(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向に垂直な断面の形状が海島構造を成すと共に、前記断面の形状が長手方向に連続的に形成され、かつ長手方向に吸収軸を有する偏光繊維であって、
前記海島構造の海部分を形成する樹脂（海成分）が二色性色素を含有し、
前記海島構造の島部分を形成する樹脂（島成分）が透明樹脂であり、
長手方向に垂直な方向の前記島成分の屈折率をｎｉ１、長手方向に垂直な方向の前記海成分の屈折率をｎｓ１としたときの屈折率の差Δｎ１＝｜ｎｓ１−ｎｉ１｜が、０．０２以下であり、
長手方向の前記島成分の屈折率をｎｉ２、長手方向の前記海成分の屈折率をｎｓ２としたときの屈折率の差Δｎ２＝｜ｎｓ２−ｎｉ２｜が、０．０３以上０．０５以下である偏光繊維。
【請求項２】
前記島部分の数が２以上であると共に、各島部分の長径が０．１〜８．０μｍである請求項１に記載の偏光繊維。
【請求項３】
前記海部分を形成する樹脂が、ポリビニルアルコールまたはエチレンビニルアルコールの共重合体である請求項１または２に記載の偏光繊維。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の偏光繊維が長手方向に平行に配置または積層される共に、透明な等方性材料により包埋されたシート状の偏光子。
【請求項５】
前記等方性材料の屈折率をｎｍ、長手方向に垂直な方向の前記海成分の屈折率をｎｓ１としたときの屈折率の差Δｎ３＝｜ｎｓ１−ｎｍ｜が、０．０２以下である請求項４に記載の偏光子。
【請求項６】
請求項４または５に記載の偏光子の少なくとも片面に透明な保護膜を備える偏光板。
【請求項７】
請求項４または５に記載の偏光子、または請求項６に記載の偏光板を備える積層光学フィルム。
【請求項８】
請求項４または５に記載の偏光子、請求項６に記載の偏光板、請求項７に記載の積層光学フィルムからなる群より選ばれる少なくともいずれか１つを備える画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、偏光繊維、偏光子、偏光板、積層光学フィルムおよび画像表示装置に関する。より詳細には、本発明は、透過率のムラやクラックの少ない偏光子を作製するために好適に用いられる偏光繊維に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、液晶ディスプレイは、液晶材料を２枚のガラス板で挟み込んだ液晶セルの両面に偏光子を含む積層光学フィルムを貼り付けた、液晶パネルを備える。かかる偏光子としては、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）系フィルムをヨウ素等で染色した後、一軸延伸された延伸フィルムが一般に用いられている。この偏光子は、吸収二色性を示す偏光子である。
【０００３】
近年、液晶ディスプレイの表示性能の向上に伴い、より高い透過率を有し、かつより高い偏光度を有する偏光子が求められている。高い透過率の偏光子を得るためには、高重合度のポリビニルアルコール系原料から形成されたフィルムが用いられる。また、高い偏光度の偏光子を得るためには、より高い延伸倍率で延伸されたフィルムが用いられる（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
しかし、高い延伸倍率で延伸されたフィルムは、クラックと呼ばれる亀裂が生じやすいことが知られている。このクラックは、フィルムの延伸方向と平行に生じる。このクラックは、フィルムの延伸方向とその垂直方向との間で、熱収縮挙動や線膨張率が異なるために生じると推察されている。クラックは、高い延伸倍率で延伸したフィルムほど生じやすい。クラックが生じた偏光子を用いると、液晶ディスプレイの表示性能が損なわれる。
【０００５】
一方、液晶テレビ受像機の大型化に伴い、大型の液晶テレビ受像機に使用できる大面積の偏光子が求められている。液晶ディスプレイ等に使用する偏光子は、継ぎ目がないことが好ましいからである。しかし、大面積の延伸フィルムは、製造時に、上記クラックの発生確率が高くなる。更に、大面積の延伸フィルムを製造するためには、大型の延伸設備が必要となる。かかる延伸設備を準備するためには、大きな設備投資が必要となる。
【０００６】
そこで、クラックを生じさせずかつ大型の延伸設備を必要としない方法として、例えば特許文献２に開示の技術が知られている。具体的に特許文献２には、偏光繊維を用いて偏光織布を形成し、かかる偏光織布を透明樹脂で被覆して偏光フィルターを形成する技術が提案されている。この技術によれば、延伸フィルムを用いないので、構造上クラックを生じず、また、大型の延伸設備は不要である。
【０００７】
しかし、特許文献２の偏光フィルターは、液晶ディスプレイに用いるために開発されたものではない。このため、該偏光フィルターは、偏光繊維の存在分布にばらつきがあり、透過光のムラが顕著に表れる。また、該偏光フィルターは、偏光繊維の屈折率と被覆した透明樹脂の屈折率の違いにより、偏光繊維と透明樹脂との界面で光が屈折あるいは反射される。かかる偏光フィルターは、その透過率および偏光度が液晶ディスプレイ用として十分ではない。従って、特許文献２の偏光フィルターは、そのままでは液晶ディスプレイに使用できない。
【０００８】
さらに、偏光繊維の染色方法としては、樹脂と色素を混練した後に紡糸する方法、或いは、色素で染色したペレット（チップ）をあらかじめ作製しておき、紡糸の際にこのペレットを混入する方法が知られている（例えば、特許文献３、４参照）。しかし、上記いずれの方法においても、偏光子の色調を整えるためには、複数の色素を偏光繊維の作製時に混合しておく必要がある。このため、上記方法では、偏光繊維の製造後、その色調の調整ができない。
【０００９】
そこで、偏光繊維と複屈折繊維を併用することにより、透過率のムラを改善し、偏光繊維と透明樹脂との界面による光の屈折あるいは反射を防止するとともに、偏光繊維の紡糸後の色調調整を可能とする技術が提案されている（例えば、特許文献５参照）。
【特許文献１】特開平８−１９００１５号公報
【特許文献２】特開平６−１３０２２３号公報
【特許文献３】特開平１０−１３０９４６号公報
【特許文献４】特開平１０−１７０７２０号公報
【特許文献５】特開２００６−１２６３１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記特許文献５の技術において、複屈折繊維を散乱効率が良い太さ（径）に形成すると、複屈折繊維の強度が不足する。このため、散乱効率の良い太さの複屈折繊維を現実的に製造することが困難である。また、特許文献５の技術では、偏光繊維と複屈折繊維とを長手方向に平行にかつ均一に配置することも困難である。
【００１１】
本発明は、散乱効率が良い太さ（径）の複屈折繊維を容易に形成でき、また、偏光繊維と複屈折繊維とを長手方向に平行にかつ均一に配置するのと同様の効果を有する偏光繊維を提供することを第１の目的とする。
また、本発明は、前記偏光繊維を用いた偏光子、偏光板、積層光学フィルムおよび画像表示装置を提供することを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明にかかる偏光繊維は、長手方向に垂直な断面の形状が海島構造を成すと共に、前記断面の形状が長手方向に連続的に形成された長手方向に吸収軸を有し、前記海島構造の海部分を形成する樹脂（海成分）が二色性色素を含有し、前記海島構造の島部分を形成する樹脂（島成分）が透明樹脂であり、長手方向に垂直な方向の前記島成分の屈折率をｎｉ１、長手方向に垂直な方向の前記海成分の屈折率をｎｓ１としたときの屈折率の差Δｎ１＝｜ｎｓ１−ｎｉ１｜が、０．０２以下であり、長手方向の前記島成分の屈折率をｎｉ２、長手方向の前記海成分の屈折率をｎｓ２としたときの屈折率の差Δｎ２＝｜ｎｓ２−ｎｉ２｜が、０．０３以上０．０５以下である。
【００１３】
上記偏光繊維は、長手方向に垂直な断面が海島構造を成すと共に、当該断面形状が連続的に形成された長手方向に吸収軸を有する。かかる構造の偏光繊維は、複合紡糸用ノズルを用いた押し出し成形法によって容易に形成できる。また、島部分を形成する樹脂（島成分）が透明樹脂であるので、これは、従来の複屈折繊維と同様に機能する。かかる島部分は海部分（偏光樹脂）の中に形成される。このため、従来のように複屈折繊維を単独で形成する場合に比べて、偏光繊維を細くすることも可能である。従って、散乱効率が良い断面直径を有する偏光繊維を得られやすい。
【００１４】
なお、「断面が海島構造を成す」とは、断面の平面形状が海に例えられる同一成分による部分と、島に例えられる海とは違う成分を有する部分とからなり、島部分が海部分に囲まれていると共に、島部分同士が互いに接触していない構造を言う。
【００１５】
また、本発明の偏光繊維は、長手方向に吸収軸を有する。該偏光繊維を、長手方向に平行に配置または積層することにより、偏光子を容易に作製することができる。また、本発明の偏光繊維は、複屈折繊維として機能する透明樹脂（島成分）を内包している。このため、従来の偏光繊維に相当する部分（海成分）と従来の複屈折繊維に相当する部分（島成分）の比率が常に一定である。従って、本発明の偏光繊維は、偏光繊維相当部分と複屈折繊維相当部分とを長手方向に平行にかつ均一に配置できる。
【００１６】
また、本発明の偏光繊維は、海島構造の海部分を形成する樹脂（海成分）が二色性色素を含有し、海島構造の島部分を形成する樹脂（島成分）が透明樹脂である。従って、長手方向に平行な偏光は、海部分において吸収される。一方、島部分に到達した前記偏光は、島部分で反射、拡散あるいは散乱される。前記反射、拡散あるいは散乱によって光路を変更させられた前記偏光は、再び海部分に戻される。その結果、前記長手方向に平行な偏光は、偏光繊維内に長くとどまる。よって、島部分を有さない場合に比べて、長手方向に平行な偏光は、偏光繊維に、より吸収される可能性が高くなる。一方、長手方向に垂直な方向の偏光は、海部分及び島部分の何れにも吸収されることなく、直進し、透過する。従って、本発明の偏光繊維は、従来の島部分を有さない偏光繊維に比して、偏光性能が大きくなる。
【００１７】
また、本発明の偏光繊維は、断面形状が長手方向に連続的に形成されている。このため、上記偏光繊維は、同一繊維内の長手方向のどの位置においても光学特性に差がない（均一な光学特性を有する）。従って、前記偏光繊維を長手方向に平行に配置または積層することにより、光学特性が均一な偏光子を作製できる。
【００１９】
上記偏光繊維は、長手方向に垂直な方向の屈折率の差Δｎ１が０．０２以下である。このため、上記偏光繊維は、偏光繊維中の海成分と島成分の界面において、長手方向に垂直な方向の偏光が、反射、拡散あるいは散乱することを一層抑制できる。そのため、長手方向に垂直な方向の偏光は、海成分で吸収されることなく、直進し、透過する。
【００２０】
一方、上記偏光繊維は、長手方向の屈折率の差Δｎ２が０．０３以上である。このため、上記偏光繊維は、偏光繊維中の海成分と島成分の界面において、長手方向に平行な偏光が、反射、拡散あるいは散乱しやすくなる。そのため、本発明の偏光繊維は、従来の島部分を有さない偏光繊維に比して、偏光性能が一層大きくなる。
【００２１】
本発明の好ましい偏光繊維は、島部分の数が２以上であると共に、各島部分の長径が０．１〜８．０μｍである。
【００２２】
上記好ましい偏光繊維は、島部分の数（以下、島数と記す）が２以上であるので、偏光繊維中を透過する長手方向に平行な偏光が、多重反射、多重拡散あるいは多重散乱を起しやすい。このため、長手方向に平行な偏光が、海成分中において吸収される可能性が一層高くなる。
【００２３】
また、島の長径が光の波長のおおよそ１０分の１より短い場合には、偏光の散乱が生じ難い。上記好ましい偏光繊維は、島部分の長径が０．１μｍ以上であるため（これは可視光の波長の１０分の１よりも長い）、偏光の散乱が生じる。
一方、島の長径が大きすぎる場合には、偏光繊維１本あたりの島数が相対的に少なくなり、偏光が、多重反射、多重拡散あるいは多重散乱を起こし難くなる。また、この場合には、島の存在分布がまばらとなり、透過率のムラが生じやすい。上記好ましい偏光繊維は、各島の長径が８．０μｍ以下であるので、島の長径が大きすぎることはなく、前述の弊害を抑制できる。
【００２４】
本発明の他の好ましい偏光繊維は、前記海部分を形成する樹脂がポリビニルアルコールまたはエチレンビニルアルコールの共重合体である。
【００２５】
ポリビニルアルコールまたはエチレンビニルアルコールの共重合体は、偏光子の原料として実績があり、汎用かつ安価である。
【００２６】
本発明の別の局面によれば、偏光子が提供される。
本発明の偏光子は、上記偏光繊維が長手方向に平行に配置または積層される共に、透明な等方性材料により包埋されたシート状である。
【００２７】
本発明の好ましい偏光子は、前記等方性材料の屈折率をｎｍ、長手方向に垂直な方向の前記海成分の屈折率をｎｓ１としたときの屈折率の差Δｎ３＝｜ｎｓ１−ｎｍ｜が０．０２以下である。
【００２８】
上記好ましい偏光子は、長手方向に垂直な方向の海成分の屈折率と等方性材料の屈折率との差Δｎ３が０．０２以下であるため、長手方向に垂直な方向の偏光が、海成分と等方性材料との界面において、反射、拡散あるいは散乱することを抑制できる。よって、該偏光子は、長手方向に垂直な方向の偏光を容易に透過させる、透過率が高い偏光子となる。
【００２９】
本発明の別の局面によれば、偏光板が提供される。
本発明の偏光板は、上記偏光子の少なくとも片面に透明な保護膜を備える。
【００３０】
本発明の別の局面によれば、積層光学フィルムが提供される。
本発明の積層光学フィルムは、上記偏光子、または上記偏光板を備える。
【００３１】
本発明の別の局面によれば、画像表示装置が提供される。
本発明の画像表示装置は、上記偏光子、上記偏光板および上記積層光学フィルムからなる群より選ばれる少なくともいずれか１つを備える。
【発明の効果】
【００３２】
本発明の偏光繊維は、散乱効率が良い太さ（径）の複屈折繊維を容易に形成でき、また、偏光繊維と複屈折繊維とを長手方向に平行にかつ均一に配置するのと同様の効果を有する。かかる偏光繊維を用いれば、偏光度に優れ、透過率のムラやクラックが少ない偏光子を作製できる。
また、本発明によれば、前記偏光繊維を備える偏光子、偏光板、画像表示装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明を具体化した偏光繊維、偏光子、偏光板、積層光学フィルム、および画像表示装置の１つの実施形態を、図１〜図６に従って説明する。
【００３４】
［偏光繊維］
【００３５】
図１に示すように、本実施形態にかかる偏光繊維１は、長手方向に垂直な断面が海島構造を成すと共に、前記断面形状が長手方向に連続的に形成されている。海島構造の海部分１１を形成する樹脂（海成分）は、二色性色素を含有している。二色性色素の含有された海部分１１は、長手方向に吸収軸を有する。
海島構造の島部分１２を形成する樹脂（島成分）は、透明樹脂である。海成分の長手方向の屈折率と島成分の長手方向の屈折率とは、大きく異なる。一方、海成分の長手方向に垂直な方向の屈折率と島成分の長手方向に垂直な方向の屈折率とは（偏光繊維１の断面積方向の屈折率）、同一または近似している。
海成分の長手方向の屈折率と島成分の長手方向の屈折率の差Δｎ２（Δｎ２＝｜ｎｓ２−ｎｉ２｜）は、好ましくは０．０３以上０．０５以下であり、より好ましくは０．０３５以上０．０４５以下である。
ただし、「ｎｓ２」は、海成分の長手方向の屈折率を表し、「ｎｉ２」は、島成分の長手方向の屈折率を表す。
また、海成分の長手方向に垂直な方向の屈折率と島成分の長手方向に垂直な方向の屈折率の差Δｎ１（Δｎ１＝｜ｎｓ１−ｎｉ１｜）は、好ましくは０．０２以下であり、より好ましくは０．０１以下である。
ただし、「ｎｓ１」は、海成分の長手方向に垂直な方向の屈折率を表し、「ｎｉ１」は、島成分の長手方向に垂直な方向の屈折率を表す。
【００３６】
海成分を形成する樹脂としては、可視光領域において光透過性を有し、繊維化が可能で、二色性色素を分散できる性質を有していれば、その種類は特に限定されない。このような樹脂としては、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およびその誘導体が挙げられる。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挙げられる。また、ポリビニルアルコールの誘導体としては、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および不飽和カルボン酸のアルキルエステル；アクリルアミド等で変性したポリビニルアルコールが挙げられる。また、ポリビニルアルコールの誘導体としては、ポリビニルピロドリン系樹脂、アミロース系樹脂等が挙げられる。これらの中でも、海成分を形成する樹脂は、ポリビニルアルコールが好適であり、溶融紡糸の観点からはエチレンとビニルアルコールとの共重合体が好適である。
【００３７】
また、押し出し成形によって海島構造が形成される場合、海成分を形成する樹脂と島成分を形成する樹脂とは、溶融粘度やメルトフローインデックスが近い樹脂が好ましい。
【００３８】
上記二色性色素としては、特に限定されないが、可視光領域のいずれかの波長の光を吸収し得る化合物が好ましい。
二色性色素としては、化学構造による分類によれば、アゾ系色素、アントラキノン系色素、ペリレン系色素、インダンスロン系色素、イミダゾール系色素、インジゴイド系色素、オキサジン系色素、フタロシアニン系色素、トリフェニルメタン系色素、ピラゾロン系色素、スチルベン系色素、ジフェニルメタン系色素、ナフトキノン系色素、メトシアニン系色素、キノフタロン系色素、キサンテン系色素、アリザリン系色素、アクリジン系色素、キノンイミン系色素、チアゾール系色素、メチン系色素、ニトロ系色素、ニトロソ系色素などが挙げられる。
また、二色性色素は、１種のみ用いてもよいが、２種以上組み合わせて用いてもよい。
【００３９】
次に、図２を参照して、上記偏光繊維への入射した光の挙動を説明する。
【００４０】
偏光繊維１に入射した光は、偏光繊維１の断面方向に平行な直線偏光２１と偏光繊維１の長手方向に平行な直線偏光２２とにベクトル的に分離して考えることができる。
なお、図２（ａ）および（ｂ）において、入射光の進行方向をＺ方向、偏光繊維１の断面方向に平行な方向をＸ方向、偏光繊維１の長手方向に平行な方向をＹ方向として記載している。また、直線偏光２１および直線偏光２２を示す矢印の根元付近に、偏光方向を示す小矢印を記載している。
【００４１】
偏光繊維１の断面方向に平行な直線偏光２１（Ｘ偏光と記す）は、海部分１１の吸収軸方向と垂直な方向の偏光である。従って、前記Ｘ偏光は、海部分１１に吸収されることなく偏光繊維１を透過する。また、上述したように、海成分を形成する樹脂の断面積方向（Ｘ方向）の屈折率と、上記島成分を形成する樹脂の断面積方向（Ｘ方向）の屈折率とは、略等しい。このため、Ｘ偏光は、海部分１１と島部分１２の界面においても、反射、拡散あるいは散乱せずに偏光繊維１を透過する。更に、島部分１２は透明樹脂であるため、Ｘ偏光は、特に問題なく偏光繊維１を透過する。よって、Ｘ偏光は、ほとんど影響を受けることなく、偏光繊維１中を透過する。
【００４２】
一方、偏光繊維１の長手方向に平行な直線偏光２２（Ｙ偏光と記す）は、海部分１１の吸収軸方向と平行な偏光である。従って、前記Ｙ偏光は、その多くが海部分１１に吸収される。また、上述したように、海成分を形成する樹脂の長手方向（Ｙ方向）の屈折率と、島成分を形成する樹脂の長手方向（Ｙ方向）の屈折率とは、大きく異なる。このため、Ｙ偏光は、海部分１１と島部分１２の界面において、反射、拡散あるいは散乱される。従って、Ｙ偏光は、海部分１１と島部分１２の界面を通過するたびに光路を変化させられる。よって、Ｙ偏光は、偏光繊維１内において長い光路を進み、そのほとんどが、海部分１１に吸収される。
【００４３】
本発明の島成分に相当する繊維として、従来、複屈折繊維が使用されてきたが、本発明では、複屈折性は必ずしも必須ではない。本発明の偏光繊維は、上述のように、海成分と島成分の長手方向の屈折率が大きく異なり、且つ海成分と島成分の長手方向に垂直な方向の屈折率が同一又は近似しているので、特定の直線偏光を選択的に透過できる。
従って、本明細書において、島成分を構成する透明樹脂を「屈折率相異成分」と記す。また、屈折率相異成分が繊維化された場合は「屈折率相異繊維」と記す。ただし混乱を防止するため、従来と同様に別繊維として形成された場合は、従来通り複屈折繊維とする。
【００４４】
上記偏光繊維１本当たりに含まれる島数（島部分の数）は、好ましくは２以上であり、より好ましくは、４以上であり、特に好ましくは６以上である。また、同島数の上限は、特に制限はなく、偏光繊維や島部分の太さに応じて適宜設定される。同島数は、例えば、１００以下である。
また、島部分の長径は、好ましくは０．１〜８．０μｍであり、より好ましくは０．５〜７．５μｍである。
ただし、島部分の長径とは、島部分の断面形状が円形の場合にはその直径を意味し、島部分の断面形状が非円形（例えば楕円形等）の場合にはその最も長い径を意味する。
また、本明細書において、「Ａ〜Ｂ」という記載は、「Ａ以上Ｂ以下」を意味する。
【００４５】
なお、上記実施形態にかかる偏光繊維１は、以下のように変更してもよい。
図１において、偏光繊維１の長手方向に垂直な面による断面形状は、円形であるが、この形状に限定されず、例えば、楕円形などでもよい。
【００４６】
また、図１において、島部分１２の長手方向に垂直な面による断面形状は、円形であるが、この形状に限定されず、例えば、楕円形などでもよい。
【００４７】
図１において、偏光繊維１の断面における複数の島部分１２は、略同心円状に配置されているが、他の配置でもよい。例えば、複数の島部分１２は、略均等に分散配置されていてもよいし、ランダムに分散配置されていてもよい。ただし、多重反射、多重拡散あるいは多重散乱を生じ易くするため、複数の島部分１２は、略同心円状などの略均等に分散配置されていることが好ましい。
【００４８】
［偏光子］
【００４９】
図３に示すように、本発明の偏光子３は、偏光繊維１を備えたシートである。該偏光子３は、図１に示した偏光繊維１を用いて作製できる。本実施形態において、偏光子３は、偏光繊維１が長手方向に平行に配置または積層され、透明な等方性材料２により包埋されてなる。なお、偏光子とは、自然光または偏光から特定の直線偏光を透過する光学特性を有するシートをいう。
【００５０】
本実施形態の偏光子３は、複数の偏光繊維１が長手方向に平行に隙間なく配置または積層されていることが好ましい。例えば、偏光子３の厚み方向に偏光繊維１が２本以上積層される場合、隣接する偏光繊維１は接触していることが好ましい。このように偏光繊維１を隙間なく配置することにより、偏光特性に優れた偏光子３が得られ得る。
本実施形態において、屈折率の差Δｎ３＝｜ｎｓ１−ｎｍ｜が０．０２以下となるように、等方性材料２と海部分１１の素材が選択される。ただし、「ｎｍ」は、上記等方性材料２の屈折率を表し、「ｎｓ１」は、偏光繊維１中の海成分の長手方向に垂直な方向の屈折率を表す。
上記Δｎ３が０．０２以下となる素材を選択することによって、長手方向に垂直な方向の偏光が、海部分１１と等方性材料２との界面において、反射、拡散あるいは散乱することを抑制できる。その結果、長手方向に垂直な方向の偏光を容易に透過させる、透過率が高い偏光子３を提供できる。原理的には、Δｎ３＝０が好ましい。もっとも、実施上、Δｎ３＝０が困難な場合もあるので、他の要件を考慮しながら、Δｎ３が出来るだけ零に近づく組み合わせが検討される。
【００５１】
上記偏光子３中の偏光繊維１の数を増やすと、偏光子３の透過率が低下する。一方、偏光子３中の偏光繊維１の数を減らすと、長手方向に平行な偏光の吸収率が低下し、偏光子３の偏光性能が低下する。従って、偏光子３中の偏光繊維１の数については、必要とする透過率と偏光性能とのバランスによって決定される。なお、上記バランスは、海部分中の二色性色素の濃度、偏光繊維１本あたりの島数、島の長径、島の形状などによっても変化する。
【００５２】
偏光子３は、複数の偏光繊維１を等方性材料２で空隙なく包埋することによって作製される。ここで、偏光子３の作製時、偏光繊維１と等方性材料２との間に、気泡が入り込むと、前記空隙が生じるため好ましくない。気泡が入り込むと、それが偏光に依存しない等方的な散乱点となるため、偏光子３の偏光性能が低下する。かかる気泡の入り込みを防止するため、粘度の低い等方性材料２を用いることが好ましい。
【００５３】
本発明の偏光子３の全体厚みは、特に制限されないが、好ましくは２０〜５００μｍ程度である。偏光子３の厚みが薄すぎる場合には、包埋可能な偏光繊維１の本数が相対的に少なくなるため、偏光子３の偏光性能が不十分となる。偏光子３の厚みが厚すぎると、取り扱い性が悪く、また、作製時に気泡が入り込み易くなる等の問題が生じ得る。
【００５４】
なお、上記実施形態にかかる偏光子３は、以下のように変更してもよい。
【００５５】
偏光繊維１と緯糸とを用いて織布を形成し、かかる織布を等方性材料２により包埋することによって、偏光子３を作製してもよい。この場合にも、上記と同様に、前記織布を等方性材料２で隙間なく包埋することが好ましい。該偏光子３は、通常、先に織布を形成する工程、この織布を等方性材料２により包埋する工程の順序で作製される。この工程順によれば、偏光子３を効率良く作製できる。ただし、織布は、織ることによって形成されるため、偏光繊維１の平行性が若干低下することがある。
上記緯糸の材料としては、任意の透明樹脂を用いることができる。上記緯糸は、その屈折率が、等方性材料２の屈折率とほぼ等しい透明樹脂製の糸を用いることが好ましい。この場合、緯糸の屈折率と等方性材料２との屈折率の差は、好ましくは０．０２以下であり、より好ましくは０．０１以下であり、特に好ましくは零である。また、偏光特性の低下を抑制するためには、緯糸は可能な限り細いことが好ましい。もっとも、偏光繊維１の強度と緯糸の強度が余りに異なると織布の形成が困難となる。このため、緯糸の直径は、１〜３０μｍ程度が好ましい。緯糸の断面形状は、特に制限はないが、作り易さの観点から、楕円形が好ましい。織布の織り方としては、平織り、朱子織りなどの他、偏光繊維１を何本か束ねて織る方法でもよい。これらの織り方で形成された織布を用いると、偏光子３の偏光特性の低下を防止できる。
【００５６】
また、海部分１１中に含まれる二色性色素が異なる偏光繊維１を数種類作製し、これら偏光繊維１を組み合わせて偏光子３を作製してもよい。このように作製することによって、偏光の吸収波長を容易に調整でき、偏光子３を透過する偏光の色調を容易に調整できる。例えば、次に示す二色性色素を海部分１１に含有する偏光繊維１を用いることにより、偏光の吸収率が可視光領域全域で略一定な偏光子３を作製できる。まず、二色性色素として、赤色系（Ｒ）、緑色系（Ｇ）、青色系（Ｂ）の色素を海成分に含有する偏光繊維１を作製する。次に、偏光の吸収率が可視光領域全域で一定となるように各偏光繊維１を組み合わせて偏光子３を作製する。例えば、赤色系（Ｒ）の色素として、コンゴレッド（キシダ化学株式会社製）、緑色系（Ｇ）の色素としてダイレクトグリーン８５（三菱化学株式会社製）、青色系（Ｂ）の色素としてＧＲＥＹ−Ｂ（クラリアント・ジャパン株式会社製）を使用した場合には、各色素の割合を重量比でＲ：Ｇ：Ｂ＝３０〜５０：４０〜６０：１０〜３０となるように各偏光繊維１を組み合わせることが好ましい。
【００５７】
［偏光板］
【００５８】
図４に示すように、本実施形態の偏光板５は、偏光子３の両面に保護フィルム４（保護膜）を積層した構造を有する。
偏光子３は、偏光繊維１が等方性材料２により包埋されている。
【００５９】
上記偏光板５に用いられる保護フィルム４は、透明なフィルムが好ましい。さらに、保護フィルム４は、機械的強度、熱安定性、水分遮断性、等方性などに優れたフィルムが好ましい。保護フィルム４としては、例えば、ポリエチレンフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエチレン系ポリマー；ジアセチルセルロース、トリアセチル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、アクリロニトリル・スチレン重合体（ＡＳ）等のスチレン系ポリマー；ポリカーボネート系ポリマー等のフィルムが挙げられる。また、保護フィルム４としては、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エチレン・プロピレン重合体等のポリオレフィン系のポリマー；塩化ビニル系ポリマー；ナイロン、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；アク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；シリコーン等のフィルムが挙げられる。
【００６０】
保護フィルム４は、偏光特性や耐久性等の点より、トリアセチルセルロース等のセルロース系ポリマーのフィルムが好ましい。特に、保護フィルム４は、トリアセチルセルロースフィルムが好適である。
【００６１】
保護フィルム４の厚みは、適宜に決定し得る。保護フィルム４の厚みは、一般には強度や取り扱い性、薄膜性等の観点から、１〜５００μｍ程度であり、好ましくは５〜２００μｍである。
【００６２】
また、保護フィルム４は、できるだけ色付がないことが好ましい。このような保護フィルム４は、例えば、厚み方向の位相差値が−９０ｎｍ〜＋７５ｎｍであるフィルムが挙げられる。なお、前記厚み方向の位相差値（Ｒｔｈ（５９０））は、Ｒｔｈ（５９０）＝（ｎｘ−ｎｚ）×ｄで求められる。但し、「５９０」は、測定波長を表し、「ｎｘ」は、フィルムの面内の遅相軸方向の屈折率を表し、「ｎｚ」は、フィルムの厚み方向の屈折率を表し、「ｄ」は、フィルムの厚みを表す。
保護フィルム４の厚み方向の位相差値は、更に好ましくは−８０ｎｍ〜＋６０ｎｍであり、特に好ましくは−７０ｎｍ〜＋４５ｎｍである。
【００６３】
なお、上記実施形態にかかる偏光板５は、以下のように変更してもよい。
【００６４】
図４において、偏光板５は、偏光子３の両面に保護フィルム４が積層されているが、この構造に限定されず、例えば、偏光子３の一方の面のみに保護フィルム４が積層されていてもよい。特に、偏光子３の他方の面に他の光学特性を有する他のフィルムを積層して偏光板５を作製する場合には、偏光子３の他方の面に保護フィルムを積層しなくてもよい。このように、保護フィルム４を偏光子３の一方の面のみに設ける（換言すると、保護フィルム４を偏光子３の他方の面に設けない）ことによって、比較的薄い偏光板５を提供できる。
【００６５】
［積層光学フィルム］
【００６６】
図５に示すように、本実施形態の積層光学フィルム７は、一方の面のみに保護フィルム４を積層した偏光子３の他方の面に、光学フィルム６を積層した構造を有する。
偏光子３は、偏光繊維１が等方性材料２により包埋されている。
【００６７】
光学フィルム６としては、特に限定されず、必要に応じて任意のものが用いられ得る。光学フィルム６としては、例えば、位相差フィルム、光拡散層などが挙げられる。光学フィルム６は、同一または異なるものを組み合わせて複数積層してもよい。
【００６８】
［画像表示装置］
【００６９】
本発明の画像表示装置は、上記偏光子、偏光板、積層光学フィルムから選ばれる少なくとも何れか１種を備える。該画像表示装置としては、代表的には液晶表示装置が挙げられるが、有機ＥＬディスプレイ、プラズマディスプレイなどでもよい。
図６に示すように、本実施形態の画像表示装置３０は、液晶表示装置である。該液晶表示装置は、２枚の偏光板７の間に液晶セル９を挟み込んだ液晶パネルと、液晶パネルの一方の側に設けられたバックライトユニット８０と、を備える。なお、液晶セル９は、２枚のガラス板の間に液晶材料が封入された構造である。液晶セル９は、ガラス板に印加することにより、液晶材料の配列が変化し、光を選択的に透過させる。
【００７０】
上記バックライトユニット８０は、光源８１と、反射フィルム８２と、拡散板８３と、プリズムシート８４と、輝度向上フィルム８５と、を少なくとも備える。なお、図６に例示した反射フィルム８２などの光学部材は、液晶表示装置の照明方式や液晶セルの駆動モードなどに応じて、その一部が省略され得るか、または、他の光学部材に代替され得る。
【００７１】
なお、上記実施形態にかかる液晶表示装置（画像表示装置）は、以下のように変更してもよい。
【００７２】
上記実施形態の液晶表示装置は、液晶パネルの背面から光を照射して画面を見る透過型であるが、液晶表示装置は、液晶パネルの視認側から光を照射して画面を見る反射型であってもよい。あるいは、上記液晶表示装置は、透過型と反射型の両方の性質を併せ持つ、半透過型であってもよい。
【００７３】
また、バックライトユニットは、サイドライト方式であってもよい。サイドライト方式が採用される場合、バックライトユニットは、上記の構成に加え、さらに、導光板と、ライトリフレクターと、を少なくとも備える。
【実施例】
【００７４】
次に、実施例および比較例を挙げ、本発明を更に具体的に説明する。なお、本発明は、これら実施例に限定されるものではない。また、以下の説明において、単位として記載した「％」は、全て重量パーセントである。
【００７５】
［実施例１］
（偏光繊維Ａ）
以下の島成分材料と海成分材料とを、海島複合繊維紡糸用ノズルを用いて押し出し成形することによって、偏光繊維Ａを作製した。
【００７６】
島成分材料は、融点１３８℃、メルトフローインデックス２５ｇ／１０ｍｉｎのプロピレン過多のエチレン・プロピレン共重合体（日本ポリプロ株式会社製、商品名「ＯＸ１０６６Ａ」）を用いた。
【００７７】
海成分材料は、融点１８１℃、メルトフローインデックス１２ｇ／１０ｍｉｎのエチレンビニルアルコール共重合体（日本合成化学株式会社製、商品名「ソアノールＤＣ３２１２Ｂ」）の樹脂ペレットを、二色性色素（キシダ化学株式会社製、商品名「コンゴレッド」）の２％水溶液に、９０℃で４時間浸漬した後、水洗し、該ペレットを真空乾燥機にて十分乾燥したものを用いた。
【００７８】
海島複合繊維紡糸用ノズルは、繊維断面あたりの島数が１２の海島複合繊維紡糸用ノズルを用いた。
上記島成分材料と海成分材料とを重量比５：５で、前記海島複合繊維紡糸用ノズルを用いて溶融押し出し成形し、引取り速度６００ｍ／ｍｉｎで引き取ることによって、偏光繊維を得た。このときの島成分の紡糸温度は、２７０℃、海成分の紡糸温度は、２３０℃とした。また、得られた偏光繊維は、直径２５μｍであった。この偏光繊維を７０℃の温水中で２．５倍に延伸し、直径約１５μｍの偏光繊維Ａを得た。
【００７９】
偏光繊維Ａは、島数が１２（島数が２以上）であるので、偏光繊維中を透過する長手方向に平行な偏光が、多重反射、多重拡散あるいは多重散乱を起しやすい。このため、偏光が、偏光繊維Ａの海成分に吸収される可能性が一層高い。
【００８０】
この偏光繊維Ａの島部分の直径は、約１．５μｍであった。かかる偏光繊維Ａは、島の長径が０．１μｍ以上であるので、可視光の波長よりも長い。このため、偏光の散乱が生じ得る。また、かかる偏光繊維Ａは、島の長径が８．０μｍ以下であるので、長径が大きすぎることに起因する弊害が抑制される。即ち、かかる偏光繊維Ａは、偏光繊維１本あたりの島数が相対的に少なくなることによって、偏光が多重反射、多重拡散あるいは多重散乱を起こし難くなる弊害や、島の存在分布がまばらになることによって透過率のムラが生じやすくなる弊害が抑制される。
【００８１】
また、上記偏光繊維Ａの、長手方向に垂直な方向の海成分の屈折率ｎｓ１は、１．５１であった。長手方向の海成分の屈折率ｎｓ２は、１．５４であった。
【００８２】
更に、Δｎ１及びΔｎ２を求めるため、上記島成分材料のみからなる繊維を作製した。
すなわち、上記島成分材料のみをモノフィラメント用ノズルを用いて紡糸したこと以外は、上記と同様の方法によって直径約１００μｍの繊維を作製した。この繊維の屈折率を測定した。その長手方向に垂直な方向の島成分（繊維）の屈折率ｎｉ１は、１．５０であった。また、長手方向の島成分（繊維）の屈折率ｎｉ２は、１．５１であった。
【００８３】
従って、Δｎ１＝｜ｎｓ１−ｎｉ１｜＝｜１．５１−１．５０｜＝０．０１である。長手方向に垂直な方向の屈折率の差Δｎ１が、０．０２以下であるので、偏光繊維Ａ中の海成分と島成分の界面において、長手方向に垂直な方向の偏光が、反射、拡散あるいは散乱することを抑制できる。そのため、長手方向に垂直な方向の偏光は、海成分で吸収されることなく、直進し、透過する。
【００８４】
また、Δｎ２＝｜ｎｓ２−ｎｉ２｜＝｜１．５４−１．５１｜＝０．０３である。長手方向の屈折率の差Δｎ２が、０．０３以上であるので、偏光繊維Ａ中の海成分と島成分の界面において、長手方向に平行な偏光が、反射、拡散あるいは散乱し易くなる。そのため、偏光繊維Ａは、島部分を有さない従来の偏光繊維に比して、偏光性能が一層大きくなる。
【００８５】
ここで、上記直径及び屈折率の測定方法を記載する。実施例１以外の実施例および比較例においても同様の方法で測定を行なった。
【００８６】
偏光繊維の直径および島成分の直径は、株式会社日立製作所製の走査型電子顕微鏡（製品名「Ｓ−３０００Ｎ」）を用いて測定した。
【００８７】
屈折率は、常温（２５℃）における５４５ｎｍの波長光で、屈折率調整液を用いてベッケ線法によって測定した。
【００８８】
［実施例２］
（偏光繊維Ｂ）
二色性色素として、三菱化学株式会社製の商品名「ダイレクトグリーン８５」を用いたこと以外は、実施例１と同様の材料、製造方法によって偏光繊維Ｂを製造した。実施例２の製造方法等は、実施例１と同様であるので、その説明は省略する。また、直径、島数、屈折率の測定結果も同じであるため、その説明も省略する。
【００８９】
［実施例３］
（偏光繊維Ｃ）
以下の島成分材料と海成分材料とを、芯鞘構造繊維紡糸用ノズルを用いて押し出し成形することによって、偏光繊維Ｃを作製した。なお、芯鞘構造繊維紡糸用ノズルとは、島数が１つの海島複合繊維紡糸用ノズルである。また、以下、特に必要でない限り「芯成分」という用語の代わりに「島成分」の語を、「鞘成分」という用語の代わりに「海成分」の語を使用する。
【００９０】
島成分材料は、融点１６１℃、メルトフローインデックス２６ｇ／１０ｍｉｎの結晶性ポリプロピレン（日本ポリプロ株式会社製、商品名「ＳＡ０３Ａ」）を用いた。
【００９１】
海成分材料は、実施例１の海成分材料と同じ材料を用いた。
【００９２】
上記島成分材料と海成分材料とを重量比３：７で、芯鞘構造繊維紡糸用ノズルを用いて溶融押し出し成形し、引取り速度６００ｍ／ｍｉｎで引き取ることによって、偏光繊維を得た。このときの島成分の紡糸温度は、２３０℃、海成分の紡糸温度は、２３０℃とした。また、得られた偏光繊維は、直径２５μｍであった。この偏光繊維を７０℃の温水中で２．５倍に延伸し、直径約１５μｍの偏光繊維Ｃを得た。
【００９３】
この偏光繊維Ｃの島部分の直径は、約７．０μｍであった。かかる偏光繊維Ｃは、島の長径が０．１μｍ以上であるので、可視光の波長よりも長い。このため、偏光の散乱が生じ得る。また、かかる偏光繊維Ｃは、島の長径が８．０μｍ以下であるので、長径が大きすぎることに起因する上述の弊害が抑制される。
【００９４】
また、上記偏光繊維Ｃの、長手方向に垂直な方向の海成分の屈折率ｎｓ１は、１．５１であった。長手方向の海成分の屈折率ｎｓ２は、１．５４であった。
【００９５】
更に、Δｎ１及びΔｎ２を求めるため、上記島成分材料のみからなる繊維を作製した。
すなわち、上記島成分材料のみをモノフィラメント用ノズルを用いて紡糸したこと以外は、上記と同様の方法によって直径約１００μｍの繊維を作製した。そして、この繊維の屈折率を測定した。その長手方向に垂直な方向の島成分（繊維）の屈折率ｎｉ１は、１．４９であった。長手方向の島成分（繊維）の屈折率ｎｉ２は、１．５０であった。
【００９６】
従って、Δｎ１＝｜ｎｓ１−ｎｉ１｜＝｜１．５１−１．４９｜＝０．０２である。長手方向に垂直な方向の屈折率の差Δｎ１が、０．０２以下であるので、偏光繊維Ｃ中の海成分と島成分の界面において、長手方向に垂直な方向の偏光が、反射、拡散あるいは散乱することを抑制できる。そのため、長手方向に垂直な方向の偏光は海成分で吸収されることなく、直進し、透過する。
【００９７】
また、Δｎ２＝｜ｎｓ２−ｎｉ２｜＝｜１．５４−１．５０｜＝０．０４である。長手方向の屈折率の差Δｎ２が、０．０３以上であるので、偏光繊維Ｃ中の海成分と島成分の界面において、長手方向に平行な偏光が、反射、拡散および散乱しやすくなる。そのため、偏光繊維Ｃは、島部分を有さない従来の偏光繊維に比して、偏光性能が一層大きくなる。
【００９８】
［実施例４］
（偏光板Ｄ）
以下の等方性材料と偏光繊維Ａを有する偏光子の両面に、保護膜として厚み４０μｍのトリアセチルセルロースフィルムが積層された、偏光板Ｄを作製した。
等方性材料は、硬化後の屈折率ｎｍが１．５１となる透明液状エポキシ樹脂を用いた。具体的には、該透明液状エポキシ樹脂は、脂環式エポキシ樹脂１００重量部と、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸１２４重量部と、トリ−ｎ−ブチルホスホニウムブロマイド１重量部とを含有している。
【００９９】
実施例１で作製した偏光繊維（偏光繊維Ａ）を、厚み４０μｍのトリアセチルセルロースフィルム上に平行に引き揃えて並べた。次いで、前記偏光繊維を包埋するように、上記等方性材料をコーティングし、更にその上部より気泡が入らないように厚み４０μｍのトリアセチルセルロースフィルムを載せ、２枚のＴＡＣフィルムで挟み込んだ。その後、１００℃で５時間硬化処理して、偏光板Ｄを得た。トリアセチルセルロースフィルムに挟まれた部分（即ち偏光子）の厚みは、７０μｍであった。また、偏光繊維１００重量部に対する等方性材料の使用量は、１００重量部であった。
【０１００】
上述のように、使用した等方性材料の屈折率ｎｍは、１．５１である。実施例１に記載のように、偏光繊維Ａの長手方向に垂直な方向の海成分の屈折率ｎｓ１は、１．５１である。従って、屈折率の差Δｎ３＝｜ｎｓ１−ｎｍ｜＝｜１．５１−１．５１｜＝０．００である。この偏光板Ｄは、Δｎ３が０．０２以下であるので、海成分と等方性材料との界面において、長手方向に垂直な方向の偏光が、反射、拡散あるいは散乱することを抑制できる。よって、偏光板Ｄが備える偏光子は、長手方向に垂直な方向の偏光を容易に透過させる、透過率が高い偏光子である。
【０１０１】
［実施例５］
（偏光板Ｅ）
等方性材料と偏光繊維Ｃを有する偏光子の両面に、保護膜として厚み４０μｍのトリアセチルセルロースフィルムが積層された、偏光板Ｅを作製した。
偏光板Ｅの製造方法等は、偏光繊維として実施例３で作製した偏光繊維Ｃを使用したこと以外は、実施例４と同じであるので、その説明は省略する。また、偏光板Ｄに使用した偏光繊維Ａと偏光板Ｅに使用した偏光繊維Ｃとは、その海成分が同一である。偏光板Ｄに使用した等方性材料と偏光板Ｅに使用した等方性材料とは、同じである。従って、偏光板Ｄが備える偏光子と偏光板Ｅが備える偏光子とは、屈折率の差Δｎ３が同じであり、共に透過率が高い偏光子である。
【０１０２】
［実施例６］
（偏光板Ｆ）
等方性材料と偏光繊維Ａと偏光繊維Ｂを有する偏光子の両面に、保護膜として厚み４０μｍのトリアセチルセルロースフィルムが積層された、偏光板Ｆを作製した。
【０１０３】
偏光板Ｆの製造方法等は、偏光繊維として上記偏光繊維Ａと上記偏光繊維Ｂとを体積比で４８：５２となるように使用したこと以外は、実施例４と同じであるので、その説明は省略する。なお、偏光繊維Ａと偏光繊維Ｂとは偏りが生じないように均等に分散させた。
【０１０４】
また、偏光繊維Ａと偏光繊維Ｂとは、二色性色素を除いて海成分が同一である。偏光板Ｄに使用した等方性材料と偏光板Ｆに使用した等方性材料とは、同じである。従って、偏光板Ｄが備える偏光子と偏光板Ｆが備える偏光子とは、屈折率の差Δｎ３が同じであり、共に透過率が高い偏光子である。
【０１０５】
［実施例７］
（偏光板Ｇ）
等方性材料と織布を有する偏光子の両面に、保護膜として厚み４０μｍのトリアセチルセルロースフィルムが積層された、偏光板Ｇを作製した。
偏光板Ｇが備える偏光子は、偏光繊維Ａと緯糸とを用いて織布を形成し、この織布を、実施例４と同じ等方性材料により包埋することにより作製した。
【０１０６】
偏光板Ｇに使用した織布は、下記経糸と緯糸とを平織りした織布である。
経糸は、実施例１で作製した偏光繊維Ａを５０本束ねたものを用いた。
緯糸は、偏光繊維Ａの海成分として用いたエチレンビニルアルコール共重合体の樹脂ペレットを溶融紡糸した繊維を用いた。ただし、緯糸に用いた樹脂ペレットは、二色性色素を含有していない。緯糸の直径は、５０μｍである。
【０１０７】
これら経糸と緯糸とを用いて形成した織布を用いたこと以外は、実施例４と同様にして偏光板Ｇを得た。
【０１０８】
ここで、上記緯糸と偏光繊維Ａの海成分とは、二色性色素を除いて同一成分である。偏光板Ｄに使用した等方性材料と偏光板Ｇに使用した等方性材料とは、同じである。従って、偏光板Ｄが備える偏光子と偏光板Ｇが備える偏光子とは、屈折率の差Δｎ３が同じであり、共に透過率が高い偏光子である。
【０１０９】
［比較例１］
【０１１０】
（偏光板Ｈ）
高透過率及び高偏光度のヨウ素染色ＰＶＡ系偏光板（日東電工株式会社製、商品名「ＮＰＦ−ＳＥＧ１４２５ＤＵ」）を用いた。
【０１１１】
［比較例２］
【０１１２】
（偏光繊維Ｉ）
まず、海島構造を有しない偏光繊維を作製した。
【０１１３】
比較例２の偏光繊維Ｉの作製には、実施例１の偏光繊維Ａの海成分材料と同じ材料を用いた。すなわち、偏光繊維Ｉの材料は、融点１８１℃、メルトフローインデックス１２ｇ／１０ｍｉｎのエチレンビニルアルコール共重合体（日本合成化学株式会社製、商品名「ソアノールＤＣ３２１２Ｂ」）の樹脂ペレットを、二色性色素（キシダ化学株式会社製、商品名「コンゴレッド」）の２％水溶液に、９０℃で４時間浸漬した後、水洗し、該ペレットを真空乾燥機にて十分乾燥したものを用いた。
【０１１４】
同材料をモノフィラメント紡糸用ノズルを用いて溶融押し出し成形し、引取り速度６００ｍ／ｍｉｎで引き取ることによって、偏光繊維を得た。このときの紡糸温度は、２３０℃とした。また、得られた偏光繊維は、直径４０μｍであった。更に、この偏光繊維を７０℃の温水中で２．５倍に延伸し、直径約２５μｍの偏光繊維Ｉを得た。偏光繊維Ｉの長手方向に垂直な方向の屈折率ｎｐ１は、１．５０であった。偏光繊維Ｉの長手方向の屈折率ｎｐ２は、１．５４であった。
【０１１５】
（複屈折繊維）
二色性色素で染色しなかったこと以外は、上記偏光繊維Ｉで用いた樹脂ペレットと同様のＥＶＡ樹脂ペレットを用いた。この無染色の樹脂ペレットを、モノフィラメント紡糸用ノズルを用いて同様に溶融押し出し成形し、引取り速度６００ｍ／ｍｉｎで引き取ることによって、複屈折繊維を得た。このときの紡糸温度は、２３０℃とした。この複屈折繊維を９０℃の温水中で延伸し、直径約１０μｍの複屈折繊維を得た。複屈折繊維の長手方向に垂直な方向の屈折率ｎｏ１は、１．５０であった。複屈折繊維の長手方向の屈折率ｎｏ２は、１．５４であった。
【０１１６】
（偏光板Ｊ）
上記偏光繊維Ｉと上記複屈折繊維とを有する偏光子の両面に、保護膜として厚み４０μｍのトリアセチルセルロースフィルムが積層された、偏光板Ｊを作製した。
【０１１７】
偏光板Ｊの製造方法は、上記偏光繊維Ｉと上記複屈折繊維とを体積比で４：５となるように使用したこと以外は、実施例４と同じであるので、その説明は省略する。なお、上記偏光繊維Ｉと上記複屈折繊維とは偏りが生じないように均等に分散させた。
【０１１８】
上述のように等方性材料の屈折率ｎｍは、１．５１である。偏光繊維Ｉの長手方向に垂直な方向の屈折率ｎｐ１は、１．５０である。よって、屈折率の差Δｎ３＝｜ｎｐ１−ｎｍ｜＝｜１．５０−１．５１｜＝０．０１である。即ち、偏光板Ｊは、Δｎ３が０．０２以下であるため、偏光繊維Ｉと等方性材料との界面において、長手方向に垂直な方向の偏光が、反射、拡散あるいは散乱することを抑制できる。
【０１１９】
また、複屈折繊維の長手方向に垂直な方向の屈折率ｎｏ１も１．５０であるので、屈折率の差Δｎ３’＝｜ｎｏ１−ｎｍ｜＝｜１．５０−１．５１｜＝０．０１である。即ち、偏光板Ｊは、Δｎ３’が０．０２以下であるため、複屈折繊維と等方性材料との界面において、長手方向に垂直な方向の偏光が、反射、拡散あるいは散乱することを抑制できる。
【０１２０】
一方、上述のように、複屈折繊維の長手方向の屈折率ｎｏ２は、１．５４であるため、Δｎ４＝｜ｎｏ２−ｎｍ｜＝｜１．５４−１．５１｜＝０．０３である。偏光板Ｊは、長手方向の屈折率の差Δｎ４が０．０３以上であるので、複屈折繊維と等方性材料との界面において、長手方向に平行な偏光が、反射、拡散あるいは散乱しやすくなる。
【０１２１】
なお、偏光板Ｊは、偏光繊維Ｉと複屈折繊維とを等方性材料により包埋するようにコーティングすることによって作製されている。かかる偏光板Ｊは、偏光繊維Ｉの界面と複屈折繊維の界面が直接に接していないため、Δｎ１＝｜ｎｐ１−ｎｏ１｜、Δｎ２＝｜ｎｐ２−ｎｏ２｜、Δｎ３＝｜ｎｐ１−ｎｍ｜を算出する意味は薄い。そこで、上述のように偏光繊維Ｉおよび複屈折繊維と等方性材料との界面について考察した。
【０１２２】
［評価方法］
【０１２３】
（偏光繊維の偏光機能）
実施例１〜３および比較例２の偏光繊維（即ち、偏光繊維Ａ，Ｂ，ＣおよびＩ）の偏光機能を調べた。具体的には、偏光繊維の長手方向に垂直な方向の直線偏光を市販の偏光板を用いて取り出し、該直線偏光を各偏光繊維に照射し、各偏光繊維を透過した光を目視観察した。次に、偏光繊維の長手方向に平行な直線偏光を同様に照射し、各偏光繊維を透過した光を目視観察した。
【０１２４】
（偏光板の透過率、偏光度）
実施例４〜７および比較例１〜２の偏光板（即ち、偏光板Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，ＨおよびＪ）について、積分球付分光光度計（日立製作所製、製品名「Ｕ−４１００」）を用いて、波長５５０ｎｍでの透過率及び偏光度を算出した。
【０１２５】
（偏光板の色相）
実施例４〜７および比較例１〜２の偏光板について、目視によって各偏光板の色付きの程度を観察した。
【０１２６】
（偏光板のムラ）
実施例４〜７および比較例１〜２の偏光板を、５ｃｍ（断面方向）×２０ｃｍ（長手方向または延伸方向）に手芸用ピンキングはさみで切断し、これを厚み０．７ｍｍのガラス板に貼り付けてサンプルとした。なお、ピンキングはさみで切断すると、通常、次に述べるクラックがより生じやすくなる。同じ２枚のサンプルを直交ニコル状態にして、高輝度のバックライト上で目視観察し、各サンプル（偏光板）にムラが生じていないかを確認した。
【０１２７】
（偏光板のクラック）
上記各サンプルを、−３０℃で６０分冷却した後８０℃で６０分加熱する冷熱サイクル試験を１００サイクル行なった。その後、同じ２枚のサンプルを直交ニコル状態にして、各サンプル（偏光板）のクラックを目視観察した。
【０１２８】
［評価結果及び考察］
【０１２９】
（偏光繊維の偏光機能）
長手方向に垂直な方向の直線偏光を各偏光繊維に照射したときには、各偏光繊維を透過した光は、いずれの偏光繊維についても略無色透明であった。また、長手方向に平行な直線偏光を照射したときには、各偏光繊維を透過した光は、いずれの偏光繊維についても二色性色素の吸収波長に従って着色していた。従って、偏光繊維Ａ，Ｂ，ＣおよびＩのいずれの偏光繊維も、偏光機能を発現していることが判る。
【０１３０】
（偏光板の透過率、偏光度、ムラ及びクラック）
偏光板の透過率、偏光度、ムラおよびクラックの測定結果を表１に示す。なお、ムラおよびクラックについては、それらが発生している場合を「×」で、それらが発生していない場合を「○」で示した。
【０１３１】
【表１】
0004966255.tif 000002
【０１３２】
実施例４〜７と比較例１とを比較すると、比較例１はクラックを生じている。従って、比較例１の偏光板Ｈは、過酷な使用条件下（冷熱サイクル試験を１００サイクル）で、クラックが生じ得ることが判った。偏光繊維を使用した偏光板は、比較例２を含め、クラックは生じていない。
【０１３３】
実施例４〜７と比較例２とを比較すると、比較例２は、実施例１と同じ二色性色素を使用し且つ透過率も略同等であるが、実施例４〜７に比べて偏光度が低い。この原因としては、次のようなことが推測される。まず、比較例２では、偏光板作製時、偏光繊維と複屈折繊維とを均等かつ平行に配置することが困難であることが挙げられる。これらを均等かつ平行に配置できないと、繊維の長手方向に平行な偏光と垂直な方向の偏光との透過率の差が大きくならないため、偏光度が低下する。次に、偏光繊維および複屈折繊維の加工性の問題が挙げられる。比較例２では、偏光繊維および複屈折繊維を別々に作製するので、十分に細い繊維を得ることができず、両繊維の界面における散乱を効果的に利用できなかったと推測される。
【０１３４】
実施例４と実施例５とを比較すると、偏光繊維に含まれる二色性色素が同一であるにもかかわらず、透過率及び偏光度の何れも、偏光板Ｅに比べて、偏光板Ｄがわずかに良い。これは、偏光板Ｅは、偏光繊維１本あたりの島数が１つであるのに対して、偏光板Ｄは、偏光繊維１本あたりの島数が１２であるためと考えられる。即ち、偏光板Ｄは、島数が２以上であるので、偏光繊維中を透過する長手方向に平行な偏光が、多重反射、多重拡散あるいは多重散乱を起しやすい。このため、前記偏光が、偏光板Ｄの海成分に吸収される可能性が一層高くなったためと考えられる。
【０１３５】
実施例４と実施例７とを比較すると、同一の偏光繊維Ａを使用しているにもかかわらず、透過率及び偏光度の何れも、偏光板Ｇに比べて、偏光板Ｄがわずかに良い。偏光板Ｄが備える偏光子は、偏光繊維Ａを並べているため、偏光繊維Ａが平行に配置されている。一方、偏光板Ｇが備える偏光子は、偏光繊維Ａを織布に形成したため、偏光繊維Ａが十分に平行に配置しなかったことが原因と考えられる。もっとも、偏光板Ｇの偏光度は、比較例２の偏光度よりも良い。なお、偏光繊維Ａを平織りの織布に形成すれば、偏光子作製時の作業性が良いため、偏光板Ｇをより容易に製造できる。
【０１３６】
（偏光板の色相）
実施例６にかかる偏光板Ｆは、実施例４、５及び７にかかる偏光板Ｄ、Ｅ及びＧに比して色付が抑制されていることが、目視観察により判った。偏光板Ｆは、２種類の偏光繊維Ａ及びＢを使用している。従って、二色性色素の異なる２種類の偏光繊維を使用することにより、波長による吸光ムラを平準化できることを示唆している。
【産業上の利用可能性】
【０１３７】
本発明の偏光繊維は、例えば、偏光子の形成材料として用いることができる。
偏光子に適宜な光学部材が積層することにより、偏光板や積層光学フィルムを提供できる。
偏光子、偏光板、及び積層光学フィルムは、画像表示装置に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１３８】
【図１】１つの実施形態にかかる偏光繊維を示す斜視図。
【図２】（ａ）は、同偏光繊維の長手方向と垂直な面による部分断面図、（ｂ）は、同偏光繊維の部分側面図。
【図３】１つの実施形態にかかる偏光子を示す斜視図。
【図４】１つの実施形態にかかる偏光板を示す部分断面図。
【図５】１つの実施形態にかかる積層光学フィルムを示す部分断面図。
【図６】１つの実施形態にかかる画面表示装置を示す部分断面図。
【符号の説明】
【０１３９】
１  偏光繊維
２  等方性材料
３  偏光子
４  保護フィルム
５  偏光板
６  光学フィルム
７  偏光フィルム
９  液晶セル
１１  海部分
１２  島部分
２１  直線偏光
２２  直線偏光
３０  画像表示装置
８０  バックライトユニット
８１  光源
８２  反射フィルム
８３  拡散板
８４  プリズムシート
８５  輝度向上フィルム
【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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【図６】
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