまでの
間、汚染防止等を目的にセパレータにて仮着カバーする
ことが好ましい。セパレータは、上記の透明保護フィル
ム等に準じた適宜な薄葉体に、必要に応じシリコーン系
や長鎖アルキル系、フッ素系や硫化モリブデン等の適宜
な剥離剤による剥離コートを設ける方式などにより形成
することができる。

【００５８】なお、上記の偏光板や光学部材を形成する
偏光フィルムや透明保護フィルム、光学層や粘着層等の
各層は、例えばサリチル酸エステル系化合物やベンゾフ
ェノン系化合物、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等の適宜な方式により紫外線吸
収能を持たせたもの等であってもよい。

【００５９】前記偏光板は、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
置は、偏光板を液晶セルの片側又は両側に配置してなる
透過型や反射型、或いは透過・反射両用型等の従来に準
じた適宜な構造を有するものとして形成することができ
る。従って、液晶表示装置を形成する液晶セルは任意で
あり、例えば薄膜トランジスタ型に代表されるアクティ
ブマトリクス駆動型のもの、ツイストネマチック型やス
ーパーツイストネマチック型に代表される単純マトリク
ス駆動型のものなどの適宜なタイプの液晶セルを用いた
ものであってよい。

【００６０】本発明の偏光板は、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、特に、偏
光板を液晶セルの片側又は両側に配置してなる反射型や
半透過型の液晶表示装置に好ましく用いることができ
る。液晶表示装置を形成する液晶セルは任意であり、例
えば薄膜トランジスタ型に代表されるアクティブマトリ
クス駆動型のもの、ツイストネマチック型やスーパーツ
イストネマチック型に代表される単純マトリクス駆動型
のものなどの適宜なタイプの液晶セルを用いたものであ
ってよい。

【００６１】また、液晶セルの両側に偏光板や光学部材
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。更に、液晶表示装置の形成に
際しては、例えばプリズムアレイシートやレンズアレイ
シート、光拡散板や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。

【００６２】

【実施例】以下、実施例及び比較例を用いて本発明を更
に具体的に説明する。

【００６３】実施例１ 平均重合度１７００、結晶化度３４．３％、厚み７５μ
ｍのポリビニルアルコール（ＰＶＡ）フィルムを、３０
℃のヨウ素／ヨウ化カリウム水溶液（重量比１：１０）
に浸漬し約３倍に延伸した。次いで、５０℃の４質量％
のホウ酸／ヨウ化カリウム酸性溶液中で、総延伸倍率が
４．５倍になるように延伸処理と架橋処理を行った。３
０℃の水浴に浸漬して水洗した後、５０℃で４分間乾燥
し、厚さ３０μｍの偏光フィルムを得た。なお、ヨウ素
／ヨウ化カリウム（重量比１：１０）水溶液の濃度は、
偏光子の透過率が４３．５％になるようにヨウ素濃度
０．４０質量％とした。この偏光フィルムの両面に、７
質量％のＰＶＡ水溶液からなる接着剤を塗布し、接着面
を苛性ソーダ水溶液でケン化処理した厚さ８０μｍの２
枚のトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルムで、こ
の偏光子を挟みこむように貼り合わせ、総厚１９０μｍ
の偏光板を作製した。

【００６４】[ＰＶＡフィルムの結晶化度の測定方法]試
料をアルミホルダーに貼り付け、広角Ｘ線回折法にて測
定し、得られた回折ピークを非干渉性散乱や格子の乱れ
等の影響を考慮せずに、プロファイリング・フィッティ
ングの手法を用いて、結晶性回折線と非晶ハローピーク
に分離し、下記式(1)により求めた。 結晶化度(%)＝[結晶部散乱強度/(結晶部散乱強度＋非晶部散乱強度)]×100 (1)

【００６５】（結晶性回折線と非晶ハローピークの分離
法） 低角度側及び高角度側のＸ線強度を直線で結び、直線
下の面積をバックグラウンドとする。 非晶成分によるハローパターンを推定し、バックグラ
ウンドを差し引いた散乱曲線からハロー成分を分離す
る。 上記と同様の方法で、結晶性回折線を分離する。 全散乱曲線から、分離した非晶成分及び結晶成分
の回折曲線の曲線下の面積（積分強度）を求め、式(1)
から結晶化度を算出する。

【００６６】 （測定装置及び条件） Ｘ線発生装置 Ｒｉｇａｋｕ ＲＵ−２００Ｂ 線源 Ｃｕ Ｋ α（モノクロメーター付） 出力 ５０ｋＶ １５０ｍＡ 測定アタッチメント 広角ディフラクトメータ 測角範囲 ２θ＝３°〜６０°

【００６７】実施例２ 平均重合度１７００、結晶化度３５．２％、厚み７５μ
ｍのＰＶＡフィルムを使用した以外は、実施例１と同様
にして偏光板を作製した。

【００６８】実施例３ 平均重合度１７００、結晶化度３７．６％、厚み７５μ
ｍのＰＶＡフィルムを使用した以外は、実施例１と同様
にして偏光板を作製した。

【００６９】比較例１ 平均重合度１７００、結晶化度４２．６％、厚み７５μ
ｍのＰＶＡフィルムを使用した以外は、実施例１と同様
にして偏光板を作製した。

【００７０】比較例２ 平均重合度１７００、結晶化度４６．１％、厚み７５μ
ｍのＰＶＡフィルムを使用した以外は、実施例１と同様
にして偏光板を作製した。

【００７１】比較例３ 平均重合度１７００、結晶化度４９．１％、厚み７５μ
ｍのＰＶＡフィルムを使用した以外は、実施例１と同様
にして偏光板を作製した。

【００７２】[加熱時の寸法変化]実施例、比較例で作製
した偏光板を、５０ｍｍ×５０ｍｍの大きさに裁断し、
温度７０℃で１２０時間加熱した。試験片の加熱試験前
の吸収軸（ＭＤ）方向の寸法（Ｌｂ）と、加熱試験後の
吸収軸（ＭＤ）方向の寸法（Ｌａ）を測定し、以下の式
から寸法変化率（％）を求めた。その結果を表１に示
す。 寸法変化率＝［（Ｌａ−Ｌｂ）／Ｌｂ］×１００

【００７３】

【表１】 結晶化度（％） ＭＤ方向寸法変化率（％） 実施例１ ３４．３ −０．５６ 実施例２ ３５．２ −０．６７ 実施例３ ３７．６ −０．７２ 比較例１ ４２．６ −１．２２ 比較例２ ４６．１ −１．３１比較例３ ４９．１ −１．５７

【００７４】表１から明らかなように、延伸前のＰＶＡ
フィルムの結晶化度が３８％以下の場合は、７０℃１２
０時間放置後のＭＤ方向の寸法変化率が｜０．１｜％以
下であることがわかった。

【００７５】また、実施例１〜３で作製した偏光板を、
プラスチック基板液晶セルの両側に接着して、液晶表示
装置を形成した。その結果、この表示装置は、加熱履歴
による液晶セルの反り量が少ないため、長時間使用して
もパネル端部の色抜けや、パネル面内の色相のバラツキ
が殆んど見られなかった。

【００７６】

【発明の効果】以上説明した通り、結晶化度が３８％以
下のポリビニルアルコール系フィルムを使用することに
より、偏光板に加熱ストレスがかかった時の収縮の少な
い偏光フィルムを得ることができ、該偏光フィルムに保
護フィルムを貼り合せて偏光板とし、これを７０℃加熱
条件下で１２０時間放置したときのＭＤ方向の寸法変化
率が±１．０％と小さくなる。このため、プラスチック
基板を使用した液晶パネルに実装した際のパネルの反り
が少なくなり、パネル端部の色抜けが減少する。また、
液晶パネル全体にかかる収縮力が少なく、セル内部の液
晶に均一に力がかかるため、加熱により生じるパネル面
内の色相のバラツキなど、パネル色相の変化を防止する
ことができる。よって、その工業的価値は大である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０２Ｆ 1/1335 ５１０ Ｇ０２Ｆ 1/1335 ５１０ // Ｃ０８Ｌ 29:04 Ｃ０８Ｌ 29:04 (72)発明者 吉川 せんり 大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号 日東 電工株式会社内 Ｆターム(参考） 2H049 BA02 BA03 BA04 BA06 BA25 BA26 BA27 BB03 BB16 BB33 BB43 BB47 BB48 BB51 BB63 BB65 BC03 BC14 BC22 2H090 JB03 JD18 LA09 2H091 FA08X FA08Z FB02 FB11 FC08 FD06 FD16 GA01 LA30 4F006 AA19 AB62 AB72 CA05 EA01 4F210 AA19 AG01 AH73 QA10 QC01 QD06 QG01 QG18

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 結晶化度３８％以下のポリビニルアルコ
   ール系フィルムに、ヨウ素または二色性染料を吸着配向
   させたことを特徴とする偏光フィルム。
2. 【請求項２】 結晶化度３８％以下のポリビニルアルコ
   ール系フィルムを、ヨウ素または二色性染料含有水溶液
   中で一軸延伸して得られうる請求項１記載の偏光フィル
   ム。
3. 【請求項３】 前記ポリビニルアルコール系フィルム
   を、ヨウ素または二色性染料含有水溶液中で一軸延伸し
   た後、さらに該フィルムをホウ素化合物含有水溶液中で
   一軸延伸して得られうる請求項１または２記載の偏光フ
   ィルム。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかに記載の偏光フ
   ィルムの少なくとも片側に保護フィルムを貼り合せたこ
   とを特徴とする偏光板。
5. 【請求項５】 前記保護フィルムが、トリアセチルセル
   ロースフィルムである請求項４に記載の偏光板。
6. 【請求項６】 温度７０℃で１２０時間加熱した後の吸
   収軸（ＭＤ）方向の寸法変化率が、±１．０％以下であ
   る請求項４または５に記載の偏光板。
7. 【請求項７】 請求項４〜６のいずれかに記載の偏光板
   と、位相差板、反射板、反透過反射板、視覚補償フィル
   ムおよび輝度向上フィルムから選ばれる少なくとも１つ
   の光学層との積層体からなる偏光板。
8. 【請求項８】 請求項４〜７のいずれかに記載の偏光板
   を、液晶セルの少なくとも片側に配置したことを特徴と
   する液晶表示装置。
9. 【請求項９】 前記液晶セルが、プラスチック基板液晶
   セルである請求項８に記載の液晶表示装置。