JP2003307622A - Polarizing element - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[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。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical element used in a polarized light source device, a liquid crystal display device, etc.
The present invention relates to a polarizing element including a liquid crystal layer having a cholesteric phase (also referred to as “cholesteric liquid crystal layer”). Note that in this specification, the term “liquid crystal layer” is used to mean a layer having an optical property of liquid crystal, and the state of the layer includes a state of a liquid crystal phase having fluidity and a state of a liquid crystal phase. It also includes a solid phase state in which the molecular sequence is maintained and solidified.
【0002】[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。2. Description of the Related Art Most optical elements have a multilayer structure composed of a plurality of optical members, and interface reflection occurs due to the difference in refractive index between the optical members forming the optical member. Such interface reflection is effectively used in an antireflection film or the like incorporated in a display or the like, but in many cases, it causes a loss of light use efficiency and is not preferable. In particular, in the case of a polarizing element among optical elements, the polarization state of light transmitted or reflected by the polarizing element often changes due to interface reflection, and the deterioration of optical characteristics has been a problem.
【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。Among such polarizing elements, a polarizing element having a cholesteric liquid crystal layer reflects one of right-handed and left-handed circularly polarized light components having a wavelength corresponding to the helical pitch of liquid crystal molecules and transmits the other. It has a selective reflection function.
【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。However, such a polarizing element has a special characteristic that selective reflection is realized by Bragg reflection inside the cholesteric liquid crystal layer, and interface reflection of light incident on the cholesteric liquid crystal layer is realized. The impact was not fully considered.
【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。In this regard, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 9-189
Japanese Patent No. 811 describes that a cholesteric liquid crystal layer and a light guide plate are laminated via an adhesive layer to prevent reflection loss at each interface. In addition, JP-A-11-
In Japanese Patent No. 125717, 1 is formed on a cholesteric liquid crystal layer.
Regarding the refractive index of the adhesive layer used when laminating the / 4 wavelength plate, the brightness is improved and the unevenness of color is prevented by setting the refractive index of the adhesive layer to n ± 0.2 based on the average refractive index n of the cholesteric liquid crystal layer. It is described that prevention etc. can be achieved.
【0006】[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。However, in the polarizing element described in JP-A-9-189811, the relationship of the refractive index between the cholesteric liquid crystal layer and the adhesive layer is not sufficiently taken into consideration, It is difficult to sufficiently solve the above-mentioned problem of interface reflection.
【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。Further, although the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No. 11-125717 describes the relationship of the refractive index between the cholesteric liquid crystal layer and the adhesive layer, the above-mentioned interface reflection can be achieved only by satisfying such a relationship. It has been empirically revealed that the above problem cannot be solved sufficiently.
【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。Against this background, the present inventor has conducted earnest research on the relationship of the refractive index between the cholesteric liquid crystal layer, other optical layers adjacent to the cholesteric liquid crystal layer, and the adhesive layer for adhering them to each other. We have found an optimum method for obtaining the refractive index of the cholesteric liquid crystal layer, which is the basis of the conditions for suppressing the interface reflection that occurs between the liquid crystal layer and the optical layer adjacent to it, and we also found the cholesteric liquid crystal obtained by such a method. Based on the refractive index of the layer, by optimizing the refractive index relationship between the cholesteric liquid crystal layer, the adjacent optical layer and the adhesive layer provided between them, the above-mentioned problem of interface reflection It has been found that can be effectively suppressed.
【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。The present invention has been made on the basis of such findings, and has excellent optical characteristics, and when incorporated into a liquid crystal display device or the like, it is possible to improve contrast and ensure good visibility. The purpose is to provide a device.
【0010】[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。In order to suppress interfacial reflection that occurs between a cholesteric liquid crystal layer and an optical layer such as a retardation layer adjacent to the cholesteric liquid crystal layer in a polarizing element provided with a cholesteric liquid crystal layer, which is a prerequisite of the present invention, , It is necessary to optimize the refractive index relationship between the cholesteric liquid crystal layer, the optical layers adjacent to the cholesteric liquid crystal layer, and the adhesive layer provided between them, if necessary.
【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。At that time, the refractive index of the cholesteric liquid crystal layer, the optical layer such as a retardation layer adjacent to the cholesteric liquid crystal layer, and the adhesive layer is generally the average refractive index. According to such an idea, the refractive index of the optical layer such as the retardation layer and the adhesive layer has no problem, and the refractive index of the cholesteric liquid crystal layer has been conventionally considered to have no problem.
【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、
(nx+ny+nz)/3で表されるものである。That is, since liquid crystal molecules generally have a helical structure in the cholesteric liquid crystal layer, its refractive index was considered to be equal to the average refractive index of the isotropic phase of the liquid crystal molecules when averaged in the thickness direction. . Note that the “average refractive index” referred to here is in the three-dimensional Cartesian coordinate system xyz,
It is represented by (n x + n y + n z ) / 3.
【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。However, according to the research conducted by the present inventor,
It has been clarified that the refractive index of the cholesteric liquid crystal layer actually has a value considerably different from that of the average refractive index.
【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。FIG. 6 is a plot diagram showing the result of simulation for confirming the refractive index of the cholesteric liquid crystal layer. Here, the following simulation was performed using LCDMaster (manufactured by Shintech Co., Ltd.), which is general-purpose simulation software. That is,
Right circularly polarized light of a perfect circle having a central wavelength of 520 nm is vertically incident on a semi-transparent cholesteric liquid crystal layer having a central selective reflection wavelength of 520 nm with respect to right circularly polarized light, and transmitted through the cholesteric liquid crystal layer. A simulation was conducted to investigate the ellipticity of the circularly polarized light coming in. Here, of the right circularly polarized light incident on the cholesteric liquid crystal layer,
Part of the light is reflected inside the cholesteric liquid crystal layer and emerges from the surface on the incident side, while the rest passes through the cholesteric liquid crystal layer and emerges from the surface on the emission side. At this time, if the interface reflection does not occur on the incident side surface, the light emitted from the incident side surface is directly emitted to the outside. However, if interface reflection occurs on the incident-side surface, the interface-reflected light is output with the optical rotation direction reversed (that is, right circularly polarized light converted to left circularly polarized light). The light is transmitted through the cholesteric liquid crystal layer and is emitted to the outside together with the right circularly polarized light emitted from the surface on the emission side. Therefore, the light that finally emerges from the surface on the output side becomes right elliptically polarized light in which right circularly polarized light and left circularly polarized light are mixed, and its ellipticity depends on the ratio of the light reflected at the interface (left circularly polarized light). It will change.
【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。The horizontal axis of FIG. 6 is the refractive index of the atmosphere in which the cholesteric liquid crystal layer is placed, and the vertical axis is the ellipticity of circularly polarized light that passes through the cholesteric liquid crystal layer. Here, as is clear from the above description, the large ellipticity of circularly polarized light means that the circularly polarized light is close to a perfect circle. Here, the fact that circularly polarized light is close to a perfect circle means that the effect of interfacial reflection is small, that is, that the refractive index of the cholesteric liquid crystal layer and the refractive index of the atmosphere are closer to each other. It is estimated that the refractive index of the atmosphere when the ellipticity of is largest is equal to the refractive index of the cholesteric liquid crystal layer. According to the results shown in FIG. 6, the value of the refractive index of the atmosphere is 1.585 when the ellipticity of the circularly polarized light that passes through the cholesteric liquid crystal layer is closest to 1.
The value of the refractive index of the cholesteric liquid crystal layer is also estimated to be 1.585. On the other hand, the value of the average refractive index of the cholesteric liquid crystal layer having the central selective reflection wavelength of 520 nm is 1.563.
【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。Although the above description is based on the result of the simulation, when an actual experiment was performed using a cholesteric polymer film having the same characteristics as the cholesteric liquid crystal layer set in the above-mentioned simulation, the same result was obtained. Results were obtained.
【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n1、n2および
n3としたとき、これらは、n1≦n3≦n2またはn
2≦n3≦n1…(1)の関係を満たし、前記光学層の
屈折率n2および前記接着層の屈折率n3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
n1は、次の方法により求められた値、すなわち、屈折
率n4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
n4に基づいて、n1=n4×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。 Solution to Problem Under the above-mentioned premise, the present invention provides, as a first solution, a cholesteric liquid crystal layer having a cholesteric regularity having a spiral axis in the thickness direction and a cholesteric liquid crystal layer adjacent to the cholesteric liquid crystal layer. An optical layer arranged as described above, and an adhesive layer that is disposed between the cholesteric liquid crystal layer and the optical layer, and that adheres the cholesteric liquid crystal layer and the optical layer to each other, the cholesteric liquid crystal layer, the optical layer And the refractive index of the adhesive layer is n 1 , n 2 and n 3 , respectively, these are n 1 ≦ n 3 ≦ n 2 or n
2 ≦ n 3 ≦ n 1 (1) is satisfied, and the refractive index n 2 of the optical layer and the refractive index n 3 of the adhesive layer are both values of the average refractive index and the refractive index of the cholesteric liquid crystal layer. n 1 is a value obtained by the following method, that is, when light incident on the cholesteric liquid crystal layer at an incident angle θ in an atmosphere having a refractive index n 4 is selectively reflected by the cholesteric liquid crystal layer. In the measurement for detecting the wavelength λ of the reflected light, λ = a × cos (θ × b) (where a and b are constants) is between θ and λ when the incident angle θ of the light is changed. Based on θ × b, θ determined so as to hold and n 4 above, n 1 = n 4 × sin θ / sin (θ ×
There is provided a polarizing element having the value obtained in b).
【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n3の値は(n 1+n2)/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。In the above first solution,
Refractive index n of the adhesive layerThreeThe value of is (n 1+ NTwo) / 2 based
It is preferable that the range is ± 0.05. Well
Further, the cholesteric liquid crystal layer has a circular polarization in one optical rotation direction.
A semi-transmissive layer that reflects part of the light component and transmits the rest
And the optical layer and the adhesive layer are the cholesteric
It is preferably located on the light incident side with respect to the liquid crystal layer.
Good The term "semi-transmissive" as used in the present specification refers to one of
To partially reflect / transmit the circularly polarized light component in the optical rotation direction
Yes, the reflection / transmission ratio can be any value (eg reflection
The ratio of light can be 1% to 99.5%).
Wear.
【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。Further, in the above-mentioned first solving means,
The optical layer is preferably a retardation layer, and more preferably an absorption type linear polarization layer is laminated on the retardation layer. Here, the retardation layer is a ¼ wavelength retardation layer disposed adjacent to the cholesteric liquid crystal layer, and a ½ wavelength retardation layer laminated on the ¼ wavelength retardation layer.
It is preferable that the refractive index of the cholesteric liquid crystal layer, the quarter-wave retardation layer and the adhesive layer adjacent to the cholesteric liquid crystal layer including the wavelength retardation layer satisfy the relationship of the above expression (1). The retardation layer includes a ½ wavelength retardation layer disposed adjacent to the cholesteric liquid crystal layer, and a ¼ wavelength retardation layer laminated on the ½ wavelength retardation layer. The refractive index of the cholesteric liquid crystal layer, the half-wave retardation layer and the adhesive layer adjacent to the cholesteric liquid crystal layer may satisfy the relationship of the above expression (1). The optical layer is preferably a transparent member.
【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n1と前記光学層の屈折率n2
とがほぼ等しく、前記光学層の屈折率n2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
n4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
n4に基づいて、n1=n4×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。As a second means for solving the problems, the present invention comprises a cholesteric liquid crystal layer having a cholesteric regularity having a spiral axis in the thickness direction, and an optical layer arranged so as to be in direct contact with the cholesteric liquid crystal layer. , The refractive index n 1 of the cholesteric liquid crystal layer and the refractive index n 2 of the optical layer
Are substantially equal to each other, the refractive index n 2 of the optical layer is a value of an average refractive index, and the refractive index n 2 of the cholesteric liquid crystal layer is
1 is a value obtained by the following method, that is, reflection when light incident on the cholesteric liquid crystal layer at an incident angle θ in an atmosphere having a refractive index n 4 is selectively reflected by the cholesteric liquid crystal layer. In the measurement for detecting the wavelength λ of light, λ = a × cos (θ × b) (where a and b are constants) is established between θ and λ when the incident angle θ of light is changed. Based on θ × b, θ determined as above, and n 4 above, n 1 = n 4 × sin θ / sin (θ ×
There is provided a polarizing element having the value obtained in b).
【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。In the above-mentioned second solving means,
The cholesteric liquid crystal layer is a semi-transmissive layer that reflects a part of the circularly polarized light component in one optical rotation direction and transmits the rest, and the optical layer is arranged on the light incident side with respect to the cholesteric liquid crystal layer. It is preferable.
【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。Further, in the above-mentioned second solving means,
The optical layer is preferably a retardation layer, and more preferably an absorption type linear polarization layer is laminated on the retardation layer. Here, the retardation layer is a ¼ wavelength retardation layer disposed adjacent to the cholesteric liquid crystal layer, and a ½ wavelength retardation layer laminated on the ¼ wavelength retardation layer.
It is preferable to include a wavelength retardation layer so that the refractive index of the cholesteric liquid crystal layer and the refractive index of the quarter wavelength retardation layer adjacent thereto are substantially equal to each other. The retardation layer includes a ½ wavelength retardation layer disposed adjacent to the cholesteric liquid crystal layer, and a ¼ wavelength retardation layer laminated on the ½ wavelength retardation layer. May be included so that the refractive index of the cholesteric liquid crystal layer and the refractive index of the half-wave retardation layer adjacent thereto are substantially equal to each other.
The optical layer is preferably a transparent member.
【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n4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n4に基づいて、n1=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
n1を基準として、コレステリック液晶層の屈折率
n1、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n2、およびそれらの間に配置された
接着層の屈折率n3が、n1≦n3≦n 2またはn2≦
n3≦n1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。According to the first solution of the present invention,
The refractive index of the liquid crystal layer was calculated by the following method.
Value, that is, refractive index nFourCholestery under the atmosphere of
Light incident on the liquid crystal layer at an incident angle θ is
Wave of reflected light when selectively reflected by the resteric liquid crystal layer
In the measurement to detect the long λ, change the incident angle θ of the light.
Between θ and λ when λ = a × cos (θ × b)
Θ (where a and b are constants)
Xb, θ, and the above nFourBased on n1= N FourXs
The value obtained by inθ / sin (θ × b)
Refractive Index of Cholesteric Liquid Crystal Layer Obtained as
n1Refractive index of cholesteric liquid crystal layer
n1Placed next to the cholesteric liquid crystal layer
Refractive index n of the optical layerTwo, And placed between them
Refractive index n of adhesive layerThreeBut n1≤nThree≤n TwoOr nTwo≤
nThree≤n1Since it is optimized to satisfy the relationship of
Between the cholesteric liquid crystal layer and the adjacent optical layer
Effectively suppress the interface reflection caused by the difference in refractive index,
Excellent optical characteristics when incorporated in liquid crystal display devices, etc.
(Contrast and good visibility)
You can
【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n1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
n1を基準として、コレステリック液晶層の屈折率n1
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n2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。According to the second solution of the present invention, the refractive index n 1 of the cholesteric liquid crystal layer is set to a value obtained by the same method as the method according to the first solution described above, and in this way Based on the calculated refractive index n 1 of the cholesteric liquid crystal layer, the refractive index n 1 of the cholesteric liquid crystal layer
And the refractive index n 2 of the optical layer that is directly adhered and laminated on the cholesteric liquid crystal layer are optimized to be substantially equal to each other, so that the refractive index between the cholesteric liquid crystal layer and the optical layer adjacent thereto is It is possible to more effectively suppress the interface reflection caused by the difference, and to exhibit excellent optical characteristics (contrast and good visibility) when incorporated in a liquid crystal display device or the like.
【0025】[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。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【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。As shown in FIG. 1, the polarizing element 10 according to the present embodiment is arranged so as to be adjacent to the cholesteric liquid crystal layer 11 having a cholesteric regularity having a helical axis in the thickness direction and the cholesteric liquid crystal layer 11. 1/4 done
The wavelength retardation layer (optical layer) 12 is provided. Further, an adhesive layer 13 is arranged between the cholesteric liquid crystal layer 11 and the quarter-wave retardation layer 12, and the cholesteric liquid crystal layer 1 is provided.
The 1 and the quarter-wave retardation layer 12 can be brought into close contact with each other. The quarter-wave retardation layer 12 and the adhesive layer 13, which are optical members, are preferably transparent members.
【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。Here, the cholesteric liquid crystal layer 11 has a spiral structure in which the direction of the director of the liquid crystal molecules is continuously rotated in the thickness direction of the cholesteric liquid crystal layer 11 as the physical molecular arrangement of the liquid crystal molecules. Therefore, it has a polarization splitting property of splitting a circularly polarized light component in one direction and a circularly polarized light component in the opposite direction based on such a physical molecular arrangement of liquid crystal molecules. That is, in the cholesteric liquid crystal layer 11, natural light incident along the spiral axis is separated into two circularly polarized components of right-handed and left-handed, one of which is transmitted and the other of which is reflected. This phenomenon is known as circular dichroism, and when the spiral winding direction in the spiral structure of liquid crystal molecules is appropriately selected, the circular polarization component having the same optical rotation direction as the spiral winding direction is selectively reflected.
【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。Incidentally, such a cholesteric liquid crystal layer 1
In No. 1, the ratio of reflected light to incident light can be determined by appropriately selecting the thickness. For example, if the cholesteric liquid crystal layer 11 is made sufficiently thick,
That is, if the number of spiral pitches is sufficiently large, one circularly polarized light component having the same optical rotation direction as the spiral winding direction out of the unpolarized light that is incident light is almost 100% (when viewed from the entire incident light, The other circularly polarized light component is transmitted at a rate of almost 100% (similarly, when viewed from the entire incident light, an intensity of 50%). On the other hand, if the cholesteric liquid crystal layer 11 is made thin to some extent, it exhibits semi-transparency, and a part of one circularly polarized light component included in the incident light is reflected and the rest is transmitted. Specifically, for example, when non-polarized light is incident on the cholesteric liquid crystal layer 11 that reflects 50% of the right circularly polarized light, when the intensity of the incident light is 100%, the right circularity ideally has an intensity of 25%. Polarized light is reflected, 2
Right circularly polarized light having an intensity of 5% and left circularly polarized light having an intensity of 50% are transmitted. Further, when only right-handed circularly polarized light is incident, ideally, right-handed circularly polarized light having an intensity of 50% is reflected and right-handed circularly polarized light having an intensity of 50% is transmitted. This reflection / transmission ratio depends on the number of spiral pitches, and the smaller the number of spiral pitches, the smaller the reflectance. Generally, in order to saturate the selective reflection (ideally 100% selective reflection, but in fact, it saturates at 90% or more and the reflectance does not become higher than that), one specific wavelength is used. About 8 pitches are necessary for the area. Therefore, when the cholesteric liquid crystal layer 11 is a semi-transmissive layer, the thickness is adjusted so that the number of spiral pitches is 8 pitches or less.
【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。Here, the circularly polarized light component separated by the cholesteric liquid crystal layer 11 as described above is ideally circularly polarized light, but is a semi-transmissive cholesteric liquid crystal layer 11.
The polarization state of the light transmitted through may deviate from true circular polarization and become elliptically polarized light. Such a deviation of the polarization state causes an unexpected deviation of the polarization state when used by being incorporated in, for example, a liquid crystal display device, resulting in deterioration of optical characteristics such as contrast.
【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。The main cause of such a deviation of the polarization state is the effect of interface reflection inside the polarizing element 10. Here, taking as an example the case where right circularly polarized light is incident on the cholesteric liquid crystal layer 11 that reflects 50% of the right circularly polarized light from the ¼ wavelength phase difference layer 12 side, as shown in FIG. Bragg reflection occurs inside the liquid crystal layer 11, and a part of right circularly polarized light (in this case, ideally 50% of the intensity of incident light) is reflected and emerges from the surface on the incident side, while the rest remains. The right circularly polarized light of is transmitted (see the optical path indicated by the solid line in FIG. 1). At this time, when the light reflected inside the cholesteric liquid crystal layer 11 exits from the cholesteric liquid crystal layer 11, interface reflection occurs due to the difference in refractive index between the cholesteric liquid crystal layer 11 and the adhesive layer 13. The light reflected at the interface comes out from the surface on the emission side in a state where the optical rotation direction is reversed (that is, in the state where the right circularly polarized light is converted to the left circularly polarized light), and the light is reflected by the cholesteric liquid crystal layer 11. It is transmitted and emitted to the outside together with the right-handed circularly polarized light emitted from the surface on the emission side (see the optical path indicated by the dotted line in FIG. 1). Therefore, the light finally emitted from the surface on the emission side becomes right elliptical polarized light in which left circularly polarized light is mixed with right circularly polarized light.
【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。In order to suppress such a phenomenon, it is necessary to optimize the relationship of the refractive index among the cholesteric liquid crystal layer 11, the 1/4 wavelength retardation layer 12 and the adhesive layer 13 which constitute the polarizing element 10. . Ideally, it is desirable to make the refractive indexes of all the optical members constituting the polarizing element 10 uniform, but the materials of the optical members are actually different, and the refractive indexes are also different accordingly. For example, the liquid crystal material forming the cholesteric liquid crystal layer 11 has a high refractive index of 1.5 to 1.7, and the retardation film forming the quarter-wave retardation layer 12 has a refractive index of 1.4 to 1. As low as 5.
【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。Therefore, in this embodiment, the refractive index of the adhesive layer 13 disposed between the cholesteric liquid crystal layer 11 and the quarter-wave retardation layer 12 is set as follows.
【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n1、n2およびn3としたとき、
n1≦n3≦n2またはn2≦n3≦n1 … (1)
の関係を満たしているようにする。That is, the cholesteric liquid crystal layers 11 and 1
When the refractive indices of the / 4 wavelength retardation layer 12 and the adhesive layer 13 are n 1 , n 2 and n 3 , respectively, n 1 ≤n 3 ≤n 2 or n 2 ≤n 3 ≤n 1 (1) Make sure the relationship is met.
【0034】なおこのとき、より好ましくは、
n3=(n1+n2)/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。At this time, more preferably, n 3 = (n 1 + n 2 ) / 2 ± Δn (2) Note that Δn in the above equation (2) can be appropriately determined according to the allowable contrast. For example, when the contrast is suppressed within the range of fluctuation of about 10%, Δn is set to about 0.05.
【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n1=1.58、1/4波長位相差層1
2の屈折率がn2=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n3は、1.47≦
n3≦1.58であることが好ましく、さらに言えば、
n3=(1.47+1.58)/2±Δn=1.53±
Δnであることがより好ましい。Specifically, for example, the refractive index of the cholesteric liquid crystal layer 11 is n 1 = 1.58, and the quarter-wave retardation layer 1 is used.
When the refractive index of 2 is n 2 = 1.47, the refractive index n 3 of the adhesive layer 13 provided between them is 1.47 ≦
It is preferable that n 3 ≦ 1.58, and further,
n 3 = (1.47 + 1.58) /2±Δn=1.53±
More preferably, Δn.
【0036】なお、上式(1)(2)において、1/4
波長位相差層12の屈折率n2および接着層13の屈折
率n3はともに平均屈折率の値である。In the above equations (1) and (2), 1/4
Refractive index n 3 of the refractive index n 2 and the adhesive layer 13 of the wavelength retardation layer 12 are both mean refractive index.
【0037】一方、コレステリック液晶層11の屈折率
n1は、次の方法により求められた値である。すなわ
ち、屈折率n4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n4
に基づいて、
n1=n4×sinθ/sin(θ×b) … (4)
により求められた値である。On the other hand, the refractive index n 1 of the cholesteric liquid crystal layer 11 is a value obtained by the following method. That is, the cholesteric liquid crystal layer 11 is formed under the atmosphere of the refractive index n 4.
In the measurement to detect the wavelength (center selective reflection wavelength) λ of the reflected light when the light incident at a certain incident angle θ is selectively reflected by the cholesteric liquid crystal layer, the incident angle θ of the light is detected.
Between θ and λ when is changed, λ = a × cos (θ × b) (where a and b are constants) (3) is determined so that θ × b, θ, and N 4 above
Based on, n 1 = n 4 × sin θ / sin (θ × b) (4)
【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。Details of such a calculation method will be described below with reference to FIGS. 7 and 8.
【0039】図7に示すように、屈折率n4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。As shown in FIG. 7, unpolarized light (or light including circularly polarized light in one optical rotation direction which is selectively reflected) is made incident on the cholesteric liquid crystal layer 11 at an incident angle θ in an atmosphere having a refractive index n 4. Then, at that time, the cholesteric liquid crystal layer 1
The relationship between the central selective reflection wavelength λ of the circularly polarized light reflected at 1 and the incident angle θ at that time is measured.
【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θ2であり、この入射角θ2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。Here, the center selective reflection wavelength λ of the circularly polarized light reflected by the cholesteric liquid crystal layer 11 changes according to the incident angle of light according to the incident angle dependence of the cholesteric liquid crystal layer 11. The incident angle serving as a reference at this time is an incident angle θ 2 inside the cholesteric liquid crystal layer 11 as shown in FIG. 7, and the central selective reflection wavelength λ is based on the incident angle θ 2 Shift according to 5).
【0041】λ=λ0×cos(θ2) … (5)
なお、上式(5)において、λ0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λ0は、螺旋ピッチ×屈折率で
与えられる。Λ = λ 0 × cos (θ 2 ) ... (5) In the above equation (5), λ 0 is such that light is perpendicular to the cholesteric liquid crystal layer 11 (the thickness direction of the cholesteric liquid crystal layer 11). It is the central selective reflection wavelength when incident.
The central selective reflection wavelength λ 0 is given by spiral pitch × refractive index.
【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。From the above, λ and θ obtained by the above measurement can be fitted by the following equation (6).
【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=λ0、b
=θ2/θである。Λ = a × cos (θ × b) (6) Here, a and b are both constants, and a = λ 0 , b
= Θ 2 / θ.
【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。Therefore, if the measured data for λ and θ are fitted by the method of least squares or the like according to the above equation (6), the constants a and b can be obtained respectively.
【0045】一方、スネルの法則により、n1×sin
θ2=n4×sinθが成り立つので、θ2=θ×bで
あることを考慮すれば、
n1=n4×sinθ/sin(θ×b)…(7)
となる。On the other hand, according to Snell's law, n 1 × sin
Since θ 2 = n 4 × sin θ holds, in consideration of θ 2 = θ × b, n 1 = n 4 × sin θ / sin (θ × b) (7)
【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n4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n1を求めるこ
とができる。Therefore, θ determined by the above-mentioned method
The refractive index n 1 of the cholesteric liquid crystal layer 11 can be obtained by substituting n 4 together with the values of × b and θ into the above equation (7).
【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。FIG. 8 is a plot diagram showing measured data (λ and θ) obtained in an actual experiment. By fitting this measurement data to the above equation (6), a = 575.
7, b = 0.63154 is obtained.
【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、
n1=n4×θ/(θ×b)=n4/b
となり、コレステリック液晶層11の屈折率としてn1
=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(n1=1.585)とよく一致していることが
分かる。Here, when θ approaches 0, s is approximated.
Since in θ = θ, from the above formula (7), n 1 = n 4 × θ / (θ × b) = n 4 / b, and the refractive index of the cholesteric liquid crystal layer 11 is n 1
= 1 / 0.63154 = 1.583 is obtained. In addition,
It can be seen that the above experimental results are in good agreement with the above-mentioned simulation results (n 1 = 1.585) in which the data of the cholesteric liquid crystal used in the experiment are the same.
【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。As a measuring device used for the above-mentioned measurement of λ and θ, a light source for emitting the measurement light toward the cholesteric liquid crystal layer 11 and the cholesteric liquid crystal layer 1 are used.
There is no particular limitation as long as it has a detector for detecting the reflected light reflected by No. 1 and can change the incident angle of the measurement light emitted from the light source to the cholesteric liquid crystal layer 11. As the light source, a white light source is preferable, and a halogen light source, a xenon light source and the like which are widely used can be used. The measurement light is preferably parallel light to some extent. On the other hand, the detector is not particularly limited as long as it can measure the spectral characteristics of the reflected light (wavelength dispersion of the reflected light), and other than the method of using polychromatic light as the measuring light, It is also possible to use a method of measuring the intensity distribution of each monochromatic light by using different monochromatic lights and sequentially using each monochromatic light as the measurement light. As the measuring device, for example, a UV3100PC manufactured by Shimadzu or a goniophotometer manufactured by Apex can be used. In the measuring device as described above, in order to measure the incident angle dependency of the cholesteric liquid crystal layer 11, it is preferable that the positions, angles, etc. of the sample setting part, the light source, the detector, etc. can be arbitrarily set.
【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。Next, details of each optical member constituting the polarizing element 10 shown in FIG. 1 will be described.
【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。The cholesteric liquid crystal layer 11 can be formed by using one having a conjugated linear molecule that imparts liquid crystal orientation, and any of a monomer, an oligomer and a polymer may be used. However, in the case of stably forming a film without using a supporting substrate or the like, it is preferable to use an oligomer or a polymer. As the cholesteric liquid crystal, for example, those having a mesogen group-bonded structure such as polyester, polyamide, and polyacrylate can be used, and if necessary, a compound having a chiral component called a chiral agent is mixed. Good.
【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。The cholesteric liquid crystal layer 11 may have an optional selective reflection wavelength band. However, when the cholesteric liquid crystal layer 11 has a wide selective reflection wavelength band, the central selective reflection wavelengths are different (that is, the spiral selective reflection wavelength band is different). The cholesteric liquid crystal layer 1 is formed by a method of stacking a plurality of liquid crystal layers (having different pitches) or a method of changing the spiral pitch in a single liquid crystal layer.
1 should be configured. In addition, the cholesteric liquid crystal layer 11
Can be used alone, or can be used together with the supporting base material used in the layer formation. Such a supporting substrate can be used without particular limitation as long as it is optically isotropic, and for example, a glass substrate or the like can be used. An anisotropic material such as a stretched film is generally not preferable because it changes the polarization state when light passes through the supporting base material itself, but the retardation amount of the supporting base material itself is appropriately designed. If so, it can be used without problems.
In addition, in general, when forming a cholesteric liquid crystal layer on a supporting substrate such as a glass substrate, an alignment film or the like obtained by subjecting a polyimide film to rubbing treatment is provided, and a slight phase difference is provided by the alignment film or the like. In some cases, there is no problem in most cases because it has no optical influence. The thickness of the cholesteric liquid crystal layer 11 is not particularly limited, but when the cholesteric liquid crystal layer 11 is a semi-transmissive layer, it is generally 0.01 although it depends on the liquid crystal material.
˜50 μm, particularly preferably 0.05 to 20 μm. In addition, when the selective reflection wavelength band is wide, a thickness of about 1 to 10 times the above-mentioned thickness is required.
【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。The quarter-wave retardation layer 12 can be formed by using a polymer film, and the polymer film is stretched uniaxially or biaxially, or the liquid crystal material is regularly arranged. Can be formed. As the polymer film, for example, a film made of polycarbonate, polyester, polyvinyl alcohol, polystyrene, polysulfone, polymethylmethacrylate, polypropylene, cellulose acetate polymer polyamide or the like can be used.
【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。The quarter-wave retardation layer 12 is preferably transparent and has a uniform retardation amount in the plane. In general, the retardation layer has wavelength dependence, and even if it is designed according to the amount of retardation required in a certain wavelength range, it often deviates in other wavelength ranges. For example, in the 1/4 wavelength retardation layer, when converting circularly polarized light into linearly polarized light, it is necessary to give a phase difference of 1/4 wavelength to the wavelength to be converted, but when it is applied over the entire visible light range. It is necessary to combine the compensation layer with the usual 1/4 wavelength retardation layer. Generally, when forming a wideband quarter-wave retardation layer, a quarter-wave retardation layer and a half-wave retardation layer are used in combination. Depending on the material, it is possible to realize a quarter-wave retardation layer having a wide band by itself.
【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。The adhesive layer 13 can be formed by using a transparent adhesive such as an acrylic polymer, a silicone polymer, polyester, polyurethane or polyether. Acrylic adhesives are generally widely used. In this case, for example, acrylic acid ester or methacrylic acid having an alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a hexyl group, or a cyclohexyl group. The thing which copolymerized the ester etc. can be used. The adhesive layer 13 is preferably made of an optical adhesive that has excellent adhesive strength to glass, plastic, etc., is colorless and transparent, and has a wide range of refractive index selection.
【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。The adhesive layer 13 is formed in a sheet shape in advance and used, or a liquid adhesive is applied onto the optical member to be adhered, and the optical member is bonded through the adhesive and then cured. You may make it process. In addition,
As the adhesive in this case, an arbitrary one such as a radiation curable type such as an ultraviolet curable type, a thermosetting type and a two-liquid mixed type can be used. The thickness of the adhesive layer 13 is not particularly limited, but it is preferably 1 to 500 μm, and more preferably 5 to 100 μm in terms of adhesive strength, tint and the like.
【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。Here, 1/4 of the polarizing element 10 shown in FIG.
Other optical members can be further laminated on the wavelength retardation layer 12 depending on the required optical function. Specifically, like the polarizing element 10 'shown in FIG.
1/2 on the 1/4 wavelength retardation layer 12 with the adhesive layer 15 interposed
The wavelength retardation layer 14 is laminated or the polarizing element 1 shown in FIG.
As in the case of 0 ″, in the polarizing element 10 ′ shown in FIG. 2, the absorption type linear polarizing layer 16 can be further laminated on the ½ wavelength retardation layer 14 via the adhesive layer 17.
Further, other optional optical members such as a color filter may be used in combination, if necessary.
【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。In the case of the polarizing elements 10 'and 10 "as shown in FIGS. 2 and 3, ideally, all the optical members (cholesteric liquid crystal layer 11, quarter wavelength retardation layer 1) are used.
2, 1/2 wavelength retardation layer 14, absorption type linear polarization layer 16)
The adhesive layers 13, 15, 17 disposed between the
Alternatively, it is preferable to satisfy the relationship of (2). However,
When the polarizing elements 10 ′ and 10 ″ are used by being incorporated in a liquid crystal display device or the like, it is the cholesteric liquid crystal layer 11 and the ¼ wavelength retardation layer 12 that is most adjacent to the cholesteric liquid crystal layer 11 that contributes most to the deterioration of optical characteristics. Because of the interfacial reflection between the cholesteric liquid crystal layer 11, the ¼ wavelength retardation layer 12 and the adhesive layer 13 adjacent to the cholesteric liquid crystal layer 11, at least satisfy the relationship of the above formula (1) or (2). To do so.
【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。The cholesteric liquid crystal layer 11 is a semi-transmissive layer, and the optical members 11, 12, 14, 16 and the adhesive layers 13, 15, 17 are on the light incident side (backlight side) with respect to the cholesteric liquid crystal layer 11. When the observer observes the cholesteric liquid crystal layer 11 from the light emission side (liquid crystal cell side), the cholesteric liquid crystal layer 11 and the incident side (backlight side) adjacent to the cholesteric liquid crystal layer 11 are It suffices that the refractive indices of the four-wavelength phase difference layer 12 and the adhesive layer 13 satisfy the relationship of the above expression (1) or (2).
【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。In relation to this point, the behavior of light when the polarizing element 10 ″ shown in FIG. 3 is incorporated in a liquid crystal display device will be described below with reference to FIGS. 4 (a) and 4 (b).
【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。First, taking the case where the right circularly polarized light is incident on the semi-transmissive cholesteric liquid crystal layer 11 which reflects 50% of the right circularly polarized light from the backlight side, as shown in FIG. 4 (a). In addition, Bragg reflection occurs inside the cholesteric liquid crystal layer 11, and a part of the right circularly polarized light is reflected and emerges from the surface on the backlight side, while the remaining right circularly polarized light is transmitted (see FIG. 4 (a ) See the solid optical path). At this time, when the light reflected inside the cholesteric liquid crystal layer 11 exits from the cholesteric liquid crystal layer 11, interface reflection occurs due to the difference in refractive index between the cholesteric liquid crystal layer 11 and the adhesive layer 13. The light reflected by the interface comes out from the surface on the liquid crystal cell side in the state where the optical rotation direction is reversed (that is, in the state where the right circularly polarized light is converted to the left circularly polarized light), and the cholesteric liquid crystal layer 11 And is emitted to the outside together with the right-handed circularly polarized light emitted from the surface on the liquid crystal cell side (see the optical path indicated by the dotted line in FIG. 4 (a)). Therefore, the light finally emitted from the surface of the cholesteric liquid crystal layer 11 on the liquid crystal cell side becomes right elliptical polarized light in which right circularly polarized light and left circularly polarized light are mixed, and further, the light reflected by the interface (left circularly polarized light) is Since the ellipticity changes depending on the ratio, the interface reflection at the incident side interface of the cholesteric liquid crystal layer 11 becomes a serious problem.
【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。On the other hand, when right-handed circularly polarized light is incident on the cholesteric liquid crystal layer 11 from the liquid crystal cell side, Bragg reflection occurs inside the cholesteric liquid crystal layer 11 as shown in FIG. 4B. Part of the right circularly polarized light is reflected and emerges from the surface on the liquid crystal cell side, while the remaining right circularly polarized light is transmitted (see the optical path indicated by the solid line in FIG. 4B). At this time, when the light reflected inside the cholesteric liquid crystal layer 11 exits from the cholesteric liquid crystal layer 11,
Interface reflection occurs at the interface of the cholesteric liquid crystal layer 11 on the liquid crystal cell side, but the light reflected by the interface is emitted to the outside from the surface of the cholesteric liquid crystal layer 11 on the backlight side (the optical path indicated by the dotted line in FIG. 4B). reference). Therefore, the light finally emitted from the surface of the cholesteric liquid crystal layer 11 on the liquid crystal cell side is only right-handed circularly polarized light, and the cholesteric liquid crystal layer 11
The interface reflection at the interface on the incident side of is not a problem of deterioration of optical characteristics.
【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。The polarizing element 1 shown in FIG. 2 and FIG.
In 0 ′ and 10 ″, the ½ wavelength retardation layer 14 can be formed in the same manner as the ¼ wavelength retardation layer 12 described above, and the adhesive layers 15 and 17 can also be formed in the same manner as the adhesive layer 13 described above.
Can be formed in the same manner as.
【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。In the polarizing element 10 ″ shown in FIG. 3, the absorption type linear polarizing layer 16 is formed by adding iodine to a hydrophilic polymer film such as a polyvinyl alcohol film or an ethylene / vinyl acetate copolymer partially saponified film. And 2
It can be formed by using a film or the like which is made to adsorb and draw a color dye or the like.
【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。When the absorption type linear polarization layer 16 is used by being incorporated in a liquid crystal display device or the like, it is preferable that it has a high light transmittance and a high degree of polarization. In particular, the light transmittance is preferably 40% or more. On the other hand, the degree of polarization is 99% or more,
More preferably, it is 99.5% or more. The degree of polarization as used herein is defined by the following equation (8).
【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。SQR [(Tp-Tc) / (Tp + Tc)] (8) Here, in the above formula (8), SQR [x] means the square root of x, and Tp arranges the polarizing layers in parallel Nicols. The light transmittance, Tc, means the light transmittance when the polarizing layers are arranged in crossed Nicols.
【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。There is no particular limitation on the thickness of the absorption type linear polarization layer 16, and it may be, for example, about 10 to 80 μm.
【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n1を、次の方法により求
められた値、すなわち、屈折率n4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n4に基づいて、
n1=n4×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n1を基準として、コレステリック
液晶層11の屈折率n1、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n2、およびそれらの間に配置された接着層13の
屈折率n3が、n1≦n3≦n2またはn2≦n3≦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。As described above, according to the present embodiment, the refractive index n 1 of the cholesteric liquid crystal layer 11 is set to the value obtained by the following method, that is, the refractive index n 1 of the cholesteric liquid crystal layer 11 is set in the atmosphere. In the measurement for detecting the wavelength λ of the reflected light when the light incident at a certain incident angle θ is selectively reflected by the cholesteric liquid crystal layer 11, the relationship between θ and λ when the incident angle θ of the light is changed is detected. Between λ = a × c
Based on θ × b, θ determined so that os (θ × b) (where a and b are constants) and n 4 above,
n 1 = n 4 × a value determined by sinθ / sin (θ × b) , reference to the refractive index n 1 of the cholesteric liquid crystal layer 11 obtained in this manner, the refractive index n 1 of the cholesteric liquid crystal layer 11 , The refractive index n 2 of the quarter-wave retardation layer 12 arranged adjacent to the cholesteric liquid crystal layer 11 and the refractive index n 3 of the adhesive layer 13 arranged between them are n 1 ≦ n 3 ≤n 2 or n 2 ≤n 3 ≤n
Since it is optimized so as to satisfy the relationship of 1 , the interface reflection generated due to the difference in the refractive index between the cholesteric liquid crystal layer 11 and the quarter-wave retardation layer 12 is effectively suppressed, and the liquid crystal display device or the like can be obtained. When incorporated, it can exhibit excellent optical characteristics (contrast and good visibility).
【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。In the above-described embodiment, in the polarizing elements 10, 10 ', 10 "shown in FIGS. 1 to 3, the quarter-wave retardation layer 12 is used as the optical layer adjacent to the cholesteric liquid crystal layer 11. However, the present invention is not limited to this, and any optical member can be used according to the required optical function.
【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。Further, in the above-described embodiment, in the polarizing elements 10 'and 10 "shown in FIGS. 2 and 3,
1/4 wavelength retardation layer 12 on cholesteric liquid crystal layer 11
And the half-wave retardation layer 14 are laminated in this order,
The ½ wavelength retardation layer and the ¼ wavelength retardation layer may be laminated in this order.
【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n1と1/4波長位相差層12
の屈折率n2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n1,n2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n2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n1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。Further, in the above-mentioned embodiment,
In the polarizing elements 10, 10 ′ and 10 ″ shown in FIGS. 1 to 3, the quarter-wave retardation layer 12 is laminated on the cholesteric liquid crystal layer 11 via the adhesive layer 13, but the present invention is not limited to this. 5, the quarter-wave retardation layer 12 may be directly adhered and laminated on the cholesteric liquid crystal layer 11. In this case, the refractive index n of the cholesteric liquid crystal layer is n. 1 and 1/4 wavelength retardation layer 12
It is preferable that the refractive index n 2 is substantially equal to the refractive index n 2 . The term “substantially equal” as used herein means that the difference between the refractive indices n 1 and n 2 is within ± 0.05. The refractive index n 2 of the quarter-wave retardation layer 12 is a value of the average refractive index, and the refractive index n 1 of the cholesteric liquid crystal layer is obtained by the same method as the method according to the above-described embodiment. It is a value.
【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n1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n1を基準として、コレステリック液晶層11の屈
折率n1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n2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。According to the polarizing element 20 shown in FIG. 5, the refractive index n 1 of the cholesteric liquid crystal layer 11 is set to a value obtained by the same method as the method according to the above-described embodiment, and thus obtained. With reference to the refractive index n 1 of the cholesteric liquid crystal layer 11, the refractive index n 1 of the cholesteric liquid crystal layer 11 and the refractive index n of the ¼ wavelength retardation layer 12 that is directly adhered on the cholesteric liquid crystal layer 11. Since 2 is optimized so as to be substantially equal to each other, the interface reflection caused by the difference in refractive index between the cholesteric liquid crystal layer 11 and the quarter-wave retardation layer 12 is more effectively suppressed,
When incorporated in a liquid crystal display device or the like, it is possible to exhibit excellent optical characteristics (contrast and good visibility).
【0073】[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。EXAMPLES Next, specific examples of the above-described embodiment will be described.
【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。Example A polyimide film having a thickness of 0.07 μm was formed on a glass substrate, and then the polyimide film was rubbed to prepare a support.
【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。On the other hand, a monomer-mixed liquid crystal prepared by adding a chiral agent to a main component composed of an ultraviolet-curable nematic liquid crystal was dissolved in toluene to prepare a cholesteric liquid crystal solution. A photopolymerization initiator was added to the cholesteric liquid crystal solution.
【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/cm2)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。Then, the cholesteric liquid crystal solution prepared as described above is applied onto the support prepared as described above, and the solvent is removed at a predetermined temperature (80 ° C.) and then a predetermined strength ( A cholesteric liquid crystal layer was formed in a thickness of 2.2 μm by irradiating with ultraviolet rays of 5 mW / cm 2 ) for a predetermined time (1 minute) to cure. The cholesteric liquid crystal layer thus formed has a thickness of 56
It had a central selective reflection wavelength at 0 nm, a half width of about 57 nm, and a right circularly polarized light transmittance of 25%.
【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n1を以下の方法で算出した。After that, the refractive index n 1 of the cholesteric liquid crystal layer thus formed was calculated by the following method.
【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。That is, a halogen lamp is used as a light source for emitting the measurement light toward the cholesteric liquid crystal layer, and a goniometer manufactured by Apex Co. is used as a detector for detecting the reflected light reflected by the cholesteric liquid crystal layer. The apparatus was prepared, and the relationship between the incident angle θ of the measurement light and the central selective reflection wavelength λ of the reflected light was measured using the measurement apparatus as described below. The measuring light emitted from the halogen lamp, which is a light source, was collimated using a lens and a slit.
【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。With the normal direction to the surface of the cholesteric liquid crystal layer being 0 °, the incident angle θ of the measuring light with respect to the cholesteric liquid crystal layer was changed in 1 ° steps within a range of 10 ° to the left and right, and the center at each incident angle θ was changed. The selective reflection wavelength λ was measured. The measurement data obtained in this way, the central selective reflection wavelength λ on the vertical axis, the incident angle θ of the measurement light on the horizontal axis,
By plotting and fitting by the least squares method, the coefficients a and b of the above equation (3) were determined. The obtained values were a = 560.7 and b = 0.63154. From this, n = 1.583 was obtained from the above equation (4). As a reference, the average refractive index of this liquid crystal material at 560 nm was measured and found to be about 1.56.
【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。Next, for light having a wavelength of 560 nm, 1 /
A retardation film that gives a retardation of 4 wavelengths and an absorption type linearly polarizing film having a light transmittance of 38% and a polarization degree of 99% or more were prepared, and 1 was formed on the cholesteric liquid crystal layer produced as described above. The / 4 wavelength retardation film and the absorption type linear polarization film were laminated in this order. In addition, the bonding angle of these optical members is such that the right circularly polarizing film is constituted by both of the absorption type linear polarizing film and the 1/4 wavelength retardation film, and the 1/4 wavelength An arbitrary angle was set between the retardation film and the cholesteric liquid crystal layer.
【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。Here, as the quarter-wave retardation film, a film in which polyvinyl alcohol was sandwiched between cellulose acetobutyrate (average refractive index was 1.50) was used. As the absorption type linearly polarizing film, a film obtained by sandwiching a stretched film dyed with an iodine dye with cellulose acetoacetate (average refractive index 1.50) was used. An optical adhesive (NOA series) manufactured by Norland was used as the adhesive that adheres the respective interfaces of the optical members. Here, the refractive index of the cholesteric liquid crystal layer is 1.583, 1
Since the refractive index of the / 4 wavelength retardation film is 1.50, and the optimum refractive index of the adhesive layer is 1.542 from the above formula (2), the NOA68 having the refractive index of 1.54 is used. The cholesteric liquid crystal layer and the quarter-wave retardation film were adhered to each other to manufacture a polarizing element according to an example.
【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。(Comparative Example) Similar to the above-described example, a plurality of cholesteric liquid crystal layers and 1/4 wavelength retardation films, which are optical members, were prepared, and different types of adhesives were used to adjust the cholesteric liquid crystal layer and 1/4 wavelength positions. A plurality of types of polarizing elements (Comparative Examples 1 to 4) bonded with a retardation film were produced. Table 1 below summarizes the adhesives used in each of Comparative Examples 1 to 4 and their refractive indexes. In addition, the following Table 1
At NOA65 (refractive index 1.52) and NOA
61 (refractive index 1.56) is the above-mentioned NOA series NOA series adhesive, VTC-2 (refractive index 1.50) is an adhesive manufactured by Summers Lab, HV16 (refractive index 1.60). Is an adhesive made by Optocrepe.
【0083】[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。[Table 1] (Evaluation Results) Next, the optical characteristics of the polarizing elements according to the examples and Comparative Examples 1 to 4 were evaluated.
【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。A right circular polarizing film and a left circular polarizing film are prepared corresponding to the polarizing elements according to the examples and the comparative examples 1 to 4, respectively, and are used in the polarizing elements according to the examples and the comparative examples 1 to 4. The corresponding polarizing element was adhered to different portions (A, B) on the glass substrate side via the adhesive. In each of the samples produced in this manner, the light is vertically incident from the absorption type linear polarizing film side of the polarizing element, and the intensity of the transmitted light is measured with respect to the portion A to which the right circular polarizing film is bonded, The comparison was made with the part B to which the left circularly polarizing film is adhered. In such a measurement, the light intensity at the A portion corresponds to the bright display when incorporated in the liquid crystal display device, and the light intensity at the B portion corresponds to the dark display. The contrast can be evaluated in a pseudo manner. As for the evaluation, the higher the contrast, the better the performance.
【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。Table 2 below shows the contrast of the samples corresponding to the polarizing elements according to the example and the comparative examples 1 to 4 when the wavelength of light is 560 nm. As is clear from Table 2 below, in the polarizing element according to Example 4, which is out of the range between the refractive index 1.50 of the quarter-wave retardation film and the refractive index 1.583 of the cholesteric liquid crystal layer, Although the contrast is greatly reduced, the contrast is improved as the refractive index of 1.542 obtained from the above formula (2) is approached, and it can be confirmed that the polarizing element according to the example has the highest contrast.
【0086】[0086]
【表2】 [Table 2]
【0087】[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。As described above, according to the present invention, the optical characteristics are excellent, and it is possible to improve the contrast and secure good visibility when incorporated in a liquid crystal display device or the like.
【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。FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a polarizing element according to the present invention.
【図2】図1に示す偏光素子の変形例を示す断面図。FIG. 2 is a sectional view showing a modification of the polarizing element shown in FIG.
【図3】図1に示す偏光素子の他の変形例を示す断面
図。FIG. 3 is a sectional view showing another modification of the polarizing element shown in FIG.
【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。FIG. 4 is a diagram for explaining the behavior of light when the polarizing element shown in FIG. 3 is incorporated in a liquid crystal display device.
【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。FIG. 5 is a sectional view showing another embodiment of the polarizing element according to the present invention.
【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。FIG. 6 is a plot diagram showing a result of a simulation for confirming the refractive index of the cholesteric liquid crystal layer (relationship between ellipticity of circularly polarized light passing through the cholesteric liquid crystal layer and refractive index of atmosphere).
【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。FIG. 7 is a diagram for explaining how light is reflected by a cholesteric liquid crystal layer.
【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。FIG. 8 is a plot diagram showing a relationship between a central selective reflection wavelength of reflected light reflected by a cholesteric liquid crystal layer and an incident angle.
10,10′,10″,20 偏光素子 11 コレステリック液晶層 12 1/4波長位相差層 13 接着層 14 1/2波長位相差層 15 接着層 16 吸収型直線偏光層 17 接着層 10, 10 ', 10 ", 20 Polarizing element 11 Cholesteric liquid crystal layer 12 1/4 wavelength retardation layer 13 Adhesive layer 14 1/2 wavelength retardation layer 15 Adhesive layer 16 Absorption type linear polarization layer 17 Adhesive layer
───────────────────────────────────────────────────── 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 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page F-term (reference) 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 (13)
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n1、n2およびn3としたと
き、これらは、 n1≦n3≦n2またはn2≦n3≦n1 … (1) の関係を満たし、 前記光学層の屈折率n2および前記接着層の屈折率n3
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n1は、次の方法により求められた値、す
なわち、屈折率n4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n4
に基づいて、 n1=n4×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。1. A cholesteric liquid crystal layer having a cholesteric regularity having a spiral axis in a thickness direction, an optical layer arranged adjacent to the cholesteric liquid crystal layer, and between the cholesteric liquid crystal layer and the optical layer. And an adhesive layer for adhering the cholesteric liquid crystal layer and the optical layer to each other, wherein the refractive indices of the cholesteric liquid crystal layer, the optical layer and the adhesive layer are n 1 , n 2 and n 3 , respectively. , These satisfy the relationship of n 1 ≦ n 3 ≦ n 2 or n 2 ≦ n 3 ≦ n 1 (1), and the refractive index n 2 of the optical layer and the refractive index n 3 of the adhesive layer are satisfied.
Are both values of the average refractive index, and the refractive index n 1 of the cholesteric liquid crystal layer is a value obtained by the following method, that is, an incident angle with respect to the cholesteric liquid crystal layer under an atmosphere of the refractive index n 4. In the measurement for detecting the wavelength λ of the reflected light when the light incident at θ is selectively reflected by the cholesteric liquid crystal layer, λ = a between θ and λ when the incident angle θ of the light is changed. Θ cos (θ × b) (where a and b are constants), and θ × b and θ, and the above n 4
A polarizing element characterized by having a value obtained by the following formula: n 1 = n 4 × sin θ / sin (θ × b).
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。2. The value of the refractive index n 3 of the adhesive layer is (n 1 + n
The polarizing element according to claim 1, wherein the polarizing element has a range of ± 0.05 with respect to 2 ) / 2.
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。3. The cholesteric liquid crystal layer is a semi-transmissive layer that reflects a part of the circularly polarized light component in one optical rotation direction and transmits the rest, and the optical layer and the adhesive layer are different from the cholesteric liquid crystal layer. The polarizing element according to claim 1 or 2, wherein the polarizing element is arranged on a light incident side.
する、請求項1乃至3のいずれかに記載の偏光素子。4. The polarizing element according to claim 1, wherein the optical layer is a retardation layer.
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。5. The polarizing element according to claim 4, wherein an absorption type linear polarizing layer is laminated on the retardation layer.
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。6. The retardation layer, a quarter-wave retardation layer disposed adjacent to the cholesteric liquid crystal layer,
And a ½ wavelength retardation layer laminated on the ¼ wavelength retardation layer, the cholesteric liquid crystal layer, the ¼ wavelength retardation layer and the adhesive layer adjacent to the cholesteric liquid crystal layer having the above-described refractive index. The polarizing element according to claim 4 or 5, which satisfies the relationship (1).
する、請求項1乃至6のいずれかに記載の偏光素子。7. The polarizing element according to claim 1, wherein the optical layer is a transparent member.
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n1と前記光学層の
屈折率n2とがほぼ等しく、 前記光学層の屈折率n2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n1は、次の方法により
求められた値、すなわち、屈折率n4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n4
に基づいて、 n1=n4×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。8. A refractive index n of the cholesteric liquid crystal layer, comprising: a cholesteric liquid crystal layer having a cholesteric regularity having a spiral axis in a thickness direction; and an optical layer arranged so as to be in direct contact with the cholesteric liquid crystal layer. 1 and the refractive index n 2 of the optical layer are substantially equal to each other, the refractive index n 2 of the optical layer is a value of an average refractive index, and the refractive index n 1 of the cholesteric liquid crystal layer is obtained by the following method. In the measurement for detecting the value λ, that is, the wavelength λ of the reflected light when the light incident on the cholesteric liquid crystal layer at an incident angle θ under the atmosphere of the refractive index n 4 is selectively reflected by the cholesteric liquid crystal layer, Incident angle of light θ
Between θ and λ when V is changed, θ × b and θ determined so that λ = a × cos (θ × b) (where a and b are constants), and the above n 4
A polarizing element characterized by having a value obtained by the following formula: n 1 = n 4 × sin θ / sin (θ × b).
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。9. The cholesteric liquid crystal layer is a semi-transmissive layer that reflects a part of the circularly polarized light component in one optical rotation direction and transmits the rest, and the optical layer is a light incident side with respect to the cholesteric liquid crystal layer. 9. The polarizing element according to claim 8, wherein the polarizing element is arranged in.
とする、請求項8または9に記載の偏光素子。10. The polarizing element according to claim 8, wherein the optical layer is a retardation layer.
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。11. The polarizing element according to claim 10, wherein an absorption type linear polarizing layer is laminated on the retardation layer.
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。12. The retardation layer comprises a quarter-wave retardation layer arranged adjacent to the cholesteric liquid crystal layer, and a half-wavelength layer laminated on the quarter-wave retardation layer. The polarizing element according to claim 10, further comprising a retardation layer, wherein the refractive index of the cholesteric liquid crystal layer and the refractive index of the ¼ wavelength retardation layer adjacent thereto are substantially equal to each other.
とする、請求項8乃至12のいずれかに記載の偏光素
子。13. The polarizing element according to claim 8, wherein the optical layer is a transparent member.
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