(57)【要約】【課題】液晶表示装置に組み込んだ場合に、斜め色味変化が改善できる光学素子、光学素子の製造方法および液晶表示装置を提供する。【解決手段】円盤状液晶化合物からなるコレステリック液晶相が固定された反射偏光子を備え、反射偏光素子が、反射中心波長の外側±５０ｎｍにおいて、正面レターデーション値Ｒｅが０ｎｍ≦Ｒｅ＜１０ｎｍであり、かつ極角５０°方向のレターデーション値Ｒｅｔの絶対値｜Ｒｅｔ（５０°）｜が、｜Ｒｅｔ（５０°）｜≦５０ｎｍである光学素子とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円盤状液晶化合物からなるコレステリック液晶相が固定された反射偏光子を備え、
前記反射偏光子は、反射中心波長の外側±５０ｎｍにおいて、正面レターデーション値Ｒｅが０ｎｍ≦Ｒｅ＜１０ｎｍであり、かつ極角５０°方向のレターデーション値Ｒｅｔの絶対値｜Ｒｅｔ（５０°）｜が、｜Ｒｅｔ（５０°）｜≦５０ｎｍである光学素子。
【請求項２】
前記反射偏光子が、第一の光反射層、第二の光反射層および第三の光反射層を含んでなり、
前記第一の光反射層、前記第二の光反射層および前記第三の光反射層のうち、いずれか一つが反射中心波長３８０〜４９９ｎｍかつ半値幅１００ｎｍ以下である反射率のピークを有する青色反射層であり、いずれか一つが反射中心波長５００〜５９９ｎｍかつ半値幅２００ｎｍ以下である反射率のピークを有する緑色反射層であり、いずれか一つが反射中心波長６００〜７５０ｎｍかつ半値幅１５０ｎｍ以下である反射率のピークを有する赤色反射層である請求項１記載の光学素子。
【請求項３】
前記反射偏光子の少なくとも一方の面にλ／４板を備える請求項１または２記載の光学素子。
【請求項４】
円盤状液晶化合物からなるコレステリック液晶相が固定された反射偏光子を備えた光学素子の製造方法であって、
円盤状液晶化合物を含む重合性組成物から塗膜を形成する工程、
該塗膜を硬化させる工程、および
該硬化させた塗膜を二軸延伸する工程により前記反射偏光子を形成する光学素子の製造方法。
【請求項５】
少なくとも、請求項３記載の光学素子と、液晶セルと、バックライトユニットとを備える液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学素子、光学素子の製造方法および液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置（以下、ＬＣＤとも言う）などのフラットパネルディスプレイは、消費電力が小さく、省スペースの画像表示装置として年々その用途が広がっている。液晶表示装置は、バックライト（以下、ＢＬとも言う）、バックライト側偏光板、液晶セル、視認側偏光板などをこの順で設けられた構成となっている。
近年のフラットパネルディスプレイ市場において、ＬＣＤ性能改善として省電力化、高精細化及び色再現性向上のための開発が進んでいる。これらの性能改善は特にタブレットＰＣやスマートフォンなどの小型サイズの液晶表示装置で顕著にみられる。
一方、ＴＶ（Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ）用途を扱う大型サイズにおいては、次世代ハイビジョン（４Ｋ２Ｋ、ＥＢＵ比１００％以上）の開発が進められており、小型サイズ同様の性能改善として省電力化、高精細化及び色再現性向上のための開発が進んでいる。そのため、液晶表示装置の省電力化、高精細化、色再現性向上がますます求められている。【０００３】
バックライトの省電力化に伴い、バックライトとバックライト側偏光板の間に反射偏光子を設けることが提案されている。反射偏光子は、あらゆる方向に振動しながら入射する光のうち、特定の偏光方向に振動する光のみを透過させて、他の偏光方向に振動する光は反射する光学素子である。これにより、反射偏光子で透過せず反射する光をリサイクルすることができ、ＬＣＤにおける光利用効率を改善できる。【０００４】
このような反射偏光子として、コレステリック液晶相を固定してなる層を積層した構成が採用されている。コレステリック液晶相は、その螺旋のピッチに応じた波長での円偏光反射性を示すため、ピッチの異なる複数層を積層して反射波長領域を広帯域化することが可能である。例えば、特許文献１には、λ／４板とコレステリック液晶相を固定してなる層を積層した構成の反射偏光板、コレステリック液晶相のピッチの異なる３層以上のコレステリック液晶相を固定してなる層により、反射波長領域を広帯域化することで、ＢＬの光利用率を向上させる技術が記載されている。【０００５】
ここで、λ／４板とコレステリック液晶相を固定してなる層を積層した構成の反射偏光板を液晶表示装置に組み込んだときには、コレステリック液晶相及びλ／４板の光学的特性に起因する、斜め方向から見た際の色味変化が発生しやすいことが知られている。
これに対し、特許文献２ではコレステリック液晶相のピッチを光の入射側を短ピッチにする方法、及び面内の屈折率よりも垂直方向の屈折率の大きい補償層を設けることが提案されている。また、特許文献３ではλ／４板の厚み方向のレターデーションを０未満にする方法が提案されている。【０００６】
なお、このようなコレステリック液晶相を固定してなる層を形成するとき、一般的にコレステリック液晶材料としては棒状液晶化合物が用いられるが、ディスコティック（円盤状ともいう）液晶をらせん状に配向させることでも棒状液晶化合物を用いたコレステリック液晶相と同様の反射機能を持たせることができる。螺旋構造のディスコティック液晶はたとえば特許文献４に記載されている。【０００７】
また、その他のコレステリック液晶相を固定してなる層を用いた偏光板としては、反射帯域を広帯域化するために、ピッチの異なる層を多数設ける方法、または、徐々にピッチを変化させる方法が提案されている。【０００８】
近年、コレステリック液晶相を固定した膜は、その光学的な性質から、様々な分野で応用され、研究されている。例えば、非特許文献１には、コレステリック液晶は機械的応力に敏感であり、コレステリック液晶を含む粘性組成物を２枚のシリコン膜で挟んで延伸すると、選択反射波長帯のシフトと色変化が生じることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１−１３３００３号公報
【特許文献２】特許第３５１８６６０号公報
【特許文献３】国際公開第２００８／０１６０５６号
【特許文献４】特開２００１−８１４６５号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】Liquid  Crystals、Vol.37、No.5、May  2010、p587-592
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記のように、コレステリック液晶相を固定してなる層とλ／４板を組み合わせた偏光板を用いた液晶表示装置は、ＢＬ光の光利用効率改善には寄与するものの、昨今の液晶表示装置における省電力化、高精細化及び色再現性向上の観点から、斜め色味変化についてはさらに高いレベルでの改善が要求される。このように、液晶表示装置における斜め色味変化を改善することが可能な新たな部材の開発が望まれる。【００１２】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、液晶表示装置に組み込んだときに、斜め色味変化を改善することが可能な光学素子、光学素子の製造方法およびその光学素子を備えた液晶表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
液晶表示装置において、斜め色味変化が生じる原因は、斜め方向の透過光が液晶のコレステリック配向による位相差によって、楕円偏光となり、λ／４板を透過する光全てを直線偏光に変換できないことに起因する。配向を固定した液晶相の屈折率楕円体は、通常、基板の配向規制方向に自発的に配列するため、液晶の材料に固有となる。コレステリック液晶相を固定した反射偏光層においては、面内位相差はゼロ（ｎｘ＝ｎｙ）であるが、これらに垂直な方向の屈折率ｎｚが、ｎｘ＝ｎｙ＜ｎｚ、またはｎｘ＝ｎｙ＞ｎｚである、異方性の屈折率楕円体を有する。したがって、赤色反射層、緑色反射層、および青色反射層を積層してなる反射偏光板とした場合、それぞれの反射層において透過光の低下および波長シフトが生じ、その結果、斜め輝度の低下および斜め色味変化が生じる。【００１４】
上述のように、従来、配向を固定した液晶相の屈折率は固定されており、延伸をしても変化がないと考えられていた。しかし、本発明者らの鋭意検討の結果、円盤状液晶化合物のコレステリック液晶相を固定した層を二軸延伸することによって、等方的な屈折率楕円体を有するフィルムを得ることができることを見出した。等方的な屈折率楕円体を有するフィルムとすることによって、斜め方向の透過光の円偏光を崩さず、λ／４板を透過する時に円偏光を直線偏光へと良好に変換することができる。その結果、斜め色味変化を高いレベルで改善できる。
すなわち、上記課題は、以下の本発明によって解決される。【００１５】
本発明の光学素子は、円盤状液晶化合物からなるコレステリック液晶相が固定された反射偏光子を備え、
反射偏光子は、反射中心波長の外側±５０ｎｍにおいて、正面レターデーション値Ｒｅが０ｎｍ≦Ｒｅ＜１０ｎｍであり、かつ極角５０°方向のレターデーション値Ｒｅｔの絶対値｜Ｒｅｔ（５０°）｜が、｜Ｒｅｔ（５０°）｜≦５０ｎｍである。
ここで、「正面」とは、反射偏光子の面に垂直な方向（法線方向）を意味する。また、極角５０°とは反射偏光子の面と直交する軸（法線）に対して５０°傾いた方向を意味する。
なお、本明細書では、極角５０°のレターデーション値Ｒｅｔを、簡略のため、斜めＲｅｔ（５０°）と記載する場合がある。【００１６】
反射偏光子は、第一の光反射層、第二の光反射層および第三の光反射層を含んでなり、
第一の光反射層、第二の光反射層および第三の光反射層のうち、いずれか一つが反射中心波長３８０〜４９９ｎｍかつ半値幅１００ｎｍ以下である反射率のピークを有する青色反射層であり、いずれか一つが反射中心波長５００〜５９９ｎｍかつ半値幅２００ｎｍ以下である反射率のピークを有する緑色反射層であり、いずれか一つが反射中心波長６００〜７５０ｎｍかつ半値幅１５０ｎｍ以下である反射率のピークを有する赤色反射層であることが好ましい。【００１７】
本発明の光学素子は、反射偏光子の少なくとも一方の面にλ／４板を備えることが好ましい。【００１８】
本発明の光学素子の製造方法は、円盤状液晶化合物からなるコレステリック液晶相が固定された反射偏光子を備えた光学素子の製造方法であって、
円盤状液晶化合物を含む重合性組成物から塗膜を形成する工程、
塗膜を硬化させる工程、および
硬化させた塗膜を二軸延伸する工程により反射偏光子を形成するものである。【００１９】
本発明の液晶表示装置は、少なくとも、本発明の光学素子と、液晶セルと、バックライトユニットとを備える。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の光学素子は、円盤状液晶化合物からなるコレステリック液晶相が固定された反射偏光子を備え、反射偏光子が、反射中心波長の外側±５０ｎｍにおいて、正面レターデーション値Ｒｅが０ｎｍ≦Ｒｅ＜１０ｎｍであり、かつ極角５０°方向のレターデーション値Ｒｅｔの絶対値｜Ｒｅｔ（５０°）｜が、｜Ｒｅｔ（５０°）｜≦５０ｎｍである。
このような光学素子は、光学的に等方性の反射偏光子を有するものであるため、この反射偏光子に斜め入射した光に位相差を生じさせないので、斜め透過光の円偏光を崩すことがない。したがって、この斜め透過光に液晶表示装置に組み込んだときに、斜め色味変化を低減することができる。
また、本発明の光学素子の製造方法によれば、反射中心波長の外側±５０ｎｍにおいて、正面レターデーション値Ｒｅが０ｎｍ≦Ｒｅ＜１０ｎｍであり、かつ極角５０°方向のレターデーション値Ｒｅｔの絶対値｜Ｒｅｔ（５０°）｜が、｜Ｒｅｔ（５０°）｜≦５０ｎｍである反射偏光子を有する光学素子を得ることができる。
また、本発明の液晶表示装置によれば、反射中心波長の外側±５０ｎｍにおいて、正面レターデーション値Ｒｅが０ｎｍ≦Ｒｅ＜１０ｎｍであり、かつ極角５０°方向のレターデーション値Ｒｅｔの絶対値｜Ｒｅｔ（５０°）｜が、｜Ｒｅｔ（５０°）｜≦５０ｎｍである反射偏光子を備えた光学素子を有するため、斜め方向の透過光の円偏光を崩すことがないので、λ／4板でその円偏光の大部分を直線偏光に変換することができる。したがって、斜め色味変化を低減することができる。さらには、赤色、緑色、および青色のそれぞれにおいて透過率の低下や波長シフトが生じないため、斜め輝度に優れる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の光学素子の一実施形態を示す概略断面図である。
【図２】本発明の反射偏光子の二軸延伸前後の屈折率楕円体を示す図である。
【図３】本発明の光学素子の他の実施形態を示す概略断面図である。
【図４】本発明の光学素子の製造方法における製造過程を示す図である。
【図５】本発明の液晶表示装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図６】本発明の液晶表示装置の他の実施形態を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明について詳細に説明する。
以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づくが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。
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。
本明細書中、ピークの「半値幅」とは、ピーク高さ１／２でのピークの幅のことを意味する。
【００２３】
反射偏光子の反射中心波長と半値幅は積分反射計により測定することができる。ここでは、積分反射計として、分光光度計Ｖ−５５０に積分球装置ＩＬＶ−４７１（共に日本分光株式会社製）を接続したものを用いて測定する。最も大きいピーク高さを基準として１／２の高さの透過率となる２つの波長のうち、短波側の波長の値をλ１（ｎｍ）、長波側の波長の値をλ２（ｎｍ）とすると、反射中心波長と半値幅は下記式で表すことができる。
反射中心波長＝（λ１＋λ２）／２
半値幅＝（λ２−λ１）
【００２４】
本発明において、Ｒｅ（λ）、Ｒｔｈ（λ）は各々、波長λにおける面内レターデーションおよび厚さ方向レターデーションを表す。
本発明において、レターデーションＲｅ（λ）、Ｒｔｈ（λ）はＡｘｏＳｃａｎ（Ａｘｏｍｅｔｒｉｃ社製）を用いて求めるものとする。面内レターデーションＲｅ（λ）は、フィルム面の法線方向から波長λの光を入射させて測定した値である。なお、ＡｘｏＳｃａｎにて平均屈折率（（Ｎｘ＋Ｎｙ＋Ｎｚ）／３）と膜厚（ｄ（μｍ））を入力することにより、
遅相軸方向（°）
厚さ方向の位相差Ｒｔｈ（λ）＝（（Ｎｘ＋Ｎｙ）／２−Ｎｚ）×ｄ
が算出される。
また、斜めレターデーションＲｅｔ（５０°）は、フィルム面に極角５０°から波長λの光を入射させて測定した値である。
【００２５】
本明細書において、斜めレターデーション値Ｒｅｔ（５０°）は、極角５０°、すなわちフィルム面の法線方向から傾けた角度θが５０°におけるレターデーションの測定値である。
また、斜めレターデーション値Ｒｅｔ（５０°）の符号は、その遅相軸をフィルム面と平行方向と見なしたときのレターデーションの符合とする。例えば、遅相軸がフィルム面と平行方向にあると見なせる場合（例えばＲｔｈ＞０のＣプレート）は斜めレターデーション値Ｒｅｔ（５０°）の符号は正であり、遅相軸がフィルム面と垂直方向にあると見なせる場合（例えばＲｔｈ＜０のＣプレート）は斜めレターデーション値Ｒｅｔ（５０°）の符号は負となる。
【００２６】
なお、本明細書では、「可視光」とは、３８０ｎｍ〜７８０ｎｍのことをいう。
また、本明細書において、角度（例えば「９０°」等の角度）、及びその関係（例えば「直交」、「平行」、及び「４５°で交差」等）については、本発明が属する技術分野において許容される誤差の範囲を含むものとする。例えば、厳密な角度±１０°未満の範囲内であることなどを意味し、厳密な角度との誤差は、５°以下であることが好ましく、３°以下であることがより好ましい。
【００２７】
本明細書において、偏光子または偏光板の「吸収軸」は、吸光度の最も高い方向を意味する。「透過軸」は、「吸収軸」と９０°の角度をなす方向を意味する。
本明細書において、位相差フィルム等の「遅相軸」は、屈折率が最大となる方向を意味する。
なお、本明細書において、「偏光子」と「反射偏光子」は区別して用いられる。
また、本明細書において、位相差領域、位相差フィルム、及び液晶層等の各部材の光学特性を示す数値、数値範囲、及び定性的な表現（例えば、「同等」、「等しい」等の表現）については、液晶表示装置やそれに用いられる部材について一般的に許容される誤差を含む数値、数値範囲及び性質を示していると解釈されるものとする。
【００２８】
＜＜光学素子＞＞
本発明の光学素子について説明する。図１は、本発明の光学素子の一実施形態を示す概略断面図である。本発明の光学素子は、本実施形態に限定されるものではない。
【００２９】
図１に示すように、本発明の一実施形態の光学素子１０は、反射偏光子１３が、接着層２０を介して、λ／４板１２に積層されてなるものである。反射偏光子１３は、円盤状液晶化合物からなるコレステリック液晶相が固定されたものであり、反射中心波長の外側±５０ｎｍにおいて、正面レターデーション値Ｒｅが０ｎｍ≦Ｒｅ＜１０ｎｍであり、かつ極角５０°方向のレターデーション値Ｒｅｔの絶対値｜Ｒｅｔ（５０°）｜が、｜Ｒｅｔ（５０°）｜≦５０ｎｍである。
なお、本発明の反射偏光子１３は、コレステリック液晶相が固定されてなる光学膜を二軸延伸して得られる二軸延伸膜により構成される。
【００３０】
本発明の光学素子は反射偏光子を有し、反射偏光子に含まれるコレステリック液晶相を固定してなる光反射層は、右円偏光または左円偏光の少なくとも一方をその反射中心波長の近傍の波長帯域において反射することができるものである。
正面レターデーション値Ｒｅは、好ましくは、０ｎｍ≦Ｒｅ＜５ｎｍであり、かつ極角５０°方向のレターデーション値Ｒｅｔの絶対値｜Ｒｅｔ（５０°）｜は、｜Ｒｅｔ（５０°）｜≦３０ｎｍである。さらに好ましくは、０ｎｍ≦Ｒｅ＜３ｎｍであり、かつ、｜Ｒｅｔ（５０°）｜≦１０ｎｍである。
【００３１】
本発明の光学素子は、上記のような範囲の正面レターデーション値および斜めレターデーション値を有するため、斜め入射する光に位相差が生じないので、液晶表示装置に組み込んだとき、斜め色味変化を抑制することができる。
【００３２】
＜反射偏光子＞
本発明の光学素子における反射偏光子について、図２を参照しながら説明する。図２は、本発明の光学素子における反射偏光子（円盤状液晶化合物からなるコレステリック液晶相が固定された層）の二軸延伸前後の屈折率楕円体を示す図である。図２ａは、反射偏光子を二軸延伸する前の屈折率楕円体を示す。図２ｂは、反射偏光子を二軸延伸した後の屈折率楕円体を示す図である。
【００３３】
図２ａに示すように、円盤状液晶化合物からなるコレステリック液晶相が固定された層を二軸延伸する前は、面内位相差はゼロ（ｎｘ＝ｎｙ）であるが、垂直方向の屈折率ｎｚは、ｎｘ＝ｎｙ＜ｎｚであり、異方性の屈折率楕円体を有する。
一方、図２ｂに示すように、本発明の光学素子における反射偏光子は、円盤状液晶化合物からなるコレステリック液晶相が固定された層を二軸延伸することによって得られ、ｎｘ＝ｎｙ＝ｎｚとなり等方的な屈折率楕円体を有する。
このように等方的な屈折率楕円体を有することによって、斜め方向の透過光の円偏光を崩すことがないので、液晶表示装置に組み込んだ場合、斜め色味変化を抑制することができる。
【００３４】
次に、本発明の光学素子の他の実施形態について説明する。図３は、本発明の光学素子の他の実施形態の概略断面図である。
図３に示すように、本実施形態の光学素子１１における反射偏光子１３は、第一の光反射層１４ａ、第二の光反射層１４ｂおよび第三の光反射層１４ｃを含んでなる。そして、第一の光反射層１４ａ、第二の光反射層１４ｂ、および第三の光反射層１４ｃの３層からなる反射偏光子１３が、接着層２０を介して、λ／４板１２に積層されている態様である。
図３に示す態様に限られず、第一の光反射層１４ａ、第二の光反射層１４ｂ、および第三の光反射層１４ｃの３層を含む反射偏光子１３は、接着層２０を介さずλ／４板１２に直接接触していてもよい。なお、反射偏光子１３は第一の光反射層１４ａ、第二の光反射層１４ｂ、および第三の光反射層１４ｃ以外の層を有してもよい。
図１および図３に示したλ／４板１２は、単層であっても、２層以上の積層体であってもよく、２層以上の積層体であることが好ましい。
【００３５】
本発明の光学素子を液晶表示装置に組み込んだときに、輝度が高まるメカニズムを以下に説明する。
本発明の光学素子では、反射偏光子に含まれる第一の光反射層、第二の光反射層および第三の光反射層のうち、いずれか一つが青色光反射層であり、いずれか一つが緑色光反射層であり、いずれか一つが赤色光反射層であることで、反射偏光子は青色光、緑色光および赤色光のそれぞれについて右円偏光または左円偏光の少なくとも一方を反射できる。また、λ／４板の作用により、偏光状態を円偏光から直線偏光に変換することができる。このような構成により、第一の偏光状態の円偏光（例えば、右円偏光）が反射偏光子によって実質的に反射され、一方で第二の偏光状態の円偏光（例えば、左円偏光）が実質的に反射偏光子を透過し、反射偏光子を透過した第二の偏光状態（例えば、左円偏光）の光はλ／４板によって直線偏光に変換される。
さらに、後述の反射部材（導光器、光共振器と言われることもある）で反射偏光子によって実質的に反射された第一の偏光状態の光が再循環され、反射偏光子によって再度第一の偏光状態の円偏光として一部が反射され、第二の偏光状態の円偏光として残りの一部が透過することによりバックライト側での光利用率を高め、液晶表示装置の輝度を向上させることができる。
反射偏光子から出射される光、すなわち反射偏光子の透過光および反射光の偏光状態は、例えばＡｘｏｍｅｔｒｉｃｓ社のＡｘｏｓｃａｎで偏光測定することで計測することができる。
【００３６】
第一の光反射層１４ａ、第二の光反射層１４ｂおよび第三の光反射層１４ｃのうち、いずれか一つが反射中心波長３８０〜４９９ｎｍかつ半値幅１００ｎｍ以下である反射率のピークを有する青色反射層であり、いずれか一つが反射中心波長５００〜５９９ｎｍかつ半値幅２００ｎｍ以下である反射率のピークを有する緑色反射層であり、いずれか一つが反射中心波長６００〜７５０ｎｍかつ半値幅１５０ｎｍ以下である反射率のピークを有する赤色反射層であることが好ましい。
また、さらに、第三の光反射層１４ｃに接してさらに、反射中心波長７５０ｎｍ〜８５０ｎｍかつ半値幅２００ｎｍ以下である反射率のピークを有する赤外光反射層を設けてもよい。
【００３７】
本発明の光学素子の膜厚は、３〜１２０μｍであることが好ましく、５〜１００μｍであることがより好ましく、６〜９０μｍであることが特に好ましい。
【００３８】
青色反射層は、３８０〜４９９ｎｍの波長帯域に反射中心波長を有し、半値幅が１００ｎｍ以下である反射率のピークを有する。
青色反射層の反射中心波長は、４３０〜４８０ｎｍの波長帯域にあることが好ましく、４３０〜４７０ｎｍの波長帯域にあることがより好ましい。
青色反射層の反射率のピークの半値幅は１００ｎｍ以下であることが好ましく、この反射率のピークの半値幅が９０ｎｍ以下であることがより好ましく、この反射率のピークの半値幅が８０ｎｍ以下であることが特に好ましい。
青色反射層は、５００〜７５０ｎｍの波長帯域に反射率のピークを有さないことが好ましい。また、青色反射層は、５００〜７５０ｎｍの平均反射率が５％以下であることが好ましい。
青色反射層は、膜厚が２〜１０μｍであることが好ましく、３〜７μｍであることがより好ましい。
【００３９】
緑色反射層は、５００〜５９９ｎｍの波長帯域に反射中心波長を有し、半値幅が２００ｎｍ以下である反射率のピークを有する。
緑色反射層の反射中心波長は、５２０〜５９０ｎｍの波長帯域にあることが好ましく、５２０〜５８０ｎｍの波長帯域にあることがより好ましい。
緑色反射層の反射率のピークの半値幅は１６０ｎｍ以下であることが好ましく、この反射率のピークの半値幅が１２５ｎｍ以下であることがより好ましく、この反射率のピークの半値幅が１００ｎｍ以下であることが更に好ましく、この反射率のピークの半値幅が９５ｎｍ以下であることが特に好ましい。
緑色反射層は、３８０〜４９９ｎｍおよび６００〜７５０ｎｍの波長帯域に反射率のピークを有さないことが好ましい。また、緑色反射層は、３８０〜４９９ｎｍおよび６００〜７５０ｎｍの平均反射率が５％以下であることが好ましい。
緑色反射層は、膜厚が２〜１０μｍであることが好ましく、３〜７μｍであることがより好ましい。
【００４０】
赤色反射層は、６００〜７５０ｎｍの波長帯域に反射中心波長を有し、半値幅が１５０ｎｍ以下である反射率のピークを有する。
赤色反射層の反射中心波長は、６１０〜６９０ｎｍの波長帯域にあることが好ましく、６１０〜６６０ｎｍの波長帯域にあることがより好ましい。
赤色反射層の反射率のピークの半値幅は１３０ｎｍ以下であることがより好ましく、この反射率のピークの半値幅が１１０ｎｍ以下であることが特に好ましく、この反射率のピークの半値幅が１００ｎｍ以下であることが特に好ましい。
赤色反射層は、３８０〜４９９ｎｍおよび５００〜５９９ｎｍの波長帯域に反射率のピークを有さないことが好ましい。また、赤色反射層は、３８０〜４９９ｎｍおよび５００〜５９９ｎｍの平均反射率が５％以下であることが好ましい。
赤色反射層は、膜厚が２〜１０μｍであることが好ましく、３〜７μｍであることがより好ましい。
青色反射層、緑色反射層、赤色反射層のいずれも、反射率のピークの半値幅が３０ｎｍ以上あることがバックライトユニットの発光を反射するために好ましい。
【００４１】
上記のように構成することによって、青緑赤それぞれの反射偏光子の反射帯域を拡大することができる。この反射帯域の拡大には、コレステリック液晶相の螺旋ピッチが徐々に変化することで、広い半値幅を実現できるピッチグラジエント法を用いることが出来る。ピッチグラジエント法に関しては１９９５年（Ｎａｔｕｒｅ  ３７８、４６７−４６９  １９９５）や特開平６−２８１８１４号公報や特許４９９０４２６号記載の方法により実現できる。三つの光反射層がいずれもコレステリック液晶相を固定してなる反射偏光子である。
【００４２】
反射率のピークを与える波長（すなわち反射中心波長）は、コレステリック液晶相を固定してなる反射偏光子のコレステリック液晶相中の螺旋構造のピッチまたは屈折率を変えることにより調整することができるが、ピッチを変えることはキラル剤の添加量を変えることによって容易に調整可能である。具体的には富士フイルム研究報告Ｎｏ．５０（２００５年）ｐ．６０−６３に詳細な記載がある。
【００４３】
第一の光反射層、第二の光反射層および第三の光反射層において、各コレステリック液晶相の螺旋構造の螺旋方向は特に限定されるものではないが、第一の光反射層、第二の光反射層および第三の光反射層の各コレステリック液晶相の螺旋構造の螺旋方向が一致することが好ましい。これにより各層で反射される円偏光の位相状態を揃えて各波長域で異なる偏光状態となることを防止でき、光の利用効率を高めることができる。例えば、第一の光反射層、第二の光反射層および第三の光反射層において、各コレステリック液晶相が全て右螺旋構造を有し、第一の光反射層、第二の光反射層および第三の光反射層が全て右円偏光を反射中心波長において反射することが好ましい。当然、第一の光反射層、第二の光反射層および第三の光反射層において、各コレステリック液晶相が全て左螺旋構造を有し、第一の光反射層、第二の光反射層および第三の光反射層が全て左円偏光を反射中心波長において反射することも好ましい。
【００４４】
コレステリック液晶相を固定してなる反射偏光子の製造方法としては特に制限はないが、例えば、特開平１−１３３００３号公報、特許第３４１６３０２号公報、特許第３３６３５６５号公報、特開平８−２７１７３１号公報に記載の方法を用いることができる。
以下、特開平８−２７１７３１号公報に記載の方法について説明する。
【００４５】
本発明の光学素子における反射偏光子は、円盤状液晶化合物を含む重合性組成物を硬化させ、延伸することによって形成される。ここでは、光学素子の製造に用いる重合性組成物の成分である、円盤状液晶化合物、その他の成分および溶媒について説明する。
【００４６】
−円盤状液晶化合物−
まず、コレステリック液晶相を固定してなる反射偏光子の材料である円盤状液晶化合物について説明する。
円盤状液晶化合物としては、例えば、特開２００７−１０８７３２号公報や特開２０１０−２４４０３８号公報に記載のものを好ましく用いることができるが、これらに限定されない。
【００４７】
以下に、円盤状液晶化合物の好ましい例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００４８】
【化１】
2017033468.tif 000003
【００４９】
−その他の成分−
コレステリック液晶相を固定してなる反射偏光子を形成するために用いられる重合性組成物は、円盤状液晶化合物の他、キラル剤、配向制御剤、重合開始剤、および配向助剤などのその他の成分を含有していてもよい。
【００５０】
キラル剤は、公知の種々のキラル剤（例えば、液晶デバイスハンドブック、第３章４−３項、ＴＮ、ＳＴＮ用カイラル剤、１９９頁、日本学術振興会第一４２委員会編、１９８９に記載）から選択することができる。キラル剤は、一般に不斉炭素原子を含むが、不斉炭素原子を含まない軸性不斉化合物あるいは面性不斉化合物もキラル剤として用いることができる。軸性不斉化合物または面性不斉化合物の例には、ビナフチル、ヘリセン、パラシクロファンおよびこれらの誘導体が含まれる。キラル剤は、重合性基を有していてもよい。キラル剤が重合性基を有するとともに、併用する棒状液晶化合物も重合性基を有する場合は、重合性基を有するキラル剤と重合性棒状液晶化合物との重合反応により、棒状液晶化合物から誘導される繰り返し単位と、キラル剤から誘導される繰り返し単位とを有するポリマーを形成することができる。この態様では、重合性基を有するキラル剤が有する重合性基は、重合性棒状液晶化合物が有する重合性基と、同種の基であることが好ましい。従って、キラル剤の重合性基も、不飽和重合性基、エポキシ基又はアジリジニル基であることが好ましく、不飽和重合性基であることがさらに好ましく、エチレン性不飽和重合性基であることが特に好ましい。
【００５１】
また、キラル剤は、液晶化合物であってもよい。
強い捩れ力を示すキラル剤としては、例えば、特開２０１０−１８１８５２号公報、特開２００３−２８７６２３号公報、特開２００２−８０８５１号公報、特開２００２−８０４７８号公報、特開２００２−３０２４８７号公報、に記載のキラル剤が挙げられ、本発明に好ましく用いることができる。さらに、これらの公開公報に記載されているイソソルビド化合物類については対応する構造のイソマンニド化合物類を用いることもでき、これらの公報に記載されているイソマンニド化合物類については対応する構造のイソソルビド化合物類を用いることもできる。
【００５２】
配向制御剤の例には、特開２００５−９９２４８号公報の［００９２］及び［００９３］中に例示されている化合物、特開２００２−１２９１６２号公報の［００７６］〜［００７８］及び［００８２］〜［００８５］中に例示されている化合物、特開２００５−９９２４８号公報の［００９４］及び［００９５］中に例示されている化合物、特開２００５−９９２４８号公報の［００９６］中に例示されている化合物が含まれる。
フッ素系配向制御剤として、下記一般式（Ｉ）で表される化合物も好ましい。
【００５３】
【化２】
2017033468.tif 000004
【００５４】
一般式（Ｉ）において、Ｌ11、Ｌ12、Ｌ13、Ｌ14、Ｌ15、およびＬ16は、それぞれ独立して単結合、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯＳ−、−ＳＣＯ−、−ＮＲＣＯ−、−ＣＯＮＲ−（一般式（Ｉ）中におけるＲは水素原子または炭素数が１〜６のアルキル基を表す）を表す。−ＮＲＣＯ−、−ＣＯＮＲ−は溶解性を減ずる効果があり、膜作成時にヘイズ値が上昇する傾向がある。このため、好ましくは−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯＳ−、および−ＳＣＯ−であり、化合物の安定性の観点からさらに好ましくは−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、および−ＯＣＯ−である。上記のＲがとりうるアルキル基は、直鎖状であっても分枝状であってもよい。炭素数は１〜３がより好ましく、メチル基、エチル基、およびｎ−プロピル基を例示することができる。
【００５５】
Ｓｐ11、Ｓｐ12、Ｓｐ13、およびＳｐ14はそれぞれ独立して単結合または炭素数１〜１０のアルキレン基を表し、より好ましくは単結合または炭素数１〜７のアルキレン基であり、さらに好ましくは単結合または炭素数１〜４のアルキレン基である。但し、アルキレン基の水素原子はフッ素原子で置換されていてもよい。アルキレン基には、分枝があっても無くてもよいが、好ましいのは分枝がない直鎖のアルキレン基である。合成上の観点からは、Ｓｐ11とＳｐ14が同一であり、かつ、Ｓｐ12とＳｐ13が同一であることが好ましい。
【００５６】
Ａ11、およびＡ12は３価または４価の芳香族炭化水素である。３価または４価の芳香族炭化水素基の炭素数は６〜２２が好ましく、６〜１４がより好ましく、６〜１０がさらに好ましく、６が特に好ましい。Ａ11、およびＡ12で表される３価または４価の芳香族炭化水素基は置換基を有していてもよい。そのような置換基の例として、炭素数１〜８のアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、シアノ基またはエステル基を挙げることができる。これらの基の説明と好ましい範囲については、下記のＴ１１の対応する記載を参照することができる。Ａ11、Ａ12で表される３価または４価の芳香族炭化水素基に対する置換基としては、例えばメチル基、エチル基、メトキシ基、エトキシ基、臭素原子、塩素原子、シアノ基などを挙げることができる。パーフルオロアルキル部分を分子内に多く有する分子は、少ない添加量で液晶を配向させることができ、ヘイズ低下につながることから、分子内にパーフルオロアルキル基を多く有するようにＡ11、Ａ12は４価であることが好ましい。合成上の観点からは、Ａ11とＡ12は同一であることが好ましい。
【００５７】
Ｔ11は、下記の、二価の基または二価の芳香族複素環基を表す（下記Ｔ11中に含まれるＸは、炭素数１〜８のアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、シアノ基またはエステル基を表し、Ｙａ、Ｙｂ、Ｙｃ、およびＹｄはそれぞれ独立して水素原子または炭素数１〜４のアルキル基を表す。）ことが好ましい。
【００５８】
【化３】
2017033468.tif 000005
【００５９】
なかでも、より好ましい基を以下に示す。
【化４】
2017033468.tif 000006
【００６０】
さらに好ましくは、下記の基である。
【００６１】
【化５】
2017033468.tif 000007
【００６２】
最も好ましくは、以下の基である。
【００６３】
【化６】
2017033468.tif 000008
【００６４】
上記Ｔ11中に含まれるＸがとりうるアルキル基の炭素数は１〜８であり、１〜５が好ましく、１〜３がより好ましい。アルキル基は、直鎖状、分枝状、および環状のいずれであってもよく、直鎖状または分枝状であることが好ましい。好ましいアルキル基として、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基などを例示することができる。中でもメチル基が好ましい。
【００６５】
上記Ｔ11中に含まれるＸがとりうるアルコキシ基のアルキル部分については、上記Ｔ11中に含まれるＸがとりうるアルキル基の説明と好ましい範囲を参照することができる。上記Ｔ11中に含まれるＸがとりうるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、およびヨウ素原子を挙げることができ、塩素原子、および臭素原子が好ましい。上記Ｔ11中に含まれるＸがとりうるエステル基としては、ＲａＣＯＯ−で表される基を例示することができる。Ｒａとしては炭素数１〜８のアルキル基を挙げることができる。Ｒａがとりうるアルキル基の説明と好ましい範囲については、上記Ｔ11中に含まれるＸがとりうるアルキル基の説明と好ましい範囲を参照することができる。エステルの具体例として、ＣＨ3ＣＯＯ−、およびＣ2Ｈ5ＣＯＯ−を挙げることができる。Ｙａ、Ｙｂ、Ｙｃ、Ｙｄがとりうる炭素数１〜４のアルキル基は、直鎖状であっても分枝状であってもよい。例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基などを例示することができる。
【００６６】
二価の芳香族複素環基は、５員、６員または７員の複素環を有することが好ましい。５員環または６員環がさらに好ましく、６員環が最も好ましい。複素環を構成する複素原子としては、窒素原子、酸素原子および硫黄原子が好ましい。複素環は、芳香族性複素環であることが好ましい。芳香族性複素環は、一般に不飽和複素環である。最多二重結合を有する不飽和複素環がさらに好ましい。複素環の例には、フラン環、チオフェン環、ピロール環、ピロリン環、ピロリジン環、オキサゾール環、イソオキサゾール環、チアゾール環、イソチアゾール環、イミダゾール環、イミダゾリン環、イミダゾリジン環、ピラゾール環、ピラゾリン環、ピラゾリジン環、トリアゾール環、フラザン環、テトラゾール環、ピラン環、チイン環、ピリジン環、ピペリジン環、オキサジン環、モルホリン環、チアジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、ピペラジン環およびトリアジン環が含まれる。二価の複素環基は置換基を有していてもよい。そのような置換基の例の説明と好ましい範囲については、上記のＡ1１とＡ１2の３価または４価の芳香族炭化水素が取り得る置換基に関する説明と記載を参照することができる。
【００６７】
Ｈｂ11は炭素数２〜３０のパーフルオロアルキル基を表し、より好ましくは炭素数３〜２０のパーフルオロアルキル基であり、さらに好ましくは３〜１０のパーフルオロアルキル基である。パーフルオロアルキル基は、直鎖状、分枝状、環状のいずれであってもよいが、直鎖状または分枝状であるものが好ましく、直鎖状であることがより好ましい。
【００６８】
ｍ１１、ｎ１１はそれぞれ独立に０から３であり、かつｍ１１＋ｎ１１≧１である。このとき複数存在する括弧内の構造は互いに同一であっても異なっていてもよいが、互いに同一であることが好ましい。一般式（Ｉ）のｍ１１、およびｎ１１は、Ａ11、およびＡ12の価数によって定まり、好ましい範囲もＡ11、およびＡ12の価数の好ましい範囲によって定まる。
Ｔ11中に含まれるｏおよびｐはそれぞれ独立に０以上の整数であり、ｏおよびｐが２以上であるとき複数のＸは互いに同一であっても異なっていてもよい。Ｔ11中に含まれるｏは１または２が好ましい。Ｔ11中に含まれるｐは１〜４のいずれかの整数が好ましく、１または２がより好ましい。
【００６９】
一般式（Ｉ）で表される化合物は、分子構造が対称性を有するものであってもよいし、対称性を有しないものであってもよい。なお、ここでいう対称性とは、点対称、線対称、および回転対称のいずれかに該当するものを意味し、非対称とは点対称、線対称、および回転対称のいずれにも該当しないものを意味する。
【００７０】
一般式（Ｉ）で表される化合物は、以上述べたパーフルオロアルキル基（Ｈｂ11）、連結基−（−Ｓｐ11−Ｌ11−Ｓｐ12−Ｌ12）m11−Ａ11−Ｌ13−および−Ｌ14−Ａ12−（Ｌ15−Ｓｐ13−Ｌ16−Ｓｐ14−）n11−、ならびに好ましくは排除体積効果を持つ２価の基であるＴ１１を組み合わせた化合物である。分子内に２つ存在するパーフルオロアルキル基（Ｈｂ11）は互いに同一であることが好ましく、分子内に存在する連結基−（−Ｓｐ11−Ｌ11−Ｓｐ12−Ｌ12）m11−Ａ11−Ｌ13−および−Ｌ14−Ａ12−（Ｌ15−Ｓｐ13−Ｌ16−Ｓｐ14−）n11−も互いに同一であることが好ましい。末端のＨｂ11−Ｓｐ11−Ｌ11−Ｓｐ12−および−Ｓｐ13−Ｌ16−Ｓｐ14−Ｈｂ11は、以下のいずれかの一般式で表される基が好ましい。
（ＣaＦ2a+1）−（ＣbＨ2b）−
（ＣaＦ2a+1）−（ＣbＨ2b）−Ｏ−（ＣrＨ2r）−
（ＣaＦ2a+1）−（ＣbＨ2b）−ＣＯＯ−（ＣrＨ2r）−
（ＣaＦ2a+1）−（ＣbＨ2b）−ＯＣＯ−（ＣrＨ2r）−
【００７１】
上式において、ａは２〜３０が好ましく、３〜２０がより好ましく、３〜１０がさらに好ましい。ｂは０〜２０が好ましく、０〜１０がより好ましく、０〜５がさらに好ましい。ａ＋ｂは３〜３０である。ｒは１〜１０が好ましく、１〜４がより好ましい。
また、一般式（Ｉ）の末端のＨｂ11−Ｓｐ11−Ｌ11−Ｓｐ12−Ｌ12−および−Ｌ14−Ｓｐ13−Ｌ16−Ｓｐ14−Ｈｂ11は、以下のいずれかの一般式で表される基が好ましい。
（ＣaＦ2a+1）−（ＣbＨ2b）−Ｏ−
（ＣaＦ2a+1）−（ＣbＨ2b）−ＣＯＯ−
（ＣaＦ2a+1）−（ＣbＨ2b）−Ｏ−（ＣrＨ2r）−Ｏ−
（ＣaＦ2a+1）−（ＣbＨ2b）−ＣＯＯ−（ＣrＨ2r）−ＣＯＯ−
（ＣaＦ2a+1）−（ＣbＨ2b）−ＯＣＯ−（ＣrＨ2r）−ＣＯＯ−
上式におけるａ、ｂおよびｒの定義は直上の定義と同じである。
【００７２】
光重合開始剤の例には、α−カルボニル化合物（米国特許第２３６７６６１号、同２３６７６７０号の各明細書記載）、アシロインエーテル（米国特許第２４４８８２８号明細書記載）、α−炭化水素置換芳香族アシロイン化合物（米国特許第２７２２５１２号明細書記載）、多核キノン化合物（米国特許第３０４６１２７号、同２９５１７５８号の各明細書記載）、トリアリールイミダゾールダイマーとｐ−アミノフェニルケトンとの組み合わせ（米国特許第３５４９３６７号明細書記載）、アクリジンおよびフェナジン化合物（特開昭６０−１０５６６７号公報、米国特許第４２３９８５０号明細書記載）およびオキサジアゾール化合物（米国特許第４２１２９７０号明細書記載）、アシルフォスフィンオキシド化合物（特公昭６３−４０７９９号公報、特公平５−２９２３４号公報、特開平１０−９５７８８号公報、特開平１０−２９９９７号公報記載）等が挙げられる。
【００７３】
−溶媒−
各反射偏光子を形成するための組成物の溶媒としては、有機溶媒が好ましく用いられる。有機溶媒の例には、アミド（例、Ｎ、Ｎ−ジメチルホルムアミド）、スルホキシド（例、ジメチルスルホキシド）、ヘテロ環化合物（例、ピリジン）、炭化水素（例、ベンゼン、ヘキサン）、アルキルハライド（例、クロロホルム、ジクロロメタン）、エステル（例、酢酸メチル、酢酸ブチル）、ケトン（例、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン）、エーテル（例、テトラヒドロフラン、１、２−ジメトキシエタン）が含まれる。アルキルハライドおよびケトンが好ましい。二種類以上の有機溶媒を併用してもよい。
【００７４】
次に、本発明の光学素子に備えられ、もしくは光学素子の製造方法において用いられる部材について説明する。
【００７５】
＜支持体＞
本発明の光学素子は、支持体を含んでいてもよく、この支持体上に反射偏光子を有していてもよい。ただし、本発明では、本発明の光学素子に含まれてもよいλ／４板（後述する）そのものを支持体として用いて、図１に示したようにλ／４板に反射偏光子を貼合してもよく、また、支持体上に形成されたλ／４板の全体を支持体として用いて、その支持体に反射偏光子を貼合してもよい。
このような支持体としては、透明支持体が好ましく、ポリメチルメタクリレート等のポリアクリル系樹脂フィルム、セルローストリアセテート等のセルロース系樹脂フィルム、およびシクロオレフィンポリマー系フィルム［例えば、商品名「アートン」、ＪＳＲ社製、商品名「ゼオノア」、日本ゼオン社製］等を挙げることができる。
【００７６】
一方、本発明の光学素子は、反射偏光子を製膜する際に用いられる支持体を含んでいなくてもよく、例えばガラスや透明フィルムを、反射偏光子を製膜する際の支持体（以下において、仮支持体という。）として用い、反射偏光子を形成した後その仮支持体から反射偏光子を剥離して本発明の光学素子としてもよい。なお、反射偏光子を形成した後、反射偏光子のみを仮支持体から剥離する場合、λ／４板と接着層（および／または粘着材）が積層されたフィルムを支持体として用い、反射偏光子を、接着層を介してλ／４板に貼合することで本発明の光学素子とすることが好ましい。
このような製膜時に用いられる支持体としては、特に制限はないが、後述の製造工程における延伸および剥離等に耐えうる物性を有することが好ましい。
【００７７】
＜配向層＞
反射偏光子の形成面（重合性組成物の塗布面）には、所望の液晶の配向を得るため、ここでは所望のコレステリック液晶相を得るために、配向層を備えていることが好ましい。
配向層は、有機化合物（好ましくはポリマー）のラビング処理、無機化合物の斜方蒸着、マイクログルーブを有する層の形成等の手段で設けることができる。さらには、電場の付与、磁場の付与、或いは光照射により配向機能が生じる配向層も知られている。配向層は、ポリマーの膜の表面を、ラビング処理することにより形成することが好ましい。反射偏光子形成後に、仮支持体から反射偏光子を剥離する場合には、配向層も仮支持体と共に剥離することが好ましい。
【００７８】
支持体に用いられるポリマー種によっては、配向層を設けなくても、支持体を直接配向処理（例えば、ラビング処理）することで、配向層として機能させることもできる。そのような支持体の一例としては、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）を挙げることができる。
【００７９】
また、液晶層の上に直接液晶層を積層する場合、例えば、第一の光反射層上に直接、第二の光反射層を形成する場合、下層の液晶層が配向層として振舞い上層の液晶を配向させることができる場合もある。このような場合、配向層を設けなくても、また、特別な配向処理（例えば、ラビング処理）を実施しなくても上層の液晶を配向させることができる。
【００８０】
−ラビング処理−
配向層または支持体の表面はラビング処理が施されることが好ましい。また、第一、第二、および第三の光反射層の表面に、必要に応じてラビング処理をすることも可能である。ラビング処理は、一般にはポリマーを主成分とする膜の表面を、紙や布で一定方向に擦ることにより実施することができる。ラビング処理の一般的な方法については、例えば、「液晶便覧」（丸善社発行、平成１２年１０月３０日）に記載されている。
【００８１】
ラビング密度を変える方法としては、「液晶便覧」（丸善社発行）に記載されている方法を用いることができる。ラビング密度（Ｌ）は、下記式（Ａ）で定量化されている。
式（Ａ）  Ｌ＝Ｎｌ（１＋２πｒｎ／６０ｖ）
式（Ａ）中、Ｎはラビング回数、ｌはラビングローラーの接触長、ｒはローラーの半径、ｎはローラーの回転数（ｒｐｍ）、ｖはステージ移動速度（秒速）である。
【００８２】
ラビング密度を高くするためには、ラビング回数を増やす、ラビングローラーの接触長を長く、ローラーの半径を大きく、ローラーの回転数を大きく、ステージ移動速度を遅くすればよく、一方、ラビング密度を低くするためには、この逆にすればよい。また、ラビング処理の際の条件としては、特許４０５２５５８号の記載を参照することもできる。
【００８３】
＜λ／４板＞
本発明の光学素子は、反射偏光子の少なくとも一方の面にλ／４板を有してもよい。
λ／４板は、反射偏光子を通り抜けた円偏光を直線偏光に変換するための層である。同時に、厚さ方向のレターデーション（Ｒｔｈ（λ））を調節することで、斜め方位から見た場合に発生する反射偏光子の膜厚の位相差をキャンセルすることが可能となる。
本発明の光学素子では、λ／４板のＲｔｈ（５５０）が−１２０〜１２０ｎｍであることが好ましく、−８０〜８０ｎｍであることがより好ましく、−７０〜７０ｎｍであることが特に好ましい。
【００８４】
本発明の光学素子ではλ／４板が、下記式（Ａ）〜（Ｃ）を少なくともひとつ満たすことが好ましく、下記式（Ａ）〜（Ｃ）を全て満たすことがさらに好ましい。
式（Ａ）  ４５０ｎｍ／４−３５ｎｍ＜Ｒｅ（４５０）＜４５０ｎｍ／４＋３５ｎｍ
式（Ｂ）  ５５０ｎｍ／４−３５ｎｍ＜Ｒｅ（５５０）＜５５０ｎｍ／４＋３５ｎｍ
式（Ｃ）  ６３０ｎｍ／４−３５ｎｍ＜Ｒｅ（６３０）＜６３０ｎｍ／４＋３５ｎｍ
【００８５】
本発明の光学素子に用いられるλ／４板の材料について特に制限はない。種々のポリマーフィルム、例えば、セルロースアシレート、ポリカーボネート系ポリマー、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレート等のポリエステル系ポリマー、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系ポリマー、ポリスチレンやアクリロニトリル・スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）等のスチレン系ポリマー等を利用することができる。また、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、エチレン・プロピレン共重合体の如きポリオレフィン系ポリマー、塩化ビニル系ポリマー、ナイロンや芳香族ポリアミド等のアミド系ポリマー、イミド系ポリマー、スルホン系ポリマー、ポリエーテルスルホン系ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン系ポリマー、ポリフェニレンスルフィド系ポリマー、塩化ビニリデン系ポリマー、ビニルアルコール系ポリマー、ビニルブチラール系ポリマー、アリレート系ポリマー、ポリオキシメチレン系ポリマー、エポキシ系ポリマー、又はポリマーを混合したポリマー等から１種又は２種以上のポリマーを選択し、主成分として用いてポリマーフィルムを作製し、上記特性を満足する組合せで、光学素子の作製に利用することができる。
【００８６】
λ／４板は、支持体自体で目的のλ／４機能を有する光学異方性支持体であってもよいし、ポリマーフィルムからなる支持体上に光学異方性層等を有するものであってもよい。
【００８７】
λ／４板が、支持体自体で目的のλ／４機能を有する光学異方性支持体である場合、例えば高分子フィルムを一軸または二軸等で延伸処理する方法などにより光学異方性支持体を得ることができる。その高分子の種類については特に限定はなく、透明性に優れるものが好ましく用いられる。その例としては、上述のλ／４板に用いられる材料や、セルロースアシレートフィルム（例えば、セルローストリアセテートフィルム（屈折率１．４８）、セルロースジアセテートフィルム、セルロースアセテートブチレートフィルム、セルロースアセテートプロピオネートフィルム）、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレート等のポリエステル系樹脂フィルム、ポリエーテルスルホンフィルム、ポリメチルメタクリレート等のポリアクリル系樹脂フィルム、ポリウレタン系樹脂フィルム、ポリエステルフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリスルホンフィルム、ポリエーテルフィルム、ポリメチルペンテンフィルム、ポリエーテルケトンフィルム、（メタ）アクリロニトリルフィルム、ポリオレフィン、シクロオレフィンポリマー系フィルム［例えば、商品名「アートン」、ＪＳＲ社製、商品名「ゼオノア」、「ゼオネックス」、日本ゼオン社製］等が挙げられる。このうちトリアセチルセルロース、ポリエチレンテレフタレート、シクロオレフィンポリマー系フィルムが好ましく、特にトリアセチルセルロースが好ましい。
【００８８】
後述のように、λ／４板の遅相軸方向と偏光板の吸収軸方向とのなす角は３０〜６０°であり、３５〜５５°であることが好ましく、４０〜５０°であることがより好ましく、４５°になることが特に好ましい。偏光板はロールトゥロールで作製する場合には、通常は長手方向（搬送方向）が吸収軸方向となるため、λ／４板の遅相軸方向と長手方向のなす角は３０〜６０°であることが好ましい。遅相軸方向と長手方向のなす角が３０〜６０°のλ／４板の製造方法としては、その長手方向に対して３０〜６０°の方向に連続的に延伸して、ポリマーの配向軸を所望の角度に傾斜させるものであれば特に制約されず、公知の方法を採用することができる。また、斜め延伸に用いる延伸機は特に制限されず、横または縦方向に左右異なる速度の送り力若しくは引張り力または引取り力を付加できるようにした従来公知のテンター式延伸機を使用することができる。また、テンター式延伸機には、横一軸延伸機、同時二軸延伸機などがあるが、長尺のフィルムを連続的に斜め延伸処理することができるものであれば、特に制約されず、種々のタイプの延伸機を使用することができる。
【００８９】
斜め延伸の方法としては、例えば、特開昭５０−８３４８２号公報、特開平２−１１３９２０号公報、特開平３−１８２７０１号公報、特開２０００−９９１２号公報、特開２００２−８６５５４号公報、特開２００２−２２９４４号公報、国際公開第２００７／１１１３１３号に記載された方法を用いることができる。
【００９０】
λ／４板が、ポリマーフィルムからなる支持体上に光学異方性層等を有している場合、支持体上に他の層を積層させることで所望のλ／４機能を持たせる。光学異方性層の構成材料については特に制限されず、液晶化合物を含有する組成物から形成され、この液晶化合物の分子の配向によって発現された光学異方性を示す層であっても、ポリマーフィルムを延伸してフィルム中の高分子を配向させて発現させた光学異方性を有する層であっても、双方の層を有していてもよい。すなわち、１枚又は２枚以上の二軸性フィルムによって構成することができるし、またＣプレートとＡプレートとの組合せ等、一軸性フィルムを２枚以上組合せることでも構成することができる。勿論、１枚以上の二軸性フィルムと１枚以上の一軸性フィルムとを組み合わせることによっても構成することができる。
【００９１】
λ／４板は、液晶化合物を含有する組成物から形成された層を少なくとも一層含んでいることが好ましい。即ち、λ／４板はポリマーフィルム（支持体）と液晶化合物を含有する組成物から形成された光学異方性層との積層体であることが好ましい。
支持体には光学異方性が小さいポリマーフィルムを用いてもよいし、延伸処理などにより光学異方性を発現させたポリマーフィルムを用いてもよい。支持体は光透過率が８０％以上であることが好ましい。
【００９２】
また、光学異方性層の形成に用いられる液晶化合物の種類については特に制限されない。例えば、低分子液晶化合物を液晶状態においてネマチック配向に形成後、光架橋や熱架橋によって固定化して得られる光学異方性層や、高分子液晶化合物を液晶状態においてネマチック配向に形成後、冷却することによって当該配向を固定化して得られる光学異方性層を用いることもできる。なお本発明では、光学異方性層に液晶化合物が用いられる場合であっても、光学異方性層は、この液晶化合物が重合等によって固定されて形成された層であり、層となった後はもはや液晶性を示す必要はない。重合性液晶化合物は、多官能性重合性液晶化合物でもよいし、単官能性重合性液晶化合物でもよい。また、液晶化合物は、ディスコティック液晶化合物でもよいし、棒状液晶化合物でもよい。本発明においては、ディスコティック液晶化合物がより好ましい。
棒状液晶化合物としては、例えば、特表平１１−５１３０１９号公報や特開２００７−２７９６８８号公報に記載のものを好ましく用いることができ、ディスコティック液晶化合物としては、例えば、特開２００７−１０８７３２号公報や特開２０１０−２４４０３８号公報に記載のものを好ましく用いることができるが、これらに限定されない。
【００９３】
光学異方性層において、液晶化合物の分子は、垂直配向、水平配向、ハイブリッド配向及び傾斜配向のいずれかの配向状態に固定化されていることが好ましい。視野角依存性が対称である位相差板を作製するためには、ディスコティック液晶化合物の円盤面がフィルム面（光学異方性層面）に対して実質的に垂直であるか、又は、棒状液晶化合物の長軸がフィルム面（光学異方性層面）に対して実質的に水平であることが好ましい。ディスコティック液晶化合物が実質的に垂直とは、フィルム面（光学異方性層面）とディスコティック液晶化合物の円盤面とのなす角度の平均値が７０°〜９０°の範囲内であることを意味する。８０°〜９０°がより好ましく、８５°〜９０°が更に好ましい。棒状液晶化合物が実質的に水平とは、フィルム面（光学異方性層面）と棒状液晶化合物のダイレクターとのなす角度が０°〜２０°の範囲内であることを意味する。０°〜１０°がより好ましく、０°〜５°が更に好ましい。
【００９４】
光学異方性層は、棒状液晶化合物又はディスコティック液晶化合物等の液晶化合物と、所望により、重合開始剤、配向制御剤、および他の添加剤等を含む塗布液を、支持体上に塗布することで形成することができる。支持体上に配向層を形成し、この配向層表面に塗布液を塗布して形成することが好ましい。
【００９５】
本発明では、配向層の表面に組成物を塗布して、液晶化合物の分子を配向させることが好ましい。配向層は液晶化合物の配向方向を規定する機能を有するため、本発明の好ましい態様を実現する上で利用するのが好ましい。しかし、液晶化合物を配向後にその配向状態を固定してしまえば、配向層はその役割を果たしているために、本発明の構成要素としては必ずしも必須のものではない。即ち、配向状態が固定された配向層上の光学異方性層のみを偏光層や支持体上に転写して本発明の偏光板を作製することも可能である。
配向層は、ポリマーのラビング処理により形成することが好ましい。
【００９６】
配向層に用いることができるポリマーの例には、例えば特開平８−３３８９１３号公報明細書中段落番号［００２２］記載のメタクリレート系共重合体、スチレン系共重合体、ポリオレフィン、ポリビニルアルコール及び変性ポリビニルアルコール、ポリ（Ｎ−メチロールアクリルアミド）、ポリエステル、ポリイミド、酢酸ビニル共重合体、カルボキシメチルセルロース、ポリカーボネート等が含まれる。シランカップリング剤をポリマーとして用いることができる。水溶性ポリマー（例、ポリ（Ｎ−メチロールアクリルアミド）、カルボキシメチルセルロース、ゼラチン、ポリビニルアルコール、変性ポリビニルアルコール）が好ましく、ゼラチン、ポリビニルアルコール及び変性ポリビニルアルコールが更に好ましく、ポリビニルアルコール及び変性ポリビニルアルコールが最も好ましい。
【００９７】
配向層のラビング処理面に組成物を塗布して、液晶化合物の分子を配向させる。その後、必要に応じて、配向層ポリマーと光学異方性層に含まれる多官能モノマーとを反応させるか、あるいは、架橋剤を用いて配向層ポリマーを架橋させることで、光学異方性層を形成することができる。
配向層の膜厚は、０．１〜１０μｍの範囲にあることが好ましい。
【００９８】
光学異方性層を支持する支持体（ポリマーフィルム）の面内のレターデーション（Ｒｅ）は０〜５０ｎｍであることが好ましく、０〜３０ｎｍであることがより好ましく、０〜１０ｎｍであることがさらに好ましい。上記の範囲であると、反射光の光漏れを視認されない程度まで低減できるため好ましい。
【００９９】
また、この支持体の膜厚のレターデーション（Ｒｔｈ）はその上または下に設けられる光学異方性層との組み合わせによって選択することが好ましい。それによって、斜め方向から観察したときの反射光の光漏れ、及び色味付きを低減することができる。
【０１００】
支持体として用いられるポリマーフィルムの材料の例には、上述のλ／４板に用いられる材料や、セルロースアシレートフィルム（例えば、セルローストリアセテートフィルム（屈折率１．４８）、セルロースジアセテートフィルム、セルロースアセテートブチレートフィルム、セルロースアセテートプロピオネートフィルム）、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレート等のポリエステル系樹脂フィルム、ポリエーテルスルホンフィルム、ポリメチルメタクリレート等のポリアクリル系樹脂フィルム、ポリウレタン系樹脂フィルム、ポリエステルフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリスルホンフィルム、ポリエーテルフィルム、ポリメチルペンテンフィルム、ポリエーテルケトンフィルム、（メタ）アクリルニトリルフィルム、ポリオレフィン、シクロオレフィンポリマー系フィルム［例えば、商品名「アートン」、ＪＳＲ社製、商品名「ゼオノア」、「ゼオネックス」、日本ゼオン社製］などが挙げられる。このうちトリアセチルセルロース、ポリエチレンテレフタレート、シクロオレフィンポリマー系フィルムが好ましく、特にトリアセチルセルロースが好ましい。
【０１０１】
透明支持体の厚さは５μｍ〜１５０μｍ程度のものを用いることができるが、好ましくは５μｍ〜８０μｍであり、２０μｍ〜６０μｍであることがより好ましい。また、透明支持体は複数枚の積層からなっていてもよい。外光反射の抑制には薄い方が好ましいが、５μｍより薄いと、フィルムの強度が弱くなり、好ましくない傾向がある。透明支持体とその上に設けられる層（接着層、垂直配向層あるいは位相差層）との接着を改善するため、透明支持体に表面処理（例、グロー放電処理、コロナ放電処理、紫外線（ＵＶ）処理、火炎処理）を実施してもよい。透明支持体の上に、接着層（下塗り層）を設けてもよい。また、透明支持体や長尺の透明支持体には、搬送工程でのすべり性を付与したり、巻き取った後の裏面と表面の貼り付きを防止するために、平均粒径が１０〜１００ｎｍ程度の無機粒子を固形分質量比で５％〜４０％混合したポリマー層を支持体の片側に塗布や支持体との共流延によって形成したものを用いることが好ましい。
【０１０２】
＜接着層（粘着剤層）＞
本明細書において、「接着」は「粘着」も含む概念で用いられる。
本発明の光学素子においては、λ／４板および反射偏光子が、直接接触して、または、接着層を介して積層されていることが好ましい。また、反射偏光子を形成する第一の光反射層、第二の光反射層および第三の光反射層のそれぞれも直接接触と接着層を介する積層のどちらも選択することができる。
これらの部材どうしを直接接触して積層させる方法としては、各部材の上に他の部材を塗布により積層する方法を挙げることができる。
また、これらの部材どうしの間には、接着層（粘着剤層）が配置されていてもよい。光学異方性層と偏光板との積層のために用いられる粘着剤層は、例えば、動的粘弾性測定装置で測定した貯蔵弾性率Ｇ’と損失弾性率Ｇ”との比（ｔａｎδ＝Ｇ”／Ｇ’）が０．００１〜１．５である物質のことを表し、いわゆる、粘着剤やクリープしやすい物質等が含まれる。
【０１０３】
また、接着剤としては、ホウ素化合物水溶液、特開２００４−２４５９２５号公報に示されるような、分子内に芳香環を含まないエポキシ化合物の硬化性接着剤、特開２００８−１７４６６７号公報記載の３６０〜４５０ｎｍの波長におけるモル吸光係数が４００以上である光重合開始剤と紫外線硬化性化合物とを必須成分とする活性エネルギー線硬化型接着剤、特開２００８−１７４６６７号公報記載の（メタ）アクリル系化合物の合計量１００質量部中に（ａ）分子中に（メタ）アクリロイル基を２以上有する（メタ）アクリル系化合物と、（ｂ）分子中に水酸基を有し、重合性二重結合をただ１個有する（メタ）アクリル系化合物と、（ｃ）フェノールエチレンオキサイド変性アクリレートまたはノニルフェノールエチレンオキサイド変性アクリレートとを含有する活性エネルギー線硬化型接着剤などが挙げられる。
このような接着層の屈折率の調整方法としては特に制限はないが、例えば特開平１１−２２３７１２号公報に記載の方法を用いることができる。特開平１１−２２３７１２号公報に記載の方法の中でも、以下の態様が特に好ましい。
【０１０４】
接着層に用いられる粘着剤の例としては、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリウレタン系樹脂、シリコーン系樹脂、アクリル系樹脂等の樹脂をあげることができる。これらは単独もしくは２種以上混合して使用してもよい。特に、アクリル系樹脂は、耐水性、耐熱性、耐光性等の信頼性に優れ、接着力、透明性が良く、更に、屈折率を液晶ディスプレイに適合するように調整し易い等から好ましい。アクリル系粘着剤としては、アクリル酸及びそのエステル、メタクリル酸及びそのエステル、アクリルアミド、アクリルニトリル等のアクリルモノマーの単独重合体もしくはこれらの共重合体、更に、アクリルモノマーの少なくとも１種と、酢酸ビニル、無水マレイン酸、スチレン等の芳香族ビニルモノマーとの共重合体をあげることができる。特に、粘着性を発現するエチレンアクリレート、ブチルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート等の主モノマー、凝集力成分となる酢酸ビニル、アクリルニトリル、アクリルアミド、スチレン、メタクリレート、メチルアクリレートなどのモノマー、さらに接着力向上や、架橋化起点を付与するメタクリル酸、アクリル酸、イタコン酸、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレート、アクリルアミド、メチロールアクリルアミド、グリシジルメタクリレート、無水マレイン酸等の官能基含有モノマーからなる共重合体で、Ｔｇ（ガラス転移点）が−６０℃〜−１５℃の範囲にあり、重量平均分子量が２０万〜１００万の範囲にあるものが好ましい。
【０１０５】
本発明には、シート状光硬化型粘接着剤（東亞合成グループ研究年報  １１  ＴＲＥＮＤ  ２０１１  第１４号記載）を接着層に用いることもできる。粘着剤のように光学フィルム同士の貼合が簡便で、紫外線（ＵＶ）で架橋・硬化し、貯蔵弾性率、接着力及び耐熱性が向上するものであり、本発明に適した接着法である。
【０１０６】
＜偏光子＞
本発明の光学素子は、λ／４板と併せて偏光子を有していてもよい。ここで、偏光子は第１の直線偏光を透過し、第１の直線偏光に直交する第２の直線偏光を吸収もしくは反射する吸収型の偏光子であり、λ／４板の遅相軸と偏光子の吸収軸とのなす角が３０〜６０°であることが好ましい。この偏光子は、λ／４板を挟んで反射偏光子と対向して配置される。
偏光子としては、ポリマーフィルムにヨウ素が吸着配向されたものを用いることが好ましい。ポリマーフィルムとしては、特に限定されず各種のものを使用できる。例えば、ポリビニルアルコール系フィルム、ポリエチレンテレフタレート系フィルム、エチレン・酢酸ビニル共重合体系フィルムや、これらの部分ケン化フィルム、セルロース系フィルム等の親水性高分子フィルムに、ポリビニルアルコールの脱水処理物やポリ塩化ビニルの脱塩酸処理物等ポリエン系配向フィルム等が挙げられる。これらの中でも、偏光子としてのヨウ素による染色性に優れたポリビニルアルコール系フィルムを用いることが好ましい。
【０１０７】
ポリビニルアルコール系フィルムの材料には、ポリビニルアルコールまたはその誘導体が用いられる。ポリビニルアルコールの誘導体としては、ポリビニルホルマール、ポリビニルアセタール等があげられる他、エチレン、プロピレン等のオレフィン、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸等の不飽和カルボン酸そのアルキルエステル、アクリルアミド等で変性したものがあげられる。
【０１０８】
ポリマーフィルムの材料であるポリマーの重合度は、一般に５００〜１００００であり、１０００〜６０００の範囲であることが好ましく、１４００〜４０００の範囲にあることがより好ましい。更に、ケン化フィルムの場合、そのケン化度は、例えば、水への溶解性の点から、７５モル％以上が好ましく、より好ましくは９８モル％以上であり、９８．３〜９９．８モル％の範囲にあることがより好ましい。
【０１０９】
ポリマーフィルム（未延伸フィルム）は、常法に従って、一軸延伸処理、ヨウ素染色処理が少なくとも施される。さらには、ホウ酸処理、洗浄処理を施すことができる。また前述の処理が施されたポリマーフィルム（延伸フィルム）は、常法に従って乾燥処理されて偏光子となる。
【０１１０】
偏光子の厚さとしては特に限定されず、通常は５〜８０μｍ、好ましくは５〜５０μｍ、より好ましくは、５〜２５μｍである。
【０１１１】
偏光子の光学特性としては、偏光子単体で測定したときの単体透過率が４３％以上であることが好ましく、４３．３〜４５．０％の範囲にあることがより好ましい。また、偏光子を２枚用意し、２枚の偏光子の吸収軸が互いに９０°になるように重ね合わせて測定する直交透過率は、より小さいことが好ましく、実用上、０．００％以上０．０５０％以下が好ましく、０．０３０％以下であることがより好ましい。偏光度としては、実用上、９９．９０％以上１００％以下であることが好ましく、９９．９３％以上１００％以下であることが特に好ましい。偏光子を二枚の保護フィルムで挟んでなる偏光板として測定した際にもほぼこれと同等の光学特性が得られるものが好ましい。
【０１１２】
＜＜光学素子の製造方法＞＞
本発明の光学素子の製造方法について説明する。図４は、円盤状液晶化合物からなるコレステリック液晶相が固定された反射偏光子を備えた光学素子の製造方法であって、円盤状液晶化合物を含む重合性組成物から塗膜を形成する工程（１）、塗膜を硬化させる工程（２）、および硬化させた塗膜を二軸延伸する工程（３）により反射偏光子を形成するものである。
本発明の光学素子の製造方法によれば、等方的な屈折率楕円体を有する反射偏光子を得ることができる。よって、この光学素子を液晶表示装置の組み込むことによって、斜め方向に透過する円偏光を崩すことなく、λ/４板で円偏光を良好に直線偏光に変換することができる。これにより、斜め方向の色味変化を低減することができ、さらには、良好な斜め輝度を得ることができる。
【０１１３】
（１）、（２）の工程を、支持体の一方の表面上で２回繰り返し、その後（３）の工程を行うことで積層数を増やしたコレステリック液晶相を固定してなる反射偏光子の積層体を作製することができる。
【０１１４】
（１）工程では、まず、支持体または基板等や下層の反射偏光子の表面に、円盤状液晶化合物を含む重合性組成物（以下、重合性液晶組成物と記載する場合がある。）から塗膜を形成する。重合性液晶組成物は、溶媒に材料を溶解及び／又は分散した、塗布液として調製されるのが好ましい。塗布液の塗布は、ワイヤーバーコーティング法、押し出しコーティング法、ダイレクトグラビアコーティング法、リバースグラビアコーティング法、ダイコーティング法、等の種々の方法によって行うことができる。また、インクジェット装置を用いて、液晶組成物をノズルから吐出して、塗膜を形成することもできる。
【０１１５】
次に、表面に塗布され、塗膜となった重合性液晶組成物を、コレステリック液晶相の状態にする。重合性液晶組成物が、溶媒を含む塗布液として調製されている態様では、塗膜を乾燥し、溶媒を除去することで、コレステリック液晶相の状態にすることができる場合がある。また、コレステリック液晶相への転移温度とするために、所望により、塗膜を加熱してもよい。例えば、一旦等方相の温度まで加熱し、その後、コレステリック液晶相転移温度（等方相とコレステリック液晶層との相転移温度）まで冷却する等によって、安定的にコレステリック液晶相の状態にすることができる。重合性液晶組成物の上記液晶相転移温度は、製造適性等の面から１０〜２５０℃の範囲内であることが好ましく、１０〜１５０℃の範囲内であることがより好ましい。１０℃未満であると液晶相を呈する温度範囲にまで温度を下げるために冷却工程等が必要となることがある。また、熱エネルギーの効率利用、基板の耐熱性、等からの観点から、塗膜の加熱温度は２００℃以下とすることが好ましい。このときの温度は膜面温度であり、ＯＰＴＥＸ社製ＰＴ-２ＬＤなどで測定することができる。
【０１１６】
コレステリック液晶相を固定してなる反射偏光子の形成は、λ／４板または他の反射偏光子に必要に応じポリイミドやポリビニルアルコール、ＳｉＯの斜方蒸着層等の適宜な配向層を介して直接塗布する方式、透明フィルムなどからなる液晶の配向温度で変質しない支持体に必要に応じ配向層を介して塗布する方式などの適宜な方式で行うことができる。また配向層を介したコレステリック液晶層の重畳方式なども採ることができる。
【０１１７】
コレステリック液晶相の旋回の方向は、用いる液晶の種類又は添加されるキラル剤の種類によって調整でき、螺旋ピッチ（すなわち、選択反射波長）は、これらの材料の濃度によって調整できる。また、各反射偏光子の反射する特定の領域の波長は、製造方法のさまざまな要因によってシフトさせることができることが知られており、キラル剤などの添加濃度のほか、コレステリック液晶相を固定するときの温度や照度と照射時間などの条件などでシフトさせることができる。
【０１１８】
次に、（２）の工程では、コレステリック液晶相の状態となった塗膜に、紫外線を照射して、硬化反応を進行させる。紫外線照射には、紫外線ランプ等の光源が利用される。この工程では、紫外線を照射することによって、重合性液晶組成物の硬化反応が進行し、コレステリック液晶相が固定される。
紫外線の照射エネルギー量については特に制限はないが、一般的には、１００ｍＪ／ｃｍ2〜８００ｍＪ／ｃｍ2程度が好ましい。また、塗膜に紫外線を照射する時間については特に制限はないが、硬化膜の充分な強度及び生産性の双方の観点から決定されるであろう。
【０１１９】
硬化反応を促進するため、加熱条件下で紫外線照射を実施してもよい。また、紫外線照射時の温度は、コレステリック液晶相が乱れないように、コレステリック液晶相を呈する温度範囲に維持するのが好ましい。また、雰囲気の酸素濃度は重合度に関与するため、空気中で所望の重合度に達せず、膜強度が不充分の場合には、窒素置換等の方法により、雰囲気中の酸素濃度を低下させることが好ましい。好ましい酸素濃度としては、１０％以下が好ましく、７％以下がさらに好ましく、３％以下が最も好ましい。紫外線照射によって進行される硬化反応（例えば重合反応）の反応率は、層の機械的強度の保持等や未反応物が層から流出するのを抑える等の観点から、７０％以上であることが好ましく、８０％以上であることがより好ましく、９０％以上であることがよりさらに好ましい。反応率を向上させるためには照射する紫外線の照射量を増大する方法や窒素雰囲気下あるいは加熱条件下での重合が効果的である。また、一旦重合させた後に、重合温度よりも高温状態で保持して熱重合反応によって反応をさらに推し進める方法や、再度紫外線を照射する（ただし、本発明の条件を満足する条件で照射する）方法を用いることもできる。反応率の測定は反応性基（例えば重合性基）の赤外振動スペクトルの吸収強度を、反応進行の前後で比較することによって行うことができる。
【０１２０】
ここで、液晶相を「固定化した」状態は、コレステリック液晶相となっている液晶化合物の配向が保持された状態が最も典型的、且つ好ましい態様である。それだけには限定されず、具体的には、通常０℃〜５０℃、より過酷な条件下では−３０℃〜７０℃の温度範囲において、この層に流動性が無く、また外場や外力によって配向形態に変化を生じさせることなく、固定化された配向形態を安定に保ち続けることができる状態を意味するものとする。本発明では、紫外線照射によって進行する硬化反応により、コレステリック液晶相の配向状態を固定することが好ましい。
なお、本発明においては、コレステリック液晶相の光学的性質が層中において保持されていれば充分であり、最終的に各反射偏光子中の液晶組成物がもはや液晶性を示す必要はない。例えば、液晶組成物が、硬化反応により高分子量化して、もはや液晶性を失っていてもよい。
【０１２１】
最後に（３）の工程では、（２）で得られた硬化させた層を二軸延伸する。
二軸延伸は、公知の方法を用いることができる。
作製したコレステリック液晶相の塗膜を有するフィルムを、縦一軸延伸機において、所望の延伸倍率で縦延伸した後、テンター式延伸機において所望の延伸倍率で横延伸してもよい。または、横延伸した後、縦延伸してもよい。二軸延伸されたフィルムは、巻取り部前で両端部を切り落とし、巻き取り部で巻き取ることによってロールフィルムとしてもよい。縦横の延伸倍率は基本的に同率とするが、縦一軸延伸において幅方向に収縮した場合は初期からの実質的な変形率が同等になるように横延伸倍率を大きくしてもよい。また実質的な縦横の変形率は５％程度差であれば許容される。
延伸時の吸気温度、フィルム膜面温度、および延伸速度は、所望の延伸倍率によって適宜調製することが可能である。
延伸時のフィルム膜面温度はコレステリック液晶相を形成した支持体のガラス転移点Ｔｇ−４０〜Ｔｇ＋２０℃が好ましく、Ｔｇ−２０℃〜Ｔｇ＋１０℃がより好ましい。
【０１２２】
＜＜液晶表示装置＞＞
本発明の液晶表示装置について説明する。図５は、本発明の液晶表示装置の一実施形態を示す概略構成図である。
本実施形態の液晶表示装置５１は、図５に示すように、バックライトユニット３１、本発明の光学素子１１を含む光学シート部材２１、薄層トランジスタ基板４１、液晶セル４２、カラーフィルター基板４３、および表示側偏光板４４を備える。光学シート部材２１は、本発明の光学素子１１が接着層２０を介してバックライト側偏光板１に接着されてなる。バックライト側偏光板１は、偏光板保護フィルム４が設けられた偏光子３および位相差フィルム２から構成される。
バックライトユニット３１は、４３０〜４８０ｎｍの波長帯域に発光中心波長を有する青色光と、５００〜６００ｎｍの波長帯域に発光中心波長を有する緑色光と、６００〜７００ｎｍの波長帯域に発光強度のピークの少なくとも一部を有する赤色光とを発光する光源を備えることが好ましい。
さらに、バックライトユニット３１が、バックライトユニット３１から出力されて光学素子１１で反射された光の偏光状態の変換および反射をする反射部材を備えることが好ましい。
【０１２３】
また、本発明の液晶表示装置は、青色光および緑色光の半値幅がいずれも１００ｎｍ以下であることが好ましい。本発明の液晶表示装置は、赤色光が６００〜７００ｎｍの波長帯域に発光中心波長を有し、赤色光の半値幅が１００ｎｍ以下であることが好ましい。本発明の液晶表示装置の一部であるこれらのような態様では、ＲＧＢ（赤緑青）狭帯域バックライトと組み合わせることで、色再現性を向上させながら、ＲＧＢの光反射層であるコレステリック液晶相を固定してなる反射偏光子およびλ／４板というシンプルな構成の上記実施形態の光学素子１１により充分な輝度向上性能を実現することができる。
【０１２４】
液晶表示装置において、光学素子の第三の光反射層とバックライトユニットの間には、光の偏光状態を変化させる層を配置することが、好ましい。光の偏光状態を変化させる層が反射偏光子から反射された光の偏光状態を変化させる層として機能し、輝度を向上させることができるからである。光の偏光状態を変化させる層の例としては、空気層より屈折率が高いポリマー層が挙げられ、空気層より屈折率が高いポリマー層の例としては、ハードコート（HC）処理層、アンチグレア（AG）処理層、低反射（AR）処理層などの各種低反射層、トリアセチルセルロース（TAC）フィルム、アクリル樹脂フィルム、シクロオレフィンポリマー（COP）樹脂フィルム、延伸ＰＥＴフィルム等が挙げられる。光の偏光状態を変化させる層は支持体を兼ねていてもよい。
【０１２５】
反射偏光子から反射された光の偏光状態を変化させる層の平均屈折率と、第三の光反射層の平均屈折率の関係は、
０＜｜光の偏光状態を変化させる層の平均屈折率−第三の光反射層の平均屈折率｜＜０．８であることが好ましく、
０＜｜光の偏光状態を変化させる層の平均屈折率−第三の光反射層の平均屈折率｜＜０．４であることがさらに好ましく
０＜｜光の偏光状態を変化させる層の平均屈折率−第三の光反射層の平均屈折率｜＜０．２がより好ましい。
光の偏光状態を変化させる層は光学素子と一体化していてもよく、光学素子とは別に設けられていてもよい。
【０１２６】
＜液晶セル＞
液晶セル４２の駆動モードについては特に制限はなく、ツイステットネマチック（ＴＮ）、スーパーツイステットネマチック（ＳＴＮ）、バーティカルアライメント（ＶＡ）、インプレインスイッチング（ＩＰＳ）、オプティカリーコンペンセイテットベンドセル（ＯＣＢ）等の種々のモードを利用することができる。液晶セルは、ＶＡモード、ＯＣＢモード、ＩＰＳモード、又はＴＮモードであることが好ましいが、これらに限定されるものではない。ＶＡモードの液晶表示装置の構成としては、特開２００８−２６２１６１号公報の図２に示す構成が一例として挙げられる。ただし、液晶表示装置の具体的構成には特に制限はなく、公知の構成を採用することができる。
【０１２７】
＜バックライトユニット＞
バックライトユニットの構成としては、導光板や反射板などを構成部材とするエッジライト方式であっても、直下型方式であっても構わない。
本発明の液晶表示装置は、バックライトユニットが光源の後部に、光源から発光されて光学素子で反射された光の偏光状態の変換および反射をする反射部材を備える。このような反射部材としては特に制限は無く、公知のものを用いることができ、特許第３４１６３０２号、特許第３３６３５６５号、特許第４０９１９７８号、特許第３４４８６２６号などに記載されており、これらの公報の内容は本発明に組み込まれる。
【０１２８】
バックライトユニットの光源の一例としては、青色光を発光する青色発光ダイオードと、青色発光ダイオードの青色光が入射したときに緑色光と赤色光を発光する蛍光材料を有する光源、または、３００ｎｍ以上４３０ｎｍ未満の波長帯域に発光中心波長を有するＵＶ光を発光するＵＶ発光ダイオードと、ＵＶ発光ダイオードのＵＶ光が入射したときに青色光と緑色光と赤色光を発光する蛍光材料を有する光源、青色光を発光する青色発光ダイオードと、青色光が入射したときに緑色光〜赤色光にかけて広いピークの光を発光する蛍光材料（黄色蛍光体など）を有する光源（疑似白色ＬＥＤ（light emitting diode））、青色光を発光する青色発光ダイオードと、緑色光を発光する緑色発光ダイオードと、赤色光を発光する赤色発光ダイオード、のいずれかであることが好ましい。
【０１２９】
このなかでも、エネルギー変換（電力―光変換効率）の観点から青色光を発光する青色発光ダイオードと、青色発光ダイオードの青色光が入射したときに緑色光と赤色光を発光する蛍光材料を有する光源、あるいは、青色光を発光する青色発光ダイオードと、青色光が入射したときに緑色光〜赤色光にかけて広いピークの光を発光する蛍光材料（黄色蛍光体など）を有する光源（疑似白色ＬＥＤ）のいずれかであることがより好ましい。青色光を発光する青色発光ダイオードと、青色発光ダイオードの青色光が入射したときに緑色光と赤色光を発光する蛍光材料を有する光源のさらに好ましい態様の場合、バックライトユニットは、４３０〜４８０ｎｍの波長帯域に発光中心波長を有する青色光と、５００〜６００ｎｍの波長帯域に発光中心波長を有する緑色光と、６００〜７００ｎｍの波長帯域に発光強度のピークの少なくとも一部を有する赤色光とを発光するものであることが好ましい。
【０１３０】
蛍光材料としては、イットリウム・アルミニウム・ガーネット系の黄色蛍光体やテルビウム・アルミニウム・ガーネット系の黄色蛍光体等がある。蛍光材料の蛍光波長は、蛍光体の粒子径を変更することによって、制御することができる。
本発明の液晶表示装置は、青色光を発光する青色発光ダイオードと、青色発光ダイオードの青色光が入射したときに緑色光と赤色光を発光する蛍光材料が量子ドット部材（例えば、量子ドットシートやバー形状の量子ドットバー）であり、量子ドット部材が光学シート部材と青色光源の間に配置されたことが好ましい。このような量子ドット部材としては特に制限は無く、公知のものを用いることができるが、例えば特開２０１２−１６９２７１号公報、ＳＩＤ’１２  ＤＩＧＥＳＴ  ｐ．８９５、などに記載されており、これらの文献の内容は本発明に組み込まれる。また、このような量子ドットシートとしては、ＱＤＥＦ（Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｄｏｔ  Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ  Ｆｉｌｍ、ナノシス社製）を用いることができる。
【０１３１】
バックライトユニットが発光する青色光の発光中心波長が４４０〜４７０ｎｍの波長帯域にあることが好ましい。
バックライトユニットが発光する緑色光の発光中心波長が５２０〜５７０ｎｍの波長帯域にあることが好ましい。
バックライトユニットが発光する赤色光の発光中心波長が６００〜６４０ｎｍの波長帯域にあることが好ましい。
【０１３２】
青色光、緑色光および赤色光の半値幅がいずれも１００ｎｍ以下であることが好ましい。
バックライトユニットが発光する青色光が、半値幅が８０ｎｍ以下である発光強度のピークを有することが好ましく、半値幅が７０ｎｍ以下である発光強度のピークを有することがより好ましく、半値幅が３０ｎｍ以下である発光強度のピークを有することが特に好ましい。
バックライトユニットが発光する緑色光が、半値幅が８０ｎｍ以下である発光強度のピークを有することが好ましく、半値幅が７０ｎｍ以下である発光強度のピークを有することがより好ましく、半値幅が６０ｎｍ以下である発光強度のピークを有することが特に好ましい。
バックライトユニットが発光する赤色光が、半値幅が８０ｎｍ以下である発光強度のピークを有することが好ましく、半値幅が７０ｎｍ以下である発光強度のピークを有することがより好ましく、半値幅が６０ｎｍ以下である発光強度のピークを有することが特に好ましい。
【０１３３】
バックライトユニットは、その他、公知の拡散板や拡散シート、プリズムシート（例えば、３Ｍ社製輝度向上フィルム「ＢＥＦ」など）、導光器を備えていることも好ましい。その他の部材についても、特許第３４１６３０２号、特許第３３６３５６５号、特許第４０９１９７８号、特許第３４４８６２６号などに記載されており、これらの公報の内容は本発明に組み込まれる。
【０１３４】
本発明の光学素子を用いた液晶表示装置の正面輝度をさらに向上させるには、バックライトユニットに２枚のプリズムシートを備え、２枚のプリズムシートのプリズムの向きが実質的に平行であることが好ましい。２枚のプリズムシートのプリズムの向きが実質的に平行とは、２枚のプリズムシートのプリズムのなす角が±５°以内であることをいう。なお、プリズムシートは、プリズムシートの面内の一方の方向に延在された突起（本明細書において、この突起のことをプリズムとも言う）が列状に複数配置されたものであり、列状に配置された複数のプリズムが延在された方向は平行である。プリズムの向きとは、列状に配置された複数のプリズムの延在方向のことを言う。
発明者らが鋭意検討した結果、本発明の光学素子は、上記のように２枚のプリズムシートのプリズムの向きを垂直にするよりも平行にした方が正面輝度を高くできることがわかった。なお、プリズムシートに上述のいずれの光源を組み合わせた場合でも、同様の効果を得られることがわかった。
【０１３５】
本発明の液晶表示装置の他の形態について説明する。図６に本実施形態の液晶表示装置の概略構成を示す。
本実施形態の液晶表示装置６０は、上記の液晶表示装置５１の表示面（最も視認側）にさらに光学素子１１を備えた構成である。なお、光学素子１１の下方には液晶表示装置５１に限らず、他の形態の液晶表示装置を備えてもよい。
本実施形態では、光学素子１１はλ／４が表示側偏光板４４（図５参照）側となるように配置される。
【０１３６】
ここでは、本発明の光学素子は画像表示機能付きミラー用反射膜として使用される。画像表示機能付きミラーに通常使用されている金属蒸着ハーフミラーは、表示装置側からの光も半分反射してしまうため、輝度が低下してしまう。それに対し、コレステリック液晶層を用いる反射膜からなる本発明の反射偏光子は表示装置からの直線偏光をλ／４板で円偏光に変換することで、そのまま透過させることができ、金属蒸着ハーフミラーの二倍の輝度が得られる。
【０１３７】
従来の延伸することなく用いられていたこれまでのコレステリック液晶層では画像表示機能付ミラー用反射膜として利用しようとしても、コレステリック層の有する斜めレターデーションにより円偏光が崩れ、波長ごとの透過率が変わり、色味が変化してしまうという問題があった。しかし、本発明の光学素子ならば斜めレターデーションが小さいため色味変化無く高輝度な表示が可能となる。
【実施例】
【０１３８】
以下に実施例と比較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、使用量、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。【０１３９】
＜偏光子の準備＞
特開２００６−２９３２７５号公報の［０２１９］と同様にして、偏光子を製造した。【０１４０】
［実施例１］
＜仮支持体の作製＞
［下記一般式（ＩＩ）で表されるラクトン環構造を有するアクリル系樹脂｛共重合モノマー質量比＝メタクリル酸メチル／２−（ヒドロキシメチル）アクリル酸メチル＝８／２、ラクトン環化率約１００％、ラクトン環構造の含有割合１９．４％、重量平均分子量１３３０００、メルトフローレート６．５ｇ／１０分（２４０℃、１０ｋｇｆ）、Ｔｇ１３１℃｝９０質量部と、アクリロニトリル−スチレン（ＡＳ）樹脂｛トーヨーＡＳ  ＡＳ２０、東洋スチレン社製｝１０質量部との混合物；Ｔｇ１２７℃］のペレットを二軸押出機に供給し、約２８０℃でシート状に溶融押出しして、厚さ４０μｍの長尺状の仮支持体を得た。【０１４１】
【化７】
2017033468.tif 000009
【０１４２】
上記一般式（ＩＩ）中、Ｒ１は水素原子であり、Ｒ２及びＲ３はメチル基である。【０１４３】
＜配向層の形成＞
上記仮支持体に、下記組成の配向層塗布液（Ａ）を＃１４のワイヤーバーで連続的に塗布した。６０℃の温風で６０秒、更に１００℃の温風で１２０秒乾燥した。使用した変性ポリビニルアルコールの鹸化度は９６．８％であった。【０１４４】
−配向層塗布液（Ａ）の組成−
下記の変性ポリビニルアルコール                        １０質量部
水                                                  ３０８質量部
メタノール                                            ７０質量部
イソプロパノール                                      ２９質量部
光重合開始剤（ＩＲＧＡＣＵＲＥ（登録商標）２９５９、ＢＡＳＦ社製）
０．８質量部【０１４５】
【化８】
2017033468.tif 000010
変性ポリビニルアルコールの組成割合は、モル分率である。【０１４６】
上記作製した配向層に連続的にラビング処理を施した。このとき、長尺状のフィルムの長手方向と搬送方向は平行であり、フィルム長手方向とラビングローラーの回転軸とのなす角度を略４５°とした。【０１４７】
＜反射偏光子の形成＞
配向層上に、下記の方法でコレステリック液晶材料として上記円盤状液晶化合物を用いたコレステリック液晶相を固定してなる反射偏光子を形成した。
下記の塗布液を、延伸後の乾燥膜厚が３．５μｍになるように濃度を調製してＭＥＫ（メチルエチルケトン）に溶解し、円盤状液晶化合物を含む反射偏光子形成用の塗布液を調製した。この塗布液を上記の配向層上にバー塗布して、８５℃で１分間加熱熟成を行って、均一な配向状態を得た。その後、この塗布膜を４５℃に保持し、これにメタルハライドランプを用いて３００ｍＪ／ｃｍ2紫外線照射して、反射偏光子を形成した。【０１４８】
−実施例１の反射偏光子用塗布液−
円盤状液晶化合物１０１と円盤状液晶化合物１０２の合計  １００質量部
下記界面活性剤１                                    ０．４５質量部
下記重合開始剤１                                          ３質量部
下記キラル剤１（延伸後の反射中心波長が４８０±３６ｎｍとなる量）  
４．２質量部【０１４９】
【化９】
2017033468.tif 000011
【０１５０】
＜二軸延伸コレステリック液晶フィルムの作製＞
作製した反射偏光子を、縦一軸延伸機において、給気温度１５０℃、フィルム膜面温度１４０℃、延伸速度３０％／分で表１記載の延伸倍率（１０％）で縦延伸した。その後、テンター式延伸機において、給気温度１５０℃、フィルム膜面温度１４０℃、延伸速度３０％／分で表１記載の延伸倍率（１０％）で横延伸し、巻取り部前で両端部を切り落とし、長さ４０００ｍのロールフィルムとして巻き取り二軸延伸コレステリック液晶フィルムを得た。この液晶フィルムの延伸された反射偏光子を、単に反射偏光子と称する場合がある。【０１５１】
［実施例２〜１６］
反射波長が表１に記載のものとなるようにキラル剤の添加量を調整し、さらに二軸延伸条件を表１に記載のようにした以外は、実施例１と同様にして反射偏光子を形成した。【０１５２】
［比較例１〜７］
反射波長が表１に記載のものとなるようにキラル剤の添加量を調整し、さらに延伸条件を表１のようにした以外は、実施例１と同様にして反射偏光子を形成した。なお、延伸しない例では延伸後膜厚とは硬化後の膜厚を意味する。【０１５３】
［比較例８］
仮支持体として富士フイルム株式会社製ＰＥＴ（厚さ７５μｍ）を準備し、連続的にラビング処理を施した。ラビング処理の方向は、フィルム長手方向と平行とした。なお、仮支持体としては上記ＰＥＴフィルム以外に、一般的なＰＥＴフィルム（たとえばコスモシャインＡ４１００（東洋紡））を用いることができることを確認した。【０１５４】
下記塗布液を、乾燥膜厚が３．５μｍになるように濃度を調製してＭＥＫに溶解し、棒状液晶化合物を含む反射偏光子形成用の塗布液を調製した。この塗布液を上記のラビングを施した仮支持体上にバー塗布して、８５℃で１分間加熱熟成を行って、均一な配向状態を得た。その後、この塗布膜を４５℃に保持し、これにメタルハライドランプを用いて３００ｍＪ／ｃｍ2紫外線照射して硬化させた。【０１５５】
−比較例８の反射偏光子用塗布液−
下記棒状化合物１８−１と下記棒状化合物１８−２の合計  １００質量部
フッ素系水平配向剤１                                ０．０５質量部
フッ素系水平配向剤２                                ０．０１質量部
右旋回性キラル剤ＬＣ７５６（ＢＡＳＦ社製）            ６．１質量部
多官能モノマーＡ−ＴＭＭＴ（新中村化学工業（株）社製）    １質量部
重合開始剤ＩＲＧＡＣＵＲＥ８１９（ＢＡＳＦ社製）          ３質量部【０１５６】
【化１０】
2017033468.tif 000012
【０１５７】
【化１１】
2017033468.tif 000013
【０１５８】
［比較例９〜１３］
キラル剤の添加量および延伸条件を表１に記載のようにした以外は比較例８と同様にして反射偏光子を作製した。【０１５９】
［実施例２１〜２６］
実施例１〜１６の反射偏光子を、表２に示すように、それぞれ、青色反射層（第一の光反射層）、緑色反射層（第二の光反射層）、赤色反射層（第三の光反射層）として積層して複数層の光反射層を含む反射偏光子を備え、さらにλ／４板および偏光子を積層してなる実施例２１〜２５の光学素子を形成した。また、実施例２３の構成にさらに赤外反射層（第四の光反射層）を積層した反射偏光子を備えた実施例２６の光学素子を作製した。【０１６０】
以下に第一から第三の光反射層の積層方法を説明する。
第二の光反射層および第三の光反射層を、それぞれ上記仮支持体上に作製した。第二の光反射層上に市販のアクリル接着剤（東亞合成株式会社製ＵＶ−３３００）を塗布した。この塗布面を第一の光反射層に直接貼りあわせ、仮支持体側からメタルハライドランプを用いて、照射量１００ｍＪ／ｃｍ2の紫外線を照射して接着剤を硬化させた後、仮支持体を剥離した。さらにその上に第三の光反射層を、第二の光反射層と同様の手法で貼り合わせた。得られた反射偏光子は、仮支持体上に第一の光反射層、接着剤層、第二の光反射層、接着剤層、第三の光反射層、仮支持体の順で積層されたものである。【０１６１】
＜λ／４板の積層＞
λ／４板として富士フイルム社製の“ＱＬフィルム”を用いた。これはセルロース支持体上に円盤状液晶化合物層を設けたフィルムである。フィルムのＲｅ（５５０）＝１２５ｎｍ、Ｒｔｈ（５５０）＝１ｎｍであった。
第一の光反射層側の仮支持体を剥離して、このλ／４板のセルロース支持体側を、上記光反射層と同様の手法で上記反射偏光子の第一の光反射層上に貼り合わせた後、第三の光反射層の仮支持体を剥離してλ／４板付き反射偏光子とした。【０１６２】
先に準備した偏光子の一方の側に上記で作製したλ／４板付き反射偏光子をλ／４板が偏光子側になるように貼り合わせ、他方に偏光板保護フィルムとして市販のセルロースアシレート系フィルム「ＴＤ８０ＵＬ」（富士フイルム社製）を貼り合せて、光学素子を作製した。すなわち、実施例２１〜２５の光学素子は、第三の光反射層、接着層、第二の光反射層、接着層、第一の光反射層、接着層、λ／４板、接着層、偏光子および偏光板保護フィルムの順に積層された積層構造体である。
なお、実施例２６の光学素子は、第三の光反射層側にさらに接着層を介して赤外反射層（第四の光反射層）を備えた構成であり、同様の手法で作製した。【０１６３】
［比較例２１〜２５］
比較例１〜１３の反射偏光子を、表２に示すように、それぞれ、青色反射層（第一の光反射層）、緑色反射層（第二の光反射層）、赤色反射層（第三の光反射層）として、上記実施例２１〜２５と同様に積層して比較例２１〜２４の光学素子を作製した。また、実施例２６と同様にして、さらに赤外反射層（第四の光反射層）を備えた比較例２５を作製した。【０１６４】
［評価］
＜面内リターデーション値Ｒｅの測定方法＞
実施例１〜１６および比較例１〜１３について、面内リターデーション値Ｒｅを以下の方法により測定した。
反射偏光子を形成後、その反射偏光子を上記アクリル接着剤を用いてガラス板に貼り合わせ、仮支持体を剥離した後、Ａｘｏｓｃａｎのスペクトル測定により光学特性を測定した。そのうち「Ｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅ」のスペクトルから反射中心波長を求めた。そして、得られた反射中心波長の＋５０ｎｍおよび−５０ｎｍにおける「Ｌｉｎｅａｒ  Ｒｅｔａｒｄａｎｃｅ(ｎｍ)」の平均値を、Ｒｅとした。【０１６５】
＜斜めＲｅｔ（５０°）の測定方法＞
実施例１〜１６および比較例１〜１３について、斜めＲｅｔ（５０°）を以下の方法により測定した。
Ｒｅ測定時に得られた遅相軸を軸として、Ａｘｏｓｃａｎのステージを５０°傾けたこと以外はＲｅと同様にスペクトル測定を行い、光学特性を測定した。そのうち「Ｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅ」のスペクトルから得られた反射中心波長の＋５０ｎｍおよび−５０ｎｍにおける「Ｌｉｎｅａｒ  Ｒｅｔａｒｄａｎｃｅ（ｎｍ)」の平均値をＲｅｔ（５０°）とした。【０１６６】
＜評価用のバックライト側偏光板の作製＞
実施例１〜１６および比較例１〜１３について、以下のように評価用のバックライト側偏光板を作製した。先に準備した偏光子の両面に市販のセルロースアシレート系フィルム「ＴＤ８０ＵＬ」（富士フイルム社製）をそれぞれ貼り合わせて積層体を得た。この積層体の一面に実施例１〜１６および比較例１〜１３で得られた反射偏光子を上記アクリル接着剤で貼合し、仮支持体を剥離することで、評価用のバックライト側偏光板を得た。すなわち評価用のバックライト側偏光板は、実施例１〜１６もしくは比較例１〜１３の反射偏光子、セルロースアシレート系フィルム、偏光子、セルロースアシレート系フィルムの積層構造体である。【０１６７】
＜液晶表示装置の作製＞
市販の液晶表示装置（パナソニック社製、商品名ＴＨ−Ｌ４２Ｄ２）を分解し、バックライト側偏光板を以下のように変更して評価用の液晶表示装置を組み立てた。
実施例１〜１６および比較例１〜１３については、上述のようにして作製した評価用のバックライト側偏光板を、実施例もしくは比較例の反射偏光子がバックライト側となるように上記分解した液晶表示装置のセルに貼合して評価用の液晶表示装置を組み立てた。
実施例２１〜２６および比較例２１〜２５については、各例で作製した光学素子を、その反射偏光子がバックライト側になるように上記分解した液晶表示装置のセルに貼合して評価用の液晶表示装置を組み立てた。【０１６８】
＜５０°周り色味変化Δｕ’ｖ’（５０°）の測定＞
色味座標ｕ’ｖ’の測定には、測定機（ＥＺ−Ｃｏｎｔｒａｓｔ１６０Ｄ、ＥＬＤＩＭ社製）を用いた。測定角度を極角５０°方向に固定し、方位角を１５°刻みで３６０°回転させて色味座標ｕ’、ｖ’の値を測定し、最大と最小の差分をとった色味変化Δｕ’ｖ’（５０°）を算出した。その値を評価指標とし、以下の評価基準に基づいて評価した。【０１６９】
（実施例１〜１６および比較例１〜１３の評価）
実施例１〜５、比較例５、８および１１の青色光を反射する反射偏光子は、比較例１を基準（基準１−１）とした。
実施例６〜１０、比較例６、９および１２の緑色光を反射する反射偏光子は、比較例２を基準（基準１−２）とした。
実施例１１〜１５、比較例７、１０および１３の赤色光を反射する反射偏光子は、比較例３を基準（基準１−３）とした。
実施例１６の赤外光を反射する反射偏光子は比較例４を基準（基準１−４）とした。
実施例１〜１６および比較例５〜１３について、上記各基準に対して以下のように評価した。
Ａ：基準を用いた液晶表示装置の斜め色味変化よりも４０％以上、良好である
Ｂ：基準を用いた液晶表示装置の斜め色味変化よりも２５％以上、４０％未満、良好である
Ｃ：基準を用いた液晶表示装置の斜め色味変化よりも１０％以上、２５％未満、良好である
Ｄ：基準を用いた液晶表示装置の斜め色味変化と同等以下である【０１７０】
（実施例２１〜２６および比較例２１〜２５の評価）
実施例２１〜２５および比較例２２〜２４は、比較例２１を基準（基準２−１）とした。
実施例２６は、比較例２５を基準（基準２−２）とした。
実施例２１〜２６および比較例２２〜２４について、各基準に対して以下のように評価した。
Ａ：基準の液晶表示装置の斜め色味変化よりも４０％以上、良好である
Ｂ：基準の液晶表示装置の斜め色味変化よりも２５％以上、４０％未満、良好である
Ｃ：基準の液晶表示装置の斜め色味変化よりも１０％以上、２５％未満、良好である
Ｄ：基準の液晶表示装置の斜め色味変化と同等以下である【０１７１】
＜斜め輝度の測定方法＞
実施例２１〜２６および比較例２１〜２５の光学素子を用いた液晶表示装置の白表示時の正面輝度を、測定機（ＥＺ−Ｃｏｎｔｒａｓｔ１６０Ｄ、ＥＬＤＩＭ社製）を用いて測定した。その結果をもとに、以下の基準で評価した。なお、評価光源および反射偏光子の積層数を合わせるために、実施例２１〜２５および比較例２２〜２４は比較例２１を基準とし、実施例２６は比較例２５を基準とした。その結果をもとに、以下のように評価した。【０１７２】
Ａ：基準の液晶表示装置の斜め輝度よりも４０％以上、良好である
Ｂ：基準の液晶表示装置の斜め輝度よりも２５％以上、４０％未満、良好である
Ｃ：基準の液晶表示装置の斜め輝度よりも１０％以上、２５％未満、良好である
Ｄ：基準の液晶表示装置の斜め輝度と同等以下である【０１７３】
[実施例３１、３２]
実施例２１と同様にして、実施例１〜１６で形成した反射偏光子を、表３に示すように、それぞれ、青色反射層（第一の光反射層）、緑色反射層（第二の光反射層）、赤色反射層（第三の光反射層）として積層して複数層の光反射層を含む反射偏光子を形成し、さらにλ／４板と積層して実施例３１の光学素子を形成した。実施例３１において、赤色反射層とλ／４板との間にさらに赤外反射層（第四の光反射層）を備えた実施例３２の光学素子を形成した。【０１７４】
[比較例３１〜３３]
比較例２１と同様に、比較例１〜１３の反射偏光子のうち、表３に示すように、それぞれ、青色反射層（第一の光反射層）、緑色反射層（第二の光反射層）、赤色反射層（第三の光反射層）として積層して複数層の光反射層を含む反射偏光子を形成し、さらにλ／４板と積層して比較例３１、３２の光学素子を形成した。さらに、比較例３１において、赤色反射層とλ／４板との間にさらに赤外反射層（第四の光反射層）を備えた比較例３３の光学素子を形成した。  【０１７５】
＜画像表示機能付きミラーの作製＞
市販の液晶表示装置（パナソニック社製、商品名ＴＨ−Ｌ４２Ｄ２）の視認側表面に、実施例３１、３２および比較例３１〜３３それぞれの光学素子をλ／４板が液晶表示装置側になり、かつλ／４板の遅相軸と液晶表示装置視認側偏光板の吸収軸とが４５度になるように貼合し、画像表示機能付きミラーとした。【０１７６】
＜５０°周り色味変化Δｕ’ｖ’（５０°）の測定＞
色味座標ｕ’ｖ’の測定には、測定機（ＥＺ−Ｃｏｎｔｒａｓｔ１６０Ｄ、ＥＬＤＩＭ社製）を用いた。測定角度を極角５０°方向に固定し、方位角を１５°刻みで３６０°回転させて色味座標ｕ’、ｖ’の値を測定し、最大と最小の差分をとった色味変化Δｕ’ｖ’（５０°）を算出した。その値を評価指標とし、以下の評価基準に基づいて評価した。【０１７７】
（実施例３１、３２および比較例３１〜３３の評価）
実施例３１および比較例３２は、比較例３１を基準（基準３−１）とし、実施例３２は、比較例３３を基準（基準３−２）として以下のように評価した。
Ａ：基準の光学素子を備えた画像表示機能付きミラーの斜め色味変化よりも４０％以上、良好である
Ｂ：基準の光学素子を備えた画像表示機能付きミラーの斜め色味変化よりも２５％以上、４０％未満、良好である
Ｃ：基準の光学素子を備えた画像表示機能付きミラーの斜め色味変化よりも１０％以上、２５％未満、良好である
Ｄ：基準の光学素子を備えた画像表示機能付きミラーの斜め色味変化と同等以下である【０１７８】
＜斜め輝度の測定方法＞
実施例３１、３２および比較例３１〜３３の光学素子を用いた画像表示機能付きミラーの斜め輝度として、測定機（ＥＺ−Ｃｏｎｔｒａｓｔ１６０Ｄ、ＥＬＤＩＭ社製）を用いて、測定角度を極角５０°方向に固定し、方位角を１５°刻みで３６０°回転させて測定した白表示時の斜め輝度を測定した。その結果をもとに、以下の基準で評価した。なお、評価光源を合わせるために、実施例３１および比較例３２は、比較例３１を基準（基準３−１）とし、実施例３２は、比較例３３を基準（基準３−２）として以下のように評価した。【０１７９】
Ａ：比較例１７を用いた画像表示機能付きミラーの斜め輝度よりも４０％以上、良好である
Ｂ：比較例１７を用いた画像表示機能付きミラーの斜め輝度よりも２５％以上、４０％未満、良好である
Ｃ：比較例１７を用いた画像表示機能付きミラーの斜め輝度よりも１０％以上、２５％未満、良好である
Ｄ：比較例１７を用いた画像表示機能付きミラーの斜め輝度と同等以下である【０１８０】
【表１】
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【０１８１】
【表２】
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【０１８２】
【表３】
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【０１８３】
表１の実施例１〜１６に示すように、本発明の光学素子は、単層であっても、Ｒｅが０ｎｍであり、斜めレターデーション値Ｒｅｔの絶対値｜Ｒｅｔ（５０°）｜が５０ｎｍ以下であり、斜め色味変化においては、全てＣ以上の評価を得ることができた。
また、｜Ｒｅｔ｜が１０ｎｍ以下の場合が５０°周り色味変化量が最も小さいことがわかる。
一方、比較例１〜４の延伸を行わなかった場合は、Ｒｅは０ｎｍであったが、斜めＲｅｔ（５０°）の絶対値が５０ｎｍ以上であったため、５０°周り色味変化が劣ったと考えられる。
また、比較例５〜７の一軸延伸の場合は、斜めＲｅｔ（５０°）の絶対値｜Ｒｅｔ（５０°）｜は５０ｎｍ以下であったが、Ｒｅが大きいため、５０°周り色味変化が劣ったと考えられる。
また、棒状液晶化合物を用いた比較例８〜１３は、延伸を行わなかった場合も二軸延伸した場合も斜めＲｅｔ（５０°）の絶対値が本発明の範囲より大きく外れたため、５０°周り色味変化が劣ったと考えられる。
また、さらには、表２において、実施例２１〜実施例２５に示すように、青色、緑色、赤色の３層を積層した反射偏光子では、斜め色味変化はＣ以上の評価を得ることができ、さらには、各色の斜め色味変化が小さいため、斜め輝度にも優れる結果となった。
実施例２３および実施例２６は、５０°周り色味変化量が小さい各層を積層しているため、斜め輝度が高かった。【０１８４】
表３に示すように、実施例３１、３２は比較例３１〜３３に比べて斜め色味も、斜め輝度も良好という結果が得られ、本発明の光学素子は、画像表示機能付きミラーとして好適であることが明らかである。
【符号の説明】
【０１８５】
１      バックライト側偏光板
２      位相差フィルム
３      偏光子
４      偏光板保護フィルム
１１    光学素子
１２    λ／４板
１３    反射偏光子
１４ａ  第一の光反射層
１４ｂ  第二の光反射層
１４ｃ  第三の光反射層
２０    接着層（接着剤）
２１    光学シート部材
３１    バックライトユニット
４１    薄層トランジスタ基板
４２    液晶セル
４３    カラーフィルター基板
４４    表示側偏光板
５１、６０    液晶表示装置
【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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【国際調査報告】
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