WO2012157662A1 - 三次元画像表示対応液晶表示装置に適した偏光板及び液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

偏光フィルタを介して三次元画像が視認される三次元表示対応用液晶表示装置に用いた際に、視認者がいずれの方向を向いても画面輝度がゼロになることがない偏光板を提供する。 偏光子の両側に偏光子保護フィルムを有する偏光板であって、前記偏光子保護フィルムの少なくとも１つが配向フィルムであり、前記偏光子の偏光軸に対する前記配向フィルムの配向軸又は配向軸と直行する軸の傾きが１°以上４５°未満である、偏光板。

Description

三次元画像表示対応液晶表示装置に適した偏光板及び液晶表示装置

　本発明は、偏光板及び液晶表示装置に関する。詳しくは、偏光フィルタを介して液晶表示装置に表示された画面を視認する場合に、偏光フィルタの偏光軸が当該画面を正面にして時計回りにどのような角度で位置しても画面輝度がゼロになることがない視認性に優れた三次元表示対応用液晶表示装置に適した偏光板およびそれを用いた液晶表示装置に関する。

　立体的な３Ｄ映像は左目用と右目用に用意された映像を、個人の左右それぞれの目で別々に見ることで三次元的な映像として視認することができる。３Ｄ映像の表示方式としては種々の方式が提案されているが、大きくは専用メガネを必要とするタイプと裸眼で視認可能なタイプに分れる。専用メガネとしては、古くはカラーフィルタを用いたものから、現在では波長選択フィルタや偏光フィルタを用いる方式が提案されている。偏光フィルタを用いる方法としては、例えばアクティブ方式やパッシブ方式等が挙げられる。アクティブ方式とは時間分割方式とも呼ばれ、左目用・右目用の画像が時間を区切って交互に表示され、画像の切り替えに同期して開閉する偏光フィルタを有する専用メガネを装着して観ることで三次元的な立体映像として視認することができる。また、パッシブ方式とは、左目用・右目用の画像を直交する２つの偏光、または左右で回転方向が異なる円偏光で提示し、それを左右で直交する偏光軸、または回転方向が異なる円偏光を有する偏光フィルタからなる専用メガネを通してフィルタリングすることで立体画像を視認する方式である。このような、３Ｄ映像は映画だけでなく、液晶表示装置等各種ディスプレイでも提供することが可能になってきている（非特許文献１）。

　一方、液晶表示装置（ＬＣＤ）は、電圧の変化によりオン・オフが制御される液晶セルが２枚の偏光板を通過する光を制御することで画像を表示する。液晶表示装置は、バックライト光源と、２つの偏光板の間に配置された液晶セルとを主要な構成とし、その他、必要に応じてレンズシートや拡散シート等の各種の光学機能フィルムを有する。

　ＬＣＤの構成部材である偏光板は、特定方向に振幅する偏光のみを選択的に透過する特性を有する。そのため、ＬＣＤから出射する光は偏光を帯びる。偏光板は、一般に延伸したポリビニルアルコール（ＰＶＡ）とヨウ素等の二色性染料からなる偏光子と、偏光子の両面を保護する偏光子保護フィルムからなる。偏光子保護フィルムとしては、光学特性の点から偏光に影響せず複屈折性を有さないトリアセチルセルロースフィルム（ＴＡＣフィルム）が主に用いられてきた。近年、ＬＣＤの薄型化に伴い、偏光板の薄層化が求められるようになっている。しかし、ＴＡＣフィルムの厚みを薄くすると、充分な機械強度を得ることが出来ず、また透湿性が悪化するという問題が発生する。また、ＴＡＣフィルムは非常に高価であり、安価な代替素材が強く求められている。

　そこで、偏光板の薄層化のため、偏光子保護フィルムとして厚みが薄くても高い耐久性が保持できるよう、ＴＡＣフィルムの代わりにポリエステル樹脂やポリカーボネート樹脂からなる配向フィルムを用いることが提案されている（特許文献１～３）。これらの配向フィルムは機械強度や耐久性に優れるが、ＴＡＣフィルムと異なり複屈折性を有する。偏光が複屈折性を有するフィルムを通過すると、光学的な歪みが生じ、結果として輝度の低下を生じやすい。そこで、配向フィルムを偏光子と重ね合わせて偏光板とする際には、輝度の低下を防止するという観点又は複屈折による偏光状態の変化を小さくするという観点から、配向フィルムの配向軸と偏光子の偏光軸とが平行になるように積層する必要があった（特許文献３）。

特開２００４－２０５７７３号公報 特開２００５－２６６４６４号公報 特開２０１０－２７７０２８号公報

石川憲二著、「３Ｄ立体映像がやってくる」、株式会社オーム社、平成２２年４月２５日、ｐ．６２－１１８

　液晶表示装置から射出する光は特定の振幅方向に偏りを有する。そのため、偏光フィルタを介して三次元表示対応の液晶表示装置を視認する場合、偏光フィルタ（例えば、偏光めがね）の偏光軸方向は、液晶表示装置を正面から観た時に画面輝度が最大となるように、液晶表示装置の偏光板の偏光軸に平行になるような設計となっている。このため、横になった体勢で画面を観ると、偏光フィルタの偏光軸方向は液晶表示装置の偏光軸に対して直交方向となり、偏光フィルタを透過する輝度がゼロとなるため表示画像を見ることが出来なくなるという問題があった。

　また、偏光子保護フィルムとして配向フィルムを用いて液晶表示装置を作成した場合、画面に表示された画像を斜め方向から観察すると虹状の色斑（以下、「虹斑」と略す場合がある）が生じ、画質が低下する場合があった。

　本発明は、かかる課題を解決すべくなされたものであり、その第一の目的は、液晶表示装置の偏光軸に対して偏光フィルタの偏光軸が平行するように配置した偏光フィルタを透過する輝度が顕著に低下しておらず、且つ、液晶表示装置の偏光軸に対して偏光フィルタの偏光軸が直行するように配置した偏光フィルタを透過する輝度が画像を視認するのに十分である、三次元表示対応用液晶表示装置を提供するための偏光板、そのような液晶表示装置、およびその部材を提供することである。本発明の更なる目的は、虹状の色斑の発生が抑制された三次元表示対応用液晶表示装置を提供するための偏光板、そのような液晶表示装置、およびその部材を提供することである。

　本発明者等は上記の課題を解決すべく鋭意検討した結果、従来の技術常識に反し、配向フィルムを偏光子と張り合わせる際に、配向フィルムの配向軸又は配向軸と直行する軸と偏光軸とが所定の傾きを有するように調整することにより、驚くべきことに上記第一の目的が達成されることを見出した。本発明者等は、更なる検討を重ねた結果、当該配向フィルムとして所定のリタデーションを有する配向フィルムを採用し、且つ、光源として白色発光ダイオードを採用することにより、上記更なる目的が達成されることを見出した。

　本発明は、係る知見に基づいて更なる改良を重ねることにより完成された発明である。以下に代表的な本発明を例示する。
（１）偏光子の両側に偏光子保護フィルムを有する偏光板であって、前記偏光子保護フィルムの少なくとも１つが配向フィルムであり、前記偏光子の偏光軸に対する前記配向フィルムの配向軸又は配向軸と直行する軸の傾きが１°以上４５°未満である、偏光板。
（２）前記配向フィルムがポリエステル樹脂もしくはポリカーボネート樹脂から形成される、前記偏光板。
（３）前記配向フィルムのリタデーションが３０００～３００００ｎｍである、前記偏光板。
（４）前記配向フィルムのリタデーションと厚さ方向のリタデーションの比（Ｒｅ／Ｒｔｈ）が０．２～１．２である、前記偏光板。
（５）前記配向フィルムが少なくとも３層からなり、最外層以外の層に紫外線吸収剤を含有し、３８０ｎｍの光線透過率が２０％以下である、前記偏光板。
（６）バックライト光源、２つの偏光板、及び前記２つの偏光板の間に配置された液晶セルを有する液晶表示装置であって、偏光板の少なくとも１つが（１）～（５）のいずれかに記載の偏光板である液晶表示装置。
（７）バックライト光源、２つの偏光板、及び前記２つの偏光板の間に配置された液晶セルを有する液晶表示装置であって、液晶セルの視認側の偏光板が前記偏光板であり、且つ、前記視認側の偏光板が有する偏光子保護フィルムのうち少なくとも視認側の偏光子保護フィルムが前記配向フィルムである、液晶表示装置。
（８）前記バックライト光源が白色発光ダイオードである前記液晶表示装置。
（９）偏光フィルタを介して三次元画像を視認するための前記液晶表示装置。

　本発明の偏光板を用いて三次元画像を表示するための液晶表示装置を構成することにより少なくとも次の効果（１）及び（２）が得られる。（１）液晶表示装置の視認側の偏光子の偏光軸と視認者が通常装着する偏光フィルタの偏光軸とが平行するように当該偏光フィルタが配置された場合、当該偏光フィルタを透過する当該液晶表示装置から射出された光の輝度は、従来型の偏光板が使用された場合と比較して顕著に低下しない。（２）当該偏光フィルタが、その偏光軸が偏光子の偏光軸と直行するように配置された場合も、当該偏光フィルタを透過する当該液晶表示装置から射出された光は、三次元画像を視認するために十分な輝度を有する。よって、本発明の偏光板を利用した三次元画像表示用液晶表示装置を用いることにより、偏光フィルタを装着した視認者が、当該フィルタの偏光軸が当該偏光子の偏光軸と平行となる姿勢で液晶表示画面を観る場合は、従来と実質的に同程度に鮮明な３次元画像を楽しむことが可能であり、且つ、当該偏光フィルタの偏光軸と当該偏光子の偏光軸とが垂直に交わるような姿勢で液晶表示画面を観た場合も三次元画像楽しむことが可能となる。

　ここで、従来型の偏光板とは、偏光子の保護フィルムとして無配向フィルムが用いられた偏光板、又は偏光子の保護フィルムとして偏光子の偏光軸に対して保護配向フィルムの配向軸又は配向軸と直行する軸が平行である偏光板を意味する。以下、「配向フィルムの配向軸と直行する軸」を適宜「直行軸」と省略する。

　また、本発明の好適な偏光板を用いて白色発光ダイオードを光源とする液晶表示装置を構築することにより、偏光フィルタを介して如何なる方向から液晶表示画面を観た場合も虹斑の表示を抑制することが可能である。よって、本発明の好適な偏光板を利用することにより、虹斑によって正確な画像の認識が妨げられることなく、任意の方向から画像を視認することが可能となる。

　本発明の偏光板は、偏光子の両側に偏光子保護フィルムを有する偏光板であって、偏光子保護フィルムの少なくとも１つが配向フィルムであり、偏光子の偏光軸に対する配向フィルムの配向軸又は直行軸の傾きが１°以上４５°未満であることを特徴とする。偏光子の両側に偏光子保護フィルムを有するとは、偏光子の両側に偏光子保護フィルムが積層されていることを意味する。

　従来の技術常識では、配向フィルムを偏光子保護フィルムとする場合は、輝度や光学歪みの低下を抑制する観点から、偏光子の偏光軸と配向フィルムの配向軸とが平行となるように、偏光子と配向フィルムとが貼り合せられていた。これに対し、本発明の偏光板は、偏光子の偏光軸と配向フィルムの配向軸とが平行ではなく、互いに１°以上４５°未満の角度傾くように張り合わせた構造を有する。このような構造を有する偏光板を用いて三次元画像表示用液晶表示装置を作製することにより、当該偏光板の偏光子の偏光軸と偏光フィルタの配向軸とが平行になる角度で配置された偏光フィルタを介して液晶表示画面を観る場合は、従来と実質的に同程度に鮮明な３次元画像を楽しむことが可能であり、且つ、前記角度から外れた角度（例えば、前記角度から９０°傾いた角度）で配置された偏光フィルタを介して液晶表示画面を観た場合も三次元画像を楽しむのに十分な輝度が偏光フィルタを透過する。理論によって拘束されるわけではないが、このような効果が得られる原理について本発明者等は以下のように考察する。

　液晶表示装置からの射出光は、偏光板、特に液晶セルよりも視認側に配置される偏光板の影響により偏光を有する。三次元映像を視認するために偏光フィルタを介して液晶表示画面を観察すると、視認者が装着した偏光フィルタの偏光軸と液晶表示装置から射出する光の偏光軸とが直交する場合、偏光フィルタを透過する光の輝度がゼロとなる。これに対して、本発明の偏光板を用いると液晶表示装置から射出する光が有する偏光に、複屈折性を有する配向性の偏光子保護フィルムの影響により光学的に適度な変換（偏光方向分布の変換）を与えることができる。そのため、視認者が装着した偏光フィルタの偏光軸が液晶セルよりも視認側に配置された偏光子の偏光軸と直交する場合であっても、射出光の偏光軸が偏光フィルタの偏光軸と完全に直交せず、視認可能な画面輝度を確保することができる。このような効果は、偏光子の偏光軸と配向フィルムの配向軸又は直行軸とが平行である場合は、配向フィルムの光学的変換効果は得られず、偏光子の偏光軸と配向フィルムの配向軸とが１°以上４５°未満の角度を有する場合、又は配向フィルムの直行軸と偏光子の偏光軸とが１°以上４５°未満の角度で交差することによって奏される。

　本発明の偏光板において、偏光子の偏光軸に対する配向フィルムの配向軸又は直行軸の傾きは１°以上であり、２°以上であることが好ましく、３°以上であることがより好ましく、４°以上であることがさらにより好ましく、５°以上であることがよりさらに好ましく、７°以上であることが特に好ましい。偏光子の偏光軸に対する配向フィルムの配向軸の傾きが上記下限以上であれば、配向フィルムによる光学的変換効果を好適に奏することができる。また、偏光子の偏光軸に対する配向フィルムの直行軸の傾きが上記下限以上であっても、驚くべきことに同様の効果が奏される。なお、配向フィルムの配向軸の方向は分子配向計により測定することができる。

　本発明の偏光板を用いて三次元画像表示用液晶表示装置を製造した場合、偏光子の偏光軸に対する配向フィルムの配向軸又は直行軸の傾きを上記範囲にすることで、偏光フィルタが、その偏光軸が偏光子の偏光軸と直行するように配置された場合に、当該偏光フィルタを透過する当該液晶表示装置から射出される光が、三次元画像を視認するために十分な輝度を有するようにすることができる。ここで、偏光フィルタを透過する光が、三次元画像を視認するために十分な輝度を有するとは、後述する実施例に示されるように、下記の式で求められる上昇割合（％）が、０．１％以上であること、好ましくは１％以上であること、より好ましくは３％以上であること、更に好ましくは５％以上であることを意味する。

　上昇割合（％）＝［（本発明の直行時の輝度）－（従来の直行時の輝度）］／（従来の平行時の輝度）×１００
　上記の式において、「本発明の直行時の輝度」とは、本発明の偏光板を視認側の偏光板とする液晶表示装置から射出された光が、当該偏光板の偏光子の偏光軸とその偏光軸とが直行するように配置された偏光フィルタを透過する輝度である（ここで、「その偏光軸」とは偏光フィルタの偏光軸である）。即ち、「直行時の輝度」とは、視認側の偏光板の偏光子の偏光軸と偏光フィルタの偏光軸とが直行するように配置された状態において、当該偏光板から射出した光が、当該偏光フィルタを透過する光の輝度である。

　「従来の直行時の輝度」とは、偏光子の偏光軸と配向フィルムの配向軸とが平行するように偏光子と配向フィルムとを張り合わせた構造を有する従来型の偏光板を視認側の偏光板として採用した場合の直交時の輝度である。つまり、従来型の偏光板から射出する光が、当該偏光板の偏光子の偏光軸とその偏光軸とが直行するように配置された偏光フィルタを透過する光の輝度が「従来の直行時の輝度」である。

　「従来の平行時の輝度」とは、従来型の偏光板から射出する光が、当該偏光板の偏光子の偏光軸とその偏光軸とが平行するように配置された偏光フィルタを透過する光の輝度である（「その偏光軸」とは、偏光フィルタの偏光軸である）。

　偏光子の偏光軸に対する配向フィルムの配向軸又は直行軸の傾きが大きくなる（４５°に近づく）と、正常状態で観察（視認者の装着する偏光フィルタの偏光軸と液晶装置の視認側に配する偏光子の偏光軸とが平行になる状態）した場合の輝度（すなわち正常状態での正面輝度）が低下する。そのため、偏光子の偏光軸に対する配向フィルムの配向軸の傾きは４５°未満であることが望ましい。視認者が液晶表示装置を視認する場合は、多くは正常状態での視認となり、横になった体勢（寝転がった状態）での視認頻度は正常状態より少なく、その比率は凡そ８：２～９：１とされている。そこで、正常状態での正面輝度を実質的に低減させることなく、横になった体勢での輝度がゼロとならないようにするためには偏光子の偏光軸と配向フィルムの配向軸又は直行軸とが形成する角度は、４５°未満であり、４０°以下であることが好ましく、３０°以下であることがより好ましく、２０°以下であることがさらに好ましく、１５°以下であることがよりさらに好ましく、１０°以下であることがさらにより好ましい。上記傾きの上限を上記のように制御することで、視認態様を勘案した全体の視認性をより好適にバランス化することができる。

　偏光子の偏光軸に対する配向フィルムの配向軸又は直行軸の傾きを上記範囲に制御することで、液晶表示装置の偏光子の偏光軸と視認者が通常装着する偏光フィルタの偏光軸とが平行するように当該偏光フィルタが配置された場合に、当該偏光フィルタを透過する当該液晶表示装置から射出された光の輝度は、従来型の偏光板が使用された場合と比較して顕著に低下しないという効果が得られる。ここで、従来型の偏光板が使用された場合と比較して輝度が顕著に低下しないとは、後述する実施例に示されるように、下記の式で求められる保持率（％）が、５８％以上であり、好ましくは６５％以上であり、より好ましくは７０％以上であり、更に好ましくは８０％以上であり、より更に好ましくは９０％以上であることを意味する。

　保持率（％）＝（本発明の平行時の輝度）／（従来型の平行時の輝度）×１００
　上記の式において、「本発明の平行時の輝度」とは、本発明の偏光板を視認側の偏光板とする液晶表示装置から射出された光が、当該偏光板の偏光子の偏光軸とその偏光軸とが平行するように配置された偏光フィルタを透過する光の輝度である（「その偏光軸」とは、偏光フィルタの偏光軸を意味する）。また、「従来型の平行時の輝度」とは、上記従来型の偏光板を視認側の偏光板とする液晶表示装置から射出された光が、当該偏光板の偏光子の偏光軸とその偏光軸が平行するように配置された偏光フィルタを透過する光の輝度である。

　好適な一実施形態において、本発明の偏光板は、偏光子保護フィルムの少なくとも１つが３０００～３００００ｎｍのリタデーションを有する配向フィルムであることが望ましい。このようなリタデーションを有する配向フィルムを保護フィルムとする偏光板を採用して液晶表示装置を構築することにより、偏光フィルタを介して当該液晶表示装置上に表示された映像を見た際に、画面上に虹斑が生じることを抑制することが可能となる。特に、このような特定のリタデーションを有する配向フィルムを偏光子の保護フィルムとする偏光板を液晶表示装置の少なくとも視認側の偏光板とすることにより、偏光フィルタを介して画面を真正面から視認した場合に、虹斑が生じることを効果的に抑制することができる。

　リタデーションが３０００ｎｍ未満では、偏光子保護フィルムとして用いた場合、真正面から画面を観た場合に虹斑が生じ得るだけでなく、斜め方向から観察した時に強い干渉色を呈するため、包絡線形状が光源の発光スペクトルと相違し、良好な視認性を確保することができない場合がある。このような観点から好ましいリタデーションの下限値は４０００ｎｍ、より好ましい下限値は４５００ｎｍ、更に好ましい下限値は５０００ｎｍである。但し、リタデーションが３０００ｎｍ以上である場合も、偏光フィルタを介して画面を斜め方向から観察した場合は、虹斑が生じる場合がある。そこで、斜めから画面を観察した場合の虹斑をより効果的に抑制するという観点から、上述するように、本発明の偏光板の保護フィルムとして使用する配向フィルムは、更に特定のＲｅ／Ｒｔｈ比率を満たすことが好ましい。

　一方、リタデーションの上限は３００００ｎｍである。それ以上のリタデーションを有する配向フィルムを用いたとしても更なる視認性の改善効果は実質的に得られないばかりか、フィルムの厚みも相当に厚くなり、工業材料としての取り扱い性が低下するので好ましくない。このような観点から、より好ましいリタデーションの上限値は、２５０００ｎｍであり、更に好ましくは２００００ｎｍであり、より更に好ましくは１５０００ｎｍである。なお、本発明においてリタデーションは、２軸方向の屈折率と厚みを測定して求めることもできるし、ＲＥＴＳ－１００（大塚電子株式会社）といった市販の自動複屈折測定装置を用いて測定することもできる。

　３０００～３００００ｎｍのリタデーションを有する配向フィルムは、偏光子の両側の保護フィルムとして用いてもよく、いずれか一方の保護フィルムとして用いてもよい。偏光子の片側のみに３０００～３００００ｎｍのリタデーションを有する配向フィルムが用いられる場合、当該フィルムが適用された側が視認側に位置するように液晶表示装置内に配置されることが好ましい。偏光子保護フィルムの一方のみに３０００～３００００ｎｍのリタデーションを有する配向フィルムが保護フィルムとして適用される場合、偏光子のもう一方の面にはトリアセチルセルロースフィルム（ＴＡＣフィルム）やアクリルフィルム、ノルボルネン系フィルムに代表されるような無配向または低リタデーションのフィルムを保護フィルムとして用いることができる。

　また、液晶表示装置には、通常、液晶セルを挟んで２つの偏光板が用いられるところ、本発明の偏光板をその両方の偏光板として用いてもよく、また一方のみの偏光板として用いてもよい。２つの偏光板のいずれか一方のみを本発明の偏光板とする場合は、液晶セルよりも視認側に配置される偏光板として本発明の偏光板を用いることが好ましい。

　理論によって本発明が拘束されることを意図するものではないが、本発明者等は、虹状の色斑の発生機構及び本発明による虹斑の抑制原理について、次のように考察する。

　本発明者は虹斑の発生要因を解析したところ、配向フィルムのリタデーションとバックライト光源の発光スペクトルに起因することを見出した。従来、液晶表示装置のバックライト光源としては、冷陰極管や熱陰極管等の蛍光管が用いられる。冷陰極管や熱陰極管等の蛍光灯の分光分布は複数のピークを有する発光スペクトルを示し、これら不連続な発光スペクトルが合わさって白色の光源が得られている。リタデーションを有する配向フィルムを光が透過する場合、波長によって異なる透過光強度を示す。このため、バックライト光源が不連続な発光スペクトルであると、特定の波長のみ強く透過されることになり観察角度によっては虹状の色斑が発生すると考えられる。

　観察角度により生じる虹斑を好適に解消するためには、特定のバックライト光源と特定のリタデーションを有する配向フィルムとを組み合せて用いることが好ましい。バックライト光源の構成としては、導光板や反射板等を構成部材とするエッジライト方式であっても、直下型方式であっても構わないが、液晶表示装置のバックライト光源として白色発光ダイオード（白色ＬＥＤ）を用いることが好ましい。白色ＬＥＤとは、蛍光体方式、すなわち化合物半導体を使用した青色光、もしくは紫外光を発する発光ダイオードと蛍光体を組み合わせることにより白色を発する素子や、有機発光ダイオード（Organic light-emitting diode: OLED）のことである。なかでも、化合物半導体を使用した青色発光ダイオードとイットリウム・アルミニウム・ガーネット系黄色蛍光体とを組み合わせた発光素子からなる白色発光ダイオードは、連続的で幅広い発光スペクトルを有しているとともに発光効率にも優れるため、本発明のバックライト光源として好適である。また、有機発光ダイオードも連続的で幅広い発光スペクトルを有するので好適である。ここで、連続的で幅広い発光スペクトルとは、可視光領域において発光スペクトルが連続しており、少なくとも４５０～６５０ｎｍの波長領域において発光スペクトルの強度がゼロになることがなく連続した幅広い発光スペクトルのことである。

　本発明の液晶表示装置の好適な実施形態では、消費電力の小さい白色ＬＥＤを利用するため、省エネルギー化の効果も奏することが可能となる。

　偏光子の片側に複屈折性を有する配向フィルムを配した場合、偏光子から出射した直線偏光は複屈折体を通過する際に乱れが生じる。透過した光は配向フィルムの複屈折と厚さの積であるリタデーションに特有の干渉色を示す。そのため、光源として冷陰極管や熱陰極管等不連続な発光スペクトルを用いると、波長によって異なる透過光強度を示し、虹状の色斑となる。

　これに対して、白色発光ダイオードでは、可視光領域において連続的で幅広い発光スペクトルを有する。そのため、複屈折体を透過した透過光による干渉色スペクトルの包絡線形状に着目すると、配向フィルムのレタデーションを制御することで、光源の発光スペクトルと相似なスペクトルを得ることが可能となる。このように、光源の発光スペクトルと複屈折体を透過した透過光による干渉色スペクトルの包絡線形状とが相似形となることで、虹状の色斑が発生せずに、視認性が顕著に改善すると考えられる。

　以上のように、幅広い発光スペクトルを有する白色発光ダイオードを光源に用い、偏光板として上述する特定のリタデーションを有する配向フィルムを少なくとも一方の保護フィルムとする偏光板を採用すると、比較的簡便な構成のみで透過光のスペクトルの包絡線形状を光源の発光スペクトルに近似させることが可能となる。

　本発明において、偏光子の保護フィルムとして用いられる配向フィルムの材質は、配向性を有するフィルムを形成することが可能である限り特に制限されるものではなく任意である。例えば、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレート等のポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、シクロオレフィンポリマー等が例示される。中でも、透明性、耐熱性及び機械的強度に優れているという観点から、ポリカーボネート樹脂又はポリエステル樹脂が好ましい。

　ポリカーボネート樹脂とは炭酸とグリコール又は２価フェノールとのポリエステルである。本発明においては、炭酸と２、２’－ビス（４－ヒドロキシフェニル）－プロパン（通称ビスフェノール－Ａ）とを構造単位とする芳香族ポリカーボネートだけではなく、例えば１，１－ビス（４－ヒドロキシフェニル）－アルキルシクロアルカン、１，１－ビス（３－置換－４－ヒドロキシフェニル）－アルキルシクロアルカン、１、１－ビス（３，５－置換－４－ヒドロキシフェニル）－アルキルシクロアルカン、９，９－ビス（４－ヒドロキシフェニル）フルオレン類からなる群から選択される少なくとも１種の２価フェノールをモノマー成分とするホモまたは共重合ポリカーボネート、上記２価フェノールとビスフェノールＡをモノマー成分とするポリカーボネートとの混合物、上記２価フェノールとビスフェノールＡとをモノマー成分とする共重合ポリカーボネート等を使用することができる。

　ポリカーボネートフィルムは、公知の手法に従って製造することができるが、例えば次のような手順で製造することができる。ポリカーボネートを溶融し、シート状に押し出し成型した無配向のシートをガラス転移温度以上の温度において一方向（必要によっては二方向）に延伸して、配向フィルムを得ることができる。無配向のポリカーボネートシートは市販のものや溶液製膜によって作製したものも好適に用いることができる。

　ポリエステル樹脂は、ジカルボン酸成分とグリコール成分との重縮合反応により得られる。ジカルボン酸成分としてはテレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸等が挙げられ、グリコール成分としてはエチレングリコール、ジエチレングリコール、１、４－ブタンジオール、ネオペンチルグリコール等が挙げられる。本発明では強度や透明性等の点からポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレートが好適であり、中でもポリエチレンテレフタレートが特に好ましい。ポリエステルには他の共重合成分を含んでも構わないが、機械強度の点からは共重合成分は少なくことが好ましく、好ましくは３モル％以下、より好ましくは２モル％以下、さらに好ましくは１．５モル％以下である。

　ポリエステルフィルムの製造方法として最も一般的な製造方法は、ポリエステル樹脂を溶融し、シート状に押出し成形された無配向ポリエステルをガラス転移温度以上の温度において、ロールの速度差を利用して縦方向に延伸した後、テンターにより横方向に延伸し、熱処理を施す方法が挙げられる。

　本発明の配向フィルム（例えば、ポリエステルフィルムやポリカーボネートフィルム）は、上述する本発明の効果を奏する限り、一軸延伸フィルムであっても、二軸延伸フィルムであってもかまわない。

　この虹斑の発生は、二軸延伸フィルムが、走行方向、幅方向、厚さ方向で異なる屈折率を有する屈折率楕円体からなり、フィルム内部での光の透過方向によりリタデーションがゼロになる（屈折率楕円体が真円に見える）方向が存在するためである。従って、液晶表示画面を斜め方向の特定の方向から観察すると、リタデーションがゼロになる点を生じる場合があり、その点を中心として虹状の色斑が同心円状に生じることとなる。そして、フィルム面の真上（法線方向）から虹状の色斑が見える位置までの角度をθとすると、この角度θは、フィルム面内の複屈折が大きいほど大きくなり、虹状の色斑は見え難くなる。二軸延伸フィルムでは角度θが小さくなる傾向があるため、一軸延伸フィルムのほうが虹状の色斑は見え難くなり好ましい。

　しかしながら、完全な１軸性（１軸対称）フィルムでは配向方向と直行する方向の機械的強度が著しく低下するので好ましくない。本発明は、実質的に虹状の色斑を生じない範囲、または液晶表示画面に求められる視野角範囲において虹状の色斑を生じない範囲で、２軸性（２軸対象性）を有していることが好ましい。

　この虹状の色斑の見え難さは、リタデーション（面内リタデーション）と厚さ方向リタデーション（Ｒｔｈ）との差を指標として判断することができる。この厚さ方向の位相差は、フィルムの厚さ方向断面から見たときの２つの複屈折△Ｎｘｚ、△Ｎｙｚにそれぞれフィルム厚さｄを掛けて得られる位相差の平均を意味する。面内リタデーションと厚さ方向リタデーションの差が小さいほど、観察角度による複屈折の作用は等方性を増すため、観察角度によるリタデーションの変化が小さくなる。そのため、観察角度による虹状の色斑が発生し難くなると考えられる。

　本発明の配向フィルムのリタデーションと厚さ方向リタデーションの比（Ｒｅ／Ｒｔｈ）は、好ましくは０．２以上、より好ましくは０．５以上、さらに好ましくは０．６以上である。上記リタデーションと厚さ方向リタデーションの比（Ｒｅ／Ｒｔｈ）が大きいほど、複屈折の作用は等方性を増し、観察角度による虹状の色斑の発生が生じ難くなる。そして、完全な１軸性（１軸対称）フィルムでは上記リタデーションと厚さ方向リタデーションの比（Ｒｅ／Ｒｔｈ）は２．０となる。

　一方、本発明の配向フィルムのリタデーションと厚さ方向リタデーションの比（Ｒｅ／Ｒｔｈ）は、好ましくは１．２以下、より好ましくは１以下である。観察角度による虹状の色斑発生を完全に抑制するためには、上記リタデーションと厚さ方向位相差の比（Ｒｅ／Ｒｔｈ）が２．０である必要は無く、１．２以下で十分である。また、上記比率が１以下であっても、液晶表示装置に求められる視野角特性（左右１８０度、上下１２０度程度）を満足することは十分可能である。更に、配向フィルムのリタデーションと厚さ方向リタデーションの比（Ｒｅ／Ｒｔｈ）が１．２を超えると、フィルムの耐久性が低下し、フィルムが裂け易く、破れ易くなる恐れがあるため、好ましくない。フィルムの裂けにくさ、破れにくさの観点から、本発明の偏光板に使用する配向フィルムは、１００ｍＮ以上の引裂き強度を有することが好ましい。尚、引裂き強度は、後述する実施例に示す方法によって測定することができる。

　上記のように、配向フィルムのリタデーションを特定範囲に制御することは、延伸倍率や延伸温度、フィルムの厚みを適宜設定することにより実施することができる。例えば、延伸倍率が高いほど、延伸温度が低いほど、フィルムの厚みが厚いほど高いリタデーションを得やすくなる。逆に、延伸倍率が低いほど、延伸温度が高いほど、フィルムの厚みが薄いほど低いリタデーションを得やすくなる。但し、フィルムの厚みを厚くすると、厚さ方向位相差が大きくなる傾向があるため、フィルム厚みは後述の範囲に適宜設定することが望ましい。また、リタデーションの制御に加えて、加工に必要な物性等を勘案して最終的な製膜条件を設定する必要がある。

　また、リタデーションを上記範囲に制御するためには、配向フィルムの縦延伸倍率と横延伸倍率の比率を制御することが好ましい。縦横の延伸倍率の差が小さすぎるとリタデーション差をつけることが難しくなり好ましくない。具体的には、横延伸倍率に対して縦延伸倍率は、１．０～３．５倍が好ましく、特に好ましくは１．０倍～３．０倍である。横延伸倍率は２．５～６．０倍が好ましく、特に好ましくは３．０～５．５倍である。また、延伸温度を低く設定することもリタデーションを高くする上では好ましい対応である。縦延伸温度及び横延伸温度は８０～１３０℃が好ましく、より好ましくは９０～１２０℃である。続く熱処理においては、処理温度は１００～２５０℃が好ましく、より好ましくは１８０～２４５℃である。

　本発明の配向フィルムの厚みは任意であるが、１５～２００μｍの範囲が好ましい。１５μｍを下回る厚みのフィルムでも、原理的には３０００ｎｍ以上のリタデーションを得ることは可能である。しかし、その場合にはフィルムの力学特性の異方性が顕著となり、裂け、破れ等を生じやすくなり、工業材料としての実用性が著しく低下する。特に好ましい厚みの下限は２５μｍである。一方、偏光子保護フィルムとしての実用性の観点からは厚みの上限は２００μｍである。２００μｍを超えると偏光板の厚みが厚くなりすぎてしまい好ましくない。特に好ましい厚みの上限は一般的なＴＡＣフィルムと同等程度の１００μｍである。

　リタデーションの変動（ばらつき）を抑制する為には、フィルムの厚み斑が小さいことが好ましい。延伸温度、延伸倍率はフィルムの厚み斑に大きな影響を与えることから、厚み斑の観点からも製膜条件の最適化を行う必要がある。特にリタデーション差をつけるために縦延伸倍率を低くすると、縦厚み斑が顕著になることがある。縦厚み斑は延伸倍率のある特定の範囲で非常に悪くなる領域があることから、この範囲を外したところで製膜条件を設定することが望ましい。

　本発明のフィルムの厚み斑は５．０％以下であることが好ましく、４．５％以下であることがさらに好ましく、４．０％以下であることがよりさらに好ましく、３．０％以下であることが特に好ましい。尚、フィルムの厚み斑は、次のようにして測定することができる。テープ状のフィルムサンプル（３ｍ）を採取し、（株）セイコー・イーエム製電子マイクロメータ、ミリトロン１２４０を用いて、１ｃｍピッチで１００点の厚みを測定する。測定値から厚みの最大値（dmax）、最小値（dmin）、及び平均値（d）を求め、下記式にて厚み斑（％）を算出する。測定は３回行い、その平均値を求めることが好ましい。
厚み斑（％）＝（（dmax-dmin）/d）×１００

　配向フィルムは、偏光子に用いられるヨウ素色素等の光学機能性色素の劣化を抑制することを目的として、波長３８０ｎｍの光線透過率が２０％以下であることが望ましい。３８０ｎｍの光線透過率は１５％以下がより好ましく、１０％以下がさらに好ましく、５％以下が特に好ましい。前記光線透過率が２０％以下であれば、光学機能性色素の紫外線による変質を抑制することができる。なお、本発明における光の透過率は、フィルムの平面に対して垂直方法に測定したものであり、分光光度計（例えば、日立Ｕ－３５００型）を用いて測定することができる。

　本発明に使用される配向フィルムの波長３８０ｎｍの光の透過率を２０％以下にするためには、紫外線吸収剤の種類、濃度、及びフィルムの厚みを適宜調節することが望ましい。本発明で使用される紫外線吸収剤は公知の物質である。紫外線吸収剤としては、有機系紫外線吸収剤と無機系紫外線吸収剤が挙げられるが、透明性の観点から有機系紫外線吸収剤が好ましい。有機系紫外線吸収剤としては、ベンゾトリアゾール系化合物、ベンゾフェノン系化合物、環状イミノエステル系化合物等、及びこれらの組み合わせが挙げられる。耐久性の観点からはベンゾトリアゾール系化合物、環状イミノエステル系化合物が特に好ましい。２種以上の紫外線吸収剤を併用した場合には、別々の波長の紫外線を同時に吸収させることができるので、より紫外線吸収効果を改善することができる。

　ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、アクリロニトリル系紫外線吸収剤としては例えば２－［２'－ヒドロキシ－５' －（メタクリロイルオキシメチル）フェニル］－２Ｈ－ベンゾトリアゾール、２－［２' －ヒドロキシ－５' －（メタクリロイルオキシエチル）フェニル］－２Ｈ－ベンゾトリアゾール、２－［２' －ヒドロキシ－５' －（メタクリロイルオキシプロピル）フェニル］－２Ｈ－ベンゾトリアゾール、２，２'－ジヒドロキシ－４，４'－ジメトキシベンゾフェノン、２，２'，４，４'－テトラヒドロキシベンゾフェノン、２，４－ジ－ｔｅｒｔ－ブチル－６－（５－クロロベンゾトリアゾール－２－イル）フェノール、２－（２'－ヒドロキシ－３'－ｔｅｒｔ－ブチル－５'－メチルフェニル）－５－クロロベンゾトリアゾール、２－（５－クロロ（２Ｈ）－ベンゾトリアゾール－２－イル）－４－メチル－６－（ｔｅｒｔ－ブチル）フェノール、２，２'－メチレンビス（４－（１，１，３，３－テトラメチルブチル）－６－（２Ｈ－ベンゾトリアゾール－２－イル）フェノール等が挙げられる。環状イミノエステル系紫外線吸収剤としては例えば２，２’－（１，４－フェニレン）ビス（４Ｈ－３，１－ベンズオキサジノン－４－オン）、２－メチル－３，１－ベンゾオキサジン－４－オン、２－ブチル－３，１－ベンゾオキサジン－４－オン、２－フェニル－３，１－ベンゾオキサジン－４－オン等が挙げられる。しかし特にこれらに限定されるものではない。

　また、紫外線吸収剤以外に、本発明の効果を妨げない範囲で、触媒以外に各種の添加剤を含有させることも好ましい様態である。添加剤として、例えば、無機粒子、耐熱性高分子粒子、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物、リン化合物、帯電防止剤、耐光剤、難燃剤、熱安定剤、酸化防止剤、ゲル化防止剤、界面活性剤等が挙げられる。また、高い透明性を維持するという観点から配向フィルムに実質的に粒子を含有しないことも好ましい。「粒子を実質的に含有させない」とは、例えば無機粒子の場合、ケイ光Ｘ線分析で無機元素を定量した場合に５０ｐｐｍ以下、好ましくは１０ｐｐｍ以下、特に好ましくは検出限界以下となる含有量を意味する。

　配向フィルムへの紫外線吸収剤の配合は、公知の方法を適宜選択して実施することが可能である。例えば、予め混練押出機を用い、乾燥させた紫外線吸収剤とポリマー原料とをブレンドしマスターバッチを作製しておき、フィルム製膜時に所定の該マスターバッチとポリマー原料を混合する方法等によって配合することができる。

　この時マスターバッチの紫外線吸収剤濃度は、紫外線吸収剤を均一に分散させ、且つ経済的に配合するために５～３０質量％の濃度にすることが好ましい。マスターバッチを作製する条件としては混練押出機を用い、押し出し温度はポリエステル原料の融点以上、２９０℃以下の温度で１～１５分間で押し出すことが好ましい。２９０℃以上では紫外線吸収剤の減量が大きく、また、マスターバッチの粘度低下が大きくなる。押し出し温度１分以下では紫外線吸収剤の均一な混合が困難となる。この時、必要に応じて安定剤、色調調整剤、帯電防止剤を添加しても良い。

　本発明において配向フィルムは、少なくとも３層以上の多層構造とし、フィルムの中間層に紫外線吸収剤を添加することが好ましい。中間層に紫外線吸収剤を含む３層構造のフィルムは、具体的には次のように作製することができる。外層用としてポリエステルのペレット単独、中間層用として紫外線吸収剤を含有したマスターバッチとポリエステルのペレットを所定の割合で混合し、乾燥したのち、公知の溶融積層用押出機に供給し、スリット状のダイからシート状に押出し、キャスティングロール上で冷却固化せしめて未延伸フィルムを作る。すなわち、２台以上の押出機、３層のマニホールドまたは合流ブロック（例えば角型合流部を有する合流ブロック）を用いて、両外層を構成するフィルム層、中間層を構成するフィルム層を積層し、口金から３層のシートを押し出し、キャスティングロールで冷却して未延伸フィルムを作る。なお、本発明では、光学欠点の原因となる、原料のポリエステル中に含まれている異物を除去するため、溶融押し出しの際に高精度濾過を行うことが好ましい。溶融樹脂の高精度濾過に用いる濾材の濾過粒子サイズ（初期濾過効率９５％）は、１５μｍ以下が好ましい。濾材の濾過粒子サイズが１５μｍを超えると、２０μｍ以上の異物の除去が不十分となりやすい。

　本発明で使用される配向フィルムには、偏光子との接着性を良好にするためにコロナ処理、コーティング処理や火炎処理等を施すことも可能である。

　本発明の偏光板に用いられる偏光子としては、当該技術分野において一般的に知られる偏光子を特に制限なく使用することが可能であり、例えばポリビニルアルコール系フィルムにヨウ素等の二色性材料を含むものが挙げられる。本発明に使用される偏光子は、例えば、ポリビニルアルコール系フィルムにヨウ素や二色性材料を染色・吸着させ、ホウ酸水溶液中で一軸延伸し、延伸状態を保ったまま洗浄・乾燥を行うことによって得ることができる。一軸延伸の延伸倍率は、通常４～８倍程度である。ポリビニルアルコール系フィルムとしてはポリビニルアルコールが好適であり、「クラレビニロン」［（株）クラレ製］、「トーセロビニロン」［東セロ（株）製］、「日合ビニロン」［日本合成化学（株）製］等の市販品を利用することができる。二色性材料としてはヨウ素、ジスアゾ化合物、ポリメチン染料等が挙げられる。偏光子の偏光軸方向は、一軸延伸の場合はその延伸方向であり、簡略的に他の偏光板とのクロスニコル試験によって測定することができる。

　本発明において、偏光子保護フィルムである配向フィルムは、直接又は接着剤層を介して偏光子に張り合わせられる。配向フィルムと偏光子との接着性及び耐久性の向上という観点からは、接着剤層を介して配向フィルムと偏光子を接着させることが好ましい。接着剤層の成分は、配向フィルムを構成する樹脂成分及び偏光子を構成する樹脂成分を考慮して、適宜選択することが可能であるが、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂またはポリアクリル樹脂の少なくとも１種類を主成分とする易接着層を有することが好ましい。ここで、「主成分」とは易接着層を構成する固形成分のうち５０質量％以上である成分をいう。本発明の易接着層の形成に用いる塗布液は、水溶性又は水分散性の共重合ポリエステル樹脂、アクリル樹脂及びポリウレタン樹脂の内、少なくとも１種を含む水性塗布液が好ましい。これらの塗布液としては、例えば、特許第３５６７９２７号公報、特許第３５８９２３２号公報、特許第３５８９２３３号公報、特許第３９００１９１号公報、特許第４１５０９８２号公報等に開示された水溶性又は水分散性共重合ポリエステル樹脂溶液、アクリル樹脂溶液、ポリウレタン樹脂溶液等が挙げられる。

　接着剤の主成分としてポリビニルアルコール系樹脂を用いる場合、部分ケン化ポリビニルアルコール、完全ケン化ポリビニルアルコールのほか、カルボキシル基変性ポリビニルアルコール、アセトアセチル基変性ポリビニルアルコール、メチロール基変性ポリビニルアルコール、アミノ基変性ポリビニルアルコールのような、変性されたポリビニルアルコール系樹脂を用いてもよい。接着剤中のポリビニルアルコール系樹脂の濃度は、１～１０質量％が好ましく、２～７質量％がより好ましい。

　接着剤層の厚みは１０μｍｍ以下が好ましく、５μｍ以下がより好ましく、３μｍ以下がさらに好ましい。

　易接着層は、例えば、前記塗布液を未延伸シートもしくは一軸延伸フィルムの片面または両面に塗布した後、１００～１５０℃で乾燥し、さらに横方向に延伸して得ることができる。最終的な易接着層の塗布量は、０．０５～０．２０ｇ／ｍ^２に管理することが好ましい。塗布量が０．０５ｇ／ｍ^２未満であると、得られる偏光子との接着性が不十分となる場合がある。一方、塗布量が０．２０ｇ／ｍ^２を超えると、耐ブロッキング性が低下する場合がある。配向フィルムの両面に易接着層を設ける場合は、両面の易接着層の塗布量は、同じであっても異なっていてもよく、それぞれ独立して上記範囲内で設定することができる。

　易接着層には易滑性を付与するために粒子を添加することが好ましい。微粒子の平均粒径は２μｍ以下の粒子を用いることが好ましい。粒子の平均粒径が２μｍを超えると、粒子が被覆層から脱落しやすくなる。易接着層に含有させる粒子としては、本例えば、酸化チタン、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、シリカ、アルミナ、タルク、カオリン、クレー等或いはこれらの混合物であり、更に、他の一般的無機粒子、例えばリン酸カルシウム、雲母、ヘクトライト、ジルコニア、酸化タングステン、フッ化リチウム、フッ化カルシウムその他と併用、等の無機粒子や、スチレン系、アクリル系、メラミン系、ベンゾグアナミン系、シリコーン系等の有機ポリマー系粒子等が挙げられる。

　塗布液を塗布する方法としては、公知の方法を用いることができる。例えば、リバースロール・コート法、グラビア・コート法、キス・コート法、ロールブラッシュ法、スプレーコート法、エアナイフコート法、ワイヤーバーコート法、パイプドクター法等が挙げられ、これらの方法を単独であるいは組み合わせて行うことができる。

　なお、上記の粒子の平均粒径の測定は下記方法により行うことができる。
　粒子を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で写真を撮り、最も小さい粒子１個の大きさが２～５ｍｍとなるような倍率で、３００～５００個の粒子の最大径（最も離れた２点間の距離）を測定し、その平均値を平均粒径とする。

　本発明の偏光板は、偏光板の写り込み防止やギラツキ抑制、キズ抑制等を目的として、種々のハードコートを表面に塗布することも可能である。

　本発明の液晶表示装置は、通常、少なくともバックライト光源と、２つの偏光板の間に配置された液晶セルを構成要素として含み、必要に応じてハードコートフィルム、防眩フィルム、反射防止フィルム、カラーフィルタ、レンズシート、拡散シート、拡散板、導光板等の各種の光学機能フィルムを有する。本発明の液晶表示装置は、その偏光板の少なくとも一つに本発明の偏光板が用いられた液晶表示装置である。液晶表示装置からの射出光の偏光状態を上述するように制御するためには、好ましくは液晶セルの視認側に配される偏光板に、本発明の偏光板を採用することが好ましい。当該偏光板の偏光子の両側に設けられる保護配向フィルムは、その両方の配向軸又は直行軸が当該偏光子の偏光軸と１°以上４５°未満の角度をなすように偏光子に張り合わせられることができる。当該視認側に配置される偏光子に入射する光量をより多くするという観点から、当該偏光子の視認側の保護フィルムのみを、その配向軸と偏光子の偏光軸又は直行軸とのなす角度が１°以上４５°未満となるように偏光子に張り合わせられることが好ましい。換言すれば、液晶セルよりも視認側に配置される偏光子のバックライト側に位置する保護フィルムである配向フィルムは、その配向軸又は直行軸と偏光子の偏光軸とが平行するように偏光子に接着されることが好ましい。バックライト光源側に配される偏光板に偏光子と配向フィルムからなる偏光板を採用する場合は、液晶セルへ入射する光量を多くするという観点から、当該偏光子の偏光軸と配向フィルムの配向軸又は直行軸の傾きは１０°以下が好ましく、７°以下がより好ましく、５°以下がさらに好ましく、最も好ましくは０°である。

　本発明の液晶表示装置は偏光フィルタを介して三次元画像が視認される三次元表示対応であることが好ましい。本発明の液晶表示装置は三次元表示方式に対応した液晶セルおよびその制御装置から構成されることが望ましい。三次元画像を提供する方式は、特に制限されないが、例えば、偏光フィルタ方式とアクティブシャッター方式が挙げられる。これらはいずれも偏光フィルタを有する専用メガネを装着して三次元画像を視認する方式である。前者は左右で直交する配向軸を有する偏光フィルタ、または左右で回転方向が異なる円偏光フィルタからなる専用メガネ（パッシブ方式）を採用し、後者は画像の切り替えに同期して開閉する偏光フィルタを有する専用メガネ（アクティブ方式）を採用する。本発明の偏光板を採用する三次元表示対応用液晶表示装置は、より好適にはアクティブ方式である。パッシブ方式の場合は、液晶表示装置から左目用と右目用の画像を直交する２つの偏光で同時に提示するため、本発明の偏光板を用いるとクリアな偏光選択による先鋭な立体像が得にくい場合がある。

　以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は、下記実施例によって制限を受けるものではない。実施例は、本発明の趣旨に適合し得る範囲で適宜変更を加えて実施することが可能であり、それらは、いずれも本発明の技術的範囲に含まれる。実施例おいて実施した物性の評価方法は以下の通りである。

　（１）リタデーション（Ｒｅ）
　リタデーション（Ｒｅ）とは、フィルム上の直交する二軸の屈折率の異方性（△Ｎｘｙ＝｜Ｎｘ－Ｎｙ｜）とフィルム厚みｄ（ｎｍ）との積（△Ｎｘｙ×ｄ）で定義されるパラメーターであり、光学的等方性、異方性を示す尺度である。二軸の屈折率の異方性（△Ｎｘｙ）は、以下の方法により求めた。二枚の偏光板を用いて、配向フィルムの配向軸方向を求め、配向軸方向が直交するように４ｃｍ×２ｃｍの長方形を切り出し、測定用サンプルとした。このサンプルについて、直交する二軸の屈折率（Ｎｘ，Ｎｙ）、及び厚さ方向の屈折率（Ｎｚ）をアッベ屈折率計（アタゴ社製、ＮＡＲ－４Ｔ）によって求め、前記二軸の屈折率差の絶対値（｜Ｎｘ－Ｎｙ｜）を屈折率の異方性（△Ｎｘｙ）とした。フィルムの厚みｄ（ｎｍ）は電気マイクロメータ（ファインリューフ社製、ミリトロン１２４５Ｄ）を用いて測定し、単位をｎｍに換算した。屈折率の異方性（△Ｎｘｙ）とフィルムの厚みｄ（ｎｍ）の積（△Ｎｘｙ×ｄ）より、リタデーション（Ｒｅ）を求めた。

　（２）厚さ方向リタデーション（Ｒｔｈ）
　厚さ方向リタデーション（Ｒｔｈ）とは、フィルム厚さ方向断面から見たときの２つの複屈折△Ｎｘｚ（＝｜Ｎｘ－Ｎｚ｜）及び△Ｎｙｚ（＝｜Ｎｙ－Ｎｚ｜）にそれぞれフィルム厚さｄを掛けて得られるリタデーションの平均を示すパラメーターである。上記リタデーション（Ｒｅ）の測定と同様の方法でＮｘ、Ｎｙ、Ｎｚとフィルム厚みｄ（ｎｍ）を求め、（△Ｎｘｚ×ｄ）及び（△Ｎｙｚ×ｄ）の平均値を算出して厚さ方向リタデーション（Ｒｔｈ）を求めた。

　（３）波長３８０ｎｍにおける光線透過率
　分光光度計（日立製作所製、Ｕ－３５００型）を用い、空気層を標準として波長３００～５００ｎｍ領域の光線透過率を測定し、波長３８０ｎｍにおける光線透過率を求めた。

　（４）虹斑の評価
　ＰＶＡとヨウ素からなる偏光子の片側に後述する方法で作製した配向フィルムを貼り付け、偏光子の他方の側面にＴＡＣフィルム（富士フイルム(株)社製、厚み８０μｍ）を貼り付けて偏光板を作成した。当該配向フィルムは、その配向軸と偏光子の偏光軸とがなす角が、約５°になるように偏光子に貼り付けられた。得られた偏光板を、青色発光ダイオードとイットリウム・アルミニウム・ガーネット系黄色蛍光体とを組み合わせた発光素子からなる白色ＬＥＤ（フィルムＩの場合は、冷陰極管）を光源（日亜化学、ＮＳＰＷ５００ＣＳ）とする液晶表示装置（液晶セルの入射光側に２枚のＴＡＣフィルムを偏光子保護フィルムとする偏光板を有する）の出射光側に、配向フィルムが出射光側に位置するように設置した。つまり、ＴＡＣフィルムが光源側である。そして、液晶表示装置の偏光板の正面、及び斜め（０°～９０°）方向から偏光フィルタを介して目視観察し、虹斑の発生有無について、以下のように判定した。

　◎：　いずれの方向からも虹斑の発生を認めない。
　○：　斜め方向から観察した時に、一部に極薄い虹斑が観察される。
　×：　斜め方向から観察した時に、明確な虹斑が観察される。

　（引裂き強度）
東洋精機製作所製エレメンドルフ引裂試験機を用いて、ＪＩＳ　Ｐ－８１１６に従い、各フィルムの引裂き強度を測定した。引裂き方向はフィルムの配向軸方向と平行となるように行った。配向軸方向の測定は分子配向計（王子計測器株式会社製、ＭＯＡ－６００４型分子配向計）で測定した。

　（５）画面輝度の測定
　ＰＶＡとヨウ素からなる偏光子の片側に後述する方法で作製した各配向フィルムを貼り付け、その反対の面にＴＡＣフィルム（富士フイルム(株)社製、厚み８０μｍ）を貼り付けて偏光板を作成した。ここで、配向フィルムは、その配向軸と偏光子の偏光軸とがなす角が０°、１°、３°、５°、７°、１０°、１５°、２０°、３０°又は４５°、或いは配向フィルムの直行軸と偏光子の偏光軸とが成す角度が０°、１°、３°、５°、７°、１０°、１５°、２０°、３０°又は４５°となるように偏光子に貼り付けられた。配向フィルムの配向軸は分子配向計（王子計測器株式会社製、ＭＯＡ－６００４型分子配向計）で測定した。

　得られた偏光板をそれぞれ、青色発光ダイオードとイットリウム・アルミニウム・ガーネット系黄色蛍光体とを組み合わせた発光素子からなる白色ＬＥＤを光源（日亜化学、ＮＳＰＷ５００ＣＳ）とする液晶表示装置（液晶セルの入射光側に２枚のＴＡＣフィルムを偏光子保護フィルムとする偏光板を有する）の出射光側に、配向フィルムが視認側になるように設置した。

　この液晶表示装置の上に市販の偏光フィルタ（美館イメージング製　直線偏光板SHLP44）を配置した。偏光フィルタの偏光軸方向が、視認側の偏光子の偏光軸と平行になる場合（正面状態）と垂直になる場合（横状態）について、偏光フィルタを透過する光の輝度を測定した。輝度測定にはＲＩＳＡ－ＣＯＬＯＲ／ＯＮＥ－II（ハイランド社製）を用いた。上述のように作成した液晶表示装置を水平に設置し、パネルの中央部に１３１×１３１ｍｍの大きさで白の画像（Ｎｏｋｉａ　ｍｏｎｉｔｏｒ　ｔｅｓｔ　ｆｏｒ　ｗｉｎｄｏｗｓ　Ｖ　１．０（Ｎｏｋｉａ　社製）のＦａｒｂｅモード）を表示した。ＣＣＤカメラとディスプレイ間の距離を垂直状態で１ｍとして測定を行った。輝度は上記の白の画像を５×５の２５個に分割し、その中心部の３×３の９個の部分の全ピクセルの輝度を測定してその平均値で表示した。

　測定された輝度は、以下に従って評価した。
（正面状態の輝度）
正面状態の輝度（平行時の輝度）は、偏光子の偏光軸に対する配向フィルムの配向軸の傾きが０°（即ち、平行）である場合の輝度と比較した、各傾きでの輝度の保持率を下記の式に従って求め、その結果について下記の４段階で評価した。
保持率＝（各傾きにおける輝度）／（０°における輝度）×１００
◎：保持率が９０％以上である。
○：保持率が８０％以上９０％未満である。
△：保持率が５８％以上８０％未満である。
×：保持率が５８％未満である。

　（横状態の輝度）
　横状態の輝度（直行時の輝度）は、偏光子の偏光軸に対する配向フィルムの配向軸の傾きが０°（即ち平行）である場合の輝度と比較した、各傾きでの輝度の上昇率を、下記の式に従って求め、その結果について下記の４段階で評価した。
上昇率＝（各傾きにおける横状態での輝度－０°における横状態での輝度）／（０°における正面状態の輝度）×１００
◎：上昇率が３％以上である。
○：上昇率が１％以上３％未満である。
△：上昇率が０．１％以上１％未満である。
×：上昇率が０％
（総合評価）　各傾における正面状態の輝度に関する評価と横状態の輝度に関する評価を比較し、低い方の評価をその傾きの総合評価として採用した。

　（製造例１－ポリエステルＡ）
　エステル化反応缶を昇温し２００℃に到達した時点で、テレフタル酸を８６．４質量部およびエチレングリコール６４．６質量部を仕込み、撹拌しながら触媒として三酸化アンチモンを０．０１７質量部、酢酸マグネシウム４水和物を０．０６４質量部、トリエチルアミン０．１６質量部を仕込んだ。ついで、加圧昇温を行いゲージ圧０．３４ＭＰａ、２４０℃の条件で加圧エステル化反応を行った後、エステル化反応缶を常圧に戻し、リン酸０.０１４質量部を添加した。さらに、１５分かけて２６０℃に昇温し、リン酸トリメチル０．０１２質量部を添加した。次いで１５分後に、高圧分散機で分散処理を行い、１５分後、得られたエステル化反応生成物を重縮合反応缶に移送し、２８０℃で減圧下重縮合反応を行った。

　重縮合反応終了後、９５％カット径が５μｍのナスロン製フィルタで濾過処理を行い、ノズルからストランド状に押出し、予め濾過処理（孔径：１μｍ以下）を行った冷却水を用いて冷却、固化させ、ペレット状にカットした。得られたポリエチレンテレフタレート樹脂（Ａ）の固有粘度は０．６２ｄｌ／ｇであり、不活性粒子及び内部析出粒子は実質上含有していなかった。（以後、ＰＥＴ（Ａ）と略す。）

　（製造例２－ポリエステルＢ）
　乾燥させた紫外線吸収剤（２，２’－（１，４－フェニレン）ビス（４Ｈ－３，１－ベンズオキサジノン－４－オン）１０質量部、粒子を含有しないＰＥＴ（Ａ）（固有粘度が０．６２ｄｌ／ｇ）９０質量部を混合し、混練押出機を用い、紫外線吸収剤含有するポリエチレンテレフタレート樹脂（Ｂ）を得た。（以後、ＰＥＴ（Ｂ）と略す。）

　（製造例３－接着性改質塗布液の調整）
　常法によりエステル交換反応および重縮合反応を行って、ジカルボン酸成分として（ジカルボン酸成分全体に対して）テレフタル酸４６モル％、イソフタル酸４６モル％および５－スルホナトイソフタル酸ナトリウム８モル％、グリコール成分として（グリコール成分全体に対して）エチレングリコール５０モル％およびネオペンチルグリコール５０モル％の組成の水分散性スルホン酸金属塩基含有共重合ポリエステル樹脂を調製した。次いで、水５１．４質量部、イソプロピルアルコール３８質量部、ｎ－ブチルセルソルブ５質量部、ノニオン系界面活性剤０．０６質量部を混合した後、加熱撹拌し、７７℃に達したら、上記水分散性スルホン酸金属塩基含有共重合ポリエステル樹脂５質量部を加え、樹脂の固まりが無くなるまで撹拌し続けた後、樹脂水分散液を常温まで冷却して、固形分濃度５．０質量％の均一な水分散性共重合ポリエステル樹脂液を得た。さらに、凝集体シリカ粒子（富士シリシア（株）社製、サイリシア３１０）３質量部を水５０質量部に分散させた後、上記水分散性共重合ポリエステル樹脂液９９．４６質量部にサイリシア３１０の水分散液０．５４質量部を加えて、撹拌しながら水２０質量部を加えて、接着性改質塗布液を得た。

　（フィルムＡ）
　基材フィルム中間層用原料として粒子を含有しないＰＥＴ（Ａ）樹脂ペレット９０質量部と紫外線吸収剤を含有したＰＥＴ（Ｂ）樹脂ペレット１０質量部を１３５℃で６時間減圧乾燥（１Ｔｏｒｒ）した後、押出機２（中間層ＩＩ層用）に供給し、また、ＰＥＴ（Ａ）を常法により乾燥して押出機１（外層Ｉ層および外層ＩＩＩ用）に供給し、２８５℃で溶解した。この２種のポリマーを、それぞれステンレス焼結体の濾材（公称濾過精度１０μｍ粒子９５％カット）で濾過し、２種３層合流ブロックにて、積層し、口金よりシート状にして押し出した後、静電印加キャスト法を用いて表面温度３０℃のキャスティングドラムに巻きつけて冷却固化し、未延伸フィルムを作った。この時、Ｉ層、ＩＩ層、ＩＩＩ層の厚さの比は１０：８０：１０となるように各押し出し機の吐出量を調整した。

　次いで、リバースロール法によりこの未延伸ＰＥＴフィルムの両面に乾燥後の塗布量が０．０８ｇ／ｍ^２になるように、上記接着性改質塗布液を塗布した後、８０℃で２０秒間乾燥した。

　この塗布層を形成した未延伸フィルムをテンター延伸機に導き、フィルムの端部をクリップで把持しながら、温度１２５℃の熱風ゾーンに導き、幅方向に４．０倍に延伸した。次に、幅方向に延伸された幅を保ったまま、温度２２５℃、３０秒間で処理し、さらに幅方向に３％の緩和処理を行い、フィルム厚み約５０μｍの一軸配向ＰＥＴフィルムＡを得た。

　（フィルムＢ）
　未延伸フィルムの厚みを変更することにより、フィルムの厚みを約１００μｍとする以外は、フィルムＡと同様にして一軸配向ＰＥＴフィルムＢを得た。

　（フィルムＣ）
　未延伸フィルムを、加熱されたロール群及び赤外線ヒーターを用いて１０５℃に加熱し、その後周速差のあるロール群で走行方向に１．５倍延伸した後、フィルムＡと同様の方法で幅方向に４．０倍延伸した以外はフィルムＡと同様にして、フィルム厚み約５０μｍの二軸配向ＰＥＴフィルムＣを得た。

　（フィルムＤ）
　走行方向に２．０倍、幅方向に４．０倍延伸した以外はフィルムＣと同様にして、フィルム厚み約５０μｍの二軸配向ＰＥＴフィルムＤを得た。

　（フィルムＥ）
　走行方向に３．３倍、幅方向に４．０倍延伸した以外はフィルムＥと同様にして、フィルム厚み約７５μｍの二軸配向ＰＥＴフィルムＥを得た。

　（フィルムＦ）
　中間層に紫外線吸収剤を含有するＰＥＴ樹脂（Ｂ）を用いなかった以外はフィルムＡと同様にして、フィルム厚み５０μｍの一軸配向ＰＥＴフィルムを得た。

　（フィルムＧ）
　走行方向に３．６倍、幅方向に４．０倍延伸した以外はフィルムＣと同様にして、フィルム厚み約３８μｍの二軸配向ＰＥＴフィルムＧを得た。

　（フィルムＨ）
　未延伸フィルムの厚みを変更した以外はフィルムＡと同様にして、厚み約１０μｍの一軸配向ＰＥＴフィルムＨを得た。

　（フィルムＩ）
　フィルム自体は、フィルムＡと同一であるが、光源を白色発光ダイオードではなく、冷陰極管として虹斑を評価した。

　（フィルムＪ）
　ホスゲンとビスフェノールＡから製造したポリカーボネート樹脂を常法により押出機にそれぞれ供給し、２９０℃で溶解した。これをステンレス焼結体の濾材（公称濾過精度１０μｍ粒子９５％カット）で濾過し、口金よりシート状にして押し出した後、静電印加キャスト法を用いて表面温度３０℃のキャスティングドラムに巻きつけて冷却固化し、未延伸フィルムを作った。次いでフィルムＡと同様の方法で、塗布層を形成した後、未延伸フィルムをテンター延伸機に導き、フィルムの端部をクリップで把持しながら、温度１５５℃の熱風ゾーンに導き、幅方向に４．０倍に延伸した。次に、フィルムＡと同様の方法で熱固定、弛緩処理を行い、フィルム厚み約７０μｍの一軸配向ポリカーボネートフィルムを得た。

　（フィルムＫ）
走行方向に３．６倍、幅方向に４．０倍延伸した以外はフィルムＣと同様にして、フィルム厚み約１８８μｍの二軸配向ＰＥＴフィルムＫを得た。

　（フィルムＬ）
走行方向に４．０倍、幅方向に１．０倍延伸した以外はフィルムＣと同様にして、フィルム厚み約１００μｍの一軸配向ＰＥＴフィルムＫを得た。

　（フィルムＭ）
走行方向の延伸倍率を３．６倍に延伸した以外はフィルムＬと同様の方法で一軸配向ＰＥＴフィルムＭを得た。

　得られたフィルムの特性及び虹斑観察の結果を表１に示す。

　表１に示される結果から、フィルムＡ、Ｂ、Ｆ、Ｊ、Ｌ及びＭでは、虹斑は全く見られなかった。フィルムＣ～Ｅでは、一部に極僅かな虹斑が見られた。フィルムＧ～Ｉ及びＫでは、明確な虹斑が観察された。フィルムＡとＩの結果を比較することにより、一定のリタデーションを有するは配向フィルムを保護フィルムとして有する偏光板を採用し、光源として白色発光ダイオードを採用することにより、虹斑の発生が抑制効果が奏されることが明らかとなった。また、フィルムＫで、虹斑が観察されたことから、Ｒｅが３０００ｎｍ以上であっても、Ｒｅ／Ｒｔｈの値が０．２未満であると、虹斑の発生を抑制することができないことが分かる。更に、フィルムＬは、引裂き強度が２５ｍＮと不十分であることから、Ｒｅ／Ｒｔｈの値が１．２を超えると引裂き強度が顕著に低下することが分かる。

　フィルムＡ～Ｈ及びＪ～Ｍを用いて作製した偏光板に関して測定した画面輝度の結果を表２及び表３に示す。表２に示される結果から、偏光子の偏光軸に対する配向軸の傾きが４５°では、正面状態でも横上状態においても同程度の輝度を有するが、正面状態の輝度が０°のときと比較して半分程度となり、特に高輝度が要求される３次元表示対応液晶表示装置には適さないことが判明した。また、表３の結果から、偏光子の偏光軸に対する直行軸の傾きとの関係でも同様の結果が得られることが確認された。

　本発明の偏光板、液晶表示装置、および偏光子保護フィルムを用いることで、偏光フィルタを介した三次元画像の視認性に優れた三次元表示対応液晶表示装置を得ることが可能となり、産業上の利用可能性は極めて高い。

Claims (9)

1. 　偏光子の両側に偏光子保護フィルムを有する偏光板であって、
   　前記偏光子保護フィルムの少なくとも１つが配向フィルムであり、
   　前記偏光子の偏光軸に対する、前記配向フィルムの配向軸又は配向軸と直行する軸の傾きが、１°以上４５°未満である、偏光板。
2. 　前記配向フィルムがポリエステル樹脂もしくはポリカーボネート樹脂から形成される、請求項１に記載の偏光板。
3. 　前記配向フィルムのリタデーションが３０００～３００００ｎｍである、請求項１または２に記載の偏光板。
4. 　前記配向フィルムのリタデーションと厚さ方向のリタデーションの比（Ｒｅ／Ｒｔｈ）が０．２～１．２である、請求項１～３のいずれかに記載の偏光板。
5. 　前記配向フィルムが少なくとも３層からなり、
   　最外層以外の層に紫外線吸収剤を含有し、
   　３８０ｎｍの光線透過率が２０％以下である、請求項１～４のいずれかに記載の偏光板。
6. 　バックライト光源、２つの偏光板、及び前記２つの偏光板の間に配置された液晶セルを有する液晶表示装置であって、
   　偏光板の少なくとも１つが請求項１～５のいずれかに記載の偏光板である液晶表示装置。
7. 　バックライト光源、２つの偏光板、及び前記２つの偏光板の間に配置された液晶セルを有する液晶表示装置であって、
   　液晶セルの視認側の偏光板が請求項１～５のいずれかに記載の偏光板であり、且つ、前記視認側の偏光板が有する偏光子保護フィルムのうち、少なくとも視認側の偏光子保護フィルムが、前記配向フィルムである液晶表示装置。
8. 　前記バックライト光源が白色発光ダイオードである請求項６または７に記載の液晶表示装置。
9. 　偏光フィルタを介して三次元画像を視認するための請求項６～８のいずれかに記載の液晶表示装置。