(57)【要約】【課題】  効率的で、安価で且つ簡便な工程で、偏光分離性能に優れ、高光線透過率を有するグリッド偏光フィルムを製造する方法を提供する。【解決手段】  樹脂からなるＡ層と、複素屈折率（Ｎ＝ｎ−ｉκ）の実部ｎと虚部κの差の絶対値が１．０以上の材料Ｚを含んでなるＢ層と、前記Ａ層と前記Ｂ層との間に設けられ、前記材料Ｚに対する密着性が異なる二種のＸ相とＹ相とを有してなるミクロドメイン構造を有するＤ層と、を有する積層体を延伸することよって、前記Ｂ層に亀裂を生じさせることを含む、製造方法により、材料Ｚを含んでなる細長く線状に伸びたｂ層が互いに離間した状態で複数並んだグリッド偏光フィルムを得る。【選択図】  なし。【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂からなるＡ層と、
複素屈折率（Ｎ＝ｎ−ｉκ）の実部ｎと虚部κの差の絶対値が１．０以上の材料Ｚを含んでなるＢ層と、
前記Ａ層と前記Ｂ層との間に設けられ、前記材料Ｚに対する密着性が異なる二種のＸ相とＹ相とを有してなるミクロドメイン構造を有するＤ層と、を有する積層体を延伸することによって、前記Ｂ層に亀裂を生じさせることを含む、
Ｂ層を構成する細長く線状に伸びたｂ層が互いに離間した状態で複数並んだグリッド偏光フィルムの製造方法。
【請求項２】
積層体を延伸した後に、前記ｂ層の上に、透明保護層を少なくとも１層形成することをさらに含む請求項１記載のグリッド偏光フィルムの製造方法。
【請求項３】
積層体を延伸する前に、前記Ｂ層の上に、透明保護層を少なくとも１層形成することをさらに含む請求項１記載のグリッド偏光フィルムの製造方法。
【請求項４】
材料Ｚが金属である、請求項１〜３のいずれかに記載のグリッド偏光フィルムの製造方法。
【請求項５】
金属がアルミニウムである、請求項４に記載のグリッド偏光フィルムの製造方法。
【請求項６】
前記延伸の工程において、第一の延伸方向の延伸倍率Ｒ１が１．２５〜１０倍であり、第一の延伸方向に直交する第二の延伸方向の延伸倍率Ｒ２が０．８５〜２倍であり、且つ延伸倍率Ｒ１が延伸倍率Ｒ２よりも大きい、請求項１〜５のいずれかに記載のグリッド偏光フィルムの製造方法。
【請求項７】
積層体が長尺であり、且つ延伸を連続的に行う、請求項１〜６のいずれかに記載のグリッド偏光フィルムの製造方法
【請求項８】
第一の延伸方向が長尺積層体の幅方向と略平行である、請求項７記載のグリッド偏光フィルムの製造方法。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の製造方法で得られたグリッド偏光フィルム。
【請求項１０】
請求項７又は８に記載の製造方法で得られ、且つ偏光透過軸が積層体の幅方向と略平行であるグリッド偏光フィルム。
【請求項１１】
請求項９または１０に記載のグリッド偏光フィルム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、光通信、光記録、センサー、画像表示装置等に使用されるグリッド偏光フィルムの製造方法に関し、詳細には、効率的で、且つ簡便な工程で、偏光分離性能に優れ、高光線透過率を有するグリッド偏光フィルムを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
反射型偏光子の一種としてグリッド偏光子が知られている。これは、多数の線状金属を一定の周期で平行に配列したグリッド構造をもつ光部品である。このような金属グリッドを形成すると、グリッド周期が入射光の波長より短い場合に、金属グリッドを形成している線状金属に対して平行な偏光成分は反射し、垂直な偏光成分は透過するため、単一偏光を作りだす偏光子として機能する。このグリッド偏光子は、光通信ではアイソレーターの光部品として、液晶表示装置では光の利用率を高め輝度を向上させるための部品として、利用することが提案されている。
【０００３】
樹脂フィルム基材上にグリッド偏光子を形成した、グリッド偏光フィルムの製法が種々提案されている。例えば、特許文献１には、透明で柔軟な基板上に金属膜を形成し、金属膜の融点以下で基板と金属膜とを延伸することにより、延伸方向に直交する方向に金属膜の割れを発生させ、異方的な形状を有する金属部分と誘電体部分とからなる構造を形成するグリッド型偏光光学素子の製造方法が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、結晶部及び非晶部が交互に連なる高次構造を有するフィルム、又はガラス転移温度が異なる二種の相が延伸方向に交互に連なる高次構造を有するフィルム、の片面又は両面の全面に、導電性薄膜を形成して複合膜を得、その複合膜を延伸し、熱固定することによって、異方的な導電性部分と高分子誘電体部分からなる構造を形成する、偏光光学素子の製造方法が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−７４９３５号公報
【特許文献２】特開２００５−１４８４１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明者の検討によると、特許文献１に開示されている製造方法で得られる、偏光光学素子は、金属薄膜のひび割れに規則性が無く、基板から金属薄膜が剥がれ落ちることがあった。そのため、偏光分離性能を十分に発揮する偏光光学素子を得ることが困難であった。また、特許文献２に開示されている製法で得られる偏光光学素子は、光線透過率が低く、液晶表示装置などのような高輝度の要求に十分に応えることが困難であった。
本発明の目的は、効率的で、且つ簡便な工程で、偏光分離性能に優れた、高光線透過率を有するグリッド偏光フィルムを製造する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、結晶部及び非晶部が交互に連なる高次構造を有するフィルム又はガラス転移温度が異なる二種の相が延伸方向に交互に連なる高次構造を有するフィルムは、亀裂を比較的規則的に発生させるためには適しているが、光線透過率が低いことに気づいた。
そこで、本発明者は、樹脂からなるＡ層と、複素屈折率（Ｎ＝ｎ−ｉκ）の実部ｎと虚部κの差の絶対値が１．０以上の材料Ｚを含んでなるＢ層と、前記Ａ層と前記Ｂ層との間に設けられ、前記材料Ｚに対する密着性が異なる二種のＸ相とＹ相とを有してなるミクロドメイン構造を有するＤ層と、を有する積層体を延伸することによって、前記Ｂ層に亀裂を生じさせることを含む、効率的で、且つ簡便な製法によって、Ｂ層を構成する細長く線状に延びたｂ層を離間して複数並べて有する、高光線透過率で、偏光分離性能に優れた、グリッド偏光フィルムが得られることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至ったものである。
【０００８】
かくして本発明によれば、
（１）  樹脂からなるＡ層と、
複素屈折率（Ｎ＝ｎ−ｉκ）の実部ｎと虚部κの差の絶対値が１．０以上の材料Ｚを含んでなるＢ層と、
前記Ａ層と前記Ｂ層との間に設けられ、前記材料Ｚに対する密着性が異なる二種のＸ相とＹ相とを有してなるミクロドメイン構造を有するＤ層と、を有する積層体を延伸することによって、前記Ｂ層に亀裂を生じさせることを含む、
Ｂ層を構成する細長く線状に伸びたｂ層が互いに離間した状態で複数並んだグリッド偏光フィルムの製造方法が提供される。
【０００９】
また本発明によれば、
（２）積層体を延伸した後に、前記ｂ層の上に、透明保護層を少なくとも１層形成することをさらに含む、前記グリッド偏光フィルムの製造方法、
（３）積層体を延伸する前に、前記Ｂ層の上に、透明保護層を少なくとも１層形成することをさらに含む、前記グリッド偏光フィルムの製造方法、
（４）材料Ｚが金属である、前記グリッド偏光フィルムの製造方法、
（５）金属がアルミニウムである、前記グリッド偏光フィルムの製造方法、
（６）前記延伸の工程において、第一の延伸方向の延伸倍率Ｒ１が１．２５〜１０倍であり、第一の延伸方向に直交する第二の延伸方向の延伸倍率Ｒ２が０．８５〜２倍であり、且つ延伸倍率Ｒ１が延伸倍率Ｒ２よりも大きい、前記グリッド偏光フィルムの製造方法、
（７）積層体が長尺のものであり、且つ延伸を連続的に行う、前記グリッド偏光フィルムの製造方法、及び／又は
（８）第一の延伸方向が長尺積層体の幅方向と略平行である、前記グリッド偏光フィルムの製造方法、が提供される。
【００１０】
また、本発明によれば、
（９）前記の製造方法で得られたグリッド偏光フィルム、及び（１０）前記の製造方法で得られ、且つ偏光透過軸が積層体の幅方向と略平行であるグリッド偏光フィルムが提供され、さらに（１１）前記グリッド偏光フィルムを備える液晶表示装置が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のグリッド偏光フィルムの製造方法は、従来の樹脂成形法、延伸法と、金属膜等の製膜法を所定の条件で組み合わせたものであり、効率的で、簡便に行うことができる。そして、本発明の製造方法で得られるグリッド偏光フィルムは、光線透過率が高く、且つ自然光を、二種の直線偏光に分離し、一方を反射し、もう一方を透過させることができる。さらに、十分なフレキシビリティーと強度を有するので、グリッド偏光フィルムを液晶表示装置等に取り付ける際の取り扱いが楽である。また、本発明のグリッド偏光フィルムを液晶表示装置の液晶セルとバックライト装置との間に配置すると、バックライトからの出光を有効利用でき、表示画面の輝度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の、複素屈折率（Ｎ＝ｎ−ｉκ）の実部ｎと虚部κの差の絶対値が１．０以上の材料Ｚを含んでなる細長く線状に延びたｂ層を離間して複数並べて有するグリッド偏光フィルムの製造方法は、
樹脂からなるＡ層と、
複素屈折率（Ｎ＝ｎ−ｉκ）の実部ｎと虚部κの差の絶対値が１．０以上の材料Ｚを含んでなるＢ層と、
前記Ａ層と前記Ｂ層との間に設けられ、前記材料Ｚに対する密着性が異なる二種のＸ相とＹ相とを有してなるミクロドメイン構造を有するＤ層と、を有する積層体を延伸することよって、前記Ｂ層に亀裂を生じさせることを含む、ものである。
【００１３】
本発明のグリッド偏光フィルムの製法に用いる積層体のＡ層は、透明な樹脂からなるものであれば特に制限されない。透明樹脂としては、加工性の観点から樹脂のガラス転移温度が６０〜２００℃であることが好ましく、１００〜１８０℃であることがより好ましい。なお、ガラス転移温度は示差走査熱量分析（ＤＳＣ）により測定することができる。
【００１４】
透明樹脂の具体例としては、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリイミド樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、二酢酸セルロース、三酢酸セルロース、脂環式オレフィンポリマーなどが挙げられる。これらのうち、透明性、低吸湿性、寸法安定性、加工性の観点から脂環式オレフィンポリマーが好適である。脂環式オレフィンポリマーとしては、特開平０５−３１０８４５号公報、米国特許第５１７９１７１号公報に記載されている環状オレフィンランダム多元共重合体、特開平０５−９７９７８号公報、米国特許第５２０２３８８号公報に記載されている水素添加重合体、特開平１１−１２４４２９号公報、国際公開９９／２０６７６号公報に記載されている熱可塑性ジシクロペンタジエン系開環重合体及びその水素添加物等が挙げられる。
【００１５】
本発明に用いる透明樹脂は、顔料や染料のごとき着色剤、蛍光増白剤、分散剤、熱安定剤、光安定剤、紫外線吸収剤、耐電防止剤、酸化防止剤、滑剤、溶剤などの配合剤が適宜配合されたものであってもよい。
透明樹脂からなるＡ層は、前記透明樹脂を公知の方法で成形することによって得られる。成形法としては、例えば、キャスト成形法、押出成形法、インフレーション成形法などが挙げられる。
【００１６】
Ａ層は、通常、シート又はフィルム状を成しており、４００〜７００ｎｍの可視領域の光の透過率が８０％以上で、平滑な面を有するものが好ましい。またＡ層の平均厚みは、取り扱い性の観点から通常５μｍ〜１ｍｍ、好ましくは２０〜２００μｍである。
また、Ａ層は、その波長５５０ｎｍで測定したレターデーションＲｅ（Ｒｅ＝ｄ×（ｎｘ−ｎｙ）で定義される値、ｎｘ、ｎｙはＡ層の面内主屈折率；ｄはＡ層の平均厚みである）によって特に制限されない。面内の任意２点のレターデーションＲｅの差（レターデーションむら）が好ましくは１０ｎｍ以下であり、より好ましくは５ｎｍ以下である。レターデーションむらが大きいと、液晶表示装置に用いた場合に表示面の明るさにバラツキが生じやすくなる。
【００１７】
本発明のグリッド偏光フィルムの製法に用いる積層体のＤ層は、複素屈折率（Ｎ＝ｎ−ｉκ）の実部ｎと虚部κの差の絶対値が１．０以上の材料Ｚに対する密着性が異なる二種のＸ相とＹ相とを有してなるミクロドメイン構造を有するものである。
ミクロドメイン構造とは、非相溶な二種のＸ相とＹ相とが、微細に分布した構造であり、例えばブロック共重合体による相分離構造又は非相溶な重合体のブレンドによる相分離構造を用いることができる。構造の形から、海島構造、シリンダ構造、球状ドメイン構造、ラメラ構造、ジャイロイド構造などに分類されている。
Ｄ層を構成するＸ相及びＹ相は、後述するＢ層を構成する材料Ｚに対する密着性が異なるものである。Ｂ層を構成する材料Ｚに対する密着性の差は、特に制限されないが、例えば、１００マスの碁盤目で行う剥離試験において、１０マス以上の差があることが好ましく、３０マス以上の差があることがより好ましい。
【００１８】
Ｄ層を形成するための材料としては、相分離構造を形成するブロック共重合体が挙げられる。ブロック共重合体としては、線状ブロック共重合体、分岐グラフト共重合体、星型グラフト共重合体等が挙げられ、生産性の観点から、線状ブロック共重合体、分岐グラフト共重合体が好ましい。ブロック共重合体は、対応するモノマー成分を、ラジカル重合、アニオン重合、カチオン重合、リビングラジカル重合などの手法により各ブロックの順番に重合していくことによって得られる。また、ブロック共重合体は、高分子鎖の末端に重合開始基が付加したマクロ開始剤を用いて、他のモノマーを更に重合することによって、又は高分子鎖の末端に反応性基が付加したマクロマー同士を反応させ結合させることによっても得ることができる。さらに、前記の方法などによって合成したブロック共重合体を更に化学的に修飾した樹脂も本発明で用いることができる。
【００１９】
前記ブロック共重合体としては、ポリスチレンとポリメチルメタクリレートとの共重合体、ポリブタジエンとポリメチルメタクリレートとの共重合体、ポリ−２−ビニルピリジンとポリメチルメタクリレートとの共重合体、ポリプロピレンオキサイドとポリ−ε−カプロラクトンとの共重合体等の二元共重合体；ポリスチレン−ポリメチルメタクリレート−ポリスチレン共重合体ポリスチレン−ポリブタジエン−ポリスチレンブロック共重合体（ＳＢＳ共重合体）、ＳＢＳ共重合体を水素添加して得られるポリスチレン−ポリ（エチレン−ｃｏ−ブチレン）−ポリスチレンポリスチレン共重合体（ＳＥＢＳ共重合体）、ポリスチレン−ポリイソプレン−ポリスチレンブロック共重合体（ＳＩＳ共重合体）等のＡＢＡ型三元共重合体；ポリスチレン−ポリブタジエン−ポリメチルメタクリレート共重合体、ポリスチレン−ポリイソプレン−ポリグリシジルメタクリレート共重合体等のＡＢＣ型三元共重合体：ポリスチレン−ポリメチルメタクリレートグラフト共重合体、ポリスチレン−エチレンオキサイドグラフト共重合体等の分岐グラフト共重合体；ペンタエリスリトールをコア分子としたポリエチレンオキサイド−ポリ−ε−カプロラクトン星型グラフト共重合体、ジペンタエリスリトールをコア分子としたポリエチレンオキサイド−ポリラクチド星型グラフト共重合体等が挙げられる。
Ｄ層を形成する他の材料としては、材料Ｚに対する密着性が異なり、且つ非相溶な重合体ｘと重合体ｙとを混合したものが挙げられる。例えば、ポリスチレンにポリメチルメタクリレートなどの重合体を混合したもの、脂環式オレフィンポリマーにポリブタジエンなどの重合体を混合したものなどが挙げられる。
【００２０】
Ｄ層は、前記Ａ層の主面に形成されている。Ｄ層を形成する方法は、特に限定されないが、例えば、Ｄ層を形成するための材料を溶媒に溶かし溶液を得、この溶液をＡ層表面に膜状に展開する方法が挙げられる。膜状に展開する方法としては、スピンコート法、ロールコート法、フローコート法、プリント法、ディップコート法、流延製膜法、バーコート法、ダイコート法、グラビア印刷法などが挙げられる。
【００２１】
溶媒は、特に制限されず、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系；ヘプタン、シクロヘキサン等の鎖状又は環状の脂肪族炭化水素系；クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼン、ジクロロメタン等のハロゲン化炭化水素系；ジオキサン、ジエチルエーテル等のエーテル系；シクロヘキサノン、アセトフェノン等のケトン系；エチルアセテート、プロピオラクトン等のエステル系；アセトニトリル、ベンゾニトリル等のニトリル類系；メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、ｓｅｃ−ブタノール等のアルコール系；その他ニトロベンゼン、スルホラン等を挙げることが出来る。これらは単独で用いるか又は混合物として使用できる。
【００２２】
溶液を塗布し乾燥させて得られるＤ層を構成する膜は、しばしば無秩序で熱的に不安定な構造を示す。これは該溶液を塗布し乾燥させる工程で、各成分間の相分離過程を完了させ秩序だったミクロドメイン構造を形成させるのに必要な時間が不足するためによる。このため、Ｄ層を基板上に載置した後、必要に応じて前記膜を熱処理する。この熱処理工程により層分離構造をより成長させることができる。熱処理温度はＤ層を構成する各成分のガラス転移温度のうち、最も高いものと同程度あるいはそれ以上にすることが好ましい。熱処理温度が高いほど熱処理に要する時間が短くなるが、樹脂の熱劣化が生じないように該樹脂の熱分解温度より低く設定することが好ましい。例えば、ポリスチレンとポリメチルメタクリレートからなるブロック共重合体で形成された膜では、温度１４０℃以上で、更に好適には１９０〜２７０℃で、１０分以上、熱処理する。また、加熱によるブロック共重合体膜の酸化劣化を防ぐため、不活性雰囲気または真空中において熱処理するのが好適である。
【００２３】
Ｄ層の平均厚みは、通常０．１〜５００μｍ、好ましくは１〜５０μｍである。Ｄ層の平均厚みをこの範囲にすることによって、光線透過率の高いグリッド偏光フィルムが得られやすい。
【００２４】
本発明のグリッド偏光フィルムの製法に用いる積層体のＢ層は、複素屈折率（Ｎ＝ｎ−ｉκ）の実部ｎと虚部κの差の絶対値が１．０以上の材料Ｚを含むものである。Ｂ層は、前記Ｄ層の主面に形成されている。本発明の製法によれば、このＢ層に亀裂を生じさせることによって、互いに離間した状態で複数並んだ、材料Ｚを含んでなる細長く線状に延びたｂ層を形成できる。
【００２５】
材料Ｚは、複素屈折率の実部と虚部のいずれかが大きく、その差の絶対値が１．０以上の材料の中から適宜選択することができる。材料Ｚの具体例としては、金属；シリコン、ゲルマニウム等の無機半導体；ポリアセチレン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリ−ｐ−フェニレン等の導電性ポリマー、及びこれら導電性樹脂をヨウ素、三フッ化ホウ素、五フッ化ヒ素、過塩素酸等のドーパントを用いてドーピングした有機系導電性材料；絶縁性樹脂に金、銀などの導電性金属微粒子を分散した溶液を乾燥して得られる有機−無機複合系導電性材料、などが挙げられる。これらの中でも、グリッド偏光フィルムの生産性、耐久性の観点からは金属材料が好ましい。可視域の光を効率よく偏光分離するためには、温度２５℃、波長５５０ｎｍにおける複素屈折率の実部ｎ及び虚部κのそれぞれは、好ましくはｎが４．０以下で、κが３．０以上で且つその差の絶対値｜ｎ−κ｜が１．０以上のものであり、より好ましくはｎが２．０以下で、κが４．５以上で且つ｜ｎ−κ｜が３．０以上のものである。前記好ましい範囲にあるものとしては、銀、アルミニウム、クロム、インジウム、イリジウム、マグネシウム、パラジウム、白金、ロジウム、ルテニウム、アンチモン、スズ等が挙げられ、前記より好ましい範囲にあるものとしては、アルミニウム、インジウム、マグネシウム、ロジウム、スズ等が挙げられる。また上記以外に、ｎが３．０以上で且つκが２．０以下の範囲にある材料、好ましくはｎが４．０以上で且つκが１．０以下の範囲にある材料も好適に用いることができる。このような材料としてはシリコンなどが挙げられる。複素屈折率Ｎは、電磁波の理論的関係式であり、実部の屈折率ｎと虚部の消衰係数κを用いて、Ｎ＝ｎ−ｉκで表現されるものである。
【００２６】
詳細は不明であるが｜ｎ−κ｜の値は次のような意義を持つ。まず、ｎ＜κの場合においては、κがより大きく、ｎがより小さいものほど好ましいということ示している。κが大きいものほど導電性が大きく、ｂ層の長手方向に振動できる自由電子が多くなるため、偏光（ｂ層の長手方向に（電場が）平行な方向の偏光）の入射により発生する電界が強くなり、前記偏光に対する反射率が高まる。ｂ層の幅が小さいので、ｂ層の長手方向と直交する方向には電子は動けず、ｂ層の長手方向と直交する方向の偏光に対しては上記の効果は生じず、前記偏光は透過する。またｎが小さい方が入射した光の媒質中での波長が大きくなるため、相対的に微細凹凸構造のサイズ（線幅、ピッチ等）が小さくなり、散乱、回折等の影響を受け難くなり、光の透過率（ｂ層に直交する方向の偏光）、反射率（ｂ層に平行な方向の偏光）が高まる。
一方ｎ＞κの場合においては、ｎがより大きく、κがより小さいものほど好ましいということを示している。ｎが大きいものほど、ｂ層とそれに隣接する部分（図３では空気）との屈折率ｎの差が大きくなり、構造複屈折が発現しやすくなる。一方κが大きいと光の吸収が大きくなるため、光の損失を防ぐ意味でκは小さいほど好ましい。
【００２７】
このＢ層を形成させる方法は特に制限されない。用いる材料に応じて、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の真空成膜プロセスや、マイクログラビア法、スクリーンコート法、ディップコート法、無電解めっき、電解めっき等のウェットプロセスによる各種コーティング法を用いることができる。これらのうち、真空蒸着法、スパッタリング法が好ましい。
【００２８】
図２は、本発明の製造方法に用いる積層体の一例を示す図である。図１に示す積層体は、透明樹脂フィルムからなるＡ層１０の上に、ミクロドメイン構造を有するＤ層１８が形成され、さらにそのＤ層の上に前記材料Ｚを含んでなるＢ層１１が形成されている。該Ｂ層は、蒸着などの方法で製膜することで容易に得ることができる。延伸前の積層体は縦ＸＢ及び横ＹＢの長さを有している。この積層体を第一の延伸方向１５に延伸する。
【００２９】
本発明の製造方法では、このＡ層、Ｄ層、及びＢ層を有する積層体を延伸する。この延伸によって、Ｂ層に亀裂が生じ、材料Ｚを含んでなる細長く線状に伸びたｂ層が形成される。この形成機構の詳細は不明だが、本発明者は次のように推測している。Ａ層、Ｄ層、及びＢ層を有する積層体を延伸したときに、Ｂ層は、Ａ層やＤ層に比べ、引張応力が強い。Ｂ層との密着力の弱いＹ層は、Ｂ層との密着力の強いＸ相に比べて、Ｂ層の引張応力の影響を受け難い。そのためにＢ層との密着力の弱いＹ相（図１中の白色部）は、Ｂ層との密着力の強いＸ相（図１中の黒色部）に比べて、ひずみが大きくなる。その結果、図１（ｂ）に示すように、図１（ａ）においてＹ相の真上にあったＢ層に亀裂が生じ、Ｘ相の真上に優先的にｂ層が形成されると考えられる。
【００３０】
本発明において、延伸方法は特に限定されないが、第一の延伸方向の延伸倍率Ｒ１（＝延伸後の長さＸＡ／延伸前の長さＸＢ）が、好ましくは１．２５〜１０倍、特に好ましくは１．５〜３．０倍であり、第一の延伸方向に直交する第二の延伸方向の延伸倍率Ｒ２（＝延伸後の長さＹＡ／延伸前の長さＹＢ）が、好ましくは０．８５〜２倍、特に好ましくは１．０〜１．２倍であり、延伸倍率Ｒ１が延伸倍率Ｒ２よりも大きくなるように延伸することが好ましい（図１及び図３参照）。
このような延伸を行う方法としては、例えば、（ｉ）延伸方向に直交する方向の長さの収縮率を１５％以下、好ましくは１０％以下、より好ましくは５％以下に抑えて一軸延伸する方法と、（ｉｉ）二軸延伸する方法とがある。延伸では、長尺の積層体を用いて連続的に行うことが、効率的で好ましい。
【００３１】
前記（ｉ）の延伸方法では、延伸方向に直角な方向に縮もうとする力に抗して、延伸方向に直角な方向の長さの収縮を１５％以下に抑えて、一軸延伸するので、皺を生じさせずにｂ層を形成できる。より具体的には、一軸延伸方向（第一の延伸方向）の延伸後の長さＸＡが延伸前の長さＸＢの１．２５〜１０倍、好ましくは１．５〜３．０倍であり、一軸延伸方向に直交する方向（第二の延伸方向）の延伸後の長さＹＡが延伸前の長さＹＢの０．８５〜１．０５倍、好ましくは０．９〜１．０５倍、より好ましくは０．９５〜１．０５倍である。
このような倍率で延伸できる方法の代表例として横一軸延伸法が挙げられる。横一軸延伸法は長尺の積層体を、その幅方向に延伸する方法である。横一軸延伸法を行う装置としてはテンター延伸機が挙げられる。横一軸延伸を行うと、Ｂ層の流れ方向（ＭＤ方向）に亀裂が入り、流れ方向に細長く延びたｂ層が形成できる。
【００３２】
前記（ｉｉ）の延伸方法では、二軸延伸を行う。二軸延伸法では、縦及び横全ての方向に伸ばされるので、積層体が収縮せず、皺のないｂ層を形成できる。より具体的には、第一の延伸方向の延伸後の長さＸＡが延伸前の長さＸＢの１．２５〜１０倍、好ましくは１．５〜３．０倍であり、第一の延伸方向に直交する第二の延伸方向の延伸後の長さＹＡが延伸前の長さＹＢの１〜２倍、好ましくは１．０５〜１．２倍であり、延伸前の長さＸＢに対する長さＸＡの倍率が延伸前の長さＹＢに対する長さＹＡの倍率よりも大きくなるように、積層体を延伸する。
二軸延伸には、逐次二軸延伸法と、同時二軸延伸法とがあるが、いずれも適用可能である。逐次二軸延伸法では、先に縦一軸延伸を行い、次に横一軸延伸を行ってもよいし、先に横一軸延伸して、次に縦一軸延伸を行ってもよい。
同時二軸延伸法では、テンター同時二軸延伸機が好適に用いられる。
【００３３】
例えば、図４に示す延伸機は、積層体１の端部を把持する複数の把持手段２を具備している。把持手段２は折尺状に形成された複数個の等長リンク装置より構成された無端リンク装置（図中リンクの一部並びに片側の無端リンクは省略）３に取付けられている。該無端リンク装置３は入口側スプロケット４と出口側スプロケット９によって駆動する。無端リンク装置３は、図４の左から右へ進行し、末広がり状に配置されたガイドレール５、６、７および８に案内される。図４中、上下のガイドレールの間隔が広がることによって上記把持手段２の幅方向の間隔が徐々に拡大する。また上側及び下側それぞれのガイドレール６と８の間隔が狭くなることによって、等長リンク装置の角度が広がり把持手段２の流れ方向の間隔が徐々に拡大する。積層体１は延伸機の入口で把持手段２によってその両端が把持され、把持手段の間隔の拡大によって、縦横二方向に同時に延伸され、延伸機の出口で前記把持手段２から外される。
【００３４】
長尺の積層体の二軸延伸において、第一の延伸方向は長さ方向及び幅方向のいずれでも良いが、製造上の安定性を考慮すると第一の延伸方向を幅方向にするのが好ましい。第一の延伸方向を幅方向（ＴＤ方向）に略平行にすることで、Ｂ層の流れ方向（ＭＤ方向）に亀裂が入り、流れ方向に細長く延びたｂ層が形成できる。
【００３５】
Ｂ層の亀裂によって形成されたｂ層は、細長く線状に延びており、且つ離間して複数並んで設けられている。例えば、図３に示すように、ｂ層３１１が、複数並んで積層された構造を成している。ｂ層のピッチは使用する光の波長の１／２以下になっている。ｂ層の幅及び高さは小さいほど透過方向の偏光成分の吸収が小さくなり、特性上好ましい。可視光線に用いるグリッド偏光フィルムでは、ｂ層のピッチが通常５０〜１０００ｎｍであり、ｂ層の幅が通常２５〜６００ｎｍ、ｂ層の高さは１０〜８００ｎｍである。ｂ層は、通常光の波長より長く延びていればよく。ｂ層の長さは好ましくは８００ｎｍ以上である。ｂ層の高さはＢ層の厚みによって調整できる。ｂ層の長さ、ピッチ及び幅は延伸速度、延伸温度などによって調整することができる。
なお、ｂ層は必ずしも図３に示したように同一の形状、サイズである必要は無く、各々が光の波長よりも長い辺と短い辺を有する、アスペクト比の大きな形状であれば良い。また、隣り合う細長く線状に延びたｂ層は、完全に離間している必要は無く、一部離間しているものであればよい。例えば、細長く線状に延びたｂ層が途中で分断して二本に分かれていてもよいし、二本の細長く線状に延びたｂ層が途中で結合して一本になっていてもよい。
【００３６】
本発明の製造方法では、積層体を延伸する前に、前記Ｂ層の上に、透明保護層を少なくとも１層形成することが好ましい。また、本発明の製造方法では、積層体を延伸した後に、前記ｂ層の上に、透明保護層を少なくとも１層形成することが好ましい。
【００３７】
透明保護層は、透明樹脂からなる層であってもよいし、無機化合物からなる層であってもよい。透明樹脂からなる層を構成する樹脂は、前記Ａ層を構成する樹脂として挙げたものと同じものを挙げることができる。無機化合物からなる層を構成する無機化合物は、無機酸化物、無機窒化物、フッ化物などが挙げられる。
透明保護層は、その形成方法によって、特に制限されない。例えば、樹脂からなるフィルムを貼りあわせる、樹脂溶液を塗布し乾燥する、光硬化性溶液を塗布し光硬化させる、無機化合物を蒸着するなどの方法が挙げられる。
【００３８】
なお透明保護層を形成するときに、ｂ層の間にある溝部３１２は、透明保護層を形成する物質で埋まってしまっても良いし、埋まらずに空間を確保していてもよい。溝部３１２はＢ層の亀裂によってできた裂け目である。
溝部を埋めずに、空間を確保する場合は、その空間に空気または不活性ガスなどが含まれていることが好ましい。空気又は不活性ガスを、空間に含ませると、グリッド偏光フィルムの偏光率が高くなる。不活性ガスとしては、窒素、アルゴンなどが挙げられる。
溝部を埋める場合は、透明保護層として、低屈折率の物質を用いることが好ましい。例えば、フッ化マグネシウムなどの無機化合物や、多孔質物質等が挙げられる。本発明においては多孔質物質が好ましい。
【００３９】
多孔質物質は、微小な空孔を多数有する材料であり、例えば、エアロゲルが挙げられる。エアロゲルは、マトリックス中に微小な空孔が分散した透明性多孔質体である。空孔の大きさは大部分が２００ｎｍ以下であり、空孔の含有量は、通常１０〜６０体積％、好ましくは２０〜４０体積％である。エアロゲルには、シリカエアロゲルと、中空粒子をマトリックス中に分散させた多孔質体とがある。空孔には通常、空気や不活性ガスが封入されている。
【００４０】
シリカエアロゲルは、米国特許第４，４０２，９２７号公報、米国特許第４，４３２，９５６号公報および米国特許第４，６１０，８６３号公報などに開示されているように、アルコキシシランの加水分解重合反応によって得られたシリカ骨格からなるゲル状化合物を、アルコールあるいは二酸化炭素などの溶媒（分散媒）で湿潤状態にし、そしてこの溶媒を超臨界乾燥で除去することによって製造することができる。また、シリカエアロゲルは、米国特許第５，１３７，２７９号公報、米国特許５，１２４，３６４号公報などに開示されているように、ケイ酸ナトリウムを原料として、上記と同様にして製造することができる。
中空微粒子がマトリックス中に分散された多孔質体としては、特開２００１−２３３６１１号公報、国際公開第２００２／０２１２５９号公報および特開２００３−１４９６４２号公報に開示されているような多孔質体が挙げられる。
【００４１】
本発明の偏光素子は、前記グリッド偏光フィルムと、他の偏光光学フィルムとを重ね合わせてなるものである。他の偏光光学フィルムとしては、吸収型偏光フィルム、位相差素子、偏光回折素子などが挙げられる。特に、本発明の偏光素子を液晶表示装置の輝度向上素子として用いる場合には、他の偏光光学フィルムが吸収型偏光フィルムであることが好ましい。
【００４２】
本発明に用いられる吸収型偏光フィルムは、直角に交わる二つの直線偏光の一方を透過し、他方を吸収するものである。例えば、ポリビニルアルコールフィルムやエチレン酢酸ビニル部分ケン化フィルム等の親水性高分子フィルムにヨウ素や二色性染料などの二色性物質を吸着させて一軸延伸させたもの、前記親水性高分子フィルムを一軸延伸して二色性物質を吸着させたもの、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のポリエン配向フィルムなどが挙げられる。吸収型偏光フィルムの厚さは、通常５〜８０μｍである。
【００４３】
グリッド偏光フィルムと吸収型偏光フィルムは、グリッド偏光フィルムの透過軸と吸収型偏光フィルムの透過軸とが略平行になるように重ね合わせることが好ましい。このような配置にすることによって、自然光を効率的に直線偏光に変換することができる。
【００４４】
本発明の偏光素子はその製法によって、特に限定されない。例えば、ロール状に巻かれた前記の長尺のグリッド偏光フィルム及びロール状に巻かれた他の長尺の偏光光学フィルムを同時にロールから巻き出しながら、該グリッド偏光フィルムと該他の偏光光学フィルムとを密着させることを含む方法が挙げられる。グリッド偏光フィルムと他の偏光光学フィルムとの密着面には接着剤を介在させることができる。グリッド偏光フィルムと他の偏光光学フィルムとを密着させる方法としては、二本の平行に並べられたロールのニップにグリッド偏光フィルムと他の偏光光学フィルムを一緒に通し圧し挟む方法が挙げられる。
【００４５】
本発明の液晶表示装置は、前記のグリッド偏光フィルム又は偏光素子を備えるものである。液晶表示装置は、偏光透過軸を電圧の調整で変化させることができる液晶セルと、それを挟むように配置される二枚の吸収型偏光フィルムとで構成される。そして、この液晶セルに光を送りこむために、表示面の裏側に、透過型液晶表示装置ではバックライト装置が、反射型液晶表示装置では反射板が備えられる。
【００４６】
本発明のグリッド偏光フィルムは、直交する直線偏光のうちの一方を透過し、他方を反射する性質を持っている。また本発明の偏光素子は、グリッド偏光フィルム側から光を照射させた場合に、直交する直線偏光のうちの一方を透過し、他方を反射する性質を持っている。本発明の透過型液晶表示装置において、本発明のグリッド偏光フィルム及び偏光素子（偏光素子のグリッド偏光フィルムがバックライト側になるように配置する）を、バックライト装置と液晶セルとの間に配置すると、バックライト装置で発光した光がグリッド偏光フィルムによって、二つの直線偏光に分離され、一方の直線偏光は液晶セルの方向へ、他方の直線偏光はバックライト装置の方向へ戻る。バックライト装置には反射板が通常備わっており、バックライト装置の方向へ戻った直線偏光は、その反射板により反射され、再びグリッド偏光フィルムに戻ってくる。戻ってきた光はグリッド偏光フィルムで再度二つの偏光に分離される。これを繰り返すことでバックライト装置で発光した光が有効に利用されることになる。その結果、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。また反射型液晶表示装置において、同様の原理で画面を明るくすることができる。
【実施例】
【００４７】
つぎに本発明を実施例を示しながらさらに詳細に説明する。なお、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。部及び％は特に断りが無い限り質量基準である。
【００４８】
参考例
厚さ３００μｍの樹脂フィルム表面にアルミニウムを膜厚２００ｎｍになるように蒸着した。アルミニウム膜に１ｍｍピッチの碁盤目状の切れ込みを入れて１ｍｍ×１ｍｍのマス１００個を作成した。粘着テープ（ニチバン社製、ＣＴ２４）をマスの上に貼り合わせ、指の腹で押して密着させた。次に粘着テープを主面に対して角度９０度の方向に引いて粘着テープを剥がした。アルミニウム膜が剥がれていないマス目数を数えた。
ポリスチレンフィルムでは１００マス中５マスであった。一方、ポリメチルメタクリレートフィルムでは１００マス中７４マスであった。ポリスチレンとポリメチルメタクリレートとではアルミニウムに対する密着力が異なることが確認された。
【００４９】
実施例１
ポリスチレン−ポリメチルメタクリレート二元ブロック共重合体（ポリスチレンブロックの数平均分子量：５２，０００、ポリメチルメタクリレートブロックの数平均分子量：５２，０００、重量平均分子量／数平均分子量＝１．１、Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｓｏｕｒｃｅ  Ｉｎｃ．製）５部をトルエン９５部に混合し、完全に溶解させて塗布液を得た。
ギャップが１００μｍであるアプリケーターを用いて、前記塗布液を厚さ１００μｍの樹脂フィルム（商品名：ゼオノアフィルム  ＺＦ−１４、日本ゼオン社製）に塗布し、次いで１１０℃で５分間乾燥し、さらに１３０℃で１時間熱処理して樹脂基材を得た。得られた樹脂基板の塗膜部分を日立ハイテクノロジー製ＬＥＩＣＡウルトラミクロトーム（ＵＬＴＲＡＣＵＴ−ＵＣＴ）を用いて超薄切片に切り出し、オスミウム酸で染色した。染色された切片を日立ハイテクノロジー製透過型電子顕微鏡（Ｈ−７５００）を用いて構造観察したところ、塗膜部は幅約３０ｎｍ程度のラメラ構造を形成していることが確認された（図５参照）。さらに、樹脂基材の塗布膜面にアルミニウムを膜厚１００ｎｍになるように蒸着した。
次いで、１３５℃の環境下で、延伸前の縦及び横の長さに対して延伸後の長さが縦１．２倍、横０．９倍となるように延伸した。この延伸によって、アルミニウム膜に亀裂が生じ、線状のアルミニウム格子が形成された。
次いで、トリアセチルセルロースからなる保護フィルムをウレタン系接着剤で、アルミニウム格子側に接着して、グリッド偏光フィルムを得た。
【００５０】
入射端面側に冷陰極管が配置され、かつ裏面側に光反射シートが設けられた導光板の出射面側に、光拡散シート及び所定の大きさに切り抜いた上記グリッド偏光フィルム（アルミニウム格子が光拡散シート側になるように配置）を順次重ね合わせて偏光光源装置を作製した。さらに、該偏光光源装置の上に、吸収型偏光板（グリッド偏光フィルムの偏光透過軸と平行になるように配置）、透過型のＴＮ液晶表示素子、及び吸収型偏光板（グリッド偏光フィルムの偏光透過軸と直交になるように配置）を順次重ね合わせて液晶表示装置を作製した。得られた液晶表示装置の正面輝度を輝度計（商品名：ＢＭ−７、トプコン（株））を用いて測定したところ、正面輝度は１９５ｃｄ／ｍ２であった。
【００５１】
実施例２
ポリメチルメタクリレート−ポリスチレン−ポリメチルメタクリレート３元ブロック共重合体（ポリメチルメタクリレートブロックの数平均分子量：１３７，０００、ポリスチレンブロックの数平均分子量：１３，０００、重量平均分子量／数平均分子量＝１．４０、Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｓｏｕｒｃｅ  Ｉｎｃ．製）５重量部をテトラヒドロフラン９５重量部に混合し、完全に溶解させて、塗布液を得た。
厚さ１００μｍの長尺の樹脂フィルム（商品名：ゼオノアフィルム  ＺＦ−１４、日本ゼオン社製）上に、前記塗布液を塗布し、１００℃で３分間乾燥し、さらに１３０℃で１０分間熱処理して、樹脂基材を得た。樹脂基板上に形成された塗膜を実施例１と同様に構造観察したところ、塗膜部は幅約４５ｎｍ程度のラメラ構造を形成していることが確認された。
次いで、得られた樹脂基材の表面に、アルミニウムを膜厚１００ｎｍになるように蒸着した。アルミニウム膜表面にトリアセチルセルロースフィルムを重ね合わせ、加圧ローラーで圧着して貼り合せた。
次に、１３５℃で、１．２倍に、横一軸延伸することにより長尺状のグリッド偏光フィルムを得た。このグリッド偏光フィルムの偏光透過軸はフィルムの幅方向にほぼ平行であった。
【００５２】
次いで、ロール巻きされた前記グリッド偏光フィルムと、ロール巻きされた吸収型偏光フィルムと、トリアセチルセルロースからなる長尺の保護フィルムとを、それぞれロールから巻き出して、ウレタン系接着剤で接着し、さらに加圧ローラーで圧着して、グリッド偏光フィルム／吸収型偏光フィルム／トリアセチルセルロースフィルムがこの順に積層されたフィルムを得た。入射端面側に冷陰極管が配置され、かつ裏面側に光反射シートが設けられた導光板の出射面側に、光拡散シート及び所定の大きさに切り抜いた上記積層フィルム（アルミニウム格子が光拡散シート側になるように配置）を順次重ね合わせて偏光光源装置を作製した。さらに、該偏光光源装置の上に、吸収型偏光板（グリッド偏光フィルムの偏光透過軸と平行になるように配置）、透過型のＴＮ液晶表示素子、及び吸収型偏光板（グリッド偏光フィルムの偏光透過軸と直交になるように配置）を順次重ね合わせて液晶表示装置を作製した。得られた液晶表示装置の正面輝度を輝度計（商品名：ＢＭ−７、トプコン（株））を用いて測定したところ、正面輝度は２００ｃｄ／ｍ２であった。
【００５３】
比較例１
ポリプロピレンフィルムを４倍に一軸延伸した。該延伸フィルム上にアルミニウムを膜厚１００ｎｍになるように蒸着した。次いで、得られたフィルムを、先の一軸延伸と同じ延伸方向に更に２倍に一軸延伸した。この延伸によって、アルミニウム膜に亀裂が生じ、線状のアルミニウム格子が形成された。
次いで、トリアセチルセルロースからなる保護フィルムをウレタン系接着剤で、アルミニウム格子側に接着して、グリッド偏光フィルムを得た。このグリッド偏光フィルムを実施例１と同様にして輝度を測定したところ、正面輝度は１６５ｃｄ／ｍ２であった。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の製造方法におけるｂ層の形成原理を示す図である。
【図２】本発明の製造方法に用いる積層体の一例を示す斜視図である。
【図３】図２の積層体を本発明の製造方法に従って延伸して得られたグリッド偏光フィルムの一例を示す斜視図である。
【図４】本発明に用いるテンター延伸機の一例を示す図である。
【図５】Ｄ層のミクロドメイン構造（ラメラ構造）の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００５５】
１：積層体
２：把持手段
３：無端リンク装置
４：入口側スプロケット
９：出口側スプロケット
５、６、７、８：ガイドレール
１０：Ａ層
１１：Ｂ層
１５：第一の延伸方向
１８：Ｄ層
３０８：延伸後のＤ層
３１０：延伸後のＡ層
３１１：ｂ層
３１２：溝部
【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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