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JP2010054824A - 偏光板およびその製造方法 - Google Patents

偏光板およびその製造方法 Download PDF

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JP2010054824A JP2008219983A JP2008219983A JP2010054824A JP 2010054824 A JP2010054824 A JP 2010054824A JP 2008219983 A JP2008219983 A JP 2008219983A JP 2008219983 A JP2008219983 A JP 2008219983A JP 2010054824 A JP2010054824 A JP 2010054824A
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Makoto Tazaki
誠 田崎
Atsushi Higo
篤 肥後
Kimihiko Yakabe
公彦 矢可部
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Abstract

【課題】本発明の目的は、ポリビニルアルコール系樹脂からなる偏光フィルムの一方の面に接着剤層を介してポリエチレンテレフタレートフィルムが積層され、他方の面には接着剤層を介して透明樹脂フィルムが積層されてなる偏光板について、耐久性を改良することにある。
【解決手段】本発明は、ポリビニルアルコール系樹脂からなる偏光フィルムの一方の面に接着剤層を介してポリエチレンテレフタレートフィルムが積層され、他方の面には接着剤層を介して透明樹脂フィルムが積層されてなる偏光板であって、該偏光板の外周端部は、上記偏光フィルムが露出しない状態に形成されている偏光板を提供する。
【選択図】なし

Description

本発明は、偏光板およびその製造方法に関する。
偏光板は通常、二色性色素が吸着配向したポリビニルアルコール系樹脂からなる偏光フィルムの片面または両面に、接着剤層を介して、透明樹脂フィルム、たとえば、トリアセチルセルロースに代表される酢酸セルロース系の保護フィルムを積層した構成となっている。これを、必要により他の光学フィルムを介して、液晶セルに粘着剤で貼り合わせ、液晶表示装置の構成部品となる。
このような偏光フィルムの両面に保護フィルムを積層した偏光板において、耐久性を改良する目的でその外周端部で偏光フィルムが露出しないようにする提案がされている。たとえば、特開2006−106016号公報(特許文献1)には、偏光フィルムの一方の面に接着剤層を介してシクロオレフィン系樹脂フィルムが積層され、他方の面には接着剤層を介してセルロース系樹脂フィルムが積層されてなる偏光板の外周端部を切削加工することで、偏光フィルムが露出しない状態に形成することが記載されている。また、特開平10−206633号公報(特許文献2)には、偏光フィルムの両面に保護フィルムが積層された偏光板をチップカットする際、保護フィルムの熱変形温度より高い温度に予熱された切断工具を用いて切断することにより、その保護フィルムの切断端面に熱変形を生じさせ、その下にある偏光フィルムの端縁部を覆うことが記載されている。また、特開2004−21088号公報(特許文献3)には、偏光フィルムの両面に保護フィルムが積層された偏光板をガラス基板上に貼合し、その状態で、偏光板の外周端部を、偏光板の上面側からガラス基板へと跨るように耐水性樹脂で被覆することが記載されている。
さらに、偏光板自体やそれに他の光学フィルムが積層された積層フィルムの端面を仕上げるために、切削加工する提案もある。たとえば、特開2001−54845号公報(特許文献4)には、積層フィルムを複数枚重ね合わせ、その外周端部に回転刃の刃面を向き合わせた状態で、その外周端部を上記回転刃により仕上げ削りすることが記載されている。また、特開2003−220512号公報(特許文献5)には、偏光板などの外周端部を、フライカット法にて連続的に粗削りおよび仕上げ削りすることが記載されている。
特開2006−106016号公報 特開平10−206633号公報 特開2004−21088号公報 特開2001−54845号公報 特開2003−220512号公報
偏光板には、液晶表示装置の特性に合わせて種々の構成が要求され、通常は、液晶セル側に配置される保護フィルムまたは光学フィルムには位相差特性が求められ、また、偏光フィルムを挟んで反対側に配置される保護フィルムまたは光学フィルムには、用途に応じて、グレア性(鏡面で輝きがあること)、ハードコート性、防眩(アンチグレア)性、反射防止性などの表面特性が要求される。
そこで、ポリビニルアルコール系樹脂からなる偏光フィルムの一方の面に接着剤層を介してポリエチレンテレフタレートフィルムを積層し、他方の面には接着剤層を介して透明樹脂フィルムを積層すれば、表面特性の付与が比較的容易なポリエチレンテレフタレートフィルムと位相差特性を有する透明樹脂フィルムの各々のフィルムが有する作用を効果的に発現することができ、しかも各機能を有するフィルムを偏光フィルムのそれぞれ片面ずつに配置されることになるため、さまざまな種類の要求に広く応えることができる。
しかしながら、ポリビニルアルコール系樹脂からなる偏光フィルムの一方の面に接着剤層を介してポリエチレンテレフタレートフィルムが積層され、他方の面には接着剤層を介して透明樹脂フィルムが積層されてなる偏光板は、異なる特性を有する保護フィルムで偏光フィルムを挟むため、それぞれの保護フィルムの物理的性質、熱的性質、機械的性質などの差に起因して、耐久試験を行なったときに、偏光板に不具合が生じ易い傾向にあった。たとえば、ヒートショック試験などを行なったときには、偏光板にクラックなどが発生するという問題があった。
そこで本発明の目的は、ポリビニルアルコール系樹脂からなる偏光フィルムの一方の面に接着剤層を介してポリエチレンテレフタレートフィルムが積層され、他方の面には接着剤層を介して透明樹脂フィルムが積層されてなる偏光板について、耐久性を改良することにある。本発明のもう一つの目的は、その偏光板が有利に製造できる方法を提供することにある。
本発明者らは、かかる目的のもとで鋭意研究を行なった結果、ポリビニルアルコール系樹脂からなる偏光フィルムの一方の面に接着剤層を介してポリエチレンテレフタレートフィルムが積層され、他方の面には接着剤層を介して透明樹脂フィルムが積層されてなる偏光板をチップカットした後、その外周端部を切削加工することにより、上記のような耐久性試験を行なったときのクラックなどの発生が抑制されることを見出した。また、偏光板の外周端部を顕微鏡で観察すると、その外周端部において偏光フィルムが露出しない状態になっていることが、耐久性の改良にとって好ましいことを併せて見出した。本発明は、このような知見に基づいて完成されたものである。
すなわち本発明によれば、第一の見地からは、ポリビニルアルコール系樹脂からなる偏光フィルムの一方の面に接着剤層を介してポリエチレンテレフタレートフィルムが積層され、他方の面には接着剤層を介して透明樹脂フィルムが積層されてなる偏光板であって、該偏光板の外周端部は、上記偏光フィルムが露出しない状態に形成されている偏光板が提供される。
また本発明によれば、第二の見地からは、ポリビニルアルコール系樹脂からなる偏光フィルムの一方の面に接着剤層を介してポリエチレンテレフタレートフィルムを積層し、他方の面には接着剤層を介して透明樹脂フィルムを積層し、その積層された状態で、あるいは有利にはその外側の少なくとも一方、特に透明樹脂フィルムの外側に粘着剤層を形成した状態で、偏光板をチップカットした後、その外周端部を切削加工することにより、偏光板を製造する方法も提供される。
本発明の偏光板は、外周端部で偏光フィルムが露出しない状態としたので、ヒートショック試験などの耐久性試験を行なった場合でも、クラックが発生しにくく、たとえクラックが発生しても目立つほどに成長せず、耐久性に優れたものとなる。そして本発明の方法によれば、ヒートショック試験などの耐久性試験を行なった場合でもクラックが発生しにくくて耐久性に優れた偏光板が、工業的有利に製造できる。
以下、本発明を詳細に説明する。
<偏光板>
本発明の偏光板は、ポリビニルアルコール系樹脂からなる偏光フィルムの一方の面に接着剤層を介してポリエチレンテレフタレートフィルムが積層され、他方の面には接着剤層を介して透明樹脂フィルムが積層されてなる構成を有しており、各フイルムをこのような積層態様で積層することにより製造される。そして、本発明の偏光板は、後述のようにその外周端部において偏光フィルムが露出しない状態に形成されていることを特徴とする。
<偏光フィルム>
本発明の偏光板に含まれるポリビニルアルコール系樹脂からなる偏光フィルムは、具体的には、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムに一軸延伸および二色性色素による染色処理を施して、その二色性色素を吸着配向させたものである。
偏光フィルムを構成するポリビニルアルコール系樹脂は、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。ポリ酢酸ビニル系樹脂としては、酢酸ビニルの単独重合体であるポリ酢酸ビニルのほか、酢酸ビニルとそれに共重合可能な他の単量体との共重合体などが例示される。酢酸ビニルに共重合される他の単量体としては、たとえば、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、アンモニウム基を有するアクリルアミド類などが挙げられる。ポリビニルアルコール系樹脂のケン化度は、通常85〜100モル%程度、好ましくは98モル%以上である。このポリビニルアルコール系樹脂は、さらに変性されていてもよく、たとえば、アルデヒド類で変性されたポリビニルホルマールやポリビニルアセタールなども使用し得る。また、ポリビニルアルコール系樹脂の重合度は、通常1000〜10000程度、好ましくは1500〜5000程度である。
そして、上記のようなポリビニルアルコール系樹脂を製膜したものが、偏光フィルムの原反フィルムとして用いられる。ポリビニルアルコール系樹脂を製膜する方法は特に限定されるものでなく、公知の方法で製膜することができる。ポリビニルアルコール系原反フィルム(「ポリビニルアルコール系樹脂フィルム」と記すこともある)の膜厚は特に限定されないが、たとえば10μm〜150μm程度である。
偏光フィルムは通常、このようなポリビニルアルコール系樹脂フィルムを一軸延伸する工程、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを二色性色素で染色してその二色性色素を吸着させる工程、二色性色素が吸着されたポリビニルアルコール系樹脂フィルムをホウ酸水溶液で処理する工程、およびこのホウ酸水溶液による処理後に水洗する工程を経て、製造される。
一軸延伸は、染色の前に行なってもよいし、染色と同時に行なってもよいし、染色の後に行なってもよい。一軸延伸を染色の後で行なう場合には、この一軸延伸は、ホウ酸処理の前に行なってもよいし、ホウ酸処理中に行なってもよい。もちろん、これらの複数の段階で一軸延伸を行なうことも可能である。一軸延伸にあたっては、周速の異なるロール間で一軸に延伸してもよいし、熱ロールを用いて一軸に延伸してもよい。また、大気中で延伸を行なうなどの乾式延伸であってもよいし、溶剤にて膨潤させた状態で延伸を行なう湿式延伸であってもよい。延伸倍率は、通常3〜8倍程度である。
ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを二色性色素で染色するには、たとえば、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを、二色性色素を含有する水溶液に浸漬すればよい。二色性色素として具体的には、ヨウ素や二色性染料が用いられる。なお、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムは、染色処理の前に、水、とりわけ温湯への浸漬処理を施しておくことが好ましい。
二色性色素としてヨウ素を用いる場合は通常、ヨウ素およびヨウ化カリウムを含有する水溶液に、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを浸漬して染色する方法が採用される。この水溶液におけるヨウ素の含有量は通常、水100重量部あたり0.01〜1重量部程度であり、ヨウ化カリウムの含有量は通常、水100重量部あたり0.5〜20重量部程度である。染色に用いる水溶液の温度は、通常20〜40℃程度であり、また、この水溶液への浸漬時間(染色時間)は、通常20〜1800秒程度である。
一方、二色性色素として二色性染料を用いる場合は通常、水溶性二色性染料を含む水溶液に、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを浸漬して染色する方法が採用される。この水溶液における二色性染料の含有量は、通常、水100重量部あたり1×10-4〜10重量部程度、好ましくは1×10-3〜1重量部程度である。この水溶液は、硫酸ナトリウムなどの無機塩を染色助剤として含有していてもよい。染色に用いる染料水溶液の温度は、通常20〜80℃程度であり、また、この水溶液への浸漬時間(染色時間)は、通常10〜1800秒程度である。
二色性色素による染色後のホウ酸処理は、染色されたポリビニルアルコール系樹脂フィルムをホウ酸含有水溶液に浸漬することにより行なわれる。ホウ酸含有水溶液におけるホウ酸の量は、水100重量部あたり、通常2〜15重量部程度、好ましくは5〜12重量部程度である。二色性色素としてヨウ素を用いる場合には、このホウ酸含有水溶液はヨウ化カリウムを含有するのが好ましい。ホウ酸含有水溶液におけるヨウ化カリウムの量は、水100重量部あたり、通常0.1〜15重量部程度、好ましくは5〜12重量部程度である。ホウ酸含有水溶液への浸漬時間は、通常60〜1200秒程度、好ましくは150〜600秒程度、さらに好ましくは200〜400秒程度である。ホウ酸含有水溶液の温度は、通常50℃以上であり、好ましくは50〜85℃、より好ましくは60〜80℃である。
ホウ酸処理後のポリビニルアルコール系樹脂フィルムは、通常、水洗処理される。水洗処理は、たとえば、ホウ酸処理されたポリビニルアルコール系樹脂フィルムを水に浸漬することにより行なわれる。水洗処理における水の温度は、通常5〜40℃程度であり、浸漬時間は、通常1〜120秒程度である。水洗後は乾燥処理が施されて、偏光フィルムが得られる。乾燥処理は通常、熱風乾燥機や遠赤外線ヒーターを用いて行なわれる。乾燥処理の温度は、通常30〜100℃程度、好ましくは50〜100℃である。乾燥処理の時間は、通常60〜600秒程度であり、好ましくは120〜600秒程度である。
こうして、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムに、一軸延伸、二色性色素による染色およびホウ酸処理が施されて、偏光フィルムが得られる。この偏光フィルムの厚みは、5〜40μm程度である。本発明では、この偏光フィルムの一方の面に、接着剤層を介してポリエチレンテレフタレートフィルムが積層され、他方の面には接着剤層を介して透明樹脂フィルムが積層され、偏光板とされる。
<ポリエチレンテレフタレートフィルム>
本発明に用いられるポリエチレンテレフタレートフィルムは、機械的性質、耐溶剤性、耐スクラッチ性、コストなどに優れたフィルムであり、このようなポリエチレンテレフタレートを用いた本発明の偏光板は、機械的強度などに優れるとともに、厚みの低減を図ることができるものである。
ここで、ポリエチレンテレフタレートとは、繰り返し単位の80モル%以上がエチレンテレフタレートで構成される樹脂である。他の共重合成分としては、イソフタル酸、p−β−オキシエトキシ安息香酸、4,4’−ジカルボキシジフェニール、4,4’−ジカルボキシベンゾフェノン、ビス(4−カルボキシフェニル)エタン、アジピン酸、セバシン酸、5−ナトリウムスルホイソフタル酸、1,4−ジカルボキシシクロヘキサンなどのジカルボン酸成分、たとえばプロピレングリコール、ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコール、シクロヘキサンジオール、ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコールなどのジオール成分が挙げられる。これらのジカルボン酸成分やジオール成分は、必要により2種以上を組み合わせて使用することができる。また上記ジカルボン酸成分やジオール成分と共に、p−オキシ安息香酸などのオキシカルボン酸を併用することも可能である。このような他の共重合成分は、少量のアミド結合、ウレタン結合、エーテル結合、カーボネート結合などを含有するジカルボン酸成分および/またはジオール成分を含んでいてもよい。
ポリエチレンテレフタレートの製造法としては、テレフタル酸とエチレングリコール(ならびに必要に応じて他のジカルボン酸および/または他のジオール)とを直接反応させるいわゆる直接重合法、テレフタル酸のジメチルエステルとエチレングリコール(ならびに必要に応じて他のジカルボン酸のジメチルエステルおよび/または他のジオール)とをエステル交換反応させるいわゆるエステル交換反応などの任意の製造法を適用することができる。
また、ポリエチレンテレフタレートには、必要に応じて公知の添加剤を含有させてもよい。ただし、光学用途においては透明性が必要とされるため、添加剤の添加量は最小限にとどめておくことが好ましい。公知の添加剤としては、たとえば、滑剤、ブロッキング防止剤、熱安定剤、酸化防止剤、帯電防止剤、耐光剤、耐衝撃性改良剤などを挙げることができる。耐光剤としては紫外線吸収剤も含まれ、たとえば、紫外線吸収剤の例としては、2,2’−メチレンビス〔4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)−6−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)フェノール〕、2−(5−メチル−2−ヒドロキシフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール、2−〔2−ヒドロキシ−3,5−ビス(α,α−ジメチルベンジル)フェニル〕−2H−ベンゾトリアゾール、2−(3,5−ジ−tert−ブチル−2−ヒドロキシフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール、2−(3−tert−ブチル−5−メチル−2−ヒドロキシフェニル)−5−クロロ−2H−ベンゾトリアゾール、2−(3,5−ジ−tert−ブチル−2−ヒドロキシフェニル)−5−クロロ−2H−ベンゾトリアゾール、2−(3,5−ジ−tert−アミル−2−ヒドロキシフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−5’−tert−オクチルフェニル)−2H−ベンゾトリアゾールのようなベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤;2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−オクチルオキシベンゾフェノン、2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシ−4’−クロロベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ−4,4’−ジメトキシベンゾフェノンのような2−ヒドロキシベンゾフェノン系紫外線吸収剤;p−tert−ブチルフェニルサリチル酸エステル、p−オクチルフェニルサリチル酸エステルのようなサリチル酸フェニルエステル系紫外線吸収剤などが挙げられ、必要に応じてそれらの2種以上を用いてもよい。紫外線吸収剤が含まれる場合、その量は、通常0.1重量%以上、好ましくは0.3重量%以上であり、また好ましくは2重量%以下である。
本発明に用いられるポリエチレンテレフタレートフィルムは、上述したような原料樹脂をフィルム状に成形し、延伸処理を施すことにより作製することができる。延伸されたポリエチレンテレフタレートフィルムの作製方法は任意であり、特に限定されるものではないが、上記原料樹脂を溶融し、シート状に押出成形された無配向フィルムを、ポリエチレンテレフタレートのガラス転移温度以上の温度において機械的に延伸後、熱固定処理を施す方法が挙げられる。延伸は同時延伸法でも逐次延伸法でもよいが、逐次延伸法が好ましい。
延伸を行なう際の温度は、ポリエチレンテレフタレートのガラス転移温度以上の温度であれば特に制限されないが、80〜130℃の範囲内であることが好ましく、90〜120℃の範囲内であることがより好ましい。
また本発明におけるポリエチレンテレフタレートフィルムの延伸倍率は、2.5〜6倍であることが好ましく、3〜5.5倍であることがより好ましい。延伸倍率が2.5倍未満である場合には、ポリエチレンテレフタレートフィルムが十分な透明性を示さない傾向にあるためである。なお、たとえばフィルム長手方向(フィルム走行方向)に1.1〜6倍延伸した後、フィルム幅方向に2.5〜6倍延伸するといった2段階の延伸手法によってポリエチレンテレフタレートを作製するようにしてもよい。
なお、ポリエチレンテレフタレートフィルムにおける配向主軸の歪み(延伸軸に対するズレ)を低減する観点からは、上述した延伸後であって熱固定処理を行なう前に、フィルムを長手方向(フィルムの走行方向)、フィルムの幅方向(フィルムの走行方向に対し垂直な方向)に弛緩処理することが好ましい。弛緩処理する温度は90〜200℃、好ましくは120〜180℃である。弛緩量は横延伸条件によって異なるが、弛緩処理後のポリエチレンテレフタレートフィルムの150℃における熱収縮率が2%以下になるように弛緩量および温度を設定することが好ましい。
熱固定処理の温度は、通常180〜250℃であり、好ましくは200〜245℃である。熱固定処理は、まず定長で熱固定処理を行なった後、配向主軸の歪みが低減され、耐熱性などの強度を向上させるために、さらにフィルム長手方向(フィルム走行方向)またはフィルム幅方向の弛緩処理を行なうことが好ましい。この場合の弛緩量は、弛緩処理後のポリエチレンテレフタレートフィルムの、150℃における熱収縮率が1〜10%となるように調整されることが好ましく、より好ましくは2〜5%である。
本発明においては、配向主軸の歪みの最大値(延伸軸に対するズレ角度)が30度以下、より好ましくは10度以下、さらに好ましくは5度以下のポリエチレンテレフタレートフィルムが好適に用いられる。配向主軸の歪みの最大値が30度を超える延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムを用いた偏光板を液晶表示装置の液晶表示画面に貼合すると、色付不良が大きくなる傾向にある。またポリエチレンテレフタレートフィルムの配向主軸の歪みの最大値の下限値は特に制限されないが、0度以上が好ましい。なお、上述した延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムの配向主軸の歪みの最大値は、たとえば位相差フィルム検査装置RETSシステム(大塚電子(株)製)、マイクロ波透過型分子配向計(MOA)(王子計測機器(株)製)を用いることで測定できる。
本発明に用いられるポリエチレンテレフタレートフィルムの厚みdPETは、20〜60μmの範囲内であることが好ましく、30〜50μmの範囲内であることがより好ましい。ポリエチレンテレフタレートフィルムの厚みdPETが20μm未満である場合には、ハンドリングしにくい(取り扱い性に劣る)傾向にあり、また厚みdPETが60μmを超える場合には、薄肉化のメリットが薄れる傾向にある。
また本発明に用いられるポリエチレンテレフタレートフィルムの面内位相差値RPETは、1000nm以上であることが好ましく、3000nm以上であることがより好ましい。ポリエチレンテレフタレートフィルムの面内位相差値RPETが1000nm未満であると、正面からの色つきが目立つ傾向にある。また、本発明に用いられるポリエチレンテレフタレートフィルムの面内位相差値RPETの上限は、10000nm程度までで十分である。
なお、ポリエチレンテレフタレートフィルムの面内位相差値RPETは、下記式(1)で表される。
PET=(na−nb)×dPET (1)
(上記式(1)中、naはポリエチレンテレフタレートフィルムの面内遅相軸方向の屈折率、nbは面内進相軸方向(面内遅相軸方向と直交する方向)の屈折率、dPETはポリエチレンテレフタレートフィルムの厚みである。)
また本発明に用いられるポリエチレンテレフタレートフィルムは、MOR(Maximum Oriented Ratio)値が1.5以上であることが好ましく、2.0以上であることがより好ましく、2.2以上であることが特に好ましい。MOR値が1.5未満であるポリエチレンテレフタレートフィルムを用いた偏光板を液晶表示装置に適用した場合には、斜め方向干渉ムラが大きくなる傾向にあるためである。なお、ポリエチレンテレフタレートフィルムのMOR値の上限値は特に制限されないが、7以下で十分である。ここで、MOR値とは、透過型分子配向計で測定された透過マイクロ波強度の最大値と最小値の比(最大値/最小値)であり、異方性の指標となる。MOR値は、マイクロ波透過型分子配向計(王子計測機器(株)製)を用いて測定することができる。
また、本発明に用いられるポリエチレンテレフタレートフィルムには、防眩性(ヘイズ)が付与されていてもよい。防眩性を付与する方法としては、特に制限されず、たとえば上記原料樹脂中に無機微粒子または有機微粒子を混合してフィルム化する方法、ポリエチレンテレフタレートフィルムの偏光フィルムが積層された側とは反対の面に無機微粒子または有機微粒子を樹脂バインダーに混合した塗布液をコートして防眩層を形成する方法などが挙げられる。中でも、ポリエチレンテレフタレートフィルム由来の色ムラ(干渉ムラ)を低減する観点から、ポリエチレンテレフタレートフィルムの偏光フィルムが積層された側とは反対の面に積層された防眩層をさらに有する構成にて本発明の偏光板を実現することが好ましい。
防眩性を付与するための無機微粒子としては、シリカ、コロイダルシリカ、アルミナ、アルミナゾル、アルミノシリケート、アルミナ−シリカ複合酸化物、カオリン、タルク、マイカ、炭酸カルシウム、リン酸カルシウムなどを代表的なものとして用いることができる。また、有機微粒子としては、架橋ポリアクリル酸粒子、メタクリル酸メチル/スチレン共重合体樹脂粒子、架橋ポリスチレン粒子、架橋ポリメチルメタクリレート粒子、シリコーン樹脂粒子、ポリイミド粒子などの樹脂粒子を用いることができる。
また、ポリエチレンテレフタレートフィルムの偏光フィルムが積層される側とは反対の面に、接着剤層または粘着剤層を介して、トリアセチルセルロース(TAC)などセルロース系樹脂フィルム、オレフィン系樹脂フィルム、アクリル系樹脂フィルム、およびポリエステル系樹脂フィルムから選ばれる防眩性保護フィルムを積層させる方法によって、防眩性を付与するようにしてもよい。当該防眩性保護フィルムは、基材フィルムの表面に塗布液をコートする方法、基材となる樹脂中に有機微粒子あるいは無機微粒子を混合して樹脂フィルムを成形する方法などによって作製されたものを好適に用いることができる。このような防眩性保護フィルムを用いる場合、その厚みが5〜120μmの範囲内であることが好ましく、20〜80μmの範囲内であることがより好ましい。また、このような防眩性保護フィルムのヘイズ値は、2〜45%の範囲内であることが好ましい。防眩性保護フィルムのヘイズ値が2%未満である場合には防眩効果が損なわれる虞があるためであり、また、防眩性保護フィルムのヘイズ値が45%より高い場合には、画面が白ちゃけて視認性が低下する虞があるためである。
本発明に用いられるポリエチレンテレフタレートフィルムには、本発明の効果を妨げない限り、上記の防眩層以外の機能層を片面または両面に積層することができる。積層される機能層としては、たとえば、導電層、ハードコート層、平滑化層、易滑化層、ブロッキング防止層、および易接着層等が挙げられる。中でも、このポリエチレンテレフタレートフィルムは、偏光フィルムと接着剤層を介して積層されることから易接着層が積層されていることが好ましい。
易接着層を構成する成分は、特に限定されるものではないが、たとえば、極性基を骨格に有し比較的低分子量で低ガラス転移温度である、ポリエステル系樹脂、ウレタン系樹脂、またはアクリル系樹脂等が挙げられる。また、必要に応じて架橋剤、有機または無機フィラー、界面活性剤、および滑剤等を含有することができる。
上記各機能層をポリエチレンテレフタレートフィルムに形成する方法は、特に限定されるものではないが、たとえば、すべての延伸工程が終了したフィルムに形成する方法、ポリエチレンテレフタレート系樹脂を延伸している工程中、すなわち縦延伸工程と横延伸工程の間に形成する方法、および偏光フィルムと接着される直前、または接着された後に形成する方法等が採用される。中でも、生産性の観点からは、ポリエチレンテレフタレート系樹脂を縦延伸した後に形成し、引き続き横延伸する方法が好ましく採用される。
<透明樹脂フィルム>
本発明の偏光板において、偏光フィルムのポリエチレンテレフタレートフィルムが積層される面とは異なる側の面には、接着剤層を介して透明樹脂フィルムが積層される。かかる透明樹脂フィルムは、いわゆる保護フィルムまたは光学フィルムとしての作用を示すものであるが、これが液晶セル側に配置される場合は特に位相差特性を示すことが好ましい。このような透明樹脂フィルムとしては、たとえばシクロオレフィン系樹脂フィルム、セルロース系樹脂フィルム、ポリカーボネート系樹脂フィルム、ポリオレフィン系樹脂フィルム、ポリエステル系樹脂フィルム、およびアクリル系樹脂フィルムから選ばれる透明樹脂フィルムであることが好ましい。以下、これらの各フィルムについて説明する。
<シクロオレフィン系樹脂フィルム>
シクロオレフィン系樹脂フィルムは、シクロオレフィン系樹脂からなる透明樹脂フィルムである。このようなシクロオレフィン系樹脂とは、たとえば、ノルボルネンや多環ノルボルネン系モノマーのような、環状オレフィン(シクロオレフィン)からなるモノマーのユニットを有する熱可塑性の樹脂である。このシクロオレフィン系樹脂は、上記シクロオレフィンの開環重合体や2種以上のシクロオレフィンを用いた開環共重合体の水素添加物であることができるほか、シクロオレフィンと鎖状オレフィンやビニル基を有する芳香族化合物との付加共重合体であってもよい。また、極性基が導入されているものも有効である。
また、シクロオレフィンと鎖状オレフィンやビニル基を有する芳香族化合物との共重合体とする場合、鎖状オレフィンの例としては、エチレンやプロピレンなどが挙げられ、またビニル基を有する芳香族化合物の例としては、スチレン、α−メチルスチレン、核アルキル置換スチレンなどが挙げられる。このような共重合体において、シクロオレフィンからなるモノマーのユニットは50モル%以下、たとえば15〜50モル%程度であってもよい。特に、シクロオレフィンと鎖状オレフィンとビニル基を有する芳香族化合物との三元共重合体とする場合、シクロオレフィンからなるモノマーのユニットは、このように比較的少ない量であることができる。かかる三元共重合体において、鎖状オレフィンからなるモノマーのユニットは、通常5〜80モル%程度、ビニル基を有する芳香族化合物からなるモノマーのユニットは、通常5〜80モル%程度である。
市販の熱可塑性シクロオレフィン系樹脂として、ドイツのTicona社から販売されている“Topas”、JSR(株)から販売されている“アートン”、日本ゼオン(株)から販売されている“ゼオノア(ZEONOR)”および“ゼオネックス(ZEONEX)”、三井化学(株)から販売されている“アペル”など(いずれも商品名)がある。このようなシクロオレフィン系樹脂を製膜して、フィルムとすることになるが、製膜には、溶剤キャスト法、溶融押出法など、公知の方法が適宜用いられる。
シクロオレフィン系樹脂フィルムは、延伸することで任意の位相差値を付与することができる。これにより、適切な光学補償機能が付与され、液晶表示装置の視野角拡大に寄与することができる。延伸されたシクロオレフィン系樹脂フィルムの面内位相差値R0は、40〜100nmであることが好ましく、40〜80nmであることがより好ましい。面内位相差値R0が40nm未満または100nmを超えると、液晶パネルに対する視野角補償能が低下する傾向にある。また、延伸されたシクロオレフィン系樹脂フィルムの厚み方向位相差値Rthは、80〜300nmであることが好ましく、100〜250nmであることがより好ましい。厚み方向位相差値Rthが80nm未満または300nmを超えると、上記と同様に液晶パネルに対する視野角補償能が低下する傾向にある。なお、延伸されたシクロオレフィン系樹脂フィルムの面内位相差値R0および厚み方向位相差値Rthは、それぞれ下記式(1)および(2)で表され、たとえばKOBRA21ADH(王子計測機器(株)製)を用いて測定することができる。
0=(nx−ny)×d (1)
th=[(nx+ny)/2−nz]×d (2)
(上記式(1)、(2)において、nxは延伸されたシクロオレフィン系樹脂フィルムの面内遅相軸方向の屈折率、nyは面内進相軸方向(面内遅相軸方向と直交する方向)の屈折率、nzは延伸されたシクロオレフィン系樹脂フィルムの厚み方向の屈折率、dは延伸されたシクロオレフィン系樹脂フィルムの厚みである。)
通常、このようなシクロオレフィン系樹脂フィルムの延伸はフィルムロールを巻き出しながら連続的に行なわれ、加熱炉にて、ロールの進行方向あるいは進行方向と垂直の方向へ延伸される。加熱炉の温度は、シクロオレフィン系樹脂のガラス転移温度近傍からガラス転移温度よりも100℃程度高い範囲が、通常採用される。延伸の倍率は、通常1.1〜6倍、好ましくは1.1〜3.5倍である。製膜、延伸されたシクロオレフィン系樹脂フィルムも市販されており、たとえば、積水化学工業(株)から販売されている“エスシーナ”および“SCA40”、(株)オプテスから販売されている“ゼオノアフィルム”など(いずれも商品名)がある。
シクロオレフィン系樹脂フィルムは、ロール状態にあると、フィルム同士が接着してブロッキングを生じ易い傾向にあるので、通常は、プロテクトフィルムを貼合してロール巻きとされる。
シクロオレフィン系樹脂フィルムは、一般に表面活性が劣るため、偏光フィルムと接着される表面には、プラズマ処理、コロナ処理、紫外線照射処理、フレーム(火炎)処理、ケン化処理などの表面処理を行なうのが好ましい。中でも、比較的容易に実施可能なプラズマ処理やコロナ処理が好適である。
このようなシクロオレフィン系樹脂フィルムの厚みは、薄い方が好ましいが、薄すぎると強度が低下し加工性に劣るものとなり、一方で厚すぎると透明性が低下したり、偏光板の重量が大きくなったりするなどの問題が生じる。そこで、その適当な厚みは、たとえば、5〜200μm程度であり、好ましくは10〜150μm、より好ましくは20〜100μmである。
<セルロース系樹脂フィルム>
セルロース系樹脂フィルムは、通常、セルロースの部分または完全酢酸エステル化物であるセルロース系樹脂からなるものであり、たとえばトリアセチルセルロースフィルムやジアセチルセルロースフィルム、セルロースアセテートプロピオネートフィルムなどが挙げられる。トリアセチルセルロースフィルムには、富士写真フィルム(株)から販売されている“フジタックTD80”、“フジタックTD80UF”および“フジタックTD80UZ”、コニカミノルタオプト(株)から販売されている“KC8UX2M”および“KC8UY”など(いずれも商品名)がある。セルロース系樹脂フィルムの表面には、用途に応じて、防眩処理、ハードコート処理、帯電防止処理、反射防止処理などの表面処理が施されてもよい。セルロース系樹脂フィルムにも、延伸することで任意の位相差値を付与することができる。
セルロース系樹脂フィルムも、ロール状態にあると、フィルム同士が接着してブロッキングを生じ易い傾向にあるので、通常は、ロール端部に凹凸加工を施したり、端部にリボンを挿入したりしてロール巻きされる。また、このセルロース系樹脂フィルムは、偏光フィルムとの接着性を高めるため、通常はケン化処理が施される。ケン化処理としては、水酸化ナトリウムや水酸化カリウムのようなアルカリの水溶液に浸漬する方法が採用できる。
このようなセルロース系樹脂フィルムの厚みは、薄い方が好ましいが、薄すぎると強度が低下し加工性に劣るものとなり、一方で厚すぎると透明性が低下したり、偏光板の重量が大きくなったりするなどの問題が生じる。そこで、そのフィルムの適当な厚みは、たとえば5〜200μm程度であり、好ましくは10〜150μm、より好ましくは20〜100μmである。
<アクリル系樹脂フィルム>
本発明で用いられるアクリル系樹脂フィルムを構成するアクリル系樹脂とは、メタクリル樹脂および必要に応じて添加される添加剤等を混合し、溶融混練して得られる材料のことを意味する。かかるアクリル系樹脂フィルムを透明樹脂フィルムとして用いることにより、偏光板を液晶セルに貼合して得られる液晶パネルの機械的強度をより向上させることができるとともに、液晶パネルのさらなる薄肉化を達成することが可能となる。
上記メタクリル樹脂とは、メタクリル酸エステルを主体とする重合体である。メタクリル樹脂は、1種類のメタクリル酸エステルの単独重合体であってもよいし、メタクリル酸エステルと他のメタクリル酸エステルやアクリル酸エステル等との共重合体であってもよい。メタクリル酸エステルとしては、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル等のメタクリル酸アルキルが挙げられ、そのアルキル基の炭素数は通常1〜4程度である。また、メタクリル酸エステルと共重合し得るアクリル酸エステルとしては、アクリル酸アルキルが好ましく、たとえば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸2−エチルへキシル等が挙げられ、そのアルキル基の炭素数は通常1〜8程度である。これらの他、分子内に重合性炭素−炭素二重結合を少なくとも1個有する化合物であるスチレンのような芳香族ビニル化合物や、アクリロニトリルのようなビニルシアン化合物等を共重合体中に含んでいてもよい。
このようなアクリル系樹脂は、フィルムの耐衝撃性や製膜性の点で、アクリルゴム粒子を含有することが好ましい。アクリル系樹脂に含まれ得るアクリルゴム粒子の量は、好ましくは5重量%以上、より好ましくは10重量%以上である。アクリルゴム粒子の量の上限は臨界的ではないが、アクリルゴム粒子の量があまり多いと、フィルムの表面硬度が低下し、またフィルムに表面処理を施す場合、表面処理剤中の有機溶剤に対する耐溶剤性が低下する。したがって、アクリル系樹脂に含まれ得るアクリルゴム粒子の量は、80重量%以下であることが好ましく、より好ましくは60重量%以下である。
上記アクリルゴム粒子は、アクリル酸エステルを主体とする弾性重合体を必須成分とする粒子であり、実質的にこの弾性重合体のみからなる単層構造のものであってもよいし、この弾性重合体を1つの層とする多層構造のものであってもよい。この弾性重合体として、具体的には、アクリル酸アルキル50〜99.9重量%と、これと共重合可能な他のビニル系単量体を少なくとも1種類0〜49.9重量%と、共重合性の架橋性単量体0.1〜10重量%とからなる単量体の重合により得られる架橋弾性共重合体が好ましく用いられる。
上記アクリル酸アルキルとしては、たとえば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸2−エチルへキシル等が挙げられ、そのアルキル基の炭素数は通常1〜8程度である。また、上記アクリル酸アルキルと共重合可能な他のビニル系単量体としては、分子内に重合性炭素−炭素二重結合を1個有する化合物を挙げることができ、より具体的には、メタクリル酸メチルのようなメタクリル酸エステル、スチレンのような芳香族ビニル化合物、アクリロニトリルのようなビニルシアン化合物等が挙げられる。また、上記共重合性の架橋性単量体としては、分子内に重合性炭素−炭素二重結合を少なくとも2個有する架橋性の化合物を挙げることができ、より具体的には、エチレングリコールジ(メタ)アクリレートやブタンジオールジ(メタ)アクリレートのような多価アルコールの(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸アリルや(メタ)アクリル酸メタリルのような(メタ)アクリル酸のアルケニルエステル、ジビニルベンゼン等が挙げられる。なお、本明細書において、(メタ)アクリレートとはメタクリレートまたはアクリレートをいい、(メタ)アクリル酸とはメタクリル酸またはアクリル酸をいう。
アクリル系樹脂には、上記アクリルゴム粒子以外に、通常の添加剤、たとえば、紫外線吸収剤、有機系染料、顔料、無機系色素、酸化防止剤、帯電防止剤、界面活性剤等を含有させてもよい。中でも紫外線吸収剤は、耐候性を高めるうえで好ましく用いられる。紫外線吸収剤の例としては、2,2’−メチレンビス〔4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)−6−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)フェノール〕、2−(5−メチル−2−ヒドロキシフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール、2−〔2−ヒドロキシ−3,5−ビス(α,α−ジメチルベンジル)フェニル〕−2H−ベンゾトリアゾール、2−(3,5−ジ−tert−ブチル−2−ヒドロキシフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール、2−(3−tert−ブチル−5−メチル−2−ヒドロキシフェニル)−5−クロロ−2H−ベンゾトリアゾール、2−(3,5−ジ−tert−ブチル−2−ヒドロキシフェニル)−5−クロロ−2H−ベンゾトリアゾール、2−(3,5−ジ−tert−アミル−2−ヒドロキシフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−5’−tert−オクチルフェニル)−2H−ベンゾトリアゾールのようなベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤;2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−オクチルオキシベンゾフェノン、2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシ−4’−クロロベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ−4,4’−ジメトキシベンゾフェノンのような2−ヒドロキシベンゾフェノン系紫外線吸収剤;p−tert−ブチルフェニルサリチル酸エステル、p−オクチルフェニルサリチル酸エステルのようなサリチル酸フェニルエステル系紫外線吸収剤等が挙げられ、必要に応じてそれらの2種以上を用いてもよい。アクリル系樹脂に紫外線吸収剤が含まれる場合、その量は、通常0.1重量%以上、好ましくは0.3重量%以上であり、また好ましくは2重量%以下である。
アクリル系樹脂フィルムを得るための方法としては、フィードブロックを用いる方法、マルチマニホールドダイを用いる方法等、一般に知られる種々の方法を用いることができる。中でも、たとえばフィードブロックを介して積層し、Tダイから多層溶融押出成形し、得られる積層フィルム状物の少なくとも片面をロールまたはベルトに接触させて製膜する方法は、表面性状の良好なフィルムが得られる点で好ましい。とりわけ、アクリル系樹脂フィルムの表面平滑性および表面光沢性を向上させる観点からは、上記多層溶融押出成形して得られる積層フィルム状物の両面をロール表面またはベルト表面に接触させてフィルム化する方法が好ましい。この際に用いるロールまたはベルトにおいて、アクリル系樹脂と接するロール表面またはベルト表面は、アクリル系樹脂フィルム表面への平滑性付与のために、その表面が鏡面となっているものが好ましい。
このようなアクリル系樹脂フィルムの厚みは、薄い方が好ましいが、薄すぎると強度が低下し加工性に劣るものとなり、一方で厚すぎると透明性が低下したり、偏光板の重量が大きくなったりするなどの問題が生じる。そこで、その適当な厚みは、たとえば、5〜200μm程度であり、好ましくは10〜150μm、より好ましくは20〜100μmである。
<その他の透明樹脂フィルム>
上記で例示した透明樹脂フィルム以外の透明樹脂フィルムとしては、ポリプロピレンのようなポリオレフィン系樹脂からなるポリオレフィン系樹脂フィルムを用いることもできる。またこのような透明樹脂フィルムとしては、ポリカーボネート系樹脂フィルムを用いることができるとともに、ポリエステル系樹脂フィルムを用いることもできる。かかるポリエステル系樹脂フィルムとしては、上記のポリエチレンテレフタレートフィルムと同様のものを用いてもよいし、異なったタイプのものを用いてもよい。
<接着剤層>
本発明においては、偏光フィルムの一方の面に上記で説明したようなポリエチレンテレフタレートフィルムが積層され、他方の面に上記の透明樹脂フィルムが積層される。そして、これらの各フィルムはそれぞれ接着剤層を介して積層される。ここで、偏光フィルムとポリエチレンテレフタレートフィルムとの接着に用いる接着剤層に含まれる接着剤、および偏光フィルムと透明樹脂フィルムとの接着に用いる接着剤層に含まれる接着剤は、ポリエチレンテレフタレートフィルムおよび透明樹脂フィルムと、偏光フィルムとの各接着性を考慮して、それぞれ異なる種類のものを用いてもよいし、同種のものを用いてもよい。ただし、施工の容易性などを考慮すると、ポリエチレンテレフタレートフィルムおよび透明樹脂フィルムがともに偏光フィルムに接着するようであれば、両面とも同じ接着剤を用いるのが有利である。
本発明で用いられるこのような接着剤としては、接着剤層を薄くする観点からは、水系のもの、すなわち、接着剤成分を水に溶解したものまたは水に分散させたものが挙げられる。たとえば、主成分としてポリビニルアルコール系樹脂またはウレタン樹脂を用いた組成物が好ましい接着剤として挙げられる。
接着剤の主成分としてポリビニルアルコール系樹脂を用いる場合、当該ポリビニルアルコール系樹脂は、部分ケン化ポリビニルアルコール、完全ケン化ポリビニルアルコールのほか、カルボキシル基変性ポリビニルアルコール、アセトアセチル基変性ポリビニルアルコール、メチロール基変性ポリビニルアルコール、アミノ基変性ポリビニルアルコールなどの変性されたポリビニルアルコール系樹脂であってもよい。この場合、ポリビニルアルコール系樹脂の水溶液が接着剤として用いられる。接着剤中のポリビニルアルコール系樹脂の濃度は、水100重量部に対して、通常1〜10重量部、好ましくは1〜5重量部である。
ポリビニルアルコール系樹脂の水溶液からなる接着剤には、接着性を向上させるために、グリオキザール、水溶性エポキシ樹脂などの硬化性成分や架橋剤を添加することが好ましい。水溶性エポキシ樹脂としては、たとえばジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンなどのポリアルキレンポリアミンと、アジピン酸などのジカルボン酸との反応で得られるポリアミドアミンに、エピクロロヒドリンを反応させて得られるポリアミドポリアミンエポキシ樹脂を好適に用いることができる。かかるポリアミドポリアミンエポキシ樹脂の市販品としては、スミレーズレジン650(住化ケムテックス(株)製)、スミレーズレジン675(住化ケムテックス(株)製)、WS−525(日本PMC(株)製)などが挙げられる。これら硬化性成分や架橋剤の添加量(硬化性成分および架橋剤として共に添加する場合にはその合計量)は、ポリビニルアルコール系樹脂100重量部に対して、通常1〜100重量部、好ましくは1〜50重量部である。上記硬化性成分や架橋剤の添加量がポリビニルアルコール系樹脂100重量部に対して1重量部未満である場合には、接着性向上の効果が小さくなる傾向にあり、また、上記硬化性成分や架橋剤の添加量がポリビニルアルコール系樹脂100重量部に対して100重量部を超える場合には、接着剤層が脆くなる傾向にあるためである。
また接着剤の主成分としてウレタン樹脂を用いる場合、適当な接着剤組成物の例として、ポリエステル系アイオノマー型ウレタン樹脂とグリシジルオキシ基を有する化合物との混合物を挙げることができる。ここでいうポリエステル系アイオノマー型ウレタン樹脂とは、ポリエステル骨格を有するウレタン樹脂であって、その中に少量のイオン性成分(親水成分)が導入されたものである。かかるアイオノマー型ウレタン樹脂は、乳化剤を使用せずに直接、水中で乳化してエマルジョンとなるため、水系の接着剤として好適である。
ポリエステル系アイオノマー型ウレタン樹脂それ自体は公知であり、たとえば特開平7−97504号公報には、フェノール系樹脂を水性媒体中に分散させるための高分子分散剤の例として記載されており、また特開2005−70140号公報、特開2005−208456号公報には、ポリエステル系アイオノマー型ウレタン樹脂とグリシジルオキシ基を有する化合物との混合物を接着剤として、ポリビニルアルコール系樹脂からなる偏光フィルムにシクロオレフィン系樹脂フィルムを接合する形態が示されている。
偏光フィルムに、上述したポリエチレンテレフタレートフィルムおよび透明樹脂フィルムを貼合する方法としては、通常一般に知られているものでよく、たとえば流延法、マイヤーバーコート法、グラビアコート法、カンマコーター法、ドクターブレード法、ダイコート法、ディップコート法、噴霧法などによって偏光フィルムおよび/またはそこに貼合されるフィルムの接着面に接着剤を塗布し、両者を重ね合わせる方法が挙げられる。流延法とは、被塗布物であるフィルムを、概ね垂直方向、概ね水平方向、または両者の間の斜め方向に移動させながら、その表面に接着剤を流下して拡布させる方法である。
上述した方法にて接着剤を塗布した後、偏光フィルムとそれに貼合されるフィルムをニップロールなどにより挟んで、貼り合わせる。また、偏光フィルムとそれに貼合されるフィルムとの間に接着剤を滴下した後、この積層体をロールなどで加圧して均一に押し広げる方法も好適に使用することができる。この場合、ロールの材質としては金属やゴムなどを用いることが可能である。さらに、偏光フィルムとそれに貼合されるフィルムとの間に接着剤を滴下した後、この積層体をロールとロールとの間に通し、加圧して押し広げる方法も好ましく採用される。この場合、これらロールは同じ材質であってもよく、異なる材質であってもよい。なお、乾燥あるいは硬化前における、上記ニップロールなどを用いて貼り合わされた後の接着剤層の厚さは、5μm以下であることが好ましく、また0.01μm以上であることが好ましい。
このようにして偏光フィルムに対してポリエチレンテレフタレートフィルムおよび透明樹脂フィルムを積層させる順序は、特に限定されるものではなく、いずれか一方のフィルムを偏光フィルムに積層させた後に他方のフィルムを積層させる方法を採用してもよいし、両フィルムを実質的に同時に偏光フィルムに積層させる方法を採用してもよい。
また、接着剤層の表面には、接着性を向上させるために、プラズマ処理、コロナ処理、紫外線照射処理、フレーム(火炎)処理、ケン化処理などの表面処理を適宜施してもよい。ケン化処理としては、水酸化ナトリウムや水酸化カリウムのようなアルカリの水溶液に浸漬する方法が挙げられる。
上記水系接着剤を介して接合された積層体は、通常乾燥処理が施され、接着剤層の乾燥、硬化が行なわれる。乾燥処理は、たとえば熱風を吹き付けることにより行なうことができる。乾燥温度は、40〜100℃程度、好ましくは60〜100℃の範囲から適宜選択される。乾燥時間は、たとえば20〜1200秒程度である。乾燥後の接着剤層の厚みは、通常0.001〜5μm程度であり、好ましくは0.01μm以上、また好ましくは2μm以下、さらに好ましくは1μm以下である。接着剤層の厚みが大きくなりすぎると、偏光板の外観不良となりやすい。
乾燥処理の後、室温以上の温度で少なくとも半日、通常は数日間以上の養生を施して十分な接着強度を得てもよい。かかる養生は、典型的には、ロール状に巻き取られた状態で行なわれる。好ましい養生温度は、30〜50℃の範囲であり、さらに好ましくは35℃以上、45℃以下である。養生温度が50℃を超えると、ロール巻き状態において、いわゆる「巻き締まり」が起こりやすくなる。なお、養生時の湿度は、特に限定されないが、相対湿度が0%RH〜70%RH程度の範囲となるように選択されることが好ましい。養生時間は、通常1日〜10日程度、好ましくは2日〜7日程度である。
また本発明の偏光板の接着剤層に用いられる接着剤には、光硬化性接着剤を用いることもできる。このように光硬化性接着剤を用いると、上記の水系接着剤のような他の接着剤を用いた場合に比し、偏光板の外周端部において偏光フィルムが露出しない状態とすることに関し特に有利となる。これは、光硬化性接着剤を用いると乾燥処理を行なう必要がなく、この乾燥処理に起因してフィルムが膨張または収縮することにより偏光板の端面が厚み方向において不揃いとなる現象を回避できるからである。このように偏光板の端面が不揃いとなる場合、後述のような切削加工を行なっても偏光フィルが露出しない状態とすることが困難となる。そして、このような偏光板の端面が不揃いとなる現象は、ポリエチレンテレフタレートフィルムを用いた場合に特に顕著となるため、ポリエチレンテレフタレートフィルムを含む本発明の偏光板において接着剤層に光硬化性接着剤を採用することは特に有効である。
このような光硬化性接着剤としては、たとえば光硬化性エポキシ樹脂と光カチオン重合開始剤などの混合物(すなわちエポキシ系の光硬化性接着剤)が挙げられる。この場合には、活性エネルギー線を照射することによって光硬化性接着剤を硬化させる。活性エネルギー線の光源は特に限定されないが、波長400nm以下に発光分布を有する活性エネルギー線が好ましく、具体的には、低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、ケミカルランプ、ブラックライトランプ、マイクロウェーブ励起水銀灯、メタルハライドランプなどが好ましい。
光硬化性接着剤への光照射強度は、該光硬化性接着剤の組成によって適宜決定され、特に限定されないが、重合開始剤の活性化に有効な波長領域の照射強度が0.1〜6000mW/cm2であることが好ましい。該照射強度が0.1mW/cm2以上であることで、反応時間が長くなりすぎず、6000mW/cm2以下であることで、光源から輻射される熱および光硬化性接着剤の硬化時の発熱によるエポキシ樹脂の黄変や偏光フィルムの劣化を生じる虞が少ない。光硬化性接着剤への光照射時間は、硬化させる光硬化性接着剤ごとに制御されるものであって特に制限されないが、上記照射強度と照射時間との積として表される積算光量が10〜10000mJ/m2となるように設定されることが好ましい。光硬化性接着剤への積算光量が10mJ/m2以上であることで、重合開始剤由来の活性種を十分量発生させて硬化反応をより確実に進行させることができ、また、10000mJ/m2以下であることで、照射時間が長くなりすぎず、良好な生産性を維持できる。なお、活性エネルギー線照射後の接着剤層の厚みは、通常0.001〜5μm程度であり、好ましくは0.01μm以上2μm以下であり、さらに好ましくは0.01μm以上1μm以下である。
活性エネルギー線の照射によって光硬化性接着剤を硬化させる場合、上記偏光フィルムの偏光度、透過率および色相、ならびにポリエチレンテレフタレートフィルムおよび透明樹脂フィルムの透明性などの偏光板の諸機能が低下しない条件で硬化を行なうことが好ましい。
<粘着剤層>
本発明の偏光板は、透明樹脂フィルムの外側(すなわち偏光フィルムと積層される側とは反対側の表面)に、当該偏光板を液晶セルに貼合するための、粘着剤層が形成されていることが好ましい。このような粘着剤層に用いられる粘着剤としては、従来公知の適宜の粘着剤を特に制限なく用いることができ、たとえばアクリル系粘着剤、ウレタン系粘着剤、シリコーン系粘着剤などが挙げられる。中でも、透明性、粘着力、信頼性、リワーク性などの観点から、アクリル系粘着剤が好ましく用いられる。粘着剤層は、このような粘着剤を、たとえば有機溶剤溶液のかたちで用い、それを透明樹脂フィルム上にダイコータやグラビアコータなどによって塗布し、乾燥させる方法によって設けることができる他、離型処理が施されたプラスチックフィルム(セパレートフィルムと呼ばれる)上に形成されたシート状粘着剤を透明樹脂フィルムに転写する方法によっても設けることができる。粘着剤層の厚みについても特に制限はないが、一般に2〜40μmの範囲内であることが好ましい。
また、本発明の偏光板の外面には、当該粘着剤層を介して光学機能性フィルムが貼着されていてもよい。光学機能性フィルムとしては、たとえば、上述したセルロース系フィルムまたはシクロオレフィン系フィルムを基材とする光学補償フィルムのほか、基材表面に液晶性化合物が塗付され、配向されている光学補償フィルム、ある種の偏光光を透過しそれと逆の性質を示す偏光光を反射する反射型偏光フィルム、ポリカーボネート系樹脂からなる位相差フィルム、表面に凹凸形状を有する防眩機能付きフィルム、表面反射防止処理付きフィルム、表面に反射機能を有する反射フィルム、反射機能と透過機能とを併せ持つ半透過反射フィルムなどが挙げられる。基材表面に液晶性化合物が塗布され、配向されている光学補償フィルムに相当する市販品としては、WVフィルム(富士フィルム(株)製)、NHフィルム(新日本石油(株)製)、NRフィルム(新日本石油(株)製)などが挙げられる。ある種の偏光光を透過し、それと逆の性質を示す偏光光を反射する反射型偏光フィルムに相当する市販品としては、たとえばDBEF(3M社製、日本では住友スリーエム(株)から入手できる)などが挙げられる。また、環状ポリオレフィン系樹脂からなる位相差フィルムに相当する市販品としては、たとえばアートンフィルム(JSR(株)製)、エスシーナ(積水化学工業(株)製)、ゼオノアフィルム((株)オプテス製)などが挙げられる。
<偏光板の用途>
本発明の偏光板は、上記の粘着剤層を介して液晶セルに貼合され、そして偏光板を液晶セルに貼合した液晶パネルは液晶表示装置に備えられる。この場合、本発明の偏光板は、液晶セルの背面側または前面側に、あるいは背面側と前面側の両者に貼合される。このようにして液晶表示装置は、本発明の偏光板が液晶セルに貼合された液晶パネルを備えることで、薄肉化に対応しつつ十分な機械的強度を有し、さらには液晶パネルの背面側に本発明の偏光板のポリエチレンテレフタレートフィルム側を配置させることで、液晶パネルとバックライトシステムとの接触を防止できる。このような液晶表示装置においては、従来公知の液晶表示装置の適宜の構成を採用することができ、液晶表示装置が液晶パネル以外に通常備える構成要件(光拡散板、バックライトなど)を特に制限することなく備えることができる。
なお、上記の光拡散板とは、バックライトからの光を拡散させる機能を有する光学部材であって、たとえば、熱可塑性樹脂に光拡散剤である粒子を分散させて光拡散性を付与したもの、熱可塑性樹脂板の表面に凹凸を形成して光拡散性を付与したもの、熱可塑性樹脂板の表面に粒子が分散された樹脂組成物の塗布層を設け光拡散性を付与したものなどが用いられる。光拡散板の厚みは、特に制限されないが、0.1〜5mmの範囲が好ましい。また、光拡散板と液晶パネルとの間には、プリズムシート(集光シートとも呼ばれ、たとえば、BEF(3M社製)などが該当する)、輝度向上シート(上述した反射型偏光フィルムと同じものである(上述したDBEFなど))、光拡散シートなど、他の光学機能性を示すシートを配置することもできる。他の光学機能性を示すシートは、必要に応じて複数種類配置することも可能である。さらに、光拡散板として、たとえば、シリンドリカルな形状を表面に有するプリズムシートと光拡散板との積層一体品(たとえば、特開2006−284697号公報に記載されるもの)のような、光拡散機能に他の機能が複合化された光学シートを用いることも可能である。
このように本発明の偏光板は、バックライト/光拡散板/光拡散シート/輝度向上シート/偏光板/液晶セル/偏光板の構成で好適に用いられる。なお、上述した液晶セル、液晶パネルの「背面側」とは、液晶パネルを液晶表示装置に搭載した際のバックライト側を意味し、液晶セル、液晶パネルの「前面側」とは、液晶パネルを液晶表示装置に搭載した際の視認側を意味する。
<偏光板の外周端部および偏光板の製造方法>
偏光板は、通常、形状の大きなロール材料やシート材料の形態として製造されることが多く、所望の形状と透過軸を有する偏光板を得るためには、さらに鋭利な刃を持った切断工具により切断(チップカット)される。このため、切断して得られる偏光板チップ(枚葉の形状を有する偏光板)には、外周端部において偏光フィルムが外部へ露出した状態が生じてしまう。
図1には、ポリビニルアルコール系樹脂からなりヨウ素が吸着配向している偏光フィルムの一方の面に接着剤層を介してポリエチレンテレフタレートフィルムが積層され、他方の面には接着剤層を介して透明樹脂フィルムであるシクロオレフィン系樹脂フィルム(ノルボルネン系樹脂フィルム、(株)オプテス製の“ゼオノアフィルム”)が積層され、さらにその透明樹脂フィルムの外側にアクリル系の粘着剤層が形成された偏光板を、スーパーカッターで切断した状態の外周端部(切断面)の顕微鏡写真を示した。このときの各層の境界と構成を、写真の外側に層境界の延長線と文字で表示している。「PET」はポリエチレンテレフタレートフィルムを、「PVA」は偏光フィルムを、「COP」はシクロオレフィン系樹脂フィルム(透明樹脂フィルム)を、「粘着剤」は粘着剤層を、それぞれ表す。この写真では、各層の境界をはっきりと識別することができ、偏光フィルムが外周端部に露出していることがわかる。なお、本発明において偏光板の外周端部とは、上記のように偏光板を製造する際に生じる切断面(外周端面)をいい、枚葉の形状の偏光板では四方(4辺)に(計4つの)外周端部が存在する。
この状態の偏光板チップを、たとえばヒートショック試験などの耐久性試験にかけると、一般的に使用されている偏光板、すなわち、偏光フィルムの両面を同種の樹脂フィルム(たとえばセルロース系樹脂フィルム)で保護した偏光板に比べ、剥離やクラックといった不具合が生じ易い傾向にある。
これに対し、図1の状態から、さらに外周端部をフライカット法にて連続的に切削加工した状態の外周端部(切削加工面)の顕微鏡写真を図2に示した。このときの層構成は図1と同じで、図下側がポリエチレンテレフタレートフィルム、図上側が粘着剤層となっているが、各層の識別が難しい状態(すなわち偏光フィルムが露出しない状態)になっている。これは、たとえば、偏光フィルムとその両面に配置されたシクロオレフィン系樹脂フィルムおよびポリエチレンテレフタレートフィルムの各層は比較的固いため、切削加工によりきれいに削り取られるが、粘弾性があって軟らかい粘着剤層は完全には削り取られず、偏光フィルム側に垂れ下がるか、あるいは粘着剤層の切粉が付着して、偏光フィルムの端面を覆う状態になったのではないかと推定している。そして、この状態で上記の如きヒートショック試験などの耐久性試験にかけても、剥離やクラックといった不具合が生じにくくなることが見出された。
このように本発明は、偏光板の製造方法の見地からは、ポリビニルアルコール系樹脂からなる偏光フィルムの一方の面に接着剤層を介してポリエチレンテレフタレートフィルムを積層し、他方の面には接着剤層を介して透明樹脂フィルムを積層し、かくして積層された状態の偏光板をチップカットした後、その外周端部を切削加工することを特徴とする。外周端部を切削加工するための方法としては、たとえば、上記特許文献4(特開2001−54845号公報)に開示されるような、偏光板の外周端部を回転刃で切削する方法や、上記特許文献5(特開2003−220512号公報)に開示されるような、フライカット法にて連続的に偏光板の外周端部を切削する方法などが好ましく採用される。外周端面をこのような方法で切削加工することにより、粘着剤層の構成成分が外周端部を均一に覆うためと思われるが、これにより偏光フィルムが外部に露出した状態となるのを避けることができる。したがって、本発明の偏光板のより好ましい製造方法としては、上記透明樹脂フィルムの外側にさらに粘着剤層を形成し、かくして粘着剤層が形成された状態の偏光板をチップカットした後、その外周端部を切削加工する方法を挙げることができる。
また、偏光板それ自体の見地からは、チップカットした状態では外周端部で外部へ露出している偏光フィルムが、その後の処理により露出しない状態となっていることを特徴とする。すなわち、本発明の偏光板の外周端部は、偏光フィルムが露出しない状態に形成されていることを特徴とする。このような構成とすることで、ヒートショック試験などの耐久性試験における不具合を抑制することができるようになった。そして、偏光フィルムが偏光板の外周端部で露出しない状態とするには、上記のようにその外周端部を切削加工する方法が有効である。なお、上記においては、粘着剤層の構成成分がこの切削加工により外周端部で偏光フィルムを覆い、以って偏光フィルムが露出しない状態になるとの推定を示したが、外周端部において偏光フィルムを露出しない状態とする手段はこれのみに限られるものではなく、たとえば粘着剤層以外の層(フィルム)の切粉が偏光フィルムの端面を覆う態様等も含まれる。
以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。例中、含有量ないし使用量を表す%および部は、特記ないかぎり重量基準である。
<実施例1>
(A)偏光フィルムの作製
平均重合度約2400、ケン化度99.9モル%以上で厚み75μmのポリビニルアルコールフィルムを、30℃の純水に浸漬した後、ヨウ素/ヨウ化カリウム/水の重量比が0.02/2/100の水溶液に30℃で浸漬した。その後、ヨウ化カリウム/ホウ酸/水の重量比が12/5/100の水溶液に56.5℃で浸漬した。引き続き8℃の純水で洗浄した後、65℃で乾燥して、二色性色素であるヨウ素が吸着配向したポリビニルアルコール系樹脂からなる偏光フィルムを得た。延伸は、主に、ヨウ素染色およびホウ酸処理の工程で行ない、トータル延伸倍率は5.3倍であった。
(B)偏光板の作製
上述のようにして得られた偏光フィルムの一方の面に、厚みdPET37μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(面内位相差値RPET:1900nm、配向主軸の歪みの最大値:4度、MOR:2.0)を、その貼合面にコロナ処理を施した後、エポキシ系の光硬化性接着剤からなる接着剤層を介して接着貼合した。
次いで、偏光フィルムのポリエチレンテレフタレートフィルムが積層された側とは反対側の面に、透明樹脂フィルムであるシクロオレフィン系樹脂フィルムとして厚み73μmの延伸ノルボルネン系樹脂からなる光学補償フィルム(面内位相差値R0:63nm、厚み方向位相差値Rth:225nm)を、その貼合面にコロナ処理を施した後、エポキシ系の光硬化性接着剤からなる接着剤層を介して接着することにより偏光板を得た。その後、上記で得られた偏光板を40℃で7日間養生した。さらに、この偏光板の上記透明樹脂フィルム(ノルボルネン系樹脂フィルム)の外側にアクリル系の粘着剤層を形成することにより、粘着剤付き偏光板とした。
(C)偏光板のチップカット
上記で作製した粘着剤付き偏光板を、スーパーカッター((株)荻野精機製作所製)により41cm×30cmの大きさにチップカット(切断)した後、その切断面(外周端部)を特開2003−220512号公報(特許文献5)に記載の装置にて連続的に切削加工することにより端面研磨されたチップカット偏光板を得た。この偏光板の外周端部を、倍率500倍の顕微鏡で観察したところ、偏光フィルムは露出しておらず、偏光フィルム層を判別することは困難であった。
(D)ヒートショック試験
上記のようにして得られた偏光板(チップカット偏光板)を粘着剤層側でガラスに貼合し、50℃のオートクレーブ中、圧力5kg/cm2(約0.5MPa)にて20分間処理した。こうしてガラスに貼合された偏光板について、−35℃で1時間保持する過程と70℃で1時間保持する過程を1サイクルとして、これを300回繰り返すヒートショック試験を行なった。その結果、かかる偏光板の端部においてクラックは発生しなかった。
<比較例1>
実施例1の(A)および(B)と同じ方法で作製した粘着剤付き偏光板を、スーパーカッター((株)荻野精機製作所製)により切断し、チップカット偏光板を得た。このチップカット偏光板を端面研磨することなく、そのまま粘着剤層側でガラスに貼合することにより、実施例1の(D)と同じ条件でヒートショック試験を行なったところ、6/10の確率(すなわち10枚の偏光板中6枚の偏光板)で偏光板の端部にクラックが発生した。
<実施例2>
(B−2)偏光板の作製
実施例1の(A)と同じ方法で作製した偏光フィルムの一方の面に、厚みdPET37μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(面内位相差値RPET:1900nm、配向主軸の歪みの最大値:4度、MOR:2.0)を、その貼合面にコロナ処理を施した後、エポキシ系の光硬化性接着剤からなる接着剤層を介して接着貼合した。
次いで、偏光フィルムのポリエチレンテレフタレートフィルムが積層された側とは反対側の面に、透明樹脂フィルムであるセルロース系樹脂フィルムとしてケン化処理が施されたトリアセチルセルロースからなる厚さ80μmのフィルムを、その貼合面にコロナ処理を施した後、エポキシ系の光硬化性接着剤からなる接着剤層を介して接着することにより偏光板を得た。その後、40℃で7日間養生した。さらに、この偏光板の上記透明樹脂フィルム(トリアセチルセルロースフィルム)の外側にアクリル系の粘着剤層を形成することにより、粘着剤付き偏光板とした。
(C−2)偏光板のチップカット
上記で作製した粘着剤付き偏光板を、スーパーカッター((株)荻野精機製作所製)により41cm×30cmの大きさにチップカット(切断)した後、その切断面(外周端部)を特開2003−220512号公報(特許文献5)に記載の装置にて連続的に切削加工することにより端面研磨されたチップカット偏光板を得た。この偏光板の外周端部を、倍率500倍の顕微鏡で観察したところ、偏光フィルムは露出しておらず、偏光フィルム層を判別することは困難であった。
(D−2)ヒートショック試験
上記のようにして得られた偏光板(チップカット偏光板)を粘着剤層側でガラスに貼合し、50℃のオートクレーブ中、圧力5kg/cm2(約0.5MPa)にて20分間処理した。こうしてガラスに貼合された偏光板について、−35℃で1時間保持する過程と70℃で1時間保持する過程を1サイクルとして、これを300回繰り返すヒートショック試験を行なった。その結果、かかる偏光板の端部においてクラックは発生しなかった。
<比較例2>
実施例2の(B−2)と同じ方法で作製した粘着剤付き偏光板を、スーパーカッター((株)荻野精機製作所製)により切断し、チップカット偏光板を得た。このチップカット偏光板を端面研磨することなく、そのまま粘着剤層側でガラスに貼合することにより、実施例2の(D−2)と同じ条件でヒートショック試験を行なったところ、3/10の確率(すなわち10枚の偏光板中3枚の偏光板)で偏光板の端部にクラックが発生した。
以上のように本発明の実施の形態および実施例について説明を行なったが、上述の各実施の形態および実施例の構成を適宜組み合わせることも当初から予定している。
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
偏光板をスーパーカッターで切断した状態の外周端部(切断面)の顕微鏡写真である。 偏光板をスーパーカッターで切断した後、さらにフライカット法にて切削加工した状態の外周端部(切断面)の顕微鏡写真である。

Claims (8)

  1. ポリビニルアルコール系樹脂からなる偏光フィルムの一方の面に接着剤層を介してポリエチレンテレフタレートフィルムが積層され、他方の面には接着剤層を介して透明樹脂フィルムが積層されてなる偏光板であって、該偏光板の外周端部は、前記偏光フィルムが露出しない状態に形成されていることを特徴とする偏光板。
  2. 前記透明樹脂フィルムは、シクロオレフィン系樹脂フィルム、セルロース系樹脂フィルム、ポリカーボネート系樹脂フィルム、ポリオレフィン系樹脂フィルム、ポリエステル系樹脂フィルム、およびアクリル系樹脂フィルムから選ばれる透明樹脂フィルムである請求項1に記載の偏光板。
  3. 前記透明樹脂フィルムの外側に粘着剤層が形成されている請求項1または2に記載の偏光板。
  4. 前記接着剤層は、接着剤として光硬化性接着剤を含む請求項1〜3のいずれかに記載の偏光板。
  5. ポリビニルアルコール系樹脂からなる偏光フィルムの一方の面に接着剤層を介してポリエチレンテレフタレートフィルムを積層し、他方の面には接着剤層を介して透明樹脂フィルムを積層し、かくして積層された状態の偏光板をチップカットした後、その外周端部を切削加工することを特徴とする、偏光板の製造方法。
  6. 前記透明樹脂フィルムは、シクロオレフィン系樹脂フィルム、セルロース系樹脂フィルム、ポリカーボネート系樹脂フィルム、ポリオレフィン系樹脂フィルム、ポリエステル系樹脂フィルム、およびアクリル系樹脂フィルムから選ばれる透明樹脂フィルムである請求項5に記載の偏光板の製造方法。
  7. 前記透明樹脂フィルムの外側に粘着剤層を形成し、かくして粘着剤層が形成された状態の偏光板をチップカットした後、その外周端部を切削加工する請求項5たは6に記載の偏光板の製造方法。
  8. 前記接着剤層は、接着剤として光硬化性接着剤を含む請求項5〜7のいずれかに記載の偏光板の製造方法。
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