JP2009205143A - 偏光板、及び液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】新規な広視野角偏光板を提供する。
【解決手段】少なくとも、第１及び第２の偏光子を有し、下記式（１）〜（３）を満足することを特徴とする偏光板である。
（１） ｋｘ₁＞ｋｙ₁＝ｋｚ₁
（２） ｋｚ₂＞ｋｙ₂
（３） （ｋｘ₁−ｋｙ₁）×ｄ₁＞（ｋｚ₂−ｋｙ₂）×ｄ₂
但し、偏光板の面内の互いに直交する軸がｘ軸及びｙ軸、並びにｘ−ｙ軸面に直交する軸がｚ軸であり、ｋｘ₁、ｋｙ₁及びｋｚ₁は、第１の偏光子のｘ軸、ｙ軸及びｚ軸方向それぞれの吸収係数であり、ｋｙ₂及びｋｚ₂は、第２の偏光子のｙ軸及びｚ軸方向それぞれの吸収係数であり、ｄ₁及びｄ₂はそれぞれ第１及び第２の偏光子の厚み（単位：ｎｍ）である。
【選択図】図１

Description

本発明は、偏光板を広視野角化する技術分野に属し、具体的には、広視野角偏光板及びそれを用いた液晶表示装置に関する。

透過型液晶表示装置には、通常、一対の偏光板が用いられ、互いの偏光軸を直交にして配置されている。しかし、２つの偏光板をそれらの偏光軸の交差角を直交にして重ねても、斜めから入射した光に対しては直交からずれてしまう。このことが、液晶表示装置の黒表示時における斜め方向の光漏れの一因となっている。従って、視野角特性の優れた液晶表示装置の提供のためには、偏光板の視野角依存性を解決することが重要である。従来、広視野角偏光板としては、偏光子と所定の光学特性を示す位相差層とを組み合わせることが種々提案されている（例えば、特許文献１）。また、透過軸方向の屈折率が所定の範囲の偏光子を利用することについても提案されている（特許文献２）。さらに、広視野角特性の偏光板として、面内に吸収を持つ偏光子に、垂直方向等に吸収を持つ偏光子を積層した偏光板についても提案されている（例えば、特許文献３及び４）。

特開２００１−３５００２２号公報 特開平１０−２６８２９４号公報 特開２００１−２４２３２０号公報 特表２００６−５０３３２５号公報

本発明は、新規な広視野角偏光板、及びそれを用いた視野角特性が改善された液晶表示装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するための手段は、以下の通りである。
［１］ 少なくとも、第１及び第２の偏光子を有し、下記式（１）〜（３）を満足することを特徴とする偏光板：
（１） ｋｘ₁＞ｋｙ₁＝ｋｚ₁
（２） ｋｚ₂＞ｋｙ₂
（３） （ｋｘ₁−ｋｙ₁）×ｄ₁＞（ｋｚ₂−ｋｙ₂）×ｄ₂
但し、偏光板の面内の互いに直交する軸がｘ軸及びｙ軸、並びにｘ−ｙ軸面に直交する軸がｚ軸であり、ｋｘ₁、ｋｙ₁及びｋｚ₁は、第１の偏光子のｘ軸、ｙ軸及びｚ軸方向それぞれの吸収係数であり、ｋｙ₂及びｋｚ₂は、第２の偏光子のｙ軸及びｚ軸方向それぞれの吸収係数であり、ｄ₁及びｄ₂はそれぞれ第１及び第２の偏光子の厚み（単位：ｎｍ）である。
［２］ 前記第２の偏光子が、下記式（２ａ）を満足することを特徴とする［１］の偏光板：
（２ａ） ｋｚ₂＞ｋｘ₂＝ｋｙ₂
但し、ｋｘ₂は、第２の偏光子のｘ軸方向の吸収係数である。
［３］ 前記第２の偏光子が、下記式を満足することを特徴とする［２］の偏光板：
５ｎｍ≦（ｋｚ₂−ｋｙ₂）×ｄ₂≦８０ｎｍ 。
［４］ 前記第２の偏光子が、下記式（２ｂ）を満足することを特徴とする［１］の偏光板：
（２ｂ） ｋｚ₂＝ｋｘ₂＞ｋｙ₂
但し、ｋｘ₂は、第２の偏光子のｘ軸方向の吸収係数である。
［５］ 前記第２の偏光子が、下記式を満足することを特徴とする［４］の偏光板：
５ｎｍ≦（ｋｚ₂−ｋｙ₂）×ｄ₂≦１００ｎｍ 。
［６］ 前記第２の偏光子が、可視光域の光に対する吸収能に異方性のある分子を含有することを特徴とする［１］〜［５］のいずれかの偏光板。
［７］ 少なくとも、液晶セルと、［１］〜［６］のいずれかの偏光板とを有する液晶表示装置。

本発明によれば、新規な広視野角偏光板、及びそれを用いた視野角特性が改善された液晶表示装置を提供することができる。また、本発明の広視野角偏光板の作製には、高屈折材料を用いることや、二軸性の位相差層を形成することが不要であり、容易に作製可能である。

本発明の説明のために用いた、偏光板の斜視図である。 本発明の偏光板の一例の断面模式図である。

以下、本発明について詳細に説明する。なお、本明細書において「〜」はその前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を示す。また、本明細書中、特に断らない限り、可視光域の波長λｎｍは、５５０ｎｍであるものとし、及び特に断らない限り屈折率や吸収係数の値は波長５５０ｎｍでの値で代表されるものとする。
本発明は、第１及び第２の偏光子を有し、下記式（１）〜（３）を満足することを特徴とする偏光板に関する。
（１） ｋｘ₁＞ｋｙ₁＝ｋｚ₁
（２） ｋｚ₂＞ｋｙ₂
（３） （ｋｘ₁−ｋｙ₁）×ｄ₁＞（ｋｚ₂−ｋｙ₂）×ｄ₂
但し、図１の斜視図に示す通り、偏光板の面内の互いに直交する軸がｘ軸及びｙ軸とし、並びにｘ−ｙ軸面に直交する軸がｚ軸とする。ｋｘ₁、ｋｙ₁及びｋｚ₁は、第１の偏光子のｘ軸、ｙ軸及びｚ軸方向それぞれの吸収係数であり、ｋｙ₂及びｋｚ₂は、第２の偏光子のｙ軸及びｚ軸方向それぞれの吸収係数であり、ｄ₁及びｄ₂はそれぞれ第１及び第２の偏光子の厚み（単位：ｎｍ）である。

液晶表示装置に用いられる一般的な吸収型偏光子は、一方向の振動方向を持った光を吸収し、それに直交する方向の振動方向を持った光、即ち直線偏光、に変換する機能を有する。その面内には吸収軸とそれに直交する透過軸とがあり、吸収軸が１軸性複屈折体でいう光軸方向になっているのが一般的である。すなわち言い換えると、ｋｘ₁＞ｋｙ₁＝ｋｚ₁の関係を満たすのが一般的である。吸収係数は、複屈折率の複素成分で表され、通常、ｋで表される。また、液晶表示装置に用いられる一般的な吸収型偏光子の吸収軸方向の吸収係数は０．０２程度であり、透過軸方向の吸収係数は４．５×１０^-4程度である。また、一般的な吸収型偏光子は厚み方向（偏光子表面の法線方向）の吸収係数は透過軸方向の吸収係数と同程度になる。例えば、図１中、ｘ軸を吸収軸、ｙ軸を透過軸すれば、式（１）を満足する第１の偏光子は、吸収軸方向の吸収係数ｋｘ₁が、透過軸方向の吸収係数ｋｙ₁及び厚み方向の吸収係数ｋｚ₁より大きいという性質を有し、一般的な吸収型偏光子はいずれも第１の偏光子として利用可能であると言える。
なお、式（１）中の、ｋｙ₁＝ｋｚ₁については、厳密に等しいことを要求するものではなく、偏光板の技術分野において、許容される誤差範囲は、ｋｙ₁＝ｋｚ₁の関係についても許容されるものとする。

一方、第２の偏光子は、前記式（２）を満足する、即ち、ｚ軸方向（厚み方向）の吸収係数ｋｚ₂が、ｙ軸方向の吸収係数ｋｙ₂より大きいという特徴があり、一般的に用いられている吸収型偏光子とは異なる。本発明では、第１の偏光子を、第１の偏光子とは吸収異方性の方向が異なる第２の偏光子と組み合わせることで、偏光軸を回転させて、斜め方向の入射光に対して、偏光軸が直交関係からずれてしまうのを解消している。即ち、第２の偏光子は、第１の偏光子の偏光軸が斜め方向の入射光に対して直交関係からずれてしまうのを補正する機能がある。本発明では、第２の偏光子のこの機能を有効に利用し、且つ第２の偏光子によって、第１の偏光子の偏光機能を損なわないために、前記式（３）を満足する組合せで、第１及び第２の偏光子を組み合わせる。偏光子の所定の方向の吸収係数ｋの異方性（例えばｋｘ−ｋｙ）と厚みｄとの積は、偏光子のその方向の偏光性能の指標であるといえる。本発明の偏光板では、前第２の偏光子のｙ軸方向の吸収能を、第１の偏光子のｘ軸方向の吸収能より低くすることにより、第１の偏光子の偏光機能を損なうことなく、第２の偏光子による視野角依存性を軽減し、広視野角化を達成している。

従来、水平方向に吸収を持つ偏光子に、垂直方向に吸収をもつ偏光子を組み合わせることで、斜め方向の光抜けを軽減して、視野角の変化に影響され難い広視野角特性の偏光板が得られることが知られていた。しかしながら、本発明者が、鋭意検討した結果、当該従来技術を利用するだけでは、斜め方向の光漏れを抑えきれないとの知見を得た。より具体的には、組み合わせられる、水平方向の偏光子の偏光性能と垂直方向の偏光子の偏光性能によっては、偏光板を直交させたときのOff-axis（片側の偏光板吸収軸方位から４５度ずれた方位における視野角）での光漏れを抑えきれず、また、同時に正面における光漏れも抑えることが十分にできない。本発明では、吸収における波長特性を考慮し、透過光が偏光子で吸収されるときにその偏光状態が吸収異方性の程度によって変化することに着目した。検討の結果、偏光の変化の程度は吸収異方性Δｋと厚さｄとの積を、波長λで割った値に大きく依存すること、さらに当該値を制御することで光漏れを完全に抑えられることを見出した。即ち、表示素子で重要な意味を持つコントラストを高めるためには、視感度が最も高い波長５５０ｎｍにおける吸収異方性Δｋと厚さｄとの積を、好ましい範囲にする必要がある。この知見に基づいてさらに検討を進めた結果、斜め方向の光漏れを抑制するとともに、正面（層面に対する法線方向）における光漏れも十分に抑えるためには、水平方向の吸収異方性が垂直方向の吸収異方性よりも高い必要があること、即ち上記式（３）を満足する必要があることを見出した。本発明の偏光板は、上記式（１）〜（３）を満足するので、水平方向に高い吸収異方性を持つ第１の偏光子により、高い偏光度の偏光に変換することができ、それにより、正面方向における光漏れを十分抑制できるとともに、第１の偏光子よりも低い偏光性能を垂直方向に持った第２の偏光子により、斜め方向の光漏れを抑制することができ、正面方向の光漏れを抑えたまま、斜め方向の光漏れを抑制することができる。

本発明の偏光板において、第１の偏光子のｋｘ₁、ｋｙ₁及びｋｚ₁については特に制限はない。上記した通り、第１の偏光板は、一般的な吸収型偏光子であってもよく、その観点では、ｋｘ₁は０．０１〜０．０３程度、ｋｙ₁及びｋｚ₁はそれぞれ、３×１０^-4〜６×１０^-4程度になる。また、一般的な吸収型偏光子は、厚みｄ₁は２０μｍ程度であるので、（ｋｘ₁−ｋｙ₁）×ｄ₁の値は１９０〜５９０ｎｍ程度になる（これは、いわゆる“偏光度”で言うと９７．５〜９９．９９９８％）程度になる）。即ち、厚みｄ₁を固定し、ｋｘ₁及びｋｙ₁の値を変化させて、偏光子の偏光能である（ｋｘ₁−ｋｙ₁）×ｄ₁を所望の範囲に調整することができるし、また、この式を見れば、ｄ₁を変化させることによって、（ｋｘ₁−ｋｙ₁）×ｄ₁値を所望の範囲に調整することができることは、容易に理解できる。本発明者が鋭意検討した結果、第１の偏光子として、（ｋｘ₁−ｋｙ₁）×ｄ₁の値が１９０〜５９０ｎｍ程度の一般的な吸収型偏光子を有する態様では、それに組み合わせる第２の偏光子の（ｋｚ₂−ｋｙ₂）×ｄ₂の値を５〜１２０ｎｍ程度にすると、斜め方向（極角６０°及び方位角４５°の方向）からの入射光に対する光に対する光漏れが軽減されることが確認できた。但し、液晶表示装置等の表示装置に偏光板を用いる場合は、偏光板が輝度を損なわないことも重要である。従って、かかる用途においては、直交配置（黒表示）における透過率のみならず、平行配置における白透過率と直交配置における黒透過率との比、いわゆるコントラスト比（白透過率／黒透過率）、が高いことが重要である。本発明者が鋭意検討した結果、第１の偏光子として、（ｋｘ₁−ｋｙ₁）×ｄ₁の値が１９０〜５９０ｎｍ程度の一般的な吸収型偏光子を有する態様では、それに組み合わせる第２の偏光子が、下記式（４）
（４） ５ｎｍ ≦（ｋｚ₂−ｋｙ₂）×ｄ₂≦ ８０ｎｍ
を満足していると、斜め方向（極角６０°及び方位角４５°の方向）からの入射光のコントラスト比が、改善されることを確認できた。但し、態様によっては、好ましい範囲は、前記範囲に限定されるものではない。

第２の偏光子のｘ方向の吸収係数ｋｘ₂については制限はないが、ｋｘ₂＜ｋｙ₂の関係を満足すると、ｘｙ面における第１の偏光子の偏光能を、第２の偏光子によって相殺してしまうことになり、好ましくない。従って、ｋｙ₂≦ｋｘ₂を満足しているのが好ましい。一方、ｋｚ₂＜ｋｘ₂を満足してしまうと、第２の偏光子の上記補正作用が得られなくなり、好ましくない。従って、ｋｘ₂≦ｋｚ₂を満足するのが好ましい。これらの観点から、第２の偏光子の好ましい例として、下記式（２ａ）を満足するもの、及び下記式（２ｂ）を満足するものが挙げられる。
（２ａ） ｋｚ₂＞ｋｘ₂＝ｋｙ₂
（２ｂ） ｋｚ₂＝ｋｘ₂＞ｋｙ₂
前記式（２ａ）を満足する第２の偏光子は、後述する分子が棒状の色素を利用して作製することができ、前記式（２ｂ）を満足する第２の偏光子は、後述する分子が円盤状の色素を利用して作製することができる。前記式（２ａ）を満足する第２の偏光子では、（ｋｚ₂−ｋｙ₂）×ｄ₂の値が上記範囲５〜１２０ｎｍを超えると、視野角依存性の軽減効果が低下する傾向がある。前記式（２ａ）を満足する第２の偏光子の（ｋｚ₂−ｋｙ₂）×ｄ₂の値は、５〜８０ｎｍが好ましく、２０〜８０ｎｍがより好ましく、４０〜６０ｎｍがさらに好ましい。
一方、前記（２ｂ）を満足する第２の偏光子は、（ｋｚ₂−ｋｙ₂）×ｄ₂の値が上記範囲５〜１２０ｎｍを超えていても、斜め方向における光漏れの軽減に寄与するという特徴がある。中でも、前記式（２ｂ）を満足する第２の偏光子の（ｋｚ₂−ｋｙ₂）×ｄ₂の値は、５〜１００ｎｍが好ましく、４０〜１００ｎｍがより好ましく、６０〜８０ｎｍがさらに好ましい。
なお、式（２ａ）及び（２ｂ）中の、ｋｘ₂＝ｋｙ₂及びｋｚ₂＝ｋｘ₂については、それぞれ厳密に等しいことを要求するものではなく、偏光板の技術分野において、許容される誤差範囲は、ｋｘ₂＝ｋｙ₂及びｋｚ₂＝ｋｘ₂の関係についても許容されるものとする。

なお、偏光子の一定方向の吸収係数は、偏光フィルム測定装置（例えば、日本分光株式会社のＶＡＰ−７０７０）を用いて測定した値から算出することができる。具体的には、本装置により、単体透過率、平行透過率、及び直交透過率が求められ、これらの値から、偏光子の吸収軸方向の透過率Ｔａ、偏光子の透過軸方向の透過率Ｔｔが算出できる。これらの透過率から、偏光子の厚さｄを断面ＳＥＭ等の別の方法で測定しておけば、吸収係数ｋは以下の式
ｋ＝−ｌｏｇ（Ｔ）×λ／（４πｄ）
により得ることすることができる。厚さ方向の吸収係数を求めるときにも、例えば、極角４０度の角度から透過率測定を行うことで、同様に上式を用いてスネルの式やフレネルの式を考慮した理論式にフィッティングすることにより吸収係数ｋを得ることができる。

本発明の偏光板の一例の断面模式図を図２に示す。図２の偏光板１０は、第１の偏光子１２、及び第２の偏光子１４を有する積層体である。偏光板１０を液晶表示装置に利用する際は、第２の偏光子１４を第１の偏光板１２に対してより内側に配置する。例えば、偏光板１０を表示面側の偏光板として利用する態様では、第２の偏光子１４を液晶セル側にして配置するのが好ましい。また、偏光板１０をバックライト側に偏光板として利用する態様では、第２の偏光子１４を、液晶セル側にして配置するのが好ましい。

本発明の偏光板は、第１及び第２の偏光子の表面に、それらを保護する保護フィルムを有していてもよい。第１の偏光子が後述するポリビニルアルコール系フィルムからなる場合は、外部湿度から保護するために、第１の偏光子の表面に保護フィルムを貼合するのが好ましい。また、第２の偏光子も同様に、ポリビニルアルコール系フィルム等の高透湿性のフィルムである場合は、その表面に保護フィルムを貼合するのが好ましい。また、第２の偏光子として低透湿性のフィルムを使用すれば、第１の偏光子の保護フィルムとしても利用することができる。また、本発明の偏光板は、反射防止層、帯電防止層、輝度向上層等、従来偏光板の機能層とし利用されている層をさらに有していてもよい。さらに本発明の効果を損なわない範囲で、液晶表示装置の光学補償用の複屈折層を有していてもよい。

以下、本発明の偏光板の作製方法、それに利用可能な材料等について詳細に説明する。
第１の偏光子は、上記した通り、一般的な吸収型偏光子であってもよい。例えば、バインダーと、ヨウ素又は二色性色素からなる偏光膜などを利用することができる。直線偏光膜におけるヨウ素及び二色性色素は、バインダー中で配向することで偏光性能を発現する。ヨウ素及び二色性色素は、バインダー分子に沿って配向するか、もしくは二色性色素が液晶のような自己組織化により一方向に配向することが好ましい。現在、市販の偏光子は、延伸したポリマーを、浴槽中のヨウ素もしくは二色性色素の溶液に浸漬し、バインダー中にヨウ素もしくは二色性色素を浸透させることで作製されるのが一般的であり、この様にして作製された偏光膜を、前記第１の偏光子として利用することができる。

第２の偏光子の材料についても特に制限はない。上記式（２）を満足する偏光子であればいずれも利用することができる。一例としては、可視光域の光に対する吸収能に異方性のある色素、例えば二色性色素、を利用して作製する方法が挙げられる。この方法では、二色性色素の分子を配列させて、ｚ軸方向の吸収係数異方性を大きくして、上記式（２）を満足する第２の偏光子を作製する。二色性色素を所望の配向とする技術は、二色性色素を利用した偏光子の作製技術や、ゲスト−ホスト液晶セルの作製技術などを参考にすることができる。例えば、特開２００２−９０５２６号公報に記載の二色性偏光素子の作製方法、及び特開２００２−９９３８８号公報に記載のゲストホスト型液晶表示装置の作製方法で利用されている技術を、前記第２の偏光子の作製にも利用することができる。

二色性色素は、その分子の形状が棒状であるものと、円盤状であるものとに分類することができる。前記第２の偏光子の作製にはいずれを使用してもよい。分子が棒状の二色性色素の例には、アゾ色素、アントラキノン色素、ペリレン色素等、メリシアニン色素が好ましく、例えば、アゾ色素としては、特開平１１−１７２２５２号公報に記載の例、アントラキノン色素としては、特開平８−６７８２２号公報に記載の例、ペリレン色素としては、特開昭６２−１２９３８０号公報等に記載の例、メリシアニン色素としては特開２００２−２４１７５８号公報に記載の例が挙げられる。これらは単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
分子が円盤状の二色性色素の例には、ＯＰＴＩＶＡ Ｉｎｃ．に代表されるリオトロピック液晶を用いた偏光子が挙げられ、“Ｅ−Ｔｙｐｅ偏光子”として知られている。例えば、特開２００２−９０５４７号公報に記載の材料が挙げられる。また、同様に円盤状に光を吸収する化学構造として紐状ミセル型の構造を利用したピスアゾ系二色性色素を用いた例もあり、特開２００２−９０５２６号公報に記載の材料が挙げられる。これらは単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。

例えば、棒状の二色性色素の多くは、分子の長軸方向に振動する光を強く吸収する性質がある。かかる性質の二色性色素の分子を、その長軸をｚ軸方向に平行にして配列させれば、前記式（２ａ）を満足する第２の偏光子を作製することができる。
また、円盤状の二色性色素の多くは、分子の円盤面内の吸収係数が大きくなる性質があるので、円盤状の二色性色素分子をその円盤面をｚ軸に対して直交させて、且つｚ軸方向に円盤状分子が円盤面を同一にして積み重なった状態に配列させることで、前記式（２ｂ）を満足する第２の偏光子を作製することができる。

例えば、ゲストホスト型液晶セルの技術を利用して、ゲスト液晶の配向に付随させて二色性色素の分子を、上記のような所望の配列にすることができる。具体的には、ゲストとなる二色性色素と、ホストである液晶とを混合し、ホスト液晶を配向させるとともに、その液晶分子の配向に沿って二色性色素の分子を配向させて、その配向状態を固定することで、第２の偏光子を作製することができる。偏光子の偏光能が使用環境に応じて変動しないためには、上記二色性色素の配列を、化学結合の形成によって固定するのが好ましい。例えば、ホスト液晶、二色性色素、又は所望により添加される重合性成分の重合を進行させることで、配列を固定することができる。この固定方法には、種々提案されている硬化性液晶組成物を利用した位相差膜の作製方法の技術を利用することができる。

また、一対の基板に、二色性色素とホスト液晶とを少なくとも含む液晶層を有するゲストホスト型液晶セルそのものを、第２の偏光子として利用してもよい。ホスト液晶の配向（及びそれに付随する二色性色素分子の配列）は、基板内面に形成された配向膜によって制御することができ、電界等の外部刺激を与えない限り、その配向状態は維持され、第２の偏光子の偏光特性を一定にすることができる。

また、ポリマーフィルム中に二色性色素を浸透させて、該フィルム中のポリマー分子の配向に沿って前記二色性分子を配列させることで、第２の偏光子に要求される特性を満足するポリマーフィルムを作製することができる。具体的には、二色性色素の溶液をポリマーフィルムの表面に塗布して、フィルム中に浸透させて、作製することができる。二色性色素の分子の配列は、ポリマーフィルム中のポリマー鎖の配向、その性質（ポリマー鎖又はそれが有する官能基等の化学的及び物理的性質）、塗布方法、などによって調整することができる。この方法の詳細については、特開２００２−９０５２６号公報に記載されている。ポリマーフィルムとして、従来、偏光板の保護フィルムとして利用されているセルロースアシレートフィルムを利用すると、第２の偏光子を第１の偏光子の保護フィルムとしても利用することができる。

第２の偏光子の厚みについては特に制限はないが、前記式（３）を満足するためには、過度に厚みを厚くするのは好ましくない。また、装置の薄型化の観点からも薄いほうが好ましい。塗布によって形成する場合は、均一な塗布が可能な範囲であるのが好ましく、その観点では、０．５〜１０μｍ程度である。従って、塗布によって形成された第２の偏光子が、前記式（４）を満足するためには、ｋｚ₂は０．００４〜０．０８程度であるのが好ましい。ｋｚ₂は、吸光係数や分子形状の観点で二色性色素を選択することで、及び／又はその含有量を調整することで、前記好ましい範囲とすることができる。また、前記第２の偏光子が自己支持性のあるポリマーフィルムである態様では、第２の偏光子の厚みは、ポリマーフィルムの一般的な厚みである、１０〜２００μｍ程度になる。従って、ポリマーフィルムの第２の偏光子が、前記式（４）を満足するためには、ｋｚ₂は、０．００４〜０．０００２程度であるのが好ましい。但し、上記した通り、前記式（２ｂ）を満足する第２の偏光子では、式（４）を満足しなくても、本発明の効果が得られるので、第２の偏光子の厚み及びｋｚ₂は、前記範囲に限定されるものではない。

以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、試薬、物質量とその割合、操作等は本発明の趣旨から逸脱しない限り適宜変更することができる。従って、本発明の範囲は以下の具体例に制限されるものではない。
［式（２ａ）を満足する偏光板１ａ〜８ａの作製］
ポリビニルアルコール系フィルムにヨウ素を吸着して偏光膜を作製した。この偏光膜は、ｋｘ₁＝０．０２２＞ｋｙ₁＝ｋｚ₁＝４．６×１０^-4であり、上記式（１）を満足していた。これを第１の偏光子として用いた。また、偏光膜の厚みは２０μｍであり、（ｋｘ₁−ｋｙ₁）×ｄ₁は４３１ｎｍであった。
特開２００２−９９３８８号公報の実施例２に記載の方法を参考にして、ゲストホスト型液晶セルを作製し、これを第２の偏光子として用いた。この液晶セルは、棒状の二色性色素（ＮＫＸ−１３６６、日本感光色素社製）、及びホスト液晶（ＺＬＩ−２８０６）を含み、セル中において、ホスト液晶および棒状二色性色素の分子が基板面に対して垂直配向になるように、基板にはあらかじめ垂直配向材（ＬＱ−１８００，日立化成デュポンマイクロシステムズ社製）を塗布・乾燥したものを用いた。このゲストホスト液晶セルを正面から観察すると入射偏光状態によらず透過するため白く光が抜け、一方、斜めから観察すると基板の厚さ方向の偏光に対しては光が吸収し基板と平行方向の偏光に対しては光が透過する現象が観測された。作製したセルの吸収係数は、ｋｚ₂＝０．０８５＞ｋｘ₂＝ｋｙ₂＝０．０００５であり、上記式（２ａ）を満足していた。これを第２の偏光子として利用して、第１の偏光子の表面に貼合し、偏光板１ａを得た。
上記作製方法においてセル厚み、二色性色素の濃度をそれぞれ代えて、（ｋｚ₂−ｋｙ₂）×ｄ₂が種々の値のゲストホスト液晶セルを作製し、第１の偏光子の表面に貼合して、２ａ〜８ａの種々の偏光板を作製した。なお、セルを貼合しなかった第１の偏光子の表面には、保護のためトリアセチルセルロースフィルム（フジタック、富士フイルム社製）を貼り付けた。

［式（２ｂ）を満足する偏光板１ｂ〜６ｂの作製］
特開２００２−９０５２６号公報の実施例に記載の方法を参考にして、セルロースアシレート系フィルムの表面に、二色性色素を塗布して第２の偏光子を以下のように作製した。具体的には、円盤状に吸収特性をもつ二色性色素として、特開２００２−９０５２６号公報に記載の化合物２を実施例の記載に従って合成した。これを６ｇ秤量し、３４ｃｃの水に常温で溶解分散した。その後、ＳＭＴ社製、Ｕｌｔｒａ ｓｏｎｉｃ ｈｏｍｏｇｅｎｉｚｅｒＵＨ−５０を用いて１０分間 超音波分散し、均一な二色性色素の凝集体溶解分散物を得た。上記の操作にて、凝集体は容易に形成される。ここで凝集体溶解分散物とは、二色性色素のスタッキングにより、紐状ミセルとなった凝集体が、溶媒（ここでは水）中に分散されたものである。二色性色素の凝集体溶解分散物を、鹸化処理したトリアセチルセルロース支持体（Ｚ−タック、富士フイルム製）上にロット棒にて手塗布し、二色性偏光子を作製した。
この二色性偏光子は、ｋｚ₂＝０．０２＝ｋｘ₂＞ｋｙ₂＝０．０００６であり、上記式（２ｂ）を満足していた。これを第２の偏光子として、第１の偏光子の表面に貼合して、偏光板１ｂを作製した。
上記作製方法において塗布量、及び二色性色素の濃度をそれぞれ代えて、（ｋｚ₂−ｋｙ₂）×ｄ₂が種々の値の二色性偏光子を作製して、第１の偏光子の表面に貼合し、偏光板２ｂ〜６ｂをそれぞれ作製した。なお、各偏光板の二色性偏光子を貼合していない第１の偏光子の表面には、保護のためトリアセチルセルロースフィルム（フジタック、富士フイルム製）を貼り付けた。

［黒状態の斜め方向における光漏れの評価］
作製した偏光板１ａ〜８ａ、及び偏光板１ｂ〜６ｂをそれぞれ２枚用意し、偏光軸を直交にして積層したサンプルをそれぞれ作製した。各サンプル中、第１の偏光子、第２の偏光子、第２の偏光子及び第１の偏光子の順になっていた。すなわち、直交させた２枚の偏光板の内側に、各々偏光板の第２の偏光子が位置することになる。各サンプルの第１の偏光子側の表面（即ちトリアセチルセルロースフィルム面）から、該面に対して、極角６０°及び方位角４５°の方向から光を入射して、その透過率を測定した。結果を下記表１及び２のそれぞれに示す。なお、下記表１及び２中、比較例は、第１の偏光子として利用した上記偏光膜の両面を、上記トリアセチルセルロースフィルム（富士フイルム製）で保護したサンプルである。

［斜め方向入射光のコントラスト比の評価］
作製した偏光板１ａ〜８ａ、及び偏光板１ｂ〜６ｂをそれぞれ２枚用意し、偏光軸を平行にして積層したサンプルをそれぞれ作製した。各サンプル中、第１の偏光子、第２の偏光子、第２の偏光子及び第１の偏光子の順になっていた。すなわち、平行させた２枚の偏光板の内側に、各々偏光板の第２の偏光子が位置することになる。このサンプルの第１の偏光子側の表面（即ちセルロースアシレートフィルム面）から、該面に対して、極角６０°及び方位角４５°の方向から光を入射して、その透過率（白透過率）を測定した。そのデータと、上記表１及び表２のそれぞれの透過率（黒透過率）とから、各サンプルの白透過率／黒透過率を算出した。結果を下記表１及び２のそれぞれに示す。

上記表１及び表２に示した結果から、本発明の偏光板１ａ〜７ａ及び１ｂ〜６ｂは、いずれも、黒表示時の斜め方向における光漏れが軽減された、即ち視野角依存性が軽減された、広視野角偏光板であることが理解できる。
また、式（２ａ）を満足する偏光板１ａ〜８ａでは、（ｋｚ₂−ｋｙ₂）×ｄ₂が５ｎｍ〜１２０ｎｍであると、視野角依存性の軽減効果が得られ、比較例を超えるコントラスト比を実現するという観点では、（ｋｚ₂−ｋｙ₂）×ｄ₂が５〜８０ｎｍであるのが好ましく、２０〜８０ｎｍであるのがより好ましく、４０〜６０ｎｍであるのが特に好ましいことが理解できる。
一方、式（２ｂ）を満足する偏光板１ｂ〜６ｂは、（ｋｚ₂−ｋｙ₂）×ｄ₂が１２０ｎｍを超えても、視野角依存性の軽減効果はかわらず、広視野角化を達成できた。比較例を超えるコントラスト比を実現するという観点では、（ｋｚ₂−ｋｙ₂）×ｄ₂が５〜１００ｎｍであるのが好ましく、４０〜１００ｎｍであるのがより好ましく、６０〜８０ｎｍであるのが特に好ましいことが理解できる。

［式（２ａ）を満足する偏光板１１ａ〜１８ａの作製］
ポリビニルアルコール系フィルムにヨウ素を吸着して偏光膜を作製した。この偏光膜は、ｋｘ₁＝０．０２２＞ｋｙ₁＝ｋｚ₁＝４．６×１０^-4であり、上記式（１）を満足していた。これを第１の偏光子として用いた。また、偏光膜の厚みは、２０μｍであり、（ｋｘ₁−ｋｙ₁）×ｄ₁は、４３１ｎｍであった。

第２の偏光子の支持体用フィルムとして、富士フイルム社製「Ｚ−タックフィルム」を用いた。なお、支持体用フィルムの面内レターデーションＲｅ及び厚み方向レターデーションＲｔｈの値は、いずれもほぼ０ｎｍであった。フィルム表面のケン化処理後、フィルム上に、下記の組成の配向膜塗布液をワイヤーバーコーターで塗布した。温度６０℃の温風で６０秒間、さらに温度１００℃の温風で１２０秒間乾燥し、膜を形成した。
配向膜塗布液の組成：
下記の変性ポリビニルアルコール １０質量部
水 ３７１質量部
メタノール １１９質量部
グルタルアルデヒド ０．５質量部

次に、下記の液晶化合物１ １００質量部に対して、光重合開始剤（イルガキュア ８１９、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ（株）製）３質量部、下記のオニウム塩 １．０質量部、下記の空気界面側垂直配向剤 ０．２質量部、及び下記の色素１〜５について下記表に示した量（質量部）を、メチルエチルケトンに溶解した溶液をそれぞれ用意した。

上記の通り調製した各塗布液を、前記配向膜の表面に、ワイヤーバーでそれぞれ塗布した。これを金属の枠に貼り付けて、１３５℃の恒温槽中で１分間加熱し、次いで１２０℃に冷却した後、１２０Ｗ／ｃｍ高圧水銀灯により、１５秒間ＵＶ照射して配向を固定化し、その後室温まで放冷して、第２の偏光子として利用する膜（以下、「光吸収層」という場合がある）を形成した。形成した各膜を偏光顕微鏡で観察したところ、いずれも分子が膜面に対して垂直に、均一に配向していることが確認できた。
作製した各光吸収層の吸収異方性を、偏光特性の極角方向依存性を計測することより求めた。具体的には、計測装置にはＡｘｏｍｅｔｉｃｓ社のＡｘｏｓｃａｎを用い、極角を−５０〜５°まで１０°毎にミューラーマトリックスを計測し、吸収異方性の程度、即ち、（ｋｚ₂−ｋｙ₂）×ｄ₂を、フィッティングすることで求めた。結果を下記表に示す。

上記で作製した第１の偏光子用の偏光膜と、各光吸収層付きの支持体フィルムのそれぞれとを貼合した。第１の偏光子用の偏光膜の表面には、保護のため、トリアセチルセルロースフィルム（富士フイルム社製）を貼り付けた。この様にして、偏光板１１ａ〜１８ａをそれぞれ作製した。

［黒状態の斜め方向における光漏れの評価］
作製した偏光板１１ａ〜１８ａをそれぞれ２枚用意し、偏光軸を各々０度と９０度にして直交させて積層したサンプルをそれぞれ作製した。各サンプル中、第１の偏光子、第２の偏光子、第２の偏光子及び第１の偏光子の順になっていた。すなわち、直交させた２枚の偏光板の内側に、各々偏光板の第２の偏光子が位置することになる。各サンプルの第１の偏光子側の表面（即ちセルロースアシレートフィルム面）から、該面に対して、極角６０°及び方位角４５°の方向から光を入射して、その透過率を測定した。結果を下記表に示す。なお、下記表中、比較例は、第１の偏光子として利用した上記偏光膜の両面を、上記トリアセチルセルロースフィルム（富士フィルム社製）で保護したサンプルである。

［斜め方向入射光のコントラスト比の評価］
作製した偏光板１１ａ〜１８ａをそれぞれ２枚用意し、偏光軸を両方とも０度にして平行にして積層したサンプルをそれぞれ作製した。各サンプル中、第１の偏光子、第２の偏光子、第２の偏光子及び第１の偏光子の順になっていた。すなわち、平行配置させた２枚の偏光板の内側に、各々偏光板の第２の偏光子が位置することになる。このサンプルの第１の偏光子側の表面（即ち、トリアセチルセルロースフィルム面）から、該面に対して、極角６０°及び方位角４５°の方向から光を入射して、その透過率（白透過率）を測定した。そのデータと、下記表のそれぞれの透過率（黒透過率）とから、各サンプルの白透過率／黒透過率を算出した。結果を下記表に示す。

上記表に示した結果から、本発明の偏光板１１ａ〜１７ａはいずれも、黒表示時における斜め方向における光漏れが比較例より軽減された、即ち視野角依存性が軽減された、広視野角偏光板であることが理解できる。
また、偏光板１１ａ〜１８ａでは、（ｋｚ₂−ｋｙ₂）×ｄ₂が５ｎｍ〜１２０ｎｍであると、視野角依存性の軽減効果が得られ、従前と同程度又はそれ以上のコントラストを実現するという観点では、（ｋｚ₂−ｋｙ₂）×ｄ₂が５〜８０ｎｍであるのが好ましく、２０〜８０ｎｍであるのがより好ましく、４０〜６０ｎｍであるのが特に好ましいことが理解できる。

１０ 偏光板
１２ 第１の偏光子
１４ 第２の偏光子

Claims (7)

1. 少なくとも、第１及び第２の偏光子を有し、下記式（１）〜（３）を満足することを特徴とする偏光板：
   （１） ｋｘ₁＞ｋｙ₁＝ｋｚ₁
   （２） ｋｚ₂＞ｋｙ₂
   （３） （ｋｘ₁−ｋｙ₁）×ｄ₁＞（ｋｚ₂−ｋｙ₂）×ｄ₂
   但し、偏光板の面内の互いに直交する軸がｘ軸及びｙ軸、並びにｘ−ｙ軸面に直交する軸がｚ軸であり、ｋｘ₁、ｋｙ₁及びｋｚ₁は、第１の偏光子のｘ軸、ｙ軸及びｚ軸方向それぞれの吸収係数であり、ｋｙ₂及びｋｚ₂は、第２の偏光子のｙ軸及びｚ軸方向それぞれの吸収係数であり、ｄ₁及びｄ₂はそれぞれ第１及び第２の偏光子の厚み（単位：ｎｍ）である。
2. 前記第２の偏光子が、下記式（２ａ）を満足することを特徴とする請求項１に記載の偏光板：
   （２ａ） ｋｚ₂＞ｋｘ₂＝ｋｙ₂
   但し、ｋｘ₂は、第２の偏光子のｘ軸方向の吸収係数である。
3. 前記第２の偏光子が、下記式を満足することを特徴とする請求項２に記載の偏光板：
   ５ｎｍ≦（ｋｚ₂−ｋｙ₂）×ｄ₂≦８０ｎｍ 。
4. 前記第２の偏光子が、下記式（２ｂ）を満足することを特徴とする請求項１に記載の偏光板：
   （２ｂ） ｋｚ₂＝ｋｘ₂＞ｋｙ₂
   但し、ｋｘ₂は、第２の偏光子のｘ軸方向の吸収係数である。
5. 前記第２の偏光子が、下記式を満足することを特徴とする請求項４に記載の偏光板：
   ５ｎｍ≦（ｋｚ₂−ｋｙ₂）×ｄ₂≦１００ｎｍ 。
6. 前記第２の偏光子が、可視光域の光に対する吸収能に異方性のある分子を含有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の偏光板。
7. 少なくとも、液晶セルと、請求項１〜６のいずれか１項に記載の偏光板とを有する液晶表示装置。

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