JP2002131543A

JP2002131543A - 光学フイルムの製造方法

Info

Publication number: JP2002131543A
Application number: JP2000324335A
Authority: JP
Inventors: Kenji Nakajima; 賢二中嶌
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 2000-10-24
Filing date: 2000-10-24
Publication date: 2002-05-09

Abstract

(57)【要約】【課題】偏光板の光利用効率を向上させることがで
き、かつ偏光板の散乱特性も容易に制御できる偏光選択
性光学フイルムを製造する。【解決手段】高分子化合物が水性溶媒中に溶解してい
る連続相中に、液晶性化合物を含む不連続相を乳化また
は分散して乳化物または分散物を得る工程、乳化物また
は分散物を支持体上に塗布または流延して膜を形成する
工程、形成した膜を厚み方向にプレスする工程、そし
て、プレスした膜を一軸延伸する工程をこの順序で実施
することによって、偏光を選択的に散乱する機能を有す
る光学フイルムを製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、偏光選択性を有す
る光学フイルムの製造方法に関する。具体的には本発明
は、偏光を選択的に散乱する機能を有し、液晶表示装置
の光散乱型偏光板として有利に利用できる光学フイルム
を製造する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】太陽光のような自然光やランプのような
通常の人為的光源からの光は無偏光（ランダム偏光）で
あるが、偏光板を用いることで偏光（直線偏光、円偏
光、楕円偏光）成分を取り出すことができる。取り出し
た偏光は、様々な光学機器に利用できる。現在広く普及
している液晶表示装置は、偏光の性質を利用して画像を
表示する装置であるとも言える。広義の偏光板には、直
線偏光板、円偏光板および楕円偏光板が含まれる。ただ
し、通常の（狭義の）偏光板は、直線偏光板を意味す
る。本明細書においても、特に規定しない「偏光板」
は、直線偏光板を意味する。直線偏光板は、最も基本的
な偏光板である。

【０００３】直線偏光板としては、一般にポリビニルア
ルコール系フイルムからなる光吸収型偏光板が用いられ
ている。ポリビニルアルコール系偏光板は、ポリビニル
アルコール系フイルムを延伸しヨウ素または二色性染料
を吸着するのとにより製造する。偏光板の透過軸（偏光
軸）は、フイルムの延伸方向に垂直な方向に相当する。
光吸収型偏光板は、偏光軸に平行な偏光成分のみを透過
して、それと直交方向の偏光成分を吸収する。従って、
光の利用効率は、理論的に５０％以下（実際にはさらに
低い値）である。

【０００４】偏光板の光の利用効率を向上させるため、
光吸収型偏光板に代えて、または光吸収型偏光板に加え
て、光散乱型偏光板を使用することが提案されている。
光散乱型偏光板も、光吸収型偏光板と同様に、偏光軸と
平行な偏光成分のみを透過する。ただし、光散乱型偏光
板では、偏光軸と直交方向の偏光成分を吸収せずに前方
もしくは後方に散乱し、偏光板の光の利用効率を向上さ
せる。光散乱型偏光板による光の利用効率改善の機構
は、以下のように複数ある。

【０００５】前方散乱光の偏光解消によるもの光散乱型偏光板では、偏光軸と直交方向の偏光成分は前
方もしくは後方に散乱される。このうち前方散乱された
光が偏光解消され、前方散乱光の偏光方向が入射光の偏
光方向から回転することにより、光散乱型偏光板の偏光
軸方向の偏光成分が入射光よりも増加する。光散乱型偏
光子において、厚み方向に多数の粒子が存在する場合に
は、多重散乱により偏光解消の程度が強くなる。このよ
うに、散乱型偏光板を使用する場合には、前方散乱光の
偏光解消により光吸収型偏光板のみを使用する場合より
も光の利用効率が向上する。

【０００６】後方散乱光の再利用（偏光解消）による
もの光散乱型偏光板の偏光軸と直交方向の偏光成分のうち後
方散乱された光は、後方散乱される際に偏光解消され
る。後方散乱された光は、光源であるバックライトの背
面に配置された金属反射板により反射され、再度光散乱
型偏光板へ入射する。ここで、再入射する光は後方散乱
する際に偏光解消を受け、散乱型偏光板の偏光軸と平行
方向の偏光成分が生じており、この偏光成分は散乱型偏
光子を透過する。このように、光散乱型偏光子による後
方散乱と金属反射板での反射を繰り返すことにより光の
利用効率を向上させることができる。

【０００７】後方散乱光の再利用（偏光方向の回転）
によるもの λ／４板と金属反射板とを配置した光学系に、λ／４板
の遅相軸と４５°をなすように直線偏光を入射させる
と、偏光方向が入射光と９０°回転した反射光が戻って
くる。光散乱型偏光板と金属反射板（バックライトの背
面に配置される）との間に、λ／４板を光散乱型偏光板
の偏光軸とλ／４板の遅相軸が４５°をなすように配置
することによって上記と同じ効果が得られる。光散乱型
偏光板において後方散乱された光の偏光方向の分布は、
光散乱型偏光板の偏光軸と直交方向が大きい。この後方
散乱された光がλ／４板を透過して金属反射板により反
射され再度、光散乱型偏光板に入射する光の偏光方向の
分布は、光散乱型偏光板の偏光軸に平行方向に大きくな
っており、偏光軸に平行な偏光成分は光散乱型偏光板を
透過する。このように、光散乱型偏光板と金属反射板と
の間にλ／４板を配置することにより、光の利用効率を
向上させることができる。

【０００８】光散乱型偏光板については、特開平８−７
６１１４号、同９−２７４１０８号、同９−２９７２０
４号、特表平１１−５０２０３６号、同１１−５０９０
１４号の各公報および米国特許５７８３１２０号、同５
８２５５４３号、同５８６７３１６号明細書に記載があ
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来の光散乱型偏光板
のうち、特開平８−７６１１４号、同９−２７４１０８
号、特表平１１−５０２０３６号、同１１−５０９０１
４号の各公報および米国特許５７８３１２０号、同５８
２５５４３号、同５８６７３１６号の各明細書に開示さ
れている光散乱型偏光板は、光吸収型偏光板と同様にポ
リマーフイルムの延伸により製造している。ポリマーフ
イルムの延伸による製造方法では、２．０倍以上の高い
延伸倍率を必要とするため、フイルム面内の延伸むらが
生じやすく、大面積にわたって均一な散乱特性を得るこ
とは困難である。しかも、上記のような光散乱型偏光板
の面内の散乱特性の不均一性は、液晶表示装置の面内の
輝度のむらにつながる。

【００１０】また、高分子からなる連続相にネマチック
液晶の液滴が分散された膜において、一軸方向に液晶を
配向させる手段として、膜を延伸することが最も有効で
あるとの報告（O．A．Aphonin他、Liquid Crystals，
３９５，vol．１５，１９９３）もある。しかし、延伸
だけでは、不連続相の液晶性化合物の一軸方向への配向
が不充分であり、偏光軸と直交方向の偏光成分の散乱が
弱いという問題がある。

【００１１】本発明の目的は、偏光板の光利用効率を向
上させることができ、かつ偏光板の散乱特性も容易に制
御できる偏光選択性光学フイルムを製造することであ
る。本発明の別の目的は、大面積にわたって均一かつ大
きな散乱特性を示す偏光選択性光学フイルムを製造する
ことである。本発明のまた別の目的は、倍率が２倍未満
の一軸延伸により、高分子の連続相中に分散された液晶
性化合物を高度に配向させることである。本発明のさら
に別の目的は、光散乱型偏光板に適した偏光選択性を発
現する光学フイルムを製造することである。本発明のさ
らにまた別の目的は、液晶表示装置に適した光学フイル
ムを連続的に生産できる製造方法を提供することであ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、下記
（１）〜（３）の光学フイルムの製造方法により達成さ
れた。（１）高分子化合物が水性溶媒中に溶解している連続相
中に、液晶性化合物を含む不連続相を乳化または分散し
て乳化物または分散物を得る工程、乳化物または分散物
を支持体上に塗布または流延して膜を形成する工程、形
成した膜を厚み方向にプレスする工程、そして、プレス
した膜を一軸延伸する工程をこの順序で実施することに
よって、偏光を選択的に散乱する機能を有する光学フイ
ルムを製造することを特徴とする光学フイルムの製造方
法。

【００１３】（２）形成した膜を厚み方向にプレスする
工程と、プレスした膜を一軸延伸する工程との間に、溶
剤を用いて膜を膨潤させる工程を実施する（１）に記載
の光学フイルムの製造方法。（３）乳化物または分散物を支持体上に塗布または流延
して膜を形成する工程と、形成した膜を厚み方向にプレ
スする工程との間に、膜を支持体から剥離し、膜の両面
から水性溶媒を蒸発させて、膜を乾燥する工程を実施す
る（１）に記載の製造方法。

【００１４】

【発明の効果】本発明の製造方法では、一軸方向への延
伸前に膜をプレス処理することによって、光学フイルム
（光散乱型偏光板）の偏光選択性能が顕著に向上する。
さらに、延伸時に膜を膨潤させること、あるいは膜を両
面乾燥することにより、偏光選択性能をさらに改善する
ことも可能である。以上の結果、本発明の方法によれ
ば、２倍未満のわずかな延伸でも、不連続相中の液晶性
化合物が自発的に一軸方向に配向し、大きな偏光選択性
が容易に得られる。延伸工程は、好ましくは１．５倍以
下、より好ましくは１．３倍以下、さらに好ましくは
１．２倍以下、最も好ましくは１．１倍以下の極めて低
倍率の延伸でも実施できるため、大面積にわたって均一
な散乱特性が得られる。以上のように、本発明では、低
倍率延伸でも光散乱型偏光板として必要な光学的性質を
容易に達成することができる。前述した前方散乱偏光解
消型、後方散乱偏光解消型、後方散乱偏光回転型のいず
れかの方式に、本発明により光散乱型偏光板として必要
な光学特性を達成した光学フイルムを用いることで、偏
光板の光の利用効率を著しく向上させることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】偏光選択性を有する膜の不連続相
（分散相）に含まれる液晶性化合物としては、棒状液晶
性分子が好ましく用いられる。棒状液晶性分子として
は、アゾメチン類、アゾキシ類、シアノビフェニル類、
シアノフェニルエステル類、安息香酸エステル類、シク
ロヘキサンカルボン酸フェニルエステル類、シアノフェ
ニルシクロヘキサン類、シアノ置換フェニルピリミジン
類、フェニルジオキサン類、トラン類およびアルケニル
シクロヘキシルベンゾニトリル類が好ましい。なお、棒
状液晶性分子には、金属錯体も含まれる。棒状液晶性分
子については、季刊化学総説第２２巻液晶の化学（１９
９４年）日本化学会編の第４章、第７章および第１１
章、および液晶デバイスハンドブック日本学術振興会第
１４２委員会編の第３章に記載がある。

【００１６】棒状液晶性分子の固有複屈折は０．１０以
上であることが好ましい。棒状液晶性分子は、重合性基
を有することが好ましい。重合性基としては、不飽和重
合性基、エポキシ基またはアジリニジル基が好ましく、
不飽和重合性基がさらに好ましく、エチレン性不飽和重
合性基が最も好ましい。棒状液晶性分子は、短軸方向に
対してほぼ対称となる分子構造を有することが好まし
い。そのためには、棒状液晶構造の両端に重合性基を有
することが好ましい。

【００１７】不連続相は、偏光選択層のうち５乃至９５
重量％、好ましくは１０乃至８０重量％、より好ましく
は２０乃至５０重量％含まれる。

【００１８】偏光選択性を有する膜の連続相は、水溶性
の高分子化合物を含む。高分子化合物は、偏光選択層中
において光学的に等方性であることが好ましい。光学的
等方性とは、複屈折が０．０５未満であることを意味す
る。一般に光学的異方性とされる化合物であっても、偏
光選択層中において等方性であれば光学的等方性化合物
として連続相に用いることができる。また、不連続相に
用いる液晶性化合物の多くは有機溶剤に可溶であるた
め、塗布のみによって相分離構造を得るためには液晶が
水溶性高分子化合物を含む水相に分散された塗布液を用
ればよい。しかも溶媒として水を用いることは環境への
影響も小さいため、水溶性高分子化合物が特に好まし
い。連続相は温度や湿度のような外部環境による影響を
受けないことが好ましいため、架橋していることが好ま
しい。連続相は偏光選択層のうち５乃至９５重量％、好
ましくは２０乃至９０重量％、より好ましくは５０乃至
８０重量％含まれる。

【００１９】水溶性高分子化合物の例には、ゼラチン、
アガロース、セルロース、ポリビニルアルコール、ポリ
アクリル酸、ポリガラクツロン酸およびポリアルギン酸
が含まれる。ゼラチン、アガロース、セルロースおよび
ポリビニルアルコールは、それらの誘導体を用いてもよ
い。ポリアクリル酸、ポリガラクツロン酸およびポリア
ルギン酸は、それらの塩を用いてもよい。乳化物または
分散物の安定性および延伸時の液晶配向性の観点から、
ポリビニルアルコールまたは変性ポリビニルアルコール
が特に好ましい。

【００２０】水溶性高分子化合物を連続相として、液晶
性化合物を不連続相とするには、高分子化合物の水性溶
液中に、液晶性化合物または液晶性化合物の有機溶剤溶
液を添加して、分散または乳化すればよい。分散または
乳化において、超音波照射や高速攪拌のような手段を用
いてもよい。溶剤乾燥の負荷を軽減するために、高分子
化合物の水溶液濃度は１０重量％以上であることが好ま
しく、液晶性化合物は有機溶剤で希釈せずに、液体状態
で高分子化合物水溶液に添加することが好ましい。液晶
性化合物の分散粒径とは、平均粒径として１．０μｍ以
下が好ましく、４００ｎｍ以下がさらに好ましい。

【００２１】液晶性化合物の分散粒子は、粒径分布が狭
いことが好ましい。水溶性高分子化合物の連続相中に、
液晶性化合物を分散または乳化後、液晶性化合物のアイ
ソトロピック温度より低い温度で、分散物または乳化物
を保管することで、熟成による液晶性化合物の分散粒子
あるいは液滴の合一が起こり、液晶性化合物分散物の平
均粒径は大きくなるものの、粒径分布が狭くなる。再度
この分散物を分散すると、平均粒径が小さくかつ粒径分
布が狭い分散物または乳化物が得られる。

【００２２】液晶性化合物の分散粒径を小さくし、分散
安定性を付与するために界面活性剤を添加してもよい。
ノニオン性界面活性剤およびイオン性（アニオン性、カ
チオン性、両性）界面活性剤のいずれも使用できる。ノ
ニオン性界面活性剤としては、ポリオキシエチレン、ポ
リオキシプロピレン、ポリオキシブチレン、ポリグリシ
ジルやソルビタンをノニオン性親水性基とする界面活性
剤が好ましい。ノニオン性界面活性剤の例には、ポリオ
キシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンア
ルキルフェニールエーテル、ポリオキシエチレン−ポリ
オキシプロピレングリコール、多価アルコール脂肪酸部
分エステル、ポリオキシエチレン多価アルコール脂肪酸
部分エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポ
リグリセリン脂肪酸エステル、脂肪酸ジエタノールアミ
ドおよびトリエタノールアミン脂肪酸部分エステルが含
まれる。アニオン性界面活性剤としては、カルボン酸
塩、硫酸塩、スルフォン酸塩および、リン酸エステル塩
が代表的である。アニオン性界面活性剤の例には、脂肪
酸塩、アルキルベンゼンスルフォン酸塩、アルキルナフ
タレンスルフォン酸塩、アルキルスルフォン酸塩、α−
オレフィンスルフォン酸塩、ジアルキルスルフォコハク
酸塩、α−スルフォン化脂肪酸塩、Ｎ−メチル−Ｎオレ
イルタウリン、石油スルフォン酸塩、アルキル硫酸塩、
硫酸化油脂、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸
塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニールエーテル硫
酸塩、ポリオキシエチレンスチレン化フェニールエーテ
ル硫酸塩、アルキルリン酸塩、ポリオキシエチレンアル
キルエーテルリン酸塩およびナフタレンスルフォン酸塩
ホルムアルデヒド縮合物が含まれる。

【００２３】カチオン性界面活性剤としては、アミン
塩、４級アンモニウム塩およびピリジニウム塩が代表的
である。カチオン性界面活性剤の例には、第一〜第三脂
肪アミン塩および第四級アンモニウム塩（例、テトラア
ルキルアンモニウム塩、トリアルキルベンジルアンモニ
ウム塩、アルキルピリジウム塩、アルキルイミダゾリウ
ム塩）が含まれる。両性界面活性剤としては、ベダイン
化合物が代表的である。両性界面活性剤の例には、カル
ボキシベタイン、スルフォベタインなどであり、Ｎ−ト
リアルキル−Ｎ−カルボキシメチルアンモニウムベタイ
ンおよびＮ−トリアルキル−Ｎ−スルフォアルキレンア
ンモニウムベタインが含まれる。

【００２４】各種界面活性剤は、界面活性剤の応用（幸
書房、刈米孝夫著、昭和５５年９月１日発行）に記載さ
れている。界面活性剤の添加量は、不連続相の液晶性化
合物１ｇ当たり、０．００１乃至１ｇが好ましく、０．
０１乃至０．１ｇがさらに好ましい。

【００２５】水溶性高分子からなる連続相中に液晶性化
合物からなる不連続相が分散または乳化された液は、支
持体上に塗布する。塗布は、公知の方法（例、ディップ
コート法、エアーナイフコート法、エクストルージョン
法、スライドビード゛法、カーテンコート法、ローラー
コート法、ワイヤーバーコート法、グラビアコート法）
により、容易に実施できる。複数の膜（または層）を、
支持体上に形成してもよい。複数の膜（または層）の同
時塗布も、公知の方法（例、エクストルージョン法、ス
ライドビード法、カーテンコート法）により実施でき
る。

【００２６】支持体として、バンドまたはドラムのよう
な無端支持体、あるいはウエブ状支持体を用いて、水溶
性高分子からなる連続相中に液晶性化合物が分散された
液を、支持体上に塗布・乾燥後に形成される膜を、支持
体から剥離して、プレス処理及び延伸処理を施して偏光
選択性を付与後、別のウエブ状の透明支持体と貼り合わ
せることで、光散乱型偏光板が得られる。あるいは、水
溶性高分子からなる連続相中に液晶性化合物が分散され
た液をウエブ状透明支持体上に塗布した後、そのままプ
レス処理と延伸処理を施して偏光選択性を付与後、光散
乱型偏光板として用いるか、または別の透明支持体とラ
ミネートまたは別の透明支持体に転写して光散乱型偏光
板としてもよい。

【００２７】光散乱型偏光板の用途では、偏光選択性を
有する膜を保持する透明支持体を用いることが好まし
い。透明支持体は、光線透過率が８０％以上であること
が好ましい。また、透明支持体は、正面から見たときに
光学的等方性を有することが好ましい。そのために、透
明支持体を固有複屈折が小さい材料から形成することが
好ましい。固有複屈折が小さい材料としては、市販のポ
リマー（例、ゼオネックス、ゼオノア（日本ゼオン
（株）製）、ＡＲＴＯＮ（ＪＳＲ（株）製）、フジタッ
ク（富士写真フイルム（株）製）を使用することができ
る。ポリカーボネート、ポリエステル、ポリアリレー
ト、ポリスルホンおよびポリエーテルスルホンのような
固有複屈折の大きい素材であっても、溶液流延や溶融押
し出しの条件、さらには縦、横方向の延伸条件を適宜設
定することにより、光学的等方性の透明支持体を製造す
ることもできる。偏光板の偏光層を保護する保護フイル
ムを透明支持体として用いる場合には、トリアセチルセ
ルロースフイルムを用いることが特に好ましい。透明支
持体の厚みは、１０乃至５００μｍが好ましく、４０乃
至２００μｍがさらに好ましい。

【００２８】透明支持体上には、隣接する層との密着性
を付与するために下塗り層を設けてもよい。下塗り層を
形成する素材は、透明支持体の素材との関係で決定す
る。例えば、トリアセチルセルロースフイルムからなる
透明支持体を用いる場合、ゼラチン、ポリ（メタ）アク
リレート樹脂、その置換体、スチレン−ブタジエン樹脂
が下塗り層に好ましく用いられる。透明支持体に表面処
理（例、化学処理、機械処理、コロナ処理、グロー放電
処理）を行ってもよい。

【００２９】水溶性高分子からなる連続相中に液晶性化
合物が分散された液を、支持体上に塗布し、形成した塗
布膜から溶媒を揮発して固体膜を得る。その乾燥方法と
しては、溶媒の濃度が低い温風を吹き当てる方法や、赤
外線を照射する方法が採用できる。含有する溶媒濃度が
低い温風を、均一に塗布膜面に吹き当てるために、分散
板を用いてもよい。分散板としては、多孔板、スリット
板やノズル板が用いられる。赤外線を照射する方法の熱
源としては、電気抵抗による発熱や高温流体（例、水蒸
気、オイル）を用いることができる。塗布膜から溶媒を
ある程度（例えば、塗布膜が自己保持性を有する）まで
揮発してから、支持体から塗布膜を剥離し、支持体と接
していた塗布膜の面からも溶媒を揮発させることもでき
る。片面のみでの乾燥では、溶媒が揮発する膜面に分散
粒径の大きい液晶性化合物が集まることによって、膜の
厚み方向に液晶性化合物の粒径分布が生じる問題があ
る。上記のように両面から乾燥することにより、粒径分
布の問題が解消され、液晶性化合物の配向度を高めるこ
とができる。

【００３０】プレス処理には、液晶性化合物の分散形状
を扁平にして、延伸による液晶性化合物の配向度を高め
る効果がある。具体的には、水溶性高分子からなる連続
相中に液晶性化合物が分散された膜を、金属製のロール
とバックアップロールとの間に挟み、厚み方向に圧縮す
ることが好ましい。バックアップロールは、ゴム硬度計
のDスケールで硬度が９０以上のゴムまたは樹脂を材質
とすることが好ましい。プレス圧力は、５００ｋｇ／ｃ
ｍ²以上が好ましく、１０００ｋｇ／ｃｍ²以上がさら
に好ましい。プレス時間は、１秒以上が好ましく、１０
秒以上がさらに好ましい。

【００３１】水溶性高分子からなる連続相中に液晶性化
合物が分散された膜は、プレス処理後に延伸する。延伸
は、連続的に実施することが好ましい。連続的に延伸す
る方法としては、膜の搬送方向に延伸する方法と膜の幅
方向に延伸する方法とがある。搬送方向に延伸する方法
では、膜が巻きかけられ、かつ滑りが無いようにニップ
された、モーターで駆動される２つのロールを、回転速
度を相対的に変えて搬送することにより実施できる。幅
方向に延伸する方法は、膜の両端をクリップして延伸で
きる。膜の延伸倍率は、２倍未満で充分であり、好まし
くは１．５倍以下、さらに好ましくは１．３倍以下、最
も好ましくは１．２倍以下である。延伸倍率の下限は、
１．０５倍である。この延伸倍率は、ヨウ素系吸収型偏
光板で必要とされる４乃至１０倍の延伸倍率や、ネマチ
ック液晶を不連続相とする偏光板の作製において最も効
果的とされる（前述のAphonin 他が記載の）２倍の延伸
倍率と比較して、著しく低い値である。これは、プレス
処理によって、不連続相の液晶性化合物の配向に必要な
延伸倍率が小さくなったためである。

【００３２】膜の連続相である水溶性高分子を溶媒（例
えば、水）で膨潤させて延伸すると、延伸による不連続
相の液晶性化合物の配向度をさらに高めることができ
る。前記のプレス処理によって、液晶性化合物の分散粒
子の扁平化以外に、膜の厚み方向の圧縮と膜の面方向で
の延伸が起こる。水溶性高分子を溶媒（例えば、水）で
膨潤させると、膜の面方向に引き伸ばされた水溶性高分
子の鎖の緩和が生じて、その後、膜を一軸方向に延伸す
る処理の効果が減衰することがない。膜を溶媒で膨潤さ
せる方法としては、溶媒を膜面に塗布する方法（例え
ば、ワイヤーバーコート法）、溶媒を膜面にスプレーす
る方法が採用できる。

【００３３】延伸工程を容易にするため、連続相の化合
物のガラス転移温度を低下させる化合物（可塑剤）を添
加しても良い。水溶性高分子化合物の可塑剤としては、
グリセリン（前記のAphonin 他に記載）が好ましい。

【００３４】不連続相の偏光選択層の全光線透過率が最
大となる偏光の偏光面を含む軸方向の屈折率（ｎ１）と
全光線透過率が最小となる偏光の偏光面を含む軸方向の
屈折率（ｎ２）との差の絶対値である複屈折（｜ｎ１−
ｎ２｜）は、０．０５乃至１．０であることが好まし
く、０．１０乃至１．０であることがさらに好ましく、
０．１５乃至１．０であることが最も好ましい。連続相
は複屈折が０．０５未満であればよく、屈折率としては
光学的異方性化合物のｎ１またはｎ２のいずれかとの差
が０．０５未満、好ましくは０．０１未満、より好まし
くは０．００１未満であればよい。連続相と不連続相の
屈折率の関係が上記の関係を満足することにより、光学
フイルムが偏光選択性光学フイルムとして機能する。連
続相と不連続相の屈折率が実質的に等しい値、すなわち
０．０５未満となる方向が、偏光選択層の透過軸に相当
する。

【００３５】偏光選択性光学フイルムを用いた光散乱型
偏光板は、一般に光吸収型偏光板と積層して用いられ
る。光散乱型偏光板の透過軸と光吸収型偏光板の透過軸
とが実質的に平行になるように貼合し、この積層体を液
晶セルのバックライト側偏光板として、且つ偏光板の偏
光選択性層をバックライト側へ向けて配置する。また、
バックライトの背面には金属反射板が配置される。

【００３６】光散乱型偏光板および光吸収型偏光板の積
層体とバックライトとの間に、さらにλ／４板を配置す
ることが好ましい。ここで、光散乱型偏光板および光吸
収型偏光板の透過軸とλ／４板の遅相軸とが実質的に４
５°になるように配置することにより、後方散乱偏光回
転型で光の利用効率を上げることができる。

【００３７】偏光選択性光学フイルムあるいは光散乱型
偏光板を液晶表示装置に用いることにより、光の利用効
率が大きくなり、結果としてディスプレイの輝度が上昇
する。輝度を上昇させるためには、全光線透過率が最大
となる偏光面での透過率（Ｔｍａｘ）が７５％以上、最
小となる偏光面での透過率（Ｔｍｉｎ）が６０％以下で
あることが好ましく、Ｔｍａｘが８０％以上、Ｔｍｉｎ
が５０％以下であることがより好ましい。

【００３８】図１は、光散乱型偏光板の基本的な構成を
示す断面模式図である。図１に示す光散乱型偏光板は、
透明支持体（１１）上において、偏光選択層（１２）が
連続相（１３）と不連続相（１４）に相分離している。
不連続相（１４）は、液晶性化合物を含む。不連続相の
二つの屈折率（ｎ１とｎ２）は、用いる液晶性化合物の
性質あるいは不連続相内における配向度により異なる。
光散乱型偏光板が偏光選択性光学フイルムとして機能す
るためには、二つの屈折率（ｎ１とｎ２）の一方が連続
相の屈折率と実質的に等しい値、すなわち屈折率の差が
０．０５未満となることが必要である。連続相の屈折率
と実質的に等しくなる屈折率（ｎ１またはｎ２）の方向
が、偏光選択層の透過軸に相当する。

【００３９】図２は、最も基本的な液晶表示装置の構成
を示す断面模式図である。一般的な液晶表示装置は、光
源として最裏面にエッジライト方式のバックライト光源
（２１）を配置し、裏面より順に、バックライトの光を
表面に出射させる反射板（２２）および導光板（２３）
を有する。導光板を用いないで、直下型バックライトを
使用する形式の液晶表示装置もある。本発明により製造
される光学フイルムは、導光板と直下型のいずれの液晶
表示装置においても、光散乱型偏光板として用いること
ができる。光源の上には両側を２枚の従来型の光吸収型
偏光板（２４および２５）により挟持されてなる液晶セ
ル（２６）があり、これにより画像表示機能を有する。
光源から出射された光は下側偏光板（２４）によって、
少なくとも５０％吸収されるため、この構成では理論上
５０％以上の光の利用効率は得られない。

【００４０】図３は、光散乱型偏光板を備えた液晶表示
装置の構成を示す断面模式図である。図２に示す一般的
な液晶表示装置と同様に、光源として最裏面にエッジラ
イト方式のバックライト光源（２１）を配置し、裏面よ
り順に、バックライトの光を表面に出射させる反射板
（２２）および導光板（２３）を有する。そして、光散
乱型偏光板（３１）を介して、光吸収型偏光板（２４お
よび２５）により挟持されてなる液晶セル（２６）が配
置されている。図３に示す液晶表示装置では、光散乱型
偏光板（３１）によって、光吸収型偏光板（２４）の透
過軸と同じ方向の偏光は選択的に透過する。偏光板透過
軸と直交する偏光の一部は、前方散乱による偏光解消に
よって偏光面が透過軸方向に揃えられる。一部の光は後
方散乱によって光源側へ戻り、導光板（２３）で偏光解
消されて反射板（２２）で反射し、再び光散乱型偏光板
（３１）に戻って再利用される。以上の結果、光の利用
効率が著しく向上する。

【００４１】図４は、本発明の方法の基本的な処理工程
を示す概略図である。分散機（４１）において、水溶性
高分子化合物の溶液中に、液晶性化合物を分散する。得
られた液体（４２）は、ポンプ（４３）により塗布用ダ
イ（４４）に送られ、塗布用バックアップロール（４
６）上で、無端形状で搬送される支持体（４５）の上に
塗布される。続いて、乾燥装置（４８）に送られ、溶媒
が揮発して得られる膜（４７）は、支持体（４５）から
剥離され、プレス処理装置（４９）で膜の厚み方向にプ
レスされる。次に延伸装置（５０）で、膜（４７）は一
軸方向に延伸され、偏光選択性が付与される。その後、
透明支持体（５２）と貼り合わせ装置（５３）で貼り合
わされ、巻き取り機（５１）でロール状に巻かれる。貼
り合わせ装置（５３）は、糊剤を透明支持体（５２）に
塗布後、膜（４７）を押しつけて貼り合わせたのち、熱
風で乾燥する機構を有している。

【００４２】図５は、本発明の別の形態の処理工程を示
す概略図である。図５に示す分散機（４１）、液体（４
２）、ポンプ（４３）、塗布用ダイ（４４）および塗布
用バックアップロール（４６）は、図４と同様である。
図５では、溶媒が揮発して得られる膜（４７）は、透明
支持体（５２）と剥離されることなく、プレス処理装置
（４９）および延伸装置（５０）で、順次プレスおよび
延伸をうけて、偏光選択性を付与された後、巻き取り機
（５１）でロール状に巻かれる。

【００４３】図６は、本発明のさらに別の形態の処理工
程を示す概略図である。図６に示す分散機（４１）、液
体（４２）、ポンプ（４３）、塗布用ダイ（４４）、塗
布用バックアップロール（４６）、巻き取り機（５
１）、透明支持体（５２）および貼り合わせ装置（５
３）は、図４と同様である。図６では、溶媒が揮発して
得られる膜（４７）は支持体（４５）から剥離されて、
プレス処理装置（４９）によるプレス処理を受けた後、
膨潤装置（５５）で溶媒（５４）により膨潤され、引き
続き延伸装置（５０）に送られる。

【００４４】

【実施例】（光散乱型偏光板塗布液の調製）超音波分散
機（ＵＨ−６００型、（株）ＳＭＴ製）を用いて、液温
が１５℃、超音波出力が６００Ｗ、処理時間が２０分の
条件で、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ２０５、クラレ
（株）製）の２０質量％水溶液１０００ｇ中に、４−シ
アノ−４’−ｎ−ペンチルビフェニル（東京化成工業
（株）製の液晶性化合物）６６．５ｇを分散した。得ら
れた光散乱型偏光板用の塗布液中に分散された４−シア
ノ−４’−ｎ−ペンチルビフェニルの平均粒径を、レー
ザー散乱粒度計（ＬＰＡ３０００／３１００、大塚電子
（株）製）により測定したところ、３００ｎｍであっ
た。また、２５℃における粘度を、粘度計（フルードス
ペクトロメーター、レオメトリックファーイースト
（株）社製）により測定したところ、剪断速度が０．
１、１．０、１０００［１／s］における粘度が、それ
ぞれ、１６０００、１４００、３００［ｍＰａ・ｓ］で
あり、チキソトロピック性を示した。

【００４５】［比較例１］（光散乱型偏光板の作成）プレス処理装置を使用しなか
った以外は、図４に示す処理工程を実施して光散乱型偏
光板（光学フイルム）を作成した。支持体（図４の４
５）としては、厚みが１００μｍ、幅が１８ｃｍのポリ
エチレンテレフタレートフイルム（富士写真フイルム
（株）製）を、１ｍ／分の速度で搬送して用いた。塗布
用ダイ（図４の４４）は、エクストルージョン型を用
い、上記のように調製した光散乱型偏光板用塗布液（図
４の４２）を、支持体（図４の４５）の上に１５０μｍ
の厚みで塗布した。引き続き５０℃の温風が吹く乾燥装
置（図４の４８）により膜（図４の４７）とした後、支
持体（図４の４５）と剥離した膜（図４の４７）を延伸
処理装置（図４の５０）により、膜（図４の４７）の搬
送方向に一軸延伸した。延伸倍率は１．３倍であった。
続いて、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ１１７、クラレ
（株）製）の５質量％水溶液を糊剤として、厚みが１０
０μｍのトリアセチルセルロース（富士写真フイルム
（株）製）を透明支持体（図４の５２）と貼り合わせ、
１２０℃で乾燥した。このようにして、比較用の光散乱
型偏光板を製造した。

【００４６】［実施例１］（光散乱型偏光板の作成）図４に示す処理工程を実施し
て光散乱型偏光板（光学フイルム）を作成した。支持体
（図４の４５）としては、厚みが１００μｍ、幅が１８
ｃｍのポリエチレンテレフタレートフイルム（富士写真
フイルム（株）製）を、１ｍ／分の速度で搬送して用い
た。塗布用ダイ（図４の４４）は、エクストルージョン
型を用い、前記のように調製した光散乱型偏光板用塗布
液（図４の４２）を、支持体（図４の４５）の上に１５
０μｍの厚みで塗布した。引き続き５０℃の温風が吹く
乾燥装置（図４の４８）により膜（図４の４７）とした
後、支持体（図４の４５）と剥離した膜（図４の４７）
を、プレス処理装置（図４の４９）により、プレス圧力
が１ｔｏｎ／ｃｍ²で、２秒間処理した。その後、膜
（図４の４７）を比較例と同じ条件で、一軸延伸及び透
明支持体との貼り合わせを行った。このように、本発明
に従う方法で光散乱型偏光板を製造した。

【００４７】［実施例２］（光散乱型偏光板の作成）図５に示す処理工程を実施し
て光散乱型偏光板（光学フイルム）を作成した。光散乱
型偏光板用塗布液（図５の４２）の塗布から膜（図５の
４７）のプレス処理までは実施例１と同じ条件で行っ
た。続いて、イオン交換水を溶媒（図５の５４）とし
て、ワイヤバーコート法で、膜（図５の４７）の１ｍ²
当たり、１ｇ付与した。その後、膜図５の４７）を比較
例と同じ条件で、一軸延伸及び透明支持体との貼り合わ
せを行った。このように、本発明に従う方法で光散乱型
偏光板を製造した。

【００４８】［実施例３］（光散乱型偏光板の作成）光散乱型偏光板用塗布液（図
４の４２）を塗布後、乾燥装置において、塗布膜中の含
水量が半減した時点で、塗布膜を支持体（図４の４５）
から剥離し、さらに乾燥して膜（図４の４７）とした以
外は、図４に示す処理工程を実施して光散乱型偏光板
（光学フイルム）を作成した。乾燥後のプレス処理以降
は、実施例１と同じ条件である。このように、本発明に
従う方法で光散乱型偏光板を製造した。

【００４９】（光散乱型偏光板の光学性能評価）作成し
た光散乱型偏光板の光線透過率（全光線透過率）を、ヘ
イズメーター（ＭＯＤＥＬ１００１ＤＰ、日本電色工業
（株）製）を用いて測定した。測定は光源とフイルムの
間に偏光子を挿入して行い、偏光子の透過軸と光散乱型
偏光板の透過軸（延伸方向と直交する軸）を同じにした
ものを平行透過率、直交させたものを直交透過率として
評価した。偏光選択性がある場合、平行の方が直交に比
べて高透過率となる。得られた平行透過率及び直交透過
率から偏光度を求めた。偏光度は（平行透過率−直交透
過率）を（平行透過率＋直交透過率）で除した値の平方
根に１００を乗じたものである。

【００５０】評価結果を第１表に示す。実施例１の結果
から、膜をプレス処理することにより、光散乱型偏光板
の直交透過率が大きく低下しており、液晶性化合物の配
向度が高くでき、偏光の選択性能が向上したことがわか
る。また、実施例２の結果から、延伸時に膜が膨潤して
いると、さらに液晶性化合物の配向度を高められること
が、そして、実施例３の結果からから、膜を両面乾燥す
ることでも液晶性化合物の配向度が高められることが確
認できた。

【００５１】

【表１】 ──────────────────────────────────── 光散乱型偏光板平行透過率直交透過率偏光度 ──────────────────────────────────── 比較例１０．８９％０．６４％４０．４％実施例１０．８７％０．４８％５３．７％実施例２０．８８％０．４２％５９．５％実施例３０．８９％０．４２％５９．９％ ────────────────────────────────────

【図面の簡単な説明】

【図１】光散乱型偏光板の基本的な構成を示す断面模式
図である。

【図２】最も基本的な液晶表示装置の構成を示す断面模
式図である。

【図３】光散乱型偏光板を備えた液晶表示装置の構成を
示す断面模式図である。

【図４】本発明の方法の基本的な処理工程を示す概略図
である。

【図５】本発明の別の形態の処理工程を示す概略図であ
る。

【図６】本発明のさらに別の形態の処理工程を示す概略
図である。

【符号の説明】

１１透明支持体１２偏光選択層１３連続相１４不連続相２１バックライト光源２２反射板２３導光板２４下側光吸収型偏光板２５上側光吸収型偏光板２６液晶セル３１光散乱型偏光板（光学フイルム）４１分散機４２偏光選択用塗布液（高分子溶液中に液晶性化合物
が分散された液体）４３ポンプ４４塗布用ダイ４５支持体４６塗布用バックアップロール４７偏光選択用塗布液を乾燥して得られる膜４８乾燥装置４９プレス処理装置５０延伸処理装置５１巻き取り装置５２透明支持体５３貼り合わせ装置５４溶媒５５膨潤装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高分子化合物が水性溶媒中に溶解してい
る連続相中に、液晶性化合物を含む不連続相を乳化また
は分散して乳化物または分散物を得る工程、乳化物また
は分散物を支持体上に塗布または流延して膜を形成する
工程、形成した膜を厚み方向にプレスする工程、そし
て、プレスした膜を一軸延伸する工程をこの順序で実施
することによって、偏光を選択的に散乱する機能を有す
る光学フイルムを製造することを特徴とする光学フイル
ムの製造方法。
【請求項２】形成した膜を厚み方向にプレスする工程
と、プレスした膜を一軸延伸する工程との間に、溶剤を
用いて膜を膨潤させる工程を実施する請求項１に記載の
光学フイルムの製造方法。
【請求項３】乳化物または分散物を支持体上に塗布ま
たは流延して膜を形成する工程と、形成した膜を厚み方
向にプレスする工程との間に、膜を支持体から剥離し、
膜の両面から水性溶媒を蒸発させて、膜を乾燥する工程
を実施する請求項１に記載の製造方法。