JP6515178B2

JP6515178B2 - 偏光板

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Publication number: JP6515178B2
Application number: JP2017508456A
Authority: JP
Inventors: 平方　純一; 純一平方; 雄二郎矢内; 義明久門; 匡広渥美; 齊藤　之人; 之人齊藤
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2015-03-25
Filing date: 2016-03-25
Publication date: 2019-05-15
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Description

本発明は、偏光板に関する。

近年、画像表示装置の大型化に伴い、偏光板等の光学フィルムの伸縮による液晶パネルの反りが問題になっている。
この解決策として、各偏光子の吸収軸を互いに平行になるように配置（パラレルニコル配置）し、上部偏光子と、下部偏光子を同一方向に収縮又は膨脹させ、液晶セルに加えられる応力が両面側において同一方向として、液晶パネルの反りを改良する技術が提案されている（例えば、特許文献１など参照）。

特開２０１５−１８２１７号公報

一方、パラレルニコル配置の液晶表示装置は、通常ノーマリーホワイトモードでしか用いることが出来ないため、コントラスト比が低く画像視認性が低下する。そこで、偏光子から出射した偏光の振動面を９０°変換させるλ／２板機能を有する延伸フィルムを配置して、ノーマリーブラックモードとして画像視認性を向上させている。一方、上記配置とした際には、λ／２板機能を有する延伸フィルムの遅相軸と、偏光子の吸収軸または透過軸とのなす角を４５°とする必要がある。一般的に、延伸フィルムの延伸方向と遅相軸方向とは、平行または直交となり、延伸方向と収縮または膨張方向とは、平行または直交となる。すなわち、一般的な搬送方向の延伸、搬送方向と直交方向の延伸によって延伸フィルムを作製した場合、延伸フィルムの長手方向は偏光子の長手方向とは一致せず、偏光板を効率的に製造することはできなかった。また、パラレルニコル配置とすることで偏光子同士の収縮または膨張の方向は揃うが、原理的にλ／２板機能を有する延伸フィルムとは収縮または膨張の方向を揃えることができず、液晶パネルの反りを改善という目的に対して悪影響を与えてしまっていた。

そこで、本発明は、更なる画像表示素子の反りの改善、正面の色味づきの改善、および、従来困難だった斜め輝度の向上のすべてを達成し、更に従来よりも偏光板取効率が改善された偏光板を提供することを課題とする。

本発明者らは、偏光子から出射された偏光の偏光面を回転させる光学素子に着目した。λ／２板機能を有する延伸フィルムではなく、偏光の偏光面を回転させることで、λ／２板機能を有する延伸フィルムのように、軸関係を４５°方向とする必要がなくなるため、いわゆるロールトゥロールという、フィルムの一貫搬送製造ができるようになり、偏光板取効率を向上させることができる。

さらに、上記光学素子とすることで、λ／２板機能を有する延伸フィルムのように、軸関係を４５°方向とする必要がなくなるため、収縮または膨張の方向が揃わず、画像表示素子の反りが悪化するという問題を改善することができる。
それに加えて、上記光学素子のΔｎｄおよび複屈折パラメータＲ_Hを適切に設定することで、正面の色味づきの改善と斜め輝度の向上とを両立することができる。

すなわち、以下の構成により上記課題を達成することができることを見出した。

［１］偏光子と、偏光子から出射された偏光の偏光面を回転させる光学素子と、を有し、光学素子の偏光子側の面の配向方向が、偏光子の吸収軸と平行であり、光学素子の偏光子とは反対の面の配向方向が、偏光子の吸収軸と垂直であり、光学素子のΔｎｄおよび複屈折パラメータＲ_Hが、Δｎｄを縦軸とし、複屈折パラメータＲ_Hを横軸とした直交座標において、Δｎｄが４００ｎｍであり複屈折パラメータＲ_Hが０度である点Ａと、Δｎｄが４００ｎｍであり複屈折パラメータＲ_Hが−１１．６度である点Ｂと、Δｎｄが６００ｎｍであり複屈折パラメータＲ_Hが−２４．９度である点Ｃと、Δｎｄが６００ｎｍであり複屈折パラメータＲ_Hが０度である点Ｄとで囲まれた領域の範囲内である、偏光板。
ただし、領域は、点Ａと点Ｂとを結ぶ直線、点Ｂと点Ｃとを結ぶ直線、点Ｃと点Ｄとを結ぶ直線、および、点Ｄと点Ａとを結ぶ直線で囲まれた領域をいう。
［２］光学素子が、液晶性化合物を含み、旋光性を有する光学素子である、［１］に記載の偏光板。
［３］さらに偏光子の、光学素子とは反対側に、輝度向上膜を含み、偏光子の吸収軸と、輝度向上膜の遅相軸とが平行である、［１］または［２］に記載の偏光板。
［４］偏光子と、輝度向上膜の製造搬送方向とが平行である、［３］に記載の偏光板。

本発明によれば、更なる画像表示素子の反りの改善、正面の色味づきの改善、および、従来困難だった斜め輝度の向上のすべてを達成し、更に従来よりも偏光板取効率が改善された偏光板を提供することができる。

図１Ａは、本発明の偏光板の実施形態の一例を示す模式的な断面図である。図１Ｂは、本発明の偏光板の実施形態の他の一例を示す模式的な断面図である。図２Ａは、画像表示装置の実施形態の一例を示す模式的な図である。図２Ｂは、画像表示装置の実施形態の他の一例を示す模式的な図である。

以下、本発明について詳細に説明する。
以下に記載する構成要件の説明は、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。
また、本明細書において偏光板とは、偏光子の少なくとも一方に偏光板保護層、または機能層が配置されたものを言い、偏光子と偏光板は区別して用いる。ただし、偏光板の吸収軸、透過軸、と言った場合には、その偏光板に含まれる偏光子の吸収軸、透過軸を意味する。
また、本明細書において、平行、直交とは厳密な意味での平行、直交を意味するのではなく、平行または直交から±５°の範囲を意味する。

＜λ／２板＞
本明細書において、λ／２板とは、面内位相差が波長のおよそ１／２程度である位相差板のことをいい、具体的には波長５５０ｎｍにおける面内位相差Ｒｅ（５５０）が２２０ｎｍ〜３２０ｎｍである位相差板をいう。

＜レターデーション＞
本発明において、Ｒｅ（５５０）およびＲｔｈ（５５０）は、各々、波長５５０ｎｍにおける面内のレターデーションおよび厚さ方向のレターデーションを表す。
本発明において、Ｒｅ（５５０）およびＲｔｈ（５５０）は、ＡｘｏＳｃａｎＯＰＭＦ−１（オプトサイエンス社製）において、５５０ｎｍで測定した値である。具体的には、ＡｘｏＳｃａｎに、平均屈折率（（ｎｘ＋ｎｙ＋ｎｚ）／３）と膜厚（ｄ（μｍ））を入力することにより、
・遅相軸方向（°）
・Ｒｅ（５５０）＝Ｒ０（５５０）
・Ｒｔｈ（５５０）＝（（ｎｘ＋ｎｙ）／２−ｎｚ）×ｄ
を算出することができる。なお、ｎｘは面内における遅相軸方向の屈折率を表し、ｎｙは面内においてｎｘに直交する方向の屈折率を表し、ｎｚは、ｎｘおよびｎｙに直交する方向の屈折率を表す。
ただし、本発明の偏光板に用いる光学素子は、光学軸が膜厚方向で回転しているため、一般に用いられるＲｅ、Ｒｔｈを正しく測定できない。回転を無視できる程度の薄層切片に分けて測定することは原理的に可能であるが、実質的に回転を無視できるよう回転角度２〜３度程度に分ける場合、光学素子を３０層以上に分ける必要があり現実的ではない。よって、本発明においては、以下に記載するΔｎｄと複屈折パラメータＲ_Hを用いる。

＜偏光の回転角度＞
本発明において、偏光の回転角度は、ＡｘｏＳｃａｎＯＰＭＦ−１（オプトサイエンス社製）を用い、算出されるＣｉｒｃｌａｒＲｅｔａｒｄａｎｃｅの値である。

＜液晶性化合物の回転角度＞
本発明において、液晶性化合物の回転角度は、旋光素子が液晶性化合物を含んでいる場合に、一方の表面側での面内遅相軸と、反対側の表面側での面内遅相軸がなす角度で表わす。
各表面側での面内遅相軸は、ＡｘｏＳｃａｎＯＰＭＦ−１（オプトサイエンス社製）を用い、付属の装置解析ソフトウエアＡｘｏｍｅｔｒｉｃｓＭｕｌｔｉ-ＬａｙｅｒＡｎａｌｙｓｉｓを用いて測定する。

＜Δｎｄ＞
本発明において、面内位相差の大きさをΔｎｄで表記する。Δｎｄは膜厚方向の微小領域での屈折率差と膜厚との積で、遅相軸の回転を除外した面内位相差値であり、遅相軸の回転が無い場合はＲｅと同じ値となる。Δｎｄは、ＡｘｏＳｃａｎＯＰＭＦ−１（オプトサイエンス社製）を用い、付属の装置解析ソフトウエアＡｘｏｍｅｔｒｉｃｓＭｕｌｔｉ-ＬａｙｅｒＡｎａｌｙｓｉｓを用いて測定する。

＜Ｒ_H＞
Ｒ_Hは、ＡｘｏＳｃａｎで測定できるＭｕｅｌｌｅｒ行列から算出できる複屈折値であり、ＡｘｏＳｃａｎにおいてＲｅ、Ｒｔｈを算出する元になるパラメータである。
本発明において、Ｒ_Hは、ＡｘｏＳｃａｎＯＰＭＦ−１を用い、測定光入射側の面の遅相軸に対して方位角０度、極角６０度の方向から測定したＭｕｅｌｌｅｒ行列から、以下のようにして算出した。
Ｍｕｅｌｌｅｒ行列は、測定装置Ａｘｏｓｃａｎで測定したＭｕｅｌｌｅｒ行列を元に、複屈折成分の３つの値、Ｒ_Ｈ、Ｒ_４５、Ｒ_Ｃを次のように得る。
Ｍｕｅｌｌｅｒ行列は、次の３つの行列に分解（極分解）することができる。
ここで、M_depは偏光解消、M_retは複屈折、M_diattは吸収を表す行列である。
この中で特に重要なのはM_retの複屈折である。M_retを解析すると、３つの成分に分けることができる（Ｒ_Ｈ：上下左右成分、Ｒ_４５：±４５度成分、Ｒ_Ｃ：右左旋光成分）。
分離の方法はS. Y . Lu and R. A. Chipman, J. Opt Soc. Am A. 13 (1996) 1106.の方法で行った。ここでは計算方法の要約を示す。
吸収を表すM_diattは、次式で表される。
ここで、m_ijはMの成分(i, j = 1, 2, 3, 4)である。
改めてMを下記式（１０）で表す。
上記式（７）の右からM_diattの逆行列をかけたものをM’とすると、
となり、偏光解消を表すM_dep、複屈折を表すM_retは、それぞれ
となる。ここで
である。また、m_Δは次式で求められる。
ここで、最初の符号はmの行列式が負のときは負、正のときは正である。
また、λ₁、λ₂、λ₃は、m'(m')^Tの固有値である。
また、m_Rはm_Δの逆行列とm'を用いて次式から求められる。
以上より、任意のＭｕｅｌｌｅｒ行列Ｍを上記式（７）の３つの行列（M_depは偏光解消、M_retは複屈折、M_diattは吸収）に分解することができる。
また、上記式（１２）のM_retから、
を用いて、Ｒとα1、α2およびα3を求める。これを下記式（１７）に代入して、Ｒ_Ｈ、Ｒ_４５、Ｒ_Ｃを得る。
これら計算の詳細は、前述のS. Y . Lu and R. A. Chipman, J. Opt Soc. Am A. 13 (1996) 1106. に詳しく記載がある。

＜偏光板＞
図１Ａは、本発明の偏光板の実施形態の一例を示す断面的な模式図である。
図１Ａに示す偏光板３は、偏光子１と、偏光子から出射された偏光の偏光面を回転させる光学素子２と、を有する。
また、図１Ａに示す偏光板３は、図１Ａには示されていないが、光学素子２の偏光子１側の面の配向方向が、偏光子１の吸収軸と平行であり、光学素子２の偏光子１とは反対の面の配向方向が、偏光子１の吸収軸と垂直である。

光学素子２は、偏光板を更に薄型化できる理由から、液晶性化合物を含み、旋光性を有する光学素子であることが好ましい。

また、偏光子１と光学素子２の間には、図示しない別の層を含んでいてもよい。別の層としては、接着剤層、配向膜層等が挙げられる。
また、偏光子１上に、直接、光学素子２を配置してもよい。

本発明の偏光板は、図１Ｂに示すように、偏光子１の光学素子２とは反対側に、輝度向上膜４を含んでいることが好ましい。
また、図１Ｂに示す偏光板３は、図１Ｂには示されていないが、偏光子１の吸収軸と、輝度向上膜４の遅相軸（主延伸軸）は平行であることが好ましい。

上記構成とすることで、光学素子２の製造搬送方向と、偏光子１の製造搬送方向と、輝度向上膜４の製造搬送方向を一致させて、いわゆるロールトゥロールで作製することができ、輝度向上膜まで含めた偏光板の製造取効率をさらに向上させることができる。

また、偏光子１と輝度向上膜４の間には、図示しない別の層を含んでいてもよい。別の層としては、接着剤層、偏光子保護層等が挙げられる。また、偏光子１に直接輝度向上膜４を配置してもよい。

＜画像表示装置＞
図２Ａは本発明の偏光板を有する画像表示装置（以下、形式的に「本発明の画像表示装置」ともいう。）の実施形態の例を示す模式図である。本発明の画像表示装置７は、上側偏光板６と、画像表示素子５と、下側偏光板３とをこの順に有する。
下側偏光板３は、本発明の偏光板であり、偏光子１および光学素子２を有しており、本発明の画像表示装置７は、偏光子１と、光学素子２と、画像表示素子５と、上側偏光板６とがこの順に配置されている。

また、上側偏光板６の吸収軸６１と、下側偏光板３の吸収軸３１は平行である。
さらに、光学素子２の偏光子１側の配向方向２１は、下側偏光板３の吸収軸３１に平行であり、光学素子２の偏光子１と反対側の配向方向２２は、下側偏光板３の吸収軸３１に垂直である。

図２Ａでは、下側偏光板３が本発明の偏光板である実施形態を図示したが、上側偏光板６が本発明の偏光板であってもよい。

本発明の別の実施形態では、図２Ｂに示すように、偏光子１の光学素子２とは反対側に、輝度向上膜４を含んでおり、偏光子１の吸収軸（偏光板３の吸収軸３１）と、輝度向上膜４の遅相軸（主延伸軸）４１は平行である。画像表示装置７は、更にバックライトユニット８を含み、バックライトユニット８、輝度向上膜４、偏光子１、光学素子２、画像表示素子５および上側偏光板６がこの順に配置されている。

以下、本発明に用いられる各部材について詳細に説明する。

〔偏光子〕
本発明に用いられる偏光子は特に限定はなく、自然光を特定の直線偏光に変換する機能を有するいわゆる直線偏光子であればよい。偏光子としては、特に限定されないが、吸収型偏光子を利用することができる。

{偏光子の素材}
本発明に用いられる偏光子の素材は特に限定はなく、通常用いられている偏光子を利用することができ、例えば、ヨウ素系偏光子、二色性染料を利用した染料系偏光子、およびポリエン系偏光子のいずれも用いることができる。

延伸によって製造されるＰＶＡ（ポリビニルアルコール）を用いたヨウ素系偏光子を用いた場合、ＰＶＡが親水性であるため、偏光子は温度や湿度の変化に敏感であり、周囲の環境変化で伸縮しやすいため本発明は特に効果的である。

〔光学素子〕
本発明に用いられる光学素子は、偏光子から出射された偏光の偏光面を回転させる光学素子であり、光学素子の一方の面の配向方向と、反対の面の配向方向が、直交している。
また、本発明に用いられる光学素子は、Δｎｄおよび複屈折パラメータＲ_Hが、Δｎｄを縦軸とし、複屈折パラメータＲ_Hを横軸とした直交座標において、Δｎｄが４００ｎｍであり複屈折パラメータＲ_Hが０度である点Ａと、Δｎｄが４００ｎｍであり複屈折パラメータＲ_Hが−１１．６度である点Ｂと、Δｎｄが６００ｎｍであり複屈折パラメータＲ_Hが−２４．９度である点Ｃと、Δｎｄが６００ｎｍであり複屈折パラメータＲ_Hが０度である点Ｄとで囲まれた領域の範囲内となる。ただし、領域は、点Ａと点Ｂとを結ぶ直線、点Ｂと点Ｃとを結ぶ直線、点Ｃと点Ｄとを結ぶ直線、および、点Ｄと点Ａとを結ぶ直線で囲まれた領域をいう。
また、Δｎｄおよび複屈折パラメータＲ_Hは、座標上の点を（Δｎｄ，Ｒ_H）と表した際に、（４００ｎｍ，０度）、（４００ｎｍ，−１１．０度）、（６００ｎｍ，−２３．２度）および（６００ｎｍ，０度）で囲まれる領域の範囲内であることが好ましく、
（４２０ｎｍ，−３．０度）、（４２０ｎｍ，−８．０度）、（５００ｎｍ，−１２．４度）および（５００ｎｍ，−３．０度）で囲まれる領域の範囲内であることがより好ましく、
（４４０ｎｍ，−４．２度）、（４４０ｎｍ，−８．５度）、（４８０ｎｍ，−１０．３度）および（４８０ｎｍ，−６．２度）で囲まれる領域の範囲内であることが更に好ましい。
Δｎｄをこの範囲とすることで、液晶表示装置の白表示時に色味づきが生じ難くなり、ＲＨをこの範囲とすることで、光学素子の微小膜厚におけるＮｚファクターを０．０５〜０．５とすることができる。この範囲内の場合、液晶表示装置の斜め方向の輝度が増加するので好ましい。
なお、本発明における偏光の偏光面を回転させる光学素子には、いわゆる一般的なλ／２板のように、偏光の振動に対して、π（λ／２）の位相差を作り、結果的に偏光の振動面が９０°変換されるような光学素子は含まない。

また、本発明の光学素子は、偏光板を更に薄型化できる理由から、液晶性化合物を含み、旋光性を有する光学素子であることが好ましい。
本発明において、旋光性を有するとは、直線偏光が媒質中を略直線偏光のまま回転して伝播することを意味する。

本発明に用いられる液晶性化合物は特に限定はなく、目的の光学特性に応じて各種公知の液晶性化合物を用いることができる。なお、本明細書において、液晶性化合物を含むとは、重合前の低分子の状態のみならず、重合硬化させてもはや液晶性を失ったものも含む。

本発明に用いられる液晶性化合物を含む層の作製方法は特に限定はなく、例えば、配向膜上に、液晶性化合物、配向剤、レベリング剤、その他添加剤、溶媒等からなる組成物を塗布して作製することができる。

{液晶性化合物}
本発明に用いられる液晶性化合物としては、棒状液晶性化合物および円盤状液晶（ディスコチック液晶）性化合物が挙げられ、円盤状液晶性化合物を用いることが好ましい。

円盤状液晶性化合物としては、例えば、特開２００７−１０８７３２号公報や特開２０１０−２４４０３８号公報に記載のものを好ましく用いることができるが、これらに限定されない。

{液晶性化合物の配向}
本発明に用いられる液晶性化合物の配向方向は、光学素子の一方の面と、その反対側の面で直交となっている。具体的には、液晶性化合物を含む組成物中にカイラル剤を添加する、液晶性化合物を含む層の上下にそれぞれ配向膜を配置し、配向膜の配向方向を上下で９０°変えて光学素子を作製する、等の方法で作製することができる。

また、液晶性化合物のねじれる角度については、光学素子のそれぞれの面において直交していればよく、９０°に限らず、（９０＋１８０×ｎ）°であればよい（ｎは０以上の整数とする。）。
この場合、例えばカイラル剤の種類と濃度によって調整することができる。

〔光学素子の製造方法〕
光学素子の製造方法は特に限定されず、例えば、液晶性化合物を含む重合性組成物から塗膜を形成する工程（１）および塗膜を硬化させる工程（２）を有する方法；上記工程（２）の後に硬化させた塗膜を二軸延伸する工程（３）を更に有する方法；などにより製造することができる。

（１）工程では、まず、支持体または基板等や下層の反射偏光子の表面に、液晶性化合物を含む重合性組成物（以下、「重合性液晶組成物」とも略す。）から塗膜を形成する。重合性液晶組成物は、溶媒に材料を溶解及び／又は分散した、塗布液として調製されるのが好ましい。塗布液の塗布は、ワイヤーバーコーティング法、押し出しコーティング法、ダイレクトグラビアコーティング法、リバースグラビアコーティング法、ダイコーティング法、等の種々の方法によって行うことができる。また、インクジェット装置を用いて、液晶組成物をノズルから吐出して、塗膜を形成することもできる。

（２）工程では、塗膜に、紫外線を照射して、硬化反応を進行させる。紫外線照射には、紫外線ランプ等の光源が利用される。この工程では、紫外線を照射することによって、重合性液晶組成物の硬化反応が進行し、液晶相が固定される。
紫外線の照射エネルギー量については特に制限はないが、一般的には、１００ｍＪ／ｃｍ²〜８００ｍＪ／ｃｍ²程度が好ましい。また、塗膜に紫外線を照射する時間については特に制限はないが、硬化膜の充分な強度及び生産性の双方の観点から決定することができる。

硬化反応を促進するため、加熱条件下で紫外線照射を実施してもよい。
また、雰囲気の酸素濃度は重合度に関与するため、空気中で所望の重合度に達せず、膜強度が不充分の場合には、窒素置換等の方法により、雰囲気中の酸素濃度を低下させることが好ましい。好ましい酸素濃度としては、１０％以下が好ましく、７％以下がさらに好ましく、３％以下が最も好ましい。
紫外線照射によって進行される硬化反応（例えば重合反応）の反応率は、層の機械的強度の保持等や未反応物が層から流出するのを抑える等の観点から、７０％以上であることが好ましく、８０％以上であることがより好ましく、９０％以上であることがよりさらに好ましい。反応率を向上させるためには照射する紫外線の照射量を増大する方法や窒素雰囲気下あるいは加熱条件下での重合が効果的である。また、一旦重合させた後に、重合温度よりも高温状態で保持して熱重合反応によって反応をさらに推し進める方法や、再度紫外線を照射する（ただし、本発明の条件を満足する条件で照射する）方法を用いることもできる。反応率の測定は反応性基（例えば重合性基）の赤外振動スペクトルの吸収強度を、反応進行の前後で比較することによって行うことができる。

ここで、液晶相を「固定化した」状態は、液晶化合物の配向が保持された状態が最も典型的、且つ好ましい態様である。それだけには限定されず、具体的には、通常０℃〜５０℃、より過酷な条件下では−３０℃〜７０℃の温度範囲において、この層に流動性が無く、また外場や外力によって配向形態に変化を生じさせることなく、固定化された配向形態を安定に保ち続けることができる状態を意味するものとする。

（３）の工程では、（２）で得られた硬化させた層を二軸延伸する。
二軸延伸は、公知の方法を用いることができる。
作製したコレステリック液晶相の塗膜を有するフィルムを、縦一軸延伸機において、所望の延伸倍率で縦延伸した後、テンター式延伸機において所望の延伸倍率で横延伸してもよい。この場合、搬送方向を縦、搬送方向と直交する方向を横とする。または、横延伸した後、縦延伸してもよい。二軸延伸されたフィルムは、巻取り部前で両端部を切り落とし、巻き取り部で巻き取ることによってロールフィルムとしてもよい。
延伸時の吸気温度、フィルム膜面温度、および延伸速度は、所望の延伸倍率によって適宜調製することが可能である。
延伸時のフィルム膜面温度はコレステリック液晶相を形成した支持体のガラス転移点Ｔｇ−４０〜Ｔｇ＋２０℃が好ましく、Ｔｇ−２０℃〜Ｔｇ＋１０℃がより好ましい。

また、延伸する場合の延伸倍率は、Δｎｄと複屈折パラメータＲ_Hと関係が規定の範囲になるように適宜調整する。このためには、縦横ともに延伸倍率は１〜３０％とすることが好ましく、５〜２５％とすることがより好ましく、１５〜２０％とすることが最も好ましい。

｛輝度向上膜｝
本発明に用いられる輝度向上膜は特に限定されず、各種公知のものを用いることができる。具体的には例えば特許０４０９１９７８号記載の誘電体多層膜等が挙げられる。

〔画像表示素子〕
本発明に用いられる画像表示素子については特に限定はなく、液晶表示素子等を用いることができる。

本発明に用いられる液晶表示素子の液晶セルのモードとしては、特に限定はなく、例えばＩＰＳ（インプレーンスイッチング）モード、ＶＡ（ヴァーティカルアライメント）モード等があげられる。

以下に実施例に基づいて本発明をさらに詳細に説明する。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実施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］
〔光学素子１の作製〕
＜支持体＞
下記一般式（ＩＩＩ）で表されるラクトン環構造を有するアクリル系樹脂｛共重合モノマー質量比＝メタクリル酸メチル／２−（ヒドロキシメチル）アクリル酸メチル＝８／２、ラクトン環化率約１００％、ラクトン環構造の含有割合１９．４％、重量平均分子量１３３，０００、メルトフローレート６．５ｇ／１０分（２４０℃、１０ｋｇｆ）、Ｔｇ１３１℃｝９０質量部と、アクリロニトリル−スチレン（ＡＳ）樹脂｛トーヨーＡＳＡＳ２０、東洋スチレン社製｝１０質量部との混合物；Ｔｇ１２７℃］のペレットを二軸押出機に供給し、約２８０℃でシート状に溶融押出しして、厚さ４０μｍの長尺状の支持体を得た。

（上記一般式（ＩＩＩ）中、Ｒ１は水素原子であり、Ｒ２及びＲ３はメチル基である。）

得られた支持体の塗布面にアルカリ鹸化処理を行い、下記組成の配向膜用組成物１を乾燥膜厚０．５μｍになるように濃度を調製した下記組成の配向膜塗布液を＃１４のワイヤーバーで連続的に塗布した。６０℃の温風で６０秒、更に１００℃の温風で１２０秒乾燥した後、長手方向に平行な方向にラビング処理を行い、配向膜付支持体１を作製した。使用した変性ポリビニルアルコールの鹸化度は９６．８％であった。

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配向膜塗布液の組成：
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下記の変性ポリビニルアルコール１０質量部
水３０８質量部
メタノール７０質量部
イソプロパノール２９質量部
光重合開始剤（イルガキュアー２９５９、ＢＡＳＦ社製）０．８質量部
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（変性ポリビニルアルコール）
（式中、繰り返し単位に付された数値は、各繰り返し単位のモル比率を表す。）

上記作製した配向膜付支持体１に、下記組成の液晶性化合物を含む組成物１を塗布、乾燥、紫外線照射を行った後に二軸延伸を行い、光学素子１を作製した。
具体的には、まず、下記の液晶性化合物を含む組成物１を、乾燥膜厚が４．４μｍになるように濃度を調製してＭＥＫ（メチルエチルケトン）に溶解し、液晶性化合物を含む層形成用の塗布液を調製した。この塗布液を上記配向膜の上にバー塗布して、１１０℃で１分間加熱熟成を行って、均一な配向状態を得た。その後、この塗布膜を４５℃に保持し、これに窒素雰囲気下で高圧水銀灯を用いて紫外線照射した後、テンター式延伸機で四辺を固定し、１２０℃で縦横の延伸倍率を各５％で二軸延伸を行い、光学素子１を得た。完成後の液晶性化合物を含む層の膜厚は４．０μｍであった。

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液晶性化合物を含む組成物１
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下記化合物１（ディスコチック液晶（ＤＬＣ））８０質量部
下記化合物２（ディスコチック液晶（ＤＬＣ））２０質量部
下記界面活性剤１０．５質量部
下記重合開始剤１３質量部
下記カイラル剤１０．０９質量部
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上記作製した、液晶性化合物を含む層の、支持体側の配向方向は、配向膜のラビング方向に対して平行であり、支持体と反対側（空気界面側）の配向方向は、配向膜のラビング方向と直交であった。また、偏光顕微鏡にて偏光顕微鏡の入射光偏光子の吸収軸と、光学素子のラビング方向が一致するように、出射光側に支持体側がくるように光学素子を配置し、検光子を回転させて輝度最大になる角度を測定したところ、９０度であった。また、上記作製方法と同様の方法により、光学素子１を連続的に製造できることを確認した。その際、搬送方向は、配向膜のラビング方向と平行である。

＜偏光子１の作製＞
厚さ４５μｍのＰＶＡフィルムを、ヨウ素濃度０．０５質量％のヨウ素水溶液中に３０℃６０秒浸漬して染色し、次いでホウ酸濃度４質量％濃度のホウ酸水溶液中に６０秒浸漬している間に元の長さの５倍に縦延伸した後、５０℃で４分間乾燥させて、厚さ１５μｍの偏光子１を得た。この時、延伸方向と、吸収軸方向は平行であった。

また、上記作製方法と同様の方法により、偏光子１を連続的に製造できることを確認した。その際、搬送方向は縦延伸方向と平行である。

＜偏光板１の作製＞
上記作製した光学素子１の支持体の塗布面と反対側の面に対して鹸化処理を行い、市販のポリビニルアルコール系接着剤を用いて、光学素子１の支持体と、偏光子１とを貼りあわせ、偏光板１を作製した。この時、偏光子１の吸収軸方向と、光学素子１の配向膜のラビング方向とを平行に配置した。偏光子１のもう一方の面にはポリビニルアルコール系接着剤を用いてセルロースアセテートフィルムであるＴＤ８０（富士フイルム製）を貼合した。

また、上記作製方法と同様の方法により、偏光板１を連続的に製造できることを確認した。

［実施例２］
カイラル剤の濃度を０．０９質量部、乾燥膜厚を７．５μｍとし、延伸倍率を２０％にした以外は実施例１で作製した光学素子１と同様にして光学素子２を作製した。完成膜厚は５．２μｍであった。
また、光学素子１に代えて光学素子２を用いた以外は、実施例１と同様の方法で、偏光板２を作製した。

［実施例３］
カイラル剤の濃度を０．０４質量部、乾燥膜厚を９．８μｍとし、延伸倍率を２８％にした以外は実施例１で作製した光学素子１と同様にして光学素子３を作製した。完成膜厚は６．０μｍであった。
また、光学素子１に代えて光学素子３を用いた以外は、実施例１と同様の方法で、偏光板３を作製した。

［実施例４］
カイラル剤の濃度を０．１３質量部、乾燥膜厚を３．０μｍとし、延伸を行わなかった以外は実施例１で作製した光学素子１と同様にして光学素子４を作製した。
また、光学素子１に代えて光学素子４を用いた以外は、実施例１と同様の方法で、偏光板４を作製した。

［比較例１］
実施例１で作製した偏光板１において、光学素子１の代わりに、市販のλ／２板（ピュアエースＴＴ−１３８、帝人社製、遅相軸方向と長手方向が一致）を２枚積層させた積層体を用いた以外は同様にして、偏光板５を作製した。この時、λ／２板の遅相軸と、偏光子１の吸収軸を４５°で配置するために、λ／２板を４５°方向にカットした上で偏光子１と粘着剤を用いて貼りあわせた。

上記４５°方向のカット工程が必要となるため、偏光板５は連続的に製造できなかった。

［実施例５］
実施例１で作製した作製した偏光板１において、偏光子１のＴＤ８０の面に接するように、粘着剤を用いてＬＧ電子製４２ＬＦ５８００を分解して得られた誘電体多層膜（ＤＢＥＦ、３Ｍ社製）を貼りあわせて、偏光板６を作製した。
この時、誘電体多層膜の遅相軸方向と偏光子１の吸収軸方向を平行とした。

また、上記作製方法と同様の方法により、偏光板６を連続的に製造できることを確認した。

［比較例２］
カイラル剤の濃度を０．０３質量部、乾燥膜厚を１２．７μｍとし、延伸倍率を３３％にした以外は実施例１で作製した光学素子１と同様にして光学素子５を作製した。完成膜厚は７．２μｍであった。
また、光学素子１に代えて光学素子５を用いた以外は、実施例１と同様の方法で、偏光板７を作製した。

［比較例３］
カイラル剤の濃度を０．０６質量部、乾燥膜厚を６．２μｍとし、延伸倍率を２０％にした以外は実施例１で作製した光学素子１と同様にして光学素子６を作製した。完成膜厚は４．３μｍであった。
また、光学素子１に代えて光学素子６を用いた以外は、実施例１と同様の方法で、偏光板８を作製した。

［比較例４］
カイラル剤の濃度を０．０３質量部、乾燥膜厚を１０．６μｍとし、延伸倍率を２０％にした以外は実施例１で作製した光学素子１と同様にして光学素子７を作製した。完成膜厚は７．３μｍであった。
また、光学素子１に代えて光学素子７を用いた以外は、実施例１と同様の方法で、偏光板９を作製した。

［比較例５］
実施例４で用いた、液晶性化合物を含む組成物１の代わりに、特開２０１２−３９２２２号公報の［０１６８］〜［０１６９］に記載の処方を用い、それ以外は実施例４と同様にして棒状液晶化合物（棒状液晶（ＲＬＣ））を用いた光学素子８を作製した。乾燥膜厚を３．０μｍとし、延伸は行わなかった。
また、光学素子１に代えて光学素子８を用いた以外は、実施例１と同様の方法で、偏光板１０を作製した。

＜ねじれ角とΔｎｄの測定＞
Δｎｄは、ＡｘｏＳｃａｎＯＰＭＦ−１（オプトサイエンス社製）を用い、付属の装置解析ソフトウエアＡｘｏｍｅｔｒｉｃｓＭｕｌｔｉ-ＬａｙｅｒＡｎａｌｙｓｉｓを用いて測定した。
この際、計算のためのパラメータとして液晶層の膜厚は断面観察により測定した実測値を用い、液晶の屈折率はｎｅを１．４８、ｎｅＯｒｉｅｎｔａｔｉｏｎを０°としてフィッティングを行い、液晶性化合物のねじれ角とΔｎｄを求めた。結果を下記表１に示す。

＜Ｒ_Hの測定＞
ＡｘｏＳｃａｎＯＰＭＦ−１（オプトサイエンス社製）を用い、遅相軸に対する方位角０度、極角６０度から測定し、得られたＭｕｅｌｌｅｒ行列からＲ_Hを求めた。結果を下記表１に示す。
Ｒ_Hの値は波長（Δｎｄ）ｎｍにおける値を用いた。比較例１は波長２７６ｎｍでの測定ができなかった。

［実施例６］
市販のＩＰＳ型液晶テレビ（ＬＧ電子製４２ＬＦ５８００）のバックライト側の偏光板を剥がし、代わりに実施例１で作製した偏光板１を、液晶セル側を光学素子側として貼り合わせ、実施例６の画像表示装置１を作製した。この時、偏光板１の吸収軸方向は画面に対して長手方向（横方向）とした。また、視認側の偏光板の吸収軸方向は、画面に対して長手方向（横方向）であり、視認側の偏光板の吸収軸方向と、バックライト側の偏光板の吸収軸方向を平行とした。

［実施例７］
実施例６の画像表示装置１のうち、偏光板１を偏光板２とした以外は同様にして画像表示装置２を作製した。

［実施例８］
実施例６の画像表示装置１のうち、偏光板１を偏光板３とした以外は同様にして画像表示装置３を作製した。

［実施例９］
実施例６の画像表示装置１のうち、偏光板１を偏光板４とした以外は同様にして画像表示装置４を作製した。

［比較例６］
実施例６の画像表示装置１のうち、偏光板１を偏光板５とした以外は同様にして画像表示装置５を作製した。

［比較例７］
実施例６の画像表示装置１のうち、偏光板１を偏光板７とした以外は同様にして画像表示装置６を作製した。

［比較例８］
実施例６の画像表示装置１のうち、偏光板１を偏光板８とした以外は同様にして画像表示装置７を作製した。

［比較例９］
実施例６の画像表示装置１のうち、偏光板１を偏光板９とした以外は同様にして画像表示装置８を作製した。

［比較例１０］
実施例６の画像表示装置１のうち、偏光板１を偏光板１０とした以外は同様にして画像表示装置９を作製した。

［評価］
＜連続製造適性＞
実施例６〜９と比較例７〜１０の画像表示装置について、使用した各偏光板はいずれも連続製造適性を有していることが分かり「可能」と評価した。結果を下記表２に示す。

＜ベンディング＞
実施例６〜９および比較例６〜１０の画像表示装置について、５０℃相対湿度８０％で７２時間サーモ後、２５℃相対湿度６０％で２時間放置した後で画像表示装置のバックライトを点灯し、点灯から１０時間後に分解して液晶セルを取り出し、液晶セルの形状を確認した。
画像表示装置は液晶セルの形状に変形は見られなかったものを「Ａ」と評価し、液晶セルに反りが見られたものを「Ｂ」と評価した。結果を下記表２に示す。

＜正面の色味づき＞
実施例６〜９および比較例６〜１０の画像表示装置について、各々の白表示時における正面色味づきを評価者の目視確認により行った。ニュートラルであることが好ましい。

＜斜め輝度の測定＞
実施例６〜９および比較例６〜１０の画像表示装置について白表示時輝度について、ＥＺ−Ｃｏｎｔｒａｓｔ１６０Ｄ（ＥＬＤＩＭ社製）を用いて測定した。この測定データから、極角７０度かつ方位角を１５度ずつ刻んだ２４個のデータを取りだし、相加平均値を算出して斜め輝度とした。
比較例１０で得られた輝度を１００と規格化して評価し、結果を下記表２に示す。

表２に示す結果から、実施例６〜９の画像表示装置は液晶セルの形状に変形は見られず、ベンディング性に優れていることが分かり、比較例６の液晶セルは長手方向に視認側凹であった。
また、実施例６〜９の斜め輝度の結果から、比較例１０よりも優れており、斜め視野の光量を増加できることが分かった。
また、実施例６〜９は色味がニュートラルであったのに対し、Δｎｄが下限より外れる比較例８は青味がかり、Δｎｄが上限より外れる比較例９は赤味がかるものであった。
実施例６〜９は、ベンディング、正面の色味づきおよび斜め輝度のいずれの項目においても優れるものであった。

１偏光子
２光学素子
２１光学素子の偏光子側の配向方向
２２光学素子の偏光子の反対側の配向方向
３偏光板
３１下側偏光板の吸収軸
４輝度向上膜
４１輝度向上膜の遅相軸
５画像表示素子
６上側偏光板
６１上側偏光板の吸収軸
７画像表示装置
８バックライトユニット
９１延伸前のフィルム
９２テンター
９３延伸後のフィルム

Claims

偏光子と、前記偏光子から出射された偏光の偏光面を回転させる光学素子と、を有し、
前記光学素子の前記偏光子側の面の配向方向が、前記偏光子の吸収軸と平行であり、
前記光学素子の前記偏光子とは反対の面の配向方向が、前記偏光子の吸収軸と垂直であり、
前記光学素子のΔｎｄおよび複屈折パラメータＲ_Hが、Δｎｄを縦軸とし、複屈折パラメータＲ_Hを横軸とした直交座標において、Δｎｄが４００ｎｍであり複屈折パラメータＲ_Hが０度である点Ａと、Δｎｄが４００ｎｍであり複屈折パラメータＲ_Hが−１１．６度である点Ｂと、Δｎｄが６００ｎｍであり複屈折パラメータＲ_Hが−２４．９度である点Ｃと、Δｎｄが６００ｎｍであり複屈折パラメータＲ_Hが０度である点Ｄとで囲まれた領域の範囲内である、偏光板。
ただし、前記領域は、前記点Ａと前記点Ｂとを結ぶ直線、前記点Ｂと前記点Ｃとを結ぶ直線、前記点Ｃと前記点Ｄとを結ぶ直線、および、前記点Ｄと前記点Ａとを結ぶ直線で囲まれた領域をいう。
前記光学素子が、液晶性化合物を含み、旋光性を有する光学素子である、請求項１に記載の偏光板。
さらに前記偏光子の、前記光学素子とは反対側に、輝度向上膜を含み、
前記偏光子の吸収軸と、前記輝度向上膜の遅相軸とが平行である、請求項１または２に記載の偏光板。