JP6138755B2 - 偏光板 - Google Patents

Description

本発明は、偏光板に関する。

液晶表示装置等の画像表示装置には、偏光膜を含む偏光板が使用されている。この偏光膜を得る方法として、樹脂基材上にコート法によってポリビニルアルコール系樹脂層を形成し、この積層体を延伸・染色する方法が提案されている（例えば、特許文献１）。このような方法によれば、厚みの薄い偏光膜が得られるため、例えば、画像表示装置の薄型化に寄与し得るとして注目されている。しかし、樹脂基材を用いると、製造プロセスにおいて制約を受けやすく、得られる偏光膜の品質（例えば、外観、偏光特性、延伸性）が不十分になりやすいという問題がある。また、コスト面にも問題がある。

特開２０００−３３８３２９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、品質に優れ、製造効率・コスト面にも優れた偏光板を提供することにある。

本発明の偏光板は、厚み３０μｍ以下のポリビニルアルコール系フィルムの片側に、吸水率が０．２％以上３．０％以下で、ガラス転移温度が６０℃以上樹脂基材を重ねて得られた積層体に、染色処理および少なくともホウ酸水溶液中での水中延伸を含む延伸処理を施すことにより得られる。上記ポリビニルアルコール系フィルムは偏光膜として機能し、上記樹脂基材はこの偏光膜の保護フィルムとして機能する。
１つの実施形態においては、上記樹脂基材の構成材料はポリエチレンテレフタレート系樹脂である。
１つの実施形態においては、上記ポリビニルアルコール系フィルムと上記樹脂基材とは水系接着剤を介して重ねられる。
１つの実施形態においては、上記水系接着剤はポリビニルアルコール系樹脂を含む。
１つの実施形態においては、上記ポリビニルアルコール系樹脂はアセトアセチル基を含有する。
１つの実施形態においては、上記偏光膜の厚みは１０μｍ以下である。
１つの実施形態においては、上記保護フィルムのヘイズは１％以下である。
１つの実施形態においては、上記保護フィルムの結晶化度は１５％以上である。
１つの実施形態においては、上記延伸処理は、空中延伸とホウ酸水溶液中での水中延伸とを含む。
１つの実施形態においては、上記偏光板は、上記延伸処理後に、上記樹脂基材に結晶化処理を施すことにより得られる。
１つの実施形態においては、上記結晶化処理は、熱ロールにより施される。
１つの実施形態においては、上記熱ロールの温度は８０℃以上である。

本発明によれば、ポリビニルアルコール系フィルムの片側に樹脂基材を重ねて積層体を作製することにより、上述のような、ポリビニルアルコール系樹脂層の形成を考慮せずに樹脂基材を選択することができる。その結果、例えば、偏光膜とするための処理（例えば、水中延伸）に適した樹脂基材を用いて偏光特性に優れた偏光膜を製造することができる。その上、ポリビニルアルコール系樹脂層の形成に伴う樹脂基材の変形がないので、表面均一性に優れた積層体を作製することができる。このような積層体に各種処理を施すことで、外観に優れた偏光膜を製造することができる。また、特定の吸水率およびガラス転移温度を満足する樹脂基材を用いることにより、耐久性に優れた偏光板を得ることができる。具体的には、積層体に各種処理を施した後に、樹脂基材を偏光膜から剥離することなく保護フィルムとして用いることができる。その結果、偏光板を低コストで製造することができる。

本発明の１つの実施形態による偏光板の概略断面図である。 結晶化処理の一例を示す概略図である。

以下、本発明の１つ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。

図１は、本発明の１つの実施形態による偏光板の概略断面図である。偏光板１００は、偏光膜１０と、偏光膜１０の片側に配置された第１の保護フィルム２１と、偏光膜１０のもう片側に配置された第２の保護フィルム２２とを有する。

上記偏光膜は、実質的には、二色性物質が吸着配向されたポリビニルアルコール（以下、「ＰＶＡ」と称する場合がある）系樹脂膜である。偏光膜の厚みは、好ましくは１０μｍ以下、より好ましくは８μｍ以下、さらに好ましくは７μｍ以下、特に好ましくは５μｍ以下である。一方、偏光膜の厚みは、好ましくは１．０μｍ以上、より好ましくは２．０μｍ以上である。

偏光膜は、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。偏光膜の単体透過率は、好ましくは４０．０％以上、より好ましくは４２．０％以上、さらに好ましくは４２．５％以上、特に好ましくは４３．０％以上である。偏光膜の偏光度は、好ましくは９９．８％以上、より好ましくは９９．９％以上、さらに好ましくは９９．９５％以上である。

上記偏光板は、ポリビニルアルコール系フィルムの片側に樹脂基材を重ねて得られた積層体に、染色処理および延伸処理を施すことにより得られる。

上記ＰＶＡ系フィルムを構成するＰＶＡ系樹脂としては、任意の適切な樹脂が採用され得る。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％〜１００モル％であり、好ましくは９５．０モル％以上、さらに好ましくは９９．０モル％以上、特に好ましくは９９．９３モル％以上である。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膜が得られ得る。

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１２００〜６０００、さらに好ましくは２０００〜５０００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。

ＰＶＡ系フィルムの厚みは、好ましくは３０μｍ以下、さらに好ましくは２５μｍ以下、特に好ましくは２０μｍ以下である。一方、ＰＶＡ系フィルムの厚みは、好ましくは３μｍ以上、さらに好ましくは５μｍ以上である。延伸の際に破断する等の不具合を防止できるからである。

上記樹脂基材の構成材料としては、任意の適切な材料が採用され得る。例えば、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、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、（メタ）アクリル系樹脂、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が挙げられる。好ましくは、ポリエチレンテレフタレート系樹脂が用いられる。中でも、非晶質のポリエチレンテレフタレート系樹脂が好ましく用いられる。非晶質のポリエチレンテレフタレート系樹脂の具体例としては、ジカルボン酸としてイソフタル酸をさらに含む共重合体や、グリコールとしてシクロヘキサンジメタノールをさらに含む共重合体が挙げられる。

樹脂基材のガラス転移温度（Ｔｇ）は、好ましくは６０℃以上である。このような樹脂基材を用いることにより、耐久性に優れた偏光板を得ることができる。一方、樹脂基材のガラス転移温度は、好ましくは１００℃以下、さらに好ましくは８０℃以下である。このような樹脂基材を用いることにより、後述する積層体の延伸において、ＰＶＡ系フィルムの結晶化を抑制しながら、延伸性（特に、水中延伸における）を十分に確保することができる。その結果、優れた偏光特性を有する偏光膜を製造することができる。なお、ガラス転移温度（Ｔｇ）は、ＪＩＳ Ｋ ７１２１に準じて求められる値である。

樹脂基材の吸水率は、好ましくは３．０％以下、さらに好ましくは１．０％以下である。このような樹脂基材を用いることにより、耐久性に優れた偏光板を得ることができる。また、製造時に樹脂基材の寸法安定性が著しく低下して、得られる偏光膜の外観が悪化するなどの不具合を防止することができる。さらに、水中延伸時に破断したり、樹脂基材からＰＶＡ系フィルムが剥離したりするのを防止することができる。一方、樹脂基材の吸水率は、好ましくは０．２％以上であり、さらに好ましくは０．３％以上である。このような樹脂基材は水を吸収し、水が可塑剤的な働きをして可塑化し得る。その結果、延伸応力を大幅に低下させることができ、延伸性に優れ得る。なお、吸水率は、ＪＩＳ Ｋ ７２０９に準じて求められる値である。

樹脂基材の厚みは、好ましくは２０μｍ〜３００μｍ、さらに好ましくは５０μｍ〜２００μｍである。樹脂基材表面には、表面改質処理（例えば、コロナ処理等）が施されていてもよいし、易接着層が形成されていてもよい。このような処理によれば、樹脂基材とＰＶＡ系フィルムとの密着性に優れた積層体が得られ得る。

上記積層体は、ＰＶＡ系フィルムの片側に樹脂基材を重ねて得られる。好ましくは、ＰＶＡ系フィルムと樹脂基材とは接着剤層を介して重ねられる。接着剤層を形成する接着剤としては、任意の適切な接着剤が用いられる。具体的には、水系接着剤であってもよいし、溶剤系接着剤であってもよい。好ましくは、水系接着剤が用いられる。

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。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１００〜５０００程度、さらに好ましくは１０００〜４０００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。偏光膜と保護フィルムとの密着性および耐久性に極めて優れた偏光板が得られ得るからである。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。

１つの実施形態においては、樹脂基材の表面に接着剤を塗布してＰＶＡ系フィルムを貼り合わせる。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、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される。加熱温度は、例えば５０℃〜１２０℃である。加熱時間は、例えば３分〜１０分である。得られる接着剤層の厚みは、好ましくは１０ｎｍ〜３００ｎｍ、さらに好ましくは１０ｎｍ〜２００ｎｍ、特に好ましくは２０ｎｍ〜１５０ｎｍである。

ＰＶＡ系フィルムと樹脂基材との接着強度は、好ましくは０．５Ｎ／１５ｍｍ以上、さらに好ましくは１．０Ｎ／１５ｍｍ以上である。このような接着強度によれば、偏光膜と保護フィルムとの密着性に極めて優れた偏光板が得られ得る。一方、ＰＶＡ系フィルムと樹脂基材との接着強度は、好ましくは１０Ｎ／１５ｍｍ以下である。なお、接着強度は、幅1５ｍｍ、長さ１００ｍｍの試験片の長さ方向の片端部を予め剥離しておき、この剥離部を掴み、９０度方向に３ｍ／ｍｉｎの速度で剥離した時の張力を測定することにより求められる。

上記積層体の形状は、ＰＶＡ系フィルムの形状に対応し得る。例えば、ＰＶＡ系フィルムが長尺状である場合、積層体は長尺状とされる。この場合、ＰＶＡ系フィルムと樹脂基材とは、互いの長手方向を揃えるようにして重ねられていることが好ましい。１つの実施形態においては、長尺状の積層体において、樹脂基材の幅はＰＶＡ系フィルムの幅よりも大きく設定される。この場合、ＰＶＡ系フィルムの両幅方向外方に樹脂基材が延出するように重ねられていることが好ましい。積層体の幅は、任意の適切な値に設定され得る。代表的には５００ｍｍ以上５０００ｍｍ以下であり、好ましくは２０００ｍｍ以上４０００ｍｍ以下である。

（染色処理）
上記染色処理は、代表的には、ＰＶＡ系フィルムを二色性物質で染色することにより行う。好ましくは、ＰＶＡ系フィルムに二色性物質を吸着させることにより行う。当該吸着方法としては、例えば、二色性物質を含む染色液にＰＶＡ系フィルム（積層体）を浸漬させる方法、ＰＶＡ系フィルムに当該染色液を塗工する方法、当該染色液をＰＶＡ系フィルムに噴霧する方法等が挙げられる。好ましくは、染色液に積層体を浸漬させる方法である。二色性物質が良好に吸着し得るからである。

上記二色性物質としては、例えば、ヨウ素、有機染料が挙げられる。これらは単独で、または、二種以上組み合わせて用いることができる。二色性物質は、好ましくは、ヨウ素である。二色性物質としてヨウ素を用いる場合、上記染色液は、好ましくは、ヨウ素水溶液である。ヨウ素の配合量は、水１００重量部に対して、好ましくは０．１重量部〜０．５重量部である。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。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。これらの中でも、好ましくは、ヨウ化カリウムである。ヨウ化物の配合量は、水１００重量部に対して、好ましくは０．０２重量部〜２０重量部、より好ましくは０．１重量部〜１０重量部である。

染色液の染色時の液温は、ＰＶＡ系フィルムの溶解を抑制するため、好ましくは２０℃〜５０℃である。染色液にＰＶＡ系フィルムを浸漬させる場合、浸漬時間は、ＰＶＡ系フィルムの透過率を確保するため、好ましくは５秒〜５分である。また、染色条件（濃度、液温、浸漬時間）は、最終的に得られる偏光膜の偏光度もしくは単体透過率が所定の範囲となるように、設定することができる。１つの実施形態においては、得られる偏光膜の偏光度が９９．９８％以上となるように、浸漬時間を設定する。別の実施形態においては、得られる偏光膜の単体透過率が４０％〜４４％となるように、浸漬時間を設定する。

（延伸処理）
積層体の延伸方法としては、任意の適切な方法を採用することができる。具体的には、固定端延伸（例えば、テンター延伸機を用いる方法）でもよいし、自由端延伸（例えば、周速の異なるロール間に積層体を通して一軸延伸する方法）でもよい。また、同時二軸延伸（例えば、同時二軸延伸機を用いる方法）でもよいし、逐次二軸延伸でもよい。積層体の延伸は、一段階で行ってもよいし、多段階で行ってもよい。多段階で行う場合、後述の積層体の延伸倍率（最大延伸倍率）は、各段階の延伸倍率の積である。

延伸処理は、積層体を延伸浴に浸漬させながら行う水中延伸方式であってもよいし、空中延伸方式であってもよい。好ましくは、水中延伸処理を少なくとも１回施し、さらに好ましくは、水中延伸処理と空中延伸処理を組み合わせる。水中延伸によれば、上記樹脂基材やＰＶＡ系フィルムのガラス転移温度（代表的には、８０℃程度）よりも低い温度で延伸し得、ＰＶＡ系フィルムを、その結晶化を抑えながら、高倍率に延伸することができる。その結果、優れた偏光特性を有する偏光膜を製造することができる。また、水中延伸によれば、樹脂基材（例えば、ポリエチレンテレフタレート系樹脂基材）の配向性を向上させ得る。樹脂基材を高配向な状態にすることにより、後述する結晶化処理等の加熱処理において樹脂基材を短時間で結晶化することができる。また、後述のヘイズを良好に満足させ得る。

積層体の延伸方向としては、任意の適切な方向を選択することができる。１つの実施形態においては、長尺状の積層体の長手方向に延伸する。具体的には、積層体を長手方向に搬送し、その搬送方向（ＭＤ）である。別の実施形態においては、長尺状の積層体の幅方向に延伸する。具体的には、積層体を長手方向に搬送し、その搬送方向（ＭＤ）と直交する方向（ＴＤ）である。

積層体の延伸温度は、樹脂基材の形成材料、延伸方式等に応じて、任意の適切な値に設定することができる。空中延伸方式を採用する場合、延伸温度は、好ましくは樹脂基材のガラス転移温度（Ｔｇ）以上であり、さらに好ましくは樹脂基材のガラス転移温度（Ｔｇ）＋１０℃以上、特に好ましくはＴｇ＋１５℃以上である。一方、積層体の延伸温度は、好ましくは１７０℃以下である。このような温度で延伸することで、ＰＶＡ系樹脂の結晶化が急速に進むのを抑制して、当該結晶化による不具合（例えば、延伸によるＰＶＡ系フィルムの配向を妨げる）を抑制することができる。

延伸方式として水中延伸方式を採用する場合、延伸浴の液温は、好ましくは４０℃〜８５℃、さらに好ましくは５０℃〜８５℃、特に好ましくは６０℃〜７５℃である。このような温度であれば、ＰＶＡ系フィルムの溶解を抑制しながら高倍率に延伸することができる。具体的には、上述のように、樹脂基材のガラス転移温度（Ｔｇ）は、好ましくは６０℃以上である。この場合、延伸温度が４０℃を下回ると、水による樹脂基材の可塑化を考慮しても、良好に延伸できないおそれがある。一方、延伸浴の温度が高温になるほど、ＰＶＡ系フィルムの溶解性が高くなって、優れた偏光特性が得られないおそれがある。

水中延伸方式を採用する場合、積層体をホウ酸水溶液中に浸漬させて延伸することが好ましい（ホウ酸水中延伸）。延伸浴としてホウ酸水溶液を用いることで、ＰＶＡ系フィルムに、延伸時にかかる張力に耐える剛性と、水に溶解しない耐水性とを付与することができる。具体的には、ホウ酸は、水溶液中でテトラヒドロキシホウ酸アニオンを生成してＰＶＡ系樹脂と水素結合により架橋し得る。その結果、ＰＶＡ系フィルムに剛性と耐水性とを付与して、良好に延伸することができ、優れた偏光特性を有する偏光膜を作製することができる。

上記ホウ酸水溶液は、好ましくは、溶媒である水にホウ酸および／またはホウ酸塩を溶解させることにより得られる。ホウ酸濃度は、水１００重量部に対して、好ましくは１重量部〜１０重量部である。ホウ酸濃度を１重量部以上とすることにより、ＰＶＡ系フィルムの溶解を効果的に抑制することができ、より高特性の偏光膜を作製することができる。なお、ホウ酸またはホウ酸塩以外に、ホウ砂等のホウ素化合物、グリオキザール、グルタルアルデヒド等を溶媒に溶解して得られた水溶液も用いることができる。

好ましくは、上記延伸浴（ホウ酸水溶液）にヨウ化物を配合する。ヨウ化物を配合することにより、ＰＶＡ系フィルムに吸着させたヨウ素の溶出を抑制することができる。ヨウ化物の具体例は、上述のとおりである。ヨウ化物の濃度は、水１００重量部に対して、好ましくは０．０５重量部〜１５重量部、さらに好ましくは０．５重量部〜８重量部である。

積層体の延伸浴への浸漬時間は、好ましくは１５秒〜５分である。

積層体の延伸倍率（最大延伸倍率）は、積層体の元長に対して、好ましくは５．０倍以上である。このような高い延伸倍率は、例えば、水中延伸方式（ホウ酸水中延伸）を採用することにより、達成し得る。なお、本明細書において「最大延伸倍率」とは、積層体が破断する直前の延伸倍率をいい、別途、積層体が破断する延伸倍率を確認し、その値よりも０．２低い値をいう。

好ましくは、水中延伸処理は染色処理の後に行う。

上記ＰＶＡ系フィルムを偏光膜とするための処理としては、上記以外にも、例えば、膨潤処理、架橋処理、洗浄処理、乾燥処理が挙げられる。これらの処理は、目的に応じて適宜選択され得る。また、処理順序、処理のタイミング、処理回数等、適宜設定され得る。以下、各々の処理について説明する。

（膨潤処理）
上記膨潤処理は、代表的には、水にＰＶＡ系フィルムを浸漬させることにより行う。膨潤処理を施すことにより、例えば、染色ムラを防止することができる。膨潤浴の液温は、好ましくは２０℃〜４０℃である。好ましくは、膨潤処理は、染色処理前に行う。

（架橋処理）
上記架橋処理は、代表的には、ホウ酸水溶液にＰＶＡ系フィルムを浸漬させることにより行う。架橋処理を施すことにより、ＰＶＡ系フィルムに耐水性を付与することができる。当該ホウ酸水溶液の濃度は、水１００重量部に対して、好ましくは１重量部〜４重量部である。また、上記染色処理後に架橋処理を行う場合、さらに、ヨウ化物を配合することが好ましい。ヨウ化物を配合することにより、ＰＶＡ系フィルムに吸着させたヨウ素の溶出を抑制することができる。ヨウ化物の配合量は、水１００重量部に対して、好ましくは１重量部〜５重量部である。ヨウ化物の具体例は、上述のとおりである。架橋浴（ホウ酸水溶液）の液温は、好ましくは２０℃〜５０℃である。好ましくは、架橋処理は水中延伸の前に行う。好ましい実施形態においては、染色処理、架橋処理および水中延伸処理をこの順で行う。

（洗浄処理）
上記洗浄処理は、代表的には、ヨウ化カリウム水溶液にＰＶＡ系フィルムを浸漬させることにより行う。

（乾燥処理）
乾燥処理における乾燥温度は、好ましくは３０℃〜１００℃である。

好ましくは、樹脂基材に結晶化処理を施す。結晶化処理によれば、より耐久性に優れた偏光板を得ることができる。結晶化処理は、代表的には、樹脂基材を加熱することにより行う。この加熱は、上述の乾燥処理による加熱を含み得る。結晶化処理は、延伸処理の後に行うことが好ましい。１つの実施形態においては、結晶化処理の条件は、後述する第１の保護フィルムのヘイズが得られる範囲内で設定される。

図２は、結晶化処理の一例を示す概略図である。図示例では、搬送ロールＲ１〜Ｒ６が、積層体と各搬送ロールとの接触面に対応する中心角θが１８０°以上となるように、連続して設けられている。上流側の搬送ロールＲ１の前にはガイドロールＧ１が、下流側の搬送ロールＲ６の後にはガイドロールＧ２〜Ｇ４が、それぞれ設けられている。ガイドロールＧ１により搬送された積層体を、所定の温度に加熱された搬送ロールＲ１〜Ｒ６により搬送されながら乾燥させ、ガイドロールＧ２〜Ｇ４を経てストレートパスに送り出される。

熱ロールの温度、熱ロールの数、熱ロールとの接触時間等を調整することにより、乾燥条件を制御することができる。熱ロールの温度は、好ましくは８０℃以上、さらに好ましくは９０℃以上である。このような温度に調整することにより、樹脂基材の結晶化度を良好に増加させて、耐久性に極めて優れた偏光板を得ることができる。また、カールを良好に抑制することができる。一方、熱ロールの温度は、好ましくは１４０℃以下、さらに好ましくは１２０℃以下である。このような温度に調整することにより、得られる偏光板の光学特性が劣化する等の不具合を防止することができる。なお、熱ロールの温度は、接触式温度計により測定することができる。図示例では、６個の搬送ロールが設けられているが、搬送ロールの数は特に制限はない。搬送ロールは、通常２個〜１０個、好ましくは４個〜８個設けられる。積層体と熱ロールとの接触時間（総接触時間）は、好ましくは１秒〜１００秒、さらに好ましくは３〜３０秒である。

熱ロールは、加熱炉（例えば、オーブン）内に設けてもよいし、通常の製造ライン（室温環境下）に設けてもよい。好ましくは、送風手段を備える加熱炉内に設けられる。熱ロールによる乾燥と熱風乾燥とを併用することにより、熱ロール間での急峻な温度変化を抑制することができ、幅方向の収縮を容易に制御することができる。熱風乾燥の温度は、好ましくは３０℃〜１００℃である。また、熱風乾燥時間は、好ましくは１秒〜３００秒である。熱風の風速は、好ましくは１０ｍ／ｓ〜３０ｍ／ｓ程度である。なお、当該風速は加熱炉内における風速であり、ミニベーン型デジタル風速計により測定することができる。

結晶化処理により、樹脂基材の結晶化度を２％以上増加させることが好ましく、さらに好ましくは５％以上である。

上記積層体に上記各種処理を施すことにより、本発明の偏光板を得ることができる。具体的には、上記ポリビニルアルコール系フィルムは偏光膜とされ、上記樹脂基材は保護フィルム（図示例では、第１の保護フィルム２１）とされる。第１の保護フィルムの厚みは、好ましくは１５μｍ〜８０μｍ、さらに好ましくは２０μｍ〜５０μｍである。

上記第１の保護フィルムのヘイズは、好ましくは１％以下である。なお、ヘイズは、ＪＩＳ−Ｋ６７１４に準じて求められる値である。

第１の保護フィルムの結晶化度は、好ましくは１５％以上、さらに好ましくは２０％以上である。結晶化度は、例えば、ＤＳＣ装置（セイコーインスツル社製、ＥＸＳＴＡＲ ＤＳＣ６０００）を用いて、昇温速度１０℃／ｍｉｎで結晶生成熱量および結晶融解熱量を測定し、この結晶融解熱量と測定時の結晶生成熱量との差を、完全結晶の融解熱量（ＰＥＴの場合、１４０Ｊ／ｇ）で除することにより算出される。

本発明の偏光板は、図示例のように、偏光膜のもう片側に配置された保護フィルム（第２の保護フィルム２２）を有していてもよい。第２の保護フィルムの形成材料としては、例えば、（メタ）アクリル系樹脂、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、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。第２の保護フィルムの厚みは、好ましくは１０μｍ〜１００μｍである。

第２の保護フィルムは、偏光膜に接着層を介して積層されていてもよいし、密着させて（接着層を介さずに）積層されていてもよい。接着層は、代表的には、接着剤または粘着剤で形成される。

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］
（積層体の作製）
厚み２０μｍのポリビニルアルコールフィルム（重合度２４００、ケン化度９９．９モル％）と、樹脂基材とを、接着剤としてＰＶＡ系樹脂水溶液（日本合成化学工業社製、商品名「ゴーセファイマー（登録商標）Ｚ−２００」、樹脂濃度：３重量％）を用いてラミネートし、積層体を得た。樹脂基材としては、厚み１００μｍの非晶質ポリエチレンテレフタレート（Ａ−ＰＥＴ）フィルム（三菱樹脂社製、商品名「ノバクリアー」、Ｔｇ８０℃、吸水率０．６０％）の表面にコロナ処理を施したものを用いた。

（偏光板の作製）
得られた積層体を液温３０℃の膨潤浴（純水）に浸漬させた（膨潤処理）。
次いで、積層体を液温３０℃の染色浴に、得られる偏光板が所定の透過率となるようにヨウ素濃度、浸漬時間を調整しながら浸漬させた。本実施例では、水１００重量部に対して、ヨウ素を０．１重量部配合し、ヨウ化カリウムを０．７重量部配合して得られたヨウ素水溶液に６０秒間浸漬させた（染色処理）。
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重量部配合し、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延伸倍率が５．５倍となるように一軸延伸を行った（水中延伸処理）。
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）に浸漬させた（洗浄処理）。
その後、６０℃に設定されたオーブン内に設けられ、９０℃に加熱された熱ロールで積層体を搬送させながら加熱処理を行った。この時、フィルムの熱ロールへの接触時間は約１０秒であった。

続いて、積層体のポリビニルアルコールフィルム表面に、ＰＶＡ系樹脂水溶液（日本合成化学工業社製、商品名「ゴーセファイマー（登録商標）Ｚ−２００」、樹脂濃度：３重量％）を塗布し、トリアセチルセルロースフィルム（コニカミノルタ社製、商品名「ＫＣ４ＵＹ」、厚み４０μｍ）を貼り合わせ、６０℃に維持したオーブンで５分間加熱した。こうして、ＴＡＣフィルム／偏光膜（厚み８μｍ）／ＰＥＴフィルム（厚み４０μｍ、結晶化度２１％）の構成を有する偏光板を得た。

［実施例２］
積層体の作製に際し、樹脂基材として、厚み１００μｍの非晶質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（Ｔｇ７５℃、吸水率０．７５％）を用いたこと以外は実施例１と同様にして、偏光板を作製した。

［実施例３］
（積層体の作製）
厚み２０μｍのポリビニルアルコールフィルム（重合度４３００、ケン化度９９．３モル％）と、樹脂基材とを、接着剤としてＰＶＡ系樹脂水溶液（日本合成化学工業社製、商品名「ゴーセファイマー（登録商標）Ｚ−２００」、樹脂濃度：３重量％）を用いてラミネートし、積層体を得た。樹脂基材としては、厚み１００μｍの非晶質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（Ｔｇ７５℃、吸水率０．７５％）の表面にコロナ処理を施したものを用いた。

（偏光板の作製）
得られた積層体を、１２０℃のオーブン内で周速の異なるロール間で縦方向（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、得られた積層体を液温３０℃の膨潤浴（純水）に浸漬させた（膨潤処理）。
次いで、積層体を液温３０℃の染色浴に、得られる偏光板が所定の透過率となるようにヨウ素濃度、浸漬時間を調整しながら浸漬させた。本実施例では、水１００重量部に対して、ヨウ素を０．１重量部配合し、ヨウ化カリウムを０．７重量部配合して得られたヨウ素水溶液に６０秒間浸漬させた（染色処理）。
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重量部配合し、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延伸倍率が６．０倍となるように一軸延伸を行った（水中延伸処理）。
その後、６０℃に設定されたオーブン内に設けられ、９０℃に加熱された熱ロールで積層体を搬送させながら加熱処理を行った。この時、フィルムの熱ロールへの接触時間は約１０秒であった。
続いて、積層体のポリビニルアルコールフィルム表面に、ＰＶＡ系樹脂水溶液（日本合成化学工業社製、商品名「ゴーセファイマー（登録商標）Ｚ−２００」、樹脂濃度：３重量％）を塗布し、トリアセチルセルロースフィルム（コニカミノルタ社製、商品名「ＫＣ４ＵＹ」、厚み４０μｍ）を貼り合わせ、６０℃に維持したオーブンで５分間加熱した。こうして、ＴＡＣフィルム／偏光膜（厚み８μｍ）／ＰＥＴフィルム（厚み４０μｍ、結晶化度２４％）の構成を有する偏光板を得た。

［実施例４］
積層体の作製に際し、厚み２５μｍのポリビニルアルコールフィルム（重合度２４００、ケン化度９９．９モル％）を用いたこと以外は実施例３と同様にして、偏光板を作製した。

［実施例５］
積層体の作製に際し、樹脂基材として、厚み１５０μｍの非晶質のシクロヘキサンジメタノール共重合ポリエチレンテレフタレート（ＣＨＤＭ−ＰＥＴ）フィルム（三菱樹脂社製、商品名「ノバクリアー ＳＨ０４６」、Ｔｇ７５℃、吸水率０．３５％）を用いたこと以外は実施例３と同様にして、偏光板を作製した。

［比較例１］
積層体の作製に際し、樹脂基材として、厚み７０μｍの未延伸ポリプロピレンフィルム（東セロ株式会社製、ＲＸＣシリーズ、Ｔｇ−１０℃、吸水率０．０３％）を用いたこと以外は実施例１と同様にして、偏光板を作製した。

［比較例２］
積層体の作製に際し、樹脂基材として、厚み１００μｍのナイロン６フィルム（無延伸ナイロンフィルム、三菱樹脂社製、商品名「ダイアミロン Ｃ」、Ｔｇ６５℃、吸水率３．５０％）を用いたこと以外は実施例１と同様にして、偏光板を作製した。

［比較例３］
積層体の作製に際し、樹脂基材として、厚み１００μｍの未延伸ポリスチレンフィルム（Ｔｇ８０℃、吸水率０．０３％）を用いたこと以外は実施例１と同様にして、偏光板の作製を試みた。

［比較例４］
樹脂基材を用いずに、厚み２０μｍのポリビニルアルコールフィルム（重合度２４００、ケン化度９９．９モル％）に実施例１と同様の各種処理を施し、偏光板の作製を試みた。

［比較例５］
樹脂基材を用いずに、厚み２５μｍのポリビニルアルコールフィルム（重合度２４００、ケン化度９９．９モル％）に実施例１と同様の各種処理を施し、偏光板の作製を試みた。

（評価）
各実施例および比較例について、以下の評価を行った。
１．延伸性
水中延伸を含む延伸により総延伸倍率５．０倍以上に延伸できるか否かを確認した。
２．加熱耐久性
得られた偏光板のＴＡＣフィルム側に粘着剤層を形成し、１００ｍｍ×１００ｍｍのサイズに切り出したサンプル片をガラス板に貼り付け、この状態で８５℃のオーブンに１２０時間投入し、投入前後の偏光板の外観変化を観察した。
偏光板の変形や樹脂基材の剥がれなどがあった場合は、耐久性「不良」と評価した。
３．加湿耐久性
得られた偏光板のＴＡＣフィルム側に粘着剤層を形成し、１００ｍｍ×１００ｍｍのサイズに切り出したサンプル片をガラス板に貼り付け、この状態で６０℃、湿度９５％のオーブンに１２０時間投入し、投入前後の偏光板の外観変化を観察した。
偏光板の変形や樹脂基材の剥がれなどがあった場合は、耐久性「不良」と評価した。

各実施例では、ＰＶＡフィルムの延伸性に優れることから偏光特性に優れ、かつ、耐久性に優れた偏光板が低コストで得られる。一方、比較例１，２では延伸性は確保できるものの、耐久性が不十分である。比較例３〜５では延伸性が確保できない。具体的には、比較例３では積層体を水中延伸することができず、比較例４，５では水中延伸時にＰＶＡフィルムが破断してしまう。

本発明の偏光板は、例えば、画像表示装置に好適に用いられる。具体的には、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、有機ＥＬデバイスの反射防止板等として好適に用いられる。

１０ 偏光膜
２１ 第１の保護フィルム
２２ 第２の保護フィルム
１００ 偏光板

Claims (9)

1. 厚み３０μｍ以下のポリビニルアルコール系フィルムの片側に、吸水率が０．２％以上３．０％以下で、ガラス転移温度が６０℃以上の樹脂基材をアセトアセチル基を含有するポリビニルアルコール系樹脂を含む水系接着剤を介して重ねて積層体を得ることと、
   該積層体に染色処理を施すことと、
   該積層体に少なくともホウ酸水溶液中での水中延伸を含む延伸処理を施すことを含む、偏光板の製造方法であって、
   前記ポリビニルアルコール系フィルムが偏光膜として機能し、前記樹脂基材が該偏光膜の保護フィルムとして機能する、偏光板の製造方法。
2. 前記樹脂基材の構成材料がポリエチレンテレフタレート系樹脂である、請求項１に記載の偏光板の製造方法。
3. 前記偏光膜の厚みが１０μｍ以下である、請求項１または２に記載の偏光板の製造方法。
4. 前記保護フィルムのヘイズが１％以下である、請求項１から３のいずれかに記載の偏光板の製造方法。
5. 前記保護フィルムの結晶化度が１５％以上である、請求項１から４のいずれかに記載の偏光板の製造方法。
6. 前記延伸処理が、空中延伸とホウ酸水溶液中での水中延伸とを含む、請求項１から５のいずれかに記載の偏光板の製造方法。
7. 前記延伸処理後に、前記樹脂基材に結晶化処理を施すことを含む、請求項１から６のいずれかに記載の偏光板の製造方法。
8. 前記結晶化処理が、熱ロールにより施される、請求項７に記載の偏光板の製造方法。
9. 前記熱ロールの温度が８０℃以上である、請求項８に記載の偏光板の製造方法。

Images