(57)【要約】【課題】ＬＣＤ等の用途拡大や、特に大画面化、薄型化、バックライトの輝度向上により新たに発生した問題点を解決するため、加熱や加湿条件下での光学特性に優れるとともに、寸法変化や外観変化が少ない耐久性に優れた偏光子、偏光板、それらを用いた液晶表示装置、自発光型表示装置を提供する。さらには、前記の偏光子、偏光板によるインハウス製造方法を提供する。【解決手段】光を吸収する軸方向の弾性率が２，０００〜６，０００Ｎ／ｍｍ２であり、かつ、光を吸収する軸方向の破断強度が３０〜１００Ｎである偏光子、およびそれを用いた偏光板とする。【選択図】　図１
2004020830.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を吸収する軸方向の弾性率が２，０００〜６，０００Ｎ／ｍｍ２であり、かつ、光を吸収する軸方向の破断強度が３０〜１００Ｎであることを特徴とする偏光子。
【請求項２】
透過率が４３．０％以上、かつ偏光度が９９．０％以上である請求項１に記載の偏光子。
【請求項３】
請求項１または２に記載の偏光子の少なくとも片側に保護フィルムを貼り合せてなる偏光板。
【請求項４】
偏光子と貼り合せていない保護フィルム面に、アンチグレア機能および／またはアンチリフレクション機能が付加されてなる請求項３に記載の偏光板。
【請求項５】
請求項３または４に記載の偏光板を用いたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項６】
請求項３または４に記載の偏光板を用いたことを特徴とする自発光型表示装置。
【請求項７】
請求項１〜２に記載の偏光子、または請求項３〜４に記載の偏光板が、チップカットされた直後に液晶もしくはエレクトロルミネッセンス表示装置に貼り合わせられることを特徴とするインハウス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置、自発光型表示装置、ＰＤＰ等に用いられる偏光子、偏光板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の偏光板は、親水性高分子フィルムであるポリビニルアルコール（以下、「ＰＶＡ」と略称することがある）フィルムを材料とした偏光子と呼ばれるフィルムと、光弾性が低いことを特徴とする高分子フィルム、主にトリアセチルセルロース系、ポリオレフィン系からなる保護フィルムと呼ばれるフィルムを、接着剤を介して貼り合せて製膜されている。
【０００３】
偏光子の製膜方法としては、ＰＶＡフィルムにヨウ素を染色させた後、一軸延伸を行う。フィルム延伸後の状態の保持は、ホウ酸エステルによりＰＶＡ架橋を行うことによってなされる。偏光子の製膜には延伸という操作を用いているが、フィルムを延伸することにより、延伸前の形に戻ろうとする内部エネルギーが発生する。ホウ酸エステルによる架橋は、ＰＶＡの分子間の結合を強固なものにすると同時に、フィルム内部にエネルギーを溜め込んでいるともいうことができる。
【０００４】
また、偏光子の製膜を工業的に行うには生産性が重視され、上記の製膜は一貫したラインにて行われる。偏光子製膜ライン中では常に延伸方向に応力がかかっており、フィルム延伸時の応力の開放がなされず、偏光板の最終形態にはエネルギーを溜め込まれた状態となっている。
【０００５】
一方、偏光板は液晶表示素子に用いられる際に、光学特性は勿論のこと非常に高い耐久性（すなわち、寸法変化や外観変化の少ない事）が要求される。近年のストレス負荷耐久性試験のスペックは、液晶表示装置（以下、「ＬＣＤ」と略称することがある）使用用途の拡大、画面のサイズアップ、ＬＣＤパネルの薄型化、バックライトの輝度向上等のため、非常に要求レベルが高くなっており、上記製膜方法に記した要領で作製した偏光板の耐久性としては、今まで問題とされていなかった点（加熱や加湿の条件下での光学特性、及び寸法や外観の変化）が、耐久性試験条件のレベルが上がったことで欠点として指摘されてきている。
【０００６】
耐久性試験における欠点の発生原因の一つとしては、偏光板の製膜方法として上記した偏光板製膜時に発生する応力が挙げられる。しかし、今までは延伸時の発生応力の大きいほど、高分子フィルムの配向性が向上し、高い光学特性が得られると報告されてきた。したがって、液晶表示素子を満足させる光学特性を有し、かつ偏光板製膜時の応力を開放した偏光板の開発が急務である。
【０００７】
さらに、液晶表示装置ならびにエレクトロルミネッセンス表示装置市場では、価格低減のため、光学フィルム原反の打ち抜き、そして選別、貼り合わせまでの工程を、一貫して行うインハウス製造が求められている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ＬＣＤ等の用途拡大や、特に大画面化、薄型化、バックライトの輝度向上により新たに発生した問題点に鑑みてなされたものであり、加熱や加湿条件下での光学特性に優れるとともに、寸法変化や外観変化が少ない耐久性に優れた偏光子、偏光板を提供することを目的とする。また、本発明は、それらを用いた液晶表示装置、自発光型表示装置を提供することを目的とする。さらには、前記の偏光子、偏光板による液晶もしくはエレクトロルミネッセンス表示装置のインハウス製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するため、本発明者らは鋭意検討を行った。図１に示すように、偏光板の構成おいて、保護フィルムとなる高分子フィルムや粘着層の粘着剤の物性に関しては、それぞれの特徴となる特性を満たすために、物性の自由度は非常に少ない。しかし、偏光子に関しては容易に光学特性を得るための方法も確立されてきており、光学特性にあまり支配されることなく、偏光子の物性には検討できる自由度が大きい。また、偏光子は非常に異方性が大きく外力の負荷によって劣化するが、保護フィルムは等方性であり外力の影響を受けにくい。そこで、偏光子の弾性率と破断強度を規定することで、耐久性試験時に発生する歪に対して耐えうる偏光子となりうることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
すなわち、本発明は、光を吸収する軸方向の弾性率が２，０００〜６，０００Ｎ／ｍｍ２であり、かつ、光を吸収する軸方向の破断強度が３０〜１００Ｎであることを特徴とする偏光子を提供するものである。
【００１１】
偏光子の弾性率が小さいことにより、加熱・加湿耐久性試験時に偏光子、保護フィルムの伸縮が行われても、偏光子にかかる負荷は少なくなり耐久性の向上に繋がる。ただし、耐久性の向上に関しては、偏光子の弾性率が小さいだけでは不十分であり、偏光子の破断強度が高いことも同時に満たすことが重要である。
【００１２】
本発明の偏光子は、透過率が４３．０％以上、かつ偏光度が９９．０％以上の特性を有している。したがって、実用に供しうる十分な明るさと偏光度を兼ね備えているものである。
【００１３】
また、本発明は、前記の偏光子の少なくとも片側に保護フィルムを貼り合せてなる偏光板を提供するものである。該偏光板は、偏光子と貼り合せていない保護フィルム面に、アンチグレア機能および／またはアンチリフレクション機能が付加されていてもよい。かかる機能を付加することにより、蛍光灯や太陽光等の照明光やキーボーダーなどの外部環境が画面上に映り込む、いわゆるゴースト現象や、照明光や液晶表示装置内蔵のバックライトに起因するギラツキ等を防止することができ、好ましい。
【００１４】
さらに、本発明は、前記の偏光板を用いたことを特徴とする液晶表示装置、自発光型表示装置を提供するものである。
【００１５】
またさらに、本発明は、前記の偏光子または前記の偏光板が、チップカットされた直後に液晶もしくはエレクトロルミネッセンス表示装置に貼り合わせられることを特徴とするインハウス製造方法を提供するものである。本発明によれば、耐久性試験による寸法や外観の変化を検査する検査工程を不要とすることができ、一のラインで製造することができるため、生産効率が飛躍的に向上する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の偏光子は、光を吸収する軸方向の弾性率が２，０００〜６，０００Ｎ／ｍｍ２であり、かつ、光を吸収する軸方向の破断強度が３０〜１００Ｎのものである。偏光子の光を吸収する軸方向、すなわちＭＤ方向の弾性率が６０００Ｎ／ｍｍ２より大きくなると、従来型の偏光子となり十分な耐久性は得られない。また２０００Ｎ／ｍｍ２より小さくなると、近年のＴＶ用途などに用いられる液晶表示素子の要求性能を満たす光学特性が得られ難くなる傾向がある。好ましくは、弾性率は３，０００〜５，５００Ｎ／ｍｍ２、破断強度は４０〜９０Ｎであるのが良い。さらに好ましくは、弾性率は３，５００〜５，０００Ｎ／ｍｍ２、破断強度は４５〜７０Ｎであるのが良い。
【００１７】
本発明における偏光板の基本的な構成は、二色性物質含有のポリビニルアルコール系偏光フィルム等からなる偏光子の片側又は両側に、適宜の接着層を介して保護層となる透明保護フィルムを接着したものからなる。図１にその断面構成図を示した。１が偏光子、２が保護フィルム、３が粘着層である。偏光子と保護フィルムは接着層（図示せず）を介して貼り合わされている。粘着層３は、液晶セル等の他の光学部材と貼り合せるためのものである。
【００１８】
偏光子（偏光フィルム）としては、例えば、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）系フィルムや部分ホルマール化ポリビニルアルコール系フィルム、エチレン・酢酸ビニル共重合体系部分ケン化フィルムの如き親水性高分子フィルムに、ヨウ素及び／又は二色性染料を吸着させて延伸したものや、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のポリエン配向フィルム等からなる偏光フィルムがあげられるが、これに限定されない。中でも、ヨウ素又は二色性染料を吸着配向させたポリビニルアルコール系フィルムが好ましい。偏光子の厚さは、特に限定されるものではないが、１〜８０μｍが一般的であり、特に２〜４０μｍが好ましい。なお、偏光子の吸収軸は、フィルムの延伸方向（ＭＤ方向）に相当する。
【００１９】
前記のヨウ素又は二色性染料を吸着配向させたポリビニルアルコール系フィルムは、該フィルムを二色性を有するヨウ素又は二色性染料で染色、ホウ酸やホウ砂等の架橋剤で架橋、延伸（総延伸倍率：約４〜６倍）、乾燥することにより形成されうる。なお、染色、架橋、延伸の各工程は、別々に行う必要はなく同時に行ってもよく、また、各工程の順番も任意でよい。
【００２０】
ここで、ポリビニルアルコール系ポリマーの重合度は、特に制限されず任意のものを使用することができるが、フィルムの水への溶解度の点から、平均重合度５００〜１万が好ましく、より好ましくは１０００〜６０００であるのが良い。ケン化度は７５モル％以上が好ましく、より好ましくは９８〜１００モル％であるのが良い。また、ポリビニルアルコール系フィルムの膜厚は、特に限定されないが、一般に２００μｍ以下であり、好ましくは１０〜１２０μｍのものが用いられる。膜厚が大きすぎる場合は、延伸倍率との関係で液晶表示装置等に実装した場合に表示パネルの色変化が大きくなり、一方、膜厚が薄すぎる場合は延伸が困難となるからである。
【００２１】
偏光子の片側又は両側に設ける透明保護層となる保護フィルム素材としては、適宜な透明フィルムを用いることができる。中でも、透明性や機械的強度、熱安定性や水分遮蔽性等に優れるポリマーからなるフィルム等が好ましく用いられる。そのポリマーの例としては、トリアセチルセルロースの如きアセテート系樹脂やポリエステル系樹脂、ポリノルボルネン系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂等が挙げられるが、これに限定されるものではない。偏光特性や耐久性などの点より、特に好ましく用いることができる透明保護フィルムは、表面をアルカリなどでケン化処理したトリアセチルセルロースフィルムである。
【００２２】
透明保護フィルムの厚さは、任意であるが一般には偏光板の薄型化などを目的に５００μｍ以下、好ましくは５〜３００μｍ、特に好ましくは５〜１５０μｍとされる。なお、偏光フィルムの両側に透明保護フィルムを設ける場合、その表裏で異なるポリマー等からなる透明保護フィルムとすることもできる。
【００２３】
保護層に用いられる透明保護フィルムは、本発明の目的を損なわない限り、ハードコート処理や反射防止処理、スティッキングの防止や拡散ないしアンチグレア等を目的とした処理など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、例えばシリコーン系、ウレタン系、アクリル系、エポキシ系などの適宜な紫外線硬化型樹脂による硬度や滑り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。
【００２４】
一方、反射防止処理は偏光板表面での外光の反射防止を目的に施されるものであり、従来に準じた反射防止膜などの形成により達成することができる。また、スティッキング防止は隣接層との密着防止を目的に、アンチグレア処理は偏光板の表面で外光が反射して偏光板透過光の視認を阻害することの防止などを目的に施されるものであり、例えばサンドブラスト方式やエンボス加工方式等による粗面化方式や透明微粒子の配合方式などの適宜な方式にて透明保護フィルムの表面に微細凹凸構造を付与することにより形成することができる。
【００２５】
前記の透明微粒子には、例えば平均粒径が０．５〜２０μｍのシリカやアルミナ、チタニアやジルコニア、酸化錫や酸化インジウム、酸化カドミウムや酸化アンチモン等が挙げられ、導電性を有する無機系微粒子を用いてもよく、また、架橋又は未架橋のポリマー粒状物等からなる有機系微粒子等を用いることもできる。透明微粒子の使用量は、透明樹脂１００質量部あたり２〜７０質量部、とくに５〜５０質量部が一般的である。
【００２６】
透明微粒子配合のアンチグレア層は、透明保護フィルムそのものとして、あるいは透明保護フィルム表面への塗工層等として設けることができる。アンチグレア層は、偏光板透過光を拡散して視角を拡大するための拡散層（視角補償機能など）を兼ねるものであってもよい。なお、上記の反射防止層やスティッキング防止層、拡散層やアンチグレア層等は、それらの層を設けたシートなどからなる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。
【００２７】
偏光子と保護層である透明保護フィルムとの接着処理は、特に限定されるものではないが、例えば、アクリル系ポリマーやビニルアルコール系ポリマーからなる接着剤、あるいは、ホウ酸やホウ砂、グルタルアルデヒドやメラミン、シュウ酸などのビニルアルコール系ポリマーの水溶性架橋剤から少なくともなる接着剤等を介して行うことができる。これにより、湿度や熱の影響で剥がれにくく、光透過率や偏光度に優れるものとすることができる。かかる接着層は、水溶液の塗布乾燥層等として形成されるものであるが、その水溶液の調製に際しては必要に応じて、他の添加剤や、酸等の触媒も配合することができる。特に、ＰＶＡ（偏光フィルム）との接着性が最も良好である点で、ポリビニルアルコールからなる接着剤を用いることが好ましい。
【００２８】
本発明の偏光板は、実用に際して他の光学層と積層した光学部材として用いることができる。その光学層については特に限定はなく、例えば反射板や半透過反射板、位相差板（１／２波長板、１／４波長板などのλ板も含む）、視角補償フィルムや輝度向上フィルムなどの、液晶表示装置等の形成に用いられることのある適宜な光学層の１層または２層以上を用いることができ、特に、前述した本発明の偏光フィルムと保護フィルムとからなる偏光板に、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反射型偏光板、前述した偏光フィルムと保護フィルムとからなる偏光板に、更に位相差板が積層されている楕円偏光板または円偏光板、前述した偏光フィルムと保護フィルムとからなる偏光板に、更に視角補償フィルムが積層されている偏光板、あるいは、前述した偏光フィルムと保護フィルムとからなる偏光板に、更に輝度向上フィルムが積層されている偏光板が好ましい。
【００２９】
前記の反射板について説明すると、反射板は、それを偏光板に設けて反射型偏光板を形成するためのものであり、反射型偏光板は、通常液晶セルの裏側に設けられ、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でき、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。
【００３０】
反射型偏光板の形成は、必要に応じて上記した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なうことができる。その具体例としては、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挙げられる。
【００３１】
また、微粒子を含有させて表面を微細凹凸構造とした上記の透明保護フィルムの上に、その微細凹凸構造を反映させた反射層を有する反射型偏光板なども挙げられる。表面微細凹凸構造の反射層は、入射光を乱反射により拡散させて指向性を緩和したり、ギラギラした見栄えを防止し、明暗のムラを抑制しうる利点などを有する。透明保護フィルムの表面微細凹凸構造を反映させた微細凹凸構造の反射層の形成は、例えば真空蒸着方式、イオンプレーティング方式、スパッタリング方式等の蒸着方式やメッキ方式などの適宜な方式で金属を透明保護フィルムの表面に直接付設する方法などにより行うことができる。
【００３２】
また、反射板は、上記した偏光板の透明保護フィルムに直接付設する方式に代えて、その透明保護フィルムに準じた適宜なフィ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。反射板の反射層は、通常、金属からなるので、その反射面がフィ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から好ましい。
【００３３】
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、且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。即ち、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。
【００３４】
次に、前述した偏光フィルムと保護フィルムからなる偏光板に、更に位相差板又はλ板が積層されている楕円偏光板又は円偏光板について説明する。
【００３５】
直線偏光を楕円偏光又は円偏光に変えたり、楕円偏光又は円偏光を直線偏光に変えたり、或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、特に、直線偏光を楕円偏光又は円偏光に変えたり、楕円偏光又は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。
【００３６】
楕円偏光板は、スー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って生じた着色（青又は黄）を補償（防止）して、前記着色のない白黒表示にする場合などに有効に用いられる。更に、３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。
【００３７】
前記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、ポリノルボルネン等のポリマーからなるフィルムを延伸処理してなる複屈折性フィルム、液晶ポリマーの配向フィルム、液晶ポリマーの配向層をフィルムにて支持したものなどが挙げられる。
【００３８】
位相差板は、例えば１／２や１／４等の各種波長板、液晶層の複屈折による着色の補償や視野角拡大等の視角の補償を目的としたものなど、使用目的に応じた位相差を有するものであってよく、厚さ方向の屈折率を制御した傾斜配向フィルムであってもよい。また、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。
【００３９】
前記の傾斜配向フィルムは、例えばポリマーフィルムに熱収縮性フィ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ィルムを延伸処理又は／及び収縮処理する方式や、液晶ポリマーを斜め配向させる方式などにより得ることができる。
【００４０】
次に、前述した偏光フィルムと保護フィルムからなる偏光板に、更に視角補償フィルムが積層されている偏光板について説明する。
【００４１】
視角補償フィルムは、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見えるように視角を広げるためのフィルムである。
【００４２】
このような視角補償フィルムとしては、トリアセチルセルロースフィルムなどにディスコティック液晶を塗工したものや、位相差板が用いられる。通常の位相差板には、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ィルムが用いられるのに対し、視角補償フィ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ィルムとか、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傾斜配向ポリマーフィルムのような２方向延伸フィルムなどが用いられる。傾斜配向フィルムとしては、前述したように、例えばポリマーフィルムに熱収縮性フィ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ィ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る。
【００４３】
前述した偏光フィルムと保護フィルムからなる偏光板に、輝度向上フィ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。輝度向上フィルムは、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又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、輝度向上フィルムを前述した偏光フィルムと保護層とからなる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。この輝度向上フィ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板に再入射させ、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ィルムを透過する光の増量を図ると共に、偏光フィルムに吸収されにくい偏光を供給して液晶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。即ち、輝度向上フィルムを使用せずに、バックライトなどで液晶セルの裏側から偏光フィルムを通して光を入射した場合には、偏光フィルム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フィルムに吸収されてしまい、偏光フィルムを透過してこない。即ち、用いた偏光フィルムの特性によっても異なるが、およそ５０％の光が偏光フィルム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。輝度向上フィルムは、偏光フィルムに吸収されるような偏光方向を有する光を偏光フィルムに入射させずに輝度向上フィ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板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フィルムを通過し得るような偏光方向になった偏光のみを、輝度向上フィルムは透過させて偏光フィルムに供給するので、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のである。
【００４４】
輝度向上フィルムと上記反射層等の間に拡散板を設けることもできる。輝度向上フィルムによって反射した偏光状態の光は上記反射層等に向かうが、設置された拡散板は通過する光を均一に拡散すると同時に偏光状態を解消し、非偏光状態とする。すなわち元の自然光状態にもどす。この非偏光状態すなわち自然光状態の光が反射層等に向かい、反射層等を介して反射して、拡散板を再び通過して輝度向上フィルムに再入射することを繰り返す。元の自然光状態にもどす拡散板を設けることにより、表示画面の明るさを維持しつつ、同時に表示画面の明るさのむらを少なくし、均一の明るい画面を提供することができる。元の自然光状態にもどす拡散板を設けることにより、初回の入射光は反射の繰り返し回数が程よく増加し、拡散板の拡散機能と相俟って均一の明るい表示画面を提供することができたものと考えられる。
【００４５】
前記の輝度向上フィルムとしては、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ィ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（３Ｍ社製「Ｄ−ＢＥＦ」等）、コレステリック液晶層、就中コレステリック液晶ポリマーの配向フィルムやその配向液晶層をフィルム基材上に支持したもの（日東電工社製「ＰＣＦ３５０」、Ｍｅｒｃｋ社製「Ｔｒａｎｓｍａｘ」）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。
【００４６】
従って、前記した所定偏光軸の直線偏光を透過するタイプの輝度向上フィルムでは、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ィルムでは、そのまま偏光フィルム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透過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。
【００４７】
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の光等の単色光に対して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ィ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。
【００４８】
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合せにして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。
【００４９】
また、偏光板は、上記した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合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。２層又は３層以上の光学層を積層した光学部材は、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形成することができるものであるが、予め積層して光学部材としたものは、品質の安定性や組立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ることができる利点がある。なお、積層には、粘着層等の適宜な接着手段を用いることができる。
【００５０】
前述した偏光板や光学部材には、液晶セル等の他部材と接着するための粘着層を設けることもできる。その粘着層は、アクリル系等の従来に準じた適宜な粘着剤にて形成することができる。特に、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粘着層であることが好ましい。また、微粒子を含有して光拡散性を示す粘着層などとすることもできる。粘着層は必要に応じて必要な面に設ければよく、例えば、偏光フィルムと保護層からなる偏光板の保護層について言及するならば、必要に応じて、保護層の片面又は両面に粘着層を設ければよい。
【００５１】
偏光板や光学部材に設けた粘着層が表面に露出する場合には、その粘着層を実用に供するまでの間、汚染防止等を目的にセパレータにて仮着カバーすることが好ましい。セパレータは、上記の透明保護フィルム等に準じた適宜な薄葉体に、必要に応じシリコーン系や長鎖アルキル系、フッ素系や硫化モリブデン等の適宜な剥離剤による剥離コートを設ける方式などにより形成することができる。
【００５２】
なお、上記の偏光板や光学部材を形成する偏光フィルムや透明保護フィルム、光学層や粘着層などの各層は、例えばサリチル酸エステル系化合物やベンゾフェノン系化合物、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適宜な方式により紫外線吸収能を持たせたものなどであってもよい。
【００５３】
本発明の偏光板は、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、例えば、偏光板を液晶セルの片側又は両側に配置してなる反射型や半透過型、あるいは透過・反射両用型等の液晶表示装置に用いることができる。液晶表示装置を形成する液晶セルは任意であり、例えば薄膜トランジスタ型に代表されるアクティブマトリクス駆動型のもの、ツイストネマチック型やスーパーツイストネマチック型に代表される単純マトリクス駆動型のものなどの適宜なタイプの液晶セルを用いたものであってよい。
【００５４】
また、液晶セルの両側に偏光板や光学部材を設ける場合、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。更に、液晶表示装置の形成に際しては、例えばプリズムアレイシートやレンズアレイシート、光拡散板や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。
【００５５】
さらに、本発明の偏光板は、プラズマディスプレイ表示装置（ＰＤＰ）や、エレクトロルミネッセンス（有機ＥＬ）表示装置等の自発光型表示装置等にも用いることができる。
【００５６】
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。
【００５７】
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質を励起し、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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
【実施例】
以下、実施例及び比較例を用いて本発明を更に具体的に説明するが、本発明は本実施例のみに限定されるものではない。尚、偏光子の特性試験に関しては下記の方法に準じて行った。
【００６５】
（弾性率、破断強度の測定）
以下の条件にて引張試験により評価した。
測定機：島津製作所製　ＡＧ−Ｉ
測定サンプルサイズ：５ｍｍ×５０ｍｍ（長手方向がＭＤ方向）
測定条件：ロードセル　５００Ｎ
引張速度　５ｍｍ／１ｍｉｎ
【００６６】
（実施例１）
重合度２４００、ケン化度９９．９％、厚み７５μｍのポリビニルアルコールフィルムを用いて、ヨウ素／ヨウ化カリウム混合液にて染色を行い、その後フィルムを６倍に一軸延伸して偏光子を得た。偏光子製膜時のフィルムの架橋はホウ酸をベースにしてグリオキサールを混合した水溶液中で延伸と同時に行った。水溶液中のホウ酸／グリオキサールの混合比は重量比７：３で行い、且つ水溶液中のＰＨ＝４（酸性）を保つようにした。作製した偏光子のＭＤ方向の弾性率、破断強度を測定すると、４１００［Ｎ／ｍｍ２］と４７［Ｎ］であった。
【００６７】
この作製した偏光子とトリアセチルセルロース（以下ＴＡＣと記す）をＰＶÅ系の接着剤を介して貼り合せ、８０℃雰囲気下で乾燥を行い偏光板を作製した。
【００６８】
（実施例２）
重合度２４００、ケン化度９９．９％、厚み７５μｍのポリビニルアルコールフィルムを用いて、ヨウ素／ヨウ化カリウム混合液にて染色を行い、フィルムを６．１５培に一軸延伸した後、戻り率１０％（５．８倍に戻す）で緩和させて偏光子を得た。偏光子製膜時のフィルムの架橋は４％ホウ酸水溶液中で延伸と同時に行った。作製した偏光子のＭＤ方向の弾性率、破断強度を測定すると、５０２０［Ｎ／ｍｍ２］と４０［Ｎ］であった。
【００６９】
この作製した偏光子とＴＡＣをＰＶＡ系の接着剤を介して貼り合せ、８０℃雰囲気下で乾燥を行い偏光板を作製した。
【００７０】
（実施例３）
重合度２４００、ケン化度９９．９％、厚み７５μｍのポリビニルアルコールフィルムを用いて、ヨウ素／ヨウ化カリウム混合液にて染色を行い、フィルムを水溶液中で５．２倍に一軸延伸し、その後４％ホウ酸溶液中で架橋／延伸を行いトータル延伸倍率が６培となるようにし偏光子を得た。作製した偏光子のＭＤ方向の弾性率、破断強度を測定すると、３７００［Ｎ／ｍｍ２］と３８［Ｎ］であつた。
【００７１】
この作製した偏光子とＴＡＣをＰＶＡ系の接着剤を介して貼り合せ、８０℃雰囲気下で乾燥を行い偏光板を作製した。
【００７２】
（比較例１）
重合度２４００、ケン化度９９．９％、厚み７５μｍのポリビニルアルコールフィルムを用いて、ヨウ素／ヨウ化カリウム混合液にて染色を行い、ホウ酸溶液中でフィルムを６倍に一軸延伸し、偏光子を得た。作製した偏光子のＭＤ方向の弾性率、破断強度を測定すると、８６７０［Ｎ／ｍｍ２］と７５［Ｎ］であった。
【００７３】
この作製した偏光子とＴＡＣをＰＶＡ系の接着剤を介して貼り合せ、８０℃雰囲気下で乾燥を行い偏光板を作製した。
【００７４】
（比較例２）
重合度４０００、ケン化度９９．９％、厚み７５μｍのポリビニルアルコールフィルムを用いて、ヨウ素／ヨウ化カリウム混合液にて染色を行い、ホウ酸溶液中でフィルムを５．５焙に一軸延伸し、偏光子を得た。作製した偏光子のＭＤ方向の弾性率、破断強度を測定すると、６５００［Ｎ／ｍｍ２］と５１［Ｎ］であった。
【００７５】
この作製した偏光子とＴＡＣをＰＶＡ系の接着剤を介して貼り合せ、８０℃雰囲気下で乾燥を行い偏光板を作製した。
【００７６】
（評　価）
偏光板（１５インチサイズ）を吸収軸角度４５°でガラス板に貼り付けたものを、冷熱サイクル試験に投入し、試験終了後の偏光板についてクラック（ひび割れ）の発生の有無を評価した。尚、サイクル試験条件は、８５℃°⇔−３５℃（各３０分）で、５００サイクルとした。
【００７７】
評価結果を表１に示す。
【００７８】
【表１】
2004020830.tif 000003
【００７９】
表１から明らかなように、本発明例の偏光板は過酷なサイクル試験においてもクラックが発生することなく耐久性が良好であった。しかも、透過率が４３．０％以上、かつ偏光度が９９．０％以上のものが得られており、実用に供しうる十分な明るさと偏光度を兼ね備えていた。
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明によれば、加熱や加湿条件下での寸法変化や外観変化がなく、耐久性に優れた偏光子、偏光板が得られる。したがって、大画面の液晶表示装置や自発光型表示装置等に用いた際にも、クラックに起因する表示ムラや色ムラ、色ヌケ等を防止することができる。また、本発明の製造方法によれば、耐久性試験による寸法や外観の変化を検査する検査工程を不要とすることができ、液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置等を一のラインで製造することができるため、生産効率が飛躍的に向上する。よって、その工業的価値は大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】偏光板の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１　偏光子
２　保護フィルム
３　粘着層
【図１】
2004020830.tif 000004