(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た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、該Ａ層の少なくとも一方の面に形成された、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Ｘを含んでなるＢ層とを有し、且つ、該Ｂ層はその少なくとも一方の面に、互いに離間した複数の窪みが形成された積層体を延伸することより前記Ｂ層に亀裂を生じさせることを含む製造方法により、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Ｘを含んでなる細長く線状に延びた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、
該Ａ層の少なくとも一方の面に形成された、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Ｘを含んでなるＢ層とを有し、
且つ、該Ｂ層の少なくとも一方の面に互いに離間した複数の窪みが形成された積層体を延伸することにより前記Ｂ層に亀裂を生じさせることを含む、
材料Ｘ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製造するグリッド偏光フィルムの製造方法。
【請求項２】
前記Ｂ層の窪みが、細長く線状に伸び、且つ互いに離間した状態で複数並んでいるものである、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】
Ｂ層の窪みが、１μｍ２あたり、１〜１０，０００個ある、請求項１〜２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４】
Ｂ層の窪みの形成が、Ｂ層の主面をエンボス加工することを含むものである、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】
材料Ｘが金属である、請求項１〜４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６】
金属がアルミニウムである、請求項５に記載のグリッド偏光フィルムの製造方法。
【請求項７】
積層体の延伸において、
第一の延伸方向の延伸倍率Ｒ１が１．２５〜１０倍であるとともに、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１〜６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】
積層体が長尺のものであり、且つ延伸を連続的に行う、請求項１〜７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９】
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８記載のグリッド偏光フィルムの製造方法。
【請求項１０】
材料Ｘを含んでなる細長く線状に伸びたｂ層の上に保護層を設けることを、さらに含む、請求項１〜９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１１】
請求項１〜１０のいずれかに記載の方法で得られたグリッド偏光フィルム。
【請求項１２】
請求項８〜９のいずれかに記載の方法で得られ、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１３】
請求項１１〜１２のいずれか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、グリッド偏光フィルム、および液晶表示装置に関し、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たグリッド偏光フィルムを製造する方法、グリッド偏光フィルム、および液晶表示装置に関する。
【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。このようなグリッド偏光フィルムの製法として、例えば、特許文献１に、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ことが開示されている。
【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ことが開示されている。
【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又は特許文献２に開示されている製造方法で得られる、グリッド偏光フィルムは、金属薄膜のひび割れに規則性が無く、また金属薄膜のひび割れによって生じるグリッド線の線幅を十分小さくすることが出来ない。そのため、可視光域で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。
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グリッド偏光フィルムを製造する方法、グリッド偏光フィルム、および液晶表示装置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、樹脂フィルムと金属薄膜とからなる積層体を延伸すると、金属薄膜は延伸方向に引き伸ばされ割れを生じるが、金属薄膜の表面の粗度が小さい場合、ひび割れの間隔が大きくなり、またひび割れの間隔や長さが不規則になることに気づいた。そして、このことが偏光分離性能を低下させる原因であることをつきとめた。
そして、本発明者は、樹脂からなるＡ層と、該Ａ層の少なくとも一方の面に形成された、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Ｘを含んでなるＢ層とを有し、且つ、該Ｂ層の少なくとも一方の面に互いに離間した複数の窪みが形成された積層体を延伸することにより前記Ｂ層に亀裂を生じさせることを含む、効率的で、安価で且つ簡便な製法によって、前記材料Ｘを含んでなる細長く線状に延びた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、
該Ａ層の少なくとも一方の面に形成された、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Ｘを含んでなるＢ層とを有し、
且つ、該Ｂ層の少なくとも一方の面に互いに離間した複数の窪みが形成された積層体を延伸することにより前記Ｂ層に亀裂を生じさせることを含む、
材料Ｘ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製造する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）Ｂ層の窪みが、細長く線状に伸び、且つ互いに離間した状態で複数並んでいるものである、前記グリッド偏光フィルムの製造方法、
（３）Ｂ層の窪みが、１μｍ２あたり、１〜１０，０００個ある、前記グリッド偏光フィルムの製造方法、
（４）Ｂ層の窪みの形成が、Ｂ層の主面をエンボス加工することを含むものである、前記グリッド偏光フィルムの製造方法、
（５）材料Ｘが金属である、前記グリッド偏光フィルムの製造方法、
（６）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、
【００１０】
（７）積層体の延伸において、
第一の延伸方向の延伸倍率Ｒ１が１．２５〜１０倍であるとともに、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、
（８）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、
（９）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、及び／又は
（１０）材料Ｘを含んでなる細長く線状に伸びたｂ層の上に保護層を設けることを、さらに含む、前記グリッド偏光フィルムの製造方法が提供される。
【００１１】
また、本発明によれば、
（１１）前記の製造方法で得られたグリッド偏光フィルム、及び／又は
（１２）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、が提供される。
さらに、本発明によれば、
（１３）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】
【００１２】
詳細な機構は不明であるが、本発明の製造方法によると、延伸による応力がＢ層に形成された窪みに集中し、その窪みを起点にして亀裂が生じると考えられる。このように亀裂が窪みを起点にして生じるので、亀裂の離間状態によって、ｂ層の幅、ピッチ、及び長さを規制できる。その結果、規則的な離間状態で、細長く線状に伸びたｂ層を形成できるようになったと考えられる。
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特定の条件で組み合わせたものであるので、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、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、グリッド偏光フィルムが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射光を有効利用でき、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】
【００１３】
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Ｘを含んでなる細長く線状に延びた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は、
樹脂からなるＡ層と、
該Ａ層の少なくとも一方の面に形成された、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Ｘを含んでなるＢ層とを有し、
且つ、該Ｂ層の少なくとも一方の面に、互いに離間した複数の窪みが形成された積層体を延伸することにより前記Ｂ層に亀裂を生じさせることを含む、ものである。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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Ｘを含むものである。Ｂ層は、前記Ａ層の少なくとも一方の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Ｘを含んでなる細長く線状に延びたｂ層を形成できる。
【００１９】
材料Ｘ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Ｘ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。
【００２０】
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２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。
【００２１】
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。
【００２２】
該Ｂ層は、その少なくとも一方の面に、互いに離間した複数の窪みが形成されている。窪みは、その大きさによって特に限定されないが、通常、深さ１０ｎｍ〜３００ｎｍである。窪みはＢ層を貫通して、孔になっていてもよい。
窪みの形は、点状のものであってもよいし、線状のものであってもよい。
窪みが点状のものであるときは、その直径（点状窪みの縁で囲まれる部分の相当直径）が通常１０ｎｍ〜１００ｎｍである。点状窪みの数は１μｍ２あたり、好ましくは１〜１０，０００個、より好ましくは２０〜１０００個である。点状窪みは均一に離間して分散していることが好ましい。
【００２３】
窪みが線状のものであるときは、その線幅（線状窪みの両縁間の距離）が通常１０ｎｍ〜１００ｎｍである。
線状の窪みは、第一の延伸方向に直交する方向に延びていることが好ましい。線状窪みのピッチは、好ましくは３０ｎｍ〜３００ｎｍである。
【００２４】
Ｂ層に窪みを形成させる方法は、特に限定されない。例えば、軟化域の温度で、Ｂ層の主面に、窪みに対応する突起を持ったエンボスロール又はエンボス面をもつ平型などを押しあてる方法（エンボス加工）；レーザービームなどで切削する方法等が挙げられる。
【００２５】
図１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、前記材料Ｘ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。該Ｂ層には窪み１２がＹＢ方向に略平行に線状に長く延びている。この窪みは、蒸着膜等の表面を所望の窪みに対応する突起を持ったロール等を押しあてることによって形成できる。また、レーザーなどで切削して形成することもできる。図１では窪みの断面は逆三角形をしているが、他の形状、例えば台形、四角形などをした断面であってもよい。
【００２６】
本発明の製造方法では、このＡ層及びＢ層を有する積層体を延伸する。本発明においてはＢ層に窪みがあるので、延伸によってＢ層の窪みを起点にして亀裂が生じる。従って窪みの分布を調整することによって亀裂の入る位置を調整することができる。
【００２７】
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（＝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２参照）。
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。
【００２８】
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、流れ方向に細長く線状に延びたｂ層が形成できる。
【００２９】
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。
【００３０】
例えば、図３の延伸機は、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３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３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。
【００３１】
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。
【００３２】
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、且つ互いに離間した状態で複数並んでいる。例えば、図２に示すように、Ａ層３１０の上に、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層の幅及び高さは細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、窪みの分布、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２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。
【００３３】
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、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、積層体を延伸する前に、前記Ｂ層の上に、保護層を少なくとも１層形成することが好ましい。
【００３４】
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。
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。
【００３５】
なお、保護層を形成するときに、ｂ層の間にある溝部３１２（図２）は、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ｂ層間の裂け目である。
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、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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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偏光透過軸と吸収型偏光フィルムの偏光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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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】
【００４４】
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。
【００４５】
（転写ロール１）
８ｍｍ×８ｍｍ×６０ｍｍのＳＵＳ製シャンクにろう付けされた寸法０．２ｍｍ×１ｍｍ×１ｍｍの直方体単結晶ダイヤモンドの０．２ｍｍ×１ｍｍの面に、アルゴンイオンビームを用いた集束イオンビーム加工を行って、長さ１ｍｍの辺に平行な幅０．０３μｍ、深さ０．０５μｍの溝をピッチ０．１μｍで彫り込み、幅０．０７μｍ、高さ０．０５μｍの直線状の突起約２０００本をピッチ０．１μｍで形成してなる切削工具を作製した。
直径２００ｍｍで長さ３８０ｍｍの円筒形状ステンレス鋼ＳＵＳ４３０製ロールの周面全面に、厚さ１００μｍのニッケル−リン無電解メッキを施し、次いで、先に作製した直線状突起を形成した切削工具と、精密円筒研削盤を用いて、ニッケル−リン無電解メッキ面に、円筒の周方向に幅０．０３μｍ、高さ０．０５μｍ、ピッチ０．１μｍの直線状の突起を切削加工することにより、転写ロール１を得た。
なお、集束イオンビーム加工による切削工具の作製と、ニッケル−リン無電解メッキ面の切削加工は、温度２０．０±０．２℃、振動制御システム（（株）昭和サイエンス）により０．５Ｈｚ以上の振動の変位が１０μｍ以下に管理された恒温低振動室内で行った。
【００４６】
（転写ロール２）
製造例１と同様にして作成した転写ロール１を、製造例１で用いた切削工具を用いて、さらにロールの周方向と直交する方向に切削加工することによって、大きさ０．０３ｎｍ×０．０３ｎｍ、高さ０．０５ｎｍの突起をロール全面に形成し、転写ロール２を得た。隣接する突起間のピッチは０．１μｍであり、１μｍ四方の面積中の突起数は１００個である。
【００４７】
（透明シクロオレフィンポリマーフィルム）
透明シクロオレフィンポリマー（日本ゼオン社製、ＺＥＯＮＯＲ１４２０、ガラス転移温度１３６℃）のペレットを、窒素を流通させた熱風乾燥機を用いて、１００℃で４時間乾燥した。次いでこのペレットを、５０ｍｍφのスクリューを備えたＴダイ式フィルム溶融押出成形機を使用して、溶融樹脂温度２６０℃で押出し成形することにより、幅４００ｍｍ、厚さ８０μｍの透明シクロオレフィンポリマーフィルムを得た。
【００４８】
（積層フィルム１）
前記透明シクロオレフィンポリマーフィルム（長さ３００ｍ）の片面に、連続真空蒸着により、厚さ１００ｎｍのアルミニウム薄膜層を形成して、積層フィルム１を得た。
【００４９】
実施例１
直径７０ｍｍのゴム製ロールからなるニップロール及び前記転写ロール１を設置した転写装置を用い、フィルムの搬送テンション１ＭＰａ、ニップ圧５ＭＰａの条件で、前記積層フィルム１のアルミニウム薄膜面に、連続的に転写ロール表面を押圧した。
【００５０】
押圧処理後のアルミニウム薄膜表面に、フィルム長手方向に平行な方向に、ピッチ０．１μｍの間隔で延びる直線状の凹みが形成されていることが走査型電子顕微鏡で観察された。
次いでこのフィルムを、図３に示すようなテンター延伸機を用いて、温度１５０℃で、ＴＤ方向（第一の延伸方向）の延伸倍率Ｒ１が２．２倍、ＭＤ方向（第二の延伸方向）の延伸倍率Ｒ２が１．０倍となるように延伸し、グリッド偏光フィルム１を得た。
得られたグリッド偏光フィルム１のアルミニウム薄膜形成面を走査型電子顕微鏡で観察した。アルミニウム薄膜は、ＴＤ方向に直角な方向に亀裂が入っており、平均ピッチ約０．２μｍ、平均幅約０．１μｍの細長い線形状となってフィルム表面に分布していた。
【００５１】
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、グリッド偏光フィルム１（所定の大きさに裁断したもの）を順次積層し、偏光光源装置を作成した。さらに吸収型偏光板を、その偏光透過軸がグリッド偏光フィルム１の偏光透過軸と略並行になるように重ねて配置し、さらに、透過型のＴＮ液晶セル、吸収型偏光板を（偏光透過軸が前記吸収型偏光板のものと直交するように）順次積層し、液晶表示装置を作成した。
得られた液晶表示装置の明表示時の正面輝度は、輝度計（商品名：ＢＭ−７、トプコン社製）による測定で、２６４Ｃｄ／ｍ２であった。
【００５２】
実施例２
転写ロール１に代えて転写ロール２を用いた以外は実施例１と同様にして、グリッド偏光フィルム２を得た。
押圧処理後のアルミニウム薄膜表面に、点状の窪みが、０．１μｍ間隔で、１μｍ四方の面積中に１００個形成されていることが走査型電子顕微鏡で観察された。
得られたグリッド偏光フィルム２は、アルミニウム薄膜にＴＤ方向に直角な方向に亀裂が入っており、平均ピッチ約０．２μｍ、平均幅が約０．１３μｍの細長い線形状となってフィルム表面に分布していた。
グリッド偏光フィルム１に代えてグリッド偏光フィルム２を用いた他は実施例１と同様に液晶表示装置を作成した。得られた液晶表示装置の明表示時の正面輝度は、輝度計による測定で、２５５Ｃｄ／ｍ２であった。
【００５３】
比較例１
積層フィルム１を、実施例１と同様の条件で一軸延伸し、グリッド偏光フィルム３を得た。
得られたグリッド偏光フィルム３は、アルミニウム薄膜にＴＤ方向に直角な方向に亀裂が入っており、平均ピッチ約２．５μｍ、平均幅１．２μｍの細長い線形状となってフィルム表面に分布していた。
グリッド偏光フィルム１に代えてグリッド偏光フィルム３を用いた他は実施例１と同様に液晶表示装置を作成した。得られた液晶表示装置の明表示時の正面輝度は、輝度計による測定で、９５Ｃｄ／ｍ２であった。
【００５４】
比較例２
グリッド偏光フィルム１を積層しなかった他は実施例１と同様にして液晶表示装置を作成した。得られた液晶表示装置の明表示時の正面輝度は、輝度計による測定で、２０６Ｃｄ／ｍ２であった。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】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２】図１に示す積層体から、本発明の製造方法で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３】本発明に用いるテンター同時二軸延伸機の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００５６】
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
１２：窪み
１１：Ｂ層
１５：第一の延伸方向
３１０：延伸後のＡ層
３１１：ｂ層
３１２：溝部
【図１】
2007057875.tif 000002
【図２】
2007057875.tif 000003
【図３】
2007057875.tif 000004