(57)【要約】  輝度向上能力が高く、従来のものより優れた輝度ムラ改善能力を有し、且つ色味ムラ発生も低減することができる輝度向上フィルム及び液晶表示装置を提供する。円偏光分離素子と、面内方向のリターデーションＲｅが透過光の略四分の一であり、厚み方向のリターデーションＲｔｈが０ｎｍ未満である光学異方性素子と、一方の面に繰り返し構造を有する周期的構造体とがこの順で一体化された、輝度向上フィルム、及びこれを含む液晶表示装置。
2008016056.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円偏光分離素子と、
面内方向のリターデーションＲｅが透過光の略四分の一であり、厚み方向のリターデーションＲｔｈが０ｎｍ未満である光学異方性素子と、
一方の面に繰り返し構造を有する周期的構造体とがこの順で一体化された、
輝度向上フィルム。
【請求項２】
前記円偏光分離素子が、コレステリック規則性を持った樹脂層を有する、請求項１に記載の輝度向上フィルム。
【請求項３】
前記周期的構造体が有する繰り返し構造の繰り返し単位が、線状プリズム形状、シリンドリカル形状、又は角錐形状である、請求項１に記載の輝度向上フィルム。
【請求項４】
前記周期的構造体が有する繰り返し構造の稜がＲ取りされている、請求項１に記載の輝度向上フィルム。
【請求項５】
前記周期的構造体が有する繰り返し構造の表面が粗面化されている、請求項１に記載の輝度向上フィルム。
【請求項６】
前記周期的構造体が、光拡散性を示す材料からなる、請求項１に記載の輝度向上フィルム。
【請求項７】
請求項１に記載の輝度向上フィルムを備える液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置等の画像表示装置に用いられる輝度向上フィルム及び液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶表示装置に用いられていたバックライトから出射された自然光は、自然光のまま液晶セルに入射された。最近では、液晶表示装置の大型化、高微細化などにより、バックライトの輝度を向上させる必要があり、これに関する技術が検討されている。また、バックライトからの光を偏光化する技術も検討されている。
例えば、液晶表示装置の液晶セルの視認側からみて裏側、すなわちバックライト側に、輝度向上フィルムを設ける検討が行われている。輝度向上フィルムは、液晶表示装置などのバックライト等の光源から光が入射すると所定偏光軸の直線偏光または所定方向の円偏光を透過し、他の光は反射する特性を示すものを備えるものである。
バックライト等の光源から入射された光が輝度向上フィルムに入射すると、前記光のうち所定偏光状態の光は透過する。一方、前記所定偏光状態以外の光は透過せずに反射され、バックライトに戻る。バックライトに戻った光は、そこに設けられた反射板等により、偏光状態が反転される。そして、この偏光状態が反転された光が、輝度向上フィルムに再度入射すると、前記光のうち所定偏光状態の光は輝度向上フィルムを透過することになる。このサイクルを繰り返すことにより、輝度向上フィルムを透過する光量や偏光板に吸収されにくい偏光を供給して液晶表示装置等に利用しうる光量を増大することができ、それにより液晶表示装置の輝度を向上させることができる。【０００３】
前記輝度向上フィルムとしては、例えば誘電体の多層薄膜や屈折率異方性が相違する薄膜フィルムの多層積層体の如き、所定偏光軸の直線偏光を透過して他の光は反射する特性を示すもの（直線偏光分離素子）、コレステリック液晶ポリマーの配向フィルムやその配向液晶層をフィルム基材上に支持したものの如き、左回り又は右回りのいずれか一方の円偏光を反射して他の光は透過する特性を示すもの（円偏光分離素子）などが提案されている。
中でも、コレステリック液晶層の如く円偏光を透過するタイプの輝度向上フィルムでは、これを透過した円偏光をそのまま偏光板に入射させることもできるが、偏光板における吸収ロスを抑制する点よりその円偏光を位相差板などの光学異方性素子を介し直線偏光化して偏光板に入射させることが好ましい。その位相差板としては１／４波長板を用いることにより、円偏光を直線偏光に変換することができる。【０００４】
さらに、表示輝度を向上させる目的や輝度ムラ解消の目的で、プリズム条列を表面に有したシート即ちいわゆるプリズムシートや、拡散シートなどが、輝度向上フィルムと、組み合わせて用いられている。【０００５】
例えば特許第３４１６３０２号公報には、反射板、光源、４００ｎｍ〜７００ｎｍの範囲で選択反射を示すコレステリック液晶層からなる円偏光板、１／４波長板、および拡散板または集光板が、この順に配置された液晶ディスプレイ用バックライト装置が開示されている。また、特開平１０−２３２３１３号公報（対応出願公報：米国特許６，５５９，９１１号明細書）には、旋光選択層とλ／４位相差層とが積層されてなるフィルムの旋光選択層側の面に、更に光の進行方向を偏向するプリズム層が積層されている偏光分離フィルムが開示されている。【０００６】
これらの従来技術の構成によれば、円偏光板の選択反射により、光源から照射される光のうち特定の円偏光のみを透過させ、１／４波長板において直線偏光に変換させることができる。一方、円偏光板により反射された光はバックライト装置の反射板等により拡散・反射し円偏光板に再度照射し、その際円偏光板を透過する円偏光となっている光は、円偏光板を通過し直線偏光に変換される。さらに、直線偏光に変換され１／４λ板より出射した光を拡散板、集光板又はプリズム層に通すことにより、輝度をさらに向上させたり、輝度ムラを低減させたりすることができる。【０００７】
しかしながら、従来技術における上記構成では、直下型バックライト装置等の、構造的に輝度ムラが大きくなりがちなバックライト装置においては輝度ムラの低減が不十分であった。また、円偏光板及び１／４波長板の光学的特性に起因する、斜め方向から見た際の色味ムラが発生しやすく、さらにそれがプリズム層などにより、正面方向から見た際の色味ムラにまで影響を及ぼすことがあるという問題点があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従って本発明の目的は、輝度向上能力が高く、従来のものより優れた輝度ムラ改善能力を有し、且つ色味ムラ発生も低減することができる輝度向上フィルムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために本発明者らは鋭意検討したところ、光学異方性素子として特定のリターデーション特性を有するものを採用し、これを円偏光分離素子及び周期的構造体と特定順序で一体化させることにより、輝度向上等の従来より得られている効果に加え、輝度ムラの著しい低減や色ムラの改善といった顕著な効果が得られることを見出し、本発明を完成した。【００１０】
即ち、本発明によれば、下記のものが提供される：
〔１〕    円偏光分離素子と、面内方向のリターデーションＲｅが透過光の略四分の一であり、厚み方向のリターデーションＲｔｈが０ｎｍ未満である光学異方性素子と、一方の面に繰り返し構造を有する周期的構造体とがこの順で一体化された、輝度向上フィルム。
〔２〕    前記円偏光分離素子が、コレステリック規則性を持った樹脂層を有する、〔１〕に記載の輝度向上フィルム。
〔３〕    前記周期的構造体が有する繰り返し構造の繰り返し単位が、線状プリズム形状、シリンドリカル形状、又は角錐形状である、〔１〕又は〔２〕に記載の輝度向上フィルム。
〔４〕    前記周期的構造体が有する繰り返し構造の稜がＲ取りされている、〔１〕から〔３〕のいずれか１項に記載の輝度向上フィルム。
〔５〕    前記周期的構造体が有する繰り返し構造の表面が粗面化されている、〔１〕から〔４〕のいずれか１項に記載の輝度向上フィルム。
〔６〕    前記周期的構造体が、光拡散性を示す材料からなる、〔１〕から〔５〕のいずれか１項に記載の輝度向上フィルム。
〔７〕    〔１〕から〔６〕のいずれか１項に記載の輝度向上フィルムを備える液晶表示装置。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の輝度向上フィルムは、輝度向上能力が高く、従来のものより優れた輝度ムラ改善能力を有し、色味ムラ発生も低減することができ、且つ構成が単純であるため容易に製造でき、且つディスプレイ装置への据付も容易である。従って、液晶ディスプレイ装置等のディスプレイ装置の輝度を顕著に向上させる構成要素として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、従来技術であり、実施例及び比較例（従来技術）において共通して用いた、本発明の輝度向上フィルムを含む組立体の構成を概略的に示す斜視図である。
【図２】図２は、本発明の輝度向上フィルムを構成する周期的構造体の一例を示す斜視図である。
【図３】図３は、図２に示す周期的構造体の断面図である。
【図４】図４は、本発明の輝度向上フィルムを構成する周期的構造体の別の一例を示す斜視図である。
【図５】図５は、本発明の輝度向上フィルムを構成する周期的構造体の別の一例を示す斜視図である。
【図６】図６は、本発明の輝度向上フィルムを構成する周期的構造体の別の一例を示す斜視図である。
【図７】図７は、本発明の輝度向上フィルムを構成する周期的構造体の別の一例を示す斜視図である。
【図８】図８は、本発明の輝度向上フィルムを構成する周期的構造体の別の一例を示す断面図である。
【図９】図９は、本発明の輝度向上フィルムを構成する周期的構造体の別の一例を示す断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の輝度向上フィルムは、円偏光分離素子と、後述する特定のリターデーションを有する光学異方性素子と、一方の面に繰り返し構造を有する周期的構造体とを有する。前記円偏光分離素子、光学異方性素子及び周期的構造体は、通常いずれも概略平坦な板状若しくはフィルム状であり、後に詳細に述べる通りこの順に一体化され、輝度向上フィルムを構成する。【００１４】
本発明に用いる円偏光分離素子としては、可視域の少なくとも一部の領域において、円偏光分離特性、即ち特定の円偏光を透過させ、他の光を反射しうる特性を有する各種の素子を用いることができる。特に、前記円偏光分離素子は、可視域に加え、赤外域にも円偏光分離特性を有することが好ましい。より具体的には、４００ｎｍ〜７３０ｎｍにおいて円偏光分離特性を有することが好ましく、４００ｎｍ〜７７０ｎｍにおいて円偏光分離特性を有することがより好ましい。ここで、円偏光分離特性を有するとは、界面での光の反射の効果を除いた状態で、特定の円偏光を透過させ、他の光を少しでも反射することを意味する。【００１５】
前記円偏光分離素子としては、コレステリック規則性を持った樹脂層を有するものが好ましい。当該コレステリック規則性を持った樹脂層は非液晶性の層であることが好ましい。より具体的には、重合性液晶化合物を重合してなるもの等、コレステリック規則性を持った分子配向が固定された樹脂層であることが好ましい。【００１６】
前記重合性液晶化合物としては、例えば、下記（式１）で表される化合物を挙げることができる。
Ｒ３−Ｃ３−Ｄ３−Ｃ５−Ｍ−Ｃ６−Ｄ４−Ｃ４−Ｒ４        （式１）
式１中、Ｒ３及びＲ４は反応性基であり、それぞれ独立してアクリル基、メタアクリル基、エポキシ基、チオエポキシ基、オキセタン基、チエタニル基、アジリジニル基、ピロール基、ビニル基、アリル基、フマレート基、シンナモイル基、オキサゾリン基、メルカプト基、イソシアネート基、イソチオシアネート基、アミノ基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、及びアルコキシシリル基からなる群より選択される基を表す。Ｄ３及びＤ４は単結合、炭素原子数１〜２０個の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基、及び炭素原子数１〜２０個の直鎖状又は分岐鎖状のアルキレンオキサイド基からなる群より選択される基を表す。Ｃ３〜Ｃ６は単結合、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｓ−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＳ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ２−、−ＯＣＨ２−、−Ｃ＝Ｎ−Ｎ＝Ｃ−、−ＮＨＣＯ−、−ＯＣＯＯ−、−ＣＨ２ＣＯＯ−、及び−ＣＨ２ＯＣＯ−からなる群より選択される基を表す。Ｍはメソゲン基を表し、具体的には、非置換又は置換基を有していてもよい、アゾメチン類、アゾキシ類、フェニル類、ビフェニル類、ターフェニル類、ナフタレン類、アントラセン類、安息香酸エステル類、シクロヘキサンカルボン酸フェニルエステル類、シアノフェニルシクロヘキサン類、シアノ置換フェニルピリミジン類、アルコキシ置換フェニルピリミジン類、フェニルジオキサン類、トラン類、アルケニルシクロヘキシルベンゾニトリル類の群から選択された２〜４個の骨格を、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｓ−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＳ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ2−、−ＯＣＨ2−、−Ｃ＝Ｎ−Ｎ＝Ｃ−、−ＮＨＣＯ−、−ＯＣＯＯ−、−ＣＨ2ＣＯＯ−、及び−ＣＨ2ＯＣＯ−等の結合基によって結合されて形成される。）
前記、メソゲン基Ｍが有しうる置換基としては、ハロゲン原子、置換基を有してもよい炭素数１〜１０のアルキル基、シアノ基、ニトロ基、−Ｏ−Ｒ5、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−Ｒ5、−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−Ｒ5、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−Ｒ5、−ＮＲ5−Ｃ（＝Ｏ）−Ｒ5、−Ｃ（＝Ｏ）−ＮＲ5、または−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−ＮＲ5を表す。ここで、Ｒ5は、水素原子又は炭素数１〜１０のアルキル基を表し、アルキル基である場合、当該アルキル基には、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−、−ＮＲ6−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝Ｏ）−ＮＲ6−、−ＮＲ6−、または−Ｃ（＝Ｏ）−が介在していてもよい（ただし、−Ｏ−および−Ｓ−がそれぞれ２以上隣接して介在する場合を除く。）。ここで、Ｒ6は、水素原子または炭素数１〜６のアルキル基を表す。前記「置換基を有してもよい炭素数１〜１０個のアルキル基」における置換基としては、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、カルボキシル基、シアノ基、アミノ基、炭素原子数１〜６個のアルコキシ基、炭素原子数２〜８個のアルコキシアルコキシ基、炭素原子数３〜１５個のアルコキシアルコキシアルコキシ基、炭素原子数２〜７個のアルコキシカルボニル基、炭素原子数２〜７個のアルキルカルボニルオキシ基、炭素原子数２〜７個のアルコキシカルボニルオキシ基等が挙げられる。【００１７】
前記重合性液晶化合物を重合して、コレステリック規則性を持った樹脂層とする方法は、特に限定されないが、例えば、必要に応じて配向膜形成及びラビング処理を施した支持基材上に、前記重合性液晶化合物を含む組成物を塗布し、重合させる方法をとることができる。また、必要に応じて塗布−重合の工程を複数回繰り返し複数の樹脂層を形成したり、樹脂層及び支持基材を有する積層体を複数貼り合せたりして、複数の樹脂層を設けてもよい。反射帯域の異なる複数の樹脂層を設けることにより、より広い反射帯域を有する円偏光分離素子を得ることができる。【００１８】
前記重合性液晶化合物を含む組成物としては、前記重合性液晶化合物に加え、架橋剤、光開始剤、界面活性剤、カイラル剤、溶媒、ポットライフ向上のための重合禁止剤、耐久性向上のための酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定化剤等を含有することができる。当該組成物の塗布は、リバースグラビアコーティング、ダイレクトグラビアコーティング、ダイコーティング、バーコーティング等の公知の方法により行うことができる。【００１９】
また、当該組成物中の前記重合性液晶化合物の重合は、１回以上の、加温及び／又は光照射により行うことができる。加温条件は、具体的には例えば、温度４０〜１４０℃、時間は１秒〜３分とすることができる。本発明において光照射に用いる光には、可視光のみならず紫外線及びその他の電磁波をも含まれる。光照射は、具体的には例えば波長２００〜５００ｎｍの光を０．０１秒〜３分照射することにより行うことができる。また、例えば積算光量０．０１〜５０ｍＪ／ｃｍ２の微弱な紫外線照射及び加温を含む、複数回の紫外線照射−加温を行うことにより、反射帯域の広い円偏光分離素子とすることもできる。例えば、前記微弱な紫外線照射−加温の工程を１回以上行った後、最終的に重合性液晶化合物を硬化させるための加温及び／又は光照射を行うことにより、反射帯域の広い樹脂層とすることができる。また、円偏光分離素子が複数の樹脂層を含む場合、好ましくは全ての層について複数回の紫外線照射−加温を行い、各層の反射帯域を広げることが好ましい。【００２０】
本発明に用いる光学異方性素子は、その面内方向のリターデーションＲｅ（以下、「Ｒｅ」と略記することがある。）が透過光の略四分の一であり、厚み方向のリターデーションＲｔｈ（以下、「Ｒｔｈ」と略記することがある。）が０ｎｍ未満である。ここで、透過光の波長範囲は、輝度向上フィルムに求められる所望の範囲とすることができ、具体的には例えば４００ｎｍ〜７００ｎｍである。また、面内方向のリターデーションＲｅが透過光の略四分の一であるとは、Ｒｅ値が、透過光の波長範囲の中心値において、中心値の１／４の値から±６５ｎｍ、好ましくは±３０ｎｍ、より好ましくは±１０ｎｍの範囲であることをいう。厚み方向のリターデーションＲｔｈの値は、透過光の波長範囲の中心値において、好ましくは−３０ｎｍ〜−１０００ｎｍ、より好ましくは−５０ｎｍ〜−３００ｎｍとすることができる。このようなＲｅ値及びＲｔｈを有する光学異方性素子を採用することにより、輝度を向上させ輝度ムラを低減させながら、出射光の色ムラをも低減させることができる。
本発明で、前記面内方向のリターデーションＲｅは、式Ｉ：Ｒｅ＝（ｎｘ−ｎｙ）×ｄ（式中、ｎｘは厚み方向に垂直な方向（面内方向）であって最大の屈折率を与える方向の屈折率を表し、ｎｙは厚み方向に垂直な方向（面内方向）であってｎｘに直交する方向の屈折率を表し、ｄは膜厚を表す。）で表される値であり、厚み方向のリターデーションＲｔｈは、式ＩＩ：Ｒｔｈ＝｛（ｎｘ＋ｎｙ）／２−ｎｚ｝×ｄ（式中、ｎｘは厚み方向に垂直な方向（面内方向）であって最大の屈折率を与える方向の屈折率を表し、ｎｙは厚み方向に垂直な方向（面内方向）であってｎｘに直交する方向の屈折率であり、ｎｚは厚み方向の屈折率を表し、ｄは膜厚を表す。）で表される値である。
また、本発明で、前記面内方向のリターデーションＲｅ及び厚み方向のリターデーションＲｔｈは、市販の位相差測定装置を用いて、光学異方性素子を長手方向及び幅方向に１００ｍｍ間隔（長手方向又は横方向の長さが２００ｍｍに満たない場合は、その方向へは等間隔に３点指定する）で、全面にわたり、格子点状に測定を行い、その平均値とする。【００２１】
前記光学異方性素子を構成する材質は、特に限定されないが、スチレン系樹脂からなる層を有するものを好ましく用いることができる。ここでスチレン系樹脂とは、スチレン構造を繰り返し単位の一部又は全部として有するポリマー樹脂であり、ポリスチレン、又は、スチレン、α−メチルスチレン、ｏ−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、ｐ−クロロスチレン、ｐ−ニトロスチレン、ｐ−アミノスチレン、ｐ−カルボキシスチレン、ｐ−フェニルスチレンなどのスチレン系単量体と、エチレン、プロピレン、ブタジエン、イソプレン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、α−クロロアクリロニトリル、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸、メタクリル酸、無水マレイン酸、酢酸ビニルなどのその他の単量体との共重合体などを挙げることができる。これらの中で、ポリスチレン又はスチレンと無水マレイン酸との共重合体を好適に用いることができる。【００２２】
上記スチレン系樹脂の分子量は使用目的に応じて適宜選定されるが、溶媒としてシクロヘキサンを用いたゲル・パーミエーション・クロマトグラフィーで測定したポリイソプレンの重量平均分子量（Ｍｗ）で、通常１０，０００〜３００，０００、好ましくは１５，０００〜２５０，０００、より好ましくは２０，０００〜２００，０００である。【００２３】
前記光学異方性素子は、好ましくは、前記スチレン系樹脂からなる層と、他の熱可塑性樹脂を含む層との積層構造を有する。当該積層構造を有することにより、スチレン系樹脂による光学的特性と、他の熱可塑性樹脂による機械的強度とを兼ね備えた素子とすることができる。他の熱可塑性樹脂としては、脂環式構造を有する樹脂、メタクリル樹脂、ポリカーボネート、アクリル酸エステル−ビニル芳香族化合物共重合体樹脂、メタクリル酸エステル−ビニル芳香族化合物共重合体樹脂、ポリエーテルスルホンなどを挙げることができる。これらの中で、脂環式構造を有する樹脂やメタクリル樹脂を好適に用いることができる。【００２４】
脂環式構造を有する樹脂は、主鎖及び／または側鎖にシクロアルカン構造を有する非晶性のオレフィンポリマーである。具体的には、（１）ノルボルネン系重合体、（２）単環の環状オレフィン系重合体、（３）環状共役ジエン系重合体、（４）ビニル脂環式炭化水素重合体、及びこれらの水素化物などが挙げられる。これらの中でも、透明性や成形性の観点から、ノルボルネン系重合体がより好ましい。これらの脂環式構造を有する樹脂は、特開平０５−３１０８４５号公報、特開平０５−０９７９７８号公報、米国特許第６，５１１，７５６号明細書に記載されているものが挙げられる。【００２５】
ノルボルネン系重合体としては、具体的にはノルボルネン系モノマーの開環重合体、ノルボルネン系モノマーと開環共重合可能なその他のモノマーとの開環共重合体、及びそれらの水素化物、ノルボルネン系モノマーの付加重合体、ノルボルネン系モノマーと共重合可能なその他のモノマーとの付加共重合体などが挙げられる。【００２６】
メタクリル樹脂は、メタクリル酸エステルを主成分とする重合体であり、メタクリル酸エステルの単独重合体や、メタクリル酸エステルとその他の単量体との共重合体が挙げられる、メタクリル酸エステルとしては、通常、メタクリル酸アルキルが用いられる。共重合体とする場合は、メタクリル酸エステルと共重合するその他の単量体としては、アクリル酸エステルや、芳香族ビニル化合物、ビニルシアン化合物などが用いられる。【００２７】
本発明に用いる光学異方性素子の好ましい具体的態様として、ポリスチレン樹脂からなるフィルム（ａ層）の両面に、メタクリル酸エステル重合体の組成物からなるフィルム（ｂ層）を積層してなる複層フィルムを延伸してなる延伸複層フィルムを挙げることができる。以下、この具体的態様について説明する。【００２８】
前記ａ層を構成するポリスチレン樹脂としては、上記「スチレン系樹脂」と同様のものを用いることができる。
ａ層を構成するポリスチレン樹脂は、ガラス転移温度が１２０℃以上であることが好ましく、１２０〜２００℃であることがより好ましく、１２０〜１４０℃であることがさらに好ましい。【００２９】
前記ｂ層を構成するメタクリル酸エステル重合体の組成物とは、メタクリル酸エステル重合体を含む組成物であり、メタクリル酸エステル重合体（イ）と、粒子（ロ）とを含有する。【００３０】
前記メタクリル酸エステル重合体（イ）は、メタクリル酸エステル（Ｍ１）を主成分とする重合体であり、メタクリル酸エステルの単独重合体や、メタクリル酸エステルとその他の単量体との共重合体が挙げられる。メタクリル酸エステル（Ｍ１）としては、通常、メタクリル酸アルキルが用いられる。共重合体とする場合は、メタクリル酸エステルと共重合するその他の単量体としては、アクリル酸エステルや、芳香族ビニル化合物、ビニルシアン化合物などが用いられる。【００３１】
前記メタクリル酸エステル重合体（イ）は、耐熱性の点から、ガラス転移温度が４０℃以上であるのが好ましく、さらには６０℃以上のガラス転移温度を有するものが一層好ましい。前記メタクリル酸エステル重合体（イ）のガラス転移温度が４０℃未満では、得られるフィルムの耐熱性が低くなるため好ましくない。ガラス転移温度は、メタクリル酸エステルと共重合される他の単量体の種類と量を変化させることにより、適宜設定できる。なお、メタクリル酸メチルの単独重合体のガラス転移温度は約１０６℃であるので、メタクリル酸エステルとしてメタクリル酸メチルを用いる場合、得られる前記メタクリル酸エステル重合体（イ）のガラス転移温度は、通常１０６℃以下となる。【００３２】
前記メタクリル酸エステル重合体（イ）と共に前記メタクリル酸エステル重合体の組成物に含まれる前記粒子（ロ）は、特に制限されないが、メタクリル樹脂からなる外層および架橋構造を有するゴムからなる内層を有し、当該内層の平均粒径が０．０５〜０．３μｍの範囲にある粒子であることが好ましい。フィルムの製膜性、取り扱い性、透明性の点から、粒子（ロ）の内層の平均粒径は、０．０５μｍ以上０．２μｍ以下であるのがさらに好ましい。粒子（ロ）の内層の平均粒径がこの範囲にあると、フィルムの製膜性が安定するとともに、フィルム自体の柔軟性や取扱い性の面で優れる。粒子（ロ）の内層の平均粒径があまり小さいと、フィルムに必要な柔軟性が欠如し、取扱い性が低下する傾向になり、一方、その平均粒径があまり大きいと、表面平滑性が低下し、透明感が損なわれるため好ましくない。なお、メタクリル樹脂からなる外層をも含めた粒子（ロ）の平均粒径は、好ましくは０．０７μｍ〜０．５μｍ、より好ましくは０．１μｍ〜０．４５μｍである。なお、外層及び内層を「有する」とは、粒子（ロ）が外層及び内層のみからなることを意味するものではなく、それ以外の層をさらに有していてもよい。例えば本願実施例に記載するもののように内層の内側にさらに芯内層をも有することができる。【００３３】
メタクリル酸エステル重合体（イ）と粒子（ロ）とを含有する前記メタクリル酸エステル重合体の組成物は、組成物全量を１００重量％とした場合に、前記粒子（ロ）を、１〜８０重量％、好ましくは５〜３５重量％、より好ましくは１０〜２５重量％含有する。粒子（ロ）の量がこのような範囲であると、フィルムが脆くなることがなくなり、本発明の複層フィルムの製膜性を向上させることができたり、本発明に用いる複層フィルムを破断させることなく延伸したりすることができる。粒子（ロ）の量が少なすぎると、フィルム化するのが困難になるおそれがあり、またその量が多すぎると、フィルムの透明性や表面硬度が失われるおそれがある。メタクリル酸エステル重合体（イ）の割合は、２０〜９９重量％とすることができるが、メタクリル酸エステル重合体（イ）及び粒子（ロ）以外の他の添加剤を含む場合は、その割合を適宜調整することができる。【００３４】
前記メタクリル酸エステル重合体の組成物は、通常の添加剤、例えば、紫外線吸収剤、有機系染料、顔料、無機系色素、酸化防止剤、帯電防止剤、界面活性剤などを含有してもよい。なかでも紫外線吸収剤は、より優れた耐候性を与える点で好ましく用いられる。紫外線吸収剤としては、例えば、一般に用いられるベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、２−ヒドロキシベンゾフェノン系紫外線吸収剤、サリチル酸フェニルエステル系紫外線吸収剤などが挙げられる。【００３５】
これらの紫外線吸収剤は、それぞれ単独で、又は２種以上混合して用いることができる。紫外線吸収剤を配合する場合、その量は、メタクリル酸エステル重合体（イ）及び粒子（ロ）の合計１００重量部を基準に、通常０．１重量部以上であり、好ましくは０．３重量部以上、また好ましくは２重量部以下である。【００３６】
前記メタクリル酸エステル重合体の組成物は、その溶融粘度が好ましくは４００〜１０００Ｐａ・ｓ、さらに好ましくは４５０〜９００Ｐａ・ｓである。ここで、溶融粘度は、温度２５０℃、剪断速度１５０ｓｅｃ−１により測定した値をいう。このような溶融粘度を有することにより、延伸時の破断などが起こりにくくなり、延伸時及び製品の使用時における強度をさらに向上させることができる。【００３７】
本発明において、前記ポリスチレン樹脂及び前記メタクリル酸エステル重合体（イ）は、それらのガラス転移温度をそれぞれＴｇ（ａ）（℃）及びＴｇ（ｂ）（℃）としたとき、Ｔｇ（ａ）＞Ｔｇ（ｂ）＋２０℃の関係を満たすことが好ましい。このような関係を満たすことにより、延伸した際にポリスチレン樹脂からなるａ層に有効に光学的異方性を与え、良好な延伸複層フィルムを得ることができる。【００３８】
ａ層の材料である前記ポリスチレン樹脂及びｂ層の材料である前記メタクリル酸エステル重合体の組成物を積層して、複層フィルムに成形する方法は、特に限定されないが、共押出Ｔダイ法、共押出インフレーション法、共押出ラミネーション法等の共押出による成形方法、ドライラミネーション等のフィルムラミネーション成形方法、及びコーティング成形方法などの公知の方法が適宜利用され得る。中でも、製造効率や、フィルム中に溶剤などの揮発性成分を残留させないという観点から、共押出による成形方法が好ましい。押出し温度は、使用する前記ポリスチレン樹脂、及び前記メタクリル酸エステル重合体の組成物の種類に応じて適宜選択され得る。【００３９】
複層フィルムは、前記ａ層の両面に、前記ｂ層を積層してなる。ａ層とｂ層の間には、接着層や粘着層を設けることができるが、ａ層とｂ層とを直接に積層させる（つまり、ｂ層／ａ層／ｂ層の３層構成の積層体とする）ことが好ましい。また、複層フィルムにおいて、前記ａ層及びその両面に積層されたｂ層の厚みは特に制限はないが、好ましくはそれぞれ１０〜３００μｍ及び１０〜４００μｍとすることができる。【００４０】
前記延伸複層フィルムは、前記複層フィルムを延伸してなる。前記延伸複層フィルムは、ａ層の延伸により設けられたＡ層、及びｂ層の延伸により設けられたＢ層を含むことができる。前記延伸複層フィルムは、前記複層フィルムのｂ層／ａ層／ｂ層の３層構造の積層体を延伸してなり、Ｂ層／Ａ層／Ｂ層の３層構造の延伸フィルムであることが好ましい。
当該延伸は、好ましくは一軸延伸又は斜め延伸により行うことができ、さらに好ましくはテンターによる一軸延伸又は斜め延伸により行うことができる。【００４１】
前記延伸複層フィルムにおいては、前記Ａ層と前記Ｂ層の間の層間剥離強度が、１．３Ｎ／２５ｍｍ以上であることが好ましい。ここで、層間剥離強度は、ＪＩＳ  Ｋ６８５４−２に準拠して、引張速度１００ｍｍ／分で１８０度剥離により測定された値である。このような層間剥離強度を有することにより、耐久性の高い延伸複層フィルムとすることができる。【００４２】
前記延伸複層フィルムは、好ましくは、全光線透過率が９２％以上、且つ、ヘーズが５％以下である。このように高い全光線透過率および低いヘーズを有することにより、光学異方性素子として有利に用いることができる。【００４３】
前記延伸複層フィルムは、波長４００〜７００ｎｍの光で測定した前記Ａ層及び前記Ｂ層の面内方向のレターデーションの総和をそれぞれＲｅ（Ａ）及びＲｅ（Ｂ）としたとき、式（１）及び式（２）を満たし、且つ、波長４００〜７００ｎｍの光で測定した面内方向のレターデーションをＲｅ、厚み方向のレターデーションをＲｔｈとしたとき、式（３）を満たすものであることが特に好ましい。
式（１）：｜Ｒｅ（Ａ）｜＞｜Ｒｅ（Ｂ）｜
式（２）：｜Ｒｅ（Ｂ）｜＜２０ｎｍ
式（３）：Ｒｔｈ／｜Ｒｅ｜≦−０．５【００４４】
Ｒｅ（Ａ）、Ｒｅ（Ｂ）、Ｒｅ及びＲｔｈがこれらの関係を満たすことにより、前記延伸複層フィルムを光学異方性素子に用いた場合、良好な光学的特性を得ることができる。【００４５】
Ｒｅ（Ａ）、Ｒｅ（Ｂ）、Ｒｅ及びＲｔｈが上記の関係を満たす延伸複層フィルムは、延伸温度や延伸倍率等の延伸条件を適宜調整することにより製造することができる。延伸温度は、前記Ｔｇ（ａ）−１０℃〜前記Ｔｇ（ａ）＋２０℃が好ましく、前記Ｔｇ（ａ）−５℃〜前記Ｔｇ（ａ）＋１５℃の範囲であることがより好ましい。延伸倍率は、１．０５〜３０倍が好ましく、１．１〜１０倍であることがより好ましい。延伸温度や延伸倍率が、上記範囲を外れると、配向が不十分で屈折率異方性、ひいてはレターデーションの発現が不十分になったり、積層体が破断したりするおそれがある。【００４６】
前記延伸複層フィルムは、その少なくとも片面に直径０．００１〜０．１μｍの突起があり、かつ該突起の個数が５０〜５００個／３０μｍ２であることが好ましい。このような突起を有することにより、延伸複層フィルム表面の滑り性が向上し、延伸複層フィルムのハンドリング性が良くなる。【００４７】
前記特定の延伸複層フィルム以外の態様の前記光学異方性素子を製造する方法も、特に限定されないが、前記スチレン系樹脂及び他の樹脂との未延伸積層体を調製し、この未延伸積層体を延伸することにより製造することができる。未延伸積層体を調製する方法としては、共押出Ｔダイ法、共押出インフレーション法、共押出ラミネーション法等の共押出による成形方法、ドライラミネーション等のフィルムラミネーション成形方法、及び基材樹脂フィルムに対して樹脂溶液をコーティングするようなコーティング成形方法などの公知の方法が適宜利用され得る。中でも、製造効率や、フィルム中に溶剤などの揮発性成分を残留させないという観点から、共押出による成形方法が好ましい。【００４８】
未延伸積層体を延伸する方法は特に制限はなく、従来公知の方法を適用し得る。具体的には、ロール側の周速の差を利用して縦方向に一軸延伸する方法、テンターを用いて横方向に一軸延伸する方法等の一軸延伸法；固定するクリップの間隔が開かれて縦方向の延伸と同時にガイドレールの広がり角度により横方向に延伸する同時二軸延伸法や、ロール間の周速の差を利用して縦方向に延伸した後にその両端部がクリップ把持してテンターを用いて横方向に延伸する逐次二軸延伸法などの二軸延伸法；横又は縦方向に左右異なる速度の送り力若しくは引張り力又は引取り力を付加できるようにしたテンター延伸機や、横又は縦方向に左右等速度の送り力若しくは引張り力又は引取り力を付加できるようにして、移動する距離が同じで延伸角度θを固定できるようにした若しくは移動する距離が異なるようにしたテンター延伸機を用いて斜め延伸する方法：が挙げられる。【００４９】
本発明に用いる周期的構造体は、その一方の面に繰り返し構造を有する構造体である。本発明に用いる周期的構造体の他方の面は、平坦な面とすることが好ましい。前記繰り返し構造としては、周期的構造体の面上における凹凸の繰り返し単位が面に平行な方向に沿って繰り返した構造を設けることができる。周期的構造体の面上における繰り返し単位は、全て同一の形状であってもよく、異なっていてもよい。
周期的構造体の具体例としては、線状プリズム形状を繰り返し単位として複数設けられたプリズム条列形状、角錐形状を繰り返し単位として複数設けられた形状、シリンドリカル形状を繰り返し単位として複数設けられたシリンドリカル条列形状、球の一部をくりかえし単位として複数設けた形状などが挙げられる。この中でも、線状プリズム形状、角錐形状、又はシリンドリカル形状が好ましい。
線状プリズム形状とは、断面凹状又は凸状の形状が多角形である形状をさし、具体的には図２の２００や図３の２００に示すような断面三角形状の三角プリズムがあげられる。
角錐形状とは、凹状又は凸状の形状が多角錐状である形状をさし、具体的には図４の４００に示すような四角錐形状があげられる。角錐形状としては、図４の四角錐のほかに、三角錐、六角錘などがあげられる。
シリンドリカル形状とは、断面凹状又は凸状の形状が半円形である形状をさし、具体的には図５の５００や図６の６００に示すようなものがあげられる。
周期的構造体は、正面方向の輝度を高める効果があるが、角錐形状や球の一部の形状を有する単位を有するものは、正面方向の輝度をさらに高めることができる。
図２、５、６、８及び９における例においては、周期的構造体の繰り返し方向は、面の幅方向（図面における左右方向）の一方向であり、図４及び７の例においては、周期的構造体の繰り返し構造は、面の幅方向及び長さ方向（図面において、斜視図で奥行き方向に表現される方向）の二方向である。しかしながら周期的構造体の繰り返し方向はこれらに限られず、矩形の面上の対角線方向など、任意の方向とすることができる。
図２及び図３に示す周期的構造体の例２００においては、一組の斜面２２１及び２２２により構成される線状プリズムが面上に繰り返し設けられ、プリズム条列形状を構成している。【００５０】
前記周期的構造体は、その繰り返し構造の稜がＲ取りされた構造を有することができる。前記繰り返した構造の稜のＲ取りとは、周期的構造体の稜部の頂点を、丸みを帯びた形状にすることをいう。また、Ｒ取りは、必要に応じて、繰り返し構造の谷部にも行うことができる。具体的には、図８に示す周期的構造体８００の稜部８１１及び谷部８１２、並びに図９に示す周期的構造体９００の谷部９１２のように、稜部及び／又は谷部の頂点を、丸みを帯びた形状とすることをいう。Ｒ取りは、処理されたＲ部分の径が、周期的構造のピッチに対して所定以上の大きさとなるよう行う。具体的には、（１ピッチ中でのＲ処理の直径の総和）／（ピッチ長さ）で示される値が、好ましくは０．０１〜１．５０、より好ましくは０．０５〜０．７０となるように行うことができる。より具体的に説明すると、例えば図８に示す周期的構造体８００の場合、一つのピッチ８２１におけるＲ取りの直径の総和は、矢印８３１〜８３３の長さの和で示される。従って、矢印８３１〜８３３の長さの和をピッチ８２１で除した値が上記好ましい範囲となるようにＲ取りを行うことが好ましい。また例えば図９に示す周期的構造体９００の場合、一つのピッチ９２１におけるＲ取りの総和は、矢印９３１及び９３３の長さの和で示される。従って、矢印９３１及び９３３の長さの和をピッチ９２１で除した値が上記好ましい範囲となるようにＲ取りを行うことが好ましい。また、前記周期的構造体は、その繰り返し構造の面が粗面化された構造を有するものが好ましい。具体的には、算術平均粗さＲａが、前記周期的構造体のピッチの１／１０を超えず、かつ０．１〜１００μｍの範囲であることが好ましい。このようにＲ取り及び／又は粗面化された周期的構造体を採用することにより、色ムラなどの発生を抑制することができる。前記粗面化処理は、特に制限されず、繰り返し構造を転写する金型又は周期的構造体の周期構造に、ブラスト処理（ウェット、もしくはドライ）を施す方法が挙げられる。また、前記算術平均粗さＲａは、適切な表面形状測定装置（例えば、ＺＹＧＯ社製、装置名「ＮｅｗＶｉｅｗ    ６２００」）によって測定することができる。【００５１】
前記周期的構造体において、その繰り返し構造の一周期のピッチは、１０μｍ〜１０００μｍであることが好ましい。繰り返し構造の一周期とは、例えば図２及び図３に示す周期的構造体２００の例では、隣接する線状プリズムの稜部２１１間又は隣接する線状プリズムの谷部２１２間の距離である。また例えば、図５及び図６に示す周期的構造体５００及び６００の例では、隣接するシリンドリカル形状の谷部５１２間又は稜部６１１間の距離を、繰り返し構造の一周期とすることができる。また例えば、図４及び図７に示す角錐や球の一部の形状を有する単位を有する周期的構造体４００及び７００の例では、隣接する角錐の頂点４１１又は球の一部の形状の頂点７１１間の距離を、繰り返し構造の一周期とすることができる。図４及び図７に示す周期的構造体のように縦横などの複数方向に周期があるものについては、それぞれの周期のうち少なくとも一方のピッチが上記範囲であることが好ましく、全ての周期のピッチがこの範囲であることがさらに好ましい。一周期のピッチをこの範囲とすることにより、輝度ムラ低減等を良好に達成することができる。【００５２】
前記周期的構造体において、その厚みは、繰り返し構造の高さの最大値の１．２〜２０倍であることが好ましい。繰り返し構造の高さの最大値とは、例えば図２及び図３に示す周期的構造体２００の例では、稜部２１１と谷部２１２との高さの差である。当該比率を２０倍以下とすることにより、周期的構造体の光学異方性に起因する色ムラ等の発生を抑制することができ、１．２倍以上とすることにより、十分な機械的強度を保つことができる。一方、周期的構造体の厚みは、周期的構造を含む厚みである。即ち、周期的構造を有する面における周期的構造の頂点から、他方の面までの距離を厚みとすることができる。【００５３】
前記周期的構造体を構成する材料は、好ましくは光拡散性を有する。ここで光拡散性を有するとは、周期的構造体のヘーズが５％以上であることをいう。周期的構造体のヘーズは、好ましくは１０〜９０％、より好ましくは１０〜７０％、特に好ましくは２０％〜５０％の範囲内とすることができる。ヘーズの調整は、例えば、周期的構造体の材質として透明樹脂に光拡散剤を分散させたものを用い、光拡散剤の含有割合を調整することにより達成しうる。前記周期的構造体を構成する材料は、その屈折率異方性Δｎの最大値が、０．０５未満であることが好ましい。周期的構造体の光拡散性及び屈折率異方性を上記好ましい範囲とすることにより、周期的構造体の光学異方性に起因する色ムラ等の発生を抑制することができる。前記Δｎは、前記ＲｅやＲｔｈと同様に、位相差測定装置を用いて測定でき、これにより測定した測定値の最大値を、Δｎの最大値とすることができる。【００５４】
前記周期的構造体の材質としては、ガラス、混合しにくい２種以上の樹脂の混合物、透明樹脂に光拡散剤を分散させたもの、および１種類の透明樹脂等を用いることができる。これらの中で、軽量であること、成形が容易であることから樹脂が好ましく、輝度向上が容易である点からは１種類の透明樹脂が好ましく、全光線透過率とヘーズの調整が容易である点からは透明樹脂に光拡散剤を分散させたものが好ましい。【００５５】
前記透明樹脂とは、ＪＩＳ  Ｋ７３６１−１に基づいて、両面平滑な２ｍｍ厚の板で測定した全光線透過率が７０％以上の樹脂のことであり、例えば、ポリエチレン、プロピレン−エチレン共重合体、ポリプロピレン、ポリスチレン、芳香族ビニル単量体と低級アルキル基を有する（メタ）アクリル酸アルキルエステルとの共重合体、ポリエチレンテレフタレート、テレフタル酸−エチレングリコール−シクロヘキサンジメタノール共重合体、ポリカーボネート、アクリル樹脂、および脂環式構造を有する樹脂などを挙げることができる。なお、（メタ）アクリル酸とは、アクリル酸およびメタクリル酸のことである。これらの中でも、透明樹脂としては、ポリカーボネート、ポリスチレン、芳香族ビニル単量体を１０％以上含有する芳香族ビニル系単量体と低級アルキル基を有する（メタ）アクリル酸アルキルエステルとの共重合体、および脂環式構造を有する樹脂が、吸湿による変形が少ない等の点で好ましい。特に、前記光学異方性素子の他の熱可塑性樹脂の例として上に述べた脂環式構造を有する樹脂を好適に用いることができる。【００５６】
前記光拡散剤は、光線を拡散させる性質を有する粒子であり、無機フィラーと有機フィラーとに大別できる。無機フィラーとしては、シリカ、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化亜鉛、硫酸バリウム、マグネシウムシリケート、およびこれらの混合物を挙げることができる。有機フィラーとしては、アクリル樹脂、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン樹脂、ポリアクリロニトリル、ポリアミド、ポリシロキサン樹脂、メラミン樹脂、およびベンゾグアナミン樹脂等を挙げることができる。これらの中でも、有機フィラーとしては、ポリスチレン樹脂、ポリシロキサン樹脂、およびこれらの架橋物からなる微粒子が、高分散性、高耐熱性、成形時の着色（黄変）がない点で好ましく、これらの中でも、より耐熱性に優れる点でポリシロキサン樹脂の架橋物からなる微粒子がより好ましい。【００５７】
前記光拡散剤の形状としては、例えば、球状、立方状、針状、棒状、紡錘形状、板状、鱗片状、および繊維状などを挙げることができ、これらの中でも、光の拡散方向を等方的にできる点で球状が好ましい。前記光拡散剤は、透明樹脂内に均一に分散された状態で使用される。【００５８】
透明樹脂に分散させる光拡散剤の割合は、周期的構造体の厚みや所望のヘーズなどに応じて適宜選択することができる。【００５９】
なお、全光線透過率とは、ＪＩＳ  Ｋ７３６１−１に基づいて、両面平滑な２ｍｍ厚みの板で測定した値であり、ヘーズとはＪＩＳ  Ｋ７１３６により両面平滑な２ｍｍ厚みの板で測定した値である。【００６０】
本発明の輝度向上フィルムは、前記円偏光分離素子と、前記光学異方性素子と、前記周期的構造体とが、この順で一体化された構造を有する。具体的には、平板状又はフィルム状である前記円偏光分離素子、前記光学異方性素子及び前記周期的構造体をこの順で、直接又は他の層を介し積層することができる。このような一体化された構造を有することにより、輝度向上及び輝度ムラ低減を達成しながら、色ムラをも低減できる輝度向上フィルムを得ることができる。ここで周期的構造体は通常、前記繰り返し構造を有する面と反対の面が光学異方性素子と接するように一体化される。一体化された構造とする方法は特に限定されないが、これらを別々に調製し、必要に応じて接着剤や粘着剤を介して貼り合せることにより行うことができる。【００６１】
前記接着剤、粘着剤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。各接着剤層、粘着剤層には異なるものを用いることができる。【００６２】
前記接着剤、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。【００６３】
接着剤、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。【００６４】
接着剤層または粘着剤層は、前記素子に直接形成することができる。また、セパレータ上に接着剤層または粘着剤層を形成した後に、それを他の各素子に移着することもできる。接着剤または粘着剤の塗工方法は特に制限されず、例えば、ロールコート法、グラビアコート法、スピンコート法、バーコート法などを採用することができる。接着剤層または粘着剤層の厚みは０．１〜２０μｍ程度となるように調整する。【００６５】
本発明の輝度向上フィルムにおいては、前記周期的構造体が有する繰り返し構造の対称軸が、前記光学異方性素子から出射する光の偏光方向と略平行、もしくは略垂直な関係にあることが好ましい。光学異方性素子から出射する光の偏光方向は、通常、光学異方性素子の面に平行な方向であって面内の遅相軸方向と４５°の関係にある。ここで、繰り返し構造の対称軸とは、例えば図２に示す線状プリズム形状の繰り返し単位を有する周期的構造体２００の場合は、線状プリズムの稜部２１１の稜線方向となる。また、「略平行」及び「略垂直」とは、平行又は垂直方向から、±３°の範囲内にあることをいう。【００６６】
本発明の輝度向上フィルムは、前記円偏光分離素子、光学異方性素子及び周期的構造体に加えて、任意の構成要素を有することができる。具体的には例えば、円偏光分離素子を作製する際に用いられる支持基材及び配向膜、各層を一体化させるための接着層等を含むことができる。【００６７】
本発明の輝度向上フィルムは、液晶ディスプレイ装置等のディスプレイ装置の構成要素として用いることができる。具体的には例えば、液晶表示装置のバックライトと液晶セルとの間に配置し輝度向上を達成することができる。より具体的には、前記円偏光分離素子側の面がバックライト側、周期的構造体側の面が液晶セル側に面するように配置し、周期的構造体から出射した直線偏光が液晶セルに入射するよう構成することができる。周期的構造体と液晶セルとの間に偏光板が配置される場合、本発明の輝度向上フィルムは通常、周期的構造体から出射する直線偏光の偏光面と、偏光板の透過軸とが平行になるよう配置される。また、バックライトが、複数の平行な線状光源を有する直下型バックライトの場合、周期的構造体の繰り返し構造の対称軸が線状光源と平行となる方向に配置することが好ましい。
【実施例】
【００６８】
以下において本発明を、実施例を参照してより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されない。なお、以下において「部」及び「％」は、特に断らない限り、重量部及び重量％を表す。【００６９】
（製造例１：円偏光分離素子Ａの調製）
（１）支持基材（ノルボルネン系重合体製のフィルム（株式会社オプテス製、商品名「ゼオノアフィルムＺＦ１４」、厚み１００μｍ））の両面をプラズマ処理した。この支持基材の片面にポリビニルアルコール１０部及び水３７１部からなる溶液を塗布、乾燥し、次いでラビング処理して、厚さ１μｍの配向膜を形成した。【００７０】
ネマチック液晶化合物（ＢＡＳＦ社製、商品名「ＬＣ２４２」）９４．１３部、カイラル剤（ＢＡＳＦ社製、商品名「ＬＣ７５６」）５．８７部、光吸収剤（チバ・スペシャルティー・ケミカルズ社製、商品名「Ｉｒｇａｃｕｒｅ９０７」）３．１部、及び界面活性剤（セイミケミカル社製、商品名「ＫＨ−４０」）０．１部を、メチルエチルケトン１５５部に溶解して、溶液を得た。この溶液を孔径２μｍのポリフルオロエチレン製ＣＤ／Ｘシリンジフィルターを用いて濾過して液晶塗工液を調製した。【００７１】
前記の配向膜の上に、前記液晶塗工液を乾燥膜厚が４μｍになるように塗布した。紫外線照射装置（ＨＯＹＡ  ＳＣＨＯＴＴ社製、装置名「ＥＸＥＣＵＲＥ  ３０００−Ｗ」）及び３１３ｎｍのバンドパスフィルターを用いて、前記塗膜に、照度０．２ｍＷ／ｃｍ２の紫外線（ＵＶ−Ａ）を１秒間照射した。次いで、１００℃のオーブンに２分間放置した。そして、前記紫外線照射装置を用いて、前記塗膜に、積算光量１５０ｍＪ／ｃｍ２の紫外線を照射した。以上の工程により、配向膜の上に反射帯域幅（半値幅）が１００ｎｍ、中心波長４５０ｎｍのコレステリック樹脂層Ａを形成し、支持基材−配向膜−コレステリック樹脂層Ａの３層からなる積層体Ａを得た。【００７２】
（２）ネマチック液晶化合物の量を９５．２８部、カイラル剤の量を４．７２部に変更した他は前記（１）と同様にして、別の支持基材上に配向膜及びコレステリック樹脂層Ｂを形成し、支持基材−配向膜−コレステリック樹脂層Ｂの３層からなる積層体Ｂを得た。積層体Ｂにおけるコレステリック樹脂層の反射帯域幅（半値幅）は１２０ｎｍ、中心波長は５６０ｎｍであった。【００７３】
（３）ネマチック液晶化合物の量を９６．１１部、カイラル剤の量を３．８９部に変更した他は前記（１）と同様にして、別の支持基材上に配向膜及びコレステリック樹脂層Ｃを形成し、支持基材−配向膜−コレステリック樹脂層Ｃの３層からなる積層体Ｃを得た。積層体Ｃにおけるコレステリック樹脂層の反射帯域幅（半値幅）は１４０ｎｍ、中心波長は６８０ｎｍであった。【００７４】
（４）上記（１）〜（３）で得られた積層体Ａ〜Ｃを、支持基材−配向膜−コレステリック樹脂層Ｃ−支持基材−配向膜−コレステリック樹脂層Ｂ−支持基材−配向膜−コレステリック樹脂層Ａの順に各層が積層するよう、光学用の粘着剤（住友スリーエム社製、「８１４２」、厚み５０μｍ）を用いて貼り合わせて、２００ｍｍ×２００ｍｍの寸法に切り出し、円偏光分離素子Ａを得た。円偏光分離素子Ａの反射帯域は、４００〜７５０ｎｍであった。【００７５】
（製造例２：光学異方性素子Ｂ）
（５）メタクリル酸メチル９７．８重量％とアクリル酸メチル２．２重量％とからなるモノマー組成物を、バルク重合法により重合させ、樹脂ペレットを得た。
（６）特公昭５５−２７５７６号公報の実施例３に準じて、ゴム粒子を製造した。このゴム粒子は、球形３層構造を有し、芯内層が、メタクリル酸メチル及び少量のメタクリル酸アリルの架橋重合体であり、内層が、主成分としてのアクリル酸ブチルとスチレン及び少量のアクリル酸アリルとを架橋共重合させた軟質の弾性共重合体であり、外層が、メタクリル酸メチル及び少量のアクリル酸エチルの硬質重合体である。また、内層の平均粒子径は０．１９μｍであり、外層をも含めた粒径は０．２２μｍであった。
上記樹脂ペレット７０重量部と、上記ゴム粒子３０重量部とを混合し、二軸押出機で溶融混練して、メタクリル酸エステル重合体組成物Ａ（ガラス転移温度１０５℃）を得た。【００７６】
（７）上記メタクリル酸エステル重合体組成物Ａ（ｂ層）、及びポリスチレン樹脂（ａ層）（スチレン−無水マレイン酸共重合体、ガラス転移温度１３０℃）を温度２８０℃で共押出成形することにより、ｂ層／ａ層／ｂ層の三層構造で、各層が４５／７０／４５（μｍ）の厚みを有する複層フィルムを得た。この複層フィルムを、延伸温度１２８℃、延伸倍率１．４倍、延伸速度１０ｍ／分でテンター一軸横延伸し、対角線方向が遅相軸となるように２００ｍｍ×２００ｍｍの寸法に切り出し、波長５５０ｎｍにおける面内方向のリターデーションＲｅが１４１ｎｍ、厚み方向のリターデーションＲｔｈが−１５１ｎｍの光学異方性素子Ｂを得た。【００７７】
（製造例３：光学異方性素子Ｃ）
（８）ノルボルネン系重合体製のフィルム（株式会社オプテス製、商品名「ゼオノアフィルムＺＦ１４」、厚み５０μｍ）を一軸延伸して、対角線方向が遅相軸となるように２００ｍｍ×２００ｍｍの寸法に切り出し、波長５５０ｎｍにおける面内方向のリターデーションＲｅが１３５ｎｍ、厚み方向のリターデーションＲｔｈが７０ｎｍの光学異方性素子Ｃを得た。【００７８】
（製造例４：周期的構造体Ｄ）
（９）２００ｍｍ×２００ｍｍの金型用金属ブロック表面に切削加工を施し、ブロックの一方の辺に平行な三角プリズム形状を形成した。三角プリズム形状の頂角は９０度、隣接する稜部間の周期（距離）は４０μｍ、三角プリズム形状の深さは２０μｍとした。【００７９】
（１０）上記（９）で得られた金型に対して、表面をシクロヘキサンで溶解したノルボルネン系重合体製のフィルム（株式会社オプテス製、商品名「ゼオノアフィルムＺＦ１４」、厚み２００μｍ、屈折率異方性Δｎ＝０．０３）を押し当て、プリズム形状を転写し、図２及び図３に概略的に示される、複数の線状プリズム（三角プリズム）からなるプリズム条列構造を有する周期的構造体Ｄを得た。【００８０】
（製造例５：周期的構造体Ｅ）
（１１）上記（１０）と同様の方法で得られた周期的構造体Ｄに対して、さらに粒径約１６μｍの粒子を用いたウェットブラスト処理で、表面粗化を施し、周期的構造体Ｅを得た。【００８１】
（製造例６：周期的構造体Ｆ）
（１３）上記（９）で得られた金型を用いて、厚み２００μｍ、屈折率異方性Δｎ＝０．２のポリカーボネートフィルムにプレス加工を施し、周期的構造体Ｆを得た。【００８２】
（製造例７：周期的構造体Ｇ）
（１４）上記（１０）と同様の方法で得られた周期的構造体Ｄに対して、プリズム条列の稜にＲ（曲率半径）が５μｍとなるようにＲ処理を行い、周期的構造体Ｇを得た。【００８３】
（製造例８：周期的構造体Ｈ）
（１５）２００ｍｍ×２００ｍｍの金型用金属ブロック表面に切削加工を施し、ブロックの一方の辺にシリンドリカル形状を形成した。シリンドリカル形状の半径は２０μｍとした。
（１６）上記（１５）で得られた金型に対して、ノルボルネン系重合体製のフィルム（株式会社オプテス製、商品名「ゼオノアフィルムＺＦ１４」、厚み２００μｍ、屈折率異方性Δｎ＝０．０３）を押し当て、シリンドリカル形状を転写し、図５に概略的に示される、シリンドリカル構造を有する周期的構造体Ｈを得た。【００８４】
（製造例９：周期的構造体Ｉ）
（１７）上記（９）で得られた金型に対して、ヘーズが２５％となるように平均粒径２μｍのポリシロキサン重合体の架橋物からなる粒子を配合したノルボルネン系重合体製のフィルム（厚み２００μｍ、屈折率異方性Δｎ＝０．０４）を、押し当て、プリズム形状を転写し、図２及び図３に概略的に示される、複数の線状プリズムからなるプリズム条列構造を有する周期的構造体Ｉを得た。【００８５】
（製造例１０：周期的構造体Ｊ）
（１８）２００ｍｍ×２００ｍｍの金型用金属ブロック表面に切削加工を施し、四角錐形状を形成した。四角錐形状の隣接する四角錐の頂点間の距離（周期）は４０μｍ、四角錐の深さは２０μｍとした。
（１９）上記（１８）で得られた金型に対して、表面をシクロヘキサンで溶解したノルボルネン系重合体製のフィルム（株式会社オプテス製、商品名「ゼオノアフィルムＺＦ１４」、厚み２００μｍ、屈折率異方性Δｎ＝０．０３）を押し当て、四角錐形状を転写し、図４に概略的に示される、４０μｍ角、高さ２０μｍの四角錐形状を単位構造とする周期的構造体Ｊを得た。【００８６】
（実施例１）
（組立体の作成）
図１に概略的に示す、照明装置１０４と、円偏光分離素子１１０と、光学異方性素子１２０と、周期的構造体１３０と、直線偏光板１４０とを含む組立体を作製した。照明装置１０４としては、１８０ｍｍ×１８０ｍｍ×深さ１５ｍｍの筐体に反射板１０１及び線状光源１０２を設け、その上に拡散板１０６及び拡散シート１０７を載置したものを用いた。線状光源のランプピッチは２５ｍｍとし、拡散板１０６としては全光線透過率５５％、ヘーズ９９％の平板状のものを用い、拡散シート１０７としては株式会社きもと製の商品名「１８８ＧＭ３」を用いた。【００８７】
円偏光分離素子１１０、光学異方性素子１２０及び周期的構造体１３０として、それぞれ上記において得た円偏光分離素子Ａ、光学異方性素子Ｂ及び周期的構造体Ｄを、この順に粘着剤（住友スリーエム社製、「８１４２」、厚み５０μｍ）を用いて貼り合わせ、本発明の輝度向上フィルムを得た。この際、円偏光分離素子Ａはコレステリック樹脂層Ｃが視認側（図１における上側）となるよう、周期的構造体Ｄはプリズム条列構造が視認側となり、かつプリズム条列の長手方向が照明装置１０４中の線状光源１０２の長手方向と平行となるような向きに貼り合せた。この輝度向上フィルムを、拡散シート１０７の上に載置し、さらにその上に偏光板（株式会社サンリッツ製、商品名「ＨＬＣ２−５６１８」）１４０を載置し、組立体を得た。組立体においては、偏光板１４０の透過軸１４５が光学異方性素子１２０の遅相軸１２５と４５°の角度で交わり、且つ透過軸１４５が周期的構造体１３０のプリズム条列の長手方向及び線状光源１０２の長手方向と平行となるように、各構成要素を配置した。なお図１においては、説明のため各構成要素を離隔させて図示しているが、実際には輝度向上フィルム及び偏光板を密着させた状態で照明装置の筐体上に載置した。【００８８】
（評価１）輝度
照明装置を点灯させ、組立体の正面方向の輝度を輝度計（ＴＯＰＣＯＮ社製、製品名「ＢＭ−７」）を用いて測定した。この測定結果を１として、他の実施例及び比較例の測定結果を、表１に相対値として示す。【００８９】
（評価２）色味、ムラ
照明装置を点灯させ、組立体の正面方向および斜め方向（極角６０度）の色味およびムラを目視評価した。結果を表１に示す。なお、評価基準は、下記の通りとした。：
色味
５：輝度向上フィルム挿入によっても、全く変化が見られず、表示品位を良好に保つ。
４：輝度向上フィルム挿入によって、多少変化が見られるが、良好である。
３：輝度向上フィルム挿入によって、変化が見られるが、実用上問題ない。
２：輝度向上フィルム挿入によって、変化が見られ、表示品位が低下している。
１：輝度向上フィルム挿入によって、大きく変化が見られ、実用に耐えられない。
ムラ
５：輝度向上フィルム挿入によりムラが視認できない。
３：輝度向上フィルム挿入によりムラが視認できるが、実用上問題ない。
１：輝度向上フィルム挿入によりムラが明らかに視認でき、表示品位に影響を与える。【００９０】
（実施例２）
周期的構造体Ｄの代わりに周期的構造体Ｅを用いた他は実施例１と同様にして、組立体を作成し、輝度ならびに色味及びムラについて評価した。結果を表１に示す。【００９１】
（実施例３）
周期的構造体Ｄの代わりに周期的構造体Ｇを用いた他は実施例１と同様にして、組立体を作成し、輝度ならびに色味及びムラについて評価した。結果を表１に示す。【００９２】
（実施例４）
周期的構造体Ｄの代わりに周期的構造体Ｈを用いた他は実施例１と同様にして、組立体を作成し、輝度ならびに色味及びムラについて評価した。結果を表１に示す。【００９３】
（実施例５）
周期的構造体Ｄの代わりに周期的構造体Ｆを用いた他は実施例１と同様にして、組立体を作成し、輝度ならびに色味及びムラについて評価した。結果を表１に示す。【００９４】
（実施例６）
周期的構造体Ｄの代わりに周期的構造体Ｉを用いた他は実施例１と同様にして、組立体を作成し、輝度ならびに色味及びムラについて評価した。結果を表１に示す。【００９５】
（実施例７）
周期的構造体Ｄの代わりに周期的構造体Ｊを用いた他は実施例１と同様にして、組立体を作成し、輝度ならびに色味及びムラについて評価した。結果を表１に示す。【００９６】
（比較例１）
周期的構造体を用いない他は実施例１と同様にして、組立体を作成し、輝度ならびに色味及びムラについて評価した。結果を表１に示す。【００９７】
（比較例２）
光学異方性素子Ｂの代わりに光学異方性素子Ｃを用いた他は実施例１と同様にして、組立体を作成し、輝度ならびに色味及びムラについて評価した。結果を表１に示す。【００９８】
（比較例３）
円偏光分離素子Ａと光学異方性素子Ｂとを貼り合せたが、光学異方性素子Ｂと周期的構造体Ｄとを貼り合せず（一体化せず）、周期的構造体Ｅを光学異方性素子Ｂの上に単に載置した他は実施例１と同様にして、組立体を作成した。当該組立体における各層の順序、ならびに透過軸、遅相軸及び線状光源の方向の関係は実施例１の組立体と同一である。この組立体の輝度ならびに色味及びムラについて、実施例１と同様に評価した。結果を表１に示す。【００９９】
表１に示される通り、本発明の輝度向上フィルムを採用した場合は、輝度及び色味について良好な結果が得られ、且つムラについても良好であるか若干の虹ムラが観察されるに留まった。これに対し、周期的構造体を構成に含まない比較例１においては著しい輝度低下及び顕著なムラが観察される結果となり、Ｒｔｈ値が本発明の規定外である比較例２においては色味において非常に劣る結果となり、光学異方性素子と周期的構造体が一体化されていない比較例３においては輝度が不十分であり且つムラは良好でなく、総合的に不良な結果となった。【０１００】
【表１】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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