(57)【要約】【課題】  原反フィルムの幅方向における厚みのばらつきを改善し、従来困難であった均一な延伸を可能にして光学フィルム面内の均一性を向上させること。【解決手段】  原反フィルム１から取り出されるフィルム１ａを加熱ダブルベルトプレス装置１０に通し、加熱ダブルベルトプレス装置１０において所定の条件でフィルム１ａを加熱圧延し、それによって得られるフィルムを延伸することによって光学フィルムを製造する。加熱ダブルベルトプレス装置１０での加熱圧延処理により、原反フィルム１に本来的に含まれる厚みバラツキが改善され、その後の延伸工程で均一な延伸が可能になる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルムを加熱ダブルベルトプレス装置に通し、前記加熱ダブルベルトプレス装置において４０〜１４０℃に加熱するとともに、線圧５００〜６５００Ｎ・プレス／ｃｍの圧力を加えて得られるフィルムを延伸することによって光学フィルムを製造する、光学フィルムの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の光学フィルムの製造方法によって製造された偏光子。
【請求項３】
請求項２に記載の偏光子に少なくとも１層の光学機能層を積層した偏光板。
【請求項４】
請求項２に記載の偏光子、又は請求項３に記載の偏光板、を備えて構成される画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像表示装置等に好ましく用いられる偏光板等の光学フィルムの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、フィルム材を加工するためにダブルベルトプレス装置を用いるものが提案されている（特許文献１及び２）。
【０００３】
一方、液晶表示装置等の画像表示装置には、偏光フィルム等の光学機能を有する光学フィルムが使用されている。近年、画像表示装置に対する機能向上や輝度向上などといった要請に伴い、光学フィルムの特性を向上させたり、又は面内の均一性を高めることが重要になってきている。光学フィルムの特性として、例えば異方性を持たせるためには、一軸方向に延伸し、一軸配向性を高めることが有力な手法であり、延伸する程に配向性は高まる傾向にある。
【０００４】
【特許文献１】特開平２００１−１６２６８８号公報
【特許文献２】特開平９−２６７３４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、原反フィルムの厚みにばらつきがあると、フィルムの延伸に伴ってフィルムにかかる応力がばらつくことになり、その結果、フィルム面内の均一性が低下して光学フィルムの光学特性を低下させるという問題があった。
【０００６】
特に、光学フィルムを大型画面のカラー表示用として使用する場合には、フィルム面内の光学特性にばらつきがあり、染色斑のあるものは好ましくない。
【０００７】
そこで本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、原反フィルムの幅方向における厚みのばらつきを改善し、従来困難であった均一な延伸を可能にしてフィルム面内の均一性を向上させる光学フィルムの製造方法を提供することを、その目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らによる鋭意検討の結果、ロール状の原反フィルムを、加熱ダブルベルトプレス装置に通して加熱圧延することにより、原反フィルムが本来的に有していた厚みばらつきが抑制され、かつフィルム表面が鏡面状に加工されるので、浴中延伸（湿式延伸）する際に問題となる幅方向の膨潤歪みが均一な状態となり、良好に延伸することが判明した。また、その結果として、フィルムの光学特性のばらつきが抑えられ、高品質の光学フィルム（特に偏光子）が製造できることが判明した。
【０００９】
また、加熱ダブルベルトプレス装置における加工方法として、光学フィルムの光学特性、面内均一性の総合的な評価から、その加熱温度と加圧力とを求めた。加熱温度については、４０〜１４０℃、好ましくは６０〜１２０℃、さらにより好ましくは８０〜１００℃の範囲であれば、原反フィルムの厚みばらつきを改善でき、表面状態が鏡面状になることが判明した。また、加圧力については、線圧で５０〜６５００Ｎ・プレス／ｃｍ、好ましくは１５００〜５５００Ｎ・プレス／ｃｍ、さらにより好ましくは２５００〜４５００Ｎ・プレス／ｃｍの範囲であれば、良好な結果が得られることが判明した。
【００１０】
それ故、本発明は、光学フィルムの製造方法において、フィルムを加熱ダブルベルトプレス装置に通し、加熱ダブルベルトプレス装置において４０〜１４０℃に加熱するとともに、線圧５００〜６５００Ｎ・プレス／ｃｍの圧力を加えて得られるフィルムを延伸することによって光学フィルムを製造するものである。
【００１１】
このような製造方法により、原反フィルムが本来的に有する厚みばらつきを抑えることができ、光学フィルムを延伸させた際の面内均一性が高い光学フィルムを得ることができる。
【００１２】
また、本発明は、上記のような光学フィルムの製造方法によって製造された偏光子にかかるものでもある。上記の製造方法によって偏光子を製造することにより、面内均一性が高く、良好な光学特性を示す偏光子が得られる。また、本発明は、上記の製造方法によって製造された偏光子に少なくとも１層の光学機能層を積層した偏光板であってもよい。
【００１３】
上記のような偏光子又は偏光板が、液晶表示装置等の画像表示装置に用いられることにより、高品質な画像表示装置が実現される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、原反フィルムを加熱ダブルベルトプレス装置に通し、加熱ダブルベルトプレス装置においてあらかじめ加熱圧延処理を行ってからフィルムを延伸するので、原反フィルムが本来的に有する厚みばらつきを抑制することができ、光学特性に優れ、かつ外観斑の少ない光学フィルムを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を画像表示装置の偏光板等の製造プロセスに適用可能に構成した実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１６】
図１は、本発明にかかる光学フィルムの製造方法が適用される製造プロセスの一例を示す図であり、光学フィルムとして偏光子を製造する場合の製造プロセスを示す図である。ポリビニルアルコール等の原反フィルム１から順次取り出されるシート状のフィルム１ａは、まず加熱ダブルベルトプレス装置１０に導かれ、その後、冷却工程１１、膨潤工程１２、染色工程１３、架橋工程１４、延伸工程１５及び洗浄工程１６を順次通過し、最終的に乾燥・延伸工程１７において乾燥・延伸処理が行われて偏光子となる。すなわち、ポリビニルアルコールの原反フィルム１は、加熱ダブルベルトプレス装置１０にて加熱及び圧延され、冷却工程１１で冷却される。そして、フィルム１ａを、膨潤工程１２において純水中に浸漬させて膨潤させ、染色工程１３においてヨウ素等の二色性物質や二色性染料等の染料の入った浴中で染色する。そしてホウ酸やホウ砂等の架橋剤の入った浴中で架橋する架橋工程１４を経た後、延伸工程１５において元長の３〜７倍に浴中延伸し、洗浄工程１５で洗浄して、乾燥・延伸工程１６において乾燥及び延伸が行われる。ただし、これらの工程の順番は特に限定されるものではなく、また、いくつかの工程を同時に行ってもよい。例えば、延伸はヨウ素で染色した後に行ってもよいし、染色しながら延伸してもよく、また延伸してからヨウ素で染色してもよい。
【００１７】
上記の製造プロセスにおいては、フィルム１ａが最初に加熱ダブルベルトプレス装置１０に導かれ、ローラ２１及び２２のそれぞれに掛架されたダブルベルト２３の間に通されることにより、装置中央部に設けられた処理ゾーン２４において加熱圧延処理が施される。加熱ダブルベルトプレス装置１０は、処理ゾーン２４においてフィルム１ａを加圧する際、その加圧力を調整することができるとともに、加圧時のフィルム１ａを加熱できるようになっている。
【００１８】
本実施形態においては、原反フィルム１から導かれるフィルム１ａを圧延する際の加熱温度は４０〜１４０℃の範囲内に設定される。加熱温度がこの範囲内に調整されることにより、圧延処理と相俟って原反フィルム１の厚みばらつきを改善でき、表面状態を鏡面状にすることができる。なお、光学フィルムの光学特性及び面内均一性をより一層高めるためには、加熱温度を６０〜１２０℃の範囲内に設定することがより好ましく、さらに好ましくは８０〜１００℃の範囲内である。
【００１９】
また、加圧力については、線圧で５０〜６５００Ｎ・プレス／ｃｍの範囲内に設定される。加熱ダブルベルトプレス装置１０の処理ゾーン２４には、図１に示すように、プレスゾーンが４つ形成されており、各プレスゾーンでは２つのローラ間にフィルム１ａが通されることにより、フィルム１ａに対して線圧が付与される。上記加圧力の範囲は、それら４つのプレスゾーン全てでフィルム１ａに付与される線圧の総和値を示すものである。加圧力が上記の範囲内に調整されることにより、加熱処理と相俟って原反フィルム１の厚みばらつきを改善でき、表面状態を鏡面状にすることができる。なお、光学フィルムの光学特性及び面内均一性をより一層高めるためには、加圧力を１５００〜５５００Ｎ・プレス／ｃｍの範囲内に設定することがより好ましく、さらに好ましくは２５００〜４５００Ｎ・プレス／ｃｍの範囲内である。
【００２０】
上記のようにポリビニルアルコールフィルム１ａを加熱ダブルベルトプレス装置１０にて加熱圧延することにより、原反フィルム１が有する厚みのばらつきが抑えられることになり、その後、膨潤工程１２でフィルム１ａを膨潤させると、フィルムの幅方向については膨潤歪みが均一な状態となり、染色工程１３でほぼ均一な状態に染色を行うことができる。そして延伸工程１５おいて浴中延伸を行う際も、フィルム１ａにかかる応力はほぼ均一な状態となるので、フィルム１ａを均一に延伸できる。したがって、上記のような製造工程を辿ることにより、フィルム面内の均一性が保たれるため、良好な光学特性を示し、フィルム面に縞状の斑が生じない光学フィルム（偏光子）が得られる。
【００２１】
本発明による製造方法は、図１に示した製造プロセスに限られるものではなく、光学フィルムに必要な光学特性を持たせるために適宜必要な工程を設けることができる。特に、本発明による製造方法を適用して偏光子を得る場合には、原反フィルム１から得られるフィルム１ａを加熱ダブルベルトプレス装置１０に通して加熱圧延処理を行い、その後に延伸処理を行うことにより、縞状の斑がなく、面内均一性の高い、様々な種類の偏光子を得ることができる。例えば、透過光と、反射光若しくは散乱光とに分離するような再帰光を利用して、液晶表示装置等のバックライトからの反射を利用しながら偏光を出射するような偏光子を得ることができる。また、特開平４−２６８５０５号公報に示されるような偏光異方性多層膜からなる偏光子や、特開平１１−２３１１３０号公報に示されるようなコレステリック液晶とλ／４板からなる偏光板、異方性散乱体（米国特許第５８２５５４３号）、金属に微細加工を施し可視光領域でも反射偏光を出すようなグリッド偏光子（米国特許第６２８８８４０号）、金属の微粒子を高分子マトリック中に入れて延伸したような偏光子（特開平８−１８４７０１号公報）などの製造に適用しても良好な偏光子（又は偏光板）を得ることができる。また、ワンパスで偏光変換できるような偏光子を用いることも提案されており、そのような偏光子の製造にも適用することができるし、カイラルスメクチック構造を有する偏光子（特開２００１−２０１６３５号公報）の製造にも適用することができる。さらに、上記のような偏光子を応用して異方性回折格子などを製造することもできる。
【００２２】
画像表示装置に好ましく用いられる偏光板の構成は、上記のようにして得られる偏光子の片面又は両面に、ビニルアルコール系ポリマー等からなる適宜な接着剤を介して保護シートが接着されたものとなっている。そのため、本発明による製造方法によって偏光子が得られ、その偏光子を用いて画像表示装置を形成する場合には通常、偏光子に保護シートが積層された偏光板として用いられる。
【００２３】
保護シートを形成する材料としては、透明性、機械的強度、熱安定性、水分遮蔽性、等方性等に優れるものが好ましい。例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリエチレンナフタレート等のポリエステル系ポリマー、ジアセチルセルロースやトリアセチルセルロース等のセルロース系ポリマー、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系ポリマー、ポリスチレンやアクリロニトリル・スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）等のスチレン系ポリマー、ポリカーボネート系ポリマーがあげられる。また、ポリエチレン、ポリプロピレン、シクロ系ないしはノルボルネン構造を有するポリオレフィン、エチレン・プロピレン共重合体の如きポリオレフィン系ポリマー、塩化ビニル系ポリマー、ナイロンや芳香族ポリアミド等のアミド系ポリマー、イミド系ポリマー、スルホン系ポリマー、ポリエーテルスルホン系ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン系ポリマー、ポリフェニレンスルフィド系ポリマー、ビニルアルコール系ポリマー、塩化ビニリデン系ポリマー、ビニルブチラール系ポリマー、アリレート系ポリマー、ポリオキシメチレン系ポリマー、エポキシ系ポリマー、又は前記ポリマーのブレンド物なども保護シートを形成するポリマーの例としてあげられる。保護シートは、アクリル系、ウレタン系、アクリルウレタン系、エポキシ系、シリコーン系等の熱硬化型、紫外線硬化型の樹脂の硬化層として形成することもできる。これらの中でもセルロース系ポリマーが好ましい。
【００２４】
また、保護シートとしては、特開２００１−３４３５２９号公報（ＷＯ０１／３７００７）に記載のポリマーフィルム、例えば、（Ａ）側鎖に置換および／または非置換フェニル基ならびにニトリル基を有する熱可塑性樹脂を含有する樹脂組成物が挙げられ、具体例としてはイソブテンとＮ−メチルマレイミドからなる交互共重合体とアクリロニトリル・スチレン共重合体とを含有する樹脂組成物のフィルムが挙げられる。フィルムは樹脂組成物の混合押出し品などからなるフィルムを用いることができる。
【００２５】
保護シートの厚さは特に限定されるものではないが、一般には５００μｍ以下であり、１〜３００μｍが好ましい。特に５〜２００μｍとするのがより好ましい。また、偏光特性や耐久性などの点より、保護フィルムの表面をアルカリなどでケン化処理することが好ましい。
【００２６】
また、保護シートはできるだけ色付きがないことが好ましい。このため、Ｒｔｈ＝（（ｎｘ＋ｎｙ）／２−ｎｚ）・ｄ（ただし、ｎｘ、ｎｙはフィルム平面内の主屈折率、ｎｚはフィルム厚方向の屈折率、ｄはフィルム厚である）で表される位相差値Ｒｔｈが３０ｎｍ以下である透明保護フィルムを使用することにより、色付きはほぼ解消できる。このような保護フィルムは、例えば、上述したイソブテンとメチルマレイミドからなる共重合体と、アクリロニトリル・スチレン共重合体との混合物から押出し製造ことによって得られる。
【００２７】
また、画像表示装置に好ましく用いられる偏光板は、実用に際し、上記のように偏光子と保護シートとを貼り合わせて形成される偏光板に各種の光学機能層が少なくとも１層積層されて用いることができる。その光学機能層については特に限定されるものではないが、例えば、透明フィルム状保護シートの偏光子を設けない面に対して、ハードコート処理や反射防止処理、スティッキング防止や、拡散ないしアンチグレアを目的とした表面処理を施したり、視角補償等を目的とした配向液晶層を積層することがあげられる。また、反射板や半透過板、位相差板（１／２や１／４等の波長板（λ板）を含む）、視角補償層等の画像表示装置の形成に用いられる光学機能層を１層又は２層以上積層したものがあげられる。特に、偏光板に反射板又は半透過反射板が積層されてなる反射型偏光板又は半透過型偏光板、位相差板が積層されてなる楕円偏光板又は円偏光板、視角補償層が積層されてなる広視野角偏光板、あるいは輝度向上層が積層されてなる偏光板が好ましい。また、上記のような光学機能層あるいはそのような光学的機能を有する光学フィルムを保護シートと積層するタイミングは、保護シートを偏光子に貼り合わせた後であってもよいし、貼り合わせる前であってもよい。
【００２８】
ハードコート層は偏光板表面の傷つき防止などを目的に設けられるものであり、例えばアクリル系、シリコーン系などの適宜な紫外線硬化型樹脂による硬度や滑り特性等に優れる硬化皮膜を保護シート表面に付加する方式などによって形成することができる。反射防止層は偏光板表面での外光の反射防止を目的に設けられるものであり、従来に準じた反射防止膜などの形成により設けられる。また、スティッキング防止層は隣接層との密着を防止するために設けられる層である。
【００２９】
また、アンチグレア層は偏光板表面での外光反射による偏光板透過光の視認性低下を防止することなどを目的に設けられるものであり、例えば、サンドブラスト方式やエンボス加工方式による粗面化方式や透明微粒子の配合方式などの適宜な方式にて保護シートの表面に微細凹凸構造を付与することにより形成できる。表面微細凹凸構造の形成に含有させる微粒子としては、例えば平均粒径が０．５〜５０μｍのシリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、酸化錫、酸化インジウム、酸化カドミウム、酸化アンチモン等からなる導電性のこともある無機系微粒子、架橋又は未架橋のポリマー等からなる有機系微粒子などの透明微粒子が用いられる。表面微細凹凸構造を形成する場合、微粒子の使用量は、表面微細凹凸構造を形成する透明樹脂１００重量部に対して一般に２０〜７０重量部程度であり、５〜５０重量部が好ましい。アンチグレア層は、偏光板透過光を拡散して視角などを拡大するための拡散層（視角拡大機能層など）をかねるものであってもよい。
【００３０】
反射防止層、スティッキング防止層、拡散層やアンチグレア層などの光学機能層は透明フィルム状の保護シートに直接設けることができる他、別途透明保護フィルムとは別体のフィルムとして形成して後に偏光板と貼り合わせるようにしてもよい。
【００３１】
偏光子と保護シートとの接着処理は特に限定されるものではないが、例えば、ビニルポリマーからなる接着剤、あるいは、ホウ酸やホウ砂、グルタルアルデヒドやメラミン、シュウ酸などのビニルアルコール系ポリマーの水溶性架橋剤を少なくとも含む接着剤などを介して行うことができる。この接着層は、水溶液の塗布乾燥層などとして形成しうるが、その水溶液の調整に際しては、必要に応じて、他の添加剤や、酸等の触媒も配合することができる。
【００３２】
また、上記のようにして得られる偏光板にさらに反射層を設けることにより、反射型偏光板を得ることができる。反射型偏光板は、偏光板に反射層を設けたものであり、視認側（表示側）からの入射光を反射させて表示するタイプの液晶表示装置などに適用されるものであり、バックライト等の光源を内蔵することなく、画像表示ができるので、画像表示装置の薄型化を図りやすいなどの利点がある。反射型偏光板の形成は、必要に応じ透明保護層等を介して偏光板の片面に金属等からなる反射層を付設する方式などの適宜な方式で行うことができる。
【００３３】
反射型偏光板の具体例としては、必要に応じ、マット処理した透明保護フィルムの片面に、アルミニウム等の反射性金属からなる箔や蒸着膜を付設して反射層を形成したものなどが挙げられる。また、透明保護フィルムに微粒子を含有させて表面微細凹凸構造とし、その上に微細凹凸構造の反射層を有するものなどもあげられる。微細凹凸構造の反射層は、入射光を乱反射により拡散させて指向性やギラギラした見栄えを防止し、明暗の斑を抑制しうる利点を有している。また、微粒子含有の透明保護フィルムは、入射光およびその反射光がそれを透過する際に拡散されて、明暗の斑がより抑制しうる利点なども有している。透明保護フィルムの表面微細凹凸構造を反映させた微細凹凸構造の反射層の形成は、例えば真空蒸着方式、イオンプレーティング方式、スパッタリング方式等の蒸着方式やメッキ方式などの適宜な方式で、金属を透明保護層の表面に直接付設する方法などにより行うことができる。
【００３４】
反射板は、偏光板の保護フィルムの片面に直接付与する方式に代えて、その透明フィルムに準じた適宜なフィルムに反射層を設けてなる反射シートなどとして用いることもできる。なお、反射層は通常、金属からなるので、その反射面が透明保護フィルムや偏光板等で被覆された状態の使用形態が、酸化による反射率の低下防止、延いては初期反射率の長期持続の点や、保護層の別途付設回避の点などにより好ましい。
【００３５】
また、上記反射型偏光板における反射層を、光を反射し、かつ、透過するハーフミラー等の半透過型の反射層として形成することにより、半透過型偏光板を得ることもできる。半透過型偏光板は通常、液晶セルの裏側に設けられ、液晶表示装置などを比較的明るい雰囲気で使用する場合においては、視認側（表示側）からの入射光を反射させて画像を表示し、比較的暗い雰囲気においては、半透過型偏光板のバックサイドに内蔵されているバックライト等の光源を使用して画像を表示するタイプの液晶表示装置などに適用されるものである。このため、半透過型偏光板は、明るい雰囲気下では、バックライト等の光源使用エネルギーを節約できるとともに、比較的暗い雰囲気下でも光源を使用した画像表示を行うことができる。
【００３６】
また、偏光板にさらに位相差板が積層されることにより、楕円偏光板又は円偏光板を得ることもできる。例えば、直線偏光を楕円偏光又は円偏光に変えたり、楕円偏光又は円偏光を直線偏光に変えたり、あるいは直線偏光の偏光方向を変える場合に、位相差板が光学機能層として偏光板に積層される。特に、直線偏光を円偏光に変えたり、円偏光を直線偏光に変える位相差板としては、いわゆる１／４波長板（λ／４板）が用いられる。また、１／２波長板（λ／２板）は通常、直線偏光の変更方法を変える場合に用いられる。
【００３７】
楕円偏光板は、スーパーツイストネマチック（ＳＴＮ）型液晶表示装置の液晶層の複屈折により生じた着色（青又は黄）を補償（防止）して、着色のない白黒表示する場合などに有効に用いられる。さらに、三次元の屈折率を制御したものは、液晶表示装置の画面を斜め方向から見た際に生じる着色も補償（防止）することができるので、より好ましい。円偏光板、例えば画像がカラー表示になる反射型液晶表示装置の画像の色調を整える場合などに有効に用いられ、また、反射防止の機能も有する。
【００３８】
位相差板としては、高分子素材を一軸又は二軸延伸処理してなる複屈折性フィルム、液晶ポリマーの配向フィルム、液晶ポリマーの配向層をフィルムにて支持したものなどが挙げられる。延伸処理は、例えばロール延伸法、長間隙沿延伸法、テンター延伸法、チューブラー延伸法などにより行うことができる。延伸倍率は、一軸延伸の場合には１．１〜３倍程度が一般的である。位相差板の厚さも特に限定されないが、一般的には１０〜２００μｍ、好ましくは２０〜１００μｍである。そして、このような位相差板を製造する場合にも本発明による製造方法を適用することができる。すなわち、高分子素材でなる原反フィルムに対して延伸処理を施す前に、まず加熱ダブルベルトプレス装置１０（図１参照）に通して、加熱ダブルベルトプレス装置１０において加熱温度又は加圧力を上述した範囲内に保って圧延し、それによって得られるフィルムを延伸することによって、面内均一性が高く、斑のない位相差板を得ることができる。
【００３９】
位相差板に使用する高分子素材としては、例えば、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリメチルビニルエーテル、ポリヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、メチルセルロース、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリスルホン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンスルファイド、ポリフェニレンオキサイド、ポリアリルスルホン、ポリビニルアルコール、ポリアミド、ポリイミド、ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、セルロース系重合体、またはこれらの二元系、三元系各種共重合体、グラフト共重合体、ブレンド物などが挙げられる。これら高分子素材は延伸等により配向物（延伸フィルム）となる。
【００４０】
また、液晶ポリマーとしては、例えば、液晶配向性を付与する共役性の直線状原子団（メソゲン）がポリマーの主鎖や側鎖に導入された主鎖型や側鎖型の各種のものなどが挙げられる。主鎖型の液晶ポリマーの具体例としては、屈曲性を付与するスペーサ部でメソゲン基を結合した構造の、例えばネマチック配向性のポリエステル系液晶性ポリマー、ディスコティックポリマーやコレステリックポリマーなどが挙げられる。側鎖型の液晶性ポリマーの具体例としては、ポリシロキサン、ポリアクリレート、ポリメタクリレート又はポリマロネートを主鎖骨格とし、側鎖として共役性の原子団からなるスペーサ部を介してネマチック配向付与性のパラ置換環状化合物単位からなるメソゲン部を有するものなどが挙げられる。これら液晶ポリマーは、例えば、ガラス板上に形成したポリイミドやポリビニルアルコール等の薄膜の表面をラビング処理したもの、酸化ケイ素を斜方蒸着したものなどの配向処理面上に液晶性ポリマーの溶液を展開して熱処理することにより行われる。
【００４１】
位相差板は、例えば各種波長板や液晶層の複屈折による着色や視角等の補償を目的としたものなどの使用目的に応じた適宜な位相差を有するものであってよく、２種以上の位相差板を積層して位相差等の光学特性を制御したものなどであってもよい。
【００４２】
上記のような楕円偏光板や反射型楕円偏光板は、偏光板又は反射型偏光板と位相差板を適宜な組み合わせで積層したものである。かかる楕円偏光板等は、偏光板（又は反射型偏光板）と位相差板との組み合わせとなるようにそれらを液晶表示装置等の製造過程で順次別個に積層することによっても形成しうるが、上述のようにあらかじめ楕円偏光板等の光学フィルムとして形成したものは、品質の安定性や積層作業性等に優れており、液晶表示装置等の製造効率を向上させるという点で有益である。
【００４３】
視角補償フィルムは、画像表示装置の画面を、画面に垂直でなくやや斜め方向から見た場合でも、画像が比較的鮮明に見えるように視野角を広げるための光学機能を有するフィルムである。このような視角補償フィルムが偏光板に積層されることにより、広視野角偏光板が形成される。視角補償フィルムは、例えば位相差板、液晶ポリマー等の配向フィルムや透明基材上に液晶ポリマー等の配向層を支持したものなどからなる。通常の位相差板は、その面方向に一軸延伸された複屈折を有するポリマーフィルムが用いられるのに対し、視角補償フィルムとして用いられる位相差板には、面方向に二軸に延伸された複屈折を有するポリマーフィルムとか、面方向に一軸に延伸され、厚さ方向にも延伸された、厚さ方向の屈折率を制御した複屈折を有するポリマーや傾斜配向フィルムのような二方向延伸フィルムなどが用いられる。傾斜配向フィルムとしては、例えばポリマーフィルムに熱収縮フィルムを接着して加熱によるその収縮力の作用下にポリマーフィルムを延伸処理または／および収縮処理したものや、液晶ポリマーを斜め配向させたものなどが挙げられる。位相差板の素材原料ポリマーは、先の位相差板で説明したポリマーと同様のものが用いられ、液晶セルによる位相差に基づく視認角の変化による着色等の防止や良視認の視野角の拡大などを目的とした適宜なものを用いうる。また、良視認の広い視野角を達成する点などにより、液晶ポリマーの配向層、特にディスコティック液晶ポリマーの傾斜配向層からなる光学的異方性層をトリアセチルセルロースフィルムにて支持した光学補償位相差板が好ましく用いうる。
【００４４】
また、偏光板に対して輝度向上フィルムを貼り合わせることにより、画像表示装置での表示輝度を高めるような光学機能を示す偏光板が得られる。このような輝度向上フィルムが積層された偏光板は、通常液晶セルの裏側サイドに設けられて使用される。輝度向上フィルムは液晶表示装置などの画像表示装置のバックライトや裏側からの反射などにより自然光が入射すると所定偏光軸の直線偏光または所定方向の円偏光を反射し、他の光は透過する特性を示すものである。輝度向上フィルムを積層した偏光板は、バックライト等の光源からの光を入射させて所定偏光状態の透過光を得るとともに、前記所定偏光状態以外の光を透過させずに反射させる。このような輝度向上フィルム面で反射した光をさらにその後ろ側に設けられた反射層等を介し反転させて輝度向上フィルムに再入射させ、その一部または全部を所定偏光状態の光として透過させて輝度向上層を透過する光の増量を図るとともに、偏光子に吸収させにくい偏光を供給して、画像表示に利用しうる光量の増大を図ることにより輝度を向上させるものである。すなわち、輝度向上フィルムを使用せずに、バックライトなどで液晶セルの裏側から偏光子を通して光を入射した場合には、偏光子の偏光軸に一致していない偏光方向を有する光は、ほとんど偏光子に吸収されてしまい、偏光子を透過してこない。具体的には、使用する偏光子の特性によっても異なるが、およそ５０％の光が偏光子に吸収されてしまい、その分、画像表示に利用しうる光量が減少し、画像が暗くなる。輝度向上フィルムは偏光子に吸収されるような偏光方向を有する光を偏光子に入射させずに、輝度向上フィルムでいったん反射させ、さらにその後ろ側に設けられた反射層等を介して反転させて輝度向上フィルムに再入射させることを繰り返し、この両者間で反射、反転している光の偏光方向が偏光子を通過しうるような偏光方向となった偏光のみを透過させて偏光子に供給するので、バックライトなどの光を効率的に画像表示に使用でき、液晶表示装置などの画面を明るくすることができる。
【００４５】
また、輝度向上フィルムと反射層等との間に拡散板を設けることもできる。輝度向上フィルムによって反射した偏光状態の光は反射層等に向かうが、この間に設置される拡散板は通過する光を均一に拡散すると同時に偏光状態を解消し、非偏光状態とする。すなわち元の自然光状態にもどす。この非偏光状態すなわち自然光状態の光が反射層等に向かい、反射層等を介して反射して、拡散板を再び通過して輝度向上層に再入射することを繰り返す。元の自然光状態に戻す拡散板を設けることにより、表示画面の明るさを維持しつつ、同時に表示画面の明るさのムラを少なくし、均一の明るい画面を提供することができる。元の自然光状態に戻す拡散板を設けることにより、初回の入射光は反射の繰り返し回数が程よく増加し、拡散板の拡散機能とあいまって均一の明るい表示画面を提供することができる。
【００４６】
以上のような光学機能を示す輝度向上フィルムとしては、例えば誘電体の多層薄膜や屈折率異方性が相違する薄膜フィルムの多層積層体の如き、所定偏光軸の直線偏光を透過して他の光は反射する特性を示すもの、コレステリック液晶ポリマーの配向フィルムやその配向液晶層をフィルム基材上に支持したものの如き、左回りまたは右回りのいずれか一方の円偏光を反射して他の光は透過する特性を示すものなどの適宜なものを用いうる。所定偏光軸の直線偏光を透過させるタイプの輝度向上フィルムでは、その透過光をそのまま偏光板に偏光軸をそろえて入射させることにより、偏光板による吸収ロスを抑制しつつ、効率よく透過させることができる。一方、コレステリック液晶層の如く円偏光を透過するタイプの輝度向上フィルムでは、そのまま偏光子に入射させることもできるが、吸収ロスを抑制する点よりその円偏光を位相差板を介し直線偏光化して偏光板に入射させることが好ましい。なお、その位相差板として１／４波長板を用いることにより、円偏光を直線偏光に変換することができる。
【００４７】
可視光域等の広い波長範囲で１／４波長板として機能する位相差板は、例えば波長５５０ｎｍの単色光に対して１／４波長板として機能する位相差層と他の位相差特性を示す位相差層、例えば１／２波長板として機能する位相差層とを重畳する方式などにより得ることができる。したがって、偏光板と輝度向上フィルムとの間に配置する位相差板は、１層または２層以上の位相差層からなるものであってもよい。
【００４８】
なお、コレステリック液晶層についても、反射波長が相違するものの組み合わせにして２層又は３層以上重畳した配置構造とすることにより、可視光領域等の広い波長範囲で円偏光を反射するものを得ることができ、それに基づいて広い波長範囲の透過円偏光を得ることができる。
【００４９】
また、偏光板は、上記の偏光分離型偏光板の如く、偏光板と２層又は３層以上の光学機能層とを積層したものからなっていてもよい。したがって、上記の反射型偏光板や半透過型偏光板と位相差板を組み合わせた反射型楕円偏光板や半透過型楕円偏光板などであってもよい。
【００５０】
偏光板に上記のような光学機能層を積層した光学フィルムは、液晶表示装置などの製造過程で順次別個に積層する方式にても形成することができるが、あらかじめ偏光板に積層して光学フィルムとしたものは、品質の安定性や組立作業等に優れていて液晶表示装置などの製造工程を効率化させるという利点がある。また、光学機能層の積層には粘着剤層等の適宜な接着手段を用いうる。偏光板と他の光学機能層との接着に際し、これらの光学軸は目的とする位相差特性などに応じて適宜な配置角度とすることができる。
【００５１】
また、偏光板や光学機能層が積層された光学フィルムには、液晶セル等の他部材と接着するための粘着層を設けることもできる。その粘着層は、特に限定されるものではないが、アクリル系等の従来に準じた適宜な粘着剤にて形成することができる。吸湿による発泡現象や剥がれ現象の防止、熱膨張差等による光学特性の低下や液晶セルの反り防止、延いては高品質で耐久性に優れる画像表示装置の形成性等の点により、吸湿率が低くて耐熱性に優れる粘着層であることが好ましい。また、微粒子を含有して光拡散性を示す粘着層などとすることもできる。このような粘着層は、必要に応じて必要な面に設ければよく、例えば、偏光子と保護シートからなる偏光板について言及するならば、必要に応じて、保護シートの片面又は両面に粘着層が設けられる。
【００５２】
また、粘着層が表面に露出する場合には、その粘着層を実用に供するまでの間の汚染防止等を目的としてセパレータにて仮着カバーをすることが好ましい。セパレータは、上記の透明保護フィルム等に準じた適宜な薄葉体に、必要に応じてシリコーン系や長鎖アルキル系、フッ素系や硫化モリブデン等の適宜な剥離剤による剥離コートを設ける方式などにより形成することができる。
【００５３】
なお、上記の偏光板や光学フィルムを形成する偏光子や透明保護フィルム、光学機能層や粘着層などの各層は、例えば、サリチル酸エステル系化合物やベンゾフェノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物やシアノアクリレート系化合物、ニッケル錯塩系化合物等の紫外線吸収剤で処理する方式などの適宜な方式により紫外線吸収能を持たせたものであってもよい。
【００５４】
以上のような各種の偏光板は、液晶表示装置、無機ＥＬ表示装置、有機ＥＬ表示装置、及びプラズマ表示装置（ＰＤＰ）等の画像表示装置の形成に好ましく用いることができる。そして本発明による製造方法によって製造された光学フィルムや偏光子を積層した偏光板を画像表示装置に用いることにより、光学特性に優れるとともに、外観斑がなく、高品質な画像表示装置を実現することができる。
【００５５】
また、本発明による製造方法により、光学特性に優れ、耐湿熱性の高い偏光板を製造することができれば、画像表示装置の表示パネルに実装して評価・確認を行うことなく、偏光板を使用することができる。このため、チップカットされた後に外観検査や梱包などのオフライン工程を行う必要がなくなり、偏光板の製造から画像表示装置の製造までの一貫した製造工程において、画像表示装置の表示パネルと偏光板とを貼り合わせることができ、インハウス製造が可能になる。
【００５６】
以上のように、本実施形態における光学フィルムの製造方法は、光学フィルムのなかでも特に画像表示装置に用いられる偏光板等の光学フィルムを製造する場合に好ましく利用できるものである。ただし、本発明による製造方法の適用例は、それに限定されるものではなく、任意の光学フィルムの形成に利用されうるものであることは、言うまでもない。
【実施例】
【００５７】
以下に、実施例及び比較例を示しつつ、本発明をさらに具体的に説明する。ただし、本発明はこれら実施例及び比較例によって限定されるものではない。
【００５８】
実施例１．
図１に示した製造プロセスにより、平均厚み８０μｍのポリビニルアルコールフィルムを、加熱ダブルベルトプレス装置１０にて９０℃に加熱固定しながら線圧４０００Ｎ・プレス／ｃｍの加圧を２分間行った。
【００５９】
図２は加熱ダブルベルトプレス装置１０の処理ゾーン２４における４つのプレスゾーンのうちのひとつを示す図であり、（ａ）はフィルムの進行方向に垂直な面をみた場合の概念図を示しており、（ｂ）はローラを側面からみた場合の概念図を示している。本実施例では、処理ゾーン２４の各プレスゾーンにおいてフィルムに線圧を付与するために、幅３０ｃｍのローラが２つ設けられており、それら２つのローラ間に幅１５ｃｍのシート状フィルムを流した。そして２つのローラのうちの一方側のローラ両端を７５００Ｎの力で付勢する。したがって、本実施例では、フィルムに対し、１つのプレスゾーンにおいて、２×７５００Ｎ／１５ｃｍ＝１０００Ｎ／ｃｍの線圧が付与されることになる。このようなプレスゾーンが合計４個設けられているので、加熱ダブルベルトプレス装置１０において付与される線圧は、１０００Ｎ／ｃｍ×４プレスゾーンとなる。さらにフィルムが４プレスゾーンを通過する通過時間が合計２分であり、その２分間でフィルムが加圧される。よって、本実施例では、１０００Ｎ／ｃｍでの加圧を４つのプレスゾーンで行うという意味において、線圧を４０００Ｎ・プレス／ｃｍと規定した。なお、以下の実施例及び比較例においても同様の意味において線圧の単位を規定している。
【００６０】
加熱ダブルベルトプレス装置１０にて上記処理が施されたフィルムを冷却工程１１で３０℃に冷却し、純粋中に浸漬させて膨潤させた後、５重量％（重量比：ヨウ素／ＫＩ＝１／１０）のヨウ素水溶液中で染色し、３重量％のホウ酸、２重量％のＫＩ水溶液に浸漬させ、４重量％のホウ酸、２重量％のＫＩ水溶液中で元長の５．８倍になるまで浴中延伸した。その後、４重量％のＫＩ水溶液に浸漬し、水気を拭き取った後、５０℃で２分間乾燥させ、元長の６倍になるまで延伸して光学フィルム（偏光子）を製造した。ただし、染色時間は、偏光子の透過率が、４３％±０．１％になるように調整した。
【００６１】
実施例２．
加熱ダブルベルトプレス装置１０（図１参照）における加熱温度を８０℃にし、加圧力を線圧２０００Ｎ・プレス／ｃｍに設定して、他の条件は実施例１と同様にして光学フィルムを製造した。
【００６２】
実施例３．
加熱ダブルベルトプレス装置１０（図１参照）における加熱温度を１２０℃にし、加圧力を線圧５５００Ｎ・プレス／ｃｍに設定して、他の条件は実施例１と同様にして光学フィルムを製造した。
【００６３】
比較例１．
加熱ダブルベルトプレス装置１０（図１参照）における加熱温度を１５０℃にし、加圧力を線圧７０００Ｎ・プレス／ｃｍに設定して、他の条件は実施例１と同様にして光学フィルムを製造した。
【００６４】
比較例２．
加熱ダブルベルトプレス装置１０（図１参照）における加熱温度を３５℃にし、加圧力を線圧４５０Ｎ・プレス／ｃｍに設定して、他の条件は実施例１と同様にして光学フィルムを製造した。
【００６５】
比較例３．
加熱ダブルベルトプレス装置を用いず、延伸処理を行う前の圧延処理を行わずに光学フィルムを製造した。加熱ダブルベルトプレス装置がない点を除けば、他の条件は実施例１と同様にした。
【００６６】
評価１．
実施例１〜５及び比較例１〜３で生成された偏光子を、５０ｍｍ×２５ｍｍの板状に、かつ、延伸方向に対して４５°となるように切断し、単体透過率及び偏光度を測定した結果を表１及び表２に示す。ただし、偏光度Ｐは、偏光度Ｐ＝（（平行透過率）−（直交透過率））／（（平行透過率）−（直交透過率））１／２×１００によって求めた。表１及び表２においては、その光学特性として特に問題とならないものには”−”を付し、単体透過率が同程度であっても偏光度が著しく低下した場合には”×”を付している。
【００６７】
また、フィルム面内の均一性を確認するために、暗室にて輝度１００００ｃｄ／ｃｍ２のバックライト上に評価対象となる２枚の偏光板を偏光軸が直交するようにおき、正面側及び斜め方向側からみて偏光軸と垂直方向（延伸方向）に縞状の斑が目視で確認できるかどうかを検証した。その結果を表１及び表２に示す。ただし、表１及び表２では、縞状の斑が目視で確認できたものには”×”を、確認できなかったものには”○”を付している。
【００６８】
【表１】
2005084313.tif 000003
【００６９】
【表２】
2005084313.tif 000004
【００７０】
表１及び表２からもわかるように、実施例１〜３の各場合には、良好な光学特性を示し、かつ外観上も縞状の斑のない良好な光学フィルムが得られた。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】光学フィルムの製造方法における製造プロセスの一例を示す図である。
【図２】加熱ダブルベルトプレス装置の処理ゾーンにおける４つのプレスゾーンのうちのひとつを示す図である。
【符号の説明】
【００７２】
１  原反フィルム
１０  加熱ダブルベルトプレス装置
１１  冷却工程
１２  膨潤工程
１３  染色工程
１４  架橋工程
１５  延伸工程
【図１】
2005084313.tif 000005
【図２】
2005084313.tif 000006