JP4821614B2 - 偏光板、その製造方法およびそれを用いた液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、各種表示装置等に用いられる偏光板に関する。詳しくは、互いに直交する偏光成分の一方を透過、もう一方を反射する、一般的に反射型といわれる偏光板、その製造方法およびそれを用いた表示装置に関する。

液晶表示装置に組み込まれる液晶セルは、液晶層と該液晶層を挟むように配置される二枚の偏光板で構成されている。この偏光板は、高分子シートにヨウ素を吸着させた後、延伸により配向させることによって得られる吸収異方性を利用したシートであり、偏光板に入射した光のうち吸収軸に平行な成分の光を吸収し、それとは直交する成分の光を透過させることにより偏光特性を発現するものである。このような吸収型の偏光板は、原理的に自然光のような非偏光を入射したときの透過率が５０％を超えることはない。そこで、液晶表示装置の低消費電力化が求められる中、輝度を向上させるためには、吸収されていた成分を利用することが有効であると考えられる。

これに関し、液晶セルを構成する偏光板で吸収される偏光成分を反射する偏光分離シート、いわゆる反射型の偏光板を、液晶セルより光源側の位置に設置することが提案されている。

この反射型の偏光板としては、例えば、多層積層型、円偏光分離型、ワイヤーグリッド型などが挙げられる。

多層積層型は、屈折率等方性層と屈折率異方性層とを交互に何層も積層したタイプである。このタイプの偏光板は、シート面内のある一方向では各層の屈折率差が生じないように設計し、それと直交する方向で各層の屈折率差を大きくすることによって、一方の偏光成分を透過させ、それと直交する偏光成分を反射し、反射型の偏光板として機能する（特許文献１）。

円偏光分離型は、コレステリック液晶層が発現する円偏光二色性を利用した偏光板である。コレステリック液晶層は、液晶分子が膜厚方向に螺旋を描くことで、螺旋方向に応じて右巻きまたは左巻きの円偏光を選択的に反射することができ、このコレステリック液晶層とλ／４波長板を組み合わせることで、反射型の偏光板として機能する（特許文献２）。

ワイヤーグリッド型は、細い金属ラインを平行に並べた構造をもつ偏光板である。このタイプの偏光板は、金属ラインに垂直に振動する偏光を透過し、平行に振動する偏光を反射することにより、反射型の偏光板として機能する（特許文献３）。
特表２００３−５１１７２９号公報 特開２００２−９０５３３号公報 特開２００１−７４９３５号公報

しかしながら、多層積層型の場合、広帯域で偏光特性を発現させるためには、波長に合わせて積層比や膜厚を調整したシートを複数貼り合わせる必要がある。また光の入射角度によって光路長が変化するため偏光特性に角度依存性が生じる。

円偏光分離型の場合、コレステリック液晶層を面内で均一に形成することが難しく、また、広帯域で偏光特性を発現させるためには螺旋ピッチの異なる層を複数貼り合わせることが必要となる。

これに対してワイヤーグリッド型の場合には、上記２つの例のような複雑な形状は必要とされず、一定ピッチで金属ラインを形成することで求める偏光特性が得られる。しかしながら、金属のラインを適用する波長程度まで微細化することが求められる。具体的な方法として、特許文献３には、半導体製造プロセスのような煩雑な方法を用いず、延伸することで金属膜にひび割れを形成させたり、異方形状の金属粒子を配向させることにより、金属のラインと同様の性能を発現させる方法が開示されているが、前者は均一に設計通りのひび割れを形成することが難しく、また後者においては粒子の配向制御が難しい。よって、容易な方法で金属のパターンを設計通りに形成することが求められている。

本発明は、かかる従来技術の問題点を克服し、偏光板として充分な性能を有し、かつ容易な形状およびプロセスで得られる偏光板、およびその製造方法、さらにはこれを用いて高い輝度向上効果を発現する液晶表示装置を提供するものである。

（１）凹部および凸部によって形成された平行な線状パターンを有する基材と、該基材の線状パターンを有する面側に形成された金属層とを含み、前記凸部が幅ｗ＝２０〜３８０ｎｍ、ピッチｐ＝５０〜４００ｎｍ、かつ凸部の高さｈと幅ｗの比（ｈ／ｗ）が１．４４〜５で設けられている偏光板。
（２）前記凸部の高さｈと前記凹部の幅ｗとの比（ｈ／（ｐ−ｗ））が１．１８〜５である、前記（１）に記載の偏光板。
（３）前記金属層の厚みが１０〜２００ｎｍである、前記（１）または（２）に記載の偏光板。
（４）前記線状パターンの凹部上に形成されている金属層の膜厚が、前記凸部の高さｈ以下である、前記（１）〜（３）のいずれかに記載の偏光板。
（５）少なくとも前記線状パターンを含む基材表層が、熱可塑性樹脂、光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれか又はこれらの混合物を含む樹脂組成物からなる、前記（１）〜（４）のいずれかに記載の偏光板。
（６）前記基材は、少なくとも線状パターンを含む第一層と支持体となる第二層との積層構造である、前記（１）〜（５）のいずれかに記載の偏光板。
（７）前記第二層が一軸延伸または二軸延伸のポリエステル樹脂シートである、前記（６）に記載の偏光板。
（８）前記第二層が光拡散性を有する、前記（７）に記載の偏光板。
（９）前記（１）〜（８）のいずれかに記載の偏光板を製造する方法であって、次の（i）もしくは（ii）の工程を含む偏光板の製造方法。
（i）基材表面に線状パターンを形成した後に、該基材の線状パターンを有する面側に金属層を形成する工程
（ii）基材表面に金属層を形成した後に該基材に線状パターンを形成することで、線状パターン上に金属層を設ける工程
（１０）前記線状パターンを金型転写法により形成する、前記（９）に記載の偏光板の製造方法。
（１１）前記金属層を、基材の法線方向に対して斜め方向で、かつ、線状パターンの長手方向に対して垂直な方向から蒸着またはスパッタすることにより形成する、前記（９）に記載の偏光板の製造方法。
（１２）少なくとも、面光源と、前記（１）〜（８）のいずれかに記載の偏光板（A）と、液晶セルとをこの順に配置した液晶表示装置であって、液晶セルは、液晶層と、該液晶層を挟むように配置された偏光板（B）、（C）とを有し、液晶セルを構成する面光源側の偏光板（B）を透過する偏光の偏光軸の方向と、偏光板（A）を透過する偏光の偏光軸の方向とが合致している液晶表示装置。
（１３）前記偏光板（A）は、金属層が液晶セルに対向するように設置されている、前記（１２）に記載の液晶表示装置。

本発明によれば、煩雑な工程を経ることなく容易なプロセスで偏光板を作製することができ、また作製した偏光板を液晶表示装置などに組み込むことにより、高輝度の表示を得ることが可能となる。

本発明の偏光板を構成する基材の形状を模式的に示す図である。 本発明の偏光板を構成する好ましい基材の断面形状を模式的に示す図である。 本発明の好ましい偏光板（金属層が基材表面の一部に形成されている態様）の形状を模式的に示す図である。 本発明の好ましい偏光板（金属層が基材表面の全面に形成されている態様）の断面形状を模式的に示す図である。 本発明の偏光板を組み込んだ液晶表示装置（サイドライト型）の構成を模式的に示す図である。 本発明の偏光板を組み込んだ液晶表示装置（直下型）の構成を模式的に示す図である。

符号の説明

１ 凸部
２ 金属層
３ 本発明の偏光板
４ 光源
５ 液晶セル
６ 蛍光管
７ 反射シート
８ 導光板
９ 光拡散シート
１０ プリズムシート
１１ 拡散板
１２ 筐体
１３ 線状パターンの凹部
１００ 基材

本発明の偏光板は、表面に周期的に形成された凹凸からなる線状パターンを有する基材と、該線状パターンを有する面側に形成された金属層とを含むことを特徴とする。このような構成によって、線状パターンの長手方向とそれに垂直な方向の構造異方性に由来する光学的な異方性を発現することができるものとなる。すなわち、線状パターンの長手方向に平行な偏光成分は反射され、垂直な偏光成分が透過される。さらに、線状パターンの周期を適用する光の波長領域よりも短くすることにより、該波長領域において均一な光学異方性構造体となり、偏光板として機能する。

本発明の偏光板において、線状パターンを形成する凹凸の凸部は、ピッチｐ＝５０〜４００ｎｍ、幅ｗ＝２０〜３８０ｎｍで形成されている。この寸法の線状パターンを有する基材に金属層が形成されることにより可視光領域、すなわち、およそ４００〜８００ｎｍの波長領域において偏光特性を発現する偏光板を得ることができる。

ピッチｐについては、４００ｎｍを越えると、可視光の短波長領域の偏光度が低下することになり好ましくない。また、ピッチｐが５０ｎｍを下回ると、基材表面へ線状パターンを形成することが難しくなるだけでなく、該線状パターンに沿って金属層を形成することが難しくなるため好ましくない。ピッチｐとして、さらに好ましくは１００〜３００ｎｍ、最も好ましくは１００〜２５０ｎｍである。

また、幅ｗについては、２０ｎｍより狭くなると線状パターンの倒壊が起こりやすくなるため好ましくない。また、幅ｗが３８０ｎｍよりも太い場合、ピッチｐの範囲を考慮すると、金属層を線状パターンを反映した形状に形成することが難しいため好ましくない。幅ｗについては、さらに好ましくは２０〜１５０ｎｍ、最も好ましくは２０〜１００ｎｍである。

ピッチｐおよび幅ｗは、面内において偏光特性の均一性を保つため、一定であることが好ましいが、前記範囲内において種々のピッチおよび幅が混ざり合っていてもよい。また、この形状で偏光板を作製すると、可視光領域だけでなく、より長波長である近赤外線領域や赤外線領域においても偏光特性を発現させることができ、近赤外線用または赤外線用の偏光板としても使用可能である。

線状パターンおよび該パターンを有する面側に形成される金属層は、基材の片側だけでなく両側に形成されることも好ましい。基材の両側に形成する場合には、線状パターンの長手方向が表裏で平行になるように形成することが好ましい。また、片側が金属層を有しておらず線状パターンだけを有していてもよい。

本発明の偏光板は、線状パターンを構成する凸部の高さｈに応じて、偏光特性が光の入射角度に依存することがある。本発明の偏光板を、広い視野角が求められる用途に用いる場合、凸部の高さｈは、１０〜４００ｎｍであることが好ましい。高さｈが、４００ｎｍを越えるようになると、光の入射角度によって偏光度が変化することがある。光の入射角度に依存せず、均一な偏光特性を得るためには、高さｈを４００ｎｍ以下にすることが好ましい。一方、高さｈが１０ｎｍを下回ると、それに沿って金属層が形成されたとしても充分な光学異方性が望めない場合があるため好ましくない。高さｈとしては、さらに好ましくは２０〜３００ｎｍ、最も好ましくは３０〜３００ｎｍである。本発明の偏光板を、狭い視野角の範囲で用いる場合、例えば、法線方向だけを利用する光学素子、又は正面方向だけ利用する表示装置などの場合、光の入射角度は考慮しなくてもよいため、高さｈが４００ｎｍを越えてもよい。

図１に、本発明の偏光板を構成する、線状パターンが形成される基材の形状の一例を示す。図１（ａ）は、断面が矩形状の凸部１を含む線状パターンを一方の表面に有する基材１００の断面図である。図中に凸部のピッチｐ、幅ｗ、高さｈをそれぞれ示している。本発明において、幅ｗは、凹凸が繰り返される方向における長さであって、また、凸部の高さｈの２分の１、すなわち基材面（凹部底面）からｈ／２の高さの基材面に平行な平面における長さのことをいう。図１（ｂ）は、凸部１が周期的に形成されてなる平行な線状パターンを有する基材１００の斜視図を例示している。

図１（ａ）および図２（ａ）〜（ｅ）は、本発明の偏光板を構成する基材の好ましい断面形状の例を示している。凸部の断面形状としては、例えば、矩形（図１（ａ））、台形（図２（ａ））、またはそれらの角や側面が曲線状であるもの（図２（ｂ）（ｃ））、波形（図２（ｄ））、三角形（図２（ｅ））等が挙げられるが、これらに限定されることなく、面内に線状パターンが形成されていれば好ましく用いることができる。また、隣接する凸部間には、図１（ａ）および図２（ａ）〜（ｃ）のように平坦部が形成されていてもよいし、図２（ｄ）（ｅ）のように平坦部が形成されていなくてもよい。これらのうち、断面が矩形、台形の凸部、またはそれらの角や側面が曲線状の形状の凸部であって、隣接する凸部がそれ自体の底部で繋がっていないもの（たとえば図１（ａ）および図２（ａ）〜（ｃ））が、金属層を形成した後に高い光学的異方性を発現させるため好ましい。

線状パターンは図１（ｂ）に示すようにライン、すなわち凸部１が平行に形成されてなるが、実質的に平行であればよく、完全に平行でなくてもよい。また、各ラインは、面内において光学的な異方性を最も発現しやすい直線であることが好ましいが、隣接するラインが接触しない範囲で曲線や折れ線であってもよい。また同様に、光学的な異方性を発現しやすくするため連続した直線であることが好ましいが、長さが少なくとも適用する波長以上であれば破線であってもよい。

本発明の偏光板において、金属層は、基材表面に部分的に形成されていても、全面に形成されていてもよい。

図３は、断面が矩形の凸部１を有する線状パターン上に金属層２が部分的に形成されている態様の例を示している。例えば、金属層が線状パターンの凸部の頂部に形成される場合（図３（ａ））、隣接する凸部間、すなわち凹部に形成される場合（図３（ｂ））、凸部の側面に形成される場合（図３（ｃ））、凸部の周囲に形成される場合（図３（ｄ））、またはこれらを組み合わせた形状に形成される場合などが好ましい例として挙げられる。また、図３（ｅ）は、図３（ａ）の断面形状をもつ基材の斜視図を示しており、金属層が基材１００の線状パターンに沿って線状に形成されている様子を表している。

図４は、金属層２が基材１００の表面全面に形成されている場合の例を示している。例えば、金属層が線状パターンの凸部の形状に沿って全面に一定膜厚で形成される場合（図４（ａ））、凸部形状に沿うが膜厚が場所により異なる場合（図４（ｂ）（ｄ））、凸部の形状には沿わず表面が平坦になるように形成される場合（図４（ｃ））等が挙げられる。いずれも好ましく用いられるが、凸部形状に沿う図４（ａ）（ｂ）（ｄ）が、透過率および偏光度をともに高くすることができるため、より好ましい。

上記態様の中でも、金属層の光吸収などによる光量ロスを低減させ光利用効率を高めたり、透過率をより向上させるためには、金属層が部分的に形成されている方が好ましく、さらに図３（ａ）（ｃ）（ｄ）に示されるように、金属層が凸部周辺だけに形成されている方が好ましい。

ここで、基材表面の線状パターンについて、隣接する凸部の底部が、図１（ａ）、図２（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように繋がっていない形状の場合、金属層を凸部周辺だけに形成しやすく、好ましい。図２（ｄ）のような断面形状が波形の場合にも、凸部周辺だけに金属層を形成することは可能であるが、斜面が多く金属層の形成部位が広がりやすいため制御が難しい。

本発明の偏光板を構成する金属層の膜厚は、１０〜２００ｎｍであることが好ましい。ここで、金属層の膜厚は、基材凸部の高さ方向に測定した厚みであって、基材上の少なくとも一部に前記範囲を満たす膜厚で金属層が形成されていればよい。前記範囲を満たす膜厚で、基材表面の線状パターンに沿って金属層を形成することにより、良好な偏光特性を発現させることができるため好ましい。金属層の膜厚として、さらに好ましくは３０〜２００ｎｍ、最も好ましくは５０〜２００ｎｍである。

また、金属層が基材表面の全面に形成されている場合には、線状パターンの凹部（図４（ｄ）の１３）において、金属層膜厚（図４（ｄ）のｔ）が、凸部の高さｈ以下であることが好ましい。凹部１３の金属層膜厚ｔが凸部高さｈより厚くなると、線状パターン全体が完全に金属層内に埋没し、完全な反射体として機能してしまうことがあるので、金属層膜厚ｔは凸部の高さｈ以下であることがより好ましい。

一方、金属層が基材表面に部分的に形成される場合において、高い光利用効率と高透過率を得るためには、前述したように、金属層が凸部周辺だけに形成される（図３（ａ）（ｃ）（ｄ））ことが好ましい。そして、この場合は、凸部上に形成された金属層膜厚と凸部高さｈを足し合わせた高さが、４００ｎｍ以下であることがより好ましい。足し合わせた高さが、４００ｎｍを越えると偏光特性が光の入射角度に依存することがある。また、金属層および凸部の総幅ＴＷは、凸部のピッチｐに対して、０．１ｐ以上０．７ｐ以下であることが好ましい。この比率が０．７ｐを越える場合には、光利用効率と透過率の向上効果が薄れるため好ましくない。なお、この比率を算出するために必要な総幅ＴＷならびにピッチｐは、基材面に平行で、かつ、凹凸が繰り返される方向における金属層長さが最大となる同一平面で測定されるものとする。

本発明の偏光板を構成する金属層は、「高反射性金属からなる層」、及び／又は「高反射性金属粒子、及び／又は、高反射性金属により被覆された粒子を含有する層」であることが好ましい。また、これらが混ざり合った層でもよいし、積層された構造であってもよい。

ここで、「高反射性金属からなる層」とは、単一の金属または合金からなる金属層であり、一層若しくは異なる材質からなる二層以上の積層構造が好ましく用いられる。異なる材質からなる二層以上の積層構造の場合には、少なくとも一層が高反射性金属からなる層であればよく、例えば、反射性の低い金属酸化物などが積層されていてもよい。特に、酸化しやすい高反射性金属を用いる場合には、予め保護層として表面に該金属の酸化物層を形成し、経時安定性を高めることも好ましい。

また、「高反射性金属粒子、及び／又は、高反射性金属により被覆された粒子を含有する層」に含まれる高反射性金属粒子および高反射性金属により被覆された粒子は、粒子径が１〜１００ｎｍであることが好ましく、さらに好ましくは１〜５０ｎｍである。ここでいう粒子径とはメジアン径ｄ５０のことをいう。粒子径が１００ｎｍ以下の金属粒子は融着温度が低下するため、例えば２００〜３００℃での低温熱処理でも粒子が連結し始め、金属としての特性を発現し光反射性が向上するため好ましい。また、粒子径が５０ｎｍ以下になると、より低温かつ短時間の熱処理で粒子が融着するため、さらに好ましい。これら粒子の形状は特に限定されることなく好ましく用いられる。また、高反射性金属に被覆される内層の粒子は、例えば、アクリル樹脂などの架橋樹脂粒子や、シリカ、アルミナなどの無機粒子など、特に限定されることなく好ましく用いられる。これら高反射性金属粒子、高反射性金属粒子で被覆された粒子は、粒子単独、または粒子と分散剤の組み合わせ、さらには、粒子と分散剤とバインダーとなる熱可塑性樹脂、光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれか又はこれらの混合物を主成分とする樹脂組成物と組み合わせられることにより、「高反射性金属粒子、及び／又は、高反射性金属により被覆された粒子を含有する層」を形成することが好ましい。

高反射性金属としては、アルミニウム、クロム、銀、銅、ニッケル、白金および金から選ばれる金属およびそれらを主成分とする合金であることが好ましい。ここで、主成分とは合金中における該金属の含量が５０重量％を超える場合をいう。また、高反射性とは、使用する光の波長領域において反射率が高いことを示しており、反射率の高い金属を使用することによって偏光板の偏光度を高めることができるため好ましい。反射率が高い金属としては、使用する波長領域において、反射率が９０％以上の領域が存在する金属、又は全域に亘って反射率が５０％以上を示す金属が好ましい。前記金属のなかでは、アルミニウム、クロム、銀が、可視光領域の全域に亘って反射率が高いためより好ましい。

本発明の偏光板を構成する基材表面の線状パターンは、凸部の高さｈと幅ｗの比（ｈ／ｗ）が、１．４４〜５の範囲であるものである。比ｈ／ｗが１．４４に満たない場合には、金属層が形成されても構造的な異方性を充分に発揮することができず、充分な偏光特性が得られないことがある。また比ｈ／ｗが５を越える場合には線状パターンが蛇行して倒れ、面内で偏光特性にむらが現れることがある。高さｈと幅ｗの比ｈ／ｗは、さらに好ましくは２〜５である。

また、本発明の偏光板を構成する基材表面の線状パターンは、凸部の高さｈと、凸部間の幅、すなわち凹部の幅（ｐ−ｗ）との比ｈ／（ｐ−ｗ）が、１．１８〜５の範囲であることが好ましい。比ｈ／（ｐ−ｗ）がこの範囲を満たす線状パターンを用いると、金属層の形成位置を制御しやすく、特に凸部周辺だけへの金属層形成が容易になるため好ましい。比ｈ／（ｐ−ｗ）は、さらに好ましくは１．２〜５、最も好ましくは１．４〜５である。

また、本発明の偏光板を構成する基材表面の線状パターンは、凸部の幅ｗとピッチｐの比（ｗ／ｐ）が０．１〜０．５の範囲であることが好ましい。比ｗ／ｐがこの範囲を満たす線状パターンに金属層を形成することによって、高い偏光度と透過率を両立する偏光板が形成できるため好ましい。比ｗ／ｐは、さらに好ましくは０．１〜０．４、最も好ましくは０．１〜０．３５である。

本発明の偏光板は、特に基材表面に線状パターンが形成されていることを特徴とするが、線状パターンが存在することによる効果を以下に説明する。

まず一つ目の特徴は、線状パターンを形成することによって複屈折性を発現させることである。入射する波長以下のピッチで周期的な凹凸を有する線状パターンを形成すると、パターン長手方向とそれに直交する方向とで屈折率の異方性、すなわち複屈折が発現する。ここで、パターンを構成する凸部の幅、ピッチ、高さおよび材質単体の屈折率を適切に設定することにより、基材の複屈折性を制御することが可能となる。

本発明の偏光板を好適に搭載することができる液晶表示装置には面光源が組み込まれているが、面光源から出射される光は、導光板やプリズムシートなど、界面での反射や屈折を利用した部材の影響により、完全な無偏光状態ではなく偏光状態に偏りがみられることがある。よって、反射型の偏光板を液晶セルの面光源側に配置しても、この偏った方向と、反射型の偏光板が透過する偏光軸とが合致していない場合には反射成分が多くなり、結果として光の利用効率が上がらないことになる。そこで、本発明の偏光板のように基材に複屈折性を発現させ該基材側から光を入射することで、複屈折により偏った偏光状態が解消され光の利用効率を上げることができる。例えば、パターンを構成する凸部の幅、ピッチおよび材質が同じ場合には、凸部の高さを高くすることによって、より偏光状態を解消できる。複屈折性を活用するためには、金属層が線状パターンの凸部周辺だけに形成された構造が好ましい。また、線状パターン部分だけでなく、基材全体が複屈折をもつ場合も同様に好ましい。

さらに、本発明の偏光板を構成する基材には、１／４波長板の機能を付与することも好ましい。この場合、基材側から光を入射させると、偏光板により反射された偏光は同時に円偏光に変換される。この円偏光は、面光源に戻され、一部の偏光状態が解消されるが、反射によって逆周りに変換された円偏光を多く含む状態で再び偏光板に戻ってくる。この逆回りの円偏光が基材を通過すると、偏光板を透過する直線偏光に変換されるため、光の利用効率を上げることができる
また、二つ目の特徴としては、金属のパターニングが容易なことである。詳細は製造方法を説明する際に説明するが、半導体製造プロセスなどを利用した、レジストのパターニングとエッチング処理という煩雑なプロセスを経ることなく、予め基材表面にパターンを形成しておくことで、そのパターン形状に応じた金属層を容易に形成することが可能となる。

また、本発明の偏光板を構成する基材は、少なくとも線状パターンを含む表層が、熱可塑性樹脂、光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれか又はこれらの混合物を主成分とする樹脂組成物からなることが好ましい。ここで、該層中において５０重量％を越える場合を主成分と定義する。

熱可塑性樹脂の例としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン−２、６−ナフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂、ポリメチルメタクリレートなどアクリル系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、脂環式ポリオレフィン樹脂等のポリオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリエーテル、ポリエステルアミド、ポリエーテルエステル、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアルコールおよびこれらを成分とする共重合体、またはこれらの混合物等の熱可塑性樹脂が挙げられる。

光硬化性樹脂の例としては、分子内に少なくとも一つのラジカル重合性を有する化合物、またはカチオン重合性を有する化合物等が挙げられる。ラジカル重合性を有する化合物としては、活性エネルギー線によりラジカルを発生する重合開始剤の存在下で化学放射線照射により高分子化または架橋反応する化合物である。例えば、構造単位中にエチレン性の不飽和結合を少なくとも１個含むもの、１官能であるビニルモノマーの他に多官能ビニルモノマーを含むもの、またはこれらのオリゴマー、ポリマー、混合物などが挙げられる。また、分子内に少なくとも一つのカチオン重合性を有する化合物としては、オキシラン環を有する化合物、オキセタン環を有する化合物、ビニルエーテル化合物から選ばれる一つあるいは２種以上の化合物から選ばれるものが挙げられる。

熱硬化性樹脂の例としては、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ユリア・メラミン樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂等が挙げられ、これらより選択される１種類もしくは２種類以上の混合物などを用いることができる。

光硬化性樹脂および熱硬化性樹脂には重合開始剤が配合される。光硬化性樹脂の場合には感光波長および重合形式に合わせ、活性エネルギー線の照射によりラジカル種またはカチオン種を発生する光重合開始剤を用い、また熱硬化性樹脂の場合にはプロセス温度に合わせた熱重合開始剤を用いることが好ましい。

これら樹脂は、使用波長すなわち液晶表示装置に用いる場合には４００〜８００ｎｍの可視光領域において、透明であり、特定波長における吸収ピークがみられないものが好ましい。ここでいう透明とは、光線を実質的に散乱しない状態のことをいうが、ヘイズ値でおよそ３０％以下であれば好ましく用いることができる。

これら樹脂には必要に応じて各種成分を添加することも好ましい。かかる添加剤として、例えば、界面活性剤、架橋剤、造膜助剤、紫外線吸収剤、光安定化剤、熱安定化剤、可塑剤、粘度調整剤、酸化防止剤、帯電防止剤等を好ましく用いることができる。

また、本発明の偏光板を構成する基材は、少なくとも、表面の線状パターンを含む第一層と支持体となる第二層との積層構造であることが好ましい。積層構造にすることによって、支持体となる第二層で機械的強度、耐熱性を確保しながら、第一層に賦形しやすい材質を用いることができ、基材表面に線状パターンを容易に形成できるため好ましい。なお、支持体となる第二層は、それ自体が単層であっても複数層の積層構造であってもよい。

ここで第一層に用いる賦形しやすい材質とは、前述の熱可塑性樹脂、光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂のことをいう。後述するように、生産性などの観点から基材表面に線状パターンを賦形するには金型転写法が好ましく、これらの樹脂を第一層に用いることで金型転写法で基材表面に線上パターンを形成することができるため好ましい。

支持体となる第二層としては、ガラス、金属などの無機基材、ポリエステル樹脂、ポリメチルメタクリレートなどのアクリル樹脂、脂環族ポリオレフィンなどのポリオレフィン樹脂、ポリカーボネートなどに代表される樹脂基材など、各種材質を用いることができる。ガラス、金属などの無機基材を支持体として用いた場合には、平坦性や機械的強度、耐熱性に優れ、またポリエステル樹脂等の樹脂基材を用いた場合には、柔軟性、軽量化、薄膜化が達成できる。また第二層には、使用波長領域において透明かつ特定吸収ピークを示さない材質、光拡散性を示す材質を好ましく用いることができる。第二層として光拡散性を示す材質を用いると、偏光板と光拡散板との機能統合が達成できる好ましい構成となる。光拡散性を発現させるためには、例えば、内部に粒子などを分散させることで達成できる。さらに、光を基材側からではなく金属層側から入射するような使い方をする場合には、第二層として、光吸収性を示す材質や光反射性を示す材質を用いることもできる。その場合、特定の偏光成分を反射する偏光反射板として使用することができる。第二層の厚みは、特に限定されないが、機械的強度および薄膜化の観点から、例えば、無機基材の場合には０．１〜３ｍｍ、樹脂基材の場合には５０μｍ〜３ｍｍが好ましい。

また、支持体となる第二層としては、上記材質の中でも、ポリエステル樹脂を主成分とする熱可塑性樹脂シートであることが好ましく、機械的強度、耐熱性を向上させるためには、一軸延伸または二軸延伸ポリエステル樹脂シートであることが好ましい。二軸延伸されたポリエステル樹脂シートを用いると、機械的強度および耐熱性を確保しながら、薄膜化、柔軟性および軽量化が達成可能となるため最も好ましい支持体である。特に、無機基材であるガラスに比べ、薄膜化したときの耐衝撃性に優れる。また延伸することによりシートに複屈折性が発現するため、前述したように入射光の偏光状態の偏りを解消し液晶表示装置などの輝度を向上させることができるため好ましい。ここで用いるポリエステル樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン−２、６−ナフタレート、またはこれらをベースとしたその他成分との共重合体などのポリエステル樹脂が好ましく用いられる。またこのポリエステル樹脂を主成分とし、その他の相溶性又は／及び非相溶性の成分を添加した樹脂組成物も好ましく用いられる。

本発明の偏光板は、金属層が形成されていない側の基材表面に、空気−基材界面の屈折率差に由来して生じる光の反射を防止する反射防止層が形成されていることが好ましい。すなわち、界面での不要な反射を抑制する反射防止層が形成されていることが好ましい。このような構成にすることで、光線の利用効率をさらに高めることができる。反射防止層としては、反射を防止する性質を有する材料で形成して反射防止機能を発揮してもよいし、その層を特定形状に形成することで反射防止機能を発揮してもよい。

また、同様に、金属層が形成されていない側の基材表面に、光拡散層を設けることも好ましい。前述のように、基材内部に粒子などを分散させることによって、基材自体に光拡散性を付与する場合、主に等方的な光拡散効果を発現させることができるが、基材表面に光拡散層を設ける場合は、表面の形状を任意に設計できるため、光拡散性を容易に制御することができる。

上述したような本発明の偏光板は、次の（i）または（ii）の工程を経て製造される。
（ｉ）基材表面に線状パターンを形成した後に、該基材の線状パターンを有する面側に金属層を設ける工程
（ii）基材表面に金属層を設けた後に該基材に線状パターンを形成することで、線状パターン上に金属層を設ける工程
ここで、線状パターンの形成方法としては、半導体製造プロセス等で用いられるフォトリソグラフィーやエッチング法を用いることも可能であるが、これらはプロセスが複雑であるので、生産性およびコストの面で金型転写法による賦形が好ましい。以下に（ｉ）および（ii）の製造方法について例を挙げて説明する。

（ｉ）の方法の場合、金属層を設ける前に、加熱・加圧または電磁波照射を用いた金型転写により基材表面に線状パターンを形成する。加熱・加圧を用いた方法においては、基材と金型を重ねて加熱・加圧し、離型することにより、基材表面に金型形状が転写される。このとき、少なくとも基材表面が熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂で構成されているのが好ましい。また、電磁波照射を用いた方法においては、金型に光硬化性樹脂を直接充填、または前記樹脂がコーティングされた基材に金型を押しあてることで金型に前記樹脂を充填し、基材と重ね合わせて電磁波照射を行い、樹脂を硬化させ、離型することによって金型形状を転写する。少なくとも基材表面が電磁波、例えば紫外線、可視光、電子線により硬化する樹脂により構成されているのが好ましい。

以上の方法により線状パターンを形成した基材表面に金属層を設ける。

本発明の偏光板の製造方法において、金属層の形成方法としては、蒸着法、スパッタ法、めっき法、コーティング法などが好ましく用いられる。蒸着法およびスパッタ法については、基材表面の全面に均一に金属層を形成することはもちろん、蒸着またはスパッタする角度を制御することで、線状パターンの凸部周辺だけに金属層を形成することも可能であり、金属層の形成位置を制御するうえで有効な手段である。蒸着およびスパッタする角度を制御するとは、法線方向に対して蒸着またはスパッタする角度を制御することをいい、たとえば法線方向に対して斜め方向で、かつ、線状パターンの長手方向に対して垂直な方向から蒸着またはスパッタすることが好ましい。めっき法については、基材に金属層を蒸着等により形成した後、めっきを成長させる電解めっき法、または銀やパラジウム等の触媒となる微粒子を基材上にコーティングした後にめっきを成長させる無電解めっき法などが挙げられる。例えば、線状パターンの凹部に触媒となる金属粒子を充填させた後、無電解めっきすれば、凹部のみに金属層が形成される。コーティング法は、金属粒子を含有した塗剤を基材上に塗布することにより金属層を形成するものであり、塗膜厚みの調整により全面および部分的な形成が可能となる。これらのうちでは、金属層の形成位置が制御しやすく、特に金属層を部分的に形成する際に有効な蒸着法およびスパッタ法が、より好ましい形成方法である。

また、（ii）の方法は、実質的に平坦な基材に金属層を全面または部分的に設けた後、金型転写により線状パターンを形成する。この方法は、基材と金属層との積層体に一括して線状パターンを形成するものであり、２段階に分かれる前記製造方法（ｉ）に比べてプロセスの簡略化が図れ、より好ましい製造方法である。この場合、金型転写時には、金属層が設けられた基材と金型とを重ね合わせ、加熱・加圧により線状パターンを形成することが好ましく、また、基材はその表面が熱可塑性樹脂からなるのが好ましい。すなわち、基材の熱可塑性を利用して、金属層ごと線状パターンを賦形するものである。金型転写時に金属層を断裂させることにより、図３に示すような部分的に金属層２が形成された偏光板が形成できる。例えば、金型を押し込んだ時に、金型凸部により金属層を断裂させると図３（ａ）（ｄ）に示す構造を形成することができる。また、金型凸部により金属層を押し込み、金型凹部において金属層を断裂させることにより図３（ｂ）に示す構造を形成できる。また、金属層を断裂させることなく、図４（ａ）（ｂ）（ｄ）に示すような金型断面に沿った形状に賦形することもできる。

本発明の偏光板の製造方法において用いる金型の作製方法としては、特に限定されるものではないが、本発明の偏光板の寸法を鑑みると、Ｘ線、電子線、紫外線、または紫外線レーザーなどを用いて、金型材質上に形成したレジスト層をパターニングし、その後にエッチングなどの工程を経て作製するのが好ましい。また、金型表面には、基材との離型性を向上させる目的で、フッ素系樹脂などを用いて表面処理を施すことが好ましい。

上記のような偏光板が好適に搭載される液晶表示装置は、その構成が大きくは光源と液晶セルに分けられる。上述した本発明の偏光板は、それら光源と液晶セルとの間に配される。以下、この位置に配される本発明の偏光板を偏光板（Ａ）という。

液晶セルは、２枚の偏光板（Ｂ）（Ｃ）と、２枚の偏光板（Ｂ）、（Ｃ）の間に設けられた液晶層などで構成される。液晶セルに用いられる偏光板（Ｂ）、（Ｃ）は一般的に吸収型といわれる偏光板であり、透過軸と直交する方向の偏光成分は吸収される。よって、理論的には光の利用効率は５０％である。しかしながら、本発明においては、そこで吸収される偏光を、液晶セルよりも光源側に配される偏光板（Ａ）で反射させ、光源部で偏光状態を解消して再度液晶セル側に戻すことにより、光利用効率を高めて輝度を向上させることができる。すなわち、偏光板（Ａ）を、液晶セルと光源との間に、液晶セルの光源側に配置されている偏光板（Ｂ）と偏光軸の方向を合致させて設置することで、偏光板（Ｂ）で吸収される偏光成分を光が偏光板（Ｂ）に到達する前に反射させることができ、光利用効率を高めて輝度を向上させることができる。ここで、偏光軸の方向を合致させるとは、偏光板（Ａ）の偏光軸の方向と偏光板（Ｂ）の偏光軸の方向がなす交角が５°以下となるようにすることをいう。このようにすれば充分に効果が得られるため好ましく、その交角が０°の状態が輝度向上効果を最も発現できるためさらに好ましい。

本発明の偏光板を用いた液晶表示装置の好ましい構成例を示す。

図５は、光源４としてサイドライト型面光源を用いた液晶表示装置の例を示しており、光源４の上方に、本発明の偏光板３と、液晶セル５とが、この順序で積層配置されている。このタイプの光源は、通常、透明なアクリル板等からなる導光板８と、導光板８の側面に配置された直線状の蛍光管６と、導光板８の下側に配置された反射シート７と、導光板８の上側に配置された光拡散シート９と、さらにその光拡散シート９の上側に配置されたプリズムシート１０とで構成されている。導光板、蛍光管、反射シート、光拡散シートおよびプリズムシートとしては、それぞれ種々の部材や構成を採用することができる。たとえば導光板としては、表裏面にドット、プリズム状など様々な加工を施したものを用いることができる。蛍光管としては、形状が直線状のものに限られず、また、その本数も特に限定されない。また、光拡散シートおよびプリズムシートは、いずれか一方であっても、またそれぞれを複数枚用いてもよい。

また、図６は、光源４として直下型面光源を用いた液晶表示装置の例を示している。このタイプの光源は、反射シート７が敷き詰められた筐体１２の内部に複数の線状の蛍光管６が並び、蛍光管６の上側に拡散板１１、さらにその上側に光拡散シート９、プリズムシート１０がこの順序で配置された構成である。直下型面光源の場合も、各種構成部材はそれぞれ種々の部材や構成を採用することができる。たとえば、蛍光管の形状は直線状に限られず、拡散板、光拡散シート、プリズムシートについても上記同様、種々の部材、構成のものを用いることができる。そして、このような光源４の上側に、本発明の偏光板３と、液晶セル５とがこの順序で積層配置されている。

上記のような液晶表示装置において、本発明の偏光板（Ａ）は、金属層が液晶セルに対向するように設置されることが好ましい。このように設置することにより、金属層と液晶セルを構成する偏光板（Ｂ）との間に、複屈折性を示す基材が挟まれないため、偏光特性の低下を抑制することができる。

以上のように、本発明の偏光板を液晶表示装置に組み込むことにより、液晶表示装置の輝度を向上させることが可能となる。

以下に各実施例・比較例の測定方法及び評価方法について説明する。

（測定・評価方法）
Ａ．断面観察
各実施例・比較例で作製した偏光板を切り出し、線状パターン長手方向に垂直な断面について走査型電子顕微鏡Ｓ−２１００Ａ（日立製作所（株）製）を用いて５００００倍で観察し、線状パターンを構成する凸部の寸法（ピッチｐ（ｎｍ）、幅ｗ（ｎｍ）、高さｈ（ｎｍ））、金属層の膜厚（ｎｍ）、および金属層および凸部の総幅ＴＷ（ｎｍ）を計測した。金属層の膜厚は、金属層が形成されている部位のうち、凸部上または凹部上の任意の箇所５カ所において、基材法線方向に計測したときの厚みを求め、それらの平均値を求めた。また、金属層および凸部の総幅ＴＷは、金属層が凸部周辺のみに形成された場合に計測し、任意の箇所５カ所における平均値を求めた。

Ｂ．透過率、偏光度
各実施例・比較例で作製した偏光板について、分光光度計Ｕ−３４１０（日立製作所（株）製）を用い、波長４００〜８００ｎｍの範囲において全光線透過率を求め、４００ｎｍから５ｎｍ間隔の波長にて得られる透過率の平均値として求めた。透過率は２０％以上をＡ、１０％以上２０％未満をＢ、１０％未満をＣとして評価した。評価結果がＡ又はＢであれば良好である。

また、４５０ｎｍ、５５０ｎｍ、６５０ｎｍにおける透過率を比較し、それら透過率の最大値と最小値の差が２０％以内の場合をＡ、２０％を越え３０％以下をＢ、３０％を越える場合をＣとして波長依存性を評価した。評価結果がＡ又はＢであれば良好である。

また、偏光度については、ガラス偏光フィルター（エドモンド・オプティクス・ジャパン（株）製）と各実施例・比較例で作製した偏光板とを重ね、ガラス偏光フィルターが光源側（光線入射側）になるように前記分光光度計に設置し、５５０ｎｍにおける最大透過率Ｉｍａｘおよび最小透過率Ｉｍｉｎを測定し、下記式にあてはめることで偏光度を得た。偏光度＝（Ｉｍａｘ−Ｉｍｉｎ）／（Ｉｍａｘ＋Ｉｍｉｎ）
偏光度が０．９を越える場合をＡ、０．８を越え０．９以下をＢ、０．８以下の場合をＣとして評価した。評価結果がＡ又はＢであれば良好である。

尚、透過率および偏光度のいずれの測定においても、各偏光板は金属層が形成されていない面側が光源側（光線入射側）になるように設置し、光線の入射角は０°とした。

Ｃ．輝度
１インチ角のアクリル導光板の側面に１本の蛍光管を設けるとともに、導光板下側に反射シート“ルミラー”Ｅ６０Ｌ（東レ（株）製）、導光板上側に光拡散シート“オパルス”ＢＳ−０４（恵和（株）製）およびプリズムシートＢＥＦII（住友スリーエム（株）製）を配置してサイドライト型面光源を組み上げた。次いで、プリズムシート上に、各実施例・比較例の偏光板を重ね、さらにその上に偏光板と透過軸の方向が一致するように吸収型偏光板（ＬＮ−１８２５Ｔ、ポラテクノ（株）製）を置き、１２Ｖで面光源を立ち上げた。色彩輝度計ＢＭ−７／ＦＡＳＴ（トプコン（株）製）を用いて輝度Ｌ１を測定した。次いで、各実施例・比較例の偏光板のみを取り外して同様にして輝度Ｌ０を測定した。各実施例・比較例の偏光板を挿入していない場合の輝度Ｌ０、挿入した場合の輝度Ｌ１から下記式によって得られる輝度向上率を算出した。輝度向上率が２５％以上をＳ、２０％以上をＡ、１０％以上２０％未満をＢ、１０％未満をＣとして評価した。評価結果がＳ、Ａ又はＢであれば良好である。
・輝度向上率＝１００×（Ｌ１−Ｌ０）／Ｌ０ 。

以下、本発明について実施例を挙げて説明するが、本発明は必ずしもこれらに限定されるものではない。

（比較例１）
基材として膜厚４００μｍの脂環式ポリオレフィン樹脂“アペル”ＡＰＬ８００８Ｔ（三井化学（株）製）を用い、下記金型１と重ね合わせて真空チャンバー内に設置し、５０Ｐａ以下の真空度に到達後、予熱を１１０℃で５分行い、プレス温度１１０℃、プレス圧力１５ＭＰａで５分間プレスし、７０℃まで冷却した後、圧力を解放して基材と金型を離型した。

「金型１」
材質：ニッケル、サイズ：３０ｍｍ角
ピッチ：４００ｎｍ、凸部幅：２００ｎｍ、凸部高さ：２００ｎｍ
凹部断面形状：矩形状
金型から離型した基材の形状を観察すると以下のようにほぼ金型形状を反転した断面を有する線状パターンが得られた。

「基材の線状パターン」
ピッチｐ：４００ｎｍ、幅ｗ：１９０ｎｍ、高さｈ：１９０ｎｍ
次いで、凹凸を形成した表面全面に法線方向からアルミを真空蒸着し、図４（ｂ）、（ｄ）に示すような金属層を形成した。なお、金属層の膜厚は、凸部頂部および凹部底部で共に８０ｎｍであった。

透過率、波長依存性、偏光度、輝度向上率の評価結果を表１に示す。

（比較例２）
基材として膜厚３００μｍのポリメチルメタクリレートを用い、前記金型１と重ね合わせて真空チャンバー内に設置し、５０Ｐａ以下の真空度に到達後、予熱を１４０℃で５分行い、プレス温度１４０℃、プレス圧力１５ＭＰａで５分間プレスし、９０℃まで冷却した後、圧力を解放して基材と金型を離型した。

金型から離型した基材の形状を観察すると以下のようにほぼ金型形状を反転した断面を有する線状パターンが得られた。

「基材パターン」
ピッチｐ：４００ｎｍ、幅ｗ：１９０ｎｍ、高さｈ：１９０ｎｍ 。

次いで、凹凸を形成した表面全面に法線方向からアルミを真空蒸着し、図４（ｂ）、（ｄ）に示すような金属層を形成した。なお、金属層の膜厚は、凸部頂部および凹部底部で共に２１０ｎｍであった。

評価結果は表１に示す。

（実施例１）
基材として、膜厚３００μｍのシクロヘキサンジメタノール共重合ポリエステル樹脂（ＤＮ０７１：イーストマン社製）に下記金型２を重ね合わせ、５０Ｐａ以下の真空度になるように真空引きを行った後、予熱を１１０℃で５分行い、プレス温度１１０℃、プレス圧力１０ＭＰａで５分間プレスし、７０℃まで冷却した後、圧力を解放して基材と金型を離型した。
「金型２」
材質：ニッケル、サイズ：３０ｍｍ角
ピッチ：２００ｎｍ、凸部幅：１００ｎｍ、凸部高さ：１５０ｎｍ
凹部断面形状：矩形状
金型から離型した基材の形状を観察すると以下のようにほぼ金型形状を反転した断面を有する線状パターンが得られた。
「基材パターン」
ピッチｐ：２００ｎｍ、幅ｗ：９０ｎｍ、高さｈ：１３５ｎｍ 。

次いで、凹凸を形成した表面全面に法線方向からアルミを真空蒸着し、図４（ｂ）、（ｄ）に示すような金属層を形成した。なお、金属層の膜厚は、凸部頂部および凹部底部で共に４０ｎｍであった。

評価結果を表１に示す。高い輝度向上効果とともに、波長依存性が改善された偏光板を得ることが出来た。

（実施例２）
アルミの蒸着を、線状パターンの長手方向に垂直で、且つ基材面から３０°傾いた斜め方向から行った以外は実施例３と同様にして、偏光板を作製した。金属層は、パターンの凸部頂部と凸部片側側面の上部のみに形成されており、膜厚が凸部頂部で３０ｎｍ（、総幅ＴＷが１１０ｎｍであった。

評価結果を表１に示す。高い輝度向上効果を発現する偏光板を得ることが出来た。

（実施例３）
基材として、厚み０．６ｍｍのガラス基材１７３７（Ｃｏｒｎｉｎｇ製）にポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）を５μｍの膜厚で積層した基材を用いた。前記基材のＰＭＭＡ層側と前記金型２を重ね合わせ、真空チャンバー内に設置し、５０Ｐａ以下の真空度に到達後、予熱を１２０℃で５分行い、プレス温度１２０℃、プレス圧力１０ＭＰａで５分間プレスし、７０℃まで冷却した後、圧力を解放して基材と金型を離型した。

金型から離型した基材の形状を観察すると以下のようにほぼ金型形状を反転した断面を有する線状パターンが得られた。
「基材パターン」
ピッチｐ：２００ｎｍ、幅ｗ：９０ｎｍ、高さｈ：１３０ｎｍ 。

次いで、線状パターンの長手方向に垂直で、且つ基材面から３０°傾いた斜め方向からアルミの蒸着を行った。その結果、金属層は、パターンの凸部頂部と凸部片側側面の上部のみに形成されており、膜厚が凸部頂部で５０ｎｍ、総幅ＴＷが１１５ｎｍであった。

評価結果を表１に示す。高い輝度向上効果を発現する偏光板を得ることが出来た。

（比較例３）
基材として、厚み５００μｍのシクロヘキサンジメタノール共重合ポリエステル樹脂（ＤＮ０７１：イーストマン社製）を用い、金型転写を行う前にアルミを５０ｎｍ均一に蒸着して金属層を形成した。次に、金属層面に対し前記金型２を重ね合わせ、真空チャンバー内に設置し、５０Ｐａ以下の真空度に到達後、予熱を１２０℃で５分行い、プレス温度１２０℃、プレス圧力１５ＭＰａで５分間プレスし、７０℃まで冷却した後、圧力を解放して基材と金型を離型した。

金型から離型した基材の形状を観察すると、金型形状と比較してエッジの丸みなどが見られるものの、およそ金型形状を反映した、図４（ｂ）、（ｄ）に示すような線状パターンが得られた。なお、金属層の膜厚は、凸部頂部および凹部底部で共に５０ｎｍであった。

「基材パターン」
ピッチｐ：２００ｎｍ、幅ｗ：１００ｎｍ、高さｈ：１００ｎｍ 。

評価結果は表１に示す。

（実施例４）
基材として、膜厚１８８μｍの二軸延伸ポリエチレンテレフタレートシート“ルミラー”Ｕ１０（東レ（株）製）上に、下記光硬化性樹脂組成物を５μｍコーティングしたものを用い、下記金型３を重ね合わせ、基材側から超高圧水銀灯で６００ｍＪ／ｃｍ^２露光し、基材と金型を離型した。

（光硬化性樹脂組成物）
アデカオプトマー ＫＲＭ−２１９９（旭電化工業（株）製） １０重量部
アロンオキセタン ＯＸＴ−２２１（東亞合成（株）製） １重量部
アデカオプトマー ＳＰ１７０（旭電化工業（株）製） ０．２５重量部
「金型３」
材質：ニッケル、サイズ：３０ｍｍ角
ピッチ：１５０ｎｍ、凸部幅：９０ｎｍ、凸部高さ：１８０ｎｍ
凹部の断面形状：矩形状
金型から離型した基材の形状を観察すると以下のようにほぼ金型形状を反転した断面を有する線状パターンが得られた。

「基材パターン」
ピッチｐ：１５０ｎｍ、幅ｗ：６０ｎｍ、高さｈ：１７０ｎｍ 。

次いで、線状パターンの長手方向に垂直で、且つ基材面から３０°傾いた斜め方向からアルミの蒸着を行った。その結果、金属層は、パターンの凸部頂部と凸部片側側面の上部のみに形成されており、膜厚が凸部頂部で５０ｎｍ、総幅ＴＷが７５ｎｍであった。

評価結果を表１に示す。高い輝度向上効果を発現する偏光板を得ることが出来た。

（実施例５）
基材として、膜厚１８８μｍの二軸延伸ポリエチレンテレフタレートシート“ルミラー”Ｕ１０（東レ（株）製）上に、ポリエステル樹脂“エリーテル”ＵＥ３６００（ユニチカ（株）製）からなる樹脂層を５μｍ形成したものを用い、前記金型３を重ね合わせ、５０Ｐａ以下の真空度になるように真空引きを行った後、予熱を１１０℃で５分行い、プレス温度１１０℃、プレス圧力１３ＭＰａで５分間プレスし、７０℃まで冷却した後、圧力を解放して基材と金型を離型した。

金型から離型した基材の形状を観察すると以下のようにほぼ金型形状を反転した断面を有する線状パターンが得られた。

「基材パターン」
ピッチｐ：１５０ｎｍ、幅ｗ：６０ｎｍ、高さｈ：１６５ｎｍ 。

次いで、凹凸を形成した表面全面に法線方向からアルミを真空蒸着し、図４（ｂ）、（ｄ）に示すような金属層を形成した。なお、金属層の膜厚は、凸部頂部および凹部底部で共に６０ｎｍであった。

評価結果を表１に示す。高い輝度向上効果を示す偏光板を得ることが出来た。

（実施例６）
基材として、膜厚１２５μｍの二軸延伸ポリエチレンテレフタレートシート“ルミラー”Ｕ１０（東レ（株）製）上に、ポリエステル樹脂“ＯＫＰ−４” （大阪ガスケミカル（株）製）からなる樹脂層を３０μｍ形成したものを用い、下記金型４を重ね合わせ、５０Ｐａ以下の真空度になるように真空引きを行った後、予熱を１６０℃で２分行い、プレス温度１６０℃、プレス圧力１０ＭＰａで５分間プレスし、９０℃まで冷却した後、圧力を解放して基材と金型を離型した。

「金型４」
材質：ニッケル、サイズ：３０ｍｍ角
ピッチ：２００ｎｍ、凸部幅：１４２ｎｍ、凸部高さ：１００ｎｍ
凹部の断面形状：台形（頂部幅：１３５ｎｍ、底部幅：１５０ｎｍ）
金型から離型した基材の形状を観察すると以下のようにほぼ金型形状を反転した断面を有する線状パターンが得られた。

「基材パターン」
ピッチｐ：２００ｎｍ、幅ｗ：５８ｎｍ（頂部幅：５０ｎｍ、底部幅：６５ｎｍ）
高さｈ：１００ｎｍ
次いで、線状パターンの長手方向に垂直で、且つ基材面から４５°傾いた斜め方向からアルミの蒸着を行った。その結果、金属層は、パターンの凸部周辺のみに形成されており、膜厚が凸部頂部で６０ｎｍ、総幅ＴＷが７０ｎｍであった。

評価結果を表１に示す。高い輝度向上効果を発現する偏光板を得ることが出来た。

（実施例７）
下記金型５を用いる以外は実施例６と同様にして、線状パターンを有する基材を得た。

「金型５」
材質：ニッケル、サイズ：３０ｍｍ角
ピッチ：２００ｎｍ、凸部幅：１３５ｎｍ、凸部高さ：２００ｎｍ
凹部の断面形状：台形（頂部幅：１２０ｎｍ、底部幅：１５０ｎｍ）
金型から離型した基材の形状を観察すると以下のようにほぼ金型形状を反転した断面を有する線状パターンが得られた。

「基材パターン」
ピッチｐ：２００ｎｍ、幅ｗ：６５ｎｍ（頂部幅：５０ｎｍ、底部幅：８０ｎｍ）
高さｈ：２００ｎｍ
次いで、線状パターンの長手方向に垂直で、且つ基材面から４５°傾いた斜め方向からアルミの蒸着を行った。その結果、金属層は、パターンの凸部周辺のみに形成されており、膜厚が凸部頂部で６０ｎｍ、総幅ＴＷが７０ｎｍであった。

評価結果を表１に示す。高い輝度向上効果を発現する偏光板を得ることが出来た。

（実施例８）
基材として、厚み０．６ｍｍのガラス基材１７３７（Ｃｏｒｎｉｎｇ製）上にポリエステル樹脂“ＯＫＰ−４” （大阪ガスケミカル（株）製）からなる樹脂層を３０μｍ形成したものを用い、前記金型５を重ね合わせ、５０Ｐａ以下の真空度になるように真空引きを行った後、予熱を１６０℃で２分行い、プレス温度１６０℃、プレス圧力１０ＭＰａで５分間プレスし、９０℃まで冷却した後、圧力を解放して基材と金型を離型した。

金型から離型した基材の形状を観察すると以下のようにほぼ金型形状を反転した断面を有する線状パターンが得られた。

「基材パターン」
ピッチｐ：２００ｎｍ、幅ｗ：６５ｎｍ（頂部幅：５０ｎｍ、底部幅：８０ｎｍ）
高さｈ：２００ｎｍ
次いで、線状パターンの長手方向に垂直で、且つ基材面から４５°傾いた斜め方向からアルミの蒸着を行った。その結果、金属層は、パターンの凸部周辺のみに形成されており、膜厚が凸部頂部で６０ｎｍ、総幅ＴＷが７０ｎｍであった。

評価結果を表１に示す。高い輝度向上効果を発現する偏光板を得ることが出来た。

（実施例９）
主押出機に、ＰＥＴを１２重量％、ＰＥＴにイソフタル酸成分を１７ｍｏｌ％共重合させたポリエステル樹脂を５８重量％、ＰＥＴにシクロヘキサンジメタノールを３３ｍｏｌ％共重合させたポリエステル樹脂を３０重量％、ポリメチルペンテンを０．５重量％混合したチップを供給し（Ｂ層）、また副押出機にＰＥＴを供給して（Ａ層）、２８０℃にて三層積層溶融押出を行い（Ａ／Ｂ／Ａの三層、積層比１／８／１）、２５℃に冷却された鏡面ドラム上に静電印可しながらキャストし押出シートを作製した。このシートを９０℃に加熱されたロール群で予熱し、９５℃で長手方向に３．５倍延伸した。その後、シート端部をクリップで把持して９５℃に加熱されたテンター内に導き５秒予熱した後、その後連続的に１１０℃の雰囲気中で幅方向に３．５倍延伸した。更に連続的に２３５℃の雰囲気中で２０秒間の熱処理を行い、膜厚１２５μｍのシートを作製した
次に得られたシートの片面に、ポリエステル樹脂“ＯＫＰ−４” （大阪ガスケミカル（株）製）からなる樹脂層を厚み３０μｍで形成し、前記金型５を重ね合わせ、５０Ｐａ以下の真空度になるように真空引きを行った後、予熱を１６０℃で２分行い、プレス温度１６０℃、プレス圧力１０ＭＰａで５分間プレスし、９０℃まで冷却した後、圧力を解放して基材と金型を離型した。

金型から離型した基材の形状を観察すると以下のようにほぼ金型形状を反転した断面を有する線状パターンが得られた
「基材パターン」
ピッチｐ：２００ｎｍ、幅ｗ：６５ｎｍ（頂部幅：５０ｎｍ、底部幅：８０ｎｍ）
高さｈ：２００ｎｍ
次いで、線状パターンの長手方向に垂直で、且つ基材面から６０°傾いた斜め方向からクロム蒸着を行った。その結果、金属層は、パターンの凸部周辺のみに形成されており、膜厚が凸部頂部で５０ｎｍ、総幅ＴＷが６５ｎｍであった。

評価結果を表１に示す。高い輝度向上効果を発現するとともに、面内のぎらつきが押さえられることがわかった。

（比較例４）
金型１の代わりに下記金型６を用いる以外は比較例１と同様にして、線状パターンを有する基材を作製した。

「金型６」
材質：ニッケル、サイズ：３０ｍｍ角
ピッチ：５００ｎｍ、凸部幅：２５０ｎｍ、凸部高さ：２００ｎｍ
凹部断面形状：矩形状
金型から離型した基材の形状を観察すると以下のようにほぼ金型形状を反転した断面を有する線状パターンが得られた。

「基材パターン」
ピッチｐ：５００ｎｍ、幅ｗ：２４０ｎｍ、高さｈ：１９０ｎｍ 。

次いで、凹凸を形成した表面全面にアルミを真空蒸着し、図４（ｂ）、（ｄ）に示すような金属層を形成した。なお、金属層の膜厚は、凸部頂部および凹部底部で共に８０ｎｍであった。

評価結果を表１に示すが、波長依存性、偏光度、輝度向上率の点で不十分な結果を得た。

本発明の偏光板は、各種表示装置、中でも液晶表示装置の輝度を向上させる光学部材として好適である。

Claims (13)

1. 凹部および凸部によって形成された平行な線状パターンを有する基材と、該基材の線状パターンを有する面側に形成された金属層とを含み、前記凸部が幅ｗ＝２０〜３８０ｎｍ、ピッチｐ＝５０〜４００ｎｍ、かつ凸部の高さｈと幅ｗの比（ｈ／ｗ）が１．４４〜５で設けられている偏光板。
2. 前記凸部の高さｈと前記凹部の幅ｗとの比（ｈ／（ｐ−ｗ））が１．１８〜５である、請求項１に記載の偏光板。
3. 前記金属層の厚みが１０〜２００ｎｍである、請求項１または２に記載の偏光板。
4. 前記線状パターンの凹部上に形成されている金属層の膜厚が、前記凸部の高さｈ以下である、請求項１〜３のいずれかに記載の偏光板。
5. 少なくとも前記線状パターンを含む基材表層が、熱可塑性樹脂、光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれか又はこれらの混合物を含む樹脂組成物からなる、請求項１〜４のいずれかに記載の偏光板。
6. 前記基材は、少なくとも線状パターンを含む第一層と支持体となる第二層との積層構造である、請求項１〜５のいずれかに記載の偏光板。
7. 前記第二層が一軸延伸または二軸延伸のポリエステル樹脂シートである、請求項６に記載の偏光板。
8. 前記第二層が光拡散性を有する、請求項７に記載の偏光板。
9. 請求項１〜８のいずれかに記載の偏光板を製造する方法であって、次の（i）もしくは（ii）の工程を含む偏光板の製造方法。
   （i）基材表面に線状パターンを形成した後に、該基材の線状パターンを有する面側に金属層を形成する工程
   （ii）基材表面に金属層を形成した後に該基材に線状パターンを形成することで、線状パターン上に金属層を設ける工程
10. 前記線状パターンを金型転写法により形成する、請求項９に記載の偏光板の製造方法。
11. 前記金属層を、基材の法線方向に対して斜め方向で、かつ、線状パターンの長手方向に対して垂直な方向から蒸着またはスパッタすることにより形成する、請求項９に記載の偏光板の製造方法。
12. 少なくとも、面光源と、請求項１〜８のいずれかに記載の偏光板（A）と、液晶セルとをこの順に配置した液晶表示装置であって、液晶セルは、液晶層と、該液晶層を挟むように配置された偏光板（B）、（C）とを有し、液晶セルを構成する面光源側の偏光板（B）を透過する偏光の偏光軸の方向と、偏光板（A）を透過する偏光の偏光軸の方向とが合致している液晶表示装置。
13. 前記偏光板（A）は、金属層が液晶セルに対向するように設置されている、請求項１２に記載の液晶表示装置。

Images