JP5722255B2 - 偏光板の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、偏光板の製造方法に関する。

液晶表示装置は、消費電力が少なく、低電圧で動作し、軽量で薄型である等の特徴を生かして、各種の表示用デバイスに用いられている。液晶表示装置は、液晶セル、偏光板、位相差フィルム、集光シート、拡散フィルム、導光板、光反射シート等、多くの材料から構成されている。そのため、構成フィルムの枚数を減らしたり、フィルムまたはシートの厚さを薄くしたりすることで、生産性や軽量化、明度の向上等を目指した改良が盛んに行われている。

偏光板は通常、二色性色素が吸着配向したポリビニルアルコール系樹脂からなる偏光フィルムの両面又は片面に、保護フィルムが積層された構成を有する。例えば、特許文献１には、色相が良好で、耐久性の良い偏光板として、ポリビニルアルコール系フィルムをヨウ素染色し、その後ホウ酸水溶液中で架橋するとともに一軸延伸して作製した偏光子の表面に保護フィルムを設けた偏光板が開示されている。

また、特許文献２には、合成樹脂フィルムの原反の厚さ、保護フィルムを貼り合わせた後の偏光子のみの厚さ及び全延伸倍率との間に一定の関係を成立させた偏光板が開示されている。

特開２００４−３４１５０３号公報 特開２００２−４０２５６号公報

特許文献１，２に記載されているような偏光板の製造方法においては、通常、架橋処理の後に偏光フィルムの水分率を適切な範囲とするために乾燥処理を行ない、偏光フィルムと保護フィルムとを水系接着剤を介して貼合した後に、接着剤の溶媒を除去するために乾燥処理を行なう。乾燥処理によると、偏光フィルムの厚みを低減させることもできるのでこの点では偏光板の薄型化に寄与するために好ましいが、乾燥処理により、偏光フィルムの幅が収縮し、偏光板の有効利用面積が狭くなってしまう場合があった。

本発明は、偏光フィルムの厚みを低減させつつ、偏光フィルムの幅が収縮するのを抑制するように乾燥処理を制御して、十分な光学性能を有する偏光板を製造する製造方法を提供することを目的とする。

本発明者は、鋭意検討の結果、架橋処理の後であって保護フィルムの貼合を行なう前の偏光フィルムに対して行なう第１乾燥工程と、偏光フィルムに保護フィルムを貼合した後の積層体に対して行なう第２乾燥工程とを含む乾燥処理について、第１乾燥工程と第２乾燥工程の乾燥程度を、各乾燥工程後の偏光フィルムの厚さが所定の関係を満たすように制御することにより、偏光フィルムの厚みを低減させつつ偏光フィルムの幅の収縮を抑制し、さらには優れた光学性能を有する偏光板を製造することができることを見出し本発明に至った。

すなわち、本発明は、ポリビニルアルコール系フィルムを二色性色素で染色する染色工程と、染色した当該ポリビニルアルコール系フィルムを架橋剤を含む溶液に浸漬して架橋する架橋工程と、架橋した当該ポリビニルアルコール系フィルムを乾燥する第１乾燥工程と、を順に行ないポリビニルアルコール系フィルムからなる偏光フィルムを製造した後に、当該偏光フィルムの少なくとも一方の面に接着剤層を介して保護フィルムを貼合して積層体を形成する貼合工程と、当該積層体を乾燥する第２乾燥工程と、を順に行ない積層体からなる偏光板を製造する製造方法であって、第２乾燥工程後の偏光板中の偏光フィルムの厚みＴｂに対する、第１乾燥工程後であって貼合工程前の偏光フィルムの厚みＴａの比Ｔａ／Ｔｂが１．０２〜１．３０である。

第１乾燥工程と、第２乾燥工程との乾燥の程度を、偏光フィルムの厚みが上述の関係を満たすように制御することで、偏光フィルムの厚みを低減させつつ偏光フィルムの幅の収縮を抑制することができる。

また、第１乾燥工程後であって貼合工程前の偏光フィルムの幅Ｗａに対する、第２乾燥工程後の偏光板中の偏光フィルムの幅Ｗｂの比Ｗｂ／Ｗａが０．９６０以上１．０００未満となるように、第１乾燥工程と、第２乾燥工程との乾燥の程度を制御することが好ましい。

なお、上記のように制御するためには、第１乾燥工程後であって貼合工程前の偏光フィルムの水分率が１２〜４５％となるように第１乾燥工程を行なうことが好ましい。

また、本発明においては、最終的に得られる偏光板中の偏光フィルムのホウ素の含有率が、２．５〜４．５ｗｔ％であることが好ましい。

本発明においては、上記第２乾燥工程は、上記第１乾燥工程の最高乾燥温度より高い乾燥温度で処理を行なう工程を含むことが好ましい。また、本発明において、上記第２乾燥工程は、工程開始時の乾燥温度より高い乾燥温度で処理を行なう工程を含むことが好ましい。

また、本発明においては、貼合工程前にポリビニルアルコール系フィルムの両端部を切断して除去する除去工程をさらに有してもよい。

本発明の製造方法によれば、製造段階で生じる偏光フィルムの幅の収縮を抑制しつつ、薄型で優れた偏光性能を有する偏光板を製造することができる。

本発明の偏光板の製造方法は、ポリビニルアルコール系フィルムを二色性色素で染色する染色工程と、染色したポリビニルアルコール系フィルムを架橋剤を含む溶液に浸漬して架橋する架橋工程と、架橋したポリビニルアルコール系フィルムを乾燥する第１乾燥工程と、を順に行ないポリビニルアルコール系フィルムからなる偏光フィルムを製造した後に、偏光フィルムの少なくとも一方の面に接着剤層を介して保護フィルムを貼合して積層体を形成する貼合工程と、積層体を乾燥する第２乾燥工程と、を順に行ない積層体からなる偏光板を製造する製造方法である。本発明の製造方法においては、第２乾燥工程後の偏光板中の偏光フィルムの厚みＴｂに対する、第１乾燥工程後であって貼合工程前の偏光フィルムの厚みＴａの比Ｔａ／Ｔｂが１．０２〜１．３０となるように、第１乾燥工程と第２乾燥工程における乾燥の程度を制御する。以下、本発明で用いる各材料および各工程の詳細を説明する。

（ポリビニルアルコール系フィルム）
本発明の製造方法で用いるポリビニルアルコール系フィルムを形成するポリビニルアルコール系樹脂は、通常、ポリ酢酸ビニル系樹脂をケン化したものが例示される。ケン化度としては、通常８５モル％以上、好ましくは９０モル％以上、より好ましくは９９モル％〜１００モル％である。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、例えば、エチレン−酢酸ビニル共重合体などが挙げられる。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などが挙げられる。ポリビニルアルコール系樹脂の重合度としては、通常１０００〜１００００、好ましくは１５００〜５０００程度である。

これらのポリビニルアルコール系樹脂は変性されていてもよく、例えば、アルデヒド類で変性されたポリビニルホルマール、ポリビニルアセタール、ポリビニルブチラールなども使用しうる。通常、偏光フィルム製造の開始材料としては、厚さが２０μｍ〜１００μｍ、好ましくは３０μｍ〜８０μｍのポリビニルアルコール系フィルムの未延伸フィルムを用いる。なお、予め延伸処理が施されている延伸フィルムを用いてもよい。工業的には、フィルムの幅は１５００ｍｍ〜６０００ｍｍが実用的である。

本発明の一実施形態としては、まず、未延伸のポリビニルアルコール系フィルムを用いて、膨潤工程、染色工程、架橋工程、水洗工程、第１乾燥工程による処理を行ない偏光フィルムを製造する。未延伸フィルムを用いる場合は、いずれかの工程中に、あるいは別工程として湿式または乾式にて延伸処理を行なう。延伸は公知の延伸方法により行なうことができる。公知の延伸方法としては、フィルムを搬送する２つのニップロール間に周速差をつけて延伸を行なうロール間延伸、特許第２７３１８１３号公報に記載のような熱ロール延伸法、テンター延伸法などがある。延伸フィルムを用いる場合であっても、さらに延伸処理を行なってもよい。最終的に第１乾燥工程を経て得られる偏光フィルムの厚さは、たとえば５〜５０μｍである。

［膨潤工程］
膨潤工程は、フィルム表面の異物除去、フィルム中の可塑剤除去、次の染色工程での易染色性の付与、フィルムの可塑化などの目的で行われる。処理条件はこれらの目的が達成できる範囲で、かつフィルムの極端な溶解、失透などの不具合が生じない範囲で決定される。予め気体中で延伸したフィルムを膨潤させる場合には、たとえば２０℃〜７０℃、好ましくは３０℃〜６０℃の水溶液にフィルムを浸漬して行われる。フィルムの浸漬時間は、好ましくは３０秒〜３００秒、更に好ましくは６０秒〜２４０秒程度である。未延伸の原反フィルムを膨潤させる場合には、たとえば１０℃〜５０℃、好ましくは２０℃〜４０℃の水溶液にフィルムを浸漬して行われる。フィルムの浸漬時間は、好ましくは３０秒〜３００秒、更に好ましくは６０秒〜２４０秒程度である。

膨潤工程においてポリビニルアルコール系フィルムの一軸延伸を行ってもよい。この場合の延伸倍率は、通常１．２〜３．０倍、好ましくは１．３〜２．５倍である。

膨潤工程では、フィルムが幅方向に膨潤してフィルムにシワが入るなどの問題が生じやすいので、拡幅ロール（エキスパンダーロール）、スパイラルロール、クラウンロール、クロスガイダー、ベンドバー、テンタークリップなど公知の拡幅装置でフィルムのシワを取りつつフィルムを搬送することが好ましい。膨潤浴中のフィルム搬送を安定化させる目的で、膨潤浴中での水流を水中シャワーで制御したり、ＥＰＣ装置（Edge Position Control装置：フィルムの端部を検出し、フィルムの蛇行を防止する装置）などを併用したりすることも有用である。本工程では、フィルムの走行方向にもフィルムが膨潤拡大するので、フィルムに積極的な延伸を行わない場合は、搬送方向のフィルムのたるみを無くすために、たとえば処理槽前後の搬送ロールの速度をコントロールするなどの手段を講ずることが好ましい。また、使用する膨潤浴には、純水の他、ホウ酸（特開平１０−１５３７０９号公報に記載）、塩化物（特開平０６−２８１８１６号公報に記載）、無機酸、無機塩、水溶性有機溶媒、アルコール類などを０．０１重量％〜１０重量％の範囲で添加した水溶液を使用することも可能である。

［染色工程］
二色性色素による染色工程は、フィルムに二色性色素を吸着、配向させるなどの目的で行われる。処理条件はこれらの目的が達成できる範囲で、かつフィルムの極端な溶解、失透などの不具合が生じない範囲で決定される。二色性色素としてヨウ素を用いる場合、たとえば１０℃〜４５℃、好ましくは２０℃〜３５℃の温度で、かつ重量比でヨウ素／ヨウ化カリウム／水＝０．００３〜０．２／０．１〜１０／１００の濃度で３０秒〜６００秒、好ましくは６０秒〜３００秒間浸漬処理を行う。ヨウ化カリウムに代えて、他のヨウ化物、たとえばヨウ化亜鉛などを用いてもよい。また、他のヨウ化物をヨウ化カリウムと併用してもよい。また、ヨウ化物以外の化合物、たとえばホウ酸、塩化亜鉛、塩化コバルトなどを共存させてもよい。ホウ酸を添加する場合、ヨウ素を含む点で下記のホウ酸処理と区別される。水１００重量部に対し、ヨウ素を０．００３重量部以上含んでいるものであれば染色槽と見なせる。

二色性色素として水溶性二色性染料を用いる場合、たとえば２０℃〜８０℃、好ましくは３０℃〜７０℃の温度で、かつ重量比で二色性染料／水＝０．００１〜０．１／１００の濃度で３０秒〜６００秒、好ましくは６０秒〜３００秒間浸漬処理を行う。使用する二色性染料の水溶液は、染色助剤などを有していてもよく、たとえば硫酸ナトリウムなどの無機塩、界面活性剤などを含有していてもよい。二色性染料は単独でもよいし、２種類以上の二色性染料を同時に用いることもできる。

未延伸のポリビニルアルコール系フィルムを膨潤工程、染色工程、架橋工程の順に処理する場合、染色槽においてもフィルムの延伸を行なうことができる。染色工程での延伸倍率を合わせた積算の延伸倍率は、通常１．６〜４．５倍、好ましくは１．８〜４．０倍である。また、染色工程での延伸倍率を合わせた積算の延伸倍率が１．６倍未満の場合、フィルムの破断の頻度が多くなり、歩留りを悪化させる傾向にある。

延伸は染色槽の前後のニップロールに周速差を持たせるなどの方法で行われる。また、膨潤工程と同様に、拡幅ロール（エキスパンダーロール）、スパイラルロール、クラウンロール、クロスガイダー、ベンドバーなどを、染色浴中および／または染色浴出入り口に設置することもできる。

［架橋工程］
架橋工程は、水１００重量部に対してホウ酸を１〜１０重量部含有する水溶液に、二色性色素で染色したポリビニルアルコール系フィルムを浸漬することにより行われる。二色性色素がヨウ素の場合、ヨウ化物を１〜３０重量部含有させることが好ましい。ヨウ化物としてはヨウ化カリウム、ヨウ化亜鉛などが挙げられる。また、ヨウ化物以外の化合物、例えば塩化亜鉛、塩化コバルト、塩化ジルコニウム、チオ硫酸ナトリウム、亜硫酸カリウム、硫酸ナトリウムなどを共存させてもよい。

架橋工程は、架橋による耐水化や色相調整（青味がかるのを防止する等）等のために実施される。架橋による耐水化には、必要に応じて、ホウ酸以外に、またはホウ酸と共に、グリオキザール、グルタルアルデヒドなどの架橋剤も使用することができる。なお、耐水化のための架橋工程を、耐水化工程、固定化工程などの名称で呼称する場合もある。また、色相調整のための架橋工程を、補色工程、再染色工程などの名称で呼称する場合もある。

架橋工程は、その目的によって、ホウ酸およびヨウ化物の濃度、処理浴の温度を適宜変更して行なわれる。耐水化のための架橋工程、色相調整のための架橋工程は特に区別されるものではないが、下記の条件で実施される。未延伸のフィルムを用いて膨潤工程を行ない、その後染色工程、架橋工程を行なう場合であって、架橋工程が耐水化を目的としている場合は、水１００重量部に対してホウ酸を３〜１０重量部、ヨウ化物を１〜２０重量部含有するホウ酸処理浴を使用し、通常、５０℃〜７０℃、好ましくは５３℃〜６５℃の温度で行われる。浸漬時間は、通常、１０〜６００秒程度、好ましくは２０〜３００秒、より好ましくは２０〜２００秒である。なお、予め延伸したフィルムを用いて膨潤工程を行ない、その後染色工程、架橋工程を行なう場合は、ホウ酸処理浴の温度は、通常、５０℃〜８５℃、好ましくは５５℃〜８０℃である。

耐水化のための架橋処理後、色相調整のための架橋処理を行なってもよい。たとえば二色性染料がヨウ素の場合、色相調整の目的のためには、水１００重量部に対してホウ酸を１〜５重量部、ヨウ化物を３〜３０重量部含有するホウ酸処理浴を使用し、通常、１０℃〜４５℃の温度で行われる。浸漬時間は、通常、１〜３００秒、好ましくは２〜１００秒である。

これらの架橋処理は複数回行なってもよく、通常、２〜５回行われることが多い。この場合、使用する各ホウ酸処理槽の水溶液組成、温度は上記の範囲内で同じであっても、異なっていてもよい。上記耐水化のためのホウ酸処理、色相調整のためのホウ酸処理をそれぞれ複数の工程で行なってもよい。その際、本発明の効果を十分に得るために、偏光フィルム中のホウ素含有率を２．５〜４．５重量％とすることが好ましく、その場合、架橋工程におけるホウ酸濃度を水１００重量部に対して、２．０〜５．０重量部とすることが好ましい。

本実施形態における偏光フィルムの延伸の最終的な積算延伸倍率は、通常４．５〜７倍、好ましくは５〜６．５倍である。

［水洗工程］
架橋工程の後、水洗工程に供される。水洗工程は、たとえば、耐水化および/または色調調整のためにホウ酸処理したポリビニルアルコール系フィルムを水に浸漬、水をシャワーとして噴霧、あるいは浸漬と噴霧を併用することによって行われる。水洗工程における水の温度は、通常、２〜４０℃程度であり、浸漬時間は２〜１２０秒であるのがよい。

［第１乾燥工程］
水洗工程の後、ポリビニルアルコール系フィルムを第１乾燥工程に供する。第１乾燥工程によりポリビニルアルコール系フィルムの厚みが低減される。本発明においては、厚みの比により適切な乾燥の程度を表すこととする。すなわち、本発明においては、後述する第２乾燥工程後の偏光板中の偏光フィルムの厚みＴｂに対する、第１乾燥工程後であって貼合工程前の偏光フィルムの厚みＴａの比Ｔａ／Ｔｂが１．０２〜１．３０の関係を満たすように第１乾燥工程および後述する第２乾燥工程の乾燥温度および乾燥時間を制御する。第１乾燥工程における乾燥温度は、たとえば、２０〜９０℃とすることができ、乾燥時間は、たとえば、１０〜３００秒間とすることができる。第１乾燥工程において、乾燥温度が２０〜７０℃であり、乾燥時間が１０〜１２０秒間であることが好ましい。

第１乾燥工程における、偏光フィルムの水分率は１２〜４５％となるように調整され、より好ましくは１５〜４０％に調整される。１２％より低い場合、後述する第２乾燥工程における厚みを低減させる効果が小さくなり、４５％より高い場合、保護フィルムとの密着性が十分に発現し難くなり、外観の不良やフィルムがライン中で破断して工程を汚染するといった問題が発生し易くなる。第１乾燥工程は、温度の異なるゾーンが複数あってもよい。複数の温度、時間の異なる乾燥工程を組み合わせることにより、偏光フィルムを所望の水分率まで乾燥させ易くなるとともに、適度に彩色化することができる。

ここで言う水分率とは、乾燥重量法で求められる水分量を示し、１０５℃で１２０分の熱処理前後での水分量変化から得られ、次の式：
水分率＝(熱処理前の重量−熱処理後の重量)/熱処理前の重量×１００(重量/重量％)
により計算して求めることができる。

第１乾燥工程における乾燥方法は、熱風を吹き付ける方法、熱ロールに接触させる方法、ＩＲヒーターで加熱する方法など、種々の方法があるが、いずれも好適に用いることができる。熱ロールに接触させて乾燥させる方法は、乾燥効率が向上するため乾燥時間を短縮化することができ、またフィルムの幅方向の収縮を抑制して広幅化が可能である等の点で好適である。なお、乾燥工程における乾燥温度とは、熱風を吹き付ける方法やＩＲヒーターなどのように乾燥炉を設ける乾燥設備の場合には乾燥炉内の雰囲気温度を意味し、熱ロールのような接触型の乾燥設備の場合には、熱ロールの表面温度を意味する。以上の工程を経て、偏光フィルムを製造する。

［除去工程］
偏光フィルムの製造工程において、ポリビニルアルコール系フィルムの両端部分に厚みムラが生じることがあるため、この場合は厚みムラが顕著な両端部分を切断して除去する除去工程を有してもよい。除去工程は、たとえば、架橋工程の後であって第１乾燥工程の前に、または、第１乾燥工程の後であって次に説明する貼合工程の前に行なうことができる。本発明においては、偏光フィルムの幅の収縮を抑制することができるので、除去工程により両端部を除去しても、十分な幅を有し、より厚みの均一な偏光フィルムを製造することができる。以上のように製造した偏光フィルムを用いて、さらに以下の工程を経て偏光板を製造する。

［貼合工程］
偏光フィルムの片面または両面に接着剤層を介して保護フィルムを貼合する。

（保護フィルム）
保護フィルムを構成する材料としては、たとえば、シクロオレフィン系樹脂、酢酸セルロース系樹脂、ポリエチレンテレフタレートや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、アクリル系樹脂、ポリプロピレンなど、当分野において従来より広く用いられているフィルム材料を挙げることができる。偏光フィルムの両面に保護フィルムが貼合される場合、各々の保護フィルムは同じものであってもよく、異なる種類のフィルムであってもよい。

シクロオレフィン系樹脂とは、たとえば、ノルボルネン、多環ノルボルネン系モノマーのような、環状オレフィン（シクロオレフィン）からなるモノマーのユニットを有する熱可塑性の樹脂（熱可塑性シクロオレフィン系樹脂とも呼ばれる）である。シクロオレフィン系樹脂は、上記シクロオレフィンの開環重合体または２種以上のシクロオレフィンを用いた開環共重合体の水素添加物であってもよく、シクロオレフィンと鎖状オレフィン、ビニル基を有する芳香族化合物などとの付加重合体であってもよい。また、極性基が導入されているものも有効である。

シクロオレフィンと鎖状オレフィンまたは／およびビニル基を有する芳香族化合物との共重合体を用いる場合、鎖状オレフィンとしては、エチレン、プロピレンなどが挙げられ、またビニル基を有する芳香族化合物としては、スチレン、α−メチルスチレン、核アルキル置換スチレンなどが挙げられる。このような共重合体において、シクロオレフィンからなるモノマーのユニットが５０モル％以下（好ましくは１５〜５０モル％）であってもよい。特に、シクロオレフィンと鎖状オレフィンとビニル基を有する芳香族化合物との三元共重合体を用いる場合、シクロオレフィンからなるモノマーのユニットは、上述したように比較的少ない量とすることができる。かかる三元共重合体において、鎖状オレフィンからなるモノマーのユニットは、通常５〜８０モル％、ビニル基を有する芳香族化合物からなるモノマーのユニットは、通常５〜８０モル％である。

シクロオレフィン系樹脂は、適宜の市販品、たとえば、Ｔｏｐａｓ（Ｔｉｃｏｎａ社製）、アートン（ＪＳＲ（株）製）、ゼオノア（ＺＥＯＮＯＲ）（日本ゼオン（株）製）、ゼオネックス（ＺＥＯＮＥＸ）（日本ゼオン（株）製）、アペル（三井化学（株）製）、オキシス（ＯＸＩＳ）（大倉工業社製）などを好適に用いることができる。このようなシクロオレフィン系樹脂を製膜してフィルムとする際には、溶剤キャスト法、溶融押出法などの公知の方法が適宜用いられる。また、たとえばエスシーナ（積水化学工業（株）製）、ＳＣＡ４０（積水化学工業（株）製）、ゼオノアフィルム（（株）オプテス製）などの予め製膜されたシクロオレフィン系樹脂製のフィルムの市販品を用いてもよい。

シクロオレフィン系樹脂フィルムは、一軸延伸または二軸延伸されたものであってもよい。延伸することで、シクロオレフィン系樹脂フィルムに任意の位相差値を付与することができる。延伸は、通常、フィルムロールを巻き出しながら連続的に行われ、加熱炉にて、ロールの進行方向（フィルムの長手方向）、その進行方向と垂直の方向（フィルムの幅方向）、あるいはその両方へ延伸される。加熱炉の温度は、通常、シクロオレフィン系樹脂のガラス転移温度近傍からガラス転移温度＋１００℃の範囲が、採用される。延伸の倍率は、通常１．１〜６倍であり、好ましくは１．１〜３．５倍である。

シクロオレフィン系樹脂フィルムは、ロール巻き状態にあると、フィルム同士が接着してブロッキングを生じ易い傾向にあるため、通常は、プロテクトフィルムを貼合した後にロール巻きとされる。また、シクロオレフィン系樹脂フィルムは、一般に表面活性が劣るため、偏光フィルムと接着させる表面には、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、ケン化処理などの表面処理を行うのが好ましい。中でも、比較的容易に実施可能なプラズマ処理、特に大気圧プラズマ処理、コロナ処理が好適である。

酢酸セルロース系樹脂とは、セルロースの部分または完全エステル化物であって、たとえば、セルロースの酢酸エステル、プロピオン酸エステル、酪酸エステル、それらの混合エステルなどからなるフィルムを挙げることができる。より具体的には、トリアセチルセルロースフィルム、ジアセチルセルロースフィルム、セルロースアセテートプロピオネートフィルム、セルロースアセテートブチレートフィルムなどが挙げられる。このようなセルロースエステル系樹脂フィルムとしては、適宜の市販品、たとえば、フジタックＴＤ８０（富士フィルム（株）製）、フジタックＴＤ８０ＵＦ（富士フィルム（株）製）、フジタックＴＤ８０ＵＺ（富士フィルム（株）製）、ＫＣ８ＵＸ２Ｍ（コニカミノルタオプト（株）製）、ＫＣ８ＵＹ（コニカミノルタオプト（株）製）フジタックＴＤ６０ＵＬ（富士フィルム（株）製）、ＫＣ４ＵＹＷ（コニカミノルタオプト（株）製）、ＫＣ６ＵＡＷ（コニカミノルタオプト（株）製）などを好適に用いることができる。

また、保護フィルムとして、位相差特性を付与した酢酸セルロース系樹脂フィルムも好適に用いられる。かかる位相差特性が付与された酢酸セルロール系樹脂フィルムの市販品としては、ＷＶ ＢＺ ４３８（富士フィルム（株）製）、ＫＣ４ＦＲ−１（コニカミノルタオプト（株）製）、ＫＣ４ＣＲ−１（コニカミノルタオプト（株）製）、ＫＣ４ＡＲ−１（コニカミノルタオプト（株）製）などが挙げられる。酢酸セルロースは、アセチルセルロースとも、セルロースアセテートとも呼ばれる。

本発明の偏光板の製造方法に用いられる保護フィルムの厚みは、薄い方が好ましいが、余り薄すぎると強度が低下し、加工性に劣るものとなる。一方で厚すぎると透明性が低下したり、積層後に必要な養生時間が長くなったりするなどの問題が生じる。そこで、保護フィルムの適当な厚みは、たとえば５〜２００μｍであり、好ましくは１０〜１５０μｍ、より好ましくは１０〜１００μｍである。

接着剤と偏光フィルムおよび／または保護フィルムとの接着性を向上させるために、偏光フィルムおよび／または保護フィルムに、コロナ処理、火炎処理、プラズマ処理、紫外線処理、プライマー塗布処理、ケン化処理などの表面処理を施してもよい。

また、保護フィルムには、アンチグレア処理、アンチリフレクション処理、ハードコート処理、帯電防止処理、防汚処理などの表面処理が、それぞれ単独で、または２種以上組み合わせて施されてもよい。また、保護フィルムおよび／または保護フィルム表面保護層は、ベンゾフェノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物などの紫外線吸収剤や、フェニルホスフェート系化合物、フタル酸エステル化合物などの可塑剤を含有していてもよい。

さらに、保護フィルムに、位相差フィルムとしての機能、輝度向上フィルムとしての機能、反射フィルムとしての機能、半透過反射フィルムとしての機能、拡散フィルムとしての機能、光学補償フィルムとしての機能など、光学的機能を持たせることができる。この場合、例えば、保護フィルムの表面に、位相差フィルム、輝度向上フィルム、反射フィルム、半透過反射フィルム、拡散フィルム、光学補償フィルムなどの光学機能性フィルムを積層することにより、このような機能を持たせることができるほか、保護フィルム自体にこのような機能を付与することもできる。また、輝度向上フィルムの機能を持った拡散フィルムなどのように、複数の機能を保護フィルムに持たせてもよい。

たとえば、上述した保護フィルムに、特許第２８４１３７７号公報、特許第３０９４１１３号公報などに記載の延伸処理を施したり、特許第３１６８８５０号公報に記載された処理を施したりすることにより、位相差フィルムとしての機能を付与することができる。位相差フィルムにおける位相差特性は、例えば、正面位相差値が５〜１００ｎｍ、厚み方向位相差値が４０〜３００ｎｍの範囲など、適宜選択できる。また、上記の保護フィルムに、特開２００２−１６９０２５号公報や特開２００３−２９０３０号公報に記載されるような方法で微細孔を形成することにより、あるいは選択反射の中心波長が異なる２層以上のコレステリック液晶層を重畳することにより、輝度向上フィルムとしての機能を付与することができる。

上記の保護フィルムに蒸着やスパッタリングなどで金属薄膜を形成すれば、反射フィルムまたは半透過反射フィルムとしての機能を付与することができる。上述した保護フィルムに微粒子を含む樹脂溶液をコーティングすることにより、拡散フィルムとしての機能を付与することができる。また、上記の保護フィルムにディスコティック液晶性化合物などの液晶性化合物をコーティングして配向させることにより、光学補償フィルムとしての機能を付与することができる。また、保護フィルムに位相差を発現する化合物を含有させてもよい。さらに、適当な接着剤を用いて、各種の光学機能性フィルムを偏光フィルムに直接貼合してもよい。光学機能性フィルムの市販品としては、例えば、ＤＢＥＦ（３Ｍ社製、日本では住友スリーエム（株）から入手できる）などの輝度向上フィルム、ＷＶフィルム（富士フィルム（株）製）などの視野角改良フィルム、アートンフィルム（ＪＳＲ（株）製）、ゼオノアフィルム（（株）オプテス製）、エスシーナ（積水化学工業（株）製）、ＶＡ−ＴＡＣ（コミカミノルタオプト（株）製）、スミカライト（住友化学（株）製）などの位相差フィルムなどを挙げることができる。

（接着剤層）
接着剤層を構成する接着剤としては、水系接着剤、活性エネルギー線硬化型の接着剤などが挙げられる。水系接着剤を用いた場合は、第２乾燥工程において、偏光フィルムの乾燥と接着剤の乾燥を同時に行なうことができるので、好適である。

水系接着剤としては、たとえば、ポリビニルアルコール系樹脂水溶液、水系二液型ウレタン系エマルジョン接着剤などが挙げられる。接着剤として用いるポリビニルアルコール系樹脂には、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ビニルアルコール系共重合体、さらに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などがある。水系接着剤には、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、亜鉛化合物などが添加剤として添加されてもよい。このような水系の接着剤を用いた場合、それから得られる接着剤層は、通常１μｍよりもはるかに薄い。水系接着剤は、その調製後、１５〜４０℃の温度下で塗布され、貼合温度は、通常１５〜３０℃の範囲である。

活性エネルギー線硬化型の接着剤としては、耐候性や屈折率、カチオン重合性などの観点から、活性エネルギー線の照射により硬化するエポキシ樹脂を含有するエポキシ系樹脂組成物からなる接着剤が挙げられる。ただし、これに限定されるものではなく、従来から偏光板の製造に使用されている各種の活性エネルギー線硬化型の接着剤（有機溶剤系接着剤、ホットメルト系接着剤、無溶剤型接着剤など）が採用可能である。

［第２乾燥工程］
貼合工程の後、偏光フィルムと保護フィルムとからなる積層体を第２乾燥工程に供して偏光板を製造する。第２乾燥工程により、接着剤を乾燥させ、また偏光板が適切な水分率となるように乾燥させる。第２乾燥工程により、さらにポリビニルアルコール系フィルムの厚みが低減される。本発明においては、厚みの比により適切な乾燥の程度を表すこととする。すなわち、上述の通り、第２乾燥工程後の偏光板中の偏光フィルムの厚みＴｂに対する、第１乾燥工程後であって貼合工程前の偏光フィルムの厚みＴａの比Ｔａ／Ｔｂが１．０２〜１．３０の関係を満たすように第２乾燥工程の乾燥温度および乾燥時間を制御する。

また、本発明において、幅の比よっても適切な乾燥の程度を表すこととする。すなわち、上述の通り、第１乾燥工程後であって貼合工程前の偏光フィルムの幅Ｗａに対する、第２乾燥工程後の偏光板中の偏光フィルムの幅Ｗｂの比Ｗｂ／Ｗａが０．９６０以上１．０００未満の関係を満たすように第２乾燥工程の乾燥温度および乾燥時間を制御する。第２乾燥工程における乾燥温度は、たとえば、３０〜１００℃とすることができ、乾燥時間は、たとえば、６０〜１２００秒間とすることができる。第２乾燥工程における乾燥方法は、上述の第１乾燥工程と同様である。第２乾燥工程は温度の異なるゾーンを複数設けるのが好ましく、複数の温度、時間の異なる乾燥工程を組み合わせることにより、偏光板を所望の水分率まで乾燥させ易くなるとともに、偏光板の色相、外観品質、カールを適度に調整することができる。第２乾燥工程は、第１乾燥工程の最高乾燥温度より高い乾燥温度で処理を行なう工程を含むことが好ましい。また、第２乾燥工程は、工程開始時の乾燥温度より高い乾燥温度で処理を行なう工程を含むことが好ましい。

最終的に得られる偏光板の水分率は１．５〜３．０％であることが好ましい。この範囲を外れた場合、カールや外観不良の問題が発生しやすくなり、特に３．０％より高い場合は、厚みを低減させる効果が小さくなる場合がある。

上記厚みの比Ｔａ／Ｔｂについて、１．０２未満である場合、偏光フィルムの水分率を調整するために行なう乾燥の大部分を第１乾燥工程で行なうことになる。しかしながら、第１乾燥工程における乾燥の程度が大きいほど、偏光フィルムの幅の収縮が顕著となり好ましくない。したがって、本発明においては、第２乾燥工程において、第１乾燥工程の最高乾燥温度より高い乾燥温度で処理を行なう工程を含むことにより、適切な偏光フィルムの水分率とするための乾燥の一部のみを第１乾燥工程で行ない、保護フィルムを貼合した後に行なう第２乾燥工程により、最終製品として適切な水分率に調整する残りの乾燥を行なうことにより、偏光フィルムの幅の収縮を抑制することができるので好ましい。

また、第２乾燥工程では、工程開始時の乾燥温度より高い乾燥温度で処理を行なう工程を含むことが好ましい。すなわち、複数のゾーンが設けられた第２乾燥工程では、２番目のゾーン以降に、１番目のゾーンよりも高い温度で処理するゾーンを有することが好ましい。たとえば、１番目のゾーンの温度は６０℃未満であり、２番目のゾーン以降については、これらのうち少なくとも１つの乾燥炉の温度が６０℃以上で、この温度が６０℃以上の乾燥炉は、好ましくは６０℃〜１００℃の範囲に設定される。そうすることで、偏光フィルムと保護フィルムの接着を進行させた後に、偏光フィルムの厚みを十分に収縮させることができる。

一方、上記厚みの比Ｔａ／Ｔｂが１．３０を超える場合、第１乾燥工程での乾燥の程度が十分ではなく、第２乾燥工程の乾燥条件を厳しい条件とする必要があり、第２乾燥工程でのシワの発生やフィルム破断などの工程汚染の問題や、偏光板の外観不良などの品質の低下を招く場合がある。

上述のように、第１乾燥工程および第２乾燥工程の乾燥の程度を制御することにより、上記厚みの比の関係を満たすように偏光板を製造することができる。そして、偏光フィルムの幅の収縮の程度を抑制することができる。保護フィルムの貼合において、水系の接着剤を用いる場合には、接着剤の溶剤を蒸発させるために行なう乾燥工程を第２乾燥工程とすることができる。

以上のようにして製造した偏光板は、偏光フィルムと、偏光フィルムの少なくとも一方の面に貼合された保護フィルムとを備え、液晶表示装置の偏光板として用いることができる。また、本発明の製造方法によると、たとえば、視感度補正単体透過率が４１．５％以上、視感度補正偏光度が９９．９９％以上の光学特性を有する偏光板を製造することができる。偏光板がこのような光学特性を有することにより、偏光板を液晶表示装置の偏光板として用いた場合に良好なコントラスト比の表示が得られる。

［実施例１］
（偏光フィルムの作製）
厚さ７５μｍのポリビニルアルコールフィルム（クラレビニロンＶＦ−ＰＳ＃７５００、重合度２,４００、ケン化度９９.９モル％以上）を３０℃の純水に、フィルムが弛まないように緊張状態を保ったまま浸漬しフィルムを十分に膨潤させた（膨潤工程）。次にヨウ素とヨウ化カリウムが重量比で０．０４／２．０／１００の３０℃の水溶液に浸漬しつつ一軸延伸を行った後（染色工程）、ヨウ化カリウム／ホウ酸／水が重量比で１２／４．２／１００の５６℃水溶液に浸漬して架橋処理しつつ原反からの積算延伸倍率が５．７倍になるまで一軸延伸を行った（架橋工程および延伸工程）。次に、ヨウ化カリウム／ホウ酸／水が重量比で９／２．９／１００の４０℃水溶液に浸漬し、続いて５℃の純水で洗浄した後、乾燥温度３０℃、乾燥時間５０秒の乾燥条件で乾燥処理して偏光フィルムを得た（第１乾燥工程）。得られた偏光フィルムは、厚み（Ｔａ）３３．１μｍ、幅（Ｗａ）２２５ｍｍ、水分率３０％であった。

（接着剤の調製）
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、４％水溶液粘度１２.４ｍＰａ・ｓｅｃ、ケン化度９９.１モル％）を純水に溶解し、１０％濃度の水溶液を調製した。このアセトアセチル基変性ポリビニルアルコール系樹脂水溶液と、架橋剤となるグリオキシル酸ナトリウムとを、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部となるように純水で希釈し、接着剤組成物を調製した。

（偏光板の作製）
先に得られた偏光フィルムの両面に、ケン化処理が施されたトリアセチルセルロースからなる厚み８０μｍのフィルム（ＫＣ８ＵＸ２ＭＷ、コニカミノルタオプト（株）製）を、上記接着剤を介して、ニップロールにより貼合し、乾燥温度７５℃、乾燥時間１５０秒の乾燥条件で乾燥処理して（第２乾燥工程）、偏光板を得た。得られた偏光板中の偏光フィルムは、厚み（Ｔｂ）２７．０μｍ、幅（Ｗｂ）２２１ｍｍ、ホウ素含有率３．８ｗｔ％であった。すなわち、Ｔａ／Ｔｂが１．２３、Ｗｂ／Ｗａが０．９８２であった。

（偏光板の光学特性）
得られた偏光板の光学性能を求めるために、（株）日本分光製の紫外可視分光光度計Ｖ７１００に偏光板をセットし、透過方向と吸収方向の偏光板の紫外可視スペクトルを測定した。単体透過率、偏光度（視感度補正偏光度）はＪＩＳ−Ｚ８７２９に準拠して計算にて求めた。実施例１の偏光板の光学特性は、視感度補正単体透過率が４２．５％、視感度補正偏光度が９９．９９５％であった。

［実施例２］
（偏光フィルムの作製）
第１乾燥工程における乾燥条件を、乾燥温度５０℃、乾燥時間５０秒間とした点以外は、実施例１と同様にして偏光フィルムを作製した。得られた偏光フィルムは、厚み（Ｔａ）３２．１μｍ、幅（Ｗａ）２１９ｍｍ、水分率１６％であった。

（偏光板の作製）
実施例１と同様にして偏光板を得た。得られた偏光板中の偏光フィルムは、厚み（Ｔｂ）２８．０μｍ、幅（Ｗｂ）２１７ｍｍ、ホウ素含有率３．８ｗｔ％であった。すなわち、Ｔａ／Ｔｂが１．１５、Ｗｂ／Ｗａが０．９９１であった。実施例２の偏光板の光学特性は、視感度補正単体透過率が４２．５％、視感度補正偏光度が９９．９９７％であった。

［実施例３］
（偏光フィルムの作製）
実施例１と同様にして偏光フィルムを作製した。得られた偏光フィルムは、実施例１と同様に、厚み（Ｔａ）３３．１μｍ、幅（Ｗａ）２２５ｍｍ、水分率３０％であった。

（偏光板の作製）
第２乾燥工程における乾燥条件を、乾燥温度９０℃、乾燥時間１５０秒間とした点以外は、実施例１と同様にして偏光板を作製した。得られた偏光板中の偏光フィルムは、厚み（Ｔｂ）２６．６μｍ、幅（Ｗｂ）２１９ｍｍ、ホウ素含有率３．８ｗｔ％であった。すなわち、Ｔａ／Ｔｂが１．２４、Ｗｂ／Ｗａが０．９７３であった。実施例３の偏光板の光学特性は、視感度補正単体透過率が４２．５％、視感度補正偏光度が９９．９９６％であった。

［実施例４］
（偏光フィルムの作製）
架橋処理におけるヨウ化カリウム／ホウ酸／水が重量比を１２／３．１／１００とした以外は実施例２と同様にして偏光フィルムを作製した。得られた偏光フィルムは、厚み（Ｔａ）３２．８μｍ、幅（Ｗａ）２２６ｍｍ、水分率２２％であった。

（偏光板の作製）
実施例２と同様にして偏光板を得た。得られた偏光板中の偏光フィルムは、厚み（Ｔｂ）２７．２μｍ、幅（Ｗｂ）２２３ｍｍ、ホウ素含有率３．２ｗｔ％であった。すなわち、Ｔａ／Ｔｂが１．２１、Ｗｂ／Ｗａが０．９８７であった。実施例４の偏光板の光学特性は、視感度補正単体透過率が４２．５％、視感度補正偏光度が９９．９９３％であった。

［比較例１］
（偏光フィルムの作製）
第１乾燥工程における乾燥条件を、乾燥温度８０℃、乾燥時間１５０秒間とした点以外は、実施例１と同様にして偏光フィルムを作製した。得られた偏光フィルムは、厚み（Ｔａ）２９．５μｍ、幅（Ｗａ）２１３ｍｍ、水分率９％であった。

（偏光板の作製）
実施例１と同様にして偏光板を得た。得られた偏光板中の偏光フィルムは、厚み（Ｔｂ）２９．５μｍ、幅（Ｗｂ）２１３ｍｍ、ホウ素含有率３．９ｗｔ％であった。すなわち、Ｔａ／Ｔｂが１．００、Ｗｂ／Ｗａが１．００であった。比較例１の偏光板の光学特性は、視感度補正単体透過率が４２．５％、視感度補正偏光度が９９．９９６％であった。

［比較例２］
（偏光フィルムの作製）
積算延伸倍率を５．０倍とした以外は、比較例１と同様にして偏光フィルムを作製した。得られた偏光フィルムは、厚み（Ｔａ）３４．４μｍ、幅（Ｗａ）２２７ｍｍ、水分率９．５％であった。

（偏光板の作製）
実施例１と同様にして偏光板を得た。得られた偏光板中の偏光フィルムは、厚み（Ｔｂ）３４．２μｍ、幅（Ｗｂ）２２７ｍｍ、ホウ素含有率３．９ｗｔ％であった。すなわち、Ｔａ／Ｔｂが１．０１、Ｗｂ／Ｗａが１．００であった。比較例２の偏光板の光学特性は、視感度補正単体透過率が４２．５％、視感度補正偏光度が９９．９８０％であった。

表１は、実施例１〜４および比較例１，２の上記結果を表す。

表１からわかるように、第１乾燥工程および第２乾燥工程の乾燥条件を、Ｔａ／Ｔｂが１．０２〜１．３０となるように調整した実施例１〜４によると、比較例１，２より偏光板中の偏光フィルムが薄く、幅の広い、光学性能の良好な偏光フィルムを有する偏光板が得られることがわかった。

本発明の製造方法により作製される偏光板は、液晶表示装置をはじめとする各種表示装置に有効に適用することができる。

Claims (7)

1. ポリビニルアルコール系フィルムを二色性色素で染色する染色工程と、
   染色した前記ポリビニルアルコール系フィルムを架橋剤を含む溶液に浸漬して架橋する架橋工程と、
   架橋した前記ポリビニルアルコール系フィルムを乾燥する第１乾燥工程と、を順に行ないポリビニルアルコール系フィルムからなる偏光フィルムを製造した後に、
   前記偏光フィルムの少なくとも一方の面に接着剤層を介して保護フィルムを貼合して積層体を形成する貼合工程と、
   前記積層体を乾燥する第２乾燥工程と、を順に行ない前記積層体からなる偏光板を製造する製造方法であって、
   前記第２乾燥工程後の前記偏光板中の前記偏光フィルムの厚みＴｂに対する、前記第１乾燥工程後であって前記貼合工程前の前記偏光フィルムの厚みＴａの比Ｔａ／Ｔｂが１．０２〜１．３０である、偏光板の製造方法。
2. 前記第１乾燥工程後であって前記貼合工程前の前記偏光フィルムの幅Ｗａに対する、前記第２乾燥工程後の前記偏光板中の前記偏光フィルムの幅Ｗｂの比Ｗｂ／Ｗａが０．９６０以上１．０００未満である、請求項１に記載の偏光板の製造方法。
3. 前記第１乾燥工程後であって前記貼合工程前の前記偏光フィルムの水分率が１２〜４５％である、請求項１または２に記載の偏光板の製造方法。
4. 前記第２乾燥工程後の前記偏光板中の前記偏光フィルムのホウ素の含有率が２．５〜４．５ｗｔ％である、請求項１〜３のいずれかに記載の偏光板の製造方法。
5. 前記第２乾燥工程は、前記第１乾燥工程の最高乾燥温度より高い乾燥温度で処理を行なう工程を含む、請求項１〜４のいずれかに記載の偏光板の製造方法。
6. 前記第２乾燥工程は、工程開始時の乾燥温度より高い乾燥温度で処理を行なう工程を含む、請求項１〜５のいずれかに記載の偏光板の製造方法。
7. 前記貼合工程前に前記ポリビニルアルコール系フィルムの両端部を切断して除去する除去工程をさらに有する、請求項１〜６のいずれかに記載の偏光板の製造方法。