(57)【要約】【課題】簡便な方法で製造することができ、良好な視野角拡大特性を有し、画像のぼやけも発生せず、かつディスプレイの品質を維持しつつ帯電防止効果を有する偏光板を提供すること。さらには、当該偏光板が設けられている光学素子、および当該光学素子を搭載した画像表示装置を提供すること。【解決手段】偏光子の少なくとも片面に透明保護フィルムを有する偏光板において、偏光子と透明保護フィルムとの間に光拡散性微粒子と帯電防止性微粒子とを含有する付加機能層を有することを特徴とする偏光板。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏光子の少なくとも片面に透明保護フィルムを有する偏光板において、偏光子と透明保護フィルムとの間に光拡散性微粒子と帯電防止性微粒子とを含有する付加機能層を有することを特徴とする偏光板。
【請求項２】
偏光子の両面に透明保護フィルムを有し、かつ偏光子の片面に前記付加機能層を有することを特徴とする請求項１に記載の偏光板。
【請求項３】
ヘイズ値が７０％以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の偏光板。
【請求項４】
前記付加機能層がポリウレタン系樹脂により形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の偏光板。
【請求項５】
前記付加機能層の表面抵抗率が、１×１０１１Ω／□以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の偏光板。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の偏光板を用いた光学素子。
【請求項７】
光学素子を付加機能層と偏光子との境界面で分けたとき、当該境界面から偏光子を含む側の光学素子表面までの厚さが１５０μｍ以下であることを特徴とする請求項６に記載の光学素子。
【請求項８】
請求項１〜５のいずれかに記載の偏光板または請求項６又は７に記載の光学素子を搭載した画像表示装置。
【請求項９】
液晶セルの視認側に請求項１〜５のいずれかに記載の偏光板または請求項６又は７に記載の光学素子を搭載した液晶表示装置。
【請求項１０】
偏光子に対して視認側に付加機能層を有する請求項９に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、ＥＬ、ＰＤＰなどの各種画像表示装置において、視野角の拡大、画面の視認性の低下抑制、および表示装置の帯電防止のために用いられる偏光板、当該偏光板を用いた光学素子および画像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置は、近年の研究開発によりディスプレイとしての確固たる地位を確保しつつある。しかし、ＬＣＤはＣＲＴと比較して特に以下の２点で劣っている。１つは、表示特性の角度依存性が高いことである。角度依存性とは、ＬＣＤを視認する角度によって表示特性が変化し、正面からＬＣＤを見た場合には良好な表示特性を示すが、斜めから見た場合には極端に見えにくくなるという性質である。もう１つは、表示速度が遅いことである。表示速度とは、画像信号が送られてから実際にその信号が表示されるまでの速度をいい、ＬＣＤは液晶分子の運動を利用しているので、ＣＲＴと比較すると表示速度が遅く、動画表示には適さないとされていた。
【０００３】
したがって、ＬＣＤをテレビ用に使用するにあたって、上記２つの欠点を改善することが重要となる。
【０００４】
視野角特性の改善法としては、液晶層での異方性を相殺する層を設ける方法や、液晶の駆動方式を変える方法があるが、いずれの方法も十分な視野角拡大効果が得られておらず、ある程度の効果が得られても機構が複雑なため製造コストが高くなるという問題があった。また、ディスプレイの前面に光拡散層を設けるという方法も提案されている。しかし、十分な視野角拡大効果が得られるまで光拡散性を持たせると画像のぼやけが起きる。これはＬＣＤなどの表示装置において視認性を低下させるため問題となっている。
【０００５】
一方、表示速度の改善法としては、液晶の低粘度化のような液晶分子設計や、セルギャップ短縮などの液晶セルの設計改善、新駆動方式の開発などがなされており、表示速度については改善されてきた。しかし、これらの方法により製造されたＬＣＤは光学素子の帯電によって画像が乱れやすいという問題があった。この帯電を防止するためには、液晶セルの視認側（表面側）に帯電防止層を設ける必要がある。従来、帯電防止層は視認側の偏光板の最表面に設けられるか、トップコートの下に設けられていた。そのため、ディスプレイ表面が傷つき易い、または帯電防止層の色ムラが目立つという問題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、簡便な方法で製造することができ、良好な視野角拡大特性を有し、画像のぼやけも発生せず、かつディスプレイの品質を維持しつつ帯電防止効果を有する偏光板を提供することを目的とする。さらには、当該偏光板が設けられている光学素子、および当該光学素子を搭載した画像表示装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、以下に示す偏光板等により前記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに到った。
【０００８】
すなわち本発明は、偏光子の少なくとも片面に透明保護フィルムを有する偏光板において、偏光子と透明保護フィルムとの間に光拡散性微粒子と帯電防止性微粒子とを含有する付加機能層を有することを特徴とする偏光板、に関する。
【０００９】
前記の通り本発明の偏光板は、偏光子と透明保護フィルムとの間に付加機能層を設けている。これにより画像のぼやけを抑制しつつ視野角を拡大させることができる。さらにディスプレイ表面の擦傷や色ムラの発生を抑制しつつ帯電防止効果を付与させることができる。
【００１０】
また本発明は、偏光子の両面に透明保護フィルムを有し、かつ偏光子の片面に前記付加機能層を有する偏光板、に関する。
【００１１】
前記偏光板において、ヘイズ値が７０％以上であることが好ましい。ヘイズ値を７０％以上にすることにより、視野角を十分に拡大させることができる。
【００１２】
また、前記偏光板において、付加機能層がポリウレタン系樹脂により形成されていることが好ましい。ポリウレタン系樹脂は偏光子および透明保護フィルムなどとの密着性が高く、樹脂自体の凝集性もよく、さらに簡単な加工操作にて効率よく前記付加機能層を形成することができるため好適に用いられる。
【００１３】
さらに、前記偏光板において、付加機能層の表面抵抗率が、１×１０１１Ω／□以下であることが好ましい。表面抵抗率が、１×１０１１Ω／□以下であれば十分な帯電防止効果が得られる。なお、１×１０１１Ω／□以下であれば帯電防止効果に大きな違いはない。
【００１４】
本発明は、前記偏光板を用いた光学素子、に関する。
【００１５】
前記光学素子において、光学素子を付加機能層と偏光子との境界面で分けたとき、当該境界面から偏光子を含む側の光学素子表面までの厚さが１５０μｍ以下であることが好ましい。当該厚さを１５０μｍ以下にすることにより画像のぼやけを効果的に抑制することができる。
【００１６】
また本発明は、前記偏光板または光学素子を搭載した画像表示装置、に関する。
【００１７】
また本発明は、液晶セルの視認側に前記偏光板または光学素子を搭載した液晶表示装置、に関する。
【００１８】
さらに本発明は、偏光子に対して視認側に付加機能層を有する前記液晶表示装置、に関する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の好ましい実施形態を、図面を参照しながら説明する。図１は、偏光子１の両面に透明保護フィルム２を有する偏光板８の片面に接着層７が形成されている光学素子９である。偏光子１の片面に、かつ偏光子１と透明保護フィルム２との間には、光拡散性微粒子３と帯電防止性微粒子４とを含有する付加機能層５が形成されている。偏光子１の他面には、接着剤層６が形成されている。また、Ｌとは、光学素子９を付加機能層５と偏光子１との境界面で分けたとき、当該境界面から偏光子１を含む側の光学素子表面までの厚さである。なお、図１では、偏光子１の一方に付加機能層５が形成されており、他方に接着剤層６が形成されている場合を示しているが、両面に付加機能層５が形成されていてもよい。
【００２０】
偏光子１は、特に制限されず、各種のものを使用できる。偏光子としては、たとえば、ポリビニルアルコール系フイルム、部分ホルマール化ポリビニルアルコール系フイルム、エチレン・酢酸ビニル共重合体系部分ケン化フイルム等の親水性高分子フイルムに、ヨウ素や二色性染料等の二色性物質を吸着させて一軸延伸したもの、ポリビニルアルコールの脱水処理物やポリ塩化ビニルの脱塩酸処理物等ポリエン系配向フイルム等があげられる。これらのなかでもポリビニルアルコール系フイルムとヨウ素などの二色性物質からなる偏光子が好適である。これら偏光子の厚さは特に制限されないが、一般的に、５〜８０μｍ程度である。
【００２１】
ポリビニルアルコール系フイルムをヨウ素で染色し一軸延伸した偏光子は、たとえば、ポリビニルアルコールをヨウ素の水溶液に浸漬することによって染色し、元長の３〜７倍に延伸することで作製することができる。必要に応じてホウ酸やヨウ化カリウムなどの水溶液に浸漬することもできる。さらに必要に応じて染色の前にポリビニルアルコール系フイルムを水に浸漬して水洗してもよい。ポリビニルアルコール系フイルムを水洗することでポリビニルアルコール系フイルム表面の汚れやブロッキング防止剤を洗浄することができるほかに、ポリビニルアルコール系フイルムを膨潤させることで染色のムラなどの不均一を防止する効果もある。延伸はヨウ素で染色した後に行っても良いし、染色しながら延伸してもよし、また延伸してからヨウ素で染色してもよい。ホウ酸やヨウ化カリウムなどの水溶液中や水浴中でも延伸することができる。
【００２２】
付加機能層５は、視野角拡大特性、光拡散性、および帯電防止性を有する層であり、さらに偏光子１と透明保護フィルム２とを接着させるための接着剤としての効果をも有する。また、付加機能層５は、接着剤層６と同様の樹脂からなり、光拡散性微粒子３と帯電防止性微粒子４とを含有する点で接着剤層６と異なる。なお、付加機能層５と偏光子１及び／又は透明保護フィルム２との間に別途接着剤層を設けてもよい。
【００２３】
付加機能層５を形成する樹脂としては、前記微粒子３、４の分散が可能で、偏光子および透明保護フィルムとの密着性が高く、樹脂自体の凝集性もよく、さらに透明性のあるものを特に制限なく使用できる。前記樹脂としては、例えば、ポリウレタン系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、水系ポリエステル樹脂などである。本発明においては、ポリウレタン系樹脂を用いることが好ましく、特に水溶性ポリウレタン樹脂であることが好ましい。前記樹脂は、通常、水溶液からなる接着剤として用いられる。
【００２４】
本発明の偏光板８は、透明保護フイルム２と偏光子１とを、前記接着剤を用いて貼り合わせることなどにより製造する。接着剤の塗布は、透明保護フイルム２、偏光子１のいずれに行ってもよく、両者に行ってもよい。貼り合わせ後には、乾燥工程を施し、塗布乾燥層からなる付加機能層５を形成する。偏光子１と透明保護フイルム２の貼り合わせは、ロールラミネーター等により行うことができる。付加機能層５の厚さは、特に制限されないが、通常１〜５０μｍ程度であり、好ましくは５〜１０μｍである。また、接着剤層６も上記の方法と同様の方法により形成することができ、接着剤層６の厚さも特に制限されないが、通常１〜５０μｍ程度であり、好ましくは５〜１０μｍである。
【００２５】
付加機能層４に分散させる光拡散性微粒子３としては、各種金属酸化物、ガラス、プラスティックなどの透明性を有するもので、かつ光拡散層形成樹脂との屈折率が異なっているものを特に制限なく使用することができる。例えばシリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、酸化カルシウム、酸化錫、酸化インジウム、酸化カドミウム、酸化アンチモン等の導電性を有することもある無機系微粒子、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリウレタン、アクリル−スチレン共重合体、ベンゾグアナミン、メラミン、ポリカーボネート等の各種ポリマーからなる架橋又は未架橋の有機系微粒子やシリコーン系微粒子などがあげられる。これらのなかでも、球状シリカ粒子、球状ガラスビーズおよび球状シリコーン粒子が好ましい。なお、これら微粒子は、１種または２種以上を適宜に選択して用いることができる。
【００２６】
光拡散性微粒子の粒子径は、０．５μｍ以上で、付加機能層の厚さより粒子径の小さいものであれば特に制限されないが、１〜５０μｍが好ましく、特に２〜１０μｍが好ましい。光拡散性微粒子の粒子径が、０．５μｍ未満である場合には、視野角拡大特性、光拡散性が十分でない。一方、付加機能層５の厚さより大きい場合には、付加機能層表面に凹凸が生じるため好ましくない。
【００２７】
付加機能層中の光拡散性微粒子の含有量は、本発明の効果を十分に発揮できれば特に制限されないが、付加機能層形成樹脂１００重量部に対し１〜１００重量部であることが好ましく、さらには１０〜５０重量部であることが好ましい。１重量部未満の場合には十分な光拡散機能が得られず、１００重量部を超える場合には付加機能層の接着力が低下する傾向にある。
【００２８】
また、帯電防止性微粒子４としては、樹脂との相溶性が良く、帯電防止効果を有するものであれば特に制限されないが、例えばＡＴＯ（アンチモン・錫の酸化物）、ＩＴＯ（インジウム・錫の酸化物）、ＡＺＯ（アンチモン・亜鉛の酸化物）、錫、チタンの酸化物などの金属酸化物超微粒子、カーボンナノチューブなどの管状の立体構造を有する炭素化合物微粒子、ポリチオフェンなどの導電性ポリマー微粒子などが挙げられる。これらのなかでも、ＡＴＯが好ましい。なお、これら微粒子は、１種または２種以上を適宜に選択して用いることができる。
【００２９】
帯電防止性微粒子の粒子径は、１０００ｎｍ以下であることが必要であり、１００ｎｍ以下であることが好ましい。
【００３０】
帯電防止性微粒子の粒子径が、１０００ｎｍを超える場合には、光透過率が著しく低下する。また、１００ｎｍを超えると光透過率が低下するため好ましくない。
【００３１】
付加機能層中の帯電防止性微粒子の含有量は、本発明の効果を十分に発揮できれば特に制限されないが、付加機能層形成樹脂１００重量部に対し１０〜１０００重量部であることが好ましく、さらには１００〜４００重量部であることが好ましい。１０重量部未満の場合には帯電防止効果が十分でなく、１０００重量部を超える場合には付加機能層の接着力が低下する傾向にある。
【００３２】
帯電防止効果は表面抵抗率が小さいほど優れており、本発明においては、付加機能層の表面抵抗率が、１×１０１１Ω／□以下であることが好ましい。
【００３３】
前記透明保護フィルム２は、透明性、機械的強度、熱安定性、水分遮蔽性、等方性などに優れるものが好ましく、例えば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等のポリエステル系ポリマー、ジアセチルセルロース、トリアセチルセルロース等のセルロース系ポリマー、ポリカーボネート系ポリマー、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系ポリマー等の透明ポリマーからなるフィルムがあげられる。またポリスチレン、アクリロニトリル・スチレン共重合体等のスチレン系ポリマー、ポリエチレン、ポリプロピレン、環状ないし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等の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等の透明ポリマーからなるフィルムもあげられる。さらにイミド系ポリマー、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や前記ポリマーのブレンド物等の透明ポリマーからなるフィルムなどもあげられる。特に光学的に複屈折の少ないものが好適に用いられる。なお、透明保護フィルムは、表裏で同じポリマー材料からなる透明保護フィルムを用いてもよく、異なるポリマー材料等からなる透明保護フィルムを用いてもよい。
【００３４】
透明保護フィルム２の厚さは、適宜に決定しうるが、一般には強度や取扱性等の作業性、薄層性などの点より１０〜２００μｍ程度であり、特に２０〜１００μｍが好ましい。
【００３５】
透明保護フィルム２の付加機能層５を接着させない面は、ハードコート層やスティッキング防止や目的とした処理を施したものであってもよい。ハードコート処理は偏光板表面の傷付き防止などを目的に施されるものであり、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透明保護フィルムの表面に付加する方式などにて形成することができる。また、スティッキング防止処理は隣接層との密着防止を目的に施される。なお、前記ハードコート層、スティッキング防止層等は、透明保護フィルムそのものに設けることができるほか、別途光学層として透明保護フィルムとは別体のものとして設けることもできる。また、反射防止機能を有する低屈折率層を設けることもできる。低屈折率層の材料は透明保護フィルム２よりも屈折率の低いものであれば特に制限されないが、たとえば、フッ素含有ポリシロキサンなどの低屈折率材料を用いることができる。低屈折率層の厚さは特に制限されないが、０．０５〜０．３μｍ程度、特に０．１〜０．３μｍとするのが好ましい。低屈折率層により反射防止機能を付与でき、ディスプレイ等の画像表面の乱反射を有効に抑えることができる。
【００３６】
本発明においては、付加機能層を有する偏光板のヘイズ値が７０％以上であることが好ましく、さらに好ましくは８０％以上である。ヘイズ値が７０％以上の場合には、良好な視野角拡大効果を有する。
【００３７】
前記偏光板には、実用に際して、他の光学層を積層して光学素子とすることができる。その光学層については特に限定はないが、例えば反射板や半透過板、位相差板（１／２　や１／４　等の波長板を含む）、視角補償フイルムなどの液晶表示装置等の形成に用いられることのある光学層を１層または２層以上用いることができる。特に、偏光板に更に反射板または半透過反射板が積層されてなる反射型偏光板または半透過型偏光板、偏光板に更に位相差板が積層されてなる楕円偏光板または円偏光板、偏光板に更に視角補償フイルムが積層されてなる広視野角偏光板、あるいは偏光板に更に輝度向上フイルムが積層されてなる偏光板が好ましい。
【００３８】
反射型偏光板は、偏光板に反射層を設けたもので、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を形成するためのものであり、バックライト等の光源の内蔵を省略できて液晶表示装置の薄型化を図りやすいなどの利点を有する。反射型偏光板の形成は、必要に応じ、前記透明保護フィルム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にて行うことができる。
【００３９】
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あげられる。
【００４０】
反射板は前記偏光板の透明保護フイルムに直接付与する方式に代えて、その透明フイルムに準じた適宜なフイ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イ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、ひいては初期反射率の長期持続の点や、保護層の別途付設の回避の点などより好ましい。
【００４１】
なお、半透過型偏光板は、上記において反射層で光を反射し、かつ透過するハーフミラー等の半透過型の反射層とすることにより得ることができる。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内蔵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を形成できる。すなわち、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のエネルギーを節約でき、比較的暗い雰囲気下においても内蔵光源を用いて使用できるタイプの液晶表示装置などの形成に有用である。
【００４２】
偏光板に更に位相差板が積層されてなる楕円偏光板または円偏光板について説明する。直線偏光を楕円偏光または円偏光に変えたり、楕円偏光また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、位相差板などが用いられる。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　板とも言う）が用いられる。１／２　波長板（λ／２　板とも言う）は、通常、直線偏光の偏光方向を変える場合に用いられる。
【００４３】
楕円偏光板はス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、前記着色のない白黒表示する場合などに有効に用いられる。更に、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）することができて好ましい。円偏光板は、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。上記した位相差板の具体例としては、ポリカーボネート、ポリビニルアルコール、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリプロピレンやその他のポリオレフィン、ポリアリレート、ポリアミドの如き適宜なポリマーからなるフイルムを延伸処理してなる複屈折性フイルムや液晶ポリマーの配向フイルム、液晶ポリマーの配向層をフイルムにて支持したものなどがあげられる。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。
【００４４】
また上記の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合せで積層したものである。かかる楕円偏光板等は、（反射型）偏光板と位相差板の組合せとなるようにそれらを液晶表示装置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、前記の如く予め楕円偏光板等の光学フイルムとしたものは、品質の安定性や積層作業性等に優れて液晶表示装置などの製造効率を向上させうる利点がある。
【００４５】
視角補償フイルムは、液晶表示装置の画面を、画面に垂直でなくやや斜めの方向から見た場合でも、画像が比較的鮮明にみえるように視野角を広げるためのフイルムである。このような視角補償位相差板としては、例えば位相差フイルム、液晶ポリマー等の配向フイ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、その面方向に一軸に延伸された複屈折を有するポリマーフイルムが用いられるのに対し、視角補償フイ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イルムとか、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イルムのような二方向延伸フイルムなどが用いられる。傾斜配向フイルムとしては、例えばポリマーフイルムに熱収縮フイ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イルムを延伸処理又は／及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。
【００４６】
また、良視認の広い視野角を達成する点などより、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イルムにて支持した光学補償位相差板が好ましく用いられる。
【００４７】
偏光板と輝度向上フイルムを貼り合わせた偏光板は、通常液晶セルの裏側サイドに設けられて使用される。輝度向上フイルムは、液晶表示装置など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、輝度向上フイルムを偏光板と積層した偏光板は、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共に、前記所定偏光状態以外の光は透過せずに反射される。この輝度向上フイルム面で反射した光を更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イルムに再入射させ、その一部又は全部を所定偏光状態の光として透過させて輝度向上フイルムを透過する光の増量を図ると共に、偏光子に吸収させにくい偏光を供給して液晶表示画像表示等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うるものである。すなわち、輝度向上フイルムを使用せずに、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。すなわち、用いた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、液晶画像表示等に利用しうる光量が減少し、画像が暗くなる。輝度向上フイルムは、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イルムで一旦反射させ、更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イ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得るような偏光方向になった偏光のみを、輝度向上フイルムは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液晶表示装置の画像の表示に使用でき、画面を明るくすることができる。
【００４８】
前記の輝度向上フイルムとしては、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イ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イルムやその配向液晶層をフイルム基材上に支持したものの如き、左回り又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。
【００４９】
従って、前記した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イルムでは、その透過光をそのまま偏光板に偏光軸を揃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イルムでは、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。
【００５０】
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の淡色光に対して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。従って、偏光板と輝度向上フイルムの間に配置する位相差板は、１層又は２層以上の位相差層からなるものであってよい。
【００５１】
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。
【００５２】
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層以上の光学層とを積層したものからなっていてもよい。従って、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。
【００５３】
前記偏光板への各種光学層の積層は、液晶表示装置等の製造過程で順次別個に積層する方式にても行うことができるが、これらを予め積層したのものは、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向上させうる利点がある。積層には接着層等の適宜な接着手段を用いうる。前記の偏光板やその他の光学層の接着に際し、そ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。
【００５４】
前述した偏光板や、偏光板を少なくとも１層積層している光学素子の少なくとも片面には、液晶セル等の他部材と接着するための接着層７を設けることもできる。接着層７を形成する接着剤は特に制限されないが、例えばアクリル系重合体、シリコーン系ポリマー、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリエーテル、フッ素系やゴム系などのポリマーをベースポリマーとするものを適宜に選択して用いることができる。特に、アクリル系接着剤の如く光学的透明性に優れ、適度な濡れ性と凝集性と接着性の粘着特性を示して、耐候性や耐熱性などに優れるものが好ましく用いうる。
【００５５】
また上記に加えて、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、ひいては高品質で耐久性に優れる液晶表示装置の形成性などの点より、吸湿率が低くて耐熱性に優れる接着層が好ましい。
【００５６】
接着層７は、例えば天然物や合成物の樹脂類、特に、粘着性付与樹脂や、ガラス繊維、ガラスビーズ、金属粉、その他の無機粉末等からなる充填剤や顔料、着色剤、酸化防止剤などの接着層に添加されることのある添加剤を含有していてもよい。偏光板等の光学素子への接着層７の付設は、適宜な方式で行いうる。その例としては、例えばトルエンや酢酸エチル等の適宜な溶剤の単独物又は混合物からなる溶媒にベースポリマーまたはその組成物を溶解又は分散させた１０〜４０重量％程度の接着剤溶液を調製し、それを流延方式や塗工方式等の適宜な展開方式で光学素子上に直接付設する方式、あるいは前記に準じセパレータ上に接着層を形成してそれを光学素子上に移着する方式などがあげられる。接着層は、各層で異なる組成又は種類等のものの重畳層として設けることもできる。接着層の厚さは、使用目的や接着力などに応じて適宜に決定でき、一般には１〜１００μｍであり、５〜５０μｍが好ましく、特に１０〜３０μｍが好ましい。
【００５７】
本発明においては、偏光子の両面に透明保護フィルムを有し、偏光子の片面に、かつ偏光子と透明保護フィルムとの間に付加機能層を有する光学素子において、光学素子を付加機能層と偏光子との境界面で分けたとき、当該境界面から偏光子を含む側の光学素子表面までの厚さが１５０μｍ以下であることが好ましく、さらに好ましくは１００μｍ以下である。当該厚さを１５０μｍ以下にすることにより画像のぼやけを効果的に抑制することができる。なお、当該光学素子が、前記境界面から偏光子を含む側の偏光板表面に他の光学層及び／又は接着層を有する場合には、前記厚さは他の光学層及び／又は接着層をも含む厚さをいう。
【００５８】
接着層７の露出面に対しては、実用に供するまでの間、その汚染防止等を目的にセパレータが仮着されてカバーされる。これにより、通例の取扱状態で接着層に接触することを防止できる。セパレータとしては、上記厚さ条件を除き、例えばプラスチックフイルム、ゴムシート、紙、布、不織布、ネット、発泡シートや金属箔、それらのラミネート体等の適宜な薄葉体を、必要に応じシリコーン系や長鏡アルキル系、フッ素系や硫化モリブデン等の適宜な剥離剤でコート処理したものなどの、従来に準じた適宜なものを用いうる。
【００５９】
なお本発明において、上記した光学素子を形成する偏光子や透明保護フイルムや光学層等、また接着層などの各層には、例えばサリチル酸エステル系化合物やべンゾフェノール系化合物、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方式により紫外線吸収能をもたせたものなどであってもよい。
【００６０】
本発明の光学素子は、液晶表示装置等の各種画像表示装置の形成などに好ましく用いることができる。液晶表示装置の形成は、従来に準じて行いうる。すなわち液晶表示装置は一般に、液晶セルと光学素子、及び必要に応じての照明システム等の構成部品を適宜に組立てて駆動回路を組込むことなどにより形成されるが、本発明においては本発明の光学素子を用いる点を除いて特に限定はなく、従来に準じうる。液晶セルについても、例えばＴＮ型やＳＴＮ型、π型などの任意なタイプのものを用いうる。
【００６１】
液晶セルの片側又は両側に前記光学素子を配置した液晶表示装置や、照明システムにバックライトあるいは反射板を用いたものなどの適宜な液晶表示装置を形成することができる。その場合、本発明による光学素子は液晶セルの片側又は両側に設置することができる。両側に光学素子を設ける場合、それらは同じものであってもよいし、異なるものであってもよい。さらに、液晶表示装置の形成に際しては、例えば拡散板、アンチグレア層、反射防止膜、保護板、プリズムアレイ、レンズアレイシート、光拡散板、バックライトなどの適宜な部品を適宜な位置に１層又は２層以上配置することができる。
【００６２】
本発明の液晶表示装置は、液晶セルの視認側に前記偏光板または光学素子を搭載したものであることが好ましい。さらには、前記液晶表示装置において、偏光子に対して視認側に付加機能層を有することが好ましい。偏光子に対して視認側では、液晶セル側に比べ画像のぼやけが起こりやすく、また偏光子に対して液晶セル側に付加機能層を設けると該付加機能層により偏光解消が起こる傾向にあるからである。さらには、偏光子に対して視認側に付加機能層を設けることにより、偏光板表面の帯電を効果的に抑制することができ、画像の乱れを防止することができる。
【００６３】
次いで有機エレクトロルミネセンス装置（有機ＥＬ表示装置）について説明する。一般に、有機ＥＬ表示装置は、透明基板上に透明電極と有機発光層と金属電極とを順に積層して発光体（有機エレクトロルミネセンス発光体）を形成している。ここで、有機発光層は、種々の有機薄膜の積層体であり、例えばトリフェニルアミン誘導体等からなる正孔注入層と、アントラセン等の蛍光性の有機固体からなる発光層との積層体や、あるいはこのような発光層とペリレン誘導体等からなる電子注入層の積層体や、またあるいはこれらの正孔注入層、発光層、および電子注入層の積層体等、種々の組み合わせをもった構成が知られている。
【００６４】
有機ＥＬ表示装置は、透明電極と金属電極とに電圧を印加することによって、有機発光層に正孔と電子とが注入され、これら正孔と電子との再結合によって生じるエネルギーが蛍光物資を励起し、励起された蛍光物質が基底状態に戻るときに光を放射する、という原理で発光する。途中の再結合というメカニズムは、一般のダイオードと同様であり、このことからも予想できるように、電流と発光強度は印加電圧に対して整流性を伴う強い非線形性を示す。
【００６５】
有機ＥＬ表示装置においては、有機発光層での発光を取り出すために、少なくとも一方の電極が透明でなくてはならず、通常酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）などの透明導電体で形成した透明電極を陽極として用いている。一方、電子注入を容易にして発光効率を上げるには、陰極に仕事関数の小さな物質を用いることが重要で、通常Ｍｇ−Ａｇ、Ａｌ−Ｌｉなどの金属電極を用いている。
【００６６】
このような構成の有機ＥＬ表示装置において、有機発光層は、厚さ１０ｎｍ程度ときわめて薄い膜で形成されている。このため、有機発光層も透明電極と同様、光をほぼ完全に透過する。その結果、非発光時に透明基板の表面から入射し、透明電極と有機発光層とを透過して金属電極で反射した光が、再び透明基板の表面側へと出るため、外部から視認したとき、有機ＥＬ表示装置の表示面が鏡面のように見える。
【００６７】
電圧の印加によって発光する有機発光層の表面側に透明電極を備えるとともに、有機発光層の裏面側に金属電極を備えてなる有機エレクトロルミネセンス発光体を含む有機ＥＬ表示装置において、透明電極の表面側に偏光板を設けるとともに、これら透明電極と偏光板との間に位相差板を設けることができる。
【００６８】
位相差板および偏光板は、外部から入射して金属電極で反射してきた光を偏光する作用を有するため、その偏光作用によって金属電極の鏡面を外部から視認させないという効果がある。特に、位相差板を１　／４　波長板で構成し、かつ偏光板と位相差板との偏光方向のなす角をπ／４　に調整すれば、金属電極の鏡面を完全に遮蔽することができる。
【００６９】
すなわち、この有機ＥＬ表示装置に入射する外部光は、偏光板により直線偏光成分のみが透過する。この直線偏光は位相差板により一般に楕円偏光となるが、とくに位相差板が１　／４　波長板でしかも偏光板と位相差板との偏光方向のなす角がπ／４　のときには円偏光となる。
【００７０】
この円偏光は、透明基板、透明電極、有機薄膜を透過し、金属電極で反射して、再び有機薄膜、透明電極、透明基板を透過して、位相差板に再び直線偏光となる。そして、この直線偏光は、偏光板の偏光方向と直交しているので、偏光板を透過できない。その結果、金属電極の鏡面を完全に遮蔽することができる。
【００７１】
【実施例】
以下に、実施例によって本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例によって何等限定されるものではない。なお、光学素子を付加機能層と偏光子との境界面で分けたときの境界面から偏光子を含む側の光学素子表面までの厚さ、ヘイズ値、および表面抵抗率は下記の方法により測定した。
【００７２】
（厚さの測定）
作製した光学素子を用い、光学素子を付加機能層と偏光子との境界面で分けたときの境界面から偏光子を含む側の光学素子表面までの厚さをＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）を用いて測定した。結果を表１に示す。
【００７３】
（ヘイズ値の測定）
作製した偏光板を用い、ＪＩＳ　Ｋ７１０５に準じてＨＧＭ−２ＤＰ（スガ試験機製）を用いて測定した。結果を表１に示す。
【００７４】
（表面抵抗率の測定）
付加機能層の表面抵抗率を表面抵抗率計（三菱化学製、ハイレスタＨＰ）及び本体に付属のリング電極を用いて、定電圧印加漏洩電流測定法（ＪＩＳ　Ｋ６９１１）により印加電圧１ｋＶの条件下で測定した。結果を表１に示す。
【００７５】
実施例１
（付加機能層などの作製）
ポリウレタン樹脂（大日本インキ化学製、ボンディック１０４０ＮＳ）１００重量部、光拡散性微粒子（東芝シリコーン製、トスパール１４５、平均粒子径４．５μｍ）２５重量部、帯電防止性微粒子スラリー（ＡＴＯ超微粒子スラリー、平均粒子径２０ｎｍ、ブタノ−ル／酢酸ブチル＝１／１、固形分１０重量％）２００重量部を水とイソプロピルアルコールとの混合溶媒（水／イソプロピルアルコール＝１／３）に加え、固形分１５重量％の付加機能層形成組成物を調製した。そして付加機能層形成組成物をホモジナイザーで３０分間撹拌して微粒子を分散させた。その後、トリアセチルセルロースフィルム（富士写真フィルム製、ＴＤ８０Ｕ、厚さ８０μｍ）上に付加機能層形成組成物をワイヤーバーを用いて乾燥後の厚さが２５μｍとなるように塗布、乾燥し、付加機能層を有する透明保護フィルム（１）を得た。
また、前記ポリウレタン樹脂と前記水とイソプロピルアルコールとの混合溶媒とを混合し、固形分１５重量％の混合溶液（Ａ）を調製した。そして、トリアセチルセルロースフィルム（富士写真フィルム製、ＴＤ８０Ｕ、厚さ８０μｍ）上に混合溶液（Ａ）をワイヤーバーを用いて乾燥後の厚さが２５μｍとなるように塗布、乾燥し、接着剤層を有する透明保護フィルム（２）を得た。
【００７６】
（光学素子の作製）
ポリビニルアルコールフィルム（クラレ製、クラレビニロンフィルム）をヨウ素水溶液中で膨潤、延伸し、その後フィルムの水分を取ってから温風で乾燥し、偏光子（厚さ２０μｍ）を作製した。この偏光子を前記透明保護フィルム（１）の付加機能層と前記透明保護フィルム（２）の接着剤層とで挟み、加熱ラミネートして偏光板を得た。さらに、アクリルポリマーからなる接着溶液を前記偏光板の透明保護フィルム（２）上に塗布、乾燥し、表面に接着層（厚さ２５μｍ）を有する光学素子を作製した。なお、作製した光学素子の構成を図１に示す。
【００７７】
実施例２
トリアセチルセルロースフィルムとして、コニカ製のＫＣ４ＵＸ２ＭＷ、厚さ４０μｍを用いた以外は実施例１と同様の方法により表面に接着層（厚さ２５μｍ）を有する光学素子を作製した。
【００７８】
参考例１
付加機能層の作製において、光拡散性微粒子を４重量部とした以外は実施例１と同様の方法により表面に接着層（厚さ２５μｍ）を有する光学素子を作製した。
【００７９】
参考例２
付加機能層の作製において、帯電防止性微粒子スラリーを２５重量部とした以外は実施例１と同様の方法により表面に接着層（厚さ２５μｍ）を有する光学素子を作製した。
【００８０】
比較例１
（付加機能層などの作製）
実施例１と同様の方法により付加機能層を有する透明保護フィルム（１）を得た。さらに、前記透明保護フィルム（１）の付加機能層が積層されている面の反対側の面に、前記混合溶媒（Ａ）をワイヤーバーを用いて乾燥後の厚さが２５μｍとなるように塗布、乾燥し、付加機能層と接着剤層を有する透明保護フィルム（３）を得た。また、実施例１と同様の方法により接着剤層を有する透明保護フィルム（２）を得た。
【００８１】
（光学素子の作製）
実施例１と同様の方法により作製した偏光子を前記透明保護フィルム（３）の接着剤層と前記透明保護フィルム（２）の接着剤層とで挟み、加熱ラミネートして一方の表面に付加機能層を有する偏光板を得た。さらに、実施例１と同様の方法により他方の表面に接着層（厚さ２５μｍ）を有する光学素子を作製した。なお、作製した光学素子の構成を図２に示す。
【００８２】
比較例２
（偏光板の作製）
実施例１と同様の方法により作製した偏光子の両面を前記透明保護フィルム（２）の接着剤層でそれぞれ挟み、加熱ラミネートして偏光板を得た。
【００８３】
（付加機能層の形成）
ブチルアクリレート（ＢＡ、１００重量部）、アクリル酸（ＡＡ、５重量部）、およびヒドロキシエチルアクリレート（ＨＥＡ、０．１重量部）を溶液重合して得られたアクリル系ポリマー（重量平均分子量：２００万）１００重量部、ポリイソシアネート系架橋剤（日本ポリウレタン製、コロネートＬ）０．６重量部、シランカップリング剤（信越シリコーン製、ＫＢＭ４０３）０．１重量部、前記光拡散性微粒子（５重量部）、および前記帯電防止性微粒子スラリー（５０重量部）をトルエンに加え、固形分１０重量％の付加機能層形成組成物を調製した。そして該付加機能層形成組成物をディスパにて１５分間撹拌して微粒子を分散させた。その後、前記作製した偏光板の一方の表面上に付加機能層形成組成物をワイヤーバーを用いて厚さ２５０μｍとなるように塗布、乾燥し、表面に付加機能層を有する偏光板を作製した。なお、作製した偏光板の構成を図３に示す。
【００８４】
比較例３
付加機能層の作製において、帯電防止性微粒子スラリーを添加しなかった以外は実施例１と同様の方法により表面に接着層（厚さ２５μｍ）を有する光学素子を作製した。
【００８５】
比較例４
付加機能層を形成しなかった以外は実施例１と同様の方法により表面に接着層（厚さ２５μｍ）を有する光学素子を作製した。
【００８６】
前記実施例、参考例、および比較例で作製した光学素子などを用いて液晶ディスプレイを作製し、視野角特性、画像の鮮明性、および画像の乱れを以下の基準で評価した。結果を表１に示す。
【００８７】
（視野角特性）
視野角特性は、目視により以下の基準で評価した。
○：光学素子を装着しない時より視野角が大幅に拡大した。
△：視野角が若干拡大した。
×：視野角が全く拡大しなかった。
【００８８】
（画像の鮮明性）
画像の鮮明性は、目視により測定し、画像の輪郭がほとんどぼやけない場合を良とし、画像の輪郭がぼやける場合を不良とした。
【００８９】
（画像の乱れ）
画像の乱れは、点灯状態の液晶ディスプレイの表面に表面保護用の粘着ポリエチレンテレフタレートシート（接着剤：アクリルポリマー）を貼り付け、０．０１ｍ／ｓの条件で剥がし、画像の乱れを以下の基準で評価した。なお、画像の乱れとは、画面の色変化をいう。
○：画像が全く乱れない。
△：画像が若干乱れる。
×：画像が著しく乱れる。
【００９０】
【表１】
2004133355.tif 000003
表１の結果から明らかなように、偏光子と透明保護フィルムとの間に光拡散性微粒子と帯電防止性微粒子とを含有する付加機能層を有する光学素子（実施例１、２）を用いた場合は、視野角が拡大し、画像の鮮明性も良好で、さらに帯電による画像の乱れも生じなかった。一方、視認側表面に付加機能層を有する光学素子（比較例１）を用いた場合は、視野角は拡大したが、画像のぼやけが発生し、鮮明性が悪かった。また、液晶セル側に付加機能層を有する偏光板（比較例２）を用いた場合は、視野角が拡大し、画像の鮮明性も良好で、かつ帯電による画像の乱れも生じなかったが、偏光解消によるコントラストの低下が起こった。帯電防止性微粒子を添加しなかった場合（比較例３）には、視野角が拡大し、画像の鮮明性も良好であったが、表面抵抗率が大きく、帯電による画像の乱れが発生した。付加機能層を設けなかった場合（比較例４）には、視野角特性及び画像の鮮明性が不良であり、帯電による画像の乱れも発生した。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光学素子の断面図の一例である。
【図２】比較例１の光学素子の断面図の一例である。
【図３】比較例２の偏光板の断面図の一例である。
【符号の説明】
１：偏光子
２：透明保護フィルム
３：光拡散性微粒子
４：帯電防止性微粒子
５：付加機能層
６：接着剤層
７：接着層
８：偏光板
９：光学素子
【図１】
2004133355.tif 000004
【図２】
2004133355.tif 000005
【図３】
2004133355.tif 000006