JP2015222368A - 偏光フィルム、偏光板及び液晶パネル - Google Patents

Abstract

【課題】液晶パネルの反りを十分に抑制できる程度に反りが改善された偏光板を与えることができる偏光フィルム、並びにこれを用いた偏光板及び液晶パネルを提供する。【解決手段】８０℃で４時間保持したときにおける吸収軸方向の幅２ｍｍあたりの収縮力が１．５Ｎ以下である偏光フィルム；８０℃で４時間保持したときにおける吸収軸方向の幅２ｍｍあたりの収縮力が１．５Ｎ以下である偏光フィルムと、その少なくとも一方の面に配置される保護フィルムとを含む偏光板、並びに該偏光板を用いた液晶パネルが提供される。【選択図】なし

Description

本発明は、液晶表示装置に好適に用いられる偏光フィルム、偏光板及び液晶パネルに関する。

偏光板は、液晶表示装置等の画像表示装置における偏光の供給素子として広く用いられている。偏光板としては、偏光フィルムに接着剤を用いて保護フィルムを貼合した構成のものが一般的である（例えば特許文献１）。

液晶表示装置を用いた各種モバイル機器や薄型液晶テレビ等がすでに広く普及しており、これに伴い、近年益々、液晶表示装置の液晶パネルを構成する偏光板及び液晶セルの薄型化が求められている。

特開２０１３−１４８８０６号公報

概して、偏光板、とりわけ薄型の偏光板は、それが有する偏光フィルムが延伸工程を経て製造されるのが通常であるため、その偏光フィルムの吸収軸方向（ＭＤ）、さらには透過軸方向（吸収軸方向と直交する方向、ＴＤ）に、例えば高温環境下、高湿環境下で反りを生じやすい。このような偏光板を液晶セルに貼合して液晶パネルを製造すると、液晶セルが薄く、剛性が低い場合にはとりわけ、得られる液晶パネルにも反りが生じてしまう。液晶パネルの反りは、液晶表示装置の視認性に悪影響を与えるおそれがある。

そこで本発明の目的は、液晶パネルの反りを十分に抑制できる程度に反りが改善された偏光板を与えることができる偏光フィルム、並びにこれを用いた偏光板及び液晶パネルを提供することにある。

本発明は、以下の偏光フィルム、偏光板及び液晶パネルを提供する。
［１］８０℃で４時間保持したときにおける吸収軸方向の幅２ｍｍあたりの収縮力が１．５Ｎ以下である、偏光フィルム。

［２］延伸フィルムである、［１］に記載の偏光フィルム。
［３］厚みが２０μｍ以下である、［１］又は［２］に記載の偏光フィルム。

［４］ホウ素含有率が０．５〜２．０重量％の範囲にある、［１］〜［３］のいずれかに記載の偏光フィルム。

［５］視感度補正単体透過率が４０％以上であり、視感度補正偏光度が９０％以上である、［１］〜［４］のいずれかに記載の偏光フィルム。

［６］８０℃で４時間保持したときにおける吸収軸方向の幅２ｍｍあたりの収縮力が１．５Ｎ以下である偏光フィルムと、
前記偏光フィルムの少なくとも一方の面に配置される保護フィルムと、
を含む、偏光板。

［７］前記保護フィルムは、その厚みが５０μｍ以下である、［６］に記載の偏光板。
［８］前記偏光フィルムの両面に配置される保護フィルムを含み、
一方の保護フィルムに対する他方の保護フィルムの厚み比が１．５以上である、［６］又は［７］に記載の偏光板。

［９］長辺８ｃｍ以上短辺５ｃｍ以上の方形形状を有する、［６］〜［８］のいずれかに記載の偏光板。

［１０］液晶セルと、その少なくとも一方の面に配置される［６］〜［９］のいずれかに記載の偏光板とを含む、液晶パネル。

［１１］前記液晶セルを構成する基板の厚みが０．５ｍｍ以下である、［１０］に記載の液晶パネル。

本発明の偏光フィルムによれば、液晶パネルの反りを十分に抑制できる程度に反りが改善された偏光板を与えることができる。本発明の偏光板を用いた液晶パネルは、反りが抑制されており、薄型の液晶表示装置に好適に適用することができる。

＜偏光フィルム＞
偏光フィルムは、その吸収軸に平行な振動面をもつ直線偏光を吸収し、吸収軸に直交する（透過軸と平行な）振動面をもつ直線偏光を透過する性質を有する光学フィルムであり、本発明の偏光フィルムは、その吸収軸方向における幅２ｍｍあたりの収縮力が１．５Ｎ以下であることを特徴とする。以下では、吸収軸方向を「ＭＤ」、透過軸方向（吸収軸に直交する方向）を「ＴＤ」ともいう。

（１）偏光フィルムの収縮力
本発明者は、偏光フィルムの片面又は両面に保護フィルムを貼合してなる偏光板の反りについて種々検討を行い、偏光板の裁断試料を用いて［実施例］の項で詳述する測定方法に従って求められる偏光板におけるＭＤでの反り量（吸収軸方向における反り量）とＴＤでの反り量（透過軸方向における反り量）との比（以下、「ＭＤ／ＴＤ反り比」ともいう。）を１．０又はその近傍に調整すると、この偏光板を用いて作製される液晶パネルの反りを効果的に抑制できることを見出した。

そして更なる検討によって、偏光板のＭＤ／ＴＤ反り比を１．０又はその近傍に調整するための具体的手段として、偏光フィルムの吸収軸方向における幅２ｍｍあたりの収縮力（以下、「ＭＤ収縮力」ともいう。）を１．５Ｎ以下にすることが極めて有効であることを見出したものである。

前述したように、偏光フィルムは通常、延伸工程を経て製造されるところ、この際の延伸軸は通常、ＭＤである（吸収軸もＭＤとなる）。従って、従来の偏光板は、ＭＤ／ＴＤ反り比が１．０又はその近傍よりも大きなものとなっている。これに対して、ＭＤ収縮力が１．５Ｎ以下である本発明の偏光フィルムを用いれば、偏光板のＭＤ／ＴＤ反り比を１．０又はその近傍とすることができる。

ここでいうＭＤ収縮力とは、保護フィルムを貼合して偏光板とする前の偏光フィルムのＭＤ収縮力を意味しており、８０℃で４時間保持したときにおける吸収軸方向の幅２ｍｍあたりの収縮力である。ＭＤ収縮力は、当該偏光フィルムの裁断試料を用いて測定され、その測定方法の詳細は［実施例］の項に記載のとおりである。偏光板のＭＤ／ＴＤ反り比を１．０に近づけるのに有効であることから、ＭＤ収縮力は、好ましくは０．１〜１．３Ｎであり、より好ましくは０．３〜１．１Ｎである。

一方、本発明の偏光フィルムにおいて、８０℃で４時間保持したときにおける透過軸方向の幅２ｍｍあたりの収縮力（以下、「ＴＤ収縮力」ともいう。）は通常、０．１〜１．０Ｎである。ＴＤ収縮力の測定方法の詳細は、［実施例］の項に記載のとおりである。ここでいうＴＤ収縮力も、保護フィルムを貼合して偏光板とする前の偏光フィルムのＴＤ収縮力を意味している。

（２）偏光フィルムの材質、厚み等
本発明の偏光フィルムは、延伸された熱可塑性樹脂フィルムからなる単体（単層）フィルムであることができ、典型的には、一軸延伸されたポリビニルアルコール系樹脂フィルムに二色性色素を吸着配向させたものである。

ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを構成するポリビニルアルコール系樹脂としては、ポリ酢酸ビニル系樹脂をケン化したものを用いることができる。ポリ酢酸ビニル系樹脂としては、酢酸ビニルの単独重合体であるポリ酢酸ビニルのほか、酢酸ビニルとこれに共重合可能な他の単量体との共重合体が例示される。酢酸ビニルに共重合可能な他の単量体としては、例えば、不飽和カルボン酸類、オレフィン類、ビニルエーテル類、不飽和スルホン酸類、アンモニウム基を有するアクリルアミド類等が挙げられる。ポリビニルアルコール系樹脂のケン化度は、８０．０〜１００．０モル％の範囲であることができるが、好ましくは９０．０〜９９．５モル％の範囲であり、より好ましくは９４．０〜９９．０モル％の範囲である。

ポリビニルアルコール系樹脂の平均重合度は、好ましくは１００〜１００００であり、より好ましくは１５００〜８０００であり、さらに好ましくは２０００〜５０００である。ポリビニルアルコール系樹脂の平均重合度は、ＪＩＳ Ｋ ６７２６（１９９４）に準拠して求めることができる。平均重合度が１００未満では好ましい偏光性能を得ることが困難であり、１００００超ではフィルム加工性に劣ることがある。

偏光フィルムに吸着配向される二色性色素は、ヨウ素又は二色性有機染料であることができる。二色性有機染料の具体例は、レッドＢＲ、レッドＬＲ、レッドＲ、ピンクＬＢ、ルビンＢＬ、ボルドーＧＳ、スカイブルーＬＧ、レモンイエロー、ブルーＢＲ、ブルー２Ｒ、ネイビーＲＹ、グリーンＬＧ、バイオレットＬＢ、バイオレットＢ、ブラックＨ、ブラックＢ、ブラックＧＳＰ、イエロー３Ｇ、イエローＲ、オレンジＬＲ、オレンジ３Ｒ、スカーレットＧＬ、スカーレットＫＧＬ、コンゴーレッド、ブリリアントバイオレットＢＫ、スプラブルーＧ、スプラブルーＧＬ、スプラオレンジＧＬ、ダイレクトスカイブルー、ダイレクトファーストオレンジＳ、ファーストブラックを含む。二色性色素は、１種のみを単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。

偏光フィルムの厚みは通常、５〜４０μｍ程度であるが、偏光板及び液晶パネルの薄型化の観点から、十分な取扱い性や耐久性を確保できる範囲で、厚みは薄いほど好ましい。そのため、偏光フィルムの厚みは、好ましくは２０μｍ以下であり、より好ましくは１５μｍ以下である。ただし、厚みが薄いほどＭＤ／ＴＤ反り比が１より大きくなりやすいため、ＭＤ／ＴＤ反り比を１に近づけるためにはＭＤ収縮力を下げる必要がある。

（３）偏光フィルムの偏光特性
偏光フィルムの偏光性能は、主に単体透過率及び偏光度と呼ばれる数値で表すことができ、それぞれ下記式：
単体透過率（λ）＝０．５×（Ｔｐ（λ）＋Ｔｃ（λ））
偏光度（λ）＝１００×（Ｔｐ（λ）−Ｔｃ（λ））／（Ｔｐ（λ）＋Ｔｃ（λ））
で定義される。

ここで、Ｔｐ（λ）は、入射する波長λｎｍの直線偏光とパラレルニコルの関係で測定した偏光フィルムの透過率（％）であり、Ｔｃ（λ）は、入射する波長λｎｍの直線偏光とクロスニコルの関係で測定した偏光フィルムの透過率（％）であり、ともに分光光度計による偏光紫外可視吸収スペクトル測定で得られる測定値である。また、各波長毎に求めた単体透過率（λ）及び偏光度（λ）に、視感度補正と呼ばれる感度補正をかけたものを、それぞれ視感度補正単体透過率（Ｔｙ）及び視感度補正偏光度（Ｐｙ）と呼ぶ。これらＴｙ、Ｐｙの値は例えば、分光光度計等を用いて測定することができる。

液晶表示装置に適用したときの画像の良好な明瞭さを確保するために、偏光フィルムは、視感度補正単体透過率（Ｔｙ）が４０％以上であることが好ましく、かつ、視感度補正偏光度（Ｐｙ）が９０％以上であることが好ましい。Ｔｙはより好ましくは４２％以上であり、Ｐｙはより好ましくは９９％以上である。さらに好ましくは、Ｔｙは４２．８％以上であり、Ｐｙは９９．９９％以上である。

Ｔｙ及びＰｙを高めるためには通常、延伸倍率を上げる必要があるが、この場合、ＭＤ収縮力は大きくなる傾向にある。従って、Ｔｙ及びＰｙの高い偏光フィルムを得る場合にはとりわけ、後述する方法によってＭＤ収縮力を十分に下げる必要がある。

（４）偏光フィルム中のホウ素含有率
偏光フィルムのＭＤ収縮力を小さくするためには、偏光フィルム中のホウ素含有率を低くすることが効果的であり、例えば、偏光フィルム中のホウ素含有率を０．５〜２．０重量％とすることが好ましい。偏光フィルム中のホウ素含有率は、以下のようにして算出することができる。まず、偏光フィルムの重量を測定し、その後、偏光フィルムを９５℃の熱水中に６０分間浸漬して完全に溶解させる。続いて、偏光フィルムの溶解した水溶液を中和滴定し、偏光フィルムの重量及び滴定量から偏光フィルム中のホウ素含有率を算出する。

＜偏光板＞
本発明の偏光板は、偏光フィルムと、その少なくとも一方の面に配置される保護フィルムとを含むものである。

（１）偏光フィルム
偏光板のＭＤ／ＴＤ反り比を１．０又はその近傍に調整するために、上記と同様、当該偏光フィルムのＭＤ収縮力は、好ましくは０．１〜１．３Ｎであり、より好ましくは０．３〜１．１Ｎである。また本発明の偏光板が備える偏光フィルムのＴＤ収縮力は通常、０．１〜１．０Ｎである。

ここでいうＭＤ及びＴＤ収縮力は、偏光板から保護フィルムを除去して得られる偏光フィルムの収縮力であること以外は、上記＜偏光フィルム＞の項で説明した収縮力と同じ意味である。測定方法の詳細は［実施例］の項に記載のとおりである。保護フィルム貼合前と後では熱履歴が異なり得ることから、上記＜偏光フィルム＞の項における収縮力の値と、ここでいう収縮力の値とは若干異なり得る。

本発明の偏光板が備える偏光フィルムの材質、厚み、偏光特性、ホウ素含有率等については、上記＜偏光フィルム＞の項における記述が引用される。

（２）保護フィルム
偏光フィルムの片面又は両面に貼合、配置される保護フィルムは、熱可塑性樹脂、例えば、鎖状ポリオレフィン系樹脂（ポリプロピレン系樹脂等）、環状ポリオレフィン系樹脂（ノルボルネン系樹脂等）のようなポリオレフィン系樹脂；セルローストリアセテート、セルロースジアセテートのようなセルロースエステル系樹脂；ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレートのようなポリエステル系樹脂；ポリカーボネート系樹脂；ポリメタクリル酸メチル系樹脂のような（メタ）アクリル系樹脂；又はこれらの混合物、共重合物等からなる透明樹脂フィルムであることができる。保護フィルムは通常、接着剤層を介して偏光フィルムに積層される。

保護フィルムは、位相差フィルム、輝度向上フィルムのような光学機能を併せ持つ保護フィルムであることもできる。例えば、上記材料からなる透明樹脂フィルムを延伸（一軸延伸又は二軸延伸等）したり、該フィルム上に液晶層等を形成したりすることにより、任意の位相差値が付与された位相差フィルムとすることができる。

保護フィルムにおける偏光フィルムとは反対側の表面には、ハードコート層、防眩層、反射防止層、帯電防止層、防汚層のような表面処理層（コーティング層）を形成することもできる。保護フィルム表面に表面処理層を形成する方法は特に限定されず、公知の方法を用いることができる。

偏光フィルムの両面に保護フィルムを貼合する場合、これらの保護フィルムは同種の樹脂からなるフィルムであってもよいし、異種の樹脂からなるフィルムであってもよい。偏光板のＭＤ／ＴＤ反り比をより効果的に１．０に近づける観点からは、両面の保護フィルムは同種の樹脂からなるフィルムであることが好ましいが、異種の樹脂からなる場合であっても、本発明によれば十分にＭＤ／ＴＤ反り比を１．０に近づけることができる。

保護フィルムの厚みは、偏光板の薄型化の観点から薄いことが好ましいが、薄すぎると強度が低下して加工性に劣る。従って、第１保護フィルム２０の厚みは、５〜１５０μｍであることが好ましく、より好ましくは５〜１００μｍ、さらに好ましくは１０〜５０μｍである。ＭＤ／ＴＤ反り比を１．０に近づける他の手段として、保護フィルムによる補強効果を高める、例えば保護フィルムの厚みを大きくすることが考えられる。しかし、この手段は偏光板の薄型化にとって不利である。本発明によれば、保護フィルムの厚みを５０μｍ以下まで小さくしてもＭＤ／ＴＤ反り比を１．０に近づけることができる。

偏光フィルムの両面に保護フィルムを貼合する場合、これらの保護フィルムは同じ厚みを有していてもよいし、互いに異なる厚みを有していてもよい。ＭＤ／ＴＤ反り比を１．０に近づける他の手段として、偏光フィルムの両面に保護フィルムを貼合し、これらの保護フィルムの補強効果を利用することが考えられる。しかし、この手段の場合、両面の保護フィルムの厚みを同等又はほぼ同等にしなければならないという制約が生じる。本発明によれば、両面の保護フィルムの厚み比を１．５以上、なおさらには２．０以上とした場合であっても、ＭＤ／ＴＤ反り比を１．０に近づけることができる。

また、ＭＤ／ＴＤ反り比を１．０に近づける他の手段として、偏光フィルムの片面のみに保護フィルムを貼合し、その保護フィルムの補強効果を利用することも考えられるが、この場合、補強効果を十分に得ることができるための厚みや材料の剛性など、使用できる保護フィルムの制約が大きい。本発明によれば、保護フィルムが片面に積層されているか、両面に積層されているかにかかわらず、ＭＤ／ＴＤ反り比を１．０に近づけることができる。このように本発明の偏光板は、貼合される保護フィルムの枚数、材料、厚み等の自由度を広く維持しつつ、ＭＤ／ＴＤ反り比を１．０に近づけることができる点においても有利である。

（３）偏光板の構成
偏光板（偏光フィルム）は、適用される液晶表示装置に求められる適宜の形状・サイズを有することができるが、例えば長辺８ｃｍ以上短辺５ｃｍ以上の方形形状（例えば長方形、正方形）であることができる。従来の偏光板のようにＭＤ／ＴＤ反り比が大きい場合、偏光板のサイズが大きいほど液晶パネルの反りが顕著になる傾向にあるが、本発明によれば、サイズを例えば長辺２００ｃｍ以上短辺１００ｃｍ以上まで大きくしても、液晶パネルの反りを良好に抑制することができる。

上述してきたように、本発明の偏光板におけるＭＤ／ＴＤ反り比は１．０又はその近傍であるが、より具体的には１．０±０．４であり、好ましくは１．０±０．３、より好ましくは１．０±０．２である。この範囲であれば、液晶パネルの反りを効果的に抑制することができる。

偏光板は、液晶セルに貼合するための粘着剤層を有することができる。粘着剤層は、保護フィルムの外面（例えば偏光フィルムの両面に保護フィルムが積層されている場合）や、偏光フィルム面（例えば偏光フィルムの片面に保護フィルムが積層されている場合）に積層することができる。

粘着剤層を形成する粘着剤は通常、（メタ）アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、シリコーン系樹脂などをベースポリマーとし、そこに、イソシアネート化合物、エポキシ化合物、アジリジン化合物のような架橋剤を加えた粘着剤組成物からなる。粘着剤層の厚みは１〜４０μｍ程度であることができる。

＜偏光フィルム及び偏光板の製造方法＞
一軸延伸されたポリビニルアルコール系樹脂フィルムに二色性色素を吸着配向させてなる偏光フィルムは、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを一軸延伸する工程；ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを二色性色素で染色することにより、二色性色素を吸着させる工程；二色性色素が吸着されたポリビニルアルコール系樹脂フィルムをホウ酸水溶液で処理する工程；及び、ホウ酸水溶液による処理後に洗浄する工程、を経て製造することができる。原料となるポリビニルアルコール系樹脂フィルムの厚みは、例えば１０〜１５０μｍ程度である。厚みが２０μｍ以下の偏光フィルムを作りやすいことから、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムの厚みは好ましくは４０μｍ以下である。

ポリビニルアルコール系樹脂フィルムの一軸延伸は、二色性色素の染色前、染色と同時、又は染色の後に行うことができる。一軸延伸を染色の後で行う場合、この一軸延伸は、ホウ酸処理の前又はホウ酸処理中に行ってもよい。また、これらの複数の段階で一軸延伸を行ってもよい。

一軸延伸にあたっては、周速の異なるロール間で一軸に延伸してもよいし、熱ロールを用いて一軸に延伸してもよい。また、一軸延伸は、大気中で延伸を行う乾式延伸であってもよいし、溶剤を用い、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを膨潤させた状態で延伸を行う湿式延伸であってもよい。延伸倍率は通常、３〜８倍程度である。良好な偏光特性を付与するために、延伸倍率は、好ましくは４倍以上、より好ましくは５倍以上とされる。

また、偏光フィルムのＭＤ収縮力を小さくするためには、一軸延伸をホウ酸処理の前とホウ酸処理中とに分けて行うことが好ましい。この場合、ホウ酸処理の前の総延伸倍率は１．０倍超であり、好ましくは１．０１〜２．５倍である。当該総延伸倍率は、より好ましくは１．０１〜２．１倍、さらに好ましくは１．０１〜１．７倍である。

ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを二色性色素で染色する方法としては、例えば、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを二色性色素が含有された水溶液（染色溶液）に浸漬する方法が採用される。ポリビニルアルコール系樹脂フィルムは、染色処理の前に水への浸漬処理（膨潤処理）を施しておくことが好ましい。

二色性色素としてヨウ素を用いる場合は通常、ヨウ素及びヨウ化カリウムを含有する水溶液に、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを浸漬して染色する方法が採用される。この染色水溶液におけるヨウ素の含有量は通常、水１００重量部あたり０．０１〜１重量部程度である。また、ヨウ化カリウムの含有量は通常、水１００重量部あたり０．５〜２０重量部程度である。染色水溶液の温度は通常、２０〜４０℃程度である。

一方、二色性色素として二色性有機染料を用いる場合は通常、二色性有機染料を含む染色水溶液に、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを浸漬して染色する方法が採用される。染色水溶液における二色性有機染料の含有量は通常、水１００重量部あたり１×１０^-4〜１０重量部程度であり、１×１０^-3〜１重量部程度が好ましい。この染色水溶液は、硫酸ナトリウム等の無機塩を染色助剤として含有していてもよい。染色水溶液の温度は通常、２０〜８０℃程度である。

二色性色素による染色後のホウ酸処理は、染色されたポリビニルアルコール系樹脂フィルムをホウ酸含有水溶液に浸漬することにより行うことができる。ホウ酸含有水溶液におけるホウ酸の量は通常、水１００重量部あたり０．１〜１５重量部程度である。上述のように、偏光フィルムのＭＤ収縮力を小さくするためには、偏光フィルム中のホウ素含有率を低くすることが効果的であり、例えば、偏光フィルム中のホウ素含有率を０．５〜２．０重量％とすることが好ましい。そのため、偏光フィルムのＭＤ収縮力を小さくするために、ホウ酸含有水溶液におけるホウ酸の量は、水１００重量部あたり０．１〜３重量部とすることが好ましく、０．１〜１．３重量部とすることがより好ましい。偏光フィルムのＭＤ収縮力をより効果的に小さくするためには、当該ホウ酸濃度を適用するとともに、上述した好ましい延伸態様を採用することが好ましい。

二色性色素としてヨウ素を用いる場合には、このホウ酸含有水溶液はヨウ化カリウムを含有することが好ましい。ホウ酸含有水溶液におけるヨウ化カリウムの量は通常、水１００重量部あたり０．１〜１５重量部程度であり、５〜１２重量部程度が好ましい。ホウ酸含有水溶液の温度は通常、５０〜８５℃程度である。

ホウ酸処理後のポリビニルアルコール系樹脂フィルムは通常、水又はヨウ化カリウム水溶液に浸漬することによって洗浄処理される。洗浄処理における水又はヨウ化カリウム水溶液の温度は通常、５〜４０℃程度である。

洗浄後は乾燥処理が施されて、偏光フィルムが得られる。乾燥処理は、熱風乾燥機や遠赤外線ヒーター、熱ロール等を用いて行うことができる。乾燥処理の温度は通常、３０〜１００℃程度であり、５０〜８０℃が好ましい。乾燥処理前のフィルム水分率は、乾燥効率の観点から、２５〜５５重量％であるのが好ましい。また、乾燥工程後のフィルム水分率は、通常５〜３５重量％であるが、搬送性の観点から、６〜３３重量％であることが好ましい。

偏光板は、上述のようにして得られる偏光フィルム（単体フィルム）の片面又は両面に接着剤層を介して保護フィルムを貼合することによって得ることができる。接着剤層を形成する接着剤としては、水系接着剤又は光硬化性接着剤を用いることができる。両面に保護フィルムを貼合する場合、２つの接着剤層を形成する接着剤は同種であってもよいし、異種であってもよい。例えば、両面に保護フィルムを貼合する場合、片面は水系接着剤を用いて貼合し、もう片面は光硬化性接着剤を用いて貼合してもよい。

水系接着剤としては、ポリビニルアルコール系樹脂水溶液からなる接着剤、水系二液型ウレタン系エマルジョン接着剤等が挙げられる。中でもポリビニルアルコール系樹脂水溶液からなる水系接着剤が好適に用いられる。

ポリビニルアルコール系樹脂としては、酢酸ビニルの単独重合体であるポリ酢酸ビニルをケン化処理して得られるビニルアルコールホモポリマーのほか、酢酸ビニルとこれに共重合可能な他の単量体との共重合体をケン化処理して得られるポリビニルアルコール系共重合体、又はそれらの水酸基を部分的に変性した変性ポリビニルアルコール系重合体等を用いることができる。水系接着剤は、多価アルデヒド、水溶性エポキシ化合物、メラミン系化合物、ジルコニア化合物、亜鉛化合物などの添加剤を含むことができる。

水系接着剤を使用する場合は、貼合後、水系接着剤中に含まれる水を除去するために乾燥させる乾燥工程を実施することが好ましい。乾燥温度は、好ましくは３０〜１００℃である。３０℃未満であると、保護フィルムが偏光フィルムから剥離しやすい。また乾燥温度が１００℃を超えると、熱によって偏光フィルムの偏光性能が劣化するおそれがある。乾燥工程後、室温又はそれよりやや高い温度、例えば２０〜４５℃程度の温度で１２〜６００時間程度養生する養生工程を設けてもよい。

上記光硬化性接着剤とは、紫外線等の活性エネルギー線を照射することで硬化する接着剤をいい、例えば、重合性化合物及び光重合開始剤を含むもの、光反応性樹脂を含むもの、バインダー樹脂及び光反応性架橋剤を含むものなどを挙げることができる。重合性化合物としては、光硬化性エポキシ系モノマー、光硬化性アクリル系モノマー、光硬化性ウレタン系モノマーなどの光重合性モノマーや、光重合性モノマーに由来するオリゴマーなどを挙げることができる。光重合開始剤としては、紫外線等の活性エネルギー線の照射により中性ラジカル、アニオンラジカル、カチオンラジカルのような活性種を発生する物質を含むものを挙げることができる。重合性化合物及び光重合開始剤を含む光硬化性接着剤として、光硬化性エポキシ系モノマー及び光カチオン重合開始剤を含むものを好ましく用いることができる。

光硬化性接着剤を用いる場合、貼合後、活性エネルギー線を照射することによって光硬化性接着剤を硬化させる。活性エネルギー線の光源は特に限定されないが、波長４００ｎｍ以下に発光分布を有する活性エネルギー線が好ましく、具体的には、低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、ケミカルランプ、ブラックライトランプ、マイクロウェーブ励起水銀灯、メタルハライドランプなどが好ましく用いられる。

偏光フィルムと保護フィルムとの貼合に先立ち、偏光フィルム及び／又は保護フィルムの貼合面には、接着性を向上させるために、プラズマ処理、コロナ処理、紫外線照射処理、フレーム（火炎）処理、ケン化処理のような易接着処理を行ってもよい。

本発明の偏光板は、上記の方法に限らず、例えば特開２００９−９８６５３号公報に記載されるような、基材フィルムにポリビニルアルコール系樹脂層を形成し、この樹脂層を偏光子層（偏光フィルムに相当）とする方法によって作製することもできる。この方法は、薄膜の偏光子層を得るのに有利である。

当該方法は、具体的には、
基材フィルムの少なくとも一方の面にポリビニルアルコール系樹脂を含有する塗工液を塗工した後、乾燥させることによりポリビニルアルコール系樹脂層を形成して積層フィルムを得る樹脂層形成工程、
積層フィルムを延伸して延伸フィルムを得る延伸工程、
延伸フィルムのポリビニルアルコール系樹脂層を二色性色素で染色して偏光子層（偏光フィルムに相当）を形成することにより偏光性積層フィルムを得る染色工程、
偏光性積層フィルムの偏光子層上に接着剤を用いて保護フィルムを貼合して貼合フィルムを得る第１貼合工程、
貼合フィルムから基材フィルムを剥離除去して片面保護フィルム付の偏光板を得る剥離工程、
をこの順で含むものであることができる。

偏光子層の両面に保護フィルムを積層する場合には、さらに
片面保護フィルム付偏光板の偏光子面に接着剤を用いて保護フィルムを貼合する第２貼合工程
を含む。

＜液晶パネル＞
本発明の液晶パネルは、液晶セルと、その少なくとも一方の面に貼合、配置される上記本発明に係る偏光板とを含むものである。液晶セルへの偏光板の貼合は、粘着剤層を介して行うのが通常である。液晶パネルは、上記本発明に係る偏光板を片面のみに備えていてもよいし、両面に備えていてもよい。液晶パネルの反り抑制の観点から、好ましくは液晶セルの両面に上記本発明に係る偏光板が配置される。

液晶セルは、スペーサにより所定距離を隔てて対向配置された一対の基板（例えばガラス基板のような透明基板）と、この一対の基板の間に液晶を封入してなる液晶層とを備えるものであり、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）型、ＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ−Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）型、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）型、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）型等の任意の駆動方式であり得る。

液晶セルを構成する基板の厚みは任意であるが、従来の偏光板のようにＭＤ／ＴＤ反り比が大きい場合、基板が薄いほど液晶パネルの反りが顕著になる傾向にある。本発明によれば、基板の厚みを例えば０．５ｍｍ以下、なおさらには０．３ｍｍ以下まで小さくしても、液晶パネルの反りを良好に抑制することができる。

液晶パネルは、適用される液晶表示装置に求められる適宜の形状・サイズを有することができるが、例えば長辺８ｃｍ以上短辺５ｃｍ以上の方形形状（例えば長方形、正方形）であることができる。従来の偏光板のようにＭＤ／ＴＤ反り比が大きい場合、液晶パネル（従って偏光板）のサイズが大きいほど液晶パネルの反りが顕著になる傾向にあるが、本発明によれば、液晶パネルのサイズを例えば長辺２００ｃｍ以上短辺１００ｃｍ以上まで大きくしても、液晶パネルの反りを良好に抑制することができる。

以下、実施例を示して本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。なお、下記実施例・比較例において、偏光フィルム中のホウ素含有率、偏光フィルムの偏光特性、ＭＤ及びＴＤ収縮力（保護フィルム貼合前及び貼合後）、ＭＤ／ＴＤ反り比は、次の方法に従って測定した。

〔ａ〕偏光フィルム中のホウ素含有率
得られた偏光フィルムの重量を測定し、その後、偏光フィルムを９５℃の熱水中に６０分間浸漬して完全に溶解させた。次いで、偏光フィルムの溶解した水溶液を中和滴定し、偏光フィルムの重量及び滴定量から偏光フィルム中のホウ素含有率を算出した。

〔ｂ〕偏光フィルムの偏光特性
得られた偏光フィルムについて、分光光度計（日本分光（株）製の「Ｖ−７１００」）を用いて、視感度補正単体透過率（Ｔｙ）及び視感度補正偏光度（Ｐｙ）を測定した。

〔ｃ〕保護フィルム貼合前の偏光フィルムのＭＤ及びＴＤ収縮力
得られた偏光フィルムから、吸収軸方向（ＭＤ、延伸方向）を長辺とする幅２ｍｍ、長さ１０ｍｍのＭＤ収縮力測定用試料を切り出した。この試料をエスアイアイ・ナノテクノロジー（株）製の熱機械分析装置（ＴＭＡ）「ＥＸＳＴＡＲ−６０００」にセットし、寸法を一定に保持したまま、８０℃で４時間保持したときに発生する長辺方向（吸収軸方向、ＭＤ）の収縮力（ＭＤ収縮力）を測定した。また、透過軸方向（吸収軸方向と直交する方向、ＴＤ）を長辺とする幅２ｍｍ、長さ１０ｍｍの試料を用いること以外は上記と同様にして、ＴＤ収縮力を測定した。

〔ｄ〕保護フィルム貼合後の偏光フィルムのＭＤ及びＴＤ収縮力
得られた偏光板を１０ｃｍ×５ｃｍの小片に切り出し、二塩化メチレン６００ｍＬに浸漬させて、室温にて３０分間超音波処理を行い、貼合されていた保護フィルムを溶解除去した。保護膜が除去された偏光フィルムから吸収軸方向（ＭＤ、延伸方向）を長辺とする幅２ｍｍ、長さ１０ｍｍのＭＤ収縮力測定用試料を切り出した。この試料を用いること以外は上記〔ｃ〕と同様にして、ＭＤ収縮力を測定した。また、保護膜が除去された偏光フィルムから透過軸方向（吸収軸方向と直交する方向、ＴＤ）を長辺とする幅２ｍｍ、長さ１０ｍｍの偏光板片を切り出すこと以外はＭＤ収縮力と同様にして、ＴＤ収縮力を測定した。

〔ｅ〕偏光板のＭＤ／ＴＤ反り比
得られた偏光板から、吸収軸方向（ＭＤ、延伸方向）を長辺とする幅４０ｍｍ、長さ１５０ｍｍのＭＤ反り量測定用試料を切り出した。この試料を平坦なガラス基板（幅５１ｍｍ、長さ１５６ｍｍ、厚み０．５ｍｍ）の表面中央にアクリル系粘着剤を用いて貼合した。この状態で、吸収軸方向の反り量を次の手順で測定した。試料短辺の一方を地点０ｍｍとして、長辺方向に沿って地点５ｍｍ、４０ｍｍ、７５ｍｍ、１１０ｍｍ、１４５ｍｍの５点（いずれも短辺方向の中心に位置する）における高さを２次元寸法測定器によって測定し、最大高さと最小高さとの差として、加熱前ＭＤ反り量（ｍｍ）を求めた。その後、試料を８５℃で２５０時間加熱した。加熱後試料に対して、試料短辺の一方を地点０ｍｍとして、長辺方向に沿って地点５ｍｍ、４０ｍｍ、７５ｍｍ、１１０ｍｍ、１４５ｍｍの５点（いずれも短辺方向の中心に位置する）における高さを２次元寸法測定器によって測定し、最大高さと最小高さとの差として、加熱後ＭＤ反り量（ｍｍ）を求めた。加熱後ＭＤ反り量から加熱前ＭＤ反り量を差し引いた値をＭＤ反り量とした。また、透過軸方向（吸収軸方向と直交する方向、ＴＤ）を長辺とする幅４０ｍｍ、長さ１５０ｍｍの試料を用いること以外は上記と同様にして、透過軸方向の反り量（ＴＤ反り量、ｍｍ）を測定し、下記式：
ＭＤ／ＴＤ反り比＝ＭＤ反り量／ＴＤ反り量
に従って、ＭＤ／ＴＤ反り比を求めた。

＜実施例１＞
（Ａ）偏光フィルムの作製
長尺のポリビニルアルコール原反フィルム〔幅４５０ｃｍ、厚み３０μｍ、ポリビニルアルコールの平均重合度約２４００、ケン化度９９．９モル％以上〕を連続的に搬送しながら、３０℃の純水に９７秒間浸漬して膨潤させた後、ヨウ化カリウム／水の重量比が２／１００である３０℃のヨウ素を含む水溶液に１２３秒間浸漬して染色を行った。その後、ヨウ化カリウム／ホウ酸／水の重量比が１２／１．０／１００である５６℃の水溶液に８１秒間浸漬してホウ酸処理を行った。その後、５℃の純水を満たした水洗槽にフィルムを２秒間浸漬することによりフィルムを水洗し、引き続き、フィルムを熱風乾燥炉に通すことにより６０℃で１６０秒間乾燥処理を行って、ポリビニルアルコールにヨウ素が吸着配向している長尺の偏光フィルムを得た。この間、主に染色工程とホウ酸処理工程とで縦一軸延伸処理を行い、ホウ酸処理工程前までの総延伸倍率は２．１倍、原反フィルムからの総延伸倍率は５．５倍であった。偏光フィルムの厚みは１２．５μｍであり、偏光フィルム中のホウ素含有率は１．５重量％であった。

（Ｂ）偏光板の作製
上記（Ａ）で得られた長尺の偏光フィルムを連続的に搬送しながら、貼合ロールにより、トリアセチルセルロースからなる保護フィルム（厚み４０μｍ）を水系接着剤を介して偏光フィルムの両面に貼合した後、熱風乾燥炉に通すことにより６０℃で９８秒間乾燥処理を行って、偏光フィルムの両面に保護フィルムが貼合された長尺の偏光板を得た。水系接着剤には、アセトアセチル基変性ポリビニルアルコール系樹脂（商品名「ゴーセファイマーＺ−２００」、日本合成化学工業（株）製）を純水に溶解して１０％濃度の水溶液を調製し、これに架橋剤としてグリオキシル酸ナトリウムを、前者：後者の固形分重量比が１：０．１となるように混合し、さらに水１００重量部に対してアセトアセチル基変性ポリビニルアルコール系樹脂が１重量部となるように純水で希釈したものを使用した。

＜実施例２〜４＞
ポリビニルアルコールからなる原反フィルムの厚み、偏光板作製時（保護フィルム貼合後）の乾燥処理工程における乾燥温度、得られた偏光フィルムの厚みが表１に記載のとおりであること以外は実施例１と同様にして、偏光フィルム及び偏光板を作製した。

＜比較例１＞
（Ａ）偏光フィルムの作製
長尺のポリビニルアルコール原反フィルム〔幅４５０ｃｍ、厚み３０μｍ、ポリビニルアルコールの平均重合度約２４００、ケン化度９９．９モル％以上〕を連続的に搬送しながら、２０℃の純水に２４秒間浸漬して膨潤させた後、ヨウ化カリウム／水の重量比が２／１００である３０℃のヨウ素を含む水溶液に７４秒間浸漬して染色を行った。その後、ヨウ化カリウム／ホウ酸／水の重量比が１２／１．５／１００である５６℃の水溶液に６４秒間浸漬してホウ酸処理を行った。その後、５℃の純水を満たした水洗槽にフィルムを２秒間浸漬することによりフィルムを水洗した。引き続き、フィルムを熱風乾燥炉に通すことにより６０℃で１６０秒間乾燥処理を行って、ポリビニルアルコールにヨウ素が吸着配向している長尺の偏光フィルムを得た。この間、染色工程とホウ酸処理工程とで主に縦一軸延伸処理を行い、ホウ酸処理工程前までの総延伸倍率は３．７倍、原反フィルムからの総延伸倍率は５．５倍であった。偏光フィルムの厚みは１３．２μｍであり、偏光フィルム中のホウ素含有率は２．４重量％であった。

（Ｂ）偏光板の作製
上記（Ａ）で得られた長尺の偏光フィルムを用いて、実施例１と同様の方法で偏光板を作製した。

＜比較例２＞
偏光板作製時（保護フィルム貼合後）の乾燥処理工程における乾燥温度を９０℃としたこと以外は比較例１と同様にして、偏光フィルム及び偏光板を作製した。

各実施例及び比較例で得られた偏光フィルム中のホウ素含有率、偏光フィルムの偏光特性、保護フィルム貼合前及び貼合後の偏光フィルムのＭＤ及びＴＤ収縮力、偏光板のＭＤ反り量、ＴＤ反り量及びＭＤ／ＴＤ反り比を併せて表１に示す。

Claims (11)

1. ８０℃で４時間保持したときにおける吸収軸方向の幅２ｍｍあたりの収縮力が１．５Ｎ以下である、偏光フィルム。
2. 延伸フィルムである、請求項１に記載の偏光フィルム。
3. 厚みが２０μｍ以下である、請求項１又は２に記載の偏光フィルム。
4. ホウ素含有率が０．５〜２．０重量％の範囲にある、請求項１〜３のいずれか１項に記載の偏光フィルム。
5. 視感度補正単体透過率が４０％以上であり、視感度補正偏光度が９０％以上である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の偏光フィルム。
6. ８０℃で４時間保持したときにおける吸収軸方向の幅２ｍｍあたりの収縮力が１．５Ｎ以下である偏光フィルムと、
   前記偏光フィルムの少なくとも一方の面に配置される保護フィルムと、
   を含む、偏光板。
7. 前記保護フィルムは、その厚みが５０μｍ以下である、請求項６に記載の偏光板。
8. 前記偏光フィルムの両面に配置される保護フィルムを含み、
   一方の保護フィルムに対する他方の保護フィルムの厚み比が１．５以上である、請求項６又は７に記載の偏光板。
9. 長辺８ｃｍ以上短辺５ｃｍ以上の方形形状を有する、請求項６〜８のいずれか１項に記載の偏光板。
10. 液晶セルと、その少なくとも一方の面に配置される請求項６〜９のいずれか１項に記載の偏光板とを含む、液晶パネル。
11. 前記液晶セルを構成する基板の厚みが０．５ｍｍ以下である、請求項１０に記載の液晶パネル。