JP6083924B2 - 光学積層体、光学積層体のセットおよびそれらを用いた液晶パネル - Google Patents

Description

本発明は、光学積層体、光学積層体のセットおよびそれらを用いた液晶パネルに関する。

近年、液晶表示装置に代表される画像表示装置は、大画面化および薄型化が進んでいる。大画面化および薄型化に伴い、液晶パネルに反りが発生し、結果として表示ムラや光漏れが発生するという問題がある。このような問題を解決するために、液晶セルの両側に配置される光学積層体においてそれぞれの偏光膜の保護層の厚みを調整する技術（特許文献１）、あるいは、それぞれの光学積層体の水分率を調整する技術（特許文献２）が提案されている。しかし、液晶パネルの反りの抑制については、未だ改良の余地が大きい。

特開２００３−１４９４３８号公報 特開２００７−２９２９６６号公報

本発明は上記従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、液晶パネルの反りを顕著に抑制し、かつ、高いコントラストを実現し得る光学積層体を提供することにある。

本発明の光学積層体は、厚み１０μｍ以下の偏光膜と反射偏光フィルムとを有する。
好ましい実施形態においては、上記偏光膜は横延伸により得られたものである。
本発明の別の局面によれば、光学積層体のセットが提供される。この光学積層体のセットは、上記の光学積層体である第１の光学積層体と、該第１の光学積層体の偏光膜の厚みよりも５μｍ以上厚い偏光膜を含む第２の光学積層体とで構成される。
本発明のさらに別の局面によれば、液晶パネルが提供される。本発明の液晶パネルは、液晶セルと上記の光学積層体とを有する。
本発明の別の液晶パネルは、液晶セルと上記の光学積層体のセットとを有し、上記第２の光学積層体が視認側に配置され、上記第１の光学積層体が視認側と反対側に配置されている。

本発明によれば、薄い偏光膜と反射偏光フィルムとを有する光学積層体を用いることにより、液晶パネルの反りの抑制と高コントラスト化という２つの効果を同時に実現することができる。さらに、このような光学積層体（第１の光学積層体）と、当該第１の光学積層体の偏光膜よりも厚い偏光膜を有する第２の光学積層体をセットとして用いることにより、上記の効果がより顕著となり得る。

本発明の１つの実施形態による光学積層体の概略断面図である。 本発明に用いられる反射偏光フィルムの一例の概略断面図である。 本発明の１つの実施形態による液晶パネルの概略断面図である。

以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれらの具体的な実施形態には限定されない。

Ａ．光学積層体
Ａ−１．光学積層体の全体の構成
図１は、本発明の１つの実施形態による光学積層体の概略断面図である。光学積層体１００は、偏光膜１１０と反射偏光フィルム１２０とを有する。偏光膜１１０は、その厚みが１０μｍ以下である。偏光膜１１０と反射偏光フィルム１２０とは、任意の適切な接着層（具体的には、粘着剤層、接着剤層）を介して積層されていてもよく、密着（接着層を介さずに）積層されていてもよい。本発明によれば、このような薄い偏光膜と反射偏光フィルムとを積層することにより、液晶パネルの反りを抑制することができる。また、詳細は後述するように、本発明の光学積層体（以下、光学積層体のセットに関して言及する際には第１の光学積層体とも称する場合がある）と、当該第１の光学積層体の偏光膜よりも厚い偏光膜を有する第２の光学積層体をセットとして用いることにより、このような効果がより顕著なものとなり得る。より具体的には、本発明の光学積層体（第１の光学積層体）を液晶セルの視認側と反対側に配置し、かつ、第２の光学積層体を液晶セルの視認側に配置することにより、液晶パネルの反りを顕著に抑制し、結果として表示ムラや光漏れを防止することができる。さらに、本発明によれば、光学積層体に反射偏光フィルムが含まれていることにより、バックライトの利用効率を向上させることができる。近年、液晶表示装置の低価格化が進むことにより液晶パネルの低輝度化につながっているところ、本発明の光学積層体は、このような低輝度化の抑制にも貢献し得る。すなわち、本発明の光学積層体によれば、液晶パネルの反りの抑制と低輝度化の防止という２つの効果を同時に実現することができる。さらに、本発明の光学積層体によれば、高いコントラストを有する液晶パネルを実現することができる。

偏光膜１１０の透過軸と反射偏光フィルム１２０の透過軸とは、目的に応じて任意の適切な角度を形成し得る。好ましくは、偏光膜１１０の透過軸と反射偏光フィルム１２０の透過軸とは実質的に平行である。

Ａ−２．偏光膜
偏光膜１１０は、上記のとおり、その厚みが１０μｍ以下であり、好ましくは７μｍ以下であり、より好ましくは５μｍ以下である。上記のとおり、このような薄い偏光膜と反射偏光フィルムとを積層した本発明の光学積層体は、液晶パネルの反りを抑制することができる。特に、本発明の光学積層体（第１の光学積層体）を、当該第１の光学積層体の偏光膜よりも厚い偏光膜を有する第２の光学積層体とセットで用いることにより、液晶パネルの反りを顕著に抑制することができる。一方で、厚みは、好ましくは１μｍ以上である。厚みが１μｍ未満であると、十分な光学特性が得られないおそれがある。さらに、本発明によれば、非常に薄い偏光膜を用いて液晶パネルの反りを抑制しつつ、高いコントラストを維持することができる。一般に、偏光膜を薄くすればするほどその光学特性は低下する傾向にあるが、本発明によれば、薄い偏光膜を反射偏光フィルムと一体化することにより、偏光膜の薄型化による液晶パネルの反りの抑制という優れた効果を実現し、かつ、偏光膜の薄型化による光学特性の低下を補填することができる。このような効果の両立は、本発明の光学積層体を液晶パネルの視認側と反対側に用いる場合に特に顕著である。反射偏光フィルムがバックライトの利用効率を高めることにより、薄型偏光膜の光学特性の低下を非常に良好に補填することができるからである。

偏光膜１１０は、二色性物質を含むポリビニルアルコール系樹脂（以下、「ＰＶＡ系樹脂」と称する）膜から構成される。

上記二色性物質としては、例えば、ヨウ素、有機染料等が挙げられる。これらは、単独で、または、二種以上組み合わせて用いられ得る。好ましくは、ヨウ素が用いられる。

上記ＰＶＡ系樹脂膜を形成するＰＶＡ系樹脂としては、任意の適切な樹脂が用いられ得る。例えば、ポリビニルアルコール、エチレン−ビニルアルコール共重合体が挙げられる。ポリビニルアルコールは、ポリ酢酸ビニルをケン化することにより得られる。エチレン−ビニルアルコール共重合体は、エチレン−酢酸ビニル共重合体をケン化することにより得られる。ＰＶＡ系樹脂のケン化度は、通常８５モル％〜１００モル％であり、好ましくは９５．０モル％〜９９．９５モル％、さらに好ましくは９９．０モル％〜９９．９３モル％である。ケン化度は、ＪＩＳ Ｋ ６７２６−１９９４に準じて求めることができる。このようなケン化度のＰＶＡ系樹脂を用いることによって、耐久性に優れた偏光膜を得ることができる。ケン化度が高すぎる場合には、ゲル化してしまうおそれがある。

ＰＶＡ系樹脂の平均重合度は、目的に応じて適切に選択され得る。平均重合度は、通常１０００〜１００００であり、好ましくは１２００〜４５００、さらに好ましくは１５００〜４３００である。なお、平均重合度は、ＪＩＳ Ｋ ６７２６−１９９４に準じて求めることができる。

偏光膜は、好ましくは、波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍのいずれかの波長で吸収二色性を示す。偏光膜の単体透過率４２％における偏光度は、好ましくは９９．０％以上、より好ましくは９９．９％以上である。

Ａ−３．反射偏光フィルム
本発明の光学積層体においては、反射偏光フィルムを偏光膜と組み合わせて用いることにより、表示装置のコントラストを向上させることができる。反射偏光フィルム１２０としては、代表的には、直線偏光分離型の反射偏光フィルムが挙げられる。図２は、本発明に用いられる反射偏光フィルムの一例の概略断面図である。反射偏光フィルム１２０は、複屈折性を有する層Ａと複屈折性を実質的に有さない層Ｂとが交互に積層された多層積層体である。例えば、図示例では、Ａ層のｘ軸方向の屈折率ｎｘがｙ軸方向の屈折率ｎｙより大きく、Ｂ層のｘ軸方向の屈折率ｎｘとｙ軸方向の屈折率ｎｙとは実質的に同一である。したがって、Ａ層とＢ層との屈折率差は、ｘ軸方向において大きく、ｙ軸方向においては実質的にゼロである。その結果、ｘ軸方向が反射軸となり、ｙ軸方向が透過軸となる。Ａ層とＢ層とのｘ軸方向における屈折率差は、好ましくは０．２〜０．３である。なお、ｘ軸方向は、後述する製造方法（Ａ−５項）における反射偏光フィルムの延伸方向に対応する。

上記Ａ層は、好ましくは、延伸により複屈折性を発現する材料で構成される。このような材料の代表例としては、ナフタレンジカルボン酸ポリエステル（例えば、ポリエチレンナフタレート）、ポリカーボネートおよびアクリル系樹脂（例えば、ポリメチルメタクリレート）が挙げられる。ポリエチレンナフタレートが好ましい。上記Ｂ層は、好ましくは、延伸しても複屈折性を実質的に発現しない材料で構成される。このような材料の代表例としては、ナフタレンジカルボン酸とテレフタル酸とのコポリエステルが挙げられる。

反射偏光フィルムは、Ａ層とＢ層との界面において、第１の偏光方向を有する光（例えば、ｐ波）を透過し、第１の偏光方向とは直交する第２の偏光方向を有する光（例えば、ｓ波）を反射する。反射した光は、Ａ層とＢ層との界面において、一部が第１の偏光方向を有する光として透過し、一部が第２の偏光方向を有する光として反射する。反射偏光フィルムの内部において、このような反射および透過が多数繰り返されることにより、光の利用効率を高めることができる。

好ましくは、反射偏光フィルム１２０は、図２に示すように、偏光膜１１０と反対側の最外層として反射層Ｒを含む。反射層Ｒを設けることにより、最終的に利用されずに反射偏光フィルムの最外部に戻ってきた光をさらに利用することができるので、光の利用効率をさらに高めることができる。反射層Ｒは、代表的には、ポリエステル樹脂層の多層構造により反射機能を発現する。

反射偏光フィルムの全体厚みは、目的、反射偏光フィルムに含まれる層の合計数等に応じて適切に設定され得る。反射偏光フィルムの全体厚みは、好ましくは５０μｍ〜６００μｍである。

反射偏光フィルムとしては、例えば、特表平９−５０７３０８号公報に記載のものが使用され得る。

反射偏光フィルム１２０は、市販品をそのまま用いてもよく、市販品を２次加工（例えば、延伸）して用いてもよい。市販品としては、例えば、３Ｍ社製の商品名ＤＢＥＦが挙げられる。

Ａ−４．保護フィルム
本発明の光学積層体においては、偏光膜の少なくとも一方の側に保護フィルムが配置されてもよい（図示せず）。保護フィルムの形成材料としては、例えば、（メタ）アクリル系樹脂、ジアセチルセルロース、トリアセチルセルロース等のセルロース系樹脂、シクロオレフィン系樹脂、ポリプロプレン等のオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート系樹脂等のエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、これらの共重体樹脂等が挙げられる。なお、上記Ｃ項の熱可塑性樹脂基材を、そのまま保護フィルムとして用いてもよい。

保護フィルムの厚みは、好ましくは２０μｍ〜１００μｍである。保護フィルムは、接着層（具体的には、接着剤層、粘着剤層）を介して偏光膜に積層されていてもよいし、偏光膜に密着（接着層を介さずに）積層されていてもよい。接着剤層は、任意の適切な接着剤で形成される。接着剤としては、例えば、ビニルアルコール系接着剤が挙げられる。

Ａ−５．光学積層体の製造方法
Ａ−５−１．偏光膜の製造方法
偏光膜１１０は、上記厚みを満足し得る限り、任意の適切な方法により製造される。偏光膜は、代表的には、ＰＶＡ系樹脂膜に、適宜、延伸、染色等の処理を施すことにより製造される。ＰＶＡ系樹脂膜は、例えば、ＰＶＡ系樹脂フィルムであってもよいし、基材上に形成されたＰＶＡ系樹脂層であってもよい。

延伸方法としては、例えば、テンター延伸機を用いた固定端延伸、周速の異なるロールを用いた自由端延伸、同時二軸延伸機を用いた二軸延伸、逐次二軸延伸が挙げられる。これらは、単独で、または、２種以上組み合わせて採用し得る。例えば、ＰＶＡ系樹脂膜を周速の異なるロール間に通して搬送方向（ＭＤ）に延伸（自由端延伸）する場合、例えば、搬送方向に直交する方向（ＴＤ）への延伸と組み合わせることができる。以下、好ましい実施形態について具体的に説明する。

好ましい実施形態においては、上記偏光膜は、熱可塑性樹脂基材上にＰＶＡ系樹脂層を形成して積層体を作製する工程（積層体作製工程）と、積層体を延伸する工程（延伸工程）とを含む方法により製造される。以下、各々の工程について説明する。

（積層体作製工程）
積層体は、熱可塑性樹脂基材上にＰＶＡ系樹脂層を形成することにより作製される。積層体は、代表的には、長尺状に形成される。

上記熱可塑性樹脂基材は、ＰＶＡ系樹脂層、得られる偏光膜を片側から支持し得る限り、任意の適切な構成とされる。

熱可塑性樹脂基材の厚み（延伸前）は、好ましくは５０μｍ〜２５０μｍである。５０μｍ未満であると、延伸時に破断するおそれがある。また、延伸後に厚みが薄くなり過ぎて、搬送が困難になるおそれがある。２５０μｍを超えると、延伸機に過大な負荷が加わるおそれがある。また、搬送が困難になるおそれがある。

熱可塑性樹脂基材の形成材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート系樹脂等のエステル系樹脂、シクロオレフィン系樹脂、ポリプロピレン等のオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、これらの共重体樹脂等が挙げられる。これらの中でも、好ましくは、シクロオレフィン系樹脂（例えば、ノルボルネン系樹脂）、非晶質のポリエチレンテレフタレート系樹脂である。非晶質のポリエチレンテレフタレート系樹脂の具体例としては、ジカルボン酸としてイソフタル酸をさらに含む共重合体や、グリコールとしてシクロヘキサンジメタノールをさらに含む共重合体が挙げられる。

熱可塑性樹脂基材のガラス転移温度（Ｔｇ）は、好ましくは１７０℃以下である。このような熱可塑性樹脂基材を用いることにより、ＰＶＡ系樹脂の結晶化が急速に進まない温度での積層体の延伸を可能とし、当該結晶化による不具合（例えば、延伸によるＰＶＡ系樹脂層の配向を妨げる）を抑制することができる。なお、ガラス転移温度（Ｔｇ）は、ＪＩＳ Ｋ ７１２１に準じて求められる値である。

熱可塑性樹脂基材に、予め、表面改質処理（例えば、コロナ処理等）を施してもよいし、熱可塑性樹脂基材上に易接着層を形成してもよい。このような処理を行うことにより、熱可塑性樹脂基材とＰＶＡ系樹脂層との密着性を向上させることができる。なお、表面改質処理および／または易接着層の形成は、上記延伸前に行ってもよいし、上記延伸後に行ってもよい。

上記ＰＶＡ系樹脂層の形成方法は、任意の適切な方法を採用することができる。好ましくは、熱可塑性樹脂基材上に、ＰＶＡ系樹脂を含む塗布液を塗布し、乾燥することにより、ＰＶＡ系樹脂層を形成する。

上記塗布液は、代表的には、上記ＰＶＡ系樹脂を溶媒に溶解させた溶液である。溶媒としては、例えば、水、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドン、各種グリコール類、トリメチロールプロパン等の多価アルコール類、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン等のアミン類が挙げられる。これらは単独で、または、二種以上組み合わせて用いることができる。これらの中でも、好ましくは、水である。溶液のＰＶＡ系樹脂濃度は、溶媒１００重量部に対して、好ましくは３重量部〜２０重量部である。このような樹脂濃度であれば、熱可塑性樹脂基材に密着した均一な塗布膜を形成することができる。

塗布液に、添加剤を配合してもよい。添加剤としては、例えば、可塑剤、界面活性剤等が挙げられる。可塑剤としては、例えば、エチレングリコールやグリセリン等の多価アルコールが挙げられる。界面活性剤としては、例えば、非イオン界面活性剤が挙げられる。これらは、得られるＰＶＡ系樹脂層の均一性や染色性、延伸性をより一層向上させる目的で使用し得る。

塗布液の塗布方法としては、任意の適切な方法を採用することができる。例えば、ロールコート法、スピンコート法、ワイヤーバーコート法、ディップコート法、ダイコート法、カーテンコート法、スプレコート法、ナイフコート法（コンマコート法等）等が挙げられる。

上記乾燥温度は、熱可塑性樹脂基材のガラス転移温度（Ｔｇ）以下であることが好ましく、さらに好ましくはＴｇ−２０℃以下である。このような温度で乾燥することにより、ＰＶＡ系樹脂層を形成する前に熱可塑性樹脂基材が変形するのを防止して、得られるＰＶＡ系樹脂層の配向性が悪化するのを防止することができる。こうして、熱可塑性樹脂基材がＰＶＡ系樹脂層とともに良好に変形し得、後述の積層体の収縮および延伸を良好に行うことができる。その結果、ＰＶＡ系樹脂層に良好な配向性を付与することができ、優れた光学特性を有する偏光膜を得ることができる。

ＰＶＡ系樹脂層の厚みは、所望の偏光膜に応じて、任意の適切な値に設定し得る。１つの実施形態においては、厚みは、好ましくは２０μｍ以下、さらに好ましくは５μｍ〜１５μｍである。このような薄い厚みでも、上記熱可塑性樹脂基材を用いることで良好に延伸することができる。その結果、本発明に好適な薄い偏光膜を良好に得ることができる。

ＰＶＡ系樹脂層の含有水分率は、好ましくは２０％以下、さらに好ましくは１５％以下である。

（延伸工程）
積層体の延伸は、一段階で行ってもよいし、多段階で行ってもよい。多段階で行う場合、後述の積層体の延伸倍率は、各段階の延伸倍率の積である。また、本工程における延伸方式は、特に限定されず、空中延伸方式でもよいし、水中延伸方式でもよい。

積層体の延伸温度は、熱可塑性樹脂基材の形成材料等に応じて、任意の適切な値に設定することができる。空中延伸方式を採用する場合、延伸温度は、代表的には熱可塑性樹脂基材のガラス転移温度（Ｔｇ）以上であり、好ましくは熱可塑性樹脂基材のＴｇ＋１０℃以上、さらに好ましくはＴｇ＋１５℃以上である。その一方で、積層体の延伸温度は、好ましくは１７０℃以下である。このような温度で延伸することで、ＰＶＡ系樹脂の結晶化が急速に進むのを抑制して、当該結晶化による不具合（例えば、延伸によるＰＶＡ系樹脂層の配向を妨げる）を抑制することができる。

延伸方式として水中延伸方式を採用する場合、延伸温度は、好ましくは８５℃以下、さらに好ましくは３０℃〜６５℃である。８５℃を超えると、ＰＶＡ系樹脂に吸着させたヨウ素が溶出する、ＰＶＡ系樹脂が溶出する等の不具合が発生するおそれがあり、得られる偏光膜の光学特性が低下するおそれがある。この場合、上記温度でも延伸可能な熱可塑性樹脂基材を選択する。好ましくは、その形成材料として、非晶質のポリエチレンテレフタレート系樹脂、オレフィン系樹脂（例えば、ポリメチルペンテン）等を用いる。

水中延伸方式を採用する場合、積層体をホウ酸水溶液中で延伸することが好ましい。ホウ酸水溶液を用いることで、ＰＶＡ系樹脂層に、延伸時にかかる張力に耐える剛性と、水に溶解しない耐水性とを付与することができる。具体的には、ホウ酸は水溶液中でテトラヒドロキシホウ酸アニオンを生成してＰＶＡ系樹脂と水素結合により架橋し得、剛性と耐水性を付与し得る。その結果、例えば、より高い偏光膜コントラスト比の実現を図ることができる。ホウ酸水溶液は、溶媒である水にホウ酸および／またはホウ酸塩を溶解させることにより得られる。ホウ酸濃度は、水１００重量部に対して、通常、１重量部〜１０重量部である。積層体の延伸浴への浸漬時間は、好ましくは１５秒〜５分程度である。

好ましい実施形態においては、上記積層体を第１の方向に収縮させて、第２の方向に延伸する。積層体を収縮させて、第２の方向に延伸することで、第２の方向の一軸性を高めて、優れた光学特性を得ることができる。なお、第２の方向が、実質的に、得られる偏光膜の吸収軸方向となる。

積層体の収縮は、延伸と同時に行ってもよいし、別のタイミングで行ってもよい。また、その順序も限定されないし、積層体を一段階で収縮させてもよいし、多段階で収縮させてもよい。１つの実施形態においては、好ましくは、積層体を第１の方向に収縮させた後に、第２の方向に延伸する。別の実施形態においては、好ましくは、積層体を第２の方向に延伸しながら、第１の方向に収縮させる。延伸とは別に積層体を収縮させる方法としては、好ましくは、積層体を加熱する（熱収縮させる）方法が挙げられる。当該加熱温度は、好ましくは、熱可塑性樹脂基材のガラス転移温度（Ｔｇ）以上である。

積層体の第１の方向の収縮率は、好ましくは４０％以下である。このような収縮率であれば、優れた耐久性を達成することができる。一方、収縮率は、好ましくは５％以上である。

上記第２の方向は、偏光膜に応じて、任意の適切な方向に設定することができる。好ましくは、第２の方向と上記第１の方向とは直交する。具体的には、上記第１の方向が熱可塑性樹脂基材の搬送方向（ＭＤ）方向である場合、第２の方向は、好ましくは、搬送方向に直交する方向（ＴＤ）である。上記第１の方向が搬送方向に直交する方向（ＴＤ）である場合、第２の方向は、好ましくは、搬送方向（ＭＤ）方向である。好ましくは、第２の方向は、搬送方向に直交する方向（ＴＤ）である。この実施形態であれば、得られる偏光膜と反射偏光フィルムとをロールトゥロールで貼り合わせることができるので、光学積層体の製造効率を格段に向上させることができる。

さらに、予め、第１の方向に延伸処理を施した熱可塑性樹脂基材で積層体を構成することにより、熱可塑性樹脂基材は、第２方向への延伸、熱等により、延伸前の状態に戻ろうとし得、積層体を第１の方向により均一に収縮させることができる。こうして、たとえ高い収縮率であっても、優れた面内均一性を得ることができる。また、積層体の第２の方向の延伸倍率は、積層体の元長に対して、好ましくは４．０倍以上である。第１の方向に収縮させることにより、このような高い倍率での延伸が可能となり、優れた光学特性を有する偏光膜を得ることができる。一方、一段延伸における延伸倍率の上限は、５．０倍程度である。積層体が破断するおそれがあるからである。

１つの実施形態においては、上記ホウ酸水中延伸工程および染色工程の前に、例えば、上記積層体を高温（例えば、９５℃以上）で空中延伸する工程を行ってもよい。このような空中延伸工程は、ホウ酸水中延伸に対する予備的または補助的な延伸として位置付けることができるため、以下「空中補助延伸」という。

空中補助延伸を組み合わせることで、積層体をより高倍率に延伸することができる場合がある。その結果、より優れた光学特性（例えば、偏光度）を有する薄型偏光膜を作製することができる。例えば、上記熱可塑性樹脂基材としてポリエチレンテレフタレート系樹脂を用いた場合、ホウ酸水中延伸のみで延伸するよりも、空中補助延伸とホウ酸水中延伸とを組み合せる方が、熱可塑性樹脂基材の配向を抑制しながら延伸することができる。当該熱可塑性樹脂基材は、その配向性が向上するにつれて延伸張力が大きくなり、安定的な延伸が困難となったり、熱可塑性樹脂基材が破断したりする。そのため、熱可塑性樹脂基材の配向を抑制しながら延伸することで、積層体をより高倍率に延伸することができる。

また、空中補助延伸を組み合わせることで、ＰＶＡ系樹脂の配向性を向上させ、そのことにより、ホウ酸水中延伸後においてもＰＶＡ系樹脂の配向性を向上させ得る。具体的には、予め、空中補助延伸によりＰＶＡ系樹脂の配向性を向上させておくことで、ホウ酸水中延伸の際にＰＶＡ系樹脂がホウ酸と架橋し易くなり、ホウ酸が結節点となった状態で延伸されることで、ホウ酸水中延伸後もＰＶＡ系樹脂の配向性が高くなるものと推定される。その結果、優れた光学特性（例えば、偏光度）を有する薄型偏光膜を作製することができる。

空中補助延伸の延伸方法は、固定端延伸でもよいし、自由端延伸（例えば、周速の異なるロール間に積層体を通して一軸延伸する方法）でもよい。また、延伸は、一段階で行ってもよいし、多段階で行ってもよい。多段階で行う場合、後述の延伸倍率は、各段階の延伸倍率の積である。本工程における延伸方向は、好ましくは、上記第２の方向と略同一である。

空中補助延伸における延伸倍率は、好ましくは３．５倍以下である。空中補助延伸の延伸温度は、ＰＶＡ系樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）以上であることが好ましい。延伸温度は、好ましくは９５℃〜１５０℃である。なお、空中補助延伸と上記ホウ酸水中延伸とを組み合わせた場合の最大延伸倍率は、積層体の元長に対して、好ましくは５．０倍以上、より好ましくは５．５倍以上、さらに好ましくは６．０倍以上である。

（その他の処理）
偏光膜を製造するための処理としては、延伸処理以外に、例えば、染色処理、不溶化処理、架橋処理、洗浄処理、乾燥処理等が挙げられる。これらの処理は、任意の適切なタイミングで施し得る。

上記染色処理は、代表的には、ＰＶＡ系樹脂膜を上記二色性物質で染色する処理である。好ましくは、ＰＶＡ系樹脂膜に二色性物質を吸着させることにより行う。当該吸着方法としては、例えば、二色性物質を含む染色液にＰＶＡ系樹脂膜（積層体）を浸漬させる方法、ＰＶＡ系樹脂膜に染色液を塗布する方法、ＰＶＡ系樹脂膜に染色液を噴霧する方法等が挙げられる。好ましくは、二色性物質を含む染色液にＰＶＡ系樹脂膜（積層体）を浸漬させる方法である。二色性物質が良好に吸着し得るからである。なお、積層体両面を染色液に浸漬させてもよいし、片面のみ浸漬させてもよい。

二色性物質としてヨウ素を用いる場合、上記染色液は、好ましくは、ヨウ素水溶液である。ヨウ素の配合量は、水１００重量部に対して、好ましくは０．０４重量部〜５．０重量部である。ヨウ素の水に対する溶解性を高めるため、ヨウ素水溶液にヨウ化物塩を配合することが好ましい。ヨウ化物塩としては、例えば、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、ヨウ化錫、ヨウ化チタン等が挙げられる。これらの中でも、好ましくは、ヨウ化カリウム、ヨウ化ナトリウムである。ヨウ化物塩の配合量は、水１００重量部に対して、好ましくは０．３重量部〜１５重量部である。

染色液の染色時の液温は、好ましくは２０℃〜４０℃である。染色液にＰＶＡ系樹脂膜を浸漬させる場合、浸漬時間は、好ましくは５秒〜３００秒である。このような条件であれば、ＰＶＡ系樹脂膜に十分に二色性物質を吸着させることができる。

上記不溶化処理および架橋処理は、代表的には、ホウ酸水溶液にＰＶＡ系樹脂膜を浸漬させることにより行う。上記洗浄処理は、代表的には、ヨウ化カリウム水溶液にＰＶＡ系樹脂膜を浸漬させることにより行う。上記乾燥処理における乾燥温度は、好ましくは３０℃〜１００℃である。

Ａ−５−２．反射偏光フィルムの製造方法
反射偏光フィルムは、代表的には、共押出と横延伸とを組み合わせて作製され得る。共押出は、任意の適切な方式で行われ得る。例えば、フィードブロック方式であってもよく、マルチマニホールド方式であってもよい。例えば、フィードブロック中でＡ層を構成する材料とＢ層を構成する材料とを押出し、次いで、マルチプライヤーを用いて多層化する。なお、このような多層化装置は当業者に公知である。次いで、得られた多層積層体を代表的には搬送方向に直交する方向（ＴＤ）に延伸する。Ａ層を構成する材料（例えば、ポリエチレンナフタレート）は、当該横延伸により延伸方向においてのみ屈折率が増大し、結果として複屈折性を発現する。Ｂ層を構成する材料（例えば、ナフタレンジカルボン酸とテレフタル酸とのコポリエステル）は、当該横延伸によってもいずれの方向にも屈折率は増大しない。結果として、延伸方向（ＴＤ）に反射軸を有し、搬送方向（ＭＤ）に透過軸を有する反射偏光フィルムが得られ得る（ＴＤが図２のｘ軸方向に対応し、ＭＤがｙ軸方向に対応する）。なお、延伸操作は、任意の適切な装置を用いて行われ得る。

Ａ−５−３．光学積層体の製造方法
上記Ａ−５−１項で得られた偏光膜と上記Ａ−５−２項で得られた反射偏光フィルムとを任意の適切な方法で積層することにより、本発明の光学積層体が得られる。代表的には、偏光膜と反射フィルムとは接着層（代表的には、接着剤層または粘着剤層）を介して貼り合わせられる。上記のように、偏光膜がＴＤに吸収軸を有する実施形態においては、偏光膜と反射フィルムとをロールトゥロールで貼り合わせることができる。

Ｂ．光学積層体のセット
本発明の光学積層体のセットは、上記Ａ項に記載した光学積層体（第１の光学積層体）と、当該第１の光学積層体の偏光膜の厚みよりも５μｍ以上厚い偏光膜を含む第２の光学積層体とで構成される。なお、便宜上、第２の光学「積層体」と称しているが、第２の光学積層体は、偏光膜単独で構成されてもよい。実用的には、第２の光学積層体は、偏光膜の少なくとも片側に保護フィルムが設けられている。偏光膜としては、上記厚みの条件を満足する限り、任意の適切な偏光膜が採用され得る。具体例としては、上記Ａ−２項およびＡ−５−１項に記載の偏光膜に準じた偏光膜が挙げられ、好ましくは、ＰＶＡ系樹脂膜としてＰＶＡ系フィルムが用いられる。保護フィルムとしては、任意の適切なフィルムが採用され得る。代表例としては、上記Ａ−４項に記載の保護フィルムが挙げられる。代表的には、第１の光学積層体は液晶セルの視認側と反対側に配置され、第２の光学積層体は液晶セルの視認側に配置される。このような光学積層体のセットをこのような位置関係で用いることにより、液晶パネルの反りをきわめて良好に抑制することができる。

第２の光学積層体の偏光膜の厚みと第１の光学積層体の偏光膜の厚みとの差は、好ましくは１０μｍ以上である。一方、厚みの差は、好ましくは３０μｍ以下である。厚みの差が３０μｍを超えると、厚みの差に起因する液晶パネルの反り（この場合は、視認側と反対側に凸の反り）が発生する場合がある。第２の光学積層体の偏光膜の厚みは、好ましくは１５μｍ以上であり、より好ましくは１８μｍ以上である。第２の光学積層体の偏光膜の厚みは、好ましくは３０μｍ以下である。第２の光学積層体の偏光膜の厚みがこのような範囲であれば、第２の光学積層体の偏光膜の厚みと第１の光学積層体の偏光膜の厚みとの差を所望の範囲に設定しやすくなる。

Ｃ．液晶パネル
Ｃ−１．液晶パネルの全体構成
図３は、本発明の好ましい実施形態による液晶パネルの概略断面図である。液晶パネル４００は、液晶セル２００と、液晶セル２００の視認側に配置された第２の光学積層体３００と、液晶セル２００の視認側とは反対側に配置された本発明の光学積層体１００とを有する。本発明の光学積層体１００は、液晶セルの視認側と反対側に配置される。本発明の光学積層体１００は、上記したように、実用的には偏光膜の少なくとも片側に保護フィルムが設けられて、偏光膜１１０が液晶セル側となるよう配置されている。第２の光学積層体もまた、実用的には偏光膜の少なくとも片側に保護フィルムが設けられており、偏光膜が液晶セル側となるよう配置されている（図示せず）。液晶パネル４００においては、第２の光学積層体３００の偏光膜の吸収軸と光学積層体１００の偏光膜１１０の吸収軸とは直交している。その結果、第２の光学積層体３００の偏光膜の吸収軸（延伸軸）と光学積層体１００の反射偏光フィルム１２０の反射軸（延伸軸）とは、直交している。図示しないが、液晶パネル４００は、任意の適切な光学部材をさらに有していてもよい。光学部材としては、例えば、保護フィルム、位相差フィルム等が挙げられる。

Ｃ−２．液晶セル
液晶セル２００は、一対の基板２１０、２１０’と、基板２１０、２１０’間に挟持された表示媒体としての液晶層２２０とを有する。一方の基板（カラーフィルター基板）には、カラーフィルターおよびブラックマトリクス（いずれも図示せず）が設けられている。他方の基板（アクティブマトリクス基板）には、液晶の電気光学特性を制御するスイッチング素子（代表的にはＴＦＴ）（図示せず）と、このスイッチング素子にゲート信号を与える走査線（図示せず）およびソース信号を与える信号線（図示せず）と、画素電極（図示せず）とが設けられている。なお、カラーフィルターは、アクティブマトリクス基板側に設けてもよい。基板２１０、２１０’の間隔（セルギャップ）は、スペーサー（図示せず）によって制御されている。基板２１０、２１０’の液晶層２２０と接する側には、例えば、ポリイミドからなる配向膜（図示せず）が設けられている。

上記液晶セルの駆動モードとしては、任意の適切な駆動モードが採用され得る。駆動モードの具体例としては、ＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｅｄ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ａｌｉｇｎｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、ＨＡＮ（Ｈｙｂｒｉｄ Ａｌｉｇｎｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＡＳＭ（Ａｘｉａｌｌｙ Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ Ａｌｉｇｎｅｄ Ｍｉｃｒｏｃｅｌｌ）モード、ＥＣＢ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード等が挙げられる。

以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例によって限定されるものではない。実施例における評価方法は下記の通りである。また、特に明記しない限り、実施例における「部」および「％」は重量基準である。

（１）液晶パネルの反り量
実施例および比較例で得られた液晶パネルを８０℃のオーブンに２４時間投入した。液晶パネルをオーブンから取り出して１時間後に反り量を測定した。反り量は、測定すべき液晶パネルをその凸面が下側になるようにガラス板に載置して、ガラス板から液晶パネルの４つの角の高さをそれぞれ測定した。４角のうち一番大きい値で評価した。本実施例では、視認側と反対側に凸の反りを＋で表し、視認側に凸の反りを−で表す。
（２）パネルコントラスト
実施例および比較例で得られた液晶パネルについて、ＢＭ−５（トプコン（株）製）を用いて当該液晶パネルの黒表示と白表示の輝度を測定し、その比（白輝度／黒輝度）として算出した。
（３）透過率
紫外可視分光光度計（日本分光社製、製品名「Ｖ７１００」）を用いて、薄型偏光膜の単体透過率（Ｔｓ）、平行透過率（Ｔｐ）および直交透過率（Ｔｃ）を測定した。なお、上記Ｔｓ、ＴｐおよびＴｃは、ＪＩＳ Ｚ ８７０１の２度視野（Ｃ光源）により測定し、視感度補正を行ったＹ値である。

［参考例１］
＜積層体の作製＞
（熱可塑性樹脂基材）
熱可塑性樹脂基材として、長尺状で厚み２００μｍ、Ｔｇ１２３℃のシクロオレフィン系樹脂フィルム（ＪＳＲ社製、商品名「ＡＲＴＯＮ」）を用いた。
（塗布液の調製）
重合度１８００、ケン化度９８〜９９％のポリビニルアルコール（ＰＶＡ）樹脂（日本合成化学工業社製、商品名「ゴーセノール（登録商標）ＮＨ−１８」）を水に溶解させて、濃度７重量％のポリビニルアルコール水溶液を調製した。
（ＰＶＡ系樹脂層の形成）
上記熱可塑性樹脂基材の片面に、上記塗布液をダイコーター（ダイコート法）により塗布した後、１００℃で１８０秒間乾燥して、厚み１１μｍのＰＶＡ系樹脂層を形成した。このようにして、長尺の積層体を作製した。

＜延伸処理＞
得られた長尺の積層体を、テンター延伸機を用いて、１４０℃で、積層体の長手方向と直交する方向に４．５倍に空中延伸した。

＜染色処理＞
次いで、積層体を、２５℃のヨウ素水溶液（ヨウ素濃度：０．５重量％、ヨウ化カリウム濃度：１０重量％）に３０秒間浸漬させた。

＜架橋処理＞
染色後の積層体を、６０℃のホウ酸水溶液（ホウ酸濃度：５重量％、ヨウ化カリウム濃度：５重量％）に６０秒間浸漬させた。

＜洗浄処理＞
架橋処理後、積層体を、２５℃のヨウ化カリウム水溶液（ヨウ化カリウム濃度：５重量％）に５秒間浸漬させた。
このようにして、熱可塑性樹脂基材上に、厚み２μｍの偏光膜を作製した（偏光膜の単体透過率（Ｔｓ）：４１％）。

＜偏光膜の転写＞
積層体の偏光膜側にビニルアルコール系接着剤を介して保護フィルム（富士フィルム社製ＴＡＣフィルム、商品名「フジタック」、厚み：４０μｍ）を貼り合わせた。さらに、この積層体から熱可塑性樹脂基材を剥離し、偏光膜の熱可塑性樹脂基材が剥離された側に同じ保護フィルムを貼り合わせた。このようにして、偏光フィルム１を作製した。

［参考例２］
＜積層体の作製＞
（熱可塑性樹脂基材）
熱可塑性樹脂基材として、Ｔｇ７５℃のイソフタル酸を６モル％共重合させたイソフタル酸共重合ポリエチレンテレフタレートフィルム（厚み：２００μｍ）を用いた。
（塗布液の調製）
重合度２６００、ケン化度９９．９％のポリビニルアルコール（ＰＶＡ）樹脂（日本合成化学工業社製、商品名「ゴーセノール（登録商標）ＮＨ−２６」）を水に溶解させて濃度７重量％のポリビニルアルコール水溶液を調製した。
（ＰＶＡ系樹脂層の形成）
上記熱可塑性樹脂基材の片面に、上記塗布液をダイコーター（ダイコート法）により塗布した後、６０℃で３００秒間乾燥して、厚み１０μｍのＰＶＡ系樹脂層を形成した。このようにして、長尺の積層体を作製した。

＜空中補助延伸処理＞
得られた長尺の積層体を、１３０℃のオーブン内で周速の異なるロール間で縦方向（長手方向）に１．８倍に自由端一軸延伸した。

＜不溶化処理＞
その後、積層体を液温３０℃の不溶化浴（水１００重量部に対して、ホウ酸を３重量部配合して得られたホウ酸水溶液）に３０秒間浸漬させた。

＜染色処理＞
次いで、液温３０℃の染色浴（水１００重量部に対して、ヨウ素を０．２重量部配合し、ヨウ化カリウムを１．４重量部配合して得られたヨウ素水溶液）に、最終的に得られる薄型偏光膜の単体透過率（Ｔｓ）が４１％となるように浸漬させた。

＜架橋処理＞
次いで、液温３０℃の架橋浴（水１００重量部に対して、ヨウ化カリウムを３重量部配合し、ホウ酸を３重量部配合して得られたホウ酸水溶液）に６０秒間浸漬させた。

＜ホウ酸水中延伸処理＞
その後、積層体を、液温７０℃のホウ酸水溶液（水１００重量部に対して、ホウ酸を５重量部配合し、ヨウ化カリウムを５重量部配合して得られた水溶液）に浸漬させながら、周速の異なるロール間で縦方向（長手方向）に一軸延伸を行い、光学フィルム積層体を得た。ホウ酸水中延伸処理における延伸倍率を３．３倍とし、総延伸倍率は６．０倍であった。

＜洗浄・乾燥処理＞
その後、光学フィルム積層体を洗浄浴（水１００重量に対して、ヨウ化カリウムを３重量部配合して得られた水溶液）に浸漬させた後、６０℃の温風で乾燥させた。
このようにして、熱可塑性樹脂基材上に厚み４．５μｍの偏光膜を得た。

＜偏光膜の転写＞
積層体の偏光膜側にビニルアルコール系接着剤を介して保護フィルム（富士フィルム社製ＴＡＣフィルム、商品名「フジタック」、厚み：４０μｍ）を貼り合わせた。さらに、この積層体から熱可塑性樹脂基材を剥離し、偏光膜の熱可塑性樹脂基材が剥離された側に同じ保護フィルムを貼り合わせた。このようにして、偏光フィルム２を作製した。

［参考例３］
厚み７５μｍのポリビニルアルコールフィルムを、２８℃温水中に６０秒間浸漬して膨潤させた。次に、ヨウ素およびヨウ化カリウム（重量比１：１０）を含む水溶液に浸漬して、３．３倍まで延伸しながら、所定の単体透過率となるように染色した。その後、３重量％のホウ酸および２重量％のヨウ化カリウムを含む水溶液中に１０秒間浸漬し、６０℃の４重量％のホウ酸および３重量％のヨウ化カリウムを含む水溶液中で延伸倍率が計６．０倍となるように延伸した。その後、得られた延伸フィルムを、５重量％のヨウ化カリウムを含む水溶液に１０秒間浸漬し、４０℃のオーブンで３分間乾燥して、厚み２０μｍの偏光膜を得た。この偏光膜の両側にビニルアルコール系接着剤を介して保護フィルム（富士フィルム社製ＴＡＣフィルム、商品名「フジタック」、厚み：４０μｍ）を貼り合わせ、偏光フィルム３を得た。

［実施例１：光学積層体の作製］
参考例１で得られた偏光フィルム１と市販の反射偏光フィルム（３Ｍ社製、商品名「ＤＢＥＦ」、厚み：１００μｍ）とを、ビニルアルコール系接着剤を介してロールトゥロールで貼り合わせ、光学積層体１を得た。貼り合わせに際しては、偏光膜の透過軸と反射偏光フィルムの透過軸とが平行となるように貼り合わせた。

［実施例２：光学積層体の作製］
参考例２で得られた偏光フィルム２を用いたこと以外は実施例１と同様にして、光学積層体２を得た。

［比較例１］
参考例３で得られた偏光フィルム３を用いたこと以外は実施例１と同様にして、光学積層体３を得た。

［実施例３：液晶パネルの作製］
液晶パネル（シャープ社製、ＶＡモード、パネルサイズ４００ｍｍ×２２０ｍｍ）の視認側とは反対側の光学積層体を取り除いて、液晶セルに光学積層体１を実装した。次に、視認側の光学積層体を取り除いて、液晶セルに偏光フィルム３を実装した。ここで、光学積層体１の偏光膜の吸収軸と偏光フィルム３の偏光膜の吸収軸とが互いに実質的に直交するように実装した。このようにして液晶パネルを作製した。この液晶パネルを上記（１）〜（２）の評価に供した。評価結果を後述の実施例４ならびに比較例２〜３および参考例４の結果と併せて表１に示す。

［実施例４、比較例２〜３および参考例４］
上記表１の組み合わせで部材を用いたこと以外は実施例３と同様にして液晶パネルを作製した。得られた液晶パネルを実施例３と同様の評価に供した。評価結果を表１に示す。

表１から明らかなように、本発明の光学積層体を視認側と反対側に配置し、視認側に比較的厚い偏光膜を配置した液晶パネル（言い換えると、本発明の光学積層体のセットを配置した液晶パネル）は、反りが非常に小さく、かつ、コントラストが高いことがわかる。

本発明の光学積層体および液晶パネルは、液晶表示装置に好適に用いられ得る。

１００ 光学積層体（第１の光学積層体）
１１０ 偏光膜
１２０ 反射偏光フィルム
２００ 液晶セル
３００ 第２の光学積層体
４００ 液晶パネル

Claims (2)

1. 厚み１０μｍ以下の偏光膜と反射偏光フィルムとを有する第１の光学積層体と、該第１の光学積層体の偏光膜の厚みよりも５μｍ以上厚い偏光膜を含む第２の光学積層体とで構成され、
   該第２の光学積層体が液晶パネルの視認側に配置され、該第１の光学積層体が液晶パネルの視認側と反対側に配置される、
   光学積層体のセット。
2. 液晶セルと請求項１に記載の光学積層体のセットとを有し、
   該光学積層体のセットの第２の光学積層体が視認側に配置され、第１の光学積層体が視認側と反対側に配置されている、
   液晶パネル。
   

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