(57)【要約】【課題】  高偏光度を有するヨウ素系偏光子の製造方法を提供すること。【解決手段】  ヨウ素系吸光体を含有する透光性の水溶性樹脂により形成されるマトリクス中に、微小領域が分散された構造のフィルムからなる偏光子の製造方法であって、透光性の水溶性樹脂、ヨウ素および微小領域の形成材料を含有する溶液をフィルム化する工程、および、得られたフィルムを延伸する工程、を有すること特徴とする偏光子の製造方法。【選択図】        図１  
2005037890.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヨウ素系吸光体を含有する透光性の水溶性樹脂により形成されるマトリクス中に、微小領域が分散された構造のフィルムからなる偏光子の製造方法であって、
透光性の水溶性樹脂、ヨウ素および微小領域の形成材料を含有する溶液をフィルム化する工程、
および、得られたフィルムを延伸する工程、を有することを特徴とする偏光子の製造方法。
【請求項２】
ヨウ素系吸光体を含有する透光性の水溶性樹脂により形成されるマトリクス中に、微小領域が分散された構造のフィルムからなる偏光子の製造方法であって、
透光性の水溶性樹脂、アルカリ金属のヨウ化物および微小領域の形成材料を含有する溶液をフィルム化する工程、
前記ヨウ化物を酸化してヨウ素を生成させる工程、
および、得られたフィルムを延伸する工程、を有することを特徴とする偏光子の製造方法。
【請求項３】
微小領域は、配向された複屈折材料により形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の偏光子の製造方法。
【請求項４】
複屈折材料は、少なくとも配向処理時点で液晶性を示すことを特徴とする請求項３記載の偏光子の製造方法。
【請求項５】
微小領域の複屈折が０．０２以上であることを特徴とする請求項３または４記載の偏光子の製造方法。
【請求項６】
微小領域を形成する複屈折材料と、透光性の水溶性樹脂との各光軸方向に対する屈折率差は、
最大値を示す軸方向における屈折率差（△ｎ1）が０．０３以上であり、
かつ△ｎ1方向と直交する二方向の軸方向における屈折率差（△ｎ2）が、前記△ｎ1の５０％以下であることを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載の偏光子の製造方法。
【請求項７】
ヨウ素系吸光体は、その吸収軸が、△ｎ1方向に配向していることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の偏光子の製造方法。
【請求項８】
微小領域は、△ｎ2方向の長さが０．０５〜５００μｍであることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の偏光子の製造方法。
【請求項９】
ヨウ素系吸収体は、少なくとも４００〜７００ｎｍの波長帯域に吸収領域を有することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の偏光子の製造方法。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかに記載の製造方法により得られた偏光子。
【請求項１１】
請求項１０記載の偏光子の少なくとも片面に、透明保護層を設けた偏光板。
【請求項１２】
請求項１０記載の偏光子または請求項１１記載の偏光板が、少なくとも１枚積層されていることを特徴とする光学フィルム。
【請求項１３】
請求項１０記載の偏光子、請求項１１記載の偏光板または請求項１２記載の光学フィルムが用いられていることを特徴とする画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、偏光子の製造方法に関する。また本発明は製造方法により得られた偏光子、当該偏光子を用いた偏光板、光学フィルムに関する。さらには当該偏光板、光学フィルムを用いた液晶表示装置、有機ＥＬ表示装置、ＣＲＴ、ＰＤＰ等の画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
時計、携帯電話、ＰＤＡ、ノートパソコン、パソコン用モニタ、ＤＶＤプレイヤー、ＴＶなどでは液晶表示装置が急速に市場展開している。液晶表示装置は、液晶のスイッチングによる偏光状態変化を可視化させたものであり、その表示原理から偏光子が用いられている。特に、ＴＶ等の用途にはますます高輝度かつ高コントラストな表示が求められ、偏光子にも、より明るく（高透過率）、より高コントラスト（高偏光度）のものが開発され導入されている。
【０００３】
偏光子としては、たとえば、ポリビニルアルコールにヨウ素を吸着させ、延伸した構造のヨウ素系偏光子が高透過率、高偏光度を有することから広く用いられている（特許文献１参照。）。ヨウ素系偏光子の製法において、ポリビニルアルコールにヨウ素を吸着させる方法としては、ポリビニルアルコール系フィルムを、ヨウ素を含む水溶液からなる浴に浸漬して染色する工程を施すのが一般的である。しかし、この方法では、例えばポリビニルアルコール系フィルムの結晶性が高い場合には、ヨウ素がフィルムに十分に染色されないために所望の光学特性を有する偏光子が得られない場合がある。
【０００４】
このような問題に対し、ポリビニルアルコール系樹脂とヨウ素を予め混合した水溶液からポリビニルアルコール系フィルムを製膜し、これを延伸する方法が提案されている（特許文献２参照。）。特許文献２の方法によれば、十分にフィルムにヨウ素が染色されており、目的の光学特性を有する偏光子が得られる。しかし、かかる方法により得られた偏光子についても、さらなる偏光特性の向上が望まれている。
【特許文献１】特開２００１−２９６４２７号公報
【特許文献２】特開平８−１９００１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、高偏光度を有するヨウ素系偏光子の製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
また本発明は、当該製造方法により得られた偏光子、当該偏光子を用いた偏光板、光学フィルムを提供することを目的とする。さらには当該偏光子、偏光板、光学フィルムを用いた画像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】
【０００７】
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、以下に示す偏光子の製造方法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至った。
【０００８】
すなわち本発明は、ヨウ素系吸光体を含有する透光性の水溶性樹脂により形成されるマトリクス中に、微小領域が分散された構造のフィルムからなる偏光子の製造方法であって、
透光性の水溶性樹脂、ヨウ素および微小領域の形成材料を含有する溶液をフィルム化する工程、
および、得られたフィルムを延伸する工程、を有することを特徴とする偏光子の製造方法、に関する。
【０００９】
また本発明は、ヨウ素系吸光体を含有する透光性の水溶性樹脂により形成されるマトリクス中に、微小領域が分散された構造のフィルムからなる偏光子の製造方法であって、
透光性の水溶性樹脂、アルカリ金属のヨウ化物および微小領域の形成材料を含有する溶液をフィルム化する工程、
前記ヨウ化物を酸化してヨウ素を生成させる工程、
および、得られたフィルムを延伸する工程、を有することを特徴とする偏光子の製造方法、に関する。
【００１０】
前記偏光子の製造方法において、微小領域は、配向された複屈折材料により形成されていることが好ましい。また前記複屈折材料は、少なくとも配向処理時点で液晶性を示すことが好ましい。
【００１１】
上記本発明の偏光子の製造方法では、フィルム化前に、透光性の水溶性樹脂と、ヨウ素系吸光体になるヨウ素またはアルカリ金属のヨウ化物とが混合されるため、得られるフィルムはヨウ素系吸光体により十分に染色されており、偏光性能が高い。なお、ヨウ素系吸光体は、ヨウ素からなる、可視光を吸収する種のことを意味し、一般には、透光性の水溶性樹脂（特にポリビニルアルコール系樹脂）とポリヨウ素イオン（Ｉ3-，Ｉ5-等）との相互作用によって生じると考えられている。ヨウ素系吸光体はヨウ素錯体ともいわれる。ポリヨウ素イオンは、ヨウ素とヨウ化物イオンから生成させると考えられている。
【００１２】
また本発明の偏光子の製造方法では、透光性の水溶性樹脂とヨウ素系吸光体で形成されるヨウ素系偏光子をマトリクスとし、また前記マトリクス中に、微小領域を分散させている。微小領域は配向された複屈折材料により形成されていることが好ましく、特に微小領域は液晶性を示す材料により形成されていることが好ましい。このようにヨウ素系吸光体による吸収二色性の機能に加えて、散乱異方性の機能を合わせ持たせることにより、２つの機能の相乗効果によって偏光性能が向上し、透過率と偏光度を両立した視認性の良好な偏光子を得ている。
【００１３】
異方散乱の散乱性能は、マトリクスと微小領域の屈折率差に起因する。微小領域を形成する材料が、たとえば、液晶性材料であれば、マトリクスの透光性の水溶性樹脂に比べて、Δｎの波長分散が高いため、散乱する軸の屈折率差が短波長側ほど大きくなり、短波長ほど散乱量が多い。そのため、短波長ほど偏光性能の向上効果が大きくなり、ヨウ素系偏光子のもつ短波長側の偏光性能の相対的低さを補って、高偏光かつ色相がニュートラルな偏光子を実現できる。
【００１４】
前記偏光子の製造方法において、微小領域の複屈折が０．０２以上であることが好ましい。微小領域に用いる材料は、より大きい異方散乱機能を獲得するという観点から前記複屈折を有するものが好ましく用いられる。
【００１５】
前記偏光子の製造方法において、微小領域を形成する複屈折材料と、透光性の水溶性樹脂との各光軸方向に対する屈折率差は、
最大値を示す軸方向における屈折率差（△ｎ1）が０．０３以上であり、
かつ△ｎ1方向と直交する二方向の軸方向における屈折率差（△ｎ2）が、前記△ｎ1の５０％以下であることが好ましい。
【００１６】
各光軸方向に対する前記屈折率差（△ｎ1）、（△ｎ2）を、前記範囲に制御することで、米国特許第２１２３９０２号明細書で提案されるような、△ｎ1方向の直線偏光のみを選択的に散乱させた機能を有する散乱異方性フィルムとすることができる。すなわち、△ｎ1方向では屈折率差が大きいため、直線偏光を散乱させ、一方、△ｎ2方向では屈折率差が小さいため、直線偏光を透過させることができる。なお、△ｎ1方向と直交する二方向の軸方向における屈折率差（△ｎ2）はともに等しいことが好ましい。
【００１７】
散乱異方性を高くするには、△ｎ1方向の屈折率差（△ｎ1）を、０．０３以上、好ましくは０．０５以上、特に好ましくは０．１０以上とするのが好ましい。また△ｎ1方向と直交する二方向の屈折率差（△ｎ2）は、前記△ｎ1の５０％以下、さらには３０％以下であるのが好ましい。
【００１８】
前記偏光子の製造方法において、ヨウ素系吸光体は、当該材料の吸収軸が、△ｎ1方向に配向していることが好ましい。
【００１９】
マトリクス中のヨウ素系吸光体を、その材料の吸収軸が前記△ｎ1方向に平行になるように配向させることにより、散乱偏光方向である△ｎ1方向の直線偏光を選択的に吸収させることができる。その結果、入射光のうち△ｎ2方向の直線偏光成分は、異方散乱性能を有しない従来型のヨウ素系偏光子と同じく、散乱されることなく、かつヨウ素吸光体による吸収も殆どない。一方、△ｎ1方向の直線偏光成分は散乱され、かつヨウ素系吸光体によって吸収される。通常、吸収は、吸収係数と厚みによって決定される。このように光が散乱された場合、散乱がない場合に比べて光路長が飛躍的に長くなる。結果として△ｎ1方向の偏光成分は従来のヨウ素系偏光子と比べ、余分に吸収される。つまり同じ透過率でより高い偏光度が得られる。
【００２０】
以下、理想的なモデルについて詳細に説明する。一般に直線偏光子に用いられる二つの主透過率（第１主透過率ｋ1（透過率最大方位＝△ｎ2方向の直線偏光透過率）、第２主透過率ｋ2（透過率最小方向＝△ｎ1方向の直線偏光透過率））を用いて以下議論する。
【００２１】
市販のヨウ素系偏光子ではヨウ素系吸光体が一方向に配向しているとすれば、平行透過率、偏光度はそれぞれ、
平行透過率＝０．５×（（ｋ1）2＋（ｋ2）2）、
偏光度＝（ｋ1−ｋ2）／（ｋ1＋ｋ2）、で表される。
【００２２】
一方、本発明の偏光子では△ｎ1方向の偏光は散乱され、平均光路長はα（＞１）倍になっていると仮定し、散乱による偏光解消は無視できる過程すると、その場合の主透過率はそれぞれ、ｋ1、ｋ2’＝１０X（但し、ｘはαｌｏｇｋ2である）、で表される。
【００２３】
つまり、この場合の平行透過率、偏光度は、
平行透過率＝０．５×（（ｋ1）2＋（ｋ2’）2）、
偏光度＝（ｋ1−ｋ2’）／（ｋ1＋ｋ2’）、で表される。
【００２４】
例えば、市販のヨウ素系偏光子（平行透過率０．３８５，偏光度０．９６５：ｋ1＝０．８７７，ｋ2＝０．０１６）と同条件（染色量、作製手順が同じ）で本発明の偏光子を作成したとすると、計算上ではαが２倍の時、ｋ2＝０．０００３まで低くなり、結果として平行透過率は０．３８５のまま、偏光度は０．９９９に向上する。上記は、計算上であり、もちろん散乱による偏光解消や表面反射および後方散乱の影響などにより幾分機能が低下する。上式から分かるようにαが高い程良く、ヨウ素系吸光体の二色比が高いほど高機能が期待できる。αを高くするには、散乱異方性機能をできるだけ高くし、△ｎ1方向の偏光を選択的に強く散乱させればよい。また、後方散乱は少ない方が良く、入射光強度に対する後方散乱強度の比率は３０％以下が好ましく、さらには２０％以下が好ましい。
【００２５】
前記偏光子の製造方法において、微小領域は、△ｎ2方向の長さが０．０５〜５００μｍであることが好ましい。
【００２６】
可視光領域の波長のうち、振動面を△ｎ1方向に有する直線偏光を強く散乱させるためには、分散分布している微小領域は、△ｎ2方向の長さが０．０５〜５００μｍ、好ましくは０．５〜１００μｍとなるように制御されることが好ましい。微小領域の△ｎ2方向の長さが波長に比べて短すぎると十分に散乱が起こらない。一方、微小領域の△ｎ2方向の長さが長すぎるとフィルム強度が低下したり、微小領域を形成する液晶性材料が、微小領域中で十分に配向しないなどの問題が生じるおそれがある。
【００２７】
前記偏光子の製造方法において、ヨウ素系吸収体は、少なくとも４００〜７００ｎｍの波長帯域に吸収領域を有するものが用いられる。
【００２８】
また本発明は、前記製造方法により得られた偏光子、に関する。
【００２９】
また本発明は、前記偏光子の少なくとも片面に、透明保護層を設けた偏光板、に関する。
【００３０】
また本発明は、前記偏光子、前記偏光板が、少なくとも１枚積層されていることを特徴とする光学フィルム、に関する。
【００３１】
さらに本発明は、前記偏光子、前記偏光板または前記光学フィルムが用いられていることを特徴とする画像表示装置、に関する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下に本発明において得られる偏光子を図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の偏光子の概念図であり、ヨウ素系吸光体２を含有する透光性の水溶性樹脂１によりフィルムが形成されており、当該フィルムをマトリクスとして、微小領域３が分散された構造を有する。
【００３３】
図１は、微小領域３と、透光性の水溶性樹脂１との屈折率差が最大値を示す軸方向（△ｎ1方向）に、ヨウ素系吸光体２が配向している場合の例である。微小領域３では、△ｎ1方向の偏光成分は散乱している。図１では、フィルム面内の一方向にある△ｎ1方向は吸収軸となっている。フィルム面内において△ｎ1方向に直交する△ｎ2方向は透過軸となっている。なお、△ｎ1方向に直交するもう一つの△ｎ2方向は厚み方向である。
【００３４】
透光性の水溶性樹脂１としては、可視光領域において透光性を有し、ヨウ素系吸光体を分散吸着するものを特に制限なく使用できる。たとえば、従来より偏光子に用いられているポリビニルアルコールまたはその誘導体があげられる。ポリビニルアルコールの誘導体としては、ポリビニルホルマール、ポリビニルアセタール等があげられる他、エチレン、プロピレン等のオレフィン、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸等の不飽和カルボン酸そのアルキルエステル、アクリルアミド等で変性したものがあげられる。また透光性の水溶性樹脂１としては、例えばポリビニルピロリドン系樹脂、アミロース系樹脂等があげられる。前記透光性の水溶性樹脂１は、成形歪み等による配向複屈折を生じにくい等方性を有するものでもよく、配向複屈折を生じやすい異方性を有するものでもよい。
【００３５】
ヨウ素系吸光体２は、ヨウ素またはアルカリ金属のヨウ化物から生成される。アルカリ金属のヨウ化物としては、ヨウ化カリウム、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化リチウム等があげられる。当該ヨウ化物は、酸化されてヨウ素系吸光体２を形成する。
【００３６】
微小領域３を形成する材料は、等方性か複屈折を有するかは特に限定されるものではないが、複屈折材料が好ましい。また複屈折材料は、少なくとも配向処理時点で液晶性を示すもの（以下、液晶性材料という）が好ましく用いられる。すなわち、液晶性材料は、配向処理時点で液晶性を示していれば、形成された微小領域３においては液晶性を示していてもよく、液晶性を喪失していてもよい。
【００３７】
微小領域３を形成する材料は複屈折材料（液晶性材料）は、ネマチック液晶性、スメクチック液晶性、コレステリック液晶性のいずれでもよく、またリオトロピック液晶性のものでもよい。また、複屈折材料は、液晶性熱可塑樹脂でもよく、液晶性単量体の重合により形成されていてもよい。液晶性材料が液晶性熱可塑樹脂の場合には、最終的に得られる構造体の耐熱性の観点から、ガラス転移温度の高いものが好ましい。少なくとも室温ではガラス状態であるものを用いるのが好ましい。液晶性熱可塑性樹脂は、通常、加熱により配向し、冷却して固定させて、液晶性を維持したまま微小領域３を形成する。液晶性単量体は配合後に、重合、架橋等により固定した状態で微小領域３を形成するが、形成した微小領域３では液晶性が喪失されてしまうものがある。
【００３８】
前記液晶性熱可塑性樹脂としては、主鎖型、側鎖型またはこれらの複合型の各種骨格のポリマーを特に制限なく使用できる。主鎖型の液晶ポリマーとしては、芳香族単位等からなるメソゲン基を結合した構造を有する縮合系のポリマー、たとえば、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリカーボネート系、ポリエステルイミド系などのポリマーがあげられる。メソゲン基となる前記芳香族単位としては、フェニル系、ビフェニル系、ナフタレン系のものがあげられ、これら芳香族単位は、シアノ基、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン基等の置換基を有していてもよい。
【００３９】
側鎖型の液晶ポリマーとしては、ポリアクリレート系、ポリメタクリレート系、ポリ−α−ハロ−アクリレート系、ポリ−α−ハロ−シアノアクリレート系、ポリアクリルアミド系、ポリシロキサン系、ポリマロネート系の主鎖を骨格とし、側鎖に環状単位等からなるメソゲン基を有するものがあげられる。メソゲン基となる前記環状単位としては、たとえば、ビフェニル系、フェニルベンゾエート系、フェニルシクロヘキサン系、アゾキシベンゼン系、アゾメチン系、アゾベンゼン系、フェニルピリミジン系、ジフェニルアセチレン系、ジフェニルベンゾエート系、ビシクロへキサン系、シクロヘキシルベンゼン系、ターフェニル系等があげられる。なお、これら環状単位の末端は、たとえば、シアノ基、アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、ハロゲン基、ハロアルキル基、ハロアルコキシ基、ハロアルケニル基等の置換基を有していてもよい。またメソゲン基のフェニル基は、ハロゲン基を有するものを用いることができる。
【００４０】
また、いずれの液晶ポリマーのメソゲン基も屈曲性を付与するスペーサ部を介して結合していてもよい。スペーサ部としては、ポリメチレン鎖、ポリオキシメチレン鎖等があげられる。スペーサ部を形成する構造単位の繰り返し数は、メソゲン部の化学構造により適宜に決定されるがポリメチレン鎖の繰り返し単位は０〜２０、好ましくは２〜１２、ポリオキシメチレン鎖の繰り返し単位は０〜１０、好ましくは１〜３である。
【００４１】
前記液晶性熱可塑樹脂は、ガラス転移温度５０℃以上、さらには８０℃以上であることが好ましい。また、重量平均分子量が２千〜１０万程度のものが好ましい。
【００４２】
液晶性単量体としては、末端にアクリロイル基、メタクリロイル基等の重合性官能基を有し、これに前記環状単位等からなるメソゲン基、スペーサ部を有するものがあげられる。また重合性官能基として、アクリロイル基、メタアクリロイル基等を２つ以上有するものを用いて架橋構造を導入して耐久性を向上させることもできる。
【００４３】
微小領域３を形成する材料は、前記液晶性材料に全てが限定されるものではなく、マトリクス材料と異なる素材であれば、非液晶性の樹脂を用いることができる。樹脂としては、ポリビニルアルコールとその誘導体、ポリオレフィン、ポリアリレート、ポリメタクリレート、ポリアクリルアミド、ポリエチレンテレフタレート、アクリルスチレン共重合体などがあげられる。また微小領域３を形成する材料としては、複屈折を持たない粒子などを用いることができる。当該微粒子としては、たとえば、ポリアクリレート、アクリルスチレン共重合体などの樹脂があげられる。微粒子のサイズは特に制限されないが、０．０５〜５００μｍ、好ましくは０．５〜１００μｍの粒子径のものが用いられる。微小領域３を形成する材料は、前記液晶性材料が好ましいが、前記液晶性材料には非液晶性材料を混入して用いることができる。さらには微小領域３を形成する材料にて、非液晶性材料を単独で使用することもできる。
【００４４】
本発明の偏光子の製造方法では、ヨウ素系吸光体２を含有する透光性の水溶性樹脂１によりマトリクスを形成したフィルムを作製するとともに、当該マトリクス中に、微小領域３（例えば、液晶性材料により形成された、配向された複屈折材料）を分散させる。またフィルム中において、前記△ｎ1方向の屈折率差（△ｎ1）、△ｎ2方向の屈折率差（△ｎ2）が前記範囲になるように制御する。
【００４５】
かかる本発明の偏光子の製造工程は、特に制限されないが、たとえば、
（１）マトリクスとなる透光性の水溶性樹脂に、微小領域の形成材料（以下、微小領域の形成材料として液晶性材料を用いた場合を代表例として説明する。他の材料の場合も液晶性材料に準ずる。）が分散され、かつヨウ素を含有する混合溶液を製造する工程、
（２）前記（１）の混合溶液をフィルム化する工程、
（３）前記（２）で得られたフィルムを延伸する工程、
を施すことにより得られる。
【００４６】
前記工程（１）では、混合溶液を調製する。混合溶液を調製法は、マトリクスを形成する透光性の水溶性樹脂の水溶液に、液晶性材料を分散させた後に、ヨウ素を混合する方法；透光性の水溶性樹脂の水溶液に、ヨウ素を混合した後に、液晶性材料を分散させる方法、のいずれの方法を採用してもよい。ただし、後者の方法では、ヨウ素の量、透光性の水溶性樹脂の構造や分子量などにもよるが、透光性の水溶性樹脂の水溶液にヨウ素を混合すると、溶液がゲル化する傾向がある。これは、ヨウ素系吸光体が生成し、これが透光性の水溶性樹脂（特にポリビニルアルコール系樹脂）の架橋点として作用するためと考えられている。ゲル化してしまうと、液晶性材料を混合溶液中に分散させるのが困難になる。ゲル化した溶液は加温することで流動状態になり、液晶性材料の分散が容易になるため、当該溶液を温めて流動状態にしてから液晶性材料を混合する方法を採用することができる。このように後者の方法では、プロセスが複雑化するため、プロセスの簡略化を考えると、透光性の水溶性樹脂の水溶液に、まず液晶性材料を分散させる、前者の方法が好ましい。以下、前者の方法の場合につてい説明する。
【００４７】
マトリクスを形成する透光性の水溶性樹脂に、微小領域となる液晶性材料を分散させる方法は、特に制限されないが、前記マトリクス成分（透光性の水溶性樹脂）と液晶性材料の相分離現象を利用する方法があげられる。たとえば、液晶性材料としてマトリクス成分とは相溶しにくい材料を選択し、マトリクス成分の水溶液に液晶性材料を形成する材料の溶液を界面活性剤などの分散剤を介して分散させる方法などあげられる。マトリクスを形成する透光性材料と微小領域となる液晶材料の組み合わせによっては分散剤を入れなくてもよい。マトリクス中に分散させる液晶性材料の使用量は、特に制限されないが、透光性の水溶性樹脂１００重量部に対して、液晶性材料を０．０１〜１００重量部、好ましくは０．１〜１０重量部である。液晶性材料は溶媒に溶解し、または溶解することなく用いられる。溶媒としては、たとえば、水、トルエン、キシレン、ヘキサン、シクロヘキサン、ジクロロメタン、トリクロロメタン、ジクロロエタン、トリクロロエタン、テトラクロロエタン、トリクロロエチレン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、テトラヒドロフラン、酢酸エチル等があげられる。マトリクス成分の溶媒と、液晶性材料の溶媒とは同一でもよく異種でもよい。
【００４８】
前記工程（２）において、フィルム形成後の乾燥工程で発泡を低減させるためには、工程（１）における混合溶液の調製において、微小領域を形成する液晶性材料を溶解するための溶媒を用いない方が好ましい。たとえば、溶媒を用いない場合には、マトリクスを形成する透光性材料の水溶液に液晶性材料を直接添加し、液晶性材料をより小さく均一に分散させるために液晶温度範囲以上で加熱し分散させる方法等などがあげられる。
【００４９】
前記溶液へのヨウ素の混合方法は、ヨウ素水溶液を混合する方法が一般的に用いられる。ヨウ素水溶液には、通常、ヨウ素の溶解を助けるためヨウ化カリウム等のアルカリ金属のヨウ化物等が含まれる。ヨウ素の量は、目的の光学特性に応じて適宜に決定されるため、特に制限はないが、マトリクス成分（透光性の水溶性樹脂）１００重量部に対し、０．１〜１０重量部、好ましくは０．５〜５重量部である。また、ヨウ化物の量は、ヨウ素１００重量部に対し、１００〜３０００重量部、好ましくは、２００〜１０００重量部である。
【００５０】
混合溶液を調製する際の温度は特に制限はない。温度が低い場合、特に４０℃未満の場合には混合溶液はゲル化し易くなる。一方、４０℃以上の場合には、混合溶液はゾル状態になり易くなる。このことを考慮して、混合溶液の温度は、工程（２）において採用する製膜方法に最適な粘度状態になるような温度を採用すればよい。たとえば、工程（２）が、溶液キャスティング法による製膜法であれば、混合溶液の温度はゾル状態（４０℃以上）である方が望ましい。
【００５１】
なお、マトリクス成分の溶液、液晶性材料の溶液、または混合溶液中には、分散剤、界面活性剤、紫外線吸収剤、難燃剤、酸化防止剤、可塑剤、離型剤、滑剤、着色剤等の各種の添加剤を本発明の目的を阻害しない範囲で含有させることができる。
【００５２】
前記混合溶液をフィルム化する工程（２）では、前記混合溶液を加熱乾燥し、溶媒を除去することにより、マトリクス中に微小領域が分散されたフィルムを作製する。フィルムの形成方法としては、キャスティング法、押出成形法、射出成形法、ロール成形法、流延成形法などの各種の方法を採用できる。フィルム成形にあたっては、フィルム中の微小領域のサイズが、最終的に△ｎ2方向が０．０５〜５００μｍになるように制御する。混合溶液の粘度、混合溶液の溶媒の選択、組み合わせ、分散剤、混合溶媒の熱プロセス（冷却速度）、乾燥速度を調整することにより、微小領域の大きさや分散性を制御することができる。たとえば、マトリクスを形成する高せん断力のかかるような高粘度の透光性の水溶性樹脂と微小領域となる液晶性材料の混合溶液を液晶温度範囲以上に加熱しながらホモミキサー等の撹拌機により分散させることによって微小領域を、より小さく分散させることができる。
【００５３】
前記フィルムを延伸する工程（３）は、ヨウ素系吸光体を延伸方向に配向させることに加え、微小領域を形成する液晶性材料を配向させることが目的である。延伸は、一軸延伸、二軸延伸、斜め延伸などがあげられるが、通常、一軸延伸を行う。延伸方法は、空気中での乾式延伸、水系浴中での湿式延伸のいずれでもよい。延伸倍率は特に制限されないが、通常、２〜１０倍程度とするのが好ましい。
【００５４】
かかる延伸により、ヨウ素系吸光体を延伸軸方向に配向させることができる。また、微小領域において複屈折材料となる液晶性材料は、上記延伸により微小領域中で延伸方向に配向され複屈折を発現させる。
【００５５】
微小領域は延伸に応じて変形することが望ましい。微小領域が非液晶性材料の場合は延伸温度が樹脂のガラス転移温度付近、微小領域が液晶性材料の場合は延伸時の温度で液晶性材料がネマチック相またはスメクチック相等の液晶状態または等方相状態になる温度を選択するのが望ましい。延伸時点で配向が不十分な場合には、別途、加熱配向処理などの工程を加えてもよい。
【００５６】
液晶性材料の配向には上記延伸に加え、電場や磁場などの外場を用いてもよい。また液晶性材料にアゾベンゼンなどの光反応性物質を混合したり、液晶性材料にシンナモイル基等の光反応性基を導入したものを用い、これを光照射などの配向処理によって配向させてもよい。さらには延伸処理と以上に述べた配向処理を併用することもできる。液晶性材料が、液晶性熱可塑樹脂の場合には、延伸時に配向させた後、室温に冷却させることにより配向が固定化され安定化される。液晶性単量体は、配向していれば目的の光学特性が発揮されるため、必ずしも硬化している必要はない。だたし、液晶性単量体で等方転移温度が低いものは、少し温度がかかることにより等方状態になってしまう。こうなると異方散乱でなくなって、逆に偏光性能が悪くなくので、このような場合には硬化させるのが好ましい。また液晶性単量体には室温で放置すると結晶化するものが多くあり、こうなると異方散乱でなくなって、逆に偏光性能が悪くなくので、このような場合にも硬化させるのが好ましい。かかる観点からすれば、配向状態をどのような条件下においても安定に存在させるためには、液晶性単量体を硬化することが好ましい。液晶性単量体の硬化は、たとえば、光重合開始剤と混合してマトリクス成分の溶液中に分散し、配向後において紫外線等を照射して硬化し、配向を安定化させることができる。この光照射のタイミングは配向直後である必要は無く、製造工程のどのタイミングであってもよい。
【００５７】
上記延伸工程（３）は、複数回行っても良い。そのときの温度、方式（湿式延伸、乾式延伸）、浸漬する浴（湿式延伸の場合）中に含有させる配合物の種類や量などは特に制限されず、その組み合わせも特に制限されない。配合物としては、ホウ酸などの架橋剤、アルカリ金属のヨウ化物などの色相調節剤などの各種があげられる。
【００５８】
延伸方法としては、例えば、１回目の延伸で、乾式延伸を行ってヨウ素系吸光体および液晶性材料を配向させ、液晶の配向を固定化した後、ヨウ素吸光体自体をさらに配向させるためにさらに湿式延伸を行う方法があげられる。また、例えば、ヨウ素系吸光体のみを延伸配向させた後、比較的高温の浴中での延伸によりヨウ素系吸光体および液晶を配向させる方法があげられる。もちろん延伸方法はこれらに限られるものではない。
【００５９】
偏光子の作製にあたっては、前記工程（１）乃至（３）の他に、様々な目的のための工程を施すことができる。例えば、製膜したフィルムを、フィルムの結晶化度を高めることを目的とし、熱処理する工程があげられる。熱処理工程は、フィルムの延伸工程（３）の前に行うのが通常であるが、延伸工程（３）の後に行なうこともできる。熱処理温度は５０〜１５０℃程度、好ましくは６０〜１２０℃である。温度が高すぎるとヨウ素が昇華してしまい、光学特性が発現されない場合がある。
【００６０】
また、例えば、フィルムを膨潤する目的で、水浴にフィルムを浸漬して膨潤させる工程があげられる。また、任意の添加物を溶解させた水浴に浸漬する工程等があげられる。主に水溶性樹脂（マトリクス）に架橋を施す目的のため、ホウ酸、ホウ砂などの添加剤を含有する水溶液にフィルムを浸漬する工程があげられる。また、主に、分散したヨウ素系吸光体の量バランスを調節し、色相を調節することを目的として、アルカリ金属のヨウ化物などの添加剤を含有する水溶液にフィルムを浸漬する工程があげられる。これらの工程は、上記延伸工程（３）の前後において、どのような順序、組み合わせで加えてもよいし、また、これらの浴中で延伸工程（３）を同時に行ってもよい。
【００６１】
以上は、工程（１）において、透光性の水溶性樹脂の水溶液に、微小領域の形成材料とともに、ヨウ素を混合して調製した混合溶液を用いる場合の、偏光子の製造方法を述べてきた。本発明では、前記工程（１）において、透光性の水溶性樹脂の水溶液に、ヨウ素を混合する代わりに、アルカリ金属のヨウ化物を混合した混合溶液を用いる工程（１′）を採用することができる。当該混合溶液を用いることによっても、マトリクス成分（透光性の水溶性樹脂）中にヨウ素を含有させることができる。当該ヨウ化物を含有する混合溶液には、前記同様のフィルム化工程（２）、延伸工程（３）が施されるが、これらの工程に加えて、ヨウ化物を酸化させてヨウ素を生成させる工程（４）が別途施される。
【００６２】
工程（４）の酸化方法としては、過酸化水素水、過マンガン酸カリウム水溶液などの酸化浴にフィルムを浸漬する方法（特開平７−１０４１２６号公報参照）、硫酸第２銅、クエン酸鉄などの多価金属の水溶性塩の水溶液にフィルムを浸漬する方法（特開平２−７３３０９号公報参照）、などがあげられる。これらの方法では、水溶液の濃度、浴の温度、浸漬時間などにより、ヨウ素（Ｉ2）の生成量、つまり酸化の程度をコントロールする。また、酸化の方法としては、この他にも、前記フィルムに紫外線を照射する方法、さらには前記フィルムに酸化チタンなどの光酸化触媒を含有させた後に、可視光を照射する方法などがあげられる。当該酸化工程（４）は、前記工程（２）中、工程（２）後工程（３）前、工程（３）中のいずれかのタイミングで行えばよい。酸化工程（４）を溶液中で行なうと溶液がゲル化しフィルム化が困難になるおそれがあること、また延伸後に酸化するとヨウ素吸光体が十分に配向しない場合が考えられることから、特に酸化工程（４）は良好な偏光特性を安定して得るという観点からすれば、工程（２）の後で、工程（３）の前の段階で行なうのが好ましい。
【００６３】
以上の処理をしたフィルムは、適当な条件で乾燥されることが望ましい。乾燥は常法に従って行われる。
【００６４】
得られた偏光子（フィルム）の厚さは特に制限されないが、通常、１μｍから３ｍｍ、好ましくは５μｍから１ｍｍ、さらに好ましくは１０〜５００μｍである。
【００６５】
このようにして得られた偏光子は、延伸方向において、微小領域を形成する複屈折材料の屈折率とマトリクス樹脂の屈折率の大小関係は特になく、延伸方向が△ｎ1方向になっている。延伸軸と直交する二つの垂直方向は△ｎ2方向となっている。また、ヨウ素系吸光体は延伸方向が、最大吸収を示す方向になっており、吸収＋散乱の効果が最大限発現された偏光子になっている。
【００６６】
本発明によって得られた偏光子は、既存の吸収型偏光板と同様の機能を有するため、吸収型偏光板を用いた様々な応用分野へ何ら変更することなく用いることができる。
【００６７】
得られた偏光子は、常法に従って、その少なくとも片面に透明保護層を設けた偏光板とすることができる。透明保護層はポリマーによる塗布層として、またはフィルムのラミネート層等として設けることができる。透明保護層を形成する、透明ポリマーまたはフィルム材料としては、適宜な透明材料を用いうるが、透明性や機械的強度、熱安定性や水分遮断性などに優れるものが好ましく用いられる。前記透明保護層を形成する材料としては、例えばポリエチレンテレフタレートや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、二酢酸セルロースや三酢酸セルロース等のセルロース系ポリマー、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系ポリマー、ポリスチレンやアクリロニトリル・スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）等のスチレン系ポリマー、ポリカーボネート系ポリマーなどがあげられる。また、ポリエチレン、ポリプロピレン、シクロ系ないしは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の如きポリ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、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、あるいは前記ポリマーのブレンド物なども前記透明保護層を形成するポリマーの例としてあげられる。
【００６８】
また、特開２００１−３４３５２９号公報（ＷＯ０１／３７００７）に記載のポリマーフィルム、たとえば、（Ａ）側鎖に置換および／または非置換イミド基を有する熱可塑性樹脂と、（Ｂ）側鎖に置換および／非置換フェニルならびにニトリル基を有する熱可塑性樹脂を含有する樹脂組成物があげられる。具体例としてはイソブチレンとＮ−メチルマレイミドからなる交互共重合体とアクリロニトリル・スチレン共重合体とを含有する樹脂組成物のフィルムがあげられる。フィルムは樹脂組成物の混合押出品などからなるフィルムを用いることができる。
【００６９】
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層は、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。透明保護層の厚さは、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、さらには１〜３００μｍ、特に５〜３００μｍが好ましい。なお、偏光子の両側に透明保護層を設ける場合は、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を用いるができる。
【００７０】
また、透明保護フィルムは、できるだけ色付きがないことが好ましい。したがって、Ｒｔｈ＝［（ｎｘ＋ｎｙ）／２−ｎｚ］・ｄ（ただし、ｎｘ、ｎｙはフィルム平面内の主屈折率、ｎｚはフィルム厚方向の屈折率、ｄはフィルム厚みである）で表されるフィルム厚み方向の位相差値が−９０ｎｍ〜＋７５ｎｍである保護フィルムが好ましく用いられる。かかる厚み方向の位相差値（Ｒｔｈ）が−９０ｎｍ〜＋７５ｎｍのものを使用することにより、保護フィルムに起因する偏光板の着色（光学的な着色）をほぼ解消することができる。厚み方向位相差値（Ｒｔｈ）は、さらに好ましくは−８０ｎｍ〜＋６０ｎｍ、特に−７０ｎｍ〜＋４５ｎｍが好ましい。
【００７１】
前記透明保護フィルムの偏光子を接着させない面には、ハードコート層や反射防止処理、スティッキング防止や、拡散ないしアンチグレアを目的とした処理を施したものであってもよい。
【００７２】
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。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処理は隣接層との密着防止を目的に施される。
【００７３】
また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等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。前記表面微細凹凸構造の形成に含有させる微粒子としては、例えば平均粒径が０．５〜５０μｍのシリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、酸化錫、酸化インジウム、酸化カドミウム、酸化アンチモン等からなる導電性のこともある無機系微粒子、架橋又は未架橋のポリマー等からなる有機系微粒子などの透明微粒子が用いられる。表面微細凹凸構造を形成する場合、微粒子の使用量は、表面微細凹凸構造を形成する透明樹脂１００重量部に対して一般的に２〜５０重量部程度であり、５〜２５重量部が好ましい。アンチグレア層は、偏光板透過光を拡散して視角などを拡大するための拡散層（視角拡大機能など）を兼ねるものであってもよい。
【００７４】
なお、前記反射防止層、スティッキング防止層、拡散層やアンチグレア層等は、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層とは別体のものとして設けることもできる。
【００７５】
前記偏光子と透明保護フィルムとの接着処理には、接着剤が用いられる。接着剤としては、イソシアネート系接着剤、ポリビニルアルコール系接着剤、ゼラチン系接着剤、ビニル系ラテックス系、水系ポリエステル等を例示できる。前記接着剤は、通常、水溶液からなる接着剤として用いられ、通常、０．５〜６０重量％の固形分を含有してなる。
【００７６】
本発明の偏光板は、前記透明保護フィルムと偏光子を、前記接着剤を用いて貼り合わせることにより製造する。接着剤の塗布は、透明保護フィルム、偏光子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接着層を形成する。偏光子と透明保護フィルムの貼り合わせは、ロールラミネーター等により行なうことができる。接着層の厚さは、特に制限されないが、通常０．１〜５μｍ程度である。
【００７７】
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フィルム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光学層を１層または２層以上用いることができる。特に、本発明の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ィ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ィルムが積層されてなる偏光板が好ましい。
【００７８】
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、必要に応じ透明保護層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。
【００７９】
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。また前記透明保護フィルムに微粒子を含有させて表面微細凹凸構造とし、その上に微細凹凸構造の反射層を有するものなどもあげられる。前記した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や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。また微粒子含有の透明保護フィルムは、入射光及びその反射光がそれを透過する際に拡散されて明暗ムラをより抑制しうる利点なども有している。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層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。
【００８０】
反射板は前記の偏光板の透明保護フィルムに直接付与する方式に代えて、その透明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。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より好ましい。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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ィルムを延伸処理してなる複屈折性フィルムや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。
【００８４】
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み合わ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み合わ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ィルムとしたものは、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。
【００８５】
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みえるように視野角を広げるためのフィルムである。このような視角補償位相差板としては、例えば位相差フィルム、液晶ポリマー等の配向フィ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複屈折を有するポリマーや傾斜配向フィルムのような二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、例えばポリマーフィルムに熱収縮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、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。
【００８６】
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ィルムにて支持した光学補償位相差板が好ましく用いうる。
【００８７】
偏光板と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、輝度向上フィ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フィルムに再入射させ、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ィ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。輝度向上フィルムは、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フィ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、輝度向上フィ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。
【００８８】
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、非偏光状態となる。すなわち、拡散板は偏光を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、再び拡散板を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。このように輝度向上フィルムと上記反射層等の間に、偏光を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、均一で明るい画面を提供することができる。かかる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。
【００８９】
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、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。
【００９０】
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投下するタイプの輝度向上フィルムでは、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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
偏光板に前記光学層を積層した光学フィルムは、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が、予め積層して光学フィルムとしたのものは、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。積層には粘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フィルムの接着に際し、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。
【００９５】
前述した偏光板や、偏光板を少なくとも１層積層されている光学フィルムには、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。粘着層を形成する粘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、アクリル系粘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。
【００９６】
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粘着層が好ましい。
【００９７】
粘着層は、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、酸化防止剤などの粘着層に添加されることの添加剤を含有していてもよい。また微粒子を含有して光拡散性を示す粘着層などであってもよい。
【００９８】
偏光板や光学フィルムの片面又は両面への粘着層の付設は、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％程度の粘着剤溶液を調製し、それを流延方式や塗工方式等の適宜な展開方式で偏光板上または光学フィルム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粘着層を形成してそれを偏光板上または光学フィルム上に移着する方式などがあげられる。
【００９９】
粘着層は、異なる組成又は種類等のものの重畳層として偏光板や光学フィルムの片面又は両面に設けることもできる。また両面に設ける場合に、偏光板や光学フィルムの表裏において異なる組成や種類や厚さ等の粘着層とすることもできる。粘着層の厚さは、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１〜５００μｍであり、５〜２００μｍが好ましく、特に１０〜１００μｍが好ましい。
【０１００】
粘着層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、通例の取扱状態で粘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ィルム、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。
【０１０１】
なお本発明において、上記した偏光板を形成する偏光子や透明保護フィルムや光学フィルム等、また粘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。
【０１０２】
本発明の偏光板または光学フィルムは液晶表示装置等の各種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、液晶セルと偏光板または光学フィルム、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による偏光板または光学フィルム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。
【０１０３】
液晶セルの片側又は両側に偏光板または光学フィルム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、本発明による偏光板または光学フィルムは液晶セルの片側又は両側に設置することができる。両側に偏光板または光学フィルムを設ける場合、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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【実施例】
【０１１２】
以下に、この発明の実施例を記載してより具体的に説明する。なお、以下において、部とあるのは重量部を意味する。
【０１１３】
実施例１
ポリビニルアルコール（（株）クラレ製，ケン化度９８. ５％，重合度２４００）を溶解した固形分１３重量％のポリビニルアルコール水溶液と、液晶性単量体（大日本インキ化学工業（株）製のＵＣＬ−００１，等方相転移温度４６℃）に光重合開始剤としてイルガキュア３６９（チバスペシャルティケミカルズ社製）をＵＣＬ−００１に対し１重量％含んだものとを、ポリビニルアルコール：液晶性単量体＝１００：３（重量比）になるように混合し、ホモミキサーにて６０００ｒｐｍで１０分間撹拌して溶液を得た。得られた溶液を６０℃の恒温層で温め、この温度を維持したまま、該溶液にヨウ素とヨウ化カリウムを含有する水溶液（２２℃）を滴下し、撹拌して混合溶液を得た。この時、ポリビニルアルコール：ヨウ素：ヨウ化カリウム＝１００：１．５４：１０．８（重量比）になるように調整した。この混合溶液はゲル化していなかった。この混合溶液をキャストし、アプリケ−タにて塗工したのち、徐冷した。得られた塗膜を室温で６時間放置し、続いて６０℃で３０分間で乾燥させることにより、ポリビニルアルコール中に液晶性単量体の微小領域とヨウ素が混合されたフィルムを得た。次いで、得られた混合フィルムを３０℃のホウ酸３重量％水溶液浴に３０秒間静置し、続いて同浴中で５倍に延伸した。さらに３０℃のヨウ化カリウム５重量％水溶液浴に１０秒間浸漬した後、５０℃で４分間乾燥した。その後、メタルハライドランプによる紫外線を、１００ｍＪ／ｃｍ2照射して液晶性単量体の配向を固定化して、偏光子を得た。
【０１１４】
得られた偏光子を偏光顕微鏡観察したところ、ポリビニルアルコールマトリクス中に無数に分散された液晶性単量体の微小領域が形成されていることが確認できた。この液晶性単量体は延伸方向に配向しており、微小領域の△ｎ2方向の平均サイズは１〜３μｍであった。
【０１１５】
マトリクスと微小領域の屈折率については、各々別々に測定した。まず、同一延伸条件で延伸したポリビニルアルコールフィルム単独の屈折率をアッべ屈折計（測定光５８９ｎｍ）で測定したところ、延伸方向（△ｎ1方向）の屈折率＝１．５４，△ｎ2方向の屈折率＝１．５２であった。また液晶性単量体（ＵＣＬ−００１）の屈折率（ｎｅ：異常光屈折率およびｎｏ：常光屈折率）を測定した。ｎｏは、垂直配向処理を施した高屈折率ガラス上に液晶性単量体を配向塗設し、アッベ屈折計（測定光５８９ｎｍ）で測定した。一方、水平配向処理した液晶セルに液晶性単量体を注入し、自動複屈折測定装置（王子計測機器株式会社製，自動複屈折計ＫＯＢＲＡ２１ＡＤＨ）にて位相差（Δｎ×ｄ）を測定し、また別途、光干渉法によりセルギャップを（ｄ）を測定し、位相差／セルギャップからΔｎを算出し、このΔｎとｎｏの和をｎｅとした。ｎｅ（△ｎ1方向の屈折率に相当）＝１．６６２、ｎｏ（△ｎ2方向の屈折率に相当）＝１．５１，であった。従って、△ｎ1＝０．１２、△ｎ2＝０．０１と算出された。なお、屈折率差は絶対値で示した。以上から所望の異方散乱が発現していることが確認できた。
【０１１６】
なお、液晶性単量体は、光重合開始剤の添加および紫外線による硬化により、屈折率が多少変動するが、変化量は小さく、硬化した場合も、前述の異方散乱の機能は十分間題なく発現された。
【０１１７】
比較例１
実施例１において、混合溶液の調製にあたり、液晶性単量体を混合しなかったこと以外は実施例１と同様の操作を行なって偏光子を作製した。
【０１１８】
実施例２
ポリビニルアルコール（（株）クラレ製，ケン化度９８．５％，重合度２４００）とヨウ化カリウムとグリセリンとを各々１００重量部、３０重量部、１５重量部の割合で混合し、ポリビニルアルコールが１０重量％となる水溶液を調製した。この水溶液に、メソゲン基の両末端に一つずつアクリロイル基を有する液晶性単量体（ネマチック液晶温度範囲が４０〜７０℃）を、ポリビニルアルコール１００重量部に対して、液晶性単量体３重量部になるように混合し、液晶温度範囲以上に加熱して、ホモミキサーにて６０００ｒｐｍで１０分間撹拌して混合溶液を得た。当該混合溶液中に存在している気泡を室温（２３℃）で放置することにより脱泡した後に、キャスト法にて塗工、続いて１２０℃で乾燥後に、白濁した厚さ７０μｍの混合フィルムを得た。
【０１１９】
得られた混合フィルムを、１０重量％過酸化水素水に３０秒間浸漬し、続いて、３０℃のホウ酸３重量％水溶液浴に浸漬してフィルムを架橋した。次いで、６０℃のホウ酸４重量％水溶液浴に浸漬しながら５倍に延伸した。次いで、３０℃のヨウ化カリウム５重量％に浸漬し、色相調節を行った。以上の湿式延伸工程に続いて５０℃にて４分間乾燥し、偏光子を得た。
【０１２０】
また得られた偏光子を偏光顕微鏡観察したところ、ポリビニルアルコールマトリクス中に無数に分散された液晶性単量体の微小領域が形成されていることが確認できた。この液晶性単量体は延伸方向に配向しており、微小領域の△ｎ2方向の平均サイズは１〜３μｍであった。
【０１２１】
マトリクスと微小領域の屈折率については、各々別々に測定した。まず、同一延伸条件で延伸したポリビニルアルコールフィルム単独の屈折率をアッベ屈折計（測定光５８９ｎｍ）で測定したところ、延伸方向（△ｎ1方向）の屈折率＝１．５４，△ｎ2方向の屈折率＝１．５２であった。また、実施例１と同様の方法で、液晶性単量体の屈折率（ｎｅ：異常光屈折率およびｎｏ：常光屈折率）を測定したところ、ｎｅ（△ｎ1方向の屈折率に相当）＝１．６６、ｎｏ（△ｎ2方向の屈折率に相当）＝１．５３，であった。従って、△ｎ1＝０．１２、△ｎ2＝０．０１と算出された。以上から所望の異方散乱が発現していることが確認できた。
【０１２２】
比較例２
実施例２において、液晶性単量体を混合しなかったこと以外は実施例２と同様の操作を行なって偏光子を作製した。
【０１２３】
（評価）
実施例１〜２及び比較例１〜２で得られた偏光子（サンプル）の光学特性を、積分球付き分光光度計（日立製作所製のＵ−４１００）にて測定した。各直線偏光に対する透過率はグラントムソンプリズム偏光子を通して得られた完全偏光を１００％として測定した。なお、透過率は、ＣＩＥ１９３１表色系に基づいて算出した、視感度補正したＹ値で示した。ｋ1は最大透過率方向の直線偏光の透過率、ｋ2はその直交方向の直線偏光の透過率を表す。
【０１２４】
偏光度Ｐは、Ｐ＝｛（ｋ1−ｋ2）／（ｋ1＋ｋ2）｝×１００、で算出した。単体透過率Ｔは、Ｔ＝（ｋ1＋ｋ2）／２、で算出した。
【０１２５】
【表１】
2005037890.tif 000003
【０１２６】
表１の結果から、実施例１は比較例１より偏光性能が向上していることが示された。両者は同条件で延伸しており、ポリビニルアルコールの配向度はほぼ同等と考えられる。したがって、偏光性能の向上は、説明で述べた効果によるものと考えられる。また同様に、表１の結果から、実施例２が比較例２より偏光性能が向上していることが示された。
【図面の簡単な説明】
【０１２７】
【図１】本発明の偏光子の一例を示す概念図である。
【符号の説明】
【０１２８】
１  透光性の水溶性樹脂
２  ヨウ素系吸光体
３  微小領域
【図１】
2005037890.tif 000004