JP6077669B2 - 延伸積層体、薄型偏光子の製造方法、これを用いて製造される薄型偏光子及びこれを含む偏光板 - Google Patents

Description

本発明は、延伸積層体、薄型偏光子の製造方法、これを用いて製造される薄型偏光子及びこのような薄型偏光子を含む偏光板に関する。

偏光板に使用される偏光子は、自然光又は任意の偏光を特定方向の偏光とするための光学素子であって、液晶表示素子、有機発光素子(ＯＬＥＤ)のようなディスプレイ装置に広く用いられている。現在、上記ディスプレイ装置に使用される偏光子としては、ヨウ素系化合物又は二色性染料を含有する分子鎖が一定の方向に配向されたポリビニルアルコール系偏光フィルムが一般に使用されている。

上記ポリビニルアルコール系偏光フィルムは、ポリビニルアルコール系フィルムにヨウ素又は二色性染料を染着させた後、一定方向に延伸して架橋する方法によって製造されており、このとき、上記延伸工程は、ホウ酸水溶液又はヨウ素水溶液のような溶液上で行われる湿式延伸又は大気中で行われる乾式延伸などで行われることができ、延伸倍率は、一般に５倍以上である。ところで、このような従来の製造工程で、破断が発生することなく延伸が行われるためには、延伸前のポリビニルアルコール系フィルムの厚さが６０μｍを超過することが要求される。延伸前のポリビニルアルコール系フィルムの厚さが６０μｍ以下の場合、ポリビニルアルコール系フィルムの膨潤度が高くなり、薄い厚さによって延伸工程で単位面積当たり作用するモジュラスが大きくなって、破断が発生しやすくなるからだ。

一方、最近、ディスプレイ装置の薄型化傾向によって、偏光板もより薄い厚さを持つことが要求されている。しかしながら、従来のように延伸前の厚さが６０μｍを超えるポリビニルアルコール系フィルムを使用する場合、偏光子の厚さを低減するのに限界がある。よって、最近は、より薄い厚さの薄型偏光子を製造するための研究が多く試みられている。例えば、最近は、薄型偏光子を製造するために、基材の上にポリビニルアルコール系樹脂をコーティング及び乾燥して樹脂層を形成した後、延伸する方法が提案された。このとき、基材として結晶性エステル系樹脂や非晶性エステル系樹脂を使用し、具体的には、結晶性エステル系樹脂の一つとして結晶性ポリエチレンテレフタレート樹脂を使用するか、非晶性エステル系樹脂として非晶性ポリエチレンテレフタレート樹脂を使用している。

しかしながら、結晶性ポリエチレンテレフタレート樹脂を使用する場合、５倍の延伸倍率が限界であり、非晶性ポリエチレンテレフタレート樹脂を使用する場合、５．５倍の延伸倍率が限界であって、高配率延伸が不可能であり、したがって、光学特性を向上するのに限界がある。また、上記のようにポリエチレンテレフタレート樹脂を使用する場合、材料自体の構造及び特性、そしてメルティング(melting)を通じた溶液流延(solution casting)後に延伸して成形する製造工程の特性上、結晶化度が高く引張力が大きいため、１２０℃ないし１７０℃程度の高温でのみ乾式延伸が可能である。このとき、１２０℃ないし１７０℃程度の高温で乾式延伸をするためには、温度を上昇させるための別途の工程が必要であるか、工程上のコストが増加する問題点があり、また、基材上に形成されたポリビニルアルコールフィルムの場合、ガラス転移温度が７０℃ないし８０℃程度であるため、高温での乾式延伸をする場合、ポリビニルアルコールフィルムが損傷することがあり、さらに、物性が変化するなどの問題点が発生する恐れがある。

また、上記のようにポリエチレンテレフタレート樹脂を使用する場合、これを通じて製造される基材自体が既に延伸しにくい基材となるので、一般的なホウ酸水溶液上での湿式延伸時に、ホウ酸によるポリビニルアルコールの架橋度が増加して延伸比が減少する傾向を示す。また、上記のようにポリエチレンテレフタレート樹脂を使用する場合、高配率で延伸するとき、基材上にポリビニルアルコール系樹脂が密着して、延伸後に基材から製造された偏光子を剥離することが難しい問題点がある。

本発明は、上記のような問題点を解決するためのものであって、低温での乾式及びホウ酸水溶液での湿式延伸がいずれも可能であり、高配率延伸が可能であり、剥離が容易な延伸積層体と、これを用いる光学物性に優れた１０μｍ以下の薄型偏光子の製造方法、これを用いて製造された薄型偏光子及びこれを含む偏光板を提供するためのものである。

一側面において、本発明は、未延伸熱可塑性ポリウレタンフィルム；及び上記未延伸熱可塑性ポリウレタンフィルムの少なくとも一面に積層される未延伸ポリビニルアルコール系フィルムを含む積層体が延伸処理されている延伸積層体であって、延伸後のポリビニルアルコール系フィルムの厚さが１０μｍ以下である延伸積層体を提供する。

このとき、上記未延伸熱可塑性ポリウレタンフィルムは、延伸後の厚さが４ないし７０μｍであるのが好ましく、例えば、６μｍないし７０μｍ、６μｍないし５６μｍまたは９μｍないし３５μｍであってもよい。

また、上記未延伸熱可塑性ポリウレタンフィルムのガラス転移温度(Ｔｇ)は、２０℃ないし６０℃程度、好ましくは３０℃ないし５０℃程度であり、常温(２５℃)でのモジュラスが、２００ＭＰａないし１５００ＭＰａ程度、好ましくは３５０ＭＰａないし１３００ＭＰａ程度であり、常温(２５℃)での破断力は、５Ｎないし４０Ｎ、好ましくは１０Ｎないし３０Ｎ程度であってもよい。

他の側面において、本発明は、未延伸熱可塑性ポリウレタンフィルムの少なくとも一面に未延伸ポリビニルアルコール系フィルムを積層して積層体を形成するステップ；及び上記ポリビニルアルコール系フィルムの厚さが１０μｍ以下になるように上記積層体を延伸するステップを含む薄型偏光子の製造方法を提供する。

一方、上記積層体を形成するステップは、未延伸熱可塑性ポリウレタンフィルムと未延伸ポリビニルアルコール系フィルムとの間の引力または接着剤を用いて、未延伸熱可塑性ポリウレタンフィルムと未延伸ポリビニルアルコール系フィルムとを貼り付ける方法で行われることが好ましい。

なお、上記積層体を延伸するステップは、２０℃ないし８０℃の温度で５倍ないし１５倍の延伸倍率で行われることができ、好ましくはホウ酸濃度が１重量％ないし５重量％であるホウ酸水溶液内で行われることができる。または、上記延伸は、２０℃ないし８０℃の温度で５倍ないし１５倍の延伸倍率で乾式延伸で行われることもできる。

一方、本発明の薄型偏光子の製造方法は、上記積層体を延伸するステップによって、上記熱可塑性ポリウレタンフィルムの延伸方向に垂直な方向の幅が、延伸前に比べて３０％ないし８０％減少するのが好ましく、上記熱可塑性ポリウレタンフィルムの厚さが、延伸前に比べて３０％ないし８０％減少するのが好ましい。

なお、本発明の薄型偏光子の製造方法は、上記積層体を延伸するステップの後に、延伸されたポリビニルアルコール系フィルムと延伸された熱可塑性ポリウレタンフィルムとの間の貼付力が、２Ｎ／２ｃｍ以下、好ましくは０．１Ｎ／２ｃｍないし２Ｎ／２ｃｍ程度、より好ましくは０．１Ｎ／２ｃｍないし１Ｎ／２ｃｍ程度であってもよい。

一方、本発明の薄型偏光子の製造方法は、上記積層体を延伸するステップの前に、未延伸ポリビニルアルコール系フィルムにヨウ素及び二色性染料のうち少なくとも一つを染着させるステップをさらに含むことができ、好ましくは、上記未延伸ポリビニルアルコール系フィルムを膨潤させるステップ、及び上記膨潤された未延伸ポリビニルアルコール系フィルムにヨウ素及び／または二色性染料を染着するステップをさらに行うことができる。

なお、本発明の薄型偏光子の製造方法は、上記積層体を延伸するステップの後に、延伸されたポリビニルアルコール系フィルムを延伸された熱可塑性ポリウレタンフィルムから分離するステップをさらに含むことができる。このとき、上記延伸されたポリビニルアルコール系フィルムを延伸された熱可塑性ポリウレタンフィルムから分離するステップは、２Ｎ／２ｃｍ以下、好ましくは０．１Ｎ／２ｃｍないし２Ｎ／２ｃｍ程度の剥離力を加えて行われることができる。

他の側面において、本発明は、上記製造方法で製造され、厚さが１０μｍ以下であり、単体透過度が４０％ないし４５％であり、偏光度が９９．０％以上であり、偏光子の幅方向に沿って等間隔で位置する１０個の点で測定された偏光度の標準偏差が、０．００２％以下である薄型偏光子、及びこれを含む偏光板を提供する。

本発明によれば、低温での乾式及びホウ酸水溶液での湿式延伸がいずれも可能であり、高配率延伸が可能であり、光学物性に非常に優れた、厚さ１０μｍ以下の薄型偏光子を製造することができる。

また、本発明によれば、延伸過程で熱可塑性ポリウレタンフィルムとポリビニルアルコール系フィルムとが分離せず、延伸後の分離過程で表面損傷を最小に抑えられるなど、延伸過程での工程安定性にも優れている。

テクスチャーアナライザー(Texture Analyzer)を用いて貼付力(Peeling Strength)を測定する方法を示す模式図である。 比較例２を高配率延伸した場合、ポリビニルアルコール系フィルムに破断が発生することを示す写真である。

以下、本発明の好ましい実施の形態を説明する。ところが、本発明の実施の形態は種々の他の形態に変形されることができ、本発明の範囲が以下で説明する実施の形態に限定されるものではない。また、本発明の実施の形態は、当該技術分野における平均的な知識を持つ者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。

本発明者らは、低温での乾式及びホウ酸水溶液での湿式延伸がいずれも可能であり、高配率延伸が可能であり、光学物性に非常に優れた、厚さ１０μｍ以下の薄型偏光子を製造すべく長年の研究を重ねた結果、基材フィルムとして熱可塑性ポリウレタンフィルムを使用し、このような基材フィルム上にポリビニルアルコール系フィルムを積層した後、これらを同時に延伸することで上記のような目的を達成できることを見出して、本発明を完成するに至った。

以下では、本発明の発明者らが完成した発明について、より具体的に説明する。

[延伸積層体]
まず、本発明の延伸積層体は、未延伸熱可塑性ポリウレタンフィルム；及び上記熱可塑性ポリウレタンフィルムの少なくとも一面に積層される未延伸ポリビニルアルコール系フィルムを含む積層体が延伸処理されている延伸積層体であって、このとき、本発明の延伸積層体は、延伸後のポリビニルアルコール系フィルムの厚さが１０μｍ以下である。

(熱可塑性ポリウレタンフィルム)
本発明の上記積層体に含まれる上記熱可塑性ポリウレタンフィルムは、延伸過程でポリビニルアルコール系フィルムが破断することを防止するためのものであって、本発明は、基材フィルムとして熱可塑性ポリウレタンフィルムを使用し、このように基材フィルムとして熱可塑性ポリウレタン系フィルムを使用する場合には、熱可塑性ポリウレタン系フィルムの場合、熱収縮特性がポリビニルアルコール系フィルムと類似して、乾燥過程で延伸されたポリビニルアルコール系フィルムの幅収縮を阻害せず、円滑な幅収縮を誘導することができ、ポリビニルアルコール・ヨウ素錯体の配向性をさらに増大させることができるという長所がある。

一方、上記熱可塑性ポリウレタンフィルムは、延伸前の厚さが２０μｍないし１００μｍ程度、好ましくは３０μｍないし８０μｍまたは３０μｍないし６０μｍ程度のものが良い。熱可塑性ポリウレタンフィルムの厚さが上記範囲より薄ければ、積層体構造をなして延伸工程を進行する際に、ポリビニルアルコール系フィルムを十分支持することができなくて、工程上の破断などの問題点が引き起こされ、上記範囲より厚ければ、モジュラスが増加して延伸性が低下し、また、ポリビニルアルコール系フィルムの乾燥区間での自由な幅収縮を妨害して、最終的に得られた偏光子の光学物性を阻害する恐れがある。

また、延伸された比率によって変わるが、上記熱可塑性ポリウレタンフィルムは、延伸後の厚さが４μｍないし７０μｍであるのが好ましく、例えば、６μｍないし７０μｍ、６μｍないし５６μｍまたは９μｍないし３５μｍであってもよい。この場合、上記熱可塑性ポリウレタンフィルムは、ポリビニルアルコール系フィルムが高配率で延伸されるとき、破断が発生することを効果的に防止することができる。

一方、上記熱可塑性ポリウレタンフィルムは、ガラス転移温度は２０℃ないし６０℃程度であることが好ましく、例えば、３０℃ないし５０℃程度であってもよい。基材フィルムの役割をする熱可塑性ポリウレタンフィルムが、一般的にガラス転移温度が７０℃ないし８０℃であるポリビニルアルコール系フィルムより、さらに低いガラス転移温度を有する場合、延伸温度条件でよりソフト(soft)な特性を有することができ、その結果、ポリビニルアルコール系フィルムをさらによく延伸させることができる。但し、熱可塑性ポリウレタンフィルムのガラス転移温度が低すぎる場合には、高配率延伸を行うときに破断が発生する可能性が大きいという問題点があるので、上記のような適切な範囲のガラス転移温度を有するのが好ましい。一方、上記ガラス転移温度は示差走査熱量計(ＤＳＣ)によって測定されることができる。例えば、示差走査熱量計(ＤＳＣ)を用いる場合、約１０ｍｇの試料を専用パン(pan)に封入して、一定の昇温条件で加熱するとき、相変化が起こることによる物質の吸熱及び発熱量を温度によって描いて、ガラス転移温度を測定することができる。

また、上記熱可塑性ポリウレタンフィルムの常温(２５℃)でのモジュラス(Modulus)は、２００ＭＰａないし１５００ＭＰａであるのが好ましく、例えば、３５０ＭＰａないし１３００ＭＰａであってもよい。熱可塑性ポリウレタンフィルムのモジュラスが上記範囲よりも大きい場合、高配率の延伸が難しいことがあり、上記範囲より小さい場合、延伸過程で破断が発生する可能性が大きいという問題点がある、このとき、上記モジュラスとは、ＪＩＳ−Ｋ６２５１−１規格によって準備したサンプルの両端を固定させた後、フィルムの厚さ方向に垂直な方向に力を加えて引張率(Strain)による単位面積当たりの応力(Stress)を測定して得られた値を言い、このとき測定機器としては、例えば、Ｚｗｉｃｋ／Ｒｏｅｌｌ社のＺ０１０ ＵＴＭ装備などを使用することができる。

また、上記熱可塑性ポリウレタンフィルムの常温(２５℃)での破断力は、５Ｎないし４０Ｎ、好ましくは１０Ｎないし３０Ｎ程度であってもよい。熱可塑性ポリウレタンフィルムの破断力が上記範囲よりも大きい場合、高配率延伸が難しいことがあり、上記範囲よりも小さい場合、延伸過程で破断が発生する可能性が大きい。このとき、上記破断力とは、フィルムの破断が発生する時点でフィルムにかかる力あるいは破断時点の引張力を言い、このとき測定機器としては、例えば、Ｚｗｉｃｋ／Ｒｏｅｌｌ社のＺ０１０ ＵＴＭ装備などを使用することができる。

また、上記熱可塑性ポリウレタンフィルムの常温(２５℃)で６倍の延伸倍率で乾式延伸時の引張力は、５Ｎないし２００Ｎ程度、好ましくは１０Ｎないし１００Ｎ程度であってもよい。また、５２℃で６倍の延伸倍率で湿式延伸時の引張力は、１Ｎないし１００Ｎ程度、好ましくは２Ｎないし８０Ｎ程度であってもよい。同様に、熱可塑性ポリウレタンフィルムの引張力が上記範囲よりも大きい場合、高配率の延伸が難しいことがあり、上記範囲よりも小さい場合、延伸過程で破断が発生する可能性が大きい。このとき、上記引張力とは、引張する力を言い、このとき測定機器としては、例えば、Ｚｗｉｃｋ／Ｒｏｅｌｌ社のＺ０１０ ＵＴＭ装備などを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)
上記熱可塑性ポリウレタンフィルムの少なくとも一面に積層される上記ポリビニルアルコール系フィルムは、染着及び延伸工程などを経た後、ポリビニルアルコール系薄型偏光子として使用されるものであって、ポリビニルアルコール樹脂またはその誘導体を含むものであれば、特に制限なく使用可能である。このとき、上記ポリビニルアルコール樹脂の誘導体としては、これに限定されるものではないが、ポリビニルホルマール樹脂、ポリビニルアセタール樹脂などが挙げられる。または、上記ポリビニルアルコール系フィルムは、当該技術分野において偏光子の製造に使用される市販のポリビニルアルコール系フィルム、例えば、日本合成社のＭ２０００、Ｍ２００１、Ｍ２００５、Ｍ３０００、Ｍ６０００、Ｋｕｒａｒｙ社のＰ３０、ＰＥ２０、ＰＥ３０、ＰＥ６０などを使用することもできる。

一方、上記ポリビニルアルコール系フィルムは、延伸前の厚さが６０μｍ以下、例えば、５μｍないし６０μｍ程度、好ましくは１０μｍないし４０μｍ程度であるものが良い。ポリビニルアルコール系フィルムの厚さが薄すぎると、積層体構造をなして延伸工程を進行する際に破断が生じやすいなどの問題が引き起こされ、厚すぎると、最終的に得られる偏光子の厚さが厚くなって厚さが１０μｍ以下の薄型偏光子の製造に好適でない。

また、上記ポリビニルアルコール系フィルムは、薄型化のために延伸後の厚さが１０μｍ以下、例えば１μｍないし１０μｍ、または３μｍないし８μｍ程度であるものが好ましい。上記ポリビニルアルコール系フィルムは、熱可塑性ポリウレタンフィルムの一面に積層されて延伸されていてもよく、両面に積層されて延伸されていてもよく、１０μｍ以下に延伸されていればよい。

また、上記ポリビニルアルコール系フィルムは、これに限定されるものではないが、重合度が１，０００ないし１０，０００程度、好ましくは１，５００ないし５，０００程度であるものが良い。重合度が上記範囲を満足するとき、分子の動きが自由であり、ヨウ素または二色性染料などと柔軟に混合することができるからだ。

また、上記ポリビニルアルコール系フィルムは、ヨウ素及び／または二色性染料が染着された状態のフィルムであることが好ましく、より好ましくは上記ポリビニルアルコール系フィルムは膨潤工程及び染着工程が行われたフィルムであってもよい。

[薄型偏光子の製造方法]
次に、本発明の薄型偏光子の製造方法は、未延伸熱可塑性ポリウレタンフィルムの少なくとも一面に未延伸ポリビニルアルコール系フィルムを積層して積層体を形成するステップ；及び上記ポリビニルアルコール系フィルムの厚さが１０μｍ以下になるように上記積層体を延伸するステップを含む。

(積層体形成ステップ)
本発明において、上記熱可塑性ポリウレタンフィルムとポリビニルアルコール系フィルムとの積層方法は特に制限されない。例えば、熱可塑性ポリウレタンフィルムにポリビニルアルコール系フィルムの形成材を含有する水溶液を、当該技術分野に一般に知られているバーコーティング、リバースコーティング、グラビアコーティング、スピンコーティング、スクリーンコーティング、ファウンテンコーティング、スプレーコーティング、コンマコーティングなどのコーティング方法を用いて塗工した後で乾燥させることで積層体を得ることができ、また、熱可塑性ポリウレタンフィルムの形成材とポリビニルアルコール系フィルムの形成材とを当該技術分野で一般に使用される共押出機に注入し、共押出される熱可塑性ポリウレタンフィルムとポリビニルアルコール系フィルムの厚さが適切な範囲になるように制御することで、積層体を得ることもできる。

一方、本発明の場合、上記熱可塑性ポリウレタンフィルムとポリビニルアルコール系フィルムとを接着剤を用いて貼り付けて積層体を形成するものであってもよい。このとき、上記接着剤は、その材質が特に限定されるものではなく、当該技術分野に知られている多様な接着剤が制限なく使用されることができる。例えば、上記接着剤は、水系接着剤または紫外線硬化型接着剤であってもよい。

より具体的に、上記接着剤は、ポリビニルアルコール系樹脂、アクリル系樹脂及び酢酸ビニル系樹脂からなる群より選択された１種以上を含む水系接着剤であってもよい。

または、上記接着剤は、アクリル基及びヒドロキシ基を持つポリビニルアルコール系樹脂を含む水系接着剤であってもよい。このとき、上記アクリル基及びヒドロキシ基を持つポリビニルアルコール系樹脂は、重合度が５００ないし１８００程度であってもよい。

または、上記接着剤は、アセトアセチル基を含有するポリビニルアルコール系樹脂及びアミン系金属化合物架橋剤を含む水系接着剤であってもよい。アセトアセチル基含有ポリビニルアルコール系樹脂にアミン系金属化合物架橋剤を含む接着剤の場合、接着剤の硬化時にアミン系金属化合物とポリビニルアルコール系樹脂のアセトアセチル基との架橋反応が起きるため、硬化後の接着層の耐水性が著しく向上し、その結果、湿式延伸時に接着剤が水に溶け出す現象を最小に抑えることができ、湿式延伸を行う場合に特に有用に使用されることができる。

より具体的に、本発明で使用される上記接着剤は、アセトアセチル基を含有するポリビニルアルコール系樹脂及びアミン系金属化合物架橋剤を含む水溶液であってもよく、上記水溶液のｐＨは、４．５ないし９程度であることが好ましい。接着剤のｐＨが上記数値範囲を満足する場合、貯蔵性、高湿環境での耐久性においてより有利であるからだ。このとき、上記接着剤のｐＨは、水溶液中に硝酸、塩酸、硫酸または酢酸などの酸を含有させる方法で調節することができる。

一方、本発明において、上記接着剤は、好ましくは上記アセトアセチル基を含有するポリビニルアルコール系樹脂１００重量部及び上記アミン系金属化合物架橋剤１ないし５０重量部を含むことができる。

ここで、上記ポリビニルアルコール系樹脂の重合度及びケン化度は、アセトアセチル基を含有さえすれば、特に限定されないが、重合度が２００ないし４，０００であり、ケン化度が７０モル％ないし９９．９モル％であるのが好ましい。分子の動きの自由さによる含有物質との柔軟な混合を考慮すれば、重合度は１，５００ないし２，５００であり、ケン化度は９０モル％ないし９９．９モル％であるのがより好ましい。このとき、上記ポリビニルアルコール系樹脂は、上記アセトアセチル基を０．１モル％ないし３０モル％で含むのが好ましい。上記範囲でアミン系金属化合物架橋剤との反応が円滑になることができ、目的とする接着剤の耐水性に十分有意になることができる。

また、上記アミン系金属化合物架橋剤は、上記ポリビニルアルコール系樹脂との反応性を有する官能基を持つ水溶性架橋剤であって、アミン系リガンドを含有する金属錯体の形態であることが好ましい。可能な金属としては、ジルコニウム(Ｚｒ)、チタニウム(Ｔｉ)、ハフニウム(Ｈｆ)、タングステン(Ｗ)、鉄(Ｆｅ)、コバルト(Ｃｏ)、ニッケル(Ｎｉ)、ルテニウム(Ｒｕ)、オスミウム(Ｏｓ)、ロジウム(Ｒｈ)、イリジウム(Ｉｒ)、パラジウム(Ｐｄ)、白金(Ｐｔ)などの遷移金属が可能であり、中心金属に結合されたリガンドとしては、一級アミン、二級アミン(ジアミン)、三級アミン又は水酸化アムモニウムなどの少なくとも一つ以上のアミン基を含むものであれば、いずれも可能である。その使用量は、上記ポリビニルアルコール系樹脂１００重量部に対して、１重量部ないし５０重量部の範囲に調節されることが好ましい。上記範囲において目的とする接着剤に十分有意な接着力を付与することができ、接着剤の貯蔵安定性(pot life)を向上することができる。

また、本発明において、上記接着剤において、上記アセトアセチル基を含有するポリビニルアルコール系樹脂の固形分含量は、１重量％ないし１０重量％程度であることが好ましい。ポリビニルアルコール系樹脂の固形分含量が１重量％未満の場合には、耐水性が十分確保されなくて延伸工程での破断発生率の低下効果が少なく、１０重量％を超過する場合には、作業性が低下し、剥離時にポリビニルアルコール系フィルムの表面に損傷が発生し得るからだ。

または、上記接着剤は、紫外線硬化型接着剤であってもよく、例えば、ホモポリマーのガラス転移温度が１２０℃以上の第１エポキシ化合物、ホモポリマーのガラス転移温度が６０℃以下の第２エポキシ化合物及びカチオン性光重合開始剤を含む紫外線硬化型接着剤であってもよい。具体的に、上記紫外線硬化型接着剤は、ホモポリマーのガラス転移温度が１２０℃以上の第１エポキシ化合物１００重量部、ホモポリマーのガラス転移温度が６０℃以下の第２エポキシ化合物３０ないし１００重量部及びカチオン性光重合開始剤０．５ないし２０重量部を含むことができる。

本明細書においてエポキシ化合物とは、分子内に１個以上のエポキシ基を持つ化合物を意味し、好ましくは分子内に２個以上のエポキシ基を持つ化合物であり、単量体(monomer)、重合体(polymer)又は樹脂(resin)の形態の化合物をいずれも含む概念である。好ましくは、本発明のエポキシ化合物は樹脂の形態であってもよい。

このとき、上記第１エポキシ化合物としては、ホモポリマーのガラス転移温度が１２０℃以上のエポキシ化合物であれば、特に制限なく使用されることができ、例えば、ホモポリマーのガラス転移温度が１２０℃以上の脂環族エポキシ化合物及び／又は芳香族エポキシが本発明の第１エポキシ化合物として使用されることができる。ホモポリマーのガラス転移温度が１２０℃以上のエポキシ化合物の具体的な例としては、３，４−エポキシシクロヘキシルメチル−３，４’−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、ビニルシクロヘキセンジオキシドジシクロペンタジエンジオキシド、ビスエポキシシクロペンチルエーテル、ビスフェノールＡ系エポキシ化合物、ビスフェノールＦ系エポキシ化合物などが挙げられる。なお、上記第１エポキシ化合物は、ホモポリマーのガラス転移温度が１２０℃ないし２００℃程度であることがより好ましい。

また、上記第２エポキシ化合物は、ホモポリマーのガラス転移温度が６０℃以下のエポキシ化合物であれば、特に制限なく使用されることができる。例えば、上記第２エポキシ化合物として、脂環族エポキシ化合物、脂肪族エポキシ化合物などが使用されることができる。このとき、上記脂環族エポキシ化合物としては、二官能型エポキシ化合物、すなわち２個のエポキシを持つ化合物を使用するのが好ましく、上記２個のエポキシ基がいずれも脂環式エポキシ基である化合物を使用するのがより好ましいが、これに制限されるものではない。また、脂肪族エポキシ化合物としては、脂環族エポキシ基ではない脂肪族エポキシ基を持つエポキシ化合物が例示されることができる。例えば、脂肪族多価アルコールのポリグリシジルエーテル；脂肪族多価アルコールのアルキレンオキシド付加物のポリグリシジルエーテル；脂肪族多価アルコールと脂肪族多価カルボン酸のポリエステルポリオールのポリグリシジルエーテル; 脂肪族多価カルボン酸のポリグリシジルエーテル；脂肪族多価アルコールと脂肪族多価カルボン酸のポリエステルポリカルボン酸のポリグリシジルエーテル；グリシジルアクリレート又はグリシジルメタクリレートのビニル重合によって得られるダイマー、オリゴマー又はポリマー；又はグリシジルアクリレート又はグリシジルメタクリレートと他のビニル系単量体とのビニル重合によって得られるオリゴマー又はポリマーが例示されることができ、好ましくは、脂肪族多価アルコール又はそのアルキレンオキシド付加物のポリグリシジルエーテルが使用されることができるが、これに制限されるものではない。

好ましくは、本発明の上記第２エポキシ化合物はグリシジルエーテル基を一つ以上含むものであってもよく、例えば、１，４−シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル、１，４−ブタンジオールジグリシジルエーテル、１，６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、ネオペンチルジグリシジルエーテル、レゾルシノールジグリシジルエーテル、ジエチレングリコールジグリシジルエーテル、エチレングリコールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、ｎ−ブチルグリシジルエーテル、２−エチルヘキシルグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテル、及びｏ−クレシル(Cresyl)グリシジルエーテルからなる群より選択された１種以上が本発明の第２エポキシ化合物として使用されることができる。

なお、上記第２エポキシ化合物は、ホモポリマーのガラス転移温度が０℃ないし６０℃程度であることがより好ましい。

一方、これに限定されるものではないが、本発明の場合、上記エポキシ化合物として、エポキシ化脂肪族環基を一つ以上含む第１エポキシ化合物及びグリシジルエーテル基を一つ以上含む第２エポキシ化合物の組合せを使用することが特に好ましい。より好ましくは、上記第１エポキシ化合物と第２エポキシ化合物の重量比が１：１ないし３：１程度であり、より好ましくは、１：１ないし２：１の重量比、最も好ましくは上記第１エポキシ化合物と第２エポキシ化合物が１：１の重量比で混合されて使用されることができる。

一方、上記のように接着剤を用いて熱可塑性ポリウレタンフィルムとポリビニルアルコール系フィルムとを貼り付ける場合、延伸前の接着剤層の厚さは、２０ｎｍないし４０００ｎｍ程度、好ましくは２０ｎｍないし１０００ｎｍ程度、より好ましくは２０ｎｍないし５００ｎｍ程度であってもよい。一方、上記積層体の延伸後の接着剤層の厚さは、１０ｎｍないし１０００ｎｍ程度、好ましくは、１０ｎｍないし５００ｎｍ程度、より好ましくは１０ｎｍないし２００ｎｍ程度であってもよい。延伸前及び後の接着剤層の厚さが上記範囲を満足する場合、延伸及び乾燥工程後にポリビニルアルコール系フィルムを損傷することなく剥離するのに有利である。

なお、本発明の場合、上記熱可塑性ポリウレタンフィルムとポリビニルアルコール系フィルムとを別途の媒介物なしに熱可塑性ポリウレタンフィルムとポリビニルアルコール系フィルムとの間の引力を用いて貼り付けて積層体を形成するものであってもよい。このように、別途の媒介物なしに熱可塑性ポリウレタンフィルムとポリビニルアルコール系フィルムとの間の引力を用いて貼り付ける場合、延伸後の熱可塑性ポリウレタンフィルムとポリビニルアルコール系フィルムとの分離が容易であり、分離のために低い剥離力が要求されるため、分離過程でポリビニルアルコール系フィルムの損傷などがほとんど発生せず、その結果、ポリビニルアルコール系フィルムの偏光度などの光学物性に影響をほとんど及ぼさないという長所がある。

また、上記のように別途の媒介物なしに熱可塑性ポリウレタンフィルムとポリビニルアルコール系フィルムとの間の引力を用いて貼り付ける場合、製造される薄型偏光子の均一な物性を実現するのに容易であり、さらに延伸工程中に破断などがほとんど発生しないなど、工程安定性に優れるという長所がある。

一方、上記のように熱可塑性ポリウレタンフィルムとポリビニルアルコール系フィルムとの間の引力を用いてフィルムを貼り付ける場合、上記熱可塑性ポリウレタンフィルムとポリビニルアルコール系フィルムとの貼付力を向上するために、積層する前に熱可塑性ポリウレタンフィルムやポリビニルアルコール系フィルムの一面または両面に表面処理を施すことができる。このとき、上記表面処理は、当該技術分野によく知られている多様な表面処理方法、例えば、コロナ処理、プラズマ処理またはＮａＯＨやＫＯＨのような強塩基水溶液を用いた表面改質処理などを通じて行われることができる。

(積層体延伸ステップ)
熱可塑性ポリウレタンフィルム上にポリビニルアルコール系フィルムを積層して積層体が形成されると、上記積層体を延伸する。このとき、上記延伸は、ポリビニルアルコール系フィルムの厚さが１０μｍ以下になるように行うことが好ましく、例えば、ポリビニルアルコール系フィルムの厚さが１μｍないし１０μｍ、または３μｍないし８μｍ程度になるように行うことが好ましい。

一方、本発明において、延伸法は特に限定されず、例えば、上記積層体を縦方向(ＭＤ)に対して一軸延伸を行うことができ、または上記積層体を横方向(ＴＤ)に対して一軸延伸を行うこともできる。また、上記積層体を横方向(ＴＤ)延伸時に同時二軸に縦方向(ＭＤ)収縮を誘発することもできる。一方、上記積層体の横方向(ＴＤ)延伸法としては、例えば、テンターを通じて一端を固定させた固定端一軸延伸法などが挙げられ、上記積層体の縦方向(ＭＤ)延伸法としては、ロール間延伸法、圧縮延伸法、自由端一軸延伸法などが挙げられる。一方、延伸処理は、多段で行うこともでき、または二軸延伸、傾斜延伸などを行うことでなされることもできる。

なお、上記延伸は、湿式延伸で行われることができる。湿式延伸を行う場合、乾式延伸に比べて基材フィルムとポリビニルアルコール系フィルムとの表面貼付力が強まるため、安定して延伸を行うことができるという長所がある。一方、上記湿式延伸は、ホウ酸水溶液内で行われることが好ましく、このとき、上記ホウ酸水溶液のホウ酸濃度は１．０重量％ないし５．０重量％程度であることが好ましい。このようにホウ酸水溶液で延伸が行われる場合、ホウ酸架橋によってＰＶＡフィルムの破断発生率が低下して工程安定性が増大し、湿式工程中に発生しやすいＰＶＡフィルムのシワの発生を制御することができる。

一方、一般に偏光素子の製造工程は、水洗、膨潤、染着、洗浄、延伸、補色、乾燥などの過程からなるが、本発明の場合、洗浄及び延伸工程がホウ酸水溶液で行われることが好ましい。より好ましくは、洗浄工程の場合、ホウ酸濃度が０．１重量％ないし２．５重量％程度、好ましくは０．５重量％ないし２．０重量％程度であってもよく、延伸工程の場合、ホウ酸濃度は１．０重量％ないし５．０重量％程度、好ましくは １．５重量％ないし４．５重量％程度であってもよい。

一方、上記湿式延伸は、２０℃ないし８０℃の温度で５倍ないし１５倍の延伸倍率で行われることができ、より好ましくは４０℃ないし６０℃、または４５℃ないし５５℃の温度で５倍ないし１２倍、または６倍ないし９倍の延伸倍率で行われることができる。

一方、上記延伸は、ポリビニルアルコール系フィルムにヨウ素及び／または二色性染料を染着させるステップ及び／または上記染着されたヨウ素及び／または二色性染料をポリビニルアルコール系フィルムに架橋させるステップの中で少なくとも一つ以上のステップと共に行われることもできる。

なお、本発明のように基材フィルムとして熱可塑性ポリウレタンフィルムを使用する場合、低温で乾式延伸も可能であり、よって、別途の昇温装備の使用を減らすことができ、その結果、工程上のエネルギー消耗を減らして製造単価を下げることができる長所がある。

より具体的に、既存の薄型偏光子の製造方法の場合、結晶性ポリエチレンテレフタレートフィルムまたは非晶性ポリエチレンテレフタレートフィルムのような基材フィルムを使用して延伸したが、結晶性ポリエチレンテレフタレートまたは非晶性ポリエチレンテレフタレートを使用する場合、高配率の延伸が難しい問題点があり、延伸後に基材フィルムとポリビニルアルコール系樹脂との 剥離が容易でなく、偏光子を剥離する過程で偏光子に破断が発生し得る問題点がある。また、ポリエチレンテレフタレート材料自体の構造及び製造工程の特性上、ポリエチレンテレフタレートは結晶化度が高くて引張力が大きいため、低温延伸が難しく、１２０ないし１７０℃程度の高温でのみ乾式延伸が可能である問題点がある。

したがって、結晶性ポリエチレンテレフタレートフィルムまたは非晶性ポリエチレンテレフタレートフィルムを基材フィルムとして使用する場合、高温に昇温させるための別途の装備が必要であり、このような別途の昇温装備によって不要なエネルギーの消耗が多い。上記のような別途の装備と昇温するのに必要なエネルギーは、結果として薄型偏光子の製造単価を上昇させ、昇温装置を調節することに別途の管理が必要であり、工程が複雑な問題点がある。決定的に、ポリエチレンテレフタレートフィルムを基材として使用しては、高配率の延伸が難しい問題点がある。

これに対し、本発明のように、熱可塑性ポリウレタンフィルムを使用する場合、２０℃ないし８０℃程度、好ましくは５０℃ないし８０℃の低温でも乾式延伸が可能であり、その結果、従来に比べて延伸過程が簡便であり、製造過程中にエネルギー消耗が少なくて製造単価を下げることができる長所がある。

また、本発明のように基材フィルムとして熱可塑性ポリウレタンフィルムを使用する場合、高配率の延伸が可能であり、したがって、１０μｍ以下の厚さを有する薄型偏光子を容易に製造することができるという長所もある。

より具体的に、既存のように基材フィルムとして結晶性ポリエチレンテレフタレートフィルムまたは非晶性ポリエチレンテレフタレートフィルムを使用する場合、５倍ないし５．５倍程度の延伸のみが可能だったが、熱可塑性ポリウレタンフィルムを使用する場合、５倍ないし１５倍程度、好ましくは５倍ないし１２倍、または６倍ないし９倍の高配率の延伸が可能である。本発明のように高配率の延伸が可能な場合、既存の偏光子に比べて偏光度が向上する効果がある。

一方、本発明の薄型偏光子の製造方法は、上記積層体を延伸するステップによって延伸前に比べて熱可塑性ポリウレタンフィルムの延伸方向に垂直な方向の幅が３０％ないし８０％、または３０％ないし７０％程度減少するのが好ましく、厚さが３０％ないし８０％、または３０％ないし７０％程度減少するのが好ましい。この場合、延伸するステップ及び延伸するステップ後の乾燥ステップにおいて、高分子フィルムとポリビニルアルコール系フィルムとが類似する延伸挙動及び幅収縮挙動を示すことができ、ポリビニルアルコール・ヨウ素錯体の配向性を増大させることができる。

また、本発明の薄型偏光子の製造方法は、上記積層体を延伸するステップの後に、延伸されたポリビニルアルコール系フィルムと延伸された熱可塑性ポリウレタンフィルムとの間の貼付力が２Ｎ／２ｃｍ 以下、好ましくは０．１Ｎ／２ｃｍないし２Ｎ／２ｃｍ程度、より好ましくは０．１Ｎ／２ｃｍないし１Ｎ／２ｃｍ程度であってもよい。貼付力が上記範囲を満足する場合、延伸後の分離過程で表面損傷を最小に抑えることができる。本発明の製造方法によれば、ポリビニルアルコール系フィルムと熱可塑性ポリウレタンフィルムとの間に接着剤層が形成されている場合、延伸によってポリビニルアルコール系フィルム及び熱可塑性ポリウレタンフィルムだけでなく接着剤層も共に延伸されるため、接着剤層の厚さが延伸前に比べて１０〜５０％水準に減少することになり、その結果、ポリビニルアルコール系フィルムと熱可塑性ポリウレタンフィルムとの間の貼付力が２Ｎ／２ｃｍ以下に低下して分離しやすい状態になる。

このとき、上記貼付力は、２ｃｍ幅のサンプルフィルムを貼り付けたときに測定される貼付力であり、より具体的に、上記貼付力とは、下記図１に示すように、積層体のポリビニルアルコール系フィルムＡをサンプルホルダーＨで固定した後、積層体の面方向に対して垂直な方向に力を加えて熱可塑性ポリウレタンフィルムＢからポリビニルアルコール系フィルムＡを剥離しながら測定した剥離力(Peel Strength)を言い、このとき測定機器はとしては、Stable Micro Systems社のテクスチャーアナライザー(モデル: TA-XT Plus)を使用した。

(その他のステップ)
一方、本発明の薄型偏光子の製造方法は、上記積層体を延伸する前に、未延伸ポリビニルアルコール系フィルムにヨウ素及び／または二色性染料を染着するステップをさらに行うことができ、 好ましくは、上記未延伸ポリビニルアルコール系フィルムを膨潤させるステップ及び上記膨潤された未延伸ポリビニルアルコール系フィルムにヨウ素及び／または二色性染料を染着するステップをさらに行うことができる。

このとき、上記未延伸ポリビニルアルコール系フィルムを膨潤させるステップは、ヨウ素及び／または二色性染料がポリビニルアルコール系フィルムに吸着、拡散することを促進させ、ポリビニルアルコール系フィルムの延伸性を向上するためのものであって、これに限定されるものではないが、例えば、未延伸ポリビニルアルコール系フィルムまたはこれを含む積層体を２５℃ないし３０℃の純水で５秒ないし３０秒、より好ましくは１０秒ないし２０秒間浸漬させる方法で行われることができる。また、上記膨潤は、未延伸ポリビニルアルコール系フィルムの膨潤度が３６％ないし４４％程度、好ましくは３８％ないし４２％程度になるように行われることが好ましい。未延伸ポリビニルアルコール系フィルムの膨潤度が上記数値範囲を満足する場合、最終的に製造される薄型偏光子の偏光度などといった光学特性が非常に優秀となる。一方、上記膨潤度は、{(膨潤後のポリビニルアルコール系フィルムの重量−膨潤前のポリビニルアルコール系フィルムの重量) ／ 膨潤前のポリビニルアルコール系フィルムの重量}×１００で計算した。

また、上記染着するステップは、未延伸ポリビニルアルコール系フィルムまたはこれを含む積層体をヨウ素及び／または二色性染料を含有する染着溶液の入った染着槽に含浸させるか、ヨウ素及び／または二色性染料を含有する染着溶液を未延伸ポリビニルアルコール系フィルム上に塗布する方法で行われることができ、このとき、上記染着溶液の溶媒としては、一般に水が使用されるが、水と相溶性を有する有機溶媒が混合されていても構わない。一方、上記染着溶液内のヨウ素及び／または二色性染料の含量は、溶媒１００重量部に対して、０．０６重量部ないし０．２５重量部程度であってもよい。また、上記染着溶液にはヨウ素及び／または二色性染料以外に染着効率を向上するための補助剤がさらに含有されることができ、上記補助剤としては、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、ヨウ化スズ、ヨウ化チタンまたはこれらの混合物のようなヨウ化化合物が使用されることができる。このとき、上記補助剤の含量は、溶媒１００重量部に対して０．３重量部ないし２．５重量部程度であってもよく、より好ましくはヨウ素とヨウ化化合物の重量比が１：５ないし１：１０程度であってもよい。一方、上記染着ステップは、２５℃ないし４０℃程度の温度で行われることが好ましく、染着槽浸漬時間は３０秒ないし１２０秒程度であることが好ましいが、これに限定されるものではない。

一方、本発明の薄型偏光子の製造方法は、上記積層体を延伸した後に、必要によって、上記延伸積層体を乾燥するステップを行うことができる。このとき、上記乾燥は、これに限定されるものではないが、偏光子の光学特性を考慮するとき、２０℃ないし１００℃、より好ましくは４０℃ないし９０℃程度の温度で行われることが好ましく、上記乾燥時間は、１分ないし１０分程度であることが好ましい。乾燥工程は、ポリビニルアルコールの表面及び内部の水分除去を通じて偏光板の製造工程中で水分によるポリビニルアルコール系偏光子の物性低下を防止し、乾燥過程で延伸されたポリビニルアルコール系フィルムの幅収縮を円滑に誘導して、ポリビニルアルコール及びヨウ素から構成された錯体の配向性を増大させて偏光子の偏光度を向上する役割をする。

なお、本発明の薄型偏光子の製造方法は、上記積層体を延伸した後に、必要によって、ポリビニルアルコール系フィルムを熱可塑性ポリウレタンフィルムから分離するステップを行うことができる。上記分離ステップは、ポリビニルアルコール系フィルムに弱い剥離力を加えて熱可塑性ポリウレタンフィルムから離脱させる方法で行われることができる。このとき、上記剥離力は、２Ｎ／２ｃｍ以下であるのが好ましく、例えば、０．１Ｎ／２ｃｍないし２Ｎ／２ｃｍ、または０．１Ｎ／２ｃｍないし１Ｎ／２ｃｍ程度であってもよい。本発明の場合、このように要求される剥離力が非常に弱いため、別の工程や装備がなくても二つのフィルムを容易に分離できるのみならず、分離工程でポリビニルアルコール系フィルムの損傷が少なくて非常に優れた光学性能を示す。

一方、本発明の偏光子の製造方法は、当該技術分野によく知られているシート・ツー・シート(sheet-to-sheet)工程、シート・ツー・ロール(sheet-to-roll)工程又はロール・ツー・ロール(roll-to-roll)工程などを通じて行われることができる。このとき、シート・ツー・シート工程は、原料フィルムとして一定の大きさに裁断されている枚葉式フィルムを使用する方法であり、シート・ツー・ロール工程は、原料フィルムのうち一部としては長さの長いフィルムが巻取されたロール状フィルムを使用し、他の原料フィルムとしては一定の大きさに裁断されている枚葉式フィルムを使用する方法を言う。また、ロール・ツー・ロール工程は、原料フィルムとしてロール状フィルムを使用する方法である。工程の連続性及び生産性を考慮すると、この中でもロール・ツー・ロール工程を使用するのが特に好ましい。

例えば、本発明の偏光子の製造方法は、未延伸熱可塑性ポリウレタンフィルムロールと未延伸ポリビニルアルコール系フィルムロールから未延伸熱可塑性ポリウレタンフィルムと未延伸ポリビニルアルコール系フィルムを巻出しながら、未延伸熱可塑性ポリウレタンフィルムと未延伸ポリビニルアルコール系フィルムとを貼り付けて積層体を形成するステップ、上記ポリビニルアルコール系フィルムの厚さが１０μｍ以下になるように積層体を延伸するステップ、及び上記ポリビニルアルコール系フィルムを熱可塑性ポリウレタンフィルムから分離するステップを含むことができる。

このとき、上記未延伸熱可塑性ポリウレタンフィルムと未延伸ポリビニルアルコール系フィルムとは貼り付けられてから、ロール状に再巻取された後、再巻取された積層体ロールから積層体を巻出して延伸工程に投入されることもでき、または再巻取することなくそのまま延伸工程に投入されることができる。

また、上記分離するステップは、熱可塑性ポリウレタンフィルムとポリビニルアルコール系フィルムとの間に剥離手段、例えば剥離ロールなどを挿入して、熱可塑性ポリウレタンフィルムとポリビニルアルコール系フィルムとの界面を分離させた後、分離された熱可塑性ポリウレタンフィルムとポリビニルアルコール系フィルムとを互いにロールに巻取する方法で行われることができる。

[薄型偏光子、偏光板]
上記のような方法によって製造された本発明の偏光子は、その厚さが１０μｍ以下、好ましくは１μｍないし１０μｍ程度、より好ましくは３μｍないし８μｍ程度と非常に薄い。また、このように薄い厚さでも、単体透過度が４０％ないし４５％程度であり、偏光度が９９．０％以上、好ましくは９９．５％以上、より好ましくは９９．７％以上、特に好ましくは９９．９％以上と非常に優れた光学物性を示す。

また、上記のような方法によって製造された本発明の偏光子は、幅方向に対する偏光度の均一性が非常に優秀である。より具体的には、本発明の偏光子は、偏光子の幅方向に沿って等間隔で位置する１０個の点で測定された偏光度の標準偏差が０．００２％以下である。

一方、上記のような本発明の偏光子に一面または両面に保護フィルムを積層して偏光板を形成することができる。このとき、偏光板の構造は、本発明の上記偏光子を含むものであれば、特に制限されず、例えば、偏光子／保護フィルム、保護フィルム／偏光子、または保護フィルム／偏光子／保護フィルムなどであってもよい。

このとき、上記保護フィルムとしては、上記保護フィルムは偏光子を支持及び保護するためのものであって、当該技術分野に一般に知られている多様な材質の保護フィルム、例えば、セルロース系フィルム、ポリエチレンテレフタレート(PET, polyethylene terephthalate)フィルム、シクロオレフィンポリマー(COP, cycloolefin polymer)フィルム、アクリル系フィルムなどが制限なく使用されることができる。この中でも光学特性、耐久性、経済性などを考慮すると、アクリル系フィルムを使用するのが特に好ましい。

一方、上記偏光板の製造方法も、当該技術分野によく知られているシート・ツー・シート(sheet-to-sheet)工程、シート・ツー・ロール(sheet-to-roll)工程又はロール・ツー・ロール(roll-to-roll)工程などを通じて行われることができ、やはりその中でもロール・ツー・ロール工程を使用するのが好ましい。ロール・ツー・ロール工程で偏光子と保護フィルムとを積層して偏光板を製造する方法は当該技術分野によく知られているので、具体的な説明は省略する。 このようにロール・ツー・ロール工程で偏光板を製造する場合、長尺のロール状偏光板を得ることができる。

なお、上記偏光板には光学位相差を補償するための位相差フィルムが含まれてもよい。このとき、本発明に使用可能な位相差フィルムは、特に制限されず、多様な液晶モードによって当該技術分野で一般に使用されている位相差フィルムが使用されることができる。

また、上記偏光板には、それ以外にも、輝度向上フィルム、プライマー層、ハードコート層、防眩層、反射防止層または液晶パネルとの貼り付けのための粘着層などのような他の機能性光学層をさらに含むことができる。これら光学層の形成方法は、特に限定されず、当該技術分野によく知られている公知の方法を用いることができる。

一方、本発明に係る上記偏光板は、多様なディスプレイ装置に含まれることができる。例えば、上記偏光板は、液晶表示装置(ＬＣＤ)、有機発光素子(ＯＬＥＤ)のような多様なディスプレイ装置に適用されることができる。

以下、具体的な実施例を通じて本発明をより具体的に説明する.

実施例１
厚さ６０μｍの熱可塑性ポリウレタンフィルムの両面に、Ｋｕｒａｒａｙ社のＰＥ３０ ｇｒａｄｅ ３０μｍのＰＶＡフィルムを貼り付けて積層体を形成した。一方、上記熱可塑性ポリウレタンフィルムは、メチレンジフェニルジイソシアネート、１，４−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール及びアジピン酸を反応させて製造したものを使用し、２５℃でモジュラスが１０００ＭＰａ、破断力が３０Ｎ、ガラス転移温度は４０℃であった。上記積層体に対して、２５℃の純水溶液で膨潤(swelling)工程を１５秒間経た後、０．３ｗｔ％濃度及び２５℃のヨウ素溶液で６０秒間染着工程を進行した。その後、２５℃のホウ酸１ｗｔ％溶液で１５秒間洗浄工程を経た後、５２℃のホウ酸２．５ｗｔ％溶液で７倍の延伸倍率で上記積層体を延伸して延伸積層体を製造した。延伸後、５ｗｔ％のヨウ化カリウム(ＫＩ)溶液で補色工程を経た後、８０℃のオーブンで５分間乾燥工程を進行した。乾燥工程後、熱可塑性ポリウレタンフィルムからＰＶＡフィルムを剥離させることで最終的に薄型偏光子を製造した。

実施例２
厚さ３０μｍの熱可塑性ポリウレタンフィルムの両面に、Ｋｕｒａｒａｙ社のＰＥ３０ ｇｒａｄｅ ３０μｍのＰＶＡフィルムを貼り付けて積層体を形成した。一方、上記熱可塑性ポリウレタンフィルムは、メチレンジフェニルジイソシアネート、１，４−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール及びアジピン酸を反応させて製造したものを使用し、２５℃でモジュラスが９００ＭＰａ、破断力が２４Ｎ、ガラス転移温度は４０℃であった。上記積層体に対して、２５℃の純水溶液で膨潤(swelling)工程を１５秒間経た後、０．３ｗｔ％濃度及び２５℃のヨウ素溶液で６０秒間染着工程を進行した。その後、２５℃のホウ酸１ｗｔ％溶液で１５秒間洗浄工程を経た後、５２℃のホウ酸２．５ｗｔ％溶液で７倍の延伸倍率で上記積層体を延伸して延伸積層体を製造した。延伸後、５ｗｔ％のヨウ化カリウム(ＫＩ)溶液で補色工程を経た後、８０℃のオーブンで５分間乾燥工程を進行した。乾燥工程後、熱可塑性ポリウレタンフィルムからＰＶＡフィルムを剥離させることで最終的に薄型偏光子を製造した。

実施例３
純水にアセトアセチル基(５重量％)を含有するポリビニルアルコール(平均重合度２０００、ケン化度９４％、日本合成社)を溶かして４重量％水溶液を製造した。ここにチタニウムアミンコンプレックス架橋剤(製品名：ＴＹＺＯＲ ＴＥ、デュポン社)をポリビニルアルコール１００重量部当たり６．７重量部の比で添加して撹拌しながら混合して、接着剤を製造した。厚さ４０μｍの熱可塑性ポリウレタン基材の両面に上記接着剤を塗布した後、日本合成社のＭ２０００ ｇｒａｄｅ ２０μｍのＰＶＡフィルムを積層してラミネーターを通過させて積層体を形成した。一方、上記熱可塑性ポリウレタンフィルムは、メチレンジフェニルジイソシアネート、１，４−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール及びアジピン酸を反応させて製造したものを使用し、２５℃でモジュラスが９５０ＭＰａ、破断力が１８Ｎ、ガラス転移温度は３９℃であった。上記積層体に対して、２５℃の純水溶液で膨潤(swelling)工程を１５秒間経た後、０．３ｗｔ％濃度及び２５℃のヨウ素溶液で６０秒間染着工程を進行した。その後２５℃のホウ酸１ｗｔ％溶液で１５秒間洗浄工程を経た後、５２℃のホウ酸２．５ｗｔ％溶液で７倍の延伸倍率で上記積層体を延伸して延伸積層体を製造した。延伸後、５ｗｔ％のヨウ化カリウム(ＫＩ)溶液で補色工程を経た後、８０℃のオーブンで５分間乾燥工程を進行した。乾燥工程後、熱可塑性ポリウレタンフィルムからＰＶＡフィルムを剥離させることで、最終的に薄型偏光子を製造した。

比較例１
４０μｍ厚さのポリエチレンテレフタレートフィルム(ＭＧＣ社 ＮＯＶＡ−Ｃｌｅａｒ ＳＧ００７ ｇｒａｄｅ)の両面にポリビニルアルコール系ポリマーフィルムを貼り付けた積層体を形成し、延伸比が４．８倍であることを除く残りの製造方法は実施例１と同一にして、最終的に厚さ８．６μｍの薄型偏光子を製造した。

比較例２
４０μｍ厚さのポリエチレンテレフタレートフィルム(ＭＧＣ社 ＮＯＶＡ−Ｃｌｅａｒ ＳＧ００７ ｇｒａｄｅ)の両面にポリビニルアルコール系ポリマーフィルムを貼り付けた積層体を形成し、６倍以上の高配率で延伸したことを除く残りの製造方法は実施例１と同一にして、薄型偏光子を製造したが、高配率延伸が不可能であって、下記図２のようにポリビニルアルコール系ポリマーフィルムが損傷した。

実験例１：幅、厚さ、剥離力の比較
上記実施例１ないし３及び比較例１の基材フィルム及びＰＶＡフィルムの延伸前後の幅を通常の定規を用いて測定し、延伸前後の厚さをTESA Mu-hite Electronic Height Gauge 100mmを用いて測定して、下記表１に示す。

また、上記実施例１ないし３及び比較例１によって製造された偏光子の剥離力をテクスチャーアナライザー(Texture Analyzer)(モデル名：ＴＡ−ＸＴ Ｐｌｕｓ、製造社：Ｓｔａｂｌｅ Ｍｉｃｒｏ Ｓｙｓｔｅｍｓ)を用いて測定して下記表１に示す。

上記表１において、ＰＶＡフィルムはポリビニルアルコール系フィルムを意味し、ＴＰＵフィルムは熱可塑性ポリウレタンフィルムを意味し、ＰＥＴフィルムはポリエチレンテレフタレートフィルムを意味する。

上記表１に示すように、比較例１と違って、実施例１ないし３の場合は、基材フィルムとポリビニルアルコール系フィルムとの幅収縮挙動が類似することが分かる。また、比較例１と違って、本発明の実施例１ないし３によって製造される偏光子はいずれも１０μｍ以下と薄型であり、剥離力(または貼付力)が ２Ｎ／２ｃｍ以下であって、非常に容易に最終的に薄型偏光子を剥離することができることが分かる。

実験例２：光学特性の比較
上記実施例１ないし３及び比較例１で製造された薄型偏光子の光学特性をJASCO V-7100 Spectrophotometerで測定し、その結果は、下記表２に示す。一方、下記表２で単体透過率は単一偏光子の透過率を意味し、偏光度は ［（Ｔｐ−Ｔｃ）／（Ｔｐ＋Ｔｃ）］^０．５ であり、このときＴｐは偏光板２枚の平行透過率、Ｔｃは偏光板２枚の直交透過率である。

また、単体色相ａ、ｂ及び直交色相ａ、ｂの値で、単体色相とは、単一の偏光子色相を色差計を使用して測定したものを示し、直交色相とは、一対の偏光子を吸収軸が直交する状態で配置したときの色相を色差計を使用して測定したものを示す。また、上記色相ａ及び色相ｂは、ＣＩＥ座標系で色相を表現する値を言い、より具体的には、上記色相ａ値は、ａ＝５００［（Ｘ／Ｘｎ）^１／３−（Ｙ／Ｙｎ）^１／３］で計算され、 ＋ａは赤色、−ａは緑色を意味する。また、上記色相ｂ値は、ｂ＝２００［（Ｙ／Ｙｎ）^１／３−（Ｚ／Ｚｎ）^１／３］で計算され、＋ｂは黄色、−ｂは青色を意味する(ここで、Ｘｎ、Ｙｎ、Ｚｎは基準となるホワイト色相のＸ、Ｙ、Ｚに該当する)。

すなわち、単体色相ａ、ｂ値は、単一の偏光子色相を色差計を使用して測定したＣＩＥ座標系での色相ａ、ｂ値を意味し、直交色相ａ、ｂ値は、一対の偏光子を吸収軸が直交する状態で配置したときの色相を色差計を使用して測定したＣＩＥ座標系での色相ａ、ｂ値を意味する。

上記表２に示すように、熱可塑性ポリウレタンフィルムを使用する実施例１ないし３の場合、ポリエチレンテレフタレートフィルムを使用する比較例１に比べて偏光度が高い結果となり、より優れた光学性能を有することが分かる。

実験例３：ＰＶＡ フィルムの破断有無
比較例２のように実施例１ないし３と同一の製造工程の条件下でポリエチレンテレフタレートフィルムを基材として使用して薄型偏光子を製造する場合、下記図２に示すように、高配率延伸過程でＰＶＡフィルムに破断が発生して、薄型偏光子の製造が不可能だった。

以上、本発明の実施例について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されるものではなく、請求の範囲に記載された本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で種々の修正及び変形が可能であるということは、当技術分野における通常の知識を有する者には自明であろう。

Ｈ：ホルダー
Ａ：ポリビニルアルコール系フィルム
Ｂ：高分子フィルム
ＭＤ：縦延伸方向

Claims (12)

1. 未延伸熱可塑性ポリウレタンフィルム；及び前記未延伸熱可塑性ポリウレタンフィルムの少なくとも一面に接着剤を用いて積層される未延伸ポリビニルアルコール系フィルムを含む積層体の延伸積層体であって、
   フィルム積層体延伸後の延伸されたポリビニルアルコール系フィルムと延伸された熱可塑性ポリウレタンフィルムとの間の貼付力が、０．１Ｎ／２ｃｍないし２Ｎ／２ｃｍであり、
   ポリビニルアルコール系フィルムの厚さが、１０μｍ以下である延伸積層体。
2. 延伸後の熱可塑性ポリウレタンフィルムの厚さが、４μｍないし７０μｍである請求項１に記載の延伸積層体。
3. 前記未延伸熱可塑性ポリウレタンフィルムのガラス転移温度(Ｔｇ)は、２０℃ないし６０℃である請求項１に記載の延伸積層体。
4. 前記未延伸熱可塑性ポリウレタンフィルムの常温(２５℃)でのモジュラスは、２００ＭＰａないし１５００ＭＰａである請求項１に記載の延伸積層体。
5. 前記未延伸熱可塑性ポリウレタンフィルムの常温(２５℃)での破断力は、５Ｎないし４０Ｎである請求項１に記載の延伸積層体。
6. 未延伸熱可塑性ポリウレタンフィルムの少なくとも一面に未延伸ポリビニルアルコール系フィルムを積層して積層体を形成するステップ；及び
   前記ポリビニルアルコール系フィルムの厚さが１０μｍ以下になるように前記積層体を延伸するステップを含み、
   前記積層体を形成するステップは、接着剤を用いて未延伸熱可塑性ポリウレタンフィルムと未延伸ポリビニルアルコール系フィルムとを貼り付けるものであり、
   フィルム積層体延伸後の延伸されたポリビニルアルコール系フィルムと延伸された熱可塑性ポリウレタンフィルムとの間の貼付力が、０．１Ｎ／２ｃｍないし２Ｎ／２ｃｍである、薄型偏光子の製造方法。
7. 前記積層体を延伸するステップは、２０℃ないし８０℃の温度で５倍ないし１５倍の延伸倍率で行われるものである請求項６に記載の薄型偏光子の製造方法。
8. 前記積層体を延伸するステップは、ホウ酸濃度が１重量％ないし５重量％であるホウ酸水溶液内で行われるものである請求項６に記載の薄型偏光子の製造方法。
9. 前記積層体を延伸するステップによって、前記熱可塑性ポリウレタンフィルムの延伸方向に垂直な方向の幅が、延伸前に比べて３０％ないし８０％減少し、厚さが、延伸前に比べて３０％ないし８０％減少する請求項６に記載の薄型偏光子の製造方法。
10. 前記積層体を延伸するステップの前に、未延伸ポリビニルアルコール系フィルムにヨウ素及び二色性染料のうち少なくとも一つを染着させるステップをさらに含む請求項６に記載の薄型偏光子の製造方法。
11. 前記積層体を延伸するステップの後に、延伸されたポリビニルアルコール系フィルムを延伸された熱可塑性ポリウレタンフィルムから分離するステップをさらに含む請求項６に記載の薄型偏光子の製造方法。
12. 前記延伸されたポリビニルアルコール系フィルムを延伸された熱可塑性ポリウレタンフィルムから分離するステップは、２Ｎ／２ｃｍ以下の剥離力を加えて行われるものである請求項１１に記載の薄型偏光子の製造方法。

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