(57)【要約】　　　（修正有）【課題】コレステリック液晶層、λ／４板、そして直線偏光膜がこの順に配置されている偏光素子における光の利用効率を改善し、色相が青味を帯びる問題を解決する。【解決手段】コレステリック液晶層（ＣＨｌ〜Ｃｈ４）、λ／４板（λ／４）、そして直線偏光膜（ＬＰ）がこの順に配置されている偏光素子において、コレステリック液晶層（ＣＨ１〜Ｃｈ４）に、４５０ｎｍから７００ｎｍまでの波長域において、法線方向から７０度の入射角で入射された、コレステリック液晶のらせんと同じ回りの円偏光を反射する機能を付与する。【選択図】　　図１
2004144880.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コレステリック液晶層、λ／４板、そして直線偏光膜がこの順に配置されている偏光素子であって、コレステリック液晶層が、４５０ｎｍから７００ｎｍまでの波長域において、法線方向から７０度の入射角で入射されたコレステリック液晶のらせんと同じ回りの円偏光を反射する機能を有することを特徴とする偏光素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コレステリック液晶層、λ／４板、そして直線偏光膜がこの順に配置されている偏光素子、特に液晶ディスプレイに用いられる偏光素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶ディスプレイについて、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ　Ｎｅｍａｔｉｃ）、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ　Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）、ＦＬＣ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｌｉｑｕｉｄ　Ｃｒｙｓｔａｌ）、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ　Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｏｒｙ　Ｂｅｎｄ）、ＳＴＮ（Ｓｕｐｐｅｒ　Ｔｗｉｓｔｅｄ　Ｎｅｍａｔｉｃ）、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ　Ａｌｉｇｎｅｄ）、ＨＡＮ（Ｈｙｂｒｉｄ　Ａｌｉｇｎｅｄ　Ｎｅｍａｔｉｃ）のような様々な表示モードが提案されている。いずれの液晶ディスプレイも、基本的には液晶セルと偏光素子とが必須の構成要素である。偏光素子を通過した直線偏光に対して、液晶セル内の（電圧の印加時と無印加時で異なる配向状態にある）棒状液晶性化合物が光学的に機能することによって、画像が表示される。
通常の偏光素子は、直線偏光膜と保護膜からなる。直線偏光膜は、偏光軸（透過軸）方向と合致する直線偏光成分を透過し、偏光軸方向と直交する方向の直線偏光成分を吸収する機能を有する。そのため、光源からの光量の半分しか、画像表示に利用できない。
【０００３】
液晶ディスプレイには、小型、軽量、低消費電力との特徴があるため、光源を大型化して光量を増加させることは困難である。そこで、光源からの光量の全てを画像表示に利用できるように、直線偏光膜に、コレステリック液晶層およびλ／４板を加えた偏光素子が提案されている（特開平８−１４６４１６号、同８−２７１７３１号、同１０−２０６６３６号、同１０−２９３２１１号、同１０−３１９２３５号および特表平１０−５１３５７８号の各公報記載）。
コレステリック液晶層およびλ／４板を有する偏光素子は、コレステリック液晶の選択反射によって、光源からの光量の全てを画像表示に利用する。従って、この偏光素子においては、コレステリック液晶層の性能が非常に重要である。特開平８−１４６４１６号、同８−２７１７３１号、同１０−３１９２３５号および特表平１０−５１３５７８号の各公報は、コレステリック液晶層の改良に関する内容である。
また、上記の偏光素子では、コレステリック液晶層に加えて、λ／４板の性能も重要である。特開平１０−２０６６３６号および同１０−２９３２１１号の各公報は、λ／４板の改良に関する内容である。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−１４６４１６号公報
【特許文献２】
特開平８−２７１７３１号公報
【特許文献３】
特開平１０−２０６６３６号公報
【特許文献４】
特開平１０−２９３２１１号公報
【特許文献５】
特開平１０−３１９２３５号公報
【特許文献６】
特表平１０−５１３５７８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
コレステリック液晶層、λ／４板および直線偏光膜からなる偏光素子に対して、光の入射角を０度から７０度に変化させると、光の透過率が大きく低下する。特に赤色光については、偏光素子による吸収損失が多い。そのため、液晶表示装置に入射する光の入射角が広く分布していると、光の利用効率が良くないとの問題がある。
本発明者の研究によれば、偏光素子を液晶表示装置に組み込んで使用する場合、コレステリック液晶層に入射する光の入射角が０度だけではなく、０度から９０度まで分布している。そのため、コレステリック液晶層、λ／４板および直線偏光膜からなる偏光素子を用いても、実際には、光の入射角の問題で、期待されるほどには光の利用効率が改善されず、色相が青味を帯びる問題が生じることが判明した。
本発明の目的は、コレステリック液晶層、λ／４板、そして直線偏光膜がこの順に配置されている偏光素子における光の利用効率を改善し、色相が青味を帯びる問題を解決することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、コレステリック液晶層、λ／４板、そして直線偏光膜がこの順に配置されている偏光素子であって、コレステリック液晶層が、４５０ｎｍから７００ｎｍまでの波長域において、法線方向から７０度の入射角で入射されたコレステリック液晶のらせんと同じ回りの円偏光を反射する機能を有することを特徴とする偏光素子により達成された。
【０００７】
【発明の実施の形態】
［液晶表示装置の構成］
図１は、偏光素子の機能を示す断面模式図である。
図１に示す偏光素子は、コレステリック液晶層（Ｃｈ１〜Ｃｈ４）、λ／４板（λ／４）、そして直線偏光膜（ＬＰ）がこの順に配置されている。コレステリック液晶層（Ｃｈ１〜Ｃｈ４）は、コレステリック液晶のらせんピッチが異なる４種類の層（Ｃｈ１、Ｃｈ２、Ｃｈ３、Ｃｈ４）からなる。らせんピッチは、Ｃｈ１＜Ｃｈ２＜Ｃｈ３＜Ｃｈ４の順序である。
偏光素子のコレステリック液晶層側には、反射板（ＲＰ）および光源（ＬＳ）が設けられている。反射板（ＲＰ）は、通常の（鏡と同様の）反射機能を有する。光源（ＬＳ）は、図１に示す積層体の側面に配置して、導光板や光拡散板によって光を積層体の内部に誘導してもよい。
コレステリック液晶層（Ｃｈ１〜Ｃｈ４）は、液晶性化合物のらせん（図１では右回り）とは逆回り（図１では左回り）の円偏光成分を透過し、液晶性化合物のらせんと同じ回り（図１では右回り）の円偏光成分を反射する。ただし、通常の反射と異なり、円偏光成分の向き（図１では右回り）は変化しない。
λ／４板（λ／４）は、円偏光を直線偏光に変換する機能を有する。
直線偏光膜（ＬＰ）は、液晶セル（図１の上部、：図示せず）の表示に必要な直線偏光成分を透過し、他の直線偏光成分を吸収する。
【０００８】
光源（ＬＳ）からコレステリック液晶層（Ｃｈ１〜Ｃｈ４）側に出射した短波長の左回り円偏光成分（１ｇ）は、コレステリック液晶層（Ｃｈ１〜Ｃｈ４）を通過することができる。通過した左回り円偏光成分（１ｈ）は、λ／４板（λ／４）によって直線偏光（１ｉ）に変換され、直線偏光膜（ＬＰ）を透過した直線偏光（１ｊ）として利用される。すなわち、ＬＳ→１ｇ→Ｃｈ１→Ｃｈ２→Ｃｈ３→Ｃｈ４→１ｈ→λ／４→１ｉ→ＬＰ→１ｊの順序で直線偏光に変換される。光源（ＬＳ）から反射板（ＲＰ）側に出射した短波長の右回り円偏光成分（１ｅ）は、反射板（ＲＰ）によって左回り円偏光成分（１ｆ）として反射される。反射された光は、光源（ＬＳ）を通過して、上記と同様にコレステリック液晶層（Ｃｈ１〜Ｃｈ４）を通過し、直線偏光（１ｉ）に変換され、直線偏光膜（ＬＰ）を透過した直線偏光（１ｊ）として利用される。すなわち、ＬＳ→１ｅ→ＲＰ→１ｆ→ＬＳ→１ｇ→Ｃｈ１→Ｃｈ２→Ｃｈ３→Ｃｈ４→１ｈ→λ／４→１ｉ→ＬＰ→１ｊの順序で直線偏光に変換される。
【０００９】
光源（ＬＳ）からコレステリック液晶層（Ｃｈ１〜Ｃｈ４）側に出射した短波長の右回り円偏光成分（１ｃ）は、第１のコレステリック液晶層（Ｃｈ１）で反射される。反射された光も右回り円偏光成分（１ｄ）である。反射された光（１ｄ）は、光源（ＬＳ）を通過して、上記と同様に、反射板（ＲＰ）で反射され、光源（ＬＳ）を再び通過し、コレステリック液晶層（Ｃｈ１〜Ｃｈ４）を通過し、直線偏光（１ｉ）に変換され、直線偏光膜（ＬＰ）を透過した直線偏光（１ｊ）として利用される。すなわち、ＬＳ→１ｃ→Ｃｈ１→１ｄ→ＬＳ→１ｅ→ＲＰ→１ｆ→ＬＳ→１ｇ→Ｃｈ１→Ｃｈ２→Ｃｈ３→Ｃｈ４→１ｈ→λ／４→１ｉ→ＬＰ→１ｊの順序で直線偏光に変換される。
光源（ＬＳ）から反射板（ＲＰ）側に出射した短波長の左回り円偏光成分（１ａ）は、反射板（ＲＰ）によって右回り円偏光成分（１ｂ）として反射される。反射された光は、光源（ＬＳ）を通過して、上記と同様に第１のコレステリック液晶層（Ｃｈ１）で反射され、光源（ＬＳ）を再び通過し、反射板（ＲＰ）で反射され、光源（ＬＳ）を三度通過し、コレステリック液晶層（Ｃｈ１〜Ｃｈ４）を通過し、直線偏光（１ｉ）に変換され、直線偏光膜（ＬＰ）を透過した直線偏光（１ｊ）として利用される。すなわち、ＬＳ→１ａ→ＲＰ→１ｂ→ＬＳ→１ｃ→Ｃｈ１→１ｄ→ＬＳ→１ｅ→ＲＰ→１ｆ→ＬＳ→１ｇ→Ｃｈ１→Ｃｈ２→Ｃｈ３→Ｃｈ４→１ｈ→λ／４→１ｉ→ＬＰ→１ｊの順序で直線偏光に変換される。
【００１０】
光源（ＬＳ）からコレステリック液晶層（Ｃｈ１〜Ｃｈ４）側に出射した比較的短波長の左回り円偏光成分（２ｇ）は、コレステリック液晶層（Ｃｈ１〜Ｃｈ４）を通過することができる。通過した左回り円偏光成分（２ｈ）は、λ／４板（λ／４）によって直線偏光（２ｉ）に変換され、直線偏光膜（ＬＰ）を透過した直線偏光（２ｊ）として利用される。すなわち、ＬＳ→２ｇ→Ｃｈ１→Ｃｈ２→Ｃｈ３→Ｃｈ４→２ｈ→λ／４→２ｉ→ＬＰ→２ｊの順序で直線偏光に変換される。
光源（ＬＳ）から反射板（ＲＰ）側に出射した比較的短波長の右回り円偏光成分（２ｅ）は、反射板（ＲＰ）によって左回り円偏光成分（２ｆ）として反射される。反射された光は、光源（ＬＳ）を通過して、上記と同様にコレステリック液晶層（Ｃｈ１〜Ｃｈ４）を通過し、直線偏光（２ｉ）に変換され、直線偏光膜（ＬＰ）を透過した直線偏光（２ｊ）として利用される。すなわち、ＬＳ→２ｅ→ＲＰ→２ｆ→ＬＳ→２ｇ→Ｃｈ１→Ｃｈ２→Ｃｈ３→Ｃｈ４→２ｈ→λ／４→２ｉ→ＬＰ→２ｊの順序で直線偏光に変換される。
【００１１】
光源（ＬＳ）からコレステリック液晶層（Ｃｈ１〜Ｃｈ４）側に出射した比較的短波長の右回り円偏光成分（２ｃ）は、第１のコレステリック液晶層（Ｃｈ１）を通過するが、第２のコレステリック液晶層（Ｃｈ２）で反射される。反射された光も右回り円偏光成分（２ｄ）である。反射された光（２ｄ）は、第１のコレステリック液晶層（Ｃｈ１）および光源（ＬＳ）を通過して、上記と同様に、反射板（ＲＰ）で反射され、光源（ＬＳ）を再び通過し、コレステリック液晶層（Ｃｈ１〜Ｃｈ４）を通過し、直線偏光（２ｉ）に変換され、直線偏光膜（ＬＰ）を透過した直線偏光（２ｊ）として利用される。すなわち、ＬＳ→２ｃ→Ｃｈ１→Ｃｈ２→Ｃｈ１→２ｄ→ＬＳ→２ｅ→ＲＰ→２ｆ→ＬＳ→２ｇ→Ｃｈ１→Ｃｈ２→Ｃｈ３→Ｃｈ４→２ｈ→λ／４→２ｉ→ＬＰ→２ｊの順序で直線偏光に変換される。
光源（ＬＳ）から反射板（ＲＰ）側に出射した比較的短波長の左回り円偏光成分（２ａ）は、反射板（ＲＰ）によって右回り円偏光成分（２ｂ）として反射される。反射された光は、光源（ＬＳ）を通過して、上記と同様に第２のコレステリック液晶層（Ｃｈ２）で反射され、光源（ＬＳ）を再び通過し、反射板（ＲＰ）で反射され、光源（ＬＳ）を三度通過し、コレステリック液晶層（Ｃｈ１〜Ｃｈ４）を通過し、直線偏光（２ｉ）に変換され、直線偏光膜（ＬＰ）を透過した直線偏光（２ｊ）として利用される。すなわち、ＬＳ→２ａ→ＲＰ→２ｂ→ＬＳ→２ｃ→Ｃｈ１→Ｃｈ２→Ｃｈ１→２ｄ→ＬＳ→２ｅ→ＲＰ→２ｆ→ＬＳ→２ｇ→Ｃｈ１→Ｃｈ２→Ｃｈ３→Ｃｈ４→２ｈ→λ／４→２ｉ→ＬＰ→２ｊの順序で直線偏光に変換される。
【００１２】
光源（ＬＳ）からコレステリック液晶層（Ｃｈ１〜Ｃｈ４）側に出射した比較的長波長の左回り円偏光成分（３ｇ）は、コレステリック液晶層（Ｃｈ１〜Ｃｈ４）を通過することができる。通過した左回り円偏光成分（３ｈ）は、λ／４板（λ／４）によって直線偏光（３ｉ）に変換され、直線偏光膜（ＬＰ）を透過した直線偏光（３ｊ）として利用される。すなわち、ＬＳ→３ｇ→Ｃｈ１→Ｃｈ２→Ｃｈ３→Ｃｈ４→３ｈ→λ／４→３ｉ→ＬＰ→３ｊの順序で直線偏光に変換される。
光源（ＬＳ）から反射板（ＲＰ）側に出射した比較的長波長の右回り円偏光成分（３ｅ）は、反射板（ＲＰ）によって左回り円偏光成分（３ｆ）として反射される。反射された光は、光源（ＬＳ）を通過して、上記と同様にコレステリック液晶層（Ｃｈ１〜Ｃｈ４）を通過し、直線偏光（３ｉ）に変換され、直線偏光膜（ＬＰ）を透過した直線偏光（３ｊ）として利用される。すなわち、ＬＳ→３ｅ→ＲＰ→３ｆ→ＬＳ→３ｇ→Ｃｈ１→Ｃｈ２→Ｃｈ３→Ｃｈ４→３ｈ→λ／４→３ｉ→ＬＰ→３ｊの順序で直線偏光に変換される。
【００１３】
光源（ＬＳ）からコレステリック液晶層（Ｃｈ１〜Ｃｈ４）側に出射した比較的長波長の右回り円偏光成分（３ｃ）は、第１および第２のコレステリック液晶層（Ｃｈ１、Ｃｈ２）を通過するが、第３のコレステリック液晶層（Ｃｈ３）で反射される。反射された光も右回り円偏光成分（３ｄ）である。反射された光（３ｄ）は、第２および第１のコレステリック液晶層（Ｃｈ２、Ｃｈ１）および光源（ＬＳ）を通過して、上記と同様に、反射板（ＲＰ）で反射され、光源（ＬＳ）を再び通過し、コレステリック液晶層（Ｃｈ１〜Ｃｈ４）を通過し、直線偏光（３ｉ）に変換され、直線偏光膜（ＬＰ）を透過した直線偏光（３ｊ）として利用される。すなわち、ＬＳ→３ｃ→Ｃｈ１→Ｃｈ２→Ｃｈ３→Ｃｈ２→Ｃｈ１→３ｄ→ＬＳ→３ｅ→ＲＰ→３ｆ→ＬＳ→３ｇ→Ｃｈ１→Ｃｈ２→Ｃｈ３→Ｃｈ４→３ｈ→λ／４→３ｉ→ＬＰ→３ｊの順序で直線偏光に変換される。
光源（ＬＳ）から反射板（ＲＰ）側に出射した比較的長波長の左回り円偏光成分（３ａ）は、反射板（ＲＰ）によって右回り円偏光成分（３ｂ）として反射される。反射された光は、光源（ＬＳ）を通過して、上記と同様に第３のコレステリック液晶層（Ｃｈ３）で反射され、光源（ＬＳ）を再び通過し、反射板（ＲＰ）で反射され、光源（ＬＳ）を三度通過し、コレステリック液晶層（Ｃｈ１〜Ｃｈ４）を通過し、直線偏光（３ｉ）に変換され、直線偏光膜（ＬＰ）を透過した直線偏光（３ｊ）として利用される。すなわち、ＬＳ→３ａ→ＲＰ→３ｂ→ＬＳ→３ｃ→Ｃｈ１→Ｃｈ２→Ｃｈ３→Ｃｈ２→Ｃｈ１→３ｄ→ＬＳ→３ｅ→ＲＰ→３ｆ→ＬＳ→３ｇ→Ｃｈ１→Ｃｈ２→Ｃｈ３→Ｃｈ４→３ｈ→λ／４→３ｉ→ＬＰ→３ｊの順序で直線偏光に変換される。
【００１４】
光源（ＬＳ）からコレステリック液晶層（Ｃｈ１〜Ｃｈ４）側に出射した長波長の左回り円偏光成分（４ｇ）は、コレステリック液晶層（Ｃｈ１〜Ｃｈ４）を通過することができる。通過した左回り円偏光成分（４ｈ）は、λ／４板（λ／４）によって直線偏光（４ｉ）に変換され、直線偏光膜（ＬＰ）を透過した直線偏光（４ｊ）として利用される。すなわち、ＬＳ→４ｇ→Ｃｈ１→Ｃｈ２→Ｃｈ３→Ｃｈ４→４ｈ→λ／４→４ｉ→ＬＰ→４ｊの順序で直線偏光に変換される。光源（ＬＳ）から反射板（ＲＰ）側に出射した長波長の右回り円偏光成分（４ｅ）は、反射板（ＲＰ）によって左回り円偏光成分（４ｆ）として反射される。反射された光は、光源（ＬＳ）を通過して、上記と同様にコレステリック液晶層（Ｃｈ１〜Ｃｈ４）を通過し、直線偏光（４ｉ）に変換され、直線偏光膜（ＬＰ）を透過した直線偏光（４ｊ）として利用される。すなわち、ＬＳ→４ｅ→ＲＰ→４ｆ→ＬＳ→４ｇ→Ｃｈ１→Ｃｈ２→Ｃｈ３→Ｃｈ４→４ｈ→λ／４→４ｉ→ＬＰ→４ｊの順序で直線偏光に変換される。
【００１５】
光源（ＬＳ）からコレステリック液晶層（Ｃｈ１〜Ｃｈ４）側に出射した長波長の右回り円偏光成分（４ｃ）は、第１、第２および第３のコレステリック液晶層（Ｃｈ１、Ｃｈ２、Ｃｈ３）を通過するが、第４のコレステリック液晶層（Ｃｈ４）で反射される。反射された光も右回り円偏光成分（４ｄ）である。反射された光（４ｄ）は、第３、第２および第１のコレステリック液晶層（Ｃｈ３、Ｃｈ２、Ｃｈ１）および光源（ＬＳ）を通過して、上記と同様に、反射板（ＲＰ）で反射され、光源（ＬＳ）を再び通過し、コレステリック液晶層（Ｃｈ１〜Ｃｈ４）を通過し、直線偏光（４ｉ）に変換され、直線偏光膜（ＬＰ）を透過した直線偏光（４ｊ）として利用される。すなわち、ＬＳ→４ｃ→Ｃｈ１→Ｃｈ２→Ｃｈ３→Ｃｈ４→Ｃｈ３→Ｃｈ２→Ｃｈ１→４ｄ→ＬＳ→４ｅ→ＲＰ→４ｆ→ＬＳ→４ｇ→Ｃｈ１→Ｃｈ２→Ｃｈ３→Ｃｈ４→４ｈ→λ／４→４ｉ→ＬＰ→４ｊの順序で直線偏光に変換される。
光源（ＬＳ）から反射板（ＲＰ）側に出射した長波長の左回り円偏光成分（４ａ）は、反射板（ＲＰ）によって右回り円偏光成分（４ｂ）として反射される。反射された光は、光源（ＬＳ）を通過して、上記と同様に第４のコレステリック液晶層（Ｃｈ４）で反射され、光源（ＬＳ）を再び通過し、反射板（ＲＰ）で反射され、光源（ＬＳ）を三度通過し、コレステリック液晶層（Ｃｈ１〜Ｃｈ４）を通過し、直線偏光（４ｉ）に変換され、直線偏光膜（ＬＰ）を透過した直線偏光（４ｊ）として利用される。すなわち、ＬＳ→４ａ→ＲＰ→４ｂ→ＬＳ→４ｃ→Ｃｈ１→Ｃｈ２→Ｃｈ３→Ｃｈ４→Ｃｈ３→Ｃｈ２→Ｃｈ１→４ｄ→ＬＳ→４ｅ→ＲＰ→４ｆ→ＬＳ→４ｇ→Ｃｈ１→Ｃｈ２→Ｃｈ３→Ｃｈ４→４ｈ→λ／４→４ｉ→ＬＰ→４ｊの順序で直線偏光に変換される。
【００１６】
以上のように、光源（ＬＳ）からの光は、広い波長領域で直線偏光（１ｊ、２ｊ、３ｊ、４ｊ）に変換され、液晶ディスプレイの画像表示に利用される。
【００１７】
［コレステリック液晶層］
コレステリック液晶の選択反射は、最も古くから知られている液晶の光学的性質の一つであって、様々な文献に記載がある。
液晶ディスプレイ用バックライト装置に用いるコレステリック液晶層については、特開平８−１４６４１６号、同８−２７１７３１号、同１０−３１９２３５号および特表平１０−５１３５７８号の各公報に記載がある。
本発明では、コレステリック液晶層が、４５０ｎｍ乃至７００ｎｍの広い波長領域で、入射角が傾いた円偏光に対しても選択反射を示す。すなわち、コレステリック液晶層が、４５０ｎｍから７００ｎｍまでの波長域において、法線方向から７０度の入射角で入射された、コレステリック液晶のらせんと同じ回りの円偏光を反射する機能を有する。
「反射する機能を有する」とは、コレステリック液晶層が、上記定義の円偏光（４５０ｎｍから７００ｎｍまでの波長域で、法線方向から７０度の入射角で入射された、コレステリック液晶のらせんと同じ回りの円偏光）を５０％以上反射することを意味する。
上記の機能を実現するためには、選択反射中心波長が異なる複数のコレステリック液晶層を設けることが好ましい。コレステリック液晶層の数は、三層以上であることが好ましく、四層以上であることがさらに好ましく、五層以上であることが特に好ましい。
コレステリック液晶層に用いる液晶性化合物は、０．２以上の屈折率異方性（Δｎ）を有することが好ましい。屈折率異方性は、０．３以上であることがさらに好ましい。
【００１８】
［λ／４板］
全ての波長領域の光に対応するため、λ／４板は広い波長領域でλ／４板として機能できることが望ましい。そして、液晶表示装置の軽量かつ薄型との損なわないようにするため、なるべく軽く薄い手段で、広い波長領域におけるλ／４を達成することが望ましい。
広い波長領域でλ／４を達成するため、光学異方性を有する二枚のポリマーフイルムを積層したλ／４板が、特開平５−２７１１８号、同５−２７１１９号、同１０−６８８１６号および同１０−９０５２１号の各公報に記載されており、本発明にも利用できる。ただし、ポリマーフイルムを二枚を重ね合わせて使用すると、全体として厚くなり、貼合せ工程が必要なためコストが高くなりやすい。ポリマーフイルム一枚で広い波長領域でλ／４を実現したλ／４板が、特開２０００−１３７１１６号公報に記載されており、本発明にも利用できる。ポリマーとして具体的には、２．５〜２．８のアセチル化度を有するセルロースアセテートが用いられている。ただし、セルロースアセテートのみでは、光学異方性（複屈折率）が不足気味であって、λ／４板として必要な正面レターデーション値を得るためには、フイルムを厚くする必要がある。
【００１９】
特開２０００−１４７２６０号、同２０００−２０６３３１号、同２０００−２８４１２６号、同２００１−００４８３７号、同２００１−０２１７２０号、同２００１−０５６４１１号、同２００１−０９１７４１号、同２００１−１０８８２５号の各公報に、少なくとも二つの光学異方性層を有し、そして、少なくとも一つの光学異方性層が液晶性化合物から形成された層である広帯域λ／４板が開示されている。液晶性化合物から形成された層は、ポリマーフイルムと比較して、光学異方性の種類が多様であり、遅相軸の方向制御が容易であり、層を薄くできるとの利点がある。従って、ポリマーフイルムに代えて液晶性化合物を用いたλ／４板は、本発明に従う偏光素子に特に好ましく用いることができる。
ＷＯ００／６５３８４号明細書に、複数の芳香族環を有する芳香族化合物をレターデーション上昇剤として含む一枚のセルロースエステルフイルムからなる広帯域λ／４板が開示されている。レターデーション上昇剤を使用することにより、高い光学異方性（複屈折率）が得られ、薄いセルロースエステルフイルム一枚でも広帯域λ／４を実現できる。従って、ＷＯ００／６５３８４号明細書に記載のλ／４板も、本発明に従う偏光素子に特に好ましく用いることができる。
【００２０】
［直線偏光膜］
直線偏光膜には、ヨウ素系偏光膜、二色性染料を用いる染料系偏光膜やポリエン系偏光膜がある。ヨウ素系偏光膜および染料系偏光膜は、一般にポリビニルアルコール系フイルムを用いて製造する。偏光膜の偏光軸は、フイルムの延伸方向に垂直な方向に相当する。
直線偏光膜のλ／４板とは反対側の面には、透明保護膜を設けることが好ましい。偏光膜の両側に透明保護膜を設けることもできる。
【００２１】
［偏光素子の用途］
偏光素子は、様々な画像表示装置に利用できる。液晶表示装置において、本発明に従う偏光素子は、特に効果がある。液晶表示装置では、本発明に従う偏光素子に加えて、反射板、光源および液晶セルを有する。
反射板と光源は、通常の液晶表示装置に用いられている反射板および光源と同様である。
液晶セルは、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ　Ｎｅｍａｔｉｃ）、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ　Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）、ＦＬＣ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｌｉｑｕｉｄ　Ｃｒｙｓｔａｌ）、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ　Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｏｒｙ　Ｂｅｎｄ）、ＳＴＮ（Ｓｕｐｐｅｒ　Ｔｗｉｓｔｅｄ　Ｎｅｍａｔｉｃ）、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ　Ａｌｉｇｎｅｄ）、ＨＡＮ（Ｈｙｂｒｉｄ　Ａｌｉｇｎｅｄ　Ｎｅｍａｔｉｃ）のような様々な表示モードが利用できる。
【００２２】
【実施例】
［実施例１］
（第４コレステリック液晶層の形成）
ガラス基板上に、ポリイミド配向膜用塗布液をスピンコーターにて塗布し、１００℃のオーブンで５分間乾燥した後、２５０℃のオーブンにて１時間焼成してガラス基板上に被膜を形成した。被膜の表面をラビング処理して、配向膜を形成した。
配向膜の上に、下記の組成の第４コレステリック液晶層塗布液１００ｇをスピンコートし、１００℃のオーブンにて２分間乾燥した。
【００２３】
2004144880.tif 000003
【００２４】
【化１】
2004144880.tif 000004
【００２５】
【化２】
2004144880.tif 000005
【００２６】
形成した第４コレステリック液晶層の上に、ポリエチレンテレフタレートフイルムを貼り合わせた。これを、ホットプレート上にて１１０℃の温度で５分間保持したところ、第４コレステリック液晶層が発色した。次に、超高圧水銀灯（５００Ｗ／ｃｍ２　）にて、第４コレステリック液晶層に６０ｃｍの距離から２５秒間露光を行った（照射エネルギー：１００ｍｊ／ｃｍ２　）。
露光後、室温まで冷却し、ポリエチレンテレフタレートフイルムを、第２コレステリック液晶層との界面で剥離した。
【００２７】
（第３コレステリック液晶層の形成）
第４コレステリック液晶層の上に、下記の組成の第３コレステリック液晶層塗布液１００ｇをスピンコートし、１００℃のオーブンにて２分間乾燥した。
【００２８】
2004144880.tif 000006
【００２９】
形成した第３コレステリック液晶層の上に、ポリエチレンテレフタレートフイルムを貼り合わせた。これを、ホットプレート上にて１１０℃の温度で５分間保持したところ、第３コレステリック液晶層が発色した。次に、超高圧水銀灯（５００Ｗ／ｃｍ２　）にて、第３コレステリック液晶層に６０ｃｍの距離から２５秒間露光を行った（照射エネルギー：１００ｍｊ／ｃｍ２　）。
露光後、室温まで冷却し、ポリエチレンテレフタレートフイルムを、第３コレステリック液晶層との界面で剥離した。
【００３０】
（第２コレステリック液晶層の形成）
第３コレステリック液晶層の上に、下記の組成の第２コレステリック液晶層塗布液１００ｇをスピンコートし、１００℃のオーブンにて２分間乾燥した。
【００３１】
2004144880.tif 000007
【００３２】
形成した第２コレステリック液晶層の上に、ポリエチレンテレフタレートフイルムを貼り合わせた。これを、ホットプレート上にて１１０℃の温度で５分間保持したところ、第２コレステリック液晶層が発色した。次に、超高圧水銀灯（５００Ｗ／ｃｍ２　）にて、第２コレステリック液晶層に６０ｃｍの距離から２５秒間露光を行った（照射エネルギー：１００ｍｊ／ｃｍ２　）。
露光後、室温まで冷却し、ポリエチレンテレフタレートフイルムを、第２コレステリック液晶層との界面で剥離した。
【００３３】
（第１コレステリック液晶層の形成）
第２コレステリック液晶層の上に、下記の組成の第１コレステリック液晶層塗布液１００ｇをスピンコートし、１００℃のオーブンにて２分間乾燥した。
【００３４】
2004144880.tif 000008
【００３５】
形成した第１コレステリック液晶層の上に、ポリエチレンテレフタレートフイルムを貼り合わせた。これを、ホットプレート上にて１１０℃の温度で５分間保持したところ、第１コレステリック液晶層が発色した。次に、超高圧水銀灯（５００Ｗ／ｃｍ２　）にて、第１コレステリック液晶層に６０ｃｍの距離から２５秒間露光を行った（照射エネルギー：１００ｍｊ／ｃｍ２　）。
露光後、室温まで冷却し、ポリエチレンテレフタレートフイルムを、第１コレステリック液晶層との界面で剥離した。
第１〜第４コレステリック液晶層の積層体を、さらに２２０℃のオーブンで２０分間焼成した。
【００３６】
（偏光素子の作製および評価）
第１〜第４コレステリック液晶層、λ／４板および直線偏光膜を積層して偏光素子を作製した。
第１〜第４コレステリック液晶層の透過率を、分光光度計を用い、光の入射角を変えて測定した。
次に、作製した偏光素子に対して、コレステリック液晶層側から光を入射し、同様に透過率を測定した。
測定値の差から、入射角が７０度、波長が５８０ｎｍまたは６８０ｎｍの場合における吸収損失を測定した。結果は、第１表に示す。
また、この偏光層の入射角が７０度の右回り円偏光に対する分光反射率を測定した。結果を図２に示す。図２に示されるように、４５０ｎｍから７５０ｎｍの波長域において、５０％以上の反射率であった。
【００３７】
（液晶表示装置の作製）
作製した偏光素子を、反射板、光源および液晶セルと組み合わせて、液晶表示装置を作製した。
液晶表示装置で画像を表示したところ、良好な画像が観察された。
【００３８】
［比較例１］
（偏光素子の作製および評価）
第１コレステリック液晶層を設けなかった以外は、実施例１と同様にして偏光素子を作製した。
第２〜第４コレステリック液晶層の透過率を、分光光度計を用い、光の入射角を変えて測定した。
次に、作製した偏光素子に対して、コレステリック液晶層側から光を入射し、同様に透過率を測定した。
測定値の差から、入射角が７０度、波長が５８０ｎｍまたは６８０ｎｍの場合における吸収損失を測定した。結果は、第１表に示す。
また、この偏光層の入射角が７０度の右回り円偏光に対する分光反射率を測定した。結果を図３に示す。図３に示されるように、４５０ｎｍから７００ｎｍの波長域において、５０％未満の反射率の領域が認められた。
【００３９】
（液晶表示装置の作製）
作製した偏光素子を、反射板、光源および液晶セルと組み合わせて、液晶表示装置を作製した。
液晶表示装置で画像を表示したところ、画像の色相がやや青味を帯びていた。
【００４０】
【表１】
第１表
────────────────────────────────────
偏光素子　　波長５８０ｎｍでの吸収損失　　波長６８０ｎｍでの吸収損失
────────────────────────────────────
実施例１　　　　　　　３０％　　　　　　　　　　　　４０％
比較例１　　　　　　　４０％　　　　　　　　　　　　５０％
────────────────────────────────────
【図面の簡単な説明】
【図１】偏光素子の機能を示す断面模式図である。
【図２】実施例１の偏光層の入射角が７０度の右回り円偏光に対する分光反射率の測定結果である。
【図３】比較例１の偏光層の入射角が７０度の右回り円偏光に対する分光反射率の測定結果である。
【符号の説明】
１ａ〜４ａ、１ｆ〜４ｆ、１ｇ〜４ｇ、１ｈ〜４ｈ　左回り円偏光成分
１ｂ〜４ｂ、１ｃ〜４ｃ、１ｄ〜４ｄ、１ｅ〜４ｅ　右回り円偏光成分
１ｉ〜４ｉ、１ｊ〜４ｊ　直線偏光
Ｃｈ１〜Ｃｈ４　コレステリック液晶層
ＬＰ　直線偏光膜
ＬＳ　光源
ＲＰ　反射板
λ／４　λ／４板
【図１】
2004144880.tif 000009
【図２】
2004144880.tif 000010
【図３】
2004144880.tif 000011