(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホウ酸を吸着し延伸された親水性高分子からなり、且つ、ヨウ素を含有する偏光機能を有する基材を含んだ偏光素子であって、
遊離酸の形式で、式（１）：
【化１】
0006461007.tif 000019
（式（１）中、Ｒ１は水素原子、ハロゲン原子、低級アルキル基、低級アルコシキシル基、またはカルボキシル基を示し、ｋ、ｍ、ｎは個々に０または１を示す。ただし、ｍ＋ｎ≧１である。）
で表される有機化合物又はその塩を含有し、
該基材を単体で測定した場合の視感度補正単体透過率Ｙｓが４０．０％乃至４２．５％であり、
視感度補正単体透過率Ｙｓと４６０ｎｍの単体透過率Ｔｓ４６０との差が１．２％以内であり、
視感度補正単体透過率Ｙｓと５５０ｎｍの単体透過率Ｔｓ５５０との差が１％以内であり、
視感度補正単体透過率Ｙｓと６１０ｎｍの単体透過率Ｔｓ６１０との差が１％以内であり、
該基材２枚を吸収軸方向に対して直交にして測定した場合の視感度補正直交透過率が０．０１％以下であり、
該基材２枚を吸収軸方向に対して直交にして測定した場合の４３０ｎｍ乃至４８０ｎｍの直交透過率の平均値Ｔｃ  Ａｖｅ４３０−４８０が０．０３％以下であることを特徴とする、偏光素子。
【請求項２】
前記基材２枚を吸収軸方向に対して平行にして測定した場合の視感度補正平行透過率Ｙｐが３３％乃至３７％の範囲であり、
該基材の平行透過率Ｙｐと、該基材２枚を吸収軸方向に対して平行にして測定した場合の２５５ｎｍの透過率Ｔｐ２５５とが、下記式（２）：
０．７５×Ｙｐ−１３≦Ｔｐ２５５≦０．７５×Ｙｐ＋１．０    ・・・式（２）
を満たすことを特徴とする、請求項１に記載の偏光素子。
【請求項３】
前記基材２枚を吸収軸方向に対して平行にして測定した場合の視感度補正平行透過率Ｙｐが３３％乃至３７％の範囲であり、
該平行透過率Ｙｐと、該基材２枚を吸収軸方向に対して直交にして測定した場合の２５５ｎｍの透過率Ｔｃ２５５とが、下記式（３）：
２．０×１０−６×Ｙｐ４．１≦Ｔｃ２５５≦２．０×１０−６×Ｙｐ４．４  ・・・式（３）
を満たすことを特徴とする請求項１または２に記載の偏光素子。
【請求項４】
前記基材２枚を吸収軸方向に対して平行にして測定した場合の視感度補正平行透過率Ｙｐが３３％乃至３７％の範囲であり、
該平行透過率Ｙｐと、前記基材２枚を吸収軸方向に対して平行にして測定した場合の４６０ｎｍの平行透過率Ｔｐ４６０との差が３％以内であることを特徴とする、請求項１乃
至３のいずれか一項に記載の偏光素子。
【請求項５】
前記基材２枚を吸収軸方向に対して平行にして測定した場合の視感度補正透過率Ｙｐが３３％乃至３７％の範囲にあり、
該平行透過率Ｙｐと、前記基材２枚を吸収軸方向に対して平行にして測定した場合の２９５ｎｍの透過率Ｔｐ２９５とが、下記式（４）を満たし、
該平行透過率Ｙｐと、前記基材２枚を吸収軸方向に対して平行にして測定した場合の３６０ｎｍの透過率Ｔｐ３６０とが、下記式（５）を満たすことを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の偏光素子。
１．０５×Ｙｐ−２６≦Ｔｐ２９５≦１．０５×Ｙｐ−１３          ・・・式（４）
１．２５×Ｙｐ−２６．２５≦Ｔｐ３６０≦１．２５×Ｙｐ−１６．２５    ・・・式（５）
【請求項６】
前記基材２枚を吸収軸方向に対して直交にして測定した場合の２９５ｎｍの透過率Ｔｃ２９５が、式（６）を満たし、且つ、
該基材２枚を吸収軸方向に対して平行にして測定した場合の３６０ｎｍの透過率Ｔｃ３６０が、式（７）を満たすことを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の偏光素子。
２．０×１０−３０×Ｙｐ１８．６≦Ｔｃ２９５≦２．０×１０−３０×Ｙｐ１９．４  ・・・式（６）
４．０×１０−３７×Ｙｐ２２．１２≦Ｔｃ３６０≦４．０×１０−３７×Ｙｐ２２．６７  ・・・式（７）
【請求項７】
前記基材２枚を吸収軸方向に対して直交にして測定した場合の４６０ｎｍの透過率Ｔｃ４６０が０．０３５％以下であり、かつ、
該基材２枚を吸収軸方向に対して直交にして測定した場合の６１０ｎｍの透過率Ｔｃ６１０が０．０１％以下であることを特徴とする、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の偏光素子。
【請求項８】
前記基材が、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムからなり、
該ポリビニルアルコール系樹脂フィルムの重合度が３０００乃至７０００であることを特徴とする、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の偏光素子。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の偏光素子の少なくとも片面に支持体フィルムを設けてなる偏光板。
【請求項１０】
請求項１乃至８のいずれか一項に記載の偏光素子または請求項９に記載の偏光板を備える液晶表示装置。
【請求項１１】
ホウ酸を吸着し延伸された親水性高分子からなり、且つ、ヨウ素を含有する偏光機能を有する基材を含んだ請求項１乃至８のいずれか一項に記載の偏光素子の製造方法であって、
（ｉ）ポリビニルアルコール系樹脂フィルムに、二色性色素を含有させ、二色性色素を含有したフィルムを得る工程と、
（ｉｉ）前記二色性色素を含有したフィルムを延伸して、延伸したフィルムを得る工程と、
（ｉｉｉ）前記延伸したフィルムを、塩化物含有溶液またはヨウ化物含有溶液を用いて後処理に供する工程と、
（ｉｖ）前記後処理の後、フィルムを乾燥させて前記基材を得る工程と
を含み、
前記塩化物含有溶液またはヨウ化物含有溶液の濃度が、０．１〜１５重量％であり、
下記式（１）：
【化２】
0006461007.tif 000020
（式（１）中、Ｒ１は水素原子、ハロゲン原子、低級アルキル基、低級アルコシキシル基、またはカルボキシル基を示し、ｋ、ｍ、ｎは個々に０または１を示す。ただし、ｍ＋ｎ≧１である。）
の有機化合物を含有させる工程を更に含むことを特徴とする、製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各波長で均一な透過率を有し、高コントラストを有する偏光素子および偏光板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
偏光素子は、一般に、二色性色素であるヨウ素又は二色性染料をポリビニルアルコール樹脂フィルムに吸着配向させることにより製造されている。この偏光素子の少なくとも片面に接着剤層を介してトリアセチルセルロースなどからなる保護フィルムを貼合して偏光板とされ、液晶表示装置などに用いられる。二色性色素としてヨウ素を用いた偏光板はヨウ素系偏光板と呼ばれ、一方、二色性色素として二色性染料を用いた偏光板は染料系偏光板と呼ばれる。これらのうち染料系偏光板は、高耐熱性、高湿熱耐久性、高安定性を有し、また、配合による色の選択性が高いという特徴がある一方で、同じ偏光度を有するヨウ素系偏光板と比較すると透過率が低い、すなわち、コントラストが低いという問題があった。これまでの偏光素子は吸収軸に対し平行に設置して白色を示すと、３８０ｎｍ乃至４８０ｎｍの透過率が５００ｎｍｍ乃至６００ｎｍの透過率より低く、各波長での発光均一性が保てないものであった。そこで、例えば、偏光素子の吸収軸を平行に設置した場合に、各波長透過率を一定の透過率を有するように改善しようとする試みがなされた。しかしながら、この場合にも、吸収軸に対して直交軸に設置した場合に３８０ｎｍ乃至４８０ｎｍの波長、特に４６０ｎｍの波長が視感度の高い５５０ｎｍ付近の透過率よりも高くなりコントラストが低下するという問題があった。したがって、偏光素子または偏光板として、高い偏光性能、すなわち高コントラストを有しながら、可視域の各波長透過率を一定にできる偏光素子、または、偏光板が求められていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−４９６９８号
【特許文献２】特開２００５−２０２３６７号
【０００４】
【非特許文献１】機能性色素の応用第１刷発行版、(株)ＣＭＣ出版、入江正浩監修、Ｐ９８〜１００
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
偏光板の透過率を各波長で一定とする方法は例えば、特許文献１または特許文献２に開示されている。特許文献１は、膜厚８乃至１８μｍの偏光素子において４１０ｎｍのクロスニコル時の透過率が０．００１％乃至０．１％である偏光素子の技術を開示している。しかしながら、当該技術は、４１０ｎｍ直交位の色抜けや色相を改善するだけで、平行位での各波長透過率を改善したものではなく、また、近年のＬＥＤ光源をバックライトとして設けた液晶表示装置では４１０ｎｍの発光はほぼ皆無であり、青色発光は４６０ｎｍを輝線とした４３０ｎｍ乃至４８０ｎｍが主な発光光源であるため、４１０ｎｍのコントラストはほぼ必要ない。よって、コントラスを改善するには４３０乃至４８０ｎｍの波長のコントラストを改善する必要があった。特許文献１の処方では平行位の色目改善、ならびに、ＬＥＤ光源などのバックライトを用いた際の表示装置で用いるにはコントラストが十分に得られるというものではなかった。特許文献２には、２価金属を含有する水溶性樹脂により形成されるマトリックス中に微小領域が分散された構造のフィルムからなる偏光素子の技術が開示されている。しかしながら、その技術によっても平行位と直交位の各波長の透過率が一定の偏光素子または偏光板は得られていなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は前記課題を解決すべく鋭意検討の結果、本発明を完成した。【０００７】
すなわち、本発明は、
「（１）ホウ酸を吸着し延伸された親水性高分子からなり、且つ、ヨウ素を含有する偏光機能を有する基材を含んだ偏光素子であって、
遊離酸の形式で、式（１）：
【化１】
0006461007.tif 000002
（式（１）中、Ｒ１は水素原子、ハロゲン原子、低級アルキル基、低級アルコシキシル基、またはカルボキシル基を示し、ｋ、ｍ、ｎは個々に０または１を示す。ただし、ｍ＋ｎ＞１である。）
で表される有機化合物又はその塩を含有し、
該基材を単体で測定した場合の視感度補正単体透過率Ｙｃが４０．０％乃至４２．５％であり、
視感度補正単体透過率Ｙｓと４６０ｎｍの単体透過率Ｔｓ４６０との差が１．２％以内であり、
視感度補正単体透過率Ｙｓと５５０ｎｍの単体透過率Ｔｓ５５０との差が１％以内であり、
視感度補正単体透過率Ｙｓと６１０ｎｍの単体透過率Ｔｓ６１０との差が１％以内であり、
該基材２枚を吸収軸方向に対して直交にして測定した場合の視感度補正直交透過率が０．０１％以下であり、
該基材２枚を吸収軸方向に対して直交にして測定した場合の４３０ｎｍ乃至４８０ｎｍの直交透過率の平均値Ｔｃ  Ａｖｅ４３０−４８０が０．０３％以下であることを特徴とする、偏光素子；
（２）前記基材２枚を吸収軸方向に対して平行にして測定した場合の視感度補正平行透過率Ｙｐが３３％乃至３７％の範囲であり、
該基板の平行透過率Ｙｐと、該基材２枚を吸収軸方向に対して平行にして測定した場合の２５５ｎｍの透過率Ｔｐ２５５とが、下記式（２）：
０．７５×Ｙｐ−１３≦Ｔｐ２５５≦０．７５×Ｙｐ＋１．０    ・・・式（２）
を満たすことを特徴とする、上記（１）に記載の偏光素子；
（３）前記基材２枚を吸収軸方向に対して平行にして測定した場合の視感度補正平行透過率Ｙｐが３３％乃至３７％の範囲であり、
該平行透過率Ｙｐと、該基材２枚を吸収軸方向に対して直交にして測定した場合の２５５ｎｍの透過率Ｔｃ２５５とが、下記式（３）：
２．０×１０−６×Ｙｐ４．１≦Ｔｃ２５５≦２．０×１０−６×Ｙｐ４．４  ・・・式（３）
を満たすことを特徴とする上記（１）または（２）に記載の偏光素子；
（４）前記基材２枚を吸収軸方向に対して平行にして測定した場合の視感度補正平行透過率Ｙｐが３３％乃至３７％の範囲であり、
該平行透過率Ｙｐと、前記基材２枚を吸収軸方向に対して平行にして測定した場合の４６０ｎｍの平行透過率Ｔｐ４６０との差が３％以内であることを特徴とする、上記（１）乃至（３）のいずれか一項に記載の偏光素子；
（５）前記基材２枚を吸収軸方向に対して平行にして測定した場合の視感度補正透過率Ｙｐが３３％乃至３７％の範囲にあり、
該平行透過率Ｙｐと、前記基材２枚を吸収軸方向に対して平行にして測定した場合の２９５ｎｍの透過率Ｔｐ２９５とが、下記式（４）を満たし、
該平行透過率Ｙｐと、前記基材２枚を吸収軸方向に対して平行にして測定した場合の３６０ｎｍの透過率Ｔｐ３６０とが、下記式（５）を満たすことを特徴とする、上記（１）乃至（４）のいずれか一項に記載の偏光素子；
１．０５×Ｙｐ−２６≦Ｔｐ２９５≦１．０５×Ｙｐ−１３                ・・・式（４）
１．２５×Ｙｐ−２６．２５≦Ｔｐ３６０≦１．２５×Ｙｐ−１６．２５    ・・・式（５）
（６）前記基材２枚を吸収軸方向に対して直交にして測定した場合の２９５ｎｍの透過率Ｔｃ２９５が、式（６）を満たし、且つ、
該基材２枚を吸収軸方向に対して平行にして測定した場合の３６０ｎｍの透過率Ｔｃ３６０が、式（７）を満たすことを特徴とする、上記（１）乃至（５）のいずれか一項に記載の偏光素子；
２．０×１０−３０×Ｙｐ１８．６≦Ｔｃ２９５≦２．０×１０−３０×Ｙｐ１９．４    ・・・式（６）
４．０×１０−３７×Ｙｐ２２．１２≦Ｔｃ３６０≦４．０×１０−３７×Ｙｐ２２．６７  ・・・式（７）
（７）前記基材２枚を吸収軸方向に対して直交にして測定した場合の４６０ｎｍの透過率Ｔｃ４６０が０．０３５％以下であり、かつ、
該基材２枚を吸収軸方向に対して直交にして測定した場合の６１０ｎｍの透過率Ｔｃ６１０が０．０１％以下であることを特徴とする、上記（１）乃至（６）のいずれか一項に記載の偏光素子；
（８）前記基材が、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムからなり、
該ポリビニルアルコール系樹脂フィルムの重合度が３０００乃至７０００であることを特徴とする、上記（１）乃至（７）のいずれか一項に記載の偏光素子；
（９）上記（１）〜（８）のいずれか一項に記載の偏光素子の少なくとも片面に支持体フィルムを設けてなる偏光板；
（１０）上記（１）〜（８）のいずれか一項に記載の偏光素子または上記（９）に記載の偏光板を備える液晶表示装置；
（１１）ホウ酸を吸着し延伸された親水性高分子からなり、且つ、ヨウ素を含有する偏光機能を有する基材を含んだ偏光素子の製造方法であって、
（ｉ）ポリビニルアルコール系樹脂フィルムに、二色性色素を含有させ、二色性色素を含有したフィルムを得る工程と、
（ｉｉ）前記二色性色素を含有したフィルムを延伸して、延伸したフィルムを得る工程と、
（ｉｉｉ）前記延伸したフィルムを、塩化物含有溶液またはヨウ化物含有溶液を用いて後処理に供する工程と、
（ｉｖ）前記後処理の後、フィルムを乾燥させて前記基材を得る工程と
を含み、
前記塩化物含有溶液またはヨウ化物含有溶液の濃度が、０．１〜１５重量％であり、
下記式（１）：
【化２】
0006461007.tif 000003
の有機化合物を含有させる工程を更に含むことを特徴とする、製造方法」
に関する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、各波長で一定の透過率を有し、かつ、高いコントラストを有する偏光素子および偏光板に関するものであり、該偏光素子および偏光板は、透過率が高く、コントラスト比が高く、かつ色再現性が非常に高いディスプレイ用偏光板、特に液晶ディスプレイ用偏光板として使用することができる。これを用いたディスプレイは信頼性が高く、長期的に高コントラストであり、かつ、高い色再現性を有するディスプレイとなる。
【発明を実施するための手段】
【０００９】
＜偏光素子＞
本発明の偏光素子を作製する方法としては、例えば、親水性高分子フィルムを膨潤する工程、次いで二色性色素を含有させる染色工程、次いで必要に応じて耐水化処理工程を行い、次いで延伸工程、次に後処理工程、最後に乾燥工程を経て作製する方法が挙げられる。
【００１０】
偏光素子に用いる親水性高分子フィルムとしては、例えば、ポリビニルアルコール系樹脂、アミロース系樹脂、デンプン系樹脂、セルロース系樹脂またはポリアクリル酸塩系樹脂等からなるフィルムが挙げられ、これら樹脂をキャスト等でフィルム状に製膜したものを用いる。これらのなかでもポリビニルアルコール系樹脂（以下、「ＰＶＡ」と略することもある）フィルムが好ましい。本発明においては、ポリビニルアルコール系樹脂からなるポリビニルアルコール系樹脂フィルムとヨウ素などの二色性物質とからなる偏光素子が最も好ましい。これら偏光素子の厚さは特に制限されないが、一般的に、５〜８０μｍ程度である。
【００１１】
上記ポリビニルアルコール系樹脂の製造方法は、特に限定されるものではなく、公知の方法で作製することができる。例えば、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ることができる。ここで、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、酢酸ビニルとこれと共重合可能な他の単量体との共重合体などが挙げられる。酢酸ビニルに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、ビニルエーテル類又は不飽和スルホン酸類などが挙げられる。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、例えば、アルデヒド類で変性し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できる。またポリビニルアルコール系樹脂の重合度は、通常１，０００〜１０，０００が好ましく、１，５００〜６，０００がより好ましい。ポリビニルアルコール系樹脂を製膜したものが、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムとして用いられる。
【００１２】
本発明の光学特性を向上させるためには、ＰＶＡの重合度は、１０００乃至１００００であることが必要であり、３０００以上がより好ましい。ＰＶＡの重合度が２０００未満であると、高い偏光性能を発現することが困難となる。重合度が７０００を超えるとＰＶＡが硬くなり、製膜性や延伸性が低下し、生産性が低下するので、工業的な観点から１００００以下であることが好ましい。
【００１３】
ＰＶＡの重合度は、次のように測定した重合度（粘度平均重合度）を意味する。
ＰＶＡ０．２８ｇを、蒸留水７０ｇで９５℃にて溶解し、０．４％ＰＶＡ水溶液を作製し、３０℃に冷却する。３０℃の恒温水槽中で冷却して、重合度測定用サンプルとする。次いで、蒸発皿に重合度測定用サンプル１０ｍＬを１０５℃の乾燥機で２０時間乾燥させ、重合度測定用サンプルの乾燥後重量［α(g)］を測定する。重合度測定用サンプルの濃度Ｃ（ｇ／Ｌ）は、下記式（ｉ）により算出する。
【００１４】
0006461007.tif 000004
【００１５】
更に、オストワルド粘度計に、重合度測定用サンプル、あるいは蒸留水を１０ｍＬホールピペットで投入し、３０℃の恒温水槽中で１５分間安定させる。投入した重合度測定用サンプルの落下秒数ｔ１（秒）と蒸留水の落下秒数ｔ０（秒）を測定し、下記式（ｉｉ）乃至式（ｉｖ）により粘度平均重合度Ｅを算出する。
【００１６】
0006461007.tif 000005
【００１７】
0006461007.tif 000006
【００１８】
0006461007.tif 000007
【００１９】
ＰＶＡのケン化度は、９９モル％以上であることが好ましく、９９．５モル％以上がより好ましい。ケン化度が９９モル％未満であると、ＰＶＡが溶出し易くなり、光学特性の面内ムラ、染色工程での染色性の低下、延伸工程での切断を誘発し、生産性を著しく低下させる恐れがあり、好ましくない。
【００２０】
本発明において使用されるＰＶＡは、ビニルエステルを重合して得られるポリビニルエステル系重合体をケン化することにより製造することができる。ビニルエステルとしては、酢酸ビニル、ギ酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、ピバリン酸ビニル、バーサティック酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、安息香酸ビニル等を例示することができ、これらの中から１種または２種以上を選択する。これらの中でも酢酸ビニルが、好ましく用いられる。重合温度に特に制限はないが、メタノールを重合溶媒として使用する場合は、メタノールの沸点が６０℃付近であることから、６０℃前後であることが好ましい。ＰＶＡは、本発明の効果が損なわれることがない限り、ビニルエステルの単独重合体のケン化物に限定されない。例えば、ＰＶＡに不飽和カルボン酸またはその誘導体、不飽和スルホン酸またはその誘導体、炭素数２〜３０のα−オレフィン等を５モル％未満の割合でグラフト共重合した変性ＰＶＡｌビニルエステルと、不飽和カルボン酸またはその誘導体、不飽和スルホン酸またはその誘導体、炭素数２〜３０のα−オレフィン等とを１５モル％未満の割合で共重合した変性ポリビニルエステルのケン化物１ホルマリン、ブチルアルデヒド、ベンズアルデヒド等のアルデヒド類でＰＶＡの水酸基の一部を架橋したポリビニルアセタール系重合体などであってもよい。
【００２１】
上記のようにして得られたＰＶＡを製膜することによって、フィルム原反を得ることができる。ＰＶＡの製膜方法としては、含水ＰＶＡを溶融押出する方法の他、流延製膜法、湿式製膜法（貧溶媒中への吐出）、ゲル製膜法（ＰＶＡ水溶液を一旦冷却ゲル化した後、溶媒を抽出除去）、キャスト製膜法（ＰＶＡ水溶液を基盤上に流し、乾燥）、およびこれらの組み合わせによる方法などが挙げられる、これらの方法に限定されるものではない。
【００２２】
製膜の際に使用される溶剤としては、例えば、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、Ｎ一メチルピロリドン、エチレングリコール、グリセリン、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、トリメチロールプロパン、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、水等が挙げられ、これらに限定されない。溶剤は、１種でも良いし、２種以上を混合して使用することができる。製膜の際に用いる溶剤の量は、例えば、５０〜９５質量％であり、７０〜９５質量％が好ましいが、これら範囲に限定されない。ただし、溶剤の量が５０質量％未満であると、製膜原液の粘度が高くなり、調製時の濾過や脱泡が困難となり、異物を含まず且つ欠点のないフィルム原反を得ることが困難となる。また、揮発分率が９５質量％を超えると、製膜原液の粘度が低くなり過ぎて、目的とする厚み制御が難しく、乾燥時の風による表面の揺らぎの影響や、乾燥時間が長くなり生産性が低下する。
【００２３】
フィルム原反を製造するにあたり、可塑剤を使用してもよい。可塑剤としては、グリセリン、ジグリセリン、エチレングリコール等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。可塑剤の使用量も特に制限されないが、通常はＰＶＡ１００質量部に対して、５〜１５質量部の範囲内が好適である。
【００２４】
製膜後のフィルム原反の乾燥方法としては、例えば熱風による乾燥や、熱ロールを用いた接触乾燥や、赤外線ヒーターによる乾燥等が挙げられるが限定されない。これらの方法のうちの１種類を単独で採用してもよいし、２種類以上を組み合わせて乾燥してもよい。乾燥温度についても、特に制限はないが５０〜７０℃の範囲内が好ましい。
【００２５】
乾燥後のフィルム原反は、その膨潤度を後述する所定の範囲に制御するために、熱処理を行うことが好ましい。製膜後のフィルム原反の熱処理方法としては、例えば熱風による方法や、熱ロールにフィルム原反を接触させる方法が挙げられ、熱により処理が出来る方法であれば特に限定されない。これらの方法のうちの１種類を単独で採用してもよいし、２種類以上を組み合わせてもよい。熱処理温度と時間については特に制限はないが、１１０〜１４０℃の範囲内が好ましく、おおむね１分乃至１０分の処理が好適であるが、特に限定されない。
【００２６】
こうして得られるフィルム原反の厚みは、２０〜１００μｍであることが好ましく、２０〜８０μｍがより好ましく、２０〜６０μｍがさらに好ましい。厚みが２０μｍ未満になると、フィルムの破断が発生し易くなる。厚みが１００μｍを超えると、延伸時にフィルムにかかる応力が大きくなり、延伸工程での機械的負荷が大きくなり、その負荷に耐えうるための大規模な装置が必要となる。
【００２７】
フィルム原反の膨潤度Ｆは、１８０〜２５０％であることが好ましく、２０５〜２３５％がより好ましく、２１０〜２３０％がさらに好ましい。膨潤度Ｆが１８０％未満であると、延伸時の伸度が少なく、低倍率で破断する可能性が高くなり、充分な延伸を行うことが困難となる。また、膨潤度Ｆが２４０％を超えると、膨潤が過多となり、シワや弛みが発生し、延伸時の切断の原因となる。膨澗度Ｆを制御するためには、例えば、製膜後のフィルム原反を熱処理する際の、温度と時間で好適な膨潤度Ｆにすることが出来る。
【００２８】
フィルム原反の膨澗度Ｆの測定方法は、以下の通りである。
フィルム原反を５ｃｍ×５ｃｍにカットし、３０℃の蒸留水１リットルに４時間浸漬する。この浸漬したフィルムを蒸留水中から取り出し、２枚のろ紙ではさんで表面の水滴を吸収させた後に、水に浸漬されていたフィルムの重さ[β（ｇ）]を測定する。さらに、浸漬されて水滴を吸収されたフィルムを１０５℃の乾燥機で２０時間乾燥し、デシケーターで３０分間冷却した後、乾燥後のフィルムの重さ[γ（ｇ）]を測定し、式（ｖ）によりフィルム原反の膨潤度Ｆを算出する。
【００２９】
0006461007.tif 000008
【００３０】
以上のようにして作製された原反フィルムを用いて、以下に説明する工程を含む方法によって本発明の偏光素子を製造する。
（膨潤工程）
上述したフィルム原反はまず、フィルムを膨潤させる膨潤工程に供される。
当該工程において、膨潤は、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを２０〜５０℃の溶液に１５秒〜１０分間浸漬させることによって達成される。その際の溶液は水が好ましいが、グリセリン、エタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、低分子量ポリエチレングリコールなどの水溶性有機溶剤、または水と水溶性有機溶剤との混合溶液でも良い。膨潤工程においても皺や折れ込みの発生を防ぐために、適度に延伸していることが好ましく、その延伸倍率は好ましくは１．００〜１．５０倍、より好ましくは１．１０〜１．３５倍である。偏光素子を作製する時間を短縮する場合には、ヨウ素、ヨウ化物処理時、染料の染色工程でも膨潤効果が得られるのでこの工程を省略しても良い。
【００３１】
（染色工程）
次いで、膨潤した前記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溶液で染色する染色工程に供する。
溶液の溶媒としては水が好ましいが、特に限定されない。二色性色素としては、例えば、ヨウ素とヨウ化物との混合溶液から得られる多ヨウ素イオンや、有機化合物の二色性染料等が挙げられる。ヨウ化物としては、例えば、ヨウ化カリウム、ヨウ化アンモニウム、ヨウ化コバルト、ヨウ化亜鉛などを用いることが出来るが、ここで示したヨウ化物に限定されない。ヨウ素とヨウ化物の混合溶液中のヨウ素濃度は０．０００１〜０．５ｗｔ％、好ましくは０．００１〜０．４ｗｔ％である。用いるヨウ化物の濃度は０．０００１〜８ｗｔ％が好ましい。場合によっては、色を補正するために、有機化合物の二色性染料としては例えば、非特許文献１に記載の二色性色素などを用いて、本願の求める性能を損なわない範囲で色補正を行っても良い。染料は限定されず、公知の二色性染料を用いることができる。染料濃度は特に限定されるものではないが、例えば、０．００６ｗｔ％から０．３ｗｔ％程度が良い。染色性が不十分な場合には、トリポリリン酸ナトリウム、および／または芒硝（硫酸ナトリリウム）などの着色助剤を添加して染色を行うのが好ましい。また、染色温度は、５〜５０℃、好ましくは５〜４０℃、より好ましくは１０〜３０℃である。染色時間は、得られる偏光素子の透過率等に応じて適宜調節できるが、３０秒〜６分程度、より好ましくは１分〜５分である。この工程においても、皺や折れ込みの発生を防ぐために、適度に延伸することが好ましい。その延伸倍率は好ましくは０．９０〜２．００倍、より好ましくは１．００〜１．３０倍である。
【００３２】
前記染色工程において、前記二色性色素を含有する溶液に架橋剤および／または耐水化剤を添加しても良い。架橋剤としては、例えば、ホウ酸、ホウ砂、ホウ酸アンモニウムなどのホウ素化合物、グリオキザール、グルタルアルデヒドなどの多価アルデヒド、ビウレット型、イソシアヌレート型、ブロック型などの多価イソシアネート系化合物、チタニウムオキシサルフェイトなどのチタニウム系化合物などを用いることができるが、他にもエチレングリコールグリシジルエーテル、ポリアミドエピクロルヒドリンなどを用いることができる。耐水化剤としては、過酸化コハク酸、過硫酸アモンモニウム、過塩素酸カルシウム、ベンゾインエチルエーテル、エチレングリコールジグリシジルエーテル、グリセリンジグリシジルエーテル、塩化アンモニウム、塩化マグネシウムなどが挙げられるが、好ましくはホウ酸が良い。添加する濃度は、例えば、ホウ酸を添加する場合には、二色性色素を含有する溶液に対して０．１〜５．０ｗｔ％、好ましくは２ｗｔ％〜４ｗｔ％である。さらに必要に応じて、前記染色工程の後、次の延伸工程に入る前に二色性色素を含有したポリビニルアルコール系樹脂フィルムを洗浄しても良い。洗浄を行う溶剤としては、一般的には水が用いられるが、アルコール系溶剤、グリコール系溶剤、グリセリンまたはそれら混合溶媒などが用いることができ、特に限定されない。また、洗浄する際の温度や時間は、目的とする偏光素子の透過率や、用いる二色性色素の種類に応じて適宜調整すればよい。
【００３３】
（耐水化処理工程）
続いて、染色工程の後染色されたフィルムに、必要に応じて耐水化処理を施す耐水化処理工程に供する。
当該工程では、架橋剤または／および耐水化剤を含有する溶液によって前記フィルムを処理する。架橋剤または／および耐水化剤としては、前記ホウ酸、ホウ砂、ホウ酸アンモニウムなどのホウ素化合物、グリオキザール、グルタルアルデヒドなどの多価アルデヒド、ビウレット型、イソシアヌレート型、ブロック型などの多価イソシアネート系化合物、チタニウムオキシサルフェイトなどのチタニウム系化合物、エチレングリコールグリシジルエーテル、ポリアミドエピクロルヒドリン、過酸化コハク酸、過硫酸アモンモニウム、過塩素酸カルシウム、べンゾインエチルエーテル、エチレングリコールジグリシジルエーテル、グリセリンジグリシジルエーテル、塩化アンモニウム、塩化マグネシウムなどが挙げられるが、ホウ酸が好ましい。その際の溶媒として、例えば、水、アルコール系溶剤、グリコール系溶剤、グリセリンまたはそれら混合溶媒などが用いることができる。架橋剤または／および耐水化剤の濃度は、例えばホウ酸水溶液の場合、該溶液中に０．１〜６．０ｗｔ％程度の濃度が好ましく、２〜４ｗｔ％がより好ましい。この工程での処理温度は、５〜６０℃、好ましくは５〜４５℃程度である。処理時間は１分〜５分程度が好ましい。この工程においても、皺や折れ込みの発生を防ぐために、適度に延伸することが好ましく、その延伸倍率は０．９５〜１．５倍程度である。
【００３４】
（延伸工程）
更に、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを延伸する延伸工程に供する。
当該工程では、該フィルムを１軸延伸する。延伸方法としては、湿式延伸法または乾式延伸法のいずれを使用しても良い。
【００３５】
乾式延伸法の具体的方法としては例えば、ロール間ゾーン延伸法、ロール加熱延伸法、圧延伸法、赤外線加熱延伸法などが挙げられるが、特に限定されない。延伸する際の温度は、常温〜１８０℃、湿度は２０〜９５％ＲＨ程度が良い。延伸は１段で行っても良く、２段処理以上の多段延伸でも良い。
【００３６】
湿式延伸法は、水、水溶性有機溶剤、またはその混合水溶液中で延伸を行う方法であるが、好ましくは該水、水溶性有機溶剤、またはその混合水溶液中には、前記ホウ酸、ホウ砂、ホウ酸アンモニウムなどのホウ素化合物、グリオキザール、グルタルアルデヒドなどの多価アルデヒド、ビウレット型、イソシアヌレート型、ブロック型などの多価イソシアネート系化合物、チタニウムオキシサルフェイトなどのチタニウム系化合物、エチレングリコールグリシジルエーテル、ポリアミドエピクロルヒドリン、過酸化コハク酸、過硫酸アモンモニウム、過塩素酸カルシウム、ベンゾインエチルエーテル、エチレングリコールジグリシジルエーテル、グリセリンジグリシジルエーテル、塩化アンモニウム、塩化マグネシウムなどホウ酸などの架橋剤または/および耐水化剤を含有した溶液中で浸漬しながら延伸処理することが好ましく、ホウ酸水溶液中にて延伸するのがより好ましい。架橋剤または/および耐水化剤の濃度は、０．５〜８ｗｔ％が好ましくは、２．０〜４．０ｗｔ％がより好ましい。延伸倍率は好ましくは３〜８倍、より好ましくは５〜７倍程度である。延伸温度は好ましくは４０℃〜６０℃、より好ましくは４５〜５５℃である。延伸時間は好ましくは３０秒〜２０分、より好ましくは２分〜５分である。延伸処理は１段でも、２段以上の多段延伸であっても良い。
【００３７】
延伸された二色性色素を含有したポリビニルアルコール系樹脂フィルムの表面には、異物が析出することや、異物が付着することがあるため洗浄しても良い。洗浄を行う溶剤としては、水、アルコール系溶剤等を用いることができるが、これらに限定されない。洗浄溶剤には、フィルムの耐久性向上を目的として、ホウ酸のような架橋剤および／または耐水化剤を含有しても良い。架橋剤および／または耐水化剤の濃度は限定されないが、例えば０．１〜１０ｗｔ％である。
【００３８】
（後処理工程）
次に、色相の調整、偏光特性の向上、耐久性の向上のために、上記フィルムに後処理を施す後処理工程を行う。
当該工程では、具体的には、二色性色素を含有させ、一軸延伸されたポリビニルアルコール系樹脂フィルムを、塩化物またはヨウ化物を含有する溶液によって処理する。塩化物またはヨウ化物としては、例えば、ヨウ化カリウム、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化アンモニウム、ヨウ化コバルト、ヨウ化亜鉛といったヨウ化物、塩化亜鉛、塩化カリウム、塩化ナトリウムといった塩化物などが挙げられ、この中の一種、もしくは二種以上を溶液に混合して処理を行う。溶液中の塩化物またはヨウ化物の濃度は好ましくは０．１〜１５ｗｔ％、より好ましくは０．１５〜１０ｗｔ％である。この工程においても、皺や折れ込みの発生を防ぐために、適度に延伸することが好ましく、その際の延伸倍率は０．９０〜１．１０倍が好ましい。また処理温度は、例えば５℃〜５０℃以下が好ましいが、より好ましくは２０〜４０℃である。処理時間は、例えば、１秒〜５分程度、好ましくは５秒〜３０秒である。この工程において、前記架橋剤および／または耐水化剤を添加しても良い。添加する濃度は、例えば、０．５〜１０ｗｔ％である。
【００３９】
ここまでの処理工程で用いる溶媒としては、例えば、水、ジメチルスルホキシド、Ｎ−メチルピロリドン、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロピルアルコール、グリセリン、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール又はトリメチロールプロパン等のアルコール類、エチレンジアミン又はジエチレントリアミン等のアミン類などの溶媒が挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、１種以上のこれら溶媒の混合物を用いることもできる。最も好ましい溶媒は水である。
【００４０】
（乾燥工程）
上記、後処理工程の後、乾燥工程を経ることによって本発明の偏光素子の基材が得られる。
乾燥の方法としては、例えば、自然乾燥、ロールによる圧縮やエアーナイフ、または吸水ロール等によって表面の水分を除去する方法、加熱による乾燥などが挙げられる。加熱乾燥の場合の乾燥温度としては、２０〜９０℃が好ましく、より好ましくは４０〜７０℃である。乾燥時間は３０秒〜２０分程度が好ましく、２〜１０分程度がより好ましい。この乾燥工程においても、乾燥に伴うポリビニルアルコール系樹脂フィルムの収縮による皺やスジの発生を防ぐために、適度に延伸するのが好ましく、その際の延伸倍率は０．９５〜１．１０倍が好ましい。
【００４１】
上記膨潤工程、染色工程、任意の耐水化処理工程、延伸工程、後処理工程、および乾燥工程を経ることによって、偏光素子の基材が得られる。そして、このようにして得られた基材は、ホウ酸を吸着し延伸された親水性高分子からなるヨウ素を含有する偏光機能を有する基材であって、遊離酸の形式で、下記式（１）で表される有機化合物又はその塩を含有し、その単体で測定した際の視感度補正単体透過率Ｙｓが４０．０％乃至４２．５％であり、視感度補正単体透過率Ｙｓと４６０ｎｍの単体透過率Ｔｓ４６０との差が１．２％以内であり、視感度補正単体透過率Ｙｓと５５０ｎｍの単体透過率Ｔｓ５５０との差が１％以内であり、視感度補正単体透過率Ｙｓと６１０ｎｍの単体透過率Ｔｓ６１０との差が１％以内であり、該基材２枚を吸収軸方向に対して直交にして測定して得られる視感度補正直交透過率Ｙｃが０．０１％以下であり、該基材２枚を吸収軸方向に対して直交にして測定して得られる４３０ｎｍ乃至４８０ｎｍの直交透過率の平均値が０．０３％以下に調整されている。
【００４２】
【化２】
0006461007.tif 000009
（式（１）中、Ｒ１は水素原子、ハロゲン原子、低級アルキル基、低級アルコシキシル基、またはカルボキシル基を示し、ｋ、ｍ、ｎは個々に０または１を示す。ただし、ｍ＋ｎ＞１である。）
【００４３】
上記特性を有する基材を備えた偏光素子を得るためには、式（１）の有機化合物を含有させることが必要である。そして、該有機化合物の含有させる方法としては、二色性色素を含有させる染色工程、任意の耐水化処理工程、延伸工程、後処理工程のいずれの工程において、有機化合物が含有している溶液に基材を含浸処理させて含有させても良いが、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを膨潤させた後にヨウ素およびヨウ素化合物を染色する工程の前に更に工程を設けて含有させる方法、二色性色素を含有させる染色工程と同時に含有させる方法、ヨウ素を染色させた後に延伸前に工程を設けて含有させる方法、後処理工程にて同時に含有させる方法が好ましい。更に、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを膨潤させた後にヨウ素およびヨウ素化合物を染色する工程の前に工程を設けて含有させる方法がより好ましい。
式（１）で示される色素の具体例をとしては、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ  Ｙｅｌｌｏｗ２８、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ  Ｙｅｌｌｏｗ２９が例示できる。式（１）の有機化合物の濃度は、特に限定されるものではないが、例えば、水１０００重量部に対して０．０５重量部乃至３重量部程度が好適であり、染色性が不十分な場合には、トリポリリン酸ナトリウム、および／または芒硝（硫酸ナトリリウム）などの着色助剤を添加して染色を行うのが好ましい。また、染色温度は、５〜５０℃、好ましくは５〜４０℃、より好ましくは１０〜３０℃である。染色時間は、得られる偏光素子の透過率等に応じて適宜調節できるが、例えば、３０秒〜６分程度が良く、好ましくは１〜５分である。
【００４４】
次に、式（１）で表される色素の、より具体的な例を、下記に遊離酸の形式で示す。
【００４５】
[化合物例１]
【化２】
0006461007.tif 000010
【００４６】
[化合物例２]
【化３】
0006461007.tif 000011
【００４７】
[化合物例３]
【化４】
0006461007.tif 000012
【００４８】
また、二色性色素を含有し一軸延伸されたポリビニルアルコール系樹脂フィルムを、後処置工程において、適した濃度を有する塩化物またはヨウ化物を含有する溶液にて処理を行うことが重要である。当該工程においては、延伸条件に合わせて溶液中の塩化物またはヨウ化物を含有させる濃度、および、その処理時間は調整される必要がある。該濃度および処理時間は、偏光素子へのヨウ素、および、ヨウ化カリウムなどのヨウ化物、ならびに、塩化カリウム等の塩化物の偏光素子への含浸の状況に応じて調整されることが非常に重要である。特に、濃度は、延伸工程の延伸状態、偏光素子を作製する場の温度や湿度などにも影響されるため、非常に繊細な微調整を必要とする。通常、後処理工程で用いる塩化物含有溶液またはヨウ化物含有溶液の濃度は、水１０００重量部に対して塩化物またはヨウ化物１．０重量部乃至１５０重量部、好ましくは１．５重量部乃至１００重量部を添加して調製される。
また、フィルムの収縮や膨張がなるべく発生しないように延伸された延伸倍率および／または延伸張力を保ちつつ処理することが好ましい。さらには、フィルムの搬送される速度と後処理工程の水流速度との相対速度の差がないような状態で処理することが好ましく、また、その際に処理液に超音波を用いて、偏光素子の内部まで十分に処理することがより好ましい。以上の方法により後処理工程を行い、本願の偏光素子を得ることが出来る。
【００４９】
偏光素子としてより良好な性能を有するための製造調整する指標は、紫外域の２５５ｎｍにおける透過率である。これは、式（１）に示される有機化合物が２５５ｎｍに吸収を有するため、その化合物が基材に含有した場合には、紫外域の２５５ｎｍによって良好な性能を有する偏光素子かどうかを見極めることが出来るためである。ヨウ素またはヨウ素化合物の紫外域の吸収は、２２０ｎｍ、２９５ｎｍ、および、３６０ｎｍの吸収であり、式（１）の有機化合物の吸収とは異なるため、好適に式（１）の化合物の含有量を調整することが出来る。良好な偏光特性を付与するために、式（１）の化合物の含有量は、基材２枚を吸収軸方向に対して平行にして測定した場合の視感度補正平行透過率Ｙｐが３３％乃至３７％の範囲であり、該平行透過率Ｙｐと、該基材２枚を吸収軸方向に対して平行にして測定した場合の２５５ｎｍの透過率Ｔｐ２５５とが、下記式（２）を満たすことが好ましい。より好ましくは、式（２Ｂ）を満たす。
【００５０】
０．７５×Ｙｐ−１３≦Ｔｐ２５５≦０．７５×Ｙｐ＋１．０    ・・・式（２）
【００５１】
０．７５×Ｙｐ−１１≦Ｔｐ２５５≦０．７５×Ｙｐ            ・・・式（２Ｂ）
【００５２】
また、さらに良好な偏光特性を有するために、式（１）の化合物の含有量を見極める指標としては、基材２枚を吸収軸方向に対して平行にして測定した場合の視感度補正平行透過率Ｙｐが３３％乃至３７％の範囲であり、当該平行透過率Ｙｐと、該基材２枚を吸収軸方向に対して直交にして測定した場合の２５５ｎｍの透過率をＴｃ２５５とが、下記式（３）を満たすことが好ましい。
【００５３】
２．０×１０−６×Ｙｐ４．１≦Ｔｃ２５５≦２．０×１０−６×Ｙｐ４．４  ・・・式（３）
【００５４】
また、式（１）に示される有機化合物の含有量を調整するだけではなく、ヨウ素およびヨウ素化合物の含有量を調整することも必要である。具体的には、基材２枚を吸収軸方向に対して平行にして測定した場合の視感度補正平行透過率Ｙｐが３３％乃至３７％の範囲であり、該へ移行透過率Ｙｐと、基材２枚を吸収軸方向に対して平行にして測定した場合の４６０ｎｍの透過率Ｔｐ４６０との差が３％以内に調整することが必要である。ＹｐとＴｐ４６０との差を３％以内にするためには、基材２枚を吸収軸方向に対して平行にして測定した場合の２９５ｎｍの透過率Ｔｐ２９５および３６０ｎｍの透過率Ｔｐ３６０を調整する必要がある。当該２９５ｎｍの透過率Ｔｐ２９５、ならびに、当該３６０ｎｍの透過率Ｔｐ３６０は、偏光素子中のＩ３−、Ｉ５−などのポリヨウ素の含有量に起因して変動すると言われている。偏光素子中のＩ３−、Ｉ５−などのポリヨウ素の含有量を調整することにより、２９５ｎｍと３６０ｎｍの透過率を調整でき、ＹｐとＹｐ４６０との差を３％以内に調整することができる。
【００５５】
より良好な偏光素子を製造するためには、該基材２枚を吸収軸方向に対して平行にして測定して得られる視感度補正透過率Ｙｐが３３％乃至３７％の範囲であり、当該透過率Ｙｐと、該基材２枚を吸収軸方向に対して平行にして測定した場合の２９５ｎｍの透過率をＴｐ２９５とが、下記式（４）を満たし、且つ、前記Ｙｐと該基材２枚を吸収軸方向に対して平行にして測定した場合の３６０ｎｍの透過率Ｔｐ３６０とが、下記式（５）を満たすように調整することが必要である。
【００５６】
１．０５×Ｙｐ−２６≦Ｔｐ２９５≦１．０５×Ｙｐ−１３                ・・・式（４）
１．２５×Ｙｐ−２６．２５≦Ｔｐ３６０≦１．２５×Ｙｐ−１６．２５    ・・・式（５）
【００５７】
さらに偏光素子の性能を向上させるため、特に、偏光素子の可視域である３８０ｎｍ乃至４８０ｎｍの性能を向上させるには、２９５ｎｍ、３６０ｎｍのＩ３−、Ｉ５−などのポリヨウ素の配向性を向上させることが必要であり、上記式（４）および式（５）を満たし、更に、該基材２枚を吸収軸方向に対して直交にして測定した場合の２９５ｎｍの透過率Ｔｃ２９５が、下記式（６）を満たし、該基材２枚を吸収軸方向に対して平行にして測定した場合の３６０ｎｍの透過率Ｔｃ３６０が、下記式（７）を満たすことがさらに好ましい。なお、下記式中、Ｙｐ１８．６、Ｙｐ１９．４、Ｙｐ２２．１２およびＹｐ２２．６７の各々は、平行透過率Ｙｐの乗数を表す。
【００５８】
２．０×１０−３０×Ｙｐ１８．６≦Ｔｃ２９５≦２．０×１０−３０×Ｙｐ１９．４    ・・・式（６）
４．０×１０−３７×Ｙｐ２２．１２≦Ｔｃ３６０≦４．０×１０−３７×Ｙｐ２２．６７  ・・・式（７）
【００５９】
さらに、近年のＬＥＤバックライト光源では、４６０ｎｍの青色光を、蛍光体を用いて白色に発光させていることから、４６０ｎｍを中心とした４３０ｎｍ乃至４８０ｎｍの透過率が偏光素子のコントラストを向上させるには重要である。特に、４６０ｎｍ基材２枚を吸収軸方向に対して直交にして測定した場合の偏光素子の透過率が高いと、青色光が漏れてしまいディスプレイとして真の黒色を表現できない。また、その時、６１０ｎｍの透過率が４６０ｎｍと比較してある一定の透過率以下を有していないと、同様に真の黒色を表現できず、白色と黒色とのコントラストを実現することができない。そのため偏光素子の透過率は、基材２枚を吸収軸方向に対して直交にして測定した場合の４６０ｎｍの透過率が０．０３５％以下であり、かつ、基材２枚を吸収軸方向に対して直交にして測定した場合の６１０ｎｍの透過率が０．０１％以下になるように調製することが好ましい。
【００６０】
さらに、そのためには、偏光素子の基材としてポリビニルアルコール系樹脂フィルムの重合度が１０００乃至１００００であるポリビニルアルコール系樹脂フィルムからなるフィルム原反を用いることによって本願が容易に達成できる。より好ましくは、ポリビニルアルコール系フィルムの重合度は、３５００乃至６０００であり、さらに好ましくは重合度が４５００乃至６０００である。
【００６１】
＜偏光板＞
以上の工程を経て得られた本発明の偏光素子の少なくとも片面または両面に、透明保護層を設けることによって本発明の偏光板を得ることができる。具体的には、透明保護層は該保護層を形成するポリマーやフィルムを本発明の偏光素子に塗布あるいはラミネートすることによって設けることができる。透明保護層を形成する透明ポリマーまたはフィルムとしては、機械的強度が高く、熱安定性が良好な透明ポリマーまたはフィルムが好ましい。さらには、水分遮断性が優れるものがより好ましい。透明保護層として用いる物質として、例えば、トリアセチルセルロースやジアセチルセルロースのようなセルロースアセテート樹脂またはそのフィルム、アクリル樹脂またはそのフィルム、ポリエステル樹脂またはそのフィルム、ポリアリレート樹脂またはそのフィルム、ノルボルネンのような環状オレフィンをモノマーとする環状ポリオレフィン樹脂またはそのフィルム、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、シクロ系ないしはノルボルネン骨格を有するポリオレフィンまたはその共重合体、主鎖または側鎖がイミドまたは/およびアミドの樹脂またはポリマーまたはそのフィルムなどが挙げられる。さらに、ポリビニルアルコール系樹脂は一般的に配向膜として、機能することが知られているので、得られた偏光素子の表面に、例えばラビング処理、または配向膜塗布および配向処理などを適用し、液晶性を有する樹脂またはそのフィルムを設けても良い。保護フィルムの厚みは、例えば、０．５〜２００μｍ程度である。これらのフィルムを偏光素子の両面に設ける場合、同じフィルムを用いても良いし、異なるフィルムを用いても良い。
【００６２】
前記透明保護層であるフィルムを本発明の偏光素子とラミネートする場合、接着剤を用いることが好ましい。接着剤としては、例えば、ポリビニルアルコール系、ウレタン系、アクリル系、エポキシ系接着剤が挙げられる。ポリビニルアルコール系接着剤として、例えば、ゴーセノールＮＨ―２６（日本合成社製）、エクセバールＲＳ−２１１７（クラレ社製）などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。接着剤には、架橋剤および／または耐水化剤を添加しても良い。また、接着剤に無機酸若しくはその塩及び／又は有機酸を０．０００１ｗｔ％から２０ｗｔ％の濃度で含有しても良く、０．０２ｗｔ％から５ｗｔ％を含有することが好ましい。ポリビニルアルコール系接着剤には、無水マレイン酸−イソブチレン共重合体を単独で、または架橋剤と併せて混合した接着剤を用いることができる。無水マレイン酸−イソブチレン共重合体として、例えば、イソバン＃１８（クラレ社製）、イソバン＃０４（クラレ社製）、アンモニア変性イソバン＃１０４（クラレ社製）、アンモニア変性イソバン＃１１０（クラレ社製）、イミド化イソバン＃３０４（クラレ社製）、イミド化イソバン＃３１０（クラレ社製）などが挙げられる。その際の架橋剤には水溶性多価エポキシ化合物を用いることができる。水溶性多価エポキシ化合物とは、例えば、デナコールＥＸ−５２１（ナガセケムテック社製）、テトラット-Ｃ（三井ガス化学社製）などが挙げられる。また、接着剤の添加物として、前記、緩衝剤や無機酸若しくはその塩及び／又は有機酸、亜鉛化合物、塩化物またはヨウ化物等、より好ましくは前記、緩衝剤や無機酸若しくはその塩及び／又は有機酸を接着剤成分に対し０．０１ｗｔ％から１０ｗｔ％程度の濃度で含有させることにより、同様に耐久性を向上させることができる。透明保護層であるフィルムと本発明の偏光素子とを前記接着剤で貼り合せた後、加熱乾燥し、さらに熱処理することによって接着することができる。
【００６３】
得られた偏光板を、例えば、液晶表示等の表示装置に貼り合わせる場合や偏光フィルターまたは偏光レンズで用いる場合には、後に非露出面となる保護層又はフィルムの表面に視野角改善及び／又はコントラスト改善のための各種機能性層、輝度向上性を有する層又はフィルムを設けることもできる。これらのフィルムや表示装置に偏光板を貼り合せるには粘着剤を用いるのが好ましい。
【００６４】
この偏光板は、他方の表面、すなわち、保護層又はフィルムの露出面に反射防止層や防眩層、ハードコート層など公知の各種機能性層を有していてもよい。この各種機能性を有する層を作製するには塗工方法により、該他方の面に設けることが好ましいが、その機能を有するフィルムを接着剤又は粘着剤を介して貼合せることもできる。また、各種機能性層とは、位相差を制御する層又はフィルムとすることができる。
【００６５】
以上説明した方法により、各波長で一定の透過率を有し、かつ、高コントラストな偏光素子または偏光板を得ることができる。こうして得られた本発明の偏光素子または偏光板は、高い偏光性能、すなわち高コントラストを有しながら、可視域の各波長透過率を一定にでき、かつ、耐久性に優れるため、長期間安定した性能を維持することができる。
＜液晶表示装置＞
さらに、本発明の偏光板を液晶ディスプレイやエレクトロルミネッセンス表示装置、ＣＲＴ等に用いることにより、本発明の画像表示装置が得られる。特に、本発明の偏光板を、液晶ディスプレイを構成する液晶セルの両側に必要に応じて位相差フィルムと共に粘着剤で貼り合せることにより、液晶表示装置を得ることができる。
【実施例】
【００６６】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。【００６７】
各実施例に示す透過率の評価は以下のようにして行った。
偏光素子、又は、偏光板を１枚で測定した際の各波長の透過率を単体透過率Ｔｓとし、２枚の偏光素子、又は、偏光板をその吸収軸方向が同一となるように重ねた場合の各波長の透過率を平行透過率Ｔｐとし、２枚の偏光板をその吸収軸が直交するように重ねた場合の各波長の透過率を直交位透過率Ｔｃとした。【００６８】
分光透過率Ｔｓ、ＴｐおよびＴｃの各々は、分光光度計〔日立社製“Ｕ−４１００”〕を用いて測定した。【００６９】
視感度補正単体透過率Ｙｓは、４００〜７００ｎｍの波長領域で、所定波長間隔ｄλ（ここでは５ｎｍ）おきに測定された単体透過率Ｔｓから下記式（８）により算出した。式中、Ｐλは標準光（Ｃ光源）の分光分布を表し、ｙλはＪＩＳ  Ｚ  ８７２９（Ｃ光源２°視野）に基づいた等色関数を表す。【００７０】
0006461007.tif 000013
【００７１】
視感度補正平行透過率Ｙｐは、４００〜７００ｎｍの波長領域で、所定波長間隔ｄλ（ここでは５ｎｍ）おきに測定された平行透過率Ｔｐから下記式（９）により算出した。式中、Ｐλは標準光（Ｃ光源）の分光分布を表し、ｙλはＪＩＳ  Ｚ  ８７２９（Ｃ光源２°視野）に基づいた等色関数を表す。【００７２】
0006461007.tif 000014
【００７３】
視感度補正直交透過率Ｙｃは、４００〜７００ｎｍの波長領域で、所定波長間隔ｄλ（ここでは５ｎｍ）おきに測定された直交透過率Ｔｃから下記式（１０）により算出した。式中、Ｐλは標準光（Ｃ光源）の分光分布を表し、ｙλはＪＩＳ  Ｚ  ８７２９（Ｃ光源２°視野）に基づいた等色関数を表す。【００７４】
0006461007.tif 000015
【００７５】
偏光度Ｐyは、視感度補正平行位透過率Ｙｐ及び視感度補正直交透過率Ｙｃから、下記式（１１）により求めた。【００７６】
0006461007.tif 000016
【００７７】
実施例１
厚みが６０μｍ、重合度５５００、けん化度９９％以上のポリビニルアルコール系フィルム（クラレ社製ＶＦ−ＰＭ）を４０℃の温水にて膨潤させた後、水１０００重量部、国際公開番号ＷＯ２００５／０１５２７５  合成例１に記載される式（１）の構造を有する色素０．０２重量部、トリポリリン酸ナトリウム  １．０重量部が含有した水溶液で１分３０秒処理し、続けて水１０００重量部、ホウ酸（Ｓｏｃｉｅｔａ  ｌａｒｄｅｒｅｌｌｏ  ｓ．ｐ．ａ．社製）２８．６重量部、沃素（純正化学社製）０．１４重量部、ヨウ化カリウム（純正化学社製）１０．２７重量部を含有した水溶液により３０℃で２分浸漬し染色処理を行った。染色されたフィルムを、ホウ酸３重量％を含有している溶液にて５８℃で５倍延伸し、延伸の後、水１０００重量部に対しヨウ化カリウム３．５重量部を添加して作製したヨウ化物含有水溶液に、延伸後の張力を保ちつつ、延伸倍率を維持し、フィルムが処理される搬送速度と処理工程の水流の速度との相対速度の差がほぼ一定状態で、２０ｋＨｚ乃至４０ｋＨｚの超音波を適用しながら浸漬し、後処理工程を２０秒間行った。ヨウ化カリウム水溶液を２０秒浸漬したフィルムは、その後、７０℃の乾燥機にて１０分間乾燥し、偏光素子が得られた。【００７８】
実施例２
厚みが６０μｍ、重合度４０００、けん化度９９％以上のポリビニルアルコール系フィルム（クラレ社製ＶＦ−ＰＭ）を、厚みが４０μｍ、重合度４０００、けん化度９９％以上のポリビニルアルコール系フィルム（クラレ社製ＶＦ−ＰＨ）を用いたこと以外は実施例１と同様にして、本願の偏光素子を得た。【００７９】
実施例３
染色処理の時間を１分３０秒としたこと以外は実施例２と同様にして、偏光素子を得た。【００８０】
実施例４
染色処理の時間を１分３０秒としたこと以外は実施例１と同様にして、偏光素子を得た。【００８１】
実施例５
厚みが６０μｍ、重合度５５００、けん化度９９％以上のポリビニルアルコール系フィルム（クラレ社製ＶＦ−ＰＭ）を４０℃の温水にて膨潤させた後、水１０００重量部、国際公開番号ＷＯ２００５／０１５２７５  合成例１に記載される式（１）の構造を有する色素０．０２重量部、トリポリリン酸ナトリウム  １．０重量部が含有した水溶液で１分３０秒処理し、続けて水１０００重量部、ホウ酸（Ｓｏｃｉｅｔａ  ｌａｒｄｅｒｅｌｌｏ  ｓ．ｐ．ａ．社製）２８．６重量部、沃素（純正化学社製）０．１４重量部、ヨウ化カリウム（純正化学社製）１０．２７重量部を含有した水溶液に、３０℃で２分浸漬し染色処理を行った。染色されたフィルムをホウ酸３重量％が含有している溶液にて５８℃で５倍延伸し、延伸の後、延伸後の張力を保ちつつ、延伸倍率を維持し、フィルムが処理される搬送速度と処理工程の水流の速度との相対速度の差がほぼ一定状態で浸漬し、後処理工程を２０秒間行った。その後、７０℃の乾燥機にて１０分間乾燥し、偏光素子を得た。【００８２】
比較例１
水１０００重量部、国際公開番号ＷＯ２００５／０１５２７５  合成例１に記載される式（１）の構造を有する色素を含有した水溶液で処理せずに、続けて水１０００重量部、ホウ酸（Ｓｏｃｉｅｔａ  ｌａｒｄｅｒｅｌｌｏ  ｓ．ｐ．ａ．社製）２８．６重量部、沃素（純正化学社製）０．１４重量部、ヨウ化カリウム（純正化学社製）１０．２７重量部を含有した水溶液により３０℃で２分浸漬し染色処理を行い、かつ、延伸の後、水１０００重量部に対してヨウ化カリウム３５重量部を添加して作製した水溶液を６０ｒｐｍの速度で撹拌させながら、延伸後の倍率を維持したまま後処理工程を２０秒間行ったこと以外は実施例１と同様にして、偏光素子を得た。【００８３】
比較例２
水１０００重量部、国際公開番号ＷＯ２００５／０１５２７５  合成例１に記載される式（１）の構造を有する色素を含有した水溶液で処理せずに、続けて水１０００重量部、ホウ酸（Ｓｏｃｉｅｔａ  ｌａｒｄｅｒｅｌｌｏ  ｓ．ｐ．ａ．社製）２８．６重量部、沃素（純正化学社製）０．１４重量部、ヨウ化カリウム（純正化学社製）１０．２７重量部を含有した水溶液により３０℃で２分浸漬し染色処理を行い、かつ、延伸の後、水１０００重量部に対しヨウ化カリウム３５重量部を添加して作製した水溶液を６０ｒｐｍの速度で撹拌させながら、延伸後の倍率を維持したまま後処理工程を２０秒間行ったこと以外は実施例２と同様にして、偏光素子を得た。【００８４】
比較例３
水１０００重量部、国際公開番号ＷＯ２００５／０１５２７５  合成例１に記載される式（１）の構造を有する色素を含有した水溶液で処理せずに、続けて水１０００重量部、ホウ酸（Ｓｏｃｉｅｔａ  ｌａｒｄｅｒｅｌｌｏ  ｓ．ｐ．ａ．社製）２８．６重量部、沃素（純正化学社製）０．１４重量部、ヨウ化カリウム（純正化学社製）１０．２７重量部を含有した水溶液により３０℃で２分浸漬し染色処理を行い、かつ、延伸の後、水１０００重量部に対してヨウ化カリウム５０重量部を添加して作製した水溶液を６０ｒｐｍの速度で撹拌させながら、延伸後の倍率を維持したまま後処理工程を２０秒間行ったこと以外は実施例３と同様にして、偏光素子を得た。【００８５】
比較例４
水１０００重量部、国際公開番号ＷＯ２００５／０１５２７５  合成例１に記載される式（１）の構造を有する色素を含有した水溶液で処理せずに、続けて水１０００重量部、ホウ酸（Ｓｏｃｉｅｔａ  ｌａｒｄｅｒｅｌｌｏ  ｓ．ｐ．ａ．社製）２８．６重量部、沃素（純正化学社製）０．１４重量部、ヨウ化カリウム（純正化学社製）１０．２７重量部を含有した水溶液により３０℃で２分浸漬し染色処理を行い、かつ、延伸の後、水１０００重量部に対してヨウ化カリウム５０重量部を添加して作製した水溶液を６０ｒｐｍの速度で撹拌させながら、延伸後の倍率を維持したまま後処理工程を２０秒間行ったこと以外は実施例４と同様にして、偏光素子を得た。【００８６】
比較例５
ポラテクノ社製ヨウ素系偏光板ＳＫＮ−１８２４２Ｐをジクロロメタンに浸漬し、偏光素子を抽出し、比較例サンプルとした。【００８７】
比較例６
水１０００重量部、国際公開番号ＷＯ２００５／０１５２７５  合成例１に記載される式（１）の構造を有する色素を含有した水溶液で処理せずに、続けて水１０００重量部、ホウ酸（Ｓｏｃｉｅｔａ  ｌａｒｄｅｒｅｌｌｏ  ｓ．ｐ．ａ．社製）２８．６重量部、沃素（純正化学社製）０．２５重量部、ヨウ化カリウム（純正化学社製）１７．７重量部を含有した水溶液により３０℃で２分浸漬し染色処理を行い、かつ、延伸の後、フィルムを水に浸漬し、２０秒間処理を行ったこと以外は実施例５と同様にして、偏光素子を得た。【００８８】
比較例７
水１０００重量部、国際公開番号ＷＯ２００５／０１５２７５  合成例１に記載される式（１）の構造を有する色素０．１重量部、トリポリリン酸ナトリウム  １．０重量部が含有した水溶液で３分００秒処理したこと以外は実施例１と同様にして、偏光素子を作製した。得られた偏光板は、見た目に黄色く着色していた。【００８９】
実施例１乃至５、および、比較例１乃至７で得られた偏光素子の各パラメータを表１に示す。表１に示されるパラメータは下記の通りである。
視感度補正単体透過率Ｙｓ、
視感度補正平行透過率Ｙｐ、
視感度補正直交透過率Ｙｃ、
４６０ｎｍの単体透過率Ｔｓ４６０、
基材２枚を吸収軸方向に対して平行にして測定した場合の４６０ｎｍの平行透過率Ｔｐ４６０、
基材２枚を吸収軸方向に対して直交にして測定した場合の４６０ｎｍの直交透過率Ｔｃ４６０、
５５０ｎｍの単体透過率Ｔｓ５５０、
６１０ｎｍの単体透過率Ｔｓ６１０、
基材２枚を吸収軸方向に対して直交にして測定した場合の６１０ｎｍの直交透過率Ｔｃ６１０、
４３０ｎｍ乃至４８０ｎｍの単体透過率の平均値Ｔｓ  Ａｖｅ４３０−４８０、
基材２枚を吸収軸方向に対して平行にして測定した場合の４３０ｎｍ乃至４８０ｎｍの平行位の透過率の平均値Ｔｐ  Ａｖｅ４３０−４８０、
基材２枚を吸収軸方向に対して直交にして測定した場合の４３０ｎｍ乃至４８０ｎｍの直交位の透過率の平均値Ｔｃ  Ａｖｅ４３０−４８０。【００９０】
【表１】
0006461007.tif 000017
【００９１】
実施例１乃至５、および、比較例１乃至７について得られた更なるパラメータを表２に示す。表２に示されるパラメータは下記の通りである。
基材２枚を吸収軸方向に対して平行にして測定して得られる２５５ｎｍの平行透過率Ｔｐ２５５、
基材２枚を吸収軸方向に対して直交にして測定して得られる２５５ｎｍの直交透過率Ｔｃ２５５、
基材２枚を吸収軸方向に対して平行にして測定して得られる２９５ｎｍの平行透過率Ｔｐ２９５、
基材２枚を吸収軸方向に対して直交にして測定して得られる２９５ｎｍの直交透過率Ｔｃ２９５、
基材２枚を吸収軸方向に対して平行にして測定して得られる３６０ｎｍの平行透過率Ｔｐ３６０、
基材２枚を吸収軸方向に対して直交にして測定して得られる３６０ｎｍの直交透過率Ｔｃ３６０。【００９２】
【表２】
0006461007.tif 000018
【００９３】
以上の結果から分かるように、実施例１〜５の偏光素子は、各波長でほぼ一定の透過率を有する偏光素子であり、単体で測定した際の視感度補正単体透過率Ｙｓが４０．０％乃至４２．５％であり、視感度補正単体透過率Ｙｓと４６０ｎｍの単体透過率Ｔｓ４６０との差が１．２％以内であり、視感度補正単体透過率Ｙｓと５５０ｎｍの単体透過率Ｔｓ５５０との差が１％以内であり、視感度補正単体透過率Ｙｓと６１０ｎｍの単体透過率Ｔｓ６１０との差が１％以内であり、該基材２枚を吸収軸方向に対して直交にして測定して得られる視感度補正直交透過率Ｙｃが０．０１％以下であり、該基材２枚を吸収軸方向に対して直交にして測定して得られる４３０ｎｍ乃至４８０ｎｍの直交透過率の平均値Ｔｃ  Ａｖｅ４３０−４８０が０．０３％以下であることが分かる。
また、偏光素子を保護層によってラミネートすることによって偏光板を得ることが出来るが、実施例１〜５の偏光素子は吸収軸に対し平行に設置した時、４３０ｎｍ乃至４８０ｎｍの透過率が、５００ｎｍｍ乃至６５０ｎｍの透過率と比較してほぼ一定の光学特性を有し、各波長での発光均一性が保つことが出来た。さらには、視感度補正直交透過率Ｙｃが０．０１％以下であって、かつ、４３０ｎｍ乃至４８０ｎｍの直交透過率の平均値Ｔｃ  Ａｖｅ４３０−４８０が０．０３％以下であることからも、これらの偏光素子は高いコントラストを有し、可視域の各波長透過率を一定にできる偏光素子または偏光板であることが分かった。
従って、上記方法で得られた実施例１〜５の偏光素子またはこれら偏光素子を用いて作製された偏光板は、透過率が高く、コントラスト比が高く、かつ色再現性が非常に高いディルプレイ用偏光板、特に液晶ディスプレイ用偏光板として使用することができる。また、これを用いたディスプレイは、信頼性が高く、長期に亘って高いコントラストを維持することができ、かつ、高い色再現性を有するディスプレイとなることが期待される。