TW201307951A - 偏光元件及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種新穎之偏光元件及其製造方法。本發明提供一種偏光元件、及其製造方法，該偏光元件係於透明基材上依序設置有配向層、偏光層及保護層者，且上述偏光層係藉由包含以下步驟之製造方法而製造：由包含聚合性液晶化合物、二色性色素、聚合起始劑及溶劑之組合物形成膜；自上述膜中去除上述溶劑；將已去除上述溶劑之膜中所含之上述聚合性液晶化合物形成層列型液晶狀態；及於上述聚合性液晶化合物保持上述層列型液晶狀態之情況下使上述聚合性液晶化合物聚合。

Description

偏光元件及其製造方法
本發明係關於一種偏光元件及其製造方法等。
用於液晶顯示裝置之偏光元件(polarizer)包含保護層、偏光層及透明基板等光學膜。例如，專利文獻1中記載有如下偏光元件：於透明膜(透明基板)上依序積層透明樹脂保護層(保護膜)、光吸收各向異性層(偏光膜)及透明膜(透明基板)而成，且該光吸收各向異性層為特定結構之含有具有向列型液晶性之二色性色素者。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2010-152351號公報
本發明提供一種新穎之偏光元件及其製造方法。
本發明包含以下[1]~[18]之發明。
[1]一種偏光元件，其係於透明基材上依序設置有配向層、偏光層及保護層者，且上述偏光層係藉由包含以下步驟之製造方法而製造：由包含聚合性液晶化合物、二色性色素、聚合起始劑及溶劑之組合物形成膜；自上述膜中去除上述溶劑； 將已去除上述溶劑之膜中所含之上述聚合性液晶化合物形成層列型液晶狀態；及使上述聚合性液晶化合物保持上述層列型液晶狀態進行聚合。
[2]如上述[1]之偏光元件，其中上述偏光層為於X射線繞射測定中獲得布拉格峰(Bragg peak)之偏光層。
[3]如上述[1]或[2]之偏光元件，其中上述偏光層之厚度為0.5~3 μm之範圍。
[4]如上述[1]至[3]中任一項之偏光元件，其中上述二色性色素為偶氮色素。
[5]如上述[1]至[4]中任一項之偏光元件，其中上述聚合性液晶化合物包含2種以上之聚合性層列型液晶化合物。
[6]如上述[1]至[5]中任一項之偏光元件，其中上述保護層係由包含多官能丙烯酸酯及溶劑之保護層組合物形成，且該溶劑實質上包含醇溶劑/或醚溶劑。
[7]如上述[1]至[5]中任一項之偏光元件，其中上述保護層係由包含使多官能丙烯酸酯聚合而獲得之聚合物或低聚物及水之保護層形成用組合物形成。
[8]如上述[1]至[5]中任一項之偏光元件，其中上述保護層係由包含水溶性聚合物及水之保護層形成用組合物形成。
[9]一種液晶顯示裝置，其包含如上述[1]至[8]中任一項之偏光元件。
[10]如上述[9]之液晶顯示裝置，其中上述偏光元件配置於液晶單元內部。
[11]一種圓偏光板，其於如上述[1]至[8]中任一項之偏光元件之上述保護層上設置有1/4波長板。
[12]如上述[11]之圓偏光板，其中上述1/4波長板係具有相對於可見光之面內相位差值隨著波長變短而變小之特性之波長板。
[13]一種有機EL(Electroluminescence，電致發光)顯示裝置，其包含如上述[11]或[12]之圓偏光板、及有機EL元件。
[14]一種偏光元件之製造方法，其包含：步驟(1)，其於透明基材上設置配向層而形成積層板；步驟(2)，其於上述積層板之上述配向層上塗佈含有聚合性液晶化合物、二色性色素及聚合起始劑之組合物，而於該配向層上形成第1塗佈膜；步驟(3)，其將藉由上述步驟(2)而形成之上述第1塗佈膜於不使該第1塗佈膜中所含之上述聚合性液晶化合物聚合之條件下進行乾燥，藉此形成第1乾燥覆膜，且於將該第1乾燥覆膜中之該聚合性液晶化合物形成層列型液晶狀態後，使該聚合性液晶化合物保持該層列型液晶狀態而聚合，藉此由該第1乾燥覆膜形成偏光層；及步驟(4)，其於藉由上述步驟(3)而形成之上述偏光層上塗佈含有多官能丙烯酸酯及溶劑之保護層組合物，而於該偏光層上形成第2塗佈膜，並使該第2塗佈膜中所含之上述多官能丙烯酸酯聚合，藉此由該第2塗佈膜形成保護層。
[15]如上述[14]之偏光元件之製造方法，其中上述保護層 組合物所含之溶劑實質上包含醇溶劑及/或醚溶劑。
[16]一種偏光元件之製造方法，其包含：步驟(1)，其於透明基材上設置配向層而形成積層板；步驟(2)，其於上述積層板之上述配向層上塗佈含有聚合性液晶化合物、二色性色素及聚合起始劑之組合物，而於該配向層上形成第1塗佈膜；步驟(3)，其將藉由上述步驟(2)而形成之上述第1塗佈膜於不使該第1塗佈膜中所含之上述聚合性液晶化合物聚合之條件下進行乾燥，藉此形成第1乾燥覆膜，且於將該第1乾燥覆膜中之該聚合性液晶化合物形成層列型液晶狀態後，使該聚合性液晶化合物保持該層列型液晶狀態而聚合，藉此由該第1乾燥覆膜形成偏光層；及步驟(4)，其於藉由上述步驟(3)而形成之上述偏光層上塗佈含有使多官能丙烯酸酯聚合而獲得之聚合物或低聚物及水之保護層形成用組合物，而於該偏光層上形成第2塗佈膜，並使該第2塗佈膜乾燥，藉此由該第2塗佈膜形成保護層。
[17]一種偏光元件之製造方法，其包含：步驟(1)，其於透明基材上設置配向層而形成積層板；步驟(2)，其於上述積層板之上述配向層上塗佈含有聚合性液晶化合物、二色性色素及聚合起始劑之組合物，而於該配向層上形成第1塗佈膜；步驟(3)，其將藉由上述步驟(2)而形成之上述第1塗佈膜於不使該第1塗佈膜中所含之上述聚合性液晶化合物聚合 之條件下進行乾燥，藉此形成第1乾燥覆膜，且於將該第1乾燥覆膜中之該聚合性液晶化合物形成層列型液晶狀態後，使該聚合性液晶化合物保持該層列型液晶狀態而聚合，藉此由該第1乾燥覆膜形成偏光層；及步驟(4)，其於藉由上述步驟(3)而形成之上述偏光層上塗佈含有水溶性聚合物及水之保護層形成用組合物，而於該偏光層上形成第2塗佈膜，並使該第2塗佈膜乾燥，藉此由該第2塗佈膜形成保護層。
[18]一種偏光元件，其係藉由如上述[14]至[17]中任一項之製造方法而製造。
根據本發明，可提供一種包含新穎之偏光層之偏光元件。
本發明之偏光元件(以下，有時稱為「本偏光元件」)係於透明基材上依序設置有配向層、偏光層及保護層者，且上述偏光層係藉由包含以下步驟之製造方法而製造：由包含聚合性液晶化合物、二色性色素、聚合起始劑及溶劑之組合物形成塗佈膜；自上述塗佈膜中去除上述溶劑；將已去除上述溶劑之塗佈膜中所含之上述聚合性液晶化合物形成層列型液晶狀態；及使上述聚合性液晶化合物保持上述層列型液晶狀態而聚合。
以下，視需要一面參照圖一面對本偏光元件之製造方法的較佳之實施形態進行說明。該製造方法之較佳之實施形態係包含：步驟(1)，其於透明基材上設置配向層而形成積層板；步驟(2)，其於藉由上述步驟(1)而形成之上述積層板之上述配向層上塗佈含有聚合性液晶化合物、二色性色素及聚合起始劑之組合物，而於該配向層上形成第1塗佈膜；步驟(3)，其將藉由上述步驟(2)而形成之第1塗佈膜於不使該第1塗佈膜中所含之上述聚合性液晶化合物聚合之條件下進行乾燥，藉此形成第1乾燥覆膜，且於將該第1乾燥覆膜中之該聚合性液晶化合物形成層列型液晶狀態後，使該聚合性液晶化合物保持該層列型液晶狀態而聚合，藉此由該第1乾燥覆膜形成偏光層；及步驟(4)，其於藉由上述步驟(3)而形成之上述偏光層上塗佈包含多官能丙烯酸酯及溶劑之保護層組合物，而於該偏光層上形成第2塗佈膜，並使該第2塗佈膜中所含之上述多官能丙烯酸酯聚合，藉此由該第2塗佈膜形成保護層。以下，針對每個步驟而說明此種製造方法。
<透明基材>
於本偏光元件之製造方法中，首先，準備透明基材。所謂該透明基材，係具有可透射光、尤其是可見光之程度之透明性之基材。所謂該透明性，係指相對於波長380~780 nm之光線之透射率為80%以上之特性。具體而言，若例示此種透明基材，則可列舉玻璃基材、或塑膠製之透光性片 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：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；三乙醯纖維素、二乙醯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。於以上透明基材之具體例中，塑膠製之透光性片材及透光性膜中，較佳為塑膠製之透光性膜、即高分子膜。於該高分子膜中，就可容易地自市場獲得、或透明性優異之方面而言，較佳為包含纖維素酯或環狀烯烴系樹脂之高分子膜(纖維素酯膜或環狀烯烴系樹脂膜)。於使用此種透明基材製造本偏光元件時，就於搬運或保管該透明基材時可不引起破裂等破損而容易地操作之方面而言，亦可將支持基材等貼附於該透明基材上。再者，該透明基材之厚度只要為可體現上述透明性之程度即可。又，於使用高分子膜作為透明基材之情形時，亦可藉由延伸處理等而賦予該高分子膜作為相位差膜之功能。再者，於賦予透明基材作為相位差膜之功能之情形時進行追加說明。
進而詳細敍述纖維素酯膜及環狀烯烴系樹脂膜。再者，於其等2種之中，環狀烯烴系樹脂膜被賦予作為相位差膜之功能之情形時，就容易控制其相位差值之方面而言亦較佳。
構成纖維素酯膜之纖維素酯係纖維素所含之羥基之至少一部分被乙酸酯化者。包含此種纖維素酯之纖維素酯膜可 容易地自市場獲得。作為市售之纖維素酯膜(三乙醯纖維素膜)，例如有「Fujitac Film」(富士膠片(股))；「KC8UX2M」、「KC8UY」及「KC4UY」(Konica Minolta Opto(股))等。此種市售纖維素膜可直接或視需要對其表面實施防眩處理、硬塗處理、抗靜電處理或抗反射處理等表面處理後而用作透明基材。
於賦予高分子膜相位差性時，如上所述，利用使該高分子膜延伸等之方法。包含塑膠、即熱塑性樹脂之高分子膜均可進行延伸處理，但於容易賦予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，係例如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，且該環狀烯烴系樹脂亦可局部地包含開環部。又，亦可為將包含開環部之環狀烯烴系樹脂進行氫化而成者。進而，於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具有乙烯基之芳香族化合物或鏈狀烯烴之共聚物之情形時，作為該鏈狀烯烴，可為乙烯或丙烯等，作為乙烯化芳香族化合物，可為苯乙烯、α-甲基苯乙烯及烷基取代苯乙烯等。於此種共聚物中，源自環狀烯烴之結構單元之含有比例相對於環狀烯烴系樹脂之所有結構單元為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獲得之三元共聚物之情形時，例如，源自鏈狀烯烴之結構單元之含有比例相對於該環狀烯烴系樹脂之所有結構單元為5~80莫耳%左右，源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相對減少高價之環狀烯烴之使用量之優點。
可製造環狀烯烴系樹脂膜之環狀烯烴系樹脂亦容易自市場獲得。作為市售之環狀烯烴系樹脂，可列舉：「Topas」[Ticona公司(獨)]；「ARTON」[JSR(股)]；「ZEONOR」及「ZEONEX」[日本ZEON(股)]；「APEL」[三井化學(股)製造]等。例如可藉由溶劑澆鑄法或熔融擠出法等公知之製膜方法將此種環狀烯烴系樹脂進行製膜，形成膜(環狀烯烴系樹脂膜)。又，亦能夠使用已以膜之形態市售之環狀烯烴系樹脂膜。作為此種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 FILM」[Optes(股)]；「ARTON FILM」[JSR(股)]等。再者，此處「 」內所記載者均為商品名，以下亦同樣。
繼而，簡單地說明賦予高分子膜相位差性之方法。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至輥上之捲取體，自此種捲取體連續地捲出膜，將被捲出之膜向加熱爐內搬送。加熱爐之設定溫度 設為構成高分子膜之塑膠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，向膜之前進方向、或向與前進方向正交之方向延伸時，調整搬送方向或張力，傾斜為任意角度，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，作為向斜方向延伸之方法，只要為可使配向軸連續地傾斜為所需之角度者，則並未特別限定，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號公報中記載之方法。
於用作透明基材時，就其為可進行實用性處理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、加工性較差之傾向。因此，該等膜之適當之厚度例如為5~200 μm左右，較佳為20~100 μm。於將本偏光元件用作下述圓偏光板之情形時，將使用該圓偏光板之顯示裝置用於移動用途時，膜之厚度特佳為20~80 μm左右。再者，於藉由延伸而賦予膜相位差性之情形時，延伸後之厚度由延伸前之膜之厚度或延伸倍率決定。
<步驟(1)>
於步驟(1)中，藉由在上述透明基材上設置配向層，而形成包含透明基材及配向層之積層板、較佳為積層透明基材及配向層而成之積層板。再者，於對該透明基材實施硬 塗處理或防眩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上形成配向層即可。
<配向層>
上述配向層較佳為於下述偏光層之形成過程中不明顯改性者。作為形成配向層之方法，可列舉：使用可藉由摩擦(rubbing)而賦予配向規制力之配向性聚合物之方法(以下，有時稱為「摩擦法」)、使用可藉由照射偏光而賦予配向規制力之光配向性聚合物之方法(以下，有時稱為「光配向法」)、藉由在透明基板上(透明基板表面)斜向蒸鍍氧化矽而形成配向層之方法、及藉由使用Langmuir-Blodgett法(LB法)形成具有長鏈烷基之單分子膜而形成配向層之方法等。其中，就獲得配向均勻性優異之配向層之方面、或配向層形成之處理時間及處理成本之方面而言，較佳為摩擦法及光配向法。作為配向層，較佳為具有不溶解於藉由後續步驟而塗佈於其上之組合物(下述偏光層形成用組合物)所含之溶劑中之程度之耐溶劑性、對於溶劑去除等偏光層形成時之熱處理之耐熱性、及對於透明基材充分之密接性。進而，於藉由摩擦法等而賦予該配向層配向規制力之情形時，因對於該配向層形成用之塗佈膜施加摩擦，故較佳為構成該配向層形成用之塗佈膜或該配向層之化合物(例如下述配向性聚合物等)具有不會因該摩擦等而改性、或因該摩擦等而使配向層自身自透明基材剝落之性質。於可簡便地形成此種配向層之方面而言，較佳為由配向性聚合物或含有配向性聚合物之組合物、或者光配向 性聚合物或含有光配向性聚合物之組合物形成配向層。
以下，對於配向層形成用之配向性聚合物及光配向性聚合物進行說明。
若例示較佳之配向性聚合物，則可列舉：於分子內具有醯胺鍵之聚醯胺；明膠類；於分子內具有醯亞胺鍵之聚醯亞胺及作為其水解物之聚醯胺酸；聚乙烯醇；烷基改性聚乙烯醇；聚丙烯醯胺；聚唑；聚乙烯亞胺(polyethyleneimine)；聚苯乙烯；聚乙烯吡咯烷酮；聚丙烯酸及聚丙烯酸酯類等聚合物。該等聚合物可單獨或混合2種以上用於形成配向層，亦可將包含複數種構成該等聚合物之結構單元之共聚物用於形成配向層。以上，表示了配向性聚合物之較佳例，其等之中，聚乙烯醇作為配向性聚合物特佳。再者，該等配向性聚合物可根據其種類，藉由脫水聚合、脫胺聚合等縮聚合、或自由基聚合、陰離子聚合及陽離子聚合等鏈聚合、配位聚合或開環聚合等公知之聚合方法而容易地製造。
作為光配向性聚合物，使用具有感光性結構之聚合物。若對具有感光性結構之聚合物照射偏光，則藉由使被照射之部分之感光性結構異構化或交聯而配向光配向性聚合物，結果賦予包含光配向性聚合物之膜配向規制力，形成配向層。作為上述感光性結構，例如可列舉偶氮苯結構、順丁烯二醯亞胺結構、查爾酮結構、桂皮酸結構、1,2-伸乙烯基結構、1,2-乙炔結構、螺吡喃結構、螺苯并吡喃(spirobenzopyran)結構及俘精酸酐(fulgide)結構等。具有 選自該等中之任一感光性結構之聚合物於配向層形成時，既可單獨使用，亦可併用2種以上。再者，該等光配向性聚合物可選擇脫水聚合、脫胺聚合等縮聚合、或自由基聚合、陰離子聚合及陽離子聚合等鏈聚合、配位聚合或開環聚合等公知之聚合方法，使具有感光性結構之單體(monomer)聚合而容易地製造。又，亦可使用具有不同感光性結構之複數種單體而形成共聚物。
作為由配向性聚合物或光配向性聚合物形成配向層之方法，於其操作較為簡便之方面而言，較佳為製備將該配向性聚合物或該光配向性聚合物溶解於溶劑中而成之組合物並使用該組合物之方法。以下，有時將可形成該配向層之組合物稱為「配向層形成用組合物」。只要將配向層形成用組合物例如塗佈於透明基材上，並藉由加熱操作或減壓操作等而自該塗佈膜中去除溶劑，則可容易地於該透明基材上設置配向層。用於配向層形成用組合物之溶劑可根據所使用之配向性聚合物或光配向性聚合物之種類及其量而適當選擇，具體而言，可列舉：水；甲醇、乙醇、乙二醇、異丙醇、丙二醇、甲基溶纖劑、丁基溶纖劑(butyl cellosolve)及丙二醇單甲醚等醇溶劑；乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙二醇甲醚乙酸酯、γ-丁內酯、丙二醇甲醚乙酸酯及乳酸乙酯等酯溶劑；丙酮、甲基乙基酮、環戊酮、環己酮、甲基戊基酮及甲基異丁基酮等酮溶劑；戊烷、己烷及庚烷等脂肪族烴溶劑；甲苯及二甲苯等芳香族烴溶劑、乙腈等腈溶劑；四氫呋喃及二甲氧基乙烷等醚溶劑；氯仿及 氯苯等氯取代烴溶劑等。該等溶劑既可單獨使用，亦可組合複數種而使用。
又，為形成配向層，亦能夠使用市售之配向層形成用組合物。作為市售之配向層形成用組合物，可列舉「Sunever」(日產化學工業(股))或「Optomer」(JSR(股))等。只要使用此種市售之配向層形成用組合物，則於可形成不均較少之配向層之方面、或可形成環境耐性及機械耐性良好之配向層之方面有利。
作為使用配向層形成用組合物形成配向層之方法，係於透明基材上塗佈該配向層形成用組合物，其後進行加熱處理(退火)，藉此於該透明基材上形成配向層形成用之塗佈膜。以如此之方式獲得的配向層形成用之塗佈膜之厚度係以賦予配向規制力後所獲得之配向層成為所需之厚度之方式決定。該配向層之厚度例如為10 nm~10000 nm，較佳為10 nm~1000 nm。此種配向層之厚度可藉由調整塗佈配向層形成用組合物之條件而控制。
進而，為對上述配向層形成用之塗佈膜賦予適度之配向規制力而形成配向層，而對該配向層形成用之塗佈膜進行摩擦或偏光照射。藉由賦予配向規制力，而可使下述偏光層形成用之塗佈膜(第1塗佈膜)所含之聚合性液晶化合物向所需之方向配向。再者，如下所述，於該第1塗佈膜中包含複數種聚合性液晶化合物之情形時、即包含聚合性液晶混合物之情形時，使該聚合性液晶混合物向所需之方向配向。
作為摩擦上述配向層形成用之塗佈膜之方法，例如可列舉如下方法：捲繞摩擦布(rubbing cloth)，準備正在旋轉之摩擦輥，將於透明基材上形成有上述塗佈膜(配向層形成用之塗佈膜)之積層體載置於載台上並向正在旋轉之摩擦輥搬送，藉此使該塗佈膜與正在旋轉之摩擦輥接觸。又，亦有如下情況：藉由對配向層(光配向層)形成用之塗佈膜照射偏光(較佳為偏光UV(ultraviolet，紫外線))，亦可對該塗佈膜賦予配向規制力。於進行摩擦或偏光照射時，只要進行遮蔽，則亦能夠於所獲得之本偏光元件上形成遲相軸之方向不同之複數個區域(圖案)。
<步驟(2)>
於步驟(2)中，於以如上之方式形成之配向層上設置偏光層。本偏光元件所包含之偏光層係藉由如上所述之方法而形成。雖有重複，但仍對該方法進行說明。首先，將含有聚合性液晶化合物、二色性色素、聚合起始劑及溶劑之組合物(以下，有時稱為「偏光層形成用組合物」)塗佈於上述配向層上而形成第1塗佈膜，乾燥該第1塗佈膜而去除溶劑，藉此形成第1乾燥覆膜。其後，藉由使該第1乾燥覆膜中之聚合性液晶化合物保持層列相之液晶狀態進行聚合而形成偏光層。為如此般使聚合性液晶化合物保持層列型液晶狀態進行聚合，只要首先測定所使用之聚合性液晶化合物之相轉移溫度，並預先求出可保持層列相之溫度，之後於低於該溫度之溫度條件下使該聚合性液晶化合物聚合即可，但使該聚合性液晶化合物聚合之聚合溫度越低越 佳。再者，該相轉移溫度測定之測定條件藉由本申請案之實施例而進行說明。
上述偏光層之厚度通常為0.5~10 μm之範圍，進而較佳為0.5~3 μm之範圍。因此，第1塗佈膜之厚度係考慮所獲得之偏光層之厚度而決定。再者，該偏光層之厚度係藉由干涉膜厚計或雷射顯微鏡或者觸針式膜厚計之測定而求出。
所謂上述偏光層形成用組合物中所含有之聚合性液晶化合物，係指具有聚合性基且顯示液晶性之化合物。聚合性基係指參與聚合性液晶化合物之聚合反應之基。
作為上述層列相，可列舉：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相等高次層列相，更佳為層列型B相。只要使用聚合性液晶化合物所顯示之液晶相可成為該等液晶相之偏光層形成用組合物，則可形成配向有序度較高之偏光層。
作為較佳之聚合性液晶組合物，例如可列舉由式(1)表示之化合物(以下，有時稱為「化合物(1)」)。
U1-V1-W1-X1-Y1-X2-Y2-X3-W2-V2-U2 (1)[式(1)中，X1、X2及X3係彼此獨立地表示可具有取代基之對伸苯基或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者為可具有取代基之對伸苯基。
Y1及Y2係彼此獨立地表示-CH2CH2-、-CH2O-、-COO-、-OCOO-、單鍵、-N=N-、-CRa=CRb-、-C≡C-或-CRa=N-。Ra及Rb係彼此獨立地表示氫原子或碳數1~4之烷基。
U1係表示氫原子或聚合性基。
U2係表示聚合性基。
W1及W2係彼此獨立地表示單鍵、-O-、-S-、-COO-或-OCOO-。
V1及V2係彼此獨立地表示可具有取代基之碳數1~20之烷二基，構成該烷二基之-CH2-亦可取代為-O-、-S-或-NH-]。
於化合物(1)中，如上述般，X1、X2及X3中之至少1者為可具有取代基之1,4-伸苯基，進而較佳為其等中之至少2者為可具有取代基之對伸苯基。
上述對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，更佳為其亦未經取代。
作為上述對伸苯基或上述環己烷-1,4-二基所任意具有之取代基，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-亦可取代為-O-、-S-或-NR-。R為碳數1~6之烷基或苯基。
化合物(1)之Y1較佳為-CH2CH2-、-COO-或單鍵，Y2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，較佳為U1及U2均為聚合性基，進而較佳為均為光聚合性基。此處，所謂光聚合性基，係指藉由自下述光聚 合起始劑產生之活性自由基或酸等而可參與聚合反應之基。若使用具有光聚合性基之聚合性液晶化合物，則可於更低溫條件下使該聚合性液晶化合物聚合，就該方面亦有利。
於化合物(1)中，U1及U2之光聚合性基亦可彼此不同，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(icosane)-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。
作為該烷二基所任意具有之取代基，可列舉氰基及鹵素原子等，但該烷二基較佳為未經取代，更佳為未經取代且直鏈狀之烷二基。
W1及W2係彼此獨立，較佳為單鍵或-O-。
作為化合物(1)，可列舉由式(1-1)~式(1-21)中之任一者表示之化合物等。於此種化合物(1)之具體例具有環己烷-1,4-二基之情形時，較佳為該環己烷-1,4-二基為反式。
所例示之化合物(1)[聚合性液晶化合物]可單獨使用或作為混合2種以上之聚合性液晶混合物而使用。再者，如上所述，求出化合物(1)之相轉移溫度，以該化合物(1)可於低於該相轉移溫度之溫度條件下聚合之方式調整偏光層形成用組合物之除聚合性液晶化合物以外之成分。作為可控制上述聚合溫度之成分，可列舉下述光聚合起始劑、光增感劑及聚合抑制劑等。藉由適當調節其等之種類及量而可控制化合物(1)之聚合溫度。再者，於偏光層形成用組合物中使用2種以上之化合物(1)之混合物、即聚合性液晶混合物之情形時，亦於求出該聚合性液晶混合物之相轉移溫度 後，以與聚合性液晶化合物之情形相同之方式控制聚合溫度。
作為用於偏光層形成用組合物之聚合性液晶化合物，於所例示之化合物(1)中，較佳為由式(1-3)、式(1-6)、式(1-7)、式(1-12)或式(1-13)表示者。該等化合物(1)均可藉由與所使用之光聚合起始劑之相互作用，而使該化合物(1)容易地於低於相轉移溫度之溫度條件下、即充分地保持高次層列相之液晶狀態而聚合。更具體而言，藉由與光聚合起始劑之相互作用，該等化合物(1)可於70℃以下、較佳為60℃以下之溫度條件下，充分地保持高次層列相之液晶狀態而聚合。
如上所述，上述偏光層形成用組合物中所含有之聚合性液晶化合物可為單獨1種，亦可為複數種，但較佳為複數種，更佳為所例示之化合物(1)中之複數種。又，該偏光層形成用組合物中所含有之聚合性液晶化合物較佳為聚合性層列型液晶化合物，較佳為含有複數種聚合性層列型液晶化合物。再者，由上述式(1-1)~式(1-21)表示之化合物(1)均符合聚合性層列型液晶化合物。
上述偏光層形成用組合物中之聚合性液晶化合物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%。若該聚合性液晶化合物之含有比例為上述範圍內，則有聚合性液晶化合物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後之成分之合 計量。於使用化合物(1)作為聚合性液晶化合物之情形時，只要使該化合物(1)之相對於該偏光層形成用組合物之含有比例為上述範圍內即可。於該偏光層形成用組合物中含有複數種化合物(1)之情形時，只要其合計含有比例為上述範圍內即可。
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液晶化合物之流動性而使塗佈偏光層形成用組合物所得之上述第1塗佈膜更平坦之功能者。作為該調平劑，可使用界面活性劑等。該調平劑進而較佳為選自由以聚丙烯酸酯化合物為主成分之調平劑及以含有氟原子之化合物為主成分之調平劑所組成之群中之至少1種。
作為以聚丙烯酸酯化合物為主成分之調平劑，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」[Daikin Fine Chemical(股)研究所]；「Eftop EF301」、「Eftop EF303」、「Eftop EF351」及「Eftop EF352」[Mitsubishi Materials Electronic Chemicals(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、5質量份以下，進而較佳為0.5質量份以上、3質量份以下。若調平劑之含量為上述範圍內，則有容易使聚合性液晶組合物水平配向、且所獲得之偏光層變得更加平滑之傾向。另一方面，若相對於聚合性液晶化合物之調平劑之含量超過上述範圍，則有容易於所獲得之偏光層上產生不均之傾向。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。此處所謂之二色性色素，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之色素。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。該染料可使用複數種，顏料亦可使用複數種，亦可將染料與顏料組合。
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。
作為偶氮色素，例如可列舉由式(2)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係彼此獨立地表示可具有取代基之苯基、可具有取代基之萘基或可具有取代基之1價雜環基。A2係表示可具有取代基之對伸苯基、可具有取代基之萘-1,4-二基或可具有取代基之2價雜環基。p係表示1~4之整數。於p為2以上之情形時，複數個A2可彼此相同亦可不同]。
作為1價雜環基，可列舉自喹啉、噻唑、苯并噻唑、噻吩并噻唑、咪唑、苯并咪唑、唑及苯并唑等雜環化合物中去除1個氫原子所得之基。自雜環化合物中去除2個氫原子所得之基相當於2價雜環基，此種雜環化合物之具體例係如上所述。
作為A1及A3中之苯基、萘基及1價雜環基、以及A2中之對伸苯基、萘-1,4-二基及2價雜環基所任意具有之取代基，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之氟化烷基；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個取代烷基彼此鍵結而形成碳數2~8之烷二基之胺基。未經取代之胺基為-NH2)。再者，碳數1~6之烷基之具體例與化合物(1)之伸苯基等所任意具有之取代基中例示者相同。
於化合物(2)中，較佳為由以下式(2-1)~式(2-6)中之任一者表示之化合物。
[式(2-1)~(2-6)中， B1~B20係彼此獨立地表示氫原子、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係如上所述)、氯原子或三氟甲基。
n1~n4係彼此獨立地表示0~3之整數。
於n1為2以上之情形時，複數個B2可彼此相同亦可不同，於n2為2以上之情形時，複數個B6可彼此相同亦可不同，於n3為2以上之情形時，複數個B9可彼此相同亦可不同，於n4為2以上之情形時，複數個B14可彼此相同亦可不同]。
此種偶氮色素亦可使用可容易地自市場獲得者。作為可用於偏光層形成用組合物之市售之偶氮色素，有「NKX2029」及「G205」(林原生物化學研究所製造)等。
作為上述蒽醌色素，較佳為由式(2-7)表示之化合物。
[式(2-7)中，R1~R8係彼此獨立地表示氫原子、-Rx、-NH2、-NHRx、-NRx 2、-SRx或鹵素原子。
Rx係表示碳數1~4之烷基或碳數6~12之芳基]。
作為上述吖啶色素，較佳為由式(2-8)表示之化合物。
[式(2-8)中，R9~R15係彼此獨立地表示氫原子、-Rx、-NH2、-NHRx、-NRx 2、-SRx或鹵素原子。
Rx係表示碳數1~4之烷基或碳數6~12之芳基]。
作為上述色素，較佳為由式(2-9)表示之化合物。
[式(2-9)中，R16~R23係彼此獨立地表示氫原子、-Rx、-NH2、-NHRx、-NRx 2、-SRx或鹵素原子。
Rx係表示碳數1~4之烷基或碳數6~12之芳基]。
於以上式(2-7)、式(2-8)及式(2-9)中，所謂Rx之碳數1~4之烷基，係指甲基、乙基、丙基及丁基等，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，較佳為由式(2-10)表示之化合物及由式(2-11)表示之化合物。
[式(2-10)中，D1及D2係彼此獨立地表示由式(2-10a)~式(2-10d)中之任一者表示之基。
n5係表示1~3之整數]。
[式(2-11)中，D3及D4係彼此獨立地表示由式(2-11a)~式(2-11h)中之任一者表示之基。
n6係表示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，例如相對於聚合性液晶化合物之合計100質量份，較佳為0.1質量份以上、50質量份以下，更佳為0.1質量份以上、20質量份以下，進而 較佳為0.1質量份以上、10質量份以下。只要二色性色素之含量為該範圍內，則可不打亂聚合性液晶化合物之配向而使該聚合性液晶化合物保持高次層列相之液晶狀態進行聚合。若二色性色素之含量過多，則有阻礙聚合性液晶化合物之配向之虞。因此，亦能夠於聚合性液晶化合物可保持高次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液晶化合物之聚合反應之進行之惰性溶劑。作為此種溶劑，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溶劑；乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙二醇甲醚乙酸酯、γ-丁內酯、丙二醇甲醚乙酸酯及乳酸乙酯等酯溶劑；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溶劑；戊烷、己烷及庚烷等脂肪族烴溶劑；甲苯及二甲苯等芳香族烴溶劑；乙腈等腈溶劑；四氫呋喃及二甲氧基乙烷等醚溶劑；氯仿及氯苯等含有氯之溶劑等。該等溶劑既可單獨使用，亦可組合複數種而使用。
溶劑之含量相對於上述偏光層形成用組合物之總量較佳為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，則可獲得作為本偏光元件所包含之偏光層而必需之二色性。另一方面，若該固形物成分為50質量%以下，則有因 偏光層形成用組合物之黏度降低，故偏光層之厚度變得大致均勻，因而難以於該偏光層上產生不均之傾向。又，此種固形物成分可以能夠形成上述偏光層之厚度之方式決定。
上述偏光層形成用組合物含有聚合起始劑。該聚合起始劑為可開始聚合性液晶化合物之聚合反應之化合物，就可於更低溫條件下開始該聚合反應之方面而言，較佳為光聚合起始劑。具體而言，將可於低溫(所謂該低溫，如上所述係指70℃以下、較佳為60℃以下之溫度)條件下，藉由光之作用而產生活性自由基或酸之化合物用作光聚合起始劑。更佳為該光聚合起始劑中藉由光之作用而產生自由基者。
作為上述光聚合起始劑，例如可列舉：安息香(benzoin)化合物、二苯甲酮化合物、苯烷基酮(alkylphenone)化合物、醯基氧化膦化合物、三化合物、錪鹽及鋶鹽等。
以下，列舉該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、鄰苯甲醯基苯甲酸甲脂、4-苯基-二苯甲酮、4-苯甲醯基-4'-甲基二苯硫醚、3,3',4,4'-四(第三丁基過氧化羰基)二苯甲酮及2,4,6-三甲基二苯甲酮等。
作為苯烷基酮化合物，例如可列舉：二乙氧基苯乙酮、2-甲基-2-啉基-1-(4-甲硫基苯基)丙烷-1-酮、2-苄基-2- 二甲基胺基-1-(4-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-甲基呋喃-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。
光聚合起始劑亦可使用能夠容易地自市場獲得者。作為市售之光聚合起始劑，可列舉：「Irgacure(豔佳固)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」(Adeka(股))；「TAZ-A」、 「TAZ-PP」(日本Siber Hegner公司)；及「TAZ-104」(三和化學公司)等。
上述偏光層形成用組合物中之聚合起始劑之含量可根據該偏光層形成用組合物所含有之聚合性液晶化合物之種類及其量而適當調節，例如相對於聚合性液晶化合物之合計100質量份的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。若聚合性起始劑之含量為該範圍內，則可不打亂聚合性液晶化合物之配向而使之聚合，故可使該聚合性液晶化合物保持高次層列相之液晶狀態進行聚合。
於上述偏光層形成用組合物含有光聚合起始劑之情形時，亦可於該偏光層形成用組合物中含有光增感劑。作為該光增感劑，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；酚噻及紅螢烯等。
於偏光層形成用組合物為含有光聚合起始劑及光增感劑者之情形時，可更加促進該偏光層形成用組合物所含有之聚合性液晶化合物之聚合反應。此種光增感劑之使用量可根據所併用之光聚合起始劑及聚合性液晶化合物之種類及其量而適當調節，例如，相對於聚合性液晶化合物之合計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。
以上，對藉由使上述偏光層形成用組合物中含有光增感 劑可促進聚合性液晶化合物之聚合反應之情況進行了說明，亦可為使該聚合反應穩定地進行，而使該偏光層形成用組合物中適度地含有聚合抑制劑。藉由含有聚合抑制劑，而可控制聚合性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、含有烷氧基之對苯二酚、含有烷氧基之鄰苯二酚(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補充劑；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，其含量可根據所使用之聚合性液晶化合物之種類及其量、以及光增感劑之使用量等而適當調節。例如，相對於聚合性液晶化合物之合計100質量份的聚合抑制劑之含量較佳為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。只要聚合抑制劑之含量為該範圍內，則可不打亂該偏光層形成用組合物所含有之聚合性液晶化合物或聚合性液晶組合物之配向而使之聚合，故可使該聚合性液晶化合物或聚合性液晶組合物良好地保持高次層列相之液晶狀態而進行聚合。
將以上所說明之偏光層形成用組合物塗佈於包括透明基材及配向層之積層板之配向層上，獲得第1塗佈膜，於不使該第1塗佈膜中所含之上述聚合性液晶化合物聚合之條件下進行乾燥，藉此形成第1乾燥覆膜。
作為向上述積層板上塗佈上述偏光層形成用組合物之方法(塗佈方法)，例如可列舉：擠出塗佈法、直接凹版塗佈 法、反向凹版塗佈法、覆塗法(CAP coat)、模塗法、浸塗法、棒式塗佈法及旋轉塗佈法等。再者，該等塗佈方法亦能夠於將配向層形成用組合物塗佈於透明基材上時應用。再者，塗佈條件係以所獲得之偏光層之厚度在上述較佳之範圍內之方式設定。
繼而，藉由乾燥上述第1塗佈膜，而自該第1塗佈膜中去除溶劑，形成第1乾燥覆膜。於溶劑之去除時，該第1塗佈膜所含之除溶劑以外之揮發性成分亦一併被去除。溶劑之去除方法通常使用乾燥方法(乾燥法)，可進行自然乾燥法、通風乾燥法或減壓乾燥法、或將該等組合進行。再者，乾燥法可使用任一種，較佳為以不使該第1塗佈膜所含之聚合性液晶化合物聚合之方式設定乾燥條件。
<步驟(3)>
於步驟(3)中，藉由在將上述第1乾燥覆膜中所含之聚合性液晶組合物之液晶狀態保持為層列型液晶狀態之情況下，使該聚合性液晶化合物聚合，而由該第1乾燥覆膜形成偏光層。
<偏光層之形成>
為使上述第1乾燥覆膜所含之聚合性液晶化合物之液晶狀態成為層列相(以下，有時稱為「層列相」或「層列相之液晶狀態」)，只要將該第1乾燥覆膜加熱至適當之溫度即可，換言之，只要將包含含有該第1乾燥覆膜之積層板者加熱至根據相轉移溫度求出之適當之溫度即可。再者，於形成層列相時，較佳為暫時使該第1乾燥覆膜所含之聚 合性液晶化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。為如此般經由向列相形成層列相，例如採用如下等方法：將第1乾燥覆膜所含之聚合性液晶化合物加熱至相轉移為向列相之液晶狀態之溫度以上，接著將該聚合性液晶化合物冷卻至顯示層列相之液晶狀態之溫度為止。
於經由向列相而形成層列相之液晶狀態時，特佳為上述偏光層形成用組合物含有上述調平劑。於形成液晶狀態時，若上述第1乾燥覆膜中包含調平劑，則有調平劑易於在該第1乾燥覆膜中流動，而使聚合性液晶化合物或聚合性液晶組合物易於水平配向之優點。作為形成向列相及層列相時之溫度，較佳為向列相轉移點以上、且較向列相轉移點高100℃之溫度以下之範圍，更佳為向列相轉移點以上、且較向列相轉移點高50℃之溫度以下之範圍。用以使所需之液晶相配向之加熱處理與上述溶劑之乾燥處理亦能夠同時進行。
於使上述聚合性液晶化合物聚合時，亦為了良好地保持層列相之液晶狀態，較佳為使用含有包含2種以上之聚合性液晶化合物之聚合性液晶混合物(更佳為含有2種以上之聚合性層列型液晶化合物之聚合性液晶混合物)之偏光層形成用組合物作為該聚合性液晶化合物。若使用該聚合性液晶組合物中之各聚合性液晶化合物之含量比經調整之偏光層形成用組合物，則具有以下優點：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卻狀態，易於容易 地保持高次層列相之液晶狀態。
此處對於如下方法進行詳細敍述：使上述偏光層形成用組合物含有光聚合起始劑，於使第1乾燥覆膜中之聚合性液晶化合物之液晶狀態為層列相後，使該聚合性液晶化合物保持該層列相之液晶狀態而光聚合。於光聚合中，作為對第1乾燥覆膜照射之光線，可根據該第1乾燥覆膜所含之光聚合起始劑之種類、或聚合性液晶化合物之種類(尤其是該聚合性液晶化合物所具有之光聚合基之種類)及其量，適當地藉由選自由可見光、紫外光及雷射光所組成之群中之光或活性電子束而進行。其等之中，於易於控制聚合反應之進行之方面、或作為光聚合之裝置可使用於本領域中廣泛使用者之方面而言，較佳為紫外光。因此，較佳為以可藉由紫外光而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液晶化合物或光聚合起始劑之種類。又，於聚合時，亦可藉由在進行紫外光照射時一併利用適當之冷卻方法冷卻第1乾燥覆膜而控制聚合溫度。只要可藉由採用此種冷卻方法而於更低溫下實施聚合性液晶化合物之聚合，則亦具有如下優點：即便上述透明基材或配向層使用耐熱性相對較低者，亦能夠適當地形成偏光層。再者，於光聚合時，藉由進行遮蔽或顯影等，亦能夠獲得經圖案化之偏光層。
藉由進行如上之光聚合，而使上述聚合性液晶化合物保持層列相、較佳為如已例示之高次層列相之液晶狀態進行聚合，形成偏光層。使聚合性液晶化合物或聚合性液晶組 合物保持層列相之液晶狀態進行聚合而獲得之偏光層與先前之偏光層、即，使聚合性液晶化合物等保持向列相之液晶狀態進行聚合而獲得之偏光層相比，具有偏光性能高得多之優點。
又，如此形成之偏光層若為於X射線繞射測定中獲得布拉格峰者則特佳。作為此種獲得布拉格峰之偏光層，例如可列舉顯示源自六角液相(hexatic phase)或結晶相(crystal phase)之繞射峰之偏光層。再者，此種X射線繞射測定之測定條件例如可列舉本申請案之實施例中記載之條件等。
<步驟(4)>
步驟(4)係於藉由步驟(3)而獲得之於透明基材上依序設置配向層及偏光層而成之積層板之偏光層上形成保護層之步驟。於本偏光元件中之偏光層例如為使聚合性液晶化合物於如層列型B相之更高次層列相之液晶狀態下聚合而形成之偏光層之情形時，該偏光層有時會因外界環境之因素而明顯變質。藉由在偏光層上形成保護層，而可極其有效地防止此種偏光層之變質。
作為步驟(4)，可列舉：步驟(4-1)，其於藉由上述步驟(3)而形成之上述偏光層上塗佈含有多官能丙烯酸酯及溶劑之保護層形成用組合物1，從而於該偏光層上形成第2塗佈膜，並使該第2塗佈膜所含之上述多官能丙烯酸酯聚合，藉此由該第2塗佈膜形成保護層；步驟(4-2)，其於藉由上述步驟(3)而形成之上述偏光層 上塗佈含有使多官能丙烯酸酯聚合而獲得之聚合物或低聚物及水之保護層形成用組合物2，從而於該偏光層上形成第2塗佈膜，並使該第2塗佈膜乾燥，藉此由該第2塗佈膜形成保護層；及步驟(4-3)，其於藉由上述步驟(3)而形成之上述偏光層上塗佈含有水溶性聚合物及水之保護層形成用組合物3，從而於該偏光層上形成第2塗佈膜，並使該第2塗佈膜乾燥，藉此由該第2塗佈膜形成保護層等。
以下，對如下方法進行說明：於藉由上述步驟(3)而形成之上述偏光層上塗佈含有多官能丙烯酸酯及溶劑之保護層形成用組合物1，從而於該偏光層上形成第2塗佈膜，並使該第2塗佈膜所含之上述多官能丙烯酸酯聚合，藉此由該第2塗佈膜形成保護層。由此種保護層形成用組合物1形成保護層之方法亦具有其操作極其簡便之優點。
<保護層形成用組合物1>
上述保護層形成用組合物1含有多官能丙烯酸酯及溶劑。所謂該保護層形成用組合物1所含有之多官能丙烯酸酯，係指於分子內具有2個以上選自由丙烯酸酯基(CH2=CH-CO-)及甲基丙烯酸酯基(CH2=C(CH3)-CO-)所組成之群中之基、且不如上述化合物(1)般具有液晶性之化合物。較佳之多官能丙烯酸酯為於分子內具有2至6個選自由丙烯酸酯基及甲基丙烯酸酯基所組成之群中之基之化合物。再者，以下，根據該基之數量，將具有2個此種基之多官能丙烯酸酯等稱為「2官能丙烯酸酯」等，將具有3個 以上此種基之多官能丙烯酸酯稱為「3官能以上之多官能丙烯酸酯」等。
進而，該保護層形成用組合物1所含有之多官能丙烯酸酯選擇於使該多官能丙烯酸酯發生硬化反應而形成保護層時，此種保護層具有可透射光、尤其是可見光之程度之透明性者。再者，此處所謂之「可透射可見光之程度之透明性」，係與對上述透明基材之透明性進行說明者相同。
此處，例示較佳之多官能丙烯酸酯。
作為於分子內具有2個選自由丙烯酸酯基及甲基丙烯酸酯基所組成之群中之基之2官能丙烯酸酯，例示：1,3-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯；1,3-丁二醇(甲基)丙烯酸酯；1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯；乙二醇二(甲基)丙烯酸酯；二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯；新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯；三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯；四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯；聚乙二醇二丙烯酸酯；雙酚A之雙(丙烯醯氧基乙基)醚；乙氧基化雙酚A二(甲基)丙烯酸酯；丙氧化新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯；乙氧基化新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯及3-甲基戊二醇二(甲基)丙烯酸酯等。
作為於分子內具有3至6個選自由丙烯酸酯基及甲基丙烯酸酯基所組成之群中之基之3官能以上且6官能以下之多官能丙烯酸酯，可列舉：三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯；季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯；三(2-羥基乙基)異氰尿酸酯三(甲基)丙烯酸酯；乙氧基化三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯；丙氧化三羥甲 基丙烷三(甲基)丙烯酸酯；季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯；二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯；二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯；三季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯；三季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯；三季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯；三季戊四醇七(甲基)丙烯酸酯；三季戊四醇八(甲基)丙烯酸酯；季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯與酸酐之反應物；二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯與酸酐之反應物；三季戊四醇七(甲基)丙烯酸酯與酸酐之反應物；己內酯改性三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯；己內酯改性季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯；己內酯改性三(2-羥基乙基)異氰尿酸酯三(甲基)丙烯酸酯；己內酯改性季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯；己內酯改性二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯；己內酯改性二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯；己內酯改性三季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯；己內酯改性三季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯；己內酯改性三季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯；己內酯改性三季戊四醇七(甲基)丙烯酸酯；己內酯改性三季戊四醇八(甲基)丙烯酸酯；己內酯改性季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯與酸酐之反應物；己內酯改性二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯與酸酐之反應物、及己內酯改性三季戊四醇七(甲基)丙烯酸酯與酸酐之反應物等。再者，此處所示之多官能丙烯酸酯之具體例中，所謂(甲基)丙烯酸酯係指丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。又，所謂己內酯改性，係指於(甲基)丙烯酸酯化合物之源自醇之部位與(甲基)丙烯醯氧基之間導入有己內酯之開環體、或開環聚合物。
為獲得表面硬度較大之保護層，較佳為使用上述多官能丙烯酸酯之具體例中3官能以上之多官能丙烯酸酯，特佳為使用6官能丙烯酸酯。又，上述保護層形成用組合物1可含有1種多官能丙烯酸酯，亦可含有複數種多官能丙烯酸酯。
又，就保護層形成用組合物1之印刷性、或所獲得之保護層之黏性而言，亦能夠使上述保護層形成用組合物1含有黏合劑樹脂。
作為該黏合劑樹脂，可例示：選自由不飽和羧酸及不飽和羧酸酐所組成之群中之至少1種單體與可與該單體共聚合之其他單體之共聚物等。
作為不飽和羧酸之具體例，可列舉：丙烯酸、甲基丙烯酸及丁烯酸等不飽和單羧酸類；順丁烯二酸、反丁烯二酸、甲基順丁烯二酸、甲基反丁烯二酸及衣康酸等不飽和二羧酸類；琥珀酸單[2-(甲基)丙烯醯氧基乙基]酯、鄰苯二甲酸單[2-(甲基)丙烯醯氧基乙基]酯等2價以上之多元羧酸之不飽和單[(甲基)丙烯醯氧基烷基]酯類；α-(羥基甲基)丙烯酸等在同一分子中含有羥基及羧基之不飽和丙烯酸酯類等。所謂不飽和羧酸酐，此處所示之不飽和羧酸之酐適合。其等之中，作為上述黏合劑樹脂製造用之單體，較佳為丙烯酸、甲基丙烯酸及順丁烯二酸酐等。該等丙烯酸、甲基丙烯酸及順丁烯二酸酐因與各種其他單體共聚合時之聚合反應性良好、所獲得之黏合劑樹脂之玻璃轉移溫度(Tg)及機械特性較高、且無黏性，故可較佳地使用。再 者，於製造黏合劑樹脂時，選自由不飽和羧酸及不飽和羧酸酐所組成之群中之單體可使用1種，亦可使用複數種。
作為可與選自由不飽和羧酸及不飽和羧酸酐所組成之群中之單體共聚合之其他單體，可列舉：(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸第二丁酯及(甲基)丙烯酸第三丁酯等(甲基)丙烯酸烷基酯類；(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸2-甲基環己酯、(甲基)丙烯酸三環[5.2.1.02,6]癸烷-8-基酯(於該技術領域中，作為慣用名，稱作(甲基)丙烯酸二環戊酯)、(甲基)丙烯酸二環戊氧基乙酯及(甲基)丙烯酸異酯等(甲基)丙烯酸環狀烷基酯類；丙烯酸環己酯、丙烯酸2-甲基環己酯、丙烯酸三環[5.2.1.02,6]癸烷-8-基酯(於該技術領域中，作為慣用名，稱作丙烯酸二環戊酯)、丙烯酸二環戊氧基乙酯及丙烯酸異酯等丙烯酸環狀烷基酯類；(甲基)丙烯酸苯酯及(甲基)丙烯酸苄酯等(甲基)丙烯酸芳基酯類；順丁烯二酸二乙酯、反丁烯二酸二乙酯及衣康酸二乙酯等二羧酸二酯；(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯及(甲基)丙烯酸2-羥基丙酯等羥基烷基酯類；雙環[2.2.1]庚-2-烯、5-甲基雙環[2.2.1]庚-2-烯、5-乙基雙環[2.2.1]庚-2-烯、5-羥基雙環[2.2.1]庚-2-烯、5-羧基雙 環[2.2.1]庚-2-烯、5-羥基甲基雙環[2.2.1]庚-2-烯、5-(2'-羥基乙基)雙環[2.2.1]庚-2-烯、5-甲氧基雙環[2.2.1]庚-2-烯、5-乙氧基雙環[2.2.1]庚-2-烯、5,6-二羥基雙環[2.2.1]庚-2-烯、5,6-二羧基雙環[2.2.1]庚-2-烯、5,6-二(羥基甲基)雙環[2.2.1]庚-2-烯、5,6-二(2'-羥基乙基)雙環[2.2.1]庚-2-烯、5,6-二甲氧基雙環[2.2.1]庚-2-烯、5,6-二乙氧基雙環[2.2.1]庚-2-烯、5-羥基-5-甲基雙環[2.2.1]庚-2-烯、5-羥基-5-乙基雙環[2.2.1]庚-2-烯、5-羧基-5-甲基雙環[2.2.1]庚-2-烯、5-羧基-5-乙基雙環[2.2.1]庚-2-烯、5-羥基甲基-5-甲基雙環[2.2.1]庚-2-烯、5-羧基-6-甲基雙環[2.2.1]庚-2-烯、5-羧基-6-乙基雙環[2.2.1]庚-2-烯、5,6-二羧基雙環[2.2.1]庚-2-烯酐(雙環庚烯二甲酸酐)、5-第三丁氧基羰基雙環[2.2.1]庚-2-烯、5-環己氧基羰基雙環[2.2.1]庚-2-烯、5-苯氧基羰基雙環[2.2.1]庚-2-烯、5,6-二(第三丁氧基羰基)雙環[2.2.1]庚-2-烯及5,6-二(環己氧基羰基)雙環[2.2.1]庚-2-烯等雙環不飽和化合物類；N-苯基順丁烯二醯亞胺、N-環己基順丁烯二醯亞胺、N-苄基順丁烯二醯亞胺、N-丁二醯亞胺基-3-順丁烯二醯亞胺苯甲酸酯、N-丁二醯亞胺基-4-順丁烯二醯亞胺丁酸酯、N-丁二醯亞胺基-6-順丁烯二醯亞胺己酸酯、N-丁二醯亞胺基-3-順丁烯二醯亞胺丙酸酯及N-(9-吖啶基)順丁烯二醯亞胺等二羰基醯亞胺衍生物類；苯乙烯、α-甲基苯乙烯、間甲基苯乙烯、對甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、對甲氧基苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯 腈、氯乙烯、偏二氯乙烯、丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺、乙酸乙烯酯、1,3-丁二烯、異戊二烯以及2,3-二甲基-1,3-丁二烯等。
作為上述保護層形成用組合物1所含有之溶劑，例如可列舉與作為上述偏光層形成用組合物所含有之溶劑而例示者相同者等。其等之中，較佳為上述保護層形成用組合物1所含有之溶劑為包含選自由醇溶劑及醚溶劑所組成之群中之溶劑者，進而較佳為實質上包含醇溶劑及/或醚溶劑。此處，所謂「實質上包含醇溶劑及/或醚溶劑之溶劑」，係指幾乎不含除該醇溶劑以外之溶劑者、幾乎不含除該醚溶劑以外之溶劑者、及幾乎不含除該醇溶劑及該醚溶劑以外之溶劑者中之任一者。但是，於實質上包含醇溶劑及/或醚溶劑之溶劑中，未企圖含有之水分等若為可形成保護層之程度之微量則亦可含有。作為該醇溶劑，如上所述，可列舉：甲醇、乙醇、丁醇、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。作為該醚溶劑，可列舉乙二醇單甲醚乙酸酯及丙二醇單甲醚乙酸酯等。其等之中，作為該偏光層形成用組合物所含有之溶劑，更佳為乙醇、異丙醇、丙二醇單甲醚及丙二醇單甲醚乙酸酯、以及選自該等中之複數種之混合溶劑。
於上述保護層形成用組合物1所含有之溶劑實質上為包含醇溶劑及/或醚溶劑者之情形時，當於偏光層上塗佈該保護層形成用組合物1時，不會明顯損害偏光層之配向狀態而可保持該配向狀態形成保護層。於該方面而言，若該 保護層形成用組合物1所含有之溶劑為實質上包含醇溶劑及/或醚溶劑者，則可穩定地製造本偏光元件。又，如此般使用保護層形成用組合物1而形成保護層之方法於其操作簡便之方面亦有利。再者，保護層形成用組合物1所含有之溶劑之含量只要考慮將該保護層形成用組合物1塗佈於偏光層上時之塗佈性來決定即可，例如相對於該保護層形成用組合物1之總量100質量份，溶劑之含量較佳為10~80質量份，進而較佳為20~60質量份。
於由保護層形成用組合物1形成保護層時，必需使該保護層形成用組合物1所含有之多官能丙烯酸酯聚合並硬化。於該多官能丙烯酸酯之聚合中，亦較佳為如於上述偏光層形成用組合物所含有之聚合性液晶化合物之聚合中所述之光聚合。該多官能丙烯酸酯之光聚合可藉由對利用該保護層形成用組合物1而形成於上述偏光層上之第2乾燥覆膜照射可見光或紫外線而實施。又，為高效率地實施多官能丙烯酸酯之光聚合，較佳為預先使上述保護層形成用組合物1含有光聚合起始劑。作為該光聚合起始劑，例示與作為上述偏光層形成用組合物所含有之光聚合起始劑而例示者相同者。
以下，簡單地說明保護層形成之操作。
於形成保護層時，首先，將上述保護層形成用組合物1塗佈於上述偏光層上，形成第2塗佈膜。此種保護層形成用組合物1之塗佈方法例如與作為塗佈上述偏光層形成用組合物之方法而說明者相同。
其次，自塗佈於偏光層上而獲得之第2塗佈膜中去除溶劑(較佳為醇溶劑及/或醚溶劑)，獲得第2乾燥覆膜。此種乾燥亦可採用與作為由上述第1塗佈膜形成上述第1乾燥覆膜之乾燥方法而例示者相同之方法。於使該第2乾燥覆膜乾燥之過程中，必需於乾燥中，不使未聚合之聚合性液晶化合物自上述偏光層混入至第2乾燥覆膜中。因此，作為溫度條件，較佳為0~60℃左右之範圍，進而較佳為20~50℃左右之範圍。於上述保護層形成用組合物1所含有之溶劑為作為更佳者而說明之溶劑之情形時，可根據此種較佳之溫度條件而乾燥第2塗佈膜。再者，因於此種溫度範圍內實施乾燥，故亦可根據上述保護層形成用組合物1所含有之溶劑之種類，而於適當之減壓條件下保持第2塗佈膜。
本發明者發現：於將實質上包含醇溶劑及/或醚溶劑作為溶劑之保護層形成用組合物1塗佈於上述偏光層上之情形時，無損該偏光層之性質。因此，只要使用此種保護層形成用組合物1於偏光層上形成保護層，則可藉由保護層良好地防止本偏光元件所包含之偏光層之經時變質，而且亦能夠良好地防止於保護層形成時損害偏光層之性質。此種效果並非於先前之偏光元件之製造中直接發現者，而是基於本發明者之獨特見解者。
以下，對於如下方法進行說明：於藉由上述步驟(3)而形成之上述偏光層上塗佈含有使多官能丙烯酸酯聚合而獲得之聚合物或低聚物及水之保護層形成用組合物2，從而 於該偏光層上形成第2塗佈膜，並使該第2塗佈膜乾燥，藉此由該第2塗佈膜形成保護層。由此種保護層形成用組合物2形成保護層之方法亦具有其操作極其簡便之優點。
<保護層形成用組合物2>
上述保護層形成用組合物2含有使多官能丙烯酸酯聚合而獲得之聚合物或低聚物及水。作為使多官能丙烯酸酯聚合而獲得之聚合物或低聚物，例如可列舉脂肪族丙烯酸胺基甲酸酯等。
保護層形成用組合物2所含有之水之含量只要考慮將該保護層形成用組合物2塗佈於偏光層上時之塗佈性來決定即可，例如相對於該保護層形成用組合物2之總量100質量份，水之含量較佳為50~99質量份，進而較佳為60~95質量份。
以下，簡單地說明保護層形成之操作。
於形成保護層時，首先，將上述保護層形成用組合物2塗佈於上述偏光層上，形成第2塗佈膜。此種保護層形成用組合物2之塗佈方法例如與作為塗佈上述偏光層形成用組合物之方法而說明者相同。
其次，自第2塗佈膜中去除水，獲得保護層。此種乾燥可採用與作為上述第1塗佈膜之乾燥方法而例示者相同之方法。作為溫度條件，較佳為0~100℃左右之範圍，進而較佳為20~80℃左右之範圍。
以下，對於如下方法進行說明：於藉由上述步驟(3)而形成之上述偏光層上塗佈含有水溶性聚合物及水之保護層 形成用組合物3，從而於該偏光層上形成第2塗佈膜，並使該第2塗佈膜乾燥，藉此由該第2塗佈膜形成保護層。由此種保護層形成用組合物形成保護層之方法亦具有其操作極其簡便之優點。
<保護層形成用組合物3>
上述保護層形成用組合物3含有水溶性聚合物及水。作為水溶性聚合物，例如可列舉：聚乙烯醇、乙烯-乙烯醇共聚物、聚乙烯吡咯烷酮、澱粉類、甲基纖維素、羧基甲基纖維素、海藻酸鈉等，較佳為列舉聚乙烯醇。
保護層形成用組合物3所含有之水之含量只要考慮將該保護層形成用組合物3塗佈於偏光層上時之塗佈性來決定即可，例如，相對於該保護層形成用組合物3之總量100質量份，水之含量較佳為50~99質量份，進而較佳為60~95質量份。
以下，簡單地說明保護層形成之操作。
於形成保護層時，首先，將上述保護層形成用組合物3塗佈於上述偏光層上，形成第2塗佈膜。此種保護層形成用組合物3之塗佈方法例如與作為塗佈上述偏光層形成用組合物之方法而說明者相同。
其次，自第2塗佈膜中去除水，獲得保護層。此種乾燥可採用與作為上述第1塗佈膜之乾燥方法而例示者相同之方法。作為溫度條件，較佳為0~100℃左右之範圍，進而較佳為20~80℃左右之範圍。
保護層之厚度可根據藉由保護層而保護之偏光層之種類 等而適當調整，例如較佳為0.1~30 μm之範圍，進而較佳為1~5 μm之範圍。該厚度之測定亦採用與作為上述偏光層之厚度之測定方法而說明者相同之方法。
<本偏光元件>
藉由包含步驟(1)~步驟(4)之製造方法而獲得之本偏光元件藉由設置有保護層，不僅偏光層表面之耐擦傷性或耐溶劑性優異，而且本偏光元件自身之耐熱性及耐濕熱性亦優異，就該方面而言，較先前之偏光元件有利。又，包含步驟(1)~步驟(4)之本偏光元件之製造方法之實施形態可於不變更如下態樣之範圍內進行各種變形：使步驟(3)之上述第1乾燥覆膜於25±10℃之溫度條件下，在該第1乾燥覆膜中所含之上述聚合性液晶化合物或聚合性液晶組合物保持層列型液晶狀態之情況下聚合。例如，亦可設為如下構成：於形成或準備步驟(1)之透明基材與配向層之積層板時，亦可使用該透明基材自身具有配向特性者，除配向層以外，進而積層相位差膜，於透明基材上依序設置配向層、偏光層、相位差層及保護層。又，亦可於步驟(4)中形成之保護層中混合折射率不同於紫外線吸收劑或抗靜電劑或者保護層成分之珠粒形狀之樹脂。其中，若於保護層之形成中所使用之上述保護層形成用組合物為實質上包含醇溶劑及/或醚溶劑作為溶劑者、或包含水作為溶劑者，則較為有利，故較佳為可使用此種溶劑之保護層形成用組合物實施步驟(4)。
以上，以透明基材/配向層/偏光層/保護層之積層體之形 態之情形為中心說明了本偏光元件，亦可於本偏光元件上積層除其等以外之層。如已敍述般，本偏光元件可進而包含相位差膜，亦可進而包含抗反射層或亮度提高膜。又，亦能夠與1/4波長板組合而形成圓偏光板。於製造圓偏光板時所使用之1/4波長板較佳為具有相對於可見光之面內相位差值隨著波長變短而變小之特性。
<本偏光元件之用途>
本偏光元件可用於各種顯示裝置。所謂顯示裝置，係指包含顯示元件之裝置，且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，Electroluminescence)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)、表面傳導電子發射顯示裝置(SED，Surface Conduction Electron Emitter Display)、電子紙(使用有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。液晶顯示裝置亦包括透射型液晶顯示裝置、半透射型液晶顯示裝置、反射型液晶顯示裝置、直觀式液晶顯示裝置及投影式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。
本偏光元件可特別有效地用於尤其是有機電致發光(EL) 顯示裝置或無機電致發光(EL)顯示裝置等顯示裝置。
圖1係模式性地表示本偏光元件之最簡單之剖面構成之概略圖。自透明基材2起依序積層配向層3、偏光層4及保護層7，偏光層4係於使聚合性液晶化合物聚合而成之矩陣5中分散有二色性色素6。
圖2及圖5係模式性地表示使用有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係由2片基板14a及基板14b所夾持。
圖4及圖7係模式性地表示使用有本偏光元件之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8係模式性地表示使用有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2所示之本液晶顯示裝置進行說明。
本偏光元件較佳為相對於液晶層配置於光入射側。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配置於隔著液晶層17而與像素電極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，彩色濾光片15與透明電極16之間亦可包含塗飾(overcoat)層(未圖示)。
於基板14b之液晶層17側有規律地配置有薄膜電晶體21及像素電極22。像素電極22配置於隔著液晶層17而與彩色濾光片15對向之位置。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，使用玻璃基板及塑膠基板。此種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材質者。於製造形成於基板上之彩色濾光片15或薄膜電晶體21時必需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。為使本液晶顯示裝置更加小型化，亦可將驅動IC(Integrated Circuit，積體電路)形成於基板14b上。
於透明電極16與像素電極22之間配置有液晶層17。為將基板14a及基板14b間之距離保持為固定，而於液晶層17上配置間隔件23。再者，圖2中以柱狀之間隔件圖示，但該間隔件並不限定於柱狀，只要可將基板14a及基板14b間之距離保持為固定，則其形狀為任意。
亦可於形成於基板14a及基板14b之層中與液晶層17接觸之面上分別配置用以使液晶向所需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、將本偏光元件配置於與液晶層17接觸之面側。以下，將此種形式稱為「In-cell形式」。將該In-cell形式之詳細情況於下文進行敍述。
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。
於此種夾持著液晶層17之基板14a及基板14b中之基板14a及基板14b之外側，設置有偏光元件12a及12b，其等中之至少1個為本偏光元件1。
較佳為進而積層相位差層(例如1/4波長板或光學補償膜)13a及13b。藉由配置2個偏光元件中之偏光元件12b，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，根據液晶顯示裝置之結構、或液晶層17所含之液晶化合物之種類，亦可不配置相位差層13a及13b，亦可於本偏光元件1之光出射側(外側)進而設置偏光膜。
較佳為於本偏光元件1之外側(於本偏光元件1上進而設置有偏光膜之情形時，為其外側)，配置有用以防止外光之反射之抗反射膜11。
如上所述，可將本偏光元件1用作圖2之本液晶顯示裝置10之偏光元件12a或12b。藉由將本偏光元件1設置為偏光元件12a及/或12b，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1用於偏光元件12a或12b之情形時，其積層順序並未特別限定。參照圖2之由虛線包圍之A及B之部分之放大圖對其進行說明。
圖3係圖2之A部分之放大模式剖面圖。圖3之(A1)係表示於將本偏光元件1用作偏光元件12a之情形時，以自相位差層13a側依序配置透明基材2、配向層3、偏光層4及保護層 7之方式設置本偏光元件1。又，圖3之(A2)係表示以自相位差層13a側依序配置保護層7、偏光層4、配向層3及透明基材2之方式設置本偏光元件1。
圖4係圖2之B部分之放大模式圖。圖4之(B2)係於將本偏光元件用作偏光元件12b之情形時，以自相位差膜13b側依序配置透明基材2、配向層3、偏光層4及保護層7之方式設置本偏光元件1。
於偏光元件12b之外側配置有作為發光源之背光單元19。背光單元19包含光源、導光體、反射板、擴散片及視角調整片。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為透射型液晶顯示裝置之情形時，自背光單元19中之光源發出之白色光入射至導光體中，藉由反射板而改變行徑並被擴散片擴散。擴散光於藉由視角調整片以具有所需之指向性之方式調整後自背光單元19入射至偏光元件12b。
無偏光之入射光中僅某一方之直線偏光透射液晶面板之偏光元件12b。該直線偏光藉由相位差層13b而轉換為圓偏光或橢圓偏光，且依序透射基板14b、像素電極22等而到達液晶層17。
此處，根據像素電極22與所對向之透明電極16之間有無電位差，液晶層17所含之液晶分子之配向狀態發生變化， 而控制自本液晶顯示裝置10出射之光之亮度。於液晶層17為使偏光直接透射之配向狀態之情形時，若該偏光透射液晶層17、透明電極16，且某一特定波長範圍之光透射彩色濾光片15而到達偏光元件12a，並進一步通過抗反射膜11，則液晶顯示裝置最亮地顯示由彩色濾光片決定之顏色。
相反，於液晶層17為轉換偏光而使之透射之配向狀態之情形時，透射液晶層17、透明電極16及彩色濾光片15之光被偏光元件12a吸收。藉此，該像素顯示黑色。於該等2個狀態之中間之配向狀態時，自本液晶顯示裝置10出射之光之亮度亦為上述兩者之中間程度，故該像素顯示中間色。
於本液晶顯示裝置10為半透射型液晶顯示裝置之情形時，較佳為使用於本偏光元件之保護層側進而積層1/4波長板而成者。此時，像素電極22包含由透明之材料形成之透射部、及由反射光之材料形成之反射部，透射部以與上述透射型液晶顯示裝置相同之方式顯示圖像。另一方面，於反射部中，外光自抗反射膜11之方向入射至液晶顯示裝置，藉由本偏光元件中進而包含之1/4波長板之作用使透射本偏光元件之圓偏光通過液晶層17並由像素電極22反射而用於顯示。
其次，參照圖5，對使用有本偏光元件1之In-cell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，依序積層有抗反射膜11、基板14a、偏光元件12a、相位差層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、相位差層13b、偏光元件12b、基板14b、以及背光單元19，於該構成中較佳為將本偏光元件1用作偏光元件12a。於該構成中，本偏光元件1自抗反射膜11側依序配置有透明基材2、配向層3、偏光層4及保護層7。以此種構成包含本偏光元件之本液晶顯示裝置24賦有將入射光變為直線偏光之功能。再者，與本液晶顯示裝置10同樣地，亦可根據液晶層17所含之液晶化合物之種類而不配置相位差層13a及13b。
其次，參照圖4及圖7，對使用有本偏光元件之本EL顯示裝置進行說明。
EL顯示裝置30係於形成有像素電極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者。於隔著基板33而與有機功能層36相反側配置有相位差板32及偏光板31，使用本偏光元件1作為該偏光板31。藉由對像素電極35施加正電壓、對陰極電極37施加負電壓、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、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、相位差板32及偏光元件31(本偏光元件1)。以上對包含有機功能層36之有機EL顯示裝置進行了說明，亦可應用於包含無機功能層之無機EL顯示裝置。
於製造本EL顯示裝置30時，首先，於基板33上將薄膜電 晶體40形成為所需之形狀。然後，成膜層間絕緣膜34，接著，藉由濺鍍法而成膜像素電極35，並使之圖案化。其後，積層有機功能層36。
接著，於基板33之與設置有薄膜電晶體40之面相反之面上設置偏光元件31(本偏光元件1)。較佳為於偏光元件31與基板33之間設置相位差層32，進而較佳為該相位差層32包含1/4波長板。為設置相位差層32，只要預先準備積層有偏光元件31(本偏光元件1)與相位差層32之積層體45，將該積層體45貼合於基板33上即可。將使用該積層體45之製造方法之概要示於圖5。
於將本偏光元件1用於偏光元件31之情形時，其積層順序並未特別限定。參照圖4之由虛線包圍之C部分之放大圖對其進行說明。
圖6係表示圖4之C部分之概略之放大剖面圖。圖6之(C1)係表示於將本偏光元件1用作偏光元件31之情形時，以自相位差層32側依序配置透明基材2、配向層3、偏光層4及保護層7之方式設置本偏光元件1。又，圖6之(C2)係表示以自相位差層32側依序配置保護層7、偏光層4、配向層3及透明基材2之方式設置本偏光元件1。
其次，對本EL顯示裝置之除偏光元件以外之構件簡單地進行說明。
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，類鑽石-碳)等)等。於將像素電極35設為反射型之情形時，光向與基板33相反之方向出射。因此，不僅可使用透明材料，而且亦可使用不鏽鋼等非透射材料。基板既可單一形成，亦可藉由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 μm×300 μm左右。
於基板33上設置有薄膜電晶體40之配線電極。配線電極之電阻較低，與像素電極35電性連接，具有將電阻值抑制為較低之功能，一般而言，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)中之任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只要為藉由濺鍍或真空蒸鍍而成膜SiO2等氧化矽、氮化矽等無機系材料而成者、由SOG(spin-on-glass，旋塗玻璃)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上形成阻隔壁41。阻隔壁41配置於像素電極35之周邊部(鄰接像素間)。作為阻隔壁41之材料，可列舉丙烯酸系樹脂及聚醯亞胺樹脂等。阻隔壁41之厚度較 佳為1.0 μm以上、3.5 μm以下，更佳為1.5 μm以上、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包含各至少1層之電洞傳輸層及發光層，例如依序包含電子注入傳輸層、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(摻錫氧化銦)、IZO(摻鋅氧化銦)、IGZO、ZnO、SnO2及In2O3等，特佳為ITO或IZO。像素電極35之厚度只要具有可充分地進行電洞注入之一定以上之厚度即可，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，只要使用例如K、Li、Na、Mg、La、Ce、Ca、Sr、Ba、Al、Ag、In、Sn、Zn及Zr等金屬元素即可，為提高電極之動作穩定性，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，較佳為例如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係藉由蒸鍍法及濺鍍法等而形成。較佳為陰極電極37之厚度為0.1 nm以上，較佳為1~500 nm以上。
電洞注入層具有使自像素電極35注入電洞變得容易之功能，電洞傳輸層具有傳輸電洞之功能及阻擋電子之功能，亦將其稱為電荷注入層或電荷傳輸層。
發光層之厚度、電洞注入層與電洞傳輸層加在一起之厚度、及電子注入傳輸層之厚度並未特別限定，亦根據形成方法不同而不同，較佳為設為5~100 nm左右。對於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時，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：利用來自單重態激子之發光(螢光)者、利用來自三重態激子之發光(磷光)者、包含利用來自單重態激子之發光(螢光)者及利用來自三重態激子之發光(磷光)者之物質、藉由有機物而形成者、包含藉由有機物而形成者及藉由無機物而形成者之物質、高分子之材料、低分子之材料、包含高分子之材料及低分子之材料者等。但是，並不限定於此，可將使用有公知之各種者作為EL元件用之有機功能層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。此係由於有機功能層36對濕度較為敏感。利用乾燥劑38吸收水分，防止有機功能層36之劣化。
圖8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具有使用有薄膜密封膜41之密封結構，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(Diamond-like carbon，類鑽石-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，亦可於陰極電極37之表面直接蒸鍍形成DLC膜等。又，亦可多層地積層樹脂薄膜與金屬薄膜，形成薄膜密封膜41。
以如上之方式提供本發明之新穎之偏光元件(本偏光元件)、及包含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，對使用有本偏光元件1之投射型液晶顯示裝置進行說明。
圖8係表示使用有本偏光元件1之投射型液晶顯示裝置之概略圖。
使用本偏光元件1作為該投射型液晶顯示裝置之偏光膜142及/或偏光膜143。
自作為發光源之光源(例如高壓水銀燈)111出射之光束藉由首先通過第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，而進行於反光束剖面上之亮度之均勻化及偏光化。
具體而言，自光源111出射之光束藉由使微小之透鏡112a形成為矩陣狀之第1透鏡陣列112而分割成多個微小之光束。以所分割之各光束照射作為照明對象之3個液晶面板140R、140G、140B之整體之方式包含第2透鏡陣列113及重疊透鏡115，因此各液晶面板入射側表面成為整體大致均勻之照度。
偏光轉換元件114包含偏振分光鏡(polarization beam splitter)陣列，且配置於第2透鏡陣列113與重疊透鏡115之間。藉此，發揮以下作用：將來自光源之無規偏光預先轉換成具有特定偏光方向之偏光，而減少下述入射側偏光元件之光量損失，從而提高畫面之亮度。
將如上述般經亮度均勻化及偏光化之光藉由用以經由反射鏡122而分離為RGB之3原色之分色鏡(dichroic mirror)121、123、132而依序分離為紅色通道(red channel)、綠色通道(green channel)、藍色通道(blue channel)，並分別入射至液晶面板140R、140G、140B。
於液晶面板140R、140G、140B上，分別於其入射側配置有本發明之偏光元件膜142，於出射側配置有本發明之偏光元件膜143。
配置於RGB各光路之偏光膜142及偏光膜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具有根據圖像信號而將針對各像素而控制之偏光狀態轉換成光量之功能。
本偏光元件1藉由選擇適合所對應之通道之二色性色素之種類，而可用作於藍色通道、綠色通道及紅色通道之任一光路中耐久性均優異之偏光膜。
藉由根據液晶面板140R、140G、140B之圖像資料，針對各像素而以不同之透射率使入射光透射而製成之光學影像係藉由合光稜鏡150而合成，並藉由投影透鏡170而放大投影於屏幕180。
作為電子紙，可列舉：藉由如光學各向異性及染料分子配向之分子而顯示者、藉由如電泳、粒子移動、粒子旋轉、相變化之粒子而顯示者、藉由使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、電子與電洞結合且藉由自發光而顯示者等。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、磁性扭轉球、圓柱扭轉球方式、帶電碳粉、電子粉流體、磁泳(magnetophoresis)型、磁性感熱式、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、鐵電性液晶、2色性色素．液晶分散型、可動膜、利用隱色染料之發消色、光致變色、電子呈色、電沈積、可撓性有機EL等。電子紙不僅可為個人利用文本或圖像者，而且亦可為用於廣告顯示(標牌)等者。根據本發明之光學膜，可使電子紙之厚度較薄。
作為立體顯示裝置，例如提出有如Micro Pol方式般交替排列不同之相位差膜之方法(日本專利特開2002-185983號公報)，若將本發明之光學膜用作偏光膜，則容易藉由印刷、噴墨、光微影等而實現圖案化，故可縮短顯示裝置之製造步驟，且無需相位差膜。
[實施例]
以下，藉由實施例進一步詳細地對本發明進行說明。例中之「%」及「份」只要未特別記載，則為質量%及質量份。
於本實施例中，使用下述聚合性液晶化合物。
化合物(1-6)(由下述式(1-6)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)中記載之方法而合成。
[相轉移溫度之測定]
化合物(1-6)之相轉移溫度係藉由求出包含化合物(1-6)之膜之相轉移溫度而確認。其操作如下。
於形成有配向膜之玻璃基板上形成包含化合物(1-6)之膜，一面加熱一面藉由利用偏光顯微鏡(BX-51，Olympus公司製造)之結構(texture)觀察而確認相轉移溫度。確認到：包含化合物(1-6)之膜於升溫至120℃後降溫時，於112℃下相轉移為向列相，於110℃下相轉移為層列型A相，於94℃下向層列型B相進行相轉移。
化合物(1-7)(由下述式(1-7)表示之化合物)
化合物(1-7)係參考上述化合物(1-6)之合成而合成。
[相轉移溫度之測定]
以與化合物(1-6)之相轉移溫度測定相同之方式確認化合物(1-7)之相轉移溫度。確認到：化合物(1-7)於升溫至140℃後降溫時，於133℃下相轉移為向列相，於118℃下相轉移為層列型A相，於78℃下向層列型B相進行相轉 移。
實施例1 [偏光層形成用組合物之製備]
藉由將下述成分進行混合且於80℃下攪拌1小時，而獲得偏光層形成用組合物。
聚合起始劑：2-二甲基胺基-2-苄基-1-(4-啉基苯基)丁烷-1-酮(Irgacure 369；Ciba Specialty Chemicals公司製造) 6份
調平劑：
[相轉移溫度之測定]
與化合物(1-6)及化合物(1-7)之情形同樣地，求出以如上方式製備之偏光層形成用組合物所含之聚合性液晶組合物之相轉移溫度。確認到：該聚合性液晶組合物於升溫至120℃後降溫時，於112℃下相轉移為向列相，於104℃下相轉移為層列型A相，於78℃下向層列型B相進行相轉移。
[本偏光元件之製造及評價] 1.配向層之形成
使用玻璃基板作為透明基材。
於該玻璃基板上，藉由旋轉塗佈法而塗佈聚乙烯醇(聚乙烯醇1000完全皂化型，和光純藥工業股份有限公司製造)之2質量%水溶液(配向層形成用組合物)，於乾燥後，形成厚度100 nm之膜。繼而，藉由對所獲得之膜之表面實施摩擦處理而形成配向層。摩擦處理係使用半自動摩擦裝置(商品名：LQ-008型，常陽工學股份有限公司製造)，藉由布(商品名：YA-20-RW，吉川化工股份有限公司製造)，於壓入量0.15 mm、轉速500 rpm、16.7 mm/s之條件下進行。藉由此種摩擦處理，而獲得於玻璃基板上形成有配向層之積層體1。
2.偏光層之形成
於積層體1之配向層上，藉由旋轉塗佈法而塗佈上述偏光層形成用組合物，於120℃之加熱板上加熱乾燥3分鐘後，迅速地冷卻至70℃(於降溫時顯示層列相之溫度)以下為止，從而於上述配向層上形成第1乾燥覆膜。於此種第1乾燥覆膜中，所含之聚合性液晶化合物之液晶狀態為層列型B相。接著，使用UV照射裝置(SPOT CURE SP-7；牛尾電機股份有限公司製造)，以曝光量2400 mJ/cm2(365 nm基準)對第1乾燥覆膜照射紫外線，藉此使該第1乾燥覆膜所含之聚合性液晶化合物保持上述聚合性液晶組合物之液晶狀態進行聚合，從而由該第1乾燥覆膜形成偏光層，獲得積層體2。藉由雷射顯微鏡(Olympus股份有限公司製造， OLS3000)而測定此時之偏光層之厚度，結果為1.8 μm。
3. X射線繞射測定
對於所獲得之積層體2之偏光層，使用X射線繞射裝置X' Pert PRO MPD(Spectris股份有限公司製造)進行X射線繞射測定。使用Cu作為靶材(target)，使於X射線管電流40 mA、X射線管電壓45 kV之條件下產生之X射線經由固定發散狹縫1/2°而自摩擦方向(預先求出位於偏光層下方之配向層之摩擦方向)入射，於掃描範圍2θ=4.0~40.0°之範圍內，以2θ=0.01671°之步進掃描並進行測定，結果於2θ=20.22°附近獲得峰半高寬(FWHM)=約0.187°之陡峭之繞射峰(布拉格峰)。又，自摩擦垂直方向之入射亦獲得同等之結果。可知：自峰位置求出之有序週期(d)為約4.39 Å，形成反映高次層列相之結構。
4.利用保護層形成之本偏光元件之製造
於積層體2之偏光層上，藉由旋轉塗佈法而塗佈將二季戊四醇六丙烯酸酯(ARONIX M-403，東亞合成股份有限公司製造之多官能丙烯酸酯)50份、丙烯酸酯樹脂(Ebecryl 4858，Daicel-UCB股份有限公司製造)50份、2-甲基-1[4-(甲硫基)苯基]-2-啉基丙烷-1-酮(Irgacure 907；Ciba Specialty Chemicals公司製造)3份溶解於異丙醇250份中而成之溶液(保護層形成用組合物)，於50℃之加熱板上加熱乾燥1分鐘後，藉由使用UV照射裝置(SPOT CURE SP-7；牛尾電機股份有限公司製造)，以曝光量400 mJ/cm2(365 nm基準)照射紫外線，而於該偏光層上形成保護層，由此 製造本偏光元件(以下，稱為「本偏光元件A」)。藉由雷射顯微鏡(Olympus股份有限公司製造之OLS3000)而測定此時之保護層，結果為2.8 μm。
5.二色比之測定
為確認本偏光元件之有用性，而以如下方式測定二色比。
使用於分光光度計(島津製作所股份有限公司製造之UV-3150)上設置有附偏光元件之摺疊器(folder)之裝置，藉由雙光束法而測定極大吸收波長下之透射軸方向之吸光度(A1)及吸收軸方向之吸光度(A2)。該摺疊器係於基準(reference)側設置有將光量削減50%之網狀物(mesh)。根據所測定之透射軸方向之吸光度(A1)及吸收軸方向之吸光度(A2)之值算出比(A2/A1)，設為二色比。將結果示於表中。可謂二色比越高，作為偏光膜越有用。將二色比之測定結果示於表1中。
實施例2
除將二色性色素由偶氮色素(NKX2029；林原生物化學研究所製造)變更為偶氮色素(G205；林原生物化學研究所製)以外，進行與實施例1相同之實驗，製造本偏光元件(以下，稱為「本偏光元件B」)。確認到：此時之聚合性液晶組合物之相轉移行為係於升溫至120℃為止後降溫時，於112℃下相轉移為向列相，於105℃下相轉移為層列型A相，於77℃下向層列型B相進行相轉移。將所獲得之本偏光元件之二色比測定結果示於表1中。
實施例3
除將保護層形成用組合物所含之溶劑由異丙醇變更為乙醇以外，進行與實施例1相同之實驗，製造本偏光元件(以下，稱為「本偏光元件C」)。將所製作之偏光元件之二色比測定結果示於表1中。
實施例4
除將保護層形成用組合物所含之溶劑由異丙醇變更為丙二醇單甲醚乙酸酯以外，進行與實施例1相同之實驗，製造本偏光元件(以下，稱為「本偏光元件D」)。將所製作之偏光元件之二色比測定結果示於表1中。
實施例5
除將保護層形成用組合物所含之溶劑由異丙醇變更為丙二醇單甲醚以外，進行與實施例1相同之實驗，製造本偏光元件(以下，稱為「本偏光元件E」)。將所製作之偏光元件之二色比測定結果示於表1中。
實施例6
於藉由實施例1而獲得之本偏光元件A之保護層上，介隔由感壓式黏著劑(PSA，pressure-sensitive adhesive)形成之黏著層而貼合TAC(triacetyl cellulose，三乙醯纖維素)膜。將以如此之方式獲得之結構體(以下，稱為「本偏光元件A+TAC」)之二色比測定結果示於表1中。
實施例7
於藉由實施例2而獲得之本偏光元件B之保護層上，介隔由感壓式黏著劑(PSA)形成之黏著層而貼合TAC(三乙醯纖 維素)膜。將以如此之方式獲得之結構體(以下，稱為「本偏光元件B+TAC」)之二色比測定結果示於表1中。
實施例8
於以與實施例1相同之方式製作之偏光層上，藉由實施電暈處理而使表面活性化，並藉由利用旋轉塗佈法塗佈聚乙烯醇(聚乙烯醇1000完全皂化型，和光純藥工業股份有限公司製造)之10質量%水溶液，於80℃之加熱板上加熱乾燥1分鐘，而於該偏光層上形成保護層，藉此製造本偏光元件(以下，稱為「本偏光元件F」)。將所製作之偏光元件之二色比測定結果示於表1中。
實施例9
於以與實施例1相同之方式製作之偏光層上，藉由實施電暈處理而使表面活性化，並藉由利用旋轉塗佈法塗佈分散有脂肪族丙烯酸胺基甲酸酯樹脂之溶液(UGECOAT 7655，Daicel-Cytec股份有限公司製造)，於60℃之加熱板上加熱乾燥1分鐘，而於該偏光層上形成保護層，藉此製造本偏光元件(以下，稱為「本偏光元件G」)。將所製作之偏光元件之二色比測定結果示於表1中。
實施例10
於藉由實施例8而獲得之本偏光元件F之保護層上，介隔由感壓式黏著劑(PSA)形成之黏著層而貼合TAC(三乙醯纖維素)膜。將以如此之方式獲得之結構體(以下，稱為「本偏光元件F+TAC」)之二色比測定結果示於表1中。
實施例11
於藉由實施例9而獲得之本偏光元件G之保護層上，介隔由感壓式黏著劑(PSA)形成之黏著層而貼合TAC(三乙醯纖維素)膜。將以如此之方式獲得之結構體(以下，稱為「本偏光元件G+TAC」)之二色比測定結果示於表1中。
(※)
IPA：異丙醇(isopropanol)
ETA：乙醇(ethanol)
PGMEA：丙二醇單甲醚乙酸酯(propylene glycol mono methyl ether acetate)
PGME：丙二醇單甲醚(propylene glycol mono methyl ether)
評價例 1.耐久性試驗
進行以下經時變化試驗作為本偏光元件之耐久性試驗。
將藉由實施例1~2而獲得之本偏光元件以及藉由實施例6~7、10而獲得之結構體(本偏光元件A+TAC、本偏光元件 B+TAC或本偏光元件F+TAC)投入至日立恆溫槽(商品名：EC-15HHP，日立空調系統股份有限公司製造)[條件：乾球溫度60℃、濕度90% RH，或85℃、濕度0%]，測定經過100小時後之吸光度，求出二色比。以如此之方式於經過100小時後再次測定二色比，以如下兩水準進行判定：將初始之二色比與經過後之二色比大致未產生變化之情形判定為「g」(good)，將劣化之情形判定為「b」(bad)。將結果示於表2。
2.耐溶劑試驗
於將本偏光元件用於液晶單元中、即用於In-cell方式之液晶顯示裝置之情形時，必需於本偏光元件之保護層上設置PI(polyimide，聚醯亞胺)配向膜。於該PI配向膜形成時，多數情況下使用NMP(N-Methyl-2-pyrrolidone，N-甲基-2-吡咯烷酮)溶液。即，要求本偏光元件具有對NMP之耐溶劑性。因此，將NMP滴於該等之保護層表面，保持5分鐘後擦掉，評價保護層是否溶解。評價結果係以如下兩水準判定：將未觀察到因NMP而溶解之情形判定為「g」(good)，將觀察到因NMP而溶解之情形判定為「b」 (bad)。將結果示於表3。
[產業上之可利用性]
本發明之偏光元件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‧‧‧本發明之偏光元件(本偏光元件)
2‧‧‧透明基材
3‧‧‧配向層
4‧‧‧偏光層
5‧‧‧矩陣
6‧‧‧二色性色素
7‧‧‧保護層
10‧‧‧液晶顯示裝置
11‧‧‧抗反射膜
12a、12b‧‧‧偏光膜
13a、13b‧‧‧相位差層
14a、14b‧‧‧基板
15‧‧‧彩色濾光片
16‧‧‧透明電極
17‧‧‧液晶層
18‧‧‧層間絕緣膜
19‧‧‧背光單元
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‧‧‧偏光元件
32‧‧‧相位差層
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‧‧‧阻隔壁
42‧‧‧薄膜密封膜
44‧‧‧EL顯示裝置
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、123、132‧‧‧分色鏡
122‧‧‧反射鏡
140B、140G、140R‧‧‧液晶面板
142、143‧‧‧偏光膜
150‧‧‧合光稜鏡
170‧‧‧投影透鏡
180‧‧‧屏幕
圖1係模式性地表示本發明之偏光元件之剖面構成之概略圖。
圖2係模式性地表示使用有本發明之偏光元件的液晶顯示裝置之剖面構成之概略圖。
圖3(A1)、(A2)係模式性地表示設置於液晶顯示裝置上的本發明之偏光元件之層順序之概略圖。
圖4(B1)、(B2)係模式性地表示設置於液晶顯示裝置上的本發明之偏光元件之層順序之概略圖。
圖5係模式性地表示使用有本發明之偏光元件的液晶顯示裝置(In-cell形式)之剖面構成之概略圖。
圖6係模式性地表示使用有本發明之偏光元件的EL顯示裝置之剖面構成之概略圖。
圖7係模式性地表示使用有本發明之偏光元件的EL顯示裝置之製造方法之概略圖。
圖8(C1)、(C2)係模式性地表示設置於EL顯示裝置上的 本發明之偏光元件之層順序之概略圖。
圖9係模式性地表示使用有本發明之偏光元件的EL顯示裝置之剖面構成之概略圖。
圖10係表示使用有本發明之偏光元件的投射型液晶顯示裝置之概略圖。
1‧‧‧本發明之偏光元件(本偏光元件)
2‧‧‧透明基材
3‧‧‧配向層
4‧‧‧偏光層
5‧‧‧矩陣
6‧‧‧二色性色素
7‧‧‧保護層

Claims (18)

  1. 一種偏光元件，其係於透明基材上依序設置有配向層、偏光層及保護層者，且上述偏光層係藉由包含以下步驟之製造方法而製造：由包含聚合性液晶化合物、二色性色素、聚合起始劑及溶劑之組合物形成膜；自上述膜中去除上述溶劑；將已去除上述溶劑之膜中所含之上述聚合性液晶化合物形成層列型液晶狀態；及使上述聚合性液晶化合物保持上述層列型液晶狀態而聚合。
  2. 如請求項1之偏光元件，其中上述偏光層為於X射線繞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，其中上述偏光層之厚度為0.5~3 μm之範圍。
  4. 如請求項1至3中任一項之偏光元件，其中上述二色性色素為偶氮色素。
  5. 如請求項1至4中任一項之偏光元件，其中上述聚合性液晶化合物包含2種以上之聚合性層列型液晶化合物。
  6. 如請求項1至5中任一項之偏光元件，其中上述保護層係由包含多官能丙烯酸酯及溶劑之保護層組合物形成，且該溶劑實質上包含醇溶劑及/或醚溶劑。
  7. 如請求項1至5中任一項之偏光元件，其中上述保護層係由包含使多官能丙烯酸酯聚合而獲得之聚合物或低聚物 及水之保護層形成用組合物所形成。
  8. 如請求項1至5中任一項之偏光元件，其中上述保護層係由包含水溶性聚合物及水之保護層形成用組合物所形成。
  9. 一種液晶顯示裝置，其包含如請求項1至8中任一項之偏光元件。
  10. 如請求項9之液晶顯示裝置，其中上述偏光元件配置於液晶單元內部。
  11. 一種圓偏光板，其於如請求項1至8中任一項之偏光元件之上述保護層上設置有1/4波長板。
  12. 如請求項11之圓偏光板，其中上述1/4波長板係具有相對於可見光之面內相位差值隨著波長變短而變小之特性之波長板。
  13. 一種有機EL顯示裝置，其包含如請求項11或12之圓偏光板、及有機EL元件。
  14. 一種偏光元件之製造方法，其包含：步驟(1)，其於透明基材上設置配向層而形成積層板；步驟(2)，其於上述積層板之上述配向層上塗佈含有聚合性液晶化合物、二色性色素及聚合起始劑之組合物，而於該配向層上形成第1塗佈膜；步驟(3)，其將藉由上述步驟(2)而形成之上述第1塗佈膜於不使該第1塗佈膜中所含之上述聚合性液晶化合物聚合之條件下進行乾燥，藉此形成第1乾燥覆膜，且於將該第1乾燥覆膜中之該聚合性液晶化合物形成層列型 液晶狀態後，使該聚合性液晶化合物保持該層列型液晶狀態而聚合，藉此由該第1乾燥覆膜形成偏光層；及步驟(4)，其於藉由上述步驟(3)而形成之上述偏光層上塗佈含有多官能丙烯酸酯及溶劑之保護膜組合物，而於該偏光層上形成第2塗佈膜，並使該第2塗佈膜中所含之上述多官能丙烯酸酯聚合，藉此由該第2塗佈膜形成保護層。
  15. 如請求項14之偏光元件之製造方法，其中上述保護膜組合物中所含之溶劑包含醇溶劑及/或醚溶劑。
  16. 一種偏光元件之製造方法，其包含：步驟(1)，其於透明基材上設置配向層而形成積層板；步驟(2)，其於上述積層板之上述配向層上塗佈含有聚合性液晶化合物、二色性色素及聚合起始劑之組合物，而於該配向層上形成第1塗佈膜；步驟(3)，其將藉由上述步驟(2)而形成之上述第1塗佈膜於不使該第1塗佈膜中所含之上述聚合性液晶化合物聚合之條件下進行乾燥，藉此形成第1乾燥覆膜，且於將該第1乾燥覆膜中之該聚合性液晶化合物形成層列型液晶狀態後，使該聚合性液晶化合物保持該層列型液晶狀態而聚合，藉此由該第1乾燥覆膜形成偏光層；及步驟(4)，其於藉由上述步驟(3)而形成之上述偏光層上塗佈含有使多官能丙烯酸酯聚合而獲得之聚合物或低聚物及水之保護層形成用組合物，而於該偏光層上形成第2塗佈膜，並使該第2塗佈膜乾燥，藉此由該第2塗佈 膜形成保護層。
  17. 一種偏光元件之製造方法，其包含：步驟(1)，其於透明基材上設置配向層而形成積層板；步驟(2)，其於上述積層板之上述配向層上塗佈含有聚合性液晶化合物、二色性色素及聚合起始劑之組合物，而於該配向層上形成第1塗佈膜；步驟(3)，其將藉由上述步驟(2)而形成之上述第1塗佈膜於不使該第1塗佈膜中所含之上述聚合性液晶化合物聚合之條件下進行乾燥，藉此形成第1乾燥覆膜，且於將該第1乾燥覆膜中之該聚合性液晶化合物形成層列型液晶狀態後，使該聚合性液晶化合物保持該層列型液晶狀態而聚合，藉此由該第1乾燥覆膜形成偏光層；及步驟(4)，其於藉由上述步驟(3)而形成之上述偏光層上塗佈含有水溶性聚合物及水之保護層形成用組合物，而於該偏光層上形成第2塗佈膜，並使該第2塗佈膜乾燥，藉此由該第2塗佈膜形成保護層。
  18. 一種偏光元件，其係藉由如請求項14至17中任一項之製造方法而製造。
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