(57)【要約】      （修正有）【課題】ディスプレイ等の用途に容易に適用でき、表示像の偏光を十分に解消することが可能な偏光解消材料を提供すること。【解決手段】透明なマトリクス材料３が繊維２を含有してなる偏光解消材料１００。上記繊維は、平均繊維径０．１〜１００μｍの繊維であることが好ましい。上記範囲の平均繊維径を有する繊維を用いることにより、マトリクス材料中での繊維の分散性をより高めることができるとともに、膜形成した場合の表面の平坦性や透明性を良好なものとすることができるため、偏光を十分に解消することができ、且つ、十分な表示品質を得ることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明なマトリクス材料が繊維を含有してなる、偏光解消材料。
【請求項２】
前記繊維が平均繊維径０．１〜１００μｍの繊維である、請求項１記載の偏光解消材料。
【請求項３】
前記繊維がセルロース繊維である、請求項１又は２記載の偏光解消材料。
【請求項４】
前記繊維が化学修飾された繊維である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の偏光解消材料。
【請求項５】
前記繊維がカルボキシメチル化処理された繊維である、請求項４記載の偏光解消材料。
【請求項６】
膜厚５０μｍ換算において、波長５５０ｎｍの光線透過率が９０％以上である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の偏光解消材料。
【請求項７】
透明な基材と、該基材上に形成された請求項１〜６のいずれか一項に記載の偏光解消材料からなる偏光解消層と、を備える偏光解消素子。
【請求項８】
液晶層と、
該液晶層よりも表示像観察者側に配置された偏光板と、
該偏光板よりも表示像観察者側に配置された請求項１〜６のいずれか一項に記載の偏光解消材料からなる偏光解消層と、
を備える液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、偏光解消材料及びそれを用いた偏光解消素子、並びに、液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶パネルは、２枚のガラスの隙間に液晶が充填され、ガラスの外側には位相差層や偏光層を積層した偏光板が配置された構造を有している。そのため、原理上、液晶パネルの表示像は偏光されている。また、偏光板の性能を向上することで直線偏光が強くなり、液晶表示装置の表示品質は、目覚しく改善された経緯がある。このため、昨今の液晶表示装置は、表示像の直線偏光の度合いが特に強い。しかしながら、偏光を解消する発想は、表示装置の原理から、否定されていた。いくつかの生物においては、偏光を認知する種もあるとされるが、通常の使用において、人は偏光を感知しても認知しないとされているため、液晶表示装置は偏光を解消しなくても違和感なく使用されている。
【０００３】
しかし、直線偏光の度合いが強い表示像を長時間鑑賞した場合、鑑賞者には自ずとストレスがたまると考えられる。また、サングラスを介して直線偏光した表示像を観察した場合、サングラスに偏光の機能があると、視認性が著しく低下することとなる。例えば、車両運転時はサングラスを使用する頻度が高いため、特に偏光のある像による運転情報の表示等は好ましくない。
【０００４】
偏光を解消するための従来技術としては、例えば、水晶を使った偏光解消板というものがある（特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開平９−２６９４１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に記載の偏光解消板は、材料や製造コストが高価であり、厚みが大きいため、実験用光学素子程度に用途が制限され、ディスプレイ用途等には不向きである。
【０００７】
本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑み、ディスプレイ等の用途に容易に適用でき、表示像の偏光を十分に解消することが可能な偏光解消材料及びそれを用いた偏光解消素子、並びに、液晶表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、透明なマトリクス材料が繊維を含有してなる、偏光解消材料を提供する。
【０００９】
かかる偏光解消材料によれば、マトリクス材料中に繊維が含有されていることにより、表示像の偏光を十分に解消することができる。また、繊維を用いることにより、上記特許文献１に記載されたような水晶を用いる場合よりも、材料コストや製造コストを抑えることができ、ディスプレイ等の用途に容易に適用することができる。
【００１０】
また、本発明の偏光解消材料において、上記繊維は、平均繊維径０．１〜１００μｍの繊維であることが好ましい。上記範囲の平均繊維径を有する繊維を用いることにより、マトリクス材料中での繊維の分散性をより高めることができるとともに、膜形成した場合の表面の平坦性や透明性を良好なものとすることができるため、偏光を十分に解消することができ、且つ、十分な表示品質を得ることができる。
【００１１】
また、本発明の偏光解消材料において、上記繊維は、セルロース繊維であることが好ましい。セルロース繊維は、豊富な天然素材でありながら優れた複屈折性を有しており、これをマトリクス材料中に含有させて偏光解消材料とすることにより、安価に優れた偏光解消機能を得ることができる。
【００１２】
更に、本発明の偏光解消材料において、上記繊維は、化学修飾された繊維であることが好ましい。繊維を化学修飾することにより、マトリクス材料中での繊維の分散性を向上させることができ、均質で偏光解消機能に優れた偏光解消材料を得ることができる。また、化学修飾により、繊維の吸水性の低下や耐熱性の向上を図ることもできる。
【００１３】
ここで、上記の化学修飾された繊維は、カルボキシメチル化処理された繊維であることが好ましい。カルボキシメチル化処理された繊維は、マトリクス材料中で特に優れた分散性を得ることができ、より均質で偏光解消機能に特に優れた偏光解消材料を得ることができる。
【００１４】
また、本発明の偏光解消材料は、膜厚５０μｍ換算において、波長５５０ｎｍの光線透過率が９０％以上であることが好ましい。これにより、偏光解消材料は、偏光を十分に解消することができるとともに、十分な表示品質を得ることができる。
【００１５】
本発明はまた、透明な基材と、該基材上に形成された上記本発明の偏光解消材料からなる偏光解消層と、を備える偏光解消素子を提供する。かかる偏光解消素子によれば、上述した本発明の偏光解消材料の層を備えることにより、表示像の偏光を十分に解消することができる。
【００１６】
本発明は更に、液晶層と、該液晶層よりも表示像観察者側に配置された偏光板と、該偏光板よりも表示像観察者側に配置された上記本発明の偏光解消材料からなる偏光解消層と、を備える液晶表示装置を提供する。かかる液晶表示装置によれば、上述した本発明の偏光解消材料の層を表示側偏光板よりも外の表示側（表示像観察者側）に備えることにより、表示像の偏光を十分に解消することができる。そのため、本発明の液晶表示装置は、人の目へのストレスを低減することができ、また、偏光の機能があるサングラスを介して表示像を観察した場合における視認性の低下を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ディスプレイ等の用途に容易に適用でき、表示像の偏光を十分に解消することが可能な偏光解消材料及びそれを用いた偏光解消素子、並びに、液晶表示装置を提供することができる。そして、本発明の液晶表示装置は、表示像の偏光が十分に解消されているため、人の目へのストレスを低減することができ、また、偏光の機能があるサングラスを介して表示像を観察した場合における視認性の低下を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、場合により図面を参照しつつ本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面中、同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。また、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。
【００１９】
本発明の偏光解消材料は、透明なマトリクス材料が繊維を含有してなるものである。ここで、本発明でいう「透明」とは、可視光（波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ）に対して透明であることを意味する。
【００２０】
偏光解消材料を構成する繊維としては特に制限されず、例えば、セルロース繊維のほか、人造繊維でもよい。これらの中でも、偏光解消機能をより十分に得る観点から、複屈折性を有する繊維が好ましく、セルロース繊維が特に好ましい。従来、セルロース繊維は、強化プラスチック用途等、主として材料の補強に用いられているが、セルロール繊維は複屈折性を有しており、価格や後述するマトリクス材料との屈折率差の点からも好ましく、優れた偏光解消機能を得ることができる。
【００２１】
なお、繊維とマトリクス材料との屈折率差は、フレネル反射等による光の損失を最小限にするために、小さいほうが好ましい。この点で、酸化チタンは、屈折率がマトリクス材料に比べ大きくなりやすく、光の損失が大きくなる傾向がある。一方、セルロール繊維はマトリクス材料との屈折率差が小さく、光の損失を小さくすることができる。
【００２２】
上記セルロース繊維は、動物由来のものでも植物由来のものでもよい。動物由来では、ホヤ類、原生生物界では、各種藻類、卵菌類、粘菌類などが挙げられる。また、植物由来では、植物細胞壁の基本骨格等を構成するセルロースのミクロフィブリル又はこれの構成繊維が代表的であり、通常、繊維径４ｎｍ程度の単位繊維の集合体である。通常、これら動物由来又は植物由来のセルロース繊維は、物理処理を施して使用する。
【００２３】
上記物理処理としては、叩解、粉砕等の処理、高温高圧水蒸気処理、リン酸塩等を用いた処理等が挙げられ、こうした処理等を施したセルロース繊維を用いることができる。ここで、上記叩解・粉砕等の処理は、リグニン等を除去した植物細胞壁、海草、ホヤの被嚢等に、直接、力を加え、叩解や粉砕を行って繊維をバラバラにし、セルロース繊維を得る処理法である。より具体的には、パルプ等を高圧ホモジナイザーで処理して平均繊維径０．１〜１０μｍ程度にミクロフィブリル化したミクロフィブリル化セルロース繊維（以下、「ＭＦＣ」と略記する）を０．１〜３質量％程度の水懸濁液とし、更にグラインダー等で繰り返し磨砕ないし融砕処理して平均繊維径１０〜１００ｎｍ程度のナノオーダーのＭＦＣ（以下、「Ｎａｎｏ  ＭＦＣ」と略記する）を得ることができる。
【００２４】
上記磨砕ないし融砕処理は、例えば、栗田機械製作所社製のグラインダー「ピュアファインミル」（商品名）等を用いて行うことができる。このグラインダーは、上下２枚のグラインダーの間隙を原料が通過するときに発生する衝撃、遠心力、剪断力により、原料を超微粒子に粉砕する石臼式粉砕機であり、剪断、磨砕、微粒化、分散、乳化、フィブリル化を同時に行うことができるものである。また、磨砕ないし融砕処理は、増幸産業（株）製の超微粒磨砕機「スーパーマスコロイダー」（商品名）を用いて行うこともできる。スーパーマスコロイダーは、単なる粉砕の域を越えた、融けるように感じるほどの超微粒化を可能にした磨砕機である。スーパーマスコロイダーは、間隔を自由に調整できる上下２枚の無気孔砥石によって構成された石臼形式の超微粒磨砕機であり、上部砥石は固定で、下部砥石が高速回転する。ホッパーに投入された原料は遠心力によって上下砥石の間隙に送り込まれ、そこで生じる強大な圧縮、剪断、転がり摩擦力などにより、原料は次第にすり潰され、超微粒化される。
【００２５】
また、上記高温高圧水蒸気処理は、リグニン等を除去した植物細胞壁、海草、ホヤの被嚢等を高温高圧水蒸気に曝すことによって繊維をバラバラにし、セルロース繊維を得る処理法である。
【００２６】
また、リン酸塩等を用いた処理とは、海草やホヤの被嚢、植物細胞壁等の表面をリン酸エステル化することにより、セルロース繊維間の結合力を弱め、次いで、リファイナー処理を行うことにより、繊維をバラバラにし、セルロース繊維を得る処理法である。例えば、リグニン等を除去した植物細胞壁、海草、ホヤの被嚢等を５０質量％の尿素と３２質量％のリン酸を含む溶液に浸漬し、６０℃で溶液をセルロース繊維間に十分に染み込ませた後、１８０℃で加熱してリン酸化を進める。これを水洗した後、３質量％の塩酸水溶液中、６０℃で２時間、加水分解処理をして、再度水洗を行う。その後、３質量％の炭酸ナトリウム水溶液中において、室温で２０分間程処理することで、リン酸化を完了させる。そして、この処理物をリファイナーで解繊することにより、セルロース繊維が得られる。
【００２７】
本発明において用いる繊維は、平均繊維径が０．１〜１００μｍの繊維であることが好ましい。この繊維は、単繊維が、引き揃えられることなく且つ相互間にマトリクス材料が入り込むように十分に離隔して存在するものより成ってもよい。この場合、平均繊維径は単繊維の平均径となる。また、本発明に係る繊維は、複数（多数であってもよい）本の単繊維が束状に集合して１本の糸条を構成しているものであってもよく、この場合、平均繊維径は１本の糸条の径の平均値として定義される。例えば、バクテリアセルロースは、後者の糸条よりなるものである。
【００２８】
本発明において、繊維の平均繊維径が０．１μｍ未満であると、製造工程が増えそれに伴いコストが増えるため望ましくない。一方、繊維の平均繊維径が１００μｍを超えると、マトリクス材料に混ぜた時に分散性が悪くため、透明性が低下し、表面の平坦性も悪くなる傾向がある。また、本発明で用いるマトリクス材料に混ぜた時の光学的な均質性を得る観点から、繊維の繊維径の分布幅は狭い方がよく、１μｍ〜１０μｍであることがより好ましい。
【００２９】
なお、繊維の長さについては特に限定されないが、平均繊維長が１００μｍ以下であることが好ましい。平均繊維長が１００μｍを超えると、繊維同士が絡まり易くなり、マトリクス材料中で十分な分散性を維持できなくなる傾向がある。
【００３０】
また、本発明において用いる繊維は、化学修飾及び／又は物理修飾されて機能性が高められたものであることも好ましい。ここで、化学修飾としては、アセチル化、シアノエチル化、アセタール化、エーテル化、イソシアネート化、カルボキシメチル化等によって官能基を付加させること、シリケートやチタネート等の無機物を化学反応やゾルゲル法等によって複合化や被覆化させること、アルカリ処理によりセルロース繊維等の繊維に含まれる水酸基をアルカリ金属塩に置き換えること等が挙げられる。このうち、アセチル化の方法としては、例えば、セルロース繊維を無水酢酸中に浸漬して加熱する方法が挙げられる。アセチル化した繊維を用いることにより、偏光解消材料の光線透過率を低下させることなく、吸水性の低下、耐熱性の向上を図ることができる。
【００３１】
また、物理修飾としては、金属やセラミック原料を、真空蒸着、イオンプレーティング、スパッタリング等の物理蒸着法（ＰＶＤ法）、化学蒸着法（ＣＶＤ法）、無電解メッキや電解メッキ等のメッキ法等によって表面被覆させることが挙げられる。
【００３２】
なお、本発明において用いる繊維は、化学修飾された繊維であることが好ましく、化学修飾の中でもカルボキシメチル化処理された繊維であることがより好ましく、カルボキシメチル化処理されたセルロース繊維であることが特に好ましい。かかる繊維を用いることにより、マトリクス材料中に繊維をランダムに高分散させることができ、特に優れた偏光解消機能を得ることができる。
【００３３】
以上説明した繊維は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００３４】
本発明で用いるマトリクス材料は、本発明の偏光解消材料の母材となる材料である。マトリクス材料は透明な材料であれば特に制限はなく、有機高分子、無機高分子、有機高分子と無機高分子とのハイブリッド高分子等を用いることができる。これらのマトリクス材料は、１種を単独で又は２種以上を混合して用いることができる。また、マトリクス材料の透明性の目安として、膜厚５０μｍ換算において波長５５０ｎｍの光線透過率が９０％以上となるものであることが好ましい。
【００３５】
以下、本発明に好適なマトリクス材料について例示するが、本発明で用いるマトリクス材料は何ら以下のものに限定されるものではない。
【００３６】
マトリクス材料として用いられる無機高分子としては、例えば、ガラス、シリケート材料、チタネート材料などのセラミックス等が挙げられ、これらは例えばアルコラートの脱水縮合反応により形成することができる。
【００３７】
マトリクス材料として用いられる有機高分子としては、天然高分子や合成高分子が挙げられる。天然高分子としては、例えば、セロハン、トリアセチルセルロース等の再生セルロース系高分子が挙げられる。合成高分子としては、例えば、ビニル系樹脂、重縮合系樹脂、重付加系樹脂、付加縮合系樹脂、開環重合系樹脂等が挙げられる。
【００３８】
上記ビニル系樹脂としては、ポリオレフィン、塩化ビニル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、フッ素樹脂、（メタ）アクリル系樹脂等の汎用樹脂や、ビニル重合によって得られるエンジニアリングプラスチック、スーパーエンジニアリングプラスチック等が挙げられる。これらは、各樹脂内において、構成される各単量体の単独重合体や共重合体であってもよい。上記ポリオレフィンとしては、エチレン、プロピレン、スチレン、ブタジエン、ブテン、イソプレン、クロロプレン、イソブチレン、イソプレン等の単独重合体又は共重合体、あるいはノルボルネン骨格を有する環状ポリオレフィン等が挙げられる。上記塩化ビニル系樹脂としては、塩化ビニル、塩化ビニリデン等の単独重合体又は共重合体が挙げられる。
【００３９】
上記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、ポリ酢酸ビニルの加水分解体であるポリビニルアルコール、酢酸ビニルにホルムアルデヒドやｎ−ブチルアルデヒドを反応させたポリビニルアセタール、ポリビニルアルコールやブチルアルデヒド等を反応させたポリビニルブチラール等が挙げられる。上記フッ素樹脂としては、テトラクロロエチレン、ヘキフロロプロピレン、クロロトリフロロエチレン、フッ化ビリニデン、フッ化ビニル、ペルフルオロアルキルビニルエーテル等の単独重合体又は共重合体が挙げられる。
【００４０】
上記（メタ）アクリル系樹脂としては、（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリロニトリル、（メタ）アクリル酸エステル、（メタ）アクリルアミド類等の単独重合体又は共重合体が挙げられる。なお、本明細書において、「（メタ）アクリル」とは、「アクリル及び／又はメタクリル」を意味する。ここで、（メタ）アクリル酸としては、アクリル酸又はメタクリル酸が挙げられる。また、（メタ）アクリロニトリルとしては、アクリロニトリル又はメタクリロニトリルが挙げられる。（メタ）アクリル酸エステルとしては、（メタ）アクリル酸アルキルエステル、シクロアルキル基を有する（メタ）アクリル酸系単量体、（メタ）アクリル酸アルコキシアルキルエステル等が挙げられる。（メタ）アクリル酸アルキルエステルとしては、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸シクロヘキシル、（メタ）アクリル酸ベンジル、（メタ）アクリル酸ラウリル、（メタ）アクリル酸ステアリル、（メタ）アクリル酸ヒドロキシエチル等が挙げられる。シクロアルキル基を有する（メタ）アクリル酸系単量体としては、（メタ）アクリル酸シクロヘキシル、イソボルニル（メタ）アクリレート等が挙げられる。（メタ）アクリル酸アルコキシアルキルエステルとしては、（メタ）アクリル酸２−メトキシエチル、（メタ）アクリル酸２−エトキシエチル、（メタ）アクリル酸２−ブトキシエチル等が挙げられる。（メタ）アクリルアミド類としては、（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−エチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−イソプロピル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ｔ−オクチル（メタ）アクリルアミド等のＮ置換（メタ）アクリルアミド等が挙げられる。
【００４１】
上記重縮合系樹脂としては、アミド系樹脂やポリカーボネート等が挙げられる。上記アミド系樹脂としては、６，６−ナイロン、６−ナイロン、１１−ナイロン、１２−ナイロン、４，６−ナイロン、６，１０−ナイロン、６，１２−ナイロン等の脂肪族アミド系樹脂や、フェニレンジアミン等の芳香族ジアミンと塩化テレフタロイルや塩化イソフタロイル等の芳香族ジカルボン酸又はその誘導体とからなる芳香族ポリアミド等が挙げられる。
【００４２】
上記ポリカーボネートとは、ビスフェノールＡやその誘導体であるビスフェノール類と、ホスゲン又はフェニルジカーボネートとの反応物をいう。上記重付加系樹脂としては、エステル系樹脂、Ｕポリマー、液晶ポリマー、ポリエーテルケトン類、ポリエーテルエーテルケトン、不飽和ポリエステル、アルキド樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルスルホン等が挙げられる。
【００４３】
上記エステル系樹脂としては、芳香族ポリエステル、脂肪族ポリエステル、不飽和ポリエステル等が挙げられる。上記芳香族ポリエステルとしては、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール等のジオール類とテレフタル酸等の芳香族ジカルボン酸との共重合体が挙げられる。上記脂肪族ポリエステルとしては、ジオール類とコハク酸、吉草酸等の脂肪族ジカルボン酸との共重合体や、グリコール酸や乳酸等のヒドロキシカルボン酸の単独重合体又は共重合体、ジオール類、上記脂肪族ジカルボン酸及び上記ヒドロキシカルボン酸の共重合体等が挙げられる。上記不飽和ポリエステルとしては、後述するジオール類、無水マレイン酸等の不飽和ジカルボン酸、及び必要に応じてスチレン等のビニル単量体との共重合体が挙げられる。
【００４４】
上記Ｕポリマーとしては、ビスフェノールＡやその誘導体であるビスフェノール類、テレフタル酸及びイソフタル酸等からなる共重合体が挙げられる。上記液晶ポリマーとしては、ｐ−ヒドロキシ安息香酸と、テレフタル酸、ｐ，ｐ’−ジオキシジフェノール、ｐ−ヒドロキシ−６−ナフトエ酸、ポリテレフタル酸エチレン等との共重合体が挙げられる。上記ポリエーテルケトンとしては、４，４’−ジフルオロベンゾフェノンや４，４’−ジヒドロベンゾフェノン等の単独重合体や共重合体が挙げられる。上記ポリエーテルエーテルケトンとしては、４，４’−ジフルオロベンゾフェノンとハイドロキノン等との共重合体が挙げられる。
【００４５】
上記アルキド樹脂としては、ステアリン酸、パルチミン酸等の高級脂肪酸と無水フタル酸等の二塩基酸、及びグリセリン等のポリオール等とからなる共重合体が挙げられる。上記ポリスルホンとしては、４，４’−ジクロロジフェニルスルホンやビスフェノールＡ等の共重合体が挙げられる。上記ポリフェニルレンスルフィドとしては、ｐ−ジクロロベンゼンや硫化ナトリウム等の共重合体が挙げられる。上記ポリエーテルスルホンとしては、４−クロロ−４’−ヒドロキシジフェニルスルホンの重合体が挙げられる。
【００４６】
上記ポリイミド系樹脂としては、無水ポリメリト酸や４，４’−ジアミノジフェニルエーテル等の共重合体であるピロメリト酸型ポリイミド、無水塩化トリメリト酸やｐ−フェニレンジアミン等の芳香族ジアミンと後述するジイソシアネート化合物等とからなる共重合体であるトリメリト酸型ポリイミド、ビフェニルテトラカルボン酸、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル、ｐ−フェニレンジアミン等からなるビフェニル型ポリイミド、ベンゾフェノンテトラカルボン酸や４，４’−ジアミノジフェニルエーテル等からなるベンゾフェノン型ポリイミド、ビスマレイイミドや４，４’−ジアミノジフェニルメタン等からなるビスマレイイミド型ポリイミド等が挙げられる。
【００４７】
上記重付加系樹脂としては、ウレタン樹脂等が挙げられる。上記ウレタン樹脂は、ジイソシアネート類とジオール類との共重合体である。上記ジイソシアネート類としては、ジシクロへキシルメタンジイソシアネート、１，６−ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、１，３−シクロヘキシレンジイソシアネート、１，４−シクロヘキシレンジイソシアネート、２，４−トリレンジイソシアネート、２，６−トリレンジイソシアネート、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、２，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、２，２’−ジフェニルメタンジイソシアネート等が挙げられる。また、上記ジオール類としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，３−プロパンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコール、トリメチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、シクロヘキサンジメタノール等の比較的低分子量のジオールや、ポリエステルジオール、ポリエーテルジオール、ポリカーボネートジオール等が挙げられる。
【００４８】
上記付加縮合系樹脂としては、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂等が挙げられる。上記フェノール樹脂としては、フェノール、クレゾール、レゾルシノール、フェニルフェノール、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ等の単独重合体又は共重合体が挙げられる。上記尿素樹脂やメラミン樹脂は、ホルムアルデヒドや尿素、メラミン等の共重合体である。
【００４９】
上記開環重合系樹脂としては、ポリアルキレンオキシド、ポリアセタール、エポキシ樹脂等が挙げられる。上記ポリアルキレンオキシドとしては、エチレンオキシド、プロピレンオキシド等の単独重合体又は共重合体が挙げられる。上記ポリアセタールとしては、トリオキサン、ホルムアルデヒド、エチレンオキシド等の共重合体が挙げられる。上記エポキシ樹脂とは、エチレングリコール等の多価アルコールとエピクロロヒドリンとからなる脂肪族系エポキシ樹脂、ビスフェノールＡとエピクロロヒドリンとからなる脂肪族系エポキシ樹脂等が挙げられる。
【００５０】
本発明において、好ましい透明なマトリクス樹脂としては、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ノボラック樹脂、ユリア樹脂、グアナミン樹脂、アルキド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、シリコーン樹脂、フラン樹脂、ケトン樹脂、キシレン樹脂、熱硬化型ポリイミド、スチリルピリジン系樹脂、トリアジン系樹脂等の熱硬化樹脂が挙げられ、これらの中でも特に透明性の高いアクリル樹脂、メタクリル樹脂が好ましい。これらの透明なマトリクス材料は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
【００５１】
本発明の偏光解消材料は、上述したマトリクス材料中に少なくとも上述した繊維が含有されてなるものであるが、マトリクス材料中には、透明性や偏光解消機能が損なわれない範囲であれば、繊維以外の他の材料が含有されていてもよい。このような他の材料としては、例えば、複屈折性を有する材料や、塗布性を向上させるための表面調整剤、熱光硬化性を付与させるための材料等が挙げられる。
【００５２】
偏光解消材料においては、繊維がマトリクス材料中で配向していると、偏光を崩す効果が十分に得られにくくなるため、繊維の配向が乱れている方が好ましい。すなわち、繊維は、マトリクス材料中に無配向状態でランダムに分散されていることが好ましい。
【００５３】
偏光を崩す現象は一般に偏光解消と呼ばれ、偏光解消を発揮する部材は偏光解消素子あるいは偏光解消板等と称される。また、偏光解消の能力はコントラストと称する値で数値化される。このコントラストの測定方法は以下の通りである。すなわち、軸を直行に配置した２つの偏光板の間にコントラストを得たい材料（偏光解消材料）を配置し、そのときの光線の透過光量Ａを測定する。一方、軸を平行に配置した２つの偏光板の間にコントラストを得たい材料（偏光解消材料）を配置し、そのときの光線の透過光量Ｂを測定する。そして、コントラストは、透過光量Ｂ／透過光量Ａ（偏光板平行配置時の透過光量／偏光板直交配置時の透過光量）で求められる。このコントラストが１に近いほど、偏光解消の能力が高いことを意味する。
【００５４】
本発明の偏光解消材料のコントラストは、膜厚を制御することにより、通常２００以下にすることができる。コントラストが２００を超えると、液晶表示装置の表示上の制約を解消する機能が低くなり、実用に向かない。コントラストは、１〜２０であることが好ましく、１〜１０であることがより好ましく、１〜５であることが更に好ましく、１〜２であることが特に好ましく、１であることが最も好ましい。本発明の偏光解消材料によれば、当該偏光解消材料を用いない状態でのコントラスト（偏光板平行配置時の透過光量／偏光板直交配置時の透過光量）が１００００となる１対の偏光板の間に配置した場合に、コントラストを２００以下、更には上述した好ましい範囲に低減することができ、十分に偏光を解消することが可能である。
【００５５】
本発明の偏光解消材料は、上記マトリクス材料中に少なくとも上記繊維が含有されているものであれば、その形態は特に制限されない。例えば、偏光解消材料は、マトリクス材料と繊維とを含む液状の組成物であってもよく、当該液状の組成物を所定の基材上に塗布し乾燥させてなる層状の材料であってもよい。更に、偏光解消材料は、所定の基材上に繊維を含む分散液を塗布して繊維を堆積させ、その上にマトリクス材料を含む液を塗布することでマトリクス材料中に繊維を含有させた層状の材料であってもよい。
【００５６】
次に、本発明の偏光解消素子について説明する。図１は、本発明の偏光解消素子の好適な一実施形態を示す模式断面図である。図１に示すように、偏光解消素子１００は、透明な基材１と、該基材１上に形成された、繊維２がマトリクス材料３中に含有されてなる偏光解消層４と、を備えるものである。この偏光解消層４は、上記本発明の偏光解消材料からなる層である。
【００５７】
ここで、透明な基材１としては特に制限されず、無機ガラス基板、プラスチック基板、プラスチックフィルム等を用いることができる。この基材１は、可視光領域（波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ）における透明度が高いことが好ましく、膜厚５０μｍ換算において波長５５０ｎｍの可視光線の透過率が９０％以上となるものであることが好ましい。更に、基材１は、１５０℃程度の加熱工程に耐えるものであることが好ましい。
【００５８】
次に、本発明の液晶表示装置について説明する。図２は、本発明の液晶表示装置の好適な一実施形態を示す模式断面図である。図２に示すように、液晶表示装置２００は、対向させて配設された一対の基板部材１０，２０を有している。基板部材１０は、ガラス基板１１、位相差層１２、偏光板１３及び偏光解消素子（消偏膜）１４からなり、これらがこの順序で積層されている。また、基板部材２０は、ガラス基板２１、位相差層２２及び偏光板２３からなり、これらがこの順序で積層されている。また、基板部材２０における偏光板２３の外側には、バックライト２４が配置されている。更に、基板部材１０のガラス基板１１側には、透明電極１５及び配向膜１６が積層され、基板部材２０のガラス基板２１側には、カラーフィルタ２７、透明電極２５及び配向膜２６が積層されている。そして、液晶層３０は、配向層１６，２６を介して、基板部材１０，２０によって挟持されている。また、液晶層３０の周縁部であって基板部材１０，２０の間にはシール材３１が設けられており、これにより基板部材１０，２０が結合されている。
【００５９】
かかる液晶表示装置２００においては、液晶層３０よりも表示像観察者側に偏光板１３が配置されており、その偏光板１３よりも表示像観察者側に偏光解消素子１４が形成されている。そして、この偏光解消素子１４は、上述した本発明の偏光解消素子で構成されており、これにより表示像の偏光が十分に解消されることとなる。そのため、かかる液晶表示装置２００は、人の目へのストレスを低減することができ、また、偏光の機能があるサングラスを介して表示像を観察した場合における視認性の低下を抑制することができる。
【００６０】
液晶表示装置２００において、電極１５，２５としては、スズドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）等の透明電極を用いることができる。また、ガラス基板１１，２１、位相差層１２，２２、偏光板１３，２３、カラーフィルタ２７及びバックライト２４としては、それぞれ公知のものを用いることができる。また、配向層１６，２６についても、公知の液晶配向剤を用いて形成することができる。更に、液晶層３０は、配向層１６，２６を介して基板部材１０，２０間に封入された液晶物質からなる層であり、液晶物質としては公知の材料を用いることができる。
【００６１】
なお、本発明の液晶表示装置は、図２に示した構造に限定されるものではない。例えば、図２に示す基板部材１０，２０はそれぞれ、上述した各層が積層された構造を有しているが、必ずしもこれら全てが積層されている必要はない。また、基板部材１０，２０には、必要に応じて、さらに絶縁層、ブラックマトリックスの層、緩衝材層、ＴＦＴ等が設けられていてもよい。
【００６２】
また、図２に示した液晶表示装置２００においては、上述した基材１と偏光解消層４とを備える偏光解消素子１４を用いているが、この偏光解消素子１４に代えて、基材１を有しない偏光解消層４のみを用いてもよい。この場合、偏光解消層４が偏光板１３上に直接形成された構成となる。
【００６３】
図２に示すように、偏光を崩す材料である偏光解消素子１４（又は、偏光解消層４）の配置位置は、液晶表示装置２００の表示側の偏光板１３より外の像観察者側にあればよい。より詳しく示すなら、表示側偏光板１３の偏光層よりも像観察者側にあれば機能する。したがって、既存の液晶表示装置の前面（像観察者側の最表面）に偏光を崩す材料としての偏光解消素子１４を置いたり貼り付けたりすることで、偏光解消機能を得ることができる。
【００６４】
一方、逆に液晶表示装置２００の偏光板１３より内側（像観察者側とは反対側）に偏光解消素子１４を配置すると、位相差層や液晶層や偏光板で設計されている光学的なスイッチ機能が損なわれ、表示装置としての機能が失われる。
【００６５】
また、フレネル反射等による光の損失を最小限にするためには、偏光解消素子１４とそれを貼り付ける液晶表示装置との間に屈折率の大きく異なる媒質が存在しないほうが好ましく、さらに、液晶表示装置の偏光板１３と偏光解消素子１４とが接している場合は、両者の屈折率差を小さくした方がより好ましい。偏光解消素子１４を偏光板１３などに接着する場合、接着に用いる粘接着剤は、屈折率を偏光板１３に近似させるか、偏光解消素子１４に近似させることが好ましい。
【００６６】
偏光解消素子１４のさらに像観察者側には、公知の反射防止層や低反射層、防眩層、防汚層等を備えてもよい。また、必要に応じて、表面の耐スクラッチ性を向上させる層を積層してもよい。また、偏光解消素子１４のさらに像観察者側、又は、偏光解消素子１４と偏光板１３との間には、タッチパネルが設けられていてもよい。なお、これらの層も、偏光解消素子１４との間のフレネル反射等による光の損失を抑えるため、上述のように屈折率を調整することが好ましい。
【実施例】
【００６７】
以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００６８】
＜バインダポリマー溶液（ａ−１）の作製＞
撹拌機、還流冷却機、不活性ガス導入口及び温度計を備えたフラスコに、表１に示す材料（１）を仕込み、窒素ガス雰囲気下で８０℃に昇温し、反応温度を８０℃±２℃に保ちながら、表１に示す材料（２）を４時間かけて均一に滴下した。材料（２）の滴下終了後、８０℃±２℃で６時間撹拌を続けた後、表１に示す材料（３）を添加した。材料（３）を添加した後、反応系を１００℃に昇温し、０．５時間かけて表１に示す材料（４）を滴下した。材料（４）の滴下終了後、１００℃で２０時間撹拌を続けた。その後、室温に冷却し、重量平均分子量が約３０，０００のバインダポリマー溶液（ａ−１）（固形分濃度３６．０質量％、エチレン性不飽和基濃度６．８×１０−４モル／ｇ）を得た。
【００６９】
【表１】
2008310310.tif 000003
【００７０】
＜マトリクス樹脂組成物の作製＞
下記表２に示す材料を混合し、１時間攪拌した。得られた溶液を、０．５μｍのポア径を持つろ過フィルタでろ過し、マトリクス樹脂組成物を得た。
【００７１】
【表２】
2008310310.tif 000004
【００７２】
＜セルロース繊維の化学処理例１＞
セルロース繊維（ダイセル化学工業株式会社製、商品名：セリッシュＫＹ１００Ｇ）２０ｇを、２００ｍｌのマイヤーフラスコに入れ、純水８０ｇを加えてよくかき混ぜて分散させた。このマイヤーフラスコを氷浴中で冷やしながら、硫酸１１０ｇ（１．１２ｍｏｌ）をパスツールピペットで少しずつ加えた。続いて、このマイヤーフラスコを６０℃のオイルバスにつけ、マグネチックスターラーで攪拌しながら３０分間加熱した。その後、マイヤーフラスコをオイルバスから取り出し、氷浴につけて冷却した。次に、別途用意した水酸化ナトリウム水溶液２００ｍｌ（水酸化ナトリウム含有量：９０ｇ（２．２４ｍｏｌ））をパスツールピペットでゆっくり滴下して、反応液のｐＨが６になるまで加えた。滴下終了後、反応液を遠心分離器にかけ（６０００ｒｐｍ、１０分間）、固形分と水分（硫酸ナトリウム水溶液）とを分離した。取り出した固形分に、新たに純水４０ｇを加えてよく振り混ぜ、再度遠心分離（６０００ｒｐｍ、１０分間）を行い、固形分を取り出した。この操作を４回繰り返して、化学処理されたセルロース繊維の水分散物（固形分濃度：３質量％）を得た。これを繊維分散液（１）とする。
【００７３】
＜セルロース繊維の化学処理例２＞
３００ｍｌのマイヤーフラスコにクロロ酢酸３４ｇを入れ、１００ｇの純水を加えて水溶液とした。この水溶液に、別途用意した水酸化ナトリウム水溶液５０ｍｌ（水酸化ナトリウム含有量：２８．８ｇ（０．７２ｍｏｌ））を加えてカルボキシメチルセルロース用試薬（ＣＭＣ試薬）とした。得られたＣＭＣ試薬に、セルロース繊維（ダイセル化学工業株式会社製、商品名：セリッシュＦＤ−２００Ｌ）２０ｇ加えてよく分散させ、マイヤーフラスコを６０℃のオイルバスにつけて、マグネチックスターラーで攪拌しながら２時間加熱した。その後、マイヤーフラスコをオイルバスから取り出し、１時間放冷した。続いて、反応液を遠心分離器にかけ（６０００ｒｐｍ、１０分間）、固形分と未反応のＣＭＣ試薬とを分離した。取り出した固形分に、新たに純水４０ｇを加えてよく振り混ぜ、再度遠心分離（６０００ｒｐｍ、１０分間）を行い、固形分を取り出した。この操作を４回繰り返して、カルボキシメチル化処理されたセルロース繊維の水分散物（固形分濃度：３質量％）を得た。これを繊維分散液（２）とする。
【００７４】
（実施例１）
繊維分散液（１）を、コーニング社製の＃１７３７無アルカリガラス基板上にアプリケータを用いて塗布し、９０℃のホットプレート上で３分間乾燥した。ガラス基板上に形成された繊維の厚みは約１０μｍであった。さらにこの上に、マトリクス樹脂組成物を、アプリケータを用いて塗布し、９０℃のホットプレート上で３分間乾燥した。次いで、その上から５０μｍ厚のトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルムを手動ロールで押当てながら貼り付け、超高圧水銀灯のＩ線を５００ｍＪ／ｃｍ２の露光量で照射した。その後、ＴＡＣフィルムを剥がした。これにより、マトリクス材料中に繊維がランダムに分散した偏光解消材料の層（偏光解消層、厚み：１７μｍ）がガラス基板上に形成されてなる偏光解消素子を得た。なお、偏光解消素子の外観は無色透明であった。
【００７５】
得られた偏光解消素子について、波長５５０ｎｍでの偏光解消層の透過スペクトルを測定したところ、膜厚５０μｍ換算において光線透過率が９０％以上であった。また、偏光解消層の表面の十点平均表面粗さ（Ｒａ）は、０．１μｍ以下であった。また、偏光解消層のコントラスト値（偏光板平行配置時の透過光量／偏光板直交配置時の透過光量）は、偏光解消層を配置しない状態でのコントラストが１００００となる１対の偏光板を用いた場合において、２００であった。
【００７６】
更に、液晶表示装置の最表面に上記偏光解消素子を貼合し、偏光機能を有するサングラスを装着して液晶表示装置に表示した像を観察した結果、首を上下左右に動かしたり傾げたりしても、違和感無くどの向きにおいても表示像を視認できた。なお、上記偏光解消素子を貼り付けない状態で同様の評価を行った場合には、表示像が視認できなかった。以上のことから、実施例１の偏光解消素子によれば、表示像の偏光を十分に解消することができ、視認性の良好な液晶表示装置を形成し得ることが確認された。
【００７７】
（実施例２）
繊維分散液（２）を、５０μｍ厚のトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルム上にアプリケータを用いて塗布し、９０℃のホットプレート上で３分間乾燥した。ＴＡＣフィルム上に形成された繊維の厚みは約１０μｍであった。さらにこの上に、マトリクス材料としてポリビニルアルコール樹脂を、スピンコーターを用いて塗布し、９０℃のホットプレート上で３分間乾燥した。これにより、マトリクス材料中に繊維がランダムに分散した偏光解消材料の層（偏光解消層、厚み：２０μｍ）がＴＡＣフィルム上に形成されてなる偏光解消素子を得た。なお、偏光解消素子の外観は無色透明であった。
【００７８】
得られた偏光解消素子について、波長５５０ｎｍでの偏光解消層の透過スペクトルを測定したところ、膜厚５０μｍ換算において光線透過率が９０％以上であった。また、偏光解消層の表面の十点平均表面粗さ（Ｒａ）は、０．１μｍ以下であった。また、偏光解消層のコントラスト値（偏光板平行配置時の透過光量／偏光板直交配置時の透過光量）は、偏光解消層を配置しない状態でのコントラストが１００００となる１対の偏光板を用いた場合において、５００であった。
【００７９】
更に、液晶表示装置の最表面に上記偏光解消素子を貼合し、偏光機能を有するサングラスを装着して液晶表示装置に表示した像を観察した結果、首を上下左右に動かしたり傾げたりしても、違和感無くどの向きにおいても表示像を視認できた。なお、上記偏光解消素子を貼り付けない状態で同様の評価を行った場合には、表示像が視認できなかった。以上のことから、実施例２の偏光解消素子によれば、表示像の偏光を十分に解消することができ、視認性の良好な液晶表示装置を形成し得ることが確認された。
【００８０】
（実施例３）
実施例２と同様の偏光解消素子を２枚積層し、２層構造の偏光解消層を有する偏光解消素子を得た。２層構造の偏光解消層のコントラスト値（偏光板平行配置時の透過光量／偏光板直交配置時の透過光量）は、偏光解消層を配置しない状態でのコントラストが１００００となる１対の偏光板を用いた場合において、面内でばらつきがあるものの、概ね１〜４であった。また、液晶表示装置の最表面に上記偏光解消素子を貼合し、偏光機能を有するサングラスを装着して液晶表示装置に表示した像を観察した結果、首を上下左右に動かしたり傾げたりしても、違和感無くどの向きにおいても表示像を視認できた。なお、上記偏光解消素子を貼り付けない状態で同様の評価を行った場合には、表示像が視認できなかった。以上のことから、実施例３の偏光解消素子によれば、表示像の偏光を十分に解消することができ、視認性の良好な液晶表示装置を形成し得ることが確認された。
【００８１】
（実施例４）
化学修飾をしていないセルロース繊維（ダイセル化学工業株式会社製、商品名：セリッシュＫＹ１００Ｇ）を水に分散させ、固形分濃度１質量％の繊維分散液（３）を得た。得られた繊維分散液（３）を、コーニング社製の＃１７３７無アルカリガラス基板上にアプリケータを用いて塗布し、９０℃のホットプレート上で３分間乾燥した。ガラス基板上に形成された繊維の厚みは約１０μｍであった。この上に、マトリクス樹脂組成物を、アプリケータを用いて塗布し、９０℃のホットプレート上で３分間乾燥した。次いで、その上から５０μｍ厚のトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルムを手動ロールで押当てながら貼り付け、超高圧水銀灯のＩ線を５００ｍＪ／ｃｍ２の露光量で照射した。その後、ＴＡＣフィルムを剥がした。これにより、マトリクス材料中に繊維がランダムに分散した偏光解消材料の層（偏光解消層、厚み：２０μｍ）がガラス基板上に形成されてなる偏光解消素子を得た。なお、偏光解消素子の外観は無色透明であった。
【００８２】
得られた偏光解消素子について、波長５５０ｎｍでの偏光解消層の透過スペクトルを測定したところ、膜厚５０μｍ換算において光線透過率が９０％以上であった。また、偏光解消層の表面の十点平均表面粗さ（Ｒａ）は、０．１μｍ以下であった。また、偏光解消層のコントラスト値（偏光板平行配置時の透過光量／偏光板直交配置時の透過光量）は、偏光解消層を配置しない状態でのコントラストが１００００となる１対の偏光板を用いた場合において、８００であった。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明の偏光解消材料を用いることにより、液晶表示装置における表示像の偏光が解消されるため、人の目へのストレスを低減でき、偏光の機能があるサングラスを介して表示像を観察した場合における視認性の低下を抑制できる液晶表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の偏光解消素子の好適な一実施形態を示す模式断面図である。
【図２】本発明の液晶表示装置の好適な一実施形態を示す模式断面図である。
【符号の説明】
【００８５】
１…基材、２…繊維、３…マトリクス材料、４…偏光解消層、１０，２０…基板部材、１１，２１…ガラス基板、１２，２２…位相差層、１３，２３…偏光板、１４…偏光解消素子、１５，２５…透明電極、１６，２６…配向膜、２４…バックライト、２７…カラーフィルタ、３０…液晶、３１…シール材、１００…偏光解消素子、２００…液晶表示装置。
【図１】
2008310310.tif 000005
【図２】
2008310310.tif 000006