JP3264816B2 - 偏光板 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、波長４６０ｎｍに
おける平行透過率（Ａ）／直交透過率（Ｂ）の値が２０
００〜２７４０で、６４０ｎｍにおける平行透過率
（Ａ）／直交透過率（Ｂ）の値が２０００〜５５６５で
ある偏光板の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、卓上電子計算機、電子時計、ワー
プロ、自動車や機械類の計器類等に液晶表示装置が用い
られ、これらに伴い偏光板の需要も増大している。偏光
板は一般に偏光能を有する偏光フィルムの両面あるいは
片面に、接着剤層を介して保護フィルムを形成させたも
のが繁用され、現在、知られている代表的なポリビニル
アルコール（以下、ＰＶＡと略記する）系偏光フィルム
としてはＰＶＡ系フィルムにヨウ素を染色させたものと
二色性染料を染色させたものがあり、これらはＰＶＡの
水溶液を製膜し、これを一軸延伸させて染色するか、染
色した後一軸延伸してからホウ素化合物で耐久性処理を
行ったものが用いられ、保護フィルムとしては、酢酸セ
ルロース系フィルムが表面保護フィルムとして光学的透
明性、無配向性等に優れているため汎用されている。

【０００３】上記偏光板の製造方法としては、例えば特
開平５−２７３４１２号公報に記載された方法がある。
即ち、ヨウ素を吸着配向させたＰＶＡ系樹脂の一軸延伸
フィルムを、ヨウ化カリウム及びホウ酸を含む水溶液で
処理し、次いで水洗処理するに当たり、ヨウ化カリウム
及びホウ酸を含む水溶液での処理及び水洗処理を特定の
範囲で行うというもので、かかる方法により、高透明
で、高偏光度の偏光板が得られることが提案されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
５−２７３４１２号公報開示技術では、高透明、高偏光
度の偏光板が得られるものの、本発明者等が詳細に検討
した結果、偏光板クロスニコルでブルーリークが発生し
たり、ブルーリークを抑えると平行透過率が低下した
り、波長４００〜５００ｎｍ領域で平行透過率／直交透
過率の値が上がりにくく、又、波長５５０〜７８０ｎｍ
領域で平行透過率／直交透過率の値が低下したりする等
の不具合が生じることが判明した。従って、該偏光板を
液晶表示装置に用いた場合、人に対する影響、例えば視
認性や人の目の疲れにくさといった点で問題が残ること
になり、該偏光板ではまだまだ満足できるというもので
はなく、最近の技術の高度化に伴った更なる改良が必要
になっている。本発明は、このような背景下において、
上記課題を解決した偏光板の製造方法を提供することを
目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】しかるに、本発明者等は
かかる課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、波長４
６０ｎｍにおける平行透過率（Ａ）／直交透過率（Ｂ）
の値が２０００〜２７４０で、６４０ｎｍにおける平行
透過率（Ａ）／直交透過率（Ｂ）の値が２０００〜５５
６５である偏光板を製造するにあたり、ヨウ素化合物又
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
一軸延伸フィルムをホウ素化合物処理し、更に水洗処理
を行った後、再度ヨウ素化合物又は二色性染料で再染色
し、次いで、かかるポリビニルアルコール系偏光フィル
ムの両面又は片面に保護フィルムを設けると、人に対す
る影響、例えば視認性や長時間使用したときの人の目の
疲れにくさといった点で優れた偏光板が得られることを
見いだし、本発明を完成した。尚、上記平行透過率
（Ａ）とは２枚の偏光板をその配向方向が同一になるよ
うに重ね合わせた場合の透過率（％）を、直交透過率
（Ｂ）とは２枚の偏光板をその配向方向が垂直になるよ
うに重ね合わせた場合の透過率（％）をそれぞれ意味す
る。

【０００６】

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明について具体的に説
明する。本発明では、波長４６０ｎｍにおける平行透過
率（Ａ）／直交透過率（Ｂ）の値が２０００〜２７４０
で、６４０ｎｍにおける平行透過率（Ａ）／直交透過率
（Ｂ）の値が２０００〜５５６５である偏光板を製造す
るにあたり、ヨウ素化合物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一軸延伸フィルムをホウ素
化合物処理し、更に水洗処理を行った後、再度ヨウ素化
合物又は二色性染料で再染色することが最大の特徴で、
次いで、かかるポリビニルアルコール系偏光フィルムの
両面又は片面に保護フィルムを設けて偏光板が製造され
るのである。

【０００８】本発明で用いられる偏光フィルムは、ＰＶ
Ａ系フィルムの一軸延伸フィルムであり、ＰＶＡ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
製造されるが、本発明では必ずしもこれに限定されるも
のではなく、少量の不飽和カルボン酸（塩、エステル、
アミド、ニトリル等を含む）、オレフィン類、ビニルエ
ーテル類、不飽和スルホン酸塩等、酢酸ビニルと共重合
可能な成分を含有していても良い。ＰＶＡにおける平均
ケン化度は８５〜１００モル％、好ましくは９８〜１０
０モル％が実用的である。又、本発明のＰＶＡの平均重
合度としては任意のものが使用可能であるが、１５００
以上、好ましくは２６００以上、より好ましくは３５０
０〜５０００が有利である。

【０００９】該偏光フィルムの製造方法としては、ま
ず、ＰＶＡを水又は有機溶媒に溶解した原液を流延製膜
して、該フィルムを延伸してヨウ素化合物あるいは二色
性染料の水溶液に浸漬し染色するか、延伸と染色を同時
に行うか、ヨウ素化合物あるいは二色性染料により染色
して延伸するかした後、ホウ素化合物処理する。又、染
色した後ホウ素化合物の溶液中で延伸することも可能で
あり、適宜選択して用いることができる。しかる後に、
水洗処理を行い、その後再度ヨウ素化合物又は二色性染
料で染色を行う。

【００１０】原液調製に際して使用される溶媒として
は、例えば水はもちろん、ジメチルスルホキシド（ＤＭ
ＳＯ）、Ｎ−メチルピロリドン、グリセリン、エチレン
グリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコ
ール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコ
ール、トリメチロールプロパン等の多価アルコール、エ
チレンジアミン、ジエチレントリアミン等のアミン類及
びこれらの混合物が用いられる。

【００１１】上記有機溶媒中には少量、例えば５〜３０
重量％の水を含有させても差し支えない。原液中のＰＶ
Ａの濃度は５〜２０重量％が実用的である。該溶剤を用
いて得られたＰＶＡ製膜原液は、キャスト法、押出法等
任意の方法で製膜される。製膜方法としては乾・湿式製
膜法にて、即ち、該溶液を口金スリットから一旦空気
中、又は窒素、ヘリウム、アルゴン等の不活性雰囲気中
に吐出し、次いで凝固浴中に導いて未延伸フィルムを形
成せしめる。又は口金から吐出された製膜溶液は一旦ロ
ーラー、あるいはベルトコンベアー等の上で溶剤を一部
乾燥した後で凝固浴中に導入しても差し支えない。

【００１２】又、凝固浴に用いる溶媒には前記ＰＶＡの
溶剤と混和性を有するもので、例えばメタノール、エタ
ノール、プロパノール、ブタノール等のアルコール類、
アセトン、ベンゼン、トルエン等が挙げられる。ＰＶＡ
系フィルムを得る方法としては、その他ＰＶＡの溶液を
凝固浴中に導入してフィルム化するいわゆるゲル製膜法
等も実施可能である。

【００１３】原反フィルムとしてはその膜厚は３０〜１
００μｍ、好ましくは５０〜９０μｍが必要である。３
０μｍ以下では延伸不能となり、１００μｍ以上では膜
厚精度が低下し不適当である。前記の如くして得られる
ＰＶＡ未延伸フィルムは次に延伸及び染色、ホウ素化合
物処理が施される。延伸と染色更にホウ素化合物処理は
別々に行っても同時に行っても良いが、本発明では染色
工程、ホウ素化合物処理工程の少なくとも一方の工程中
に一軸延伸を実施することが望ましい。

【００１４】延伸は一軸方向に３．５〜１０倍、好まし
くは４．５〜７倍延伸することが望ましい。この際、前
記と直角方向にも若干の延伸（幅方向の収縮を防止する
程度あるいはそれ以上の延伸）を行っても差し支えな
い。延伸時の温度条件は４０〜１３０℃から選ぶのが望
ましい。更に、かかる延伸倍率は最終的に上記の範囲に
設定されれば良く、延伸操作は一段階のみならず、製造
工程の任意の範囲の段階に実施すれば良い。

【００１５】フィルムへの染色つまり偏光素子の吸着は
フィルムに偏光素子を含有する液体を接触させることに
よって行われる。通常はヨウ素−ヨウ化カリウムの水溶
液が用いられ、ヨウ素の濃度は０．１〜２ｇ／ｌ、ヨウ
化カリウムの濃度は１０〜５０ｇ／ｌ、ヨウ素／ヨウ化
カリウムの重量比は２０〜１００が適当である。染色時
間は３０〜５００秒程度が実用的である。処理浴の温度
は３０〜８０℃が好ましい。水溶媒以外に水と相溶性の
ある有機溶媒を少量含有させても差し支えない。接触手
段としては浸漬、塗布、噴霧等の任意の手段が適用でき
る。

【００１６】染色処理されたフィルムは次いでホウ素化
合物によって処理される。ホウ素化合物としてはホウ
酸、ホウ砂が実用的である。ホウ素化合物は水溶液又は
水−有機溶媒混合液の形で濃度０．５〜２モル／ｌ程度
で用いられ、液中には少量のヨウ化カリウムを共存させ
るのが実用上望ましい。処理法は浸漬法が望ましいが勿
論塗布法、噴霧法も実施可能である。処理時の温度は５
０〜７０℃程度、処理時間は５〜２０分程度が好まし
く、又必要に応じて処理中に延伸操作を行っても良い。

【００１７】更に本発明では、水洗処理後、再染色処理
が施される。水洗処理については、５〜３０℃、好まし
くは１０〜２０℃で、２分間以下、好ましくは１分間以
下浸漬することにより行われる。勿論浸漬に限らず噴
霧、塗布等も可能である。

【００１８】再染色処理については、ヨウ素−ヨウ化カ
リウムの水溶液が用いられ、ヨウ素の濃度は０．００１
〜１ｇ／ｌ、好ましくは０．０１〜１ｇ／ｌ、ヨウ化カ
リウムの濃度は１０〜５０ｇ／ｌ、好ましくは１０〜３
０ｇ／ｌ、染色時間は１０〜５００秒、好ましくは３０
〜３００秒程度が実用的である。処理浴の温度は５〜３
０℃が好ましい。水溶媒以外に水と相溶性のある有機溶
媒を少量含有させても差し支えない。接触手段としては
浸漬が好ましいが、塗布、噴霧等、任意の手段が適用で
きる。

【００１９】再染色処理後、３０〜８０℃で３０〜５０
０秒間乾燥を行った後、得られたＰＶＡ系偏光フィルム
には、その両面又は片面に光学的透明度と機械的強度に
優れた酢酸セルロース系保護フィルムが貼り合わされ
る。該酢酸セルロース系保護フィルムとしては酢酸セル
ロース系フィルム、アクリル系フィルム、ポリエステル
系フィルム、ポリオレフィン系フィルム、ポリカーボネ
ート系フィルム、ポリエーテルエーテルケト系フィル
ム、ポリスルホン系フィルム等が挙げられるが、好適に
は二酢酸セルロースフィルム、三酢酸セルロースフィル
ム等の酢酸セルロース系フィルム用いられ、更に、必要
に応じて、上記樹脂フィルムにサリチル酸エステル系化
合物、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、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を配合させることも可能であ
る。又、該保護フィルムの表面をアルカリでケン化処理
したり、プラズマ処理、グロー放電処理、コロナ放電処
理、高周波処理、電子線処理等を行うと、更に効果的で
ある。又、ＰＶＡ系偏光フィルムと保護フィルムとの接
着に際しては、ＰＶＡ系、ウレタン系、アクリル系等の
接着剤が用いられる。

【００２０】かくして得られた偏光板は、波長４６０ｎ
ｍにおける平行透過率（Ａ）／直交透過率（Ｂ）の値が
２０００〜２７４０であり、６４０ｎｍにおける平行透
過率（Ａ）／直交透過率（Ｂ）の値が２０００〜５５６
５である。かかる偏光板を液晶表示装置や車両用途、各
種工業計器類、家庭用電化製品の表示等に用いることに
より、視認性がよくなり、目が疲れるといったこともな
くなり、上述の問題点が解消されるのである。

【００２１】更に、上記偏光板には必要に応じて透明な
感圧性接着層を通常知られている方法で設けることがで
きる。該感圧性接着層としてはアクリル酸エステル、例
えばアクリル酸ブチル、アクリル酸エチル、アクリル酸
メチル、アクリル酸２−エチルヘキシル等とα−モノオ
レフィンカルボン酸、例えばアクリル酸、マレイン酸、
イタコン酸、メタクリル酸、クロトン酸等との共重合物
（アクリルニトリル、酢酸ビニル、スチロールの如きビ
ニル単量体を添加したものも含む。）を主体とするもの
が、偏光フィルムの偏光特性を阻害することがないので
特に好ましいが、これに限定されることなく、透明性を
有する感圧性接着剤であれば使用可能で、例えばポリビ
ニルエーテル系、ゴム系等でもよい。

【００２２】又、更に反射板及び／又は半透明層を設け
ることにより、反射型あるいは半透過型の液晶表示板に
使用される。この反射板としては通常アルミニウム、銀
等の箔、板が使用される。半透明層としては反射型及び
透過型の両方に使用可能となるべく反射率と透過率が選
ばれ、適宜材料は選択される。

【００２３】

【実施例】以下、本発明について実施例を挙げて具体的
に説明する。尚、実施例中「部」、「％」とあるのは特
に断りのない限り重量基準である。 実施例１ 平均重合度３８００、ケン化度９９．５モル％のＰＶＡ
を水に溶解し、５．０％の溶液を得た。該溶液をポリエ
チレンテレフタレートフィルム上に流延後乾燥し原反フ
ィルム（８０μｍ）を得た。該フィルムをチャックに装
着し、ヨウ素０．２ｇ／ｌ、ヨウ化カリウム６０ｇ／ｌ
よりなる水溶液中に３０℃にて２４０秒浸漬し、次いで
ホウ酸７０ｇ／ｌ、ヨウ化カリウム３０ｇ／ｌの組成の
水溶液に浸漬すると共に、同時に６．０倍に一軸延伸し
つつ５分間にわたってホウ酸処理を行った。次に、２０
℃の水洗槽に２０秒間浸漬した後、ヨウ素０．０５ｇ／
ｌ、ヨウ化カリウム２０ｇ／ｌよりなる水溶液中に２０
℃にて２０秒間浸漬し、最後に室温で２４時間乾燥し、
偏光フィルムを得た。次に、得られた偏光フィルムの両
面に三酢酸セルロースフィルムをＰＶＡ系接着剤（４％
水溶液）により接着し、偏光板を得た。

【００２４】得られた偏光板の、波長４６０ｎｍ及び６
４０ｎｍにおける平行透過率（Ａ）と直交透過率（Ｂ）
とを高速多波長複屈折測定装置（大塚電子（株）製：Ｒ
ＥＴＳ−２０００）により測定し、各々の波長における
（Ａ）／（Ｂ）の値を算出したところ２４８３（４６０
ｎｍ）と４３６６（６４０ｎｍ）であった。かかる偏光
板について、視認性及び目の疲れにくさを下記の如く評
価し、結果を表２に示した。

【００２５】（視認性）液晶表示装置パネルに上記偏光
板を貼合し、階調表示を行い、視認性を評価した。

【００２６】（目の疲れにくさ）液晶表示装置パネルに
上記偏光板を貼合し、パネラー５名に一定時間(１時間)
使用後の目の疲れにくさを評価した。評価基準は以下の
通りである。 Ａ・・・４〜５人が目の疲れを訴えなかった。 Ｂ・・・２〜３人 〃 Ｃ・・・０〜１人 〃

【００２７】実施例２ 実施例１において、ホウ酸処理後の水洗処理時間を６０
秒間にした以外は同様に行い、表１に示される偏光板を
得た。かかる偏光板について、実施例１と同様に視認性
及び目の疲れにくさを評価した。評価結果は表２に示し
た。

【００２８】実施例３ 実施例１において、ホウ酸処理後の水洗処理温度を３０
℃にした以外は同様に行い、表１に示される偏光板を得
た。かかる偏光板について、実施例１と同様に視認性及
び目の疲れにくさを評価した。評価結果は表２に示し
た。

【００２９】実施例４ 実施例１において、水洗処理後の再染色の浸漬温度を１
０℃、浸漬時間を２０秒間にした以外は同様に行い、表
１に示される偏光板を得た。かかる偏光板について、実
施例１と同様に視認性及び目の疲れにくさを評価した。
評価結果は表２に示した。

【００３０】実施例５ 実施例１において、平均重合度１７００、ケン化度９
９．７モル％のＰＶＡを用いた以外は同様に行い、表１
に示される偏光板を得た。かかる偏光板について、実施
例１と同様に視認性及び目の疲れにくさを評価した。評
価結果は表２に示した。

【００３１】比較例１ 実施例１において、水洗処理後の再染色工程を省いた以
外は同様に行い、表１に示される偏光板を得た。かかる
偏光板について、実施例１と同様に視認性及び目の疲れ
にくさを評価した。評価結果は表２に示した。

【００３２】比較例２ 実施例１において、ホウ酸処理後の水洗処理温度を１０
℃にして、再染色工程を省いた以外は同様に行い、表１
に示される偏光板を得た。かかる偏光板について、実施
例１と同様に視認性及び目の疲れにくさを評価した。評
価結果は表２に示した。

【００３３】比較例３ 実施例１において、ホウ酸処理後の水洗工程、再染色工
程を省いた以外は同様に行い、表１に示される偏光板を
得た。かかる偏光板について、実施例１と同様に視認性
及び目の疲れにくさを評価した。評価結果は表２に示し
た。

【００３４】

【表１】 平行透過率（Ａ） 直交透過率（Ｂ） （Ａ）／（Ｂ） （％） （％） 460nm 640nm 460nm 640nm 460nm 640nm 実施例１ 32.29 34.93 0.013 0.008 2483 4366 〃 ２ 32.83 35.00 0.013 0.008 2525 4375 〃 ３ 32.88 33.39 0.012 0.006 2740 5565 〃 ４ 32.43 33.90 0.012 0.008 2702 4238 〃 ５ 30.22 33.43 0.015 0.008 2014 4178 比較例１ 35.22 35.00 0.26 0.008 135 4375 〃 ２ 33.07 36.95 0.03 0.009 1102 4105 〃 ３ 33.04 38.41 0.018 0.034 1835 1129

【００３５】

【表２】

【００３６】

【発明の効果】本発明の偏光板の製造方法では、波長４
６０ｎｍにおける平行透過率（Ａ）／直交透過率（Ｂ）
の値が２０００〜２７４０で、６４０ｎｍにおける平行
透過率（Ａ）／直交透過率（Ｂ）の値が２０００〜５５
６５である偏光板を製造するにあたり、ヨウ素化合物又
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
一軸延伸フィルムをホウ素化合物処理し、更に水洗処理
を行った後、再度ヨウ素化合物又は二色性染料で再染色
し、次いで、かかるポリビニルアルコール系偏光フィル
ムの両面又は片面に保護フィルムを設けるため、得られ
た偏光板は人に対する影響、例えば視認性や長時間使用
したときの人の目の疲れにくさといった点で優れた効果
を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−180303（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−175602（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−124701（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−34105（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 5/30

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 波長４６０ｎｍにおける平行透過率
   （Ａ）／直交透過率（Ｂ）の値が２０００〜２７４０
   で、６４０ｎｍにおける平行透過率（Ａ）／直交透過率
   （Ｂ）の値が２０００〜５５６５である偏光板を製造す
   るにあたり、ヨウ素化合物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一軸延伸フィルムをホウ素
   化合物処理し、更に水洗処理を行った後、再度ヨウ素化
   合物又は二色性染料で再染色し、次いで、かかるポリビ
   ニルアルコール系偏光フィルムの両面又は片面に保護フ
   ィルムを設けることを特徴とする偏光板の製造方法。