(57)【要約】      （修正有）【課題】偏光素子により、光源からの入射光を集光化、平行光化し、法線方向に大きな角度で入射した光の透過を抑えた光学素子の提供。【解決手段】入射光を偏光分離するコレステリック液晶偏光素子Ａと、Ａと螺旋方向が同じでコレステリック液晶偏光素子Ｂとが配置された光学素子Ｘであって、２つの偏光素子は共に法線方向の入射光に対し出射光歪み率が０．５以上であり、法線方向から６０°以上傾けた場合、歪み率が０．２以下であり、入射角を大とするに従い出射光の直線偏光成分が増大し、かつＡは、入射角を大とするに従い出射光の直線偏光成分は、偏光素子面の法線方向に対し直交方向に直線偏光軸を有し、Ｂは入射角度が大となるに従い、出射光の直線偏光成分は偏光素子面の法線方向に対し平行方向に直線偏光軸を有する光学素子Ｘに、更に２つの偏光素子のいずれかに円偏光型反射偏光子Ｃを配置した光学素子。【選択図】図１４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光を偏光分離して出射する、コレステリック液晶により形成されている偏光素子（Ａ）と、偏光素子（Ａ）と螺旋方向が同じあるコレステリック液晶により形成されている偏光素子（Ｂ）とが配置されている光学素子（Ｘ）であって、
偏光素子（Ａ）および偏光素子（Ｂ）は、いずれも、
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であり、かつ、
偏光素子（Ａ）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直交方向に直線偏光の偏光軸を有するものであり、
偏光素子（Ｂ）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である光学素子（Ｘ）に、
さらに偏光素子（Ａ）または偏光素子（Ｂ）のいずれかの側に、円偏光型反射偏光子（Ｃ）が配置されていることを特徴とする光学素子。
【請求項２】
偏光素子（Ａ）および偏光素子（Ｂ）は、入射光の非透過成分を実質的に反射するものであることを特徴とする請求項１に記載の光学素子。
【請求項３】
偏光素子（Ａ）および偏光素子（Ｂ）の厚みが２μｍ以上であることを特徴とする請求項１または２記載の光学素子。
【請求項４】
偏光素子（Ａ）および偏光素子（Ｂ）の反射帯域巾が２００ｎｍ以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光学素子。
【請求項５】
円偏光型反射偏光子（Ｃ）がコレステリック液晶層（Ｃ１）であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光学素子。
【請求項６】
円偏光型反射偏光子（Ｃ）がコレステリック液晶層（Ｃ１）および正面位相差（法線方向）がλ／８以下で、入射角を大きくしていくと位相差が大きくなる層（Ｃ２）を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光学素子。
【請求項７】
コレステリック液晶（Ｃ１）の反射帯域巾が２００ｎｍ以上であることを特徴とする請求項５または６記載の光学素子。
【請求項８】
円偏光型反射偏光子（Ｃ）が直線偏光型反射偏光子（Ｃ３）および１／４波長板（Ｃ４）を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光学素子。
【請求項９】
１／４波長板（Ｃ４）は、面内屈折率が最大となる方向をＸ軸、Ｘ軸に垂直な方向をＹ軸、フィルムの厚さ方向をＺ軸とし、それぞれの軸方向の屈折率をｎｘ、ｎｙ、ｎｚ、とした場合に、
Ｎｚ＝（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）で表されるＮｚ係数が、−３＜Ｎｚ＜４であることを特徴とする請求項８記載の光学素子。
【請求項１０】
１／４波長板（Ｃ４）は、１／２波長板（Ｃ４１）および１／４波長板（Ｃ４２）を有することを特徴とする請求項８記載の光学素子。
【請求項１１】
１／２波長板（Ｃ４１）は、面内屈折率が最大となる方向をＸ軸、Ｘ軸に垂直な方向をＹ軸、フィルムの厚さ方向をＺ軸とし、それぞれの軸方向の屈折率をｎｘ、ｎｙ、ｎｚ、とした場合に、
Ｎｚ＝（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）で表されるＮｚ係数が、−１．５＜Ｎｚ＜２であり、
１／４波長板（Ｃ４２）は、面内屈折率が最大となる方向をＸ軸、Ｘ軸に垂直な方向をＹ軸、フィルムの厚さ方向をＺ軸とし、それぞれの軸方向の屈折率をｎｘ、ｎｙ、ｎｚ、とした場合に、
Ｎｚ＝（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）で表されるＮｚ係数が、−１．５＜Ｎｚ＜２であることを特徴とする請求項１０記載の光学素子。
【請求項１２】
円偏光型反射偏光子（Ｃ）が配置されていない側に、光源側からの出射光が直線偏光になるように１／４波長板（Ｒ）が配置されていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の光学素子。
【請求項１３】
１／４波長板（Ｒ）が、可視光全域において略１／４波長板として機能する広帯域波長板であることを特徴とする請求項１２記載の光学素子。
【請求項１４】
１／４波長板（Ｒ）は、面内屈折率が最大となる方向をＸ軸、Ｘ軸に垂直な方向をＹ軸、それぞれの軸方向の屈折率をｎｘ、ｎｙ、厚さｄ（ｎｍ）とした場合に、
光源波長帯域（４２０〜６５０ｎｍ）における各波長での正面位相差値：（ｎｘ−ｎｙ）×ｄが、１／４波長±１０％以内であることを特徴とする請求項１３記載の光学素子。
【請求項１５】
１／４波長板（Ｒ）は、面内屈折率が最大となる方向をＸ軸、Ｘ軸に垂直な方向をＹ軸、フィルムの厚さ方向をＺ軸とし、それぞれの軸方向の屈折率をｎｘ、ｎｙ、ｎｚ、とした場合に、
Ｎｚ＝（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）で表されるＮｚ係数が、−２．５＜Ｎｚ≦１であることを特徴とする請求項１２〜１４のいずれかに記載の光学素子。
【請求項１６】
１／４波長板（Ｒ）の側に、光源側からの透過で得られる直線偏光の偏光軸方向と、偏光板の偏光軸方向とが揃うように偏光板が配置されていることを特徴とする請求項１２〜１５のいずれかに記載の光学素子。
【請求項１７】
各層を、透光性の接着剤または粘着剤を用いて積層したことを特徴とする請求項１〜１６のいずれかに記載の光学素子。
【請求項１８】
請求項１〜１７のいずれかに記載の光学素子に、少なくとも光源を配置してなることを特徴とする集光バックライトシステム。
【請求項１９】
請求項１８記載の集光バックライトシステムに、少なくとも液晶セルを配置してなることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２０】
請求項１９記載の液晶表示装置に、後方散乱、偏光解消を有さない拡散板を液晶セル視認側に積層して用いたことを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、偏光素子を利用した光学素子に関する。また本発明は、当該光学素子を用いた集光バックライトシステム、さらにはこれらを用いた液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
表面が平坦な光学フィルムを用いて拡散光源を集光もしくは平行光化、または特定方向のみに透過率を制御する試みは古くから行われてきた。その代表的な例としては、輝線光源とバンドパスフィルターを組み合わせる方法がある（たとえば、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５、特許文献６、特許文献７、特許文献８、特許文献９等参照。）。またＣＲＴやエレクトロルミネッセンスのように輝線発行する光源と表示装置上にバンドパスフィルターを配置して集光・平行光化する方法等が提案されている（たとえば、特許文献１０、特許文献１１、特許文献１２、特許文献１３、特許文献１４等参照）。
【０００３】
また、偏光と位相差を組み合わせた方式が提案されている（特許文献１５参照）。また、反射偏光子−旋光板−反射偏光子からなる光学素子としては他にも提案されている（特許文献１６、特許文献１７、特許文献１８参照）。また、ホログラム材料を用いたものが提案されている（特許文献１９参照）。
【０００４】
しかし、拡散光源に指向性を付与する光学フィルムとして輝線スペクトルを利用した方式では、光源種とバンドパスフィルターとの波長整合性に係わる精密度が高く、作製が困難であった。一方、単色光では大きな問題とはならないが、三原色に対応させる場合には各色の透過率変化が入射角によって同一比率で変化しなければ着色を感じてしまう。したがって、輝線光源とバンドパスフィルターの組み合わせでは光源波長とバンドパスフィルターの精密なマッチングが必要であり、技術難易度が高かった。
【０００５】
例えば、特許文献１３、特許文献１４では左円偏光分離板と右円偏光分離板の組み合わせて得られる反射板、または同じ方向の円偏光分離板の間に１／２波長板を配置して得られる反射板を用いて正面方向の集光を行っている。しかし、この系では光源の波長ごとに対応した層を形成する必要があり、カラー化のためには三組積層が必要であった。これは構成が複雑であり高コストであった。
【０００６】
また、偏光と位相差を利用する場合において、出射可能な角度を絞り込んだ場合には、副次透過する領域がさらに大きな入射角角度にて出現する傾向があった。
【０００７】
一般的に位相差板に斜め入射する際には光路長が増大し、光路長増大に応じて光路長差も増大する傾向にある。この特性と偏光子を組み合わせれば特許文献１５のように透過率に角度依存性を有する偏光素子を作製できる。かかる偏光素子は透過率を入射角に応じて変化させることが可能である。例えば、かかる偏光素子によれば、正面方向の透過率を高く、斜め入射光線の透過率を低くすることが可能である。
【０００８】
さらに、同じ向きの円偏光を分離する光学素子の間に、正面は位相差が無く斜め方向で１／２波長の位相差を付与する層を挿入すれば、斜め方向は全反射されるので正面方向にしか光は透過しない（特許文献２０参照）。しかし、この手法では特定の角度で全反射する条件を設定するとそれよりも大きな入射角度で再び透過する領域が発生する問題が残っていた。入射角度が大きくなると光路長が増大し、受ける位相差が増大する。このため３／４波長の位相差を受ける入射角で再び透過する性質を持ってしまう。このため正面のみへの透過特性を絞り込むと斜め方向での透過成分が却って発生し障害が生じた。
【０００９】
特許文献１７、特許文献１８、特許文献１９は、いずれも半透過反射板用途の反射偏光子積層品について、これらを角度をずらして貼り合わすことによって生じていた生産性低下と面積歩留まり劣化の問題を、旋光子の使用によりロールｔｏロールによる生産を可能として生産性を改善したものである。このような一般的な反射偏光子−旋光板−反射偏光子の組み合わせでは透過率の角度依存性は生じることはなかった。また、水晶やショ糖のようの一般的なキラル材料や位相差板の積層体などによる旋光子では入射角度によって旋光特性が変化する位相差板を意図的に制御して作製することは困難であった。
【００１０】
一方、ホログラム材料は高価で機械特性が悪く軟弱な材質のものが大半であり、長期耐久性に問題があった。
【００１１】
このように従来の上記光学素子は、作製が困難であったり、狙い通りの光学特性が得にくかったり、信頼性が乏しいなどの問題を有するものであった。
【特許文献１】特開平６−２３５９００号公報
【特許文献２】特開平２−１５８２８９号公報
【特許文献３】特表平１０−５２１０２５号公報
【特許文献４】米国特許第６３０７６０４号明細書
【特許文献５】独国特許出願公開第３８３６９５５号明細書
【特許文献６】独国特許出願公開第４２２０２８号明細書
【特許文献７】欧州特許出願公開第５７８３０２号明細書
【特許文献８】米国特許出願公開第２００２／３４００９号明細書
【特許文献９】国際公開第０２／２５６８７号パンフレット
【特許文献１０】米国特許出願公開第２００１／５２１６４３号明細書
【特許文献１１】米国特許出願公開第２００１／５１６０６６号明細書
【特許文献１２】米国特許出願公開第２００２／０３６７３５号明細書
【特許文献１３】特開２００２−９０５３５号公報
【特許文献１４】特開２００２−２５８０４８号公報
【特許文献１５】特許第２５６１４８３号明細書
【特許文献１６】米国特許第４９８４８７２号明細書
【特許文献１７】米国特許出願公開第２００３／６３２３６号明細書
【特許文献１８】国際公開第０３／２７７３１号パンフレット
【特許文献１９】国際公開第０３／２７７５６号パンフレット
【特許文献２０】特開平１０−３２１０２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、偏光素子を用いた、光源からの入射光を集光化、平行光化できる光学素子であって、法線方向に対し大きな角度で入射した光の透過を抑えることができる光学素子を提供することを目的とする。
【００１３】
また本発明は、当該光学素子を用いた集光バックライトシステムを提供すること、さらには液晶表示装置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】
【００１４】
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、下記光学素子を見出し、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は、下記の通りである。
【００１５】
１．入射光を偏光分離して出射する、コレステリック液晶により形成されている偏光素子（Ａ）と、偏光素子（Ａ）と螺旋方向が同じあるコレステリック液晶により形成されている偏光素子（Ｂ）とが配置されている光学素子（Ｘ）であって、
偏光素子（Ａ）および偏光素子（Ｂ）は、いずれも、
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であり、かつ、
偏光素子（Ａ）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直交方向に直線偏光の偏光軸を有するものであり、
偏光素子（Ｂ）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である光学素子（Ｘ）に、
さらに偏光素子（Ａ）または偏光素子（Ｂ）のいずれかの側に、円偏光型反射偏光子（Ｃ）が配置されていることを特徴とする光学素子。
【００１６】
２．偏光素子（Ａ）および偏光素子（Ｂ）は、入射光の非透過成分を実質的に反射するものであることを特徴とする上記１に記載の光学素子。
【００１７】
３．偏光素子（Ａ）および偏光素子（Ｂ）の厚みが２μｍ以上であることを特徴とする上記１または２記載の光学素子。
【００１８】
４．偏光素子（Ａ）および偏光素子（Ｂ）の反射帯域巾が２００ｎｍ以上であることを特徴とする上記１〜３のいずれかに記載の光学素子。
【００１９】
５．円偏光型反射偏光子（Ｃ）がコレステリック液晶層（Ｃ１）であることを特徴とする上記１〜４のいずれかに記載の光学素子。
【００２０】
６．円偏光型反射偏光子（Ｃ）がコレステリック液晶層（Ｃ１）および正面位相差（法線方向）がλ／８以下で、入射角を大きくしていくと位相差が大きくなる層（Ｃ２）を有することを特徴とする上記１〜４のいずれかに記載の光学素子。
【００２１】
７．コレステリック液晶（Ｃ１）の反射帯域巾が２００ｎｍ以上であることを特徴とする上記５または６記載の光学素子。
【００２２】
８．円偏光型反射偏光子（Ｃ）が直線偏光型反射偏光子（Ｃ３）および１／４波長板（Ｃ４）を有することを特徴とする上記１〜４のいずれかに記載の光学素子。
【００２３】
９．１／４波長板（Ｃ４）は、面内屈折率が最大となる方向をＸ軸、Ｘ軸に垂直な方向をＹ軸、フィルムの厚さ方向をＺ軸とし、それぞれの軸方向の屈折率をｎｘ、ｎｙ、ｎｚ、とした場合に、
Ｎｚ＝（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）で表されるＮｚ係数が、−３＜Ｎｚ＜４であることを特徴とする上記８記載の光学素子。
【００２４】
１０．１／４波長板（Ｃ４）は、１／２波長板（Ｃ４１）および１／４波長板（Ｃ４２）を有することを特徴とする上記８記載の光学素子。
【００２５】
１１．１／２波長板（Ｃ４１）は、面内屈折率が最大となる方向をＸ軸、Ｘ軸に垂直な方向をＹ軸、フィルムの厚さ方向をＺ軸とし、それぞれの軸方向の屈折率をｎｘ、ｎｙ、ｎｚ、とした場合に、
Ｎｚ＝（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）で表されるＮｚ係数が、−１．５＜Ｎｚ＜２であり、
１／４波長板（Ｃ４２）は、面内屈折率が最大となる方向をＸ軸、Ｘ軸に垂直な方向をＹ軸、フィルムの厚さ方向をＺ軸とし、それぞれの軸方向の屈折率をｎｘ、ｎｙ、ｎｚ、とした場合に、
Ｎｚ＝（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）で表されるＮｚ係数が、−１．５＜Ｎｚ＜２であることを特徴とする上記１０記載の光学素子。
【００２６】
１２．円偏光型反射偏光子（Ｃ）が配置されていない側に、光源側からの出射光が直線偏光になるように１／４波長板（Ｒ）が配置されていることを特徴とする上記１〜１１のいずれかに記載の光学素子。
【００２７】
１３．１／４波長板（Ｒ）が、可視光全域において略１／４波長板として機能する広帯域波長板であることを特徴とする上記１２記載の光学素子。
【００２８】
１４．１／４波長板（Ｒ）は、面内屈折率が最大となる方向をＸ軸、Ｘ軸に垂直な方向をＹ軸、それぞれの軸方向の屈折率をｎｘ、ｎｙ、厚さｄ（ｎｍ）とした場合に、
光源波長帯域（４２０〜６５０ｎｍ）における各波長での正面位相差値：（ｎｘ−ｎｙ）×ｄが、１／４波長±１０％以内であることを特徴とする上記１３記載の光学素子。
【００２９】
１５．１／４波長板（Ｒ）は、面内屈折率が最大となる方向をＸ軸、Ｘ軸に垂直な方向をＹ軸、フィルムの厚さ方向をＺ軸とし、それぞれの軸方向の屈折率をｎｘ、ｎｙ、ｎｚ、とした場合に、
Ｎｚ＝（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）で表されるＮｚ係数が、−２．５＜Ｎｚ≦１であることを特徴とする上記１２〜１４のいずれかに記載の光学素子。
【００３０】
１６．１／４波長板（Ｒ）の側に、光源側からの透過で得られる直線偏光の偏光軸方向と、偏光板の偏光軸方向とが揃うように偏光板が配置されていることを特徴とする上記１２〜１５のいずれかに記載の光学素子。
【００３１】
１７．各層を、透光性の接着剤または粘着剤を用いて積層したことを特徴とする上記１〜１６のいずれかに記載の光学素子。
【００３２】
１８．上記１〜１７のいずれかに記載の光学素子に、少なくとも光源を配置してなることを特徴とする集光バックライトシステム。
【００３３】
１９．上記１８記載の集光バックライトシステムに、少なくとも液晶セルを配置してなることを特徴とする液晶表示装置。
【００３４】
２０．上記１９記載の液晶表示装置に、後方散乱、偏光解消を有さない拡散板を液晶セル視認側に積層して用いたことを特徴とする液晶表示装置。
【発明の効果】
【００３５】
上記本発明の光学素子（Ｙ）は、入射光を偏光分離して出射する、コレステリック液晶により形成されている偏光素子（Ａ）と、偏光素子（Ａ）と螺旋方向が同じあるコレステリック液晶により形成されている偏光素子（Ｂ）とを配置している光学素子（Ｘ）を有する。さらに、光学素子（Ｘ）の偏光素子（Ａ）または偏光素子（Ｂ）のいずれかの側には、円偏光型反射偏光子（Ｃ）が配置されている。本発明の光学素子（Ｙ）の断面図の一例を図１４に示す。
【００３６】
光学素子（Ｘ）は、偏光素子（Ａ）および偏光素子（Ｂ）の特異な現象を利用している。すなわち、光学素子（Ｘ）は、入射角が有る程度大きくなると、出射光が直線偏光化し、入射角度がさらに増大しても直線偏光の偏光軸方向が変化せず、偏光状態が一定に保たれる、偏光素子（Ａ）、（Ｂ）の特異な性質を利用し、出射光の角度依存性を制御して、大角度での副次透過成分を抑制したものである。
【００３７】
上記偏光素子（Ａ）および偏光素子（Ｂ）は、いずれも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、０．２以下、さらには０．１以下であるのが好ましい。このように偏光素子（Ａ）および偏光素子（Ｂ）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。
【００３８】
前記偏光素子（Ａ）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直交方向に直線偏光の偏光軸を有するものである。図１（Ａ）は、光学面（ｘ軸−ｙ軸平面）である偏光素子（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。
【００３９】
出射光（ｅ１）：偏光素子（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。
【００４０】
出射光（ｅ２）、（ｅ４）：偏光素子（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。
【００４１】
出射光（ｅ３）、（ｅ５）：偏光素子（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。
【００４２】
一方、偏光素子（Ｂ）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である。図２（Ａ）は、光学面（ｘ軸−ｙ軸平面）である偏光素子（Ｂ１）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。
【００４３】
出射光（ｅ１１）：偏光素子（Ｂ１）に対するｚ軸方向（法線方向）の入射光（ｉ１１）に対する出射光であり、円偏光である。
【００４４】
出射光（ｅ１２）、（ｅ１４）：偏光素子（Ｂ１）に斜め入射した入射光（ｉ１２）、（ｉ１４）に対する出射光であり、楕円偏光である。出射光（ｅ１２）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（ｅ１４）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。
【００４５】
出射光（ｅ１３）、（ｅ１５）：偏光素子（Ｂ１）に大きな角度で斜め入射した入射光（ｉ１３）、（ｉ１５）に対する出射光であり、直線偏光である。出射光（ｅ１３）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（ｅ１５）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（ｅ１３）、（ｅ１５）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。
【００４６】
前記偏光素子（Ａ）、（Ｂ）は、コレステリック液晶層により形成する。偏光素子の反射帯域巾は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、これを利用したものである。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。
【００４７】
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。
【００４８】
上記現象を有する偏光素子（Ａ）、（Ｂ）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。
【００４９】
上記現象が起こる理由は定かではない。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。またコレステリック液晶の捻れピッチ長が不連続であったり長波長側にピッチを有したりしている場合に上記偏光素子（A）、（B）が得られていることからコレステリック液晶層の有する位相差特性の角度依存性が影響していると考えられる。
【００５０】
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。
【００５１】
本発明の偏光素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。本発明の偏光素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。
【００５２】
偏光素子（Ａ）、（Ｂ）を得るのに選択反射帯域が可視光域を覆うような広帯域コレステリック液晶を用いるのも好適である。広帯域コレステリック液晶層は層厚みが厚く、位相差を有効に付与し得るからである。
【００５３】
偏光素子（Ａ）、（Ｂ）は、正面方向（法線方向）の入射光からは円偏光が得られ、深い入射角度の入射光からは、法線に直交または平行方向に直線偏光が出射する。したがって、選択反射波長帯域が十分に長波長側に延びていれば可視光域での反射率に変化はなく、色調変化のない鏡面反射材のように視認できる。
【００５４】
本発明の光学素子は、図１４に示す通り、偏光素子（Ａ）と偏光素子（Ｂ）が積層された光学素子（Ｘ）を有する。なお、偏光素子（Ａ）、偏光素子（Ｂ）はいずれの側を入射側とすることができる。入射側には円偏光型反射偏光子（Ｃ）が配置される。円偏光型反射偏光子（Ｃ）については後述する。図１４乃至図１６は偏光素子（Ａ）側が入射側になる場合の例である。
【００５５】
偏光素子（Ａ）と偏光素子（Ｂ）とは、螺旋方向が同じコレステリック液晶により形成されている。後で詳述するが、偏光素子（Ａ）として、図１に示すような回転方向の円偏光が得られる偏光素子（Ａ１）に対しては、図２に示すような同じ回転方向の円偏光が得られる偏光素子（Ｂ１）を用いる。一方、図９には、偏光素子（Ａ）として、図１に示す偏光素子（Ａ１）とは反対の回転方向の円偏光が得られる偏光素子（Ａ２）を示している。かかる偏光素子（Ａ２）に対しては、図１０に示すような、偏光素子（Ｂ２）を用いる。偏光素子（Ｂ２）は、偏光素子（Ｂ１）とは反対の回転方向の円偏光が得られる。
【００５６】
なお、図１３に、波長板により偏光が変化する概念図を示す。Ｆ：進相軸、Ｓ：遅相軸、である。１３−１、１３−２は、１／４波長板（Ｒ）を用いた直線偏光から円偏光への変換を示すものである。１３−３、１３−４は１／４波長板（Ｒ）を用いた円偏光から直線偏光への変換を示すものである。１３−５、１３−６は１／２波長板（Ｒ１）を用いた軸方向または回転方向の変換を示すものである。
【００５７】
まず、光学素子（Ｘ）が偏光素子（Ａ１）、偏光素子（Ｂ１）の順で配置されている場合を説明する。偏光素子（Ａ１）からの出射光は図１に示す通りであり、偏光素子（Ｂ１）からの出射光は図２に示す通りである。偏光素子（Ａ１）、偏光素子（Ｂ１）の順で透過した出射光は、図８に示される。
【００５８】
出射光（ｅ２１）：ｚ軸上に存在する。出射光（ｅ１）が偏光素子（Ｂ１）を垂直透過した光線である。出射光（ｅ１）とは回転方向が同じ円偏光である。
【００５９】
出射光（ｅ２２）：ｚ軸とｙ軸を含む面上に存在する。出射光（ｅ２）が偏光素子（Ｂ１）を斜め透過した光線である。出射光（ｅ２１）と同じ方向の円偏光であるが、小さい値となる。
【００６０】
非出射光（ｅ２３）：ｚ軸とｙ軸を含む面上に存在する。出射光（ｅ３）が偏光素子（Ｂ１）で遮蔽されるため殆ど透過しない。出射光（ｅ３）と出射光（ｅ１３）とは、直線偏光の軸角度が直交関係にあるためである。
【００６１】
出射光（ｅ２４）：ｚ軸とｘ軸を含む面上に存在する。出射光（ｅ４）が偏光素子（Ｂ１）を斜め透過した光線である。出射光（ｅ２１）と同じ方向の円偏光であるが、小さい値となる。
【００６２】
非出射光（ｅ３５）：ｚ軸とｘ軸を含む面上に存在する。出射光（ｅ５）が偏光素子（Ｂ１）で遮蔽されるため殆ど透過しない。出射光（ｅ５）と出射光（ｅ１５）とは、直線偏光の軸角度が直交関係にあるためである。
【００６３】
また光学素子（Ｘ）が偏光素子（Ａ２）、偏光素子（Ｂ２）の順で配置されている場合を説明する。偏光素子（Ａ２）のみを透過した出射光は図９に示す通りであり、偏光素子（Ｂ２）のみを透過した出射光は図１０に示す通りである。偏光素子（Ａ２）、偏光素子（Ｂ２）の順で透過した出射光は、図１１に示される。
【００６４】
偏光素子（Ａ２）のみを透過した出射光は、図９に示すように、偏光素子（Ａ１）とは、軸方向および回転方向が逆である。
【００６５】
出射光（ｅ３１）：ｚ軸上に存在する。偏光素子（Ａ２）を垂直透過した光線である。偏光素子（Ａ１）を透過した出射光（ｅ１）とは回転方向が逆方向になっている円偏光である。
【００６６】
出射光（ｅ３２）：偏光素子（Ａ２）を斜め透過した光線である。出射光（ｅ３２）は、ｚ軸とｙ軸を含む面に対して直交する軸を有する楕円偏光である。
【００６７】
出射光（ｅ３３）：偏光素子（Ａ２）を大きな入射角度で透過した光線である。出射光（ｅ３３）は、ｚ軸とｙ軸を含む面に対して直交する軸を有する直線偏光である。
【００６８】
出射光（ｅ３４）：偏光素子（Ａ２）を斜め透過した光線である。出射光（ｅ３４）は、ｚ軸とｘ軸を含む面に対して直交する軸を有する楕円偏光である。
【００６９】
出射光（ｅ３５）：偏光素子（Ａ２）を大きな入射角度で透過した光線である。出射光（ｅ３５）は、ｚ軸とｘ軸を含む面に対して直交する軸を有する直線偏光である。
【００７０】
偏光素子（Ｂ２）のみを透過した出射光は、図１０に示すように、偏光素子（Ｂ１）とは、軸方向および回転方向が逆である。
【００７１】
出射光（ｅ４１）：ｚ軸上に存在する。偏光素子（Ｂ２）を垂直透過した光線である。偏光素子（Ｂ１）を透過した出射光（ｅ１１）とは回転方向が逆方向になっている円偏光である。
【００７２】
出射光（ｅ４２）：偏光素子（Ｂ２）を斜め透過した光線である。出射光（ｅ４２）は、ｚ軸とｙ軸を含む面に対して平行な軸を有する楕円偏光である。
【００７３】
出射光（ｅ４３）：偏光素子（Ｂ２）を大きな入射角度で透過した光線である。出射光（ｅ４３）は、ｚ軸とｙ軸を含む面に対して平行な軸を有する直線偏光である。
【００７４】
出射光（ｅ４４）：偏光素子（Ｂ２）を斜め透過した光線である。出射光（ｅ４４）は、ｚ軸とｘ軸を含む面に対して平行な軸を有する楕円偏光である。
【００７５】
出射光（ｅ４５）：偏光素子（Ｂ２）を大きな入射角度で透過した光線である。出射光（ｅ４５）は、ｚ軸とｘ軸を含む面に対して平行な軸を有する直線偏光である。
【００７６】
上記偏光素子（Ａ２）、偏光素子（Ｂ２）の順で透過した出射光は、図１１に示される。
【００７７】
出射光（ｅ５１）：ｚ軸上に存在する。出射光（ｅ３１）が偏光素子（Ｂ２）を垂直透過した光線である。出射光（ｅ３１）とは回転方向が同じ円偏光である。
【００７８】
出射光（ｅ５２）：ｚ軸とｙ軸を含む面上に存在する。出射光（ｅ３２）が偏光素子（Ｂ２）を斜め透過した光線である。出射光（ｅ５１）と同じ方向の円偏光であるが、小さい値となる。
【００７９】
非出射光（ｅ５３）：ｚ軸とｙ軸を含む面上に存在する。出射光（ｅ３３）が偏光素子（Ｂ２）で遮蔽されるため殆ど透過しない。出射光（ｅ３３）と出射光（ｅ４３）とは、直線偏光の軸角度が直交関係にあるためである。
【００８０】
出射光（ｅ５４）：ｚ軸とｙ軸を含む面上に存在する。出射光（ｅ３４）が偏光素子（Ｂ２）を斜め透過した光線である。出射光（ｅ５１）と同じ方向の円偏光であるが、小さい値となる。
【００８１】
非出射光（ｅ５５）：ｚ軸とｘ軸を含む面上に存在する。出射光（ｅ３５）が偏光素子（Ｂ２）で遮蔽されるため殆ど透過しない。出射光（ｅ３５）と出射光（ｅ４５）とは、直線偏光の軸角度が直交関係にあるためである。
【００８２】
上図の図８または図１１に示すように、光学素子（Ｘ）によれば、垂直方向への入射光は円偏光として出射するが、大きな角度で斜め方向に入射した入射光は透過できない。また偏光素子（Ａ）、偏光素子（Ｂ）は、コレステリック液晶であるため、選択反射による偏光分離機能により吸収損失が少なく、出射できなかった光線を全て光源側に反射してリサイクルできる。その結果、法線方向（垂直方向）に出射光を効率よく取り出すことができる。偏光素子（Ａ）、偏光素子（Ｂ）の偏光度が十分に高ければ吸収損失なども少なく、垂直方向に円偏光を高効率で取り出すことができる。また、偏光素子（Ａ）と偏光素子（Ｂ）を配置するのみであり、間に位相差層が必要でないため、薄型化が可能であり、また作成も容易である。
【００８３】
上記光学素子（Ｘ）は、法線方向への入射光は円偏光として出射し、大きな角度で斜め方向に入射した入射光は透過できなくなる。一方、図８または図１１に示すように、斜め入射した入射光で法線方向に近い浅い角度においては、法線方向に比べて小さい値の円偏光が出射する。したがって、より法線方向に光を集めて輝度を向上させるには、法線方向では光学素子（Ｘ）から出射する円偏光成分を増加させ、偏光素子（Ａ）または偏光素子（Ｂ）に浅い角度で入射した入射光は直線偏光成分を増加させて遮蔽するのが好ましい。本発明の光学素子（Ｙ）は、上記光学素子（Ｘ）に円偏光を入射することにより、法線方向に近い浅い角度で入射した入射光の直線偏光成分を増加させ、これにより、かかる角度での遮蔽、反射によって法線方向での円偏光成分を増加させたものである。そこで本発明では、光学素子（Ｘ）の入射側に円偏光型反射偏光子（Ｃ）を配置して、光学素子（Ｘ）に円偏光が入射されるようにして輝度をさらに向上させている。
【００８４】
また上記光学素子（Ｘ）では可視光域において、例えば、Ｒ（６１０ｎｍ）、Ｇ（５５０ｎｍ）、Ｂ（４３５ｎｍ）の三波長で、直線偏光の軸方位をそろえることが難しく、透過光のカラーシフトの問題を生じる場合があった。本発明の光学素子（Ｙ）ように、光学素子（Ｘ）の入射側に円偏光型反射偏光子（Ｃ）を配置して、光学素子（Ｘ）に円偏光を入射することで、カラーシフトを低減できる。
【００８５】
上記のように本発明の光学素子（Ｙ）に入射した入射光は、円偏光型反射偏光子（Ｃ）、次いで光学素子（Ｘ）により円偏光として出射されるので、出射光が直線偏光になるように１／４波長板（Ｒ）を配置することができる。図１５参照。光学素子（Ｘ）から出射した円偏光を、１／４波長板（Ｒ）により直線偏光とすることができる（図１３−３、４参照）。
【００８６】
図１２は、図１１において、光学素子（Ｘ）である偏光素子（Ａ２）および偏光素子（Ｂ２）から出射した円偏光を、１／４波長板（Ｒ）を配置して、出射光を直線偏光化した状態を示すものである。なお、図８において、光学素子（Ｘ）である偏光素子（Ａ１）および偏光素子（Ｂ１）から出射した円偏光に、１／４波長板（Ｒ）を配置して出射光を直線偏光化した場合には、図１２の直線偏光に対して直交する方向の直線偏光が得られる。以下に、図１２を説明する。
【００８７】
出射光（ｅ６１）：ｚ軸上に存在する。円偏光の出射光（ｅ５１）が１／４波長板（Ｒ）によって直線偏光になっている。
【００８８】
出射光（ｅ６２）：ｚ軸とｙ軸を含む面上に存在する。円偏光の出射光（ｅ５２）が１／４波長板（Ｒ）によって直線偏光になっている。出射光（ｅ６２）は出射光（ｅ６１）よりも小さい値となる。
【００８９】
非出射光（ｅ６３）：ｚ軸とｙ軸を含む面上に存在する。非出射光（ｅ６３）は遮蔽されているので殆ど出射しない。
【００９０】
出射光（ｅ６４）：ｚ軸とｘ軸を含む面上に存在する。円偏光の出射光（ｅ５４）が１／４波長板（Ｒ）によって直線偏光になっている。出射光（ｅ６４）は出射光（ｅ６１）よりも小さい値となる。
【００９１】
非出射光（ｅ６５）：ｚ軸とｙ軸を含む面上に存在する。非出射光（ｅ６５）は遮蔽されているので殆ど出射しない。
【００９２】
このように光学素子（Ｘ）に１／４波長板（Ｒ）を配置したものは、直線偏光素子として液晶表示装置の光源側に配置することで輝度向上と集光を両立した光学素子として機能する。吸収損失を本質的に有さない本発明における光学素子（Ｘ）は液晶表示装置に入射しない角度の光線は全て光源側に反射してリサイクルするため、斜め方向の光源出射光は正面方向にしか出口が無く、実質的に集光されるからである。しかも、本発明の光学素子（Ｙ）は、円偏光型反射偏光子（Ｃ）により円偏光を光学素子（Ｘ）に入射しているため、光学素子（Ｘ）のみを用いた場合に比べて、法線方向およびその近傍ではさらに直線偏光が集光され、一方、斜め入射光は法線方向に近い浅い角度でも遮蔽効果が大きい。
【００９３】
すなわち本発明の光学素子は、法線方向に高い透過率を有し、斜め方向で良好な遮蔽効果を有しており、またコレステリック液晶の選択反射特性と併せて吸収損失がない。また斜め方向での副次透過や波長特性の精密な調整が不要であり、安定して性能を容易に得ることができる。またカラーシフトの問題も低減できる。
【００９４】
この効果により、法線方向に対し大きな角度で入射した光の透過を抑えることができ、正面輝度の向上および偏光度を向上させて色付きを低減させることができる平行光化システムを形成することができる。すなわち、上記光学素子を、集光・平行光化されるバックライト光源上に配置した液晶表示装置は正面近傍の表示品位の高い領域のみの光線を利用することができる。
【００９５】
また本発明の光学素子は、従来のレンズシートやプリズムシートと異なり、空気界面を必要としないので偏光板などと積層一体品として貼り合わせて使用が可能であり、ハンドリング面においても有利である。薄型化に大きな効果を有する。プリズム構造のような視認される規則性構造を有さないためにモアレなどが発生しにくく、全光線透過率を低下させる拡散板類の省略や低ヘイズ化（一般的に全光線透過率が向上する）が容易に行える利点も有する。もちろんプリズムシートなどと併用して用いることに問題はない。例えば急峻な正面への集光をプリズムシート類で行い、プリズムシートで大出射角に現れる副次透過ピークを本発明の光学素子で遮蔽する組み合わせで用いることが好ましい。
【００９６】
また、プリズムシートのみ用いた従来型のバックライト装置では、出射光ピークの方向が光源冷陰極管より遠ざかる方向へ偏る傾向がある。これは導光板から斜め方向に出射する光線が光源冷陰極管より遠ざかる方向へ多く出射するためであり、画面垂直方向にピーク強度を位置させることは困難である。これに対して、本発明による光学素子を用いると容易に正面方向に出射ピークを一致させることができる。
【００９７】
これら光学素子を用いた集光バックライト光源と後方散乱が少なく偏光解消を発生しない拡散板を組み合わせることで視野角拡大システムの構築が可能である。
【００９８】
このようにして得られた光学素子を用いた集光バックライトシステムは、従来に比べ平行度の高い光源を容易に得られる。しかも、本質的に吸収損失を有さない反射偏光による平行光化が得られるので、反射された非平行光成分はバックライト側に戻り、散乱反射等により、その中の平行光成分だけが取り出されるリサイクルが繰り返され、実質的に高い透過率と高い光利用効率を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００９９】
本発明の偏光素子（Ａ）、（Ｂ）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することができる。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、図９の偏光素子（Ａ）または図２、図１０の偏光素子（Ｂ）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。偏光素子（Ａ）と、偏光素子（Ｂ）とはコレステリック液晶の螺旋方向が同じものを用いる。
【０１００】
偏光素子（Ａ）、偏光素子（Ｂ）のような斜め透過光の直線偏光の軸方向の違いはコレステリック液晶層の積層順、作製方法の違いによって任意に作製できる。一般的なブリュースター角による偏光分離素子の場合には斜め方向の透過光線は一義的に定義され、光学面の法線に対し実質的に平行方向に直線偏光の偏光軸を有する物しか得られない。
【０１０１】
偏光素子（Ａ）と偏光素子（Ｂ）の選択反射波長帯域は少なくとも５５０ｎｍを含み、望ましくは１００ｎｍ以上、さらに望ましくは２００ｎｍ以上、さらに望ましくは３００ｎｍ以上の重なりを有することが好ましい。なお、偏光素子（Ａ）と偏光素子（Ｂ）は正面方向に透過する円偏光の向きが同じで、選択反射波長帯域が同一の物を用いることができるが、選択反射波長帯域はこれに限定されるものではない。
【０１０２】
（コレステリック液晶層の積層体）
偏光素子が、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を積層体である場合、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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
（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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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）。
【０１１３】
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）。
【０１１４】
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）。
【０１１５】
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）。
【０１１６】
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）。
【０１１７】
また、偏光素子（Ｂ）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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
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：
【０１２２】
【化１】
2005266323.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。
【０１２３】
また、重合性カイラル剤（ｂ）としては、たとえば、ＢＡＳＦ社製ＬＣ７５６があげられる。
【０１２４】
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。
【０１２５】
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。
【０１２６】
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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
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。
【０１３０】
（円偏光型反射偏光子（Ｃ））
光学素子（Ｘ）に円偏光型反射偏光子（Ｃ）を積層した場合を以下に説明する。図１４に示す通りである。図１４（Ａ）乃至（Ｄ）には、具体的態様を示す。なお、円偏光型反射偏光子（Ｃ）は、光学素子（Ｘ）における偏光素子（Ａ）または偏光素子（Ｂ）のいずれかの側に配置されてもよい。図１４では、円偏光型反射偏光子（Ｃ）を偏光素子（Ａ）の側に配置しているが、図１４（Ａ）乃至（Ｄ）では偏光素子（Ｂ）の側に配置している例である。
【０１３１】
円偏光型反射偏光子（Ｃ）としては、たとえば、コレステリック液晶層（Ｃ１）が用いられる。図１４（Ａ）を参照。コレステリック液晶層（Ｃ１）は偏光素子（Ａ）、（Ｂ）と螺旋方向が同じあるものが好ましい。
【０１３２】
コレステリック液晶層（Ｃ１）は、可視光域で機能させるためには広い選択反射帯域幅のものが好ましい。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。具体的には４００〜６００ｎｍの範囲をカバーすることが好ましい。かかるコレステリック液晶層（Ｃ１）としては、上記偏光素子（Ａ）、（Ｂ）と同様のものを用いることができる。ただし、偏光素子（Ａ）、（Ｂ）はコレステリック液晶層の影響により、入射角が大きくなっていくと、直線偏光成分が大きくなるため、円偏光を入射できなくなる。そのため、反射帯域巾が２００ｎｍ以上のコレステリック液晶層（Ｃ１）を用いる場合には、正面位相差（法線方向）がλ／８以下で、入射角を大きくしていくと位相差が大きくなる層（Ｃ２）と組み合わせて用いるのが好ましい。図１４（Ｂ）参照。位相差層（Ｃ２）によって、法線方向が円偏光で、入射角が大きくなっても実質的に円偏光を透過できるようになる。位相差層（Ｃ２）としては、ネガティブＣ−プレート、ポジティブＣ−プレート等があげられる。
【０１３３】
また円偏光型反射偏光子（Ｃ）としては、直線偏光型反射偏光子（Ｃ３）および１／４波長板（Ｃ４）を用いることができる。図１４（Ｃ）参照。前記１／４波長板（Ｃ４）を用いる場合は、そのNｚ係数により、入射角が大きくなると円偏光が楕円偏光になってくる場合がある。このため１／４波長板（Ｃ４）のＮｚ係数は、０．５に近い方が好ましい。一般的には、１／４波長板（Ｃ４）のＮｚ係数は、−１．５＜Ｎｚ＜２、さらには０＜Ｎｚ＜１であるのが好ましい。
【０１３４】
１／４波長板（Ｃ４）は、一枚を単独で用いることができ、また２枚以上の波長板を組み合わせて用いることができる。たとえば、１／２波長板（Ｃ４１）および１／４波長板（Ｃ４２）を用いることができる。すなわち、１／２波長板（Ｃ４１）および１／４波長板（Ｃ４２）を積層することにより、１／４波長板として機能させることができる。図１４（Ｄ）参照。これによりさらに広視角で円偏光を透過（入射角を大きくしていっても円偏光を透過）させることができる。この際、１／２波長板（Ｃ４１）の軸は、直線偏光型反射偏光子（Ｃ３）の直線偏光反射軸と略同軸になるように配置し、さらに１／４波長板（Ｃ４２）をこの軸に対して略４５°に設置する。この場合、１／２波長板（Ｃ４１）のＮｚ係数は０．７５、１／４波長板（Ｃ４２）のＮｚ係数は、０．５に近い方が好ましい。一般的には、１／２波長板（Ｃ４１）のＮｚ係数は、−１．５＜Ｎｚ＜２、さらには０＜Ｎｚ＜１であるのが好ましく、１／４波長板（Ｃ４２）のＮｚ係数は、−１＜Ｎｚ＜２、さらには０＜Ｎｚ＜１．５であるのが好ましい。
【０１３５】
（コレステリック液晶層（Ｃ１））
コレステリック液晶には、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キ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。
【０１３６】
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、または延伸処理による配向膜等上に、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。
【０１３７】
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、シクロヘキサノン、トリクロロエチレン、テトラクロロエタン、Ｎ−メチルピロリドン、テトラヒドロフランなどを適宜に選択して用いることができる。
【０１３８】
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。なお、液晶ポリマーの展開に際しては、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。
【０１３９】
さらに必要に応じ、これらの光学層を成膜時に用いる支持基材／配向基材から剥離し、他の光学材料に転写して用いることもできる。
【０１４０】
なお、２００ｎｍ以上の広い選択反射帯域幅のコレステリック液晶層（Ｃ１）は、上記偏光素子（Ａ）、（Ｂ）と同様の方法により得られる。
【０１４１】
（位相差層（Ｃ２））
位相差層（Ｃ２）は、正面位相差は垂直入射された偏光が保持される目的であるので、略ゼロであるのが好ましく、正面位相差がλ／８以下、さらにはλ／１０以下であることが望ましい。
【０１４２】
また、位相差層（Ｃ２）は、法線方向から傾斜した入射光に対して位相差を発生するものである。斜め方向からの入射光に対しては効率的に偏光変換されるべく全反射させる角度などによって適宜決定される。例えば、法線からのなす角６０°程度で完全に全反射させるには６０°で測定したときの位相差がλ／４程度になるように決定すればよい。
【０１４３】
位相差層（Ｃ２）の材質は上記のような光学特性を有するものであれば、特に制限はない。例えば、可視光領域（３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ) 以外に反射波長を有するコレステリック液晶のプラナー配向状態を固定したものや、棒状液晶のホメオトロピック配向状態を固定したもの、ディスコチック液晶のカラムナー配向やネマチック配向を利用したもの、負の１軸性結晶を面内に配向させたもの、２軸性配向したポリマーフィルムなどがあげられる。また、ポリアミド、ポリイミド、ポリエステル、ポリ（エーテルケトン）、ポリ（アミド−イミド）およびポリ（エステル−イミド）からなる群から選ばれる少なくとも１種の重合体から得られるフィルムがあげられる。これらフィルムは、前記重合体を溶媒に溶解した溶液を基材に塗工し、乾燥工程を経て得られる。基材は乾燥工程における寸法変化率が１％以下である基材を用いて形成したものが好ましい。また、ネマチック液晶、ディスコチック液晶の配向方向を厚み方向に連続的に変化するように配向固定したものなどがあげられる。
【０１４４】
可視光領域（３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ）以外に選択反射波長を有するコレステリック液晶のプラナー配向状態を固定したＣプレートは、コレステリック液晶の選択反射波長としては、可視光領域に色付きなどがないことが望ましい。そのため、選択反射光が可視領域にない必要がある。選択反射はコレステリックのカイラルピッチと液晶の屈折率によって一義的に決定される。選択反射の中心波長の値は近赤外領域にあっても良いが、旋光の影響などを受けるため、やや複雑な現象が発生するため、３５０ｎｍ以下の紫外部にあることがより望ましい。コレステリック液晶層の形成については、前記した反射偏光子におけるコレステリック層形成と同様に行われる。
【０１４５】
ホメオトロピック配向状態を固定したＣプレートは、高温でネマチック液晶性を示す液晶性熱可塑樹脂または液晶モノマーと必要に応じての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が用いられる。液晶性はリオトロピックでもサーモトロピック性のいずれでもよいが、制御の簡便性や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。ホメオトロピック配向は、例えば、垂直配向膜（長鎖アルキルシランなど）を形成した膜上に前記複屈折材料を塗設し、液晶状態を発現させ固定することによって得られる。
【０１４６】
ディスコティック液晶を用いたＣプレートとしては、液晶材料として面内に分子の広がりを有したフタロシアニン類やトリフェニレン類化合物のごとく負の１軸性を有するディスコティック液晶材料を、ネマチック相やカラムナー相を発現させて固定したものである。負の１軸性無機層状化合物としては、たとえば、特開平６−８２７７７号公報などに詳しい。
【０１４７】
ポリマーフィルムの２軸性配向を利用したＣプレートは、正の屈折率異方性を有する高分子フィルムをバランス良く２軸延伸する方法、熱可塑樹脂をプレスする方法、平行配向した結晶体から切り出す方法などにより得られる。
【０１４８】
（直線偏光反射型偏光子（Ｃ３））
直線偏光反射型偏光子（Ｃ３）としては、グリッド型偏光子、屈折率差を有する２種以上の材料による２層以上の多層薄膜積層体、ビームスプリッターなどに用いられる屈折率の異なる蒸着多層薄膜、複屈折を有する２種以上の材料による２層以上の複屈折層多層薄膜積層体、複屈折を有する２種以上の樹脂を用いた２層以上の樹脂積層体を延伸したもの、直線偏光を直交する軸方向で反射／透過することで分離するものなどがあげられる。
【０１４９】
例えばポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネートに代表される延伸により位相差を発生する材料やポリメチルメタクリレートに代表されるアクリル系樹脂、ＪＳＲ社製のアートンに代表されるノルボルネン系樹脂等の位相差発現量の少ない樹脂を交互に多層積層体として一軸延伸して得られるものを用いることができる。直線偏光反射型偏光子（Ｃ３）の具体例としては、３Ｍ社製のＤＢＥＦ、日東電工社製のＰＣＦ等があげられる。
【０１５０】
直線偏光反射型偏光子（Ｃ３）の選択反射波長帯域幅は偏光素子（Ａ）、（Ｂ）と同様に望ましくは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好ましい。可視光域を入射角に関わらずカバーするには入射角に応じて選択反射波長は短波長側にシフトする事から広げられた選択反射波長帯は主に長波長側に延ばして置くことが望ましいが限定する物ではない。
【０１５１】
また偏光素子（Ａ）、（Ｂ）と直線偏光反射型偏光子（Ｃ３）は、選択反射波長帯域は少なくとも５５０ｎｍを含み、望ましくは１００ｎｍ以上、さらに望ましくは２００ｎｍ以上、さらに望ましくは３００ｎｍ以上の重なりを有する事が好ましい。
【０１５２】
（１／４波長板（Ｃ４））
１／４波長板（Ｃ４）としては例えばポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネートや、ＪＳＲ製アートンに代表されるノルボルネン系樹脂、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、ポリアミドの等の樹脂フィルムを一軸延伸して得られるもの、あるいは２軸延伸して視野角特性を改善したもの、あるいは棒状液晶のネマチック配向状態を固定したもの等を用いることができる。１／２波長板（Ｃ４１）、１／４波長板（Ｃ４２）も同様である。
【０１５３】
（１／４波長板（Ｒ））
１／４波長板（Ｒ）の材料としては、１／４波長板（Ｃ４）と同様ものを例示できる。１／４波長板（Ｒ）は、各色での光学特性を揃え着色を抑制するために、可視光全域において略１／４波長板として機能する位相差特性を有する広帯域波長板であることが好ましい。余りに波長ごとでの位相差値変化が大きいと波長ごとの偏光特性に差が生じ、これが波長ごとの遮蔽性能に影響するため着色して視認されるため好ましくないからである。かかる１／４波長板（Ｒ）は、面内屈折率が最大となる方向をＸ軸、Ｘ軸に垂直な方向をＹ軸、それぞれの軸方向の屈折率をｎｘ、ｎｙ、厚さｄ（ｎｍ）とした場合に、光源波長帯域（４２０〜６５０ｎｍ）における各波長での正面位相差値：（ｎｘ−ｎｙ）×ｄが、１／４波長±１０％以内であることが好ましい。光源波長帯域内での位相差値の変動は小さい方が好ましく、望ましくは±７％以内、さらに望ましくは±５％以下である。正面位相差値は１００〜１８０ｎｍ程度、さらには１１０〜１５０ｎｍであるのが好ましい。
【０１５４】
かかる１／４波長板（Ｒ）は、異種の位相差板の異軸積層、または分子設計による波長分散特性の制御により入射光の波長に関わらず１／４波長相当の位相差を付与できる。
【０１５５】
機能する波長帯域幅は広い方が良好であるが、少なくとも光源の発光中心波長が冷陰極管の場合、青＝４３５ｎｍ、緑＝５４５ｎｍ、赤＝６１０ｎｍ近傍に位置し、それぞれの輝線がある程度の半値幅を有して発光することから、１／４波長板（Ｒ）の特性は、少なくとも４２０ｎｍ〜６５０ｎｍ程度の範囲内で機能することが望まれる。このような特性を有した位相差板の素材としてはポリビニルアルコールが代表的であり、光学用に分子設計された材料としては、ＪＳＲ製アートンや日本ゼオン製ゼオノアに代表されるノルボルネン系樹脂フィルム、帝人製ピュアエースＷＲ等が挙げられる。
【０１５６】
また１／４波長板（Ｒ）は、斜め入射する光線に対しても１／４波長板として機能することがより望ましい。斜め入射光線に対して１／４波長板の光路長が増大することから位相差値が変化してしまい、本来求められている位相差値から乖離してしまう現象が一般的に生じる。これを防止するべく、１／４波長板（Ｒ）は、厚み方向の位相差を制御し、角度変化に対する位相差変化を低減したものを用いるのが好ましい。これにより、斜め入射光線に対しても垂直入射光線と同等の位相差を付与できる。
【０１５７】
厚み方向の位相差値の制御係数として一般的にＮｚ係数による定義が行われる。Ｎｚ係数は、面内屈折率が最大となる方向をＸ軸、Ｘ軸に垂直な方向をＹ軸、フィルムの厚さ方向をＺ軸とし、それぞれの軸方向の屈折率をｎｘ、ｎｙ、ｎｚ、とした場合に、Ｎｚ＝（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）で表される。斜め方向からの入射光線に対して垂直入射光線と同等の位相差値を付与するには−２．５＜Ｎｚ≦１であるのが好ましい。より好ましくは−２＜Ｎｚ≦０．５である。このような厚み方向の制御を行った位相差板としては日東電工製ＮＲＺフィルムなどが代表としてあげられる。なお、特許文献１７に見られるような手法では斜め方向での副次透過を防ぐことはできない。斜め方向での位相差発現と斜め方向での位相差増大の抑制を両立できないからである。ここに本発明の優位がある。
【０１５８】
１／４波長板（Ｒ）は、１枚の位相差板から構成されていもよく、所望の位相差になるように、２枚以上の位相差板を積層して用いることができる。１／４波長板（Ｒ）の厚さは、通常０．５〜２００μｍであることが好ましく、特に１〜１００μｍであることが好ましい。
【０１５９】
なお、１／４波長板（Ｒ）に、さらに、直線偏光反射型偏光子（Ｃ３）を積層して用いることができる。図１５（Ａ）参照。
【０１６０】
（各層の積層）
本発明の光学素子は単に光路に配置するだけではなく、貼り合わせて用いる事も出来る。表面形状ではなく光学素子の偏光特性による透過率制御であるから空気界面を必要としないためである。
【０１６１】
前記各層の積層は、作業性や、光の利用効率の観点より各層を接着剤や粘着剤を用いて積層することが望ましい。その場合、接着剤または粘着剤は透明で、可視光領域に吸収を有さず、屈折率は、各層の屈折率と可及的に近いことが表面反射の抑制の観点より望ましい。かかる観点より、例えば、アクリル系粘着剤などが好ましく用いうる。各層は、それぞれ別途配向膜状などでモノドメインを形成し、透光性基材へ転写などの方法によって順次積層していく方法や、接着層などを設けず、配向のために、配向膜などを適宜形成し、各層を順次直接形成して行くことも可能である。
【０１６２】
各層および（粘）接着層には、必要に応じて拡散度合い調整用に更に粒子を添加して等方的な散乱性を付与することや、紫外線吸収剤、酸化防止剤、製膜時のレベリング性付与の目的で界面活性剤などを適宜に添加することができる。
【０１６３】
（集光バックライトシステム）
光源（液晶セルの配置面とは反対側）には拡散反射板の配置が望ましい。平行光化フィルムにて反射される光線の主成分は斜め入射成分であり、平行光化フィルムにて正反射されてバックライト方向へ戻される。ここで背面側の反射板の正反射性が高い場合には反射角度が保存され、正面方向に出射できずに損失光となる。従って反射戻り光線の反射角度を保存せず、正面方向へ散乱反射成分を増大させるため拡散反射板の配置が望ましい。
【０１６４】
本発明による集光特性は直下型バックライトや無機／有機ＥＬ素子のような拡散面光源であっても正面方向に集光制御できる。
【０１６５】
本発明の光学素子（Ｙ）とバックライト光源（Ｌ）の間には適当な拡散板（Ｄ）を設置することが望ましい。斜め入射し、反射された光線をバックライト導光体近傍にて散乱させ、その一部を垂直入射方向へ散乱せしめることで光の再利用効率が高まるためである。拡散板としては、表面凹凸形状による物の他、屈折率が異なる微粒子を樹脂中に包埋する等の方法で得られる。この拡散板は光学素子（Ｙ）とバックライト間に挟み込んでも良いし、光学素子（Ｙ）に貼り合わせてもよい。
【０１６６】
光学素子（Ｙ）を貼り合わせた液晶セル（ＬＣ）をバックライトと近接して配置する場合、フィルム表面とバックライトの隙間でニュートンリングが生じる恐れがあるが、本発明における光学素子（Ｙ）の導光板側表面に表面凹凸を有する拡散板を配置することによってニュートンリングの発生を抑制することができる。また、本発明における光学素子（Ｙ）の表面そのものに凹凸構造と光拡散構造を兼ねた層を形成しても良い。
【０１６７】
（液晶表示装置）
上記光学素子（Ｙ）は、液晶セル（ＬＣ）の両側に偏光板（Ｐ）が配置されている液晶表示装置に好適に適用され、上記光学素子（Ｙ）は液晶セルの光源側面の偏光板（Ｐ）側に適用される。図１６は、偏光素子（B）に、１／４波長板（Ｒ）を介して偏光板（Ｐ）が積層したものである。
【０１６８】
図１７乃至図２０に、液晶表示装置を例示している。光源（Ｌ）とともに反射板（ＲＦ）も示す。図１７は、光源（Ｌ）として直下型バックライト（Ｌ）を用いた場合である。図１８は、導光板（Ｓ）にサイドライト型光源（Ｌ）を用いた場合である。図１９は、面状光源（Ｌ）を用いた場合である。図２０は、プリズムシート（Ｚ）を用いた場合である。
【０１６９】
上記平行光化されたバックライトと組み合わされた液晶表示装置に、後方散乱、偏光解消を有さない拡散板を液晶セル視認側に積層することにより、正面近傍の良好な表示特性の光線を拡散し、全視野角内で均一で良好な表示特性を得ることによって視野角拡大化ができる。
【０１７０】
ここで用いられる視野角拡大フィルムは実質的に後方散乱を有さない拡散板が用いられる。拡散板は、拡散粘着材として設けることができる。配置場所は液晶表示装置の視認側であるが偏光板の上下いずれでも使用可能である。ただし画素のにじみ等の影響やわずかに残る後方散乱によるコントラスト低下を防止するために偏光板〜液晶セル間など、可能な限りセルに近い層に設けることが望ましい。またこの場合には実質的に偏光を解消しないフィルムが望ましい。例えば特開２０００−３４７００６号公報、特開２０００−３４７００７号公報に開示されているような微粒子分散型拡散板が好適に用いられる。
【０１７１】
偏光板より外側に視野角拡大フィルムを位置する場合には液晶層−偏光板まで平行光化された光線が透過するのでＴＮ液晶セルの場合は特に視野角補償位相差板を用いなくともよい。ＳＴＮ液晶セルの場合には正面特性のみ良好に補償した位相差フィルムを用いるだけでよい。この場合には視野角拡大フィルムが空気表面を有するので表面形状による屈折効果によるタイプの採用も可能である。
【０１７２】
一方で偏光板と液晶層間に視野角拡大フィルムを挿入する場合には偏光板を透過する段階では拡散光線となっている。ＴＮ液晶の場合、偏光子そのものの視野角特性は補償する必要がある。この場合には偏光子の視野角特性を補償する位相差板を偏光子と視野角拡大フィルムの間に挿入する必要がある。ＳＴＮ液晶の場合にはＳＴＮ液晶の正面位相差補償に加えて偏光子の視野角特性を補償する位相差板を挿入する必要がある。
【０１７３】
従来から存在するマイクロレンズアレイフィルムやホログラムフィルムのように、内部に規則性構造体を有する視野角拡大フィルムの場合、液晶表示装置のブラックマトリクスや従来のバックライトの平行光化システムが有するマイクロレンズアレイ／プリズムアレイ／ルーバー／マイクロミラーアレイ等の微細構造と干渉しモアレを生じやすかった。しかし本発明における平行光化フィルムは面内に規則性構造が視認されず、出射光線に規則性変調が無いので視野角拡大フィルムとの相性や配置順序を考慮する必要はない。従って視野角拡大フィルムは液晶表示装置の画素ブラックマトリクスと干渉／モアレを発生しなければ特に制限はなく選択肢は広い。
【０１７４】
本発明においては視野角拡大フィルムとして実質的に後方散乱を有さない、偏光を解消しない、特開２０００−３４７００６号公報、特開２０００−３４７００７号公報に記載されているような光散乱板で、ヘイズ８０％〜９０％の物が好適に用いられる。その他、ホログラムシート、マイクロプリズムアレイ、マイクロレンズアレイ等、内部に規則性構造を有していても液晶表示装置の画素ブラックマトリクスと干渉／モアレを形成しなければ使用可能である。
【０１７５】
（その他の材料）
なお、液晶表示装置には、常法に従って、各種の光学層等が適宜に用いられて作製される。
【０１７６】
偏光板は、通常、偏光子の片側または両側に保護フィルムを有するものが一般に用いられる。
【０１７７】
偏光子は、特に制限されず、各種のものを使用できる。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。
【０１７８】
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。
【０１７９】
前記偏光子の片面または両面に設けられる透明保護フィルムを形成する材料としては、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。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前記透明保護フィルムを形成するポリマーの例としてあげられる。透明保護フィルムは、アクリル系、ウレタン系、アクリルウレタン系、エポキシ系、シリコーン系等の熱硬化型、紫外線硬化型の樹脂の硬化層として形成することもできる。
【０１８０】
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／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。
【０１８１】
保護フィルムの厚さは、適宜に決定しうるが、一般には強度や取扱性等の作業性、薄層性などの点より１〜５００μｍ程度である。特に１〜３００μｍが好ましく、５〜２００μｍがより好ましい。
【０１８２】
また、保護フィルムは、できるだけ色付きがないことが好ましい。したがって、Ｒｔｈ＝［（ｎｘ＋ｎｙ）／２−ｎｚ］・ｄ（ただし、ｎｘ、ｎｙはフィルム平面内の主屈折率、ｎｚはフィルム厚方向の屈折率、ｄはフィルム厚みである）で表されるフィルム厚み方向の位相差値が−９０ｎｍ〜＋７５ｎｍである保護フィルムが好ましく用いられる。かかる厚み方向の位相差値（Ｒｔｈ）が−９０ｎｍ〜＋７５ｎｍのものを使用することにより、保護フィルムに起因する偏光板の着色（光学的な着色）をほぼ解消することができる。厚み方向位相差値（Ｒｔｈ）は、さらに好ましくは−８０ｎｍ〜＋６０ｎｍ、特に−７０ｎｍ〜＋４５ｎｍが好ましい。
【０１８３】
保護フィルムとしては、偏光特性や耐久性などの点より、トリアセチルセルロース等のセルロース系ポリマーが好ましい。特にトリアセチルセルロースフィルムが好適である。なお、偏光子の両側に保護フィルムを設ける場合、その表裏で同じポリマー材料からなる保護フィルムを用いてもよく、異なるポリマー材料等からなる保護フィルムを用いてもよい。前記偏光子と保護フィルムとは通常、水系粘着剤等を介して密着している。水系接着剤としては、イソシアネート系接着剤、ポリビニルアルコール系接着剤、ゼラチン系接着剤、ビニル系ラテックス系、水系ポリウレタン、水系ポリエステル等を例示できる。
【０１８４】
前記透明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。
【０１８５】
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透明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。
【０１８６】
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透明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。
【０１８７】
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、透明保護フィルムそのものに設けることができるほか、別途光学層として透明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。
【０１８８】
また位相差板を、視角補償フィルムとして偏光板に積層して広視野角偏光板として用いられる。視角補償フィルムは、液晶表示装置の画面を、画面に垂直でなくやや斜めの方向から見た場合でも、画像が比較的鮮明にみえるように視野角を広げるためのフィルムである。
【０１８９】
このような視角補償位相差板としては、他に二軸延伸処理や直交する二方向に延伸処理等された複屈折を有するフィルム、傾斜配向フィルムのような二方向延伸フィルムなどが用いられる。傾斜配向フィルムとしては、例えばポリマーフィルムに熱収縮フィルムを接着して加熱によるその収縮力の作用下にポリマーフィルムを延伸処理又は／及び収縮処理したものや、液晶ポリマーを斜め配向させたものなどが挙げられる。視角補償フィルムは、液晶セルによる位相差に基づく視認角の変化による着色等の防止や良視認の視野角の拡大などを目的として適宜に組み合わせることができる。
【０１９０】
また良視認の広い視野角を達成する点などより、液晶ポリマーの配向層、特にディスコティック液晶ポリマーの傾斜配向層からなる光学的異方性層をトリアセチルセルロースフィルムにて支持した光学補償位相差板が好ましく用いうる。
【０１９１】
前記のほか実用に際して積層される光学層については特に限定はないが、例えば反射板や半透過板などの液晶表示装置等の形成に用いられることのある光学層を１層または２層以上用いることができる。特に、楕円偏光板または円偏光板に、更に反射板または半透過反射板が積層されてなる反射型偏光板または半透過型偏光板があげられる。
【０１９２】
反射型偏光板は、偏光板に反射層を設けたもので、視認側（表示側）からの入射光を反射させて表示するタイプの液晶表示装置などを形成するためのものであり、バックライト等の光源の内蔵を省略できて液晶表示装置の薄型化を図りやすいなどの利点を有する。反射型偏光板の形成は、必要に応じ透明保護層等を介して偏光板の片面に金属等からなる反射層を付設する方式などの適宜な方式にて行うことができる。
【０１９３】
反射型偏光板の具体例としては、必要に応じマット処理した保護フィルムの片面に、アルミニウム等の反射性金属からなる箔や蒸着膜を付設して反射層を形成したものなどがあげられる。また前記保護フィルムに微粒子を含有させて表面微細凹凸構造とし、その上に微細凹凸構造の反射層を有するものなどもあげられる。前記した微細凹凸構造の反射層は、入射光を乱反射により拡散させて指向性やギラギラした見栄えを防止し、明暗のムラを抑制しうる利点などを有する。また微粒子含有の保護フィルムは、入射光及びその反射光がそれを透過する際に拡散されて明暗ムラをより抑制しうる利点なども有している。保護フィルムの表面微細凹凸構造を反映させた微細凹凸構造の反射層の形成は、例えば真空蒸着方式、イオンプレーティング方式、スパッタリング方式等の蒸着方式やメッキ方式などの適宜な方式で金属を透明保護層の表面に直接付設する方法などにより行うことができる。
【０１９４】
反射板は前記の偏光板の保護フィルムに直接付与する方式に代えて、その透明フィルムに準じた適宜なフィルムに反射層を設けてなる反射シートなどとして用いることもできる。なお反射層は、通常、金属からなるので、その反射面が保護フィルムや偏光板等で被覆された状態の使用形態が、酸化による反射率の低下防止、ひいては初期反射率の長期持続の点や、保護層の別途付設の回避の点などより好ましい。
【０１９５】
なお、半透過型偏光板は、上記において反射層で光を反射し、かつ透過するハーフミラー等の半透過型の反射層とすることにより得ることができる。半透過型偏光板は、通常液晶セルの裏側に設けられ、液晶表示装置などを比較的明るい雰囲気で使用する場合には、視認側（表示側）からの入射光を反射させて画像を表示し、比較的暗い雰囲気においては、半透過型偏光板のバックサイドに内蔵されているバックライト等の内蔵光源を使用して画像を表示するタイプの液晶表示装置などを形成できる。すなわち、半透過型偏光板は、明るい雰囲気下では、バックライト等の光源使用のエネルギーを節約でき、比較的暗い雰囲気下においても内蔵光源を用いて使用できるタイプの液晶表示装置などの形成に有用である。
【０１９６】
また、偏光板は上記の偏光分離型偏光板の如く、偏光板と２層又は３層以上の光学層とを積層したものからなっていてもよい。従って、上記の反射型偏光板や半透過型偏光板と位相差板を組み合わせた反射型楕円偏光板や半透過型楕円偏光板などであってもよい。
【０１９７】
上記の楕円偏光板や反射型楕円偏光板は、偏光板または反射型偏光板と位相差板を適宜な組み合わせで積層したものである。かかる楕円偏光板等は、（反射型）偏光板と位相差板の組み合わせとなるようにそれらを液晶表示装置の製造過程で順次別個に積層することよって形成することができるが、予め積層して楕円偏光板等の光学フィルムとしたのものは、品質の安定性や積層作業性等に優れて液晶表示装置などの製造効率を向上させうる利点がある。
【０１９８】
本発明の光学素子には、粘着層または接着層を設けることもできる。粘着層は、液晶セルへの貼着に用いることができる他、光学層の積層に用いられる。前記光学フィルムの接着に際し、それらの光学軸は目的とする位相差特性などに応じて適宜な配置角度とすることができる。
【０１９９】
接着剤や粘着剤としては特に制限されない。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、ポリビニルエーテル、酢酸ビニル／塩化ビニルコポリマー、変性ポリオレフィン、エポキシ系、フッ素系、天然ゴム、合成ゴム等の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。特に、光学的透明性に優れ、適度な濡れ性と凝集性と接着性の粘着特性を示して、耐候性や耐熱性などに優れるものが好ましく用いうる。
【０２００】
前記接着剤や粘着剤にはベースポリマーに応じた架橋剤を含有させることができる。また接着剤には、例えば天然物や合成物の樹脂類、特に、粘着性付与樹脂や、ガラス繊維、ガラスビーズ、金属粉、その他の無機粉末等からなる充填剤や顔料、着色剤、酸化防止剤などの添加剤を含有していてもよい。また微粒子を含有して光拡散性を示す接着剤層などであってもよい。
【０２０１】
接着剤や粘着剤は、通常、ベースポリマーまたはその組成物を溶剤に溶解又は分散させた固形分濃度が１０〜５０重量％程度の接着剤溶液として用いられる。溶剤としては、トルエンや酢酸エチル等の有機溶剤や水等の接着剤の種類に応じたものを適宜に選択して用いることができる。
【０２０２】
粘着層や接着層は、異なる組成又は種類等のものの重畳層として偏光板や光学フィルムの片面又は両面に設けることもできる。粘着層の厚さは、使用目的や接着力などに応じて適宜に決定でき、一般には１〜５００μｍであり、５〜２００μｍが好ましく、特に１０〜１００μｍが好ましい。
【０２０３】
粘着層等の露出面に対しては、実用に供するまでの間、その汚染防止等を目的にセパレータが仮着されてカバーされる。これにより、通例の取扱状態で粘着層に接触することを防止できる。セパレータとしては、上記厚さ条件を除き、例えばプラスチックフィルム、ゴムシート、紙、布、不織布、ネット、発泡シートや金属箔、それらのラミネート体等の適宜な薄葉体を、必要に応じシリコーン系や長鏡アルキル系、フッ素系や硫化モリブデン等の適宜な剥離剤でコート処理したものなどの、従来に準じた適宜なものを用いうる。
【０２０４】
なお本発明において、上記光学素子等、また粘着層などの各層には、例えばサリチル酸エステル系化合物やべンゾフェノール系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物やシアノアクリレート系化合物、ニッケル錯塩系化合物等の紫外線吸収剤で処理する方式などの方式により紫外線吸収能をもたせたものなどであってもよい。
【実施例】
【０２０５】
以下に本発明を実施例および比較例をあげて具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例により何ら制限されるものではない。各測定は下記の通りである。
【０２０６】
（反射波長帯域）：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−３０００）にて測定し、最大反射率の半分の反射率を有する反射波長帯域とした。
【０２０７】
（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―３０００）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度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。
【０２０８】
（位相差）：波長板の位相差は、面内屈折率が最大となる方向をＸ軸、Ｘ軸に垂直な方向をＹ軸、フィルムの厚さ方向をＺ軸とし、それぞれの軸方向の屈折率をｎｘ、ｎｙ、ｎｚとして、５５０ｎｍにおける屈折率ｎｘ、ｎｙ、ｎｚを自動複屈折測定装置（王子計測機器株式会社製，自動複屈折計ＫＯＢＲＡ２１ＡＤＨ）により計測した。厚さｄ（ｎｍ）から、正面位相差：（ｎｘ−ｎｙ）×ｄを算出した。また、Ｎｚ係数を算出した。
【０２０９】
紫外線照射器：ウシオ電機製のＵＶＣ３２１ＡＭ１を用いた。
【０２１０】
なお、積層には日東電工製のアクリル系粘着材（ＮＯ．７）：厚み２５μｍを用いた。
【０２１１】
実施例１
（偏光素子（Ａ））
１官能性メソゲン化合物（高砂香料工業社製，Ｌ４２）９５．４重量部および２官能性重合性カイラル剤（ＢＡＳＦ社製ＬＣ７５６）４．６重量部および溶媒（シクロペンタノン）２３３重量部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ＰＥＴ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となるようにキャストし、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ＰＥＴ基材側から１００℃の空気雰囲気下でＵＶ照射を５０ｍＷ／ｃｍ2で０．５秒間行った。次いで、工程（２）として、１００℃の空気雰囲気下で２秒間熱処理を行なった。さらに工程（１）、（２）を繰り返して行なった。その後、工程（３）として、５０℃の窒素雰囲気下で液晶層側からＵＶ照射を６０ｍＷ／ｃｍ2で３０秒間行うことで選択反射帯域が４２０〜９００ｎｍのコレステリック液晶層を得た。これを偏光素子（Ａ１−１）とした。
【０２１２】
偏光素子（Ａ１−１）は、正面方向での歪み率が０．７６、６０°傾斜方向での歪み率が０．１０であった。偏光素子（Ａ１−１）を透過した出射光は、入射角度が大きい出射光は直線偏光であり、当該直線偏光は、偏光素子面の法線方向（正面）に対し実質的に平行方向に偏光軸を有していた。
【０２１３】
（偏光素子（Ｂ））
１官能性メソゲン化合物（高砂香料工業社製，Ｌ４２）９６．２重量部および２官能性重合性カイラル剤（ＢＡＳＦ社製ＬＣ７５６）３．８重量部および溶媒（シクロペンタノン）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９０７）を３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ＰＥＴ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８μｍとなるようにキャストし、溶媒を１００℃で２分間乾燥させた。得られた膜にＰＥＴ基材側から４０℃の空気雰囲気下でＵＶ照射を１００ｍＷ／ｃｍ2で０．６秒間行った。次いで、９０℃で２分間加熱し、さらに空気雰囲気下で９０℃でＵＶ照射を６ｍＷ／ｃｍ2で２０秒間行った。その後、窒素雰囲気下で液晶層側からＵＶ照射を６０ｍＷ／ｃｍ2で３０秒間行うことで選択反射帯域が５５０〜１１００ｎｍのコレステリック液晶層を得た。これを偏光素子（Ｂ１−１）とした。
【０２１４】
偏光素子（Ｂ１−１）は、正面方向での歪み率が０．９６、６０°傾斜方向での歪み率が０．０２であった。偏光素子（Ｂ１−１）を透過した出射光は、入射角度が大きい出射光は直線偏光であり、当該直線偏光は、偏光素子面の法線方向（正面）に対し実質的に平行方向に偏光軸を有していた。
【０２１５】
（円偏光型反射偏光子（Ｃ））
コレステリック液晶層（Ｃ１）の作成。
１官能性メソゲン化合物（高砂香料工業社製，Ｌ４２）９４．７重量部および２官能性重合性カイラル剤（ＢＡＳＦ社製ＬＣ７５６）５．３重量部および溶媒（シクロペンタノン）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９０７）を３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ＰＥＴ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７μｍとなるようにキャストし、溶媒を１００℃で２分間乾燥させた。得られた膜にＰＥＴ側から４０℃の空気雰囲気下で第１ＵＶ照射を４０ｍＷ／ｃｍ2で１．２秒間行った。引き続き空気雰囲気下で、３℃／秒の昇温速度で９０℃まで昇温させながら、第２ＵＶ照射を４ｍＷ／ｃｍ2で６０秒間行った。次に窒素雰囲気下でＰＥＴ側から第３ＵＶ照射を６０ｍＷ／ｃｍ2で１０秒間行うことで選択反射帯域が４２５〜９００ｎｍのコレステリック液晶層を得た。これをコレステリック液晶層（Ｃ１）とした。
【０２１６】
なお、コレステリック液晶層（Ｃ１）は、正面方向での歪み率が約０．９９、６０°傾斜方向での歪み率が約０．１０であった。コレステリック液晶層（Ｃ１）を透過した出射光は、入射角度が大きい出射光は直線偏光であり、当該直線偏光は、偏光素子面の法線方向（正面）に対し実質的に直交方向に偏光軸を有していた。
【０２１７】
ポジティブＣプレート（Ｃ２）の作成。
ポリエチレンテレフタレートをポリマー材料とするプラスチックフィルム（東レ（株）製，厚さ５０μｍ）に、アンカーコート用のゾル溶液としてエチルシリケートの酢酸エチル、イソプロピルアルコール２％溶液（商品名コルコートＰ，コルコート（株）製）を、グラビアロールコーティングにより塗工した。次いで、１３０℃で３０秒間加熱し、透明ガラス質高分子膜（０．０８μｍ）を形成した。
【０２１８】
【化２】
2005266323.tif 000004
上記の化２（式中の数字はモノマーユニットのモル％を示し、便宜的にブロック体で表示している、重量平均分子量５０００）に示される側鎖型液晶ポリマー５重量部、ネマチック液晶層を示す光重合性液晶化合物（ＢＡＳＦ社製，ＰａｌｉｏｃｏｌｏｒＬＣ２４２）２０重量部および光重合開始剤（チバスペシャルティケミカルズ社製，イルガキュア９０７）５重量％（対光重合性液晶化合物）をシクロヘキサノン７５重量部に溶解した溶液を、フィルム基材に設けたアンカーコート層上に、バーコーティングにより塗工した。次いで、８０℃で２分間加熱し、その後室温まで一気に冷却することにより、前記液晶層をホメオトロピック配向させ、かつ配向を維持したままガラス化しホメオトロピック配向液晶層を固定化した。さらに、固定化したホメオトロピック配向液晶層に紫外線を照射することによりホメオトロピック配向液晶フィルム（厚み３μｍ）を形成した。
【０２１９】
同フィルムの光学位相差を自動複屈折測定装置により測定した。測定光をサンプル表面に対して垂直あるいは斜めから入射して、その光学位相差と測定光の入射角度のチャートから、ホメオトロピック配向を確認した。ホメオトロピック配向では、サンプル表面に対して垂直方向での位相差（正面位相差）がほぼゼロである。液晶層の遅相軸方向に斜めから位相差を測定したところ、測定光の入射角度の増加に伴い、位相差値が増加したことからホメオトロピック配向が得られていると判断できた。
【０２２０】
上記ポジティブＣプレート（Ｃ２）を２枚積層し、これをコレステリック液晶層（Ｃ１）に積層して円偏光型反射偏光子（Ｃ）を作成した。
【０２２１】
（性能評価）
上記偏光素子（Ｂ）について、歪み率（ただし、法線方向から３０°傾けて入射した入射光に対する出射光を測定）を測定した。偏光素子（Ｂ）の前記歪み率は６５であった。また、偏光素子（Ｂ）と円偏光型反射偏光子（Ｃ）を組み合わせた場合（円偏光型反射偏光子（Ｃ）側から入射）の前記歪み率は１５であった。このように、円偏光型反射偏光子（Ｃ）を組み合わせたことにより、法線方向から浅い角度（入射角３０°）においても直線偏光成分がかなり増加していることが分かる。
【０２２２】
（光学素子（Ｙ））
偏光素子（Ａ１−１）と偏光素子（Ｂ１−１）を積層して、光学素子（Ｘ１）を得た。これを参考例１とした。また図１４（Ｂ）に示すように、光学素子（Ｘ１）の偏光素子（Ｂ１−１）側に、上記円偏光型反射偏光子（Ｃ）を積層して光学素子（Ｙ１）を得た。これを実施例１とした。
【０２２３】
＜特性評価＞
上記光学素子（Ｘ１）：参考例１と光学素子（Ｙ１）：実施例１を、拡散光源上に配置し、出射光計測を行った。光学素子（Ｘ１）における偏光素子（Ｂ１−１）側が、光源側になるように配置した。光源装置（拡散光源）にはハクバ製のライトテーブルＫＬＶ７０００を用いた。鉛直上方からの輝度とその法線方向に対して傾けたとのきの輝度および色度を、視野角測定装置  ＥＬＤＩＭ製，Ｅｚ−Ｃｏｎｔｒａｓｔにて測定した。
【０２２４】
図２１に輝度視角特性を示した。図２１より、実施例１では参考例１と比べて法線方向に光が集められていることがわかる。これは、実施例１ではより浅い角度での直線偏光成分が多くなっているため、入射角が大きくなったときに反射される光の量が増えるためである。図２２に色度図を示した。実施例１では参考例１と比べて点の移動距離が小さくなることがわかる（この点は、それぞれ各入射角における色を表しており、色付きが大きいほど、色が変化していくほど点の移動距離が大きくなる）。このことより、実施例１では比較例１と色付きが低減することがわかる。
【０２２５】
実施例２
（円偏光型反射偏光子（Ｃ））
円偏光型反射偏光子（Ｃ）として、直線偏光型反射偏光子（Ｃ３）の直線偏光の反射軸方向と同軸に１／２波長板（Ｃ４１）を配置し、さらに１／４波長板（Ｃ４２）をこの軸に対し４５°に設置したものを用いた。直線偏光型反射偏光子（Ｃ３）としては３M社製のDＢEＦを用いた。１／２波長板（Ｃ４１）としてはポリカーボネート製位相差フィルム（正面位相差２７０ｎｍ，Ｎｚ係数＝０．７５）を用いた。１／４波長板（Ｃ４２）としてはポリカーボネート製位相差フィルム（正面位相差１３０ｎｍ，Ｎｚ係数＝０．５）を用いた。
【０２２６】
（光学素子（Ｙ））
実施例１で使用したのと同様の偏光素子（Ａ１−１）と偏光素子（Ｂ１−１）を用いた。偏光素子（Ａ１−１）と偏光素子（Ｂ１−１）を積層して、光学素子（Ｘ１）を得た。また図１４（Ｄ）に示すように、光学素子（Ｘ１）の偏光素子（Ｂ１−１）側に、上記円偏光型反射偏光子（Ｃ）を積層して光学素子（Ｙ２）を得た。これを実施例２とした。
【０２２７】
＜特性評価＞
上記光学素子（Ｘ１）：参考例１と光学素子（Ｙ２）：実施例２を、拡散光源上に配置し、出射光計測を行った。光学素子（Ｘ１）における偏光素子（Ｂ１−１）側が、光源側になるように配置した。光源装置（拡散光源）にはハクバ製のライトテーブルＫＬＶ７０００を用いた。鉛直上方からの輝度とその法線方向に対して傾けたとのきの輝度および色度を、視野角測定装置  ＥＬＤＩＭ製，Ｅｚ−Ｃｏｎｔｒａｓｔにて測定した。
【０２２８】
図２３に輝度視角特性を示した。図２３より、実施例２では参考例１と比べて法線方向に光が集められていることがわかる。これは、実施例１ではより浅い角度での直線偏光成分が多くなっているため、入射角が大きくなったときに反射される光の量が増えるためである。図２４に色度図を示した。実施例２では比較例１と比べて点の移動距離が小さくなることがわかる（この点は、それぞれ各入射角における色を表しており、色付きが大きいほど、色が変化していくほど点の移動距離が大きくなる）。このことより、実施例２では比較例１と色付きが低減することがわかる。
【０２２９】
実施例３
（光学素子（Ｙ））
実施例１で使用したのと同様の偏光素子（Ａ１−１）と偏光素子（Ｂ１−１）を用いた。偏光素子（Ａ１−１）と偏光素子（Ｂ１−１）を積層して、光学素子（Ｘ１）を得た。また図１４（Ｄ）に示すように、光学素子（Ｘ１）の偏光素子（Ｂ１−１）側に、実施例２で用いた円偏光型反射偏光子（Ｃ）を積層して光学素子（Ｙ２）を得た。
【０２３０】
さらに、図１５（Ａ）に示すように、光学素子（Ｘ１）の偏光素子（Ａ１−１）側に、実施例２で用いた円偏光型反射偏光子（Ｃ）を積層した。これを実施例３とした。
【０２３１】
＜特性評価＞
上記光学素子（Ｘ１）：参考例１と実施例３で得られた光学素子を、拡散光源上に配置し、出射光計測を行った。光学素子（Ｘ１）における偏光素子（Ｂ１−１）側が、光源側になるように配置した。光源装置（拡散光源）にはハクバ製のライトテーブルＫＬＶ７０００を用いた。鉛直上方からの輝度とその法線方向に対して傾けたとのきの輝度を、視野角測定装置  ＥＬＤＩＭ製，Ｅｚ−Ｃｏｎｔｒａｓｔにて測定した。
【０２３２】
図２５に輝度視角特性を示した。図２５より、実施例３では参考例１と比べて法線方向に光が集められていることがわかる。これは、実施例１ではより浅い角度での直線偏光成分が多くなっているため、入射角が大きくなったときに反射される光の量が増えるためである。
【０２３３】
比較例１
（偏光素子（Ａ））
選択反射中心波長が３５０ｎｍ、４５０ｎｍ、５５０ｎｍ、７００ｎｍ、８５０ｎｍの５種のコレステリック液晶ポリマーを作製した。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）と重合性カイラル剤（ＢＡＳＦ社製ＬＣ７５６）の割合を調整配合した液晶混合物を重合することにより作製した。
【０２３４】
前記液晶混合物は、それぞれはシクロペンタノンに溶解した３０重量％溶液にした後、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３重量％）を添加した溶液を調製した。
【０２３５】
当該塗工液を、延伸ＰＥＴ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８μｍとなるようにキャストし、溶媒を１００℃で２分間乾燥させた。得られた膜にコレステリック液晶側から４０℃の空気雰囲気下でＵＶ照射を６０ｍＷ／ｃｍ2で３０秒間行った。その後、各層を積層して広帯域に選択反射帯域を有するコレステリック液晶層を得た。
【０２３６】
得られたコレステリック液晶層は、正面方向での歪み率が約０．９５、６０°傾斜方向での歪み率が約０．２０であった。当該コレステリック液晶層を透過した出射光は、入射角度が大きい出射光は直線偏光であり、当該直線偏光は、偏光素子面の法線方向（正面）に対し実質的に直交方向に偏光軸を有していた。
【０２３７】
比較例２
比較例１で得られたコレステリック液晶層を２枚積層して用いた。
【０２３８】
＜特性評価＞
上記実施例３で得られた光学素子と比較例１、２で得られたコレステリック液晶層を、拡散光源上に配置し、出射光計測を行った。実施例３で得られた光学素子は、光学素子（Ｘ１）における偏光素子（Ｂ１−１）側が、光源側になるように配置した。光源装置（拡散光源）にはハクバ製のライトテーブルＫＬＶ７０００を用いた。鉛直上方からの輝度とその法線方向に対して傾けたとのきの輝度を、視野角測定装置  ＥＬＤＩＭ製，Ｅｚ−Ｃｏｎｔｒａｓｔにて測定した。
【０２３９】
図２６に輝度視角特性を示した。図２６より、実施例３では比較例１、２と比べて法線方向に光が集められていることがわかる。これは、実施例１ではより浅い角度での直線偏光成分が多くなっているため、入射角が大きくなったときに反射される光の量が増えるためである。
【図面の簡単な説明】
【０２４０】
【図１（Ａ）】偏光素子（Ａ１）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（Ａ１）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）】偏光素子（Ｂ１）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（Ｂ１）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】偏光成分等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】偏光素子（Ａ）、（Ｂ）による偏光分離を示す概念図である。
【図７】偏光素子（Ａ）、（Ｂ）による偏光分離を示す概念図である。
【図８】偏光素子（Ａ１）、次いで偏光素子（Ｂ１）を透過した出射光の偏光軸方向を示す概念図である。
【図９】偏光素子（Ａ２）を透過した出射光の偏光軸方向を示す概念図である。
【図１０】偏光素子（Ｂ２）を透過した出射光の偏光軸方向を示す概念図である。
【図１１】偏光素子（Ａ２）、次いで偏光素子（Ｂ２）を透過した出射光の偏光軸方向を示す概念図である。
【図１２】本発明の光学素子（Ｘ）、次いで１／４波長板（Ｒ）を透過した出射光の偏光軸方向を示す概念図である。
【図１３】波長板による偏光種の変換を示す概念図である。
【図１４】本発明の光学素子（Ｙ）の断面図の一例である。
【図１４（Ａ）】本発明の光学素子（Ｙ）の断面図の一例である。
【図１４（Ｂ）】本発明の光学素子（Ｙ）の断面図の一例である。
【図１４（Ｃ）】本発明の光学素子（Ｙ）の断面図の一例である。
【図１４（Ｄ）】本発明の光学素子（Ｙ）の断面図の一例である。
【図１５】本発明の光学素子（Ｙ）に１／４波長板（Ｒ）を積層した場合の断面図の一例である。
【図１５（Ａ）】本発明の光学素子（Ｙ）に１／４波長板（Ｒ）を積層し、さらに円偏光型反射偏光子（Ｃ）を積層した場合の断面図の一例である。
【図１６】本発明の光学素子（Ｙ）に１／４波長板（Ｒ）と偏光板（Ｐ）を積層した場合の断面図の一例である。
【図１７】本発明の光学素子（Ｙ）を用いた液晶表示装置の断面図の一例である。
【図１８】本発明の光学素子（Ｙ）を用いた液晶表示装置の断面図の一例である。
【図１９】本発明の光学素子（Ｙ）を用いた液晶表示装置の断面図の一例である。
【図２０】本発明の光学素子（Ｙ）を用いた液晶表示装置の断面図の一例である。
【図２１】実施例１と参考例１の光学素子の輝度視角特性を表す図である。
【図２２】実施例１と参考例１の光学素子の色度図を表す図である。
【図２３】実施例１と参考例１の光学素子の輝度視角特性を表す図である。
【図２４】実施例２と参考例１の光学素子の色度図を表す図である。
【図２５】実施例３と参考例１の光学素子の輝度視角特性を表す図である。
【図２６】実施例３と比較例１、２の光学素子の輝度視角特性を表す図である。
【符号の説明】
【０２４１】
Ａ      偏光素子
Ｂ      Ａとは螺旋方向が同じの偏光素子
ｉ      入射光
ｅ      出射光
Ｃ      円偏光型反射偏光子
Ｃ１    コレステリック液晶層
Ｃ２    位相差層
Ｃ３    直線偏光型反射偏光子
Ｃ４    １／４波長板
Ｒ      １／４波長板
Ｘ      光学素子
Ｙ      光学素子
Ｐ      偏光板
Ｄ      拡散板
Ｌ      光源
ＬＣ    液晶セル
【図１（Ａ）】
2005266323.tif 000005
【図１（Ｂ）】
2005266323.tif 000006
【図２（Ａ）】
2005266323.tif 000007
【図２（Ｂ）】
2005266323.tif 000008
【図３】
2005266323.tif 000009
【図４】
2005266323.tif 000010
【図５】
2005266323.tif 000011
【図６】
2005266323.tif 000012
【図７】
2005266323.tif 000013
【図８】
2005266323.tif 000014
【図９】
2005266323.tif 000015
【図１０】
2005266323.tif 000016
【図１１】
2005266323.tif 000017
【図１２】
2005266323.tif 000018
【図１３】
2005266323.tif 000019
【図１４】
2005266323.tif 000020
【図１４（Ａ）】
2005266323.tif 000021
【図１４（Ｂ）】
2005266323.tif 000022
【図１４（Ｃ）】
2005266323.tif 000023
【図１４（Ｄ）】
2005266323.tif 000024
【図１５】
2005266323.tif 000025
【図１５（Ａ）】
2005266323.tif 000026
【図１６】
2005266323.tif 000027
【図１７】
2005266323.tif 000028
【図１８】
2005266323.tif 000029
【図１９】
2005266323.tif 000030
【図２０】
2005266323.tif 000031
【図２１】
2005266323.tif 000032
【図２２】
2005266323.tif 000033
【図２３】
2005266323.tif 000034
【図２４】
2005266323.tif 000035
【図２５】
2005266323.tif 000036
【図２６】
2005266323.tif 000037