(57)【要約】【課題】  ガラスや水面などの反射体に対する配置角度に拘わらず、反射体の表面反射光を遮断して視認性を高めることができる偏光フィルターを提供すること。【解決手段】    法線方向の入射光に対しては円偏光を透過する機能を有し、斜め方向の入射光に対しては直線偏光を反射する機能を有することを特徴とする偏光フィルター。【選択図】        図１０ 
2006011281.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
法線方向の入射光に対しては円偏光を透過する機能を有し、斜め方向の入射光に対しては直線偏光を反射する機能を有することを特徴とする偏光フィルター。
【請求項２】
法線方向の入射光に対しては円偏光を透過する機能を有し、斜め方向の入射光に対しては直線偏光を反射する機能を有する偏光素子を少なくとも用いたことを特徴とする請求項１記載の偏光フィルター。
【請求項３】
法線方向の入射光に対しては円偏光を透過する機能を有し、法線方向に対する入射角度が３０°以上の斜め方向の入射光に対して直線偏光を反射する機能を有する偏光素子を少なくとも用いたことを特徴とする請求項１記載の偏光フィルター。
【請求項４】
偏光素子は、入射光を偏光分離して出射する、偏光分離特性を有するコレステリック液晶層により形成されている反射偏光子であることを特徴とする請求項２または３記載の偏光フィルター。
【請求項５】
反射偏光子は、法線方向の入射光に対する出射光は、歪み率が０．５以上であり、
法線方向から６０°以上傾けて入射した入射光に対する出射光は、歪み率が０．２以下であり、
入射角度が大きくなるに従って出射光の直線偏光成分が増大することを特徴とする請求項４記載の偏光フィルター。
【請求項６】
反射偏光子は、入射角度が大きくなるに従って増大する出射光の直線偏光成分が、偏光素子面の法線方向に対し実質的に直交方向に直線偏光の偏光軸を有することを特徴とする請求項５の偏光フィルター。
【請求項７】
反射偏光子は、入射角度が大きくなるに従って増大する出射光の直線偏光成分が、偏光素子面の法線方向に対し実質的に平行方向に直線偏光の偏光軸を有することを特徴とする請求項５の偏光フィルター。
【請求項８】
反射偏光子は、反射帯域巾が２００ｎｍ以上であることを特徴とする請求項４〜７のいずれかに記載の偏光フィルター。
【請求項９】
偏光フィルターにおける斜め方向の入射光に対する直線偏光の反射軸方向が、水面からの斜め方向の反射光を反射し、透過を阻止する方向になるように設けられていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の偏光フィルター。
【請求項１０】
ハードコート層、防汚染層および撥水処理層から選ばれるいずれか少なくとも１つの層を有することを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の偏光フィルター。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれかに記載の偏光フィルターが用いられていることを特徴とする偏光サングラス。
【請求項１２】
偏光フィルターよりも、目側に、吸光性半透過層が設けられていることを特徴とする請求項１１記載の偏光サングラス。
【請求項１３】
吸光性半透過層が、吸収型偏光子であることを特徴とする請求項１２記載の偏光サングラス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、偏光フィルターに関する。本発明の偏光フィルターは各種用途に適用でき、たとえば、偏光サングラスや、カメラ、望遠鏡、めがね等のレンズ用偏光フィルター等として好適に適用できる。
【背景技術】
【０００２】
従来より、偏光フィルターは広く用いられてきた。水面やガラスの表面反射光は直線偏光化しているため、これらの偏光方向とは直交方向の直線偏光を透過するように偏光フィルター（偏光素子）を配置することで表面反射光をカットし、水面下の魚やディスプレイガラスの向こう側にある商品を容易に視認することができるようになる。これらの事項は、古くから公知の技術である（非特許文献１）。これは入射角によって反射光の振動方向による反射率が異なることによる。
【０００３】
例えば、水面に入射し反射される光線は、水面の法線方向に対する入射角度が約５３度の時に入射面に垂直に振動する直線偏光（Ｓ偏光）となる。この時のＳ偏光は約７．７％の反射率を有しており、これが水面下の対象の視認性を著しく低下させている。したがって、Ｓ偏光と直交方向の軸を持つＰ偏光が当該角度で入射すると反射率が０％となる。偏光フィルターでは、このＳ偏光を効果的にカットする軸方向で偏光素子が一般に用いられている。
【０００４】
一方、ガラスに囲われたショーケースなどの場合には水面と異なり、視認方向に対して垂直方向にガラス面が設置されているため、偏光フィルターの最適な設置角度が水面とは異なる。そのため、水面を視認する場合に用いる偏光フィルターをそのまま利用することはできなかった。ショーケースなどでは上下左右から覗き込む場合があり、それぞれで最適な偏光フィルターに用いる偏光子の軸方向が異なるためである。
【０００５】
さらに近年のノートパソコン、ＰＤＡ、携帯電話の普及により表面に偏光板が用いられた液晶表示装置等の画像表示装置が普及した。これらの画像表示装置の出射光は直線偏光性が高く、偏光フィルターを用いた偏光サングラスでは必要以上に光量が減少する問題があった。この問題は直視型液晶表示装置のみならず、投写型液晶表示装置や表面反射防止のために偏光子を配置したＣＲＴ、有機ＥＬ、ＰＤＰ等でも同様の問題を発生していた。この問題を解決するために、画像表示装置の出射光の直線偏光と偏光サングラスの偏光軸を揃える試みがある。しかし、画像表示装置の種類によって偏光軸方向が異なっていること、また視認者が首を傾けるなどにより、偏光軸が揃わなくなる場合には視認性低下に及ぼす影響が避けられなかった。
【０００６】
例えば、偏光サングラスを着用しても視認性に影響を及ぼしにくい画像表示装置が提案されている（特許文献１、特許文献２参照）。しかし、これらの特許文献では上記のような問題を解決するには至っていない。また画像表示装置の偏光板より外側（視認側）に位相差層を設けることによる、直線偏光を楕円偏光〜円偏光にすることが提案されている（特許文献３参照）。しかし、当該特許文献では、広帯域位相差板を用いなければ波長ごとの遮蔽率が変化し着色して見える欠点を有している。また、カラー表示が標準となっている近年では色調変化を押さえるうえからも、十分ではなかった。
【非特許文献１】Ｗ．Ａ．シャークリフ著「偏光とその応用  １３３頁」（共立出版株式会社１９６５．０９．０５発行）等
【特許文献１】特開２０００−２９２７８２号公報
【特許文献２】特開２００４−６２４８号公報
【特許文献３】特開２００２−３５０８２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、ガラスや水面などの反射体に対する配置角度に拘わらず、反射体の表面反射光を遮断して視認性を高めることができる偏光フィルターを提供することを目的とする。
【０００８】
また本発明は、前記偏光フィルターを用いた偏光サングラス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】
【０００９】
本発明者らは前記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、下記偏光フィルターにより上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
すなわち本発明は、法線方向の入射光に対しては円偏光を透過する機能を有し、斜め方向の入射光に対しては直線偏光を反射する機能を有することを特徴とする偏光フィルター、に関する。
【００１１】
上記偏光フィルターには、法線方向の入射光に対しては円偏光を透過する機能を有し、斜め方向の入射光に対しては直線偏光を反射する機能を有する偏光素子が好適に用いられる。
【００１２】
また偏光フィルターには、法線方向の入射光に対しては円偏光を透過する機能を有し、法線方向に対する入射角度が３０°以上の斜め方向の入射光に対して直線偏光を反射する機能を有する偏光素子が好適に用いられる。
【００１３】
前記偏光フィルターに用いる偏光素子としては、入射光を偏光分離して出射する、偏光分離特性を有するコレステリック液晶層により形成されている反射偏光子を好適に用いることができる。
【００１４】
一般的にコレステリック液晶を用いた反射偏光子はコレステリック液晶のねじれピッチに起因する選択反射特性によって円偏光を分離する。コレステリック液晶は、一方の円偏光を反射し、もう一方を透過する。斜め入射光に関しては米国特許第５７３１８８６号明細書、米国特許第６６３０９７４号明細書等に示されるように楕円偏光化することが知られている。本発明では、コレステリック液晶層のピッチ変化と厚みを注意深く制御することにより、入射角の増大に応じて直線偏光化が進み、特に入射角３０°以上の領域において直線偏光性が高くなることが見出し、かかるコレステリック液晶を用いた反射偏光子を偏光フィルターの偏光素子として用いている。またコレステリック液晶はピッチ変化と厚みを制御することで、偏光の軸方向を制御することができる。コレステリック液晶層のピッチ変化と厚みを注意深く制御すると入射角３０°以上の領域において直線偏光特性を高め、なおかつ偏光軸方向を任意に制御することが可能である。
【００１５】
本発明の偏光フィルターは、正面方向（法線方向）の入射光に対しては円偏光板として機能する。そのため、この偏光フィルターをサングラスに用いる場合には、偏光板を有した画像表示装置に対して視認性を損なうことはない。また、斜め方向の入射光に対しては直線偏光を反射する機能を有する。そのため、視線をずらし、斜め方向から対象物を見る場合には、偏光フィルターにおける直線偏光の反射軸を、表面反射光（直線偏光）の偏光軸に揃えることにより、表面反射光の入射を遮断することができる。斜め方向の入射光に対しては直線偏光を反射する機能は、正面方向より３０°以上の角度で有するのが好適である。なお、本発明において、直線偏光とは、楕円偏光の歪み率が０．２以下の場合をいう。直線偏光化の点からは、歪み率が０．１以下であるのが好ましい。また円偏光とは、楕円偏光の歪み率が０．７以上となった場合という。円偏光の点からは、歪み率が０．９以上であるのが好ましい。
【００１６】
例えば、図８のように、水面（Ｗ１）を見る場合には見下ろす形になることが多く、水面からの反射光（ｒ１：Ｓ偏光が多い）の影響により視認性が低下しやすいが、本発明の偏光フィルターＦは、斜め入射する直線偏光に対して反射機能を有するため、水面からの反射光（ｒ１）を反射することができる。一方、反射光（ｒ１）に直交する直線偏光（ｒ２）は偏光フィルターＦを通過する。そのため、本発明の偏光フィルターＦによれば、反射光（ｒ１）による視認低下を除去して、水中の物体等の視認性を向上することができる。正面方向では円偏光（ｒ３）が偏光フィルターＦを透過して、視認性を確保できる。
【００１７】
また、垂直に配置されたショーウインドウ（Ｗ２）のような窓ガラス越しに商品を見る場合を例にあげる。図９（Ａ）のように、向かって左側にガラス板が存在する場合には、浅い角度での表面反射を視認するために商品を見ることは困難であったが、本発明の偏光フィルターＦは、斜め入射する直線偏光に対する反射機能を有するため、ガラス板からの反射光（ｒ１）を反射することができる。一方、反射光（ｒ１）に直交する直線偏光（ｒ２）は偏光フィルターＦを通過する。そのため、本発明の偏光フィルターＦによれば、反射光（ｒ１）による視認低下を除去して、窓ガラス越し商品の視認性を向上することができる。また本発明の偏光フィルターＦは、視点移動だけで偏光の透過軸方向を変えることができるので特別な回転構造を設ける必要がない。また図９（Ｂ）に示すようにショーウインドウ（Ｗ２）に近づいて見下ろす場合には前述の水面と同様に表面反射を遮断できる。
【００１８】
このように本発明の偏光フィルターは任意の入射方向に対して表面反射を効率よくカットすることができる。図８、図９では、水面（Ｗ１）、ガラス（Ｗ２）などの反射体に対する偏光フィルターＦの配置角度が９０°、０°の場合を例示したが、前記以外の角度でも本発明の偏光フィルター（たとえば偏光サングラス）では視点移動のみで良好な表面反射カット特性を得られる方位を指定できるので、使用に当たっての柔軟性が高く、有用性が高い。
【００１９】
また図１０のように偏光フィルターＦを、液晶表示装置（ＬＣＤ）の視認に用いる場合には、偏光フィルターＦの正面方向は円偏光（ｒ３）透過性なので視認性に影響はない。したがって、同じの偏光フィルターＦを用いて、水面視認時等には表面反射光（直線偏光）を有効に遮断することができる。
【００２０】
前記反射偏光子としては、法線方向の入射光に対する出射光は、歪み率が０．５以上であり、法線方向から６０°以上傾けて入射した入射光に対する出射光は、歪み率が０．２以下であり、入射角度が大きくなるに従って出射光の直線偏光成分が増大するものがあげられる。
【００２１】
上記反射偏光子は、法線方向の入射光に対する出射光は、歪み率が０．５以上であり、垂直入射光またはその垂直入射に近い入射角度では円偏光が出射する。前記法線方向の入射光に対する出射光の歪み率は大きいほど円偏光の割合が多くなるため、０．７以上、さらには０．９以上であるのが好ましい。一方、法線方向から６０°以上傾けて入射した入射光に対する出射光は、歪み率が０．２以下であり、深い入射角度では直線偏光が出射する。法線方向から６０°以上傾けて入射した入射光に対する出射光の歪み率は小さいほど直線偏光の割合が多くなるため、０．１以下であるのが好ましい。
【００２２】
かかる反射偏光子は、法線方向の入射光に対しては円偏光を透過する機能を有し、斜め方向の入射光に対しては、入射角度が大きくなるに従って、出射光の直線偏光成分が増大する特徴を有する。３０°以上の斜め入射光に対しては、直線偏光の反射偏光子と機能するため、表面反射光（直線偏光）の偏光軸と、前記反射偏光子の偏光軸が直交になる場合には、表面反射光を遮断して、視認性を向上できる。また図１、図２に示すように、上記反射偏光子は、斜め方向の入射光に対する偏光の透過軸方向が異なるため、当該反射偏光子を用いた偏光フィルターは、視点移動だけで偏光の透過軸方向を容易に変えることができる点で好適である。
【００２３】
前記反射偏光子としては、入射角度が大きくなるに従って増大する出射光の直線偏光成分は、反射偏光子面の法線方向に対し実質的に直交方向に直線偏光の偏光軸を有するものを例示できる。図１（Ａ）は、光学面（ｘ軸−ｙ軸平面）である反射偏光子（Ａ１）を透過した出射光（ｅ）は、入射光（ｉ）の入射角度の違いによって偏光成分が異なることを示す概念図である。図１（Ｂ）は、出射光（ｅ）をｚ軸方向から観た場合の概念図である。なお、図３に示す通り、（ｉ）直線偏光、（ｉｉ）自然光、（ｉｉｉ）円偏光、（ｉｖ）楕円偏光である。
【００２４】
出射光（ｅ１）：反射偏光子（Ａ１）に対するｚ軸方向（法線方向）の入射光（ｉ１）に対する出射光であり、円偏光である。
【００２５】
出射光（ｅ２）、（ｅ４）：反射偏光子（Ａ１）に斜め入射した入射光（ｉ２）、（ｉ４）に対する出射光であり、楕円偏光である。出射光（ｅ２）は、ｚ軸とｙ軸を含む面上に存在し、当該面に対して直交する軸を有する楕円偏光である。出射光（ｅ４）は、ｚ軸とｘ軸を含む面上に存在し、当該面に対して直交する軸を有する楕円偏光である。
【００２６】
出射光（ｅ３）、（ｅ５）：反射偏光子（Ａ１）に大きな角度で斜め入射した入射光（ｉ３）、（ｉ５）に対する出射光であり、直線偏光である。出射光（ｅ３）は、ｚ軸とｙ軸を含む面上に存在し、当該面に対して直交する軸を有する直線偏光である。出射光（ｅ５）は、ｚ軸とｘ軸を含む面上に存在し、当該面に対して直交する軸を有する直線偏光である。このように直線偏光である出射光（ｅ３）、（ｅ５）は、その偏光軸が、ｚ軸に対し実質的に直交方向、すなわち光学面（ｘ軸−ｙ軸平面）に平行方向になっている。
【００２７】
また、前記偏光素子としては、入射角度が大きくなるに従って増大する出射光の直線偏光成分は、偏光素子面の法線方向に対し実質的に平行方向に直線偏光の偏光軸を有するものを例示できる。図２（Ａ）は、光学面（ｘ軸−ｙ軸平面）である反射偏光子（Ａ２）を透過した出射光（ｅ）は、入射光（ｉ）の入射角度の違いによって偏光成分が異なることを示す概念図である。図２（Ｂ）は、出射光（ｅ）をｚ軸方向から観た場合の概念図である。
【００２８】
出射光（ｅ４１）：反射偏光子（Ａ２）に対するｚ軸方向（法線方向）の入射光（ｉ４１）に対する出射光であり、円偏光である。
【００２９】
出射光（ｅ４２）、（ｅ４４）：反射偏光子（Ａ２）に斜め入射した入射光（ｉ４２）、（ｉ４４）に対する出射光であり、楕円偏光である。出射光（ｅ４２）は、ｚ軸とｙ軸を含む面上に存在し、当該面に対して平行な軸を有する楕円偏光である。出射光（ｅ４４）は、ｚ軸とｘ軸を含む面上に存在し、当該面に対して平行な軸を有する楕円偏光である。
【００３０】
出射光（ｅ４３）、（ｅ４５）：反射偏光子（Ａ２）に大きな角度で斜め入射した入射光（ｉ４３）、（ｉ４５）に対する出射光であり、直線偏光である。出射光（ｅ４３）は、ｚ軸とｙ軸を含む面上に存在し、当該面に対して平行な軸を有する直線偏光である。出射光（ｅ４５）は、ｚ軸とｘ軸を含む面上に存在し、当該面に対して平行な軸を有する直線偏光である。このように直線偏光である出射光（ｅ４３）、（ｅ４５）は、その偏光軸が、ｚ軸に対し実質的に平行方向、すなわち光学面（ｘ軸−ｙ軸平面）に直交方向になっている。
【００３１】
前記反射偏光子は、反射帯域巾が２００ｎｍ以上であることが好ましい。従来はコレステリック液晶層は入射角に関わらず円偏光を透過／反射するとされていた。図４を参照。実際これまで単一ピッチの狭帯域コレステリック液晶層（ａ１）では入射光の入射角度に関わりなく出射光は円偏光であった。本発明は広帯域選択反射波長帯域を有するコレステリック液晶層は、前述のような入射光の入射角度が大きい場合に直線偏光を透過する現象を見出したものである。すなわち、本現象は特定波長のみに選択反射機能を有する単一ピッチコレステリック液晶層では得られず、広帯域化されたピッチ長が変化するコレステリック液晶層にのみ得られている。
【００３２】
なお、過去には竹添（Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，２２，１０８０（１９８３））により、複屈折が大きなコレステリック液晶層を数十μｍにまで厚く配向させた場合（ａ２）には、入射角が大きな入射光は全反射し、透過が得られない現象の報告はされている。図５を参照。しかし、当該文献には入射角が大きな入射光が直線偏光化されることは記載されていない。
【００３３】
上記現象を有する反射偏光子（Ａ）は、たとえば、異なる中心波長を有するコレステリック液晶層を積層することにより、可視光全域を覆う選択反射波長帯域を有するコレステリック液晶層とすることにより得ることができる。図６を参照。図６はＲ（赤色波長領域）、Ｇ（緑色波長領域）、Ｂ（青色波長領域）の三層を積層した場合である。またコレステリック液晶層の捻れピッチ長が厚み方向で変化することで広帯域化したものを用いることができる。図７を参照。このように、上記現象を有する偏光素子は、図６のように複数の異なる選択反射波長帯域を有するコレステリック液晶層の積層品であってもよく、図７のように厚み方向でピッチ長が連続変化するコレステリック液晶層のいずれも使用することができ、両者とも同様な効果が得られる。
【００３４】
上記現象が起こる理由は定かではないが、単純に液晶層界面でのブリュースター角による偏光分離ならば単一ピッチのコレステリック液晶層でも特定波長に対しては直線偏光が生じるはずである。また、コレステリック液晶層の積層品と厚み方向でピッチ長が連続変化するコレステリック液晶層とで差がないことから積層界面による反射効果で無いことも明らかである。従って、上記現象は、コレステリック液晶層を透過した時に分離された円偏光に対して、異なる波長帯域のコレステリック液晶層が位相差を付与し直線偏光化したものと考えられる。
【００３５】
上記現象を有効に機能せしめるには、十分に広い選択反射帯域幅が必要であり、望ましくは２００ｎｍ以上、より望ましくは３００ｎｍ以上、さらに望ましくは４００ｎｍ以上ある。可視光域をカバーするためには具体的には４００〜６００ｎｍの範囲をカバーすることが必要となる。なお、入射角に応じて選択反射波長は短波長側にシフトすることから、可視光域を入射角に関わらずカバーするには、広げられた選択反射波長帯は長波長側に延ばして置くことが望ましいが、これに限定するものではない。
【００３６】
前記偏光フィルターは、偏光フィルターにおける斜め方向の入射光に対する直線偏光の反射軸方向が、水面からの斜め方向の反射光を反射し、透過を阻止する方向になるように設けられていることが好ましい。かかる配置により、水面からの表面反射を好適に遮断でき、視認性を向上できる。
【００３７】
前記偏光フィルターには、ハードコート層、防汚染層および撥水処理層から選ばれるいずれか少なくとも１つの層を設けることができる。
【００３８】
また本発明は、前記偏光フィルターが用いられていることを特徴とする偏光サングラス、に関する。図１０で説明したように、偏光フィルターＦを偏光サングラスに用いる場合には、液晶表示装置の視認に影響を及ぼすことなく用いることができ、また水面等の反射体の斜め方向からの反射光を有効に遮断することができる。
【００３９】
前記偏光サングラスにおいて、偏光フィルターよりも、目側には、吸光性半透過層が設けられていることが好ましい。
【００４０】
本発明の偏光フィルターをサングラスに用いる場合、偏光フィルターＦとして上記入射角依存性の反射偏光子を用いると、図１１（Ａ）に示すように、目の周囲（側方、後方）からの入射光（ｒ４）が反射して、目に入射し、視認性に支障を及ぼす可能性がある。これは用いている反射偏光子が反射型であり反射率が高いためである。かかる視認性の低下を防止するため、図１１（Ｂ）に示すように、偏光サングラスでは、偏光フィルターＦよりも、目側には、吸光性半透過層Ｅを配置するのが好ましい。吸光性半透過層Ｅを設けることにより、目の周囲（側方、後方）からの入射光（ｒ４）は、反射偏光子により反射され視認されるまでに、吸光性半透過層Ｅを２回透過しなければならないので吸光計数の２乗で反射光は低下するためである。
【００４１】
前記吸光性半透過層として、吸収型偏光子を設けることができる。吸光性半透過層として吸収型直線偏光子を用いた場合、その性質から正面方向は円偏光の１／２が透過するが、軸方向で斜め方向の光線を全く透過せず、その直交方向では透過する特性を付与できる。また吸光性半透過層として、吸収型円偏光子を用いることもできる。この場合、正面方向は入射角依存性の反射偏光子と同じ向きを透過するものを用いる。この場合の視角異方性は入射角依存性偏光素子そのものの値に準じる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
本発明の偏光フィルターは、法線方向の入射光に対しては円偏光を透過する機能を有し、斜め方向の入射光に対しては直線偏光を反射する機能を有するものを特に制限なく使用できるが、当該機能を有する偏光素子が好適に用いられる。
【００４３】
かかる偏光素子としては、前述の通り、反射帯域巾が２００ｎｍ以上のコレステリック液晶層により形成した反射偏光子が好適である。当該コレステリック液晶層は、複数の異なる選択反射波長帯域を有するコレステリック液晶層を積層体により形成することができる。また厚み方向でピッチ長が連続変化するコレステリック液晶層を使用することができる。なお、出射光を図１の反射偏光子（Ａ１）または図２の反射偏光子（Ａ２）に示すように制御（斜め出射光の偏光軸の方向を制御）するには、コレステリック液晶層を適宜に選択して行なう。
【００４４】
（コレステリック液晶層を積層体）
反射偏光子が、複数の異なる選択反射波長帯域を有するコレステリック液晶層の積層体である場合、各コレステリック液晶層は、積層体の反射帯域巾が２００ｎｍ以上となるように、適宜に複数のコレステリック液晶層を選択して積層する。
【００４５】
コレステリック液晶層には、適宜なものを用いてよく、特に限定はない。例えば、高温でコレステリック液晶性を示す液晶ポリマー、または液晶モノマーと必要に応じてのカイラル剤および配向助剤を電子線や紫外線などの電離放射線照射や熱により重合せしめた重合性液晶、またはそれらの混合物などがあげられる。液晶性はリオトロピックでもサーモトロピック性のどちらでもよいが、制御の簡便性およびモノドメインの形成しやすさの観点よりサーモトロピック性の液晶であることが望ましい。
【００４６】
コレステリック液晶層の形成は、従来の配向処理に準じた方法で行うことができる。例えば、トリアセチルセルロースやアモルファスポリオレフィンなどの複屈折位相差が可及的に小さな支持基材上に、ポリイミド、ポリビニルアルコール、ポリエステル、ポリアリレート、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド等の膜を形成してレーヨン布等でラビング処理した配向膜、またはＳｉＯの斜方蒸着層、また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などの延伸基材表面性状を配向膜として利用した基材、または上記基材表面をラビング布やベンガラに代表される微細な研磨剤で処理し、表面に微細な配向規制力を有する微細凹凸を形成した基材、または上記基材フィルム上にアゾベンゼン化合物など光照射により液晶規制力を発生する配向膜を形成した基材、等からなる適当な配向膜上に、液晶ポリマーを展開してガラス転移温度以上、等方相転移温度未満に加熱し、液晶ポリマー分子がプラナー配向した状態でガラス転移温度未満に冷却してガラス状態とし、当該配向が固定化された固化層を形成する方法などがあげられる。また配向状態が形成された段階で紫外線やイオンビーム等のエネルギー照射で構造を固定してもよい。
【００４７】
液晶ポリマーの製膜は、例えば液晶ポリマーの溶媒による溶液をスピンコート法、ロールコート法、フローコート法、プリント法、ディップコート法、流延成膜法、バーコート法、グラビア印刷法等で薄層展開し、さらに、それを必要に応じ乾燥処理する方法などにより行うことができる。前記の溶媒としては例えば塩化メチレン、トリクロロエチレン、テトラクロロエタンのような塩素系溶媒；アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノンのようなケトン系溶媒；トルエンのような芳香族溶媒；シクロヘプタンのような環状アルカン；またはＮ−メチルピロリドンやテトラヒドロフラン等を適宜に用いることができる。
【００４８】
また液晶ポリマーの加熱溶融物、好ましくは等方相を呈する状態の加熱溶融物を前記に準じ展開し、必要に応じその溶融温度を維持しつつ更に薄層に展開して固化させる方法などを採用することができる。当該方法は、溶媒を使用しない方法であり、従って作業環境の衛生性等が良好な方法によっても液晶ポリマーを展開させることができる。
【００４９】
なお液晶ポリマー等の展開に際しては、薄型化等を目的に必要に応じて配向膜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。こうして得られるコレステリック液晶層は、成膜時に用いる支持基材／配向基材から剥離して他の光学材料に転写して、または剥離することなく用いることができる。
【００５０】
コレステリック液晶層の積層方法は、個別に作製した複数のコレステリック液晶層を接着材や粘着材にて貼り合わせる方法、溶媒などで表面を膨潤・溶解せしめた上で圧着する方法、熱や超音波などを加えつつ圧着方法があげられる。また、コレステリック液晶層を作製した後、当層上に別の選択反射中心波長を有するコレステリック液晶層を重ね塗りする等の手法を用いることができる。
【００５１】
（可視光波長域を覆うコレステリック液晶層の作製方法）
可視光波長域を覆うコレステリック液晶層の作製方法としては、前記同様の液晶モノマーを含有する組成物を用いて、下記方法により当該組成物を電子線や紫外線などの電離放射線照射する方法があげられる。たとえば、厚み方向で紫外線透過率の差による重合速度の差を利用する方法（特開２０００−９５８８３号公報）、溶媒にて抽出を行い厚み方向に濃度差を形成する方法（特許第３０６２１５０号明細書）、一回目の重合後に温度を変えて二回目の重合を行う方法（米国特許第６０５７００８号明細書）等があげられる。
【００５２】
また、重合性メソゲン化合物（ａ）および重合性カイラル剤（ｂ）を含む液晶混合物を配向基材に塗布する工程、および前記液晶混合物に酸素を含む気体と接触している状態で基材側から紫外線照射を行い重合硬化する工程を施し、酸素重合阻害による厚み方向での重合速度差を、基材側からの紫外線照射にて増大する方法（特開２０００−１３９９５３号公報）等が好適に用いられる。
【００５３】
特開２０００−１３９９５３号公報に記載の方法に関しては、下記方法により、さらに広帯域の反射波長帯域を有するコレステリック液晶層を得ることができる。
【００５４】
たとえば、前記紫外線重合工程を、前記液晶混合物が酸素を含む気体と接触している状態で、２０℃以上の温度下に、２０〜２００ｍＷ／ｃｍ2の紫外線照射強度で、０．２〜５秒間、配向基材側から紫外線照射する工程（１）、次いで、液晶層が、酸素を含む気体と接触している状態で、７０〜１２０℃で、２秒間以上、加熱する工程（２）、次いで、液晶層が、酸素を含む気体と接触している状態で、２０℃以上の温度下に、工程（１）よりも低い紫外線照射強度で、１０秒間以上、配向基材側から紫外線照射する工程（３）、次いで、酸素不存在下で、紫外線照射する工程（４）により行なう方法があげられる（特願２００３−９３９６３号）。
【００５５】
また前記紫外線重合工程を、前記液晶混合物が酸素を含む気体と接触している状態で、２０℃以上の温度下に、１〜２００ｍＷ／ｃｍ2の紫外線照射強度、０．２〜３０秒間の範囲内の紫外線照射を、回数が増える毎に、紫外線照射強度を低く、かつ紫外線照射時間を長くしながら、３回以上、配向基材側から紫外線照射する工程（１）、次いで、酸素不存在下で、紫外線照射する工程（２）により行なう方法があげられる（特願２００３−９４３０７号）。
【００５６】
また前記紫外線重合工程を、前記液晶混合物が酸素を含む気体と接触している状態で、２０℃以上の温度下に、２０〜２００ｍＷ／ｃｍ2の紫外線照射強度で、０．２〜５秒間、配向基材側から紫外線照射する工程（１）、次いで、液晶層が酸素を含む気体と接触している状態で、工程（１）よりも高く、かつ６０℃以上の到達温度になるまでは、昇温速度２℃／秒以上で、工程（１）よりも低い紫外線照射強度で、１０秒間以上、配向基材側から紫外線照射する工程（２）、次いで、酸素不存在下で、紫外線照射する工程（３）により行なう方法があげられる（特願２００３−９４６０５号）。
【００５７】
さらには下記方法を利用することができる。下記方法では広帯域の反射波長帯域を有し、耐熱性の良好なコレステリック液晶層が得られる。たとえば、重合性メソゲン化合物（ａ）、重合性カイラル剤（ｂ）および光重合開始剤（ｃ）を含む液晶混合物を、二枚の基材間で、紫外線重合する方法があげられる（特願２００３−４３４６号、特願２００３−４１０１号）。また、前記液晶混合物に、さらに重合性紫外線吸収剤（ｄ）を加えてものを二枚の基材間で、紫外線重合する方法があげられる（特願２００３−４２９８号）。また、重合性メソゲン化合物（ａ）、重合性カイラル剤（ｂ）および光重合開始剤（ｃ）を含む液晶混合物を、配向基材上に塗布し、不活性ガス雰囲気下で、紫外線重合する方法があげられる（特願２００３−４４０６号）。
【００５８】
また、前記紫外線重合工程を、前記液晶混合物が酸素を含む気体と接触している状態で、７０℃以上の温度下に、１０〜２００ｍＷ／ｃｍ2の紫外線照射強度で、０．１〜５秒間、紫外線照射する工程（１）、次いで、液晶層が酸素を含む気体と接触している状態で、７０℃以上で、０．１〜５秒間、熱処理する工程（２）を有し、前記工程（１）および工程（２）の後に、酸素不存在下で、紫外線照射する工程（３）により行うことができる。前記工程（１）および工程（２）は複数回繰り返した後に、紫外線照射する工程（３）を行うことが好ましい（特願２００４−７１１５８号）。
【００５９】
また、前記紫外線重合工程を、前記液晶混合物が酸素を含む気体と接触している状態で、７０℃以上の温度下に、１０〜２００ｍＷ／ｃｍ2の紫外線照射強度で、０．０１〜５秒間、紫外線照射する工程（１）、次いで、液晶層が酸素を含む気体と接触している状態で、７０℃以上で、５秒間を超える時間、熱処理する工程（２）を有し、前記工程（１）および工程（２）の後に、酸素不存在下で、紫外線照射する工程（３）により行なうことができる。前記工程（１）および工程（２）は複数回繰り返した後に、紫外線照射する工程（３）を行うことが好ましい（特願２００４−１６８６６６号）。
【００６０】
なお、偏光素子（Ａ２）の製法としては、前記特願２００３−９３９６３号に記載の方法が好ましい。
【００６１】
以下にコレステリック液晶層を形成する重合性メソゲン化合物（ａ）、重合性カイラル剤（ｂ）等を説明するが、これら材料は厚み方向でピッチ長が連続変化するコレステリック液晶層および積層体にするコレステリック液晶層のいずれにも用いることができる。
【００６２】
重合性メソゲン化合物（ａ）は、重合性官能基を少なくとも１つ有し、これに環状単位等からなるメソゲン基を有するものが好適に用いられる。重合性官能基としては、アクリロイル基、メタクリロイル基、エポキシ基、ビニルエーテル基等があげられるが、これらのなかでもアクリロイル基、メタクリロイル基が好適である。また重合性官能基を２つ以上有するものを用いることにより架橋構造を導入して耐久性を向上させることもできる。メソゲン基となる前記環状単位としては、たとえば、ビフェニル系、フェニルベンゾエート系、フェニルシクロヘキサン系、アゾキシベンゼン系、アゾメチン系、アゾベンゼン系、フェニルピリミジン系、ジフェニルアセチレン系、ジフェニルベンゾエート系、ビシクロへキサン系、シクロヘキシルベンゼン系、ターフェニル系等があげられる。なお、これら環状単位の末端は、たとえば、シアノ基、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン基等の置換基を有していてもよい。前記メソゲン基は屈曲性を付与するスペーサ部を介して結合していてもよい。スペーサ部としては、ポリメチレン鎖、ポリオキシメチレン鎖等があげられる。スペーサ部を形成する構造単位の繰り返し数は、メソゲン部の化学構造により適宜に決定されるがポリメチレン鎖の繰り返し単位は０〜２０、好ましくは２〜１２、ポリオキシメチレン鎖の繰り返し単位は０〜１０、好ましくは１〜３である。
【００６３】
重合性メソゲン化合物（ａ）のモル吸光係数は、０．１〜５００ｄｍ3ｍｏｌ-1ｃｍ-1＠３６５ｎｍであり、１０〜３００００ｄｍ3ｍｏｌ-1ｃｍ-1＠３３４ｎｍであり、かつ１０００〜１０００００ｄｍ3ｍｏｌ-1ｍ-1＠３１４ｎｍであることが好ましい。前記モル吸光係数を有するものは紫外線吸収能を有する。モル吸光係数は、０．１〜５０ｄｍ3ｍｏｌ-1ｃｍ-1＠３６５ｎｍであり、５０〜１００００ｄｍ3ｍｏｌ-1ｃｍ-1＠３３４ｎｍであり、１００００〜５００００ｄｍ3ｍｏｌ-1ｃｍ-1＠３１４ｎｍがより好適である。モル吸光係数は、０．１〜１０ｄｍ3ｍｏｌ-1ｃｍ-1＠３６５ｎｍであり、１０００〜４０００ｄｍ3ｍｏｌ-1ｃｍ-1＠３３４ｎｍであり、３００００〜４００００ｄｍ3ｍｏｌ-1ｃｍ-1＠３１４ｎｍであるのがより好ましい。モル吸光係数が０．１ｄｍ3ｍｏｌ-1ｃｍ-1＠３６５ｎｍ、１０ｄｍ3ｍｏｌ-1ｃｍ-1＠３３４ｎｍ、１０００ｄｍ3ｍｏｌ-1ｃｍ-1＠３１４ｎｍより小さいと十分な重合速度差がつかずに広帯域化し難い。一方、５００ｄｍ3ｍｏｌ-1ｃｍ-1＠３６５ｎｍ、３００００ｄｍ3ｍｏｌ-1ｃｍ-1＠３３４ｎｍ、１０００００ｄｍ3ｍｏｌ-1ｃｍ-1＠３１４ｎｍより大きいと重合が完全に進行せずに硬化が終了しない場合がある。なお、モル吸光係数は、各材料の分光光度スペクトルを測定し、得られた３６５ｎｍ、３３４ｎｍ、３１４ｎｍの吸光度から測定した値である。
【００６４】
重合性官能基を１つ有する重合性メソゲン化合物（ａ）は、たとえば、下記化１の一般式：
【００６５】
【化１】
2006011281.tif 000003
（式中、Ｒ1〜Ｒ12は同一でも異なっていてもよく、−Ｆ、−Ｈ、−ＣＨ3、−Ｃ2Ｈ5または−ＯＣＨ3を示し、Ｒ13は−Ｈまたは−ＣＨ3を示し、Ｘ1は一般式（２）：
−（ＣＨ2ＣＨ2Ｏ）a−（ＣＨ2）b−（Ｏ）c−、を示し、Ｘ2は−ＣＮまたは−Ｆを示す。但し、一般式（２）中のａは０〜３の整数、ｂは０〜１２の整数、ｃは０または１であり、かつａ＝１〜３のときはｂ＝０、ｃ＝０であり、ａ＝０のときはｂ＝１〜１２、ｃ＝０〜１である。）で表される化合物があげられる。
【００６６】
かかる重合性メソゲン化合物（ａ）の具体例としては、メルク社製：Ｅ７、ワッカーケミカル社製：ＬＣ‐Ｓｉｌｉｃｏｎ−ＣＣ３７６７、ＢＡＳＦ社製：ＬＣ２４２、高砂香料工業社製：Ｌ４２等があげられる。
【００６７】
また、重合性カイラル剤（ｂ）としては、たとえば、ＭｅｒｃｋＫＧａＡ社製：Ｓ１０１、Ｒ８１１、ＣＢ１５、ＢＡＳＦ社製：ＬＣ７５６があげられる。
【００６８】
上記重合性カイラル剤（ｂ）の配合量は、重合性メソゲン化合物（ａ）と重合性カイラル剤（ｂ）の合計１００重量部に対して、１〜２０重量部程度が好ましく、３〜７重量部がより好適である。重合性メソゲン化合物（ａ）と重合性カイラル剤（ｂ）の割合により螺旋ねじり力（ＨＴＰ）が制御される。前記割合を前記範囲内とすることで、得られるコレステリック液晶フィルムの反射スペクトルが長波長域をカバーできるように反射帯域を選択することができる。
【００６９】
また液晶混合物には、通常、光重合開始剤（ｃ）を含む。光重合開始剤（ｃ）としては各種のものを特に制限なく使用できる。例えば、チバスペシャルティケミカルズ社製のイルガキュア１８４、イルガキュア９０７、イルガキュア３６９、イルガキュア６５１、イルガキュア７８４、イルガキュア８１４、Ｄａｒｏｃｕｒｅ１７３、Ｄａｒｏｃｕｒｅ４２０５、ＢＡＳＦ社：ＴＰＯ（商品名ルシリンＴＰＯ（ＬｕｃｉｒｉｎＴＰＯ）等があげられる。光重合開始剤の配合量は、重合性メソゲン化合物（ａ）と重合性カイラル剤（ｂ）の合計１００重量部に対して、０．０１〜１０重量部程度が好ましく、０．０５〜５重量部がより好適である。
【００７０】
重合性紫外線吸収剤（ｄ）は、重合性官能基を少なくとも１つ有し、かつ紫外線吸収機能を有する化合物を特に制限なく使用することができる。かかる重合性紫外線吸収剤（ｄ）の具体例としては、たとえば、大塚化学社製のＲＵＶＡ−９３、ＢＡＳＦ社製のＵＶＡ９３５ＬＨ等があげられる。重合性紫外線吸収剤（ｄ）の配合量は、重合性メソゲン化合物（ａ）と重合性カイラル剤（ｂ）の合計１００重量部に対して、０．０１〜１０重量部程度が好ましく、２〜５重量部がより好適である。
【００７１】
前記混合物には、得られるコレステリック液晶フィルムの帯域幅を広げるために、紫外線吸収剤を混入して厚み方向での紫外線露光強度差を大きくすることができる。また、モル吸光係数の大きな光反応開始剤を用いることで同様の効果を得ることもできる。
【００７２】
前記混合物は溶液として用いることができる。溶液を調製する際に用いられる溶媒としては、通常、クロロホルム、ジクロロメタン、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、クロロベンゼンなど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などのフェノール類、ベンゼン、トルエン、キシレン、メトキシベンゼン、１，２−ジメトキベンゼンなどの芳香族炭化水素類、その他、アセトン、メチルエチルケトン、酢酸エチル、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、エチレンブ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、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、シクロペンタノン、シクロヘキサノンなどを用いることができる。使用する溶媒としては、特に制限されないが、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン等が好ましい。溶液の濃度は、サーモトロピック液晶性化合物の溶解性や最終的に目的とするコレステリック液晶フィルムの膜厚に依存するため一概には言えないが、通常３〜５０重量％程度とするのが好ましい。
【００７３】
なお、厚み方向でピッチ長が連続変化するコレステリック液晶層を作製する場合にも、前記例示の配向基材を用いることができる。配向方法も同様の方法を採用できる。
【００７４】
本発明の反射偏光子が有する現象を有効に機能させるには、コレステリック液晶層は十分に厚いことが好ましい。一般的に単一ピッチ長のコレステリック液晶層の場合、厚みは数ピッチ（選択反射中心波長の２〜３倍）程度有れば十分な選択反射を得ることができる。選択反射中心波長が４００〜６００ｎｍの範囲であればコレステリック液晶の屈折率を考慮すれば、厚み１〜１．５μｍ程度あれば偏光素子として機能する。上記反射偏光子に用いるコレステリック液晶層は広帯域に反射帯域を有することから、厚み２μｍ以上であるのが好ましい。望ましくは４μｍ以上、より望ましくは６μｍ以上ある。
【００７５】
上記コレステリック液晶層により形成された反射偏光子（偏光素子）は、配向基材とともに、または配向基材から剥離して用いることができる。
【００７６】
本発明の偏光フィルターは、上記機能を有する偏光素子を用いることができるが、当該偏光素子は、透光性支持基材に積層して用いることができる。図１２は、偏光素子Ａに、透光性支持基材Ｓが積層された偏光フィルターＦの断面図である。
【００７７】
透光性支持基材としては、ガラスや透光性樹脂があげられる。透光性樹脂としては、例えば、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、ジアセチルセルロースやトリアセチルセルロース等のセルロース系ポリマー、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、ポリカーボネート系ポリマーなどがあげられる。また、ポリエチレン、ポリプロピレン、シクロ系ないしは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、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系ポリマー、エポキシ系ポリマー、または前記ポリマーのブレンド物などもあげられる。
【００７８】
また、特開２００１−３４３５２９号公報（ＷＯ０１／３７００７）に記載のポリマーフィルム、たとえば、（Ａ）側鎖に置換および／または非置換イミド基を有する熱可塑性樹脂と、（Ｂ）側鎖に置換および／または非置換フェニルならびにニトリル基を有する熱可塑性樹脂を含有する樹脂組成物があげられる。具体例としてはイソブチレンとＮ−メチルマレイミドからなる交互共重合体とアクリロニトリル・スチレン共重合体とを含有する樹脂組成物のフィルムがあげられる。フィルムは樹脂組成物の混合押出品などからなるフィルムを用いることができる。これらのフィルムは位相差が小さく、光弾性係数が小さく、また透湿度が小さいため、加湿耐久性に優れる。
【００７９】
透光性支持基材の厚みは特に制限されないが、０．０５〜１０ｍｍ程度であるのが好ましい。前記偏光素子の透光性支持基材への積層は、粘着剤、接着剤等により貼り合わせにより行なうことができる。
【００８０】
また、偏光フィルターハードコート層、防汚染層および撥水処理層を設けることができる。通常、偏光フィルターの表面に設けられる。これらの層は、複数種の層を設けることができる。
【００８１】
本発明の偏光フィルターは、偏光サングラスとして用いることができる。偏光サングラスとしては、偏光素子Ａに、透光性支持基材Ｓが積層された偏光フィルターＦを用いるのが好ましい。透光性支持基材としては、前記同様の材料、例えば、ガラスや透光性樹脂があげられる。
【００８２】
また偏光サングラスとしては、前述の通り、吸光性半透過層を有するものが好適である。図１３は、偏光素子Ａに、透光性支持基材Ｓが積層された偏光フィルターＦの偏光素子Ａ側に、吸光性半透過層Ｅを有する場合である。吸光性半透過層Ｅとしては、着色した透光性支持基材を用いることができる。着色は基材内部まで染色しても良いし、表面のみ染色、あるいは表面に着色層を形成してもよい。吸光性半透過層Ｅの着色の程度は、たとえば、透過率が１０〜７０％であるのが好ましい。透過率は日立製作所製の分光光度計Ｕ４１００により測定される値である。
【００８３】
また、図１４に示すように、吸光性半透過層Ｅに、偏光素子Ａを積層したものを用いることができる。この場合、吸光性半透過層Ｅとしては、従来よりサングラス等に用いられている着色した透光性支持基材をそのまま適用することがでできる。図１４の態様で用いる場合には、吸光性半透過層Ｅの厚さは、サングラスの一般的厚みである、０．０５〜１０μｍ程度であるのが好ましい。
【００８４】
また、図１５に示すように、吸光性半透過層Ｅとして、吸収型偏光子ＰＬを用いることができる。吸収型偏光子ＰＬとして、直線偏光子を用いると、偏光素子（反射偏光子）Ａの有する入射角依存性偏光特性に直線偏光子の軸方向の特性を加味できる。吸収型偏光子ＰＬとして、円偏光子を用いると正面近傍の透過性に影響を与えることは少なく、横・斜め後ろからの入射光カットにのみ有効に機能する。
【００８５】
いずれの吸収型偏光子を用いる場合にも、偏光素子（反射偏光子）Ａ単体の正面透過率が５０％程度であるので、単体透過率が高めの吸収型偏光子を用いる方が一般的に好適である。吸収型偏光子の望ましい単体透過率は４０％以上、望ましくは４２％以上、さらに望ましくは４４％以上である。
【００８６】
また本発明の偏光フィルター、偏光サングラスでは入射面側で偏光が維持されている必要があるため、偏光素子（反射偏光子）Ａと反射体との間に配置される支持基材類は偏光を乱さない材質を用いることが望ましい。一方で偏光素子（反射偏光子）Ａと目との間では偏光解消を含む偏光の乱れが問題とはならないため、透光性支持基材として位相差を有する支持基材類として、例えば、ポリエチレンテレフタレートフィルム等を用いることができる。
【００８７】
直線偏光子としては、たとえば、ポリビニルアルコール系フィルム、部分ホルマール化ポリビニルアルコール系フィルム、エチレン・酢酸ビニル共重合体系部分ケン化フィルム等の親水性高分子フィルムに、ヨウ素や二色性染料等の二色性物質を吸着させて一軸延伸したもの、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あげられる。これらのなかでもポリビニルアルコール系フィルムとヨウ素などの二色性物質からなる偏光子が好適である。これら偏光子の厚さは特に制限されないが、一般的に、５〜８０μｍ程度である。
【００８８】
ポリビニルアルコール系フィルムをヨウ素で染色し一軸延伸した偏光子は、たとえば、ポリビニルアルコールをヨウ素の水溶液に浸漬することによって染色し、元長の３〜７倍に延伸することで作製することができる。必要に応じてホウ酸や硫酸亜鉛、塩化亜鉛等を含んでいてもよいヨウ化カリウムなどの水溶液に浸漬することもできる。さらに必要に応じて染色の前にポリビニルアルコール系フィルムを水に浸漬して水洗してもよい。ポリビニルアルコール系フィルムを水洗することでポリビニルアルコール系フィルム表面の汚れやブロッキング防止剤を洗浄することができるほかに、ポリビニルアルコール系フィルムを膨潤させることで染色のムラなどの不均一を防止する効果もある。延伸はヨウ素で染色した後に行っても良いし、染色しながら延伸してもよいし、また延伸してからヨウ素で染色してもよい。ホウ酸やヨウ化カリウムなどの水溶液中や水浴中でも延伸することができる。
【００８９】
また前記直線偏光子は、偏光子の両面に保護フィルムを有するものを用いることができる。前記偏光子に設けられる保護フィルムは、透明性、機械的強度、熱安定性、水分遮蔽性、等方性などに優れるものが好ましい。保護フィルムとしては前記透光性支持基材と同様のものを例示できる。
【００９０】
前記保護フィルムの偏光子を接着させない面には、ハードコート層や反射防止処理、スティッキング防止や、拡散ないしアンチグレアを目的とした処理を施したものであってもよい。
【００９１】
ハードコート処理は偏光板表面の傷付き防止などを目的に施されるものであり、例えばアクリル系、シリコーン系などの適宜な紫外線硬化型樹脂による硬度や滑り特性等に優れる硬化皮膜を保護フィルムの表面に付加する方式などにて形成することができる。反射防止処理は偏光板表面での外光の反射防止を目的に施されるものであり、従来に準じた反射防止膜などの形成により達成することができる。また、スティッキング防止処理は隣接層との密着防止を目的に施される。
【００９２】
またアンチグレア処理は偏光板の表面で外光が反射して偏光板透過光の視認を阻害することの防止等を目的に施されるものであり、例えばサンドブラスト方式やエンボス加工方式による粗面化方式や透明微粒子の配合方式などの適宜な方式にて保護フィルムの表面に微細凹凸構造を付与することにより形成することができる。前記表面微細凹凸構造の形成に含有させる微粒子としては、例えば平均粒径が０．５〜５０μｍのシリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、酸化錫、酸化インジウム、酸化カドミウム、酸化アンチモン等からなる導電性のこともある無機系微粒子、架橋又は未架橋のポリマー等からなる有機系微粒子などの透明微粒子が用いられる。表面微細凹凸構造を形成する場合、微粒子の使用量は、表面微細凹凸構造を形成する透明樹脂１００重量部に対して一般的に２〜５０重量部程度であり、５〜２５重量部が好ましい。アンチグレア層は偏光板透過光を拡散して視角などを拡大するための拡散層（視角拡大機能など）を兼ねるものであってもよい。
【００９３】
なお、前記反射防止層、スティッキング防止層、拡散層やアンチグレア層等は、保護フィルムそのものに設けることができるほか、別途光学層として保護フィルムとは別体のものとして設けることもできる。
【００９４】
円偏光子は、たとえば、前記直線型偏光子に、１／４波長板を組み合わせることにより得られる。１／４波長板としては、ポリカーボネート、ポリビニルアルコール、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリプロピレンやその他のポリオレフィン、ポリアリレート、ポリアミドの如き適宜なポリマーからなるフィルムを延伸処理してなる複屈折性フィルムや液晶ポリマーの配向フィルム、液晶ポリマーの配向層をフィルムにて支持したものなどがあげられる。
【００９５】
上記偏光フィルター、偏光サングラスの積層には粘着材、接着材を用いることができる。粘着材、接着材は特に制限されないが、例えばアクリル系重合体、シリコーン系ポリマー、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリエーテル、フッ素系やゴム系などのポリマーをベースポリマーとするものを適宜に選択して用いることができる。また紫外線硬化型のものを用いることができる。
【実施例】
【００９６】
以下、本発明を実施例をあげて、具体的に説明する。なお、反射帯域巾は、コレステリック液晶層（偏光素子）の反射スペクトルを分光光度計（大塚電子株式会社製、瞬間マルチ測光システム  ＭＣＰＤ−２０００）にて測定し、最大反射率の半分の反射率を有する反射帯域とした。また、各例において用いた紫外線露光機には、ウシオ電機製のＵＶＣ３２１ＡＭ１を用いた。
【００９７】
（歪み率）：偏光素子の歪み率を評価するために、サンプルの透過スペクトルを瞬間マルチ測光計（大塚電子株式会社製  ＭＣＰＤ―２０００）により測定した。自然光を投光させ、サンプルを投光に対して垂直に設置（正面からの出射光を測定）した場合と、垂直方向から６０°サンプルを傾けて設置（６０°出射光の測定）した場合のそれぞれについて、それらを透過した光の状態を、出射側に配置した偏光板で、偏光板を１０°づつ回した時の透過スペクトルを測定した。偏光板は、シグマ光器製グラムトムソンプリズム偏光子を用いた（消光比０．００００１以下）。歪み率は下記の計算式から求めた。歪み率＝最小透過率／最大透過率。
【００９８】
製造例１
１官能性メソゲン化合物（高砂香料工業社製，Ｌ４２）９５．１重量部および２官能性カイラル剤（ＢＡＳＦ社製ＬＣ７５６）４．９重量部および溶媒（シクロペンタノン）２３３重量分を調整配合した溶液に、その固形分に対し、光重合開始剤（チバスペシャルティケミカルズ社製，イルガキュア３６９）を５重量％添加した塗工液（固形分含有量３０重量％）を調製した。当該塗工液を、延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム（配向基材）上にワイヤーバーを用いて乾燥後の厚みで１０μｍとなるように塗設し、溶媒を１００℃で２分間乾燥させた。得られた膜に、工程（１）として、配向基材側から１００℃の空気雰囲気下で紫外線照射を１３９ｍＷ／ｃｍ2で、０．１秒間行った。次いで、工程（２）として、１００℃の空気雰囲気下で１２０秒間熱処理を行った。さらに、工程（１）、工程（２）を繰り返し行なった。その後、工程（３）として、５０℃の窒素雰囲気下で液晶層側から紫外線照射を６０ｍＷ／ｃｍ2で、３０秒間行い、選択反射帯域が４３０〜１０１０ｎｍのコレステリック液晶層（偏光素子）を得た。
【００９９】
このようにして得られたコレステリック液晶層は法線方向は円偏光を透過するが、入射角３０°程度で直線偏光近似光線が得られた。法線方向では歪み率０．９５、入射角３０°の方向では歪み率０．３９、入射角６０°の方向では０．０４であった。得られたコレステリック液晶層の斜め反射光の偏光軸は水面などの表面反射成分の軸方向と概略一致し、表面反射光を除去できる反射偏光子として機能した。
【０１００】
製造例２
欧州特許出願公開第０８３４７５４号明細書に基づき、選択反射中心波長が４３０ｎｍ、４８０ｎｍ、５５０ｎｍ、６３０ｎｍ、７２０ｎｍの５種のコレステリック液晶ポリマーを作製した。
【０１０１】
コレステリック液晶ポリマーは、下記化２：
【０１０２】
【化２】
2006011281.tif 000004
で表される重合性ネマチック液晶モノマーＡと、下記化３：
【０１０３】
【化３】
2006011281.tif 000005
で表される重合性カイラル剤Ｂを、下記に示す割合（重量比）
選択反射中心波長（ｎｍ）    モノマーＡ／カイラル剤Ｂ（配合比）
４３０ｎｍ            ８．５／１
４８０ｎｍ          ９．８１／１
５５０ｎｍ          １１．８／１
６３０ｎｍ          １４．２／１
７２０ｎｍ          １６．６／１
で配合した液晶混合物を重合することにより作製した。
【０１０４】
前記液晶混合物は、それぞれをテトラヒドロフランに溶解した３３重量％溶液にした後、６０℃環境下にて窒素パージし、反応開始剤（アゾビスイソブチロニトリル，前記混合物に対して０．５重量％）を添加して重合処理を行った。得られた重合物はジエチルエーテルにて再沈分離し精製した。
【０１０５】
上記コレステリック液晶ポリマーを塩化メチレンに溶解して１０重量％溶液を調製した。当該溶液を、配向基材に、乾燥時の厚みが約２μｍになるようワイヤーバーで塗工した。配向基材として、７５μｍ厚のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムを用い、その表面にポリビニルアルコール層を約０．１μｍ塗工し、レーヨン製ラビング布でラビングしたものを用いた。塗工後、１４０℃で１５分間乾燥した。この加熱処理終了後、液晶を室温にて冷却固定し薄膜を得た。
【０１０６】
上記コレステリック液晶層とトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）をアクリル系粘着剤で貼り合わせ、８０℃で５分間で乾燥させた。次いで、ＰＥＴのみを静かに剥離した。この操作を、コレステリック液晶層が長波長側から短波長側となるように、順次に５層を積層して厚みは１０μｍの偏光素子を得た。得られた偏光素子は、選択反射帯域を４３０ｎｍ〜７２０ｎｍに有していた。
【０１０７】
このようにして得られたコレステリック液晶層は法線方向は円偏光を透過するが、入射角３０°程度で直線偏光近似光線が得られた。法線方向では歪み率０．８８、入射角３０°の方向では歪み率０．５５、入射角６０°の方向では０．１６であった。得られたコレステリック液晶層の斜め反射光の偏光軸は水面などの表面反射成分の軸方向と概略一致し、表面反射光を除去できる反射偏光子として機能した。
【０１０８】
製造例３
選択反射中心波長が４２０ｎｍ、４８０ｎｍ、５５０ｎｍ、６２０ｎｍ、６９０ｎｍの５種のコレステリック液晶ポリマーを作製した。
【０１０９】
コレステリック液晶ポリマーは、重合性メソゲン化合物（ＢＡＳＦ社製ＬＣ２４２）である液晶モノマーＡと、重合性カイラル剤Ｂ（ＢＡＳＦ社製ＬＣ７５６）を、下記に示す割合（重量比）
選択反射中心波長（ｎｍ）    モノマーＡ／カイラル剤Ｂ（配合比）
４２０ｎｍ              ９４／６
４８０ｎｍ              ９５／５
５５０ｎｍ            ９５．５／４．５
６２０ｎｍ            ９６．５／３．５
７２０ｎｍ              ９７／３
で配合した液晶混合物を重合することにより作製した。
【０１１０】
前記液晶混合物は、それぞれをシクロペンタンにて溶解した２０重量％溶液にした後、光反応開始剤（チバスペシャルティケミカルズ社製，イルガキュア９０７，前記混合物に対して１重量％）を添加して溶液を調製した。
【０１１１】
当該溶液を、配向基材に、乾燥時の厚みが約２μｍになるようワイヤーバーで塗工した。配向基材として、東レ製ポリエチレンテレフタレートフィルム：ルミラー７５μｍをラビング布にて配向処理したものを用いた。塗工後、９０℃で２分間乾燥し、等方性転移温度（１３０°）まで一旦加熱した後、徐冷し均一な配向状態保持しながら、８０℃の環境下にて紫外線照射（１０ｍＷ／平方ｃｍ×１分間）にて硬化してコレステリック液晶層を得た。得られた各波長のフィルムを透光性接着剤（ＮＯＲＬＡＮＤ製，ＮＯＡ６８，厚さ２μｍ）を用いて紫外線照射にて（１０ｍＷ／平方ｃｍ×１分間）貼り合わせた。得られた偏光素子は、選択反射帯域を約４００〜７５０ｎｍであった。
【０１１２】
このようにして得られたコレステリック液晶層は法線方向は円偏光を透過するが、入射角３０°程度で直線偏光近似光線が得られた。法線方向では歪み率０．９０、入射角３０°の方向では歪み率０．４２、入射角６０°の方向では０．０８であった。得られたコレステリック液晶層の斜め反射光の偏光軸は水面などの表面反射成分の軸方向と概略一致し、表面反射光を除去できる反射偏光子として機能した。
【０１１３】
得られた偏光素子について下記評価を行なった。
【０１１４】
実施例１
図１３に示すような、偏光サングラスを作製した。支持基材としては、アクリル製支持基材：住友化学社製のスミベックス−クリア品（２ｍｍ厚）を用いた。偏光素子としては、製造例１で得られた反射偏光子を用いた。吸光性半透過層としては、着色ＰＥＴフィルムである住友大阪セメント社製のレイバリアフィルム（透過率７９％品）を用いた。積層順は、入射面側から「支持基材−ＵＶ接着材−反射偏光子−粘着材−吸光性半透過層」の順である。支持基材と反射偏光子の間は紫外線硬化接着材にて積層し、レイバリアフィルムは積層済みの粘着材をそのまま用いて積層した。接着剤は紫外線硬化型接着剤（ＮＯＲＬＡＮＤ製，ＮＯＡ６８）を用いた。
【０１１５】
実施例２
図１４に示すような、偏光サングラスを作製した。偏光素子としては、製造例２で得られた反射偏光子を用いた。吸光性半透過層としては、染色済み樹脂製サングラス：市販品（眼鏡用ポリカーボネート樹脂ＣＲ３９製）を用いた。積層順は、入射面側から「反射偏光子−粘着材−吸光性半透過層」の順である。粘着材は日東電工製ＮＯ．７アクリル系粘着材（２５μｍ厚）を用いた。
【０１１６】
実施例３
図１５に示すような、偏光サングラスを作製した。偏光素子としては、製造例３で得られた反射偏光子を用いた。吸光性半透過層としては、直線偏光子：日東電工社製のＥＧＷ５２２６ＤＵ−ＨＣ−ＡＲＣを用いた。積層順は、入射面側から「反射偏光子−粘着材−吸光性半透過層」の順である。粘着材は日東電工製ＮＯ．７アクリル系粘着材（２５μｍ厚）を用いた。
【０１１７】
実施例４
図１５に示すような、偏光サングラスを作製した。偏光素子としては、製造例１で得られた反射偏光子を用いた。吸光性半透過層としては、円偏光子：日東電工社製のＥＧＷ５２２６ＤＵ‐ＨＣ‐ＡＲＣ（直線偏光子）と日東電工社製のＮＲＦ１４０ｎｍ（１／４波長板）の積層品を用いた。積層順は、入射面側から「反射偏光子−粘着材−吸光性半透過層」の順である。１／４波長板は反射偏光子と直線偏光子の間になるように配置した。直線偏光子と１／４波長板の積層は軸角度が４５度となるように配置した。粘着材は日東電工製ＮＯ．７アクリル系粘着材（２５μｍ厚）を用いた。
【０１１８】
実施例１〜４で得られた偏光サングラスをかけて、水面下の対象物を確認した。偏光サングラスをかけた場合には視認性が向上した。一方、偏光サングラスをかけた場合にも、液晶モニターの視認性は変化しなかった。首を傾けて、軸角度の変化を意図的に行なった場合にも正面方向は円偏光板として機能しており、方位角を有さないため透過率の変化は見られなかった。さらに垂直配置されたガラス板を用いたショーケースを斜め横から視認した。視認する際には視線を斜め方向にずらすことにより容易に視認性を向上することができた。また斜め背後からの入射光は吸光性半透過層によって吸収され、眩惑されることはなかった。
【０１１９】
比較例１
市販品の偏光サングラス（ＣＲ−３９プラスチックとガラス素材を用い、染料系偏光素子をレンズに歪みの起こらなようにサンドイッチして一体成形を行なったもの）により、実施例と同様の評価を行なった。水面下の対象物の視認性については向上した。しかし、液晶モニターを視認すると輝度の著しい低下を感じる場合があった。首を振ると輝度が著しく変化し、不快であった。また、ガラスショーケースを横から覗き込む場合には視認性に向上効果が無かった。
【図面の簡単な説明】
【０１２０】
【図１（Ａ）】本発明の偏光素子（反射偏光子）を透過した出射光の偏光軸方向を示す概念図である。
【図１（Ｂ）】図１（Ａ）を偏光素子（反射偏光子）の法線方向から観た場合の出射光の偏光軸方向を示す概念図である。
【図２（Ａ）】本発明の偏光素子（反射偏光子）を透過した出射光の偏光軸方向を示す概念図である。
【図２（Ｂ）】図２（Ａ）を偏光素子（反射偏光子）の法線方向から観た場合の出射光の偏光軸方向を示す概念図である。
【図３】偏光成分を説明する概念図である。
【図４】従来のコレステリック液晶層による偏光分離を示す概念図である。
【図５】従来のコレステリック液晶層による偏光分離を示す概念図である。
【図６】本発明の偏光素子（コレステリック液晶層）による偏光分離を示す概念図である。
【図７】本発明の偏光素子（コレステリック液晶層）による偏光分離を示す概念図である。
【図８】本発明の偏光フィルター（偏光サングラス）により水面を観察する概念図である。
【図９（Ａ）】本発明の偏光フィルター（偏光サングラス）によりショウウインドウを観察する概念図である。
【図９（Ｂ）】本発明の偏光フィルター（偏光サングラス）によりショウウインドウを観察する概念図である。
【図１０】本発明の偏光フィルター（偏光サングラス）により液晶パネルと水面を観察する概念図である。
【図１１（Ａ）】本発明の偏光サングラスにおいて、目の周囲からの入射光の反射による影響を示す概念図である。
【図１１（Ｂ）】本発明の偏光サングラスにおいて、目の周囲からの入射光の反射による影響を抑える概念図である。
【図１２】本発明の偏光フィルター（偏光サングラス）の断面図の一例である。
【図１３】本発明の偏光サングラスの断面図の一例である。
【図１４】本発明の偏光サングラスの断面図の一例である。
【図１５】本発明の偏光サングラスの断面図の一例である。
【符号の説明】
【０１２１】
Ａ    偏光素子（反射偏光子）
ｉ    入射光
ｅ    出射光
ｒ１  反射体からの反射光（直線偏光）
ｒ２  ｒ２に直交する直線偏光
ｒ３  円偏光
Ｅ    吸光性半透過層
Ｆ    偏光フィルター
Ｓ    透光性支持基材
ＰＬ  吸収型偏光子
【図１（Ａ）】
2006011281.tif 000006
【図１（Ｂ）】
2006011281.tif 000007
【図２（Ａ）】
2006011281.tif 000008
【図２（Ｂ）】
2006011281.tif 000009
【図３】
2006011281.tif 000010
【図４】
2006011281.tif 000011
【図５】
2006011281.tif 000012
【図６】
2006011281.tif 000013
【図７】
2006011281.tif 000014
【図８】
2006011281.tif 000015
【図９（Ａ）】
2006011281.tif 000016
【図９（Ｂ）】
2006011281.tif 000017
【図１０】
2006011281.tif 000018
【図１１（Ａ）】
2006011281.tif 000019
【図１１（Ｂ）】
2006011281.tif 000020
【図１２】
2006011281.tif 000021
【図１３】
2006011281.tif 000022
【図１４】
2006011281.tif 000023
【図１５】
2006011281.tif 000024