JP6060106B2 - 輝度向上膜、偏光板、および画像表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、輝度向上膜、ならびに、この輝度向上膜を含む偏光板および画像表示装置に関する。

液晶表示装置（以下、ＬＣＤとも言う。）などの画像表示装置には、通常、少なくとも、液晶セル等の画像表示素子とバックライトユニットが含まれる。

バックライトユニットの省電力化に伴って、バックライトユニットに含まれる光源から出射される光の利用効率を高めるために、バックライトユニットと画像表示素子との間に、輝度（単位面積当たりの明るさの程度）向上に寄与し得る光学シートを配置することが提案されている。このような光学シートは、輝度向上膜または輝度向上フィルムと呼ばれ、モバイル機器の増加と家電製品の低消費電力化に伴う低電力画像表示装置の核心部品として期待されている。

輝度向上膜としては、一般にプリズムシートと呼ばれる、バックライトユニットから入射した光が出射される出射面に凹凸形状が形成された光学シートが提案され（例えば特許文献１参照）、市販品としても入手可能である。

特開平８−１９０８０６号公報

プリズムシートは、出射面に形成された凹凸形状がバックライトユニットから入射した光を画像表示素子側に向かって集光することにより、輝度の向上を達成することができる光学シートである。しかるに、出射面の凹凸形状により特定方向に光を集光するが故に、光が集光される方向とは異なる方向において、輝度が著しく低下する現象が発生する点が課題である。通常、表示面においては、正面輝度が最も高く、視野角が大きくなるにつれ輝度が徐々に低下するが、例えば、断面形状が三角形の凸部から形成された凹凸形状を有するプリズムシートを備えた画像表示装置では、正面輝度に対して横極角４５°において輝度が著しく低下しほぼゼロになる現象が発生することがある。このような輝度の部分的な欠落は、画像表示装置に表示された画像を視認するユーザーに違和感を与える原因となるため、低減することが望まれる。

そこで本発明の目的は、輝度向上を達成しつつ、画像表示装置の表示面において輝度の部分的な欠落が発生することを防ぐための手段を提供することにある。

本発明者らは、上記目的を達成するために、出射面に凹凸を設けることによらず集光効果を得るための手段を見出すべく鋭意検討を重ねた。その結果、以下の輝度向上膜：
高屈折率層と高屈折率層よりも平均屈折率の低い低屈折率層とが直接積層され、
高屈折率層と低屈折率層との界面形状に凹部および凸部から形成される凹凸形状を含み、高屈折率層は、リオトロピック液晶性化合物含有層であり、かつ、低屈折率層側最表面が平面である、輝度向上膜、により、上記目的を達成できることを新たに見出した。即ち、かかる輝度向上膜を備えた画像表示装置は、従来のプリズムシートを備えた画像表示装置において発生していた輝度の部分的な欠落の発生を防ぎつつ輝度向上を達成することができることが、本発明者らの鋭意検討の結果、新たに見出された。

以下は、本発明者らによる推測であって本発明を何ら限定するものではないが、本発明者らは、入射した光がリオトロピック液晶性化合物を含む高屈折率層から低屈折率層に入射する際に大きく集光されることが、輝度の部分的な欠落を防ぐべく出射面側（低屈折率層側最表面）を平面とした上記輝度向上膜により輝度向上を達成できる理由と考えている。この点に関し、高屈折率層に含まれるリオトロピック液晶性化合物および界面の凹凸形状が、集光効率向上に寄与していると、本発明者らは推察している。

本発明において、高屈折率層と低屈折率層とが直接積層されているとは、易接着層や粘着層等の中間層を介さずに、二層が直接接触していることをいうものとする。このように二層が直接接触していることにより、二層間の界面で高い集光効果を得ることができると考えられる。

また、本発明において平面とは、粗さ曲線の算術平均粗さＲａが０．２５μｍ以下の平面性を有する面であることを意味する。Ｒａとは、ＪＩＳ Ｂ ０６０１に規定されており、基準長さＬにおける各点における高さＺの絶対値の平均であり、下記式で表わされる。

測定方法としては、触針法、光学的方法等を挙げることができる。一例として、Ｒａは、非接触表面・層断面形状計測システムＶｅｒｔＳｃａｎ(株式会社 菱化システム社製)を用いて測定することができる。

したがって、低屈折率層側最表面が平面であるとは、低屈折率層側最表面のＲａが０．２５μｍ以下であることをいう。上記Ｒａは、０μｍ以上であり、例えば０．０１以上、または０．０５以上であることができる。低屈折率層側最表面は、上記輝度向上膜を備えた画像表示装置内で、輝度向上膜に入射した光が出射する出射面となる。かかる出射面を上記平面性を有する面とすることは、従来のプリズムシートを備えた画像表示装置で発生していた輝度の部分的な欠落の発生を抑制することに寄与すると、本発明者らは考えている。

本発明において、リオトロピック液晶性とは、溶媒が存在する溶液状態で温度や濃度を変化させることにより、等方相−液晶相の相転移を起こす性質をいう。したがって、リオトロピック液晶性化合物が液晶相として存在し得る濃度および温度の溶液を塗布液として用いることにより、液晶相を含む層（液晶層）を形成することができる。一方、リオトロピック液晶性化合物が液晶相として存在し得る濃度および温度ではない溶液を塗布液として用いると、リオトロピック液晶性化合物が液晶相を発現せず等方相として存在する層が形成される。リオトロピック液晶性化合物の詳細については後述する。

一態様では、高屈折率層の平均屈折率は１．８０以上２．５０以下である。

本発明において、ある層についての平均屈折率とは、面内方向の屈折率と厚み方向の屈折率の平均値をいうものとする。各方向の屈折率は、公知の屈折率測定装置によって測定することができる。屈折率測定装置の一例としては、アタゴ社製多波長アッベ屈折計ＤＲ−Ｍ２を挙げることができる。また、本発明における屈折率とは、波長５５０ｎｍの光に対する屈折率をいうものとする。

一態様では、上記凹凸形状は、凸部を介して隣り合う２つの凹部の底部間距離が１〜２００μｍの範囲であり、かつ凸部頂点と、凸部を介して隣り合う２つの凹部の底部とを結び形成される三角形の凸部頂点における内角が５０〜１００°の範囲である形状である。ここで凸部および凹部とは、高屈折率層側を下方、低屈折率層側を上方に見た際に凸部および凹部と認められる部分をいうものとする。

一態様では、低屈折率層の平均屈折率は１．００以上１．８０未満である。

一態様では、高屈折率層と低屈折率層との平均屈折率差は０．０５以上である。

一態様では、低屈折率層は、硬化性樹脂組成物から形成された硬化層である。

一態様では、上記凹凸形状には、多角錐形状、円錐形状、部分回転楕円体形状、および部分球形状からなる群から選択される形状が上記界面に二次元的に配置されることにより形成されている。
また他の一態様では、上記凹凸形状は、部分円柱形状、部分楕円柱形状および角柱形状からなる群から選択される形状が上記界面に一次元的に配置されることにより形成されている。

ここで、一次元的に配置されているとは、上記形状が界面の一方向のみに、即ち平行に配置されていることをいう。これに対し、二次元的に配置されているとは、上記形状が界面の二方向以上に配置されていることをいう。例えば、ある方向と、この方向に直交する方向との二方向に形成されていることや、規則的に形成されている態様に限らず、不規則に（ランダムに）形成されている態様も包含される。
なお本発明および本明細書において、直交、平行等の角度に関する記載については、本発明が属する技術分野において許容される誤差の範囲を含むものとする。例えば、厳密な角度±１０°未満の範囲内であることを意味し、厳密な角度との誤差は、５°以下であることが好ましく、３°以下であることがより好ましい。

一態様では、上記凹凸形状は、凸部の断面形状が三角形状である。

本発明の更なる態様は、上記輝度向上膜と、偏光子層と、を含む偏光板に関する。

一態様では、上記偏光板は、バックライト側偏光板である。

本発明の更なる態様は、画像表示素子と、バックライトユニットと、を含み、かつ、
画像表示素子とバックライトユニットとの間に、上記輝度向上膜を含む画像表示装置に関する。

一態様では、上記画像表示素子は、視認側偏光板とバックライト側偏光板との間に位置する液晶セルであり、バックライト側偏光板は、偏光子層と上記輝度向上膜とを含む。

一態様では、上記輝度向上膜は、バックライト側偏光板において偏光子層よりもバックライト側に含まれる。

本発明によれば、画像表示装置の表示面における輝度の部分的な欠落を低減しつつ輝度向上を達成することが可能な輝度向上膜を提供することができる。

本発明の一態様にかかる輝度向上膜の高屈折率層と低屈折率層との界面に形成されている凹凸形状の一例を示す模式図である。 凹凸形状の説明図である。 本発明の一態様にかかる輝度向上膜の高屈折率層と低屈折率層との界面に形成されている凹凸形状の一例を示す模式図である。

以下の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。なお、本発明および本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。

［輝度向上膜］
本発明の一態様にかかる輝度向上膜は、高屈折率層と高屈折率層よりも平均屈折率の低い低屈折率層とが直接積層され、高屈折率層と低屈折率層との界面形状に凹部および凸部から形成される凹凸形状を含み、高屈折率層は、リオトロピック液晶性化合物含有層であり、かつ低屈折率層側最表面が平面である。

輝度向上膜とは、この膜が含まれていない場合と比べ画像表示装置の表示面の輝度を高める作用を奏することができる機能膜である。本発明の一態様にかかる輝度向上膜は、好ましくは、集光作用を発揮することができる集光シートとして機能することができる。より詳しくは、バックライトユニットから入射した光を画像表示素子側に向かって集光することができ、これにより画像表示装置の表示面の輝度を高めることができる。
以下、上記輝度向上膜について、更に詳細に説明する。

＜高屈折率層＞
（リオトロピック液晶性化合物）
上記輝度向上膜の高屈折率層は、リオトロピック液晶性化合物を含む。リオトロピック液晶性については、先に記載した通りである。リオトロピック液晶性化合物とは、そのような性質を有する液晶性化合物である。なおリオトロピック液晶性化合物は、この化合物を用いて形成された高屈折率層においては液晶性を示さなくてもよい。リオトロピック液晶性化合物は、高屈折率層に１種のみ含まれていてもよく、構造の異なる２種以上が含まれていてもよい。

リオトロピック液晶性化合物が発現する液晶相は、特に限定されるものではないが、好ましくは、ネマチック液晶相またはスメクチック液晶相である。

リオトロピック液晶性化合物は、例えば、アゾ系化合物、アントラキノン系化合物、ペリレン系化合物、キノフタロン系化合物、ナフトキノン系化合物、またはメタロシアニン系化合物である。ただし、リオトロピック液晶性を示すものであればよく、上記の化合物に限定されるものではない。具体例としては、例えば、特表２０１２−５００３１６号公報に記載の一般構造式Ｉで表される有機化合物および同公報に記載の一般構造式ＩＩで表される有機化合物を挙げることができる。これら有機化合物の構造、合成方法等の詳細については、特表２０１２−５００３１６号公報の段落００３１〜００８６および同公報の実施例を参照できる。

また、一態様では、リオトロピック液晶性化合物として、
・２つ以上のアリーレン基を含む構造；
・２つ以上のアリーレン基を含むとともに、２つのアリーレン基間に−ＮＨ−Ｃ（＝Ｏ）−で表される二価の連結基が存在する構造；
・スルホン酸基（−ＳＯ₃Ｈ）およびスルホン酸のアルカリ金属塩基（−ＳＯ₃Ｍ；Ｍはアルカリ金属原子を表す）からなる群から選ばれる１つ以上の置換基が置換したアリーレン基を１つ以上含む構造；
の１つ以上の構造を有する化合物を挙げることができる。
上記アリーレン基は、例えば炭素数６〜３０のアリーレン基であり、好ましくは炭素数６〜１４のアリーレン基であり、より好ましくは炭素数６〜１０のアリーレン基であり、具体例としては、フェニレン基、ナフタレニレン基等が挙げられる。
なお本発明において、特記しない限り、記載されている基は置換基を有してもよく無置換であってもよい。ある基が置換基を有する場合、置換基としては、アルキル基（例えば炭素数１〜６のアルキル基）、水酸基、アルコキシ基（例えば炭素数１〜６のアルコキシ基）、ハロゲン原子（例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子）、シアノ基、アミノ基、ニトロ基、アシル基、カルボキシル基等を挙げることができる。したがって上記アリーレン基も置換基を有していてもよい。置換基の具体例は上記の通りであるが、先に記載したように、スルホン酸基およびスルホン酸のアルカリ金属塩基が置換基として含まれていてもよい。１つのアリーレン基に置換しているスルホン酸基およびスルホン酸のアルカリ金属塩基からなる群から選ばれる置換基の数は、例えば１〜３つであり、好ましくは１つである。なお、本発明において、置換基を有する基について「炭素数」とは、置換基を含まない部分の炭素数を意味するものとする。

または、リオトロピック液晶性化合物としては、上記構造の１つ以上を有するか、または有さない化合物であって、かつ二価のヘテロ環基を１つ以上含む構造を有する化合物を挙げることもできる。２価のヘテロ環基としては、炭素数１〜２６の２価のヘテロ環基が好ましく、炭素数１〜２４の２価のヘテロ環基がより好ましく、５員環または６員環の２価のヘテロ環基が更に好ましい。ヘテロ環基に含まれるヘテロ環は、単環であってもよく縮合環でもよい。２価のヘテロ環基の具体例としては、例えば、ベンズイミダゾロン基、トリアジン基、ピリミジン基、キノキサリン基、アントラキノン基、キノフタロン基、ベンゾフェノン基等が挙げられる。

また、リオトロピック液晶性化合物は、同一の構造単位（繰り返し単位）を２つ以上含む重合体または二種以上の異なる繰り返し単位を含む共重合体であってもよい。リオトロピック液晶性化合物の分子量は、例えば、５，０００以上１０，０００，０００以下であるが、特に限定されるものではない。分子量とは、重合体および共重合体については、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）により測定され、標準ポリスチレン換算により求められる重量平均分子量とする。測定は、例えば、後述の実施例に示す条件で行うことができる。

リオトロピック液晶性化合物としては、重合性基を含む化合物（重合性化合物）を用いることもできる。重合性基としては特に制限されず、例えば、ラジカル重合性基、カチオン重合性基などが挙げられる。ラジカル重合性基としては、（メタ）アクリロイル基、（メタ）アクリロイルオキシ基、ビニル基、スチリル基、アリル基などが挙げられる。カチオン重合性基としては、ビニルエーテル基、オキシラニル基、オキセタニル基などが挙げられる。なお、（メタ）アクリロイル基とは、アクリロイル基およびメタアクリロイル基の両方を含む概念である。（メタ）アクリロイルオキシ基についても同様である。リオトロピック液晶性化合物が重合性化合物である場合、１分子中に含まれる重合性基は１つであっても２つ以上であってもよい。

リオトロピック液晶性化合物は、公知の方法で合成することができ、また市販品として入手可能なものもある。

（平均屈折率）
リオトロピック液晶性化合物を含む高屈折率層は、直接積層されている低屈折率層よりも平均屈折率の高い層である。このように二層間で平均屈折率差があることと、これら二層間の界面に凹凸形状が存在することにより、界面において光が出射方向に集光されると考えられ、このことが輝度向上に寄与していると、本発明者らは推察している。より良好な輝度向上効果を達成する観点からは、高屈折率層の平均屈折率は、１．８０以上であることが好ましく、２．０以上であることがより好ましい。また、高屈折率層と空気との界面反射抑制の観点からは、高屈折率層の平均屈折率は２．５０以下であることが好ましく、２．３０以下であることがより好ましい。高屈折率層の平均屈折率は、通常、リオトロピック液晶性化合物の種類により定まるため、所望の平均屈折率を有する高屈折率層を形成可能なリオトロピック液晶性化合物を選択して使用すればよい。

（リオトロピック液晶性組成物（塗布液））
以上説明した高屈折率層は、リオトロピック液晶性化合物を含む塗布液（リオトロピック液晶性組成物）を、被塗布面に塗布することにより作製することができる。リオトロピック液晶性化合物は、１種のみ用いてもよく、異なる構造の２種以上を組み合わせて用いてもよい。塗布工程等の詳細については後述する。リオトロピック液晶性組成物は、リオトロピック液晶性化合物を、必要に応じて各種添加剤や溶媒と混合することにより調製することができる。添加剤としては、波長分散制御剤、光学特性調整剤、界面活性剤、密着改良剤、滑り剤、配向制御剤、ＵＶ吸収剤等、液晶性組成物に通常使用される公知の添加剤を、何ら制限なく用いることができる。
溶媒としては、例えば、水、ジメチルホルムアミド等の極性溶媒、ヘキサン等の非極性溶媒を、単独で、または２種以上を任意の割合で混合して、用いることができる。溶媒としては、極性溶媒が好ましく、水がより好ましい。また、必要に応じて、イオン強度やｐＨを調整するための酸や塩基を添加してもよい。

リオトロピック液晶性組成物におけるリオトロピック液晶性化合物の濃度は、例えば１〜５０質量％程度であるが、使用するリオトロピック液晶性化合物が等方相−液晶相の相転移を起こし得る濃度を考慮し決定すればよく、上記範囲に限定されるものではない。好ましくは、リオトロピック液晶性組成物は、等方相−液晶相の相転移を起こし得る濃度範囲外の濃度で用いることが好ましい。また、塗布時のリオトロピック液晶性組成物の液温は、例えば２０〜１００℃程度であるが、使用するリオトロピック液晶性化合物が等方相−液晶相の相転移を起こし得る温度を考慮し決定すればよく、上記範囲に限定されるものではない。好ましくは、リオトロピック液晶性組成物は、等方相−液晶相の相転移を起こし得る温度範囲外の温度で用いることが好ましい。即ち、高屈折率層において、リオトロピック液晶性化合物は液晶相を発現せず、等方相として存在することが好ましい。なお高屈折率層においてリオトロピック液晶性化合物が液晶相として存在しているか等方相として存在しているかは、偏光顕微鏡によるテクスチャー観察により確認することができる。高屈折率層においてリオトロピック液晶性化合物が等方相として存在していることは、異方性散乱の発生を抑制するうえで有利であり、異方性散乱の発生を抑制することにより輝度向上膜による集光効率を更に高めることができると考えられる。

＜低屈折率層＞
低屈折率層としては、上記高屈折率層よりも平均屈折率の低い層であればよく、特に限定されるものではない。高屈折率層と低屈折率層との平均屈折率差は、集光効率向上の観点からは、０．０５以上であることが好ましく、０．１０以上であることが好ましく、０．２０以上であることがより好ましく、０．３０以上であることが更に好ましく、０．３５以上であることがいっそう好ましく、０．４０以上であることが更にいっそう好ましい。また、高屈折率層と低屈折率層の平均屈折率差は、例えば１．００以下であるが、集光効率向上の観点からは高いほど好ましく、特に限定されるものではない。

また、低屈折率層の平均屈折率は、好ましくは１．８０未満であり、より好ましくは１．７５以下であり、更に好ましくは１．７０以下であり、いっそう好ましくは１．６５以下である。高屈折率層と低屈折率層との平均屈折率差が大きいことは、集光効率向上の観点から好ましい。そして低屈折率層の平均屈折率が低いことは、高屈折率層との平均屈折率差を大きくできるため好ましい。一方、低屈折率層の屈折率は、低屈折率層と、低屈折率層と出射面側で隣り合う他の層（例えば後述する偏光子層）または空気との界面反射抑制の観点からは、１．００以上であることが好ましく、１．１０以上であることがより好ましい。低屈折率層の平均屈折率は、層を形成するために用いる成分、例えば後述の樹脂や硬化性化合物の種類により調整することができる。

低屈折率層としては、詳細を後述する凹凸形状形成の容易性の観点からは、樹脂を主成分とする樹脂層であることが好ましい。ここで主成分とするとは、層を構成する成分の中で最も多くを樹脂が占めることをいう。含まれる樹脂は一種でもよく二種以上であってもよい。樹脂層における樹脂量は、樹脂層の総質量に対して、例えば５０質量％以上であり、好ましくは７０質量％以上である、また、樹脂層における樹脂量は、樹脂層の総質量に対して、例えば９９質量％以下、または９５質量％以下であるが、１００質量％であってもよい。

一態様では、低屈折率層は、熱可塑性樹脂層であることができる。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリメチルメタクリレート樹脂（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリメタクリルスチレン（ＭＳ）樹脂、アクリロニトリルスチレン（ＡＳ）樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）、セルロースアシレート、セルローストリアセテート、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースダイアセテート、熱可塑性エラストマー、またはこれらの共重合体、シクロオレフィンポリマー等を挙げることができる。

また、樹脂層は、層の形成の容易性の観点からは、硬化性組成物を用いて、この組成物に硬化処理を施し形成された硬化層であることが好ましい。硬化性組成物としては、光照射により硬化する光硬化性組成物であっても、加熱により硬化する熱硬化性組成物であってもよい。生産性向上の観点からは、短時間で硬化処理を終了可能である点から、光硬化性組成物が好ましい。硬化性組成物としては、例えば、硬化性化合物として（メタ）アクリレートを含む硬化性組成物を挙げることができる。ここで（メタ）アクリレートとは、アクリレートとメタクリレートを包含する意味で用いるものとする。具体例としては、例えばフェノキシエチル（メタ）アクリレート、フェノキシ−２−メチルエチル（メタ）アクリレート、フェノキシエトキシエチル（メタ）アクリレート、３−フェノキシ−２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、２−フェニルフェノキシエチル（メタ）アクリレート、４−フェニルフェノキシエチル（メタ）アクリレート、３−（２−フェニルフェニル）−２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、エチレンオキシドを反応させたｐ−クミルフェノールの（メタ）アクリレート、エチレンオキシド付加ビスフェノールＡ（メタ）アクリル酸エステル、プロピレンオキシド付加ビスフェノールＡ（メタ）アクリル酸エステル、ビスフェノールＡジグリシジルエーテルと（メタ）アクリル酸とのエポキシ開環反応で得られるビスフェノールＡエポキシ（メタ）アクリレート、ビスフェノールＦジグリシジルエーテルと（メタ）アクリル酸とのエポキシ開環反応で得られるビスフェノールＦエポキシ（メタ）アクリレート等の硬化性化合物を含む組成物が挙げられる。

＜界面の凹凸形状＞
上記輝度向上膜は、以上説明した高屈折率層と低屈折率層との界面形状に、凹部および凸部から形成される凹凸形状を含む。バックライトユニットから上記輝度向上膜に入射した光は、高屈折率層から低屈折率層へ入射する際に二層の屈折率の違いにより界面で屈折されることで集光され、この界面に凹凸形状が存在することにより更に集光されると考えらえる。この点が、上記輝度向上膜では、出射面となる低屈折率層側最表面に凹凸形状を設けずとも、輝度向上機能を発揮することができる理由であると、本発明者らは推察している。更なる輝度向上を達成する観点からは、上記凹凸形状は、凸部を介して隣り合う２つの凹部の底部間距離が１〜２００μｍの範囲であり、かつ凸部頂点と、凸部を介して隣り合う２つの凹部の底部とを結び形成される三角形の凸部頂点における内角が５０〜１００°の範囲である形状であることが好ましい。集光効率の観点から、より好ましくは、凸部を介して隣り合う２つの凹部の底部間距離は５〜１００μｍの範囲であり、かつ凸部頂点と、凸部を介して隣り合う２つの凹部の底部とを結び形成される三角形の凸部頂点における内角が６０〜９０°の範囲である

以下に、図面を参照し、凹凸形状について、更に詳細に説明する。

凹凸形状は、好ましくは複数の凹部および複数の凸部から形成される。こうして形成される凹凸形状は、一態様では、高屈折率層と低屈折率層の界面に二次元的に配置された形状から形成されている。図１は、二次元的に配置された形状から形成された凹凸形状の模式図である。なお図中の形状の数は４つであるが、単なる例示であって本発明は図面に示す態様に何ら限定されるものではない。この点は、他の図面についても同様である。

図１（ａ）は、四角錐形状が二次元的に複数配置されることにより形成された凹凸形状を示す。図１（ｂ）は、部分回転楕円体形状が複数配置されることにより形成された凹凸形状を示す。二次元的に配置される形状の具体例としては、四角錐形状以外の多角錐形状、円錐形状、部分円形状等も挙げられる。なお部分回転楕円体形状とは、回転楕円体の一部が切断された形状をいい、例えば図１（ｂ）に示すように、回転楕円体が短軸方向で半分に切断された半回転楕円体形状を挙げることができる。部分球形状についても同様である。

図１（ａ）および（ｂ）に示す形状を例に、「凸部を介して隣り合う２つの凹部の底部間距離」および「凸部頂点と、凸部を介して隣り合う２つの凹部の底部とを結び形成される三角形の凸部頂点における内角」を説明した説明図が、図２である。なお「凸部を介して隣り合う２つの凹部の底部間距離」および「凸部頂点と、凸部を介して隣り合う２つの凹部の底部とを結び形成される三角形の凸部頂点における内角」は、図２に示すように、凸部頂点を通る垂線を含む断面において決定するものとする。

図２（ａ）は、図１（ａ）に示した四角錐形状が複数配置されることにより形成された凹凸形状の部分断面図である。「凸部を介して隣り合う２つの凹部の底部間距離」とは、図２（ａ）に符号Ｂで示す凹部の底部の間の距離Ｐをいう。また、「凸部頂点と、凸部を介して隣り合う２つの凹部の底部とを結び形成される三角形の凸部頂点における内角」とは、図２（ａ）に符号Ｔで示す凸部頂点と、２つの凹部の底部Ｂとを結び形成される三角形の凸部頂点Ｔにおける内角θである。
また、図２（ｂ）は、図１（ｂ）に示した半回転楕円形状が複数配置されることにより形成された凹凸形状の部分断面図である。「凸部を介して隣り合う２つの凹部の底部間距離」とは、図２（ｂ）に符号Ｂで示す凹部の底部の間の距離Ｐをいう。また、「凸部頂点と、凸部を介して隣り合う２つの凹部の底部とを結び形成される三角形の凸部頂点における内角」とは、図２（ｂ）に符号Ｔで示す凸部頂点と、２つの凹部の底部Ｂとを結び形成される三角形の凸部頂点Ｔにおける内角θである。
一方、凹部の底部が平面の場合には、図２（ｃ）に示すように、凹部底面と凸部底面とが交わる２点間の距離を、「凸部を介して隣り合う２つの凹部の底部間距離」と規定することとする。この場合、上記２点と、凸部頂点Ｔを結び形成される三角形の凸部頂点Ｔにおける内角θが、「凸部頂点と、凸部を介して隣り合う２つの凹部の底部とを結び形成される三角形の凸部頂点における内角」となる。
なお、凸部頂点Ｔを通る垂線を含む断面として複数の異なる形状が存在するものもある。例えば図１（ａ）に示す四角錐形状は、頂点と底面の対角線を通る断面と、頂点と２つの対向する２辺の中点を通る断面とは形状が異なり、後者において、「凸部を介して隣り合う２つの凹部の底部間距離」は最小の値を取る。このように複数の断面形状を取り得る場合には、「凸部を介して隣り合う２つの凹部の底部間距離」が最小の値を取る断面において、「凸部を介して隣り合う２つの凹部の底部間距離」および凸部頂点と、凸部を介して隣り合う２つの凹部の底部とを結び形成される三角形の凸部頂点における内角」を規定することとする。

上記では、二次元的に配置された形状により形成される凹凸形状について説明したが、上記界面の形状に含まれる凹凸形状は、一次元的に配置された形状により形成されていてもよい。そのような形状の具体例を、図３に示す。

図３は、一次元的に配置された形状から形成された凹凸形状の模式図である。図３（ａ）は、三角柱形状が一次元的に複数配置されることにより形成された凹凸形状を示す。図３（ｂ）は、部分円柱形状が一次元的に複数配置されることにより形成された凹凸形状を示す。一次元的に配置される形状の具体例としては、三角柱以外の多角柱形状、部分楕円柱形状等も挙げられる。なお、部分円柱形状とは、円柱を長軸方向で一部切断された形状をいい、例えば図３（ｂ）に示すように、円柱が長軸方向で半分に切断された半円柱形状を挙げることができる。部分楕円柱形状についても同様である。一次元的に配置された形状についても、「凸部を介して隣り合う２つの凹部の底部間距離」および「凸部頂点と、凸部を介して隣り合う２つの凹部の底部とを結び形成される三角形の凸部頂点における内角」は、先に記載したように決定することができる。

上記形状が二次元的に配置されることにより形成された凹凸形状、一次元的に配置されることにより形成された凹凸形状のいずれにおいても、集光効率の観点からは、凸部の断面形状は、三角形状であることが好ましい。

以上説明した凹凸形状は、高屈折率層と低屈折率層の界面の少なくとも一部に存在すればよく、全面に存在しなくともよい。一部に存在する場合には、中央部に存在し中央部を取り囲む外周部には存在しない態様が、画像表示素子側に集光する集光効率の観点からは好ましい。また、集光効率の更なる向上の観点からは、凹凸形状が界面の全面に存在することが好ましい。

以上説明した凹凸形状は、転写法、プレス法等の公知の成形方法により形成することができる。高屈折率層または低屈折率層のいずれかの層の表面に凹凸形状を形成し、凹凸形状を形成した表面に他方の層を形成することにより、界面に凹凸形状を有する輝度向上膜を得ることができる。凹凸形状の形成については、プリズムシートの製造に関する公知技術を、何ら制限なく適用することができる。または、一態様では、市販のプリズムシートを低屈折率層として用いることも可能である。より詳しくは、市販のプリズムシートの凹凸形状を有する表面（出射面）上に、リオトロピック液晶性組成物を塗布し高屈折率層を形成することにより、高屈折率層と低屈折率層との界面に凹凸形状を有する輝度向上膜を得ることができる。こうして形成された輝度向上膜は、プリズムシートとして用いられる場合には入射面であった表面（平面）が、低屈折率層最表面となり、出射面側に配置される。

上記輝度向上膜は、一態様では、通常のプリズムシートと同様に、バックライトユニットと画像表示素子との間に配置することができる。例えば液晶表示装置においては、バックライトユニットと液晶パネルとの間に、液晶パネルと間隔を隔てて配置することができる。

また、一態様では、上記輝度向上膜は、偏光子層と一体積層することができ、これにより上記輝度向上膜を含む偏光板を得ることができる。ここで、「一体積層」とは、偏光子層上に輝度向上膜が塗布、接着または粘着によらず単に配置されている状態を除く意味で用いることとする。例えば、輝度向上膜を構成する各層を形成するための塗布液を、偏光子層表面または偏光子層上に設けられた保護フィルム等のフィルム表面に塗布することにより輝度向上膜が形成された態様、易接着層、粘着層等の二層を貼り合わせる中間層により偏光子層表面または偏光子層上に設けられたフィルム表面と輝度向上膜表面とが密着されている態様、接着剤を使用するラミネート加工または接着剤を使用しないラミネート加工（熱圧着）により偏光子層表面または偏光子層上に設けられたフィルム表面と輝度向上膜表面とが密着されている態様等が、「一体積層」に包含される。このように、偏光子層に輝度向上膜が一体積層されていることは、近年の薄型化が進行している画像表示装置の耐久性向上の観点から好ましい。以下、この点について更に説明する。

例えば液晶表示装置は、通常、視認側偏光板とバックライト側偏光板と、これら偏光板の間に配置された液晶セルとを有する液晶パネルと、バックライトユニット（単にバックライトとも呼ぶ。）から構成される。近年急速に広まっているタブレット端末やモバイル用途など中小型ＬＣＤ市場では、持ち運びの容易性の観点から薄型化の要求が高い。また、ＴＶを中心とする大型ＬＣＤ市場にも、輸送の容易性や輸送コスト低減のため薄型化が求められている。かかる状況下、液晶表示装置の薄型化のため、液晶パネルを構成する各部材の薄型化が進められている。これに伴い液晶パネルの耐久性、中でも高温高湿下における耐久性は低下する傾向にある。このような耐久性低下により発生する１つの現象としては、液晶パネルに反りが生じることが挙げられる。これは主に、偏光板に含まれる偏光子（偏光子層）の吸湿によるものと考えられるが、液晶パネルがバックライト側へ反ると、液晶パネルとバックライトユニットとの間に、液晶パネルと間隔を隔てて（空気層を設けて）配置されていたプリズムシートと液晶パネル表面とが、部分的に接触する現象が発生することがある。これが表示面における表示ムラの原因になると、本発明者らは推察している。一方、従来、プリズムシートが、バックライトユニットと液晶パネルとの間に配置されていた理由は、プリズムシートの出射面上に凹凸形状が形成されていたため液晶パネル表面と密着させることが困難であったことと、空気層が輝度向上を達成することに寄与していることにある。後者について更に説明すると、プリズムシートは通常、空気層の屈折率（約１．００）よりも屈折率が高いため、プリズムシートのみでは不十分な集光効果を、プリズムシートと空気層との界面の屈折率差による集光効果により補うことができるのである。
これに対し本発明の一態様にかかる輝度向上膜は、空気層によらずとも十分な輝度向上を達成することができるため、偏光板の構成部材として液晶パネルに組み込むことができる。これにより、液晶パネルの反りにより液晶パネル表面と輝度向上膜が部分的に接触することを回避することが可能となる。また、従来液晶パネルとは別部材とされていた輝度向上膜を液晶パネルの構成部材とすることで、液晶パネルの強度を補強する役割を果たすこともできると推察される。この点も、耐久性低下の抑制に寄与すると考えられる。

＜輝度向上膜の製造方法＞
本発明の一態様にかかる輝度向上膜は、以上説明した構成を有するものであれば、製造方法は特に限定されるものではない。例えば、リオトロピック液晶性組成物（高屈折率層形成用塗布液）と低屈折率層形成用塗布液を、被塗布面に逐次塗布し、塗布後に必要に応じて、水洗等によるすすぎ洗い（リンス）、乾燥等の後処理を実施することにより高屈折率層と低屈折率層とが交互に積層された輝度向上膜を得ることができる。または、重合性基を有するリオトロピック液晶性化合物を用いる場合には、塗布後に重合性基の種類に応じた重合処理（加熱、光照射等）を行うことにより、硬化膜として、光学異方性層を形成することができる。また、一方の層の形成後、形成した層の表面に、先に記載したように、転写法、プレス法等の公知の成形方法により所望の凹凸形状を形成した後、他方の層を形成することにより、界面に凹凸形状を有する輝度向上膜を形成することができる。例えば、被塗布面に低屈折率層形成用塗布液として硬化性組成物を塗布した後、塗布面に所望の凹凸形状が反転した表面形状を有する凹凸ローラーを押し当てることにより凹凸を形成し、次いで光照射、加熱等の硬化処理を行うことにより、低屈折率層表面に凹凸形状を形成することができる。

各塗布液の塗布には、公知の塗布方法を採用することができる。塗布方法の具体例としては、カーテンコーティング法、押出コーティング法、ロールコーティング法、ディップコーティング法、スピンコーティング法、印刷コーティング法、スプレーコーティング法、スライドコーティング法等が挙げられる。具体的な塗布手段としては、ダイコーター、ブレードコーター、バーコーター等を挙げることができる。
被塗布面は、例えば、一態様では、偏光板を構成する偏光子層表面または偏光子層上に設けられた保護フィルム等のフィルム表面であることができる。かかる表面に上記塗布液を塗布し輝度向上膜を形成することにより、輝度向上膜と偏光子層が一体積層された偏光板を作製することができる。
または、被塗布面に塗布し形成した輝度向上膜を被塗布面から剥離し、易接着層や粘着層により画像表示装置を構成する部材表面上に配置し、または部材表面と貼り合わせることにより、輝度向上膜を画像表示装置に組み込んでもよい。この場合、被塗布面としては、ガラスやポリマーフィルム等の公知の基板を何ら制限なく用いることができる。ポリマーフィルムの一例としては、セルロースアシレート系フィルム、アクリル系フィルム、ノルボルネン系フィルム、ポリエステル系フィルム等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、易接着層や粘着層は、公知の接着剤や粘着剤を用いて形成することができる。例えば、易接着層や粘着層によって輝度向上膜表面と偏光子層表面または偏光子層上に設けられたフィルム表面とを貼り合わせることにより、輝度向上膜と偏光子層が一体積層された偏光板を作製することができる。

＜輝度向上膜の厚さ＞
上記輝度向上膜の厚さは、特に限定されるものではないが、輝度向上膜を組み込む画像表示装置の薄型化の観点からは薄いほど好ましく、例えば４０μｍ以下であり、好ましくは３０μｍ以下であり、より好ましくは２０μｍ以下である。一方、先に記載した耐久性向上や輝度向上膜の強度向上の観点からは、輝度向上膜の厚さは、１０μｍ以上であることが好ましく、より好ましくは１５μｍ以上である。

以上説明した輝度向上膜は、先に記載したように、画像表示装置において、一態様では、バックライトユニットの構成部材として組み込むことができる。また、他の一態様では、画像表示装置において、偏光板の構成部材として組み込むことができる。いずれの態様においても、バックライトユニットから入射した光の出射面となる低屈折率層側最表面は平面である。平面については、先に記載した通りである。低屈折率層最表面とは、一態様では低屈折率層表面であり、他の一態様では、保護フィルム等の低屈折率層表面に形成されたフィルム表面である。フィルムとしては、後述する偏光板保護フィルムとして知られているフィルム等の公知のフィルムを何ら制限なく用いることができる。なおこのようなフィルムは、集光効率を維持する観点からは、低屈折率層との平均屈折率差が０．１０以下であることが好ましく、低屈折率層との平均屈折率差が小さいほど好ましい。

［偏光板］
本発明の一態様にかかる偏光板は、上記輝度向上膜と偏光子層とを含む。

液晶表示装置では、通常、視認側偏光板とバックライト側偏光板との間に液晶セルが配置され、液晶パネルが構成されている。上記の本発明の一態様にかかる偏光板は、液晶セルに入射する光量を高めることにより輝度向上を達成することができるものであるため、液晶セルとバックライトユニットとの間に配置されるバックライト側偏光板として用いることが好ましい。また、上記輝度向上膜が、偏光子層とバックライトユニットとの間に配置されることが好ましい。先に記載した通り、上記輝度向上膜は、偏光子層と一体積層することがより好ましい。集光効果を得るために、上記偏光板においては、バックライト側から偏光子層側に向かって、高屈折率層、低屈折率層の順に位置するように、輝度向上膜が配置される。

以下、上記偏光板について、更に詳細に説明する。

＜偏光子層＞
偏光子層としては、通常の偏光板に用いられる偏光子を、何ら制限なく用いることができる。具体的には、例えば、ポリビニルアルコールフィルムをヨウ素溶液中に浸漬して延伸したもの等を用いることができる。偏光子層の厚さは、例えば０．５μｍ〜８０μｍの範囲であるが、特に限定されるものではない。

また、偏光子層の一方または両方の表面に、保護フィルムを設けてもよい。保護フィルムとしては、一般に偏光板保護フィルムとして用いられる各種フィルムを、何ら制限なく用いることができる。具体例としては、例えば、トリアセチルセルロース等のセルロース樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリオレフィン樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、環状ポリオレフィン樹脂（ノルボルネン系樹脂）、ポリアリレート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、およびこれらの混合物が挙げられる。また、視認側偏光板およびバックライト側偏光板は、液晶セルとの間に、少なくとも１層の位相差フィルムを有することもできる。例えば、液晶セル側のインナー側偏光板保護フィルムとして、位相差フィルムを有していてもよい。このような位相差フィルムとしては、公知のセルロースアシレートフィルム等を用いることができる。
以上記載した各種フィルムは、公知の易接着層や粘着層を介して、偏光子層や他のフィルムと貼り合わせることができる。

一態様では、上記輝度向上膜は、偏光子層上に設けられたフィルム上に設けることができる。保護フィルムの厚さは、一般には、強度や取扱い等の作業性、薄層化等の点から１〜５００μｍ程度であり、１〜３００μｍが好ましく、５〜２００μｍがより好ましく、５〜１５０μｍが更に好ましい。なお、視認側偏光板、バックライト側偏光板とも、偏光子層を保護フィルムを介さずに液晶セルと貼り合わせてもよい。液晶セル（特に液晶セルの基板）が、保護機能を発揮し得るからである。

また、他の一態様では、上記輝度向上膜は、保護フィルムを兼ねることができる。例えば、バックライト側偏光板のバックライト側保護フィルムの機能を上記輝度向上フィルムが兼ねることができる。

［画像表示装置］
本発明の一態様にかかる画像表示装置は、画像表示素子と、バックライトユニットと、
を含み、かつ、画像表示素子とバックライトユニットとの間に、上記輝度向上膜を含む。

＜輝度向上膜＞
先に記載した通り、一態様では、上記画像表示装置において、上記輝度向上膜は、偏光板とは別部材として含まれていてもよい。

また、他の一態様では、上記輝度向上膜は、偏光板に含まれる。そのような偏光板の詳細は、先に記載した通りである。例えば、上記輝度向上膜がバックライト側偏光板に含まれる場合、好ましくは偏光子層よりもバックライト側に、例えばバックライト側保護フィルムを兼ねる層として、上記輝度向上膜が含まれる。

＜画像表示素子＞
画像表示素子としては、公知の各種画像表示素子を挙げることができる。具体例としては、例えば、液晶セル（液晶表示素子）、有機ＥＬ(electroluminescence)素子等のＥＬ表示素子が挙げられる。液晶セルの駆動モードは特に限定されるものではなく、ＩＰＳ（In Plane Switching）モード、ＦＦＳ (Fringe Field Switching）モード、ＶＡ（Vertical Alignment）モード等各種モードを挙げることができる。

＜バックライトユニット＞
バックライトユニットとしては、画像表示装置に通常含まれるバックライトユニットを、何ら制限なく用いることができる。バックライトユニットは、少なくとも光源を含み、通常、更に導光板を含む。バックライトユニットの構成としては、エッジライト方式でも直下型方式でも構わない。

上記輝度向上膜は、この膜に入射した光を出射面側に集光することにより、集光シートとしての機能を果たすことができる。こうして、画像表示装置の表示面の輝度を向上させることができる。

以下に実施例に基づき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、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。

［実施例１］
１．リオトロピック液晶性組成物（塗布液）の調製
（１）リオトロピック液晶性化合物の合成
リオトロピック液晶性化合物として、下記繰り返し単位を含むポリ（２，２'−ジスルホ−４，４'−ベンジジンテレフタルアミド）のセシウム塩を、以下の方法により合成した。

１．３７７ｇ（０．００４ｍｏｌ）の４，４'−ジアミノビフェニル−２，２'−ジスルホン酸を１．２ｇ（０．００８ｍｏｌ）の水酸化セシウムおよび４０ｍｌの水と混合し、溶解するまで撹拌機で撹拌した。その後、０．６７２ｇ（０．００８ｍｏｌ）の炭酸水素ナトリウムを溶液に加え撹拌した。得られた溶液を２５００ｒｐｍの撹拌速度で撹拌しながら、無水トルエン（１５ｍＬ）中の０．８１２ｇ（０．００４ｍｏｌ）のテレフタロイルジクロリドの溶液を５分以内に徐々に加えた。撹拌をさらに５分間継続し、粘稠な白色エマルジョンを得た。得られたエマルジョンを４０ｍｌの水で希釈し、撹拌速度を１００ｒｐｍに減少させた。反応生成物をホモジナイズした後、２５０ｍｌのアセトンを加えることで沈殿させた。沈殿により得られた化合物の重量平均分子量を、以下１．７×１０⁶であった。重量平均分子量は、東ソー社製ＨＬＣ−８１２０を用い、カラムとして東ソー社製ＴＳＫ ｇｅｌ Ｍｕｌｔｉｐｏｒｅ ＨＸＬ−Ｍ（７．８ｍｍＩＤ×３０．０ｃｍ、溶離液としてテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）を用いて行った。化合物の同定を、¹Ｈ−ＮＭＲにより行い、目的の化合物が得られたことを確認した。

（２）リオトロピック液晶性組成物（塗布液）の調製
上記（１）で合成したリオトロピック液晶性化合物を純水に添加し濃度１０質量％の水溶液（リオトロピック液晶性組成物）を得た。
得られた水溶液の一部を採取し液温９０℃でガラス基板上にバーコーターを用いて塗布および乾燥して得られた塗膜について、偏光顕微鏡によりテクスチャー観察し、液晶相を発現せず等方相として存在していることを確認した。
一方、上記（１）で合成したリオトロピック液晶性化合物を純水に添加し濃度１０質量％の水溶液を得た。
得られた水溶液を液温２３℃でガラス基板上にバーコーターを用いて塗布および乾燥して得られた塗膜について、偏光顕微鏡によりテクスチャー観察し、液晶相を発現していることを確認した。
以上の結果から、上記（１）で合成した化合物が、リオトロピック液晶性を示す化合物であることが確認された。

２．低屈折率層形成用塗布液（紫外線硬化性組成物）の調製
下記の組成物をミキシングタンクに投入し攪拌して、調製した。
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ペンタエリスリトールテトラアクリレート １００．０質量部
［新中村化学工業社製Ａ−ＴＭＭＴ］
下記ボロン酸モノマー ０．５質量部
重合開始剤 ３．０質量部
［チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製イルガキュア１２７］
メチルエチルケトン １０３．７質量部
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３．片側保護フィルム付偏光子層の作製
（１）保護フィルムの作製
（コア層セルロースアシレートドープ１の調製）
下記の組成物をミキシングタンクに投入し攪拌して、各成分を溶解し、コア層セルロースアシレートドープ１を調製した。下記化合物１−１の分子量は、上記方法により求められた重量平均分子量である。
――――――――――――――――――――――――――――――――――――――
アセチル置換度２．８８のセルロースアセテート １００質量部
エステルオリゴマー（化合物１−１） １０質量部
耐久性改良剤（化合物１−２） ４質量部
紫外線吸収剤（化合物１−３） ３質量部
メチレンクロライド（第１溶媒） ４３８質量部
メタノール（第２溶剤） ６５質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――――――――

（外層セルロースアシレートドープ１の調製）
上記のコア層セルロースアシレートドープ１（９０質量部）に下記のマット剤分散液１（１０質量部）を加え、外層セルロースアシレートドープ１を調製した。
――――――――――――――――――――――――――――――――――――――
平均粒子サイズ２０ｎｍのシリカ粒子
（ＡＥＲＯＳＩＬ Ｒ９７２、日本アエロジル（株）製） ２質量部
メチレンクロライド（第１溶媒） ７６質量部
メタノール（第２溶剤） １１質量部
コア層セルロースアシレートドープ１ １質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――――――――

（セルロースアシレートフィルムの作製）
上記コア層セルロースアシレートドープ１とその両側に外層セルロースアシレートドープ１とを３層同時に流延口から２０℃のドラム上に流延した。溶剤含有率約２０質量％の状態で剥ぎ取り、フィルムの幅方向の両端をテンタークリップで固定し、残留溶剤が３〜１５質量％の状態で、横方向に１．２倍延伸しつつ乾燥した。その後、熱処理装置のロール間を搬送することにより、厚さ２５μｍのセルロースアシレートフィルムを作製し、保護フィルム０１とした。

（２）片側保護フィルム付偏光子層の作製
（保護フィルムのケン化）
上記（１）で作製した保護フィルム０１を３７℃に調温した４．５ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液（ケン化液）に１分間浸漬した後、フィルムを水洗し、その後、０．０５ｍｏｌ／Ｌの硫酸水溶液に３０秒浸漬した後、更に水洗浴に通した。そして、エアナイフによる水切りを３回繰り返し、水を落とした後に７０℃の乾燥ゾーンに１５秒間滞留させて乾燥し、ケン化処理した保護フィルム０１を作製した。

（偏光子層の作製）
厚さ７５μｍの長尺ポリビニルアルコールフィルム（クラレ社製９Ｘ７５ＲＳ）をガイドロールにて連続搬送し、３０℃の水浴中に浸漬させて１．５倍に膨潤させ、かつ延伸処理して２倍の延伸倍率とした後、ヨウ素とヨウ化カリウム配合の染色浴（３０℃）に浸漬して染色処理した。染色処理と共に延伸処理して３倍の延伸倍率とし、次いでホウ酸とヨウ化カリウムを添加した酸性浴（６０℃）中で架橋処理すると共に延伸処理して６．５倍の延伸倍率とした。その後、５０℃で５分間乾燥させて、幅１３３０ｍｍ、厚み１５μｍの偏光フィルム（偏光子層）を得た。

（偏光子層と保護フィルムの貼り合わせ）
上記で得た偏光子層と、ケン化処理した保護フィルム０１とを、ポリビニルアルコール（クラレ社製ＰＶＡ−１１７Ｈ）３質量％水溶液を接着剤として、偏光フィルムの透過軸と保護フィルムの長手方向とが直交するようにロールツーロールで貼りあわせ、片面保護フィルム付偏光板０１（以下、単に偏光板０１とも記載する）を作製した。

４．輝度向上膜付偏光板の作製
図１（ａ）に概略を示す形状が二次元的に規則的に配置された凹凸形状を形成するため、形成する形状を反転した表面形状を有する凹凸ローラーを作製した。
上記３．で得た片面保護フィルム付偏光子層（偏光板０１）の保護フィルムが形成されていない側の表面に、上記２．で調製した低屈折率層形成用塗布液（紫外線硬化性組成物）を、特開２００６−１２２８８９号公報の実施例１に記載のスロットダイを用いたダイコート法で、搬送速度２４ｍ／分の条件で塗布し、６０℃で６０秒乾燥させた。その後、上記凹凸ローラーを押し当てながら、窒素パージ下（酸素濃度約０．１％）で１６０Ｗ／ｃｍの空冷メタルハライドランプ（アイグラフィックス（株）製）を用いて、照度４００ｍＷ／ｃｍ²、照射量３９０ｍＪ／ｃｍ²の紫外線を照射して塗布層を硬化させ、表面に図１（ａ）に示す凹凸形状を有する低屈折率層（硬化層）を作製した。
上記硬化層の凹凸形状を有する表面に、上記１．で調製したリオトロピック液晶性組成物を液温９０℃でバーコーターにより塗布した後、水洗（リンス）および乾燥することで、高屈折率層（リオトロピック液晶性化合物含有層）を形成した。先に記載したように、上記１．で調製したリオトロピック液晶性組成物においては、液温９０℃ではリオトロピック液晶性化合物は等方相として存在している。
こうして得られた輝度向上膜付偏光板の一部をミクロトームで切り出し断面観察用サンプルを得た。得られたサンプルにおいて高屈折率層と低屈折率層との界面の凹凸形状を、光学顕微鏡（ニコン社製ＥＣＬＩＰＳＥ ＬＶ１００ＰＯＬ）により観察し、図１（ａ）に示すような四角錐形状が形成されていること、および、図２（ａ）に示すθが７０°、Ｐが２０μｍであることを確認した。なお形状観察およびθ、Ｐの測定は、光学顕微鏡に限らず、各種顕微鏡による観察（例えば走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による観察）等により行うこともできる。
また、上記光学顕微鏡による断面観察により、輝度向上膜の総厚が１６μｍであることを確認した。

５．液晶表示装置の作製
市販の液晶テレビ（ＬＧＥ社製４２ＬＡ７４００）を分解し、バックライトユニット上に置かれていたプリズムシートを取り除くとともに、バックライト側の偏光板を剥がし、代わりに実施例１で作製した輝度向上膜付偏光板を輝度向上膜がバックライト側に配置されるように貼合した。その後、液晶表示装置を組み立てなおし実施例１の液晶表示装置を得た。

［実施例２］
低屈折率層表面に凹凸形状を形成するための凹凸ローラーを変更し、図１（ｂ）に概略を示す形状が二次元的に規則的に配置された凹凸形状を形成するため、形成する形状を反転した表面形状を有する凹凸ローラーを作製した。
こうして作製した凹凸ローラーを用いた点以外、実施例１と同様の方法で、輝度向上膜付偏光板、およびこの偏光板を備えた液晶表示装置を得た。
実施例１と同様に断面観察用サンプルを切り出し、このサンプルを用いて実施例１と同様に高屈折率層と低屈折率層との界面の凹凸形状を観察し、図１（ｂ）に示すような半回転楕円体形状が形成されていること、および、図２（ｂ）に示すθが６０°、Ｐが２０μｍであることを確認した。
また、上記光学件備考による断面観察により、輝度向上膜の総厚が１９μｍであることを確認した。

［実施例３］
偏光子層表面に代えて市販のトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルム(富士フイルム社製フジタックＴＤ４０ＵＬ(膜厚４０μｍ、アタゴ社製多波長アッベ屈折計ＤＲ−Ｍ２による測定から求められる平均屈折率１．４８))の表面に、実施例１と同様に低屈折率層の形成、低屈折率層表面への凹凸形状形成、および高屈折率層を形成し、高屈折率層、低屈折率層、およびＴＡＣフィルムをこの順に有する輝度向上膜を得た。
市販の液晶テレビ（ＬＧＥ社製４２ＬＡ７４００）を分解し、バックライトユニット上に置かれていたプリズムシートに代えて上記で作製した輝度向上膜を、バックライト側から空気層に向かって、高屈折率層、低屈折率層、ＴＡＣフィルムがこの順に位置するように配置した。その後、液晶表示装置を組み立てなおし実施例３の液晶表示装置を得た。

［実施例４］
実施例２と同様に低屈折率層表面に凹凸形状を形成した点以外、実施例３と同様に輝度向上膜および液晶表示装置を得た。

以上の実施例１、２で作製した輝度向上膜を偏光子層から剥がし、非接触表面・層断面形状計測システムＶｅｒｔＳｃａｎ(株式会社 菱化システム社製)を用いて低屈折率層表面のＲａを測定したところ、実施例１は０．１０μｍ、実施例２は０．０８μｍであった。
また、実施例３、４で作製した輝度向上膜について、低屈折率層側最表面であるＴＡＣフィルム表面のＲａを上記と同様に測定したところ、実施例３は０．０９μｍ、実施例４は０．０８μｍであった。
以上の結果から、実施例１〜４で作製した輝度向上膜は、低屈折率層側最表面がＲａ０．２５μｍ以下の平面であることが確認された。

６．輝度向上膜の評価
（１）白輝度評価
上記で作製した液晶表示装置を白表示にした状態で、正面から色彩輝度計ＢＭ−５(トプコン製)で正面輝度および横極角４５°から、それぞれ輝度を測定した。市販の液晶テレビ（ＬＧＥ社製４２ＬＡ７４００）（以下、比較例１と記載する。）の輝度も同様に測定した。比較例１の液晶表示装置の正面輝度を１００として、実施例１〜３の液晶表示装置の正面輝度および横極角４５°における輝度、および比較例１の液晶表示装置の横極角４５°における輝度を相対値として求めた。結果を表１に示す。

表１に示すように、市販のプリズムシートを備えた比較例１の液晶表示装置は、横極角４５°において輝度が欠落する現象が発生したのに対し、実施例１〜４の液晶表示装置では、極角度４５°における輝度の欠落は発生しなかった。
また、実施例１〜４では、比較例１に比べて正面輝度の向上が達成された。
凹凸形状については、表１に示す結果から、輝度向上膜の高屈折率層と低屈折率層界面に形成された凹凸形状において、凸部の断面形状が三角形状である実施例１、３の液晶表示装置は、実施例２、４と比べ輝度向上効果が高いことが確認できる。
更に、実施例１と実施例３、実施例２と実施例４との対比からは、偏光板に輝度向上膜を組み込んだ（偏光子層と輝度向上膜を一体積層した）実施例１は実施例３と比べ、実施例２は実施例４と比べ、輝度向上効果が高いことが確認できる。実施例１、２では、輝度向上膜が偏光子層に直接積層されているため、空気層による散乱がないことが理由と本発明者らは推察している。

（２）屈折率の測定、平均屈折率の算出
実施例１と同様の方法で、ガラス基板上に輝度向上膜に含まれる高屈折率層と同じ厚さで高屈折率層を形成したサンプル、およびガラス基板上に輝度向上膜に含まれる低屈折率層と同じ厚さで低屈折率層を形成したサンプルを準備した。
各サンプルを用いて、ガラス基板上の高屈折率層、低屈折率層の面内方向および厚み方向の波長５５０ｎｍの光に対する屈折率をアタゴ社製多波長アッベ屈折計ＤＲ−Ｍ２で測定し、平均値を求めた。高屈折率層の平均屈折率は２．２０、低屈折率層の屈折率は１．５０であった。

７．耐久性の評価
実施例１〜４で作製した液晶表示装置、および比較例１の液晶表示装置を、筐体ごと５０℃相対湿度８０％の環境に３日間置き、その後、２５℃相対湿度６０％の環境で２日間連続点灯させ、黒表示状態で正面からムラを目視評価した。評価の結果、比較例１では表示面の４隅付近に強いムラが発生していた。一方、実施例１、２では、ムラの発生は確認されなかった。また実施例３、４は、ムラは発生したが非常に弱く視認しづらいものであった。実施例３、４の液晶表示装置では、輝度向上膜の液晶パネル側表面（低屈折率層側表面）は平面であるため、比較例１の液晶表示装置に含まれているプリズムシート（液晶パネル側表面に凹凸形状を有する）と比べ、反りが生じた液晶パネル表面と接触しづらいことが理由ではないかと本発明者らは推察している。比較例１の液晶表示装置に含まれているプリズムシートの断面を切り出し、光学顕微鏡（ニコン社製ＥＣＬＩＰＳＥ ＬＶ１００ＰＯＬ）で観察したところ、液晶パネル側表面には、複数の三角柱形状が平行に（一次元的に）配置され凹凸形状が形成されていたこの凹凸形状の凸部を介して隣り合う２つの凹部の底部間距離は２０μｍ、凸部頂点と、この凸部を介して隣り合う２つの凹部の底部とを結び形成される三角形の凸部頂点における内角は９０°であった。

本発明は、液晶表示装置等の画像表示装置の製造分野において有用である。

Claims (14)

1. 高屈折率層と高屈折率層よりも平均屈折率の低い低屈折率層とが直接積層され、
   高屈折率層と低屈折率層との界面に凹部および凸部から形成される凹凸形状を含み、
   高屈折率層は、リオトロピック液晶性化合物含有層であり、かつ
   低屈折率層側最表面が平面である、輝度向上膜。
2. 高屈折率層の平均屈折率は１．８０以上２．５０以下である請求項１に記載の輝度向上膜。
3. 前記凹凸形状は、
   凸部を介して隣り合う２つの凹部の底部間距離が１〜２００μｍの範囲であり、かつ
   凸部頂点と、該凸部を介して隣り合う２つの凹部の底部とを結び形成される三角形の前記凸部頂点における内角が５０〜１００°の範囲である形状である、請求項１または２に記載の輝度向上膜。
4. 低屈折率層の平均屈折率は１．００以上１．８０未満である請求項１〜３のいずれか１項に記載の輝度向上膜。
5. 高屈折率層と低屈折率層との平均屈折率差は０．０５以上である請求項１〜４のいずれか１項に記載の輝度向上膜。
6. 低屈折率層は、硬化性組成物から形成された硬化層である請求項１〜５のいずれか１項に記載の輝度向上膜。
7. 前記凹凸形状は、多角錐形状、円錐形状、部分回転楕円体形状、および部分球形状からなる群から選択される形状が前記界面に二次元的に配置されることにより形成されている請求項１〜６のいずれか１項に記載の輝度向上膜。
8. 前記凹凸形状は、部分円柱形状、部分楕円柱形状および角柱形状からなる群から選択される形状が前記界面に一次元的に配置されることにより形成されている請求項１〜６のいずれか１項に記載の輝度向上膜。
9. 前記凹凸形状は、凸部の断面形状が三角形状である請求項１〜８のいずれか１項に記載の輝度向上膜。
10. 請求項１〜９のいずれか１項に記載の輝度向上膜と、
    偏光子層と、
    を含む偏光板。
11. バックライト側偏光板である、請求項１０に記載の偏光板。
12. 画像表示素子と、
    バックライトユニットと、
    を含み、かつ、
    画像表示素子とバックライトユニットとの間に、請求項１〜９のいずれか１項に記載の輝度向上膜を含む画像表示装置。
13. 前記画像表示素子は、視認側偏光板とバックライト側偏光板との間に位置する液晶セルであり、前記バックライト側偏光板は、偏光子層と前記輝度向上膜とを含む、請求項１２に記載の画像表示装置。
14. 前記輝度向上膜は、前記バックライト側偏光板において偏光子層よりもバックライト側に含まれる、請求項１３に記載の画像表示装置。