WO2017199638A1 - 光学装置および表示装置 - Google Patents

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雄二郎 矢内
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富士フイルム株式会社
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    • G02F2202/00—Materials and properties
    • G02F2202/14—Materials and properties photochromic

Definitions

  • the present invention relates to an optical device used for a display device such as a liquid crystal display device, and a display device using the optical device.
  • Patent Document 1 discloses a vertical polarizing film in which an absorption axis of a polarizer is oriented substantially perpendicular to the film surface, and an absorption axis of the polarizer is oriented in a substantially horizontal direction with respect to the film surface.
  • a composite polarizing plate formed by laminating a horizontal polarizing film is described. This composite polarizing plate can effectively reduce incident light from an oblique direction. Therefore, the composite polarizing plate can be narrowed by simply placing the composite polarizing plate on the screen of a plasma display or a liquid crystal display, using the two oblique directions of the viewing angle as a light shielding area.
  • this composite polarizing plate when this composite polarizing plate is placed on the screen, the viewing angle from a specific direction is fixed in a narrow state. Therefore, when performing image display with a normal wide viewing angle again, it is necessary to remove the composite polarizing plate. In other words, when this composite polarizing plate is used, it is necessary to attach and detach the composite polarizing plate on the screen in order to switch between normal image display with a wide viewing angle and image display with a narrow viewing angle. become.
  • Patent Document 2 discloses a first substrate having a gate wiring and a data wiring corresponding to R (red), G (green), B (blue), and W (white) subpixels, a gate wiring, and a data wiring.
  • a thin film transistor disposed at the intersection of the first electrode, a plate-type first common electrode provided in the R, G, B, and W sub-pixels, and a plurality of slits connected to the thin film transistor and insulated from the first common electrode.
  • a second substrate having a liquid crystal layer in a space between the pixel electrode and the first substrate, the plate type being formed on the second substrate so as to correspond to the W subpixel.
  • a liquid crystal display device having the second common electrode is disclosed.
  • the viewing angle is driven in the FFS (Fringe Field Switching) mode like the R, G, and B adjacent sub-pixels.
  • FFS Fluorescence Field Switching
  • ECB Electrode Controlled Birefringence
  • Patent Document 3 discloses a screen in which a viewing angle is limited to a one-dimensional direction, a personal view mode in which an erecting direction of an image displayed on the screen is substantially orthogonal to a direction in which the viewing angle is limited, There is disclosed a display device having image display switching means for switching between a multi-view mode in which an erect direction coincides with a viewing angle limit direction. That is, in this display device, the viewing angle of the screen is limited to a one-dimensional direction by a microprism sheet or the like, and the image is rotated by 90 ° to determine whether or not the image is aligned with the viewing angle limit direction. Switching between image display with a wide viewing angle and image display with a narrow viewing angle is enabled.
  • the liquid crystal display device of Patent Document 2 it is necessary to drive a liquid crystal display panel having a special structure having a W sub-pixel, a plurality of substrates, a plurality of common electrodes, and the like, and a liquid crystal display device in different modes.
  • the configuration of the display device becomes complicated.
  • the display device of Patent Document 3 in order to switch between wide viewing angle display and narrow viewing angle display, it is necessary to rotate the image by 90 °, which requires extra image processing.
  • the aspect ratio of the screen is different in a normal display device, the aspect ratio of the image is different between the wide viewing angle display and the narrow viewing angle display in the display device of Patent Document 3.
  • the present invention can be used for a tablet PC, a notebook PC, etc., and can display images with a wide viewing angle and a narrow viewing angle with a simple operation without performing attachment / detachment of members or image processing.
  • the optical device of the present invention includes a polarizing plate, It has a liquid crystal compound oriented in the thickness direction and a photochromic material, and the optical properties of the photochromic material change when irradiated with light, and the light transmittance in the thickness direction is orthogonal to the thickness direction.
  • the light emitting portion emits ultraviolet rays.
  • the display device of the present invention includes a display element and the optical device.
  • the display element is preferably a liquid crystal display element.
  • the light emitting portion of the optical device constitutes a backlight unit for displaying an image on the liquid crystal display element.
  • the polarizing plate of the optical device preferably constitutes a backlight unit side polarizing plate for displaying an image on a liquid crystal display element.
  • the optical device of the present invention has a simple configuration, and is combined with a tablet PC, a notebook PC, or the like, without attaching or detaching members, etc., and with a simple operation, displaying an image with a normal wide viewing angle, It is possible to switch between image display at a narrow viewing angle with a limited viewing angle.
  • the display device of the present invention uses the optical device of the present invention to display images with a simple configuration and simple operation, without attaching or detaching members, and with a normal wide viewing angle. It is possible to switch between image display at a narrow viewing angle with a limited viewing angle.
  • FIG. 1 It is a figure which shows notionally an example of the optical apparatus of this invention. It is a conceptual diagram for demonstrating the structure of the optical apparatus shown in FIG. It is a conceptual diagram for demonstrating the effect
  • a numerical range represented by using “to” means a range including numerical values described before and after “to” as a lower limit value and an upper limit value.
  • “same” includes an error range generally allowed in the technical field.
  • “all”, “any” or “entire surface” it includes an error range generally allowed in the technical field in addition to the case of 100%, for example, 99% or more, The case of 95% or more, or 90% or more is included.
  • the optical device 10 includes a light source unit 12, a light guide plate 14, a composite film 16, and a polarizing plate 20.
  • the light source unit 12 and the light guide plate 14 constitute a light emitting portion in the present invention that emits light that changes the optical characteristics of the photochromic material of the composite film 16 to the composite film 16.
  • the light guide plate 14 and the composite film 16, and the composite film 16 and the polarizing plate 20 may be separated from each other, or may be laminated, or a sheet-like optical device and an optical element may be attached.
  • An optical transparent adhesive OCA (Optical Clear Adhesive)
  • an optical transparent double-sided tape, an optical transparent adhesive sheet, an ultraviolet curable resin, or the like which are used for the bonding, may be bonded together with an adhesive or an adhesive.
  • 1 and 2 conceptually show a part of the display device of the present invention using the optical device 10.
  • 1 and 2 show an example in which the optical device 10 is used in a liquid crystal display device as an example.
  • the liquid crystal display device is also referred to as an LCD (Liquid Crystal Display). That is, the light source unit 12 and the light guide plate 14 are not only a light emitting unit in the optical device 10 but also a backlight unit of the LCD.
  • the polarizing plate 20 is a polarizing plate in the optical device 10 and also a polarizing plate on the backlight side (back side) of the LCD.
  • a general LCD such as a liquid crystal display element (liquid crystal display panel) having a thin film transistor, a liquid crystal cell, etc., a light diffusing means such as a polarizing plate on the front side, a prism sheet, etc.
  • Various known members are arranged. Note that the LCD may include various known members that the known LCD has in addition to the illustrated members.
  • the light source unit 12 is formed by arranging a plurality of light sources in one direction. As shown in FIG. 2, the light source unit 12 has a configuration in which white light sources 12w and UV (Ultraviolet) light sources 12u are alternately arranged.
  • the white light source 12w is a light source that emits white light serving as a backlight for displaying an image on the LCD.
  • the UV light source 12u is a light source (light emitting portion) that emits ultraviolet light (UV light) that changes the optical characteristics of the photochromic material of the composite film 16 described later.
  • the light source unit 12 has alternately arranged the white light source 12w and the UV light source 12u, the present invention is not limited to this. That is, the number of the white light sources 12w may be a number that can emit a sufficient amount of light for image display by the LCD, while the number of the UV light sources 12u changes the optical characteristics of the photochromic material of the composite film 16 described later. Any number that can emit a sufficient amount of light is sufficient. Accordingly, there are various arrangements of the white light source 12w and the UV light source 12u, such as three white light sources 12w and one UV light source 12u, and six white light sources 12w and one UV light source 12u. Configuration is available.
  • the white light sources 12w are preferably arranged evenly in the arrangement direction.
  • the UV light sources 12u are arranged evenly in the arrangement direction.
  • the white light source 12w various known light sources used for LCD backlights can be used.
  • the UV light source 12u various light sources capable of emitting light that can change the optical characteristics of the photochromic material of the composite film 16 can be used.
  • the light that changes the optical characteristics of the photochromic material is not limited to ultraviolet light, and various types of light (light source) that can change the optical characteristics of the photochromic material can be used depending on the photochromic material used.
  • the white light source 12w and the UV light source 12u are known light sources such as LEDs (Light Emitting Diodes), various lasers such as semiconductor lasers, fluorescent lamps, and the like as long as they can emit light having a necessary wavelength (wavelength band).
  • LEDs Light Emitting Diodes
  • various lasers such as semiconductor lasers, fluorescent lamps, and the like as long as they can emit light having a necessary wavelength (wavelength band).
  • Various light sources are available.
  • the white light source 12w that is, the light source serving as the backlight of the LCD, emits light that does not include a wavelength (component) that changes the optical characteristics of the photochromic material.
  • the white light source 12w includes a wavelength that changes the optical characteristics of the photochromic material, the amount of light is preferably insufficient for the change of the optical characteristics of the photochromic material.
  • the light source unit is not limited to a configuration in which a plurality of light sources are arranged in one direction as in the illustrated example. That is, the light source may be a linear light source such as a fluorescent lamp or a light source formed by arranging a plurality of LEDs in a line. Or, for example, the light source that emits the light serving as the backlight is a linear light source, and the light that emits the light that changes the optical characteristics of the photochromic material is arranged in the longitudinal direction of the linear light source for the backlight. It may be the configuration.
  • the light guide plate 14 is also a general light guide plate used in a backlight unit of an LCD. Therefore, the light guide plate 14 can be any of various known light guide plates used in LCD backlight units.
  • the composite film 16 includes a liquid crystal compound aligned in the thickness direction and a photochromic material. Note that the photochromic material is preferably positioned (included) between the liquid crystal compounds.
  • the composite film 16 When the UV light source 12u is not lit, the composite film 16 is almost in the same state as nothing is present, and has no effect on the light. That is, in the optical device 10 (LCD), the light emitted from the light guide plate 14 simply passes through the composite film 16 when the UV light source 12 u is not turned on.
  • the composite film 16 when the UV light source 12u is turned on, the optical characteristics of the photochromic material are changed by the ultraviolet light, and the light transmittance in the thickness direction of the composite film 16 is perpendicular to the thickness direction. It becomes smaller than the light transmittance.
  • the composite film 16 changes the optical characteristics of the photochromic material, and is in a state similar to a polarizing plate having an absorption axis in the thickness direction, that is, the direction that coincides with the alignment direction of the liquid crystal compound. become.
  • the optical device 10 and the display device using the optical device 10 include the composite film 16, the polarizing plate 20, the UV light source 12u that emits ultraviolet light that changes the optical characteristics of the photochromic material, and the light guide plate 14.
  • the non-lighting (off) and lighting (on) of the UV light source 12u allows switching between normal wide viewing angle image display and narrow viewing angle image display on the LCD. This will be described in detail later.
  • the liquid crystal compound is aligned in the thickness direction means that the liquid crystal compound is aligned at an angle of 80 to 90 ° with respect to the film surface (main surface (maximum surface)) of the composite film 16. Means that The liquid crystal compound is preferably oriented at 85 to 90 ° with respect to the film surface of the composite film 16, and most preferably oriented perpendicularly (90 °).
  • the liquid crystal compound is aligned in the thickness direction means that when the liquid crystal compound is a rod-like liquid crystal compound, the director direction of the rod-like liquid crystal compound is the film surface of the composite film 16.
  • the liquid crystal compound is a discotic liquid crystal compound
  • the normal direction of the disc surface of the discotic liquid crystal compound is parallel to the film surface of the composite film 16.
  • the alignment of the liquid crystal compound in the thickness direction can be confirmed, for example, by observing the cross section of the composite film 16 with a transmission electron microscope (TEM).
  • TEM transmission electron microscope
  • the absorption axis of the composite film 16 when the UV light source 12 u is turned on means the same thickness direction as the alignment direction of the liquid crystal compound, that is, 80 to 90 with respect to the film surface of the composite film 16. The angle becomes °. Further, the absorption axis of the composite film 16 in a state where the UV light source 12u is turned on is preferably 85 to 90 ° with respect to the film surface of the composite film 16, and most preferably perpendicular (90 °).
  • such a composite film 16 is formed by applying a liquid crystal composition containing at least a liquid crystal compound and a photochromic material on a substrate having an alignment film on the surface, and vertically aligning the liquid crystal compound by a guest-host method, and curing the composite film.
  • the liquid crystal compound molecules can be formed by forming a layer in which molecules of the liquid crystal compound are fixed in a substantially vertical alignment state. That is, as an example, the composite film 16 is formed of a base material having an alignment film and a layer formed by curing the liquid crystal composition.
  • the composite film 16 is formed by applying a liquid crystal composition containing at least a liquid crystal compound on a substrate having an alignment film on the surface and curing the liquid crystal composition so that the molecules of the liquid crystal compound are fixed in a substantially vertical alignment state. It can be produced in the same manner as the liquid crystal film.
  • a liquid crystal composition containing at least a liquid crystal compound, a solvent, and, if necessary, an aligning agent is applied onto a substrate on which an alignment film is formed and dried to form a liquid crystal coating film. Therefore, the composite film 16 can be produced using a liquid crystal composition obtained by adding a photochromic material to a liquid crystal composition for producing a liquid crystal film.
  • -Base material- There is no restriction
  • the shape of the substrate include a flat plate shape and a sheet shape.
  • the structure of the substrate a single layer structure or a laminated structure can be selected as appropriate.
  • an inorganic material and an organic material can be used suitably.
  • the inorganic material include glass, quartz, and silicon.
  • Organic materials include acetate resin such as triacetyl cellulose (TAC), polyester resin, polyethersulfone resin, polysulfone resin, polycarbonate resin, polyamide resin, polyimide resin, polyolefin resin, acrylic resin , Polynorbornene resins, cellulose resins, polyarylate resins, polystyrene resins, polyvinyl alcohol resins, polyvinyl chloride resins, polyvinylidene chloride resins, polyacrylic resins, and the like. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
  • TAC triacetyl cellulose
  • polyester resin polyethersulfone resin, polysulfone resin, polycarbonate resin, polyamide resin, polyimide resin, polyolefin resin, acrylic resin , Polynorbornene resins, cellulose resins, polyarylate resins,
  • the base material may be appropriately synthesized or a commercially available product may be used.
  • the thickness of the substrate is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose. The thickness is preferably 10 to 500 ⁇ m, more preferably 50 to 300 ⁇ m.
  • the alignment film used for the composite film 16 examples include films of cured products of polyimide, polyamideimide, polyetherimide, polyvinyl alcohol, and acrylate monomer, which are laminated on the surface of the substrate. Further, the alignment film may be subjected to photo-alignment treatment.
  • This photo-alignment treatment is a treatment that generates anisotropy on the surface of the photo-alignment film by irradiating linearly polarized light or oblique non-polarized light with a wavelength that causes a photochemical reaction to photoactive molecules such as azobenzene polymers and polyvinyl cinnamate.
  • the alignment of the molecular long axis on the outermost surface of the film is generated by incident light, and a driving force for aligning the liquid crystal in contact with the molecules on the outermost surface is formed.
  • photoisomerization, photodimerization, photocyclization, photocrosslinking, photolysis, photodecomposition-bonding by irradiation with linearly polarized light having a wavelength causing photochemical reaction of photoactive molecules any one that generates anisotropy on the film surface by any of the reactions may be used.
  • any one that generates anisotropy on the film surface by any of the reactions may be used.
  • liquid crystal compound used in the liquid crystal composition for forming the composite film 16 is not particularly limited as long as it has a polymerizable group and is cured by irradiation with ultraviolet rays, and may be appropriately selected according to the purpose. it can.
  • Preferred examples of the liquid crystal compound include compounds represented by the following structural formula.
  • the content of the liquid crystal compound is preferably 10 to 90% by mass and more preferably 20 to 80% by mass with respect to the total solid content of the liquid crystal composition.
  • the composite film 16 includes the liquid crystal compound and the photochromic material that are aligned in the thickness direction.
  • the UV light source 12u When the UV light source 12u is turned on, the optical characteristics of the photochromic material are changed by the ultraviolet light, and the thickness direction That is, it is characterized by being in the same state as a polarizing plate having an absorption axis in a direction coinciding with the alignment direction of the liquid crystal compound.
  • the liquid crystal layer (liquid crystal compound) as a medium is aligned in the thickness direction.
  • the liquid crystal layer formed on the alignment film provided on one side of the substrate may be substantially vertically aligned from the alignment film side to the air interface side by adjusting the end to be hydrophobic, It may be disturbed diagonally at the interface. Therefore, the liquid crystal layer can be stably aligned in the thickness direction by adding an air interface vertical alignment agent to the liquid crystal composition for forming the composite film 16.
  • an air interface vertical alignment agent is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, it is described in paragraph numbers ⁇ 0110> to ⁇ 0194> of JP-A-2006-301605. It can be used by appropriately selecting from compounds.
  • the polymeric surfactant with strong interaction with the liquid crystal layer can select and use, for example, Dainippon Ink Chemical Co., Ltd. Megafac F780F etc. are mentioned suitably.
  • the content of such an air interface vertical alignment agent is preferably 0.01 to 5.0% by mass, more preferably 0.05 to 3.0% by mass with respect to the total solid content of the liquid crystal composition.
  • the liquid crystal composition for forming the composite film 16 preferably contains a photopolymerization initiator.
  • the photopolymerization initiator is not particularly limited and may be appropriately selected from known ones according to the purpose. For example, p-methoxyphenyl-2,4-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2 -(P-butoxystyryl) -5-trichloromethyl 1,3,4-oxadiazole, 9-phenylacridine, 9,10-dimethylbenzphenazine, benzophenone / Michler's ketone, hexaarylbiimidazole / mercaptobenzimidazole, benzyldimethyl Ketal, thioxanthone / amine, and the like.
  • the addition amount of the photopolymerization initiator is preferably 0.1 to 20% by mass, more preferably 0.5 to 5% by mass with respect to the total solid content of the liquid crystal composition.
  • halogenated hydrocarbons such as chloroform, dichloromethane, carbon tetrachloride, dichloroethane, tetrachloroethane, methylene chloride, trichloroethylene, tetrachloroethylene, chlorobenzene, orthodichlorobenzene; phenol, p-chlorophenol, o-chlorophenol, m-cresol, Phenols such as o-cresol and p-cresol; aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, methoxybenzene, 1,2-dimethoxybenzene; acetone, methyl ethyl ketone (MEK), methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, cyclopen
  • Photochromic materials There is no restriction
  • the content of the photochromic material is preferably 3 to 30% by mass, more preferably 5 to 20% by mass, and still more preferably 8 to 15% by mass with respect to the total solid content of the liquid crystal composition.
  • the liquid crystal composition for forming the composite film 16 can be applied to the substrate (alignment film) by a known application method.
  • the coating method include spin coating, casting, roll coating, flow coating, printing, dip coating, cast film formation, bar coating, and gravure printing.
  • the curing method of the liquid crystal composition for forming the composite film 16 may be thermal curing or photocuring, but photocuring is particularly preferable.
  • the composite film 16 is not limited to the structure which has a base material, Various structures can be utilized.
  • the light guide plate 14 may be used as the formation surface of the composite film 16, an alignment film may be formed on the surface of the light guide plate 14, and a liquid crystal composition for forming the composite film 16 may be applied thereon and cured. .
  • the polarizing plate 20 is a linear polarizing plate having a unidirectional transmission axis, and is a normal polarizing plate used for an LCD or the like. Therefore, as the polarizing plate 20, various general linear polarizing plates such as an absorbing polarizing plate containing an iodine compound and a reflective polarizing plate such as a wire grid can be used.
  • the vertical direction of display in the display device that is, the vertical direction of display
  • the horizontal direction orthogonal to the x direction is the y direction
  • the thickness of the composite film 16 is orthogonal to the x direction and y direction.
  • the vertical direction is the z direction.
  • the arrow of the polarizing plate 20 is the absorption axis 20a.
  • the absorption axis 20a of the polarizing plate 20 coincides with the x-axis direction, that is, the vertical direction of display.
  • the composite film 16 is almost in the same state as when there is nothing. Therefore, the white light emitted from the white light source 12w, propagated by the light guide plate 14, and emitted from the main surface of the light guide plate 14 passes through the composite film 16 as it is and is converted into linearly polarized light in the x direction by the polarizing plate 20. Then, the light is incident on the liquid crystal display element thereon and used for image display. Accordingly, in this state, the LCD displays an image with a normal wide viewing angle. Further, when the UV light source 12u is not turned on, the composite film 16 is almost the same as the state without anything, so even if the composite film 16 is provided, the light transmittance remains high.
  • the ultraviolet light emitted from the UV light source 12u enters the composite film 16 together with the white light emitted from the white light source 12w.
  • the optical characteristics of the photochromic material of the composite film 16 change. Due to the change in the optical characteristics of the photochromic material, the composite film 16 has a light transmittance in the thickness direction (z direction) smaller than a light transmittance in the direction orthogonal to the thickness direction.
  • the UV light source 12u when the UV light source 12u is turned on, the optical characteristics of the photochromic material are changed in the composite film 16 due to the incidence of ultraviolet light, and an absorption axis is generated in the thickness direction (the orientation direction of the liquid crystal compound), that is, the z direction. It will be in the same state. If an absorption axis is generated, a transmission axis is generated in a direction perpendicular to the absorption axis. Therefore, when the UV light source 12u is turned on, the composite film 16 is in a state of a polarizing plate whose absorption axis coincides with the thickness direction.
  • the composite film 16 when the UV light source 12u is turned on, the composite film 16 has an absorption axis a in the z direction when, for example, a display image is observed from the direction of the elevation angle of 45 ° in the x direction. It has a state like a polarizing plate Yp (two-dot chain line) having a (solid line arrow) and having a transmission axis ty (broken line arrow) in the y direction and parallel to the z direction and the y direction.
  • Yp two-dot chain line
  • the composite film 16 has an absorption axis a (solid arrow) in the z direction, and x It becomes a state like a polarizing plate Xp (two-dot chain line) having a transmission axis tx in the direction and parallel to the z direction and the x direction.
  • the absorption axis a generated in the composite film 16 with the UV light source 12u turned on is in the z direction, that is, the thickness direction. Therefore, when the LCD is observed from the front, that is, the direction orthogonal to the image display surface (that is, the z direction), the state is the same as the absence of the absorption axis a, that is, the composite film 16 does not act as a polarizing plate. . Therefore, the display image on the LCD can be normally observed from the front.
  • the composite film 16 looks like a polarizing plate Yp parallel to the z direction and the y direction. Since the absorption axis a is in the z direction (thickness direction), the composite film 16 becomes more effective as the polarizing plate Yp as the observation direction is in the x direction and the elevation angle value decreases. Therefore, when the observation direction is the x direction and the value of the elevation angle is small, the light transmitted through the composite film 16 becomes the linearly polarized light in the y direction by the transmission axis ty in the y direction of the polarizing plate Yp.
  • the absorption axis 20a of the polarizing plate 20 disposed on the composite film 16 is in the x direction, that is, the transmission axis is in the y direction. Therefore, for example, even when observed from the direction having an elevation angle of 45 ° in the x direction, the linearly polarized light in the y direction that has passed through the composite film 16 passes through the polarizing plate 20 as it is, and enters the liquid crystal display element, thereby causing an image. Provided for display. Therefore, even when the UV light source 12u is turned on, an image can be normally observed from the x direction. That is, the viewing angle in the x direction is not narrowed even when the UV light source 12u is turned on.
  • the composite film 16 looks like a polarizing plate Xp parallel to the z direction and the x direction. Similar to the polarizing plate Yp, the composite film 16 becomes more effective as the polarizing plate Xp as the observation direction is the y direction and the value of the elevation angle is smaller. Therefore, when the observation direction is, for example, 45 degrees in the y direction, the light transmitted through the composite film 16 becomes linearly polarized light in the x direction by the transmission axis tx in the x direction of the polarizing plate Xp.
  • the absorption axis 20a of the polarizing plate 20 disposed on the composite film 16 is in the x direction.
  • the linearly polarized light in the x direction that has passed through the composite film 16 is absorbed by the absorption axis 20a of the polarizing plate 20, and thus is displayed for image display.
  • the UV light source 12u is turned on, it is difficult to observe an image from an arbitrary elevation angle in the y direction compared to observation from an arbitrary elevation angle in the x direction. That is, by turning on the UV light source 12u, it is possible to narrow the viewing angle in the y direction and display an image with a narrow viewing angle.
  • the light transmittance in the thickness direction is smaller than the light transmittance in the direction perpendicular to the thickness direction.
  • luminance Y0 at an elevation angle of 0 ° (front direction) and luminance Y45 at a white display of 45 ° are measured, and the ratio of light transmittance (Y0 / Y45) can be calculated.
  • the value of (Y0 / Y45) is preferably 10 or more, more preferably 100 or more, and still more preferably 1000 or more.
  • Such a difference in light transmittance may be obtained by measuring the transmittance of light emitted from the light source and transmitted through the composite film.
  • the optical characteristics of the photochromic material of the composite film 16 are restored to the original state, and the state is the same as when there is nothing before the UV light source 12u is turned on. An image is displayed.
  • the UV light source 12u is turned off, the optical characteristics of the photochromic material are restored by heating the composite film 16 and / or irradiating the composite film 16 with light having a wavelength different from ultraviolet light. It may be possible to shorten the time required for returning to.
  • the normal wide viewing angle image display and the viewing angle in one direction are narrowed by a simple operation of turning on and off the UV light source 12u.
  • the image display with a narrow viewing angle can be switched.
  • the configuration of the LCD is a simple configuration in which the UV light source 12u and the composite film 16 are added.
  • the viewing angle in the y direction in the figure is narrowed, but by selecting the direction of the absorption axis 20a of the polarizing plate 20, the viewing angle in the desired direction can be narrowed.
  • the absorption axis 20a of the polarizing plate 20 may be set in the y direction. That is, the viewing angle in a desired direction can be narrowed by arranging the polarizing plate 20 so that the absorption axis 20a is aligned with the direction orthogonal to the direction in which the viewing angle is desired to be narrowed.
  • the illustrated example is an example in which the optical characteristics of the photochromic material change when irradiated with ultraviolet rays, and the composite film 16 acts as a polarizing plate having an absorption axis and a transmission axis.
  • the present invention is not limited to this. . That is, when the optical properties of the photochromic material are changed by irradiating ultraviolet rays, it becomes the same state as when there is no composite film, before the ultraviolet irradiation is stopped and the optical properties of the photochromic material change In the returned state, the composite film may function as a polarizing plate having an absorption axis and a transmission axis.
  • the backlight unit of the LCD is an edge light type using the light guide plate 14, but the present invention is not limited to this. That is, a so-called direct-type backlight unit that emits light from a light source to a liquid crystal display panel using a reflector or the like without using a light guide plate can also be used.
  • a light source that emits light serving as a backlight and a light source that emits ultraviolet light or the like for changing the optical characteristics of the photochromic material are arranged in the reflector of the direct type backlight unit. That's fine.
  • the light source unit 12 and the light guide plate 14 also serve as a backlight unit in the LCD and a light emitting unit that emits light that changes the optical characteristics of the photochromic material in the optical device 10 to the composite film 16.
  • the present invention is not limited to this. That is, the backlight unit for image display in the LCD and the light emitting portion of the optical device that emits light for changing the optical characteristics of the photochromic material to the composite film may be provided separately and independently. .
  • the backlight unit in the LCD is a direct type
  • the light emitting part that emits light for changing the optical characteristics of the photochromic material is an edge light type, on the light emitting surface of the direct type backlight unit,
  • positions the light-guide plate which comprises the light-projection part of an optical apparatus is illustrated.
  • the example shown in FIGS. 1 and 2 is an example in which the optical device 10 is incorporated in a liquid crystal display device, but the optical device of the present invention is not limited to this. That is, the optical device of the present invention is a single unit different from a display device having a polarizing plate, a composite film, and a light emitting unit that emits light that changes the optical characteristics of the photochromic material of the composite film to the composite film.
  • the optical device may be used. Even when the optical device is a single device, the light emitting unit may be an edge light type or a direct type. In this case, when the light emitting portion is an edge light type, a general light guide plate used for a backlight unit of an LCD can be used as the light guide plate.
  • a single optical device that is separate from such a display device includes a light emitting unit having a light guide unit and a light source unit having a light source that emits ultraviolet light to the light guide plate, a composite film, and a polarizing plate.
  • This optical device is mounted on a display surface (observation surface) of a display device such as an LCD, an organic electroluminescence display device, a plasma display device, and the like, and the light source of the light source unit is turned on and off as before. As a result, it is possible to switch between normal image display with a wide viewing angle with the light source unit turned off and image display with a narrow viewing angle with the light source unit turned on.
  • optical device and the display device of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described examples, and various improvements and modifications may be made without departing from the gist of the present invention. Of course.
  • ⁇ Preparation of film 01> The following materials were put into a mixing tank and stirred while heating to dissolve each component to prepare a cellulose acetate solution (dope) having the following composition.
  • ⁇ Composition >> -Cellulose acetate (acetyl substitution degree 2.86)-100 parts by mass-Triphenyl phosphate-8 parts by mass-Biphenyl diphenyl phosphate-4 parts by mass-Methylene chloride-369 parts by mass-Methanol ⁇ 80 parts by mass ⁇ 1-butanol ⁇ ⁇ ⁇ 4 parts by mass
  • the prepared dope was heated to 30 ° C., and cast on a glass plate through a casting Giesser.
  • the surface temperature of the glass was set to -5 ° C, and the space temperature of the entire casting part was set to 15 ° C.
  • the mixture was allowed to stand for 1 minute, dried at 45 ° C. for 1 minute, and peeled off from the glass.
  • the film was dried at 110 ° C. for 5 minutes and further at 140 ° C. for 10 minutes to obtain a protective film having a thickness of 80 ⁇ m.
  • This film 01 becomes a base material of the composite film 16.
  • Acrylic layer forming composition >> Compound A: 70 parts by mass Compound B: 30 parts by mass Isopropyl alcohol: 425 parts by mass Methyl acetate: 142 parts by mass
  • Compound A KAYARAD PET30 (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., mixture of compounds having the following structure, mass average molecular weight is 298, and the number of functional groups in one molecule is 3.4 (average).)
  • Compound B Bremer GLM (manufactured by NOF Corporation, compound having the following structure)
  • the composition for acrylic layer formation which added the photoinitiator was apply
  • the coating layer was cured by irradiating ultraviolet rays with an irradiation amount of 150 mJ / cm 2 , and an acrylic layer was formed on the film 01.
  • the thickness of the acrylic layer was 0.3 ⁇ m. This acrylic layer becomes an alignment film in the composite film 16.
  • a liquid crystal composition having the following composition for forming a composite film 16 containing a photochromic material and a liquid crystal compound was prepared.
  • ⁇ Liquid Crystal Composition for Forming Composite Film 16 >> -Total of B01 and B02 ... 100 parts by mass-S1 ... 1 part by mass-S2 ... 0.5 parts by mass-S3 ... 0.8 parts by mass-The following photochromic material mixture ... 3 Part by mass-Photopolymerization initiator (Irgacure 907, manufactured by BASF) ...
  • S1 Compound having the following structure
  • S2 Compound having the following structure
  • S3 Compound having the following structure
  • a: b is 90:10 (mass ratio).
  • Photochromic material mixture Mixtures in the table below In the table above, photochromic A is indenonaphthopyran reported to produce a blue activation color. Photochromic B is an indenonaphthopyran that has been reported to produce a greenish activation color. Photochromic C is an indenonaphthopyran that has been reported to produce a reddish brown activated color.
  • the prepared liquid crystal composition for forming the composite film 16 was applied to the acrylic layer of the film 01 on which the acrylic layer was formed at a coating amount of 4 ml / m 2 using a bar coater. After heating for 120 seconds at an aging temperature of 100 ° C., the temperature of 100 ° C. is maintained, and ultraviolet rays having an illuminance of 600 mW / cm 2 are applied by an ultraviolet irradiation device (ultraviolet lamp: output 160 W / cm, emission length 1.6 m). Irradiated for 2 seconds to allow the crosslinking reaction to proceed. Thereafter, it was allowed to cool to room temperature to obtain a composite film 16.
  • an ultraviolet irradiation device ultraviolet irradiation device
  • the produced composite film 16 was bonded to an acrylic plate (thickness 2 mm) with an adhesive (manufactured by Soken Chemical Co., Ltd., SK Dyne). At this time, the surface on which the liquid crystal composition was applied was brought into contact with the acrylic plate.
  • iPad manufactured by APPLE
  • APPLE registered trademark
  • an acrylic plate bonded with the composite film 16 is disposed between the liquid crystal panel and the backlight, and is opposed to one end surface of the acrylic plate.
  • Ten UVLEDs manufactured by Nichia Chemical, NSPU510US were evenly arranged.
  • the UV LED is turned on, and Y0 / Y45 in the direction (y direction in FIG. 2) perpendicular to the absorption axis of the back side polarizing plate of iPad measured by “EZ-Contrast XL88” exceeds 10.
  • Y0 / Y45 measured 5 minutes after the UVLED was turned off was about 3 to 4 from any direction. From the above, the effects of the present invention are clear.
  • the present invention can be suitably used for tablet PCs, notebook PCs, smartphones, and the like.
  • Optical apparatus 12 Light source unit 12w White light source 12u UV light source 14 Light guide plate 16 Composite film 20, Xp, Yp Polarizing plate 20a, a Absorption axis tx, ty Transmission axis

Landscapes

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Abstract

簡易な構成および簡易な制御で、広視野角での表示と狭視野角での表示の切り換えを可能にする光学装置、および、これを用いる表示装置を提供する。光学装置は、偏光板と、厚さ方向に配向する液晶化合物、および、フォトクロミック材料を有し、光の出射でフォトクロミック材料の光学特性が変化して、厚さ方向の光透過率が厚さと直交方向の光透過率よりも小さくなる複合膜と、複合膜のフォトクロミック材料の光学特性を変化させる光を出射する光出射部と、を有する。

Description

光学装置および表示装置
　本発明は、液晶表示装置などの表示装置に利用される光学装置、および、この光学装置を用いる表示装置に関する。
　タブレットＰＣ（Personal Computer）、ノートＰＣ、スマートフォン等の携帯電話など、個人使用の電子機器では、周囲の第三者に画面を覗き見られたくないという要望が有る。そのため、これらの電子機器では、周囲の第三者に画面を覗き見られないように、画面の視野角を狭くすることが行われている。
　例えば、特許文献１には、偏光子の吸収軸が膜面に対して略垂直に配向している垂直偏光膜と、偏光子の吸収軸が膜面に対して略水平方向に配向している水平偏光膜とを積層してなる複合偏光板が記載されている。
　この複合偏光板は、上下斜め方向からの入射光を効果的に減光することができる。従って、この複合偏光板は、プラズマディスプレイや液晶ディスプレイの画面上に載置するだけで、視野角の特定な斜め２方向を遮光エリアとして、画面の視野角を狭くできる。
　その反面、この複合偏光板を画面上に載置すると、特定の方向からの視野角が狭い状態で固定されてしまう。そのため、再度、通常の広視野角での画像表示を行う場合には、複合偏光板を取り外す必要がある。
　すなわち、この複合偏光板を用いた場合には、通常の広視野角での画像表示と狭視野角での画像表示とを切り換るためには、画面上への複合偏光板の着脱が必要になる。
　一方、タブレットＰＣやノートＰＣなどの電子機器において、横からの覗き見防止などのセキュリティー確保と、必要な場合における横からの十分な視認性とを実現するために、通常の広視野角での画像表示と、狭視野角での画像表示とを切り換えることができる表示装置が、各種、提案されている。
　例えば、特許文献２には、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）およびＷ（白）のサブピクセルに対応するゲート配線およびデータ配線を有する第１基板と、ゲート配線とデータ配線との交点に配置される薄膜トランジスタと、Ｒ、Ｇ、ＢおよびＷのサブピクセル内に備えられるプレート型の第１共通電極と、薄膜トランジスタに接続され、第１共通電極と絶縁されて複数のスリットを有する画素電極と、第１基板に対向合着される、第１基板との空間に液晶層が備えられる第２基板と、第２基板上にＷサブピクセルに対応するように形成されるプレート型の第２共通電極とを有する液晶表示装置が開示されている。
　この液晶表示装置では、Ｗサブピクセルに対して、広視野角での画像表示の場合には、Ｒ、ＧおよびＢの隣接サブピクセルと同様にＦＦＳ（Fringe Field Switching）モードで駆動して視野角を広め、かつ、Ｗ輝度も補償すると共に、狭視野角での画像表示の場合には、Ｒ、ＧおよびＢの隣接サブピクセルとは異なる、垂直電界を形成するＥＣＢ（Electrically Controlled Birefringence）モードで駆動することにより、視野角を減少することを可能にしている。
　また、特許文献３には、視野角が一次元方向に制限された画面と、この画面に表示する画像の正立方向が視野角の制限方向に対して略直交するパーソナルビューモードと、画像の正立方向が視野角の制限方向に一致するマルチビューモードとを切り換える画像表示切替手段とを有する表示装置が開示されている。
　すなわち、この表示装置では、マイクロプリズムシート等によって画面の視野角を一次元方向に制限すると共に、画像を９０°回転して、視野角の制限方向に画像の天地を一致させるか否かによって、広視野角での画像表示と狭視野角での画像表示との切り換えを可能にしている。
特開２００８－２７５９７６号公報 特開２００７－１７８９７９号公報 特開２００４－２７９８６６号公報
　これらの表示装置によれば、何らかの部材の着脱を行うことなく、１台の表示装置によって、通常の広視野角の画像表示と、狭視野角の画像表示とを切り換えることができる。
　しかしながら、特許文献２の液晶表示装置では、Ｗサブピクセル、複数の基板、および、複数の共通電極などを有する特殊な構造の液晶表示パネル、および、異なるモードでの液晶表示装置の駆動が必要であり、表示装置の構成が複雑になってしまう。
　また、特許文献３の表示装置では、広視野角の表示と狭視野角の表示とを切り換えるために、画像を９０°回転する必要があり、余分な画像処理が必要になってしまう。また、通常の表示装置では、画面の縦横比が異なるため、特許文献３の表示装置では、広視野角の表示と狭視野角の表示とで、画像の縦横比が異なってしまう。
　本発明の目的は、このような従来技術の問題点を解決することにある。本発明は、タブレットＰＣやノートＰＣなどに用いられることにより、部材の着脱や画像処理などを行うことなく、簡易な動作で、通常の広視野角での画像表示と、視野角を制限した狭視野角での画像表示とを切り換えることができ、しかも、構成も簡易な光学装置、および、この光学装置を用いる表示装置を提供する。
　本発明の光学装置は、偏光板と、
　厚さ方向に配向している液晶化合物、および、フォトクロミック材料を有し、光が照射されることによってフォトクロミック材料の光学特性が変化して、厚さ方向の光透過率が、厚さ方向と直交する方向の光透過率よりも小さくなる、複合膜と、
　複合膜のフォトクロミック材料の光学特性を変化させる光を、複合膜に出射する光出射部と、を有する。
　上記光学装置は、光出射部が、紫外線を出射するものであることが好ましい。
　本発明の表示装置は、表示素子と、上記光学装置と、を有する。
　上記表示装置は、表示素子が液晶表示素子であることが好ましい。
　上記表示装置は、光学装置の光出射部が、液晶表示素子で画像を表示するためのバックライトユニットを構成することが好ましい。
　上記表示装置は、光学装置の偏光板が、液晶表示素子で画像を表示するためのバックライトユニット側偏光板を構成することが好ましい。
　本発明の光学装置は、構成が簡易で、タブレットＰＣやノートＰＣなどと組み合わせることにより、部材の着脱等を行うことなく、しかも、簡易な動作で、通常の広視野角での画像表示と、視野角を制限した狭視野角での画像表示とを切り換えることができる。また、本発明の表示装置は、本発明の光学装置を利用することにより、簡易な構成および簡易な動作で、部材の着脱等を行うことなく、しかも、通常の広視野角での画像表示と、視野角を制限した狭視野角での画像表示とを切り換えることができる。
本発明の光学装置の一例の概念的に示す図である。 図１に示す光学装置の構成を説明するための概念図である。 図１に示す光学装置の作用を説明するための概念図である。
　以下、本発明の光学装置および表示装置について、添付の図面に示される好適な実施例を基に、詳細に説明する。
　なお、本明細書において「～」を用いて表される数値範囲は、「～」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
　本明細書において、「同一」は、技術分野で一般的に許容される誤差範囲を含むものとする。また、本明細書において、「全部」、「いずれも」または「全面」などというとき、１００％である場合のほか、技術分野で一般的に許容される誤差範囲を含み、例えば９９％以上、９５％以上、または９０％以上である場合を含むものとする。
　図１および図２に、本発明の光学装置の一例を概念的に示す。
　図１および図２に示すように、光学装置１０は、光源ユニット１２と、導光板１４と、複合膜１６と、偏光板２０とを有する。図示例においては、光源ユニット１２と導光板１４とで、複合膜１６のフォトクロミック材料の光学特性を変化させる光を複合膜１６に出射する、本発明における光出射部を構成する。
　なお、導光板１４と複合膜１６、および、複合膜１６と偏光板２０は、離間していてもよく、あるいは、積層されているだけでもよく、あるいは、シート状の光学装置および光学素子の貼り合わせに用いられる、光学透明接着剤(ＯＣＡ(Optical Clear Adhesive))、光学透明両面テープ、光学透明粘着シート、紫外線硬化型樹脂等の、接着剤または粘着剤で貼り合わされていてもよい。
　図１および図２は、光学装置１０を用いる、本発明の表示装置の一部を概念的に示している。図１および図２は、一例として、光学装置１０を液晶表示装置に利用した例である。以下の説明では、液晶表示装置をＬＣＤ（Liquid Crystal Display）とも言う。
　すなわち、光源ユニット１２および導光板１４は、光学装置１０における光出射部であると共に、ＬＣＤのバックライトユニットでもある。また、偏光板２０は、光学装置１０における偏光板であると共に、ＬＣＤのバックライト側（背面側）の偏光板でもある。さらに、偏光板２０の図中上方には、薄膜トランジスタおよび液晶セル等を有する液晶表示素子（液晶表示パネル）、前面側の偏光板、プリズムシートなどの光拡散手段など、一般的なＬＣＤが有する、公知の各種の部材が配置される。
　なお、上記ＬＣＤは、例示した部材以外にも、公知のＬＣＤが有する、公知の各種の部材を有してもよい。
　光源ユニット１２は、複数の光源を一方向に配列してなるものである。
　図２に示すように、光源ユニット１２は、白色光源１２ｗとＵＶ（Ultraviolet）光源１２ｕとを、交互に配列してなる構成を有する。白色光源１２ｗは、ＬＣＤで画像表示を行うためのバックライトとなる白色光を出射する光源である。ＵＶ光源１２ｕは、後述する複合膜１６のフォトクロミック材料の光学特性を変化させる紫外光（ＵＶ光）を出射する光源（光出射部）である。
　なお、図２においては、光源は、４つしか示してないが、本発明は、これに限定されない。また、光源ユニット１２は、白色光源１２ｗとＵＶ光源１２ｕとを交互に配列しているが、本発明は、これにも限定はされない。
　すなわち、白色光源１２ｗの数は、ＬＣＤによる画像表示に十分な光量を出射できる数であればよく、他方、ＵＶ光源１２ｕの数は、後述する複合膜１６のフォトクロミック材料の光学特性を変化させるのに十分な光量を出射できる数であればよい。従って、白色光源１２ｗとＵＶ光源１２ｕとの配列は、白色光源１２ｗを３個に対してＵＶ光源１２ｕを１個や、白色光源１２ｗを６個に対してＵＶ光源１２ｕを１個など、様々な構成が利用可能である。
　なお、バックライトの光量を全面的に均一にするためには、白色光源１２ｗは、配列方向に均等に配列されることが好ましい。同様に、複合膜１６のフォトクロミック材料の光学特性を全面的に適正に変化させるためには、ＵＶ光源１２ｕは、配列方向に均等に配列されることが好ましい。
　白色光源１２ｗは、ＬＣＤのバックライトに用いられる公知の各種の光源が利用可能である。他方、ＵＶ光源１２ｕは、複合膜１６のフォトクロミック材料の光学特性を変化させられる光を出射可能な各種の光源が利用可能である。なお、フォトクロミック材料の光学特性を変化させる光は、紫外光に限定されず、使用するフォトクロミック材料に応じて、フォトクロミック材料の光学特性を変化させられる各種の光（光源）が利用可能である。
　従って、白色光源１２ｗおよびＵＶ光源１２ｕは、必要とする波長（波長帯域）の光を出射できる光源であれば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、半導体レーザーなどの各種のレーザー、蛍光灯など、公知の各種の光源が利用可能である。
　なお、白色光源１２ｗすなわちＬＣＤのバックライトとなる光源は、フォトクロミック材料の光学特性を変化させる波長（成分）を含まない光を出射するものであることが好ましい。あるいは、白色光源１２ｗは、フォトクロミック材料の光学特性を変化させる波長を含む場合でも、その光量がフォトクロミック材料の光学特性の変化には不十分なものであることが好ましい。
　本発明において、光源ユニットは、図示例のように、複数の光源を一方向に配列する構成に限定はされない。
　すなわち、光源は、蛍光灯、複数のＬＥＤを一列に配列してなる光源など、線状光源を利用してもよい。あるいは、例えば、バックライトとなる光を出射する光源は線状光源で、フォトクロミック材料の光学特性を変化させる光を出射する光は、複数の光源をバックライト用の線状光源の長手方向に配列した構成であってもよい。
　導光板１４も、ＬＣＤのバックライトユニットに用いられる、一般的な導光板である。
　従って、導光板１４は、ＬＣＤのバックライトユニットで用いられる公知の各種の導光板が、全て利用可能である。
　複合膜１６は、厚さ方向に配向している液晶化合物と、フォトクロミック材料とを有する。なお、フォトクロミック材料は、液晶化合物間に位置する（含まれる）ことが好ましい。
　複合膜１６は、ＵＶ光源１２ｕを点灯していない状態では、何も無い状態と殆ど同じ状態になっており、光に対して何も作用しない。すなわち、光学装置１０（ＬＣＤ）では、ＵＶ光源１２ｕを点灯していない状態では、導光板１４から照射された光は、複合膜１６を単に透過する。
　これに対して、複合膜１６は、ＵＶ光源１２ｕを点灯すると、紫外光によってフォトクロミック材料の光学特性が変化して、複合膜１６の厚さ方向の光透過率が、厚さ方向と直交する方向の光透過率よりも小さくなる。言い換えれば、複合膜１６は、ＵＶ光源１２ｕを点灯すると、フォトクロミック材料の光学特性が変化して、厚さ方向すなわち液晶化合物の配向方向と一致する方向に吸収軸を有する偏光板と同じような状態になる。
　光学装置１０およびこれを用いる表示装置は、このような複合膜１６と、偏光板２０と、フォトクロミック材料の光学特性を変化させる紫外光を出射するＵＶ光源１２ｕおよび導光板１４とを有することにより、ＵＶ光源１２ｕの非点灯（ｏｆｆ）および点灯（ｏｎ）によって、ＬＣＤにおいて、通常の広視野角の画像表示と、狭視野角の画像表示との切り換えを可能にしている。
　この点に関しては、後に詳述する。
　本明細書において、『液晶化合物が厚さ方向に配向している』とは、複合膜１６の膜面（主面（最大面））に対して、液晶化合物が８０～９０°の角度で配向していることを意味する。液晶化合物は、複合膜１６の膜面に対して、８５～９０°に配向していることが好ましく、垂直（９０°）に配向していることが最も好ましい。
　なお、本明細書において、『液晶化合物が厚さ方向に配向している』とは、液晶化合物が棒状液晶化合物である場合には、棒状液晶性化合物のダイレクタの方向が複合膜１６の膜面に垂直であることを言い、液晶化合物がディスコティック液晶性化合物である場合には、ディスコティック液晶性化合物の円盤面の法線の方向が複合膜１６の膜面に平行であることを言う。
　液晶化合物が厚さ方向に配向していることは、例えば、複合膜１６の断面を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）で観察することにより確認することができる。
　本明細書においては、ＵＶ光源１２ｕを点灯した状態における複合膜１６の吸収軸は、液晶化合物の配向方向と同じ厚さ方向を意味し、すなわち、複合膜１６の膜面に対して８０～９０°の角度になる。さらに、ＵＶ光源１２ｕを点灯した状態における複合膜１６の吸収軸は、複合膜１６の膜面に対して、８５～９０°であることが好ましく、垂直（９０°）であることが最も好ましい。
　このような複合膜１６は、一例として、表面に配向膜を有する基材上に、少なくとも液晶化合物およびフォトクロミック材料を含む液晶組成物を塗布し、ゲスト－ホスト法によって液晶化合物を垂直配向させ、硬化させて液晶化合物の分子が略垂直配向状態で固定している層を形成することで、作製できる。
　すなわち、複合膜１６は、一例として、配向膜を有する基材と、液晶組成物を硬化してなる層とで形成される。
　具体的には、複合膜１６は、表面に配向膜を有する基材上に、少なくとも液晶化合物を含む液晶組成物を塗布し、硬化させて該液晶化合物の分子が略垂直配向状態で固定している液晶フィルムと、同様に作製できる。
　この液晶フィルムの作製では、少なくとも液晶化合物、および溶媒、必要に応じて配向剤等を含む液晶組成物を、配向膜を形成した基材上に塗布し、乾燥させて液晶塗膜を形成する。従って、複合膜１６は、液晶フィルムを作製するための液晶組成物に、さらにフォトクロミック材料を添加した液晶組成物を用いて作製することができる。
－基材－
　複合膜１６に用いられる基材としては、その形状、構造、大きさ等については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。基材の形状は、例えば平板状、シート状などが挙げられる。基材の構造は、単層構造、または積層構造を適宜選択できる。
　基材の材料としては、特に制限はなく、無機材料および有機材料のいずれをも好適に用いることができる。
　無機材料としては、ガラス、石英、シリコン、などが挙げられる。
　有機材料としては、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）等のアセテート系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリノルボルネン系樹脂、セルロース系樹脂、ポリアリレート系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリ塩化ビニリデン系樹脂、ポリアクリル系樹脂、などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
　基材は、適宜合成したものであってもよいし、市販品を使用してもよい。
　基材の厚さには特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、１０～５００μｍが好ましく、５０～３００μｍがより好ましい。
－配向膜－
　複合膜１６に用いられる配向膜は、一例として、基材の表面に積層された、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリビニルアルコール、およびアクリレートモノマーの硬化物等の膜が挙げられる。
　また、配向膜は、光配向処理したものであってもよい。この光配向処理は、アゾベンゼン系ポリマー、ポリビニルシンナメート等の光活性分子に光化学反応を起こす波長の直線偏光や斜め非偏光を照射して光配向膜の表面に異方性を生成させる処理であり、入射光によって膜の最表面の分子長軸の配向が生成され、この最表面の分子に接触する液晶を配向させる駆動力が形成されている。
　なお、光配向膜の材料としては、上述のものの他に、光活性分子が光化学反応を起こす波長の直線偏光照射による光異性化、光二量化、光環化、光架橋、光分解、光分解－結合のうち、いずれかの反応により膜表面に異方性を生成するものであればよく、例えば、「長谷川雅樹、日本液晶学会誌、Vol.3 No.1,p3(1999)」、「竹内安正、日本液晶学会誌、Vol.3 No.4,p262(1999)」などに記載されている種々の光配向膜材料を使用することができる。
　このような配向膜の上に液晶組成物を塗布すると、配向膜表面の微細な溝および最表面の分子の配向の少なくともいずれかを駆動力として液晶が配向される。
－複合膜１６を形成するための液晶組成物－
　　＜液晶化合物＞
　複合膜１６を形成するための液晶組成物に用いられる液晶化合物としては、重合性基を有し、紫外線の照射によって硬化するものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。液晶化合物としては、下記構造式で表される化合物が好適に挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
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　このような液晶化合物は、市販品を用いることができる。市販品としては、例えば、ＢＡＳＦ社製の商品名：ＰＡＬＩＯＣＯＬＯＲ ＬＣ２４２；Ｍｅｒｃｋ社製の商品名：Ｅ７；Ｗａｃｋｅｒ－Ｃｈｅｍ社製の商品名：ＬＣ－Ｓｌｌｉｃｏｎ－ＣＣ３７６７；高砂香料株式会社製の商品名：Ｌ３５、Ｌ４２、Ｌ５５、Ｌ５９、Ｌ６３、Ｌ７９、Ｌ８３などが挙げられる。
　液晶化合物の含有量は、液晶組成物の全固形分に対し１０～９０質量％が好ましく、２０～８０質量％がより好ましい。
　　＜空気界面垂直配向剤＞
　前述のように、複合膜１６は、厚さ方向に配向している液晶化合物およびフォトクロミック材料を有し、ＵＶ光源１２ｕを点灯すると、紫外光によってフォトクロミック材料の光学特性が変化して、厚さ方向すなわち液晶化合物の配向方向と一致する方向に吸収軸を有する偏光板と同じような状態になることが特徴である。
　そのためには、媒質である液晶層（液晶化合物）は厚さ方向に配向している。基材の片面に設けられた配向膜上に形成される液晶層は、末端を疎水性に調整することにより、配向膜側から空気界面側まで略垂直配向になることもあるが、そのままでは空気界面で斜めに乱れることもある。そこで、複合膜１６を形成するための液晶組成物に、空気界面垂直配向剤を添加することにより、液晶層を安定的に厚さ方向に配向することができる。
　このような空気界面垂直配向剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば特開２００６－３０１６０５号公報の段落番号＜０１１０＞～＜０１９４＞に記載される化合物の中から適宜選択して用いることができる。
　また、使用する液晶層との相互作用が強い高分子界面活性剤の中から選定して用いることができ、例えば、大日本インキ化学工業株式会社製のメガファックＦ７８０Ｆなどが好適に挙げられる。
　このような空気界面垂直配向剤の含有量は、液晶組成物の全固形分に対し０．０１～５．０質量％が好ましく、０．０５～３．０質量％がより好ましい。
　　＜光重合開始剤＞
　複合膜１６を形成するための液晶組成物は、光重合開始剤を含有することが好ましい。光重合開始剤としては、特に制限はなく、公知のものの中から目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ｐ－メトキシフェニル－２，４－ビス（トリクロロメチル）－ｓ－トリアジン、２－（ｐ－ブトキシスチリル）－５－トリクロロメチル１，３，４－オキサジアゾール、９－フェニルアクリジン、９，１０－ジメチルベンズフェナジン、ベンゾフェノン／ミヒラーズケトン、ヘキサアリールビイミダゾール／メルカプトベンズイミダゾール、ベンジルジメチルケタール、チオキサントン／アミン、などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
　これらの光重合開始剤としては、市販品を用いることができる。市販品としては、例えば、ＢＡＳＦ社製の商品名：イルガキュア９０７、イルガキュア３６９、イルガキュア７８４、イルガキュア８１４、ルシリンＴＰＯ、などが挙げられる。
　光重合開始剤の添加量は、液晶組成物の全固形分質量に対し０．１～２０質量％が好ましく、０．５～５質量％がより好ましい。
　　＜溶媒＞
　複合膜１６を形成するための液晶組成物に用いられる溶媒としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、クロロホルム、ジクロロメタン、四塩化炭素、ジクロロエタン、テトラクロロエタン、塩化メチレン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、クロロベンゼン、オルソジクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類；フェノール、ｐ－クロロフェノール、ｏ－クロロフェノール、ｍ－クレゾール、ｏ－クレゾール、ｐ－クレゾールなどのフェノール類；ベンゼン、トルエン、キシレン、メトキシベンゼン、１，２－ジメトキシベンゼン等の芳香族炭化水素類；アセトン、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、２－ピロリドン、Ｎ－メチル－２－ピロリドン等のケトン系溶媒；酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶媒；ｔ－ブチルアルコール、グリセリン、エチレングリコール、トリエチレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、２－メチル－２，４－ペンタンジオール等のアルコール系溶媒；ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド系溶媒；アセトニトリル、ブチロニトリル等のニトリル系溶媒；ジエチルエーテル、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル系溶媒；二硫化炭素、エチルセルソルブ、ブチルセルソルブなどが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
　　＜フォトクロミック材料＞
　複合膜１６を形成するための液晶組成物に用いられるフォトクロミック材料には、特に制限はなく、公知の各種のフォトクロミック材料が利用可能である。
　フォトクロミック材料としては、一例として、米国特許出願公開第２００５／００１２９９８Ａ１号の段落＜００８９＞～＜０３３９＞に詳細に記載されるものが挙げられるが、これらに限定されない。
　なお、フォトクロミック材料の含有量は、液晶組成物の全固形分に対し３～３０質量％が好ましく、５～２０質量％がより好ましく、８～１５質量％がさらに好ましい。
　複合膜１６を形成するための液晶組成物は、公知の塗布方法で基材（配向膜）に塗布できる。塗布方法としては、例えば、スピンコート法、キャスト法、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、グラビア印刷法などが挙げられる。
　複合膜１６を形成するための液晶組成物の硬化方法は、熱硬化でも、光硬化でもよいが、光硬化が特に好ましい。
　なお、複合膜１６は、基材を有する構成に限定はされず、各種の構成が利用可能である。例えば、導光板１４を複合膜１６の形成面として、導光板１４の表面に配向膜を形成し、その上に、複合膜１６を形成するための液晶組成物を塗布して硬化してもよい。
　偏光板２０は、一方向の透過軸を有する直線偏光板であり、ＬＣＤ等に用いられる、通常の偏光板である。
　従って、偏光板２０は、ヨウ素化合物を含む吸収型偏光板やワイヤーグリッドなどの反射型偏光板等、一般的な各種の直線偏光板が利用可能である。
　以下、図１および図２に加えて、図３の概念図を参照して光学装置１０の作用を説明することにより、光学装置１０およびＬＣＤ（表示装置）について、より詳細に説明する。
　以下の説明では、便宜的に、表示装置における表示の上下方向すなわち表示の天地方向をｘ方向、ｘ方向と直交する左右方向をｙ方向、ｘ方向およびｙ方向と直交する、複合膜１６の厚さ方向をｚ方向とする。
　図２および図３において、偏光板２０の矢印は吸収軸２０ａである。図示例においては、偏光板２０の吸収軸２０ａは、ｘ軸方向すなわち表示の上下方向と一致している。
　光学装置１０を用いるＬＣＤにおいて、通常の広視野角での画像表示を行う場合には、光源ユニット１２のＵＶ光源１２ｕを点灯せずに、白色光源１２ｗのみを点灯している。
　前述のように、光学装置１０においては、ＵＶ光源１２ｕを点灯していない状態では、複合膜１６は、何も無い状態と殆ど同様の状態になっている。
　そのため、白色光源１２ｗから出射され、導光板１４によって伝播されて、導光板１４の主面から出射した白色光は、複合膜１６をそのまま透過して、偏光板２０によってｘ方向の直線偏光とされて、その上の液晶表示素子に入射し、画像の表示に供される。
　従って、この状態では、ＬＣＤでは、通常の広視野角での画像表示が行われる。また、ＵＶ光源１２ｕを点灯していない状態では、複合膜１６は何も無い状態と殆ど同様なので、複合膜１６を有していても、光の透過率は高いまま維持される。
　一方、ＵＶ光源１２ｕを点灯すると、白色光源１２ｗから出射された白色光と共に、ＵＶ光源１２ｕから出射された紫外光も複合膜１６に入射する。
　前述のように、複合膜１６に紫外光が入射すると、複合膜１６のフォトクロミック材料の光学特性が変化する。このフォトクロミック材料の光学特性の変化によって、複合膜１６は、厚さ方向（ｚ方向）の光透過率が、厚さ方向と直交する方向の光透過率よりも小さくなる。
　すなわち、ＵＶ光源１２ｕを点灯すると、複合膜１６は、紫外光の入射によってフォトクロミック材料の光学特性が変化して、厚さ方向（液晶化合物の配向方向）すなわちｚ方向に吸収軸が生じたのと同様の状態になる。吸収軸が生じれば、吸収軸と直交する方向に透過軸が生じた状態になる。
　従って、ＵＶ光源１２ｕを点灯すると、複合膜１６は、吸収軸が厚さ方向に一致した偏光板のような状態となる。
　具体的には、図３に概念的に示すように、ＵＶ光源１２ｕを点灯すると、例えばｘ方向仰角４５°方向から表示画像を観察した場合には、複合膜１６は、ｚ方向に吸収軸ａ（実線の矢印）を有し、ｙ方向に透過軸ｔｙ（破線の矢印）を有する、ｚ方向およびｙ方向に平行な偏光板Ｙｐ（二点鎖線）のような状態となる。
　また、同様にＵＶ光源１２ｕを点灯した際、例えばｙ方向仰角４５°方向から表示画像を観察した場合には、複合膜１６は、ｚ方向に吸収軸ａ（実線の矢印）を有し、ｘ方向に透過軸ｔｘを有する、ｚ方向およびｘ方向に平行な偏光板Ｘｐ（二点鎖線）のような状態になる。
　ＵＶ光源１２ｕを点灯した状態で複合膜１６に生じる吸収軸ａは、ｚ方向すなわち厚さ方向である。そのため、ＬＣＤを正面すなわち画像の表示面と直交する方向（すなわちｚ方向）から観察した場合には、吸収軸ａは無いのと同様の状態であり、すなわち、複合膜１６は偏光板として作用しない。
　従って、正面からは、ＬＣＤの表示画像を通常に観察できる。
　一方、ＬＣＤをｘ方向から観察した場合には、複合膜１６は、ｚ方向およびｙ方向に平行な偏光板Ｙｐのようになる。吸収軸ａがｚ方向（厚さ方向）であるので、観察方向がｘ方向であり、かつ仰角の値が小さくなるほど、複合膜１６は、偏光板Ｙｐとしての作用が大きくなる。
　従って、観察方向がｘ方向で仰角の値が小さくなると、複合膜１６を透過する光は、偏光板Ｙｐのｙ方向の透過軸ｔｙによる、ｙ方向の直線偏光となる。
　ここで、複合膜１６の上に配置される偏光板２０の吸収軸２０ａはｘ方向であり、すなわち、透過軸はｙ方向である。従って、例えばｘ方向仰角４５°となる方向から観察した場合でも、複合膜１６を透過したｙ方向の直線偏光の光は、そのまま偏光板２０を透過して、液晶表示素子に入射して、画像表示に供される。
　従って、ＵＶ光源１２ｕを点灯した状態でも、ｘ方向からは、通常に画像を観察できる。すなわち、ＵＶ光源１２ｕを点灯した状態でも、ｘ方向の視野角は狭くならない。
　他方、ＬＣＤをｙ方向から観察した場合には、複合膜１６は、ｚ方向およびｘ方向に平行な偏光板Ｘｐのようになる。偏光板Ｙｐと同様、観察方向がｙ方向であり、かつ仰角の値が小さくなるほど、複合膜１６は、偏光板Ｘｐとしての作用が大きくなる。
　従って、観察方向が、例えばｙ方向仰角４５°になると、複合膜１６を透過する光は、偏光板Ｘｐのｘ方向の透過軸ｔｘによる、ｘ方向の直線偏光となる。
　ここで、複合膜１６の上に配置される偏光板２０の吸収軸２０ａはｘ方向である。従って、ｙ方向の例えば仰角４５°から画像を観察した場合には、複合膜１６を透過したｘ方向の直線偏光の光は、偏光板２０の吸収軸２０ａで吸収されてしまい、画像表示には供されない。
　そのため、ＵＶ光源１２ｕを点灯した状態では、ｙ方向の任意の仰角から画像を観察することは、ｘ方向の任意の仰角からの観察に比べて困難である。すなわち、ＵＶ光源１２ｕを点灯することで、ｙ方向の視野角を狭くして、狭視野角の画像表示を行うことができる。
　この例の場合、ｙ方向から観察したときに、厚さ方向の光透過率が、この厚さ方向と直交する方向の光透過率よりも小さくなることとなる。
　これは、例えば、光学装置１０のｙ方向から仰角０°と仰角４５°での光透過率の差として表すことができる。
　測定機“ＥＺ－Ｃｏｎｔｒａｓｔ　ＸＬ８８”（ＥＬＤＩＭ社製）を用いて、仰角０°（正面方向）の輝度Ｙ０と、４５°の白表示における輝度Ｙ４５とを測定し、光透過率の比（Ｙ０／Ｙ４５）を算出することができる。
　（Ｙ０／Ｙ４５）の値は、１０以上が好ましく、１００以上がより好ましく、１０００以上がさらに好ましい。
　このような光透過率の差は、光源から偏光を出射し、複合膜を透過する光の透過率を測定してもよい。
　また、ＵＶ光源１２ｕを消灯することで、複合膜１６のフォトクロミック材料の光学特性が元に戻って、ＵＶ光源１２ｕの点灯前の何も無い状態と同様になるので、通常の、広視野角の画像表示が行われる。
　なお、ＵＶ光源１２ｕを消灯した際には、複合膜１６を加熱することにより、および／または、複合膜１６に紫外光とは異なる波長の光を照射することにより、フォトクロミック材料の光学特性が元に戻る時間の短縮化を図ってもよい。
　以上のように、光学装置１０、および、この光学装置１０を用いるＬＣＤでは、ＵＶ光源１２ｕの点灯および消灯という簡易な操作で、通常の広視野角の画像表示と、一方向の視野角を狭くした狭視野角の画像表示とを切り変えることができる。
　しかも、ＬＣＤとしての構成は、ＵＶ光源１２ｕおよび複合膜１６を追加しただけの、簡易な構成である。
　以上の例では、図中ｙ方向の視野角を狭くしたが、偏光板２０の吸収軸２０ａの方向を選択することにより、所望の方向の視野角を狭くできる。
　例えば、ＵＶ光源１２ｕの点灯によってｘ方向の視野角を狭くしたい場合には、偏光板２０の吸収軸２０ａを、ｙ方向にすればよい。
　すなわち、視野角を狭くしたい方向と直交する方向に吸収軸２０ａを一致させて、偏光板２０を配置すれば、所望の方向の視野角を狭くできる。
　図示例は、紫外線を照射した際にフォトクロミック材料の光学特性が変化して、複合膜１６が吸収軸および透過軸を有する偏光板として作用する例であるが、本発明は、これに限定はされない。
　すなわち、紫外線を照射してフォトクロミック材料の光学特性が変化している状態で、複合膜が何も無い状態と同様の状態となり、紫外線の照射を止めて、フォトクロミック材料の光学特性が変化する前に戻った状態において、複合膜が吸収軸および透過軸を有する偏光板として作用する構成でもよい。
　図示例において、ＬＣＤのバックライトユニットは、導光板１４を用いるエッジライト型であるが、本発明は、これに限定はされない。すなわち、導光板を用いずに、リフレクタ等を用いて光源の光を液晶表示パネルに出射する、いわゆる、直下型のバックライトユニットも、利用可能である。この際には、例えば、直下型のバックライトユニットのリフレクタの中に、バックライトとなる光を出射する光源と共に、フォトクロミック材料の光学特性を変化させるための紫外光等を出射する光源を配置すればよい。
　また、図示例においては、光源ユニット１２および導光板１４が、ＬＣＤにおけるバックライトユニットと、光学装置１０におけるフォトクロミック材料の光学特性を変化させる光を複合膜１６に出射する光出射部とを兼ねているが、本発明は、これに限定はされない。
　すなわち、ＬＣＤにおける画像表示用のバックライトユニットと、フォトクロミック材料の光学特性を変化させるための光を複合膜に出射する光学装置の光出射部とを、別々に、独立して有してもよい。一例として、ＬＣＤにおけるバックライトユニットを直下型とし、フォトクロミック材料の光学特性を変化させるための光を出射する光出射部をエッジライト型として、直下型のバックライトユニットの光出射面の上に、光学装置の光出射部を構成する導光板を配置する構成が例示される。
　さらに、図１および図２に示す例は、光学装置１０を液晶表示装置に組み込んだ例であるが、本発明の光学装置は、これに限定はされない。
　すなわち、本発明の光学装置は、偏光板と、複合膜と、複合膜のフォトクロミック材料の光学特性を変化させる光を複合膜に出射する光出射部とを有する、表示装置とは別の、単体の光学装置であってもよい。
　光学装置単体で、１つの装置を構成する場合でも、光出射部は、エッジライト型でも、直下型でもよい。また、この際において、光出射部をエッジライト型とする場合には、導光板は、ＬＣＤのバックライトユニットに用いられる一般的な導光板が利用可能である。
　一例として、このような表示装置とは別体の単体の光学装置としては、導光板および紫外光を導光板に出射する光源を有する光源ユニットを有する光出射部と、複合膜と、偏光板とを有する光学装置が例示される。すなわち、この光学装置は、光源ユニット１２が白色光源１２ｗを有さない以外は、図１と同様の構成を有する。
　この光学装置は、例えば、ＬＣＤ、有機エレクトロルミネッセンス表示装置、プラズマ表示装置等の表示装置の表示面（観察面）に載置して、光源ユニットの光源を点灯および消灯することで、先と同様の作用によって、光源ユニットの光源を消灯した状態での通常の広視野角での画像表示と、光源ユニットの光源を点灯した状態での狭視野角での画像表示とを、切り換えることができる。
　以上、本発明の光学装置および表示装置について詳細に説明したが、本発明は上述の例に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行ってもよいのは、もちろんである。
　以下に実施例を挙げて本発明の特徴をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、試薬、使用量、物質量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。
　［実施例］
　＜フィルム０１の作製＞
　下記の材料をミキシングタンクに投入し、加熱しながら攪拌して、各成分を溶解し、下記組成のセルロースアセテート溶液（ドープ）を調製した。
　　＜＜組成物＞＞
　・セルロースアセテート（アセチル置換度２．８６）・・・１００質量部
　・トリフェニルホスフェート・・・８質量部
　・ビフェニルジフェニルホスフェート・・・４質量部
　・メチレンクロライド・・・３６９質量部
　・メタノール・・・８０質量部
　・１－ブタノール・・・４質量部
　調製したドープを３０℃に加温して、流延ギーサーを通してガラスプレート上に流延した。ガラスの表面温度は－５℃に、流延部全体の空間温度は１５℃にそれぞれ設定した。
　流延後、１分間静置した後に４５℃で１分乾燥し、ガラスから剥ぎ取った。次に１１０℃で５分、さらに１４０℃で１０分乾燥し、厚さ８０μｍの保護フィルムを得た。これをフィルム０１とする。このフィルム０１が、複合膜１６の基材となる。
　＜アクリル層の形成＞
　下記に記載した材料、および溶剤をミキシングタンクに投入し、攪拌して、孔径０．４μｍのポリプロピレン製フィルターで濾過してアクリル層形成用組成物を調製した。
　　＜＜アクリル層形成用組成物＞＞
　・化合物Ａ・・・７０質量部
　・化合物Ｂ・・・３０質量部
　・イソプロピルアルコール・・・４２５質量部
　・酢酸メチル・・・１４２質量部
　化合物Ａ：ＫＡＹＡＲＡＤ　ＰＥＴ３０（日本化薬社製、下記構造の化合物の混合物、質量平均分子量は２９８で、１分子中の官能基の数は３．４（平均）。）
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
　　　　　
 
　化合物Ｂ：ブレンマーＧＬＭ（日油社製、下記構造の化合物。）
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
　このアクリル層形成用組成物に、アクリル層形成用組成物の固形分に対して、４質量％の光重合開始剤（イルガキュア１２７、ＢＡＳＦ社製）を添加した。
　次に、フィルム０１上に、光重合開始剤を添加したアクリル層形成用組成物を、グラビアコーターを用いて塗布した。１００℃で乾燥した後、酸素濃度が１．０体積％以下の雰囲気になるように窒素パージしながら１６０Ｗ／ｃｍの空冷メタルハライドランプ（アイグラフィックス社製）を用いて、照度４００ｍＷ／ｃｍ2、照射量１５０ｍＪ／ｃｍ2の紫外線を照射して塗布層を硬化させ、フィルム０１上に、アクリル層を形成した。アクリル層の膜厚は、０．３μｍであった。このアクリル層が複合膜１６における配向膜となる。
　＜複合膜１６の作製＞
　フォトクロミック材料と液晶化合物とを含有する複合膜１６を形成するための、下記の組成を有する液晶組成物を調製した。
　　＜＜複合膜１６を形成するための液晶組成物＞＞
　・Ｂ０１とＢ０２の合計・・・１００質量部
　・Ｓ１・・・１質量部
　・Ｓ２・・・０．５質量部
　・Ｓ３・・・０．８質量部
　・下記のフォトクロミック材料混合物・・・３質量部
　・光重合開始剤（イルガキュアー９０７、ＢＡＳＦ社製）・・・３質量部
　・増感剤（カヤキュアーＤＥＴＸ、日本化薬（株）製）・・・１質量部
　・メチルエチルケトン（ＭＥＫ）・・・１９５質量部
　・シクロヘキサノン（アノン）・・・２２質量部
　この液晶組成物において、Ｂ０１およびＢ０２は液晶化合物であり、Ｓ１、Ｓ２およびＳ３は、前述の空気界面垂直配向剤である。
　Ｂ０１：　下記構造の化合物
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
　Ｂ０２：　下記構造の化合物
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
　Ｓ１：　下記構造の化合物
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
　Ｓ２：　下記構造の化合物
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
　Ｓ３：　下記構造の化合物
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
　上記式中、ａ：ｂは９０：１０である（質量比）。
 
　フォトクロミック材料混合物：　下記表の混合物
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
　上記の表において、フォトクロミックＡは、青色の活性化色を生じることが報告されたインデノナフトピランである。
　フォトクロミックＢは、緑色を帯びた活性化色を生じることが報告されたインデノナフトピランである。
　フォトクロミックＣは、赤褐色の活性化色を生じることが報告されたインデノナフトピランである。
　調製した複合膜１６を形成するための液晶組成物を、バーコーターを用いて、アクリル層を形成したフィルム０１のアクリル層に、塗布量４ｍｌ／ｍ2で塗布した。
　熟成温度１００℃で１２０秒間加熱し、その後、１００℃の温度を維持して、紫外線照射装置（紫外線ランプ：出力１６０Ｗ／ｃｍ、発光長１．６ｍ）により、照度６００ｍＷ／ｃｍ2の紫外線を４秒間照射し、架橋反応を進行させた。その後、室温まで放冷し、複合膜１６を得た。
　作製した複合膜１６を、アクリル板（厚さ２ｍｍ）に粘着剤（総研化学社製、ＳＫダイン）で貼合した。
　この際に、液晶組成物を塗布した方の面と、アクリル板とが接触するようにした。
　次に、ｉＰａｄ（ＡＰＰＬＥ社製）(登録商標）を分解し、液晶パネルとバックライトとの間に、複合膜１６を貼合したアクリル板を配置し、アクリル板の１つの端面に対向して、１０個のＵＶＬＥＤ（日亜化学製、ＮＳＰＵ５１０ＵＳ）を均等に配置した。
　まず、ＵＶＬＥＤを点灯しない状態で、ｉＰａｄに表示した画像を観察したところ、どの方向から斜めに観察しても、通常のｉＰａｄと同様、画像は適正に観察できた。
　次に、ＵＶＬＥＤを点灯して、紫外光を照射した状態で、ｉＰａｄの背面側偏光板の吸収軸に対して直交する方向（図２のｙ方向）から、斜めに観察したところ、ｉＰａｄに表示した画像は見えなくなった。
　ＵＶＬＥＤを消灯し、５分経過後に、ｉＰａｄに表示した画像を観察したところ、ＵＶＬＥＤの点灯前と同様、どの方向から斜めに観察しても、通常のｉＰａｄと同様、画像は適正に観察できた。
　ここで、ＵＶＬＥＤを点灯し、“ＥＺ－Ｃｏｎｔｒａｓｔ　ＸＬ８８”で測定したｉＰａｄの背面側偏光板の吸収軸に対して直交する方向（図２のｙ方向）のＹ０／Ｙ４５は、１０を超えており、一方、ＵＶＬＥＤ消灯後、５分経過後に測定したＹ０／Ｙ４５は、どの方向からも３～４程度であった。
　以上より本発明の効果は明らかである。
　本発明は、タブレットＰＣ、ノートＰＣ、スマートフォン等に好適に利用可能である。
　１０　光学装置
　１２　光源ユニット
　１２ｗ　白色光源
　１２ｕ　ＵＶ光源
　１４　導光板
　１６　複合膜
　２０，Ｘｐ，Ｙｐ　偏光板
　２０ａ，ａ　吸収軸
　ｔｘ，ｔｙ　透過軸 

Claims (6)

  1. 　偏光板と、
    　厚さ方向に配向している液晶化合物、およびフォトクロミック材料を有し、光が照射されることによって前記フォトクロミック材料の光学特性が変化して、前記厚さ方向の光透過率が、前記厚さ方向と直交する方向の光透過率よりも小さくなる、複合膜と、
    　前記複合膜の前記フォトクロミック材料の光学特性を変化させる光を、前記複合膜に出射する光出射部と、を有することを特徴とする光学装置。
  2. 　前記光出射部が、紫外線を出射するものである請求項１に記載の光学装置。
  3. 　表示素子と、請求項１または２に記載の光学装置と、を有する表示装置。
  4. 　前記表示素子が液晶表示素子である請求項３に記載の表示装置。
  5. 　前記光学装置の前記光出射部が、前記液晶表示素子で画像を表示するためのバックライトユニットを構成する請求項４に記載の表示装置。
  6. 　前記光学装置の前記偏光板が、前記液晶表示素子で画像を表示するためのバックライトユニット側偏光板を構成する請求項４または５に記載の表示装置。
     
     
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