JP3376233B2 - 偏光反射素子、楕円偏光素子及び液晶表示装置 - Google Patents

偏光反射素子、楕円偏光素子及び液晶表示装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の技術分野】本発明は、反射/透過両用の液晶表
示装置等に好適な偏光反射素子及び楕円偏光素子に関す
る。
【0002】
【発明の背景】蓄電池を利用する携帯電話等の携帯用の
液晶表示装置において、バックライトを点灯して視認す
る透過型のものでは、消費電力が多くて電池交換が頻繁
となり携帯電話では通話切れ等の致命的な問題も生じる
ことなどから、外光を利用して視認する反射型の液晶表
示装置に準じて、バックライトは装備するもののそのラ
イト側に偏光板を介して半透過型反射板を配置し、太陽
光等の下ではバックライトを消灯した反射モードで、夜
間や暗室等ではバックライトを点灯した透過モードで視
認できるようにした反射/透過両用の液晶表示装置が提
案されている。
【0003】従来、前記の半透過型反射板としては、金
属の蒸着膜や、パール顔料含有の樹脂層を設けたものな
どが知られていた。しかしながら、いずれの場合にも反
射と透過がトレードオフの関係にあり、反射率と透過率
をバランスさせつつ反射/透過モード間の視認性を調和
させる必要があって、反射専用のものに比べて反射モー
ドでの視認性に劣る問題点があった。
【0004】
【発明の技術的課題】本発明は、鏡面等に匹敵する反射
率を示すと共に、光の透過率にも優れる反射・透過両用
の光学素子の開発を課題とする。
【0005】
【課題の解決手段】 本発明は、面内の最大屈折率をn
x、その直交方向の屈折率をny、厚さ方向の屈折率をn
z、及び(nx−nz)/(nx−ny)=Nzとしたとき、
−2<Nz<5を満足する位相差層を具備する1/4波
長板を介して、コレステリック液晶層からなる偏光分離
フィルムと、偏光フィルムを配置してなり、その偏光フ
ィルムが偏光分離フィルムと1/4波長板を介した偏光
に対して直交ニコルの関係に配置されていることを特徴
とする偏光反射素子、及びその偏光反射素子における偏
光フィルム側に位相差フィルムを有することを特徴とす
る楕円偏光素子を提供するものである。
【0006】
【発明の効果】本発明によれば、図1、図5の矢印Aの
如く、太陽光等の外光が偏光フィルムに入射するとその
一部が直線偏光として透過し、その透過光が1/4波長
板を介し左右の一方の円偏光に変換される。その円偏光
が偏光分離フィルムの反射条件を満足する左右の一方の
円偏光であるとき、偏光分離フィルムで鏡面的に反射さ
れ、その反射光が1/4波長板を介し直線偏光化されて
偏光フィルムに再入射し、液晶表示装置等の反射モード
での視認に利用できる直線偏光状態の透過光が得られ
る。
【0007】一方、図1、図5の矢印Bの如く、バック
ライト等を介して偏光分離フィルムに入射した光のうち
垂直方向以外の光は楕円偏光として透過し、その透過光
が1/4波長板を介し直線偏光化されて偏光フィルムに
入射し、液晶表示装置等の透過モードでの視認に利用で
きる直線偏光状態の透過光が得られる。なお偏光分離フ
ィルムに垂直入射した光は、左右の円偏光に分離されて
その一方が透過するが、その透過光は1/4波長板を介
し直線偏光化されたとき偏光フィルムが直交ニコルに配
置されているため透過できない。
【0008】 前記の結果、反射特性に優れて室内照明
等の明るさの外光を利用して反射モードによる視認を可
能とする輝度に優れる反射光が得られると共に、透過モ
ードによる視認の必要割合が少なくて消費電力を低減で
き、蓄電池の長寿命化をはかりうる反射・透過両用の実
用性に優れる液晶表示装置を形成することができる。
た1/4波長板を介した視角による着色を防止すること
ができる。
【0009】
【発明の実施形態】 本発明の偏光反射素子は、面内の
最大屈折率をnx、その直交方向の屈折率をny、厚さ方
向の屈折率をnz、及び(nx−nz)/(nx−ny)=
Nzとしたとき、−2<Nz<5を満足する位相差層を具
備する1/4波長板を介して、コレステリック液晶層か
らなる偏光分離フィルムと、偏光フィルムを配置してな
り、その偏光フィルムが偏光分離フィルムと1/4波長
板を介した偏光に対して直交ニコルの関係に配置された
ものからなる。その例を図1、図2、図3に示した。1
が偏光分離フィルム、2が1/4波長板、3が偏光フィ
ルムである。なお4,41〜44は粘着層であり、5は
セパレータである。
【0010】偏光分離フィルムとしては、コレステリッ
ク液晶層からなるものが用いられる。コレステリック液
晶層によれば、左右の円偏光を透過と反射を介していず
れか一方に選択的に分離することができる。コレステリ
ック液晶としては、適宜なものを用いることができ、特
に限定はない。液晶層の重畳効率や薄膜化などの点より
は液晶ポリマーの使用が有利である。また複屈折の大き
いコレステリック液晶分子ほど選択反射の波長域が広く
なって好ましい。好ましく用いうる偏光分離フィルムと
しては、コレステリック相を呈する液晶ポリマーからな
るフィルムや、コレステリック液晶ポリマーからなる層
をフィルム等の透明基材上に設けたものなどがあげられ
る。
【0011】ちなみに液晶ポリマーとしては、例えばポ
リエステル等の主鎖型液晶ポリマー、アクリル主鎖やメ
タクリル主鎖、シロキサン主鎖等からなる側鎖型液晶ポ
リマー、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。取扱い性の点より、ガラス転移温度が30〜150
℃の液晶ポリマーが好ましく用いうる。
【0012】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いうる。ちなみにその例として
は、基板上にポリイミドやポリビニルアルコール等の膜
を形成してレーヨン布等でラビング処理したものや、S
iOの斜方蒸着層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。
【0013】前記の基板としては、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、エポキシ系樹脂の如き
プラスチックからなるフイルム、あるいはガラス板など
の適宜なものを用いうる。基板上に形成した液晶ポリマ
ーの固化層は、基板がフィルムからなる場合にはそれと
の一体物としてそのまま偏光分離フィルムに用いうる
し、基板より剥離してフィルム等からなる偏光分離フィ
ルムとして用いることもできる。フィルムからなる基板
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フィルム
を用いることが好ましい。
【0014】液晶ポリマーの展開は、加熱溶融方式によ
ってもよいし、溶剤による溶液として展開することもで
きる。その溶剤としては、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。展開は、バーコーターやスピナ
ー、ロールコーター、グラビア印刷方式などの適宜な塗
工機にて行うことができる。展開に際しては、必要に応
じ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。
【0015】コレステリック液晶層の厚さは、配向の乱
れや透過率低下の防止、選択反射性(円偏光二色性を示
す波長範囲)などの点より、0.5〜100μm、就中
1〜70μm、特に1〜50μmが好ましい。コレステリ
ック液晶層、ないし偏光分離フィルムの形成に際して
は、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。
【0016】偏光分離フィルムは、図2に例示の如く2
層又は3層以上のコレステリック液晶層11,12の重
畳物として形成することもできる。重畳化は、反射波長
の広域化などの点より有利であり、その場合には所定外
の円偏光として反射する光の中心波長が異なる組合せで
重畳することが好ましい。すなわち単層のコレステリッ
ク液晶層では通例、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、そのような場合に選択反射性の異なるコレ
ステリック液晶層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ができる。
【0017】ちなみにコレステリック液晶層の場合、そ
の液晶層に基づく選択反射の中心波長が300〜900
nmのものを同じ偏光方向の円偏光を反射する組合せで、
かつ選択反射の中心波長が異なる、就中それぞれ50nm
以上異なる組合せで用いて、その2〜6種類を重畳する
ことで広い波長域をカバーできる偏光分離フィルムを効
率的に形成することができる。コレステリック液晶層の
重畳には、製造効率や薄膜化などの点より液晶ポリマー
の使用が特に有利である。
【0018】従って偏光分離フィルムとしては、それが
所定外の円偏光として反射しうる光の波長域が視認等に
利用する光の波長域と可及的に一致したものが好ましく
用いうる。なお前記において、偏光分離フィルムをコレ
ステリック液晶層の重畳層として形成する場合、同じ偏
光方向の円偏光を反射するものの組合せで用いることを
指摘した。これは、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。
【0019】本発明において用いる偏光分離フィルム
は、例えば低分子量体からなるコレステリック液晶層を
フィルム等の透明基材で挾持したセル形態、液晶ポリマ
ーからなるコレステリック液晶層を透明基材で支持した
形態、コレステリック液晶層の液晶ポリマーのフィルム
からなる形態、それらの形態物を適宜な組合せで重畳し
た形態などの適宜な形態とすることができる。
【0020】前記の場合、コレステリック液晶層をその
強度や操作性などに応じて1層又は2層以上の支持体で
保持することもできる。2層以上の支持体を用いる場合
には、偏光の状態変化を防止する点などより例えば無配
向のフィルムや、配向しても複屈折の小さいトリアセテ
ートフィルムなどの如く位相差が可及的に小さいものが
好ましく用いうる。
【0021】偏光分離フィルムの片側に配置する1/4
波長板は、上記した如く偏光フィルムより入射した光を
円偏光化して偏光分離フィルムによる反射を可能とし
(反射モード)、また偏光分離フィルムより入射した楕
円偏光の位相を変化させて直線偏光成分の多い状態に変
換することを目的とし、これにより偏光フィルムを透過
しやすい光などを得ることができる。
【0022】1/4波長板は、適宜な材質で形成でき、
透明で均一な位相差を与えるものが好ましい。1/4波
長板の位相差は、利用する光の波長域などに応じて適宜
に決定しうる。ちなみに可視光域では波長550nmの光
に対する1/4波長板が好ましい。
【0023】 また位相差層は、視角によって着色する
場合があり、その着色を防止する点より、式:Nz=
(nx−nz)/(nx−ny)で定義されるNzが、−2
<Nz<5を満足する1/4波長板が用いられる。なお
前記の式において、nxは位相差層の面内における最大
屈折率、nyはnx方向に直交する方向の屈折率、nzは
厚さ方向の屈折率を意味する。
【0024】1/4波長板は、単層の位相差層からなる
ものや、図2に例示した如く、1/4波長板として機能
しうる波長範囲の拡大を目的に、位相差が相違する2層
以上の位相差層21,22を重畳したものなどとして得
ることができる。ちなみに、可視光域の広い範囲で1/
4波長板として機能しうる重畳型の1/4波長板として
は、例えば波長550nmの光に対して1/2波長の位相
差を与える位相差層と、1/4波長の位相差を与える位
相差層との組合せで複数の位相差層をそれらの光軸を交
差させた状態で重畳したものなどがあげられる。
【0025】前記において、視角による着色を防止した
重畳型の1/4波長板を得る点よりは、当該−2<Nz
<5を満足する1/4波長の位相差を与える位相差層
と、1/2波長の位相差を与える位相差層の1層又は2
層以上とを用いた重畳物とすることが好ましい。
【0026】上記の如く1/4波長板は、位相差層の単
層物や重畳物として得られるが、その位相差層の形成に
は例えば位相差フィルムなどが用いられる。位相差フィ
ルムは、高分子フィルムを一軸や二軸等で適宜に延伸処
理してなるフィルムや、液晶ポリマーフィルムなどとし
て得ることができる。その高分子フィルムや液晶ポリマ
ーフィルムとしては適宜なものを用いうる。
【0027】ちなみに、前記の高分子フィルムの具体例
としては、ポリカーボネート系ポリマーやポリエステル
系ポリマー、ポリスルホン系ポリマーやポリエーテルス
ルホン系ポリマー、ポリビニルアルコール系ポリマーや
ポリスチレン系ポリマー、ポリメチルメタクリレート系
ポリマーやポリオレフィン系ポリマー、酢酸セルロース
系ポリマーやポリ塩化ビニル系ポリマー、ポリアリレー
ト系ポリマーやポリアミド系ポリマーの如き適宜な透明
プラスチックからなるフィルムなどがあげられる。
【0028】1/4波長板側に配置する偏光フィルムと
しては、二色性物質含有の吸収型偏光フィルムやポリエ
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
型偏光フィルムの例としては、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。
【0029】偏光反射素子による明るい反射光や透過光
の達成性などの点よりは、二色性物質含有の偏光フィル
ムなどの如く偏光度の高いものが好ましく用いられる。
就中、光透過率が40%以上で、偏光度が90%以上、
就中95%以上、特に99%以上の偏光フィルムが好ま
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、同じ偏光フィルムを平行ニコルに配
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。なお偏光フィルムの厚さは通例5
〜80μmであるが、これに限定されない。
【0030】前記の透明保護層は、特に二色性物質含有
の偏光フィルム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、粘着層
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。
【0031】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。
【0032】偏光フィルムは、反射モードでの視認を可
能とする反射光を得るために、偏光分離フィルムと1/
4波長板を介した偏光に対して直交ニコルの関係に配置
される。すなわち偏光フィルムは、偏光分離フィルムを
透過した円偏光が1/4波長板を透過して直線偏光とな
った際に、その直線偏光を透過させない状態に配置され
る。
【0033】前記により、偏光フィルム側より入射した
光が1/4波長板を透過して円偏光となった際に、偏光
分離フィルムで反射される円偏光となりその反射を介し
た戻り光としての反射光が得られることとなる。前記の
直交ニコル関係の配置は、1/4波長板を透過した直線
偏光に対して偏光フィルムの透過軸を直交状態とするこ
とにより達成できる。なおその直交状態の形成に際して
は、偏光フィルムや1/4波長板等の光学軸のバラツ
キ、作業誤差などに基づく角度のズレは許容される。
【0034】偏光反射素子には、図3に例示の如く表面
や層間の適宜な位置に、光を拡散して輝度の均質化や光
放射方向の拡大等を目的とする1層又は2層以上の光拡
散層6を配置することができる。光拡散層は、偏光分離
フィルムの入射角依存性による視角特性の緩和などにも
有効である。光拡散層としては、上記した偏光フィルム
の透明保護層で例示した微細凹凸構造や回折格子状のも
の、内部拡散式のものやパール顔料含有式のもの等の適
宜な拡散構造を有する付設層や拡散板などの適宜なもの
を用いることができ、公知の光拡散層のいずれも用いう
る。
【0035】本発明においては、図4に例示した如く偏
光反射素子の偏光フィルム3の側に位相差フィルム7を
設けた楕円偏光素子とすることもできる。かかる位相差
フィルムは、偏光フィルムを透過した直線偏光を楕円偏
光に変換して、液晶セルに入射する光の偏光面を調節し
たり、液晶セルの複屈折性等による光学特性を補償した
りして、光の利用効率や視認性の向上等を目的に配置さ
れる。その位相差フィルムとしては、1/4波長板とし
て上記に例示したものなどが波長域等に応じて適宜に用
いうる。位相差フィルムは、1層又は2層以上の重畳層
として形成されていてもよい。なお図中の45は、粘着
層である。
【0036】なお本発明においては、偏光反射素子や楕
円偏光素子を形成する偏光分離フィルムや1/4波長
板、偏光フィルムや光拡散層、位相差フィルムや後記す
る粘着層等の形成部品は、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たものであってもよい。
【0037】偏光反射素子や楕円偏光素子における偏光
分離フィルムや1/4波長板、偏光フィルムや位相差フ
ィルム等の各部品は、必要に応じて接着層等を介して積
層一体化することができる。積層一体化は、使用時の光
軸のズレ等を防止する点などより好ましい。なお図2に
例示の如く、積層一体化した偏光反射素子、楕円偏光素
子の表裏の一方、又は双方には他部品と接着するための
粘着層44を設けることもできる。その場合には、セパ
レータ5などを仮着して表面を保護しておくことが好ま
しい。
【0038】前記の積層一体化には、適宜な接着剤等を
用いうるが、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、応力緩和
性に優れる粘着層、就中、緩和弾性率が2×105〜1
×107dyne/cm2、特に2×106〜8×106dyne/cm
2の粘着層を介して接着した積層体とすることが好まし
い。かかる粘着層は、通例、ガラス転移温度が0℃以下
の粘着剤にて形成することができる。
【0039】前記の応力緩和性に優れる粘着層を介した
積層一体化は、光源からの熱等で偏光分離フィルムや1
/4波長板や偏光フィルム等に生じる応力を抑制でき、
光弾性変形により発生する屈折率の変化の防止に加え
て、各界面での反射ロスの抑制や界面への異物等の侵入
防止、ひいては液晶表示装置等の表示品位の低下予防な
どにも有効である。さらに事前接着による積層一体化方
式は、液晶表示装置等の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。
【0040】前記した応力緩和性に優れる粘着層の形成
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透明性に優れる
適宜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い。
【0041】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、必要に応じ改質用モノマ
ーの1種又は2種以上と共に重合処理したものなどがあ
げられる。
【0042】前記したアクリル系共重合体の形成に際し
必要に応じて(メタ)アクリル酸エステルと共重合する
改質用のモノマーの具体例としては、(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などがあげられる。
【0043】また、(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なども改質用モノマーと
してあげられる。
【0044】さらに、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
エステルなども改質用モノマーとしてあげられる。
【0045】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。
【0046】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。
【0047】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。
【0048】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。
【0049】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。
【0050】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。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。
【0051】なお偏光分離フィルムや1/4波長板、偏
光フィルムや位相差フィルム等が複数の分離素材で形成
される場合にも、粘着層を介した接着一体化物として形
成することが好ましい。
【0052】上記したように本発明の偏光反射素子、楕
円偏光素子は、反射/透過両用の液晶表示装置の形成に
好ましく用いうる。その液晶表示装置の例を図5に示し
た。8が液晶セルであり、9はバックライトである。ま
た61は光拡散層、31は偏光板、46,47,48は
粘着層である。
【0053】反射/透過両用の液晶表示装置は一般に、
液晶セルの両側に偏光板を配置し、底面にバックライト
を配置すると共に、必要に応じて補償用位相差フィルム
等を付加した構造を基本的な形態として形成されるが、
本発明においては、そのバックライト側の偏光板とし
て、上記した偏光反射素子又は楕円偏光板を用いる点を
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。その場合、偏光反射素子又は楕円偏光板は、図5の
如く、その偏光フィルム側3又は位相差フィルム側6を
液晶セル側として液晶セル8とバックライト9の間に配
置される。
【0054】従って液晶セルとしては、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、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などを用い
た適宜なものであってよく、その駆動方式についても特
に限定はない。さらに、バックライトも導光板等による
サイドライト型のものなどの適宜なものであってよい。
【0055】
【実施例】
実施例1 400〜700nmの波長範囲で選択反射性を示す偏光分
離フィルムと、広帯域型1/4波長板(日東電工社製、
NRF−QF02A)と、ポリビニルアルコール系偏光
フィルム(日東電工社製、NPF)を厚さ20μmのア
クリル系粘着層を介して順次配置し、それをプレス圧着
して積層一体化し、偏光反射素子を得た。なお偏光フィ
ルムは、偏光分離フィルムを介して1/4波長板を透過
した直線偏光に対して透過軸が直交(直交ニコル)する
ように配置した。
【0056】なお前記の偏光分離フィルムは、メタクリ
ル系主鎖の側鎖型ネマチック液晶ポリマーにカイラル剤
(チッソ社製、CM−32)を添加したテトラクロロエ
タン溶液を、厚さ50μmのトリアセチルセルロースフ
ィルムのポリイミドラビング処理面上にスピンコート方
式で塗工し、150℃で10分間乾燥硬化させて厚さ5
μmのコレステリック液晶層を形成する方法で、鏡面状
の選択反射状態を呈する選択反射の中心波長が450n
m、550nm、又は650nmの3種類のコレステリック
液晶層付設フィルムを得、それらを厚さ20μmのアク
リル系粘着層を介し圧着積層して一体化することにより
得たものである。前記の選択反射の中心波長の調節は、
カイラル剤の添加量を変えることにより行った。
【0057】また1/4波長板は、厚さ100μmのポ
リカーボネートフィルムを160℃で1.05倍に1軸
延伸処理して得た波長550nmの光に対し1/4波長の
位相差を与える、延伸軸が17.5度となるように切り
出した位相差フィルムと、厚さ100μmのポリカーボ
ネートフィルムを160℃で1.09倍に1軸延伸処理
して得た波長550nmの光に対し1/2波長の位相差を
与える、延伸軸が80度となるように切り出した位相差
フィルムを厚さ20μmのアクリル系粘着層を介し圧着
積層して一体化することにより得たものである。
【0058】さらにアクリル系粘着層は、冷却管と窒素
導入管と温度計と撹拌装置を備えた反応容器に、アクリ
ル酸ブチル99.9重量部/アクリル酸6−ヒドロキシ
ヘキシル0.1重量部/2,2−アゾビスイソブチロニ
トリル0.3重量部を、酢酸エチル120重量部と共に
入れて窒素ガス気流下に60℃で4時間、ついで70℃
で2時間反応させて得た溶液に酢酸エチル114重量部
を加えて固形分濃度を30重量%に調節し、それに固形
分100重量部あたり0.3重量部のトリメチロールプ
ロパントリレンジイソシアネートを加えて得たアクリル
系粘着剤を、シリコーン系剥離剤で表面処理したポリエ
ステルフィルム製セパレータ上に塗工し、120℃で3
分間加熱乾燥して形成したものである。そのアクリル系
粘着層の緩和弾性率は、6×106dyne/cm2であった。
【0059】比較例 偏光フィルムを、偏光分離フィルムを介して1/4波長
板を透過した直線偏光に対して透過軸が平行(平行ニコ
ル)になるように配置したほかは実施例1に準じて偏光
素子を得た。
【0060】評価試験 実施例1、比較例で得た偏光(反射)素子の偏光フィル
ム側より暗室にてライトを照射したところ、実施例1で
は反射法則に基づく良好な反射光が得られ、その反射率
にも優れていたが、比較例では実質的に反射光が認めら
れなかった。また偏光分離フィルム側より暗室にてライ
トを照射した場合には、実施例1及び比較例で良好な透
過光が得られた。
【図面の簡単な説明】
【図1】偏光反射素子例の断面図
【図2】他の偏光反射素子例の断面図
【図3】さらに他の偏光反射素子例の断面図
【図4】楕円偏光素子例の断面図
【図5】液晶表示装置例の断面図
【符号の説明】
1:偏光分離フィルム 11,12:コレステリック液晶層 2:1/4波長板 3,31:偏光フィルム 4,41〜48:粘着層 6,61:光拡散層 7:位相差フィルム 8:液晶セル 9:バックライト
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平8−271731(JP,A) 特開 平9−189811(JP,A) 特開 平10−3079(JP,A) 特開 平9−329779(JP,A) 特開 平7−35925(JP,A) 特開 平10−68816(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 5/30 G02F 1/1335

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 面内の最大屈折率をnx、その直交方向
    の屈折率をny、厚さ方向の屈折率をnz、及び(nx−
    nz)/(nx−ny)=Nzとしたとき、−2<Nz<5
    を満足する位相差層を具備する1/4波長板を介して、
    コレステリック液晶層からなる偏光分離フィルムと、偏
    光フィルムを配置してなり、その偏光フィルムが偏光分
    離フィルムと1/4波長板を介した偏光に対して直交ニ
    コルの関係に配置されていることを特徴とする偏光反射
    素子。
  2. 【請求項2】 請求項1において、偏光分離フィルムが
    選択反射の中心波長が相違する2層以上のコレステリッ
    ク液晶層からなり、偏光フィルムが二色性物質含有物か
    らなる偏光反射素子。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2において、1/4波長板
    当該Nzを満足する位相差フィルム、又はその位相差
    フィルムと1枚又は2枚以上の1/2波長板からなる偏
    光反射素子。
  4. 【請求項4】 請求項1〜3において、偏光フィルムが
    光透過率40%以上、偏光度90%以上のものである偏
    光反射素子。
  5. 【請求項5】 請求項1〜4において、偏光分離フィル
    ムと1/4波長板と偏光フィルムが2×105〜1×1
    7dyne/cm2の緩和弾性率を有する粘着層を介して接着
    した積層体からなる偏光反射素子。
  6. 【請求項6】 請求項1〜5において、表面又は層間に
    1層又は2層以上の光拡散層を有する偏光反射素子。
  7. 【請求項7】 請求項1〜6に記載の偏光反射素子にお
    ける偏光フィルム側に位相差フィルムを有することを特
    徴とする楕円偏光素子。
  8. 【請求項8】 請求項1〜6に記載の偏光反射素子を、
    その偏光フィルム側を液晶セル側として液晶セルとバッ
    クライトの間に有することを特徴とする反射/透過両用
    の液晶表示装置。
  9. 【請求項9】 請求項7に記載の楕円偏光素子を、その
    位相差フィルム側を液晶セル側として液晶セルとバック
    ライトの間に有することを特徴とする反射/透過両用の
    液晶表示装置。
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