JP2004020943A

JP2004020943A - 偏光選択膜、偏光形成方法、偏光形成装置、偏光板および液晶表示装置

Info

Publication number: JP2004020943A
Application number: JP2002175930A
Authority: JP
Inventors: Michio Nagai; 永井　道夫
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 2002-06-17
Filing date: 2002-06-17
Publication date: 2004-01-22

Abstract

【課題】吸収型偏光板の光利用効率の向上に寄与し、且つ偏光選択機能を示す波長領域が広い偏光選択膜を提供する。
【解決手段】所定の偏光を選択的に透過し、他の偏光を選択的に反射する偏光選択層が複数積層されてなる偏光選択膜であって、前記複数の偏光選択層の各々の選択反射波長域が互いに異なり、前記複数の偏光選択層が各々螺旋構造を有する液晶分子からなり、前記螺旋構造の螺旋軸方向が前記層平面の略法線方向にあり、且つ前記螺旋構造の螺旋軸方向と前記液晶分子の長軸方向のなす角が５°〜８５°であることを特徴とする偏光選択膜である。
【選択図】　なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定の偏光を選択的に透過し、他の偏光を選択的に反射する偏光選択膜、偏光選択性光学フィルム、ならびにこれらを用いた偏光形成方法、偏光形成装置、偏光板および液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
太陽光のような自然光やランプのような通常の人為的光源からの光は無偏光（ランダム偏光）であるが、偏光板を用いることで偏光（直線偏光、円偏光、楕円偏光）成分を取り出すことができる。取り出した偏光は、様々な光学機器に利用できる。現在広く普及している液晶表示装置は、偏光の性質を利用して画像を表示する装置であるとも言える。
図４に、一般的な液晶表示装置の模式図を示す。
図４に示す一般的な液晶表示装置では、光源として最裏面にエッジライト方式のバックライト光源１１と、裏面より順にバックライトの光を上方に出射させる反射板１２および導光板１３とからなる板状発光体が配置されている。光源の上方には両側を２枚の従来の光吸収型偏光板１４および１５により挟持されてなる液晶セル１６が配置され、この構成により画像表示機能を有する。
【０００３】
図４の光吸収型偏光板１４および１５としては、一般にポリビニルアルコール系フィルムからなる光吸収型偏光板が用いられている。ポリビニルアルコール系偏光板は、ポリビニルアルコール系フィルムを延伸し、ヨウ素または二色性染料を吸着することにより製造することができる。偏光板の透過軸（偏光軸）は、フィルムの延伸方向に垂直な方向に相当する。光吸収型偏光板は、偏光軸に平行な偏光成分のみを透過して、それと直交方向の偏光成分を吸収する。従って、光の利用効率は理論的に５０％以下（実際にはさらに低い値）であり、図４の液晶表示装置でも、光源から出射された光は下側光吸収型偏光板１４によって、少なくとも５０％吸収されるため、この構成では理論上５０％以上の光の利用効率は得られない。
この様に、従来の液晶表示装置では、光吸収型の偏光板を使用していることが、光の利用効率を低下させ、表示画像の輝度を低下させる一因になっている。従って、液晶表示装置等、種々の光学装置において、自然光や無偏光を所望の直線偏光に効率良く変換し、光の利用効率を高める技術の開発が強く求められている。
【０００４】
偏光板の光の利用効率を向上させるため、光吸収型偏光板に代えて、または光吸収型偏光板に加えて、光反射型偏光板を使用することが提案されている。光反射型偏光板としては２種類に大別できる。一つは屈折率の異なる層を多数積層した方式が、特表平９−５０６９８５号公報、同９−５０７３０８号明細書等に提案されている。しかしながらこの方法では積層膜の作成が難しいこと、他の機能性フィルムとの張り合わせによる高機能化や加工が難しいという問題があった。またコレステリック液晶の選択反射を利用した方式が特開平８−２７１８９２号公報および、同８−２７１８３７号公報等に開示されている。この方式の光反射方偏光板では、先ほどの問題の多くは解決されているが、入射する光の角度依存性が大きく、また可視域全体にわたって均一な反射特性を得ることが難しいという問題があった。またコレステリック液晶の多くは温度による螺旋ピッチの変動が大きく、それに伴って選択反射の波長域が変動するために製造時の温度管理を精密に行う必要があるという問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は前記諸問題に鑑みなされたものであって、吸収型偏光板の光利用効率を向上させるのに寄与する新規な偏光選択膜を提供することを課題とする。本発明は、特に偏光選択機能を示す波長領域が広い偏光選択膜を提供することを課題とする。さらに、本発明は、光利用効率に優れた偏光形成方法、偏光形成装置、偏光板および液晶表示装置を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための手段は以下の通りである。
（１）　所定の偏光を選択的に透過し、他の偏光を選択的に反射する偏光選択層が複数積層されてなる偏光選択膜であって、前記複数の偏光選択層の各々の選択反射波長域が互いに異なり、前記複数の偏光選択層が各々螺旋構造を有する液晶分子からなり、前記螺旋構造の螺旋軸方向が前記層平面の略法線方向にあり、且つ前記螺旋構造の螺旋軸方向と前記液晶分子の長軸方向のなす角が５°〜８５°であることを特徴とする偏光選択膜。
（２）　前記複数の偏光選択層のうち、少なくとも一つの偏光選択層が４００〜５５０ｎｍ未満に選択反射波長域の中心波長を有し、且つ少なくとも一つの偏光選択層が５５０ｎｍ〜７００ｎｍに選択反射波長域の中心波長を有することを特徴とする（１）に記載の偏光選択膜。
（３）　膜面に垂直な偏光面における最大の全光線透過率が７５％以上、最小の全光線透過率が６０％未満であることを特徴とする（１）または（２）に記載の偏光選択膜。
（４）　前記螺旋構造を有する液晶分子からなる層が、キラルスメクティック相を有することを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載の偏光選択膜。
【０００７】
（５）　透明支持体上に、（１）〜（４）のいずれかに記載の偏光選択膜を層状の偏光選択層として形成したことを特徴とする偏光選択性光学フィルム。
（６）　透明支持体上に（１）〜（４）のいずれかの偏光選択膜を形成した偏光選択性光学フィルムに光を入射し、該入射光中の所定の円偏光を透過させるとともに、所定外の円偏光を反射させ、その反射光を偏光変換層を兼ねる反射板により反射して再び前記偏光選択性光学フィルムに入射させ、該偏光選択性光学フィルムより出射した円偏光を位相差層を介して直線偏光に変換することを特徴とする偏光形成方法。
（７）　板状発光体、偏光選択性光学フィルム、位相差板がこの順序で配置された偏光形成装置において、該板状発光体が側面に光源を、底面に反射層を有する導光板から構成され、該偏光選択性光学フィルムが透明支持体上に（１）〜（４）のいずれかの偏光選択膜を形成した偏光選択性光学フィルムであり、該位相差板の位相差が１００〜２００ｎｍであることを特徴とする偏光形成装置。
（８）　透明支持体上に（１）〜（４）のいずれかの偏光選択膜を形成した偏光選択性光学フィルム、位相差が１００〜２００ｎｍである位相差板および光吸収型偏光板がこの順に積層された偏光板であり、該偏光選択性光学フィルムの全光線透過率が最大となる偏光面を有する方向と、光吸収型偏光板の透過軸方向とが実質的に平行であることを特徴とする偏光板。
【０００８】
（９）　バックライト、偏光選択性光学フィルム、位相差板、一対の光吸収型偏光板に挟持された液晶セルがこの順序で配置された液晶表示装置において、該バックライトが側面に光源を、底面に反射層を有する導光板から構成され、該偏光選択性光学フィルムが透明支持体上に（１）〜（４）のいずれかの偏光選択膜を形成した偏光選択性光学フィルムであり、該位相差板の位相差が１００〜２００ｎｍであり、該偏光選択性光学フィルムの全光線透過率が最大となる偏光面を有する方向と、該液晶セルのバックライト側光吸収型偏光板の透過軸方向とが実質的に平行であることを特徴とする液晶表示装置。
（１０）　該偏光選択性光学フィルム、該位相差板、該液晶セルのバックライト側の光吸収型偏光板が一体化されていることを特徴とする（９）に記載の液晶表示装置。
（１１）　該バックライトと、該偏光選択性光学フィルムの間に散乱シート、集光フィルムが配置されたことを特徴とする（９）または（１０）に記載の液晶表示装置。
（１２）　該偏光選択性光学フィルムが、バックライト側に反射防止層を有することを特徴とする（９）〜（１１）のいずれかに記載の液晶表示装置。
（１３）　偏光選択性光学フィルムの全光線透過率が最大となる偏光面を有する方向と、該液晶セルのバックライト側光吸収型偏光板の透過軸方向とが実質的に平行であることを特徴とする（９）〜（１２）のいずれかに記載の液晶表示装置。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の偏光選択膜は、所定の偏光を選択的に透過するとともに、他の偏光を選択的に反射する偏光選択層が複数積層されてなる。前記複数の偏光選択層は、その選択反射波長域が互いに異なる。本発明では、選択反射波長域が互いに異なる複数の偏光選択層を積層することで、偏光選択膜として機能する波長域を拡大している。
なお、本明細書において「選択反射波長域が互いに異なる」とは、選択反射波長域が完全には一致していないことを意味し、選択反射波長域の一部が互いに重複していてもよい。
【００１０】
本発明の偏光選択膜を構成している複数の偏光選択層は、同じ偏光方向の円偏光を反射し、反射光の中心波長が異なる組合せであるのが好ましい。特に、画像表示装置に利用する場合など、可視光波長全域において偏光選択能を持たせるためには、同じ偏光方向の円偏光を反射し、選択反射の中心波長が３００〜９００ｎｍの範囲にあり、かつ選択反射の中心波長がそれぞれ５０ｎｍ以上異なる２〜６種類の偏光選択層を積層するのが好ましい。中でも、４００〜５５０ｎｍ未満に選択反射波長域の中心波長を有する少なくとも一つの偏光選択層と、５５０ｎｍ〜７００ｎｍに選択反射波長域の中心波長を有する少なくとも一つの偏光選択層とを積層した偏光選択膜が好ましい。
【００１１】
本発明において、各偏光選択層は、螺旋構造を有する液晶分子からなり、該螺旋構造の螺旋軸方向が該膜平面の略法線方向にあり、該螺旋構造の螺旋軸方向と該液晶分子の長軸方向のなす角が５°〜８５°である。各偏光選択層は、螺旋構造に基づいて発現された偏光選択能を有し、所定の偏光を選択的に透過するとともに、他の偏光を選択的に反射する。
【００１２】
各偏光選択層において、液晶分子は、螺旋軸方位と該液晶分子の長軸方位のなす角を５°〜８５°（好ましくは１５°〜８０°であり、より好ましくは２０°〜８０°）で配向し、螺旋構造を形成している。螺旋構造は単独の液晶分子により発現していても、複数の液晶分子の混合もしくは液晶分子と非液晶化合物との混合物により発現していてもよい。これらの液晶分子または混合物の示す液晶相としてはスメクチック相が好ましく、特にキラルスメクチック相が好ましい。キラルスメクチック相の中でも好ましくはキラルスメクチックＣ相、キラルスメクチックＦ相、キラルスメクチックＩ相が挙げられ、特に好ましくはキラルスメクチックＣ相である。ただし、螺旋構造をとるために光学活性であることは必須ではなく、たとえば、Ｊ．Ｍａｔ．Ｃｈｅｍ．，７巻、１３０７頁（１９９７年）にあるような光学活性部位を持たずに螺旋構造をとる液晶を用いてもよい。
【００１３】
なお、螺旋構造を有するスメクチック液晶相は、通常のスメクチック液晶相と同様、スメクチック層が積層した構造を有するが、液晶分子の長軸方位が各スメクチック層に垂直な方向から一定の角度傾いていて、且つ傾きの方向がある層から次の層へと少しずつずれて並び、螺旋構造となっている。本発明の偏光選択膜は、螺旋構造を有するスメクチック相を保持した液晶層からなる態様が好ましく、即ち、液晶分子が、その長軸方位を螺旋軸に対して５〜８５°傾けて配向し、且つ傾きの方向があるスメクチック層から次のスメクチック層へと少しずつずれることによって螺旋構造を形成している態様が好ましい。
【００１４】
各偏光選択層を形成する際に用いる材料として、液晶化合物にキラル剤を配合又は光学活性単位を導入した材料を用いると、所望の螺旋構造を有するスメクチック液晶相を容易に発現できるので好ましい。例えば、スメクチックＣ相、スメクチックＩ相、スメクチックＦ相等を示す液晶化合物に、キラル剤を配合するか、又は光学活性単位を当該液晶化合物に導入することにより、キラルスメクチックＣ相、キラルスメクチックＩ相、キラルスメックチックＦ相等の、より螺旋構造を形成し易いキラルスメクチック相を発現し得る材料とすることができる。このようなキラル剤の配合量、光学活性単位の導入量、光学純度、配向させる際の温度条件等を適宜調節することによって、液晶性分子が形成している螺旋構造の螺旋ピッチを調節することができる。この螺旋ピッチを調節することで、各偏光選択層の選択反射波長域を所望の範囲に調節することができる。
【００１５】
螺旋構造が右螺旋になるか左螺旋になるかは、使用するキラル剤や光学活性単位の掌性に依存するので、どちらの掌性のものを選択するかで右螺旋および左螺旋いずれの構造のものも作製することができる。
（キラル）スメクチック相を示す液晶およびキラル剤としては、“強誘電性液晶ディスプレイと材料”（シーエムシー発行、福田敦夫監修、１９９２年）や“液晶便覧“（丸善、液晶便覧編集委員会編、２０００年、２６７〜３３０ページ）に記載されているもの等が挙げられる。以下に、本発明に使用可能な液晶の具体例を挙げるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００１６】
【化１】

【００１７】
【化２】

【００１８】
本発明の偏光選択膜は、各偏光選択層を順次形成することにより作製することができる。各偏光選択層は、偏光分離性能の均一化や斜め入射光の波長シフトに対処する点などより、平坦な層として形成されていることが好ましい。各偏光選択層を積層するには、製造効率や薄膜化などの点より液晶ポリマーの使用が特に有利である。偏光選択層の積層は、単なる重ね置きや、粘着剤等の接着剤を介した接着などの適宜な方式を採ることができる。
【００１９】
本発明の偏光選択膜の製造方法の一例は、支持体上に、液晶化合物（および所望によりキラル剤等の他の添加剤）を展開する第１の展開工程と、前記支持体上に展開させた液晶化合物を配向させて、所望の螺旋構造を形成し、偏光選択能を発現させて第１の偏光選択層を形成する第１の配向工程と、前記第１の偏光選択層上に、液晶化合物（および所望によりキラル剤等の他の添加剤）を展開する第２の展開工程と、前記第１の偏光選択層上に展開させた液晶化合物を配向させて、所望の螺旋構造を形成し、偏光選択能を発現させて第２の偏光選択層を形成する第２の配向工程とを含む製造方法である。さらに、展開工程および配向工程を順次繰り返すことによって、３層以上の偏光選択層を積層した偏光選択膜を作製することができる。
【００２０】
前記液晶化合物は、溶媒を使用せずに直接支持体上に展開することができる。また、液晶化合物を（所望により他の添加剤とともに）適当な溶媒に溶解させ、該溶液を塗布した後、溶媒を蒸発させることによって、液晶化合物からなる支持体上に展開することもできる。前記溶媒としては、前記液晶化合物の種類、組成等に応じて適切な溶媒を選択することができるが、通常はクロロホルム、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、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、パラクロロフェノール等のフェノール類；ベンゼン、トルエン、キシレン、メトキシベンゼン、１，２−ジメトキベンゼン等の芳香族炭化水素類；イソプロピルアルコール、ｔｅｒｔ−ブチルアルコール等のアルコール類；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等のグリコール類；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、エチルセルソルブ、ブチルセルソルブ等のグリコールエーテル類；アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸エチル、２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ピリジン、トリエチルアミン、テトラヒドロフラン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、アセトニトリル、ブチロニトリル、二硫化炭素、及びこれらの混合溶媒等が用いられる。
また前記溶媒には、溶液の表面張力を調整し、塗工性を向上させる等のために、必要に応じて界面活性剤を添加してもよい。
【００２１】
前記溶液中の前記液晶化合物の濃度は、用いる液晶化合物の種類や溶解性、製造するフィルムの膜厚等に応じて適宜調節することができるが、通常３〜５０質量％であるのが好ましく、５〜４０質量％であるのがより好ましく、１０〜３０質量％であるのがさらに好ましい。
【００２２】
各偏光選択層の形成に用いられる塗布液については、特に制限はないが、配向処理効率が良好になる点から、塗布液中の液晶化合物の種類は、各層において同一であるのが好ましい。また、所望により添加されるキラル剤についても、同種のものを用いるのが好ましい。なお、層中の各成分の濃度によって螺旋構造のピッチに差を持たせ、選択反射波長域をシフトさせる場合は、同種の化合物を用いて、各成分の濃度のみを変えた塗布液を各偏光選択層の形成に用いることもできる。
【００２３】
前記塗布の方法は、特に限定されないが、スピンコート法、ロールコート法、プリント法、浸漬引き上げ法、カーテンコート法、マイヤーバーコート法、ドクターブレード法、ナイフコート法、ダイコート法、グラビアコート法、マイクログラビアコート法、オフセットグラビアコート法、リップコート法、スプレーコート法やエクストルージョンコート法（米国特許２６８１２９４号明細書）等の塗布方法により形成することができる。二以上の層を同時に塗布してもよい。同時塗布の方法については、米国特許２７６１７９１号、同２９４１８９８号、同３５０８９４７号、同３５２６５２８号の各明細書および原崎勇次著、コーティング工学、２５３頁、朝倉書店（１９７３）に記載がある。塗布後、必要に応じて溶媒を除去し、前記液晶材料を、均一な層とすることができる。
【００２４】
次に、配向処理により、螺旋構造の螺旋軸方位と該液晶分子の長軸方位のなす角が５°〜８５°となるように液晶分子を配向（好ましくは螺旋構造を有するスメクチック液晶相に配向）させる。該螺旋構造の螺旋軸方位と該液晶分子の長軸方位のなす角度として好ましくは１５°〜８０°であり、より好ましくは２０°〜８０°である。
【００２５】
前記液晶分子を配向させる方法については特に制限はないが、例えば、前記液晶分子が螺旋構造を有するスメクチック液晶相をとり得る温度において展開を行った場合、展開と同時に螺旋構造を有するスメクチック液晶相が得られる場合がある。また、展開された液晶材料を一度加熱し、螺旋構造を有するスメクチック液晶相よりも高い温度で発現する相、例えばスメクチックＡ相、キラルネマチック相、等方相等を発現させてから、螺旋構造を有するスメクチック液晶相が発現する温度まで冷却することにより配向させることもできる。なお、この加熱処理は、支持体上で行うこともできるし、支持体から剥ぎ取って、他の支持体に転写した後に行うこともできる。また、２枚のプラスチック基板で狭持した液晶材料を２本の加熱されたロール間を通過させることや熱処理炉を通過させること等により行うこともできる。また、この配向処理は、偏光選択層の全面に施されてもよいし、一部のみに施されてもよい。
【００２６】
スメクチック液晶相は、温度に応じて異なる螺旋構造（螺旋ピッチなどが互いに異なる螺旋構造）を呈する場合がある。該スメクチック液晶相を利用する場合は、第１の配向処理で、支持体上に展開した液晶化合物を高温まで加熱し、等方性相等とした後、Ｔ_１℃まで冷却して、Ｔ_１℃に固有の螺旋構造を有するスメクチック液晶相とし、その後、その配向に液晶化合物を固定化して、第１の偏光選択層を形成する。次に、前記第１の偏光選択層上で、前記第２の展開工程を実施した後、前記第２の配向処理を行う。前記第２の配向処理では、展開した液晶化合物を高温まで加熱し、等方性相等とした後、Ｔ_２℃（Ｔ_２≠Ｔ_１）まで冷却して、Ｔ_２℃に固有の螺旋構造を有するスメクチック液晶相とし、第２の偏光選択層を形成する。前記第１および第２の偏光選択層は、それぞれの温度Ｔ_１およびＴ_２に固有な螺旋構造を有し、それぞれの螺旋構造の違い（例えば螺旋ピッチの違い）により、選択反射波長域が互いに異なる。
【００２７】
ここでは、配向処理の温度を変えることで、選択反射波長域が互いに異なる偏光選択層を形成する製造方法を示したが、例えば、上記した様に、液晶化合物の濃度および所望により添加されるキラル剤の濃度を変えることで、選択反射波長域に違いを持たせてもよい。また、用いる液晶化合物もしくはキラル剤の種類を変えることによって、選択反射波長域に違いを持たせてもよい。
【００２８】
液晶化合物を溶媒に溶解した溶液を塗布液として、該塗布液を支持体上に液晶化合物を展開する場合は、配向処理を施す前に３０℃以下の送風により乾燥させて残存溶剤量を２０％以下とするのが好ましい。かかる乾燥状態とした後に、加熱配向処理に供することが好ましい。
【００２９】
液晶化合物を支持体上に展開する工程において、又はその後の任意の段階、例えば前記配向の工程等において、必要に応じて、界面間に展開した液晶材料に磁場や電場、ずり応力、流動、延伸、温度勾配等を作用させることができる。このような操作を行うことにより、螺旋軸方位を偏光選択膜および偏光選択性光学フィルム面に略垂直に配向させる工程を、より短時間で達成できる。
【００３０】
経時および熱等での性能変動を抑える必要がある場合、各偏光選択層中の液晶化合物の配向を固定化するのが好ましい。配向を固定化するために、例えば、（Ａ）配向させた前記液晶分子を冷却してガラス状態とする工程；又は（Ｂ）配向させた前記液晶分子の配向を保持したまま重合する工程等を実施することができる。
【００３１】
前記工程（Ａ）は、前記液晶分子として、前記高分子液晶物質を主成分とするもの等の、ガラス転移温度以上の温度において所望の螺旋構造を有するスメクチック液晶相を呈し、冷却することによってガラス状態となりうる液晶分子を用いて行うことができる。
【００３２】
前記工程（Ａ）では、前記配向工程を、前記液晶分子のガラス転移温度以上の温度において行った後、配向させた前記液晶材料を冷却しガラス状態となる温度まで降温させることにより、前記液晶分子を結晶状態とすることなく、ガラス状態として配向を固定化することができる。前記冷却の手段は、特に制限はなく、展開又は配向の工程における加熱雰囲気中からガラス転移点以下の雰囲気中、例えば室温中に出すだけで固定化に十分な所望の冷却を行うことができる。また、生産の効率等を高めるために、空冷、水冷等の強制冷却を行ってもよい。
【００３３】
また前記工程（Ｂ）は、前記液晶分子として、紫外光や可視光、電子線、熱等によって反応しうる置換基を有する物質を含むものを用いて行うことができる。前記置換基としては、ビニル基、アクリル基、メタクリル基、ビニルエーテル基、シンナモイル基、アリル基、アセチレニル基、クロトニル基、アジリジニル基、エポキシ基、イソシアネート基、チオイソシアネート基、アミノ基、水酸基、メルカプト基、カルボン酸基、アシル基、ハロカルボニル基、アルデヒド基、スルホン酸基、シラノール基等を挙げることができ、好ましくはこれらのうち多重結合を有する基やエポキシ基、アジリジニル基等を挙げることができ、より好ましくはアクリル基、メタクリル基、ビニル基、ビニルエーテル基、エポキシ基、シンナモイル基等を挙げることができる。重合後、熱等による各種性能の変動を小さくする点では２以上のエチレン性不飽和重合性基を含む化合物を用いることが好ましい。２以上のエチレン性不飽和重合性基を含む化合物の例としては、多価アルコールと（メタ）アクリル酸とのエステル（例、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，４−ジクロヘキサンジアクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート）、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、トリメチロールエタントリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、１，３，５−シクロヘキサントリオールトリアクリレート、ポリウレタンポリアクリレート、ポリエステルポリアクリレート）、ビニルベンゼンおよびその誘導体（例、１，４−ジビニルベンゼン、４−ビニル安息香酸−２−アクリロイルエチルエステル、１，４−ジビニルシクロヘキサノン）、ビニルスルホン（例、ジビニルスルホン）、アクリルアミド（例、メチレンビスアクリルアミド）およびメタクリルアミドが挙げられる。これら置換基は前記液晶物質及び／又は非液晶物質及び／又は添加剤の１種以上のいずれに含まれていてもよく、２種以上の物質の場合、同種及び／又は異種の置換基が含まれていてもよい。また、１種類の物質中に同種及び／又は異種の置換基が２つ以上含まれていてもよい。
【００３４】
前記工程（Ｂ）では、配向させた前記液晶分子の配向を保持したまま重合させる。重合法としては特に制限はないが、熱重合や光重合、γ線等の放射線重合、電子線重合、重縮合、重付加等の反応を用いることができる。中でも反応制御が容易で、製造上有利な可視光や紫外光を利用した光重合あるいは電子線重合を利用することが好ましい。
【００３５】
また、本発明の偏光選択膜の他の製造方法として、別々の支持体上で、展開工程、配向工程および所望により固定化工程を実施して２以上の偏光選択層を各々作製し、作製した２以上の偏光選択層を揮発性液体を介して接着する接着工程を含む製造方法が挙げられる。前記揮発性液体としては、液晶化合物（重合により固定している場合は液晶ポリマー）を膨潤または溶解させ得るアルコール類、炭化水素類、エーテル類、ケトン類等を用いることができる。配向状態に影響を与えないためには、液晶化合物（重合により固定化している場合は液晶ポリマー）の溶解度が２０質量％以下の低溶解性の揮発性液体を用いることが好ましい。
【００３６】
前記揮発性液体には、液晶化合物を溶解させてもよい。前記液晶化合物としては、層間の密着力などの点より、接着させる上下の層を構成している液晶化合物（重合により固定化している場合は液晶ポリマー）の一方又は両方が好ましく用いられる。なお揮発性液体は、塗布方式や噴霧方式等の適宜な方式により層間に介在させることができる。
【００３７】
本発明の偏光選択膜は、該膜面または該偏光選択層に垂直入射させた透過側の円偏光の最大の全光線透過率が７５％以上であることが好ましく、８５％以上であるのがより好ましい。この値が７５％未満であると膜の透過率が低いことにより大幅な輝度向上効果は得られない。また該膜面に垂直入射させた遮光側の円偏光の最大の全光線透過率が６０％未満であることが好ましく、更に好ましくは４０％未満である。この値が６０％以上であると、本来透過させずに後方に戻すべき光を透過させたことになり、この場合にも大幅な輝度向上効果は得られなくなる。これら性能は液晶をはじめとする化合物自体の性能や、液晶の配向制御、膜の均一性等の様々な要因により変動する。
【００３８】
本発明の偏光選択膜において、各偏光選択層が、６０％以上、より好ましくは６５％以上、さらに好ましくは７０％以上の鏡面反射分率を示すものであることが好ましい。なお鏡面反射分率は、選択反射された全反射光に占める鏡面反射成分（正反射方向の成分）の割合を意味し、鏡面反射率／全反射率×１００にて算出される。
【００３９】
本発明の偏光選択膜は、透明支持体上に形成することができる。前記透明支持体としては、プラスチック基板が好ましい。前記プラスチック基板としては、特に限定されないが、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリアミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトン、ポリケトンサルファイド、ポリエーテルスルフォン、ポリスルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリフェニレンオキサイド、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリアリレート、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリビニルアルコール、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ−４−メチルペンテン−１樹脂、トリアセチルセルロース等のセルロース系プラスチックス、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、高分子液晶等のプラスチックフィルム基板、上記基板上に他の被膜、例えばポリイミド膜、ポリアミド膜、ポリビニルアルコール膜、シリコーン膜の薄膜を設けたものや、シランカップリング剤、クロム等の金属錯体、レシチンやＣＴＡＢ（ｃｅｔｙｌｔｒｉｍｅｔｈｙｌａｍｍｏｎｉｕｍ　ｂｒｏｍｉｄｅ）等で表面処理したプラスチック基板等が挙げられる。また複数のプラスチック基板の間に液晶を挟んで製造する場合、複数のプラスチック基板は同種の組合せでも、異種のプラスチック基板の組合せでもよい。これらのプラスチック基板の中では、フィルム状の基板を用いることが好ましい。また、これらのプラスチック基板は、ラビング等に代表される配向処理を施されていても、施されていなくてもよい。
【００４０】
本発明の偏光選択膜の膜厚は、特に限定されないが、実用性の観点から、各偏光選択層の厚さが０．１〜２０μｍであるのが好ましく、０．２〜１５μｍであるのがより好ましく、０．３〜１０μｍであるのがさらに好ましい。また、偏光選択膜の全体の厚みとしては、０．５〜５０μｍであるのが好ましく、１〜１５μｍであるのがより好ましい。
【００４１】
以下においては、本発明の偏光形成方法、偏光形成装置、偏光板および液晶表示装置につき、模式図を用いて説明する。なお、以下の図において、偏光選択性光学フィルム及び位相差板の各部品は、積層一体化されていてもよいし、分離状態にあってもよい。配置位置は、板状発光体の光出射側と位相差板との間に偏光選択性光学フィルムが介在する状態とされる。
図１は、本発明の偏光選択膜を備えた偏光選択性光学フィルムを用いた最も基本的な液晶表示装置の構成を示す模式図である。
液晶表示装置１０は、バックライト光源１１と、裏面より順にバックライトの光を表面に出射させる反射板１２と、導光板１３とを含む板状に発光する光源を備えている。光源の上方には、偏光選択性光学フィルム１８、位相差板１７および２枚の光吸収型偏光板１４および１５により挟持されてなる液晶セル１６とがこの順序で配置されている。位相差板１７と光吸収型偏光板１４および１５とは、位相差板１７から出射する直線偏光の透過率が最大となるように、光吸収型偏光板１４および１５を配置されている。偏光選択性光学フィルム１８は、透明支持体上に本発明の多層構造の偏光選択膜を形成してなる（但し、図中、多層構造については図示していない）。
【００４２】
バックライト光源１１からの光は、反射板１２によって反射され、導光板１３により導かれて、上方に配置された偏光選択性光学フィルム１８に入射する。入射した光のうち所定の円偏光は、本発明の偏光選択性光学フィルム１８を透過し位相差板１７を介して外部に透過する。一方、所定外の円偏光は、偏光選択性光学フィルム１８で反射され、その反射光は、導光板等で偏光解消されて反射板で反射し、再び偏光選択性光学フィルム１８に戻って再利用される。
【００４３】
偏光選択性光学フィルム１８による反射光は、反射板１２で反射される際に偏光状態が変化させられ、一部又は全部の反射光が偏光選択性光学フィルム１８を透過しうる所定の円偏光となる。従って前記の反射光は、偏光選択性光学フィルム１８を透過しうる所定の円偏光となるまで偏光選択性光学フィルム１８と反射板１２との間に閉じ込められて反射を繰り返す。一方、偏光選択性光学フィルム１８より出射した円偏光は、位相差板１７に入射して位相変化を受け、その位相変化が１／４波長に相当する波長の光は直線偏光に変換され、その他の波長の光は楕円偏光に変換される。その楕円偏光は、前記の直線偏光に変換された光の波長に近いほど扁平な楕円偏光となる。かかる結果、光吸収型偏光板１４を透過しうる直線偏光成分を多く含む状態の光が位相差板１７より出射され、位相差板１７から出射した光は、光吸収型偏光板１４および１３に挟持される液晶セル１６に入射して画像表示に利用される。
このように、液晶表示装置１０では、従来の構成の液晶表示装置（例えば図４の液晶表示装置）と比較して画像表示に用いられる光の利用効率が格段に高くなっている。
【００４４】
液晶表示装置１０では、偏光選択性光学フィルム１８による反射光を偏光変換による出射光として再利用することで反射ロスを防止し、さらにその出射光を位相差板１７を介し位相制御して、光吸収型偏光板１４および１５を透過可能な直線偏光成分を多く含む光状態に変換することで、光吸収型偏光板１４および１５による吸収ロスを防止し、光利用効率を向上させている。さらに、偏光選択性光学フィルム１８は、本発明の多層構造の偏光選択膜を備えているので、広い波長域に偏光選択能を有し、広い波長域において光利用効率を向上させることができる。
【００４５】
さらに、液晶表示装置１０では、バックライト光源１１と反射板１２と導光板１３とからなる板状発光体、偏光選択性光学フィルム１８、および位相差板１７からなる構成を、偏光形成装置として利用している。偏光形成装置１９は、上述の如く、高い光利用効率で、偏光板を透過しやすい偏光を形成するものである。大面積化等も容易であることより液晶表示装置以外にも、種々の装置のバックライトシステムなどとして好ましく適用することができる。
【００４６】
図２は、本発明の偏光選択性光学フィルムを偏光板の保護膜として用いた液晶表示装置の模式図である。
図２の液晶表示装置１０’では、光吸収型偏光板１４に偏光選択性光学フィルム１８’および位相差フィルム１７’を貼り合せた構成になっている。偏光選択性光学フィルム１８’および位相差フィルム１７’は、図１中の偏光選択性光学フィルム１８および位相差フィルム１７と同様にそれぞれ機能するとともに、光吸収型偏光板１４の保護膜としても機能する。図１の液晶表示装置では、偏光選択性光学フィルム１８の偏光選択層と反対側の面および位相差フィルム１７、光吸収型偏光板１４および１５の表面で反射があるため光の利用効率が約１０％減少するが、図２の液晶表示装置１０’では、偏光選択性光学フィルム１８’、位相差フィルム１７’および光吸収型偏光板１４が貼り合わされているので上記反射面が無く、光の利用効率が図１の液晶表示装置と比較して約１０％増加する。
【００４７】
さらに、液晶装置１０’は、散乱シート２１および集光性フィルム２２を備えている。散乱シート２１は、半透明なシートであり、板状発光体からの入射光を拡散して、面全体を均一に明るくするのに主に寄与する。さらに、集光性フィルム２２は、入射光を集光して、光の利用効率をさらに向上するのに寄与する。
【００４８】
図３は、本発明の偏光選択性光学フィルムあるいは偏光板の輝度向上機能を更に良化した液晶表示装置の構成例である。
図３の液晶表示装置１０’’では、図２の液晶表示装置１０’に加えて、偏光選択性光学フィルム１８’の偏光選択層の表面に、直接または他の層を介して反射防止層２１が貼り合わせられている。反射防止層２１を貼り合わすことにより、図２の液晶表示装置１０’よりさらに偏光選択層表面における反射を減少させ、偏光選択層内に入射する光量を増加させることができる。反射防止層１９としては、例えば日本写真学会誌，２９巻，Ｐ．１３７（１９６６）に記載されているような、低屈折率層と高屈折率層の積層体でも、低屈折率層を１層のみ設けたものでもよい。
【００４９】
図２および図３の液晶表示装置１０’および１０’’では、偏光選択性光学フィルム１８’と、位相差板１７’と、光吸収型偏光板１４とをこの順序で積層した積層体２０および２０’を、偏光板として利用している。偏光選択性光学フィルム１８’および位相差板１７’を通過することにより、光吸収型偏光板１４に入射する光は、光吸収型偏光板１４を通過可能な直線偏光成分に変換されているので、偏光選択性光学フィルム１８’に入射し、光吸収型偏光板１４から出射する光の損失は、単に光吸収型偏光板１４のみを透過させた場合と比較して、格段に低減されている。従って、偏光板２０および２０’では、入射光を高い利用効率で特定の偏光に変換できる。
【００５０】
本発明の偏光選択性光学フィルムを液晶表示装置に用いることにより、光の利用効率が高くなり、結果としてディスプレイの輝度が上昇する。輝度を上昇させるためには、全光線透過率が最大となる偏光面での透過率Ｔｍａｘが７５％以上、最小となる偏光面での透過率Ｔｍｉｎが６０％未満であることが好ましく、Ｔｍａｘが８０％以上、Ｔｍｉｎが５０％以下であることがより好ましく、Ｔｍａｘが８５％以上、Ｔｍｉｎが４０％以下であることが特に好ましい。
また、本発明の偏光選択性光学フィルムは、特開平２−１６０２０４号公報や特登２５８７３９８号に記載されているような視野角補償フィルムと併用することもできる。
【００５１】
図１〜３では、光源として、側面にバックライト光源を、底面に反射板を有する導光板から構成された板状発光体を用いたが、本発明に用いる光源は、板状に発光し、偏光変換層としても機能する反射層を有する限り、特にこの構成に限られない。例えば、導光板を用いない直下型バックライトを使用することもできる。
【００５２】
本発明において、偏光選択性光学フィルムが所定外の円偏光として反射する光の波長域は、併用する光源である板状発光体に基づく出射光の波長域と、実質的に一致しているのが好ましい。当該出射光に輝線スペクトル等の主波長がある場合には、その１種又は２種以上の主波長と、偏光選択性光学フィルムのスメクチック液晶相等に基づく反射光の波長とを一致させることが、偏光選択の効率性等の点でより有利となる。偏光選択膜を積層構造にすることにより、広い波長域の光に対応することもできるが、要重畳数を減少化させることができ、偏光選択層の薄層化にも有利である。なお、反射光の波長の一致の程度は、板状発光体の１種又は２種以上の主波長光に対してそれぞれ２０ｎｍ以内の範囲とすることが好ましい。
【００５３】
本発明において、偏光選択性光学フィルムの上方に配置する位相差板は、上記の如く偏光選択性光学フィルムより出射した円偏光の位相を変化させて直線偏光成分の多い状態に変換し、偏光板を透過しやすい光とすることを目的とする。従って位相差板としては、偏光選択性光学フィルムより出射した円偏光を、１／４波長の位相差に相当して直線偏光を多く形成しうると共に、他の波長の光を前記直線偏光と可及的にパラレルな方向に長径方向を有し、かつ可及的に直線偏光に近い扁平な楕円偏光に変換しうるものが好ましく用いうる。
前記の如き位相差板を用いることにより、その出射光の直線偏光方向や楕円偏光の長径方向が偏光板の透過軸と可及的に平行になるように配置して、偏光板を透過しうる直線偏光成分の多い状態の光を得ることができる。
【００５４】
本発明に用いられる位相差板は、適宜な材質で形成でき、透明で均一な位相差を与えるものが好ましい。位相差板の位相差は、偏光選択性光学フィルムより出射される円偏光の波長域などに応じて適宜に決定しうる。ちなみに可視光域では波長特性や実用性等の点より、殆どの位相差板がその材質特性より正の複屈折の波長分散を示すものであることも加味して、その位相差が小さいもの、具体的には１００〜２００ｎｍの位相差を与えるものが好ましく用いうる場合が多い。
【００５５】
位相差板は、１層又は２層以上形成することができる。１層からなる位相差板の場合には、複屈折の波長分散が小さいものほど波長毎の偏光状態の均一化をはかることができて好ましい。一方、位相差板の重畳層化は、波長域における波長特性の改良に有効であり、その組合せは波長域などに応じて適宜に決定してよい。
【００５６】
上記した１００〜２００ｎｍの位相差を与える位相差板の場合、左円偏光が入射するときには、偏光板の偏光軸を基準（０°）として位相差板の進相軸の配置角度を０〜９０°、好ましくは３５〜５５°、特に４５°とすることで偏光板透過光を向上させることができる。一方、右円偏光が入射する場合には位相差板の遅相軸に基づいて前記の角度設定をすることにより偏光板透過光を向上させることができる。２層以上の位相差板からなる場合、特にその外部側表面層を１００〜２００ｎｍの位相差を与える層が占める場合にはその層に基づいて、当該配置角度に設定することが好ましい。
【００５７】
なお可視光域を対象に２層以上の位相差板とする場合、上記の如く１００〜２００ｎｍの位相差を与える層を１層以上の奇数層として含ませることが直線偏光成分の多い光を得る点より好ましい。１００〜２００ｎｍの位相差を与える層以外の層は、通例２００〜４００ｎｍの位相差を与える層で形成することが波長特性の改良等の点より好ましいが、これに限定するものではない。
【００５８】
【実施例】
以下、実施例にて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００５９】
［実施例１］
液晶化合物として下記化合物（１）を７０質量％と、キラル剤（ＢＤＨ社製ＣＥ７）３０質量％とを混合し、７μｍのＩＴＯ電極付き水平配向セル（株式会社ＥＨＣ社製、ＫＳＲＯ―０７／Ａ１０７ＮＩＮＳＳ）に注入し、温度を１３０℃まで上げてから−５℃／分の速度で徐々に下げていくことで等方相からスメクチックＣ^＊相への転移温度を測定した結果、転移温度（Ｔｃ）は６０．９℃であった。
温度を５８℃まで下げて、直流電源に接続し、５Ｖの電圧を印加したセルを偏光顕微鏡下で観察した。クロスニコル下で消光位を確認し、セルの上下で逆の電圧をかけて再び消光位を確認し、その角度から液晶化合物のチルト角（液晶分子の長軸方向と層の法線方向とがなす角度）を計算した結果、３９．２°であった。同様の測定を４８℃および３８℃でそれぞれ行ったところ、４１．３°および４１．７°であった。
【００６０】
化合物（１）
【化３】

【００６１】
この液晶混合物の１０質量％クロロホルム溶液を、厚さ９５μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムのポリビニルアルコールラビング処理面に、ワイヤーバーにて塗布し、５８℃で２分間配向処理を行った。この液晶層を偏光顕微鏡のクロスニコル下で観察したところ、グランジャンテクスチャーが確認され、螺旋軸が平面の法線方向にあることがわかった。
【００６２】
前記液晶層をＵＶ光照射により重合し、厚さ２μｍのスメクチックＣ^＊層（Ｓ−１）を得た。この層は波長６５０〜８００ｎｍ（中心波長７２５ｎｍ）の右回り円偏光を選択反射するものである。
【００６３】
次に、前記液晶混合物の１０質量％クロロホルム溶液を、前記スメクチックＣ^＊層上にワイヤーバーにて塗布し、１３０℃まで昇温して−５℃／分で降温した。その後、４８℃で２分間配向処理を行い、さらにＵＶ光照射により重合して、厚さ２μｍの新たなスメクチックＣ^＊層（Ｓ−２）を、前記スメクチックＣ^＊層（Ｓ−１）上に形成した。この新たな（Ｓ−２）層は、波長５１０〜６２０ｎｍ（中心波長５６５ｎｍ）の右回り円偏光を選択反射するものであった。
この様にして、（Ｓ−１）層と（Ｓ−２）層とが密着して積層されてなる積層体を得た。
【００６４】
さらに、前記液晶混合物の１０質量％クロロホルム溶液を、前記積層体上にワイヤーバーにて塗布し、１３０℃まで昇温し−５℃／分で降温度した。その後、３８℃で２分間配向処理を行い、さらに、ＵＶ光照射により重合して、新たな厚さ２μｍのスメクチックＣ^＊層（Ｓ−３）を、前記積層体上に形成した。この新たな（Ｓ−３）層は、波長４００〜４９０ｎｍ（中心波長４４５ｎｍ）の右回り円偏光を選択反射するものであった。
この様にして、（Ｓ−１）層、（Ｓ−２）層および（Ｓ−３）層が密着して積層されてなる円偏光選択膜を得た。
【００６５】
［実施例２］
円偏光選択反射の測定には島津製作所製分光光度計ＵＶ−３１００ＰＣを用いた。測定系としては光源、吸収型直線偏光板（サンリッツ製）、λ／４板（帝人製）、サンプル、受光器の順に配置した。サンプルの代わりにガラス板を置きベースラインを測定した。右回り円偏光を選択反射させるサンプルを配置した場合は、左回り円偏光を入射させたときの透過率をもって透過側透過率とし、右回り円偏光を入射させたときの透過率をもって遮光側透過率とした。一方、左回り円偏光を選択反射させるサンプルを配置した場合は、右回り円偏光を入射させたときの透過率をもって透過側透過率とし、左回り円偏光を入射させたときの透過率をもって遮光側透過率とした。サンプルに入射させる右回り円偏光および左回り円偏光は、吸収型直線偏光板の次に配置したλ／４板の遅相軸を９０度回転させることで作り出した。
【００６６】
実施例１で得た円偏光選択反射フィルムの透過特性は４００ｎｍ〜８００ｎｍまでの波長域の左回り円偏光に対し９０％以上、右回り円偏光に対し１０％以下となった。
【００６７】
［実施例３］
作製した円偏光選択反射フィルムと、λ／４板（帝人製ピュアエースＷＲ，Ｗ−１５９）とを貼り合わせることで直線偏光素子を作製した。この直線偏光素子の全光線透過率が最大となる偏光面を有する方向と、ヨウ素／ＰＶＡの吸収型偏光層の透過軸が平行となるように積層し、さらにトリアセチルセルロースフィルムによる保護層を積層した吸収型偏光一体化直線偏光素子を作製した。
【００６８】
［実施例４］
側面に光源を有し、底面に反射層を有する板状発光体と、実施例１に記載の偏光選択性光学フィルムと、波長５５０ｎｍに対する位相差が１５４．３ｎｍである位相差板を配置し、偏光形成装置を作製した。
この偏光形成装置から出射した全光線透過光量のうち透過光量が最大となる偏光面での透過光量と、最小となる偏光面での透過光量との比が９対１であり、偏光分離能があることが確認できた。
【００６９】
［実施例５］
液晶セルの光源側の偏光板として、実施例３で作製した吸収型偏光層一体化直線偏光素子を用いてＳＨＡＲＰ製液晶表示装置に実装した。この吸収型偏光光層一体化直線偏光子を用いたときの正面方向の輝度を、ＴＯＰＣＯＮ製輝度計「ＢＭ−７」で測定したところ、通常の吸収型偏光板を用いたときの輝度と比較して１．４０倍の輝度から得られ、本発明の光学フィルムがＬＣＤ用の輝度向上膜として機能することが確認できた。
【００７０】
【発明の効果】
本発明によれば、吸収型偏光板の光利用効率を向上するのに寄与する新規な偏光選択膜、ならびにこれを用いた偏光形成方法、偏光板および液晶表示装置を提供することができる。特に偏光選択機能を示す波長領域が広い偏光選択膜、ならびにこれを利用した、光利用率に優れた偏光形成方法、偏光形成装置、偏光板および液晶表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の偏光選択性光学フィルムを利用した液晶表示装置の一実施形態を示す模式図である。
【図２】本発明の偏光選択性光学フィルムを利用した液晶表示装置の他の実施形態を示す模式図である。
【図３】本発明の偏光選択性光学フィルムを利用した液晶表示装置の他の実施形態を示す模式図である。
【図４】従来の液晶表示装置の構成を示す模式図である。
【符号の説明】
１０、１０’、１０’’　液晶表示装置
１１　バックライト光源
１２　反射板
１３　導光板
１４　下側光吸収型偏光板
１５　上側光吸収型偏光板
１６　液晶セル
１７、１７’　位相差層
１８、１８’　偏光選択性光学フィルム（本発明）
１９　偏光形成装置（本発明）
２０　偏光板（本発明）
２１　散乱シート
２２　集光性フィルム
２３　反射防止層

Claims

所定の偏光を選択的に透過し、他の偏光を選択的に反射する偏光選択層が複数積層されてなる偏光選択膜であって、前記複数の偏光選択層の各々の選択反射波長域が互いに異なり、前記複数の偏光選択層が各々螺旋構造を有する液晶分子からなり、前記螺旋構造の螺旋軸方向が前記層平面の略法線方向にあり、且つ前記螺旋構造の螺旋軸方向と前記液晶分子の長軸方向のなす角が５°〜８５°であることを特徴とする偏光選択膜。
前記複数の偏光選択層のうち、少なくとも一つの偏光選択層が４００〜５５０ｎｍ未満に選択反射波長域の中心波長を有し、且つ少なくとも一つの偏光選択層が５５０ｎｍ〜７００ｎｍに選択反射波長域の中心波長を有することを特徴とする請求項１に記載の偏光選択膜。
透明支持体上に請求項１または２に記載の偏光選択膜を形成した偏光選択性光学フィルムに光を入射し、該入射光中の所定の円偏光を透過させるとともに、所定外の円偏光を反射させ、その反射光を偏光変換層を兼ねる反射板により反射して再び前記偏光選択性光学フィルムに入射させ、該偏光選択性光学フィルムより出射した円偏光を位相差層を介して直線偏光に変換することを特徴とする偏光形成方法。
板状発光体、偏光選択性光学フィルム、位相差板がこの順序で配置された偏光形成装置において、該板状発光体が側面に光源を、底面に反射層を有する導光板から構成され、該偏光選択性光学フィルムが請求項１または２に記載の偏光選択膜と透明支持体とからなる偏光選択性光学フィルムであり、該位相差板の波長５５０ｎｍに対する位相差が１００〜２００ｎｍであることを特徴とする偏光形成装置。
請求項１または２に記載の偏光選択膜と透明支持体とからなる偏光選択性光学フィルム、位相差が１００〜２００ｎｍの位相差板および光吸収型偏光板がこの順に積層された偏光板であって、該偏光選択性光学フィルムと位相差板の積層部分の全光線透過率が最大となる偏光面を有する方向と、光吸収型偏光板の透過軸方向とが実質的に平行であることを特徴とする偏光板。
バックライト、偏光選択性光学フィルム、位相差板、一対の光吸収型偏光板に狭持された液晶セルがこの順序で配置された液晶表示装置において、該バックライトが側面に光源を、底面に反射層を有する導光板から構成され、該偏光選択性光学フィルムが請求項１または２に記載の偏光選択膜と透明支持体からなる光学フィルムであり、該位相差板の波長５５０ｎｍに対する位相差が１００〜２００ｎｍである液晶表示装置。