JP7379970B2 - λ／２位相差板、光学用品及び反射型投射システム - Google Patents

Description

本発明は、λ／２位相差板、光学用品及び反射型投射システムに関する。

光ピックアップ装置及び液晶プロジェクタ等の光学用品には、直線偏光の変換素子を含むものがある。直線偏光の変換素子としては、例えば、直線偏光の振動方向を９０度回転するλ／２位相差板が挙げられる。直線偏光がλ／２位相差板を通過すると、Ｐ偏光はＳ偏光に変換され、Ｓ偏光はＰ偏光に変換される。

λ／２位相差板は、位相差が波長の変化に伴って変化する波長依存性を有するため、中心波長（通常は５５０ｎｍ）から外れた波長に関しては機能が低下し、直線偏光の変換割合が低下する。
そこで、幅広い波長域においてλ／２位相差板として機能する波長板として、特許文献１及び２のλ／２位相差板が提案されている。

特開平５－１００１１４号公報 特開２００４－１７０８５３号公報

特許文献１及び２のλ／２位相差板は、２枚の波長板を所定の角度で積層してなるものである。しかし、特許文献１及び２のλ／２位相差板は、使用条件によっては直線偏光の変換割合が極端に低下することが頻発した。

本発明者らは、特許文献１及び２の波長板を用いても直線偏光の変換割合が低下する原因について鋭意検討した。その結果、本発明者らは、「特許文献１及び２では、もっぱらλ／２位相差板に対して直線偏光が略垂直に入射する条件のみを想定していること」、及び、「特許文献１及び２では、λ／２位相差板に対して直線偏光が斜めに入射する条件を想定しておらず、当該条件において、中心波長から外れた直線偏光の変換割合が極端に低下すること」を見出した。
そして、本発明者らはさらに検討した結果、λ／２位相差板に対して直線偏光が斜めに入射する使用条件であっても、幅広い波長域において直線偏光の変換割合を良好にし得るλ／２位相差板を完成するに至った。

すなわち、本発明は、以下の［１］～［１０］を提供する。
［１］λ／２位相差板であって、前記λ／２位相差板は、第１のポジティブＡ層と第２のポジティブＡ層とを有し、前記第１のポジティブＡ層の遅相軸と前記第２のポジティブＡ層の遅相軸とが交差してなり、下記条件１を満たす、λ／２位相差板。
＜条件１＞
前記λ／２位相差板に対して入射角α度で入射した直線偏光の任意の１２０ｎｍ以上の幅の波長域における前記直線偏光の分光透過率が、入射角αが３０～６０度の範囲内から選択される少なくとも一つの１０度幅の領域において２．０％以下を示す。
［２］前記条件１を満たす任意の１２０ｎｍ以上の幅の波長域の中心波長をλｃ［ｎｍ］、前記第１のポジティブＡ層の波長λｃ［ｎｍ］における面内位相差をＲｅ１（λｃ）、前記第２のポジティブＡ層の波長λｃ［ｎｍ］における面内位相差をＲｅ２（λｃ）と定義した際に、Ｒｅ１（λｃ）＞Ｒｅ２（λｃ）である、［１］に記載のλ／２位相差板。
［３］前記条件１を満たす任意の１２０ｎｍ以上の幅の波長域の中心波長λｃが、波長５００～６００ｎｍの中に位置する、［１］又は［２］に記載のλ／２位相差板。
［４］前記第１のポジティブＡ層の波長５５０ｎｍにおける面内位相差をＲｅ１（５５０）、前記第２のポジティブＡ層の波長５５０ｎｍにおける面内位相差をＲｅ２（５５０）と定義した際に、前記Ｒｅ１（５５０）が２８０～３２０ｎｍであり、前記Ｒｅ２（５５０）が２３０～２７０ｎｍであり、Ｒｅ１（５５０）＞Ｒｅ２（５５０）である、［１］～［３］の何れかに記載のλ／２位相差板。
［５］前記λ／２位相差板の面内の水平方向をＤ１、前記λ／２位相差板の面内の前記水平方向に直交する方向をＤ２と定義し、さらに、前記第１のポジティブＡ層の遅相軸とＤ２とが成す角をθ１、前記第２のポジティブＡ層の遅相軸とＤ２とが成す角をθ２と定義した際に、θ１及びθ２が下記条件２－１に示す（Ａ１）～（Ａ４）の何れかの組み合わせを満たす、［１］～［４］の何れかに記載のλ／２位相差板。
＜条件２－１＞
（Ａ１）θ１が１２．５～２７．５度、かつ、θ２が５７．５～７２．５度
（Ａ２）θ１が５７．５～７２．５度、かつ、θ２が１２．５～２７．５度
（Ａ３）θ１が－１２．５～－２７．５度、かつ、θ２が－５７．５～－７２．５度
（Ａ４）θ１が－５７．５～－７２．５度、かつ、θ２が－１２．５～－２７．５度
［６］第１の透明基材と第２の透明基材との間に、前記第１のポジティブＡ層及び前記第２のポジティブＡ層を有する、［１］～［５］の何れかに記載のλ／２位相差板。
［７］前記条件１の前記直線偏光がＳ偏光である、［１］～［６］の何れかに記載のλ／２位相差板。
［８］［１］～［７］の何れかに記載のλ／２位相差板を含む光学用品。
［９］反射スクリーンである、［８］に記載の光学用品。
［１０］［１］～［７］の何れかに記載のλ／２位相差板を含む反射スクリーンと、光源とを備えた、反射型投射システム。

本発明のλ／２位相差板、並びにこれを用いた光学用品及び反射型投射システムは、幅広い波長域において直線偏光の変換割合を良好にすることができる。

本発明のλ／２位相差板の一実施形態を示す断面図である。 実施例１～２、比較例１～２のλ／２位相差板に対して、入射角５５度でＳ偏光を入射した際のＳ偏光の分光透過率を示す図。 実施例１～２、比較例１～２のλ／２位相差板に対して、入射角４５度でＳ偏光を入射した際のＳ偏光の分光透過率を示す図。 実施例１～２、比較例１～２のλ／２位相差板に対して、入射角３５度でＳ偏光を入射した際のＳ偏光の分光透過率を示す図。 実施例１～２、比較例１～２のλ／２位相差板に対して、入射角２５度でＳ偏光を入射した際のＳ偏光の分光透過率を示す図。 実施例１～２、比較例１～２のλ／２位相差板に対して、入射角１５度でＳ偏光を入射した際のＳ偏光の分光透過率を示す図。 実施例１～２、比較例１～２のλ／２位相差板に対して、入射角５度でＳ偏光を入射した際のＳ偏光の分光透過率を示す図。 実施例の二重像の評価手法を説明する概略図である。

以下、本発明の実施形態を説明する。
［λ／２位相差板］
本発明のλ／２位相差板は、第１のポジティブＡ層と第２のポジティブＡ層とを有し、前記第１のポジティブＡ層の遅相軸と前記第２のポジティブＡ層の遅相軸とが交差してなり、下記条件１を満たすものである。
＜条件１＞
前記λ／２位相差板に対して入射角α度で入射した直線偏光の任意の１２０ｎｍ以上の幅の波長域における前記直線偏光の分光透過率が、入射角αが３０～６０度の範囲内から選択される少なくとも一つの１０度幅の領域において２．０％以下を示す。

図１は、本発明のλ／２位相差板の一実施形態を示す断面図である。図１のλ／２位相差板１００は、第１のポジティブＡ層１０と、第２のポジティブＡ層２０とを有している。また、図１のλ／２位相差板１００は、第１の透明基材５０と、第２の透明基材６０との間に、第１のポジティブＡ層１０及び第２のポジティブＡ層２０が配置されている。また、図１のλ／２位相差板１００は、第１の透明基材５０と第１のポジティブＡ層１０との間、及び、第２の透明基材６０と第２のポジティブＡ層２０との間、接着剤層（３０，４０）を有している。

本明細書において、「ＸＸに対して入射角ＹＹ度で入射した直線偏光」とは、「ＸＸの法線方向からＹＹ度ずれた方向から入射した直線偏光」を意味するものとする。
また、本明細書において、「１０度幅の領域」とは、基準となる角度をｘ度とした際に、「ｘ～ｘ＋１０度」の領域のことを意味する。例えば、基準となる角度が４０度の場合、４０～５０度の領域を意味する。
また、本明細書において、「入射角αが３０～６０度の範囲内から選択される少なくとも一つの１０度幅の領域において、『ｘｘｘ』を満たす。」とは、入射角αが３０～６０度の範囲内の、少なくとも一つの１０度幅の領域で『ｘｘｘ』を満たせば条件を満たし、それ以外の１０度幅の領域では『ｘｘｘ』を満たしてもよいし、満たさなくてもよいことを意味する。例えば、入射角４０～５０度の１０度幅において『ｘｘｘ』を満たせば、入射角３０～４０度の１０度幅では『ｘｘｘ』を満たさなくてもよい。なお、『ｘｘｘ』とは、本明細書中の入射角αに関連する各種の条件を意味する。
本明細書において、「ポジティブＡ層」とは、面内における遅相軸方向の屈折率をＮｘ、面内において遅相軸方向と直交する方向の屈折率をＮｙ、厚さ方向の屈折率をＮｚとしたとき、Ｎｘ＞Ｎｙ≒Ｎｚの関係であるものである。
本明細書において、面内位相差（Ｒｅ）は、面内における遅相軸方向の屈折率をＮｘ、面内においてＮｘに直交する方向の屈折率をＮｙ、膜厚をｄ（ｎｍ）とした際に、下記式で表すことができるものであり、単位はｎｍである。また、本明細書において、面内位相差（Ｒｅ）は、特に断りのない限り、正面方向の面内位相差（ポジティブＡ層に光を垂直入射した際の面内位相差）を意味する。
面内位相差（Ｒｅ）＝（Ｎｘ－Ｎｙ）×ｄ

＜条件１＞
条件１は、λ／２位相差板に対して入射角α度で入射した直線偏光（Ｐ偏光又はＳ偏光）の任意の１２０ｎｍ以上の幅の波長域における直線偏光の分光透過率（入射光がＰ偏光の場合はＰ偏光の分光透過率であり、入射光がＳ偏光の場合はＳ偏光の分光透過率である。）が、入射角αが３０～６０度の範囲内から選択される少なくとも一つの１０度幅の領域において２．０％以下を示すことを規定している。

条件１では、「直線偏光の任意の１２０ｎｍ以上の幅の波長域における前記直線偏光の分光透過率が２．０％以下であること」を規定している。このことは、λ／２位相差板による直線偏光の変換割合が良好であることを示している。すなわち、条件１では、入射光がＳ偏光の場合はその殆どがＰ偏光に変換されること、及び、入射光がＰ偏光の場合はその殆どがＳ偏光に変換されることを意味している。

条件１では、「任意の１２０ｎｍ以上の幅の波長域」における直線偏光の分光透過率を規定している。このように広い幅の波長域において直線偏光の変換割合を良好にすることにより、後述する各種の光学用途（反射型スクリーン、センサー等）において、性能を高めたり、製品設計の自由度を高めたりしやすくできる。
条件１における任意の１２０ｎｍ以上の幅の波長域は、可視光領域（３８０～７８０ｎｍ）に位置していてもよいし、可視光領域外に位置していてもよい。なお、可視光の波長域で条件１を満たす場合、λ／２位相差板を用いた反射スクリーンの色再現性を良好にし得る点で好ましい。

λ／２位相差板に対する直線偏光の入射角は、λ／２位相差板の使用目的等に応じた理想的な入射角が存在する。しかし、λ／２位相差板に対する直線偏光の入射角を理想的な角度に完全に一致させたとしても、振動等の環境因子によって入射角が変動する場合がある。また、理想的な入射角が狭すぎる場合には、λ／２位相差板と光源とを特定の配置関係とする必要があり、製品設計の自由度が制限されてしまう。すなわち、条件１において、「入射角αが３０～６０度の範囲内から選択される“少なくとも一つの１０度幅の領域”」と規定しているのは、前述した環境因子の影響により入射角が多少前後しても問題がないこと、及び、製品設計の自由度の制限を受けないことを意味している。当該効果をより良好にするためには、“少なくとも一つの１５度幅の領域”において条件１と同様の条件を満たすことが好ましく、“少なくとも一つの２０度幅の領域”において条件１と同様の条件を満たすことがより好ましい。

条件１を満たす「任意の１２０ｎｍ以上の幅の波長域」は、広いほど好ましい。具体的には、条件１を満たす任意の波長域の幅は１３０ｎｍ以上であることが好ましく、１５０ｎｍ以上であることがより好ましく、１６０ｎｍ以上であることがさらに好ましい。ただし、広い範囲に渡って条件１を満たすことは難しい。条件１を満たす任意の波長域の幅の上限は、３００ｎｍ以下程度であり、好ましくは２５０ｎｍ以下、より好ましくは２００ｎｍ以下である。

また、条件１で規定する分光透過率は、１．７％以下であることが好ましく、１．５％以下であることがより好ましい。条件１で規定する分光透過率は低いほど好ましい。

λ／２位相差板は、入射光がＰ偏光及びＳ偏光の少なくとも何れかの場合に条件１を満たせばよい。
λ／２位相差板の用途の一例である反射スクリーンを考慮すると、入射光がＳ偏光の場合に条件１を満たすことが好ましい。入射光がＳ偏光の場合に条件１を満たすλ／２位相差板（反射スクリーン）に対して、Ｓ偏光を入射光として投影した場合、λ／２位相差板（反射スクリーン）の表面で反射したＳ偏光により映像を視認することができ、かつ、λ／２位相差板（反射スクリーン）の表面で反射せずに内部に侵入したＳ偏光はＰ偏光に変換されて界面反射率が低下するため、二重像を抑制することができる。
なお、λ／２位相差板では、Ｐ偏光はＳ偏光に変換され、Ｓ偏光はＰ偏光に変換される。ブリュースター角の観点からは、Ｐ偏光はＳ偏光よりも界面で反射されにくく透過しやすいが、前述したように直線偏光は変換されるため、同じλ／２位相差板を用いた場合には、入射光の直線偏光の種類に関わらず分光透過率の差は微差である。よって、同じλ／２位相差板を用いた場合、入射する直線偏光の種類（Ｐ偏光又はＳ偏光）に応じてλ／２位相差板を適切な角度で配置すれば、何れか一方の直線偏光が条件１を満たせば、他方の直線偏光も条件１を満たす場合が多い。

条件１を満たしやすくするためには、第１のポジティブＡ層の遅相軸と第２のポジティブＡ層の遅相軸とを交差して配置することが好ましい。また、第１のポジティブＡ層の遅相軸は、λ／２位相差板の面内の水平方向に直交する方向（Ｄ２）と、所定の角度（θ１）を成すことが好ましく、同様に、第２のポジティブＡ層の遅相軸は、Ｄ２と所定の角度（θ２）を成すことが好ましい。θ１及びθ２の好ましい角度については後述する。
また、条件１を満たしやすくするためには、第１のポジティブＡ層の位相差と、第２のポジティブＡ層の位相差とを異なるものとすることが好ましい。例えば、後述する「Ｒｅ１（λｃ）＞Ｒｅ２（λｃ）」又は「Ｒｅ１（５５０）＞Ｒｅ２（５５０）」の関係を満たすことが好ましい。
また、条件１を満たしやすくするためには、λ／２位相差板を構成する互いに隣接する層の屈折率差を小さくすることが好ましい。

λ／２位相差板内に侵入した直線偏光の波長ごとの変換割合は、下記のステップ（１）及び（２）によりシミュレーションすることができる。
（１）入射角α度における第１のポジティブＡ層の面内位相差Ｒｅ１（α）、及び、入射角α度における第２のポジティブＡ層の面内位相差Ｒｅ２（α）を波長ごとに算出する。
（２）上記（１）で算出したＲｅ１（α）及びＲｅ２（α）と、後述するθ１及びθ２とを考慮して、第１のポジティブＡ層及び第２のポジティブＡ層を通過した直線偏光が、ポアンカレ球のどの座標に変換されるかを検証する。

上記ステップ（１）において、入射角α度におけるポジティブＡ層の面内位相差Ｒｅ（α）は、下記式（ｉ）で算出できる。下記式において、Ｒｅ（０）は、入射角０度のポジティブＡ層の面内位相差を意味する。また、θは後述するθ１及びθ２の何れかを意味する。

図２は、実施例１～２、比較例１～２のλ／２位相差板に対して、入射角５５度でＳ偏光を入射した際のＳ偏光の分光透過率を示す図であり、図３は、実施例１～２、比較例１～２のλ／２位相差板に対して、入射角４５度でＳ偏光を入射した際のＳ偏光の分光透過率を示す図である。図２及び図３において、実線は実施例１、一点鎖線は実施例２、ピッチが広い破線は比較例１、ピッチが狭い破線は比較例２を示す。
図２及び図３から、実施例１～２のλ／２位相差板は、入射角４５度から入射角５５度の１０度幅の領域において、任意の１２０ｎｍ以上の幅の波長域の波長幅の分光透過率が２．０％以下を示している（図２及び図３に共通して、実施例では、４３０ｎｍ近傍～５８０ｎｍ近傍の波長域において分光透過率が２．０％以下を示している。）

本発明のλ／２位相差板の一実施形態は、前記条件１を満たす任意の１２０ｎｍ以上の幅の波長域の中心波長をλｃ［ｎｍ］、前記第１のポジティブＡ層の波長λｃ［ｎｍ］における面内位相差をＲｅ１（λｃ）、前記第２のポジティブＡ層の波長λｃ［ｎｍ］における面内位相差をＲｅ２（λｃ）と定義した際に、Ｒｅ１（λｃ）＞Ｒｅ２（λｃ）であることが好ましい。
Ｒｅ１（λｃ）＞Ｒｅ２（λｃ）とすることにより、条件１を満たしやすくすることができる。「Ｒｅ１（λｃ）－Ｒｅ２（λｃ）」の好適な範囲は、λｃ［ｎｍ］の値によって異なるため一概にはいえない。
λｃが波長５００～６００ｎｍの中に位置する場合、「Ｒｅ１（λｃ）－Ｒｅ２（λｃ）」は、２０～８０ｎｍであることが好ましく、４０～６０ｎｍであることがより好ましい。
Ｒｅ１（λｃ）及びＲｅ２（λｃ）の値は、λｃ［ｎｍ］の１／２の前後の値で調整することができる。

本発明のλ／２位相差板の一実施形態として、前記条件１を満たす任意の１２０ｎｍ以上の幅の波長域の中心波長λｃが、波長５００～６００ｎｍの中に位置することが好ましく、波長５０５～５７０ｎｍの中に位置することがより好ましく、波長５１０～５６０ｎｍの中に位置することがさらに好ましい。
λｃが波長５００～６００ｎｍの中に位置することは、人の視感度の高い波長域にλｃが位置することを意味する。例えば、入射光がＳ偏光の場合に条件１を満たし、λｃが波長５００～６００ｎｍの中に位置するλ／２位相差板を反射スクリーンとして用い、Ｓ偏光を入射光として用いた場合、λ／２位相差板（反射スクリーン）の表面で反射したＳ偏光により映像を視認することができ、かつ、λ／２位相差板（反射スクリーン）に侵入したＳ偏光はＰ偏光に変換されて界面反射率が低下するため、二重像を抑制することができる。

本発明のλ／２位相差板の一実施形態として、前記第１のポジティブＡ層の波長５５０ｎｍにおける面内位相差をＲｅ１（５５０）、前記第２のポジティブＡ層の波長５５０ｎｍにおける面内位相差をＲｅ２（５５０）と定義した際に、前記Ｒｅ１（５５０）が２８０～３２０ｎｍであり、前記Ｒｅ２（５５０）が２３０～２７０ｎｍであり、Ｒｅ１（５５０）＞Ｒｅ２（５５０）であることが好ましい。
当該構成を有することにより、人の視感度の高い波長域において、条件１を満たしやすくすることができる。当該構成を有する場合、第１のポジティブＡ層及び第２のポジティブＡ層は何れが光入射面側に位置してもよい。
当該構成において、Ｒｅ１（５５０）は２８５～３１０ｎｍであることがより好ましく、２９０～３００ｎｍであることがさらに好ましい。また、当該構成において、Ｒｅ２（５５０）は２３５～２６０ｎｍであることがより好ましく、２４０～２５０ｎｍであることがさらに好ましい。また、当該構成において、「Ｒｅ１（５５０）－Ｒｅ２（５５０）」は、２０～８０ｎｍであることがより好ましく、３０～７０ｎｍであることがさらに好ましい。

従来、人の視感度の高い波長域において直線偏光の変換割合を高めるためには、５５０ｎｍの面内位相差２７０ｎｍの２つのポジティブＡ層を積層したλ／２位相差板を用いていた。しかし、従来のλ／２位相差板は、入射光が斜めの場合に直線偏光の変換割合が大幅に低下してしまうものであった（比較例２参照）。上記の本発明のλ／２位相差板の一実施形態のように、Ｒｅ１（５５０）とＲｅ１（５５０）とを異なる値とすることにより、人の視感度の高い波長域において、条件１を満たしやすくすることができる。他の波長域の直線偏光の変換割合を高める場合も同様である。他の波長域の場合、Ｒｅ１（λｃ）とＲｅ１（λｃ）とを異なる値とすることが好ましい。

本発明のλ／２位相差板の一実施形態として、前記λ／２位相差板の面内の水平方向をＤ１、前記λ／２位相差板の面内の前記水平方向に直交する方向をＤ２と定義し、さらに、前記第１のポジティブＡ層の遅相軸とＤ２とが成す角をθ１、前記第２のポジティブＡ層の遅相軸とＤ２とが成す角をθ２と定義した際に、θ１及びθ２が下記条件２－１に示す（Ａ１）～（Ａ４）の何れかの組み合わせを満たすことが好ましい。
＜条件２－１＞
（Ａ１）θ１が１２．５～２７．５度、かつ、θ２が５７．５～７２．５度
（Ａ２）θ１が５７．５～７２．５度、かつ、θ２が１２．５～２７．５度
（Ａ３）θ１が－１２．５～－２７．５度、かつ、θ２が－５７．５～－７２．５度
（Ａ４）θ１が－５７．５～－７２．５度、かつ、θ２が－１２．５～－２７．５度

なお、水平方向とは、λ／２位相差板を基準とした際に、入射光の方位角の方向と直交する方向を意味する。後述の実施例では、地面に平行な方向を方位角０度とした際に、方位角９０度の方向からλ／２位相差板に光を入射している。すなわち、後述の実施例では、水平方向は地面に平行な方向である。
条件２－１において、第１のポジティブＡ層及び第２のポジティブＡ層は何れが光入射面側に位置してもよい。
条件２－１では、Ｄ２を基準として時計回りの方向に遅相軸が存在する場合には成す角を「＋」、Ｄ２を基準として反時計回りの方向に遅相軸が存在する場合には成す角を「－」としている。

条件２－１を満たすことにより、条件１を満たしやすくすることができる。なお、条件２－１の前提として、第１のポジティブＡ層と第２のポジティブＡ層とは、Ｒｅ１（λｃ）＞Ｒｅ２（λｃ）又はＲｅ１（５５０）＞Ｒｅ２（５５０）の関係を満たすことが好ましい。
条件２－１に関して、θ１及びθ２は（Ａ５）～（Ａ８）の何れかの組み合わせを満たすことがより好ましい。
（Ａ５）θ１が１５．５～１７．５度、かつ、θ２が５９．０～６１．０度
（Ａ６）θ１が５９．０～６１．０度、かつ、θ２が１５．５～１７．５度
（Ａ７）θ１が－１５．５～－１７．５度、かつ、θ２が－５９．０～－６１．０度
（Ａ８）θ１が－５９．０～－６１．０度、かつ、θ２が－１５．５～－１７．５度

＜ポジティブＡ層＞
ポジティブＡ層は、面内における遅相軸方向の屈折率をＮｘ、面内において遅相軸方向と直交する方向の屈折率をＮｙ、厚さ方向の屈折率をＮｚとしたとき、Ｎｘ＞Ｎｙ≒Ｎｚの関係であるものである。

ポジティブＡ層は汎用性の観点から正分散性を示すものを用いることが好ましい。
正分散性とは、短波長側ほど透過光における位相差が大きい波長分散特性である。

ポジティブＡ層の主成分は液晶化合物に由来する構成単位であることが好ましい。このため、第１のポジティブＡ層及び第２のポジティブＡ層の両方に液晶化合物に由来する構成単位を含むことが好ましい。主成分とは、ポジティブＡ層の全固形分の５０質量％以上であることを意味し、好ましくは７０質量％以上である。

ポジティブＡ層を形成する液晶化合物は、分子内に重合性官能基を有する重合性液晶化合物を含むことが好ましい。重合性官能基を有することにより、液晶化合物を重合して固定することが可能になるため、配列安定性に優れ、位相差性の経時変化が生じにくくなる。また、重合性液晶化合物は、分子内に重合性官能基を２つ以上有することがより好ましい。重合性官能基を２つ以上有することにより、液晶化合物の三次元的な配向を、より安定させることができる。
重合性官能基としては、例えば、紫外線、電子線等の電離放射線、あるいは熱の作用によって重合するものを挙げることができる。これら重合性官能基としては、ラジカル重合性官能基が挙げられる。ラジカル重合性官能基の代表例としては、少なくとも１つの付加重合可能なエチレン性不飽和二重結合を持つ官能基が挙げられ、具体例として、置換基を有する若しくは有さないビニル基、アクリレート基（アクリロイル基、メタクリロイル基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基を包含する総称）等が挙げられる。
また、重合性官能基として、一般的に知られているカチオン重合性官能基を使用してもよく、具体的には、脂環式エーテル基（エポキシ基、オキセタニル基等）、環状アセタール基、環状ラクトン基、環状イミノエーテル基、環状チオエーテル基、スピロオルソエステル基、ビニルオキシ基等が挙げられる。これらの中でも、脂環式エーテル基、ビニルオキシ基が好ましく、エポキシ基、オキセタニル基、ビニルオキシ基がより好ましい。

また、液晶化合物は、末端に重合性官能基を有するものが特に好ましい。このような液晶化合物を用いることにより、例えば、液晶化合物の末端同士が互いに重合して、三次元的に配向した状態にすることができるため、安定性を備え、かつ、光学特性の発現性に優れた位相差層とすることができる。液晶化合物は、１種単独で又は２種以上を混合して用いることができる。

液晶化合物は、１種単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。１種単独の場合、該１種の液晶化合物は重合性液晶化合物であることが好ましい。また、２種以上を組み合わせて用いる場合、少なくとも１種が重合性液晶化合物であることが好ましく、全てが重合性液晶化合物であることがより好ましい。

ポジティブＡ層は、ホモジニアス配向する液晶化合物を用いてポジティブＡ層を形成することが好ましい。モジニアス配向とは、液晶化合物の分子長軸が水平方向に配向している状態を意味する。ポジティブＡ層は、スメクチック相を示すことが好ましい。ここで、スメクチック相とは、一方向にそろった分子が相構造を有している状態をいう。

ポジティブＡ層の液晶化合物としては、円盤状液晶材料（ディスコティック液晶材料）と、棒状液晶材料とが挙げられる。
ポジティブＡ層の液晶化合物は汎用の材料を用いることができ、例えば、特開２００８－２９７２１０号公報に記載の一般式（Ｉ）で表される化合物、特開２０１０－８４０３２号公報に記載の一般式（１）で表される化合物、特開２０１６－５３７０９号公報に記載の液晶化合物Ａ０等が挙げられる。ポジティブＡ層の液晶化合物は、下記式（１）～（１７）に示す化合物を用いることもできる。

ポジティブＡ層は、例えば、透明基材上に、ポジティブＡ層を構成する成分及び溶剤を含むポジティブＡ層形成用インキを塗布、乾燥、硬化等することにより形成することができる。
ポジティブＡ層形成用インキ中における液晶化合物の含有量としては、特に限定されないが、該インキ中に５質量％以上４０質量％以下の割合で含まれていることが好ましく、１０質量％以上３０質量％以下の割合で含まれていることがより好ましい。液晶化合物の量が５質量％未満であると、透明基材上に多量にインキを塗布する必要があるため、製造し難いとともに、多量の溶剤除去が必要となり、溶剤残存に起因する信頼性の悪化が生じやすい。一方で、４０質量％を超えると、その重合性液晶組成物の粘度が高くなりすぎるために、ポジティブＡ層の作製の作業性が悪くなる。
また、ポジティブＡ層形成用インキの固形分質量（溶剤を除いた質量）に対する液晶化合物の含有量は、好ましくは７５～９９．９質量％、より好ましくは８０～９９質量％、更に好ましくは８５～９８質量％である。

ポジティブＡ層形成用インキ中には、重合開始剤、レベリング剤及び配向促進剤等を含んでいてもよい。
第１のポジティブＡ層及び第２のポジティブＡ層の厚みは、付与する位相差値を考慮して適宜調整することができ、通常は０．１～１０μｍ程度である。

＜透明基材＞
本発明のλ／２位相差板の一実施形態は、透明基材を有することが好ましい。また、本発明のλ／２位相差板の一実施形態は、第１の透明基材と第２の透明基材との間に、前記第１のポジティブＡ層及び前記第２のポジティブＡ層を有することがより好ましい。
透明基材は、ポジティブＡ層等を形成する際の支持体としての役割、あるいは、ポジティブＡ層等を保護する役割等を有する。

透明基材は、ポリマーから形成したものでもよいし、ガラスから形成したものであってもよい。
ポリマーとしては、セルロースアシレート、ポリカーボネート系ポリマー、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、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系ポリマー、ポリスチレンやアクリロニトリル・スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）等のスチレン系ポリマー等を利用することができる。また、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、エチレン・プロピレン共重合体の如きポリオレフィン系ポリマー、塩化ビニル系ポリマー、ナイロンや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、ポリフェニレンスルフィド系ポリマー、塩化ビニリデン系ポリマー、ビニルアルコール系ポリマー、ビニルブチラール系ポリマー、ア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、又はこれらポリマーの混合物等が挙げられる。
ガラスは、ソーダ石灰ガラス、ホウケイ酸ガラス及び石英ガラス等が挙げられる。

透明基材は、光学的等方性のものが好ましい。本明細書において、光学的等方性とは、５５０ｎｍの面内位相差が５ｎｍ以下であるものをいう。

本発明のλ／２位相差板の一実施形態は、上述したように、第１の透明基材と第２の透明基材との間に、前記第１のポジティブＡ層及び前記第２のポジティブＡ層を有することが好ましい。その際、第１の透明基材と第２の透明基材とは、同一であってもよいし、異なるものであってもよい。例えば、第１の透明基材の屈折率をｎ１、第２の透明基材の屈折率をｎ２とした場合、ｎ１＝ｎ２の関係であってもよいし、ｎ１≠ｎ２の関係であってもよい。また、ｎ１≠ｎ２の関係の場合において、第１の透明基材と第２の透明基材のうち、屈折率の高い方を直線偏光の光入射面側となるように用いることにより、光入射面側の反射率を高めつつ、出射側界面の反射率を低くすることができ、反射スクリーンの視認性を良好にすることができる。

第１の透明基材と第２の透明基材との間に、第１のポジティブＡ層及び第２のポジティブＡ層を有するλ／２位相差板を反射スクリーンとして用いる場合、光入射面側の透明基材の屈折率は、１．１～１．９であることが好ましく、１．３～１．７であることがより好ましい。また、この場合、光出射面側の透明基材の屈折率は、光入射面側の透明基材の屈折率と同一であってもよいが、光入射面側の透明基材の屈折率未満であることが好ましい。

透明基材の厚みは、ポリマーから形成した透明基材の場合は、通常２５～１２５μｍ程度であり、ガラスから形成した透明基材の場合は、通常１００μｍ～５ｍｍ程度である。

＜その他の層＞
本発明のλ／２位相差板の一実施形態は、その他の層を有していてもよい。
その他の層としては、ポジティブＡ層を配向させやすくするための配向膜、紫外線吸収層、中間膜及び接着剤層等が挙げられる。中間膜は、λ／２位相差板に耐衝撃性及び飛散防止性等を付与するために形成される層であり、例えば、ポリビニルブチラール等から形成することができる。
なお、条件１を満たしやすくするためには、λ／２位相差板を構成する互いに隣接する層の屈折率差を小さくすることが好ましい。また、その他の層は 光学的等方性のものが好ましい。

＜光学物性＞
本発明のλ／２位相差板の一実施形態は、ＪＩＳ Ｋ７３６１－１：１９９７に準拠して測定される全光線透過率が６０％以上であることが好ましく、７０％以上であることがより好ましく、８０％以上であることがさらに好ましい。このため、本発明のλ／２位相差板は偏光子を有さないことが好ましい。
また、本発明のλ／２位相差板の一実施形態は、ＪＩＳ Ｋ７１３６：２０００に準拠して測定されるヘイズが２．０％以下であることが好ましく、１．０％以下であることがより好ましい。

本発明のλ／２位相差板は、例えば、第１の透明基材上に第１のポジティブＡ層を形成してなる積層体１と、第２の透明基材上に第２のポジティブＡ層を形成してなる積層体２とを、接着剤層を介して貼り合わせることにより製造することができる。

＜用途＞
本発明のλ／２位相差板は、例えば、各種の光学用品として用いることができる。
光学用品としては、光学センサ、光学測定器、光ピックアップ装置及び液晶プロジェクタ等に組み込まれる部品（直線偏光変換部材）が挙げられる。
別の光学用品として反射スクリーンが挙げられる。入射光がＳ偏光の場合に条件１を満たすλ／２位相差板に対して、Ｓ偏光を入射光として投影した場合、λ／２位相差板（反射スクリーン）の表面で反射したＳ偏光により映像を視認することができ、かつ、λ／２位相差板（反射スクリーン）の表面で反射されず内部に侵入したＳ偏光はＰ偏光に変換されて界面反射率が低下するため、二重像を抑制することができる。なお、λ／２位相差板を反射スクリーンとして用いる場合、λｃが波長５００～６００ｎｍの中に位置することが好ましい。反射スクリーンのより具体的な例として、ヘッドアップディスプレイが挙げられる。
別の光学用品として、偏光サングラス、カメラ用のフィルタ等の偏光フィルタが挙げられる。偏光フィルタは、本発明のλ／２位相差板と、偏光子とを有するものである。偏光サングラス等の偏光フィルタに入射する反射光は、偏光フィルタに対して斜め方向から入射するものが殆どであり、また、反射光はＳ偏光の割合が多い。よって、本発明のλ／２位相差板と、Ｐ偏光をカットする偏光子とを有する偏光フィルタは、反射光に多く含まれるＳ偏光をλ／２位相差板でＰ偏光に変換し、変換したＰ偏光を偏光子で吸収する一方で、反射光中のＰ偏光をλ／２位相差板でＳ偏光に変換して透過するため、反射光をカットする特性に優れている。

［反射型投射システム］
本発明の反射型投射システムは、上述した本発明のλ／２位相差板と、光源とを備えてなるものである。

光源は特に限定されない。光源から投射される光としては、非偏光、直線偏光及び円偏光が挙げられる。
直線偏光を投射可能な光源としては、有機ＥＬ等の表示素子上に偏光子を配置したもの、及び、液晶プロジェクタが挙げられる。円偏光を投射可能な光源としては、直線偏光を投射可能な光源に位相差層を付加したものが挙げられる。
光源から投射される光が直線偏光以外の場合、λ／２位相差板と光源との間に偏光子を配置し、直線偏光に変換してからλ／２位相差板に入射すればよい。

次に、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。なお、「部」及び「％」は特に断りのない限り質量基準とする。

１．ポジティブＡ層を有する積層体の作製
＜積層体１＞
厚み８０μｍのＰＥＴフィルム上に、ポリシンナメート系化合物を含有する配向膜形成組成物（固形分４％、プロピレングリコールモノメチルエーテル希釈）を、塗布し、塗膜を形成した。得られた塗膜を１２０℃で１分間乾燥して、偏光露光２０ｍＪ／ｃｍ^２（３１０ｎｍ）照射を行い、膜厚が２００ｎｍの配向膜を形成した。
次いで、配向膜上に、下記組成のポジティブＡ層形成用インキをバーコーターで塗布、乾燥、硬化し、ＰＥＴフィルム、配向膜及びポジティブＡ層（第１のポジティブＡ層）をこの順に備えた積層体１を得た。乾燥条件は、温度１２０℃、時間６０秒とした。硬化条件（紫外線照射量）は２００ｍＪ／ｃｍ^２とした。なお、積層体１のポジティブＡ層（第１のポジティブＡ層）の厚みは、Ｒｅ（５５０）が２９５ｎｍとなるように調整した。また、ポジティブＡ層（第１のポジティブＡ層）は正分散性を示し、Ｒｅ（４５０）／Ｒｅ（５５０）が１．０９であった。
＜ポジティブＡ層形成用インキ＞
上記式（１１）で表される液晶化合物を２５質量％、光重合開始剤（ＢＡＳＦ社製、商品名：イルガキュア９０７）を５質量％、フッ素系界面活性剤（ＤＩＣ社製、商品名：メガファックＦ５５４）を０．４質量％含み、残部が溶剤（ＭＥＫ：ＭＩＢＫ＝１：１の混合溶剤）である、組成物。

＜積層体２＞
ポジティブＡ層の厚みを変更し、ポジティブＡ層（第２のポジティブＡ層）のＲｅ（５５０）を２４５ｎｍとした以外は、積層体１と同様にして、ＰＥＴフィルム、配向膜及びポジティブＡ層（第１のポジティブＡ層）をこの順に備えた積層体２を得た。

＜積層体３＞
ポジティブＡ層の厚みを変更し、Ｒｅ（５５０）を２７０ｎｍとした以外は、積層体１と同様にして、ＰＥＴフィルム、配向膜及びポジティブＡ層をこの順に備えた積層体３を得た。

２．λ／２位相差板の作製
［実施例１］
光学的等方性を有する厚み１ｍｍのガラス板（屈折率１．５１）上に、光学的等方性を有するアクリル系粘着剤層（厚み２５μｍ）を形成し、さらに該粘着剤層上に、上記積層体１のポジティブＡ層（第１のポジティブＡ層）側の面を貼り合わせ、積層体Ａを得た。
積層体ＡのＰＥＴフィルム及び配向膜を剥離し、該剥離面上に、光学的等方性を有するアクリル系粘着剤層（厚み２５μｍ）を形成した。次いで、該アクリル系粘着剤層上に、上記積層体２のポジティブＡ層（第２のポジティブＡ層）側の面を貼り合わせ、積層体Ｂを得た。
積層体ＢのＰＥＴフィルム及び配向膜を剥離し、該剥離面上に、光学的等方性を有するアクリル系粘着剤層（厚み２５μｍ）及び光学的等方性を有するＴＡＣフィルム（鹸化処理品、厚み８０μｍ）を積層した。
以上の工程により、ガラス板、アクリル系粘着剤層、ポジティブＡ層（第１のポジティブＡ層）、アクリル系粘着剤層、ポジティブＡ層（第２のポジティブＡ層）、アクリル系粘着剤層、ＴＡＣフィルムをこの順に有する、実施例１のλ／２位相差板（縦５０ｍｍ、横（水平方向）５０ｍｍ）を得た。この際、実施例１のλ／２位相差板は、θ１が１６．５度、θ２が６０．０度となるようにした。なお、λ／２位相差板の面内の水平方向をＤ１、λ／２位相差板の面内の前記水平方向に直交する方向をＤ２と定義した際に、θ１とは、第１のポジティブＡ層の遅相軸とＤ２とが成す角のことを意味し、θ２とは、第２のポジティブＡ層の遅相軸とＤ２とが成す角のことを意味する。

［実施例２］
θ１を２２．５度、θ２を６７．５度に変更した以外は、実施例１と同様にして、実施例２のλ／２位相差板を得た。

［比較例１］
光学的等方性を有する厚み１ｍｍのガラス板（屈折率１．５１）上に、光学的等方性を有するアクリル系粘着剤層（厚み２５μｍ）を形成し、さらに該粘着剤層上に、上記積層体３のポジティブＡ層側の面を貼り合わせ、積層体Ｃを得た。
積層体ＣのＰＥＴフィルム及び配向膜を剥離し、該剥離面上に、光学的等方性を有するアクリル系粘着剤層（厚み２５μｍ）及び光学的等方性を有するＴＡＣフィルム（鹸化処理品、厚み８０μｍ）を積層した。
以上の工程により、ガラス板、アクリル系粘着剤層、ポジティブＡ層、アクリル系粘着剤層、ＴＡＣフィルムをこの順に有する、比較例１のλ／２位相差板（縦５０ｍｍ、横（水平方向）５０ｍｍ）を得た。この際、比較例１のλ／２位相差板は、ポジティブＡ層の遅相軸と、Ｄ２（λ／２位相差板の面内の水平方向に直交する方向）との成す角が４５．０度となるようにした。

［比較例２］
上記の積層体３を２つ準備した。一方の積層体３を積層体３ｉ、他方の積層体３を積層体３iiとする。また、積層体３ｉの層構成は、ＰＥＴフィルムｉ、配向膜ｉ及びポジティブＡ層ｉとして、積層体３iiの層構成は、ＰＥＴフィルムii、配向膜ii及びポジティブＡ層iiとする。
光学的等方性を有する厚み１ｍｍのガラス板（屈折率１．５１）上に、光学的等方性を有するアクリル系粘着剤層（厚み２５μｍ）を形成し、さらに該粘着剤層上に、積層体３ｉのポジティブＡ層ｉ側の面を貼り合わせ、積層体Ａを得た。
積層体ＡのＰＥＴフィルムｉ及び配向膜ｉを剥離し、該剥離面上に、光学的等方性を有するアクリル系粘着剤層（厚み２５μｍ）を形成した。次いで、該アクリル系粘着剤層上に、積層体３iiのポジティブＡ層ii側の面を貼り合わせ、積層体Ｂを得た。
積層体ＢのＰＥＴフィルムii及び配向膜iiを剥離し、該剥離面上に、光学的等方性を有するアクリル系粘着剤層（厚み２５μｍ）及び光学的等方性を有するＴＡＣフィルム（鹸化処理品、厚み８０μｍ）を積層した。
以上の工程により、ガラス板、アクリル系粘着剤層、ポジティブＡ層ｉ、アクリル系粘着剤層、ポジティブＡ層ii、アクリル系粘着剤層、ＴＡＣフィルムをこの順に有する、比較例１のλ／２位相差板（縦５０ｍｍ、横（水平方向）５０ｍｍ）を得た。この際、比較例２のλ／２位相差板は、ポジティブＡ層ｉの遅相軸と、Ｄ２（λ／２位相差板の面内の水平方向に直交する方向）との成す角を２２．５度、ポジティブＡ層iiの遅相軸と、Ｄ２（λ／２位相差板の面内の水平方向に直交する方向）との成す角を６７．５度とした。

３．測定、評価
３－１．分光透過率
実施例及び比較例のλ／２位相差板に対して、所定の入射角でＳ偏光を入射し、Ｓ偏光の分光透過率を測定した。λ／２位相差板は、λ／２位相差板の横方向（水平方向）が地面と平行となるように配置した。分光透過率は、日本分光社製のV7100を用いて測定した。入射角５～５５度の範囲で１０度ごとに変更した。結果を図２～７に示す。また、各入射角において、分光透過率が２．０％以下を示す波長の幅を表１に示す。

３－２．全光線透過率
ヘイズメーター（ＨＭ－１５０、村上色彩技術研究所製）を用いて、実施例及び比較例のλ／２位相差板の全光線透過率（ＪＩＳＫ７３６１－１：１９９７）を測定した。全光線透過率が６０％以上のものを「Ａ」、６０％未満のものを「Ｃ」とした。

３－３．二重像
実施例及び比較例のλ／２位相差板に対して、入射角４５度でＳ偏光を光源とする映像光を入射し、図８の位置関係から目視で観察した。二重像が気にならないものを「Ａ」、二重像が気になるものを「Ｃ」とした。結果を表１に示す。

図２～７及び表１の結果から、実施例のλ／２位相差板は、３０～６０度の入射角が大きい範囲の少なくとも一つの１０度幅の領域において、１２０ｎｍ以上の幅広い波長域で直線偏光の変換割合を良好にし得ることが確認できる。また、実施例のλ／２位相差板は、可視光の波長域で前述した効果を奏するため、実施例のλ／２位相差板を用いた反射スクリーンは色再現性を良好にし得るものである。さらに、図２～７及び表１の結果から、実施例のλ／２位相差板は、前述した効果を奏する入射角３０～６０度の中心である入射角４５度において、二重像が生じることを抑制できることが確認できる。

１０：第１のポジティブＡ層
２０：第２のポジティブＡ層
３０，４０：接着剤層
５０：第１の透明基材
６０：第２の透明基材
１００：λ／２位相差板
２００：光源

Claims (10)

1. λ／２位相差板であって、
   前記λ／２位相差板は、第１のポジティブＡ層と第２のポジティブＡ層とを有し、前記第１のポジティブＡ層の遅相軸と前記第２のポジティブＡ層の遅相軸とが交差してなり、
   下記条件１を満たす、λ／２位相差板。
   ＜条件１＞
   前記λ／２位相差板に対して入射角α度で入射した直線偏光の４３０ｎｍ～５８０ｎｍの波長域中の任意の１２０ｎｍ以上の幅の波長域における前記直線偏光の分光透過率が、入射角αが３０～６０度の範囲内から選択される少なくとも一つの１０度幅の領域において２．０％以下を示す。
2. 前記条件１を満たす任意の１２０ｎｍ以上の幅の波長域の中心波長をλｃ［ｎｍ］、前記第１のポジティブＡ層の波長λｃ［ｎｍ］における面内位相差をＲｅ１（λｃ）、前記第２のポジティブＡ層の波長λｃ［ｎｍ］における面内位相差をＲｅ２（λｃ）と定義した際に、Ｒｅ１（λｃ）＞Ｒｅ２（λｃ）である、請求項１に記載のλ／２位相差板。
3. 前記条件１を満たす任意の１２０ｎｍ以上の幅の波長域の中心波長λｃが、波長５００～６００ｎｍの中に位置する、請求項１又は２に記載のλ／２位相差板。
4. 前記第１のポジティブＡ層の波長５５０ｎｍにおける面内位相差をＲｅ１（５５０）、前記第２のポジティブＡ層の波長５５０ｎｍにおける面内位相差をＲｅ２（５５０）と定義した際に、前記Ｒｅ１（５５０）が２８０～３２０ｎｍであり、前記Ｒｅ２（５５０）が２３０～２７０ｎｍであり、Ｒｅ１（５５０）＞Ｒｅ２（５５０）である、請求項１～３の何れか１項に記載のλ／２位相差板。
5. 前記λ／２位相差板の面内の水平方向をＤ１、前記λ／２位相差板の面内の前記水平方向に直交する方向をＤ２と定義し、さらに、前記第１のポジティブＡ層の遅相軸とＤ２とが成す角をθ１、前記第２のポジティブＡ層の遅相軸とＤ２とが成す角をθ２と定義した際に、θ１及びθ２が下記条件２－１に示す（Ａ１）～（Ａ４）の何れかの組み合わせを満たす、請求項１～４の何れか１項に記載のλ／２位相差板。
   ＜条件２－１＞
   （Ａ１）θ１が１２．５～２７．５度、かつ、θ２が５７．５～７２．５度
   （Ａ２）θ１が５７．５～７２．５度、かつ、θ２が１２．５～２７．５度
   （Ａ３）θ１が－１２．５～－２７．５度、かつ、θ２が－５７．５～－７２．５度
   （Ａ４）θ１が－５７．５～－７２．５度、かつ、θ２が－１２．５～－２７．５度
6. 第１の透明基材と第２の透明基材との間に、前記第１のポジティブＡ層及び前記第２のポジティブＡ層を有する、請求項１～５の何れか１項に記載のλ／２位相差板。
7. 前記条件１の前記直線偏光がＳ偏光である、請求項１～６の何れか１項に記載のλ／２位相差板。
8. 請求項１～７の何れか１項に記載のλ／２位相差板を含む光学用品。
9. 反射スクリーンである、請求項８に記載の光学用品。
10. 請求項１～７の何れか１項に記載のλ／２位相差板を含む反射スクリーンと、光源とを備えた、反射型投射システム。