JP6284170B2 - 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および偏光板 - Google Patents

Description

本発明は、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および偏光板に関するものであって、より具体的には、１０μｍ以下の薄い厚さを有する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および偏光板に関するものである。

偏光板に使用される偏光子は、自然光または任意の偏光を特定方向の偏光にするための光学素子で、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、前記ディスプレイ装置に使用される偏光子としては、ヨウ素または二色性染料を含む分子鎖が一定の方向に配向したポリビニルアルコール系偏光フィルムが一般的に使用されている。

前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または二色性染料を染着させた後、一定方向に延伸し架橋する方法により製造されており、この時、前記延伸工程は、ホウ酸水溶液またはヨウ素水溶液のような溶液上で行われる湿式延伸、または大気中で行われる乾式延伸などで行われてよく、延伸倍率は一般的に５倍以上である。しかし、このような従来の製造工程で、破断の発生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を超え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の増加によってフィルムの延伸方向と垂直な方向の側端部が巻き込まれやすくなり、巻き込まれた部位がフィルム表面にくっついて不均一な現象を誘発したり、薄い厚さによって延伸工程で単位面積あたりに作用するモジュラスが大きくなり、破断が容易に発生し得るからである。

一方、最近、ディスプレイ装置の薄型化傾向に伴い、偏光子もより薄い厚さを有することが要求されている。しかし、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に、偏光子の厚さを減少させるのに限界がある。したがって、より薄い厚さの偏光子を製造するための研究が試みられている。

このために、従来技術は、ポリビニルアルコール系フィルムを単独で延伸するより、基材層上に親水性高分子層をコーティングするか、基材層形成材と親水性高分子層形成材を共押出して製造される積層体を用いて薄型の偏光板を製造する方法が開示されている。しかし、コーティングや共押出法の場合、延伸後にポリビニルアルコール層と基材層との分離が容易でなく、分離のために高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層が損傷したり変形するなどの問題が発生しやすく、その結果、ポリビニルアルコールフィルムの偏光度などの光学物性に劣る問題があった。また、コーティング法や共押出法を利用する場合、ポリビニルアルコール樹脂を溶融させてから押出するか、コーティング液で製造した後に塗布する方式で製造されるため、押出条件、コーティング条件、または除膜条件に応じて、製造されるポリビニルアルコールフィルムの物性が変化しやすく、最終的に製造されたポリビニルアルコールの物性が低下するだけでなく、基材の特性に応じてポリビニルアルコール系延伸特性が異なる限界を持っている。

本発明は、上記の問題を解決するためのものであって、未延伸ポリビニルアルコール系フィルムの幅方向（ＴＤ）の両側端部に補助支持台を形成した後、湿式延伸することにより、単独延伸でも高倍率の延伸が可能であり、優れた物性を有する薄型偏光子の製造方法を提供する。

本発明の一実施形態によれば、本発明は、未延伸ポリビニルアルコール系フィルムの幅方向（ＴＤ）の両側端部に補助支持台を形成するステップと、前記ポリビニルアルコール系フィルムの厚さが１０μｍ以下となるように、前記補助支持台が形成されたポリビニルアルコール系フィルムを長手方向（ＭＤ）に湿式延伸するステップとを含む薄型偏光子の製造方法を提供する。

この時、前記補助支持台は、ポリビニルアルコール系樹脂、低密度ポリエチレン樹脂、高密度ポリエチレン樹脂、高密度ポリエチレンにエチレンビニルアセテートが含有された共重合体樹脂、ポリプロピレン樹脂、イソフタル酸を含むポリエチレンテレフタレート樹脂、水溶性セルロース樹脂、およびアクリル樹脂からなる群より選択された１種以上を含む高分子フィルムであってよい。

また、前記補助支持台は、ガラス転移温度が３０℃〜６０℃の高分子フィルムであることが好ましく、湿式延伸後の収縮率が３．０％以下であることが好ましい。

この時、前記補助支持台は、未延伸ポリビニルアルコール系フィルムの幅方向（ＴＤ）の両側端部の上面および下面のうちの少なくともいずれか一面に形成されてよい。

一方、前記補助支持台を形成するステップは、未延伸ポリビニルアルコール系フィルムの幅方向（ＴＤ）の両側端部に接着剤を介して高分子フィルムを付着させた後、乾燥するステップを含むことができる。

また、前記補助支持台は、未延伸ポリビニルアルコール系フィルムの幅方向（ＴＤ）の両側端部を直接折り畳んで接着剤を介して付着させた後、乾燥する方法を利用することができる。

一方、前記未延伸ポリビニルアルコール系フィルムの幅に対して、前記補助支持台の幅の比が０．０６〜０．２５であってよい。

また、前記補助支持台が形成されたポリビニルアルコール系フィルムを長手方向（ＭＤ）に湿式延伸するステップの後に、前記補助支持台を前記ポリビニルアルコール系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。

本発明の他の実施形態によれば、本発明は、前記方法により製造され、厚さが１０μｍ以下で、単体透過度４０〜４３％、偏光度が９９％以上である薄型偏光子およびこれを含む偏光板を提供する。

本発明の製造方法によれば、湿式延伸を利用した薄型偏光子の製造方法において、単一フィルムで高倍率の延伸が可能であり、フィルムの両側端部の巻き込みおよび破断現象なしに、１０μｍ以下の厚さを有する薄型の偏光子を高い生産性で製造することができる。

本発明の補助支持台が形成されたポリビニルアルコール系フィルムの例を示す断面図である。 本発明の補助支持台が形成されたポリビニルアルコール系フィルムの例を示す平面図である。

以下、本発明の好ましい実施形態を説明する。しかし、本発明の実施形態は、種々の異なる形態に変形可能であり、本発明の範囲が以下に説明する実施形態に限定されるものではない。また、本発明の実施形態は、当該技術分野における平均的な知識を有する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、ポリビニルアルコール系フィルムを単独で湿式延伸しながらも、高倍率で延伸が可能な薄型偏光子の製造方法を開発するために研究を重ねた結果、未延伸ポリビニルアルコール系フィルムの幅方向（ＴＤ）の両側端部に補助支持台を形成することにより、フィルムの両側端部の巻き込みおよび破断現象なしに高倍率の湿式延伸が可能であり、優れた光学物性を有する薄型偏光子を製造することができることを見出して、本発明を完成した。

本発明の一側面は、未延伸ポリビニルアルコール系フィルムの幅方向（ＴＤ）の両側端部に補助支持台を形成するステップと、前記ポリビニルアルコール系フィルムの厚さが１０μｍ以下となるように、前記補助支持台が形成されたポリビニルアルコール系フィルムを長手方向（ＭＤ）に湿式延伸するステップとを含む薄型偏光子の製造方法を提供する。

まず、本発明で未延伸ポリビニルアルコール系フィルムの幅方向（ＴＤ）の両側端部に補助支持台を形成するステップにおいて、前記未延伸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１，０００〜１０，０００程度、好ましくは１，５００〜５，０００程度であるのが良い。重合度が前記範囲を満足する時、分子の動きが自由で、ヨウ素または二色性染料などと柔軟に混合できるからである。

また、前記未延伸ポリビニルアルコール系フィルムは、その厚さが１０〜６０μｍ程度、好ましくは１０〜４０μｍ程度であるのが良い。ポリビニルアルコール系フィルムの厚さが６０μｍを超える場合、延伸しても１０μｍ以下の厚さを実現しにくく、その厚さが１０μｍ未満の場合には、延伸中に破断が発生しやすい。

一方、本発明の未延伸ポリビニルアルコール系フィルムとしては、市販のポリビニルアルコール系フィルムを使用することができ、例えば、クラレ社のＰ３０、ＰＥ２０、ＰＥ３０、ＰＥ６０、日本合成社のＭ１０００、Ｍ１５００、Ｍ２００５、Ｍ３０００、Ｍ６０００などが使用可能である。

一方、前記補助支持台は、高分子フィルムで形成されてよく、例えば、ポリビニルアルコール系樹脂、低密度ポリエチレン樹脂、高密度ポリエチレン樹脂、高密度ポリエチレンにエチレンビニルアセテートが含有された共重合体樹脂、ポリプロピレン樹脂、イソフタル酸を含むポリエチレンテレフタレート樹脂、水溶性セルロース樹脂、およびアクリル樹脂からなる群より選択された１種以上を含む高分子フィルムであってよいが、これに制限されるものではない。

ただし、前記高分子フィルムがポリビニルアルコール系樹脂で形成された高分子フィルムの場合に好ましく、特に、基材フィルムの未延伸ポリビニルアルコール系フィルムと同一または類似の成分を有する高分子フィルムが最も好ましい。これは、補助支持台が付着した後、ポリビニルアルコール系フィルムの延伸時、ポリビニルアルコール系フィルムと高分子フィルムとの間に互いに同一または類似の延伸挙動が確保されるため、ねじれまたは破断のような物理的損傷だけではなく、光学的特性が変化したり歪む現象を防止することができるからである。

また、前記補助支持台は、ガラス転移温度が２０℃〜８０℃程度の高分子フィルムであることが好ましく、３０℃〜６０℃程度であることがより好ましい。補助支持台のガラス転移温度が前記範囲を満足する場合、延伸中のフィルムが適切な流動性を有することができて、支持台としての役割を十分に果たすことができ、ポリビニルアルコール系フィルムの延伸を妨げず延伸効率に優れる利点がある。

さらに、前記補助支持台は、下記に記載のように、長手方向（ＭＤ）に湿式延伸した後の収縮率が３．０％以下であることが好ましく、１．０％以下であることがより好ましい。一般的に、ポリビニルアルコール系フィルムの場合、収縮率が１．０％程度であるので、補助支持台の収縮率が前記範囲を満足する場合、ポリビニルアルコール系フィルムと補助支持台が延伸された後、ねじれ、破断または終端部の巻き込みといった損傷を防止することができるからである。

この時、前記補助支持台の収縮率は、前記補助支持台フィルムを延伸機に固定させて６倍延伸させた後、フィルムの最終長さを測り、延伸機の張力を除去して、１０分後のフィルムの収縮した長さを測り、その変化率を測定する方法から分かる。

一方、前記補助支持台は、未延伸ポリビニルアルコール系フィルムの幅方向（ＴＤ）の両側端部の上面および下面のうちの少なくともいずれか一面に形成されてよく、上面または下面に形成されるか、両面にすべて形成されても構わない。

一般的に、未延伸ポリビニルアルコール系フィルムは、薄型であるほど水分に脆弱で、空気中に存在する水分にも影響されやすい。特に、水分が３つの方向から侵入し得るフィルムの側端部またはサイド（ｓｉｄｅ）部の場合、水分によってフィルムの膨潤がより速く起こるようになり、膨潤によって剛性が低下し、体積が増加してもろくなる。この状態で長手方向（ＭＤ）に張力が発生する場合、フィルムが巻き込まれ、ニップロール（ｎｉｐ ｒｏｌｌ）を通過しながら折れ込んでしまう。しかし、下記に説明するように、未延伸ポリビニルアルコール系フィルムが長手方向（ＭＤ）に延伸される時、延伸方向と垂直な方向である幅方向（ＴＤ）の両側端部に補助支持台を裏打ちすることにより、厚さの補償と共に膨潤速度を低くすることができて、巻き込まれる現象を低減することができる。

この時、一般的に、前記未延伸ポリビニルアルコール系フィルムと補助支持台の高分子フィルムは、弱い引力によって付着するか、水系接着剤を介して付着することができるが、相互間の付着力および工程安定性の確保のために接着剤を介在させることがより好ましい。

より具体的には、前記補助支持台を形成するステップは、未延伸ポリビニルアルコール系フィルムの延伸方向と垂直な方向の両側端部に接着剤を介して高分子フィルムを付着させ、乾燥するステップを含むことが好ましい。

一例として、まず、未延伸ポリビニルアルコール系フィルムの幅方向（ＴＤ）の両側端部に接着剤層を形成することができる。この時、前記接着剤層は、その厚さが７０ｎｍ〜１００ｎｍ程度であることが好ましく、粘度が４ｃＰ〜５０ｃＰの水系接着剤によって形成されることが好ましい。例えば、ポリビニルアルコール系樹脂、アクリル系樹脂、およびビニルアセテート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によって形成されてよく、前記接着剤層は、重合度が５００〜１８００で、固形分含有量が２重量％〜１０重量％の水系接着剤によって形成されてよい。

より具体的には、接着力などを考慮する時、なかでもポリビニルアルコール系接着剤が好ましく、なかでもアセトアセチル基などを含む変性ポリビニルアルコール接着剤が特に好ましい。ポリビニルアルコール系接着剤の具体例としては、日本合成化学のＧｏｈｓｅｆｉｎｅｒ Ｚ−１００、Ｚ−２００、Ｚ−２００Ｈ、Ｚ−２１０、Ｚ−２２０、Ｚ−３２０などを使用することができるが、これらに限定されるものではない。

以後、接着剤によって形成された接着剤層に高分子フィルムを付着させ、前記付着させる方法については、当該技術分野でよく知られている方法で行えば足りる。

一方、接着剤を介してポリビニルアルコール系フィルム上に高分子フィルムを付着させた後、追加的に乾燥するステップを含むことができる。前記乾燥するステップは、４０℃〜５０℃の比較的低温で１分以上オーブンで乾燥させることが好ましい。乾燥温度が前記範囲より高い場合、ポリビニルアルコール系フィルムの水分蒸発量が多くなって、フィルム表面にシワが発生し、延伸性が低下する。

一方、前記補助支持台は、別の高分子フィルムを付着させる方法でない、未延伸ポリビニルアルコール系フィルムの両側端部を直接折り畳んで接着剤を介して付着させた後、乾燥して形成されてよい。このような方法で補助支持台を形成させる場合、未延伸ポリビニルアルコール系フィルムと同じ種類の補助支持台が形成されるため、互いに同じ成分を有し、類似の延伸挙動が起こるようになり、特に好ましい。

一方、前記接着剤、付着方法、および乾燥方法に関する具体的な内容は先に説明したのと同様であるので、詳細な説明は省略する。

本発明において、未延伸ポリビニルアルコール系フィルムの幅方向（ＴＤ）の両側端部に補助支持台を形成した形態について、特に限定されるものではない。この時、図１および図２から確認できるように、本発明の延伸方向を長手方向（ＭＤ）とする時、補助支持台は、前記延伸方向に垂直な方向である幅方向（ＴＤ）の両側端部に形成される。具体的には、幅方向（ＴＤ）の両側端部に形成された補助支持台は、一定の幅を有し、ポリビニルアルコール系フィルムの長手方向（ＭＤ）と同一の方向および同一の長さで長く付着することが好ましい。この時、未延伸ポリビニルアルコール系フィルムの長さおよび幅をそれぞれＶｏおよびＷｏとし、補助支持台の長さおよび幅をそれぞれＶおよびＷとする。

この時、前記未延伸ポリビニルアルコール系フィルムの幅に対して、前記補助支持台の幅の比、すなわち、Ｗ／Ｗｏは、０．０６〜０．２５程度であることが好ましく、０．０８〜０．２０程度であることがより好ましい。前記Ｗ／Ｗｏ値が０．０６未満の場合、補助支持台としての役割を果たすことができず、側端部の折れ込みおよび破断現象が発生し、０．２５を超える場合、未延伸ポリビニルアルコール系フィルムが延伸される時、幅の収縮を阻害して十分な光学物性が得られない問題がある。

また、前記補助支持台の長さは、ポリビニルアルコール系フィルムの長さと同一であることが好ましい。

一方、未延伸ポリビニルアルコール系フィルムの幅方向（ＴＤ）の両側端部に補助支持台を形成すると、ポリビニルアルコール系フィルムが１０μｍ以下となるように、長手方向（ＭＤ）に湿式延伸するステップを経て、薄型偏光子を製造する。

この時、前記延伸方向は、フィルムの長手方向（ＭＤ）であり、この時、補助支持台は、幅方向（ＴＤ）の両側端部に形成されたことを特徴とし、湿式延伸方法で行われることを特徴とする。

前記湿式延伸するステップは、主にテンター延伸方法またはロール間延伸方法などに区分されるが、ポリビニルアルコール系フィルムにヨウ素および／または二色性染料を染着させるステップ、および／または前記染着したヨウ素および／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うちの少なくとも１つ以上のステップと共に行われてよい。

より具体的には、本発明にかかる薄型偏光子の製造方法は、通常の偏光子の製造方法と同様に、膨潤ステップ、染色ステップ、架橋ステップ、延伸ステップ、水洗ステップ、および乾燥ステップを含む。以下、湿式延伸として本発明の薄型偏光子の製造方法を説明するが、これに制限されるものではない。

前記ステップのうち、乾燥ステップを除いた残りのステップは、それぞれ複数種類の溶液の中から選択された１種以上の溶液で満たされる恒温水槽（ｂａｔｈ）内に未延伸ポリビニルアルコール系フィルムを浸漬した状態で行われる。

また、各ステップの順序および繰り返し回数などは特に制限されず、各ステップが同時に行われてもよく、順次に行われてもよいし、一部のステップは省略されてもよい。例えば、延伸ステップは、染色ステップの前に行われるか、染色ステップの後に行われてよく、膨潤ステップまたは染色ステップと同時に行われてもよい。

膨潤ステップは、未延伸ポリビニルアルコール系フィルムを染色する前に、膨潤用水溶液で満たされた膨潤槽に浸漬させて、ポリビニルアルコール系フィルムの表面上に堆積された埃やブロッキング防止剤のような不純物を除去し、ポリビニルアルコール系フィルムを膨潤させて延伸効率を向上させ、染色不均一性も防止して、偏光子の物性を向上させるためのステップである。

膨潤用水溶液としては、通常、水（純水、脱イオン水）を単独で使用することができ、これに少量のグリセリンまたはヨウ化カリウムを添加する場合、高分子フィルムの膨潤と共に加工性も向上させることができる。膨潤用水溶液１００重量％に対して、グリセリンの含有量は５重量％以下であり、ヨウ化カリウムの含有量は１０重量％以下であることが好ましい。

膨潤槽の温度は、２０℃〜４５℃であることが好ましく、より好ましくは２５℃〜４０℃であるのが良い。

膨潤ステップの実行時間（膨潤槽浸漬時間）は、１８０秒以下であることが好ましく、より好ましくは９０秒以下であるのが良い。浸漬時間が前記範囲の場合には、膨潤が過度になって飽和状態になることを抑制することができて、ポリビニルアルコール系フィルムの軟化による破断を防止し、染色ステップでヨウ素の吸着が均一になり、偏光度を向上させることができる。

膨潤ステップは省略可能であり、下記の染色ステップで膨潤が同時に行われてもよい。

染色ステップは、ポリビニルアルコール系フィルムを、二色性物質、例えば、ヨウ素を含む染色用水溶液で満たされた染色槽に浸漬させて、ポリビニルアルコール系フィルムにヨウ素を吸着させるステップである。

染色用水溶液は、水、水溶性有機溶媒、またはこれらの混合溶媒とヨウ素を含むことができる。染色効率をより向上させるために、溶解補助剤としてヨウ化物がさらに含まれてよい。ヨウ化物としては、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、ヨウ化チタンなどを単独または２種以上組み合わせて使用することができ、これらのうち、ヨウ化カリウムが水に対する溶解度が大きい点で好ましい。

染色槽の温度は、５℃〜４２℃であることが好ましく、より好ましくは１０〜３５℃であるのが良い。また、染色槽内において、ポリビニルアルコール系フィルムの浸漬時間は特に制限されず、好ましくは１〜２０分、より好ましくは２〜１０分であるのが良い。

架橋ステップは、物理的に吸着されているヨウ素分子による染色性が外部環境によって低下しないように、染色されたポリビニルアルコール系フィルムを架橋用水溶液に浸漬させて吸着されたヨウ素分子を固定させるステップである。二色性染料は、耐湿環境で溶出する場合が多くはないが、ヨウ素は、架橋反応が不安定な場合、環境によってヨウ素分子が溶解または昇華する場合が多く、十分な架橋反応が要求される。また、すべてのポリビニルアルコール分子と分子の間に位置するヨウ素分子を配向させて光学特性を向上させるために、一般的に架橋ステップで最も大きな延伸比で延伸されなければならないため、架橋ステップが重要である。

架橋ステップと共に延伸ステップが行われてよいし、この場合、未延伸ポリビニルアルコール系フィルムを長手方向（ＭＤ）に延伸する。一方、前記延伸は、ポリビニルアルコール系フィルムの厚さが１０μｍ以下となるように行われることが好ましく、８μｍ以下になることがより好ましい。例えば、２０℃〜８５℃程度、好ましくは４０℃〜６５℃程度の温度で、４倍〜９倍程度、好ましくは５倍〜７倍程度の延伸倍率で行われてよい。

２０℃未満の温度では、ポリビニルアルコール系フィルムの鎖の流動性が低下して延伸効率が低減され得、８５℃を超える場合、ポリビニルアルコール系フィルムが軟化して強度が弱くなり得る。また、４倍未満の延伸比では、鎖の配向が十分に起こらないことがあり、９倍超過の延伸比では、ポリビニルアルコール系フィルムの鎖が切断され得るからである。

前記のように、延伸ステップは、膨潤ステップ、染色ステップ、架橋ステップと共に行われてよく、架橋ステップの後に、延伸用水溶液で満たされた別の延伸槽を用いた、独立した延伸ステップで行われてもよい。

一方、水洗ステップは、架橋と延伸が完了したポリビニルアルコール系フィルムを、水洗用水溶液で満たされた水洗槽に浸漬させて、前のステップでポリビニルアルコール系フィルムに付着した架橋剤のような不要な残留物を除去するステップである。水洗ステップは省略可能であり、染色ステップ、架橋ステップ、または延伸ステップのような前のステップが完了するたびに行われてもよい。また、１回以上繰り返されてもよく、その繰り返し回数は特に制限されない。

水洗用水溶液は、水であってよく、これにヨウ化物がさらに添加されてもよいし、水洗槽の温度は、１０℃〜６０℃であることが好ましく、より好ましくは１５℃〜４０℃であるのが良い。

乾燥ステップは、水洗されたポリビニルアルコール系フィルムを乾燥させ、染着したヨウ素分子の配向をより向上させて、光学特性に優れた偏光子を得るステップである。乾燥方法としては、自然乾燥、エア乾燥、加熱乾燥、遠赤外線乾燥、マイクロ波乾燥、熱風乾燥などの方法を利用することができ、最近は、フィルム内にある水のみを活性化させて乾燥させるマイクロ波乾燥が新たに利用されており、通常、熱風乾燥が主に使用されている。例えば、２０℃〜９０℃で１分〜１０分間熱風乾燥することができる。また、乾燥温度は、偏光子の劣化を防止するために低いことが好ましく、より好ましくは８０℃以下、最も好ましくは６０℃以下であるのが良い。

一方、前記補助支持台が形成されたポリビニルアルコール系フィルムを長手方向（ＭＤ）に湿式延伸するステップの後に、前記補助支持台を前記ポリビニルアルコール系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。この時、前記分離するステップは、ポリビニルアルコール系フィルムまたは補助支持台に剥離力を加えて互いに離脱させる方法で行われてよく、補助支持台が形成されたポリビニルアルコール系フィルムの両側端部を切断する方法で行われてもよい。

一方、本発明にかかる偏光子の製造方法は、単一フィルムであるにもかかわらず、湿式延伸過程でフィルムの側端部が巻き込まれる現象および破断現象を抑制し、高倍率で延伸が可能であるという特徴がある。具体的には、本発明にかかる偏光子の製造方法は、最大延伸比が７．３以上で、従来の単一フィルムの最大延伸比に比べて向上した性能を有する。

一般的に、薄型偏光子の場合、水分の吸収および排出が非常に速く起こる（フィルムの厚さが半分になると、フィルムの水分吸収速度は４倍になる）。すなわち、膨潤区間で急激な膨潤が起きてから、膨潤槽から出て空気中に露出した瞬間、水分が蒸発して乾燥する。したがって、相対的に水分の出入りが自由なフィルムの両側端部の水分が速く蒸発して乾燥し、巻き込まれる現象が不規則的に発生して、結果的に延伸性の低下をもたらす。したがって、側端部に補助支持台を裏打ちして水分の急激な蒸発を阻止してフィルムの巻き込み現象を防止し、相対的に力を多く受ける両側端部の引張強度を向上させて延伸性を向上させられるのである。

一方、本発明は、前記製造方法で製造された偏光子を提供する。

前記のような方法により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〜１０μｍ程度、より好ましくは３μｍ〜１０μｍ程度で非常に薄い。また、このように薄い厚さでも、単体透過度が４０％〜４３％程度であり、偏光度が９９％以上となり、非常に優れた光学物性を示す。

また、本発明は、前記偏光子の少なくとも一面に保護フィルムが積層された偏光板を提供する。

具体的には、前記のような本発明の偏光子に一面または両面に透明フィルムを積層して偏光板を形成することができる。この時、前記透明フィルムとしては、当該技術分野において偏光子保護フィルムまたは位相差フィルムに使用される多様なフィルムが制限なく使用可能であり、例えば、ポリエステル系重合体、スチレン系重合体、セルロース系重合体、ポリエーテルスルホン系重合体、ポリカーボネート系重合体、アクリル系重合体、ポリオレフィン系重合体、ポリアミド系重合体、ポリイミド系重合体、スルホン系重合体、ポリエーテルスルホン系重合体、ポリエーテルエーテルケトン系重合体、ポリフェニレンスルフィド系重合体、ビニルアルコール系重合体、塩化ビニリデン系重合体、ビニルブチラール系重合体、アリレート系重合体、ポリオキシメチレン系重合体、エポキシ系重合体、およびこれら重合体の混合物からなるグループより選択された１種以上を含むフィルムが使用可能である。

偏光子と透明フィルムの積層方法は特に制限されず、当該技術分野でよく知られている接着剤または粘着剤などを用いて行われてよい。この時、前記粘着剤または接着剤は、使用される透明フィルムの材質などを考慮して適切に選択可能であり、例えば、透明フィルムとしてＴＡＣを使用する場合には、ポリビニルアルコール系接着剤のような水系接着剤を用いることができ、透明フィルムとしてアクリルフィルムやＣＯＰフィルムなどを使用する場合には、アクリル系接着剤、エポキシ系接着剤のような光硬化または熱硬化性接着剤を用いることができる。

また、本発明の偏光板は、液晶セルなどへの積層を容易にするために、追加的に粘着剤層を有することが好ましく、前記偏光板の一面または両面に配置することができる。前記粘着剤は、接着後、熱または紫外線によって十分に硬化が起きて機械的強度が接着剤レベルに向上することが好ましく、界面接着力も大きくて、粘着剤の付着した両フィルムのうちのいずれか一方の破壊なくしては剥離されない程度の粘着力を有することが好ましい。

使用可能な粘着剤は、光学的透明性に優れ、適当な湿潤性、凝集性や接着性の粘着特性を示すことが好ましい。具体例としては、アクリル系ポリマーやシリコーン系ポリマー、ポリエステル、ポリウレタン、ポリエーテル、合成ゴムなどのポリマーを適切にベースポリマーとして調製された粘着剤などが挙げられる。

一方、必要に応じて、前記粘着層とポリビニルアルコール系偏光子との間、および／または前記接着層と透明フィルムとの間には、付着力増進のためのプライマー層または接着層などが追加的に含まれてよい。

［実施例］
以下、実施例を通じて、本発明についてより詳細に説明する。下記の実施例は本発明の理解のためのものであり、これによって本発明を限定するものではない。

実施例１〜３
（１）偏光フィルム（偏光子）の製造
ポリビニルアルコールフィルム（日本合成社製Ｍ２００５ ｇｒａｄｅ２０μｍ）生地の両側端部に、補助支持台（前記ポリビニルアルコールフィルムと同じフィルムを使用）をＰＶＡ系水溶性接着剤（日本合成社、Ｚ−２００）を用いて付着させた後、４０℃のオーブンで１分間乾燥させて、延伸フィルムを製造する。この時、ポリビニルアルコールフィルムの幅（Ｗｏ）および補助支持台の幅（Ｗ）は、下記の表１に記載された通りである。前記延伸フィルムを、ヨウ素０．１５ｗｔ％染着液で２０秒間染着した後、ホウ酸１ｗｔ％水溶液で約２倍程度延伸させる。以後、ホウ酸２ｗｔ％水溶液で最終的に６倍に延伸させ、ＫＩ５ｗｔ％水溶液で１５秒間浸漬後、５０℃のオーブンで３分間乾燥させて、偏光子を製造する。

比較例１
ポリビニルアルコールフィルム（日本合成社製Ｍ２００５ ｇｒａｄｅ２０μｍ）生地を、ヨウ素０．１５ｗｔ％染着液で２０秒間染着した後、ホウ酸１ｗｔ％水溶液で約２倍程度延伸させる。以後、ホウ酸２ｗｔ％水溶液で６倍に延伸させ、ＫＩ５ｗｔ％水溶液で１５秒間浸漬後、５０℃のオーブンで３分間乾燥させて、偏光子を製造する。

実験例１
前記実施例１〜３および比較例１の延伸ステップにおいて、ポリビニルアルコール系フィルムが切れるまで延伸させ、切れた際の延伸比を最大延伸比として定義する。その結果は下記の表１に記載した。

実験例２
前記実施例１〜３および比較例１の延伸ステップにおいて、ポリビニルアルコール系フィルムを６倍の延伸比で延伸して製造された偏光子の光特性を、ＪＡＳＣＯ Ｖ−７１００ Ｓｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｅｒで測定し、その結果は下記の表１に記載した。一方、下記の表１において、単体透過度は単一偏光子の透過度を意味し、偏光度は２枚の偏光板を吸収軸が平行な状態で配置した場合に得られる平行透過率（Ｔｐ）と、吸収軸が９０゜となるように互いに直交させた後に得られる直交透過率（Ｔｃ）とによって、下記の数式１で定義される。

［数１］
偏光度＝［（Ｔｐ−Ｔｃ）／（Ｔｐ＋Ｔｃ）］^１／２

前記表１から明らかなように、補助支持台を形成したフィルムの場合、最大延伸比が、補助支持台を形成していないフィルムに比べて著しく増加したことが分かり、より薄型化され、延伸時の破断現象が抑制されることを確認することができた。

また、前記表１から明らかなように、本発明にかかる製造方法を適用した場合にも、依然として優れた単体透過度を示し、偏光度が９９．９％以上に優れていることが分かった。

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多様な修正および変形が可能であることは当技術分野における通常の知識を有する者にとっては自明である。

１：延伸前の補助支持対台が形成されたポリビニルアルコール系フィルム
１１：ポリビニルアルコール系フィルム
１２：補助支持台
Ｖｏ：ポリビニルアルコール系フィルムの長さ
Ｗｏ：ポリビニルアルコール系フィルムの幅
Ｗ：補助支持台の幅

Claims (9)

1. 未延伸ポリビニルアルコール系フィルムの幅方向（ＴＤ）の両側端部に補助支持台を形成するステップと、
   前記ポリビニルアルコール系フィルムの厚さが１０μｍ以下となるように、前記補助支持台が形成されたポリビニルアルコール系フィルムを長手方向（ＭＤ）に湿式延伸するステップとを含む薄型偏光子の製造方法であって、
   前記未延伸ポリビニルアルコール系フィルムの幅に対して、前記補助支持台の幅の比が０．０６〜０．２５であることを特徴とする、薄型偏光子の製造方法。
2. 前記補助支持台は、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリプロピレン樹脂、イソフタル酸を含むポリエチレンテレフタレート樹脂、水溶性セルロース樹脂、およびアクリル樹脂からなる群より選択された１種以上を含む高分子フィルムであることを特徴とする、請求項１に記載の薄型偏光子の製造方法。
3. 前記補助支持台は、ガラス転移温度が２０℃〜８０℃の高分子フィルムであることを特徴とする、請求項１に記載の薄型偏光子の製造方法。
4. 前記補助支持台は、未延伸ポリビニルアルコール系フィルムの幅方向（ＴＤ）の両側端部の上面および下面のうちの少なくともいずれか一面に形成されることを特徴とする、請求項１に記載の薄型偏光子の製造方法。
5. 前記補助支持台を形成するステップは、未延伸ポリビニルアルコール系フィルムの幅方向（ＴＤ）の両側端部に接着剤を介して前記補助支持台を付着させた後、乾燥するステップを含むことを特徴とする、請求項１に記載の薄型偏光子の製造方法。
6. 前記補助支持台は、未延伸ポリビニルアルコール系フィルムの幅方向（ＴＤ）の両側端部を直接折り畳んで接着剤を介して付着させた後、乾燥したものであることを特徴とする、請求項１に記載の薄型偏光子の製造方法。
7. 前記接着剤は、粘度が４ｃＰ〜５０ｃＰの水系接着剤を使用することを特徴とする、請求項５に記載の薄型偏光子の製造方法。
8. 前記補助支持台が形成されたポリビニルアルコール系フィルムを長手方向（ＭＤ）に湿式延伸するステップは、２０℃〜８５℃の温度で、４倍〜９倍の延伸倍率で行われることを特徴とする、請求項１に記載の薄型偏光子の製造方法。
9. 前記補助支持台が形成されたポリビニルアルコール系フィルムを長手方向（ＭＤ）に湿式延伸するステップの後に、前記補助支持台を前記ポリビニルアルコール系フィルムから分離するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の薄型偏光子の製造方法。

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