WO2020250649A1 - 偏光板及び偏光板の製造方法並びにその偏光板を用いた画像表示装置 - Google Patents

偏光板及び偏光板の製造方法並びにその偏光板を用いた画像表示装置 Download PDF

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WO2020250649A1
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福田 謙一
村上 洋平
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住友化学株式会社
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    • H05B33/02Details

Definitions

  • the present invention relates to a polarizing plate and a method for producing the same. Further, the present invention relates to an image display device in which one surface of the polarizing plate is bonded to an image display cell and the other surface is bonded to a transparent member such as a touch panel or a front plate.
  • Liquid crystal display devices are widely used not only in liquid crystal televisions, but also in mobile devices such as personal computers and mobile phones, and in-vehicle applications such as car navigation systems.
  • a liquid crystal display device has a liquid crystal panel member in which polarizing plates are attached to both sides of a liquid crystal cell with an adhesive, and display is performed by controlling the light from the backlight member by the liquid crystal panel member.
  • organic EL display devices like liquid crystal display devices, have been widely used in mobile applications such as televisions and mobile phones, and in-vehicle applications such as car navigation systems.
  • a circular polarizing plate (polarizing element and ⁇ / 4 plate) is formed on the visible side surface of the image display panel.
  • a laminate containing the above, which may be simply referred to as a polarizing plate below) may be arranged.
  • polarizing plates are increasingly mounted on automobiles as members of liquid crystal display devices and organic EL display devices.
  • Polarizing plates used in in-vehicle image display devices are often exposed to high-temperature environments and have less change in characteristics at higher temperatures than other mobile applications such as televisions and mobile phones. High temperature durability) is required.
  • a front plate such as a transparent resin plate or a glass plate (also referred to as a "window layer” or the like) is further visible side than the polarizing plate of the image display panel.
  • the number of configurations that provide ()) is increasing.
  • a display device provided with a touch panel a configuration in which a touch panel is provided on the viewing side of the image display panel on the viewing side and a front plate is provided on the viewing side of the image display panel is widely adopted.
  • an air layer exists between the image display panel and a transparent member such as a front plate or a touch panel
  • external light is reflected due to reflection of light at the interface of the air layer, and the visibility of the screen is improved.
  • the space between the polarizing plate and the front transparent member arranged on the visible surface of the image display panel is filled with a material having a refractive index close to that of these materials (hereinafter, may be referred to as an "interlayer filling structure").
  • an adhesive or a UV curable adhesive is used for the purpose of suppressing deterioration of visibility due to reflection at the interface and adhesively fixing the members to each other (see, for example, Patent Document 1).
  • the above-mentioned interlayer filling configuration is widely adopted in mobile applications such as mobile phones, which are often used outdoors. Further, due to the increasing demand for visibility in recent years, even in in-vehicle applications such as car navigation devices, a front plate is arranged on the surface of an image display panel, and the space between the panel and the front plate is filled with an adhesive layer or the like. Adoption of the configuration is being considered. However, when such a configuration is adopted, as a result of a heating durability test (200 hours at 95 ° C., etc.), a significant decrease in transmittance is observed in the central portion of the polarizing plate surface, while the polarizing plate alone is used. It has been reported that no significant decrease in transmittance is observed even at 95 ° C. for 1000 hours.
  • Patent Document 2 the significant decrease in the transmittance of the polarizing plate in a high temperature environment is caused by one surface of the polarizing plate being an image display cell. It has also been reported that this is a problem peculiar to an image display device that employs an interlayer filling configuration in which the other surface is bonded to a transparent member such as a touch panel or a front plate when exposed to a high temperature environment.
  • the present inventors performed Raman spectroscopic measurement of samples subjected to high-temperature durability test at interlayer filling configuration, in accordance with the decrease in the transmittance, increase the sum of the peak area in the vicinity of 1100 cm -1 and around 1500 cm -1 I'm observing what I'm doing.
  • Patent Document 2 as a solution to the problem, the transmittance is set to a specified amount or less per unit area of the polarizing plate, and the saturated water absorption amount of the transparent protective film adjacent to the polarizing element is set to a specified amount or less.
  • the effect of suppressing the decrease of the above solution is not always sufficient, and further, in order to reduce the water content of the polarizing plate at the time of panel fabrication, a polarizing plate or a polarizing plate is attached. It has been found that the panel needs to be heated, which causes a new problem of reducing the productivity of the panel.
  • the present inventors have made the polarizing film obtained by adsorbing and orienting iodine on the polyvinyl alcohol-based resin layer contain at least one urea-based compound selected from urea, urea derivatives, thiourea and thiourea derivatives.
  • the environment is high. It was found that the decrease in transmittance can be suppressed.
  • the urea derivative or the thiourea derivative not only has an excellent effect of suppressing a decrease in transmittance in a high temperature environment, but also polarizes in a high temperature environment. It was also found that it shows excellent performance in the effect of suppressing the decrease in degree (suppressing cross omission). The present inventors have completed the present invention based on such newly found facts.
  • a polarizing plate having a polyvinyl alcohol-based resin polarizing film in which iodine is adsorbed and oriented, and a protective film formed on at least one surface of the polarizing film.
  • a polarizing plate characterized in that the polarizing film contains at least one urea-based compound selected from the group consisting of urea, a urea derivative, thiourea and a thiourea derivative.
  • the urea compound is a urea derivative and / or a thiourea derivative.
  • a transparent member bonded to the plate surface via an adhesive layer An image display device, characterized by having (10) The image display device according to (9), wherein the transparent member is a glass plate or a transparent resin plate. (11) The image display device according to (9), wherein the transparent member is a touch panel.
  • the present invention it is possible to provide a polarizing plate having a small decrease in transmittance in a high temperature environment and excellent high temperature durability even when used in an image display device having an interlayer filling configuration, and a method for manufacturing the same. Further, by using the polarizing plate of the present invention, it is possible to provide a display device in which a decrease in transmittance is suppressed in a high temperature environment.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a polarizing film manufacturing apparatus according to the present invention.
  • the arrows in FIG. 1 indicate the film transport direction.
  • the polarizing film used for the polarizing plate of the present invention is a polyvinyl alcohol-based resin film in which iodine is adsorbed and oriented, and the polarizing film is further composed of a group consisting of urea, a urea derivative, thiourea and a thiourea derivative. It contains at least one selected urea-based compound.
  • the polarizing film is an axially stretched polyvinyl alcohol-based resin film in which iodine is adsorbed and oriented.
  • the polyvinyl alcohol-based resin constituting the polyvinyl alcohol-based resin film is usually obtained by saponifying the polyvinyl acetate-based resin.
  • the degree of saponification is usually about 85 mol% or more, preferably about 90 mol% or more, and more preferably about 99 mol% or more.
  • the polyvinyl acetate-based resin can be, for example, a polyvinyl acetate which is a homopolymer of vinyl acetate, or a copolymer of vinyl acetate and another monomer copolymerizable therewith.
  • examples of other copolymerizable monomers include unsaturated carboxylic acids, olefins, vinyl ethers, unsaturated sulfonic acids and the like.
  • the degree of polymerization of the polyvinyl alcohol-based resin is usually about 1000 to 10000, preferably about 1500 to 5000.
  • polyvinyl alcohol-based resins may be modified, and for example, polyvinyl formal, polyvinyl acetal, polyvinyl butyral, etc. modified with aldehydes can also be used.
  • an unstretched polyvinyl alcohol-based resin film having a thickness of 65 ⁇ m or less (for example, 60 ⁇ m or less), preferably 50 ⁇ m or less, more preferably 35 ⁇ m or less, still more preferably 30 ⁇ m or less (raw material).
  • Film is used as a result, it is possible to obtain a thin-film polarizing film whose demand from the market is increasing more and more.
  • the width of the raw film is not particularly limited, and can be, for example, about 400 to 6000 mm.
  • the raw fabric film is prepared, for example, as a roll (raw fabric roll) of a long unstretched polyvinyl alcohol-based resin film.
  • the polyvinyl alcohol-based resin film used in the present invention may be laminated on a base film supporting the base film, that is, the polyvinyl alcohol-based resin film is laminated on the base film and the base film. It may be prepared as a laminated film with a polyvinyl alcohol-based resin film.
  • the polyvinyl alcohol-based resin film can be produced, for example, by applying a coating liquid containing a polyvinyl alcohol-based resin to at least one surface of the base film and then drying the film.
  • a film made of a thermoplastic resin can be used as the base film.
  • Polyolefin resins such as (norbornen resins, etc.); Cellulosic resins such as triacetyl cellulose, diacetyl cellulose; polyester resins such as polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate; polycarbonate resins; methyl methacrylate resins (Meta) acrylic resin; polystyrene resin; polyvinyl chloride resin; acrylonitrile / butadiene / styrene resin; acrylonitrile / styrene resin; polyvinyl acetate resin; polyvinylidene chloride resin; polyamide resin; polyacetal resin Resin; modified polyphenylene ether resin; polysulfone resin; polyether sulfone resin; polyarylate resin; polyamideimide resin; polyimide resin and the like can be used.
  • Cellulosic resins such as triacetyl cellulose, diacetyl cellulose
  • polyester resins such as polyethylene
  • the above-mentioned long raw film is unwound from the raw roll and continuously conveyed along the film conveying path of the polarizing film manufacturing apparatus, and a processing tank containing the processing liquid (hereinafter, hereinafter, It can be continuously produced as a long polarizing film by carrying out a predetermined treatment step of immersing the film in a "treatment bath” and then drawing it out, and then carrying out a drying step.
  • the treatment step is not limited to the method of immersing the film in the treatment bath as long as the treatment liquid is brought into contact with the film, and the treatment liquid adheres to the film surface by spraying, flowing down, dropping or the like. It may be a method of processing the film.
  • the treatment bath for performing one treatment step is not limited to one, and the film is sequentially immersed in two or more treatment baths.
  • One processing step may be completed.
  • the treatment liquid examples include a swelling liquid, a staining liquid, a cross-linking liquid, and a cleaning liquid.
  • the treatment steps include a swelling step in which the swelling liquid is brought into contact with the raw film to perform the swelling treatment, a dyeing step in which the dyeing liquid is brought into contact with the film after the swelling treatment to perform the dyeing treatment, and a film after the dyeing treatment.
  • Examples thereof include a cross-linking step in which a cross-linking liquid is brought into contact to carry out a cross-linking treatment, and a washing step in which a washing liquid is brought into contact with a film after the cross-linking treatment to carry out a cleaning treatment.
  • uniaxial stretching treatment is performed wet or dry during these series of treatment steps. Other processing steps may be added if necessary.
  • the polarizing film used in the polarizing plate of the present invention contains a urea-based compound.
  • a method for containing the urea-based compound in the polarizing film spraying, flowing down, dropping, etc. can be adopted as in the above-mentioned treatment steps, but the film is immersed in a treatment bath containing the urea-based compound for treatment.
  • the method of The treatment bath using the urea compound may be provided separately from the treatment bath used in the conventional production method, or the urea compound treatment function may be added by adding the urea compound to the conventional treatment bath. I do not care. From the viewpoint of productivity, a method of adding a urea-based compound treatment function to a conventional treatment bath is more preferable.
  • the polarizing film contains a urea compound
  • a urea compound is contained after dyeing, the hue change is small, and in the interlayer filling configuration, there is a tendency to further suppress the decrease in transmittance in a high temperature environment.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an example of a polarizing film manufacturing method according to the present invention and a polarizing film manufacturing apparatus used therein.
  • the polarizing film manufacturing apparatus shown in FIG. 1 transports a raw film 10 made of a polyvinyl alcohol-based resin along a film transport path while continuously unwinding the raw film 10 from a raw fabric roll 11 on a film transport path.
  • the swelling bath 13, the dyeing bath 15, the first crosslinked bath 17a, the second crosslinked bath 17b, and the washing bath 19 are sequentially passed through the provided swelling bath 13, the dyeing bath 15, and the drying portion 21.
  • the obtained polarizing film 23 can be conveyed as it is to, for example, the next polarizing plate manufacturing step (step of laminating a protective film on one side or both sides of the polarizing film 23).
  • the arrows in FIG. 1 indicate the film transport direction.
  • the method of immersing the film in the treatment bath containing the urea compound when adopted as the method of containing the urea compound in the polarizing film, the first cross-linked bath, the second cross-linked bath or the washing bath is adopted.
  • the method of containing the urea compound in any of the above is preferable, the method of containing the urea compound in either the second cross-linked bath or the washing bath is more preferable, and the method of containing the urea compound in the second cross-linked bath is further preferable.
  • the raw film 10 is continuously unwound from the raw film roll 11 and conveyed along the film transport path, and the raw film 10 is immersed in the swelling bath 13 for a predetermined time. , Then can be carried out by pulling out.
  • the raw film 10 is conveyed along the film conveying path constructed by the guide rolls 60 and 61 and the nip roll 50 from the time when the raw film 10 is unwound until it is immersed in the swelling bath 13. Will be done.
  • the film is conveyed along the film transfer path constructed by the guide rolls 30 to 32 and the nip roll 51.
  • boric acid Japanese Patent Laid-Open No. 10-153709
  • chloride Japanese Patent Laid-Open No. 06-281816
  • inorganic acids inorganic salts
  • water-soluble organic solvents alcohols.
  • aqueous solution to which the like and the like are added in the range of about 0.01 to 10% by weight.
  • the film drawn from the swelling bath 13 passes through the guide roll 32, the nip roll 51, and the guide roll 33 in this order and is introduced into the dyeing bath 15.
  • the dyeing step is performed for the purpose of adsorbing and orienting the dichroic dye on the polyvinyl alcohol-based resin film after the swelling treatment.
  • the treatment conditions are determined within a range in which the object can be achieved and within a range in which problems such as extreme melting and devitrification of the film do not occur.
  • the film is conveyed along the film transport path constructed by the nip roll 51, the guide rolls 33 to 36, and the nip roll 52, and the film after the swelling treatment is immersed in the dyeing bath 15 for a predetermined time. It can then be carried out by pulling out.
  • the film subjected to the dyeing step is preferably a film that has undergone at least some uniaxial stretching treatment, or instead of the uniaxial stretching treatment before the dyeing treatment, or.
  • the uniaxial stretching treatment before the dyeing treatment it is preferable to perform the uniaxial stretching treatment during the dyeing treatment.
  • iodine is used as the dichroic dye.
  • potassium iodide other iodides such as zinc iodide may be used, or potassium iodide and other iodides may be used in combination.
  • compounds other than iodide for example, boric acid, zinc chloride, cobalt chloride and the like may coexist.
  • boric acid When boric acid is added, it is distinguished from the cross-linking treatment described later in that it contains iodine, and if the aqueous solution contains about 0.003 parts by weight or more of iodine with respect to 100 parts by weight of water, the dyeing bath 15 Can be regarded as.
  • the film drawn from the dyeing bath 15 passes through the guide roll 36, the nip roll 52, and the guide roll 37 in this order and is introduced into the cross-linking bath 17.
  • the cross-linking step is a process performed for the purpose of making the cross-linking water resistant and adjusting the hue.
  • two cross-linking baths are arranged as the cross-linking baths for carrying out the cross-linking step, and the first cross-linking step for the purpose of water resistance is performed in the first cross-linking bath 17a, and the second cross-linking bath is performed for the purpose of adjusting the hue.
  • the cross-linking step is performed in the second cross-linking bath 17b.
  • cross-linking solution a solution in which a cross-linking agent is dissolved in a solvent can be used.
  • the cross-linking agent include boron compounds such as boric acid and borax, glyoxal and glutaraldehyde. These may be one kind, or two or more kinds may be used in combination.
  • the solvent for example, water can be used, but an organic solvent compatible with water may be further contained.
  • concentration of the cross-linking agent in the cross-linking solution is not limited to this, but is preferably in the range of 1 to 20% by weight.
  • the cross-linking treatment may be performed a plurality of times, and is usually performed 2 to 5 times.
  • the composition and temperature of each crosslinked bath used may be the same or different as long as it is within the above range.
  • the crosslinking treatment for water resistance by crosslinking and the crosslinking treatment for hue adjustment may each be performed in a plurality of steps.
  • the film drawn from the second crosslinked bath 17b passes through the guide roll 44 and the nip roll 53b in this order and is introduced into the washing bath 19.
  • the example shown in FIG. 1 includes a cleaning step after the cross-linking step.
  • the cleaning treatment is performed for the purpose of removing excess chemicals such as boric acid and iodine adhering to the polyvinyl alcohol-based resin film.
  • the cleaning step is performed, for example, by immersing the crosslinked polyvinyl alcohol-based resin film in the cleaning bath 19. Water can be used as the cleaning liquid.
  • the cleaning solution can contain iodides such as potassium iodide and zinc iodide. The cleaning step may be omitted depending on the situation.
  • the raw film 10 is uniaxially stretched in a wet or dry manner during the series of treatment steps.
  • Specific methods of the uniaxial stretching treatment include, for example, inter-roll stretching in which a peripheral speed difference is provided between two nip rolls constituting a film transport path to perform longitudinal uniaxial stretching, and a thermal roll as described in Japanese Patent No. 2731813. It can be stretching, tenter stretching, etc., and is preferably inter-roll stretching.
  • the uniaxial stretching step can be carried out a plurality of times until the polarizing film 23 is obtained from the raw film 10. As described above, the stretching treatment is also advantageous in suppressing the occurrence of wrinkles in the film.
  • the final cumulative draw ratio of the polarizing film 23 based on the raw film 10 is usually about 4.5 to 7 times, preferably 5 to 6.5 times.
  • the stretching step may be performed in any of the treatment steps, and even when the stretching treatment is performed in two or more treatment steps, the stretching treatment may be performed in any of the treatment steps.
  • a process of drying the polyvinyl alcohol-based resin film can be performed.
  • the method of drying the film is not particularly limited.
  • a drying oven equipped with a hot air dryer can be used.
  • the drying temperature is, for example, about 30 to 100 ° C.
  • the drying time is, for example, about 30 to 600 seconds.
  • the process of drying the polyvinyl alcohol-based resin film can also be performed using a far-infrared heater.
  • the thickness of the polarizing film 23 obtained as described above is, for example, about 5 to 30 ⁇ m.
  • the method of containing the urea compound is preferable, the method of containing the urea compound in either the second cross-linked bath or the washing bath is more preferable, and the method of containing the urea compound in the second cross-linked bath is further preferable.
  • the urea-based compound includes a water-soluble compound and a poorly water-soluble compound, and a water-soluble compound is more preferable.
  • the concentration of the urea compound in the treatment bath is preferably 0.0001 to 0.1% by weight, more preferably 0.0005 to 0.05% by weight, and 0.001 to 0.03% by weight. It is more preferably%.
  • the urea derivative means a compound having a molecular structure in which a part of urea is substituted with a substituent.
  • the urea derivative it is preferable that at least one of the four hydrogen atoms of the urea molecule is a compound substituted with a substituent.
  • the substituent is not particularly limited, but is preferably a substituent composed of a carbon atom, a hydrogen atom and an oxygen atom.
  • urea derivatives include methyl urea, ethyl urea, propyl urea, butyl urea, isobutyl urea, N-octadecyl urea, 2-hydroxyethyl urea, hydroxyurea, acetylurea, allylurea, and 2-propynyl as monosubstituted ureas.
  • Examples thereof include urea, cyclohexyl urea, phenyl urea, 3-hydroxyphenyl urea, (4-methoxyphenyl) urea, benzyl urea, benzoyl urea, o-tolyl urea and p-tolyl urea.
  • tetra-substituted urea tetramethylurea, 1,1,3,3-tetraethylurea, 1,1,3,3-tetrabutylurea, 1,3-dimethoxy-1,3-dimethylurea, 1,3-dimethyl- Examples thereof include 2-imidazolidinone and 1,3-dimethyl-3,4,5,6-tetrahydro-2 (1H) -pyrimidinone.
  • the thiourea derivative means a compound having a molecular structure in which a part of thiourea is substituted with a substituent.
  • the thiourea derivative is preferably a compound in which at least one of the four hydrogen atoms of the thiourea molecule is substituted with a substituent.
  • the substituent is not particularly limited, but is preferably a substituent composed of a carbon atom, a hydrogen atom and an oxygen atom.
  • thiourea derivatives as mono-substituted thiourea, N-methylthiourea, ethylthiourea, propylthiourea, isopropylthiourea, 1-butylthiourea, cyclohexylthiourea, N-acetylthiourea, N-allylthiourea, (2).
  • Examples of the 3-substituted thiourea include trimethylthiourea, and examples of the 4-substituted thiourea include tetramethylthiourea and 1,1,3,3-tetraethylthiourea.
  • a urea derivative or a thiourea derivative is preferable because, when used in an image display device having an interlayer filling structure, the decrease in transmittance is small and the decrease in polarization degree is small in a high temperature environment.
  • Derivatives are more preferred.
  • the urea derivatives mono-substituted urea or di-substituted urea is preferable, and mono-substituted urea is more preferable.
  • the di-substituted urea includes 1,1-substituted urea and 1,3-substituted urea, but 1,3-substituted urea is more preferable.
  • urea, a urea derivative, thiourea and a thiourea derivative are referred to as urea compounds.
  • any suitable adhesive can be used as the adhesive for adhering the protective film to the polarizing film.
  • a water-based adhesive, a solvent-based adhesive, an active energy ray-curable type, or the like can be used, but a water-based adhesive is preferable.
  • the polarizing film contains a urea compound and the adhesive also contains a urea compound.
  • the urea-based compound contained in the polarizing film and the urea-based compound contained in the adhesive may be the same or different.
  • the thickness of the adhesive when applied can be set to any appropriate value.
  • any suitable water-based adhesive can be adopted.
  • a water-based adhesive containing a PVA-based resin PVA-based adhesive
  • the average degree of polymerization of the PVA-based resin contained in the water-based adhesive is preferably about 100 to 5500, more preferably 1000 to 4500, from the viewpoint of adhesiveness.
  • the average saponification degree is preferably about 85 mol% to 100 mol%, and more preferably 90 mol% to 100 mol% from the viewpoint of adhesiveness.
  • the PVA-based resin contained in the water-based adhesive is preferably one containing an acetoacetyl group, because the PVA-based resin layer has excellent adhesion to the protective film and has excellent durability. ..
  • the acetoacetyl group-containing PVA-based resin can be obtained, for example, by reacting the PVA-based resin with diketene by an arbitrary method.
  • the degree of acetoacetyl group modification of the acetoacetyl group-containing PVA resin is typically 0.1 mol% or more, preferably about 0.1 mol% to 20 mol%.
  • the resin concentration of the water-based adhesive is preferably 0.1% by weight to 15% by weight, more preferably 0.5% by weight to 10% by weight.
  • the water-soluble PVA-based adhesive that can be preferably used in the present invention may contain a cross-linking agent in addition to the above-mentioned PVA-based resin, if necessary.
  • a cross-linking agent a known cross-linking agent can be used.
  • water-soluble epoxy compounds, dialdehydes, isocyanates and the like can be mentioned.
  • the cross-linking agent is preferably any one of glyoxal, glyoxyphosphate, and methylolmelamine, and preferably glyoxal or glyoxalate. Glyoxal is particularly preferred.
  • the water-soluble PVA-based adhesive of the present invention may contain an organic solvent.
  • alcohols are preferable because they are miscible with water, and methanol or ethanol is more preferable among the alcohols.
  • any suitable adhesive can be used as long as it is an adhesive that can be cured by irradiation with active energy rays.
  • the active energy ray-curable adhesive include an ultraviolet curable adhesive and an electron beam-curable adhesive.
  • Specific examples of the curing type of the active energy ray-curing adhesive include a radical curing type, a cation curing type, an anion curing type, and a combination thereof (for example, a hybrid of a radical curing type and a cation curing type).
  • the active energy ray-curable adhesive is, for example, an adhesive containing a compound having a radically polymerizable group such as a (meth) acrylate group or a (meth) acrylamide group (for example, a monomer and / or an oligomer) as a curing component.
  • a compound having a radically polymerizable group such as a (meth) acrylate group or a (meth) acrylamide group (for example, a monomer and / or an oligomer) as a curing component.
  • a compound having a radically polymerizable group such as a (meth) acrylate group or a (meth) acrylamide group (for example, a monomer and / or an oligomer) as a curing component.
  • Specific examples of the active energy ray-curable adhesive and a curing method thereof are described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-144690.
  • the transparent protective film used in the present invention (hereinafter, also simply referred to as “protective film”) is preferably bonded to at least one side of the polarizing film via an adhesive layer.
  • This transparent protective film is bonded to one side or both sides of the polarizing film, but it is more preferable that the transparent protective film is bonded to both sides.
  • a polarizing film having a protective film on at least one side thereof is also referred to as a polarizing plate.
  • the protective film may have other optical functions at the same time, and may be formed in a laminated structure in which other layers are laminated.
  • the film thickness of the protective film at this time is preferably thin from the viewpoint of optical characteristics, but if it is too thin, the strength is lowered and the workability is inferior.
  • the appropriate film thickness is 5 to 100 ⁇ m, preferably 10 to 80 ⁇ m, and more preferably 15 to 70 ⁇ m.
  • a film such as a cellulose acylate resin film, a polycarbonate resin film, a cycloolefin resin film such as norbornene, a (meth) acrylic polymer film, or a polyester resin film such as polyethylene terephthalate is used. be able to.
  • the protective film on at least one side is a cellulose acylate-based film or (meth) in terms of moisture permeability.
  • a water-based adhesive such as a PVA-based adhesive
  • the protective film on at least one side is a cellulose acylate-based film or (meth) in terms of moisture permeability.
  • Any of the acrylic polymer films is preferable, and the cellulose acylate film is particularly preferable.
  • At least one protective film may have a retardation function for the purpose of compensating the viewing angle, and in that case, the film itself may have a retardation function and has a separate retardation layer. It may be a combination of both.
  • the polarizing plate of the present invention that is, a polarizing plate in which a transparent protective film is bonded to at least one side of a polarizing film containing a urea-based compound via an adhesive layer, is used for various images of liquid crystal display devices, organic EL display devices, and the like. Used for display devices.
  • the polarizing plate of the present invention has an interlayer filling structure in which a transparent member such as a front plate or a touch panel is arranged on the visual side of the image display device, and the image display panel and the transparent member are bonded by an adhesive layer or the like. It is preferably used in an image display device.
  • the image display cell examples include a liquid crystal cell and an organic EL cell.
  • the liquid crystal cell includes a reflective liquid crystal cell that uses external light, a transmissive liquid crystal cell that uses light from a light source such as a backlight, and a semi-transmissive semi-reflective type that uses both external light and light from a light source. Any of the liquid crystal cells may be used.
  • the image display device liquid crystal display device
  • the image display device has a polarizing plate arranged on the side opposite to the viewing side of the image display cell (liquid crystal cell), and further arranges the light source. Will be done.
  • the polarizing plate on the light source side and the liquid crystal cell are bonded to each other via an appropriate adhesive layer.
  • any type such as VA mode, IPS mode, TN mode, STN mode and bend orientation ( ⁇ type) can be used.
  • the organic EL cell a cell in which a transparent electrode, an organic light emitting layer, and a metal electrode are sequentially laminated on a transparent substrate to form a light emitting body (organic electroluminescence light emitting body) or the like is preferably used.
  • the organic light emitting layer is a laminate of various organic thin films, for example, a laminate of a hole injection layer made of a triphenylamine derivative or the like and a light emitting layer made of a fluorescent organic solid such as anthracene, or a laminate of these.
  • Various layer configurations can be adopted, such as a laminate of electron injection layers composed of a light emitting layer and a perylene derivative, or a laminate of hole injection layers, light emitting layers, and electron injection layers.
  • An adhesive layer (adhesive sheet) is preferably used for bonding the image display cell and the polarizing plate.
  • An adhesive layer is preferably used for bonding the image display cell and the polarizing plate.
  • a method in which a polarizing plate with an adhesive layer having an adhesive layer attached to one surface of the polarizing plate is attached to an image display cell is preferable from the viewpoint of workability and the like.
  • the pressure-sensitive adhesive layer can be attached to the polarizing plate by an appropriate method.
  • a pressure-sensitive adhesive solution of about 10 to 40% by weight is prepared by dissolving or dispersing the base polymer or its composition in a solvent composed of a single substance or a mixture of appropriate solvents such as toluene and ethyl acetate.
  • the pressure-sensitive adhesive layer is described in paragraphs [0103] to [0143] of JP-A-2018-025765, and these pressure-sensitive adhesives can be used in the present invention.
  • front transparent member examples of the front transparent member arranged on the visual side of the image display cell include a front plate (window layer) and a touch panel.
  • a transparent plate having appropriate mechanical strength and thickness is used.
  • a transparent resin plate such as an acrylic resin or a polycarbonate resin, a glass plate, or the like is used.
  • a functional layer such as an antireflection layer may be laminated on the visible side of the transparent plate.
  • a hard coat layer may be laminated to increase the physical strength, or a low moisture permeability layer may be laminated to reduce the moisture permeability.
  • touch panel various touch panels such as a resistive film method, a capacitance method, an optical method, an ultrasonic method, and a glass plate or a transparent resin plate having a touch sensor function are used.
  • a capacitance type touch panel is used as the front transparent member, it is preferable to provide a front plate made of glass or a transparent resin plate on the visual side of the touch panel.
  • a pressure-sensitive adhesive or a UV-curable adhesive is preferably used for bonding the polarizing plate and the front transparent member.
  • the pressure-sensitive adhesive can be attached by an appropriate method.
  • the attachment method of the pressure-sensitive adhesive layer used for bonding the image display cell and the polarizing plate described above can be mentioned.
  • a method for containing a urea-based compound in a polarizing film a method of immersing the film in a treatment bath containing a urea-based compound and treating the film is preferably used.
  • a coating treatment by a method such as spraying, flowing down, or dropping can also be adopted.
  • a solution containing at least one selected from urea, a urea derivative, thiourea and a thiourea derivative is applied to at least one surface of a polarizing film made of a stretched polyvinyl alcohol-based resin film in which iodine is adsorbed and oriented.
  • a method it is also preferable to prepare a polarizing film containing no urea compound, and then apply the urea compound by any of the above methods after undergoing a drying step.
  • Comparative Example 1 Preparation of Untreated Polarizing Film with Urea Compound
  • the polarizing film of Comparative Example 1 was produced from the polyvinyl alcohol-based resin film using the production apparatus shown in FIG. Specifically, a long polyvinyl alcohol (PVA) raw film with a thickness of 60 ⁇ m [trade name “Kuraray Vinylon VF-PE # 6000” manufactured by Kuraray Co., Ltd., average degree of polymerization 2400, saponification degree 99.9 mol % Or more] was continuously conveyed while being unwound from the roll, and immersed in a swelling bath made of pure water at 30 ° C. with a residence time of 89 seconds (swelling step).
  • PVA polyvinyl alcohol
  • the film pulled out from the swelling bath was immersed in a dyeing bath at 30 ° C. containing iodine having potassium iodide / boric acid / water of 2 / 0.3 / 100 (weight ratio) for a residence time of 156 seconds (a residence time of 156 seconds). Dyeing process).
  • the film drawn from the dyeing bath was immersed in a first crosslinked bath at 56 ° C. in which potassium iodide / boric acid / water was 12/4/100 (weight ratio) for a residence time of 67 seconds, followed by iodine. It was immersed in a second cross-linking bath at 40 ° C.
  • the polarizing film 12 was obtained through a drying step of drying the film in a drying furnace at a temperature of 30 ° C., an absolute humidity of 10 g / cm 3 , and a residence time of 120 seconds.
  • the thickness of the obtained polarizing film was 23 ⁇ m.
  • Polarizing films 1 to 11 were obtained in the same manner except that the values shown in Table 1 were added to the second crosslinked bath.
  • the obtained polarizing film contained each of the urea compounds shown in Table 1.
  • the thickness of the obtained polarizing film was 23 ⁇ m.
  • the urea methylurea, ethylurea, 1,3-dimethylurea, tetramethylurea, phenylurea, thiourea, and methylthiourea used above, the reagents of Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd. were used.
  • PVA-based adhesive 1 Preparation of PVA-based adhesive 1
  • 50 g of a modified PVA resin containing an acetoacetyl group (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation: Gosenex Z-410) is dissolved in 950 g of pure water, heated at 90 ° C. for 2 hours and then cooled to room temperature to obtain PVA solution A. It was.
  • the PVA solution A, maleic acid, glyoxal, and pure water were blended so that each compound had the following concentration to prepare a PVA-based adhesive 1.
  • Optical laminates 2 to 12 were produced in the same manner as the optical laminate 1 except that the polarizing plate 1 was replaced with the polarizing plates 2 to 12.
  • the optical laminate 13 was produced in the same manner as the optical laminate 12 except that the pressure-sensitive adhesive layer was laminated on only one side of the optical laminate 12.
  • the optical laminates 1 to 12 produced above are each cut into a size of 50 mm ⁇ 100 mm, and the surfaces of the first pressure-sensitive adhesive layer and the second pressure-sensitive adhesive layer are each made of non-alkali glass [trade name “EAGLE XG”. , Corning Inc.] to prepare an evaluation sample. Further, the optical laminate 13 is cut into a size of 50 mm ⁇ 100 mm, and the surface of the first pressure-sensitive adhesive layer is bonded to non-alkali glass [trade name “EAGLE XG”, manufactured by Corning Inc.) for evaluation. A sample was prepared. When these samples were prepared, no heat treatment was performed to adjust the water content before the glass plates were bonded.
  • This evaluation sample was autoclaved at a temperature of 50 ° C. and a pressure of 5 kgf / cm 2 (490.3 kPa) for 1 hour, and then left to stand in an environment of a temperature of 23 ° C. and a relative humidity of 55% for 24 hours. Then, the transmittance was measured (initial value), stored in a heating environment at a temperature of 105 ° C., and the transmittance was measured every 50 hours from 100 to 200 hours. The evaluation was performed according to the following criteria based on the time when the decrease in transmittance reached 5% or more with respect to the initial value. The results obtained are shown in Table 1.
  • the transmittance does not decrease and the evaluation result is A.
  • the decrease in transmittance is 5% or less after 200 hours: A When the decrease in transmittance reached 5% or more after 150 to 200 hours: B When the decrease in transmittance reached 5% or more after 100 to 150 hours: C Those with a decrease in transmittance of 5% or more after 100 hours: D
  • the amount of the urea compound added in Table 1 will be described.
  • the concentration of the urea compound added to the second cross-linking bath is preferably 0.0001 to 0.1% by weight, more preferably 0.0005 to 0.05% by weight, and 0.001 to 0.001 to 0.05% by weight. It is more preferably 0.03% by weight.
  • the higher the concentration of any urea compound the smaller the change in simple substance transmittance after the high temperature durability test, and conversely, the lower the concentration, the smaller the cross loss after the high temperature durability test. ..
  • All of the urea compounds described in the examples have an effect of a simple substance transmittance change of B or more after the high temperature durability test and a cross loss of ⁇ or more at the same time, and have excellent effects in both performances. ing.
  • the concentration range showing preferable performance that is, a performance in which the change in simple substance transmittance is B or more and at the same time, the cross loss is ⁇ or more is strictly different depending on each compound.
  • the concentration of the compound also has an appropriate range within the above-mentioned preferable concentration range.
  • the concentration shown in Table 1 shows the value of the minimum concentration at which the simple substance transmittance is evaluated A in each urea compound. Further, for urea and thiourea, the concentration is gradually reduced from the minimum concentration which is the evaluation A, and the value of the concentration where the cross loss changes from ⁇ to ⁇ is also shown (the change in the single transmittance at that time was B). In addition, for methylurea, the concentration was gradually reduced from the minimum concentration that was evaluated as A, and the result of the concentration that the cross loss changed from ⁇ to ⁇ is also shown (the change in single transmittance at that time was B).
  • the polarizing plate of the present invention using a polarizing film containing a urea-based compound reduces the transmittance of a single substance even when it is used in an image display device having an interlayer filling structure or when it is exposed to a high temperature environment for a long time. It can be deterred.
  • the one using a urea derivative or a thiourea derivative as opposed to the one using urea or thiourea is particularly good because there is no decrease in the single transmittance and no cross loss.
  • a polarizing film containing two types of urea compounds is also one of the preferred embodiments of the present invention because it can suppress a decrease in single transmittance even when exposed to a high temperature environment for a long time.
  • PVA-based adhesive 3 (Preparation of PVA-based adhesive 3)
  • the PVA solution for adhesive, methyl urea solution, pure water, and methanol prepared above are blended so as to have a PVA concentration of 3.0%, a methanol concentration of 20%, and a methyl urea concentration of 0.2%, and are used for polarizing plates.
  • Adhesive 3 was obtained.
  • polarizing plates 21 and 22 The polarizing plate 21 and the polarizing plate 22 were obtained in the same manner except that the PVA-based adhesive 1 was replaced with the PVA-based adhesive 2 and the PVA-based adhesive 3 with respect to the polarizing plate 3, respectively.
  • a polarizing plate 23 was obtained in the same manner with respect to the polarizing plate 12, except that the PVA-based adhesive 1 was replaced with the PVA-based adhesive 2.
  • Optical laminates 21 to 23 were obtained in the same manner with respect to the optical laminate 1 except that the polarizing plates 1 were replaced with polarizing plates 21 to 23, respectively. These samples were evaluated in the same manner as in the optical laminate 1, and the results obtained are shown in Table 2.
  • the polarizing plate of the present invention containing a urea-based compound in a polarizing film and an adhesive reduces the transmittance of a single substance even when it is used in an image display device having an interlayer filling structure or when it is exposed to a high temperature environment for a long time. It can be deterred.
  • a polarizing film containing no urea compound is first produced, and after undergoing a drying step, a coating liquid containing a urea compound is applied. Also in this aspect, the present invention is not limited to the following examples.
  • a 0.5% solution of methylurea was prepared as a coating solution.
  • a 0.5% solution of methylurea was applied to one side of the polarizing film 12 produced above using a bar coater so that the wet coating amount was 10 ⁇ m, and dried at 60 ° C. for 5 minutes to obtain a polarizing film 31.
  • the obtained polarizing film 31 contained methylurea.
  • pure water was applied to one side of the polarizing element produced above using a bar coater so that the wet coating amount was 10 ⁇ m, and dried at 60 ° C. for 5 minutes to obtain a polarizing film 32.
  • a polarizing plate 31 and a polarizing plate 32 were obtained in the same manner with respect to the polarizing plate 1 except that the polarizing film 1 was replaced with the polarizing film 31 and the polarizing film 32, respectively.
  • An optical laminate 31 and an optical laminate 32 were obtained in the same manner as for the optical laminate 1 except that the polarizing plate 1 was replaced with the polarizing plate 31 and the polarizing plate 32, respectively. These samples were evaluated in the same manner as in the optical laminate 1, and the obtained results are shown in Table 3.
  • the polarizing plate of the present invention which has a polarizing film prepared by applying a solution containing a urea compound to at least one surface of the polarizing film and drying the polarizing film, has a high temperature even when used in an image display device having an interlayer filling configuration. Even when exposed to the environment for a long time, the decrease in single transmittance can be suppressed.

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Abstract

本発明は、層間充填剤構成の画像表示装置に用いられた場合においても、高温環境下での透過率の低下が小さく、耐久性に優れる偏光板およびその製造方法を提供すること、更に、高温環境下での表示特性が改善された耐久性を備えた画像表示装置を提供することを目的とする。本発明は、ヨウ素を吸着配向させてなるポリビニルアルコール系樹脂偏光フィルム、及び前記偏光フィルムの少なくとも一方の面に形成された保護フィルムを有する偏光板であって、前記偏光フィルムが、尿素、尿素誘導体、チオ尿素及びチオ尿素誘導体からなる群から選ばれる少なくとも一種の尿素系化合物を含有することを特徴とする偏光板を提供する。

Description

偏光板及び偏光板の製造方法並びにその偏光板を用いた画像表示装置
 本発明は、偏光板およびその製造方法に関する。さらに、本発明は当該偏光板の一方の面が画像表示セルと貼り合せられ、他方の面がタッチパネルや前面板等の透明部材と貼り合せられた画像表示装置に関する。
 液晶表示装置(LCD)は、液晶テレビだけでなく、パソコン、携帯電話等のモバイル、カーナビ等の車載用途などで広く用いられている。通常、液晶表示装置は、液晶セルの両側に粘着剤で偏光板を貼合した液晶パネル部材を有し、バックライト部材からの光を液晶パネル部材で制御することにより表示が行われている。
また、有機EL表示装置も近年、液晶表示装置と同様に、テレビ、携帯電話等のモバイル、カーナビ等の車載用途で広く用いられて来ている。
 有機EL表示装置では、外光が金属電極(陰極)で反射され鏡面のように視認されることを抑止するために、画像表示パネルの視認側表面に円偏光板(偏光素子とλ/4板を含む積層体、以下では単に偏光板ということがある。)が配置される場合がある。
 偏光板は上記のように、液晶表示装置や有機EL表示装置の部材として、車に搭載される機会が増えて来ている。車載用の画像表示装置に用いられる偏光板は、それ以外のテレビや携帯電話等のモバイル用途に比較して、高温環境下に曝されることが多く、より高温での特性変化が小さいこと(高温耐久性)が求められる。
 一方、外表面から衝撃による画像表示パネルの破損防止等を目的として、画像表示パネルの偏光板よりもさらに視認側に、透明樹脂板やガラス板等の前面板(「ウインドウ層」等とも称される。)を設ける構成が増えて来ている。また、タッチパネルを備える表示装置では、画像表示パネルの偏光板よりもさらに視認側にタッチパネルが設けられ、タッチパネルよりもさらに視認側に前面板を備える構成が広く採用されている。
 このような構成において、画像表示パネルと前面板やタッチパネル等の透明部材との間に空気層が存在すると、空気層界面での光の反射による外光の映り込みが生じ、画面の視認性が低下する傾向がある。そのため、画像表示パネルの視認側表面に配置される偏光板と前面透明部材との間の空間を、これらの材料と屈折率が近い材料で充填する構成(以下「層間充填構成」と称する場合がある)を採用する動きが広まっている。層間充填材としては、界面での反射による視認性の低下を抑止すると共に、各部材間を接着固定する目的で、粘着剤やUV硬化型接着剤が用いられる(例えば特許文献1参照)。
 上記の層間充填構成は、屋外で使用されることが多い携帯電話等のモバイル用途での採用が広がっている。また、近年の視認性に対する要求の高まりから、カーナビゲーション装置等の車載用途においても、画像表示パネル表面に前面板を配置し、パネルと前面板との間を粘着剤層等で層間充填された構成の採用が検討されている。
 しかし、このような構成を採用する場合、加熱耐久試験(95℃で200時間等)の結果、偏光板面内中央部に、透過率の著しい低下が見られること、その一方、偏光板単独では95℃で1000時間でも著しい透過率の低下は見られないことが報告されており、これらの結果から、高温環境における偏光板の透過率の著しい低下は、偏光板の一方の面が画像表示セルと貼り合せられ、他方の面がタッチパネルや前面板等の透明部材と貼り合せられている層間充填構成を採用する画像表示装置が高温環境に暴露された場合に特有の問題であることも報告されている(特許文献2)。
 そして、上記特許文献2では、層間充填構成で透過率が著しく低下した偏光板は、ラマン分光測定で1100cm-1付近(=C-C=結合に由来)および1500cm-1付近(-C=C-結合に由来)にピークを有していることから、ポリエン構造(-C=C)-を形成していると考え、偏光素子を構成するポリビニルアルコールが脱水によりポリエン化されて生じたものであると推定している(特許文献2、段落[0012])。
 また、本発明者らは、層間充填構成で高温耐久試験を行ったサンプルのラマン分光測定を行い、透過率の低下に応じて、1100cm-1付近および1500cm-1付近のピーク面積の和が増加していることを観察している。
 特許文献2では、その問題の解決策として、偏光板の単位面積当たりの水分量を規定量以下とし、なおかつ偏光素子に隣接する透明保護フィルムの飽和吸水量を規定量以下とすることにより透過率の低下を抑制する方法を提案している。
 しかし、本発明者等の追試の結果、上記解決策の低下抑制効果は必ずしも十分なものではなく、さらに、パネル作製時に偏光板の水分を減少させるために、偏光板や偏光板を貼合したパネルの加熱が必要となり、パネルの生産性を低下させる問題が新たに生じることが分かった。
特開平11-174417号公報 特開2014-102353号公報
 上記のような状況に鑑みて、本発明が解決しようとする課題は、層間充填構成の画像表示装置に用いられた場合においても、高温環境下での透過率の低下が小さく、耐久性に優れる偏光板およびその製造方法を提供することである。更に本発明の別の目的は、高温環境下での表示特性が改善された耐久性を備えた画像表示装置を提供することである。
 本発明者等は鋭意検討の結果、ポリビニルアルコール系樹脂層にヨウ素を吸着配向させてなる偏光フィルムに、尿素、尿素誘導体、チオ尿素及びチオ尿素誘導体から選ばれる少なくとも一種の尿素系化合物を含有させることで、その偏光フィルムを用いた偏光板の一方の面が画像表示セルと貼り合せられ、他方の面がタッチパネルや前面板等の透明部材と貼り合せられている層間充填構成において、高温環境下での透過率の低下を抑止できることを見出した。
 更に、ポリビニルアルコール系樹脂層にヨウ素を吸着配向させてなる偏光フィルムに尿素系化合物を含有させる方法として、尿素系化合物を含有する処理液で偏光フィルムを処理することが有効であることを見出した。
 また、層間充填構成を採用した装置において、本発明の尿素系化合物の中では、尿素誘導体またはチオ尿素誘導体が優れた高温環境下での透過率低下抑制効果だけでなく、高温環境下での偏光度低下抑制(クロス抜け抑止)効果においても優れた性能を示すことも見出した。
 本発明者らは、このような新しく見出した事実に基づき、本発明を完成するに至った。
 本発明が解決しようとする課題は、下記の手段により解決することができる。
(1)ヨウ素を吸着配向させてなるポリビニルアルコール系樹脂偏光フィルム、及び
 前記偏光フィルムの少なくとも一方の面に形成された保護フィルムを有する偏光板であって、
 前記偏光フィルムが、尿素、尿素誘導体、チオ尿素及びチオ尿素誘導体からなる群から選ばれる少なくとも一種の尿素系化合物を含有することを特徴とする偏光板、
(2)前記尿素系化合物が、尿素誘導体及び/又はチオ尿素誘導体であることを特徴とする(1)に記載の偏光板、
(3)前記偏光板が、層間充填構成を有する画像表示装置に用いられるものであることを特徴とする(1)又は(2)に記載の偏光板、
(4)保護フィルムを有する偏光板を製造する方法であって、
 ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを、尿素、尿素誘導体、チオ尿素及びチオ尿素誘導体からなる群から選ばれる少なくとも一種の尿素系化合物を含有する溶液と接触処理する工程
を含むことを特徴とする偏光板の製造方法、
(5)前記尿素系化合物が、尿素誘導体及び/又はチオ尿素誘導体であることを特徴とする(4)に記載の偏光板の製造方法、
(6)前記接触処理する工程が、染色処理する工程の後に行われることを特徴とする(4)又は(5)に記載の偏光板の製造方法、
(7)前記接触処理する工程が、前記ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを、前記尿素系化合物を含有する溶液中に浸漬する工程を含むことを特徴とする(4)~(6)のいずれかに記載の偏光板の製造方法、
(8)前記接触処理する工程が、前記ポリビニルアルコール系樹脂フィルムに前記尿素系化合物を含有する溶液を塗布する工程を含むことを特徴とする(4)~(6)のいずれかに記載の偏光板の製造方法、
(9)(1)~(3)のいずれかに記載の偏光板が画像表示セルの視認側表面に粘着剤層を介して貼り合わされている画像表示パネル、及び
 前記画像表示パネルの視認側偏光板面に粘着剤層を介して貼り合わされた透明部材、
を有することを特徴とする画像表示装置、
(10)前記透明部材が、ガラス板または透明樹脂板であることを特徴とする(9)に記載の画像表示装置、
(11)前記透明部材が、タッチパネルであることを特徴とする(9)に記載の画像表示装置。
 本発明により、層間充填構成の画像表示装置に用いられた場合においても、高温環境下での透過率の低下が小さく、高温耐久性に優れる偏光板およびその製造方法を提供することが可能となり、さらに、本発明の偏光板を用いることで高温環境下での透過率低下が抑制された表示装置を提供することが可能となる。
図1は本発明に係る偏光フィルムの製造装置を模式的に示す断面図である。図1における矢印は、フィルムの搬送方向を示している。
 本発明の偏光板に使用する偏光フィルムは、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムにヨウ素を吸着配向させたものであって、さらに、該偏光フィルムは尿素、尿素誘導体、チオ尿素及びチオ尿素誘導体からなる群から選ばれる少なくとも一種の尿素系化合物を含有するものである。
[偏光フィルムの製造方法]
 本発明において偏光フィルムは、一軸延伸されたポリビニルアルコール系樹脂フィルムにヨウ素が吸着配向しているものである。ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを構成するポリビニルアルコール系樹脂は通常、ポリ酢酸ビニル系樹脂をケン化することにより得られる。そのケン化度は、通常約85モル%以上、好ましくは約90モル%以上、より好ましくは約99モル%以上である。ポリ酢酸ビニル系樹脂は、例えば、酢酸ビニルの単独重合体であるポリ酢酸ビニルの他、酢酸ビニルとこれに共重合可能な他の単量体との共重合体等であることができる。共重合可能な他の単量体としては、例えば、不飽和カルボン酸類、オレフィン類、ビニルエーテル類、不飽和スルホン酸類等を挙げることができる。ポリビニルアルコール系樹脂の重合度は、通常約1000~10000、好ましくは約1500~5000程度である。
 これらのポリビニルアルコール系樹脂は変性されていてもよく、例えば、アルデヒド類で変性されたポリビニルホルマール、ポリビニルアセタール、ポリビニルブチラール等も使用し得る。
 本発明では、偏光フィルム製造の原料素材として、厚みが65μm以下(例えば60μm以下)、好ましくは50μm以下、より好ましくは35μm以下、さらに好ましくは30μm以下の未延伸のポリビニルアルコール系樹脂フィルム(原反フィルム)を用いる。これにより市場からの要求が益々高まっている薄膜の偏光フィルムを得ることができる。原反フィルムの幅は特に制限されず、例えば400~6000mm程度であることができる。原反フィルムは、例えば長尺の未延伸ポリビニルアルコール系樹脂フィルムのロール(原反ロール)として用意される。
 また本発明で用いられるポリビニルアルコール系樹脂フィルムは、これを支持する基材フィルムに積層されたものであってもよく、すなわち、当該ポリビニルアルコール系樹脂フィルムは、基材フィルムとその上に積層されるポリビニルアルコール系樹脂フィルムとの積層フィルムとして用意されてもよい。この場合、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムは、例えば、基材フィルムの少なくとも一方の面にポリビニルアルコール系樹脂を含有する塗工液を塗工した後、乾燥させることによって製造することができる。
 基材フィルムとしては、例えば、熱可塑性樹脂からなるフィルムを用いることができる。具体例としては、透光性を有する熱可塑性樹脂、好ましくは光学的に透明な熱可塑性樹脂で構成されるフィルムであり、例えば、鎖状ポリオレフィン系樹脂(ポリプロピレン系樹脂等)、環状ポリオレフィン系樹脂(ノルボルネン系樹脂等)のようなポリオレフィン系樹脂;トリアセチルセルロース、ジアセチルセルロースのようなセルロース系樹脂;ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートのようなポリエステル系樹脂;ポリカーボネート系樹脂;メタクリル酸メチル系樹脂のような(メタ)アクリル系樹脂;ポリスチレン系樹脂;ポリ塩化ビニル系樹脂;アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン系樹脂;アクリロニトリル・スチレン系樹脂;ポリ酢酸ビニル系樹脂;ポリ塩化ビニリデン系樹脂;ポリアミド系樹脂;ポリアセタール系樹脂;変性ポリフェニレンエーテル系樹脂;ポリスルホン系樹脂;ポリエーテルスルホン系樹脂;ポリアリレート系樹脂;ポリアミドイミド系樹脂;ポリイミド系樹脂等であることができる。
 偏光フィルムは、上記の長尺の原反フィルムを原反ロールから巻出しつつ、偏光フィルム製造装置のフィルム搬送経路に沿って連続的に搬送させて、処理液が収容された処理槽(以下、「処理浴」ともいう)に浸漬させた後に引き出す所定の処理工程を実施した後に乾燥工程を実施することにより長尺の偏光フィルムとして連続的に製造することができる。なお、処理工程は、フィルムに処理液を接触させて処理する方法であればフィルムを処理浴に浸漬させる方法に限定されることはなく、噴霧、流下、滴下等により処理液をフィルム表面に付着させてフィルムを処理する方法であってもよい。処理工程が、フィルムを処理浴に浸漬させる方法によってなされる場合、一つの処理工程を行う処理浴は一つに限定されることはなく、二つ以上の処理浴にフィルムを順次浸漬させて一つの処理工程を完成させてもよい。
 上記処理液としては、膨潤液、染色液、架橋液、洗浄液等が例示される。そして、上記処理工程としては、原反フィルムに膨潤液を接触させて膨潤処理を行う膨潤工程、膨潤処理後のフィルムに染色液を接触させて染色処理を行う染色工程、染色処理後のフィルムに架橋液を接触させて架橋処理を行う架橋工程、架橋処理後のフィルムに洗浄液を接触させて洗浄処理を行う洗浄工程などが例示される。また、これら一連の処理工程の間に、湿式又は乾式にて一軸延伸処理を施す。必要に応じて他の処理工程を付加してもよい。
 本発明の偏光板で使用する偏光フィルムは、尿素系化合物を含有する。偏光フィルムに尿素系化合物を含有させる方法としては、前述の各処理工程と同様に、噴霧、流下、滴下等も採用可能であるが、尿素系化合物を含有した処理浴にフィルムを浸漬させ、処理する方法が好ましい。
 尿素系化合物による処理浴は、従来の製造方法で用いられる処理浴とは別に設けても構わないし、従来の処理浴に尿素系化合物を添加することで、尿素系化合物処理機能を付加しても構わない。生産性の点では、尿素系化合物処理機能を従来の処理浴に付加する方法がより好ましい。
 偏光フィルムに尿素系化合物を含有させる時機は、ヨウ素で染色した後に尿素系化合物を含有した処理液で処理することが好ましい。染色後に尿素系化合物を含有させる方が、色相変化が小さく、層間充填構成において、高温環境下での透過率低下をより抑止する傾向がある。
 以下、図1を参照しながら、本発明に係る偏光フィルムの製造方法の一例を詳細に説明する。図1は、本発明に係る偏光フィルムの製造方法及びそれに用いる偏光フィルム製造装置の一例を模式的に示す断面図である。図1に示される偏光フィルム製造装置は、ポリビニルアルコール系樹脂からなる原反フィルム10を、原反ロール11より連続的に巻出しながらフィルム搬送経路に沿って搬送させることにより、フィルム搬送経路上に設けられる膨潤浴13、染色浴15、第1架橋浴17a、第2架橋浴17b、及び洗浄浴19を順次通過させ、乾燥部21を通過させるように構成されている。得られた偏光フィルム23は、例えば、そのまま次の偏光板作製工程(偏光フィルム23の片面又は両面に保護フィルムを貼合する工程)に搬送することができる。図1における矢印は、フィルムの搬送方向を示している。
 上記の製造方法において、偏光フィルムに尿素系化合物を含有させる方法として、尿素系化合物を含有した処理浴にフィルムを浸漬する方法を採用する場合は、第1架橋浴、第2架橋浴または洗浄浴の何れかに尿素系化合物を含有させる方法が好ましく、第2架橋浴または洗浄浴の何れかに尿素系化合物を含有させる方法がより好ましく、第2架橋浴に含有させる方法が更に好ましい。
 以下、各工程について説明する。
(膨潤工程)
 図1を参照して、膨潤工程は、原反フィルム10を原反ロール11より連続的に巻出しながら、フィルム搬送経路に沿って搬送させ、原反フィルム10を膨潤浴13に所定時間浸漬し、次いで引き出すことによって実施することができる。図1の例において、原反フィルム10を巻き出してから膨潤浴13に浸漬させるまでの間、原反フィルム10は、ガイドロール60,61及びニップロール50によって構築されたフィルム搬送経路に沿って搬送される。膨潤処理においては、ガイドロール30~32及びニップロール51によって構築されたフィルム搬送経路に沿って搬送される。
 膨潤浴13の膨潤液としては、純水の他、ホウ酸(特開平10-153709号公報)、塩化物(特開平06-281816号公報)、無機酸、無機塩、水溶性有機溶媒、アルコール類等を約0.01~10重量%の範囲で添加した水溶液を使用することも可能である。 
 図1に示される例において、膨潤浴13から引き出されたフィルムは、ガイドロール32、ニップロール51、ガイドロール33を順に通過して染色浴15へ導入される。
(染色工程)
 染色工程は、膨潤処理後のポリビニルアルコール系樹脂フィルムに二色性色素を吸着、配向させる等の目的で行われる。処理条件は、当該目的が達成できる範囲で、かつフィルムの極端な溶解や失透等の不具合が生じない範囲で決定される。図1を参照して、染色工程は、ニップロール51、ガイドロール33~36及びニップロール52によって構築されたフィルム搬送経路に沿って搬送させ、膨潤処理後のフィルムを染色浴15に所定時間浸漬し、次いで引き出すことによって実施することができる。二色性色素の染色性を高めるために、染色工程に供されるフィルムは、少なくともある程度の一軸延伸処理を施したフィルムであることが好ましく、又は染色処理前の一軸延伸処理の代わりに、あるいは染色処理前の一軸延伸処理に加えて、染色処理時に一軸延伸処理を行うことが好ましい。
 本発明では二色性色素としてヨウ素を用いる。染色浴15の染色液には、例えば、濃度が重量比でヨウ素/ヨウ化カリウム/水=約0.003~0.3/約0.1~10/100である水溶液を用いることができる。ヨウ化カリウムに代えて、ヨウ化亜鉛等の他のヨウ化物を用いてもよく、ヨウ化カリウムと他のヨウ化物を併用してもよい。また、ヨウ化物以外の化合物、例えば、ホウ酸、塩化亜鉛、塩化コバルト等を共存させてもよい。ホウ酸を添加する場合は、ヨウ素を含む点で後述する架橋処理と区別され、水溶液が水100重量部に対し、ヨウ素を約0.003重量部以上含んでいるものであれば、染色浴15とみなすことができる。
 図1に示される例において、染色浴15から引き出されたフィルムは、ガイドロール36、ニップロール52、及びガイドロール37を順に通過して架橋浴17へ導入される。
(架橋工程)
 架橋工程は、架橋による耐水化や色相調整などの目的で行う処理である。図1に示す例においては、架橋工程を行う架橋浴として二つの架橋浴が配置され、耐水化を目的として行う第1架橋工程を第1架橋浴17aで行い、色相調整を目的として行う第2架橋工程を第2架橋浴17bで行う。図1を参照して、第1架橋工程は、ニップロール52,ガイドロール37~40及びニップロール53aによって構築されたフィルム搬送経路に沿って搬送させ、第1架橋浴17aに染色処理後のフィルムを所定時間浸漬し、次いで引き出すことによって実施することができる。第2架橋工程は、ニップロール53a,ガイドロール41~44及びニップロール53bによって構築されたフィルム搬送経路に沿って搬送させ、第2架橋浴17bに第1架橋工程後のフィルムを所定時間浸漬し、次いで引き出すことによって実施することができる。以下、架橋浴という場合には第1架橋浴17a及び第2架橋浴17bいずれをも含み、架橋液という場合には第1架橋液及び第2架橋液いずれをも含む。
 架橋液としては、架橋剤を溶媒に溶解した溶液を使用できる。架橋剤としては、例えば、ホウ酸、ホウ砂等のホウ素化合物や、グリオキサール、グルタルアルデヒドなどが挙げられる。これらは一種類でもよいし、二種類以上を併用してもよい。溶媒としては、例えば水が使用できるが、さらに、水と相溶性のある有機溶媒を含んでもよい。架橋溶液における架橋剤の濃度は、これに限定されるものではないが、1~20重量%の範囲にあることが好ましい。
 架橋処理は複数回行ってもよく、通常2~5回行われる。この場合、使用する各架橋浴の組成及び温度は、上記の範囲内であれば同じであってもよく、異なっていてもよい。架橋による耐水化のための架橋処理及び色相調整のための架橋処理は、それぞれ複数の工程で行ってもよい。
 図1に示される例において、第2架橋浴17bから引き出されたフィルムは、ガイドロール44、ニップロール53bを順に通過して洗浄浴19へ導入される。
(洗浄工程)
 図1に示される例においては、架橋工程後の洗浄工程を含む。洗浄処理は、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムに付着した余分なホウ酸やヨウ素等の薬剤を除去する目的で行われる。洗浄工程は、例えば、架橋処理したポリビニルアルコール系樹脂フィルムを洗浄浴19に浸漬することによって行われる。洗浄液としては、水を使用できる。洗浄液は、ヨウ化カリウム、ヨウ化亜鉛等のヨウ化物を含有することができる。
洗浄工程は状況に応じて省略されることもある。
(延伸工程)
 原反フィルム10は、上記一連の処理工程の間に、湿式又は乾式にて一軸延伸処理される。一軸延伸処理の具体的方法は、例えば、フィルム搬送経路を構成する2つのニップロール間に周速差をつけて縦一軸延伸を行うロール間延伸、特許第2731813号公報に記載されるような熱ロール延伸、テンター延伸等であることができ、好ましくはロール間延伸である。一軸延伸工程は、原反フィルム10から偏光フィルム23を得るまでの間に複数回にわたって実施することができる。上述のように延伸処理は、フィルムのシワの発生の抑制にも有利である。
 原反フィルム10を基準とする、偏光フィルム23の最終的な累積延伸倍率は通常、4.5~7倍程度であり、好ましくは5~6.5倍である。延伸工程はいずれの処理工程で行ってもよく、2以上の処理工程で延伸処理を行う場合においても延伸処理はいずれの処理工程で行ってもよい。
(乾燥工程)
 洗浄工程の後に、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを乾燥させる処理を行うことができる。フィルムの乾燥方法は特に制限されない。例えば、熱風乾燥機を備える乾燥炉を用いることができる。乾燥温度は、例えば30~100℃程度であり、乾燥時間は、例えば30~600秒程度である。ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを乾燥させる処理は、遠赤外線ヒーターを用いて行うこともできる。以上のようにして得られる偏光フィルム23の厚みは、例えば約5~30μm程度である。
[尿素系化合物]
 本発明の偏光板に使用する偏光フィルムは、尿素、尿素誘導体、チオ尿素及びチオ尿素誘導体から選ばれる少なくとも1種の尿素系化合物を含有する。
 偏光フィルムに尿素系化合物を含有させる方法としては、尿素系化合物を含有させた上記処理浴で処理する方法が好ましいが、第1架橋浴、第2架橋浴または洗浄浴の何れかに尿素系化合物を含有させる方法が好ましく、第2架橋浴または洗浄浴の何れかに尿素系化合物を含有させる方法がより好ましく、第2架橋浴に含有させる方法が更に好ましい。
また、尿素系化合物には水溶性のものと難水溶性のものがあるが、水溶性のものがより好ましい。
 処理浴中の尿素系化合物の濃度は、0.0001~0.1重量%であることが好ましく、0.0005~0.05重量%であることがより好ましく、0.001~0.03重量%であることが更に好ましい。
(尿素または尿素誘導体)
 本発明において、尿素誘導体とは尿素の一部が置換基により置換された分子構造を有する化合物であることを意味する。尿素誘導体としては、尿素分子の4つの水素原子の少なくとも1つが、置換基に置換された化合物であることが好ましい。
この場合、置換基に特に制限はないが、炭素原子、水素原子および酸素原子よりなる置換基であることが好ましい。
 尿素誘導体の具体例として、1置換尿素として、メチル尿素、エチル尿素、プロピル尿素、ブチル尿素、イソブチル尿素、N-オクタデシル尿素、2-ヒドロキシエチル尿素、ヒドロキシ尿素、アセチル尿素、アリル尿素、2-プロピニル尿素、シクロヘキシル尿素、フェニル尿素、3-ヒドロキシフェニル尿素、(4-メトキシフェニル)尿素、ベンジル尿素、ベンゾイル尿素、o-トリル尿素、p-トリル尿素が挙げられる。
 2置換尿素として、1,1-ジメチル尿素、1,3-ジメチル尿素、1,1-ジエチル尿素、1,3-ジエチル尿素、1,3-ビス(ヒドロキシメチル)尿素、1,3-tert-ブチル尿素、1,3-ジシクロヘキシル尿素、1,3-ジフェニル尿素、1,3-ビス(4-メトキシフェニル)尿素、1-アセチル-3-メチル尿素、2-イミダゾリジノン(エチレン尿素)、テトラヒドロ-2-ピリミジノン(プロピレン尿素)が挙げられる。
4置換尿素として、テトラメチル尿素、1,1,3,3-テトラエチル尿素、1,1,3,3-テトラブチル尿素、1,3-ジメトキシ-1,3-ジメチル尿素、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、1,3-ジメチル-3,4,5,6-テトラヒドロ-2(1H)-ピリミジノンが挙げられる。
(チオ尿素またはチオ尿素誘導体)
 本発明において、チオ尿素誘導体とはチオ尿素の一部が置換基により置換された分子構造を有する化合物であることを意味する。チオ尿素誘導体としては、チオ尿素分子の4つの水素原子の少なくとも1つが、置換基に置換された化合物であることが好ましい。
この場合、置換基に特に制限はないが、炭素原子、水素原子および酸素原子よりなる置換基であることが好ましい。
 チオ尿素誘導体の具体例として、1置換チオ尿素として、N-メチルチオ尿素、エチルチオ尿素、プロピルチオ尿素、イソプロピルチオ尿素、1-ブチルチオ尿素、シクロヘキシルチオ尿素、N-アセチルチオ尿素、N-アリルチオ尿素、(2-メトキシエチル)チオ尿素、N-フェニルチオ尿素、(4-メトキシフェニル)チオ尿素、N-(2-メトキシフェニル)チオ尿素、N-(1-ナフチル)チオ尿素、(2-ピリジル)チオ尿素、o-トリルチオ尿素、p-トリルチオ尿素が挙げられる。
 2置換チオ尿素として、1,1-ジメチルチオ尿素、1,3-ジメチルチオ尿素、1,1-ジエチルチオ尿素、1,3-ジエチルチオ尿素、1,3-ジブチルチオ尿素、1,3-ジイソプロピルチオ尿素、1,3-ジシクロヘキシルチオ尿素、N,N-ジフェニルチオ尿素、N,N’-ジフェニルチオ尿素、1,3-ジ(o-トリル)チオ尿素、1,3-ジ(p-トリル)チオ尿素、1-ベンジル-3-フェニルチオ尿素、1-メチル-3-フェニルチオ尿素、N-アリル-N’-(2-ヒドロキシエチル)チオ尿素、エチレンチオ尿素が挙げられる。
 3置換チオ尿素として、トリメチルチオ尿素が挙げられ、4置換チオ尿素として、テトラメチルチオ尿素、1,1,3,3-テトラエチルチオ尿素が挙げられる。
 上記化合物の中では、層間充填構成の画像表示装置に用いた時に、高温環境下での透過率の低下が少なく、且つ偏光度の低下が少ない点で、尿素誘導体またはチオ尿素誘導体が好ましく、尿素誘導体がより好ましい。尿素誘導体の中でも、1置換尿素または2置換尿素であることが好ましく、1置換尿素であることがより好ましい。2置換尿素には1,1-置換尿素と1,3-置換尿素があるが、1,3-置換尿素がより好ましい。
 なお、本発明では、尿素、尿素誘導体、チオ尿素及びチオ尿素誘導体を尿素系化合物という。
[接着剤]
 偏光フィルムに保護フィルムを貼合するための接着剤は、任意の適切な接着剤を用いることができる。具体的には、接着剤としては、水系接着剤、溶剤系接着剤、活性エネルギー線硬化型などを用いることができるが、水系接着剤であることが好ましい。
 偏光フィルムに尿素系化合物を含有させ、更に接着剤にも尿素系化合物を含有させることも好ましい態様の一つである。この場合、偏光フィルムに含有させる尿素系化合物と接着剤に含有させる尿素系化合物は同じであっても構わないし、異なっていても構わない。
 上記接着剤の塗布時の厚みは、任意の適切な値に設定され得る。例えば、硬化後または加熱(乾燥)後に、所望の厚みを有する接着剤層が得られるように設定する。接着剤層の厚みは、好ましくは0.01μm~7μmであり、より好ましくは0.01μm~5μmであり、さらに好ましくは0.01μm~2μmであり、最も好ましくは0.01μm~1μmである。
(水系接着剤)
 また、上記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。中でも、PVA系樹脂を含む水系接着剤(PVA系接着剤)が好ましく用いられる。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。平均鹸化度は、接着性の点から、好ましくは85モル%~100モル%程度であり、さらに好ましくは90モル%~100モル%である。
 上記水系接着剤に含まれるPVA系樹脂としては、アセトアセチル基を含有するものが好ましく、その理由は、PVA系樹脂層と保護フィルムとの密着性に優れ、耐久性に優れているからである。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%~20モル%程度である。
 上記水系接着剤の樹脂濃度は、好ましくは0.1重量%~15重量%であり、さらに好ましくは0.5重量%~10重量%である。
(架橋剤、溶剤)
 本発明で好ましく用いることが出来る水溶性PVA系接着剤は上記のPVA系樹脂の他に必要に応じて架橋剤を含有させることもできる。架橋剤としては公知の架橋剤を用いることができる。例えば、水溶性エポキシ化合物、ジアルデヒド、イソシアネートなどが挙げられる。
 PVA系樹脂がアセトアセチル基含有PVA系樹脂である場合は、架橋剤としてグリオキサール、グリオキシル酸塩、メチロールメラミンのうちの何れかであることが好ましく、グリオキサール、又はグリオキシル酸塩であることが好ましく、グリオキサールであることが特に好ましい。
 また、本発明の水溶性PVA系接着剤は有機溶剤を含有していても構わない。その場合、水と混和性を有する点でアルコール類が好ましく、アルコール類の中でもメタノールまたはエタノールであることがより好ましい。
(活性エネルギー線硬化型接着剤)
 上記活性エネルギー線硬化型接着剤としては、活性エネルギー線の照射によって硬化し得る接着剤であれば、任意の適切な接着剤が用いられ得る。活性エネルギー線硬化型接着剤としては、例えば、紫外線硬化型接着剤、電子線硬化型接着剤等が挙げられる。活性エネルギー線硬化型接着剤の硬化型の具体例としては、ラジカル硬化型、カチオン硬化型、アニオン硬化型、これらの組み合わせ(例えば、ラジカル硬化型とカチオン硬化型のハイブリッド)が挙げられる。
 上記活性エネルギー線硬化型接着剤としては、例えば、硬化成分として(メタ)アクリレート基や(メタ)アクリルアミド基などのラジカル重合性基を有する化合物(例えば、モノマーおよび/またはオリゴマー)を含有する接着剤が挙げられる。
上記活性エネルギー線硬化型接着剤およびその硬化方法の具体例は、例えば、特開2012-144690号公報に記載されている。
[透明保護フィルム]
 本発明において用いられる透明保護フィルム(以降、単に「保護フィルム」とも称す。)は、偏光フィルムの少なくとも片面側に接着剤層を介して貼り合わされることが好ましい。この透明保護フィルムは偏光フィルムの片面又は両面に貼り合わされるが、両面に貼り合わされていることがより好ましい。本発明では偏光フィルムの少なくとも片面側に保護フィルムを有するものを偏光板ともいう。
 保護フィルムは、同時に他の光学的機能を有していてもよく、更に他の層が積層された積層構造に形成されていてもよい。
 この時の保護フィルムの膜厚は光学特性の観点から薄いものが好ましいが、薄すぎると強度が低下し加工性に劣るものとなる。適切な膜厚としては、5~100μmであり、好ましくは10~80μm、より好ましくは15~70μmである。
 保護フィルムは、セルロースアシレート系樹脂フィルム、ポリカーボネート系樹脂からなるフィルム、ノルボルネンなどシクロオレフィン系樹脂からなるフィルム、(メタ)アクリル系重合体フィルム、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル系樹脂フィルムなどのフィルムを用いることができる。
 偏光フィルムの両面に保護フィルムを有する構成の場合、PVA系接着剤などの水系接着剤を用いて貼合する場合は透湿度の点で少なくとも片側の保護フィルムはセルロースアシレート系フィルムまたは(メタ)アクリル系重合体フィルムの何れかであることが好ましく、中でもセルロースアシレートフィルムが好ましい。
 少なくとも一方の保護フィルムとしては、視野角補償などの目的で位相差機能を備えていてもよく、その場合、フィルム自身が位相差機能を有していてもよく、位相差層を別に有していてもよく、両者の組み合わせであってもよい。
 なお、位相差機能を備えるフィルムは接着剤を介して、直接偏光フィルムに貼合される構成について説明したが、偏光フィルムに貼合された別の保護フィルムを介して粘着剤または接着剤を介して貼合された構成であっても構わない。
[画像表示装置の構成]
 本発明の偏光板、すなわち、尿素系化合物を含有する偏光フィルムの少なくとも片面側に接着剤層を介して透明保護フィルムが貼り合わされた偏光板は、液晶表示装置や有機EL表示装置等の各種画像表示装置に用いられる。特に、本発明の偏光板は、画像表示装置の視認側に前面板やタッチパネル等の透明部材が配置され、画像表示パネルと透明部材とが粘着剤層等により貼り合わせられた層間充填構成を有する画像表示装置に好適に用いられる。
(画像表示セル)
 画像表示セルとしては、液晶セルや有機ELセルが挙げられる。液晶セルとしては、外光を利用する反射型液晶セル、バックライト等の光源からの光を利用する透過型液晶セル、外部からの光と光源からの光の両者を利用する半透過半反射型液晶セルのいずれを用いてもよい。液晶セルが光源からの光を利用するものである場合、画像表示装置(液晶表示装置)は、画像表示セル(液晶セル)の視認側と反対側にも偏光板が配置され、さらに光源が配置される。光源側の偏光板と液晶セルとは、適宜の粘着剤層を介して貼り合せられていることが好ましい。液晶セルの駆動方式としては、例えばVAモード、IPSモード、TNモード、STNモードやベンド配向(π型)等の任意なタイプのものを用いうる。
 有機ELセルとしては、透明基板上に透明電極と有機発光層と金属電極とを順に積層して発光体(有機エレクトロルミネセンス発光体)を形成したもの等が好適に用いられる。有機発光層は、種々の有機薄膜の積層体であり、例えば、トリフェニルアミン誘導体等からなる正孔注入層と、アントラセン等の蛍光性の有機固体からなる発光層との積層体や、これらの発光層とペリレン誘導体等からなる電子注入層の積層体、あるいは正孔注入層、発光層、および電子注入層の積層体等、種々の層構成が採用され得る。
(画像表示セルと偏光板の貼り合せ)
画像表示セルと偏光板との貼り合せには、粘着剤層(粘着シート)が好適に用いられる。中でも、偏光板の一方の面に粘着剤層が付設された粘着剤層付き偏光板を画像表示セルと貼り合わせる方法が、作業性等の観点から好ましい。偏光板への粘着剤層の付設は、適宜な方式で行いうる。その例としては、例えば、トルエンや酢酸エチル等の適宜な溶剤の単独物または混合物からなる溶剤にベースポリマーまたはその組成物を溶解あるいは分散させた10~40重量%程度の粘着剤溶液を調製し、それを流延方式や塗工方式等の適宜な展開方式で偏光板上に直接付設する方式、あるいは前記に準じセパレータ上に粘着剤層を形成してそれを偏光板に移着する方式などが挙げられる。
(粘着剤層)
 粘着剤層については、特開2018-025765号公報の段落[0103]~[0143]に記載されており、本発明ではこれらの粘着剤を用いることができる。
(前面透明部材)
 画像表示セルの視認側に配置される前面透明部材としては、前面板(ウインドウ層)やタッチパネル等が挙げられる。前面板としては、適宜の機械強度および厚みを有する透明板が用いられる。このような透明板としては、例えばアクリル系樹脂やポリカーボネート系樹脂のような透明樹脂板、あるいはガラス板等が用いられる。透明板の視認側には反射防止層などの機能層が積層されていても構わない。また、透明板が透明樹脂板の場合は、物理強度を上げるためにハードコート層や、透湿度を下げるために低透湿層が積層されていても構わない。
 タッチパネルとしては、抵抗膜方式、静電容量方式、光学方式、超音波方式等の各種タッチパネルや、タッチセンサー機能を備えるガラス板や透明樹脂板等が用いられる。前面透明部材として静電容量方式のタッチパネルが用いられる場合、タッチパネルよりもさらに視認側に、ガラスや透明樹脂板からなる前面板が設けられることが好ましい。
(偏光板と前面透明部材の貼り合せ)
 偏光板と前面透明部材との貼り合せには、粘着剤またはUV硬化型の接着剤が好適に用いられる。粘着剤が用いられる場合、粘着剤の付設は適宜な方式で行い得る。具体的な付設方法としては、例えば、前述の画像表示セルと偏光板の貼り合せで用いた粘着剤層の付設方法が挙げられる。
 UV硬化型の接着剤を用いる場合、硬化前の接着剤溶液の広がりを防止する目的で、画像表示パネル上の周縁部を囲むようにダム材が設けられ、ダム材上に前面透明部材を載置して、接着剤溶液を注入する方法が好適に用いられる。接着剤溶液の注入後は、必要に応じて位置合わせおよび脱泡が行われた後、UV光が照射されて硬化が行われる。
 以上、偏光フィルムの製造方法、構成部材等で説明したように、偏光フィルムに尿素系化合物を含有させる方法としては、尿素系化合物を含有した処理浴にフィルムを浸漬させ、処理する方法を好ましく用いることができるが、前述のとおり、噴霧、流下、滴下等の方法による塗布処理も採用することができる。それらの方法では、ヨウ素が吸着配向された延伸ポリビニルアルコール系樹脂フィルムからなる偏光フィルムの少なくとも一方の面に、尿素、尿素誘導体、チオ尿素及びチオ尿素誘導体から選ばれる少なくとも1種を含有する溶液を上記のいずれかの方法により塗布した後、この塗布液を乾燥することにより製造することもできる。
 このような方法として、尿素化合物を含有しない偏光フィルムを作製し、乾燥工程を経た後に上記の何れかの方法により尿素系化合物を塗布することも好ましい態様として挙げられる。
(尿素系化合物含有塗布液)
 本発明の尿素系化合物含有塗布液の溶媒は水、有機溶媒または、それらの混合液であることが好ましく、水または水とアルコールの混合溶媒の何れかであることがより好ましい。また、水とアルコールの混合溶媒である場合、アルコールがメタノールまたはエタノールの何れかであることが好ましい。
 尿素系化合物は前記の尿素系化合物を好ましく使用することができるが、乾燥後に尿素系化合物が偏光フィルムの表面に析出し難い点で、尿素系化合物は水溶性であることが好ましい。
 また、必要に応じて、塗布液に界面活性剤などを含有させても構わない。
 以下、実施例に基づいて本発明を具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、試薬、物質量とその割合、操作等は本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。従って、本発明は以下の実施例に限定され制限されるものではない。
(比較例1:尿素系化合物未処理偏光フィルムの作製)
 図1に示す製造装置を用いて、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムから比較例1の偏光フィルムを製造した。具体的には、厚み60μmの長尺のポリビニルアルコール(PVA)原反フィルム〔(株)クラレ製の商品名「クラレビニロンVF-PE#6000」、平均重合度2400、ケン化度99.9モル%以上〕をロールから巻き出しながら連続的に搬送し、30℃の純水からなる膨潤浴に滞留時間89秒で浸漬させた(膨潤工程)。その後、膨潤浴から引き出したフィルムを、ヨウ化カリウム/ホウ酸/水が2/0.3/100(重量比)であるヨウ素を含む30℃の染色浴に滞留時間156秒で浸漬させた(染色工程)。次いで、染色浴から引き出したフィルムを、ヨウ化カリウム/ホウ酸/水が12/4/100(重量比)である56℃の第1架橋浴に滞留時間67秒で浸漬させ、続いて、ヨウ化カリウム/ホウ酸/水が9/3/100(重量比)である40℃の第2架橋浴に滞留時間11秒で浸漬させた(架橋工程)。染色工程及び架橋工程において、浴中でのロール間延伸により縦一軸延伸を行った。原反フィルムを基準とする総延伸倍率は5.69倍とした。
 次に、第2架橋浴17bから引き出し、ニップロール53bを通過したフィルムを5℃の純水からなる洗浄浴19に滞留時間3秒で浸漬させた(洗浄工程)。その後、高湿処理部21内で、温度75℃、絶対湿度147g/cm、相対湿度61%として、滞留時間60秒でフィルムを高湿環境下に晒した。このとき、併せて1.14倍の一軸延伸処理を行った。最後に、フィルムを乾燥炉内で、温度30℃、絶対湿度10g/cm、滞留時間120秒でフィルムを乾燥させる乾燥工程を経て偏光フィルム12を得た。得られた偏光フィルムの厚みは23μmであった。
(実施例1~11:偏光フィルムの作製)
 第2架橋浴に尿素系化合物を表1に示す値を添加した以外は同様にして、偏光フィルム1~11を得た。得られた偏光フィルムは、表1に示された尿素系化合物をそれぞれ含有していた。得られた偏光フィルムの厚みは23μmであった。
 上記で使用した、尿素、メチル尿素、エチル尿素、1,3-ジメチル尿素、テトラメチル尿素、フェニル尿素、チオ尿素、メチルチオ尿素は、何れも東京化成工業株式会社の試薬を使用した。
(PVA系接着剤1の調製)
 アセトアセチル基を含有する変性PVA系樹脂(三菱ケミカル(株)製:ゴーセネックスZ-410)50gを950gの純水に溶解し、90℃で2時間加熱後常温に冷却し、PVA溶液Aを得た。
 次いで、夫々の化合物が下記の濃度になるように前記PVA溶液A、マレイン酸、グリオキサール、純水を配合しPVA系接着剤1を調製した。
     PVA濃度     3.0 重量%
     マレイン酸     0.5 重量%
     グリオキサール   0.15重量%
(セルロースアシレートフィルムの鹸化)
 市販のセルロースアシレートフィルムTD40(富士フイルム(株)製:膜厚40μm)を、55℃に保った1.5mol/LのNaOH水溶液(鹸化液)に2分間浸漬した後、フィルムを水洗し、その後、25℃の0.05mol/Lの硫酸水溶液に30秒浸漬した後、更に水洗浴を30秒流水下に通して、フィルムを中性の状態にした。そして、エアナイフによる水切りを3回繰り返し、水を落とした後に70℃の乾燥ゾーンに15秒間滞留させて乾燥し、鹸化処理したフィルムを作製した。
(偏光板1の作製)
 偏光フィルム1の両面に、上記で作製した鹸化処理したセルロースアシレートフィルムを、PVA系接着剤1を介し、乾燥後の接着剤層の厚みが両面共、100nmになるように調整し、ロール貼合機を用いて貼合した後に60℃で10分間乾燥し、両面セルロースアシレートフィルム付き偏光板1を得た。
(偏光板2~12の作製)
 偏光フィルム1を偏光フィルム2~12に代えた以外は偏光板1と同様に偏光板2~12を作製した。
(積層体1の作製)
 特開2018-025765号公報の実施例を参考に、上記で作製した偏光板1の両面にアクリル系粘着剤(製造元:リンテック(株)、品番:#7)を塗布することにより、両面に、厚みが25μmの粘着剤層を有する光学積層体1を作製した。
(積層体2~12の作製)
光学積層体1と同様にして偏光板1を偏光板2~12に代えた以外は同様にして光学積層体2~12を作製した。
(積層体13の作製)
光学積層体12に対して粘着剤層を片面にのみ積層した以外は光学積層体12と同様にして光学積層体13を作製した。
(積層体の評価)
 特開2014-102353号公報と特開2018-025765号公報の実施例を参考に、上記で作製した積層体を評価した。尚、高温耐久試験は、95℃と105℃で行い、95℃では1000時間まで高温耐久試験を行ったが、尿素系化合物を含有しない偏光フィルム12を用いた比較例1以外は透過率低下が見られなかった。表1には105℃の高温耐久性試験の結果のみを示した。
 比較例1の試験結果では105℃×100時間の着色は95℃×1000時間の結果とほぼ一致した。
[高温耐久試験後の単体透過率評価(105℃)]
 上記で作製した光学積層体1~12を、それぞれ、50mm×100mmの大きさに裁断して、第一粘着剤層および第二粘着剤層それぞれの表面を無アルカリガラス〔商品名“EAGLE XG”、コーニング社製〕に貼合することによって、評価サンプルを作製した。また、光学積層体13を、50mm×100mmの大きさに裁断して、第一粘着剤層の表面を無アルカリガラス〔商品名“EAGLE XG”、コーニング社製〕に貼合することによって、評価サンプルを作製した。尚、これらのサンプルを作製する時、ガラス板貼合前に水分量を調整するための加熱処理は行わなかった。
 この評価サンプルに、温度50℃、圧力5kgf/cm(490.3kPa)で1時間オートクレーブ処理を施した後、温度23℃、相対湿度55%の環境下で24時間放置した。その後、透過率を測定し(初期値)、温度105℃の加熱環境下に保管し、100~200時間まで50時間おきに透過率を測定した。初期値に対し透過率低下が5%以上に達した時間を基に以下の基準で評価を行った。得られた結果を表1に示す。
 尚、光学積層体13を含む評価サンプルは、片側にのみ無アルカリガラスが積層されている構造であるため、透過率は低下せず、評価結果はAであった。
 200時間後に透過率の低下が5%以下のもの       :A
 150~200時間後に透過率の低下が5%以上に達したもの:B
 100~150時間後に透過率の低下が5%以上に達したもの:C
 100時間後に透過率の低下が5%以上のもの       :D
[高温耐久試験後のクロス抜けの評価]
 光学積層体13を、30mm×30mmの大きさに裁断して、第一粘着剤層の表面を無アルカリガラス〔商品名“EAGLE XG”、コーニング社製〕に貼合し、クロス評価用サンプル20を作製した。
 高温耐久後の単体透過率評価サンプルを100時間後の評価を行った後に、上記光学積層体とサンプル20でクロスニコル状態の光抜け(以降、単に「クロス抜け」とも称す。)を目視で、以下の基準に従って評価した。
 クロス抜けが全く見られないもの       :◎
 クロス抜けが殆ど見られないもの       :○
 クロス抜けが僅かに見られるもの       :△
 クロス抜けがはっきり見られるもの      :×
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 表1の尿素系化合物の添加量について説明する。
 第2架橋浴に添加される尿素系化合物の濃度は、0.0001~0.1重量%であることが好ましく、0.0005~0.05重量%であることがより好ましく、0.001~0.03重量%であることが更に好ましい。
 本発明では、何れの尿素系化合物も、その濃度が高い程、高温耐久試験後の単体透過率変化が小さく、逆に、高温耐久試験後のクロス抜けは、その濃度が低いほど小さい傾向を示す。
 実施例に記載した尿素系化合物は、何れの化合物も、高温耐久試験後の単体透過率変化がB以上で、同時にクロス抜けが△以上の効果を示し、両方の性能において優れた効果を有している。
 但し、上記化合物の配合量については、個々の化合物によって、好ましい性能、すなわち、単体透過率変化がB以上で、同時にクロス抜けが△以上の性能を示す濃度範囲が厳密には異なるが、いずれの化合物もその濃度は、前記好ましい濃度の範囲に適正範囲を有している。
 表1に記載の濃度は、各尿素系化合物において、単体透過率が評価Aとなる最小濃度の値を示している。さらに、尿素、チオ尿素については、評価Aとなる最小濃度から濃度を徐々に減らし、クロス抜けが△から○となる濃度の値も示す(その時の単体透過率変化はBだった。)。また、メチル尿素については、評価Aとなる最小濃度から濃度を徐々に減らし、クロス抜けが○から◎となる濃度の結果も示す(その時の単体透過率変化はBだった。)。
 表1に示す結果から以下のことが明らかである。
1.尿素系化合物を含有する偏光フィルムを用いた、本発明の偏光板は層間充填構成の画像表示装置に用いられた場合においても、高温環境下で長時間さらされた場合でも単体透過率の低下を抑止できる。
2.特に、尿素またはチオ尿素を用いたものに対し尿素誘導体またはチオ尿素誘導体を用いたものは単体透過率の低下がないことに加え、クロス抜けもなく、特に良好である。
3.尿素系化合物を2種類含有する偏光フィルムを用いたものも、高温環境下で長時間さらされた場合でも単体透過率の低下を抑止でき、本発明の好ましい態様の一つである。
 次に尿素化合物を偏光フィルムと接着剤に含む態様の例を示すが、この態様においても以下の例に限定され制限されるものではない。
(接着剤用PVA溶液の調製)
 アセトアセチル基を含有する変性PVA系樹脂(三菱ケミカル(株)製:ゴーセネックスZ-410)50gを950gの純水に溶解し、90℃で2時間加熱後常温に冷却し、接着剤用PVA溶液を得た。
(メチル尿素溶液の調製)
 純水90gにメチル尿素10gを添加し、メチル尿素10重量%水溶液を得た。
(PVA系接着剤2の調製)
 上記で調製した、接着剤用PVA溶液、純水、メタノールを、PVA濃度3.0%、メタノール濃度20%、メチル尿素濃度0.0%(メチル尿素溶液の添加なし)になるように配合し、偏光板用接着剤2を得た。
(PVA系接着剤3の調製)
 上記で調製した、接着剤用PVA溶液、メチル尿素溶液、純水、メタノールを、PVA濃度3.0%、メタノール濃度20%、メチル尿素濃度0.2%になるように配合し、偏光板用接着剤3を得た。
(偏光板21、22の作製)
 偏光板3に対し、PVA系接着剤1を夫々、PVA系接着剤2、PVA系接着剤3に代えた以外は同様にして偏光板21と偏光板22を得た。
(偏光板23の作製)
偏光板12に対し、PVA系接着剤1をPVA系接着剤2に代えた以外は同様にして偏光板23を得た。
 光学積層体1に対し、偏光板1を夫々、偏光板21~23に代えた以外は同様にして、光学積層体21~23を得た。これらの試料を光学積層体1と同様に評価し、得られた結果を表2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 表2に示す結果から以下のことが明らかである。
1.偏光フィルムと接着剤に尿素系化合物を含有する本発明の偏光板は層間充填構成の画像表示装置に用いられた場合においても、高温環境下で長時間さらされた場合でも単体透過率の低下を抑止できる。
 更に他の態様の例を示す。この態様は、最初に尿素系化合物を含有しない偏光フィルムを作製し、乾燥工程を経た後に、尿素系化合物を含有する塗布液を塗布する態様である。この態様においても、以下の例に限定され制限されるものではない。
 塗布液としてメチル尿素の0.5%溶液を調製した。上記で作製した偏光フィルム12の片面にバーコータを用いてメチル尿素の0.5%溶液を、ウェット塗布量が10μmになるように塗布し60℃で5分乾燥し偏光フィルム31を得た。得られた偏光フィルム31は、メチル尿素を含有していた。
 比較例として、上記で作製した偏光素子の片面にバーコータを用いて純水を、ウェット塗布量が10μmになるように塗布し60℃で5分乾燥し偏光フィルム32を得た。
 偏光板1に対し、偏光フィルム1を夫々、偏光フィルム31、偏光フィルム32に代えた以外は同様にして偏光板31と偏光板32を得た。
 光学積層体1に対し、偏光板1を夫々、偏光板31、偏光板32に代えた以外は同様にして、光学積層体31と光学積層体32を得た。これらの試料を光学積層体1と同様に評価し、得られた結果を表3に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 表3に示す結果から以下のことが明らかである。
1.偏光フィルムの少なくとも一方の面に尿素系化合物を含有する溶液を塗布、乾燥して作製した偏光フィルムを有する、本発明の偏光板は層間充填構成の画像表示装置に用いられた場合においても、高温環境下で長時間さらされた場合でも単体透過率の低下を抑止できる。
10 ポリビニルアルコール系樹脂からなる原反フィルム、11 原反ロール、13 膨潤浴、15 染色浴、17a 第1架橋浴、17b 第2架橋浴、19 洗浄浴、21 乾燥部、23 偏光フィルム、30~48,60,61 ガイドロール、50~52,53a,53b,54,55 ニップロール。

Claims (11)

  1.  ヨウ素を吸着配向させてなるポリビニルアルコール系樹脂偏光フィルム、及び
    前記偏光フィルムの少なくとも一方の面に形成された保護フィルムを有する偏光板であって、
     前記偏光フィルムが、尿素、尿素誘導体、チオ尿素及びチオ尿素誘導体からなる群から選ばれる少なくとも一種の尿素系化合物を含有することを特徴とする偏光板。
  2.  前記尿素系化合物が、尿素誘導体及び/又はチオ尿素誘導体であることを特徴とする請求項1に記載の偏光板。
  3.  前記偏光板が、層間充填構成を有する画像表示装置に用いられるものであることを特徴とする請求項1又は2に記載の偏光板。
  4.  保護フィルムを有する偏光板を製造する方法であって、
    ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを、尿素、尿素誘導体、チオ尿素及びチオ尿素誘導体からなる群から選ばれる少なくとも一種の尿素系化合物を含有する溶液と接触処理する工程
    を含むことを特徴とする偏光板の製造方法。
  5.  前記尿素系化合物が、尿素誘導体及び/又はチオ尿素誘導体であることを特徴とする請求項4に記載の偏光板の製造方法。
  6.  前記接触処理する工程が、染色処理する工程の後に行われることを特徴とする請求項4又は5に記載の偏光板の製造方法。
  7.  前記接触処理する工程が、前記ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを、前記尿素系化合物を含有する溶液中に浸漬する工程を含むことを特徴とする請求項4~6のいずれかに記載の偏光板の製造方法。
  8.  前記接触処理する工程が、前記ポリビニルアルコール系樹脂フィルムに前記尿素系化合物を含有する溶液を塗布する工程を含むことを特徴とする請求項4~6のいずれかに記載の偏光板の製造方法。
  9.  請求項1~3のいずれかに記載の偏光板が画像表示セルの視認側表面に粘着剤層を介して貼り合わされている画像表示パネル、及び
    前記画像表示パネルの視認側偏光板面に粘着剤層を介して貼り合わされた透明部材、
    を有することを特徴とする画像表示装置。
  10.  前記透明部材が、ガラス板または透明樹脂板であることを特徴とする請求項9に記載の画像表示装置。
  11.  前記透明部材が、タッチパネルであることを特徴とする請求項9に記載の画像表示装置。
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