JP2002062428A

JP2002062428A - 光学素子

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Publication number: JP2002062428A
Application number: JP2000247629A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Nagasaki; 能徳長崎; Makoto Kume; 誠久米; Yasushi Oe; 靖大江
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2000-08-17
Filing date: 2000-08-17
Publication date: 2002-02-28
Anticipated expiration: 2020-08-17
Also published as: JP4595180B2

Abstract

(57)【要約】【課題】液晶表示素子に必要な光散乱フィルムに偏光性
を持たせ、異方性光散乱性を有し、且つ偏光を制御する
機能を付与したことを特徴とする光学素子を提供する。【解決手段】少なくとも屈折率、重合性の異なる２種以
上の化合物と重合開始剤からなる樹脂材料、及び光学的
異方性を有する化合物を含む材料を用いて製造されたフ
ィルム内部に、屈折率の異なる部分が不規則な形状・厚
さで分布することにより、屈折率の高低からなる濃淡模
様が形成されており、且つその屈折率の異なる部分が、
フィルムの厚さ方向に対して傾斜して層状に分布してい
る構造であり、上記傾斜方向に沿った角度で入射する光
に対しては光散乱が生じ、上記傾斜方向とは垂直な光に
対しては単なる透明フィルムとして機能する、光散乱性
に入射角度選択性を持ち、且つ偏光を制御することが可
能な特徴とする光学素子。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、新規な光学素子の
作成に係るもので、異方性散乱性フィルムに光の持つ偏
光性を制御する機能を付与した光学素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】反射型液晶表示装置や透過型液晶表示装
置のなどの光を利用する表示装置では、観察の際の視野
角を確保する（すなわち、表示装置の前面には、明るく
表示画像を見せる）ことや、表示画面の全面にわたって
均一な明るさで表示画面を見えるようにする目的で、装
置の前面に光拡散フィルムを配置することが行われてい
る。従来の光散乱フィルムとしては、表面をマット状に
加工した樹脂フィルムや、内部に拡散材を包含した樹脂
フィルムなどが用いられている。

【０００３】従来のマット状に加工した樹脂フィルムや
内部に拡散材を含有するフィルムの場合、入射光の入射
角度に依存した散乱性の変化といった機能を持たせるこ
とは原理上困難であり、現実的にそのような機能は持ち
合わせていない。

【０００４】表面をマット状に加工した光散乱フィルム
の場合、フィルム表面をサンドブラスター処理のように
物理的にマット面を形成したり、或いは酸性又はアルカ
リ性の溶液による溶解処理により化学的にマット面を形
成する。従って光の散乱性を制御する事が難しく、また
縦と横の散乱性を変えるといったことも出来ないため散
乱異方性を持たせることもできない。

【０００５】また、内部に拡散材を包含した光散乱フィ
ルムにおいても、散乱性を制御するために拡散材の屈折
率や大きさ、形状等を制御する試みも為されているが、
技術的に難易度が高く、実用上十分であるとは言えない
のが現状である。

【０００６】従って、上記の光散乱フィルムでは、散乱
性の入射角度依存性がなく、光散乱の異方性も無いかも
しくは少ないため、表示装置に使用した際に、不必要な
散乱光が生じ、結果として表示の明るさやコントラスト
の低下或いは表示画像のぼけをまねくという問題点があ
る。

【０００７】また、上記液晶を用いた表示素子において
は、電界による液晶分子の配向方向によって生じる偏光
を利用するため、360 度全ての方向に振動している自然
光のうち、一定方向の振動を持つ光のみを選択的に通過
させる機能を持つ偏光板が必要な部材となる。従来の拡
散板には光透過率、染着性、配向性が高いポリビニルア
ルコール（ＰＶＡ）に偏光機能を付与した、ＰＶＡフィ
ルムが拡散子として主に用いられている。

【０００８】偏光板は、普通２枚の基板の裏側に１枚づ
つ貼り付けて使用される。この２枚の偏光板の偏光の方
向を直行あるいは平行にしておくと、電界印加によって
旋光性を示す液晶化合物との組み合わせにより、光を通
過あるいは遮断する機能が生じ、文字表示が可能とな
る。

【０００９】このような形態を有する表示素子において
は、入射光が偏光板を計４回通過することになり、大幅
な輝度の低下がもたらされ、かつ反射面が一番外側に配
置されるので視差が生じるという本質的な欠点を有す
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記液晶表
示素子に必要な光散乱フィルムに偏光性を持たせ、異方
性光散乱性を有し、且つ偏光を制御する機能を付与した
ことを特徴とする光学素子を提供することを目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明に係る光学素子
は、フィルム内部に屈折率の異なる部分が不規則な形状
・厚さで分布することにより、屈折率の高低からなる濃
淡模様が形成されており、屈折率の異なる部分の大き
さ、形、分布を、フィルム表面での縦横方向及びフィル
ムの厚さ方向に沿って最適化することにより、入射角度
に依存した散乱特性に変化を持たせると共に、不必要な
方向への光散乱を無くし、必要な方向（範囲）のみに光
を散乱させるもので、それぞれの屈折率に差があり、カ
チオン重合性化合物とラジカル重合性化合物からなり、
且つ光学的異方性を有する化合物、例えば液晶化合物を
用いることにより、異方性散乱フィルムに偏光を制御す
る機能を付与したことを特徴とするものである。

【００１２】即ち、請求項１記載の光学素子は、少なく
とも屈折率、重合性の異なる２種以上の化合物と重合開
始剤からなる樹脂材料、及び光学的異方性を有する化合
物を含む材料を用いて製造されたフィルム内部に、屈折
率の異なる部分が不規則な形状・厚さで分布することに
より、屈折率の高低からなる濃淡模様が形成されてお
り、且つその屈折率の異なる部分が、フィルムの厚さ方
向に対して傾斜して層状に分布している構造であり、上
記傾斜方向に沿った角度で入射する光に対しては光散乱
が生じ、上記傾斜方向とは垂直な光に対しては単なる透
明フィルムとして機能する、光散乱性に入射角度選択性
を持ち、且つ偏光を制御することが可能なことを特徴と
する。

【００１３】請求項２に記載の光学的異方性を有する化
合物が液晶性を示す化合物であることを特徴とする。

【００１４】請求項３に記載の樹脂材料は、少なくと
も、（Ａ）カチオン重合性を有する化合物と、（Ｂ）ラ
ジカル重合性を有する化合物と、（Ｃ）化学放射線によ
ってラジカル種を発生する光重合開始剤と、（Ｄ）化学
放射線、或いは熱によってカチオン種を発生する熱重合
開始剤からなり、（Ａ）カチオン重合性を有する化合物
と（Ｂ）ラジカル重合性を有する化合物の屈折率に差が
あることを特徴とする。

【００１５】請求項４に記載の樹脂材料は、前記カチオ
ン重合性を有する化合物（Ａ）がエポキシ当量４００〜
５０００であるビスフェノールＡ型エポキシ樹脂或いは
臭素化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂であることを特
徴する。

【００１６】請求項５に記載の樹脂材料は、前記ラジカ
ル重合性を有する化合物（Ｂ）の屈折率が、（Ａ）カチ
オン重合性を有する化合物よりも低く、常温、常圧で液
体で、かつ常圧で沸点が１００℃以上であるエチレン性
不飽和結合を少なくとも１個以上有する化合物であるこ
とを特徴とする。

【００１７】請求項６に記載の樹脂材料は、前記カチオ
ン重合性を有する化合物（Ａ）１００重量部に対して、
前記ラジカル重合性を有する化合物（Ｂ）を２０から８
０重量部を混合してなることを特徴とする。

【００１８】請求項７に記載の樹脂材料は、前記化学放
射線によってラジカル種を発生する光開始剤（Ｃ）を増
感せしめる増感色素（Ｅ）を添加することを特徴とす
る。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明を説
明する。

【００２０】図１は、屈折率の異なる部分が不規則な形
状・厚さで分布して、光学的異方性を有する領域を含む
屈折率の高低（同図では、白と黒で表現する）からなる
濃淡模様が形成された異方性光散乱フィルムに偏光を制
御する機能を付与した光学素子（以下、単に光学フィル
ムともいう）１を示す説明図であり、左が平面図、右が
断面図である。

【００２１】平面図から分かるように、屈折率の異なる
部分の形状は横長である。また、断面図から分かるよう
に、屈折率の異なる部分は、フィルムの厚さ方向に対し
て傾斜した層状に分布した構造である。図１では、屈折
率の異なる部分が、層状に傾斜している方向について
は、屈折率の分布は一様（傾斜方向では、色が変化して
いない）である。

【００２２】図１の光学フィルムの光学特性について、
まず、断面図で考える。屈折率の異なる部分が層状に分
布した上記傾斜方向に沿った角度（フィルムの垂線から
角度θをなす、図２の矢印２の方向）で入射する光に対
しては、光散乱が生じることになる。

【００２３】上記傾斜方向とは垂直な角度（図の矢印３
の方向）で入射する光に対しては、単なる透明フィルム
として機能し、入射光は散乱されずに出射する。

【００２４】次に、平面図で考えると、屈折率の異なる
部分の形状が縦長（或いは横長）であると、その部分に
入射する光が散乱出射する場合には、それぞれの部分か
ら出射光の光散乱特性が、横長( 或いは縦長) となるよ
うな異方性を持つ。図１では形状が横長であるから出射
光は縦長に散乱することになる。

【００２５】図２は、本発明の組成物を用いて作製した
光学フィルム１の持つ入射角度依存性の一例を示すグラ
フである。図中実線で示すように、ある特定入射角度範
囲（図では０度から６０度）の光に対してはヘイズ値が
８０％以上あり、逆にそれとは対称な入射角度（図では
−６０度から０度）の光に対してのヘイズ値は２０％以
下になっており、これが本明細書中で言う散乱性の入射
角度依存性を示す。

【００２６】このとき、光学的異方性を有する化合物、
例えば液晶化合物が屈折率の異なる領域のどちらか一
方、あるいは樹脂全体に存在することにより、この分子
配列に依存して光の偏光性を制御することが可能とな
る。

【００２７】次に、本発明の光学素子の組成物について
詳細に説明する。光学的異方性を有する化合物として
は、複屈折性を示す化合物であればよく、例えばネマチ
ック、コレステリック、スメクッチック液晶のいずれで
もよく、例えばアゾ化合物、アゾキシ化合物、アゾメチ
ン化合物、シッフ塩基化合物、ビフェニル化合物、ター
フェニル化合物、シクロヘキサン化合物、安息香酸エス
テル化合物、シクロヘキサンシクロヘキシル化合物、フ
ェニルシクロヘキサン化合物、ビフェニルシクロヘキサ
ン化合物、ビスシクロヘキサンビフェニル化合物、ピリ
ミジン化合物、ジオキサン化合物、シクロヘキシルエタ
ン化合物、フェニルシクロヘキシルエタン化合物、トラ
ン化合物などが挙げられる。上記液晶化合物を単独で用
いてもよいし、必要に応じて混合したものを用いてもよ
い。また、市販されているものを用いてもよく、例え
ば、ＭｅｒｃｋＪａｐａｎのＥシリーズ、ＺＬＩシリー
ズが挙げられ、さらに比較的複屈折性が大きいもの、例
えばＭｅｒｃｋＪａｐａｎのＢＬシリーズ、ＴＬシリー
ズが挙げられるが、この限りではない。

【００２８】また、上述したように、本発明の組成物で
作製した光学素子の内部は、屈折率の異なる部分が不規
則な形状・厚さで分布することにより、屈折率の高低か
らなる濃淡模様が形成されている。

【００２９】この屈折率の差異を数値で言えば、０．０
０５以上、０．２５以下、更に好ましくは０．０１以
上、０．２５以下である。この値より小さすぎると散乱
性が悪くなり、逆に大きすぎるとどのような角度で光が
入射しても光散乱が生じてしまうことになり、散乱性の
入射角度依存性を持たせることが困難となる。

【００３０】本発明の組成物において用いられる（Ａ）
カチオン重合性を有する化合物とは、化学放射線、或い
は熱によりカチオンを発生する開始剤の存在下、化学放
射線照射、或いは熱により高分子化または架橋反応する
カチオン重合性を有する化合物で、例えばエポキシ化合
物、環状エーテル化合物、環状ラクトン化合物、環状ア
セタール化合物、環状チオエーテル化合物、スピロオル
ソエステル化合物、ビニル化合物などの1 種または２種
以上の混合物からなるものである。かかるカチオン重合
性を有する化合物の中でも１分子中に少なくとも1 個以
上のエポキシ基を有する化合物は好ましいものであり、
例えば従来公知の芳香族エポキシ樹脂、脂環式エポキシ
樹脂が挙げられる。

【００３１】芳香族エポキシ樹脂として好ましいもの
は、少なくとも１個の芳香環を有する多価フェノールま
たはそのアルキレンオキサイド付加体のポリグリシジル
エーテルであって、例えばビスフェノールＡまたはその
アルキレンオキサイド付加体とエピクロルヒドリンとの
反応によって製造されるグリシジルエーテル、エポキシ
ノボラック樹脂が挙げられる。ビスフェノールＡ、ビス
フェノールＡＤ、ビスフェノールＢ、ビスフェノールＡ
Ｆ、ビスフェノールＳ、ブロム化ビスフェノールＡ、ノ
ボラック、ｏ−クレゾールノボラック、ｐ−アルキルフ
ェノールノボラック、の各種フェノール化合物とエピク
ロロヒドリンとの縮合反応により生成されるエポキシ化
合物を挙げることができる。なお、ブロム化ビスフェノ
ールＡエポキシ化合物は、エポキシ当量が上がると溶剤
に溶けなくなるため単独では用いずに混合系での使用が
有効である。

【００３２】脂環式エポキシ樹脂の代表例は、上記ビス
フェノールＡまたはそのアルキレンオキサイド付加体と
エピクロルヒドリンとの反応によって製造されるグリシ
ジルエーテルの水素添加物、特に、水添ビスフェノール
Ａ、水添ビスフェノールＡＤ、水添ビスフェノールＢ、
水添ビスフェノールＡＦ、水添ビスフェノールＳ、水添
ブロム化ビスフェノールＡ等などが挙げられる。

【００３３】該カチオン重合性を有する化合物のうちノ
ボラック、ｏ−クレゾールノボラック、ｐ−アルキルフ
ェノールノボラック、の各種フェノール化合物とエピク
ロロヒドリンとの縮合反応により生成されるエポキシ化
合物以外は、分子量は４００から１０００が好ましく、
これよりも小さいと液体となってしまい、前処理による
硬化処理を行わない限り膜としては得られず、均一な塗
布ができない。また、この範囲よりも大きな分子量では
特性が得られない。

【００３４】本発明の組成物において用いられる（Ｂ）
ラジカル重合性を有する化合物とは、化学放射線により
ラジカルを発生する開始剤の存在下、化学放射線照射に
より高分子化または架橋反応するラジカル重合性を有す
る化合物で、例えば、構造単位中にエチレン性の不飽和
結合を少なくとも１個以上含むものであり、１官能であ
るビニルモノマーの他に多官能ビニルモノマーを含むも
のであり、またこれらの混合物であってもよい。

【００３５】具体的には、（メタ）アクリル酸、イタコ
ン酸、マレイン酸、（メタ）アクリルアミド、ジアセト
ンアクリルアミド、２−ヒドロキシエチル（メタ）アク
リレート等の高沸点ビニルモノマー、さらには、脂肪族
ポリヒドロキシ化合物、例えば、エチレングルコール、
ジエチレングルコール、トリエチレングリコール、テト
ラエチレングリコール、プロピレングリコール、トリプ
ロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、１，３
−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５
−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，
１０−デカンジオール、トリメチロールプロパン、ペン
タエリスリトール、ジペンタエリスリトール、ソルビト
ール、マンニトールなどのモノ、ジあるいはポリ（メ
タ）アクリル酸エステル類等が挙げられるがこの限りで
はない。

【００３６】本発明の組成物において用いられる（Ｃ）
化学放射線によってラジカル種を発生する光重合開始剤
系としては、２，２−ジメトキシ−１，２−ジフェニル
エタン−１−オン等のベンジルメチルケタール類、１−
ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−ヒドロ
キシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン等
のα−ヒドロキシケトン類、２−メチル−１［４−（メ
チルチオ）フェニル］−２−モルフォリノプロパン−１
−オン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４
−モルフォリノフェニル）ブタノン−１等のα−アミノ
ケトン類、ビス（２，６−ジメトキシベンゾイル）−
２，４，４−トリメチルペンチルフォスフィンオキサイ
ド等のビスアシルフォスフィンオキサイド類、２，２'
−ビス（ｏ−クロロフェニル）−４，４' ，５，５' −
テトラフェニル−１，１' −ビイミダゾール、ビス
（２，４，５−トリフェニル）イミダゾール等のビスイ
ミダゾール類、Ｎ−フェニルグリシン等のＮ−アリール
グリシン類、４，４' −ジアジドカルコン等の有機アジ
ド類、３，３' ，４，４' −テトラ（ｔｅｒｔ−ブチル
ペルオキシカルボキシル）ベンゾフェノン等の有機過酸
化物類を挙げることができる。

【００３７】さらに、（Ｃ）化学放射線によってラジカ
ル種を発生するとともに、（Ｄ）化学放射線によってカ
チオン種を発生する開始剤としては、Ｊ．Ｐｈｏｔｏｃ
ｈｅｍ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．，２，２８３（１９
８７）．に記載される化合物、具体的には鉄アレーン錯
体、トリハロゲノメチル置換ｓ−トリアジン、スルフォ
ニウム塩、ジアゾニウム塩、フォスフォニウム塩、セレ
ノニウム塩、アルソニウム塩、ヨードニウム塩等が挙げ
られる。また、ヨードニウム塩としては、Ｍａｃｒｏｍ
ｏｌｅｃｕｌｅｓ、１０、１３０７（１９７７）．に記
載の化合物、例えば、ジフェニルヨードニウム、ジトリ
ルヨードニウム、フェニル（ｐ−アニシル）ヨードニウ
ム、ビス（ｍ−ニトロフェニル）ヨードニウム、ビス
（p −tert−ブチルフェニル）ヨードニウム、ビス（p
−クロロフェニル）ヨードニウムなどのヨードニウムの
クロリド、ブロミド、あるいはホウフッ化塩、ヘキサフ
ルオロフォスフェート塩、ヘキサフルオロアルセネート
塩、芳香族スルホン酸塩等や、ジフェニルフェナシルス
ルホニウム（ｎ−ブチル）トリフェニルボレート等のス
ルホニウム有機ホウ素錯体類を挙げることが出来る。

【００３８】一方、本発明の熱によってカチオン種を発
生する熱重合開始剤（Ｄ）としては、常温、常圧の通常
条件で活性を示さず、外部刺激である熱により開始種を
発生するいわゆる潜在性熱重合開始剤であり、カチオン
重合が可能な化合物であれば異類のエポキシ化合物同士
や、エポキシとビニルエーテル化合物等の異種の重合も
可能となる。具体的には、ジアルキルアリルスルホニウ
ム類、シクロアルキルアリルスルホニウム類、アルキル
ジアリールスルフォニウム塩、ジアルキルアリールスル
ホニウム類、トリアリールスルホニウム類、ベンジルピ
リジニウム類、ベンジルアンモニウム類、ベンジルトリ
アリールホスホニウム類のテトラフルオロボレート塩、
ヘキサフルオロフォスフェート塩、ヘキサフルホロアル
セネート塩、テトラフルオロアンチモネート塩等、以下
に示す化合物を挙げることが出来るが、この限りではな
い。

【００３９】

【化１】

【００４０】（式中Ｒ₁、Ｒ₂は同一または異なる置換
または非置換の脂肪族基でＲ₁、Ｒ₂は環を形成しても
よい。Ａは一般式［Ｉ］、［ＩＩ］表される基である。

【００４１】

【化２】

【００４２】（Ｒａ〜Ｒｄは、水素原子または、置換ま
たは非置換の脂肪族基であり、Ｒａ〜Ｒｄのうち少なく
とも1 個は非置換の脂肪族基である。また、Ｒｅ〜Ｒｇ
は置換または非置換の脂肪族基である。）Ｒ₃は水酸
基、メトキシ基、エトキシ基、ｔｅｒｔ−ブチトキシ
基、メトキシカルボニル基、アセトキシ基、ベンジルオ
キシ基、ベンゾイル基、ジメチルアミノ基から選ばれた
ひとつである。Ｒ₄、Ｒ₅は、それぞれ独立して水素原
子、ハロゲン原子、Ｃ₁〜Ｃ₄のアルキル基のいずれか
を示す。Ｒ₆、Ｒ₈は、水素原子、メチル基、メトキシ
基、ハロゲン原子のいずれかであり、Ｒ₇はＣ₁〜Ｃ₄
のアルキル基のいずれかを示す。Ｃ₉は、水素原子、シ
アノ基、ニトロ基のいずれかである。Ｒ₁₀〜Ｒ₁₂は、ア
ルキル基、アルケニル基（水酸基、カルボキシル基、ア
ルコキシ基、ニトロ基、シアノ基、アルカノイルオキシ
基で置換されていてもよい）、またはフェニル基（アル
キル基、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、アルコキ
シ基、アミノ基、ジアルキルアミノ基で置換ざれていて
もよい）で表される基である。

【００４３】さらに、記録する化学放射線の波長に応じ
て、本発明の化学放射線によってラジカル種を発生する
光重合開始剤（Ｃ）を増感せしめる増感色素（Ｅ）を加
えても良い。光重合開始剤（Ｃ）を増感せしめる増感色
素（Ｅ）としては、シアニンまたはメロシアニン誘導
体、クマリン誘導体、カルコン誘導体、キサンテン誘導
体、チオキサンテン誘導体、アズレニウム誘導体、スク
アリリウム誘導体、ポルフィリン誘導体などの有機染料
化合物が使用でき、その他に「色素ハンドブック」（大
河原信他編講談社１９８６年）、「機能性色素の化
学」（大河原信他編、シーエムシー１９８１年）、
「特殊機能材料」（池森忠三郎他編シーエムシー１
９８６年）に記載されている色素及び増感剤が用いられ
る。なお、これらに限定されるものではなく、その他の
可視域の光に対して吸収を示す色素及び増感剤であり、
使用する光重合開始剤を分光増感出来れば用いることが
出来る。これらは必要に応じて任意の比率で二種以上で
用いてもかまわない。

【００４４】本発明の組成物に含有される光学的異方性
を有する化合物の量は成分（Ａ）１００重量部に対して
０．１から５０重量部の範囲をとることが可能であり、
好ましくは１から２５重量部である。成分（Ｂ）の量
は、成分（Ａ）１００重量部に対して２０から２００重
量部の範囲をとることが可能であり、好ましくは３０か
ら１００重量部である。成分（Ｃ）の光重合開始剤の量
は、成分（Ａ）１００重量部に対し、０．１から２０重
量部、好ましくは１から１０重量部である。さらに、成
分（Ｄ）の光或いは熱重合開始剤は、成分（Ａ）１００
重量部に対して０．１から２０重量部、好ましくは０．
５から１０までの範囲をとることが可能である。成分
（Ｅ）を使用する場合の量は、（Ａ）１００重量部に対
して０．１から５重量部の範囲をとることが可能であ
り、好ましくは０．２から０．５重量部である。使用量
は、感光層膜厚と該膜厚の光学濃度によって制限を受け
る。すなわち、光学濃度が２を越えない範囲で使用する
ことが好ましい。

【００４５】この様にこれらの各成分を適宜選択し、任
意の割合で混合して得た感光液をバーコーター、アプリ
ケーター、ドクターブレード、ロールコーター、ダイコ
ーター、コンマーコーター等の公知の塗工手段を用いて
ガラス板等の基材に塗布する。

【００４６】なお、感光液を塗布する際は、必要に応じ
て適当な溶剤で希釈してもよいが、その場合には基材上
に塗布した後に、乾燥を要する。上記溶剤としては、ジ
クロルメタン、クロロホルム、アセトン、２−ブタノ
ン、シクロヘキサノン、エチルアセテート、２−メトキ
シエタノール、２−エトキシエタノール、２−ブトキシ
エタノール、２−エトキシエチルアセテート、２−ブト
キシエチルアセテート、２−メトキシエチルエーテル、
２−エトキシエチルエーテル、２−（２−エトキシエト
キシ）エタノール、２−（２−ブトキシエトキシ）エタ
ノール、２−（２−エトキシエトキシ）エチルアセテー
ト、２−（２−ブトキシエトキシ）エチルアセテート、
テトラヒドロフラン、１，４−ジオキサン等が挙げられ
る。

【００４７】さらに、記録可能な屈折率差は作製方法や
記録材料などにより制限を受けるため、大きな屈折率差
を持つ場合はフィルム膜厚を薄く、小さな屈折率差を持
つ場合はフィルム膜厚を厚くすることで、本発明の組成
物を用いて光学フィルムを実現することが可能である。

【００４８】屈折率の異なる部分の大きさは、光散乱を
生じるためにランダムで規則性はないが、必要な散乱性
を持つために、その平均の大きさは直径で0.1 μｍから
300μｍの範囲内でそれぞれの用途に必要な散乱性に応
じて適宜選択する。

【００４９】また、前記屈折率の異なる部分のフィルム
表面上での分布は、光散乱を生じるためにランダムで規
則性はないが、必要な散乱性を持たせるために、フィル
ム全体の平均屈折率を＜ｎ＞とすると、その確率分布は
＜ｎ＞を中心とする正規分布を呈する。或いは、屈折率
ｎの最小値ｎmin で最大値をとり指数関数的に屈折率の
最大値ｎmax まで単調減少するような確率分布、或いは
単調増加する確率分布に従って分布していてもよい。

【００５０】以下、本発明の光学素子を作製する手段に
ついて述べる。本発明の光学フィルムは光学的な露光手
段により作製することができる。図３はランダムマスク
パターンを利用して作製する光学系の一例を示す説明図
である。ＵＶ光源６から出た紫外光はコリメート光学系
７により平行光８とし、マスク原版９を照射する。

【００５１】マスク原版９のＵＶ照射側とは反対の面に
は感光材料５を密着して配置しており、マスク原版９の
パターンを感光材料５に露光照射する。この際、図示の
ようにＵＶ平行光８とマスク原版９は所定角度αだけ傾
いて配置されているため、パターン露光は感光材料５中
で、所定角度傾いてなされることになる。この角度が、
光学素子中の屈折率の異なる部分の傾斜角度（すなわ
ち、入射角度依存性の散乱角度θ）に相当することにな
るので、前記角度は用途に応じて０から６０度程度の範
囲内で適宜選択する。

【００５２】また、ここで使用する感光材料５は、ＵＶ
光の露光部と未露光部を屈折率の変化形態で記録できる
感光材料であり、記録しようとする濃淡模様より高い解
像力を持ち、その厚みの方向にもパターンを記録できる
ような材料である必要がある。

【００５３】図３で用いている所定のランダムパターン
を持つマスク原版９は、計算機を用いた乱数計算から作
製した白黒パターンデータを、所謂フォトリソグラフィ
ーの手法によりガラス基板１０上の金属クロムパターン
１１としてエッチングしたものを用いてもよい。もちろ
んマスク原版の作成方法としては、上記方式に限定され
るものではなく、リス乾板を使った写真手法などにより
作製しても同様なマスクを作製できる事は周知である。

【００５４】以下、本発明の実施の形態について具体的
な実施例を挙げて説明する。調製した感光液は光に対し
て極めて敏感であるため、自然光など不要な光による感
光を防ぐため、全ての作業を黄色灯下で行うことは言う
までもない。

【００５５】

【実施例】＜実施例１＞ビスフェノール系エポキシ樹脂
エピコート１００４（エポキシ当量：８７５−９７５、
油化シェルエポキシ（株）製商品名）１００重量部、ト
リプロピレングリコールジアクリレート（ＶＩＳＣＯＡ
Ｔ−３１０ＨＰ、大阪有機化学（株）製商品名）５０重
量部および１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケト
ン（ＩＲＧＡＣＵＲＥ１８４、チバ・スペシャリティ・
ケミカルズ社製商品名）３．０重量部、アルキルジアリ
ールスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート（ＳＩ
−１００Ｌ、溶液タイプ、三新化学工業（株）製商品
名）３．０重量部、液晶化合物としてネマチック液晶
（ＺＬＩ−１１３２、ＭｅｒｃｋＪａｐａｎ社製）１０
重量部に混合溶解したものを感光液とした。該感光液を
青板ガラス（１．１ｍｍ厚、５インチ角）に、膜厚が約
２０ミクロンになるようにドクターブレードで塗布、乾
燥し記録用媒体とした。

【００５６】該記録用媒体を、図３に示した光学系で、
ＵＶ光源から出た紫外光をコリメート光学系により平行
光とし、マスク原版を介して、記録材料面から露光した
( α＝２２゜、２０ｍＪ／ｃｍ²) 後、８０℃で１０分
加熱後、高圧水銀灯で全面照射することで定着した。
し、さらに該記録用媒体を１３０℃で３０分加熱し、硬
化物をガラス基板から剥離することによって光学素子を
得た。得られた該フィルムの厚みは２０ミクロンであっ
た。

【００５７】上記の様にして得られたフィルムについ
て、島津製作所（株）製の分光光度計で各角度で透過率
（波長範囲；４００〜６００ｎｍ）を測定した。結果
（全波長平均透過率）を表１に示す。また、ｐ及びｓそ
れぞれの偏光に対しての回折効率を測定したところｐ偏
光の光が優勢であった。

【００５８】［表１］測定角度（°）０１０２０２２２５３０４０透過率（％）８９８８８８７６３５１４１５

【００５９】＜実施例２＞ネマチック液晶（ＺＬＩ−１
１３２、ＭｅｒｃｋＪａｐａｎ社製）の代わりにネマチ
ック液晶（Ｅ−２０５、ＭｅｒｃｋＪａｐａｎ社製）
５．０重量部を使う以外は実施例１と同様にして操作
し、作製した光学素子を得た。得られた該フィルムの厚
みは２０ミクロンであった。結果を表２に示す。また、
ｐ及びｓそれぞれの偏光に対しての回折効率を測定した
ところｐ偏光の光が優勢であった。

【００６０】［表２］測定角度（°）０１０２０２２２５３０４０透過率（％）８９８８８８８０５５２３２１

【００６１】＜実施例３＞ビスフェノール系エポキシ樹
脂エピコート１００４（エポキシ当量：８７５−９７
５、油化シェルエポキシ株）製商品名）の代わりに水添
ビスフェノール系エポキシ樹脂サントート５１００（エ
ポキシ当量：９００−１１００、東都化成（株）製商品
名）を使う以外は実施例１と同様にして操作し、作製し
た光学素子を得た。得られた該フィルムの厚みは１７ミ
クロンであった。結果を表３に示す。また、ｐ及びｓそ
れぞれの偏光に対しての回折効率を測定したところｐ偏
光の光が優勢であった。

【００６２】［表３］測定角度（°）０１０２０２２２５３０４０透過率（％）９０８８９０８０６５３５２８

【００６３】＜実施例４＞ビスフェノール系エポキシ樹
脂エピコート１００４（エポキシ当量：８７５−９７
５、油化シェルエポキシ（株）製商品名）の代わりにビ
スフェノール系エポキシ樹脂エピコート１００７（エポ
キシ当量：１７５０−２２００、油化シェルエポキシ
（株）製商品名）を使う以外は実施例１と同様にして操
作し、作製した光学素子を得た。得られた該フィルムの
厚みは１８ミクロンであった。結果を表４に示す。ま
た、ｐ及びｓそれぞれの偏光に対しての回折効率を測定
したところｐ偏光の光が優勢であった。

【００６４】［表４］測定角度（°）０１０２０２２２５３０４０透過率（％）８９８８８５６５３１２０１９

【００６５】＜実施例５＞ビスフェノール系エポキシ樹
脂エピコート１００４（エポキシ当量：８７５−９７
５、油化シェルエポキシ（株）製商品名）の代わりにビ
スフェノール系エポキシ樹脂エピコート１１００Ｌ（エ
ポキシ当量：３０００−５０００、油化シェルエポキシ
（株）製商品名）１００重量部とグリシジルフェニルエ
ーテル３０重量部を使う以外は実施例１と同様にして操
作し、作製した光学素子を得た。得られた該フィルムの
厚みは１８ミクロンであった。結果を表５に示す。ま
た、ｐ及びｓそれぞれの偏光に対しての回折効率を測定
したところｐ偏光の光が優勢であった。

【００６６】［表５］測定角度（°）０１０２０２２２５３０４０透過率（％）８０８１７８７０２８２１１９

【００６７】＜実施例６＞グリシジルフェニルエーテル
の代わりにジブロモトリルグリシジルエーテル（ＢＲＯ
Ｃ、日本化薬（株）社製）を使う以外は実施例５と同様
にして操作し、作製した光学素子を得た。得られた該フ
ィルムの厚みは１５ミクロンであった。結果を表６に示
す。また、ｐ及びｓそれぞれの偏光に対しての回折効率
を測定したところｐ偏光の光が優勢であった。

【００６８】［表６］測定角度（°）０１０２０２２２５３０４０透過率（％）８０７８７８６１２４１９１５

【００６９】＜実施例７＞トリプロピレングリコールジ
アクリレート（ＶＩＳＣＯＡＴ−３１０ＨＰ、大阪有機
化学製（株）商品名）の代わりにネオペンチルグリコー
ルジアクリレート（ＶＩＳＣＯＡＴ−２１５、大阪有機
化学製（株）商品名）を使う以外は実施例６と同様にし
て操作し、作製した光学素子を得た。得られた該フィル
ムの厚みは１５ミクロンであった。結果を表７に示す。
また、ｐ及びｓそれぞれの偏光に対しての回折効率を測
定したところｐ偏光の光が優勢であった。

【００７０】［表７］測定角度（°）０１０２０２２２５３０４０透過率（％）８３８３８１７６５０２３２２

【００７１】＜実施例８＞１−ヒドロキシシクロヘキシ
ルフェニルケトン（ＩＲＧＡＣＵＲＥ１８４、チバ・ス
ペシャリティ・ケミカルズ社製商品名）３．０重量部の
代わりに２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプ
ロパン−２−オン（ＤＡＲＯＣＵＲＥ１１７３、チバ・
スペシャリティ・ケミカルズ社製商品名）３．０重量部
を使う以外は実施例６と同様にして操作し、作製した光
学素子を得た。得られた該フィルムの厚みは１６ミクロ
ンであった。結果を表８に示す。また、ｐ及びｓそれぞ
れの偏光に対しての回折効率を測定したところｐ偏光の
光が優勢であった。

【００７２】［表８］測定角度（°）０１０２０２２２５３０４０透過率（％）８９８８８５６７３１１９２０

【００７３】＜実施例９＞アルキルジアリールスルホニ
ウムヘキサフルオロアンチモネート（ＳＩ−１００Ｌ）
の代わりに、プレニルテトラメチレンスルホニウムヘキ
サフルオロアンチモネート（アデカオプトンＣＰ−７
７、旭電化工業（株）商品名）に変える以外は実施例６
と同様にして操作し、作製した光学素子を得た。得られ
た該フィルムの厚みは１６ミクロンであった。結果を表
９に示す。また、ｐ及びｓそれぞれの偏光に対しての回
折効率を測定したところｐ偏光の光が優勢であった。

【００７４】［表９］測定角度（°）０１０２０２２２５３０４０透過率（％）８９８８９０６８３５１７１５

【００７５】＜比較例１＞実施例１において、液晶化合
物としてネマチック液晶（ＺＬＩ−１１３２、Ｍｅｒｃ
ｋＪａｐａｎ社製）を用いないこと以外は実施例１と同
様にして操作し、作製した光散乱フィルムを得た。得ら
れた該フィルムの厚みは７０ミクロンであり、ｐ及びｓ
それぞれの偏光に対しての回折効率を測定したところ、
どちらの偏光に対しても差は認められなかった。

【００７６】＜比較例２＞実施例６において、液晶化合
物としてネマチック液晶（ＺＬＩ−１１３２、Ｍｅｒｃ
ｋＪａｐａｎ社製）を用いないこと以外は実施例６と同
様にして操作し、作製した光散乱フィルムを得た。得ら
れた該フィルムの厚みは６５ミクロンであり、ｐ及びｓ
それぞれの偏光に対しての回折効率を測定したところ、
どちらの偏光に対しても差は認められなかった。

【００７７】

【発明の効果】本発明に係る組成物を用いれば、任意の
入射光のうち、一定方向の振動を持つ光を優先的に通過
させる機能、即ち光の持つ偏光性を制御することが可能
であり、且つ所定角度で入射する光に対しては光散乱が
生じ、逆にそれとは垂直な光に対しては透明フィルムと
して機能することにより、光散乱性に入射角度選択性を
持ち、そのため、散乱性を要する光と散乱性が不要な光
とを、そのフィルムへの入射角度により分離することが
でき、表示装置などに用いた場合に、不必要な散乱を生
じることなく表示の明るさや細かさ、コントラストを向
上し、且つ表示像のぼけを軽減させる等の効果がある光
学素子を作製することができ、さらに当該光学素子は薄
膜化しても効果があるため、結果として装置の小型化、
薄型化、軽量化を図ることが可能となる。

【００７８】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光学素子を示す説明図であり、左が平
面図、右が断面図である。

【図２】本発明の光学素子の持つ入射角度依存性の一例
を示すグラフ。

【図３】図１に示す構造の光学素子を、マスクパターン
を利用して作製する光学系の一例を示す説明図である。

【符号の説明】

１…光学素子２…散乱方向から入射する照明光３…透過方向から入射する照明光４…実測したヘイズ値のプロット５…感光材料６…ＵＶ光源７…コリーメート光学系８…平行光９…マスク原版１０…ガラス基板１１…クロムパターン１２…光ファイバー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０２Ｆ 1/1335 Ｇ０２Ｆ 1/1335 ５１０５１０Ｆターム(参考） 2H049 BA02 BA42 BA45 BA47 BB42 BB63 BC05 BC08 2H091 FA08X FA08Z FA32X FD05 FD06 LA13 LA17 4J011 AA04 AA05 PA86 PB19 PC02 QA02 QA03 QA06 QA08 QA13 QA22 QA23 QA24 QC05 SA01 SA16 SA21 SA51 SA61 SA62 SA64 SA78 SA80 SA82 SA85 SA86 SA87 SA88 UA01 UA06 UA07 UA08 WA10 XA02 4J026 AB04 AB18 AB19 AB26 AB40 BA25 BA28 BA30 BA32 DB11 DB36 GA08 4J036 AD08 AD09 AD15 AD21 AF06 AF07 AF08 AJ08 DA09 DC45 EA01 EA02 EA03 GA01 GA02 GA03 GA04 GA15 HA02 JA15

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも屈折率、重合性の異なる２種以
上の化合物と重合開始剤からなる樹脂材料、及び光学的
異方性を有する化合物を含む材料を用いて製造されたフ
ィルム内部に、屈折率の異なる部分が不規則な形状・厚
さで分布することにより、屈折率の高低からなる濃淡模
様が形成されており、且つその屈折率の異なる部分が、
フィルムの厚さ方向に対して傾斜して層状に分布してい
る構造であり、上記傾斜方向に沿った角度で入射する光
に対しては光散乱が生じ、上記傾斜方向とは垂直な光に
対しては単なる透明フィルムとして機能する、光散乱性
に入射角度選択性を持ち、且つ偏光を制御することが可
能なことを特徴とする光学素子。
【請求項２】前記光学的異方性を有する化合物が液晶性
を示す化合物であることを特徴とする請求項１記載の光
学素子。
【請求項３】前記樹脂材料において、屈折率、重合率の
異なる２種類以上の化合物が少なくとも、（Ａ）カチオ
ン重合性を有する化合物と、（Ｂ）ラジカル重合性を有
する化合物とからなり、前記重合開始剤が、（Ｃ）化学
放射線によってラジカル種を発生する光重合開始剤と、
（Ｄ）化学放射線、或いは熱によってカチオン種を発生
する熱重合開始剤からなることを特徴とする請求項１記
載の光学素子。
【請求項４】前記カチオン重合性を有する化合物（Ａ）
がエポキシ当量４００〜５０００であるビスフェノール
Ａ型エポキシ樹脂或いは臭素化ビスフェノールＡ型エポ
キシ樹脂であることを特徴とする請求項１記載の光学素
子。
【請求項５】前記ラジカル重合性を有する化合物（Ｂ）
の屈折率が、（Ａ）カチオン重合性を有する化合物より
も低く、常温、常圧で液体で、かつ常圧で沸点が１００
℃以上であるエチレン性不飽和結合を少なくとも１個以
上有する化合物であることを特徴とする請求項１記載の
光学素子。
【請求項６】前記カチオン重合性を有する化合物（Ａ）
１００重量部に対して、前記ラジカル重合性を有する化
合物（Ｂ）を２０から８０重量部を混合してなることを
特徴とする請求項１記載の光学素子。
【請求項７】前記化学放射線によってラジカル種を発生
する光重合開始剤（Ｃ）を増感せしめる増感色素（Ｅ）
を添加することを特徴とする請求項１記載の光学素子。