JP6312360B2 - ポリエン系偏光フィルムの製造方法、ポリエン系偏光フィルム、積層偏光フィルム、及び表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、ポリエン系偏光フィルムの製造方法、ポリエン系偏光フィルム、積層偏光フィルム、及び表示装置に関する。

ＯＬＥＤ（有機発光ダイオード）を使用した有機発光表示装置の普及に伴い、偏光フィルムの透過率を高くすることが求められている。一方、各種表示装置に使用される偏光フィルムとして、ヨウ素系偏光フィルムが知られている。ヨウ素系偏光フィルムは、広く普及している。

ヨウ素系偏光フィルムでは、偏光に寄与する構成（すなわち可視光を吸収する構成）はヨウ素である。したがって、透過率を高めるためには偏光フィルム内のヨウ素の量を低減する必要がある。しかし、高温高湿時にはヨウ素が昇華するので、偏光フィルム内のヨウ素の量を低減した場合、偏光フィルム内のヨウ素が不足し、結果として、偏光度が大幅に低下する可能性がある。このため、高透過率（例えば透過率が４４％以上）のヨウ素系偏光フィルムは、偏光フィルムの高温高湿での長期信頼性が低下する。

このような問題を解決することが期待される偏光フィルムとして、染料系偏光フィルム及び特許文献１に開示されるポリエン系偏光フィルムが知られている。染料系偏光フィルムは、透過率が高い場合であっても、優れた耐熱性を示す。しかし、染料系偏光フィルムには、透過率が高い場合に偏光度が低下しやすいという問題がある。

一方、ポリエン系偏光フィルムは、ヨウ素系偏光フィルムよりも偏光度が若干劣るものの、透過率が高い場合であっても高温高湿での信頼性が高いというメリットがある。この理由として、ポリエン系偏光フィルムでは、偏光に寄与する構成（すなわち可視光を吸収する構成）がポリエン（具体的には炭素二重結合）となることが挙げられる。炭素二重結合は、温度や湿度に影響を受けにくい。したがって、ポリエン系偏光フィルムは根本的に高温高湿への耐久性が大きい。このため、ポリエン系偏光フィルムは、表示装置用の偏光フィルムとして非常に注目されている。

ポリエン系偏光フィルムの製造方法として、酸触媒を用いてポリビニルアルコールを脱水する方法が知られている。具体的には、酸触媒の水溶液をポリビニルアルコールフィルムに含浸させる。ついで、ポリビニルアルコールフィルムを熱処理することで、ポリビニルアルコールに脱水反応を行わせる。これにより、ポリエン系偏光フィルムが作製される。酸触媒としては、塩酸または硫酸が使用される。

特開２００６−９９０７６号公報

しかし、塩酸を酸触媒とした場合、酸触媒は、ポリビニルアルコールの熱処理時に水の蒸発とともに塩化水素として揮発してしまう。このため、ポリビニルアルコールフィルム中の酸濃度の制御が非常に困難であるという問題があった。ポリビニルアルコール中の酸濃度にばらつきがある場合、ポリエン系偏光フィルムの光学特性（例えば、透過率、偏光度）のばらつきや、ムラが生じやすい。

この問題を解決する方法として、熱処理が行われる環境の温度、湿度、及び気圧を制御することで、ポリビニルアルコールフィルム中の酸濃度を一定にすることが考えられる。しかし、この方法では、製造設備がより複雑なものとなってしまう。

一方、硫酸は揮発しにくい物質ではある。しかし、硫酸は脱水作用が強すぎるため、硫酸を酸触媒とした場合、熱処理時に分子間脱水やＰＶＡ主鎖の切断などの弊害が生じやすく、ポリエン系偏光フィルムの光学特性が低下しやすいという問題があった。

このように、従来のポリエン系偏光フィルムの製造方法では、製造安定性および光学性能を十分に満足させるものではなかった。なお、特許文献１は、酸触媒として有機酸を使用する技術を開示する。しかし、この技術であっても、ポリビニルアルコール中の酸濃度を一定にすることが難しかった。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、光学特性が良好な偏光フィルムを安定して製造することが可能な、新規かつ改良された偏光フィルムの製造方法等を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、酸触媒及びポリビニルアルコールを含むコーティング液を用いて、ポリビニルアルコールフィルムを作製するステップと、ポリビニルアルコールフィルムに脱水反応を行わせるステップと、を含むことを特徴とする、ポリエン系偏光フィルムの製造方法が提供される。

この観点によれば、ポリビニルアルコールフィルム内に高濃度の酸触媒を均一に分散させることができるので、従来のように環境温度等を正確に制御しなくても、多数の炭素二重結合が均一に形成されたポリエン系偏光フィルムを作製することができる。したがって、この観点によれば、高偏光度及び高透過率を両立させたポリエン系偏光フィルム、すなわち光学特性が良好な偏光フィルムを安定して製造することが可能となる。

ここで、酸触媒は低揮発性の酸触媒であってもよい。

この観点によれば、酸触媒は低揮発性の酸触媒であるので、ポリエン生成時に蒸発しにくい。したがって、この観点による製造方法は、ポリエン生成時であってもポリビニルアルコール内の酸濃度をより均一にすることができる。

また、酸触媒は、１００℃での重量減少率が３質量％未満であってもよい。

この観点によれば、酸触媒は、１００℃での重量減少率が３質量％未満であるので、ポリエン生成時に蒸発しにくい。したがって、この観点による製造方法は、ポリエン生成時であってもポリビニルアルコール内の酸濃度をより均一にすることができる。

また、酸触媒は有機酸であってもよい。

この観点によれば、酸触媒は有機酸であるので、ポリエン生成時に蒸発しにくい。したがって、この観点による製造方法は、ポリエン生成時であってもポリビニルアルコール内の酸濃度をより均一にすることができる。

また、有機酸は、カルボキシル基及びスルホ基からなる群から選択されるいずれか１つの官能基を有していてもよい。

この観点によれば、有機酸は、カルボキシル基及びスルホ基からなる群から選択されるいずれか１つの官能基を有するので、ポリエン生成時に蒸発しにくい。したがって、この観点による製造方法は、ポリエン生成時であってもポリビニルアルコール内の酸濃度をより均一にすることができる。

また、コーティング液は、ポリビニルアルコールの質量に対して酸触媒を２質量％以上１０質量％以下で含有していてもよい。

この観点によれば、コーティング液は、ポリビニルアルコールの質量に対して酸触媒を２質量％以上１０質量％以下で含有する。したがって、この観点による製造方法は、より高偏光度かつ高透過率のポリエン系偏光フィルムを作製することができる。

また、コーティング液は、ポリビニルアルコールの質量に対して酸触媒を４．０質量％以上１０．０質量％以下で含有していてもよい。

この観点によれば、コーティング液は、ポリビニルアルコールの質量に対して酸触媒を４．０質量％以上１０．０質量％以下で含有する。したがって、この観点による製造方法は、より高偏光度かつ高透過率のポリエン系偏光フィルムを作製することができる。

また、酸触媒の含有量はポリビニルアルコールの質量に対して５質量％であってもよい。

この観点によれば、酸触媒の含有量はポリビニルアルコールの質量に対して５質量％であるので、より高偏光度かつ高透過率のポリエン系偏光フィルムを作製することができる。

本発明の他の観点によれば、上記の製造方法により作製されるポリエン系偏光フィルムが提供される。

この観点によるポリエン系偏光フィルムは、高偏光度及び高透過率を両立させているので、例えば有機発光表示装置に好適である。

ここで、膜厚が１０μｍ未満であってもよい。

この観点によるポリエン系偏光フィルムは、膜厚が１０μｍ未満であるので、この観点によるポリエン系偏光フィルムを大画面有機発光表示装置に適用した場合であっても、ポリエン系偏光フィルムの収縮を低減することができる。したがって、この観点によれば、有機発光表示装置の反りを低減することができる。

本発明の他の観点によれば、上記のポリエン系偏光フィルムを含むことを特徴とする、積層偏光フィルムが提供される。

この観点による積層偏光フィルムは、高偏光度及び高透過率を両立させているので、例えば有機発光表示装置に好適である。

本発明の他の観点によれば、上記の積層偏光フィルムを含むことを特徴とする、表示装置が提供される。

この観点による表示装置は、高偏光度及び高透過率を両立させた積層偏光フィルムを有するので、各種の光学特性が優れている。

以上説明したように本発明によれば、ポリビニルアルコールフィルム内に高濃度の酸触媒を均一に分散させることができるので、従来のように環境温度等を正確に制御しなくても、多数の炭素二重結合が均一に形成されたポリエン系偏光フィルムを作製することができる。したがって、本発明によれば、高偏光度及び高透過率を両立させたポリエン系偏光フィルム、すなわち光学特性が良好な偏光フィルムを安定して製造することが可能となる。

本発明の実施形態に係る偏光フィルムと従来の偏光フィルムとを対比して示す説明図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

（偏光フィルムの製造方法）
まず、本実施形態に係る偏光フィルムの製造方法について説明する。本実施形態に係る製造方法は、概略的には、酸触媒及びポリビニルアルコールを含むコーティング液を用いてポリビニルアルコールフィルムを作製するステップ（第１のステップ）と、ポリビニルアルコールフィルムに脱水反応を行わせるステップ（第２のステップ）と、を含む。

（第１のステップ）
第１のステップでは、まず、酸触媒及びポリビニルアルコールを含むコーティング液を作製する。具体的には、水にポリビニルアルコールを投入し、水及びポリビニルアルコールの混合液を撹拌しながら加熱することで、ポリビニルアルコールを水に十分溶解させる。次いで、ポリビニルアルコール水溶液に、酸触媒及びレベリング剤を投入し、攪拌することで、コーティング液を作製する。

このように、本実施形態では、コーティング液に予め酸触媒を混入させておく。これにより、ポリビニルアルコール中の酸濃度をより均一にすることができる。言い換えれば、ポリビニルアルコール中に酸触媒をより均一に分散させることができる。

酸触媒の種類は特に問われないが、低揮発性の酸触媒であることが好ましい。酸触媒が低揮発性である場合、ポリエン生成時に酸触媒の蒸発が抑制されるので、ポリビニルアルコール中の酸濃度をより均一にすることができる。

より具体的には、酸触媒は、１００℃での重量減少率が３質量％未満であることが好ましい。１００℃での重量減少率が３質量％未満となる場合、ポリエン生成時にポリビニルアルコール中の酸濃度をより均一にすることができる。

上記の要件を満たす酸触媒としては、例えば有機酸が挙げられる。有機酸は、例えば、カルボキシル基及びスルホ基からなる群から選択されるいずれか１つの官能基を有していてもよい。有機酸の具体的な構成は、Ｒ−Ｘで示される。Ｒは、炭素・水素・弗素からなる化合物であれば特に限定されない。Ｒは、たとえばアルキル基、パーフルオロアルキル基、芳香族官能基、及びフッ素置換型芳香族官能基等から選択されるいずれか１つである。Ｘは、カルボキシル基及びスルホ基からなる群から選択されるいずれか１つの官能基である。有機酸の具体例としては、パラトルエンスルホン酸が挙げられる。

例えば、パラトルエンスルホン酸の１００℃で１０分間加熱した際の重量減少率は、分析機器の検出限界（１０ｐｐｍ以下）である。なお、分析機器に関しては、イオンクロマトグラフィー等が挙げられる。分析方法は、サンプルをヒートプレート上で熱して発生したガスを捕集する。続いてそのガスを水中でバブリングを行い置換させる。置換したイオンクロマトグラフィーにて定量分析を行う。

なお、パラトルエンスルホン酸の飽和水溶液濃度は塩酸よりも高いので、酸触媒としてパラトルエンスルホン酸を使用した場合、より高濃度の酸触媒をポリビニルアルコール内に分散させることができる。また、ポリエン系偏光フィルムに残留した酸触媒は、ポリエン系偏光フィルムの耐久性を低下させる可能性があるが、パラトルエンスルホン酸は、塩酸よりもポリエン系偏光フィルムから容易に除去される。

酸触媒の含有比は、特に制限されないが、例えばポリビニルアルコールの質量に対して２質量％以上１０質量％以下が好ましく、より好ましい範囲は４．０質量％以上１０．０質量％以下となる。これにより、反応に要する時間を低減することができ、副反応を抑制することができる。さらに、脱水反応を容易に制御することができ、かつ、製造装置の腐食等を抑制することができる。例えば、酸触媒の含有比が４質量％未満となる場合、１４０℃の脱水温度において、反応開始までに１０分以上かかり、かつ、反応終了までにも長時間を要する（ただし、反応自体は進行する）。

酸触媒の含有比は、最も好ましくは５質量％となる。酸触媒の含有比がこの値となる場合に、高透過率と高偏光度とを両立させたポリエン系偏光フィルムが作製される。なお、ポリエン系偏光フィルムの偏光度は、酸触媒の含有比によってコントロール可能である。酸触媒が多いほど、ポリビニルアルコール中に占めるポリエン（すなわち炭素二重結合）の量が増えるので、偏光度が高くなる。

一方、透過率は、偏光に寄与する構成（ポリエン系偏光フィルム中の炭素二重結合、ヨウ素系偏光フィルム中のヨウ素等）の分布が均一であるほど高くなる傾向にある。従来のポリエン系偏光フィルムの製造方法では、ポリビニルアルコール中の酸濃度を均一にすることができなかったので、ポリエン系偏光フィルム中の炭素二重結合の分布がばらついていた。このため、偏光度がばらつくのみならず、透過率もばらついていた。一方、本実施形態では、ポリビニルアルコール中に予め酸触媒を混入させておくので、ポリビニルアルコール中に所望の濃度の酸触媒をより均一に分散させることができる。したがって、本実施形態では、高透過率及び高偏光度を両立させたポリエン系偏光フィルムを作製可能となる。

レベリング剤は、特に制限されないが、パーフルオロアルキルエチレンオキシド付加物等のレベリング剤が適している。

次いで、コーティング液を基板（例えば無延伸フィルム）上にコーティングし、乾燥することで、ポリビニルアルコールフィルムを基板上に形成する。ここで、ポリビニルアルコールフィルムの層厚は特に制限されないが、最終的に作製されるポリエン系偏光フィルムの膜厚が１０μｍ未満となるように調整されることが好ましい。

（第２のステップ）
第２のステップでは、まず、ポリビニルアルコールフィルム中のポリビニルアルコールに脱水反応を行わせることで、ポリエン（炭素二重結合）を形成する。具体的には、ポリビニルアルコールフィルムを加熱することで、ポリビニルアルコールに脱水反応を行わせる。ここで、本実施形態では、ポリビニルアルコール中に酸触媒が均一に分布しているので、炭素二重結合はポリビニルアルコール中に均一に形成される。加熱温度、加熱時間は特に制限されず、所望の偏光度に応じて適宜設定されればよい。

ポリビニルアルコールに脱水反応を行わせると同時に、ポリビニルアルコールフィルムを所定方向に延伸する。以下、液体中で行われる延伸をウエット延伸、気体中（例えば大気中）で行われる延伸をドライ延伸とも称する。これにより、炭素二重結合の配向を揃える。なお、延伸倍率は特に制限されないが、例えば４倍程度であればよい。ドライ延伸及び後述するウエット延伸は基板とまとめて行われてもよい。

ついで、ホウ酸水溶液中にポリビニルアルコールフィルムを投入し、ポリビニルアルコールをホウ酸水溶液中でドライ延伸と同じ方向に延伸する。すなわち、ポリビニルアルコールをウエット延伸する。ウエット延伸の倍率は特に制限されないが、例えば１．５倍となる。ドライ延伸倍率を４倍、ウエット延伸倍率を１．５倍とした場合、ポリビニルアルコールフィルムは合計で６倍延伸される。その後、ポリビニルアルコールフィルムを乾燥することで、ポリエン系偏光フィルムを作製する。

このように、本実施形態では、コーティング液に酸触媒が混入しているので、ポリビニルアルコール内に高濃度の酸触媒を均一に分散させることができる。したがって、本実施形態では、多数の炭素二重結合が均一に分散したポリエン系偏光フィルムを作製することができる。すなわち、本実施形態では、高偏光度及び高透過率を両立させたポリエン系偏光フィルムを作製することができる。また、本実施形態では、ポリエン系偏光フィルムのムラを低減することができる。また、酸触媒水溶液にポリビニルアルコールを含浸させる工程が不要になるので、製造工程を簡略化することもできる。

また、本実施形態では、コーティング液に酸触媒が混入しているので、ポリビニルアルコールフィルムを薄膜化しても、ポリビニルアルコールフィルム内に高濃度の酸触媒を均一に分散させることができる。したがって、本実施形態では、薄膜、高偏光度、かつ高透過率のポリエン系偏光フィルムを作製することができる。例えば、本実施形態では、ポリエン系偏光フィルムの膜厚を１０μｍ未満としたうえで、透過率を４４％以上とし、偏光度を９７％以上とすることができる。酸触媒として有機酸を使用した場合、ポリエン生成時の酸触媒の蒸発が抑制されるので、偏光度をより向上させることができる。

一方、従来の製造方法では、ポリビニルアルコールフィルムを酸触媒水溶液に含浸させていたので、ポリビニルアルコールフィルムを薄膜化した場合、ポリビニルアルコールフィルムに十分な量の酸触媒を含浸させる事ができない。さらに、塩酸は揮発しやすいので、ポリエン生成時に塩酸が揮発する。このため、従来の製造方法では、ポリエン、すなわち炭素二重結合を十分に生成することができなかったので、薄膜かつ高偏光度のポリエン系偏光フィルムを作製することができなかった。

ポリエン系偏光フィルムは、基板から剥離された後、保護フィルム及び位相差フィルム（１／４λフィルム）等と結着される。これにより、積層偏光フィルムが作製される。

積層偏光フィルムの一例を図１に示す。図１は、本実施形態に係る積層偏光フィルム１０と、従来のヨウ素系積層偏光フィルム１００とを対比して示す。すなわち、図１（ａ）は従来のヨウ素系積層偏光フィルム１００を示し、図１（ｂ）は本実施形態に係る積層偏光フィルム１０を示す。

従来の積層偏光フィルム１００は、ヨウ素系偏光フィルム１１０と、保護フィルム１２０、１３０と、感圧接着層１４０、１６０と、位相差フィルム（１／４λフィルム）１５０とを備える。従来のヨウ素系偏光フィルム１１０は、所望の偏光度を実現するために、厚膜化する必要があった。例えば、ヨウ素系偏光フィルム１１０は、２２μｍ以上の膜厚を有していた。このため、積層偏光フィルム１００全体の膜厚も厚膜化する傾向にあり、例えば、積層偏光フィルム１００は、１９０μｍ以上の膜厚を有していた。

一方、本実施形態に係る積層偏光フィルム１０は、ポリエン系偏光フィルム１１と、ＵＶ接着層１２、１４と、保護フィルム１３と、位相差フィルム（１／４λフィルム）１５と、感圧接着層１６とを備える。

したがって、積層偏光フィルム１０は円偏光フィルムとなっている。なお、本実施形態に係る積層偏光フィルム１０は、ポリエン系偏光フィルム１１以外は公知の材料で構成されればよい。感圧接着層１６は、例えば表示装置のディスプレイ面に結着される。本実施形態では、ポリエン系積層偏光フィルム１１が薄膜化されるので、に係る積層偏光フィルム１０全体も薄膜化される。例えば、本実施形態では、積層偏光フィルム１０全体の膜厚を１００μｍ以下とすることができる。もちろん、本実施形態に係る積層偏光フィルムは、他の構造を有していてもよい。積層偏光フィルムは円偏光フィルムでなくてもよい。

（実施例１）
次に、本実施形態の実施例１について説明する。本実施例１では、以下のようにポリエン系偏光フィルム及び積層偏光フィルムを作製した。

（第１のステップ）
まず、溶媒である水にポリビニルアルコール（日本酢ビ・ポバール社製 ＪＣ−２５）を投入した。ついで、水及びポリビニルアルコールの混合液を撹拌しながら加熱することで、ポリビニルアルコールを水に十分溶解させた。次いで、ポリビニルアルコール水溶液に、パラトルエンスルホン酸及びレベリング剤（ＤＩＣ株式会社のメガファック）を投入し、攪拌することで、コーティング液を作製した。ここで、コーティング液中の水、ポリビニルアルコール、及びパラトルエンスルホン酸の含浸比（質量比）は８９．５質量％：１０質量％：０．５質量％であった。また、レベリング剤の質量比は外数であり、具体的には、水、ポリビニルアルコール、及びパラトルエンスルホン酸の総質量に対して０．００２質量％であった。

ついで、イソフタル酸共重合ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）で構成される無延伸フィルムを基板として用意し、コーティング液を基板上にコーティングした。次いで、コーティング液を乾燥することで、ポリビニルアルコールフィルムを作製した。ポリビニルアルコールフィルムの膜厚は１０μｍであった。

（第２のステップ）
ポリビニルアルコールフィルムを１４０℃に予熱したオーブンに投入し、１４０℃で１２０秒加熱した。これにより、ポリビニルアルコールフィルム中のポリビニルアルコールに脱水反応を行わせることで、ポリエン（炭素二重結合）を形成した。一方、ポリビニルアルコールに脱水反応を行わせると同時に、ポリビニルアルコールフィルム及び基板をまとめて所定方向に４倍ドライ延伸した。

ついで、８５℃に調整した５質量％ホウ酸水溶液（ホウ酸水溶液総質量に対して５質量％のホウ酸を含むホウ酸水溶液）中にポリビニルアルコールフィルムを投入し、ポリビニルアルコールフィルム及び基板をホウ酸水溶液中でドライ延伸と同じ方向に１．５倍ウエット延伸した。これにより、ポリビニルアルコールフィルムを合計６倍延伸した。その後、ポリビニルアルコールフィルムを８０℃に予熱したオーブンに投入し、８０℃で２分間乾燥した。これにより、実施例１に係るポリエン系偏光フィルムを作製した。ポリエン系偏光フィルムの膜厚は５μｍであった。

ついで、下記配合のＵＶ接着剤を作製した。

（ａ）９０質量％（ｂ）１０質量％（ｃ）１質量％（ｄ）２質量％をスターラーを用いて混合した。なお、（ｃ）、（ｄ）の含有比は（ａ）＋（ｂ）の質量に対する外数である。
（ａ）４ＨＢＡ（４−ヒドロキシブチルアクリレート）
（ｂ）セロキサイド２０２１Ｐ（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）（株式会社ダイセル製）
（ｃ）ＴＰＯ（２，４，６−トリメチルベンゾイル‐ジフェニル‐フォスフィンキサイド）（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製）
（ｄ）ＣＰＩ−１１０Ｐ（ｐ−フェニルチオフェニルジフェニルスルホニウムＰＦ６塩）（サンアプロ社製）

ついで、ポリエン系偏光フィルムの表面（ポリエン系偏光フィルム及び基板からなる積層膜の表裏面のうち、ポリエン系偏光フィルムが露出する面）にＵＶ接着剤を厚さ２μｍで塗布した。ついで、ＵＶ接着剤を勘合するようにして膜厚５０μｍの保護フィルム（紫外線吸収剤含有トリアセチルセルロース系フィルム：富士フィルム社製「フジタック」）をポリエン系偏光フィルムの表面にラミネートした。これにより、ポリエン系偏光フィルム及び基板からなる積層膜を保護フィルムに貼りつけた。次いで、１０００ｍＪのＵＶ光を積層膜に照射することで、ＵＶ接着剤を硬化させた。ついで、ポリエン系偏光フィルムから基板を剥離した。

ついで、ポリエン系偏光フィルムの裏面（上記剥離により露出した面）にＵＶ接着剤を厚さ２μｍで塗布した。ついで、ポリエン系偏光フィルムの裏面に膜厚５０μｍの位相差フィルム（１／４波長板、帝人化成社製「ＷＲＳ」）をポリエン系偏光フィルムの光学吸収軸と１／４波長板の遅相軸とが４５度となるように貼り付けた。ついで、上記と同様の処理によりＵＶ接着剤を硬化させた。これにより、評価用の積層偏光フィルムを作製した。

（比較例）
次に、以下の処理により比較例に係るポリエン系偏光フィルム及び積層偏光フィルムを作製した。
まず、溶媒である水にポリビニルアルコール（日本酢ビ・ポバール社製 ＪＣ−２５）を投入した。ついで、水及びポリビニルアルコールの混合液を撹拌しながら加熱することで、ポリビニルアルコールを水に十分溶解させた。次いで、ポリビニルアルコール水溶液にレベリング剤（ＤＩＣ株式会社のメガファック）を投入し、攪拌することで、コーティング液を作製した。ここで、コーティング液中の水、ポリビニルアルコール、及びレベリング剤の含浸比（質量比）は９０質量％：１０質量％：０．００２質量％であった。すなわち、レベリング剤の質量比は外数で０．００２質量％とした。

ついで、イソフタル酸共重合ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）で構成される無延伸フィルムを基板として用意し、コーティング液を基板上にコーティングした。次いで、コーティング液を乾燥することで、ポリビニルアルコールフィルムを作製した。ポリビニルアルコールフィルムの膜厚は１０μｍであった。

ついで、１０℃に調整した０．５質量％塩酸水溶液（塩酸水溶液の総質量に対して０．５質量％の塩酸を含む塩酸水溶液）にポリビニルアルコールフィルムを投入し、ポリビニルアルコールフィルムを所定方向に３倍ウエット延伸した。すなわち、比較例では、ポリビニルアルコールフィルムに塩酸水溶液を含浸させ、この状態でウエット延伸を行った。

ついで、ポリビニルアルコールフィルムを塩酸水溶液から取り出し、６５℃に予熱したオーブンに投入した。ついで、ポリビニルアルコールフィルムを６５℃で１５分間乾燥した。ついで、ポリビニルアルコールフィルムを１３０℃に予熱したオーブンに投入し、ウエット延伸と同じ方向に２倍ドライ延伸した。すなわち、ポリビニルアルコールフィルムを６倍延伸した。ついで、ポリビニルアルコールフィルムを１３０℃で３０分間加熱することで、ポリビニルアルコールフィルム内で脱水反応を行わせた。これにより、ポリエン系偏光フィルムを作製した。ついで、実施例１と同様の処理により積層偏光フィルムを作製した。

（評価）
実施例１及び比較例に係る積層偏光フィルムの偏光度及び透過率（単体透過率）を以下の処理により評価した。
測定装置：紫外可視分光光度計（日本分光社製Ｖ７１００）
測定方法：偏光素子の単体透過率Ｔ、平行透過率Ｔｐ、直交透過率Ｔｃを測定。これらは、ＪＩＳ Ｚ８７０１の２度視野（Ｃ光源）により測定して視感度補正を行ったＹ値である。偏光度Ｐを上記の透過率を用い、次式（１）により求めた。
偏光度Ｐ（％）＝ √｛（Ｔｐ−Ｔｃ）／（Ｔｐ＋Ｔｃ）｝×１００・・・（１）
測定結果を表１に示す。

この評価によれば、実施例１に係る積層偏光フィルムは、高偏光度及び高透過率を両立させていることがわかる。その一方、比較例に係る積層偏光フィルムは、偏光度及び透過率が低い。実施例１では、コーティング液に酸触媒である有機酸を混入しているので、高濃度の酸触媒がポリビニルアルコール内に均一に分散している。さらに、有機酸は低揮発性なので、ポリエン生成時に蒸発しにくい。したがって、実施例１では、多数の炭素二重結合が均一に形成されているので、偏光度及び透過率が高い。一方、比較例では、ポリビニルアルコールフィルムを塩酸水溶液に含浸させているので、ポリビニルアルコール中の塩酸の分布はばらついている。さらに、塩酸は揮発しやすいので、ポリエン生成時に蒸発する。このため、炭素二重結合の数が実施例１よりも少なく、かつ、分布もばらついている。

（実施例２〜４）
次に、パラトルエンスルホン酸の好ましい含有比（ポリビニルアルコールの質量に対する含有比）を確認するために、実施例２〜４を行った。実施例２〜４では、パラトルエンスルホン酸の含有比及びドライ延伸時の脱水時間（加熱時間）を下記の表２のように変更した他は、実施例１のドライ延伸までの処理と同様の処理を行った。これにより、実施例２〜４に係るドライ延伸フィルムを作製した。これらのドライ延伸フィルムは、ポリビニルアルコールフィルム及び基板で構成される。

そして、実施例２〜４に係るドライ延伸フィルムの透過率（単体透過率）を実施例１と同様の処理により測定した。測定結果を表２に示す。また、実施例１のドライ延伸フィルムの透過率も表２に示す。

実施例１、３、４の透過率は４４％を下回っているが、ドライ延伸フィルムに実施例１と同様のウエット延伸を施すことで、透過率を４４％以上にすることができる。また、実施例２では、透過率が実施例１、３、４よりも下回っているが、脱水時間を１分よりも短くすることで、透過率を４０％程度にすることができる。すなわち、酸触媒の含有比が大きい場合、脱水反応の進行が速いので、上記の脱水時間（１分）でも反応が進みすぎている。したがって、実施例２では、脱水時間をより短くすることで、透過率を４０％程度にすることができる。また、実施例４では、透過率は高いものの、脱水時間が非常に長くなっている。ロールトゥロールでフィルムを製造する場合、脱水時間が長いほど乾燥炉も長くなる。このように、透過率の制御及び脱水時間の観点からは、酸触媒の含有比は、４質量％以上１０質量％以下が好ましい。

以上により、本実施形態に係るポリエン系偏光フィルムの製造方法は、酸触媒及びポリビニルアルコールを含むコーティング液を用いてポリビニルアルコールフィルムを作製するステップと、ポリビニルアルコールフィルムに脱水反応を行わせるステップと、を含む。

したがって、ポリビニルアルコールフィルム内に高濃度の酸触媒を均一に分散させることができるので、従来のように環境温度等を正確に制御しなくても、多数の炭素二重結合が均一に形成されたポリエン系偏光フィルムを作製することができる。したがって、本実施形態に係る製造方法によれば、高偏光度及び高透過率を両立させたポリエン系偏光フィルム、すなわち光学特性が良好な偏光フィルムを安定して製造することが可能となる。

さらに、このような高偏光度及び高透過率を有するポリエン系偏光フィルムは、今後の普及が予想される有機発光表示装置の反射防止積層偏光フィルムに好適である。さらに、ポリエン系偏光フィルムは、本質的に高温高湿に対する耐久性が強いので、本実施形態に係るポリエン系偏光フィルムは、光学特性が良好だけでなく、高温高湿に対する耐久性も大きい。このようなポリエン系偏光フィルムを備える表示装置は、各種の光学特性が向上する。

さらに、酸触媒は低揮発性の酸触媒であるので、ポリエン生成時に蒸発しにくい。したがって、本実施形態に係る製造方法は、ポリエン生成時であってもポリビニルアルコール内の酸濃度をより均一にすることができる。

さらに、酸触媒は、１００℃での重量減少率が３質量％未満であるので、ポリエン生成時に蒸発しにくい。したがって、本実施形態に係る製造方法は、ポリエン生成時であってもポリビニルアルコール内の酸濃度をより均一にすることができる。

さらに、酸触媒は有機酸であるので、ポリエン生成時に蒸発しにくい。したがって、本実施形態に係る製造方法は、ポリエン生成時であってもポリビニルアルコール内の酸濃度をより均一にすることができる。

さらに、有機酸は、カルボキシル基及びスルホ基からなる群から選択されるいずれか１つの官能基を有するので、ポリエン生成時に蒸発しにくい。したがって、本実施形態に係る製造方法は、ポリエン生成時であってもポリビニルアルコール内の酸濃度をより均一にすることができる。

さらに、本実施形態に係る製造方法では、コーティング液はポリビニルアルコールの質量に対して酸触媒を２質量％以上１０質量％以下で含有し、より好ましくは４．０質量％以上１０．０質量％以下で含有する。したがって、本実施形態に係る製造方法は、より高偏光度かつ高透過率のポリエン系偏光フィルムを作製することができる。

さらに、酸触媒の含有量はポリビニルアルコールの質量に対して５質量％であるので、本実施形態に係る製造方法は、より高偏光度かつ高透過率のポリエン系偏光フィルムを作製することができる。

さらに、本実施形態に係る製造方法は、ポリエン系偏光フィルムを薄膜化することができる。具体的には、本実施形態に係る製造方法は、ポリエン系偏光フィルムの膜厚を１０μｍ未満とすることができる。これにより、ポリエン系偏光フィルムを大画面有機発光表示装置に適用した場合であっても、ポリエン系偏光フィルムの収縮を低減することができ、ひいては、有機発光表示装置の反りを低減することができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１０ 積層偏光フィルム
１１ ポリエン系偏光フィルム
１２、１４ ＵＶ接着層
１３ 保護フィルム
１５ 位相差フィルム
１６ 感圧接着層

Claims (4)

1. 酸触媒及びポリビニルアルコールを含むコーティング液を用いて、ポリビニルアルコールフィルムを作製するステップと、
   前記ポリビニルアルコールフィルムに脱水反応を行わせるステップと、を含み、
   前記酸触媒は、１００℃での重量減少率が３質量％未満である有機酸であり、
   前記有機酸は、カルボキシル基及びスルホ基からなる群から選択されるいずれか１つのみの官能基を有することを特徴とする、ポリエン系偏光フィルムの製造方法。
2. 前記コーティング液は、ポリビニルアルコールの質量に対して前記酸触媒を２質量％以上１０質量％以下で含有することを特徴とする、請求項１に記載のポリエン系偏光フィルムの製造方法。
3. 前記コーティング液は、ポリビニルアルコールの質量に対して前記酸触媒を４．０質量％以上１０．０質量％以下含有することを特徴とする、請求項２に記載のポリエン系偏光フィルムの製造方法。
4. 前記酸触媒の含有量は前記ポリビニルアルコールの質量に対して５質量％であることを特徴とする、請求項３記載のポリエン系偏光フィルムの製造方法。
   
   

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