JP6898077B2

JP6898077B2 - 高耐熱性偏光フィルム

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Publication number: JP6898077B2
Application number: JP2016210199A
Authority: JP
Inventors: 祥一松田; 武本　博之; 博之武本; 稲垣　淳一; 淳一稲垣; 宮武　稔; 宮武　　稔
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 2016-07-22
Filing date: 2016-10-27
Publication date: 2021-07-07
Anticipated expiration: 2036-10-27
Also published as: JP2018022125A

Description

本発明は、高耐熱性偏光フィルムに関する。より詳細には、本発明は、高温環境下であっても光学特性を維持し得、かつ、カールの発生を抑制し得る高耐熱性偏光フィルムに関する。

液晶表示装置および有機ＥＬ表示装置に代表される画像表示装置が急速に普及している。画像表示装置には、代表的には偏光フィルムが用いられている。さらに、近年、スマートフォンやタブレットＰＣに代表されるように、画像表示装置がタッチパネル型入力装置を兼ねるタッチパネル型入力表示装置が急増している。タッチパネル型入力表示装置の普及に伴い、低コスト化、薄型化、および、フレキシビリティの向上（例えば、装置の屈曲および／または折り畳みを可能とすること）に対する要望が強まっている。このような要望に対応した部材点数削減を目的として、偏光フィルムにタッチセンサの機能を付与したタッチセンサ一体型偏光フィルム、画像表示装置における偏光フィルムと電極との一体化、等が望まれている。しかし、このようなセンサや電極との一体化は、電極等を形成する際のスパッタリングおよびその後処理における高温環境に偏光フィルムを供する必要がある。従来の偏光フィルムは、このような高温環境において所望の光学特性を維持することが困難であり、および、カールが発生するという問題がある。

特許第５９００８９０号公報特許第５７８９９３６号公報特開２０１０−１５２３３４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、その主たる目的は、屈曲可能であり、さらに、高温環境下であっても光学特性を維持し得、かつ、カールの発生を抑制し得る高耐熱性偏光フィルムを提供することにある。

本発明の耐熱性偏光フィルムは、二色性染料を含み、かつ、厚みが１０μｍ以下である偏光子と；可撓性を有し、かつ、ガラス転移温度が１５０℃以上である基材層と；を有する。
１つの実施形態においては、上記基材層の厚みは５００μｍ以下である。
１つの実施形態においては、上記基材層の光透過率は８０％以上である。
１つの実施形態においては、上記基材層はポリイミド樹脂フィルムで構成されている。別の実施形態においては、上記基材層は無機ガラスフィルムで構成されている。
１つの実施形態においては、上記二色性染料は、アゾ系染料、多環式染料およびスルホン酸基を有する染料から選択される。
１つの実施形態においては、上記耐熱性偏光フィルムは、上記偏光子と上記基材層とが直接密着した状態で配置されている。
１つの実施形態においては、上記耐熱性偏光フィルムは、２００℃、５分間の加熱試験後の単体透過率の変化量の絶対値が５％以下である。
１つの実施形態においては、上記耐熱性偏光フィルムは、２００℃、５分間の加熱試験後の偏光度の変化量の絶対値が５％以下である。
本発明の別の局面によれば、タッチセンサ一体型偏光フィルムが提供される。このタッチセンサ一体型偏光フィルムは、上記の耐熱性偏光フィルムとタッチセンサとが一体化されている。
本発明のさらに別の局面によれば、電極一体型偏光フィルムが提供される。この電極一体型偏光フィルムは、上記の耐熱性偏光フィルムと電極とが一体化されている。

本発明によれば、二色性染料を含み、かつ、厚みが１０μｍ以下である偏光子と、可撓性を有し、かつ、ガラス転移温度が１５０℃以上である基材層と、を組み合わせて採用することにより、屈曲可能であり、さらに、高温（例えば１５０℃以上、好ましくは２００℃以上）環境下であっても光学特性を維持し得、かつ、カールの発生を抑制し得る高耐熱性偏光フィルムを実現することができる。

本発明の１つの実施形態による耐熱性偏光フィルムの概略断面図である。

以下、本発明の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。

Ａ．耐熱性偏光フィルムの全体構成
図１は、本発明の１つの実施形態による耐熱性偏光フィルムの概略断面図である。本実施形態の耐熱性偏光フィルム１００は、偏光子１０と基材層２０とを有する。偏光子１０は、二色性染料を含み、かつ、その厚みが１０μｍ以下である。基材層２０は、可撓性を有し、かつ、ガラス転移温度が１５０℃以上である。基材が可撓性を有する結果として、耐熱性偏光フィルムは屈曲可能である。さらに、このような構成の偏光子と基材層とを組み合わせることにより、その相乗的な効果により、高温（例えば１５０℃以上、好ましくは２００℃以上）環境下であっても光学特性を維持し得、かつ、カールの発生を抑制し得る高耐熱性偏光フィルムを実現することができる。より詳細には以下のとおりである。二色性物質としてヨウ素を含む偏光子では約１１０℃を超えるとヨウ素が昇華し、かつ、偏光子を構成するポリビニルアルコール（ＰＶＡ）が高温ではポリエン化するので、このような偏光子は高温で光学特性を維持することが実質的に不可能である。一方、二色性染料は高温でも昇華しないので、高温における光学特性の変化（劣化）が抑制され得る。さらに、このような偏光子とガラス転移温度が１５０℃以上である基材層とを組み合わせることにより、高温におけるＰＶＡの配向緩和が抑制され得るので、高温における光学特性の維持効果が格段に向上し得る。加えて、偏光子の厚みを１０μｍ以下とすることにより、高温における光学特性の維持効果をさらに高めることができ、かつ、高温環境におけるカールの発生を良好に抑制することができる。スパッタリングおよびその後処理に適用可能な１５０℃以上の高温環境下であっても光学特性が実際に良好に維持されるということは、偏光子と基材層との広範囲な組み合わせについて試行錯誤を行って初めて得られた知見であり、予期せぬ優れた効果である。なお、必要に応じて、偏光子１０の基材２０と反対側に、耐熱性を有する保護層が配置されていてもよい。

本発明の実施形態による耐熱性偏光フィルムは、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。耐熱性偏光フィルム（実質的には、偏光子）の単体透過率は、好ましくは２０％〜５０％であり、より好ましくは３０％〜５０％である。耐熱性偏光フィルム（実質的には、偏光子）の偏光度は、好ましくは８０％〜１００％であり、より好ましくは９０％〜１００％である。なお、単体透過率および偏光度は、以下のようにして求められる。分光光度計を用いて、可視光領域（例えば、波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ）における偏光透過スペクトルｋ１およびｋ２を測定する。ここで、ｋ１は偏光子の透過軸と平行な電界ベクトルを有する偏光を入射した場合の透過スペクトルであり、ｋ２は偏光子の透過軸と直交する電界ベクトルを有する偏光を入射した場合の透過スペクトルである。ｋ１およびｋ２を用いて、以下の式により、単体透過率および偏光度が算出され得る。なお、ｋ２スペクトルにおける吸収ピーク波長の値が代表値とする。
単体透過率＝（ｋ１＋ｋ２）／２
偏光度＝（ｋ１−ｋ２）／（ｋ１＋ｋ２）

本発明の実施形態による耐熱性偏光フィルムは、２００℃、５分間の加熱試験後の単体透過率の変化量の絶対値が好ましくは５％以下であり、より好ましくは３％以下であり、さらに好ましくは１％以下である。変化量（絶対値）は下記式で表される。
変化量（絶対値）＝｜試験前の単体透過率−試験後の単体透過率｜

本発明の実施形態による耐熱性偏光フィルムは、２００℃、５分間の加熱試験後の偏光度の変化量の絶対値が好ましくは５％以下であり、より好ましくは３％以下であり、さらに好ましくは１％以下である。変化量（絶対値）は下記式で表される。
変化量（絶対値）＝｜試験前の偏光度−試験後の偏光度｜

本発明の実施形態による耐熱性偏光フィルムは、枚葉状であってもよく長尺状であってもよい。本明細書において「長尺状」とは、幅に対して長さが十分に長い細長形状を意味し、例えば、幅に対して長さが１０倍以上、好ましくは２０倍以上の細長形状を含む。長尺状の耐熱性偏光フィルムは、ロール状に巻回可能である。

Ｂ．偏光子
偏光子１０は、上記のとおり二色性染料を含む。二色性染料を含む偏光子と上記Ａ項および後述のＣ項に記載の基材層との相乗的な効果により、高温（例えば１５０℃以上、好ましくは２００℃以上）環境下であっても光学特性を維持し得る高耐熱性偏光フィルムを実現することができる。

二色性染料としては、偏光子に用いられ得る任意の適切な二色性染料が採用され得る。二色性染料としては、例えば、ジスアゾ化合物からなる二色性直接染料、トリスアゾ、テトラキスアゾ化合物などからなる二色性直接染料、液晶性アゾ色素、多環式染料、スルホン酸基を有する（アゾ）染料が挙げられる。二色性染料の具体例としては、Ｃ．Ｉ．ダイレクト．イエロー１２、Ｃ．Ｉ．ダイレクト．イエロー２８、Ｃ．Ｉ．ダイレクト．イエロー４４、Ｃ．Ｉ．ダイレクト．イエロー１４２；Ｃ．Ｉ．ダイレクト．オレンジ２６、Ｃ．Ｉ．ダイレクト．オレンジ３９、Ｃ．Ｉ．ダイレクト．オレンジ７１、Ｃ．Ｉ．ダイレクト．オレンジ１０７；Ｃ．Ｉ．ダイレクト．レッド２、Ｃ．Ｉ．ダイレクト．レッド３１、Ｃ．Ｉ．ダイレクト．レッド３９、Ｃ．Ｉ．ダイレクト．レッド７９、Ｃ．Ｉ．ダイレクト．レッド８１、Ｃ．Ｉ．ダイレクト．レッド１１７、Ｃ．Ｉ．ダイレクト．レッド２４７；Ｃ．Ｉ．ダイレクト．グリーン８０、Ｃ．Ｉ、ダイレクト．グリーン５９；Ｃ．Ｉ．ダイレクト・ブルー１、Ｃ．Ｉ．ダイレクト・ブルー７１、Ｃ．Ｉ．ダイレクト・ブルー７８、Ｃ．Ｉ．ダイレクト・ブルー１６８、Ｃ．Ｉ．ダイレクト・ブルー２０２；Ｃ．Ｉ．ダイレクト・バイオレット９、Ｃ．Ｉ．ダイレクト・バイオレット５１；Ｃ．Ｉ．ダイレクト・ブラウン１０６、Ｃ．Ｉ．ダイレクト・ブラウン２２３が挙げられる。また、目的に応じて、ＷＯ２００９／０５７６７６、ＷＯ２００７／１４５２１０、ＷＯ２００６／０５７２１４および特開２００４−２５１９６３号公報に開示されているような偏光フィルム用に開発された染料を用いることもできる。これらの色素（染料）は遊離酸、あるいはアルカリ金属塩（例えばＮａ塩、Ｋ塩、Ｌｉ塩）、アンモニウム塩、アミン類の塩として用いられる。

偏光子は、代表的には樹脂フィルム、特にポリビニルアルコール（ＰＶＡ）系樹脂フィルムで構成される。樹脂フィルムとしては、任意の適切な構成が採用され得る。例えば、偏光子を形成する樹脂フィルムは、単層の樹脂フィルムであってもよく、二層以上の積層体であってもよい。

単層の樹脂フィルムから構成される偏光子の具体例としては、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）系フィルム、部分ホルマール化ＰＶＡ系フィルム、エチレン・酢酸ビニル共重合体系部分ケン化フィルム等の親水性高分子フィルムに、二色性染料による染色処理および延伸処理が施されたものが挙げられる。

上記二色性染料による染色は、例えば、ＰＶＡ系フィルムを二色性染料の水溶液に浸漬することにより行われる。水溶液における二色性染料の含有量は、水１００重量部あたり、例えば１×１０^−４重量部〜１０重量部であり、好ましくは１×１０^−３重量部〜１重量部であり、さらに好ましくは１×１０^−３重量部〜１×１０^−２重量部である。この水溶液は、硫酸ナトリウム等の無機塩を染色助剤として含有していてもよい。二色性染料を用いる場合、染色に用いる染料水溶液の温度は、通常２０℃〜８０℃であり、水溶液への浸漬時間（染色時間）は、通常１０秒〜１８００秒である。

上記延伸処理の延伸倍率は、好ましくは３〜７倍である。延伸は、染色処理後に行ってもよいし、染色しながら行ってもよい。また、延伸してから染色してもよい。必要に応じて、ＰＶＡ系フィルムに、膨潤処理、架橋処理、洗浄処理、乾燥処理等が施される。例えば、染色の前にＰＶＡ系フィルムを水に浸漬して水洗することで、ＰＶＡ系フィルム表面の汚れやブロッキング防止剤を洗浄することができるだけでなく、ＰＶＡ系フィルムを膨潤させて染色ムラなどを防止することができる。

積層体を用いて得られる偏光子の具体例としては、樹脂基材と当該樹脂基材に積層されたＰＶＡ系樹脂層（ＰＶＡ系樹脂フィルム）との積層体、あるいは、樹脂基材と当該樹脂基材に塗布形成されたＰＶＡ系樹脂層との積層体を用いて得られる偏光子が挙げられる。樹脂基材と当該樹脂基材に塗布形成されたＰＶＡ系樹脂層との積層体を用いて得られる偏光子は、例えば、ＰＶＡ系樹脂溶液を樹脂基材に塗布し、乾燥させて樹脂基材上にＰＶＡ系樹脂層を形成して、樹脂基材とＰＶＡ系樹脂層との積層体を得ること；当該積層体を延伸および染色してＰＶＡ系樹脂層を偏光子とすること；により作製され得る。本実施形態においては、延伸は、代表的には積層体をホウ酸水溶液中に浸漬させて延伸することを含む。さらに、延伸は、必要に応じて、ホウ酸水溶液中での延伸の前に積層体を高温（例えば、９５℃以上）で空中延伸することをさらに含み得る。このような偏光子の製造方法の詳細は、例えば特開２０１２−７３５８０号公報に記載されている。当該公報は、その全体の記載が本明細書に参考として援用される。得られた樹脂基材／偏光子の積層体を基材層２０に積層し、次いで樹脂基材を剥離することにより、本発明の実施形態による耐熱性偏光フィルムが得られ得る。

偏光子の厚みは、上記のとおり１０μｍ以下である。偏光子の厚みは、好ましくは８μｍ以下であり、より好ましくは７μｍ以下であり、さらに好ましくは５μｍ以下であり、特に好ましくは３μｍ以下である。一方、偏光子の厚みは、好ましくは１μｍ以上であり、より好ましくは２μｍ以上である。偏光子の厚みがこのような範囲であれば、高温環境におけるカールを良好に抑制することができる。さらに、加熱時に良好な外観耐久性が得られる。

Ｃ．基材層
基材層２０は、上記のとおり可撓性を有する。基材層が可撓性を有することにより、基材層と偏光子とのロール・トゥ・ロールによる積層が可能となり、耐熱性偏光フィルムの製造効率を格段に高めることができる。さらに、耐熱性偏光フィルムと他の光学部材とをロール・トゥ・ロールにより積層できるので、画像表示装置の製造効率も格段に高めることができる。基材層（結果として、耐熱性偏光フィルム）は、可撓性を有する結果として屈曲可能である。基材層（結果として、耐熱性偏光フィルム）は、曲率半径が好ましくは２００ｍｍ以下で、より好ましくは１００ｍｍ以下で、光学特性に悪影響を与えることなく屈曲可能である。

基材層のガラス転移温度（Ｔｇ）は、上記のとおり１５０℃以上であり、好ましくは２００℃以上であり、より好ましくは２５０℃以上である。Ｔｇの上限は、例えば１０００℃である。基材層のＴｇがこのような範囲であれば、上記の二色性染料を含む偏光子との相乗的な効果により、高温における光学特性の変化（劣化）を良好に抑制し得る。

基材層の厚みは、好ましくは５００μｍ以下であり、より好ましくは３００μｍ以下であり、さらに好ましくは１００μｍ以下である。基材層の厚みの下限は、例えば５μｍである。基材層が厚すぎると、重量が重くなるという問題が生じる場合がある。基材層が薄すぎると、ハンドリング性に問題が生じる場合がある。

基材層の光透過率は、好ましくは８０％以上であり、より好ましくは８５％以上であり、さらに好ましくは９０％以上である。光透過率がこのような範囲であれば、画像表示装置に適用された場合に優れた視認性を実現し得る耐熱性偏光フィルムを得ることができる。

基材層は、上記の特性を満足し得る任意の適切な構成が採用され得る。具体的には、基材層は、樹脂フィルムで構成されてもよく、無機ガラスフィルムで構成されてもよく、樹脂層と無機ガラス層とを有する積層体で構成されてもよい。

樹脂フィルムを構成する樹脂としては、任意の適切な耐熱性樹脂が採用され得る。耐熱性樹脂の具体例としては、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエステルイミド樹脂が挙げられる。好ましくは、ポリイミド樹脂である。耐熱性および靱性のいずれにも優れるからである。ポリイミドは、代表的には、テトラカルボン酸二無水物とジアミンとを反応させて得られ得る。テトラカルボン酸二無水物は、代表的には全芳香族型である。ジアミンは、代表的には、主要部が全芳香族型であり、部分的に非全芳香族型を含み得る。なお、ポリイミドは周知の構成が採用されるので、詳細な説明は省略する。

無機ガラスフィルムを構成する無機ガラスとしては、任意の適切な無機ガラスが採用され得る。無機ガラスは、組成による分類によれば、例えば、ソーダ石灰ガラス、ホウ酸ガラス、アルミノ珪酸ガラス、石英ガラスが挙げられる。アルカリ成分による分類によれば、無アルカリガラス、低アルカリガラスが挙げられる。無機ガラスのアルカリ金属成分（例えば、Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏ、Ｌｉ_２Ｏ）の含有量は、好ましくは１５重量％以下であり、より好ましくは１０重量％以下である。

無機ガラスフィルムの密度は、好ましくは２．３ｇ／ｃｍ^３〜３．０ｇ／ｃｍ^３であり、より好ましくは２．３ｇ／ｃｍ^３〜２．７ｇ／ｃｍ^３である。無機ガラスの密度がこのような範囲であれば、基材層に無機ガラスフィルムを用いながらも軽量の耐熱性偏光フィルムが得られ得る。

基材層として無機ガラスフィルムを用いる場合には、Ｔｇは、好ましくは６００℃以上であり、より好ましくは７００℃以上である。

無機ガラスフィルムは、市販品をそのまま用いてもよく、市販の無機ガラスフィルムを所望の厚みになるように研磨して用いてもよい。市販品の具体例としては、コーニング社製「ＷｉｌｌｏｗＧｌａｓｓ」、「７０５９」、「１７３７」または「ＥＡＧＬＥ２０００」、旭硝子社製「ＡＮ１００」、ＮＨテクノグラス社製「ＮＡ−３５」、日本電気硝子社製「Ｇ−Ｌｅａｆ」または「ＯＡ−１０」、ショット社製「Ｄ２６３」または「ＡＦ４５」が挙げられる。

無機ガラスフィルム、ならびに、樹脂層と無機ガラス層とを有する積層体の詳細については、例えば、特開２０１０−１３２５２６号公報、特開２０１０−２８４９６４号公報、特開２０１１−０１６７０８号公報、特開２０１１−０８８７８９号公報、特開２０１１−１０４９９８号公報、特開２０１４−０００８１５号公報、特開２０１５−１９３２２７号公報に記載されており、これらの公報の記載は本明細書に参考として援用される。

基材層には、必要に応じて表面処理が施されていてもよい。表面処理を施すことにより、偏光子と基材層との密着性を向上させることができる。表面処理としては、例えば、低圧プラズマ処理、紫外線照射処理、コロナ処理、火炎処理、酸またはアルカリ処理、易接着処理（易接着層の形成）が挙げられる。

Ｄ．偏光子と基材層との積層
本発明の１つの実施形態による耐熱性偏光フィルムにおいては、偏光子と基材層とは直接密着した状態で配置されている。「直接密着した状態」とは、接着層（例えば、接着剤層、粘着剤層）、易接着層、下塗り層などの中間層が介在することなく、偏光子と基材層とが密着している状態を意味する。このような直接密着は、例えば、偏光子と基材層とを、それらの間に水を主成分とする液体を充填して貼り合わせることにより形成され得る。水を主成分とする液体は、代表的には水である。「水を主成分とする」とは、液体の総重量に対して、水を７０重量％以上含むことを意味する。当該液体には、偏光子と基材層とをなじみ易くするために、添加剤（例えば、界面活性剤、アルコール類）が含まれていてもよい。

偏光子と基材層との貼り合わせの具体的な手順を説明する。まず、基材層の片面に、水を主成分とする液体を噴霧し、当該液体の膜を形成する。次に、当該液体の膜上に偏光子を載せ、ローラーなどで加圧し、当該液体の膜を介して偏光子を基材層に貼り合わせる。その後、水を主成分とする液体は徐々に蒸発して減少する。最終的に、水を主成分とする液体は消失し、偏光子と基材層とが直接密着した状態となる。このような方法によれば、偏光子と基材層との直接密着を実現するのみならず、貼り合わせの際の気泡の発生を抑制することができ、さらに、貼り合わせ後であっても液体が消失する前はリワークが容易である。また、液体消失後のリワークも困難ではない。なお、加熱により水を主成分とする液体の消失を促進させてもよい。

本発明の別の実施形態による耐熱性偏光フィルムにおいては、偏光子と基材層とは接着剤層（図示せず）を介して積層されている。接着剤層を構成する接着剤としては、代表的には水系接着剤が用いられる。水系接着剤としては、任意の適切な水系接着剤が採用され得る。好ましくは、ＰＶＡ系樹脂を含む水系接着剤が用いられる。水系接着剤に含まれるＰＶＡ系樹脂の平均重合度は、接着性の点から、好ましくは１００〜５５００程度、さらに好ましくは１０００〜４５００である。平均ケン化度は、接着性の点から、好ましくは８５モル％〜１００モル％程度、さらに好ましくは９０モル％〜１００モル％である。水系接着剤に含まれるＰＶＡ系樹脂は、好ましくは、アセトアセチル基を含有する。偏光子との密着性に優れ、耐久性に優れ得るからである。アセトアセチル基含有ＰＶＡ系樹脂は、例えば、ＰＶＡ系樹脂とジケテンとを任意の方法で反応させることにより得られる。アセトアセチル基含有ＰＶＡ系樹脂のアセトアセチル基変性度は、代表的には０．１モル％以上であり、好ましくは０．１モル％〜４０モル％程度、さらに好ましくは１モル％〜２０モル％、特に好ましくは２モル％〜７モル％である。なお、アセトアセチル基変性度はＮＭＲにより測定した値である。水系接着剤の樹脂濃度は、好ましくは０．１重量％〜１５重量％、さらに好ましくは０．５重量％〜１０重量％である。接着剤層の厚みは、例えば０．０１μｍ〜５μｍである。

Ｅ．タッチセンサ一体型偏光フィルムおよび電極一体型偏光フィルム
本発明の実施形態による耐熱性偏光フィルムは、上記のとおり、スパッタリングおよびその後処理に適用可能な耐熱性を有する。その結果、当該耐熱性偏光フィルムには、導電層および／または電極を直接形成することができる。

例えば、耐熱性偏光フィルムの基材層または偏光子表面に導電層を所定のパターンで形成することができる。その結果、電極が形成され、当該電極は、タッチパネルへの接触を感知するタッチセンサ電極として機能し得る。このようなタッチセンサ電極が形成された偏光フィルムを任意の適切なタッチセンサと一体化することにより、タッチセンサ一体型偏光フィルムが提供され得る。基材層表面に導電層が形成されたタッチセンサ一体型偏光フィルムは、画像表示装置の表示セル（例えば、液晶セル、有機ＥＬセル）と偏光フィルムとの間にタッチセンサが組み込まれた、いわゆるインナータッチパネル型入力表示装置に好適に用いられ得る。

また例えば、耐熱性偏光フィルムの基材層または偏光子表面に透明電極（例えば、画素電極または対向電極）を形成することができ、電極一体型偏光フィルムが提供され得る。電極一体型偏光フィルムは、画像表示装置の薄型化および部品点数の削減に大きく貢献し得る。

導電層および／または透明電極の形成方法、タッチセンサの構成、ならびに、画像表示装置については、業界で周知の方法および構成が採用され得るので、詳細な説明は省略する。

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。なお、各特性の測定方法は以下の通りである。

（１）厚み
デジタルゲージ（株式会社尾崎製作所製、製品名「ＰＥＡＣＯＣＫ」）を用いて測定した。
（２）基材層のガラス転移温度
有機材料に関しては、動的粘弾性測定機（エスアイアイ・ナノテクノロジー（株）製、ＲＳＡ−Ｇ２）により動的粘弾性測定を行い、得られた損失正接（ｔａｎδ）のピーク温度をガラス転移温度とした。無機材料に関しては、熱機械分析装置（（株）リガク製、ＴＤＬ８４１１）を用いて測定し、ＪＩＳＲ３１０３−３（２００１年度）により求めた。
（３）単体透過率および偏光度
分光光度計（製品名：Ｖ−７１００、日本分光株式会社製）を用いて、実施例および比較例で得られた偏光フィルムの偏光透過スペクトルｋ１およびｋ２を測定した。ここで、ｋ１は偏光子の透過軸と平行な電界ベクトルを有する偏光を入射した場合の透過スペクトルであり、ｋ２は偏光子の透過軸と直交する電界ベクトルを有する偏光を入射した場合の透過スペクトルである。測定波長は３８０ｎｍ〜７８０ｎｍとした。ｋ１およびｋ２を用いて、以下の式により、単体透過率および偏光度を算出した。なお、ｋ２スペクトルにおける吸収ピーク波長の値を代表値とした。吸収ピークが明確でないものに関しては視感度補正を行ったＹ値を用いて算出し、代表値とした。
単体透過率＝（ｋ１＋ｋ２）／２
偏光度＝（ｋ１−ｋ２）／（ｋ１＋ｋ２）
さらに、上記の偏光フィルムを２００℃、５分間の加熱試験に供した後、上記と同様にして単体透過率および偏光度を求めた。加熱試験前後の単体透過率および偏光度の変化量の絶対値を耐熱性の指標とした。
（４）カール
実施例および比較例で得られた偏光フィルムを１１５ｍｍ×６５ｍｍに切り出し、測定サンプルとした。測定サンプルを２００℃、５分間の加熱試験に供した後、水平面に載置し、４隅それぞれの水平面からの高さを測定した。４つの測定値の平均値をカール量とした。

＜実施例１＞
（ポリビニルアルコール水溶液の調製）
重合度１８００、ケン化度９８〜９９％のポリビニルアルコール（ＰＶＡ）樹脂（日本合成化学社製ＮＨ−１８）を熱水溶解してから冷却し、７重量％のＰＶＡ樹脂水溶液を調製した。
（染色用延伸積層体の作製）
ノルボルネン系樹脂フィルム（ＪＳＲ社製アートン、厚み１５０μｍ、幅７５０ｍｍ）の表面にコロナ処理（易接着処理）を施した後、上記ＰＶＡ樹脂水溶液を塗工し、１００℃で１０分間乾燥させ、厚み７μｍのＰＶＡ樹脂層を得た。このようにして、ＰＶＡ樹脂層とノルボルネン系樹脂フィルム（樹脂基材）との積層体を得た。
得られた積層体をロール・トゥ・ロールにて、１４０℃で、横自由端で縦４．５倍延伸して延伸積層体とした。延伸積層体は、フィルム幅が３６０ｍｍ、総厚みが６０μｍであり、ＰＶＡ樹脂層の厚みは３μｍであった。
（染色液の調製）
有機二色性染料として、アゾ染料であるダイレクト・ブルー１（東京化成工業社製）３ｇを、純水２９７ｇに加えて撹拌することで、１重量％の染色液３００ｇを得た。

（耐熱性偏光フィルムの作製）
上記延伸積層体を、縦１１５ｍｍ×横６５ｍｍに切り出し、ステンレスバットに入れた上記染色液に３５℃で５分間浸漬した。その後、純水で洗浄し、室温にて乾燥させた。その後、基材層としての厚み２５μｍ、縦１１５ｍｍ×横６５ｍｍの透明ポリイミドフィルム（株式会社Ｉ．Ｓ．Ｔ社製トーメッド、ガラス転移温度３００℃）の表面にコロナ処理を施した後、基材層と延伸積層体とを、ＰＶＡ樹脂層と基材層のコロナ処理面とが対向するようにして水を介して貼り合わせ、８０℃にて１時間乾燥させた。乾燥後、上記ノルボルネン系樹脂フィルムを剥離し、ポリイミドフィルム（基材層）と偏光子とからなる耐熱性偏光フィルムを得た。得られた耐熱性偏光フィルムの総厚みは２８μｍであり、偏光子の厚みは３μｍであった。得られた耐熱性偏光フィルムのｋ２の吸収ピークトップは６６５ｎｍであり、単体透過率は３２．２％、偏光度は８６．０％、カールは１ｍｍであった。この耐熱性偏光フィルムを２００℃、５分間の加熱試験に供した後の単体透過率は３１．２％（変化量の絶対値１．０％）であり、偏光度は８６．１％（変化量の絶対値０．１％）であり、カールは１４ｍｍであった。結果をまとめて表１に示す。

＜実施例２＞
ポリイミドフィルムの代わりに薄ガラスフィルム（日本電気硝子（株）製「Ｇ−Ｌｅａｆ」、ガラス転移温度７３０℃、厚み５０μｍ）を用いたこと以外は実施例１と同様にして耐熱性偏光フィルムを得た。得られた耐熱性偏光フィルムを実施例１と同様の評価に供した。結果を表１に示す。

＜参考例１＞
二色性染料を含む偏光子の代わりにヨウ素を含む偏光子を用いたこと以外は実施例１と同様にして耐熱性偏光フィルムを得た。具体的には、実施例１の延伸積層体を２０℃のヨウ素水溶液（ヨウ素：ヨウ化カリウム：水＝１：１０：２００）に６０秒間浸漬し、その後、５５℃の１０重量％ホウ酸水溶液に４２０秒間浸漬し、さらに３０℃の４重量％ヨウ化カリウム水溶液に１０秒間浸漬したこと以外は実施例１と同様にして耐熱性偏光フィルムを得た。得られた耐熱性偏光フィルムを実施例１と同様の評価に供した。結果を表１に示す。

＜比較例１＞
偏光子の厚みを１５μｍとしたこと以外は実施例１と同様にして耐熱性偏光フィルムを得た。具体的には、染色用延伸積層体を作製する際にＰＶＡ樹脂水溶液の塗工厚みを変更し、厚み３５μｍのＰＶＡ樹脂層を得たこと以外は実施例１と同様にして耐熱性偏光フィルムを得た。得られた耐熱性偏光フィルムを実施例１と同様の評価に供した。結果を表１に示す。

＜比較例２＞
ポリイミドフィルムの代わりにトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルム（コニカミノルタ（株）製商品名「ＫＣ４ＵＹ」、ガラス転移温度１４０℃、厚み４０μｍ）を用いたこと以外は実施例１と同様にして耐熱性偏光フィルムを得た。得られた耐熱性偏光フィルムを実施例１と同様の評価に供した。結果を表１に示す。

＜評価＞
表１から明らかなように、本発明の実施例の耐熱性偏光フィルムは、２００℃という高温の加熱試験の後も光学特性（単体透過率および偏光度）がほとんど変化しない。一方、偏光子の厚みが大きい比較例１は、加熱試験後のカールが著しい。また、基材層のガラス転移温度が低い比較例２は、加熱試験後の変形が著しい。このように、本発明の実施例によれば、所定の厚みを有する偏光子と所定のガラス転移温度を有する基材層との相乗的な効果により、２００℃以上の高温環境下であっても光学特性を維持し得、かつ、カールの発生を抑制し得る高耐熱性偏光フィルムが得られることがわかる。

本発明の耐熱性偏光フィルムは、液晶表示装置および有機ＥＬ表示装置のような画像表示装置に好適に用いられる。特に、本発明の耐熱性偏光フィルムは、スパッタリングおよびその後処理に適用可能であり、例えばタッチセンサ一体型偏光フィルムおよび電極一体型偏光フィルムとして用いられ得る。

１０偏光子
２０基材層
１００耐熱性偏光フィルム

Claims

厚みが１０μｍ以下である偏光子と；可撓性を有し、かつ、ガラス転移温度が１５０℃以上である基材層と；を有し、
該偏光子が、二色性染料を含む、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムの延伸フィルムであり、
該基材層がポリイミド樹脂フィルムで構成されており、
該偏光子と該基材層とが直接密着した状態で配置されている、耐熱性偏光フィルム。
前記基材層の厚みが５００μｍ以下である、請求項１に記載の耐熱性偏光フィルム。
前記基材層の光透過率が８０％以上である、請求項１または２に記載の耐熱性偏光フィルム。
前記二色性染料が、アゾ系染料、多環式染料およびスルホン酸基を有する染料から選択される、請求項１から３のいずれかに記載の耐熱性偏光フィルム。
２００℃、５分間の加熱試験後の単体透過率の変化量の絶対値が５％以下である、請求項１から４のいずれかに記載の耐熱性偏光フィルム。
２００℃、５分間の加熱試験後の偏光度の変化量の絶対値が５％以下である、請求項１から５のいずれかに記載の耐熱性偏光フィルム。
請求項１から６のいずれかに記載の耐熱性偏光フィルムとタッチセンサとが一体化されている、タッチセンサ一体型偏光フィルム。
請求項１から６のいずれかに記載の耐熱性偏光フィルムと電極とが一体化されている、電極一体型偏光フィルム。