WO2004090590A1 - 光学素子、偏光素子、照明装置および液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

本発明の光学素子は、少なくとも１種の反射偏光子（ａ）が少なくとも２層以上積層されており、かつ反射偏光子（ａ）の間には、偏光特性を変化させる少なくとも１種以上の位相差相（ｂ）が少なくとも１層以上積層されており、これらの組み合わせにより、入射光線の入射角によって入射光線の透過率が異なり、遮蔽された光線は吸収されずに反射するように設計された光学素子において、少なくとも１層の反射偏光子（ａ）が、ある円偏光を透過し、逆の円偏光を選択的に反射する円偏光型反射偏光子（ａ１）であり、少なくとも１層の反射偏光子（ａ）が、直交する直線偏光の内の一方を透過し、他方を選択的に反射する直線偏光型反射偏光子（ａ２）であり、位相差層（ｂ）が、正面位相差（法線方向）がほぼλ／４であり、かつ法線方向に対し３０°以上傾けて入射した入射光に対してλ／８以上の位相差値を有する層（ｂ１）である。かかる光学素子は、斜め方向の入射光線に対しても、透過光線を効果的に遮蔽することができ、かつ着色を抑えられる。

Description

明 細 書 光学素子、 偏光素子、 照明装置および液晶表示装置 技術分野

本発明は、 反射偏光子を利用した光学素子に関する。 また本発明は、 当該光学 素子を用いた偏光素子、 照明装置および液晶表示装置に関する。 本発明の光学素 子は、 光源よ り出射された拡散光の光利用効率に優れており、 高輝度の偏光光源 や良好な視認性を有する液晶表示装置を形成しう る。 背景技術

従来よ り、 液晶表示装置の視認性向上などの観点から、 光源よ り 出射された光 を効率的に液晶表示装置などに入射するために、 プリ ズムシ一トゃレンズアレイ シー ト等の表面形状による集光素子などによつて出射光を正面方向へ集光し輝度 を向上する技術が一般的に用いられている。

しかし、 これらの表面形状による集光素子を用いた集光の場合には、 原理上大 きな屈折率差が必要であるため空気層を介して設置する必要がある。 そのため、 部品点数の増加や不必要な散乱による光損失、 さ らには表面傷や設置隙間への異 物の混入が視認されやすい等の問題を有していた。

また液晶表示装置の視認性向上などの観点から、 光源よ り 出射された光を効率 的に液晶表示装置などに入射するために、 偏光の出射輝度を向上する技術と して 、 導光板の下面に反射層を設けて、 出射面側に反射偏光子を設ける照明システム が提案されている。 反射偏光子は、 入射した自然光の光線成分を偏光状態によつ て透過偏光と反射偏光に分離する機能を有するものである。 また反射偏光子は、 直線偏光を分離する直線偏光型反射偏光子と、 円偏光を分離する円偏光型反射偏 光子に大別される。

これら反射偏光子間に、 偏光状態を変化させる素子 （位相差層） を挟み込んだ 光学素子が提案されている。 直線偏光型反射偏光子は、 ブリ ュースター角による 偏光分離を利用したものであり、 たとえば蒸着型バン ドパスフィルターを用いた ものが知られている （たとえば、 独国特許出願公開第 3 8 3 6 9 5 5号明細書参 照）。 また、 円偏光型反射偏光子はブラッグ反射を利用したものであり、 たとえ ば、 コレステリ ック液晶の選択反射特性を利用したものが知られている （たとえ ば、 特開平 2 - 1 5 8 2 8 9号公報、 特開平 6 - 2 3 5 9 0 0号公報、 特開平 1 0 - 3 2 1 0 2 5号公報等参照）。

これら反射偏光子を利用した光学素子は、 透過率と反射率に関して角度依存性 を有し、 拡散光源を正面方向へ集光することできる。 また、 これら反射偏光子は 入射角度によって反射率が変化するため、 適切な光学設計によ り、 正面にのみ光 を透過するものを作製可能である。 一方、 透過できない光線は吸収されることな く反射されて光源側に戻り、 リサイクルされ、 効率の高い集光特性を得ることが できる。 これら反射偏光子を利用した方式の平行光化は、 平行度を高く設計でき 、 正面方向から ± 2 0度以下の狭い範囲に集光 · 平行光化することが可能であつ た。 これは従来のプリズムシー トやマイク ロ ドッ トアレイを用いたバックライ ト システム単体では困難なレベルである。

しかし、 これらの光学素子 （平行光化フィルム） の、 遮蔽率は完全ではなく 、 斜め方向の入射光線に対しては、 残存透過光線が認められた。 すなわち、 遮蔽す る波長帯域幅が狭いと、 斜め方向で副次透過が現れ、 これが斜め方向への抜けと なって無駄になるほか、 波長ごとに透過率が異なるために着色が生じるなどの問 題が生じることがあった。 発明の開示

本発明は、 斜め方向の入射光線に対しても、 透過光線を効果的に遮蔽しするこ とができ、 かつ着色を抑えられる光学素子を提供することを目的とする。

また本発明は、 当該光学素子を用いた、 偏光素子、 照明装置および液晶表示装 置を提供することを目的とする。

本発明者らは前記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、 下記光学素子を見 出し本発明を完成するに至った。 すなわち、 本発明は、 下記の通り である。

1 . 少なく と も 1種の反射偏光子 （ a ) が少なく とも 2層以上積層されており 、 かつ反射偏光子 （ a ) の間には、 偏光特性を変化させる少なく と も 1種以上の 位相差相 （ b ) が少なく とも 1層以上積層されており、 これらの組み合わせによ り、 入射光線の入射角によって入射光線の透過率が異なり、 遮蔽された光線は吸 収されずに反射するよ う に設計された光学素子において、

少なく と も 1層の反射偏光子 （ a ) が、 ある円偏光を透過し、 逆の円偏光を選 択的に反射する円偏光型反射偏光子 （ a 1 ) であり、

少なく と も 1層の反射偏光子 （a ) 力 直交する直線偏光の内の一方を透過し 、 他方を選択的に反射する直線偏光型反射偏光子 （ a 2 ) であり、

位相差層 （ b ) 力 正面位相差 （法線方向） がほぼ; Z4であり、 かつ法線方 向に対し 3 0° 以上傾けて入射した入射光に対して λ / 8以上の位相差値を有す る層 （ b l ) であることを特徴とする光学素子。

2. 位相差層 （b l ) 力 正面位相差 （法線方向） がほぼえ /4であり、 かつ 面内の主屈折率を n x、 n y、 厚さ方向の主屈折率を n z と したとき、 式 ： （n X - n z ) / ( n x - n y ) で定義される N z係数が 2 · 0以上である二軸性位 相差層であり、

前記二軸性位相差層の遅層軸方向が、 直線偏光型反射偏光子 （ a 2 ) の偏光軸 に対して 4 5° (— 4 5 ° ) ± 5° の角度で配置されていることを特徴とする上 記 1記載の光学素子。

3. 位相差層 （b 1 ) 力'、 正面位相差 （法線方向） がほぼえ /4であり、 かつ 面内の主屈折率を n x、 n y、 厚さ方向の主屈折率を n z と したとき、 式 ： （ n x - n z ) / ( n x - n y ) で定義される N z係数が一 1. 0以下である二軸性 位相差層であり、

前記二軸性位相差層の遅層軸方向^、 直線偏光型反射偏光子 （ a 2 ) の偏光軸 に対して 4 5° (— 4 5 ° ) ± 5° の角度で配置されていることを特徴とする上 記 1記載の光学素子。

4. 位相差層 （ b 1 ) が、 ポリカーボネー ト、 ポリサルホン、 ポリエチレン、 ポリ プロピレン、 ポリ ビ'二ルアルコール、 シク ロォレフィン系ポリマーおよぴノ ルボルネン系ポリマーから選ばれるいずれか少なく とも 1種を材料とする延伸フ イルムであることを特徴とする上記 1〜 3のいずれかに記載の光学素子。

5. 位相差層 （ b 1 ) 、 ポリアミ ド、 ポリイ ミ ド、 ポリエステル、 ポリエー テルケ トン、 ポリアミ ドイ ミ ドおよぴポリエステルイ ミ ドから選ばれるいずれか 少なく と も 1種の材料とする配向フィルムであることを特徴とする上記 1 または 2記載の光学素子。

6. 位相差層 （ b 1 ) 、

正面位相差 （法線方向） がほぼゼロで、 法線方向に対し 3 0° 以上傾けて入射 した入射光に対して λ / 8以上の位相差値を有する層 （b l l ) と

正面位相差 （法線方向） がほぼ； L/ 4であり、 かつ面内の主屈折率を n X、 n y、 厚さ方向の主屈折率を n z と したとき、 式 ： （ n x— n z ) / ( n x - n y ) で定義される N z係数が 1. 0である一軸性位相差層 （ b l 2 ) との複合体で あり、

前記一軸性位相差層 （ b 1 2 ) の遅層'軸方向が、 直線偏光型反射偏光子 （ a 2 ) の偏光軸に対して 4 5° (—, 4 5° ) ± 5° の角度で配置されているこ とを特 徴とする上記 1記載の光学素子。

7. 位相差値を有する層 （b l l ) 、 反射波長帯域を可視光領域以外に有す るコレステリ ック液晶相のブラナー配向を固定したものであることを特 とする 上記 6記載の光学素子。

8. —軸性位相差層 （ b l 2 ) カ 、 ポリカーボネー ト、 ポリサルホン、： ポリエ チレン、 ポリ プロ ピレン、 ポリ ビュルァノレコーノレ、 シク ロォレフイ ン系ポリ マー およびノルボルネン系ポリマーから選ばれるいずれか少なく と も 1種を材料とす る延伸フィルムであることを特徴とする上記 6または 7記載の光学素子。', ,）

9. 円偏光型反射偏光子 （ a l ) と して、 コレステリ ック液晶材料を用いたこ とを特徴とする上記 1〜 8のいずれかに記載の光学素子。

1 0. 直線偏光型反射偏光子 （ a 2 ) が、 グリ ッ ド型偏光子であるこどを特徴 とする上記 1〜 9のいずれかに記載の光学素子。

1 1. 直線偏光型反射偏光子 （ a 2 ) が、 屈折率差を有する 2種以上の ^:材料に よる、 2層以上の多層薄膜積層体であることを特徴とする上記 1〜 9のいずれか に記載の光学素子。

1 2. 多層薄膜積層体が蒸着多層薄膜であることを特徴とする上記 1 1記載の 光学素子。 1 3 . 直線偏光型反射偏光子 （ a 2 ) 力 S、 複屈折を有する 2種以上の材料によ る、 2層以上の多層薄膜積層体であるこ とを特徴とする上記 1〜 9のいずれかに 記載の光学素子。

1 4. 多層薄膜積層体が、 複屈折を有する 2種以上の樹脂を用いた、 2層以上 の樹脂積層体を延伸したものであること を特徴とする上記 1 3記載の光学素子。

1 5 . 上記 1〜 1 4のいずれかに記載の光学素子の直線偏光型反射偏光子 （ a 2 ) の外側に、 二色性直線僱光子が貼り合わされていることを特徴とする偏光素 子。

1 6. 上記 1〜 1 4のいずれかに記載の光学素子の円偏光型反射偏光子 （ a 1 ) の外側に、 λ / 4板および二色性直線偏光子が貼り合わされているこ とを特徴 とする偏光素子。

1 7 . / 4板が、 面内の主屈折率を n x、 n y、 厚さ方向の主屈折率を η ζ と したとき、 式 ： （η χ— η ζ ) / ( η χ - n y ) で定義される Ν ζ係数が一 1

. 0 2. 0を満足するものであるこ とを特徴とする上記 1 6記載の偏光素子

1 8. 裏面側に反射層を有する面光源の表面側に上記 1〜 1 4のいずれかに記 載の光学素子、 または上記 1 5〜 1 7のいずれかに記載の偏光素子を有すること を特徴とする照明装置。

1 9 . 上記 1 8記載の照明装置の光出射側に、 液晶セルを有することを特徴と する液晶 ¾示装置。

2 0 . 液晶セルに対して、 視認側に、 液晶セルを透過した視認側の光線を拡散 する視野角拡大フィルムを配置してなることを特徴とする上記 1 9記載の視野角 拡大液晶表示装置。

2 1 . 視野角拡大フィルムと して、 実質的に後方散乱、 偏光解消を有さない拡 散層を用いたことを特徴とする上記 2 0記載の視野角拡大液晶表示装置。

(発明の効果）

反射偏光子間に、 偏光状態を変化させる素子 （位相差層） を挟み込んだ光学素 子の集光性と輝度向上の同時発現のメ力ニズムについて、 以下理想的なモデルで 説明する と以下のよ うになる。 図 5、 図 6参照。 光源よ り 出射された自然光は、 1枚目の反射偏光子 （ a ) によって透過偏光と 偏光反射に分離される。 そして、 透過した偏光は、 配置された正面位相差 （法線 方向） がほぼゼロで、 法線方向に対し 3 0 ° 以上傾けて入射した入射光に対して はえ 8以上の位相差を有する位相差層 （ b ) によって、 透過した偏光の法線方 向付近の角度の光は、 2枚目の反射偏光子 （ a ) の透過する偏光であるためその まま透過する。 法線方向から傾いた角度では、 位相差によって偏光状態が変化し 、 2枚目の反射偏光子 （ a ) で反射される偏光成分が増加し、 反射される。 特に 位相差が λノ 2程度の時に効果的に反射される。 反射された偏光は再び位相差を 受け偏光状態が変化し 1枚目の反射偏光子 （ a ) の透過する偏光となるため、 1 枚目の偏光反射を透過して光源部へと戻される。 1枚目の反射偏光子 （ a ) によ る反射光および 2枚目の反射偏光子 （ a ) による反射光は光源の下に設けられた 拡散反射板などによつて偏光解消すると と もに光線方向が曲げられる。 戻った光 の一部は法線方向付近の反射偏光子の透過する偏光となるまで反射を繰り返し輝 度向上に貢献する。

反射偏光子 （ a ) と して、 円偏光型反射偏光子 （ a 1 ) を用いた場合は、 図 5 に示すよ う に、 位相差層 （ b ) と して、 正面位相差 （法線方向） がほぼゼロで、 法線方向に対し 3 0 ° 以上傾けて入射した入射光に対して λ / 8以上の位相差値 を有する層 （ b l l ： 以下 Cプレー ト とも呼ぶ） によって、 方位角によらず偏光 変換される。 Cプレー トの斜め入射光に対する位相差がえ / 2程度の時には丁度 入射光とは逆の円偏光となる。

反射偏光子 （ a ) と して、 直線偏光型反射偏光子 （ a 2 ) を用いた場合に、 例 えば、 位相差層 （b ) と して、 Cプレー トを単独で用いた場合には、 Cプレー ト に斜め方向から入射する光線に対する光軸は常に光線方向と直交するため位相差 が発現せず偏光変換されない。 そのため、 図 6 に示すよ う に直線偏光を偏光軸と 4 5 ° または一 4 5 ° に遅相軸方向を有した； 1ノ4板 （ b 1 2 ) で円偏光に変換 した後、 逆円偏光に Cプレー トの位相差によって変換し、 再び円偏光をえ 4板 ( b 1 2 ) で 2枚目の直線偏光型反射偏光子 （ a 2 ) の透過方向の直線偏光へと 変換すれば良い。 2枚の ノ 4板の間に Cプレ一 トを挟み込んだ構造のものを用 いる代わり に、 正面位相差が； 1 / 4であり厚み方向位相差が λ 2以上であるよ —

うな 2軸性位相差フィルムを直交または平行で 2枚積層したり、 正面位相差が λ / 2であり厚み方向位相差が λ / 2以上であるよ うな 2軸性位相差ブイルムを用 いても同様の効果が期待できる。 上記の法線方向で 3 0 ° にて逆円偏光に変換さ れる位相差層の場合、 実質的には土 1 5〜 2 0度程度の範囲に透過光線は集中す る。

このよ うな反射偏光子 （ a ) を 2枚を用いた光学素子 （平行光化フィルム） を 用いて得られた平行光化バックライ トは従来技術に比べ薄型であり平行度の高い 光源を容易に得られる特徴を有する。 しかも本質的に吸収損失を有さない反射偏 光による平行光化であるので、 反射された非平行光成分はバックライ ト側に戻り 、 散乱反射し、 その中の平行光成分だけが取り 出される リサイクルが繰り返され 、 実質的に高い透過率と高い光利用効率を得ることができる。

上記光学素子 （平行光化フィルム） では、 円偏光型 （ a l ) または直線偏光型 ( a 2 ) の反射偏光子、 すなわち同型の反射偏光子 （ a ) が使用されていた。 し かし、 円偏光型反射偏光子 （ a 1 ) を用いた場合には、 1枚の反射偏光子 （ a 1 ) の法線方向から斜め方向での偏光状態が大き く崩れるために、 偏光度が低卞す る問題がある。 この場合、 平行光化された光は、 光源の法線方向からの角度が大 きい （ 6 0 ° 以上） ときに、 大きく色付いていた。 また、 直線偏光型反射偏光子 ( a 2 ) を用いた場合には、 斜め方向の偏光状態は非常に良好であるが、 反射偏 光子間には、 正面位相差を有する位相差層を、 偏光軸に対して 4 5 ° に配置する ために、 視角による軸方向の異方性が大きく なる。 この結果、 画面の方位によつ ては、 集光性が高い方位と低い方位が混在していた。

そこで、 本発明では、 反射偏光子 （ a ) と して、 円偏光型反射偏光子 （ a 1 ) と直線偏光型反射偏光子 （ a 2 ) をそれぞれ少なく と も 1枚以上用い、 かつ、 こ れら異型の反射偏光子間に、 正面位相差 （法線方向） がほぼ λ / 4であり、 かつ 法線方向に対し 3 0 ° 以上傾けて入射した入射光に対して λ Ζ 8以上の位相差値 を有する層 （b l ) を配置した光学素子を開発した。 かかる光学素子は、 斜め方 向の入射光線に対しても、 透過光線を効果的に遮蔽することができ優れた輝度特 性を有し、 かつ、 着色によ り制御できる。 図面の簡単な説明

図 1は、 本発明の液晶表示装置の一部を示す断面図である。

図 2は、 本発明の液晶表示装置の一部を示す断面図である。

図 3は、 本発明の液晶表示装置の一部を示す断面図である。

図 4は、 本発明の液晶表示装置の一部を示す断面図である。

図 5は、 従来の液晶表示装置の一部を示す断面図である。

図 6は、 従来の液晶表示装置の一部を示す断面図である。

図 7は、 実施例 1 の輝度視角分布を示すグラフである。

図 8は、 実施例 2の輝度視角分布を示すダラフである。

図 9は、 実施例 3の輝度視角分布を示すグラフである。

図 1 0は、 実施例 4の輝度視角分布を示すグラフである。

図 1 1は、 実施例 5の輝度視角分布を示すグラフである。

図 1 2は 、 実施例 6の輝度視角分布を示すグラフである。

図 1 3は 、 比較例 1の輝度視角分布を示すグラフである。

図 1 4は 、 比較例 2の輝度視角分布を示すグラフである。

上記図中 、 a 1は円偏光型反射偏光子、 a 2は直線偏光型反射偏光子、 1 , b 1 1 , b 1 2 ) は位相差層、 cは 1 / 4波長板、 Pは偏光板、 Dはバ ックライ トを示す。 発明を実施するための最良の形態

以下に図面を参照しながら本癸明を説明する。 図 1、 図 2は、 円偏光型反射偏 光子 （ a 1 ) と、 直線偏光型反射偏光子 （ a 2 ) の間に、 可視光波長領域におい て、 正面位相差 （法線方向） がほぼ 4であり、 かつ法線方向に対し 3 0 ° 以 上傾けて入射した入射光に対してえ 8以上の位相差値を有する層 （b l ) が配 置されている光学素子の断面図である。

(反射偏光子 （ a ) )

反射偏光子は、 偏光の選択反射の波長帯域が互いに重なっている少なく とも 1 枚以上の円偏光型反射偏光子 （ a 1 ) と少なく とも 1枚以上の直線偏光型反射偏 光子 （ a l ) が用いられる。 波長帯域の重なりは、 輝度向上の観点よりは視感度 の高い 5 5 0 n m付近の波長の光に対してその反射が達成されることが望ましく 、 少なく と も 5 5 0 n m ± 1 0 n mの波長領域であることが望ましい。 更に、 色 付きの観点や、 液晶表示装置などにおける R G B対応の観点よ りは可視光全波長 領域 3 8 0 η π！〜 7 8 0 n mにおいて反射波長帯域が重なっていることがよ り望 ましい。 かかる観点よ り反射偏光子は全く 同一の組合せでも良いし、 一方が可視 光全波長で反射を有するもので、 他方が部分的に反射するものでも良い。

(円偏光型反射偏光子 （ a 1 ) )

円偏光型反射偏光子 （ a l ) と しては、 たとえば、 コレステリ ック液晶材料が 用いられる。 反射偏光子 （ a 1 ) においては選択反射の中心波長は λ = n pで決 定される （ nはコレステリ ック材料の屈折率、 pはカイラルピッチ） 斜め入射光 に対しては、 選択反射波長がブルーシフ トするため、 前記重なっている波長領域 はよ り広い方が好ましい。

本発明において、 円偏光型反射偏光子 （ a l ) を構成するコレステリ ック液晶 には、 適宜なものを用いてよく 、 特に限定はない。 例えば、 高温でコレステリ ッ ク液晶性を示す液晶ポリマー、 または液晶モノマーと必要に応じてのキラル剤お よび配向助剤を電子線や紫外線などの電離放射線照射や熱によ り重合せしめた重 合性液晶、 またはそれらの混合物などがあげられる。 液晶性はリオトロ ピックで もサーモ トロピック性のどちらでもよいが、 制御の簡便性およびモノ ドメィンの 形成しゃすさの観点よ りサーモ ト口ピッ 性の液晶であることが望ま しい。

コレステリ ック液晶層の形成は、 従来の配向処理に準じた方法で行う こ とがで きる。 例えば、 ト リ ァセチルセルロースやアモルファスポリオレフイ ンなどの複 屈折位相差が可及的に小さな支持基材上に、 ポリイ ミ ド、 ポリ ビュルアルコール 、 ポリエステル、 ポリアリ レー ト、 ポリ アミ ドイ ミ ド、 ポリエーテルイ ミ ド等の 膜を形成してレーョン布等でラビング処理した配向膜、 または S i 〇の斜方蒸着 層、 または延伸処理による配向膜等上に、 液晶ポリマーを展開してガラス転移温 度以上、 等方相転移温度未満に加熱し、 液晶ポリマー分子がブラナー配向した状 態でガラス転移温度未満に冷却してガラス状態と し、 当該配向が固定化された固 化層を形成する方法などがあげられる。

液晶ポリマーの製膜は、 例えば液晶ポリマーの溶媒による溶液をスピンコー ト 法、 ロールコー ト法、 フローコー ト法、 プリ ン ト法、 ディ ップコー ト法、 流延成 膜法、 バーコー ト法、 グラビア印刷法等で薄層展開し、 さ らに、 それを必要に応 じ乾燥処理する方法などによ り行う ことができる。 前記の溶媒と しては、 例えば 塩化メ チレン、 シク ロへキサノ ン、 ト リ ク ロ ロエチレン、 テ トラク ロ ロェタン、 N—メチルピロ リ ドン、 テ トラヒ ドロフランなどを適宜に選択して用いることが できる。

また液晶ポリマーの加熱溶融物、 好ましく は等方相を呈する状態の加熱溶融物 を前記に準じ展開し、 必要に応じその溶融温度を維持しつつ更に薄層に展開して 固化させる方法などを採用するこ とができる。 当該方法は、 溶媒を使用しない方 法であり、 従って作業環境の衛生性等が良好な方法によっても液晶ポリマーを展 開させることができる。 なお、 液晶ポリマーの展開に際しては、 薄型化等を目的 に必要に応じて配向膜を介したコ レステリ ック液晶層の重畳方式なども採るこ と ができる。

さ らに必要に応じ、 これらの光学層を成膜時に用いる支持基材 /配向基材から 剥離し、 他の光学材料に転写して用いるこ ともできる。

(直線偏光型反射偏光子 （ a 2 ) )

直線偏光型反射偏光子 （ a 2 ) と しては、 グリ ッ ド型偏光子、 屈折率差を有す る 2種以上の材料による 2層以上の多層薄膜積層体、 ビームスプリ ッターなどに 用いられる屈折率の異なる蒸着多層薄膜、 複屈折を有する 2種以上の材料による 2層以上の複屈折層多層薄膜積層体、 複屈折を有する 2種以上の樹脂を用いた 2 層以上の樹脂積層体を延伸したもの、 直線偏光を直交する軸方向で反射/透過す るこ とで分離するものなどがあげられる。

例えば P E N、 P E T、 P Cに代表される延伸によ り位相差を発生する材料や P M M Aに代表されるァク リル系樹脂、 J S R製アー トンに代表されるノルボル ネン系樹脂等の位相差発現量の少ない樹脂を交互に多層積層体と して一軸延伸し て得られるものを用いることができる。

(位相差層 （ b 1 ) )

位相差層 （ b 1 ) は、 可視光領域における正面位相差 （法線方向） がほぼ； I 4であり、 かつ法線方向に対し 3 0 ° 以上傾けて入射した入射光に対して λ / 8 以上の位相差値を有するものである。 一般的には正面位相差は、 5 5 0 n m波長 の光に対して λ / 4 ±4 0 nm程度、 さ らには ± 1 5 n mの範囲に入るものが好 ましい。 その配置は直線偏光型反射偏光子 （ a 2 ) の偏光軸と該位相差層 （ b 1 ) の遅層軸方向が 4 5° (— 4 5° ) ± 5 ° の角度で配置される。

正面位相差は垂直入射された偏光を直線偏光から円偏光への変換、 あるいは円 偏光から直線偏光の変換が目的であるので、 / 4程度， 望ましく は全可視領域 においてえ / 4程度となるのが望ましい。

斜め方向からの入射光に対しては効率的に偏光変換されるべく全反射させる角 度などによって適宜決定される。 例えば、 法線からのなす角 6 0° 程度で完全に 全反射させるには 6 0 ° で測定したときの位相差が / 2程度になるよ う に決定 すればよい。 ただし、 反射偏光子による透過光は、 反射偏光子自身の Cプレー ト 的な複屈折性によつても偏光状態が変化しているため、 通常挿入される Cプレー トのその角度で測定したときの位相差は λ / 2 よ り も小さな値でよい。 Cプレー トの位相差は入射光が傾く ほど単調に増加するため、 効果的な全反射を 3 0° 以 上のある角度傾斜した時に起こさせる 目安と して 3 0 ° の角度の入射光に対して λ / 以上有すれば良い。

位相差層 （ b l ) は 1層でもよく、 また 2層以上の組合せでもよい。 1層の位 相差層 （ b l ) と しては、 たとえば、 正面位相差 （法線方向） がほぼえ / 4であ り、 N z係数が 2. 0以上である二軸性位相差層、 または— 1. 0以下である二 軸性位相差層があげられる。 前記二軸性位相差層の遅層軸方向は、 直線偏光型反 射偏光子 （ a 2 ) の偏光軸に対して 4 5 ° (— 4 5° ) ± 5° の角度で配置され ている。

また、 2層の位相差層 （ b 1 ) と しては、 図 3、 図 4に示すよ うに、 位相差層 ( b l ) は、 正面位相差 （法線方向） がほぼゼロで、 法線方向に対し 3 0 ° 以上 傾けて入射した入射光に対してえ 8以上の位相差値を有する層 （ b 1 1 ) と、 正面位相差 （法線方向） がほぼえ /" 4であり、 かつ N z係数が 1. 0である一軸 性位相差層 （ b 1 2 ) との複合体があげられる。 すなわち、 2層以上の場合は、 1枚の 1軸性位相差層 （ b l 2 ) と、 1枚あるいはそれ以上の正面方向の位相差 はほぼゼロ 0で、 法線方向から傾斜した時に位相差が生じる Cプレー ト （ b l l ) を組み合わせればよい。 正面位相差は垂直入射された偏光が保持される 目的で あるので、 ； 1ノ 1 0以下であることが望ましい。

前記一軸性位相差層 （ b 1 2 ) の遅層軸方向は、 直線偏光型反射偏光子 （ a 2 ) の偏光軸に対して 4 5 ° (— 4 5 ° ) ± 5 ° の角度で配置されている。 なお、 前記位相差層 （ b 1 ) が、 層 （ b 1 1 ) と一軸性位相差層 （ b 1 2 ) との複合体 の場合には、 図 3、 図 4に示すよ うに、 円偏光型反射偏光子 （ a l ) 側が、 層 （ b 1 1 ) となるよ うに配置するのが好ましい。

位相差層 （ b l ) の材質は上記のよ うな光学特性を有するものであれば、 特に 制限はない。 位相差層 （ b l ) を 1層で形成する 2軸性位相差層、 および位相差 層 （ b l ) を 2層で形成する場合に用いる 1軸性位相差層 （ b l 2 ) は、 たとえ ば、 複屈折性を有するプラスチック材料を延伸処理したものを特に制限なく使用 できるが、 プラスチック材料と しては可視光域において透明性に優れ、 透過率が 8 0 %以上であるものが好ましい。 かかるプラスチック材料と しては、 ポリカー ボネー ト、 ポリ サルホン、 ポリ アリ レー ト、 ポリエーテルスルホン、 ポリ エチレ ンゃポリ プロ ピレンなどのポリ オレフイ ン系材料、 ポリ スチレン、 ポリ ビニルァ ルコール、 ト リ ァセチルセルロースゃジァセチルセルロースなどの酢酸セルロー ス系ポリ マ一、 ポリエチレンテレフタ レー ト、 シク ロォレフイ ン系ポリ マー、 ノ ルボルネン系ポリマー、 さ らにこれらの変性ポリマーがあげられる。 これらのな かでもポリ カーボネー ト、 ポリサルホン、 ポリ エチレン、 ポリ プロ ピレン、 ポリ ビュルアルコーノレ、 シク ロォレフィ ン系ポリ マーおよびノルボルネン系ポリ マー が好適に用いられる。 あるいは液晶材料を 1軸性にホメオトロ ピック配向させた ものも可能であり 、 前記コ レステリ ック液晶を製膜した方法と同様に行われる。 ただし、 コレステリ ック液晶ではなくネマチック液晶材料を用いる必要がある。 その他、 位相差層 （ b 1 ) を 1層で形成する、 正面位相差 （法線方向） がほぼ ぇ 4であり 、 N z係数が 2. 0以上である二軸性位相差層は下記の製造方法に よって製造できる。 従来、 位相差層に用いられる材料、 また当該材料に係わる製 造方法では、 複屈折差が出にくいため面内位相差 [( n X— n y) · d] を大き く するためには、 フ ィルム厚み dを大きくする必要があった。 一方、 薄いフ ィ ルム にした場合には延伸倍率を大き くする必要があるため位相差値の精度が低下する 。 特に位相差層 （ b l ) を 1層で形成する N z係数が 2. 0以上である 2軸性位 相差層は、 n X > n y > n z の特性を示すフィルムが必要となる。 この様な 2軸 性の位相差層 （ b l ) を得る場合には面内の 2方向と厚み方向の三次元の屈折率 を制御する必要があるが、 二軸延伸方法では X軸及ぴ y軸方向の延伸倍率を大き くする必要があって光学軸や面内位相差の精度低下がボーイング現象などで大き く なる。 これらの問題をク リ アにし、 さ らに薄型フィルムにすることが可能とな る方法と して、 下記の製造方法があげられる。 詳しく は特願 2 0 0 2— 1 2 0 2 7 9号に記載されている。

すなわち、 前記製造方法は、 面内の屈折率を n x、 n y、 厚さ方向の屈折率を n z、 厚さを d、 ( n X + n y J / 2— η ζ = η α及び ( η χ— n y ) · d = R e と したとき、 液状化した固体ポリマーの展開層を固体化させて形成した前記 n _α が 0. 0 1〜 0. 3の透明フィルムに、 その面内で分子を配向させる処理を施し て、 R eが可視光に対して 1 / 4波長又は 1 Z 2波長である特性を付与した複屈 折性フィルムを得るものである。 かかる製造方法によ り得られる複屈折性フィル ムを、 位相差層 （ b l ) を 1層で形成する N z係数が 2. 0以上である 2軸性位 相差層と して用いるこ とができる。

複屈折性フィルムを形成する固体ポリマーについては特に限定はなく 、 従来に 準じた適宜な光透過性のものを 1種又は 2種以上用いることができる。 固体ポリ マーは、 光透過率が 7 5 %以上、 特に 8 5 %以上の透光性に優れるフィルムを形 成しう るポリマーが好ましい。 また前記した η αを示す透明フィルムの安定した 量産性等の点よ り、 延伸方向の屈折率が低く なる負の複屈折性を示す固体ポリマ 一が好ましく用いう る。 かかる固体ポリマーは、 n x > n y > nz の特性を示す 複屈折性フィルムの形成にも有利である。

前記した負の複屈折性を示す固体ポリマーと しては、 たとえば、 ポリアミ ド、 ポリイ ミ ド、 ポリ エステル、 ポリエーテルケ トン （特に、 ポリ アリールエーテル ケ トン）、 ポリアミ ドイ ミ ド、 ポリエステルイ ミ ドなどがあげられる。 複屈折性 フィルムの形成には、 その固体ポリマーの 1種、 又は 2種以上を混合したものな どを用いう る。 固体ポリマーの分子量は特に制限されないが、 一般にはフィルム への加工性などの点よ り重量平均分子量が 1 0 0 0〜 1 0 0万、 さ らには 1 5 0 0〜 7 5万、 特に 2 0 0 0〜 5 0万が好ましい。

複屈折性フィルムの母体となる透明フィルムの形成は、 固体ポリマーを液状化 してそれを展開し、 その展開層を固体化させることによ り行う ことができる。 透 明フィルムの形成に際しては安定剤や可塑剤や金属類等からなる種々の添加剤を 必要に応じて配合することができる。 また固体ポリマーの液状化には、 熱可塑性 の固体ポリマーを加熱して溶融させる方式や、 固体ポリマーを溶媒に溶解させて 溶液とする方法などの適宜な方式を採ることができる。

従って当該展開層の固体化は、 前者の溶融液ではその展開層を冷却させること によ り、 後者の溶液ではその展開層よ り溶媒を除去して乾燥させることによ り行 う ことができる。 その乾燥には自然乾燥 （風乾） 方式や加熱乾燥方式、 特に 4 0 〜 2 0 0 °C程度の加熱乾燥方式、 減圧乾燥方式などの適宜な方式の 1種又は 2種 以上を採ることができる。 製造効率や光学的異方性の発生を抑制する点からはポ リマー溶液を塗工する方式が好ましい。

前記の溶媒と しては、 例えば塩化メチレン、 シクロへキサノン、 ト リ ク ロロェ チレン、 テ トラク ロ ロェタン、 N —メチルピロ リ ドン、 テ トラヒ ドロフランなど の各種溶媒を 1種又は 2種以上用いることができる。 溶液は、 フィルム形成に適 した粘度の点よ り、 溶媒 1 0 0重量部に対して固体ポリマーを 2〜 1 0 0重量部 、 さ らには 5〜 5 0重量部、 特に 1 0〜 4 0重量部溶解させたものが好ましい。 固体ポリマーを液状化したものの展開には、 例えばスピンコー ト法、 ロールコ ー ト法、 フローコー ト法、 プリ ン ト法、 ディ ップコー ト法、 流延成膜法、 バーコ — ト法、 グラビア印刷法等のキャスティ ング法、 押出法などの適宜なフィルム形 成方式を採ることができる。 特に、 厚さムラや配向歪ムラ等の少ないフィルムの 量産性などの点よ り、 キャスティ ング法等の溶液製膜法が好ましい。 なおその場 合、 ポリイ ミ ドと しては芳香族二無水物とポリ芳香族ジァミ ンから調製された溶 媒可溶性のもの （特表平 8 — 5 1 1 8 1 2号公報） を好ましく用いう る。

が 0 . 0 1〜 0 . 3の特性の付与は、 前記した液状化した固体ポリマーの 展開層を固体化させて透明フィルムを形成する過程で付与することができる。 特 に前記に例示した負の複屈折性を示す固体ポリマーでは、 液状化したものの展開 層を固体化させる操作だけで当該 n aの特性を付与することができる。 は、 最終的に得られる複屈折性フィルムの η α · d (以下、 R z と もレヽぅ ) に影響する。 その R zの制御、 特にフィルムの薄膜化の点よ り透明フィルムの 好ましレ、 n o;は、 0. 0 2〜 0. 2である。 なお前記の dは、 フィルム厚である 複屈折性フィルムの R eが可視光に対して 1 / 4波長又は 1 / 2波長である特 性は、 透明フィルムに、 その面内で分子を配向させる処理を施すことによ り付与 される。 かかる処理で負の複屈折性を示す固体ポリマーにおける n X > n y > n z の特性も付与される。 すなわち、 上記した液状化物の展開による透明フィルム の形成過程は、 n z の制御を目的と し、 その形成過程で得られる透明フィルムは 、 n x ^ n y、 従って R e 0 n mの特性を示すものであるが普通であり、 フィ ノレム厚を δ θ μ πιと しても R e 力 3 0 n m未満、 特に 0〜 1 O n mのものである 。 R e = 0は、 n x = n yを意味する。

従ってかかる製造方法は、 特に負の複屈折性を示す固体ポリマーを用いた場合 に、 透明フィルムの形成過程で n z、 ひいては R z を制御し、 その透明フィルム の面内において分子を配向させる処理で n X と n y、 ひいては R e を制御するも のである。 かかる役割分担方式には、 例えば二軸延伸方式等の従来の R z と R e を同時的に制御する方法に比べて少ない延伸率で目的を達成でき、 R e の特性や 光学軸の各精度に優れた複屈折性フィルム、 特に負の複屈折性を示す固体ポリマ 一による n x > n y > nz に基づく R z と R e の特性や光学軸の各精度に優れた 二軸性の複屈折性フィルムが得られやすい利点がある。

透明フィルムの面内において分子を配向させる処理は、 フィルムの伸張処理又 は/及び収縮処理と して施すこ とができ、 その伸張処理は、 例えば延伸処理など と して施すことができる。 延伸処理には逐次方式や同時方式等による二軸延伸方 式、 自由端方式や固定端方式等の一軸延伸方式などの適宜な方式の 1種又は 2種 以上を適用することができる。 ボーイング現象を抑制する点よ りは一軸延伸方式 が好ま しい。 延伸処理温度は、 従来に準じることができ、 透明フィルムを形成す る固体ポリマーのガラス転移温度の近傍、 特にガラス転移温度以上が一般的であ る。

一方、 収縮処理は、 例えば透明フィルムの塗工形成を基材上で行って、 その基 材の温度変化等に伴う寸法変化を利用して収縮力を作用させる方式などによ り行 う こ とができる。 その場合、 熱収縮性フィルムなどの収縮能を付与した基材を用 いることもでき、 そのときには延伸機等を利用して収縮率を制御することが望ま しい。

得られる複屈折性フィルムにおける R z と R e の大きさは、 固体ポリマーの種 類や、 液状化物の塗工方式等の展開層の形成方式、 乾燥条件等の展開層の固体化 方式や、 形成する透明フィルムの厚さなどにて制御することができる。 透明フィ ルムの厚さは、 薄型化を目的に通常 0 . 5〜 3 0 μ ηι、 さ らには：！〜 2 5 /i m、 特に 2〜 2 0 / mと される。

位相差層 （ b l ) の薄型化の点よ り好ま しい複屈折性フィルムは、 フィルム厚 を d、 n X > n y ( n xが遅相軸） と して、 フィルム厚 Ι μ πιあたり の R e ( R e / ά ) に基づいて 3〜 ； 1 0 0 n m、 さ らには 5〜 7 5 n m、 特に 1 0〜 5 0 n mを満足するものである。 また負の複屈折性を示す固体ポリマーを用いた場合、 フィルム厚 Ι μ πιあたりの R z (R z / d ) 力 S 5 n m以上、 さ らには 1 0〜 1 0 O n m、 特に 2 0〜 7 0 n mの複屈折性フィルムであることが好ま しい。

本発明による複屈折性フィルムの好ましい製造方法は、 溶媒に溶解させて液状 化した固体ポリマーを支持基材上に展開して乾燥させ、 その固体化物からなる n x = n yないし n x ^ n yの透明フィルムに伸張処理又は収縮処理の一方又は両 方を施して面内で分子を配向させ、 目的とする波長の位相差 R e、 さ らには必要 に応じての n X > n y > n zや R z の特性を付与する方式である。 この方式によ れば、 透明フィルムを基材で支持した状態で処理できて製造効率や処理精度など に優れており、 連続調製造も可能である。

前記支持基材には適宜なものを用いることができ、 特に限定はない。 複屈折性 フィルムは、 その支持基材が透明フィルムと一体化したものであってもよいし、 支持基材よ り分離した透明フィルムよ りなっていてもよい。 前者の支持基材一体 型の場合、 延伸処理等で支持基材に生じた位相差を複屈折性フィルムにおける位 相差と して利用することもできる。 後者の分離方式は、 延伸処理等で支持基材に 生じた位相差が不都合な場合などに有利である。 なお前者の支持基材一体型の場 合、 その支持基材と しては透明なポリマー基材が好ましく用いられる。 前記ポリマー基材を形成するものの例と しては、 上記固体ポリマーで例示した ものやアセテー ト系ポリ マー、 ポリ エーテルスルホン、 ポリ スルホン、 ポリ カー ボネー ト、 ポリ ノルボルネン、 ポリ オレフイ ン、 アク リル系ポリマー、 セルロー ス系樹脂、 ポリアリ レー ト、 ポリ スチレン、 ポリ ビュルアルコール、 ポリ塩化ビ -ル、 ポリ塩化ビニリデン、 液晶ポリマー、 またはアク リル系、 ウレタン系、 了 ク リルウ レタン系、 エポキシ系、 シリ コーン系等の熱硬化型ないし紫外線硬化型 の樹脂などがあげられる。 支持基材による位相差の影響を抑制する点よ り はァセ テー ト系ポリマーの如く等方性に優れるものが好ましい。 なお前記のポリマーは 、 透明フィルムの形成にも用いう る。

位相差層 （ b 1 1 ) ： Cプレー ト と しては、 例えば、 可視光領域 （ 3 8 0 n m 〜 7 8 0 n m ) 以外に反射波長を有するコ レステリ ック液晶のブラナー配向状態 を固定したものや、 棒状液晶のホメオト口ピック配向状態を固定したもの、 ディ スコチック液晶の力ラムナー配向ゃネマチック配向を利用したもの、 負の 1軸性 結晶を面内に配向させたもの、 2軸性配向したポリマーフィルムなどがあげられ る。

可視光領域 （ 3 8 0 n m〜 7 8 0 n m ) 以外に選択反射波長を有するコ レステ リ ック液晶のブラナー配向状態を固定した Cプレー トは、 コ レステリ ック液晶の 選択反射波長と しては、 可視光領域に色付きなどがないことが望ま しい。 そのた め、 選択反射光が可視領域にない必要がある。 選択反射はコ レステリ ックのカイ ラルピッチと液晶の屈折率によって一義的に決定される。 選択反射の中心波長の 値は近赤外領域にあっても良いが、 旋光の影響などを受けるため、 やや複雑な現 象が発生するため、 3 5 0 n m以下の紫外部にあることがよ り望ま しい。 コ レス テリ ック液晶層の形成については、 前記した反射偏光子におけるコ レステリ ック 層形成と同様に行われる。

ホメオ ト口ピック配向状態を固定した Cプレー トは、 高温でネマチック液晶性 を示す液晶性熱可塑樹脂または液晶モノマーと必要に応じての配向助剤を電子線 や紫外線などの電離放射線照射や熱によ り重合せしめた重合性液晶、 またはそれ らの混合物が用いられる。 液晶性はリオ トロピックでもサーモ ト口 ピック性のい ずれでもよいが、 制御の簡便性やモノ ドメインの形成しやすさの観点よ り、 サー モ ト口ピック性の液晶であることが望ましい。 ホメオト口ピック配向は、 例えば 、 垂直配向膜 （長鎖アルキルシランなど） を形成した膜上に前記複屈折材料を塗 設し、 液晶状態を発現させ固定することによって得られる。

ディスコティ ック液晶を用いた Cプレー ト と しては、 液晶材料と して面内に分 子の広がり を有したフタ口シァニン類や ト リ フエ二レン類化合物のごと く負の 1 軸性を有するディスコティ ック液晶材料を、 ネマチック相ゃ力ラムナー相を発現 させて固定したものである。 負の 1軸性無機層状化合物と しては、 たとえば、 特 開平 6 — 8 2 7 7 7号公報などに詳しい。

ポリマーフィルムの 2軸性配向を利用した Cプレー トは、 正の屈折率異方性を 有する高分子フィルムをパランス良く 2軸延伸する方法、 熱可塑樹脂をプレスす る方法、' 平行配向した結晶体から切り出す方法などによ り得られる。

(各層の積層）

前記各層の積層は、 重ね置いただけでも良いが、 作業性や、 光の利用効率の観 点よ り各層を接着剤や粘着剤を用いて積層することが望ましい。 その場合、 接着 剤または粘着剤は透明で、 可視光領域に吸収を有さず、 屈折率は、 各層の屈折率 と可及的に近いこ とが表面反射の抑制の観点よ り望ましい。 かかる観点よ り、 例 えば、 アク リル系粘着剤などが好ましく用いう る。 各層は、 それぞれ別途配向膜 状などでモノ ドメインを形成し、 透光性基材へ転写などの方法によって順次積層 していく方法や、 接着層などを設けず、 配向のために、 配向膜などを適宜形成し 、 各層を順次直接形成して行く こと も可能である。

各層および （粘） 接着層には、 必要に応じて拡散度合い調整用に更に粒子を添 加して等方的な散乱性を付与することや、 紫外線吸収剤、 酸化防止剤、 製膜時の レべリ ング性付与の目的で界面活性剤などを適宜に添加することができる。

光学素子の作製は、 図 1、 図 4に示すよ う に光源側 （D ) に直線偏光型反射偏 光子 （ a 2 ) を配置し、 次に位相差層 （ b 1 )、 円偏光型反射偏光子 （ a 1 ) の 順に積層する方法 （ 1 ) でもよく、 図 2、 図 3に示すよ うに光源側 （D ) に円偏 光型反射偏光子 （ a 1 ) を配置し、 次に位相差層 （ b 1 )、 直線偏光型反射偏光 子 （ a 2 ) の順に積層する方法 （ 2 ) が考えられるが、 特に限定するものではな い また、 液晶ディスプレイへ応用する場合には、 図 1〜 4に示すよ うに、 光学素 子の円偏光型反射偏光子 （ a l ) の外側に二色性直線偏光子 （ P) が積層される 前記 （ 2 ) の方法で積層する場合は、 光学素子を透過した後の偏光は直線偏光 となるため、 その偏光軸と二色性直線偏光子 （ P) の偏光軸が一致するよ う にす る。 前記 （ 1 ) の方法で積層した場合は、 光学素子を透過した後の偏光は円偏光 であるため、 円偏光から直線偏光に変換するため、 ぇ 4板 （ c ) を介し二色性 直線偏光子 （P ) を配置する。 この 1 4板 （ c ) は、 位相差層 （ b 1 2 ) と同 様のえノ4層と同じであってもよいが、 好ま しく は N z係数が一 1 . 0〜一 2. 0であるものが望ま しい。

(集光バック ライ トシステム）

光源たる導光板の下側 （液晶セルの配置面とは反対側） には拡散反射板の配置 が望ま しい。 平行光化フィルムにて反射される光線の主成分は斜め入射成分であ り 、 平行光化フィルムにて正反射されてバック ライ ト方向へ戻される。 ここで背 面側の反射板の正反射性が高い場合には反射角度が保存され、 正面方向に出射で きずに損失光となる。 従って反射戻り光線の反射角度を保存せず、 正面方向へ散 乱反射成分を増大させるため拡散反射板の配置が望ましい。

本発明の光学素子 （平行光化フィルム） とバックライ ト光源 （D) の間には適 当な拡散板を設置することが望ましい。 斜め入射し、 反射された光線をパックラ イ ト導光体近傍にて散乱させ、 その一部を垂直入射方向へ散乱せしめるこ とで光 の再利用効率が高まるためである。 拡散板と しては、 表面凹凸形状による物の他 、 屈折率が異なる微粒子を樹脂中に包埋する等の方法で得られる。 この拡散板は 光学素子 （平行光化フィルム） とパックライ ト間に挟み込んでも良いし、 平行光 化フィルムに貼り合わせてもよい。

光学素子 （平行光化フィルム） を貼り合わせた液晶セルをバックライ ト と近接 して配置する場合、 フィルム表面とバックライ トの隙間でニュー トンリ ングが生 じる恐れがあるが、 本発明における光学素子 （平行光化フィルム） の導光板側表 面に表面凹凸を有する拡散板を配置することによってニュー トンリ ングの発生を 抑制するこ とができる。 また、 本発明における光学素子 （平行光化フィルム） の 表面そのものに凹凸構造と光拡散構造を兼ねた層を形成しても良い。

(液晶表示装置）

上記光学素子は、 液晶セルの両側に偏光板が配置されている液晶表示装置に好 適に適用され、 上記光学素子は液晶セルの光源側面の偏光板側に適用される。 な お、 図 1〜 4では、 液晶パネルと して光源側面の偏光板 （C ) のみが記載されて いる。

上記平行光化されたバックライ トと組み合わされた液晶表示装置に、 後方散乱 、 偏光解消を有さない拡散板を液晶セル視認側に積層することによ り、 正面近傍 の良好な表示特性の光線を拡散し、 全視野角内で均一で良好な表示特性を得るこ とによって視野角拡大化ができる。

ここで用いられる視野角拡大フィルムは実質的に後方散乱を有さない拡散板が 用いられる。 拡散板は、 拡散粘着材と して設けるこ とができる。 配置場所は液晶 表示装置の視認側であるが偏光板の上下いずれでも使用可能である。 ただし画素 のにじみ等の影響やわずかに残る後方散乱によるコン トラス ト低下を防止するた めに偏光板〜液晶セル間など、 可能な限りセルに近い層に設けることが望ま しい 。 またこの場合には実質的に偏光を解消しないフィルムが望ましい。 例えば特開 2 0 0 0 - 3 4 7 0 0 6号公報、 特開 2 0 0 0— 3 4 7 0 0 7号公報に開示され ているよ うな微粒子分散型拡散板が好適に用いられる。

偏光板よ り外側に視野角拡大フィルムを位置する場合には液晶層一偏光板まで 平行光化された光線が透過するので T N液晶セルの場合は特に視野角補償位相差 板を用いなく ともよい。 S T N液晶セルの場合には正面特性のみ良好に捕償した 位相差フィルムを用いるだけでよい。 この場合には視野角拡大フィルムが空気表 面を有するので表面形状による屈折効果によるタイプの採用も可能である。 一方で偏光板と液晶層間に視野角拡大フィル,ムを揷入する場合には偏光板を透 過する段階では拡散光線となっている。 T N液晶の場合、 偏光子そのものの視野 角特性は補償する必要がある。 この場合には偏光子の視野角特性を補償する位相 差板を偏光子と視野角拡大フィルムの間に挿入する必要がある。 S T N液晶の場 合には S T N液晶の正面位相差補償に加えて偏光子の視野角特性を補償する位相 差板を揷入する必要がある。 従来から存在するマイクロ レンズアレイフィルムやホログラムフィルムのよ う に、 内部に規則性構造体を有する視野角拡大フィルムの場合、 液晶表示装置のブ ラックマ ト リ クスゃ従来のバックライ トの平行光化システムが有するマイク ロ レ ンズアレイ /プリ ズムアレイ Zルーバー/マイク ロ ミ ラーアレイ等の微細構造と 干渉しモアレを生じやすかつた。 しかし本発明における平行光化フィルムは面内 に規則性構造が視認されず、 出射光線に規則性変調が無いので視野角拡大フィル ムとの相性や配置順序を考慮する必要はない。 従って視野角拡大フィルムは液晶 表示装置の画素ブラックマ ト リ クスと干渉 Zモアレを発生しなければ特に制限は なく選択肢は広い。

本発明においては視野角拡大フィルムと して実質的に後方散乱を有さない、 偏 光を解消しない、 特開 2 0 0 0— 3 4 7 0 0 6号公報、 特開 2 0 0 0— 3 4 7 0 0 7号公報に記載されているよ うな光散乱板で、 ヘイズ 8 0 %〜 9 0 %の物が好 適に用いられる。 その他、 ホログラムシー ト、 マイクロプリズムアレイ、 マイク 口 レンズァレイ等、 內部に規則性構造を有していても液晶表示装置の画素ブラッ クマ ト リ クスと干渉ノモアレを形成しなければ使用可能である。

(その他の材料）

なお、 液晶表示装置には、 常法に従って、 各種の光学層等が適宜に用いられて 作製される。

前記 ノ 4波長板は、 使用目的に応じた適宜な位相差板が用いられる。 1ノ 4 波長板は、 2種以上の位相差板を積層して位相差等の光学特性を制御することが できる。 位相差板と しては、 ポリカーボネー ト、 ノルボルネン系樹脂、 ポリ ビニ ルアルコール、 ポリ スチレン、 ポリ メチルメタク リ レート、 ポリプロ ピレンやそ の他のポリオレフイン、 ポリアリ レー ト、 ポリ アミ ドの如き適宜なポリマーから なるフィルムを延伸処理してなる複屈折性フィルムゃ液晶ポリマーなどの液晶材 料からなる配向フィルム、 液晶材料の配向層をフィルムにて支持したものなどが あげられる。 1ノ 4波長板の厚さは、 通常 0 . 5〜 2 0 0 /z mであることが好ま しく 、 特に 1〜 1 0 0 μ πιであることが好ま しい。

可視光域等の広い波長範囲で 1 / 4波長板と して機能する位相差板は、 例えば 波長 5 5 0 n mの淡色光に対して 1 Z 4波長板と して機能する位相差層と他の位 相差特性を示す位相差層、 例えば 1ノ 2波長板と して機能する位相差層とを重畳 する方式などによ り得るこ とができる。 従って、 偏光板と輝度向上フィルムの間 に配置する位相差板は、 1層又は 2層以上の位相差層からなるものであってよい 偏光板は、 通常、 偏光子の片側または両側に保護フィルムを有するものが一般 に用いられる。

偏光子は、 特に制限されず、 各種のものを使用できる。 偏光子と しては、 たと えば、 ポリ ビュルアルコール系フィルム、 部分ホルマール化ポリ ビュルアルコー ル系フィルム、 エチレン ' 酢酸ビュル共重合体系部分ケン化フィルム等の親水性 高分子フィルムに、 ヨウ素や二色性染料等の二色性物質を吸着させて一軸延伸し たもの、 ポリ ビュルアルコールの脱水処理物やポリ塩化ビュルの脱塩酸処理物等 ポリェン系配向フィルム等があげられる。 これらのなかでもポリ ビュルアルコー ル系フィルムと ヨ ウ素などの二色性物質からなる偏光子が好適である。 これら偏 光子の厚さは特に制限されないが、 一般的に、 5〜 8 0 μ m程度である。

ポリ ビエルアルコール系フィルムをヨ ウ素で染色し一軸延伸した偏光子は、 た とえば、 ポリ ビュルアルコールをョ ゥ素の水溶液に浸漬することによって染色し 、 元長の 3〜 7倍に延伸することで作製することができる。 必要に応じてホウ酸 や硫酸亜鉛、 塩化亜鉛等を含んでいてもよいョ ゥ化カ リ ゥムなどの水溶液に浸漬 することもできる。 さらに必要に応じて染色の前にポリ ビュルアルコール系フィ ルムを水に浸漬して水洗してもよい。 ポリ ビニルアルコール系フィルムを水洗す ることでポリ ビュルアルコール系フィルム表面の汚れゃブロ ッキング防止剤を洗 浄することができるほかに、 ポリ ビュルアルコール系フィルムを膨潤させるこ と で染色のムラなどの不均一を防止する効果もある。 延伸はョ ゥ素で染色した後に 行っても良いし、 染色しながら延伸してもよいし、 また延伸してからヨ ウ素で染 色してもよい。 ホウ酸やヨ ウ化カリ ウムなどの水溶液中や水浴中でも延伸するこ とができる。

前記偏光子の片面または両面に設けられる透明保護ブイルムを形成する材料と しては、 透明性、 機械的強度、 熱安定性、 水分遮蔽性、 等方性などに優れるもの が好ま しい。 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 等のポリエステル系ポリマー、 ジァセチルセルロースやト リァセチルセルロース 等のセルロース系ポリマー、 ポリ メチルメタク リ レー ト等のァク リル系ポリマー 、 ポリ スチレンゃァク リ ロ - ト リル ' スチレン共重合体 （A S樹脂） 等のスチレ ン系ポリマー、 ポリカーボネー ト系ポリマーなどがあげられる。 また、 ポリェチ レン、 ポリプロピレン、 シクロ系ないしはノルボルネン構造を有するポリオレフ イ ン、 エチレン . プロ ピレン共重合体の如きポリオレフイン系ポリマー、 塩化ビ ニル系ポリマー、 ナイ口ンゃ芳香族ポリアミ ド等のアミ ド系ポリマー、 イ ミ ド系 ポリマー、 スルホン系ポリマー、 ポリエーテルスルホン系ポリマー、 ポリエーテ ルエーテルケ トン系ポリ マー、 ポリ フエ二レンスルフイ ド系ポリマー、 ビュルァ ルコール系ポリマー、 塩化ビニリデン系ポリマー、 ビュルプチラール系ポリマー 、 ァリ レー ト系ポリマー、 ポリオキシメチレン系ポリマー、 エポキシ系ポリマー 、 または前記ポリマーのプレンド物なども前記透明保護フィルムを形成するポリ マーの例と してあげられる。 透明保護フィルムは、 アク リル系、 ウ レタン系、 ァ ク リルウレタン系、 エポキシ系、 シリ コーン系等の熱硬化型、 紫外線硬化型の樹 脂の硬化層と して形成すること もできる。

また、 特開 2 0 0 1 — 3 4 3 5 2 9号公報 （WO O l Z 3 7 0 0 7 ) に記載の ポリマーフィルム、 たとえば、 （A) 側鎖に置換おょぴノまたは非置換イ ミ ド基 を有する熱可塑性樹脂と、 （B) 側鎖に置換および/非置換フエニルならびに- ト リル基を有する熱可塑性樹脂を含有する樹脂組成物があげられる。 具体例と し てはィ ソプチレンと N—メチルマレイ ミ ドからなる交互共重合体とアタ リ ロニ ト リル · スチレン共重合体とを含有する樹脂組成物のフィルムがあげられる。 フィ ルムは樹脂組成物の混合押出品などからなるフィルムを用いることができる。 保護フィルムの厚さは、 適宜に決定しう るが、 一般には強度や取扱性等の作業 性、 薄層性などの点よ り 1〜 5 0 0 μ m程度である。 特に l〜 3 0 0 /i mが好ま しく、 5〜 2 0 0 μ ιηがよ り好ましい。

また、 保護フィルムは、 できるだけ色付きがないことが好ましい。 したがって 、 R t h = [( n x + n y ) / 2 - n z ] · d (ただし、 n x、 n yはフィルム平 面内の主屈折率、 n z はフイノレム厚方向の屈折率、 dはフィルム厚みである） で 表されるフィルム厚み方向の位相差値が— 9 0 η π！〜 + 7 5 n mである保護フィ ルムが好ましく用いられる。 かかる厚み方向の位相差値 （R t h ) がー 9 0 η πι 〜+ 7 5 n mのものを使用することによ り、 保護フィルムに起因する偏光板の着 色 （光学的な着色） をほぼ解消することができる。 厚み方向位相差値 （R t h ) は、 さらに好ましく は一 8 0 n m〜+ 6 0 n m、 特に一 7 0 n m〜+ 4 5 n mが 好ましい。

保護フィルムと しては、 偏光特性や耐久性などの点よ り、 ト リァセチルセル口 ース等のセルロース系ポリ マーが好ましい。 特に ト リ ァセチルセルロースフィル ムが好適である。 なお、 偏光子の両側に保護フィルムを設ける場合、 その表裏で 同じポリマー材料からなる保護フィルムを用いてもよ く 、 異なるポリマー材料等 からなる保護フィルムを用いてもよい。 前記偏光子と保護フィルムとは通常、 水 系粘着剤等を介して密着している。 水系接着剤と しては、 イ ソシァネー ト系接着 剤、 ポリ ビニルアルコール系接着剤、 ゼラチン系接着剤、 ビュル系ラテックス系 、 水系ポリ ウレタン、 水系ポリ エステル等を例示できる。

前記透明保護フィルムの偏光子を接着させない面には、 ハー ドコ ー ト層ゃ反射 防止処理、 ステイ ツキング防止や、 拡散ないしアンチグレアを目的と した処理を 施したものであってもよい。

ハー ドコー ト処理は偏光板表面の傷付き防止などを目的に施されるものであり 、 例えばァク リル系、 シリ コーン系などの適宜な紫外線硬化型樹脂による硬度や 滑り特性等に優れる硬化皮膜を透明保護フィルムの表面に付加する方式などにて 形成することができる。 反射防止処理は偏光板表面での外光の反射防止を目的に 施されるものであり、 従来に準じた反射防止膜などの形成によ り達成することが できる。 また、 ステイ ツキング防止処理は隣接層との密着防止を目的に施される またアンチグレア処理は偏光板の表面で外光が反射して偏光板透過光の視認を 阻害することの防止等を目的に施されるものであり、 例えばサン ドプラス ト方式 やエンボス加工方式による粗面化方式や透明微粒子の配合方式などの適宜な方式 にて透明保護フィルムの表面に微細凹凸構造を付与することによ り形成すること ができる。 前記表面微細凹凸構造の形成に含有させる微粒子と しては、 例えば平 均粒径が 0. 5〜 5 0 μ ιηのシリカ、 アルミナ、 チタニア、 ジルコニァ、 酸化錫 、 酸化インジウム、 酸化カ ドミ ウム、 酸化アンチモン等からなる導電性のこと も ある無機系微粒子、 架橋又は未架橋のポリマー等からなる有機系微粒子などの透 明微粒子が用いられる。 表面微細凹凸構造を形成する場合、 微粒子の使用量は、 表面微細凹凸構造を形成する透明樹脂 1 0 0重量部に対して一般的に 2 〜 5 0重 量部程度であり、 5 〜 2 5重量部が好ましい。 アンチグレア層、 偏光板透過光を 拡散して視角などを拡大するための拡散層 （視角拡大機能など） を兼ねるもので あってもよい。

なお、 前記反射防止層、 ステイ ツキング防止層、 拡散層やアンチグレア層等は 、 透明保護フィルムそのものに設けることができるほか、 別途光学層と して透明 保護フィルムとは別体のものと して設けること もできる。

また位相差板は、 視角補償フィルムと して偏光板に積層して広視野角偏光板と して用いられる。 視角捕償フィルムは、 液晶表示装置の画面を、 画面に垂直でな くやや斜めの方向から見た場合でも、 画像が比較的鮮明にみえるよ うに視野角を 広げるためのフィルムである。

このよ うな視角補償位相差板と しては、 他に二軸延伸処理や直交する二方向に 延伸処理等された複屈折を有するフィルム、 傾斜配向フィルムのよ うな二方向延 伸フィルムなどが用いられる。 傾斜配向フィルムと しては、 例えばポリマーフィ ルムに熱収縮フィルムを接着して加熱によるその収縮力の作用下にポリマーフィ ルムを延伸処理又は 及び収縮処理したものや、 液晶ポリマーを斜め配向させた ものなどが挙げられる。 視角補償フィルムは、 液晶セルによる位相差に基づく視 認角の変化による着色等の防止や良視認の視野角の拡大などを目的と して適宜に 組み合わせることができる。

また良視認の広い視野角を達成する点などよ り、 液晶ポリマーの配向層、 特に ディスコティ ック液晶ポリマーの傾斜配向層からなる光学的異方性層を ト リァセ チルセルロースフィルムにて支持した光学補償位相差板が好ましく用いう る。 前記のほか実用に際して積層される光学層については特に限定はないが、 例え ば反射板や半透過板などの液晶表示装置等の形成に用いられることのある光学層 を 1層または 2層以上用いることができる。 特に、 楕円偏光板または円偏光板に 、 更に反射板または半透過反射板が積層されてなる反射型偏光板または半透過型 偏光板があげられる。

反射型偏光板は、 偏光板に反射層を設けたもので、 視認側 （表示側） からの入 射光を反射させて表示するタイプの液晶表示装置などを形成するためのものであ り、 バックライ ト等の光源の内蔵を省略できて液晶表示装置の薄型化を図りやす いなどの利点を有する。 反射型偏光板の形成は、 必要に応じ透明保護層等を介し て偏光板の片面に金属等からなる反射層を付設する方式などの適宜な方式にて行 う ことができる。

反射型偏光板の具体例と しては、 必要に応じマツ ト処理した保護フィルムの片 面に、 アルミニゥム等の反射性金属からなる箔ゃ蒸着膜を付設して反射層を形成 したものなどがあげられる。 また前記保護フィルムに微粒子を含有させて表面微 細凹凸構造と し、 その上に微細凹凸構造の反射層を有するものなどもあげられる

。 前記した微細凹 ώ構造の反射層は、 入射光を乱反射によ り拡散させて指向性や ギラギラ した見栄えを防止し、 明暗のムラを抑制しう る利点などを有する。 また 微粒子含有の保護フィルムは、 入射光及びその反射光がそれを透過する際に拡散 されて明喑ムラをよ り抑制しう る利点なども有している。 保護フィルムの表面微 細凹凸構造を反映させた微細凹凸構造の反射層の形成は、 例えば真空蒸着方式、 イオンプレーティ ング方式、 スパッタ リ ング方式等の蒸着方式ゃメ ッキ方式など の適宜な方式で金属を透明保護層の表面に直接付設する方法などによ り行う こと ができる。

反射板は前記の偏光板の保護フィルムに直接付与する方式に代えて、 その透明 フィルムに準じた適宜なフィルムに反射層を設けてなる反射シー トなどと して用 いること もできる。 なお反射層は、 通常、 金属からなるので、 その反射面が保護 フィルムゃ偏光板等で被覆された状態の使用形態が、 酸化による反射率の低下防 止、 ひいては初期反射率の長期持続の点や、 保護層の別途付設の回避の点などよ り好ましい。

なお、 半透過型偏光板は、 上記において反射層で光を反射し、 かつ透過するハ 一フミラー等の半透過型の反射層とすることによ り得ることができる。 半透過型 偏光板は、 通常液晶セルの裏側に設けられ、 液晶表示装置などを比較的明るい雰 囲気で使用する場合には 視認側 （表示側） からの入射光を反射させて画像を表 示し、 比較的暗い雰囲気においては、 半透過型偏光板のバックサイ ドに内蔵され ているバックライ ト等の内蔵光源を使用して画像を表示するタイプの液晶表示装 置などを形成できる。 すなわち、 半透過型偏光板は、 明るい雰囲気下では、 パッ クライ ト等の光源使用のエネルギーを節約でき、 比較的暗い雰囲気下においても 内蔵光源を用いて使用できるタイプの液晶表示装置などの形成に有用である。 また偏光板は、 上記の偏光分離型偏光板の如く、 偏光板と 2層又は 3層以上の 光学層とを積層したものからなっていてもよい。 従って、 上記の反射型偏光板や 半透過型偏光板と位相差板を組み合わせた反射型楕円偏光板や半透過型楕円偏光 板などであってもよい。

上記の楕円偏光板や反射型楕円偏光板は、 偏光板又は反射型偏光板と位相差板 を適宜な組合せで積層したものである。 かかる楕円偏光板等は、 （反射型） 偏光 板と位相差板の組合せとなるよ う にそれらを液晶表示装置の製造過程で順次別個 に積層することよつて形成することができるが、 予め積層して楕円偏光板等の光 学ブイルムと したのものは、 品質の安定性や積層作業性等に優れており液晶表示 装置などの製造効率を向上させう る利点がある。

本発明の光学素子には、 粘着層または接着層を設けること もできる。 粘着層は 、 液晶セルへの貼着に用いることができる他、 光学層の積層に用いられる。 前記 光学フィルムの接着に際し、 それらの光学軸は目的とする位相差特性などに応じ て適宜な配置角度とすることができる。

接着剤や粘着剤と しては特に制限されない。 例えばアク リル系重合体、 シリ コ 一ン系ポリマ一、 ポリエステル、 ポリ ウレタン、 ポリアミ ド、 ポリ ビュルエーテ ル、 酢酸ビュル Z塩化ビュルコポリマ—、 変性ポリオレフイ ン、 エポキシ系、 フ ッ素系、 天然ゴム、 合成ゴム等のゴム系などのポリマーをベースポリマーとする ものを適宜に選択して用いることができる。 特に、 光学的透明性に優れ、 適度な 濡れ性と凝集性と接着性の粘着特性を示して、 耐候性や耐熱性などに優れるもの が好ま しく用いう る。

前記接着剤や粘着剤にはベースポリマーに応じた架橋剤を含有させることがで きる。 また接着剤には、 例えば天然物や合成物の樹脂類、 特に、 粘着性付与樹脂 や、 ガラス繊維、 ガラスビーズ、 金属粉、 その他の無機粉末等からなる充填剤や 顔料、 着色剤、 酸化防止剤などの添加剤を含有していてもよい。 また微粒子を含 有して光拡散性を示す接着剤層などであってもよい。

接着剤や粘着剤は、 通常、 ベースポリマーまたはその組成物を溶剤に溶解又は 分散させた固形分濃度が 1 0〜 5 0重量％程度の接着剤溶液と して用いられる。 溶剤と しては、 トルエンや酢酸ェチル等の有機溶剤や水等の接着剤の種類に応じ たものを適宜に選択して用いることができる。

粘着層や接着層は、 異なる組成又は種類等のものの重畳層と して偏光板や光学 フィルムの片面又は両面に設けることもできる。 粘着層の厚さは、 使用目的や接 着力などに応じて適宜に決定でき、 一般には 1〜 5 0 0 mであり、 5〜 2 0 0 μ ηιが好ましく 、 特に 1 0〜： L O O /z mが好ましい。

粘着層等の露出面に対しては、 実用に供するまでの間、 その汚染防止等を目的 にセパレータが仮着されて力パーされる。 これによ り、 通例の取扱状態で粘着層 に接触することを防止できる。 セパレ一タ と しては、 上記厚さ条件を除き、 例え ばプラスチック フィルム、 ゴムシー ト、 紙、 布、 不織布、 ネッ ト、 発泡シ一 トや 金属箔、 それらのラミネー ト体等の適宜な薄葉体を、 必要に応じシリ コーン系や 長鏡アルキル系、 フッ素系や硫化モリプデン等の適宜な剥離剤でコー ト処理した ものなどの、 従来に準じた適宜なものを用いう る。

なお本発明において、 上記光学素子等、 また粘着層などの各層には、 例えばサ リ チル酸エステル系化合物やべンゾフエノール系化合物、 ベンゾ ト リアゾール系 化合物ゃシァノアク リ レー ト系化合物、 ニッケル錯塩系化合物等の紫外線吸収剤 で処理する方式などの方式によ り紫外線吸収能をもたせたものなどであってもよ い。 実施例

以下に本発明を実施例および比較例をあげて具体的に説明するが、 本発明は、 これらの実施例によ り何ら制限されるものではない。

なお、 正面位相差は、 面内屈折率が最大となる方向を X軸、 X軸に垂直な方向 を Y軸、 フィルムの厚さ方向を Z軸と し、 それぞれの軸方向の屈折率を n X、 n y、 n z と して、 5 5 0 n mにおける屈折率 n x、 n y、 n z を自動複屈折測定 装置 （王子計測機器株式会社製， 自動複屈折計 KO B R A 2 1 AD H) によ り計 測した値と、 位相差層の厚さ d ( n m) から、 正面位相差 ： （n X— n y ) X d 、 を算出した。 また、 傾斜位相差は、 フィルムを任意の角度に傾けたときの位相 差値を測定した。

なお、 反射波長帯域は、 反射スぺク トルを分光光度計 （大塚電子株式会社製、 瞬間マルチ測光システム MC P D— 2 0 0 0 ) にて測定し、 最大反射率の半分 の反射率を有する反射波長帯域と した。

実施例 1

選択反射波長域が 4 1 0 n m〜 8 3 O n mの帯域にあるコ レステリ ック液晶層 を円偏光型反射偏光子 （ a 1 ) と して利用した。 また、 直線偏光型反射偏光子 （ a 2 ) と して 3 M製の D B E Fを利用した。

光重合性ネマチック液晶モノマー （B A S F社製， L C 2 4 2 ) およびカイラ ル剤 （B A S F社製， L C 7 5 6 ) および光開始剤 （チバスペシャルティケミカ ルズ社製， ィルガキュア 9 0 7 ) と溶媒 （ トルエン） を選択反射波長中心が 3 5 0 n mとなるよ うに調整配合した塗工液を、 市販の P E Tフィルム上にワイヤ一 バーを用いて乾燥後の厚みで 6 μ mとなるよ うに塗設し、 溶媒を乾燥した。 その 後、 一度この液晶モノマーの等方性転位温度まで温度を上げ、 溶媒を乾燥した後 、 徐々に冷却して均一な配向状態を有した層を形成した。 得られた膜に UV照射 を行い、 配向状態を固定して Cプレー ト層を得た。 この Cプレー トの位相差を測 定したところ、 5 5 0 n m波長の光に対して正面方向では 2 n m、 3 0 ° 傾斜さ せて測定したときの位相差は 1 4 0 n mであった。 当該 Cプレー トを位相差層 （ b 1 1 ) と して利用した。 また、 ポリカーボネー トフィルムを一軸延伸して得ら れた、 正面位相差は 1 3 8 n m、 N z係数が l . 0の延伸フィルムを一軸性位相 差層 （ b 1 2 ) と して利用した。

また、 二色性直線偏光子と して、 日東電工 （株） 製の偏光板 （N P F— S E G 1 4 2 5 DU) を使用した。 これらを、 図 3に示すよ うに、 粘着剤を介して貼り 合わせることで、 偏光素子を得た。 このとき、 直線偏光型反射偏光子 （ a 2 ) の 透過軸と一軸性位相差層 （ b 1 2 ) の遅相軸とは 4 5 ° ずら して配置した。 実施例 2

ポリカーボネー トフイルムを二軸延伸して得られた、 正面位相差は 1 3 8 n m 、 N z係数が一 1 . 2の延伸フィルムをえ 4板 （ c ) と して利用した。 当該； L ノ 4板 （ c ) を、 実施例 1の部材と組み合わせて、 図 4に示すよ うに積層して偏 光素子を得た。 このとき、 直線偏光型反射偏光子 （ a 2 ) の透過軸と一軸性位相 差層 （ b l 2 ) の遅相軸とは 4 5 ° ずら して配置した。

実施例 3

光重合性ネマチック液晶モノマー （B A S F社製， L C 2 4 2 ) およびカイラ ル剤 （B A S F社製， L C 7 5 6 ) および光開始剤 （チパスペシャルティケミカ ルズ社製， ィルガキュア 9 0 7 ) と溶媒 （ トルエン） を選択反射波長中心が 3 5 0 n mとなるよ うに調整配合した塗工液を、 予め離型処理剤 (ォクタデシルト リ メ トキシシラン） を薄く塗設済みの P E Tフィルム上にワイヤーバーを用いて乾 燥後の厚みで 3 μ mとなるよ うに塗設し、 溶媒を乾燥した。 その後、 一度この液 晶モノマーの等方性転位温度まで温度を上げ、 溶媒を乾燥した後、 徐々に冷却し て均一な配向状態を有した層を形成した。 得られた膜に UV照射を行い、 配向状 態を固定して Cプレー ト層を得た。 この Cプレー トの位相差を測定したと ころ、 5 5 0 n m波長の光に対して正面方向では 2 n m、 3 0° 傾斜させて測定したと きの位相差は 2 4 0 n mであった。

実施例 2において、 当該 Cプレー トを位相差層 （ b l l ) と して利用したこと 以外は実施例 2 と同様にして各部材を配置し、 図 4に示す偏光素子を得た。

実施例 4

ポリ カーボネー トフィルムを二軸延伸して得られた、 正面位相差は 1 3 8 n m 、 N z係数が 2. 2の延伸フィルムを位相差層 （ b l ) と して利用した。 3 0° 傾斜させて測定したときの位相差は 2 0 8 n mであった。 当該位相差層 （ b 1 ) を、 実施例 1 の部材と組み合わせて、 図 2に示すよ うに積層して偏光素子を得た 実施例 5

ポリカーボネー トフィルムを二軸延伸して得られた、 正面位相差は 1 3 8 n m 、 N z係数が一 1. 2の延伸フィルムを位相差層 （ b 1 ) と して利用した。 3 0 。 傾斜させて測定したと きの位相差は 1 2 0 n mであった。 当該位相差層 （ b l ) を、 実施例 1 の部材と組み合わせて、 図 2に示すよ う に積層して偏光素子を得 た。

実施例 6

2 , 2 ' 一ビス （ 3 , 4—ジカルボキシフエニル） へキサフルォロプロパンと

、 2 , 2 ' 一ビス （ ト リ フルォロメ チル） 一 4 , 4 ' —ジア ミ ノ ビフエニルから 合成されたポリイ ミ ドの 1 5重量％シク口へキサノン溶液を、 厚さ 5 0 /i m ト リ ァセチルセルロース （T A C) フィルム上に塗布し、 1 0 0 °Cで 1 0分間乾燥処 理して残存溶媒量が 7重量％で厚さが 6 μ m、 正面位相差が 2 n m、 3 0 ° 傾斜 したときの位相差が 2 5 0 n mであるフィルムを得た。 次いで、 T A Cフィルム と共に 1 6 0 °Cで 1 0 %の縦 1軸延伸処理を加えた後、 T A Cフィルムょ り分離 した。 これを位相差層 （ b l ) と して利用した。 この位相差層 （ b l ) は、 正面 位相差が 1 4 0 n m、 3 0 ° 傾斜したときの位相差が 2 5 0 n mであった。 N z 係数は、 2. 6であった。 当該位相差層 （ b l ) を実施例 1 の他部材と組み合わ せて図 2に示すよ うに積層して偏光素子を得た。

比較例 1

光重合性ネマチック液晶モノマー （B A S F社製， L C 2 4 2 ) およびカイラ ル剤 （B A S F社製， L C 7 5 6 ) および光開始剤 (チバスペシャルティケミカ ルズ社製， ィルガキュア 9 0 7 ) と溶媒 （ トルエン） を選択反射波長中心が 3 5 0 n mとなるよ う に調整配合した塗工液を、 市販の P E Tフィルム上にワイヤ一 バーを用いて乾燥後の厚みで 1 となるよ う に塗設し、 溶媒を乾燥した。 そ の後、 一度この液晶モノマーの等方性転位温度まで温度を上げ、 溶媒を乾燥した 後、 徐々に冷却して均一な配向状態を有した層を形成した。 得られた膜に UV照 射を行い、 配向状態を固定して Cプレー ト層を得た。 この Cプレー トの位相差を 測定したところ、 5 5 0 n m波長の光に対して正面方向では 4 n m、 3 0 ° 傾斜 させて測定したときの位相差は 3 9 0 n mであった。

当該 Cプレー トを位相差層 （ b 1 1 ) と して利用したこと以外は、 実施例 1お ょぴ実施例 2に記載の部材を組み合わせて、 図 5に示すよ うに積層して偏光素子 を得た。 比較例 2

実施例 1 に記載の部材を組み合わせて、 図 6 に示すよ うに積層して偏光素子を 得た。

(評価） '

上記偏光素子を、 市販のライ トテーブル （拡散光源、 3波長管） 上に配置した 。 得られた偏光素子は、 光源側が反射偏光子面側となるよ う に配置し、 鉛直情報 よ りの輝度 （正面輝度） とその法線方向に対して傾けたときの輝度および色度を 、 視野角測定装置 E L D I M製 E Z— C O N T R A S Tにて測定した。 図 7乃 至図 1 4に法線方向に対して傾けたときの輝度視角分布をしめす。 図の横軸 0 は 、 0° ： 法線方向 （正面） に対して、 傾けた角度を示し、 （一） は逆方向に傾け た角度を示す。 縦軸は、 明るさ （相対値） を示す。 以上よ り、 図は視角を倒した ときの明るさの変化を表す。 法線方向が明るく 、 斜め方向が暗く なつていれば髙 性能であることを示す。

また、 表 1 に正面輝度、 斜めの色付きを示す。 斜めの色付きは、 上記装置によ り正面色度 （ x。， y。）、 および斜め ± 6 0° からの色度 （ x ₆。， y ₆₀) を測定し 、 色相の差 （ A x y ) を下記式から求め、

Δ X y = (( χ ο- Χ βο) ²+ ( y ο- 76o) ²) °·⁵

その結果、 Δ χ yの値を下記基準で評価した。

0 : 0. 1未満、

△ ： 0. 1〜 0. 2未満、

X ： 0. 2以上、 と した。

表 1

産業上の利用可能性

本発明の反射偏光子を利用した光学素子は、 光源より出射された拡散光の光利 用効率に優れており、 偏光素子、 照明装置に利用でき、 高輝度の偏光光源や良好 な視認性を有する液晶表示装置を形成しうる。

Claims

請 求 の 範 囲

1. 少なく とも 1種の反射偏光子 （ a ) が少なく と も 2層以上積層されており 、 かつ反射偏光子 （ a ) の間には、 偏光特性を変化させる少なく とも 1種以上の 位相差相 （ b ) が少なく とも 1層以上積層されており、 これらの組み合わせによ り 、 入射光線の入射角によって入射光線の透過率が異なり、 遮蔽された光線は吸 収されずに反射するよ うに設計された光学素子において、

少なく と も 1層の反射偏光子 （ a ) が、 ある円偏光を透過し、 逆の円偏光を選 択的に反射する円偏光型反射偏光子 （ a 1 ) であり、

少なく と も 1層の反射偏光子 （ a ) 力 直交する直線偏光の内の一方を透過し 、 他方を選択的に反射する直線偏光型反射偏光子 （ a 2 ) であり、

位相差層 （ b ) 力 正面位相差 （法線方向） がほぼえ / 4であり、 かつ法線方 向に対し 3 0° 以上傾けて入射した入射光に対して / 8以上の位相差値を有す る層 （ b l ) であることを特徴とする光学素子。

2. 位相差層 （ b 1 ) が、 正面位相差 （法線方向） がほぼぇ 4であり、 かつ 面内の主屈折率を n x、 n y、 厚さ方向の主屈折率を n z と したとき、 式 ： （ n X - n z ) / ( n x - n y ) で定義される N z係数が 2. 0以上である二軸性位 相差層であり、

前記二軸性位相差層の遅層軸方向が、 直線偏光型反射偏光子 （ a 2 ) の偏光軸 に対して 4 5° (― 4 5 ° ) ± 5 ° の角度で配置されていることを特徴とする請 求の範囲第 1項に記載の光学素子。

3. 位相差層 （ b l ) が、 正面位相差 （法線方向） がほぼ λ / 4であり、 かつ 面内の主屈折率を n x、 n y、 厚さ方向の主屈折率を n z と したとき、 式 ： （ n X — n z ) / ( n X - n y ) で定義される N z係数が一 1 . 0以下である二軸性 位相差層であり、

前記二軸性位相差層の遅層軸方向が、 直線偏光型反射偏光子 （ a 2 ) の偏光軸 に対して 4 5 ° (― 4 5 ° ) ± 5 ° の角度で配置されていることを特徴とする請 求の範囲第 1項に記載の光学素子。

4. 位相差層 （ b 1 ) 力 、 ポリ カーボネー ト、 ポリサルホン、 ポリエチレン、 ポリ プロ ピレン、 ポリ ビニルアルコール、 シク ロォレフイ ン系ポリ マーおよぴノ ルボルネン系ポリマーから選ばれるいずれか少なく とも 1種を材料とする延伸フ イルムであることを特徴とする請求の範囲第 1項〜第 3項のいずれかに記載の光 学素子。

5. 位相差層 （ b 1 ) が、 ポリアミ ド、 ポリイ ミ ド、 ポリ エステル、 ポリエー テルケ トン、 ポリアミ ドイ ミ ドおよびポリエステルイ ミ ドから選ばれるいずれか 少なく と も 1種の材料とする配向フイルムであるこ とを特徴とする請求の範囲第 1項または第 2項に記載の光学素子。

6. 位相差層 （ b 1 ) 、

正面位相差 （法線方向） がほぼゼロで、 法線方向に対し 3 0 ° 以上傾けて入射 した入射光に対して λ Z 8以上の位相差値を有する層 （ b 1 1 ) と

正面位相差 （法線方向） がほぼえ 4であり、 かつ面内の主屈折率を n X、 n y、 厚さ方向の主屈折率を n z と したとき、 式 ： （ n x — n z ) / ( n x — n y ) で定義される N z係数が 1 . 0である一軸性位相差層 （ b l 2 ) との複合体で あり、

前記一軸性位相差層 （ b 1 2 ) の遅層軸方向が、 直線偏光型反射偏光子 （ a 2 ) の偏光軸に対して 4 5 ° (— 4 5 ° ) ± 5 ° の角度で配置されているこ とを特 徴とする請求の範囲第 1項に記載の光学素子。

7. 位相差値を有する層 （ b l l ) 力 S、 反射波長帯域を可視光領域以外に有す るコ レステリ ック液晶相のブラナー配向を固定したものであることを特徴とする 請求の範囲第 6項に記載の光学素子。

8. 一軸性位相差層 （ b l 2 ) が、 ポリカーボネー ト、 ポリサルホン、 ポリエ チレン、 ポリ プロ ピレン、 ポリ ビュルアルコール、 シク ロォレフイ ン系ポリ マー およびノルボルネン系ポリマーから選ばれるいずれか少なく と も 1種を材料とす る延伸フィルムであるこ とを特徴とする請求の範囲第 6項または第 7項に記載の 光学素子。

9 . 円偏光型反射偏光子 （ a 1 ) と して、 コ レステリ ック液晶材料を用いたこ とを特徴とする請求の範囲第 1項〜第 8項のいずれかに記載の光学素子。

1 0. 直線偏光型反射偏光子 （ a 2 ) が、 グリ ツ ド型偏光子であることを特徴 とする請求の範囲第 1項〜第 9項のいずれかに記載の光学素子。

1 1 . 直線偏光型反射偏光子 （ a 2 ) 、 屈折率差を有する 2種以上の材料に よる、 2層以上の多層薄膜積層体であることを特徴とする請求の範囲第 1項〜第 9項のいずれかに記載の光学素子。

1 2. 多層薄膜積層体が蒸着多層薄膜であること を特徴とする請求の範囲第 1 1項に記載の光学素子。

1 3. 直線偏光型反射偏光子 （ a 2 ) 力 複屈折を有する 2種以上の材料によ る、 2層以上の多層薄膜積層体であることを特徴とする請求の範囲第 1項〜第 9 項のいずれかに記載の光学素子。

1 4. 多層薄膜積層体が、 複屈折を有する 2種以上の樹脂を用いた、 2層以上 の樹脂積層体を延伸したものであることを特徴とする請求の範囲第 1 3項に記載 の光学素子。

1 5 . 請求の範囲第 1項〜第 1 4項のいずれかに記載の光学素子の直線偏光型 反射偏光子 （ a 2 ) の外側に、 二色性直線偏光子が貼り合わされていることを特 徴とする偏光素子。

1 6 . 請求の範囲第 1項〜第 1 4項のいずれかに記載の光学素子の円偏光型反 射偏光子 （ a l ) の外側に、 λ / 4板おょぴ二色性直線偏光子が貼り合わされて いることを特徴とする偏光素子。

1 7. ぇ 4板が、 面内の主屈折率を n x、 n y、 厚さ方向の主屈折率を η ζ と したとき、 式 ： （ η χ — η ζ ) / ( η χ - n y ) で定義される Ν ζ係数が一 1

. 0〜一 2. 0 を満足するものであることを特徴とする請求の範囲第 1 6項に記 載の偏光素子。

1 8. 裏面側に反射層を有する面光源の表面側に請求の範囲第 1項〜第 1 4項 のいずれかに記載の光学素子、 または請求の範囲第 1 5項〜第 1 7項のいずれか に記載の偏光素子を有することを特徴とする照明装置。

1 9. 請求の範囲第 1 8項に記載の照明装置の光出射側に、 液晶セルを有する ことを特徴とする液晶表示装置。

2 0. 液晶セルに対して、 視認側に、 液晶セルを透過した視認側の光線を拡散 する視野角拡大フィルムを配置してなることを特徴とする請求の範囲第 1 9項に 記載の視野角拡大液晶表示装置。

2 1 . 視野角拡大フィルムと して、 実質的に後方散乱、 偏光解消を有さない拡 散層を用いたことを特徴とする請求の範囲第 2 0項に記載の視野角拡大液晶表示 装置。