JPH10319235A - 偏光素子、照明装置及び液晶表示装置 - Google Patents

偏光素子、照明装置及び液晶表示装置

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JPH10319235A
JPH10319235A JP9143310A JP14331097A JPH10319235A JP H10319235 A JPH10319235 A JP H10319235A JP 9143310 A JP9143310 A JP 9143310A JP 14331097 A JP14331097 A JP 14331097A JP H10319235 A JPH10319235 A JP H10319235A
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liquid crystal
layer
polarized light
circularly polarized
polarizing element
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Tadayuki Kameyama
忠幸 亀山
Hironori Motomura
弘則 本村
Naoki Takahashi
直樹 高橋
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Original Assignee
Nitto Denko Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 薄くて反射損が少なく、斜め透過光の色変化
を抑制できる反射波長域の広い円偏光分離層を得て、偏
光板を効率よく中間色として透過して光の利用効率に優
れ、かつ液晶セルによる色変化も抑制できて輝度や視野
角の広さに優れる液晶表示装置を形成できる偏光素子の
開発。 【解決手段】 螺旋ピッチが異なる２層以上のコレステ
リック液晶ポリマー層同士（１２，１３）が反射光の中
心波長に基づいて長短の順序通りに密着重畳して厚さ方
向に螺旋ピッチが変化してなる円偏光分離層（１）にお
ける前記中心波長の長波長側に、位相差層（２）を配置
してなり、必要に応じて位相差層の上方に二色性物質含
有の偏光板を有する偏光素子、及びその偏光素子の円偏
光分離層側に面光源を配置してなる照明装置、並びに前
記の偏光素子又は照明装置をその位相差層側を介して液
晶セルの視認背面側に配置してなる液晶表示装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の技術分野】本発明は、コレステリック液晶ポリ
マー層同士が密着重畳して薄さに優れ、液晶表示装置等
の輝度や視野角の向上、視角変化による色変化の抑制な
どに好適な偏光素子に関する。
【０００２】
【背景技術】従来、螺旋ピッチの異なるコレステリック
液晶ポリマー層を接着層を介し接着してなる円偏光分離
層が知られていた（特開平１−１３３００３号公報）。
コレステリック液晶層の重畳化は、反射光の波長域の拡
大を目的とする。すなわちコレステリック液晶層による
反射光の波長（λ）は、入射角をθとしたとき、複屈折
による常光と異常光の屈折率（ｎo、ｎe）及び螺旋ピッ
チ（ｐ）に基づき式：ｎoｐcosθ＜λ＜ｎeｐcosθで表
されるが、その反射光の波長域λが可視光域よりも狭
く、単層のコレステリック液晶層を介した透過光及び反
射光が選択反射性や円偏光二色性と称される如く色付い
て見え、そのため異種のコレステリック液晶ポリマー層
を重畳して、反射光の波長域を拡大し中間色を呈する円
偏光分離層とされている。
【０００３】しかしながら、接着層を介したコレステリ
ック液晶ポリマー層の重畳では、厚さが大きくなり、接
着界面での屈折率の相違による反射損も大きい問題点が
あった。また単なるコレステリック液晶ポリマー層の重
畳では、反射光の波長域が加算されるだけであり、その
ため例えば可視光域の全域にわたり反射特性を示す円偏
光分離層の形成には、反射光の波長域が可視光域の全域
に及ぶように通例３種以上のコレステリック液晶ポリマ
ー層の組合せとする必要があった。
【０００４】一方、光源からの光を円偏光分離層を介し
偏光化して液晶表示装置における光利用効率の向上を図
り、明るい表示を実現する手段として、例えば特開昭５
９−１２７０１９号公報、特開昭６１−１２２６２６号
公報、特開昭６３−１２１８２１号公報、特開平３−４
５９０６号公報、特開平６−３２４３３３号公報、特開
平７−３５９２５号公報、特開平７−３６０２５号公報
などが知られていた。
【０００５】しかしながら、円偏光分離層に垂直（正
面）入射した光は左右一方の円偏光として色変化なく透
過するものの、斜め入射した光は楕円偏光として透過
し、色変化（着色）する問題点があった。従ってかかる
円偏光分離層を液晶表示層に適用した場合、斜め透過光
は液晶セルと円偏光分離層の両方に基づく色変化を受
け、視認はそれらの色変化が複合したものとなって視角
の変化による色変化が大きく視認性の低下原因となって
いた。
【０００６】
【発明の技術的課題】本発明は、厚さが薄く接着層の介
在による反射損がなくて、垂直透過した光に色変化を生
じさせることなく斜め透過した光の色変化を抑制できる
反射波長域の広い円偏光分離層を得て、偏光板を効率よ
く中間色として透過して光の利用効率に優れ、かつ液晶
セルによる色変化も抑制できて輝度や視野角の広さに優
れる液晶表示装置を形成できる偏光素子の開発を課題と
する。
【０００７】
【課題の解決手段】本発明は、螺旋ピッチが異なる２層
以上のコレステリック液晶ポリマー層同士が反射光の中
心波長に基づいて長短の順序通りに密着重畳して厚さ方
向に螺旋ピッチが変化してなる円偏光分離層における前
記中心波長の長波長側に、位相差層を配置してなり、必
要に応じて位相差層の上方に二色性物質含有の偏光板を
有することを特徴とする偏光素子を提供するものであ
る。
【０００８】また本発明は、前記の偏光素子の円偏光分
離層側に面光源を配置してなることを特徴とする照明装
置、及び前記の偏光素子又は照明装置をその位相差層側
を介して液晶セルの視認背面側に配置してなることを特
徴とする液晶表示装置を提供するものである。
【０００９】
【発明の効果】本発明によれば、接着層の介在による反
射損や嵩高化を回避した円偏光分離層が得られ、垂直入
射した光は色変化なく円偏光として透過して位相差層を
介し直線偏光化でき、円偏光分離層を斜め透過して色変
化した楕円偏光も位相差層を介し色補償して、偏光板を
透過した場合に中間色となる光を提供する偏光素子を得
ることができ、広い視野角で色変化を生じない、明るく
て良視認性の液晶表示画面を得ることができる。
【００１０】
【発明の実施形態】本発明による偏光素子は、螺旋ピッ
チが異なる２層以上のコレステリック液晶ポリマー層同
士が反射光の中心波長に基づいて長短の順序通りに密着
重畳して厚さ方向に螺旋ピッチが変化してなる円偏光分
離層における前記中心波長の長波長側に、位相差層を配
置してなり、必要に応じて位相差層の上方に二色性物質
含有の偏光板を有するものである。
【００１１】前記偏光素子の例を図１、図２、図３、図
４に示した。１が円偏光分離層で、１２，１３がそのコ
レステリック液晶ポリマー層、１１が支持基材である。
また２が位相差層で、２１が１／４波長板、２２が補償
板である。さらに３が偏光板である。
【００１２】本発明において用いる円偏光分離層は、螺
旋ピッチが異なる２層以上のコレステリック液晶ポリマ
ー層同士が反射光の中心波長に基づいて長短の順序通り
に密着重畳して厚さ方向に螺旋ピッチが変化してなるも
のである。
【００１３】前記した円偏光分離層の製造は、例えば配
向処理したコレステリック液晶ポリマー層同士の２枚又
は３枚以上の所定数を熱圧着により接着する操作などに
より行うことができる。熱圧着処理には、ロールラミネ
ータ等の適宜な加熱押圧手段を介してコレステリック液
晶ポリマー層をガラス転移温度以上、等方相転移温度未
満に加熱して圧着処理する方式などの適宜な方式を採る
ことができる。
【００１４】円偏光分離層は、視角変化による透過光の
色変化の抑制を目的に、コレステリック液晶ポリマー層
が反射光の中心波長に基づいて長短の順序通りに重畳し
たものとされるが、同じ螺旋ピッチのコレステリック液
晶ポリマー層を２層以上含むことを許容する。
【００１５】前記の場合には、同じ螺旋ピッチのコレス
テリック液晶ポリマー層間に、螺旋ピッチの異なるコレ
ステリック液晶ポリマー層が前記中心波長の長短の順序
通りに１層又は２層以上介在した形態とされる。
【００１６】コレステリック液晶ポリマー層としては、
グランジャン配向により自然光を透過光と反射光として
左右の円偏光に分離する適宜なものを用いうる。コレス
テリック液晶ポリマー層は、フィルム等の単層物やそれ
をプラスチックフィルム等で支持した複層物などとして
得ることができる。
【００１７】好ましいコレステリック液晶ポリマー層
は、可及的に均一に配向したものである。均一配向のコ
レステリック液晶ポリマー層は、散乱のない反射光を提
供して、液晶表示装置等の視野角の拡大に有利であり、
特に斜め方向からも直接観察される直視型液晶表示装置
等の形成に適している。
【００１８】上記において、螺旋ピッチが異なるコレス
テリック液晶ポリマー層同士の２層又は３層以上の重畳
は、分離機能の広波長域化を目的とする。すなわち単層
のコレステリック液晶ポリマー層では通例、選択反射性
（円偏光二色性）を示す波長域に限界があり、その限界
は約１００nmの波長域に及ぶ広い範囲の場合もあるが、
その波長範囲でも液晶表示装置等に適用する場合に望ま
れる可視光の全域には及ばないから、螺旋ピッチが異な
る、従って選択反射性（反射波長）の異なるものを重畳
させて円偏光二色性を示す波長域を拡大させることを目
的とする。
【００１９】ちなみに選択反射の中心波長が３００〜９
００nmの範囲にあるコレステリック液晶ポリマー層を同
じ方向の円偏光を反射する組合せで、かつ螺旋ピッチの
異なる組合せで用いて、その数種を重畳することで可視
光域等の広い波長域をカバーできる円偏光分離層を効率
的に形成することができる。
【００２０】前記の場合、同じ偏光方向の円偏光を反射
するもの同士の組合せで重畳する点は、各層で反射され
る円偏光の位相状態を揃えて各波長域で異なる偏光状態
となることを防止し、利用できる状態の偏光の増量を目
的とする。
【００２１】コレステリック液晶ポリマーには、適宜な
ものを用いてよく、特に限定はない。従って、液晶配向
性を付与する共役性の直線状原子団（メソゲン）がポリ
マーの主鎖や側鎖に導入された主鎖型や側鎖型などの種
々のものを用いうる。
【００２２】位相差の大きいコレステリック液晶ポリマ
ーほど選択反射の波長域が広くなり、層数の軽減や大視
野角時の波長シフトに対する余裕などの点より好ましく
用いうる。なお液晶ポリマーとしては、取扱い性や実用
温度での配向の安定性などの点より、ガラス転移温度が
３０〜１５０℃のものが好ましく用いうる。
【００２３】ちなみに、前記した主鎖型の液晶ポリマー
の例としては、屈曲性を付与するスペーサ部を必要に応
じ介してパラ置換環状化合物等からなるメソゲン基を結
合した構造を有する、例えばポリエステル系やポリアミ
ド系、ポリカーボネート系やポリエステルイミド系など
のポリマーがあげられる。
【００２４】また側鎖型の液晶ポリマーの例としては、
ポリアクリレートやポリメタクリレート、ポリシロキサ
ンやポリマロネート等を主鎖骨格とし、側鎖として共役
性の原子団からなるスペーサ部を必要に応じ介してパラ
置換環状化合物等からなる低分子液晶化合物（メソゲン
部）を有するもの、低分子カイラル剤含有のネマチック
系液晶ポリマー、キラル成分導入の液晶ポリマー、ネマ
チック系とコレステリック系の混合液晶ポリマーなどが
あげられる。
【００２５】前記の如く、例えばアゾメチン形やアゾ
形、アゾキシ形やエステル形、ビフェニル形やフェニル
シクロヘキサン形、ビシクロヘキサン形の如きパラ置換
芳香族単位やパラ置換シクロヘキシル環単位などからな
るネマチック配向性を付与するパラ置換環状化合物を有
するものにても、不斉炭素を有する化合物等からなる適
宜なキラル成分や低分子カイラル剤等を導入する方式な
どによりコレステリック配向性のものとすることができ
る（特開昭５５−２１４７９号公報、米国特許明細書第
５３３２５２２号等）。なおパラ置換環状化合物におけ
るパラ位における末端置換基は、例えばシアノ基やアル
キル基、アルコキシ基などの適宜なものであってよい。
【００２６】またスペーサ部としては、屈曲性を示す例
えばポリメチレン鎖−（ＣＨ2）n−やポリオキシメチレ
ン鎖−（ＣＨ2ＣＨ2Ｏ）m−などがあげられる。スペー
サ部を形成する構造単位の繰返し数は、メソゲン部の化
学構造等により適宜に決定され、一般にはポリメチレン
鎖の場合にはｎが０〜２０、就中２〜１２、ポリオキシ
メチレン鎖の場合にはｍが０〜１０、就中１〜３であ
る。
【００２７】なお上記した主鎖型液晶ポリマーの調製は
例えば、成分モノマーをラジカル重合方式やカチオン重
合方式やアニオン重合方式等により共重合させる、通例
のポリマー合成に準じた適宜な方式で行うことができ
る。また側鎖型液晶ポリマーの調製も例えば、アクリル
酸やメタクリル酸のエステルの如きビニル系主鎖形成用
モノマーに必要に応じスペーサ基を介してメソゲン基を
導入したモノマーをラジカル重合法等によりポリマー化
するモノマー付加重合方式や、ポリオキシメチルシリレ
ンのＳi−Ｈ結合を介し白金系触媒の存在下にビニル置
換メソゲンモノマーを付加反応させる方式、主鎖ポリマ
ーに付与した官能基を介し相関移動触媒を用いたエステ
ル化反応によりメソゲン基を導入する方式や、マロン酸
の一部に必要に応じスペーサ基を介してメソゲン基を導
入したモノマーとジオールとを重縮合反応させる方式な
どの適宜な方式で行うことができる。
【００２８】上記において、成膜性や良好なモノドメイ
ン状態のグランジャン配向性、配向処理の短時間性やガ
ラス状態への安定した固定性、コレステリック相の螺旋
ピッチの制御性、薄くて軽くピッチ等の配向状態が実用
温度で変化しにくく、耐久性や保存安定性に優れる円偏
光分離層の形成性などの点より好ましく用いうる液晶ポ
リマーは、下記の一般式（ａ）で表わされるモノマー単
位と、一般式（ｂ）で表わされるモノマー単位を成分と
する共重合体、就中、一般式（ａ）のモノマー単位６０
〜９５重量％と、一般式（ｂ）のモノマー単位４０〜５
重量％からなる共重合体を成分とするものである（特願
平７−２５１８１８号）。
【００２９】一般式（ａ）： （ただし、Ｒ1は水素又はメチル基、ｍは１〜６の整
数、Ｘ1はＣＯ2基又はＯＣＯ基であり、ｐ及びｑは１又
は２で、かつｐ＋ｑ＝３を満足する。） 一般式（ｂ）： （ただし、Ｒ2は水素又はメチル基、ｎは１〜６の整
数、Ｘ2はＣＯ2基又はＯＣＯ基、Ｘ3は−ＣＯ−Ｒ3又は
−Ｒ4であり、そのＲ3は Ｒ4は であり、Ｒ5は下記のものである。）
【００３０】前記の一般式（ａ）、（ｂ）で表わされる
モノマー単位を形成しうるアクリル系モノマーは、適宜
な方法で合成しうる。その例としては、先ずエチレンク
ロロヒドリンと４−ヒドロキシ安息香酸を、ヨウ化カリ
ウムを触媒としてアルカリ水溶液中で加熱還流させてヒ
ドロキシカルボン酸を得た後、それをアクリル酸又はメ
タクリル酸と脱水反応させて（メタ）アクリレートと
し、その（メタ）アクリレートを４−シアノ−４'−ヒ
ドロキシビフェニルでＤＣＣ（ジシクロヘキシルカルボ
ジイミド）とＤＭＡＰ（ジメチルアミノピリジン）の存
在下にエステル化することにより一般式（ａ）に属する
モノマーを得る方法があげれる。
【００３１】また、一般式（ｂ）に属するアクリル系モ
ノマーの合成例としては、先ずヒドロキシアルキルハラ
イドと４−ヒドロキシ安息香酸を、ヨウ化カリウムを触
媒としてアルカリ水溶液中で加熱還流させてヒドロキシ
カルボン酸を得た後、それをアクリル酸又はメタクリル
酸と脱水反応させて（メタ）アクリレートとしその（メ
タ）アクリレートを、４位にＲ3基含有のＣＯ基を有す
るフェノールでＤＣＣとＤＭＡＰの存在下にエステル化
する方法や、前記の脱水反応後その（メタ）アクリレー
トを４位に不斉炭素基を有するフェノールでＤＣＣとＤ
ＭＡＰの存在下にエステル化する方法などがあげられ
る。
【００３２】従って、前記の一般式（ａ）や一般式
（ｂ）に属する他のモノマーも、目的の導入基を有する
適宜な原料を用いて上記に準じて合成することができ
る。なお前記の４位にＲ3基含有のＣＯ基を有するフェ
ノールは、例えば先ずクロロ蟻酸メチルと４−ヒドロキ
シ安息香酸をアルカリ水溶液中で反応させてカルボン酸
とし、それをオキサリルクロリドで酸クロライドとした
後、ピリジン／テトラヒドロフラン中でＨ−Ｒ3と反応
させてＲ3基を導入し、ついでそれをアンモニア水で処
理して保護基を除去する方法などにより、また４位に不
斉炭素基を有するフェノールは、例えば４−ヒドロキシ
ベンズアルデヒドと（Ｓ）−（−）−１−フェニルエチ
ルアミンをトルエン中で共沸脱水する方法などにより得
ることができる。
【００３３】上記した共重合体は、その一般式（ｂ）で
表わされるモノマー単位の含有率を変えることでコレス
テリック液晶の螺旋ピッチを変化させることができる。
従って、一般式（ｂ）で表わされるモノマー単位の含有
率の制御で円偏光二色性を示す波長を調節でき、可視光
域の光に対して円偏光二色性を示す光学素子も容易に得
ることができる。
【００３４】コレステリック液晶ポリマー層の形成は、
従来の配向処理に準じた方法で行うことができる。ちな
みにその例としては、支持基材上にポリイミドやポリビ
ニルアルコール、ポリエステルやポリアリレート、ポリ
アミドイミドやポリエーテルイミド等の膜を形成してレ
ーヨン布等でラビング処理した配向膜、又はＳｉＯの斜
方蒸着層、又は延伸処理による配向膜等からなる適宜な
配向膜の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
グランジャン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。
【００３５】前記の支持基材としては、例えばトリアセ
チルセルロースやポリビニルアルコール、ポリイミドや
ポリアリレート、ポリエステルやポリカーボネート、ポ
リスルホンやポリエーテルスルホン、アモルファスポリ
オレフィンや変性アクリル系ポリマー、エポキシ系樹脂
の如きプラスチックからなる単層又は積層フイルム、あ
るいはガラス板などの適宜なものを用いうる。薄型化等
の点よりは、プラスチックフィルムが好ましく、また偏
光状態の変化の防止による光の利用効率の向上などの点
よりは複屈折による位相差が可及的に小さいものが好ま
しい。
【００３６】液晶ポリマーの展開は、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やロールコート
法、フローコート法やプリント法、ディップコート法や
流延成膜法、バーコート法やグラビア印刷法等の適宜な
方法で薄層展開し、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
えば塩化メチレンやシクロヘキサノン、トリクロロエチ
レンやテトラクロロエタン、Ｎ−メチルピロリドンやテ
トラヒドロフランなどの適宜なものを用いうる。
【００３７】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の、溶媒を使用しない方法、
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。
【００３８】液晶ポリマーの展開層を配向させるための
加熱処理は、上記した如く液晶ポリマーのガラス転移温
度から等方相転移温度までの温度範囲、すなわち液晶ポ
リマーが液晶相を呈する温度範囲に加熱することにより
行うことができる。また配向状態の固定化は、ガラス転
移温度未満に冷却することで行うことができ、その冷却
条件については特に限定はない。通例、前記の加熱処理
を３００℃以下の温度で行いうることから、自然冷却方
式が一般に採られる。
【００３９】支持基材上に形成した液晶ポリマーの固化
層は、支持基材との一体物として用いうるし、支持基材
より剥離してフィルム等として用いることもできる。支
持基材との一体物からなる場合、液晶ポリマーの固化層
同士が密接するように重畳することにより本発明で用い
る円偏光分離層が得られる。なお前記の支持基材との一
体物として形成する場合には、偏光の状態変化の防止性
などの点より、位相差が可及的に小さい支持基材を用い
ることが好ましい。
【００４０】各コレステリック液晶ポリマー層の厚さ
は、配向の乱れや透過率低下の防止、選択反射の波長域
の広さなどの点より、０．５〜５０μm、就中１〜３０
μm、特に２〜１０μmが好ましい。また支持基材を有す
る場合には、その基材を含めた合計厚が２〜５００μ
m、就中５〜３００μm、特に１０〜２００μmであるこ
とが好ましい。円偏光分離層の形成に際しては、コレス
テリック液晶ポリマー層に安定剤や可塑剤、あるいは金
属類など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。
【００４１】本発明において用いる円偏光分離層は、厚
さ方向の螺旋ピッチの変化に基づいて、連続した反射光
の波長域又は不連続な反射光の波長域を示すものであっ
てよく、後者の場合には連続した反射光の波長域を示す
領域が混在したものであってもよい。上記した熱圧着操
作や揮発性液体介在操作等で重畳処理したコレステリッ
ク液晶ポリマー層は、通例、各コレステリック液晶ポリ
マー層に基づく反射波長域が単に加算された波長域特性
を示す。従って重畳の各コレステリック液晶ポリマー層
による反射波長域が重複しない場合には、不連続な反射
光の波長域を示す円偏光分離層が得られる。
【００４２】本発明において液晶表示の白黒等の良好な
色特性を達成する点などより好ましく用いうる円偏光分
離層は、連続した反射光の波長域を示すものである。か
かる円偏光分離層の製造は、例えば上記した熱圧着操作
や揮発性液体介在操作等で形成したコレステリック液晶
ポリマーの重畳体をガラス転移温度以上、等方相転移温
度未満に加熱して、その密着界面に上下の層を形成する
コレステリック液晶ポリマーが混合した層を形成する方
法などにより行うことができる。
【００４３】前記において、上下の層のコレステリック
液晶ポリマーが混合して形成されたコレステリック液晶
ポリマー層は、螺旋ピッチが上下の層とも異なって厚さ
方向に螺旋ピッチが多段階に変化した円偏光分離層を形
成し、通例その螺旋ピッチは上下の層を形成するコレス
テリック液晶ポリマー層の中間値をとって、上下の層と
共に連続した反射光の波長域を示す領域を形成する。
【００４４】従って上下の層で反射光の波長域が重複し
ないコレステリック液晶ポリマー層の組合せ、すなわち
反射光の波長域に不連続による欠落域が存在する組合せ
で用いた場合に、上下の層の混合により形成されたコレ
ステリック液晶ポリマー層が前記欠落域を埋めて反射光
の波長域を連続化することができる。よって例えば、反
射波長域が５００nm以下のものと６００nm以上のものの
２種のコレステリック液晶ポリマー層を用いて、反射波
長域の不連続域である５００〜６００nmの波長域の光に
ついても反射する円偏光分離層を得ることができ、これ
は少ないコレステリック液晶ポリマー層の重畳で、広い
帯域の反射波長域を示す円偏光分離層を形成しうること
を意味する。
【００４５】本発明において可視光域を対象とする場合
には、反射波長域の帯域が近紫外線域や近赤外線域に及
ぶ円偏光分離層を用いることが、液晶表示装置等の明る
さを向上させる点などより好ましい。これは、円偏光分
離層を斜め透過して楕円偏光化した際に、波長変換され
て可視光域の光となり、それにより可視光量が増大する
ためと考えられる。
【００４６】位相差層としては、図１に例示の如く円偏
光分離層１を透過した円偏光を直線偏光化することを目
的に少なくとも１／４波長板２１が用いられ、図２に例
示の如く必要に応じて補償板２２が用いられる。また位
相差層は、円偏光分離層における反射光の中心波長が長
波長のコレステリック液晶ポリマー層側に配置される。
これにより視角変化による色変化の角度依存性が低減さ
れる。これは、円偏光分離層を斜め透過した楕円偏光に
は、偏光軸方向とその楕円率が大きく変化した光成分が
含まれ、１／４波長板を介して直線偏光とした際に偏光
板の軸角度との間でズレを生じて波長変化（色変化）す
ると考えられるが、その場合にコレステリック液晶層の
ブラッグ反射の特徴より近赤外線域の光では斜めから見
ると可視光域の光となることより、１／４波長板を反射
光の中心波長が短波長のコレステリック液晶ポリマー層
に対して遠くなる位置に配置することにより、斜め視角
の着色が抑制されるものと考えられる。
【００４７】円偏光分離層の上に配置する１／４波長板
（位相差層）としては、可視光域の場合、直線偏光化効
果等の点より正面位相差が１００〜１８０nmのものが好
ましく用いられる。すなわち面内の最大屈折率をｎx、
それに直交する方向の屈折率をｎy、厚さ方向の屈折率
をｎz、厚さをｄとした場合に、式：（ｎx−ｎy）ｄ＝
△ｎｄ＝１００〜１８０nmを満足する１／４波長板が好
ましく用いられる。
【００４８】前記により、円偏光分離層を垂直透過した
円偏光を色変化させることなく直線偏光化して偏光板を
吸収ロスなく透過しやすい光とし、かつ円偏光分離層を
斜め透過して楕円偏光化し、色変化を生じた光の位相を
補償して色変化を低減し、偏光板を介した視認を色付き
の少ない中間色とすることができる。
【００４９】円偏光分離層の複屈折に基づく視角による
色変化、さらには液晶セルの複屈折に基づく視角による
色変化を高度に補償して着色化を防止し、コントラスト
や白黒表示等の視認性に優れる液晶表示装置を得る点な
どより好ましく用いうる１／４波長板は、△ｎｄが１０
０〜１８０nm、就中１１０〜１７０nmのものである。
【００５０】また前記した着色防止等の点より、厚さ方
向の屈折率が面内屈折率の少なくとも一方よりも高い１
／４波長板（ｎx＜ｎz又はｎy＜ｎz）、就中、厚さ方向
の屈折率が面内の平均屈折率よりも高い（｛ｎx＋ｎy｝
／２＜ｎz）、又はいずれの面内屈折率よりも高い１／
４波長板（ｎx＜ｎz、かつｎy＜ｎz）が好ましい。
【００５１】１／４波長板の上に必要に応じて配置され
る補償板としては、正面位相差が１００〜７２０nmのも
のが用いられる。すなわち前記の１／４波長板に準じて
式：（ｎx−ｎy）ｄ＝△ｎｄ＝１００〜７２０nmを満足
するものが用いられる。これにより、１／４波長板を斜
め透過した光の色バランスを垂直透過した光の色バラン
スに可及的に一致させて、偏光板を介した視認をより色
付きの少ない中間色とすることができる。
【００５２】１／４波長板透過光の色バランスの一致
性、さらには液晶セルの複屈折に基づく視角による色変
化の補償性などの点より好ましく用いうる補償板は、△
ｎｄが１１０〜７００nm、就中１２０〜６００nmのもの
である。また前記の点より、厚さ方向の屈折率が面内屈
折率の少なくとも一方よりも、就中、面内の平均屈折率
よりも又はいずれの面内屈折率よりも高い補償板が好ま
しい。
【００５３】なお色変化の補償により好ましく用いうる
１／４波長板、補償板は、面内での光軸のずれが小さい
もの、就中±５度以下、特に±３度以下のものであり、
さらに式：（ｎx−ｎz）／（ｎx−ｎy）で表されるＮz
が５以下、就中２以下、特に１．５以下（いずれもマイ
ナス値を許容する）のものである。
【００５４】１／４波長板や補償板は、前記の特性を示
すかぎり任意な材質で形成することができ、透明性に優
れ、就中８０％以上の光透過率を示して均一な位相差を
与えるものが好ましい。一般には例えばポリカーボネー
トやポリエステル、ポリスルホンやポリエーテルスルホ
ン、ポリスチレンやポリエチレン、ポリプロピレンの如
きポリオレフィン、ポリビニルアルコールや酢酸セルロ
ース系ポリマー、ポリ塩化ビニルやポリ塩化ビニリデ
ン、ポリアリレートやポリメチルメタクリレート、ポリ
アミド等のプラスチックからなる延伸フィルム、液晶ポ
リマー、就中、捩じれ配向の液晶ポリマーなどが用いら
れる。
【００５５】厚さ方向の屈折率が大きい１／４波長板や
補償板は、前記のポリマー等をキャスティング法や押出
法等の適宜な方式で形成したフィルムを、例えば熱収縮
性フィルムとの接着下に一軸や二軸等の方式で加熱延伸
する方式などの適宜な方式で形成することができる。
【００５６】１／４波長板や補償板における前記した△
ｎｄやＮz等の特性は、フィルムの材質や厚さ、延伸倍
率や延伸温度等の条件を変えることにより制御すること
ができる。１／４波長板や補償板の一般的な厚さは、単
層物に基づき１０〜５００μm、就中２０〜２００μmで
あるが、これに限定されない。
【００５７】なお１／４波長板や補償板を液晶ポリマー
を用いて形成する場合には、上記した円偏光分離層の場
合に準じて、液晶ポリマーの配向フィルムや透明基材で
支持した液晶ポリマーの配向層などの適宜な形態を有す
るものとして得ることができる。液晶ポリマーを用いた
場合には、延伸処理なしに目的の１／４波長板や補償板
を形成することもできる。
【００５８】１／４波長板や補償層は、単層の位相差層
からなってもよいし、位相差が相違する２層又は３層以
上の位相差層の重畳体からなってもよい。位相差が相違
する位相差層等の重畳化は、目的の１／４波長板、補償
板として機能する波長範囲の拡大などに有効である。位
相差層や補償層の重畳体とする場合、厚さ方向の屈折率
が面内屈折率の少なくとも一方よりも高い位相差層又は
補償層を１層又は２層以上配置することが上記した点よ
り好ましい。
【００５９】なお１／４波長板上の補償板は、上記した
色変化防止等の本発明の目的の点より、１／４波長板が
円偏光分離層を透過した円偏光を直線偏光化した場合
に、その直線偏光化された光の振動方向と、補償板の遅
相軸又は進相軸が平行関係となるように配置されている
ことが好ましい。
【００６０】本発明において偏光素子は、図３、図４に
例示した如く、１／４波長板２１、あるいはさらに補償
板２２とからなる位相差層２の上方に、偏光板３を配置
した形態とすることもできる。この場合には、別個の偏
光板を用いることなくそのまま液晶セルに適用すること
ができる。
【００６１】偏光板としては、二色性物質を含有させた
吸収型偏光板やポリエン配向フィルム、あるいは当該フ
ィルムに透明保護層を設けたものなどの適宜なものを用
いうる。ちなみに吸収型偏光板の例としては、ポリビニ
ルアルコール系フィルムや部分ホルマール化ポリビニル
アルコール系フィルム、エチレン・酢酸ビニル共重合体
系部分ケン化フィルムの如き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延伸し
たフィルムなどがあげられる。また、ポリエン配向フィ
ルムの例としては、ポリビニルアルコールの脱水処理物
やポリ塩化ビニルの脱塩酸処理物などがあげられる。な
お偏光板の厚さは通例５〜８０μmであるが、これに限
定されない。
【００６２】液晶表示装置の形成には、本発明による偏
光素子を用いた明るい表示の達成性、すなわち位相差層
を介し高度に直線偏光化された光を可及的に吸収ロスを
防止しつつ偏光板を透過させて、液晶セルへの高度な直
線偏光の入射による良好なコントラスト比の表示を得る
点などより、二色性物質含有の吸収型偏光板などの如く
偏光度の高いものが好ましく用いられる。
【００６３】就中、光透過率が４０％以上で、偏光度が
９５．０％以上、特に９９％以上の二色性物質含有の吸
収型偏光板が好ましく用いられる。なお前記の偏光度
（Ｐ）は、式：Ｐ＝ＳＱＲ［（Ｔp−Ｔc）／（Ｔp＋
Ｔc）］にて定義される。式中、Ｔpは、同じ偏光板を平
行ニコルに配置した場合の光透過率、Ｔcは直交ニコル
に配置した場合の光透過率である。
【００６４】前記の透明保護層は、特に二色性物質含有
の偏光板の如く耐水性に乏しい場合などに保護目的で設
けられるもので、プラスチックの塗布方式やフィルムと
したものの積層方式などの適宜な方式で形成してよい。
フィルム等の分離物で形成する場合には、接着層で積層
一体化することが反射ロスの防止等の点より好ましい。
透明保護層の厚さは適宜に決定してよく、一般には１mm
以下、就中５００μm以下、特に１〜３００μmとされ
る。なおプラスチックとしては、適宜なものを用いてよ
いが、一般には上記の液晶ポリマー支持用の透明基材や
位相差層等で例示したものなどが用いられる。
【００６５】なお透明樹脂層は、微粒子を含有させる方
式などにて表面微細凹凸構造の形態に形成することもで
きる。その微粒子には、例えば平均粒径が０．５〜５μ
mのシリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、酸化
錫、酸化インジウム、酸化カドミウム、酸化アンチモン
等の導電性のこともある無機系微粒子や、架橋又は未架
橋ポリマー等の有機系微粒子などの透明樹脂層中で透明
性を示すものが用いられる。微粒子の含有量は２〜２５
重量％、就中５〜２０重量％が一般的である。
【００６６】偏光板を位相差層の上側に配置するに際し
て、位相差層や補償板の進相軸又は遅相軸に対する偏光
板の偏光軸の配置角度は、位相差層や補償板の位相差特
性や、それに入射する円偏光や直線偏光化光の特性など
に応じて適宜に決定しうるが、光利用効率の向上等の点
より位相差層を介し直線偏光化された光の偏光方向（振
動方向）に対し偏光板の透過軸を可及的に平行に配置す
ることが好ましい。
【００６７】本発明の偏光素子は、自然光等の光源から
の光を円偏光分離層による反射と透過を介して左右の円
偏光に分離し、円偏光分離層を透過した円偏光や楕円偏
光を位相差層で直線偏光化し、その直線偏光化した光、
特に位相差層を斜め方向に透過した光の位相差を必要に
応じ補償板で制御して色変化の少ない状態で偏光板等に
光を供給しうるようにしたものである。
【００６８】従って図５、図６に例示した如く、サイド
ライト型導光板やＥＬランプなどの適宜な面光源４の上
に、偏光素子をその円偏光分離層１の側を介して配置す
ることにより液晶表示装置のバックライト等として好適
な照明装置を形成することができる。なお図例の面光源
は、導光板４の側面に光源４２を配置してなる。
【００６９】前記図例の照明装置によれば、光源４２よ
りの光が導光板４の側面に入射し裏面等での反射を介し
て導光板の表面より出射し、その出射光は、導光板の表
面側に配置した円偏光分離層１を所定の円偏光（垂直）
や楕円偏光（斜め）として透過し、１／４波長板２１
（位相差層２）を介し直線偏光化されて必要に応じての
補償板２２を透過し偏光板３に入射する。一方、所定外
の円偏光として円偏光分離層１で反射された光は、導光
板に再入射して裏面等に配置された反射層４１を介し反
射され、戻り光として再び円偏光分離層１に入射する。
【００７０】前記の円偏光分離層による反射光は、導光
板の裏面で反射される際に偏光状態が変化させられ、一
部又は全部の反射光が円偏光分離層を透過しうる所定の
円偏光となる。従って円偏光分離層による反射光は、そ
の円偏光分離層を透過しうる所定の円偏光となるまで円
偏光分離層と導光板との間に閉じ込められて、それらの
間で反射を繰り返す。
【００７１】前記の如くサイドライト型導光板では、反
射光が円偏光分離層と導光板の反射層の間に閉じ込めら
れ、その間で反射を繰り返す内に偏光状態が変換されて
円偏光分離層を透過しうる状態となり、入射光の初期透
過光と共に出射され、これにより反射ロスによる光の未
利用分が低減される。
【００７２】一方、円偏光分離層より出射した光は位相
差層を介して直線偏光や直線偏光成分の多い楕円偏光に
変換され、この変換光はその直線偏光方向が偏光板の透
過軸と合致したとき、殆ど吸収されずに偏光板を透過
し、これにより吸収ロスによる光の未利用分も低減され
る。その結果、従来では反射ロスや吸収ロスとなってい
た光も有効利用でき、光の利用効率を向上させることが
できる。従って面光源としてはサイドライト型の導光板
が好ましく用いうる。
【００７３】前記の導光板としては、裏面に反射層を有
して光を表面側に出射するようにした適宜なものを用い
うる。好ましくは、光を吸収なく効率的に出射するもの
が用いられる。（冷，熱）陰極管等の線状光源や発光ダ
イオード等の光源を導光板４の側面に配置し、その導光
板に導光板内を伝送される光を拡散や反射、回折や干渉
等により板の片面側に出射するようにした、液晶表示装
置で公知のサイドライト型バックライトなどはその例で
ある。
【００７４】前記において、内部の伝送光を片面側に出
射するようにした導光板は、例えば透明又は半透明の樹
脂板の光出射面又はその裏面にドット状やストライプ状
に拡散体を設けたものや、樹脂板の裏面に凹凸構造、就
中、微細プリズムアレイ状の凹凸構造を付与したものな
どとして得ることができる。
【００７５】一方の面側に光を出射する導光板は、それ
自体で円偏光分離層で反射された光を偏光変換する機能
を有しうるが、導光板の裏面に反射層４１を設けること
で反射ロスをほぼ完全に防止することができる。拡散反
射層や鏡面反射層などの反射層は、円偏光分離層で反射
された光を偏光変換する機能に優れ、本発明においては
好ましい。
【００７６】ちなみに凹凸面等で代表される拡散反射層
は、その拡散に基づいて偏光状態がランダムに混在して
偏光状態を解消する。またアルミニウムや銀等の蒸着
層、それを設けた樹脂板、金属箔などからなる金属面で
代表される鏡面反射層は、円偏光が反射されるとその偏
光状態が反転する。
【００７７】照明装置の形成に際しては、図６に例示の
如く、光の出射方向を制御するためのプリズムシート等
からなるプリズムアレイ層５、均一な発光を得るための
拡散板、漏れ光を戻すための反射手段、線状光源からの
出射光を導光板の側面に導くための光源ホルダなどの補
助手段を導光板４の上下面や側面などの所定位置に必要
に応じ１層又は２層以上を配置して適宜な組合せ体とさ
れる。
【００７８】前記において、導光板の表面側（光出射
側）に配置したプリズムアレイ層や拡散板、あるいは導
光板に付与したドットなどは拡散効果等で反射光の位相
を変化させる偏光変換手段として機能しうる。なお２層
以上のプリズムアレイ層を配置する場合には、各層にお
けるプリズムアレイを直交ないし交差させるなどしてア
レイの配置角度をずらせることにより、光学的異方性が
解消される状態に配置することが好ましい。
【００７９】本発明において、偏光素子や照明装置を形
成する円偏光分離層や位相差層、偏光板や導光板等の各
部品は、必要に応じて接着層を介し積層一体化すること
ができる。形成部品の積層一体化は、各界面での反射ロ
スの抑制や各界面への異物等の侵入防止による表示品位
等の低下予防、光学系のズレによる補償効率や偏光変換
効率等の低下防止などに有効である。従って、円偏光分
離層や位相差層、偏光板や導光板等がそれぞれ複数の層
で形成される場合にも、各層を接着層等を介して密着一
体化することが好ましい。
【００８０】前記の積層一体化には適宜な接着剤等を用
いうるが、就中、応力緩和性に優れる粘着層が、光源等
からの熱で円偏光分離層や位相差層や偏光板等に生じる
応力を抑制して、光弾性変形により発生する屈折率の変
化を防止し、明るくて視認性や表示品位の信頼性に優れ
る液晶表示装置を形成する点などより好ましく用いう
る。
【００８１】粘着層の形成には、例えばアクリル系重合
体やシリコーン系ポリマー、ポリエステルやポリウレタ
ン、ポリエーテルや合成ゴムなどの適宜なポリマーを用
いてなる、応力緩和性に優れる透明な粘着剤を用いう
る。就中、光学的透明性や粘着特性、耐候性などの点よ
りアクリル系粘着剤が好ましく用いうる。また粘着層と
しては、熱により積層体内部に発生する内部応力の緩和
による光弾性変形の防止性などの点より、緩和弾性率が
２×１０5〜１×１０7dyne／cm2、就中２×１０6〜８×
１０6dyne／cm2のものが好ましい。
【００８２】前記アクリル系粘着剤を形成するアクリル
系重合体の具体例としては、例えばメチル基やエチル
基、ｎ−プロピル基やイソプロピル基、ｎ−ブチル基や
イソブチル基、ペンチル基やイソアミル基、ヘキシル基
やヘプチル基、シクロヘキシル基や２−エチルヘキシル
基、オクチル基やイソオクチル基、ノニル基やイソノニ
ル基、ラウリル基やドデシル基、デカニル基やイソデカ
ニル基の如きアルキル基、就中、炭素数が２〜１４のア
ルキル基を有するアクリル酸エステルやメタクリル酸エ
ステルの１種又は２種以上を重合処理したものなどがあ
げられる。
【００８３】また前記アクリル系共重合体の形成に際し
ては必要に応じて（メタ）アクリル酸エステルと共重合
可能な改質用のモノマーも用いうる。その具体例として
は、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチルや（メ
タ）アクリル酸２−ヒドロキシプロピル、（メタ）アク
リル酸４−ヒドロキシブチルや（メタ）アクリル酸６−
ヒドロキシヘキシル、（メタ）アクリル酸８−ヒドロキ
シオクチルや（メタ）アクリル酸１０−ヒドロキシデシ
ル、（メタ）アクリル酸１２−ヒドロキシラウリルや
（４−ヒドロキシメチルシクロヘキシル）−メチルアク
リレートの如きヒドロキシル基含有モノマー、アクリル
酸やメタクリル酸、カルボキシエチルアクリレートやカ
ルボキシペンチルアクリレート、イタコン酸やマレイン
酸、クロトン酸の如きカルボキシル基含有モノマー、無
水マレイン酸や無水イタコン酸の如き酸無水物モノマ
ー、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン
酸の如きスルホン酸基含有モノマー、２−ヒドロキシエ
チルアクリロイルホスフェートの如き燐酸基含有モノマ
ー、（メタ）アクリルアミドやＮ−置換（メタ）アクリ
ルアミドの如きアミド系モノマー、Ｎ−シクロヘキシル
マレイミドやＮ−イソプロピルマレイミド、Ｎ−ラウリ
ルマレイミドやＮ−フェニルマレイミドの如きマレイミ
ド系モノマー、Ｎ−メチルイタコンイミドやＮ−エチル
イタコンイミド、Ｎ−ブチルイタコンイミドやＮ−オク
チルイタコンイミド、Ｎ−２−エチルヘキシルイタコン
イミドやＮ−シクロヘキシルイタコンイミド、Ｎ−ラウ
リルイタコンイミドの如きイタコンイミド系モノマー、
Ｎ−（メタ）アクリロイルオキシメチレンスクシンイミ
ドやＮ−（メタ）アクリロイル−６−オキシヘキサメチ
レンスクシンイミド、Ｎ−（メタ）アクリロイル−８−
オキシオクタメチレンスクシンイミドの如きスクシンイ
ミド系モノマー、酢酸ビニルやＮ−ビニルピロリドン、
Ｎ−ビニルカルボン酸アミド類やスチレンの如きビニル
系モノマー、ジビニルベンゼンの如きジビニル系モノマ
ー、１，４−ブチルジアクリレートや１，６−ヘキシル
ジアクリレートの如きジアクリレート系モノマー、（メ
タ）アクリル酸グリシジルやテトラヒドロフルフリル
（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコール（メ
タ）アクリレートやポリプロピレングリコール（メタ）
アクリレート、フッ素（メタ）アクリレートやシリコー
ン（メタ）アクリレートの如きアクリル酸エステル系モ
ノマー、メチル（メタ）アクリレートやオクタデシル
（メタ）アクリレートの如き上記した主成分をなすモノ
マーとは異なるエステル基を有する（メタ）アクリル酸
エステルなどがあげられる。
【００８４】上記した改質用モノマーにおいて、分子間
架橋剤と反応しうる官能基を有してアクリル系共重合体
の分子間架橋に関与しうるモノマー、例えば上記したカ
ルボキシル基含有モノマーや酸無水物モノマー、（メ
タ）アクリル酸グリシジルやヒドロキシル基含有モノマ
ーなどは好ましく用いうる。就中、カルボキシエチルア
クリレートや（メタ）アクリル酸６−ヒドロキシヘキシ
ルの如く架橋反応性に富むモノマーは、少量の共重合で
必要な架橋性を付与しうることから、得られるアクリル
系共重合体の緩和弾性率を上昇させにくく、特に好まし
く用いうる。
【００８５】アクリル系重合体の調製方式は任意であ
り、溶液重合法や乳化重合法、塊状重合法や懸濁重合法
などの適宜な方式を採ることができる。その重合に際し
ては、例えばヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート
や（ポリ）エチレングリコールジ（メタ）アクリレー
ト、（ポリ）プロピレングリコールジ（メタ）アクリレ
ートやネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレー
ト、ペンタエリスリトールジ（メタ）アクリレートやト
リメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペン
タエリスリトールトリ（メタ）アクリレートやジペンタ
エリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、エポキシ
アクリレートやポリエステルアクリレート、ウレタンア
クリレートなどの多官能系モノマーも用いうる。
【００８６】重合処理に際しては必要に応じ重合開始剤
を用いうる。その使用量は常法に準じることができ、一
般にはモノマー成分の０．００１〜５重量％が用いられ
る。重合開始剤の例としては、過酸化ベンゾイルやｔ-
ブチルパーベンゾエイト、クメンヒドロパーオキシドや
ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ−ｎ−プ
ロピルパーオキシジカーボネートやジ（２−エトキシエ
チル）パーオキシジカーボネート、ｔ-ブチルパーオキ
シネオデカリエートやｔ-ブチルパーオキシビバレー
ト、（３，５，５−トリメチルヘキサノイル）パーオキ
シドやジプロピオニルパーオキシド、ジアセチルパーオ
キシドの如き有機過酸化物があげられる。
【００８７】また２,２'−アゾビスイソブチロニトリル
や２,２'−アゾビス(２−メチルブチロニトリル)、１,
１'−アゾビス（シクロヘキサン１−カルボニトリル）
や２,２'−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリ
ル）、２,２'−アゾビス（２，４−ジメチル−４−メト
キシバレロニトリル）やジメチル２,２'−アゾビス（２
−メチルプロピオネート）、４,４'−アゾビス（４−シ
アノバレリック酸）や２,２'−アゾビス（２−ヒドロキ
シメチルプロピオニトリル）、２,２'−アゾビス［２−
（２−イミダゾリン−２−イル）プロパン］の如きアゾ
系化合物、過硫酸カリウムや過硫酸アンモニウムや過酸
化水素等、あるいはそれらと還元剤を併用したレドック
ス系開始剤なども重合開始剤としてあげられる。
【００８８】耐湿熱性等の点より好ましく用いうるアク
リル系重合体は、その重量平均分子量が１０以上、就中
２０万以上、特に４０万以上のものである。また、かか
るアクリル系重合体は必要に応じ分子間架橋剤等で架橋
処理して、分子量の増量等により粘着特性の改良を図る
こともできる。ちなみに分子間架橋剤の例としては、ト
リレンジイソシアネートやトリメチロールプロパントリ
レンジイソシアネート、ジフェニルメタントリイソシア
ネートの如き多官能イソシアネート系架橋剤、ポリエチ
レングリコールジグリシジルエーテルやジグリシジルエ
ーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテ
ルの如きエポキシ系架橋剤、その他、メラミン樹脂系架
橋剤や金属塩系架橋剤、金属キレート系架橋剤やアミノ
樹脂系架橋剤などの適宜なものを用いうる。
【００８９】粘着層の厚さは適宜に決定してよい。一般
には、接着力や薄型化等の点より１〜５００μm、就中
２〜２００μm、特に５〜１００μmとされる。なお粘着
層には必要に応じて、石油系樹脂やロジン系樹脂、テル
ペン系樹脂やクマロンインデン系樹脂、フェノール系樹
脂やキシレン系樹脂、アルキド系樹脂の如き粘着付与
剤、フタル酸エステルやリン酸エステル、塩化パラフィ
ンやポリブテン、ポリイソブチレンの如き軟化剤、ある
いはその他の各種充填剤や老化防止剤などの適宜な添加
剤を配合することができる。
【００９０】積層一体化した偏光素子の形成は、例えば
フィルム等の薄葉体を剥離剤で表面処理してなるセパレ
ータ上に設けた粘着層を円偏光分離層の接着面に移着
し、その上に１／４波長板を圧着し、さらに同様にして
１／４波長板の上に必要に応じ補償板を圧着する方式、
あるいは更にその１／４波長板又は補償板の上に粘着層
を同様に移着し、その上に偏光板を配置して圧着する方
式などがあげられる。
【００９１】また導光板等の接着面にセパレータ上に設
けた粘着層を移着し、その上に円偏光分離層を配置して
圧着した後、その上に粘着層を同様にして移着して１／
４波長板や必要に応じの補償板や偏光板を順次圧着する
方式、あるいは予め所定の接着面に設けた粘着層を介し
て円偏光分離層や位相差層、偏光板や導光板等の被着体
を所定の順序で積層し、それをプレス処理して一括的に
圧着する方式などもあげられる。
【００９２】本発明による偏光素子や照明装置には、そ
の表面や層間の適宜な位置に光拡散板などの適宜な光学
素子を配置することもできる。その場合、光学素子は偏
光素子の場合と同様に応力緩和性に優れる粘着層等を介
して積層一体化してもよい。かかる事前接着方式は、組
立てラインにおける順次の接着方式よりも品質の安定し
た信頼性に優れる素子が得られるなどの利点を有してい
る。
【００９３】なお本発明においては、偏光素子や照明装
置を形成する円偏光分離層や位相差層、偏光板や導光
板、接着層やその他の光学素子等の部品を、例えばサリ
チル酸エステル系化合物、ベンゾフェノール系化合物、
ベンゾトリアゾール系化合物、シア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
る方式などにより紫外線吸収能をもたせることもでき
る。
【００９４】上記のように本発明の偏光素子は、サイド
ライト型導光板等の適宜な面光源との組合せで用いて、
円偏光分離層による反射円偏光を偏光変換して出射光と
して再利用することで反射ロスを防止し、その出射光を
位相差層を介し位相制御して偏光板透過性の直線偏光成
分をリッチに含む状態に変換することで偏光板による吸
収ロスを防止し、かつ色変化を抑制して光利用効率や良
視認の視野角の向上をはかりうるようにしたものであ
る。
【００９５】従って、光の利用効率に優れて偏光板を透
過しやすい光を提供し、大面積化等も容易であることよ
り液晶表示装置等におけるバックライトシステムなどと
して種々の装置に好ましく用いうる。その場合、位相差
層を出射した光を光源として利用する点よりは、直線偏
光や楕円偏光の長径方向成分などとして偏光板を透過し
うる直線偏光成分を６５％以上、就中７０％以上含むこ
とが好ましい。
【００９６】本発明による照明装置をバックライトシス
テムに用いた液晶表示装置を図７、図８に例示した。こ
れは、照明装置を形成する導光板４の光出射面側に、偏
光素子を介して液晶セル６を配置したものであり、液晶
セル６は、図例の如く偏光素子の位相差層２の側に配置
される。なお図中、６１は偏光板、７は視認光拡散用の
光拡散板である。
【００９７】本発明の偏光素子や照明装置は、液晶セル
の両側に偏光板を有する液晶表示装置の形成に特に好ま
しく用いることができる。なお位相差層の上側に偏光板
を有する偏光素子の場合には、液晶セルにおける偏光素
子を設ける側の偏光板は省略することができる。
【００９８】液晶表示装置は一般に、偏光板、液晶セ
ル、バックライト、及び必要に応じての補償用位相差層
等の構成部品を適宜に組立てて駆動回路を組込むことな
どにより形成される。本発明においては上記の如く、液
晶セルの視認背面側に位相差層側ないし偏光板側を介し
て偏光素子又は照明装置を配置する点を除いて特に限定
はなく従来に準じて形成することができるが、各構成部
品は粘着層を介して接着一体化されていることが好まし
い。
【００９９】また本発明の偏光素子や照明装置は、偏光
状態の光を入射させる必要のある液晶セル、例えばツイ
ストネマチック液晶やスーパーツイストネマチック液晶
を用いたものなどに好ましく用いうるが、非ツイスト系
の液晶や二色性物質を液晶中に分散させたゲストホスト
系の液晶、あるいは強誘電性液晶を用いたものなどにも
用いうる。
【０１００】液晶表示装置の形成に際しては、例えば視
認側の偏光板の上に設ける光拡散板やアンチグレア層、
反射防止膜や保護層や保護板、あるいは液晶セルと視認
側等の偏光板の間に設ける補償用位相差層などの適宜な
光学素子を適宜に配置することができる。
【０１０１】前記の補償用位相差層は、複屈折の波長依
存性などを補償して視認性の向上等をはかることを目的
とするものである。本発明においては、視認側又は／及
びバックライト側の偏光板と液晶セルの間等に必要に応
じて配置される。なお補償用位相差層としては、波長域
などに応じて適宜なものを用いることができ、１層又は
２層以上の重畳層として形成されていてよい。補償用位
相差層は、上記した位相差層で例示の延伸フィルムや液
晶ポリマー層などとして得ることができる。
【０１０２】
【実施例】
実施例１ アクリル系サーモトロピックコレステリック液晶ポリマ
ーの２０重量％テトラヒドロフラン溶液を、厚さ５０μ
mの三酢酸セルロースフィルムのポリビニルアルコール
ラビング処理面（約０．１μm厚）にワイヤバーにて塗
工し、１６０℃で５分間加熱配向処理したのち室温で放
冷して厚さ５μmのコレステリック液晶ポリマー層を形
成する方式にて、選択反射波長域が４００〜４７０nm又
は６００〜７００nmのメソゲン基比率が相違した２種類
の、左円偏光を反射するコレステリック液晶ポリマー層
を形成した。
【０１０３】次に前記で得た２種のコレステリック液晶
ポリマー層をその液晶ポリマー層同士を重ねあわせて１
３０℃のラミネートロールに導入し、液晶ポリマー層が
密着した重畳体からなる円偏光分離層を得た。この密着
重畳体の反射特性は、用いた２種のコレステリック液晶
ポリマー層の前記特性を加算したものであり、ＴＥＭ断
面観察により螺旋ピッチの変化が段階的であることを確
認した。
【０１０４】ついで、ポリカーボネートの延伸フィルム
からなる正面位相差が１４０nmで、Ｎzが１の１／４波
長板を厚さ２０μmのアクリル系粘着層を介して前記円
偏光分離層の螺旋ピッチの多きい側に接着して偏光素子
を得、その円偏光分離層の下に面光源を配置して照明装
置を得た。なお面光源は、裏面にＡｌ蒸着層からなる反
射層を設けたポリメチルメタクリレートからなる厚さ５
mmの導光板の側面に直径４mmの冷陰極管を配置してアル
ミニウム蒸着フィルムにてその導光板の側面と冷陰極管
を包囲したものからなり、それを厚さ２０μmのアクリ
ル系粘着層を介し円偏光分離層の下に配置し、プレス圧
着して積層一体化した。
【０１０５】実施例２ 実施例１で得た円偏光分離層を１３０℃で１０分間加熱
したのち室温で放冷して円偏光分離層を得、その螺旋ピ
ッチの多きい側にポリカーボネートの延伸フィルムから
なる正面位相差が１３５nmで、Ｎzが０．５の１／４波
長板を厚さ２０μmのアクリル系粘着層を介し接着して
偏光素子を得、それを用いて実施例１に準じて照明装置
を得た。なお前記の円偏光分離層は、波長４００〜７０
０nmの左円偏光を反射するものであり、ＴＥＭ断面観察
により螺旋ピッチの変化が連続部分と段階的部分のある
ことを確認した。
【０１０６】実施例３ 選択反射波長域が３５０〜４３０nmのコレステリック液
晶ポリマー層と、それとはメソゲン基比率が相違する選
択反射波長域が６８０〜７８０nmのコレステリック液晶
ポリマー層を用いたほかは実施例１に準じて左円偏光を
反射する密着重畳体を得た後、それを１４０℃で１０分
間加熱して室温で放冷して円偏光分離層を得た。この円
偏光分離層は、波長４００〜７００nmの左円偏光を反射
するものでありＴＥＭ断面観察により螺旋ピッチの変化
が連続していることを確認した。
【０１０７】次に、前記の円偏光分離層における螺旋ピ
ッチの多きい側にポリカーボネートの延伸フィルムから
なる正面位相差が１３５nmで、Ｎzが−１．０の１／４
波長板を厚さ２０μmのアクリル系粘着層を介して接着
し、さらにその上にポリカーボネートの延伸フィルムか
らなる正面位相差が２７０nmの補償板を遅相軸が１／４
波長板に対し４５度角で交差するように厚さ２０μmの
アクリル系粘着層を介し接着して偏光素子を得、それを
用いて実施例１に準じて照明装置を得た。
【０１０８】比較例１ １／４波長板の配置を円偏光分離層における螺旋ピッチ
の小さい側としたほかは実施例１に準じて偏光素子と照
明装置を得た。
【０１０９】比較例２ １／４波長板の配置を円偏光分離層における螺旋ピッチ
の小さい側としたほかは実施例２に準じて偏光素子と照
明装置を得た。
【０１１０】比較例３ １／４波長板と補償板の配置を円偏光分離層における螺
旋ピッチの小さい側としたほかは実施例３に準じて偏光
素子と照明装置を得た。
【０１１１】評価試験 実施例、比較例で得た照明装置の光出射側に偏光板を、
最大輝度を示す軸角度に調節して配置し、その正面（垂
直）方向の輝度を調べて、偏光素子がない状態での正面
輝度を１００とした場合の割合を求めると共に、正面方
向（ｘ0，ｙ0）及び斜め４５度方向（ｘ45，ｙ45）の色
度を調べて、その色度差を次式により算出した。 色度差＝√｛（ｘ0−ｘ45）2＋（ｙ0−ｙ45）2｝
【０１１２】前記の結果を次表に示した。
【図面の簡単な説明】
【図１】偏光素子例の断面図
【図２】他の偏光素子例の断面図
【図３】さらに他の偏光素子例の断面図
【図４】さらに他の偏光素子例の断面図
【図５】照明装置例の断面図
【図６】他の照明装置例の断面図
【図７】液晶表示装置例の断面図
【図８】他の液晶表示装置例の断面図
【符号の説明】
１：円偏光分離層 １１：支持基材 １２，１３：コレステリック液晶ポ
リマー層 ２：位相差層 ２１：１／４波長板 ２２：補償板 ３：偏光板 ４：導光板（面光源） ４１：反射層 ４２：光源 ５：プリズムアレイ層 ６：液晶セル（液晶表示装置） ６１：偏光板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｇ０２Ｆ 1/1335 ５３０ Ｇ０２Ｆ 1/1335 ５３０

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 螺旋ピッチが異なる２層以上のコレステ
    リック液晶ポリマー層同士が反射光の中心波長に基づい
    て長短の順序通りに密着重畳して厚さ方向に螺旋ピッチ
    が変化してなる円偏光分離層における前記中心波長の長
    波長側に、位相差層を配置してなることを特徴とする偏
    光素子。
  2. 【請求項２】 請求項１において、円偏光分離層が厚さ
    方向の螺旋ピッチの変化に基づいて、連続した又は不連
    続な反射光の波長域を示すものである偏光素子。
  3. 【請求項３】 請求項２において、円偏光分離層におけ
    る連続した反射光の波長域を示す領域が、上下のコレス
    テリック液晶ポリマー層の密着重畳界面に、上下の層を
    形成するコレステリック液晶ポリマーの混合層を有する
    領域である偏光素子。
  4. 【請求項４】 請求項１〜３において、位相差層が正面
    位相差１００〜１８０nmの１／４波長板の上に、正面位
    相差１００〜７２０nmの補償板を有するものからなる偏
    光素子。
  5. 【請求項５】 請求項４において、１／４波長板及び補
    償板の一方又は両方が面内屈折率の一方若しくは両方、
    又は面内の平均屈折率よりも厚さ方向の屈折率の高いも
    のである偏光素子。
  6. 【請求項６】 請求項４又は５において、１／４波長板
    及び補償板の一方又は両方が、プラスチックフィルム又
    は液晶ポリマー層からなるものである偏光素子。
  7. 【請求項７】 請求項６において、液晶ポリマー層が捩
    じれ配向の液晶ポリマーからなる偏光素子。
  8. 【請求項８】 請求項４〜７において、円偏光分離層を
    透過した円偏光を１／４波長板を介して変換した直線偏
    光に対し、その振動方向と遅相軸又は進相軸が平行関係
    となるように補償板を配置した偏光素子。
  9. 【請求項９】 請求項１〜８において、位相差層の上方
    に二色性物質含有の偏光板を有する偏光素子。
  10. 【請求項１０】 請求項１〜９において、分離状態にあ
    る各形成層を接着層を介し積層一体化してなる偏光素
    子。
  11. 【請求項１１】 請求項１〜１０に記載の偏光素子の円
    偏光分離層側に面光源を配置してなることを特徴とする
    照明装置。
  12. 【請求項１２】 請求項１１において、少なくとも１層
    のプリズムアレイ層を有する照明装置。
  13. 【請求項１３】 請求項１２において、２層以上のプリ
    ズムアレイ層を光学的異方性が解消されるようにアレイ
    の角度を交差させて配置してなる照明装置。
  14. 【請求項１４】 請求項１〜１０に記載の偏光素子をそ
    の位相差層側を介して液晶セルの視認背面側に配置して
    なることを特徴とする液晶表示装置。
  15. 【請求項１５】 請求項１１〜１３に記載の照明装置を
    その位相差層側を介して、液晶セルの視認背面側に配置
    してなることを特徴とする液晶表示装置。
  16. 【請求項１６】 請求項１４又は１５において、偏光素
    子又は照明装置と液晶セルが接着層を介し積層一体化さ
    れており、円偏光分離層と液晶セルの間に１層の偏光板
    を有する液晶表示装置。
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