JP2004077899A - 偏光変換フイルム、偏光素子、液晶表示装置、及び偏光変換フイルムの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光利用効率を高めることができ、特に、反射型及び半透過型液晶表示素子において輝度向上効果が高く、生産性に優れる偏光変換フイルムを提供する。
【解決手段】偏光していない入射光Ｌを電場ベクトルが互いに直交する２つの直線偏光に分離する偏光分離層１と、直線偏光の偏光状態を変換する偏光変換層２とからなる偏光変換フイルムにおいて、該偏光分離層１が複屈折回折格子からなり、該偏光変換層２がフイルム面に対して傾斜配向した複屈折性化合物ｍを有することを特徴とする偏光変換フイルム。
【選択図】　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光の偏光状態を変換する偏光変換フイルムに関する。また、光源の光の透過率が高い偏光素子、および輝度向上効果の高い液晶表示装置に関する。さらに、該偏光変換フイルムの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
偏光素子は、太陽光のような自然光やランプのような光源からの光を透過させると、直線偏光、円偏光、楕円偏光など種々の偏光状態の光を生成することができ、電界制御複屈折モード、あるいはツイストネマティックモードなど主要な液晶表示装置の重要部材として極めて広範囲に使用されている（佐藤進著「液晶とその応用」産業図書刊、９６〜１１５頁に記載）。
【０００３】
液晶表示装置に用いられる偏光素子としては、一般にヨウ素系や染料系の二色性偏光素子が多く使われている。こうした二色性偏光素子は、電場ベクトルが直交する２つの偏光成分のうち、一方のみを吸収して透過させず、もう一方の偏光成分を透過させることによって直線偏光を生成させる。ただし、光吸収を利用することによって直線偏光を生成するので、偏光度が１００％に近い場合、原理的に光透過率の上限は５０％となる。
従って、こうした二色性偏光素子が用いられる実際の液晶表示装置では、光源の半分以下の光しか利用できず、ディスプレイ輝度が低いという問題がある。
そのため、従来、光源の光利用効率を向上すべく、光源からの光に偏光変換を施す手段がいくつか提案されている（特開昭６３−１２１８２１号、特開平５−２２４１７５号、同５−２３２４３３号等の各公報に記載）。
透過型液晶表示装置への用途では、以下の反射方式と散乱方式の輝度向上フイルムが、既に、工業化され広く使用されている。
【０００４】
１．異方性反射方式
一軸延伸フイルムと未延伸フイルムを多重に積層して、延伸方向の屈折率差を大きくする事により反射率ならびに透過率の異方性を有する偏光素子、そしてこの素子と通常の二色性偏光素子を積層してバックライト側の偏光素子として用いることによりバックライトの光利用効率を高める方法が提案されている（ＷＯ９５／１７６９１号、ＷＯ９５／１７６９２号、ＷＯ９５／１７６９９号など）。多層膜方式では、偏光度を大きくするため、積層数を数十層以上にする必要があり生産性を増大しにくい問題があるが、正面輝度向上効果が大きい。
また、ピッチ長の異なるコレステリック液晶を垂直配向した状態で積層し、λ／４板と組み合わせる方式も提案されている（ＥＰ６０６９４０Ａ２、特開平８−２７１７３１号など）。
【０００５】
２．異方性散乱方式
ＷＯ９７／３２２２３号、ＷＯ９７／３２２２４号、ＷＯ９７／３２２２５号、ＷＯ９７／３２２２６号の各明細書、および特開平９−２７４１０８号、同１１−１７４２３１号の各公報には、正の固有複屈折性ポリマーと負の固有複屈折性ポリマーをブレンドし一軸延伸することで異方性散乱体を作製し、通常の二色性偏光素子と組み合わせて用いることによりバックライトの光利用効率を高める方法が記載されている。この異方性散乱方式は輝度の視野角依存性が小さい特徴を有しているが、正面輝度向上度は前述の異方性反射方式よりも小さい。
【０００６】
一方、反射型液晶表示装置は、バックライトが不要で消費電力が小さいために、情報携帯末端、携帯型ゲーム機や携帯電話のような携帯装置のディスプレイとして利用されており、今後、急速に市場拡大していくと予想されている。反射型液晶表示装置は、反射板、液晶セル、および偏光フイルムがこの順に積層されている基本構造を有する。液晶セルの表示モードについては、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ　Ｎｅｍａｔｉｃ）、ＳＴＮ（Ｓｕｐｐｅｒ　Ｔｗｉｓｔｅｄ　Ｎｅｍａｔｉｃ）、ＨＡＮ（Ｈｙｂｒｉｄ　Ａｌｉｇｎｅｄ　Ｎｅｍａｔｉｃ）、ＨＰＤＬＣ（Ｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃ　Ｐｏｌｙｍｅｒ　Ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ　Ｌｉｑｕｉｄ　Ｃｒｙｓｔａｌ）のような様々な表示モードが提案されている。この中でもＴＮモードおよびＳＴＮモードの反射型液晶表示装置が、既に実用化され広範囲に使用されている。
反射型液晶表示装置は外光が弱くなると、反射輝度が低下し、使用できなくなる。このため、外光の反射光を利用して反射表示を行うとともに、バックライトの透過光を利用して透過表示を行う半透過型液晶表示装置が提案され、主に携帯端末モジュール用として利用されている。
【０００７】
上述の異方性反射方式および異方性散乱方式の輝度向上フイルムでは、入射する光の一部が入射側に反射もしくは散乱される。透過型液晶表示装置においては、その光をバックライト部分で反射し再利用することができるので、全体として光の利用効率を高め輝度を向上することができるのであるが、反射型液晶表示装置および反射モード時の半透過型液晶表示装置においては、光の入射側に反射もしくは散乱した光は大気中に出射され再利用できないため、原理的に輝度向上できない。
【０００８】
また、特表平１０−５０５４３５号公報には、偏光成分の方向を制御する層の間に偏光回転層を配置する偏光素子により、偏光していないビームを同一の偏光方向を有する偏光したビームにほぼ完全に変換することができる方法が記載されている。
しかし、上述した偏光素子は、画像投射装置用の小面積の素子であり、液晶表示装置などのディスプレイ用として大面積の素子として生産性良く製造するのは困難である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来の諸問題を鑑み、液晶表示装置などのディスプレイ用として、光利用効率を高めることができ、特に、反射型及び半透過型液晶表示素子において輝度向上効果が高く、生産性に優れる偏光変換フイルムを提供することを課題とする。
また、本発明は、該偏光変換フイルムを利用し、光透過率が高い偏光素子、および輝度が向上した液晶表示装置を提供することも課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記課題は、下記の構成により達成されることが見出された。
１．偏光していない入射光を電場ベクトルが互いに直交する２つの直線偏光に分離する偏光分離層と、直線偏光の偏光状態を変換する偏光変換層とからなる偏光変換フイルムにおいて、該偏光分離層が複屈折回折格子からなり、該偏光変換層がフイルム面に対して傾斜配向した複屈折性化合物を有することを特徴とする偏光変換フイルム。
２．該偏光分離層が、入射する非偏光を電場ベクトルが互いに直交する２つの直線偏光に分離し、入射する非偏光に対して一方の直線偏光を直進させ、もう一方の直線偏光を回折させることを特徴とする上記１記載の偏光変換フイルム。
３．該偏光変換層が、該偏光変換層の表面に対して垂直に入射する直線偏光の偏光状態は変更せず、傾斜して入射する直線偏光の偏光状態を変換することを特徴とする上記１または２に記載の偏光変換フイルム。
４．該偏光変換層が有する複屈折性化合物が１軸性であることを特徴とする上記１〜３のいずれかに記載の偏光変換フイルム。
５．該１軸性の複屈折性化合物の遅相軸が、偏光分離層を直進して透過する直線偏光の電場ベクトルに対し平行もしくは垂直で、偏光分離層を回折して透過する直線偏光の電場ベクトルに対し平行でも垂直でもないことを特徴とする上記４記載の偏光変換フイルム。
６．該１軸性の複屈折性化合物が、液晶形成性化合物であることを特徴とする上記４または５に記載の偏光変換フイルム。
【００１１】
７．電場ベクトルが互いに直交する２つの直線偏光の一方を吸収し、他方を実質的に透過する光吸収型偏光素子と、上記１〜６のいずれかに記載の偏光変換フイルムとが、光吸収型偏光素子の偏光透過軸と偏光変換フイルムの偏光透過軸とが実質的に平行になるように配置されていることを特徴とする偏光素子。
８．バックライトおよび偏光素子を備えた液晶表示装置であって、偏光素子として上記７記載の偏光素子をバックライト側に配置したことを特徴とする液晶表示装置。
９．反射板、液晶セル、λ／４板および偏光素子がこの順に積層されている反射型液晶表示装置であって、偏光素子が上記７記載の偏光素子であることを特徴とする反射型液晶表示装置。
１０．バックライト、円偏光板、および反射型としても透過型としても使用可能な液晶表示素子を少なくとも有する半透過型の液晶表示装置であって、偏光素子が上記７記載の偏光素子であることを特徴とする半透過型の液晶表示装置。
１１．上記１〜６のいずれかに記載の偏光変換フイルムの製造方法であって、偏光分離層および偏光変換層を長尺のロール形態で連続した一貫工程により設けることを特徴とする偏光変換フイルムの製造方法。
【００１２】
本発明の偏光変換フイルムは、複屈折回折格子からなる偏光分離層、およびフイルム面に対して傾斜配向した複屈折性化合物を有する偏光変換層からなることを特徴とするものである。非偏光の入射光は、偏光分離層の複屈折回折格子により電場ベクトルが互いに直交する２つの直線偏光に分離され、偏光変換層にて、分離された一方の直線偏光はその偏光状態が変換される。したがって、本発明の偏光変換フイルムを透過させることで、非偏光の入射光を全体として、偏光分離層で分離された直線偏光のうち偏光変換層で変換されない直線偏光の偏光方向（偏光変換フイルムの「偏光透過軸」）にほぼ揃った光として出射させることができる。
本発明の偏光変換フイルムと通常の光吸収型偏光素子とを、偏光変換フイルムの偏光透過軸と光吸収型偏光素子の光透過軸とが実質平行になるように組み合わせると、光透過率の高い偏光素子が実現することができる。
また、本発明の偏光変換フイルムと光吸収型偏光素子とを組み合わせたこの偏光素子を偏光板として液晶表示装置に用いることで、光源の光利用効率が高く、輝度が向上した液晶表示装置を実現することができる。
【００１３】
さらに、本発明の偏光変換フイルムは、長尺ロールの形態で各層を連続的に一貫した工程で設けることができるので、大面積で、かつ生産性良く製造することも可能である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について更に詳細に説明する。
図１に、本発明の偏光変換フイルムでの偏光変換の仕組みの概略を示す。
非偏光の入射光Ｌが偏光変換層１に入射すると、複屈折回折格子（図示せず）にて、電場ベクトル（偏光方向）が互いに直交する２つの直線偏光（偏光方向ａ、ｂ）に分離角θで分離する。この際、複屈折回折格子の屈折率や回折格子の形状を調整することで、２つの直線偏光のうち、一方を直進させ（偏光Ｌ１；偏光方向ａ）、他方を回折させる（偏光Ｌ２；偏光方向ｂ）ことができる。
分離した２つの直線偏光Ｌ１、Ｌ２は、続けて、偏光変換層２に入射する。偏光変換層２は、フイルム面に対し傾斜配向（傾斜角φ）した複屈折性化合物を有し、偏光分離層１で回折し偏光変換層２に傾斜して入射してきた偏光Ｌ２に作用し、その偏光状態を変換する。複屈折性化合物の固有複屈折の大きさや傾斜角φを調整することにより、偏光Ｌ２の偏光方向を方向ｂから方向ａ’（≒ａ）に回転させることが可能であり、偏光方向ａにほぼ揃った直線偏光の光を取り出すことができる。
【００１５】
以下、本発明の偏光変換フイルムの各層について、詳しく説明する。
（偏光分離層）
本発明の偏光変換フイルムにおける偏光分離層は複屈折回折格子からなる。
複屈折回折格子とは、図２に示すように、光学的に等方性を有する等方性媒体１１と光学的に異方性を有する異方性媒体１２と格子状に配列させた回折格子で、異方性媒体１２が複屈折性を示すものである。異方性媒体１２が複屈折性を示すので、常光（例えば、図２において、ｘ軸方向に振動する偏光成分）と、異常光（例えば、図２において、ｙ軸方向に振動する偏光成分）とで屈折率が異なる。したがって、周期的な格子の作用により、発生する回折光の回折効率も常光と異常光とで異なることになり、屈折率や格子形状を調整することにより、偏光分離が可能となる。なお、異方性媒体１２は、異常光の屈折率ｎ_ｅと常光の屈折率ｎ_ｏに対して、通常ｎ_ｅ＞ｎ_ｏであり、この場合には異常光の偏光方向が異方性媒体１２の遅相軸、常光の偏光方向が進相軸となる（ｎ_ｅ＜ｎ_ｏの場合には遅相軸、進相軸は反対）。
例えば、図３に示すように、格子の断面形状を矩形波とし、異方性媒体１２の常光の屈折率をｎ_ｏ、異常光の屈折率をｎ_ｅ（振動方向は、図２と同一とする）、等方性媒体１１の屈折率をｎ_ｃ、格子の深さをｈ、入射光の波長をλとすると、常光の０次光の効率Ｅ_ｏ０、常光の±１次回折光の効率Ｅ_ｏ１、異常光の０次光の効率Ｅ_ｅ０、異常光の±１次回折光の効率Ｅ_ｅ１は、入射光量を１として、以下の式で表される。なお、下記の計算式は、「Ｈｉｇｈ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　ｏｆ　ｍｕｌｔｉｐｌｅ　ｂｅａｍ　ｇｒａｔｉｎｇ」Ｗａｉ−ＨｏｎＬｅｅ，　Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｏｐｔｉｃｓ　Ｖｏｌ．１８，　Ｎｏ．１３／１　Ｊｕｌｙ　１９７９　Ｐ２１５３に詳しく説明されている。
【００１６】
Ｅ_ｏ０＝　ｃｏｓ（２φ_ｏ）　　　　　　　　（１）
Ｅ_ｏ１＝（２／π）^２ｓｉｎ（２φ_ｏ）　　　（２）
Ｅ_ｅ０＝　ｃｏｓ（２φ_ｅ）　　　　　　　　（３）
Ｅ_ｅ１＝（２／π）^２ｓｉｎ（２φ_ｅ）　　　（４）
ただし、
φ_ｏ　＝｛ｈ（ｎ_ｏ−ｎ_ｃ）／λ｝π
φ_ｅ　＝｛ｈ（ｎ_ｅ−ｎ_ｃ）／λ｝π
【００１７】
入射光Ｌを電場ベクトル（偏光方向）が互いに直交する常光と異常光とに分離させるには、上式から、Ｅ_ｏ０＝１でＥ_ｅ０＝０、またはＥ_ｏ１＝０でＥ_ｅ０＝１とすればよいので、常光の位相項φ_ｏと、異常光の位相項φ_ｅとを
φ_ｅ−φ_ｏ＝（ｌ＋１／２）　（ｌ＝０，１，２，３，・・・）、かつ
φ_ｏ＝ｍπ／２　（ｍ＝０，１，２，３，・・・）
を満足させればよい。
【００１８】
ここで、ｌおよびｍは、任意の値を取ることができるので、多数の組み合わせが考えられる。
例えば、ｎ_ｏ＝ｎ_ｃとすることによりφ_ｏ＝０となり、常光は直進し、さらに、φ_ｅ＝１／２πとなるように格子の高さｈを設定すれば、Ｅ_ｏ０＝１，Ｅ_ｏ１＝０，Ｅ_ｅ０＝０，Ｅ_ｅ１≒０．４１となり、これにより入射光Ｌを０次光Ｌ１と、±１次回折光Ｌ２ａ，Ｌ２ｂとに、偏光成分が互いに直交する２つの直線偏光に分離することができる。
【００１９】
本発明において、偏光分離層の好ましい態様としては、異方性媒体１２の進相軸（一般に常光の偏光方向）と等方性媒体１１との屈折率をほぼ一致させ（ｎ_ｏ≒ｎ_ｃ）、異方性媒体１２の遅相軸（一般に異常光の偏光方向）と等方性媒体１１との屈折率は大きく異なる（ｎ_ｅ≠ｎ_ｃ）ように構成する。
この場合、上記したように異方性媒体１２の進相軸方向の偏光は直進させることができ（偏光Ｌ１）、異方性媒体１２の遅相軸方向の偏光は回折させる（偏光Ｌ２ａ，Ｌ２ｂ）、電場ベクトル（偏光方向）が互いに直交する２つの直線偏光を分離することができる。
回折効率すなわち分離効率は主に回折格子の高さｈと異方性媒体１２の固有複屈折Δｎ＝ｎ_ｅ−ｎ_ｏの大きさに依存し、Δｎが大きいほど一般にｈを小さくすることができる、すなわち偏光分離層を薄くすることができる。本発明の偏光分離層の好ましいΔｎは０．０５以上であり、さらに好ましくは０．０８以上である。
偏光分離角θは、回折格子の周期Ｐに依存する。
【００２０】
等方性媒体１１を構成する材料は、透明で光学的に等方的なポリマー材料が好ましく、例えば、ポリオレフィン（例、ポリエチレン）、ノルボルネン樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリアリレート、ポリスルフォン、ポリエーテルスルホン、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアルコール、セルロースエステル（例、セルロースアセテート）が好ましく使用される。市販のポリマーでは、日本ゼオン（株）製のゼオネックス、ゼオノア、日本合成ゴム（株）製のＡＲＴＯＮ、富士写真フイルム（株）製のフジタックを好ましく使用することができる。この中でもポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネートが特に好ましく、市販のポリマーでは、フジタック（富士写真フイルム（株）製）、ゼオノア（日本ゼオン（株）製）が特に好ましい。
【００２１】
セルロースアセテートの原料綿、セルロースアセテート溶液およびフイルム作製法、セルロースアセテートの溶剤、可塑剤、劣化防止剤、紫外線吸収剤、光学異方性コントロール剤、微粒子、剥離剤等の添加剤、溶解工程、流延、乾燥、延伸工程等の製造工程、表面処理、下塗り、バック素材、機能層については発明協会公開技報２００１−１７４５号、７頁から５９頁に記載されたものを参考とし、使用することができる。但し、セルロースアセテートの溶剤については、さらに炭素原子数１〜７のハロゲン化炭化水素、中でもメチレンクロライドを好ましく使用することができる。
【００２２】
回折格子の形状（高さｈ、周期Ｐ）は、上記のように、所望の偏光分離が得られるように決定する。
回折格子の構造は、断面が所望の回折格子列を形成したキヤビティを有する金型を型締めした状態で等方性媒体１１である透明樹脂材料を金型内に充填または注入して成形して作製する、あるいは回折格子パターンが形成された成形型に等方性媒体１１である活性エネルギー線硬化型樹脂組成物を塗布し、活性エネルギー線を透過する透明基材を重ね合わせて積層し、前記活性エネルギー線を照射して硬化させて作製した後に、格子の溝に異方性媒体１２を塗布するなどして充填し、配向させて作ることができる（図４（ａ））。
あるいは、図４（ｂ）に示すように、先に配向させた異方性媒体１２をフォトリソなどでパターニングした後に、等方性媒体１１をオーバーコートして作製してもよい。
【００２３】
異方性媒体１２は、屈折率異方性材料を主成分として構成されることが好ましく、延伸、光照射、電場印加、磁場印加などのうち少なくともひとつ手段を用いて屈折率異方性材料を一軸配向させ複屈折性を持たせることが好ましい。
【００２４】
屈折率異方性材料は、互いに偏光方向が直交する直線偏光の一方に対する屈折率と他方に対する屈折率が異なり、すなわち常光屈折率（ｎ_ｏ）と異常光屈折率（ｎ_ｅ）を有する材料である。なかでも液晶性化合物を用いることことが好ましい。
そのような液晶性化合物としては、常光屈折率（ｎ_ｏ）と異常光屈折率（ｎ_ｅ）の差の大きな、すなわち固有複屈折の大きな液晶性化合物が好ましい。好ましい固有複屈折は０．０５であるが、さらに好ましくは０．０８である。
該液晶性化合物の常光屈折率ｎ_０と等方性媒体を構成する高分子素材の屈折率との差は０．０５未満であることが好ましく、さらに０．０３未満であることが好ましい。また、該液晶性化合物の異常光屈折率ｎ_ｅと等方性媒体を構成する高分子素材の屈折率との差は０．０３以上であることが好ましく、さらに０．０５以上であることが好ましい。
【００２５】
本発明の屈折率異方性材料に使用できる液晶性化合物としては、室温もしくは加熱することによってネマチック相もしくはスメクチック相を示す低分子液晶、例えば、シアノビフェニル系液晶、シアノフェニルシクロヘキサン系液晶、シアノフェニルエステル系液晶、安息香酸フェニルエステル系液晶、フェニルピリミジン系液晶、もしくはそれらの混合物を挙げることができる。また、室温もしくは加熱状態でネマチック相もしくはスメクティック相を示す高分子液晶を使用することもできる。
【００２６】
本発明では棒状の液晶性化合物を好ましく使用することができる。本発明に使用される棒状液晶性化合物およびその組成物については、季刊化学総説　第２２巻　液晶の化学（１９９４年）日本化学会編の第４章、第７章，第１０章、および液晶デバイスハンドブック　日本学術振興会第１４２委員会編の第３章に記載された化合物および組成物を参考にすることができる。本発明では特にネマチック相を示す棒状の液晶性化合物を好ましく使用することができる。
【００２７】
液晶性化合物の配向状態は長期間または温度、湿度や機械的変形に対し、安定に維持するのが困難な場合が多い。配向状態を長期間にわたって維持するため、重合性の液晶性化合物を使用し、配向状態で重合させ、架橋網目構造を形成させることが望ましい。重合性の液晶性化合物の重合手段としては、熱重合、光重合のいずれを使用することもできるが、本発明では紫外線を用いた光重合が好ましく用いられる。重合性基はエチレン性不飽和基であることが好ましく、液晶性化合物当り、少なくとも１個導入されていることが好ましい。耐熱性及び配向の均一性の点から、棒状液晶分子の両末端に光重合性基を有する二官能重合性液晶化合物が本発明では特に好ましく用いられる。
本発明に好ましく使用される液晶性化合物の例を、以下に挙げるが本発明はこれに限定されるものではない。
【００２８】
【化１】

【００２９】
【化２】

【００３０】
【化３】

【００３１】
【化４】

【００３２】
【化５】

【００３３】
【化６】

【００３４】
【化７】

【００３５】
【化８】

【００３６】
【化９】

【００３７】
【化１０】

【００３８】
【化１１】

【００３９】
【化１２】

【００４０】
【化１３】

【００４１】
液晶性化合物の好ましい使用量は、等方性媒体を構成する高分子材料１ｇあたり、０．００１〜２．０ｇが好ましく、０．０１〜１．５ｇがさらに好ましい。
【００４２】
本発明の複屈折回折格子を構成する液晶性化合物が光を用いてラジカル重合される場合に好ましく使用される光重合開始剤は、例えば、２，４−ジエチルチオキサントン、２−クロロチオキサントンなどのチオキサントン系光重合開始剤、ベンゾフェノン、（４−（メチルフェニルチオ）フェニル）フェニルメタノンなどのベンゾフェノン系光重合開始剤、エチルアントラキノンなどのアントラキノン系光重合開始剤、Ｃｉｂａ　Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ　Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ．　Ｉｎｃ．製のＩｒｇａｃｕｒｅ１８４、Ｉｒｇａｃｕｒｅ３６９、Ｉｒｇａｃｕｒｅ５００、Ｉｒｇａｃｕｒｅ６５１、Ｉｒｇａｃｕｒｅ７８４、Ｉｒｇａｃｕｒｅ８１９、Ｉｒｇａｃｕｒｅ９０７、Ｉｒｇａｃｕｒｅ１０００、Ｉｒｇａｃｕｒｅ１３００、Ｉｒｇａｃｕｒｅ１７００、Ｉｒｇａｃｕｒｅ１８００、Ｉｒｇａｃｕｒｅ１８５０、Ｉｒｇａｃｕｒｅ２９５９、Ｄａｒｏｃｕｒ　１１７３，　Ｄａｒｏｃｕｒ　４２６５等が挙げられる。光重合開始剤の好ましい添加量は重合性の液晶性化合物の総量に対し０．０１質量％以上２０質量％以下であり、さらに好ましくは０．５質量％以上１０質量％以下である。
【００４３】
また、上述の光重合性開始剤には分光増感剤やｐ−ジメチルアミノ安息香酸イソアミルエステルやｐ−ジメチルアミノ安息香酸エチルエステルなどの光重合促進剤を添加することも好ましく行われる。分光増感剤や光重合促進剤を添加する場合の好ましい添加量は光重合開始剤の１０質量％以上３００質量％未満であり、さらに好ましくは２０質量％以上２００質量％未満である。
【００４４】
本発明の複屈折回折格子は液晶性化合物および光重合性開始剤などを添加した液を等方性媒体により形成した回折格子上に塗布後、乾燥し、さらに配向させて光照射により配向固定させて製造することが好ましい。
【００４５】
塗布方法は、ディップコート法、エアーナイフコート法、カーテンコート法、ローラーコート法、ワイヤーバーコート法、グラビアコート法やエクストルージョンコート法（米国特許２６８１２９４号明細書）等が好ましく使用される。２層以上を同時に塗布してもよい。同時塗布の方法は、米国特許２７６１７９１号、同２９４１８９８号、同３５０８９４７号、同３５２６５２８号の各明細書および原崎勇次著、コーティング工学、２５３頁、朝倉書店（１９７３）を参照することができる。
【００４６】
異方性媒体を構成する液晶性化合物は、配向膜、光照射、電場印加、磁場印加などのうち少なくともひとつの手段を用いて一軸配向させることが好ましい。
【００４７】
（１）配向膜
配向膜を用いて液晶性化合物を一軸配向させる場合、ポリイミドもしくはポリビニルアルコールのようなポリマーを配向膜として使用することが好ましい。これらの配向膜を塗設し、ラビングもしくは直線偏光照射により配向性を付与することが好ましい。配向膜の好ましい膜厚は０．０１μｍ以上５μｍ以下である。
【００４８】
（２）光配向法
光照射で液晶性化合物を一軸配向させる場合、光化学反応性基を含有する化合物を液晶性化合物および／もしくは光学等方性バインダーに添加することが好ましく行われる。光化学反応性基は光エネルギーを吸収して励起した状態を経由して、光分解、光架橋、光重合、光酸化還元、光転移、光異性化を行う官能基を意味し、本発明では光架橋および／もしくは光異性化反応を行う官能基を特に好ましく使用することができる。
【００４９】
光架橋性官能基は光照射により分子内の結合が切断されたり、あるいは結合の一部が開裂することによって生成したラジカルなどの活性分子が互いに結合したり（光二量化）、あるいは他の分子をラジカル化して結合反応をする官能基である。このような光架橋性官能基は、例えば、シンナモイル基、シンナミリデン基、ジアゾ基、アジド基、アクリロイル基、カルコン基、クマリン基などが挙げられるが、この中でも本発明ではシンナモイル基、シンナミリデン基、カルコン基、クマリン基などの光二量化性官能基が特に好ましい。
【００５０】
光異性化反応を行う官能基としては、例えば、光照射によりシス−トランス異性化するアゾベンゼン基（Ｋ．Ｉｃｈｉｍｕｒａ　ｅｔ　ａｌ　，Ｌａｎｇｍｕｉｒ．Ｖｏｌ．４，２）　；　Ｋ．Ｉｃｈｉｍｕｒａ　ｅｔ　ａｌ　，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．Ｖｏｌ．６３，Ｎｏ．４，Ｐａｇｅ４４９（１９９３）；　Ｎ．Ｉｓｈｉｚｕｋｉ，Ｌａｎｇｍｕｉｒ．Ｖｏｌ．９，Ｐａｇｅ３２９８（１９９３）　；　Ｎ．Ｉｓｈｉｚｕｋｉ，Ｌａｎｇｍｕｉｒ．Ｖｏｌ．９，Ｐａｇｅ８５７（１９９３））、ヒドラゾノ−β−ケトエステル基（Ｓ．Ｙａｍａｍｕｒａ　ｅｔ　ａｌ，Ｌｉｑｕｉｄ　Ｃｒｙｓｔａｌ，Ｖｏｌ．１３，Ｎｏ．２，ｐａｇｅ１８９（１９９３））、スチルベン基（市村國宏他、高分子論文集、第４７巻、１０号、７７１頁（１９９０））、およびスピロピラン基（Ｋ．Ｉｃｈｉｍｕｒａ　ｅｔ　ａｌ　，Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ　Ｌｅｔｔｅｒｓ，Ｐａｇｅ１０６３（１９９２）　；　Ｋ．Ｉｃｈｉｍｕｒａ　ｅｔ　ａｌ　，Ｔｈｉｎ　Ｓｏｌｉｄ　Ｆｉｌｍｓ，Ｖｏｌ．２３５，Ｐａｇｅ１０１（１９９３））が挙げられる。この中でもアゾベンゼン基およびスチルベン基を好ましく使用することができる。
【００５１】
光化学反応性化合物の好ましい使用量は、液晶性化合物１ｇあたり、０．００１〜１ｇが好ましく。０．０１〜０．１ｇがさらに好ましい。
【００５２】
本発明に好ましく使用される光化学反応性化合物の好ましい例を以下に列挙するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００５３】
【化１４】

【００５４】
光配向は、直線偏光照射もしくは斜め非偏光照射により好ましく行われる。照射光の波長は用いる光化学反応性化合物が光学吸収を有する波長領域を好ましく使用することができるが、本発明では１９０ｎｍ以上５００ｎｍ未満であることが好ましく、さらに好ましくは２５０ｎｍ以上４５０ｎｍ未満である。光源は、超高圧水銀ランプ、フラッシュ水銀ランプ、高圧水銀ランプ、低圧水銀ランプ、低圧水銀ランプ、Ｄｅｅｐ　ＵＶランプ、クセノンランプ、クセノンフラッシュランプ、メタルハライドランプを好ましく使用することができる。直線偏光を用いて光配向させる場合、光源から出射された紫外線は偏光素子を通過させて直線偏光とすることが好ましい。偏光素子としてはグランテーラー型プリズムやグラントムソン型プリズムなどのプリズム系素子もしくはブリュースター角を利用した反射型偏光素子であることが好ましい。照射光量は、１〜２０００ｍＪ／ｃｍ^２であることが好ましく、さらに好ましくは５〜１０００ｍＪ／ｃｍ^２である。短時間で光学的異方性を発現させるため、加熱しながら直線偏光を照射することも本発明では好ましく行われる。直線偏光照射時の好ましい基板の温度範囲は０℃以上２００℃未満であり、さらに好ましくは１０℃以上１５０℃未満である。また、斜め非偏光照射を用いて光配向させる場合、Ｐｏｌｙｍ．　Ｍａｔｅｒ．　Ｓｃｉ．　Ｅｎｇ．，　６６，　ｐ２６３（１９９２）に記載されているような方法を好ましく使用することができる。
【００５５】
（３）電場配向法
本発明の液晶性化合物を塗布したフイルムを電極間に挿入し、１Ｖ以上５０ｋＶ未満の電圧を印加することで液晶性化合物を一軸配向することができる。また、電圧印加は液晶性化合物が液晶相を形成する温度範囲で行い、配向状態で紫外線照射して配向状態を固定化することが好ましく行われる。
【００５６】
（４）磁場配向法
液晶性化合物を塗布したフイルムを電磁コイルを備えた磁場配向装置の磁極間に挿入し、０．２Ｔ以上１０Ｔ未満の磁場を印加することで液晶性化合物を一軸配向することができる。また、磁場印加は液晶性化合物が液晶相を形成する温度範囲で行い、配向状態で紫外線照射して配向状態を固定化することが好ましく行われる。
【００５７】
上述の（１）〜（４）のうち少なくともひとつの手段を用いて液晶性化合物を一軸配向させることが好ましい。液晶性化合物を配向させた後は、紫外線照射して配向状態を固定化することが好ましい。紫外線照射重合の照射光波長、照射光量、光源、照射時の基板温度は、前述の光配向法の場合と同じである。光配向法を用いる場合、光配向に使用する照射光波長と重合性の液晶性化合物を光重合させるための照射光波長は異なっている方が好ましい。
【００５８】
偏光分離層は、好ましくは０．１〜１００μｍ、より好ましくは１〜２０μｍの層厚とするのが望ましい。
【００５９】
以上、偏光分離層である複屈折回折格子として、光学的等方性を持つ物質と光学的異方性を持つ物質とを格子状に交互に配置し、光学的異方性を持つ物質の光軸が格子の列に垂直または平行に配置したものを例に説明してきたが、偏光による回折効率の違いを利用して光路を分離するものとしては、以下のようなものも挙げられ、本発明の複屈折回折格子として使用することができる。
（１）　ニオブ酸リチウム結晶板の主面に周期を有するＨ＋　イオン交換領域の光学的回折格子を形成したもの（特開平５−２４９３０８号、特開平６−１８８１７号、特開平６−２７３２０号の各公報）。
（２）光学的異方性を持つ結晶基板の主面に設けた周期的な溝の底面上に誘電体層を有するもの（特開平２−１５６２０５号公報）。
（３）コレステリック液晶の螺旋軸をセル板に対して平行に配置したもの（Ａｐｐｌ．　Ｐｈｙｓ．　Ｌｅｔｔ．　１９９７，　７１，　１３５０−１３５２）。
【００６０】
（偏光変換層）
次に本発明の偏光変換層について説明する。
偏光変換層は、偏光分離層で分離された電場ベクトル（偏光方向）が互いに直交する２種の直線偏光のうち、直進する直線偏光（偏光Ｌ１）、すなわち図３に示す例においては複屈折回折格子を構成する等方性媒体と異方性媒体との屈折率が一致する方向（一般に異方性媒体の進相軸）が偏光方向となる直線偏光の偏光状態は変更せず、傾斜して進行する偏光（偏光Ｌ２）、すなわち図３に示す例においては等方性媒体と異方性媒体との屈折率が不一致の方向（一般に異方性媒体の遅相軸）が偏光方向となる直線偏光の偏光状態を変換する機能を有する。
【００６１】
偏光変換層は複屈折性化合物を主成分として含む。複屈折性化合物は、好ましくは１軸配向の複屈折性化合物、より好ましくは液晶形成性化合物であり、液晶形成性化合物としては、前述の複屈折回折格子に使用する液晶性化合物が同様に好ましく使用することができる。
複屈折性化合物は、前記偏光Ｌ２の偏光状態を変換するために、フイルム面に対して傾斜配向していることが必要で、偏光分離層で屈折せず直進して透過してくる光の進行方向に対して傾斜していればよい。また、複屈折性化合物の遅相軸が、前記偏光Ｌ１の偏光方向に対しては平行もしくは垂直で、前記偏光Ｌ２に対しては平行でも垂直でもないように傾斜させることが好ましい。
複屈折性化合物の固有複屈折、フイルム面からの傾斜角φや配向状態、偏光変換層の層厚等を調整することにより、前記偏光Ｌ２が前記偏光Ｌ１の偏光状態と一致するように変換することができる。
【００６２】
液晶性化合物を用いる場合、傾斜配向手段は、前述の複屈折回折格子に使用する液晶性化合物を一軸配向させる手段として挙げた、光配向、電場配向、磁場配向等を使用することができ、それぞれ光照射の方向、電極や磁極を傾斜させ、斜め方向に電場あるいは磁場を印加し、配向状態でＵＶ光照射、あるいは急冷などを行うことで配向状態を固定することが好ましく行われる。配向膜を使用する場合は、チルト角の大きな配向膜を使用して液晶を傾斜配向させてもよい。
【００６３】
偏光変換層の層厚は、０．１〜１００μｍが好ましく、１〜２０μｍがより好ましい。
【００６４】
偏光変換層は、複屈折性化合物（好ましくは液晶性化合物）および光重合性開始剤などを添加した液を偏光分離層（複屈折回折格子）上に塗布後、乾燥し、さらに配向させて光照射により配向固定させて製造することができる。
【００６５】
以上説明してきた偏光分離層と偏光変換層を、それぞれ長尺ロール形態として連続生産、あるいは大面積シートとして枚葉生産することにより、本発明の偏光変換フイルムは生産性良く製造することができる。
【００６６】
（偏光素子）
また、本発明の偏光変換フイルムは、好ましくは光吸収型偏光素子と組み合わせて使用される。光吸収型偏光素子は、直交する直線偏光の一方を吸収し、他方を実質的に透過する偏光素子であり、５倍以上に延伸したポリビニルアルコールフイルム中にＩ_３ ⁻やＩ_５ ⁻および／または有機二色性色素を高度に一軸配向させ、ホウ酸で架橋したものをセルローストリアセテートのような保護フイルムでサンドイッチしたものが一般に使用されている。このような光吸収型偏光素子の偏光度（以下の式で定義）は、９９％以上であることが好ましく、４００ｎｍ〜７００ｎｍの平均光線透過率は４０％以上であることが望ましい。
【００６７】
【数１】

【００６８】
式中、Ｐは透過軸を平行にした２枚の偏光素子を透過する光の透過率であり；そして、Ｃは透過軸を直交させた２枚の偏光素子を透過する光の透過率である。
【００６９】
本発明の偏光変換フイルムとの組み合わせは、図６に示されるように光吸収型偏光素子と別々の偏光素子として使用してもよいし、図７〜９にように光吸収型偏光素子の保護フイルムの一方を置換して光吸収型素子に一体化して使用してもよい。
本発明の偏光変換フイルムと光吸収型偏光素子とを組み合わせる際は、偏光変換フイルムの偏光透過軸と光吸収型偏光素子の透過軸とが実質的に平行になるように配置して使用することが望ましい。
【００７０】
（液晶表示装置、光学部材）
さらに、本発明の偏光変換フイルムは、各種用途に用いることができるが、ＬＣＤ用偏光板（例えばＴＮ、ＳＴＮ、ＯＣＢ、ＲＯＣＢ、ＥＣＢ、ＣＰＡ、ＩＰＳ、ＶＡなどの、透過型、反射型、半透過型液晶モードにおいて）等に好ましく用いられる。
また、各種光学部材、例えばλ／４板、λ／２板などの位相差フィルム、視野角拡大フィルム、防眩性フィルム、ハードコートフィルムなどと組み合わせて用いる場合にも適している。
特に、本発明の偏光変換フイルムは反射型液晶表示装置および半透過型液晶表示装置に用いられることが好ましい。
【００７１】
反射型液晶表示装置は、液晶セルの前面に偏光板とλ／４板とからなる円偏光板を、また液晶セルの背面に反射板を有し、前面側から取り込んだ光を反射板で反射させるとともに液晶セルで偏光状態を変調し、表示を行うものである。光を取り込む際に偏光板を透過させるため、従来の透過率が４０％程度の偏光板では光の利用効率は低くなってしまうが、本発明の偏光変換フイルムを偏光板と組み合わせることで、光の利用効率を上げ、表示装置としての輝度を向上させることができる。
取り込む光は外光でもよいが、円偏光板のさらに前面に光源と導光板とからなるフロントライトを設け、このフロントライトから光を取り込むのが好ましい。
フロントライトとしては、ＳＩＤ’９５　Ｄｉｇｅｓｔ　ｐ．３７に記載のマイクロプリズム構造のフロントライト、特開平１１−２１８７５７号公報に記載の傾斜型フロントライト、特開２００１−２３４２４号公報に記載のプリズム連続型フロントライト、特開平１１−１８４３８７号公報に記載の体積ホログラム型フロントライト等が挙げられる。
【００７２】
半透過型液晶表示装置は、上記反射型液晶表示装置において、液晶セルの背面側にも円偏光板とバックライトを設け、外光を取り込み反射型としても、バックライトからの光を利用した透過型としても用いることができるものである。上記反射型液晶表示装置と同じく、本発明の偏光変換フイルムを偏光板と組み合わせることで、光の利用効率を上げ、表示装置としての輝度を向上させることができる。
【００７３】
反射型、半透過型液晶表示装置において、円偏光板を構成するために偏光板と組み合わされるλ／４板としては、特開平５−２７１１８号および同５−２７１１９号の各公報に記載されたレターデーションが大きい複屈折性フイルムと、レターデーションが小さい複屈折率フイルムとを、それらの光軸が直交するように積層させた位相差板、特開平１０−６８８１６号公報に記載された、特定波長においてλ／４となっているポリマーフイルムと、それと同一材料からなり同じ波長においてλ／２となっているポリマーフイルムとを積層させて、広い波長領域でλ／４が得られる位相差板、特開平１０−９０５２１号公報に記載された二枚のポリマーフイルムを積層することにより広い波長領域でλ／４を達成できる位相差板、ＷＯ００／２６７０５号に記載された変性ポリカーボネートフイルムを用いた広い波長領域でλ／４を達成できる位相差板、ＷＯ００／６５３８４号に記載されたセルロースアセテートフイルムを用いた広い波長領域でλ／４を達成できる位相差板等を使用することができる。
λ／４板の遅相軸は、液晶材料や配向方向、視野角特性などを考慮して決定されるが、偏光板の透過軸（もしくは吸収軸）と４５°の角度で配置されることが望ましい。
また、λ／４板の光の波長に対する位相遅れの公差を補償するために、偏光板とλ／４板との間にλ／２板を配置することもある。
【００７４】
【実施例】
以下に本発明の実施例を記載するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
［実施例１］
（１）複屈折回折格子の作製
高さ２．４μｍ、周期３μｍの回折格子形状を刻印した金型を複数作成し、ロールに貼り付けて溶接により隙間を無くし、型ロールを得た。下記の組成からなる紫外線硬化型樹脂液を型ロールに注入後、厚さ８０μｍのタックフイルム（富士写真フィルム（株）製）を重ね合わせ、その後、該タックフイルムの上部３００ｍｍのところに設置した、８０ｗ／ｃｍの照射強度の６．４ｋＷのウエスタンクオーツ社製紫外線ランプにより，３０秒間紫外線を照射して樹脂を硬化させた後、剥離して回折格子シートを得た。
【００７５】

上記、樹脂組成物の重合後の屈折率は、ｎ＝１．６３であった。
【００７６】
作製した回折格子の上に、下記の組成の塗布液をバーコーターを用いて連続的に塗布、乾燥、および加熱（配向熟成）し、さらに紫外線照射して図５のような複屈折回折格子を形成した。光学的異方性層は回折格子の溝方向に平行な方向に遅相軸を有していた。５５０ｎｍにおけるΔｎは０．１２であった。
【００７７】
［光学異方性層塗布液組成］
・下記の棒状液晶性分子（１）　　　　　　　　　　　　　　　１４．５質量％
・下記の増感剤　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１．０質量％
・下記の光重合開始剤　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　３．０質量％
・下記の水平配向促進剤　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１．０質量％
・メチルエチルケトン　　　　　　　　　　　　　　　　　　　８０．５質量％
【００７８】
【化１５】

【００７９】
【化１６】

【００８０】
【化１７】

【００８１】
【化１８】

【００８２】
（２）偏光変換層の作製
（１）で作製した複屈折回折格子の上に配向膜（ポリビニルアルコール）の希釈液を塗布し、厚さ０．５μｍの配向膜を形成した。次いで、回折格子の溝方向に平行にラビング処理を実施した。この後、（１）で使用したのと同じ光学異方性塗布液を膜厚３μｍとなるように塗布し、乾燥した。この後、該乾燥したフイルムを回折格子表面に対し４５度傾斜した電極間に挿入し、８０℃で５００Ｖの電圧印加を５分間行った。電圧印加を３分間行った時点で、１６０Ｗ／ｃｍの空冷メタルハライドランプ（アイグラフィックス（株）製、波長範囲２００〜５００ｎｍ、最大波長３６５ｎｍ）を用いて、照度２００ｍＷ／ｃｍ^２、照射量４００ｍＪ／ｃｍ^２の紫外線をフイルムに照射して傾斜配向状態を保ったまま硬化させ、偏光変換層を作成した。液晶分子は、回折格子の溝に平行で、フイルム面に対してはおよそ４５°傾斜した状態で配向させた。
【００８３】
［実施例２］
（反射型液晶表示装置の作製）
市販の反射型液晶表示装置（カラーザウルスＭＩ−３１０、シャープ（株）製）の偏光板にアクリル系粘着剤を用い、実施例１で作製した偏光変換フイルムを偏光板の透過軸と偏光変換フイルムの偏光透過軸とが平行となるように貼り付けた。
作製した反射型液晶表示装置について、目視で評価を行ったところ、白表示、黒表示、そして中間調のいずれにおいても、色味がなく、ニュートラルグレイが表示されていることが確認できた。
次に、測定機（ＥＺｃｏｎｔｒａｓｔ１６０Ｄ、Ｅｌｄｉｍ社製）を用いて反射輝度を測定した。結果を表１に示す。
【００８４】
［比較例１］
（反射型液晶表示装置の作製）
実施例１の偏光変換フイルムを使用せず、市販の反射型液晶表示装置（カラーザウルスＭＩ−３１０、シャープ（株）製）の反射輝度を評価した。結果を表１に示す。
なお、表１の結果は、比較例１の反射輝度を１．００としたときの相対値で示す。
【００８５】
【表１】

【００８６】
表１に示されるように、本発明に従う液晶表示装置は、従来の偏光素子を用いた液晶表示装置と比較して、正面輝度が明らかに向上した。
また、実施例２の液晶表示装置の正面からのコントラスト比は２０であり、コントラスト比３となる視野角は、上下１２０゜以上、左右１２０゜以上であった。
【００８７】
［実施例３］
（１）半透過型液晶表示装置の作製
図６に示される半透過型液晶表示装置を作製し、実施例１で作製した偏光変換フイルムを前面側偏光板１０８の上側および背面側偏光板１１０の下側にそれぞれアクリル系粘着剤を用いて貼合した。
【００８８】
（２）半透過型液晶表示装置の評価
作製した半透過型液晶表示装置につき、下記の評価を行った。
▲１▼反射モード時の表示品位
ミノルタ（株）製の分光測色計ＣＭ−２００２を用いて液晶表示装置の白色表示の反射率と黒色表示の反射率とを測定し、コントラスト比を算出した。結果を表２に示した。
▲２▼透過モード時の表示品位
ＴＯＰＣＯＭ（株）製の輝度計ＢＭ−５Ａを用いてバックライト点灯時の液晶表示装置の白色表示の輝度と黒色表示の輝度とを測定し、コントラスト比を算出した。結果を表２に示した。
なお、比較として、偏光変換フイルムを貼合しない場合の値も示す。
【００８９】
【表２】

【００９０】
本発明の偏光変換フイルムにより、簡単な構成で、反射モード時、透過モード時のいずれでも、輝度が向上させることができることが分かる。
【００９１】
【発明の効果】
本発明の偏光変換フイルムにより、非偏光の入射光を同一の偏光方向を有する偏光に変換することができ、しかも出射光の入射光に対する損失が低く、光利用効率が高めることができる。また、液晶表示装置などのディスプレイ用として用いると、光源の光利用効率が高めることができ、特に、反射型及び半透過型液晶表示素子において輝度向上効果が高い。さらに、本発明の偏光変換フイルムは大面積で生産性よく製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の偏光変換フイルムでの偏光変換の仕組みを示す概略図である。
【図２】複屈折回折格子の一例を示す図である。
【図３】複屈折回折格子により偏光が分離される一例を示す図である。
【図４】複屈折回折格子の例を示す図である。
【図５】実施例で作製した複屈折回折格子の断面の概略図である。
【図６】半透明型液晶表示装置を模式的に示す概略断面図である。
【符号の説明】
１　　　偏光分離層
２　　　偏光変換層
１１　　等方性媒体
１２　　異方性媒体
１３　　ベースフイルム（タックフイルム）
１０３　前面側基板
１０４　背面側基板
１０５　液晶部
１０６　前面電極
１０７　背面電極
１０８　前面側円偏光板
１１０　背面側円偏光板
１１２　バックライト
１１３　二端子素子
１２２　信号電極
１２４　絶縁層
１２５　二端子素子内の上部電極
１４１　半透過型液晶表示装置
１４２　カラーフィルタ
ａ　　　偏光分離層（複屈折回折格子）を直進する直線偏光の偏光方向
ｂ　　　偏光分離層（複屈折回折格子）で回折する直線偏光の偏光方向
Ｌ　　　入射光
Ｌ１　　偏光分離層（複屈折回折格子）で直進する直線偏光
Ｌ２　　偏光分離層（複屈折回折格子）で回折する直線偏光
Ｌ２ａ　偏光分離層（複屈折回折格子）で回折する直線偏光
Ｌ２ｂ　偏光分離層（複屈折回折格子）で回折する直線偏光
ｍ　　　複屈折性化合物
ｎ_ｅ　　　遅相軸の方向（固有複屈折が正の場合）
θ　　　偏光分離角
φ　　　複屈折性化合物の傾斜角
ｈ　　　複屈折回折格子の格子（溝）の高さ
Ｐ　　　複屈折回折格子の周期

Claims (11)

1. 偏光していない入射光を電場ベクトルが互いに直交する２つの直線偏光に分離する偏光分離層と、直線偏光の偏光状態を変換する偏光変換層とからなる偏光変換フイルムにおいて、該偏光分離層が複屈折回折格子からなり、該偏光変換層がフイルム面に対して傾斜配向した複屈折性化合物を有することを特徴とする偏光変換フイルム。
2. 該偏光分離層が、入射する非偏光を電場ベクトルが互いに直交する２つの直線偏光に分離し、入射する非偏光に対して一方の直線偏光を直進させ、もう一方の直線偏光を回折させることを特徴とする請求項１記載の偏光変換フイルム。
3. 該偏光変換層が、該偏光変換層の表面に対して垂直に入射する直線偏光の偏光状態は変更せず、傾斜して入射する直線偏光の偏光状態を変換することを特徴とする請求項１または２に記載の偏光変換フイルム。
4. 該偏光変換層が有する複屈折性化合物が１軸性であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の偏光変換フイルム。
5. 該１軸性の複屈折性化合物の遅相軸が、偏光分離層を直進して透過する直線偏光の電場ベクトルに対し平行もしくは垂直で、偏光分離層を回折して透過する直線偏光の電場ベクトルに対し平行でも垂直でもないことを特徴とする請求項４記載の偏光変換フイルム。
6. 該１軸性の複屈折性化合物が、液晶形成性化合物であることを特徴とする請求項４または５に記載の偏光変換フイルム。
7. 電場ベクトルが互いに直交する２つの直線偏光の一方を吸収し、他方を実質的に透過する光吸収型偏光素子と、請求項１〜６のいずれかに記載の偏光変換フイルムとが、光吸収型偏光素子の偏光透過軸と偏光変換フイルムの偏光透過軸とが実質的に平行になるように配置されていることを特徴とする偏光素子。
8. バックライトおよび偏光素子を備えた液晶表示装置であって、偏光素子として請求項７記載の偏光素子をバックライト側に配置したことを特徴とする液晶表示装置。
9. 反射板、液晶セル、λ／４板および偏光素子がこの順に積層されている反射型液晶表示装置であって、偏光素子が請求項７記載の偏光素子であることを特徴とする反射型液晶表示装置。
10. バックライト、円偏光板、および反射型としても透過型としても使用可能な液晶表示素子を少なくとも有する半透過型の液晶表示装置であって、偏光素子が請求項７記載の偏光素子であることを特徴とする半透過型の液晶表示装置。
11. 請求項１〜６のいずれかに記載の偏光変換フイルムの製造方法であって、偏光分離層および偏光変換層を長尺のロール形態で連続した一貫工程により設けることを特徴とする偏光変換フイルムの製造方法。

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