TW201321805A - 偏光膜、圓偏光板及其等之製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種對顯示裝置用構件有用的薄膜且高偏光性能之偏光膜等。本發明提供一種由含有於波長400~800nm之範圍內具有吸收且以下述通式(1)表示之多偶氮系色素之至少1種及聚合性近晶型液晶化合物之組合物所形成的偏光膜、具備該偏光膜之液晶顯示裝置等。□[式(1)中，Ar2係選自下述所示之基：□上述聚合性近晶型液晶化合物較佳為表現高次之近晶相之液晶狀態之化合物。

Description

偏光膜、圓偏光板及其等之製造方法
本發明係關於一種偏光膜、圓偏光板及其等之製造方法等。
液晶顯示裝置中所使用之偏光元件通常係使用經碘染色之包含聚乙烯醇之膜。另一方面，對於近年來之液晶顯示裝置，強烈要求其薄膜化，隨之，偏光元件亦要求更薄型者。關於薄型偏光元件所具備之薄型偏光膜例如於專利文獻1中記載有由含有聚合性向列型液晶化合物與二色性色素之組合物所形成者。又，作為該二色性色素，例如於專利文獻2中記載有特定之多偶氮系色素用作形成利用蒸鍍之偏光膜。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特表2007-510946號公報
[專利文獻2]日本專利特開平8-278409號公報
要求更薄膜之偏光膜較理想的是偏光性能較高，尤其是二色比較高。
本發明包含以下之發明。
[1]一種偏光膜，其係由含有於波長400~800 nm之範 圍內具有吸收且以下述通式(1)表示之多偶氮系色素之至少1種、及聚合性近晶型液晶(smectic crystal)化合物之組合物所形成， [式(1)中，n為1或2；Ar1及Ar3分別獨立地表示選自下述所示之基中之基： Ar2表示選自下述所示之基中之基： A1及A2分別獨立地表示選自下述所示之基中之基： (m為0~10之整數，於同一基中有2個m之情形時，該2個m相互相同或不同)]。
[2]如上述[1]之偏光膜，其中厚度為1 μm以上10 μm以下。
[3]如上述[1]或[2]之偏光膜，其中於X射線繞射測定中可獲得布拉格峰(Bragg peak)。
[4]一種偏光元件，其依序具備如上述[1]至[3]中任一項之偏光膜、配向膜及透明基材。
[5]一種偏光元件之製造方法，其係製造依序具備如上述[1]至[3]中任一項之偏光膜、配向膜及透明基材之偏光元件的方法，且包括：準備於上述透明基材上具備上述配向膜之積層體的步驟；於上述積層體之上述配向膜上形成含有聚合性近晶型液晶化合物、於波長400~800 nm之範圍內具有吸收且以上述通式(1)表示之多偶氮系色素、聚合起始劑及溶劑之膜的步驟；將上述溶劑自上述膜中除去的步驟；使除去上述溶劑之膜中所含之上述聚合性近晶型液晶化合物成為近晶型液晶狀態的步驟；及於使上述聚合性近晶型液晶化合物保持上述近晶型液晶狀態的狀態下，使上述聚合性近晶型液晶化合物進行聚合，藉此於上述配向膜上形成偏光膜的步驟。
[6]一種液晶顯示裝置，其具備如上述[1]至[3]中任一項之偏光膜。
[7]一種圓偏光板，其具備如上述[1]至[3]中任一項之 偏光膜、及λ/4層，且滿足以下之(A1)及(A2)之必要條件：(A1)上述偏光膜之吸收軸與上述λ/4層之遲相軸所成之角度為大致45°；(A2)以波長550 nm之光測定的上述λ/4層之正面延遲(Retardation)之值在100~150 nm之範圍。
[8]一種圓偏光板，其依序具備如上述[1]至[3]中任一項之偏光膜、λ/2層、及λ/4層，且滿足以下之(B1)、(B2)、(B3)及(B4)之必要條件：(B1)上述偏光膜之吸收軸與上述λ/2層之遲相軸所成之角度為大致15°；(B2)上述λ/2層之遲相軸與上述λ/4層之遲相軸所成之角度為大致60°；(B3)上述λ/2層以波長550 nm之光測定的上述λ/4層之正面延遲之值在200~300 nm之範圍；(B4)上述λ/4層以波長550 nm之光測定的上述λ/4層之正面延遲之值在100~150 nm之範圍。
[9]一種有機EL(electroluminescent，電致發光)顯示裝置，其具備如上述[7]或[8]之圓偏光板、及有機EL元件。
根據本發明，可提供一種薄型且二色比較高之偏光膜、包含該偏光膜之偏光元件、液晶顯示裝置、圓偏光板及有機EL顯示裝置。
本發明之偏光膜(以下，視情況稱為「本偏光膜」)之特 徵在於：其係由含有上述式(1)所表示之多偶氮系色素、及聚合性近晶型液晶化合物之組合物(以下，視情況稱為「偏光膜形成用組合物」)所形成。本偏光膜不僅可較佳地用於液晶顯示裝置，而且亦可如下所述藉由使用本偏光膜，而製造可較佳地用於有機EL顯示裝置之偏光元件(以下，視情況稱為「本偏光元件」)或圓偏光板(以下，視情況稱為「本圓偏光板」)。以下，視需要一面參照圖式一面對本偏光膜及其製造方法、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，本說明書中所隨附之圖式之尺寸為任意。
<多偶氮系色素>
本偏光膜之製造中所使用之多偶氮系色素(以下，視情況稱為「偶氮系色素(1)」)係以式(1)表示，偶氮系色素(1)於波長400~800 nm之範圍內具有吸收。
偶氮系色素(1)之偶氮苯部位之位置異構較佳為反式。
作為偶氮系色素(1)，可列舉：式(1-1)~式(1-27)分別所表示之化合物等。
於以上之偶氮系色素(1)之具體例之中，更佳為式(1-2)、式(1-5)、式(1-6)、式(1-8)、式(1-10)、式(1-12)、式(1-13)、式(1-15)、式(1-16)、式(1-19)、式(1-20)、式(1-21)、式(1-22)、式(1-23)、式(1-24)及式(1-26)分別所表示者，尤佳為式(1-2)、式(1-5)、式(1-8)、式(1-10)、式(1-15)、式(1-21)、式(1-22)及式(1-26)分別所表示者。
上述偏光膜形成用組合物中之偶氮系色素(1)之含量以相對於下述之聚合性近晶型液晶化合物100質量份之含量表示，較佳為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。若在上述範圍內，則有偏光膜形成時，於使聚合性近晶型液 晶化合物進行聚合時，不會使其配向紊亂之優點。偏光膜形成用組合物中所含之偶氮系色素(1)可為1種，亦可為2種以上。於偏光膜形成用組合物中所含之偶氮系色素(1)為2種以上之情形時，其合計量只要在上述範圍內即可。
<聚合性近晶型液晶化合物>
上述偏光膜形成用組合物中所含之聚合性近晶型液晶化合物係指具有聚合性基且顯示近晶相(smectic phase)之液晶狀態之化合物。聚合性基係指參與該聚合性近晶型液晶化合物之聚合反應之基。
上述聚合性近晶型液晶化合物所顯示之液晶狀態較佳為高次之近晶相。此處所謂之高次之近晶相係指近晶B相、近晶D相、近晶E相、近晶F相、近晶G相、近晶H相、近晶I相、近晶J相、近晶K相及近晶L相，其中，更佳為近晶B相、近晶F相及近晶I相。藉由聚合性近晶型液晶化合物所顯示之液晶狀態，可獲得配向有序度較高之本偏光膜。又，如此配向有序度較高之本偏光膜於X射線繞射測定中可獲得布拉格峰。
所謂布拉格峰，係指源自分子配向之面週期結構之波峰，藉由偏光膜形成用組合物，可獲得週期間隔為3.0~5.0 Å之本偏光膜。
作為較佳之聚合性近晶型液晶化合物，例如可列舉：式(2)所表示之化合物(以下，視情況稱為「化合物(2)」)。
U1-V1-W1-X1-Y1-X2-Y2-X3-W2-V2-U2 (2)[式(2)中， X1、X2及X3相互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中之至少一者為可具有取代基之對伸苯基。
Y1及Y2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-亦可取代成-O-、-S-或-NH-]。
較佳為X1、X2及X3中至少兩者為可具有取代基之對伸苯基。
對伸苯基較佳為未經取代。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。
作為對伸苯基或環己烷-1,4-二基所具有之取代基，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-亦可取代成-O-、-S-或-NR-。R為碳數1~6之烷基或苯基。
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。較佳為U1及U2均為聚合性基。聚合性基較佳為光聚合性基。所謂光聚合性基，係指可藉由自下述之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近晶型液晶化合物，則就可於更低溫條件下使該聚合性近晶型液晶化合物聚合之方面而言亦較為有利。
U1及U2之聚合性基亦可相互不同，但較佳為相同種類之基。
作為聚合性基，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-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。
作為烷二基所具有之取代基，可列舉：氰基及鹵素原子等。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相互獨立地較佳為單鍵或-O-。
作為化合物(2)，可列舉式(2-1)~式(2-24)分別所表示之 化合物等。於該化合物(2)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體。
聚合性近晶型液晶化合物可單獨或混合2種以上而用於偏光膜形成用組合物。
於將聚合性近晶型液晶化合物用於偏光膜形成用組合物之情形時，預先求出聚合性近晶型液晶化合物之相轉移溫度，於低於其相轉移溫度之溫度條件下，以使聚合性近晶型液晶化合物聚合之方式調整偏光膜形成用組合物之聚合性近晶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，可列舉下述之聚合起始劑、增感劑及聚合抑制劑等。藉由適當調節該等之種類及量，可控制聚合性近晶型液晶化合物之聚合溫度。再者，於將2種以上之聚合性近晶型液晶化合物用於偏光膜形成用組合物之情形時，求出該2種以上之聚合性近晶型液晶化合物之混合物的相轉移溫度之後，以與上述相同之方式控制聚合溫度。
於所例示之化合物(2)之中，較佳為選自由分別以式(2-2)、式(2-3)、式(2-4)、式(2-6)、式(2-7)、式(2-8)、式(2-13)、式(2-14)、式(2-15)及式(2-24)表示者所組成之群中之至少1種。
聚合性近晶型液晶化合物較佳為可藉由進行混合或藉由與一併使用之聚合起始劑之相互作用，而容易地於低於相轉移溫度之溫度條件下，即於充分保持高次之近晶相之液晶狀態的狀態下進行聚合之化合物。更具體而言，聚合性 近晶型液晶化合物較佳為可藉由與聚合起始劑之相互作用，而於70℃以下、較佳為60℃以下之溫度條件下，於充分保持高次之近晶相之液晶狀態的狀態下進行聚合之化合物。
上述偏光膜形成用組合物中所含有之聚合性近晶型液晶化合物可為單獨1種，亦可為複數種，但較佳為複數種。
上述偏光膜形成用組合物中之聚合性近晶型液晶化合物之含有比率相對於該偏光膜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%。若聚合性近晶型液晶化合物之含有比率在上述範圍內，則有聚合性近晶型液晶化合物之配向性變高之傾向。此處，所謂固形物成分，係指將溶劑等揮發性成分自該偏光膜形成用組合物中除去所得之成分之合計量。再者，於該偏光膜形成用組合物中含有複數種聚合性近晶型液晶化合物之情形時，只要其合計含有比率在上述之範圍內即可。
<溶劑>
偏光膜形成用組合物亦可含有溶劑。通常，聚合性近晶型液晶化合物之黏度較高，因此多數情況下藉由含有溶劑而使塗佈變得容易，其結果，偏光膜之形成變得容易進行。作為溶劑，較佳為可使聚合性近晶型液晶化合物以及偶氮系色素(1)完全溶解之溶劑。又，較佳為對於偏光膜形成用組合物之聚合反應為惰性之溶劑。
作為溶劑，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-丁內酯或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。該等溶劑可單獨使用，亦可組合複數種而使用。
溶劑之含量相對於上述偏光膜形成用組合物之總量，較佳為50~98質量%。換言之，偏光膜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，則有更容易獲得作為本發明之目的之一的薄型之本偏光膜之傾向。另一方面，若該固形物成分為50質量%以下，則偏光膜形成用組合物之黏度變低，因此有偏光膜之厚度變得大致均勻而使該偏光膜變得不易產生不均之傾向。又，該固形物成分可以能夠形成下述之偏光膜之厚度之方式決定。
<聚合反應助劑>
上述偏光膜形成用組合物較佳為含有聚合起始劑。該聚合起始劑為可使聚合性近晶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，可使用可藉由光之作用而產生活性自由基或酸之化合物作為光聚合起始劑。於該光聚合起始劑之中，更佳為藉由光之作用而產生自由基者。
作為上述聚合起始劑，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，列舉該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酯、4-苯基二苯甲酮、4-苯甲醯基-4'-甲基二苯基硫醚、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-2-二甲基胺基-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-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。
聚合起始劑亦可使用可自市場上容易地獲取者。作為市售之聚合起始劑，可列舉：「Irgacure 907」、「Irgacure 184」、「Irgacure 651」、「Irgacure 819」、「Irgacure 250」、「Irgacure 369」(Ciba Japan股份有限公司)；「Seikuol BZ」、「Seikuol Z」、「Seikuol BEE」(精工化學股份有限公司)；「Kayacure BP100」(日本化藥股份有限公司)；「Kayacure UVI-6992」(Dow公司製造)；「Adeka Optomer SP-152」、「Adeka Optomer SP-170」(ADEKA股份有限公司)；「TAZ-A」、「TAZ-PP」(Nihon SiberHegner公司)；及「TAZ-104」(Sanwa Chemical公司)等。
於上述偏光膜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膜形成用組合物中所含有之聚合性近晶型液晶化合物之種類及其量而適當調節，例如聚合起始劑相對於聚合性近晶型液晶化合物之合計100質量份的含量較佳為0.1~30質量份之範圍，更佳為0.5~10質量份之範圍，進而較佳為0.5~8質量份之範圍。若聚合性起始劑之含量在該範圍內，則可於不使聚合性近晶型液晶化合物之配向紊亂之情況下進行聚合，因此該聚合性近晶型液晶化合物可保持高次之近晶相之液晶狀態而直接聚合。
於上述偏光膜形成用組合物含有聚合起始劑之情形時， 該偏光膜形成用組合物中亦可含有增感劑。作為增感劑，較佳為光增感劑。作為該增感劑，例如可列舉：氧雜蒽酮(xanthone)及硫雜蒽酮等氧雜蒽酮化合物(例如，2,4-二乙基硫雜蒽酮、2-異丙基硫雜蒽酮等)；蒽及含有烷氧基之蒽(例如，二丁氧基蒽等)等蒽化合物；酚噻(phenothiazine)及紅螢烯(rubrene)等。
於上述偏光膜形成用組合物為含有聚合起始劑及增感劑者之情形時，可更促進該偏光膜形成用組合物中所含有之聚合性近晶型液晶化合物之聚合反應。此種增感劑之使用量可根據併用之聚合起始劑及聚合性近晶型液晶化合物之種類及其量而適當調節，例如相對於聚合性近晶型液晶化合物之合計100質量份，較佳為0.1~30質量份之範圍，更佳為0.5~10質量份之範圍，進而較佳為0.5~8質量份之範圍。
上文已對可藉由使上述偏光膜形成用組合物中含有增感劑而促進聚合性近晶型液晶化合物之聚合反應之情形進行說明，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中適度地含有聚合抑制劑。藉由含有聚合抑制劑，可控制聚合性近晶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補充劑；苯硫酚類；β-萘胺類及β-萘酚類等。 於使上述偏光膜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近晶型液晶化合物之種類及其量、以及增感劑之使用量等而適當調節，例如聚合抑制劑相對於聚合性近晶型液晶化合物100質量份的含量較佳為0.1~30質量份之範圍，更佳為0.5~10質量份之範圍，進而較佳為0.5~8質量份之範圍。若聚合抑制劑之含量在該範圍內，則可於不使該偏光膜形成用組合物中所含有之聚合性近晶型液晶化合物之配向紊亂之情況下進行聚合，因此該聚合性近晶型液晶化合物可更進一步良好地保持高次之近晶相之液晶狀態而直接聚合。
<調平劑>
上述偏光膜形成用組合物較佳為含有調平劑。該調平劑係指具有調整偏光膜形成用組合物之流動性，使塗佈偏光膜形成用組合物而獲得之塗佈膜更平坦之功能者，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成分之調平劑及以含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股份有限公司]；「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股份有限公司]；「E1830」、「E5844」[大金精密化學研究所股份有限公司]；「Eftop EF301」、「Eftop EF303」、「Eftop EF351」及「Eftop EF352」[三菱綜合材料電子化成(Mitsubishi Materials Electronic Chemicals)股份有限公司]等。
於使上述偏光膜形成用組合物含有調平劑之情形時，其含量相對於聚合性近晶型液晶化合物100質量份，較佳為0.3質量份以上5質量份以下之範圍，進而較佳為0.5質量份以上3質量份以下之範圍。若調平劑之含量在上述之範圍內，則有容易使聚合性近晶型液晶化合物水平配向，且所獲得之偏光膜變得更平滑之傾向。若調平劑相對於聚合性近晶型液晶化合物的含量超過上述之範圍，則有所獲得之本偏光膜容易產生不均之傾向。再者，該偏光膜形成用組合物亦可含有2種以上之調平劑。
<本偏光膜之形成方法>
其次，對由上述偏光膜形成用組合物形成本偏光膜之方法進行說明。於該方法中，較佳為藉由將該偏光膜形成用組合物塗佈於基材上、較佳為透明基材上而形成本偏光 膜。
<透明基材>
上述透明基材係指具有可使光、尤其是可見光穿透之程度之透明性之基材。該透明性係指對遍及波長380~780 nm之光線之穿透率成為80%以上之特性。具體而言，若例示此種透明基材，則可列舉：玻璃基材、或塑膠製之透光性片及透光性膜。再者，作為構成該透光性片或透光性膜之塑膠，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之塑膠。於以上之透明基材之具體例之中，就較佳之塑膠製之透光性片及透光性膜而言，較佳為塑膠製之透光性膜即高分子膜。於該高分子膜之中，就可自市場上容易地獲取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。於使用此種透明基材製造本偏光膜時，就搬運或保管該透明基材時不產生破裂等破損而可容易地操作之方面而言，亦可預先於該透明基材上黏附支持基材等。又，下文將進行敍述，於由本偏光膜製造圓偏光板時，有對該透明基材賦予相位差性之情況。於此情形時，只要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，製成相位差性膜之 後，使用該相位差性膜作為透明基材即可。再者，對透明基材(高分子膜)賦予相位差性之方法隨後進行說明。
於上述高分子膜之中，於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敍述。
構成纖維素酯膜之纖維素酯係纖維素中所含之羥基之至少一部分經乙酸酯化而成者。包含此種纖維素酯之纖維素酯膜可自市場上容易地獲取。作為市售之三乙酸纖維素膜，例如有「Fujitac Film」(富士膠片股份有限公司)；「KC8UX2M」、「KC8UY」及「KC4UY」(Konica Minolta Opto股份有限公司)等。上述市售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，可於對所準備之透明基材之表面實施防眩處理、硬塗層處理、抗靜電處理或抗反射處理等表面處理後用作透明基材1。
對高分子膜賦予相位差性時，如上所述，係利用對該高分子膜進行延伸等之方法。塑膠即包含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，係指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，該環狀烯烴系樹脂亦可局部包含開環部。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，就不顯著損及透明性之方面或不顯著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基化芳香族化合物(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，作為乙烯基化芳香族化合物，為苯乙烯、α-甲基苯乙烯及經烷基取代之苯乙烯等。於此種共聚物中，源自環狀烯烴之結構單元之含有比率相對於環狀烯烴系樹脂之全部結構單元，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、及乙烯基化芳香族化合物所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率相對於該環狀烯烴系樹脂之全部結構單元為5~80莫耳%左右，源自乙烯基化芳香族化合物之結構單元之含有比率為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價格昂貴之環狀烯烴之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自市場上容易地獲取。作為市售之環狀烯烴系樹脂，可列舉：「Topas」[Ticona公司(獨資)]；「ARTON」[JSR股份有限公司]；「ZEONOR」及「ZEONEX」[日本ZEON股份有限公司]；「APEL」[三井化學股份有限公司製造]等。可藉由例如溶劑鑄膜法或熔融擠出法等公知之製膜方法將上述環狀烯烴系樹脂進行製膜，而製成膜(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」[積水化學工業股份有限公司]；「ZEONOR FILM」[Optronics股份有限公司]；「ARTON膜」[JSR股份有限公司]等。
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向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之角度地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，作為向傾斜方向進行延伸之方法，只要可連續地使配向軸傾斜所需之角度，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。
關於用作透明基材，就為可進行實用性操作之程度之重量之方面及可確保充分之透明性之方面而言，高分子膜之厚度越薄越好，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5~300 μm左右， 較佳為20~200 μm。於使用本偏光膜作為下述之圓偏光板之情形時，就假定使用該圓偏光板之顯示裝置為移動用途而言，膜之厚度尤佳為20~100 μm左右。
再者，於藉由進行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之厚度或延伸倍率所決定。
<配向膜>
較佳為於本偏光膜之製造中所使用之基材上形成配向膜。於此情形時，偏光膜形成用組合物會塗佈於配向膜上。因此，該配向膜較佳為具有不會因偏光膜形成用組合物之塗佈等而溶解之程度之耐溶劑性。又，較佳為具有用以除去溶劑或使液晶配向之加熱處理下之耐熱性。作為此種配向膜，可使用配向性聚合物。
作為上述配向性聚合物，例如可列舉：分子內具有醯胺鍵之聚醯胺或明膠類、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、聚伸乙基亞胺、聚苯乙烯、聚乙烯吡咯啶酮、聚丙烯酸或聚丙烯酸酯類等聚合物。該等之中，較佳為聚乙烯醇。形成配向膜之該等配向性聚合物可單獨使用，亦可混合2種以上而使用。
配向性聚合物藉由以溶解於溶劑中之配向性聚合物組合物(包含配向性聚合物之溶液)之形式塗佈於基材上，可於該基材上形成配向膜。該配向性聚合物組合物中所使用之溶劑並無特別限制，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 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；氯仿及氯苯等經氯取代之烴溶劑等。該等有機溶劑可單獨使用，亦可組合複數種而使用。
又，作為用以形成配向膜之配向性聚合物組合物，亦可直接使用市售之配向膜材料。作為市售之配向膜材料，可列舉：Sunever(註冊商標，日產化學工業股份有限公司製造)及Optomer(註冊商標，JSR股份有限公司製造)等。
作為於上述基材上形成配向膜之方法，例如可藉由於上述基材上塗佈上述配向性聚合物組合物或市售之配向膜材料，其後，進行退火處理，而於上述基材上形成配向膜。以此種方式獲得之配向膜之厚度例如為10 nm~10000 nm之範圍，較佳為10 nm~1000 nm之範圍。
為了對上述配向膜賦予配向限制力，較佳為視需要進行摩擦(摩擦法)。藉由賦予配向限制力，可使聚合性近晶型液晶化合物於所需之方向上配向。
作為藉由摩擦法賦予配向限制力之方法，例如可列舉如下方法：準備捲曲有摩擦布且正在旋轉之摩擦輥，將基材上形成有配向膜形成用塗佈膜之積層體置於載台上，朝向正在旋轉之摩擦輥進行搬送，藉此使該配向膜形成用塗佈 膜與正在旋轉之摩擦輥接觸。
又，亦可利用所謂之光配向膜。光配向膜亦有藉由形成光配向誘導層，並照射偏光(較佳為偏光UV(Ultraviolet，紫外線))而賦予配向限制力之情況。於形成光配向誘導層時，首先準備包含具有光反應性基之聚合物或單體及溶劑之組合物(以下，視情況稱為「光配向膜形成用組合物」)。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。具體而言係引起藉由照射光而產生之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。於該光反應性基之中，就配向性優異，保持偏光膜形成時之近晶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 group)、查耳酮基及桂皮醯基等。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、蒽醌基及順丁烯二醯亞胺基等。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，桂皮醯基及查耳酮基就容易獲得光配向中所需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膜而言，故而較佳。進一步而言，作為具有光反應性基之聚合物，尤佳為如該聚合物側鏈之末端部成為桂皮酸結構之具有桂皮醯基者。
具有光反應性基之聚合物或單體可藉由以溶解於溶劑之光配向膜形成用組合物之形式塗佈於透明基材上，而於該透明基材上形成光配向誘導層(膜)。對於該組合物中所使用之溶劑，並無特別限定，可根據具有光反應性基之聚合物或單體之溶解性而應用如上述之配向性聚合物組合物所使用之溶劑。
具有光反應性基之聚合物或單體相對於光配向膜形成用組合物的濃度可根據該具有光反應性基之聚合物或單體之種類或欲製造之光配向膜之厚度而適當調節，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，於不顯著損及光配向膜之特性之範圍內，該光配向膜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增感劑。
作為將上述配向性聚合物或具有光反應性基之聚合物或 單體塗佈於透明基材上之方法，可採用旋轉塗佈法、擠壓法、凹版塗佈法、模塗佈法、棒式塗佈法及敷料器法等塗佈法，或軟版法等印刷法等公知之方法。再者，於藉由下述之Roll to Roll(卷對卷)形式之連續製造方法實施本偏光膜製造之情形時，該塗佈方法通常係採用凹版塗佈法、模塗佈法或軟版法等印刷法。
再者，於進行摩擦或偏光照射時，若進行遮蔽，則亦可形成配向方向不同之複數個區域(圖案)。
<本偏光膜之製造方法>
於上述(透明)基材上所形成之配向膜上塗佈本發明之偏光膜形成用組合物而獲得塗佈膜。作為於該配向膜上塗佈偏光膜形成用組合物之方法(塗佈方法)，例如可列舉與作為將配向性聚合物或具有光反應性基之聚合物(單體)塗佈於透明基材上之方法而例示者相同之方法。
其次，於不使該塗佈膜中所含之上述聚合性近晶型液晶化合物聚合之條件下將溶劑乾燥除去，藉此形成乾燥覆膜。作為乾燥方法，例如可列舉：自然乾燥法、通風乾燥法、加熱乾燥及減壓乾燥法等。此時，較佳為暫時使該乾燥覆膜中所含之聚合性近晶型液晶化合物之液晶狀態成為向列相(向列型液晶狀態)之後，使該向列相轉移為近晶相。為了如此經由向列相而形成近晶相，例如採用如下方法：加熱至乾燥覆膜中所含之聚合性近晶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，冷卻直至該聚合性近晶型液晶化合物顯示近晶相之液晶狀態之溫度。
於使上述乾燥覆膜中之聚合性近晶型液晶化合物成為近晶型液晶狀態，或使該聚合性近晶型液晶化合物經由向列型液晶狀態而成為近晶型液晶狀態之情形時，藉由測定所使用之聚合性近晶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近晶型液晶化合物進行聚合時良好地保持近晶相之液晶狀態，亦較佳為使用包含2種以上之聚合性近晶型液晶化合物之偏光膜形成用組合物作為該聚合性近晶型液晶化合物。若使用該2種以上之聚合性近晶型液晶化合物之含量比經調整之偏光膜形成用組合物，則有如下優點：可於經由向列相而形成近晶相之液晶狀態之後，暫時形成過冷狀態，容易保持高次之近晶相之液晶狀態。
其次，對聚合性近晶型液晶化合物之聚合步驟進行說明。此處，對上述偏光膜形成用組合物含有光聚合起始劑，使乾燥覆膜中之聚合性近晶型液晶化合物之液晶狀態成為近晶相之後，於保持該近晶相之液晶狀態的狀態下使該聚合性近晶型液晶化合物光聚合之方法進行詳細敍述。於光聚合中，作為對乾燥覆膜照射之光，可根據該乾燥覆膜中所含之光聚合起始劑之種類、或聚合性近晶型液晶化合物之種類(尤其是該聚合性近晶型液晶化合物所具有之光聚合基之種類)及其量而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。該等之 中，就容易控制聚合反應之行進之方面，或可使用廣泛地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膜形成用組合物中所含有之聚合性近晶型液晶化合物或光聚合起始劑之種類。又，於進行聚合時，亦可於紫外光照射之同時，藉由適當之冷卻方法對乾燥覆膜進行冷卻，藉此控制聚合溫度。若可藉由採用此種冷卻方法而於更低溫下實施聚合性近晶型液晶化合物之聚合，則有即便上述之透明基材使用耐熱性相對較低者，亦可適當地形成本偏光膜之優點。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本偏光膜。
藉由進行如上之光聚合，而使上述聚合性近晶型液晶化合物於保持近晶相、較佳為如已例示之高次之近晶相之液晶狀態的狀態下進行聚合，從而形成本偏光膜。聚合性近晶型液晶化合物於保持近晶相之液晶狀態的狀態下進行聚合而獲得之本偏光膜亦隨著上述偶氮系色素(1)之作用而有偏光性能遠高於先前之主客體(Host guest)型偏光膜即於保持向列相之液晶狀態的狀態下使聚合性向列型液晶化合物等聚合而獲得之偏光膜之優點。進而，具有強度優於僅塗佈有二色性色素或溶致型液晶者之優點。
如此形成之本偏光膜之厚度較佳為0.5 μm以上5 μm以下之範圍，進而較佳為1 μm以上5 μm以下。因此，本偏光膜形成用之塗佈膜之厚度可考慮所獲得之本偏光膜之厚度而確定。再者，本偏光膜之厚度係利用干涉膜厚計或雷射顯 微鏡或觸針式膜厚計之測定而求出。
又，如此形成之本偏光膜如上所述尤佳為於X射線繞射測定中可獲得布拉格峰者。作為此種可獲得布拉格峰之本偏光膜，例如可列舉：顯示源自六角相(hexatic phase)或結晶相(crystal phase)之繞射峰之本偏光膜。
於以上所說明之本偏光膜之製造中，成為依序具備本偏光膜/(光)配向膜/透明基材之構件。此種構件可直接成為液晶顯示裝置中所使用之偏光元件。若簡單地例示上文所說明之偏光元件之製造方法，則該製造方法包括以下之(1)~(5)。
(1)準備於透明基材上具備上述配向膜之積層體的步驟；(2)於上述積層體之上述配向膜上形成包含上述偏光膜形成用組合物之膜的步驟；(3)將溶劑自上述膜中除去的步驟；(4)使除去上述溶劑之膜中所含之上述聚合性近晶型液晶化合物成為近晶型液晶狀態的步驟；(5)於使上述聚合性近晶型液晶化合物保持上述近晶型液晶狀態的狀態下，使上述聚合性近晶型液晶化合物聚合，藉此於上述配向膜上形成偏光膜的步驟。
<本偏光膜之連續製造方法>
以上，對本偏光膜之製造方法之概要進行說明，但於商業上製造本偏光膜時，要求可連續地製造本偏光膜之方法。此種連續之製造方法係基於Roll to Roll(卷對卷)形式 者，視情況稱為「本製造方法」。再者，於本製造方法中，以基材為透明基材之情形為中心進行說明。
本製造方法例如包括如下步驟：準備將透明基材捲取於第1卷芯上之第1輥的步驟；自該第1輥連續地送出該透明基材的步驟；塗佈含有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塗佈膜的步驟；將該溶劑自該第1塗佈膜乾燥除去，而於該透明基材上形成第1乾燥覆膜，連續地獲得第1積層體的步驟；藉由對該第1乾燥覆膜照射偏光UV，而形成光配向膜，連續地獲得第2積層體的步驟；於該光配向膜上塗佈含有聚合性近晶型液晶化合物、二色性色素及溶劑之組合物，而於該光配向膜上連續地形成第2塗佈膜的步驟；藉由將該第2塗佈膜於不會使該第2塗佈膜中所含之該聚合性近晶型液晶化合物聚合之條件下乾燥，而於該光配向膜上形成第2乾燥覆膜，連續地獲得第3積層體的步驟；使該第2乾燥覆膜中所含之該聚合性近晶型液晶化合物成為近晶型液晶狀態之後，於保持該近晶型液晶狀態的狀態下，使該聚合性近晶型液晶化合物進行聚合，藉此連續地獲得偏光膜的步驟；及將連續地獲得之偏光膜捲取於第2卷芯上，而獲得第2輥的步驟。此處，參照圖1，對本製造方法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例如可自市場上容易地獲取。作為此種可以輥之形態自市場上獲取之透明基材，於已例示之透明基材之中，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，於使用本偏光膜作為圓偏光板時，預先賦予有相位差性之透明基材亦可自市場上容易地獲取，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藉由於該第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旋轉而進行。又，亦可為於自第1輥210搬送透明基材之方向上設置適當之輔助輥300，利用該輔助輥300之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將上述光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光配向膜形成用組合物，如上所述，該塗佈裝置211A為凹版塗佈法、模塗佈法、軟版等印刷法。
經過塗佈裝置211A之膜相當於上述透明基材與第1塗佈膜之積層體。如此形成(積層)有第1塗佈膜之透明基材係搬送至乾燥爐212A，藉由該乾燥爐212A進行加熱，而轉化 為包含透明基材與第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塗佈之上述光配向膜形成用組合物中所含之溶劑之種類等而確定。又，乾燥爐212A可為區分成適當之區域並使所區分之複數個區域中設定溫度各不相同之形式，亦可為串聯地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乾燥覆膜轉化為光偏光膜。此時，使膜之搬送方向D1與所形成之光配向膜之配向方向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膜之配向方向D2與膜之搬送方向D1之關係的圖。即，圖1表示對通過偏光UV照射裝置213A後之第1積層體之表面，觀察膜之搬送方向D1與光配向膜之配向方向D2時，其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，藉此於該第1積層體之光配向膜上塗佈偏光膜形成用組合物，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乾燥覆膜中所含之聚合性近晶型液晶化合物形成近晶之液晶狀態之積層體。乾燥爐212B擔負將溶劑自塗佈於光配向膜上之上述偏光膜形成用組合物乾燥除去之作 用，並且擔負對該第2乾燥覆膜提供熱能以使上述第2乾燥覆膜中所含之聚合性近晶型液晶化合物成為近晶相之液晶狀態之作用。又，如已說明所述，為了使聚合性近晶型液晶化合物成為近晶相之液晶狀態，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，以暫時使該聚合性近晶型液晶化合物成為向列相之液晶狀態。因此，乾燥爐212B較佳為如乾燥爐212A中所說明為包含相互不同之設定溫度之複數個區域者，或為準備複數個相互不同之設定溫度之乾燥爐並串聯地設置該複數個乾燥爐之形式。
經過上述乾燥爐212B之膜係將偏光膜形成用組合物中所含之溶劑充分除去，以使第2乾燥覆膜中之聚合性近晶型液晶化合物保持近晶相之液晶狀態的狀態而搬送至光照射裝置213B。藉由利用該光照射裝置213B之光照射，而使該聚合性近晶型液晶化合物於保持上述液晶狀態的狀態下進行光聚合，從而使本偏光膜連續地形成於配向膜上。
如此連續地形成之本偏光膜係以包含透明基材及配向膜之積層體之形態捲取於第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膜而獲得第2輥時，亦可進行使用適當之間隔件之同時捲取。
如此，藉由使透明基材依序通過第1輥/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/光照射裝置213A，而於透明基材上之光配向膜上連續地製造本偏光膜。
又，於圖1所示之本製造方法中，例示由透明基材連續地製造本偏光膜之方法，但例如亦可將藉由使透明基材依序通過第1輥/塗佈裝置211A/乾燥爐212A/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/光照射裝置213A，而製造本偏光膜。
藉由本製造方法獲得之本偏光膜係其形狀為膜狀且長條狀者。該本偏光膜於下述之液晶顯示裝置等中使用之情形時，係根據該液晶顯示裝置之尺度等裁剪成所需之尺寸而使用。
以上，以透明基材/光配向膜/本偏光膜之積層體之形態之情形為中心對本偏光膜之構成及製造方法進行說明，但如上所述，本偏光膜亦可將光配向膜或透明基材自上述積層體剝離，亦可成為該積層體中積層有透明基材/光配向膜/本偏光膜以外之層或膜之形態。作為該等層及膜，如已敍述，本偏光膜可進而具備相位差膜，亦可進而具備抗反射層或增亮膜。
又，藉由使透明基材本身作為相位差膜，亦可製成相位差膜/光配向膜/本偏光膜之形態之圓偏光板或橢圓偏光板。例如，於使用經單軸延伸之1/4波長板作為相位差膜之情形時，藉由將偏光UV之照射方向設定成相對於透明基材之搬送方向為大致45°，可利用Roll-to-Roll(卷對卷)製作圓偏光板。如此製造圓偏光板時所使用之1/4波長板 較佳為具有對可見光之面內相位差值隨著波長變短而減小之特性者。
又，使用1/2波長板作為相位差膜，製作使其遲相軸與偏光膜之吸收軸之角度偏移地設定之直線偏光板輥，於與形成有該偏光膜之面相反之側進而形成1/4波長板，藉此亦可製成寬頻帶之圓偏光板。
<本偏光膜之用途>
本偏光膜可用於各種顯示裝置。所謂顯示裝置，係指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，electroluminescence)顯示裝置、無機電致發光(EL)顯示裝置、電子發射顯示裝置(例如電場發射顯示裝置(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(使用電子油墨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、直觀型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。
本偏光膜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2及圖5係模式性地表示使用本偏光膜之液晶顯示裝置(以下，視情況稱為「本液晶顯示裝置」)10之剖面構成的概略圖。液晶層17係由2片基板14a及基板14b夾持。
圖8及圖10係模式性地表示使用本偏光膜之EL顯示裝置(以下，視情況稱為「本EL顯示裝置」)之剖面構成的概略圖。
圖11係模式性地表示使用本偏光膜之投射型液晶顯示裝置之構成的概略圖。
首先，對圖2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對向之位置上，黑矩陣20配置於與像素電極間之邊界對向之位置上。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側規則整齊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對向之位置上。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。上述玻璃基板或塑膠基板可採用與作為本偏光膜製造中所使用之透明基材所例示者相同材質者。又，本偏光膜之透明基板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，以柱狀之間隔件進行圖示，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，則其形狀為任意。
亦可於基板14a及基板14b上所形成之層中與液晶層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膜。再者，亦可將本偏光膜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膜。以下，將此種形式稱為「內置(in cell)形式」。該內置形式之詳情於下文進行敍述。
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。
於上述夾持有液晶層17之基板14a及基板14b中之基板14b之外側設置有偏光元件12a及12b，該等之中，至少1個 偏光元件中包含本偏光膜。
進而，較佳為積層相位差層(例如，1/4波長板或光學補償膜)13a及13b。藉由將本偏光膜配置於偏光元件12a及12b中之偏光元件12b中，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構造或液晶層17中所含之液晶化合物之種類，亦可不配置相位差膜13a及13b，於使用透明基板為相位差膜且包含本偏光膜之圓偏光板之情形時，可將該相位差膜設為相位差層，因此亦可省略圖2之相位差層13a及/或13b。亦可於包含本偏光膜之偏光元件之光出射側(外側)進而設置偏光膜。
又，亦可於包含本偏光膜之偏光元件之外側(於本偏光膜上進而設置偏光膜之情形時，於其外側)之外側配置用以防止外部光之反射之抗反射膜。
如上所述，可於圖2之本液晶顯示裝置10之偏光元件12a或12b中使用本偏光膜。藉由將本偏光膜設置於偏光元件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。
於將本偏光膜用於偏光元件12a或12b之情形時，其積層順序並無特別限定。參照圖2之虛線所圍成之A及B之部分之放大圖而進行說明。
圖3係圖2之A之部分之放大模式剖面圖。圖3之(A1)係表示於將偏光元件100用作偏光元件12a之情形時，設置為自相位差層13a側起依序配置本偏光膜3、光配向膜2及透明 基材1。又，圖3之(A2)係表示設置為自相位差層13a側起依序配置透明基材1、光配向膜2及本偏光膜3。
圖4係圖2之B之部分之放大模式圖。圖4之(B1)係於將偏光元件100用作偏光元件12b之情形時，設置為自相位差膜13b側起依序配置透明基材1、光配向膜2及本偏光膜3。圖4之(B2)係於將偏光元件100用作偏光元件12b之情形時，設置為自相位差膜13b側起依序配置本偏光膜3、光配向膜2及透明基材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膜之種類。
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19中之光源發出之白色光入射至導光體，藉由反射板改變行進路線並由擴散片擴散。擴散光係於藉由視角調整片調整為具有所需之指向性之後，自背光單元19入射至偏光元件12b。
無偏光的入射光之中，僅某一方向之直線偏光穿透液晶面板之偏光元件12b。該直線偏光藉由相位差層13b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，根據像素電極22與對向之透明電極16之間之電位 差之有無，而使液晶層17中所含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而到達偏光元件12a，液晶顯示裝置最亮地顯示由彩色濾光片決定之顏色。
反之，於液晶層17為對偏光進行轉換並使其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之光被偏光元件12a吸收。藉此，該像素顯示黑色。於該等2種狀態之中間之配向狀態下，自本液晶顯示裝置10出射之光之亮度亦成為上述兩者之中間，因此該像素顯示中間色。
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膜中進而積層有1/4波長板者(圓偏光板)。此時，像素電極22具有由透明材料形成之穿透部、及由使光反射之材料形成之反射部，於穿透部中，以與上述之穿透型液晶顯示裝置相同之方式顯示圖像。另一方面，於反射部中，外部光入射至液晶顯示裝置，藉由本偏光膜中進而具備之1/4波長板之作用，而使穿透本偏光膜之圓偏光通過液晶層17，藉由像素電極22反射而利用於顯示。
其次，參照圖5對使用本偏光膜的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、偏光元 件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、偏光元件12b、基板14b、以及背光單元19，於該構成中，較佳為本偏光膜用作偏光元件12a。於該構成中，本偏光膜亦可以使位於偏光元件之透明基材兼作基板14a之方式依序配置透明基材1、光配向膜2及本偏光膜3。於此種構成中具備本偏光膜之本液晶顯示裝置24賦予使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，根據液晶層17中所含之液晶化合物之種類，亦可不配置相位差層13a及13b。
其次，參照圖8對使用本偏光膜的本EL顯示裝置30進行說明。於將本偏光膜用於本EL顯示裝置之情形時，較佳為將本偏光膜製成圓偏光板(以下，視情況稱為「本圓偏光板」)後使用。關於本圓偏光板有2個實施形態。因此，於說明本EL顯示裝置30之構成等之前，參照圖6對本圓偏光板之2個實施形態進行說明。
圖6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實施形態係於偏光元件100中之本偏光膜3上進而設置有相位差層(相位差膜)4之本圓偏光板110。圖6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有相位差性之透明基材1(相位差膜4)作為製造偏光元件100時所使用之透明基材1，而使透明基材1本身成為兼具作為相位差層4之功能者的本圓偏光板110。
此處，預先對本圓偏光板110之製造方法進行說明。圓偏光板110之第2實施形態如已說明所示，於製造本偏光膜100之本製造方法中，可藉由使用預先賦予有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。圓偏光板110之第1實施形態只要藉由於利用本製造方法B製造之本偏光膜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之形態製造本偏光膜100之情形時，可為自該第2輥220捲出本偏光膜100並裁剪成特定之尺寸後於裁剪所得之本偏光膜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7對連續地製造圓偏光板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連續地捲出本偏光膜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的步驟；將自上述第2輥220捲出之本偏光膜100中所設置之偏光膜、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的步驟；及將所形成之本圓偏光板110捲取於第4之卷芯240A上，而獲得第4輥240的步驟。
本圓偏光板之較佳之實施態樣例如可列舉以下之<X1>及<X2>等。
<X1>具備本偏光膜、及λ/4層，且滿足以下之(A1)及(A2)之必要條件之本圓偏光板： (A1)本偏光膜之吸收軸與上述λ/4層之遲相軸所成之角度為大致45°；(A2)以波長550 nm之光測定的上述λ/4層之正面延遲之值在100~150 nm之範圍。
<X2>依序具備本偏光膜、λ/2層、及λ/4層，且滿足以下之(B1)~(B4)之任一必要條件之圓偏光板：(B1)上述偏光膜之吸收軸與上述λ/2層之遲相軸所成之角度為大致15°；(B2)上述λ/2層之遲相軸與上述λ/4層之遲相軸所成之角度為大致60°；(B3)上述λ/2層以波長550 nm之光測定的上述λ/4層之正面延遲之值在200~300 nm之範圍；(B4)上述λ/4層以波長550 nm之光測定的上述λ/4層之正面延遲之值在100~150 nm之範圍。
以上，對本圓偏光板110之第1實施形態之製造方法進行說明，但亦可於將偏光元件100中之本偏光膜3與相位差膜貼合時使用適當之黏著劑，經由由該黏著劑形成之黏著層而將本偏光膜3與相位差膜貼合。
繼而，參照圖8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。於夾持基板33且與有機功能層36相反之側配置有圓偏光板31，並使用本圓偏光板110作為該圓偏光板31。對像素電極35施 加正電壓，對陰極電極37施加負電壓，從而於像素電極35及陰極電極37之間施加直流電流，藉此使有機功能層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，首先於基板33上使薄膜電晶體40形成為所需之形狀。然後，使層間絕緣膜34成膜，繼而利用濺鍍法使像素電極35成膜，並進行圖案化。其後，積層有機功能層36。
其次，於基板33之與設置有薄膜電晶體40之面相反之面上設置圓偏光板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8之虛線所圍成之C之部分之放大圖對其積層順序進行說明。於使用本圓偏光板110作為圓偏光板31之情形時，將位於該本圓偏光板110之相位差層4配置於基板33側。圖9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9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之本偏光膜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：金剛石薄膜(DLC(Diamond-like carbon，類鑽碳)等)等。於使像素電極35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穿透材料。基板可單一地形成，亦可利用接著劑貼合複數個基板製成積層基板而形成。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係設置於像素電極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，具有與像素電極35電性連接而將電阻值抑制成較低之功能，通常，該配線電極可使用含有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而成者，由SOG(Spin-on-Glass，旋塗式玻璃)形成之氧化矽層，光阻、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係配置於像素電極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3.5 μm，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具有分別至少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(Indium Gallium Zinc Oxides，銦鎵鋅氧化物)、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，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，但為了提高電極之動作穩定性，較佳為使用選自所例示之金屬元素中之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係藉由蒸鍍法及濺鍍法等而形成。陰極電極37之厚度較佳為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阻斷電子之功能，亦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，根據形成方法而有所不同，較佳為設為5~100 nm左右。電洞注入層或電洞傳輸層中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，可使用利用自單重態激子之發光(螢光)者、利用自三重態激子之發光(磷光)者、包含利用自單重態激子之發光(螢光)者與利用自三重態激子之發光(磷光)者之有機功能層、藉由有機物形成者、包含藉由有機物形成者與藉由無機物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，可將使用作為EL元件用途而公知之各種者之有機功能層36用於本EL顯示裝置30。
於陰極電極37與密封蓋39之空間中配置乾燥劑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10係表示本EL顯示裝置30之另一態樣之剖面構成的概略圖。該本EL顯示裝置30具有使用薄膜密封膜41之密封構 造，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有DLC(類鑽碳)之DLC膜。DLC膜具有水分滲透性極差之特性，防濕性能較高。又，亦可將DLC膜等直接蒸鍍於陰極電極37之表面而形成。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。
以如上所述之方式可提供本發明之新穎之偏光膜(本偏光膜)、及具備本偏光膜之新穎之顯示裝置(本液晶顯示裝置及本EL顯示裝置)。
最後，對使用本偏光膜之投射型液晶顯示裝置進行說明。
圖11係表示使用本偏光膜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元件142及/或偏光元件143，可使用本偏光膜。
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，藉此進行反光線束剖面中之亮度之均勻化與偏光化。
具體而言，自光源111出射之光線束係藉由使微小之透鏡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線束。第2透鏡陣列113及重疊透鏡115係以使分割而成之各光線束對作為照明對象之3個液晶面板140R、140G、140B之整體照射之方式設置，因此，各液晶面板 入射側表面係整體成為大致均勻之照度。
偏光轉換元件114係藉由偏光分光鏡陣列而構成，配置於第2透鏡陣列113與重疊透鏡115之間。藉此，發揮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，減少由下述之入射側偏光元件引起之光量損耗而提高畫面之亮度之作用。
如上所述經亮度均勻化及偏光化之光係經由反射鏡122藉由用以使光分離為RGB(red-green-blue，紅-綠-藍)三原色之分色鏡121、123、132，依序分離為紅色通路、綠色通路、藍色通路，分別入射至液晶面板140R、140G、140B。
液晶面板140R、140G、140B中，分別於其入射側配置有偏光元件142，於出射側配置有偏光元件143。該偏光元件142、偏光元件143中可使用本偏光膜。
配置於RGB各光路之偏光元件142及偏光元件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。
本偏光膜100係藉由選擇適合所對應之通路之二色性色素之種類，而於藍色通路、綠色通路及紅色通路之任一光路中，均可用作耐久性優異之偏光膜。
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的光學影像係藉由合光稜鏡150而合成，藉由投影透鏡170而放大投影於 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、相變化之類的粒子而顯示者，藉由使膜之一端移動而顯示者，藉由分子之顯色/相變化而顯示者，藉由分子之光吸收而顯示者，藉由電子與電洞結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、磁性扭轉球、圓柱扭轉球方式、帶電增色劑、電子粉流體、磁泳型、磁感熱式、電潤濕式、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、利用隱色染料之顯色消色、光致變色、電子呈色、電沈積、軟性有機EL等。電子紙不僅為個人利用視訊或圖像者，而且亦可為廣告顯示(Signage，標牌)所利用者等。根據本偏光膜，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)，但若使用本發明之光學膜作為偏光膜，則藉由印刷、噴墨、光微影等容易進行圖案化，因此可縮短顯示裝置之製造步驟，且不需要相位差膜。
[實施例]
以下，藉由實施例對本發明進行進而詳細之說明。例中之「%」及「份」只要未特別說明，則為質量%及質量 份。
於本實施例中，係使用下述之聚合性近晶型液晶化合物。
化合物(2-6)(下述式(2-6)所表示之化合物)
化合物(2-6)係利用Lub et al.Recl.Trav.Chim.Pays-Bas,115,321-328(1996)記載之方法合成。
[相轉移溫度之測定]
化合物(2-6)之相轉移溫度係藉由求出包含化合物(2-6)之膜之相轉移溫度而確認。其操作如下所述。
於形成有配向膜之玻璃基板上形成包含化合物(2-6)之膜，一面進行加熱，一面藉由利用偏光顯微鏡(BX-51，Olympus公司製造)之質構(texture)觀察來確認相轉移溫度。確認包含化合物(2-6)之膜係升溫至120℃之後，於降溫時，於112℃下相轉移為向列相，於110℃下相轉移為近晶A相，於94℃下相轉移為近晶B相。
化合物(2-8)(下述式(2-8)所表示之化合物)
化合物(2-8)係以上述之化合物(2-6)之合成作為參考而合成。
[相轉移溫度之測定]
以與化合物(2-6)之相轉移溫度測定相同之方式，確認化 合物(2-8)之相轉移溫度。確認化合物(2-8)係升溫至140℃之後，於降溫時，於131℃下相轉移為向列相，於80℃下相轉移為近晶A相，於68℃下相轉移為近晶B相。
實施例1 [偏光膜形成用組合物之製備]
將下述之成分進行混合，於80℃下攪拌1小時，藉此獲得偏光膜形成用組合物。
日本專利特開平8-278409號記載之D10之色素
[相轉移溫度之測定]
將化合物(2-6)及化合物(2-8)以質量比為75份：25份之比率進行混合。
與化合物(2-6)及化合物(2-8)之情形同樣地，求出以如上所述之方式製備之混合物之相轉移溫度。確認該混合物係 升溫至140℃之後，於降溫時，於115℃相轉移為向列相，於105℃下相轉移為近晶A相，於75℃下相轉移為近晶B相。
[本偏光膜之製造及評價] 1.配向膜之形成
使用玻璃基板作為透明基材。
於該玻璃基板上，藉由旋轉塗佈法塗佈聚乙烯醇(Polyvinyl alcohol 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(配向性聚合物組合物)，乾燥後，形成厚度100 nm之膜。繼而，對所獲得之膜之表面實施摩擦處理，藉此形成配向膜。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。藉由該摩擦處理，而獲得於玻璃基板上形成有配向膜之積層體1。
2.偏光膜之形成
於積層體1之配向膜上，藉由旋轉塗佈法塗佈上述偏光膜形成用組合物，於120℃之加熱板上進行3分鐘加熱乾燥之後，迅速冷卻至室溫，而於上述配向膜上形成乾燥覆膜。於該乾燥覆膜中，聚合性近晶型液晶化合物之液晶狀態為近晶B相。繼而，使用UV照射裝置(SPOT CURE SP-7；Ushio電機股份有限公司製造)，以曝光量2400 mJ/cm2(365 nm基準)對乾燥覆膜照射紫外線，藉此使該乾燥覆膜中所含之聚合性近晶型液晶化合物於保持液晶狀態 的狀態下進行聚合，由該乾燥覆膜形成偏光膜。藉由雷射顯微鏡(Olympus股份有限公司製造之OLS3000)對此時之偏光膜之厚度進行測定，結果為1.7 μm。
3. 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)對所獲得之積層體2之偏光膜進行X射線繞射測定。使用Cu作為靶材，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(預先求出位於偏光膜下之配向膜之摩擦方向)入射，於掃描範圍2θ=4.0~40.0°之範圍內以2θ=0.01671°之間隔(step)進行掃描而進行測定，結果於2θ=20.08°附近獲得波峰半高寬(FWHM，Full Width at Half Maxium)=約0.312°之陡峭之繞射峰。又，即便自與摩擦垂直之方向之入射，亦獲得同等之結果。可知根據波峰位置求出之秩序週期(d)為約4.42 Å，形成反映高次近晶相之結構。
4.二色比之測定
為了確認本偏光元件之有用性，而以如下方式測定二色比。
使用分光光度計(島津製作所股份有限公司製造之UV-3150)中設置有附有偏光元件之光罩夾之裝置，利用雙光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)。該光罩夾於參考(reference)側設置有將光量截止50%之篩網。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，算出比(A2/A1)，設為二色比。將結果示於表中。可認為，二色比 越高，越可用作偏光膜。將吸收軸方向之吸光度(A2)之極大吸收波長以及該波長下之二色比之測定結果示於表1。
實施例2~9以及比較例1~3、參考例1~4亦除改變偶氮系色素(1)之種類以外，以與實施例1相同之方式製作偏光膜，測定吸收軸方向之吸光度(A2)之極大吸收波長λMAX以及該波長下之二色比。將其結果示於表1。
實施例10
作為聚合性近晶型液晶化合物，係使用化合物(2-14)代替化合物(2-6)，使用化合物(2-24)代替化合物(2-8)，除此以外，以與實施例1相同之方式形成偏光膜，結果λMAX=518 nm時之二色比為36。
實施例11
作為聚合性近晶型液晶化合物，係使用化合物(2-14)代替化合物(2-6)，使用化合物(2-24)代替化合物(2-8)，除此以外，以與實施例2相同之方式形成偏光膜，結果λMAX=392 nm時之二色比為22。
實施例12
作為聚合性近晶型液晶化合物，係使用化合物(2-14)代替化合物(2-6)，使用化合物(2-24)代替化合物(2-8)，除此以外，以與實施例3相同之方式形成偏光膜，結果λMAX=536 nm時之二色比為40。
實施例13 [偏光膜形成用組合物之製備]
將下述之成分進行混合，於80℃下攪拌1小時，藉此獲得偏光膜形成用組合物。
聚合性近晶型液晶化合物：化合物(2-6) 75份
[於相位差膜上之光配向膜之製作]
使用相位差膜(單軸延伸膜WRF-S(改性聚碳酸酯系樹脂)，相位差值137.1 nm，厚度50 μm，帝人化成股份有限公司製造)作為透明基材，藉由棒式塗佈法塗佈使下述式(3)之光配向聚合物於環戊酮中溶解5%而成之溶液(光配向膜形成用組合物)，於120℃下進行乾燥而獲得乾燥覆膜。於該乾燥覆膜上向相對於該相位差膜之遲相軸為45°之方向照射偏光UV而獲得光配向膜。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)，於波長365 nm下測定之強度為100 mJ之條件下進行。
[圓偏光板之製作]
於該光配向膜上，藉由棒式塗佈法塗佈上述偏光膜形成用組合物，利用120℃之乾燥烘箱加熱乾燥1分鐘之後，冷卻至室溫。該乾燥覆膜中所含之聚合性近晶型液晶化合物之液晶狀態為近晶B相。繼而，使用UV照射裝置(SPOT CURE SP-7；Ushio電機股份有限公司製造)，對由偏光膜形成用組合物形成之層照射曝光量2400 mJ/cm2(365 nm基準)之紫外線，藉此使該乾燥覆膜中所含之聚合性近晶型液晶化合物於保持上述聚合性近晶型液晶化合物之液晶狀態的狀態下進行聚合，而由該乾燥覆膜形成偏光膜。藉由雷射顯微鏡(Olympus股份有限公司製造之OLS3000)測定此時之偏光膜之膜厚，結果為1.6 μm。
<光學特性之測定>
對上述獲得之圓偏光板測定波長450.9 nm、498.6 nm、549.4 nm、587.7 nm、627.8 nm下之橢圓率，結果確認於任一波長下均成為大致圓偏光。
450.9 nm：a/b=0.841
498.6 nm=a/b=0.889
549.4 nm=a/b=0.968
587.7 nm=a/b=0.924
627.8 nm=a/b=0.852
[產業上之可利用性]
本偏光膜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上極為有用。
1‧‧‧透明基材
2‧‧‧光配向膜
3‧‧‧本偏光膜
10‧‧‧液晶顯示裝置
12a、12b‧‧‧偏光膜
13a、13b‧‧‧相位差膜
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‧‧‧偏光膜
32‧‧‧相位差膜
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‧‧‧薄膜密封膜
44‧‧‧EL顯示裝置
100‧‧‧偏光元件
101‧‧‧第1積層體
102‧‧‧第2積層體
103‧‧‧第3積層體
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
140R‧‧‧液晶面板
140G‧‧‧液晶面板
140B‧‧‧液晶面板
142、143‧‧‧偏光元件
150‧‧‧合光稜鏡
170‧‧‧投影透鏡
180‧‧‧螢幕
210‧‧‧第1輥
210A‧‧‧卷芯
211A、211B‧‧‧塗佈裝置
212A、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係表示本偏光膜之連續製造方法(Roll to Roll(卷對卷)形式)之主要部分的模式剖面圖。
圖2係表示使用包含本偏光膜之偏光元件之液晶顯示裝置之剖面構成的模式剖面圖。
圖3(A1)、(A2)係表示設置於液晶顯示裝置中之包含本偏光膜之偏光元件之層順序的放大模式剖面圖。
圖4(B1)、(B2)係表示設置於液晶顯示裝置中之包含本偏光膜之偏光元件之層順序的放大模式剖面圖。
圖5係表示使用包含本偏光膜之偏光元件之液晶顯示裝置(內置形式)之剖面構成的模式剖面圖。
圖6(A)、(B)係表示包含本偏光膜之圓偏光板之最簡單之構成的剖面模式圖。
圖7係表示包含本偏光膜之圓偏光板之連續製造方法之主要部分的模式剖面圖。
圖8係表示使用包含本偏光膜之圓偏光板之EL顯示裝置之剖面構成的模式剖面圖。
圖9(C1)、(C2)係表示設置於EL顯示裝置中之包含本偏光膜之圓偏光板之層順序的放大模式剖面圖。
圖10係表示使用包含本偏光膜之圓偏光板之EL顯示裝置之剖面構成的模式剖面圖。
圖11係表示使用包含本偏光膜之偏光元件之投射型液晶顯示裝置之剖面構成的模式剖面圖。

Claims (9)

  1. 一種偏光膜，其係由含有於波長400~800 nm之範圍內具有吸收且以下述通式(1)表示之多偶氮系色素之至少1種、及聚合性近晶型液晶化合物之組合物所形成， [式(1)中，n為1或2；Ar1及Ar3分別獨立地表示選自下述所示之基中之基： Ar2表示選自下述所示之基中之基： A1及A2分別獨立地表示選自下述所示之基中之基： (m為0~10之整數，於同一基中有2個m之情形時，該2個m相互相同或不同)]。
  2. 如請求項1之偏光膜，其厚度為1 μm以上5 μm以下。
  3. 如請求項1或2之偏光膜，其於X射線繞射測定中可獲得布拉格峰。
  4. 一種偏光元件，其依序具備如請求項1至3中任一項之偏光膜、配向膜及透明基材。
  5. 一種偏光元件之製造方法，其係製造依序具備如請求項1至3中任一項之偏光膜、配向膜及透明基材之偏光元件之方法，且包括：準備於上述透明基材上具備上述配向膜之積層體的步驟；於上述積層體之上述配向膜上形成含有聚合性近晶型液晶化合物、於波長400~800 nm之範圍內具有吸收且以上述通式(1)表示之多偶氮系色素、聚合起始劑及溶劑之膜的步驟；將上述溶劑自上述膜中除去的步驟；使除去上述溶劑之膜中所含之上述聚合性近晶型液晶化合物成為近晶型液晶狀態的步驟；及於使上述聚合性近晶型液晶化合物保持上述近晶型液晶狀態的狀態下，使上述聚合性近晶型液晶化合物進行聚合，藉此於上述配向膜上形成偏光膜的步驟。
  6. 一種液晶顯示裝置，其具備如請求項1至3中任一項之偏光膜。
  7. 一種圓偏光板，其具備如請求項1至3中任一項之偏光膜、及λ/4層，且滿足以下之(A1)及(A2)之必要條件：(A1)上述偏光膜之吸收軸與上述λ/4層之遲相軸所成之角度為大致45°；(A2)以波長550 nm之光測定的上述λ/4層之正面延遲之值為100~150 nm之範圍。
  8. 一種圓偏光板，其依序具備如請求項1至3中任一項之偏光膜、λ/2層、及λ/4層，且滿足以下之(B1)、(B2)、(B3)及(B4)之必要條件：(B1)上述偏光膜之吸收軸與上述λ/2層之遲相軸所成之角度為大致15°；(B2)上述λ/2層之遲相軸與上述λ/4層之遲相軸所成之角度為大致60°；(B3)上述λ/2層以波長550 nm之光測定的上述λ/4層之正面延遲之值在200~300 nm之範圍；(B4)上述λ/4層以波長550 nm之光測定的上述λ/4層之正面延遲之值在100~150 nm之範圍。
  9. 一種有機EL(電致發光)顯示裝置，其具備如請求項7或8之圓偏光板、及有機EL元件。
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