(57)【要約】【課題】従来よりも製造工程が簡潔であり、生産性に優れる反射偏光子の製造方法を提供する。【解決手段】樹脂と、反射特性を有する複数の針状粒子とを含む偏光層用塗布液１０４を製造し、塗布皿１０３内に溜める。続いて、グラビアロール１０５を準備し、その下部を偏光層用塗布液１０４に浸す。送り出しロール１０１に巻かれた基材シート３１を巻き出し、グラビアロール１０５に向かって搬送する。そして、偏光用塗布液１０４が付着したグラビアロール１０５を回転させながら基材シート３１に接触させることにより、偏光層用塗布液１０４を前記基材シート３１に塗布する。このとき、偏光層用塗布液１０４内の複数の針状粒子は、グラビアロール１０５の回転により一方向に配向する。基材シート３１に塗布された偏光層用塗布液１０４を乾燥して、反射偏光子とする。【選択図】図４
2009092796.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性を有する基材シートと、前記基材シート上に形成され、可視光を偏光する偏光層とを備えた反射偏光子の製造方法であって、
透光性を有する樹脂と、反射特性を有する複数の針状粒子とを含む偏光層用塗布液を製造する工程と、
前記基材シートをコーティングロールに向かって搬送する工程と、
前記コーティングロールの表面に偏光層用塗布液を付着させる工程と、
前記偏光層用塗布液が付着したコーティングロールを回転させながら前記基材シートに接触させることにより、前記偏光層用塗布液を前記基材シートに塗布する工程と、
前記基材シートに塗布された偏光層用塗布液を乾燥して前記偏光層を形成する工程とを備えることを特徴とする反射偏光子の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の反射偏光子の製造方法であって、
前記塗布する工程では、前記搬送される基材シートに対する前記偏光層用塗布液の相対的な塗布速度が１．０ｍ／ｍｉｎ以上であることを特徴とする反射偏光子の製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載の反射偏光子の製造方法であって、
前記塗布する工程では、前記コーティングロールを、前記基材シートの搬送方向と逆の方向に回転させることを特徴とする反射偏光子の製造方法。
【請求項４】
透光性を有する基材シートと、
表面に偏光層用塗布液が付着したコーティングロールを回転させながら前記基材シートに接触させて前記偏光層用塗布液を前記基材シート上に塗布することにより、前記基材シート上に形成される偏光層とを備え、
前記偏光層は、
透光性を有する樹脂と、
前記樹脂内で一方向に配向し、反射特性を有する複数の針状粒子とを含むことを特徴とする反射偏光子。
【請求項５】
請求項４に記載の反射偏光子であって、
前記反射偏光子は、無偏光入射光に対して１０％以上の可視光反射率を有することを特徴とする反射偏光子。
【請求項６】
請求項５に記載の反射偏光子であって、
前記針状粒子の長軸長は、０．１μｍよりも大きく１０μｍ以下であり、前記針状粒子のアスペクト比は、２以上であることを特徴とする反射偏光子。
【請求項７】
請求項６に記載の反射偏光子であって、
前記複数の針状粒子は、金属、金属化合物及び金属酸化物からなる群から選択された１種又は２種以上であることを特徴とする反射偏光子。
【請求項８】
両面に吸収偏光子が敷設された液晶パネルと、
光源と、前記光源から出射された光を反射する反射シートとを含むバックライトと、
前記液晶パネルと前記バックライトとの間に敷設され、対向する前記吸収偏光子の透過軸と平行な透過軸を有する反射偏光子とを備え、
前記反射偏光子は、
透光性を有する基材シートと、
表面に偏光層用塗布液が付着したコーティングロールを回転させながら前記基材シートに接触させて前記偏光層用塗布液を前記基材シート上に塗布することにより、前記基材シート上に形成される偏光層とを備え、
前記偏光層は、
透光性を有する樹脂と、
前記樹脂内で一方向に配向し、反射特性を有する複数の針状粒子とを含むことを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反射偏光子の製造方法、反射偏光子及びそれを用いた液晶表示装置に関し、さらに詳しくは、可視光を偏光及び反射する反射偏光子の製造方法、反射偏光子及びそれを用いた液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
テレビやパソコンのディスプレイとして利用される液晶表示装置は、光の利用効率の向上を求められている。
【０００３】
液晶表示装置の光の利用効率を向上するための部材として、反射偏光子が開示されている。代表的な反射偏光子としては、複屈折樹脂積層体からなる偏光子（以下、積層偏光子という）と、ワイヤグリッド型偏光子とがある。
【０００４】
積層偏光子は、特開平４−２６８５０５号公報（特許文献１）、特表平９−５０７３０８号公報（特許文献２）及び特表平１０−５１１３２２号公報（特許文献３）に開示される。この偏光子は、異なる屈折率を有する複数の樹脂層の積層体からなり、バックライトの正面に敷設される。積層偏光子は、バックライトからの光のうちのＰ偏光成分及びＳ偏光成分のいずれか一方を透過し、他方をバックライトに反射する。バックライトに戻った光は、バックライト内で散乱及び反射して、偏光状態が解消される。そして、偏光状態が解消された光が再度積層偏光子に入射される。そのため、再度入射された光の一部は積層偏光子を透過する。以上の動作を繰り返すことにより、積層偏光子はバックライトから出射された光の利用効率を向上する。
【０００５】
一方、ワイヤグリッド型偏光子は、特開２００５−１９５８２４号公報（特許文献４）、特表２００３−５０２７０８号公報（特許文献５）及び特開平１０−１５３７０６号公報（特許文献６）に開示されている。ワイヤグリッド型偏光子は、その表面に、複数の金属ワイヤが所定の間隔で並設された、いわゆるグリッド構造を有する。隣り合う金属ワイヤの間隔が入射光の波長よりも短い場合、ワイヤグリッド型偏光子は、入射光のうち金属ワイヤに垂直な電場ベクトルを有する偏光成分を透過し、金属ワイヤに平行な電場ベクトルを有する偏光成分を反射する。ワイヤグリッド型偏光子も、積層偏光子と同様に、バックライトの正面に敷設され、光の利用効率を向上する。
【０００６】
しかしながら、積層偏光子は、上述のとおり屈折率の異なる樹脂層を数十層も積層しなければならない。そのため、製造工程が複雑である。さらに、複数の樹脂層を積層するため、偏光子が厚くなる。
【０００７】
また、ワイヤグリッド型偏光子の製造工程も複雑である。ワイヤグリッド型偏光子は、真空蒸着法等により基板上に形成されたアルミニウム等の金属層にエッチング処理を施すことにより形成される。つまり、製品ごとにエッチング処理を行わなければならず、製造工程が複雑である。
【０００８】
積層偏光子及びワイヤグリッド型偏光子よりも容易に製造できる偏光子が特許第３０９０８９０号公報（特許文献７）に開示されている。この偏光子は、一方向に分散配列された異方性散乱素子を媒体中に含む。そして、この偏光子は、一軸延伸法や、磁場配向法、もしくは、特許文献７の図７に示された方法を用いて、異方性散乱素子を一方向に配向させることにより製造されるとしている。
【０００９】
しかしながら、製造工程に延伸工程が必須とであるため、製造が煩雑になるだけでなく、媒体と異方性散乱素子とで延性能が異なる場合、一軸延伸により、異方性散乱素子が媒体から剥離し、異方性散乱素子と媒体との間に隙間が形成される可能性がある。また、磁場配向を用いる場合、異方性散乱素子は強磁性体でなければならない。さらに、磁場の制御に高度な技術が要求され、作業負荷も高い。さらに、特許文献７の図７に示された方法は、異方性散乱素子を含む媒体を挟む２枚の基板を互いに反対の方向にずらすことにより、異方性散乱素子を一方向に配向させるが、このような方法では、偏光子の生産性が低いと考えられる。
【特許文献１】特開平４−２６８５０５号公報
【特許文献２】特表平９−５０７３０８号公報
【特許文献３】特表平１０−５１１３２２号公報
【特許文献４】特開２００５−１９５８２４号公報
【特許文献５】特表２００３−５０２７０８号公報
【特許文献６】特開平１０−１５３７０６号公報
【特許文献７】特許第３０９０８９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、従来よりも製造工程が簡潔であり、生産性に優れる反射偏光子の製造方法を提供することである。
【００１１】
本発明の他の目的は、可視光を偏光及び反射する反射偏光子を提供することである。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【００１２】
本発明による反射偏光子の製造方法は、透光性を有する基材シートと、基材シート上に形成され、可視光を偏光する偏光層とを備えた反射偏光子を製造する。本発明による反射偏光子の製造方法は、樹脂と、反射特性を有する複数の針状粒子とを含む偏光層用塗布液を製造する工程と、基材シートをコーティングロールに向かって搬送する工程と、コーティングロールの表面に偏光層用塗布液を付着させる工程と、偏光用塗布液が付着したコーティングロールを回転させながら基材シートに接触させることにより、偏光層用塗布液を基材シートに塗布する工程と、基材シートに塗布された偏光層用塗布液を乾燥して偏光層を形成する工程とを備える。ここで、基材シートは、フィルム状であってもよく、板状でもよい。また、針状粒子とは、長軸を有し、針状、棒状又は楕円体状の粒子である。換言すれば、針状粒子とは、縦断形状が楕円状のものや、矩形状のものである。
【００１３】
本発明による反射偏光子の製造方法では、コーティングロールを回転させながら基材シートに接触させることにより、基材シート上に塗布された偏光層用塗布液内の複数の針状粒子を一方向に配向できる。そのため、簡潔な製造工程で反射偏光子を製造できる。さらに、コーティングロールを用いることにより、連続した生産が可能となるため、生産性も高い。
【００１４】
好ましくは、塗布する工程では、搬送される基材シートに対する偏光層用塗布液の相対的な塗布速度が１．０ｍ／ｍｉｎ以上である。
【００１５】
この場合、針状粒子の一方向への配向性が高くなる。そのため、反射偏光子の偏光度が向上する。
【００１６】
好ましくは、塗布する工程では、コーティングロールを、基材シートの搬送方向と逆の方向に回転させることを特徴とする。
【００１７】
本発明による反射偏光子は、透光性を有する基材シートと、偏光層とを備える。偏光層は、表面に偏光層用塗布液が付着したコーティングロールを回転させながら基材シートに接触させて偏光層用塗布液を前記基材シート上に塗布することにより、基材シート上に形成される。偏光層は、透光性を有する樹脂と、針状粒子とを含む。針状粒子は、樹脂内で一方向に配向し、反射特性を有する複数の針状粒子とを含む。なお、本明細書にいう一方向とは、複数の針状粒子全てが厳密に一方向に配列される場合のみを意味するものではなく、本発明の効果を奏する程度に、複数の針状粒子がほぼ１つの方向に配列される場合も含む。
【００１８】
本発明による反射偏光子は、コーティングロールを回転させながら基材シートに接触させることにより、基材シート上に塗布された偏光層用塗布液内の複数の針状粒子を一方向に配向できる。そのため、可視光を偏光でき、かつ、反射することができる。
【００１９】
好ましくは、反射偏光子は、無偏光入射光に対して１０％以上の可視光反射率を有する。
【００２０】
好ましくは、針状粒子の長軸長は、０．１μｍよりも大きく１０μｍ以下であり、針状粒子のアスペクト比は、２以上である。
【００２１】
この場合、反射偏光子の偏光度がより向上する。
【００２２】
好ましくは、複数の針状粒子は、金属、金属化合物及び金属酸化物からなる群から選択された１種又は２種以上である。ここでいう金属は磁性の有無は問わない。
【００２３】
本発明による液晶表示装置は、両面に吸収偏光子が敷設された液晶パネルと、バックライトと、上述の反射偏光子とを含む。バックライトは、光源と、光源から出射された光を反射する反射シートとを含む。ここで、反射シートとは、たとえば、板状又はフィルム状である。反射偏光子は、液晶パネルとバックライトとの間に敷設され、対向する吸収偏光子の透過軸と平行な透過軸を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００２５】
［液晶表示装置］
図１及び図２を参照して、液晶表示装置１は、バックライト１０と、バックライト１０の正面に敷設される反射偏光子３０と、反射偏光子３０上に敷設される液晶パネル２０とを備える。
【００２６】
液晶パネル２０には、その両面に吸収偏光子２１及び２２が敷設される。吸収偏光子は、板状又はフィルム状であり、ある偏光成分を吸収し、他の偏光成分を透過する。吸収偏光子は、たとえば、ヨウ素系偏光フィルムや染料系偏光フィルムである。液晶パネル２０はさらに、その内部に、行列上に配列された複数の画素を備える。
【００２７】
バックライト１０はいわゆる直下型である。バックライト１０は、ハウジング１２と、光源である複数の蛍光管１３と、光拡散板１４と、輝度向上を目的とした光学シート１５とを備える。
【００２８】
ハウジング１２は、正面に開口部１２０を有する筐体であり、内部に複数の蛍光管１３を収納する。ハウジング１２の内側表面は、反射シート１２１で覆われている。反射シート１２１は、板状又はフィルム状であり、蛍光管１３から出射された光を散乱し、散乱された光を開口部１２０に導く。反射シート１２１は、たとえば東レ製ルミラー（登録商標）Ｅ６０ＬやＥ６０Ｖであり、拡散反射率が９５％以上であるものが好ましい。
【００２９】
光拡散板１４は、開口部１２０に嵌め込まれ、ハウジング１２の背面と並行に配設される。光拡散板１４が開口部１２０に嵌め込まれると、ハウジング１２の内部は密閉される。そのため、蛍光管１３から出射された光が光拡散板１４以外の箇所からハウジング１２外へ漏れるのを防止でき、光の利用効率が向上する。
【００３０】
光拡散板１４は、蛍光管１３からの光と反射シート１２１で反射された光とを、ほぼ均一に拡散して、正面に出射する。光拡散板１４は、透明な基材と、基材内に分散された複数の粒子とで構成される。基材内に分散される粒子は、可視光に対する屈折率が基材と異なる。そのため、光拡散板１４は入射した光を拡散し、拡散された光が光拡散板１４を透過する。光拡散板１４の基材は、たとえば、ガラスや、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアクリル酸エステル系樹脂、脂環式ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂、ポリエーテルスルホン酸系樹脂、トリアセチルセルロース系樹脂等の樹脂からなる。
【００３１】
光学シート１５は、液晶表示装置１の正面輝度の向上及び視野角の拡大に寄与する。光学シート１５は、たとえば、プリズムシートやレンチキュラレンズシートである。なお、バックライト１０は、光学シート１５を含まなくてもよい。
【００３２】
［反射偏光子］
本発明の実施の形態による反射偏光子３０は、バックライト１０と液晶パネル２０との間に挟まれる。図３を参照して、反射偏光子３０は、基材シート３１と、基材シート３１上に形成される偏光層３２とを備える。基材シート３１の下面３１１は、バックライト１０と対向する。また、偏光層３２の表面は、吸収偏光子２２と対向する。
【００３３】
基材シート３１は、フィルム状または板状であり、透光性を有する。基材シート３１は、たとえば、高分子フィルムや、ガラスである。基材シート３１に用いられる高分子フィルムは、たとえば、トリアセチルセルロース、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ（４−メチルペンテン−１）等のポリオレフィン、ポリイミド、ポリイミドアミド、ポリエーテルイミド、ポリアミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトン、ポリケトンサルファイド、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリフェニレンサルファイド、ポリフェニレンオキサイド、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリアリレート、アクリル樹脂、ポリビニルアルコール、ポリプロピレン、セルロース系プラスチックス、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等からなる。
【００３４】
基材シート３１に用いられるガラスは、たとえば、石英ガラス、パイレックス（登録商標）ガラス、合成石英等である。
【００３５】
偏光層３２は、バックライト１０から入射された可視光のうち、特定の偏光成分を透過し、他の偏光成分を反射する。偏光層３２は、樹脂３２１と複数の針状粒子３２２とを備える。
【００３６】
樹脂３２１は、複数の針状粒子３２２を含有し、針状粒子３２２を固定する。樹脂３２１は透光性を有する。樹脂３２１は、たとえば、塩化ビニル樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−ビニルアルコール共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル−ビニルアルコール共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸共重合体、塩化ビニル−水酸基含有アルキルアクリレート共重合体、ニトロセルロース、ポリウレタン樹脂からなる群の中から選ばれる１種又は２種以上からなる。好ましくは、樹脂３２１は、塩化ビニル−水酸基含有アルキルアクリレート共重合体とポリウレタン樹脂とからなる。
【００３７】
ポリウレタン樹脂は、たとえば、ポリエステルポリウレタン、ポリエーテルポリウレタン、ポリエーテルポリエステルポリウレタン、ポリカーボネートポリウレタン、ポリエステル、ポリカーボネートポリウレタンなどである。好ましくは、ポリウレタン樹脂は、官能基として、ＣＯＯＨ、ＳＯ３Ｍ、ＯＳＯ３Ｍ、Ｐ＝Ｏ（ＯＭ）３、Ｏ−Ｐ＝Ｏ（ＯＭ）２、ＯＨ、ＮＲ'Ｒ''、Ｎ＋Ｒ'''Ｒ''''Ｒ'''''、エポキシ基等を有する高分子からなる。ここで、Ｍは水素原子、アルカリ金属塩基、アミン塩のいずれかである。また、Ｒ'、Ｒ''、Ｒ'''、Ｒ''''、Ｒ'''''は水素又は炭化水素基である。これらの成分で構成された樹脂３２１は、針状粒子３２２の分散性を向上する。
【００３８】
なお、樹脂３２１を２種以上の上述の樹脂で構成する場合、各樹脂の官能基の極性は一致するのが好ましい。より好ましくは、樹脂３２１は、各々がＳＯ３Ｍ基を有する複数の樹脂で構成される。
【００３９】
樹脂３２１は、活性エネルギ線硬化性樹脂で構成されてもよい。活性エネルギ線硬化性樹脂とは、紫外線や赤外線、可視光線、エックス線及び電子線等の活性エネルギ線で硬化する樹脂である。活性エネルギ線硬化性樹脂とは、たとえば、重合性を有するモノマーとオリゴマーとを主成分とする樹脂であり、より具体的には、アクリル系のモノマー及びオリゴマーを主成分とする樹脂である。
【００４０】
複数の針状粒子３２２は、樹脂３２１内に含有される。各針状粒子３２２は長軸を有し、針状、棒状又は楕円体状の粒子である。換言すれば、針状粒子とは、縦断形状が楕円状のものや、矩形状のものである。図３では、一例として楕円体状の針状粒子３２２を示す。
【００４１】
複数の針状粒子３２２は、後述する製造方法で製造されることにより、図３に示すように一方向に配向される。そのため、３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの範囲の波長を有する可視光のうち、針状粒子３２２の長軸と垂直な電場ベクトルを有する偏光成分を透過し、針状粒子３２２の長軸と平行な電場ベクトルを有する偏光成分を反射する。
【００４２】
針状粒子３２２は、反射特性を有する。具体的には、針状粒子３２２はたとえば、金属粒子である。ここで、金属粒子とは、金属と不純物とからなる粒子である。針状粒子３２２は、たとえば、金、銀、銅、アルミニウム、ニッケル、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、鉄及びスズからなる群の１種又は２種以上を含有し、残部は不純物からなる。好ましくは、針状粒子３２２は、可視光反射率の高い銀又はアルミニウムである。針状粒子３２２は、反射特性を有すれば、上述の金属以外の他の金属でもよい。このように、針状粒子３２２が金属からなる場合、金属の自由電子の振動により偏光成分が反射されると推定される。
【００４３】
針状粒子３２２はまた、金属粒子又は非金属粒子からなる母材粒子と、母材粒子の表面に形成される金属被膜とで構成されてもよい。この場合、表面に形成された金属被膜が偏光成分を反射する。金属被膜の好ましい厚さは、１０ｎｍ〜２００ｎｍである。より好ましい厚さは、１０ｎｍ〜１５０ｎｍである。さらに好ましい厚さは、２０ｎｍ〜１００ｎｍである。金属被膜は、たとえば、上述の金属元素からなる群の１種または２種以上を含有し、残部は不純物である。
【００４４】
針状粒子３２２はまた、金属化合物又は金属酸化物でもよい。つまり、複数の針状粒子は、金属、金属化合物及び金属酸化物からなる群の１種又は２種以上である。より具体的には、複数の針状粒子は、金属、金属化合物及び金属酸化物の１種又は２種以上が混合された構成でもよいし、金属、金属化合物及び金属酸化物のいずれか１種のみで構成されていてもよい。金属化合物又は金属酸化物からなる針状粒子３２２も、金属粒子の場合と同様に、針状粒子３２２の長軸と垂直な電場ベクトルを有する偏光成分を透過し、針状粒子３２２の長軸と平行な電場ベクトルを有する偏光成分を反射する。
【００４５】
金属化合物は、たとえば、炭化シリコン、窒化珪素、炭化珪素、ホウ酸アルミニウム、炭酸マグネシウム、硫酸バリウムからなる群の１種又は２種以上を含有し、残部は不純物からなる。また、金属酸化物は、たとえば、アルミニウム酸化物、チタン酸化物、珪素酸化物、タンタル酸化物、ジルコニウム酸化物、ニオブ酸化物、セシウム酸化物からなる群の１種又は２種以上を含有し、残部は不純物からなる。さらに好ましくは、針状粒子３２２は、高い可視光反射率を有するチタン酸化物を含有する。このように、針状粒子３２２が金属化合物又は金属酸化物からなる場合、針状粒子３２２の電位分極率の異方性により、偏光成分が反射されると推定される。
【００４６】
針状粒子３２２の長軸長は、好ましくは０．１μｍよりも大きく１０μｍ以下である。長軸長が０．１μｍ以下であれば、反射偏光子３０が可視光を反射し難くなる。より具体的には、無偏光の光が入射した場合の可視光反射率が１０％未満となる。一方、長軸長が１０μｍを超えると、針状粒子３２２を樹脂３２１内に分散されるときに折れる可能性が生じる。好ましい長軸長は、０．２〜１０μｍである。
【００４７】
本実施の形態における長軸長は、以下の方法で求められる。反射偏光子３０に用いられる複数の針状粒子を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いて観察する。観察された複数の針状粒子３２２のうち、１００個の針状粒子３２２の各々の長軸長の値を求める。求めた１００個の値の平均を、針状粒子３２２の長軸長とする。
【００４８】
さらに、針状粒子３２２のアスペクト比ＡＲ（Aspect Ratio）は２以上が好ましい。ここで、アスペクト比ＡＲは、以下の式（１）で示される。
【００４９】
ＡＲ＝針状粒子の長軸長／針状粒子の短軸長  （１）
アスペクト比ＡＲが２未満であれば、可視光に対する透過軸及び反射軸が反射偏光子３０上に形成されにくい。そのため、透過軸及び反射軸が形成され難くなる。アスペクト比が２以上であれば、反射偏光子３０に透過軸及び反射軸が形成されやすい。また、アスペクト比が２以上であれば、後述の製造方法により製造するときに、針状粒子３２２が一方向に配向しやすい。好ましいアスペクト比は３以上であり、さらに好ましいアスペクト比は５以上である。
【００５０】
アスペクト比ＡＲで用いられる針状粒子３２２の短軸長は、上述の長軸長と同様の方法で求められる。つまり、ＴＥＭを用いて１００個の針状粒子の短軸長の値を測定し、その平均を針状粒子の短軸長とする。なお、針状粒子３２２の縦断形状が矩形状である場合、その長辺を長軸長として、短辺を短軸長とする。
【００５１】
針状粒子３２２の短軸長は、好ましくは０．５μｍ以下である。短軸長が０．５μｍよりも大きくい場合、反射偏光子３０に、透過軸及び反射軸が形成され難くなる。
【００５２】
好ましくは、偏光層３２は、針状粒子１００重量部に対して樹脂を７〜２０００重量部含有する。針状粒子３２２と樹脂３２１との含有量が上述の範囲であるとき、偏光層３２は可視光の一方の偏光成分を透過し、他方の偏光成分を高い反射率で反射することができる。より具体的には、電場ベクトルが針状粒子３２２の長軸方向と平行な可視光偏光成分が反射され、可視光反射率が１０％以上となる。
【００５３】
針状粒子１００重量部に対する樹脂の重量部が２０００よりも大きい場合、偏光層３２内の針状粒子３２２の数が少なすぎる。そのため、可視光よりも波長の長い光（たとえば、赤外線）は透過及び反射するが、可視光を透過及び反射できない。一方、針状粒子１００重量部に対する樹脂の重量部が７未満である場合、偏光層３２内の針状粒子の数が過剰となる。そのため、偏光層３２内で隣り合う針状粒子同士の干渉が起こり、可視光反射率が低下する。好ましくは、偏光層３２は、針状粒子１００重量部に対して樹脂を３０〜１０００重量部含有する。
【００５４】
反射偏光子３０は、自身の透過軸が、液晶パネル２０に敷設された吸収偏光子２２の透過軸と平行になるように、バックライト１０上に敷設される。この場合、バックライト１０からの入射光（無偏光の光）のうち、針状粒子３２２の長軸方向と垂直な電場ベクトルを有する偏光成分は反射偏光子３０を透過した後、吸収偏光子２２も透過する。一方、針状粒子３２２の長軸方向と平行な電場ベクトルを有する偏光成分は、反射偏光子３０で反射され、バックライト１０内へ戻る。そして、バックライト１０内の反射シート１２１で散乱して、蛍光管１３の光と合成され、無偏光の光として再び反射偏光子３０に入射する。以上の動作を繰り返すことで、散乱された偏光成分もいずれは反射偏光子３０を透過する。そのため、光の利用効率を向上できる。
【００５５】
なお、針状粒子３２２の分散性を向上するために、偏光層３２に分散剤を添加してもよい。分散剤としては、たとえば、リン酸系分散剤、カルボン酸系分散剤、アミン系分散剤、キレ―ト剤、各種シランカップリング剤などが好適なものとして用いられる。これらは、単独でも使用しても、組み合わせて使用してもよい。
【００５６】
リン酸系分散剤は、リン酸モノメチル、リン酸ジメチル、リン酸モノエチル、リン酸ジエチルなどのアルキルリン酸エステル類、フェニルホスホン酸、モノオクチルフエニルホスホン酸などの芳香族リン酸類等である。市販品として、東邦化学製の「ＧＡＲＦＡＣ ＲＳ４１０」、城北化学工業製の「ＪＰ−５０２」、「ＪＰ−５０４」、「ＪＰ−５０８」などを用いることができる。
【００５７】
カルボン酸系分散剤は、炭素数１２〜１８個の脂肪酸、具体的には、カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘン酸、オレイン酸、エライジン酸、リノール酸、リノレン酸、ステアリン酸等である。また、上記脂肪酸のアルカリ金属またはアルカリ土類金属からなる金属石けん、上記脂肪酸のアミド、上記脂肪酸のエステルまたはこれにフッ素を含ませた化合物、ポリアルキレンオキサイドアルキルリン酸エステル、レシチン、トリアルキルポリオレフィンオキシ第四級アンモニウム塩（アルキルは炭素数１〜５個、オレフィンはエチレン、プロピレンなど）、硫酸塩、スルホン酸塩、りん酸塩、銅フタロシアニン、安息香酸、フタル酸、テトラカルボキシルナフタレン、ジカルボキシルナフタレン、炭素数１２〜２２の脂肪酸等である。
【００５８】
アミン系分散剤は、炭素数８〜２２の脂肪族アミン、芳香族アミン、アルカノールアミン、アルコキシアルキルアミン等である。さらに、キレ―ト剤は、１，１０−フエナントロリン、ＥＤＴＡ、ジメチルグリオキシム、アセチルアセトン、グリシン、ジチアゾン、ニトリロ三酢酸等である。
【００５９】
分散剤は、針状粒子１００重量部に対して通常、０．５〜５重量部の範囲で添加される。
【００６０】
［製造方法］
本発明の実施の形態による反射偏光子３０の製造方法の一例を説明する。
【００６１】
まず、偏光層３２を構成する塗布液（以下、偏光層用塗布液という）を製造する。上述の樹脂３２１に、有機溶剤を加えて樹脂３２１を溶解する。有機溶剤は、たとえば、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、メチルイソブチルケトンなどのケトン系溶剤、テトラヒドロフラン、ジオキサンなどのエーテル系溶剤、酢酸エチル、酢酸ブチルなどの酢酸エステル系溶剤等である。これらの有機溶剤は、単独で使用してもよく、複数の溶剤を混合して使用してもよい。さらにトルエン等と混合して使用してもよい。
【００６２】
樹脂３２１が溶解された有機溶剤に、さらに、上述の針状粒子３２２を添加して所定時間攪拌する。このとき、必要に応じて、有機溶剤に上述の分散材も添加する。以上の工程により偏光層用塗布液が製造される。なお、偏光層用塗布液内の針状粒子１００重量部に対する樹脂の重量部は、上述のとおり７〜２０００とするのが好ましい。
【００６３】
続いて、図４に示すロールコータ１００を用いて、製造された偏光層用塗布液を基材シート３１上に塗布する。図４を参照して、ロールコータ１００は、送り出しロール１０１と、巻き取りロール１０２と、塗布皿１０３と、コーティングロールであるグラビアロール１０５と、乾燥炉１０６と、バックアップロール１０７とを備える。なお、バックアップロール１０７はなくてもよい。
【００６４】
グラビアロール１０５は、送り出しロール１０１と巻き取りロール１０２との間に配設される。
【００６５】
送り出しロール１０１は、外周面に巻かれた基材シート３１を有する。送り出しロール１０１は、図４において時計回りに回転して、外周面に巻かれた基材シート３１を巻き出し、ロール１０２に向かって送り出す。
【００６６】
グラビアロール１０５は、エッチング等により形成された凹凸を外周面に有する。塗布皿１０３は上面が開口された筐体であり、内部に偏光層用塗布液１０４を溜める。塗布皿１０３はグラビアロール１０５の下方に配設され、グラビアロール１０５の下部は塗布皿１０３内の偏光層用塗布液１０４に浸される。グラビアロール１０５は回転することにより偏光層用塗布液１０４を汲み上げる。つまり、この時点でグラビアロール１０５の表面に偏光層用塗料が付着する。
【００６７】
グラビアロール１０５は、図４中において反時計回りに回転しながら基材シート３１と接触することにより、グラビアロール１０５表面の偏光層用塗布液１０４を基材シート３１上に塗布する。このとき、基材シート３１上に塗布された偏光層用塗布液１０４内の複数の針状粒子３２２は、略一方向に配向する。この理由は定かではないが、以下の理由が推定される。偏光層用塗布液１０４が基材シート３１上に塗布されるとき、偏光層用塗布液１０４はグラビアロール１０５の回転によるせん断応力を受ける。このせん断応力により、複数の針状粒子が一方向に配向すると推定される。
【００６８】
搬送される基材シート３１に対する偏光層用塗布液１０４の相対的な塗布速度は、好ましくは１．０ｍ／ｍｉｎ以上である。塗布速度が１．０ｍ／ｍｉｎ未満であれば、針状粒子３２２の配向性が低下する。つまり、複数の針状粒子３２２が一方向に配向し難くなる。その結果、製造された反射偏光子３０の偏光度が低下する。
【００６９】
相対的な塗布速度が１．０ｍ／ｍｉｎ以上である場合、針状粒子の配向性が向上する。その結果、反射偏光子３０の偏光度が得られる。
【００７０】
ここで、偏光度ＰＤ(Polarization Degree)は、以下の式（２）で定義される。
【００７１】
偏光度ＰＤ＝（Ｔａ−Ｔｂ）／（Ｔａ＋Ｔｂ）  （２）
ここで、Ｔａは、反射偏光子内の針状粒子の長軸方向と垂直な電場ベクトルを有する偏光成分の光を入射したときの透過率である。また、Ｔｂは、針状粒子の長軸方向と平行な電場ベクトルを有する偏光成分の光を入射したときの透過率である。なお、反射偏光子内の針状粒子３２２の長軸方向は、以下の方法で決定する。偏光子内の任意の領域内の１００個の針状粒子３２２の各々の長軸方向を求める。長軸方向は、たとえば、任意の基準軸を設け、その基準軸と針状粒子３２２の長軸とがなす角度により決定される。求めた各長軸方向を統計処理し、代表値（算術平均値）を求める。求めた代表値を針状粒子３２２の長軸方向とする。透過率の測定には、分光光度計を用いる。
【００７２】
一方、相対的な塗布速度が過剰に大きすぎれば、針状粒子の配向性が低下する。過剰に大きい塗布速度が、偏光層用塗布液１０４内に乱流を発生させ、更にはロールから基材シートへの塗布液の転移不良が起こるためと推定される。したがって、相対的な塗布速度の好ましい上限は１００ｍ／ｍｉｎである。より好ましい塗布速度は、１．０〜７０ｍ／ｍｉｎであり、さらに好ましい塗布速度は３．０〜５０ｍ／ｍｉｎである。
【００７３】
上述のとおり、グラビアロール１０５は、図４中の反時計回りに回転する。つまり、グラビアロール１０５は、基材シート３１の搬送方向と逆の方向に回転する。これにより、相対的な塗布速度が１．０ｍ／ｍｉｎ以上となりやすく、偏光層用塗布液１０４にせん断応力を付与しやすくなる。
【００７４】
基材シート３１上に塗布された偏光層用塗布液１０４は、乾燥炉１０６で乾燥される。乾燥炉１０６は、たとえば、遠赤外線ヒータを備える。ロールコータ１００は、基材シート３１を搬送しながら偏光層用塗布液１０４を乾燥し、偏光層３２を形成する。以上の工程により、反射偏光子３０が製造される。
【００７５】
上述の説明では、コーティングロールにグラビアロール１０５を用いたが、他のロールを用いてもよい。たとえば、グラビアロール１０５の代わりに、粗い表面を有する金属ロールを用いてもよい。また、本実施の形態による反射偏光子の製造方法は、コーティングロールを用いて偏光層用塗布液を塗布するコーティング方法であればよい。たとえば、グラビアロールコーティング、マイヤーバーコーティング、リバースロールコーティング、エアーナイフコーティング等で反射偏光子を製造してもよい。また、事前に基材シート３１をラビング処理してもよい。さらに、ロールコータ１００で製造された反射偏光子３０にカレンダ処理を施してもよい。
【００７６】
なお、樹脂３２１として活性エネルギ線硬化性樹脂を用いる場合は、乾燥炉１０６に代えて、活性エネルギ線照射装置を配設する。そして、基材シート３１上に塗布された偏光層用塗布液１０４に活性エネルギ線を照射して硬化させる。その他の工程は上述のとおりである。
【００７７】
以上のとおり、本実施の形態による反射偏光子３０は、コーティングロール（グラビアロール）の回転により針状粒子を一方向に配向できる。そのため、簡潔な製造工程で反射偏光子３０が製造される。さらに、ロールコーティング方式により反射偏光子３０を生産するため、生産性が高い。
【００７８】
上述の実施の形態では、偏光層３２は板状の基材シート３１上に形成されたが、たとえば、プリズムシートやレンチキュラレンズシート等のレンズを有する光学シートを基材シート３１とし、レンズが形成される面と反対側の面上、又はレンズが形成される面上に偏光層３２が形成されてもよい。また、拡散シートや拡散板を基材シート３１とし、拡散シートや拡散板の表面に偏光層３２が形成されてもよい。さらに、液晶パネルに敷設される吸収偏光子（ヨウ素系偏光子又は染料系偏光子等）を基材シート３１とし、吸収偏光子の表面に偏光層３２が形成されてもよい。
【００７９】
上述の実施の形態では、バックライト１０を直下型としたが、バックライト１０はサイドライト型であってもよい。
【００８０】
また、本実施の形態による反射偏光子３０は、可視領域外の光もある程度偏光及び反射することができる。
【実施例】
【００８１】
複数の偏光子を製造し、各偏光子の偏光度及び５５０ｎｍの光（可視光）の反射率を調査した。
【００８２】
表１に示す化学組成の針状粒子を用いた複数の偏光子を製造した。表１に示すとおり、試験番号１、３及び５の針状粒子を銀とし、試験番号２及び４の針状粒子をニッケルとし、試験番号６〜８の針状粒子を酸化チタンとした。
【表１】
2009092796.tif 000003
試験番号１〜４、６及び７は、アスペクト比及び長軸長共に、本発明の好ましい範囲内であった。一方、試験番号８の針状粒子のアスペクト比は１．０であり、本発明の好ましい範囲外であった。また、試験番号５の長軸長は、０．１μｍであり、本発明の好ましい範囲外であった。なお、各試験番号のアスペクト比及び長軸長は、上述の実施の形態で述べた方法により求めた。
【００８３】
まず、各試験番号の偏光層用塗布液を以下の方法で製造した。塩化ビニル樹脂１００重量部に対して、メチルエチルケトンとトルエンとで構成されこれらの重量比が１である溶媒を９２０重量部、分散剤であるリン酸ジメチルを２重量部、針状粒子を１００重量部それぞれ含有した。そして、溶媒、分散剤、針状粒子が含有された塩化ビニル樹脂を１８時間攪拌し、偏光層用塗布液とした。
【００８４】
続いて、図４に示すロールコータ１００を用いて、偏光子を製造した。各試験番号の基材シートは、いずれも、厚さが０．１ｍｍのポリエチレンテレフタレートフィルムとした。製造時、基材シートに対する偏光層用塗布液の相対的な塗布速度は、表１に示すとおりであった。相対的な塗布速度は、基材シートの搬送速度とグラビアロール１０５の回転速度との和とした。試験番号１、２、５、６及び８は、いずれも、基材シートの搬送速度が５ｍ／ｍｉｎであり、グラビアロールの回転速度が１２．５ｍ／ｍｉｎであった。そのため、これらの相対的な塗布速度はいずれも１７．５ｍ／ｍｉｎであり、本発明の好ましい範囲内であった。一方、試験番号３、４及び７の相対速度は、いずれも０．７ｍ／ｍｉｎであり、本発明の範囲外であった。
【００８５】
製造された各偏光子の偏光度ＰＤを上述の式（２）を用いて求めた。さらに、製造された各偏光子について、無偏光の光を入射し、針状粒子の長軸方向と平行な電場ベクトルを有する偏光成分の可視光反射率を分光光度計を用いて測定した。
【００８６】
求めた偏光度及び可視光反射率を表１に示す。表１を参照して、試験番号１、２及び６は、５０％以上の偏光度が得られた。さらに、可視光反射率は１０％以上であった。
【００８７】
一方、試験番号３、４及び７の偏光子は、偏光度が０％であった。いずれも塗布速度が１．０ｍ／ｍｉｎ未満であり、針状粒子の配向性が低かったためと推定される。また、試験番号５の偏光子は、針状粒子の長軸長が０．１μｍであったため、偏光度が０％であった。試験番号８は、アスペクト比が１．０であったため、偏光度が０％であった。
【００８８】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明の実施の形態による液晶表示装置の斜視図である。
【図２】図１中の線分ＩＩ−ＩＩの断面図である。
【図３】図１中の反射偏光子の斜視図である。
【図４】本実施の形態による反射偏光子の製造に利用されるロールコータの全体構成を示す図である。
【符号の説明】
【００９０】
１  液晶表示装置
１０  バックライト
１３  蛍光管
２０  液晶パネル
２１，２２  吸収偏光子
３０  反射偏光子
３１  基材
３２  偏光層
１００  ロールコータ
１２１  反射シート
１０５  グラビアロール
３２１  樹脂
３２２  針状粒子
【図１】
2009092796.tif 000004
【図２】
2009092796.tif 000005
【図３】
2009092796.tif 000006
【図４】
2009092796.tif 000007