JP3942436B2 - 偏光板およびその製造方法、偏光板用保護フィルム、偏光板を用いた光学フイルムならびに画像表示装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、偏光板およびその製造方法に関する。また、当該偏光板に用いられる偏光板用保護フィルムに関する。本発明の偏光板はこれ単独でまたはこれを積層した光学フイルムとして、液晶ディスプレイ、有機ＥＬ表示装置、ＰＤＰ、ＣＲＴ等の各種画像表示装置において好適に利用できる。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置には、その画像形成方式から液晶パネルの最表面を形成するガラス基板の両側に偏光子を配置することが必要不可欠であり、一般的には、ポリビニルアルコール系フイルムとヨウ素などの二色性材料からなる偏光子にトリアセチルセルロースなどの透明保護フイルムを貼り合わせた偏光板が用いられている。
【０００３】
前記偏光板は、偏光子と透明保護フイルムを接着剤により貼り合わせることにより製造されている。前記接着剤としては、たとえば、ポリビニルアルコールとその架橋剤を含む水溶液やイソシアネート系接着剤などが使用されている。しかし、前記透明保護フイルムとして用いられるトリアセチルセルロースフイルムと前記接着剤との接着性は十分でない。そのため、トリアセチルセルロースフイルムはアルカリ液に浸漬することにより表面をケン化して接着性を改善したものが用いられている。
【０００４】
しかし、ケン化処理は高濃度のアルカリ溶液を使用するため危険が伴い、その設備に対しても負荷が大きく故障などのトラブルが発生しやすい。またケン化処理を長時間行うとアルカリ溶液の濃度が低下して、ケン化処理による接着性の改善効果が不十分になることがある。さらには廃アルカリ溶液の処分には大量の廃水を発生させてしまうなどの問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ケン化処理に係わる問題がなく、しかも偏光子と透明保護フイルムとの接着性の良好な偏光板およびその製造方法を提供することを目的とする。また、当該偏光板に用いられる透明保護フイルムを提供することを目的とする。さらには、当該偏光板を積層した光学フイルム、画像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】
本発明者らは前記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、以下に示す偏光板およびその製造方法により前記目的に達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
すなわち本発明は、偏光子の少なくとも一方の面に接着層を介して透明保護フイルムが設けられている偏光板において、
前記透明保護フイルムは、トリアセチルセルロースフイルムまたはノルボルネン系樹脂フイルムであり、
前記透明保護フイルムの偏光子と接着する面に、水酸基を有する高分子による、厚さ０．０１〜１μｍの塗布層が形成されており、かつ厚さ０．１〜５μｍの接着層が水分散型のイソシアネート系接着剤を含有する接着剤により形成されたものであることを特徴とする偏光板、に関する。
【０００８】
前記本発明の偏光板において、透明保護フイルムが、トリアセチルセルロースフイルムであることが好ましい。
【０００９】
前記本発明の偏光板において、透明保護フイルムの光弾性係数が３０×１０^-12 ｍ² ／Ｎ以下であることが好ましい。
【００１０】
また前記本発明の偏光板において、水酸基を有する高分子が、エチレン−ビニルアルコール系共重合体であることが好ましい。
【００１１】
また前記本発明の偏光板において、水酸基を有する高分子による塗布層が、透明保護フイルム材料を溶解しうる溶剤を含有する高分子溶液または分散液により形成されたものであることが好ましい。
【００１３】
また本発明は、偏光子の少なくとも一方の面に接着層を介して透明保護フイルムが設けられている偏光板の製造方法であって、前記透明保護フイルムの偏光子と接着する面に水酸基を有する高分子による、厚さ０．０１〜１μｍの塗布層を形成した後、当該塗布層と偏光子を水分散型のイソシアネート系接着剤を用いて貼り合わせることを特徴とする前記偏光板の製造方法、に関する。
【００１４】
また本発明は、透明保護フイルムの偏光子と接着する面に、厚さ０．０１〜１μｍの水酸基を有する高分子による塗布層が形成されていることを特徴とする前記偏光板に用いられる偏光板用保護フイルム、に関する。
【００１５】
また本発明は、前記偏光板が、少なくとも１枚積層されていることを特徴とする光学フイルム、に関する。
【００１６】
さらに本発明は、前記偏光板または前記光学フイルムが用いられていることを特徴とする画像表示装置、に関する。
【００１７】
上記本発明の偏光板は、透明保護フイルム表面をケン化処理する代わりに、透明保護フイルム表面に水酸基を有する高分子による塗布層を形成することで、透明保護フイルム表面に易接着性を付与し、この易接着性の透明保護フイルム表面と偏光子をイソシアネート系接着剤を用いて貼り合せたものであり、イソシアネート系接着剤のイソシアネート基を透明保護フイルム表面（前記塗布層）と偏光子の水酸基とそれぞれ反応させることによって、透明保護フイルム表面にケン化処理を施すことなく、偏光子と透明保護フイルムとの接着性を向上させている。また、こうして得られた偏光板は、耐水性も良好である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の偏光板は、図１に示すように、偏光子１の少なくとも一方の面に、イソシアネート系接着剤により形成された接着層２を介して、透明保護フイルム３が設けられている。透明保護フイルム３には、水酸基を有する高分子による塗布層ａを形成されており、前記塗布層ａは透明保護フイルム３の偏光子１と接着する面にある。図１では、偏光子１の片側にのみ透明保護フイルム３が設けられているが、透明保護フイルム３は偏光子１の両側に設けられていてもよい。
【００１９】
偏光子は、特に制限されず、各種のものを使用できる。偏光子としては、たとえば、ポリビニルアルコール系フイルム、部分ホルマール化ポリビニルアルコール系フイルム、エチレン・酢酸ビニル共重合体系部分ケン化フイルム等の親水性高分子フイルムに、ヨウ素や二色性染料等の二色性材料を吸着させて一軸延伸したもの、ポリビニルアルコールの脱水処理物やポリ塩化ビニルの脱塩酸処理物等ポリエン系配向フイルム等があげられる。これらのなかでもポリビニルアルコール系フイルムとヨウ素などの二色性物質からなる偏光子が好適である。これら偏光子の厚さは特に制限されないが、一般的に、５〜８０μｍ程度である。
【００２０】
ポリビニルアルコール系フイルムをヨウ素で染色し一軸延伸した偏光子は、たとえば、ポリビニルアルコールをヨウ素の水溶液に浸漬することによって染色し、元長の３〜７倍に延伸することで作製することができる。必要に応じてホウ酸やヨウ化カリウムなどの水溶液に浸漬することもできる。さらに必要に応じて染色の前にポリビニルアルコール系フイルムを水に浸漬して水洗してもよい。ポリビニルアルコール系フイルムを水洗することでポリビニルアルコール系フイルム表面の汚れやブロッキング防止剤を洗浄することができるほかに、ポリビニルアルコール系フイルムを膨潤させることで染色のムラなどの不均一を防止する効果もある。延伸はヨウ素で染色した後に行っても良いし、染色しながら延伸してもよし、また延伸してからヨウ素で染色してもよい。ホウ酸やヨウ化カリウムなどの水溶液中や水浴中でも延伸することができる。
【００２１】
前記偏光子の片側または両側に設けられている透明保護フイルムは、透明性、機械的強度、熱安定性、水分遮蔽性、等方性などに優れるものが好ましい。透明保護フイルムの材料としては、トリアセチルセルロース、ノルボルネン系樹脂があげられる。
【００２２】
透明保護フイルムの厚さは、一般には５００μｍ以下であり、１〜３００μｍが好ましい。特に５〜２００μｍとするのが好ましい。
【００２３】
透明保護フイルムとしては、偏光特性や耐久性などの点より、トリアセチルセルロースフイルムが好適である。
【００２４】
また透明保護フイルムとしては光弾性係数が３０×１０^-12 ｍ² ／Ｎ以下のものが偏光板の収縮で発生する基材の歪みによるムラが小さいので好適である。光弾性係数が３０×１０^-12 ｍ² ／Ｎの材料としては、ノルボルネン系樹脂があげられる。好ましい透明保護フイルムの光弾性係数は１０×１０^-12 ｍ² ／Ｎ以下であり、さらには５×１０^-12 ｍ²／Ｎ以下のものがムラの発生の抑制の点で好ましい。なお、光弾性係数はフィルムに応力をかけたときの位相差により測定される値である。光弾性係数の測定は、具体的には、東京都立科学技術大学紀要第１０巻（１９９６．１２）第５４頁〜第５６頁に記載の測定法に基づく。
【００２５】
なお、偏光子の両側に透明保護フイルムを設ける場合、その表裏で同じポリマー材料からなる透明保護フイルムを用いてもよく、異なるポリマー材料等からなる透明保護フイルムを用いてもよい。
【００２６】
透明保護フイルムの偏光子と接着する面には、水酸基を有する高分子による塗布層が形成されている。当該水酸基を有する高分子による塗布層の厚みは、０．０１〜１μｍであり、さらには０．０５〜１μｍ程度、特に０．１〜１μｍとするのが好ましい。
【００２７】
水酸基を有する高分子としては、分子中に水酸基を有していれば特に制限されず、たとえば、エチレン−ビニルアルコール系共重合体、ポリビニルアルコール、その他に、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂等であって側鎖または末端に水酸基を有するものがあげられるが、これらのなかでもエチレン−ビニルアルコール系共重合体が接着性が良好であり好ましい。なお、高分子中の水酸基は、イソシアネート系接着剤中のイソシアネート基と反応により十分な接着性を示すように、水酸基価が３０〜５０程度のものが好適である。
【００２８】
水酸基を有する高分子による塗布層の形成には各種手段を使用できるが、当該高分子の溶液または分散液を用いるのが好ましい。特に高分子溶液または分散液の調製に用いる溶剤として、透明保護フイルム材料を溶解しうる溶剤が好ましい。当該溶剤を用いた溶液または分散液により、塗布層を形成する際に、透明保護フイルム材料を溶剤で溶解し、薄層で塗工して乾燥させることで、透明保護フイルム表面を溶解し、透明保護フイルム表面に透明保護フイルム材料と水酸基を有する高分子の混在した層を形成して、透明保護フイルムと水酸基を有する高分子の密着性を良くすることができる。
【００２９】
前記溶剤は、透明保護フイルム材料に応じて適宜に選択できるが、たとえば、透明保護フイルム材料がトリアセチルセルロースの場合にはジメチルアセトアミド、アセトン、シクロヘキサノン、塩化メチレン、酢酸エチル等およびこれらの混合液等を例示できる。高分子溶液または分散液は、通常、高分子を０. ０１〜１０重量％程度含有してなる。高分子溶液は塗布乾燥層などとして形成される。
【００３０】
前記透明保護フイルムの偏光子を接着させない面（前記塗布層を設けない面）には、ハードコート層や反射防止処理、スティッキング防止や、拡散ないしアンチグレアを目的とした処理を施したものであってもよい。
【００３１】
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、例えばアクリル系、シリコーン系などの適宜な紫外線硬化型樹脂による硬度や滑り特性等に優れる硬化皮膜を透明保護フイ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。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処理は隣接層との密着防止を目的に施される。
【００３２】
また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等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イ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。前記表面微細凹凸構造の形成に含有させる微粒子としては、例えば平均粒径が０．５〜５０μｍのシリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、酸化錫、酸化インジウム、酸化カドミウム、酸化アンチモン等からなる導電性のこともある無機系微粒子、架橋又は未架橋のポリマー等からなる有機系微粒子などの透明微粒子が用いられる。表面微細凹凸構造を形成する場合、微粒子の使用量は、表面微細凹凸構造を形成する透明樹脂１００重量部に対して一般的に２〜５０重量部程度であり、５〜２５重量部が好ましい。アンチグレア層は、偏光板透過光を拡散して視角などを拡大するための拡散層（視角拡大機能など）を兼ねるものであってもよい。
【００３３】
なお、前記反射防止層、スティッキング防止層、拡散層やアンチグレア層等は、透明保護フイルムそのものに設けることができるほか、別途光学層として透明保護層とは別体のものとして設けることもできる。
【００３４】
前記偏光子と透明保護フイルムとの接着処理には、水分散型のイソシアネート系接着剤を含有する接着剤が用いられる。イソシアネート系接着剤は、末端にイソシアネート基を含有する化合物または末端にイソシアネート基を有するプレポリマー（ウレタンプレポリマー）や樹脂等の多官能イソシアネート化合物を特に制限なく使用できる。これらイソシアネート系接着剤は、一液または二液のいずれの形態でも使用できる。また前記イソシアネート系接着剤は、末端イソシアネート基をブロック化すること等により、水分散させた水分散型のイソシアネート系接着剤とすることができる。
【００３５】
前記多官能イソシアネート化合物としては、たとえば、2 ，4 −トリレンジイソシアネート、2 ，6 −トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、1 ，3 −ビスイソシアナトメチルシクロヘキサン、ヘキサメチレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、ｍ−イソプロペニル−α，α−ジメチルベンジルイソシアネート、メチレンビス４−フェニルイソシアネート、ｐ−フェニレンジイソシアネートまたはこれらの２量体やイソシアヌル酸トリス（６−インシアネートヘキシル）などの３量体、さらにはこれらのビウレットやトリメチロールプロパンなどの多価アルコールや多価アミンと反応させたものなどがあげられる。前記多官能イソシアネート化合物としては、接着剤層の黄変を避けるため脂肪族系のイソシアネートが好ましい。また、前記多官能イソシアネート化合物としては、イソシアヌル酸トリス（６−インシアネートヘキシル）などのイソシアネート基を３個以上有するものが好ましい。
【００３６】
また前記イソシアネート系接着剤は、イソシアネート基の反応性をあげるために反応触媒を用いても良い。反応触媒としては、トリエチルアミン、ナフテン酸コバルト、ベンジルトリメチルアンモニウムハイドロオキサイド、塩化第一スズ、塩化第二スズ、テトラ−ｎ−ブチルスズ、トリ−ｎ−ブチルスズアセテート、ｎ−ブチルスズトリクロライド、トリメチルスズハイドロオキサイド、ジメチルスズジクロライド、ジブチルスズジラウレート等があげられる。
【００３７】
また、前記イソシアネート系接着剤は、他の接着剤と併用することもできる。他の接着剤としては、前記イソシアネート系接着剤が、水分散型のイソシアネート系接着剤の場合には、ポリビニルアルコール系接着剤、ゼラチン系接着剤、ビニル系ラテックス系、水系ポリエステル等を例示できる。
【００３８】
前記接着剤は、通常、水溶液からなる接着剤として用いられ、通常、０．５〜６０重量％の固形分を含有してなる。
【００３９】
本発明の偏光板は、前記水酸基を有する高分子により塗布層を形成した透明保護フイルムの当該塗布層と偏光子を、前記イソシアネート系接着剤を用いて貼り合わせることにより製造する。イソシアネート系接着剤の塗布は、透明保護フイルム、偏光子のいずれに行ってもよく、両者に行ってもよい。貼り合わせ後には、乾燥工程を施し、塗布乾燥層からなる接着層を形成する。偏光子と透明保護フイルムの貼り合わせは、ロールラミネーター等により行うことができる。接着層の厚さは、０．１〜５μｍである。
【００４０】
本発明の偏光板は、実用に際して他の光学層と積層した光学フイルム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いが、例えば反射板や半透過板、位相差板（1 ／2 や1 ／４等の波長板を含む）、視角補償フイ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光学層を１層または２層以上用いることができる。特に、本発明の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型偏光板、偏光板に更に位相差板が積層されてなる楕円偏光板または円偏光板、偏光板に更に視角補償フイルムが積層されてなる広視野角偏光板、あるいは偏光板に更に輝度向上フイルムが積層されてなる偏光板が好ましい。
【００４１】
反射型偏光板は、偏光板に反射層を設けたもので、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するためのものであり、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。反射型偏光板の形成は、必要に応じ透明保護層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うことができる。
【００４２】
反射型偏光板の具体例としては、必要に応じマット処理した透明保護フイルムの片面に、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あげられる。また前記透明保護フイルムに微粒子を含有させて表面微細凹凸構造とし、その上に微細凹凸構造の反射層を有するものなどもあげられる。前記した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や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。また微粒子含有の透明保護フイルムは、入射光及びその反射光がそれを透過する際に拡散されて明暗ムラをより抑制しうる利点なども有している。透明保護フイ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層の表面に直接付設する方法などにより行うことができる。
【００４３】
反射板は前記の偏光板の透明保護フイルムに直接付与する方式に代えて、その透明フイルムに準じた適宜なフイ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。なお反射層は、通常、金属からなるので、その反射面が透明保護フイ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より好ましい。
【００４４】
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、か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。すなわち、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。
【００４５】
偏光板に更に位相差板が積層されてなる楕円偏光板または円偏光板について説明する。直線偏光を楕円偏光または円偏光に変えたり、楕円偏光または円偏光を直線偏光に変えたり、ある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る。特に、直線偏光を円偏光に変えたり、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。
【００４６】
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り生じた着色（青又は黄）を補償（防止）して、前記着色のない白黒表示する場合などに有効に用いられる。更に、三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）することができて好ましい。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。上記した位相差板の具体例としては、ポリカーボネート、ポリビニルアルコール、ポリスチレン、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、ポリアミドの如き適宜なポリマーからなるフイルムを延伸処理してなる複屈折性フイルムや液晶ポリマーの配向フイルム、液晶ポリマーの配向層をフイルムにて支持したものなどがあげられる。位相差板は、例えば各種波長板や液晶層の複屈折による着色や視角等の補償を目的としたものなどの使用目的に応じた適宜な位相差を有するものであってよく、２種以上の位相差板を積層して位相差等の光学特性を制御したものなどであってもよい。
【００４７】
また上記の楕円偏光板や反射型楕円偏光板は、偏光板又は反射型偏光板と位相差板を適宜な組合せで積層したものである。かかる楕円偏光板等は、（反射型）偏光板と位相差板の組合せとなるようにそれらを液晶表示装置の製造過程で順次別個に積層することによっても形成しうるが、前記の如く予め楕円偏光板等の光学フイルムとしたものは、品質の安定性や積層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うる利点がある。
【００４８】
視角補償フイルムは、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みえるように視野角を広げるためのフイルムである。このような視角補償位相差板としては、例えば位相差フイルム、液晶ポリマー等の配向フイルムや透明基材上に液晶ポリマー等の配向層を支持したものなどからなる。通常の位相差板は、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イルムが用いられるのに対し、視角補償フイ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イルムとか、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複屈折を有するポリマーや傾斜配向フイルムのような二方向延伸フイルムなどが用いられる。傾斜配向フイルムとしては、例えばポリマーフイルムに熱収縮フイ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イ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、液晶セルによる位相差に基づく視認角の変化による着色等の防止や良視認の視野角の拡大などを目的とした適宜なものを用いうる。
【００４９】
また、良視認の広い視野角を達成する点などより、液晶ポリマーの配向層、特にディスコティック液晶ポリマーの傾斜配向層からなる光学的異方性層をトリアセチルセルロースフイルムにて支持した光学補償位相差板が好ましく用いうる。
【００５０】
偏光板と輝度向上フイ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。輝度向上フイルムは、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また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、輝度向上フイルムを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。この輝度向上フイ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フイルムに再入射させ、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イルムを透過する光の増量を図ると共に、偏光子に吸収させにくい偏光を供給して液晶表示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。すなわち、輝度向上フイルムを使用せずに、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。すなわち、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。輝度向上フイルムは、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イ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フイルム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、輝度向上フイ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。
【００５１】
前記の輝度向上フイルムとしては、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イ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ポリマーの配向フイルムやその配向液晶層をフイ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させるタイプの輝度向上フイルムでは、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イルムでは、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イ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み合わせにして２層又は３層以上重畳した配置構造とすることにより、可視光領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、上記の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み合わ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。
【００５６】
偏光板に前記光学層を積層した光学フィルムは、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が、予め積層して光学フィルムとしたものは、品質の安定性や組立作業等に優れていて液晶表示装置などの製造工程を向上させうる利点がある。積層には粘着層等の適宜な接着手段を用いうる。前記の偏光板やその他の光学フィルムの接着に際し、それらの光学軸は目的とする位相差特性などに応じて適宜な配置角度とすることができる。
【００５７】
前述した偏光板や、偏光板を少なくとも１層積層されている光学フイルムには、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。粘着層を形成する粘着剤は特に制限されないが、例えばアクリル系重合体、シリコーン系ポリマー、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリエーテル、フッ素系やゴム系などのポリマーをベースポリマーとするものを適宜に選択して用いることができる。特に、アクリル系粘着剤の如く光学的透明性に優れ、適度な濡れ性と凝集性と接着性の粘着特性を示して、耐候性や耐熱性などに優れるものが好ましく用いうる。
【００５８】
また上記に加えて、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が好ましい。
【００５９】
粘着層は、例えば天然物や合成物の樹脂類、特に、粘着性付与樹脂や、ガラス繊維、ガラスビーズ、金属粉、その他の無機粉末等からなる充填剤や顔料、着色剤、酸化防止剤などの粘着層に添加されることの添加剤を含有していてもよい。また微粒子を含有して光拡散性を示す粘着層などであってもよい。
【００６０】
偏光板や光学フィルムの片面又は両面への粘着層の付設は、適宜な方式で行いうる。その例としては、例えばトルエンや酢酸エチル等の適宜な溶剤の単独物又は混合物からなる溶媒にベースポリマーまたはその組成物を溶解又は分散させた１０〜４０重量％程度の粘着剤溶液を調製し、それを流延方式や塗工方式等の適宜な展開方式で偏光板上または光学フィルム上に直接付設する方式、あるいは前記に準じセパレータ上に粘着層を形成してそれを偏光板上または光学フィルム上に移着する方式などがあげられる。
【００６１】
粘着層は、異なる組成又は種類等のものの重畳層として偏光板や光学フィルムの片面又は両面に設けることもできる。また両面に設ける場合に、偏光板や光学フィルムの表裏において異なる組成や種類や厚さ等の粘着層とすることもできる。粘着層の厚さは、使用目的や接着力などに応じて適宜に決定でき、一般には１〜５００μｍであり、５〜２００μｍが好ましく、特に１０〜１００μｍが好ましい。
【００６２】
粘着層の露出面に対しては、実用に供するまでの間、その汚染防止等を目的にセパレータが仮着されてカバーされる。これにより、通例の取扱状態で粘着層に接触することを防止できる。セパレータとしては、上記厚さ条件を除き、例えばプラスチックフイルム、ゴムシート、紙、布、不織布、ネット、発泡シートや金属箔、それらのラミネート体等の適宜な薄葉体を、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でコート処理したものなどの、従来に準じた適宜なものを用いうる。
【００６３】
なお本発明において、上記した偏光板を形成する偏光子や透明保護フイルムや光学フイルム等、また粘着層などの各層には、例えばサリチル酸エステル系化合物やべンゾフェノール系化合物、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などの方式により紫外線吸収能をもたせたものなどであってもよい。
【００６４】
本発明の偏光板または光学フイルム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。液晶表示装置の形成は、従来に準じて行いうる。すなわち液晶表示装置は一般に、液晶セルと偏光板または光学フイルム、及び必要に応じての照明システム等の構成部品を適宜に組立てて駆動回路を組込むことなどにより形成されるが、本発明においては本発明による偏光板または光学フイルムを用いる点を除いて特に限定はなく、従来に準じうる。液晶セルについても、例えばＴＮ型やＳＴＮ型、π型などの任意なタイプのものを用いうる。
【００６５】
液晶セルの片側又は両側に偏光板または光学フィルムを配置した液晶表示装置や、照明システムにバックライトあるいは反射板を用いたものなどの適宜な液晶表示装置を形成することができる。その場合、本発明による偏光板または光学フイルムは液晶セルの片側又は両側に設置することができる。両側に偏光板または光学フイルムを設ける場合、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。さらに、液晶表示装置の形成に際しては、例えば拡散板、アンチグレア層、反射防止膜、保護板、プリズムアレイ、レンズアレイシート、光拡散板、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。
【００６６】
次いで有機エレクトロルミネセンス装置（有機ＥＬ表示装置）について説明する。一般に、有機ＥＬ表示装置は、透明基板上に透明電極と有機発光層と金属電極とを順に積層して発光体（有機エレクトロルミネセンス発光体）を形成している。ここで、有機発光層は、種々の有機薄膜の積層体であり、例えばトリフェニルアミン誘導体等からなる正孔注入層と、アントラセン等の蛍光性の有機固体からなる発光層との積層体や、あるいはこのような発光層とペリレン誘導体等からなる電子注入層の積層体や、またあるいはこれらの正孔注入層、発光層、および電子注入層の積層体等、種々の組み合わせをもった構成が知られている。
【００６７】
有機ＥＬ表示装置は、透明電極と金属電極とに電圧を印加することによって、有機発光層に正孔と電子とが注入され、これら正孔と電子との再結合によって生じるエネルギーが蛍光物資を励起し、励起された蛍光物質が基底状態に戻るときに光を放射する、という原理で発光する。途中の再結合というメカニズムは、一般のダイオードと同様であり、このことからも予想できるように、電流と発光強度は印加電圧に対して整流性を伴う強い非線形性を示す。
【００６８】
有機ＥＬ表示装置においては、有機発光層での発光を取り出すために、少なくとも一方の電極が透明でなくてはならず、通常酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）などの透明導電体で形成した透明電極を陽極として用いている。一方、電子注入を容易にして発光効率を上げるには、陰極に仕事関数の小さな物質を用いることが重要で、通常Ｍｇ−Ａｇ、Ａｌ−Ｌｉなどの金属電極を用いている。
【００６９】
このような構成の有機ＥＬ表示装置において、有機発光層は、厚さ１０ｎｍ程度ときわめて薄い膜で形成されている。このため、有機発光層も透明電極と同様、光をほぼ完全に透過する。その結果、非発光時に透明基板の表面から入射し、透明電極と有機発光層とを透過して金属電極で反射した光が、再び透明基板の表面側へと出るため、外部から視認したとき、有機ＥＬ表示装置の表示面が鏡面のように見える。
【００７０】
電圧の印加によって発光する有機発光層の表面側に透明電極を備えるとともに、有機発光層の裏面側に金属電極を備えてなる有機エレクトロルミネセンス発光体を含む有機ＥＬ表示装置において、透明電極の表面側に偏光板を設けるとともに、これら透明電極と偏光板との間に位相差板を設けることができる。
【００７１】
位相差板および偏光板は、外部から入射して金属電極で反射してきた光を偏光する作用を有するため、その偏光作用によって金属電極の鏡面を外部から視認させないという効果がある。特に、位相差板を1 ／4 波長板で構成し、かつ偏光板と位相差板との偏光方向のなす角をπ／4 に調整すれば、金属電極の鏡面を完全に遮蔽することができる。
【００７２】
すなわち、この有機ＥＬ表示装置に入射する外部光は、偏光板により直線偏光成分のみが透過する。この直線偏光は位相差板により一般に楕円偏光となるが、とくに位相差板が1 ／4 波長板でしかも偏光板と位相差板との偏光方向のなす角がπ／4 のときには円偏光となる。
【００７３】
この円偏光は、透明基板、透明電極、有機薄膜を透過し、金属電極で反射して、再び有機薄膜、透明電極、透明基板を透過して、位相差板に再び直線偏光となる。そして、この直線偏光は、偏光板の偏光方向と直交しているので、偏光板を透過できない。その結果、金属電極の鏡面を完全に遮蔽することができる。
【００７４】
【実施例】
以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例等について説明する。なお、各例中、部および％は重量基準である。
【００７５】
（偏光子の調製）
厚さ８０μｍのポリビニルアルコールフイルムを０．３％のヨウ素水溶液中で染色した後、４％のホウ酸水溶液、２％のヨウ化カリウム水溶液中で５倍まで延伸し、次いで５０℃で４分間乾燥させて偏光子を得た。
【００７６】
実施例１
（透明保護フイルムの調製）
厚さ８０μｍのトリアセチルセルロースフイルム（以下、ＴＡＣフイルムという）の片面に、エチレン−ビニルアルコール共重合体５％およびジメチルアセトアミド９５％からなる溶液を塗布し、１２０℃で５分間乾燥し塗布層を形成した。乾燥後の塗布層の厚さは０．３μｍであった。
【００７７】
（偏光板の作成）
前記透明保護フイルムの塗布層に、イソシアネート系樹脂（商品名：アクアネート−１００，日本ポリウレタン工業（株）製）２０部を水８０部に分散させたイソシアネート系接着剤を塗布した後、偏光子の両面にロールラミネーターを用いて貼りあわせ、６０℃で１０分間乾燥した。次いで、４０℃で７２時間硬化させ偏光板を得た。接着剤層の厚みは０．２μｍであった。
【００７８】
実施例２
実施例１の（偏光板の作成）において、イソシアネート系接着剤として、イソシアネート系樹脂（商品名：アクアネート−１００，日本ポリウレタン工業（株）製）５部を水７５部に分散させ、さらにこれに水系ポリエステル樹脂（商品名：バイロナールＭＤ−１１００，東洋紡績（株）製）２０部を混合したものを用いたこと以外は実施例１の（偏光板の作成）に準じて偏光板を作成した。
【００７９】
実施例３
（透明保護フイルムの調製）
厚さ５０μｍのノルボルネン系フイルム（ＪＳＲ（株）製ＡＲＴＯＮ，光弾性係数が５×１０^-12 ｍ² ／Ｎ）の片面に、エチレン−ビニルアルコール共重合体５％およびジメチルアセトアミド９５％からなる溶液を塗布し、１２０℃で５分間乾燥し塗布層を形成した。乾燥後の塗布層の厚さは０．３μｍであった。
【００８０】
（偏光板の作成）
前記透明保護フイルムの塗布層に、イソシアネート系樹脂（商品名：アクアネート−１００，日本ポリウレタン工業（株）製）２０部を水８０部に分散させたイソシアネート系接着剤を塗布した後、偏光子の両面にロールラミネーターを用いて貼りあわせ、６０℃で１０分間乾燥した。次いで、４０℃で７２時間硬化させ偏光板を得た。接着剤層の厚みは０．２μｍであった。
【００８１】
実施例４
実施例３の（偏光板の作成）において、イソシアネート系接着剤として、イソシアネート系樹脂（商品名：アクアネート−１００，日本ポリウレタン工業（株）製）５部を水７５部に分散させ、さらにこれに水系ポリエステル樹脂（商品名：バイロナールＭＤ−１１００，東洋紡績（株）製）２０部を混合したものを用いたこと以外は実施例３の（偏光板の作成）に準じて偏光板を作成した。
【００８２】
比較例１
実施例１の（偏光板の作成）において、前記透明保護フイルムとしてエチレン−ビニルアルコール共重合体による塗布層を設けていないＴＡＣフイルムを用いたこと以外は実施例１の（偏光板の作成）に準じて偏光板を作成した。
【００８３】
比較例２
実施例１の（偏光板の作成）において、イソシアネート系接着剤の代わりに、ポリビニルアルコール４部、メラミン１部および水９５部からなるポリビニルアルコール系接着剤を用いたこと以外は実施例１の（偏光板の作成）に準じて偏光板を作成した。
【００８４】
比較例３
実施例３の（偏光板の作成）において、前記透明保護フイルムとしてエチレン−ビニルアルコール共重合体による塗布層を設けていないノルボルネン系フイルムを用いたこと以外は実施例３の（偏光板の作成）に準じて偏光板を作成した。比較例４
実施例３の（偏光板の作成）において、イソシアネート系接着剤の代わりに、ポリビニルアルコール４部、メラミン１部および水９５部からなるポリビニルアルコール系接着剤を用いたこと以外は実施例３の（偏光板の作成）に準じて偏光板を作成した。
【００８５】
比較例５
実施例１の（偏光板の作成）において、前記透明保護フイルムとして厚さ８０μｍのＴＡＣフィルムを６０℃で３分間ケン化処理したものを用い、イソシアネート系接着剤の代わりに、ポリビニルアルコール４部、メラミン１部および水９５部からなるポリビニルアルコール系接着剤を用いたこと以外は実施例１の（偏光板の作成）に準じて偏光板を作成した。
【００８６】
（接着力）
実施例および比較例で得られた偏光板を２５ｍｍ巾に切断したものについて、引っ張り試験機を用いて引っ張り速度３００ｍｍ／ｍｉｎ、常温（２５℃）、剥離角１８０°で偏光板から透明保護フイルムを剥離したときの接着力を測定した。このとき、接着が強く、透明保護フイルムが剥離せずに破断したものは「破断」とした。結果を表１に示す。
【００８７】
（耐水性）
実施例および比較例で得られた偏光板を偏光子の延伸方向が長辺となるように、長辺５０ｍｍ、短辺２５ｍｍの長方形に切断し、６０℃の温水に８時間浸漬した後の剥がれの様子を目視にて観察した。結果を表１に示す。
【００８８】
（耐湿性）
実施例および比較例で得られた偏光板を偏光子の延伸方向が長辺となるように、長辺５０ｍｍ、短辺２５ｍｍの長方形に切断したものを、スライドガラスにアクリル系粘着剤を介して貼り合せ、初期特性を観察した後、６０℃／９５％ＲＨの恒温恒湿機に入れ、８時間経過後に取り出し、変色や剥がれの様子を目視にて観察した。結果を表１に示す。
【００８９】
【表１】

表１より、透明保護フイルム（ＴＡＣフイルム、ノルボルネン系フイルム）に水酸基を有する高分子（エチレン−ビニルアルコール共重合体）による塗布層を設けたものを用いた偏光板は、アルカリ処理を施さなくとも接着強度、耐水性が高い偏光板であることが認められる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の偏光板の一例である。
【符号の説明】
１ 偏光子
２ 接着層
３ 透明保護フイルム
ａ 塗布層

Claims (7)

1. 偏光子の少なくとも一方の面に接着層を介して透明保護フイルムが設けられている偏光板において、
   前記透明保護フイルムは、トリアセチルセルロースフイルムまたはノルボルネン系樹脂フイルムであり、
   前記透明保護フイルムの偏光子と接着する面に、水酸基を有する高分子による、厚さ０．０１〜１μｍの塗布層が形成されており、かつ厚さ０．１〜５μｍの接着層が水分散型のイソシアネート系接着剤を含有する接着剤により形成されたものであることを特徴とする偏光板。
2. 水酸基を有する高分子が、エチレン−ビニルアルコール系共重合体であることを特徴とする請求項１記載の偏光板。
3. 水酸基を有する高分子による塗布層が、透明保護フイルム材料を溶解しうる溶剤を含有する高分子溶液または分散液により形成されたものであることを特徴とする請求項１または２記載の偏光板。
4. 偏光子の少なくとも一方の面に接着層を介して透明保護フイルムが設けられている偏光板の製造方法であって、前記透明保護フイルムの偏光子と接着する面に水酸基を有する高分子による、厚さ０．０１〜１μｍの塗布層を形成した後、当該塗布層と偏光子を水分散型のイソシアネート系接着剤を用いて貼り合わせることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の偏光板の製造方法。
5. 透明保護フイルムの偏光子と接着する面に、水酸基を有する高分子による、厚さ０．０１〜１μｍの塗布層が形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の偏光板に用いられる偏光板用保護フイルム。
6. 請求項１〜３のいずれかに記載の偏光板が、少なくとも１枚積層されていることを特徴とする光学フイルム。
7. 請求項１〜３のいずれかに記載の偏光板または請求項６記載の光学フイルムが用いられていることを特徴とする液晶表示装置。

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