(57)【要約】【課題】高光学特性を維持したまま、具体的なミクロ構造の観点から偏光フィルム自体の耐久性を高めることを可能とする技術を提供すること。【解決手段】偏光フィルムの製造における染色工程の少なくとも前に、フィルムを、金属キレート剤を含む水溶液に浸漬する工程を少なくとも行う偏光フィルムの製造方法を提供する。該製造方法を用いれば、偏光フィルム内のアモルファス領域の架橋を実現することができるため、高光学特性を維持したまま、局所分子運動を規制して高温や高温多湿環境下での耐久性が向上した偏光フィルムを提供することが可能である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏光フィルムの製造における染色工程の少なくとも前に、
フィルムを、金属キレート剤を含む水溶液に浸漬する工程を少なくとも行う偏光フィルムの製造方法。
【請求項２】
前記フィルムは、ポリビニルアルコール系フィルムである請求項１記載の偏光フィルムの製造方法。
【請求項３】
前記水溶液のｐＨは、０以上４以下である請求項１または２に記載の偏光フィルムの製造方法。
【請求項４】
前記金属キレート剤は、水溶性有機チタンキレート剤または水溶性有機アルミニウムキレート剤である請求項１から３のいずれか一項に記載の偏光フィルムの製造方法。
【請求項５】
前記水溶液の温度は、２０℃以上６０℃以下である請求項１から４のいずれか一項に記載の偏光フィルムの製造方法。
【請求項６】
偏光フィルムの製造における染色工程の少なくとも前に、
フィルムを、金属キレート剤を含む水溶液に浸漬する工程を少なくとも行い偏光フィルムを製造する工程を少なくとも行う偏光板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、偏光フィルムの製造方法に関する。より詳しくは、液晶表示装置に好適に用いることが可能な偏光フィルムの製造方法、および該製造方法を用いた偏光板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、薄型で低消費電力という特長を持ち、コンピューター用ディスプレイ装置、携帯電話機、テレビ受像機など様々な機器の表示装置として広く用いられている。これらの液晶表示装置は主に液晶をガラス基板等で挟持した液晶セルの両面に、一定方向の偏光のみを透過する偏光板を配置した構造となっている。
【０００３】
この液晶表示装置は、顧客要求等に応じてさらなる大型化、薄型化、軽量化、低消費電力化及び高コントラスト化等の特性改善・改良が要望されており、これに応えるべく種々の施策を実行するにはそれぞれに付随する課題解決が必須となる。
【０００４】
これらの課題のうち、大型化、薄型化、高コントラスト化についてはバックライトユニットの大幅設計変更が必要であり、かかる場合には現在以上に液晶パネル部材へ熱負荷が大きくなることを避けて通れない。このため、液晶パネル部材の中で熱負荷の影響を受け易いだけでなく、液晶パネルの構成上必須で基幹部材である偏光板の高温環境下や高温多湿環境下での耐久性向上が非常に重要となってくる。特に薄型かつ高性能化を図る場合には、光学部材の液晶セル内への設置、所謂in-cell化を避けて通るわけにはいかず、かかる場合には透明電極であるＩＴＯ（Indium Tin Oxide）の製膜時における百数十度程度の熱負荷に対する耐久性が必須条件となってくる。
【０００５】
ところで、従来、偏光板は、例えばポリビニルアルコール（ＰＶＡ）等の樹脂フィルムにヨウ素などの二色性染料を用いて染色し、ホウ酸などを含む水溶液中にて延伸固定処理等を行うことで偏光性能を付与し、そのフィルム両面に例えばＴＡＣ（トリアセチルセルロース）フィルムなどのセルロース系フィルム等の保護膜を積層した偏光板がその光学特性の優位性から多く使用されている。
【０００６】
薄型化等を目指し、偏光フィルムに積層するセルロース系フィルム等の保護フィルムを無くすなどの検討がなされているが、この場合耐久性確保に大きな課題が横たわる。これまでにも、偏光板の高偏光性能を維持したまま高耐久性を確保するために偏光フィルム自体の高耐久性を図るべく種々の方法の提案がなされている。
【０００７】
偏光フィルムの光学特性を向上させる技術として、特許文献１には、シンジオタクチシチーが５５％以上のポリビニルアルコール系重合体と該ポリビニルアルコール系重合体に対して０．００１〜１重量％の沃素を含む溶液を製膜してなる厚さ５〜１５０μｍのフィルムを一軸方向に３倍以上延伸することで、光学特性を向上させる技術が開示されている。また、特許文献２には、光の波長が４２０〜７００ｎｍの間での１０ｎｍ毎の平行透過率の標準偏差が３以下で、且つ、光の波長が４２０〜７００ｎｍの間での１０ｎｍ毎の（平行透過率／直交透過率）の最小値が３００以上とすることで、光学特性を向上させる技術が開示されている。
【０００８】
これらのような偏光フィルムの光学特性を向上させる場合の技術においては、偏光フィルム製造工程における架橋剤の種類や架橋剤を施すタイミングについては、任意とされている。
【０００９】
一方、偏光フィルムの耐久性向上を図るための技術として、特許文献３には、ヨウ素／ヨウ化カリウム水溶液にて染色を行いホウ酸水溶液中にて延伸を行った後に、グリオキサール水溶液にて架橋固定を施すことにより耐久性向上を図る技術が開示されている。また、特許文献４には、膨潤・染色・固定・延伸・洗浄・乾燥の一連の偏光フィルム作製プロセス工程のうち、洗浄工程に純水やヨウ化物水溶液の代わりにジアルデヒドやジカルボン酸等の多官能性化合物溶液に置き換えて架橋を進めることにより、耐久性向上を図る技術が開示されている。更に特許文献５には、対象物が偏光板ではなく位相差板であるが、ＰＶＡ系フィルムの延伸前後にチタン化合物を浸漬架橋させて位相差フィルムを作成する技術が開示されている。
【００１０】
これらの手法は、一般的にポリマー溶液のような分子間距離がある程度広がっていて、架橋剤試薬が基材の官能基を攻撃し易いような状態であるならば、容易に施策内容を想像出来てその効果も予想と違わない。
【００１１】
しかしながら、前記特許文献３の技術を用いて製造したＰＶＡフィルム単体で、高温多湿下保存を想定した高温加湿の粘弾性試験や高温保存を想定した加温粘弾性試験を行ったところ、ＰＶＡフィルムの寸法収縮が改善されていないことが分かった。また、前記特許文献４の技術を用いて製造したＰＶＡフィルム単体で、追試試験を行ったところ、浸漬時間が長くなるとHazeが増加する問題やＰＶＡフィルム単体では逆に耐久性が劣化することが分かった。更に、特許文献５の技術を用いて製造したＰＶＡフィルム単体で追試試験を行ったところ、ＰＶＡフィルム単体の場合には、逆に耐久性が劣化することが分かった。そのため、前記特許文献３、特許文献４および特許文献５のいずれの技術を用いても、偏光板を、ＴＡＣフィルム等の保護フィルムを無くして薄型化する場合には、耐久性向上効果が期待できないことが明らかになった。
【００１２】
このように、ポリマー溶液の場合と異なって、ＰＶＡフィルムの場合には分子間の距離が狭いせいなのか理由は明らかになっていないが、単純な架橋剤の追加というだけでは耐久性を改善することも予想見通しを立てることも容易でないのが現状である。
【００１３】
また、前記特許文献３、特許文献４および特許文献５のいずれの技術も、あくまでも対処療法的に導かれた結果であり、具体的なミクロ構造を想定して解決策を導き出した検討ではない。そのため、現状要求されている高光学特性を維持したままＴＡＣフィルム等の保護フィルムを無くして薄型化した場合には、高温や高温多湿環境での耐久性を満足させることが出来ないだけでなく、根本的解決策を見出すには至っていない。
【００１４】
ここで、具体的なミクロ構造を想定した先行技術として、下記非特許文献１では、ＰＶＡの結晶領域をホウ酸が壊して新たな水素結合を介した架橋構造の形成を推定している。本願発明者らもＸ線回折法（ＸＲＤ）を用いた解析検討により、ＰＶＡ結晶領域にホウ酸が侵入して結晶相を微細化することや、延伸するとアモルファス領域が減少して結晶領域が拡大することなどを確認した。偏光フィルム製造工程におけるプロセスを変化させた場合のＸＲＤ測定結果を図６に、偏光フィルム製造工程におけるプロセス毎のＸＲＤ測定結果を図７に示す。なお、具体的な測定条件は、ＸＲＤ装置：JOEL JDX-3500（日本電子株式会社製）、Ｘ線源：Ｃｕ、４０ｋＶ、３００ｍＡ、ステップ幅：０．０２°、走査範囲：３°〜６０°、測定時間：０．５secで行った。
【００１５】
図６中（iii）、（iv）に示す通り、ヨウ素の影響ではなくホウ酸の影響で、主回折ピークがブロード化（結晶領域が微細化かつ結晶格子間隔が不均一化）することが明らかとなった。また、図６中（ｉ）、（ii）に示す通り、ホウ酸がない状態では、延伸により主回折ピークの強度が急峻になる（結晶格子間隔が変化せず結晶領域が増加する）ことが判明した。
【００１６】
また、図６および図７の結果から、フィルム内のミクロ構造は、図８のような変化が起きていることが推測された。図８（Ｂ）に示すように、延伸状態においては、延伸により結晶相が成長（主回折強度が増加）し、結晶内部も分子鎖が回転し、結晶面が揃い出し、部分的に結晶相も発生すると考えられる。また図８（Ｃ）に示すように、染色延伸架橋状態においては、ホウ酸が結晶相に入って結晶相が小さくなる他、結晶格子間隔が不均一に乱れると考えられる。
【００１７】
【特許文献１】特開平８−１９００１７号公報
【特許文献２】特開２００２−２２１６１８号公報
【特許文献３】特開平６−２３５８１５号公報
【特許文献４】特開２００６−１３９１６６号公報
【特許文献５】特開２００７−３６８０号公報
【非特許文献１】第１５回ポリマー材料フォーラム予稿集、１２６（２００６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
前述の通り、偏光フィルムの耐久性を向上させるための方法として、種々の方法が提案されているが、具体的なミクロ構造を想定して解決策を導き出した検討ではないため、それぞれに前記のような問題を抱えており、耐久性向上の新たな技術が期待されている。
【００１９】
そこで、本発明では、高光学特性を維持したまま、具体的なミクロ構造の観点から偏光フィルム自体の耐久性を高めることを可能とする技術を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本願発明者らは、高透過率かつ高偏光度である高光学特性を維持したまま、より高い耐久性を確保する偏光フィルムを製造し得る方法を開発すべく鋭意検討した結果、偏光フィルムの結晶領域には例えばホウ酸のような浸入可能な小さい架橋剤を入れ、分子間の配向性を高める延伸操作を行うことである程度まで分子間距離が縮まるアモルファス領域にはホウ酸よりサイズの大きい架橋剤を導入することで局所分子運動を規制して高温や高温多湿環境下での耐久性向上を図れるミクロ構造のモデル化を導き出した。
【００２１】
そして、このミクロ構造モデルをもとに、偏光フィルムの膨潤・染色・延伸・固定・乾燥といった従来の一連の製造プロセスに対し、従来観念であれば非常識なタイミングで所定の水溶液にフィルムを浸漬させることで、高耐久性の偏光フィルムが得られることを確認し、本発明に至った。
【００２２】
即ち、本発明では、まず、偏光フィルムの製造における染色工程の少なくとも前に、
フィルムを、金属キレート剤を含む水溶液に浸漬する工程を少なくとも行う偏光フィルムの製造方法を提供する。
従来、染色前に金属キレート剤などを用いて架橋処理を行うと、染色が十分に行われないのが常識であり、また、延伸前に架橋処理を行うと、延伸しにくくなるのが常識であった。しかし、本発明では、敢えて、染色および延伸前に金属キレート剤を用いた架橋処理を行うことで、偏光フィルム内のアモルファス領域の架橋を実現することができる。
本発明に係る製造方法を用いることができるフィルムは、偏光フィルムに用いることができる素材からなるフィルムであれば、その種類は特に限定されないが、光学特性の観点からポリビニルアルコール系フィルムが好ましい。
前記金属キレート剤を含む溶液のｐＨは、本発明の目的を損なわない限り特に限定されないが、０以上４以下とすることが好ましい。
本発明に係る偏光フィルムの製造方法に用いることができる前記金属キレート剤の種類は、通常、膨潤工程を経ることによりポリマー鎖長間が広げられたアモルファス領域に容易に浸入できる程度の大きさの金属キレート剤であればその種類は特に限定されないが、一例としては、水溶性有機チタンキレート剤または水溶性有機アルミニウムキレート剤を好適に用いることができる。
前記金属キレート剤を含む溶液の温度も、本発明の目的を損なわない限り特に限定されないが、２０℃以上６０℃以下とすることが好ましい。
本発明に係る偏光フィルムの製造方法は、偏光板の製造工程の一工程として行うことで、偏光板の製造にも好適に用いることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明に係る偏光フィルムの製造方法を用いれば、偏光フィルム内のアモルファス領域の架橋を実現することができるため、高光学特性を維持したまま、局所分子運動を規制して高温や高温多湿環境下での耐久性が向上した偏光フィルムを提供することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明を実施するための好適な形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明の代表的な実施形態の一例を示したものであり、これにより本発明の範囲が狭く解釈されることはない。
【００２５】
＜偏光フィルムの製造方法＞
図１は、本発明に係る偏光フィルムの製造方法の一例を示すフロー図である。本発明に係る偏光フィルムの製造方法は、通常の偏光フィルムの製造方法で行われる染色工程の前に、金属キレート剤を含む水溶液に浸漬する工程（以下「金属キレート剤水溶液浸漬工程Ａ」とする。）を少なくとも行うことを特徴とする。
【００２６】
本発明に係る製造方法に用いることができるフィルムは、偏光フィルムに用いることができる素材からなるフィルムであれば、その種類は特に限定されず、あらゆる素材からなるフィルムを自由に選択して用いることができる。また、その厚みも特に限定されず、通常のフィルムと同様の５０〜１５０μｍ程度のフィルムを用いることができる。
【００２７】
特に本発明においては、耐熱性や光学特性の観点からポリビニルアルコール系フィルムを好適に用いることができる。ポリビニルアルコール系樹脂フィルムとしては、例えば、ポリビニルアルコールフィルム、ポリビニルホルマールフィルム、ポリビニルアセタールフィルム、ポリ（エチレン−酢酸ビニル）共重合体フィルム、これらの部分ケン化または完全ケン化フィルム、ポリビニルアルコールの部分ポリエン化フィルムなどを挙げることができる。共重合体フィルムを用いる場合、その重合度も特に限定されないが、高光学特性を得るためには、重合度は１５００〜３０００の範囲が好適である。また、部分ケン化または完全ケン化フィルムを用いる場合、そのケン化度も特に限定されないが、高光学特性を得るには、ケン化度の範囲が９８〜１００モル％であることが望ましい。
【００２８】
（Ａ）金属キレート剤水溶液浸漬工程
金属キレート剤水溶液浸漬工程Ａは、フィルムを、金属キレート剤を含む水溶液に浸漬して、フィルム内部を架橋処理する工程である。
従来、染色が十分に行われないという理由から、染色前に架橋処理を行うことはなかった。また、延伸しにくくなるという理由から、延伸前に架橋処理を行うことはなかった。しかし、本発明では、敢えて、染色および延伸前に金属キレートによる架橋処理を行うことで、光学特性を維持したまま高耐久性を実現することに成功した。なお、もし、染色・延伸後に金属キレート剤水溶液浸漬工程Ａを行った場合であっても、延伸後のフィルムには、ホウ酸のような小さな架橋剤しか入ることが難しくなるため、本発明のような効果は期待できないと考えられる。
【００２９】
金属キレート剤水溶液浸漬工程Ａで用いることができる金属キレート剤の種類は特に限定されず、公知の金属キレート剤を１種または２種以上自由に選択して用いることができる。例えば、水溶性有機チタンキレート剤、水溶性有機アルミニウムキレート剤、などを用いることができる。チタンやアルミニウムは、多座配位子であり、偏光フィルムの水酸基と架橋させ易く、また、光の吸収波長が可視光領域にないため、偏光フィルムの光学特性に影響がないという特徴を有する。
【００３０】
浸漬を行う水溶液のｐＨは、金属キレート剤による架橋処理を行うことができれば特に限定されないが、本発明においては、ｐＨ０以上４以下が好ましい。ｐＨが０未満の場合、反応が進みすぎてポリマーフィルムのＨａｚｅ（曇り）が急増したりフィルム破断が生じたりするなどの問題が生じる場合があり、逆にｐＨが４を超えると、反応が起きなくなって、期待される効果が生じない場合がある他、酸によるｐＨ調節が難しく、浸漬中にフィルムが溶解する場合もあるからである。
【００３１】
また、浸漬処理を行う水溶液の濃度、温度は、架橋処理を行うことができれば特に限定されないが、本発明においては、濃度は０．２ｗｔ％以上２０ｗｔ％以下の範囲が好ましく、液温は２０℃以上６０℃以下の範囲が好ましい。特に、水溶液の温度が２０℃以下になると、偏光フィルム内への金属キレート剤の滲入が遅くなり、架橋効果を得るためには浸漬時間をかなり長くかける必要が生じ、製造効率が低下する場合がある。逆に６０℃を超えると、偏光フィルム自体が溶液に溶解し易くなる場合がある。
【００３２】
このように、本発明に係る製造方法では、金属キレート剤水溶液浸漬工程Ａを染色・延伸前に行うことにより、従来の製造方法では架橋処理することが難しかったアモルファス領域の架橋または疎水化を実現することができる。そのため、偏光フィルムの高光学特性を維持したまま、局所分子運動を規制して高温や高温多湿環境下での耐久性を著しく向上させることが可能である。
【００３３】
本発明に係る偏光フィルムの製造方法は、以上説明した金属キレート剤水溶液浸漬工程Ａを、少なくとも染色工程の前に一工程として行う方法を全て包含するが、例えば、図１に示す通り、通常の製造工程で行われる（１）膨潤プロセスＩ、（２）染色プロセスII、（３）延伸プロセスIII、（４）架橋固定化プロセスIV、（５）乾燥プロセスＶ、などを適宜行うことも可能である。以下、それぞれのプロセスについて一例を示しながら説明する。
【００３４】
（１）膨潤プロセスＩ
膨潤プロセスＩは、後述する延伸プロセスIIIの前処理としてフィルムを膨潤させるプロセスである。膨潤に用いる溶媒は特に限定されず、通常の偏光フィルムの製造方法における膨潤プロセスで用いられている溶媒を、自由に選択して用いることができる。例えば、純水、ヨウ化カリウム水溶液、などを挙げることができる。本発明においては、膨潤のし易さの観点から、純水を用いることが好ましい。膨潤浴の液温も特に限定されず、フィルムの厚さや溶媒の種類に応じて、自由に設定することができるが、本発明においては、２０℃以上４５℃以下が好ましい。
【００３５】
（２）染色プロセスII
染色プロセスIIでは、金属キレート剤水溶液浸漬工程Ａを経たフィルムを染色水溶液に浸漬させることで、フィルムの染色を行う。染色に用いる染料は二色性物質であれば特に限定されず、通常の偏光フィルムの製造方法における染色プロセスで用いられている染料を、自由に選択して用いることができる。例えば、ヨウ素、レッドＲ、などを挙げることができる。本発明においては特に、ヨウ素系を用いることが好ましい。ヨウ素を用いる場合、具体的な染色水溶液としては、ヨウ素、ヨウ化カリウム、及びホウ酸の混合水溶液を用いることが好ましい。その重量濃度は、ヨウ素、ヨウ化カリウム、及びホウ酸が、それぞれ０．０１５ｗｔ％以上０．０２５ｗｔ％以下、１．５ｗｔ％以上４．０ｗｔ％以下、及び１．０ｗｔ％以上３．０ｗｔ％以下の範囲であることが好ましい。また、染色水溶液の温度、浸漬時間、などは、偏光フィルムの種類や形態、他のプロセスとの関係等に合わせて自由に設定することが可能である。本発明において特に好ましい条件を挙げると、染色水溶液の温度については、２５℃以上３５℃以下である。
【００３６】
（３）延伸プロセスIII
延伸プロセスIIIでは、偏光特性を付与するために、目的に応じた倍率の延伸を行う。延伸倍率は特に限定されず、目的の偏光特性に応じて自由に設定することができるが、本発明においては、膨潤前のフィルムと比較して、数倍程度の延伸倍率であることが好ましい。
【００３７】
本発明における延伸プロセスIIIでは、湿式延伸、乾式延伸等、いずれの方法を用いることも自由であるが、本発明においては、湿式延伸の方が好ましい。湿式延伸を行う場合、延伸浴の水溶液は特に限定されず、通常の偏光フィルムの製造方法における延伸プロセスで用いられている水溶液を、自由に選択して用いることができる。例えば、ヨウ化カリウムおよびホウ酸からなる混合水溶液等を用いることができる。この場合、ヨウ化カリウムとホウ酸の濃度も特に限定されず、必要に応じて適宜設定することができるが、ヨウ化カリウムを２．０ｗｔ％〜４．０ｗｔ％、ホウ酸を２．５ｗｔ％〜４．０ｗｔ％の範囲に設定することが好ましい。また、また、延伸浴の水溶液の温度も、偏光フィルムの種類や形態、他のプロセスとの関係等に合わせて自由に設定することが可能であるが、本発明においては、４５℃以上６０℃以下に設定することが好ましい。
【００３８】
（４）架橋固定化プロセスIV
架橋固定化プロセスIVでは、前記延伸プロセスIIIにおいて所定倍率の延伸を行ったフィルムを、架橋固定化浴に浸漬させることで、架橋固定する。架橋固定化浴の水溶液は特に限定されず、通常の偏光フィルムの製造方法における架橋固定化プロセスで用いられている水溶液を、自由に選択して用いることができる。例えば、ヨウ化カリウム、ホウ酸、および塩化亜鉛からなる混合水溶液等を用いることができる。この場合、ヨウ化カリウム、ホウ酸、および塩化亜鉛の濃度も特に限定されず、必要に応じて適宜設定することができる。本発明においては、ヨウ化カリウムを２．０ｗｔ％〜４．０ｗｔ％、ホウ酸を１．０ｗｔ％〜４．０ｗｔ％、塩化亜鉛を１．０ｗｔ％〜２．０ｗｔ％の範囲に設定することが好ましい。また、また、架橋固定化浴の水溶液の温度も、偏光フィルムの種類や形態、他のプロセスとの関係等に合わせて自由に設定することが可能であるが、本発明においては、３０℃以上４５℃以下に設定することが好ましい。
【００３９】
（５）乾燥プロセスＶ
乾燥プロセスＶは、前記架橋固定化プロセスIVにおいて固定化された偏光フィルムを乾燥させるプロセスである。乾燥プロセスＶにおける乾燥温度や乾燥時間は、偏光フィルムの種類や形態、他のプロセスとの関係等に合わせて自由に設定することが可能である。偏光フィルム内の含有水の除去能力の観点、および乾燥効率の観点からは、８５℃以上１２０℃以下で乾燥を行うことが好ましい。しかし、いきなり高温で乾燥させるとヨウ素錯体イオン分布が変化するために偏光フィルムの色相が大きくズレるので、本発明においては、段階的に温度が上昇するような乾燥プロセスを経ることが好ましい。
【００４０】
＜偏光板の製造方法＞
本発明に係る偏光フィルムの製造方法は、偏光板の製造時に一工程として行うことで、偏光板の製造に好適に用いることができる。例えば、前記偏光フィルムの製造方法により、偏光フィルムを作製し、該偏光フィルムに、必要に応じてハードコート層、反射防止層、紫外線吸収層、アンチグレア層、アンチリフレクション層、ハーフリフレクション層、反射層、蓄光層、拡散層、エレクトロルミネッセンス層、視野角拡大層、輝度向上層などの機能層を、公知の接着剤を用いて貼り合わせ、次いで、該接着剤を電子線等により固化させることにより偏光板を製造することができる。
【００４１】
また、本発明に係る偏光フィルムの製造方法で製造した偏光フィルムは、偏光フィルム自体の耐久性が著しく高いため、従来の偏光フィルムのように保護フィルムを積層させる必要はないが、耐熱性や耐湿性を一層高めるために、偏光フィルムの片面または両面に、光学的に等方性のある保護フィルムを、前記機能層に加えて積層させて、偏光板を製造することも可能である。
【００４２】
保護フィルムを積層させる場合、その種類は特に限定されず、公知のあらゆる素材からなる保護フィルムを自由に選択して用いることができる。例えば、トリアセチルセルロース、ジアセチルセルロース、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリエーテルスルホン、ポリアリーレンエステル、ポリ−４−メチルペンテン、ポリフェニレンオキサイド、シクロ系またはノルボルネン系ポリオレフィンなどからなる保護フィルムを挙げることができる。
【００４３】
＜液晶表示装置・カラー液晶表示装置＞
本発明に係る製造方法を用いて製造した偏光フィルムは、従来の偏光フィルムに比べ、耐熱性や耐湿性などの耐久性が著しく高いため、液晶表示装置の一部材として好適に用いることができる。以下、本発明に係る製造方法を用いて製造した偏光フィルムを用いることができる液晶表示装置の一例を、図面を参照しながら説明する。
【００４４】
図２は、本発明に係る製造方法を用いて製造した偏光フィルムを用いることができる液晶表示装置１の一例の概略構成を示す断面模式図である。この液晶表示装置１は、大別すると、一対の基板１３と、該基板１３間に挟持された液晶層１４と、からなる液晶パネル１０と、該液晶パネル１０に光を照射するための光源２０と、からなる。
【００４５】
液晶表示装置１の前記液晶パネル１０には、前述した本発明に係る製造方法を用いて製造した偏光フィルム１１を備えていることを特徴とする。液晶パネル１０における偏光フィルム１１の配置場所は、少なくとも液晶層１４を挟んで入射側偏光フィルムと出射側偏光フィルムとして配置されれば特に限定されず、通常の液晶表示装置における偏光フィルムの配置に準じて自由に設計することができる。
【００４６】
それぞれの基板１３は、内面に電極１２がそれぞれ配置されている。また、必要に応じて、電極１２と液晶層１４との間に液晶分子を一定方向に並べるための配向膜１５、電極１２と基板１３との間または基板１３と偏光フィルム１１との間にカラー表示するためのカラーフィルター１６、など通常の液晶表示装置に用いられる部材を自由に選択して用いることができる。
【００４７】
液晶層１４の具体的構成は特に限定されず、通常の液晶表示装置に用いられている構造に準じて自由に設計することができる。例えば、図２に示すように、スペーサー１７により所定間隔を離して対向配置された一対の基板１３との間に、液晶材料を注入してなる構成を挙げることができる。スペーサー１７は、一対の基板１３間を所定距離保持するためのものである。
【００４８】
なお、基板１３、電極１２、液晶層１４、配向膜１５、などは、通常の液晶表示装置に用いられているものを自由に選択して用いることができる。
【００４９】
図３は、本発明に係る製造方法を用いて製造した偏光フィルムを用いることができるカラー液晶表示装置１００の一例の概略構成を示す断面模式図である。このカラー液晶表示装置１００は、大別すると、（ａ−１）一対の基板１３と、（ａ−２）該基板１３間に挟持された液晶層１４と、を備え、第１〜３ピクセルを１組としたピクセルが、複数、２次元マトリックス状に配列されたカラー液晶パネル１０と、該カラー液晶パネル１０に光を照射するための光源２０と、からなる。
【００５０】
カラー液晶表示装置１００の前記カラー液晶パネル１０には、図２に示す液晶表示装置１と同様に、本発明に係る製造方法を用いて製造した偏光フィルム１１を備えていることを特徴とする。カラー液晶パネル１０における偏光フィルム１１の配置場所は、少なくとも液晶層１４を挟んで入射側偏光フィルムと出射側偏光フィルムとして配置されれば特に限定されず、通常の液晶表示装置における偏光フィルムの配置に準じて自由に設計することができる。なお、基板１３、電極１２、液晶層１４、配向膜１５、などは、図２に示す前記液晶表示装置１と同様に、通常の液晶表示装置に用いられているものを自由に選択して用いることができる。
【００５１】
カラー液晶表示装置１００の光源２０は、第１原色、第２原色及び第３原色から構成された光の三原色の内の第１原色に相当する第１原色光を出射する。例えば、第１原色光を青色の光（例えば、波長λ１：４４０ｎｍ乃至４６０ｎｍの範囲内のいずれかの値の波長）、第２原色を緑色の光、第３原色を赤色の光、と構成することができる。第１〜３原色の色はこれに限定されるものではなく、必要に応じて、第１原色、第２原色、第３原色を、それぞれ、赤色、緑色、青色とすることもでき、あるいは第１原色、第２原色、第３原色を、それぞれ、緑色、赤色、青色とすることもできる。なお、光源２０の具体的な装置は、任意の第１原色光を出射することができればその種類は限定されず、公知の光源を自由に選択して用いることができる。
【００５２】
カラー液晶表示装置１００のカラー液晶パネル１０には、本発明に係る製造方法を用いて製造した偏光フィルム１１の他に、（１）第２原色発光領域１０２、（２）第３原色発光領域１０３、（３）拡散または通過領域、を少なくとも備えることを特徴とする。以下、それぞれの領域について、説明する。
【００５３】
（１）第２原色発光領域１０２
第２原色発光領域１０２は、カラー液晶パネル１０の第２ピクセルと同光路上に配置され、第２原色に相当する第２原色光を発光する第２原色発光粒子から成る領域である。この第２原色発光領域１０２では、これを構成する前記第２原色発光粒子が、光源２０から出射された第１原色光によって励起されて第２原色光を発光する。
【００５４】
第２原色発光粒子は、光源２０から出射された第１原色光によって励起されて第２原色光を発光し得る粒子であれば、その種類は特に限定されず、公知のあらゆる発光粒子を自由に選択して用いることができる。例えば、第２原色発光粒子を、緑色を発光する蛍光体粒子とする場合、かかる緑色発光蛍光体として、（ＭＥ：Ｅｕ）Ｇａ２Ｓ４、（Ｍ：ＲＥ）x（Ｓｉ，Ａｌ）１２（Ｏ，Ｎ）１６、（Ｍ：Ｔｂ）x（Ｓｉ，Ａｌ）１２（Ｏ，Ｎ）１６、（Ｍ：Ｙｂ）x（Ｓｉ，Ａｌ）１２（Ｏ，Ｎ）１６、ＬａＰＯ４：Ｃｅ，Ｔｂ、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ，Ｍｎ、Ｚｎ２ＳｉＯ４：Ｍｎ、ＭｇＡｌ１１Ｏ１９：Ｃｅ，Ｔｂ、Ｙ２ＳｉＯ５：Ｃｅ，Ｔｂ、ＭｇＡｌ１１Ｏ１９：ＣＥ，Ｔｂ，Ｍｎ、（Ｓｒ，Ｂａ）２ＳｉＯ４：Ｅｕを挙げることができる。ここで、「ＭＥ」は、Ｃａ、Ｓｒ及びＢａから成る群から選択された少なくとも１種類の原子を意味し、「Ｍ」は、Ｌｉ、Ｍｇ及びＣａから成る群から選択された少なくとも１種類の原子を意味し、「ＲＥ」は、Ｔｂ及びＹｂを意味する（以下同じ）。
【００５５】
（２）第３原色発光領域１０３
第３原色発光領域１０３は、カラー液晶パネル１０の第３ピクセルと同光路上に配置され、第３原色に相当する第３原色光を発光する第３原色発光粒子から成る領域である。この第３原色発光領域１０３では、これを構成する前記第３原色発光粒子が、光源２０から出射された第１原色光によって励起されて第３原色光を発光する。
【００５６】
第３原色発光粒子は、光源２０から出射された第１原色光によって励起されて第３原色光を発光し得る粒子であれば、その種類は特に限定されず、公知のあらゆる発光粒子を自由に選択して用いることができる。例えば、第３原色発光粒子を、赤色を発光する蛍光体粒子とする場合、かかる赤色発光蛍光体として、（ＭＥ：Ｅｕ）Ｓ、（Ｍ：Ｓｍ）x（Ｓｉ，Ａｌ）１２（Ｏ，Ｎ）１６、ＭＥ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ、（Ｃａ：Ｅｕ）ＳｉＮ２、（Ｃａ：Ｅｕ）ＡｌＳｉＮ３、Ｙ２Ｏ３：Ｅｕ、ＹＶＯ４：Ｅｕ、Ｙ（Ｐ，Ｖ）Ｏ４：Ｅｕ、３．５ＭｇＯ・０．５ＭｇＦ２・Ｇｅ２：Ｍｎ、ＣａＳｉＯ３：Ｐｂ，Ｍｎ、Ｍｇ６ＡｓＯ１１：Ｍｎ、（Ｓｒ，Ｍｇ）３（ＰＯ４）３：Ｓｎ、Ｌａ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕを挙げることができる。
【００５７】
これらの第２原色発光領域１０２および第３原色発光領域１０３は、シアン色を発光する構成としてもよく、この場合には、緑色発光蛍光体粒子（例えば、ＬａＰＯ４：Ｃｅ，Ｔｂ、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ，Ｍｎ、Ｚｎ２ＳｉＯ４：Ｍｎ、ＭｇＡｌ１１Ｏ１９：Ｃｅ，Ｔｂ、Ｙ２ＳｉＯ５：Ｃｅ，Ｔｂ、ＭｇＡｌ１１Ｏ１９：ＣＥ，Ｔｂ，Ｍｎ）と青色発光蛍光体粒子（例えば、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ、ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ、Ｓｒ２Ｐ２Ｏ７：Ｅｕ、Ｓｒ５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｍｇ）５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ、ＣａＷＯ４、ＣａＷＯ４：Ｐｂ）を混合したものを用いればよい。
【００５８】
蛍光体粒子から成る第２原色発光領域１０２および第３原色発光領域１０３は、蛍光体粒子から調製された蛍光体粒子組成物を使用し、例えば、赤色の感光性の蛍光体粒子組成物（赤色発光蛍光体スラリー）を全面に塗布し、露光、現像して、赤色発光蛍光体層から成る第３原色発光領域１０３を形成し、次いで、緑色の感光性の蛍光体粒子組成物（緑色発光蛍光体スラリー）を全面に塗布し、露光、現像して、緑色発光蛍光体層から成る第２原色発光領域１０２を形成することができる。なお、第３原色発光領域１０３の形成と第２原色発光領域１０２の形成の順序を逆にしてもよい。あるいは、赤色発光蛍光体スラリー、緑色発光蛍光体スラリーを順次塗布した後、各蛍光体スラリーを順次露光、現像して、第３原色発光領域１０３、第２原色発光領域１０２を形成してもよいし、スクリーン印刷法やインクジェット印刷法、フロート塗布法、沈降塗布法、蛍光体フィルム転写法等により第２原色発光領域１０２、第３原色発光領域１０３を形成してもよい。
【００５９】
その他、第２原色発光領域１０２や第３原色発光領域１０３を構成する材料は、発光蛍光粒子に限定されず、例えば、間接遷移型のシリコン系材料において、直接遷移型のように、キャリアを効率良く光へ変換させるために、キャリアの波動関数を局所化し、量子効果を用いた、２次元量子井戸構造、１次元量子井戸構造（量子細線）、０次元量子井戸構造（量子ドット）等の量子井戸構造を適用した発光粒子を挙げることもできる。また、半導体材料に添加された希土類原子は殻内遷移により鋭く発光することが知られており、このような技術を適用した発光粒子を挙げることもできる。
【００６０】
第２原色発光領域１０２および第３原色発光領域１０３は、それぞれ第２サブプクセルおよび第３サブピクセルと同光路上に配置されていれば、液晶層１４を挟んで入射側または出射側のどちらに配置してもよい。
【００６１】
第２原色発光領域１０２および第３原色発光領域１０３を液晶層１４より出射側に配置する場合、図示しないが、第２原色発光領域１０２および第３原色発光領域１０３と出射側の電極１２との間に、第１原色光を第２原色発光領域１０２へと集光する第２集光部材、及び、第１原色光を第３原色発光領域１０３へと集光する第３集光部材を更に備えることが望ましい。これらの第２集光部材および第３集光部材により、視差の発生や光学的クロストークの発生を確実に防止することができるからである。この場合の第２集光部材および第３集光部材は、屈折率分布型レンズが多数配列されて成るレンズアレイ、レンチキュラーレンズ又はマイクロレンズ・アレイが一体化されて成る構成とすることができる。
【００６２】
一方、第２原色発光領域１０２および第３原色発光領域１０３を液晶層１４より入射側に配置する場合、図示しないが、第２原色発光領域１０２および第３原色発光領域１０３と入射側の電極１２との間に、第２原色発光領域１０２から発光された第２原色光を第２サブピクセルへと集光する第２集光部材、及び、第３原色発光領域１０３から発光された第３原色光を第３サブピクセルへと集光する第３集光部材を更に備えることが望ましい。これらの第２集光部材および第３集光部材により、視差の発生や光学的クロストークの発生を確実に防止することができるからである。
【００６３】
（３）拡散または通過領域
拡散または通過領域１０１は、第１サブピクセルと同光路上に配置され、光源２０から出射された第１原色光を拡散または通過させる領域である。この領域は、液晶層１４より出射側に配置する場合、第１原色光を拡散させる拡散領域（図３中符号１０１）となり、液晶層１４より入射側に配置する場合、第１原色光を通過させる通過領域（図示せず）となる。
【００６４】
拡散領域１０１は、光源２０から出射された第１原色光を拡散させることができれば、その構成は特に限定されないが、例えば、透明バインダー樹脂中に微粒子から成る光拡散剤が分散されて成り、例えば、スクリーン印刷法やインクジェット印刷法といった各種の塗布法によって形成することができる。光拡散剤は、光源２０からの光を拡散させる性質を有する粒子であり、無機材料粒子あるいは有機材料粒子から構成することができる。無機材料粒子を構成する無機材料として、具体的には、シリカ、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化亜鉛、硫酸バリウム、マグネシウムシリケート、又は、これらの混合物を例示することができる。一方、有機材料粒子を構成する樹脂として、アクリル系樹脂、アクリロニトリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリアクリロニトリル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリシロキサン系樹脂、メラミン系樹脂を例示することができる。光拡散剤の形状として、例えば、球状、立方状、針状、棒状、紡錘形状、板状、鱗片状、繊維状を挙げることができる。
【００６５】
その他、拡散領域１０１は、光拡散シート（光拡散フィルム）から構成してもよい。
【００６６】
拡散領域１０１と出射側の電極１２との間には、図示しないが、第１原色光を拡散領域１０１へと集光する第１集光部材を更に備えることが望ましい。この第１集光部材により、視差の発生や光学的クロストークの発生を確実に防止することができるからである。この場合の第１集光部材は、屈折率分布型レンズが多数配列されて成るレンズアレイ、レンチキュラーレンズ又はマイクロレンズ・アレイが一体化されて成る構成とすることができる。
【００６７】
通過領域と入射側の電極１２との間には、通過領域を通過した第１原色光を第１サブピクセルへと集光する第１集光部材を更に備えることが望ましい。この第１集光部材により、視差の発生や光学的クロストークの発生を確実に防止することができるからである。
【００６８】
カラー液晶表示装置１００において、第２原色発光領域１０２と第３原色発光領域１０３との間の領域、拡散または通過領域と第２原色発光領域１０２との間の領域、拡散または通過領域と第３原色発光領域１０３との間の領域には、光吸収層１０４（所謂ブラックマトリクス）を形成することができる。光吸収層１０４を構成する材料としては、第１原色光、第２原色光、第３原色光を９９％以上吸収する材料を選択することが好ましい。例えば、カーボン、金属薄膜、耐熱性有機樹脂、ガラスペースト等の材料を挙げることができ、具体的には、感光性ポリイミド樹脂、酸化クロムや、酸化クロム／クロム積層膜を例示することができる。光吸収層１０４は、例えば、真空蒸着法やスパッタリング法とエッチング法との組合せ、真空蒸着法やスパッタリング法、スピンコーティング法とリフトオフ法との組合せ、スクリーン印刷法、リソグラフィ技術等、使用する材料に依存して適宜選択された方法にて形成することができる。
【００６９】
第２原色発光領域１０２、第３原色発光領域１０３、および拡散または通過領域の光源２０側には、第１原色光を透過し、第２原色光及び第３原色光を反射する光反射膜１８を配置することが好ましい。第２原色光及び第３原色光を反射する光反射膜を配置することによって、第２原色発光領域及び第３原色発光領域にて発光した第２原色光及び第３原色光が、第２サブピクセル及び第３サブピクセルに侵入することが無くなり、効率良く第２原色発光領域及び第３原色発光領域から第２原色光及び第３原色光が出射され、明るく明瞭な画像を得ることができる。
【００７０】
カラー液晶表示装置１００に光反射膜１８を配置する場合、第１原色光を透過し、第２原色光及び第３原色光を反射するものであれば特に限定されず、公知の光反射膜を自由に選択して用いることができる。例えば、酸化シリコン膜、酸化ニオブ膜、低屈折率材料と高屈折率材料とから成る多層積層膜（例えば、酸化シリコン膜と酸化ニオブ膜とから成る多層積層膜）から構成することができ、例えば、各種の塗布法やスパッタリング法等の物理的気相成長法によって形成することができる。また、フィルム状の光反射膜を積層することで配置してもよい。
【００７１】
また、第２原色発光領域１０２、第３原色発光領域１０３、および拡散または通過領域や、第１集光部材、第２集光部材、および第３集光部材には、平滑化膜１９が積層配置されていることが好ましい。平滑化膜１９を配置することによって、第２原色発光領域１０２、第３原色発光領域１０３、および拡散または通過領域や、第１集光部材、第２集光部材、および第３集光部材の表面の凹凸や厚さの相違を吸収することができ、一層効果的に明るく明瞭な画像を得ることができる。
【００７２】
カラー液晶表示装置１００に平滑化膜１９を配置する場合、その種類は特に限定されず、公知の平滑化膜を自由に選択して用いることができる。例えば、アクリル樹脂やシリコーン樹脂から構成することができ、例えば、各種の塗布法によって形成することができる。また、フィルム状の平滑化膜を積層することで配置してもよい。
【００７３】
カラー液晶表示装置１００において、拡散または通過領域の大きさと第１サブピクセルが実際に光を通過させる部分の大きさとは、同じ大きさであってもよいし、前者が大きくてもよいし、後者が大きくてもよい。また、拡散または通過領域の外形形状と第１サブピクセルが実際に光を通過させる部分の外形形状とは、同形であってもよいし、相似形であってもよいし、異なる形状であってもよい。
【００７４】
同様に、第２原色発光領域１０２の大きさと第２サブピクセルが実際に光を通過させる部分の大きさとは、同じ大きさであってもよいし、前者が大きくてもよいし、後者が大きくてもよい。また、第２原色発光領域１０２の外形形状と第２サブピクセルが実際に光を通過させる部分の外形形状とは、同形であってもよいし、相似形であってもよいし、異なる形状であってもよい。
【００７５】
同様に、第３原色発光領域１０３の大きさと第３サブピクセルが実際に光を通過させる部分の大きさとは、同じ大きさであってもよいし、前者が大きくてもよいし、後者が大きくてもよい。また、第３原色発光領域１０３の外形形状と第３サブピクセルが実際に光を通過させる部分の外形形状とは、同形であってもよいし、相似形であってもよいし、異なる形状であってもよい。
【００７６】
カラー液晶表示装置１００において、１つのピクセルは、少なくとも第１サブピクセル、第２サブピクセル及び第３サブピクセルを備えていればよく、第４のサブピクセル、第５のサブピクセル・・・を更に備えていてもよい。第４のサブピクセル、第５のサブピクセル・・・が表示すべき色は、カラー液晶表示装置１００に要求される仕様に基づき決定すればよく、例えば、輝度向上のための白色、色再現範囲を拡大するための補色、色再現範囲を拡大するためにイエロー色やシアン色、マゼンタ色を例示することができる。
【００７７】
この場合、第ｉ番目の発光領域（ｉ＝４，５・・・）は、第ｉ番目のサブピクセルと同光路上に配置され、第ｉ番目の色に相当する光を発光する発光粒子から成り、光源２０から出射された第１原色光によって励起されて第ｉ番目の色に相当する光を発光する領域となる。
【００７８】
なお、カラー液晶表示装置１００のサブピクセルの配列状態も特に限定されず、通常の液晶表示装置に準じて自由に設計することができる。例えば、デルタ配列、ストライプ配列、ダイアゴナル配列、レクタングル配列を挙げることができる。
【００７９】
以上説明したカラー液晶表示装置１００は、カラーフィルターを用いなくともカラー表示が可能であるが、画像の色純度を一層向上させるために、カラーフィルターを配置することも可能である。
【実施例】
【００８０】
以下、実施例に基づいて本発明を更に詳細に説明する。なお、以下に説明する実施例は、本発明の代表的な実施例の一例を示したものであり、これにより本発明の範囲が狭く解釈されることはない。
【００８１】
＜実験１：金属キレート剤水溶液浸漬工程のプロセス順序の検討＞
実験１では、偏光フィルムの製造において、金属キレート剤水溶液浸漬工程の順序を変化させた場合の偏光フィルムの耐久性の違いを調べた。なお、本実施例では、偏光フィルムに用いることができるフィルムの一例として、市販のアタクティックPVAフィルム（重合度：２４００、ケン化度：９９％、膜厚：７５μｍ）を用いて検討を行った。
【００８２】
（１）偏光フィルムの作製
［実施例１］
まず、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを手動型一軸延伸機に設置固定した後に、３５℃の純水に３分間膨潤させた。膨潤後、前記ポリマーフィルムを膨潤浴から引き上げ、水溶性有機チタンキレート剤（オルガチックスＴＣ−３１５、マツモトファインケミカル株式会社製）を含む５５℃の水溶液に２分間浸漬させた。なお、この処理水溶液の重量濃度は１０ｗｔ％であり、塩酸や水酸化ナトリウム等を用いてｐＨ値の調製を行うが、ここでは１．７に調製したものを用いた。
【００８３】
次に、前記ポリマーフィルムをチタンキレート剤水溶液から引き上げ、３５℃の染色水溶液に３分間浸漬させた。なお、染色水溶液としては、ヨウ素/ヨウ化カリウム及びホウ酸の重量濃度がそれぞれ０．０２ｗｔ％／３．０ｗｔ％及び３．０ｗｔ％の混合水溶液を用いた。
【００８４】
次に、前記ポリマーフィルムを染色浴から引き上げ、５５℃の延伸水溶液に５分間浸漬させ、この浸漬中に膨潤前と比較して６倍の延伸を行った。なお、延伸浴の水溶液としては、ヨウ化カリウムとホウ酸の重量濃度がそれぞれ３．０ｗｔ％ずつの混合水溶液を用いた。延伸後、前記ポリマーフィルムを延伸浴から引き上げ、３５℃の架橋固定化浴に３分間浸漬させた。なお、この架橋固定化浴の水溶液としては、ヨウ化カリウム、ホウ酸、及び塩化亜鉛から構成され、それぞれ濃度が２．５ｗｔ％、２．５ｗｔ％、及び１．０ｗｔ％である混合水溶液を用いた。
【００８５】
架橋固定化後、前記ポリマーフィルムを架橋固定化浴から引き上げ、６０℃にて３０分乾燥させた後に、さらに１１０℃にて３０分間の乾燥を行った。このようにして実施例１として偏光フィルムを得た。
【００８６】
［実施例２］
金属キレート剤水溶液浸漬工程に関して、ｐＨは１．７のまま液温だけを３５℃と低くした溶液を用いて実施した以外は、実施例１と同様の方法で実施例２として偏光フィルムを得た。
【００８７】
［実施例３］
金属キレート剤水溶液浸漬工程に関して、液温は５５℃のままｐＨ値を3.1と高くした溶液を用いて実施した以外は、実施例１と同様の方法で実施例３として偏光フィルムを得た。
【００８８】
［比較例１］
金属キレート剤水溶液浸漬工程を、延伸プロセス後、架橋固定プロセス前に行ったこと以外は、実施例１と同様の方法で比較例１として偏光フィルムを得た。
【００８９】
［比較例２］
水溶液浸漬工程を、架橋固定プロセス後、乾燥プロセス前に行ったこと以外は、実施例１と同様の方法で比較例２として偏光フィルムを得た。
【００９０】
（２）各物性の評価
［偏光フィルムのＨａｚｅ測定］
実施例１〜３、比較例３、４に係る偏光フィルムに関し、ヘイズメーターＨＭ−１５０（株式会社村上色彩技術研究所製）を用いて、ＪＩＳＫ７１３６に準じたＨａｚｅ測定を行った。なお、基材フィルムのＨａｚｅ値は、０．２％であった。
【００９１】
［耐久性］
実施例１〜３、比較例１、２に係る偏光フィルムについて、以下の方法に従い、粘弾性測定試験機にて高温保存を想定した低湿度での昇温試験を行い、耐久性を判断した。なお、以下の方法を採用した理由は、通常の耐久性確認試験の場合には得られる結果が、所定期間保存前後の光学特性変化と形状変化しかないことに加え、所定期間保存自体が１０００時間程度とかなりの時間を要する。しかし、同測定機の場合にはフィルム内部での局所分子運動といったミクロ構造に関する情報や試料長変化が連続かつ定量的に求められることに加え、測定自体が短時間で済むというメリットを有するからである。
【００９２】
具体的な装置としては、ＩＴ研究所製のＤＶＡ−２２０を使用し、歪一定モードにて貯蔵弾性率（Ｅ’）の変化と局所分子運動の発生状態を示すｔａｎδの変化、さらに試料長変化についてモニターを行った。具体的な温度としては、加温速度を２℃／ｍｉｎにて室温から１５０℃まで加温した場合をモニターした。この際、サンプル形状を掴み長：１５ｍｍ、サンプル幅：５ｍｍに設定し、各サンプルフィルムからスリットして試料作製を行ったほか、サンプル膜厚はTESA  moduleを用いて求めた。
【００９３】
（３）結果
各偏光フィルムのＨａｚｅ測定の結果を下記表１に、耐久性の結果については、図４および図５に示す。
【００９４】
【表１】
2010134140.tif 000003
【００９５】
表１に示す通り、実施例１、実施例２、及び実施例３に係る偏光フィルムのＨａｚｅ値は、基材フィルムのＨａｚｅ値と変化がないことが分かった。一方、比較例１、２に係る偏光フィルムのＨａｚｅ値は、基材フィルムのＨａｚｅ値に比べ増加することが分かった。特に、延伸後固定化前に金属キレート剤水溶液浸漬工程を行った比較例１では、Ｈａｚｅ値が大幅に増加することが分かった。
【００９６】
図４（Ａ）は、実施例１〜３に係る偏光フィルムの昇温に対する貯蔵弾性率（Ｅ’）の変化および局所運動の発生状態を示すｔａｎδの変化を示し、図４（Ｂ）は、実施例１〜３に係る偏光フィルムの昇温に対する試料長変化率の変化を示す図面代用グラフである。図４（Ａ）に示す通り、実施例１〜３に係る偏光フィルムは、あまり副分散の変化は見られず、また図４（Ｂ）に示す通り、昇温とともに収縮する割合は、１５０℃位置においては、実施例１〜３に係る偏光フィルムが１．０％程度に留まっていることが分かった。
【００９７】
一方、  図５（Ａ）は、比較例１、２に係る偏光フィルムの昇温に対する貯蔵弾性率（Ｅ’）の変化および局所運動の発生状態を示すｔａｎδの変化を示し、図５（Ｂ）は、比較例１、２に係る偏光フィルムの昇温に対する試料長変化率の変化を示す図面代用グラフである。比較例１に対して比較例２に係る偏光フィルムでは、昇温とともに貯蔵弾性率（Ｅ’）および局所運動の発生状態を示すｔａｎδが大きく変化し、また比較例２に係る偏光フィルムの昇温とともに収縮する割合は、１５０℃位置において５％であり、実施例１〜３、比較例１に係る偏光フィルムに比べ、温度上昇とともに収縮し易いことが分かった。
【００９８】
以上の結果より、金属キレート剤水溶液浸漬工程を延伸後固定前に行うと、耐久性は上昇するものの、Ｈａｚｅが著しく増加してしまい、金属キレート剤水溶液浸漬工程を固定後乾燥前に行うと、Ｈａｚｅも増加し、耐久性の向上も達成できないことが分かった。一方、金属キレート剤水溶液浸漬工程を染色前に行うことで、Ｈａｚｅの発生もなく、寸法変化が小さくなり、耐久性を著しく向上させることが分かった。即ち、前述実験の結果から、金属キレート剤水溶液浸漬工程は、染色工程前に行わなければ、本発明の目的を達成できないことが分かった。
【００９９】
＜実験２：水溶液の最適ｐＨ、温度の検討＞
実験２では、水溶液浸漬工程で用いる水溶液の最適なｐＨ、温度について検討した。
【０１００】
まず、前記実験１の実施例１の金属キレート剤水溶液浸漬工程において、ｐＨは１．７のまま液温だけを６５℃と高くした溶液を用いて偏光フィルムの製造を行った。しかし、金属キレート剤水溶液浸漬工程中、フィルムが溶解してしまうものがあった。
【０１０１】
次に、前記実験１の実施例１の金属キレート剤水溶液浸漬工程において、液温は５５℃のままｐＨ値を−１．２と低くした溶液を用いて偏光フィルムの製造を行った。しかし、金属キレート剤水溶液浸漬工程中、フィルムが溶解してしまうものがあった。
【０１０２】
このように、水溶液浸漬工程で用いる試薬水溶液に関して最適なｐＨ、及び液温について検討したところ、ｐＨ値が小さくなり過ぎるとフィルム自体が溶液に溶解する場合があることが分かった。逆にｐＨ値が大きくなり過ぎると試薬の効果を得るための浸漬時間が非常に長くなって生産上の不都合が生じたり、効果そのものが見られなくなったりするため、その最適なｐＨ範囲としては０〜４が望ましことが分かった。
【０１０３】
一方、液温についても、低過ぎると効果を得るための浸漬時間が非常に長くなって生産性に不都合になったり、効果自体が得られなくなったりする場合があった。逆に、液温が高過ぎてもフィルム自体が溶液に溶解する場合があるという課題も生じるため、その最適な液温の範囲としては、２０〜６０℃が望ましいことが分かった。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】本発明に係る偏光フィルムの製造方法の一例を示すフロー図である。
【図２】本発明に係る製造方法を用いて製造した偏光フィルムを用いることができる液晶表示装置１の一例の概略構成を示す断面模式図である。
【図３】本発明に係る製造方法を用いて製造した偏光フィルムを用いることができるカラー液晶表示装置１００の一例の概略構成を示す断面模式図である。
【図４】図４（Ａ）は、実施例１〜３に係る偏光フィルムの加温に対する貯蔵弾性率（Ｅ’）の変化および局所運動の発生状態を示すｔａｎδの変化を示し、図４（Ｂ）は、実施例１〜３に係る偏光フィルムの加温に対する試料長変化率の変化を示す図面代用グラフである。
【図５】図５（Ａ）は、比較例１、２に係る偏光フィルムの加温に対する貯蔵弾性率（Ｅ’）の変化および局所運動の発生状態を示すｔａｎδの変化を示し、図５（Ｂ）は、比較例１、２に係る偏光フィルムの昇温に対する試料長変化率の変化を示す図面代用グラフである。
【図６】偏光フィルム製造工程におけるプロセスを変化させた場合のＸＲＤ測定結果を示す図面代用グラフである。
【図７】偏光フィルム製造工程におけるプロセス毎のＸＲＤ測定結果を示す図面代用グラフである。
【図８】図６および図７から推定されるフィルム内のミクロ構造変化を示す模式図である。
【符号の説明】
【０１０５】
１  液晶表示装置
１１  偏光フィルム
１２  電極
１３  基板
１４  液晶層
１５  配向膜
１６  カラーフィルター
１７  スペーサー
１８  光反射膜
１９  平滑化膜
２０  光源
２１  光学機能シート
１００  カラー液晶表示装置
１０１  拡散または通過領域
１０２  第２原色発光領域
１０３  第３原色発光領域
１０４  光吸収層
【図１】
2010134140.tif 000004
【図２】
2010134140.tif 000005
【図３】
2010134140.tif 000006
【図８】
2010134140.tif 000007
【図４】
2010134140.tif 000008
【図５】
2010134140.tif 000009
【図６】
2010134140.tif 000010
【図７】
2010134140.tif 000011