(57)【要約】【課題】  入射光を介して励起発光した光を表裏面の少なくとも一方の面から十分な偏光度を有する直線偏光として出射し得る光学素子の製造方法であって、延伸工程を必要とせずに光学素子に異方性を発現させることが可能な製造方法を提供する。【解決手段】  透光性樹脂１と、透光性樹脂に分散分布された透光性樹脂とは複屈折性の相違する微小領域部２とを具備して板状に形成されており、透光性樹脂及び／又は微小領域部中に発光性材料３を含有する光学素子１０の製造方法であって、透光性樹脂、微小領域部作製用の材料及び発光性材料を含有し、比誘電率が１０以上である溶剤をキャスティングして塗膜を作製する製膜工程と、製膜工程によって作製された塗膜を乾燥させる乾燥工程とを含み、乾燥工程によって乾燥された塗膜を延伸しないことを特徴とする。【選択図】  図１
2006208766.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性樹脂と、前記透光性樹脂に分散分布された前記透光性樹脂とは複屈折性の相違する微小領域部とを具備して板状に形成されており、前記透光性樹脂及び／又は前記微小領域部中に発光性材料を含有する光学素子の製造方法であって、
前記透光性樹脂、前記微小領域部作製用の材料及び前記発光性材料を含有し、比誘電率が１０以上である溶剤をキャスティングして塗膜を作製する製膜工程と、
前記製膜工程によって作製された塗膜を乾燥させる乾燥工程とを含み、
前記乾燥工程によって乾燥された塗膜を延伸しないことを特徴とする光学素子の製造方法。
【請求項２】
前記発光性材料は、その発光波長よりも小さい粒径を有する発光体とされていることを特徴とする請求項１に記載の光学素子の製造方法。
【請求項３】
前記発光体は、無機系顔料であることを特徴とする請求項２に記載の光学素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入射光を介して励起発光した光を表裏面の少なくとも一方から所定の振動面を有する直線偏光として出射し得る光学素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶表示装置のいわゆるバックライトに用いられるサイドライト型導光板として、透光性樹脂板に酸化チタンや硫酸バリウム等の高反射率顔料含有の反射ドット等からなる光出射手段を設け、当該光出射手段を介して、樹脂板内の全反射による伝送光を散乱等によって樹脂板の表裏面の一方より出射させるようにしたものが知られている。
【０００３】
しかしながら、前記構成を有する導光板からの出射光は、殆ど偏光特性を示さない自然光であるため、液晶表示に際しては、前記出射光を偏光板を介して直線偏光に変換する必要がある。従って、当該偏光板による光の吸収損失が生じるため、光の利用効率が５０％を越えることができないという問題があった。
【０００４】
そこで、このような問題を解決するべく、いわゆるブリュースター角を利用して直線偏光を得る偏光分離手段や、位相差板を利用した偏光変換手段などを用いて光の利用効率向上を図った種々のバックライトが提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５、特許文献６、特許文献７、特許文献８、特許文献９、特許文献１０、特許文献１１、特許文献１２及び特許文献１３参照）。
【０００５】
しかしながら、斯かる従来のバックライトでは、十分な偏光が得られないと共に、偏光方向の制御も困難であるため、実用性に乏しいという問題があった。
【０００６】
そこで、上記のような問題点を解決するべく、入射光を介して励起発光した光を表裏面の少なくとも一方から所定の振動面を有する直線偏光として出射し得ると共に、その偏光方向（振動面）も任意に制御可能な光学素子が開発されている（特許文献１４参照）。
【０００７】
より具体的に説明すれば、特許文献１４には、透光性樹脂と、前記透光性樹脂に分散分布された前記透光性樹脂とは複屈折性の相違する微小領域部とを具備して板状に形成されており、前記透光性樹脂及び／又は前記微小領域部中に発光性材料を含有する光学素子が開示されている。
【０００８】
斯かる光学素子を製造する際には、例えば、透光性樹脂、前記微小領域部作製用の材料及び前記発光性材料を含有する溶剤をキャスティングによって製膜し、乾燥させた後、延伸処理を施すことにより光学素子に異方性を発現（すなわち、微小領域部を所定の方向に配向）させていた。しかしながら、斯かる製造方法は、延伸処理を必要とするため製造工程が煩雑となり手間が掛かるという問題があった。また、加熱により軟化させて延伸しようとする場合には、透光性樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）以上で延伸する必要があり、当該ガラス転移温度が高温の場合には、延伸装置の仕様上の制約からこのような延伸処理を施すことが困難であるという問題もあった。また、透光性樹脂の架橋性が高い場合には延伸することができず、異方性を発現させることが困難であるという問題もあった。さらには、発光性材料として無機系顔料等からなる発光体を用いる場合、その粒径が数μｍ〜数十μｍであると、延伸した際に発光体を起点として光学素子が破断する場合が生じるという問題もあった。
【特許文献１】特開平６−１８８７３号公報
【特許文献２】特開平６−１６０８４０号公報
【特許文献３】特開平６−２６５８９２号公報
【特許文献４】特開平７−７２４７５号公報
【特許文献５】特開平７−２６１１２２号公報
【特許文献６】特開平７−２７０７９２号公報
【特許文献７】特開平９−５４５５６号公報
【特許文献８】特開平９−１０５９３３号公報
【特許文献９】特開平９−１３８４０６号公報
【特許文献１０】特開平９−１５２６０４号公報
【特許文献１１】特開平９−２９３４０６号公報
【特許文献１２】特開平９−３２６２０５号公報
【特許文献１３】特開平１０−７８５８１号公報
【特許文献１４】特開２００４−２０５９５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、斯かる従来技術の問題点を解決するべくなされたものであり、入射光を介して励起発光した光を表裏面の少なくとも一方の面から十分な偏光度を有する直線偏光として出射し得る光学素子の製造方法であって、延伸工程を必要とせずに光学素子に異方性を発現させることが可能な製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するべく、本発明の発明者らは鋭意検討した結果、透光性樹脂、微小領域部作製用の材料及び発光性材料を含有し、比誘電率が１０以上である溶剤を用いれば、当該溶剤の極性基と微小領域部作製用材料中の極性基とが相互作用することにより微小領域部作製用材料（例えば、液晶ポリマー）の配向性が向上し、その結果、当該溶剤をキャスティングするだけでも十分に異方性を発現できる（微小領域部が所定の方向に配向される）ことを見出した。本発明は、斯かる発明者らの知見に基づき完成されたものである。
【００１１】
すなわち、本発明は、特許請求の範囲の請求項１に記載の如く、透光性樹脂と、前記透光性樹脂に分散分布された前記透光性樹脂とは複屈折性の相違する微小領域部とを具備して板状に形成されており、前記透光性樹脂及び／又は前記微小領域部中に発光性材料を含有する光学素子の製造方法であって、前記透光性樹脂、前記微小領域部作製用の材料及び前記発光性材料を含有し、比誘電率が１０以上である溶剤をキャスティングして塗膜を作製する製膜工程と、前記製膜工程によって作製された塗膜を乾燥させる乾燥工程とを含み、前記乾燥工程によって乾燥された塗膜を延伸しないことを特徴とする光学素子の製造方法を提供するものである。
【００１２】
斯かる発明によれば、比誘電率が１０以上である溶剤をキャスティングして塗膜を作製するため、前述のように、延伸処理を施さなくても十分に異方性を発現可能である。従って、光学素子の製造に際して延伸工程を必要としないため、従来の製造方法と比べて効率良く光学素子を製造することが可能である。また、ガラス転移温度（Ｔｇ）が高温の透光性樹脂を選択することが可能である。また、発光性材料として無機系顔料等からなる粒径の比較的大きな発光体を用いる場合であっても、当該発光体を起点とした光学素子の破断を防止することが可能である。さらには、光学素子の幅を自由に設定できるため、任意の幅を有する光学素子を製造することが可能である。なお、キャスティングによって塗膜を作製する際に通常は若干の延伸が施されるが、本発明における「塗膜を延伸しない」とは、上記のような不作為の延伸ではなく、作為的な延伸処理を施さないという意味である。
【００１３】
なお、請求項１に係る発明によって製造される光学素子によれば、従来のように透光性樹脂に反射ドット等からなる特別の光出射手段を設ける必要が無く、入射した励起光によって光学素子に含有された発光性材料で発光した光を、所定の振動面を有する直線偏光として外部に出射することが可能である。また、光学素子の設置角度に応じて（後述するΔｎ１方向を何れに設定するかに応じて）直線偏光の偏光方向（振動面）を任意に設定可能である。
【００１４】
より具体的に説明すれば、光学素子内部に入射した励起光によって励起発光した光の大部分は、光学素子と空気との屈折率差に応じて空気界面で全反射され、光学素子内で伝送される。斯かる伝送光の内、微小領域部と透光性樹脂との屈折率差が最大値（Δｎ１）を示す前記微小領域部の軸方向（Δｎ１方向）に平行な振動面を有する直線偏光成分が選択的に強く散乱されることになる。斯かる散乱光の内、全反射角よりも小さい角度で散乱した光は、光学素子から外部（空気）に出射することになる。
【００１５】
ここで、透光性樹脂に微小領域部が分散分布されていない場合を考えれば、上記のような選択的な偏光散乱が生じないため、光学素子内の発光性材料によって励起発光した光は、立体角の関係上、約８０％が透光性樹脂内に閉じ込められて全反射を繰り返している状態である。
【００１６】
しかしながら、請求項１に係る発明によって製造される光学素子によれば、前記閉じ込められた光が、微小領域部と透光性樹脂との界面における散乱により、全反射条件が崩れた場合にのみ光学素子外部に出射することになるため、微小領域部のサイズや分布率によって出射効率を任意に制御可能である。
【００１７】
一方、前記Δｎ１方向の散乱において全反射角よりも大きい角度で散乱した光、微小領域部に衝突しなかった光、及び、Δｎ１方向以外の振動面を有する光は、光学素子内に閉じ込められて全反射を繰り返しつつ伝送され、光学素子内の複屈折位相差等により偏光状態も解消され、Δｎ１方向条件を満足して（Δｎ１方向に平行な振動面を有する直線偏光となって）出射する機会を待つことになる。以上の動作が繰り返されることにより、結果的に、光学素子から所定の振動面を有する直線偏光が効率良く出射されることになる。
【００１８】
なお、好ましくは、特許請求の範囲の請求項２に記載の如く、前記発光性材料は、その発光波長よりも小さい粒径を有する発光体とされる。
【００１９】
発光性材料（発光体）の粒径が所定以上に大きければ、光学素子内の一の発光体によって励起発光し、微小領域部に衝突することによって得られた直線偏光（Δｎ１方向に平行な振動面を有する直線偏光）が、光学素子外部に出射できる条件を満足するにもかかわらず光学素子外部に出射する前に他の発光体に衝突することで散乱し偏光解消して、結果的に出射光の偏光度が低下してしまうおそれがある。特に、光学素子内で伝送される光の光路長が比較的長く、複数回の反射／散乱を繰り返すことから、光学素子外部に出射する前に他の発光体に衝突する確率は高い。
【００２０】
しかしながら、請求項２に係る発明によれば、発光体の粒径がその発光波長（可視光領域）よりも小さい（従って、直線偏光の波長よりも小さい）ため、直線偏光は他の発光体によってほとんど散乱されずに素通りし、偏光解消されるおそれがほとんどない。つまり、光は波としての性質を有するため、その波長よりも小さい対象に対しては大半が影響を受けずに素通りすることになる。従って、十分な偏光度を有する直線偏光として出射することが可能である。
【００２１】
また、発光体の粒径がその発光波長よりも小さいことから、実用上想定される光学素子の厚みに対して発光体の粒径が十分に小さいことになり、分散させた発光体が光学素子表面に突出するといった外観不良が生じることもない。また、光学素子を作製する際に、微小領域部の形成の障害物となることもなく作製が容易となる。
【００２２】
さらには、発光体の粒径がその発光波長よりも小さいことから、光学素子から出射される光の輝度を効果的に高めることが可能である。これは、光学素子内に総重量が同一の発光体を分散させるとしても、分散させる発光体の粒径を小さくすれば、粒径が大きい場合に比べて多数の発光体を分散させることができるからである。例えば、総重量が同一の条件で、各発光体の粒径を１／２とすれば、発光体の総数は８倍、発光体の総表面積は２倍となる。発光体の励起発光は発光体の表面で生じるため、分散する各発光体の粒径を小さくして、発光体全数での総表面積が広くなれば、その分だけ発光量が増し、結果的に光学素子から出射される光の輝度を効果的に高めることが可能である。
【００２３】
以上のように、請求項２に係る発明によれば、入射光を介して励起発光した光を表裏面の少なくとも一方から十分な偏光度を有する直線偏光として出射し得ると共に、外観不良が生じることもなく作製容易で、出射光の輝度を容易に高めることが可能である。
【００２４】
また、好ましくは、特許請求の範囲の請求項３に記載の如く、前記発光体は、無機系顔料とされる。
【００２５】
斯かる発明によれば、無機系顔料は、発光輝度（発光効率）が高い上、耐久性が非常に高く、長期間の使用に耐え得るため、染料系の発光体を用いる場合に比べ、発光輝度・耐久性・信頼性に優れた光学素子を得ることが可能である。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、入射光を介して励起発光した光を表裏面の少なくとも一方から十分な偏光度を有する直線偏光として出射し得る光学素子を、従来の製造方法と比べて効率良く製造することが可能である。また、ガラス転移温度（Ｔｇ）が高温の透光性樹脂を選択することが可能である。また、発光性材料として無機系顔料等からなる粒径の比較的大きな発光体を用いる場合であっても、当該発光体を起点とした光学素子の破断を防止することが可能である。さらには、光学素子の幅を自由に設定できるため、任意の幅を有する光学素子を製造することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、添付図面を適宜参照しつつ、本発明の一実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る製造方法によって作製される光学素子の概略構成を示す縦断面図である。図１に示すように、本実施形態に係る光学素子１０は、透光性樹脂１と、透光性樹脂１に分散分布された透光性樹脂１とは複屈折性の相違する微小領域部２とを具備して板状に形成されている。また、光学素子１０は、透光性樹脂１及び／又は微小領域部２中に、少なくとも１種以上の発光性材料３を含有している（図１では、発光性材料３が透光性樹脂１中に分散された例を図示している）。なお、本実施形態に係る光学素子１０では、好ましい態様として、前記発光性材料３は、その発光波長よりも小さい粒径を有する発光体とされているが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２８】
ここで、微小領域部２と透光性樹脂１との屈折率差が最大値（Δｎ１）を示す微小領域部２の軸方向（Δｎ１方向）に平行な振動面を有する一定方向の直線偏光成分を選択的に光学素子１０から出射させるためには、光学素子１０内の微小領域部２を一定方向に配向させる必要がある。従来、微小領域部２を配向させる方法として延伸処理が施されていたが、本実施形態では、前述のように、透光性樹脂１、微小領域部２作製用の材料及び発光体３を含有し、比誘電率が１０以上である溶剤を用いることにより延伸処理を不要としている。換言すれば、例えば前述した特許文献１４では、ジクロロメタン（塩化メチレン）を溶剤として用いているが、当該溶剤の比誘電率はおよそ８であり、キャスティングのみでは微小領域部を配向させることができないため、溶剤をキャスティングによって製膜し、乾燥させた後、延伸処理を施すことにより光学素子に異方性を発現させている。しかしながら、本実施形態では、比誘電率が１０以上である溶剤を用いることにより、延伸処理を必要とせずに微小領域部２を配向させている。すなわち、本実施形態に係る光学素子１０の製造方法は、透光性樹脂１、微小領域部２作製用の材料及び発光体３を含有し、比誘電率が１０以上である溶剤をキャスティングして塗膜を作製する製膜工程と、前記製膜工程によって作製された塗膜を乾燥させる乾燥工程とを含み、前記乾燥工程によって乾燥された塗膜を延伸しないことを特徴としている。
【００２９】
前記溶剤としては、透光性樹脂１、微小領域部２作製用の材料及び発光体３を溶解及び／又は分散させるものであり、且つ、比誘電率が１０以上である限りにおいて、種々のものを用いることが可能である。具体的には、例えば、ジクロロエタン、アセトン、Ｔｅｒｔ−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、エチルセルソルブ、Ｎ−メチルピロリドン、ピリジン、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、シクロヘキサノン、アセチルアセトン、アセトアルデヒド、アセトフェノン、イソキノリン、イソブチルアルコール、イソブチルニトリル、エタノール、エチルメチルケトン、エチレンジアミン、エピクロロヒドリン、１−オクタノール、２−オクタノン、ギ酸、ｍ−クレゾール、クロロアセトン、ｍ−クロロアニリン、ｏ−クロロニトロベンゼン、３−クロロ−１，２−プロパンジオール、シクロヘキサノール、シクロペンタノール、２，２’−ジクロロジエチルエーテル、２，２−ジクロロプロパン、臭化ｔ−ブチル、硝酸エチル、硝酸メチル、トリフルオロ酢酸、ｏ−ニトロトルエン、ｏ−ニトロフェノール、ニトロプロパン、ｍ−ニトロベンジルアルコール、ニトロベンゼン、ニトロメタン、ブタノール、１，４−ブタンジオール、ブチルアルデヒド、１−プロパノール、１，２−プロパンジオール、プロピオニトリル、プロピオンアルデヒド、ヘキサノール、４−ヘプタノン、ベンジルアルコール、ベンズアルデヒド、ベンゾニトリル、ペンタノール、２−ペンタノン、ホルムアミド、無水酢酸、メタノールなどを用いることが可能である。
【００３０】
なお、表１Ａ及び表１Ｂに、上記例示した各溶剤の比誘電率及び当該比誘電率測定時の温度（日本化学会編 「化学便覧  基礎編II」改訂四版参照）を示す。
【表１Ａ】
2006208766.tif 000003
【表１Ｂ】
2006208766.tif 000004
【００３１】
溶液の濃度は、透光性樹脂１、微小領域部２作製用の材料及び発光体３の溶解性に依存し適宜に決定できるが、通常は３〜５０重量％、好ましくは７〜３０重量％の範囲とされる。
【００３２】
発光体３は、透光性樹脂１及び微小領域部２のいずれか一方、又は、両方に均一に分散されていることが好ましい。前述のように、発光体３によって光の散乱が生じると偏光解消するおそれがあるため、本実施形態に係る発光体３の粒径は、その発光波長よりも小さいものとされている。なお、偏光解消の可能性をより一層低減するべく、発光体３の粒径は、発光体３の発光波長の１／５以下とするのが好ましく、より好ましくは１／１０以下、さらに好ましくは１／５０以下とされる。
【００３３】
発光体３としては、紫外光又は可視光を吸収して、可視光領域の波長の光を励起発光する適宜な材料の１種又は２種以上を用いることができるが、好ましくは、無機系顔料とされる。無機系顔料は、発光輝度が高い上、耐久性が非常に高く、長期間の使用に耐え得るため、染料系の発光体を用いる場合に比べ、発光輝度・耐久性・信頼性に優れた光学素子１０を得ることが可能である。より具体的には、励起１重項からの発光である蛍光や３重項からの発光である燐光などを放射する無機系顔料からなる蛍光顔料や蓄光顔料を用いることが好ましい。
【００３４】
より具体的に説明すれば、発光体３としては、ＣｄＳｅ、ＺｎＳ、Ｙ２Ｏ２Ｓ、ＬａＰＯ４、Ｃａ１０（ＰＯ４）６ＦＣｌ、（ＳｒＣａＢａＭｇ）５（ＰＯ４）３Ｃｌ、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７、Ｚｎ２ＳｉＯ４、（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ３、ＺｎＳｅ、ＣｄＳｅ、ＺｎＴｅ、ＣｄＴｅなどの他、さらにこれらにＣｅ、Ｔｂ、Ｅｕ、Ａｌ、Ｓｂ、Ｍｎなどの金属や希土類元素をドープしたものを好適に用いることができる。
【００３５】
無機系顔料の屈折率は、一般的に２．０以上であり、不透明で着色している場合も多い。例えば、ＣｄＳｅは、粒径や純度にもよるが、赤〜橙の着色を呈している。このような無機系顔料を発光体３として用いる場合、発光体３を分散させる樹脂（透光性樹脂１や微小領域部２を形成する材料であり、その多くは１．５〜１．７の屈折率を有する）との大きな屈折率差に起因して生じる散乱による励起発光した光の偏光解消や、不透明性によって生じる吸収や無機系顔料自体の着色に起因した励起発光した光の着色が一般的には問題となるが、前述のように、本実施形態に係る発光体３は、その発光波長よりも小さい粒径とされているため、励起発光した光の大半は発光体３の影響を受けずに素通りし、上記のような問題が生じ難い。
【００３６】
発光体３は、例えば、光学素子１０を作製する際に、透光性樹脂１や微小領域部２作製用の材料に予め作製した発光体３を必要に応じて他の添加剤と共に配合しておく方法や、発光体３の原材料を予め配合しておいて、熱処理、光処理、酸化処理、還元処理、酸塩基反応処理等を施すことにより発光体３を析出させるなど、適宜な方法によって光学素子１０内に分散させることができる。
【００３７】
光学素子１０（光学素子１０の透光性樹脂１及び微小領域部２）は、例えばポリマー類や液晶類等の透明性に優れる適宜な材料の１種又は２種以上を、キャスティングによる配向処理によって複屈折性の相違する領域が形成される組合せで用いて形成することができる。前述したように、発光体３は光学素子１０中に分散されるため、前記組み合わせる材料の少なくとも一方は、分散される発光体３と相溶性良く混和するものであることが好ましい。
【００３８】
前記材料の組合せ例としては、ポリマー類と液晶類の組合せ（液晶類が微小領域部２を形成する）、等方性ポリマーと異方性ポリマーの組合せ、異方性ポリマ一同士の組合せなどが挙げられる。なお、微小領域部２の分散分布性などの点より、相分離する組合せとすることが好ましく、組合せる材料の相溶性によって分散分布性を制御することができる。例えば、非相溶性の材料を溶媒によって溶液化する方法や、非相溶性の材料を加熱溶融下に混合する方法など、適宜な方法によって相分離させることができる。
【００３９】
前記ポリマー類の例としては、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の如きエステル系ポリマー、ポリスチレンやアクリロニトリル・スチレン共重合体（ＡＳポリマー類）の如きスチレン系ポリマー、ポリエチレン、ポリプロピレン、シクロ系乃至ノルボルネン構造を有するポリオレフィン、エチレン・プロピレン共重合体の如きオレフィン系ポリマー、ポリメチルメタクリレートの如きアクリル系ポリマー、二酢酸セルロースや三酢酸セルロースの如きセルロース系ポリマー、ナイロンや芳香族ポリアミドの如きアミド系ポリマーが挙げられる。
【００４０】
また、カーボネート系ポリマー、塩化ビニル系ポリマー、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、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ビニルアルコール系ポリマー、塩化ビニリデン系ポリマー、ビニルブチラール系ポリマー、アリレート系ポリマー、ポリオキシメチレン、シリコーン系ポリマー、ウレタン系ポリマー、エーテル系ポリマー、酢酸ビニル系ポリマー、前記ポリマーの混合物、或いは、フェノール系、メラミン系、アクリル系、ウレタン系、ウレタンアクリル系、エポキシ系、シリコーン系等の熱硬化型又は紫外線硬化型のポリマー類なども前記透明なポリマー類の例として挙げられる。
【００４１】
一方、前記液晶類の例としては、シアノビフェニル系、シアノフェニルシクロヘキサン系、シアノフェニルエステル系、安息香酸フェニルエステル系、フェニルピリミジン系、これらの混合物の如き、室温又は高温でネマチック相、スメクチック相を呈する低分子液晶や架橋性液晶モノマーの他、室温又は高温でネマチック相、スメクチック相を呈する液晶ポリマーなどが挙げられる。前記架橋性液晶モノマーは、通常、配向処理した後、熱や光等による適宜な方法で架橋処理されてポリマーとされる。
【００４２】
耐熱性や耐久性等に優れる光学素子１０を得るという観点では、ガラス転移温度が好ましくは５０℃以上、より好ましくは８０℃以上、特に好ましくは１２０℃以上のポリマ一類（透光性樹脂１）と、架橋性液晶モノマー又は液晶ポリマー（微小領域部２作製用材料）との組合せを用いることが好ましい。前記液晶ポリマーとしては、主鎖型や側鎖型等の適宜なものを用いることができ、その種類について特に限定はない。粒径分布の均一性に優れる微小領域部２の形成性、熱的安定性、フィルムへの成形性、配向処理の容易性などの点より、液晶ポリマーとして、重合度が好ましくは８以上、より好ましくは１０以上、特に好ましくは１５〜５０００のものを用いるのが好ましい。  
【００４３】
液晶ポリマーを用いた光学素子１０は、例えばポリマ一類の１種又は２種以上と、微小領域部２を形成するための液晶ポリマーの１種又は２種以上と発光体３とを混合して、液晶ポリマーが微小領域を占める状態で分散含有された比誘電率が１０以上である溶剤をキャスティングによって製膜して配向処理し、乾燥させることにより、複屈折性が相違する領域を形成する方法によって作製することができる。
【００４４】
ここで、微小領域部２と透光性樹脂１との屈折率差について、当該屈折率差が最大値を示す微小領域部２の軸方向の屈折率差をΔｎ１とし、前記最大値を示す軸方向に直交する軸方向の屈折率差をΔｎ２及びΔｎ３とする。前記配向処理による屈折率差△ｎ１、△ｎ２及びΔｎ３の制御性等の点より、前記液晶ポリマーとしては、ガラス転移温度が５０℃以上で、併用のポリマー類（透光性樹脂１）のガラス転移温度よりも低い温度域でネマチック液晶相を呈するものを用いるのが好ましい。その具体例としては、下記の一般式で表されるモノマー単位を有する側鎖型の液晶ポリマーなどが挙げられる。
一般式：（−Ｘ−）ｎ
｜
Ｙ−Ｚ
【００４５】
前記一般式において、Ｘは、液晶ポリマーの主鎖を形成する骨格基であり、線状、分岐状、環状等の適宜な連結鎖によって形成されていればよい。その具体例としては、ポリアクリレート類、ポリメタクリレート類、ポリ−α−ハロアクリレート類、ポリ−α−シアノアクリレート類、ポリアクリルアミド類、ポリアクリロニトリル類、ポリフタクリロニトリル類、ポリアミド類、ポリエステル類、ポリウレタン類、ポリエーテル類、ポリイミド類、ポリシロキサン類などが挙げられる。
【００４６】
また、Ｙは、主鎖より分岐するスペーサ基である。屈折率差の制御など光学素子１０の形成性などの点より、スペーサ基Ｙとしては、例えば、エチレン、プロピレン、ブチレン、ペンチレン、ヘキシレン、オクチレン、デシレン、ウンデシレン、ドデシレン、オクタデシレン、エトキシエチレン、メトキシブチレンなどとするのが好ましい。一方、Ｚは、液晶配向性を付与するメソゲン基である。
【００４７】
前記ネマチック配向性の側鎖型液晶ポリマーは、前記一般式で表されるモノマー単位を有するホモポリマーやコポリマー等の適宜な熱可塑性ポリマーであればよく、特にモノドメイン配向性に優れるものが好ましい。
【００４８】
キャスティングによって作製する塗膜の厚みは、適宜に決定すればよいが、一般には、配向処理性などの点より、好ましくは１μｍ〜３ｍｍ、より好ましくは５μｍ〜１ｍｍ、特に好ましくは１０〜５００μｍとされる。なお、フィルムの形成に際しては、例えば、分散剤、界面活性剤、色調調節剤、難燃剤、離型剤、酸化防止剤などの適宜な添加剤を配合することができる。
【００４９】
前述のように、透光性樹脂１と微小領域部２とは複屈折性が相違している。具体的には、前述のように、微小領域部２と透光性樹脂１との屈折率差について、当該屈折率差が最大値を示す微小領域部２の軸方向（Δｎ１方向）の屈折率差をΔｎ１とし、前記最大値を示す軸方向に直交する軸方向（Δｎ２方向、Δｎ３方向）の屈折率差をΔｎ２及びΔｎ３とした場合、後述する全反射の点より、Δｎ１は適度に大きいことが好ましく、Δｎ２及びΔｎ３は小さければ小さいほど良く、できるだけゼロであることが好ましい。本実施形態に係る光学素子１０は、０．０３≦Δｎ１≦０．５、０≦Δｎ２≦０．０３、０≦Δｎ３≦０．０３となるように制御されており、より好ましくは、さらにΔｎ２＝Δｎ３とされる。なお、斯かる屈折率差は、使用材料の屈折率等によって制御することができる。
【００５０】
斯かる屈折率差Δｎ１、Δｎ２及びΔｎ３とすることにより、光学素子１０内部に入射した励起光によって励起発光した光の内、△ｎ１方向の直線偏光が強く散乱され、臨界角（全反射角）よりも小さい角度で散乱されることにより光学素子１０から外部に出射する光量を増やすことができる一方、それ以外の方向の直線偏光は散乱され難く、全反射を繰り返すことにより、光学素子１０の内部に閉じ込めることができる。
【００５１】
なお、微小領域部２の各軸方向と透光性樹脂１との屈折率差（Δｎ１、Δｎ２及びΔｎ３）は、透光性樹脂１が光学的等方性のものである場合には、微小領域部２の各軸方向の屈折率と透光性樹脂１の平均屈折率との差を意味し、透光性樹脂１が光学的異方性のものである場合には、透光性樹脂１の主光軸方向と微小領域部２の主光軸方向とが通常は一致しているため、それぞれの軸方向における各屈折率の差を意味する。
【００５２】
△ｎ１方向は、光学素子１０から出射される直線偏光の振動面に平行であるため、斯かる△ｎ１方向は光学素子１０の対向する２面１０１、１０２に平行であることが好ましい。なお、２面１０１、１０２に平行である限り、△ｎ１方向は、光学素子１０を適用する液晶セル等に応じた適宜な方向とすることができる。
【００５３】
光学素子１０における微小領域部２は、当該微小領域部２における散乱効果の均質性などの点より、できるだけ均等に分散分布していることが好ましい。微小領域部２の大きさ、特に散乱方向である△ｎ１方向の長さは、後方散乱（反射）や波長依存性に影響する。光利用効率の向上、波長依存性による着色の防止、微小領域部２の視覚化による視認阻害の防止ないし鮮明な表示の阻害防止、さらには製膜性やフィルム強度などの点より、微小領域部２の好ましい大きさ、特に△ｎ１方向の長さは、好ましくは０．０５〜５００μｍ、より好ましくは０．１〜２５０μｍ、特に好ましくは１〜１００μｍである。なお、微小領域部２は、通常、ドメインの状態で光学素子１０内に存在するが、その△ｎ２方向等の長さについては特に限定はない。
【００５４】
光学素子１０中に占める微小領域部２の割合は、△ｎ１方向の散乱性などの点より適宜に決定することができるが、一般には、フィルム強度なども踏まえ、好ましくは０．１〜７０重量％、より好ましくは０．５〜５０重量％、特に好ましくは１〜３０重量％とされる。
【実施例】
【００５５】
以下、実施例及び比較例を示すことにより、本発明の特徴をより一層明らかにする。
【００５６】
＜実施例＞
透光性樹脂としてのノルボルネン系樹脂（ＪＳＲ社製、アートン、ガラス転移温度１８２℃）９４部（重量部、以下同じ）と、微小領域部作製用の材料として下記の化学式で表される液晶ポリマー（ガラス転移温度７０℃、コレステリック液晶化温度１９０℃）５部、発光性材料としての住友大阪セメント社製ＺｎＳナノ粒子（平均粒径２０ｎｍ、励起波長３００ｎｍ）１部を分散させた２５重量％シクロペンタノン溶液（比誘電率１６）を用いてキャスティングによりフィルムを製膜後、５０℃から１２０℃まで一定勾配で昇温して１時間乾燥させた後、厚み１００μｍの光学素子を作製した。
【化１】
2006208766.tif 000005
【００５７】
＜比較例＞
溶剤としてシクロペンタノンの代わりにトルエン（比誘電率２）を用いたこと以外は、実施例１に準じて光学素子を作製した。
【００５８】
＜評価＞
実施例及び比較例の光学素子に励起光としてブラックライト蛍光灯（中心波長３７０ｎｍ）から出射した光を照射すると、各光学素子からそれぞれ中心波長５９０ｎｍの光が出射されることを確認した。市販の偏光子（偏光度＝９９．９９）を用いて、出射光のΔｎ１方向（微小領域部と透光性樹脂との屈折率差が最大となる方向）及びΔｎ２方向（Δｎ１方向に直交する方向）の各直線偏光成分の出射強度を測定したところ、比較例の光学素子の場合、略１：１の割合であり、直線偏光は出射されなかったのに対し、実施例の光学素子の場合、１．３：１の割合で直線偏光が出射していることが分かった。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る製造方法によって作製される光学素子の概略構成を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００６０】
１・・・透光性樹脂
２・・・微小領域部
３・・・発光性材料（発光体）
１０・・・光学素子
【図１】
2006208766.tif 000006