JP2003307622A

JP2003307622A - 偏光素子

Info

Publication number: JP2003307622A
Application number: JP2002116371A
Authority: JP
Inventors: Masaki Umetani; 谷雅規梅
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2002-04-18
Filing date: 2002-04-18
Publication date: 2003-10-31

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】光学特性に優れ、液晶表示装置等に組み込ま
れた場合においてコントラストの向上および良視認性の
確保を図ることができる、偏光素子を提供する。【解決手段】コレステリック液晶層１１、１／４波長位
相差層１２および接着層１３の屈折率をそれぞれｎ_１、
ｎ_２およびｎ_３としたとき、ｎ_１≦ｎ_３≦ｎ_２またはｎ
_２≦ｎ_３≦ｎ_１の関係を満たしている。屈折率ｎ_２およ
びｎ_３はともに平均屈折率の値である。屈折率ｎ_１は、
屈折率ｎ_４の雰囲気下で当該コレステリック液晶層１１
に対してある入射角θで入射した光が当該コレステリッ
ク液晶層１１で選択反射されたときの反射光の波長λを
検出する測定において、光の入射角θを変化させたとき
のθとλとの間で、λ＝ａ×ｃｏｓ（θ×ｂ）（ただ
し、ａ，ｂは定数）が成り立つように決定したθ×ｂ、
θ、および上記ｎ_４に基づいて、ｎ_１＝ｎ_４×ｓｉｎθ
／ｓｉｎ（θ×ｂ）により求められた値である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、偏光光源装置や液
晶表示装置等で用いられる光学素子に係り、とりわけ、
コレステリック相を有する液晶層（「コレステリック液
晶層」ともいう）を備えた偏光素子に関する。なお、本
明細書中において「液晶層」という用語は、光学的に液
晶の性質を有する層という意味で用い、層の状態として
は、流動性のある液晶相の状態の他、液晶相の持つ分子
配列を保って固化された固相の状態も含む。

【０００２】

【従来の技術】光学素子の多くは複数の光学部材からな
る多層構造を有しており、それを構成する各光学部材の
間の屈折率の差により界面反射が発生する。このような
界面反射は、ディスプレイ等に組み込まれて用いられる
反射防止膜等では有効に利用されるが、多くの場合、光
の利用効率の損失等を招き、好ましいものではない。特
に、光学素子のうち偏光素子の場合には、当該偏光素子
を透過または反射する光の偏光状態が界面反射によって
変化する場合が多く、光学特性の低下が問題となってい
た。

【０００３】ところで、このような偏光素子のうち、コ
レステリック液晶層を備えた偏光素子は、液晶分子の螺
旋ピッチに対応する波長の右旋または左旋の円偏光成分
の一方を反射して他方を透過する選択反射機能を有して
いる。

【０００４】しかしながら、このような偏光素子は、コ
レステリック液晶層の内部でのブラッグの反射により選
択反射が実現されるという特殊な特性を有するものであ
り、コレステリック液晶層に入射した光の界面反射の影
響については十分な考慮がなされていなかった。

【０００５】この点に関して例えば、特開平９−１８９
８１１号公報には、コレステリック液晶層と導光板とを
接着層を介して積層することにより各界面での反射ロス
を防止することが記載されている。また、特開平１１−
１２５７１７号公報には、コレステリック液晶層上に１
／４波長板を積層するときに用いる接着層の屈折率につ
いて、コレステリック液晶層の平均屈折率ｎを基準とし
て接着層の屈折率をｎ±０．２とすることにより輝度の
向上や色むらの防止等を図ることができることが記載さ
れている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平９−１８９８１１号公報に記載された偏光素子で
は、コレステリック液晶層と接着層との間の屈折率の関
係が十分に考慮されておらず、上述した界面反射の問題
を十分に解消することが困難である。

【０００７】また、上記特開平１１−１２５７１７号公
報には、コレステリック液晶層と接着層との間の屈折率
の関係が記載されているものの、このような関係を満た
すだけでは、上述した界面反射の問題を十分に解消する
ことができないことが実験的に明らかになってきてい
る。

【０００８】このような背景の下で、本発明者は、コレ
ステリック液晶層、それに隣り合う他の光学層およびそ
れらを密着させる接着層の間の屈折率の関係について鋭
意研究を進めた結果、コレステリック液晶層とそれに隣
り合う光学層との間で発生する界面反射を抑えるための
条件の基礎となるコレステリック液晶層の屈折率を求め
る最適な方法を見出すとともに、このような方法で求め
られたコレステリック液晶層の屈折率を基準として、コ
レステリック液晶層、それに隣り合う光学層および必要
に応じてそれらの間に設けられる接着層の間の屈折率の
関係を最適化することにより、上述した界面反射の問題
を効果的に抑えることができることを見出した。

【０００９】本発明はこのような知見に基づいてなされ
たものであり、光学特性に優れ、液晶表示装置等に組み
込まれた場合においてコントラストの向上および良視認
性の確保を図ることができる、偏光素子を提供すること
を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の前提コレステリック液晶層を備えた偏光素子において、コレ
ステリック液晶層とそれに隣り合う位相差層等の光学層
との間で発生する界面反射を抑えるためには、コレステ
リック液晶層、それに隣り合う光学層および必要に応じ
てそれらの間に設けられる接着層の間の屈折率の関係を
最適化する必要がある。

【００１１】その際、コレステリック液晶層、それに隣
り合う位相差層等の光学層および接着層の屈折率につい
ては平均屈折率の値とするのが一般的である。このよう
な考え方は、位相差層等の光学層および接着層の屈折率
については問題がないものであり、コレステリック液晶
層の屈折率についても従来問題がないと考えられてい
た。

【００１２】すなわち、コレステリック液晶層では一般
に液晶分子が螺旋構造を有するので、その屈折率は厚さ
方向に平均してみれば、その液晶分子の等方相の平均屈
折率と等しいとみられていた。なお、ここでいう「平均
屈折率」とは、３次元の直交座標系ｘｙｚにおいて、
（ｎ_ｘ＋ｎ_ｙ＋ｎ_ｚ）／３で表されるものである。

【００１３】しかしながら、本発明者の研究によれば、
コレステリック液晶層の屈折率が実際には平均屈折率の
値からかなり異なる値をとることが明らかになってい
る。

【００１４】図６はコレステリック液晶層の屈折率を確
かめるためのシミュレーションの結果を示すプロット図
である。なおここでは、汎用的なシミュレーションソフ
トであるＬＣＤＭａｓｔｅｒ（シンテック社製）を用
い、次のようなシミュレーションを行った。すなわち、
右円偏光に対して５２０ｎｍの中心選択反射波長を持つ
半透過性のコレステリック液晶層に対して、中心波長が
５２０ｎｍの真円の右円偏光を垂直に入射させ、当該コ
レステリック液晶層から透過してくる円偏光の楕円率を
調べる、というシミュレーションを行った。ここで、コ
レステリック液晶層に対して入射した右円偏光のうち、
その一部はコレステリック液晶層の内部で反射されて入
射側の表面から出てくるが、残りはコレステリック液晶
層を透過して出射側の表面から出てくる。このとき、入
射側の表面で界面反射が起きなければ、入射側の表面か
ら出た光はそのまま外部に放出される。しかし、入射側
の表面で界面反射が起きれば、界面反射された光は、旋
光方向が逆転された状態で（すなわち、右円偏光から左
円偏光に変換された状態で）、出射側の表面から出てく
ることになり、コレステリック液晶層を透過して出射側
の表面から出る右円偏光とともに外部へ放出される。こ
のため、出射側の表面から最終的に出てくる光は右円偏
光に左円偏光が混合した右楕円偏光となり、界面反射さ
れた光（左円偏光）の割合に応じてその楕円率が変化す
ることになる。

【００１５】図６の横軸はコレステリック液晶層が置か
れている雰囲気の屈折率であり、縦軸はコレステリック
液晶層を透過する円偏光の楕円率である。ここで、上述
した説明から明らかなように、円偏光の楕円率が大きい
ということはその円偏光が真円に近いことを意味してい
る。ここで、円偏光が真円に近いということは、界面反
射の影響が少ないということ、すなわち、コレステリッ
ク液晶層の屈折率と雰囲気の屈折率とがより近いことを
意味しているので、円偏光の楕円率が最も大きいときの
雰囲気の屈折率はコレステリック液晶層の屈折率に等し
いものと推定される。図６に示す結果によれば、コレス
テリック液晶層を透過する円偏光の楕円率が最も１に近
いときの雰囲気の屈折率の値は１．５８５であるので、
コレステリック液晶層の屈折率の値も１．５８５である
ものと推定される。なお、これに対し、５２０ｎｍの中
心選択反射波長を持つコレステリック液晶層の平均屈折
率の値は１．５６３である。

【００１６】なお、以上の説明は、シミュレーションの
結果に基づくものであるが、上述したシミュレーション
で設定されたコレステリック液晶層と同様の特性を有す
るコレステリックポリマーフィルムにより実際の実験を
行ったところ、同様の結果が得られた。

【００１７】解決手段本発明は、上述したような前提の下で、第１の解決手段
として、厚さ方向に螺旋軸を有するコレステリック規則
性を有するコレステリック液晶層と、前記コレステリッ
ク液晶層に隣り合うように配置された光学層と、前記コ
レステリック液晶層と前記光学層との間に配置され、前
記コレステリック液晶層と前記光学層とを密着させる接
着層とを備え、前記コレステリック液晶層、前記光学層
および前記接着層の屈折率をそれぞれｎ_１、ｎ_２および
ｎ_３としたとき、これらは、ｎ_１≦ｎ_３≦ｎ_２またはｎ
_２≦ｎ_３≦ｎ_１…（１）の関係を満たし、前記光学層の
屈折率ｎ_２および前記接着層の屈折率ｎ_３はともに平均
屈折率の値であり、前記コレステリック液晶層の屈折率
ｎ_１は、次の方法により求められた値、すなわち、屈折
率ｎ_４の雰囲気下で当該コレステリック液晶層に対して
ある入射角θで入射した光が当該コレステリック液晶層
で選択反射されたときの反射光の波長λを検出する測定
において、光の入射角θを変化させたときのθとλとの
間で、λ＝ａ×ｃｏｓ（θ×ｂ）（ただし、ａ，ｂは定
数）が成り立つように決定したθ×ｂ、θ、および上記
ｎ_４に基づいて、ｎ_１＝ｎ_４×ｓｉｎθ／ｓｉｎ（θ×
ｂ）により求められた値であることを特徴とする偏光素
子を提供する。

【００１８】なお、上述した第１の解決手段において、
前記接着層の屈折率ｎ_３の値は（ｎ _１＋ｎ_２）／２を基
準として±０．０５の範囲にあることが好ましい。ま
た、前記コレステリック液晶層は一方の旋光方向の円偏
光成分の一部を反射して残りを透過する半透過層であ
り、前記光学層および前記接着層は前記コレステリック
液晶層に対して光の入射側に配置されていることが好ま
しい。なお、本明細書中でいう「半透過」とは、一方の
旋光方向の円偏光成分を部分的に反射／透過することを
いい、その反射／透過の比率は任意の値（例えば、反射
光の比率でいうと、１％〜９９．５％）をとることがで
きる。

【００１９】また、上述した第１の解決手段において、
前記光学層は位相差層であることが好ましく、前記位相
差層上に吸収型直線偏光層が積層されていることがさら
に好ましい。ここで、前記位相差層は、前記コレステリ
ック液晶層に隣り合うように配置された１／４波長位相
差層と、この１／４波長位相差層上に積層された１／２
波長位相差層とを含み、前記コレステリック液晶層、そ
れに隣り合う前記１／４波長位相差層および前記接着層
の屈折率が上式（１）の関係を満たすようにするとよ
い。また、前記位相差層は、前記コレステリック液晶層
に隣り合うように配置された１／２波長位相差層と、こ
の１／２波長位相差層上に積層された１／４波長位相差
層とを含み、前記コレステリック液晶層、それに隣り合
う前記１／２波長位相差層および前記接着層の屈折率が
上式（１）の関係を満たすようにしてもよい。なお、前
記光学層は透明部材であることが好ましい。

【００２０】本発明は、第２の解決手段として、厚さ方
向に螺旋軸を有するコレステリック規則性を有するコレ
ステリック液晶層と、前記コレステリック液晶層に直接
密着するように配置された光学層とを備え、前記コレス
テリック液晶層の屈折率ｎ_１と前記光学層の屈折率ｎ_２
とがほぼ等しく、前記光学層の屈折率ｎ_２は平均屈折率
の値であり、前記コレステリック液晶層の屈折率ｎ
_１は、次の方法により求められた値、すなわち、屈折率
ｎ_４の雰囲気下で当該コレステリック液晶層に対してあ
る入射角θで入射した光が当該コレステリック液晶層で
選択反射されたときの反射光の波長λを検出する測定に
おいて、光の入射角θを変化させたときのθとλとの間
で、λ＝ａ×ｃｏｓ（θ×ｂ）（ただし、ａ，ｂは定
数）が成り立つように決定したθ×ｂ、θ、および上記
ｎ_４に基づいて、ｎ_１＝ｎ_４×ｓｉｎθ／ｓｉｎ（θ×
ｂ）により求められた値であることを特徴とする偏光素
子を提供する。

【００２１】なお、上述した第２の解決手段において、
前記コレステリック液晶層は一方の旋光方向の円偏光成
分の一部を反射して残りを透過する半透過層であり、前
記光学層は前記コレステリック液晶層に対して光の入射
側に配置されていることが好ましい。

【００２２】また、上述した第２の解決手段において、
前記光学層は位相差層であることが好ましく、前記位相
差層上に吸収型直線偏光層が積層されていることがさら
に好ましい。ここで、前記位相差層は、前記コレステリ
ック液晶層に隣り合うように配置された１／４波長位相
差層と、この１／４波長位相差層上に積層された１／２
波長位相差層とを含み、前記コレステリック液晶層の屈
折率とそれに隣り合う前記１／４波長位相差層の屈折率
とがほぼ等しいようにするとよい。また、前記位相差層
は、前記コレステリック液晶層に隣り合うように配置さ
れた１／２波長位相差層と、この１／２波長位相差層上
に積層された１／４波長位相差層とを含み、前記コレス
テリック液晶層の屈折率とそれに隣り合う前記１／２波
長位相差層の屈折率とがほぼ等しいようにしてもよい。
なお、前記光学層は透明部材であることが好ましい。

【００２３】本発明の第１の解決手段によれば、コレス
テリック液晶層の屈折率を、次の方法により求められた
値、すなわち、屈折率ｎ_４の雰囲気下で当該コレステリ
ック液晶層に対してある入射角θで入射した光が当該コ
レステリック液晶層で選択反射されたときの反射光の波
長λを検出する測定において、光の入射角θを変化させ
たときのθとλとの間で、λ＝ａ×ｃｏｓ（θ×ｂ）
（ただし、ａ，ｂは定数）が成り立つように決定したθ
×ｂ、θ、および上記ｎ_４に基づいて、ｎ_１＝ｎ _４×ｓ
ｉｎθ／ｓｉｎ（θ×ｂ）により求められた値とし、こ
のようにして求められたコレステリック液晶層の屈折率
ｎ_１を基準として、コレステリック液晶層の屈折率
ｎ_１、コレステリック液晶層に隣り合うように配置され
た光学層の屈折率ｎ_２、およびそれらの間に配置された
接着層の屈折率ｎ_３が、ｎ_１≦ｎ_３≦ｎ _２またはｎ_２≦
ｎ_３≦ｎ_１の関係を満たすように最適化しているので、
コレステリック液晶層とそれに隣り合う光学層との間の
屈折率の差によって発生する界面反射を効果的に抑え、
液晶表示装置等に組み込まれたときに、優れた光学特性
（コントラストや良視認性）を発揮するようにすること
ができる。

【００２４】本発明の第２の解決手段によれば、コレス
テリック液晶層の屈折率ｎ_１を、上述した第１の解決手
段に係る方法と同様の方法により求められた値とし、こ
のようにして求められたコレステリック液晶層の屈折率
ｎ_１を基準として、コレステリック液晶層の屈折率ｎ_１
と、コレステリック液晶層上に直接密着して積層された
光学層の屈折率ｎ_２とがほぼ等しくなるように最適化し
ているので、コレステリック液晶層とそれに隣り合う光
学層との間の屈折率の差によって発生する界面反射をよ
り効果的に抑え、液晶表示装置等に組み込まれたとき
に、優れた光学特性（コントラストや良視認性）を発揮
するようにすることができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。

【００２６】図１に示すように、本実施の形態に係る偏
光素子１０は、厚さ方向に螺旋軸を有するコレステリッ
ク規則性を有するコレステリック液晶層１１と、コレス
テリック液晶層１１に隣り合うように配置された１／４
波長位相差層（光学層）１２とを備えている。また、コ
レステリック液晶層１１と１／４波長位相差層１２との
間には接着層１３が配置され、コレステリック液晶層１
１と１／４波長位相差層１２とを密着させることができ
るようになっている。なお、光学部材である１／４波長
位相差層１２や接着層１３は透明部材であることが好ま
しい。

【００２７】ここで、コレステリック液晶層１１は、液
晶分子の物理的な分子配列として、液晶分子のダイレク
ターの方向がコレステリック液晶層１１の厚さ方向に連
続的に回転してなる螺旋構造をとっており、このような
液晶分子の物理的な分子配列に基づいて、一方向の円偏
光成分と、これと逆回りの円偏光成分とを分離する偏光
分離特性を有している。すなわち、コレステリック液晶
層１１において、螺旋軸に沿って入射した自然光は、右
旋および左旋の２つの円偏光成分に分離され、一方は透
過され、他方は反射される。この現象は、円偏光二色性
として知られ、液晶分子の螺旋構造における螺旋巻き方
向を適宜選択すると、この螺旋巻き方向と同一の旋光方
向を有する円偏光成分が選択的に反射される。

【００２８】なお、このようなコレステリック液晶層１
１においては、その厚さを適宜選択することにより、入
射光に対する反射光の割合を決定することができる。例
えば、コレステリック液晶層１１を十分に厚くすれば、
すなわち、螺旋ピッチの数を十分に多くすれば、入射光
である無偏光のうち螺旋巻き方向と同一の旋光方向を有
する一方の円偏光成分がほぼ１００％の割合（入射光全
体から見れば、５０％の強度）で反射され、他方の円偏
光成分はほぼ１００％の割合（同様に、入射光全体から
見れば、５０％の強度）で透過する。これに対し、コレ
ステリック液晶層１１をある程度薄くすれば、半透過性
を呈し、入射光に含まれる一方の円偏光成分の一部が反
射され、残りが透過される。具体的には例えば、右円偏
光の５０％を反射するコレステリック液晶層１１に無偏
光が入射した場合には、入射光の強度を１００％とした
とき、理想的に２５％の強度の右円偏光が反射され、２
５％の強度の右円偏光と５０％の強度の左円偏光とが透
過する。また、右円偏光のみが入射した場合には、理想
的には５０％の強度の右円偏光が反射され、５０％の強
度の右円偏光が透過する。この反射／透過の比率は螺旋
ピッチの数に依存しており、螺旋ピッチの数が少ないほ
ど反射率が小さくなる。一般的には、選択反射を飽和さ
せるには（理想的には１００％の選択反射だが、実際に
は９０数％で飽和し、それ以上に反射率は高くならな
い）、ある１つの特定の波長域に対し、８ピッチ程度は
必要である。このため、コレステリック液晶層１１を半
透過層とする場合には螺旋ピッチの数が８ピッチ以下に
なるように厚さを調整する。

【００２９】ここで、上述したようなコレステリック液
晶層１１で分離される円偏光成分は、理想的には真円の
円偏光であるが、半透過性のコレステリック液晶層１１
を透過してきた光の偏光状態は真円偏光から外れ、楕円
偏光となることがある。このような偏光状態のずれがあ
ると、例えば液晶表示装置等に組み込まれて用いられる
場合に、予期しない偏光状態のずれが引き起こされ、コ
ントラスト等の光学特性の低下をもたらしてしまう。

【００３０】このような偏光状態のずれの主要な原因
は、偏光素子１０の内部での界面反射の影響である。こ
こで、右円偏光の５０％を反射するコレステリック液晶
層１１に対して１／４波長位相差層１２側から右円偏光
が入射する場合を例にとると、図１に示すように、コレ
ステリック液晶層１１の内部でブラッグの反射が起こ
り、一部の右円偏光（この場合、理想的には入射光の強
度の５０％）が反射されて入射側の表面から出てくる一
方で、残りの右円偏光は透過する（図１の実線の光路参
照）。このとき、コレステリック液晶層１１の内部で反
射された光は、コレステリック液晶層１１から外部へ出
るときに、コレステリック液晶層１１と接着層１３との
間の屈折率の差により界面反射が起きる。界面反射され
た光は、旋光方向が逆転された状態で（すなわち、右円
偏光から左円偏光に変換された状態で）、出射側の表面
から出てくることになり、コレステリック液晶層１１を
透過して出射側の表面から出る右円偏光とともに外部へ
放出される（図１の点線の光路参照）。このため、出射
側の表面から最終的に出てくる光は右円偏光に左円偏光
が混合した右楕円偏光となる。

【００３１】このような現象を抑えるためには、偏光素
子１０を構成するコレステリック液晶層１１、１／４波
長位相差層１２および接着層１３の間の屈折率の関係を
最適化する必要がある。理想的には、偏光素子１０を構
成する全ての光学部材の屈折率を揃えることが望ましい
が、各光学部材は実際上その材料が異なり、屈折率もそ
れに伴って異なっている。例えば、コレステリック液晶
層１１を構成する液晶材料の屈折率は１．５〜１．７と
高く、１／４波長位相差層１２を構成する位相差フィル
ム等の屈折率は１．４〜１．５と低い。

【００３２】このため、本実施の形態においては、コレ
ステリック液晶層１１と１／４波長位相差層１２との間
に配置された接着層１３の屈折率を次のようにして設定
する。

【００３３】すなわち、コレステリック液晶層１１、１
／４波長位相差層１２および接着層１３の屈折率をそれ
ぞれｎ_１、ｎ_２およびｎ_３としたとき、ｎ_１≦ｎ_３≦ｎ_２またはｎ_２≦ｎ_３≦ｎ_１ … （１）の関係を満たしているようにする。

【００３４】なおこのとき、より好ましくは、ｎ_３＝（ｎ_１＋ｎ_２）／２±Δｎ … （２）であるとよい。なお、上式（２）のΔｎは、許容できる
コントラストに応じて適宜決定することができ、例えば
コントラストを１０％程度の変動の範囲で抑える場合に
はΔｎを０．０５程度にする。

【００３５】具体的には例えば、コレステリック液晶層
１１の屈折率がｎ_１＝１．５８、１／４波長位相差層１
２の屈折率がｎ_２＝１．４７であるときには、これらの
間に設けられた接着層１３の屈折率ｎ_３は、１．４７≦
ｎ_３≦１．５８であることが好ましく、さらに言えば、
ｎ_３＝（１．４７＋１．５８）／２±Δｎ＝１．５３±
Δｎであることがより好ましい。

【００３６】なお、上式（１）（２）において、１／４
波長位相差層１２の屈折率ｎ_２および接着層１３の屈折
率ｎ_３はともに平均屈折率の値である。

【００３７】一方、コレステリック液晶層１１の屈折率
ｎ_１は、次の方法により求められた値である。すなわ
ち、屈折率ｎ_４の雰囲気下でコレステリック液晶層１１
に対してある入射角θで入射した光が当該コレステリッ
ク液晶層で選択反射されたときの反射光の波長（中心選
択反射波長）λを検出する測定において、光の入射角θ
を変化させたときのθとλとの間で、 λ＝ａ×ｃｏｓ（θ×ｂ）（ただし、ａ，ｂは定数） … （３）が成り立つように決定したθ×ｂ、θ、および上記ｎ_４
に基づいて、ｎ_１＝ｎ_４×ｓｉｎθ／ｓｉｎ（θ×ｂ） … （４）により求められた値である。

【００３８】以下、図７および図８により、このような
算出方法の詳細について説明する。

【００３９】図７に示すように、屈折率ｎ_４の雰囲気下
でコレステリック液晶層１１に対して入射角θで無偏光
（または選択反射される一方の旋光方向の円偏光を含む
光）を入射させ、そのときに、コレステリック液晶層１
１で反射されてくる円偏光の中心選択反射波長λとその
ときの入射角θとの関係を測定する。

【００４０】ここで、コレステリック液晶層１１で反射
される円偏光の中心選択反射波長λは、コレステリック
液晶層１１の持つ入射角依存性に従って光の入射角に応
じて変化する。なお、この際の基準となる入射角は、図
７に示すように、コレステリック液晶層１１の内部にお
ける入射角θ_２であり、この入射角θ_２に基づいて中心
選択反射波長λが次式（５）に従ってシフトする。

【００４１】λ＝λ_０×ｃｏｓ（θ_２） … （５）なお、上式（５）において、λ_０はコレステリック液晶
層１１に対して光が垂直（コレステリック液晶層１１の
厚さ方向）に入射したときの中心選択反射波長である。
なお、中心選択反射波長λ_０は、螺旋ピッチ×屈折率で
与えられる。

【００４２】以上から、上述したような測定により得ら
れたλおよびθは次式（６）によりフィッティングする
ことができる。

【００４３】λ＝ａ×ｃｏｓ（θ×ｂ）…（６）ここで、ａおよびｂはともに定数であり、ａ＝λ_０、ｂ
＝θ_２／θである。

【００４４】従って、λおよびθについての測定データ
を上式（６）に従って最小二乗法等によりフィッティン
グすれば、定数であるａおよびｂをそれぞれ求めること
ができる。

【００４５】一方、スネルの法則により、ｎ_１×ｓｉｎ
θ_２＝ｎ_４×ｓｉｎθが成り立つので、θ_２＝θ×ｂで
あることを考慮すれば、ｎ_１＝ｎ_４×ｓｉｎθ／ｓｉｎ（θ×ｂ）…（７）となる。

【００４６】従って、上述した方法により決定されたθ
×ｂおよびθの値とともにｎ_４を上式（７）に代入すれ
ば、コレステリック液晶層１１の屈折率ｎ_１を求めるこ
とができる。

【００４７】図８は実際の実験で得られた測定データ
（λおよびθ）を示すプロット図である。この測定デー
タを上式（６）にフィッティングすれば、ａ＝５７５．
７、ｂ＝０．６３１５４が得られる。

【００４８】ここで、θを０に近づけると、近似的にｓ
ｉｎθ＝θとなるので、上式（７）から、ｎ_１＝ｎ_４×θ／（θ×ｂ）＝ｎ_４／ｂとなり、コレステリック液晶層１１の屈折率としてｎ_１
＝１／０．６３１５４＝１．５８３が得られる。なお、
以上のような実験結果は、実験で用いたコレステリック
液晶のデータが同一である、上述したシミュレーション
の結果（ｎ_１＝１．５８５）とよく一致していることが
分かる。

【００４９】なお、上述したλおよびθの測定で用いら
れる測定装置としては、コレステリック液晶層１１に向
けて測定光を出射する光源と、コレステリック液晶層１
１で反射された反射光を検出する検出器とを有し、光源
から出射された測定光のコレステリック液晶層１１に対
する入射角を変化させることができるものであれば特に
制限はない。なお、光源としては、白色光源が好まし
く、一般に広く用いられているハロゲン光源やキセノン
光源等を用いることができる。なお、測定光はある程度
の平行光であることが好ましい。一方、検出器として
は、反射光の分光特性（反射光の波長分散）を計測する
ことができるものであれば特に制限はなく、測定光とし
て多色光を用いる方法の他、測定光として波長の異なる
複数の単色光を用い、各単色光を順次測定光として用い
ることで各単色光の強度分布を測定する方法を用いるこ
とも可能である。測定装置としては例えば、島津社製の
ＵＶ３１００ＰＣや、アペックス社製のゴニオフォトメ
ーター等を用いることができる。なお、以上のような測
定装置においては、コレステリック液晶層１１の持つ入
射角依存性を測定するため、試料設置部や光源、検出器
等の位置や角度等を任意に設定できるようにするとよ
い。

【００５０】次に、図１に示す偏光素子１０を構成する
各光学部材の詳細について説明する。

【００５１】コレステリック液晶層１１は、液晶配向性
を付与する共役性の直鎖状分子を有するものを用いて形
成することができ、モノマー、オリゴマーおよびポリマ
ーのいずれを用いてもよい。ただし、支持基材等を用い
ることなく安定してフィルム状に形成する場合には、オ
リゴマーまたはポリマー等を用いることが好ましい。コ
レステリック液晶としては例えば、メソゲン基を結合し
た構造を有するポリエステル系やポリアミド系、ポリア
クリレート系等のものを用いることができ、必要に応じ
てカイラル剤と呼ばれるキラル成分を有する化合物を混
合してもよい。

【００５２】なお、コレステリック液晶層１１は、任意
の選択反射波長帯域を有していてよいが、広帯域の選択
反射波長帯域を有するようにする場合には、中心選択反
射波長が異なる（すなわち、螺旋ピッチが異なる）複数
の液晶層を積層する方法や、単一の液晶層内で螺旋ピッ
チを変化させる方法等により、コレステリック液晶層１
１を構成するとよい。また、コレステリック液晶層１１
は、それ単体で用いることができる他、層形成の際に用
いた支持基材とともに用いることもできる。このような
支持基材は、光学的に等方性であれば特に制限なく用い
ることができ、例えばガラス基板等を用いることができ
る。延伸フィルム等の異方性のものは、その支持基材自
体を光が透過するときに偏光状態を変化させてしまうの
で一般には好ましくないが、支持基材自体の位相差量が
適切に設計されていれば問題なく用いることができる。
なお、一般に、ガラス基板等の支持基材上にコレステリ
ック液晶層を形成する場合には、ポリイミド膜にラビン
グ処理を施した配向膜等が設けられ、この配向膜等によ
ってわずかに位相差がつけられる場合もあるが、ほとん
どの場合には、光学的に影響を及ぼすことがなく、問題
がない。なお、コレステリック液晶層１１の厚さには特
に制限はないが、コレステリック液晶層１１を半透過層
とする場合には、液晶材料にもよるが、一般に０．０１
〜５０μｍ、特に０．０５〜２０μｍ程度であることが
好ましい。なお、選択反射波長帯域が広帯域である場合
には、上述した厚さの１〜１０倍程度の厚さが必要とな
る。

【００５３】１／４波長位相差層１２は、高分子フィル
ムを用いて形成することができ、高分子フィルムを１軸
や２軸等で延伸処理したり、液晶材料を規則的に配列さ
せたりすることにより形成することができる。高分子フ
ィルムとしては例えば、ポリカーボネートやポリエステ
ル、ポリビニルアルコール、ポリスチレン、ポリスルホ
ン、ポリメチルメタクリレート、ポリプロピレン、酢酸
セルロース系ポリマーポリアミド等からなるものを用い
ることができる。

【００５４】なお、１／４波長位相差層１２は、透明で
面内で均一な位相差量を有していることが好ましい。一
般に、位相差層は波長依存性を有し、ある波長域で必要
とされる位相差量に合わせて設計しても、それ以外の波
長域では外れてしまうことが多い。例えば、１／４波長
位相差層では、円偏光を直線偏光に変換する場合、変換
したい波長に対して１／４波長となる位相差を与えなけ
ればならないが、可視光の全域にわたり作用させる場合
は、通常の１／４波長位相差層に補償層を組み合わせる
必要がある。一般的には、広帯域の１／４波長位相差層
を構成するときには、１／４波長位相差層と１／２波長
位相差層とを組み合わせて用いる。なお、材料によって
は、単独で広帯域の１／４波長位相差層を実現すること
もできる。

【００５５】接着層１３は、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、ポリウレタン、ポリエ
ーテル等の透明な接着剤を用いて形成することができ
る。一般的に広く用いられるのはアクリル系接着剤であ
り、この場合には例えば、メチル基やエチル基、プロピ
ル基、ブチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基等のア
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
ステルを共重合させたもの等を用いることができる。な
お、接着層１３は、ガラスやプラスチック等に対して優
れた接着力を有し、無色透明で、かつ屈折率の選択の幅
が広い光学接着剤を用いることが好ましい。

【００５６】なお、接着層１３は、あらかじめシート状
に形成して用いる他、接着対象となる光学部材上に液状
の接着剤を塗布し、光学部材を当該接着剤を介して貼り
合わせた後に硬化処理を行うようにしてもよい。なお、
この場合の接着剤としては、紫外線硬化型等の放射線硬
化型や、熱硬化型、２液混合型等の任意のものを用いる
ことができる。なお、接着層１３の厚さには特に制限は
ないが、接着力や色味等の面で、１〜５００μｍ、より
好ましくは５〜１００μｍとするとよい。

【００５７】ここで、図１に示す偏光素子１０の１／４
波長位相差層１２上には、必要とされる光学機能に応じ
て、さらに、他の光学部材を積層することが可能であ
る。具体的には、図２に示す偏光素子１０′のように、
１／４波長位相差層１２上に接着層１５を介して１／２
波長位相差層１４を積層したり、図３に示す偏光素子１
０″のように、図２に示す偏光素子１０′において、さ
らに、１／２波長位相差層１４上に接着層１７を介して
吸収型直線偏光層１６を積層したりすることができる。
さらに、必要に応じて、カラーフィルター等の他の任意
の光学部材を組み合わせて用いることもできる。

【００５８】なお、図２および図３に示すような偏光素
子１０′，１０″の場合には、理想的には全ての光学部
材（コレステリック液晶層１１、１／４波長位相差層１
２、１／２波長位相差層１４、吸収型直線偏光層１６）
の間に配置された接着層１３，１５，１７が上式（１）
または（２）の関係を満たすことが好ましい。ただし、
偏光素子１０′，１０″が液晶表示装置等に組み込まれ
て用いる場合において、光学特性の低下に最も寄与する
のは、コレステリック液晶層１１とそれに最も隣り合う
１／４波長位相差層１２との間での界面反射であるの
で、少なくとも、コレステリック液晶層１１、それに隣
り合う１／４波長位相差層１２および接着層１３の屈折
率が上式（１）または（２）の関係を満たしているよう
にする。

【００５９】また、コレステリック液晶層１１が半透過
層であり、光学部材１１，１２，１４，１６および接着
層１３，１５，１７がコレステリック液晶層１１に対し
て光の入射側（バックライト側）に配置され、コレステ
リック液晶層１１に対して光の出射側（液晶セル側）か
ら観察者が観察するような場合には、コレステリック液
晶層１１、それに隣り合う入射側（バックライト側）の
１／４波長位相差層１２および接着層１３の屈折率が上
式（１）または（２）の関係を満たしていればよい。

【００６０】以下、この点に関連して、図４(a)(b)によ
り、図３に示す偏光素子１０″を液晶表示装置に組み込
んだ場合における光の挙動について説明する。

【００６１】まず、右円偏光の５０％を反射する半透過
性のコレステリック液晶層１１に対してバックライト側
から右円偏光が入射する場合を例にとると、図４(a)に
示すように、コレステリック液晶層１１の内部でブラッ
グの反射が起こり、一部の右円偏光が反射されてバック
ライト側の表面から出てくる一方で、残りの右円偏光は
透過する（図４(a)の実線の光路参照）。このとき、コ
レステリック液晶層１１の内部で反射された光は、コレ
ステリック液晶層１１から外部へ出るときに、コレステ
リック液晶層１１と接着層１３との間の屈折率の差によ
り界面反射が起きる。界面反射された光は、旋光方向が
逆転された状態で（すなわち、右円偏光から左円偏光に
変換された状態で）、液晶セル側の表面から出てくるこ
とになり、コレステリック液晶層１１を透過して液晶セ
ル側の表面から出る右円偏光とともに外部へ放出される
（図４(a)の点線の光路参照）。このため、コレステリ
ック液晶層１１の液晶セル側の表面から最終的に出てく
る光は右円偏光に左円偏光が混合した右楕円偏光とな
り、さらに、界面反射された光（左円偏光）の割合に応
じてその楕円率が変化することになるので、コレステリ
ック液晶層１１の入射側の界面での界面反射は非常に問
題となる。

【００６２】これに対し、コレステリック液晶層１１に
対して液晶セル側から右円偏光が入射する場合には、図
４(b)に示すように、コレステリック液晶層１１の内部
でブラッグの反射が起こり、一部の右円偏光が反射され
て液晶セル側の表面から出てくる一方で、残りの右円偏
光は透過する（図４(b)の実線の光路参照）。このと
き、コレステリック液晶層１１の内部で反射された光
は、コレステリック液晶層１１から外部へ出るときに、
コレステリック液晶層１１の液晶セル側の界面で界面反
射が起きるが、界面反射された光は、コレステリック液
晶層１１のバックライト側の表面から外部へ放出される
（図４(b)の点線の光路参照）。このため、コレステリ
ック液晶層１１の液晶セル側の表面から最終的に出てく
る光は右円偏光のみとなり、コレステリック液晶層１１
の入射側の界面での界面反射は光学特性の低下の問題と
はならない。

【００６３】なお、図２および図３に示す偏光素子１
０′，１０″において、１／２波長位相差層１４は、上
述した１／４波長位相差層１２と同様に形成することが
でき、また、接着層１５，１７も、上述した接着層１３
と同様に形成することができる。

【００６４】また、図３に示す偏光素子１０″におい
て、吸収型直線偏光層１６は、ポリビニルアルコール系
フィルムやエチレン・酢酸ビニル共重合体系部分ケン化
フィルムのような親水性高分子フィルムに、ヨウ素や２
色性色素等を吸着させて延伸させたフィルム等を用いて
形成することができる。

【００６５】なお、吸収型直線偏光層１６は、液晶表示
装置等に組み込まれて用いられる場合には、光透過率が
高く、偏光度が高いものが好ましい。特に、光透過率は
４０％以上であるとよい。一方、偏光度は９９％以上、
より好ましくは９９．５％以上であるとよい。なお、こ
こでいう偏光度とは、次式（８）で定義されるものであ
る。

【００６６】ＳＱＲ［（Ｔｐ−Ｔｃ）／（Ｔｐ＋Ｔｃ）］ … （８）ここで、上式（８）において、ＳＱＲ［ｘ］はｘの平方
根を意味し、Ｔｐは偏光層を平行ニコルに配置したとき
の光透過率、Ｔｃは偏光層をクロスニコルに配置したと
きの光透過率を意味する。

【００６７】なお、吸収型直線偏光層１６の厚さには特
定に制限はなく、例えば１０〜８０μｍ程度とすること
ができる。

【００６８】このように本実施の形態によれば、コレス
テリック液晶層１１の屈折率ｎ_１を、次の方法により求
められた値、すなわち、屈折率ｎ_４の雰囲気下で当該コ
レステリック液晶層１１に対してある入射角θで入射し
た光が当該コレステリック液晶層１１で選択反射された
ときの反射光の波長λを検出する測定において、光の入
射角θを変化させたときのθとλとの間で、λ＝ａ×ｃ
ｏｓ（θ×ｂ）（ただし、ａ，ｂは定数）が成り立つよ
うに決定したθ×ｂ、θ、および上記ｎ_４に基づいて、
ｎ_１＝ｎ_４×ｓｉｎθ／ｓｉｎ（θ×ｂ）により求めら
れた値とし、このようにして求められたコレステリック
液晶層１１の屈折率ｎ_１を基準として、コレステリック
液晶層１１の屈折率ｎ_１、コレステリック液晶層１１に
隣り合うように配置された１／４波長位相差層１２の屈
折率ｎ_２、およびそれらの間に配置された接着層１３の
屈折率ｎ_３が、ｎ_１≦ｎ_３≦ｎ_２またはｎ_２≦ｎ_３≦ｎ
_１の関係を満たすように最適化しているので、コレステ
リック液晶層１１と１／４波長位相差層１２との間の屈
折率の差によって発生する界面反射を効果的に抑え、液
晶表示装置等に組み込まれたときに、優れた光学特性
（コントラストや良視認性）を発揮するようにすること
ができる。

【００６９】なお、上述した実施の形態においては、図
１乃至図３に示す偏光素子１０，１０′，１０″におい
て、コレステリック液晶層１１に隣り合う光学層として
１／４波長位相差層１２を用いているが、これに限ら
ず、必要とされる光学機能に応じて任意の光学部材を用
いることができる。

【００７０】また、上述した実施の形態においては、図
２および図３に示す偏光素子１０′，１０″において、
コレステリック液晶層１１上に１／４波長位相差層１２
および１／２波長位相差層１４の順で積層しているが、
１／２波長位相差層および１／４波長位相差層の順で積
層するようにしてもよい。

【００７１】さらに、上述した実施の形態においては、
図１乃至図３に示す偏光素子１０，１０′，１０″にお
いて、コレステリック液晶層１１上に接着層１３を介し
て１／４波長位相差層１２を積層しているが、これに限
らず、図５に示す偏光素子２０のように、コレステリッ
ク液晶層１１上に１／４波長位相差層１２を直接密着し
て積層するようにしてもよい。なお、この場合、コレス
テリック液晶層の屈折率ｎ_１と１／４波長位相差層１２
の屈折率ｎ_２とはほぼ等しいことが好ましい。なお、こ
こでいう「ほぼ等しい」とは、屈折率ｎ_１，ｎ_２の差が
±０．０５の範囲にあることをいう。なお、１／４波長
位相差層１２の屈折率ｎ_２は平均屈折率の値であり、コ
レステリック液晶層の屈折率ｎ_１は、上述した実施の形
態に係る方法と同様の方法により求められた値である。

【００７２】図５に示す偏光素子２０によれば、コレス
テリック液晶層１１の屈折率ｎ_１を、上述した実施の形
態に係る方法と同様の方法により求められた値とし、こ
のようにして求められたコレステリック液晶層１１の屈
折率ｎ_１を基準として、コレステリック液晶層１１の屈
折率ｎ_１と、コレステリック液晶層１１上に直接密着し
て積層された１／４波長位相差層１２の屈折率ｎ_２とが
ほぼ等しくなるように最適化しているので、コレステリ
ック液晶層１１と１／４波長位相差層１２との間の屈折
率の差によって発生する界面反射をより効果的に抑え、
液晶表示装置等に組み込まれたときに、優れた光学特性
（コントラストや良視認性）を発揮するようにすること
ができる。

【００７３】

【実施例】次に、上述した実施の形態の具体的実施例に
ついて述べる。

【００７４】（実施例）ガラス基板上にポリイミド膜を
０．０７μｍ厚で成膜した後、当該ポリイミド膜にラビ
ング処理を施し、支持体を作製した。

【００７５】一方、紫外線硬化型ネマチック液晶からな
る主剤にカイラル剤を添加したモノマー混合液晶をトル
エンに溶解し、コレステリック液晶溶液を調整した。な
お、コレステリック液晶溶液には、光重合開始剤を添加
した。

【００７６】そして、上述したようにして作製された支
持体上に、上述したようにして調整されたコレステリッ
ク液晶溶液を塗布し、所定の温度（８０℃）で溶剤を除
去した後に所定の強度（５ｍＷ／ｃｍ^２）の紫外線を所
定の時間（１分）照射して硬化させることにより、コレ
ステリック液晶層を２．２μｍ厚で成膜した。なお、こ
のようにして成膜されたコレステリック液晶層は、５６
０ｎｍに中心選択反射波長を持ち、半値幅約５７ｎｍで
あり、右円偏光透過率は２５％であった。

【００７７】その後、このようにして成膜されたコレス
テリック液晶層の屈折率ｎ_１を以下の方法で算出した。

【００７８】すなわち、コレステリック液晶層に向けて
測定光を出射する光源としてハロゲンランプを用いると
ともに、コレステリック液晶層で反射された反射光を検
出する検出器としてアペックス社製のゴニオフォトメー
ターを用いた測定装置を準備し、このような測定装置を
用いて、次のようにして、測定光の入射角θと反射光の
中心選択反射波長λとの関係を測定した。なお、光源で
あるハロゲンランプから出射された測定光はレンズおよ
びスリットを用いて平行光とした。

【００７９】コレステリック液晶層の表面に対する法線
方向を０°とし、コレステリック液晶層に対する測定光
の入射角θを１°刻みで左右に１０°の範囲で変化さ
せ、それぞれの入射角θでの中心選択反射波長λを測定
した。このようにして得られた測定データを、縦軸に中
心選択反射波長λ、横軸に測定光の入射角θをとって、
プロットし、最小二乗法でフィッティングすることによ
り、上式（３）の係数ａ，ｂを定めた。求められた値は
ａ＝５６０．７、ｂ＝０．６３１５４となった。これか
ら、上式（４）により、ｎ＝１．５８３を得た。参考と
して、この液晶材料の５６０ｎｍでの平均屈折率を測定
したところ、約１．５６であった。

【００８０】次に、５６０ｎｍの波長の光に対して１／
４波長の位相差を与える位相差フィルムと、光透過率が
３８％で偏光度が９９％以上の吸収型直線偏光フィルム
とを準備し、上述したようにして作製されたコレステリ
ック液晶層上に１／４波長位相差フィルムおよび吸収型
直線偏光フィルムの順で積層した。なお、これらの光学
部材の貼り合わせの角度は、吸収型直線偏光フィルムと
１／４波長位相差フィルムとの間では、両者により右円
偏光フィルムが構成されるような角度とし、１／４波長
位相差フィルムとコレステリック液晶層との間では、任
意の角度とした。

【００８１】ここで、１／４波長位相差フィルムとして
は、ポリビニルアルコールをアセト酪酸セルロースで挟
んだもの（平均屈折率は１．５０）を用いた。また、吸
収型直線偏光フィルムとしては、ヨウ素系色素で染色し
た延伸フィルムをアセト酢酸セルロースで挟んだもの
（平均屈折率は１．５０）を用いた。なお、各光学部材
のそれぞれの界面を密着させる接着剤としては、ノーラ
ンド社製の光学接着剤（ＮＯＡシリーズ）を用いた。こ
こで、コレステリック液晶層の屈折率は１．５８３、１
／４波長位相差フィルムの屈折率は１．５０であり、上
式（２）より、最適な接着層の屈折率は１．５４２であ
るので、屈折率が１．５４であるＮＯＡ６８を用いてコ
レステリック液晶層と１／４波長位相差フィルムを接着
し、実施例に係る偏光素子を作製した。

【００８２】（比較例）上述した実施例と同様に、光学
部材であるコレステリック液晶層および１／４波長位相
差フィルムを複数準備し、異なる種類の接着剤でコレス
テリック液晶層と１／４波長位相差フィルムとを接着し
た複数種類の偏光素子（比較例１〜４）を作製した。下
記表１は、比較例１〜４のそれぞれで用いられた接着剤
とその屈折率とをまとめたものである。なお、下記表１
において、ＮＯＡ６５（屈折率１．５２）およびＮＯＡ
６１（屈折率１．５６）は、上述したノーランド社製の
ＮＯＡシリーズの接着剤であり、ＶＴＣ−２（屈折率
１．５０）はサマーズラボ社製の接着剤、ＨＶ１６（屈
折率１．６０）はオプトクレープ社製の接着剤である。

【００８３】

【表１】（評価結果）次に、実施例および比較例１〜４に係る偏
光素子のそれぞれの光学特性を評価した。

【００８４】実施例および比較例１〜４に係る偏光素子
のそれぞれに対応して右円偏光フィルムおよび左円偏光
フィルムを準備し、実施例および比較例１〜４のそれぞ
れに係る偏光素子で用いた接着剤を介して、対応する偏
光素子のガラス基板側の異なる部分（Ａ，Ｂ）に接着し
た。このようにして作製された各サンプルにおいて、偏
光素子の吸収型直線偏光フィルム側から光を垂直に入射
し、透過してくる光の強度を、右円偏光フィルムが接着
されている部分Ａと、左円偏光フィルムが接着されてい
る部分Ｂとで比較した。このような測定において、Ａの
部分での光の強度は液晶表示装置に組み込んだ場合の明
表示に相当し、Ｂの部分での光の強度は暗表示に相当す
るので、Ａ／Ｂの値により擬似的にコントラストを評価
することできる。なお、評価としては、コントラストが
高いほど性能がよいということになる。

【００８５】下記表２は、光の波長が５６０ｎｍである
場合における、実施例および比較例１〜４に係る偏光素
子のそれぞれに対応するサンプルのコントラストを示す
ものである。下記表２から明らかなように、１／４波長
位相差フィルムの屈折率１．５０とコレステリック液晶
層の屈折率１．５８３との間の範囲から外れる、実施例
４に係る偏光素子においては、コントラストが大きく低
下するが、上式（２）より得られた屈折率１．５４２に
近づくにつれて、コントラストは向上し、実施例に係る
偏光素子が最もコントラストが高いことが確認できた。

【００８６】

【表２】

【００８７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、光
学特性に優れ、液晶表示装置等に組み込まれた場合にお
いてコントラストの向上および良視認性の確保を図るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による偏光素子の一実施の形態を示す断
面図。

【図２】図１に示す偏光素子の変形例を示す断面図。

【図３】図１に示す偏光素子の他の変形例を示す断面
図。

【図４】図３に示す偏光素子を液晶表示装置に組み込ん
だ場合における光の挙動を説明するための図。

【図５】本発明による偏光素子の他の実施の形態を示す
断面図。

【図６】コレステリック液晶層の屈折率を確かめるため
のシミュレーションの結果（コレステリック液晶層を透
過する円偏光の楕円率と雰囲気の屈折率との関係）を示
すプロット図。

【図７】コレステリック液晶層における光の反射の様子
を説明するための図。

【図８】コレステリック液晶層で反射される反射光の中
心選択反射波長と入射角との関係を示すプロット図。

【符号の説明】

１０，１０′，１０″，２０偏光素子１１コレステリック液晶層１２１／４波長位相差層１３接着層１４１／２波長位相差層１５接着層１６吸収型直線偏光層１７接着層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H049 BA02 BA03 BA06 BA07 BA43 BB03 BB42 BB43 BC03 BC22 2H088 EA47 GA03 HA04 HA18 JA14 KA05 MA02 MA16 2H091 FA08 FA11 FC29 FC30 FD09 FD10 GA07 GA17 HA11 LA03 LA11 LA12 LA13 LA17

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】厚さ方向に螺旋軸を有するコレステリック
規則性を有するコレステリック液晶層と、前記コレステリック液晶層に隣り合うように配置された
光学層と、前記コレステリック液晶層と前記光学層との間に配置さ
れ、前記コレステリック液晶層と前記光学層とを密着さ
せる接着層とを備え、前記コレステリック液晶層、前記光学層および前記接着
層の屈折率をそれぞれｎ_１、ｎ_２およびｎ_３としたと
き、これらは、ｎ_１≦ｎ_３≦ｎ_２またはｎ_２≦ｎ_３≦ｎ_１ … （１）の関係を満たし、前記光学層の屈折率ｎ_２および前記接着層の屈折率ｎ_３
はともに平均屈折率の値であり、前記コレステリック液
晶層の屈折率ｎ_１は、次の方法により求められた値、す
なわち、屈折率ｎ_４の雰囲気下で当該コレステリック液
晶層に対してある入射角θで入射した光が当該コレステ
リック液晶層で選択反射されたときの反射光の波長λを
検出する測定において、光の入射角θを変化させたとき
のθとλとの間で、 λ＝ａ×ｃｏｓ（θ×ｂ）（ただし、ａ，ｂは定数）が成り立つように決定したθ×ｂ、θ、および上記ｎ_４
に基づいて、ｎ_１＝ｎ_４×ｓｉｎθ／ｓｉｎ（θ×ｂ）により求められた値であることを特徴とする偏光素子。
【請求項２】前記接着層の屈折率ｎ_３の値は（ｎ_１＋ｎ
_２）／２を基準として±０．０５の範囲にあることを特
徴とする、請求項１に記載の偏光素子。
【請求項３】前記コレステリック液晶層は一方の旋光方
向の円偏光成分の一部を反射して残りを透過する半透過
層であり、前記光学層および前記接着層は前記コレステ
リック液晶層に対して光の入射側に配置されていること
を特徴とする、請求項１または２に記載の偏光素子。
【請求項４】前記光学層は位相差層であることを特徴と
する、請求項１乃至３のいずれかに記載の偏光素子。
【請求項５】前記位相差層上に吸収型直線偏光層が積層
されていることを特徴とする、請求項４に記載の偏光素
子。
【請求項６】前記位相差層は、前記コレステリック液晶
層に隣り合うように配置された１／４波長位相差層と、
この１／４波長位相差層上に積層された１／２波長位相
差層とを含み、前記コレステリック液晶層、それに隣り
合う前記１／４波長位相差層および前記接着層の屈折率
が上式（１）の関係を満たすことを特徴とする、請求項
４または５に記載の偏光素子。
【請求項７】前記光学層は透明部材であることを特徴と
する、請求項１乃至６のいずれかに記載の偏光素子。
【請求項８】厚さ方向に螺旋軸を有するコレステリック
規則性を有するコレステリック液晶層と、前記コレステリック液晶層に直接密着するように配置さ
れた光学層とを備え、前記コレステリック液晶層の屈折率ｎ_１と前記光学層の
屈折率ｎ_２とがほぼ等しく、前記光学層の屈折率ｎ_２は平均屈折率の値であり、前記
コレステリック液晶層の屈折率ｎ_１は、次の方法により
求められた値、すなわち、屈折率ｎ_４の雰囲気下で当該
コレステリック液晶層に対してある入射角θで入射した
光が当該コレステリック液晶層で選択反射されたときの
反射光の波長λを検出する測定において、光の入射角θ
を変化させたときのθとλとの間で、 λ＝ａ×ｃｏｓ（θ×ｂ）（ただし、ａ，ｂは定数）が成り立つように決定したθ×ｂ、θ、および上記ｎ_４
に基づいて、ｎ_１＝ｎ_４×ｓｉｎθ／ｓｉｎ（θ×ｂ）により求められた値であることを特徴とする偏光素子。
【請求項９】前記コレステリック液晶層は一方の旋光方
向の円偏光成分の一部を反射して残りを透過する半透過
層であり、前記光学層は前記コレステリック液晶層に対
して光の入射側に配置されていることを特徴とする、請
求項８に記載の偏光素子。
【請求項１０】前記光学層は位相差層であることを特徴
とする、請求項８または９に記載の偏光素子。
【請求項１１】前記位相差層上に吸収型直線偏光層が積
層されていることを特徴とする、請求項１０に記載の偏
光素子。
【請求項１２】前記位相差層は、前記コレステリック液
晶層に隣り合うように配置された１／４波長位相差層
と、この１／４波長位相差層上に積層された１／２波長
位相差層とを含み、前記コレステリック液晶層の屈折率
とそれに隣り合う前記１／４波長位相差層の屈折率とが
ほぼ等しいことを特徴とする、請求項１０または１１に
記載の偏光素子。
【請求項１３】前記光学層は透明部材であることを特徴
とする、請求項８乃至１２のいずれかに記載の偏光素
子。