(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１複合膜と、第２複合膜または偏光膜と、前記第１複合膜と前記第２複合膜または前記偏光膜との間に配置されるλ／２板と、光出射部と、を有し
前記第１複合膜および前記第２複合膜は、厚さ方向に配向している液晶化合物、および、フォトクロミック材料を有し、光が照射されることによって前記フォトクロミック材料の光学特性が変化して、厚さ方向の光透過率が、前記厚さ方向と直交する方向の光透過率よりも小さくなるものであり、
前記偏光膜は、厚さ方向に吸収軸を有するものであり、
前記光出射部は、前記フォトクロミック材料の光学特性を変化させる光を、前記第１複合膜あるいはさらに前記第２複合膜に出射するものであることを特徴とする光学装置。
【請求項２】
前記偏光膜が、複屈折性材料を厚さ方向に配向した構造を有する請求項１に記載の光学装置。
【請求項３】
前記複屈折性材料が２色性色素である請求項２に記載の光学装置。
【請求項４】
前記光出射部が、紫外線を出射するものである請求項１〜３のいずれか１項に記載の光学装置。
【請求項５】
表示素子と、請求項１〜４のいずれか１項に記載の光学装置と、を有する表示装置。
【請求項６】
前記表示素子が液晶表示素子である請求項５に記載の表示装置。
【請求項７】
前記光学装置の前記光出射部が、前記液晶表示素子で画像を表示するためのバックライトユニットを構成する請求項６に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置などの表示装置に利用される光学装置、および、この光学装置を用いる表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
タブレットＰＣ（Personal Computer）、ノートＰＣ、スマートフォン等の携帯電話など、個人使用の電子機器では、周囲の第三者に画面を覗き見られたくないという要望が有る。そのため、これらの電子機器では、周囲の第三者に画面を覗き見られないように、画面の視野角を狭くすることが行われている。【０００３】
例えば、特許文献１には、λ／２板等の位相差膜の両面に偏光膜を有し、かつ、この偏光膜が、偏光子を含み、偏光子の吸収軸が膜面に対して略垂直方向に配向している光学フィルムが記載されている。
この光学フィルム中の偏光膜は、膜面に対して略垂直方向に配向する吸収軸を有するので、膜面に対して斜め方向からの入射光を大幅に減光できる。従って、この光学フィルムをプラズマディスプレイおよび液晶ディスプレイの画面上に載置することで、斜め方向を遮光エリアとして、表示画像の視野角を狭くできる。【０００４】
その反面、この光学フィルムを画面上に載置すると、斜め方向からの視野角が狭い状態で固定されてしまう。そのため、再度、通常の広視野角での画像表示を行う場合には、光学フィルムを取り外す必要がある。
すなわち、この光学フィルムを用いた場合には、通常の広視野角での画像表示と狭視野角での画像表示とを切り換るためには、画面上への光学フィルムの着脱が必要になる。【０００５】
一方、タブレットＰＣやノートＰＣなどの電子機器において、横からの覗き見防止などのセキュリティーと、必要な場合における横からの十分な視認性とを実現するために、通常の広視野角での画像表示と、狭視野角での画像表示とを切り換えることができる表示装置が、各種、提案されている。【０００６】
例えば、特許文献２には、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）およびＷ（白）のサブピクセルに対応するゲート配線およびデータ配線を有する第１基板と、ゲート配線とデータ配線との交点に配置される薄膜トランジスタと、Ｒ、Ｇ、ＢおよびＷのサブピクセル内に備えられるプレート型の第１共通電極と、薄膜トランジスタに接続され、第１共通電極と絶縁されて複数のスリットを有する画素電極と、第１基板に対向合着される、第１基板との空間に液晶層が備えられる第２基板と、第２基板上にＷサブピクセルに対応するように形成されるプレート型の第２共通電極とを有する液晶表示装置が開示されている。
この液晶表示装置では、Ｗサブピクセルに対して、広視野角での画像表示の場合には、Ｒ，ＧおよびＢの隣接サブピクセルと同様にＦＦＳ（Fringe Field Switching）モードで駆動して視野角を広め、かつ、Ｗ輝度も補償すると共に、狭視野角での画像表示の場合には、Ｒ，ＧおよびＢの隣接サブピクセルとは異なる、垂直電界を形成するＥＣＢ（Electrically Controlled Birefringence）モードで駆動することにより、視野角を減少することを可能にしている。【０００７】
また、特許文献３には、視野角が一次元方向に制限された画面と、この画面に表示する画像の正立方向が視野角の制限方向に対して略直交するパーソナルビューモードと、画像の正立方向が視野角の制限方向に一致するマルチビューモードとを切り換える画像表示切替手段とを有する表示装置が開示されている。
すなわち、この表示装置では、マイクロプリズムシート等によって画面の視野角を一次元方向に制限すると共に、画像を９０°回転して、視野角の制限方向に画像の天地を一致させるか否かによって、広視野角での画像表示と狭視野角での画像表示との切り換えを可能にしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−１６５２０１号公報
【特許文献２】特開２００７−１７８９７９号公報
【特許文献３】特開２００４−２７９８６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献２および３に記載の表示装置によれば、何らかの部材の着脱を行うことなく、１台の表示装置によって、通常の広視野角の画像表示と、狭視野角の表示とを切り換えることができる。【００１０】
しかしながら、特許文献２の液晶表示装置では、Ｗサブピクセル、複数の基板、および、複数の共通電極などを有する特殊な構造の液晶表示素子、および、異なるモードでの液晶表示装置の駆動が必要であり、表示装置の構成が複雑になってしまう。
また、特許文献３の表示装置では、広視野角の表示と狭視野角の表示とを切り換えるために、画像を９０°回転する必要があり、余分な画像処理が必要になってしまう。また、通常の表示装置では、画面の縦横比が異なるため、この表示装置では、広視野角の表示と狭視野角の表示とで、画像の縦横比が異なってしまう。【００１１】
本発明の目的は、このような従来技術の問題点を解決することにあり、タブレットＰＣやノートＰＣなどに用いられることにより、部材の着脱や画像処理などを行うことなく、簡易な動作で、通常の広視野角での画像表示と、視野角を制限した狭視野角での画像表示とを切り換えることができ、しかも、構成も簡易な光学装置、および、この光学装置を用いる表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
このような目的を達成するために、本発明の光学装置は、第１複合膜と、第２複合膜または偏光膜と、第１複合膜と第２複合膜または偏光膜との間に配置されるλ／２板と、光出射部と、を有し
第１複合膜および第２複合膜は、厚さ方向に配向している液晶化合物、および、フォトクロミック材料を有し、光が照射されることによってフォトクロミック材料の光学特性が変化して、厚さ方向の光透過率が、厚さ方向と直交する方向の光透過率よりも小さくなるものであり、
偏光膜は、厚さ方向に吸収軸を有するものであり、
光出射部は、フォトクロミック材料の光学特性を変化させる光を、第１複合膜あるいはさらに第２複合膜に出射するものであることを特徴とする光学装置を提供する。【００１３】
このような本発明の光学装置において、偏光膜が、複屈折性材料を厚さ方向に配向した構造を有するのが好ましい。
また、複屈折性材料が２色性色素であるのが好ましい。
さらに、光出射部が、紫外線を出射するものであるのが好ましい。【００１４】
本発明の表示装置は、表示素子と、本発明の光学装置と、を有する表示装置を提供する。【００１５】
本発明の表示装置において、表示素子が液晶表示素子であるのが好ましい。
さらに、光学装置の光出射部が、液晶表示素子で画像を表示するためのバックライトユニットを構成するのが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の光学装置は、構成が簡易で、タブレットＰＣやノートＰＣなどと組み合わせることにより、部材の着脱等を行うことなく、しかも、簡易な動作で、通常の広視野角での画像表示と、視野角を制限した狭視野角での画像表示とを切り換えることができる。また、本発明の表示装置は、本発明の光学装置を利用することにより、簡易な構成および簡易な動作で、部材の着脱等を行うことなく、しかも、通常の広視野角での画像表示と、視野角を制限した狭視野角での画像表示とを切り換えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の光学装置の一例の概念的に示す図である。
【図２】図１に示す光学装置の構成を説明するための概念図である。
【図３】図１に示す光学装置の作用を説明するための概念図である。
【図４】図１に示す光学装置の作用を説明するための概念図である。
【図５】本発明の光学装置の別の例の概念的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の光学装置および表示装置について、添付の図面に示される好適な実施例を基に、詳細に説明する。
【００１９】
なお、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。
本明細書において、「同一」は、技術分野で一般的に許容される誤差範囲を含むものとする。また、本明細書において、「全部」、「いずれも」または「全面」などというとき、１００％である場合のほか、技術分野で一般的に許容される誤差範囲を含み、例えば９９％以上、９５％以上、または９０％以上である場合を含むものとする。
【００２０】
本明細書において、Ｒｅ（λ）は、波長λにおける面内のレターデーションを表す。特に記載がないときは、波長λは、５５０ｎｍとする。
本明細書において、Ｒｅ（λ）はＡｘｏＳｃａｎ  ＯＰＭＦ−１（オプトサイエンス社製）において、波長λで測定した値である。ＡｘｏＳｃａｎにて平均屈折率（（Ｎｘ＋Ｎｙ＋Ｎｚ）／３）と膜厚（ｄ（μｍ））とを入力することにより、
遅相軸方向（°）
Ｒｅ（λ）＝Ｒ０（λ）
が算出される。
なお、Ｒ０（λ）は、ＡｘｏＳｃａｎで算出される数値として表示されるものであるが、Ｒｅ（λ）を意味している。
【００２１】
図１および図２に、本発明の光学装置の一例を概念的に示す。
図１および図２に示すように、光学装置１０は、光源ユニット１２と、導光板１４と、第１複合膜１６と、λ／２板１８と、第２複合膜２０とを有する。図示例においては、光源ユニット１２と導光板１４とで、第１複合膜１６および第２複合膜２０のフォトクロミック材料の光学特性を変化させる光を出射する、本発明における光出射部を構成する。
【００２２】
なお、導光板１４と第１複合膜１６、第１複合膜１６とλ／２板１８、λ／２板１８と第２複合膜２０とは、離間していてもよく、あるいは、積層されているだけでもよく、あるいは、光学透明接着剤(ＯＣＡ(Optical Clear Adhesive))、光学透明両面テープ、光学透明粘着シート、光学装置および光学素子でシート状物の貼り合わせに用いられる、紫外線硬化型樹脂等の接着剤あるいは粘着剤で貼り合わされていてもよい。
また、第１複合膜１６と第２複合膜２０との位置関係は、図１および図２に示される構成に限定はされない。すなわち、第１複合膜１６と第２複合膜２０との位置を逆にして、導光板１４とλ／２板１８との間を第２複合膜２０とし、λ／２板１８の第２複合膜２０とは逆側を第１複合膜１６としてもよい。
【００２３】
図１および図２は、光学装置１０を用いる、本発明の表示装置の一部も概念的に示している。図１および図２は、一例として、光学装置１０を液晶表示装置に用いた例である。以下の説明では、液晶表示装置をＬＣＤ（Liquid Crystal Display）とも言う。
すなわち、光源ユニット１２および導光板１４は、光学装置１０における光出射部であると共に、ＬＣＤのバックライトユニットでもある。
また、第２複合膜２０の図中上方には、ＬＣＤのバックライト側（背面側）の偏光板、薄膜トランジスタおよび液晶セル等を有する液晶表示素子（液晶表示パネル）、前面側の偏光板、プリズムシートなどの光拡散手段等、一般的なＬＣＤが有する、公知の各種の部材が配置される。なお、例示した部材以外にも、公知のＬＣＤが有する、公知の各種の部材を有してもよい。
【００２４】
光源ユニット１２は、複数の光源を一方向に配列してなるものである。
図２に示すように、光源ユニット１２は、白色光源１２ｗとＵＶ（Ultraviolet）光源１２ｕとを、交互に配列してなる構成を有する。白色光源１２ｗは、ＬＣＤで画像表示を行うためのバックライトとなる白色光を出射する光源である。ＵＶ光源１２ｕは、後述する第１複合膜１６および第２複合膜２０のフォトクロミック材料の光学特性を変化させる紫外光（ＵＶ光）を出射する光源である。
【００２５】
なお、図２においては、光源は、４つしか示してないが、本発明は、これに限定されない。また、光源ユニット１２は、白色光源１２ｗとＵＶ光源１２ｕとを交互に配列しているが、本発明は、これにも限定はされない。
すなわち、白色光源１２ｗの数は、ＬＣＤによる画像表示に十分な光量を出射できる数であればよく、他方、ＵＶ光源１２ｕの数は、後述する第１複合膜１６および第２複合膜２０のフォトクロミック材料の光学特性を変化させるのに十分な光量を出射できる数であればよい。従って、白色光源１２ｗとＵＶ光源１２ｕとの配列は、白色光源１２ｗを３個に対してＵＶ光源１２ｕを１個や、白色光源１２ｗを６個に対してＵＶ光源１２ｕを１個など、様々な構成が利用可能である。
【００２６】
なお、バックライトの光量を全面的に均一にするためには、白色光源１２ｗは、配列方向に均等に配列されるのが好ましい。同様に、第１複合膜１６および第２複合膜２０のフォトクロミック材料を全面的に適正に変化させるためには、ＵＶ光源１２ｕは、配列方向に均等に配列されるのが好ましい。
【００２７】
白色光源１２ｗは、ＬＣＤのバックライトに用いられる光源が、各種、利用可能である。他方、ＵＶ光源１２ｕは、第１複合膜１６および第２複合膜２０のフォトクロミック材料の光学特性を変化させる光を出射可能な光源が、各種、利用可能である。なお、フォトクロミック材料の光学特性を変化させる光は、紫外光に限定はされず、使用するフォトクロミック材料に応じて、フォトクロミック材料の光学特性を変化させられる各種の光（光源）が利用可能である。
従って、白色光源１２ｗおよびＵＶ光源１２ｕは、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、半導体レーザーなどの各種のレーザー、蛍光灯など、必要とする波長（波長帯域）の光を出射できる光源であれば、公知の光源が、各種、利用可能である。
【００２８】
なお、白色光源１２ｗすなわちＬＣＤのバックライトとなる光源は、フォトクロミック材料の光学特性を変化させる波長（成分）を含まない光を出射するものであるのが好ましい。あるいは、白色光源１２ｗは、フォトクロミック材料の光学特性を変化させる波長を含む場合でも、その光量がフォトクロミック材料の光学特性の変化には不十分なものであるのが好ましい。
【００２９】
本発明において、光源ユニットは、図示例のように、複数の光源を一方向に配列する構成に限定はされない。
すなわち、本発明において、光源は、蛍光灯、複数のＬＥＤを一列に配列してなる光源など、線状光源を利用してもよい。あるいは、例えば、バックライトとなる光を出射する光源は線状光源で、フォトクロミック材料の光学特性を変化させる光を出射する光は、複数の光源をバックライト用の線状光源の長手方向に配列した構成であってもよい。
【００３０】
導光板１４も、ＬＣＤのバックライトユニットに用いられる、一般的な導光板である。
従って、導光板１４は、ＬＣＤのバックライトユニットで用いられる公知の各種の導光板が、全て利用可能である。
【００３１】
第１複合膜１６は、厚さ方向に配向している液晶化合物と、フォトクロミック材料とを有するものである。なお、フォトクロミック材料は、液晶化合物間に位置する（液晶化合物間に含まれる）のが好ましい。
第２複合膜２０も、第１複合膜１６と同様のものであり、厚さ方向に配向している液晶化合物と、フォトクロミック材料とを有するものである。第２複合膜２０においても、フォトクロミック材料は、液晶化合物間に位置する（液晶化合物間に含まれる）のが好ましい。
【００３２】
第１複合膜１６および第２複合膜２０は、ＵＶ光源１２ｕを点灯していない状態では、何も無い状態と殆ど同じ状態になっており、光に対して何の作用もしない。すなわち、光学装置１０（ＬＣＤ）では、ＵＶ光源１２ｕを点灯していない状態では、導光板１４から出射された光は、第１複合膜１６を単に透過し、後述するλ／２板１８を透過した光も、第２複合膜２０を単に透過する。
これに対して、第１複合膜１６および第２複合膜２０は、ＵＶ光源１２ｕを点灯すると、紫外光によってフォトクロミック材料の光学特性が変化して、厚さ方向の光透過率が、厚さ方向と直交する方向の光透過率よりも小さくなる。言い換えれば、第１複合膜１６および第２複合膜２０は、ＵＶ光源１２ｕを点灯すると、フォトクロミック材料の光学特性が変化して、厚さ方向すなわち液晶化合物の配向方向と一致する方向に吸収軸を有する偏光板と同様の状態になる。
【００３３】
後に詳述するが、光学装置（表示装置）は、このような第１複合膜１６と第２複合膜２０とによって、λ／２板１８を挟んだ構成を有し、さらに、フォトクロミック材料の光学特性を変化させる紫外光を出射するＵＶ光源１２ｕおよび導光板１４とを有することにより、ＵＶ光源１２ｕの非点灯（ｏｆｆ）および点灯（ｏｎ）によって、ＬＣＤにおいて、通常の広視野角の画像表示と、狭視野角の画像表示との切り換えを可能にしている。
この点に関しては、後に詳述する。
【００３４】
本発明において、第１複合膜１６および第２複合膜２０の液晶化合物が厚さ方向に配向しているとは、複合膜の膜面（主面（最大面））に対して、液晶化合物が８０〜９０°の角度で配向していることを意味する。また、第１複合膜１６および第２複合膜２０において、液晶化合物は、複合膜の膜面に対して、８５〜９０°に配向していることが好ましく、垂直（９０°）に配向していることが最も好ましい。
なお、本発明において、『液晶化合物が厚さ方向に配向している』とは、液晶化合物が棒状液晶化合物である場合には、棒状液晶性化合物のダイレクタの方向が第１複合膜１６および第２複合膜２０の膜面に垂直であることを言い、液晶化合物がディスコティック液晶性化合物である場合には、ディスコティック液晶性化合物の円盤面の法線の方向が第１複合膜１６および第２複合膜２０の膜面に水平であることを言う。
液晶化合物が厚さ方向に配向していることは、例えば、第１複合膜１６および第２複合膜２０の断面を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）で観察することにより確認できる。
【００３５】
また、第１複合膜１６および第２複合膜２０において、ＵＶ光源１２ｕを点灯した状態における吸収軸は、液晶化合物の配向方向と同じ厚さ方向であり、すなわち、複合膜の膜面に対して８０〜９０°の角度になる。さらに、第１複合膜１６および第２複合膜２０において、ＵＶ光源１２ｕを点灯した状態における吸収軸は、複合膜の膜面に対して、８５〜９０°であるのが好ましく、垂直（９０°）であるのが最も好ましい。
【００３６】
このような第１複合膜１６は、一例として、表面に配向膜を有する基材上に、少なくとも液晶化合物およびフォトクロミック材料を含む組成物を塗布し、ゲスト−ホスト法によって液晶化合物を垂直配向させ、硬化させて液晶化合物の分子が略垂直配向状態で固定している層を形成することで、作製できる。
第２複合膜２０も、第１複合膜１６と同様、一例として、表面に配向膜を有する基材上に、少なくとも液晶化合物およびフォトクロミック材料を含む組成物を塗布し、ゲスト−ホスト法によって液晶化合物を垂直配向させ、硬化させて液晶化合物の分子が略垂直配向状態で固定している層を形成することで、作製できる。
すなわち、第１複合膜１６および第２複合膜２０は、一例として、配向膜を有する基材と、液晶組成物を硬化してなる層とで形成される。
【００３７】
具体的には、第１複合膜１６および第２複合膜２０は、表面に配向膜を有する基材上に、少なくとも液晶化合物を含む液晶組成物を塗布し硬化させて、該液晶化合物の分子が略垂直配向状態で固定している液晶フィルムと、同様に作製できる。
この液晶フィルムの作製では、少なくとも液晶化合物、および溶媒、必要に応じて配向剤等を含む液晶組成物を、配向膜を形成した基材上に塗布し、乾燥させて液晶塗膜を形成する。従って、第１複合膜１６および第２複合膜２０は、液晶フィルムを作製するための液晶組成物に、さらにフォトクロミック材料を添加した液晶組成物を用いて作製すればよい。
【００３８】
−基材−
第１複合膜１６および第２複合膜２０に用いられる基材としては、その形状、構造、大きさ等については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。形状としては、例えば平板状、シート状などが挙げられ、構造としては、単層構造であってもいし、積層構造であってもよく適宜選択することができる。
【００３９】
基材の材料としては、特に制限はなく、無機材料および有機材料のいずれをも好適に用いることができる。
無機材料としては、例えば、ガラス、石英、シリコン、などが挙げられる。
有機材料としては、例えば、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）等のアセテート系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリノルボルネン系樹脂、セルロース系樹脂、ポリアリレート系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリ塩化ビニリデン系樹脂、ポリアクリル系樹脂、などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００４０】
基材は、適宜合成したものであってもよいし、市販品を使用してもよい。
基材の厚さには特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、１０〜５００μｍが好ましく、５０〜３００μｍがより好ましい。
【００４１】
−配向膜−
第１複合膜１６および第２複合膜２０に用いられる配向膜は、一例として、基材の表面に積層された、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリビニルアルコール、アクリレートモノマーの硬化物等の膜である。
また、配向膜は、光配向処理したものであってもよい。この光配向は、アゾベンゼン系ポリマー、ポリビニルシンナメート等の光活性分子に光化学反応を起こす波長の直線偏光や斜め非偏光を照射して光配向膜の表面に異方性を生成させるものであり、入射光によって膜の最表面の分子長軸の配向が生成され、この最表面の分子に接触する液晶を配向させる駆動力が形成されている。
なお、光配向膜の材料としては、上述のものの他に、光活性分子が光化学反応を起こす波長の直線偏光照射による光異性化、光二量化、光環化、光架橋、光分解、光分解−結合のうち、いずれかの反応により膜表面に異方性を生成するものであればよく、例えば、「長谷川雅樹、日本液晶学会誌、Vol.3 No.1,p3(1999)」、「竹内安正、日本液晶学会誌、Vol.3 No.4,p262(1999)」などに記載されている種々の光配向膜材料を使用することができる。
このような配向膜の上に液晶組成物を塗布すると、配向膜表面の微細な溝および最表面の分子の配向の少なくともいずれかを駆動力として液晶が配向される。
【００４２】
−第１複合膜１６および第２複合膜２０を形成するための液晶組成物−
＜液晶化合物＞
第１複合膜１６および第２複合膜２０を形成するための液晶組成物に用いられる液晶化合物としては、重合性基を有し、紫外線の照射によって硬化するものであれば特に制限はないが、下記構造式で表される化合物が好適に挙げられる。
【００４３】
【化１】
0006719552.tif 000002
【００４４】
【化２】
0006719552.tif 000003
【００４５】
このような液晶化合物は、市販品を用いることができる。市販品としては、例えば、ＢＡＳＦ社製の商品名：ＰＡＬＩＯＣＯＬＯＲ ＬＣ２４２；  Ｍｅｒｃｋ社製の商品名：Ｅ７；  Ｗａｃｋｅｒ−Ｃｈｅｍ社製の商品名：ＬＣ−Ｓｌｌｉｃｏｎ−ＣＣ３７６７；  高砂香料株式会社製の商品名：Ｌ３５、Ｌ４２、Ｌ５５、Ｌ５９、Ｌ６３、Ｌ７９、Ｌ８３などが挙げられる。
【００４６】
液晶化合物の含有量は、液晶組成物の全固形分に対し１０〜９０質量％が好ましく、２０〜８０質量％がより好ましい。
【００４７】
＜空気界面垂直配向剤＞
前述のように、第１複合膜１６および第２複合膜２０は、厚さ方向に配向している液晶化合物およびフォトクロミック材料を有し、ＵＶ光源１２ｕを点灯すると、紫外光によってフォトクロミック材料の光学特性が変化して、厚さ方向すなわち液晶化合物の配向方向と一致する方向に吸収軸を有する偏光板と同じような状態になるのが特徴である。
そのためには、媒質である液晶層（液晶化合物）が厚さ方向に配向している。基材の片面に設けられた配向膜上に形成される液晶層は、末端を疎水性に調整することにより、配向膜側から空気界面側まで略垂直配向になることもあるが、そのままでは空気界面で斜めに乱れることもある。そこで、第１複合膜１６および第２複合膜２０を形成するための液晶組成物には、空気界面垂直配向剤を添加しておいた方が、液晶層が安定的に厚さ方向に配向する。
このような空気界面垂直配向剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、特開２００６−３０１６０５号公報の段落番号＜０１１０＞〜＜０１９４＞に記載されている化合物の中から適宜選択して用いることができる。
また、使用する液晶層との相互作用が強い高分子界面活性剤の中から選定して用いることができ、例えば、大日本インキ化学工業株式会社製のメガファックＦ７８０Ｆなどが好適に挙げられる。
このような空気界面垂直配向剤の含有量は、液晶組成物の全固形分に対し０．０１質量％〜５．０質量％が好ましく、０．０５質量％〜３．０質量％がより好ましい。
【００４８】
＜光重合開始剤＞
第１複合膜１６および第２複合膜２０を形成するための液晶組成物は、光重合開始剤を含有するのが好ましい。光重合開始剤としては、特に制限はなく、公知のものの中から目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ｐ−メトキシフェニル−２，４−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（ｐ−ブトキシスチリル）−５−トリクロロメチル１，３，４−オキサジアゾール、９−フェニルアクリジン、９，１０−ジメチルベンズフェナジン、ベンゾフェノン／ミヒラーズケトン、ヘキサアリールビイミダゾール／メルカプトベンズイミダゾール、ベンジルジメチルケタール、チオキサントン／アミン、などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
これらの光重合開始剤は、市販品を用いることができる。市販品としては、例えば、ＢＡＳＦ社製の商品名：イルガキュア９０７、イルガキュア３６９、イルガキュア７８４、イルガキュア８１４、ルシリンＴＰＯ、などが挙げられる。
【００４９】
光重合開始剤の添加量は、液晶組成物の全固形分質量に対し０．１〜２０質量％が好ましく、０．５〜５質量％がより好ましい。
【００５０】
＜溶媒＞
第１複合膜１６および第２複合膜２０を形成するための液晶組成物に用いられる溶媒としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、クロロホルム、ジクロロメタン、四塩化炭素、ジクロロエタン、テトラクロロエタン、塩化メチレン、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、オルソジクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類；  フェノール、ｐ−クロロフェノール、ｏ−クロロフェノール、ｍ−クレゾール、ｏ−クレゾール、ｐ−クレゾ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−ジメトキシベンゼン等の芳香族炭化水素類；  アセトン、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等のケトン系溶媒；  酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶媒；  ｔ−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、ジエチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、２−メチル−２，４−ペンタンジオール等のアルコール系溶媒；ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド系溶媒；  アセトニトリル、ブチロニトリル等のニトリル系溶媒；  ジエチルエーテル、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル系溶媒；二硫化炭素、エチルセルソルブ、ブチルセルソルブなどが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００５１】
＜フォトクロミック材料＞
第１複合膜１６および第２複合膜２０を形成するための液晶組成物に用いられるフォトクロミック材料には、特に制限はなく、公知の各種のフォトクロミック材料が利用可能である。
フォトクロミック材料としては、一例として、米国特許出願公開第２００５／００１２９９８Ａ１号の段落＜００８９＞〜＜０３３９＞に詳細に記載されるものが挙げられるが、これらに限定されない。
なお、フォトクロミック材料の含有量は、液晶組成物の全固形分に対し３〜３０質量％が好ましく、５〜２０質量％がより好ましく、８〜１５質量％がさらに好ましい。
【００５２】
第１複合膜１６および第２複合膜２０を形成するための液晶組成物は、公知の塗布方法で基材（配向膜）に塗布できる。塗布方法としては、例えば、スピンコート法、キャスト法、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、グラビア印刷法などが挙げられる。
第１複合膜１６および第２複合膜２０を形成するための液晶組成物の硬化方法は、熱硬化でも、光硬化でもよいが、光硬化が特に好ましい。
なお、本発明において、第１複合膜１６および第２複合膜２０は、基材を有する構成に限定はされず、各種の構成が利用可能である。例えば、導光板１４を第１複合膜１６および第２複合膜２０の形成面として、導光板１４の表面に配向膜を形成し、その上に、第１複合膜１６および第２複合膜２０を形成するための液晶組成物を塗布して硬化した構成であってもよい。
【００５３】
λ／２板１８は、公知のλ／２板である。
前述のように、光学装置１０において、λ／２板１８は、第１複合膜１６と第２複合膜２０とに挟まれた状態で、配置される。
【００５４】
λ／２板（λ／２機能を有する板）とは、特定の波長λｎｍにおける面内レターデーションＲｅ（λ）がＲｅ（λ）＝λ／２を満たす板のことをいう。この式は、可視光域のいずれかの波長（例えば、５５０ｎｍ）において達成されていればよい。
λ／２板１８において、波長５５０ｎｍの面内レターデーションＲｅ（５５０）は特に限定はないが、２５５〜２９５ｎｍが好ましく、２６０〜２９０ｎｍがより好ましく、２６５〜２８５ｎｍがさらに好ましい。
【００５５】
なお、図中に示すλ／２板１８の破線は、λ／２板１８の遅相軸１８ｓである。
光学装置１０（ＬＣＤ）において、λ／２板１８の遅相軸１８ｓは、後述するＬＣＤにおける上下方向（ｘ方向）および左右方向（ｙ方向）に対して、４５°の角度を有する。
【００５６】
以下、図１および図２に加えて、図３および図４の概念図を参照して、光学装置１０の作用を説明することにより、光学装置１０およびＬＣＤ（表示装置）について、より詳細に説明する。
【００５７】
以下の説明では、便宜的に、ＬＣＤにおける表示の上下方向すなわち表示の天地方向をｘ方向、ｘ方向と直交する左右方向をｙ方向、ｘ方向およびｙ方向と直交する、第１複合膜１６および第２複合膜２０の厚さ方向をｚ方向とする。
図２〜図４において、λ／２板１８の矢印（破線）は、前述のように、λ／２板１８の遅相軸１８ｓである。λ／２板１８の遅相軸１８ｓは、上下方向（ｘ方向）および左右方向（ｙ方向）に対して、４５°の角度を有する。
【００５８】
光学装置１０を用いるＬＣＤにおいて、通常の広視野角での画像表示を行う場合には、光源ユニット１２のＵＶ光源１２ｕを点灯せずに、白色光源１２ｗのみを点灯している。
【００５９】
前述のように、光学装置１０においては、ＵＶ光源１２ｕを点灯していない状態では、第１複合膜１６および第２複合膜２０は、何も無い状態と殆ど同様の状態になっている。
そのため、白色光源１２ｗから出射され、導光板１４によって伝播されて、導光板１４の主面から出射した白色光は、第１複合膜１６をそのまま透過して、次いで、λ／２板１８を透過して、さらに、第２複合膜２０もそのまま透過して、その上のバックライト側偏光板に入射して、ＬＣＤの液晶表示素子による画像の表示に供される。
従って、この状態では、ＬＣＤでは、通常の広視野角での画像表示が行われる。また、ＵＶ光源１２ｕを点灯していない状態では、第１複合膜１６および第２複合膜２０は何も無い状態と殆ど同様なので、第１複合膜１６および第２複合膜２０を有していても、光の透過率は高い。
【００６０】
一方、ＵＶ光源１２ｕを点灯すると、白色光源１２ｗから出射された白色光と共に、ＵＶ光源１２ｕから出射された紫外光も第１複合膜１６および第２複合膜２０に入射する。
前述のように、第１複合膜１６および第２複合膜２０に紫外光が入射すると、第１複合膜１６および第２複合膜２０のフォトクロミック材料の光学特性が変化する。このフォトクロミック材料の光学特性の変化によって、第１複合膜１６および第２複合膜２０は、厚さ方向（ｚ方向）の光透過率が、厚さ方向と直交する方向の光透過率よりも小さくなる。
【００６１】
すなわち、ＵＶ光源１２ｕを点灯すると、第１複合膜１６および第２複合膜２０は、紫外光の入射によってフォトクロミック材料の光学特性が変化して、厚さ方向（液晶化合物の配向方向）すなわちｚ方向に吸収軸が生じたのと同様の状態になる。また、吸収軸が生じれば、吸収軸と直交する方向に透過軸が生じた状態になる。
従って、ＵＶ光源１２ｕを点灯すると、第１複合膜１６および第２複合膜２０は、吸収軸を厚さ方向に一致した偏光板のような状態になる。
【００６２】
具体的には、図３に概念的に示すように、ＵＶ光源１２ｕを点灯すると、例えばｘ方向仰角４５°からＬＣＤを観察した場合には、第１複合膜１６および第２複合膜２０は、ｚ方向に吸収軸ａ（実線の矢印）を有し、ｙ方向に透過軸ｔｙ（破線の矢印）を有する、ｚ方向およびｙ方向に平行な偏光板Ｙｐ（二点鎖線）のような状態となる。
また、ＵＶ光源１２ｕを点灯すると、例えばｙ方向仰角４５°からＬＣＤを観察した場合には、第１複合膜１６および第２複合膜２０は、ｚ方向に吸収軸ａを有し、ｘ方向に透過軸ｔｘを有する、ｚ方向およびｘ方向に平行な偏光板Ｘｐのような状態になる。
また、ＵＶ光源１２ｕを点灯した状態で、ＬＣＤをｘ方向あるいはｙ方向から観察した場合には、第１複合板１６、λ／２板１８、および、第２複合板２０は、光学的には、図４に示すような状態になっている。
【００６３】
ＵＶ光源１２ｕを点灯した状態で第１複合膜１６および第２複合膜２０に生じる吸収軸ａは、ｚ方向すなわち厚さ方向である。そのため、ＬＣＤを正面すなわち画像の表示面と直交する方向（ｚ方向）から観察した場合には、吸収軸ａは無いのと同様の状態であり、すなわち、第１複合膜１６および第２複合膜２０は偏光板として作用しない。
従って、正面からは、ＬＣＤの表示画像を通常に観察できる。
【００６４】
一方、ＬＣＤをｘ方向から観察した場合には、第１複合膜１６は、ｚ方向（厚さ方向）に吸収軸ａを有し、ｙ方向に透過軸ｔｙを有する、偏光板Ｙｐのような状態になる。また、吸収軸ａがｚ方向であるので、観察方向がｘ方向であり、かつ仰角の値が小さくなるほど、第１複合膜１６の偏光板Ｙｐとしての作用は、大きくなる。
従って、観察方向がｘ方向からになると、第１複合膜１６を透過する光は、偏光板Ｙｐのｙ方向の透過軸ｔｙによる、ｙ方向の直線偏光となる。
【００６５】
第１複合膜１６によってｙ方向の直線偏光とされた光は、次いで、λ／２板１８に入射する。
前述のように、ＬＣＤをｘ方向から観察した場合には、第１複合板１６（偏光板Ｙｐ）、λ／２板１８、および、第２複合板２０（偏光板Ｙｐ）は、光学的には図４に示すような状態になっている。
また、λ／２板１８は、ｙ方向に対して、４５°の遅相軸を有するλ／２板である。従って、λ／２板１８に入射したｙ方向の直線偏光の光は、λ／２板１８によって偏光方向を９０°回転されて、ｚ方向の直線偏光の光となる。
【００６６】
λ／２板１８によってｚ方向の直線偏光とされた光は、次いで、第２複合膜２０に入射する。
前述のように、ＬＣＤをｘ方向から観察した場合には、第２複合膜２０は、ｚ方向に吸収軸ａを有し、ｙ方向に透過軸ｔｙを有する、偏光板Ｙｐのような状態になる。第１複合膜１６と同様、観察方向がｘ方向であり、かつ仰角の値が小さくなるほど、第２複合膜２０の偏光板Ｙｐとしての作用は大きくなる。
従って、λ／２板１８によってｚ方向の直線偏光とされた光は、第２複合膜２０（偏光板Ｙｐ）の吸収軸ａによって吸収されて、画像表示には供されない。
そのため、ＵＶ光源１２ｕを点灯した状態では、ｘ方向からは画像を観察することはできない。すなわち、ＬＣＤは、ＵＶ光源１２ｕを点灯することで、ｘ方向の視野角が狭くなる。
【００６７】
他方、ＬＣＤをｙ方向から観察した場合には、第１複合膜１６は、ｚ方向に吸収軸ａを有し、ｘ方向に透過軸ｔｘを有する偏光板Ｘｐのような状態になる。偏光板Ｙｐと同様、観察方向がｙ方向であり、かつ仰角の値が小さくなるほど、第１複合膜１６の偏光板Ｘｐとしての作用が大きくなる。
従って、観察方向がｙ方向からになると、第１複合膜１６を透過する光は、偏光板Ｘｐのｘ方向の透過軸ｔｘによる、ｘ方向の直線偏光となる。
【００６８】
第１複合膜１６によってｘ方向の直線偏光とされた光は、次いで、λ／２板１８に入射する。
前述のように、ＬＣＤをｙ方向から観察した場合には、第１複合板１６（偏光板Ｘｐ）、λ／２板１８、および、第２複合板２０（偏光板Ｘｐ）は、光学的には図４に示すような状態になっている。
また、λ／２板１８は、ｘ方向に対して、４５°の遅相軸を有するλ／２板である。従って、λ／２板１８に入射したｘ方向の直線偏光の光は、λ／２板１８によって偏光方向を９０°回転されて、ｚ方向の直線偏光の光となる。
【００６９】
λ／２板１８によってｚ方向の直線偏光とされた光は、次いで、第２複合膜２０に入射する。
前述のように、ＬＣＤをｙ方向から観察した場合には、第２複合膜２０は、ｚ方向に吸収軸ａを有し、ｘ方向に透過軸ｔｘを有する、偏光板Ｘｐのような状態になる。第１複合膜１６と同様、観察方向がｙ方向であり、かつ仰角の値が小さくなるほど、第２複合膜２０の偏光板Ｘｐとしての作用は大きくなる。
従って、λ／２板１８によってｚ方向の直線偏光とされた光は、第２複合膜２０（偏光板Ｘｐ）の吸収軸ａによって吸収されて、画像表示には供されない。
そのため、ＵＶ光源１２ｕを点灯した状態では、ｙ方向からは画像を観察することはできない。すなわち、ＬＣＤは、ＵＶ光源１２ｕを点灯することで、ｙ方向の視野角も狭くなる。
この例の場合、ｘ方向あるいはｙ方向から観察したときに、厚さ方向の光透過率が、この厚さ方向と直交する方向の光透過率よりも小さくなることとなる。
【００７０】
これは、例えば、本発明の光学装置のｘあるいはｙ方向から仰角０°と仰角４５°での光透過率の差として表すことができる。
測定機“ＥＺ−Ｃｏｎｔｒａｓｔ  ＸＬ８８”（ＥＬＤＩＭ社製）を用いて、仰角０°（正面方向）の輝度Ｙ０と、４５°の白表示における輝度Ｙ４５を測定し、光透過率の比（Ｙ０／Ｙ４５）を算出した。
（Ｙ０／Ｙ４５）の値は、１０以上が好ましく、１００以上がより好ましく、１０００以上がさらに好ましい。
この屈折率の差は、一方の複合膜を偏光膜とした場合の透過率を測定した場合であっても、複合膜を２枚用いた場合と同様の値となる。
【００７１】
また、ＵＶ光源１２ｕを消灯することで、第１複合膜１６および第２複合膜２０のフォトクロミック材料の光学特性が元に戻って、ＵＶ光源１２ｕの点灯前の何も無い状態と同様になるので、通常の、広視野角の画像表示が行われる。
なお、ＵＶ光源１２ｕを消灯した際には、第１複合膜１６と第２複合膜２０とを加熱することにより、および／または、第１複合膜１６と第２複合膜２０とに紫外光とは異なる波長の光を照射することにより、フォトクロミック材料の光学特性が元に戻る時間の短縮化を図ってもよい。
【００７２】
以上のように、光学装置、および、この光学装置を用いるＬＣＤによれば、ＵＶ光源１２ｕの点灯および消灯という簡易な操作で、通常の広視野角の画像表示と、ｘ方向およびｙ方向の視野角を狭くした狭視野角の画像表示とを切り変えることができる。
しかも、ＬＣＤとしての構成的には、ＵＶ光源１２ｕ、第１複合膜１６、λ／２板１８および第２複合膜２０を追加しただけの、簡易な構成である。
【００７３】
図１および図２に示す光学装置１０は、最も好ましい態様として、厚さ方向に配向される液晶化合物およびフォトクロミック材料を有し、紫外線の照射によって、フォトクロミック材料の光学特性が変化して、厚さ方向の光透過率が、厚さ方向と直交する方向の光透過率よりも小さくなる、第１複合膜１６および第２複合膜２０によって、λ／２板１８を挟んだ構成を有する。
光学装置１０は、これ以外にも、第２複合膜２０を、厚さ方向に吸収軸を有する偏光膜に変更した構成も利用可能である。なお、第１複合膜１６と第２複合膜２０との位置関係は、逆でも良いのは、前述のとおりである。
【００７４】
図５に、その一例を概念的に示す。なお、図５に示す光学装置２６は、図１等に示す光学装置１０と、同じ部材には同じ符号を付し、以下の説明は、異なる部位を主に行う。
図５に示す光学装置２６は、前述の図１等に示す光学装置１０において、第２複合膜２０を偏光膜２８に変更した構成を有する。すなわち、図５に示す光学装置２６は、導光板１４とλ／２板１８との間に第１複合膜１６を有して、第１複合膜１６と偏光膜２８とによって、λ／２板１８を挟んだ構成を有する。
しかしながら、前述のように、本発明においては、第１複合膜１６と第２複合膜２０との位置関係は、逆でも良い。従って、本発明の光学装置は、導光板１４とλ／２板１８との間に偏光膜２８を有して、偏光膜２８と第１複合膜１６とによって、λ／２板１８を挟んだ構成でもよい。
本発明は、基本的に、上記のいずれの構成でもよいが、紫外光によるフォトクロミック材料の光学特性の変化効率を向上できる、紫外光によるフォトクロミック材料の劣化を抑制できる等の点で、導光板１４とλ／２板１８との間に第１複合膜１６を有する構成の方が有利である。
【００７５】
前述のように、偏光膜２８は、厚さ方向に吸収軸を有する偏光膜である。
なお、本発明において、偏光膜２８が厚さ方向に吸収軸を有するとは、偏光膜２８の膜面（主面（最大面））に対して、偏光膜２８の吸収軸の角度が８０〜９０°であることを意味する。また、偏光膜２８において、吸収軸の角度は、偏光膜２８の膜面に対して、８５〜９０°であるのが好ましく、垂直（９０°）であるのが最も好ましい。
なお、偏光膜２８が厚さ方向に吸収軸を有することは、以下の方法で確認できる。すなわち、ＡｘｏＳｃａｎ  ＯＰＭＦ−１（オプトサイエンス社製）を用いて、−５０°から５０°の範囲で、極角θを１０°ずつ変えながら、偏光膜２８の透過率Ｔを測定する。この測定において、透過率が最大となる極角をθ０°としたとき、「９０°−θ０°」が、「吸収軸の角度」となる。従って、これにより、偏光膜２８が厚さ方向に吸収軸を有することが確認できる。
なお、極角θとは、偏光膜２８の膜面の垂線に対する角度である。
【００７６】
偏光膜２８は、厚さ方向に吸収軸を有するものであれば、構成には、特に限定はない。なかでも、複屈折性材料（複屈折性を有する材料）が含まれ、その複屈折性材料が所定の方向に配向されてなる偏光膜２８が好ましい。より具体的には、例えば、複屈折性材料として後述する２色性色素が用いられる場合は、２色性色素の長軸が偏光膜２８の厚さ方向と平行になるように配置される。
このような偏光膜２８としては、例えば、特開２００８−１６５２０１号公報に記載される偏光膜を用いることができる。
【００７７】
複屈折性材料には、特に限定はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、無機粒子、２色性色素、異方性金属ナノ粒子、カーボンナノチューブ、金属錯体などが挙げられる。これらの中でも、２色性色素、異方性金属ナノ粒子、カーボンナノチューブ、が特に好ましい。
【００７８】
−２色性色素−
２色性色素としては、例えば、アゾ系色素、アントラキノン系色素などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００７９】
本発明において、２色性色素とは、光を吸収する機能を有する化合物と定義される。２色性色素としては、吸収極大及び吸収帯については、いかなるものであってもよいが、イエロー域（Ｙ）、マゼンタ域（Ｍ）、あるいはシアン域（Ｃ）に吸収極大を有する場合が好ましい。また、２色性色素は２種類以上を用いてもよく、Ｙ、Ｍ、Ｃに吸収極大を有する２色性色素の混合物を用いるのが好ましく、可視域（４００〜７５０ｎｍ）の範囲を全て吸収するように２色性色素を混合して用いるのがより好ましい。ここで、イエロー域とは４２０〜４９０ｎｍの範囲であり、マゼンタ域とは４９５〜５７０ｎｍの範囲であり、シアン域とは６２０〜７５０ｎｍの範囲である。
【００８０】
ここで、２色性色素に用いられる発色団について説明する。２色性色素の発色団としては、特に限定はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、アゾ色素、アントラキノン色素、ペリレン色素、メロシアニン色素、アゾメチン色素、フタロペリレン色素、インジゴ色素、アズレン色素、ジオキサジン色素、ポリチオフェン色素、フェノキサジン色素などが挙げられる。これらの中でも、アゾ色素、アントラキノン色素、フェノキサジン色素が好ましく、アントラキノン色素、フェノキサゾン色素（フェノキサジン−３−オン）がより好ましい。
なお、上記色素の具体例としては、特開２００８−２７５９７６号公報の段落００２２〜段落００７５に記載の色素が挙げられ、これらの内容は本明細書に組み込まれる。
【００８１】
−異方性金属ナノ粒子−
異方性金属ナノ粒子は、数ｎｍ〜１００ｎｍのナノサイズの棒状金属微粒子である。棒状金属微粒子とは、アスペクト比（長軸長さ／短軸長さ）が１．５以上である粒子を意味する。
このような異方性金属ナノ粒子は、表面プラズモン共鳴を示し、紫外〜赤外領域に吸収を示す。例えば短軸長さが１〜５０ｎｍ、長軸長さが１０〜１，０００ｎｍ、アスペクト比が１．５以上の異方性金属ナノ粒子は、短軸方向と、長軸方向とで吸収位置を変えることができるので、このような異方性金属ナノ粒子を膜の水平面に対し斜め方向に配向させた偏光膜は、異方性吸収膜となる。
【００８２】
−カーボンナノチューブ−
カーボンナノチューブは、繊維径が１〜１，０００ｎｍ、長さが０．１〜１，０００μｍ、アスペクト比が１００〜１０，０００の細長いチューブ状の炭素である。カーボンナノチューブの作製方法としては、例えばアーク放電法、レーザー蒸発法、熱ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法などが知られている。アーク放電法及びレーザー蒸発法により得られるカーボンナノチューブには、グラフェンシートが一層のみの単層カーボンナノチューブ（ＳＷＮＴ：Single Wall Nanotube）と、複数のグラフェンシートからなる多層カーボンナノチューブ（ＭＷＮＴ：Maluti Wall Nanotube）とが存在する。
また、熱ＣＶＤ法及びプラズマＣＶＤ法では、主としてＭＷＮＴが作製できる。ＳＷＮＴは、炭素原子同士がＳＰ２結合と呼ばれる最も強い結合により６角形状につながったグラフェンシート一枚が筒状に巻かれた構造を有する。
【００８３】
偏光膜２８における複屈折性材料の含有量は、０．１〜９０．０質量％が好ましく、１．０〜３０．０質量％がより好ましい。複屈折性材料の含有量が、０．１質量％以上であると、十分な偏光性を得ることができる。一方、９０質量％以下であると、偏光膜の成膜を支障なく行うことができ、偏光膜の透過率を維持することができる。
【００８４】
偏光膜２８は、複屈折性材料以外にも偏光膜の形成方法（配向方法）に応じて、分散剤、溶媒、バインダー樹脂等のその他の成分を含有してなる。
【００８５】
＜＜偏光膜の製造方法＞＞
偏光膜２８の製造方法としては、基材面（偏光膜面）に対し吸収軸が略垂直方向となるようにできれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、（１）液晶配向場における金属ナノロッド析出法、（２）ゲスト−ホスト液晶法、（３）陽極酸化アルミナ法、などが挙げられる。これらの中でも、ゲスト−ホスト液晶法が特に好ましい。
上記方法は、特開２００８−２７５９７６号公報の段落００８７〜段落０１０８に記載の方法が挙げられ、これらの内容は本明細書に組み込まれる。
【００８６】
偏光膜２８の厚さは、特に限定はなく、目的に応じて適宜選択することができ、０．１〜１０μｍが好ましく、０．３〜３μｍがより好ましい。
【００８７】
前述のように、偏光膜２８は、厚さ方向に吸収軸を有する偏光膜である。このような偏光膜２８は、紫外線を照射した前述の第１複合膜１６および第２複合膜２０と、同様の光学的な特性を有する。
すなわち、偏光膜２８は、ｘ方向（上下方向）から見た場合には、常時、ｚ方向（厚さ方向）に吸収軸ａを有し、ｙ方向（左右方向）に透過軸ｔｙを有するｚ方向よびｙ方向に平行な偏光板Ｙｐのような状態となっている。また、偏光膜２８は、ｙ方向から見た場合には、常時、ｚ方向に吸収軸ａを有し、ｘ方向に透過軸ｔｘを有するｚ方向よびｘ方向に平行な偏光板Ｘｐのような状態となっている（図３および図４参照）。
また、偏光膜２８は、透過軸がｚ方向であるので、前述の第１複合膜１６および第２複合膜２０と同様、正面から見た場合には、何も無い状態と同様の状態になっている。
【００８８】
従って、このような光学装置２６において、ＵＶ光源１２ｕを点灯しない状態では、第１複合膜１６は無いのと同じ状態であるので、導光板１４から出射された光は、第１複合膜１６およびλ／２板１８を、そのまま透過して、偏光膜２８に入射する。
偏光膜２８は、正面から見た場合には、無い状態と同様であり、ｘ方向から見た場合には、偏光板Ｙｐのｙ方向の透過軸ｔｙを光が透過し、ｙ方向から見た場合には、偏光板Ｘｐのｘ方向の透過軸ｔｘを光が透過する。従って、ＵＶ光源１２ｕを点灯しない状態では、通常の画像表示を行うことができる。
【００８９】
一方、ＵＶ光源１２ｕを点灯すると、前述のように、第１複合膜１６が、ｚ方向の光透過率が、ｚ方向と直交する方向の光透過率よりも小さくなった状態になる。すなわち、ＵＶ光源１２ｕを点灯すると、第１複合膜１６は、前述のように、ｘ方向から見た場合には、ｚ方向に透過軸ａを有し、ｙ方向に透過軸ｔｙを有する、偏光板Ｙｐと同様の状態となり、ｙ方向から見た場合には、ｚ方向に透過軸ａを有し、ｘ方向に透過軸ｔｘを有する、偏光板Ｘｐと同様の状態になる。
従って、前述の図１および図２に示す光学装置１０（ＬＣＤ）と同様に、図３および図４に示す作用によって、ｘ方向およびｙ方向の視野角が狭くなり、ｘ方向およびｙ方向の狭視野角での画像表示となる。
【００９０】
以上のように、図５に示す光学装置２６でも、ＵＶ光源１２ｕの点灯および消灯という簡易な操作で、通常の広視野角の画像表示と、ｘ方向およびｙ方向の視野角を狭くした狭視野角の画像表示とを切り変えることができる。
しかも、ＬＣＤとしての構成は、ＵＶ光源１２ｕ、第１複合膜１６、λ／２板１８および偏光膜２８を追加しただけの、簡易な構成である。
【００９１】
以上の例は、紫外線を照射した際にフォトクロミック材料の光学特性が変化して、第１複合膜１６が吸収軸および透過軸を有する偏光板として作用する例であるが、本発明は、これに限定はされない。
すなわち、本発明は、紫外線を照射してフォトクロミック材料の光学特性が変化している状態で、複合膜が何も無い状態と同様の状態となり、紫外線の照射を止めて、フォトクロミック材料の光学特性が変化する前に戻った状態において、複合膜が吸収軸および透過軸を有する偏光板として作用する構成でもよい。
【００９２】
図示例において、ＬＣＤのバックライトユニットは、導光板１４を用いるエッジライト型であるが、本発明は、これに限定はされない。すなわち、本発明は、導光板を用いずに、リフレクタ等を用いて光源の光を液晶表示パネルに出射する、いわゆる、直下型のバックライトユニットも、利用可能である。この際には、例えば、直下型のバックライトユニットのリフレクタの中に、バックライトとなる光を出射する光源と共に、フォトクロミック材料の光学特性を変化させるための紫外光等を出射する光源を配置すればよい。
【００９３】
また、図示例においては、光源ユニット１２および導光板１４が、ＬＣＤにおけるバックライトユニットと、本発明の光学装置におけるフォトクロミック材料の光学特性を変化させる光を第１複合膜１６あるいはさらに第２複合膜２０に出射する光出射部とを兼ねているが、本発明は、これに限定はされない。
すなわち、本発明においては、ＬＣＤにおける画像表示用のバックライトユニットと、フォトクロミック材料の光学特性を変化させるための光を第１複合膜１６あるいはさらに第２複合膜２０に出射する光学装置の光出射部とを、別々に、独立して有してもよい。一例として、ＬＣＤにおけるバックライトユニットを直下型とし、フォトクロミック材料の光学特性を変化させるための光を出射する光出射部をエッジライト型として、直下型のバックライトユニットの光出射面の上に、光学装置の光出射部を構成する導光板を配置する構成が例示される。
【００９４】
さらに、以上の例は、本発明の光学装置を液晶表示装置に組み込んだ例であるが、本発明の光学装置は、これに限定はされない。
すなわち、本発明の光学装置は、偏光板と、複合膜と、複合膜のフォトクロミック材料の光学特性を変化させる光を複合膜に出射する光出射部とを有する、表示装置とは別の、単体の光学装置であってもよい。
光学装置単体で、１つの装置を構成する場合でも、光出射部は、エッジライト型でも、直下型でもよい。また、この際において、光出射部をエッジライト型とする場合には、導光板は、ＬＣＤのバックライトユニットに用いられる一般的な導光板が利用可能である。
【００９５】
このような表示装置とは別体の単体の光学装置としては、一例として、導光板および紫外光を導光板に出射する光源を有する光源ユニットを有する光出射部と、第１複合膜と、λ／２板と、第２複合膜と、を有する光学装置が例示される。すなわち、この光学装置は、光源ユニットが白色光源１２ｗを有さない以外は、図１の光学装置１０と同様の構成を有する。
また、別の例として、導光板および紫外光を導光板に出射する光源を有する光源ユニットを有する光出射部と、第１複合膜と、λ／２板と、偏光膜と、を有する光学装置が例示される。すなわち、この光学装置は、光源ユニットが白色光源１２ｗを有さない以外は、図５の光学装置２６と同様の構成を有する。
この光学装置は、例えば、ＬＣＤ、有機エレクトロルミネッセンス表示装置、プラズマ表示装置等の表示装置の表示面（観察面）に載置して、光源ユニットの光源を点灯および消灯することで、先と同様の作用によって、光源ユニットの光源を消灯した状態での通常の広視野角での画像表示と、光源ユニットの光源を点灯した状態での狭視野角での画像表示とを、切り換えることができる。
【００９６】
以上、本発明の光学装置および表示装置について詳細に説明したが、本発明は前述の例に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行ってもよいのは、もちろんである。
【実施例】
【００９７】
以下に実施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、試薬、使用量、物質量、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。【００９８】
［実施例１］
＜フィルム０１の作製＞
下記の材料をミキシングタンクに投入し、加熱しながら攪拌して、各成分を溶解し、下記組成のセルロースアセテート溶液（ドープ）を調製した。
＜＜ドープの組成＞＞
・セルロースアセテート（アセチル置換度２．８６）・・・１００質量部
・トリフェニルホスフェート・・・８質量部
・ビフェニルジフェニルホスフェート・・・４質量部
・メチレンクロライド・・・３６９質量部
・メタノール・・・８０質量部
・１−ブタノール・・・４質量部【００９９】
調製したドープを３０℃に加温して、流延ギーサーを通してガラスプレート上に流延した。ガラスの表面温度は−５℃に、流延部全体の空間温度は１５℃にそれぞれ設定した。
流延後、１分間静置した後に４５℃で１分乾燥し、ガラスから剥ぎ取った。次に１１０℃で５分、さらに１４０℃で１０分乾燥し、厚さ８０μｍの保護フィルムを得た。これをフィルム０１とする。このフィルム０１が、第１複合膜１６および第２複合膜２０の基材となる。【０１００】
＜アクリル層の形成＞
下記の材料をミキシングタンクに投入し、攪拌して、孔径０．４μｍのポリプロピレン製フィルターで濾過してアクリル層形成用組成物を調製した。
＜＜アクリル層形成用組成物＞＞
・化合物Ａ・・・７０質量部
・化合物Ｂ・・・３０質量部
・イソプロピルアルコール・・・４２５質量部
・酢酸メチル・・・１４２質量部【０１０１】
化合物Ａ：  ＫＡＹＡＲＡＤ  ＰＥＴ３０：日本化薬社製、下記構造の化合物の混合物。質量平均分子量は２９８で、１分子中の官能基の数は３．４（平均）。
【化３】
0006719552.tif 000004
【０１０２】
化合物Ｂ：  ブレンマーＧＬＭ：日油社製、下記構造の化合物。
【化４】
0006719552.tif 000005
【０１０３】
調製したアクリル層形成用組成物に、アクリル層形成用組成物の固形分に対して、４質量％の光重合開始剤（イルガキュア１２７、ＢＡＳＦ社製）を、添加した。【０１０４】
次に、先に作製したフィルム０１上に、光重合開始剤を添加したアクリル層形成用組成物を、グラビアコーターを用いて塗布した。１００℃で乾燥した後、酸素濃度が１．０体積％以下の雰囲気になるように窒素パージしながら１６０Ｗ／ｃｍの空冷メタルハライドランプ（アイグラフィックス社製）を用いて、照度４００ｍＷ／ｃｍ2、照射量１５０ｍＪ／ｃｍ2の紫外線を照射して塗布層を硬化させ、フィルム０１上に、アクリル層を形成した。アクリル層の膜厚は、０．３μｍであった。このアクリル層が第１複合膜１６および第２複合膜２０における垂直配向膜となる。【０１０５】
＜第１複合膜１６および第２複合膜２０の作製＞
下記の組成を有する、フォトクロミック材料と液晶化合物とを含有する、第１複合膜１６および第２複合膜２０を形成するための液晶組成物を調製した。
＜＜第１複合膜１６および第２複合膜２０を形成するための液晶組成物＞＞
・Ｂ０１とＢ０２の混合物・・・１００質量部
・Ｓ１・・・１質量部
・Ｓ２・・・０．５質量部
・Ｓ３・・・０．８質量部
・下記のフォトクロミック材料混合物・・・３質量部
・光重合開始剤（イルガキュアー９０７、ＢＡＳＦ社製）・・・３質量部
・増感剤（カヤキュアーＤＥＴＸ、日本化薬（株）製）・・・１質量部
・メチルエチルケトン（ＭＥＫ）・・・１９５質量部
・シクロヘキサノン（アノン）・・・２２質量部
この液晶組成物において、Ｂ０１およびＢ０２は液晶化合物であり、Ｓ１、Ｓ２およびＳ３は、前述の空気界面垂直配向剤である。【０１０６】
Ｂ０１：  下記構造の化合物
【化５】
0006719552.tif 000006
Ｂ０２：  下記構造の化合物
【化６】
0006719552.tif 000007
【０１０７】
Ｓ１：  下記構造の化合物
【化７】
0006719552.tif 000008
Ｓ２：  下記構造の化合物
【化８】
0006719552.tif 000009
Ｓ３：  下記構造の化合物
【化９】
0006719552.tif 000010
上記式中、ａ：ｂは９０：１０である（質量比）【０１０８】
フォトクロミック材料混合物：  下記表の混合物
【表１】
0006719552.tif 000011
上記の表において、フォトクロミックＡは、青色の活性化色を生じることが報告されたインデノナフトピランである。
フォトクロミックＢは、緑色を帯びた活性化色を生じることが報告されたインデノナフトピランである。
フォトクロミックＣは、赤褐色の活性化色を生じることが報告されたインデノナフトピランである。【０１０９】
調製した第１複合膜１６および第２複合膜２０を形成するための液晶組成物を、バーコーターを用いて、アクリル層を形成したフィルム０１のアクリル層に、塗布量４ｍｌ／ｍ2で塗布した。
熟成温度１００℃で１２０秒間加熱し、その後、１００℃の温度を維持して、紫外線照射装置（紫外線ランプ：出力１６０Ｗ／ｃｍ、発光長１．６ｍ）により、照度６００ｍＷ／ｃｍ2の紫外線を４秒間照射し、架橋反応を進行させた。その後、室温まで放冷して、光学フィルムを得た。この光学フィルムを、２枚作製して、第１複合膜１６および第２複合膜２０とした。【０１１０】
＜配向膜の作製＞
下記の組成の配向膜塗布液を調製した。
＜＜配向膜塗布液＞＞
・下記の変性ポリビニルアルコール・・・１０質量部
・水・・・３７０質量部
・メタノール・・・１２０質量部
・グルタルアルデヒド（架橋剤）・・・０．５質量部【０１１１】
【化１０】
0006719552.tif 000012
【０１１２】
フィルム０１の表面に、調製した配向膜塗布液を＃１６のワイヤーバーコーターで２８ｍＬ／ｍ2塗布した。その後、６０℃の温風で６０秒、さらに９０℃の温風で１５０秒乾燥した。形成した膜表面に、ラビングロールで搬送方向に平行な方向に１０００回転／分で回転させてラビング処理を行い、配向膜付きのフィルム０１を作製した。【０１１３】
＜λ／２板１８の作製＞
特開２０１２−１８３９６号公報の実施例（＜０２７２＞〜＜０２８２＞）を参考に、配向膜付きのフィルム０１上に、厚さを調節して、光学異方性層を形成し、λ／２板１８を作製した。作製したλ／２板１８のＲｅ（５５０）は２７４ｎｍであった。【０１１４】
第１複合膜１６の液晶組成物塗布面に、粘着剤（総研化学社製、ＳＫダイン）によって、アクリル板（厚さ２ｍｍ）を貼合した。また、第２複合膜２０の液晶組成物塗布面にも、同様にアクリル板を貼合した。
アクリル板を貼合した第１複合膜１６および第２複合膜２０で、λ／２板１８を挟んで、粘着剤（総研化学社製、ＳＫダイン）によって貼合して、積層体とした。この際に、λ／２板１８は、後述するｉＰａｄ（（登録商標）ＡＰＰＬＥ社製）の画面の上下方向および左右方向に対して、遅相軸が４５°の方向になるようにした。【０１１５】
次に、ｉＰａｄを分解し、液晶パネルとバックライトとの間に、第１複合膜１６とλ／２板１８と第２複合膜２０との積層体を配置し、第１複合膜１６のアクリル板の１つの端面に対向して、ＵＶＬＥＤ（日亜化学製、ＮＳＰＵ５１０ＵＳ）を、１０個、均等に配置した。【０１１６】
まず、ＵＶＬＥＤを点灯しない状態で、ｉＰａｄに表示した画像を観察したところ、斜めから観察したときに、どの方向からも通常のｉＰａｄと同様、画像は適正に観察できた。
次いで、ＵＶＬＥＤを点灯して、紫外光を照射した状態で、ｉＰａｄの画面の上下方向（図２のｘ方向）および左右方向（図２のｙ方向）の仰角４５°の方向から、目視観察したところ、観察したいずれの方向からもｉＰａｄに表示した画像は見えなくなった。
ＵＶＬＥＤを消灯し、５分経過後に、ｉＰａｄに表示した画像を観察したところ、ＵＶＬＥＤの点灯前と同様、斜めから観察したときに、どの方向からも通常のｉＰａｄと同様、画像は適正に観察できた。
ここで、ＵＶＬＥＤを点灯し、“ＥＺ−Ｃｏｎｔｒａｓｔ  ＸＬ８８”で測定したＹ０／Ｙ４５は、どの方向からも１０を超えており、一方、ＵＶＬＥＤ消灯後、５分経過後に測定したＹ０／Ｙ４５は、どの方向からも３〜４程度であった。【０１１７】
［実施例２］
＜偏光膜０１の作製＞
光重合性基を有する液晶性化合物（ＢＡＳＦ社製、商品名：ＰＡＬＩＯＣＯＬＯＲ  ＬＣ２４２）３．０４ｇ、高分子界面活性剤（大日本インキ化学工業社製、メガファックＦ７８０Ｆ）０．１ｇをメチルエチルケトン（ＭＥＫ）５．０７ｇに溶解した液晶溶液に、開始剤溶液［イルガキュア９０７（ＢＡＳＦ社製）０．９０ｇ、およびカヤキュアＤＥＴＸ（日本化薬社製）０．３０ｇをメチルエチルケトン（ＭＥＫ）８．８０ｇに溶解した溶液］１．１１ｇを添加し、５分間攪拌することにより完全に溶解させた。
次に、得られた溶液に、２色性アゾ色素Ｇ２４１（林原生物化学研究所製）を０．０２３ｇ、２色性アゾ色素Ｇ４７２（林原生物化学研究所製）を０．００５ｇ加えて５分間超音波分散することにより、偏光膜塗布液を調製した。【０１１８】
＜アクリル層の形成＞
下記の材料をミキシングタンクに投入し、攪拌して、孔径０．４μｍのポリプロピレン製フィルターで濾過してアクリル層形成用組成物を調製した。
＜＜アクリル層形成用組成物＞＞
・化合物Ａ・・・７０質量部
・化合物Ｂ・・・３０質量部
・イソプロピルアルコール・・・４２５質量部
・酢酸メチル・・・１４２質量部【０１１９】
化合物Ａ：  ＫＡＹＡＲＡＤ  ＰＥＴ３０：日本化薬社製、下記構造の化合物の混合物。質量平均分子量は２９８で、１分子中の官能基の数は３．４（平均）。
【化１１】
0006719552.tif 000013
【０１２０】
化合物Ｂ：  ブレンマーＧＬＭ：日油社製、下記構造の化合物。
【化１２】
0006719552.tif 000014
【０１２１】
調製したアクリル層形成用組成物に、アクリル層形成用組成物の固形分に対して、４質量％の光重合開始剤（イルガキュア１２７、ＢＡＳＦ社製）を、添加した。【０１２２】
次に、実施例１と同様のフィルム０１上に、光重合開始剤を添加したアクリル層形成用組成物を、グラビアコーターを用いて塗布した。１００℃で乾燥した後、酸素濃度が１．０体積％以下の雰囲気になるように窒素パージしながら１６０Ｗ／ｃｍの空冷メタルハライドランプ（アイグラフィックス社製）を用いて、照度４００ｍＷ／ｃｍ2、照射量１５０ｍＪ／ｃｍ2の紫外線を照射して塗布層を硬化させ、フィルム０１上に、アクリル層を形成した。アクリル層の膜厚は、０．３μｍであった。このアクリル層が垂直配向膜となる。【０１２３】
調製した偏光膜塗布液を、バーコーターを用いて、アクリル層を形成したフィルム０１のアクリル層に、塗布量４ｍｌ／ｍ2で塗布した。
熟成温度１８０℃で１２０秒間加熱し、その後、２５℃の温度を維持して、紫外線照射装置（水銀キセノンランプ）にてＵＶ照射（５０ｍＷ、３００ｍＪ／ｃｍ2）し、架橋反応を進行させ、光学フィルムを得た。これを偏光膜０１とした。【０１２４】
実施例１で作製した第１複合膜１６とλ／２板１８と第２複合膜２０との積層体において、第２複合膜２０に変えて偏光膜０１を用いた以外は、実施例１と同様にして、積層体を作製した。
この積層体を、実施例１と同様に分解したｉＰａｄの液晶パネルとバックライトとの間に配置し、また、実施例１と同様にＵＶＬＥＤを配置した。【０１２５】
実施例１と同様に、まず、ＵＶＬＥＤを点灯しない状態で、ｉＰａｄに表示した画像を観察したところ、斜めから観察したときに、どの方向からも通常のｉＰａｄと同様、画像は適正に観察できた。
次いで、ＵＶＬＥＤを点灯して、紫外光を照射した状態で、ｉＰａｄの画面の上下方向（図２のｘ方向）および左右方向（図２のｙ方向）の仰角４５°の方向から、目視観察したところ、観察したいずれの方向からもｉＰａｄに表示した画像は見えなくなった。
ＵＶＬＥＤを消灯し、５分経過後に、ｉＰａｄに表示した画像を観察したところ、ＵＶＬＥＤの点灯前と同様、斜めから観察したときに、どの方向からも通常のｉＰａｄと同様、画像は適正に観察できた。
ここで、ＵＶＬＥＤを点灯し、“ＥＺ−Ｃｏｎｔｒａｓｔ  ＸＬ８８”で測定したＹ０／Ｙ４５は、どの方向からも１０を超えており、一方、ＵＶＬＥＤ消灯後、５分経過後に測定したＹ０／Ｙ４５は、どの方向からも３〜４程度であった。
以上より本発明の効果は明らかである。
【産業上の利用可能性】
【０１２６】
本発明は、タブレットＰＣ、ノートＰＣ、スマートフォン等に好適に利用可能である。
【符号の説明】
【０１２７】
１０，２６  光学装置
１２  光源ユニット
１２ｗ  白色光源
１２ｕ  ＵＶ光源
１４  導光板
１６  第１複合膜
１８  λ／２板
１８ｓ  遅相軸
２０  第２複合膜
２８  偏光膜
Ｘｐ，Ｙｐ  偏光板
ａ  吸収軸
ｔｘ，ｔｙ  透過軸
【図１】
0006719552.tif 000015
【図２】
0006719552.tif 000016
【図３】
0006719552.tif 000017
【図４】
0006719552.tif 000018
【図５】
0006719552.tif 000019