(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２枚の偏光板の間に２枚以上の位相差フィルムを積層した積層位相差フィルムであって、
前記積層位相差フィルムは、フィルム面内の進相軸または遅相軸を傾斜軸としたときのリタデーション値がこのフィルムの法線方向に対して非対称な傾斜フィルム層と、フィルム面内の進相軸または遅相軸を傾斜軸としたときのリタデーション値がシートの法線方向に対して対称である非傾斜フィルム層とを積層してなる積層位相差フィルムであり、
前記積層位相差フィルムの、非傾斜フィルム層が２軸性を有し、リタデーション値の測定角度の依存性を大きくしたことを特徴とする光制御素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置や乗り物用計器盤などにおいて、特定方向の光の透過を抑制する光制御素子およびその製造法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置や乗り物用計器盤は、液晶パネルや文字盤を背面から照明している。
液晶パネルや文字盤の表示面からの出射光には拡散光が含まれ、液晶表示装置や計器盤から使用者やドライバー以外の方向にも光が拡散される。このため使用者以外にも表示内容を読み取ることができるため、プライバシー保護の観点で問題となる。特に、乗り物用に液晶表示装置を用いた場合や計器盤では、フロントガラスへ表示内容が映り込むとドライバーの視認性を低下させるため安全上大きな問題となる。
【０００３】
このような問題点から、表示面からの光を所定方向に制御するライトコントロールフィルム（以降、ＬＣＦと略す）が用いられる。このＬＣＦは、微小なルーバー構造を有するフィルムで、特定方向の光の透過を抑制できる。これにより、プライバシーの保護や液晶表示のフロントガラスへの映り込みを防止している。
【０００４】
ＬＣＦの製造方法として、特開昭４７−４３８４５号公報には、透明プラスチックと不透明プラスチックが交互に積層されたビレットをスカイビングすることによって、ＬＣＦを製造する方法が開示されている。また、特表２００４−５１４１６７号公報には、紫外線硬化性の透明材料を用いて形成される溝を有する光透過フィルムを作製し、このフィルムの溝に光吸収性樹脂を充填することによってＬＣＦを製造する方法が開示されている。このような製造方法でも特定方向の光の透過を抑制するフィルムの作製は可能であるが、その製造工程が非常に煩雑であることが問題である。
【０００５】
また、このように作製されたＬＣＦは、ルーバー構造を有することから正面から観察した場合、透明領域と光吸収領域が縞状になっている。このようなＬＣＦを液晶表示装置の前面に配置すると、液晶パネルの画素配列との間でモアレ（明暗の縞）を生じてしまうことがある。このモアレの発生は、表示品位を損ない問題となる。
【０００６】
また、車載用の液晶表示装置や計器盤では、表示内容がフロントガラスへ映り込むばかりか、フロントドアガラスへの映り込みも問題となると考えられる。このフロントガラスとフロントドアガラスへの映り込みを防止する方法としてルーバー構造を有するＬＣＦ２枚を直交させて用いる方法が挙げられる。しかしながら、ＬＣＦはルーバーに対して垂直方向の視野角特性が急峻であるため、このような構成で表示装置に装着した場合には、ドライバーないしは助手席からの観察方向で輝度低下が生じることが問題となる。
【０００７】
更に、実開昭６４−２８０６６号には、偏光板の間に全面電極のＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）型液晶セルを挟んだ構成の光制御素子が提案されている。この光制御素子は、セルの電圧印加時にセル中の液晶分子がねじれ傾斜配向し、液晶分子が傾斜した方向で光を遮光する素子である。このような素子を装着することにより、フロントガラス方向への光漏れを抑制し映り込みを防止することもできる。しかしながら、このような素子ではガラス基板、透明電極、配向膜などからなるセルに液晶材料を封入したＴＮ型液晶セル用いているため低コストで製造することは難しく実用的でない。また、正面方向は光を透過させるためＴＮ型液晶セルのノーマリーホワイトモードを利用する。このため、膜厚が薄い場合には、ＴＮ型液晶セルのモーガン条件を全波長で満たさなくなり透過光に色づき（旋光分散）が生じる。反対に、膜厚を厚くした場合には、旋光分散は小さくなるものの視角特性が悪くなり、ドライバーないしは助手席からの観察方向で視認性が低下するという問題が懸念される。
【０００８】
このようなＴＮ型液晶セルの変わりに同等の配向状態を有するねじれ位相差フィルムを用いることも考えられるが、このようなフィルムを製造方法する場合でもその工程は煩雑と考えられる。また、透過光の色づき、ドライバーないしは助手席からの観察方向で視認性が低下するという問題についてはＴＮ型液晶セルを用いた場合と何ら変わらない。
【０００９】
さらには、特開２００６−１８９８８０号には、直交（ないしは平行）した偏光板と、１／２波長（ないしは１波長）のリタデーションを有する複屈折フィルムとを組み合わせた光制御素子が提案されている。このような光制御素子では、正面方向の光は１／２波長（ないしは１波長）のリタデーションにより偏波面を９０°（ないしは１８０°）回転させられることにより観察者側の偏光板を透過する。しかしながら、一般的な複屈折フィルムでは、波長によって偏波面の回転が９０°（ないしは１８０°）ではなくなる。よって、光の利用効率が低下したり、透過光が色づくなどの問題が生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開昭４７−４３８４５号
【特許文献２】特表２００４−５１４１６７号
【特許文献３】実開昭６４−２８０６６号
【特許文献４】特開２００６−１８９８８０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
このような問題に鑑みて、本発明は、縞状のルーバー構造を有さずとも特定方向の光の透過を抑制することが可能なフィルムを簡素な製造方法で提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
以下に、本発明を説明する。
本発明は、２枚の偏光板の間に２枚以上の位相差フィルムを積層した積層位相差フィルムであって、前記積層位相差フィルムは、フィルム面内の進相軸または遅相軸を傾斜軸としたときのリタデーション値がこのフィルムの法線方向に対して非対称な傾斜フィルム層と、フィルム面内の進相軸または遅相軸を傾斜軸としたときのリタデーション値がシートの法線方向に対して対称である非傾斜フィルム層とを積層してなる積層位相差フィルムである。さらに、前記積層位相差フィルムの、非傾斜フィルム層が２軸性を有し、リタデーション値の測定角度の依存性を大きくしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明では、シート面内の進相軸または遅相軸を傾斜軸としたときのリタデーション値がシートの法線方向に対して非対称であるフィルム（＝傾斜フィルム）または／およびフィルム面内の進相軸または遅相軸を傾斜軸としたときのリタデーション値がシートの法線方向に対して対称である２軸性位相差フィルム（＝非傾斜フィルム）を用い、これらフィルムを実質上平行に配置した２枚の偏光板間に挟持し、積層位相差フィルムの非傾斜フィルム層が２軸性を有し、リタデーション値の測定角度の依存性を大きくした構成を有する。これにより、ルーバー構造や液晶分子がねじれ傾斜配向したＴＮ型液晶セルまたはそれと同等の構造を有するねじれ位相差フィルムを用いなくとも特定方向の光の透過を抑制することが可能なフィルムを比較的簡素な製造方法で提供できる。これにより従来技術の問題点を解決することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の構成例を説明する模式図
【図２】本発明の第１の構成例においてリタデーションの角度依存性をシミュレーションする構成を説明する図
【図３】本発明の第１の構成例においてリタデーションの角度依存性をシミュレーションした結果を示す図
【図４】本発明の第１の構成例において透過光の偏光状態をシミュレーションする構成を説明する図
【図５】本発明の第１の構成例において透過光の偏光状態をシミュレーションした結果を示す図
【図６】本発明の光制御素子を車両に装着した例を説明する図
【図７】本発明の第２の構成例を説明する模式図
【図８】本発明の第２の構成例において透過光の偏光状態をシミュレーションする構成を説明する図
【図９】本発明の第２の構成例において透過光の偏光状態をシミュレーションした結果を示す図
【図１０】本発明の第３の構成例を説明する模式図
【図１１】本発明の第３の構成例における２枚の２軸性位相差フィルムを用いる構成を説明する模式図
【図１２】本発明の第３の構成例において透過光の偏光状態をシミュレーションする構成を説明する図
【図１３】本発明の第３の構成例において透過光の偏光状態をシミュレーションした結果を示す図
【図１４】実施例１から実施例４のフィルムの水平方向（＝０°）の軸を回転軸とする透過率角度依存性を示す図
【図１５】実施例５から実施例８のフィルムの水平方向（＝０°）の軸を回転軸とする透過率角度依存性を示す図
【図１６】実施例５から実施例８のフィルムの水平方向（＝９０°）の軸を回転軸とする透過率角度依存性を示す図
【図１７】実施例９から実施例１１のフィルムの水平方向（＝０°）の軸を回転軸とする透過率角度依存性を示す図
【図１８】実施例９から実施例１１のフィルムの水平方向（＝９０°）の軸を回転軸とする透過率角度依存性を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の第１の構成例として、フィルムのリタデーション値がフィルムの法線方向に対して非対称、且つ、フィルム面内のリタデーション（以降、Ｒｅ０と呼ぶ。）が殆ど０ｎｍであるフィルムを２枚の偏光板間に挟持した構成、または、図１に示すようにシート面内の進相軸または遅相軸を傾斜軸としたときのリタデーション値がシートの法線方向に対して非対称であるフィルム１ａ（Ｒｅ０が０ｎｍでなくても構わない。また、以降、「傾斜フィルム」と呼ぶ。）とフィルム面内の進相軸または遅相軸を傾斜軸としたときのリタデーション値がシートの法線方向に対して対称である１軸性または／および２軸性位相差フィルム１ｂ（以降、「非傾斜フィルム」と呼ぶ。）を積層し、これらフィルムを実質上吸収軸（ないしは透過軸）が平行である２枚の偏光板間１ｃ、１ｃ´に挟持した構成が挙げられる（以降、光入射側の偏光板を第１の偏光板と呼ぶ。また、光出射側の偏光板を第２の偏光板と呼ぶ。）。
【００１６】
傾斜フィルムとしては、シート面内の進相軸または遅相軸を傾斜軸としたときのリタデーション値がシートの法線方向に対して非対称であればよく、延伸した高分子ロッドを斜めにスライスしたフィルム、更にはそのフィルムを延伸したフィルム、棒状分子ないしは円盤状分子を配向膜上でハイブリッド配向させたフィルム、特開２００２−２０２４０９号、特開２００４−１７０５９５号公報に記載された光配向材料により作製される傾斜配向フィルムなどを用いることができる。但し、ここに記載されたものに限定されるものではない。
【００１７】
また、非傾斜フィルムは、ポリカーボネートやポリオレフィンなどのポリマーフィルムを延伸して製造される一般的な位相差フィルムを用いることができる。
【００１８】
この第１の構成例において、非傾斜フィルムと傾斜フィルム（傾斜軸が進相軸または遅相軸であっても構わない）を積層する場合は、両フィルムのＲｅ０を打ち消されるような配置で積層される。両フィルムのＲｅ０が完全に打ち消された場合、透過光は位相差を受けることが無く色づきを生じない。この場合、両フィルムの遅相軸の成す角は６０°〜１２０°の範囲であることが望ましく、更には、７０°〜１１０°の範囲であることが望ましい。また、両フィルムのＲｅ０の差が大きいと正面光線透過率の低下や透過光の着色の原因となることから、両フィルムのＲｅ０の差は、１００ｎｍ以下であることが望ましく、更には５０ｎｍ以下であることが望ましい。また、第１の偏光板の透過軸１ｋ（または吸収軸）と第２の偏光板の透過軸１ｋ´（または吸収軸）の成す角１θｋｋ´は、−３０°≦１θｋｋ´≦３０°であることが望ましく、更には、−２０°≦１θｋｋ´≦２０°であることが望ましい。１θｋｋ´がこれら範囲から外れると、表示画面正面方向の輝度低下や色変化を生じ、視認性低下の原因となることがある。
【００１９】
このような傾斜フィルムの傾斜角やＲｅ０、非傾斜フィルムのＲｅ０や厚み方向のリタデーション（以降、Ｒｔｈと呼ぶ。）、それらフィルムとの偏光板との積層角度、更には、その枚数は必要な光制御特性によって調節される。
【００２０】
ここで、本発明の第１の構成例において、そのシミュレーション結果を例示して本発明を説明する。
【００２１】
図２に示すように傾斜フィルムとして、傾斜角＝２３°、Ｒｅ０＝１６０ｎｍを有するフィルム２ａを用い、非傾斜フィルムとして、Ｒｔｈ＝３２０ｎｍ、Ｒｅ０＝１６０ｎｍを有する２軸性フィルム２ｂを用い、互いのフィルムの面内遅相軸が９０°となるように積層することを想定する。非傾斜フィルムの面内遅相軸方向を回転軸Ｒとした場合のリタデーション角度依存性のシミュレーション結果を図３に示す。正面方向である測定角θ＝０°では、リタデーションは略０ｎｍであり、測定角θ＝７５°付近で５５０ｎｍの１／２波長である２７５ｎｍ程度のリタデーションとなっていることが分かる。
【００２２】
ここで、直線偏光性の光に変換された入射光の偏波面に対して、１／２波長のリタデーションを有する位相差フィルムの遅相軸が角度γとなる配置にあるとき、入射した光は、１８０°−２γ回転する。すなわち１／２λの位相差を与えることにより偏波面を回転させることができる。
【００２３】
図４に示すように第１の偏光板の吸収軸４ｋを水平方向（＝０°）から１３５°に設定し、傾斜角＝２３°、Ｒｅ０＝１６０ｎｍを有する傾斜フィルム４ａをその面内遅相軸４ｊと第１の偏光板の吸収軸４ｋとの成す角４θｊｋが４５°となるように積層し、更に、非傾斜フィルムとして、Ｒｅ０＝１６０ｎｍ、Ｒｔｈ＝３２０ｎｍを有する２軸性フィルム４ａ´を、該フィルムの面内遅相軸４ｊ´と傾斜フィルム４ａの面内遅相軸４ｊの成す角４θｊｊ´が９０°となるように積層した。このフィルム構成で透過光の偏光状態を４×４マトリック法によってシミュレーションを行った。
【００２４】
図５（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、図４におけるフィルム法線方向（４ψ＝０°）と〔４φ＝９０°、４ψ＝７５°〕方向の出射光の偏光状態をシミュレーションした結果である。
【００２５】
フィルム法線方向では位相差を受けず、入射光は偏波面が回転することなく出射される。一方、〔４φ＝９０°、４ψ＝７５°〕方向の出射光では、位相差を受け出射光は偏波面が９０°回転する結果である。ここに、第１の偏光板と吸収軸を平行方向とする第２偏光板を積層すると、フィルム法線方向の光は透過するが、〔４φ＝９０°、４ψ＝７５°〕方向の出射光は第２の偏光板に吸収され透過することがない。よって特定方向の光の透過を抑制する光制御素子を作製することができる。
【００２６】
このような特性の光制御素子を、図６に示すように車両の液晶表示素子や計器盤に装着すれば、ドライバー方向Ｄｄないしは助手席方向Ｄｎへの表示内容の視認性を保ったまま、フロントガラス方向Ｆｆ（〔４φ＝９０°〕方向に相当する）への光漏れを抑制することができる。よって、フロントガラスへの映り込みｌｆを防止しするのに有効な光制御素子となる。
【００２７】
本発明の第２の構成例として、図７に示すような、傾斜フィルム７ａ（Ｒｅ０が０ｎｍでなくても構わない。）を、実質上吸収軸（ないしは透過軸）が平行である２枚の偏光板間７ｂ、７ｂ´に挟持した構成が挙げられる（以降、光入射側の偏光板を第１の偏光板と呼ぶ。また、光出射側の偏光板を第２の偏光板と呼ぶ。）。
【００２８】
傾斜フィルムとしては、第１の構成例と同様に、シート面内の進相軸または遅相軸を傾斜軸としたときのリタデーション値がシートの法線方向に対して非対称であればよく、延伸した高分子ロッドを斜めにスライスしたフィルム、更にはそのフィルムを延伸したフィルム、棒状分子ないしは円盤状分子を配向膜上でハイブリッド配向させたフィルム、本発明者が特開２００２−２０２４０９号、特開２００４−１７０５９５号公報に記載した光配向材料により作製される傾斜配向フィルムなどを用いることができる。但し、ここに記載されたものに限定されるものではない。
【００２９】
ここで、偏光板と傾斜フィルムを積層する配置は、用いる傾斜フィルムのＲｅ０の大きさ、非対称性、３つの方向の屈折率などの光学特性にもよるが、第１の偏光板の吸収軸７ｋ（ないしは透過軸）と傾斜フィルムの面内遅相軸７ｊ（または面内進相軸）の成す角７θｊｋは、６０°≦７θｊｋ≦１２０°であることが望ましく、更には、７５°≦７θｊｋ≦１０５°であることが望ましい。偏光板の吸収軸（ないしは透過軸）と傾斜フィルムの面内遅相軸が直交または平行となる場合、透過光は位相差を受けることとが無く色づきを生じない。また、第１の偏光板の吸収軸７ｋ（ないしは透過軸）と第２の偏光板の吸収軸７ｋ´（または透過軸）の成す角７θｋｋ´は、−３０°≦７θｋｋ´≦３０°であることが望ましく、更には、−１５°≦７θｋｋ´≦１５°であることが望ましい。７θｊｋ、７θｋｋ´がこれら範囲から外れると、表示画面正面方向の輝度低下や色変化を生じ、視認性の低下をまねくことがある。但し、所望とする光制御特性によって上記に記載する限りではない。
【００３０】
このような傾斜フィルムでは、フィルム面内遅相軸が、偏光板の吸収軸（ないしは透過軸）と直交または平行となる場合に、正面方向の透過光には位相差を発生しないが、透過光がフィルムに斜めから入射すると、入射方向での遅相軸と偏光板の吸収軸との関係が直交または平行からずれてくる。よって、透過光に位相差が生じることになる。１／２λの位相差を与えることにより偏波面を回転させることができる。
【００３１】
ここで、本発明の第２の構成例において、シミュレーション結果を例示して本発明を説明する。
【００３２】
図８に示すように第１の偏光板の吸収軸８ｋを水平方向（＝０°）から１３５°に設定し、傾斜角＝３０°、Ｒｅ０＝１２４．０ｎｍである傾斜フィルム８ａをその面内遅相軸８ｊと第１の偏光板の吸収軸８ｋとの成す角８θｊｋが９０°となるように積層した。このフィルム構成で透過光の偏光状態を４×４マトリック法によってシミュレーションを行った。図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、それぞれ、〔８φ＝０°、８ψ＝８１°〕方向、〔８φ＝９０°、８ψ＝８１°〕方向、〔８φ＝１８０°、８ψ＝８１°〕方向、〔８φ＝２７０°、８ψ＝８１°〕方向での出射光の偏光状態をシミュレーションした結果である。
【００３３】
図９（ａ）、（ｂ）では、出射光の偏光状態は、入射光に対して位相差を受け偏波面が大きく回転する結果である。特に、図９（ａ）では偏波面が略９０°回転する結果である。一方、図９（ｃ）、（ｄ）の出射光の偏光状態は、楕円偏光となるものの楕円偏光の長軸方向は入射光の偏波面方向を比較的保っている。ここに、第２の偏光板の吸収軸（ないしは透過軸）を第１の偏光板の吸収軸（ないしは透過軸）に対して平行方向となるよう積層すると、図９（ａ）、（ｂ）の出射光は第２の偏光板に吸収され光の透過が抑制される。これに対し、図９（ｃ）、（ｄ）の出射光は第２の偏光板に吸収されずに透過する出射光が比較的多くなる。また、フィルム法線方向では、傾斜フィルムの面内遅相軸と第１の偏光板の吸収軸が直交していることから位相差を受けず、入射光は偏波面が回転することなく出射される。このため第２の偏光板に吸収されない。よって、傾斜フィルムを２枚の偏光板間に挟持した構成によって特定方向の光の透過を抑制する光制御素子を作製することがシミュレーションからも示された。
【００３４】
更に、１軸性位相差フィルムないしは、２軸性位相差フィルムを該フィルムの面内遅相軸を傾斜フィルムの面内遅相軸に平行または直交させて積層することにより、正面透過率を低下させることなく、光制御方向を調整することができる。
【００３５】
このような光制御素子を車載用液晶表示素子や計器盤に装着すれば、フロントガラスとフロントドアガラスへの映り込みの防止に有効である。例えば、図９のシミュレーション結果のような特性の光制御素子を、図６に示すようなドライバーＰが右側に着座する右ハンドル車両に装着した場合、ドライバー方向Ｄｄないしは助手席方向Ｄｎへの表示内容の視認性を保ったまま、フロントガラス方向Ｆｆ（〔８φ＝９０°〕方向に相当する）、フロントドアガラス方向Ｆｄ（〔８φ＝０°〕方向に相当する）への光漏れを抑制することができる。よって、フロントガラスへの映り込みｌｆとフロントドアガラスへの映り込みｌｄを防止しするのに有効な光制御素子となる。
【００３６】
ここでは、右ハンドル車両でのフロントガラスとフロントドアガラスへの映り込みの防止について例示したが、いずれかの方向のみの光の透過を抑制することや、左ハンドル車両を想定した場合のフロントガラス方向（〔８φ＝９０°〕方向に相当する）、フロントドアガラス方向（〔８φ＝１８０°〕方向に相当する）の光の透過を抑制することなど、必要とされる特性によって、位相差フィルムの光学特性、積層の角度などフィルムの構成を調整し、光の透過を抑制する方向を制御することもできる。
【００３７】
本発明の第３の構成例は、図１０または図１１に例示されるよう、少なくとも１枚のフィルム面内の進相軸または遅相軸を傾斜軸としたときのリタデーション値がシートの法線方向に対して対称である２軸性位相差フィルム（以降、２軸性位相差フィルムと呼ぶ。）を実質上吸収軸（ないしは透過軸）が平行である２枚の偏光板で挟持した構成である。
【００３８】
図１０は、１枚の２軸性位相差フィルム１０ａを２枚の偏光板１０ｂ、１０ｂ´で挟み込む構成例を示したものである。第１の偏光板の吸収軸（または透過軸）１０ｋと２軸性位相差フィルムの遅相軸１０ｊの成す角１０θｊｋが０°でない場合、正面方向の透過光は位相差を受けるため楕円偏光となり、輝度低下、色変化を生じる。この輝度低下、色変化の程度は、角１０θｊｋよるが、２軸性位相差フィルムのＲｅ０の大きさによって変化する。この観点からすれば、２軸性位相差フィルムのＲｅ０は１００ｎｍ以下であることが望ましい。このＲｅ０が十分に小さければ、輝度低下、色変化は小さく実質使用上の妨げとはならず、角１０θｊｋは、任意の角度をとることができる。
【００３９】
一方、Ｒｅ０が１００ｎｍ以上の場合には、この１０θｊｋは、−３０°≦１０θｊｋ≦３０°、更に望ましくは、−２０°≦１０θｊｋ≦２０°で配置することにより光制御効果が得られる。また、正面方向の透過率を高める観点からは、第１の偏光板の吸収軸（または透過軸）１０ｋと第２の偏光板の吸収軸（または透過軸）１０ｋ´の成す角１０θｋｋ´は、−３０°≦１０θｋｋ´≦３０°であることが望ましい、更には、−２０°≦１０θｋｋ´≦２０°であることが望ましい。
【００４０】
図１１は、複数枚の２軸位相差フィルムを用いた例として、２枚の２軸位相差フィルム１１ａ、１１ａ´を２枚の偏光板１１ｂ、１１ｂ´で挟持した構成例を示したものである。２枚のフィルムが等しい光学特性（Ｒｅ０、Ｒｔｈ）を有していなくとも構わない。正面方向の透過率を高める観点からは、第１の偏光板によって直線偏光に変換された光に対して位相差を与えない構成が有利となる。ここでは２枚の２軸位相差フィルムを用いた場合を例示しているが、より複数枚のフィルムを用いても構わない。また、１軸性位相差フィルムを組み合わせても構わない。複数枚の２軸性位相差フィルム、１軸性位相差フィルムを用いる場合、それらフィルムの配置は用いたフィルムの光学特性（Ｒｅ０、Ｒｔｈ）および光制御素子自体に必要とされる特性によって調整される。反対に、複数枚の位相差フィルムを用いる場合、複数枚の位相差フィルムの光学特性に相当する少なくとも１枚のフィルムに置き換えることもできる。例えば図１１のような構成では、２枚のフィルムを積層したのと同様な光学特性を有する１枚の２軸位相差フィルムに置換えることも可能である。
【００４１】
図１１の構成例の場合、両フィルムの遅相軸１１ｊ、１１ｊ´（ないしは進相軸）が成す角１１θｊｊ´は、６０°≦１１θｊｊ´≦９０°であることが望ましい、更には、７５°≦１１θｊｊ´≦９０°であることが望ましい。また、第１の偏光板の吸収軸（または透過軸）１１ｋと第２の偏光板の吸収軸（または透過軸）１１ｋ´の成す角１１θｋｋ´は、−３０°≦１１θｋｋ´≦３０°であることが望ましい、更には、−２０°≦１１θｋｋ´≦２０°であることが望ましい。
【００４２】
ここで本発明の第３の構成例において、シミュレーション結果を例示して本発明を説明する。
【００４３】
図１２に示すように第１の偏光板１２ｂの吸収軸１２ｋを水平方向（＝０°）から４５°に設定し、Ｒｅ０＝１８５．０ｎｍ、Ｒｔｈ＝２７７．５ｎｍである２枚の２軸性位相差フィルム１２ａ、１２ａ´を積層する。ここで、２軸性位相差フィルム１２ａをその面内遅相軸１２ｊと第１の偏光板の吸収軸１２ｋとの成す角１２θｊｋが５°となるように積層し、２軸性位相差フィルム１２ａの面内遅相軸１２ｊと２軸性位相差フィルム１２ａ´の面内遅相軸１２ｊ´の成す角度１２θｊｊ´が８０°となるように積層することを想定する。このフィルム構成で透過光の偏光状態を４×４マトリック法によってシミュレーションを行った。図１３（ａ）は、〔１２φ＝９０°、１２ψ＝７０°〕方向の透過光の偏光状態をシミュレーションした結果であり、図１３（ｂ）は、〔１２φ＝０°、１２ψ＝３０°〕方向の透過光の偏光状態をシミュレーションした結果である。
【００４４】
図１３（ａ）では、位相差を受け出射光は偏波面が９０°回転する結果である。一方、〔１２φ＝０°、１２ψ＝３０°〕方向から観察した場合、２枚の２軸性位相差フィルムの遅相軸が成す角は直角に近くなり位相差が打ち消される。このため透過光は位相差を受けず、入射光は偏波面が回転することなく出射される。ここに、第２偏光板の吸収軸を第１の偏光板の吸収軸に対して平行方向となるよう積層すると、水平方向からの図１３（ａ）の出射光は第２の偏光板に吸収され光の透過が抑制される。これに対し、図１３（ｂ）の出射光は第２の偏光板に吸収されずに透過することが示される。よって、特定方向の光の透過を抑制する光制御素子を作製できることがシミュレーションからも示される。
【００４５】
このような光制御素子を、図６に示すように車両に装着した場合を想定すると、ドライバー方向Ｄｄ（〔１２φ＝０°、１２ψ＝３０°〕方向に相当する）、助手席方向Ｄｎ（〔１２φ＝１８０°、１２ψ＝３０°〕方向に相当する）の視認性を保ったまま、フロントガラス方向（〔１２φ＝９０°〕方向に相当する方向）への映り込みｌｆを防止できる。
【００４６】
以上の説明のように、本発明の光制御素子を車載用液晶表示素子や計器盤に装着すれば、フロントガラス方向やフロントドアガラス方向への光漏れを抑制することができることから、フロントガラスへの計器盤の映り込みを防止し、ドライバーの視認性の低下を防ぐことができる。
【００４７】
ここで、液晶表示装置に用いる場合は、片側の偏光板として、液晶パネルに装着されている偏光板を利用することができる。この場合、液晶パネルの表示面側、裏面側のどちらに装着しても構わない。前述の例示の構成では、どちらに配置する場合にも液晶パネルに装着されている表示面側、裏面側の各偏光板の吸収軸と光制御素子に用いる偏光板の吸収軸を略平行な配置とすることで特定方向の光の透過を好適に抑制することができる。
【００４８】
このようなフィルムを携帯電話やパーソナルコンピューターの表示画面に用いれば、プライバシーの保護にも有用な光制御素子となる。
【実施例】
【００４９】
以下は、本発明の実施例である。実施例１から実施例４は、前述した本発明の第１の構成例に関わるものである。
【００５０】
（実施例１）
本実施例におけるフィルムの配置を、図４を用いて説明する。
【００５１】
第１の偏光板の吸収軸を水平方向（＝０°）から１３５°となるよう配置し、ここに、特開２００２−２０２４０９号、特開２００４−１７０５９５号公報に記載された光配向材料を用いて作製した傾斜フィルム（傾斜角＝２３．５°、Ｒｅ０＝１７２．０ｎｍ、８０μｍＴＡＣフィルム上に形成した。）を、第１の偏光板の吸収軸に対して傾斜フィルムの面内遅相軸が３０°となるように配置した。次に、非傾斜フィルムとして２軸性の延伸フィルム（Ｒｅ０＝１８７．５ｎｍ、Ｒｔｈ＝１９０．３ｎｍ）を、第１の偏光板の吸収軸に対して面内遅相軸が１２０°となるよう配置し、続いて、第１の偏光板の吸収軸に対して吸収軸が平行方向となる配置で第２の偏光板を積層した。このように作製したフィルムの水平方向（＝０°）の軸を回転軸とする透過率角度依存性の測定結果を図１４に示す。図１４の凡例実施例１において、フィルム法線方向（測定角度０°）で透過率は８３％程度、測定角度５５°付近で透過率は１２％以下（但し、第１の偏光板のみの光強度を１００％とする）となり、特定方向の光の透過を抑制することができた。
【００５２】
（実施例２）
本実施例におけるフィルムの配置を、図４を用いて説明する。
【００５３】
第１の偏光板の吸収軸を水平方向（＝０°）から１３５°となるよう配置し、ここに、実施例１と同様に光配向材を用いて作製した傾斜フィルム（傾斜角＝２３．５°、Ｒｅ０＝１７２．０ｎｍ、８０μｍＴＡＣフィルム上に形成した。）を、第１の偏光板の吸収軸に対して傾斜フィルムの面内遅相軸が４３°となるように配置した。次に、非傾斜フィルムとして２軸性の延伸フィルム（Ｒｅ０＝１８７．５ｎｍ、Ｒｔｈ＝１９０．３ｎｍ）を、第１の偏光板の吸収軸に対して面内遅相軸が１３３°となるよう配置し、続いて、第１の偏光板の吸収軸に対して第２の偏光板の吸収軸を１３°のなるように配置して積層した。このように作製したフィルムの水平方向（＝０°）の軸を回転軸とする透過率角度依存性の測定結果を図１４に示す。図１４の凡例実施例２において、フィルム法線方向（測定角度０°）で透過率は７４％程度、測定角度５０°で透過率は１０％程度（但し、第１の偏光板のみの光強度を１００％とする）となり、特定方向の光の透過を抑制することができた。
【００５４】
（実施例３）
本実施例におけるフィルムの配置を、図４を用いて説明する。
【００５５】
第１の偏光板の吸収軸を水平方向（＝０°）から１３５°となるよう配置し、ここに、実施例１と同様に光配向材を用いて作製した傾斜フィルム（傾斜角＝３１．３°、Ｒｅ０＝１５１．０ｎｍ、８０μｍＴＡＣフィルム上に形成した。）を、第１の偏光板の吸収軸軸に対して傾斜フィルムの面内遅相軸が３０°となるように配置した。次に、非傾斜フィルムとして２軸性の延伸フィルム（Ｒｅ０＝５０．０ｎｍ、Ｒｔｈ＝１２０．０ｎｍ）と１軸性の延伸フィルム（Ｒｅ０＝１３７．５ｎｍ）を積層して用い、第１の偏光板の吸収軸に対して各フィルムの面内遅相軸が１３３°となるよう配置し、続いて、第１の偏光板の吸収軸に対して第２の偏光板の吸収軸が平行である配置で積層した。このように作製したフィルムの水平方向（＝０°）の軸を回転軸とする透過率角度依存性の測定結果を図１４に示す。図１４の凡例実施例３において、フィルム法線方向（測定角度０°）で透過率は８２％程度、測定角度５０°で透過率は１３％以下（但し、第１の偏光板のみの光強度を１００％とする）となり、特定方向の光の透過を抑制することができた。
【００５６】
（実施例４）
本実施例におけるフィルムの配置を、図４を用いて説明する。
【００５７】
第１の偏光板の吸収軸を水平方向（＝０°）から１３５°となるよう配置し、ここに、実施例１と同様に光配向材を用いて作製した傾斜フィルム（傾斜角＝３１．３°、Ｒｅ０＝１５１．０ｎｍ、８０μｍＴＡＣフィルム上に形成した。）を、第１の偏光板の吸収軸に対して傾斜フィルムの面内遅相軸が４３°となるように配置した。次に、非傾斜フィルムとして２軸性の延伸フィルム（（Ｒｅ０＝５０．０ｎｍ、Ｒｔｈ＝１２０．０ｎｍ）と１軸性の延伸フィルム（Ｒｅ０１３７．５ｎｍ）を積層して用い、第１の偏光板の吸収軸に対して各フィルムの面内遅相軸が１３３°となるよう配置し、続いて、第１の偏光板の吸収軸に対して第２の偏光板の吸収軸を１３°のなるように配置して積層した。このように作製したフィルムの水平方向（＝０°）の軸を回転軸とする透過率角度依存性の測定結果を図１４に示す。図１４の凡例実施例４において、フィルム法線方向（測定角度０°）で透過率は７２％程度、測定角度４５°で透過率は１２％程度（但し、第１の偏光板のみの光強度を１００％とする）となり、特定方向の光の透過を抑制することができた。
【００５８】
実施例５から実施例８は、前述した本発明の第２の構成例に関わるものである。
【００５９】
（実施例５）
本実施例におけるフィルムの配置を、図８を用いて説明する。
【００６０】
第１の偏光板の吸収軸を水平方向（＝０°）から１３５°となるよう配置し、ここに、実施例１と同様に光配向材を用いて作製した傾斜フィルム（傾斜角＝３５．９°、Ｒｅ０＝２５８．３ｎｍ、８０μｍＴＡＣフィルム上に形成した。）を、第１の偏光板の吸収軸と該傾斜フィルムの面内遅相軸の成す角が直交するよう積層し、続いて、第１の偏光板の吸収軸に対して第２の偏光板の吸収軸が平行となる配置で積層した。
【００６１】
このように作製したフィルムの水平方向（＝０°）の軸を回転軸とする透過率角度依存性の測定結果を図１５に示す。図１５の凡例実施例５において、測定角度５５°付近で透過率は１０％以下（但し、第１の偏光板のみの光強度を１００％とする）であった。また、フィルムの垂直方向（＝９０°）の軸を回転軸とする透過率角度依存性の測定結果を図１６に示す。図１６の凡例実施例５において、測定角度−６５°〜４０°付近では透過率は６０％以上を保った比較的広い視野角特性を有するとともに、測定角度５５°以上において透過率が３０％程度以下となり光の透過を抑制することができた。
【００６２】
このような光制御素子を、図６に示すように右ハンドル車両に装着した場合を想定すると（フィルムの垂直方向（＝９０°）の軸を回転軸とする透過率角度依存性が水平方向となるよう設定する）、ドライバー方向Ｄｄ、助手席方向Ｄｎの輝度低下を抑え視認性を保ったまま、フロントガラスへの映り込みｌｆやフロントドアガラスへの映り込みｌｄを防止できる。
【００６３】
（実施例６）
本実施例におけるフィルムの配置を、図８を用いて説明する。
【００６４】
第１の偏光板の吸収軸を水平方向（＝０°）から１３５°となるよう配置し、ここに、実施例１と同様に光配向材を用いて作製した傾斜フィルム（傾斜角＝３５．９°、Ｒｅ０＝２５８．３ｎｍ、８０μｍＴＡＣフィルム上に形成した。）を、第１の偏光板の吸収軸と該傾斜フィルムの面内遅相軸の成す角が１００°となるように積層し、続いて、第１の偏光板の吸収軸に対して第２の偏光板の吸収軸が８°となる配置で積層した。
【００６５】
このように作製したフィルムの水平方向（＝０°）の軸を回転軸とする透過率角度依存性の測定結果を図１５に示す。図１５の凡例実施例６において、測定角度４０°付近で透過率は１０％程度（但し、第１の偏光板のみの光強度を１００％とする）であった。また、フィルムの垂直方向（＝９０°）の軸を回転軸とする透過率角度依存性の測定結果を図１６に示す。図１６の凡例実施例６において、測定角度−６５°〜４５°付近では透過率は６０％以上を保ったまま、比較的広い視野角特性を有するとともに、測定角度６５°以上において透過率が３０％程度以下となり光の透過を抑制することができた。
【００６６】
（実施例７）
本実施例におけるフィルムの配置を、図８を用いて説明する。
【００６７】
第１の偏光板の吸収軸を水平方向（＝０°）から１３５°となるよう配置し、ここに、実施例１と同様に光配向材を用いて作製した傾斜フィルム（チルト角＝３２．５°、Ｒｅ０＝２８３．７ｎｍ、８０μｍＴＡＣフィルム上に形成した。）を第１の偏光板の吸収軸と該傾斜フィルムの面内遅相軸の成す角が直交するよう積層し、続いて、第１の偏光板の吸収軸に対して第２の偏光板の吸収軸が平行となる配置で積層した。このように作製したフィルムの水平方向（＝０°）の軸を回転軸とする透過率角度依存性の測定結果を図１５に示す。図１５の凡例実施例７において、測定角度４０°付近で透過率は１９％程度（但し、第１の偏光板のみの光強度を１００％とする）であった。また、フィルムの垂直方向（＝９０°）の軸を回転軸とする透過率角度依存性の測定結果を図１６に示す。図１６の凡例実施例７において、測定角度−６５°〜４０°付近では透過率は６０％以上を保ったまま、比較的広い視野角特性を有するとともに、測定角度６５°以上において透過率が３０％程度以下となり光の透過を抑制することができた。
【００６８】
（実施例８）
本実施例におけるフィルムの配置を、図８を用いて説明する。
【００６９】
第１の偏光板の吸収軸を水平方向（＝０°）から１３５°となるよう配置し、ここに、実施例１と同様に光配向材を用いて作製した傾斜フィルム（チルト角＝３２．５°、Ｒｅ０＝２８３．７ｎｍ、８０μｍＴＡＣフィルム上に形成した。）を第１の偏光板の吸収軸と該傾斜フィルムの面内遅相軸の成す角が１０５°となるように配置した。続いて、第１の偏光板の吸収軸に対して第２の偏光板の吸収軸が１５°となる配置で積層した。このように作製したフィルムの水平方向（＝０°）の軸を回転軸とする透過率角度依存性の測定結果を図１５に示す。図１５の凡例実施例８において、測定角度５５°付近で透過率は１０％以下（但し、第１の偏光板のみの光強度を１００％とする）であった。また、フィルムの垂直方向（＝９０°）の軸を回転軸とする透過率角度依存性の測定結果を図１６に示す。図１６の凡例実施例７において、測定角度−６５°〜４０°付近では透過率は７０％以上を保ったまま、比較的広い視野角特性を有するとともに、測定角度６０°以上において透過率が４０％以下となり光の透過を抑制することができた。
【００７０】
実施例９から実施例１２は、前述した本発明の第３の構成例に関わるものである。
【００７１】
（実施例９）
本実施例におけるフィルムの配置を、図１２を用いて説明する。
【００７２】
第１の偏光板の吸収軸を水平方向（＝０°）から４５°となるよう配置し、ここに、第１の２軸性の延伸フィルム（Ｒｅ０＝１００ｎｍ、Ｒｔｈ＝２４０ｎｍ）を該フィルムの面内遅相軸と第１の偏光板の吸収軸の成す角が１０°となるよう配置し、次に、第２の２軸性の延伸フィルム（Ｒｅ０＝１００ｎｍ、Ｒｔｈ＝２４０ｎｍ）を、該フィルムの面内遅相軸と第１の２軸性の延伸フィルムの面内遅相軸が成す角が８０°となるように配置した。続いて、第１の偏光板の吸収軸に対して吸収軸が平行方向となる配置で第２の偏光板を積層した。このように作製したフィルムの水平方向（＝０°）の軸を回転軸とする透過率角度依存性の測定結果を図１７に示す。図１７の凡例実施例９において、測定角度−５５°、測定角度５５°付近で透過率は１０％程度（但し、第１の偏光板のみの光強度を１００％とする）となった。また、フィルムの垂直方向（＝９０°）の軸を回転軸とする透過率角度依存性の測定結果を図１８に示す。図１８の凡例実施例９において、測定角度３０°で透過率は８８％以上（但し、第１の偏光板のみの光強度を１００％とする）であった。この結果から、特定方向の光の透過を制御することができた。
【００７３】
このような光制御素子を、図６に示すように車両に装着した場合を想定すると、ドライバー方向Ｄｄ、助手席方向Ｄｎ（フィルムの垂直方向（＝９０°）の軸を回転軸とする透過率角度依存性が水平方向となるよう設定する。）の視認性を保ったまま、フロントガラス方向への映り込みｌｆを防止できる。
【００７４】
（実施例１０）
本実施例におけるフィルムの配置を、図１２を用いて説明する。
【００７５】
第１の偏光板の吸収軸を水平方向（＝０°）から４５°となるよう配置し、ここに、２軸性の延伸フィルム（Ｒｅ０＝１５０ｎｍ、Ｒｔｈ＝３６０ｎｍ）を、該フィルムの面内遅相軸と第１の偏光板の吸収軸の成す角が−１０°となるよう配置した。次に、第２の２軸性の延伸フィルムを積層することなく、第１の偏光板の吸収軸に対して第２の偏光板の吸収軸が平行となる配置で積層した。このように作製したフィルムの水平方向（＝０°）の軸を回転軸とする透過率角度依存性の測定結果を図１７に示す。図１７の凡例実施例１０において、測定角度０°方向（正面方向）では透過率は８０％以上（但し、第１の偏光板のみの光強度を１００％とする）を保ち、測定角度６０°で透過率は１０％程度（但し、第１の偏光板のみの光強度を１００％とする）となった。
【００７６】
また、フィルムの垂直方向（＝９０°）の軸を回転軸とする透過率角度依存性の測定結果を図１８に示す。図１８の凡例実施例１０において、測定角度３０°で透過率は８５％程度（但し、第１の偏光板のみの光強度を１００％とする）であった。この結果から、特定方向の光の透過を制御することができた。
【００７７】
（実施例１１）
本実施例におけるフィルムの配置を、図１２を用いて説明する。
【００７８】
第１の偏光板の吸収軸を水平方向（＝０°）から４５°となるよう配置し、ここに、第１の２軸性の延伸フィルム（Ｒｅ０＝１００ｎｍ、Ｒｔｈ＝２４０ｎｍ）を該フィルムの面内遅相軸と第１の偏光板の吸収軸の成す角が４５°となるよう配置した。次に、第２の２軸性の延伸フィルム（Ｒｅ０＝１００ｎｍ、Ｒｔｈ＝２４０ｎｍ）を、該フィルムの面内遅相軸と第１の２軸性の延伸フィルムの面内遅相軸の成す角が９０°となるように配置した。続いて、第１の偏光板の吸収軸に対して第２の偏光板の吸収軸が平行となる配置で積層した。このように作製したフィルムで、フィルムの水平方向（＝０°）の軸を回転軸とする透過率角度依存性の測定結果を図１７、フィルムの垂直方向（＝９０°）の軸を回転軸とする透過率角度依存性の測定結果を図１８にそれぞれ示す。図１７、図１８の凡例実施例１１において、測定角度０°方向（正面方向）では透過率は８０％以上（但し、第１の偏光板のみの光強度を１００％とする）を保つのに対し、測定角度６０°で透過率は２０％以下（但し、第１の偏光板のみの光強度を１００％とする）となった。この結果から、特定方向の光の透過を制御することができた。
【符号の説明】
【００７９】
Ｐ：ドライバー
Ｄｄ：ドライバー方向
Ｄｎ：助手席方向
Ｆｆ：フロントガラス方向
Ｆｄ：フロントドアガラス方向
１ｄ、１ｆ：映り込み
１ａ：傾斜フィルム（層）
１ｂ：非傾斜フィルム（層）
１ｃ、１ｃ´：偏光板
１ｋ、１ｋ´：偏光板の透過軸（または吸収軸）
１θｋｋ´：偏光板の透過軸（または吸収軸）の成す角
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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