(57)【要約】【課題】液晶表示装置内に生じる輝度ムラ及び光漏れの軽減に寄与する偏光板、および輝度ムラ及び光漏れが軽減された液晶表示装置を提供する。【解決手段】偏光膜と、該偏光膜の少なくとも一方の表面上に配置された該偏光膜を保護する保護膜と、該保護膜の弾性率よりも大きい値の弾性率をもつ高弾性率部材とからなる偏光板であって、該高弾性率部材が上記保護膜の一方の表面に接触して額縁状に配置された偏光板である。また、この偏光板を液晶層の表面に有する液晶表示装置である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏光膜と、
該偏光膜の少なくとも一方の表面上に配置された該偏光膜を保護する保護膜と、
該保護膜の弾性率よりも大きい値の弾性率をもつ高弾性率部材とを積層してなる偏光板であって、
該高弾性率部材が上記保護膜の表面に接触して、該保護膜の周辺部の少なくとも一部に配置された偏光板。
【請求項２】
保護膜の形状が矩形であって、その角隅に高弾性部材が配置されている請求項１に記載の偏光板。
【請求項３】
偏光膜と、
該偏光膜の少なくとも一方の表面上に配置された該偏光膜を保護する保護膜と、
該保護膜の弾性率よりも大きい値の弾性率をもつ高弾性率部材とを積層してなる偏光板であって、
該高弾性率部材が上記保護膜の一方の表面に接触して、該保護膜の周辺部に額縁状に配置された偏光板。
【請求項４】
少なくとも一方に電極を有し、対向配置された一対の基板と、該基板間に設けられた液晶層と、該液晶層を挟持して配置された一対の偏光板と、いずれか一方の偏光板の外側に光源及び／又は駆動回路とを有する液晶表示装置であって、
前記光源及び／又は駆動回路に遠い側に配置された偏光板が、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、偏光板及びそれを用いた液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワードプロセッサやノートパソコン、パソコン用モニターなどのＯＡ機器、携帯端末、テレビなどに用いられる表示装置は、薄型で、軽量、また消費電力が小さいことから液晶表示装置が広く使用されてきている。
液晶表示装置は、通常、液晶セル及び偏光板を有する。偏光板は、通常、保護膜と偏光膜とからなり、ポリビニルアルコールフィルムからなる偏光膜をヨウ素にて染色し、延伸を行い、その両面を保護膜にて積層して得られる。透過型液晶表示装置では、この偏光板を液晶セルの両側に取り付け、さらには一枚以上の光学補償膜を配置することもある。反射型液晶表示装置では、反射板、液晶セル、一枚以上の光学補償膜、及び偏光板の順に配置する。液晶セルは、液晶分子、それを封入するための二枚の基板および液晶分子に電圧を加えるための電極層からなる。液晶セルは、液晶分子の配向状態の違いで、ＯＮ、ＯＦＦ表示を行い、透過型、反射型および半透過型のいずれにも適用できる、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｏｒｙ  Ｂｅｎｄ）、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ  Ａｌｉｇｎｅｄ）、ＥＣＢ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）、ＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ  Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）のような表示モードが提案されている。
【０００３】
光学補償膜は、画像着色を解消したり、視野角を拡大するために、様々な液晶表示装置で用いられている。光学補償膜としては、延伸複屈折ポリマーフィルムが、従来使用されていた。延伸複屈折フィルムからなる光学補償膜に代えて、透明支持体上に低分子又は高分子液晶性化合物から形成された光学異方性層を有する光学補償膜を使用することが提案されている。液晶性化合物には多様な配向形態があるため、液晶性化合物を用いることで、従来の延伸複屈折ポリマーフィルムでは得ることができない光学的性質を実現することが可能になった。さらに偏光板の保護膜としても機能する。
【０００４】
光学補償膜の光学的性質は、液晶セルの光学的性質、具体的には上記のような表示モードの違いに応じて決定する。液晶性化合物を用いると、液晶セルの様々な表示モードに対応する様々な光学的性質を有する光学補償膜を製造することができる。液晶性化合物を用いた光学補償膜では、様々な表示モードに対応するものが既に提案されている。例えば、ＴＮモード液晶セル用光学補償膜は、電圧印加により液晶分子がねじれ構造が解消しつつ基板面に傾斜した配向状態の光学補償を行い、黒表示時の斜め方向の光漏れ防止によるコントラストの視角特性を向上させる。なお、「コントラスト」とは、白表示時と黒表示時の輝度比であり、鮮明度を表す。表示装置の評価尺度としてよく用いられる。
【０００５】
現在、液晶表示装置として液晶テレビやＰＣ用液晶モニター、ノート型ＰＣ等が普及している。液晶テレビでは高輝度が要求されるためバックライトの発熱が大きくなる傾向にあり、また、ＰＣ用モニタ、特にノート型ＰＣでは、薄型化・コンパクト化によりバックライトや駆動回路などの放熱が不十分である。また、これらの液晶表示装置の設置される環境は、様々な温度・湿度の状況下になる場合が多い。このような光源等の発熱や設置環境の温度・湿度変化によって、偏光膜に応力が発生することにより偏光板の変形が生じる。それによって、偏光板の物理特性の不均一性を生じ、それが原因となって面内光学特性が不均一となる。そのため、黒表示時に輝度ムラや光漏れが発生して画面の均一性が悪化し、このことが表示品質の低下につながっている。従来、液晶表示装置の放熱対策として、透光性放熱基板を用いる例があるが（特許文献１参照）、輝度ムラや光漏れの軽減には不十分であった。
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２８３６１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、液晶表示装置の光源等の発熱、設置環境の温度・湿度変化に起因した輝度ムラ及び光漏れの軽減に寄与する偏光板を提供することを課題とする。また、本発明は、光源等の発熱、設置環境の温度・湿度変化に起因した輝度ムラ及び光漏れが軽減された液晶表示装置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】
【０００８】
前記課題を解決するための手段は以下の通りである。
１）偏光膜と、
該偏光膜の少なくとも一方の表面上に配置された該偏光膜を保護する保護膜と、
該保護膜の弾性率よりも大きい値の弾性率をもつ高弾性率部材とを積層してなる偏光板であって、
該高弾性率部材が上記保護膜の表面に接触して、該保護膜の周辺部の少なくとも一部に配置された偏光板。
２）保護膜の形状が矩形であって、その角隅に高弾性部材が配置されている手段１）に記載の偏光板。
３）偏光膜と、
該偏光膜の少なくとも一方の表面上に配置された該偏光膜を保護する保護膜と、
該保護膜の弾性率よりも大きい値の弾性率をもつ高弾性率部材とを積層してなる偏光板であって、
該高弾性率部材が上記保護膜の一方の表面に接触して、該保護膜の周辺部に額縁状に配置された偏光板。
４）少なくとも一方に電極を有し、対向配置された一対の基板と、該基板間に設けられた液晶層と、該液晶層を挟持して配置された一対の偏光板と、いずれか一方の偏光板の外側に光源及び／又は駆動回路とを有する液晶表示装置であって、
前記光源及び／又は駆動回路に遠い側に配置された偏光板が、手段１）から手段３）のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【０００９】
本明細書において、「４５°」、「平行」あるいは「直交」とは、厳密な角度±５゜未満の範囲内であることを意味する。厳密な角度との誤差は、４゜未満であることが好ましく、３゜未満であることがより好ましい。また、角度について、「＋」は反時計周り方向を意味し、「−」は時計周り方向を意味するものとする。また、「遅相軸」は、屈折率が最大となる方向を意味する。また、「可視光領域」とは、３８０ｎｍ〜７８０ｎｍのことをいう。さらに屈折率の測定波長は特別な記述がない限り、可視光域のλ＝５５０ｎｍでの値である。
また、本明細書では、「偏光膜」と「偏光板」とは区別され、「偏光板」は、「偏光膜」の表面の少なくとも一方の表面に、保護膜等の他の層を少なくとも一層有する積層体を意味するものとする。
【００１０】
本発明において、高弾性率部材は保護膜の弾性率より高いものであればよく、使用する材料は保護膜に使用できるものの中から、使用しようとしている保護膜の弾性率より高い弾性率をもつ材料を使用する。
保護膜の弾性率は、２６４０ＭＰａ乃至５４００ＭＰａであることが好ましく、さらに好ましくは２８４０ＭＰａ乃至４７１０ＭＰａである。
高弾性率部材の弾性率は、保護膜の弾性率より大きければよいが、本発明の効果の点で少なくともその差が５％、好ましくは１０％、さらに好ましくは２０％以上大きいのが望ましい。
弾性率は、ＲＴＣ（エー・アンド・デイ社製）などの引張・圧縮試験機で測定できる。使用するフィルムを試料幅１０ｍｍ、長さ１００ｍｍに切り出し、２５℃６０％雰囲気下でチャック間距離５０ｍｍにし、３０ｍｍ／分で引っ張り試験を行い求める。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、液晶の画像表示領域でない周辺部分に追加の部材を設けることで画像に影響を与えない簡易な構成で、面内表示の均一性が改善された液晶表示装置、特にＴＮ型液晶表示装置を提供することができる。また、本発明によれば、偏光機能を有するのみならず、液晶表示装置の光源等の発熱、設置環境の温度・湿度変化に起因して発生する輝度ムラ又は光漏れの軽減にも寄与する偏光板を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明について詳細に説明する。
［保護膜］
保護膜は、偏光膜を保護する機能を有する。偏光膜の表面の双方が、保護膜によって保護されているのが好ましい。保護膜は、透明なポリマーフィルムであるのが好ましく、光透過率が８０％以上であるのが好ましい。また、保護膜としては、偏光膜の偏光軸等の光学的特性が温度変化によって変化し、コントラスト比が低下するのを防止するために、熱
伝導率が低いポリマーフィルムを用いるのが好ましい。かかる観点から、前記保護膜を構成するポリマーの例には、セルロースエステル（例：セルローストリアセテート、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレート）等が含まれる。中でも、セルロースエステルが好ましく、セルローストリアシレートがより好ましく、セルローストリアセテートがさらに好ましい。市販のフィルムを用いることもでき、例えば、ＴＤ−８０Ｕ（富士写真フイルム写真（株）製）のセルローストリアセテートフィルムを用いることもできる。保護膜の厚さは、１５〜１２０μｍであることが好ましく、更には３０〜８０μｍが好ましい。
【００１３】
上記の通常用いられる保護膜だけでは 、設置環境の温度・湿度変化によって、偏光膜に応力がかかることによって偏光板の変形が発生し、そのために偏光板の物理特性の不均一性を生じ、それが原因となって面内光学特性が不均一化する傾向があった。その結果、それに起因して、輝度ムラや光漏れが発生する場合があった。本発明は、保護膜の表面の周辺部分に保護膜より弾性率の高い部材を接触して設けることにより、保護膜全域において偏光板の変形を軽減させることができるという現象の発見に基づいたものである。周辺部分、特に画像表示使用されない周辺領域にのみ高弾性率部材を設けることで、画像の品質に悪影響を与えることなく輝度ムラ及び光漏れが発生するのを抑制できる。
【００１４】
［高弾性率部材］
高弾性率部材は、上記の保護膜に使用される材料に対して、高弾性率なものを選択すればよい。
高弾性率部材として使用されるものは高分子材料であり各種の弾性率のものが市販されている。高分子フィルムは前記の測定法で弾性率を測定して目的のものを指定すれば希望のものを容易に手に入れることができる。
また、保護膜や高弾性率部材に使用される高分子フィルムは上記の材料を溶媒に溶かしたものをバンド流延機を用いて流延して得ることができる。残留溶剤量が２５から３５質量％でバンドから剥ぎ取ったフィルムを、延伸温度が約Ｔｇ−５〜Ｔｇ＋５℃の範囲の条件で、テンターを用いて０％〜３０％の延伸倍率に延伸する。
この延伸倍率の値を調節しても所望の弾性率のフィルムを得ることができる。延伸倍率を高くすると一般には弾性率は高くなる。
本発明において、高弾性部材は、液晶の画像表示領域の枠外に額縁状におくことができるが、保護膜の各端部から少なくとも０．５センチあると本発明の効果の点で好ましく、さらに好ましくは1センチあるとよい。
高弾性部材の厚さは、１０〜１０００μｍであることが好ましく、更には５０〜２００μｍが好ましい。
【００１５】
［偏光板］
本発明の偏光板は、偏光膜と、該偏光膜の少なくとも一方の表面上に配置された該偏光膜を保護する保護膜と、該保護膜の表面に接触して配置された、該保護膜の弾性率より大きい値の弾性率を持つ高分子材料とを少なくとも有する。本発明では、保護膜の表面に弾性率が高い部材を用いているので、例えば光源等の発熱、設置環境の温度・湿度変化等によって偏光膜に応力が発生することにより生じる偏光板の変形を軽減させることができる。その結果、液晶表示装置内に配置された偏光板や光学補償シート、液晶セル等の面内光学的性質（レターデーションや光軸角度）が不均一化するのを抑制することができ、さらには、従来、それに起因して生じていた輝度ムラや光漏れが発生するのを軽減することができる。
【００１６】
以下、本発明の偏光板の各部材の材料、及びその製造方法等について詳細に説明する。
［偏光膜］
本発明の偏光板が有する偏光膜については特に制限はなく、種々の公知の偏光膜を用いることができる。偏光膜としては、Ｏｐｔｉｖａ  Ｉｎｃ．に代表される塗布型偏光膜、もしくはバインダーと、ヨウ素または二色性色素からなる偏光膜が好ましい。偏光膜におけるヨウ素および二色性色素は、バインダー中で配向することで偏向性能を発現する。ヨウ素および二色性色素は、バインダー分子に沿って配向するか、もしくは二色性色素が液晶のような自己組織化により一方向に配向することが好ましい。現在、市販の偏光子は、
延伸したポリマーを、浴槽中のヨウ素もしくは二色性色素の溶液に浸漬し、バインダー中にヨウ素、もしくは二色性色素をバインダー中に浸透させることで作製されるのが一般的である。
【００１７】
市販の偏光膜は、ポリマー表面から４μｍ程度（両側合わせて８μｍ程度）にヨウ素もしくは二色性色素が分布しており、十分な偏光性能を得るためには、少なくとも１０μｍの厚みが必要である。浸透度は、ヨウ素もしくは二色性色素の溶液濃度、同浴槽の温度、同浸漬時間により制御することができる。
上記のように、バインダー厚みの下限は、１０μｍであることが好ましい。厚みの上限は、液晶表示装置の光漏れの観点からは、薄ければ薄い程よい。現在市販の偏光板（約３０μｍ）以下であることが好ましく、２５μｍ以下が好ましく、２０μｍ以下がさらに好ましい。２０μｍ以下であると、光漏れ現象は、１７インチの液晶表示装置で観察されなくなる。
【００１８】
偏光膜のバインダーは架橋していてもよい。
架橋しているバインダーとして、それ自体架橋可能なポリマーを用いることができる。官能基を有するポリマーあるいはポリマーに官能基を導入して得られるバインダーを、光、熱あるいはｐＨ変化により、バインダー間で反応させて偏光膜を形成することができる。
また、架橋剤によりポリマーに架橋構造を導入してもよい。架橋は一般に、ポリマーまたはポリマーと架橋剤の混合物を含む塗布液を、透明支持体上に塗布したのち、加熱を行なうことにより実施される。最終商品の段階で耐久性が確保できれば良いため、架橋させる処理は、最終の偏光板を得るまでのいずれの段階で行なっても良い。
【００１９】
偏光膜のバインダーとして、それ自体架橋可能なポリマーあるいは架橋剤により架橋されるポリマーのいずれも使用することができる。ポリマーの例としては、前記の配向膜で記載のポリマーと同様のものが挙げられる。
ポリビニルアルコールおよび変性ポリビニルアルコールが最も好ましい。
変性ポリビニルアルコールについては、特開平８−３３８９１３号、同９−１５２５０９号および同９−３１６１２７号の各公報に記載がある。ポリビニルアルコールおよび変性ポリビニルアルコールは、二種以上を併用してもよい。
【００２０】
バインダーの架橋剤の添加量は、バインダーに対して、０．１〜２０質量％が好ましい。偏光素子の配向性、偏光膜の耐湿熱性が良好となる。
配向膜は、架橋反応が終了した後でも、反応しなかった架橋剤をある程度含んでいる。但し、残存する架橋剤の量は、配向膜中に１．０質量％以下であることが好ましく、０．５質量％以下であることがさらに好ましい。このようにすることで、偏光膜を液晶表示装置に組み込み、長期使用、或は高温高湿の雰囲気下に長期間放置しても、偏光度の低下を生じない。
架橋剤については、米国再発行特許２３２９７号明細書に記載がある。また、ホウ素化合物（例、ホウ酸、硼砂）も、架橋剤として用いることができる。
【００２１】
二色性色素としては、アゾ系色素、スチルベン系色素、ピラゾロン系色素、トリフェニルメタン系色素、キノリン系色素、オキサジン系色素、チアジン系色素あるいはアントラキノン系色素が用いられる。二色性色素は、水溶性であることが好ましい。二色性色素は、親水性置換基（例、スルホ、アミノ、ヒドロキシル）を有することが好ましい。
二色性色素の例としては、例えば、発明協会公開技法、公技番号２００１−１７４５号、５８頁（発行日２００１年３月１５日）に記載の化合物が挙げられる。
【００２２】
［偏光膜の製造］
偏光膜は、歩留まりの観点から、バインダーを偏光膜の長手方向（ＭＤ方向）に対して、１０〜８０度傾斜して延伸するか（延伸法）、もしくはラビングした（ラビング法）後に、ヨウ素、二色性染料で染色することが好ましい。傾斜角度は、ＬＣＤを構成する液晶セルの両側に貼り合わされる２枚の偏光板の透過軸と液晶セルの縦または横方向のなす角度にあわせるように延伸することが好ましい。通常の傾斜角度は４５゜である。しかし、最近は、透過型、反射型および半透過型ＬＣＤにおいて必ずしも４５゜でない装置が開発されており、延伸方向はＬＣＤの設計にあわせて任意に調整できることが好ましい。
【００２３】
延伸法の場合、延伸倍率は２．５〜３０．０倍が好ましく、３．０〜１０．０倍がさらに好ましい。延伸は、空気中でのドライ延伸で実施できる。また、水に浸漬した状態でのウェット延伸を実施してもよい。ドライ延伸の延伸倍率は、２．５〜５．０倍が好ましく、ウェット延伸の延伸倍率は、３．０〜１０．０倍が好ましい。延伸工程は、斜め延伸を含め数回に分けておこなってもよい。数回に分けることによって、高倍率延伸でもより均一に延伸することができる。斜め延伸前に、横あるいは縦に若干の延伸（幅方向の収縮を防止する程度）をおこなってもよい。
延伸は、二軸延伸におけるテンター延伸を左右異なる工程でおこなうことによって実施できる。上記二軸延伸は、通常のフィルム製膜においておこなわれている延伸方法と同様である。二軸延伸では、左右異なる速度によって延伸されるため、延伸前のバインダーフィルムの厚みが左右で異なるようにする必要がある。流延製膜では、ダイにテーパーを付けることにより、バインダー溶液の流量に左右の差をつけることができる。
以上のように、偏光膜のＭＤ方向に対して１０〜８０度斜め延伸されたバインダーフィルムが製造される。
【００２４】
ラビング法では、ＬＣＤの液晶配向処理工程として広く採用されているラビング処理方法を応用することができる。すなわち、膜の表面を、紙やガーゼ、フェルト、ゴムあるいはナイロン、ポリエステル繊維を用いて一定方向に擦ることにより配向を得る。一般には、長さ及び太さが均一な繊維を平均的に植毛した布を用いて数回程度ラビングをおこなうことにより実施される。ロール自身の真円度、円筒度、振れ（偏芯）がいずれも３０μｍ以下であるラビングロールを用いて実施することが好ましい。ラビングロールへのフィルムのラップ角度は、０．１〜９０゜が好ましい。ただし、特開平８−１６０４３０号公報に記載されているように、３６０゜以上巻き付けることで、安定なラビング処理を得ることもできる。
長尺フィルムをラビング処理する場合は、フィルムを搬送装置により一定張力の状態で１〜１００ｍ／ｍｉｎの速度で搬送することが好ましい。ラビングロールは、任意のラビング角度設定のためフィルム進行方向に対し水平方向に回転自在とされることが好ましい。０〜６０゜の範囲で適切なラビング角度を選択することが好ましい。液晶表示装置に使用する場合は、４０〜５０゜が好ましい。４５゜が特に好ましい。
【００２５】
液晶表示装置のコントラスト比を高めるためには、偏光板の透過率は高い方が好ましく、偏光度も高い方が好ましい。偏光板の透過率は、波長５５０ｎｍの光において、３０〜５０％の範囲にあることが好ましく、３５〜５０％の範囲にあることがさらに好ましく、４０〜５０％の範囲にあることが最も好ましい。偏光度は、波長５５０ｎｍの光において、９０〜１００％の範囲にあることが好ましく、９５〜１００％の範囲にあることがさらに好ましく、９９〜１００％の範囲にあることが最も好ましい。
【００２６】
ポリマーフィルムは、そのまま偏光膜の保護膜として用いてもよいが、偏光膜との接着性を改善させるために、表面処理した後に用いるのが好ましい。表面処理には、コロナ放電処理、グロー放電処理、火炎処理、酸処理、アルカリ処理および紫外線照射処理が含まれる。これらについては、公技番号  ２００１−１７４５の３０頁〜３２頁に詳細に記載されている。これらの中でも特に好ましいのはアルカリ鹸化処理であり、セルロースアシレートフィルムの表面処理としては極めて有効である。
【００２７】
アルカリ鹸化処理は、鹸化液中に浸漬、鹸化液を塗布する等何れでもよいが、塗布方法が好ましい。塗布方法としては、ディップコーティング法、カーテンコーティング法、エクストルージョンコーティング法、バーコーティング法及びＥ型塗布法を挙げることができる。アルカリ鹸化処理液は、水酸化カリウム溶液、水酸化ナトリウム溶液が挙げられ、水酸化イオンの規定濃度は、０．１〜３．０Ｎの範囲にあることが好ましい。更に、アルカリ処理液として、フィルムに対する濡れ性が良好な溶媒（例：イソプロピルアルコール、ｎ−ブタノール、メタノール、エタノール等）、界面活性剤、湿潤剤（例えば、ジオール類、グリセリン等）を含有することで、鹸化液の透明支持体に対する濡れ性、鹸化液の経時安定性等が良好となる。具体的には、例えば、特開２００２−８２２２６号公報、ＷＯ０２／４６８０９号公報に内容の記載が挙げられる。
【００２８】
表面処理の代わりに、表面処理に加えて下塗り層（特開平７−３３３４３３号公報記載）、或は疎水性基と親水性基との両方を含有するゼラチン等の樹脂層を一層のみ塗布する単層法第１層として高分子フィルムによく密着する層（以下、下塗第１層と略す）を設け、その上に第２層として配向膜とよく密着するゼラチン等の親水性の樹脂層（以下、下塗第２層と略す）を塗布する所謂重層法（例えば、特開平１１−２４８９４０号公報記載）の内容が挙げられる。
【００２９】
偏光膜と保護膜とは、接着剤により接着してもよい。接着剤としては、ポリビニルアルコール系樹脂（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による変性ポリビニルアルコールを含む）やホウ素化合物水溶液を用いることができる。ポリビニルアルコール系樹脂が好ましい。接着剤層の厚みは、乾燥後に０．０１〜１０μｍの範囲にあることが好ましく、０．０５〜５μｍの範囲にあることが特に好ましい。
【００３０】
なお、保護膜は一層のみからなっていても、二層以上からなっていてもよい。保護膜の最表面に、防汚性及び耐擦傷性を有する反射防止膜を設けられていてもよい。
【００３１】
［光学補償シート］
本発明の一態様は、偏光膜の一方の表面に前記保護膜及び前記透光性媒体を積層し、他方の表面に光学補償シートを積層した偏光板に関する。本態様の偏光板は、本発明の効果を奏するとともに、液晶表示装置の視野角特性改善及び画像着色の軽減にも寄与する。さらに、種々の機能を有する部材が一体化されているので、液晶表示装置の薄型化にも寄与する。
【００３２】
例えば、液晶性分子から形成された光学異方性層は光学補償シートとして利用することができるが、偏光膜表面に、直接液晶性分子を含有する組成物を適用して光学異方性層を形成すれば、該光学異方性層は、偏光膜の保護膜としても、また偏光板に組み込まれた光学補償シートとしても機能する。偏光膜表面に配向膜を形成してから光学異方性層を形成してもよい。その結果、偏光膜と光学異方性層との間にポリマーフィルムを使用することなく、偏光膜の寸度変化にともなう応力（歪み×断面積×弾性率）が小さい、薄い偏光板が作製される。かかる態様の偏光板を用いると、液晶表示装置の光漏れをより軽減することができ、大型液晶表示装置に組み込まれた場合も、光漏れの軽減に寄与する。また、光学補償シートが、支持体と前記光学異方性層とからなる場合は、支持体の裏面（光学異方性層が設けられていない側の表面）を、偏光膜表面に接着し、該支持体を保護膜として機
能させることもできる。また、光学補償シートがポリマーフィルムである場合は、該ポリマーフィルムを偏光膜の表面に接着すれば、保護膜としても利用することができる。
【００３３】
光学補償シートとして、延伸複屈折ポリマーフィルム及び液晶性分子から形成された光学異方性層等を利用することができる。液晶性分子には多様な配向形態があるため、液晶性分子を利用することにより、補償する液晶セルのモード等に応じて必要とされる光学特性を満たす光学補償層を作製することができる。液晶性化合物はその分子の形状から、棒状タイプと円盤状タイプに分類でき、いずれを使用してもよい。また、それぞれ低分子と高分子タイプに分類されるが、いずれを使用してもよい。
保護層を、光学異方性層の上に設けてもよい。
【００３４】
［支持体］
支持体上に上記液晶性分子から形成された光学異方性層を形成して、光学補償シートとすることもできる。光学補償シートを構成する支持体は、光学異方性層の作製時に用いたものと異なっていてもよい。例えば、液晶性化合物を配向させて配向状態を固定して得られた光学異方性層を、透明支持体に転写して、光学補償シートを製造することもできる。液晶性化合物の配向に使用する支持体と光学補償シートの透明支持体とが異なる場合、液晶性化合物の配向に使用する支持体について、特に制限はない。
【００３５】
光学異方性層の支持体は、ガラス、もしくは透明なポリマーフィルムであることが好ましく、ポリマーフィルムがより好ましい。支持体は、光透過率が８０％以上であることが好ましい。ポリマーフィルムを構成するポリマーの例には、セルロースエステル（例、セルロースのモノ〜トリアシレート体）、ノルボルネン系ポリマーおよびポリメチルメタクリレートが含まれる。市販のポリマー（ノルボルネン系ポリマーでは、アートン及びゼオネックスいずれも商品名））を用いてもよい。又、従来知られているポリカーボネートやポリスルホンのような複屈折の発現しやすいポリマーであっても、ＷＯ００／２６７０５号明細書に記載のように、分子を修飾することで複屈折の発現性を制御すれば、支持体として用いることもできる。
【００３６】
更には、前記光学補償シートに用いるセルロースアセテートフィルムの吸湿膨張係数を３０×１０-5／％ＲＨ以下とすることが好ましい。吸湿膨張係数は、１５×１０-5／％ＲＨ以下とすることが好ましく、１０×１０-5／％ＲＨ以下であることがさらに好ましい。また、吸湿膨張係数は小さい方が好ましいが、通常は、１．０×１０-5／％ＲＨ以上の値である。
吸湿膨張係数は、一定温度下において相対湿度を変化させた時の試料の長さの変化量を示す。この吸湿膨張係数を調節することで、光学補償シートの光学補償機能を維持したまま、額縁状の透過率上昇（歪みによる光漏れ）を防止することができる。
吸湿膨張係数の測定方法について以下に示す。作製したポリマーフィルムから幅５ｍｍ、長さ２０ｍｍの試料を切り出し、片方の端を固定して２５℃、２０％ＲＨ（Ｒ0）の雰囲気下にぶら下げた。他方の端に０．５ｇの重りをぶら下げて、１０分間放置し長さ（Ｌ0）を測定した。次に、温度は２５℃のまま、湿度を８０％ＲＨ（Ｒ1）にして、長さ（Ｌ1）を測定した。吸湿膨張係数は下式により算出した。測定は同一試料につき１０サンプル行い、平均値を採用した。
吸湿膨張係数［／％ＲＨ］＝｛（Ｌ1−Ｌ0）／Ｌ0｝／（Ｒ1−Ｒ0）
【００３７】
ポリマーフィルムの吸湿による寸度変化を小さくするには、疎水基を有する化合物或は微粒子等を添加することが好ましい。疎水基を有する化合物としては、分子中に脂肪族基や芳香族基のような疎水基を有する可塑剤や劣化防止剤の中で該当する素材が特に好ましく用いられる。これらの化合物の添加量は、調整する溶液（ドープ）に対して０．０１〜１０質量％の範囲にあることが好ましい。又、ポリマーフィルム中の自由体積を小さくすればよく、具体的には、後述のソルベントキャスト方法による成膜時の残留溶剤量が少ない方が自由体積が小さくなる。セルロースアセテートフィルムに対する残留溶剤量が、０．０１〜１．００質量％の範囲となる条件で乾燥することが好ましい。
【００３８】
ポリマーフィルムに添加する上記した添加剤或は種々の目的に応じて添加できる添加剤（例えば、紫外線防止剤、剥離剤、帯電防止剤、劣化防止剤（例、酸化防止剤、過酸化物分解剤、ラジカル禁止剤、金属不活性化剤、酸捕獲剤、アミン）、赤外吸収剤を等）は、固体でもよく油状物でもよい。また、フィルムが多層から形成される場合、各層の添加物の種類や添加量が異なってもよい。これらの詳細は、上記の公技番号  ２００１−１７４５号技法の１６頁〜２２頁に詳細に記載されている素材が好ましく用いられる。これらの添加剤の使用量は、各素材の添加量は機能が発現する限りにおいて特に限定されないが、ポリマーフィルム全組成物中、０．００１〜２５質量％の範囲で適宜用いられることが好ましい。
【００３９】
［ポリマーフィルムの表面処理］
ポリマーフィルムは、表面処理を施すことが好ましい。表面処理には、コロナ放電処理、グロー放電処理、火炎処理、酸処理、アルカリ処理および紫外線照射処理が含まれる。これらについては、詳細が前記の公技番号  ２００１−１７４５の３０頁〜３２頁に詳細に記載されている。これらの中でも特に好ましくは、アルカリ鹸化処理でありセルロースアシレートフィルムの表面処理としては極めて有効である。
【００４０】
以下、本発明の偏光板を備えた液晶表示装置について説明する。
［液晶表示装置］
図１は、本発明の液晶表示装置の一実施形態の概略図である。なお、図１中、上が表示面側であり、下が光源又は駆動回路（不図示）が配置される背面側である。
図１において、液晶表示装置は、液晶セル９〜１３と、液晶セルの両側に配置された一対の偏光板１〜５および１６〜２０とを有する。上側偏光板は偏光膜３と、それを挟持する一対の透明保護膜１および５とからなる。また下側偏光板は、偏光膜１８と、それを挟持する一対の透明保護膜１６および２０を有する。液晶セルと一対の偏光板との間には、光学補償能を有する、上側光学異方性層７と下側光学異方性層１４からなる光学補償シートが、液晶セルを中心としてそれぞれ対照的位置に配置されている。上側偏光板の下側保護膜５は、光学異方性層７の支持体を兼ねていて、即ち、上側偏光板は部材１〜７が一体的に積層された構造体として液晶表示装置に組み込まれる。一方、下側偏光板の上側保護膜１６は、下側光学異方性層１４の支持体を兼ねていて、即ち、下側偏光板は部材１４〜２０が一体的に積層された構造体として液晶表示装置に組み込まれている。
そして、上側偏光板の保護膜１の上側の表面に高弾性率部材１００が、保護膜の周辺部の一部、例えば、矩形の場合には角隅、または周辺部に額縁状に表面に密着して設けられている。
【００４１】
なお、本発明では、光学補償シートは、偏光板と一体化されていなくてもよく、かかる場合は、光学異方性層７および１４は、偏光膜の保護膜５および１６とは別のポリマーフィムル等からなる透明支持体によって支持され、独立した部材として液晶表示装置内に組み込まれる。
【００４２】
液晶セル９〜１２は、上側基板９および下側基板１２と、これらに挟持される液晶分子１１から形成される液晶層とからなる。基板９および１２の液晶分子１１に接触する表面（以下、「内面」という場合がある）には、配向膜（図示せず）が形成されていて、配向膜上に施されたラビング処理等により、電圧無印加状態もしくは低印加状態における液晶分子１１の配向が制御されている。また、基板９および１２の内面には、液晶分子１１からなる液晶層に電圧を印加可能な透明電極（図示せず）が形成されている。
【００４３】
本発明に用いられる液晶表示装置の表示モードは特に限定されないが、ＴＮモード、ＯＣＢモード、ＥＣＢモードが好適に用いられる。
【００４４】
偏光膜は温湿度の変化によって応力を発生させ、それによって偏光板が変形する。また、液晶表示装置は光源や駆動回路からの発熱が大きく、その設置される環境は、様々な温度・湿度の状況下になる場合が多い。このような光源等の発熱や設置環境の温度・湿度変化のために、偏光膜に応力が発生し、偏光板の変形が生じる。それによって、偏光板の物理特性の不均一性を生じ、それが原因となって面内光学特性が不均一となる。そのため、黒表示時に輝度ムラや光漏れが発生して画面の均一性が悪化し、このことが表示品質の低下につながっている。つまり、偏光板の変形を軽減させることが重要である。図１の液晶表示装置では、観察方向(上側)の偏光板の表示面側の保護膜１に、保護膜１より弾性率の高い高弾性部材を額縁状、あるいは角隅に設けて密着させることで偏光板の変形を軽減させ、輝度ムラや光漏れを抑制している。
【実施例】
【００４５】
以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、試薬、物質量とその割合、操作等は本発明の趣旨から逸脱しない限り適宜変更することができる。従って、本発明の範囲は以下の具体例に制限されるものではない。
【００４６】
［実施例１］
図１に示す構成の液晶表示装置を作製した。即ち、観察方向（上）から、高弾性率部材１００、上側偏光板１〜５、上側光学異方性層７、液晶セル（上基板９、液晶層１１、下基板１２）、下側光学異方性層１４、下側偏光板１６〜２０を積層し、最下部に冷陰極蛍光灯を用いたバックライト２４、導光板２５を配置した。
ここで、上記高弾性率部材を額縁状に設けたものを液晶表示装置１、角隅にのみ設けたものを液晶表示装置２とした。
【００４７】
以下に、用いた部材それぞれの作製方法を説明する。
＜ＴＮモード液晶セルの作製＞
液晶セルは、セルギャップ（ｄ）４μｍとし、正の誘電率異方層を持つ液晶材料を基板間に滴下注入で封入し、液晶層１１のΔｎｄを４１０ｎｍとした（Δｎは液晶材料の屈折率異方性）。また、液晶セルのツイスト角は上基板７のラビング方向と下基板１４のラビング方向の交差角度、及びカイラル剤の添加により反時計周りに９０°とした。また上下偏光板と貼り合わせる際に、液晶セルの上下基板ラビング方向と、支持体５、１６の遅相軸が平行になるようにした。
【００４８】
＜ＩＴＯ付透明ガラス＞
液晶の配向を制御する電極として、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）と呼ばれるインジウム酸化膜を主体とした金属酸化膜がＣｏｒｎｉｎｇ社製透明ガラス  ７０５９（熱膨張率：４．９×１０-6／Ｋ）に蒸着したものを用いた。
【００４９】
＜セルロースアセテートフィルムの作製＞
下記の組成物をミキシングタンクに投入し、加熱しながら攪拌して、各成分を溶解し、セルロースアセテート溶液を調製した。
＜セルロースアセテート溶液組成＞
酢化度６０．９％のセルロースアセテート（リンター）    ８０質量部
酢化度６０．８％のセルロースアセテート（リンター）    ２０質量部
トリフェニルホスフェート（可塑剤）                  ７．８質量部
ビフェニルジフェニルホスフェート（可塑剤）          ３．９質量部
メチレンクロライド（第１溶媒）                      ３００質量部
メタノール（第２溶媒）                                ５４質量部
１−ブタノール（第３溶媒）                            １１質量部
【００５０】
別のミキシングタンクに、酢化度６０．９％のセルロースアセテート（リンター）４質量部、下記のレターデーション上昇剤１６質量部、シリカ微粒子（粒径２０ｎｍ、モース硬度約７）０．５質量部、メチレンクロライド８７質量部およびメタノール１３質量部を投入し、加熱しながら攪拌して、レターデーション上昇剤溶液を調製した。
セルロースアセテート溶液４６４質量部にレターデーション上昇剤溶液３６質量部を混合し、充分に攪拌してドープを調製した。レターデーション上昇剤の添加量は、セルロースアセテート１００質量部に対して、５．０質量部であった。
【００５１】
【化１】
2008083547.tif 000003
【００５２】
得られたポリマー基材（ＰＫ−１）の幅は１３４０ｍｍであり、厚さは９２μｍであった。エリプソメーター（Ｍ−１５０、日本分光（株）製）を用いて、波長５９０ｎｍにおけるレターデーション値（Ｒｅ）を測定したところ、４３ｎｍであった。また、波長５９０ｎｍにおけるレターデーション値（Ｒｔｈ）を測定したところ、１７５ｎｍであった。
又、作製したポリマー基材（ＰＫ−１）の吸湿膨張係数を測定した結果、１２．０×１０-5／％ＲＨであった。
【００５３】
（下塗り層の作製）
上記セルロースアセテートフィルム支持体に下記組成の塗布液を２８ｍｌ／ｍ2塗布乾燥し、０．１μｍのゼラチン層（塗り層）を塗設した。
―――――――――――――――――――――――――――――――――
下塗り層塗布液組成
―――――――――――――――――――――――――――――――――
ゼラチン                                    ０．５４２質量部
ホルムアルデヒド                            ０．１３６質量部
サリチル酸                                  ０．１６０質量部
アセトン                                      ３９．１質量部
メタノール                                    １５．８質量部
メチレンクロライド                            ４０．６質量部
水                                              １．２質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
【００５４】
このＰＫ−１上に、下記の組成の配向膜塗布液を＃１６のワイヤーバーコーターで２８ｍｌ／ｍ2の塗布量で塗布した。６０℃の温風で６０秒、さらに９０℃の温風で１５０秒乾燥し、膜を形成した。
＜配向膜塗布液組成＞
下記の変性ポリビニルアルコール                        １０質量部
水                                                  ３７１質量部
メタノール                                          １１９質量部
グルタルアルデヒド（架橋剤）                        ０．５質量部
【００５５】
【化２】
2008083547.tif 000004
【００５６】
作製した膜の表面に、ポリマー基材（ＰＫ−１）の遅相軸（波長６３２．８ｎｍで測定）と４５゜の方向にラビング処理を実施し、配向膜とした。
【００５７】
＜光学異方性層の形成＞
配向膜上に、下記のディスコティック液晶性化合物（Ｂ）４６．６５Ｋｇ、エチレンオキサイド変成トリメチロールプロパントリアクリレート（Ｖ＃３６０、大阪有機化学（株）製）４．０６Ｋｇ、セルロースアセテートブチレート（ＣＡＢ５５１−０．２、イーストマンケミカル社製）０．９０Ｋｇ、セルロースアセテートブチレート（ＣＡＢ５３１−１、イーストマンケミカル社製）０．２３Ｋｇ、光重合開始剤（イルガキュアー９０７、チバガイギー社製）１．３５Ｋｇ、増感剤（カヤキュアーＤＥＴＸ、日本化薬（株）製）０．４５Ｋｇを、１０２Ｋｇのメチルエチルケトンに溶解した溶液を塗布液とし、これを、＃３．４のワイヤーバーで塗布した。これを１３０℃の恒温ゾーンで２分間加熱し、ディスコティック液晶性化合物を配向させた。次に、６０℃の雰囲気下で１２０Ｗ／ｃｍの高圧水銀灯を用いて、１分間ＵＶ照射し、ディスコティック液晶性化合物を重合させた。その後、室温まで放冷した。このようにして、光学異方性層を形成し、光学補償シート（ＫＨ−２）を作製した。
【００５８】
【化３】
2008083547.tif 000005
【００５９】
波長５４６ｎｍで測定した光学異方性層のＲｅレターデーション値は４０ｎｍであった。
作製した光学異方性層において、円盤状液晶性化合物は、円盤面と透明保護膜とのなす角度（傾斜角）が、透明保護膜から空気界面に向かって増加し、１１°〜６６°でハイブリッド配向していた。傾斜角はエリプソメーター（Ｍ−１５０、日本分光（株）製）を用いて、観察角度を変えてレターデーションを測定し、屈折率楕円体モデルと仮想し、「Ｄｅｓｉｇｎ  Ｃｏｎｃｅｐｔｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｄｉｓｃｏｔｉｃ  Ｎｅｇａｔｉｖｅ  Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ  Ｆｉｌｍｓ  ＳＩＤ９８  Ｄ
ＩＧＥＳＴ」に記載されている手法で算出した。
偏光板をクロスニコル配置とし、得られた光学補償シート（トリアセチルセルロースからなるポリマーフィルムの支持体と光学異方性層との積層体）のムラを観察したところ、正面、および法線から６０°まで傾けた方向から見ても、ムラは検出されなかった。
【００６０】
＜偏光板の作製＞
延伸したポリビニルアルコールフィルムにヨウ素を吸着させて偏光膜を作製した。ポリビニルアルコール系接着剤を用いて、作製した光学補償シートを支持体面で得られた偏光膜の片側に貼り付けた。また、厚さ８０μｍのセルローストリアセテートフィルム（ＴＤ−８０Ｕ、富士写真フイルム（株）製）にケン化処理を行い、ポリビニルアルコール系接着剤を用いて、偏光膜の反対側表面に貼り付けて上側（表示面側）偏光板を得た。
同様にして、光学補償シート、偏光膜、さらに保護膜としてセルローストリアセテートフィルム積層し、下側（光源側）偏光板を得た。
液晶装置１においては、上側偏光板の偏光膜１の上側の表面の周辺部にその端から１センチのところまで特開２００５−２８３６１９号公報の実施例に記載のフィルム１からなる高弾性部材１００を額縁状にポリビニルアルコール系接着剤を用いて貼り付けた。
液晶装置２においては、上記液晶装置１では額縁状に設けられている高弾性率部材を角隅に、それぞれ角から３ｃｍのところまで設けた。
液晶装置１および２の偏光板の大きさは、３２インチ液晶表示装置に使用するためのものである。
上記液晶表示装置１および２に使用したフィルム１の弾性率は４８００ＭＰａであった。
上記の厚さ８０μｍのセルローストリアセテートフィルム（ＴＤ−８０Ｕ、富士写真フイルム（株）製）からなる保護膜の弾性率は、３１５０ＭＰａであった。
【００６１】
＜バックライト＞
図１に示す様に、線状光源（冷陰極蛍光灯）２４および層導光板２５からなるバックライトを用いた。線状光源２４は導光板２５の長辺の一辺に配置し、照明光が導光板２５中に入射するようにした。導光板２５は、アクリル樹脂からなり、裏面に光反射パターンを具備していた。線状光源２４は直径３ミリメートル以下の細管でかつ高輝度のものを使用した。
【００６２】
上記作製した上側偏光板および下側偏光板を液晶セルを挟持して配置し、下側偏光板の外側に上記バックライトを配置した。
【００６３】
［比較例１］
実施例１において、上側偏光板の保護膜１額縁状に密着して配置した高弾性率部材１００を取り除いた以外は、実施例１と同一の構成の液晶表示装置を作製した。
［性能の比較］
上記の液晶表示装置１、２及び比較例の装置について、６０℃ドライの恒温槽に１００時間保存された後、２５℃６０％ＲＨの環境で１時間保持した後の輝度の面内分布をトプコン社製輝度計ＳＲ-３で多点観測した。
比較例の装置では表示面周辺部の輝度は表示面中央部に比べて約２．５培になり、表示面周辺部の光漏れが大きくなった。
一方、液晶表示装置１では約１．４倍であり、装置２でも２．０倍程度であり、表示面周辺部の光漏れは小さくなり、比較例に比べて改善されている。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の液晶表示装置の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００６５】
１００  高弾性率部材
１    上側偏光板外側保護膜
３    上側偏光板偏光膜 
５    上側偏光板液晶セル側保護膜（支持体）
７    上側光学異方性層
９    液晶セル上側基板
１１    液晶分子（液晶層）
１２    液晶セル下側基板
１４    下側光学異方性層
１６    下側偏光板液晶セル側保護膜（支持体）
１８    下側偏光板偏光膜
２０    下側偏光板外側保護膜
２４    線状光源
２５    導光板
【図１】
2008083547.tif 000006