(57)【要約】【課題】斜め延伸方法により得られ、偏光板打ち抜き工程における得率を向上することができる斜め延伸したポリマーフィルムを偏光膜として有し、しかも延伸ムラが少なく偏光性能にばらつきが少ない高性能で安価な偏光板を提供する。さらに、上記偏光板の製造方法及び上記偏光板を備えた液晶表示装置を提供する。【解決手段】吸収軸が長手方向に平行でも垂直でもなく、５５０ｎｍにおける偏光度が９９．０％以上、単板透過率が４０．０％以上である偏光膜を有し、かつ長尺方向の単板透過率のばらつきが±０．３％以内である長尺の偏光板、この偏光板を製造する方法、及びこの長尺の偏光板を切断した単板偏光板を備えた表示装置。【選択図】            なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏光能を持つ偏光膜を少なくとも有する長尺の偏光板であって、
偏光膜の吸収軸が長手方向に平行でも垂直でもなく、５５０ｎｍにおける偏光度が９９．０％以上、単板透過率が４０．０％以上であり、かつ長尺方向の単板透過率のばらつきが±０．３％以内であることを特徴とする偏光板。
【請求項２】
偏光膜の少なくとも片面に保護膜を有し、該保護膜の遅相軸と偏光膜の吸収軸との角度が１０°以上９０°未満であることを特徴とする請求項１に記載の偏光板。
【請求項３】
偏光膜の長手方向と吸収軸方向とのなす角が２０°以上７０゜以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の偏光板。
【請求項４】
偏光膜の長手方向と吸収軸方向とのなす角が４０°以上５０゜以下であることを特徴とする請求項３に記載の偏光板。
【請求項５】
偏光膜がポリビニルアルコールフィルムから形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の偏光板。
【請求項６】
保護膜が透明フィルムであり、６３２．８ｎｍにおけるレターデーションが、１０ｎｍ以下である請求項２〜５のいずれかに記載の偏光板。
【請求項７】
連続的に供給される偏光膜用ポリマーフィルムの両端を保持手段により保持し、該保持手段をフィルムの長手方向に進行させつつ張力を付与して延伸して偏光膜を形成する工程を含む請求項１〜６のいずれかに記載の偏光板を製造する方法であって、
該工程が、偏光膜用ポリマーフィルムの一方端の実質的な保持開始点から実質的な保持解除点までの保持手段の軌跡Ｌ１及びポリマーフィルムのもう一端の実質的な保持開始点から実質的な保持解除点までの保持手段の軌跡Ｌ２と、二つの実質的な保持解除点の距離Ｗが、下記式（１）を満たし、かつポリマーフィルムの支持性を保ち、揮発分率が１０％以上の状態を存在させて延伸し、その後乾燥により１０％以上収縮させると共に揮発分率を低下させることにより行われること特徴とする請求項１〜２の偏光板の製造方法。
式（１）：｜Ｌ２−Ｌ１｜＞０．４Ｗ
【請求項８】
延伸時の湿度変動が±２．５％以内であることを特徴とする請求項７に記載の偏光板の製造方法。
【請求項９】
乾燥後もしくは乾燥中に少なくとも片面に保護膜を貼り合わせた後、後加熱を施すことを特徴とする請求項７または８に記載の偏光板の製造方法。
【請求項１０】
請求項１〜６のいずれかに記載の偏光板から切り出した偏光板を、液晶セルの両側に配置された２枚の偏光板のうち少なくとも一方に用いることを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高得率で単板の偏光板が得られる長尺の偏光板、該長尺偏光板から得られる単板の偏光板、該長尺の偏光板の製造方法、及び該単板の偏光板を用いた液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
偏光板は液晶表示装置（以下、ＬＣＤ）の普及に伴い、需要が急増している。偏光板は一般に偏光能を有する偏光層の両面あるいは片面に、接着剤層を介して保護フィルムを貼り合わせられている。
偏光層の素材としては、ポリビニルアルコール（以下、ＰＶＡ）が主に用いられており、ＰＶＡフィルムを一軸延伸してから、ヨウ素あるいは二色性染料で染色するかあるいは染色してから延伸し、さらにホウ素化合物で架橋することにより偏光層用の偏光膜が形成される。偏光膜の吸収軸は、通常長手方向に一軸延伸するため、長手方向にほぼ平行となる。
保護フィルムとしては、光学的に透明で複屈折が小さいことから、主にセルローストリアセテートが用いられている。
【０００３】
従来のＬＣＤにおいては、画面の縦あるいは横方向に対して偏光板の透過軸を４５゜傾けて配置しているため、ロール形態で製造される偏光板の打ち抜き工程において、ロール長手方向に対し４５゜方向に打ち抜いていた。
しかしながら４５゜方向に打ち抜いたときには、ロールの端付近で使用できない部分が発生し、特に大サイズの偏光板では、得率が小さくなるという問題があり、結果として廃棄物が増えると言う問題があった。
【０００４】
この問題を解決するため、フィルム搬送方法に対しポリマーの配向軸を所望の角度傾斜させる方法がいくつか提案されている。特許文献１（特開２０００−９９１２号公報）において、プラスチックフィルムを横または縦に一軸延伸しつつ、その延伸方向の左右を異なる速度で前期延伸方向とは相違する縦または横方向に引っ張り延伸して、配向軸を前記一軸延伸方向に対し傾斜させることが提案されている。しかしながらこの方法では例えばテンター方式を用いた場合、左右で搬送速度差をつけねばならず、これに起因するツレシワ、フィルム寄り、延伸ムラが発生し、望ましい傾斜角度（偏光板においては４５゜）を得ることが困難である。左右速度差を小さくしようとすれば、延伸工程を長くせざるを得ず、設備コストが非常に大きなものとなる。
【０００５】
また、特許文献２（特開平３−１８２７０１号公報）において、連続フィルムの左右両耳端に走行方向とθの角度をなす左右対のフィルム保持ポイントを複数対有し、フィルムの走行につれて、各々の対ポイントがθの方向に延伸できる機構により、フィルムの走行方向に対し任意の角度θの延伸軸を有するフィルムを製造する方法が提案されている。但し、この手法においてもフィルム進行速度がフィルムの左右で変わるためフィルムにツレ、シワ、延伸ムラが生じ、これを緩和するためには延伸工程を非常に長くする必要があり、設備コストが大きくなる欠点があった。
【０００６】
更に、特許文献３（特開平２−１１３９２０公報）において、フィルムの両端部を、所定走行区間内におけるチャックの走行距離が異なるようにように配置されたテンターレール上を走行する２列のチャック間に把持して走行させることによりフィルムの長さ方向と斜交する方向に延伸する製造方法が提案されている。ただし,この手法においても斜交させた際に、ツレ、シワ、延伸ムラが生じ、光学用フィルムには不都合であった。
【０００７】
また、特許文献４（特開２００２−４８９１８号公報）にて、ラビング処理により透過軸を傾けた偏光板の提案がなされている。ラビングによる配向規制はフィルム表面から最大でナノオーダーの部分までしか効果が無いことは一般的に知られており、ヨウ素・二色性色素などの偏光子を十分配向させることができないため、結果として偏光性能が低いという欠点があった。
【０００８】
これらの問題を解決するために特許文献５（特開２００２−８６５５４号公報）にて画期的な斜め延伸方法が提案された。これにより偏光板打ち抜き工程における得率を向上させた偏光板を作製できるようになったが、長手方向での偏光性能のばらつきが大きく更なる改良が求められていた。
【０００９】
【特許文献１】
特開２０００−９９１２号公報
【特許文献２】
特開平３−１８２７０１号公報
【特許文献３】
特開平２−１１３９２０公報
【特許文献４】
特開２００２−４８９１８号公報
【特許文献５】
特開２００２−８６５５４号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、斜め延伸方法により得られ、偏光板打ち抜き工程における得率を向上することができる斜め延伸したポリマーフィルムを偏光膜として有し、しかも延伸ムラが少なく偏光性能にばらつきが少ない高性能で安価な偏光板を提供することにある。
本発明のさらなる目的は、上記偏光板の製造方法及び上記偏光板を備えた液晶表示装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、下記構成のポリマーフィルムの延伸方法、偏光板、及び液晶表示装置が提供され、本発明の上記目的が達成される。
１．偏光能を持つ偏光膜を少なくとも有する長尺の偏光板であって、
偏光膜の吸収軸が長手方向に平行でも垂直でもなく、５５０ｎｍにおける偏光度が９９．０％以上、単板透過率が４０．０％以上であり、かつ長尺方向の単板透過率のばらつきが±０．３％以内であることを特徴とする偏光板。
２．偏光膜の少なくとも片面に保護膜を有し、該保護膜の遅相軸と偏光膜の吸収軸との角度が１０°以上９０°未満であることを特徴とする上記１に記載の偏光板。
３．偏光膜の長手方向と吸収軸方向とのなす角が２０°以上７０゜以下であることを特徴とする上記１または２に記載の偏光板。
４，偏光膜の長手方向と吸収軸方向とのなす角が４０°以上５０゜以下であることを特徴とする上記３に記載の偏光板。
５．偏光膜がポリビニルアルコールフィルムから形成されていることを特徴とする上記１〜４のいずれかに記載の偏光板。
６．保護膜が透明フィルムであり、６３２．８ｎｍにおけるレターデーションが、１０ｎｍ以下である上記２〜５のいずれかに記載の偏光板。
７．連続的に供給される偏光膜用ポリマーフィルムの両端を保持手段により保持し、該保持手段をフィルムの長手方向に進行させつつ張力を付与して延伸して偏光膜を形成する工程を含む上記１〜６のいずれかに記載の偏光板を製造する方法であって、
該工程が、偏光膜用ポリマーフィルムの一方端の実質的な保持開始点から実質的な保持解除点までの保持手段の軌跡Ｌ１及びポリマーフィルムのもう一端の実質的な保持開始点から実質的な保持解除点までの保持手段の軌跡Ｌ２と、二つの実質的な保持解除点の距離Ｗが、下記式（１）を満たし、かつポリマーフィルムの支持性を保ち、揮発分率が１０％以上の状態を存在させて延伸し、その後乾燥により１０％以上収縮させると共に揮発分率を低下させることにより行われること特徴とする請求項１〜２の偏光板の製造方法。
式（１）：｜Ｌ２−Ｌ１｜＞０．４Ｗ
８．延伸時の湿度変動が±２．５％以内であることを特徴とする上記７に記載の偏光板の製造方法。
９．乾燥後もしくは乾燥中に少なくとも片面に保護膜を貼り合わせた後、後加熱を施すことを特徴とする上記７または８に記載の偏光板の製造方法。
１０．上記１〜６のいずれかに記載の偏光板から切り出した偏光板を、液晶セルの両側に配置された２枚の偏光板のうち少なくとも一方に用いることを特徴とする液晶表示装置。
【００１２】
【発明の実施形態】
本発明の偏光板は、偏光能を持つ偏光膜を少なくとも有する長尺の偏光板である。そして、該偏光膜の吸収軸が長手方向に平行でも垂直でもなく、好ましくは該吸収軸と長手方向とのなす角度が２０°以上７０°以下の範囲に、より好ましくは４０°以上５０°以下の範囲にあり、偏光板の５５０ｎｍおける偏光度が９９．０％以上、好ましくは９９．５％以上、単板透過率が４０．０％以上、好ましくは４１．０％以上であり、かつ長尺方向の単板透過率のばらつきが±０．３％以内、好ましくは±０．２％以内である。
本発明の好ましい偏光板は、上記偏光膜の少なくとも片面に保護膜を有し、該保護膜の遅相軸と偏光膜の吸収軸との角度が１０°以上９０°未満、好ましくは２０°以上７０°以下、より好ましくは４０°以上５０°以下である偏光板である。
偏光膜の吸収軸が長手方向に平行でも垂直でもないこと、また保護膜の遅相軸と偏光膜の吸収軸との角度が１０°以上９０°未満であることにより、長尺の偏光板より単板を偏光板打ち抜き工程で高得率で得ることができる。
【００１３】
本発明の偏光板の重要な特徴は、長尺方向の単板透過率のばらつきが±０．３％以内、好ましくは±０．２％以内にあることであり、この特徴により本発明の偏光板は延伸ムラが少なく偏光性能にばらつきが少ない。
【００１４】
以上の特徴を有する偏光板は、偏光膜を構成するポリマーフィルムの延伸方法を工夫することにより、作製することができる。以下、本発明で採用する延伸方法を詳述する。
図１および図２は、ポリマーフィルムを斜め延伸する方法の典型例を、概略平面図として、示したものである。本発明で用いる延伸方法は、（ａ）で示される原反フィルムを矢印（イ）方向に導入する工程、（ｂ）で示される幅方向延伸工程、及び（ｃ）で示される延伸フィルムを次工程、即ち（ロ）方向に送る工程を含む。以下「延伸工程」と称するときは、これらの（ａ）〜（ｃ）工程を含んで、本発明で用いる延伸方法を行うための工程全体を指す。フィルムは（イ）の方向から連続的に導入され、上流側から見て左側の保持手段にＢ１点で初めて保持される。この時点ではいま一方のフィルム端は保持されておらず、幅方向に張力は発生しない。つまり、Ｂ１点は実質的な保持開始点（以下、「実質保持開始点」という）には相当しない。本発明で用いる方法では、実質保持開始点は、フィルム両端が初めて保持される点で定義される。実質保持開始点は、より下流側の保持開始点Ａ１と、Ａ１から導入側フィルムの中心線１１（図１）または２１（図２）に略垂直に引いた直線が、反対側の保持手段の軌跡１３（図１）または２３（図２）と交わる点Ｃ１の２点で示される。この点を起点とし、両端の保持手段を実質的に等速度で搬送すると、単位時間ごとにＡ１はＡ２，Ａ３…Ａｎと移動し、Ｃ１は同様にＣ２，Ｃ３…Ｃｎに移動する。つまり同時点に基準となる保持手段が通過する点ＡｎとＣｎを結ぶ直線が、その時点での延伸方向となる。
【００１５】
本発明で用いる方法では、図１、図２のようにＡｎはＣｎに対し次第に遅れてゆくため、延伸方向は、搬送方向垂直から徐々に傾斜していく。実質的な保持解除点（以下、「実質保持解除点」という）は、より上流で保持手段から離脱するＣｘ点と、Ｃｘから次工程へ送られるフィルムの中心線１２（図１）または２２（図２）に略垂直に引いた直線が、反対側の保持手段の軌跡１４（図１）または２４（図２）と交わる点Ａｙの２点で定義される。最終的なフィルムの延伸方向の角度は、実質的な延伸工程の終点（実質保持解除点）での左右保持手段の行程差Ａｙ−Ａｘ（すなわち｜Ｌ１−Ｌ２｜）と、実質保持解除点の距離Ｗ（ＣｘとＡｙの距離）との比率で決まる。従って、延伸方向が次工程への搬送方向に対しなす傾斜角θはｔａｎθ＝Ｗ／（Ａｙ−Ａｘ）、即ち、ｔａｎθ＝Ｗ／｜Ｌ１−Ｌ２｜を満たす角度である。図１及び図２の上側のフィルム端は、Ａｙ点の後も１８（図１）または２８（図２）まで保持されるが、もう一端が保持されていないため新たな幅方向延伸は発生せず、１８および２８は実質保持解除点ではない。
【００１６】
以上のように、本発明で用いる延伸方法において、フィルムの両端にある実質保持開始点は、左右各々の保持手段への単純な噛み込み点ではない。二つの実質保持開始点は、上記で定義したことをより厳密に記述すれば、左右いずれかの保持点と他の保持点とを結ぶ直線がフィルムを保持する工程に導入されるフィルムの中心線と略直交している点であり、かつこれらの二つの保持点が最も上流に位置するものとして定義される。同様に、本発明において、二つの実質保持解除点は、左右いずれかの保持点と他の保持点とを結ぶ直線が、次工程に送りだされるフィルムの中心線と略直交している点であり、しかもこれら二つの保持点が最も下流に位置するものとして定義される。ここで、略直交とは、フィルムの中心線と左右の実質保持開始点、あるいは実質保持解除点を結ぶ直線が、９０±０．５゜であることを意味する。
【００１７】
テンター方式の延伸機を用いて左右の行程差を付けようとする場合、レール長などの機械的制約により、しばしば保持手段への噛み込み点と実質保持開始点に大きなずれが生じたり、保持手段からの離脱点と実質保持解除点に大きなずれが生ずることがあるが、上に定義した実質保持開始点と実質保持解除点間の工程が、式（１）（式（１）：｜Ｌ２−Ｌ１｜＞０．４Ｗ）の関係を満たしていれば本発明の目的は達成される。
【００１８】
上記において、得られる延伸フィルムにおける配向軸の傾斜角度は、（ｃ）工程の出口幅Ｗと、左右の二つの実質的保持手段の行程差｜Ｌ１−Ｌ２｜の比率で制御、調整することができる。偏光板、位相差膜では、しばしば長手方向に対し４５゜配向したフィルムが求められる。この場合、４５゜に近い配向角を得るために、式（２）（式（２）：０．９Ｗ＜｜Ｌ１−Ｌ２｜＜１．１Ｗ）を満たすことが好ましく、さらに好ましくは、式（３）（式（３）：０．９７Ｗ＜｜Ｌ１−Ｌ２｜＜１．０３Ｗ）を満たすことが好ましい。
【００１９】
具体的な延伸工程の構造は、式（１）を満たしてポリマーフィルムを斜め延伸する図１〜２や特開２００２−８６５５４号公報の図３〜６等に例示した方法に示されており、これらは、設備コスト、生産性を考慮して任意に設計できる。
【００２０】
延伸工程へのフィルム導入方向（イ）と、次工程へのフィルム搬送方向（ロ）のなす角度は、任意の数値が可能であるが、延伸前後の工程を含めた設備の総設置面積を最小にする観点からは、この角度は小さい方がよく、３゜以内が好ましく、０．５゜以内がさらに好ましい。例えば図１に例示するような構造で、この値を達成することができる。このようにフィルム進行方向が実質的に変わらない方法では、保持手段の幅を拡大するのみでは、偏光板、位相差膜として好ましい長手方向に対して４５゜の配向角を得るのは困難である。そこで、図１の如く、一旦延伸した後、収縮させる工程を設けることで、｜Ｌ１−Ｌ２｜を大きくすることができる。延伸率は１．１〜１０．０倍が望ましく、より望ましくは２〜１０倍であり、その後の収縮率は１０％以上が望ましい。また、延伸−収縮を複数回繰り返すことも、｜Ｌ１−Ｌ２｜を大きくできるため好ましい。
【００２１】
また、延伸工程の設備コストを最小に抑える観点からは、保持手段の軌跡の屈曲回数、屈曲角度は小さい程良い。この観点からは、図２に例示する如くフィルム両端を保持する工程の出口におけるフィルムの進行方向と、フィルムの実質延伸方向のなす角が、２０〜７０゜傾斜するようにフィルム進行方向をフィルム両端を保持させた状態で屈曲させることが好ましい。
【００２２】
本発明で用いる延伸方法において、両端を保持しつつ張力を付与しフィルムを延伸する装置としては、いわゆる図１、図２のようなテンター装置が好ましい。
【００２３】
テンター型の延伸機の場合、クリップが固定されたチェーンがレールに沿って進む構造が多いが、本発明で採用する延伸方法のように左右不均等な延伸方法をとると、結果的に図１及び２に例示される如く、工程入口、出口でレールの終端がずれ、左右同時に噛み込み、離脱をしなくなることがある。この場合、実質工程長Ｌ１，Ｌ２は、上に述べたように単純な噛み込み−離脱間の距離ではなく、既に述べたように、あくまでフィルムの両端を保持手段が保持している部分の行程長である。
【００２４】
延伸工程出口でフィルムの左右に進行速度差があると、延伸工程出口におけるシワ、寄りが発生するため、左右のフィルム把持手段の搬送速度差は、実質的に同速度であることが求められる。速度差は好ましくは１％以下であり、さらに好ましくは０．５％未満であり、最も好ましくは０．０５％未満である。ここで述べる速度とは、毎分当たりに左右各々の保持手段が進む軌跡の長さのことである。一般的なテンター延伸機等では、チェーンを駆動するスプロケット歯の周期、駆動モータの周波数等に応じ、秒以下のオーダーで発生する速度ムラがあり、しばしば数％のムラを生ずるが、これらは本発明で述べる速度差には該当しない。
【００２５】
また、左右の行程差が生じるに従って、フィルムにシワ、寄りが発生する。この問題を解決するために、本発明の延伸方法では、ポリマーフィルムの支持性を保ち、揮発分率が１０％以上の状態を存在させて延伸した後、乾燥により１０％以上収縮させながら揮発分率を低下させる。ここで、「ポリマーフィルムの支持性を保つ」とは、フィルムが膜性を損なうことなく両側が保持され得ることを意味する。また、「揮発分率が１０％以上の状態を存在させて延伸する」とは、延伸工程の全過程を通して揮発分率が１０％以上の状態を維持することを必ずしも意味するのではなく、揮発分率が１０％以上における延伸過程が存在し、その延伸過程により発明の効果を発現する限り、工程の一部には揮発分が１０％未満である部分が有ってもよいことを意味するものである。
【００２６】
ポリマーフィルムに揮発分を含有させる方法としては、フィルムをキャストし、水や非水溶剤などの揮発分を含有させる、延伸前に水や非水溶剤などの揮発分に浸漬・塗布・噴霧する、延伸中に水や非水溶剤などの揮発分を塗布することなどが上げられる。ポリビニルアルコールなどの親水性ポリマーフィルムは、高温高湿雰囲気下で水を含有するので、高湿雰囲気下で調湿後延伸、もしくは高湿条件下で延伸することにより揮発分を含有させることが好ましい。
本発明者らは、長尺偏光板の長手方向の単板透過率ばらつきを改良すべく検討した結果、延伸時の雰囲気が重要であること、具体的には延伸時の湿度変動に連動して単板透過率が変動し、延伸時の湿度が安定しているほど連続製造した際の単板透過率の長手方向の変動が小さくなることを見出した。
本発明において、延伸雰囲気は、温度として、少なくともフィルムに含まれる揮発分の凝固点以上であればよい。フィルムがポリビニルアルコールである場合には、２５℃以上が好ましい。また、偏光膜を作製するためのヨウ素・ホウ酸を浸漬したポリビニルアルコールを延伸する場合には、３０℃以上９０℃以下が好ましく、更に好ましくは５０℃以上７０℃以下である。湿度としては８０％以上、更に好ましくは９０％以上である。
本発明において、延伸時の湿度変動が±２．５％以内であれば、長手方向の単板透過率変動を±０．３％以内に改良できることが分かった。
なお、単板透過率のばらつき（変動幅）は、長尺偏光板の１００ｍ長さに対し、１０ｍおきに１０点サンプリングし、その単板透過率の値の最大値と最小値の幅をばらつき（変動幅）とした。
【００２７】
好ましい揮発分率は、ポリマーフィルムの種類によって異なる。揮発分率の最大は、ポリマーフィルムの支持性を保つ限り可能である。ポリビニルアルコールでは揮発分率として１０％〜１００％が好ましい。セルロースアシレートでは、１０％〜２００％が好ましい。
【００２８】
また、延伸ポリマーフィルムの収縮は、延伸時・延伸後のいずれの工程でも行って良いが、延伸後、温度を掛けて乾燥することにより、揮発分を除去する方法で行うことが好ましい。勿論、フィルムを収縮させればいかなる手段を用いても良い。乾燥後の揮発分量は、３％以下が好ましく、２％以下がより好ましく、１．５％以下がさらに好ましい。
フィルムを収縮させる手段として、延伸後、温度を掛けて乾燥し、揮発分を除去する方法を採用する場合、フィルム表面の膜面温度を６０秒以内に５５℃以上にすることが好ましい。更に好ましくは３０秒以内に６０℃以上にすることである。膜面温度の上限は、１００℃以下、更に好ましくは９０℃以下である。好ましいフィルムの収縮率としては、長手方向に対する配向角θを用いて、１／ｓｉｎθ倍以上収縮することで、値としては１０％以上収縮することが好ましい。これらのフィルム表面の膜面温度および収縮率は、収縮時の温度、風量および時間により調整することができる。好ましい温度範囲としては、５５℃以上１００℃以下、更に好ましい温度としては６０℃以上９０℃以下である
【００２９】
このように、（ｉ）少なくともフィルム幅方向に１．１〜２０．０倍に延伸し、（ii）フィルム両端の保持装置の長手方向進行速度差を１％以下とし、（iii）フィルム両端を保持する工程の出口におけるフィルムの進行方向とフィルムの実質的延伸方向のなす角が、２０゜以上７０゜以下傾斜するようにフィルム進行方向をフィルム両端を保持させた状態で屈曲させ、（iv）ポリマーフィルムの支持性を保ち、揮発分率が１０％以上の状態を存在させて延伸した後、収縮させながら揮発分率を低下させる、ことからなる延伸方法は、本発明に採用される延伸方法として、好ましい態様である。
【００３０】
保持手段の軌跡を規制するレールには、しばしば大きい屈曲率が求められる。急激な屈曲によるフィルム把持手段同士の干渉、あるいは局所的な応力集中を避ける目的から、屈曲部では把持手段の軌跡が円弧を描くようにすることが望ましい。
【００３１】
本発明で用いる延伸方法が延伸の対象とするポリマーフィルムに関しては特に制限はなく、揮発性溶剤に可溶の適宜なポリマーからなるフィルムを用いることができる。ポリマーの例としては、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリカーボネート、セルロースアシレート、ポリスルホン、などをあげることができる。
【００３２】
延伸前のフィルムの厚味は特に限定されないが、フィルム保持の安定性、延伸の均質性の観点から、１μｍ〜１ｍｍが好ましく、２０〜２００μｍが特に好ましい。
【００３３】
上記延伸方法で得られる延伸フィルムは、各種用途に用いうるが、長手方向に対し配向軸が傾いている特性より、偏光膜、または位相差膜として好適に用いられる。特に、配向軸の傾斜角度が長手方向に対し４０〜５０゜である偏光膜は、ＬＣＤ用偏光板として好ましく用いられる。さらに好ましくは４４〜４６゜である。
【００３４】
本発明で用いる延伸方法を偏光膜の製造に適用する場合、ポリマーとしてはポリビニルアルコール（ＰＶＡ）が好ましく用いられる。ＰＶＡは通常、ポリ酢酸ビニルをケン化したものであるが、例えば不飽和カルボン酸、不飽和スルホン酸、オレフィン類、ビニルエーテル類のように酢酸ビニルと共重合可能な成分を含有しても構わない。また、アセトアセチル基、スルホン酸基、カルボキシル基、オキシアルキレン基等を含有する変性ＰＶＡも用いることができる。
【００３５】
ＰＶＡのケン化度は特に限定されないが、溶解性等の観点から８０〜１００ｍｏｌ％が好ましく、９０〜１００ｍｏｌ％が特に好ましい。またＰＶＡの重合度は特に限定されないが、１０００〜１００００が好ましく、１５００〜５０００が特に好ましい。
【００３６】
ＰＶＡを染色して偏光膜が得られるが、染色工程は気相または液相吸着により行われる。液相で行う場合の例として、ヨウ素を用いる場合には、ヨウ素−ヨウ化カリウム水溶液にＰＶＡフィルムを浸漬させて行われる。ヨウ素は０．１〜２０ｇ／ｌ、ヨウ化カリウムは１〜１００ｇ／ｌ、ヨウ素とヨウ化カリウムの質量比は１〜１００が好ましい。染色時間は３０〜５０００秒が好ましく、液温度は５〜５０℃が好ましい。染色方法としては浸漬だけでなく、ヨウ素あるいは染料溶液の塗布あるいは噴霧等、任意の手段が可能である。染色工程は、本発明の延伸工程の前後いずれに置いても良いが、適度に膜が膨潤され延伸が容易になることから、延伸工程前に液相で染色することが特に好ましい。
【００３７】
ヨウ素の他に二色性色素で染色することも好ましい。二色性色素の具体例としては、例えば、特開２００２−８６５５４号公報の段落番号［００３８］に記載の二色性色素などが使用できる。これらの二色性色素は２種以上を配合することにより、各種の色相を有する偏光子を製造することができる。偏光素子または偏光板として偏光軸を直交させた時に黒色を呈する化合物（色素）や黒色を呈するように各種の二色性色素を配合したものが単板透過率、偏光率とも優れており好ましい。
【００３８】
ＰＶＡを延伸して偏光膜を製造する過程では、ＰＶＡに架橋させる添加物を用いることが好ましい。特に本発明の斜め延伸法を用いる場合、延伸工程出口でＰＶＡが十分に硬膜されていないと、工程のテンションでＰＶＡの配向方向がずれてしまうことがあるため、延伸前工程あるいは延伸工程で架橋剤溶液に浸漬、または溶液を塗布して架橋剤を含ませるのが好ましい。架橋剤としては、米国再発行特許第２３２８９７号明細書に記載のものが使用できるが、ホウ酸類が最も好ましく用いられる。
【００３９】
また、ＰＶＡ，ポリ塩化ビニルを脱水、脱塩素することによりポリエン構造をつくり、共役二重結合により偏光を得るいわゆるポリビニレン系偏光膜の製造にも、本発明の延伸法は好ましく用いることができる。
【００４０】
本発明で製造された偏光膜は、両面あるいは片面に保護フィルムを貼り付けて偏光板として用いられる。保護フィルムの種類は特に限定されず、セルロースアセテート、セルロースアセテートブチレート、セルロースプロピオネート等のセルロースエステル類、ポリカーボネート、ポリオレフィン、ポリスチレン、ポリエステル等を用いることができるが、保護フィルムのレターデーション値が一定値以上であると、偏光軸と保護フィルムの配向軸が斜めにずれているため、直線偏光が楕円偏光に変化し、好ましくない。このため保護フィルムのレターデーションは低いことが好ましい。例えば、６３２．８ｎｍにおいて１０ｎｍ以下が好ましく、５ｎｍ以下がさらに好ましい。このような低レターデーションを得るためには、保護フィルムとして使用するポリマーはセルローストリアセテートが特に好ましい。また、ゼオネックス、ゼオノア（共に日本ゼオン（株）製）、ＡＲＴＯＮ（ＪＳＲ（株）製）のようなポリオレフィン類も好ましく用いられる。その他、例えば特開平８−１１０４０２号公報あるいは特開平１１−２９３１１６号公報に記載されているような非複屈折性光学樹脂材料が挙げられる。
【００４１】
本発明において、保護膜を貼り合せる工程は、延伸後実質保持解除点までの間に行えばよい。好ましくは、延伸ポリマーフィルムの収縮中または収縮後が好ましい。
【００４２】
偏光膜と保護層との接着剤は、特に限定されないが、ＰＶＡ系樹脂（アセトアセチル基、スルホン酸基、カルボキシル基、オキシアルキレン基等の変性ＰＶＡを含む）やホウ素化合物水溶液等が挙げられ、中でもＰＶＡ系樹脂が好ましい。接着剤層厚みは乾燥後に０．０１乃至１０μｍが好ましく、０．０５乃至５μｍが特に好ましい。
【００４３】
図３に従来の偏光板打ち抜きの例を、図４に本発明の偏光板打ち抜きする例を示す。従来の偏光板は、図３に示されるように、偏光の吸収軸７１すなわち延伸軸が長手方向７２と一致しているのに対し、本発明の偏光板は、図４に示されるように、偏光の吸収軸８１すなわち延伸軸が長手方向８２に対して４５゜傾斜しており、この角度がＬＣＤにおける液晶セルに貼り合わせる際の偏光板の吸収軸と、液晶セル自身の縦または横方向とのなす角度に一致しているため、打ち抜き工程において斜めの打ち抜きは不要となる。しかも図４からわかるように、本発明の偏光板は切断が長手方向に沿って一直線であるため、打ち抜かず長手方向に沿ってスリットすることによっても製造可能であるため、生産性も格段に優れている。
【００４４】
本発明の偏光板は、液晶表示装置のコントラストを高める観点から、透過率は高い方が好ましく、偏光度は高い方が好ましい。透過率は好ましくは５５０ｎｍで４０％以上が好ましく、４１％以上がさらに好ましい。偏光度は５５０ｎｍで９９．０％以上が好ましく、９９．５％以上がさらに好ましく、特に好ましくは９９．９％以上である。
また、本発明の偏光板は、液晶セルの両側に配置された２枚の偏光板のうち少なくとも一方に用いることが好ましい。
【００４５】
また、本発明による延伸フィルムは、長手方向に対し斜めに配向している特徴から、位相差板としても好適に用いうる。位相差板として用いる場合、ポリカーボネート、ポリスルホン、酢酸セルロース等のセルロースアシレートのように、透明性に優れる素材を延伸したものが好ましい。このうち、特にセルロースアシレートが好ましい。フィルムの厚味は、特に限定されないが、一般的には５〜３００μｍである。
【００４６】
【実施例】
本発明を詳細に説明するために、以下に実施例を挙げて説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
［実施例１］
重合度１７００のＰＶＡフィルムをイオン交換水にて１分浸漬し、ゴムローラーにて余剰水分を取った後、該ＰＶＡフィルムをヨウ素１．０ｇ／ｌ、ヨウ化カリウム９０．０ｇ／ｌの水溶液に２５℃にて５０秒間、フィルムが弛まないように浸漬し、ゴムローラーにて余剰水分を取った後、さらにホウ酸４０ｇ／ｌ、ヨウ化カリウム３０ｇ／ｌの水溶液に３０℃にて９０秒間、フィルムが弛まないように浸漬後、ステンレス製のブレードにて余剰水分を除去し、フィルム中の含有水分率の分布を２％以下にした状態で図２の形態のテンター延伸機に導入した。搬送速度を４ｍ／分として、２００ｍ送出し、５５℃９５％雰囲気下で４．２倍に延伸し、テンターを延伸方向に対し図２の如く屈曲させ、以降幅を一定に保ち、収縮させながら、４５秒で膜面温度が６０℃から６５℃となるように８０℃雰囲気で３分３０秒乾燥させた後テンターから離脱し、幅方向から３ｃｍ、カッターにて耳きりをした後、ＰＶＡ（（株）クラレ製ＰＶＡ−１１７Ｈ）３％／ヨウ化カリウム４％水溶液を接着剤としてケン化処理した富士写真フィルム（株）製フジタック（セルローストリアセテート、レターデーション値３．０ｎｍ）と貼り合わせ、さらに７０℃で１０分間加熱して有効幅６５０ｍｍ、長さ５００ｍのロール形態の偏光板を問題なく作製できた。表面の膜面温度は非接触型温度計ＨＯＲＩＢＡ製ＩＴ−５４０Ｎにて測定した。
偏光膜作成中の延伸温度湿度の変動は温度が５５±０．２℃、湿度が９５％±１％であった。延伸開始前のＰＶＡフィルムの含水率は３２％で、乾燥後の含水率は２．５％であった。
左右のテンタークリップの搬送速度差は、０．０５％未満であり、導入されるフィルムの中心線と次工程に送られるフィルムの中心線のなす角は、４６゜であった。ここで｜Ｌ１−Ｌ２｜は０．７ｍ、Ｗは０．７ｍであり、｜Ｌ１−Ｌ２｜＝Ｗの関係にあった。テンター出口における実質延伸方向Ａｘ−Ｃｘは、次工程へ送られるフィルムの中心線２２に対し４５゜傾斜していた。テンター出口におけるシワ、フィルム変形および延伸ムラは観察されなかった。
得られた偏光板の吸収軸方向は、長手方向に対し４５゜傾斜していた。このロール形態の偏光板の５５０ｎｍにおける透過率および偏光度を１０ｍおきに測定した結果、単板透過率の変動は４３．０±０．３％、偏光度は９９．９２±０．０２％であった。
さらに図４の如く３１０×２３３ｍｍサイズに裁断したところ、９１．５％の面積効率で辺に対し４５゜吸収軸が傾斜した偏光板を得ることができた。
【００４７】
［実施例２］
重合度２４００のＰＶＡフィルムをイオン交換水にて１分浸漬し、ゴムローラーにて余剰水分を取った後、該ＰＶＡフィルムをヨウ素１．０ｇ／ｌ、ヨウ化カリウム８０．０ｇ／ｌの水溶液に２５℃にて５５秒、フィルムが弛まないように浸漬し、ゴムローラーにて余剰水分を取った後、さらにホウ酸４０ｇ／ｌ、ヨウ化カリウム３０ｇ／ｌの水溶液に３０℃にて９０秒、フィルムが弛まないように浸漬後、ステンレス製のブレードにて余剰水分を除去し、フィルム中の含有水分率の分布を２％以下にした状態で図２の形態のテンター延伸機に導入した。搬送速度を１５ｍ／分として、５００ｍ送出し、６０℃９５％雰囲気下で４．５倍に延伸し、テンターを延伸方向に対し図２の如く屈曲させ、以降幅を一定に保ち、収縮させながら、３０秒で膜面温度が６０℃から６５℃となるように８０℃雰囲気で３分３０秒乾燥させた後テンターから離脱し、幅方向から３ｃｍ、カッターにて耳きりをした後、ＰＶＡ（（株）クラレ製ＰＶＡ−１２４Ｈ）３％／ヨウ化カリウム４％水溶液を接着剤としてケン化処理した富士写真フィルム（株）製フジタック（セルローストリアセテート、レターデーション値３．０ｎｍ）と貼り合わせ、さらに７０℃で１０分間加熱して有効幅６５０ｍｍ、長さ５００ｍのロール形態の偏光板を問題なく作製できた。表面の膜面温度は非接触型温度計ＨＯＲＩＢＡ製ＩＴ−5４０Ｎにて測定した。
偏光膜作成中の延伸温度湿度の変動は温度が６０±０．１℃、湿度が９５％±０．５％であった。延伸開始前のＰＶＡフィルムの含水率は３３％で、乾燥後の含水率は２．２％であった。
左右のテンタークリップの搬送速度差は、０．０５％未満であり、導入されるフィルムの中心線と次工程に送られるフィルムの中心線のなす角は、４７゜であった。ここで｜Ｌ１−Ｌ２｜は０．７ｍ、Ｗは０．７ｍであり、｜Ｌ１−Ｌ２｜＝Ｗの関係にあった。テンター出口における実質延伸方向Ａｘ−Ｃｘは、次工程へ送られるフィルムの中心線２２に対し４５゜傾斜していた。テンター出口におけるシワ、フィルム変形および延伸ムラは観察されなかった。
得られた偏光板の吸収軸方向は、長手方向に対し４５゜傾斜していた。このロール形態の偏光板の５５０ｎｍにおける透過率および偏光度を１０ｍおきに測定した結果、単板透過率の変動は４３．２±０．１％、偏光度は９９．９７±０．０１％であった。
さらに図４の如く３１０×２３３ｍｍサイズに裁断したところ、９１．５％の面積効率で辺に対し４５゜吸収軸が傾斜した偏光板を得ることができた。
【００４８】
［比較例］
重合度２４００のＰＶＡフィルムをイオン交換水にて１分浸漬し、ゴムローラーにて余剰水分を取った後、該ＰＶＡフィルムをヨウ素１．０ｇ／ｌ、ヨウ化カリウム８０．０ｇ／ｌの水溶液に２５℃にて５５秒、フィルムが弛まないように浸漬し、ゴムローラーにて余剰水分を取った後、さらにホウ酸４０ｇ／ｌ、ヨウ化カリウム３０ｇ／ｌの水溶液に３０℃にて９０秒、フィルムが弛まないように浸漬後、ステンレス製のブレードにて余剰水分を除去し、フィルム中の含有水分率の分布を２％以下にした状態で図２の形態のテンター延伸機に導入した。搬送速度を１５ｍ／分として、５００ｍ送出し、６０℃９８％雰囲気下で４．５倍に延伸し、テンターを延伸方向に対し図２の如く屈曲させ、以降幅を一定に保ち、収縮させながら、３０秒で膜面温度が６０℃から６５℃となるように８０℃雰囲気で３分３０秒乾燥させた後テンターから離脱し、幅方向から３ｃｍ、カッターにて耳きりをした後、ＰＶＡ（（株）クラレ製ＰＶＡ−１２４Ｈ）３％／ヨウ化カリウム４％水溶液を接着剤としてケン化処理した富士写真フィルム（株）製フジタック（セルローストリアセテート、レターデーション値３．０ｎｍ）と貼り合わせ、さらに７０℃で１０分間加熱して有効幅６５０ｍｍ、長さ５００ｍのロール形態の偏光板を問題なく作製できた。表面の膜面温度は非接触型温度計ＨＯＲＩＢＡ製ＩＴ−5４０Ｎにて測定した。
偏光膜作成中の延伸温度湿度の変動は温度が６０±０．１℃、湿度が９５％±５％であった。延伸開始前のＰＶＡフィルムの含水率は３３％で、乾燥後の含水率は２．２％であった。
左右のテンタークリップの搬送速度差は、０．０５％未満であり、導入されるフィルムの中心線と次工程に送られるフィルムの中心線のなす角は、４７゜であった。ここで｜Ｌ１−Ｌ２｜は０．７ｍ、Ｗは０．７ｍであり、｜Ｌ１−Ｌ２｜＝Ｗの関係にあった。テンター出口における実質延伸方向Ａｘ−Ｃｘは、次工程へ送られるフィルムの中心線２２に対し４５゜傾斜していた。テンター出口におけるシワ、フィルム変形および延伸ムラは観察されなかった。
得られた偏光板の吸収軸方向は、長手方向に対し４５゜傾斜していた。このロール形態の偏光板の５５０ｎｍにおける透過率および偏光度を１０ｍおきに測定した結果、単板透過率の変動は４３．２±２．０％、偏光度は９９．９７±０．０３％であった。
さらに図４の如く３１０×２３３ｍｍサイズに裁断したところ、９１．５％の面積効率で辺に対し４５゜吸収軸が傾斜した偏光板を得ることができた。
【００４９】
【発明の効果】
本発明の長尺の偏光板は、斜め延伸方法により得られた斜め延伸したポリマーフィルムを偏光膜として有し、偏光板打ち抜き工程における得率が向上し、しかも延伸ムラが少なく偏光性能のばらつきが少なく安価である。
本発明の偏光板の製造方法は、上記特性に優れた偏光板を効率的に製造することができる。また、上記偏光板を備えた液晶表示装置は、偏光板の偏光性能のばらつきが少ないので、視認性などの表示特性にロット差が少ない。
【図面の簡単な説明】
【図１】ポリマーフィルムを斜め延伸する本発明の方法の一例を示す概略平面図である。
【図２】ポリマーフィルムを斜め延伸する本発明の方法の一例を示す概略平面図である。
【図３】従来の偏光板を打ち抜く様子を示す概略平面図である。
【図４】本発明の偏光板を打ち抜く様子を示す概略平面図である。
【符号の説明】
（イ） フィルム導入方向
（ロ） 次工程へのフィルム搬送方向
（ａ） フィルムを導入する工程
（ｂ） フィルムを延伸する工程
（ｃ） 延伸フィルムを次工程へ送る工程
Ａ１ フィルムの保持手段への噛み込み位置とフィルム延伸の起点位置（実質保持開始点：右）
Ｂ１ フィルムの保持手段への噛み込み位置（左）
Ｃ１ フィルム延伸の起点位置（実質保持開始点：左）
Ｃｘ フィルム離脱位置とフィルム延伸の終点基準位置（実質保持解除点：左）
Ａｙ フィルム延伸の終点基準位置（実質保持解除点：右）
｜Ｌ１−Ｌ２｜ 左右のフィルム保持手段の行程差
Ｗ フィルムの延伸工程終端における実質幅
θ 延伸方向とフィルム進行方向のなす角
１１ 導入側フィルムの中央線
１２ 次工程に送られるフィルムの中央線
１３ フィルム保持手段の軌跡（左）
１４ フィルム保持手段の軌跡（右）
１５ 導入側フィルム
１６ 次工程に送られるフィルム
１７、１７’ 左右のフィルム保持開始（噛み込み）点
１８、１８’ 左右のフィルム保持手段からの離脱点
２１ 導入側フィルムの中央線
２２ 次工程に送られるフィルムの中央線
２３ フィルム保持手段の軌跡（左）
２４ フィルム保持手段の軌跡（右）
２５ 導入側フィルム
２６ 次工程に送られるフィルム
２７、２７’ 左右のフィルム保持開始（噛み込み）点
２８、２８’ 左右のフィルム保持手段からの離脱点
７１ 吸収軸（延伸軸）
７２ 長手方向
８１ 吸収軸（延伸軸）
８２ 長手方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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