(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
４４０ｎｍ≦λ≦４７０ｎｍの波長領域において、Ｔｐ≧３０％、かつ当該波長領域内における任意の連続する２０ｎｍ間の波長領域でＣＲ≧８，０００、当該波長領域内における残る波長領域でＣＲ≧５，０００であり、少なくとも２色性色素を含有し、２色性色素が２色性染料（Ａ）群のうち１種類、および式（１）で表される２色性染料（Ｂ）を少なくとも含有することを特徴とする、最大発光出力が４４０ｎｍ乃至４７０ｎｍである青色ＬＥＤまたは青色蛍光管を光源とする蛍光励起色変換ディスプレイに用いられる偏光素子。
ここで、λとは波長を表し、Ｔｐとは偏光素子２枚をそれぞれの吸収軸を平行して重ねた時の分光透過率（パラレルニコル時透過率）であり、Ｔｃとは偏光素子２枚をそれぞれの吸収軸を直交して重ねた時の分光透過率（クロスニコル時透過率）であり、ＣＲとはコントラストの略でＴｐ/Ｔｃからなる値を示す。
２色性染料（Ａ）群
シー．アイ．ダイレクト．オレンジ２６
シー．アイ．ダイレクト．オレンジ３９
シー．アイ．ダイレクト．オレンジ１０７
２色性染料（Ｂ）
【化１】
0006006210.tif 000011
（式中Ｒ１、Ｒ２は各々独立に水素原子、低級アルキル基、低級アルコキシル基を示し、ｎ＝１〜３を示す）
【請求項２】
４２０ｎｍ≦λ＜４４０ｎｍの波長領域において、Ｔｐ≧３０％かつＣＲ≧１，５００であることを特徴とする、請求項１に記載の偏光素子。
【請求項３】
４７０ｎｍ＜λ≦４９０ｎｍの波長領域において、Ｔｐ≧３０％かつＣＲ≧１，０００であることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の偏光素子。
【請求項４】
該２色性染料（Ａ）群１００重量部に対する該２色性染料（Ｂ）の割合が２５〜４００重量部であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の偏光素子。
【請求項５】
５００ｎｍ≦λ≦５６０ｎｍの波長領域において、透過率が２％以下であることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の偏光素子。
【請求項６】
４４０ｎｍ≦λ≦４７０ｎｍの波長領域において、Ｔｐ≧３０％、かつ当該波長領域内における任意の連続する２０ｎｍ間の波長領域でＣＲ≧８，０００、当該波長領域内における残る波長領域でＣＲ≧５，０００であり、少なくとも２色性色素を含有し、２色性色素がヨウ素錯体であって、かつＴｃ(λ４６０)≦Ｔｃ(λ６００)であることを特徴とする、最大発光出力が４４０ｎｍ乃至４７０ｎｍである青色ＬＥＤまたは青色蛍光管を光源とする蛍光励起色変換ディスプレイに用いられる偏光素子。
ここで、λとは波長を表し、Ｔｐとは偏光素子２枚をそれぞれの吸収軸を平行して重ねた時の分光透過率（パラレルニコル時透過率）であり、Ｔｃとは偏光素子２枚をそれぞれの吸収軸を直交して重ねた時の分光透過率（クロスニコル時透過率）であり、ＣＲとはコントラストの略でＴｐ/Ｔｃからなる値を示し、Ｔｃ(λ４６０)は偏光素子２枚をそれぞれの吸収軸を直交して重ねた時（クロスニコル時）の４６０ｎｍにおける分光透過率であり、Ｔｃ(λ６００)は偏光素子２枚をそれぞれの吸収軸を直交して重ねた時（クロスニコル時）の６００ｎｍにおける分光透過率である。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１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８】
支持体フィルムの少なくとも片面がＰＥＴ(ポリエステル)フィルムである請求項７に記載の偏光板。
【請求項９】
無機基板に請求項１乃至６のいずれか１項に記載の偏光素子または請求項７又は８に記載の偏光板が積層されたことを特徴とする無機基板付偏光板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、偏光素子、これを用いた偏光板に関する。
【背景技術】
【０００２】
偏光素子は一般に、２色性色素であるヨウ素錯体又は２色性染料をポリビニルアルコール系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する。偏光板は光の透過・遮蔽機能を有することから、光のスイッチング機能を有する液晶とともに、液晶ディスプレイ(ＬＣＤ)等の表示装置の基本的な構成要素となる。ＬＣＤの適用分野も、初期の頃の電卓及び時計等の小型機器から、ノートパソコン、ワープロ、液晶プロジェクター、液晶テレビ、カーナビゲーション、携帯電話及び屋内外の計測機器等の広範囲に広がっており、低温〜高温、低湿度〜高湿度、低光量〜高光量の幅広い条件で使用されている。従って、偏光性能が高く、かつ耐久性に優れた偏光板が求められている。また、２色性色素としてヨウ素錯体を用いた偏光板はヨウ素系偏光板と呼ばれ、一方、２色性色素として２色性染料を用いた偏光板は染料系偏光板と呼ばれる。これらのうち光学特性に優れる点からヨウ素系偏光板が多く使用されている。染料系偏光板は、ヨウ素系偏光板に比べ同じ偏光度を有する偏光板を比較すると透過率が低い、すなわち、コントラストが低い問題点があったが、高耐熱性、高湿熱耐久性を有するという特徴を有することからカラー液晶プロジェクター等で使用されている(特許文献１)。【０００３】
現在、液晶テレビをはじめとするＬＣＤにおける光源にはＣＣＦＬや高圧水銀灯を用いる光源であり、更には近年特許文献２や特許文献３のような発光ダイオード（ＬＥＤ）が普及し、白色ＬＥＤが広く使用されている。これら光源を用いた偏光板は、すでに公知である一般的なニュートラルグレーのヨウ素偏光板が使用されている。ヨウ素偏光板は広い波長領域において高コントラストである特徴を持ち、ＣＣＦＬや高圧水銀灯、および白色ＬＥＤなどに対し有用である。【０００４】
また、偏光板および液晶から成る液晶パネルの役割は、光を透過および遮蔽する光のスイッチング機能だけではなく、液晶パネル中にカラーフィルターも兼ね備え、画像を表示する役割まで担っている。この課題として、液晶の配向方向が原因で、画像を見る角度によって光漏れが発生し画像が見難い、すなわち視野角が狭いと言う課題がある。液晶の種類にはＶＡ型(垂直配向型)、ＴＮ型(ねじれネマティック型)、ＩＰＳ(インプレイン・スイッチング型)など多くの方式が取られているが、視野角性の程度の違いはあるものの、いずれの方式も視野角が狭い課題を持っている。この視野角の狭さを補うために、ＰＣ(ポリカーボネート)フィルム、ＣＯＰ(シクロオレフィン)フィルム、ディコティック液晶を特定の向きに配向させコーティングしたＴＡＣ(トリアセチルセルロース)フィルムなどの光学補償フィルムが広く用いられている。【０００５】
液晶技術を用いたディスプレイとして、バックライトに例えば青色発光ダイオードを用い、カラーフィルターに代えて、青色光により励起されて種々の色光を発光する蛍光体を備えたものが従来から知られている（以下、蛍光励起色変換ディスプレイと称す）。例えば特許文献４に開示されている。この種の蛍光体励起色変換方式の液晶表示装置は、バックライトから射出された光を蛍光体で波長変換し、得られた蛍光により所望のカラー表示を行う。この液晶表示装置は、カラーフィルター方式の液晶表示装置と異なり、カラーフィルターによる光の吸収損失がないため、光の利用効率が高い、という特徴を有している。また、従来のＬＣＤで課題であった視野角が狭いと言う問題はなく、高画質な画像表示を得ることができることを特徴とする。この光源には、蛍光体の発光効率を上げるために青色領域の光源を使用している。青色領域の光源には、最大発光出力が４４０ｎｍ乃至４７０ｎｍである青色ＬＥＤまたは青色蛍光管が用いられる。【０００６】
一般的に、フラットパネルディスプレイにおいては、全ての映像、全ての視野角にわたって、画面内コントラストが５０以上である必要がある。より好ましくは、画面内コントラストが１００以上である必要がある。「画面内コントラスト」とは、１つの映像を表示した状態で最も明るい画素と最も暗い画素との明るさの比、である。なお、一般的に用いられる「パネルコントラスト」は、全白表示時の輝度と全黒表示時の輝度との比、である。しかしながら、全白表示や全黒表示を行うような映像は現実的にはほとんど存在しない。また、コントラストが高くなりすぎると目の疲労感が強まる。したがって、人間工学に基づいたコントラストの要求仕様として、「画面内コントラスト」が５０以上、より好ましくは１００以上が推奨されている（非特許文献１）。【０００７】
フラットパネルディスプレイを視聴する周辺照度によって、必要となる画面内コントラストは変化する。すなわち、周辺照度が明るい程、必要となる画面内コントラストは小さく、周辺照度が暗い程、必要となる画面内コントラストは大きくなる。周辺照度を０〜５００ルクスに変化させたときに、必要となる画面内コントラストの値を表１に示す。【０００８】
【表１】
0006006210.tif 000002
【０００９】
一般的なテレビ放送の平均信号レベルＡＳＬ(Ａｖｅｒａｇｅ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｌｅｖｅｌ)、あるいは平均輝度レベルＡＬＬ(Ａｖｅｒａｇｅ  Ｌｕｍｉｎａｎｃｅ  Ｌｅｖｅｌ)の特徴として、平均としてＡＳＬ４０％、ＡＬＬ２０％程度であり、範囲はＡＳＬ２０〜６０％程度、ＡＬＬ５〜４０％程度という報告がある。これらの映像を６５型サイズのテレビで視聴する場合、一般的なリビング環境である照度１８０ｌｕｘの下で、観視距離３Ｈ(テレビの画面高さをＨとした場合の３倍の距離)で視聴する際に、テレビとして最も好ましい最大輝度は、２４０ｃｄ/ｍ２であるという報告がされている（非特許文献２）。  ここで、一般的なリビングルームの周辺照度を１８０ｌｕｘとした場合、リビングルームにおいて画面内コントラストが５０以上であるためには、表１から、暗室においては画面内コントラストが２００以上必要であることがわかる。【００１０】
画面内コントラストが最も小さくなる条件は、画面全体が暗い映像を表示しているときである。最も暗い映像を表示しているとき、画面内で最も明るい画素の輝度は最大輝度の５％程度であると言われている（非特許文献３）。最大輝度が２４０ｃｄ／ｍ２のディスプレイの場合、画面内で最も明るい画素の輝度は１２ｃｄ／ｍ２程度である。この条件下において、画面内コントラストが２００以上であるためには、画面内で最も暗い画素の輝度を０．０６ｃｄ／ｍ２程度以下に抑える必要がある。すなわち、画面内で最も明るい画素の輝度が２４０ｃｄ／ｍ２、画面内で最も暗い画素の輝度が０．０６ｃｄ／ｍ２という上記の条件を満たすためには、パネルコントラスト４,０００が必要となる。尚、パネルコントラストとは液晶パネルを一対の偏光板で挟んだときの光透過(パラレルニコル)時の透過率と光遮断(クロスニコル)時の透過率の比を表す。【００１１】
蛍光励起色変換ディスプレイにおける画面内コントラスト、パネルコントラスト、および偏光板コントラストの関係を表２に示す。【００１２】
【表２】
0006006210.tif 000003
【００１３】
表２からわかるようにパネルコントラスト４,０００の場合、偏光板コントラストは６,０００が必要となる。尚、表２における偏光板コントラストとは、光透過状態（オン状態/偏光板パラレルニコル時）での光のエネルギー透過率Ｅｐ、光遮断状態（オフ状態/偏光板クロスニコル時）での光のエネルギー透過率Ｅｃの比を表す。光のエネルギー透過率Ｅｐとは、光透過状態において所定の波長範囲における、蛍光体層単位面積あたりに入射する光の光量（青色光）のエネルギーを示す。遮断状態での光のエネルギー透過率Ｅｃ光遮断状態において所定の波長範囲における、蛍光体層単位面積あたりに入射する光の光量（青色光）のエネルギーを示す。【００１４】
蛍光励起色変換ディスプレイの方式では、青色光を蛍光体に入射させる事でＲ，Ｇ，Ｂの各色光を生成しており、表示装置の輝度は、蛍光体で発光した後の光の分光放射輝度に視感度を掛け合わせた値で決まるが、蛍光体から発光する光の分光放射輝度は、蛍光体を励起する青色光の入射エネルギーに比例することが知られている。また、液晶パネルを透過することによる偏光解消の影響等は青色光でも同様に起こる。上記の理由により、一対の偏光板に必要とされるエネルギー透過率による偏光板コントラスト(Ｅｐ/Ｅｃ)は、分光透過率による偏光板コントラスト(Ｔｐ/Ｔｃ)と等価と考える事ができる。尚、Ｔｐとは偏光素子2枚をそれぞれの吸収軸を平行して重ねた時の分光透過率（パラレルニコル時透過率）であり、Ｔｃとは偏光素子２枚をそれぞれの吸収軸を直交して重ねた時の分光透過率（クロスニコル時透過率）である。ただし、蛍光体の発光波長は、蛍光体材料が示すエネルギーバンド構造に依存するため、特定の波長の励起光強度に着目するのではなく、蛍光体を励起する光のエネルギー全体を見積もることが必要である。【００１５】
上記より、光のエネルギー透過率による偏光板コントラスト(Ｅｐ/Ｅｃ)を６，０００とする場合、特にバックライトの最大発光出力領域内の任意の波長間においては、分光透過率による偏光板コントラスト(Ｔｐ/Ｔｃ)は６，０００より高い数値が必要となり、好ましくはコントラスト(Ｔｐ/Ｔｃ)は８，０００である。また、光のエネルギー透過率によるコントラスト(Ｅｐ/Ｅｃ)を更に高い数値にするためには、分光透過率による偏光板コントラスト(Ｔｐ/Ｔｃ)も更に高い数値にする必要がある。【００１６】
更に好ましくは３００ｌｕｘ下で画面内コントラスト≧１００と言われている。この場合、表１および表２より、暗室での画面内コントラスト≧３５０、エネルギー透過率による偏光板コントラスト≧１５，０００となり、分光透過率による偏光板コントラストは、特にバックライトの最大発光出力領域内の任意の波長間においては、コントラスト２０，０００以上が必要とされる。【００１７】
また、従来方式の液晶表示装置はバックライトの指向性を概ね反映した輝度分布を示すが、蛍光励起色変換ディスプレイの方式では蛍光体による等方発光を利用するため、視野角が広いことが特徴である。一方で、表面輝度に関しては指向性が低い分低下する。半値全幅３０度から半値全幅４５度へ変化させた場合に、正面輝度は概ね半分に低下すると言われている。【００１８】
一般的なテレビおよびビデオの映像信号は、通常８ｂｉｔで表現できる０〜２５５階調のうち、１６〜２３５階調を使って表現される。但し、スーパーホワイトモードと呼ばれる輝度伸長モードでは２５５階調まで使用可能である。全白表示の時、２３５階調で４００ｃｄ/ｍ２の輝度が得られる場合、スーパーホワイトモードで２５５階調を表示した場合の輝度は、ガンマ２．２の設定時では約１．２倍の４８７ｃｄ/ｍ２が得られることになる。表３に、全白輝度とスーパーホワイトモードにおける最大表示輝度の比較を示す。蛍光励起色変換ディスプレイの方式において、偏光板の光透過状態(パラレルニコル時)での光のエネルギー透過率Ｅｐの値が３０％以上の時に、最も好ましい輝度である２４０ｃｄ/ｍ２であることがわかる。Ｅｐ３０％以上を得るためには、分光透過率でのパラレルニコル時透過率Ｔｐは３０％以上でなければならない。【００１９】
【表３】
0006006210.tif 000004
【００２０】
公知である一般的なニュートラルグレーのヨウ素偏光板は広い波長領域で高コントラストであるが、蛍光励起色変換ディスプレイに用いられる、最大発光出力が４４０ｎｍ乃至４７０ｎｍである青色光源領域では、光漏れが多く十分なコントラストは得られなく、かつ明るさが不十分である。蛍光励起色変換ディスプレイに対する偏光板として用いた場合、最大輝度２４０ｃｄ/ｍ２を得るためのＥｐ≧３０％、かつ最大輝度２４０ｃｄ/ｍ２であり暗室での画面コントラスト２００以上を得るための偏光板コントラスト(Ｅｐ/Ｅｃ)６，０００を達成できる偏光板はこれまではなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２１】
【特許文献１】特開２００１−０２７７０８号
【特許文献２】特許第３５８５０９７号
【特許文献３】特許第４６８６６４４号
【特許文献４】特開２００９−１３４２７５号
【非特許文献】
【００２２】
【非特許文献１】ＳＩＤ’０３ Ｄｉｇｅｓｔ ｐ.７７９
【非特許文献２】電子情報通信学会論文誌,Ｊ９１−Ａ（６）,ｐｐ．６３０−６３８（２００８）
【非特許文献３】ＪＪＡＰ ｖｏｌ.４６,３Ｂ,２００７,ｐ.１３５８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
以上のように、最大発光出力が４４０ｎｍ乃至４７０ｎｍである青色ＬＥＤまたは青色蛍光管を光源とする蛍光励起色変換ディスプレイに用いられる偏光板として、公知である従来のヨウ素系偏光板では、該波長領域に対してコントラストが低く光漏れや光透過時の透過率が低いなどといった問題から、十分な表示画像を得ることはできない。そこで本発明は、該ディスプレイに適した、高コントラストであり光漏れが少なく、光透過時に高透過率であることを特徴とする偏光素子および偏光板を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
本発明者らは前記課題を解決するため、鋭意検討を行なった結果、少なくとも２色性色素を含有し、４４０ｎｍ≦λ≦４７０ｎｍの波長領域において高コントラストかつ光透過時の高透過率である偏光素子、および偏光板が前記課題を解決することを見出し、本発明に到達した。【００２５】
即ち、本発明は
（１）４４０ｎｍ≦λ≦４７０ｎｍの波長領域において、Ｔｐ≧３０％、かつ当該波長領域内における任意の連続する２０ｎｍ間の波長領域でＣＲ≧８，０００、残る波長領域でＣＲ≧５，０００であり、少なくとも２色性色素を含有することを特徴とする、最大発光出力が４４０ｎｍ乃至４７０ｎｍである青色ＬＥＤまたは青色蛍光管を光源とする蛍光励起色変換ディスプレイに用いられる偏光素子。
ここで、λとは波長を表し、Ｔｐとは偏光素子２枚をそれぞれの吸収軸を平行して重ねた時の分光透過率（パラレルニコル時透過率）であり、Ｔｃとは偏光素子2枚をそれぞれの吸収軸を直交して重ねた時の分光透過率（クロスニコル時透過率）であり、ＣＲとはコントラストの略でＴｐ/Ｔｃからなる値を示す。
（２）４２０ｎｍ≦λ＜４４０ｎｍの波長領域において、Ｔｐ≧３０％かつＣＲ≧１，５００であることを特徴とする、（１）に記載の偏光素子。
（３）４７０ｎｍ＜λ≦４９０ｎｍの波長領域において、Ｔｐ≧３０％かつＣＲ≧１，０００であることを特徴とする、（１）または（２）に記載の偏光素子。
（４）２色性色素が２色性染料（Ａ）群のうち1種類、および/または式（１）で表される２色性染料（Ｂ）を少なくとも含有する（１）ないし（３）のいずれか１に記載の偏光素子。
２色性染料（Ａ）群
シー．アイ．ダイレクト．オレンジ２６
シー．アイ．ダイレクト．オレンジ３９
シー．アイ．ダイレクト．オレンジ１０７
2色性染料（Ｂ）
【化１】
0006006210.tif 000005
（式中Ｒ１、Ｒ２は各々独立に水素原子、低級アルキル基、低級アルコキシル基を示し、ｎ＝１〜３を示す）
（５）５００ｎｍ≦λ≦５６０ｎｍの波長領域において、透過率が２％以下であることを特徴とする、（１）ないし（４）のいずれか１に記載の偏光素子。
（６）２色性色素がヨウ素錯体であって、かつＴｃ(λ４６０)≦Ｔｃ(λ６００)であることを特徴とする（１）ないし（３）に記載の偏光素子。
ここでＴｃ(λ４６０)は偏光素子2枚をそれぞれの吸収軸を直交して重ねた時（クロスニコル時）の４６０ｎｍにおける分光透過率であり、Ｔｃ(λ６００)は偏光素子２枚をそれぞれの吸収軸を直交して重ねた時（クロスニコル時）の６００ｎｍにおける分光透過率である。
（７）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（１）ないし（６）のいずれか１に記載の偏光板。
（８）支持体フィルムの少なくとも片面がＰＥＴ(ポリエステル)フィルムである（７）に記載の偏光板。
（９）無機基板に（１）ないし（６）のいずれか１に記載の偏光素子または（７）又は（８）に記載の偏光板が積層されたことを特徴とする無機基板付偏光板。
に関する
【発明の効果】
【００２６】
本発明の偏光素子、およびそれを用いた偏光板は４４０ｎｍ≦λ≦４７０ｎｍの波長領域において高い偏光性能を有し、４４０ｎｍ乃至４７０ｎｍである青色ＬＥＤまたは青色蛍光管を光源とする蛍光励起色変換ディスプレイに適した偏光板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】５ｎｍ毎の各波長の分光測定値のＴｐ
【図２】５ｎｍ毎の各波長の分光測定値のＴｃ
【発明を実施する形態】
【００２８】
本発明の偏光素子は、４４０ｎｍ≦λ≦４７０ｎｍの波長領域にて、Ｔｐ≧３０％、かつ当該波長領域内における任意の連続する２０ｎｍ間の波長領域でＣＲ≧８，０００、残る波長領域でＣＲ≧５，０００である。このような本発明の偏光素子を用いることにより、最大発光出力が４４０ｎｍ乃至４７０ｎｍである青色ＬＥＤまたは青色蛍光管を光源とする蛍光励起色変換ディスプレイにて、十分な明るさとコントラストを得ることが出来る。該ディスプレイの表示において、４４０ｎｍ≦λ≦４７０ｎｍの波長領域にて、任意の連続する２０ｎｍ間の波長領域でＣＲ＜８，０００、残る波長領域でＣＲ＜５，０００では十分なコントラストが得られない傾向にあり、任意の連続する２０ｎｍ間の波長領域でＣＲ≧８，０００、残る波長領域でＣＲ≧５，０００であることが必要である。好ましくは、４４０ｎｍ≦λ≦４７０ｎｍの波長領域内で少なくとも任意の連続する２０ｎｍ間の波長領域にてＣＲ≧１０，０００、より好ましくはＣＲ≧１５，０００である。更に好ましくは、４５０ｎｍ≦λ≦４６０ｎｍの波長領域に対して、ＣＲ≧２０，０００である。コントラスト値は偏光素子の単板透過率を低くすることよって、ＣＲ値を高くすることは可能であるが、この場合、Ｔｐ値も低くなり十分な明るさを得ることが出来ない。Ｔｐ＜３０％では十分な明るさが得られない傾向にあり、Ｔｐ≧３０％にて光の利用効率に優れたものとなり、消費電力を低減することが出来る。好ましくはＴｐ≧３１％、より好ましくはＴｐ≧３２％である。
【００２９】
更に本発明の偏光素子は、４２０ｎｍ≦λ＜４４０ｎｍの波長領域にて、Ｔｐ≧３０％かつＣＲ≧１，５００であることが好ましい。最大発光出力が４４０ｎｍ乃至４７０ｎｍである青色ＬＥＤまたは青色蛍光管が更に短波長側にもつ弱い発光を制御することが好ましく、該ディスプレイの表示において、前記波長領域でＣＲ＜１，５００ではコントラストが低下する傾向にあり、好ましくはＣＲ≧１，５００、より好ましくはＣＲ≧３，０００、更に好ましくはＣＲ≧５，０００である。また、前記４４０ｎｍ≦λ≦４７０ｎｍの波長領域と同様に、Ｔｐ＜３０％では十分な明るさが得られない傾向にあり、Ｔｐ≧３０％にて光の利用効率に優れたものとなり、消費電力を低減することが出来る。好ましくはＴｐ≧３１％、より好ましくはＴｐ≧３２％である。
【００３０】
更に本発明の偏光素子は、４７０ｎｍ＜λ≦４９０ｎｍの波長領域にて、Ｔｐ≧３０％かつＣＲ≧１，０００であることが好ましい。最大発光出力が４４０ｎｍ乃至４７０ｎｍである青色ＬＥＤまたは青色蛍光管が更に長波長側にもつ弱い発光を制御することが好ましく、該ディスプレイの表示において、前記波長領域でＣＲ＜１，０００ではコントラストが低下する傾向にあり、好ましくはＣＲ≧１，０００、より好ましくはＣＲ≧２，５００、更に好ましくはＣＲ≧４，０００である。また、前記４４０ｎｍ≦λ≦４７０ｎｍの波長領域と同様に、Ｔｐ＜３０％では十分な明るさが得られない傾向にあり、Ｔｐ≧３０％にて光の利用効率に優れたものとなり、消費電力を低減することが出来る。好ましくはＴｐ≧３１％、より好ましくはＴｐ≧３２％である。
【００３１】
本発明の偏光素子は少なくとも２色性色素を含有する。２色性色素として、例えば、ヨウ素錯体、２色性染料などが挙げられる。
【００３２】
本発明の偏光素子に用いる２色性色素として２色性染料を用いる場合、２色性染料（Ａ）群のうち少なくとも1種類、および/または式（１）で表される２色性染料（Ｂ）を使用することが好ましい。
２色性染料（Ａ）群
シー．アイ．ダイレクト．オレンジ２６
シー．アイ．ダイレクト．オレンジ３９
シー．アイ．ダイレクト．オレンジ１０７
２色性染料（Ｂ）
【化２】
0006006210.tif 000006
（式中Ｒ１、Ｒ２は各々独立に水素原子、低級アルキル基、低級アルコキシル基を示し、ｎ＝１〜３を示す）
【００３３】
２色性染料（Ａ）群はいずれも高い２色性を示す染料であり、最大のコントラスト値を示す波長（λｍａｘ）が４２０ｎｍ≦λmax≦４６０ｎｍであることを特徴とする。中でもシー．アイ．ダイレクト．オレンジ３９を使用することがより好ましい。
【００３４】
式（１）で表される２色性染料（Ｂ）は高い２色性を示す染料であり、最大のコントラスト値を示す波長（λｍａｘ）が４５０ｎｍ≦λmax≦４７０ｎｍであることを特徴とする。
式（１）中Ｒ１、Ｒ２は水素原子であることが好ましい。また、ｎ＝１〜３の化合物からなる混合物であることが好ましく、その割合は、ｎ＝１とｎ＝３の化合物の合計重量に対するｎ＝２の化合物の重量の割合が５５％以上であることが好ましく、より好ましくは６５％以上、さらに好ましくは７５％以上、もっとも好ましくは８５％以上であることが好ましい。
また、式（１）で表される２色性染料（Ｂ）は、ＷＯ２００７/１３８９８０に記載の方法により、合成することができる。
【００３５】
２色性染料（Ａ）群のうち少なくとも1種類および2色性染料（Ｂ）を併用することが更に好ましい。通常、異なる２色性染料を併用して得られた偏光素子は、それぞれの２色性染料を単独で得られた偏光素子の光学特性よりも低下してしまう傾向にあるのに対し、本発明における２色性染料（Ａ）群のうち少なくとも１種類および２色性染料（Ｂ）の併用は、それぞれの特性を阻害することなく、結果としてλmaxの特性が向上し、広い帯域で高い特性を発現できる。得られた偏光素子のλmaxは４４０ｎｍ≦λmax≦４７０ｎｍであることを特徴とし、２色性染料（Ａ）群または２色性染料（Ｂ）それぞれを使用して得られた偏光素子と比較し、同等のＴｐの場合はより高いコントラスト値を得ることが可能であり、同等のコントラスト値の場合はより高いＴｐ値を得ることが可能である。また、より広い波長領域で高コントラスト値を得ることが出来る。
【００３６】
２色性染料（Ａ）群のうち少なくとも１種類および２色性染料（Ｂ）を併用する場合の、２色性染料（Ａ）群と２色性染料（Ｂ）の混合比は特に限定されるものではないが、通常２色性染料（Ａ）群１００重量部に対し、２色性染料（Ｂ）は２５〜４００重量部であり、好ましくは２色性染料（Ａ）群１００重量部に対し、２色性染料（Ｂ）は５０〜２００重量部である。
【００３７】
これら２色性染料を使用する偏光素子の製造方法は、特に限定されるものではなく、例えば、２色性染料が吸着されてなるポリビニルアルコール系フィルムが配向されてなるフィルム、２色性染料をラビング処理された基材フィルムに塗工して配向されたフィルムまたは素子、２色性染料を液晶性樹脂と混合させラビング処理された基材フィルムに塗工して配向されたフィルムまたは素子、２色性染料を液晶性樹脂と混合させ基材フィルムに塗工してシェアリングにより配向されたフィルムまたは素子、少なくとも１軸方向に延伸配向したフィルムに２色性染料を染色配向させたフィルム、２色性染料をプラスチック等の樹脂と混合させ少なくとも１軸方向に延伸し配向させたフィルムなどが挙げられる。好ましくは、２色性染料が吸着されてなるポリビニルアルコール系フィルムが配向されてなるフィルムであり、最も高いコントラスト値を得ることが出来る。
【００３８】
偏光素子を構成する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、公知の方法で製造することができる。ポリビニルアルコール系樹脂の製造方法としては、例えば、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。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、酢酸ビニル及びこれと共重合可能な他の単量体の共重合体などが挙げられる。酢酸ビニルと共重合する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。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％が好ましく、９５モル％以上がより好ましい。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、１，５００〜７，０００がより好ましい。
【００３９】
かかるポリビニルアルコール系樹脂を製膜したものが、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。この場合、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムは可塑剤としてグリセリン、エチレングリコール、プロピレングリコール又は低分子量ポリエチレングリコールなどを含有することができる。可塑剤量は５〜２０重量％が好ましく、８〜１５重量％がより好ましい。ポリビニルアルコール系樹脂からなる原反フィルムの膜厚は特に限定されないが、例えば、５〜１５０μｍが好ましく、１０〜１００μｍがより好ましい。
【００４０】
前記ポリビニルアルコール系樹脂フィルムには、まず膨潤工程が施される。膨潤工程とは２０〜５０℃の溶液にポリビニルアルコール系樹脂フィルムを３０秒〜１０分間浸漬させることによって行われる。溶媒は水が好ましい。偏光素子を製造する時間を短縮する場合には、色素の染色処理時にも膨潤するので膨潤工程を省略することもできる。
【００４１】
膨潤工程の後に、染色工程が施される。染色工程とは、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを２色性染料を含有した溶液に浸漬させることによって行われる。この工程での溶液温度は、５〜６０℃が好ましく、２０〜５０℃がより好ましく、３５〜５０℃が特に好ましい。溶液に浸漬する時間は適度に調節できるが、３０秒〜２０分で調節するのが好ましく、１〜１０分がより好ましい。染色方法は、該溶液に浸漬することが好ましいが、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムに該溶液を塗布することによって行うことも出来る。
【００４２】
２色性染料を含有した溶液は、染色助剤として、塩化ナトリウム、硫酸ナトリウム、無水硫酸ナトリウム、トリポリリン酸ナトリウムなどを含有することが出来る。それらの含有量は、染料の染色性による時間、温度によって任意の濃度で調整できるが、それぞれの含有量としては、０〜５重量％が好ましく、０．１〜２重量％がより好ましい。
【００４３】
染色工程後、次の工程に入る前に洗浄工程（以降洗浄工程１という）を行うことが出来る。洗浄工程１とは、染色工程でポリビニルアルコール系樹脂フィルムの表面に付着した染料溶媒を洗浄する工程である。洗浄工程１を行うことによって、次に処理する液中に染料が移行するのを抑制することができる。洗浄工程１では、一般的には水が用いられる。洗浄方法は、該溶液に浸漬することが好ましいが、該溶液をポリビニルアルコール系樹脂フィルムに塗布することによって洗浄することも出来る。洗浄の時間は、特に限定されないが、好ましくは１〜３００秒、より好ましくは１〜６０秒である。洗浄工程１での溶媒の温度は、親水性高分子が溶解しない温度であることが必要となる。一般的には５〜４０℃で洗浄処理される。
【００４４】
染色工程又は洗浄工程１の後、架橋剤及び／又は耐水化剤を含有させる工程を行うことが出来る。架橋剤としては、例えば、ホウ酸、ホウ砂又はホウ酸アンモニウムなどのホウ素化合物、グリオキザール又は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又は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、塩化アンモニウム又は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用いられる。以上に示された少なくとも１種以上の架橋剤及び／又は耐水化剤を用いて架橋剤及び／又は耐水化剤を含有させる工程を行う。その際の溶媒としては、水が好ましいが限定されるものではない。架橋剤及び／又は耐水化剤を含有させる工程での溶媒中の架橋剤及び／又は耐水化剤の含有濃度は、ホウ酸を例にして示すと溶媒に対して濃度０．１〜６．０重量％が好ましく、１．０〜４．０重量％がより好ましい。この工程での溶媒温度は、５〜７０℃が好ましく、５〜５０℃がより好ましい。ポリビニルアルコール系樹脂フィルムに架橋剤及び／又は耐水化剤を含有させる方法は、該溶液に浸漬することが好ましいが、該溶液をポリビニルアルコール系樹脂フィルムに塗布又は塗工してもよい。この工程での処理時間は３０秒〜６分が好ましく、１〜５分がより好ましい。ただし、架橋剤及び／又は耐水化剤を含有させることが必須でなく、時間を短縮したい場合には、架橋処理又は耐水化処理が不必要な場合には、この処理工程を省略してもよい。
【００４５】
染色工程、洗浄工程１、または架橋剤及び／又は耐水化剤を含有させる工程を行った後に、延伸工程を行う。延伸工程とは、ポリビニルアルコール系フィルムを１軸に延伸する工程である。延伸方法は湿式延伸法又は乾式延伸法のどちらでもよい。
【００４６】
乾式延伸法の場合には、延伸加熱媒体が空気媒体の場合には、空気媒体の温度は常温〜１８０℃で延伸するのが好ましい。また、湿度は２０〜９５％ＲＨの雰囲気中で処理するのが好ましい。加熱方法としては、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、その延伸方法は限定されるものではない。延伸工程は１段で延伸することもできるが、２段以上の多段延伸により行うことも出来る。
【００４７】
湿式延伸法の場合には、水、水溶性有機溶剤、又はその混合溶液中で延伸する。架橋剤及び／又は耐水化剤を含有した溶液中に浸漬しながら延伸処理を行うことが好ましい。架橋剤としては、例えば、ホウ酸、ホウ砂又はホウ酸アンモニウムなどのホウ素化合物、グリオキザール又は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又は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、塩化アンモニウム又は塩化マグネシウムなどが挙げられる。以上に示された少なくとも１種以上の架橋剤及び／又は耐水化剤を含有した溶液中で延伸を行う。架橋剤はホウ酸が好ましい。延伸工程での架橋剤及び／又は耐水化剤の濃度は、例えば、０．５〜１５重量％が好ましく、２．０〜８．０重量％がより好ましい。延伸倍率は２〜８倍が好ましく、５〜７倍がより好ましい。延伸温度は４０〜６０℃で処理することが好ましく、４５〜５８℃がより好ましい。延伸時間は通常３０秒〜２０分であるが、２〜５分がより好ましい。湿式延伸工程は１段で延伸することができるが、２段以上の多段延伸により行うこともできる。
【００４８】
延伸工程を行った後には、フィルム表面に架橋剤及び／又は耐水化剤の析出、又は異物が付着することがあるため、フィルム表面を洗浄する洗浄工程（以降洗浄工程２という）を行うことができる。洗浄時間は１秒〜５分が好ましい。洗浄方法は洗浄溶液に浸漬することが好ましいが、溶液をポリビニルアルコール系樹脂フィルムに塗布又は塗工によって洗浄することができる。１段で洗浄処理することもできるし、２段以上の多段処理をすることもできる。洗浄工程の溶液温度は、特に限定されないが通常５〜５０℃、好ましくは１０〜４０℃である。
【００４９】
ここまでの処理工程で用いる溶媒として、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。
【００５０】
延伸工程又は洗浄工程２の後には、フィルムの乾燥工程を行う。乾燥処理は、自然乾燥により行うことができるが、より乾燥効率を高めるためにはロールによる圧縮やエアーナイフ、又は吸水ロール等によって表面の水分除去を行うことができ、及び／又は送風乾燥を行うこともできる。乾燥処理温度としては、２０〜１００℃で乾燥処理することが好ましく、６０〜１００℃で乾燥処理することがより好ましい。乾燥処理時間は３０秒〜２０分を適用できるが、５〜１０分であることが好ましい。
【００５１】
更に本発明の偏光子は５００ｎｍ≦λ≦５６０ｎｍの波長領域にて、透過率が２％以下であることが好ましい。より好ましくは５４０ｎｍ≦λ≦５５０ｎｍの波長領域にて、透過率が１％以下である。最大発光出力が４４０ｎｍ乃至４７０ｎｍである青色ＬＥＤまたは青色蛍光管は５５０ｎｍ付近にわずかな発光を伴う場合がある。この場合、遮光時にわずかな光漏れが発生するため、該発光を制御することが好ましく、該ディスプレイの表示において、前記波長領域で透過率２％以上では十分なコントラストが得られない傾向にあり、透過率２％以下であることが好ましく、より好ましくは５４０ｎｍ≦λ≦５５０ｎｍの波長領域にて、透過率１％以下である。
【００５２】
また、上記波長領域において偏光特性を有しても良い。この場合、５００ｎｍ≦λ≦５６０ｎｍの波長領域にて、Ｔｃ≦２％であることが好ましく、より好ましくは５４０ｎｍ≦λ≦５５０ｎｍの波長領域にて、Ｔｃ≦１％である。
【００５３】
これらの製造方法は特に限定されるものではないが、５００ｎｍ≦λ≦５６０ｎｍの波長領域にて偏光特性を有する２色性染料を使用したポリビニルアルコール系フィルムが配向されてなるフィルム、２色性染料をラビング処理された基材フィルムに塗工して配向されたフィルムまたは素子、２色性染料を液晶性樹脂と混合させラビング処理された基材フィルムに塗工して配向されたフィルムまたは素子、２色性染料を液晶性樹脂と混合させ基材フィルムに塗工してシェアリングにより配向されたフィルムまたは素子、少なくとも１軸方向に延伸配向したフィルムに２色性染料を染色配向させたフィルム、２色性染料をプラスチック等の樹脂と混合させ少なくとも１軸方向に延伸し配向されたフィルムの他、５００ｎｍ≦λ≦５６０ｎｍの波長領域にて偏光特性を有さない偏光板に、５００ｎｍ≦λ≦５６０ｎｍの波長領域にて透過率が２％以下の性能を有するフィルム等を貼り合せる方法などが挙げられる。好ましくは2色性染料が吸着されてなるポリビニルアルコール系フィルムが配向されてなるフィルムであり、４２０ｎｍ≦λ≦４９０ｎｍの波長領域におけるＴｐを損なうことが無い。
【００５４】
これらに用いる２色性色素として２色性染料を用いる場合、その２色性染料は特に限定されるものではないが、例えば、シー．アイ．ダイレクト．レッド７９、シー．アイ．ダイレクト．レッド８１、シー．アイ．ダイレクト．バイオレット９、シー．アイ．ダイレクト．バイオレット３５、シー．アイ．ダイレクト．バイオレット５７、シー．アイ．ダイレクト．ブルー６７などが挙げられる。これらは2色性染料（Ａ）群および／または2色性染料（Ｂ）と併用して用いられるが、１種類の併用に限らず複数併用することも可能である。
【００５５】
これら２色性染料の配合量は特に限定されるものではないが、通常２色性染料（Ａ）群および／または２色性染料（Ｂ）の総量１００重量部に対し、２５〜３００重量部である。
【００５６】
また、本発明の２色性染料は偏光特性を阻害しない範囲で、他の２色性染料を使用しても良い。そういった２色性染料としては特に限定されるものではないが、例えば、シー．アイ．ダイレクト．イエロー１２、シー．アイ．ダイレクト．イエロー２８、シー．アイ．ダイレクト．イエロー４４などが挙げられる。これらに示された２色性染料以外にも、必要に応じて、他の有機染料を併用させることが出来る。その配合割合は特に限定されるものではない。
【００５７】
こうして得られた２色性染料を用いた偏光素子は、該ディスプレイに使用される偏光素子として適したものである。
【００５８】
本発明の変更素子に用いる２色性色素でヨウ素錯体を用いる場合、Ｔｃ(λ４６０)≦Ｔｃ(λ６００)であることが好ましく、Ｔｃ(λ４６０)＜Ｔｃ(λ６００)であることがより好ましい。公知のヨウ素錯体を用いた偏光板は通常Ｔｃ(λ４６０)＞Ｔｃ(λ６００)であり、波長５００ｎｍ以下の範囲では高コントラスト値が得られない。また、濃度を上げ濃くすることにより高コントラスト値を得ることは可能であるが、Ｔｐ＜３０％となり、十分な明るさを得ることが出来ない。これらの理由により、ヨウ素錯体を用いた偏光板は、該ディスプレイに用いる偏光板としては適さない。よって、ヨウ素錯体を用いる場合、Ｔｃ(λ４６０)≦Ｔｃ(λ６００)であることが好ましい。
【００５９】
ヨウ素錯体を用い、かつＴｃ(λ４６０)≦Ｔｃ(λ６００)である偏光素子の製造方法は、限定されるものではないが、例えば、ヨウ素錯体が吸着されてなるポリビニルアルコール系フィルムが配向されてなるフィルムが挙げられる。
【００６０】
偏光素子を構成するポリビニルアルコール系樹脂の製造方法、およびポリビニルアルコール系樹脂の製膜方法は、２色性染料を使用する場合に記載の方法と同様である。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、１，５００〜５，０００がより好ましい。
【００６１】
前記ポリビニルアルコール系樹脂フィルムには、まず膨潤工程が施される。膨潤工程とは、２色性染料を使用する場合に記載の方法と同様である。
【００６２】
膨潤工程の後に、染色工程が施される。染色工程とは、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムをヨウ素およびヨウ化物を含有した溶液で処理される。溶液の溶媒としては、水が好ましいが特に限定されるものではない。ヨウ化物としては、例えば、ヨウ化カリウム等のヨウ化アルカリ金属化合物、ヨウ化アンモニウム、ヨウ化コバルト、またはヨウ化亜鉛などを挙げることができ、限定されるものではないが、ヨウ化アルカリ金属化合物を用いることが好ましく、ヨウ化カリウムを用いることがより好ましい。ヨウ素濃度は０．０００１〜０．５重量％が好ましく、０．００１〜０．４重量％がより好ましい。ヨウ化物の濃度は０．００１〜８重量％が好ましい。この工程での溶液温度は、５〜５０℃が好ましく、１０〜４０℃がより好ましく、２０〜３０℃が特に好ましい。溶液に浸漬する時間は適度に調節できるが、３０秒〜６分で調節するのが好ましく、１〜５分がより好ましい。染色方法は、該溶液に浸漬することが好ましいが、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムに該溶液を塗布または塗工することによって行うことも出来る。
【００６３】
ヨウ素およびヨウ化物処理の際、溶液に架橋剤および/または耐水化剤を添加しても良い。通常は架橋剤が用いられる。架橋剤としては、特に限定されるものではないが、通常ホウ酸が好ましい。例えば、ホウ酸を添加する濃度は０．１〜５．０重量％が好ましく、２．０〜４．０重量％がより好ましい。また、ヨウ素、ヨウ化物、架橋剤および/または耐水化剤を含むポリビニルアルコール樹脂フィルムの場合、必ずしもヨウ素、ヨウ化物、架橋剤および/または耐水化剤がそのままポリビニルアルコール樹脂フィルムに含まれている必要はなく、反応した形においてフィルムに含有される場合も含むものである。
【００６４】
また、前記のように染色工程と同時に架橋剤処理工程を行なうことも可能であるが、染色工程の後、架橋剤処理工程を行なうことがより好ましい。その際の処理方法は、染色工程で得られたフィルムを架橋剤が含有した溶液で処理することにより行なわれる。該架橋剤含有溶液での処理方法は、通常該溶液に染色されたフィルムを浸漬する方法が好ましいが、該溶液をフィルム上へ塗布または塗工する方法でも良い。該浸漬は延伸工程前に行なうこともでき、また、延伸工程と共に行なうこともできる。延伸法が乾式延伸法の場合、延伸前に架橋剤処理を行なうことが好ましく、湿式延伸法の場合、延伸処理と共に行なうことが好ましい。架橋剤としては、2色性染料の架橋剤処理工程に記載したものと同様である。また、該架橋剤含有溶液中に耐水化剤を共存させても良い。耐水化剤としては、2色性染料の耐水化剤処理工程に記載したものと同様である。溶媒中の架橋剤の含有濃度は、ホウ酸を例にして示すと溶媒に対して濃度０．１〜６．０重量％が好ましく、１．０〜４．０重量％がより好ましい。この工程での延伸工程前に行う場合の溶媒温度は、５〜６０℃が好ましく、延伸前に行なう場合は５〜４０℃がより好ましく、延伸と共に行う場合は４５〜５８℃がより好ましい。この工程での処理時間は３０秒〜６分が好ましく、１〜５分がより好ましい。
【００６５】
延伸工程は、乾式延伸法、および湿式延伸法があり、その方法の例としては、それぞれ2色性染料の延伸工程に記載したものと同様である。
【００６６】
延伸処理後に、ハロゲン化物を含有した溶液での処理が施される。この処理は、色相の調整および偏光特性の向上を目的とした工程である。処理方法は、該溶液に染色されたフィルムを浸漬する方法が好ましく、該溶液をフィルム上へ塗布または塗工する方法でも良い。ハロゲン化物としては、例えば、ヨウ化カリウムおよびヨウ化ナトリウム等のヨウ化アルカリ金属化合物、ヨウ化アンモニウム、ヨウ化コバルトまたはヨウ化亜鉛等のヨウ化物、塩化カリウムおよび塩化ナトリウム等の塩化アルカリ金属化合物または塩化亜鉛等の塩化物であることが好ましく、水溶性であることが好ましい。ヨウ化物であることがより好ましく、ヨウ化アルカリ金属化合物であることが更に好ましく、ヨウ化カリウムであることが特に好ましい。ハロゲン化物の濃度は、Ｔｃ(λ４６０)≦Ｔｃ(λ６００)とする重要な要素であり、その濃度は種類によって異なるが、通常６．０〜１５．０重量％が好ましく、７．０〜１２．０重量％であることがより好ましく、８．０〜１０．０重量％であることが更に好ましい。処理温度はハロゲン化物の濃度によっても異なるが、例えば、５〜５５℃が好ましく、２０〜４０℃がより好ましい。処理時間はハロゲン化物の濃度によっても異なるが、例えば、１秒〜５分が好ましく、偏光フィルムの面内特性の安定を考慮すると５〜３０秒が好ましい。また、延伸工程を湿式延伸法で行なう場合は、延伸工程と共にハロゲン化物処理を行なうことも可能であるが、延伸処理後にハロゲン化物処理を行なうことが、品質の安定として好ましい。
【００６７】
ここまでの処理工程においての処理溶液の溶媒としては、例えば、水、アルコール系溶媒、またはグリコール系溶媒などが挙げられるが、特に限定されるものではない。また、水とアルコール類を混合した溶液、ジメチルスルホキシドと水の混合溶媒などのように、水と水溶性溶剤との混合溶剤を使用しても良い。最も好ましくは水である。
【００６８】
ハロゲン化物処理後、フィルムの乾燥工程を行う。乾燥処理方法は、２色性染料の乾燥処理方法に記載したものと同様である。
【００６９】
こうして得られたヨウ素錯体を用いた偏光素子は、該ディスプレイに使用される偏光素子として適したものである。
【００７０】
得られた偏光素子には、その片面、又は両面に支持体として透明保護層を設けることによって偏光板とする。ポリビニルアルコール系フィルムが配向されてなるフィルムの偏光素子に用いる透明保護層はポリマーによる塗布層として、又はフィルムのラミネート層として設けることができる。また、塗布型の偏光素子に用いる透明保護層は塗布基板に用いた基材をそのまま透明保護層として設けることができ、または偏光素子をフィルム基材などに転写して保護層を設けることができる。
【００７１】
透明保護層としては、機械的強度が高く、熱安定性が良好な透明ポリマー又はフィルムが好ましい。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（ＴＡＣ）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又はそのフィルム、アクリル樹脂又はそのフィルム、ポリ塩化ビニル樹脂又はそのフィルム、ポリエステル樹脂又はそのフィルム、ポリアリレート樹脂又はそのフィルム、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又はそのフィルム、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骨格を有するポリオレフィン又はその共重合体、主鎖又は側鎖がイミドおよび/またはアミドの樹脂又はポリマー又はそのフィルムなどが挙げられる。また、透明保護層として、液晶性を有する樹脂又はそのフィルムを設けることもできる。保護フィルムの厚みは、例えば、０．５〜２００μｍ程度である。その中の同種又は異種の樹脂又はフィルムを片面、もしくは両面に１層以上設けることによって偏光板を作製する。
【００７２】
透明保護層として用いる物質として、少なくとも片面にＰＥＴフィルムを用いることがより好ましい。従来のＬＣＤディスプレイでは、ＬＣＤの特性および偏光板自体に画像表示されることから、透明保護層には高透明で複屈折の少ないＴＡＣフィルムが用いられることが主である。また、透明保護層の片面に視野角補償フィルムである位相差フィルムなどが直接使用される場合もある。一方、本発明の偏光板が使用される蛍光励起色変換ディスプレイにおける偏光板の役割は光のスイッチング機能であり、本発明の偏光板を画像表示面として用いる必要は無い。このことより、低複屈折のＴＡＣフィルムや視野角補償フィルムの位相差フィルムなど高価なフィルムを使用する必要はなく、安価であり機械特性に優れ加工性の良いＰＥＴフィルムを使用することがより好ましい。ＰＥＴフィルムは複屈折が大きいため、両面支持体として用いた場合、透過率が低下する傾向にあるため、片面支持体、または両面支持体の片面に用いることが好ましい。表示装置内における、偏光板支持体としてのＰＥＴフィルムの配置については、上下の偏光板共に、偏光素子に対し液晶層と反対側に配置することが好ましい。また、透過率向上、および接着性向上を目的として、易接着層を有するＰＥＴフィルムがより好ましい。易接着ＰＥＴフィルムは特に限定されるものではなく、市販品を用いることが可能であり、易接着層は両面に設けてあることが更に好ましい。
【００７３】
また必要に応じ、透明保護層上に少なくとも透明保護層よりも低い屈折率をもつ材料の層を1層設け、減反射透明保護層としても良い。減反射保護層とすることにより、光の透過効率が上がり、より高いコントラスト値、およびＴｐ値を得ることが可能である。透明保護層よりも低い屈折率をもつ材料は特に限定されるものではなく、例えばアクリル樹脂、フッ素系樹脂などの有機系材料、コロイダルシリカなどの無機系材料などが挙げられ、これらを併用することも可能である。また、反応系であっても、非反応系であっても良い。これらの加工方法は特に限定されるものではなく、蒸着法、スッパッタリング法、各種コーティング法などが挙げられる。また、必要に応じて透明保護層上にハードコート層、高屈折率層など多層積層することも可能である。
【００７４】
上記、透明保護層を偏光素子と貼り合わせるためには接着剤が必要となる。接着剤としては特に限定されないが、ポリビニルアルコール系接着剤が好ましい。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することができる。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用いるが、必要により架橋剤を混合させ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、ポリビニルアルコール系樹脂以外の接着剤として、ウレタン系、アクリル系、エポキシ系といった公知の接着剤を用いることも出来る。また、接着剤の接着力の向上、または耐水性の向上を目的として、亜鉛化合物、塩化物、ヨウ化物等の添加物を同時に０．１〜１０重量％程度の濃度で含有させることもできる。添加物についても限定されるものではない。透明保護層を接着剤で貼り合せた後、適した温度で乾燥もしくは熱処理することによって偏光板を得る。
【００７５】
また、透明保護層と偏光素子の貼り合わせには粘着剤を用いても良い。粘着剤としては、特に限定されるものではなく、好ましい例としてはアクリル系粘着剤が挙げられる。その厚みは、粘着強度、透過率などの特性や、全体厚みなどの点から、任意に選択することが可能であるが、通常５〜５０μｍの範囲であり、好ましくは１０〜３０μｍの範囲である。
【００７６】
本発明の偏光板は、支持体付偏光板としても良い。支持体は偏光板を貼付するため、平面部を有しているものが好ましく、また光学用途であるため、ガラス成形品が好ましい。ガラスの材質としては、例えばソーダガラス、ホウ珪酸ガラス、水晶よりなる無機基盤、サファイヤよりなる無機基板等の無機系のガラスやアクリル、ポリカーボネート等の有機系のプラスチック板等があげられるが無機系のガラスが好ましい。ガラス板の厚さや大きさは所望のサイズでよい。また、ガラス付き偏光板には、単板光透過率をより向上させるために、そのガラス面に減反射層を設けても良い。
【００７７】
また、前記支持体と偏光素子または偏光板の貼り合せには、接着剤、粘着剤などを用いるが特に限定されるものではなく、好ましい例としてはアクリル系粘着剤が挙げられる。その厚みは、粘着強度、透過率などの特性や、全体厚みなどの点から、任意に選択することが可能であるが、通常５〜５０μｍの範囲であり、好ましくは１０〜３０μｍの範囲である。
【００７８】
こうして得られた本発明の偏光素子、および偏光板は、４４０ｎｍ≦λ≦４７０ｎｍの波長領域において、Ｔｐ≧３０％、かつ任意の連続する２０ｎｍ間の波長領域でＣＲ≧８，０００、残る波長領域でＣＲ≧５，０００であり、最大発光出力が４４０ｎｍ乃至４７０ｎｍである青色ＬＥＤまたは青色蛍光管を光源とする蛍光励起色変換ディスプレイに用いる偏光素子、および偏光板として好適である。
【実施例】
【００７９】
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。なお、実施例に示す透過率の評価は以下のようにして行った。【００８０】
分光光度計〔日本分光(株)製“Ｖ−７１００”〕を用いて、透過率を測定するにあたり、光の出射側に、ＪＩＳ−Ｚ８７０１（Ｃ光源２°視野）に基づき視感度補正後の透過率１００％のＣ光源光を測定試料に入射出来るようにした。【００８１】
本発明の偏光板２枚にＣ光源光を入射し、偏光板２枚の吸収軸方向が平行となるようにして測定して得られた平行(パラレルニコル)分光透過率をＴｐ、偏光板２枚の吸収軸方向が直交となるようにして測定して得られた直交(クロスニコル)分光透過率をＴｃとした。また、コントラストは分光透過率によるコントラストであり、ＣＲ＝Ｔｐ/Ｔｃからなる値を表す。【００８２】
それぞれの透過率は、分光光度計〔日本分光(株)製“Ｖ−７１００”〕を用いて測定した。【００８３】
実施例１
ケン化度が９９％以上の膜厚７５μｍのポリビニルアルコール系樹脂フィルム（クラレ社製  ＶＦシリーズ）を４０℃の温水に３分浸漬し膨潤処理をした。膨潤処理したフィルムを、２色性染料（Ａ）群の色素である、シー．アイ．ダイレクト．オレンジ３９が０．０４重量％、トリポリ燐酸ナトリウム０．１重量％、芒硝０．１重量％を含有した４５℃の水溶液に浸漬し、色素の染色処理を行い、ポリビニルアルコール系フィルムへ吸着させた。色素が吸着されたフィルムを水にて洗浄し、洗浄の後、２重量％のホウ酸を含有した４０℃の水溶液で１分間ホウ酸処理を行った。ホウ酸処理して得られたフィルムを、５．０倍に延伸しながらホウ酸３重量％を含有した５５℃の水溶液中で５分間処理を行った。そのホウ酸処理して得られたフィルムの緊張状態を保ちつつ、常温の水にて１５秒間処理を行った。処理して得られたフィルムを直ちに７０℃で９分間乾燥処理を行い膜厚２５μｍの偏光素子を得た。得られた偏光素子を両面易接着層を設けた厚み１００μｍのＰＥＴフィルム（東洋紡績(株)製  コスモシャインＡ４３００）、およびポリビニルアルコール系接着剤、および厚み２０μｍのアクリル系粘着剤を用いて、厚み１ｍｍのガラス基板にＰＥＴ／接着層／偏光素子／粘着層／ガラスという構成で積層し、ラミネートして偏光板を得て、測定試料とした。【００８４】
実施例２
吸着される色素として、２色性染料（Ｂ）である式（１）で表される色素であって、Ｒ１、Ｒ２が水素原子であり、ＨＰＬＣから測定されるｎの割合が、ｎ＝１が３３％、ｎ＝２が６５％、ｎ＝３が２％よりなる色素を０．０２重量％用いた以外は、実施例１と同様に偏光板を作製し、測定試料とした。【００８５】
実施例３
吸着される色素として、２色性染料（Ａ）群の色素である、シー．アイ．ダイレクト．オレンジ３９を０．０１８重量％、および２色性染料（Ｂ）である式（１）で表される色素であって、Ｒ１、Ｒ２が水素原子であり、ＨＰＬＣから測定されるｎの割合が、ｎ＝１が３３％、ｎ＝２が６５％、ｎ＝３が２％よりなる色素を０．０１５重量％用いた以外は、実施例１と同様に偏光板を作製し、測定試料とした。【００８６】
実施例４
吸着される色素として、２色性染料（Ａ）群の色素である、シー．アイ．ダイレクト．オレンジ３９が０．０１重量％、２色性染料（Ｂ）である式（１）で表される色素であって、Ｒ１、Ｒ２が水素原子であり、ＨＰＬＣから測定されるｎの割合が、ｎ＝１が３３％、ｎ＝２が６５％、ｎ＝３が２％よりなる色素を０．０１重量％、およびシー．アイ．ダイレクト．レッド８１を０．０２重量％用いた以外は、実施例１と同様に偏光板を作製し、測定試料とした。【００８７】
実施例５
ケン化度が９９％以上の膜厚７５μｍのポリビニルアルコール系樹脂フィルム（クラレ社製  ＶＦシリーズ）を４０℃の温水に３分浸漬し膨潤処理をした。膨潤処理したフィルムを、ホウ酸２．８重量％、ヨウ素０．０４４重量％、ヨウ化カリウム３．１３重量％含有した３０℃の水溶液に浸漬し染色処理を行い、ポリビニルアルコール系フィルムへ吸着させた。色素が染色されたフィルムを５．０倍に延伸しながらホウ酸３．０重量％を含有した５０℃の水溶液中で５分間処理を行った。そのホウ酸処理して得られたフィルムの緊張状態を保ちつつ、ヨウ化カリウム８．０重量％を含有した３０℃の水溶液にて２０秒間補色処理を行った。処理して得られたフィルムを直ちに７０℃で９分間乾燥処理を行い膜厚２５μｍの偏光素子を得た。得られた偏光素子を両面易接着層を設けた厚み１００μｍのＰＥＴフィルム（東洋紡績(株)製  コスモシャインＡ４３００）、およびポリビニルアルコール系接着剤、および厚み２０μｍのアクリル系粘着剤を用いて、厚み１ｍｍのガラス基板にＰＥＴ／接着層／偏光素子／粘着層／ガラスという構成で積層し、ラミネートして偏光板を得て、測定試料とした。【００８８】
比較例１
市販の液晶テレビ（シャープ(株)製ＡＱＵＯＳ/３２型）より取り出した、透明保護層が両面ＴＡＣフィルムであるヨウ素系偏光板を、厚み２０μｍのアクリル系粘着剤を用いて、厚み１ｍｍのガラス基板に貼り合せて、測定試料とした。【００８９】
比較例２
ヨウ化カリウム５．０重量％を含有した３０℃の水溶液にて２０秒間補色処理を行なった以外は、実施例４と同様に偏光板を作製し、測定試料とした。【００９０】
実施例１〜５および比較例１〜２で得られた測定試料を測定して得られた５ｎｍ毎の各波長の分光測定値のＴｐを図１、Ｔｃを図２に示す。４２０〜４９０ｎｍおける各波長のＴｐを表４、コントラスト値を表５、５００〜５６０ｎｍおける各波長のＴｃを表６に示す。また、表７にヨウ素系偏光板である実施例５および比較例１〜２のＴｃ（４６０）およびＴｃ（６００）の値を示す。
【００９１】
【表４】
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【００９２】
【表５】
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【００９３】
【表６】
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【００９４】
【表７】
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【００９５】
図１〜２および表４〜５の結果から、実施例１〜４の２色性染料を用いた偏光板は、４２０〜４９０ｎｍの波長領域において、Ｔｐが高く、コントラストが高い、特に４４０〜４７０ｎｍの波長領域において優れていることがわかる。更に、表６から実施例４の５００〜５６０ｎｍの波長領域において、Ｔｃが低いことがわかる。中でも実施例３および４の２色性染料（Ａ）および２色性染料（Ｂ）を併用した偏光板が高コントラストの帯域も広く、４４０〜４７０ｎｍの波長領域において、非常に優れていることがわかる。また、実施例５のヨウ素系偏光板は表７よりＴｃ（４６０）≦Ｔｃ（６００）であることがわかり、実施例１〜３の２色性染料を用いた偏光板には劣るものの、４４０〜４７０ｎｍの波長領域において、Ｔｐが高く、コントラストが高い結果を得た。【００９６】
一方、比較例１〜２の公知である通常のヨウ素系偏光板は、表７よりＴｃ（４６０）＞Ｔｃ（６００）であることがわかり、図１〜２、および表４〜５の結果からわかるように、４２０〜４９０ｎｍの波長領域、特に４６０ｎｍ以下の波長領域において、Ｔｐが低く、コントラストも十分ではない結果であった。
【産業上の利用の可能性】
【００９７】
４４０ｎｍ≦λ≦４７０ｎｍの波長領域の偏光特性が優れ、最大発光出力が４４０ｎｍ乃至４７０ｎｍである青色ＬＥＤまたは青色蛍光管を光源とする蛍光励起色変換ディスプレイに用いる偏光素子、および偏光板として用いることができる。
【図１】
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【図２】
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