JP6006485B2 - 偏光フィルムの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、偏光フィルムの製造方法に関する。

液晶表示装置には、偏光フィルムが用いられている。また、このような偏光フィルムの製造方法としては、例えば、重合性液晶組成物をスピンコート法により塗布し、配向させた後、無偏光のＵＶを照射する方法が知られている（例えば、特許文献１（実施例１）参照）。

特開２０１０−２１０８８６号公報

従来の製造方法では、重合性液晶組成物から作製される偏光フィルムの二色比について、必ずしも十分満足できるものではなかった。

本発明は、以下の［１］〜［７］を提供するものである。
［１］ （１）スメクチック相を示す重合性液晶化合物、二色性色素、光重合開始剤及び溶剤を含む重合性液晶組成物を、基板上に塗布し、溶媒を除去することにより乾燥塗膜を形成する第１工程と、（２）前記第１工程で得られた乾燥塗膜に含まれる液晶性成分が液晶状態となる温度に乾燥塗膜を保持することにより、該液晶性成分を配向させる第２工程と、（３）前記第２工程で配向させた塗膜に、前記液晶性成分の配向方向と偏光の振動方向とのなす角度が４５度以上９０度以下の範囲である偏光を照射することにより、基板上に形成された偏光フィルムを得る第３工程とを含む偏光フィルムの製造方法。

［２］ 前記第１工程における基板が、配向膜が形成された基板である［１］に記載の製造方法。

［３］ 前記偏光の最大出力波長が、３００ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲内に存在する［１］又は［２］に記載の製造方法。

［４］ 前記二色性色素が、アゾ系色素である［１］〜［３］のいずれかに記載の製造方法。

［５］ 前記第２工程において、前記液晶性成分が液晶状態となる温度が、液晶性成分がスメクチック相を示す液晶状態となる温度である［１］〜［４］のいずれかに記載の製造方法。

［６］ 前記スメクチック相が、高次のスメクチック相である［５］に記載の製造方法。

［７］ ［１］〜［６］のいずれかに記載の製造方法により製造された偏光フィルムを含む表示装置。

本発明の製造方法によれば、二色比の高い偏光フィルムを得ることができる。

本発明の表示装置の例であって、液晶表示装置の一例を表す概略図である。 本発明の表示装置の例であって、液晶表示装置の他の例を表す概略図である。 本発明の表示装置の例であって、ＥＬ表示装置の一例を表す概略図である。 本発明の表示装置の例であって、ＥＬ表示装置の他の例を表す概略図である。 本発明の表示装置の例であって、投射型液晶表示装置の一例を表す概略図である。

本発明の偏光フィルムの製造方法は、重合性液晶組成物を基板上に塗布して乾燥塗膜を形成し（第１工程（乾燥塗膜形成工程））、この乾燥塗膜に含まれる液晶性成分（重合性液晶化合物）を配向させた後（第２工程（配向工程））、この乾燥塗膜に光を照射して重合性液晶化合物を重合する（第３工程（重合工程））製造方法であって、前記第３工程の光として偏光を使用し、前記重合性液晶化合物の配向方向（基板を正面視した際の重合性液晶化合物の配向方向）と偏光の振動方向とがなす角度を４５度以上９０度以下とすることを特徴とする。重合性液晶化合物の配向方向と偏光の振動方向とのなす角度を所定範囲とすることにより、二色比の高い偏光フィルムが得られる。

前記偏光フィルムは、自然光から、一方向の偏光を選択的に透過する機能を有するフィルムである。なお、偏光フィルムにおいて、透過する偏光成分と平行の軸方向を透過軸、吸収する偏光成分と平行の軸方向を吸収軸という。

１．乾燥塗膜形成工程
前記第１工程（乾燥塗膜形成工程）では、重合性液晶組成物から乾燥塗膜を形成する。前記重合性液晶組成物は、スメクチック相を示す重合性液晶化合物、二色性色素、光重合開始剤及び溶剤を含む。

（重合性液晶化合物）
本発明で使用する重合性液晶化合物は、重合性基を有し且つ液晶性を示す。重合性基は、重合性液晶化合物の重合反応に関与する基を意味する。本発明の重合性液晶化合物は、スメクチック相を示す重合性液晶化合物であり、スメクチック相を示す温度と等方相を示す温度との間に、ネマチック相を示す重合性液晶化合物であることが好ましい。重合性液晶化合物がこのような化合物であると、水平配向のスメクチック相を容易に得られる傾向がある。

前記スメクチック相としては、スメクチックＡ相、スメクチックＢ相、スメクチックＤ相、スメクチックＥ相、スメクチックＦ相、スメクチックＧ相、スメクチックＨ相、スメクチックＩ相、スメクチックＪ相及びスメクチックＫ相が挙げられる。中でも、高次のスメクチック相であるスメクチックＢ相、スメクチックＦ相又はスメクチックＩ相が好ましく、スメクチックＢ相がより好ましい。重合性液晶化合物が示す液晶相がこれらの液晶相であると、配向秩序度の高い偏光フィルムが得られる。

重合性液晶化合物としては、例えば、式（１）で表される化合物（以下「化合物（１）」という場合がある）が挙げられる。
Ｕ¹−Ｖ¹−Ｗ¹−Ｘ¹−Ｙ¹−Ｘ²−Ｙ²−Ｘ³−Ｗ²−Ｖ²−Ｕ² （１）
［式（１）中、Ｘ¹、Ｘ²及びＸ³は、ｐ−フェニレン基又はシクロヘキサン−１，４−ジイル基を表す。ただしＸ¹、Ｘ²及びＸ³のうち少なくとも１つは、ｐ−フェニレン基を表す。
Ｙ¹及びＹ²は、互いに独立に、−ＣＨ₂ＣＨ₂−、−ＣＨ₂Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯＯ−、単結合、−Ｎ＝Ｎ−、−ＣＲ^a＝ＣＲ^b−、−Ｃ≡Ｃ−又は−ＣＲ^a＝Ｎ−を表す。
Ｒ^a及びＲ^bは、互いに独立に、水素原子又は炭素数１〜４のアルキル基を表す。
Ｕ¹は、水素原子又は重合性基を表す。
Ｕ²は、重合性基を表す。
Ｗ¹及びＷ²は、互いに独立に、単結合、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯＯ−を表す。
Ｖ¹及びＶ²は、互いに独立に、炭素数１〜２０のアルカンジイル基を表し、該アルカンジイル基に含まれる−ＣＨ₂−は、−Ｏ−、−Ｓ−又は−ＮＨ−に入れ代わっていてもよい。］

Ｘ¹、Ｘ²及びＸ³は、互いに独立に、ｐ−フェニレン基又はシクロへキサン−１，４−ジイル基である。ただし、Ｘ¹、Ｘ²及びＸ³のうち少なくとも１つは、ｐ−フェニレン基である。Ｘ¹、Ｘ²及びＸ³のうち少なくとも２つはｐ−フェニレン基であることが好ましい。

Ｘ¹、Ｘ²及びＸ³で表されるｐ−フェニレン基及びシクロヘキサン−１，４−ジイル基は置換基を有していてもよい。これらの置換基としては、メチル基、エチル基、ブチル基等の炭素数１〜４のアルキル基；シアノ基；フルオロ基、クロロ基、ブロモ基等のハロゲノ基等が挙げられる。また、シクロへキサン−１，４−ジイル基の−ＣＨ₂−は、−Ｏ−、−Ｓ−又は−ＮＲ−に入れ替わっていてもよい。Ｒは、炭素数１〜６のアルキル基又はフェニル基である。ここで、「−ＣＨ₂−が−Ｏ−等に入れ代わっている」とは、「見掛け上、−ＣＨ₂−が−Ｏ−等に入れ代わったとみなされること」を意味し、必ずしも、−ＣＨ₂−を−Ｏ−等で直接置換して得られる必要はない。

前記ｐ−フェニレン基及びシクロへキサン−１，４−ジイル基は、無置換であることが好ましい。また、前記シクロへキサン−１，４−ジイル基は、トランス−シクロへキサン−１，４−ジイル基であることが好ましい。

Ｙ¹及びＹ²は、互いに独立に、−ＣＨ₂ＣＨ₂−、−ＣＨ₂Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯＯ−、単結合、−Ｎ＝Ｎ−、−ＣＲ^a＝ＣＲ^b−、−Ｃ≡Ｃ−又は−ＣＲ^a＝Ｎ−である。これらの基の結合位置は、いずれの向きでもよい。Ｒ^a及びＲ^bは、互いに独立に、水素原子又は炭素数１〜４のアルキル基である。炭素数１〜４のアルキル基としては、メチル基、エチル基、ブチル基等が挙げられる。
Ｙ¹は、−ＣＨ₂ＣＨ₂−、−ＣＯＯ−又は単結合であることが好ましい。
Ｙ²は、−ＣＨ₂ＣＨ₂−、−ＣＯＯ−又は−ＣＨ₂Ｏ−であることが好ましい。

Ｕ¹は、水素原子又は重合性基であり、好ましくは重合性基である。Ｕ²は、重合性基である。Ｕ¹及びＵ²は、ともに光重合性基であることが好ましい。ここで、光重合性基とは、光重合開始剤から発生した活性ラジカル、酸等によって重合に関与し得る基のことをいう。また、Ｕ¹及びＵ²は、同じ種類の基であることが好ましい。
重合性基としては、ビニル基、ビニルオキシ基、１−クロロビニル基、イソプロペニル基、４−ビニルフェニル基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、オキシラニル基、オキセタニル基等が挙げられる。中でも、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、ビニルオキシ基、オキシラニル基及びオキセタニル基が好ましく、アクリロイルオキシ基がより好ましい。

Ｖ¹及びＶ²は、互いに独立に、炭素数１〜２０のアルカンジイル基であり、該アルカンジイル基に含まれる−ＣＨ₂−は、−Ｏ−、−Ｓ−又は−ＮＨ−に入れ換わっていてもよい。
炭素数１〜２０のアルカンジイル基としては、直鎖状、分岐状、環状のいずれでもよく、具体例としては、メチレン基、エチレン基、プロパン−１，３−ジイル基、ブタン−１，３−ジイル基、ブタン−１，４−ジイル基、ペンタン−１，５−ジイル基、ヘキサン−１，６−ジイル基、ヘプタン−１，７−ジイル基、オクタン−１，８−ジイル基、デカン−１，１０−ジイル基、テトラデカン−１，１４−ジイル基及びイコサン−１，２０−ジイル基等が挙げられ、好ましくは炭素数２〜１２のアルカンジイル基であり、より好ましくは炭素数６〜１２のアルカンジイル基である。アルカンジイル基は直鎖状のものが好ましい。
該アルカンジイル基が有していてもよい置換基としては、シアノ基；フルオロ基、クロロ基、ブロモ基等のハロゲノ基等が挙げられる。
アルカンジイル基としては、無置換のアルカンジイル基が好ましく、無置換の直鎖状アルカンジイル基がより好ましい。

Ｗ¹及びＷ²は、互いに独立に、単結合、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯＯ−であり、好ましくは単結合又は−Ｏ−である。

化合物（１）としては、式（１−１）〜式（１−２３）で表される化合物等が挙げられる。式中、シクロヘキサン−１，４−ジイル基は、トランス体であることが好ましい。

化合物（１）の含有量は、重合性液晶組成物中の固形分に対して、７０質量％〜９９．９質量％が好ましく、９０質量％〜９９．９質量％がより好ましい。上記範囲内であれば、化合物の配向性が高くなる傾向がある。ここで、固形分とは、重合性液晶組成物から溶剤を除いた成分の合計量のことをいう。化合物（１）は、単独で用いても、複数種を併用してもよい。

（二色性色素）
本発明の偏光フィルムは、二色性色素を含む。二色性色素は、分子の長軸方向における吸光度と、短軸方向における吸光度とが異なる性質を有し、二色性色素を配向させることで偏光作用が得られる。

二色性色素としては、３００ｎｍ〜７００ｎｍに極大吸収波長を有するものが好ましい。二色性色素としては、例えば、アゾ色素、アントラキノン色素、アクリジン色素、オキサジン色素、シアニン色素又はナフタレン色素等が挙げられる。二色性色素は単独で使用しても複数の二色性色素を組み合せて使用してもよい。これらの中でも、二色性色素としては、アゾ色素が好ましい。アゾ色素としては、モノアゾ色素、ビスアゾ色素、トリスアゾ色素、テトラキスアゾ色素、スチルベンアゾ色素等が挙げられ、好ましくはビスアゾ色素、トリスアゾ色素である。

アゾ色素としては、例えば、式（２）で表される化合物が挙げられる。
Ａ¹（−Ｎ＝Ｎ−Ａ²）_p−Ｎ＝Ｎ−Ａ³ （２）
［式（２）中、Ａ¹及びＡ³は、それぞれ独立に、フェニル基、ナフチル基又は１価の複素環基を表す。Ａ²は、ｐ−フェニレン基、ナフタレン−１，４−ジイル基又は２価の複素環基を表す。ｐは１〜４の整数を表す。ｐが２以上の整数である場合、複数のＡ²は互いに同一でも異なっていてもよい。］

Ａ¹及びＡ³で表される１価の複素環基としては、キノリン環、イミダゾール環、ベンゾイミダゾール環等の窒素原子を含む複素環；チアゾール環、ベンゾチアゾール環、チエノチアゾール環等の窒素原子と硫黄原子を含む複素環；オキサゾール環、ベンゾオキサゾール環等の窒素原子と酸素原子を含む複素環；等の複素環から１個の水素原子を除いた基が挙げられる。また、２価の複素環基としては、上記の複素環から２個の水素原子を除いた基が挙げられる。

Ａ¹及びＡ³におけるフェニル基、ナフチル基及び１価の複素環基、並びにＡ²におけるｐ−フェニレン基、ナフタレン−１，４−ジイル基及び２価の複素環基は置換基を有していてもよい。これらが有していてもよい置換基としては、メチル基、エチル基、ブチル基等の炭素数１〜４のアルキル基；メトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基等の炭素数１〜４のアルコキシ基；トリフルオロメチル基等の炭素数１〜４のフッ化アルキル基；シアノ基；ニトロ基；フルオロ基、クロロ基、ブロモ基等のハロゲノ基；アミノ基；ジエチルアミノ基、ピロリジノ基等の炭素数１〜４のアルキル基で置換されたアミノ基（アミノ基に置換された２つのアルキル基が互いに結合して炭素数２〜８のアルカンジイル基を形成していてもよい）が挙げられる。

アゾ色素としては、下記式（２−１）〜（２−６）で表される化合物が好ましい。式（２−１）〜（２−６）中、Ｂ¹〜Ｂ²⁰は、水素原子、炭素数１〜４のアルキル基、炭素数１〜４のアルコキシ基、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、炭素数１〜４のアルキル基で置換されたアミノ基（アミノ基に置換された２つのアルキル基が互いに結合して炭素数２〜８のアルカンジイル基を形成していてもよい）、クロロ基又はトリフルオロメチル基を表す。ｎ１〜ｎ４は０〜３の整数を表す。ｎ１が２以上の整数である場合、複数のＢ²は、互いに同一でも異なっていてもよく、同様にｎ２〜ｎ４が２以上の整数である場合、複数のＢ⁶、Ｂ⁹及びＢ¹⁴は互いに同一でも異なっていてもよい。

前記アントラキノン色素としては、式（２−７）で表される化合物が好ましい。

［式（２−７）中、Ｒ¹〜Ｒ⁸は、それぞれ独立に、水素原子、−Ｒ^X、アミノ基、−ＮＨＲ^X、−ＮＲ^X ₂、−ＳＲ^X又はハロゲン原子を表す。Ｒ^Xは、炭素数１〜４のアルキル基又は炭素数６〜１２のアリール基を表す。］

前記アクリジン色素としては、式（２−８）で表される化合物が好ましい。

［式（２−７）中、Ｒ⁹〜Ｒ¹⁵は、それぞれ独立に、水素原子、−Ｒ^X、アミノ基、−ＮＨＲ^X、−ＮＲ^X ₂、−ＳＲ^X又はハロゲン原子を表す。Ｒ^Xは、炭素数１〜４のアルキル基又は炭素数６〜１２のアリール基を表す。］

前記オキサゾン色素としては、式（２−９）で表される化合物が好ましい。

［式（２−９）中、Ｒ¹⁶〜Ｒ²³は、それぞれ独立に、水素原子、−Ｒ^X、アミノ基、−ＮＨＲ^X、−ＮＲ^X ₂、−ＳＲ^X又はハロゲン原子を表す。Ｒ^Xは、炭素数１〜４のアルキル基又は炭素数６〜１２のアリール基を表す。］

Ｒ^Xで表される炭素数１〜４のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等が挙げられる。また、Ｒ^Xで表される炭素数６〜１２のアリール基としては、フェニル基、トルイル基、キシリル基、ナフチル基等が挙げられる。

前記シアニン色素としては、式（２−１０）で表される化合物及び式（２−１１）で表される化合物が好ましい。

［式（２−１０）中、Ｄ¹及びＤ²は、それぞれ独立に、式（２−１０ａ）〜式（２−１０ｄ）で表される基を表す。ｎ５は１〜３の整数を表す。］

［式中、＊は結合手を表す。］

［式（２−１１）中、Ｄ³及びＤ⁴は、それぞれ独立に、式（２−１１ａ）〜式（２−１１ｈ）で表される基を表す。ｎ６は１〜３の整数を表す。］

［式中、＊は結合手を表す。］

二色性色素の含有量は、重合性液晶化合物１００質量部に対して５０質量部以下が好ましく、０．１質量部〜２０質量部がより好ましく、０．１質量部〜１０質量部がさらに好ましい。上記範囲内であれば、重合性液晶化合物の配向を乱すことなく、重合させることができる。二色性色素の含有量が５０質量部を超えると、重合性液晶化合物の配向を乱すおそれがある。

（重合開始剤）
本発明の重合性液晶組成物は、光重合開始剤を含む。光重合開始剤は、重合性液晶化合物の重合を開始する化合物であり、光の作用により活性ラジカルや酸を発生する。中でも、光照射により活性ラジカルを発生する光重合開始剤が好ましい。

光重合開始剤としては、例えばベンゾイン化合物、ベンゾフェノン化合物、アルキルフェノン化合物、アシルホスフィンオキサイド化合物、トリアジン化合物、ヨードニウム塩、スルホニウム塩等が挙げられる。

ベンゾイン化合物としては、例えば、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル等が挙げられる。
ベンゾフェノン化合物としては、例えば、ベンゾフェノン、ｏ−ベンゾイル安息香酸メチル、４−フェニルベンゾフェノン、４−ベンゾイル−４’−メチルジフェニルサルファイド、３，３’，４，４’−テトラ（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシカルボニル）ベンゾフェノン、２，４，６−トリメチルベンゾフェノン等が挙げられる。

アルキルフェノン化合物としては、例えば、ジエトキシアセトフェノン、２−メチル−２−モルホリノ−１−（４−メチルチオフェニル）プロパン−１−オン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルホリノフェニル）ブタン−１−オン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、１，２−ジフェニル−２，２−ジメトキシエタン−１−オン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−〔４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル〕プロパン−１−オン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−〔４−（１−メチルビニル）フェニル〕プロパン−１−オンのオリゴマー等が挙げられる。

アシルホスフィンオキサイド化合物としては、２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）フェニルホスフィンオキサイド等が挙げられる。
トリアジン化合物としては、例えば、２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−（４−メトキシフェニル）−１，３，５−トリアジン、２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−（４−メトキシナフチル）−１，３，５−トリアジン、２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−（４−メトキシスチリル）−１，３，５−トリアジン、２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−〔２−（５−メチルフラン−２−イル）エテニル〕−１，３，５−トリアジン、２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−〔２−（フラン−２−イル）エテニル〕−１，３，５−トリアジン、２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−〔２−（４−ジエチルアミノ−２−メチルフェニル）エテニル〕−１，３，５−トリアジン、２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−〔２−（３，４−ジメトキシフェニル）エテニル〕−１，３，５−トリアジン等が挙げられる。

光重合開始剤としては、イルガキュア（Ｉｒｇａｃｕｒｅ）（登録商標）９０７、イルガキュア１８４、イルガキュア６５１、イルガキュア８１９、イルガキュア２５０、イルガキュア３６９（以上、全てＢＡＳＦジャパン（株）製）、セイクオール（登録商標）ＢＺ、セイクオールＺ、セイクオールＢＥＥ（以上、全て精工化学（株）製）、カヤキュアー（登録商標）（ｋａｙａｃｕｒｅ）ＢＰ１００（日本化薬（株）製）、ＵＶＩ−６９９２（ダウ・ケミカル社製）、アデカオプトマーＳＰ−１５２、アデカオプトマーＳＰ−１７０（以上、全て（株）ＡＤＥＫＡ製）、ＴＡＺ−Ａ、ＴＡＺ−ＰＰ（以上、日本シイベルヘグナー社製）、ＴＡＺ−１０４（三和ケミカル社製）等の市販の光重合開始剤も用いることができる。

光重合開始剤の含有量は、重合性液晶化合物１００質量部に対して、０．１質量部〜３０質量部が好ましく、０．５質量部〜１０質量部がより好ましく、０．５質量部〜８質量部がさらに好ましい。上記範囲内であれば、重合性液晶化合物の配向を乱すことなく重合させることができる。

（光増感剤）
光重合開始剤とともに、光増感剤を用いてもよい。光増感剤を用いることにより、重合性液晶化合物の重合を高感度化することができる。光増感剤としては、例えば、キサントン、チオキサントン等のキサントン化合物（例えば、２，４−ジエチルチオキサントン、２−イソプロピルチオキサントン等）；アントラセン、アルコキシ基含有アントラセン（例えば、ジブトキシアントラセン等）等のアントラセン化合物；フェノチアジン；ルブレン等が挙げられる。

光増感剤の使用量は、重合性液晶化合物１００質量部に対して、０．１質量部〜３０質量部が好ましく、０．５質量部〜１０質量部がより好ましく、０．５質量部〜８質量部がさらに好ましい。

（重合禁止剤）
本発明の重合性液晶組成物は、重合禁止剤を含んでいてもよい。本発明の重合性液晶組成物が重合禁止剤を含むことにより、重合性液晶化合物の重合を制御することができ、本発明の重合性液晶組成物の安定性を向上させることができる。

重合禁止剤としては、例えばハイドロキノン、アルコキシ基含有ハイドロキノン、アルコキシ基含有カテコール（例えばブチルカテコール等）、ピロガロール、２，２，６，６−テトラメチル−１−ピペリジニルオキシラジカル等のラジカル捕捉剤、チオフェノール類、β−ナフチルアミン類、及びβ−ナフトール類等が挙げられる。

重合禁止剤の含有量は、重合性液晶化合物１００質量部に対して、０．１質量部〜３０質量部が好ましく、０．５質量部〜１０質量部がより好ましく、０．５質量部〜８質量部がさらに好ましい。上記範囲内であれば、重合性液晶化合物の配向を乱すことなく重合させることができる。

（レベリング剤）
本発明の重合性液晶組成物は、レベリング剤を含むことが好ましい。レベリング剤とは、重合性液晶組成物の流動性を調整し、塗布した膜を平坦にする機能を有するものであり、界面活性剤等が挙げられる。レベリング剤としては、ポリアクリレート化合物を主成分とするレベリング剤及びフッ素原子含有化合物を主成分とするレベリング剤からなる群から選ばれる少なくとも１種が好適である。

ポリアクリレート化合物を主成分とするレベリング剤としては、ＢＹＫ（登録商標）−３５０，ＢＹＫ−３５２，ＢＹＫ−３５３，ＢＹＫ−３５４，ＢＹＫ−３５５，ＢＹＫ−３５８Ｎ，ＢＹＫ−３６１Ｎ，ＢＹＫ−３８０，ＢＹＫ−３８１，ＢＹＫ−３９２（以上、いずれもＢＹＫ Ｃｈｅｍｉｅ社製）等が挙げられる。

フッ素原子含有化合物を主成分とするレベリング剤としては、メガファック（登録商標）Ｒ−０８、同Ｒ−３０、同Ｒ−９０、同Ｆ−４１０、同Ｆ−４１１、同Ｆ−４４３、同Ｆ−４４５、同Ｆ−４７０、同Ｆ−４７１、同Ｆ−４７７、同Ｆ−４７９、同Ｆ−４８２、同Ｆ−４８３（以上、いずれもＤＩＣ（株）製）、サーフロン（登録商標）Ｓ−３８１、同Ｓ−３８２、同Ｓ−３８３、同Ｓ−３９３、同ＳＣ−１０１、同ＳＣ−１０５、ＫＨ−４０、ＳＡ−１００（以上、いずれもＡＧＣセイミケミカル（株）製）、商品名Ｅ１８３０、同Ｅ５８４４（以上、いずれも（株）ダイキンファインケミカル研究所製）、エフトップ（商品名）ＥＦ３０１、同ＥＦ３０３、同ＥＦ３５１、同ＥＦ３５２（以上、いずれも三菱マテリアル電子化成（株）製）等が挙げられる。

レベリング剤の含有量は、重合性液晶化合物１００質量部に対して、０．３質量部〜５質量部であり、好ましくは０．５質量部〜３質量部である。レベリング剤の含有量が上記の範囲内であると、重合性液晶組成物に含まれる成分を水平配向させることが容易であり、かつ得られる偏光フィルムが平滑になる傾向がある。レベリング剤の含有量が５質量部を超えると、得られる偏光フィルムにムラが生じやすい。これらレベリング剤は２種類以上を併用して使用してもよい。

（溶剤）
本発明の重合性液晶組成物は、溶剤を含む。溶剤としては、重合性液晶組成物に含まれる溶剤以外の成分を溶解し得る溶剤が好ましい。また、偏光フィルムの重合反応に不活性な溶剤であることが好ましい。

溶剤としては、メタノール、エタノール、エチレングリコール、イソプロピルアルコール、プロピレングリコール、エチレングリコールメチルエーテル、エチレングリコールブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル等のアルコール溶剤；酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸エチル、エチレングリコールメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、γ−ブチロラクトン等のエステル溶剤；アセトン、メチルエチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、２−ヘプタノン、メチルイソブチルケトン等のケトン溶剤；ペンタン、ヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素溶剤；トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素溶剤；アセトニトリル等のニトリル溶剤；テトラヒドロフラン、ジメトキシエタン等のエーテル溶剤；クロロホルム、クロロベンゼン等の塩素含有溶剤；等が挙げられる。これら溶剤は、単独で用いてもよいし、複数を組み合わせて用いてもよい。これらの中でもケトン溶剤（好ましくはシクロペンタノン）が好適である。

溶剤の含有量は、重合性液晶組成物の全量に対して５０質量％〜９８質量％が好ましい。言い換えると、本発明の重合性液晶組成物における固形分は、２質量％〜５０質量％が好ましい。固形分が２質量％以上であると、膜厚が薄くなりすぎず、偏光フィルムに必要な二色性が得られる。また５０質量％以下であると、組成物の粘度が低いことから、塗膜の膜厚にムラが生じにくくなる傾向がある。

重合性組成物は、上述したスメクチック相を示す重合性液晶化合物、光重合開始剤、二色性色素及び溶剤、並びに、必要に応じて添加されるレベリング剤等を、６０℃〜９０℃で０．５時間〜２時間程度攪拌することで調製できる。

前記重合性液晶組成物から乾燥塗膜を形成する方法は、具体的には、前記重合性液晶組成物を基板上に塗布し、溶媒を除去することにより乾燥塗膜を形成する。
前記基板としては、例えば、ガラス、プラスチックフィルムが挙げられる。前記プラスチックフィルムとしては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ノルボルネン系ポリマー等のポリオレフィンフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム等のポリエステルフィルム、ポリビニルアルコールフィルム、ポリメタクリル酸エステルフィルム、ポリアクリル酸エステルフィルム、セルロースエステルフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリスルフォンフィルム、ポリエーテルスルホンフィルム、ポリエーテルケトンフィルム、ポリフェニレンスルフィドフィルム、ポリフェニレンオキシドフィルム等が挙げられる。基板を用いることにより、偏光フィルムを製造したり、運搬したり、保管したりする際に破れ等なく容易に取り扱うことができる。

後述する第２工程（配向工程）において重合性液晶化合物を水平配向させるため、基板の表面に配向処理を施すか、表面に配向膜を形成することが好ましい。なお、基板に配向膜が形成されている場合、重合性液晶組成物は配向膜上に塗布する。前記配向処理としては、例えば、基板表面に微細な溝構造を形成する処理（ガラス基板表面をイオンエッチングする方法等）が挙げられる。

前記配向膜は、本発明の重合性液晶組成物の塗布等により溶解しない溶剤耐性を有することが好ましい。また、溶剤の除去や液晶の配向ための加熱処理における耐熱性を有することが好ましい。さらに、ラビングによる摩擦等による剥がれ等が生じない配向膜であることが好ましい。かかる配向膜としては、配向性ポリマー又は配向性ポリマーを含有する組成物からなることが好ましい。

前記配向性ポリマーとしては、例えば、分子内にアミド結合を有するポリアミドやゼラチン類；分子内にイミド結合を有するポリイミド及びその加水分解物であるポリアミック酸；ポリビニルアルコール、アルキル変性ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、ポリオキサゾール、ポリエチレンイミン、ポリスチレン、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸エステル類等のポリマーを挙げることができる。中でも、ポリビニルアルコールが好ましい。これらのポリマーは、単独で用いてもよいし、２種類以上混ぜたり、共重合体化したりしてもよい。これらのポリマーは、脱水や脱アミン等による重縮合や、ラジカル重合、アニオン重合、カチオン重合等の連鎖重合、配位重合や開環重合等で容易に得ることができる。

配向性ポリマーは、溶剤に溶解して、塗布することができる。溶剤は、特に制限はないが、具体的には、水；メタノール、エタノール、エチレングリコール、イソプロピルアルコール、プロピレングリコール、メチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、プロピレングリコールモノメチルエーテル等のアルコール溶剤；酢酸エチル、酢酸ブチル、エチレングリコールメチルエーテルアセテート、γ−ブチロラクトン、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、乳酸エチル等のエステル溶剤；アセトン、メチルエチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、メチルアミルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン溶剤；ペンタン、ヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素溶剤；トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素溶剤；アセトニトリル等のニトリル溶媒；テトラヒドロフラン、ジメトキシエタン等のエーテル溶媒；クロロホルム、クロロベンゼン等の塩素置換炭化水素溶媒；等が挙げられる。これら溶剤は、単独で用いてもよいし、複数を組み合わせて用いてもよい。

また配向膜を形成するために、市販の配向膜材料をそのまま使用してもよい。市販の配向膜材料としては、サンエバー（登録商標）（日産化学工業（株）製）又はオプトマー（登録商標）（ＪＳＲ（株）製）等が挙げられる。このような配向膜を用いれば、ムラが低減されるため、環境耐性や機械耐性がより向上した偏光フィルムを提供できる。

前記基板上に配向膜を形成する方法としては、例えば、前記基板上に、前記配向性ポリマーの溶液や市販の配向膜材料を塗布し、その後、アニールすることにより、基板上に配向膜を形成することができる。このようにして得られる配向膜の厚さは、例えば１０ｎｍ〜１００００ｎｍであり、好ましくは１０ｎｍ〜１０００ｎｍである。

上記配向膜に対して配向規制力を付与するために、必要に応じてラビング処理又は偏光ＵＶ照射を行うことが好ましい。配向規制力を付与することにより重合性液晶化合物を所望の方向に配向させ易くなる。配向膜をラビング処理する方法としては、例えばラビング布が巻きつけられ、回転しているラビングロールを、ステージに載せられて搬送されている配向膜に接触させる方法が挙げられる。ラビング処理又は偏光ＵＶ照射を行う時に、マスキングを行えば、得られる偏光フィルムに遅相軸の方向が異なる複数の領域（パターン）を形成することもできる。

前記重合性液晶組成物を基板上に塗布する方法は特に限定されず、例えば、押し出しコーティング法、ダイレクトグラビアコート法、リバースグラビアコート法、ＣＡＰコート法、ダイコート法、ディップコート法、バーコート法、スピンコート法等が挙げられる。

基板上に塗布して得られた塗布膜について、塗布膜中に含まれる溶剤等の揮発性成分を乾燥することにより乾燥塗膜を形成する。乾燥方法としては、例えば自然乾燥法、通風乾燥法、減圧乾燥法等が挙げられる。乾燥温度としては、０℃〜２５０℃が好ましく、５０℃〜２２０℃がより好ましい。また乾燥時間としては、１０秒間〜６０分間が好ましく、３０秒間〜３０分間がより好ましい。

２．配向工程
第２工程（配向工程）では、乾燥塗膜中の液晶性成分（重合性液晶化合物）が液晶状態となる温度に保持し、液晶性成分を一定方向に水平配向させる。上記乾燥塗膜に含まれる重合性液晶組成物の成分により液晶相を形成させるには、乾燥塗膜に含まれる重合性液晶化合物が液晶相を示す温度に加熱すればよい。かかる液晶相を示す温度としては、液晶性成分がスメクチック相を示す液晶状態となる温度であることが好ましく、高次のスメクチック相を示す液晶状態となる温度であることがより好ましい。なお、前記第１工程において、溶媒を除去する際の乾燥（加熱）が第２工程を兼ねていてもよい。前記液晶相は、スメクチック相であることが好ましい。また、塗布膜に含まれる重合性液晶化合物がネマチック相に転移する温度以上に加熱し、次いで該重合性液晶化合物がスメクチック相を示す温度まで冷却することにより、スメクチック相を形成させた膜を得ることがより好ましい。ネマチック相を経由することにより、重合性液晶組成物に含まれるレベリング剤が流動しやすくなり、水平配向した膜を容易に得ることができる。

加熱する温度としては、ネマチック相転移点以上が好ましく、ネマチック相転移点より２℃高い温度以上がより好ましく、ネマチック相転移点より４℃高い温度以上がさらに好ましく、ネマチック相転移点より１００℃高い温度以下が好ましく、ネマチック相転移点以上ネマチック相転移点より５０℃高い温度以下がより好ましく、ネマチック相転移点より２０℃高い温度以下がさらに好ましい。通常、配向工程における保持温度は６０℃（好ましくは９０℃、より好ましくは１１０℃）以上、２００℃（好ましくは１６０℃、より好ましくは１４０℃）以下である。
重合性液晶組成物が２以上の重合性液晶化合物を含む場合は、該重合性液晶化合物を重合性液晶組成物に含まれる含有量比で調整した混合物について、液晶相を示す温度を測定することで、重合性液晶組成物の成分により液晶相を形成させる温度を決めることができる。

３．重合工程
第３工程（重合工程）では、配向塗膜に光を照射して、重合性液晶化合物を重合することで、偏光フィルムを得る。重合させることにより、耐久性を有する偏光フィルムとなる。光照射は、乾燥塗膜に液晶相を形成した状態で行う。上記のように液晶相を示す温度で、光照射してもよい。この際、マスキングや現像を行うこと等によって偏光フィルムをパターニングすることもできる。

ここで、本発明の偏光フィルムの製造方法では、乾燥塗膜に照射する光として偏光を使用し、且つ、重合性液晶化合物の配向方向（基板を正面視した際の配向方向）と偏光の振動方向とのなす角度を４５度以上９０度以下とする。このような条件で重合を行うことにより、二色比の高い偏光フィルムが得られる。重合性液晶化合物の配向方向と偏光の振動方向とのなす角度は、７０度以上が好ましく、より好ましくは８０度以上、さらに好ましくは８５度以上である。なお、偏光の振動方向とは、光波の振動方向をいう。また、「重合性液晶化合物の配向方向と偏光の振動方向のなす角度」は、重合性液晶化合物の配向方向と偏光の振動方向とがなす角度のうち、小さい角度を言う。

なお、基板に配向処理を施したり配向膜を形成している場合には、その配向方向を重合性液晶化合物の配向方向とすればよい。配向処理を施していない場合や配向膜がない場合、重合性液晶化合物の偏光方向は、高感度フォトメーターを取り付けた偏光顕微鏡での観察により決定できる。具体的には、クロスニコル法において、最も光が透過する配置が重合性液晶化合物の配向方向を４５度とする場合であり、消光する配置が０度及び９０度である。

照射に用いる光源は特に限定されず、例えば、キセノンランプ、低圧水銀ランプ、中圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、ＫｒＦエキシマレーザー、ＡｒＦエキシマレーザー等が挙げられる。偏光は、二色比（消光比と呼ばれることもある）の点で、直線偏光が好ましい。偏光は、前記光源からの光を偏光素子、例えば偏光フィルターやグラントムソン、グランテーラー等の偏光プリズム（プリズム型偏光子）、ワイヤーグリッド型偏光子、ヨウ素ＰＶＡ型偏光子等を通すことで得ることができる。偏光フィルター等の透過軸が、偏光の振動方向に相当する。また、照射する光は、ほぼ平行光であることが好ましい。光源の照射位置を変えたり、偏光素子を回転させたりすることにより、あるいは、配向塗膜の向きや搬送方向を変えることにより、重合性液晶化合物の配向方向と偏光の振動方向とのなす角度を調整できる。

照射する偏光の最大出力波長は、３００ｎｍ〜５００ｎｍの範囲内であることが好ましい。また、出射される光量のうち、波長３００ｎｍ〜５００ｎｍの光に由来する光量が５０％以上であることが好ましい。この範囲の波長の偏光を用いることで、重合性液晶組成物に含まれる光重合開始剤が、活性ラジカルや酸を効率的に発生する。偏光照射は、基板の法線に対して０度〜８０度からの照射が好ましく、基板面に対して略垂直方向からの照射がより好ましい。ここで、基板面に対して垂直方向とは、基板の法線に対して０度と同意である。

光源の照度は、重合性液晶組成物中に含まれる光重合開始剤の最大吸収波長において、１０ｍＷ／ｃｍ²〜１０，０００ｍＷ／ｃｍ²であることが好ましい。重合性液晶組成物が複数の光重合開始剤を含む場合又は光増感剤を含む場合、これらの混合物の最大吸収波長を基準とする。光照射強度が１０ｍＷ／ｃｍ²未満であると、照射時間が長くなるため生産性が低下する恐れがある。また、１０，０００ｍＷ／ｃｍ²を超えると、光源からの輻射熱により偏光フィルムが劣化する可能性がある。照射強度と照射時間との積で表される積算光量は、１０ｍＪ／ｃｍ²〜１０，０００ｍＪ／ｃｍ²が好ましい。積算光量が１０ｍＪ／ｃｍ²未満であると、膜の硬化が十分に進まない可能性があり、一方で積算光量が１０，０００ｍＪ／ｃｍ²を超えると、偏光フィルムの劣化を生じる可能性がある。

基板上に形成された偏光フィルムは、基板から剥離してもよい。また、基板を剥離する工程に加えて、配向膜を剥離する工程をさらに含んでいてもよい。これにより、単層の本発明の偏光フィルムを得ることができる。本発明の偏光フィルムの膜厚は、０．３μｍ以上が好ましく、より好ましくは０．５μｍ以上であり、２０μｍ以下が好ましく、より好ましくは１０μｍ以下、さらに好ましくは５μｍ以下、特に好ましくは３μｍ以下である。膜厚が上記の範囲内であると、スメクチック相に水平配向した偏光フィルムを容易に得ることができる。

（表示装置）
上記のように得られた本発明の偏光フィルムは、さまざまな表示装置に用いることができる。表示装置とは、表示素子を有する装置であり、発光源として発光素子又は発光装置を含む。表示装置としては、例えば、液晶表示装置、有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）表示装置、無機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）表示装置、電子放出表示装置（例えば電場放出表示装置（ＦＥＤ）、表面電界放出表示装置（ＳＥＤ））、電子ペーパー（電子インクや電気泳動素子を用いた表示装置）、プラズマ表示装置、投射型表示装置（例えばグレーティングライトバルブ（ＧＬＶ）表示装置、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）を有する表示装置）、圧電セラミックディスプレイ等が挙げられる。液晶表示装置としては透過型液晶表示装置、半透過型液晶表示装置、反射型液晶表示装置、直視型液晶表示装置、投写型液晶表示装置等が挙げられる。上記の表示装置は、２次元画像を表示する表示装置であってもよいし、３次元画像を表示する立体表示装置であってもよい。

前記液晶表示装置について、図１を参照して説明する。図１は、液晶表示装置１０を表す概略図である。
液晶層１７は２枚の基板１４ａ及び基板１４ｂで挟まれている。基板１４ａの液晶層１７側には、カラーフィルタ１５が配置されている。カラーフィルタ１５が、液晶層１７を挟んで画素電極２２に対向する位置に配置され、ブラックマトリクス２０が画素電極間の境界に対向する位置に配置されている。透明電極１６がカラーフィルタ１５及びブラックマトリクス２０を覆うように液晶層１７側に配置されている。カラーフィルタ１５と透明電極１６との間にオーバーコート層を有していてもよい。
基板１４ｂの液晶層１７側には、薄膜トランジスタ２１と画素電極２２とが規則正しく配置されている。画素電極２２は、液晶層１７をはさんでカラーフィルタ１５に対向する位置に配置されている。薄膜トランジスタ２１と画素電極２２との間には、接続孔（図示せず）を有する層間絶縁膜１８が配置されている。

基板１４ａ及び基板１４ｂとしては、ガラス基板及びプラスチック基板が挙げられる。これらの基板上に形成されるカラーフィルタ１５や薄膜トランジスタ２１を製造する際、高温に加熱する工程が必要である場合は、ガラス基板が好ましい。

薄膜トランジスタ２１としては、石英基板上に形成する高温ポリシリコントランジスタ、ガラス基板上に形成する低温ポリシリコントランジスタ、ガラス基板又はプラスチック基板上に形成するアモルファスシリコントランジスタが挙げられる。液晶表示装置の小型化のため、ドライバＩＣが基板１４ｂ上に形成されていてもよい。

透明電極１６と、画素電極２２との間には、液晶層１７が配置されている。液晶層１７には、基板１４ａ及び基板１４ｂ間の距離を一定に保つために、スペーサ２３が配置されている。
基板１４ａ及び基板１４ｂに形成された層のうち液晶層１７と接触する面には、液晶を所望の方向へ配向させるための配向膜が各々配置されていてもよい。
各部材は、基板１４ａ、カラーフィルタ１５及びブラックマトリクス２０、透明電極１６、液晶層１７、画素電極２２、層間絶縁膜１８及び薄膜トランジスタ２１、並びに基板１４ｂの順番で積層されている。

このような液晶層１７を挟んだ基板１４ａ及び基板１４ｂの外側には、光学フィルムとして、偏光フィルム（例えば直線偏光フィルム）１２ａ及び１２ｂ、位相差フィルム（例えば１／４波長板や光学補償フィルム）１３ａ及び１３ｂが、この順番で積層されている。該偏光フィルム１２ａ及び１２ｂからなる群から選ばれる少なくとも１種が、本発明の偏光フィルムである。本発明の偏光フィルムを配置することで、入射光を直線偏光に変換する機能を液晶表示装置１０に付与することができる。なお、位相差フィルム１３ａ及び１３ｂは、液晶表示装置の構造や、液晶層１７に含まれる液晶化合物の種類によっては、配置されていなくてもよい。偏光フィルム１２ａの外側に、外光の反射を防ぐための反射防止膜１１が配置されていてもよい。本発明の偏光フィルムによれば、表示装置の薄型化が達成できる。
偏光フィルム１２ａ及び１２ｂからなる群から選ばれる少なくとも１種として、本発明の偏光フィルムを製造する際に用いた基板、配向膜が積層された積層体を用いてもよい。

偏光フィルム１２ｂの外側には、発光源であるバックライトユニット１９が配置されている。バックライトユニット１９は、光源、導光体、反射板、拡散シート及び視野角調整シートを含む。光源としては、エレクトロルミネッセンス、冷陰極管、熱陰極管、発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザー光源、水銀ランプ等が挙げられる。光源の特性に合わせて本発明の偏光フィルムを選択すればよい。

液晶表示装置１０が透過型液晶表示装置である場合、バックライトユニット１９中の光源から発せられた白色光は導光体に入射し、反射板によって進路を変えられて拡散シートで拡散されている。拡散光は視野角調整シートによって所望の指向性を持つように調整されたのちにバックライトユニット１９から偏光フィルム１２ｂに入射する。

無偏光である入射光のうち、ある一方の直線偏光のみが液晶パネルの偏光フィルム１２ｂを透過する。この直線偏光は位相差フィルム１３ｂによって円偏光に変換され、基板１４ｂ、画素電極２２等を順次透過して液晶層１７に至る。

ここで画素電極２２と対向する透明電極１６との間の電位差の有無により、液晶層１７に含まれる液晶分子の配向状態が変化して、液晶表示装置１０から出射される光の輝度が制御される。液晶層１７が、位相差フィルム１３ｂによって変換された円偏光がそのまま透過させる配向状態である場合、その円偏光は液晶層１７、透明電極１６を透過し、ある特定の波長範囲の光がカラーフィルタ１５を透過して位相差フィルム１３ａに至り、さらに偏光フィルム１２ａ及び反射防止膜１１を通過すると、液晶表示装置は、カラーフィルタで決まる色を最も明るく表示する。

逆に、液晶層１７が、位相差フィルム１３ｂによって変換された円偏光を変換して透過させる配向状態である場合、液晶層１７、透明電極１６及びカラーフィルタ１５を透過した光は、位相差フィルム１３ａと偏光フィルム１２ａとに吸収される。このことにより、この画素は黒を表示する。これら２つの状態の中間の配向状態では、液晶表示装置１０から出射される光の輝度も上記両者の中間となるため、この画素は中間色を表示する。

液晶表示装置１０が半透過型液晶表示装置の場合、画素電極２２は透明な材料で形成された透過部と、光を反射する材料で形成された反射部を有し、透過部では、前述の透過型液晶表示装置と同様にして画像が表示される。一方反射部では、外光が反射防止膜１１の方向から液晶表示装置に入射し、偏光フィルム１２ａと位相差フィルム１３ａとを透過した円偏光が液晶層１７を通過し、画素電極２２によって反射されて表示に利用される。

液晶表示装置の他の態様について図２を参照して説明する。図２は、液晶表示装置２４を表す概略図である。なお、前述した図１と同一の構成部分には同一の符号を付して説明は省略する。
液晶表示装置２４では、光学フィルム（偏光フィルム１２及び位相差フィルム１３）が基板１４の内部（液晶層１７側）に配置されている。液晶表示装置２４では、各部材は、反射防止膜１１、基板１４ａ、偏光フィルム１２ａ、位相差フィルム１３ａ、カラーフィルタ１５及びブラックマトリクス２０、透明電極１６、液晶層１７、画素電極２２、層間絶縁膜１８及び薄膜トランジスタ２１、位相差フィルム１３ｂ、偏光フィルム１２ｂ、基板１４ｂ、バックライトユニット１９の順番で積層されている。該偏光フィルム１２ａ及び１２ｂから選ばれる少なくとも１種が、本発明の偏光フィルムであり、前記積層体を用いてもよい。本発明の偏光フィルムを配置することで、入射光を直線偏光にする機能を液晶表示装置２４に付与することができる。尚、位相差フィルム１３ａ及び１３ｂは、液晶表示装置の構造や、液晶層１７に含まれる液晶化合物の種類によっては、配置されていなくてもよい。

前記ＥＬ表示装置について、図３を参照して説明する。図３は、本発明の表示装置の一例として、ＥＬ表示装置を表す概略図である。ＥＬ表示装置３０は、画素電極３５が形成された基板３３上に、発光源である有機機能層（発光層）３６及びカソード電極３７が積層されたものである。基板３３を挟んで有機機能層３６と反対側に、位相差フィルム３２及び偏光フィルム３１が配置されている。偏光フィルム３１が、本発明の偏光フィルムである。画素電極３５にプラスの電圧、カソード電極３７にマイナスの電圧を加え、画素電極３５及びカソード電極３７間に直流電流を印加することにより、有機機能層３６が発光する。発光源である有機機能層３６は、電子輸送層、発光層、正孔輸送層等からなる。有機機能層３６から出射した光は、画素電極３５、層間絶縁膜３４、基板３３、位相差フィルム３２及び偏光フィルム３１を通過する。有機機能層３６を有する有機ＥＬ表示装置について説明するが、無機機能層を有する無機ＥＬ表示装置にも適用してもよい。

ＥＬ表示装置３０を製造するには、まず、基板３３上に薄膜トランジスタ４０を所望の形状に形成する。そして層間絶縁膜３４を成膜し、次いで画素電極３５をスパッタ法で成膜し、パターニングする。その後、有機機能層３６を積層する。

基板３３としては、サファイアガラス基板、石英ガラス基板、ソーダガラス基板、アルミナ等のセラミック基板；銅等の金属基板；プラスチック基板等が挙げられる。基板上に熱伝導性膜を形成してもよい。熱伝導性膜としては、ダイヤモンド薄膜（ＤＬＣ等）が挙げられる。画素電極３５を反射型とする場合は、基板３３とは反対方向へ光が出射する。したがって、透明材料だけでなく、ステンレス鋼等の非透過材料を用いることができる。基板は単一で形成されていてもよく、複数の基板を接着剤で貼り合わせて積層基板として形成されていていてもよい。これらの基板は、板に限定するものではなく、フィルムでもよい。

薄膜トランジスタ４０としては、通常の多結晶シリコントランジスタを用いればよい。薄膜トランジスタ４０は、画素電極３５の端部に設けられ、その大きさは１０μｍ〜３０μｍ程度である。なお、画素電極３５の大きさは２０μｍ×２０μｍ〜３００μｍ×３００μｍ程度である。

基板３３上には、薄膜トランジスタ４０の配線電極が設けられている。配線電極は抵抗が低く、画素電極３５と電気的に接続して抵抗値を低く抑える機能があり、一般的にはその配線電極は、Ａｌ、Ａｌ及び遷移金属（ただしＴｉを除く）、Ｔｉ又は窒化チタン（ＴｉＮ）のいずれか１種又は２種以上を含有するものが使われる。

薄膜トランジスタ４０と画素電極３５との間には層間絶縁膜３４が設けられる。層間絶縁膜３４は、ＳｉＯ₂等の酸化ケイ素、窒化ケイ素等の無機系材料をスパッタや真空蒸着で成膜したもの、ＳＯＧ（スピン・オン・グラス）で形成した酸化ケイ素層、フォトレジスト、ポリイミド、アクリル樹脂等の樹脂系材料の塗膜等、絶縁性を有するものであればいずれであってもよい。

層間絶縁膜３４上に、リブ４１を形成する。リブ４１は、画素電極３５の周辺部（隣接画素間）に配置されている。リブ４１の材料としては、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂等が挙げられる。リブ４１の厚みは、好ましくは１．０μｍ〜３．５μｍであり、より好ましくは１．５μｍ〜２．５μｍである。

次に、透明電極である画素電極３５と、発光源である有機機能層３６と、カソード電極３７とからなるＥＬ素子について説明する。有機機能層３６は、それぞれ少なくとも１層のホール輸送層及び発光層を有し、例えば、電子注入輸送層、発光層、正孔輸送層、正孔注入層を順次有する。

画素電極３５としては、例えば、ＩＴＯ（錫ドープ酸化インジウム）、ＩＺＯ（亜鉛ドープ酸化インジウム）、ＩＧＺＯ、ＺｎＯ、ＳｎＯ₂、Ｉｎ₂Ｏ₃等が挙げられるが、特にＩＴＯ、ＩＺＯが好ましい。画素電極３５の厚さは、ホール注入を十分行える一定以上の厚さを有すれば良く、１０〜５００ｎｍ程度とすることが好ましい。
画素電極３５は、蒸着法（好ましくはスパッタ法）により形成することができる。スパッタガスとしては、特に制限するものではなく、Ａｒ、Ｈｅ、Ｎｅ、Ｋｒ、Ｘｅ等の不活性ガス、あるいはこれらの混合ガスを用いればよい。

カソード電極３７の構成材料としては例えば、Ｋ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｍｇ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ａｌ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｚｒ等の金属元素単体、又は安定性を向上させるためにそれらを含む２成分、３成分の合金系を用いることが好ましい。合金系としては、例えばＡｇ・Ｍｇ（Ａｇ：１ａｔ％〜２０ａｔ％）、Ａｌ・Ｌｉ（Ｌｉ：０．３ａｔ％〜１４ａｔ％）、Ｉｎ・Ｍｇ（Ｍｇ：５０ａｔ％〜８０ａｔ％）、Ａｌ・Ｃａ（Ｃａ：５ａｔ％〜２０ａｔ％）等が好ましい。
カソード電極３７は、蒸着法、スパッタ法等により形成される。カソード電極３７の厚さは、０．１ｎｍ以上が好ましく、１ｎｍ〜５００ｎｍ以上がより好ましい。

正孔注入層は、画素電極３５からの正孔の注入を容易にする機能を有し、正孔輸送層は、正孔を輸送する機能及び電子を妨げる機能を有し、電荷注入層、電荷輸送層とも称される。
発光層の厚さ、正孔注入層と正孔輸送層とを併せた厚さ及び電子注入輸送層の厚さは特に限定されず、形成方法によっても異なるが、５〜１００ｎｍ程度とすることが好ましい。正孔注入層・正孔輸送層には、各種有機化合物を用いることができる。正孔注入輸送層、発光層及び電子注入輸送層の形成には、均質な薄膜が形成できることから真空蒸着法を用いることが好ましい。

発光源である有機機能層３６としては、１重項励起子からの発光（蛍光）を利用するもの；３重項励起子からの発光（燐光）を利用するもの；１重項励起子からの発光（蛍光）を利用するものと３重項励起子からの発光（燐光）を利用するものとを含むもの；有機物によって形成されたもの；無機物によって形成されたもの；有機物によって形成されたものと無機物によって形成されたものとを含むもの；高分子の材料、低分子の材料、高分子の材料と低分子の材料とを含むもの；等を用いることができる。ただし、これに限定されず、ＥＬ素子として様々なものを用いたＥＬ表示装置を用いることができる。

カソード電極３７と封止フタ３９との空間には乾燥剤３８を配置する。これは、有機機能層３６は湿度に弱いためである。乾燥剤３８により水分を吸収し有機機能層３６の劣化を防止する。

ＥＬ表示装置３０の光入射面あるいは光出射面に形成する偏光フィルム３１は、直線偏光に変換する偏光フィルムに限定されるものではなく、楕円偏光に変換する偏光フィルムであってもよい。偏光フィルム３１が本発明の偏光フィルムである。

ＥＬ表示装置の他の態様について図４を参照して説明する。図４は、ＥＬ表示装置４４を表す概略図である。なお、前述した図３と同一の構成部分には同一の符号を付して説明は省略する。
ＥＬ表示装置４４は、薄膜封止膜４２を用いた封止構造を有し、アレイ基板の反対面からも出射光を得ることができる。薄膜封止膜４２としては電解コンデンサのフィルムにＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）を蒸着したＤＬＣ膜を用いることが好ましい。ＤＬＣ膜は水分浸透性が極めて小さく防湿性能が高い。また、ＤＬＣ膜等をカソード電極３７の表面に直接蒸着して形成してもよい。また、樹脂薄膜と金属薄膜とを多層に積層して、薄膜封止膜４２を形成してもよい。

投影型液晶表示装置について図５を参照して説明する。図５は、投射型液晶表示装置を示す概略図である。
本発明の偏光フィルム１４２及び偏光フィルム１４３は、例えば、投射型液晶表示装置（プロジェクター）に用いられる。
発光源である光源（例えば、高圧水銀ランプ）１１１から出射された光線束は、まずは第１のレンズアレイ１１２、第２のレンズアレイ１１３、偏光変換素子１１４、重畳レンズ１１５を通過することにより、反光線束断面での輝度の均一化と偏光化が行われる。

具体的には光源１１１から出射された光線束は、微小なレンズ１１２ａがマトリクス状に形成された第１のレンズアレイ１１２によって多数の微小な光線束に分割される。第２のレンズアレイ１１３及び重畳レンズ１１５は、分割された光線束のそれぞれが、照明対象である３つの液晶パネル１４０Ｒ，１４０Ｇ，１４０Ｂの全体を照射するように備えられており、このため、各液晶パネル入射側表面は全体がほぼ均一な照度となる。

偏光変換素子１１４は、偏光ビームスプリッタアレイにより構成され、第２のレンズアレイ１１３と重畳レンズ１１５との間に配置される。これにより光源からのランダム偏光をあらかじめ特定の偏光方向を有する偏光に変換し、後述する入射側偏光フィルムでの光量損失を低減して、画面の輝度を向上させる役割を果たしている。

上記のように輝度均一化及び偏光化された光は、反射ミラー１２２を経由してＲＧＢの３原色に分離するためのダイクロイックミラー１２１，１２３，１３２により順次、レッドチャンネル、グリーンチャンネル、ブルーチャンネルに分離され、それぞれ液晶パネル１４０Ｒ，１４０Ｇ，１４０Ｂに入射する。

液晶パネル１４０Ｒ，１４０Ｇ，１４０Ｂには、その入射側には本発明の偏光フィルムフィルム１４２が配置され、出射側には本発明の偏光フィルム１４３がそれぞれ配置されている。

ＲＧＢ各光路に配置される偏光フィルム１４２及び偏光フィルム１４３は、それぞれの吸収軸が直交するように配置されている。各光路に配置される各液晶パネル１４０Ｒ，１４０Ｇ，１４０Ｂは、画像信号により各画素に制御された偏光状態を光量に変換する機能を有する。

本発明の偏光フィルムは、対応するチャンネルに適した二色性色素の種類を選択することで、ブルーチャンネル、グリーンチャンネル、レッドチャンネルのどの光路においても耐久性の優れた偏光フィルムとして有用である。

液晶パネル１４０Ｒ，１４０Ｇ，１４０Ｂの画像データに応じて、画素毎に異なる透過率で入射光を透過させることによって作成された光学像は、クロスダイクロイックプリズム１５０により合成され、投写レンズ１７０によって、スクリーン１８０に拡大投写される。

前記電子ペーパーとしては、光学異方性と染料分子配向のような分子により表示されるもの；電気泳動、粒子移動、粒子回転、相変化のような粒子により表示されるもの；フィルムの一端が移動することにより表示されるもの；分子の発色／相変化により表示されるもの；分子の光吸収により表示されるもの；電子とホールが結合して自発光により表示されるもの；等が挙げられる。より具体的には、マイクロカプセル型電気泳動、水平移動型電気泳動、垂直移動型電気泳動、球状ツイストボール、磁気ツイストボール、円柱ツイストボール方式、帯電トナー、電子粉流体、磁気泳動型、磁気感熱式、エレクトロウェッテイング、光散乱（透明／白濁変化）、コレステリック液晶／光導電層、コレステリック液晶、双安定性ネマチック液晶、強誘電性液晶、二色性色素・液晶分散型、可動フィルム、ロイコ染料による発消色、フォトクロミック、エレクトロクロミック、エレクトロデポジション、フレキシブル有機ＥＬ等が挙げられる。電子ペーパーは、テキストや画像を個人的に利用するものだけでなく、広告表示（サイネージ）等に利用されるものであってもよい。本発明の偏光フィルムによれば、電子ペーパーの厚みを薄くすることができる。

前記立体表示装置としては、例えばマイクロポール方式のように交互に異なる位相差フィルムを配列させる方法が提案（特開２００２−１８５９８３号公報）されているが、本発明の偏光フィルムを用いると、印刷、インクジェット、フォトリソグラフィー等によりパターニングが容易であるため、表示装置の製造工程を短くすることができ、かつ位相差フィルムが不要となる。

以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は、下記実施例によって限定されるものではなく、前・後記の趣旨に適合しうる範囲で適宜変更して実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。例中の「％」及び「部」は、特記ない限り、質量％及び質量部である。

実施例において、下記の重合性液晶化合物を用いた。
＜化合物（１−６）（式（１−６）で表される化合物）＞
化合物（１−６）は、Ｌｕｂ ｅｔ ａｌ． Ｒｅｃｌ．Ｔｒａｖ．Ｃｈｉｍ．Ｐａｙｓ−Ｂａｓ，１１５, ３２１−３２８（１９９６）記載の方法で合成した。

〔相転移温度の測定〕
配向膜を形成したガラス基板上で化合物を加熱しながら、偏光顕微鏡（ＢＸ−５１、オリンパス社製）によるテクスチャー観察によって相転移温度を確認した。化合物（１−６）は、昇温時において、９５℃で結晶相からスメクチックＡ相を呈し、１１１℃でネマチック相に相転移し、１１３℃で等方性液体相へ相転移した。降温時において、１１２℃でネマチック相に相転移し、１１０℃でスメクチックＡ相に相転移し、９４℃でスメクチックＢ相へ相転移したことを確認した。

＜化合物（１−７）（式（１−７）で表される化合物）＞
化合物（１−７）は、Ｌｕｂ ｅｔ ａｌ． Ｒｅｃｌ．Ｔｒａｖ．Ｃｈｉｍ．Ｐａｙｓ−Ｂａｓ，１１５, ３２１−３２８（１９９６）記載の方法で合成した。

〔相転移温度の測定〕
偏光顕微鏡によるテクスチャー観察によって相転移温度を確認した。化合物（１−７）は、昇温時において、８１℃で結晶相からスメクチックＡ相を呈し、１２１℃でネマチック相に転移し、１３７℃で等方性液体相へ相転移した。降温時において、１３３℃でネマチック相に相転移し、１１８℃でスメクチックＡ相に相転移し、７８℃でスメクチックＢ相へ相転移したことを確認した。

＜化合物（１−８）（式（１−８）で表される化合物）＞
化合物（１−８）は、化合物（１−７）と同様の方法で合成した。

〔相転移温度の測定〕
偏光顕微鏡によるテクスチャー観察によって相転移温度を確認した。化合物（１−８）は、昇温時において、７６℃で結晶相からスメクチックＡ相を呈し、９４℃でネマチック相に転移し、１０７℃で等方性液体相へ相転移した。降温時において、１０７℃でネマチック相に相転移し、９４℃でスメクチックＡ相に相転移し、７４℃でスメクチックＢ相へ相転移したことを確認した。

＜化合物（１−１３）（式（１−１３）で表される化合物）＞
化合物（１−１３）は、化合物（１−７）と同様の方法で合成した。

〔相転移温度の測定〕
偏光顕微鏡によるテクスチャー観察によって相転移温度を確認した。化合物（１−８）は、昇温時において、７８℃で結晶相からスメクチックＡ相を呈し、１０２℃でネマチック相に転移し、１２０℃で等方性液体相へ相転移した。降温時において、１２０℃でネマチック相に相転移し１０１℃でスメクチックＡ相に相転移し、７６℃でスメクチックＢ相へ相転移したことを確認した。

実施例１
〔重合性液晶組成物の調整〕
下記の成分を混合し、８０℃で１時間攪拌することで、重合性液晶組成物を得た。
重合性液晶化合物；化合物（１−６）及び（１−７）５０：５０混合物 １００部
二色性色素；アゾ色素（ＮＫＸ２０２９；林原生物化学研究所製） ２部
重合開始剤；２−ジメチルアミノ−２−ベンジル−１−（４−モルホリノフェニル）ブタン−１−オン（イルガキュア３６９；ＢＡＳＦジャパン社製） ６部
レベリング剤；ポリアクリレート化合物（ＢＹＫ−３６１Ｎ；ＢＹＫ−Ｃｈｅｍｉｅ社製） １．５部
溶剤；シクロペンタノン ２５０部

〔乾燥塗膜の作製〕
ガラス基板上に、ポリビニルアルコール（ポリビニルアルコール１０００完全ケン化型、和光純薬工業株式会社製）の２質量％水溶液をスピンコート法により塗布し、乾燥後、厚さ８９ｎｍの配向膜を形成した。続いて、得られた配向膜の表面にラビング処理を施した。ラビング処理は、半自動ラビング装置（商品名：ＬＱ−００８型、常陽工学株式会社製）を用いて、布（商品名：ＹＡ−２０−ＲＷ、吉川化工株式会社製）によって、押し込み量０．１５ｍｍ、回転数５００ｒｐｍ、ステージ速度１６．７ｍｍ／ｓの条件で行った。
ラビング処理後の配向膜上に、重合性液晶組成物をスピンコート法により塗布し、１２０℃のホットプレート上で３分間加熱乾燥した後、速やかに常温のホットプレート上に移動し２５℃まで冷却して乾燥塗膜を得た。

〔偏光フィルムの作製〕
乾燥塗膜に偏光紫外線を照射することにより重合して、ガラス基板に形成された配向膜上に作製された偏光フィルムを得た。具体的には、偏光照射治具付ＵＶ照射装置（ＳＰＯＴ ＣＵＲＥ ＳＰ−７；ウシオ電機株式会社製；照度２０ｍＷ／ｃｍ²）を用いて、配向膜に施したラビング処理の方向に対して垂直な方向（配向方向と偏光の振動方向とのなす角度が９０°）に振動する紫外線（直線偏光）を、露光量２４００ｍＪ／ｃｍ²（３６５ｎｍ基準）で乾燥塗膜に照射した。

参考例１
実施例１と同様にして乾燥塗膜を作製後に、以下のように重合条件だけを変えて偏光フィルムを作製した。
〔偏光フィルムの作製〕
具体的には、偏光照射治具付ＵＶ照射装置（ＳＰＯＴ ＣＵＲＥ ＳＰ−７；ウシオ電機株式会社製）を用いて、配向膜に対して平行な方向（配向方向と偏光の振動方向とのなす角度が０°）に振動する紫外線（直線偏光）を、露光量２４００ｍＪ／ｃｍ²（３６５ｎｍ基準）で乾燥塗膜に照射することにより偏光フィルムを得た。

実施例２
二色性色素としてアゾ色素（ＮＫＸ２０２９；林原生物化学研究所製）に代えてアゾ色素（Ｇ２０５；林原生物化学研究所製（特開平９−７３０１５（表１の式（９）参照））を用いたこと以外は実施例１と同様にして、乾燥塗膜及び偏光フィルムを作製した。

実施例３
化合物（１−７）の代わりに化合物（１−８）を用いたこと以外は実施例１と同様にして、乾燥塗膜及び偏光フィルムを作製した。

実施例４
化合物（１−７）の代わりに化合物（１−１３）を用いたこと以外は実施例１と同様にして、乾燥塗膜及び偏光フィルムを作製した。

実施例５〜７
実施例１と同じ重合性液晶組成物を使用し、実施例１と同様にして乾燥塗膜を作製した。次いで、配向方向と偏光の振動方向とのなす角度を表１に示す値に変更したこと以外は実施例１と同様にして、偏光フィルムを作製した。

比較例１
〔重合性液晶組成物の調整〕
下記の成分を混合して、重合性液晶組成物を得た。
重合性液晶化合物；化合物（１−５） ９７部
二色性色素；アゾ色素（ＮＫＸ２０２９；林原生物化学研究所製） ２部
重合開始剤；イルガキュア１８４（ＢＡＳＦジャパン社製） ０．９部
阻害剤；ｐ−メトキシフェノール ０．１部
溶剤；クロロホルム ４００部

〔光学フィルムの作製〕
偏光照射冶具を付さないＵＶ照射装置（ＳＰＯＴ ＣＵＲＥ ＳＰ−７；ウシオ電機株式会社製）を用いて、無偏光の紫外線を、露光量２４００ｍＪ／ｃｍ²（３６５ｎｍ基準）で乾燥塗膜に照射することにより偏光フィルムを得た。

上記で得られた乾燥塗膜及び偏光フィルムについて、二色比及び膜厚を測定し、結果を表１に示した。

〔二色比の測定〕
上記で得られた乾燥塗膜及び偏光フィルムについて、極大吸収波長における透過軸方向の吸光度（Ａ¹）及び吸収軸方向の吸光度（Ａ²）を、紫外可視分光光度計（ＵＶ−３１５０、島津製作所製）に偏光フィルム付フォルダーをセットした装置を用いてダブルビーム法で測定した。該フォルダーは、リファレンス側は光量を５０％カットするメッシュを設置した。測定された透過軸方向の吸光度（Ａ¹）及び吸収軸方向の吸光度（Ａ²）の値から、比（Ａ²／Ａ¹）を算出し、二色比とした。二色比が高いほど、偏光フィルムとして有用であるといえる。

〔膜厚測定〕
得られた偏光フィルムについて、レーザー顕微鏡（ＬＥＸＴ３０００、オリンパス社製）を用いて膜厚を測定した。

本発明の製造方法によれば、二色比の高い偏光フィルムを得ることができる。

１０、２４ 液晶表示装置
１１ 反射防止膜
１２ａ、１２ｂ、３１、１４２、１４３ 偏光フィルム
１３ａ、１３ｂ、３２ 位相差フィルム
１４ａ、１４ｂ、３３ 基板
１５ カラーフィルタ
１６ 透明電極
１７ 液晶層
１８、３４ 層間絶縁膜
１９ バックライトユニット
２０ ブラックマトリクス
２１ 薄膜トランジスタ
２２、３５ 画素電極
２３ スペーサ
３０、４４ ＥＬ表示装置
３６ 有機機能層
３７ カソード電極
３８ 乾燥剤
３９ 封止フタ
４０ 薄膜トランジスタ
４１ リブ
４２ 薄膜封止膜
１１１ 光源
１１２ 第１のレンズアレイ
１１２ａ レンズ
１１３ 第２のレンズアレイ
１１４ 偏光変換素子
１１５ 重畳レンズ
１２１、１２３、１３２ ダイクロイックミラー
１２２ 反射ミラー
１４０Ｒ、１４０Ｇ、１４０Ｂ 液晶パネル
１５０ クロスダイクロイックプリズム
１７０ 投写レンズ
１８０ スクリーン

Claims (6)

1. （１）スメクチック相を示す重合性液晶化合物、二色性色素、光重合開始剤及び溶剤を含む重合性液晶組成物を、基板上に塗布し、溶媒を除去することにより乾燥塗膜を形成する第１工程と、
   （２）前記第１工程で得られた乾燥塗膜に含まれる液晶性成分が液晶状態となる温度に乾燥塗膜を保持することにより、該液晶性成分を配向させる第２工程と、
   （３）前記第２工程で配向させた塗膜に、前記液晶性成分の配向方向と偏光の振動方向とのなす角度が４５度以上９０度以下の範囲である偏光を照射することにより、前記重合性液晶化合物を重合して、基板上に形成された偏光フィルムを得る第３工程とを含む偏光フィルムの製造方法。
2. 前記第１工程における基板が、配向膜が形成された基板である請求項１に記載の製造方法。
3. 前記偏光の最大出力波長が、３００ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲内に存在する請求項１又は２に記載の製造方法。
4. 前記二色性色素が、アゾ色素である請求項１〜３のいずれか１項に記載の製造方法。
5. 前記第２工程において、前記液晶性成分が液晶状態となる温度が、液晶性成分がスメクチック相を示す液晶状態となる温度である請求項１〜４のいずれか１項に記載の製造方法。
6. 前記スメクチック相が、高次のスメクチック相である請求項５に記載の製造方法。