JP2009300599A - 偏光板、表示装置および電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】偏光サングラスを通して見る角度によって表示画面の視認性を落とすことなく、かつ、薄い偏光板や表示装置を提供する。
【解決手段】表示面側の第２偏光板５０は、入射光を偏光して出射する偏光子５３の層と、偏光子５３から光が出射する側に配置される塗布型の光学異方性層５６と、を含む。望ましくは、光学異方性層５６に接する膜であり、光学異方性体の分子の向きをランダムな状態に、または、当該向きがランダムな状態から揃うまでの途中の状態に固定する分子固定層としての配向膜５５を、さらに含む。
【選択図】図２

Description

本発明は、入射光を直線偏光にして出射する偏光子を含む偏光板と、当該偏光板を有する表示装置および電子機器とに関する。

液晶表示装置や有機ＥＬ(electroluminescence)表示装置では、入力される映像信号に応じて透過光を光学的に変調し、あるいは、映像信号に応じた輝度で画素を自発光させることにより、画素ごとの階調を得る。この透過光や発光輝度を画素ごとに変調する層を、以下、変調機能層と呼ぶ。液晶表示装置では液晶層が変調機能層に該当し、有機ＥＬ表示装置では有機ＥＬ発光層が変調機能層に該当する。
変調機能層から表示面（前面）側に出射される光は、その明るさを画素ごとに異ならせることが可能な２次元的な光学変調を受けているので、所望の画像が表示される画像表示光となっている。

液晶層は、それ自体で完全に光を遮断するライトバルブではないため、液晶層の厚さ方向の両側に、即ち、バックライト側と表示面側の各々に１枚の（直線）偏光板を配置し、これにより実用に耐えるまでコントラストを上げる必要がある。

一方、有機ＥＬ発光層は、電圧を印加しないときは光らない。このため有機ＥＬ表示装置は、完全な黒表示が可能であり、コントラストが高い。よって、黒表示時の発光を遮蔽するという目的で偏光板を表示面側に設けることはない。
しかし、特に屋外で使用される用途のものについては、外光による内部の金属配線による反射が原因となってコントラストが低下する現象が生じやすい。内部の金属反射による光は画面表示と無関係であり、黒表示のときも発生するため、コントラスト低下の要因となる。かかる反射により発生するコントラスト低下を防止するために、有機ＥＬ表示装置においても、表示面側に、例えば（円）偏光板とλ／４板とを組み合わせて配置することがある。（円）偏光板とλ／４板とを組み合わせると、入射したときの外光と、これが内部で反射して、同じ側から出射するときの反射光とで直線偏光の向きを９０度変えることができるため、反射光が外に出て行かない。

いずれの表示装置においても、直線偏光の機能を持つ偏光板が表示面側に配置される。
このような表示装置、また、当該表示装置を有する電子機器を、ユーザが偏光サングラスなどをかけた状態で使用することがある。偏光サングラスは、太陽光が様々な物質に反射する際に多く出力される偏光成分を遮蔽して、その強い刺激から目を守る等の目的で使用される。そのため、偏光グラスは、ある方向の透過軸と、透過軸と直交する方向の吸収軸を持つ、ある種の偏光板である。

偏光サングラスを使用した状態で表示装置を見ると、見る角度によっては、表示面側の偏光板の存在が表示画面の視認性を著しく低下させる可能性がある。
特に、液晶表示装置においては、表示側の偏光板の配置角度は、表示性能（輝度、コントラスト、視野角など）に極めて密接に関係している。つまり、表示面側の偏光板の吸収軸が、その下方の液晶層や他の偏光板の吸収層に対して回転ずれを起こすと、表示性能そのものが低下しやすい。よって、表示性能に全く影響を与えないで、偏光サングラスを掛けた状態での画面の視認性を向上するのは難しい。

しかしながら、表示装置を有するモバイル機器の機能が多機能化しており、単に文字情報の表示だけなく、テレビジョン放送や映画等の映像再生機器としても頻繁に用いられるものが登場している。
このようなモバイル機器では、文字表示は縦長の画面が見やすく、映像再生の場合は横長の画面とする必要性から、画面をユーザの好みで縦向き、横向きに自由に回転させて使用する場合がある。このような画面の縦、横の切り替えは、モバイル機器に限らず、例えば車載機器でも可能なものがある。
そして、これらの機器は屋外や自動車の運転席で使用されるため、偏光サングラスを掛けた場合に、表示画面をどの角度から見たときでも、ある程度、視認性を高くする必要がある。そのため、角度による視認性の差を小さくした偏光板が必要となる。

そこで、表示面側の偏光板の最表面に非常に大きなリタデーションをもつ直線位相子を、偏光板に対して、３０〜６０°の範囲内で所定の角度を持つように貼る技術が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。
特開２００４−１７０８７５号公報 特開平０６−２５８６３４号公報

これらの文献には、リタデーションが特許文献１で２４００［nm］以上、特許文献２で４０００［nm］以上と記載されている。このため、非常に厚い位相差板となり、偏光板全体で薄型化が困難である。この厚さから、この技術を用いて提供される位相差板はベースフィルムの上に形成されて、偏光板の表面に貼り付けるタイプのものと予想される。

また、この最表面の直線位相子をλ／４波長条件として、直線位相子の厚みを薄くすることも可能である。

しかし、この場合、画面を縦にして使用した場合と、横にして使用した場合とで、表示の色が変わるので視認性を落としてしまう。

本発明は、偏光サングラスを通して見る角度によって表示画面の視認性を落とすことなく、かつ、薄い偏光板を提供するためのものである。
本発明は、上記視認性が高く薄い偏光板を表示面側に有する表示装置と、当該表示装置を有する電子機器を提供するためのものである。

本発明の第１の観点に関わる偏光板は、入射光を偏光して出射する偏光子の層と、前記偏光子の層から光が出射する側に配置される塗布型の光学異方性層と、を含む。

本発明では好適に、前記光学異方性層に接する膜であり、前記光学異方性層を構成する分子の向きを、ランダムな状態に、または、当該向きがランダムな状態から揃うまでの途中の状態に固定する分子固定層を、さらに含む。
この場合、好適に、第１ベース層と、前記第１ベース層上の前記偏光子の層と、前記偏光子の層上の第２ベース層と、前記第２ベース層上の前記分子固定層と、前記分子固定層上の前記光学異方性層と、前記光学異方性層上の保護層と、を含む。
あるいは好適に、第１ベース層と、前記第１ベース層上の前記偏光子の層と、前記偏光子の層上の前記光学異方性層と、前記光学異方性層上の前記分子固定層と、前記分子固定層上の第２ベース層と、を含む。

本発明では好適に、光学異方性層の分子の複屈折率と、当該光学異方性層の厚さとの積で表されるリタデーションが、１００〜２００［nm］の範囲、または、前記範囲の奇数倍の範囲に含まれる。

以上の構成によれば、偏光板が、偏光子の層と光学異方性層とを含む。偏光子の層に、光学異方性層と反対の側から光が入射される。偏光子によって、この入射した光が（直線または円）偏光に変換される。変換後の光は光学異方性層に入る。
光学異方性層とは、構成分子が様々な角度で配置された光学異方体となっている層である。そのため、光学異方性層に光が入ると、その分子（光学異方体）によって、光が異なる速度の成分に分かれ、いわゆる複屈折が生じる。これにより、入射光が、分子（光学異方体）ごとの局部的な単位で、それぞれ、円偏光に変換される。光学異方性層から出力される光は、様々な角度で円偏光された光の集合となる。

本発明の第２の観点に関わる表示装置は、基板間に液晶を封入して液晶層が形成されている第１および第２の基板と、前記第１の基板の反液晶層側に配置される第１の偏光板と、前記第２の基板の反液晶層側に配置される第２の偏光板と、前記第１の偏光板の反液晶層側に配置されるバックライトと、を有し、前記第２の偏光板が、前記液晶層の側からの入射光を直線偏光にして表示面側へ出射する偏光子の層と、前記偏光子の層から光が出射する側に配置される塗布型の光学異方性層と、を含む。

本発明の第３の観点に関わる表示装置は、有機発光素子により発生した光を、一方の主面である出射面に設けられた円偏光板を通して出力する有機発光パネルを有し、前記円偏光板が、入射光を偏光して出射する偏光子の層と、前記偏光子の層から光が出射する側に配置される塗布型の光学異方性層と、を含む。

本発明の第４の観点に関わる電子機器は、画像の表示面側に偏光板を内蔵する表示装置を有し、前記偏光板が、入射光を偏光して前記表示面側に出射する偏光子の層と、前記偏光子よりさらに前記表示面側に配置される塗布型の光学異方性層と、を含む。

本発明によれば、塗布型であるため薄く、かつ、様々な角度で局部的に円偏光を受けた光を出射することができる偏光板を提供できる。
本発明によれば、上記薄い偏光板を用いることによって、表示画面に対し見る角度によって視認性が均一化された表示装置と、当該表示装置を搭載した電子機器を提供できる。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。

《第１実施形態》
＜ディスプレイ構造＞
第１実施形態は、本発明が適用された偏光板を有する液晶ディスプレイ装置に関する。
図１に、液晶ディスプレイ装置の断面構造図を示す。この断面構造は、半透過型か透過型かを問わず全ての液晶ディスプレイ装置に共通する。また、図１の断面図では、図を見やすくするため断面を表す斜線を一部、省略している。
図１に図解する液晶ディスプレイ装置１０は、表示面１１（図の最上層側の面）と反対側の背面（図の最下層側の面）側にバックライト２０が配置されている。
液晶ディスプレイ装置１０は、２枚のガラス基板が貼り合わされ、その間や外面側に種々の機能層を有して、バックライト２０と表示面１１との間に配置された表示部が配置されている。

バックライト２０は、導光板２１、ＬＥＤ等の光源２２、光源駆動部２３、反射シート２４、反射板２５、プリズムシート２６などを一体に組み立てた画像ディスプレイ専用の照明装置である。

表示部は、上記２枚のガラス基板として、バックライト２０側の駆動基板３０と、表示面１１側の対向基板３１とを有する。
駆動基板３０には、ＴＦＴトランジスタを含む画素内の回路素子や電極が形成される回路形成層３３と、回路形成層３３上の第１配向膜３４が形成されている。
対向基板３１の一方の面に、カラーフィルタ層３５と、第２配向膜３６とが形成されている。

駆動基板３０は、スペーサ３２を介して内部空間を形成するように対向基板３１と貼り合わされている。このとき、回路形成層３３や第１配向膜３４を形成した駆動基板３０の面と、カラーフィルタ層３５や第２配向膜３６を形成した対向基板３１の面とが、対向するように両基板が貼り合わされる。
スペーサ３２が形成されていない不図示の箇所から、２枚の基板間の内部空間に液晶が注入されている。その後、液晶の注入箇所が閉じられると、液晶が駆動基板３０、対向基板３１およびスペーサ３２内に液晶が封入され、これにより液晶層３７が形成されている。液晶層３７は、第１配向膜３４と第２配向膜３６に接しているため、それら配向膜のラビングの向きで液晶分子の配向方向が決められる。

図１では細かくなるため図示を省略しているが、このように形成された液晶層３７に対し、画素ごとの画素電極と、画素間で共通な共通電極（不図示）とが隣接配置される。この２種類の電極は、液晶層３７に電圧を印加するための電極である。液晶層３７を挟んで２つの電極が配置される場合（縦方向の駆動モード）と、駆動基板３０側に２つの電極が２層配置される場合（横方向の駆動モード）とがある。後者の２層配置の場合、両電極は絶縁分離されているが、下層側の共通電極は、上層側で液晶層３７に接する画素電極のパターンの間から液晶に電気的な作用を与える。このため、横方向の駆動モードでは電界の向きが横方向となる。これに対し、２つの電極が液晶層３７を、その厚さ方向から挟んで配置される場合は、電界の向きが縦方向（厚さ方向）となる。

いずれの駆動モード仕様で電極が配置されている場合でも、２つの電極によって液晶層３７に対し電圧をマトリクスに駆動可能である。このため、液晶層３７は、その透過を光学的に変調する機能層である。液晶層３７は、この印加電圧の大きさに応じて階調表示を行う。

他の光学機能層として、バックライト２０と駆動基板３０との間に第１偏光板４０が配置されている。また、対向基板３１と表示面１１との間に、第２偏光板５０が配置されている。
第１偏光板４０は駆動基板３０の反液晶層側の面に接着され、第２偏光板５０は、対向基板３１の反液晶層側の面に接着されている。第２偏光板５０は保護層に覆われ、その最表面が、外部から画像を視認する表示面１１となっている。
本実施形態では、表示面１１側の第２偏光板５０に大きな特徴がある。

＜偏光板の構造＞
図２に、第１偏光板４０と第２偏光板５０の断面構造を示す。この図２も、図を見やすくするため断面を表す斜線を一部、省略している。

第１偏光板４０は、本発明が適用されていない通常の偏光板であり、駆動基板３０のバックライト側に接着層４１により貼られている。
第１偏光板４０は、駆動基板３０側から順に、第１保護層４２、偏光子（の層）４３、第２保護層４４を有する。
偏光子４３は、例えばＰＶＡ（ポリビニールアルコール）を染料で染色したものから形成される。偏光子４３は、下方（バックライト側）からの光を、直線偏光に変換して表示部内の液晶層３７（図１参照）に出力する。
第１および第２保護層４２,４４は、例えばＴＡＣ（トリアセチルセルロース）などから形成されている。第１および第２保護層４２,４４は、偏光子４３を保護するために、層間に偏光子４３を矜持している。

本発明が適用されている第２偏光板５０は、対向基板３１の表示面側に接着層５１により貼られている。
第２偏光板５０は、対向基板３１側から順に、第１保護層５２、偏光子（の層）５３、第２保護層５４を有する。
偏光子５３は、例えばＰＶＡ（ポリビニールアルコール）を染料で染色したものから形成される。偏光子５３は、液晶層３７（図１）を通る際に映像信号に応じて光量が変調された表示光を、直線偏光に変換して表示面１１（図１）側に出力する。例えばＴＮ、ＶＡ、ＩＰＳモードの液晶ディスプレイでは、偏光子５３は、バックライト側の偏光子４３と、その吸収軸が、表示面１１から見た平面内で直交している。但し、他のモードの液晶ディスプレイでは、偏光子５３と偏光子４３の吸収軸が直交しない場合もある。
第１および第２保護層５２,５４は、例えばＴＡＣ（トリアセチルセルロース）などから形成されている。第１および第２保護層５２,５４は、偏光子５３を保護するために、層間に偏光子５３を矜持している。

偏光子の偏光方向を除くと、以上の構造自体は、第１偏光板４０と第２偏光板５０で共通する。
第２偏光板５０は、さらに、第２保護層５４上に、分子固定層としての配向膜５５と、配向膜５５上の光学異方性層５６と、光学異方性層５６上の第３保護層５７とを有する。

光学異方性層５６は、例えば光重合の液晶（ＬＣ）ポリマーから形成され、液晶分子が光異方体として様々な角度で配置されている。この液晶分子は、配向方向が全くランダムな無配向であってもよいし、多少配向されていてもよい。より詳細には、オーダーパラメータがゼロの無配向から、０．７程度の配向状態までの範囲で光学異方性層５６の分子が配向されている。
ここで図１に示す液晶層３７に対する配向膜である、第１配向膜３４や第２配向膜３６は、通常、オーダーパラメータが最低でも０．９以上の値で飽和するまで配向されている。
本実施形態における上記光学異方性層５６のオーダーパラメータが最大でも０．７程度以下とは、このオーダーパラメータが飽和するまでは配向されていないとの意味である。
ただし、縦と横に頻繁に画面を回転させる用途に搭載される液晶ディスプレイ装置などでは、オーダーパラメータは低いほうが望ましく、例えば最大でも０.５以下に設定されている。また、縦と横の画面の使用頻度が同等な用途などにあっては、光学異方性層５６は無配向が望ましい。

配向膜５５は、このような光学異方性層５６のオーダーパラメータを制御する膜であり、その意味で「分子固定層」と称される。分子固定層による制御は、無配向の状態（ランダム状態）に分子を固定する場合も含む。
光学異方性層５６は塗布型であり、塗布した状態で分子がある程度配向される場合もあるが、配向膜５５を無配向にする膜としておくと分子の向きがランダムに固定される場合がある。つまり、ここで言う配向膜は「配向をさせる膜」に限定されず、配向を無配向に戻すことも含む「配向を制御する膜」の意味である。
なお、光学異方性層５６を塗布して形成された状態の配向性で十分なら、配向膜５５は省略可能である。

光学異方性層５６は、塗布型であるため、非常に薄い。例えば、望ましくは、光学異方性層５６のリタデーションを、１００〜２００［nm］か、または、その範囲の上限と下限をそれぞれ奇数倍とする範囲内にすることができる。ここで１００〜２００［nm］のリタデーションは、可視光（波長：４００〜７８０［nm］）の１／４波長に対応する。
光学異方性層５６の材質等にもよるが、リタデーションが１５０［nm］程度で、実際の膜厚は数十[μm]である。

詳細な材料や製造方法は、後述の実施形態で述べるが、塗布型の光学異方性層５６は、モノマー中に液晶材料を溶かし込んだ材料、あるいは、高分子液晶材料に光硬化性を持たせた材料から形成される。
偏光子を含む偏光板などに、必要に応じて配向処理を施した後に、光学異方性材料をコーティングして重合させる製法により、光学異方性層５６を形成することができる。そのため、最もシンプルな構造は、図３に示すように、通常の偏光板５０´の上に光学異方性層５６が形成された構造となる。
なお、図２は、保護層に光学異方性層５６を形成して、偏光子が形成された他の保護層と貼り合わせるラミネート法により第２偏光板を形成する場合に適した構造例を示すものである。

《第２実施形態》
図４に、第１実施形態の図２と異なる層配置の第２偏光板を、断面図により示す。
図４に図解する第２偏光板５０Ａは、図１に示す液晶ディスプレイ装置１０の第２偏光板５０に置き換え可能な偏光板である。
図４の第２偏光板５０Ａは、接着層５１により対向基板３１に貼られる第１保護層５２と、その上の偏光子５３が、この順に配置されている点では、図２と共通する。

本実施形態の第２偏光板５０Ａでは、偏光子５３の上に、光学異方性層５６、配向膜５５および第３保護層５７が形成されている。つまり、第２偏光板５０Ａでは、図２に示す第２保護層５４が省略され、また、配向膜５５と光学異方性層５６の上下関係が図２と逆になっている。この相違点は、製造方法と密接に関係している。製造方法については後述する。

配向膜５５、光学異方性層５６の材質や機能は、第１実施形態と共通するため、ここでの説明を省略する。

《第３実施形態》
本実施形態では、第１または第２実施形態で示す第２偏光板の構造とするための、具体的な製造例を示す。
光重合のＬＣポリマーを用いた光学異方性層５６は、配向膜５５上に形成される。配向膜５５は、例えばラビング処理や光配向処理などによって配向能が付与された配向膜である。

配向膜５５としては、ポリイミド、ポリアミド、ポリビニルアルコール等が使用される。ラビング処理はレーヨン、綿、ポリアミド、ポリメチルメタアクリレート等の素材からなる選ばれるラビング布を金属ロールに捲きつけ、これをフィルムに接した状態で回転させるか、ロールを固定したままフィルムを搬送することにより、フィルム面をラビングで摩擦する方法により行う。
光学異方性層５６は、重合性液晶モノマーが、基板面に対して一定角度を保って配向した状態で３次元に架橋されている層である。この重合型液晶層中においては、膜厚方向において重合性液晶モノマーの長軸と配向基板の基板面とのなす角度（プレチルト角）が実質的に一定である。また、重合性液晶モノマーの長軸は、配向基板の配向方向に揃って配向している。

このような重合性液晶モノマーとしては、配向処理された面に対して一定角度を保って配向する材料が用いられ、その中からさらに耐熱性の高い材料を用いることが好ましい。
なお、上記重合性液晶モノマーの他に、必要に応じて放射線を用いて硬化させるための光重合開始剤および空気界面や配向膜近傍での配向助剤、膜厚均一性向上として界面活性剤が含有されていても良い。

光学異方性層５６は、複数の層を積層したものでもよく、積層する場合には下層の重合型液晶層を配向膜として用いてもよく、層間に配向膜を配置して配光軸を変えることも可能である。重合型液晶層としては、公知のネマチック、コレステリック、カイラルネマチック、ディスコチック、スメクチック規則性を有するものなどを用いることが可能である。また配向膜に対して平行に配向するホモジニアス配向、配向膜近傍からチルト角が変化するハイブリッド配向、配向膜に対して垂直に配向するホメオトロピック配向を用いることが可能である。

光重合開始剤としては、チオキサントン系光重合開始剤（例、２，４-ジエチルチオキサントン、２−クロロチオキサントン）、ベンゾフェノン系光重合開始剤（例、ベンゾフェノン、（４−（メチルフェニルチオ）フェニル）フェニルメタノン）やアントラキノン系光重合開始剤（例、エチルアントラキノン）を用いることができる。
光重合開始剤は、必要に応じて複数種類を合わせて用いて良く、さらに他の光重合開始剤を添加しても良い。また、光重合開始剤の添加量は、一般的に０.０１〜１５重量％、好ましくは０.１〜１２重量％、より好ましくは０.３〜１０重量％の範囲である。

界面活性剤としては、アクリル系、シリコーン系、フッ素系などを単独または複数種を混合したものを用いることができる。アクリル系の材料としては、ＢＹＫ３６１、３０７、３２５、３４４、３５２、３５４、３９２（ビックケミー）、ポリフロー４６１（共栄社化学）を挙げることができる。フッ素系材料としては、ＳＣ１０１，ＳＣ３８６（ＡＧＣ）、メガファックＲ−０８、Ｒ−９０、Ｆ−４３０（大日本インキ製）、ＤＭＡＯＰ（アズマックス社製商品名）、シリコーン系材料としては、ＫＦ−６４３、Ｘ２２−１９２７等を用いることができる。
界面活性剤の添加量は、液晶の配向を阻害しない範囲で適宜添加することができるが、一般的には液晶材料に対して０.００１ｗｔ％〜１０ｗｔ％程度が好ましく、さらに好ましくは、０.０１ｗｔ％〜５ｗｔ％程度が好ましい。

このような界面活性剤は、この重合性液晶組成物を用いた光学素子において、重合性液晶モノマーのチルト角を制御するものであり、面内で傾斜角の均一なチルト角で重合性液晶モノマーを配向させた光学素子を形成することができる。
このようなカップリング剤の具体例としては、ｎ−オクチルトリメトキシシラン、ｎ−オクチルトリエトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、デシルトリエトキシシラン、ｎ−ドデシルトリメトキシシラン、ｎ−ドデシルトリエトキシシラン、オクタデシルトリメトキシシラン、オクタデシルトリエトキシシラン等のシラン化合物を加水分解することによって得られるシランカップリング剤が挙げられる。
位相差の膜厚を厚くした場合でも重合性液晶モノマーをホメオトロピック配向させるという観点からは、カップリング剤は、棒状の重合性液晶モノマーをホメオトロピック配向させる作用が強いものが好ましい。このようなカップリング剤の具体例としては、パーフルオロアルキルシラン、ペンタフルオロフェニルトリメトキシシラン、ペンタフルオロフェニルトリエトキシシラン、ペンタフルオロフェニルプロピルトリメトキシシラン、ペンタフルオロフェニルプロピルトリエトキシシラン、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、トリフルオロプロピルトリエトキシシラン、１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−パーフルオロデシルトリメトキシシラン、１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−パーフルオロデシルトリエトキシシラン、１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−パーフルオロオシルトリメトキシシラン、１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−パーフルオロオシルトリエトキシシラン、３−（ペプタフルオロイソプロポキシ）プロピルトリメトキシシラン、及び３−（ペプタフルオロイソプロポキシ）プロピルトリエトキシシラン等のフッ素系シラン化合物を加水分解することによって得られるフッ素系シランカップリング剤（フッ化アルキル基を有するシランカップリング剤）が挙げられる。

カップリング剤の含有量は、基板の材質、位相差層の膜厚、使用するカップリング剤の配向規制力等に応じて異なるが、重合性液晶モノマーの総量に対して０.００１重量％〜５重量％程度とすることが好ましく、０.０１重量％〜１重量％程度とすることが更に好ましい。カップリング剤を多量に含有させると、重合性液晶がホメオトロピック配向せずに、ホメオトロピック配向した領域とホメオトロピック配向以外の状態に配向した領域とに相分離を起こすようになる。

＜製造方法＞
次に、第２偏光板５０の製造方法を説明する。

図５（Ａ）は、製造方法のラミネート工程を示す説明図である。
第１実施形態の層配置（図２）とする場合、図５（Ｂ１）に示すように、第２保護層５４上に配向膜５５と光学異方性層５６がコーティングされたフィルムが、ロール６０に巻き取られている。
一方、第２実施形態の層配置（図４）とする場合、第３保護層５７上に配向膜５５と光学異方性層５６がコーティングされてフィルムが形成され、これがロール６０に巻き取られている。

これらのフィルムの形成は、以下のようにして行う。
先ず、光学異方性層５６を形成するための各材料、すなわち、第１の重合性液晶モノマーＭ１、光重合開始剤、および界面活性剤を、上述した所定の割合で溶剤に溶解させ、これを塗布液として調整する。
次に、第２保護層５４（または第３保護層５７）となるＴＡＣなどの基体フィルム上に、所定の方法で配向膜５５を形成する。そして、光学異方性層５６を形成するために、所定膜厚で塗布液を塗布した塗膜を形成する。尚、塗膜の形成方法は、各種コーティング方法を適用して良い。

次いで、光学異方性層５６となる塗膜中の溶媒を乾燥させた後、液晶相を示す温度から等方相を示す温度＋１０℃程度の範囲の間で配向処理をした後、室温または加熱しながら放射線を照射することにより、第１の重合性液晶モノマーＭ１を３次元架橋させる。
この際、窒素（Ｎ_２）などの不活性ガス雰囲気中において、塗膜への放射線の照射を行うことが好ましい。これにより、酸素阻害を受けることなく耐熱性に優れた位相差層を作製することができる。
また、塗膜に照射する放射線としては、低圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯などの水銀励起光源、およびキセノン光源等を用いることができ、好ましくは、光開始剤の感度の大きい波長帯域に強度のピークを有する光源を選択することが好ましい。

さらに、このような塗膜への放射線の照射は、室温以上、液晶性モノマーの透明点（Ｎ−Ｉ点）以下の温度で行うこととする。これにより、液晶性（異方性）を損なうことなく、架橋密度が大きく耐熱性の優れた位相差層を作製することができる。尚、透明点とは、液晶相と等方相の相転移の温度である。

以上のような光学異方性層５６の形成においては、塗布方式によるが、例えばスピンコート方式の場合は溶液中の固形分濃度、スピンコート回転数、回転時間などで調整することが可能であり、スリットコート、ダイコートなどの押し出し塗布方式の場合は、溶液中の固形分濃度、スリットヘッドまたはダイヘッドと塗布基板との相対速度、塗布量などを調整することにより、膜厚を制御する。

以上のようにして重合性液晶モノマーを３次元架橋させた層を形成した後、熱処理を行うことによって、さらに３次元架橋を進める。ここでは、液晶性モノマーの透明点（Ｎ−Ｉ点）以上の温度での熱処理を行うことにより、さらに耐熱性の優れた傾斜配向位相差層を得ることができる。
熱処理は、材料や、位相差成膜工程以降の工程の加熱処理条件にもよるが１００℃以上、２３０℃以下で、１０分〜１２０分の間で行なわれることとする。これにより、以降の工程の熱処理による黄変や位相差量の低下等の劣化を防いだ位相差層を得ることができる。

これにより、この光学異方性層５６に対して以降の工程の加熱処理が加わった場合であっても、その加熱処理の前後において、位相差層の特性を変化させることなく安定に保つことが可能である。例えば、正面の位相差および極角方向に傾斜した方向からの位相差を、加熱処理の前後において変化させることなく安定に保つことが可能である。

図５に示す工程では、このように形成されたフィルムのロール６０と、第１保護層５２が巻き取られたロール６１と、その間に挿入される偏光子５３とを重ねて貼り合わせる。偏光子５３となるＰＶＡフィルムは染料の漕６２で染色されて乾燥後に、ラミネート工程に供給される。
ラミネート後は、形成された第２偏光板５０が所定サイズにカットされ、接着層５１によって対向基板３１に貼り付けられる。

《第４実施形態》
第４実施形態は、本発明を適用した有機ＥＬディスプレイ装置に関する。
図６に、概略的な装置構造を示す。この断面図は、見やすくするため斜線の一部を省略し、また、表示面側の偏光板を、特に厚さ方向に拡大している。
有機ＥＬディスプレイは、基板上に積層された構造内に、複数のＴＦＴやキャパシタを含む画素回路が形成されている。この画素回路は、図６に示す有機ＥＬディスプレイ１００では省略している。画素回路の上層にアルミニウム等からなる金属層１０１が形成されている。金属層１０１は、画素をマトリクス駆動するための配線等として用いられている。
金属層１０１の更に上層には、箇所で他の金属層やＴＦＴに接続される有機発光ダイオードのカソード電極と、その上に複数の有機膜からなる発光層と、その上の透明導電材料からなるアノード電極とから有機ダイオード積層膜１０２が形成されている。有機ダイオード積層膜１０２からの光は、透明電極側に出力されるように導光される構造となっている。

一方、このようにして形成された表示部パネルの最上層には、反射防止のための偏光板６０が形成されている。
偏光板６０は、本発明が適用された偏光板である。具体的に、偏光板６０は、表示部の表示面側に接着層６１により貼られている。
偏光板６０は、下層から順に、１／４波長板６２、第１保護層６３、偏光子（の層）６４、第２保護層６５を有する。
ここまでは通常の反射防止用の偏光板と共通する。偏光板６０は、さらに、配向膜（分子固定層）５５と光学異方性層５６が積層され、さらに第３保護層６７で覆われている。

配向膜５５と光学異方性層５６は、第１〜第３実施形態と共通な機能を有し、共通な材料で形成される。
第３実施形態の製造方法は、１／４波長板６２の形成箇所を除くと、第４実施形態でも、ほぼ同様に適用できる。
第１〜第３保護層６３,６５,６７は、例えばＴＡＣ（トリアセチルセルロース）などから形成されている。

表示面側からの外光が入射されると、この入射光が偏光子６４によって直線偏光に変換された後、１／４波長板６２によって円偏光に変換される。この光が表示部内の、例えば金属層１０１で反射されて表示面側に戻される。このときの反射で、例えば右回りの円偏光が左周り円偏光に変換される。このため、反射光が、もう一度１／４波長板６２を通るときに、円偏光から直線偏光に戻るが、偏光方向が９０度異なるものとなるため、反射光は偏光子６４付近で吸収されて熱に変わる。その結果、反射が防止される。

以上の第１〜第４実施形態で、光学異方性層５６を設けると、偏光板を比較的薄くでき薄型の表示ディスプレイに一体に内蔵できる。
また、図７に模式的に示すように、直線偏光子の吸収軸と偏光サングラスの吸収軸が直交する場合でも、光学異方性層５６の分子の向きが種々存在するため、局所的な円偏光によって画像が見やすくなる。例えば、分子の向きが９０度程度、異なる液晶分子５６Ａと５６Ｂでは、円偏光の向きが９０度異なる。また、これ以外でも中間の角度で傾く分子が存在し、全体としては、どの角度から見ても画像表示が可能となっている。
図７は無配向の例であるが、通常見る角度に対応して、ある程度、液晶分子を配向させてもよい。その配向制御は配向膜５５によってなされる。

また、本実施形態では、表示最表面に１／４波長板を配置する場合のように、画面全体で色味が付くことはない。つまり、図７に示す１つ１つの液晶分子でみると、その傾き角に応じて透過光が、青味がかったり、また、黄色みがかったりしている。しかし、全体としては色が平均化され、表示画像の色再現性を損ねることがない。
このように、本発明の実施形態では、偏光子およびそれを用いた表示装置において、偏光サングラスを付けた場合でも、いかなる場合にでも視認性を落とすことなく、かつモジュールの薄型化を容易にすることが可能となる。

なお、以上の第１〜第４実施形態に関わるディスプレイ装置は、携帯電話や携帯ゲーム機などの携帯電子機器、カーナビの機能を持つ車載電子機器、その他の電子機器の表示部として広く使用される。
以上の説明は、これらの電子機器の実施形態を構成する。

第１および第２実施形態に関わる液晶ディスプレイ装置の断面構造図である。 第１実施形態に関わる第１および第２偏光板の断面構造図である。 第１および第２実施形態に関わる偏光板の基本構造図である。 第２実施形態に関わる第２偏光板の断面構造図である。 第３実施形態に関わり、第１〜第２実施形態の第２偏光板を製造するときの説明図である。 第４実施形態に関わる有機ＥＬディスプレイ装置の概略的な断面構造図である。 第１〜第４実施形態における光学異方性層の作用効果を説明するための図である。

符号の説明

１０…液晶ディスプレイ装置、２０…バックライト、３０…駆動基板、３１…対向基板、３７…液晶層、４０…第１偏光板、５０…第２偏光板、６０…偏光板、５１,６１…接着層、５２,６３…第１保護層、５３,６４…偏光子、５４,６５…第２保護層、５５…配向膜（分子固定層）、５６…光学異方性層、５７,６７…第３保護層、６２…１／４波長板、１００…有機ＥＬディスプレイ、１０１…金属層、１０２…有機ダイオード積層膜

Claims (8)

1. 入射光を偏光して出射する偏光子の層と、
   前記偏光子の層から光が出射する側に配置される塗布型の光学異方性層と、
   を含む
   偏光板。
2. 前記光学異方性層に接する膜であり、前記光学異方性層を構成する分子の向きを、ランダムな状態に、または、当該向きがランダムな状態から揃うまでの途中の状態に固定する分子固定層を、さらに含む
   請求項１に記載の偏光板。
3. 第１ベース層と、
   前記第１ベース層上の前記偏光子の層と、
   前記偏光子の層上の第２ベース層と、
   前記第２ベース層上の前記分子固定層と、
   前記分子固定層上の前記光学異方性層と、
   前記光学異方性層上の保護層と、
   を含む
   請求項２に記載の偏光板。
4. 第１ベース層と、
   前記第１ベース層上の前記偏光子の層と、
   前記偏光子の層上の前記光学異方性層と、
   前記光学異方性層上の前記分子固定層と、
   前記分子固定層上の第２ベース層と、
   を含む
   請求項２に記載の偏光板。
5. 前記光学異方性層の分子の複屈折率と、当該光学異方性層の厚さとの積で表されるリタデーションが、１００〜２００［nm］の範囲、または、前記範囲の奇数倍の範囲に含まれる
   請求項１に記載の偏光板。
6. 基板間に液晶を封入して液晶層が形成されている第１および第２の基板と、
   前記第１の基板の反液晶層側に配置される第１の偏光板と、
   前記第２の基板の反液晶層側に配置される第２の偏光板と、
   前記第１の偏光板の反液晶層側に配置されるバックライトと、
   を有し、
   前記第２の偏光板が、
   前記液晶層の側からの入射光を直線偏光にして表示面側へ出射する偏光子の層と、
   前記偏光子の層の表示面側に配置される塗布型の光学異方性層と、
   を含む
   表示装置。
7. 有機発光素子により発生した光を、一方の主面である出射面に設けられた円偏光板を通して出力する有機発光パネルを有し、
   前記円偏光板が、
   入射光を円偏光にして出射する偏光子の層と、
   前記偏光子の層から光が出射する表示面側に配置される塗布型の光学異方性層と、
   を含む
   表示装置。
8. 画像の表示面側に偏光板を内蔵する表示装置を有し、
   前記偏光板が、
   入射光を偏光して前記表示面側に出射する偏光子の層と、
   前記偏光子よりさらに前記表示面側に配置される塗布型の光学異方性層と、
   を含む
   電子機器。

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