JP6857236B2 - 偏光子および偏光板 - Google Patents
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Description
本発明は、偏光子および偏光板に関する。
液晶表示装置等の画像表示装置には、偏光子が用いられている。偏光子は、代表的には、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）系樹脂フィルムをヨウ素等の二色性物質で染色することにより製造される（例えば、特許文献１および２）。近年、画像表示装置の薄型化の要望が高まっている。そのため偏光子についても、より薄型化することが求められている。しかしながら、染色工程でＰＶＡ系樹脂フィルムに取り込まれるヨウ素の量には限度があるため、単純に偏光子を薄型化してしまうと、ＰＶＡに対するヨウ素の割合が変わらず、ＰＶＡが薄くなった分、ヨウ素の含有量も減少する。その結果、偏光子の透過率が上昇してしまい、偏光特性の低下が起こる。そのため、従来よりも、より高いヨウ素含有量を有する偏光子が求められている。
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、その主たる目的は、ヨウ素含有量の高い偏光子を提供することにある。
本発明の偏光子は、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムから構成される。この偏光子のヨウ素含有量は１２．５重量％以上である。
１つの実施形態においては、偏光子の厚みは１０μｍ以下である。
１つの実施形態においては、偏光子の鉄元素の含有量は５００ｐｐｍ以上である。
１つの実施形態においては、偏光子の透過率は４５％以下であり、かつ、偏光子の偏光度は９９％以上である。
本発明の別の局面においては、偏光板が提供される。この偏光板は、上記偏光子を含む。
１つの実施形態においては、偏光子の厚みは１０μｍ以下である。
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１つの実施形態においては、偏光子の透過率は４５％以下であり、かつ、偏光子の偏光度は９９％以上である。
本発明の別の局面においては、偏光板が提供される。この偏光板は、上記偏光子を含む。
本発明によれば、従来の偏光子に比べてヨウ素含有量が高い偏光子が提供される。具体的には、本発明の偏光子はＰＶＡ系樹脂フィルムから構成される偏光子であって、ヨウ素含有量が１２．５重量％以上である。また、本発明の偏光子は、厚みが薄い場合（例えば、１０μｍ以下）であっても、高いヨウ素含有量であり得る。
以下、本発明の好ましい実施形態について説明するが、本発明はこれらの実施形態には限定されない。
本発明の偏光子は、ＰＶＡ系樹脂フィルムから構成される。この偏光子のヨウ素含有量は１２．５重量％以上である。本発明の偏光子は、従来の偏光子よりも高いヨウ素含有量を有する。
ＰＶＡ系樹脂フィルムを形成するＰＶＡ系樹脂としては、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％以上１００モル％未満であり、好ましくは９５．０モル％〜９９．９９モル％、さらに好ましくは９９．０モル％〜９９．９９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子を得ることができる。
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。
上記の通り、本発明の偏光子は、従来よりも高いヨウ素含有量を有する。具体的には、本発明の偏光子のヨウ素含有量は１２．５重量％以上であり、好ましくは１４重量％以上であり、より好ましくは１６重量％以上である。ヨウ素含有量は、例えば、６０重量％以下である。なお、本明細書において「ヨウ素含有量」とは、偏光子（ＰＶＡ系樹脂フィルム）中に含まれるすべてのヨウ素の量を意味する。より具体的には、偏光子中にヨウ素はＩ−、Ｉ２、Ｉ３ −、Ｉ５ −等の形態で存在し得る。本明細書におけるヨウ素含有量は、これらの形態をすべて包含したヨウ素の含有量を意味する。特に、厚みが２μｍ以下の超薄型偏光子の場合、偏光子のヨウ素含有量を上記の範囲に制御することで優れた偏光度を有する偏光子を提供することができる。ヨウ素含有量は、実施例に記載の方法により、測定することができる。具体的には、蛍光Ｘ線分析による蛍光Ｘ線強度（ｋｃｐｓ）とフィルム（偏光子）の厚み（μｍ）とから下記式により算出され得る。
（ヨウ素含有量）＝１８．２×（蛍光Ｘ線強度）／（フィルム厚み）
（ヨウ素含有量）＝１８．２×（蛍光Ｘ線強度）／（フィルム厚み）
偏光子の単位厚み当たりの蛍光Ｘ線強度は、例えば、０．５０ｋｃｐｓ／μｍ以上であり、好ましくは０．６５ｋｃｐｓ／μｍ以上である。単位厚み当たりの蛍光Ｘ線強度が上記の範囲であれば、偏光子が偏光子として機能するのに十分なヨウ素を含んでいる。
１つの実施形態においては、本発明の偏光子は、鉄元素を含む。偏光子が鉄元素を含むことにより、偏光子の加湿耐久性が向上し得る。ヨウ素含有量が高い偏光子では、６５℃９０％ＲＨのような高温加湿環境下における加湿耐久性が問題となる場合があるため、ヨウ素含有量が高い偏光子が鉄元素をさらに含むことが好ましい。偏光子の鉄含有量は、好ましくは５００ｐｐｍ以上であり、より好ましくは７５０ｐｐｍ以上である。偏光子の鉄含有量が上記範囲であることにより、偏光子の加湿耐久性が向上し得る。偏光子の鉄含有量は、例えば、１００００ｐｐｍ以下である。偏光子が１０μｍ以下の場合、偏光子の鉄含有量が上記の範囲であることにより、透過率および偏光度が良好であり、かつ、加湿耐久性にも優れた偏光子を得ることができる。偏光子の鉄含有量は、ＩＣＰ−ＭＳにより測定することができる。
本発明の偏光子は、鉄元素以外に硫黄元素、亜鉛元素、ホウ素元素、カリウム元素等を含んでいてもよい。これらの元素は後述する偏光子の製造工程で、偏光子に含まれ得る。これらの元素は１種のみ含まれていてもよく、２種以上含まれていてもよい。また、上記鉄元素とこれらの元素とが含まれていてもよく、いずれか一方のみが含まれていてもよい。
本発明の偏光子の厚みは、好ましくは１０μｍ以下であり、より好ましくは５μｍ以下であり、さらに好ましくは２．５μｍ以下であり、特に好ましくは２．０μｍ以下である。本発明の偏光子は、ヨウ素含有量が高いため、上記のような範囲の厚みであっても、優れた光学特性を発揮し得る。偏光子の厚みは、例えば、０．６μｍ以上である。
本発明の偏光子の単体透過率は、好ましくは４５％以下である。また、偏光子の単体透過率は、例えば、３０％以上である。なお、単体透過率（Ｔｓ）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なったＹ値であり、例えば、積分球付き分光光度計（日本分光株式会社製、製品名：Ｖ７１００）を用いて測定することができる。また、偏光子の偏光度は、好ましくは９９．０％以上である。
本発明の偏光子は任意の適切な製造方法により製造することができる。１つの実施形態においては、本発明の偏光子は、ＰＶＡ系樹脂フィルムを、ヨウ化物およびヨウ素イオンに対する酸化剤を含む溶液（以下、染色溶液ともいう）を用いて染色する工程を含む製造方法により得られる。このような染色溶液を用いて染色することにより、ＰＶＡ系樹脂フィルムをより効率よく染色することができ、ヨウ素含有量が高い偏光子が得られる。
ＰＶＡ系樹脂フィルムの厚みは、特に制限はなく、所望の偏光子の厚みに応じて設定され得る。ＰＶＡ系樹脂フィルムの厚みは、例えば、０．５μｍ〜２００μｍである。
１つの実施形態においては、ＰＶＡ系樹脂フィルムは、基材上に形成されたＰＶＡ系樹脂層であってもよい。基材と樹脂層との積層体は、例えば、上記ＰＶＡ系樹脂を含む塗布液を基材に塗布する方法、基材にＰＶＡ系樹脂フィルムを積層する方法等により得ることができる。基材としては、任意の適切な樹脂基材を用いることができ、例えば、熱可塑性樹脂基材を用いることができる。
偏光子は、例えば、ＰＶＡ系樹脂フィルムを、膨潤工程、染色工程、架橋工程、延伸工程、洗浄工程、乾燥工程に供することにより製造することができる。各工程は任意の適切なタイミングで行われる。また、必要に応じて、染色工程以外の任意の工程が省略されていてもよく、また複数の工程を同時に行ってもよく、それぞれの工程を複数回行ってもよい。以下、各工程について説明する。
膨潤工程は、通常、染色工程の前に行われる。膨潤工程は、同じ浸漬浴の中で染色工程とともに行われてもよい。膨潤工程は、例えば、ＰＶＡ系樹脂フィルムを膨潤浴に浸漬することにより行われる。膨潤浴としては、任意の適切な液体を用いることができ、例えば、蒸留水、純水等の水が用いられる。膨潤浴は、水以外の任意の適切な他の成分を含んでいてもよい。他の成分としては、アルコール等の溶媒、界面活性剤等の添加剤、ヨウ化物等が挙げられる。ヨウ化物としては、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。好ましくは、ヨウ化カリウムが用いられる。膨潤浴の温度は、例えば、２０℃〜４５℃である。また、浸漬時間は、例えば、１０秒〜３００秒である。
延伸工程において、ＰＶＡ系樹脂フィルムは、所望の性能および厚みに応じて、任意の適切な延伸倍率で延伸される。代表的には、ＰＶＡ系樹脂フィルムは、元長に対して３倍〜７倍に一軸延伸される。延伸方向は、フィルムの長手方向（ＭＤ方向）であってもよく、フィルムの幅方向（ＴＤ方向）であってもよい。延伸方法は、乾式延伸であってもよく、湿式延伸であってもよく、これらを組み合せてもよい。また、架橋工程、膨潤工程、染色工程等を行う際にＰＶＡ系樹脂フィルムを延伸してもよい。なお、延伸方向は、得られる偏光子の吸収軸方向に対応し得る。
染色工程は、代表的にはヨウ素をＰＶＡ系吸着させることにより行われる。染色工程は、例えば、ヨウ素水溶液を用いて行われる。ヨウ素水溶液を用いる場合、ヨウ素の水に対する溶解度を高めるため、ヨウ素水溶液にヨウ化物を配合することが好ましい。
１つの実施形態においては、染色工程では、ＰＶＡ系樹脂フィルムを、ポリヨウ素イオン、ヨウ化物およびヨウ素イオンに対する酸化剤等を含む溶液を用いて染色する。この酸化剤としては、例えば、カチオンとアニオンとからなるイオン性化合物が用いられる。このイオン性化合物としては、好ましくはアニオンまたはカチオンのいずれか一方の標準電極電位がヨウ素イオンの標準電極電位よりも大きいイオン性化合物が用いられる。
この実施形態において、染色溶液に含まれるヨウ化物の含有量は、溶媒１００重量部に対して好ましくは１重量部〜４０重量部であり、より好ましくは３重量部〜２０重量部である。ヨウ化物としては、上記で例示したものを用いることができる。好ましくはヨウ化カリウムである。
上記酸化剤としてカチオンとアニオンとからなるイオン性化合物を用いる場合、上記アニオンまたはカチオンの標準電極電位は、好ましくはヨウ素イオンの標準電極電位（０．５３６Ｖ）よりも大きい。上記アニオンまたはカチオンの標準電極電位は、好ましくは０．５５Ｖ以上であり、より好ましくは０．６０Ｖ以上である。酸化剤として好適に機能し得るからである。また、アニオンまたはカチオンの標準電極電位は、例えば、２．００Ｖ以下である。
上記アニオンまたはカチオンとしては、例えば、Ｆｅ３＋（０．７７１Ｖ）、Ａｇ＋（０．７９９１Ｖ）、Ａｇ２＋（１．９８０Ｖ）、Ａｕ＋（１．８３Ｖ）、Ａｕ３＋（１．５２Ｖ）、Ｃｏ３＋（１．９２Ｖ）、Ｃｕ２＋（０．５５９Ｖ）、Ｍｎ３＋（１．５Ｖ）、Ｐｔ２＋（１．１８８Ｖ）等のカチオン、Ｂｒ３−（１．０５０３Ｖ）、ＣｌＯ３ −（０．６２２Ｖ）、ＣｌＯ２ −（０．６８１Ｖ）、ＣｌＯ−（０．８９０Ｖ）、Ｃｒ２Ｏ７ ２−（１．３６Ｖ）、ＮＯ３ −（０．８３５Ｖ、０．９４Ｖ、０．９５５７Ｖ）、ＭｎＯ４ −（０．５６Ｖ）等のアニオンが挙げられる。好ましくは三価の鉄イオン（Ｆｅ３＋）である。三価の鉄イオンは、ヨウ素イオンを酸化した後、二価の鉄イオンとして染色溶液中に存在する。三価の鉄イオンおよび二価の鉄イオンは、染色工程においてＰＶＡ系樹脂フィルムに取り込まれ得る。これらの鉄イオンはＰＶＡを脱水する作用を有する。そのため、その後の工程でポリヨウ素イオンがＰＶＡ系樹脂フィルムから抜け出す作用を抑制することできる。その結果、加湿耐久性が向上した偏光子を提供することができる。本明細書において、標準電極電位は標準圧力が１ａｔｍ、２５℃の水溶液における値をいう。標準圧力が１ａｔｍ、２５℃の水溶液における標準電極電位は、例えば、電気化学便覧 第６版 電気化学会編 発行元 丸善出版株式会社に記載されている。本明細書においては、上記電気化学便覧に記載の値を用いる。
上記酸化剤としては、所望の標準電極電位となる電極反応が染色溶液中で起こるイオン性化合物であればよく、任意の適切な化合物を用いることができる。例えば、硫酸第二鉄、塩化第二鉄、硝酸第二鉄等のＦｅ３＋をカチオンとして含む化合物、過マンガン酸カリウム等のＭｎＯ４ −をアニオンとして含む化合物、塩化銅、硫酸銅等のＣｕ２＋をカチオンとして含む化合物等が挙げられる。Ｆｅ３＋を含むことから、硫酸第二鉄、塩化第二鉄、および、硝酸第二鉄からなる群より選択される少なくとも１種の化合物を用いることが好ましい。酸化剤は１種のみを用いてもよく、２種以上を組み合せて用いてもよい。
染色溶液における酸化剤の含有量は、溶媒１００重量部に対して好ましくは０．１重量部〜１０重量部であり、より好ましくは０．５重量部〜４重量部である。染色溶液における酸化剤の含有量は、染色溶液に含まれるヨウ化物の含有量に応じて決定され得る。
ヨウ化物と酸化剤とのモル比は、任意の適切な値に設定することができ、例えば、２／１〜５０／１であり、好ましくは１０／１〜５０／１である。ヨウ化物と酸化剤とのモル比が上記の範囲内であれば、酸化剤がヨウ素イオンに対する酸化剤として十分に機能し得る。
染色溶液の溶媒としては、任意の適切な溶媒を用いることができ、通常、水が用いられる。
上記染色溶液は、ヨウ化物および酸化剤以外にも任意の適切な他の化合物を含んでいてもよい。例えば、染色溶液はヨウ素をさらに含んでいてもよい。染色溶液がヨウ素をさらに含む場合、染色溶液におけるヨウ素含有量は、例えば、溶媒１００重量部に対して１重量部以下である。
染色方法としては、例えば、上記染色溶液にＰＶＡ系樹脂フィルムを浸漬させる方法、ＰＶＡ系樹脂フィルムに当該染色溶液を塗工する方法、当該染色溶液をＰＶＡ系樹脂フィルムに噴霧する方法等が挙げられる。良好に染色することができることから、好ましくは染色溶液にＰＶＡ系樹脂フィルムを浸漬させる方法である。
染色溶液の染色時の液温は、任意の適切な値に設定することができ、例えば、２０℃〜５０℃である。染色溶液にＰＶＡ系樹脂フィルムを浸漬させる場合、浸漬時間は、例えば、１秒〜１分である。
架橋工程においては、通常、架橋剤としてホウ素化合物が用いられる。ホウ素化合物としては、例えば、ホウ酸、ホウ砂等が挙げられる。好ましくは、ホウ酸である。架橋工程においては、ホウ素化合物は、通常、水溶液の形態で用いられる。
ホウ酸水溶液を用いる場合、ホウ酸水溶液のホウ酸濃度は、例えば、２重量％〜１５重量％であり、好ましくは３重量％〜１３重量％である。ホウ酸水溶液には、ヨウ化カリウム等のヨウ化物、硫酸亜鉛、塩化亜鉛等の亜鉛化合物をさらに含有させてもよい。
架橋工程は、任意の適切な方法により行うことができる。例えば、ホウ素化合物を含む水溶液にＰＶＡ系樹脂フィルムを浸漬する方法、ホウ素化合物を含む水溶液をＰＶＡ系樹脂フィルムに塗布する方法、または、ホウ素化合物を含む水溶液をＰＶＡ系樹脂フィルムに噴霧する方法が挙げられる。ホウ素化合物を含む水溶液に浸漬することが好ましい。
架橋に用いる溶液の温度は、例えば、２５℃以上であり、好ましくは３０℃〜８５℃、さらに好ましくは４０℃〜７０℃である。浸漬時間は、例えば、５秒〜８００秒であり、好ましくは８秒〜５００秒である。
洗浄工程は、水、または、上記ヨウ化物を含む水溶液を用いて行われる。代表的には、ヨウ化カリウム水溶液にＰＶＡ系樹脂フィルムを浸漬させることにより行う。洗浄工程における水溶液の温度は、例えば、５℃〜５０℃である。浸漬時間は、例えば、１秒〜３００秒である。
乾燥工程は、任意の適切な方法により行うことができる。例えば、自然乾燥、送風乾燥、減圧乾燥、加熱乾燥等が挙げられ、加熱乾燥が好ましく用いられる。加熱乾燥を行う場合、加熱温度は、例えば、３０℃〜１００℃である。また、乾燥時間は、例えば、１０秒〜１０分間である。
本発明の偏光板は、上記偏光子を有する。本発明の偏光板は、代表的には、少なくともその片側に保護フィルムを積層させて使用される。保護フィルムの形成材料としては、例えば、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、（メタ）アクリル系樹脂、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、これらの共重合体樹脂等が挙げられる。
保護フィルムの厚みは、例えば、１０μｍ〜１００μｍである。保護フィルムは、代表的には、接着層（具体的には、接着剤層、粘着剤層）を介して偏光子に積層される。接着剤層は、代表的にはＰＶＡ系接着剤や活性化エネルギー線硬化型接着剤で形成される。粘着剤層は、代表的にはアクリル系粘着剤で形成される。
上記の通り、本発明の偏光子は基材とＰＶＡ系樹脂層との積層体を用いて製造され得る。この基材は、剥離されることなく偏光板の構成要素として用いてもよい。この基材は、例えば、偏光子の保護層として機能し得る。
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１］
熱可塑性樹脂基材として、吸水率０．７５％、Ｔｇ７５℃の非晶質のイソフタル酸共重合ポリエチレンテレフタレート（ＩＰＡ共重合ＰＥＴ）フィルム（厚み：１００μｍ）を用いた。基材の片面に、コロナ処理を施し、このコロナ処理面に、ポリビニルアルコール（重合度４２００、ケン化度９９．２モル％）およびアセトアセチル変性ＰＶＡ（重合度１２００、アセトアセチル変性度４．６％、ケン化度９９．０モル％以上、日本合成化学工業社製、商品名「ゴーセファイマーＺ２００」）を９：１の比で含む水溶液を２５℃で塗布および乾燥して、厚み１１μｍのＰＶＡ系樹脂層を形成し、積層体を作製した。
得られた積層体を、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倍空中延伸した（延伸処理）。
次いで、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４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（不溶化処理）。
次いで、積層体を３０℃の染色溶液（水１００重量部に対し、ヨウ化カリウム６．０重量部、および、硫酸第二鉄ｎ水和物０．８重量部を添加した水溶液）に３０秒間浸漬させ、染色した（染色処理）。染色溶液におけるヨウ化物と酸化剤とのモル比は、２３．５／１であった。なお、染色溶液に添加した硫酸第二鉄ｎ水和物については、ヨウ素滴定により平均６．７水和物であることを確認した。したがって、硫酸第二鉄ｎ水和物の平均分子量を５２０として、ヨウ化物とのモル比を算出した。
次いで、液温６０℃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３５秒間浸漬させた（架橋処理）。
その後、積層体を液温２５℃の洗浄浴（水１００重量部に対して、ヨウ化カリウム４重量部を配合して得られた水溶液）に１０秒間浸漬させた（洗浄処理）。
その後、６０℃のオーブンで６０秒間乾燥させ、厚み２．５μｍのＰＶＡ系樹脂層（偏光子）を有する積層体１を得た。
熱可塑性樹脂基材として、吸水率０．７５％、Ｔｇ７５℃の非晶質のイソフタル酸共重合ポリエチレンテレフタレート（ＩＰＡ共重合ＰＥＴ）フィルム（厚み：１００μｍ）を用いた。基材の片面に、コロナ処理を施し、このコロナ処理面に、ポリビニルアルコール（重合度４２００、ケン化度９９．２モル％）およびアセトアセチル変性ＰＶＡ（重合度１２００、アセトアセチル変性度４．６％、ケン化度９９．０モル％以上、日本合成化学工業社製、商品名「ゴーセファイマーＺ２００」）を９：１の比で含む水溶液を２５℃で塗布および乾燥して、厚み１１μｍのＰＶＡ系樹脂層を形成し、積層体を作製した。
得られた積層体を、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倍空中延伸した（延伸処理）。
次いで、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４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（不溶化処理）。
次いで、積層体を３０℃の染色溶液（水１００重量部に対し、ヨウ化カリウム６．０重量部、および、硫酸第二鉄ｎ水和物０．８重量部を添加した水溶液）に３０秒間浸漬させ、染色した（染色処理）。染色溶液におけるヨウ化物と酸化剤とのモル比は、２３．５／１であった。なお、染色溶液に添加した硫酸第二鉄ｎ水和物については、ヨウ素滴定により平均６．７水和物であることを確認した。したがって、硫酸第二鉄ｎ水和物の平均分子量を５２０として、ヨウ化物とのモル比を算出した。
次いで、液温６０℃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３５秒間浸漬させた（架橋処理）。
その後、積層体を液温２５℃の洗浄浴（水１００重量部に対して、ヨウ化カリウム４重量部を配合して得られた水溶液）に１０秒間浸漬させた（洗浄処理）。
その後、６０℃のオーブンで６０秒間乾燥させ、厚み２．５μｍのＰＶＡ系樹脂層（偏光子）を有する積層体１を得た。
［実施例２］
厚み７μｍのＰＶＡ系樹脂層を形成し積層体を作製したこと、染色溶液を水１００重量部に対し、ヨウ化カリウム１５．０重量部、および、硫酸第二鉄ｎ水和物２．０重量部を添加した水溶液（染色溶液におけるヨウ化物と酸化剤とのモル比＝２３．５／１）とした以外は実施例１と同様にして、厚み１．５μｍのＰＶＡ系樹脂層（偏光子）を有する積層体２を得た。
厚み７μｍのＰＶＡ系樹脂層を形成し積層体を作製したこと、染色溶液を水１００重量部に対し、ヨウ化カリウム１５．０重量部、および、硫酸第二鉄ｎ水和物２．０重量部を添加した水溶液（染色溶液におけるヨウ化物と酸化剤とのモル比＝２３．５／１）とした以外は実施例１と同様にして、厚み１．５μｍのＰＶＡ系樹脂層（偏光子）を有する積層体２を得た。
［実施例３］
染色溶液を水１００重量部に対し、ヨウ化カリウム３．８重量部、および、硫酸第二鉄ｎ水和物０．５重量部を添加した水溶液（染色溶液におけるヨウ化物と酸化剤とのモル比＝２３．８／１）とした以外は実施例２と同様にして、厚み１．５μｍのＰＶＡ系樹脂層（偏光子）を有する積層体３を得た。
染色溶液を水１００重量部に対し、ヨウ化カリウム３．８重量部、および、硫酸第二鉄ｎ水和物０．５重量部を添加した水溶液（染色溶液におけるヨウ化物と酸化剤とのモル比＝２３．８／１）とした以外は実施例２と同様にして、厚み１．５μｍのＰＶＡ系樹脂層（偏光子）を有する積層体３を得た。
［実施例４］
厚み６μｍのＰＶＡ系樹脂層を形成し積層体を作製したこと、染色溶液を水１００重量部に対し、ヨウ化カリウム１２．０重量部、および、硫酸第二鉄ｎ水和物１．６重量部を添加した水溶液（染色溶液におけるヨウ化物と酸化剤とのモル比＝２３．５／１）とした以外は実施例１と同様にして、厚み１．２μｍのＰＶＡ系樹脂層（偏光子）を有する積層体４を得た。
厚み６μｍのＰＶＡ系樹脂層を形成し積層体を作製したこと、染色溶液を水１００重量部に対し、ヨウ化カリウム１２．０重量部、および、硫酸第二鉄ｎ水和物１．６重量部を添加した水溶液（染色溶液におけるヨウ化物と酸化剤とのモル比＝２３．５／１）とした以外は実施例１と同様にして、厚み１．２μｍのＰＶＡ系樹脂層（偏光子）を有する積層体４を得た。
［実施例５］
厚み５μｍのＰＶＡ系樹脂層を形成し積層体を作製したこと、染色溶液を水１００重量部に対し、ヨウ化カリウム１５．０重量部、および、硫酸第二鉄ｎ水和物２．０重量部を添加した水溶液（染色溶液におけるヨウ化物と酸化剤とのモル比＝２３．５／１）とした以外は実施例１と同様にして、厚み１．０μｍのＰＶＡ系樹脂層（偏光子）を有する積層体５を得た。
厚み５μｍのＰＶＡ系樹脂層を形成し積層体を作製したこと、染色溶液を水１００重量部に対し、ヨウ化カリウム１５．０重量部、および、硫酸第二鉄ｎ水和物２．０重量部を添加した水溶液（染色溶液におけるヨウ化物と酸化剤とのモル比＝２３．５／１）とした以外は実施例１と同様にして、厚み１．０μｍのＰＶＡ系樹脂層（偏光子）を有する積層体５を得た。
［実施例６］
厚み４μｍのＰＶＡ系樹脂層を形成し積層体を作製したこと以外は実施例５と同様にして、厚み０．８μｍのＰＶＡ系樹脂層（偏光子）を有する積層体６を得た。
厚み４μｍのＰＶＡ系樹脂層を形成し積層体を作製したこと以外は実施例５と同様にして、厚み０．８μｍのＰＶＡ系樹脂層（偏光子）を有する積層体６を得た。
［実施例７］
厚み３．６μｍのＰＶＡ系樹脂層を形成し積層体を作製したこと、染色溶液を水１００重量部に対し、ヨウ化カリウム２２．５重量部、および、硫酸第二鉄ｎ水和物３．０重量部を添加した水溶液（染色溶液におけるヨウ化物と酸化剤とのモル比＝２３．５／１）とした以外は実施例１と同様にして、厚み０．６μｍのＰＶＡ系樹脂層（偏光子）を有する積層体７を得た。
厚み３．６μｍのＰＶＡ系樹脂層を形成し積層体を作製したこと、染色溶液を水１００重量部に対し、ヨウ化カリウム２２．５重量部、および、硫酸第二鉄ｎ水和物３．０重量部を添加した水溶液（染色溶液におけるヨウ化物と酸化剤とのモル比＝２３．５／１）とした以外は実施例１と同様にして、厚み０．６μｍのＰＶＡ系樹脂層（偏光子）を有する積層体７を得た。
［実施例８］
厚み１３．０μｍのＰＶＡ系樹脂層を形成し積層体を作製したこと、染色溶液を水１００重量部に対し、ヨウ化カリウム５．３重量部、および、硫酸第二鉄ｎ水和物０．７重量部を添加した水溶液（染色溶液におけるヨウ化物と酸化剤とのモル比＝２３．７／１）とした以外は実施例１と同様にして、厚み３μｍのＰＶＡ系樹脂層（偏光子）を有する積層体８を得た。
厚み１３．０μｍのＰＶＡ系樹脂層を形成し積層体を作製したこと、染色溶液を水１００重量部に対し、ヨウ化カリウム５．３重量部、および、硫酸第二鉄ｎ水和物０．７重量部を添加した水溶液（染色溶液におけるヨウ化物と酸化剤とのモル比＝２３．７／１）とした以外は実施例１と同様にして、厚み３μｍのＰＶＡ系樹脂層（偏光子）を有する積層体８を得た。
［実施例９］
実施例１と同様にして、厚み１１μｍのＰＶＡ系樹脂層を形成し、積層体を作製した。
得られた積層体を、１１５℃のオーブン内で周速の異なるロール間で長手方向に２．０倍に自由端一軸延伸した（空中延伸）。
次いで、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（不溶化処理）。
次いで、積層体を３０℃の染色溶液（水１００重量部に対し、ヨウ化カリウム４．５重量部、および、硫酸第二鉄ｎ水和物０．６重量部を添加した水溶液）に３０秒間浸漬させ、染色した（染色処理）。染色溶液におけるヨウ化物と酸化剤とのモル比は、２３．５／１であった。
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、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（架橋処理）。
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４重量部、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長手方向に２．７倍に一軸延伸を行った（水中延伸）。
その後、積層体を液温３０℃の洗浄浴（水１００重量部に対してヨウ化カリウムを４重量部配合して得られた水溶液）に１０秒間浸漬させた後、６０℃の温風で６０秒間乾燥させた（洗浄・乾燥工程）。
このようにして、樹脂基材上に厚み５μｍのＰＶＡ系樹脂層（偏光子）を有する積層体９を形成した。
実施例１と同様にして、厚み１１μｍのＰＶＡ系樹脂層を形成し、積層体を作製した。
得られた積層体を、１１５℃のオーブン内で周速の異なるロール間で長手方向に２．０倍に自由端一軸延伸した（空中延伸）。
次いで、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（不溶化処理）。
次いで、積層体を３０℃の染色溶液（水１００重量部に対し、ヨウ化カリウム４．５重量部、および、硫酸第二鉄ｎ水和物０．６重量部を添加した水溶液）に３０秒間浸漬させ、染色した（染色処理）。染色溶液におけるヨウ化物と酸化剤とのモル比は、２３．５／１であった。
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、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（架橋処理）。
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４重量部、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長手方向に２．７倍に一軸延伸を行った（水中延伸）。
その後、積層体を液温３０℃の洗浄浴（水１００重量部に対してヨウ化カリウムを４重量部配合して得られた水溶液）に１０秒間浸漬させた後、６０℃の温風で６０秒間乾燥させた（洗浄・乾燥工程）。
このようにして、樹脂基材上に厚み５μｍのＰＶＡ系樹脂層（偏光子）を有する積層体９を形成した。
［実施例１０］
染色溶液を水１００重量部に対し、ヨウ化カリウム１２．０重量部、および、固体ヨウ素１．０重量部を添加した水溶液とした以外は実施例４と同様にして、厚み１．２μｍのＰＶＡ系樹脂層（偏光子）を有する積層体１０を得た。
染色溶液を水１００重量部に対し、ヨウ化カリウム１２．０重量部、および、固体ヨウ素１．０重量部を添加した水溶液とした以外は実施例４と同様にして、厚み１．２μｍのＰＶＡ系樹脂層（偏光子）を有する積層体１０を得た。
（比較例１）
染色溶液を水１００重量部に対し、ヨウ化カリウム３．０重量部、および、硫酸第二鉄ｎ水和物０．４重量部を添加した水溶液（染色溶液におけるヨウ化物と酸化剤とのモル比＝２３．５／１）とした以外は実施例２と同様にして、厚み１．５μｍのＰＶＡ系樹脂層（偏光子）を有する積層体Ｃ１を得た。
染色溶液を水１００重量部に対し、ヨウ化カリウム３．０重量部、および、硫酸第二鉄ｎ水和物０．４重量部を添加した水溶液（染色溶液におけるヨウ化物と酸化剤とのモル比＝２３．５／１）とした以外は実施例２と同様にして、厚み１．５μｍのＰＶＡ系樹脂層（偏光子）を有する積層体Ｃ１を得た。
（比較例２）
染色溶液を水１００重量部に対し、ヨウ化カリウム３．４重量部、および、硫酸第二鉄ｎ水和物０．４重量部を添加した水溶液（染色溶液におけるヨウ化物と酸化剤とのモル比＝２６．６／１）とした以外は実施例２と同様にして、厚み１．５μｍのＰＶＡ系樹脂層（偏光子）を有する積層体Ｃ２を得た。
染色溶液を水１００重量部に対し、ヨウ化カリウム３．４重量部、および、硫酸第二鉄ｎ水和物０．４重量部を添加した水溶液（染色溶液におけるヨウ化物と酸化剤とのモル比＝２６．６／１）とした以外は実施例２と同様にして、厚み１．５μｍのＰＶＡ系樹脂層（偏光子）を有する積層体Ｃ２を得た。
実施例１〜１０および比較例１〜２で得られた積層体を用いて、ＰＶＡ系樹脂層（偏光子）の単体透過率、ヨウ素含有量、鉄含有量、偏光度、および、加湿耐久性を以下の方法により評価した。結果を表１に示す。
１．単体透過率
積分球付き分光光度計（日本分光株式会社製、製品名：Ｖ７１００）を用いて、積層体の単体透過率を測定した。
１．単体透過率
積分球付き分光光度計（日本分光株式会社製、製品名：Ｖ７１００）を用いて、積層体の単体透過率を測定した。
２．ヨウ素およびヨウ素化合物含有量
実施例および比較例で得られた積層体から基材を剥離した。実施例および比較例で得られた偏光子について、蛍光Ｘ線分析装置（リガク社製、商品名「ＺＳＸ１００Ｅ」、測定径：ψ１０ｍｍ）を用いて蛍光Ｘ線強度（ｋｃｐｓ）を測定した。測定条件は以下の通りである。
また、これらの偏光子の厚み（μｍ）を、分光膜厚計（大塚電子社製、商品名「ＭＣＰＤ−３０００」）を用いて測定した。得られた蛍光Ｘ線強度と厚みから下記式を用いてヨウ素含有量（重量％）を求めた。
（ヨウ素含有量）＝１８．２×（蛍光Ｘ線強度）／（偏光子厚み）
・分析装置：理学電機工業社製 蛍光Ｘ線分析装置（ＸＲＦ）、製品名「ＺＳＸ１００ｅ」
・測定サンプル：直径１０ｍｍの円形サンプル
・対陰極：ロジウム
・分光結晶：フッ化リチウム
・励起光エネルギー：４０ｋＶ−９０ｍＡ
・ヨウ素測定線：Ｉ−ＬＡ
・定量法：ＦＰ法
・２θ角ピーク：１０３．０７８ｄｅｇ（ヨウ素）、１３６．８４７ｄｅｇ（カリウム）
・測定時間：４０秒
実施例および比較例で得られた積層体から基材を剥離した。実施例および比較例で得られた偏光子について、蛍光Ｘ線分析装置（リガク社製、商品名「ＺＳＸ１００Ｅ」、測定径：ψ１０ｍｍ）を用いて蛍光Ｘ線強度（ｋｃｐｓ）を測定した。測定条件は以下の通りである。
また、これらの偏光子の厚み（μｍ）を、分光膜厚計（大塚電子社製、商品名「ＭＣＰＤ−３０００」）を用いて測定した。得られた蛍光Ｘ線強度と厚みから下記式を用いてヨウ素含有量（重量％）を求めた。
（ヨウ素含有量）＝１８．２×（蛍光Ｘ線強度）／（偏光子厚み）
・分析装置：理学電機工業社製 蛍光Ｘ線分析装置（ＸＲＦ）、製品名「ＺＳＸ１００ｅ」
・測定サンプル：直径１０ｍｍの円形サンプル
・対陰極：ロジウム
・分光結晶：フッ化リチウム
・励起光エネルギー：４０ｋＶ−９０ｍＡ
・ヨウ素測定線：Ｉ−ＬＡ
・定量法：ＦＰ法
・２θ角ピーク：１０３．０７８ｄｅｇ（ヨウ素）、１３６．８４７ｄｅｇ（カリウム）
・測定時間：４０秒
３．鉄含有量
実施例および比較例で得られた積層体から基材を剥離し、サンプルとして用いた。このサンプル１．００ｍｇをテフロン（登録商標）容器に採取し、硝酸１０ｍＬを加えて密栓した。次いで、分解装置（アントンパール社製、製品名：Ｍｕｌｔｉｗａｖｅ ３０００）を用いて、マイクロ波を照射し、最高２３０℃で加圧酸分解を行った。完全分解後、超純水を加えて２０ｍＬに定容した。適宜希釈後、ＩＣＰ−ＭＳを用いて鉄（Ｆｅ）を定量した。分析に用いたＩＣＰ−ＭＳについては、以下の通りである。
ＩＣＰ−ＭＳ:パーキンエルマー社製、製品名：ＥＬＡＮ ＤＲＣ ＩＩ
分析元素（ｍ／ｚ）：Ｆｅ（５７）
ＤＲＣモード：ＯＮ
実施例および比較例で得られた積層体から基材を剥離し、サンプルとして用いた。このサンプル１．００ｍｇをテフロン（登録商標）容器に採取し、硝酸１０ｍＬを加えて密栓した。次いで、分解装置（アントンパール社製、製品名：Ｍｕｌｔｉｗａｖｅ ３０００）を用いて、マイクロ波を照射し、最高２３０℃で加圧酸分解を行った。完全分解後、超純水を加えて２０ｍＬに定容した。適宜希釈後、ＩＣＰ−ＭＳを用いて鉄（Ｆｅ）を定量した。分析に用いたＩＣＰ−ＭＳについては、以下の通りである。
ＩＣＰ−ＭＳ:パーキンエルマー社製、製品名：ＥＬＡＮ ＤＲＣ ＩＩ
分析元素（ｍ／ｚ）：Ｆｅ（５７）
ＤＲＣモード：ＯＮ
４．偏光度の測定方法
紫外可視分光光度計（日本分光株式会社製、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、偏光度（Ｐ）を次式により求めた。
偏光度（Ｐ）（％）＝｛（Ｔｐ−Ｔｃ）／（Ｔｐ＋Ｔｃ）｝１／２×１００
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。また、薄型偏光子の基材に反射特性や光散乱性、色相調整などの透過率に影響する機能が付与されている場合には、ヨウ素を含むポリビニルアルコール系樹脂層のみを測定した。
紫外可視分光光度計（日本分光株式会社製、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、偏光度（Ｐ）を次式により求めた。
偏光度（Ｐ）（％）＝｛（Ｔｐ−Ｔｃ）／（Ｔｐ＋Ｔｃ）｝１／２×１００
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。また、薄型偏光子の基材に反射特性や光散乱性、色相調整などの透過率に影響する機能が付与されている場合には、ヨウ素を含むポリビニルアルコール系樹脂層のみを測定した。
５．加湿耐久性評価
各実施例および比較例により得られた積層体の偏光子側に、厚み２０μｍのアクリル粘着剤層を介して、厚み１．３ｍｍの無アルカリガラスを貼り合せた。その後、６５℃９０％ＲＨの恒温恒湿機に５００時間投入し加湿耐久性を評価した。投入前と投入後の偏光子の偏光度を、上記偏光度の測定方法と同様に測定し、偏光度の変化量＝（投入前の偏光度−投入後の偏光度）を求めた。
各実施例および比較例により得られた積層体の偏光子側に、厚み２０μｍのアクリル粘着剤層を介して、厚み１．３ｍｍの無アルカリガラスを貼り合せた。その後、６５℃９０％ＲＨの恒温恒湿機に５００時間投入し加湿耐久性を評価した。投入前と投入後の偏光子の偏光度を、上記偏光度の測定方法と同様に測定し、偏光度の変化量＝（投入前の偏光度−投入後の偏光度）を求めた。
実施例で得られた偏光子は、１２．５重量％以上の高いヨウ素含有量であった。また、超薄型の偏光子である実施例２〜７の偏光子も優れた偏光度を有していた。また、鉄を５００ｐｐｍ以上含む実施例１〜７の偏光子は、加湿耐久性に優れていた。
本発明の偏光子は、液晶テレビ、液晶ディスプレイ、携帯電話、デジタルカメラ、ビデオカメラ、携帯ゲーム機、カーナビゲーション、コピー機、プリンター、ファックス、時計、電子レンジ等の液晶パネルに幅広く適用させることができる。
Claims (3)
- ポリビニルアルコール系樹脂フィルムから構成される偏光子であって、該偏光子のヨウ素含有量が１２．５重量％以上であり、
厚みが１０μｍ以下であり、鉄元素の含有量が５００ｐｐｍ以上である、偏光子。 - 透過率が４５％以下であり、かつ、偏光度が９９％以上である、請求項１に記載の偏光子。
- 請求項１または２に記載の偏光子を含む、偏光板。
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