(57)【要約】【課題】斜めから観察したときにも着色の生じない表示ができ且つ選択反射特性に優れた円偏光分離シート及び該円偏光分離シートを備えた液晶表示装置を提供する。また１層で広い選択反射帯域を有するコレステリック規則性を持った樹脂層を形成し、高い生産性で円偏光分離シートを製造する方法を提供する。【解決手段】波長３５０〜４００ｎｍにおける平均モル吸光係数が２０００Ｍ−１ｃｍ−１以上の光重合開始剤と波長３５０〜４００ｎｍにおける平均モル吸光係数が１５００Ｍ−１ｃｍ−１以下の光重合性液晶化合物とを含有する光重合性組成物を基材上に塗布して塗膜を得、該塗膜に少なくとも波長３５０〜４００ｎｍの光を照射して、光重合性液晶化合物を重合させて、１層で選択反射帯域の幅が１５０ｎｍ以上のコレステリック規則性を持った樹脂層を形成し、円偏光分離シートを得る。【選択図】無し【特許請求の範囲】
【請求項１】
濃度１．０×１０−５ｇ／ｍｌのアセトニトリル溶液について光路長１０ｍｍの条件で分光光度スペクトルを測定して得られた吸光度から算出した波長３５０〜４００ｎｍにおける平均モル吸光係数が２０００Ｍ−１ｃｍ−１以上の光重合開始剤の存在下に、前記の波長３５０〜４００ｎｍにおける平均モル吸光係数が１５００Ｍ−１ｃｍ−１以下の光重合性液晶化合物を重合してなる、１層で選択反射帯域の幅が１５０ｎｍ以上のコレステリック規則性を持った樹脂の層を１又は２以上有する円偏光分離シート。
【請求項２】
前記光重合性液晶化合物の複屈折Δｎが０．１８以上である請求項１に記載の円偏光分離シート。
【請求項３】
前記樹脂層の総厚みが７μｍ以下である請求項１〜２のいずれかに記載の円偏光分離シート。
【請求項４】
コレステリック規則性の周期が厚み方向で段階的に又は連続的に変化している請求項１〜３のいずれかに記載の円偏光分離シート。
【請求項５】
濃度１．０×１０−５ｇ／ｍｌのアセトニトリル溶液について光路長１０ｍｍの条件で分光光度スペクトルを測定して得られた吸光度から算出した波長３５０〜４００ｎｍにおける平均モル吸光係数が２０００Ｍ−１ｃｍ−１以上の光重合開始剤と、光重合性液晶化合物とを含有する光重合性組成物を基材上に塗布して塗膜を得、
該塗膜に少なくとも波長３５０〜４００ｎｍの光を０を超え１０ｍＪ／ｃｍ２以下の照射量で照射して光重合性液晶化合物を重合させて半硬化膜を得、
該半硬化膜のコレステリック規則性の周期を変化させ、
次いで、波長３５０〜４００ｎｍの光を１０ｍＪ／ｃｍ２以上照射して半硬化膜をさらに硬化させてコレステリック規則性を持った樹脂の層を形成することを含む円偏光分離シートの製法。
【請求項６】
偏光子Ａ、液晶セル、偏光子Ｂ、１／４波長板及び
請求項１〜４のいずれかに記載の円偏光分離シート  をこの順に有する液晶表示装置。
【請求項７】
前記偏光子Ｂと１／４波長板とが一体になっている、請求項６記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円偏光分離シート及びその製法、並びにそれを用いた液晶表示装置に関し、さらに詳しくは、広い選択反射帯域を持つコレステリック規則性を持つ樹脂の層を有する円偏光分離シート及びその製法、並びにそれを用いた液晶表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コレステリック規則性を持つ樹脂層は、コレステリック規則性の螺旋回転方向と一致する回転方向の円偏光を反射する特性（以下、この特性を「選択反射特性」という。）を有している。この選択反射特性を示す波長帯域はコレステリック規則性の周期に依存している。コレステリック規則性の周期の分布幅を広くすることによって、選択反射特性を示す波長帯域（以下、選択反射帯域という。）の幅を広くすることができる。
【０００３】
選択反射帯域を可視光の波長域に持つコレステリック規則性を持つ樹脂層を含んでなる円偏光分離シートを形成できれば、入射する自然光のうち、特定波長の円偏光のみを反射し、残りの円偏光を透過することができる。この反射された光を反射板等で前記樹脂層に再入射させることによって光の再利用ができる。
前記円偏光分離シートと１／４波長板とを組み合わせたものは、自然光を直線偏光に高効率で変換できる。この直線偏光の方向を液晶表示装置に備わるポリビニルアルコール製等の吸収型偏光子の透過方向と揃えることによって、高輝度の液晶表示装置を得ることができる。
【０００４】
コレステリック規則性を持つ樹脂（以下、コレステリック樹脂という。）層の選択反射帯域を広げる方法として、異なる選択反射帯域を有するコレステリック樹脂層を複数設ける方法、コレステリック樹脂層の周期を厚み方向に徐々に変化した構造にする方法などが知られている。
【０００５】
特許文献１〜３には波長３６５ｎｍにおけるモル吸光係数が５０〜５００ｄｍ３ｍｏｌ−１ｃｍ−１で特定構造を有する重合性メソゲン化合物を重合性カイラル剤及び光重合開始剤の存在下で光重合して、選択反射帯域の幅が２００ｎｍ以上の広帯域コレステリック液晶フィルムを得ることが記載されている。そして、実施例に開示されている広帯域コレステリック液晶フィルムは、液晶層の総厚みが９μｍ以上のものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２３３９８７号公報
【特許文献２】特開２００４−２１９５２２号公報
【特許文献３】特開２００４−２６４３２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、本発明者の検討によると、従来の広帯域コレステリック液晶フィルムは、斜めからの観察において、表示に着色が生じることが判った。
本発明の目的は、斜めから観察したときにも着色の生じない表示ができ且つ選択反射特性に優れた円偏光分離シート並びに該円偏光分離シートを備えた液晶表示装置を提供することにある。
また本発明の別の目的は、１層で広い選択反射帯域を有するコレステリック樹脂層を形成し、高い生産性で円偏光分離シートを製造する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意検討した結果、波長３５０〜４００ｎｍにおける平均モル吸光係数が２０００Ｍ−１ｃｍ−１以上の光重合開始剤の存在下に光重合性液晶化合物を重合して得られるコレステリック規則性を持つ樹脂からなる層を有する円偏光分離シートが、斜めから観察したときにも着色の生じない表示ができ且つ選択反射特性に優れていることを見出し、その知見に基づいて本発明を完成するに至った。
【０００９】
かくして本発明によれば、
（１）波長３５０〜４００ｎｍにおける平均モル吸光係数が２０００Ｍ−１ｃｍ−１以上の光重合開始剤の存在下に、波長３５０〜４００ｎｍにおける平均モル吸光係数が１５００Ｍ−１ｃｍ−１以下の光重合性液晶化合物を重合してなる、１層で選択反射帯域の幅が１５０ｎｍ以上のコレステリック規則性を持った樹脂の層を１又は２以上有する円偏光分離シートが提供される。
【００１０】
さらに、好適な態様として、
（２）前記光重合性液晶化合物の複屈折Δｎが０．１８以上である前記円偏光分離シート、
（３）前記樹脂層の総厚みが７μｍ以下である前記円偏光分離シート、及び／又は
（４）コレステリック規則性の周期が厚み方向で段階的又は連続的に変化している前記円偏光分離シート、が提供される。
【００１１】
本発明によれば、
（５）波長３５０〜４００ｎｍにおける平均モル吸光係数が２０００Ｍ−１ｃｍ−１以上の光重合開始剤と、光重合性液晶化合物とを含有する光重合性組成物を基材上に塗布して塗膜を得、該塗膜に少なくとも波長３５０〜４００ｎｍの光を０を超え１０ｍＪ／ｃｍ２以下の照射量で照射して光重合性液晶化合物を重合させて半硬化膜を得、該半硬化膜のコレステリック規則性の周期を変化させ、次いで、波長３５０〜４００ｎｍの光を１０ｍＪ／ｃｍ２以上照射して半硬化膜をさらに硬化させてコレステリック規則性を持った樹脂の層を形成することを含む円偏光分離シートの製法が提供される。
【００１２】
本発明によれば、
（６）偏光子Ａ、液晶セル、偏光子Ｂ、１／４波長板及び前記円偏光分離シートをこの順に有する液晶表示装置、及び／又は
（７）前記偏光子Ｂと１／４波長板とが一体になっている、前記液晶表示装置が提供される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の円偏光分離シートは、可視光領域において高い選択反射特性を示す。また、コレステリック樹脂層を薄くすることができる。さらに斜めからの観察によっても表示に着色がない。そのため、本発明の円偏光分離シートは、液晶表示装置の輝度向上フィルムとして好適である。
【００１４】
本発明の円偏光分離シートが、斜めからの観察で表示に着色を生じない理由は定かではないが、その機構は次のように推定される。
コレステリック規則性を持つ樹脂層は、棒状液晶分子が捩れてらせん状に回転した構造を成している。コレステリック規則性を持つ樹脂層の屈折率はコレステリック規則性の周期等でその値が変わるが、一般に、ｎｘ＝ｎｙ＞ｎｚ（ｎｘ、ｎｙは面内方向の主屈折率、ｎｚは厚み方向の主屈折率）の関係を有している。
【００１５】
厚み方向に変化するコレステリック規則性を持った樹脂層で反射される円偏光は、その波長によって、反射される場所、すなわち厚み方向の位置が異なる。例えば、４００〜５００ｎｍ、５００〜６００ｎｍ及び６００〜７００ｎｍのそれぞれに選択反射帯域を持つコレステリック規則性を持った樹脂層を積層させたとき、４００〜５００ｎｍの一方の円偏光は樹脂層に入射して直ぐの層で反射され、もう一方の円偏光は残りの樹脂層の中を透過する。５００〜６００ｎｍの円偏光は樹脂層の中央辺りで反射され、もう一方の円偏光は残りの樹脂層の中を透過する。６００〜７００ｎｍの円偏光は樹脂層から出射する直前の層で反射され、もう一方の円偏光は残りの樹脂層の中を透過する。このように、円偏光の波長によって、樹脂層を通過する距離が異なってくる。樹脂層を通過する距離が異なるために、各波長における位相変化量が異なってくる。この位相変化量の相違は斜め入射した光においてより顕著に表れる。
【００１６】
本発明にしたがって特定のモル吸光係数を持つ光重合開始剤を用いると、コレステリック規則性の周期の幅を広げることができる。コレステリック規則性の周期は選択反射帯域に影響するので、周期の幅が広がることによって、選択反射帯域の幅が広くなる。その結果、同じ広さの選択反射帯域を確保するために必要な総厚みｄ（層の数及びヘリカル構造のピッチ数）を小さくすることができる。総厚みｄを小さくできると、波長による位相変化の差異を大幅に小さくすることができる。本発明は、このような機構によって、選択反射特性を落とさずに、斜め入射した光の位相変化を大幅に抑制し、その結果、斜めからの観察における表示の着色を抑えることができるものと考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に用いられる光重合開始剤のモル吸光係数の分布の一例を示す図である。
【図２】本発明の液晶表示装置の構成例を示す図である。
【図３】実施例及び比較例で用いた光重合開始剤及び光重合性液晶化合物のモル吸光係数の分布を示す図である。
【図４】本実施例及び比較例で用いたバンドパスフィルターの光線透過率分布を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の円偏光分離シートは、波長３５０〜４００ｎｍにおける平均モル吸光係数が２０００Ｍ−１ｃｍ−１以上の光重合開始剤の存在下に光重合性液晶化合物を重合してなるコレステリック規則性を持った樹脂の層を有するものである。
【００１９】
本発明の円偏光分離シートを構成する樹脂層はコレステリック規則性を持つものである。コレステリック規則性とは、コレステリック規則性を持つ樹脂（以下、コレステリック樹脂という。）層平面の法線方向に進むにしたがって分子軸の角度が次々にずれて（ねじれて）いく構造である。このように分子軸の方向がねじれてゆく構造はヘリカルな構造と呼ばれる。該平面の法線（ヘリカル軸）は、コレステリック樹脂層の厚み方向に略平行になっていることが好ましい。
【００２０】
本発明の円偏光分離シートを構成するコレステリック樹脂層は、１層であってもよいし、２以上の層であってもよい。そして、２以上の層である場合はそのうちの少なくとも一つの層が、１層である場合はその層が、１５０ｎｍ以上の選択反射帯域幅を有する。
コレステリック樹脂層の総厚みｄは、好ましくは７μｍ以下、より好ましくは５μｍ以下である。総厚みｄが上記厚みよりも小さくなることによって波長による位相変化量の相違が小さくなる。なお、総厚みとは、コレステリック樹脂層が２以上の層である場合は、各層の厚みの合計を、コレステリック樹脂層が１層である場合にはその厚みをさす。
【００２１】
本発明に用いるコレステリック樹脂層は非液晶性の樹脂層であることが好ましい。非液晶性のものであると、周囲の温度や電界などによってコレステリック規則性が変化しないからである。非液晶性のコレステリック樹脂層は、後述する光重合性液晶化合物として、重合性基を２以上有するものを含ませることによって得ることができる。重合性基を２以上有する光重合性液晶化合物によって、コレステリック樹脂に架橋構造が導入され、液晶性を生じない樹脂が得られる。また、コレステリック樹脂層は、その平均屈折率が１．５〜１．８であることが好ましい。
【００２２】
コレステリック樹脂層を得るために、本発明で用いられる光重合開始剤は、波長３５０〜４００ｎｍにおける平均モル吸光係数が２０００Ｍ−１ｃｍ−１以上、好ましくは２５００Ｍ−１ｃｍ−１以上、より好ましくは２５００〜１０００００Ｍ−１ｃｍ−１のものである。波長３５０〜４００ｎｍにおける平均モル吸光係数が上記範囲内にあると、本発明の円偏光分離シートの選択反射帯域の幅を広くすることができる。波長３５０〜４００ｎｍにおける平均モル吸光係数が上記範囲より小さいと、コレステリック規則性の周期を厚み方向に変化させることが困難となり、円偏光分離シートの選択反射帯域の幅が狭くなるおそれがある。
なお、モル吸光係数は、濃度１．０×１０−５ｇ／ｍｌのアセトニトリル溶液について光路長１０ｍｍの条件で分光光度スペクトルを測定して得られた吸光度から算出したものである。平均モル吸光係数は、ある波長範囲内のそれぞれの波長でのモル吸光係数の算術平均値である。
【００２３】
光重合開始剤は、紫外線によりエチレン性不飽和基を重合させるラジカル及び／又は酸を発生させることのできる化合物である。
光重合開始剤としては、２−（４−メトキシフェニル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（４−メトキシナフチル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（４−エトキシナフチル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（４−エトキシカルボニルナフチル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、などのハロメチル化トリアジン誘導体；ハロメチル化オキサジアゾール誘導体；２−（２’−クロロフェニル）−４，５−ジフェニルイミダゾール２量体、２−（２’−クロロフェニル）−４，５−ビス（３’−メトキシフェニル）イミダゾール２量体、２−（２’−フルオロフェニル）−４，５−ジフェニルイミダゾール２量体、２−（２’−メトキシフェニル）−４，５−ジフェニルイミダゾール２量体、（４’−メトキシフェニル）−４，５−ジフェニルイミダゾール２量体などのイミダゾール誘導体；ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインフェニルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテルなどのベンゾインアルキルエーテル類；２−メチルアントラキノン、２−エチルアントラキノン、２−ｔ−ブチルアントラキノン、１−クロロアントラキノンなどのアントラキノン誘導体；ベンズアンスロン誘導体；ベンゾフェノン、ミヒラーケトン、２−メチルベンゾフェノン、３−メチルベンゾフェノン、４−メチルベンゾフェノン、２−クロロベンゾフェノン、４−ブロモベンゾフェノン、２−カルボキシベンゾフェノンなどのベンゾフェノン誘導体；
【００２４】
２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン、２，２−ジエトキシアセトフェノン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、α−ヒドロキシ−２−メチルフェニルプロパノン、１−ヒドロキシ−１−メチルエチル−（ｐ−イソプロピルフェニル）ケトン、１−ヒドロキシ−１−（ｐ−ドデシルフェニル）ケトン、２−メチル−（４’−（メチルチオ）フェニル）−２−モルホリノ−１−プロパノン、１，１，１−トリクロロメチル−（ｐ−ブチルフェニル）ケトンなどのアセトフェノン誘導体；チオキサントン、２−エチルチオキサントン、２−イソプロピルチオキサントン、２−クロロチオキサントン、２，４−ジメチルチオキサントン、２，４−ジエチルチオキサントン、２，４−ジイソプロピルチオキサントンなどのチオキサントン誘導体；ｐ−ジメチルアミノ安息香酸エチル、ｐ−ジエチルアミノ安息香酸エチルなどの安息香酸エステル誘導体；９−フェニルアクリジン、９−（ｐ−メトキシフェニル）アクリジンなどのアクリジン誘導体；９，１０−ジメチルベンズフェナジンなどのフェナジン誘導体；
【００２５】
ジ−シクロペンタジエニル−Ｔｉ−ジ−クロライド、ジ−シクロペンタジエニル−Ｔｉ−ビス−フェニル、ジ−シクロペンタジエニル−Ｔｉ−ビス−２，３，４，５，６−ペンタフルオロフェニ−１−イル、ジ−シクロペンタジエニル−Ｔｉ−ビス−２，３，５，６−テトラフルオロフェニ−１−イル、ジ−シクロペンタジエニル−Ｔｉ−ビス−２，４，６−トリフルオロフェニ−１−イル、ジ−シクロペンタジエニル−Ｔｉ−２，６−ジ−フルオロフェニ−１−イル、ジ−シクロペンタジエニル−Ｔｉ−２，４−ジ−フルオロフェニ−１−イル、ジ−メチルシクロペンタジエニル−Ｔｉ−ビス−２，３，４，５，６−ペンタフルオロフェニ−１−イル、ジ−メチルシクロペンタジエニル−Ｔｉ−ビス−２，６−ジ−フルオロフェニ−１−イル、ジ−シクロペンタジエニル−Ｔｉ−２，６−ジ−フルオロ−３−（ピル−１−イル）−フェニ−１−イルなどのチタノセン誘導体；特開２００１−２３３８４２号公報に記載のオキシムエステル化合物、特開２００４−３５９６３９号公報に記載のカルバゾールオキシム化合物などのオキシム誘導体などが挙げられる。これらの光重合開始剤は単独または複数組み合わせて使用される。
【００２６】
これらのうち、波長３５０〜４００ｎｍの波長における平均モル吸光係数が高い観点から、ハロメチル化トリアジン誘導体、ハロメチル化オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、アントラキノン誘導体、ベンズアンスロン誘導体、ベンゾフェノン誘導体、チオキサントン誘導体、アクリジン誘導体、フェナジン誘導体、オキシム誘導体が好ましく、オキシム誘導体が特に好ましい。特に、図１に示すように、波長２００〜３００ｎｍの間に主吸収（モル吸光係数が最大値を示す波長域）があり、波長３００〜４００ｎｍの間に副吸収（モル吸光係数が極大値を示す波長域）がある光重合開始剤が好ましい。
【００２７】
光重合開始剤の量は、光重合性液晶化合物１００質量部に対して０．０１〜１０質量部であることが好ましく、０．５〜５質量部であることがさらに好ましい。
【００２８】
本発明に用いられる光重合性液晶化合物は、重合することによってコレステリック規則性を持つ樹脂を得ることができるものである。
本発明に好適な光重合性液晶化合物は、波長３５０〜４００ｎｍにおける平均モル吸光係数が１５００Ｍ−１ｃｍ−１以下、より好ましくは０〜１０００Ｍ−１ｃｍ−１のものである。波長３５０〜４００ｎｍにおける平均モル吸光係数が上記範囲内にあると、本発明の円偏光分離シートの選択反射帯域の幅を広くすることができる。波長３５０〜４００ｎｍにおける平均モル吸光係数が上記範囲より大きいと、光重合性液晶化合物による波長３５０〜４００ｎｍの光の吸収が大きすぎるために、コレステリック規則性の周期を厚み方向に変化させることが困難となり、円偏光分離シートの選択反射帯域の幅が狭くなるおそれがある。
【００２９】
また、本発明に用いる好適な光重合性液晶化合物は、コレステリック樹脂層の総厚みを薄くでき且つ選択反射帯域の幅を広げることができる観点から、その複屈折Δｎ（＝ｎｅ−ｎｏ；ｎｅは光重合性液晶化合物分子の長軸方向の屈折率、ｎｏは光重合性液晶化合物分子の短軸方向の屈折率）が０．１８以上のものが好ましく、０．１８〜０．４０のものがより好ましく、０．１８〜０．２２のものが特に好ましい。Δｎはセルナモン法によって測定できる。
上記範囲に入るΔｎを有する光重合性液晶化合物は、棒状の光重合性液晶化合物から選択するのが好ましい。なお、光重合性液晶化合物のΔｎはメソゲン基のπ共役系を増やすことで大きくすることができる。π共役系が増えるにつれて光重合性液晶化合物の紫外線の吸収帯は長波長側へ移動する。例えば、ベンゼンの最大吸収波長λｍａｘは２６０ｎｍであるが、ナフタレン、アントラセンになるとλｍａｘはそれぞれ３１２ｎｍ、３７５ｎｍとなる。
【００３０】
棒状の光重合性液晶化合物としては、式（１）で表される化合物を挙げることができる。
Ｒ１−Ｂ１−Ａ１−Ｂ３−Ｍ−Ｂ４−Ａ２−Ｂ２−Ｒ２      式（１）
なお、式（１）中のＡ１及びＡ２は、後述するように連結基であるが、この連結基を省いて、直接にＢ１とＢ３又はＢ４とＢ２が結合していてもよい。
【００３１】
式（１）中、Ｒ１及びＲ２は重合性基を表す。重合性基であるＲ１、Ｒ２の具体例としては、化１に示す（ｒ−１）〜（ｒ−１５）が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００３２】
【化１】
2011145705.tif 000002
【００３３】
Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３及びＢ４は、それぞれ独立して単結合又は二価の連結基を表す。また、Ｂ３、Ｂ４の少なくとも一方は、−Ｏ−ＣＯ−を含む基であるのが好ましい。
【００３４】
Ａ１及びＡ２は炭素原子数１〜２０の連結基を表す。ここでの連結基としては、例えば、ポリメチレン基やポリオキシメチレン基等が挙げられる。連結基を形成する構造単位に含まれる炭素数は、メソゲン基の化学構造等により適宜に決定され、一般にはポリメチレン基の場合には、炭素数が１〜２０、好ましくは２〜１２であり、ポリオキシメチレン基の場合には、炭素数が１〜１０、好ましくは１〜３である。
【００３５】
Ｍはメソゲン基を表す。メソゲン基Ｍの形成材料としては特に制限されないが、アゾメチン類、アゾキシ類、シアノビフェニル類、シアノフェニルエステル類、安息香酸エステル類、シクロヘキサンカルボン酸フェニルエステル類、シアノフェニルシクロヘキサン類、シアノ置換フェニルピリミジン類、アルコキシ置換フェニルピリミジン類、フェニルジオキサン類、トラン類及びアルケニルシクロヘキシルベンゾニトリル類が好ましく用いられる。
【００３６】
本発明においては、光重合性液晶化合物を重合する際にカイラル剤を存在させることができる。
カイラル剤としては、特開２００３−６６２１４号公報、特開２００３−３１３１８７号公報、米国特許第６４６８４４４号公報、国際公開ＷＯ９８／００４２８号公報等に掲載されるものを適宜使用することが出来るが、液晶化合物を捩じる効率を表す指標であるＨＴＰの大きなものが経済性の観点から好ましい。ＨＴＰは、式（Ｉ）：ＨＴＰ＝１／ｐ・ｃで表される。ここで、ｐはヘリカル構造のピッチ長さを表し、ｃはカイラル剤の濃度を表す。また、カイラル剤の添加による意図しない相転移温度の変化を避けるために、カイラル剤自身が液晶性を示すものを用いることが好ましい。
【００３７】
前記光重合開始剤及び光重合性液晶化合物を含有する光重合性組成物を基材上に塗布して得られる塗膜の表面張力を調整し、膜厚を均一にするために界面活性剤を使用することができる。
界面活性剤としては、特にノニオン系の界面活性剤が好ましく、分子量が数千程度のオリゴマーであることが好ましい。このような界面活性剤としては、セイミケミカル社製ＫＨ−４０等が挙げられる。
【００３８】
また、基材上に形成されたコレステリック樹脂層の空気側表面の配向状態を制御するために配向調整剤を使用することができる。配向調整剤としては、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、あるいはこれらの変性物などが挙げられる。
【００３９】
コレステリック樹脂層は、前記の光重合開始剤及び必要に応じて添加されるその他の配合剤（カイラル剤、界面活性剤、配向調整剤など）の存在下に光重合性液晶化合物を重合することによって得られる。
【００４０】
本発明の円偏光分離シートの製法は、前記光重合性液晶化合物及び前記光重合開始剤、さらに必要に応じて添加される前記カイラル剤、前記界面活性剤、前記配向調整剤等を溶媒に溶解させた光重合性組成物を得、これを基材上に塗布し乾燥させて、塗膜を得、この塗膜に紫外線を照射して光重合性液晶化合物を重合してコレステリック規則性を持つ樹脂の層を形成することを含むものである。
【００４１】
前記光重合性組成物の調製に使用する溶媒としては、有機溶媒が好ましく用いられる。有機溶媒の具体例としては、ケトン類、アルキルハライド類、アミド類、スルホキシド類、ヘテロ環化合物、炭化水素類、エステル類、エーテル類が挙げられる。特に環境への負荷を考慮した場合にはケトン類が好ましい。また、二種類以上の有機溶媒を併用してもよい。
【００４２】
塗膜を得るために用いる基材は、光学的に透明な基材であれば特に限定されないが、偏光が変化することを避けるために光学的に等方性のものが好ましい。かかる基材としては、透明樹脂フィルム、ガラス基板等が挙げられ、液晶層を効率よく製造することができる観点から、長尺の透明樹脂フィルムがより好ましい。透明樹脂フィルムは、１層のフィルムであっても、複層フィルムであってもよいが、１ｍｍ厚で全光線透過率が８０％以上のものが好ましい。
【００４３】
透明樹脂フィルムの樹脂材料としては、脂環式構造含有重合体樹脂、ポリエチレンやポリプロピレン等の鎖状オレフィン系重合体、トリアセチルセルロース、ポリビニルアルコール、ポリイミド、ポリアリレート、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、アモルファスポリオレフィン、変性アクリル系ポリマー、エポキシ系樹脂等が挙げられる。これらは１種単独で、あるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも、透明性、低吸湿性、寸法安定性、軽量性等の観点から、脂環式構造含有重合体樹脂が好ましい。
【００４４】
脂環式構造含有重合体樹脂は、重合体樹脂の繰り返し単位中に脂環式構造を有するものであり、主鎖中に脂環式構造を有する重合体樹脂及び側鎖に脂環式構造を有する重合体樹脂のいずれも用いることができる。脂環式構造としては、例えば、シクロアルカン構造、シクロアルケン構造等が挙げられるが、熱安定性等の観点からシクロアルカン構造が好ましい。脂環式構造を構成する炭素数に特に制限はないが、通常４〜３０個、好ましくは５〜２０個、より好ましくは６〜１５個である。
【００４５】
脂環式構造含有重合体樹脂中の脂環式構造を有する繰り返し単位の割合は使用目的に応じて適宜選択されるが、通常５０質量％以上、好ましくは７０質量％以上、より好ましくは９０質量％以上である。脂環式構造を有する繰り返し単位が過度に少ないと、フィルムの耐熱性が低下するおそれがある。
【００４６】
脂環式構造含有重合体樹脂は、具体的には、（１）ノルボルネン系重合体、（２）単環の環状オレフィン系重合体、（３）環状共役ジエン系重合体、（４）ビニル脂環式炭化水素重合体、及びこれらの水素添加物などが挙げられる。これらの中でも、透明性や成形性の観点から、ノルボルネン系重合体及びこれらの水素添加物がより好ましい。
【００４７】
ノルボルネン系重合体としては、例えば、ノルボルネン系モノマーの開環重合体、ノルボルネン系モノマーと開環共重合可能なその他のモノマーとの開環共重合体、及びそれらの水素添加物；ノルボルネン系モノマーの付加重合体、ノルボルネン系モノマーと共重合可能なその他のモノマーとの付加共重合体などが挙げられる。これらの中でも、透明性の観点から、ノルボルネン系モノマーの開環重合体水素添加物が最も好ましい。上記の脂環式構造を有する重合体は、例えば特開２００２−３２１３０２号公報等に開示されている公知の重合体から選ばれる。
【００４８】
本発明に好適な透明樹脂フィルムの樹脂材料は、そのガラス転移温度が、好ましくは８０℃以上、より好ましくは１００〜２５０℃の範囲である。ガラス転移温度がこのような範囲にある樹脂材料からなる透明樹脂フィルムは、高温下での使用における変形や応力が生じることがなく耐久性に優れる。
【００４９】
本発明に好適な透明樹脂フィルムの樹脂材料の分子量は、溶媒としてシクロヘキサン（樹脂材料が溶解しない場合にはトルエン）を用いたゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー（以下、「ＧＰＣ」と略す。）で測定したポリイソプレン換算（溶媒がトルエンのときは、ポリスチレン換算）の重量平均分子量（Ｍｗ）で、通常１０，０００〜１００，０００、好ましくは２５，０００〜８０，０００、より好ましくは２５，０００〜５０，０００である。重量平均分子量がこのような範囲にあるときに、フィルムの機械的強度及び成形加工性が高度にバランスされ好適である。
【００５０】
本発明に好適な透明樹脂フィルムの樹脂材料の分子量分布（重量平均分子量（Ｍｗ）／数平均分子量（Ｍｎ））は特に制限されないが、通常１〜１０、好ましくは１〜４、より好ましくは１．２〜３．５の範囲である。
【００５１】
本発明に好適な透明樹脂フィルムの樹脂材料は、その分子量２，０００以下の樹脂成分（すなわち、オリゴマー成分）の含有量が、好ましくは５質量％以下、より好ましくは３質量％以下、さらに好ましくは２質量％以下である。オリゴマ一成分の量が前記範囲内にあると、表面に微細な凸部が発生しづらくなり、厚みむらが小さくなり面精度が向上する。オリゴマー成分の量を低減するためには、重合触媒や水素化触媒の選択、重合、水素化等の反応条件、樹脂を成形用材料としてペレット化する工程における温度条件、等を最適化すればよい。オリゴマーの成分量は、前述のＧＰＣによって測定することができる
【００５２】
本発明に用いる前記基材の厚みは特に制限されないが、生産性や薄型・軽量化の観点から、その厚みは、通常１〜１０００μｍ、好ましくは５〜３００μｍ、より好ましくは３０〜１００μｍである。
【００５３】
また、本発明に用いる基材は表面処理されているものが好ましい。表面処理を施すことにより、基材と後述する配向膜との密着性を高めることができる。表面処理の手段としては、グロー放電処理、コロナ放電処理、紫外線処理、火炎処理等が挙げられる。また、基材の上に、接着層（下塗り層）を設けることも、基材と配向膜との密着性を高める上で好ましい。
【００５４】
また、本発明に用いる基材には、形成されるコレステリック樹脂層のヘリカル構造の配向方向を調整するために配向膜を基材表面に有することが好ましい。
【００５５】
本発明に用いる配向膜は、コレステリック樹脂層の配向方向を調整できるものであれば、特に制限されない。
配向膜は、例えば、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などの樹脂を主成分とする塗布液を基材に膜状に積層し、乾燥させ、次いで一方向にラビングすることによって得られる。膜状に積層した塗布層を一方向にラビングすることで、コレステリック規則性を持つ樹脂層を一方向に配向規制することが可能になる。
【００５６】
ラビングの方法は、特に制限されないが、例えばナイロンなどの合成繊維、木綿などの天然繊維からなる布やフェルトを巻き付けたロールで一定方向に配向膜を擦る方法が挙げられる。ラビングした時に発生する微粉末（異物）を除去して配向膜の表面を清浄な状態とするために、形成された配向膜をイソプロピルアルコールなどによって洗浄することが好ましい。配向膜にコレステリック規則性を持つ樹脂層を面内で一方向に配向規制する機能を持たせるために、ラビングする以外に、配向膜の表面に偏光紫外線を照射する方法が挙げられる。
【００５７】
配向膜の厚さは０．０１〜５μｍであることが好ましく、０．０５〜１μｍであることがさらに好ましい。
【００５８】
基材上に光重合性組成物を塗布し塗膜を得るには、公知の方法、例えば、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、バーコーティング法、ダイコーティング法等を実施する。
【００５９】
光重合性組成物の塗膜に紫外線を照射する方法は、特に制限されないが、本発明の円偏光分離シートを容易に得るために、少なくとも波長３５０〜４００ｎｍの光を照射することが好ましい。特に、前記光重合性液晶化合物のΔｎが０．１８以上のとき、該光重合性液晶化合物の紫外線の吸収端が３５０ｎｍ付近まで伸びてくるため、光重合性液晶化合物による吸収の小さい、波長３５０〜４００ｎｍの光だけを照射することが好ましい。この波長域を含む光を照射することによって、塗膜の厚み方向全体に渡って効率的に光重合開始剤による光重合性液晶化合物の重合が開始される。光重合性液晶化合物の重合転化率が１００％になるまでの紫外線照射量は、光重合性液晶化合物の種類によって異なるが、重合転化率が１００％になるまでの照射量は、波長３５０〜４００ｎｍの光照射量の合計で、通常、２００〜１５００ｍＪ／ｃｍ２である。
【００６０】
本発明においては、円偏光分離シートの選択反射帯域の幅を広くするために、光重合性液晶化合物の重合転化率が１００％にならない程度の照射量で紫外線を照射し、次いで、ヘリカル構造のピッチ（コレステリック規則性の周期）を変化させ、そして、重合転化率が１００％になるまで紫外線を照射する方法が好ましい。
具体的には、波長３５０〜４００ｎｍにおける平均モル吸光係数が２０００Ｍ−１ｃｍ−１以上の光重合開始剤と光重合性液晶化合物とを含有する光重合性組成物を基材上に塗布して塗膜を得、該塗膜に少なくとも波長３５０〜４００ｎｍの光を０を超え１０ｍＪ／ｃｍ２以下の照射量で照射して光重合性液晶化合物を重合させて半硬化膜を得、該半硬化膜のコレステリック規則性の周期を変化させ、次いで、波長３５０〜４００ｎｍの光を１０ｍＪ／ｃｍ２以上照射して半硬化膜をさら硬化させてコレステリック規則性を持った樹脂の層を形成する。このときに用いる光重合性液晶化合物は、波長３５０〜４００ｎｍにおける平均モル吸光係数が１５００Ｍ−１ｃｍ−１以下であることが好ましい。
【００６１】
光重合開始剤の波長３５０〜４００ｎｍにおける平均モル吸光係数が上記範囲内にあり、且つ、波長３５０〜４００ｎｍの光の照射量が上記範囲内にあることにより、短い照射時間で、本発明の円偏光分離シートの選択反射帯域の幅を広くすることができる。
波長３５０〜４００ｎｍの光の照射時間は、好ましくは０．１〜１０秒、より好ましくは０．１〜５秒、さらに好ましくは０．１〜３秒である。光の照射時間が上記範囲であることにより、本発明の円偏光分離シートを連続的に製造する場合において、製造工程中の露光工程の長さを短くすることができたり、ライン速度を上げることができたりするので、円偏光分離シートの生産性を向上させることができる。
【００６２】
コレステリック規則性の周期を変化させる方法としては、例えば、液晶相を示す温度範囲内で加熱する方法、光重合した半硬化膜にさらに光重合性液晶化合物を含む組成物を塗布し、さらに光重合する方法、光重合した半硬化膜に非液晶性化合物を塗布する方法が挙げられる。これらのうち液晶相を示す温度範囲内で加熱する方法が好ましい。加熱温度は、光重合性液晶化合物の種類によって適宜選択でき、通常６５〜１１５℃である。加熱時間は通常０．００１〜２０分間、好ましくは０．００１〜１０分間、より好ましくは０．００１〜５分間である。
【００６３】
本発明の円偏光分離シートは、選択反射特性を可視光の全波長領域にわたって示すコレステリック樹脂層を備えていることが好ましい。具体的には、青色（波長４１０〜４７０ｎｍ）、緑色（波長５２０〜５８０ｎｍ）、赤色（波長６００〜６６０ｎｍ）のいずれの波長域の光についても選択反射特性を示すコレステリック樹脂層であることが好ましい。
【００６４】
選択反射特性を示す波長は、コレステリック樹脂におけるヘリカル構造のピッチ（＝コレステリック規則性の周期）に依存する。ヘリカル構造のピッチとは、ヘリカル構造において、コレステリック樹脂層平面の法線方向に進むにしたがって、分子軸の方向が少しずつずれていき、そして再びもとの分子軸方向に戻るまでのヘリカル軸方向の距離のことである。このヘリカル構造のピッチの大きさを変えることによって、選択反射特性を示す波長を変えることができる。
【００６５】
本発明の製法にしたがって、前記光重合性組成物の塗膜に紫外線を照射すると、ヘリカル構造のピッチの大きさが厚さ方向に連続的に変化したコレステリック樹脂層を得ることができる。
紫外線照射でピッチの大きさが連続的に変化した樹脂層が得られる機構は詳細に判っていないが、つぎのような機構でピッチに傾斜が生じると考えられる。光重合性液晶化合物と、カイラル剤と、重合開始剤とを含有してなる層に照射された紫外線の受光強度は、層の表面（紫外線照射面）側では強い。層の中では紫外線は重合開始剤によって吸収されるので層の深さが増すほどに紫外線受光強度が弱くなる。したがって、層の表面（紫外線照射面）から層の深さが増すにつれて重合度の差が生じる。光重合性液晶化合物とカイラル剤のうち重合度の高い化合物の濃度が層表面側で高くなり、未反応成分として残った光重合性液晶化合物とカイラル剤のうち重合度の低い化合物が拡散して層の反対側へと移動する。最終的に、光重合性液晶化合物あるいはカイラル剤の濃度が層の深さ方向で連続的に変化した濃度勾配が形成される。カイラル剤の量はヘリカル構造のピッチの大きさに影響を与える。このようにして、厚み方向に対して連続的にヘリカル構造のピッチが変化したコレステリック樹脂層を得ることができる。
【００６６】
本発明の製法によって、１層のコレステリック樹脂層で、可視光領域全体に選択反射特性を示す円偏光分離シートを得ることができるが、必要に応じて、複数層のコレステリック樹脂層で分担して可視光領域全体に選択反射特性を示す円偏光分離シートを得ることができる。円偏光分離シートを複数層のコレステリック樹脂層で形成すると、通常、コレステリック規則性の周期が厚み方向で段階的に変化したコレステリック樹脂層になる。
【００６７】
円偏光分離シートを複数層のコレステリック樹脂層で形成する場合には、例えば、青色の波長域の光で円偏光分離機能を発揮するヘリカル構造のピッチを有するコレステリック樹脂層、緑色の波長域の光で円偏光分離機能を発揮するヘリカル構造のピッチを有するコレステリック樹脂層及び赤色の波長域の光で円偏光分離機能を発揮するヘリカル構造のピッチを有するコレステリック樹脂層を積層する態様、青色〜緑色波長域の光で円偏光分離機能を発揮するヘリカル構造のピッチを有するコレステリック樹脂層及び緑色〜赤色の波長域の光で円偏光分離機能を発揮するヘリカル構造のピッチを有するコレステリック樹脂層を積層する態様などの任意の態様を選択することができる。また、各コレステリック樹脂層は反射する円偏光の回転方向が同じになるように積層することが好ましい。また、各コレステリック樹脂層の積層順序は、ヘリカル構造のピッチの大きさで、昇順又は降順になるようにするのが、視野角の広い液晶表示装置を得るために好ましい。これらコレステリック樹脂層の積層は、単に重ね置いただけでもよいし、粘着剤や接着剤を介して貼り合わせてもよい。
【００６８】
本発明の円偏光分離シートは、反射率が３０％以上となる入射角０度の光の最大波長が好ましくは７００ｎｍ以上、より好ましくは７３０ｎｍ以上である。また、反射率が３０％以上となる入射角６０度の光の最大波長が好ましくは５７０ｎｍ以上、より好ましくは６００ｎｍ以上である。これら最大波長が前記範囲になっていることによって、斜めから観察したときの表示の着色を無くすことができる。
【００６９】
本発明の円偏光分離シートを、偏光子Ａ、液晶セル、及び偏光子Ｂを少なくとも有する液晶表示装置に、１／４波長板と組み合わせて取り付け、偏光子Ａ、液晶セル、偏光子Ｂ、１／４波長板、本発明の円偏光分離シートの順に配列することによって、液晶表示装置の輝度を向上させることができる。
【００７０】
本発明に用いる偏光子Ａ及びＢは液晶表示装置等に用いられている公知の偏光子である。本発明に用いる偏光子は互いに直角に交わる二つの直線偏光の一方を透過するものである。例えば、ポリビニルアルコールフィルムやエチレン酢酸ビニル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などの二色性物質を吸着させて一軸延伸させたもの、前記親水性高分子フィルムを一軸延伸して二色性物質を吸着させたもの、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のポリエン配向フィルムなどが挙げられる。その他に、グリッド偏光子、多層偏光子などの偏光を反射光と透過光に分離する機能を有する偏光子が挙げられる。これらのうちポリビニルアルコールを含有する直線偏光子が好ましい。
【００７１】
本発明に用いる偏光子の偏光度は特に限定されないが、好ましくは９８％以上、より好ましくは９９％以上である。偏光子の平均厚みは好ましくは５〜８０μｍである。
偏光子Ａの偏光透過軸と偏光子Ｂの偏光透過軸とは、通常、直角になるように、液晶セルを挟むようにして配置する。偏光子は吸湿によって偏光性能が変化することがある。これを防ぐために保護フィルムが偏光子ＡまたはＢの両面に通常貼り合わせてある。
【００７２】
液晶セルは、数μｍのギャップを隔てて対向する透明電極を設けた２枚のガラス基板の間に液晶物質を充填し、この電極に電圧を掛けて液晶の配向状態を変化させてここを通過する光の量を制御するものである。
液晶物質の配向状態を変化させる方式（動作モード）などによって、液晶セルは分類され、例えば、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）型液晶セル、ＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ  Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）型液晶セル、ＨＡＮ（Ｈｙｂｒｉｄ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ  Ｎｅｍａｔｉｃ）型液晶セル、ＩＰＳ（Ｉｎ  Ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）型液晶セル、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）型液晶セル、ＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）型液晶セル、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ  Ｂｅｎｄ）型液晶セルなどが挙げられる。
【００７３】
本発明に用いる１／４波長板は、入射光に対して１／４波長の位相差を与えるものである。位相差は入射光の波長によって生じかたが異なるので、通常、可視光線の中心波長、例えば５５０ｎｍ付近において１／４波長の位相差を与えるものを１／４波長板と称している。
【００７４】
本発明においては、広帯域１／４波長板を用いることができる。広帯域１／４波長板とは、波長４１０〜６６０ｎｍを含む可視光領域のどの波長でもほぼ１／４波長の位相差を与えるものである。ほぼ１／４とは、０．１５〜０．４０、好ましくは０．１８〜０．３６、より好ましくは０．２０〜０．３０の範囲であることを意味する。
【００７５】
さらに、１／４波長板として、位相補償機能を有するものを用いることができる。位相補償機能を有する１／４波長板とは、５５０ｎｍ付近において、１／４波長の位相差を与えるものであるとともに、０ｎｍ未満、好ましくは−２０００〜−１０ｎｍの厚み方向のレターデーションＲｔｈ（＝（（ｎｘ＋ｎｙ）／２−ｎｚ）×ｄ）；ｎｘ，ｎｙは面内主屈折率、ｎｚは法線方向の主屈折率、ｄは厚さ）を与えるものである。
【００７６】
広帯域１／４波長板として、例えば、波長５５０ｎｍ付近において１／２波長の位相差を与える１／２波長板と、５５０ｎｍ付近において１／４波長の位相差を与える１／４波長板を積層したもの；正の固有複屈折値を有する材料からなるＤ層と、負の固有複屈折値を有する材料からなるＥ層とを有し、前記Ｄ層とＥ層が同一方向に分子配向したものが挙げられる。また、市販されている広帯域位相差フィルムＷＲＦ（帝人社製）等を用いることができる。
【００７７】
本発明の好ましい液晶表示装置では、偏光子Ｂと１／４波長板とが一体になっている。
一体とする方法は特に制限されない、例えば、偏光子Ｂと１／４波長板とを直接に貼り合わせ、１／４波長板を前記保護フィルムとして機能させてもよいし；偏光子Ｂの保護フィルムに１／４波長板を貼り合わせてもよい。貼り合わせるときには粘着剤や接着剤などを用いてもよい。偏光子Ｂの偏光透過軸は、１／４波長板から出射される直線偏光の方向と略平行になるように配置する。偏光透過軸と直線偏光の方向とがなす角度が略平行であるとは、その角度が０〜３°の角度であることを意味する。
【００７８】
本発明の液晶表示装置では、１／４波長板に前述のような位相補償機能が付与されていない場合は、さらに、面内のレターデーションを実質的に有さず、かつ、厚み方向のレターデーションＲｔｈ（Ｒｔｈ＝｛（ｎｘ＋ｎｙ）／２−ｎｚ｝×ｄ：式中、ｎｘ、ｎｙは面内方向の主屈折率を表し、ｎｚは厚み方向の主屈折率を表し、ｄは膜厚を表す。）が、−２０ｎｍ〜−１０００ｎｍ、好ましくは−５０ｎｍ〜−５００ｎｍの範囲にある位相補償素子を本発明の円偏光分離シートと１／４波長板との間に備えていることが好ましい。この際、位相補償素子と１／４波長板とが一体となっていることが好ましい。
このような範囲のＲｔｈを有する位相補償素子は、１／４波長板に斜めから入射する光の位相差を補償する機能を有する。
【００７９】
この位相補償素子は、主屈折率ｎｘ、ｎｙ及びｎｚが、ｎｚ＞ｎｘ、ｎｚ＞ｎｙ、及びｎｘ≒ｎｙの関係を満たすことが必要である。なお、この主屈折率は、自動複屈折計［例えば、王子計測器（株）製「ＫＯＢＲＡシリーズ」等］により測定することができる。なお、ｎｘ≒ｎｙとは、屈折率差が、通常０．０００２以内、好ましくは０．０００１以内、より好ましくは０．００００５以内のことである。
【００８０】
また、この位相補償素子の、面内方向のレターデーションＲｅ（Ｒｅ＝（ｎｘ−ｎｙ）×ｄ：ｎｘ、ｎｙ及びｄは前記と同じ意味を表す。）は、通常２０ｎｍ以下、好ましくは１０ｎｍ以下、より好ましくは５ｎｍ以下である。
このような光学特性を有する位相補償素子は、負の固有複屈折値を有する材料の層を含むフィルムを延伸配向させることによって得ることができる。
【００８１】
図２は、本発明の液晶表示装置の一例を示す図である。図２に示すように、反射板２０、冷陰極管１９、拡散板１８、プリズムシート（図示せず）、基材１６上に形成されたコレステリック樹脂層１７からなる円偏光分離シート２１、一体となった位相補償素子１５と１／４波長板１４と偏光子Ｂ  １３、液晶セル１２、偏光子Ａ  １１の順に配置されている。光源からの光には右偏光と左偏光とが含まれている。その光が円偏光分離シート２１に入射すると、一方の回転方向の円偏光（図中光の進行方向に向って右回転の円偏光）はそのままの回転方向を維持したまま円偏光分離シート２１を透過する。他方の回転方向の円偏光（図中光の進行方向に向って左回転の円偏光）は円偏光分離シートで反射される（反射された円偏光は光の進行方向に向って左回転のままである）。透過した円偏光は１／４波長板により偏光子Ｂの透過軸と平行な直線偏光に変換される。一方、反射された円偏光は光源の背後に配置された反射板によって反射され、再び円偏光分離シートに入射する。このようにして、光源から出射した光が有効利用され、画面の表示輝度を向上させることができる。
【００８２】
なお、前記拡散板は、一般に、粒子状の拡散材が樹脂等のマトリックス中に均一に分散し、それによって光を散乱拡散する機能を有する板として知られているものである。前記プリズムシートは、一般に、散乱等により広く進行方向が広がった光をシート面法線方向に狭める機能を有するシートとして知られているものである。
また、図２において、位相補償素子と円偏光分離シートの間に、拡散シートを介在させてもよい。拡散シートは、一般に、透明フィルムの上に粒子状の拡散材が均一に分散するように積層されたものであり、光を散乱拡散する機能を有するシートとして知られているものである。
【００８３】
本発明では、円偏光分離シートの、１／４波長板側の面に、光拡散性を備えていることが好ましい。光拡散性とは、光を散乱拡散する性質のことである。光拡散性を備えさせるために、例えば、円偏光分離シートの表面に、粒子状の拡散材を均一に分散するように積層させる方法、基材に粒子状の拡散材を均一に分散する方法、または前記拡散シートを円偏光分離シートに貼りあわせる方法などが挙げられる。
【実施例】
【００８４】
以下、実施例及び比較例を示し、本発明を更に具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。また、部および％は、特に記載のない限り質量基準である。
【００８５】
本実施例で行った評価方法は以下のとおりである。
＜反射帯域＞
平行化された白色光を、円偏光分離シートに入射角０度で入射させ、分光器：相馬光学社製［Ｓ−２６００］を用いて反射スペクトルを測定した。選択反射帯域の幅は、最大反射率の半値幅（すなわち最大反射率の１／２となる最大波長と最小波長の差）とした。
＜膜厚測定＞
ＵＬＶＡＣ社製  表面形状測定装置〔ＤＥＫＴＡＫ６Ｍ〕を用いて測定した。
＜Δｎ＞
セナルモン法に従って、顕微鏡（ニコン社製〔エクリプスＥ−６００ＰＯＬ〕ＩＦレンズ５４６ｎｍ）を使用して測定した。
【００８６】
実施例及び比較例で用いたバンドパスフィルターＡ及びＢの光線透過率分布を図４に示した。バンドパスフィルターＡは光線透過率が５％以上の領域が３００〜３４５ｎｍにあり、帯域幅が４５ｎｍである。バンドパスフィルターＢは光線透過率が５％以上の領域が３５０〜４００ｎｍにあり、帯域幅が５０ｎｍである。すなわち、実施例及び比較例において用いた２種のバンドパスフィルターは、たがいに異なる波長域で、約５０ｎｍの帯域幅を持つものである。
【００８７】
（位相補償機能を有する１／４波長板（Ｃ））
スチレン−無水マレイン酸共重合体（固有複屈折値が負の材料、Ｔｇ＝１３１℃）、及びノルボルネン系重合体（「ゼオノア１０２０」、日本ゼオン社製、Ｔｇ＝１０５℃）を共押出し法によって成形し、ノルボルネン系重合体層（厚さ５０μｍ）／スチレン−無水マレイン酸共重合体層（厚さ２００μｍ）／ノルボルネン系重合体層（厚さ５０μｍ）の三層構造の多層フィルムを得た。
次いでこの多層フィルムを１４０℃で、縦に１．８倍、横に１．５倍の逐次二軸延伸して、１／４波長板（Ｃ）を得た。１／４波長板（Ｃ）の平均厚さは１２０μｍ、主屈折率ｎｘは１．５８０１、ｎｙは１．５７８９、ｎｚは１．５８１１であった。面内方向のレターデーションＲｅは１４４ｎｍ、厚み方向のレターデーションＲｔｈは−１９２ｎｍであった。
【００８８】
（位相補償機能を有する偏光板（Ｘ））
ポリビニルアルコールにヨウ素を吸着させて得られた偏光子Ｂの片面に、前記１／４波長板（Ｃ）を貼り合わせ一体化させた。また、偏光子Ｂのもう一方の片面に平均厚み６０μｍのトリアセチルセルロースフィルムを貼り合わせ一体化させて、偏光板（Ｘ）を得た。
【００８９】
（偏光板（Ｙ））
ポリビニルアルコールにヨウ素を吸着させて得られた偏光子Ａの両面に、平均厚み６０μｍのトリアセチルセルロースフィルムを貼り合わせ一体化させて、偏光板（Ｙ）を得た。
【００９０】
図３は本実施例及び比較例で用いた光重合性液晶化合物及び光重合開始剤のモル吸光係数の分布を示す図である。
曲線Ａは光重合開始剤Ａ（カルバゾールオキシム系光重合開始剤）のモル吸光係数の分布である。曲線Ｂは光重合開始剤Ｂ（チバ・スペシャルティー・ケミカルズ社製、Ｉｒｇａｃｕｒｅ９０７）のモル吸光係数の分布である。曲線Ｃは光重合性液晶化合物Ｃ（チバ・スペシャルティー・ケミカルズ社製、Ｉｒｇａｃｕｒｅ３６９）のモル吸光係数分布である。曲線Ｘは光重合性液晶化合物Ｘのモル吸光係数分布である。曲線Ｙは、光重合性液晶化合物Ｙのモル吸光係数分布である。
光重合性液晶化合物及び光重合開始剤の平均モル吸光係数及び光重合性液晶化合物の複屈折Δｎを表１に示した。
【００９１】
【表１】
2011145705.tif 000003
【００９２】
ゼオノアフィルム（日本ゼオン社製、ＺＦ１４−１００）の片面をコロナ放電し、次いでその面にポリビニルアルコール（クラレ社製、ポバールＭＰ２０３）の５質量％水溶液を塗布し、１００℃で３分間乾燥した後、フェルトのロールでラビングして、配向膜を形成させて、基材を得た。
【００９３】
実施例１
複屈折Δｎが０．１８で、図３の曲線Ｘで示すモル吸光係数の分布を有する光重合性液晶化合物Ｘ  ９４．２部、カイラル剤（ＢＡＳＦ社製  ＬＣ７５６）５．８部、図３の曲線Ａで示すモル吸光係数の分布を有する光重合開始剤Ａ  ３．１部、及び界面活性剤（セイミケミカル社製、サーフロンＫＨ−４０）０．１部をメチルエチルケトンに固形分４０％になるように溶解し、次いで孔径０．４５μｍのポリテトラフルオロエチレン製シリンジフィルターにて濾過して重合性溶液を得た。
この重合性溶液を、前記基材の配向膜を設けた面に塗布し、乾燥させ、塗布膜を形成した。塗布膜を形成した面側にバンドパスフィルターＢを透過させた紫外線を波長３５０〜４００ｎｍの照射量として５ｍＷ／ｃｍ２で１秒間照射した。その後、１００℃のオーブン中に３分間放置し、次いでバンドパスフィルターＢを透過させた紫外線を塗布膜形成面側に波長３５０〜４００ｎｍの照射量として４０ｍＷ／ｃｍ２で５秒間照射して塗布膜を硬化させて、コレステリック樹脂層（厚み３μｍ）を有する光学素子を得た。厚みは、重合性溶液の塗布量を調整することにより制御した。得られた光学素子の選択反射帯域幅は１７０ｎｍであった。なお、紫外線の照射には、水銀キセノンランプ（ＨＯＹＡ製  ＥＸＥＣＵＲＥ３０００、２００Ｗ）を用いた。  また、その照射量の測定には、紫外線照度計（オーク製作所製、ＵＶ−Ｍ０３）を用いた。
【００９４】
実施例２
光重合性液晶化合物Ｘ  ９４．２部を、複屈折Δｎが０．２０で、図３の曲線Ｙで示すモル吸光係数の分布を有する光重合性液晶化合物Ｙ  ９３．９部に変え、さらにカイラル剤（ＢＡＳＦ社製  ＬＣ７５６）の量を６．１部に変えた他は実施例１と同様にして重合性溶液を得た。
この重合性溶液を、前記基材の配向膜を設けた面に塗布し、乾燥させ、塗布膜を形成した。塗布膜を形成した面側にバンドパスフィルターＢを透過させた紫外線を波長３５０〜４００ｎｍの照射量として５ｍＷ／ｃｍ２で１秒間照射した。その後、１００℃のオーブン中に３分間放置し、次いでバンドパスフィルターＢを透過させた紫外線を塗布膜形成面側に波長３５０〜４００ｎｍの照射量として４０ｍＷ／ｃｍ２で５秒間照射して塗布膜を硬化させて、コレステリック樹脂層（厚み３μｍ）を有する光学素子を得た。得られた光学素子の選択反射帯域幅は１８０ｎｍであった。
【００９５】
比較例１
実施例１で得た重合性溶液を、前記基材の配向膜を設けた面に塗布し、乾燥させ、塗布膜を形成した。塗布膜を形成した面側にバンドパスフィルターＢを透過させた紫外線を波長３５０〜４００ｎｍの照射量として２００ｍＷ／ｃｍ２で１秒間照射して塗布膜を硬化させて、コレステリック樹脂層（厚み３μｍ）を有する光学素子を得た。得られた光学素子の選択反射帯域幅は７０ｎｍであった。
【００９６】
比較例２
実施例２で得た重合性溶液を、前記基材の配向膜を設けた面に塗布し、乾燥させ、塗布膜を形成した。塗布膜を形成した面側にバンドパスフィルターＢを透過させた紫外線を波長３５０〜４００ｎｍの照射量として２００ｍＷ／ｃｍ２で１秒間照射して塗布膜を硬化させて、コレステリック樹脂層（厚み３μｍ）を有する光学素子を得た。得られた光学素子の選択反射帯域幅は８０ｎｍであった。
【００９７】
比較例３
光重合開始剤Ａの代わりに光重合開始剤Ｂを用いた他は実施例１と同様にして、光学素子を得た。得られた光学素子の選択反射帯域幅は７０ｎｍであった。
【００９８】
比較例４
光重合開始剤Ａの代わりに光重合開始剤Ｃを用いた他は実施例１と同様にして、光学素子を得た。得られた光学素子の選択反射帯域幅は７０ｎｍであった。
【００９９】
比較例５
比較例３で得た重合性溶液を、前記基材の配向膜を設けた面に塗布し、乾燥させ、塗布膜を形成した。塗布膜を形成した面側にバンドパスフィルターＡを透過させた紫外線を波長３００〜３４５ｎｍの照射量として５ｍＷ／ｃｍ２で１秒間照射した。その後、１００℃のオーブン中に３分間放置し、次いでバンドパスフィルターＢを透過させた紫外線を塗布膜形成面側に波長３５０〜４００ｎｍの照射量として４０ｍＷ／ｃｍ２で５秒間照射して塗布膜を硬化させて、コレステリック樹脂層（厚み３μｍ）を有する光学素子を得た。得られた光学素子の選択反射帯域幅は７０ｎｍであった。
【０１００】
比較例６
実施例１で得た重合性溶液を、前記基材の配向膜を設けた面に塗布し、乾燥させ、塗布膜を形成した。塗布膜を形成した面側にバンドパスフィルターＡを透過させた紫外線を波長３００〜３４５ｎｍの照射量として５ｍＷ／ｃｍ２で１秒間照射した。その後、１００℃のオーブン中に３分間放置し、次いでバンドパスフィルターＢを透過させた紫外線を塗布膜形成面側に波長３５０〜４００ｎｍの照射量として４０ｍＷ／ｃｍ２で５秒間照射して塗布膜を硬化させて、コレステリック樹脂層（厚み３μｍ）を有する光学素子を得た。得られた光学素子の選択反射帯域幅は７０ｎｍであった。
【０１０１】
実施例３
光重合性液晶化合物Ｘの量を９３．４部に、カイラル剤（ＢＡＳＦ社製  ＬＣ７５６）の量を６．６部に変えた他は実施例１と同様にしてコレステリック樹脂層を有する厚み２μｍの光学素子Ｐ１を得た。得られた光学素子Ｐ１の選択反射帯域幅は１５０ｎｍであった。
また、光重合性液晶化合物Ｘの量を９５．１部に、カイラル剤（ＢＡＳＦ社製  ＬＣ７５６）の量を４．９部に変えた他は実施例１と同様にしてコレステリック樹脂層（厚み３μｍ）を有する光学素子Ｐ２を得た。得られた光学素子Ｐ２の選択反射帯域幅は１９０ｎｍであった。
光学素子Ｐ１およびＰ２は、ヘリカル構造のピッチが一方の側の面からもう一方の側の面に向かって連続的に変化しており、また、光学素子Ｐ２におけるヘリカル構造のピッチ長さの平均値が、光学素子Ｐ１におけるそれよりも大きいことが、ＳＥＭによる観察で確認された。
【０１０２】
光学素子Ｐ１の、コレステリック樹脂層のヘリカル構造のピッチが大きい方の側と、光学素子Ｐ２の、コレステリック樹脂層のヘリカル構造のピッチが小さい方の側とを向い合わせて重ね、コレステリック樹脂層（総厚み５μｍ）を有する円偏光分離シートを得た。この円偏光分離シートの選択反射帯域幅は３４０ｎｍであった。
【０１０３】
光反射板、冷陰極管、拡散板及びプリズムシートからなるバックライトユニットの上に、前記円偏光分離シート、偏光板（Ｘ）の順に載置して、偏光光源装置を得た。この際、円偏光分離シートのヘリカル構造のピッチの大きい側の面（すなわち、円偏光分離シートの光学素子Ｐ２側の面）と、前記偏光板（Ｘ）の１／４波長板（Ｃ）側の面とが、向かい合うようにした。この偏光光源装置は、エルゴスコープによる、全方位で、極角０°〜７０°における測定で、ｘ成分のばらつきΔｘが０．０２８で、ｙ成分のばらつきΔｙが０．０３０で、正面輝度比が１．２５であった。なお、極角とは、偏光光源装置を観察する際に、正面方向から傾けてみたときの角度をいう。また、色度のばらつきΔｘ、Δｙは値が小さい方が優れていることを示している。正面輝度比は、前記バックライトユニットの上に偏光子だけを載置した偏光光源装置における輝度に対する比である。
【０１０４】
光反射板、冷陰極管、拡散板及びプリズムシートからなるバックライトユニットの上に、前記円偏光分離シート、偏光板（Ｘ）、液晶セル、偏光板（Ｙ）の順に載置して、液晶表示装置を得た。この液晶表示装置は、斜め方向から観察しても、正面方向から観察した場合と同じ色合いであり、画面の着色は見られなかった。
【０１０５】
比較例７
光重合性液晶化合物Ｘの量を９２．６部、カイラル剤（ＢＡＳＦ社製  ＬＣ７５６）の量を７．４部にした他は比較例１と同様にしてコレステリック樹脂層（厚み２μｍ）を有する光学素子Ｐ３を得た。得られた光学素子Ｐ３の選択反射帯域幅は６５ｎｍであった。
光重合性液晶化合物Ｘの量を９３．８部、カイラル剤（ＢＡＳＦ社製  ＬＣ７５６）の量を６．２部にした他は比較例１と同様にしてコレステリック樹脂層（厚み２μｍ）を有する光学素子Ｐ４を得た。得られた光学素子Ｐ４の選択反射帯域幅は７０ｎｍであった。
光重合性液晶化合物Ｘの量を９４．７部、カイラル剤（ＢＡＳＦ社製  ＬＣ７５６）の量を５．３部にした他は比較例１と同様にしてコレステリック樹脂層（厚み２μｍ）を有する光学素子Ｐ５を得た。得られた光学素子Ｐ５の選択反射帯域幅は８０ｎｍであった。
光重合性液晶化合物Ｘの量を９５．４部、カイラル剤（ＢＡＳＦ社製  ＬＣ７５６）の量を４．６部にした他は比較例１と同様にしてコレステリック樹脂層（厚み２μｍ）を有する光学素子Ｐ６を得た。得られた光学素子Ｐ６の選択反射帯域幅は９５ｎｍであった。
【０１０６】
得られた光学素子Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６をこの順に貼り合わせてコレステリック樹脂層（総厚み８μｍ）を有する円偏光分離シートを得た。この円偏光分離シートの選択反射帯域幅は３１０ｎｍであった。
実施例３と同様に、偏光光源装置を得、エルゴスコープにより、色度のばらつきと正面輝度比を測定した。Δｘは０．０４７、Δｙは０．０７０、正面輝度比は１．２１であった。また、実施例３と同様に、液晶表示装置を得、その表示性能を確認した。この液晶表示装置は、斜め方向から観察すると、正面方向から観察した場合と色合いが変化しており、画面が全体的に黄色付いて見られた。
【０１０７】
【表２】
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【符号の説明】
【０１０８】
Ｘ：光重合性液晶化合物Ｘ
Ｙ：光重合性液晶化合物Ｙ
Ａ：光重合開始剤Ａ
Ｂ：光重合開始剤Ｂ
Ｃ：光重合開始剤Ｃ
１１：偏光子Ａ
１２：液晶セル
１３：偏光子Ｂ
１４：１／４波長板
１５：位相補償素子
１６：基材
１７：コレステリック樹脂層
１８：拡散板
１９：冷陰極管
２０：光反射板
２１：円偏光分離シート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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