JP2005049586A - Optical element, condensing backlight system, and liquid crystal display device - Google Patents

Optical element, condensing backlight system, and liquid crystal display device Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical element capable of condensing and collimating incident light from a light source by arranging a specific phase difference layer between circular polarization type reflecting polarizers, and capable of suppressing transmission of incident light at a large angle to the normal direction, improving the front brightness, and reducing coloring. <P>SOLUTION: The optical element characterized in that at least three sheets of circular polarized light type reflection polarizers (a) in which the selectively reflected wavelength bands of polarized light are overlapping with each other; at least in one interlayer between the circular polarization type reflecting polarizer (a) and the circular polarization type reflecting polarizer (a), a layer (b) having an almost zero front phase difference (normal direction)but having a λ/8 or larger phase difference to incident light tilted by 30° or more to the normal direction is interlayed; and at least in one interlayer between the other circular polarization type reflecting polarizer (a) and the circular polarization type reflecting polarizer (a), they are laminated without interlaying a phase difference layer. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、円偏光型反射偏光子を利用した光学素子に関する。また本発明は、当該光学素子を用いた集光バックライトシステム、さらにはこれらを用いた液晶表示装置に関する。   The present invention relates to an optical element using a circularly polarized reflective polarizer. The present invention also relates to a condensing backlight system using the optical element, and further to a liquid crystal display device using the same.

従来より、液晶表示装置の視認性向上などの観点から、光源より出射された光を効率的に液晶表示装置などに入射するために、プリズムシートやレンズアレイシート等の表面形状による集光素子などによって出射光を正面方向へ集光し輝度を向上する技術が一般的に用いられている。   Conventionally, from the viewpoint of improving the visibility of a liquid crystal display device, in order to efficiently enter the light emitted from the light source into the liquid crystal display device, etc., a condensing element with a surface shape such as a prism sheet or a lens array sheet In general, a technique for condensing outgoing light in the front direction and improving luminance is used.

しかし、これらの表面形状による集光素子を用いた集光の場合には、原理上大きな屈折率差が必要であるため空気層を介して設置する必要がある。そのため、部品点数の増加や不必要な散乱による光損失、さらには表面傷や設置隙間への異物の混入が視認されやすい等の問題を有していた。   However, in the case of condensing light using a condensing element having these surface shapes, a large difference in refractive index is necessary in principle, so that it is necessary to install it through an air layer. For this reason, there have been problems such as an increase in the number of parts, light loss due to unnecessary scattering, and surface contamination and contamination of foreign matters in the installation gap are easily visible.

また偏光の出射輝度を向上する技術として、導光板の下面に反射層を設けて、出射面側に反射偏光子を設ける照明システムが提案されている。ここで言う反射偏光子とは、入射した自然光の光線成分を偏光状態によって透過偏光と反射偏光に分離する機能を有するものである。   As a technique for improving the emission luminance of polarized light, an illumination system has been proposed in which a reflective layer is provided on the lower surface of the light guide plate and a reflective polarizer is provided on the emission surface side. The reflective polarizer here has a function of separating the light component of incident natural light into transmitted polarized light and reflected polarized light according to the polarization state.

垂直入射方向の位相差値と斜め入射方向の位相差値が特異的に異なるよう制御された位相差板を、偏光子間に挿入すると、透過光線の角度分布は制約を受け、吸収型偏光子を用いれば正面近傍のみ光線が透過し、周辺光線は全て吸収されることが記載されている(たとえば特許文献1、特許文献2参照。)。前記偏光子に反射偏光子を用いれば正面近傍のみ光線が透過し、周辺光線は全て反射される。このような理論を用いればバックライトの出射光線が吸収損失を伴うことなく集光化・平行光化する事が可能である。   If a retardation plate controlled so that the phase difference value in the normal incidence direction and the phase difference value in the oblique incidence direction are specifically different is inserted between the polarizers, the angular distribution of transmitted light is restricted, and the absorption polarizer It is described that light is transmitted only in the vicinity of the front and that all of the peripheral light is absorbed (for example, see Patent Document 1 and Patent Document 2). If a reflective polarizer is used as the polarizer, light rays are transmitted only near the front surface and all peripheral light rays are reflected. If such a theory is used, it is possible to condense and collimate the light beam emitted from the backlight without causing absorption loss.

かかる反射偏光子を利用した集光システムは、平行光を発生する薄膜層が反射偏光子を含めても数十〜数百μmレベルであり、プリズムアレイやレンズアレイシート類と比べ、極めて薄型化の設計が容易である。また、空気界面を必要としないので貼り合わせて使用が可能であり、ハンドリング面においても有利である。たとえば、反射偏光子としてコレステリック液晶ポリマー(厚さ約10μm)を用い、組み合わせる位相差板も液晶ポリマーの塗工薄膜(厚さ約5μm)を用い、接着剤層(厚さ約5μm)で積層すれば総計50μm以下にまで薄膜化が可能である。各層を直接塗工して界面が無くなるように作製すれば、さらに薄層化可能である。
特許第2561483号明細書 特開平10−321025号公報
In a condensing system using such a reflective polarizer, the thin film layer that generates parallel light is several tens to several hundreds μm including the reflective polarizer, and is extremely thin compared to prism arrays and lens array sheets. Is easy to design. Moreover, since an air interface is not required, it can be used by being bonded together, which is advantageous in terms of handling. For example, a cholesteric liquid crystal polymer (thickness of about 10 μm) is used as a reflective polarizer, and a retardation film to be combined is also a liquid crystal polymer coating thin film (thickness of about 5 μm) and laminated with an adhesive layer (thickness of about 5 μm). For example, the film thickness can be reduced to 50 μm or less. If each layer is directly coated and produced so that the interface is eliminated, the layer can be further thinned.
Japanese Patent No. 2561483 Japanese Patent Laid-Open No. 10-321025

前記反射偏光子を利用した、集光性と輝度向上の同時発現のメカニズムについて以下理想的なモデルで説明すると以下のようになる。   The mechanism of simultaneous expression of light condensing property and luminance improvement using the reflective polarizer will be described below with an ideal model.

光源より出射された自然光は、1枚目の反射偏光子によって透過偏光と反射偏光に分離される。そして、透過した偏光は、配置された正面位相差(法線方向)がほぼゼロで、法線方向に対し30°以上傾けて入射した入射光に対してはλ/8以上の位相差を有する層(以下、Cプレートとも呼ぶ)によって、透過した偏光の法線方向付近の角度の光は、2枚目の反射偏光子の透過する偏光であるためそのまま透過する。法線方向から傾いた角度では、位相差によって偏光状態が変化し、2枚目の反射偏光子で反射される偏光成分が増加し、反射される。特に位相差がλ/2程度の時に効果的に反射される。反射された偏光は再び位相差を受け偏光状態が変化し1枚目の反射偏光子を透過する偏光となるため、1枚目の反射偏光を透過して光源部へと戻される。1枚目の反射偏光子による反射光および2枚目の反射偏光子による反射光は光源の下に設けられた拡散反射板などによって偏光解消するとともに光線方向が曲げられる。戻った光の一部は法線方向付近の反射偏光子の透過する偏光となるまで反射を繰り返し輝度向上に貢献する。   Natural light emitted from the light source is separated into transmitted polarized light and reflected polarized light by the first reflective polarizer. Then, the transmitted polarized light has a phase difference of λ / 8 or more with respect to incident light having an incident front phase difference (normal direction) of substantially zero and incident with an inclination of 30 ° or more with respect to the normal direction. By the layer (hereinafter also referred to as C plate), light having an angle near the normal direction of the transmitted polarized light is transmitted as it is because it is polarized light transmitted by the second reflective polarizer. At an angle inclined from the normal direction, the polarization state changes due to the phase difference, and the polarization component reflected by the second reflective polarizer increases and is reflected. In particular, the light is effectively reflected when the phase difference is about λ / 2. The reflected polarized light undergoes a phase difference again and changes its polarization state to become polarized light that passes through the first reflective polarizer. Therefore, the first reflected polarized light is transmitted and returned to the light source unit. The light reflected by the first reflective polarizer and the light reflected by the second reflective polarizer are depolarized and bent in the direction of light by a diffuse reflector provided under the light source. A part of the returned light is repeatedly reflected until it becomes polarized light transmitted by the reflective polarizer in the vicinity of the normal direction, thereby contributing to improvement in luminance.

反射偏光子として、コレステリック液晶相のプラナー組織による円偏光分離を用いた場合は、Cプレートによって、方位角によらず偏光変換される。Cプレートの斜め入射光に対する位相差がλ/2程度の時には丁度入射光とは逆の円偏光となる。   When the circularly polarized light separation by the planar structure of the cholesteric liquid crystal phase is used as the reflective polarizer, the polarization conversion is performed by the C plate regardless of the azimuth angle. When the phase difference of the C plate with respect to the obliquely incident light is about λ / 2, the circularly polarized light is just opposite to the incident light.

上記Cプレートが、法線方向に対し30°傾けて入射した入射光を逆円偏光に変換される位相差層の場合、実質的には±15〜20°程度の範囲に透過光線は集中する。しかし、λ/2の位相差を受けるのは、ある特定の角度で入射した光のみである。この角度以上または以下では完全に入射光と逆の円偏光にはならない。このため、この程度まで集光させると、法線方向に対し、50°以上で入射した光はλ/2以上の位相差を受けるため、完全に入射光と逆の円偏光にはならず、部分円偏光となり一部は反射されず透過する。特に、光を法線方向に集光化、平行光化するほど、法線方向に対し大きな角度で入射した光の透過量が多くなり、著しく正面輝度が低下し、この透過光により法線方向に大きく視角を倒した場合には色付きが大きくなった。   In the case where the C plate is a retardation layer that converts incident light incident at an angle of 30 ° with respect to the normal direction into reverse circularly polarized light, the transmitted light is substantially concentrated in a range of about ± 15 to 20 °. . However, only light incident at a specific angle receives the phase difference of λ / 2. Above or below this angle, the circularly polarized light is not completely opposite to the incident light. For this reason, when the light is condensed to this extent, the light incident at 50 ° or more with respect to the normal direction receives a phase difference of λ / 2 or more, and thus is not completely circularly polarized light opposite to the incident light, It becomes partially circularly polarized light and part of it is transmitted without being reflected. In particular, the more light is collected and collimated in the normal direction, the greater the amount of transmitted light that is incident at a larger angle with respect to the normal direction, and the front brightness is significantly reduced. When the viewing angle was greatly reduced, the coloring increased.

たとえば、法線方向に対し30°以内の角度で入射光を集光化、平行光化するように設計されている場合、法線方向に対し50°以上の角度で入射した光は、大部分が反射されずに透過してくる。このため、光の再利用率が下がり、法線方向での輝度が低下し、この透過光により視角を法線方向に対して大きく倒した場合に色付きするという問題点があった。   For example, when the incident light is designed to be condensed and collimated at an angle within 30 ° with respect to the normal direction, most of the light incident at an angle of 50 ° or more with respect to the normal direction is Transmits without being reflected. For this reason, there has been a problem that the light reuse rate decreases, the luminance in the normal direction decreases, and coloring occurs when the viewing angle is greatly tilted with respect to the normal direction by the transmitted light.

本発明は、円偏光型反射偏光子の間に特定位相差の層を配置して、光源からの入射光を集光化、平行光化できる光学素子であって、法線方向に対し大きな角度で入射した光の透過を抑えることができ、正面輝度の向上と色付きを低減させることができる光学素子を提供することを目的とする。   The present invention is an optical element in which a layer having a specific phase difference is arranged between circularly polarizing reflective polarizers, and incident light from a light source can be collected and collimated, and has a large angle with respect to the normal direction. It is an object of the present invention to provide an optical element that can suppress the transmission of light incident on the light source, improve the front luminance, and reduce coloring.

また本発明は、当該光学素子を用いた集光バックライトシステムを提供すること、さらには液晶表示装置を提供することを目的とする。   Another object of the present invention is to provide a condensing backlight system using the optical element, and further to provide a liquid crystal display device.

本発明者らは前記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、下記光学素子を見出し本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は、下記の通りである。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found the following optical elements and have completed the present invention. That is, the present invention is as follows.

1.偏光の選択反射の波長帯域が互いに重なっている円偏光型反射偏光子(a)が少なくとも3枚積層されており、
円偏光型反射偏光子(a)と円偏光型反射偏光子(a)との少なくとも1つの層間には、正面位相差(法線方向)がほぼゼロで、法線方向に対し30°以上傾けて入射した入射光に対してλ/8以上の位相差を有する層(b)が配置されており、かつ
他の円偏光型反射偏光子(a)と円偏光型反射偏光子(a)との少なくと1つの層間は位相差層を介さずに積層されていることを特徴とする光学素子。
1. At least three circularly polarized reflective polarizers (a) in which the wavelength bands of selective reflection of polarized light overlap each other are laminated,
Between at least one layer of the circularly polarized reflective polarizer (a) and the circularly polarized reflective polarizer (a), the front phase difference (normal direction) is almost zero and tilted by 30 ° or more with respect to the normal direction. A layer (b) having a phase difference of λ / 8 or more with respect to the incident light incident thereon, and another circularly polarized reflective polarizer (a) and a circularly polarized reflective polarizer (a) An optical element characterized in that at least one of the layers is laminated without a retardation layer.

2.円偏光型反射偏光子(a)/位相差層(b)/円偏光型反射偏光子(a)/円偏光型反射偏光子(a)が、この順で積層されていることを特徴とする上記1記載の光学素子。   2. Circularly polarized reflective polarizer (a) / retardation layer (b) / circularly polarized reflective polarizer (a) / circularly polarized reflective polarizer (a) are laminated in this order. 2. The optical element according to 1 above.

3.光源側から配置される順で、円偏光型反射偏光子(a)/位相差層(b)/円偏光型反射偏光子(a)/円偏光型反射偏光子(a)が積層されており、
法線方向に対し30°以上傾けて入射した入射光に対して、光源から1枚目の円偏光型反射偏光子(a)で偏光分離されてから、光源側から1枚目の円偏光型反射偏光子(a)、位相差層(b)および2枚目の円偏光型反射偏光子(a)で偏光分離されるまでに受ける位相差の和、または光源から1枚目の円偏光型反射偏光子(a)で偏光分離されてから、光源側から1枚目の円偏光型反射偏光子(a)、位相差層(b)、2枚目の円偏光型反射偏光子(a)および3枚目の円偏光型反射偏光子(a)で偏光分離されるまでに受ける位相差の和が、λ/4+λ・n〜3λ/4+λ・n(ただし、nは0以上の整数)になるように調整されており、かつ、
法線方向に対し60°傾けて入射した入射光に対して、光源から1枚目の円偏光型反射偏光子(a)で偏光分離されてから、光源側から1枚目の円偏光型反射偏光子(a)、位相差層(b)および2枚目の円偏光型反射偏光子(a)で偏光分離されるまでに受ける位相差の和、または光源から1枚目の円偏光型反射偏光子(a)で偏光分離されてから、光源側から1枚目の円偏光型反射偏光子(a)、位相差層(b)、2枚目の円偏光型反射偏光子(a)および3枚目の円偏光型反射偏光子(a)で偏光分離されるまでに受ける位相差の和が、λ/4+λ・n〜3λ/4+λ・n(ただし、nは0以上の整数)になるように調整されていることを特徴とする上記1記載の光学素子。
3. The circularly polarized reflective polarizer (a) / retardation layer (b) / circularly polarized reflective polarizer (a) / circularly polarized reflective polarizer (a) are stacked in the order of arrangement from the light source side. ,
The incident light incident at an angle of 30 ° or more with respect to the normal direction is polarized and separated from the light source by the first circular polarization type reflective polarizer (a), and then the first circular polarization type from the light source side. Sum of phase differences received before polarization separation by the reflective polarizer (a), the retardation layer (b), and the second circular polarization type reflective polarizer (a), or the first circular polarization type from the light source After being polarized and separated by the reflective polarizer (a), the first circularly polarized reflective polarizer (a), the retardation layer (b), and the second circularly polarized reflective polarizer (a) from the light source side. And the sum of the phase differences received by the third circularly polarized reflective polarizer (a) before being polarized and separated is λ / 4 + λ · n to 3λ / 4 + λ · n (where n is an integer of 0 or more). Adjusted to be, and
The incident light incident at an angle of 60 ° with respect to the normal direction is polarized and separated from the light source by the first circular polarization type reflective polarizer (a), and then the first circular polarization type reflection from the light source side. Sum of phase differences received before polarization separation by the polarizer (a), the retardation layer (b) and the second circularly polarized reflective polarizer (a), or the first circularly polarized reflection from the light source After being polarized and separated by the polarizer (a), the first circularly polarized reflective polarizer (a), the retardation layer (b), the second circularly polarized reflective polarizer (a), and The sum of the phase differences received before the third circularly polarized reflective polarizer (a) undergoes polarization separation is λ / 4 + λ · n to 3λ / 4 + λ · n (where n is an integer greater than or equal to 0). 2. The optical element according to 1 above, which is adjusted as described above.

4.光源側から配置される順で、円偏光型反射偏光子(a)/円偏光型反射偏光子(a)/位相差層(b)/円偏光型反射偏光子(a)が積層されており、
法線方向に対し30°以上傾けて入射した入射光に対して、光源から1枚目の円偏光型反射偏光子(a)で偏光分離されてから、光源側から1枚目の円偏光型反射偏光子(a)および2枚目の円偏光型反射偏光子(a)で偏光分離されるまでに受ける位相差の和、または光源から1枚目の円偏光型反射偏光子(a)で偏光分離されてから、光源側から1枚目の円偏光型反射偏光子(a)、2枚目の円偏光型反射偏光子(a)、位相差層(b)および3枚目の円偏光型反射偏光子(a)で偏光分離されるまでに受ける位相差の和が、λ/4+λ・n〜3λ/4+λ・n(ただし、nは0以上の整数)になるように調整されており、かつ、
法線方向に対し60°傾けて入射した入射光に対して、光源から1枚目の円偏光型反射偏光子(a)で偏光分離されてから、光源側から1枚目の円偏光型反射偏光子(a)および2枚目の円偏光型反射偏光子(a)で偏光分離されるまでに受ける位相差の和、または光源から1枚目の円偏光型反射偏光子(a)で偏光分離されてから、光源側から1枚目の円偏光型反射偏光子(a)、2枚目の円偏光型反射偏光子(a)、位相差層(b)および3枚目の円偏光型反射偏光子(a)で偏光分離されるまでに受ける位相差の和が、λ/4+λ・n〜3λ/4+λ・n(ただし、nは0以上の整数)になるように調整されていることを特徴とする上記1記載の光学素子。
4). The circularly polarized reflective polarizer (a) / circularly polarized reflective polarizer (a) / retardation layer (b) / circularly polarized reflective polarizer (a) are stacked in the order from the light source side. ,
The incident light incident at an angle of 30 ° or more with respect to the normal direction is polarized and separated from the light source by the first circular polarization type reflective polarizer (a), and then the first circular polarization type from the light source side. The sum of the phase differences received before the polarized light is separated by the reflective polarizer (a) and the second circularly polarized reflective polarizer (a), or the first circularly polarized reflective polarizer (a) from the light source After the polarization separation, the first circularly polarized reflective polarizer (a), the second circularly polarized reflective polarizer (a), the retardation layer (b) and the third circularly polarized light from the light source side. Is adjusted so that the sum of the phase differences received before polarization separation by the type reflective polarizer (a) is λ / 4 + λ · n to 3λ / 4 + λ · n (where n is an integer of 0 or more). ,And,
The incident light incident at an angle of 60 ° with respect to the normal direction is polarized and separated from the light source by the first circular polarization type reflective polarizer (a), and then the first circular polarization type reflection from the light source side. The sum of the phase difference received before the light is separated by the polarizer (a) and the second circularly polarized reflective polarizer (a), or polarized by the first circularly polarized reflective polarizer (a) from the light source After being separated, the first circularly polarizing reflective polarizer (a), the second circularly polarizing reflective polarizer (a), the retardation layer (b), and the third circularly polarizing type from the light source side. The sum of the phase differences received before the polarized light is separated by the reflective polarizer (a) is adjusted to be λ / 4 + λ · n to 3λ / 4 + λ · n (where n is an integer of 0 or more). 2. The optical element as described in 1 above.

5.少なくとも3枚の円偏光型反射偏光子(a)の選択反射波長が、550nm±10nmの波長範囲で互いに重なっていることを特徴とする上記1〜4のいずれかに記載の光学素子。   5. 5. The optical element according to any one of 1 to 4 above, wherein the selective reflection wavelengths of at least three circularly polarized reflective polarizers (a) overlap each other in a wavelength range of 550 nm ± 10 nm.

6.円偏光型反射偏光子(a)として、コレステリック液晶材料を用いたことを特徴とする上記1〜5のいずれかに記載の光学素子。   6). 6. The optical element as described in any one of 1 to 5 above, wherein a cholesteric liquid crystal material is used as the circularly polarized reflective polarizer (a).

7.位相差層(b)が、
選択反射波長域を可視光領域以外に有するコレステリック液晶相のプラナー配向を固定したもの、
棒状液晶のホメオトロピック配向状態を固定したもの、
ディスコチック液晶のネマチック相またはカラムナー相配向状態を固定したもの、
ポリマーフィルムが2軸配向されたもの、
負の1軸性を有する無機層状化合物を面の法線方向に光軸がなるように配向固定したもの、ならびに、
ポリアミド、ポリイミド、ポリエステル、ポリ(エーテルケトン)、ポリ(アミド−イミド)およびポリ(エステル−イミド)からなる群から選ばれる少なくとも1種の重合体から得られたフィルム、
からなる群から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする上記1〜6のいずれかに記載の光学素子。
7. The retardation layer (b)
Fixed planar orientation of cholesteric liquid crystal phase having selective reflection wavelength region other than visible light region,
A fixed liquid crystal in a homeotropic alignment state;
A fixed discotic liquid crystal nematic phase or columnar phase alignment state,
A biaxially oriented polymer film,
An inorganic layered compound having negative uniaxiality and oriented and fixed so that the optical axis is in the normal direction of the surface, and
A film obtained from at least one polymer selected from the group consisting of polyamide, polyimide, polyester, poly (ether ketone), poly (amide-imide) and poly (ester-imide);
7. The optical element as described in any one of 1 to 6 above, which is at least one selected from the group consisting of:

8.視認側(液晶セル側)に配置される円偏光型反射偏光子(a)に、光源側からの透過光が直線偏光になるようにλ/4板が配置されていることを特徴とする上記1〜7のいずれかに記載の光学素子。   8). A λ / 4 plate is disposed on the circularly polarizing reflective polarizer (a) disposed on the viewing side (liquid crystal cell side) so that the transmitted light from the light source side becomes linearly polarized light. The optical element in any one of 1-7.

9.λ/4板の側に、光源側からの透過で得られる直線偏光の軸方向と、偏光板の透過軸方向とが揃うように偏光板が配置されていることを特徴とする上記8記載の光学素子。   9. 9. The polarizing plate is arranged on the λ / 4 plate side so that the axial direction of linearly polarized light obtained by transmission from the light source side is aligned with the transmission axis direction of the polarizing plate. Optical element.

10.各層を、透光性の接着剤または粘着剤を用いて積層したことを特徴とする上記1〜9のいずれかに記載の光学素子。   10. 10. The optical element according to any one of 1 to 9 above, wherein each layer is laminated using a light-transmitting adhesive or pressure-sensitive adhesive.

11.上記1〜10のいずれかに記載の光学素子に、少なくとも光源を配置してなることを特徴とする集光バックライトシステム。   11. A condensing backlight system, wherein at least a light source is disposed on the optical element according to any one of 1 to 10 above.

12.上記11記載の集光バックライトシステムに、少なくとも液晶セルを配置してなることを特徴とする液晶表示装置。   12 12. A liquid crystal display device comprising at least a liquid crystal cell in the condensing backlight system according to 11 above.

13.上記12記載の液晶表示装置に、後方散乱、偏光解消を有さない拡散板を液晶セル視認側に積層して用いたことを特徴とする液晶表示装置。   13. 13. A liquid crystal display device comprising the liquid crystal display device as described in 12 above, wherein a diffusion plate having no backscattering or depolarization is laminated on the liquid crystal cell viewing side.

上記本発明の光学素子は、偏光の選択反射の波長帯域が互いに重なっている円偏光型反射型偏光子(a)が少なくとも3枚積層されている。円偏光型反射型偏光子(a)と円偏光型反射型偏光子(a)との、少なくとも1つの層間には、正面位相差が略ゼロであり、かつ種々の角度の斜め入射光に対して特異的な位相差値を示す位相差層(b)が配置されており、かつ他の円偏光型反射偏光子(a)と円偏光型反射偏光子(a)との少なくとも1つの層間は位相差層を介さずに積層されたものである。   In the optical element of the present invention, at least three circularly polarized reflective polarizers (a) in which the wavelength bands of selective reflection of polarized light overlap each other are laminated. Between at least one layer of the circularly polarized reflective polarizer (a) and the circularly polarized reflective polarizer (a), the front phase difference is substantially zero and for obliquely incident light of various angles. And a phase difference layer (b) exhibiting a specific phase difference value is disposed, and at least one layer of the other circularly polarized reflective polarizer (a) and the circularly polarized reflective polarizer (a) is disposed between It is laminated without interposing a retardation layer.

かかる光学素子は、入射側の円偏光型反射型偏光子(a)を種々の角度で斜め透過した光の一部を出射側の円偏光型反射型偏光子(a)によって全反射させることが可能となる。この効果により、法線方向に対し大きな角度で入射した光の透過を抑えることができ、正面輝度の向上および偏光度を向上させて色付きを低減させることができる平行光化システムを形成することができる。すなわち、上記光学素子を、集光・平行光化されるバックライト光源上に配置した液晶表示装置は正面近傍の表示品位の高い領域のみの光線を利用することができる。   Such an optical element can totally reflect a part of light obliquely transmitted through the incident-side circularly polarized reflective polarizer (a) at various angles by the outgoing-side circularly polarized reflective polarizer (a). It becomes possible. By this effect, it is possible to suppress the transmission of light incident at a large angle with respect to the normal direction, and to form a collimation system that can improve the front luminance and the degree of polarization to reduce coloring. it can. That is, the liquid crystal display device in which the optical element is arranged on a backlight light source that is condensed and collimated can use light rays only in a high-quality region near the front.

また本発明の光学素子は、薄型化の設計が容易な平行光化システムである。特に本発明の光学素子は、円偏光型反射偏光子(a)と円偏光型反射偏光子(a)との少なくとも1つの層間は位相差層を介さずに積層されているため薄型化に有利である。また本発明の光学素子は、貼り合わせて使用が可能であり、ハンドリング面においても有利である。これら光学素子を用いた集光バックライト光源と後方散乱が少なく偏光解消を発生しない拡散板を組み合わせることで視野角拡大システムの構築が可能である。   The optical element of the present invention is a parallel light system that can be easily designed to be thin. In particular, the optical element of the present invention is advantageous for thinning because at least one layer of the circularly polarized reflective polarizer (a) and the circularly polarized reflective polarizer (a) is laminated without a retardation layer. It is. Further, the optical element of the present invention can be used by being bonded, and is advantageous in terms of handling. A viewing angle widening system can be constructed by combining a condensing backlight source using these optical elements and a diffuser plate that has little backscattering and does not cause depolarization.

このようにして得られた光学素子を用いた集光バックライトシステムは、従来に比べ平行度の高い光源を容易に得られる。しかも、本質的に吸収損失を有さない反射偏光による平行光化が得られるので、反射された非平行光成分はバックライト側に戻り、散乱反射等により、その中の平行光成分だけが取り出されるリサイクルが繰り返され、実質的に高い透過率と高い光利用効率を得ることができる。   A condensing backlight system using the optical element thus obtained can easily obtain a light source having a higher degree of parallelism than conventional ones. In addition, since collimated light with reflected polarized light that has essentially no absorption loss can be obtained, the reflected non-parallel light component returns to the backlight side, and only the parallel light component is extracted by scattering reflection or the like. The recycling is repeated, and a substantially high transmittance and high light utilization efficiency can be obtained.

以下に図面を参照しながら本発明を説明する。図1は、円偏光型反射偏光子(a)が3層積層されている光学素子(A)の断面図である。図1の光学素子(A)は、下側から1枚目と2枚目の円偏光型反射偏光子(a)の間には、正面位相差(法線方向)がほぼゼロで、法線方向に対し30°以上傾けて入射した入射光に対してλ/8以上の位相差を有する層(b)が配置されている。一方、上側から1枚目と2枚目の円偏光型反射偏光子(a)は、位相差層(b)を介することなく積層されている。図1の光学素子(A)はいずれの側の円偏光型反射偏光子(a)の側を光源側としてもよい。   The present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of an optical element (A) in which three layers of circularly polarized reflective polarizers (a) are laminated. The optical element (A) in FIG. 1 has a normal phase difference (normal direction) between the first and second circularly polarizing reflective polarizers (a) from the bottom, and is normal. A layer (b) having a phase difference of λ / 8 or more with respect to incident light inclined at an angle of 30 ° or more with respect to the direction is disposed. On the other hand, the first and second circularly polarizing reflective polarizers (a) from the top are stacked without interposing the retardation layer (b). In the optical element (A) of FIG. 1, the side of the circularly polarized reflective polarizer (a) on either side may be the light source side.

また、図2、図3は、光学素子(A)に光源側からの透過光が直線偏光になるようにλ/4板(B)が配置された場合の例である。λ/4板(B)は、視認側(液晶セル側)に配置される円偏光型反射偏光子(a)の側に配置される。   FIGS. 2 and 3 are examples in which the λ / 4 plate (B) is arranged on the optical element (A) so that the transmitted light from the light source side is linearly polarized light. The λ / 4 plate (B) is disposed on the side of the circularly polarized reflective polarizer (a) disposed on the viewing side (liquid crystal cell side).

なお、円偏光型反射偏光子(a)は、3枚以上であればその枚数は特に制限されない。4枚以上でも同様に斜め方向の抜けを低減できる。ただし、コストと要するフィルム厚み、積層数の多さから由来する欠点の増大など他の問題も生じやすくなるため、円偏光型反射偏光子(a)は、好ましくは3層以上5層以下にとめるのが良い。なお、厚みを考慮すると、円偏光型反射偏光子(a)を4枚以上用いる場合にも、位相差層(b)は1枚であるのが好ましい。   The number of circularly polarized reflective polarizers (a) is not particularly limited as long as it is 3 or more. Similarly, even when there are four or more sheets, it is possible to reduce the omission in the oblique direction. However, since other problems such as an increase in defects due to cost, required film thickness, and a large number of layers are likely to occur, the circularly polarizing reflective polarizer (a) is preferably limited to 3 to 5 layers. Is good. In consideration of the thickness, even when four or more circularly polarized reflective polarizers (a) are used, it is preferable that the retardation layer (b) is one.

(円偏光型反射偏光子(a))
円偏光型反射偏光子(a)としては、たとえば、コレステリック液晶材料が用いられる。輝度向上の観点よりは視感度の高い550nm付近の波長の光に対して、その全反射が達成されることが望ましく、少なくとも550nm±10nmの波長領域で反射偏光子の選択反射波長が重なっていることが望ましい。反射偏光子(a)においては選択反射の中心波長はλ=npで決定される(nはコレステリック材料の屈折率、pはカイラルピッチ)斜め入射光に対しては、選択反射波長がブルーシフトするため、前記重なっている波長領域はより広い方が好ましい。更に、色付きの観点や、液晶表示装置などにおけるRGB対応の観点よりは可視光全波長領域380nm〜780nmにおいて反射波長帯域が重なっていることがより望ましい。かかる観点より反射偏光子は全く同一の組合せでも良いし、一方が可視光全波長で反射を有するもので、他方が部分的に反射するものでも良い。
(Circularly polarized reflective polarizer (a))
As the circularly polarized reflective polarizer (a), for example, a cholesteric liquid crystal material is used. It is desirable that total reflection is achieved with respect to light having a wavelength near 550 nm, which has high visibility from the viewpoint of improving luminance, and the selective reflection wavelengths of the reflective polarizers overlap at least in the wavelength region of 550 nm ± 10 nm. It is desirable. In the reflective polarizer (a), the center wavelength of selective reflection is determined by λ = np (where n is the refractive index of the cholesteric material and p is the chiral pitch). For obliquely incident light, the selective reflection wavelength is blue-shifted. Therefore, it is preferable that the overlapping wavelength region is wider. Further, it is more desirable that the reflection wavelength bands overlap in the visible light all-wavelength region 380 nm to 780 nm from the viewpoint of coloring and the viewpoint of RGB corresponding to a liquid crystal display device or the like. From this point of view, the reflective polarizers may be in exactly the same combination, or one may have reflection at all visible light wavelengths and the other may partially reflect.

円偏光型反射偏光子(a)がコレステリック材料の場合、異なるタイプ(右ねじれと左ねじれ)の組み合わせでも同様の考え方で正面位相差がλ/2で傾けると位相差がゼロまたはλであれば同様の偏光子が得られるが、傾斜する軸の方位角による異方性や色付きの問題が発生するため好ましくない。かかる観点より同じタイプ同士の組み合わせ(右ねじれ同士、左ねじれ同士)が好ましい。   When the circularly polarized reflective polarizer (a) is a cholesteric material, the same concept can be used for different types (right-handed and left-handed), and if the front phase difference is tilted by λ / 2, the phase difference is zero or λ. A similar polarizer can be obtained, but this is not preferable because problems such as anisotropy and coloring due to the azimuth angle of the inclined axis occur. From such a viewpoint, combinations of the same types (right twists and left twists) are preferable.

本発明において、円偏光型反射偏光子(a)を構成するコレステリック液晶には、適宜なものを用いてよく、特に限定はない。例えば、高温でコレステリック液晶性を示す液晶ポリマー、または液晶モノマーと必要に応じてのキラル剤および配向助剤を電子線や紫外線などの電離放射線照射や熱により重合せしめた重合性液晶、またはそれらの混合物などがあげられる。液晶性はリオトロピックでもサーモトロピック性のどちらでもよいが、制御の簡便性およびモノドメインの形成しやすさの観点よりサーモトロピック性の液晶であることが望ましい。   In the present invention, a suitable cholesteric liquid crystal constituting the circularly polarized reflective polarizer (a) may be used without any particular limitation. For example, a liquid crystal polymer exhibiting cholesteric liquid crystallinity at high temperature, a polymerizable liquid crystal obtained by polymerizing a liquid crystal monomer, and optionally a chiral agent and an alignment aid by irradiation with ionizing radiation such as an electron beam or ultraviolet light, or heat, A mixture etc. are mention | raise | lifted. The liquid crystallinity may be either lyotropic or thermotropic, but is preferably a thermotropic liquid crystal from the viewpoint of ease of control and ease of formation of a monodomain.

コレステリック液晶層の形成は、従来の配向処理に準じた方法で行うことができる。例えば、トリアセチルセルロースやアモルファスポリオレフィンなどの複屈折位相差が可及的に小さな支持基材上に、ポリイミド、ポリビニルアルコール、ポリエステル、ポリアリレート、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド等の膜を形成してレーヨン布等でラビング処理した配向膜、またはSiOの斜方蒸着層、または延伸処理による配向膜等上に、液晶ポリマーを展開してガラス転移温度以上、等方相転移温度未満に加熱し、液晶ポリマー分子がプラナー配向した状態でガラス転移温度未満に冷却してガラス状態とし、当該配向が固定化された固化層を形成する方法などがあげられる。   The cholesteric liquid crystal layer can be formed by a method according to a conventional alignment process. For example, rayon is formed by forming a film of polyimide, polyvinyl alcohol, polyester, polyarylate, polyamide imide, polyether imide, etc. on a support substrate having a birefringence retardation as small as possible such as triacetyl cellulose or amorphous polyolefin. A liquid crystal polymer is developed on an alignment film rubbed with a cloth, an obliquely deposited layer of SiO, or an alignment film formed by stretching, and heated to a temperature higher than the glass transition temperature and lower than the isotropic phase transition temperature. Examples thereof include a method of forming a solidified layer in which the orientation is fixed by cooling to below the glass transition temperature in a state where the molecules are in a planar orientation to form a glass state.

液晶ポリマーの製膜は、例えば液晶ポリマーの溶媒による溶液をスピンコート法、ロールコート法、フローコート法、プリント法、ディップコート法、流延成膜法、バーコート法、グラビア印刷法等で薄層展開し、さらに、それを必要に応じ乾燥処理する方法などにより行うことができる。前記の溶媒としては、例えば塩化メチレン、シクロヘキサノン、トリクロロエチレン、テトラクロロエタン、N−メチルピロリドン、テトラヒドロフランなどを適宜に選択して用いることができる。   The liquid crystal polymer film is formed by, for example, thinning a solution of a liquid crystal polymer in a solvent by spin coating, roll coating, flow coating, printing, dip coating, casting film formation, bar coating, or gravure printing. It can be carried out by a method of developing a layer and drying it as necessary. As the solvent, for example, methylene chloride, cyclohexanone, trichloroethylene, tetrachloroethane, N-methylpyrrolidone, tetrahydrofuran and the like can be appropriately selected and used.

また液晶ポリマーの加熱溶融物、好ましくは等方相を呈する状態の加熱溶融物を前記に準じ展開し、必要に応じその溶融温度を維持しつつ更に薄層に展開して固化させる方法などを採用することができる。当該方法は、溶媒を使用しない方法であり、従って作業環境の衛生性等が良好な方法によっても液晶ポリマーを展開させることができる。なお、液晶ポリマーの展開に際しては、薄型化等を目的に必要に応じて配向膜を介したコレステリック液晶層の重畳方式なども採ることができる。   In addition, a heating melt of a liquid crystal polymer, preferably a heating melt exhibiting an isotropic phase, is developed according to the above, and a thin layer is further developed and solidified while maintaining the melting temperature as necessary. can do. This method is a method that does not use a solvent. Therefore, the liquid crystal polymer can be developed even by a method that provides good hygiene in the working environment. In developing the liquid crystal polymer, a superposition method of a cholesteric liquid crystal layer through an alignment film can be adopted as necessary for the purpose of thinning.

さらに必要に応じ、これらの光学層を成膜時に用いる支持基材/配向基材から剥離し、他の光学材料に転写して用いることもできる。   Furthermore, if necessary, these optical layers can be peeled off from the supporting substrate / orienting substrate used at the time of film formation and transferred to other optical materials for use.

また、本発明の円偏光型反射偏光子(a)としては、直線偏光型反射偏光子とλ/4板を組み合わせたものを用いることができる。これらは1枚用いてもよく、2枚以上を用いてもよい。全部が直線偏光型反射偏光子とλ/4板を組み合わせでもよい。   Further, as the circularly polarized reflective polarizer (a) of the present invention, a combination of a linearly polarized reflective polarizer and a λ / 4 plate can be used. One of these may be used, or two or more may be used. All may be a combination of a linearly polarized reflective polarizer and a λ / 4 plate.

直線偏光型反射偏光子としては、グリッド型偏光子、屈折率差を有する2種以上の材料による2層以上の多層薄膜積層体、ビームスプリッターなどに用いられる屈折率の異なる蒸着多層薄膜、複屈折を有する2種以上の材料による2層以上の複屈折層多層薄膜積層体、複屈折を有する2種以上の樹脂を用いた2層以上の樹脂積層体を延伸したもの、直線偏光を直交する軸方向で反射/透過することで分離するものなどがあげられる。   Linearly polarized reflective polarizers include grid polarizers, two or more multilayer thin film stacks of two or more materials having a difference in refractive index, vapor deposited multilayer thin films with different refractive indices used for beam splitters, birefringence, etc. Two or more birefringent layer multilayer thin film laminates made of two or more materials having a stretch, two or more bilayered resin laminates using two or more resins having birefringence, an axis orthogonal to linearly polarized light And the like that separate by reflecting / transmitting in the direction.

例えばポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネートに代表される延伸により位相差を発生する材料やポリメチルメタクリレートに代表されるアクリル系樹脂、JSR社製のアートンに代表されるノルボルネン系樹脂等の位相差発現量の少ない樹脂を交互に多層積層体として一軸延伸して得られるものを用いることができる。直線偏光型反射偏光子の具体例としては、3M社製のDBEF等があげられる。   For example, phase difference expression such as polyethylene naphthalate, polyethylene terephthalate, materials that generate phase difference by stretching such as polycarbonate, acrylic resin typified by polymethyl methacrylate, norbornene resin typified by JSR Arton, etc. A resin obtained by uniaxially stretching a small amount of resin alternately as a multilayer laminate can be used. Specific examples of the linearly polarized reflective polarizer include DBEF manufactured by 3M.

直線偏光型反射偏光子とλ/4板を組み合わせた円偏光型反射偏光子(a)を中間層(たとえば、3枚積層する場合にはバックライト側から2枚目)に用いる場合には、直線偏光型反射偏光子の両側にλ/4板を配置する。最下層(たとえば、3枚積層する場合にはバックライト側から1枚目)に用いる場合には、バックライト側から、直線偏光型反射偏光子、次いでλ/4板の順で配置する。最上層(たとえば、3枚積層する場合にはバックライト側から3枚目)に用いる場合には、バックライト側から、λ/4板、次いで直線偏光型反射偏光子の順で配置する。なお、直線偏光型反射偏光子とλ/4板を組み合わせた円偏光型反射偏光子(a)を最上層に用いる場合には、図2、図3、図4、図5に示すように、光学素子(A)にλ/4板(B)を配置する必要はない。   When using a circularly polarizing reflective polarizer (a), which is a combination of a linearly polarizing reflective polarizer and a λ / 4 plate, as an intermediate layer (for example, the second one from the backlight side when three are laminated) A λ / 4 plate is disposed on both sides of the linearly polarized reflective polarizer. When used for the lowermost layer (for example, the first one from the backlight side when three layers are stacked), the linearly polarized reflective polarizer and then the λ / 4 plate are arranged in this order from the backlight side. In the case of using the uppermost layer (for example, the third one from the backlight side when three layers are stacked), the λ / 4 plate and then the linearly polarized reflective polarizer are arranged in this order from the backlight side. In the case where a circularly polarized reflective polarizer (a) combining a linearly polarized reflective polarizer and a λ / 4 plate is used as the uppermost layer, as shown in FIG. 2, FIG. 3, FIG. 4, and FIG. It is not necessary to arrange the λ / 4 plate (B) on the optical element (A).

(位相差層(b))
円偏光型反射偏光子(a)の間に配置する位相差層(b)は、正面方向の位相差がほぼゼロである。正面位相差は垂直入射された偏光が保持される目的であるので、λ/10以下であることが望ましい。
(Phase difference layer (b))
The retardation layer (b) disposed between the circularly polarized reflective polarizers (a) has a substantially zero retardation in the front direction. Since the front phase difference is intended to maintain vertically incident polarized light, it is desirable that the front phase difference be λ / 10 or less.

また、位相差層(b)は、法線方向から30°の角度の入射光に対してλ/8以上の位相差を有するものである。前記位相差層(b)は、理想的にはλ/2が効果的である。ただし、円偏光型反射偏光子(a):コレステリック液晶層自身が位相差を有する。そのため、円偏光型反射偏光子(a)による透過光は、反射偏光子自身のCプレート的な複屈折性によっても偏光状態が変化する。したがって、通常挿入されるCプレートのその角度で測定したときの位相差は、入射光が透過した円偏光型反射偏光子(a)とCプレートの位相差を足した値がλ/2程度になるようにするのが好ましい。   The retardation layer (b) has a phase difference of λ / 8 or more with respect to incident light at an angle of 30 ° from the normal direction. For the retardation layer (b), λ / 2 is ideally effective. However, the circularly polarized reflective polarizer (a): the cholesteric liquid crystal layer itself has a phase difference. Therefore, the polarization state of the light transmitted by the circularly polarized reflective polarizer (a) changes depending on the C-plate-like birefringence of the reflective polarizer itself. Therefore, the phase difference of the C plate that is normally inserted is measured at that angle, and the value obtained by adding the phase difference between the circularly polarized reflective polarizer (a) through which incident light is transmitted and the C plate is about λ / 2. It is preferable to do so.

上記のように円偏光型反射偏光子(a)の位相差を考慮して、これらを補正するために、位相差層(b)は、法線方向から30°の角度の入射光に対してλ/8以上の位相差を有するものが用いられている。位相差層(b)の斜め入射光に対する位相差は、円偏光型反射偏光子(a)に応じて適宜に調整される。   In order to correct for these in consideration of the phase difference of the circularly polarized reflective polarizer (a) as described above, the phase difference layer (b) is used for incident light at an angle of 30 ° from the normal direction. Those having a phase difference of λ / 8 or more are used. The phase difference of the retardation layer (b) with respect to the obliquely incident light is appropriately adjusted according to the circularly polarized reflective polarizer (a).

なお、位相差層(b)の斜め入射光に対する位相差と円偏光型反射偏光子(a)により受ける位相差との和が、λ/2程度の時には丁度入射光とは逆の円偏光となる。反射偏光子に斜め入射した光が、位相差層として働くことは知られている。(H.Takezone et al.JPN.J.Appl.Phys.22,1080(1983))。   When the sum of the phase difference of the phase difference layer (b) with respect to the obliquely incident light and the phase difference received by the circularly polarized reflective polarizer (a) is about λ / 2, the circularly polarized light is just opposite to the incident light. Become. It is known that light obliquely incident on the reflective polarizer works as a retardation layer. (H. Takezone et al. JPN. J. Appl. Phys. 22, 1080 (1983)).

位相差層(b)の斜め方向からの入射光に対しては効率的に偏光変換されるべく全反射させる角度などによって適宜決定される。たとえば、法線方向に対し60°傾けて入射した入射光に対して完全に全反射させるには、入射角60°で測定したときの、円偏光型反射偏光子(a)と位相差層(b)のトータルの位相差がλ/2程度になるように制御すればよい。ただし、この場合は入射角30°付近の反射が弱くなるため、もう1枚の他の円偏光型反射偏光子(a)が受ける位相差を利用して、入射角30°付近の入射光を全反射するように円偏光型反射偏光子(a)の位相差がλ/2程度になるように制御される。   The incident light from the oblique direction of the phase difference layer (b) is appropriately determined depending on the angle at which it is totally reflected so as to be efficiently polarized and converted. For example, in order to completely reflect the incident light incident at an angle of 60 ° with respect to the normal direction, the circularly polarized reflective polarizer (a) and the retardation layer (measured at an incident angle of 60 °) Control may be performed so that the total phase difference of b) is about λ / 2. However, in this case, since reflection near an incident angle of 30 ° is weakened, incident light near an incident angle of 30 ° is reflected by using the phase difference received by the other circularly polarized reflective polarizer (a). Control is performed so that the phase difference of the circularly polarized reflective polarizer (a) is about λ / 2 so as to be totally reflected.

上記本発明の光学素子の好適な態様はたとえば以下の通りである。光源側から、円偏光型反射偏光子(a)/位相差層(b)/円偏光型反射偏光子(a)/円偏光型反射偏光子(a)の順で配置されている場合について説明する。   Preferred embodiments of the optical element of the present invention are as follows, for example. The case where the circularly polarized reflective polarizer (a) / retardation layer (b) / circularly polarized reflective polarizer (a) / circularly polarized reflective polarizer (a) are arranged in this order from the light source side. To do.

この場合には、たとえば、法線方向に対し30°以上傾けて入射した入射光に対して、光源から1枚目の円偏光型反射偏光子(a)で偏光分離されてから、光源側から1枚目の円偏光型反射偏光子(a)、位相差層(b)および2枚目の円偏光型反射偏光子(a)で偏光分離されるまでに受ける位相差の和が、λ/4+λ・n〜3λ/4+λ・n(ただし、nは0以上の整数)になるように調整する。そして、法線方向に対し60°傾けて入射した入射光に対して、光源から1枚目の円偏光型反射偏光子(a)で偏光分離されてから、光源側から1枚目の円偏光型反射偏光子(a)、位相差層(b)、2枚目の円偏光型反射偏光子(a)および3枚目の円偏光型反射偏光子(a)で偏光分離されるまでに受ける位相差の和が、λ/4+λ・n〜3λ/4+λ・n(ただし、nは0以上の整数)になるように調整する。   In this case, for example, incident light incident at an angle of 30 ° or more with respect to the normal direction is polarized and separated from the light source by the first circularly polarizing reflective polarizer (a), and then from the light source side. The sum of the phase differences received by the first circularly polarized reflective polarizer (a), the retardation layer (b) and the second circularly polarized reflective polarizer (a) before being polarized and separated is λ / 4 + λ · n to 3λ / 4 + λ · n (where n is an integer of 0 or more). The incident light incident at an angle of 60 ° with respect to the normal direction is polarized and separated from the light source by the first circularly polarized reflective polarizer (a), and then the first circularly polarized light from the light source side. -Type reflective polarizer (a), retardation layer (b), second circularly polarized reflective polarizer (a), and third circularly polarized reflective polarizer (a) before being polarized and separated. Adjustment is made so that the sum of the phase differences becomes λ / 4 + λ · n to 3λ / 4 + λ · n (where n is an integer of 0 or more).

また上記の場合には、法線方向に対し30°以上傾けて入射した入射光に対して、光源から1枚目の円偏光型反射偏光子(a)で偏光分離されてから、光源側から1枚目の円偏光型反射偏光子(a)、位相差層(b)、2枚目の円偏光型反射偏光子(a)および3枚目の円偏光型反射偏光子(a)で偏光分離されるまでに受ける位相差の和が、λ/4+λ・n〜3λ/4+λ・n(ただし、nは0以上の整数)になるように調整する。そして、法線方向に対し60°傾けて入射した入射光に対して、光源から1枚目の円偏光型反射偏光子(a)で偏光分離されてから、光源側から1枚目の円偏光型反射偏光子(a)、位相差層(b)および2枚目の円偏光型反射偏光子(a)で偏光分離されるまでに受ける位相差の和が、λ/4+λ・n〜3λ/4+λ・n(ただし、nは0以上の整数)になるように調整する。   In the above case, the incident light incident with an inclination of 30 ° or more with respect to the normal direction is polarized and separated from the light source by the first circularly polarizing reflective polarizer (a), and then from the light source side. Polarized by the first circularly polarized reflective polarizer (a), the retardation layer (b), the second circularly polarized reflective polarizer (a), and the third circularly polarized reflective polarizer (a) Adjustment is made so that the sum of the phase differences received before separation is λ / 4 + λ · n to 3λ / 4 + λ · n (where n is an integer of 0 or more). The incident light incident at an angle of 60 ° with respect to the normal direction is polarized and separated from the light source by the first circularly polarized reflective polarizer (a), and then the first circularly polarized light from the light source side. The sum of the phase differences received before polarization separation is performed by the type reflection polarizer (a), the retardation layer (b), and the second circular polarization type reflection polarizer (a) is λ / 4 + λ · n to 3λ / Adjustment is made so that 4 + λ · n (where n is an integer of 0 or more).

上記本発明の光学素子の好適な態様はたとえば以下の通りである。光源側から、円偏光型反射偏光子(a)/円偏光型反射偏光子(a)/位相差層(b)/円偏光型反射偏光子(a)の順で配置されている場合について説明する。   Preferred embodiments of the optical element of the present invention are as follows, for example. The case where the circularly polarized reflective polarizer (a) / circularly polarized reflective polarizer (a) / retardation layer (b) / circularly polarized reflective polarizer (a) are arranged in this order from the light source side. To do.

この場合には、たとえば、法線方向に対し30°以上傾けて入射した入射光に対して光源から1枚目の円偏光型反射偏光子(a)で偏光分離されてから、光源側から1枚目の円偏光型反射偏光子(a)および2枚目の円偏光型反射偏光子(a)で偏光分離されるまでに受ける位相差の和が、λ/4+λ・n〜3λ/4+λ・n(ただし、nは0以上の整数)になるように調整する。そして、法線方向に対し60°傾けて入射した入射光に対して、光源から1枚目の円偏光型反射偏光子(a)で偏光分離されてから、光源側から1枚目の円偏光型反射偏光子(a)、2枚目の円偏光型反射偏光子(a)、位相差層(b)および3枚目の円偏光型反射偏光子(a)で偏光分離されるまでに受ける位相差の和が、λ/4+λ・n〜3λ/4+λ・n(ただし、nは0以上の整数)になるように調整する。   In this case, for example, the incident light incident with an inclination of 30 ° or more with respect to the normal direction is polarized and separated from the light source by the first circularly polarizing reflective polarizer (a), and then 1 from the light source side. The sum of the phase differences received before the first circularly polarized reflective polarizer (a) and the second circularly polarized reflective polarizer (a) undergo polarization separation is λ / 4 + λ · n to 3λ / 4 + λ · Adjustment is made so that n (where n is an integer of 0 or more). The incident light incident at an angle of 60 ° with respect to the normal direction is polarized and separated from the light source by the first circularly polarized reflective polarizer (a), and then the first circularly polarized light from the light source side. -Type reflective polarizer (a), the second circularly polarized reflective polarizer (a), the retardation layer (b), and the third circularly polarized reflective polarizer (a) are subjected to polarization separation. Adjustment is made so that the sum of the phase differences becomes λ / 4 + λ · n to 3λ / 4 + λ · n (where n is an integer of 0 or more).

また上記の場合には、法線方向に対し30°以上傾けて入射した入射光に対して、光源から1枚目の円偏光型反射偏光子(a)で偏光分離されてから、光源側から1枚目の円偏光型反射偏光子(a)、2枚目の円偏光型反射偏光子(a)、位相差層(b)および3枚目の円偏光型反射偏光子(a)で偏光分離されるまでに受ける位相差の和が、λ/4+λ・n〜3λ/4+λ・n(ただし、nは0以上の整数)になるように調整する。そして、法線方向に対し60°傾けて入射した入射光に対して、光源から1枚目の円偏光型反射偏光子(a)で偏光分離されてから、光源側から1枚目の円偏光型反射偏光子(a)および2枚目の円偏光型反射偏光子(a)で偏光分離されるまでに受ける位相差の和が、λ/4+λ・n〜3λ/4+λ・n(ただし、nは0以上の整数)になるように調整する。   In the above case, the incident light incident with an inclination of 30 ° or more with respect to the normal direction is polarized and separated from the light source by the first circularly polarizing reflective polarizer (a), and then from the light source side. Polarized by the first circularly polarized reflective polarizer (a), the second circularly polarized reflective polarizer (a), the retardation layer (b), and the third circularly polarized reflective polarizer (a) Adjustment is made so that the sum of the phase differences received before separation is λ / 4 + λ · n to 3λ / 4 + λ · n (where n is an integer of 0 or more). The incident light incident at an angle of 60 ° with respect to the normal direction is polarized and separated from the light source by the first circularly polarized reflective polarizer (a), and then the first circularly polarized light from the light source side. The sum of the phase differences received before polarization separation is performed by the type reflection polarizer (a) and the second circular polarization type reflection polarizer (a) is λ / 4 + λ · n to 3λ / 4 + λ · n (where n Is an integer greater than or equal to 0).

すなわち、円偏光型反射偏光子(a)が位相差を有する場合には、円偏光型反射偏光子(a)、位相差層(b)に係わる合計の位相差を、上記のようにλ/4+λ・n〜3λ/4+λ・nの範囲に入るように制御することで、斜め入射光を効率よく反射することができ、視角を大きく倒した場合にも透過光量が減少し、色付きを小さく制御することができる。すなわち、法線方向に対し60°傾けて入射した入射光に対する制御により、法線方向に対し40〜80°程度の入射光をよく反射することができる。特に50〜60°程度の入射光をよく反射することができる。一方、法線方向に対し30°以上傾けて入射した入射光に対する制御により、法線方向に対し入射角10〜50°程度の入射光を効率よく反射することができる。特に20〜40°程度の入射光をよく反射することができる。   That is, when the circularly polarized reflective polarizer (a) has a phase difference, the total phase difference related to the circularly polarized reflective polarizer (a) and the retardation layer (b) is expressed as λ / By controlling so that it falls within the range of 4 + λ · n to 3λ / 4 + λ · n, obliquely incident light can be efficiently reflected, and even when the viewing angle is greatly reduced, the amount of transmitted light is reduced and coloring is controlled to be small. can do. That is, by controlling the incident light that is incident at an angle of 60 ° with respect to the normal direction, the incident light of about 40 to 80 ° with respect to the normal direction can be reflected well. In particular, incident light of about 50 to 60 ° can be well reflected. On the other hand, by controlling incident light that is incident at an angle of 30 ° or more with respect to the normal direction, incident light having an incident angle of about 10 to 50 ° with respect to the normal direction can be efficiently reflected. In particular, incident light of about 20 to 40 ° can be reflected well.

したがって、前記位相差の合計は、λ/2に近くなるように制御するのが好ましい。前記位相差の合計は、いずれも、前記λ/4+λ・n〜3λ/4+λ・n、さらには、3λ/10〜7λ/10、さらには2λ/5〜3λ/5であるのが好ましい。   Therefore, it is preferable to control the sum of the phase differences to be close to λ / 2. The total of the phase differences is preferably λ / 4 + λ · n to 3λ / 4 + λ · n, further 3λ / 10 to 7λ / 10, and more preferably 2λ / 5 to 3λ / 5.

このように上記光学素子によれば、入射光を、法線方向により集光化、平行光化するとともに、法線方向に対し大きな角度で入射した光の透過量を著しく減少させることができる。その結果、正面輝度、偏光度が向上し、視角を法線方向に大きく倒した場合の色付きを低減することができる。   As described above, according to the optical element, incident light can be condensed and collimated in the normal direction, and the amount of transmitted light incident at a large angle with respect to the normal direction can be significantly reduced. As a result, the front luminance and the degree of polarization are improved, and coloring when the viewing angle is greatly tilted in the normal direction can be reduced.

位相差層(b)の材質は上記のような光学特性を有するものであれば、特に制限はない。例えば、可視光領域(380nm〜780nm) 以外に反射波長を有するコレステリック液晶のプラナー配向状態を固定したものや、棒状液晶のホメオトロピック配向状態を固定したもの、ディスコチック液晶のカラムナー配向やネマチック配向を利用したもの、負の1軸性結晶を面内に配向させたもの、2軸性配向したポリマーフィルムなどがあげられる。また、ポリアミド、ポリイミド、ポリエステル、ポリ(エーテルケトン)、ポリ(アミド−イミド)およびポリ(エステル−イミド)からなる群から選ばれる少なくとも1種の重合体から得られるフィルムがあげられる。これらフィルムは、前記重合体を溶媒に溶解した溶液を基材に塗工し、乾燥工程を経て得られる。基材は乾燥工程における寸法変化率が1%以下である基材を用いて形成したものが好ましい。また、ネマチック液晶、ディスコチック液晶の配向方向を厚み方向に連続的に変化するように配向固定したものなどがあげられる。   The material of the retardation layer (b) is not particularly limited as long as it has the above optical characteristics. For example, the planar alignment state of a cholesteric liquid crystal having a reflection wavelength other than the visible light region (380 nm to 780 nm), the homeotropic alignment state of a rod-like liquid crystal, the columnar alignment or nematic alignment of a discotic liquid crystal Examples include those used, negative uniaxial crystals oriented in the plane, and biaxially oriented polymer films. Moreover, the film obtained from the at least 1 sort (s) of polymer chosen from the group which consists of polyamide, a polyimide, polyester, poly (ether ketone), poly (amide-imide), and poly (ester-imide) is mention | raise | lifted. These films are obtained by applying a solution obtained by dissolving the polymer in a solvent to a substrate and performing a drying process. The substrate is preferably formed using a substrate having a dimensional change rate of 1% or less in the drying step. In addition, examples include nematic liquid crystal and discotic liquid crystal in which the alignment direction is fixed so that the alignment direction continuously changes in the thickness direction.

可視光領域(380nm〜780nm)以外に選択反射波長を有するコレステリック液晶のプラナー配向状態を固定したCプレートは、コレステリック液晶の選択反射波長としては、可視光領域に色付きなどがないことが望ましい。そのため、選択反射光が可視領域にない必要がある。選択反射はコレステリックのカイラルピッチと液晶の屈折率によって一義的に決定される。選択反射の中心波長の値は近赤外領域にあっても良いが、旋光の影響などを受けるため、やや複雑な現象が発生するため、350nm以下の紫外部にあることがより望ましい。コレステリック液晶層の形成については、前記した反射偏光子におけるコレステリック層形成と同様に行われる。   In the C plate in which the planar alignment state of the cholesteric liquid crystal having a selective reflection wavelength other than the visible light region (380 nm to 780 nm) is fixed, it is desirable that the selective reflection wavelength of the cholesteric liquid crystal is not colored in the visible light region. Therefore, it is necessary that the selectively reflected light is not in the visible region. The selective reflection is uniquely determined by the cholesteric chiral pitch and the refractive index of the liquid crystal. Although the value of the center wavelength of selective reflection may be in the near-infrared region, it is more desirable to be in the ultraviolet region of 350 nm or less because it is affected by the optical rotation and a slightly complicated phenomenon occurs. The formation of the cholesteric liquid crystal layer is performed in the same manner as the formation of the cholesteric layer in the above-described reflective polarizer.

ホメオトロピック配向状態を固定したCプレートは、高温でネマチック液晶性を示す液晶性熱可塑樹脂または液晶モノマーと必要に応じての配向助剤を電子線や紫外線などの電離放射線照射や熱により重合せしめた重合性液晶、またはそれらの混合物が用いられる。液晶性はリオトロピックでもサーモトロピック性のいずれでもよいが、制御の簡便性やモノドメインの形成しやすさの観点より、サーモトロピック性の液晶であることが望ましい。ホメオトロピック配向は、例えば、垂直配向膜(長鎖アルキルシランなど)を形成した膜上に前記複屈折材料を塗設し、液晶状態を発現させ固定することによって得られる。   The C plate with a fixed homeotropic alignment state is obtained by polymerizing a liquid crystalline thermoplastic resin or liquid crystal monomer exhibiting nematic liquid crystal properties at high temperature and, if necessary, an alignment aid by irradiation with ionizing radiation such as electron beams or ultraviolet rays or heat. A polymerizable liquid crystal or a mixture thereof is used. The liquid crystallinity may be either lyotropic or thermotropic, but is preferably a thermotropic liquid crystal from the viewpoint of ease of control and ease of formation of a monodomain. Homeotropic alignment is obtained, for example, by coating the birefringent material on a film on which a vertical alignment film (long-chain alkylsilane or the like) is formed, and expressing and fixing a liquid crystal state.

ディスコティック液晶を用いたCプレートとしては、液晶材料として面内に分子の広がりを有したフタロシアニン類やトリフェニレン類化合物のごとく負の1軸性を有するディスコティック液晶材料を、ネマチック相やカラムナー相を発現させて固定したものである。負の1軸性無機層状化合物としては、たとえば、特開平6−82777号公報などに詳しい。   As a C plate using discotic liquid crystal, a discotic liquid crystal material having a negative uniaxial property such as a phthalocyanine or triphenylene compound having an in-plane molecular spread as a liquid crystal material, a nematic phase or a columnar phase is used. It is expressed and fixed. Examples of the negative uniaxial inorganic layered compound are detailed in JP-A-6-82777.

ポリマーフィルムの2軸性配向を利用したCプレートは、正の屈折率異方性を有する高分子フィルムをバランス良く2軸延伸する方法、熱可塑樹脂をプレスする方法、平行配向した結晶体から切り出す方法などにより得られる。   C plate using biaxial orientation of polymer film is a method of biaxially stretching a polymer film having positive refractive index anisotropy in a balanced manner, a method of pressing a thermoplastic resin, and cutting out from a parallel oriented crystal. It is obtained by a method.

前記各位相差層(b)は、1枚の位相差板から構成されていもよく、所望の位相差になるように、2枚以上の位相差板を積層して用いることができる。   Each of the retardation layers (b) may be composed of one retardation plate, and two or more retardation plates can be laminated and used so as to have a desired retardation.

(各層の積層)
前記各層の積層は、重ね置いただけでも良いが、作業性や、光の利用効率の観点より各層を接着剤や粘着剤を用いて積層することが望ましい。その場合、接着剤または粘着剤は透明で、可視光領域に吸収を有さず、屈折率は、各層の屈折率と可及的に近いことが表面反射の抑制の観点より望ましい。かかる観点より、例えば、アクリル系粘着剤などが好ましく用いうる。各層は、それぞれ別途配向膜状などでモノドメインを形成し、透光性基材へ転写などの方法によって順次積層していく方法や、接着層などを設けず、配向のために、配向膜などを適宜形成し、各層を順次直接形成して行くことも可能である。
(Lamination of each layer)
The layers may be stacked, but it is desirable to stack the layers using an adhesive or a pressure-sensitive adhesive from the viewpoints of workability and light utilization efficiency. In that case, the adhesive or pressure-sensitive adhesive is transparent, has no absorption in the visible light region, and the refractive index is desirably as close as possible to the refractive index of each layer from the viewpoint of suppressing surface reflection. From this viewpoint, for example, an acrylic pressure-sensitive adhesive can be preferably used. Each layer is separately formed into a monodomain in the form of an alignment film, etc., and sequentially laminated by a method such as transfer to a translucent substrate, an alignment film or the like for alignment without providing an adhesive layer, etc. It is also possible to form each layer as appropriate and form each layer directly in sequence.

各層および(粘)接着層には、必要に応じて拡散度合い調整用に更に粒子を添加して等方的な散乱性を付与することや、紫外線吸収剤、酸化防止剤、製膜時のレベリング性付与の目的で界面活性剤などを適宜に添加することができる。   In each layer and (viscous) adhesive layer, particles are added to adjust the degree of diffusion as necessary to give isotropic scattering, UV absorbers, antioxidants, leveling during film formation A surfactant or the like can be appropriately added for the purpose of imparting property.

(集光バックライトシステム)
光源たる導光板の下側(液晶セルの配置面とは反対側)には拡散反射板の配置が望ましい。平行光化フィルムにて反射される光線の主成分は斜め入射成分であり、平行光化フィルムにて正反射されてバックライト方向へ戻される。ここで背面側の反射板の正反射性が高い場合には反射角度が保存され、正面方向に出射できずに損失光となる。従って反射戻り光線の反射角度を保存せず、正面方向へ散乱反射成分を増大させるため拡散反射板の配置が望ましい。
(Condensing backlight system)
It is desirable to dispose a diffuse reflector on the lower side of the light guide plate as the light source (on the side opposite to the liquid crystal cell arrangement surface). The main component of the light beam reflected by the collimating film is an oblique incident component, and is regularly reflected by the collimating film and returned to the backlight direction. Here, when the regular reflection property of the reflector on the back side is high, the reflection angle is preserved, and the light cannot be emitted in the front direction and becomes lost light. Accordingly, it is desirable to dispose a diffuse reflector in order to increase the scattering reflection component in the front direction without preserving the reflection angle of the reflected return beam.

本発明の光学素子(A:平行光化フィルム)とバックライト光源(D)の間には適当な拡散板を設置することが望ましい。斜め入射し、反射された光線をバックライト導光体近傍にて散乱させ、その一部を垂直入射方向へ散乱せしめることで光の再利用効率が高まるためである。拡散板としては、表面凹凸形状による物の他、屈折率が異なる微粒子を樹脂中に包埋する等の方法で得られる。この拡散板は光学素子(平行光化フィルム)とバックライト間に挟み込んでも良いし、平行光化フィルムに貼り合わせてもよい。   It is desirable to install an appropriate diffuser plate between the optical element (A: collimating film) of the present invention and the backlight source (D). This is because the light reuse efficiency is increased by scattering the incident and reflected light rays in the vicinity of the backlight light guide and scattering a part thereof in the vertical incident direction. The diffusion plate can be obtained by a method such as embedding fine particles having different refractive indexes in a resin in addition to a surface irregularity shape. This diffusing plate may be sandwiched between the optical element (collimating film) and the backlight, or may be bonded to the collimating film.

光学素子(平行光化フィルム)を貼り合わせた液晶セルをバックライトと近接して配置する場合、フィルム表面とバックライトの隙間でニュートンリングが生じる恐れがあるが、本発明における光学素子(平行光化フィルム)の導光板側表面に表面凹凸を有する拡散板を配置することによってニュートンリングの発生を抑制することができる。また、本発明における光学素子(平行光化フィルム)の表面そのものに凹凸構造と光拡散構造を兼ねた層を形成しても良い。   When a liquid crystal cell with an optical element (collimating film) bonded is placed close to the backlight, Newton's rings may occur in the gap between the film surface and the backlight. The occurrence of Newton's ring can be suppressed by disposing a diffusion plate having surface irregularities on the light guide plate side surface of the control film). Moreover, you may form the layer which served as the uneven | corrugated structure and the light-diffusion structure on the surface itself of the optical element (collimating film) in this invention.

(液晶表示装置)
上記光学素子は、液晶セルの両側に偏光板が配置されている液晶表示装置に好適に適用され、上記光学素子は液晶セルの光源側面の偏光板側に適用される。たとえば、図4または図5のように適用される。なお、図4、図5では、液晶パネルとして光源側面の偏光板(C)のみが記載されている。
(Liquid crystal display device)
The optical element is preferably applied to a liquid crystal display device in which polarizing plates are arranged on both sides of the liquid crystal cell, and the optical element is applied to the polarizing plate side of the light source side surface of the liquid crystal cell. For example, it is applied as shown in FIG. 4 and 5, only the polarizing plate (C) on the side surface of the light source is shown as the liquid crystal panel.

また図4に示すように、偏光板(C)には、λ/4板(B)を介して光学素子(A)が積層されている。λ/4板(B)は、光学素子(A)から出射した円偏光を直線偏光に変えて、偏光板(C)に入射する。なお、本発明の光学素子は、λ/4板(B)、さらには偏光板(C)を予め貼り合わせたものを用いることができる。   Further, as shown in FIG. 4, the optical element (A) is laminated on the polarizing plate (C) via the λ / 4 plate (B). The λ / 4 plate (B) changes the circularly polarized light emitted from the optical element (A) into linearly polarized light and enters the polarizing plate (C). As the optical element of the present invention, a λ / 4 plate (B) and a polarizing plate (C) bonded in advance can be used.

上記平行光化されたバックライトと組み合わされた液晶表示装置に、後方散乱、偏光解消を有さない拡散板を液晶セル視認側に積層することにより、正面近傍の良好な表示特性の光線を拡散し、全視野角内で均一で良好な表示特性を得ることによって視野角拡大化ができる。   By laminating a diffusion plate that does not have backscattering and depolarization on the liquid crystal cell viewing side on the liquid crystal display device combined with the above-mentioned collimated backlight, light with good display characteristics near the front is diffused. The viewing angle can be enlarged by obtaining uniform and good display characteristics within the entire viewing angle.

ここで用いられる視野角拡大フィルムは実質的に後方散乱を有さない拡散板が用いられる。拡散板は、拡散粘着材として設けることができる。配置場所は液晶表示装置の視認側であるが偏光板の上下いずれでも使用可能である。ただし画素のにじみ等の影響やわずかに残る後方散乱によるコントラスト低下を防止するために偏光板〜液晶セル間など、可能な限りセルに近い層に設けることが望ましい。またこの場合には実質的に偏光を解消しないフィルムが望ましい。例えば特開2000−347006号公報、特開2000−347007号公報に開示されているような微粒子分散型拡散板が好適に用いられる。   The viewing angle widening film used here is a diffusion plate that does not substantially have backscattering. The diffusion plate can be provided as a diffusion adhesive material. The location is on the viewing side of the liquid crystal display device, but it can be used either above or below the polarizing plate. However, it is desirable to provide a layer as close to the cell as possible, such as between the polarizing plate and the liquid crystal cell, in order to prevent the deterioration of the contrast due to the influence of the blur of the pixel or the like or the slight remaining backscattering. In this case, a film that does not substantially eliminate polarized light is desirable. For example, a fine particle dispersion type diffusion plate as disclosed in JP-A Nos. 2000-347006 and 2000-347007 is preferably used.

偏光板より外側に視野角拡大フィルムを位置する場合には液晶層−偏光板まで平行光化された光線が透過するのでTN液晶セルの場合は特に視野角補償位相差板を用いなくともよい。STN液晶セルの場合には正面特性のみ良好に補償した位相差フィルムを用いるだけでよい。この場合には視野角拡大フィルムが空気表面を有するので表面形状による屈折効果によるタイプの採用も可能である。   When the viewing angle widening film is located outside the polarizing plate, the collimated light beam is transmitted from the liquid crystal layer to the polarizing plate, so that in the case of the TN liquid crystal cell, it is not necessary to use a viewing angle compensating retardation plate. In the case of an STN liquid crystal cell, it is only necessary to use a retardation film in which only the front characteristics are well compensated. In this case, since the viewing angle widening film has an air surface, it is possible to adopt a type based on a refraction effect due to the surface shape.

一方で偏光板と液晶層間に視野角拡大フィルムを挿入する場合には偏光板を透過する段階では拡散光線となっている。TN液晶の場合、偏光子そのものの視野角特性は補償する必要がある。この場合には偏光子の視野角特性を補償する位相差板を偏光子と視野角拡大フィルムの間に挿入する必要がある。STN液晶の場合にはSTN液晶の正面位相差補償に加えて偏光子の視野角特性を補償する位相差板を挿入する必要がある。   On the other hand, when a viewing angle widening film is inserted between the polarizing plate and the liquid crystal layer, it becomes a diffused light at the stage where it passes through the polarizing plate. In the case of a TN liquid crystal, it is necessary to compensate for the viewing angle characteristics of the polarizer itself. In this case, it is necessary to insert a retardation plate for compensating the viewing angle characteristics of the polarizer between the polarizer and the viewing angle widening film. In the case of STN liquid crystal, it is necessary to insert a phase difference plate for compensating the viewing angle characteristics of the polarizer in addition to the front phase difference compensation of STN liquid crystal.

従来から存在するマイクロレンズアレイフィルムやホログラムフィルムのように、内部に規則性構造体を有する視野角拡大フィルムの場合、液晶表示装置のブラックマトリクスや従来のバックライトの平行光化システムが有するマイクロレンズアレイ/プリズムアレイ/ルーバー/マイクロミラーアレイ等の微細構造と干渉しモアレを生じやすかった。しかし本発明における平行光化フィルムは面内に規則性構造が視認されず、出射光線に規則性変調が無いので視野角拡大フィルムとの相性や配置順序を考慮する必要はない。従って視野角拡大フィルムは液晶表示装置の画素ブラックマトリクスと干渉/モアレを発生しなければ特に制限はなく選択肢は広い。   In the case of a viewing angle widening film having a regular structure inside, such as a conventional microlens array film or hologram film, a microlens included in a black matrix of a liquid crystal display device or a conventional parallel light conversion system of a backlight Moire was likely to occur due to interference with a fine structure such as an array / prism array / louver / micromirror array. However, the collimated film in the present invention has no regular structure in the plane, and there is no regular modulation of the emitted light, so there is no need to consider compatibility with the viewing angle widening film and the arrangement order. Accordingly, the viewing angle widening film is not particularly limited as long as it does not cause interference / moire with the pixel black matrix of the liquid crystal display device, and the options are wide.

本発明においては視野角拡大フィルムとして実質的に後方散乱を有さない、偏光を解消しない、特開2000−347006号公報、特開2000−347007号公報に記載されているような光散乱板で、ヘイズ80%〜90%の物が好適に用いられる。その他、ホログラムシート、マイクロプリズムアレイ、マイクロレンズアレイ等、内部に規則性構造を有していても液晶表示装置の画素ブラックマトリクスと干渉/モアレを形成しなければ使用可能である。   In the present invention, it is a light scattering plate as described in JP-A-2000-347006 and JP-A-2000-347007, which has substantially no backscattering as a viewing angle widening film and does not cancel polarization. A haze of 80% to 90% is preferably used. In addition, a hologram sheet, a microprism array, a microlens array, or the like can be used as long as it does not form interference / moire with the pixel black matrix of the liquid crystal display device even if it has a regular structure inside.

(その他の材料)
なお、液晶表示装置には、常法に従って、各種の光学層等が適宜に用いられて作製される。
(Other materials)
Note that the liquid crystal display device is manufactured by appropriately using various optical layers and the like according to a conventional method.

前記λ/4板は、使用目的に応じた適宜な位相差板が用いられる。λ/4板は、2種以上の位相差板を積層して位相差等の光学特性を制御することができる。位相差板としては、ポリカーボネート、ノルボルネン系樹脂、ポリビニルアルコール、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリプロピレンやその他のポリオレフィン、ポリアリレート、ポリアミドの如き適宜なポリマーからなるフィルムを延伸処理してなる複屈折性フィルムや液晶ポリマーなどの液晶材料からなる配向フィルム、液晶材料の配向層をフィルムにて支持したものなどがあげられる。λ/4板の厚さは、通常0.5〜200μmであることが好ましく、特に1〜100μmであることが好ましい。   As the λ / 4 plate, an appropriate retardation plate is used according to the purpose of use. The λ / 4 plate can control two or more kinds of retardation plates to control optical characteristics such as retardation. As the retardation plate, a birefringent film formed by stretching a film made of an appropriate polymer such as polycarbonate, norbornene resin, polyvinyl alcohol, polystyrene, polymethyl methacrylate, polypropylene, other polyolefins, polyarylate, polyamide, Examples thereof include an alignment film made of a liquid crystal material such as a liquid crystal polymer, and an alignment layer of the liquid crystal material supported by the film. In general, the thickness of the λ / 4 plate is preferably 0.5 to 200 μm, and more preferably 1 to 100 μm.

可視光域等の広い波長範囲でλ/4板として機能する位相差板は、例えば波長550nmの淡色光に対してλ/4板として機能する位相差層と他の位相差特性を示す位相差層、例えばλ/2板として機能する位相差層とを重畳する方式などにより得ることができる。従って、偏光板と輝度向上フィルムの間に配置する位相差板は、1層又は2層以上の位相差層からなるものであってよい。   A retardation plate that functions as a λ / 4 plate in a wide wavelength range such as a visible light region is, for example, a retardation layer that functions as a λ / 4 plate for light-colored light having a wavelength of 550 nm and a retardation that exhibits other retardation characteristics. It can be obtained by a method of superimposing a layer, for example, a retardation layer functioning as a λ / 2 plate. Therefore, the retardation plate disposed between the polarizing plate and the brightness enhancement film may be composed of one or more retardation layers.

偏光板は、通常、偏光子の片側または両側に保護フィルムを有するものが一般に用いられる。   In general, a polarizing plate having a protective film on one side or both sides of a polarizer is generally used.

偏光子は、特に制限されず、各種のものを使用できる。偏光子としては、たとえば、ポリビニルアルコール系フィルム、部分ホルマール化ポリビニルアルコール系フィルム、エチレン・酢酸ビニル共重合体系部分ケン化フィルム等の親水性高分子フィルムに、ヨウ素や二色性染料等の二色性物質を吸着させて一軸延伸したもの、ポリビニルアルコールの脱水処理物やポリ塩化ビニルの脱塩酸処理物等ポリエン系配向フィルム等があげられる。これらのなかでもポリビニルアルコール系フィルムとヨウ素などの二色性物質からなる偏光子が好適である。これら偏光子の厚さは特に制限されないが、一般的に、5〜80μm程度である。   The polarizer is not particularly limited, and various types can be used. Examples of the polarizer include hydrophilic polymer films such as polyvinyl alcohol film, partially formalized polyvinyl alcohol film, and ethylene / vinyl acetate copolymer partially saponified film, and two colors such as iodine and dichroic dye. Examples thereof include polyene-based oriented films such as those obtained by adsorbing volatile substances and uniaxially stretched, polyvinyl alcohol dehydrated products and polyvinyl chloride dehydrochlorinated products. Among these, a polarizer composed of a polyvinyl alcohol film and a dichroic material such as iodine is preferable. The thickness of these polarizers is not particularly limited, but is generally about 5 to 80 μm.

ポリビニルアルコール系フィルムをヨウ素で染色し一軸延伸した偏光子は、たとえば、ポリビニルアルコールをヨウ素の水溶液に浸漬することによって染色し、元長の3〜7倍に延伸することで作製することができる。必要に応じてホウ酸や硫酸亜鉛、塩化亜鉛等を含んでいてもよいヨウ化カリウムなどの水溶液に浸漬することもできる。さらに必要に応じて染色の前にポリビニルアルコール系フィルムを水に浸漬して水洗してもよい。ポリビニルアルコール系フィルムを水洗することでポリビニルアルコール系フィルム表面の汚れやブロッキング防止剤を洗浄することができるほかに、ポリビニルアルコール系フィルムを膨潤させることで染色のムラなどの不均一を防止する効果もある。延伸はヨウ素で染色した後に行っても良いし、染色しながら延伸してもよいし、また延伸してからヨウ素で染色してもよい。ホウ酸やヨウ化カリウムなどの水溶液中や水浴中でも延伸することができる。   A polarizer obtained by dyeing a polyvinyl alcohol film with iodine and uniaxially stretching it can be produced, for example, by dyeing polyvinyl alcohol in an aqueous solution of iodine and stretching it 3 to 7 times the original length. If necessary, it can be immersed in an aqueous solution such as potassium iodide which may contain boric acid, zinc sulfate, zinc chloride and the like. Further, if necessary, the polyvinyl alcohol film may be immersed in water and washed before dyeing. In addition to washing the polyvinyl alcohol film surface with dirt and anti-blocking agents by washing the polyvinyl alcohol film with water, it also has the effect of preventing unevenness such as uneven coloring by swelling the polyvinyl alcohol film. is there. Stretching may be performed after dyeing with iodine, or may be performed while dyeing, or may be performed with dyeing after iodine. The film can be stretched in an aqueous solution of boric acid or potassium iodide or in a water bath.

前記偏光子の片面または両面に設けられる透明保護フィルムを形成する材料としては、透明性、機械的強度、熱安定性、水分遮蔽性、等方性などに優れるものが好ましい。例えば、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレート等のポリエステル系ポリマー、ジアセチルセルロースやトリアセチルセルロース等のセルロース系ポリマー、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系ポリマー、ポリスチレンやアクリロニトリル・スチレン共重合体(AS樹脂)等のスチレン系ポリマー、ポリカーボネート系ポリマーなどがあげられる。また、ポリエチレン、ポリプロピレン、シクロ系ないしはノルボルネン構造を有するポリオレフィン、エチレン・プロピレン共重合体の如きポリオレフィン系ポリマー、塩化ビニル系ポリマー、ナイロンや芳香族ポリアミド等のアミド系ポリマー、イミド系ポリマー、スルホン系ポリマー、ポリエーテルスルホン系ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン系ポリマー、ポリフェニレンスルフィド系ポリマー、ビニルアルコール系ポリマー、塩化ビニリデン系ポリマー、ビニルブチラール系ポリマー、アリレート系ポリマー、ポリオキシメチレン系ポリマー、エポキシ系ポリマー、または前記ポリマーのブレンド物なども前記透明保護フィルムを形成するポリマーの例としてあげられる。透明保護フィルムは、アクリル系、ウレタン系、アクリルウレタン系、エポキシ系、シリコーン系等の熱硬化型、紫外線硬化型の樹脂の硬化層として形成することもできる。   As a material for forming the transparent protective film provided on one side or both sides of the polarizer, a material excellent in transparency, mechanical strength, thermal stability, moisture shielding property, isotropy and the like is preferable. For example, polyester polymers such as polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate, cellulose polymers such as diacetyl cellulose and triacetyl cellulose, acrylic polymers such as polymethyl methacrylate, styrene such as polystyrene and acrylonitrile / styrene copolymer (AS resin) -Based polymer, polycarbonate-based polymer and the like. In addition, polyethylene, polypropylene, polyolefins having a cyclo or norbornene structure, polyolefin polymers such as ethylene / propylene copolymers, vinyl chloride polymers, amide polymers such as nylon and aromatic polyamide, imide polymers, sulfone polymers , Polyether sulfone polymer, polyether ether ketone polymer, polyphenylene sulfide polymer, vinyl alcohol polymer, vinylidene chloride polymer, vinyl butyral polymer, arylate polymer, polyoxymethylene polymer, epoxy polymer, or the above Polymer blends and the like are also examples of polymers that form the transparent protective film. The transparent protective film can also be formed as a cured layer of thermosetting or ultraviolet curable resin such as acrylic, urethane, acrylurethane, epoxy, and silicone.

また、特開2001−343529号公報(WO01/37007)に記載のポリマーフィルム、たとえば、(A)側鎖に置換および/または非置換イミド基を有する熱可塑性樹脂と、(B)側鎖に置換および/非置換フェニルならびにニトリル基を有する熱可塑性樹脂を含有する樹脂組成物があげられる。具体例としてはイソブチレンとN−メチルマレイミドからなる交互共重合体とアクリロニトリル・スチレン共重合体とを含有する樹脂組成物のフィルムがあげられる。フィルムは樹脂組成物の混合押出品などからなるフィルムを用いることができる。   Moreover, the polymer film described in JP-A-2001-343529 (WO01 / 37007), for example, (A) a thermoplastic resin having a substituted and / or unsubstituted imide group in the side chain, and (B) a substitution in the side chain And / or a resin composition containing an unsubstituted phenyl and a thermoplastic resin having a nitrile group. A specific example is a film of a resin composition containing an alternating copolymer composed of isobutylene and N-methylmaleimide and an acrylonitrile / styrene copolymer. As the film, a film made of a mixed extruded product of the resin composition or the like can be used.

保護フィルムの厚さは、適宜に決定しうるが、一般には強度や取扱性等の作業性、薄層性などの点より1〜500μm程度である。特に1〜300μmが好ましく、5〜200μmがより好ましい。   Although the thickness of a protective film can be determined suitably, generally it is about 1-500 micrometers from points, such as workability | operativity, such as intensity | strength and handleability, and thin layer property. 1-300 micrometers is especially preferable, and 5-200 micrometers is more preferable.

また、保護フィルムは、できるだけ色付きがないことが好ましい。したがって、Rth=[(nx+ny)/2−nz]・d(ただし、nx、nyはフィルム平面内の主屈折率、nzはフィルム厚方向の屈折率、dはフィルム厚みである)で表されるフィルム厚み方向の位相差値が−90nm〜+75nmである保護フィルムが好ましく用いられる。かかる厚み方向の位相差値(Rth)が−90nm〜+75nmのものを使用することにより、保護フィルムに起因する偏光板の着色(光学的な着色)をほぼ解消することができる。厚み方向位相差値(Rth)は、さらに好ましくは−80nm〜+60nm、特に−70nm〜+45nmが好ましい。   Moreover, it is preferable that a protective film has as little color as possible. Therefore, Rth = [(nx + ny) / 2−nz] · d (where nx and ny are the main refractive index in the plane of the film, nz is the refractive index in the film thickness direction, and d is the film thickness). A protective film having a retardation value in the film thickness direction of −90 nm to +75 nm is preferably used. By using a film having a thickness direction retardation value (Rth) of −90 nm to +75 nm, the coloring (optical coloring) of the polarizing plate caused by the protective film can be almost eliminated. The thickness direction retardation value (Rth) is more preferably −80 nm to +60 nm, and particularly preferably −70 nm to +45 nm.

保護フィルムとしては、偏光特性や耐久性などの点より、トリアセチルセルロース等のセルロース系ポリマーが好ましい。特にトリアセチルセルロースフィルムが好適である。なお、偏光子の両側に保護フィルムを設ける場合、その表裏で同じポリマー材料からなる保護フィルムを用いてもよく、異なるポリマー材料等からなる保護フィルムを用いてもよい。前記偏光子と保護フィルムとは通常、水系粘着剤等を介して密着している。水系接着剤としては、イソシアネート系接着剤、ポリビニルアルコール系接着剤、ゼラチン系接着剤、ビニル系ラテックス系、水系ポリウレタン、水系ポリエステル等を例示できる。   As the protective film, a cellulose polymer such as triacetyl cellulose is preferable from the viewpoints of polarization characteristics and durability. A triacetyl cellulose film is particularly preferable. In addition, when providing a protective film in the both sides of a polarizer, the protective film which consists of the same polymer material may be used by the front and back, and the protective film which consists of a different polymer material etc. may be used. The polarizer and the protective film are usually in close contact with each other through an aqueous adhesive or the like. Examples of the water-based adhesive include an isocyanate-based adhesive, a polyvinyl alcohol-based adhesive, a gelatin-based adhesive, a vinyl-based latex, a water-based polyurethane, and a water-based polyester.

前記透明保護フィルムの偏光子を接着させない面には、ハードコート層や反射防止処理、スティッキング防止や、拡散ないしアンチグレアを目的とした処理を施したものであってもよい。   The surface of the transparent protective film to which the polarizer is not adhered may be subjected to a hard coat layer, an antireflection treatment, an antisticking treatment, or a treatment for diffusion or antiglare.

ハードコート処理は偏光板表面の傷付き防止などを目的に施されるものであり、例えばアクリル系、シリコーン系などの適宜な紫外線硬化型樹脂による硬度や滑り特性等に優れる硬化皮膜を透明保護フィルムの表面に付加する方式などにて形成することができる。反射防止処理は偏光板表面での外光の反射防止を目的に施されるものであり、従来に準じた反射防止膜などの形成により達成することができる。また、スティッキング防止処理は隣接層との密着防止を目的に施される。   The hard coat treatment is applied for the purpose of preventing scratches on the surface of the polarizing plate. For example, a transparent protective film with a cured film excellent in hardness, sliding properties, etc. by an appropriate ultraviolet curable resin such as acrylic or silicone is used. It can be formed by a method of adding to the surface of the film. The antireflection treatment is performed for the purpose of preventing reflection of external light on the surface of the polarizing plate, and can be achieved by forming an antireflection film or the like according to the conventional art. Further, the anti-sticking treatment is performed for the purpose of preventing adhesion with an adjacent layer.

またアンチグレア処理は偏光板の表面で外光が反射して偏光板透過光の視認を阻害することの防止等を目的に施されるものであり、例えば、サンドブラスト方式やエンボス加工方式による粗面化方式や透明微粒子の配合方式などの適宜な方式にて透明保護フィルムの表面に微細凹凸構造を付与することにより形成することができる。前記表面微細凹凸構造の形成に含有させる微粒子としては、例えば、平均粒径が0.5〜50μmのシリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、酸化錫、酸化インジウム、酸化カドミウム、酸化アンチモン等からなる導電性のこともある無機系微粒子、架橋又は未架橋のポリマー等からなる有機系微粒子などの透明微粒子が用いられる。表面微細凹凸構造を形成する場合、微粒子の使用量は、表面微細凹凸構造を形成する透明樹脂100重量部に対して一般的に2〜50重量部程度であり、5〜25重量部が好ましい。アンチグレア層は、偏光板透過光を拡散して視角などを拡大するための拡散層(視角拡大機能など)を兼ねるものであってもよい。   Anti-glare treatment is applied for the purpose of preventing external light from being reflected on the surface of the polarizing plate and obstructing the visibility of the light transmitted through the polarizing plate. For example, roughening by sandblasting or embossing. It can be formed by imparting a fine concavo-convex structure to the surface of the transparent protective film by an appropriate method such as a method or a compounding method of transparent fine particles. Examples of the fine particles to be included in the formation of the surface fine concavo-convex structure include a conductive material made of silica, alumina, titania, zirconia, tin oxide, indium oxide, cadmium oxide, antimony oxide, or the like having an average particle diameter of 0.5 to 50 μm. Transparent fine particles such as inorganic fine particles, organic fine particles composed of a crosslinked or uncrosslinked polymer, etc. may be used. When forming a surface fine uneven structure, the amount of fine particles used is generally about 2 to 50 parts by weight, preferably 5 to 25 parts by weight, based on 100 parts by weight of the transparent resin forming the surface fine uneven structure. The antiglare layer may also serve as a diffusion layer (viewing angle expanding function or the like) for diffusing the light transmitted through the polarizing plate to expand the viewing angle.

なお、前記反射防止層、スティッキング防止層、拡散層やアンチグレア層等は、透明保護フィルムそのものに設けることができるほか、別途光学層として透明保護フィルムとは別体のものとして設けることもできる。   The antireflection layer, antisticking layer, diffusion layer, antiglare layer, and the like can be provided on the transparent protective film itself, or can be provided separately from the transparent protective film as an optical layer.

また位相差板を、視角補償フィルムとして偏光板に積層して広視野角偏光板として用いられる。視角補償フィルムは、液晶表示装置の画面を、画面に垂直でなくやや斜めの方向から見た場合でも、画像が比較的鮮明にみえるように視野角を広げるためのフィルムである。   A retardation plate is laminated on a polarizing plate as a viewing angle compensation film and used as a wide viewing angle polarizing plate. The viewing angle compensation film is a film for widening the viewing angle so that an image can be seen relatively clearly even when the screen of the liquid crystal display device is viewed from a slightly oblique direction rather than perpendicular to the screen.

このような視角補償位相差板としては、他に二軸延伸処理や直交する二方向に延伸処理等された複屈折を有するフィルム、傾斜配向フィルムのような二方向延伸フィルムなどが用いられる。傾斜配向フィルムとしては、例えばポリマーフィルムに熱収縮フィルムを接着して加熱によるその収縮力の作用下にポリマーフィルムを延伸処理又は/及び収縮処理したものや、液晶ポリマーを斜め配向させたものなどが挙げられる。視角補償フィルムは、液晶セルによる位相差に基づく視認角の変化による着色等の防止や良視認の視野角の拡大などを目的として適宜に組み合わせることができる。   As such a viewing angle compensation retardation plate, a birefringent film that has been biaxially stretched or stretched in two orthogonal directions, a bidirectionally stretched film such as a tilted orientation film, and the like are used. Examples of the inclined alignment film include a film obtained by bonding a heat shrink film to a polymer film and stretching or / and shrinking the polymer film under the action of the contraction force by heating, and a film obtained by obliquely aligning a liquid crystal polymer. Can be mentioned. The viewing angle compensation film can be appropriately combined for the purpose of preventing coloring or the like due to a change in viewing angle based on a phase difference caused by a liquid crystal cell or increasing the viewing angle for good viewing.

また良視認の広い視野角を達成する点などより、液晶ポリマーの配向層、特にディスコティック液晶ポリマーの傾斜配向層からなる光学的異方性層をトリアセチルセルロースフィルムにて支持した光学補償位相差板が好ましく用いうる。   Also, from the viewpoint of achieving a wide viewing angle with good visibility, an optically compensated phase difference in which a liquid crystal polymer alignment layer, in particular an optically anisotropic layer composed of a discotic liquid crystal polymer gradient alignment layer, is supported by a triacetylcellulose film. A plate can be preferably used.

前記のほか実用に際して積層される光学層については特に限定はないが、例えば反射板や半透過板などの液晶表示装置等の形成に用いられることのある光学層を1層または2層以上用いることができる。特に、楕円偏光板または円偏光板に、更に反射板または半透過反射板が積層されてなる反射型偏光板または半透過型偏光板があげられる。   In addition to the above, the optical layer laminated in practical use is not particularly limited. For example, one or more optical layers that may be used for forming a liquid crystal display device such as a reflective plate or a transflective plate are used. Can do. In particular, a reflective polarizing plate or a semi-transmissive polarizing plate in which a reflecting plate or a semi-transmissive reflecting plate is further laminated on an elliptical polarizing plate or a circular polarizing plate can be given.

反射型偏光板は、偏光板に反射層を設けたもので、視認側(表示側)からの入射光を反射させて表示するタイプの液晶表示装置などを形成するためのものであり、バックライト等の光源の内蔵を省略できて液晶表示装置の薄型化を図りやすいなどの利点を有する。反射型偏光板の形成は、必要に応じ透明保護層等を介して偏光板の片面に金属等からなる反射層を付設する方式などの適宜な方式にて行うことができる。   A reflective polarizing plate is a polarizing plate provided with a reflective layer, and is used to form a liquid crystal display device or the like that reflects incident light from the viewing side (display side). Such a light source can be omitted, and the liquid crystal display device can be easily thinned. The reflective polarizing plate can be formed by an appropriate method such as a method in which a reflective layer made of metal or the like is attached to one surface of the polarizing plate via a transparent protective layer or the like as necessary.

反射型偏光板の具体例としては、必要に応じマット処理した保護フィルムの片面に、アルミニウム等の反射性金属からなる箔や蒸着膜を付設して反射層を形成したものなどがあげられる。また前記保護フィルムに微粒子を含有させて表面微細凹凸構造とし、その上に微細凹凸構造の反射層を有するものなどもあげられる。前記した微細凹凸構造の反射層は、入射光を乱反射により拡散させて指向性やギラギラした見栄えを防止し、明暗のムラを抑制しうる利点などを有する。また微粒子含有の保護フィルムは、入射光及びその反射光がそれを透過する際に拡散されて明暗ムラをより抑制しうる利点なども有している。保護フィルムの表面微細凹凸構造を反映させた微細凹凸構造の反射層の形成は、例えば真空蒸着方式、イオンプレーティング方式、スパッタリング方式等の蒸着方式やメッキ方式などの適宜な方式で金属を透明保護層の表面に直接付設する方法などにより行うことができる。   Specific examples of the reflective polarizing plate include those in which a reflective layer is formed by attaching a foil or vapor-deposited film made of a reflective metal such as aluminum on one surface of a protective film matted as necessary. In addition, the protective film may contain fine particles to form a surface fine concavo-convex structure and a reflective layer having a fine concavo-convex structure thereon. The reflective layer having the fine concavo-convex structure has an advantage that incident light is diffused by irregular reflection to prevent directivity and glaring appearance and to suppress unevenness in brightness and darkness. Moreover, the protective film containing fine particles also has an advantage that incident light and its reflected light are diffused when passing through it and light and dark unevenness can be further suppressed. The reflective layer with a fine concavo-convex structure reflecting the surface fine concavo-convex structure of the protective film is transparently protected by an appropriate method such as a vapor deposition method such as a vacuum deposition method, an ion plating method, a sputtering method, or a plating method. It can be performed by a method of attaching directly to the surface of the layer.

反射板は前記の偏光板の保護フィルムに直接付与する方式に代えて、その透明フィルムに準じた適宜なフィルムに反射層を設けてなる反射シートなどとして用いることもできる。なお反射層は、通常、金属からなるので、その反射面が保護フィルムや偏光板等で被覆された状態の使用形態が、酸化による反射率の低下防止、ひいては初期反射率の長期持続の点や、保護層の別途付設の回避の点などより好ましい。   The reflective plate can be used as a reflective sheet in which a reflective layer is provided on an appropriate film according to the transparent film, instead of the method of directly imparting to the protective film of the polarizing plate. Since the reflective layer is usually made of metal, the usage form in which the reflective surface is covered with a protective film, a polarizing plate or the like is used to prevent a decrease in reflectance due to oxidation, and thus the long-term sustainability of the initial reflectance. More preferable is the point of avoiding the additional attachment of the protective layer.

なお、半透過型偏光板は、上記において反射層で光を反射し、かつ透過するハーフミラー等の半透過型の反射層とすることにより得ることができる。半透過型偏光板は、通常液晶セルの裏側に設けられ、液晶表示装置などを比較的明るい雰囲気で使用する場合には、視認側(表示側)からの入射光を反射させて画像を表示し、比較的暗い雰囲気においては、半透過型偏光板のバックサイドに内蔵されているバックライト等の内蔵光源を使用して画像を表示するタイプの液晶表示装置などを形成できる。すなわち、半透過型偏光板は、明るい雰囲気下では、バックライト等の光源使用のエネルギーを節約でき、比較的暗い雰囲気下においても内蔵光源を用いて使用できるタイプの液晶表示装置などの形成に有用である。   The semi-transmissive polarizing plate can be obtained by using a semi-transmissive reflective layer such as a half mirror that reflects and transmits light with the reflective layer. A transflective polarizing plate is usually provided on the back side of a liquid crystal cell, and displays an image by reflecting incident light from the viewing side (display side) when a liquid crystal display device is used in a relatively bright atmosphere. In a relatively dark atmosphere, a liquid crystal display device or the like that displays an image using a built-in light source such as a backlight built in the back side of the transflective polarizing plate can be formed. In other words, the transflective polarizing plate is useful for forming a liquid crystal display device of a type that can save energy of using a light source such as a backlight in a bright atmosphere and can be used with a built-in light source even in a relatively dark atmosphere. It is.

また、偏光板は上記の偏光分離型偏光板の如く、偏光板と2層又は3層以上の光学層とを積層したものからなっていてもよい。従って、上記の反射型偏光板や半透過型偏光板と位相差板を組み合わせた反射型楕円偏光板や半透過型楕円偏光板などであってもよい。   Further, the polarizing plate may be formed by laminating a polarizing plate and two or three or more optical layers, like the above-described polarization separation type polarizing plate. Therefore, a reflective elliptical polarizing plate or a semi-transmissive elliptical polarizing plate in which the above-mentioned reflective polarizing plate or transflective polarizing plate and a retardation plate are combined may be used.

上記の楕円偏光板や反射型楕円偏光板は、偏光板または反射型偏光板と位相差板を適宜な組合せで積層したものである。かかる楕円偏光板等は、(反射型)偏光板と位相差板の組合せとなるようにそれらを液晶表示装置の製造過程で順次別個に積層することよって形成することができるが、予め積層して楕円偏光板等の光学フィルムとしたのものは、品質の安定性や積層作業性等に優れて液晶表示装置などの製造効率を向上させうる利点がある。   The elliptical polarizing plate and the reflective elliptical polarizing plate are obtained by laminating a polarizing plate or a reflective polarizing plate and a retardation plate in an appropriate combination. Such an elliptical polarizing plate can be formed by sequentially laminating them in the manufacturing process of the liquid crystal display device so as to be a combination of a (reflective) polarizing plate and a retardation plate. An optical film such as an elliptically polarizing plate is advantageous in that it can improve the production efficiency of a liquid crystal display device and the like because of excellent quality stability and lamination workability.

本発明の光学素子には、粘着層または接着層を設けることもできる。粘着層は、液晶セルへの貼着に用いることができる他、光学層の積層に用いられる。前記光学フィルムの接着に際し、それらの光学軸は目的とする位相差特性などに応じて適宜な配置角度とすることができる。   The optical element of the present invention can be provided with an adhesive layer or an adhesive layer. The pressure-sensitive adhesive layer can be used for adhering to a liquid crystal cell and also used for laminating optical layers. When adhering the optical films, their optical axes can be set at an appropriate arrangement angle in accordance with the target retardation characteristics.

接着剤や粘着剤としては特に制限されない。例えばアクリル系重合体、シリコーン系ポリマー、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリビニルエーテル、酢酸ビニル/塩化ビニルコポリマー、変性ポリオレフィン、エポキシ系、フッ素系、天然ゴム、合成ゴム等のゴム系などのポリマーをベースポリマーとするものを適宜に選択して用いることができる。特に、光学的透明性に優れ、適度な濡れ性と凝集性と接着性の粘着特性を示して、耐候性や耐熱性などに優れるものが好ましく用いうる。   It does not restrict | limit especially as an adhesive agent or an adhesive. For example, acrylic polymer, silicone polymer, polyester, polyurethane, polyamide, polyvinyl ether, vinyl acetate / vinyl chloride copolymer, modified polyolefin, epoxy-based, fluorine-based, natural rubber, synthetic rubber and other rubber-based polymers Can be appropriately selected and used. In particular, those excellent in optical transparency, exhibiting appropriate wettability, cohesiveness, and adhesive pressure-sensitive adhesive properties and excellent in weather resistance, heat resistance and the like can be preferably used.

前記接着剤や粘着剤にはベースポリマーに応じた架橋剤を含有させることができる。また接着剤には、例えば天然物や合成物の樹脂類、特に、粘着性付与樹脂や、ガラス繊維、ガラスビーズ、金属粉、その他の無機粉末等からなる充填剤や顔料、着色剤、酸化防止剤などの添加剤を含有していてもよい。また微粒子を含有して光拡散性を示す接着剤層などであってもよい。   The adhesive or pressure-sensitive adhesive can contain a crosslinking agent according to the base polymer. Examples of adhesives include natural and synthetic resins, in particular, tackifier resins, glass fibers, glass beads, metal powders, other inorganic powders, fillers, pigments, colorants, and antioxidants. An additive such as an agent may be contained. Further, it may be an adhesive layer containing fine particles and exhibiting light diffusibility.

接着剤や粘着剤は、通常、ベースポリマーまたはその組成物を溶剤に溶解又は分散させた固形分濃度が10〜50重量%程度の接着剤溶液として用いられる。溶剤としては、トルエンや酢酸エチル等の有機溶剤や水等の接着剤の種類に応じたものを適宜に選択して用いることができる。   The adhesive and the pressure-sensitive adhesive are usually used as an adhesive solution having a solid content concentration of about 10 to 50% by weight in which a base polymer or a composition thereof is dissolved or dispersed in a solvent. As the solvent, an organic solvent such as toluene or ethyl acetate or a solvent such as water can be appropriately selected and used.

粘着層や接着層は、異なる組成又は種類等のものの重畳層として偏光板や光学フィルムの片面又は両面に設けることもできる。粘着層の厚さは、使用目的や接着力などに応じて適宜に決定でき、一般には1〜500μmであり、5〜200μmが好ましく、特に10〜100μmが好ましい。   The pressure-sensitive adhesive layer and the adhesive layer can be provided on one side or both sides of a polarizing plate or an optical film as an overlapping layer of different compositions or types. The thickness of the pressure-sensitive adhesive layer can be appropriately determined according to the purpose of use and adhesive force, and is generally 1 to 500 μm, preferably 5 to 200 μm, particularly preferably 10 to 100 μm.

粘着層等の露出面に対しては、実用に供するまでの間、その汚染防止等を目的にセパレータが仮着されてカバーされる。これにより、通例の取扱状態で粘着層に接触することを防止できる。セパレータとしては、上記厚さ条件を除き、例えばプラスチックフィルム、ゴムシート、紙、布、不織布、ネット、発泡シートや金属箔、それらのラミネート体等の適宜な薄葉体を、必要に応じシリコーン系や長鏡アルキル系、フッ素系や硫化モリブデン等の適宜な剥離剤でコート処理したものなどの、従来に準じた適宜なものを用いうる。   For the exposed surface such as the adhesive layer, a separator is temporarily attached and covered for the purpose of preventing contamination until it is put to practical use. Thereby, it can prevent contacting an adhesion layer in the usual handling state. As the separator, except for the above thickness conditions, for example, a suitable thin leaf body such as a plastic film, rubber sheet, paper, cloth, non-woven fabric, net, foam sheet, metal foil, laminate thereof, and the like, silicone type or Appropriate ones according to the prior art, such as those coated with an appropriate release agent such as a long mirror alkyl type, fluorine type or molybdenum sulfide, can be used.

なお本発明において、上記光学素子等、また粘着層などの各層には、例えばサリチル酸エステル系化合物やべンゾフェノール系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物やシアノアクリレート系化合物、ニッケル錯塩系化合物等の紫外線吸収剤で処理する方式などの方式により紫外線吸収能をもたせたものなどであってもよい。   In the present invention, each layer such as the optical element and the adhesive layer is made of an ultraviolet absorber such as a salicylic acid ester compound, a benzophenol compound, a benzotriazole compound, a cyanoacrylate compound, or a nickel complex compound. What gave the ultraviolet absorptivity by systems, such as a processing system, may be used.

以下に本発明を実施例および比較例をあげて具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例により何ら制限されるものではない。   EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited to these examples.

なお、正面位相差は、面内屈折率が最大となる方向をX軸、X軸に垂直な方向をY軸、フィルムの厚さ方向をZ軸とし、それぞれの軸方向の屈折率をnx、ny、nzとして、550nmにおける屈折率nx、ny、nzを自動複屈折測定装置(王子計測機器株式会社製,自動複屈折計KOBRA21ADH)により計測した値と、位相差層の厚さd(nm)から、正面位相差:(nx−ny)×d、を算出した。   Note that the front phase difference is defined by the direction in which the in-plane refractive index is maximized as the X axis, the direction perpendicular to the X axis as the Y axis, and the thickness direction of the film as the Z axis, and the refractive index in each axial direction as nx, As ny and nz, the refractive index nx, ny and nz at 550 nm were measured by an automatic birefringence measuring device (manufactured by Oji Scientific Instruments, automatic birefringence meter KOBRA21ADH), and the thickness d (nm) of the retardation layer. From the above, the front phase difference: (nx−ny) × d was calculated.

法線方向に対して30°傾斜させて測定したときの位相差は、上記自動複屈折測定装置により測定できる。傾斜位相差は:傾斜時の(nx−ny)×dである。上記自動複屈折測定装置は入射角0〜50°まで測定できる。入射角60°における位相差値は、フィティングから計算した値である。なお、円偏光型反射偏光子(a)に係わる、入射角60°での位相差値は、別途、換算した。入射角30°での位相差値も入射角60°の場合と同様の方法で求めた。   The phase difference when measured with an inclination of 30 ° with respect to the normal direction can be measured by the automatic birefringence measuring apparatus. The tilt phase difference is: (nx−ny) × d at the time of tilt. The automatic birefringence measuring apparatus can measure an incident angle from 0 to 50 °. The phase difference value at an incident angle of 60 ° is a value calculated from fitting. In addition, the phase difference value at an incident angle of 60 ° related to the circularly polarized reflective polarizer (a) was converted separately. The phase difference value at an incident angle of 30 ° was also determined by the same method as that at the incident angle of 60 °.

反射波長帯域は、反射スペクトルを分光光度計(大塚電子株式会社製、瞬間マルチ測光システム MCPD−2000)にて測定し、最大反射率の半分の反射率を有する反射波長帯域とした。   The reflection wavelength band was determined by measuring the reflection spectrum with a spectrophotometer (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd., instantaneous multi-photometry system MCPD-2000), and having a reflection wavelength band having half the maximum reflectance.

実施例1
(円偏光型反射偏光子(a))
円偏光型反射偏光子(a)として、反射波長帯域が400〜800nmにある広帯域化コレステリック液晶層を使用した。広帯域化コレステリック液晶層の位相差を測定したところ550nmの波長の光に対して、入射光を30°傾斜させて測定したときの位相差は100nmであった。
Example 1
(Circularly polarized reflective polarizer (a))
As the circularly polarized reflective polarizer (a), a broadband cholesteric liquid crystal layer having a reflection wavelength band of 400 to 800 nm was used. When the phase difference of the broadband cholesteric liquid crystal layer was measured, the phase difference when the incident light was measured by tilting by 30 ° with respect to the light having a wavelength of 550 nm was 100 nm.

分光エリプソメーター(日本分光(株)製,M−220)で、中心波長370nmのコレステリック液晶層の位相差を測定した。位相差からコーシーの式:位相差=a+bλ2 +c/λ4 、で近似して屈折率の波長分散を求めた(図7参照)。ここまでは、前記装置が自動計算した。 The phase difference of the cholesteric liquid crystal layer having a center wavelength of 370 nm was measured with a spectroscopic ellipsometer (manufactured by JASCO Corporation, M-220). From the phase difference, Cauchy's formula: phase difference = a + bλ 2 + c / λ 4 was approximated to obtain the wavelength dispersion of the refractive index (see FIG. 7). Up to this point, the device has automatically calculated.

次いで、反射波長帯域が400〜800nmにある広帯域化コレステリック液晶層のピッチ間隔の変化を断面TEMの結果から求めた(図8参照)。波長550nmのときの選択反射域の幅(Δλ)は、Δλ=2λ(Ne−No)/(Ne+No)から求めると48nmになる。Ne:1.685、No:1.545、である。よって、550nm±24nmを反射するので、この部分を図8のピッチ数に当てはめると32〜36層目に当たる。λ(中心波長)=(Ne+No)×p/2、からp/2が求まり、図8より何層目に当たるのが分かる。p:コレステリックピッチ(μm)である。32〜36層目のピッチ間隔を足すと、0.30μmになる。コレステリック液晶層の厚みが6μmあるので、6−0.3=5.7μmが位相差板として働く。図9よりコレステリック液晶層に波長950nmの光を入射角60°で入射した場合、波長172nmの位相差を受ける(分光エリプソメーターで測定)。図7の波長分散の結果から、波長550nmの屈折率規定値は1.061、波長950nmの屈折率規定値は0.709、波長950nmのときに172nmの位相差を受けるので550nmのときは172nm×1.061/0.709=257.4nm(Y=110.75×-0.7367 から計算)になる。波長550nmで約260nmの位相差を受けるが、反射波長とピッチ間隔があっているところは、位相差として働かない。このうち位相差板として働くのはコレステリック液晶層6μm中の5.7μmなので、波長550nmの光がコレステリック液晶層から受ける位相差は、位相差(nm)=260nm×5.70/6=247nm、となる。すなわち、波長550nmの波長光を、入射角60°で入射した場合には、約250nmの位相差を受ける。 Next, the change in the pitch interval of the broadband cholesteric liquid crystal layer having a reflection wavelength band of 400 to 800 nm was obtained from the result of the cross-sectional TEM (see FIG. 8). The width (Δλ) of the selective reflection region at a wavelength of 550 nm is 48 nm when calculated from Δλ = 2λ (Ne−No) / (Ne + No). Ne: 1.685, No: 1.545. Therefore, since 550 nm ± 24 nm is reflected, if this portion is applied to the pitch number in FIG. p / 2 is obtained from λ (center wavelength) = (Ne + No) × p / 2, and it can be seen from FIG. p: Cholesteric pitch (μm). When the pitch interval of the 32nd to 36th layers is added, it becomes 0.30 μm. Since the thickness of the cholesteric liquid crystal layer is 6 μm, 6−0.3 = 5.7 μm works as a retardation plate. From FIG. 9, when light having a wavelength of 950 nm is incident on the cholesteric liquid crystal layer at an incident angle of 60 °, a phase difference of 172 nm is received (measured with a spectroscopic ellipsometer). From the result of the chromatic dispersion shown in FIG. 7, the refractive index prescribed value at a wavelength of 550 nm is 1.061, the refractive index prescribed value at a wavelength of 950 nm is 0.709, and a phase difference of 172 nm is received at a wavelength of 950 nm. × 1.061 / 0.709 = 257.4 nm (calculated from Y = 110.75 × −0.7367 ). Although it receives a phase difference of about 260 nm at a wavelength of 550 nm, it does not work as a phase difference where there is a reflection wavelength and a pitch interval. Among them, the phase difference plate that acts as a retardation plate is 5.7 μm in the cholesteric liquid crystal layer 6 μm. Therefore, the phase difference received by the light having a wavelength of 550 nm from the cholesteric liquid crystal layer is retardation (nm) = 260 nm × 5.70 / 6 = 247 nm, It becomes. That is, when light having a wavelength of 550 nm is incident at an incident angle of 60 °, a phase difference of about 250 nm is received.

(Cプレート層)
次に、光重合性ネマチック液晶モノマー(BASF社製,LC242)およびカイラル剤(BASF社製,LC756)および光開始剤(チバスペシャルティケミカルズ社製,イルガキュア907)と溶媒(トルエン)を選択反射中心波長が350nmとなるよう調整配合した塗工液を市販のポリエチレンテレフタレートフィルム上にワイヤーバーを用いて乾燥後の厚みで4μmとなるように塗設し、溶媒を乾燥した。その後、一度この液晶モノマーの等方性転移温度まで温度を上げた後、徐々に冷却して、均一な配向状態を有した層を形成した。得られた膜にUV照射を行い、配向状態を固定してCプレート層(ネガティブ)を得た。このCプレートの位相差を測定したところ550nmの波長の光に対して、正面位相差2nm、厚み方向位相差220nmであった。入射光を30°傾斜させて測定したときの位相差は35nmであった。また入射光を60°傾斜させて測定したときの位相差は75nmであった。
(C plate layer)
Next, a photopolymerizable nematic liquid crystal monomer (manufactured by BASF, LC242), a chiral agent (manufactured by BASF, LC756), a photoinitiator (manufactured by Ciba Specialty Chemicals, Irgacure 907) and a solvent (toluene) are selectively reflected at center wavelengths. The coating liquid prepared and adjusted so as to be 350 nm was coated on a commercially available polyethylene terephthalate film using a wire bar so that the thickness after drying was 4 μm, and the solvent was dried. Thereafter, the temperature was raised once to the isotropic transition temperature of the liquid crystal monomer, and then gradually cooled to form a layer having a uniform alignment state. The obtained film was irradiated with UV to fix the orientation state and obtain a C plate layer (negative). When the retardation of the C plate was measured, the front retardation was 2 nm and the thickness direction retardation was 220 nm with respect to light having a wavelength of 550 nm. The phase difference when the incident light was measured by tilting by 30 ° was 35 nm. Further, the phase difference when the incident light was measured by tilting by 60 ° was 75 nm.

(光学素子(A))
上記円偏光型反射偏光子(a)を、その長波長側に選択反射帯域を持つ面を下にして、バックライト側に設置した。この上に、円偏光型反射偏光子(a)を、その長波長側に選択反射帯域を持つ面を下にして、厚み5μmの接着剤を介して積層した。さらに上記Cプレート2枚を厚み5μmの接着剤を介して積層した。Cプレート2枚積層物は、入射光を30°傾斜させて測定したときの位相差が70nmであった。また、入射光を60°傾斜させて測定したときの位相差が150nmであった。当該Cプレート層2枚の積層物を位相差層(b)とした。さらにこの上に、円偏光型反射偏光子(a)を、その長波長側に選択反射帯域を持つ面を下にして、厚み5μmの接着剤を介して積層して、光学素子(A)を得た。
(Optical element (A))
The circularly polarized reflective polarizer (a) was placed on the backlight side with the surface having a selective reflection band on the long wavelength side facing down. On top of this, a circularly polarizing reflective polarizer (a) was laminated with an adhesive having a thickness of 5 μm on the surface having a selective reflection band on the long wavelength side. Further, the two C plates were laminated with an adhesive having a thickness of 5 μm. The two C-plate laminate had a phase difference of 70 nm when measured by tilting incident light by 30 °. Further, the phase difference when measured by tilting the incident light by 60 ° was 150 nm. The laminate of the two C plate layers was used as a retardation layer (b). Further on this, a circularly polarized reflective polarizer (a) is laminated with an adhesive having a thickness of 5 μm on the long wavelength side, and an optical element (A) is laminated. Obtained.

法線方向に対し60°傾けて入射した入射光に対して、光源から1枚目の円偏光型反射偏光子(a)で偏光分離されてから、光源側から1枚目の円偏光型反射偏光子(a)および2枚目の円偏光型反射偏光子(a)で偏光分離されるまでに受ける位相差の和は、250nmであり、λ/4〜3λ/4になるように調整されている。   The incident light incident at an angle of 60 ° with respect to the normal direction is polarized and separated from the light source by the first circular polarization type reflective polarizer (a), and then the first circular polarization type reflection from the light source side. The sum of the phase differences received by the polarizer (a) and the second circularly polarized reflective polarizer (a) is 250 nm and is adjusted to be λ / 4 to 3λ / 4. ing.

法線方向に対し30°傾けて入射した入射光に対して、光源から1枚目の円偏光型反射偏光子(a)で偏光分離されてから、光源側から1枚目の円偏光型反射偏光子(a)、2枚目の円偏光型反射偏光子(a)、位相差層(b)および3枚目の円偏光型反射偏光子(a)で偏光分離されるまでに受ける位相差の和は、270nmであり、λ/4〜3λ/4になるように調整されている。   The incident light incident at an angle of 30 ° with respect to the normal direction is polarized and separated from the light source by the first circularly polarized reflective polarizer (a), and then the first circularly polarized light reflected from the light source side. Phase difference received by the polarizer (a), the second circularly polarized reflective polarizer (a), the retardation layer (b), and the third circularly polarized reflective polarizer (a) before being polarized and separated. Is 270 nm and is adjusted to be λ / 4 to 3λ / 4.

これに、ポリカーボネート製の正面位相差130nmの位相差板(λ/4板)を厚み5μmの接着剤で積層した。これに、透過で得られる直線偏光の軸方向と液晶表示装置のバックライト側偏光板(日東電工社製,SEG1425DU)の透過軸方向を揃えて配置し、集光化、平行光化システム化した。実施例1の構成図は図4の通りである。図4において、位相差層(b)は、Cプレートの2層積層体である。λ/4板が(B)、バックライト側偏光板が(C)、バックライトが(D)である。   A polycarbonate retardation plate (λ / 4 plate) having a front retardation of 130 nm was laminated with an adhesive having a thickness of 5 μm. The axial direction of the linearly polarized light obtained by transmission and the transmission axis direction of the backlight side polarizing plate (manufactured by Nitto Denko Corp., SEG1425DU) of the liquid crystal display device are arranged so as to be a condensing and collimating system. . FIG. 4 is a configuration diagram of the first embodiment. In FIG. 4, the retardation layer (b) is a two-layer laminate of C plates. The λ / 4 plate is (B), the backlight side polarizing plate is (C), and the backlight is (D).

比較例1
円偏光型反射偏光子(a)として、実施例1と同様の広帯域化コレステリック液晶層を使用した。また、Cプレート層も実施例1と同様のものを用いた。
Comparative Example 1
A broadband cholesteric liquid crystal layer similar to that in Example 1 was used as the circularly polarizing reflective polarizer (a). The same C plate layer as in Example 1 was used.

円偏光型反射偏光子(a)を、その長波長側に選択反射帯域を持つ面を下にして、バックライト側に設置した。この上に、上記Cプレート2枚を厚み5μmの接着剤を介して積層した。当該Cプレート層2枚の積層物を位相差層(b)とした。さらにこの上に、円偏光型反射偏光子(a)を、その長波長側に選択反射帯域を持つ面を下にして、厚み5μmの接着剤を介して積層して、光学素子(A′)を得た。   The circularly polarized reflective polarizer (a) was placed on the backlight side with the surface having a selective reflection band on the long wavelength side facing down. On top of this, the two C plates were laminated with an adhesive having a thickness of 5 μm. The laminate of the two C plate layers was used as a retardation layer (b). Further on this, a circularly polarized reflective polarizer (a) is laminated with an adhesive having a thickness of 5 μm on the long wavelength side, and an optical element (A ′). Got.

これに、ポリカーボネート製の正面位相差130nmの位相差板(λ/4板)を厚み5μmの接着剤で積層した。これに、透過で得られる直線偏光の軸方向と液晶表示装置のバックライト側偏光板(日東電工社製,SEG1425DU)の透過軸方向を揃えて配置し、集光化、平行光化システム化した。図6に、比較例1の構成図を示す。図6において、位相差層(b)はCプレートの2層積層体である。λ/4板が(B)、バックライト側偏光板が(C)、バックライトが(D)である。   A polycarbonate retardation plate (λ / 4 plate) having a front retardation of 130 nm was laminated with an adhesive having a thickness of 5 μm. The axial direction of the linearly polarized light obtained by transmission and the transmission axis direction of the backlight side polarizing plate (manufactured by Nitto Denko Corp., SEG1425DU) of the liquid crystal display device are arranged so as to be a condensing and collimating system. . In FIG. 6, the block diagram of the comparative example 1 is shown. In FIG. 6, the retardation layer (b) is a two-layer laminate of C plates. The λ / 4 plate is (B), the backlight side polarizing plate is (C), and the backlight is (D).

(評価)
上記集光化、平行光化システムについて下記評価を行った。バックライトにはライトテーブルを用い、これをEZ Contrast(ELDIM社製)を用いて、輝度視角特性及び色度図による視角に対する色付きを評価した。
(Evaluation)
The following evaluation was performed about the said condensing and parallel light system. A light table was used for the backlight, and this was evaluated using EZ Contrast (manufactured by ELDIM) for coloring with respect to the viewing angle according to the luminance viewing angle characteristics and chromaticity diagram.

輝度視角特性は、正面(0°)からの視角を倒したときに対する輝度(cd/cm2 )の関係を表し、これから任意の角度から見たときの輝度が分かる。 The luminance viewing angle characteristic represents the relationship of luminance (cd / cm 2 ) with respect to when the viewing angle from the front (0 °) is tilted, and from this, the luminance when viewed from an arbitrary angle can be known.

また色度図は、視角を変えたときの色の付き方の関係を表し、これから任意の角度から見たときの色が分かる。線で結んだ点の移動距離が大きいほど色付きしている。   Further, the chromaticity diagram shows the relationship of how colors are added when the viewing angle is changed, and the color when viewed from an arbitrary angle can be understood. The greater the distance traveled by the lines connected, the more colored.

図10、図11に実施例1と比較例1との対比を示す。図10は輝度視角特性の比較であり、実施例1は比較例1と比べて、法線方向に対して大きな角度で入射した光の透過量を抑えられることがわかる。また、実施例1は正面輝度も比較例1よりも向上していた。図11は、法線方向から順に入射角を大きくした場合の色度図であり、実施例1は、比較例1と比べて、点の移動距離が小さくなることがわかる。この点は、それぞれ各入射角における色を表しており、色付きが大きいほど、色が変化していくほど点の移動距離が多くなる。このことから実施例1では色付きも低減すること、比較例1では色付きがひどいことが分かる。   10 and 11 show a comparison between Example 1 and Comparative Example 1. FIG. FIG. 10 is a comparison of luminance viewing angle characteristics, and it can be seen that Example 1 can suppress the amount of transmitted light incident at a large angle with respect to the normal direction as compared with Comparative Example 1. Further, in Example 1, the front luminance was improved as compared with Comparative Example 1. FIG. 11 is a chromaticity diagram when the incident angle is increased in order from the normal direction, and it can be seen that the moving distance of the point in Example 1 is smaller than that in Comparative Example 1. This point represents the color at each incident angle, and the greater the coloring, the greater the distance that the point moves as the color changes. From this, it can be seen that coloring is reduced in Example 1, and coloring is severe in Comparative Example 1.

実施例2
(円偏光型反射偏光子(a))
円偏光型反射偏光子(a)として、実施例1と同様の広帯域化コレステリック液晶層を使用した。
Example 2
(Circularly polarized reflective polarizer (a))
A broadband cholesteric liquid crystal layer similar to that in Example 1 was used as the circularly polarizing reflective polarizer (a).

(Cプレート層)
次に、光重合性ネマチック液晶モノマー(BASF社製,LC242)およびカイラル剤(BASF社製,LC756)および光開始剤(チバスペシャルティケミカルズ社製,イルガキュア907)と溶媒(トルエン)を選択反射中心波長が350nmとなるよう調整配合した塗工液を市販のポリエチレンテレフタレートフィルム上にワイヤーバーを用いて乾燥後の厚みで4μmとなるように塗設し、溶媒を乾燥した。その後、一度この液晶モノマーの等方性転移温度まで温度を上げた後、徐々に冷却して、均一な配向状態を有した層を形成した。得られた膜にUV照射を行い、配向状態を固定してCプレート層(ネガティブ)を得た。このCプレートの位相差を測定したところ550nmの波長の光に対して、正面位相差2nm、厚み方向位相差220nmであった。入射光を30°傾斜させて測定したときの位相差は35nmであった。また入射光を60°傾斜させて測定したときの位相差は75nmであった。
(C plate layer)
Next, a photopolymerizable nematic liquid crystal monomer (manufactured by BASF, LC242), a chiral agent (manufactured by BASF, LC756), a photoinitiator (manufactured by Ciba Specialty Chemicals, Irgacure 907) and a solvent (toluene) are selectively reflected at center wavelengths. The coating liquid prepared and adjusted so as to be 350 nm was coated on a commercially available polyethylene terephthalate film using a wire bar so that the thickness after drying was 4 μm, and the solvent was dried. Thereafter, the temperature was raised once to the isotropic transition temperature of the liquid crystal monomer, and then gradually cooled to form a layer having a uniform alignment state. The obtained film was irradiated with UV to fix the orientation state and obtain a C plate layer (negative). When the retardation of the C plate was measured, the front retardation was 2 nm and the thickness direction retardation was 220 nm with respect to light having a wavelength of 550 nm. The phase difference when the incident light was measured by tilting by 30 ° was 35 nm. Further, the phase difference when the incident light was measured by tilting by 60 ° was 75 nm.

(光学素子(A))
円偏光型反射偏光子(a)を、その長波長側に選択反射帯域を持つ面を下にして、バックライト側に設置した。この上に、円偏光型反射偏光子(a)を、その長波長側に選択反射帯域を持つ面を下にして、厚み5μmの接着剤を介して積層した。さらに上記Cプレート4枚を厚み5μmの接着剤を介して積層した。Cプレート4枚積層物は、入射光を30°傾斜させて測定したときの位相差が140nmであった。また、入射光を60°傾斜させて測定したときの位相差が300nmであった。当該Cプレート層4枚の積層物を位相差層(b)とした。さらにこの上に、円偏光型反射偏光子(a)を、その長波長側に選択反射帯域を持つ面を下にして、厚み5μmの接着剤を介して積層して、光学素子(A)を得た。
(Optical element (A))
The circularly polarized reflective polarizer (a) was placed on the backlight side with the surface having a selective reflection band on the long wavelength side facing down. On top of this, a circularly polarizing reflective polarizer (a) was laminated with an adhesive having a thickness of 5 μm on the surface having a selective reflection band on the long wavelength side. Further, the four C plates were laminated with an adhesive having a thickness of 5 μm. The laminate of four C plates had a phase difference of 140 nm when the incident light was measured by tilting it by 30 °. Further, the phase difference when the incident light was measured by tilting by 60 ° was 300 nm. The laminate of the four C plate layers was used as a retardation layer (b). Further on this, a circularly polarized reflective polarizer (a) is laminated with an adhesive having a thickness of 5 μm on the long wavelength side, and an optical element (A) is laminated. Obtained.

法線方向に対し60°傾けて入射した入射光に対して、光源から1枚目の円偏光型反射偏光子(a)で偏光分離されてから、光源側から1枚目の円偏光型反射偏光子(a)および2枚目の円偏光型反射偏光子(a)で偏光分離されるまでに受ける位相差の和は、250nmであり、λ/4〜3λ/4になるように調整されている。   The incident light incident at an angle of 60 ° with respect to the normal direction is polarized and separated from the light source by the first circular polarization type reflective polarizer (a), and then the first circular polarization type reflection from the light source side. The sum of the phase differences received by the polarizer (a) and the second circularly polarized reflective polarizer (a) is 250 nm and is adjusted to be λ / 4 to 3λ / 4. ing.

法線方向に対し30°傾けて入射した入射光に対して、光源から1枚目の円偏光型反射偏光子(a)で偏光分離されてから、光源側から1枚目の円偏光型反射偏光子(a)、2枚目の円偏光型反射偏光子(a)、位相差層(b)および3枚目の円偏光型反射偏光子(a)で偏光分離されるまでに受ける位相差の和は、340nmであり、λ/4〜3λ/4になるように調整されている。   The incident light incident at an angle of 30 ° with respect to the normal direction is polarized and separated from the light source by the first circularly polarized reflective polarizer (a), and then the first circularly polarized light reflected from the light source side. Phase difference received by the polarizer (a), the second circularly polarized reflective polarizer (a), the retardation layer (b), and the third circularly polarized reflective polarizer (a) before being polarized and separated. Is 340 nm and is adjusted to be λ / 4 to 3λ / 4.

これに、ポリカーボネート製の正面位相差130nmの位相差板(λ/4板)を厚み5μmの接着剤で積層した。これに、透過で得られる直線偏光の軸方向と液晶表示装置のバックライト側偏光板(日東電工社製,SEG1425DU)の透過軸方向を揃えて配置し、集光化、平行光化システム化した。実施例2の構成図は図4の通りである。図4において、位相差層(b)は、Cプレートの4層積層体である。λ/4板が(B)、バックライト側偏光板が(C)、バックライトが(D)である。   A polycarbonate retardation plate (λ / 4 plate) having a front retardation of 130 nm was laminated with an adhesive having a thickness of 5 μm. The axial direction of the linearly polarized light obtained by transmission and the transmission axis direction of the backlight side polarizing plate (manufactured by Nitto Denko Corp., SEG1425DU) of the liquid crystal display device are arranged so as to be a condensing and collimating system. . The block diagram of Example 2 is as FIG. In FIG. 4, the retardation layer (b) is a four-layer laminate of C plates. The λ / 4 plate is (B), the backlight side polarizing plate is (C), and the backlight is (D).

比較例2
円偏光型反射偏光子(a)として、実施例2と同様の広帯域化コレステリック液晶層を使用した。また、Cプレート層も実施例2と同様のものを用いた。
Comparative Example 2
A broadband cholesteric liquid crystal layer similar to that of Example 2 was used as the circularly polarized reflective polarizer (a). The same C plate layer as in Example 2 was used.

円偏光型反射偏光子(a)を、その長波長側に選択反射帯域を持つ面を下にして、バックライト側に設置した。この上に、上記Cプレート4枚を厚み5μmの接着剤を介して積層した。当該Cプレート層4枚の積層物を位相差層(b)とした。さらにこの上に、円偏光型反射偏光子(a)を、その長波長側に選択反射帯域を持つ面を下にして、厚み5μmの接着剤を介して積層して、光学素子(A′)を得た。   The circularly polarized reflective polarizer (a) was placed on the backlight side with the surface having a selective reflection band on the long wavelength side facing down. On top of this, the four C plates were laminated with an adhesive having a thickness of 5 μm. The laminate of the four C plate layers was used as a retardation layer (b). Further on this, a circularly polarized reflective polarizer (a) is laminated with an adhesive having a thickness of 5 μm on the long wavelength side, and an optical element (A ′). Got.

これに、ポリカーボネート製の正面位相差130nmの位相差板(λ/4板)を厚み5μmの接着剤で積層した。これに、透過で得られる直線偏光の軸方向と液晶表示装置のバックライト側偏光板(日東電工社製,SEG1425DU)の透過軸方向を揃えて配置し、集光化、平行光化システム化した。図6に、比較例2の構成図を示す。図6において、位相差層(b)はCプレートの4層積層体である。λ/4板が(B)、バックライト側偏光板が(C)、バックライトが(D)である。   A polycarbonate retardation plate (λ / 4 plate) having a front retardation of 130 nm was laminated with an adhesive having a thickness of 5 μm. The axial direction of the linearly polarized light obtained by transmission and the transmission axis direction of the backlight side polarizing plate (manufactured by Nitto Denko Corp., SEG1425DU) of the liquid crystal display device are arranged so as to be a condensing and collimating system. . In FIG. 6, the block diagram of the comparative example 2 is shown. In FIG. 6, the retardation layer (b) is a four-layer laminate of C plates. The λ / 4 plate is (B), the backlight side polarizing plate is (C), and the backlight is (D).

(評価)
上記集光化、平行光化システムについて上記と同様の評価を行った。図12、図13に実施例2と比較例2との対比を示す。図12は輝度視角特性の比較であり、実施例2は比較例2と比べて、法線方向に対して大きな角度で入射した光の透過量を抑えられることがわかる。また、実施例2は正面輝度も比較例2よりも向上していた。図13は、法線方向から順に入射角を大きくした場合の色度図であり、実施例2は、比較例2と比べて、点の移動距離が小さくなることがわかる。この点は、それぞれ各入射角における色を表しており、色付きが大きいほど、色が変化していくほど点の移動距離が多くなる。このことから実施例2では色付きも低減すること、比較例2では色付きがひどいことが分かる。
(Evaluation)
The same evaluation as described above was performed on the condensing and collimating system. 12 and 13 show a comparison between Example 2 and Comparative Example 2. FIG. FIG. 12 is a comparison of luminance viewing angle characteristics, and it can be seen that the transmission amount of light incident at a large angle with respect to the normal direction can be suppressed in Example 2 as compared with Comparative Example 2. Further, in Example 2, the front luminance was improved as compared with Comparative Example 2. FIG. 13 is a chromaticity diagram when the incident angle is increased in order from the normal direction, and it can be seen that the moving distance of the point in Example 2 is smaller than that in Comparative Example 2. This point represents the color at each incident angle, and the greater the coloring, the greater the distance that the point moves as the color changes. From this, it can be seen that coloring is reduced in Example 2, and coloring is severe in Comparative Example 2.

実施例3
(円偏光型反射偏光子(a))
円偏光型反射偏光子(a)として、実施例1と同様の広帯域化コレステリック液晶層を使用した。
Example 3
(Circularly polarized reflective polarizer (a))
A broadband cholesteric liquid crystal layer similar to that in Example 1 was used as the circularly polarizing reflective polarizer (a).

(Cプレート層)
透明ポリイミド[6FDA−TFMD]を溶媒に溶解し、基材に乾燥後の厚みが10μmになるように塗工し、溶媒を乾燥して、厚みで10μmのCプレート層(ネガティブ)を得た。このCプレートの位相差を測定したところ550nmの波長の光に対して、正面位相差2nm、厚み方向位相差400nmであった。入射光を30°傾斜させて測定したときの位相差は60nmであった。また入射光を60°傾斜させて測定したときの位相差は140nmであった。
(C plate layer)
Transparent polyimide [6FDA-TFMD] was dissolved in a solvent, applied to a substrate so that the thickness after drying was 10 μm, and the solvent was dried to obtain a C plate layer (negative) having a thickness of 10 μm. When the retardation of the C plate was measured, the front retardation was 2 nm and the thickness direction retardation was 400 nm with respect to light having a wavelength of 550 nm. The phase difference when the incident light was measured by tilting by 30 ° was 60 nm. Further, the phase difference when the incident light was measured by tilting by 60 ° was 140 nm.

(光学素子(A))
円偏光型反射偏光子(a)を、その長波長側に選択反射帯域を持つ面を下にして、バックライト側に設置した。この上に、円偏光型反射偏光子(a)を、その長波長側に選択反射帯域を持つ面を下にして、厚み5μmの接着剤を介して積層した。さらに上記Cプレート2枚を厚み5μmの接着剤を介して積層した。Cプレート2枚積層物は、入射光を30°傾斜させて測定したときの位相差が120nmであった。また、入射光を60°傾斜させて測定したときの位相差が280nmであった。当該Cプレート層2枚の積層物を位相差層(b)とした。さらにこの上に、円偏光型反射偏光子(a)を、その長波長側に選択反射帯域を持つ面を下にして、厚み5μmの接着剤を介して積層して、光学素子(A)を得た。
(Optical element (A))
The circularly polarized reflective polarizer (a) was placed on the backlight side with the surface having a selective reflection band on the long wavelength side facing down. On top of this, a circularly polarizing reflective polarizer (a) was laminated with an adhesive having a thickness of 5 μm on the surface having a selective reflection band on the long wavelength side. Further, the two C plates were laminated with an adhesive having a thickness of 5 μm. The two C-plate laminate had a phase difference of 120 nm when measured by tilting incident light by 30 °. Further, the phase difference when the incident light was measured by tilting by 60 ° was 280 nm. The laminate of the two C plate layers was used as a retardation layer (b). Further on this, a circularly polarized reflective polarizer (a) is laminated with an adhesive having a thickness of 5 μm on the long wavelength side, and an optical element (A) is laminated. Obtained.

法線方向に対し60°傾けて入射した入射光に対して、光源から1枚目の円偏光型反射偏光子(a)で偏光分離されてから、光源側から1枚目の円偏光型反射偏光子(a)および2枚目の円偏光型反射偏光子(a)で偏光分離されるまでに受ける位相差の和は、250nmであり、λ/4〜3λ/4になるように調整されている。   The incident light incident at an angle of 60 ° with respect to the normal direction is polarized and separated from the light source by the first circular polarization type reflective polarizer (a), and then the first circular polarization type reflection from the light source side. The sum of the phase differences received by the polarizer (a) and the second circularly polarized reflective polarizer (a) is 250 nm and is adjusted to be λ / 4 to 3λ / 4. ing.

法線方向に対し30°傾けて入射した入射光に対して、光源から1枚目の円偏光型反射偏光子(a)で偏光分離されてから、光源側から1枚目の円偏光型反射偏光子(a)、2枚目の円偏光型反射偏光子(a)、位相差層(b)および3枚目の円偏光型反射偏光子(a)で偏光分離されるまでに受ける位相差の和は、320nmであり、λ/4〜3λ/4になるように調整されている。   The incident light incident at an angle of 30 ° with respect to the normal direction is polarized and separated from the light source by the first circularly polarized reflective polarizer (a), and then the first circularly polarized light reflected from the light source side. Phase difference received by the polarizer (a), the second circularly polarized reflective polarizer (a), the retardation layer (b), and the third circularly polarized reflective polarizer (a) before being polarized and separated. Is 320 nm, and is adjusted to be λ / 4 to 3λ / 4.

これに、ポリカーボネート製の正面位相差130nmの位相差板(λ/4板)を厚み5μmの接着剤で積層した。これに、透過で得られる直線偏光の軸方向と液晶表示装置のバックライト側偏光板(日東電工社製,SEG1425DU)の透過軸方向を揃えて配置し、集光化、平行光化システム化した。実施例3の構成図は図4の通りである。図4において、位相差層(b)は、Cプレートの4層積層体である。λ/4板が(B)、バックライト側偏光板が(C)、バックライトが(D)である。   A polycarbonate retardation plate (λ / 4 plate) having a front retardation of 130 nm was laminated with an adhesive having a thickness of 5 μm. The axial direction of the linearly polarized light obtained by transmission and the transmission axis direction of the backlight side polarizing plate (manufactured by Nitto Denko Corp., SEG1425DU) of the liquid crystal display device are arranged so as to be a condensing and collimating system. . The block diagram of Example 3 is as FIG. In FIG. 4, the retardation layer (b) is a four-layer laminate of C plates. The λ / 4 plate is (B), the backlight side polarizing plate is (C), and the backlight is (D).

比較例3
円偏光型反射偏光子(a)として、実施例3と同様の広帯域化コレステリック液晶層を使用した。また、Cプレート層も実施例3と同様のものを用いた。
Comparative Example 3
A broadband cholesteric liquid crystal layer similar to that in Example 3 was used as the circularly polarized reflective polarizer (a). Further, the same C plate layer as in Example 3 was used.

円偏光型反射偏光子(a)を、その長波長側に選択反射帯域を持つ面を下にして、バックライト側に設置した。この上に、上記Cプレート4枚を厚み5μmの接着剤を介して積層した。当該Cプレート層4枚の積層物を位相差層(b)とした。さらにこの上に、円偏光型反射偏光子(a)を、その長波長側に選択反射帯域を持つ面を下にして、厚み5μmの接着剤を介して積層して、光学素子(A′)を得た。   The circularly polarized reflective polarizer (a) was placed on the backlight side with the surface having a selective reflection band on the long wavelength side facing down. On top of this, the four C plates were laminated with an adhesive having a thickness of 5 μm. The laminate of the four C plate layers was used as a retardation layer (b). Further on this, a circularly polarized reflective polarizer (a) is laminated with an adhesive having a thickness of 5 μm on the long wavelength side, and an optical element (A ′). Got.

これに、ポリカーボネート製の正面位相差130nmの位相差板(λ/4板)を厚み5μmの接着剤で積層した。これに、透過で得られる直線偏光の軸方向と液晶表示装置のバックライト側偏光板(日東電工社製,SEG1425DU)の透過軸方向を揃えて配置し、集光化、平行光化システム化した。図6に、比較例3の構成図を示す。図6において、位相差層(b)はCプレートの2層積層体である。λ/4板が(B)、バックライト側偏光板が(C)、バックライトが(D)である。   A polycarbonate retardation plate (λ / 4 plate) having a front retardation of 130 nm was laminated with an adhesive having a thickness of 5 μm. The axial direction of the linearly polarized light obtained by transmission and the transmission axis direction of the backlight side polarizing plate (manufactured by Nitto Denko Corp., SEG1425DU) of the liquid crystal display device are arranged so as to be a condensing and collimating system. . In FIG. 6, the block diagram of the comparative example 3 is shown. In FIG. 6, the retardation layer (b) is a two-layer laminate of C plates. The λ / 4 plate is (B), the backlight side polarizing plate is (C), and the backlight is (D).

(評価)
上記集光化、平行光化システムについて上記と同様の評価を行った。図14、図15に実施例3と比較例3との対比を示す。図14は輝度視角特性の比較であり、実施例3は比較例3と比べて、法線方向に対して大きな角度で入射した光の透過量を抑えられることがわかる。また、実施例3は正面輝度も比較例3よりも向上していた。図15は、法線方向から順に入射角を大きくした場合の色度図であり、実施例3は、比較例3と比べて、点の移動距離が小さくなることがわかる。この点は、それぞれ各入射角における色を表しており、色付きが大きいほど、色が変化していくほど点の移動距離が多くなる。このことから実施例3では色付きも低減すること、比較例3では色付きがひどいことが分かる。
(Evaluation)
The same evaluation as described above was performed on the condensing and collimating system. 14 and 15 show a comparison between Example 3 and Comparative Example 3. FIG. FIG. 14 is a comparison of luminance viewing angle characteristics, and it can be seen that Example 3 can suppress the amount of transmitted light incident at a large angle with respect to the normal direction, as compared with Comparative Example 3. Further, in Example 3, the front luminance was improved as compared with Comparative Example 3. FIG. 15 is a chromaticity diagram when the incident angle is increased in order from the normal direction, and it can be seen that the moving distance of the point in Example 3 is smaller than that in Comparative Example 3. This point represents the color at each incident angle, and the greater the coloring, the greater the distance that the point moves as the color changes. From this, it can be seen that coloring is reduced in Example 3, and coloring is severe in Comparative Example 3.

実施例4
円偏光型反射偏光子(a)として、実施例1と同様の広帯域化コレステリック液晶層を使用した。また、Cプレート層も実施例1と同様のものを用いた。
Example 4
A broadband cholesteric liquid crystal layer similar to that in Example 1 was used as the circularly polarizing reflective polarizer (a). The same C plate layer as in Example 1 was used.

円偏光型反射偏光子(a)を、その長波長側に選択反射帯域を持つ面を下にして、バックライト側に設置した。この上に、上記Cプレート2枚を厚み5μmの接着剤を介して積層した。この上に、円偏光型反射偏光子(a)を、その長波長側に選択反射帯域を持つ面を下にして、厚み5μmの接着剤を介して積層した。さらにこの上に、円偏光型反射偏光子(a)を、その長波長側に選択反射帯域を持つ面を下にして、厚み5μmの接着剤を介して積層して、光学素子(A)を得た。   The circularly polarized reflective polarizer (a) was placed on the backlight side with the surface having a selective reflection band on the long wavelength side facing down. On top of this, the two C plates were laminated with an adhesive having a thickness of 5 μm. On top of this, a circularly polarizing reflective polarizer (a) was laminated with an adhesive having a thickness of 5 μm on the surface having a selective reflection band on the long wavelength side. Further on this, a circularly polarized reflective polarizer (a) is laminated with an adhesive having a thickness of 5 μm on the long wavelength side, and an optical element (A) is laminated. Obtained.

法線方向に対し60°傾けて入射した入射光に対して、光源から1枚目の円偏光型反射偏光子(a)で偏光分離されてから、光源側から1枚目の円偏光型反射偏光子(a)、位相差層(b)および2枚目の円偏光型反射偏光子(a)で偏光分離されるまでに受ける位相差の和は、400nmであり、λ/4〜3λ/4になるように調整されている。   The incident light incident at an angle of 60 ° with respect to the normal direction is polarized and separated from the light source by the first circular polarization type reflective polarizer (a), and then the first circular polarization type reflection from the light source side. The sum of the phase differences received before the polarization separation is performed by the polarizer (a), the retardation layer (b) and the second circularly polarized reflective polarizer (a) is 400 nm, and λ / 4 to 3λ / It is adjusted to be 4.

法線方向に対し30°傾けて入射した入射光に対して、光源から1枚目の円偏光型反射偏光子(a)で偏光分離されてから、光源側から1枚目の円偏光型反射偏光子(a)、位相差層(b)、2枚目の円偏光型反射偏光子(a)および3枚目の円偏光型反射偏光子(a)で偏光分離されるまでに受ける位相差の和は、270nmであり、λ/4〜3λ/4になるように調整されている。   The incident light incident at an angle of 30 ° with respect to the normal direction is polarized and separated from the light source by the first circularly polarized reflective polarizer (a), and then the first circularly polarized light reflected from the light source side. Phase difference received by the polarizer (a), the retardation layer (b), the second circularly polarized reflective polarizer (a), and the third circularly polarized reflective polarizer (a) before being polarized and separated. Is 270 nm and is adjusted to be λ / 4 to 3λ / 4.

これに、ポリカーボネート製の正面位相差130nmの位相差板(λ/4板)を厚み5μmの接着剤で積層した。これに、透過で得られる直線偏光の軸方向と液晶表示装置のバックライト側偏光板(日東電工社製,SEG1425DU)の透過軸方向を揃えて配置し、集光化、平行光化システム化した。図5に、実施例4の構成図を示す。図5において、位相差層(b)はCプレートの2層積層体である。λ/4板が(B)、バックライト側偏光板が(C)、バックライトが(D)である。   A polycarbonate retardation plate (λ / 4 plate) having a front retardation of 130 nm was laminated with an adhesive having a thickness of 5 μm. The axial direction of the linearly polarized light obtained by transmission and the transmission axis direction of the backlight side polarizing plate (manufactured by Nitto Denko Corp., SEG1425DU) of the liquid crystal display device are arranged so as to be a condensing and collimating system. . FIG. 5 shows a configuration diagram of the fourth embodiment. In FIG. 5, the retardation layer (b) is a two-layer laminate of C plates. The λ / 4 plate is (B), the backlight side polarizing plate is (C), and the backlight is (D).

(評価)
上記集光化、平行光化システムについて上記と同様の評価を行った。図16、図17に実施例4と比較例1との対比を示す。図16は輝度視角特性の比較であり、実施例4は比較例1と比べて、法線方向に対して大きな角度で入射した光の透過量を抑えられることがわかる。また、実施例4は正面輝度も比較例1よりも向上していた。図17は、法線方向から順に入射角を大きくした場合の色度図であり、実施例4は、比較例1と比べて、点の移動距離が小さくなることがわかる。この点は、それぞれ各入射角における色を表しており、色付きが大きいほど、色が変化していくほど点の移動距離が多くなる。このことから実施例4では色付きも低減すること、比較例1では色付きがひどいことが分かる。
(Evaluation)
The same evaluation as described above was performed on the condensing and collimating system. 16 and 17 show a comparison between Example 4 and Comparative Example 1. FIG. FIG. 16 is a comparison of luminance viewing angle characteristics, and it can be seen that Example 4 can suppress the transmission amount of light incident at a large angle with respect to the normal direction as compared with Comparative Example 1. Further, in Example 4, the front luminance was improved as compared with Comparative Example 1. FIG. 17 is a chromaticity diagram when the incident angle is increased in order from the normal direction, and it can be seen that the moving distance of the point in Example 4 is smaller than that in Comparative Example 1. This point represents the color at each incident angle, and the greater the coloring, the greater the distance that the point moves as the color changes. From this, it can be seen that coloring is reduced in Example 4, and coloring is severe in Comparative Example 1.

本発明の光学素子の断面図の一例である。It is an example of sectional drawing of the optical element of this invention. 本発明の光学素子の断面図の一例である。It is an example of sectional drawing of the optical element of this invention. 本発明の光学素子の断面図の一例である。It is an example of sectional drawing of the optical element of this invention. 本発明の液晶表示装置の断面図の一例である。It is an example of sectional drawing of the liquid crystal display device of this invention. 本発明の液晶表示装置の断面図の一例である。It is an example of sectional drawing of the liquid crystal display device of this invention. 比較例1の液晶表示装置の断面図である。6 is a cross-sectional view of a liquid crystal display device of Comparative Example 1. FIG. 円偏光型反射偏光子(コレステリック液晶層)の屈折率波長分散特性を示すグラフである。It is a graph which shows the refractive index wavelength dispersion characteristic of a circularly polarized light-type reflective polarizer (cholesteric liquid crystal layer). 円偏光型反射偏光子(コレステリック液晶層)のピッチ変化を示すグラフである。It is a graph which shows the pitch change of a circularly polarized light type | mold reflective polarizer (cholesteric liquid crystal layer). 円偏光型反射偏光子(コレステリック液晶層)の入射角度に対する位相差を換算するためにグラフである。It is a graph in order to convert the phase difference with respect to the incident angle of a circularly polarized light-type reflective polarizer (cholesteric liquid crystal layer). 実施例1と比較例1の輝度視角特性を示すグラフである。6 is a graph showing luminance viewing angle characteristics of Example 1 and Comparative Example 1. 実施例1と比較例1の色度図を示すグラフである。3 is a graph showing chromaticity diagrams of Example 1 and Comparative Example 1. 実施例2と比較例2の輝度視角特性を示すグラフである。6 is a graph showing luminance viewing angle characteristics of Example 2 and Comparative Example 2. 実施例2と比較例2の色度図を示すグラフである。6 is a graph showing chromaticity diagrams of Example 2 and Comparative Example 2. 実施例3と比較例3の輝度視角特性を示すグラフである。10 is a graph showing luminance viewing angle characteristics of Example 3 and Comparative Example 3. 実施例3と比較例3の色度図を示すグラフである。6 is a graph showing chromaticity diagrams of Example 3 and Comparative Example 3. 実施例4と比較例1の輝度視角特性を示すグラフである。6 is a graph showing luminance viewing angle characteristics of Example 4 and Comparative Example 1. 実施例4と比較例1の色度図を示すグラフである。6 is a graph showing chromaticity diagrams of Example 4 and Comparative Example 1.

符号の説明Explanation of symbols

A,A′光学素子
a 円偏光型反射偏光子
b 位相差層
B λ/4波長板
C 偏光板
D バックライト
A, A ′ optical element a circularly polarized reflective polarizer b retardation layer B λ / 4 wavelength plate C polarizing plate D backlight

Claims (13)

偏光の選択反射の波長帯域が互いに重なっている円偏光型反射偏光子(a)が少なくとも3枚積層されており、
円偏光型反射偏光子(a)と円偏光型反射偏光子(a)との少なくとも1つの層間には、正面位相差(法線方向)がほぼゼロで、法線方向に対し30°以上傾けて入射した入射光に対してλ/8以上の位相差を有する層(b)が配置されており、かつ
他の円偏光型反射偏光子(a)と円偏光型反射偏光子(a)との少なくと1つの層間は位相差層を介さずに積層されていることを特徴とする光学素子。
At least three circularly polarized reflective polarizers (a) in which the wavelength bands of selective reflection of polarized light overlap each other are laminated,
Between at least one layer of the circularly polarized reflective polarizer (a) and the circularly polarized reflective polarizer (a), the front phase difference (normal direction) is almost zero and tilted by 30 ° or more with respect to the normal direction. A layer (b) having a phase difference of λ / 8 or more with respect to the incident light incident thereon, and another circularly polarized reflective polarizer (a) and a circularly polarized reflective polarizer (a) An optical element characterized in that at least one of the layers is laminated without a retardation layer.
円偏光型反射偏光子(a)/位相差層(b)/円偏光型反射偏光子(a)/円偏光型反射偏光子(a)が、この順で積層されていることを特徴とする請求項1記載の光学素子。   Circularly polarized reflective polarizer (a) / retardation layer (b) / circularly polarized reflective polarizer (a) / circularly polarized reflective polarizer (a) are laminated in this order. The optical element according to claim 1. 光源側から配置される順で、円偏光型反射偏光子(a)/位相差層(b)/円偏光型反射偏光子(a)/円偏光型反射偏光子(a)が積層されており、
法線方向に対し30°以上傾けて入射した入射光に対して、光源から1枚目の円偏光型反射偏光子(a)で偏光分離されてから、光源側から1枚目の円偏光型反射偏光子(a)、位相差層(b)および2枚目の円偏光型反射偏光子(a)で偏光分離されるまでに受ける位相差の和、または光源から1枚目の円偏光型反射偏光子(a)で偏光分離されてから、光源側から1枚目の円偏光型反射偏光子(a)、位相差層(b)、2枚目の円偏光型反射偏光子(a)および3枚目の円偏光型反射偏光子(a)で偏光分離されるまでに受ける位相差の和が、λ/4+λ・n〜3λ/4+λ・n(ただし、nは0以上の整数)になるように調整されており、かつ、
法線方向に対し60°傾けて入射した入射光に対して、光源から1枚目の円偏光型反射偏光子(a)で偏光分離されてから、光源側から1枚目の円偏光型反射偏光子(a)、位相差層(b)および2枚目の円偏光型反射偏光子(a)で偏光分離されるまでに受ける位相差の和、または光源から1枚目の円偏光型反射偏光子(a)で偏光分離されてから、光源側から1枚目の円偏光型反射偏光子(a)、位相差層(b)、2枚目の円偏光型反射偏光子(a)および3枚目の円偏光型反射偏光子(a)で偏光分離されるまでに受ける位相差の和が、λ/4+λ・n〜3λ/4+λ・n(ただし、nは0以上の整数)になるように調整されていることを特徴とする請求項1記載の光学素子。
The circularly polarized reflective polarizer (a) / retardation layer (b) / circularly polarized reflective polarizer (a) / circularly polarized reflective polarizer (a) are stacked in the order of arrangement from the light source side. ,
The incident light incident at an angle of 30 ° or more with respect to the normal direction is polarized and separated from the light source by the first circular polarization type reflective polarizer (a), and then the first circular polarization type from the light source side. Sum of phase differences received before polarization separation by the reflective polarizer (a), the retardation layer (b), and the second circular polarization type reflective polarizer (a), or the first circular polarization type from the light source After being polarized and separated by the reflective polarizer (a), the first circularly polarized reflective polarizer (a), the retardation layer (b), and the second circularly polarized reflective polarizer (a) from the light source side. And the sum of the phase differences received by the third circularly polarized reflective polarizer (a) before being polarized and separated is λ / 4 + λ · n to 3λ / 4 + λ · n (where n is an integer of 0 or more). Adjusted to be, and
The incident light incident at an angle of 60 ° with respect to the normal direction is polarized and separated from the light source by the first circular polarization type reflective polarizer (a), and then the first circular polarization type reflection from the light source side. Sum of phase differences received before polarization separation by the polarizer (a), the retardation layer (b) and the second circularly polarized reflective polarizer (a), or the first circularly polarized reflection from the light source After being polarized and separated by the polarizer (a), the first circularly polarized reflective polarizer (a), the retardation layer (b), the second circularly polarized reflective polarizer (a), and The sum of the phase differences received before the third circularly polarized reflective polarizer (a) undergoes polarization separation is λ / 4 + λ · n to 3λ / 4 + λ · n (where n is an integer greater than or equal to 0). The optical element according to claim 1, wherein the optical element is adjusted as follows.
光源側から配置される順で、円偏光型反射偏光子(a)/円偏光型反射偏光子(a)/位相差層(b)/円偏光型反射偏光子(a)が積層されており、
法線方向に対し30°以上傾けて入射した入射光に対して、光源から1枚目の円偏光型反射偏光子(a)で偏光分離されてから、光源側から1枚目の円偏光型反射偏光子(a)および2枚目の円偏光型反射偏光子(a)で偏光分離されるまでに受ける位相差の和、または光源から1枚目の円偏光型反射偏光子(a)で偏光分離されてから、光源側から1枚目の円偏光型反射偏光子(a)、2枚目の円偏光型反射偏光子(a)、位相差層(b)および3枚目の円偏光型反射偏光子(a)で偏光分離されるまでに受ける位相差の和が、λ/4+λ・n〜3λ/4+λ・n(ただし、nは0以上の整数)になるように調整されており、かつ、
法線方向に対し60°傾けて入射した入射光に対して、光源から1枚目の円偏光型反射偏光子(a)で偏光分離されてから、光源側から1枚目の円偏光型反射偏光子(a)および2枚目の円偏光型反射偏光子(a)で偏光分離されるまでに受ける位相差の和、または光源から1枚目の円偏光型反射偏光子(a)で偏光分離されてから、光源側から1枚目の円偏光型反射偏光子(a)、2枚目の円偏光型反射偏光子(a)、位相差層(b)および3枚目の円偏光型反射偏光子(a)で偏光分離されるまでに受ける位相差の和が、λ/4+λ・n〜3λ/4+λ・n(ただし、nは0以上の整数)になるように調整されていることを特徴とする請求項1記載の光学素子。
The circularly polarized reflective polarizer (a) / circularly polarized reflective polarizer (a) / retardation layer (b) / circularly polarized reflective polarizer (a) are stacked in the order from the light source side. ,
The incident light incident at an angle of 30 ° or more with respect to the normal direction is polarized and separated from the light source by the first circular polarization type reflective polarizer (a), and then the first circular polarization type from the light source side. The sum of the phase differences received before the polarized light is separated by the reflective polarizer (a) and the second circularly polarized reflective polarizer (a), or the first circularly polarized reflective polarizer (a) from the light source After the polarization separation, the first circularly polarized reflective polarizer (a), the second circularly polarized reflective polarizer (a), the retardation layer (b) and the third circularly polarized light from the light source side. Is adjusted so that the sum of the phase differences received before polarization separation by the type reflective polarizer (a) is λ / 4 + λ · n to 3λ / 4 + λ · n (where n is an integer of 0 or more). ,And,
The incident light incident at an angle of 60 ° with respect to the normal direction is polarized and separated from the light source by the first circular polarization type reflective polarizer (a), and then the first circular polarization type reflection from the light source side. The sum of the phase difference received before the light is separated by the polarizer (a) and the second circularly polarized reflective polarizer (a), or polarized by the first circularly polarized reflective polarizer (a) from the light source After being separated, the first circularly polarizing reflective polarizer (a), the second circularly polarizing reflective polarizer (a), the retardation layer (b), and the third circularly polarizing type from the light source side. The sum of the phase differences received before the polarized light is separated by the reflective polarizer (a) is adjusted to be λ / 4 + λ · n to 3λ / 4 + λ · n (where n is an integer of 0 or more). The optical element according to claim 1.
少なくとも3枚の円偏光型反射偏光子(a)の選択反射波長が、550nm±10nmの波長範囲で互いに重なっていることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の光学素子。   5. The optical element according to claim 1, wherein the selective reflection wavelengths of at least three circularly polarized reflective polarizers (a) overlap each other in a wavelength range of 550 nm ± 10 nm. 円偏光型反射偏光子(a)として、コレステリック液晶材料を用いたことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の光学素子。   The optical element according to any one of claims 1 to 5, wherein a cholesteric liquid crystal material is used as the circularly polarized reflective polarizer (a). 位相差層(b)が、
選択反射波長域を可視光領域以外に有するコレステリック液晶相のプラナー配向を固定したもの、
棒状液晶のホメオトロピック配向状態を固定したもの、
ディスコチック液晶のネマチック相またはカラムナー相配向状態を固定したもの、
ポリマーフィルムが2軸配向されたもの、
負の1軸性を有する無機層状化合物を面の法線方向に光軸がなるように配向固定したもの、ならびに、
ポリアミド、ポリイミド、ポリエステル、ポリ(エーテルケトン)、ポリ(アミド−イミド)およびポリ(エステル−イミド)からなる群から選ばれる少なくとも1種の重合体から得られたフィルム、
からなる群から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の光学素子。
The retardation layer (b)
Fixed planar orientation of cholesteric liquid crystal phase having selective reflection wavelength region other than visible light region,
A fixed liquid crystal in a homeotropic alignment state;
A fixed discotic liquid crystal nematic phase or columnar phase alignment state,
A biaxially oriented polymer film,
An inorganic layered compound having negative uniaxiality and oriented and fixed so that the optical axis is in the normal direction of the surface, and
A film obtained from at least one polymer selected from the group consisting of polyamide, polyimide, polyester, poly (ether ketone), poly (amide-imide) and poly (ester-imide);
The optical element according to claim 1, wherein the optical element is at least one selected from the group consisting of:
視認側(液晶セル側)に配置される円偏光型反射偏光子(a)に、光源側からの透過光が直線偏光になるようにλ/4板が配置されていることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の光学素子。   A λ / 4 plate is arranged on the circularly polarized reflective polarizer (a) arranged on the viewing side (liquid crystal cell side) so that the transmitted light from the light source side becomes linearly polarized light. Item 8. The optical element according to any one of Items 1 to 7. λ/4板の側に、光源側からの透過で得られる直線偏光の軸方向と、偏光板の透過軸方向とが揃うように偏光板が配置されていることを特徴とする請求項8記載の光学素子。   9. The polarizing plate is disposed on the λ / 4 plate side so that an axial direction of linearly polarized light obtained by transmission from the light source side and a transmission axis direction of the polarizing plate are aligned. Optical elements. 各層を、透光性の接着剤または粘着剤を用いて積層したことを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の光学素子。   Each layer was laminated | stacked using the translucent adhesive agent or adhesive, The optical element in any one of Claims 1-9 characterized by the above-mentioned. 請求項1〜10のいずれかに記載の光学素子に、少なくとも光源を配置してなることを特徴とする集光バックライトシステム。   A condensing backlight system comprising at least a light source disposed on the optical element according to claim 1. 請求項11記載の集光バックライトシステムに、少なくとも液晶セルを配置してなることを特徴とする液晶表示装置。   A liquid crystal display device comprising at least a liquid crystal cell in the condensing backlight system according to claim 11. 請求項12記載の液晶表示装置に、後方散乱、偏光解消を有さない拡散板を液晶セル視認側に積層して用いたことを特徴とする液晶表示装置。   13. A liquid crystal display device according to claim 12, wherein a diffusion plate having no backscattering and depolarization is laminated on the liquid crystal cell viewing side.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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