TW201307909A - 偏光元件、圓偏光板及該等之製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種設置有偏光層與光配向層之新穎之偏光元件、包含該偏光元件之圓偏光子及該等之製造方法。本發明提供一種偏光元件、於該偏光元件之偏光層上進而設置有相位差層之圓偏光板、或將該偏光元件之透明基材置換成相位差膜之圓偏光板；上述偏光元件係於透明基材上依序設置有光配向層及偏光層之偏光子，且該光配向層為由具有光反應性基之聚合物所形成者，該偏光層為由含有聚合性層列型液晶化合物及二色性色素之組合物所形成者。

Description

偏光元件、圓偏光板及該等之製造方法
本發明係關於一種偏光元件、圓偏光板及該等之製造方法等。
液晶顯示裝置所使用之偏光元件通常係利用以碘染色之含有聚乙烯醇(PVA，polyvinyl alcohol)之膜作為配向層(非專利文獻1)。
[先前技術文獻] [非專利文獻]
[非專利文獻1]鈴木八十二編著，「液晶顯示器之製造工序」(液晶)，日刊工業報社，2005年11月28日發行
本發明提供一種設置有特定之偏光層與光配向層之新穎之偏光元件、包含該偏光元件之圓偏光子及該等之製造方法。
本發明包含以下之[1]至[17]之發明。
[1]一種偏光元件，其係於透明基材上依序設置有光配向層及偏光層之偏光子，且該光配向層為由具有光反應性基之聚合物所形成者，該偏光層為由含有聚合性層列型液晶化合物及二色性色 素之組合物所形成者。
[2]如上述[1]之偏光元件，其中上述偏光層為於X射線反射測定中獲得布拉格峰之偏光層。
[3]如上述[1]或[2]之偏光元件，其中上述組合物含有2種以上之聚合性層列型液晶化合物。
[4]如上述[1]至[3]中任一項之偏光元件，其中具有上述光反應性基之聚合物為含有式(A')所表示之基的聚合物， [式(A')中，n表示0或1，X1表示單鍵、-O-、-COO-、-OCO-、-N=N-、-CH=CH-或-CH2-，Y1表示單鍵或-O-，R1及R2分別獨立地表示氫原子、碳數1~4之烷基或碳數1~4之烷氧基，＊表示對於聚合物主鏈之鍵結鍵]。
[5]一種偏光元件之製造方法，其係製造如上述[1]至[4]中任一項之偏光元件之方法，且包括如下步驟：於上述透明基材上塗佈包含具有上述光反應性基之聚合 物與溶劑之組合物而於該透明基材上形成第1塗佈膜之步驟；藉由將該溶劑自該第1塗佈膜上乾燥去除而於該透明基材上形成第1乾燥覆膜，獲得第1積層體之步驟；藉由對該第1乾燥覆膜照射偏光UV(Ultraviolet，紫外線)而自該第1乾燥覆膜形成光配向層，獲得第2積層體之步驟；於位於該第2積層體之該光配向層上塗佈含有聚合性層列型液晶化合物、二色性色素、聚合起始劑及溶劑之組合物而於該光配向層上形成第2塗佈膜之步驟；藉由於不使該第2塗佈膜中所含有之該聚合性層列型液晶化合物聚合之條件下對該第2塗佈膜進行乾燥而於該光配向層上形成第2乾燥覆膜，獲得第3積層體之步驟；以及於使該第2乾燥覆膜中之該聚合性層列型液晶化合物成為層列型液晶狀態後，保持該層列型液晶狀態而直接使該聚合性層列型液晶化合物聚合，藉此自該第2乾燥覆膜形成偏光層之步驟。
[6]如上述[1]至[4]中任一項之偏光元件，其形狀為膜狀且為長條狀。
[7]一種偏光元件之製造方法，其係製造如上述[6]之偏光元件之方法，且包括如下步驟：準備將透明基材捲取於第1卷芯上之第1輥之步驟；自該第1輥連續地送出該透明基材之步驟；塗佈包含具有上述光反應性基之聚合物與溶劑之組合物 而於該透明基材上連續地形成第1塗佈膜之步驟，藉由將該溶劑自該第1塗佈膜乾燥去除而於該透明基材上形成第1乾燥覆膜，連續地獲得第1積層體之步驟；藉由對該第1乾燥覆膜照射偏光UV而形成相對於該第1積層體之搬送方向在大致45°之角度具有配向方向之光配向層，連續地獲得第2積層體之步驟；於該光配向層上塗佈含有聚合性層列型液晶化合物、二色性色素、聚合起始劑及溶劑之組合物而於該光配向層上連續地形成第2塗佈膜之步驟；藉由於不使該第2塗佈膜中所含有之該聚合性層列型液晶化合物聚合之條件下對該第2塗佈膜進行乾燥，而於該光配向層上形成第2乾燥覆膜，連續地獲得第3積層體之步驟；於使該第2乾燥覆膜中所含有之該聚合性層列型液晶化合物成為層列型液晶狀態後，保持該層列型液晶狀態而直接使該聚合性層列型液晶化合物聚合，藉此形成相對於該第3積層體之搬送方向在45°之角度具有吸收軸之偏光層，連續地獲得偏光元件之步驟；以及將連續地獲得之偏光元件捲取於第2卷芯上而獲得第2輥之步驟。
[8]一種液晶顯示裝置，其包括如上述[1]至[4]中任一項之偏光元件。
[9]一種液晶顯示裝置，其以配置於液晶單元內部之方式具備如上述[1]至[4]中任一項之偏光元件。
[10]一種圓偏光板，其係以上述偏光層之吸收軸與上述相位差膜之遲相軸所形成的角度成為大致45°之方式積層如上述[1]至[4]中任一項之偏光元件及相位差膜而成者，且以波長550 nm之光測得之橢圓率之值為80%以上，上述相位差膜為以波長550 nm之光測得之正面延遲之值為100~150 nm之範圍者。
[11]如上述[10]之圓偏光板，其中上述相位差膜具有對於可見光之正面延遲之值隨著波長變短而變小之特性。
[12]如上述[10]或[11]之圓偏光板，其形狀為膜狀且為長條狀。
[13]一種圓偏光板之製造方法，其係製造如上述[12]之圓偏光板之方法，且包括如下步驟：準備相位差膜捲取於第3卷芯之第3輥；準備上述偏光元件捲取於第2卷芯之第2輥；自該第2輥連續地捲出該偏光元件，並且自該第3輥連續地捲出該相位差膜；以及將連續地捲出之偏光元件之偏光層、與連續地捲出之相位差膜貼合。
[14]一種圓偏光板，其係將如上述[1]至[4]中任一項之偏光元件所包含之透明基材置換成具有相位差性之相位差膜，且以上述相位差膜之遲相軸、與上述偏光層之吸收軸所形成之角度為大致45°之方式積層而成者，於波長550 nm之光中測定之橢圓率之值為80%以上， 上述相位差膜係於波長550 nm之光中測定之正面延遲之值為100~150 nm之範圍之膜。
[15]如上述[14]之圓偏光板，其形狀為膜狀且為長條狀。
[16]一種圓偏光板之製造方法，其係製造如上述[15]之圓偏光板之方法，且包括如下步驟：準備將相位差膜捲取於第1卷芯上之第1輥之步驟；自該第1輥連續地送出該相位差膜之步驟；塗佈包含具有上述光反應性基之聚合物與溶劑之組合物而於該相位差膜上連續地形成第1塗佈膜之步驟；將該溶劑自該第1塗佈膜乾燥去除而於該透明基材上形成第1乾燥覆膜，連續地獲得第1積層體之步驟；藉由對該第1乾燥覆膜照射偏光UV而形成相對於該第1積層體之搬送方向在大致45°之角度具有配向方向之光配向層，連續地獲得第2積層體之步驟；於該光配向層上塗佈含有聚合性層列型液晶化合物、二色性色素、聚合起始劑及溶劑之組合物而於該光配向層上連續地形成第2塗佈膜之步驟；藉由於不使該第2塗佈膜中所含有之該聚合性層列型液晶化合物聚合之條件下對該第2塗佈膜進行乾燥，而於該光配向層上形成第2乾燥覆膜，連續地獲得第3積層體之步驟；以及於使該第2乾燥覆膜中所含有之該聚合性層列型液晶化合物成為層列型液晶狀態後，保持該層列型液晶狀態而直 接使該聚合性層列型液晶化合物聚合，藉此形成相對於該第3積層體之搬送方向在45°之角度具有吸收軸之偏光層，連續地獲得圓偏光板之步驟；以及將連續地獲得之圓偏光板捲取於第2卷芯上而獲得第2輥之步驟。
[17]一種有機EL(Electro Luminescence，電致發光)顯示裝置，其具備如上述[10]、[11]及[14]中任一項之圓偏光板及有機EL元件。
根據本發明，可提供一種設置有特定之偏光層與光配向層之新穎之偏光元件、及包含該偏光元件的新穎之圓偏光板。
本發明之偏光元件(以下，有時稱為「本偏光元件」)之特徵在於：其係於透明基材上依序設置有光配向層及偏光層者，並且上述光配向層為由具有光反應性基之聚合物所形成者，且上述偏光層為由含有聚合性層列型液晶化合物及二色性色素之組合物所形成者。若該組合物進而含有溶劑，則較佳。本偏光元件不僅可較佳地用於液晶顯示裝置，而且亦可如下述般藉由使用本偏光元件而製造可較佳地用於有機EL顯示裝置之圓偏光板(以下，有時稱為「本圓偏光板」)。以下，視需要一面參照圖式一面對本偏光元件及其製造方法、以及本圓偏光板及其製造方法進行說明。再 者，為了便於觀察，本說明書中隨附之圖式為任意尺寸。
圖1係表示本偏光元件之最簡單之構成之剖面模式圖。於透明基材1上依序積層光配向層2及偏光層3而形成本偏光元件100。本偏光元件100例如可藉由包括以下步驟之製造方法(以下，有時稱為「本製造方法A」)而製造。
(步驟A1)於透明基材上塗佈包含具有光反應性基之聚合物與溶劑之組合物而於上述透明基材上形成第1塗佈膜之步驟；(步驟A2)藉由將上述溶劑自上述第1塗佈膜乾燥去除而於上述透明基材上形成第1乾燥覆膜，獲得第1積層體之步驟；(步驟A3)藉由對上述第1積層體所具有之上述第1乾燥覆膜照射偏光UV而自該第1乾燥覆膜形成光配向層，獲得第2積層體之步驟；(步驟A4)於上述第2積層體所具有之上述光配向層上塗佈含有聚合性層列型液晶化合物、二色性色素及溶劑之組合物而於該光配向層上形成第2塗佈膜之步驟；(步驟A5)藉由於不使該第2塗佈膜中所含有之上述聚合性層列型液晶化合物聚合之條件下對上述第2塗佈膜進行乾燥而於上述光配向層上形成第2乾燥覆膜，獲得第3積層體之步驟；(步驟A6)於使上述第3積層體所具有之上述第2乾燥覆膜中之上述聚合性層列型液晶化合物成為層列型液晶狀態後，保持該層列型液晶狀態而直接使該聚合性層列型液晶 化合物聚合，藉此自該第2乾燥覆膜形成偏光層之步驟。
圖2係表示包含(步驟A1)~(步驟A6)之本偏光元件100之製造方法(本製造方法A)的主要部分之剖面模式圖。以下，對該製造方法每一步驟進行說明。
<步驟A1>
步驟A1係於透明基材上形成第1塗佈膜之步驟。
<透明基材>
於步驟A1中，首先準備透明基材1。此處，所謂透明基材，係具有可使光、尤其是可見光穿透之程度的透明性之基材。所謂該透明性，係指對於波長遍及380~780 nm之光線之穿透率成為80%以上之特性。具體而言，若例示該透明基材，則可列舉玻璃基材、或塑膠製透光性片材及透光性膜。再者，作為構成該透光性片材或透光性膜之塑膠，例如可列舉包含如下任一塑膠之基材：聚乙烯、聚丙烯、降烯系聚合物等聚烯烴；環狀烯烴系樹脂；聚乙烯醇；聚對苯二甲酸乙二酯；聚甲基丙烯酸酯；聚丙烯酸酯；三乙酸纖維素、二乙酸纖維素及乙酸丙酸纖維素等纖維素酯；聚萘二甲酸乙二酯；聚碳酸酯；聚碸；聚醚碸；聚醚酮；聚苯硫醚及聚苯醚等。以上之透明基材之具體例中，就較佳之塑膠製透光性片材及透光性膜而言，塑膠製透光性膜、即高分子膜較佳。該高分子膜中，就可容易地自市場獲得、或透明性優異之方面而言，尤佳為包含纖維素酯、環狀烯烴系樹脂、聚對苯二甲酸乙二酯或聚甲基丙烯酸酯之高分子膜。於使用該透明基材製造本偏光元件時， 就搬運或保管該透明基材時不產生破裂等破損而容易地操作之方面而言，亦可於該透明基材上貼附支持基材等。又，於下文中進行說明，但於由本偏光元件製造圓偏光板時，有時對該透明基材賦予相位差性。於此情形時，準備高分子膜作為透明基材，藉由對該高分子膜進行延伸處理等而對該高分子膜賦予相位差性，製成相位差性膜後，只要使用該相位差性膜作為透明基材1即可。再者，對透明基材(高分子膜)賦予相位差性之方法於以下進行說明。
於上述高分子膜中賦予相位差性之情形時，就容易控制其相位差值之方面而言，較佳為包含纖維素酯或環狀烯烴系樹脂之膜(纖維素酯膜、環狀烯烴系樹脂膜)。以下，對該2種高分子膜進行詳細說明。
構成纖維素酯膜之纖維素酯係使纖維素所含有之羥基之至少一部分乙酸酯化而成者。包含此種纖維素酯之纖維素酯膜可容易自市場獲得。作為市售之三乙酸纖維素膜，例如有「Fujitac膜」(富士軟片(股))、「KC8UX2M」、「KC8UY」及「KC4UY」(Konica Minolta Opto(股))等。上述市售纖維素酯膜(三乙酸纖維素膜)可直接或視需要賦予相位差性後用作透明基材。又，可於對準備之透明基材之表面實施防眩處理、硬塗處理、抗靜電處理及抗反射處理等表面處理後用作透明基材1。
為了對高分子膜賦予相位差性，如上所述利用延伸該高分子膜等之方法。包含塑膠、即熱塑性樹脂之高分子膜均可進行延伸處理，但就容易控制相位差性之方面而言，較 佳為環狀烯烴系樹脂膜。所謂構成環狀烯烴系樹脂膜之環狀烯烴系樹脂，例如係包含降烯或多環降烯系單體等環狀烯烴之聚合物或共聚物(環狀烯烴系樹脂)者，該環狀烯烴系樹脂亦可包含一部分開環部。又，亦可使包含開環部之環狀烯烴系樹脂氫化。進而，就不明顯損害透明性之方面或不明顯增大吸濕性之方面而言，該環狀烯烴系樹脂例如亦可為環狀烯烴與鏈狀烯烴或乙烯化芳香族化合物(苯乙烯等)之共聚物。又，該環狀烯烴系樹脂亦可於其分子內導入極性基。
於環狀烯烴系樹脂為環狀烯烴與鏈狀烯烴或具有乙烯基之芳香族化合物之共聚物之情形時，作為該鏈狀烯烴，為乙烯或丙烯等，又，作為乙烯化芳香族化合物，為苯乙烯、α-甲基苯乙烯及經烷基取代之苯乙烯等。於上述共聚物中，相對於環狀烯烴系樹脂之所有結構單元，來自環狀烯烴之結構單元之含有比例為50莫耳%以下、例如15~50莫耳%左右之範圍。於環狀烯烴系樹脂為由環狀烯烴、鏈狀烯烴及乙烯化芳香族化合物所獲得之三元共聚物之情形時，相對於該環狀烯烴系樹脂之所有結構單元，例如來自鏈狀烯烴之結構單元之含有比例為5~80莫耳%左右，來自乙烯化芳香族化合物之結構單元之含有比例為5~80莫耳%左右。此種三元共聚物之環狀烯烴系樹脂具有於製造該環狀烯烴系樹脂時可使昂貴之環狀烯烴的使用量相對較少之優點。
可製造環狀烯烴系樹脂膜之環狀烯烴系樹脂可容易自市 場獲得。作為市售之環狀烯烴系樹脂，可列舉：「Topas」[Ticona公司(股)]；「ARTON」[JSR(股)]；「ZEONOR」及「ZEONEX」[日本ZEON(股)]；「APEL」[三井化學(股)製造]等。藉由例如溶劑鑄膜法或熔融擠出法等公知之製膜方法對上述環狀烯烴系樹脂進行製膜，可製成膜(環狀烯烴系樹脂膜)。又，亦可使用已以膜之形態市售之環狀烯烴系樹脂膜。作為上述市售之環狀烯烴系樹脂膜，例如可列舉：「S-SINA」及「SCA40」[積水化學工業(股)]；「ZEONOR膜」[Optronics(股)]；「ARTON膜」[JSR(股)]等。再者，此處「 」內所記載者均為商品名，以下亦相同。
繼而，簡單地說明對高分子膜賦予相位差性之方法。高分子膜可藉由公知之延伸方法而賦予相位差性。例如，準備將高分子膜捲取於輥上之輥(捲取體)，自該捲取體連續地捲出膜，將所捲出之膜搬送至加熱爐。加熱爐之設定溫度係設為高分子膜之玻璃轉移溫度附近(℃)~[玻璃轉移溫度+100](℃)之範圍，較佳為設為玻璃轉移溫度附近(℃)~[玻璃轉移溫度+50](℃)之範圍。於該加熱爐中，於向膜之行進方向或與行進方向正交之方向延伸時，調整搬送方向或張力而使其傾斜任意角度而進行單軸或雙軸之熱延伸處理。延伸之倍率通常為1.1~6倍左右之範圍，較佳為1.1~3.5倍左右之範圍。又，作為向傾斜方向延伸之方法，只要可連續地使配向軸傾斜所期望之角度，則並無特別限定，可採用公知之延伸方法。此種延伸方法例如可列 舉日本專利特開昭50-83482號公報或日本專利特開平2-113920號公報中所記載之方法。
於用作透明基材1時，就為可進行實用性操作之程度的重量之方面、及可確保充分之透明性之方面而言，高分子膜之厚度較佳為較薄，但若過薄，則有強度降低而導致加工性較差之傾向。因此，該等膜之適當之厚度例如為5~300 μm左右，較佳為20~200 μm。假定於使用本偏光元件作為下述之圓偏光板之情形時，使用該圓偏光板之顯示裝置為移動用途，故而膜之厚度尤佳為20~100 μm左右。再者，於藉由延伸而對膜賦予相位差性之情形時，延伸後之厚度係由延伸前之膜的厚度或延伸倍率所決定。
於步驟A1中，藉由於上述透明基材1上設置光配向層2而形成具有透明基材1及光配向層2之第1積層體101、較佳為積層有透明基材1及光配向層2之第1積層體101。再者，於對該透明基材1實施硬塗處理等表面處理之情形時，只要於相對於該經表面處理之面為相反側之面形成光配向層即可。
<光配向層>
於形成光配向層時，首先準備包含具有光反應性基之聚合物及溶劑之組合物(以下，有時稱為「光配向層形成用組合物」)。所謂光反應性基，係指藉由照射光(光照射)而產生液晶配向能之基。所謂本發明中之光反應性基，具體而言係引起藉由照射光而產生之聚合物分子之配向誘導或異構化反應、二聚化反應、光交聯反應或光分解反應之類的成為液晶配向能之起源之光反應者。於該光反應性基 中，就配向性優異，於形成下述偏光層時聚合性層列型液晶化合物保持層列型液晶狀態之方面而言，較佳為利用二聚化反應或光交聯反應者。作為可產生如上所述之反應之光反應性基，較佳為具有不飽和鍵、尤其是雙鍵者，尤佳為具有選自由碳-碳雙鍵(C=C鍵)、碳-氮雙鍵(C=N鍵)、氮-氮雙鍵(N=N鍵)、及碳-氧雙鍵(C=O鍵)所組成之群中之至少一者之基。
作為具有C=C鍵之光反應性基，例如可列舉：乙烯基、多烯基、茋基、苯乙烯基吡啶基、苯乙烯基吡啶鹽基(Stilbazolium)、查爾酮基及桂皮醯基等。作為具有C=N鍵之光反應性基，可列舉具有芳香族希夫鹼(Schiff base)及芳香族腙等結構之基。作為具有N=N鍵之光反應性基，可列舉：偶氮苯基、偶氮萘基、芳香族雜環偶氮基、雙偶氮基及甲臢基等、或以氧化偶氮苯為基本結構者。作為具有C=O鍵之光反應性基，可列舉：二苯甲酮基、香豆素基、蒽醌基及馬來醯亞胺基等。該等基亦可具有烷基、烷氧基、芳基、烯丙氧基、氰基、烷氧基羰基、羥基、磺酸基及鹵化烷基等取代基。
其中，較佳為可產生光二聚化反應之光反應性基，就容易獲得光配向所必要之偏光照射量相對較少且熱穩定性或經時穩定性優異之光配向層而言，較佳為桂皮醯基及查爾酮基。進一步而言，作為具有光反應性基之聚合物，尤佳為該聚合物側鏈之末端部具有如成為桂皮酸結構之桂皮醯基者。
就上述光配向層形成用組合物之操作容易性、及容易獲 得實現高耐久性之配向性之配向層之方面而言，尤佳之具有光反應性基之聚合物例如為於側鏈具有式(A')所表示之基的聚合物(以下，有時稱為「聚合物(A')」)， [式(A')中，n表示0或1，X1表示單鍵、-O-、-COO-、-OCO-、-N=N-、-CH=CH-或-CH2-，Y1表示單鍵或-O-，R1及R2分別獨立地表示氫原子、碳數1~4之烷基或碳數1~4之烷氧基，＊表示對聚合物主鏈之鍵結鍵]。
於式(A')中，若X1為單鍵、-O-、-COO-、-OCO-、-N=N-、-C=C-及-CH2-中之任一者，則聚合物(A')本身之製造較為容易，故而尤其較佳。
於式(A')中，R1及R2分別獨立地表示氫原子、鹵素原子、鹵化烷基、鹵化烷氧基、氰基、硝基、烷基、烷氧基、芳基、烯丙氧基、烷氧基羰基、羧基、磺酸基、胺基或羥基，該羧基及該磺酸基亦可形成鹼金屬離子與鹽。該等中，若R1及R2分別獨立為氫原子、碳數1~4之烷基或碳數1~4之烷氧基，則更佳。作為該烷基，可列舉甲基、乙基及丁基等，作為該烷氧基，可列舉甲氧基、乙氧基及丁 氧基等。
聚合物(A')之主鏈並無特別限定，若聚合物(A')具有包含選自由式(M-1)或式(M-2)所表示之(甲基)丙烯酸酯單元、式(M-3)或式(M-4)所表示之(甲基)丙烯醯胺單元、式(M-5)或式(M-6)所表示之乙烯醚單元、式(M-7)或式(M-8)所表示之(甲基)苯乙烯單元、及式(M-9)或式(M-10)所表示之乙烯酯單元所組成之群者之主鏈，則較佳，其中，若聚合物(A')具有包含選自由(甲基)丙烯酸酯單元及(甲基)丙烯醯胺單元所組成之群中之單元之主鏈，則進而較佳。再者，此處所謂「聚合物(A')之主鏈」，係指聚合物(A')所具有之分子鏈中的最長之分子鏈。
式(M-1)~式(M-10)中之任一者所表示之單元與式(A')所表示之基可直接鍵結，亦可經由適當之連接基而鍵結。作為該連接基，可列舉：羰氧基(酯鍵)、氧原子(醚鍵)、醯亞胺基、羰基亞胺基(醯胺鍵)、亞胺基羰基亞胺基(胺基甲酸酯鍵)、亦可具有取代基之二價脂肪族烴基及亦可具有取代基之二價芳香族烴基、以及組合該等而成之二價基。亦可具有取代基之二價芳香族烴基之具體例可列舉：伸苯基、2-甲氧基-1,4-伸苯基、3-甲氧基-1,4-伸苯基、2-乙氧基-1,4-伸苯基、3-乙氧基-1,4-伸苯基、2,3,5-三甲氧基-1,4-伸苯基等。該等中，該連接基較佳為脂肪族烴基，進而較佳為亦可具有取代基之碳數1~11之烷二基。再者，作為該烷二基，可列舉：亞甲基、伸乙基、三亞甲基、四亞甲基、五亞甲基、六亞甲基、七亞甲基、八亞甲基、九亞甲基、十亞甲基及十一亞甲基等，該等可為直鏈狀，亦可為支鏈狀。又，該烷二基亦可具有取代基。該取代基例如為碳數1~4之烷氧基等。
換而言之，作為具有式(A')所表示之基之結構單元，較佳為式(A)所表示者(以下，有時稱為「結構單元(A)」，將包含該結構單元(A)之聚合物稱為「聚合物(A)」)， [式(A)中， X1、Y1、R1、R2及n與式(A')同義，S1為碳數1~11之烷二基， 所表示之結構為式(M-1)~式(M-10)中之任一者所表示之結構]。
聚合物(A')或聚合物(A)之分子量由利用例如凝膠滲透法(GPC(Gel Permeation Chromatograph，凝膠滲透層析儀)法)求出之經聚苯乙烯換算之重量平均分子量表示，較佳為1×103~1×107之範圍。但是，若分子量變得過高，則有對溶劑之溶解性降低而使配向膜形成用組合物之製備變得困難、或對光照射之感光度下降之傾向，故而較佳為1×104~1×106之範圍。
聚合物(A)除具有結構單元(A)以外，亦可具有式(B)所表示之結構單元(以下，有時稱為「結構單元(B)」)， [式(B)中，m表示0或1，S2表示碳數1~11之烷二基， 所表示之結構為式(M-1)~式(M-10)中之任一者所表示之結構，X2表示單鍵、-O-、-COO-、-OCO-、-N=N-、-CH=CH-或-CH2-，Y1表示單鍵或-O-，R3及R4分別獨立地表示氫原子、碳數1~4之烷基或碳數1~4之烷氧基]。
於式(B)中，S2之具體例與式(A)之S1之具體例相同，R3及R4之烷基及烷氧基之具體例分別與式(A)之R1及R2之具體例相同。
於將結構單元(A)及結構單元(B)相對於聚合物(A)之所有結構單元之莫耳分率分別設為p及q(p+q為1)之情形時，較佳為滿足0.25<p≦1及0≦q<0.75之關係[此處，聚合物(A)具有結構單元(A)，p為1之情形係指聚合物(A)為包含結構單元(A)之聚合物。於包含結構單元(A)之聚合物中，該結構單元(A)可為1種，亦可為2種以上]。但是，只要不明顯損害由光照射所產生之配向能，則聚合物(A)亦可具有除結構單元(A)及結構單元(B)以外之結構單元(以下，有時稱為「其他結構單元」)。
聚合物(A)可藉由使誘導結構單元(A)之單體與視需要之誘導結構單元(B)或其他結構單元之單體(共)聚合而製造。 該(共)聚合通常採用加成聚合法，作為該加成聚合，可列舉：自由基聚合、陰離子聚合及陽離子聚合等鏈聚合、以及配位聚合等。聚合條件根據所使用之單體之種類及其量而以滿足上述較佳之聚合物(A)之分子量之方式設定。
以上，作為具有光反應性基之聚合物中之較佳者，雖對聚合物(A)進行了詳細說明，但配向層形成用組合物係藉由將具有該光反應性基之聚合物(較佳為聚合物(A))溶解於適當之溶劑中而製備。該溶劑可溶解具有該光反應性基之聚合物，可於獲得適當黏度之配向層形成用組合物之範圍內適當選擇，例如可列舉：甲醇、乙醇、乙二醇、異丙醇、丙二醇、乙二醇甲醚、乙二醇丁醚及丙二醇單甲醚等醇類溶劑；乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙二醇甲醚乙酸酯、γ-丁內酯或丙二醇甲醚乙酸酯及乳酸乙酯等酯類溶劑；丙酮、甲基乙基酮、環戊酮、環己酮、2-庚酮及甲基異丁基酮等酮類溶劑；戊烷、己烷及庚烷等脂肪族烴類溶劑；甲苯及二甲苯等芳香族烴類溶劑；乙腈等腈類溶劑；四氫呋喃及二甲氧基乙烷等醚類溶劑；氯仿及氯苯等含氯之溶劑；N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲醯胺、γ-丁內酯及二甲基乙醯胺等醯胺系溶劑等。該等溶劑可單種使用一種，亦可組合使用複數種。
具有光反應性基之聚合物相對於光配向層形成用組合物之濃度可根據該聚合物之種類或所欲製造的本偏光元件100之光配向層2之厚度而適當調節，以固形物成分濃度表示較佳為設為至少0.2質量%，尤佳為0.3~10質量%之範 圍。又，於不明顯損害本偏光元件100之光配向層2之特性之範圍內，該配向層形成用組合物亦可含有聚乙烯醇或聚醯亞胺等高分子材料或光敏劑。
作為將光配向膜形成用組合物塗佈於透明基材1上之方法，可採用：旋轉塗佈法、擠壓塗佈法、凹版塗佈法、模塗法、棒式塗佈法及敷料器塗佈法等塗佈法、或軟板法等印刷法等公知之方法。再者，於藉由下述輥對輥(Roll to Roll)形式之連續製造方法實施本偏光元件製造之情形時，該塗佈方法通常採用凹版塗佈法、模塗法或軟板法等印刷法。
<步驟A2>
又，參照圖2對本製造方法A之步驟A2進行說明。
該步驟A2係如下步驟：藉由對藉由上述步驟A1而形成於上述透明基材1上之第1塗佈膜進行乾燥而將該第1塗佈膜所含有之溶劑(用於光配向層形成用組合物之溶劑)乾燥去除，藉此於上述透明基材1上形成第1乾燥覆膜2A，獲得第1積層體101。該溶劑之乾燥去除可藉由如下方法而實施：藉由於適當之溫度下加熱該第1積層體而將溶劑乾燥去除之方法(加熱方法)、或藉由將該第1積層體101封入適當之耐壓容器中後使該容器內之壓力成為減壓狀態而將溶劑乾燥去除之方法(減壓方法)、通風乾燥(通風方法)、自然乾燥、或組合該等方法。再者，於以下述輥對輥形式之連續形式進行本偏光元件之製造之情形時，通常採用加熱方法。藉由將溶劑乾燥去除而使該第1塗佈膜轉化為該第1 乾燥覆膜2A，獲得第1積層體101。
如此獲得之第1積層體101之第1乾燥覆膜2A之厚度係以藉由下述步驟A3所獲得之配向層2成為所期望之厚度之方式決定。該配向層2之厚度為例如10 nm~10000 nm，較佳為10 nm~1000 nm。特定之配向層2之厚度可藉由於上述步驟A1中調整光配向層形成用組合物之固形物成分濃度、光配向層形成用組合物對透明基材1之塗佈條件而控制。
<步驟A3>
繼而，藉由對上述第1積層體101之第1乾燥覆膜2A照射偏光UV(偏光紫外線)而使該第1乾燥覆膜2A所含有之具有光反應性基之聚合物配向，賦予液晶配向能(以下，有時稱為「光配向操作」)而形成第2積層體102。於光配向操作中，於對上述第1乾燥覆膜2A照射偏光UV時，可為自該第1積層體之上述第1乾燥覆膜2A側直接照射偏光UV之形式(圖3(A)所示之形式(A))，亦可為藉由對該第1積層體之上述透明基材1側照射偏光UV且使偏光UV於該透明基材1中穿透而對第1乾燥覆膜2A照射偏光UV之形式(圖3(B)所示之形式(B))。關於該等形式中之任一者，照射之偏光UV可為直線偏光UV及橢圓偏光UV中之任一者，但為了高效地進行光配向操作，較佳為使用接近直線偏光之橢圓偏光UV、或消光比較高之直線偏光UV。又，該偏光UV尤佳為大致平行光。其中，於藉由形式(B)進行光配向操作之情形時，存在於所使用之第1積層體101上之透明基材1之透明性越高越好。
照射之偏光UV較佳為上述第1乾燥覆膜所含有之具有光反應性基之聚合物的光反應性基可吸收光能之波長區域者。例如，於如聚合物(A')般光反應性基為桂皮醯基之情形時，尤佳為波長250~400 nm之範圍之UV(紫外線)。作為用於光配向操作之光源，可列舉：氙氣燈；高壓水銀燈；超高壓水銀燈；金屬鹵化物燈；KrF、ArF等紫外光雷射等。於使用具有桂皮醯基作為光反應性基之聚合物(A')之情形時，光配向操作所使用之光源較佳為高壓水銀燈、超高壓水銀燈及金屬鹵化物燈。其原因在於，該等燈之波長313 nm之紫外線之發光強度較大。若使來自上述光源之光通過適當之偏光子200後照射至上述第1積層體上，則可對該第1積層體照射偏光UV。作為該偏光子200，可使用偏光濾光器或葛蘭-湯普生(Glan Thompson)、格蘭泰勒(Glan-TaylorPrisms)等偏光稜鏡或線柵型偏光子。
以上，參照圖3對上述光配向操作進行了說明，但於對上述第1積層體101照射偏光UV時，如圖3所示，偏光UV之照射方向並非必需相對於該第1積層體101之面方向大致垂直，偏光UV之照射方向亦可相對於該第1積層體101之面方向傾斜。相對於該第1積層體101之面方向之偏光UV之照射方向根據用於光配向操作之光源及偏光子之種類等而以所獲得的光配向層2具有所期望之吸收軸之方式決定。
<步驟A4>
本製造方法A之步驟A4~步驟A6係於經由上述步驟A3而獲得之上述第2積層體102之上述光配向層2上設置偏光層3。
本偏光元件所具有之偏光層係藉由如上所述之方法而形成。雖然反覆，但對該方法進行說明。首先，製備含有聚合性層列型液晶化合物、二色性色素及溶劑之組合物(以下，有時稱為「偏光層形成用組合物」)。於步驟A4中，將該偏光層形成用組合物塗佈於上述配向層2上而形成第2塗佈膜。
首先，對上述偏光層形成用組合物之構成成分進行說明。
上述偏光層形成用組合物所含有之聚合性層列型液晶化合物係具有聚合性基且顯示層列相之液晶狀態之化合物。聚合性基係指參與該聚合性層列型液晶化合物之聚合反應之基。
上述聚合性層列型液晶化合物所顯示之液晶狀態較佳為高次之層列相。此處所謂高次之層列相，係層列型B相、層列型D相、層列型E相、層列型F相、層列型G相、層列型H相、層列型I相、層列型J相、層列型K相及層列型L相，其中較佳為層列型B相、層列型F相、層列型I相、傾斜之層列型F相及傾斜之層列型I相，更佳為層列型B相。根據聚合性層列型液晶化合物所顯示之液晶狀態而製造具有配向有序度較高之偏光層之本偏光元件。
作為較佳之聚合性層列型液晶組合物，例如可列舉式(1)所表示之化合物(以下，有時稱為「化合物(1)」)，U1-V1-W1-X10-Y10-X20-Y20-X30-W2-V2-U2 (1)[式(1)中， X10、X20及X30相互獨立地表示亦可具有取代基之p-伸苯基或亦可具有取代基之環己烷-1,4-二基，其中，X1、X2及X3中之至少1者為亦可具有取代基之p-伸苯基，Y10及Y20相互獨立地表示-CH2CH2-、-CH2O-、-COO-、-OCOO-、單鍵、-N=N-、-CRa=CRb-、-C≡C-或-CRa=N-，Ra及Rb相互獨立地表示氫原子或碳數1~4之烷基，U1表示氫原子或聚合性基，U2表示聚合性基，W1及W2相互獨立地表示單鍵、-O-、-S-、-COO-或-OCOO-，V1及V2相互獨立地表示亦可具有取代基之碳數1~20之烷二基，構成該烷二基之-CH2-亦可經-O-、-S-或-NH-取代]。
於化合物(1)中，如上述般，X10、X20及X30中之至少1者為亦可具有取代基之1,4-伸苯基，較佳為該等中之至少2者為亦可具有取代基之p-伸苯基。
上述p-伸苯基較佳為未經取代。上述環己烷-1,4-二基較佳為反式-環己烷-1,4-二基，更佳為該反式-環己烷-1,4-二基亦未經取代。
作為上述p-伸苯基或上述環己烷-1,4-二基任意具有之取代基，可列舉：甲基、乙基及丁基等碳數1~4之烷基；氰基；鹵素原子等。再者，構成環己烷-1,4-二基之-CH2-亦可經-O-、-S-或-NR-取代。R為碳數1~6之烷基或苯基。
化合物(1)之Y10較佳為-CH2CH2-、-COO-或單鍵，Y20較 佳為-CH2CH2-或-CH2O-。
U2為聚合性基。U1為氫原子或聚合性基，較佳為聚合性基。即，若U1及U2均為聚合性基，則較佳，較佳為均為光聚合性基。此處，所謂光聚合性基，係指可藉由自下述光聚合起始劑產生之活性自由基或酸等而參與聚合反應之基。若使用具有光聚合性基之聚合性層列型液晶化合物，則就於更低溫條件下使該聚合性層列型液晶化合物聚合之方面而言亦較為有利。
於化合物(1)中，U1及U2之光聚合性基亦可相互不同，但較佳為相同種類之基。作為光聚合性基，可列舉：乙烯基、乙烯基氧基、1-氯乙烯基、異丙烯基、4-乙烯基苯基、丙烯醯氧基、甲基丙烯醯氧基、環氧乙烷基、環氧丙烷基等。其中較佳為丙烯醯氧基、甲基丙烯醯氧基、乙烯基氧基、環氧乙烷基及環氧丙烷基，更佳為丙烯醯氧基。
作為V1及V2之烷二基，可列舉：亞甲基、伸乙基、丙烷-1,3-二基、丁烷-1,3-二基、丁烷-1,4-二基、戊烷-1,5-二基、己烷-1,6-二基、庚烷-1,7-二基、辛烷-1,8-二基、癸烷-1,10-二基、十四烷-1,14-二基及二十烷-1,20-二基等。V1及V2較佳為碳數2~12之烷二基，更佳為碳數6~12之烷二基。
作為該烷二基任意具有之取代基，可列舉氰基及鹵素原子等，該烷二基較佳為未經取代，更佳為未經取代且為直鏈狀烷二基。
W1及W2相互獨立地較佳為單鍵或-O-。
作為化合物(1)，可列舉式(1-1)~式(1-23)中之任一者所表示之化合物等。於該化合物(1)之具體例具有環己烷-1,4-二基之情形時，該環己烷-1,4-二基較佳為反式。
所例示之化合物(1)可單獨或混合2種以上而用於偏光層形成用組合物。又，亦可為使用2種以上之聚合性層列型化合物且該2種以上之聚合性層列型化合物中之至少1種為化合物(1)之形式。於以下之說明中，有時將使用單獨一種聚合性層列型液晶化合物之情形、及使用2種以上之聚合性層列型液晶化合物之情形總稱為「聚合性層列型液晶化合物」。
於將化合物(1)用於偏光層形成用組合物之情形時，預先求出化合物(1)之相轉移溫度，於低於其相轉移溫度之溫度條件下，以可使該化合物(1)聚合之方式調整除偏光層形成用組合物之化合物(1)[聚合性層列型液晶化合物]以外之成分。作為可控制此種聚合溫度之成分，可列舉下述之光聚合起始劑、光敏劑及聚合抑制劑等。藉由適當調節該等之種類及量，可控制化合物(1)之聚合溫度。再者，即便於 將2種以上之化合物(1)[聚合性層列型液晶組合物]之混合物用於偏光層形成用組合物之情形時，亦可於求出該2種以上之化合物(1)之混合物的相轉移溫度後以與聚合性層列型液晶化合物之情形相同之方式控制聚合溫度。
於所例示之化合物(1)中，較佳為選自由分別以式(1-2)、式(1-3)、式(1-4)、式(1-6)、式(1-7)、式(1-8)、式(1-13)、式(1-14)及式(1-15)表示者所組成之群中之至少1種。該等化合物(1)藉由混合或者藉由與一併使用之光聚合起始劑之相互作用，而於低於相轉移溫度之溫度條件下、即充分保持高次之層列相的液晶狀態之條件下容易地獲得過冷狀態，故而可使該化合物(1)聚合。更具體而言，藉由與光聚合起始劑之相互作用，可使該等化合物(1)於70℃以下、較佳為60℃以下之溫度條件下充分保持高次之層列相的液晶狀態而直接聚合。
上述偏光層形成用組合物中所含有之化合物(1)如上述般可為單獨一種，亦可為複數種，但較佳為複數種。
上述偏光層形成用組合物中之化合物(1)之含有比例相對於該偏光層形成用組合物之固形物成分較佳為70~99.9質量%，更佳為90~99.9質量%。若化合物(1)之含有比例為上述範圍內，則有化合物(1)之配向性變高之傾向。此處，所謂固形物成分，係指自該偏光層形成用組合物中去除溶劑等揮發性成分而獲得之成分之合計量。再者，於該偏光層形成用組合物含有複數種化合物(1)之情形時，只要其合計含有比例為上述範圍即可。
上述偏光層形成用組合物較佳為含有調平劑。所謂該調平劑，係指具有調整聚合性層列型液晶化合物之流動性，使塗佈偏光層形成用組合物而獲得之上述第1塗佈膜變得更平坦之功能者，可列舉界面活性劑等。該調平劑進而較佳為選自由以聚丙烯酸酯化合物為主要成分之調平劑及以含氟原子之化合物為主要成分之調平劑所組成之群中的至少1種。
作為以聚丙烯酸酯化合物為主要成分之調平劑，可列舉「BYK-350」、「BYK-352」、「BYK-353」、「BYK-354」、「BYK-355」、「BYK-358N」、「BYK-361N」、「BYK-380」、「BYK-381」、及「BYK-392」[BYK Chemie公司]等。
作為以含有氟原子之化合物為主要成分之調平劑，可列舉「Megafac R-08」、「Megafac R-30」、「Megafac R-90」、「Megafac F-410」、「Megafac F-411」、「Megafac F-443」、「Megafac F-445」、「Megafac F-470」、「Megafac F-471」、「Megafac F-477」、「Megafac F-479」、「Megafac F-482」及「Megafac F-483」[DIC(股)]；「Surflon S-381」、「Surflon S-382」、「Surflon S-383」、「Surflon S-393」、「Surflon SC-101」、「Surflon SC-105」、「KH-40」及「SA-100」[AGC SEIMI CHEMICAL(股)]；「E1830」、「E5844」[(股)大金精密化學研究所]；「Eftop EF301」、「Eftop EF303」、「Eftop EF351」及「Eftop EF352」[三菱綜合材料電子化成(股)]等。
於使上述偏光層形成用組合物含有調平劑之情形時，其含量相對於聚合性液晶化合物100質量份，較佳為0.3質量份以上且5質量份以下，進而較佳為0.5質量份以上且3質量份以下。若調平劑之含量為上述範圍內，則有容易使聚合性層列型液晶化合物水平配向，且所獲得之偏光層變得更平滑之傾向。若調平劑相對於聚合性層列型液晶化合物之含量超過上述範圍，則有容易所獲得之偏光層產生偏差之傾向。再者，該偏光層形成用組合物亦可含有2種以上之調平劑。
上述偏光層形成用組合物含有二色性色素。此處所謂二色性色素，係指具有分子之長軸方向之吸光度與短軸方向之吸光度不同之性質的色素。只要為具有此種性質者，則二色性色素並無特別限制，可為染料，亦可為顏料。該染料亦可使用複數種，該顏料亦可使用複數種，亦可組合染料與顏料。
上述二色性色素較佳為於300~700 nm之範圍內具有極大吸收波長(λMAX)者。作為此種二色性色素，例如可列舉：吖啶色素、色素、花青色素、萘色素、偶氮色素及蒽醌色素等，其中較佳為偶氮色素。作為偶氮色素，可列舉單偶氮色素、雙偶氮色素、三偶氮色素、四偶氮色素及茋偶氮色素等，較佳為雙偶氮色素及三偶氮色素。
偶氮色素例如可列舉式(2)所表示之化合物(以下，有時稱為「化合物(2)」)，A1(-N=N-A2)p-N=N-A3 (2) [式(2)中，A1及A3相互獨立地表示亦可具有取代基之苯基、亦可具有取代基之萘基或亦可具有取代基之一價雜環基，A2表示亦可具有取代基之p-伸苯基、亦可具有取代基之萘-1,4-二基或亦可具有取代基之二價雜環基，p表示1~4之整數，於p為2以上之整數之情形時，複數個A2彼此可相同亦可不同]。
作為一價雜環基，可列舉自喹啉、噻唑、苯并噻唑、噻吩噻唑、咪唑、苯并咪唑、唑及苯并唑等雜環化合物中去除1個氫原子之基。自雜環化合物中去除2個氫原子之基相當於二價雜環基，該雜環化合物之具體例如上所述。
作為A1及A3中之苯基、萘基及一價雜環基、以及A2中之p-伸苯基、萘-1,4-二基及二價雜環基任意具有之取代基，可列舉：碳數1~4之烷基；甲氧基、乙氧基及丁氧基等碳數1~4之烷氧基；三氟甲基等碳數1~4之氟烷基；氰基；硝基；鹵素原子；胺基、二乙基胺基及吡咯烷基等經取代或未經取代之胺基(所謂經取代之胺基，係指具有1個或2個碳數1~6之烷基之胺基、或2個經取代之烷基相互鍵結而形成碳數2~8之烷二基之胺基。未經取代之胺基為~NH2)。再者，碳數1~6之烷基之具體例係與化合物(1)之伸苯基等任意具有之取代基中所例示者相同。
於化合物(2)中，較佳為下式(2-1)~式(2-6)中之任一者所表示之化合物。
[式(2-1)~(2-6)中，B1~B20相互獨立地表示氫原子、碳數1~6之烷基、碳數1~4之烷氧基、氰基、硝基、經取代或未經取代之胺基(經取代之胺基及未經取代之胺基之定義如上所述)、氯原子或三氟甲基，n1、n2、n3及n4相互獨立地表示0~3之整數，於n1為2以上之情形時，複數個B2彼此可相同亦可不同， 於n2為2以上之情形時，複數個B6彼此可相同亦可不同，於n3為2以上之情形時，複數個B9彼此可相同亦可不同，於n4為2以上之情形時，複數個B14彼此可相同亦可不同]。
作為上述蒽醌色素，較佳為式(2-7)所表示之化合物， [式(2-7)中，R1~R8相互獨立地表示氫原子、-Rx、-NH2、-NHRx、-NRx 2、-SRx或鹵素原子，Rx表示碳數1~4之烷基或碳數6~12之芳基]。
作為上述吖啶色素，較佳為式(2-8)所表示之化合物， [式(2-8)中，R9~R15相互獨立地表示氫原子、-Rx、-NH2、-NHRx、-NRx 2、-SRx或鹵素原子， Rx表示碳數1~4之烷基或碳數6~12之芳基]。
作為上述噁酮色素，較佳為式(2-9)所表示之化合物， [式(2-9)中，R16~R23相互獨立地表示氫原子、-Rx、-NH2、-NHRx、-NRx 2、-SRx或鹵素原子，Rx表示碳數1~4之烷基或碳數6~12之芳基]。
於上述式(2-7)、式(2-8)及式(2-9)中，所謂Rx之碳數1~6之烷基，係指甲基、乙基、丙基、丁基、戊基及己基等，作為碳數6~12之芳基，為苯基、甲苯甲醯基、二甲苯基及萘基等。
作為上述花青色素，較佳為式(2-10)所表示之化合物及式(2-11)所表示之化合物， [式(2-10)中，D1及D2相互獨立地表示式(2-10a)~式(2-10d)中之任一者所表示之基， n5表示1~3之整數]。
[式(2-11)中，D3及D4相互獨立地表示式(2-11a)~式(2-11h)中之任一者所表示之基，
n6表示1~3之整數]。
上述偏光層形成用組合物中之二色性色素之含量可根據該二色性色素之種類等而適當調節，例如相對於聚合性層列型液晶化合物之合計100質量份，較佳為0.1質量份以上且50質量份以下，更佳為0.1質量份以上且20質量份以下，進而較佳為0.1質量份以上且10質量份以下。若二色 性色素之含量於該範圍內，則可於不使聚合性層列型液晶化合物之配向混亂之情況下使該聚合性層列型液晶化合物聚合。若二色性色素之含量過多，則有阻礙聚合性層列型液晶化合物之配向之虞。因此，可於聚合性層列型液晶化合物能夠保持高次之層列相之液晶狀態之範圍內決定二色性色素之含量。
上述偏光層形成用組合物含有溶劑。該溶劑可考慮所使用之聚合性層列型液晶化合物之溶解性等而適當選擇較佳者。其中，較佳為不明顯妨礙該聚合性層列型液晶化合物之聚合反應之進行的惰性溶劑。作為此種溶劑，與作為上述偏光層形成用組合物製備用溶劑所例示者相同。該偏光層形成用組合物製備用溶劑可單獨使用，亦可組合使用複數種。
溶劑之含量相對於上述偏光層形成用組合物之總量而較佳為50~98質量%。換言之，偏光層形成用組合物中之固形物成分較佳為2~50質量%。若固形物成分為2質量%以上，則作為本偏光元件所具有之偏光層而獲得必要之二色性。另一方面，若該固形物成分為50質量%以下，則偏光層形成用組合物之黏度變低，故而有偏光層之厚度變得大致均勻而使該偏光層難以產生偏差之傾向。又，該固形物成分可以能夠形成下述偏光層之厚度之方式決定。
上述偏光層形成用組合物較佳為含有聚合起始劑。該聚合起始劑係可使聚合性層列型液晶化合物之聚合反應開始之化合物，就可於更低溫條件下使該聚合反應開始之方面 而言，較佳為光聚合起始劑。具體而言，使用可於該溫度條件下藉由光之作用產生活性自由基或酸之化合物作為光聚合起始劑。於該光聚合起始劑中，更佳為可藉由光之作用產生自由基者。
作為上述光聚合起始劑，例如可列舉：安息香化合物、二苯甲酮化合物、烷基苯酮化合物、醯基氧化膦化合物、三化合物、錪鹽及鋶鹽等。
以下，列舉光聚合起始劑之具體例。
作為安息香化合物，例如可列舉：安息香、安息香甲醚、安息香乙醚、安息香異丙醚及安息香異丁醚等。
作為二苯甲酮化合物，例如可列舉：二苯甲酮、鄰苯甲醯苯甲酸甲酯、4-苯基二苯甲酮、4-苯甲醯基-4'-甲基二苯硫醚、3,3',4,4'-四(第三丁基過氧基羰基)二苯甲酮及2,4,6-三甲基二苯甲酮等。
作為烷基苯酮化合物，例如可列舉二乙氧基苯乙酮、2-甲基-2-嗎啉基-1-(4-甲基噻吩基)丙烷-1-酮、2-苄基-2-二甲胺基-1-(4-嗎啉基苯基)丁烷-1-酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、1,2-二苯基-2,2-二甲氧基乙烷-1-酮、2-羥基-2-甲基-1-[4-(2-羥基乙氧基)苯基]丙烷-1-酮、1-羥基環己基苯基酮及2-羥基-2-甲基-1-[4-(1-甲基乙烯基)苯基]丙烷-1-酮之低聚物等。
作為醯基氧化膦化合物，可列舉：2,4,6-三甲基苯甲醯基二苯基氧化膦及雙(2,4,6-三甲基苯甲醯基)苯基氧化膦等。
作為三化合物，例如可列舉：2,4-雙(三氯甲基)-6-(4-甲氧基苯基)-1,3,5-三、2,4-雙(三氯甲基)-6-(4-甲氧基萘基)-1,3,5-三、2,4-雙(三氯甲基)-6-(4-甲氧基苯乙烯基)-1,3,5-三、2,4-雙(三氯甲基)-6-[2-(5-呋喃-2-基)乙烯基]-1,3,5-三、2,4-雙(三氯甲基)-6-[2-(呋喃-2-基)乙烯基]-1,3,5-三、2,4-雙(三氯甲基)-6-[2-(4-二乙基胺基-2-甲基苯基)乙烯基]-1,3,5-三及2,4-雙(三氯甲基)-6-[2-(3,4-二甲氧基苯基)乙烯基]-1,3,5-三等。
光聚合起始劑可使用可容易自市場獲得者。作為市售之光聚合起始劑，可列舉：「Irgacure 907」、「Irgacure 184」、「Irgacure 651」、「Irgacure 819」、「Irgacure 250」、「Irgacure 369」(Ciba Japan(股))；「Seikuol BZ」、「Seikuol Z」、「Seikuol BEE」(精工化學(股))；「kayacure BP100」(日本化藥(股))；「kayacure-UVI-6992」(Dow公司製造)；「Adeka Optomer SP-152」、「Adeka Optomer SP-170」((股)ADEKA)；「TAZ-A」、「TAZ-PP」(Nihon SiberHegner公司)；及「TAZ-104」(Sanwa Chemical公司)等。
於上述偏光層形成用組合物含有聚合起始劑之情形時，其含量可根據該偏光層形成用組合物所含有之聚合性層列型液晶化合物之種類及其量而適當調節，例如相對於聚合性層列型液晶化合物之合計100質量份之聚合起始劑之含量較佳為0.1~30質量份，更佳為0.5~10質量份，進而較佳為0.5~8質量份。若聚合性開始劑之含量於該範圍內，則 可於不使聚合性層列型液晶化合物之配向混亂之情況下使其聚合，故而該聚合性層列型液晶化合物可保持高次之層列相之液晶狀態直接聚合。
於上述偏光層形成用組合物含有光聚合起始劑之情形時，該偏光層形成用組合物亦可含有光敏劑。作為該光敏劑，例如可列舉：酮及9-氧硫等酮化合物(例如，2,4-二乙基-9-氧硫、2-異丙基-9-氧硫等)；蒽及含有烷氧基之蒽(例如，二丁氧基蒽等)等蒽化合物；吩噻嗪及紅螢烯等。
於偏光層形成用組合物含有光聚合起始劑及光敏劑之情形時，可進一步促進該偏光層形成用組合物所含有之聚合性層列型液晶化合物之聚合反應。該光敏劑之使用量可根據併用之光聚合起始劑及聚合性層列型液晶化合物之種類及其量而適當調節，例如相對於聚合性層列型液晶化合物之合計100質量份，較佳為0.1~30質量份，更佳為0.5~10質量份，進而較佳為0.5~8質量份。
對可藉由使上述偏光層形成用組合物含有光敏劑而促進聚合性層列型液晶化合物之聚合反應之情形進行了說明，但為了使該聚合反應穩定地進行，亦可使該偏光膜形成用組合物含有適度之聚合抑制劑。藉由含有聚合抑制劑，可控制聚合性層列型液晶化合物之聚合反應之進行程度。
作為上述聚合抑制劑，例如可列舉：對苯二酚、含烷氧基之對苯二酚、含烷氧基之鄰苯二酚(例如丁基鄰苯二酚等)、鄰苯三酚、2,2,6,6-四甲基-1-哌啶氧基自由基等自由 基捕獲劑；苯硫酚類；β-萘胺類及β-萘酚類等。
於使上述偏光層形成用組合物含有聚合抑制劑之情形時，其含量可根據使用之聚合性層列型液晶化合物之種類及其量、以及光敏劑之使用量等而適當調節，例如，相對於聚合性層列型液晶化合物之合計100質量份之含量，聚合抑制劑較佳為0.1~30質量份，更佳為0.5~10質量份，進而較佳為0.5~8質量份。若聚合抑制劑之含量於該範圍內，則可於不使該偏光層形成用組合物所含有之聚合性層列型液晶化合物之配向混亂之情況下使其聚合，故而該聚合性層列型液晶化合物可良好地保持更高次之層列相之液晶狀態直接聚合。
將以上說明之偏光層形成用組合物塗佈於上述第2積層板之上述光配向層2上而獲得第2塗佈膜，於不使該第2塗佈膜中所含有之上述聚合性層列型液晶化合物聚合之條件下進行乾燥，藉此形成第2乾燥覆膜3A。其結果，可獲得第3積層體103。
作為於上述第2積層板之光配向層2上塗佈上述偏光膜形成用組合物之方法(塗佈方法)，例如可列舉與作為於上述步驟A1中將上述光配向層形成用組合物塗佈於上述透明基材上之方法而例示者相同之方法。
<步驟A5>
繼而，於步驟A5中，藉由對上述第2積層板之上述第2塗佈膜進行乾燥而自該第2塗佈膜去除溶劑，形成第2乾燥覆膜3A。溶劑之去除方法通常採用與上述步驟A2中自第1塗 佈膜形成第1乾燥覆膜時說明之方法相同之方法，以不使該第2塗佈膜所含有之聚合性層列型液晶化合物聚合之方式設定乾燥條件。
<步驟A6>
於步驟A6中，將上述第2乾燥覆膜3A所含有之聚合性層列型液晶化合物之液晶狀態保持為層列型液晶(積層體104)而直接使該聚合性層列型液晶化合物聚合，藉此形成偏光層3。於該積層體104中，將使第2乾燥覆膜3A中之聚合性層列型液晶化合物成為層列相之液晶狀態之層稱為「層3B」。
為了使上述第2乾燥覆膜3A所含有之聚合性層列型液晶化合物之液晶狀態成為層列型液晶狀態(以下，有時稱為「層列相」或「層列相之液晶狀態」)而形成層3B，只要將該第2乾燥覆膜保持於適當之溫度下即可，換言之，只要將具備上述第2乾燥覆膜之第3積層板103保持於根據相轉移溫度求出之適當之溫度下即可。再者，於形成成為層列相之液晶狀態之層3B時，較佳為暫時使該第2乾燥覆膜3A所含有之聚合性層列型液晶組合物之液晶狀態成為向列相(向列型液晶狀態)後使該向列相轉移為層列相。為了以此種方式經由向列相而形成層列相，例如採用如下方法：加熱至第2乾燥覆膜所含有之聚合性層列型液晶化合物相轉移為向列相之液晶狀態之溫度以上，繼而冷卻至該聚合性層列型液晶化合物顯示層列相之液晶狀態之溫度。
於使上述第2乾燥覆膜中之聚合性層列型液晶化合物成 為層列型液晶狀態，或使該聚合性層列型液晶化合物經由向列型液晶狀態而成為層列型液晶狀態之情形時，藉由測定所使用之聚合性層列型液晶化合物之相轉移溫度，可容易地求出控制液晶狀態之條件(加熱條件)。該相轉移溫度測定之測定條件於本申請案之實施例中進行說明。
為了於使上述聚合性層列型液晶化合物聚合時良好地保持層列相之液晶狀態，較佳為使用含有2種以上之聚合性液晶層列型化合物作為該聚合性層列型液晶化合物之偏光層形成用組合物。若使用調整該聚合性層列型液晶組合物中之各聚合性層列型液晶化合物之含量比之偏光層形成用組合物，則有可於經由向列相而形成層列相之液晶狀態後暫時形成過冷狀態，容易保持高次之層列相之液晶狀態的優點。
此處，對使上述偏光層形成用組合物含有光聚合起始劑，使第2乾燥覆膜中之聚合性層列型液晶化合物之液晶狀態成為層列相後，保持該層列相之液晶狀態而直接使該聚合性層列型液晶化合物光聚合之方法進行詳細說明。於光聚合中，作為對第2乾燥覆膜照射之光線，可根據該第2乾燥覆膜所含有之光聚合起始劑之種類、或聚合性層列型液晶化合物之種類(尤其是該聚合性層列型液晶化合物所具有之光聚合基之種類)及其量，適當藉由選自由可見光、紫外光及雷射光所組成之群中之光或活性電子束而進行。於該等中，就容易控制聚合反應之進行之方面、或可使用廣泛用於本領域者作為光聚合之裝置之方面而言，較 佳為紫外光。因此，較佳為以可藉由紫外光進行光聚合之方式預先選擇上述偏光層形成用組合物所含有之聚合性層列型液晶化合物或光聚合起始劑之種類。又，於聚合時，亦可藉由利用紫外光照射與適當之冷卻方法使第2乾燥覆膜冷卻而控制聚合溫度。若可藉由採用此種冷卻方法而於更低溫下實施聚合性層列型液晶化合物之聚合，則有即便上述透明基材1或光配向層2使用耐熱性相對較低者，亦可適當形成偏光層3之優點。再者，於光聚合時，亦可藉由進行遮蔽或顯影等而獲得經圖案化之偏光層3。
藉由進行如上述般之光聚合而使上述聚合性層列型液晶化合物保持層列相、較佳為已例示之高次之層列相的液晶狀態直接聚合，形成偏光層3並獲得本偏光元件100。聚合性層列型液晶化合物保持層列相之液晶狀態直接聚合而獲得之偏光層3有偏光性能遠高於先前之偏光層、即保持向列相之液晶狀態直接使聚合性液晶化合物等聚合而獲得之偏光層之優點。
如此形成之偏光層3之厚度較佳為0.5~10 μm之範圍，進而較佳為0.5~3 μm之範圍。因此，第2塗佈膜之厚度係考慮所獲得之偏光層3之厚度而決定。再者，該偏光層3之厚度係藉由干涉膜厚計、雷射顯微鏡或觸針式膜厚計之測定而求出。
又，如此形成之偏光層3尤佳為於X射線反射測定中獲得布拉格峰者。作為此種獲得布拉格峰之偏光層3，例如可列舉顯示來自六角(Hexatic)相或結晶相之繞射峰之偏光層 3。再者，該X射線反射測定之測定條件例如可列舉本申請案之實施例中所記載之條件等。
<本偏光元件之連續製造方法>
以上，對本偏光元件之製造方法(本製造方法A)之概要進行了說明，但於商業上製造本偏光元件時，要求可連續地製造本偏光元件之方法。此種連續製造方法係藉由輥對輥形式而製造，有時稱為「本製造方法B」。
本製造方法B例如包括如下步驟：準備將透明基材捲取於第1卷芯上之第1輥之步驟；自該第1輥連續地送出該透明基材之步驟；塗佈包含具有上述光反應性基之聚合物與溶劑之組合物而於該透明基材上連續地形成第1塗佈膜之步驟；藉由將該溶劑自該第1塗佈膜乾燥去除而於該透明基材上形成第1乾燥覆膜，連續地獲得第1積層體之步驟；藉由對該第1乾燥覆膜照射偏光UV而形成相對於該第1積層體之搬送方向在大致45°之角度具有配向方向之光配向層，連續地獲得第2積層體之步驟；於該光配向層上塗佈含有聚合性層列型液晶化合物、二色性色素及溶劑之組合物而於該光配向層上連續地形成第2塗佈膜之步驟；藉由於不使該第2塗佈膜中所含有之該聚合性層列型液晶化合物聚合之條件下對該第2塗佈膜進行乾燥而於該光配向層上形成第2乾燥覆膜，連續地獲得第3積層體之步驟； 於使該第2乾燥覆膜中所含有之該聚合性層列型液晶化合物成為層列型液晶狀態後，保持該層列型液晶狀態直接使該聚合性層列型液晶化合物聚合，藉此形成相對於該第3積層體之搬送方向在45°之角度具有吸收軸之偏光層而連續地獲得偏光元件之步驟；以及將連續地獲得之偏光元件捲取於第2卷芯上而獲得第2輥之步驟。此處，參照圖4對本製造方法B之主要部分進行說明。
將透明基材捲取於第1卷芯210A上之第1輥210例如可容易地自市場獲得。作為可以此種輥之形態自市場獲得之透明基材，於已例示之透明基材中，可列舉包含纖維素酯、環狀烯烴系樹脂、聚對苯二甲酸乙二酯或聚甲基丙烯酸酯之膜等。又，於使用本偏光元件作為圓偏光板時，預先賦予相位差性之透明基材亦可容易地自市場獲得，例如可列舉包含纖維素酯或環狀烯烴系樹脂之相位差膜等。
繼而，自上述第1輥210捲出透明基材。捲出透明基材之方法係以如下方式進行：於該第1輥210之卷芯210A上設置適當之旋轉機構，藉由該旋轉機構使第1輥210旋轉。又，亦可為於自第1輥210搬送透明基材之方向設置適當之輔助輥300並利用該輔助輥300的旋轉機構捲出透明基材之形式。進而，亦可為藉由與第1卷芯210A及輔助輥300一併設置旋轉機構而一面對透明基材賦予適度之張力一面捲出透明基材之形式。
自上述第1輥210捲出之透明基材係於通過塗佈裝置211A 時，藉由該塗佈裝置211A而將上述配向膜形成用組合物塗佈於其表面上。為了以此種方式連續地塗佈配向膜形成用組合物，如上所述般，該塗佈裝置211A為凹版塗佈法、模塗法、軟板法等印刷法。
經由塗佈裝置211A之膜相當於上述透明基材與第1塗佈膜之積層體。將如此形成(積層)有第1塗佈膜之透明基材搬送至乾燥爐212A，利用該乾燥爐212A進行加熱而轉化成包含透明基材與第1乾燥覆膜之第1積層體。作為乾燥爐212A，例如可使用熱風式乾燥爐等。乾燥爐212A之設定溫度可根據藉由塗佈裝置211A塗佈之上述配向膜形成用組合物所含有之溶劑之種類而決定。又，乾燥爐212A可為劃分成適當之區域並使設定溫度於劃分之複數個區域分別不同之形式，亦可為串列配置複數個乾燥爐並一面以相互不同之設定溫度使各乾燥爐運轉一面於該複數個乾燥爐中依序搬送膜之形式。
藉由通過加熱爐212A而連續地形成之第1積層體係繼而藉由偏光UV照射裝置213A對該積層體之第1乾燥覆膜側之表面或透明基材側之表面照射偏光UV而使該第1乾燥覆膜轉化成光偏光層。此時，膜之搬送方向D1與所形成之光配向層之配向方向D2所成之角度成為大致45°。圖5係模式性地表示偏光UV照射後所形成之光配向層之配向方向D2與膜之搬送方向D1的關係之圖。即，圖5係表示對偏光UV照射裝置213A通過後之第1積層體之表面觀察膜之搬送方向D1與光配向層之配向方向D2時，該等所成之角度顯示大 致45°。
如此連續地形成之第1積層體繼而通過塗佈裝置211B，藉此將偏光層形成用組合物塗佈於該第1積層體之光配向層上，其後通過乾燥爐212B，藉此成為第2積層體或該第2積層體之第2乾燥覆膜中所含有之聚合性層列型液晶化合物形成層列型液晶狀態之積層體。乾燥爐212B發揮將溶劑自塗佈於光配向層上之上述偏光層形成用組合物乾燥去除之作用，並且發揮以上述第2乾燥覆膜中所含有之聚合性層列型液晶化合物成為層列相之液晶狀態之方式對該第2乾燥覆膜提供熱能之作用。又，如已說明般，為了使聚合性層列型液晶化合物成為層列相之液晶狀態，為了暫時使該聚合性層列型液晶化合物成為向列相之液晶狀態，針對上述第1積層體，必需藉由不同之加熱條件對上述第1積層體進行多階段之加熱處理。因此，乾燥爐212B較佳為如乾燥爐212A中所說明般，為包含相互不同之設定溫度之複數個區域、或準備複數個相互不同之設定溫度之乾燥爐並串列地設置該複數個乾燥爐之形式。
經由上述乾燥爐212B之膜係充分去除偏光層形成用組合物所含有之溶劑，第2乾燥覆膜中之聚合性層列型液晶化合物保持層列相之液晶狀態直接搬送至光照射裝置213B。藉由利用該光照射裝置213B之光照射而使該聚合性層列型液晶化合物保持上述液晶狀態直接進行光聚合，形成偏光層並連續地形成本偏光元件。
將如此連續地形成之本偏光元件捲取於第2卷芯220A上 而獲得第2輥220之形態。於捲取所形成之本偏光元件而獲得第2輥時，亦可進行使用適當之間隔件之同時捲取。
如此，透明基材自第1輥依序通過塗佈裝置211A、乾燥爐212A、偏光UV照射裝置213A、塗佈裝置211B、乾燥爐212A及光照射裝置213A，藉此以與本製造方法A之步驟A2~步驟A6相同之方式於透明基材上形成光配向層及偏光膜而連續地製造本偏光元件。
又，於圖4所示之本製造方法B中，已例示連續地製造自透明基材至本偏光元件之方法，但例如亦可將藉由使透明基材自第1輥依序通過塗佈裝置211A、乾燥爐212A及偏光UV照射裝置213A而連續地形成之第1積層體捲取於卷芯上，以輥之形態製造第1積層體，自該輥捲出第1積層體，使所捲出之第1積層體依序通過塗佈裝置211B、乾燥爐212A及光照射裝置213A而製造本偏光元件。
藉由本製造方法B所獲得之本偏光元件係其形狀為膜狀且為長條狀。該本偏光元件係於用於下述液晶顯示裝置等之情形時，根據該液晶顯示裝置之尺度等以成為所期望之尺寸之方式裁斷後加以使用。
以上，以透明基材/光配向層/偏光層之積層體之形態之情形為中心對本偏光元件之構成及製造方法進行了說明，但亦可於本偏光元件上積層除該等以外之層或膜。如上所述般，本偏光元件亦可進而具備相位差膜，亦可進而具備抗反射層或增亮膜。又，如下所述般，亦可與相位差膜(較佳為1/4λ波長板)組合而製成圓偏光板。製造圓偏光板 時所使用之1/4波長板較佳為具有對於可見光之面內相位差值隨著波長變短而變小之特性。
<本偏光元件之有利效果>
本偏光元件就其製造方法可藉由光配向層形成時之光配向操作而容易地形成具有所期望之偏光方向的偏光層之方面而言，可較先前之偏光元件更有利地製造。又，即便藉由本製造方法B製造長條狀本偏光元件，亦可形成具備具有相對於該本偏光元件之長度方向不水平之吸收軸的偏光層者。例如，藉由將本偏光元件之偏光層之吸收軸設為45°而如下述般利用輥對輥貼合將本偏光元件與1/4波長板貼合而容易地製造圓偏光板(本圓偏光板)，使本圓偏光板之生產率極其提昇。
<本偏光元件之用途>
本偏光元件可用於各種顯示裝置中。所謂顯示裝置係具有顯示元件之裝置，包含發光元件或發光裝置作為發光源。作為顯示裝置，例如可列舉：液晶顯示裝置、有機電致發光(EL，Electro Luminescence)顯示裝置、無機電致發光(EL)顯示裝置、電子發射顯示裝置(例如場發射顯示裝置(FED，Field Emission Display)、表面電場發射顯示裝置(SED，Surface Electric Field Emission Display))、電子紙(使用電子墨水或電泳元件之顯示裝置)、電漿顯示裝置、投射型顯示裝置(例如柵狀光閥成像系統(GLV，Grating Light Valve)顯示裝置、具有數位微鏡晶片(DMD，Digital Micro-mirror Device)之顯示裝置)及壓電陶瓷顯示 器等。液晶顯示裝置包含穿透型液晶顯示裝置、半穿透型液晶顯示裝置、反射型液晶顯示裝置、直觀式液晶顯示裝置及投影型液晶顯示裝置等中之任一者。該等顯示裝置可為顯示二維圖像之顯示裝置，亦可為顯示三維圖像之立體顯示裝置。
另一方面，本圓偏光板尤其可有效地用於有機電致發光(EL)顯示裝置或無機電致發光(EL)顯示裝置之顯示裝置。
圖6及圖9係模式性地表示使用本偏光元件之液晶顯示裝置(以下，有時稱為「本液晶顯示裝置」)10之剖面構成之概略圖。液晶層17由2片基板14a及基板14b夾持。
圖12係模式性地表示使用本偏光元件之EL顯示裝置(以下，有時稱為「本EL顯示裝置」)之剖面構成之概略圖。
圖13係模式性地表示使用本偏光元件之投射型液晶顯示裝置之構成之概略圖。
首先，對圖6所示之本液晶顯示裝置10進行說明。
於基板14a之液晶層17側配置有彩色濾光片15。彩色濾光片15配置於夾持液晶層17且與像素電極22對向之位置，黑矩陣20配置於與像素電極間之邊界對向之位置。透明電極16以覆蓋彩色濾光片15及黑矩陣20之方式配置於液晶層17側。再者，亦可於彩色濾光片15與透明電極16之間具有保護層(未圖示)。
於基板14b之液晶層17側有規則地配置有薄膜電晶體21與像素電極22。像素電極22配置於夾持液晶層17且與彩色 濾光片15對向之位置。於薄膜電晶體21與像素電極22之間配置有具有連接孔(未圖示)之層間絕緣膜18。
作為基板14a及基板14b，可使用玻璃基板及塑膠基板。該玻璃基板或塑膠基板可採用與作為本偏光元件之透明基材而例示者相同之材質者。又，本偏光元件之透明基材1亦可兼作基板14a及基板14b。於製造形成於基板上之彩色濾光片15或薄膜電晶體21時，於需要加熱至高溫之步驟之情形時，較佳為玻璃基板或石英基板。
薄膜電晶體可根據基板14b之材質而採用最佳者。作為薄膜電晶體21，可列舉：形成於石英基板上之高溫多晶矽電晶體、形成於玻璃基板上之低溫多晶矽電晶體、形成於玻璃基板或塑膠基板上之非晶矽電晶體。為了使本液晶顯示裝置更小型化，亦可於基板14b上形成驅動IC(Integrated Circuit，積體電路)。
於透明電極16與像素電極22之間配置有液晶層17。於液晶層17上，為了使基板14a及基板14b間之距離保持固定而配置有間隔件23。再者，於圖2中以柱狀間隔件進行圖示，但該間隔件並不限定於柱狀，只要可使基板14a及基板14b間之距離保持固定，則其形狀可為任意形狀。
於形成於基板14a及基板14b上之層中與液晶層17接觸之面，亦可分別配置用以使液晶向所期望之方向配向之配向層。再者，亦可將本偏光元件配置於液晶單元內部，即於與液晶層17接觸之面側配置本偏光元件。以下，將此種形式稱為「內置(In-cell)形式」。該內置形式之詳細情況於下 文中進行說明。
各構件係以基板14a、彩色濾光片15及黑矩陣20、透明電極16、液晶層17、像素電極22、層間絕緣膜18及薄膜電晶體21、以及基板14b之順序積層。
於夾持上述液晶層17之基板14a及基板14b中之基板14b之外側設置有偏光子12a及12b，該等中之至少1者為本偏光元件。
進而，較佳為積層有相位差層(例如，1/4波長板或光學補償膜)13a及13b。藉由將本偏光元件配置於偏光子12a及12b中之偏光子12b上，可對本液晶顯示裝置10賦予將入射光轉換成直線偏光之功能。再者，相位差膜13a及13b亦可不根據液晶顯示裝置之結構、或液晶層17所含有之液晶化合物之種類而配置，於使用透明基材為相位差膜之本偏光元件(圓偏光板)之情形時，可將該相位差膜設為相位差層，故而亦可省略圖6之相位差層13a及/或13b。於本偏光元件之光出射側(外側)，亦可進而設置偏光膜。
又，於本偏光元件之外側(於本偏光元件上進而設置偏光膜之情形時，於其外側)，亦可配置用以防止外光之反射之抗反射膜。
如上所述，可將本偏光元件用於圖6之本液晶顯示裝置10之偏光子12a或12b。藉由將本偏光元件設置於偏光子12a及/或12b而具有可達成本液晶顯示裝置10之薄型化之效果。
於將本偏光元件用於偏光子12a或12b之情形時，其積層 順序並無特別限定。參照圖6之虛線所包圍之A及B部分的放大圖而對其進行說明。
圖7係圖6之A部分之放大模式剖面圖。圖7之(A1)係表示於將本偏光元件100用作偏光子12a之情形時，以自相位差層13a側依序配置偏光層3、光配向層2及透明基材1之方式設置本偏光元件100。又，圖7之(A2)係表示以自相位差層13a側依序配置透明基材1、光配向層2及偏光層3之方式設置本偏光元件100。
圖8係圖6之B部分之放大模式圖。圖8之(B1)係表示於將本偏光元件100用作偏光子12b之情形時，以自相位差膜13b側依序配置透明基材1、光配向層2及偏光層3之方式設置本偏光元件100。圖8之(B2)係表示於將本偏光元件100用作偏光子12b之情形時，以自相位差膜13b側依序配置偏光層3、光配向層2及透明基材1之方式設置本偏光元件100。
於偏光子12b之外側配置有作為發光源之背光單元。背光單元包含光源、導光體、反射板、擴散片材及視野角調整片材。作為光源，可列舉：電致發光、冷陰極管、熱陰極管、發光二極體(LED，Light Emitting Diode)、雷射光源及水銀燈等。又，可根據此種光源之特性而選擇本偏光元件之種類。
於本液晶顯示裝置10為穿透型液晶顯示裝置之情形時，自背光單元中之光源射出之白色光入射至導光體，利用反射板改變行進路徑而於擴散片材中擴散。擴散光係於藉由 視野角調整片材而以具有所期望之指向性之方式調整後，自背光單元入射至偏光子12b。
作為無偏光之入射光中，僅某一直線偏光穿透液晶面板之偏光子12b。該直線偏光藉由相位差層13b而轉換成圓偏光或橢圓偏光，依序穿透基板14b、像素電極22等而到達液晶層17。
此處，藉由像素電極22與對向之透明電極16之間的電位差之有無而使液晶層17所含有之液晶分子之配向狀態發生變化，控制自本液晶顯示裝置10出射之光之亮度。於液晶層17為使偏光直接穿透之配向狀態之情形時，該偏光穿透液晶層17、透明電極16，某特定之波長範圍之光穿透彩色濾光片15而到達偏光子12a，液晶顯示裝置顯示最明顯之由彩色濾光片決定之顏色。
反之，於液晶層17為轉換偏光而穿透之配向狀態之情形時，穿透液晶層17、透明電極16及彩色濾光片15之光被偏光子12a吸收。藉此，該像素顯示黑色。於該等2個狀態中間之配向狀態中，自本液晶顯示裝置10出射之光的亮度亦成為上述兩者之中間，故而該像素顯示出中間色。
於本液晶顯示裝置10為半穿透型液晶顯示裝置之情形時，較佳為使用於本偏光元件之偏光層側進而積層有1/4波長板者(圓偏光板)。此時，像素電極22具有由透明材料所形成之穿透部、及由反射光之材料所形成之反射部，於穿透部，以與上述穿透型液晶顯示裝置相同之方式顯示圖像。另一方面，於反射部，外光入射至液晶顯示裝置，藉 由本偏光元件進而具備之1/4波長板之作用而使穿透本偏光元件之圓偏光通過液晶層17，藉由像素電極22進行反射並用於顯示。
其次，參照圖9對使用本偏光元件之內置形式之較佳之液晶顯示裝置(本液晶顯示裝置24)進行說明。
於本液晶顯示裝置24中，依序積層有基板14a、偏光子12a、相位差膜13a、彩色濾光片15及黑矩陣20、透明電極16、液晶層17、像素電極22、層間絕緣膜18及薄膜電晶體21、相位差膜13b、偏光子12b、基板14b、以及背光單元19，於該構成中，較佳為使用本偏光元件作為偏光子12a。於該構成中，亦可為本偏光元件以位於本偏光元件之透明基材兼作基板14a之方式依序配置有透明基材1、光配向層2及偏光層3。於該構成中具備本偏光元件之本液晶顯示裝置24賦予使入射光成為直線偏光之功能。再者，與本液晶顯示裝置10同樣，相位差層13a及13b亦可不根據液晶層17所含有之液晶化合物之種類而配置。
其次，參照圖12對使用本偏光元件之本EL顯示裝置30進行說明。於將本偏光元件用於本EL顯示裝置之情形時，較佳為於使本偏光元件成為本圓偏光板後使用。本圓偏光板有2個實施形態。因此，於對本EL顯示裝置30之構成等進行說明之前，參照圖10對本圓偏光板之2個實施形態進行說明。
圖10之(A)係模式性地表示本圓偏光板110之第1實施形態之剖面圖。該第1實施形態係於本偏光元件100之偏光層 3上進而設置相位差層(相位差膜)4之本圓偏光板110。圖10之(B)係模式性地表示本圓偏光板110之第2實施形態之剖面圖。該第2實施形態係藉由使用預先賦予相位差性之透明基材1(相位差膜4)作為製造本偏光元件100時所使用之透明基材1而使透明基材1本身兼具作為相位差層4之功能的本圓偏光板110。
此處，預先對本圓偏光板110之製造方法進行說明。本圓偏光板110之第2實施形態如已說明般，於製造本偏光元件100之本製造方法A或本製造方法B中，可藉由使用預先賦予相位差性之透明基材1、即相位差膜作為透明基材1而製造。本圓偏光板110之第1實施形態只要藉由於利用本製造方法A或本製造方法B所製造之本偏光元件1之偏光層3上貼合相位差膜而形成相位差層4即可。再者，於藉由本製造方法B以第2輥220之形態製造本偏光元件100之情形時，亦可為自該第2輥220捲出本偏光元件100並裁斷成特定尺寸後於經裁斷之本偏光元件100上貼合相位差膜之形態，但亦可藉由準備將相位差膜捲取於卷芯上之第3輥而連續地製造形狀為膜狀且為長條狀之本圓偏光板110。
參照圖11對連續地製造本圓偏光板110之第1實施形態之方法進行說明。該製造方法包括如下步驟：自上述第2輥220連續地捲出本偏光元件100，並且自捲取有相位差膜之第3輥230連續地捲出上述相位差膜之步驟；將設置於自上述第2輥220捲出之本偏光元件100上之偏 光層、與自上述第3輥捲出之上述相位差膜連續地貼合而形成本圓偏光板110之步驟；將所形成之上述圓偏光板110捲取於第4卷芯240A上而獲得第4輥240之步驟。該方法係所謂輥對輥貼合。
以上，對本圓偏光板110之第1實施形態之製造方法進行了說明，但亦可於貼合本偏光元件100之偏光層3與相位差膜時，使用適當之黏著劑並經由由該黏著劑所形成之黏著層而貼合偏光層3與相位差膜。
繼而，參照圖12對具備本圓偏光板110之本EL顯示裝置進行說明。
本EL顯示裝置30於形成有像素電極35之基板33上積層有作為發光源之有機功能層36及陰極電極37。於夾持基板33並與有機功能層36相反之側配置有圓偏光板31，作為該圓偏光板31，可使用本圓偏光板110。藉由對像素電極35施加正電壓，對陰極電極37施加負電壓，且對像素電極35及陰極電極37間施加直流電流，而使有機功能層36發光。作為發光源之有機功能層36包含電子傳輸層、發光層及電洞傳輸層等。自有機功能層36出射之光通過像素電極35、層間絕緣膜34、基板33、圓偏光板31(本圓偏光板110)。對具有有機功能層36之有機EL顯示裝置進行說明，但亦可應用於具有無機功能層之無機EL顯示裝置。
於製造本EL顯示裝置30時，首先將薄膜電晶體40於基板33上形成為所期望之形狀。並且，使層間絕緣膜34成膜，繼而以濺鍍法使像素電極35成膜並使其圖案化。其後，積 層有機功能層36。
其次，於基板33之設置有薄膜電晶體40之面之相反面設置圓偏光板31(本圓偏光板110)。
於使用本圓偏光板110作為圓偏光板31之情形時，參照圖12之虛線所包圍之C部分之放大圖說明其積層順序。於使用本圓偏光板110作為圓偏光板31之情形時，位於該本圓偏光板110上之相位差層4配置於基板33側。圖13之(C1)係使用本圓偏光板110之第1實施形態作為圓偏光板31之放大圖，圖13之(C2)係使用本圓偏光板110之第2實施形態作為圓偏光板31之放大圖。
其次，對本EL顯示裝置30之除本偏光元件31(圓偏光板110)以外之構件進行簡單說明。
作為基板33，可列舉：藍寶石玻璃基板、石英玻璃基板、鈉玻璃基板及氧化鋁等陶瓷基板；銅等金屬基板；塑膠基板等。雖未圖示，但亦可於基板33上形成導熱性膜。作為導熱性膜，可列舉鑽石薄膜(DLC(Diamond-like carbon，類鑽碳)等)等。於將像素電極35設為反射型之情形時，光朝向與基板33相反之方向出射。因此，不僅可使用透明材料，亦可使用不鏽鋼等非穿透材料。可單一地形成基板，亦可利用接著劑貼合複數個基板而形成為積層基板。又，該等基板並不限定於板狀者，亦可為膜。
作為薄膜電晶體40，例如只要使用多晶矽電晶體等即可。薄膜電晶體40設置於像素電極35之端部，其大小為10~30 μm左右。再者，像素電極35之大小為20 μm×20 μm~300 μmx300 μm左右。
於基板33上設置有薄膜電晶體40之配線電極。配線電極係電阻較低且具有與像素電極35電性連接而將電阻值抑制為較低之功能，通常該配線電極使用含有Al、Al及過渡金屬(其中，Ti除外)、Ti或氮化鈦(TiN)中之1種或2種以上者。
於薄膜電晶體40與像素電極35之間設置有層間絕緣膜34。層間絕緣膜34只要為利用濺鍍或真空蒸鍍使SiO2等氧化矽、氮化矽等無機系材料成膜者，由SOG(Spin on Glass，旋轉式玻璃)所形成之氧化矽層，光阻劑、聚醯亞胺及丙烯酸系樹脂等樹脂系材料之塗膜等具有絕緣性者，則可為任一者。
於層間絕緣膜34上形成肋部41。肋部41配置於像素電極35之周邊部(鄰接像素間)。作為肋部41之材料，可列舉丙烯酸系樹脂及聚醯亞胺樹脂等。肋部41之厚度較佳為1.0 μm以上且3.5 μm，更佳為1.5 μm以上且2.5 μm以下。
其次，對包含作為透明電極之像素電極35、作為發光源之有機功能層36、及陰極電極37之EL元件進行說明。有機功能層36分別具有至少1層之電洞傳輸層及發光層，例如依序具有電子注入傳輸層、發光層、電洞傳輸層及電洞注入層。
作為像素電極35，例如可列舉：ITO(Indium Tin Oxides，氧化銦錫(摻雜有錫之氧化銦))、IZO(Indium Zinc Oxides，氧化銦鋅(摻雜有鋅之氧化銦))、IGZO、ZnO、 SnO2及In2O3等，尤佳為ITO或IZO。像素電極35之厚度只要為具有可充分進行電洞注入之固定以上之厚度即可，較佳為設為10~500 nm左右。
像素電極35可藉由蒸鍍法(較佳為濺鍍法)而形成。作為濺鍍氣體，並無特別限制，只要使用Ar、He、Ne、Kr及Xe等惰性氣體、或該等之混合氣體即可。
作為陰極電極37之構成材料，例如只要使用K、Li、Na、Mg、La、Ce、Ca、Sr、Ba、Al、Ag、In、Sn、Zn及Zr等金屬元素即可，但為了提昇電極之動作穩定性，較佳為使用選自所例示之金屬元素之2種成分或3種成分之合金系。作為合金系，例如較佳為Ag．Mg(Ag：1~20 at%)、Al．Li(Li：0.3~14 at%)、In．Mg(Mg：50~80 at%)及Al．Ca(Ca：5~20 at%)等。
陰極電極37藉由蒸鍍法及濺鍍法等而形成。陰極電極37之厚度為0.1 nm以上，較佳為1~500 nm以上。
電洞注入層具有使來自像素電極35之電洞之注入較為容易之功能，電洞傳輸層具有傳輸電洞之功能及妨礙電子之功能，亦稱為電荷注入層及電荷傳輸層。
發光層之厚度、電洞注入層與電洞傳輸層之合計厚度、及電子注入傳輸層之厚度並無特別限定，根據形成方法而不同，但較佳為設為5~100 nm左右。電洞注入層或電洞傳輸層可使用各種有機化合物。於電洞注入傳輸層、發光層及電子注入傳輸層之形成中，就可形成均質之薄膜之方面而言可使用真空蒸鍍法。
作為發光源之有機功能層36，可使用利用來自1重態激子之發光(螢光)者、利用來自3重態激子之發光(磷光)者、包含利用來自1重態激子之發光(螢光)者與利用來自3重態激子之發光(磷光)者之有機功能層、藉由有機物所形成者、包含藉由有機物所形成者與藉由無機物所形成者之有機功能層、高分子材料、低分子材料、包含高分子材料與低分子材料者等。但是，並不限定於此，可將使用公知之各種有機功能層作為EL元件用途之有機功能層36用於本EL顯示裝置30。
於陰極電極37與密封蓋39之空間配置乾燥劑38。其原因在於有機功能層36之耐濕性較弱。藉由乾燥劑38吸收水分而防止有機功能層36之劣化。
圖14係表示本EL顯示裝置30之另一態樣之剖面構成之概略圖。該本EL顯示裝置30具有使用薄膜密封膜41之密封結構，且亦可自陣列基板之相反面獲得出射光。
作為薄膜密封膜41，較佳為使用於電解電容器之膜上蒸鍍DLC(類鑽碳)而成之DLC膜。DLC膜具有水分滲透性極差之特性，防濕性能較高。又，亦可直接蒸鍍於陰極電極37之表面而形成DLC膜等。又，亦可積層多層樹脂薄膜與金屬薄膜而形成薄膜密封膜41。
以上述方式提供本發明之新穎之偏光元件(本偏光元件)、及具備本偏光元件之新穎之顯示裝置(本液晶顯示裝置及本EL顯示裝置)。
最後，對使用本偏光元件100之投射型液晶顯示裝置進 行說明。
圖15係表示使用本偏光元件100之投射型液晶顯示裝置之概略圖。
作為該投射型液晶顯示裝置之偏光子142及/或偏光子143，可使用本偏光元件100。
自作為發光源之光源(例如，高壓水銀燈)111出射之光線束首先藉由通過第1透鏡陣列112、第2透鏡陣列113、偏光轉換元件114、重疊透鏡115而進行反光線束剖面之亮度之均勻化與偏光化。
具體而言，自光源111出射之光線束藉由將微小之透鏡112a形成為矩陣狀之第1透鏡陣列112而分割成許多微小之光線束。第2透鏡陣列113及重疊透鏡115係以使各束經分割之光線束照射作為照明對象之3個液晶面板140R、140G、140B的整體之方式具備，因此各液晶面板入射側表面係整體成體大致均勻之照明度。
偏光轉換元件114係藉由偏振分光器陣列而構成，且配置於第2透鏡陣列113與重疊透鏡115之間。藉此發揮如下作用：將來自光源之無規則偏光預先轉換成具有特定偏光方向之偏光，降低下述入射側偏光子之光量損失而提昇畫面之亮度。
如上述般經亮度均勻化及偏光化之光係經由反射鏡122並藉由用以使光分離為RGB之3原色的分色鏡121、123、132依序分離為紅色通道、綠色通道、藍色通道，分別入射至液晶面板140R、140G、140B。
對於液晶面板140R、140G、140B，於其入射側配置有偏光子142，於出射側配置有偏光子143。可將本偏光元件100用於該偏光子142、偏光子143。
配置於RGB各光路之偏光子142及偏光子143係以各自之吸收軸正交之方式配置。配置於各光路之各液晶面板140R、140G、140B具有將藉由圖像信號控制每一像素之偏光狀態轉換成光量之功能。
本偏光元件100係藉由選擇適合對應之通道之二色性色素的種類而作為耐久性優異之偏光膜對藍色通道、綠色通道及紅色之任一光路均有用。
藉由根據液晶面板140R、140G、140B之圖像資料以每一像素不同之穿透率使入射光穿透而製成之光學影像係藉由交叉分色稜鏡150而合成，藉由投影透鏡170而放大投影至螢幕180。
作為電子紙，可列舉：藉由光學各向異性與染料分子配向之類的分子而顯示者；藉由電泳、粒子移動、粒子旋轉、相變之類的粒子而顯示者；藉由膜之一端移動而顯示者；藉由分子之發色/相變化而顯示者；藉由分子之光吸收而顯示者；藉由電子與電洞耦合而藉由自發光所顯示者等。更具體而言，可列舉：微膠囊型電泳、水平移動型電泳、垂直移動型電泳、球狀扭轉球、磁扭轉球、圓柱扭轉球方式、帶電增色劑、電子粉流體、磁泳型、磁感熱式、電潤濕法、光散射(透明/白濁變化)、膽固醇狀液晶/光導電層、膽固醇狀液晶、雙穩定性向列型液晶、鐵電液晶、 二色性色素/液晶分散型、可動膜、由隱色染料引起之發色消色、光致變色、電子呈色、電沈積、可撓性有機EL等。電子紙不僅為個人利用文字或圖像者，亦可為廣告顯示(標牌)所利用者等。根據本偏光元件，可使電子紙之厚度變薄。
作為立體顯示裝置，例如提出有如微桿方式般交替地排列不同之相位差膜之方法(日本專利特開2002-185983號公報)，但若使用本發明之光學膜作為偏光膜，則容易藉由印刷、噴墨、光微影術等而圖案化，故而可縮短顯示裝置之製造步驟，且無需相位差膜。
[實施例]
以下，藉由實施例對本發明進行更詳細地說明。例中之「%」及「份」只要無特別說明，則指質量%及質量份。
具有光反應性基之聚合物之合成例1
作為具有光反應性基之聚合物，合成聚合物1及聚合物2。
合成例1：聚合物1之合成
聚合物1包含以下之結構單元。
[聚合物1]
[聚合物1之合成流程]
[化合物(a1-1-1)之合成]
使阿魏酸50 g(258 mmol)溶解於甲醇360 g中。於所獲得之溶液中，在室溫下添加硫酸10 g並升溫直至溶劑回流為止後，於回流下反應2小時。使所獲得之反應溶液冷卻後，添加冰150 g及水150 g。利用傾析法去除上清液，進而添加5℃之水150 g使其結晶化。過濾所獲得之白色晶體，進而利用1 M之碳酸氫鈉水溶液及水清洗過濾後之白色晶體，其後進行真空乾燥而獲得化合物(a1-1-1)22.2 g。產率以阿魏酸為基準而為83%。
[化合物(b1-1-1)之合成]
使化合物(a1-1-1)25 g(120 mmol)溶解於二甲基乙醯胺250 g中。於所獲得之溶液中添加碳酸鉀33.19 g(240 mmol)及碘化鉀1.99 g(12 mmol)。於所獲得之分散液中滴加6-氯己醇並於室溫下攪拌1小時後，於70℃下攪拌8小時。過濾所獲得之反應溶液而去除不溶物。於濾液中添加甲基異丁基酮200 g及水300 g並攪拌、靜置、分液而回收有機層。 於所回收之有機層中添加水200 g並反覆進行2次攪拌、靜置及分液之水洗操作。藉由使用蒸發器之減壓蒸餾自所回收之有機層去除溶劑而獲得化合物(b1-1-1)之粗產物。
[化合物(c1-1-1)之合成]
使上述化合物(b1-1-1)之粗產物之總量溶解於乙醇185 g中。於所獲得之溶液中添加水92 g及氫氧化鈉14.41 g(360 mmol)並於80℃下攪拌1小時。使反應溶液冷卻至3℃左右後，一面使溫度保持於5℃以下一面添加2 M之鹽酸水溶液而使pH值成為2。過濾取出經酸析之白色沈澱，進而於水100 g及甲醇80 g之混合溶液中清洗2次，然後進行真空乾燥而獲得化合物(c1-1-1)30.4 g。產率以化合物(a1-1-1)為基準而為86%。
[化合物(M1-1-1)之合成]
使化合物(c1-1-1)27.46 g(93 mmol)溶解於氯仿280 g中。於所獲得之溶液中添加BHT(Di-tert-butyl hydroxytoluene，二第三丁基羥基甲苯)2.06 g、三乙基胺37.73 g(373 mmol)作為聚合抑制劑並於冰浴冷卻下進行攪拌。於反應溶液中滴加甲基丙烯醯氯29.26 g(260 mmol)並保持5℃以下而攪拌5小時。於所獲得之反應溶液中添加二甲胺基吡啶5.7 g及水190 g並於室溫下攪拌12小時。靜置後，回收有機層並於該有機層中添加2 N之鹽酸水溶液100 g，反覆進行2次攪拌、靜置及分液之清洗操作。回收有機層，添加正庚烷300 g並將析出之晶體過濾取出。於含有水100 g及甲醇80 g之混合溶劑中清洗2次後，進行真空乾燥而獲得化合物 (M1-1-1)22.0 g。產率以化合物(c1-1-1)為基準而為65%。
[聚合物1之合成]
於舒倫克管中添加化合物(M1-1-1)1.00 g(2.76 mmol)及四氫呋喃10 g，脫氧後一面使氮流入一面添加偶氮二異丁腈(AIBN，Azobisisobutyronitrile)2.27 mg，於60℃下攪拌72小時。於甲苯200 g中添加所獲得之反應溶液。將析出物過濾取出，利用庚烷清洗後，進行真空乾燥，藉此獲得0.75 g之聚合物1。產率以化合物(M1-1-1)為基準而為75%。根據GPC測定，所獲得之聚合物1之分子量係數平均分子量為28200，Mw/Mn為1.82，單體含量為0.5%。
合成例2：聚合物2之合成
藉由Macromolecules,Vol.39,No.26(2006)所記載之方法合成下述結構之聚合物2。
(再者，括弧中隨附之數值係表示各結構單元相對於聚合物2之所有結構單元之莫耳分率)。
聚合性層列型液晶化合物之合成
作為聚合性層列型液晶化合物(再者，於以下說明中，將聚合性層列型液晶化合物簡稱為「聚合性液晶化合物」)，合成化合物(1-6)、化合物(1-7)、化合物(1-8)、化 合物(1-13)及化合物(1-14)。
合成例3：化合物(1-6)(下述式(1-6)所表示之化合物)
化合物(1-6)係藉由Lub et al Recl.Trav.Chim.Pays-Bas,115,321-328(1996)所記載之方法而合成。
合成例4~7：化合物(1-7)、化合物(1-8)、化合物(1-13)及化合物(1-14)之合成
化合物(1-7)(由下述式(1-7)表示之化合物)、化合物(1-8)(由下述式(1-8)表示之化合物)、化合物(1-13)(由下述式(1-13)表示之化合物)、化合物(1-14)(由下述式(1-14)表示之化合物)均係參考化合物(1-6)之合成方法而合成。
實施例1 [偏光層形成用組合物之製備]
將下述成分混合並於80℃下攪拌1小時，藉此獲得偏光層形成用組合物。
[相轉移溫度之測定]
藉由利用偏光顯微鏡觀察質構(Texture)而確認相轉移溫度。確認偏光層形成用組合物所含有之聚合性液晶化合物係於升溫至120℃而將溶劑去除乾燥後，於降溫時，在110℃下相轉移為向列相，在104℃下相轉移為層列型A相，在83℃下相轉移為層列型B相。
[光配向層之製作]
藉由棒式塗佈法將於環戊酮中以5重量%之濃度溶解具有光反應性基之聚合物(聚合物1或聚合物2)而成之溶液(光配向層形成用組合物)塗佈於聚對苯二甲酸乙二酯基板(PET(Polyethylene terephtalate)基板)上，於60℃下乾燥1分鐘後，形成厚度100 nm之第1乾燥覆膜。繼而，對所獲得之第1乾燥覆膜之表面實施偏光UV照射處理而形成光配向層。偏光UV處理係使用UV照射裝置(SPOT CURE SP- 7；Ushio電機股份有限公司製造)於以波長365 nm測得之強度為100 mJ之條件下進行。
[偏光層之製作]
藉由棒式塗佈法將偏光層形成用組合物塗佈於光配向膜上，利用120℃之乾燥烘箱加熱乾燥1分鐘後，冷卻至室溫而獲得第2乾燥覆膜。使用UV照射裝置(SPOT CURE SP-7；Ushio電機股份有限公司製造)，對第2乾燥覆膜照射曝光量1200 mJ/cm2(365 nm之基準)之紫外線，藉此形成偏光層而製造偏光元件。藉由雷射顯微鏡(Olympus股份有限公司製造之OLS3000)測定此時之偏光層之膜厚，結果為1.6 μm。
[X射線繞射測定]
使用X射線繞射裝置X' Pert PRO MPD(Spectris股份有限公司製造)對所獲得之偏光層進行X射線繞射測定。使用Cu作為靶材，於X射線管電流40 mA、X射線管電壓45 kV之條件下使所產生之X射線經由固定發散狹縫1/2°而自摩擦方向入射，於掃描範圍2θ=4.0~40.0°之範圍內在2θ=0.01671°步驟中掃描而進行測定，結果於2θ=20.22°附近獲得峰值半高寬(FWHM)=約0.187°的陡峭之繞射峰(布拉格峰)。又，即便自摩擦垂直方向入射，亦可獲得相同之結果。可知，根據波峰位置求出之秩序週期(d)約為4.4 Å，形成反映高次層列相之結構。
[二色比之測定]
使用於分光光度計(島津製作所股份有限公司製造UV-3150)中設置有附有偏光子之光罩夾的裝置並利用雙光線 束法測定極大吸收波長下之穿透軸方向之吸光度(A1)及吸收軸方向之吸光度(A2)。該光罩夾之參考側設置有將光量截止50%之網目。根據所測定之穿透軸方向之吸光度(A1)及吸收軸方向之吸光度(A2)之值而算出比(A2/A1)並設為二色比。將結果示於表中。可謂，二色比越高，作為偏光層越有用。將二色比之測定結果示於表1中。
[配向狀態之觀察]
藉由偏光顯微鏡觀察而確認所獲得之偏光層之配向狀態。於偏光顯微鏡與正交偏光鏡之間在約45°之方向插入樣品，於漏光之狀態下實施觀察。於在垂直方向配向之情形時，未產生漏光而觀察到暗視野之狀態，於水平配向之情形時，產生漏光而觀察到明視野之狀態。以如下兩水準進行評價：將遍及畫面整體獲得明視野之情形設為「○」，將遍及畫面整體獲得暗視野之情形設為「x」。將結果示於表1中。
[霧度(Haze)值之測定]
使用測霧計(HZ-2；Suga Test Instruments(股)製造)對所獲得之偏光子測定霧度值。霧度值係由以下之式表示。
霧度值(%)=散射穿透率(%)/全光線穿透率(%)×100
若利用光配向層之偏光層之配向限制力不充分，則於作為偏光層之主要成分的聚合性層列型液晶上產生不連續性缺陷。由於在該不連續性缺陷界面產生光散射，故而霧度值成為較大值。即，可謂霧度值越小配向性越良好。此處，將3%以下記為良。將結果示於表1中。
實施例2
將二色性色素自偶氮色素(G205；林原生物化學研究所製造)變更為偶氮色素(NKX2029；林原生物化學研究所製造)，除此以外，以與實施例1相同之方式製造偏光元件。
[相轉移溫度之測定]
以與實施例1相同之方式測定實施例2之偏光層形成用組合物所含有之聚合性液晶組合物之相轉移行為。確認，升溫至120℃而將溶劑去除乾燥後，於降溫時，在113℃下相轉移為向列相，在107℃下相轉移為層列型A相，在83℃下相轉移為層列型B相。
以與實施例1相同之方式進行所製造之偏光元件之二色比測定、配向狀態觀察、霧度值測定。將其結果示於表1中。
實施例3
將偏光層形成用組合物所含有之聚合性液晶化合物自化合物(1-6)75份及化合物(1-7)25份之混合物變更為化合物(1-6)75份及化合物(1-8)25份之混合物，除此以外，以與實施例1相同之方式製造偏光元件。
[相轉移溫度之測定]
以與實施例1相同之方式測定實施例3之偏光層形成用組合物所含有之聚合性液晶組合物之相轉移行為。確認，升溫至120℃而將溶劑去除乾燥後，於降溫時，在111℃下相轉移為向列相，在105℃下相轉移為層列型A相，在82℃下相轉移為層列型B相。
以與實施例1相同之方式進行所製造之偏光元件之二色比測定、配向狀態觀察、霧度值測定。將其結果示於表1中。
實施例4
將偏光層形成用組合物所含有之聚合性液晶化合物自化合物(1-6)75份及化合物(1-7)25份之混合物變更為化合物(1-6)75份及化合物(1-13)25份之混合物，除此以外，以與實施例1相同之方式製造偏光元件。
[相轉移溫度之測定]
以與實施例1相同之方式測定實施例4之偏光層形成用組合物所含有之聚合性液晶組合物之相轉移行為。確認，升溫至130℃而將溶劑去除乾燥後，於降溫時，在119℃下相轉移為向列相，在111℃下相轉移為層列型A相，在82℃下相轉移為層列型B相。
以與實施例1相同之方式進行所製造之偏光元件之二色比測定、配向狀態觀察、霧度值測定。將其結果示於表1中。
實施例5
將偏光層形成用組合物所含有之聚合性液晶化合物自化合物(1-6)75份及化合物(1-7)25份之混合物變更為化合物(1-6)75份及化合物(1-14)25份之混合物，除此以外，以與實施例1相同之方式製造偏光元件。
[相轉移溫度之測定]
以與實施例1相同之方式測定實施例5之偏光層形成用組 合物所含有之聚合性液晶組合物之相轉移行為。確認，升溫至130℃而將溶劑去除乾燥後，於降溫時，在118℃下相轉移為向列相，在109℃下相轉移為層列型A相，在79℃下相轉移為層列型B相。
以與實施例1相同之方式進行所製造之偏光元件之二色比測定、配向狀態觀察、霧度值測定。將其結果示於表1中。
實施例6
將光配向層形成用組合物所含有之具有光反應性基之聚合物自聚合物1變更為聚合物2，除此以外，以與實施例1相同之方式製造偏光元件。
以與實施例1相同之方式進行所製造之偏光元件之二色比測定、配向狀態觀察、霧度值測定。將其結果示於表1中。
[產業上之可利用性]
本發明之偏光元件及圓偏光板於製造液晶顯示裝置、(有機)EL顯示裝置及投射型液晶顯示裝置之方面極其有用。
1‧‧‧透明基材
2‧‧‧光配向層
3‧‧‧偏光層
10‧‧‧液晶顯示裝置
12a‧‧‧偏光子(本偏光元件)
12b‧‧‧偏光子(本偏光元件)
13a‧‧‧相位差層(相位差膜)
13b‧‧‧相位差層(相位差膜)
14a‧‧‧基板
14b‧‧‧基板
15‧‧‧彩色濾光片
16‧‧‧透明電極
17‧‧‧液晶層
18‧‧‧層間絕緣膜
20‧‧‧黑矩陣
21‧‧‧薄膜電晶體
22‧‧‧像素電極
23‧‧‧間隔件
24‧‧‧液晶顯示裝置
30‧‧‧EL顯示裝置
31‧‧‧圓偏光板
33‧‧‧基板
34‧‧‧層間絕緣膜
35‧‧‧像素電極
36‧‧‧發光層
37‧‧‧陰極電極
38‧‧‧乾燥劑
39‧‧‧密封蓋
40‧‧‧薄膜電晶體
41‧‧‧肋部
42‧‧‧薄膜板
44‧‧‧EL顯示裝置
100‧‧‧本偏光元件
101‧‧‧第1積層體
102‧‧‧第2積層體
103‧‧‧第3積層體
110‧‧‧本圓偏光板
111‧‧‧光源
112‧‧‧第1透鏡陣列
112a‧‧‧透鏡
113‧‧‧第2透鏡陣列
114‧‧‧偏光轉換元件
115‧‧‧重疊透鏡
121‧‧‧分色鏡
122‧‧‧反射鏡
123‧‧‧分色鏡
132‧‧‧分色鏡
140B‧‧‧液晶面板
140G‧‧‧液晶面板
140R‧‧‧液晶面板
142‧‧‧偏光子
143‧‧‧偏光子
150‧‧‧交叉分色稜鏡
170‧‧‧投影透鏡
180‧‧‧螢幕
210‧‧‧第1輥
210A‧‧‧卷芯
211A‧‧‧塗佈裝置
211B‧‧‧塗佈裝置
212A‧‧‧乾燥爐
212B‧‧‧乾燥爐
213A‧‧‧偏光UV照射裝置
213B‧‧‧光照射裝置
220‧‧‧第2輥
220A‧‧‧卷芯
300‧‧‧輔助輥
圖1係表示本發明之偏光元件之最簡單的構成之剖面模 式圖。
圖2係表示本發明之偏光元件之製造方法的主要部分之剖面模式圖。
圖3(A)、(B)係表示於光配向操作中對第1乾燥覆膜照射偏光UV之方法之模式圖。
圖4係表示本發明之偏光元件之連續製造方法(輥對輥形式)的主要部分之模式剖面圖。
圖5係模式性地表示光配向層之配向方向D2與膜之搬送搬送方向D1的關係之圖。
圖6係表示使用本發明之偏光元件之液晶顯示裝置的剖面構成之模式剖面圖。
圖7(A1)、(A2)係表示設置於液晶顯示裝置上之本發明之偏光元件的層順序之放大模式剖面圖。
圖8(B1)、(B2)係表示設置於液晶顯示裝置上之本發明之偏光元件的層順序之放大模式剖面圖。
圖9係表示使用本發明之偏光元件之液晶顯示裝置(內置形式)的剖面構成之模式剖面圖。
圖10(A)、(B)係表示本發明之圓偏光板之最簡單的構成之剖面模式圖。
圖11係表示本發明之圓偏光板之連續製造方法的主要部分之模式剖面圖。
圖12係表示使用本發明之偏光元件之EL顯示裝置的剖面構成之模式剖面圖。
圖13(C1)、(C2)係表示設置於EL顯示裝置上之本發明之 偏光元件的層順序之放大模式剖面圖。
圖14係表示使用本發明之偏光元件之EL顯示裝置的剖面構成之模式剖面圖。
圖15係表示使用本發明之偏光元件之投射型液晶顯示裝置的剖面構成之模式剖面圖。

Claims (17)

  1. 一種偏光元件，其係於透明基材上依序設置有光配向層及偏光層之偏光子，且該光配向層為由具有光反應性基之聚合物所形成者，該偏光層為由含有聚合性層列型液晶化合物及二色性色素之組合物所形成者。
  2. 如請求項1之偏光元件，其中上述偏光層為於X射線反射測定中獲得布拉格峰之偏光層。
  3. 如請求項1或2之偏光元件，其中上述組合物含有2種以上-之聚合性層列型液晶化合物。
  4. 如請求項1至3中任一項之偏光元件，其中具有上述光反應性基之聚合物為含有式(A')所表示之基的聚合物， [式(A')中，n表示0或1，X1表示單鍵、-O-、-COO-、-OCO-、-N=N-、-CH=CH-或-CH2-，Y1表示單鍵或-O-，R1及R2分別獨立地表示氫原子、碳數1~4之烷基或碳數1~4之烷氧基，＊表示對聚合物主鏈之鍵結鍵]。
  5. 一種偏光元件之製造方法，其係製造如請求項1至4中任一項之偏光元件之方法，且包括如下步驟：於上述透明基材上塗佈包含具有上述光反應性基之聚合物與溶劑之組合物，而於該透明基材上形成第1塗佈膜之步驟；藉由將該溶劑自該第1塗佈膜乾燥去除而於該透明基材上形成第1乾燥覆膜，獲得第1積層體之步驟；藉由對該第1乾燥覆膜照射偏光UV而自該第1乾燥覆膜形成光配向層，獲得第2積層體之步驟；於位於該第2積層體之該光配向層上塗佈含有聚合性層列型液晶化合物、二色性色素及溶劑之組合物而於該光配向層上形成第2塗佈膜之步驟；藉由於不使該第2塗佈膜中所含有之該聚合性層列型液晶化合物聚合之條件下對該第2塗佈膜進行乾燥，而於該光配向層上形成第2乾燥覆膜，獲得第3積層體之步驟；以及於使該第2乾燥覆膜中之該聚合性層列型液晶化合物成為層列型液晶狀態後，保持該層列型液晶狀態直接使該聚合性層列型液晶化合物聚合，藉此自該第2乾燥覆膜形成偏光層之步驟。
  6. 如請求項1至4中任一項之偏光元件，其形狀為膜狀且為長條狀。
  7. 一種偏光元件之製造方法，其係製造如請求項6之偏光元件之方法，且包括如下步驟： 準備將透明基材捲取於第1卷芯上之第1輥之步驟；自該第1輥連續地送出該透明基材之步驟；塗佈包含具有上述光反應性基之聚合物與溶劑之組合物，而於該透明基材上連續地形成第1塗佈膜之步驟；藉由將該溶劑自該第1塗佈膜乾燥去除而於該透明基材上形成第1乾燥覆膜，連續地獲得第1積層體之步驟；藉由對該第1乾燥覆膜照射偏光UV而形成相對於該第1積層體之搬送方向在大致45°之角度具有配向方向之光配向層，連續地獲得第2積層體之步驟；於該光配向層上塗佈含有聚合性層列型液晶化合物、二色性色素及溶劑之組合物，而於該光配向層上連續地形成第2塗佈膜之步驟；藉由於不使該第2塗佈膜中所含有之該聚合性層列型液晶化合物聚合之條件下對該第2塗佈膜進行乾燥，而於該光配向層上形成第2乾燥覆膜，連續地獲得第3積層體之步驟；於使該第2乾燥覆膜中所含有之該聚合性層列型液晶化合物成為層列型液晶狀態後，保持該層列型液晶狀態直接使該聚合性層列型液晶化合物聚合，藉此形成相對於該第3積層體之搬送方向在45°之角度具有吸收軸之偏光層，連續地獲得偏光元件之步驟；以及將連續地獲得之偏光元件捲取於第2卷芯上而獲得第2輥之步驟。
  8. 一種液晶顯示裝置，其具備如請求項1至4中任一項之偏 光元件。
  9. 一種液晶顯示裝置，其以配置於液晶單元內部之方式具備如請求項1至4中任一項之偏光元件。
  10. 一種圓偏光板，其係將如請求項1至4中任一項之偏光元件及相位差膜以上述偏光層之吸收軸與上述相位差膜之遲相軸所成的角度成為大致45°之方式積層而成者，且以波長550 nm之光測得之橢圓率之值為80%以上，上述相位差膜為以波長550 nm之光測得之正面延遲之值為100~150 nm之範圍的膜。
  11. 如請求項10之圓偏光板，其中上述相位差膜具有對於可見光之正面延遲之值隨著波長變短而變小之特性。
  12. 如請求項10或11之圓偏光板，其形狀為膜狀且為長條狀。
  13. 一種圓偏光板之製造方法，其係製造如請求項12之圓偏光板之方法，且包括如下步驟：準備將相位差膜捲取於第3卷芯上之第3輥之步驟；準備將上述偏光元件捲取於第2卷芯上之第2輥之步驟；自該第2輥連續地捲出該偏光元件，並且自該第3輥連續地捲出該相位差膜之步驟；以及將連續地捲出之偏光元件之偏光層與連續地捲出之相位差膜貼合之步驟。
  14. 一種圓偏光板，其係將如請求項1至4中任一項之偏光元件所包含之透明基材置換成具有相位差性之相位差膜， 且以上述相位差膜之遲相軸與上述偏光層之吸收軸所成的角度為大致45°之方式積層而成者，且以波長550 nm之光測得之橢圓率之值為80%以上，上述相位差膜為以波長550 nm之光測得之正面延遲之值為100~150 nm之範圍的膜。
  15. 如請求項14之圓偏光板，其形狀為膜狀且為長條狀。
  16. 一種圓偏光板之製造方法，其係製造如請求項15之圓偏光板之方法，且包括如下步驟：準備將相位差膜捲取於第1卷芯上之第1輥之步驟；自該第1輥連續地送出該相位差膜之步驟；塗佈包含具有上述光反應性基之聚合物與溶劑之組合物，而於該相位差膜上連續地形成第1塗佈膜之步驟；將該溶劑自該第1塗佈膜乾燥去除而於該透明基材上形成第1乾燥覆膜，連續地獲得第1積層體之步驟；藉由對該第1乾燥覆膜照射偏光UV而形成相對於該第1積層體之搬送方向在大致45°之角度具有配向方向之光配向層，連續地獲得第2積層體之步驟；於該光配向層上塗佈含有聚合性層列型液晶化合物、二色性色素、聚合起始劑及溶劑之組合物，而於該光配向層上連續地形成第2塗佈膜之步驟；藉由於不使該第2塗佈膜中所含有之該聚合性層列型液晶化合物聚合之條件下對該第2塗佈膜進行乾燥，而於該光配向層上形成第2乾燥覆膜，連續地獲得第3積層體之步驟； 於使該第2乾燥覆膜中所含有之該聚合性層列型液晶化合物成為層列型液晶狀態後，保持該層列型液晶狀態直接使該聚合性層列型液晶化合物聚合，藉此形成相對於該第3積層體之搬送方向在45°之角度具有吸收軸之偏光層，連續地獲得圓偏光板之步驟；以及將連續地獲得之圓偏光板捲取於第2卷芯上而獲得第2輥之步驟。
  17. 一種有機EL顯示裝置，其具備如請求項10、11及14中任一項之圓偏光板及有機EL元件。
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