(57)【要約】【課題】      効率的で且つ簡便な工程で、大面積化が可能で、偏光分離性能に優れ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。【解決手段】  樹脂（ａ）を含んでなる基材フィルムの上に、複屈折率（Ｎ＝ｎ−ｉκ）の実部ｎと虚部κの差の絶対値が１以上の材料Ｚを含んでなるＡ層を形成する工程；前記Ａ層の上に有機材料を含んでなるＢ層を形成する工程；微細な凹凸形状を有するモールドを前記Ｂ層表面に載置し、前記樹脂（ａ）のガラス転移温度をＴｇ（ａ）としたとき、Ｔｇ（ａ）−２０℃以上の温度条件下で前記モールドを加圧することにより、前記Ｂ層表面に凹凸形状を形成する工程；及び、前記Ｂ層の凹凸形状をマスク層として前記Ａ層をエッチングする工程；を含むグリッド偏光フィルムの製造方法。【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂（ａ）を含んでなる基材フィルムの上に、複屈折率（Ｎ＝ｎ−ｉκ）の実部ｎと虚部κの差の絶対値が１以上の材料Ｚを含んでなるＡ層を形成する工程；
前記Ａ層の上に有機材料を含んでなるＢ層を形成する工程；
微細な凹凸形状を有するモールドを前記Ｂ層表面に載置し、前記樹脂（ａ）のガラス転移温度をＴｇ（ａ）としたとき、Ｔｇ（ａ）−２０℃以上の温度条件下で前記モールドを加圧することにより、前記Ｂ層表面に凹凸形状を形成する工程；
及び、
前記Ｂ層の凹凸形状をマスク層として前記Ａ層をエッチングする工程；
を含むグリッド偏光フィルムの製造方法。
【請求項２】
前記有機材料が熱可塑性樹脂１又は熱硬化型樹脂２であり、かつその軟化温度が、前記樹脂（ａ）のガラス転移温度よりも低い請求項１記載のグリッド偏光フィルムの製造方法。
【請求項３】
前記有機材料がエネルギー線硬化型樹脂であり、かつその軟化温度が前記樹脂（ａ）のガラス転移温度よりも低く、さらにＢ層表面に凹凸形状を形成する際に、エネルギー線を照射する請求項１記載のグリッド偏光フィルムの製造方法。
【請求項４】
前記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】
前記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】
さらに透明保護層を最表面に積層する工程を含む請求項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】
前記基材フィルムが長尺状であり、前記モールドがロール状である、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】
請求項７に記載の製造方法で得られ、且つ偏光透過軸が長尺状の基材フィルムの幅方向と略平行である長尺状のグリッド偏光フィルム。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれか１項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８又は請求項９に記載のグリッド偏光フィルムと吸収型偏光子とを積層した偏光光学フィルム。
【請求項１１】
請求項９に記載のグリッド偏光フィルム又は請求項１０に記載の偏光光学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且つ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】
偏光面を自由に設定することができる偏光子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（ワイヤー）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（Ｐ偏光）は反射し、垂直な偏光成分（Ｓ偏光）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。近年、液晶表示装置の軽量化、フレキシビリティーに対するニーズが高くなってきていることから、フィルム上にグリッド構造を配列したフレキシブルグリッド偏光子が提案されている。
例えば、特許文献１には、面精度が高いガラス基板或いはシリコン基板上に離型層、樹脂層、金属層、マスク層を形成し、得られた積層体のマスク層を予め作製したモールドを用いて形状転写し、その後、残膜を処理、金属層をエッチング処理し、さらにガラス基板或いはシリコン基板をダイシングし、該基板上から樹脂層を剥離することにより、フレキシブルなグリッド偏光子を得る手法が開示されている。しかしながら、該手法ではプロセスが煩雑であるため、生産性が劣るといった問題点を有していた。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３１６４９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って、本発明の目的は、効率的で且つ簡便な工程で、大面積化が可能で、偏光分離性能に優れ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】
【０００５】
本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意検討した結果、基材フィルムの上に金属層、有機材料層を形成し、凹凸形状を有するモールドを用いて特定の温度条件で有機材料層のみに凹凸形状を形成させ、その凹凸形状を有する有機材料層をマスク層として前記金属層をエッチングすることにより、上記目的を解決できることを見いだし、この知見に基づいてさらに研究を進め、本発明を完成するに至った。
【０００６】
かくして本発明によれば、
（１）樹脂（ａ）を含んでなる基材フィルムの上に、複屈折率（Ｎ＝ｎ−ｉκ）の実部ｎと虚部κの差の絶対値が１以上の材料Ｚを含んでなるＡ層を形成する工程、前記Ａ層の上に有機材料を含んでなるＢ層を形成する工程、微細な凹凸形状を有するモールドを前記Ｂ層表面に載置し、前記樹脂（ａ）のガラス転移温度をＴｇ（ａ）としたとき、Ｔｇ（ａ）−２０℃以上の温度条件下で前記モールドを加圧することにより、前記Ｂ層表面に凹凸形状を形成する工程、
及び、前記Ｂ層の凹凸形状をマスク層として前記Ａ層をエッチングする工程、を含むグリッド偏光フィルムの製造方法；
（２）前記有機材料が熱可塑性樹脂１又は熱硬化型樹脂２であり、かつその軟化温度が、前記樹脂（ａ）のガラス転移温度よりも低い上記（１）記載のグリッド偏光フィルムの製造方法；
（３）前記有機材料がエネルギー線硬化型樹脂であり、かつその軟化温度が前記樹脂（ａ）のガラス転移温度よりも低く、さらにＢ層表面に凹凸形状を形成する際に、エネルギー線を照射する上記（１）記載のグリッド偏光フィルムの製造方法；
（４）前記Ｚが金属である上記（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；
（５）前記金属がアルミニウムである、上記（４）に記載のグリッド偏光フィルムの製造方法；
（６）さらに透明保護層を最表面に積層する工程を含む上記（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；
（７）前記基材フィルムが長尺状であり、前記モールドがロール状である、上記（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；
（８）上記（７）に記載の製造方法で得られ、且つ偏光透過軸が長尺状の基材フィルムの幅方向と略平行である長尺状のグリッド偏光フィルム；
（９）上記（１）〜（７）のいずれか１項に記載の製造方法で得られたグリッド偏光フィルム；
（１０）上記（８）又は（９）に記載のグリッド偏光フィルムと吸収型偏光子とを積層した偏光光学フィルム；
及び
（１１）上記（９）に記載のグリッド偏光フィルム又は上記（１０）に記載の偏光光学フィルムを備える液晶表示装置；
がそれぞれ提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のグリッド偏光フィルムの製造方法は、微細な凹凸形状を有するモールドを用いて、樹脂基板積層体上に効率的、且つ簡便にモールド由来のパターンを形成することができる。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】
【０００８】
本発明では、樹脂（ａ）を含んでなる基材フィルムの上に、複屈折率（Ｎ＝ｎ−ｉκ）の実部ｎと虚部κの差の絶対値が１以上の材料Ｚを含んでなるＡ層を形成する。
【０００９】
本発明に用いる基材フィルムは、樹脂（ａ）を含んでなるものである。
樹脂（ａ）としては、透明樹脂であれば特に限定されない。中でも、加工性の観点から、透明樹脂が好ましく、透明樹脂の中でもガラス転移温度が６０〜２００℃であるものがより好ましく、１００〜１８０℃であるものが特に好ましい。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。
【００１０】
前記透明樹脂としては、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、ポリメチルメタクリレート、ポリスルホン、ポリアリレート、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、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およびその水素添加物等が挙げられる。
【００１１】
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。
基材を構成する材料として透明樹脂を用いる場合においては、基材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。
【００１２】
基材フィルムは、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。基材は、取り扱い性の観点から、平均厚みが、通常５μｍ〜１ｍｍ、好ましくは２０〜２００μｍである。
また、基材フィルムは、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は基材の面内主屈折率；ｄは基材の平均厚みである）によって特に制限されない。基材は面内の任意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。
本発明において、基材フィルムは、長尺状であることが好ましい。長尺状であると、他の光学部材との積層体を連続プロセス（ロール・ツゥー・ロール）により容易に作製することができる。
【００１３】
本発明に用いる複屈折率（Ｎ＝ｎ−ｉκ）の実部ｎと虚部κの差の絶対値が１以上の材料Ｚ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。
【００１４】
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、スズが挙げられ、中でもアルミニウムが特に好ましい。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。
【００１５】
Ａ層を形成する方法としては、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。また、特開２００４−６１９７号公報、特開２００４−３０３７８３号公報、特開２００５−１４６３０８号公報、特開２００５−２０６９２５号公報に記載されているように、アミン化合物とアランとの錯体を塗布し、さらに熱および／または光処理することによりアルミニウムを形成する方法を用いることもできる。これらのうち、真空蒸着法、スパッタリング法が好ましい
【００１６】
Ａ層の厚みは、通常１０ｎｍ〜５μｍ、好ましくは５０ｎｍ〜５００ｎｍである。
【００１７】
本発明では前記Ａ層の上に有機材料を含んでなるＢ層を形成する。
Ｂ層に用いる有機材料としては、特に制限されないが、樹脂が好ましい。樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化型樹脂、エネルギー線硬化型樹脂が挙げられる。
熱可塑性樹脂としては、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、ポリメチルメタクリレート、ポリスルホン、ポリアリレート、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、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。
熱硬化型樹脂としては、フェノール樹脂、尿素樹脂、ジアリルフタレート樹脂、メラミン樹脂、グアナミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アミノアルキッド樹脂、メラミン-尿素共縮合樹脂、シリコーン樹脂、ポリシロキサン樹脂などが挙げられる。
エネルギー線硬化型樹脂は、分子中に重合性不飽和結合またはエポキシ基を有するプレポリマー、オリゴマー及び／又はモノマーが、エネルギー線の照射により硬化してなる樹脂である。活性エネルギー線は、電磁波又は荷電粒子線のうち分子を重合又は架橋し得るエネルギー量子を有するものを指し、通常は紫外線又は電子線を用いる。紫外線および電子線硬化型樹脂としては特に制限はなく、従来から使用されているものの中から、適宜選択して用いることができる。この紫外線硬化型樹脂は、光重合性プレポリマー、又は光重合性モノマーと光重合開始剤や光増感剤を含有する。また、電子線硬化型樹脂は、光重合性プレポリマー又は光重合性モノマーを含有する。
【００１８】
本発明において、Ｂ層を構成する有機材料の軟化温度が、基材フィルムを構成する樹脂（ａ）のガラス転移温度Ｔｇ（ａ）よりも低いことが好ましく、樹脂（ａのガラス転移温度Ｔｇ（ａ）よりも５℃以上低いことが好ましい。有機材料の軟化温度が前記範囲にあることにより、後述する凹凸形状を形成する工程において、Ｂ層表面のみに凹凸形状を形成させることができる。
【００１９】
Ｂ層は、通常は前記Ａ層の上にＢ層を構成する前記樹脂を含むコーティング剤を塗工し、得られた塗工層を乾燥することにより得られる。
コーティング剤には、前記樹脂の他に、必要に応じて、溶剤、重合開始剤、架橋剤、重合開始剤等の硬化剤、粘度調整剤等を含有していてもよい。
塗工方法は、公知の方法で前記コーティング剤の塗工方法としては、スピンコート法、ディップ法、スプレー法、バーコート法などの公知の方法でよい。
塗工層の乾燥は特に限定はないが、コーティング剤中に含まれる溶剤の沸点−１０℃以上の条件下で行うことが好ましい。また、Ｂ層の軟化温度は、Ｂ層中に含まれる残留溶剤量に影響を受けるが、残留溶剤量は塗工時における乾燥条件によって適宜調整すればよい。
本発明において、Ｂ層の平均厚みは、微細な凹凸形状を有するモールドの形状によって適宜調整することができ、最終的に形成する凹凸形状の深さ以下であることが好ましい。
【００２０】
本発明では、微細な凹凸形状を有するモールドを前記Ｂ層表面に載置し、これを用いて前記Ｂ層の表面に凹凸形状を形成する。
前記微細な凹凸形状を有するモールドは、微細な凹凸形状を有するものであれば特に制限されない。具体的には、モース硬度９以上の材料を高エネルギーを用いて加工し、先端に巾６００ｎｍ以下の突起を形成してなる工具を用いて作成し、該工具を用いてモールド部材の表面に微細な凹凸形状を形成する方法；モールド部材上に金属膜を蒸着、めっきなどの方法で積層し、その金属膜の上に感光性レジスト膜を形成し、線状パターンの光を照射しレジスト膜をパターンに合わせて硬化させ、未硬化部分を取り除き、さらにレジストが取り除かれた金属膜をエッチングし、最後に硬化したレジストを取り除く方法や、モールド部材上に感光性レジスト膜を形成し、線状パターンの光を照射しレジスト膜をパターンに合わせて硬化させ、未硬化部分を取り除き、そのパターンを形成されたレジスト上に蒸着、スパッタなどの方法で金属膜を形成し、最後に硬化したレジストを取り除く方法などが挙げられる。
【００２１】
微細な凹凸形状を有するモールドを構成する材料としては、前記Ｂ層に凹凸形状を形成するのに耐えうるものであれば特に制限されない。具体的には、石英や金属などが挙げられる。また、前記モールドは、板状でもよくロール状でもよいが、ロール状である方がすべての工程を連続的に行うことができ、長尺状のグリッド偏光フィルムを得ることができる。
本発明において、前記モールドの表面に形成される凹凸形状は、ピッチが好ましくは５０〜１，０００ｎｍで、凸部又は凹部の巾が好ましくは２５〜６００ｎｍで、凸部の高さ又は凹部の深さが好ましくは５０〜８００ｎｍである。
【００２２】
本発明において、前記モールドを用いてＢ層表面に凹凸形状を形成する際のモールドを加圧する時の温度は、基材フィルムを構成する樹脂（ａ）のガラス転移温度をＴｇ（ａ）としたとき、Ｔｇ（ａ）−２０℃以上、より好ましくはＴｇ（ａ）−１０℃以上である。加圧時の温度が前記温度未満であると、Ｂ層表面にモールド由来の凹凸形状を均一に転写することがでず、転写ムラが顕著に見られる。該現象は、基材フィルム及び基材フィルムを有する積層体の面精度が凹凸形状を形成するモールドの面精度に対して劣ること、及び転写する凹凸形状が基材フィルム及び基材フィルムを有する積層体の面精度に対して非常に小さいことが原因で起きる現象であるため、加圧時の温度を前記範囲にすることにより、基材フィルム及び基材フィルムを有する積層体と凹凸形状を形成するモールドとの接触性を向上させることができ、結果として前記転写ムラを低減することができる。なお、モールドを加圧する時の温度の下限は、好ましくはＴｇ（ａ）＋１００℃、さらに好ましくはＴｇ（ａ）＋５０℃である。
本発明において、前記モールドを用いてＢ層表面に凹凸形状を形成する時のモールドに加える圧力は、Ａ層が破壊されない範囲であれば特に制限されないが、好ましくは数ｋＰａ〜数十ＭＰａである。Ｂ層とモールドとの接触時間は、用いるモールドがロール状である場合、基材フィルムの送り速度などにより調整できる。
【００２３】
本発明において、Ｂ層を構成する有機材料として、エネルギー線硬化型樹脂を用いる場合にはエネルギー線を照射して硬化させる必要がある。そこで、Ｂ層表面に凹凸形状を形成する際にエネルギー線を照射することが好ましい。本発明において、凹凸形状を形成する際とは、凹凸形状を形成すると同時に、又は凹凸形状を形成した直後を意味する。本発明においては、モールドを構成する材料として石英を用いると、凹凸形状を形成すると同時にエネルギー線照射を行うことができ、生産時間の短縮が図れる。モールドを構成する材料として石英以外の材料を用いる場合には、凹凸形状を形成すると同時に基材側からエネルギー線を照射する方法、凹凸形状を形成した直後にエネルギー線を照射する方法が挙げられる。
エネルギー線としては可視光線、紫外線、Ｘ線、電子線（β線）等の電磁波又は粒子線が挙げられるが、製造コストの点から紫外線、電子線が好ましい。紫外線源としては、高圧水銀燈、超高圧水銀燈、低圧水銀燈、カーボンアーク、ブラックライト、メタルハライドランプ、などの光源か使用できる。電子線源としては、コックロフトワルトン型、バンデグラフト型、共振変圧器型、絶縁コア変圧器型、あるいは、直線型、ダイナミトロン型、高周波型などの各種電子線加速器を用いることができる。電子線の照射量は特に制限されないが、１００Ｇｙ〜１０ＭＧｙ、さらに１ｋＧｙ〜１ＭＧｙ、特に１０ｋＧｙ〜２００ｋＧｙが好ましい。電子線の加速電圧は２０ｋＶ〜２ＭＶ程度が好ましい。また、加速電圧の異なる複数の電子線を照射してもよいし、電子線の照射中に加速電圧を変化させてもよい。
【００２４】
本発明において、Ｂ層に形成される凹凸形状は、ピッチが好ましくは５０〜１，０００ｎｍで、凸部又は凹部の巾が好ましくは２５〜６００ｎｍで、凸部の高さ又は凹部の深さが好ましくは５０〜８００ｎｍである。また、Ｂ層に凹凸形状を転写した後、マスクとして不要な部分をドライエッチング処理して除去してもよい。
【００２５】
本発明では、Ｂ層の凹凸形状をマスク層として前記Ａ層をエッチングする。
エッチング方法としては、一般的なドライエッチング処理やウエットエッチング処理を用いることができる。
ドライエッチングは、特に限定は無く常法を用いることができる。例えば、エッチングガスとしてＦ２、Ｃｌ２、ＮＦ３、ＣＦ４、ＳＦ４、ＳＦ６、ＳｉＦ４、ＢＦ３、ＨＦ、ＷＦ６、ＭｏＦ６、ＰＦ３、ＰＦ５、ＡｓＦ３、ＡｓＦ５、ＢＣｌ３、Ｃ５Ｆ８等を用いたリアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）、Ａｒガスを用いたスパッタエッチング等を用いることができる。
ウエットエッチングは、特に限定は無く常法を用いることができる。例えば、エッチング液としては、フッ化水素酸、硫酸、塩酸、硝酸、及びリン酸等の酸から選択された少なくとも１つの酸を適量含有させたエッチング液を用いることができる。これにより、エッチング力を大きくすることができる。なお、エッチング液に含有される酸は単体でも２種類以上の混合物でもよい。エッチング液の温度に関しては、エッチングされる膜の性質及びエッチング液組成にも依存するが、好ましくは１０〜１００℃、より好ましくは２０〜９０℃である。エッチング液の温度が高すぎるとエッチング中にエッチング液組成が変化してしまい、逆に温度が低すぎるとエッチングの効率が下がるため、上記範囲が好ましい。ウエットエッチングする際の具体的な手法としては、エッチング液に積層体を浸漬する方法、エッチング液を積層体に噴射する方法などが挙げられる。なお、エッチング液を噴射する場合には、通常スプレーノズルを吹き出し口の先端に取り付け、圧力により吹き出す方法が用いられる。また、ウエットエッチングをする際には超音波を付与したり、紫外線を照射したりしてもよい。
【００２６】
本発明では、さらに、複素屈折率の実部と虚部の差の絶対値が１．０以上の材料からなる膜の防食や、グリッド偏光フィルムの形状維持のために、グリッド偏光フィルムに透明保護層を積層する工程を含むことが好ましい。
透明保護層は、その目的に応じて、グリッド偏光フィルムの最表面形成されればよく、片面（グリッド線が形成されている面でも、グリッド線が形成されていない面でもよい）のみに形成しても良いし、両面に形成しても良い。透明保護膜としては光を透過できる層であれば特に限定は無く、例えば、セルロースアセテート、セルロースアセテートブチレート、セルロースプロピオネート等のセルロースエステル類、ポリカーボネート、ポリオレフィン、ポリスチレン、ポリエステル等からなる透明フィルムからなる層、ウレタン、アクリル等からなる有機層、オルガノアルコキシシラン、無機微粒子分散アクリル等からなる有機・無機複合層、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、酸化ケイ素等からなる無機層等が挙げられる。
【００２７】
透明保護層を積層する手法としては特に限定は無いが、グリッド偏光フィルムと透明保護フィルムとをラミネーターを用いて積層する方法、透明保護層を形成する組成物を含有するコーティング剤をグリッド偏光フィルムに塗布し、乾燥することにより透明保護層を積層する方法、前記手法によりグリッド偏光フィルムにコーティング層を形成し、さらに熱又は光により硬化する方法、グリッド偏光フィルムに真空蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法方式等の手法により透明保護層を積層する方法等が挙げられる。
【００２８】
本発明において、前記基材フィルムが長尺状であり、前記モールドがロール状であることが好ましい。こうすることにより、偏光透過軸が長尺状の基材フィルムの幅方向と略平行である長尺状のグリッド偏光フィルムを得ることができる。
【００２９】
本発明の偏光光学フィルムは、本発明の方法により得られたグリッド偏光フィルムと吸収型偏光子とを積層してなるものである。
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。
【００３０】
本発明においては、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。
【００３１】
本発明の偏光光学フィルム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吸収型偏光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吸収型偏光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吸収型偏光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吸収型偏光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吸収型偏光フィルムを一緒に通し圧し挟む方法が挙げられる。
【００３２】
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光学フィルム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それぞれ備えられる。
【００３３】
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光学フィルム（偏光光学フィルム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により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】
【００３４】
本発明を、実施例を示しながら、さらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例のみに限定されるものではない。なお部及び％は特に断りのない限り重量基準である。
【００３５】
（１）脂環式オレフィンポリマーの水素化率、変性量、アミド基含有量、環化率
１Ｈ−ＮＭＲを用いて定法により測定した。
（２）軟化温度
ＪＩＳ  Ｋ７１９６に準じて測定を行った。
（３）輝度
得られたグリッド偏光フィルムを所定の形状に打ち抜いて枚葉のグリッド偏光フィルム得た。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、前記グリッド偏光フィルムを順次積層し、偏光光源装置を作製した。さらに、吸収型偏光板の透過軸とグリッド偏光フィルムの透過軸とが同じになるように吸収型偏光板を積層し（グリッド偏光フィルムが吸収型偏光板との積層体の場合は不要）、透過型のＴＮ液晶表示素子、吸収型偏光板を液晶表示素子下の吸収型偏光板の透過軸と直交する方向になるように順次配置し、液晶表示装置を作製した。得られた液晶表示装置の明表示時の正面輝度を輝度計（商品名：ＢＭ−７、トプコン社製）を用いて測定した。また、その際の画面の輝度ムラを目視により観察した。なお、本実施例においては、輝度が高いことが偏光分離性能に優れることを意味する。
【００３６】
（製造例１）メタクリロイル基を有する脂環式オレフィンポリマーの合成
窒素雰囲気下、脱水したシクロヘキサン５００部に、１−ヘキセン０．８２部、ジブチルエーテル０．１５部及びトリイソブチルアルミニウム０．３０部を室温で反応器に入れ混合した後、４５℃に保ちながら、９−エチリデン−テトラシクロ〔６．２．１．１３，６．０２，７〕ドデカ−４−エン（以下「ＥＴＣＤ」と略記する）１００部と、六塩化タングステン０．７％トルエン溶液４０部とを、２時間かけて連続的に添加し重合した。重合溶液にブチルグリシジルエーテル１．０６部及びイソプロピルアルコール０．５２部を加えて重合触媒を不活性化し、重合反応を停止させることによりＥＴＣＤ開環重合体を含有する反応溶液を得た。
さらに得られたＥＴＣＤ開環重合体を含有する反応溶液１００部に対して、シクロヘキサン２７０部を加え、さらに水素化触媒としてニッケル−アルミナ触媒（日揮化学社製）５部を加え、水素により５ＭＰａに加圧した後、攪拌しながら温度２００℃まで加温し、４時間反応させることにより、ＥＴＣＤ開環重合体水素化物を２０％含有する反応溶液を得た。この反応溶液の濾過を行うことにより水素化触媒を除去した後、円筒型濃縮乾燥機（日立製作所製）を用いて温度２７０℃、圧力１ｋＰａ以下で、溶媒であるシクロヘキサン及び他の揮発成分を除去しつつ水素化物を溶融状態で押出機からストランド状に押出し、冷却後ペレット化してＥＴＣＤ開環重合体水素化物のペレットを回収した。得られたＥＴＣＤ開環重合体水素化物の重量平均分子量は３５，０００、水素化率は９９．９%であった。
【００３７】
次いで、先に得たＥＴＣＤ開環重合体水素化物１００部に対して、アリルアルコール５．９部、ジクミルパーオキシド２部及びｔｅｒｔ−ブチルベンゼン２５０部を混合し、オートクレーブ中にて１３５℃、６時間反応を行った後、多量のアセトン中に加えることにより重合体を析出させ、ろ過することにより重合体を回収した。回収した重合体を１００℃、１Ｔｏｒｒ以下で４８時間乾燥させ、アリルアルコール変性脂環式オレフィンポリマー１０２部を得た。得られたアリルアルコール変性脂環式オレフィンポリマーの重量平均分子量は３９，０００、変性量は１９．５ｍｏｌ％であった。
次いで、先に得たアリルアルコール変性脂環式オレフィンポリマー１００部に対して、無水コハク酸９．２部、トルエン４００部を混合し、ＩＲにて酸無水物由来のピークが消失するまで反応を行った。酸無水物由来のピークが完全に焼失したことを確認した後、グリシジルメタクリレート２６．０部をさらに混合し、ＩＲにてエポキシ基由来のピークが消失するまで６０℃にて反応を行った。反応終了後、多量のアセトン中に加えることにより重合体を析出させ、ろ過することにより重合体を回収した。回収した重合体を６０℃、１Ｔｏｒｒ以下で４８時間乾燥させ、メタクリロイル基を有する脂環式オレフィンポリマー９９部を得た。得られたメタクリロイル基を有する脂環式オレフィンポリマーの重量平均分子量は３９，０００、メタクリロイル基含有量は１８．４ｍｏｌ％であった。
【００３８】
（実施例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面に、集束イオンビーム加工装置（セイコーインスツルメンツ社製、ＳＭＩ３０５０）を用いて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い、長さ１ｍｍの辺に平行な幅７０ｎｍ、深さ１００ｎｍの溝をピッチ１４０ｎｍで彫り込み、切削工具を作製した。
寸法５０ｍｍ×２５ｍｍ、厚さ１０．０ｍｍのステンレス鋼ＳＵＳ４３０の一面に、厚さ１２０μｍのニッケル−リン無電解メッキを施し、精密微細加工機（ナガセインテグレックス社製、超精密微細加工機ＮＩＣ２００）と上記の切削工具を用いて、ニッケル−リン無電解メッキ面に、長さ５０ｍｍの辺に平行になるように、幅７０ｎｍ、高さ１００ｎｍ、ピッチ１４０ｎｍの直線状の突起を切削加工することにより、平行溝（スリット）を有するモールド１を作製した。なお、集束イオンビーム加工による切削工具の作製と、ニツケル−リン無電解メッキ面の切削加工は、温度２０．０±０．２℃に管理され、振動制御システム（昭和サイエンス社製）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。
脂環式オレフィンポリマーフィルム（オプテス社製、商品名：ゼオノアフィルムＺＦ−１４、脂環式オレフィンポリマーのガラス転移温度：１３６℃。以下「基材フィルム」と記すことがある。）表面上にアルミニウム層を膜厚が７０ｎｍになるように真空蒸着により形成した。次いで、シクロヘキサンで１％に希釈した脂環式オレフィンポリマー（日本ゼオン社製、ＺＥＯＮＯＲ１０６０Ｒ、軟化温度１０４℃）溶液を、前記アルミニウム／基板フィルム積層体のアルミニウム面上に、乾燥後の膜厚が約８０ｎｍになるように塗布し、乾燥することにより、脂環式オレフィンポリマー層／アルミニウム層／基材フィルムからなる積層体を得た。本実施例では、脂環式オレフィンポリマー層がマスク前駆体層１となる。
得られた積層体を、先に作製したスタンパ１を用いて１４５℃でプレスすることにより、マスク前駆体層にスタンパ１の形状を転写することによりマスク層を形成した。さらに、このマスク層を、エッチングガスとしてＣＦ４を用い、０．０１ｔｏｒｒ、進行波１５０Ｗ、反射波３０Ｗの条件でリアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）を行い、マスク層に存在する余分な残膜を除去した。
次いで、硝酸５．２％、リン酸７３．０％、酢酸３．４％、及び残部が水からなる組成（酸成分相当濃度：８３．６％）のエッチング液を、加熱装置と攪拌装置を備えたエッチング槽に溜め入れ、エッチング液の温度を３３℃に調整したエッチング浴を作製した。前記リアクティブイオンエッチング処理を施した積層体を該エッチング浴に３０秒間浸漬した後、１２０℃、５分間乾燥することにより、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を用いて液晶表示装置を作成し、正面輝度を測定したところ、１９４ｃｄ／ｍ２であった。また、表示面での輝度ムラはみられなかった。
【００３９】
（実施例２）
２５ｍｍ×２５ｍｍ×０．５ｍｍの平板状の石英基板（松浪硝子工業社製）上に電子線描画用感光性材料（日本ゼオン社製、ポジ型フォトレジスト  ＺＥＰ５２０）を、スピンナーを用いて塗布した。次に、電子線描画装置（日本電子社製）を用いて、フォトレジスト面中央部１２ｍｍ×１２ｍｍの領域に、ピッチ１４０ｎｍ、幅７０ｎｍの平行線を描画した。この描画されたフォトレジストを現像液（日本ゼオン社製）で約３分間現像した後、これを洗浄し、窒素ブロアー、スピンナー回転にて乾燥することにより一次元格子状フォトレジストパターンを形成した。得られた一次元格子状フォトレジストパターン上にＣｒ薄膜を電子線蒸着装置（アルバック社製）を用いて蒸着し、次いで、アセトン中で超音波洗浄を行うことにより、フォトレジストを除くと共にフォトレジスト上のＣｒ薄膜を剥離し、レジストパターンのネガ（Ｃｒ積層がフォトレジストパターンと反対）の一次元格子状Ｃｒ薄膜パターンを形成した。石英基板表面上に形成したＣｒ薄膜パターン領域をドライエッチング法により、石英基板表面に溝断面が矩形の一次元格子状溝を形成し、さらに酸洗浄によりＣｒ薄膜を除去することにより、石英スタンパを作製した。このとき平行溝のピッチは１４０ｎｍ、幅は７０ｎｍ、深さは７０ｎｍであった。
製造例１で作製したメタクリロイル基を有する脂環式オレフィンポリマー８６．６部、ライトアクリレートＤＣＰ−Ａ（共栄社化学社製、ジメチロールトリシクロデカンジアクリレート）９．６部、光重合開始剤（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製、イルガキュアー１８４）３．８部からなる混合物を、トルエンで１％になるように希釈した溶液を、乾燥後の膜厚が約８０ｎｍになるように実施例１で得たアルミニウム／基材フィルム積層体のアルミニウム面上に塗布し、乾燥することにより、マスク前駆体層２／アルミニウム層／基材フィルムからなる積層体を得た。なお、マスク材料として用いた前記混合物の軟化温度は１０８℃であった。
得られたマスク前駆体層２／アルミニウム層／基材フィルムからなる積層体を、先に作製した石英スタンパを用いて１４５℃でプレスしながら、紫外線照射することにより、マスク前駆体層にスタンパの形状を転写してマスク層を形成した。さらに、形状を転写したマスク層を有する積層体を、ＢＣｌ３＋Ｃｌ２の混合ガスを用いて、０．０１ｔｏｒｒ、進行波２００Ｗ、反射波２０Ｗの条件でリアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）を行い、作製したマスク層を介してアルミニウムをエッチング処理した。エッチング処理後、作製したアルミニウムパターン上に、スパッタリングにより保護層であるＳｉＯ２層を形成し、グリッド偏光フィルム２を得た。得られたグリッド偏光フィルム１を用いて液晶表示装置を作成し、正面輝度を測定したところ、２００ｃｄ／ｍ２であった。また、表示面での輝度ムラはみられなかった。
【００４０】
（実施例３）
直径２００ｍｍ、長さ１５０ｍｍの円筒形状ステンレス鋼ＳＵＳ４３０の曲面全面に、厚さ１００μｍのニッケル−リン無電解メッキを施した。次いで、実施例１で作製した切削工具と、精密円筒研削盤（スチューダ社、精密円筒研削機Ｓ３０−１）を用いて、ニッケル−リン無電解メッキ面に、円筒の円周端面と平行な方向に幅７０ｎｍｍ、高さ１００ｎｍ、ピッチ１４０ｎｍの直線状の突起を切削加工することにより、転写ロールを得た。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（昭和サイエンス社製）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。
長尺状の脂環式オレフィンポリマーフィルム（商品名：ゼオノアフィルムＺＦ−１４、オプテス社製、樹脂のガラス転移温度：１３６℃）表面上にアルミニウム層を膜厚が７０ｎｍになるように真空蒸着により形成した。次いで、実施例１で使用した、脂環式オレフィンポリマーのシクロヘキサン溶液を、乾燥後の膜厚が約８０ｎｍになるように長尺状のアルミニウム／基材フィルム積層体のアルミニウム面上に塗布し、１００℃、５分間乾燥した後、巻き取ることにより、脂環式オレフィンポリマー層（マスク前駆体層３）／アルミニウム層／基板フィルムからなる長尺状の積層体を得た。
【００４１】
次いで、直径７０ｍｍのゴム製ロールからなるニップロール及び上記転写ロールを使用した転写装置を用い、転写ロールの表面温度１６０℃、ニップロールの表面温度１５０℃、フィルムの搬送テンションを０．１ｋｇｆ／ｍｍ２、ニップ圧が２０ＭＰａの条件で、前記マスク前駆体層／アルミ層／基板フィルム積層体のマスク前駆体表面上に転写ロール表面の形状を転写することにより、フィルムの流れ方向と平行に幅７０ｎｍ、ピッチ１４０ｎｍの直線状のマスク形状を転写した。さらに連続的に、硝酸５．２％、リン酸７３．０％、酢酸３．４％、及び残部が水からなる組成（酸成分相当濃度：８３．６％）のエッチング液を、加熱装置と攪拌装置を備えたエッチング槽に溜め入れ、エッチング液の温度を３３℃に調整したエッチング浴に３０秒間浸漬した後、１２０℃、５分間乾燥した。そして引き継ぎ連続的に、トリアセチルセルロースからなる保護フィルムを、ウレタン系接着剤を使用した接着層を介してアルミニウム層側に積層し、この積層体を加圧ローラーのニップに供給し圧着して連続的に貼り合せ、さらにロール状に巻き取ることにより、長尺のグリッド偏光フィルムを得た。なお、得られた長尺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とほぼ平行であった。
厚さ１２０μｍのポリビニルアルコールフィルムを長手方向に一軸延伸し、この延伸フィルムを、ヨウ素とヨウ化カリウムを含む水溶液、次いで硼酸とヨウ化カリウム水溶液に浸漬し、さらに水洗し、乾燥させる工程を連続的に行なうことにより厚さ２０μｍの直線偏光光学フィルムを得た。そして、引き続き連続的に、前記直線偏光光学フィルムの片面に前記長尺のグリッド偏光フィルムを、ウレタン系接着剤を使用した接着層を介して積層し、もう一方の面側に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を使用した接着層を介して積層し、この積層体を加圧ローラーのニップに供給し圧着して連続的に貼り合せることにより、長尺のグリッド偏光フィルム／直線偏光フィルム積層体１を得た。得られた積層体１はロール状に巻き取った。
得られた積層体を所定のサイズに切り出し、液晶表示装置を作製し、正面輝度を測定したところ、１９９ｃｄ／ｍ２であった。また、表示面での輝度ムラはなかった。
【００４２】
（比較例１）
転写ロールの表面温度及びニップロールの表面温度を８０℃にして行った以外は実施例３と同様の操作を行うことにより、長尺のグリッド偏光フィルム／直線偏光フィルム積層体２を得た。得られた積層体２を所定のサイズに切り出し、液晶表示装置を作製し、正面輝度を測定したところ、正面輝度は１７０ｃｄ／ｍ２であり、かつ表示面での輝度ムラが顕著に見られた。
【００４３】
（参考例１）
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、順次光拡散シート、偏光板、視野角拡大フィルム（商品名：ＷＶフィルム、富士写真フィルム社製）、透過型のＴＮ液晶表示素子、偏光板を配置し、液晶表示装置を作製した。得られた液晶表示装置１の正面輝度を輝度計（商品名：ＢＭ−７、トプコン社製）を用いて測定したところ、正面輝度は１５０ｃｄ／ｍ２であった。
【００４４】
上記実施例及び比較例の結果から、以下のことがわかる。
本発明によれば、実施例に示すように偏光分離性能に優れ、輝度ムラのないグリッド偏光フィルムを得ることができる。一方、凹凸形状を形成する際の温度が８０℃（基材フィルムを構成する樹脂のガラス転移温度よりも５６℃低い温度）である比較例では、凹凸形状が均一に形成されず、その結果としてワイヤーも綺麗にできていないため、偏光分離性能に劣り、輝度ムラもみられる。