(57)【要約】【課題】投射型液晶表示装置(プロジェクター)における画面の高輝度化にも対応し得る、耐光性に優れた新しい偏光部材を提供する。【解決手段】二色性染料又はヨウ素を樹脂製偏光子基材に吸着配向した偏光子及び保護フィルターを含む偏光フィルム層、並びに、開孔部を有する金属層が積層してなる偏光部材。中でも、金属層が、金属細線を縞状に略平行に配置した金属格子であり、該金属格子の開孔部の横幅（ｔ、金属細線が配置されている平行線の垂直方向の幅）が３０ｎｍ〜２００ｎｍであり、金属格子の金属細線の横幅（金属細線が配置されている平行線の垂直方向の幅）が０．２ｔ〜０．５ｔである偏光部材が好適である。【選択図】図１９
2008151903.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二色性染料又はヨウ素を樹脂製偏光子基材に吸着配向した偏光子及び保護フィルターを含む偏光フィルム層、並びに、開孔部を有する金属層が積層してなる偏光部材。
【請求項２】
該金属層が、金属細線が交差に織られた金属網、または開孔部を有する金属面である請求項１に記載の偏光部材。
【請求項３】
開孔部を有する金属面の金属部分の幅が１μｍ〜１０ｍｍであり、開孔部の間隔が１０μｍ〜３０ｍｍである請求項２に記載の偏光部材。
【請求項４】
開孔部を有する金属面における金属部分と開孔部との周期（ｐ）が、１０ｎｍ〜５００ｎｍであり、金属部分の幅が０．１ｐ〜０．９ｐである請求項２に記載の偏光部材。
【請求項５】
開孔部を有する金属面が、金属細線が縞状に略平行に配置された金属格子である請求項２〜４のいずれかに記載の偏光部材。
【請求項６】
金属格子の開孔部の横幅（ｔ、金属細線が配置されている平行線の垂直方向の幅）が３０ｎｍ〜２００ｎｍであり、金属格子の金属細線の横幅（金属細線が配置されている平行線の垂直方向の幅）が０．２ｔ〜０．５ｔである請求項５に記載の偏光部材。
【請求項７】
縞状に略平行に配置された金属細線の平行方向（長手方向）が、偏光フィルム層の吸収軸と略一致している請求項５又は６に記載の偏光部材。
【請求項８】
金属網における金属細線の線径１μｍ〜１０ｍｍであり、金属細線が構成する開孔部の間隔が１０μｍ〜１ｍｍである請求項２に記載の偏光部材。
【請求項９】
金属層が集光層を有する請求項１〜８に記載の偏光部材。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかに記載の偏光部材及び透明基板を含む偏光板。
【請求項１１】
請求項１〜９のいずれかに記載の偏光部材の金属層が入射光側に配置されてなる投射型液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フロントプロジェクター、リアプロジェクターなどの投射型液晶表示装置、該装置に好適な偏光板、および該偏光板に好適な偏光部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
大画面化に対応するために、従来のブラウン管型の表示装置に代わり、投射型液晶表示装置が業務用及び家庭用に急速に普及しつつある。
投射型とは、光源からの光をＲＧＢの三原色に分離した後、それぞれの光はそれぞれの光路において、液晶パネル、偏光板などを通過し、最終的に投射レンズにより拡大され、スクリーン上にて結像させて画像を表示する方式である。投射型液晶表示装置は、観察者の方からスクリーンに投射されるフロントプロジェクターが主に業務用として用いられ、観察者に対してスクリーンの裏側から投射されるリアプロジェクターが主に家庭用とて用いられている。
投射型液晶表示装置は近年、画面の高輝度化が進み、それに伴って強力な光を放出する高圧水銀ランプが光源として用いられるようになってきた。このため、光路に配置された偏光板がその強力な光と熱に対して長時間、使用することのできる特性、すなわち、耐光性が要求されるようになり、偏光板の耐光性は投射型液晶表示装置の寿命を決定するほどの重要な要素となってきた。なお、偏光板は、光に偏光特性を与える偏光フィルム及び透明基板とから構成されており、該偏光フィルムは、通常、偏光子及び保護フィルムから構成されている。
最近、新しい偏光板として、偏光フィルムに放熱効果の高い透明基板を接合した偏光板が、該偏光フィルムから発生する熱を該透明基板から放熱させて、該偏光フィルムを低温化させ、偏光板の耐光性を向上させることが報告されており、例えば、透明基板に放熱効果の高いサファイアガラスを用いる偏光板や（特許文献１）、透明基板に放熱効果の高いＹＡＧ基板を用いる偏光板が提案されている（特許文献２）。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２０６５０７号公報（[請求項１]、[００２９]）
【特許文献２】特開２００２−５５２３１号公報（[請求項１]、[０００５]）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、投射型液晶表示装置(プロジェクター)における画面の高輝度化にも対応し得る、耐光性に優れた新しい偏光部材を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、二色性染料又はヨウ素を樹脂製偏光子基材に吸着配向した偏光子及び保護フィルターを含む偏光フィルム層、並びに、開孔部を有する金属層が積層してなる偏光部材、該偏光部材及び透明基板を含む偏光板、並びに、該偏光部材の金属層が入射光側に配置されてなる投射型液晶表示装置である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の偏光部材は、偏光フィルム層で発生する熱を金属層から放熱することから、耐光性が優れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の偏光部材に含まれる偏光フィルムは、二色性染料又はヨウ素を樹脂製偏光子基材に吸着配向した偏光子及び保護膜を含む。偏光子は、ポリビニルアルコール系の樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、エチレン／酢酸ビニル（ＥＶＡ）樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂等の樹脂製偏光子基材に、二色性染料又はヨウ素を吸着配向されたものである。
ここで、ポリビニルアルコール系の樹脂には、ポリ酢酸ビニルの部分又は完全ケン化物であるポリビニルアルコール；ケン化ＥＶＡ樹脂などの酢酸ビニルと他の共重合可能な単量体（例えば、エチレンやプロピレンのようなオレフィン類、クロトン酸やアクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸のような不飽和カルボン酸類、不飽和スルホン酸類、ビニルエーテル類等）との共重合体のケン化物；ポリビニルアルコールをアルデヒド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等が包含される。偏光子基材としては、ポリビニルアルコール系の樹脂のフィルム、特にポリビニルアルコール自体のフィルムが、染料の吸着性及び配向性の観点から好適に用いられる。
【０００８】
樹脂製偏光子基材に吸着配向されるものとしては、耐光性の観点から二色性染料が好ましい。波長依存性の異なる染料を用いることにより、投射型液晶表示装置のブルーチャンネル用、グリーンチャンネル用、レッドチャンネル用に、それぞれの偏光子の作製が可能である。
二色性染料としては、「液晶表示装置用二色性色素の開発」（栢根ら、住友化学、２００２−II、２３〜３０頁）に記載されている化合物が挙げられる。
【０００９】
具体的には、遊離酸の形で式（Ｉ）
2008151903.tif 000003
（式中、Ｍｅは銅原子、ニッケル原子、亜鉛原子および鉄原子から選ばれる金属原子を示す。Ａ１は置換されていてもよいフェニル基または置換されていてもよいナフチル基を示す。Ｂ１は置換されていてもよいナフチル基を示す。Ｒ１およびＲ２はそれぞれ独立に炭素数１〜４のアルキル基、炭素数１〜４のアルコキシル基、カルボキシル基、スルホキシ基、スルホンアミド基、スルホンアルキルアミド基、アミノ基、アシルアミノ基、ハロゲン原子またはニトロ基を示す。）
で示される二色性染料、
【００１０】
遊離酸の形で式（ＩＩ）
2008151903.tif 000004
（式中、Ａ３およびＢ３はそれぞれ独立に置換されていてもよいフェニル基または置換されていてもよいナフチル基を示し、Ｒ３およびＲ４はそれぞれ独立に水素原子、炭素数１〜４のアルキル基、炭素数１〜４のアルコキシル基、カルボキシル基、スルホキシ基、スルホンアミド基、スルホンアルキルアミド基、アミノ基、ハロゲン原子またはニトロ基を示し、ｍは０または１を示す。）
で示される二色性染料、
【００１１】
遊離酸の形で式（III）
Ｑ1−Ｎ＝Ｎ−Ｑ2−Ｘ−Ｑ3−Ｎ＝Ｎ−Ｑ4        （III）
〔式中、Ｑ１およびＱ４はそれぞれ独立に置換されていてもよいフェニル基または置換されていてもよいナフチル基を示し、Ｘは化学式（III−１）
2008151903.tif 000005
または化学式（III−２）
2008151903.tif 000006
で示される２価の残基を示す。Ｑ２およびＱ３はそれぞれ独立に置換されていてもよいフェニレン基をしめす。〕
で示される二色性染料、
【００１２】
式（IV）
2008151903.tif 000007
〔式中、Ｍｅは銅原子、ニッケル原子、亜鉛原子および鉄原子から選ばれる金属原子を示し、Ｑ５およびＱ６はそれぞれ独立に置換基を有していてもよいナフチル基を示し、Ｍｅと結合している酸素原子と−Ｎ＝Ｎ−で示されるアゾ基とは、ベンゼン環上の炭素が互いに隣接位置にある炭素に結合している。Ｙは化学式（IV−１）
2008151903.tif 000008
または、化学式（IV−２）
2008151903.tif 000009
で示される２価の残基を示す。Ｒ５およびＲ６はそれぞれ独立に水素原子、炭素数１〜４のアルキル基、炭素数１〜４のアルコキシル基またはスルホキシ基を示す。〕
で示される二色性染料、並びに
【００１３】
シ−・アイ・ダイレクト・イエロ−１２、シ−・アイ・ダイレクト・レッド３１、シ−・アイ・ダイレクト・レッド２８、シ−・アイ・ダイレクト・イエロ−４４、シ−・アイ・ダイレクト・イエロ−２８、シ−・アイ・ダイレクト・オレンジ１０７、シ−・アイ・ダイレクト・レッド７９、シ−・アイ・ダイレクト・レッド２、シ−・アイ・ダイレクト・レッド８１、シ−・アイ・ダイレクト・オレンジ２６、シ−・アイ・ダイレクト・オレンジ３９、シ−・アイ・ダイレクト・レッド２４７およびシ−・アイ・ダイレクト・イエロ−１４２からなる群で示されるカラー・インデックス・ジェネリック・ネーム(Color Index Generic Name)で表わされる二色性染料などが例示される。
【００１４】
二色性染料は、遊離酸の形で用いられてもよいし、アンモニウム塩、エタノールアミン塩、アルキルアミン塩などのアミン塩の形で用いられてもよいが、通常、リチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩などのアルカリ金属塩の形で用いられる。
かかる二色性染料はそれぞれ単独または２種以上を組み合わせて用いられる。
【００１５】
偏光子の製造方法としては以下の方法を例示することができる。まず、二色性染料を０.０００１〜１０重量％程度の濃度となるように水に溶解して染浴を調製する。必要により染色助剤を用いてもよく、例えば、芒硝を染浴中で０．１〜１０重量％用いる方法が好適である。
このようにして調製した染浴に偏光子基材を浸漬し染色を行う。染色温度は、好ましくは４０〜８０℃である。染料の配向は、染色の前の偏光フィルム基材または染色された偏光子基材を延伸することによって行われる。延伸する方法としては、例えば、湿式法または乾式法等で延伸する方法等が挙げられる。
偏光子の光線透過率、偏光度及び耐光性を向上させる目的で、ホウ酸処理等の後処理が施してもよい。ホウ酸処理は、用いる偏光子基材の種類や用いる染料の種類によって異なるが、通常、１〜１５重量％、好ましくは５〜１０重量％範囲の濃度に調製されたホウ酸水溶液を用いて、３０〜８０℃、好ましくは５０〜８０℃の温度範囲で偏光フィルム基材を浸漬させる。更に必要に応じて、カチオン系高分子化合物を含む水溶液でフィックス処理を併せて行ってもよい。
【００１６】
偏光フィルムは、通常、偏光子の片面、または両面に保護フィルムを貼合してなるものである。このことにより、偏光フィルムの機械的強度が向上し、枚葉で加工する場合のハンドリング性が向上することから好ましい。
偏光子で発生した熱が透明基板または金属層に伝導されやすいため、耐光性向上の観点からは偏光子の片面のみに保護フィルムが貼合された形態が好ましい。
【００１７】
保護フィルムとしては、トリアセチルセルロースフィルム等のアセチルセルロース系フィルム（ＴＡＣフィルム）、ポリエステル樹脂フィルム、オレフィン樹脂フィルム（例えば、登録商標ゼオノアとして日本ゼオンから、登録商標アートンとしてＪＳＲ社から市販されている）、ポリカーボネート樹脂フィルム、ポリエーテルエーテルケトン樹脂フィルム、ポリスルホン樹脂フィルム等が挙げられる。中でも好ましくは、トリアセチルセルロースを主成分とするフィルム、オレフィン樹脂フィルムであり、とりわけ好ましくはトリアセチルセルロースを主成分とするフィルムである。
保護フィルムの厚さとしては、通常、１０〜９０μｍ、とりわけ好ましくは、１０〜４５μｍである。９０μｍ以下であると偏光フィルムの厚さを薄くできることから好ましく、また、１０μｍ以上であると、偏光フィルムの強度が確保できるため好ましい。
【００１８】
本発明の金属層は、開孔部を有し、開孔部から光が透過し得る。
金属層の金属部分は、連続しており、開孔部で囲まれた金属部分は存在しない。このことにより、金属層の金属部分の熱は速やかに金属層の面内全体に伝わり、低温の光照射領域外へ放熱することができる。
開孔率は、通常、５％〜９５％、好ましくは、１０〜９０％である。開孔率が上記範囲内であると、光の透過量を向上させることができることから好ましい。ここで、開孔率とは、金属層の両面の開孔部の面積の合計を、金属層の両面の合計で除した値を表す。
【００１９】
金属層の材質としては、例えば、鉄、ニッケル、クロム、チタン、アルミニウム、白金、金、銀、パラジウム、コバルト、銅、タンタル、ルテニウム、タングステン、亜鉛、錫などが挙げられる。また、クロム等と鉄との合金であるステンレス等、前記金属の複数種からなる合金であってもよいし、金属層の表面に、該金属とは異なる種類の金属でメッキされていてもよい。
中でも、熱伝導率、可視光における光吸収といった物性の観点からアルミニウム及び銀が好適である。
【００２０】
金属層としては、例えば、図１及び図２のように金属細線（斜線部）が交差するように織られた金属網、図１〜５のような開孔部を有する金属面などが挙げられる。
以下、金属網について説明する。
金属網における金属細線の線径は、通常、１μｍ〜１０ｍｍ、好ましくは、１０μｍ〜１ｍｍ程度であり、金属細線が構成する開孔部の間隔は、通常、１０μｍ〜１ｍｍである。線径が上記範囲内であると、光の透過量が向上する傾向があることから好ましい。
【００２１】
金属網の構造としては、例えば、アーチ型クリンプ、フラットトップクリンプ、セミインタークリンプ、織網型クリンプ（織としては、例えば、平織、綾織、半織綾織、長方形織、スパイラル織、平畳織、綾畳織、綾筵織、複式撚線織、逆平畳織、逆綾畳織、複式綾畳織、簾織、複式綾筵織などが挙げられる）、ロッククリンプなどのクリンプ金網等が挙げられる。
【００２２】
また、エキスパンドメタル（メタルラス）のような金属網も使用できる。エキスパンドメタルの網目の形状は、亀甲型や菱形などが使用可能である。
中でも金属網の種類としては、網の平坦性が高く、半導体微粒子の塗布がし易いエキスパンドメタルが好ましい。
菱形網目のエキスパンドメタルは図６に例示したように、メッシュの短目方向中心間距離（SW）及びメッシュの長目方向中心間距離（LW）が、通常、１０μｍ〜３０ｍｍ程度、好ましくは、１００μｍ〜１０ｍｍ程度である。SW、LWが上記範囲内であると、光電変換効率が向上する傾向があることから好ましい。
板厚（T）としては、通常、１μｍ〜１０ｍｍ程度、好ましくは、１０μｍ〜１ｍｍ程度である。板厚（T）が上記範囲内であると、光電変換効率が向上する傾向があることから好ましい。
【００２３】
金属網の金属細線は、表面処理がなされていてもよい。表面処理の方法としては、例えば、四塩化チタンなどの金属ハロゲン化物あるいはチタンアルコキシドなどの金属アルコキシド溶液に金属網を浸漬させ、必要に応じて加熱処理等を実施し、酸化チタンなどの金属酸化物薄膜を表面に形成させる方法が挙げられる。
【００２４】
次に、開孔部を有する金属面について説明する。
本発明の金属面とは、金属の連続面を意味し、透明基板などに蒸着された金属膜、金属板、金属箔などを含む。
開孔部を有する金属面の製造方法としては、例えば、研削加工、プレス加工、電鋳加工、レーザー加工などにより金属板に穿孔する方法、半導体加工技術を用いる方法などが挙げられる。
【００２５】
半導体加工技術を用いる方法としては、例えば、まず、金属面に上に非開孔部（金属部分）の形状を有するレジストを形成させ、次いで、エッチングして開孔部を形成したのち、レジストを除去する方法、例えば、フォトリソグラフィ法、ナノインプリント法などが挙げられる。
金属面上に非開孔部（金属部分）の形状を有するレジストを形成させる方法としては、例えば、フォトレジスト内にホログラフィ干渉リソグラフィを使用する方法、電子ビームリソグラフィを使用する方法、紫外線リソグラフィを使用する方法、Ｘ線リソグラフィを使用する方法、これらの方法の組合せなどが挙げられる。
開孔部を形成する方法としては、例えば、反応性ガスエッチング、イオンビームエッチングなどのドライエッチングを使用する方法、あるいはフォトエッチングを使用する方法などが挙げられる。
【００２６】
フォトエッチングを使用する方法とは、上記に例示されたように、非開孔部が描かれたレジストを有する金属面に金属腐食液を接触させる方法である。この際、金属腐食液と金属との接触時間が長いほどエッチングが広く進行し、接触時間が短い、表面から遠ざかった位置ほどエッチングが狭くなり、金属面の断面は側壁が傾斜した構造になる。
エッチングをさらに進め、金属面の断面が図７に示すように、金属面への入射光側の表面（図７の上方）に平坦な領域がなくなるようにすると、傾斜面で直進光が傾斜した側壁で反射され、開孔部に集光され、透過光量を増加させることができる。
また、図８および図９のようにエッチングを両面から進行させることにより、金属面の断面中心として対称性を有する側壁の開孔部であると、金属面への入射光が平行光であると、金属面からの出射光は平行光となる。
側壁の傾斜角は、金属層平面に対する垂線と為す角度（図９の両矢印で示される角度）が、0°よりも多く、45°未満の範囲であることが好ましい。側壁が上記の範囲にあるとき、開孔部に集光される光量が増加する傾向があることから好ましい。
【００２７】
側壁が傾斜した構造の金属面の製造方法としては、電鋳加工によっても得ることができる。具体的には、側壁が傾斜した構造を持つ型を機械加工等により調製し、次いで、該型表面に電気化学的に金属を析出させる方法である。
【００２８】
ナノインプリント法としては、例えば、予め、非開孔部の形状をロール表面に形成しておき、そのロールを樹脂等、透明な転写材料表面に押し当てて凹凸形状を転写させた後、その凹部に金属を埋め込み、機械的に凹部にある金属以外を削り落とす方法（ダマシンプロセス）、例えば、同様にして得られた凹凸形状のの凹部に金属を埋め込み、電気化学的に金属表面を酸化させ、金属を透明な金属酸化物とする方法、例えば、同様にして得られた凹凸形状の凸部の表面のみに金属を堆積させる方法などが挙げられる。
【００２９】
開孔部を有する金属面は、研削加工、プレス加工などで製造した場合、金属面の金属部分の幅は、通常、１μｍ〜１０ｍｍであり、開孔部の間隔が１０μｍ〜３０ｍｍである。  半導体加工技術により製造した場合、金属面における金属部分と開孔部との周期（ｐ）は、通常、１０ｎｍ〜５００ｎｍ、好ましくは、３０ｎｍ〜２００ｎｍであり、金属部分の幅は、通常、０．１ｐ〜０．９ｐ、好ましくは、０．２ｐ〜０．５ｐである。
ここで周期とは、図１、図３、図４及び図５の→で示される長さのように、金属部分と開孔部の繰り返しの最小単位の長さを意味する。
上記周期であると、透過光量が増大し、かつ、所望の偏光しか透過しないことから好ましい。
【００３０】
開孔部を有する金属面としては、中でも、図３の金属細線が縞状に略平行に配置された金属格子が好ましい。以下、金属細線が縞状に略平行に配置された金属格子について説明する。
金属細線が縞状に略平行に配置された金属格子の製造方法としては、例えば、金属細線を縞状に略平行に配置する方法、例えば、研削加工、プレス加工、電鋳加工、レーザー加工などにより金属面に穿孔して開孔部を縞状に略平行に配置する方法、例えば、前記のように半導体加工技術を用いて金属面に開孔部を縞状に略平行に配置する方法、ナノインプリント法などが挙げられる。
【００３１】
また、金属格子の断面は、前記したように、側壁が傾斜した構造であってもよい。側壁を傾斜させた構造は、前項で説明した製造方法の他に、断面が図７〜９のような略三角柱の金属細線を縞状に略平行に配置する方法なども例示される。
【００３２】
金属細線が縞状に略平行に配置された金属格子としては、金属細線（金属部分）と開孔部との周期（ｐ）が、１０ｎｍ〜５００ｎｍ、好ましくは、３０ｎｍ〜２００ｎｍであり、金属部分の幅が、０．１ｐ〜０．９ｐ、好ましくは、０．２ｐ〜０．７ｐであることが好ましい。
中でも、開孔部の横幅（ｔ、金属細線が配置されている平行線の垂直方向［横手方向］の幅）が３０ｎｍ〜２００ｎｍであり、金属細線の横幅（金属細線が配置されている平行線の垂直方向［横手方向］の幅）が０．２ｔ〜０．５ｔであると、人間が視認できる最も長い波長（約７８０ｎｍ）まで、高い偏光分離能を有することから好ましい。
本発明に用いられる偏光フィルム層、中でも、青色の光を吸収する二色性染料を含有する偏光フィルム層は、少なくとも４１０ｎｍ〜５５０ｎｍにおいて高い偏光分離能を示す一方、５５０ｎｍ〜６１０ｎｍにおいては、例えば、９９〜５０％程度へと波長が長くなるほど偏光分離能が低下するが、開孔部の横幅（ｔ）が１０ｎｍ〜２００ｎｍであり、金属細線の横幅が０．２ｔ〜０．５ｔである金属細線が縞状に略平行に配置された金属格子は、例えば、９０〜９９％程度へと波長が長くなるほど偏光分離能が向上し、結果として、本発明の偏光部材は人間が視認できる波長のいずれにおいても、二色性染料を含有する偏光フィルム層のみの偏光部材よりも高い偏光分離能を実現する傾向があることから好ましい。
【００３３】
ここで、偏光分離能とは（１）式により定義される割合（％）である。
2008151903.tif 000010
式（１）において、Ｔp 及びＴc はそれぞれ、（２）式、（３）式によって定義される。
Ｔｐ(λ)＝[ｋp(λ)× ｋp(λ)＋ｋc(λ)×ｋc(λ)]／２       （２）
Ｔc(λ)＝ｋp(λ)×ｋc(λ)                                 （３）
ここで、ｋp(λ )は透過する偏光面を有する直線偏光を入射した際の透過率を表し、ｋc(λ)は透過しない偏光面を有する直線偏光を入射した際の透過率を表す。
【００３４】
金属細線が縞状に略平行に配置された金属格子の金属層を含む偏光部材は、金属細線の長手方向（金属細線が配置されている平行方向）が、偏光フィルム層の吸収軸と略一致していると、偏光フィルム層において吸収される光の多くが金属層で反射され、かつ、偏光フィルム層に含まれる二色性染料からの発熱も金属層から速やかに放熱されることから、偏光フィルム層での発熱が抑制され、結果として本発明の偏光の耐光性が向上する傾向があることから好ましい。
【００３５】
金属層は、偏光フィルム層と、圧力によって貼合してもよいし、層間にアクリル樹脂系接着剤、ウレタン樹脂系接着剤、シアノアクリレート系接着剤、オルガノポリシロキサンを主成分とするシリコーン系接着剤等の接着剤を介して積層させてもよい。かかる接着剤層の厚みは薄いほど高い放熱性能を得ることができ、通常、30μm以下であり、好ましくは10μm以下である。
半導体加工技術を用いる方法を用いる場合、金属膜を透明基板上に接着あるいは蒸着により貼合し、開孔部の形状が描かれたレジストパターンを転写して、金属層及び透明基板を積層することが好ましい。
【００３６】
金属層の開孔部は、透明な誘電体材料で充填されていてもよく、誘電体材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリカーボネート、ポリメチルメタアクリレート、環状ポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルスルホン等の熱可塑性樹脂、アデカ社製ＫＲ６９５Ａ、ＫＳ８２０Ｃ、ＫＳ８２０Ｇ、ＦＸＶ−５５０等の紫外線硬化樹脂、セメダイン社製ＥＰ５８２等の熱硬化性樹脂などが挙げられる。
開孔部が透明な誘電体材料で充填されることにより、偏光フィルム層と平面で接着する傾向があることから好ましい。
【００３７】
金属層の金属表面は、表面処理されていてもよい。表面処理の方法としては、例えば、四塩化チタンなどの金属ハロゲン化物あるいはチタンアルコキシドなどの金属アルコキシド溶液に金属網を浸漬させ、必要に応じて加熱処理等を実施し、酸化チタンなどの金属酸化物薄膜を表面に形成させる方法が挙げられる。
また、金属層の金属表面を焼成、酸化剤による化学処理、電気化学的方法等により酸化させて、金属酸化物薄膜を表面に形成させる方法が挙げられる。
ＳｉＯｘ、Ａｌ２Ｏ３等の透明金属酸化物をスパッタリング等で金属層の金属表面をコートしてもよい。
【００３８】
金属層の表面には、透明基板と同様の反射防止層を有していてもよい。また、金属層開孔部の側壁には、光の干渉により反射を増加させる反射増加膜が付加されていてもよく、図１２のように、開孔部の金属層表面に具備される反射増加膜などが例示される。
本発明の金属層には、金属層によって反射あるいは散乱された光を透過させるために集光層が積層されていてもよい。集光層としては、図１０のように、金属層表面に具備されるマイクロレンズなどが挙げられる。
【００３９】
本発明の偏光部材は、偏光フィルム層（１１）及び開孔部を有する金属層（１２）が積層してなるものである。偏光部材は、通常、偏光フィルム層及び金属層は、直接、積層した積層部を有しており、偏光フィルム層で生じる熱を放熱することができる。
ここで、「直接、積層する」とは、偏光フィルム層及び金属層が何も介することなく貼合しているか、偏光フィルム層及び金属層が接着剤層を介して貼合しており、後述する透明基板や他のフィルムなどが偏光フィルム層と金属層との間に存在しないことを意味する。
本発明の偏光部材を図示すると、図１０〜図１２及び図１９などが挙げられる。尚、各図において、各層の間には、接着剤層、反射防止処理層については省略されている。
図１９は、本発明の最も基本的な偏光部材であり、偏光フィルム層（１１）および金属層（１２）が順次、積層した偏光部材である。
図１０では、集光層（１４）、金属層（１２）、偏光フィルム層（１１）および金属層（１２）、集光層（１４）が順次、積層した偏光部材である。
図１１は、側壁が傾斜した構造の金属面（１２ａ）を有する金属層（１２）、偏光フィルム層（１１）及び側壁が傾斜した構造の金属面（１２ａ）を有する金属層（１２）が順次、積層した偏光部材である。
図１２は、図１１の側壁が傾斜した構造の金属面（１２ａ）の表面に反射増加膜（１５）を具備する偏光部材である。
【００４０】
本発明の偏光板は、本発明の偏光部材及び透明基板を含むものであり、透明基板を有することで、機械的強度を向上させる傾向があることから好ましい。
透明基板の材質としては、無機透明材料であり、具体的には、珪酸塩ガラス、ホウ珪酸塩ガラス、チタン珪酸塩ガラス、溶融石英（石英ガラス）、水晶、サファイア、ＹＡＧ結晶、蛍石などが例示できる。珪酸塩ガラスは、光学材料用の白板ガラス、あるいは青板ガラスの名称で市販されている。
偏光板に耐光性を向上させるためには、透明基板の少なくとも１方の透明基板の材質が、水晶又はサファイアであることが好ましく、とりわけ、サファイアが好ましい。また、他方の透明基板の材質が、水晶又はサファイアであってもよいが、価格の観点から、珪酸塩ガラス又はホウ珪酸塩ガラスであることが好ましい。
【００４１】
透明基板の厚さとしては、工業化する場合の歩留まりや適用するプロジェクター光学系とのサイズ的なマッチングの観点から、０．０５ｍｍ〜３ｍｍが好ましく、更に好ましくは０．０８〜２ｍｍである。０．０５ｍｍ以上の厚さであると加工時にガラスの破損が抑制され、安定的に製造できる傾向があることから好ましく、また、３ｍｍ以下であると得られる偏光板を小型化、軽量化できる傾向があることから好ましい。
【００４２】
透明基板の空気と接する面には使用する光の波長に応じた反射防止処理が施されていることが望ましい。反射防止処理としては、例えば、スパッタ法や真空蒸着法による誘電体多層膜によるもの、コーティングによる低屈折率層の付与などが挙げられる。
【００４３】
偏光フィルム層と透明基板との接着あるいは金属層と透明基板との接着は、通常、粘着剤、紫外線硬化型接着剤などを用いて接着される。紫外線硬化型接着剤は、乾燥が不要で且つ、硬化速度が速いことから好適に用いられる。
【００４４】
本発明の偏光板は、偏光部材及び透明基板を含むものである。本発明の偏光板を図示すると、図１３〜図１６などが挙げられる。尚、図１３〜図１６において、各層の間には、接着剤層、反射防止処理層については省略されている。
図１３では、上から透明基板（１３）、偏光フィルム層（１１）及び金属層（１２）が積層している偏光板であり、図１４は図１３の金属層（１２）の下に、さらに透明基板（１３）が積層している偏光板である。
図１５には、偏光フィルム層（１１）の両面に金属層（１２）が、積層されてなり、それぞれの金属層にはさらに透明基板（１３）が積層されてなる偏光板が示されている。
偏光フィルム（１１）が複数ある場合には、図１６の構成の偏光板などが例示される。
【００４５】
本発明の投射型液晶表示装置（プロジェクター）は、偏光部材の金属層が入射光側に配置されてなるものである。この構成とすることにより、偏光フィルム層において吸収される光の多くが金属層で反射され、かつ、偏光フィルム層に含まれる二色性染料からの発熱も金属層から速やかに放熱されることから、偏光フィルム層での発熱が抑制され、結果として本発明の偏光の耐光性が向上する。
その詳細を図１７に示すリアプロジェクターの光学系を例に説明する。本発明の偏光板は図１７の１４２，１４３として例示されている。
高圧水銀ランプ１１１を光源とする光線束は、まずは第１のレンズアレイ１１２、第２のレンズアレイ１１３、偏光変換素子１１４、重畳レンズ１１５により反光線束断面での輝度の均一化と偏光化が行われる。
具体的には光源１１１から出射された光線束は、微小なレンズ１１２ａがマトリクス状に配置された第１のレンズアレイ１１２によって多数の微小な光線束に分割される。第２のレンズアレイ１１３及び重畳レンズ１１５は、分割された光線束のそれぞれが、照明対象である３つのＬＣＤパネル１４０Ｒ，１４０Ｇ，１４０Ｂの全体を照射するように備えられており、このため、各ＬＣＤパネル入射側表面は全体がほぼ均一な照度となる。
【００４６】
偏光変換素子１１４は、通常、偏光ビームスプリッタアレイにより構成され、第２のレンズアレイ１１３と重畳レンズ１１５との間に配置される。これにより光源からのランダム偏光をあらかじめ特定の偏光方向を有する偏光光に変換し、後述する入射側偏光板での光量損失を低減して、画面の輝度を向上させる役割を果たしている。
輝度の均一化と偏光化された光は反射ミラー１２２を経由してＲＧＢの３原色に分離するためのダイクロイックミラー１２１，１２３，１３２により順次、レッドチャンネル、グリーンチャンネル、ブルーチャンネルに分離され、それぞれＬＣＤパネル１４０Ｒ，１４０Ｇ，１４０Ｂに入射する。
【００４７】
ＬＣＤパネル１４０Ｒ，１４０Ｇ，１４０Ｂについて、その入射側及び出射側にそれぞれ本発明の偏光板（入射側）１４２及び偏光板（出射側）１４３が配置されている。
ＲＧＢそれぞれの光路に液晶パネルを挟んで、入射側と出射側に配置される２枚の偏光板について説明する。各光路に配置される偏光板（入射側）１４２及び偏光板（出射側）１４３は、その吸収軸を直行とした構成で配置され、各光路に配置される各ＬＣＤパネル１４０Ｒ，１４０Ｇ，１４０Ｂで画像信号により各画素ごとに制御された偏光状態を光量に変換する機能を果たしている。
本発明の偏光板は、ブルーチャンネル、グリーンチャンネル、レッドチャンネルの全ての光路で共通した構成であり、どの光路においても耐久性の優れた偏光板として有効であるが、中でもブルーチャンネル、グリーンチャンネルでは特に有効である。
ＬＣＤパネル１４０Ｒ，１４０Ｇ，１４０Ｂの画像データに応じて、画素毎に異なる透過率で入射光を透過させることによって作成された光学像は、クロスダイクロイックプリズム１５０により合成され、投写レンズ１７０によって、スクリーン１８０に拡大投写される。
【実施例】
【００４８】
以下に実施例を示すが、本発明は実施例に限られたものではない。
（実施例１）
ポリビニルアルコールフィルム(クラレ社製ＶＦ−ＰＸ、以下、ＰＶＡという)を一軸延伸し、青色を吸収する染料で染色し、乾燥させて、厚さ２８μｍ、４４０ｎｍにおける偏光度が９９．９％、透過率が４４．０％であるプロジェクターブルーチャンネル用の偏光子を得た。この偏光子の両面にカルボキシル基変性ポリビニルアルコール樹脂（製品名：KL318）に水溶性ポリアミドエポキシ樹脂（製品名：スミレーズレジン650）を有効成分とする接着剤で保護フィルムとして８０μｍの厚みを有するアセチルセルロース系フィルム（コニカ社製ＫＣ８ＵＹ、以下、８ＵＹＴＡＣという）を貼合し、偏光フィルムを作製した。
金属層は、厚さ0.1mmのアルミニウム板に、フォトエッチングによって図１に示すように0.32mm×0.32mmの略正方形上の開孔部を、周期（ｐ）0.4mm、金属部分の横幅が0.08ｍｍで配列させたものを用いる。
得られた偏光フィルムの一方の面に、粘着剤を介して０．５ｍｍのサファイアガラス（京セラ社製）を貼合する。
もう一方の８ＵＹＴＡＣの面には、接着剤で上記金属層を貼合する。なお、用いたサファイアガラスおよび青板ガラスの両方の空気と接する面には真空蒸着による誘電体５層から成る反射防止処理を施した。
このように得られる偏光板を図１８に記載の耐光性評価装置のブルーチャンネル用の光路に投入し、劣化による光漏れが発生するまでの時間を調べると、長時間、光洩れが生じない。
この時用いた耐光性評価装置はフィリップス社製の１３０Ｗの高圧水銀ランプを光源とし、偏光ビームスプリッタアレイやレンチキュラーレンズなど、リアプロジェクションＴＶの光学系と同様の光学系を有し偏光板への照射光量としては、１ｃｍ２当たり３．０Ｗである。
ここで光漏れとは、耐光性評価装置に投入後に起きる偏光板の劣化現象であり、吸収軸方向の透過率が上昇する現象である。評価対象の偏光板と正常な偏光板とをクロスニコルに配置した場合、本来透過率が低いはずのものが、そうではなく光が漏れて透過してくるためこのように表現している。
【００４９】
（実施例２）
透明基板上に金属細線が縞状に略平行に配置された金属格子の金属層を調製する。金属層の金属細線は、アルミニウムであり、開孔部の横幅（ｔ）＝150nm、アルミニウム線幅が0.25×ｔ＝３７．５ｎｍ、金属層厚150nmであり、かかる金属細線が図３のように縞状に略平行に配置されている。
該金属層が与える偏光分離能の計算結果と、実施例１に記載された偏光フィルムが与える偏光分離能の実測値とを表１に示した。
表からも明らかなように、該積層部と偏光フィルムを図１４のように積層して得られる本発明の偏光板は４１０ｎｍ〜６１０ｎｍの間で、高い偏光分離能を与える。
尚、該偏光板は初期評価および長期評価で高い耐光性を示す。
【００５０】
【表１】
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【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明の偏光板は、光源からの強力な光照射においても光学特性を維持することができ、フロントプロジェクター、リアプロジェクターなどの投射型液晶表示装置の偏光板に適用した場合、装置の長寿命化に大きく貢献できるため実用性に優れる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明で用いられる開孔部を有する金属層の１例（金属網、開孔部を有する金属面）
【図２】本発明で用いられる開孔部を有する金属層の１例（金属網、開孔部を有する金属格子）
【図３】本発明で用いられる開孔部を有する金属層の１例（金属網、開孔部を有する金属格子）
【図４】本発明で用いられる開孔部を有する金属層の１例（金属網、開孔部を有する金属格子）
【図５】本発明で用いられる開孔部を有する金属層の１例（開孔部を有する金属格子）
【図６】本発明で用いられる開孔部を有する金属層の１例（金属網）
【図７】金属層の断面図の一例（側壁が傾斜した構造）
【図８】金属層の断面図の一例（側壁が傾斜した構造）
【図９】金属層の断面図の一例（側壁が傾斜した構造）
【図１０】本偏光部材の断面図の一例
【図１１】本偏光部材の断面図の一例
【図１２】本偏光部材の断面図の一例
【図１３】本偏光板の断面図の一例
【図１４】本偏光板の断面図の一例
【図１５】本偏光板の断面図の一例
【図１６】本偏光板の断面図の一例
【図１７】投射型液晶表示装置の一態様
【図１８】耐光性評価装置
【図１９】本偏光部材の断面図の一例
【符号の説明】
【００５３】
（１１）  ：偏光フィルム
（１２）  ：金属層
（１２ａ）：金属層の金属部分
（１２ｂ）：金属層の開孔部
（１３）  ：透明基板
（１４）  ：集光層
（１５）  ：反射増加膜
（２０）  ：高圧水銀ランプ
（２１）  ：ＵＶ／ＩＲカットフィルター
（２２）  ：フライアイレンズ
（２３）  ：偏光ビームスプリッタアレイ
（２４）  ：ダイクロイックミラー
（２５）  ：レンズ
（２６）  ：サンプルホルダ−
（２７）  ：白色光
（２８）  ：赤色、緑色光
（２９）  ：青色光
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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