JP2007140127A - 偏光子、その製造方法、光学フィルムおよび画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 高偏光度、高透過率を有し、かつ染色ムラを抑えたヨウ素系偏光子およびその製造方法を提供すること。
【解決手段】 ヨウ素系吸光体を含有する、ポリビニルアルコール系樹脂により形成されるマトリクス中に、微小領域が分散された構造の延伸フィルムからなる偏光子であって、ポリビニルアルコール系樹脂は、重合度２６００以上の高重合度ポリビニルアルコール系樹脂（１）と重合度２６００未満の低重合度ポリビニルアルコール系樹脂（２）の混合物であり、前記マトリクスを形成するポリビニルアルコール系樹脂混合物と微小領域との屈折率差が、最大値を示す軸方向を△ｎ¹方向、△ｎ¹方向と直交する方向を△ｎ²方向とする場合、前記領域は、△ｎ²方向の長さが０．０５〜５００μｍであることを特徴とする偏光子。
【選択図】 図１

Description

本発明は、偏光子およびその製造方法に関する。また本発明は当該偏光子を用いた偏光板、光学フィルムに関する。さらには当該偏光板、光学フィルムを用いた液晶表示装置、有機ＥＬ表示装置等の画像表示装置に関する。

時計、携帯電話、ＰＤＡ、ノートパソコン、パソコン用モニタ、ＤＶＤプレイヤー、ＴＶなどでは液晶表示装置が急速に市場展開している。液晶表示装置は、液晶のスイッチングによる偏光状態変化を可視化させたものであり、その表示原理から偏光子が用いられている。特に、ＴＶ等の用途にはますます高輝度かつ高コントラストな表示が求められ、偏光子にも、より明るく（高透過率）、より高コントラスト（高偏光度）のものが開発され導入されている。

偏光子としては、例えば、ポリビニルアルコール系樹脂にヨウ素を吸着させ、延伸した構造のヨウ素系偏光子が高透過率、高偏光度を有することから広く用いられている（特許文献１参照）。また、高重合度のポリビニルアルコール系樹脂を用いることで、偏光子の前記光学特性を向上させることが提案されている。しかし、高重合度のポリビニルアルコール系樹脂を用いると、偏光子の作成にあたっての製膜時に、フィルムの厚みにムラが生じやすい。かかるフィルムの厚みムラは、当該フィルムをヨウ素染色して偏光子を得た場合には、染色ムラの原因になる。

前記問題に対して、偏光子を形成するポリビニルアルコール系樹脂として、高重合度のポリビニルアルコール系樹脂に加えて、低重合度のポリビニルアルコール系樹脂を加えた混合物を用いることが提案されている（特許文献２乃至４参照）。当該ポリビニルアルコール系樹脂混合物は、低重合度のポリビニルアルコール系樹脂を含有することで、濃度、粘度の制御ができて、均一な製膜が可能となり、フィルムの厚みムラが抑えられ、偏光子の染色ムラを抑えられる。しかし、前記ポリビニルアルコール系樹脂混合物を用いた偏光子では、高重合度のポリビニルアルコール系樹脂と、低重合度のポリビニルアルコール系樹脂とで、染色されやすさが異なるため、微細な染色ムラが生じる。
特開２００１−２９６７２７号公報 特開平４−２０４８０２号公報 特開平６−２３５８１８号公報 特開平６−２５００１９号公報

本発明は、高偏光度、高透過率を有し、かつ染色ムラを抑えたヨウ素系偏光子およびその製造方法を提供することを目的とする。

また本発明は、当該偏光子を用いた偏光板、光学フィルムを提供することを目的とする。さらには当該偏光子、偏光板、光学フィルムを用いた画像表示装置を提供することを目的とする。

本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、以下に示す偏光子により前記目的を達成できることを見出し本発明を完成するに至った。

すなわち本発明は、ヨウ素系吸光体を含有する、ポリビニルアルコール系樹脂により形成されるマトリクス中に、微小領域が分散された構造の延伸フィルムからなる偏光子であって、
ポリビニルアルコール系樹脂は、重合度２６００以上の高重合度ポリビニルアルコール系樹脂（１）と重合度２６００未満の低重合度ポリビニルアルコール系樹脂（２）の混合物であり、
前記マトリクスを形成するポリビニルアルコール系樹脂混合物と微小領域との屈折率差が、最大値を示す軸方向を△ｎ¹方向、△ｎ¹方向と直交する方向を△ｎ²方向とする場合、前記領域は、△ｎ²方向の長さが０．０５〜５００μｍであることを特徴とする偏光子、に関する。

前記偏光子の微小領域は、配向された複屈折材料により形成されていることが好ましい。また前記複屈折材料は、少なくとも配向処理時点で液晶性を示すことが好ましい。

上記本発明の偏光子は、高重合度と低重合度のポリビニルアルコール系樹脂の混合物とヨウ素系吸光体で形成されるヨウ素系偏光子をマトリクスとし、また前記マトリクス中に、微小領域を分散させている。微小領域は配向された複屈折材料により形成されていることが好ましく、特に微小領域は液晶性を示す材料により形成されていることが好ましい。このように、偏光子の材料として高重合度ポリビニルアルコール系樹脂（１）を含有させることで、ヨウ素系吸光体による吸収二色性の偏光性能を向上させるとともに、さらに、高重合度ポリビニルアルコール系樹脂（１）と低重合度のポリビニルアルコール系樹脂（２）の混合物を用いたことにより生じた染色ムラを、微小領域の散乱異方性の機能により抑えることにより、視認性の良好な偏光子を得ている。さらには、これらの相乗効果によって、偏光性能が向上させている。

なお、ヨウ素系吸光体は、ヨウ素からなる、可視光を吸収する種のことを意味し、一般には、ポリビニルアルコール系樹脂混合物（特にポリビニルアルコール系樹脂）とポリヨウ素イオン（Ｉ₃ ^- ，Ｉ₅ ^- 等）との相互作用によって生じると考えられている。ヨウ素系吸光体はヨウ素錯体ともいわれる。ポリヨウ素イオンは、ヨウ素とヨウ化物イオンから生成させると考えられている。

異方散乱の散乱性能は、マトリクスのポリビニルアルコール系樹脂の混合物と微小領域の屈折率差に起因する。微小領域を形成する材料が、例えば、液晶性材料であれば、ポリビニルアルコール系樹脂の混合物に比べて、Δｎの波長分散が高いため、散乱する軸の屈折率差が短波長側ほど大きくなり、短波長ほど散乱量が多い。そのため、短波長ほど偏光性能の向上効果が大きくなり、ヨウ素系偏光子のもつ短波長側の偏光性能の相対的低さを補って、高偏光かつ色相がニュートラルな偏光子を実現できる。

高重合度、低重合度のポリビニルアルコール系樹脂は、いずれも、延伸されると、主鎖は同一方向（延伸方向）に並び、延伸方向では、重合度の違いにより屈折率差が生じる。このように、ポリビニルアルコール系樹脂の混合物を用いると、延伸方向において、高重合度のポリビニルアルコール系樹脂は染色され難く、一方、低重合度のポリビニルアルコール系樹脂は染色され易い。そのため、異なる重合度のポリビニルアルコール系樹脂を混合したフィルムで偏光子を作成すると、染色ムラが生じると考えられる。

本発明の偏光子では、ポリビニルアルコール系樹脂の混合物をマトリクスとする延伸フィルムであるが、マトリクス中には微小領域（例えば、液晶性材料）を分散させ、かつ延伸方向に配向させている。かかる偏光子では、染色ムラの原因と考えられる延伸方向（重合度の違いにより屈折率差が生じる方法）では、微小領域とポリビニルアルコール系樹脂（混合物）との界面において、吸収方向（延伸方向，ヨウ素系吸光体の吸収軸の方向）の振動の光が散乱して、染色ムラが見え難くなり、その結果、視認性が向上する。これによって、黒表示時における、染色ムラが抑えられる。

一方、透過方向（吸収方向の直交方向）では、延伸するポリビニルアルコール系樹脂の重合度の違いによる屈折率差は殆どなく、直交方向では屈折率はほぼ同じである。そのため、ポリビニルアルコール系樹脂の屈折率差で散乱が生じて、染色ムラへの係わりは低いと考えられるが、本発明の偏光子では、微小領域を含有させることによる散乱効果によって、透過方向においても染色ムラを低減できる。これにより白表示時における染色ムラも抑えられる。

前記偏光子において、微小領域は、△ｎ²方向の長さが０．０５〜５００μｍである。

可視光領域の波長のうち、振動面を△ｎ¹方向に有する直線偏光を強く散乱させるためには、分散分布している微小領域は、△ｎ²方向の長さが０．０５〜５００μｍ、好ましくは０．５〜１００μｍとなるように制御されることが好ましい。微小領域の△ｎ²方向の長さが波長に比べて短すぎると十分に散乱が起こらない。一方、微小領域の△ｎ²方向の長さが長すぎるとフィルム強度が低下したり、微小領域を形成する液晶性材料が、微小領域中で十分に配向しないなどの問題が生じるおそれがある。

前記偏光子において、微小領域の複屈折が０．０２以上であることが好ましい。微小領域に用いる材料は、より大きい異方散乱機能を獲得するという観点から前記複屈折を有するものが好ましく用いられる。

前記偏光子において、微小領域を形成する複屈折材料と、ポリビニルアルコール系樹脂混合物との各光軸方向に対する屈折率差は、
最大値を示す軸方向における屈折率差（△ｎ¹）が０．０３以上であり、
かつ△ｎ¹方向と直交する二方向の軸方向における屈折率差（△ｎ²）が、前記△ｎ¹の５０％以下であることが好ましい。

各光軸方向に対する前記屈折率差（△ｎ¹）、（△ｎ²）を、前記範囲に制御することで、米国特許第２１２３９０２号明細書で提案されるような、△ｎ¹方向の直線偏光のみを選択的に散乱させた機能を有する散乱異方性フィルムとすることができる。すなわち、△ｎ¹ 方向では屈折率差が大きいため、直線偏光を散乱させ、一方、△ｎ²方向では屈折率差が小さいため、直線偏光を透過させることができる。なお、△ｎ¹方向と直交する二方向の軸方向における屈折率差（△ｎ²）はともに等しいことが好ましい。

散乱異方性を高くするには、△ｎ¹方向の屈折率差（△ｎ¹）を、０．０３以上、好ましくは０．０５以上、特に好ましくは０．１０以上とするのが好ましい。また△ｎ¹方向と直交する二方向の屈折率差（△ｎ²）は、前記△ｎ¹の５０％以下、さらには３０％以下であるのが好ましい。

前記偏光子において、ヨウ素系吸光体は、当該材料の吸収軸が、△ｎ¹方向に配向していることが好ましい。

マトリクス中のヨウ素系吸光体を、その材料の吸収軸が前記△ｎ¹方向に平行になるように配向させることにより、散乱偏光方向である△ｎ¹方向の直線偏光を選択的に吸収させることができる。その結果、入射光のうち△ｎ²方向の直線偏光成分は、異方散乱性能を有しない従来型のヨウ素系偏光子と同じく、散乱されることなく、かつヨウ素吸光体による吸収も殆どない。一方、△ｎ¹方向の直線偏光成分は散乱され、かつヨウ素系吸光体によって吸収される。通常、吸収は、吸収係数と厚みによって決定される。このように光が散乱された場合、散乱がない場合に比べて光路長が飛躍的に長くなる。結果として△ｎ¹ 方向の偏光成分は従来のヨウ素系偏光子と比べ、余分に吸収される。つまり同じ透過率でより高い偏光度が得られる。

以下、理想的なモデルについて詳細に説明する。一般に直線偏光子に用いられる二つの主透過率（第１主透過率ｋ₁（透過率最大方位＝△ｎ²方向の直線偏光透過率）、第２主透過率ｋ₂（透過率最小方向＝△ｎ¹方向の直線偏光透過率））を用いて以下議論する。

市販のヨウ素系偏光子ではヨウ素系吸光体が一方向に配向しているとすれば、平行透過率、偏光度はそれぞれ、
平行透過率＝０．５×（（ｋ₁）²＋（ｋ₂）²）、
偏光度＝（ｋ₁−ｋ₂）／（ｋ₁＋ｋ₂）、で表される。

一方、本発明の偏光子では△ｎ¹方向の偏光は散乱され、平均光路長はα（＞１）倍になっていると仮定し、散乱による偏光解消は無視できると仮定すると、その場合の主透過率はそれぞれ、ｋ₁、ｋ₂’＝１０^X（但し、ｘはαｌｏｇｋ₂である）、で表される。

つまり、この場合の平行透過率、偏光度は、
平行透過率＝０．５×（（ｋ₁）² ＋（ｋ₂’）² ）、
偏光度＝（ｋ₁−ｋ₂’）／（ｋ₁＋ｋ₂’）、で表される。

例えば、市販のヨウ素系偏光子（平行透過率０．３８５，偏光度０．９６５：ｋ₁＝０．８７７，ｋ₂＝０．０１６）と同条件（染色量、作成手順が同じ）で本発明の偏光子を作成したとすると、計算上ではαが２倍の時、ｋ₂＝０．０００３まで低くなり、結果として平行透過率は０．３８５のまま、偏光度は０．９９９に向上する。上記は、計算上であり、もちろん散乱による偏光解消や表面反射および後方散乱の影響などにより幾分機能が低下する。上式から分かるようにαが高い程良く、ヨウ素系吸光体の二色比が高いほど高機能が期待できる。αを高くするには、散乱異方性機能をできるだけ高くし、△ｎ¹方向の偏光を選択的に強く散乱させればよい。また、後方散乱は少ない方が良く、入射光強度に対する後方散乱強度の比率は３０％以下が好ましく、さらには２０％以下が好ましい。

前記偏光子において、ヨウ素系吸収体は、少なくとも４００〜７００ｎｍの波長帯域に吸収領域を有するものが用いられる。

また本発明は、前記偏光子の少なくとも片面に、透明保護層を設けた偏光板、に関する。

また本発明は、前記偏光子、前記偏光板が、少なくとも１枚積層されていることを特徴とする光学フィルム、に関する。

さらに本発明は、前記偏光子、前記偏光板または前記光学フィルムが用いられていることを特徴とする画像表示装置、に関する。

また本発明は、前記偏光子を製造する方法であって、
重合度２６００以上の高重合度ポリビニルアルコール系樹脂（１）と重合度２６００未満の低重合度ポリビニルアルコール系樹脂（２）の混合物に、当該混合物とは異なる材料が分散された混合溶液を調製する工程（１）、
前記（１）の混合溶液から、前記混合物により形成されるマトリクス中に、前記混合物とは異なる材料が分散された構造のフィルムを得る工程（２）、
前記（２）で得られたフィルムを延伸する工程（３）、および
前記マトリクスとなるポリビニルアルコール系樹脂混合物に、ヨウ素系吸光体を分散させる工程（４）、
を有する、偏光子の製造方法、に関する。

前記偏光子の製造方法では、工程（１）で調製した混合溶液が、分散剤を含有することができる。

前記偏光子の製造方法では、工程（４）の後に、工程（３）を有することが好ましい。

前記偏光子の製造方法では、さらに、ホウ酸またはホウ砂によるフィルムの架橋工程を有することができる。

前記偏光子の製造方法では、さらに、工程（４）の後に、アルカリ金属のヨウ化物を含有する水溶液にフィルムを浸漬する工程を有することができる。

以下に本発明の偏光子を図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の偏光子の概念図であり、ヨウ素系吸光体２を含有するポリビニルアルコール系樹脂混合物１によりフィルムが形成されており、当該フィルムをマトリクスとして、微小領域３が分散された構造を有する。

図１は、微小領域３と、ポリビニルアルコール系樹脂混合物１との屈折率差が最大値を示す軸方向（△ｎ¹方向）に、ヨウ素系吸光体２が配向している場合の例である。図１では、△ｎ¹方向に、前記フィルムが延伸されている。微小領域３では、△ｎ¹方向の偏光成分は散乱している。かかる散乱によって、ポリビニルアルコール系樹脂混合物１の屈折率差により生じる染色ムラが抑えられ、かつ散乱機能により偏光性能が向上する。図１では、フィルム面内の一方向にある△ｎ¹方向は吸収軸となっている。フィルム面内において△ｎ¹方向に直交する△ｎ²方向は透過軸となっている。なお、△ｎ¹方向に直交するもう一つの△ｎ² 方向は厚み方向である。

偏光子（フィルム）のマトリクスを形成するポリビニルアルコール系樹脂混合物は、重合度２６００以上の高重合度ポリビニルアルコール系樹脂（１）と重合度２６００未満の低重合度ポリビニルアルコール系樹脂（２）を含有する。高重合度ポリビニルアルコール系樹脂（１）、低重合度ポリビニルアルコール系樹脂（２）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を用いることができ、またその誘導体を用いることができる。ポリビニルアルコール誘導体としては、ポリビニルホルマール、ポリビニルアセタール等があげられる他、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そのアルキルエステル、アクリルアミド等で変性したものがあげられる。

高重合度ポリビニルアルコール系樹脂（１）の重合度は、本願のような偏光板において高偏光度等の良好な光学特性を得るためにも、重合度の高いことが好ましい。高重合度ポリビニルアルコール系樹脂（１）の重合度は２６００以上であり、３０００以上、さらには３２００以上であるのが好ましい。一方、重合度が高くなりすぎると粘度が高くなるとともに製膜前の溶解性が悪くなるため、重合度は６０００以下、さらには４２００以下、さらには３８００以下であるのが好ましい。

低重合度ポリビニルアルコール系樹脂（２）の重合度は２６００未満であれば前記高重合度ポリビニルアルコール系樹脂（１）に応じてその混合割合とともに適宜に決定すればよいが、製膜性を改善するとともに、光学特性を低下させないように、前記重合度は３００以上とするのが好ましく、５００以上がより好ましい。耐久性を得るためには、前記重合度は１０００以上、好ましくは１５００以上、より好ましくは２０００以上のものを用いることができる。

なお、ポリビニルアルコール系樹脂の重合度はＪＩＳ−Ｋ６７２６に準じて測定される。すなわち、ポリビニルアルコール系樹脂を再ケン化し、精製した後、３０℃の水中で測定した極限粘度［η］（単位：ｄｌ／ｇ）から次式：重合度＝（［η］×１０³／８．２９）^(1/0.62)、により求められる。

高重合度ポリビニルアルコール系樹脂（１）と低重合度ポリビニルアルコール系樹脂（２）の配合割合（重量比）は、特に限定されるものではなく、前記重合度に応じて適宜決定すればよいが、例えば、低重合度ポリビニルアルコール系樹脂（２）の重合度が１８００以下の場合には、前記（１）：前記（２）＝４：６〜９：１程度、より好ましくは６：４〜８：２程度である。高重合度ポリビニルアルコール系樹脂（１）の割合が少なすぎると、光学特性および耐久性が低下し、逆に高重合度ポリビニルアルコール系樹脂（１）の割合が多すぎると厚みが均一になりやすいため、この厚みに起因するムラが生じやすくなる。

高重合度ポリビニルアルコール系樹脂（１）と低重合度ポリビニルアルコール系樹脂（２）の重合度の差は、特に限定されるものではないが、その差が大きいほど、高い光学特性を維持するとともに良好な製膜性が得られるため、厚みムラが生じにくくなる。したがって、その差は、１０００以上であることが好ましく、さらには２０００以上であることが好ましい。一方で、この差が大きくなりすぎると、高重合度ポリビニルアルコール系樹脂（１）と低重合度ポリビニルアルコール系樹脂（２）を混合しにくく、光学特性におけるムラが生じやすくなるとともに、より低重合度のポリビニルアルコール系樹脂を用いることとなるため、耐久性が低下しやすくなる。よって、前記重合度の差は、５０００以下であることが好ましく、４０００以下であることがより好ましい。特に偏光度が９９．９０％以上の偏光子では光学特性のムラが顕在しやすくなるため、本願の構成のように微小領域を分散することでこのムラを低減することができる。

なお、ポリビニルアルコール系樹脂のケン化度は、通常、９０モル％以上、好ましくは９５モル％以上、より好ましくは９８モル％以上である。ケン化度は、ケン化によりビニルアルコール単位に変換され得る単位の中で、実際にビニルアルコール単位にケン化されている単位の割合を表したものであり、残基はビニルエステル単位である。ケン化度は、ＪＩＳ Ｋ００７０‐１９９２に記載の方法により測定を行った。

微小領域３を形成する材料は、等方性か複屈折を有するかは特に限定されるものではないが、複屈折材料が好ましい。また複屈折材料は、少なくとも配向処理時点で液晶性を示すもの（以下、液晶性材料という）が好ましく用いられる。すなわち、液晶性材料は、配向処理時点で液晶性を示していれば、形成された微小領域３においては液晶性を示していてもよく、液晶性を喪失していてもよい。

微小領域３を形成する複屈折材料（液晶性材料）は、ネマチック液晶性、スメクチック液晶性、コレステリック液晶性のいずれでもよく、またリオトロピック液晶性のものでもよい。また、複屈折材料は、液晶性熱可塑樹脂でもよく、液晶性単量体の重合により形成されていてもよい。液晶性材料が液晶性熱可塑樹脂の場合には、最終的に得られる構造体の耐熱性の観点から、ガラス転移温度の高いものが好ましい。少なくとも室温ではガラス状態であるものを用いるのが好ましい。液晶性熱可塑性樹脂は、通常、加熱により配向し、冷却して固定させて、液晶性を維持したまま微小領域３を形成する。液晶性単量体は配合後に、重合、架橋等により固定した状態で微小領域３を形成させることができるが、形成した微小領域３では液晶性が喪失されてしまうものがある。

前記液晶性熱可塑性樹脂としては、主鎖型、側鎖型またはこれらの複合型の各種骨格のポリマーを特に制限なく使用できる。主鎖型の液晶ポリマーとしては、芳香族単位等からなるメソゲン基を結合した構造を有する縮合系のポリマー、例えば、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリカーボネート系、ポリエステルイミド系などのポリマーがあげられる。メソゲン基となる前記芳香族単位としては、フェニル系、ビフェニル系、ナフタレン系のものがあげられ、これら芳香族単位は、シアノ基、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン基等の置換基を有していてもよい。

側鎖型の液晶ポリマーとしては、ポリアクリレート系、ポリメタクリレート系、ポリ−α−ハロ−アクリレート系、ポリ−α−ハロ−シアノアクリレート系、ポリアクリルアミド系、ポリシロキサン系、ポリマロネート系の主鎖を骨格とし、側鎖に環状単位等からなるメソゲン基を有するものがあげられる。メソゲン基となる前記環状単位としては、例えば、ビフェニル系、フェニルベンゾエート系、フェニルシクロヘキサン系、アゾキシベンゼン系、アゾメチン系、アゾベンゼン系、フェニルピリミジン系、ジフェニルアセチレン系、ジフェニルベンゾエート系、ビシクロへキサン系、シクロヘキシルベンゼン系、ターフェニル系等があげられる。なお、これら環状単位の末端は、例えば、シアノ基、アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、ハロゲン基、ハロアルキル基、ハロアルコキシ基、ハロアルケニル基等の置換基を有していてもよい。またメソゲン基のフェニル基は、ハロゲン基を有するものを用いることができる。

また、いずれの液晶ポリマーのメソゲン基も屈曲性を付与するスペーサ部を介して結合していてもよい。スペーサ部としては、ポリメチレン鎖、ポリオキシメチレン鎖等があげられる。スペーサ部を形成する構造単位の繰り返し数は、メソゲン部の化学構造により適宜に決定されるがポリメチレン鎖の繰り返し単位は０〜２０、好ましくは２〜１２、ポリオキシメチレン鎖の繰り返し単位は０〜１０、好ましくは１〜３である。

前記液晶性熱可塑樹脂は、ガラス転移温度５０℃以上、さらには８０℃以上であることが好ましい。また、重量平均分子量が２千〜１０万程度のものが好ましい。

液晶性単量体としては、末端にアクリロイル基、メタクリロイル基等の重合性官能基を有し、これに前記環状単位等からなるメソゲン基、スペーサ部を有するものがあげられる。また重合性官能基として、アクリロイル基、メタアクリロイル基等を２つ以上有するものを用いて架橋構造を導入して耐久性を向上させることもできる。

微小領域３を形成する材料は、前記液晶性材料に全てが限定されるものではなく、マトリクス材料と異なる素材であれば、非液晶性の樹脂を用いることができる。樹脂としては、ポリビニルアルコール系樹脂とその誘導体、ポリオレフィン、ポリアリレート、ポリメタクリレート、ポリアクリルアミド、ポリエチレンテレフタレート、アクリルスチレン共重合体などがあげられる。また微小領域３を形成する材料としては、複屈折を持たない粒子などを用いることができる。当該微粒子としては、例えば、ポリアクリレート、アクリルスチレン共重合体などの樹脂があげられる。微粒子のサイズは特に制限されないが、０．０５〜５００μｍ、好ましくは０．５〜１００μｍの粒子径のものが用いられる。微小領域３を形成する材料は、前記液晶性材料が好ましいが、前記液晶性材料には非液晶性材料を混入して用いることができる。さらには微小領域３を形成する材料にて、非液晶性材料を単独で使用することもできる。

本発明の偏光子は、ヨウ素系吸光体２を含有する、前記ポリビニルアルコール系樹脂混合物１によりマトリクスを形成したフィルムを作成するとともに、当該マトリクス中に、微小領域３（例えば、液晶性材料により形成された、配向された複屈折材料）を分散させる。また、フィルム中において、前記△ｎ¹方向の屈折率差（△ｎ¹）、△ｎ²方向の屈折率差（△ｎ²）が前記範囲になるように制御する。

かかる本発明の偏光子の製造工程は、特に制限されないが、例えば、
（１）マトリクスとなるポリビニルアルコール系樹脂混合物に、微小領域となる材料（以下、微小領域となる材料として液晶性材料を用いた場合を代表例として説明する。他の材料の場合も液晶性材料に準ずる。）が分散された混合溶液を製造する工程、
（２）前記（１）の混合溶液をフィルム化する工程、
（３）前記（２）で得られたフィルムを延伸する工程、
（４）前記マトリクスとなるポリビニルアルコール系樹脂混合物に、ヨウ素系吸光体を分散させる（染色する）工程、
を施すことにより得られる。なお、工程（１）乃至（４）の順序は適宜に決定できる。

前記工程（１）では、まず、マトリクスを形成するポリビニルアルコール系樹脂混合物に、微小領域となる液晶性材料を分散した混合溶液を調製する。当該混合溶液の調製法は、特に制限されないが、前記マトリクス成分（ポリビニルアルコール系樹脂混合物）と液晶性材料の相分離現象を利用する方法があげられる。例えば、液晶性材料としてマトリクス成分とは相溶しにくい材料を選択し、マトリクス成分の水溶液に液晶性材料を形成する材料の溶液を界面活性剤などの分散剤を介して分散させる方法などあげられる。前記混合溶液の調製において、マトリクスを形成するポリビニルアルコール系樹脂混合物と微小領域となる液晶材料の組み合わせによっては分散剤を入れなくてもよい。マトリクス中に分散させる液晶性材料の使用量は、特に制限されないが、ポリビニルアルコール系樹脂混合物１００重量部に対して、液晶性材料を０．０１〜１００重量部、好ましくは０．１〜１０重量部である。液晶性材料は溶媒に溶解し、または溶解することなく用いられる。溶媒としては、例えば、水、トルエン、キシレン、ヘキサン、シクロヘキサン、ジクロロメタン、トリクロロメタン、ジクロロエタン、トリクロロエタン、テトラクロロエタン、トリクロロエチレン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、テトラヒドロフラン、酢酸エチル等があげられる。マトリクス成分の溶媒と、液晶性材料の溶媒とは同一でもよく異種でもよい。

前記工程（２）において、フィルム形成後の乾燥工程で発泡を低減させるためには、工程（１）における混合溶液の調製において、微小領域を形成する液晶性材料を溶解するための溶媒を用いない方が好ましい。例えば、溶媒を用いない場合には、マトリクスを形成するポリビニルアルコール系樹脂混合物の水溶液に液晶性材料を直接添加し、液晶性材料をより小さく均一に分散させるために液晶温度範囲以上で加熱し分散させる方法等などがあげられる。

なお、マトリクス成分の溶液、液晶性材料の溶液、または混合溶液中には、分散剤、界面活性剤、紫外線吸収剤、難燃剤、酸化防止剤、可塑剤、離型剤、滑剤、着色剤等の各種の添加剤を本発明の目的を阻害しない範囲で含有させることができる。

前記混合溶液をフィルム化する工程（２）では、前記混合溶液を加熱乾燥し、溶媒を除去することにより、マトリクス中に微小領域が分散されたフィルムを作成する。フィルムの形成方法としては、キャスティング法、押出成形法、射出成形法、ロール成形法、流延成形法などの各種の方法を採用できる。フィルム成形にあたっては、フィルム中の微小領域のサイズが、最終的に△ｎ²方向が０．０５〜５００μｍになるように制御する。混合溶液の粘度、混合溶液の溶媒の選択、組み合わせ、分散剤、混合溶媒の熱プロセス（冷却速度）、乾燥速度を調整することにより、微小領域の大きさや分散性を制御することができる。例えば、マトリクスを形成する高せん断力のかかるような高粘度のポリビニルアルコール系樹脂混合物と微小領域となる液晶性材料の混合溶液を液晶温度範囲以上に加熱しながらホモミキサー等の撹拌機により分散させることによって微小領域を、より小さく分散させることができる。

前記フィルムを延伸する工程（３）は、フィルムを延伸することにより行うことができる。延伸は、一軸延伸、二軸延伸、斜め延伸などがあげられるが、通常、一軸延伸を行う。延伸方法は、空気中での乾式延伸、水系浴中での湿式延伸のいずれでもよい。湿式延伸延を採用する場合には、水系浴中に、適宜に添加剤（ホウ酸等のホウ素化合物，アルカリ金属のヨウ化物等）を含有させることができる。延伸倍率は特に制限されないが、通常、２〜１０倍程度とするのが好ましい。

かかる延伸により、ヨウ素系吸光体を延伸軸方向に配向させることができる。また、微小領域において複屈折材料となる液晶性材料は、上記延伸により微小領域中で延伸方向に配向され複屈折を発現させる。

微小領域は延伸に応じて変形することが望ましい。微小領域が非液晶性材料の場合は延伸温度が樹脂のガラス転移温度付近、微小領域が液晶性材料の場合は延伸時の温度で液晶性材料がネマチック相またはスメクチック相等の液晶状態または等方相状態になる温度を選択するのが望ましい。延伸時点で配向が不十分な場合には、別途、加熱配向処理などの工程を加えてもよい。

液晶性材料の配向には上記延伸に加え、電場や磁場などの外場を用いてもよい。また液晶性材料にアゾベンゼンなどの光反応性物質を混合したり、液晶性材料にシンナモイル基等の光反応性基を導入したものを用い、これを光照射などの配向処理によって配向させてもよい。さらには延伸処理と以上に述べた配向処理を併用することもできる。液晶性材料が、液晶性熱可塑樹脂の場合には、延伸時に配向させた後、室温に冷却させることにより配向が固定化され安定化される。液晶性単量体は、配向していれば目的の光学特性が発揮されるため、必ずしも硬化している必要はない。だたし、液晶性単量体で等方転移温度が低いものは、少し温度がかかることにより等方状態になってしまう。こうなると異方散乱でなくなって、逆に偏光性能が悪くなくので、このような場合には硬化させるのが好ましい。また液晶性単量体には室温で放置すると結晶化するものが多くあり、こうなると異方散乱でなくなって、逆に偏光性能が悪くなくので、このような場合にも硬化させるのが好ましい。かかる観点からすれば、配向状態をどのような条件下においても安定に存在させるためには、液晶性単量体を硬化することが好ましい。液晶性単量体の硬化は、例えば、光重合開始剤と混合してマトリクス成分の溶液中に分散し、配向後、いずれかのタイミング（ヨウ素系吸光体による染色前、染色後）において紫外線等を照射して硬化し、配向を安定化させる。望ましくは、ヨウ素系吸光体による染色前である。

前記マトリクスとなるポリビニルアルコール系樹脂混合物に、ヨウ素系吸光体を分散させる工程（４）は、一般には、ヨウ素をヨウ化カリウム等のアルカリ金属のヨウ化物等の助剤とともに溶解させた水系浴に前記フィルムを浸漬する方法があげられる。前述したように、マトリクス中に分散されたヨウ素とマトリクス樹脂との相互作用によりヨウ素系吸光体が形成される。浸漬させるタイミングとしては、前記延伸工程（３）の前でも後でもよい。ヨウ素系吸光体は、一般に延伸工程を経ることによって著しく形成される。ヨウ素を含有する水系浴の濃度、アルカリ金属のヨウ化物などの助剤の割合は特に制限されず、一般的なヨウ素染色法を採用でき、前記濃度等は任意に変更することができる。

また得られる偏光子中におけるヨウ素の割合は特に制限されないが、ポリビニルアルコール系樹脂混合物とヨウ素の割合が、ポリビニルアルコール系樹脂混合物１００重量部に対して、ヨウ素が０．０５〜５０重量部程度、さらには０．１〜１０重量部となるように制御するのが好ましい。

偏光子の作成にあたっては、前記工程（１）乃至（４）の他に、様々な目的のための工程（５）を施すことができる。工程（５）としては、例えば、主にフィルムのヨウ素染色効率を向上させる目的として、水浴にフィルムを浸漬して膨潤させる工程があげられる。また、任意の添加物を溶解させた水浴に浸漬する工程等があげられる。主にポリビニルアルコール系樹脂混合物（マトリクス）に架橋を施す目的のため、ホウ酸、ホウ砂などの添加剤を含有する水溶液にフィルムを浸漬する工程があげられる。また、主に、分散したヨウ素系吸光体の量バランスを調節し、色相を調節することを目的として、アルカリ金属のヨウ化物などの添加剤を含有する水溶液にフィルムを浸漬する工程があげられる。

前記フィルムを配向（延伸）延伸する工程（３）、マトリクス樹脂にヨウ素系吸光体を分散染色する工程（４）および上記工程（５）は、工程（３）、（４）が少なくとも１回ずつあれば、工程の回数、順序、条件（浴温度や浸漬時間など）は任意に選択でき、各工程は別々に行ってもよく、複数の工程を同時に行ってもよい。例えば、工程（５）の架橋工程と延伸工程（３）を同時に行ってもよい。

また、染色に用いるヨウ素系吸光体や、架橋に用いるホウ酸などは、上記のようにフィルムを水溶液への浸漬させることによって、フィルム中へ浸透させる方法の代わりに、工程（１）において混合溶液を調製前または調製後で、工程（２）のフィルム化前に任意の種類、量を添加する方法を採用することもできる。また両方法を併用してもよい。ただし、工程（３）において、延伸時等に高温（例えば８０℃以上）にする必要がある場合であって、ヨウ素系吸光体が該温度で劣化してしまう場合には、ヨウ素系吸光体を分散染色する工程（４）は工程（３）の後にするのが望ましい。

以上の処理をしたフィルムは、適当な条件で乾燥されることが望ましい。乾燥は常法に従って行われる。

得られた偏光子（フィルム）の厚さは特に制限されないが、通常、１μｍから３ｍｍ、好ましくは５μｍから１ｍｍ、さらに好ましくは１０〜５００μｍである。

このようにして得られた偏光子は、通常、延伸方向において、微小領域を形成する複屈折材料の屈折率とマトリクス樹脂の屈折率の大小関係は特になく、延伸方向が△ｎ¹方向になっている。延伸軸と直交する二つの垂直方向は△ｎ²方向となっている。また、ヨウ素系吸光体は延伸方向が、最大吸収を示す方向になっており、吸収＋散乱の効果が最大限発現された偏光子になっている。

本発明によって得られた偏光子は、既存の吸収型偏光板と同様の機能を有するため、吸収型偏光板を用いた様々な応用分野へ何ら変更することなく用いることができる。

本発明の偏光子は、透過方向の直線偏光に対する透過率が８０％以上、かつヘイズ値が５％以下であり、吸収方向の直線偏光に対するヘイズ値が３０％以上であることが好ましい。

前記透過率、ヘイズ値を有する本発明のヨウ系偏光子は、透過方向の直線偏光に対しては高い透過率と良好な視認性を保有し、かつ吸収方向の直線偏光に対しては強い光拡散性を有している。したがって、簡便な方法にて、他の光学特性を犠牲にすることなく、高透過率、かつ高偏光度を有し、黒表示の際の透過率のムラを抑えることができる。

本発明の偏光子は、透過方向の直線偏光、すなわち前記ヨウ素系吸光体の最大吸収方向とは直交する方向の直線偏光に対しては、可及的に高い透過率を有するものが好ましく、入射した直線偏光の光強度を１００としたとき８０％以上の光線透過率を有することが好ましい。光線透過率は８５％以上がより好ましく、さらには光線透過率８８％以上であるのが好ましい。ここで光線透過率は、積分球付き分光光度計を用いて測定された３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの分光透過率よりＣＩＥ１９３１ ＸＹＺ表色系に基づき算出したＹ値に相当する。なお、偏光子の表裏面の空気界面により約８％〜１０％が反射されるため、理想的極限は１００％からこの表面反射分を差し引いたものとなる。

また、偏光子は透過方向の直線偏光は表示画像の視認性の明瞭性の観点より散乱されないことが望ましい。そのため、透過方向の直線偏光に対するヘイズ値は、５％以下であることが好ましい。より好ましくは３％以下、さらに好ましくは１％以下である。一方、偏光子は吸収方向の直線偏光、すなわち前記ヨウ素系吸光体の最大吸収方向の直線偏光は局所的な透過率バラツキによるムラを散乱により隠蔽する観点より強く散乱されることが望ましい。そのため、吸収方向の直線偏光に対するヘイズ値は３０％以上であることが好ましい。より好ましくは４０％以上、さらに好ましくは５０％以上である。なお、ヘイズ値は、ＪＩＳ Ｋ ７１３６ （プラスチック−透明材料のへーズの求め方）に基づいて測定した値である。

得られた偏光子は、常法に従って、その少なくとも片面に透明保護層を設けた偏光板とすることができる。透明保護層はポリマーによる塗布層として、またはフィルムのラミネート層等として設けることができる。透明保護層を形成する、透明ポリマーまたはフィルム材料としては、適宜な透明材料を用いうるが、透明性や機械的強度、熱安定性や水分遮断性などに優れるものが好ましく用いられる。前記透明保護層を形成する材料としては、例えばポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレート等のポリエステル系ポリマー、二酢酸セルロースや三酢酸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、ポリスチレンやアクリロニトリル・スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）等のスチレン系ポリマー、ポリカーボネート系ポリマーなどがあげられる。また、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ポリオレフィン、エチレン・プロピレン共重合体の如きポリオレフィン系ポリマー、塩化ビニル系ポリマー、ナイロンや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、あるいは前記ポリマーのブレンド物なども前記透明保護層を形成するポリマーの例としてあげられる。

また、特開２００１−３４３５２９号公報（ＷＯ０１／３７００７）に記載のポリマーフィルム、例えば、（Ａ）側鎖に置換および／または非置換イミド基を有する熱可塑性樹脂と、（Ｂ）側鎖に置換および／非置換フェニルならびにニトリル基を有する熱可塑性樹脂を含有する樹脂組成物があげられる。具体例としてはイソブチレンとＮ−メチルマレイミドからなる交互共重合体とアクリロニトリル・スチレン共重合体とを含有する樹脂組成物のフィルムがあげられる。フィルムは樹脂組成物の混合押出品などからなるフィルムを用いることができる。

偏光特性や耐久性などの点より、特に好ましく用いることができる透明保護層は、表面をアルカリなどでケン化処理したトリアセチルセルロースフィルムである。透明保護層の厚さは、任意であるが一般には偏光板の薄型化などを目的に５００μｍ以下、さらには１〜３００μｍ、特に５〜３００μｍが好ましい。なお、偏光子の両側に透明保護層を設ける場合は、その表裏で異なるポリマー等からなる透明保護フィルムを用いることができる。

また、透明保護フィルムは、できるだけ色付きがないことが好ましい。したがって、Ｒｔｈ＝（ｎｘ−ｎｚ）・ｄ（ただし、ｎｘはフィルム平面内の遅相軸方向の屈折率、ｎｚはフィルム厚方向の屈折率、ｄはフィルム厚みである）で表されるフィルム厚み方向の位相差値が−９０ｎｍ〜＋７５ｎｍである保護フィルムが好ましく用いられる。かかる厚み方向の位相差値（Ｒｔｈ）が−９０ｎｍ〜＋７５ｎｍのものを使用することにより、保護フィルムに起因する偏光板の着色（光学的な着色）をほぼ解消することができる。厚み方向位相差値（Ｒｔｈ）は、さらに好ましくは−８０ｎｍ〜＋６０ｎｍ、特に−７０ｎｍ〜＋４５ｎｍが好ましい。

前記透明保護フィルムの偏光子を接着させない面には、ハードコート層や反射防止処理、スティッキング防止や、拡散ないしアンチグレアを目的とした処理を施したものであってもよい。

ハードコート処理は偏光板表面の傷付き防止などを目的に施されるものであり、例えばアクリル系、シリコーン系などの適宜な紫外線硬化型樹脂による硬度や滑り特性等に優れる硬化皮膜を透明保護フィルムの表面に付加する方式などにて形成することができる。反射防止処理は偏光板表面での外光の反射防止を目的に施されるものであり、従来に準じた反射防止膜などの形成により達成することができる。また、スティッキング防止処理は隣接層との密着防止を目的に施される。

またアンチグレア処理は偏光板の表面で外光が反射して偏光板透過光の視認を阻害することの防止等を目的に施されるものであり、例えばサンドブラスト方式やエンボス加工方式による粗面化方式や透明微粒子の配合方式などの適宜な方式にて透明保護フィルムの表面に微細凹凸構造を付与することにより形成することができる。前記表面微細凹凸構造の形成に含有させる微粒子としては、例えば平均粒径が０．５〜５０μｍのシリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、酸化錫、酸化インジウム、酸化カドミウム、酸化アンチモン等からなる導電性のこともある無機系微粒子、架橋又は未架橋のポリマー等からなる有機系微粒子などの透明微粒子が用いられる。表面微細凹凸構造を形成する場合、微粒子の使用量は、表面微細凹凸構造を形成する透明樹脂１００重量部に対して一般的に２〜５０重量部程度であり、５〜２５重量部が好ましい。アンチグレア層は偏光板透過光を拡散して視角などを拡大するための拡散層（視角拡大機能など）を兼ねるものであってもよい。

なお、前記反射防止層、スティッキング防止層、拡散層やアンチグレア層等は、透明保護フィルムそのものに設けることができるほか、別途光学層として透明保護層とは別体のものとして設けることもできる。

前記偏光子と透明保護フィルムとの接着処理には、接着剤が用いられる。接着剤としては、イソシアネート系接着剤、ポリビニルアルコール系樹脂系接着剤、ゼラチン系接着剤、ビニル系ラテックス系、水系ポリエステル等を例示できる。前記接着剤は、通常、水溶液からなる接着剤として用いられ、通常、０．５〜６０重量％の固形分を含有してなる。

本発明の偏光板は、前記透明保護フィルムと偏光子を、前記接着剤を用いて貼り合わせることにより製造する。接着剤の塗布は、透明保護フィルム、偏光子のいずれに行ってもよく、両者に行ってもよい。貼り合わせ後には、乾燥工程を施し、塗布乾燥層からなる接着層を形成する。偏光子と透明保護フィルムの貼り合わせは、ロールラミネーター等により行うことができる。接着層の厚さは、特に制限されないが、通常０．１〜５μｍ程度である。

本発明の偏光板は、実用に際して他の光学層と積層した光学フィルムとして用いることができる。その光学層については特に限定はないが、例えば反射板や半透過板、位相差板（１／２や１／４等の波長板を含む）、視角補償フィルムなどの液晶表示装置等の形成に用いられることのある光学層を１層または２層以上用いることができる。特に、本発明の偏光板に更に反射板または半透過反射板が積層されてなる反射型偏光板または半透過型偏光板、偏光板に更に位相差板が積層されてなる楕円偏光板または円偏光板、偏光板に更に視角補償フィルムが積層されてなる広視野角偏光板、あるいは偏光板に更に輝度向上フィルムが積層されてなる偏光板が好ましい。

反射型偏光板は、偏光板に反射層を設けたもので、視認側（表示側）からの入射光を反射させて表示するタイプの液晶表示装置などを形成するためのものであり、バックライト等の光源の内蔵を省略できて液晶表示装置の薄型化を図りやすいなどの利点を有する。反射型偏光板の形成は、必要に応じ透明保護層等を介して偏光板の片面に金属等からなる反射層を付設する方式などの適宜な方式にて行うことができる。

反射型偏光板の具体例としては、必要に応じマット処理した透明保護フィルムの片面に、アルミニウム等の反射性金属からなる箔や蒸着膜を付設して反射層を形成したものなどがあげられる。また前記透明保護フィルムに微粒子を含有させて表面微細凹凸構造とし、その上に微細凹凸構造の反射層を有するものなどもあげられる。前記した微細凹凸構造の反射層は、入射光を乱反射により拡散させて指向性やギラギラした見栄えを防止し、明暗のムラを抑制しうる利点などを有する。また微粒子含有の透明保護フィルムは、入射光及びその反射光がそれを透過する際に拡散されて明暗ムラをより抑制しうる利点なども有している。透明保護フィルムの表面微細凹凸構造を反映させた微細凹凸構造の反射層の形成は、例えば真空蒸着方式、イオンプレーティング方式、スパッタリング方式等の蒸着方式やメッキ方式などの適宜な方式で金属を透明保護層の表面に直接付設する方法などにより行うことができる。

反射板は前記の偏光板の透明保護フィルムに直接付与する方式に代えて、その透明フィルムに準じた適宜なフィルムに反射層を設けてなる反射シートなどとして用いることもできる。なお反射層は、通常、金属からなるので、その反射面が透明保護フィルムや偏光板等で被覆された状態の使用形態が、酸化による反射率の低下防止、ひいては初期反射率の長期持続の点や、保護層の別途付設の回避の点などより好ましい。

なお、半透過型偏光板は、上記において反射層で光を反射し、かつ透過するハーフミラー等の半透過型の反射層とすることにより得ることができる。半透過型偏光板は、通常液晶セルの裏側に設けられ、液晶表示装置などを比較的明るい雰囲気で使用する場合には、視認側（表示側）からの入射光を反射させて画像を表示し、比較的暗い雰囲気においては、半透過型偏光板のバックサイドに内蔵されているバックライト等の内蔵光源を使用して画像を表示するタイプの液晶表示装置などを形成できる。すなわち、半透過型偏光板は、明るい雰囲気下では、バックライト等の光源使用のエネルギーを節約でき、比較的暗い雰囲気下においても内蔵光源を用いて使用できるタイプの液晶表示装置などの形成に有用である。

偏光板に更に位相差板が積層されてなる楕円偏光板または円偏光板について説明する。直線偏光を楕円偏光または円偏光に変えたり、楕円偏光または円偏光を直線偏光に変えたり、あるいは直線偏光の偏光方向を変える場合に、位相差板などが用いられる。特に、直線偏光を円偏光に変えたり、円偏光を直線偏光に変える位相差板としては、いわゆる１／４波長板（λ／４板とも言う）が用いられる。１／２波長板（λ／２板とも言う）は、通常、直線偏光の偏光方向を変える場合に用いられる。

楕円偏光板はスーパーツイストネマチック（ＳＴＮ）型液晶表示装置の液晶層の複屈折により生じた着色（青又は黄）を補償（防止）して、前記着色のない白黒表示する場合などに有効に用いられる。更に、三次元の屈折率を制御したものは、液晶表示装置の画面を斜め方向から見た際に生じる着色も補償（防止）することができて好ましい。円偏光板は、例えば画像がカラー表示になる反射型液晶表示装置の画像の色調を整える場合などに有効に用いられ、また、反射防止の機能も有する。上記した位相差板の具体例としては、ポリカーボネート、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリプロピレンやその他のポリオレフィン、ポリアリレート、ポリアミドの如き適宜なポリマーからなるフィルムを延伸処理してなる複屈折性フィルムや液晶ポリマーの配向フィルム、液晶ポリマーの配向層をフィルムにて支持したものなどがあげられる。位相差板は、例えば各種波長板や液晶層の複屈折による着色や視角等の補償を目的としたものなどの使用目的に応じた適宜な位相差を有するものであってよく、２種以上の位相差板を積層して位相差等の光学特性を制御したものなどであってもよい。

また上記の楕円偏光板や反射型楕円偏光板は、偏光板又は反射型偏光板と位相差板を適宜な組合せで積層したものである。かかる楕円偏光板等は、（反射型）偏光板と位相差板の組合せとなるようにそれらを液晶表示装置の製造過程で順次別個に積層することによっても形成しうるが、前記の如く予め楕円偏光板等の光学フィルムとしたものは、品質の安定性や積層作業性等に優れて液晶表示装置などの製造効率を向上させうる利点がある。

視角補償フィルムは、液晶表示装置の画面を、画面に垂直でなくやや斜めの方向から見た場合でも、画像が比較的鮮明にみえるように視野角を広げるためのフィルムである。このような視角補償位相差板としては、例えば位相差フィルム、液晶ポリマー等の配向フィルムや透明基材上に液晶ポリマー等の配向層を支持したものなどからなる。通常の位相差板は、その面方向に一軸に延伸された複屈折を有するポリマーフィルムが用いられるのに対し、視角補償フィルムとして用いられる位相差板には、面方向に二軸に延伸された複屈折を有するポリマーフィルムとか、面方向に一軸に延伸され厚さ方向にも延伸された厚さ方向の屈折率を制御した複屈折を有するポリマーや傾斜配向フィルムのような二方向延伸フィルムなどが用いられる。傾斜配向フィルムとしては、例えばポリマーフィルムに熱収縮フィルムを接着して加熱によるその収縮力の作用下にポリマーフィルムを延伸処理又は／及び収縮処理したものや、液晶ポリマーを斜め配向させたものなどが挙げられる。位相差板の素材原料ポリマーは、先の位相差板で説明したポリマーと同様のものが用いられ、液晶セルによる位相差に基づく視認角の変化による着色等の防止や良視認の視野角の拡大などを目的とした適宜なものを用いうる。

また良視認の広い視野角を達成する点などより、液晶ポリマーの配向層、特にディスコティック液晶ポリマーの傾斜配向層からなる光学的異方性層をトリアセチルセルロースフィルムにて支持した光学補償位相差板が好ましく用いうる。

偏光板と輝度向上フィルムを貼り合わせた偏光板は、通常液晶セルの裏側サイドに設けられて使用される。輝度向上フィルムは、液晶表示装置などのバックライトや裏側からの反射などにより自然光が入射すると所定偏光軸の直線偏光または所定方向の円偏光を反射し、他の光は透過する特性を示すもので、輝度向上フィルムを偏光板と積層した偏光板は、バックライト等の光源からの光を入射させて所定偏光状態の透過光を得ると共に、前記所定偏光状態以外の光は透過せずに反射される。この輝度向上フィルム面で反射した光を更にその後ろ側に設けられた反射層等を介し反転させて輝度向上フィルムに再入射させ、その一部又は全部を所定偏光状態の光として透過させて輝度向上フィルムを透過する光の増量を図ると共に、偏光子に吸収させにくい偏光を供給して液晶表示画像表示等に利用しうる光量の増大を図ることにより輝度を向上させうるものである。

また偏光板は、上記の偏光分離型偏光板の如く、偏光板と２層又は３層以上の光学層とを積層したものからなっていてもよい。従って、上記の反射型偏光板や半透過型偏光板と位相差板を組み合わせた反射型楕円偏光板や半透過型楕円偏光板などであってもよい。

偏光板に前記光学層を積層した光学フィルムは、液晶表示装置等の製造過程で順次別個に積層する方式にても形成することができるが、予め積層して光学フィルムとしたものは、品質の安定性や組立作業等に優れていて液晶表示装置などの製造工程を向上させうる利点がある。積層には粘着層等の適宜な接着手段を用いうる。前記の偏光板やその他の光学フィルムの接着に際し、それらの光学軸は目的とする位相差特性などに応じて適宜な配置角度とすることができる。

前述した偏光板や、偏光板を少なくとも１層積層されている光学フィルムには、液晶セル等の他部材と接着するための粘着層を設けることもできる。粘着層を形成する粘着剤は特に制限されないが、例えばアクリル系重合体、シリコーン系ポリマー、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリエーテル、フッ素系やゴム系などのポリマーをベースポリマーとするものを適宜に選択して用いることができる。特に、アクリル系粘着剤の如く光学的透明性に優れ、適度な濡れ性と凝集性と接着性の粘着特性を示して、耐候性や耐熱性などに優れるものが好ましく用いうる。

また上記に加えて、吸湿による発泡現象や剥がれ現象の防止、熱膨張差等による光学特性の低下や液晶セルの反り防止、ひいては高品質で耐久性に優れる液晶表示装置の形成性などの点より、吸湿率が低くて耐熱性に優れる粘着層が好ましい。

粘着層は、例えば天然物や合成物の樹脂類、特に、粘着性付与樹脂や、ガラス繊維、ガラスビーズ、金属粉、その他の無機粉末等からなる充填剤や顔料、着色剤、酸化防止剤などの粘着層に添加されることの添加剤を含有していてもよい。また微粒子を含有して光拡散性を示す粘着層などであってもよい。

偏光板や光学フィルムの片面又は両面への粘着層の付設は、適宜な方式で行いうる。その例としては、例えばトルエンや酢酸エチル等の適宜な溶剤の単独物又は混合物からなる溶媒にベースポリマーまたはその組成物を溶解又は分散させた１０〜４０重量％程度の粘着剤溶液を調製し、それを流延方式や塗工方式等の適宜な展開方式で偏光板上または光学フィルム上に直接付設する方式、あるいは前記に準じセパレータ上に粘着層を形成してそれを偏光板上または光学フィルム上に移着する方式などがあげられる。

粘着層は、異なる組成又は種類等のものの重畳層として偏光板や光学フィルムの片面又は両面に設けることもできる。また両面に設ける場合に、偏光板や光学フィルムの表裏において異なる組成や種類や厚さ等の粘着層とすることもできる。粘着層の厚さは、使用目的や接着力などに応じて適宜に決定でき、一般には１〜５００μｍであり、５〜２００μｍが好ましく、特に１０〜１００μｍが好ましい。

粘着層の露出面に対しては、実用に供するまでの間、その汚染防止等を目的にセパレータが仮着されてカバーされる。これにより、通例の取扱状態で粘着層に接触することを防止できる。セパレータとしては、上記厚さ条件を除き、例えばプラスチックフィルム、ゴムシート、紙、布、不織布、ネット、発泡シートや金属箔、それらのラミネート体等の適宜な薄葉体を、必要に応じシリコーン系や長鏡アルキル系、フッ素系や硫化モリブデン等の適宜な剥離剤でコート処理したものなどの、従来に準じた適宜なものを用いうる。

なお本発明において、上記した偏光板を形成する偏光子や透明保護フィルムや光学フィルム等、また粘着層などの各層には、例えばサリチル酸エステル系化合物やべンゾフェノール系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物やシアノアクリレート系化合物、ニッケル錯塩系化合物等の紫外線吸収剤で処理する方式などの方式により紫外線吸収能をもたせたものなどであってもよい。

本発明の偏光板または光学フィルムは液晶表示装置等の各種装置の形成などに好ましく用いることができる。液晶表示装置の形成は、従来に準じて行いうる。すなわち液晶表示装置は一般に、液晶セルと偏光板または光学フィルム、及び必要に応じての照明システム等の構成部品を適宜に組立てて駆動回路を組込むことなどにより形成されるが、本発明においては本発明による偏光板または光学フィルムを用いる点を除いて特に限定はなく、従来に準じうる。液晶セルについても、例えばＴＮ型やＳＴＮ型、π型などの任意なタイプのものを用いうる。

液晶セルの片側又は両側に偏光板または光学フィルムを配置した液晶表示装置や、照明システムにバックライトあるいは反射板を用いたものなどの適宜な液晶表示装置を形成することができる。その場合、本発明による偏光板または光学フィルムは液晶セルの片側又は両側に設置することができる。両側に偏光板または光学フィルムを設ける場合、それらは同じものであってもよいし、異なるものであってもよい。さらに、液晶表示装置の形成に際しては、例えば拡散板、アンチグレア層、反射防止膜、保護板、プリズムアレイ、レンズアレイシート、光拡散板、バックライトなどの適宜な部品を適宜な位置に１層又は２層以上配置することができる。

以下に、この発明の実施例を記載してより具体的に説明する。なお、以下において、部とあるのは重量部を意味する。

実施例１
（ポリビニルアルコール系樹脂混合物の水溶液の調製）
高重合度ポリビニルアルコール系樹脂（１）として、重合度３５００、ケン化度９８．５％のポリビニルアルコールを用いた。低重合度ポリビニルアルコール系樹脂（２）として、重合度５００、ケン化度９８．５％のポリビニルアルコールを用いた。前記（１）および（２）を、前記（１）：（２）＝７：３（重量比）で溶解した固形分１３重量％のポリビニルアルコール系樹脂混合物の水溶液を調製した。

（延伸フィルムの作成）
メソゲン基の両末端に一つずつアクリロイル基を有する液晶性単量体（ネマチック液晶温度範囲が６０〜１２５℃）と界面活性剤（花王製，エマゾールＬ１０）とを３０：１の重量比で配合した固形分３０重量％のテトラヒドロフラン溶液を調製した。前記ポリビニルアルコール系樹脂混合物の水溶液と、前記テトラヒドロフラン溶液とを、ポリビニルアルコール系樹脂混合物：液晶性単量体＝１００：３（重量比）になるように混合し、ホモミキサーにて撹拌して混合溶液を得た。続いて、当該混合溶液を９０℃に３０分間保持してテトラヒドロフランを揮発させ、室温（２３℃）に冷却後に、キャスト法にて塗工、続いて乾燥後に、白濁した厚さ７０μｍのフィルムを得た。このフィルムを１１０℃で３倍で一軸延伸処理して延伸フィルムを得た（この時点で作成された延伸フィルムをフィルムＡとする）。

フィルムＡは散乱異方性を有しており、延伸方向に平行な振動面を持つ偏光を入射した場合には光は散乱され、これに垂直な振動面を持つ偏光を入射した場合は光は散乱されなかった。フィルムＡを偏光顕微鏡観察したところ、ポリビニルアルコール系樹脂混合物のマトリクス中に無数に分散された液晶性単量体の微小領域が形成されていることが確認できた。この液晶性単量体は延伸方向に配向しており、微小領域の△ｎ²方向の平均サイズは５〜１０μｍであった。

マトリクスと微小領域の屈折率については、各々別々に測定した。測定は２０℃で行なった。まず、同一延伸条件（１１０℃で３倍延伸）で延伸したポリビニルアルコール系樹脂混合物フィルム単独の屈折率をアッベ屈折計（測定光５８９ｎｍ）で測定したところ、延伸方向（△ｎ¹方向）の屈折率＝１．５４，△ｎ²方向の屈折率＝１．５２であった。また液晶性単量体の屈折率（ｎ_e：異常光屈折率およびｎ_O：常光屈折率）を測定した。ｎ_Oは、垂直配向処理を施した高屈折率ガラス上に液晶性単量体を配向塗設し、アッベ屈折計（測定光５８９ｎｍ）で測定した。一方、水平配向処理した液晶セルに液晶性単量体を注入し、自動複屈折測定装置（王子計測機器株式会社製，自動複屈折計ＫＯＢＲＡ２１ＡＤＨ）にて位相差（Δｎ×ｄ）を測定し、また別途、光干渉法によりセルギャップを（ｄ）を測定し、位相差／セルギャップからΔｎを算出し、このΔｎとｎ_Oの和をｎ_eとした。ｎ_e（△ｎ¹方向の屈折率に相当）＝１．６５４、ｎ_O（△ｎ²方向の屈折率に相当）＝１．５２３，であった。従って、△ｎ¹＝１．６５４−１．５４＝０．１１４、△ｎ²＝１．５２３−１．５２＝０．００３と算出された。

（偏光子の作成）
続いて、フィルムＡを以下の各浴に順に浸漬した。すなわち、（イ）３０℃の水浴で膨潤、（ロ）３０℃のヨウ素：ヨウ化カリウム＝１：７（重量比）で溶解された水溶液（濃度０．３２重量％）で染色、（ハ）３０℃のホウ酸３重量％水溶液浴で架橋、（ニ）３０℃のヨウ化カリウム３重量％水溶液浴で色相調整を行い、本発明の偏光子を得た。

実施例２
（ポリビニルアルコール系樹脂混合物の水溶液の調製）
高重合度ポリビニルアルコール系樹脂（１）として、重合度３５００、ケン化度９８．５％のポリビニルアルコールを用いた。低重合度ポリビニルアルコール系樹脂（２）として、重合度２４００、ケン化度９８．５％のポリビニルアルコールを用いた。前記（１）および（２）を、前記（１）：（２）＝２：８（重量比）で溶解した固形分１３重量％を調製した。

（延伸フィルムおよび偏光子の作成）
実施例１において、ポリビニルアルコール系樹脂混合物の水溶液として、上記で調製したものを用いたこと以外は、実施例１と同様にして延伸フィルムおよび偏光子を作成した。

比較例１
実施例１において、ポリビニルアルコール系樹脂混合物の水溶液の代わりに、重合度２４００、ケン化度９８．５％の低重合度ポリビニルアルコール系樹脂の固形分１３重量％水溶液を用い、液晶性単量体を含有するテトラヒドロフラン溶液をポリビニルアルコール系樹脂水溶液に混合することなく、ポリビニルアルコール系樹脂水溶液を単独で用いたこと以外は、実施例１と同様にして延伸フィルムおよび偏光子を作成した。

比較例２
実施例１において、ポリビニルアルコール系樹脂混合物の水溶液の代わりに、重合度３５００、ケン化度９８．５％の高重合度ポリビニルアルコール系樹脂の固形分１３重量％水溶液を用い、液晶性単量体を含有するテトラヒドロフラン溶液をポリビニルアルコール系樹脂水溶液に混合することなく、ポリビニルアルコール系樹脂水溶液を単独で用いたこと以外は、実施例１と同様にして延伸フィルムおよび偏光子を作成した。

比較例３
実施例１において、液晶性単量体を含有するテトラヒドロフラン溶液をポリビニルアルコール系樹脂混合物の水溶液に混合することなく、ポリビニルアルコール系樹脂水溶液を単独で用いたこと以外は、実施例１と同様にして延伸フィルムおよび偏光子を作成した。

比較例４
実施例１において、ポリビニルアルコール系樹脂混合物の水溶液の代わりに、重合度２４００、ケン化度９８．５％の低重合度ポリビニルアルコール系樹脂の固形分１３重量％水溶液を用いたこと以外は、実施例１と同様にして延伸フィルムおよび偏光子を作成した。

（評価）
実施例及び比較例で得られた偏光子（サンプル）の光学特性を、積分球付き分光光度計（日立製作所製のＵ−４１００）にて測定した。各直線偏光に対する透過率はグラントムソンプリズム偏光子を通して得られた完全偏光を１００％として測定した。なお、透過率は、ＣＩＥ１９３１表色系に基づいて算出した、視感度補正したＹ値で示した。ｋ₁は最大透過率方向の直線偏光の透過率、ｋ₂はその直交方向の直線偏光の透過率を表す。

偏光度Ｐは、Ｐ＝｛（ｋ₁−ｋ₂）／（ｋ₁＋ｋ₂）｝×１００、で算出した。単体透過率Ｔは、Ｔ＝（ｋ₁＋ｋ₂）／２、で算出した。偏光度は９９．９０％以上が好ましく、９９．９３％以上がより好ましい。単体透過率は４２％以上であればよく、偏光度を下げることなく、４３．５％以上であることが好ましい。

（厚みムラ）
延伸フィルムの厚みムラを、一般に薄膜の厚み測定に用いられる市販のダイヤルゲージを用いてフィルムの両端部から等間隔に１０点の厚みを測定し、下記式より求めた値により、下記の基準で評価した。○：５％未満。△：５〜１０％。×：１０％超。
厚みムラ（％）＝｛（厚み最大値（μｍ）−厚み最小値（μｍ））／平均値（μｍ）｝×１００

（色相評価）
色相は、偏光子の色づきを議論するために、平行および直交状態のｂ値を用いて評価した。この値は、０に近いほど好ましい。ｂ値はＪＩＳ Ｚ ８７０１に基づき計算した。Ｘ，Ｙ，Ｚ値を用いて下記のように計算した値である。
ｂ＝７．０（Ｙ−０．８４７Ｚ）／√（Ｙ）
なお、平行状態のｂ値は白表示時における黄色っぽさ、直交状態のｂ値は黒表示時における青っぽさ、をそれぞれ示す。

上記表１に示す通り、実施例は比較例よりも光学特性、色相評価がいずれも良好である。

本発明の偏光子の一例を示す概念図である。

符号の説明

１ ポリビニルアルコール系樹脂混合物
２ ヨウ素系吸光体
３ 微小領域

Claims (15)

1. ヨウ素系吸光体を含有する、ポリビニルアルコール系樹脂により形成されるマトリクス中に、微小領域が分散された構造の延伸フィルムからなる偏光子であって、
   ポリビニルアルコール系樹脂は、重合度２６００以上の高重合度ポリビニルアルコール系樹脂（１）と重合度２６００未満の低重合度ポリビニルアルコール系樹脂（２）の混合物であり、
   前記マトリクスを形成するポリビニルアルコール系樹脂混合物と微小領域との屈折率差が、最大値を示す軸方向を△ｎ¹方向、△ｎ¹方向と直交する方向を△ｎ²方向とする場合、前記領域は、△ｎ²方向の長さが０．０５〜５００μｍであることを特徴とする偏光子。
2. 微小領域は、配向された複屈折材料により形成されていることを特徴とする請求項１記載の偏光子。
3. 複屈折材料は、少なくとも配向処理時点で液晶性を示すことを特徴とする請求項２記載の偏光子。
4. 微小領域の複屈折が０．０２以上であることを特徴とする請求項２または３記載の偏光子。
5. 微小領域を形成する複屈折材料と、ポリビニルアルコール系樹脂混合物との各光軸方向に対する屈折率差は、
   最大値を示す軸方向における屈折率差（△ｎ¹）が０．０３以上であり、
   かつ△ｎ¹ 方向と直交する二方向の軸方向における屈折率差（△ｎ²）が、前記△ｎ¹の５０％以下であることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の偏光子。
6. ヨウ素系吸光体は、その吸収軸が、△ｎ¹方向に配向していることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の偏光子。
7. ヨウ素系吸収体は、少なくとも４００〜７００ｎｍの波長帯域に吸収領域を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の偏光子。
8. 請求項１〜７のいずれかに記載の偏光子の少なくとも片面に、透明保護層を設けた偏光板。
9. 請求項１〜７のいずれかに記載の偏光子または請求項８記載の偏光板が、少なくとも１枚積層されていることを特徴とする光学フィルム。
10. 請求項１〜７のいずれかに記載の偏光子、請求項８記載の偏光板または請求項９記載の光学フィルムが用いられていることを特徴とする画像表示装置。
11. 請求項１〜７のいずれかに記載の偏光子を製造する方法であって、
    重合度２６００以上の高重合度ポリビニルアルコール系樹脂（１）と重合度２６００未満の低重合度ポリビニルアルコール系樹脂（２）の混合物に、当該混合物とは異なる材料が分散された混合溶液を調製する工程（１）、
    前記（１）の混合溶液から、前記混合物により形成されるマトリクス中に、前記混合物とは異なる材料が分散された構造のフィルムを得る工程（２）、
    前記（２）で得られたフィルムを延伸する工程（３）、および
    前記マトリクスとなるポリビニルアルコール系樹脂混合物に、ヨウ素系吸光体を分散させる工程（４）、
    を有する、偏光子の製造方法。
12. 工程（１）で調製した混合溶液が、分散剤を含有することを特徴とする請求項１１記載の偏光子の製造方法。
13. 工程（４）の後に、工程（３）を有することを特徴とする請求項１１または１２記載の偏光子の製造方法。
14. さらに、ホウ酸またはホウ砂によるフィルムの架橋工程を有することを特徴とする請求項１１〜１３のいずれかに記載の偏光子の製造方法。
15. さらに、工程（４）の後に、アルカリ金属のヨウ化物を含有する水溶液にフィルムを浸漬する工程を有することを特徴とする請求項１１〜１４のいずれかに記載の偏光子の製造方法。

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