JP2006024519A - Direct backlight and liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は直下型バックライトに関する。また本発明は、当該直下型バックライトを用いた液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a direct type backlight. The present invention also relates to a liquid crystal display device using the direct type backlight.
直下型バックライトには、直線状光源が用いられている。直線状光源として用いられる冷陰極管は表面輝度が著しく高く、これの直接像が視認されると面光源としての不均一化生じやすい。そのため、従来の直下型バックライトでは、直線状光源上に高ヘイズの拡散板を配することにより、直線状光源の視認性を落として均一な面光源とする設計手法が主流であった。直下型バックライトは、例えば、図16乃至図19に示される。これら直下型バックライトは図に示すように、直線状光源11上に拡散板15が配置されており、その反対側には、各種の反射板14−1乃至14−4が配置されている。
A linear light source is used for the direct type backlight. A cold cathode tube used as a linear light source has a remarkably high surface luminance, and when a direct image thereof is visually recognized, non-uniformity as a surface light source is likely to occur. For this reason, in the conventional direct type backlight, a design method in which the visibility of the linear light source is reduced and the surface light source is uniform by disposing a high haze diffuser on the linear light source has been mainstream. The direct type backlight is shown in FIGS. 16 to 19, for example. In these direct type backlights, as shown in the figure, a
また、バックライトでは輝度向上を図るために、反射偏光子や、透過率が入射角に依存して変化する透過率入射角依存性光学素子が用いられる。透過率入射角依存性光学素子としては、例えば、コレステリック液晶や複屈折異方性多層積層体等を用いた光学素子、蒸着・スパッタリングで透過率の波長制御を行ったバンドパスフィルター等を用いたものがあげられる(特許文献1乃至特許文献13等参照)。これら光学素子は特定方向の入射光線は透過するが、他の方向からの入射光線は全反射に近い挙動を示し、吸収損失はほとんどないものである。例えば、直下型バックライトにおいて、図20に示すように、透過率入射角依存性光学素子13を配置したものが知られている。
In order to improve the luminance of the backlight, a reflective polarizer or a transmittance incident angle dependent optical element whose transmittance varies depending on the incident angle is used. As the transmittance incident angle dependent optical element, for example, an optical element using a cholesteric liquid crystal or a birefringent anisotropic multilayer laminate, a band pass filter in which the wavelength of the transmittance is controlled by vapor deposition / sputtering, or the like was used. (See Patent Documents 1 to 13, etc.). These optical elements transmit incident light in a specific direction, but incident light from other directions behaves almost like total reflection and have almost no absorption loss. For example, as shown in FIG. 20, a direct-type backlight is known in which a transmittance incident angle dependent
しかし、直下型バックライトで用いる高ヘイズの拡散板は、直線状光源からの光線を斜め方向に反らして、光を再利用されにくい角度へと収束させる傾向があった。すなわち、面の法線に対して大きな入射角の光線は、バックライト構造体の側壁内面を照射したり、または光学フィルム内部に臨界角で閉じこめられたりするため光路長の増大から吸収損失を増大する等の問題を生じていた。特に、バックライトを平行光化する目的で透過率入射角依存性光学素子を用いる場合には、斜め方向に反射される光線は正面方向に変移しない限り再利用されにくいものであった。また透過率入射角依存性光学素子が、反射偏光特性を有する場合には、理想的にはバックライト構造体内壁面の反射率が100%であれば無限回の反射の果てに、反射光が出射可能な角度に変移して再利用されるはずである。しかし、現実には吸収損失を伴う。このような問題から、直下型バックライトでは反射偏光子との最適化を試みることはほとんどなかった。 However, the high haze diffuser used in the direct type backlight has a tendency to deflect the light from the linear light source in an oblique direction to converge the light at an angle where it is difficult to reuse. In other words, light rays with a large incident angle with respect to the normal of the surface illuminate the inner surface of the sidewall of the backlight structure, or are confined inside the optical film at a critical angle, which increases absorption loss due to an increase in optical path length. There was a problem such as. In particular, when a transmittance incident angle dependent optical element is used for the purpose of collimating the backlight, the light reflected in the oblique direction is difficult to be reused unless it is shifted in the front direction. Further, when the transmittance incident angle dependent optical element has reflection polarization characteristics, ideally, if the reflectance of the wall surface of the backlight structure is 100%, the reflected light is emitted after the infinite number of reflections. It should be reused by shifting to the possible angle. However, in reality there is an absorption loss. Because of these problems, there was almost no attempt to optimize the direct-type backlight with a reflective polarizer.
直下型バックライトとしては、各種のものが提案されている(特許文献14乃至特許文献34等参照)が、いずれも反射板や高ヘイズ拡散板を改良する内容であり、反射偏光子と組み合わせたものはほとんどない。反射板としては、直線状光源(蛍光管)長軸の平行方向になるように、稜線を持つ反射板を配置することが例示される(図17)。
本発明は、透過率入射角依存性光学素子を用いた直下型バックライトであって、光利用効率を向上したものを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a direct type backlight using a transmittance incident angle-dependent optical element and having improved light utilization efficiency.
また本発明は、前記直下型バックライトを用いた液晶表示装置を提供することを目的とする。 Another object of the present invention is to provide a liquid crystal display device using the direct type backlight.
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、下記の直下型バックライトにより上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that the object can be achieved by the following direct type backlight, and have completed the present invention.
すなわち本発明は、直線状光源に対し、
その片側には、複数の平行な稜線を有するレンチキュラーレンズアレイが配置され、さらにその上に透過率入射角依存性光学素子が配置されており、かつレンチキュラーレンズアレイの稜線は直線状光源の長軸に概略平行に配置されており、
もう一方の片側には、稜線を有し、かつ繰り返し傾斜構造を有する反射板が、反射板の稜線と直線状光源の長軸とが概略直交するように配置されていることを特徴とする直下型バックライト、に関する。
That is, the present invention relates to a linear light source.
A lenticular lens array having a plurality of parallel ridge lines is disposed on one side thereof, and a transmittance incident angle dependent optical element is disposed thereon, and the ridge line of the lenticular lens array is the long axis of the linear light source. Are arranged approximately parallel to
On the other side, a reflector having a ridge line and having a repetitive inclined structure is arranged so that the ridge line of the reflector and the long axis of the linear light source are substantially perpendicular to each other. Type backlight.
従来の直下型バックライトにおいては、稜線を有し、かつ繰り返し傾斜構造を有する反射板は、その稜線を直線状光源の長軸に対して平行に配置していた。かかる反射板の配置は、直線状光源から発する光線を直接反射する場合の利用効率は高い。また直線状光源の直接像を視認し難くする効果はあった。しかし、このような反射板の配置において透過率入射角依存性光学素子を用いた場合には、透過率入射角依存性光学素子からの戻り光線の再利用効率が低かった。また、従来の直下型バックライトで用いられている高ヘイズ拡散板は全方位拡散であり斜め方向への光線が多くなるため、表示に利用できない角度への変移が大きかった。 In a conventional direct type backlight, a reflecting plate having a ridge line and having a repeated inclined structure has the ridge line arranged in parallel to the long axis of the linear light source. Such an arrangement of the reflecting plates is highly efficient in the case of directly reflecting the light emitted from the linear light source. Moreover, there was an effect of making it difficult to visually recognize the direct image of the linear light source. However, when a transmittance incident angle dependent optical element is used in such a reflector arrangement, the reuse efficiency of the return beam from the transmittance incident angle dependent optical element is low. In addition, the high haze diffuser plate used in the conventional direct type backlight is omnidirectionally diffused, and the amount of light rays in the oblique direction increases. Therefore, the shift to an angle that cannot be used for display is large.
本発明の直下型バックライトでは、従来の直下型バックライトとは逆に、直線状光源直下に配置する反射板は、その稜線と直線状光源の長軸とが概略直交するように配置している。また直線状光源上には、レンチキュラーレンズアレイをその稜線が直線状光源の長軸に概略平行になるように配置している。かかる構成とすることにより、直線状光源の短軸方向の光線はレンチキュラーレンズアレイの異方性拡散板としての効果によって拡散均一化する。そのため、直線状光源の直接像は隣接像と結合した視認されなくなり、均一化した面状光源として視認することができる。一方、長軸方向の光線は角度変化を受けない。このため透過率入射角依存性光学素子の戻り光線が再利用不能な角度に変移する確率を低減でき、光利用効率を向上することができる。 In the direct type backlight of the present invention, contrary to the conventional direct type backlight, the reflector arranged immediately below the linear light source is arranged so that its ridgeline and the long axis of the linear light source are substantially orthogonal to each other. Yes. On the linear light source, the lenticular lens array is arranged so that its ridge line is substantially parallel to the long axis of the linear light source. With this configuration, the light beam in the short axis direction of the linear light source is diffused and uniformed by the effect of the anisotropic diffusion plate of the lenticular lens array. Therefore, the direct image of the linear light source is not visually recognized in combination with the adjacent image, and can be visually recognized as a uniform planar light source. On the other hand, the light beam in the major axis direction does not undergo angular change. For this reason, it is possible to reduce the probability that the return ray of the transmittance incident angle dependent optical element shifts to an angle that cannot be reused, and to improve the light utilization efficiency.
上記直下型バックライトにおいて、レンチキュラーレンズアレイおよび透過率入射角依存性光学素子は、直線状光源から、レンチキュラーレンズアレイ、透過率入射角依存性光学素子の順で配置されている。 In the direct type backlight, the lenticular lens array and the transmittance incident angle dependent optical element are arranged in the order of the linear light source, the lenticular lens array, and the transmittance incident angle dependent optical element.
透過率入射角依存性光学素子より液晶パネル側(視認側)に配置される光学素子は位相差が十分小さく偏光解消能が低いことが望まれる。そのため、レンチキュラーレンズアレイおよび反射偏光子は、直線状光源から、レンチキュラーレンズアレイ、透過率入射角依存性光学素子の順で配置されていることが好ましい。この順で配置されている場合には、レンチキュラーレンズアレイの面内位相差は特に考慮する必要はない。 It is desired that the optical element disposed closer to the liquid crystal panel (viewing side) than the transmittance incident angle dependent optical element has a sufficiently small phase difference and low depolarization ability. Therefore, it is preferable that the lenticular lens array and the reflective polarizer are arranged in the order of the linear light source, the lenticular lens array, and the transmittance incident angle dependent optical element. When arranged in this order, the in-plane phase difference of the lenticular lens array need not be considered.
上記直下型バックライトにおいて、直線状光源に対し、レンチキュラーレンズアレイおよび透過率入射角依存性光学素子が配置された側には、さらに拡散板を配置することができる。 In the direct type backlight, a diffusion plate can be further arranged on the side where the lenticular lens array and the transmittance incident angle dependent optical element are arranged with respect to the linear light source.
拡散板の配置により、レンチキュラーレンズアレイの構造や、反射板の繰り返し傾斜構造が視認されないようにすることができる。レンチキュラーレンズアレイの構造の視認性をなくすには、拡散板はレンチキュラーレンズアレイよりも視認側に配置する。反射板の繰り返し傾斜構造の視認性をなくすには、拡散板はレンチキュラーレンズアレイよりも直線状光源側に配置する。 The arrangement of the diffusing plate can prevent the structure of the lenticular lens array and the repeated inclined structure of the reflecting plate from being visually recognized. In order to eliminate the visibility of the structure of the lenticular lens array, the diffuser plate is disposed on the viewing side with respect to the lenticular lens array. In order to eliminate the visibility of the repeated inclined structure of the reflecting plate, the diffusing plate is arranged closer to the linear light source than the lenticular lens array.
なお、上述の通り、透過率入射角依存性光学素子より液晶パネル側(視認側)に配置される光学素子は位相差が十分小さく偏光解消能が低いことが望まれる。したがって、拡散板が透過率入射角依存性光学素子よりも直線状光源側に配置されている場合には拡散板の面内位相差は特に考慮する必要はない。一方、拡散板が、透過率入射角依存性光学素子よりも視認側に配置されている場合には、拡散板の面内位相差は30nm以下が好ましく、20nm以下がより好ましい。 As described above, it is desirable that the optical element arranged on the liquid crystal panel side (viewing side) from the transmittance incident angle dependent optical element has a sufficiently small phase difference and low depolarization ability. Therefore, when the diffuser plate is arranged closer to the linear light source than the transmittance incident angle dependent optical element, the in-plane retardation of the diffuser plate need not be considered. On the other hand, when the diffuser plate is arranged on the viewer side with respect to the transmittance incident angle dependent optical element, the in-plane retardation of the diffuser plate is preferably 30 nm or less, and more preferably 20 nm or less.
上記直下型バックライトにおいて、反射板が有する傾斜構造の傾斜角は、5〜40度であることが好ましい。 In the direct type backlight, the inclination angle of the inclined structure of the reflector is preferably 5 to 40 degrees.
図13に概念図を示すように、反射板が有する傾斜構造の傾斜角θが45度以上ではライトトラップとなり、直線状光源からの光線rが吸収されてしまう。また図14に概念図を示すように、傾斜角θが45度前後では反射板は再帰反射板として機能し、光線は直線状光源に戻されて吸収してしまう。かかる事項を考慮して、反射板が有する傾斜構造の傾斜角θは、5〜40度であることが好ましい。図15に概念図を示すように、前記範囲の傾斜角は大入射角の光を正面方向へ戻す機能を有しており、反射偏光子の光再利用効率をより高めることができる。前記傾斜角θは、より好ましくは10〜35度である。 As shown in the conceptual diagram of FIG. 13, when the inclination angle θ of the inclined structure of the reflecting plate is 45 degrees or more, it becomes a light trap, and the light beam r from the linear light source is absorbed. As shown in the conceptual diagram of FIG. 14, when the inclination angle θ is around 45 degrees, the reflecting plate functions as a retroreflecting plate, and the light rays are returned to the linear light source and absorbed. In consideration of such matters, the inclination angle θ of the inclined structure of the reflector is preferably 5 to 40 degrees. As shown in the conceptual diagram in FIG. 15, the inclination angle in the above range has a function of returning light having a large incident angle to the front direction, and the light reuse efficiency of the reflective polarizer can be further increased. The inclination angle θ is more preferably 10 to 35 degrees.
上記直下型バックライトにおいて、透過率入射角依存性光学素子としては、光源の輝線スペクトルを特定入射角度にて透過し、他の角度では反射するバンドパスフィルターを用いることができる。 In the direct type backlight, as the transmittance incident angle dependent optical element, a band-pass filter that transmits the bright line spectrum of the light source at a specific incident angle and reflects it at other angles can be used.
前記バンドパスフィルターとしては、屈折率の異なる樹脂材料の多層積層体の延伸体があげられる。また前記バンドパスフィルターとしては、屈折率の異なる無機酸化物の蒸着多層薄膜があげられる。 Examples of the band pass filter include stretched bodies of multilayer laminates of resin materials having different refractive indexes. Examples of the bandpass filter include vapor-deposited multilayer thin films of inorganic oxides having different refractive indexes.
また前記バンドパスフィルターとしてはコレステリック液晶層の積層体があげられる。コレステリック液晶層の積層体は、選択反射の中心波長が3種以上であり、各々の選択反射波長帯域が重複しないものが好適に用いてられる。 Examples of the bandpass filter include a laminate of cholesteric liquid crystal layers. As the laminate of cholesteric liquid crystal layers, those having a central wavelength of selective reflection of three or more and each selective reflection wavelength band not overlapping are preferably used.
上記直下型バックライトにおいて、透過率入射角依存性光学素子としては、2層以上の反射偏光子の積層体を用いることができる。反射偏光子の積層体は、2種以上の選択反射波長帯域が各々重複する広帯域コレステリック液晶層の積層体を用いることができる。また透過率入射角依存性光学素子としては、前記反射偏光子の積層体の層間に1種以上の位相差板を有するものを用いることができる。 In the direct type backlight, a laminate of two or more reflective polarizers can be used as the transmittance incident angle dependent optical element. As the laminate of reflective polarizers, a laminate of broadband cholesteric liquid crystal layers in which two or more selective reflection wavelength bands overlap each other can be used. As the transmittance incident angle dependent optical element, one having one or more kinds of retardation plates between the layers of the reflective polarizer laminate can be used.
また本発明は、前記直下型バックライトを用いた液晶表示装置、に関する。 The present invention also relates to a liquid crystal display device using the direct type backlight.
以下に本発明の直下型バックライトを図面を参照しながら説明する。 The direct type backlight of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1に示すように、本発明の直下型バックライトは、直線状光源1の片側には、レンチキュラーレンズアレイ2および透過率入射角依存性光学素子3が配置されている。レンチキュラーレンズアレイ2は、複数の平行な稜線a有し、当該稜線aは直線状光源1の長軸bに概略平行に配置されている。図1では、直線状光源1から、レンチキュラーレンズアレイ2、透過率入射角依存性光学素子3がこの順で配置されている。前記稜線aと、長軸bが概略平行であるとは、両者のなす小さい角度が、好ましくは20度以下、さらには10度以下であることをいう。
As shown in FIG. 1, in the direct type backlight of the present invention, a
直線状光源1のもう一方の片側には、反射板4が配置されている。反射板4は、稜線cを有し、かつ繰り返し傾斜構造を有する。反射板4の稜線cと直線状光源1の長軸bとは概略直交するように配置されている。前記稜線cと、長軸bが概略直交であるとは、両者のなす角度が、好ましくは90度±20度、さらには90度±10度であることをいう。
On the other side of the linear light source 1, a reflecting
図2乃至図4は、本発明の直下型バックライトに、拡散板5を配置した場合の例である。図2では、図1の直下型バックライトにおいて、透過率入射角依存性光学素子3より視認側に拡散板5が配置されている。 2 to 4 show examples in which the diffusion plate 5 is disposed in the direct type backlight of the present invention. In FIG. 2, in the direct type backlight of FIG. 1, the diffusing plate 5 is arranged on the viewing side from the transmittance incident angle dependent optical element 3.
図3では、レンチキュラーレンズアレイ2と透過率入射角依存性光学素子3との間に拡散板5が配置されている。図4では、直線状光源1とレンチキュラーレンズアレイ2との間に拡散板5が配置されている。これら図3、図4の場合には、レンチキュラーレンズアレイ2、拡散板5については、位相差は特に考慮する必要はない。
In FIG. 3, a diffusion plate 5 is disposed between the
図1乃至図4では、レンチキュラーレンズアレイ2は稜線a有する表面構造を上向き(視認側向き)で配置しているが、前記表面構造の配置方向は特に制限されるものではなく、レンチキュラーレンズアレイ2の設計に応じて適時に配置方向を決定できる。図5の直下型バックライトは、レンチキュラーレンズアレイ2の表面構造の配置方向を下向き(光源側向き)にした場合の例である。図5は、レンチキュラーレンズアレイ2の表面構造の配置方向以外は図4と同様の構成である。またレンチキュラーレンズアレイ2は、稜線a有する表面構造を両面に有するものを使用できる。図6の直下型バックライトは、レンチキュラーレンズアレイ2として、両面に前記表面構造を有するものを用いた場合の例である。図6は、レンチキュラーレンズアレイ2として両面に前記表面構造を有するものを用いたこと以外は、図4と同様の構成である。
In FIGS. 1 to 4, the
以下本発明の直下型バックライトの各構成について説明する。 Hereinafter, each configuration of the direct type backlight of the present invention will be described.
(直線状光源)
直線状光源としては、直下型バックライトに用いられているものを特に制限なく使用できる。例えば、冷陰極管が用いられる。
(Linear light source)
As the linear light source, those used in direct type backlights can be used without particular limitation. For example, a cold cathode tube is used.
(レンチキュラーレンズアレイ)
レンチキュラーレンズアレイは、複数の平行な稜線を有し、異方性拡散板として機能しうるものを特に制限なく使用することができる。レンチキュラーレンズアレイにおけるレンズの焦点距離とレンズピッチは特に限定されるものではないが、直線状光源の直接像が視認されなくなるようにするためにはレンズ焦点距離は、レンチキュラーレンズアレイと直線状光源との間の距離より短いことが好ましい。また面内輝度を平滑化、均一化して、レンズピッチの視認をなくすようにするためには、レンズピッチは1mm以下、さらには0.5mm以下であるのが好ましい。また、各レンズの開口数は大きい方が好ましい。開口数=n・sinθ(n:レンズの屈折率,θ:レンズの焦点距離とレンズ周辺とがなす見込み角)、である。間隔を置き配置された直線状光源像の拡大にはレンズへの取り込み角度が大きい方が好ましいためである。十分な開口数が得難い場合にはレンチキュラーレンズを分割したフレネルレンズ形式を併用してもよい。フレネルレンズ化すれば厚みの低減を図ることができる。
(Lenticular lens array)
A lenticular lens array having a plurality of parallel ridge lines and capable of functioning as an anisotropic diffusion plate can be used without particular limitation. The focal length and the lens pitch of the lens in the lenticular lens array are not particularly limited, but in order to prevent the direct image of the linear light source from being visually recognized, the lens focal length is determined by the lenticular lens array, the linear light source, and the like. It is preferable that the distance between the two is shorter. Further, in order to smooth and uniform the in-plane luminance so that the lens pitch is not visually recognized, the lens pitch is preferably 1 mm or less, and more preferably 0.5 mm or less. Moreover, it is preferable that the numerical aperture of each lens is large. Numerical aperture = n · sin θ (n: refractive index of lens, θ: expected angle formed by focal length of lens and lens periphery). This is because it is preferable that the taking-in angle into the lens is large for enlarging the linear light source images arranged at intervals. When it is difficult to obtain a sufficient numerical aperture, a Fresnel lens type obtained by dividing a lenticular lens may be used in combination. If a Fresnel lens is used, the thickness can be reduced.
レンチキュラーレンズアレイは一般的には図7に示すようなカマボコ状構造を多数並列配置した構造を有する。図9は、その断面図を示す。液晶パネルとのモアレを防ぐために図8のようなランダムなうねり構造を付与してもよい。またモアレを防ぐために稜線を液晶パネルの辺方向より若干の角度を持たせるようにしてもよい。 The lenticular lens array generally has a structure in which a large number of kamaboko-like structures as shown in FIG. 7 are arranged in parallel. FIG. 9 shows a cross-sectional view thereof. In order to prevent moiré with the liquid crystal panel, a random undulation structure as shown in FIG. 8 may be provided. In order to prevent moiré, the ridgeline may have a slight angle with respect to the side direction of the liquid crystal panel.
レンチキュラーレンズアレイは表面屈折で入射光線を一方向のみ曲げる効果を有するが、本発明のように直線状光源を拡散し、面状に広げるには拡散角度が大きいことが好ましい。このためレンズのカーブがきつくなりレンズ厚みが増す場合がある。厚みを低減するにはフレネルレンズ化することが効果的である。フレネルレンズ化したレンチキュラーレンズアレイの断面図を図10に示す。図9、図10は同一カーブを有するレンズであるが、図10のように分割されたフレネルレンズでは、図9に比べて、厚みを1/3以下に容易に低減できる。 Although the lenticular lens array has the effect of bending incident light in only one direction due to surface refraction, it is preferable that the diffusion angle is large in order to diffuse a linear light source and spread it into a planar shape as in the present invention. For this reason, the lens curve may become tight and the lens thickness may increase. In order to reduce the thickness, it is effective to use a Fresnel lens. FIG. 10 shows a cross-sectional view of a lenticular lens array formed into a Fresnel lens. 9 and 10 are lenses having the same curve, but the Fresnel lens divided as shown in FIG. 10 can easily reduce the thickness to 1/3 or less compared to FIG.
レンチキュラーレンズアレイの製法は特に制限されず、各種の方法を採用できる。例えば、ポリカーボネート、ポリメタクリル酸メチル、ノルボルネン系樹脂などの熱可塑性樹脂を金型より形状転写して得る方法;紫外線硬化樹脂を用いてポリエチレンテレフタレート、トリアセチルセルロース等の透明基材表面に金型の形状転写して得る方法;紫外線硬化樹脂を用いてマスク露光を行ないエッチング処理して得る方法;エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を用いて金型形状を転写する方法;樹脂フィルムに応力負荷をかけて得られるクレイズや表面形状のうねり構造を用いる方法;透明ファイバーや透明丸棒を並列配置し固定化した方法などがあげられる。 The production method of the lenticular lens array is not particularly limited, and various methods can be adopted. For example, a method of obtaining a shape transfer of a thermoplastic resin such as polycarbonate, polymethyl methacrylate, norbornene resin from a mold; using a UV curable resin on the surface of a transparent substrate such as polyethylene terephthalate or triacetyl cellulose. Method obtained by shape transfer; Method obtained by mask exposure using UV curable resin; Method obtained by etching treatment; Method of transferring mold shape using thermosetting resin such as epoxy resin; Stress applied to resin film And a method using a crazed structure having a surface shape and a wavy structure of the surface shape; a method in which transparent fibers and transparent round bars are arranged in parallel and fixed.
このようにレンチキュラーレンズアレイの製法、材料は特に制限されるものではないが、光の有効利用の観点から、レンチキュラーレンズアレイの全光線透過率は高い方が好ましい。前記全光線透過率は80%以上、さらには90%以上が好ましい。 As described above, the manufacturing method and material of the lenticular lens array are not particularly limited, but it is preferable that the total light transmittance of the lenticular lens array is high from the viewpoint of effective use of light. The total light transmittance is preferably 80% or more, more preferably 90% or more.
(透過率入射角依存性光学素子)
透過率入射角依存性光学素子としては、たとえば、特許文献1〜12に記載されているものを用いることができる。
(Transmission incident angle dependent optical element)
As the transmittance incident angle-dependent optical element, for example, those described in Patent Documents 1 to 12 can be used.
透過率入射角依存性光学素子としては、光源の輝線スペクトルを特定入射角度にて透過し、他の角度では反射するバンドパスフィルターがあげられる。例えば、垂直入射光線を透過し、斜め入射光線を反射するものがあげられる。バンドパスフィルターは、輝線スペクトルを有する光源と組み合わせることが好ましい。すなわち、光源の輝線スペクトルを特定入射角度にて透過し、他の角度では反射するバンドパスフィルターが好ましい。具体的には、バンドパスフィルターが屈折率の異なる樹脂材料の多層積層体の延伸体、屈折率の異なる無機酸化物の蒸着多層薄膜があげられる。 Examples of the transmittance incident angle-dependent optical element include a band-pass filter that transmits the bright line spectrum of the light source at a specific incident angle and reflects it at other angles. For example, one that transmits normal incident light and reflects oblique incident light. The bandpass filter is preferably combined with a light source having an emission line spectrum. That is, a band-pass filter that transmits the bright line spectrum of the light source at a specific incident angle and reflects it at other angles is preferable. Specifically, the band-pass filter can be a stretched product of a multilayer laminate of resin materials having different refractive indexes, and an inorganic oxide vapor-deposited thin film having different refractive indexes.
また透過率入射角依存性光学素子としては、垂直入射光線の一方向の偏光成分を透過しかつ他方の偏光成分は選択的に反射し、斜め入射光線は偏光の方向に関わりなく反射させるものがあげられる。かかる透過率入射角依存性光学素子は、偏光状態を、ある円偏光を透過し、逆の円偏光を選択的に反射するタイプと、直交する直線偏光の内の一方を透過し、他方を選択的に反射するタイプがある。円偏光タイプの透過率入射角依存性光学素子としては、少なくとも1層のコレステリック液晶ポリマー層を用いたものがあげられる。当該コレステリック液晶ポリマー層は、2層以上を積層したコレステリック液晶の積層体とすることができる。バンドパス型フィルターは輝線スペクトルを有する光源と組み合わせるのが好ましい。コレステリック液晶層の積層体は、選択反射の中心波長が3種以上であり、各々の選択反射波長帯域が重複しないことが好ましい。一方、直線偏光タイプの透過率入射角依存性光学素子としては、複屈折異方体の多層積層物を用いることができる。 Also, the transmittance incident angle dependent optical element transmits a polarized light component in one direction of a normal incident light beam and selectively reflects the other polarized light component, and reflects an oblique incident light beam regardless of the direction of the polarized light. can give. Such an incident angle-dependent optical element transmits a circularly polarized light and selectively reflects the opposite circularly polarized light, and transmits one of the orthogonal linearly polarized light and the other. There is a type that reflects automatically. Examples of the circularly polarized light incident angle-dependent optical element include those using at least one cholesteric liquid crystal polymer layer. The cholesteric liquid crystal polymer layer can be a laminate of cholesteric liquid crystals in which two or more layers are laminated. The bandpass filter is preferably combined with a light source having an emission line spectrum. The laminate of cholesteric liquid crystal layers preferably has three or more central wavelengths of selective reflection, and the selective reflection wavelength bands do not overlap each other. On the other hand, as the linearly polarized light incident angle-dependent optical element, a multilayered laminate of birefringent anisotropic bodies can be used.
また透過率入射角依存性光学素子としては、2層以上の反射偏光子の積層体を用いることができる。 As the transmittance incident angle dependent optical element, a laminate of two or more reflective polarizers can be used.
例えば、2層以上の反射偏光子の積層体を用いた、透過率入射角依存性光学素子としては、偏光の選択反射の波長帯域が互いに重なっている少なくとも2層の反射偏光子(a)の間に、位相差層(b)が配置されている光学素子(Z)を用いることができる。光学素子(Z)についても、円偏光タイプと直線偏光タイプとがある。以下に、光学素子(Z)について例示して、説明する。 For example, as a transmittance incident angle dependent optical element using a laminate of two or more layers of reflective polarizers, at least two layers of reflective polarizers (a) in which the wavelength bands of selective reflection of polarized light overlap each other are used. The optical element (Z) in which the retardation layer (b) is disposed therebetween can be used. Regarding the optical element (Z), there are a circularly polarized light type and a linearly polarized light type. Hereinafter, the optical element (Z) will be exemplified and described.
(例1)
反射偏光子(a)が、ある円偏光を透過し、逆の円偏光を選択的に反射する円偏光型反射偏光子(a1)であり、
位相差層(b)が、正面位相差(法線方向)が略ゼロで、法線方向に対し30°以上傾けて入射した入射光に対してλ/8以上の位相差層(b1)を有する光学素子。
(Example 1)
The reflective polarizer (a) is a circularly polarized reflective polarizer (a1) that transmits certain circularly polarized light and selectively reflects reverse circularly polarized light,
The retardation layer (b) has a front retardation (normal direction) of substantially zero and a retardation layer (b1) of λ / 8 or more with respect to incident light incident with an inclination of 30 ° or more with respect to the normal direction. An optical element having.
(例2)
反射偏光子(a)が、直交する直線偏光の内の一方を透過し、他方を選択的に反射する直線偏光型反射偏光子(a2)であり、かつ、
位相差層(b)が、正面位相差(法線方向)が略ゼロで、法線方向に対し30°以上傾けて入射した入射光に対してλ/4以上の位相差層(b1)を有し、
位相差層(b1)の両側には、直線偏光型反射偏光子(a2)との間に、正面位相差が略λ/4である層(b2)を有し、
入射側の層(b2)は、入射側の直線偏光型反射偏光子(a2)の偏光軸に対して、45°(−45°)±5°の角度で、
出射側の層(b2)は、出射側の直線偏光型反射偏光子(a2)の偏光軸に対して、−45°(+45°)±5°の角度で、
入射側の層(b2)と出射側の層(b2)は、相互の遅相軸の成す角度が任意の角度で、配置している光学素子。
(Example 2)
The reflective polarizer (a) is a linearly polarized reflective polarizer (a2) that transmits one of orthogonal linearly polarized light and selectively reflects the other, and
The retardation layer (b) has a retardation layer (b1) having a front phase difference (normal direction) of substantially zero and λ / 4 or more with respect to incident light incident with an inclination of 30 ° or more with respect to the normal direction. Have
On both sides of the retardation layer (b1), there is a layer (b2) having a front phase difference of approximately λ / 4 between the linearly polarized reflective polarizer (a2) and
The incident-side layer (b2) is at an angle of 45 ° (−45 °) ± 5 ° with respect to the polarization axis of the incident-side linearly polarized reflective polarizer (a2).
The exit side layer (b2) is at an angle of −45 ° (+ 45 °) ± 5 ° with respect to the polarization axis of the output side linearly polarized reflective polarizer (a2).
The incident-side layer (b2) and the emission-side layer (b2) are arranged so that the angle formed by the mutual slow axes is an arbitrary angle.
(例3)
反射偏光子(a)が、直交する直線偏光の内の一方を透過し、他方を選択的に反射する直線偏光型反射偏光子(a2)であり、かつ、
位相差層(b)は、正面位相差が略λ/4であり、Nz係数が2以上である2軸性位相差層(b3)を2層有し、
入射側の層(b3)は、遅層軸方向が、入射側の直線偏光型反射偏光子(a2)の偏光軸に対して、45°(−45°)±5°の角度で、
出射側の層(b3)は、遅層軸方向が、出射側の直線偏光型反射偏光子(a2)の偏光軸に対して、−45°(+45°)±5°の角度で、
入射側の層(b3)と出射側の層(b3)は、相互の遅相軸の成す角度が任意の角度で、配置している光学素子。
(Example 3)
The reflective polarizer (a) is a linearly polarized reflective polarizer (a2) that transmits one of orthogonal linearly polarized light and selectively reflects the other, and
The retardation layer (b) has two biaxial retardation layers (b3) having a front retardation of approximately λ / 4 and an Nz coefficient of 2 or more,
In the incident side layer (b3), the slow layer axis direction is at an angle of 45 ° (−45 °) ± 5 ° with respect to the polarization axis of the linearly polarized reflective polarizer (a2) on the incident side.
The outgoing layer (b3) has a slow layer axis direction of −45 ° (+ 45 °) ± 5 ° with respect to the polarization axis of the linearly polarized reflective polarizer (a2) on the outgoing side,
The incident-side layer (b3) and the emission-side layer (b3) are optical elements that are arranged so that their slow axes are at an arbitrary angle.
(例4)
反射偏光子(a)が、直交する直線偏光の内の一方を透過し、他方を選択的に反射する直線偏光型反射偏光子(a2)であり、かつ、
位相差層(b)は、正面位相差が略λ/2であり、Nz係数が1.5以上である2軸性位相差層(b4)を1層有し、
入射側の層の遅層軸方向が、入射側の直線偏光型反射偏光子(a2)の偏光軸に対して、45°(−45°)±5°の角度で、
出射側の層の遅層軸方向が、出射側の直線偏光型反射偏光子(a2)の偏光軸に対して、−45°(+45°)±5°の角度で、
前記2つの直線偏光型反射偏光子(a2)の偏光軸は略直交で、
配置している光学素子。
(Example 4)
The reflective polarizer (a) is a linearly polarized reflective polarizer (a2) that transmits one of orthogonal linearly polarized light and selectively reflects the other, and
The retardation layer (b) has one biaxial retardation layer (b4) having a front retardation of approximately λ / 2 and an Nz coefficient of 1.5 or more,
The slow axis direction of the incident side layer is at an angle of 45 ° (−45 °) ± 5 ° with respect to the polarization axis of the linearly polarized reflective polarizer (a2) on the incident side,
The slow axis direction of the outgoing layer is at an angle of −45 ° (+ 45 °) ± 5 ° with respect to the polarization axis of the linearly polarized reflective polarizer (a2) on the outgoing side,
The polarization axes of the two linearly polarized reflective polarizers (a2) are substantially orthogonal,
Placed optical element.
(例5)
少なくとも1層の反射偏光子(a)が、ある円偏光を透過し、逆の円偏光を選択的に反射する円偏光型反射偏光子(a1)であり、
少なくとも1層の反射偏光子(a)が、直交する直線偏光の内の一方を透過し、他方を選択的に反射する直線偏光型反射偏光子(a2)であり、
位相差層(b)が、正面位相差(法線方向)がほぼλ/4であり、かつ法線方向に対し30°以上傾けて入射した入射光に対してλ/8以上の位相差値を有する層(b1)である光学素子。
(Example 5)
At least one layer of reflective polarizer (a) is a circularly polarized reflective polarizer (a1) that transmits certain circularly polarized light and selectively reflects opposite circularly polarized light,
The at least one layer of reflective polarizer (a) is a linearly polarized reflective polarizer (a2) that transmits one of orthogonal linearly polarized light and selectively reflects the other,
The retardation layer (b) has a front phase difference (normal direction) of approximately λ / 4 and a phase difference value of λ / 8 or more with respect to incident light incident with an inclination of 30 ° or more with respect to the normal direction. An optical element which is a layer (b1) having
(反射偏光子(a))
輝度向上の観点よりは視感度の高い550nm付近の波長の光に対して、その全反射が達成されることが望ましく、少なくとも550nm±10nmの波長領域で反射偏光子(a)の選択反射波長が重なっていることが望ましい。更に、色付きの観点や、液晶表示装置などにおけるRGB対応の観点よりは可視光全波長領域380nm〜780nmにおいて反射波長帯域が重なっていることがより望ましい。
(Reflective polarizer (a))
It is desirable that total reflection is achieved with respect to light having a wavelength near 550 nm, which has high visibility from the viewpoint of improving luminance, and the selective reflection wavelength of the reflective polarizer (a) is at least in the wavelength region of 550 nm ± 10 nm. It is desirable that they overlap. Further, it is more desirable that the reflection wavelength bands overlap in the visible light all-wavelength region 380 nm to 780 nm from the viewpoint of coloring and the viewpoint of RGB corresponding to a liquid crystal display device or the like.
(円偏光型反射偏光子(a1))
円偏光型反射偏光子(a1)としては、たとえば、コレステリック液晶材料が用いられる。円偏光型反射偏光子(a1)においては選択反射の中心波長はλ=npで決定される(nはコレステリック材料の屈折率、pはカイラルピッチ)。斜め入射光に対しては、選択反射波長がブルーシフトするため、前記重なっている波長領域はより広い方が好ましい。
(Circularly polarized reflective polarizer (a1))
As the circularly polarized reflective polarizer (a1), for example, a cholesteric liquid crystal material is used. In the circularly polarized reflective polarizer (a1), the center wavelength of selective reflection is determined by λ = np (n is the refractive index of the cholesteric material, and p is the chiral pitch). For obliquely incident light, the selective reflection wavelength is blue-shifted, so that the overlapping wavelength region is preferably wider.
円偏光型反射偏光子(a1)がコレステリック材料の場合、異なるタイプ(右ねじれと左ねじれ)の組み合わせでも同様の考え方で正面位相差がλ/2で傾けると位相差がゼロまたはλであれば同様の偏光子が得られるが、傾斜する軸の方位角による異方性や色付きの問題が発生するため好ましくない。かかる観点より同じタイプ同士の組み合わせ(右ねじれ同士、左ねじれ同士)が好ましいが、上下のコレステリック液晶分子、あるいはCプレートの波長分散特性が異なる物の組み合わせで相殺することで色付きを押さえることもできる。 In the case where the circularly polarized reflective polarizer (a1) is a cholesteric material, if the phase difference is zero or λ when the front phase difference is tilted by λ / 2 with the same concept even in a combination of different types (right twist and left twist) A similar polarizer can be obtained, but this is not preferable because problems such as anisotropy and coloring due to the azimuth angle of the inclined axis occur. From this point of view, combinations of the same type (right-twisted, left-twisted) are preferable, but coloring can be suppressed by canceling with a combination of upper and lower cholesteric liquid crystal molecules or C-plates having different wavelength dispersion characteristics. .
円偏光型反射偏光子(a1)を構成する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。 Any suitable cholesteric liquid crystal may be used for the circularly polarizing reflective polarizer (a1), and there is no particular limitation. For example, a liquid crystal polymer exhibiting cholesteric liquid crystallinity at high temperature, a polymerizable liquid crystal obtained by polymerizing a liquid crystal monomer and, if necessary, a chiral agent and an alignment aid by irradiation with ionizing radiation such as an electron beam or ultraviolet rays or heat, A mixture etc. are mention | raise | lifted. The liquid crystallinity may be either lyotropic or thermotropic, but is preferably a thermotropic liquid crystal from the viewpoint of ease of control and ease of formation of a monodomain.
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。 The cholesteric liquid crystal layer can be formed by a method according to a conventional alignment process. For example, rayon is formed by forming a film of polyimide, polyvinyl alcohol, polyester, polyarylate, polyamide imide, polyether imide, etc. on a support substrate having a birefringence retardation as small as possible such as triacetyl cellulose or amorphous polyolefin. An alignment film rubbed with a cloth or the like, an obliquely deposited layer of SiO, or a substrate using the surface properties of a stretched substrate such as polyethylene terephthalate or polyethylene naphthalate as an alignment film, or the above substrate surface is rubbed or bentara A substrate that has been processed with a fine polishing agent represented by the above and formed fine irregularities having fine alignment regulating force on the surface, or an alignment film that generates liquid crystal regulating force by light irradiation such as an azobenzene compound on the substrate film A liquid crystal polymer is applied on a suitable alignment film composed of a base material formed with Open and heat to above the glass transition temperature and below the isotropic phase transition temperature, and in a state where the liquid crystal polymer molecules are in a planar orientation, cool to below the glass transition temperature to form a solidified layer in which the orientation is fixed And how to do it.
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。上記基材で複屈折が小さなものは液晶層支持体としてそのまま用いてもよい。複屈折が大きなもの、または光学素子の厚みに対する要求が厳しい場合には配向基材より液晶層を剥離して適宜に用いることもできる。 Further, the structure may be fixed by irradiation of energy such as ultraviolet rays or ion beams at the stage where the alignment state is formed. The base material having a small birefringence may be used as it is as a liquid crystal layer support. In the case where the birefringence is large or the demand for the thickness of the optical element is severe, the liquid crystal layer can be peeled off from the alignment substrate and used appropriately.
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。 The liquid crystal polymer film is formed by, for example, thinning a solution of a liquid crystal polymer in a solvent by spin coating, roll coating, flow coating, printing, dip coating, casting film formation, bar coating, or gravure printing. It can be carried out by a method of developing a layer and drying it as necessary. Examples of the solvent include chlorinated solvents such as methylene chloride, trichloroethylene, and tetrachloroethane; ketone-based solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, and cyclohexanone; aromatic solvents such as toluene; cyclic alkanes such as cycloheptane; or N -Methyl pyrrolidone, tetrahydrofuran, etc. can be used suitably.
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。 In addition, a heating melt of a liquid crystal polymer, preferably a heating melt exhibiting an isotropic phase, is developed according to the above, and a thin layer is further developed and solidified while maintaining the melting temperature as necessary. can do. This method is a method that does not use a solvent. Therefore, the liquid crystal polymer can be developed even by a method that provides good hygiene in the working environment. In developing the liquid crystal polymer, a superposition method of a cholesteric liquid crystal layer through an alignment film can be adopted as necessary for the purpose of thinning.
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。 Furthermore, if necessary, these optical layers can be peeled off from the supporting substrate / orienting substrate used at the time of film formation and transferred to other optical materials for use.
また、本発明の円偏光型反射偏光子(a1)としては、後述の直線偏光型反射偏光子(a2)とλ/4板を組み合わせたものを用いることができる。これらは1枚用いてもよく、2枚以上を用いてもよい。円偏光型反射偏光子(a1)は全部が直線偏光型反射偏光子とλ/4板を組み合わせたものでもよい。最下層(たとえば、バックライト側から1枚目)に用いる場合には、バックライト側から、直線偏光型反射偏光子、次いでλ/4板の順で配置する。最上層に用いる場合には、バックライト側から、λ/4板、次いで直線偏光型反射偏光子の順で配置する。中間層(たとえば、3枚積層する場合のバックライト側から2枚目)に用いる場合には、直線偏光型反射偏光子の両側にλ/4板を配置する。 In addition, as the circularly polarized reflective polarizer (a1) of the present invention, a combination of a later-described linearly polarized reflective polarizer (a2) and a λ / 4 plate can be used. One of these may be used, or two or more may be used. The circularly polarized reflective polarizer (a1) may be a combination of a linearly polarized reflective polarizer and a λ / 4 plate. When used for the lowermost layer (for example, the first sheet from the backlight side), the linearly polarized reflective polarizer and then the λ / 4 plate are arranged in this order from the backlight side. When used for the uppermost layer, the λ / 4 plate and then the linearly polarized reflective polarizer are arranged in this order from the backlight side. When used for an intermediate layer (for example, the second one from the backlight side when three layers are stacked), λ / 4 plates are arranged on both sides of the linearly polarized reflective polarizer.
(直線偏光型反射偏光子(a2))
直線偏光型反射偏光子(a2)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。
(Linear polarization type reflective polarizer (a2))
As the linearly polarized reflective polarizer (a2), a grid-type polarizer, a multilayer thin film laminate of two or more layers made of two or more materials having a difference in refractive index, and a vapor deposited multilayer thin film having different refractive indexes used for a beam splitter, etc. , Two or more birefringent layer multilayer thin film laminates made of two or more materials having birefringence, two or more resin laminates using two or more resins having birefringence, stretched linearly polarized light For example, it may be separated by reflecting / transmitting in an orthogonal axial direction.
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。 For example, phase difference expression such as polyethylene naphthalate, polyethylene terephthalate, materials that generate phase difference by stretching such as polycarbonate, acrylic resin typified by polymethyl methacrylate, norbornene resin typified by JSR Arton, etc. A resin obtained by uniaxially stretching a small amount of resin alternately as a multilayer laminate can be used.
(位相差層(b))
円偏光型反射偏光子(a1)または直線偏光型反射偏光子(a2)の間に配置する位相差層(b1)は、正面方向の位相差が略ゼロであり、法線方向から30°の角度の入射光に対してλ/8以上の位相差を有するものである。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、λ/10以下であることが望ましい。
(Phase difference layer (b))
The retardation layer (b1) disposed between the circularly polarized reflective polarizer (a1) or the linearly polarized reflective polarizer (a2) has a substantially zero phase difference in the front direction and is 30 ° from the normal direction. It has a phase difference of λ / 8 or more with respect to incident light at an angle. Since the front phase difference is intended to maintain vertically incident polarized light, it is desirable that the front phase difference be λ / 10 or less.
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/2程度になるように決定すればよい。ただし、円偏光型反射偏光子(a1)による透過光は、円偏光型反射偏光子(a1)自身のCプレート的な複屈折性によっても偏光状態が変化しているため、通常挿入されるCプレートのその角度で測定したときの位相差はλ/2よりも小さな値でよい。Cプレートの位相差は入射光が傾くほど単調に増加するため、効果的な全反射を30°以上のある角度傾斜した時に起こさせる目安として30°の角度の入射光に対してλ/8以上有すればよい。 For incident light from an oblique direction, it is determined as appropriate depending on the angle at which it is totally reflected so as to be efficiently polarized and converted. For example, in order to achieve total reflection at an angle of about 60 ° from the normal line, the phase difference when measured at 60 ° may be determined to be about λ / 2. However, the transmitted light from the circularly polarized reflective polarizer (a1) changes its polarization state due to the C-plate-like birefringence of the circularly polarized reflective polarizer (a1) itself. The phase difference measured at that angle of the plate may be a value smaller than λ / 2. Since the phase difference of the C plate increases monotonously as the incident light is tilted, λ / 8 or more with respect to incident light at an angle of 30 ° as a guide for causing effective total reflection when tilted at an angle of 30 ° or more. Just have it.
本発明の光学素子(Z)にて正面より30°の入射角を有する光線に対して有効な遮蔽を行ない得る設計の場合、実質的には入射角20°前後の領域で十分に透過光線が低下している。この領域の光線に限定される場合、一般的なTN液晶表示装置の良好な表示を示す領域の光線のみが透過する。用いるTN液晶表示装置のセル内液晶種や配向状態、プレティルト角などの条件により変動があるが階調反転やコントラストの急激な劣化は生じないため、本発明における視野角拡大のためには用いられる水準となる。より正面光のみに絞り込むために位相差層の位相差値をより大きく取ったり、TN液晶に補償位相差板を組み合わせることを前提に位相差値を小さくして絞り込みを穏やかにして用いても良い。 In the case where the optical element (Z) according to the present invention is designed so as to effectively shield light rays having an incident angle of 30 ° from the front, the transmitted light beam is sufficiently transmitted in a region where the incident angle is approximately 20 °. It is falling. When limited to the light rays in this region, only the light rays in the region showing good display of a general TN liquid crystal display device are transmitted. It is used for enlarging the viewing angle in the present invention because it varies depending on conditions such as the type of liquid crystal in the cell, orientation state, pretilt angle, etc. of the TN liquid crystal display device used, but gradation inversion and rapid contrast deterioration do not occur. It becomes a standard. In order to narrow down to only the front light, the phase difference value of the phase difference layer may be set larger, or the phase difference value may be reduced and the narrowing down may be performed on the premise that the compensation phase difference plate is combined with the TN liquid crystal. .
位相差層(b1)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。 The material of the retardation layer (b1) is not particularly limited as long as it has the above optical characteristics. For example, a planar alignment state of a cholesteric liquid crystal having a selective reflection wavelength other than a visible light region (380 nm to 780 nm), a homeotropic alignment state of a rod-like liquid crystal, a columnar alignment or a nematic alignment of a discotic liquid crystal , A negative uniaxial crystal oriented in the plane, a biaxially oriented polymer film, and the like.
Cプレートとしては、たとえば、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。 As the C plate, for example, the C plate in which the planar alignment state of the cholesteric liquid crystal having a selective reflection wavelength other than the visible light region (380 nm to 780 nm) is fixed, the selective reflection wavelength of the cholesteric liquid crystal is colored in the visible light region, etc. It is desirable that there is no. Therefore, it is necessary that the selectively reflected light is not in the visible region. The selective reflection is uniquely determined by the cholesteric chiral pitch and the refractive index of the liquid crystal. Although the value of the center wavelength of selective reflection may be in the near-infrared region, it is more desirable to be in the ultraviolet region of 350 nm or less because it is affected by the optical rotation and a slightly complicated phenomenon occurs. The formation of the cholesteric liquid crystal layer is performed in the same manner as the formation of the cholesteric layer in the above-described reflective polarizer.
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。 The C plate with a fixed homeotropic alignment state is obtained by polymerizing a liquid crystalline thermoplastic resin or liquid crystal monomer exhibiting nematic liquid crystal properties at high temperature and, if necessary, an alignment aid by irradiation with ionizing radiation such as electron beams or ultraviolet rays or heat. A polymerizable liquid crystal or a mixture thereof is used. The liquid crystallinity may be either lyotropic or thermotropic, but is preferably a thermotropic liquid crystal from the viewpoint of ease of control and ease of formation of a monodomain. Homeotropic alignment is obtained, for example, by coating the birefringent material on a film on which a vertical alignment film (long-chain alkylsilane or the like) is formed, and expressing and fixing a liquid crystal state.
ディスコチック液晶を用いた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チック液晶材料を、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。 As a C plate using a discotic liquid crystal, a discotic liquid crystal material having a negative uniaxial property such as a phthalocyanine or a triphenylene compound having an in-plane molecular spread as a liquid crystal material, a nematic phase or a columnar phase is used. It is expressed and fixed. Examples of the negative uniaxial inorganic layered compound are detailed in JP-A-6-82777.
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。 C plate using biaxial orientation of polymer film is a method of biaxially stretching a polymer film having positive refractive index anisotropy in a balanced manner, a method of pressing a thermoplastic resin, and cutting out from a parallel oriented crystal. It is obtained by a method.
直線偏光型反射偏光子(a2)を用いる場合には、位相差層(b1)として、正面方向の位相差が略ゼロであり、法線方向から30°の角度の入射光に対してλ/4以上の位相差を有するものが用いられる。前記位相差層(b1)の両側に、正面位相差が略λ/4であるλ/4板(b2)を用いて直線偏光を一度円偏光に変換した後に前述の円偏光板と同様な方法で平行光化することができる。この場合、λ/4板(b2)の遅相軸と直線偏光型反射偏光子(a2)の偏光軸の成す角度は前述の通りであり、λ/4板(b2)同士の軸角度は任意に設定できる。 When the linearly polarized reflective polarizer (a2) is used, as the retardation layer (b1), the phase difference in the front direction is substantially zero, and the incident light at an angle of 30 ° from the normal direction is λ / Those having a phase difference of 4 or more are used. A method similar to that of the above-described circularly polarizing plate after linearly polarized light is once converted into circularly polarized light using a λ / 4 plate (b2) having a front phase difference of approximately λ / 4 on both sides of the retardation layer (b1). Can be collimated. In this case, the angle formed between the slow axis of the λ / 4 plate (b2) and the polarization axis of the linearly polarized reflective polarizer (a2) is as described above, and the axial angle between the λ / 4 plates (b2) is arbitrary. Can be set.
前記位相差層(b2)としては、具体的には、λ/4板が用いられる。λ/4板は、使用目的に応じた適宜な位相差板が用いられる。λ/4板は、2種以上の位相差板を積層して位相差等の光学特性を制御することができる。位相差板としては、ポリカーボネート、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、ポリアミドの如き適宜なポリマーからなるフィルムを延伸処理してなる複屈折性フィルムや液晶ポリマーなどの液晶材料からなる配向フィルム、液晶材料の配向層をフィルムにて支持したものなどがあげられる。 Specifically, a λ / 4 plate is used as the retardation layer (b2). As the λ / 4 plate, an appropriate retardation plate is used according to the purpose of use. The λ / 4 plate can control two or more kinds of retardation plates to control optical characteristics such as retardation. As the retardation plate, a birefringent film formed by stretching a film made of an appropriate polymer such as polycarbonate, norbornene resin, polyvinyl alcohol, polystyrene, polymethyl methacrylate, polypropylene, other polyolefins, polyarylate, polyamide, Examples thereof include an alignment film made of a liquid crystal material such as a liquid crystal polymer, and an alignment layer of the liquid crystal material supported by the film.
可視光域等の広い波長範囲でλ/4板として機能する位相差板は、例えば波長550nmの淡色光に対してλ/4板として機能する位相差層と他の位相差特性を示す位相差層、例えば1/2波長板として機能する位相差層とを重畳する方式などにより得ることができる。従って、偏光板と輝度向上フィルムの間に配置する位相差板は、1層又は2層以上の位相差層からなるものであってよい。 A retardation plate that functions as a λ / 4 plate in a wide wavelength range such as a visible light region is, for example, a retardation layer that functions as a λ / 4 plate for light-colored light having a wavelength of 550 nm and a retardation that exhibits other retardation characteristics. It can be obtained by a method of superimposing a layer, for example, a retardation layer functioning as a half-wave plate. Therefore, the retardation plate disposed between the polarizing plate and the brightness enhancement film may be composed of one or more retardation layers.
また、正面位相差が略λ/4であり、厚み方向位相差がλ/2以上であるような2軸性位相差層(b3)を2枚配置することでも同様な効果を得ることができる。2軸性位相差層(b3)は、Nz係数が略2以上であれば上記要件を満たす。この場合、2軸性位相差層(b3)との遅相軸と直線偏光型反射偏光子(a2)の偏光軸は前述の通りであり、2軸性位相差層(b3)同士の軸角度は任意に設定できる。 Further, the same effect can be obtained by arranging two biaxial retardation layers (b3) having a front phase difference of approximately λ / 4 and a thickness direction retardation of λ / 2 or more. . The biaxial retardation layer (b3) satisfies the above requirements if the Nz coefficient is approximately 2 or more. In this case, the slow axis with respect to the biaxial retardation layer (b3) and the polarization axis of the linearly polarized reflective polarizer (a2) are as described above, and the axial angle between the biaxial retardation layers (b3). Can be set arbitrarily.
なお、正面位相差が略λ/4であることは、550nm波長の光に対してλ/4±40nm程度、さらには±15nmの範囲に入るものであることが好ましい。 The front phase difference of about λ / 4 is preferably within the range of about λ / 4 ± 40 nm, more preferably ± 15 nm, for light having a wavelength of 550 nm.
また、正面位相差が略λ/2であり、厚み方向位相差がλ/2以上であるような2軸性位相差層(b4)を1枚用いることでも同様な効果を得ることができる。2軸性位相差層(b4)は、Nz係数が略1. 5以上であれば上記要件を満たす。この場合、上下の直線偏光型反射偏光子(a2)と中央の2軸性位相差層(b4)の軸角度の関係は指定したとおりの角度となり一義的に決定される。 The same effect can also be obtained by using one biaxial retardation layer (b4) having a front phase difference of approximately λ / 2 and a thickness direction retardation of λ / 2 or more. The biaxial retardation layer (b4) satisfies the above requirements if the Nz coefficient is approximately 1.5 or more. In this case, the relationship between the axial angles of the upper and lower linearly polarizing reflective polarizers (a2) and the central biaxial retardation layer (b4) is an angle as specified and is uniquely determined.
なお、正面位相差が略λ/2であることは、550nm波長の光に対してλ/2±40nm程度、さらには±15nmの範囲に入るものが好ましい。 The front phase difference of approximately λ / 2 is preferably within the range of λ / 2 ± 40 nm, more preferably ± 15 nm, for light having a wavelength of 550 nm.
具体的に前記2軸性位相差層(b3)、(b4)としては、ポリカーボネートやポリエチレンテレフタレート等の複屈折性を有するプラスチック材料を2軸延伸したもの、または液晶材料を平面方向では一軸配向させ、厚み方向にさらに配向させたハイブリッド配向したものが用いられる。液晶材料を1軸性にホメオトロピック配向させたものも可能であり、前記コレステリック液晶を製膜した方法と同様に行われる。ただし、コレステリック液晶ではなくネマチック液晶材料を用いる必要がある。 Specifically, as the biaxial retardation layers (b3) and (b4), a biaxially stretched plastic material such as polycarbonate or polyethylene terephthalate, or a liquid crystal material is uniaxially oriented in the plane direction. A hybrid-oriented material further oriented in the thickness direction is used. A liquid crystal material in which the liquid crystal material is uniaxially homeotropically aligned is also possible, and is performed in the same manner as the method of forming the cholesteric liquid crystal. However, it is necessary to use a nematic liquid crystal material instead of a cholesteric liquid crystal.
また2層以上の反射偏光子の積層体を用いた、透過率入射角依存性光学素子としては、2種以上の選択反射波長帯域が各々重複する反射帯域巾が200nm以上の広帯域コレステリック液晶層である下記歪み率等の特性を満足する偏光素子(A)、偏光素子(B)等を利用した積層体を用いることができる。歪み率は下記の通りである。 In addition, as a transmittance incident angle dependent optical element using a laminate of two or more layers of reflective polarizers, a broadband cholesteric liquid crystal layer having a reflection bandwidth of 200 nm or more, in which two or more selective reflection wavelength bands overlap each other. A laminate using a polarizing element (A), a polarizing element (B), or the like that satisfies certain characteristics such as the following distortion rate can be used. The distortion rate is as follows.
(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―2000)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。 (Distortion rate): In order to evaluate the distortion rate of the polarizing element, the transmission spectrum of the sample was measured with an instantaneous multiphotometer (MCPD-2000 manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.). When natural light is projected and the sample is installed perpendicularly to the projected light (measurement of outgoing light from the front), and when the sample is installed at an angle of 60 ° from the vertical direction (measurement of 60 ° outgoing light) About each, the state of the light which permeate | transmitted them was measured with the polarizing plate arrange | positioned at the output side, and the transmission spectrum when a polarizing plate was rotated 10 degree | times was measured. As the polarizing plate, a Sigma-Optical Gram Thompson prism polarizer was used (extinction ratio of 0.00001 or less). The distortion rate was obtained from the following calculation formula. Strain rate = minimum transmittance / maximum transmittance.
(例11)
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)とは螺旋方向が逆で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(A′)とを1/2波長板(B)を間に挟んで配置した光学素子であって、
偏光素子(A)および偏光素子(A′)は、
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ことを特徴とする光学素子(特願2003−363186号)。
(Example 11)
A polarizing element (A) formed of cholesteric liquid crystal that emits polarized light by separating the polarized light, and a polarizing element (A ′) formed of cholesteric liquid crystal having a spiral direction opposite to that of the polarizing element (A) Are arranged with a half-wave plate (B) in between,
The polarizing element (A) and the polarizing element (A ′) are
The outgoing light with respect to the incident light in the normal direction has a distortion rate of 0.5 or more,
The outgoing light with respect to the incident light that is inclined by 60 ° or more from the normal direction has a distortion rate of 0.2 or less,
An optical element (Japanese Patent Application No. 2003-363186) characterized in that the linearly polarized light component of outgoing light increases as the incident angle increases.
(例12)
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)とは螺旋方向が逆で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(A′)とを1/2波長板(B)を間に挟んで配置し、さらに前記偏光素子(A′)の側には1/2波長板(B)を間に挟んで偏光素子(A)を配置した光学素子であって、
偏光素子(A)および偏光素子(A′)は、
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ことを特徴とする光学素子(特願2003−363166号)。
(Example 12)
A polarizing element (A) formed of cholesteric liquid crystal that emits polarized light by separating the polarized light, and a polarizing element (A ′) formed of cholesteric liquid crystal having a spiral direction opposite to that of the polarizing element (A) Are arranged with a half-wave plate (B) in between, and further, a polarizing element (A) is arranged on the side of the polarizing element (A ′) with a half-wave plate (B) in between. An optical element,
The polarizing element (A) and the polarizing element (A ′) are
The outgoing light with respect to the incident light in the normal direction has a distortion rate of 0.5 or more,
The outgoing light with respect to the incident light that is inclined by 60 ° or more from the normal direction has a distortion rate of 0.2 or less,
An optical element (Japanese Patent Application No. 2003-363166) characterized in that the linearly polarized component of outgoing light increases as the incident angle increases.
例11、例12の偏光素子(A)、(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(A1)であってもよく、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(A2)であってもよい。 In the polarizing elements (A) and (A ′) of Examples 11 and 12, the linearly polarized component of the emitted light that increases as the incident angle increases is linear in a direction substantially orthogonal to the normal direction of the polarizing element surface. The linearly polarized light component of the emitted light that increases as the incident angle increases can be linearly polarized in a direction substantially parallel to the normal direction of the polarizing element surface. It may have a polarization axis (A2).
(例13)
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(A1)と、偏光素子(A1)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(A2)とが配置された光学素子であって、
偏光素子(A1)および偏光素子(A2)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(A1)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(A2)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ことを特徴とする光学素子(特願2004−78753号)。
(Example 13)
A polarizing element (A1) formed of cholesteric liquid crystal that emits polarized light by separating incident light and a polarizing element (A2) formed of cholesteric liquid crystal having the same spiral direction as the polarizing element (A1) are arranged. An optical element,
The polarizing element (A1) and the polarizing element (A2) are both
The outgoing light with respect to the incident light in the normal direction has a distortion rate of 0.5 or more,
The outgoing light with respect to the incident light that is inclined by 60 ° or more from the normal direction has a distortion rate of 0.2 or less,
The linearly polarized light component of the emitted light increases as the incident angle increases, and
In the polarizing element (A1), the linearly polarized light component of the emitted light that increases as the incident angle increases has a polarization axis of linearly polarized light in a direction substantially orthogonal to the normal direction of the polarizing element surface.
In the polarizing element (A2), the linearly polarized light component of the emitted light that increases as the incident angle increases has a polarization axis of linearly polarized light in a direction substantially parallel to the normal direction of the polarizing element surface. An optical element (Japanese Patent Application No. 2004-78753).
(例14)
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(A1)と、偏光素子(A1)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(A2)とが配置されている光学素子(X)であって、
偏光素子(A1)および偏光素子(A2)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(A1)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(A2)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(A1)または偏光素子(A2)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(特願2004−78764号)。
(Example 14)
A polarizing element (A1) formed of cholesteric liquid crystal that emits polarized light by separating incident light and a polarizing element (A2) formed of cholesteric liquid crystal having the same spiral direction as the polarizing element (A1) are arranged. An optical element (X),
The polarizing element (A1) and the polarizing element (A2) are both
The outgoing light with respect to the incident light in the normal direction has a distortion rate of 0.5 or more,
The outgoing light with respect to the incident light that is inclined by 60 ° or more from the normal direction has a distortion rate of 0.2 or less,
The linearly polarized light component of the emitted light increases as the incident angle increases, and
In the polarizing element (A1), the linearly polarized light component of the emitted light that increases as the incident angle increases has a polarization axis of linearly polarized light in a direction substantially orthogonal to the normal direction of the polarizing element surface.
The polarizing element (A2) is an optical element in which the linearly polarized light component of the emitted light that increases as the incident angle increases has a polarization axis of linearly polarized light in a direction substantially parallel to the normal direction of the polarizing element surface. (X)
Further, an optical element (Japanese Patent Application No. 2004-78764), wherein a circularly polarized reflective polarizer (C) is disposed on either side of the polarizing element (A1) or the polarizing element (A2).
本発明の偏光素子(A)、(A′)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。 As described above, the polarizing elements (A) and (A ′) of the present invention can be formed of a cholesteric liquid crystal layer having a reflection bandwidth of 200 nm or more. The cholesteric liquid crystal layer can be formed by stacking cholesteric liquid crystal layers having a plurality of different selective reflection wavelength bands. Further, a cholesteric liquid crystal layer whose pitch length continuously changes in the thickness direction can be used.
偏光素子(A)、偏光素子(A′)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。 The difference in the axial direction of linearly polarized light of obliquely transmitted light such as the polarizing element (A) and the polarizing element (A ′) can be arbitrarily produced depending on the stacking order of the cholesteric liquid crystal layers and the production method. In the case of a polarization splitting element with a general Brewster angle, the transmitted light in the oblique direction is uniquely defined, and only those having a linearly polarized light axis in a direction substantially parallel to the normal of the optical surface can be obtained. Absent.
偏光素子(A)と偏光素子(A′)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(A′)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。 The selective reflection wavelength band of the polarizing element (A) and the polarizing element (A ′) includes at least 550 nm, preferably 100 nm or more, more preferably 200 nm or more, and further preferably 300 nm or more. Note that the polarizing element (A) and the polarizing element (A ′) can be the same in the direction of circularly polarized light transmitted in the front direction and the same selective reflection wavelength band, but the selective reflection wavelength band is It is not limited.
(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。
(Laminated body of cholesteric liquid crystal layer)
In the case where the polarizing element is a laminate of cholesteric liquid crystal layers having a plurality of different selective reflection wavelength bands, each cholesteric liquid crystal layer appropriately includes a plurality of cholesteric liquid crystal layers so that the reflection bandwidth of the laminate is 200 nm or more. Select and stack.
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。コレステリック液晶層は、円偏光型反射偏光子(a1)を構成するコレステリック液晶と同様のものを用いることができる。 A suitable cholesteric liquid crystal layer may be used without any particular limitation. The cholesteric liquid crystal layer may be the same as the cholesteric liquid crystal constituting the circularly polarized reflective polarizer (a1).
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。 Cholesteric liquid crystal layer stacking methods include the method of laminating a plurality of individually produced cholesteric liquid crystal layers with an adhesive or adhesive, the method of crimping after swelling or dissolving the surface with a solvent, etc., heat, ultrasonic waves, etc. The crimping method is given while adding. Moreover, after producing a cholesteric liquid crystal layer, methods, such as overlaying the cholesteric liquid crystal layer which has another selective reflection center wavelength on this layer, can be used.
(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)、溶媒にて抽出を行な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なう方法(米国特許第6057008号明細書)等があげられる。
(Production method of cholesteric liquid crystal layer covering visible light wavelength range)
Examples of a method for producing a cholesteric liquid crystal layer covering the visible light wavelength range include a method of irradiating the composition with an ionizing radiation such as an electron beam or an ultraviolet ray by the following method using a composition containing the same liquid crystal monomer as described above. . For example, a method using a difference in polymerization rate due to a difference in ultraviolet transmittance in the thickness direction (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-95883), a method of extracting with a solvent and forming a concentration difference in the thickness direction (Japanese Patent No. 3062150) And a method of performing the second polymerization by changing the temperature after the first polymerization (US Pat. No. 6,057,008) and the like.
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な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。 In addition, a step of applying a liquid crystal mixture containing a polymerizable mesogenic compound (a) and a polymerizable chiral agent (b) to an alignment substrate, and a state in which the liquid crystal mixture is in contact with a gas containing oxygen from the substrate side A method of performing a polymerization curing step by performing ultraviolet irradiation and increasing the difference in polymerization rate in the thickness direction due to inhibition of oxygen polymerization by ultraviolet irradiation from the substrate side (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-139953) is preferably used. It is done.
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。 Regarding the method described in JP-A-2000-13953, a cholesteric liquid crystal layer having a wider reflection wavelength band can be obtained by the following method.
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)。 For example, in the ultraviolet polymerization step, the liquid crystal mixture is in contact with a gas containing oxygen at an ultraviolet irradiation intensity of 20 to 200 mW / cm 2 at a temperature of 20 ° C. or higher for 0.2 to 5 seconds. The step (1) of irradiating ultraviolet rays from the alignment substrate side, the step (2) of heating the liquid crystal layer at 70 to 120 ° C. for 2 seconds or more in a state where the liquid crystal layer is in contact with the gas containing oxygen, and then In the state in which the liquid crystal layer is in contact with a gas containing oxygen, the step of irradiating with ultraviolet rays from the alignment substrate side at a temperature of 20 ° C. or higher and lower than the step (1) for 10 seconds or more. (3) Next, there is a method performed by the step (4) of irradiating ultraviolet rays in the absence of oxygen (Japanese Patent Application No. 2003-93963).
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)。 Further, in the ultraviolet polymerization step, the liquid crystal mixture is in contact with a gas containing oxygen, at a temperature of 20 ° C. or higher, an ultraviolet irradiation intensity of 1 to 200 mW / cm 2 and a range of 0.2 to 30 seconds. Step (1) of irradiating ultraviolet rays from the alignment substrate side three times or more while lowering the ultraviolet irradiation intensity and lengthening the ultraviolet irradiation time each time the number of times of ultraviolet irradiation increases, and then in the absence of oxygen Then, there is a method performed by the step (2) of irradiating with ultraviolet rays (Japanese Patent Application No. 2003-94307).
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)。 Further, the ultraviolet polymerization step is carried out for 0.2 to 5 seconds at an ultraviolet irradiation intensity of 20 to 200 mW / cm 2 at a temperature of 20 ° C. or higher in a state where the liquid crystal mixture is in contact with a gas containing oxygen. Step (1) of irradiating ultraviolet rays from the alignment substrate side, and then in a state where the liquid crystal layer is in contact with a gas containing oxygen, until it reaches a temperature higher than Step (1) and 60 ° C. or higher, A step (2) of irradiating with ultraviolet rays from the alignment substrate side for 10 seconds or more at a temperature rising rate of 2 ° C./second or lower with an ultraviolet irradiation intensity lower than that in step (1), and then irradiating with ultraviolet rays in the absence of oxygen. An example is a method performed in the step (3) (Japanese Patent Application No. 2003-94605).
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)。 Furthermore, the following method can be used. In the following method, a cholesteric liquid crystal layer having a wide reflection wavelength band and good heat resistance can be obtained. For example, there is a method in which a liquid crystal mixture containing a polymerizable mesogenic compound (a), a polymerizable chiral agent (b) and a photopolymerization initiator (c) is subjected to ultraviolet polymerization between two substrates (Japanese Patent Application 2003). No. 4346, Japanese Patent Application No. 2003-4101). Further, there is a method in which a polymerizable ultraviolet absorber (d) is further added to the liquid crystal mixture and ultraviolet polymerization is carried out between two substrates (Japanese Patent Application No. 2003-4298). Also, a method of applying a liquid crystal mixture containing a polymerizable mesogenic compound (a), a polymerizable chiral agent (b), and a photopolymerization initiator (c) on an alignment substrate and subjecting it to ultraviolet polymerization in an inert gas atmosphere (Japanese Patent Application No. 2003-4406).
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)により行なうことができる。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)。 The ultraviolet polymerization step is performed for 0.1 to 5 seconds at a temperature of 70 ° C. or higher and an ultraviolet irradiation intensity of 10 to 200 mW / cm 2 in a state where the liquid crystal mixture is in contact with a gas containing oxygen. , Ultraviolet ray irradiation (1), and then a step (2) of heat treatment at 70 ° C. or higher for 0.1 to 5 seconds in a state where the liquid crystal layer is in contact with a gas containing oxygen, After step (1) and step (2), the step can be performed by step (3) in which ultraviolet rays are irradiated in the absence of oxygen. Preferably, the step (1) and the step (2) are repeated a plurality of times, and then the step (3) of ultraviolet irradiation is performed (Japanese Patent Application No. 2004-71158).
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、0.01〜5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、5秒間を超える時間、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)を有することにより行なうことができる。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)を行なうことが好ましい(特願2004−168666号)。 Further, in the ultraviolet polymerization step, the liquid crystal mixture is in contact with a gas containing oxygen at an ultraviolet irradiation intensity of 10 to 200 mW / cm 2 at a temperature of 70 ° C. or higher for 0.01 to 5 seconds. , Ultraviolet irradiation step (1), and then the step (2) of heat-treating at 70 ° C. or more for a time exceeding 5 seconds in a state where the liquid crystal layer is in contact with a gas containing oxygen. After step 1) and step (2), it can be carried out by having step (3) of irradiating with ultraviolet rays in the absence of oxygen. Preferably, the step (1) and the step (2) are repeated a plurality of times, and then the step (3) of ultraviolet irradiation is performed (Japanese Patent Application No. 2004-168666).
なお、偏光素子(A2)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。 In addition, as a manufacturing method of a polarizing element (A2), the method of the said Japanese Patent Application No. 2003-93963 is preferable.
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。 The polymerizable mesogenic compound (a), polymerizable chiral agent (b) and the like that form the cholesteric liquid crystal layer will be described below. These materials are cholesteric liquid crystal layers whose pitch length is continuously changed in the thickness direction, and cholesteric to form a laminate. Any liquid crystal layer can be used.
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。 As the polymerizable mesogenic compound (a), those having at least one polymerizable functional group and having a mesogenic group composed of a cyclic unit or the like are preferably used. Examples of the polymerizable functional group include an acryloyl group, a methacryloyl group, an epoxy group, and a vinyl ether group. Among these, an acryloyl group and a methacryloyl group are preferable. Further, by using a compound having two or more polymerizable functional groups, a crosslinked structure can be introduced to improve durability. Examples of the cyclic unit serving as a mesogenic group include biphenyl, phenylbenzoate, phenylcyclohexane, azoxybenzene, azomethine, azobenzene, phenylpyrimidine, diphenylacetylene, diphenylbenzoate, and bicyclohexane. Cyclohexylbenzene, terphenyl and the like. In addition, the terminal of these cyclic units may have substituents, such as a cyano group, an alkyl group, an alkoxy group, a halogen group, for example. The mesogenic group may be bonded via a spacer portion that imparts flexibility. Examples of the spacer portion include a polymethylene chain and a polyoxymethylene chain. The number of repeating structural units forming the spacer portion is appropriately determined depending on the chemical structure of the mesogenic portion, but the repeating unit of the polymethylene chain is 0 to 20, preferably 2 to 12, and the repeating unit of the polyoxymethylene chain is 0 to 0. 10, preferably 1-3.
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。 The molar extinction coefficient of the polymerizable mesogenic compound (a) is 0.1 to 500 dm 3 mol −1 cm −1 @ 365 nm, 10 to 30000 dm 3 mol −1 cm −1 @ 334 nm, and 1000 to 100,000 dm 3. it is preferably a mol -1 m -1 @ 314nm. Those having the molar extinction coefficient have ultraviolet absorbing ability. The molar extinction coefficient is 0.1-50 dm 3 mol -1 cm -1 @ 365 nm, 50-10000 dm 3 mol -1 cm -1 @ 334 nm, 10000-50000 dm 3 mol -1 cm -1 @ 314 nm More preferred. Molar extinction coefficient is 0.1~10dm 3 mol -1 cm -1 @ 365nm , a 1000~4000dm 3 mol -1 cm -1 @ 334nm , at 30000~40000dm 3 mol -1 cm -1 @ 314nm More preferably. Molar extinction coefficient of 0.1dm 3 mol -1 cm -1 @ 365nm , 10dm 3 mol -1 cm -1 @ 334nm, 1000dm 3 mol -1 cm -1 @ without stick 314nm smaller than sufficient polymerization rate difference It is difficult to increase the bandwidth. On the other hand, 500dm 3 mol -1 cm -1 @ 365nm, 30000dm 3 mol -1 cm -1 @ 334nm, 100000dm 3 mol -1 cm -1 @ If 314nm greater than the polymerization curing to not proceed completely does not end There is. The molar extinction coefficient is a value measured from the absorbance at 365 nm, 334 nm, and 314 nm obtained by measuring the spectrophotometric spectrum of each material.
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: The polymerizable mesogenic compound (a) having one polymerizable functional group is, for example, a general formula of the following chemical formula 1:
−(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。
— (CH 2 CH 2 O) a — (CH 2 ) b — (O) c —, and X 2 represents —CN or —F. In the general formula (2), a is an integer of 0 to 3, b is an integer of 0 to 12, c is 0 or 1, and when a = 1 to 3, b = 0 and c = 0. Yes, when a = 0, b = 1 to 12, and c = 0 to 1. ).
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。 Examples of the polymerizable chiral agent (b) include LC756 manufactured by BASF.
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。 The amount of the polymerizable chiral agent (b) is preferably about 1 to 20 parts by weight, preferably 3 to 7 parts by weight based on 100 parts by weight of the total of the polymerizable mesogenic compound (a) and the polymerizable chiral agent (b). The part is more suitable. The helical twisting force (HTP) is controlled by the ratio of the polymerizable mesogenic compound (a) and the polymerizable chiral agent (b). By setting the ratio within the above range, the reflection band can be selected so that the reflection spectrum of the obtained cholesteric liquid crystal film can cover the long wavelength region.
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。 The liquid crystal mixture usually contains a photopolymerization initiator (c). Various kinds of photopolymerization initiators (c) can be used without particular limitation. Examples thereof include Irgacure 184, Irgacure 907, Irgacure 369, Irgacure 651 and the like manufactured by Ciba Specialty Chemicals. The blending amount of the photopolymerization initiator is preferably about 0.01 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total of the polymerizable mesogenic compound (a) and the polymerizable chiral agent (b), and 0.05 to 5 parts by weight. The part is more suitable.
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。 As the polymerizable ultraviolet absorber (d), a compound having at least one polymerizable functional group and having an ultraviolet absorbing function can be used without any particular limitation. Specific examples of the polymerizable ultraviolet absorber (d) include RUVA-93 manufactured by Otsuka Chemical Co., and UVA935LH manufactured by BASF. The blending amount of the polymerizable ultraviolet absorber (d) is preferably about 0.01 to 10 parts by weight with respect to a total of 100 parts by weight of the polymerizable mesogenic compound (a) and the polymerizable chiral agent (b). 5 parts by weight is more preferred.
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。 In order to widen the bandwidth of the resulting cholesteric liquid crystal film, the mixture can be mixed with an ultraviolet absorber to increase the UV exposure intensity difference in the thickness direction. Further, the same effect can be obtained by using a photoreaction initiator having a large molar extinction coefficient.
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。 The mixture can be used as a solution. Solvents used in preparing the solution are usually halogenated hydrocarbons such as chloroform, dichloromethane, dichloroethane, tetrachloroethane, trichloroethylene, tetrachloroethylene, chlorobenzene, phenols such as phenol and parachlorophenol, benzene, toluene, Aromatic hydrocarbons such as xylene, methoxybenzene, 1,2-dimethoxybenzene, others, acetone, methyl ethyl ketone, ethyl acetate, tert-butyl alcohol, glycerin, ethylene glycol, triethylene glycol, ethylene bricol monomethyl ether, diethylene glycol Dimethyl ether, ethyl cellosolve, butyl cellosolve, 2-pyrrolidone, N-methyl-2-pyrrolidone, pyridine, triethylamine, te Rahidorofuran, dimethylformamide, dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, can be used acetonitrile, butyronitrile, carbon disulfide, cyclopentanone, cyclohexanone and the like. The solvent to be used is not particularly limited, but methyl ethyl ketone, cyclohexanone, cyclopentanone and the like are preferable. Although the concentration of the solution depends on the solubility of the thermotropic liquid crystalline compound and the final film thickness of the cholesteric liquid crystal film, it cannot be generally stated, but it is usually preferably about 3 to 50% by weight.
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。 It should be noted that the exemplified alignment substrate can also be used when a cholesteric liquid crystal layer whose pitch length continuously changes in the thickness direction is produced. A similar method can be adopted as the orientation method.
(1/2波長板(B))
1/2波長板(B)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 wavelength plate (B))
Examples of the half-wave plate (B) include polyethylene naphthalate, polyethylene terephthalate, polycarbonate, norbornene resins represented by JSR Arton, polyvinyl alcohol, polystyrene, polymethyl methacrylate, polypropylene and other polyolefins, polyarylate, Those obtained by uniaxially stretching a resin film such as polyamide, those obtained by improving the viewing angle characteristics by biaxially stretching, or those in which the nematic alignment state of the rod-like liquid crystal is fixed can be used.
1/2波長板(B)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1/2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1/2波長板(B)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、1/2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。 The half-wave plate (B) is preferably a broadband wavelength plate having a phase difference characteristic that functions as a substantially half-wave plate in the entire visible light region in order to align the optical characteristics of each color and suppress coloring. . This is because if the change in the retardation value for each wavelength is too large, a difference occurs in the polarization characteristics for each wavelength, which affects the shielding performance for each wavelength and is colored and visually recognized. Such a half-wave plate (B) has a maximum in-plane refractive index in the X-axis, a direction perpendicular to the X-axis in the Y-axis, a refractive index in each axial direction in nx, ny, and a thickness d ( nm), the front phase difference value at each wavelength in the light source wavelength band (420 to 650 nm): (nx−ny) × d is preferably within ½ wavelength ± 10%. The variation of the phase difference value within the light source wavelength band is preferably small, desirably within ± 7%, and more desirably within ± 5%.
かかる1/2波長板(B)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1/2波長相当の位相差を付与できる。 Such a half-wave plate (B) can give a phase difference equivalent to a half wavelength regardless of the wavelength of incident light by controlling different wavelength lamination characteristics by different axis lamination of different kinds of retardation plates or molecular design.
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、1/2波長板(B)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。 A wider functioning wavelength band is better, but at least when the emission center wavelength of the light source is a cold cathode tube, blue is located at about 435 nm, green is at 545 nm, and red is at around 610 nm. Since light is emitted with a value width, it is desirable that the characteristics of the half-wave plate (B) function within a range of at least about 420 nm to 650 nm. Polyvinyl alcohol is representative as a material of a retardation plate having such characteristics, and as a material designed for molecular use for optics, a norbornene-based resin film represented by JSR Arton or Nippon Zeon Zeonore, Examples include Teijin Pure Ace WR.
また1/2波長板(B)は、斜め入射する光線に対しても1/2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1/2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、1/2波長板(B)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。 Further, it is more desirable that the half-wave plate (B) functions as a half-wave plate for obliquely incident light. Generally, a phenomenon occurs in which the phase difference value changes due to an increase in the optical path length of the half-wave plate with respect to an obliquely incident light beam, and deviates from the originally obtained phase difference value. In order to prevent this, it is preferable to use a half-wave plate (B) in which the retardation in the thickness direction is controlled to reduce the change in retardation relative to the change in angle. As a result, a phase difference equivalent to that of the vertically incident light can be imparted to the obliquely incident light.
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。 In general, an Nz coefficient is used as a control coefficient for the retardation value in the thickness direction. The Nz coefficient is defined by taking the direction in which the in-plane refractive index is maximum as the X axis, the direction perpendicular to the X axis as the Y axis, and the thickness direction of the film as the Z axis, and the refractive indexes in the respective axial directions as nx, ny, nz. , Nz = (nx−nz) / (nx−ny). In order to give a phase difference value equivalent to that of the normal incident light to the incident light from the oblique direction, −2.5 <Nz ≦ 1 is preferable. More preferably, −2 <Nz ≦ 0.5. A typical example of the retardation plate that has been controlled in the thickness direction is a NRZ film manufactured by Nitto Denko. Note that the method as shown in Patent Document 17 cannot prevent the secondary transmission in the oblique direction. This is because it is impossible to achieve both the development of the phase difference in the oblique direction and the suppression of the increase in the phase difference in the oblique direction. This is the advantage of the present invention.
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。コレステリック液晶層(C1)は偏光素子(A1)、(A2)と螺旋方向が同じあるものが好ましい。 For example, a cholesteric liquid crystal layer (C1) is used as the circularly polarized reflective polarizer (C). The cholesteric liquid crystal layer (C1) preferably has the same spiral direction as the polarizing elements (A1) and (A2).
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(A1)、(A2)と同様のものを用いることができる。ただし、偏光素子(A1)、(A2)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。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。 The cholesteric liquid crystal layer (C1) preferably has a wide selective reflection bandwidth in order to function in the visible light region. The thickness is desirably 200 nm or more, more desirably 300 nm or more, and further desirably 400 nm or more. Specifically, it is preferable to cover a range of 400 to 600 nm. As the cholesteric liquid crystal layer (C1), the same ones as the polarizing elements (A1) and (A2) can be used. However, in the polarizing elements (A1) and (A2), the linearly polarized light component increases as the incident angle increases due to the influence of the cholesteric liquid crystal layer, and thus circularly polarized light cannot enter. Therefore, when the cholesteric liquid crystal layer (C1) having a reflection bandwidth of 200 nm or more is used, the front phase difference (normal direction) is λ / 8 or less, and the phase difference increases as the incident angle increases. It is preferable to use in combination with (C2). By the retardation layer (C2), the normal direction is circularly polarized light, and substantially circularly polarized light can be transmitted even when the incident angle is increased. Examples of the retardation layer (C2) include a negative C-plate and a positive C-plate.
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。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。 Further, as the circularly polarized reflective polarizer (C), a linearly polarized reflective polarizer (C3) and a quarter wavelength plate (C4) can be used. When the ¼ wavelength plate (C4) is used, circularly polarized light may become elliptically polarized light as the incident angle increases due to its Nz coefficient. For this reason, the Nz coefficient of the quarter wave plate (C4) is preferably close to 0.5. In general, the Nz coefficient of the quarter wave plate (C4) is preferably −1.5 <Nz <2 and more preferably 0 <Nz <1.
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。 One quarter wavelength plate (C4) can be used alone, or two or more wavelength plates can be used in combination. For example, a half-wave plate (C41) and a quarter-wave plate (C42) can be used. That is, by stacking the half-wave plate (C41) and the quarter-wave plate (C42), it can function as a quarter-wave plate. Refer to FIG. As a result, circularly polarized light can be transmitted at a wider viewing angle (circularly polarized light can be transmitted even when the incident angle is increased). At this time, the axis of the ½ wavelength plate (C41) is arranged so as to be substantially coaxial with the linearly polarized light reflection axis of the linearly polarized reflective polarizer (C3), and the ¼ wavelength plate (C42) is further arranged. Install at approximately 45 ° to the axis. In this case, the Nz coefficient of the half-wave plate (C41) is preferably 0.75, and the Nz coefficient of the quarter-wave plate (C42) is preferably close to 0.5. In general, the Nz coefficient of the half-wave plate (C41) is preferably −1.5 <Nz <2, more preferably 0 <Nz <1, and the Nz coefficient of the quarter-wave plate (C42). The coefficient is preferably -1 <Nz <2, more preferably 0 <Nz <1.5.
これら円偏光型反射偏光子(C)は、円偏光型反射偏光子(a1)、直線偏光型反射偏光子(a2)の項で説明したものを利用することができる。 As these circularly polarized reflective polarizers (C), those described in the sections of the circularly polarized reflective polarizer (a1) and the linearly polarized reflective polarizer (a2) can be used.
(拡散板)
拡散板は、入射した光線を散乱させて光の再利用効率が高めるものを特に制限なく使用することができる。光拡散板としては、熱可塑性樹脂を用いたマトリクスポリマー中に当該ポリマーと屈折率が相違する透明粒子を分散含有するプラスチックフィルムが知られている。また熱可塑性樹脂と低分子液晶との組み合わせからなるもの、低分子液晶と光架橋性低分子液晶との組み合わせからなるもの、ポリビニルアルコールと低分子液晶との組合せからなるもの等を用いることができる。また拡散板としては、透光性樹脂板表面を粗面化処理したもの、異なる屈折率のポリマーブレンドを相分離させ光散乱性を付与したもの、等が知られている。
(Diffusion plate)
A diffuser plate that can scatter incident light rays and increase the light reuse efficiency can be used without particular limitation. As the light diffusing plate, a plastic film is known in which transparent particles having a refractive index different from that of the polymer are dispersed in a matrix polymer using a thermoplastic resin. In addition, a combination of a thermoplastic resin and a low molecular liquid crystal, a combination of a low molecular liquid crystal and a photocrosslinkable low molecular liquid crystal, or a combination of polyvinyl alcohol and a low molecular liquid crystal can be used. . Further, as the diffusion plate, those obtained by roughening the surface of the translucent resin plate, those obtained by phase separation of polymer blends having different refractive indexes, and the like are known.
拡散板は、配置する場所により好適なヘイズ値のものを選択するのが好ましい。また、拡散板は、複数用いることができる。複数用いる場合には、ヘイズ値の異なるものを用いることができる。拡散板を、レンチキュラーレンズアレイよりも視認側になるように配置する場合には、液晶パネルとのモアレを防止するために弱いヘイズを有する拡散板を用いるのが好ましい。また拡散板の散乱角度は小さい方が好ましい。散乱角度は透過率入射角依存性光学素子が有する透過率の入射角に対する半値巾よりも小さい方が好ましい。ヘイズ、散乱角度が大きいと透過率入射角依存性光学素子で出射角を絞り込んだ効果が失われるからである。当該拡散板としては、光路の不要な拡散を防ぐため、ヘイズ90%以下、さらには80%以下であるのが好ましい。 It is preferable to select a diffusion plate having a suitable haze value depending on the location of the diffusion plate. A plurality of diffusion plates can be used. When using two or more, what has a different haze value can be used. When the diffusing plate is arranged so as to be closer to the viewing side than the lenticular lens array, it is preferable to use a diffusing plate having a weak haze in order to prevent moiré with the liquid crystal panel. The scattering angle of the diffusion plate is preferably small. The scattering angle is preferably smaller than the half-value width with respect to the incident angle of the transmittance of the transmittance incident angle dependent optical element. This is because if the haze and scattering angle are large, the effect of narrowing the emission angle by the transmittance incident angle dependent optical element is lost. The diffusion plate preferably has a haze of 90% or less, and more preferably 80% or less in order to prevent unnecessary diffusion of the optical path.
(反射板)
反射板は、稜線を有し、かつ繰り返し傾斜構造を有するものを特に制限なく使用できる。反射板が有する繰り返し傾斜構造は視認されないようにするため、また全体厚みの低減をするため、前記繰り返し傾斜構造のピッチは十分小さいことが好ましい。ただし、反射板は、直線状光源よりも更に下側に配置され、液晶パネルとの距離も遠いことから前記ピッチ長は特に制限されるものではない。全体厚みの低減のためには前記ピッチ長は1cm以下、より好ましくは5mm以下、さらに好ましくは2mm以下である。なお、前記傾斜構造の傾斜角は、前記の通り、5〜40度であることが好ましいが、傾斜角が30度前後の場合、繰り返し構造による厚み増加は傾斜面長の約1/2となり、1ピッチ長が1cmの場合には、厚み増加が2.5mmとなり、これ以上の厚み増加は好ましくないからである。
(a reflector)
A reflector having a ridgeline and a repeated inclined structure can be used without particular limitation. In order to prevent the repeated inclined structure of the reflector from being visually recognized and to reduce the overall thickness, it is preferable that the pitch of the repeated inclined structure is sufficiently small. However, the pitch length is not particularly limited because the reflecting plate is disposed further below the linear light source and is also far from the liquid crystal panel. In order to reduce the overall thickness, the pitch length is 1 cm or less, more preferably 5 mm or less, and even more preferably 2 mm or less. As described above, the inclination angle of the inclined structure is preferably 5 to 40 degrees. However, when the inclination angle is around 30 degrees, the thickness increase due to the repetitive structure is about 1/2 of the inclined surface length. This is because when the pitch length is 1 cm, the thickness increase is 2.5 mm, and further increase in thickness is not preferable.
反射板の繰り返し傾斜構造は、一般的には図11に示すような傾斜面が平面構造を有するものがあげられる。また、傾斜面は曲面であってもよい。液晶表示装置とのモアレを防ぐために図8のようなランダムなうねり構造を付与してもよい。また稜線を液晶表示装置の辺方向より若干の角度を持たせるようにしてもよい。 As the repeated inclined structure of the reflecting plate, generally, an inclined surface as shown in FIG. 11 has a planar structure. Further, the inclined surface may be a curved surface. In order to prevent moiré with the liquid crystal display device, a random undulation structure as shown in FIG. 8 may be provided. Further, the ridgeline may have a slight angle with respect to the side direction of the liquid crystal display device.
反射板の製法は特に制限されず、各種の方法を採用できる。例えば、ポリカーボネート、ポリメタクリル酸メチル、ノルボルネン系樹脂などの熱可塑性樹脂を金型より形状転写して得る方法;紫外線硬化樹脂を用いてポリエチレンテレフタレート、トリアセチルセルロース等の透明基材表面に金型の形状転写して得る方法;紫外線硬化樹脂を用いてマスク露光を行ないエッチング処理して得る方法;エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を用いて金型形状を転写する方法;樹脂フィルムに応力負荷をかけて得られるクレイズや表面形状のうねり構造を用いる方法;発泡ポリエチレンテレフタレートフィルムやアルミ箔のような金属薄膜などをエンボス加工する方法などがあげられる。さらに反射材表面は発泡ポリエチレンテレフタレートや硫酸バリウムのような全反射散乱によるものの他、アルミや銀、クロム、ステンレス等の高反射率金属の蒸着薄膜や圧延板を適宜に用いることができる。このように反射板の製法、材料は特に制限されるものではない。 The production method of the reflector is not particularly limited, and various methods can be adopted. For example, a method of obtaining a shape transfer of a thermoplastic resin such as polycarbonate, polymethyl methacrylate, norbornene resin from a mold; using a UV curable resin on the surface of a transparent substrate such as polyethylene terephthalate or triacetyl cellulose. Method obtained by shape transfer; Method obtained by mask exposure using UV curable resin; Method obtained by etching treatment; Method of transferring mold shape using thermosetting resin such as epoxy resin; Stress applied to resin film And a method using a crazed structure having a surface shape and embossing a metal thin film such as a foamed polyethylene terephthalate film or an aluminum foil. Further, the surface of the reflecting material can be appropriately formed by vapor deposition thin film or rolled plate of high reflectivity metal such as aluminum, silver, chrome, stainless steel, etc., in addition to those caused by total reflection scattering such as foamed polyethylene terephthalate and barium sulfate. Thus, the manufacturing method and material of the reflector are not particularly limited.
(各層の積層)
図面では、各部材を個別に配置している。このように各部材は重ね置いただけでも良いが、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できる。
(Lamination of each layer)
In the drawing, each member is individually arranged. As described above, each member may be simply stacked, but each layer can be laminated using an adhesive or a pressure-sensitive adhesive from the viewpoint of workability and light utilization efficiency.
例えば、各部材の隣接面が平面同士である場合にはニュートンリング(干渉縞)の問題を生じる場合がある。これを防止するために隣接面が平面同士である場合には接着剤や粘着剤を用いて貼り合わせ、界面を消失せしめてハンドリング性を向上させる方法が好ましく用いられる。具体的にはアクリル系光透過性粘着材(日東電工製,NO.7など)や光学接着剤(例えばNORLAND社製紫外線硬化型接着材NOA60シリーズなど)を用いることができる。 For example, when adjacent surfaces of each member are flat surfaces, a Newton ring (interference fringe) problem may occur. In order to prevent this, when the adjacent surfaces are flat surfaces, a method of bonding with an adhesive or a pressure-sensitive adhesive and eliminating the interface to improve the handling property is preferably used. Specifically, an acrylic light transmissive adhesive material (manufactured by Nitto Denko, No. 7 or the like) or an optical adhesive (for example, a UV curable adhesive material NOA60 series made by NORLAND, etc.) can be used.
また接着剤や粘着剤には、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ができる。この場合には、接着剤層、粘着剤層は拡散層(拡散板)として機能する。また接着剤や粘着剤には、必要に応じて、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。 Moreover, isotropic scattering can be imparted to the adhesive or the pressure-sensitive adhesive as necessary by further adding particles for adjusting the degree of diffusion. In this case, the adhesive layer and the pressure-sensitive adhesive layer function as a diffusion layer (diffusion plate). In addition, an ultraviolet absorber, an antioxidant, a surfactant, and the like can be appropriately added to the adhesive and the pressure-sensitive adhesive for the purpose of imparting leveling properties during film formation, as necessary.
また各部材を貼り合わせずに配置する場合にはニュートンリングを防止する程度の間隔(2μm以上)の距離を置いて配置するように積層間の周囲にスペーサーを配するか、接触面に2μm以上のランダムな凹凸を有する粗面化層を付与することができる。 In addition, when arranging each member without bonding, spacers are arranged around the stack so as to be arranged at an interval (2 μm or more) enough to prevent Newton rings, or 2 μm or more on the contact surface. A roughened layer having random irregularities can be provided.
(液晶表示装置)
上記直下型バックライトは、液晶セルの両側に偏光板が配置されている液晶パネルに好適に適用され液晶表示装置を形成する。液晶表示装置の形成は、従来に準じて行ないうる。液晶セルについても特に制限はなく、例えばTN型やSTN型、π型などの任意なタイプのものを用いうる。
(Liquid crystal display device)
The direct type backlight is suitably applied to a liquid crystal panel in which polarizing plates are arranged on both sides of a liquid crystal cell to form a liquid crystal display device. The liquid crystal display device can be formed according to the conventional method. The liquid crystal cell is not particularly limited, and any type of liquid crystal cell such as a TN type, STN type, or π type can be used.
(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。
(Other materials)
Note that the liquid crystal display device is manufactured by appropriately using various optical layers and the like according to a conventional method.
偏光板は、液晶セルの両側に配置される。液晶セルの両側に配置された偏光板は、偏光軸が互いに略直交するように配置される。また入射側の偏光板はその偏光軸方向と、光源側からの透過で得られる直線偏光の軸方向とが揃うように配置される。 The polarizing plates are disposed on both sides of the liquid crystal cell. The polarizing plates arranged on both sides of the liquid crystal cell are arranged so that the polarization axes are substantially orthogonal to each other. Further, the polarizing plate on the incident side is arranged so that the polarization axis direction thereof is aligned with the axial direction of linearly polarized light obtained by transmission from the light source side.
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。 In general, a polarizing plate having a protective film on one side or both sides of a polarizer is generally used.
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。 The polarizer is not particularly limited, and various types can be used. Examples of the polarizer include hydrophilic polymer films such as polyvinyl alcohol film, partially formalized polyvinyl alcohol film, and ethylene / vinyl acetate copolymer partially saponified film, and two colors such as iodine and dichroic dye. Examples thereof include polyene-based oriented films such as those obtained by adsorbing volatile substances and uniaxially stretched, polyvinyl alcohol dehydrated products and polyvinyl chloride dehydrochlorinated products. Among these, a polarizer composed of a polyvinyl alcohol film and a dichroic material such as iodine is preferable. The thickness of these polarizers is not particularly limited, but is generally about 5 to 80 μm.
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。 A polarizer obtained by dyeing a polyvinyl alcohol film with iodine and uniaxially stretching it can be produced, for example, by dyeing polyvinyl alcohol in an aqueous solution of iodine and stretching it 3 to 7 times the original length. If necessary, it can be immersed in an aqueous solution such as potassium iodide which may contain boric acid, zinc sulfate, zinc chloride and the like. Further, if necessary, the polyvinyl alcohol film may be immersed in water and washed before dyeing. In addition to washing the polyvinyl alcohol film surface with dirt and anti-blocking agents by washing the polyvinyl alcohol film with water, it also has the effect of preventing unevenness such as uneven coloring by swelling the polyvinyl alcohol film. is there. Stretching may be performed after dyeing with iodine, or may be performed while dyeing, or may be performed with dyeing after iodine. The film can be stretched in an aqueous solution of boric acid or potassium iodide or in a water bath.
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。 As a material for forming the transparent protective film provided on one side or both sides of the polarizer, a material excellent in transparency, mechanical strength, thermal stability, moisture shielding property, isotropy and the like is preferable. For example, polyester polymers such as polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate, cellulose polymers such as diacetyl cellulose and triacetyl cellulose, acrylic polymers such as polymethyl methacrylate, styrene such as polystyrene and acrylonitrile / styrene copolymer (AS resin) -Based polymer, polycarbonate-based polymer and the like. In addition, polyethylene, polypropylene, polyolefins having a cyclo or norbornene structure, polyolefin polymers such as ethylene / propylene copolymers, vinyl chloride polymers, amide polymers such as nylon and aromatic polyamide, imide polymers, sulfone polymers , Polyether sulfone polymer, polyether ether ketone polymer, polyphenylene sulfide polymer, vinyl alcohol polymer, vinylidene chloride polymer, vinyl butyral polymer, arylate polymer, polyoxymethylene polymer, epoxy polymer, or the above Polymer blends and the like are also examples of polymers that form the transparent protective film. The transparent protective film can also be formed as a cured layer of thermosetting or ultraviolet curable resin such as acrylic, urethane, acrylurethane, epoxy, and silicone.
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/または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。 Moreover, the polymer film described in JP-A-2001-343529 (WO01 / 37007), for example, (A) a thermoplastic resin having a substituted and / or unsubstituted imide group in the side chain, and (B) a substitution in the side chain And / or a resin composition containing a thermoplastic resin having unsubstituted phenyl and a nitrile group. A specific example is a film of a resin composition containing an alternating copolymer composed of isobutylene and N-methylmaleimide and an acrylonitrile / styrene copolymer. As the film, a film made of a mixed extruded product of the resin composition or the like can be used.
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。 Although the thickness of a protective film can be determined suitably, generally it is about 1-500 micrometers from points, such as workability | operativity, such as intensity | strength and handleability, and thin layer property. 1-300 micrometers is especially preferable, and 5-200 micrometers is more preferable.
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。 Moreover, it is preferable that a protective film has as little color as possible. Therefore, Rth = [(nx + ny) / 2−nz] · d (where nx and ny are the main refractive index in the plane of the film, nz is the refractive index in the film thickness direction, and d is the film thickness). A protective film having a retardation value in the film thickness direction of −90 nm to +75 nm is preferably used. By using a film having a thickness direction retardation value (Rth) of −90 nm to +75 nm, the coloring (optical coloring) of the polarizing plate caused by the protective film can be almost eliminated. The thickness direction retardation value (Rth) is more preferably −80 nm to +60 nm, and particularly preferably −70 nm to +45 nm.
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。 As the protective film, a cellulose polymer such as triacetyl cellulose is preferable from the viewpoints of polarization characteristics and durability. A triacetyl cellulose film is particularly preferable. In addition, when providing a protective film in the both sides of a polarizer, the protective film which consists of the same polymer material may be used by the front and back, and the protective film which consists of a different polymer material etc. may be used. The polarizer and the protective film are usually in close contact with each other through an aqueous adhesive or the like. Examples of the water-based adhesive include an isocyanate-based adhesive, a polyvinyl alcohol-based adhesive, a gelatin-based adhesive, a vinyl-based latex, a water-based polyurethane, and a water-based polyester.
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。 The surface of the transparent protective film to which the polarizer is not adhered may be subjected to a hard coat layer, an antireflection treatment, an antisticking treatment, or a treatment for diffusion or antiglare.
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。 The hard coat treatment is applied for the purpose of preventing scratches on the surface of the polarizing plate. For example, a transparent protective film with a cured film excellent in hardness, sliding properties, etc. by an appropriate ultraviolet curable resin such as acrylic or silicone is used. It can be formed by a method of adding to the surface of the film. The antireflection treatment is performed for the purpose of preventing reflection of external light on the surface of the polarizing plate, and can be achieved by forming an antireflection film or the like according to the conventional art. Further, the anti-sticking treatment is performed for the purpose of preventing adhesion with an adjacent layer.
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。 The anti-glare treatment is applied for the purpose of preventing the outside light from being reflected on the surface of the polarizing plate and obstructing the visibility of the light transmitted through the polarizing plate. For example, the surface is roughened by a sandblasting method or an embossing method. It can be formed by imparting a fine concavo-convex structure to the surface of the transparent protective film by an appropriate method such as a blending method of transparent particles. The fine particles to be included in the formation of the surface fine concavo-convex structure are, for example, conductive materials made of silica, alumina, titania, zirconia, tin oxide, indium oxide, cadmium oxide, antimony oxide or the like having an average particle size of 0.5 to 50 μm. In some cases, transparent fine particles such as inorganic fine particles, organic fine particles composed of a crosslinked or uncrosslinked polymer, and the like are used. When forming a surface fine uneven structure, the amount of fine particles used is generally about 2 to 50 parts by weight, preferably 5 to 25 parts by weight, based on 100 parts by weight of the transparent resin forming the surface fine uneven structure. The antiglare layer may also serve as a diffusion layer (viewing angle expanding function or the like) for diffusing the light transmitted through the polarizing plate to expand the viewing angle.
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。 The antireflection layer, antisticking layer, diffusion layer, antiglare layer, and the like can be provided on the transparent protective film itself, or can be provided separately from the transparent protective film as an optical layer.
また光学層としては1/4波長板、1/2波長板等の位相差板があげられる。例えば、1/4波長板は、透過率入射角依存性光学素子からの出射光が円偏光の場合には、出射する円偏光を直線偏光に変える。前記1/4波長板は、使用目的に応じた適宜な位相差板が用いられる。前記波長板は、2種以上の位相差板を積層して位相差等の光学特性を制御することができる。位相差板としては、ポリカーボネート、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、ポリアミドの如き適宜なポリマーからなるフィルムを延伸処理してなる複屈折性フィルムや液晶ポリマーなどの液晶材料からなる配向フィルム、液晶材料の配向層をフィルムにて支持したものなどがあげられる。前記波長板の厚さは、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。 Examples of the optical layer include retardation plates such as quarter-wave plates and half-wave plates. For example, the quarter-wave plate changes the emitted circularly polarized light to linearly polarized light when the emitted light from the transmittance incident angle dependent optical element is circularly polarized light. As the quarter-wave plate, an appropriate retardation plate is used according to the purpose of use. The wavelength plate can be formed by stacking two or more kinds of retardation plates to control optical characteristics such as retardation. As the retardation plate, a birefringent film obtained by stretching a film made of an appropriate polymer such as polycarbonate, norbornene resin, polyvinyl alcohol, polystyrene, polymethyl methacrylate, polypropylene, other polyolefins, polyarylate, polyamide, Examples thereof include an alignment film made of a liquid crystal material such as a liquid crystal polymer, and an alignment layer of the liquid crystal material supported by the film. The thickness of the wave plate is usually preferably from 0.5 to 200 μm, particularly preferably from 1 to 100 μm.
可視光域等の広い波長範囲で1/4波長板として機能する位相差板は、例えば波長550nmの淡色光に対して1/4波長板として機能する位相差層と他の位相差特性を示す位相差層、例えば1/2波長板として機能する位相差層とを重畳する方式などにより得ることができる。従って、位相差板は、1層又は2層以上の位相差層からなるものであってよい。 A retardation plate that functions as a quarter-wave plate in a wide wavelength range such as a visible light region exhibits, for example, a retardation layer that functions as a quarter-wave plate for light-color light having a wavelength of 550 nm and other retardation characteristics. It can be obtained by a method of superposing a retardation layer, for example, a retardation layer functioning as a half-wave plate. Therefore, the retardation film may be composed of one or more retardation layers.
また位相差板は、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。 The retardation plate is laminated on a polarizing plate as a viewing angle compensation film and used as a wide viewing angle polarizing plate. The viewing angle compensation film is a film for widening the viewing angle so that an image can be seen relatively clearly even when the screen of the liquid crystal display device is viewed from a slightly oblique direction rather than perpendicular to the screen.
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。 As such a viewing angle compensation retardation plate, a birefringent film that has been biaxially stretched or stretched in two orthogonal directions, a bidirectionally stretched film such as a tilted orientation film, and the like are used. Examples of the inclined alignment film include a film obtained by bonding a heat shrink film to a polymer film and stretching or / and shrinking the polymer film under the action of the contraction force by heating, and a film obtained by obliquely aligning a liquid crystal polymer. Can be mentioned. The viewing angle compensation film can be appropriately combined for the purpose of preventing coloring or the like due to a change in viewing angle based on a phase difference caused by a liquid crystal cell or increasing the viewing angle for good viewing.
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、特にディスコチ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。 Also, from the point of achieving a wide viewing angle with good visibility, an optically compensated phase difference in which a liquid crystal polymer alignment layer, particularly an optically anisotropic layer composed of a discotic liquid crystal polymer gradient alignment layer, is supported by a triacetylcellulose film. A plate can be preferably used.
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。 In addition to the above, the optical layer laminated in practical use is not particularly limited. For example, one or more optical layers that may be used for forming a liquid crystal display device such as a reflective plate or a transflective plate are used. Can do. In particular, a reflective polarizing plate or a semi-transmissive polarizing plate in which a reflecting plate or a semi-transmissive reflecting plate is further laminated on an elliptical polarizing plate or a circular polarizing plate can be given.
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。 A reflective polarizing plate is a polarizing plate provided with a reflective layer, and is used to form a liquid crystal display device or the like that reflects incident light from the viewing side (display side). Such a light source can be omitted, and the liquid crystal display device can be easily thinned. The reflective polarizing plate can be formed by an appropriate method such as a method in which a reflective layer made of metal or the like is attached to one surface of the polarizing plate via a transparent protective layer or the like as necessary.
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。 Specific examples of the reflective polarizing plate include those in which a reflective layer is formed by attaching a foil or vapor-deposited film made of a reflective metal such as aluminum on one surface of a protective film matted as necessary. In addition, the protective film may contain fine particles to form a surface fine concavo-convex structure and a reflective layer having a fine concavo-convex structure thereon. The reflective layer having the fine concavo-convex structure has an advantage that incident light is diffused by irregular reflection to prevent directivity and glaring appearance and to suppress unevenness in brightness and darkness. Moreover, the protective film containing fine particles also has an advantage that incident light and its reflected light are diffused when passing through it and light and dark unevenness can be further suppressed. The reflective layer with a fine concavo-convex structure reflecting the surface fine concavo-convex structure of the protective film is transparently protected by an appropriate method such as a vapor deposition method such as a vacuum deposition method, an ion plating method, a sputtering method, or a plating method. It can be performed by a method of attaching directly to the surface of the layer.
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。 The reflective plate can be used as a reflective sheet in which a reflective layer is provided on an appropriate film according to the transparent film, instead of the method of directly imparting to the protective film of the polarizing plate. Since the reflective layer is usually made of metal, the usage form in which the reflective surface is covered with a protective film, a polarizing plate or the like is used to prevent a decrease in reflectance due to oxidation, and thus the long-term sustainability of the initial reflectance. More preferable is the point of avoiding the additional attachment of the protective layer.
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。 The semi-transmissive polarizing plate can be obtained by using a semi-transmissive reflective layer such as a half mirror that reflects and transmits light with the reflective layer. A transflective polarizing plate is usually provided on the back side of a liquid crystal cell, and displays an image by reflecting incident light from the viewing side (display side) when a liquid crystal display device is used in a relatively bright atmosphere. In a relatively dark atmosphere, a liquid crystal display device or the like that displays an image using a built-in light source such as a backlight built in the back side of the transflective polarizing plate can be formed. In other words, the transflective polarizing plate is useful for forming a liquid crystal display device of a type that can save energy of using a light source such as a backlight in a bright atmosphere and can be used with a built-in light source even in a relatively dark atmosphere. It is.
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。 Further, the polarizing plate may be formed by laminating a polarizing plate and two or three or more optical layers like the above-described polarization separation type polarizing plate. Therefore, a reflective elliptical polarizing plate or a semi-transmissive elliptical polarizing plate in which the above-mentioned reflective polarizing plate or transflective polarizing plate and a retardation plate are combined may be used.
前記偏光板と位相差板等は、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。 The polarizing plate and the retardation plate can be formed by sequentially laminating them separately in the manufacturing process of the liquid crystal display device. There is an advantage that the manufacturing efficiency of a liquid crystal display device and the like can be improved by being excellent in stability and laminating workability.
前記光学層には、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。 The optical layer can be provided with an adhesive layer or an adhesive layer. The pressure-sensitive adhesive layer can be used for adhering to a liquid crystal cell and also used for laminating optical layers. When adhering the optical films, their optical axes can be set at an appropriate arrangement angle in accordance with the target retardation characteristics.
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。 It does not restrict | limit especially as an adhesive agent or an adhesive. For example, acrylic polymer, silicone polymer, polyester, polyurethane, polyamide, polyvinyl ether, vinyl acetate / vinyl chloride copolymer, modified polyolefin, epoxy-based, fluorine-based, natural rubber, synthetic rubber and other rubber-based polymers Can be appropriately selected and used. In particular, those excellent in optical transparency, exhibiting appropriate wettability, cohesiveness, and adhesive pressure-sensitive adhesive properties and excellent in weather resistance, heat resistance and the like can be preferably used.
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。 The adhesive or pressure-sensitive adhesive can contain a crosslinking agent according to the base polymer. Examples of adhesives include natural and synthetic resins, in particular, tackifier resins, glass fibers, glass beads, metal powders, other inorganic powders, fillers, pigments, colorants, and antioxidants. An additive such as an agent may be contained. Further, it may be an adhesive layer containing fine particles and exhibiting light diffusibility.
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。 The adhesive and the pressure-sensitive adhesive are usually used as an adhesive solution having a solid content concentration of about 10 to 50% by weight in which a base polymer or a composition thereof is dissolved or dispersed in a solvent. As the solvent, an organic solvent such as toluene or ethyl acetate or a solvent such as water can be appropriately selected and used.
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。 The pressure-sensitive adhesive layer and the adhesive layer can be provided on one side or both sides of a polarizing plate or an optical film as an overlapping layer of different compositions or types. The thickness of the pressure-sensitive adhesive layer can be appropriately determined according to the purpose of use and adhesive force, and is generally 1 to 500 μm, preferably 5 to 200 μm, particularly preferably 10 to 100 μm.
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。 For the exposed surface such as the adhesive layer, a separator is temporarily attached and covered for the purpose of preventing contamination until it is put to practical use. Thereby, it can prevent contacting an adhesion layer in the usual handling state. As the separator, except for the above thickness conditions, for example, a suitable thin leaf body such as a plastic film, rubber sheet, paper, cloth, non-woven fabric, net, foam sheet, metal foil, laminate thereof, and the like, silicone type or Appropriate ones according to the prior art, such as those coated with an appropriate release agent such as a long mirror alkyl type, fluorine type or molybdenum sulfide, can be used.
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ベ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。 In the present invention, each layer such as the optical element or the adhesive layer is treated with an ultraviolet absorber such as a salicylic acid ester compound, a bezophenol compound, a benzotriazole compound, a cyanoacrylate compound, or a nickel complex compound. It may also be one having an ultraviolet absorbing ability by a method such as
以下に、本発明を実施例をあげて説明するが、本発明は以下に示し実施例に制限されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be described below with reference to examples, but the present invention is shown below and is not limited to the examples.
なお、正面位相差は、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)により計測した値と、位相差層の厚さd(nm)から、正面位相差:(nx−ny)×d、厚み方向の位相差:(nx−nz)×d、を算出した。傾斜させて測定したときの位相差は、上記自動複屈折測定装置により測定できる。傾斜位相差は:傾斜時の(nx−ny)×dである。 Note that the front phase difference is defined by the direction in which the in-plane refractive index is maximized as the X axis, the direction perpendicular to the X axis as the Y axis, and the thickness direction of the film as the Z axis, and the refractive index in each axial direction as nx, As ny and nz, the refractive index nx, ny and nz at 550 nm were measured by an automatic birefringence measuring device (manufactured by Oji Scientific Instruments, automatic birefringence meter KOBRA21ADH), and the thickness d (nm) of the retardation layer. From the above, the front phase difference: (nx−ny) × d and the thickness direction phase difference: (nx−nz) × d were calculated. The phase difference when measured by tilting can be measured by the automatic birefringence measuring apparatus. The tilt phase difference is: (nx−ny) × d at the time of tilt.
Nz係数は、式:Nz=(nx−nz)/(nx−ny)で定義される。 The Nz coefficient is defined by the formula: Nz = (nx−nz) / (nx−ny).
反射波長帯域は、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−2000)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。 The reflection wavelength band was determined by measuring the reflection spectrum with a spectrophotometer (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd., instantaneous multi-photometry system, MCPD-2000), and having a reflection wavelength band having a half of the maximum reflectance.
ヘイズ値は、村上色彩技術研究所製のヘイズメーターHM150を用いて測定した。 The haze value was measured using a haze meter HM150 manufactured by Murakami Color Research Laboratory.
全光線透過率は、日立製作所の分光光度計U4100により行なった。 The total light transmittance was measured with a spectrophotometer U4100 manufactured by Hitachi, Ltd.
正面輝度は、視野角測定装置(ELDIM製,Ez−Contrast)にて測定した。 The front luminance was measured with a viewing angle measuring device (Ez-Contrast, manufactured by ELDIM).
サンプル作製に用いた紫外線露光装置はウシオ電機製のUVC321AM1を用いた。 UVC321AM1 manufactured by USHIO INC. Was used as the ultraviolet exposure apparatus used for sample preparation.
実施例1
市販品(シャープ社製のアクオス,20インチ)のTFT液晶TV用バックライト(冷陰極管直下型)から、高ヘイズの拡散板、BEFシート、低ヘイズ拡散板を除去した。前記バックライトの概念図を図20に示す。
Example 1
A high haze diffuser plate, a BEF sheet, and a low haze diffuser plate were removed from a commercially available product (sharp Aquos, 20-inch) backlight for TFT liquid crystal TV (cold cathode tube type). A conceptual diagram of the backlight is shown in FIG.
低ヘイズの拡散板:ヘイズ値約80%。 Low haze diffuser: haze value of about 80%.
BEFシート:スリーエム社製BEF−III型。 BEF sheet: 3M BEF-III type.
高ヘイズ拡散板:ヘイズ値約95%。 High haze diffusion plate: haze value of about 95%.
光源:冷陰極管/U字型直線光源5本。 Light source: cold cathode tube / five U-shaped linear light sources.
反射板:発泡ポリエチレンテレフタレートフィルム。 Reflector: Foamed polyethylene terephthalate film.
前記光源の上方に、フィルム上にアクリル丸棒(タカマサ樹脂工業製,φ1mm,全光線透過率約92%,面内位相差なし,厚み約1mm)を並列密着配置して得られるレンチキュラーレンズを、レンチキュラーレンズアレイの稜線と直線状光源の長軸が平行になるように配置した。これにより、冷陰極管の直接像が拡散し隣接像と結合して見えた。 Above the light source, a lenticular lens obtained by placing an acrylic round bar (Takamasa Resin Co., Ltd., φ1 mm, total light transmittance of about 92%, no in-plane retardation, thickness of about 1 mm) on the film in parallel, The ridge line of the lenticular lens array and the long axis of the linear light source were arranged in parallel. As a result, the direct image of the cold-cathode tube diffused and appeared to be combined with the adjacent image.
次いで、下記に示すバンドパスフィルターの上面側に、偏光板-位相差板-コレステリック液晶(反射偏光子)の一体品(日東電工製,SEG1425DU−PCF400)を、粘着材(日東電工製,NO.7)を用いて貼り合わせて一体化した。前記積層物は反射偏光子側をバンドパスフィルターへ貼り合わせた。 Next, a polarizing plate-retarder-cholesteric liquid crystal (reflective polarizer) integrated product (manufactured by Nitto Denko, SEG1425DU-PCF400) is attached to the upper surface side of the bandpass filter shown below. 7) and pasted together. The laminate was bonded to the band pass filter on the reflective polarizer side.
バンドパスフィルターとPCF400の反射する円偏光の向きは逆にしている。バンドパスフィルターは輝線スペクトルを透過する設定となっていて、輝線スペクトルの透過光線は自然光である。輝線スペクトル以外の光は円偏光である。バンドパスフィルターを通過した光がPCF400に到達するとRGB輝線スペクトルは左右円偏光に分離して一方は透過、もう一方は反射する、これに対して輝線スペクトル以外の光は全て反射する。この作用は垂直入射近傍の場合に成立する。斜め入射ではバンドパスフィルターの特性が短波長側にシフトするのでRGB輝線光線が透過できなくなり、斜め入射光は全て反射され、結局正面方向のみ光が透過する。
The directions of the circularly polarized light reflected by the band pass filter and the
光源直下の反射板についても除去し、その代わりに傾斜角35度、ピッチ長5mmの蛇腹状に加工した、傾斜構造を有する反射板(東レ製ルミラーE60L,白PET)を、その稜線と直線状光源が直交になるように配置した。各部材の配置順序は偏光板、1/4波長板を有すること以外は図1に準じる。 The reflector directly under the light source is also removed, and instead of the reflector having an inclined structure (Toray Lumirror E60L, white PET) processed into an accordion shape with an inclination angle of 35 degrees and a pitch length of 5 mm, its ridgeline and linear shape The light sources were arranged so as to be orthogonal. The arrangement order of each member is the same as that in FIG. 1 except that the polarizing plate and the quarter wavelength plate are provided.
(バンドパスフィルター(1))
バンドパスフィルターをコレステリック液晶ポリマーの薄膜塗工によって作製した。右円偏光反射の三波長対応バンドパスフィルターと左円偏光反射の広帯域円偏光板とを組み合わせた。目的とする三波長のみを、垂直方向近傍において円偏光を透過し、逆円偏光は反射してリサイクルし、斜め入射光線は全て反射するものである。
(Bandpass filter (1))
A bandpass filter was prepared by thin film coating of a cholesteric liquid crystal polymer. A three-wavelength bandpass filter for right circular polarization reflection and a broadband circular polarizing plate for left circular polarization reflection were combined. Only the intended three wavelengths are transmitted through circularly polarized light in the vicinity of the vertical direction, reverse circularly polarized light is reflected and recycled, and all obliquely incident light beams are reflected.
三波長冷陰極管の発光スペクトル435nm、535nm、610nmに対し選択反射波長域が440〜490nm、540〜600nm、615〜700nmで右円偏光を反射する選択反射円偏光バンドパスフィルターを作製した。 Selective reflection circularly polarized bandpass filters that reflect right circularly polarized light in the selective reflection wavelength regions of 440 to 490 nm, 540 to 600 nm, and 615 to 700 nm with respect to the emission spectra of 435 nm, 535 nm, and 610 nm of the three-wavelength cold cathode tube were prepared.
用いた液晶材料は実施例1と同様のEP0834754A1に基づき選択反射中心波長480nm、550nm、655nmとなる3種のコレステリック液晶ポリマーを作製する。コレステリック液晶ポリマーは、 The liquid crystal materials used are three cholesteric liquid crystal polymers having selective reflection center wavelengths of 480 nm, 550 nm, and 655 nm based on EP0834754A1 as in Example 1. Cholesteric liquid crystal polymer
選択反射中心波長:モノマーA/カイラル剤B(配合比)
480nm: 9.81/1
550nm: 11.9/1
655nm: 14. 8/1
で配合した液晶混合物を重合することにより作製した。
Selective reflection center wavelength: monomer A / chiral agent B (mixing ratio)
480 nm: 9.81 / 1
550 nm: 11.9 / 1
655 nm: 14. 8/1
It was produced by polymerizing the liquid crystal mixture blended in 1.
前記液晶混合物は、それぞれはテトラヒドロフランに溶解した33重量%溶液にした後、60℃環境下にて窒素パージし、反応開始剤(アゾビスイソブチロニトリル,前記混合物に対して0.5重量%)を添加して重合処理を行った。得られた重合物はジエチルエーテルにて再沈分離し精製した。 Each of the liquid crystal mixtures was made into a 33 wt% solution dissolved in tetrahydrofuran, and then purged with nitrogen in an environment of 60 ° C. to obtain a reaction initiator (azobisisobutyronitrile, 0.5 wt% based on the mixture). ) Was added for polymerization treatment. The resulting polymer was purified by reprecipitation separation with diethyl ether.
上記コレステリック液晶ポリマーを塩化メチレンに溶解して10重量%溶液を調製した。当該溶液を、配向基材に、乾燥時の厚みが約1.5μmになるようワイヤーバーで塗工した。配向基材として、75μm厚のポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムを用い、その表面にポリビニルアルコール配向膜を約0.1μm塗工し、レーヨン製ラビング布でラビングしたものを用いた。塗工後、140℃で15分間乾燥した。この加熱処理終了後、液晶を室温にて冷却固定し薄膜を得た。 The cholesteric liquid crystal polymer was dissolved in methylene chloride to prepare a 10% by weight solution. The solution was applied to the alignment substrate with a wire bar so that the thickness upon drying was about 1.5 μm. A 75 μm-thick polyethylene terephthalate (PET) film was used as the alignment substrate, and about 0.1 μm of a polyvinyl alcohol alignment film was applied to the surface and rubbed with a rayon rubbing cloth. After coating, it was dried at 140 ° C. for 15 minutes. After this heat treatment, the liquid crystal was cooled and fixed at room temperature to obtain a thin film.
同様の工程を経て各色のコレステリック液晶薄膜を作製し、イソシアネート系接着剤(特殊色料化学社製AD126)にて貼り合わせた後、PET基材を除去する操作を繰り返し、各コレステリック液晶層を短波長側から順に3層を積層して約5μm厚のコレステリック液晶積層体(バンドパスフィルター(1))を得た。得られたコレステリック液晶積層体の透過率を図21に示す。コレステリック液晶の積層体は、正面方向での歪み率が約0.90、60°傾斜方向での歪み率が約0.54であった。 A cholesteric liquid crystal thin film of each color is produced through the same process, and after being bonded with an isocyanate-based adhesive (AD126 manufactured by Special Colorant Chemical Co., Ltd.), the operation of removing the PET substrate is repeated to shorten each cholesteric liquid crystal layer. Three layers were laminated in order from the wavelength side to obtain a cholesteric liquid crystal laminate (bandpass filter (1)) having a thickness of about 5 μm. The transmittance of the obtained cholesteric liquid crystal laminate is shown in FIG. The laminate of cholesteric liquid crystals had a distortion rate in the front direction of about 0.90 and a distortion rate in the 60 ° tilt direction of about 0.54.
実施例2
実施例1と同様の市販のTFT液晶TV用バックライト(冷陰極管直下型)から、高ヘイズの拡散板、BEFシート、低ヘイズ拡散板を除去した。
Example 2
The high haze diffusion plate, the BEF sheet, and the low haze diffusion plate were removed from the same commercially available backlight for TFT liquid crystal TV (cold cathode tube type) as in Example 1.
前記光源の上方に、拡散板として日東電工製のAGS1−TACフィルム(ヘイズ値約26%,面内位相差15nm,厚み約85mm)を配置した。さらに、エドモンド社製のレンチキュラーレンズアレイ(反面カマボコ状レンズアレイ,レンズピッチ0.18mm,全光線透過率約92%,面内位相差なし,厚み約2mm)をレンズ面を上側にして、レンチキュラーレンズアレイの稜線と直線状光源の長軸が平行になるように配置した。拡散板は、レンチキュラーレンズアレイの平面側にアクリル系粘着材(日東電工製,NO.7)にて貼り合わせた。これにより、冷陰極管の直接像が拡散し隣接像と結合して見えた。 Above the light source, an AGS1-TAC film made by Nitto Denko (haze value of about 26%, in-plane retardation of 15 nm, thickness of about 85 mm) was disposed as a diffusion plate. In addition, a lenticular lens array manufactured by Edmund (on the other hand, a lens-like lens array, a lens pitch of 0.18 mm, a total light transmittance of about 92%, no in-plane retardation, and a thickness of about 2 mm) is placed with the lens surface facing upward. The array ridgeline and the long axis of the linear light source were arranged in parallel. The diffusion plate was bonded to the flat side of the lenticular lens array with an acrylic adhesive (Nitto Denko, No. 7). As a result, the direct image of the cold-cathode tube diffused and appeared to be combined with the adjacent image.
次いで、下記に示す光学素子を配置した。これに、日東電工製の偏光板(SEG1425DU)に日東電工製の位相差板(1/4波長板,正面位相差140nm,NRF140)をアクリル系粘着材(日東電工製,NO.7)にて貼り合わせた円偏光板を配置した。 Next, the optical elements shown below were arranged. Nitto Denko's polarizing plate (SEG1425DU) and Nitto Denko's phase difference plate (¼ wavelength plate, front phase difference of 140 nm, NRF 140) are coated with an acrylic adhesive (Nitto Denko, No. 7). A bonded circularly polarizing plate was placed.
光源直下の反射板についても除去し、その代わりに傾斜角35度、ピッチ長1mmの繰り返し傾斜構造を有するPMMA板(金型転写成型品)上に硫酸バリウム(和光純薬製)を被覆して得られる反射板を、その稜線と直線状光源が直交になるように配置した。各部材の配置順序は円偏光板を有すること以外は図4に準じる。 The reflective plate directly under the light source is also removed, and instead, barium sulfate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries) is coated on a PMMA plate (mold transfer molding product) having a repetitive inclined structure with an inclination angle of 35 degrees and a pitch length of 1 mm. The resulting reflector was placed so that its ridgeline and the linear light source were orthogonal. The arrangement order of each member is the same as that shown in FIG.
光学素子(1)の作製を以下の方法により行なった。 The optical element (1) was produced by the following method.
(偏光素子(A1))
欧州特許出願公開第0834754号明細書に基づき、選択反射中心波長が460nm、510nm、580nm、660nm、800nmの5種のコレステリック液晶ポリマーを作製した。
(Polarizing element (A1))
Five kinds of cholesteric liquid crystal polymers having selective reflection center wavelengths of 460 nm, 510 nm, 580 nm, 660 nm, and 800 nm were prepared based on the specification of European Patent Application No. 0837544.
コレステリック液晶ポリマーは、前記化2で表される重合性ネマチック液晶モノマーAと、前記化3で表される重合性カイラル剤Bを、下記に示す割合(重量比)
選択反射中心波長:モノマーA/カイラル剤B(配合比):選択反射波長帯域(nm)
460nm: 9.2/1 :430〜490nm
510nm: 10.7/1 :480〜550nm
580nm: 12.8/1 :540〜620nm
660nm: 14.9/1 :620〜810nm
800nm: 17/1 :700〜900nm
で配合した液晶混合物を重合することにより作製した。
The cholesteric liquid crystal polymer comprises a polymerizable nematic liquid crystal monomer A represented by the
Selective reflection center wavelength: monomer A / chiral agent B (combination ratio): selective reflection wavelength band (nm)
460 nm: 9.2 / 1: 430 to 490 nm
510 nm: 10.7 / 1: 480 to 550 nm
580 nm: 12.8 / 1: 540 to 620 nm
660 nm: 14.9 / 1: 620 to 810 nm
800 nm: 17/1: 700 to 900 nm
It was produced by polymerizing the liquid crystal mixture blended in 1.
前記液晶混合物は、それぞれはテトラヒドロフランに溶解した33重量%溶液にした後、60℃環境下にて窒素パージし、反応開始剤(アゾビスイソブチロニトリル,前記混合物に対して0.5重量%)を添加して重合処理を行った。得られた重合物はジエチルエーテルにて再沈分離し精製した。 Each of the liquid crystal mixtures was made into a 33 wt% solution dissolved in tetrahydrofuran, and then purged with nitrogen in an environment of 60 ° C. to obtain a reaction initiator (azobisisobutyronitrile, 0.5 wt% based on the mixture). ) Was added for polymerization treatment. The resulting polymer was purified by reprecipitation separation with diethyl ether.
上記コレステリック液晶ポリマーを塩化メチレンに溶解して10重量%溶液を調製した。当該溶液を、配向基材に、乾燥時の厚みが約1.5μmになるようワイヤーバーで塗工した。配向基材として、75μm厚のポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムを用い、その表面にポリイミド配向膜を約0.1μm塗工し、レーヨン製ラビング布でラビングしたものを用いた。塗工後、140℃で15分間乾燥した。この加熱処理終了後、液晶を室温にて冷却固定し薄膜を得た。 The cholesteric liquid crystal polymer was dissolved in methylene chloride to prepare a 10% by weight solution. The solution was applied to the alignment substrate with a wire bar so that the thickness upon drying was about 1.5 μm. A 75 μm thick polyethylene terephthalate (PET) film was used as the alignment substrate, and a polyimide alignment film was applied to the surface of about 0.1 μm and rubbed with a rayon rubbing cloth. After coating, it was dried at 140 ° C. for 15 minutes. After this heat treatment, the liquid crystal was cooled and fixed at room temperature to obtain a thin film.
得られた液晶薄膜上に同様の工程を経て各色を重ね塗りし、長波長側から短波長側に順次積層を行った。これにより、各液晶層を短波長側から順に5層を積層した約8μm厚のコレステリック液晶の積層体を得た。得られたコレステリック液晶の積層体はPET基材より剥離して用いた。得られたコレステリック液晶の積層体は430nm〜900nmで選択反射機能を有した。これを偏光素子(A1)とした。 Each color was overcoated on the obtained liquid crystal thin film through the same process, and the layers were sequentially laminated from the long wavelength side to the short wavelength side. As a result, an approximately 8 μm-thick cholesteric liquid crystal laminate in which each liquid crystal layer was laminated in order from the short wavelength side was obtained. The obtained cholesteric liquid crystal laminate was peeled off from the PET substrate. The obtained cholesteric liquid crystal laminate had a selective reflection function at 430 nm to 900 nm. This was designated as a polarizing element (A1).
偏光素子(A1)は、正面方向での歪み率が約0.55、60°傾斜方向での歪み率が約0.05であった。偏光素子(A1)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。 The polarizing element (A1) had a distortion rate in the front direction of about 0.55 and a distortion rate in the 60 ° inclination direction of about 0.05. Outgoing light transmitted through the polarizing element (A1) is linearly polarized light with a large incident angle, and the linearly polarized light has a polarization axis substantially perpendicular to the normal direction (front) of the polarizing element surface. Had.
(偏光素子(A1′))
上記偏光素子(A)において、重合性カイラル剤Bの代わりに、その鏡像異性体(B′)を用いたこと以外は同様の操作を行ない、偏光素子(A1)とは逆方向の円偏光特性を有する偏光素子(A1′)を作製した。偏光素子(A1′)の選択反射波長帯域幅、歪み率は偏光素子(A1−1)とほとんど同等であった。出射する直線偏光の偏光軸は方向も同じであった。
(Polarizing element (A1 '))
In the polarizing element (A), the same operation is performed except that the enantiomer (B ′) is used in place of the polymerizable chiral agent B, and the circularly polarizing characteristic in the direction opposite to that of the polarizing element (A1) is obtained. A polarizing element (A1 ′) having the following was produced. The selective reflection wavelength bandwidth and distortion rate of the polarizing element (A1 ′) were almost the same as those of the polarizing element (A1-1). The direction of the polarization axis of the linearly polarized light emitted was the same.
(1/2波長板(B))
日東電工製ポリカーボネート製位相差フィルム(TRフィルム)を用いた。正面位相差値270nm、Nz=約1.0、厚み35μm、430nmでの位相差値は約+8%、650nmでの位相差値は約−5%であった。
(1/2 wavelength plate (B))
A polycarbonate retardation film (TR film) manufactured by Nitto Denko was used. The front retardation value was 270 nm, Nz = about 1.0, the thickness was 35 μm, the retardation value at 430 nm was about + 8%, and the retardation value at 650 nm was about −5%.
(光学素子(1))
偏光素子(A1)、1/2波長板(B)、偏光素子(A1′)の順に、日東電工製のアクリル系粘着材(NO.7):厚み25μmを用いて積層して、光学素子(1)を得た。
(Optical element (1))
A polarizing element (A1), a half-wave plate (B), and a polarizing element (A1 ′) are laminated in this order using an Nitto Denko acrylic adhesive (NO.7): 25 μm in thickness. 1) was obtained.
実施例3
実施例1と同様の市販のTFT液晶TV用バックライト(冷陰極管直下型)から、高ヘイズの拡散板、BEFシート、低ヘイズ拡散板を除去した。
Example 3
The high haze diffusion plate, the BEF sheet, and the low haze diffusion plate were removed from the same commercially available backlight for TFT liquid crystal TV (cold cathode tube type) as in Example 1.
前記光源の上方に、フィルム上にポリメタクリル酸メチル製の光ファイバー(三菱レーヨン製のエスカ,CK40型,φ1mm)をアクリル基板上に平行配置し接着して得られるレンチキュラーレンズ(全光線透過率約90%,面内位相差なし,厚み1mm)を、レンチキュラーレンズアレイの稜線と直線状光源の長軸が平行になるように配置した。これにより、冷陰極管の直接像が拡散し隣接像と結合して見えた。 Above the light source, an optical fiber made of polymethyl methacrylate (Esca made by Mitsubishi Rayon, CK40 type, φ1 mm) is placed in parallel on the acrylic substrate and bonded onto the acrylic substrate (total light transmittance of about 90). %, No in-plane retardation, and 1 mm thickness) were arranged so that the ridge line of the lenticular lens array and the major axis of the linear light source were parallel. As a result, the direct image of the cold-cathode tube diffused and appeared to be combined with the adjacent image.
さらにその上方に、拡散板として日東電工製のAGS1−TACフィルム(ヘイズ値約26%,面内位相差15nm,厚み約85mm)を配置した。 Furthermore, an NGS-TAC AGS1-TAC film (haze value of about 26%, in-plane retardation of 15 nm, thickness of about 85 mm) was disposed as a diffusion plate.
次いで、下記に示す光学素子(2)を粘着材(日東電工製,NO.7)を用いて貼り合わせて一体化した。これに、日東電工製の偏光板(SEG1425DU)に日東電工製の位相差板(1/4波長板,正面位相差140nm,NRF140)をアクリル系粘着材(日東電工製,NO.7)にて貼り合わせた円偏光板を配置した。 Next, the optical element (2) shown below was bonded and integrated using an adhesive material (manufactured by Nitto Denko, No. 7). Nitto Denko's polarizing plate (SEG1425DU) and Nitto Denko's phase difference plate (¼ wavelength plate, front phase difference of 140 nm, NRF 140) are coated with an acrylic adhesive (Nitto Denko, No. 7). A bonded circularly polarizing plate was placed.
光源直下の反射板についても除去し、その代わりに傾斜角35度、ピッチ長1mmの繰り返し傾斜構造を有するポリメタクリル酸メチル板(金型転写成型品)上に銀蒸着膜を被覆して得られる反射板を、その稜線と直線状光源が直交になるように配置した。各部材の配置順序は円偏光板を有すること以外は図3に準じる。 It is also obtained by removing the reflection plate directly under the light source and coating a silver vapor deposition film on a polymethyl methacrylate plate (mold transfer molding product) having a repetitive inclined structure with an inclination angle of 35 degrees and a pitch length of 1 mm instead. The reflector was arranged so that the ridgeline and the linear light source were orthogonal. The arrangement order of each member is the same as that shown in FIG.
光学素子(2)の作製を以下の方法により行なった。 The optical element (2) was produced by the following method.
(偏光素子(A1))
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、UV照射なしの状態で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)とした。
(Polarizing element (A1))
Prepare 95.4 parts by weight of monofunctional mesogenic compound (manufactured by Takasago International Corporation, L42), 4.6 parts by weight of bifunctional polymerizable chiral agent (LC756 made by BASF) and 233 parts by weight of solvent (cyclopentanone). A coating solution (
偏光素子(A1)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)に対し実質的に直交方向に偏光軸を有していた。 The polarizing element (A1) had a distortion rate in the front direction of 0.76 and a distortion rate in the 60 ° inclination direction of 0.10. Outgoing light transmitted through the polarizing element (A1-1) is linearly polarized light with a large incident angle, and the linearly polarized light is polarized in a direction substantially orthogonal to the normal direction (front) of the polarizing element surface. Had an axis.
(偏光素子(A2))
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、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550〜1100nmのコレステリック液晶層を得た。これを偏光素子(A2)とした。
(Polarizing element (A2))
A solution containing 96.2 parts by weight of a monofunctional mesogen compound (manufactured by Takasago International Corporation, L42), 3.8 parts by weight of a bifunctional polymerizable chiral agent (LC756 made by BASF) and a solvent (cyclopentanone). A coating liquid (
偏光素子(A2)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(A2)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。 The polarizing element (A2) had a distortion rate in the front direction of 0.96 and a distortion rate in the 60 ° inclination direction of 0.02. Outgoing light transmitted through the polarizing element (A2) is linearly polarized light with a large incident angle, and the linearly polarized light has a polarization axis substantially parallel to the normal direction (front face) of the polarizing element surface. Had.
(光学素子(2))
偏光素子(A1)と偏光素子(B1)を、日東電工製のアクリル系粘着材(NO.7):厚み25μmを用いて積層して、光学素子(2)を得た。
(Optical element (2))
The polarizing element (A1) and the polarizing element (B1) were laminated using an Nitto Denko acrylic adhesive (NO.7) with a thickness of 25 μm to obtain an optical element (2).
比較例1
市販のTFT液晶TV用バックライト(実施例に用いたもの)の低ヘイズの拡散板上に、偏光板(日東電工製,SEG1425DU)と直線偏光型反射偏光子(スリーエム製,DBEF)をアクリル系粘着材(日東電工製,NO.7)にて貼り合わせた積層物を、反射偏光子が下側になるように配置した。
Comparative Example 1
A polarizing plate (manufactured by Nitto Denko, SEG1425DU) and a linearly polarized reflective polarizer (manufactured by 3M, DBEF) are acrylic on a low-haze diffuser plate for a commercially available TFT liquid crystal TV backlight (used in the examples). The laminate bonded with an adhesive (manufactured by Nitto Denko, No. 7) was placed so that the reflective polarizer was on the lower side.
比較例2
市販のTFT液晶TV用バックライト(実施例に用いたもの)の低ヘイズの拡散板上に、偏光板-位相差板-コレステリック液晶(反射偏光子)の一体品(日東電工製,SEG1425DU−PCF400)を、反射偏光子が下側になるように配置した。
Comparative Example 2
An integrated product of polarizing plate-retarding plate-cholesteric liquid crystal (reflective polarizer) on a low-haze diffusion plate of a commercially available TFT liquid crystal TV backlight (used in the examples) (Nitto Denko, SEG1425DU-PCF400) ) With the reflective polarizer on the bottom.
上記実施例および比較例で得られた直下型バックライトについて、正面輝度(cd/cm2)を測定した。比較例1、2の正面輝度は同じであった。比較例1、2の正面輝度の値を100とした場合の、実施例の正面輝度比を表1に示す。 The front luminance (cd / cm 2 ) of the direct type backlights obtained in the above examples and comparative examples was measured. The front brightness of Comparative Examples 1 and 2 was the same. Table 1 shows the front luminance ratio of the examples when the front luminance value of Comparative Examples 1 and 2 is 100.
1 直線状光源
2 レンチキュラーレンズアレイ
3 反射偏光子
4 反射板
5 拡散板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Linear
Claims (12)
その片側には、複数の平行な稜線を有するレンチキュラーレンズアレイが配置され、さらにその上に透過率入射角依存性光学素子が配置されており、かつレンチキュラーレンズアレイの稜線は直線状光源の長軸に概略平行に配置されており、
もう一方の片側には、稜線を有し、かつ繰り返し傾斜構造を有する反射板が、反射板の稜線と直線状光源の長軸とが概略直交するように配置されていることを特徴とする直下型バックライト。 For linear light sources
A lenticular lens array having a plurality of parallel ridge lines is disposed on one side thereof, and a transmittance incident angle dependent optical element is disposed thereon, and the ridge line of the lenticular lens array is the long axis of the linear light source. Are arranged approximately parallel to
On the other side, a reflector having a ridge line and having a repetitive inclined structure is arranged so that the ridge line of the reflector and the long axis of the linear light source are substantially perpendicular to each other. Type backlight.
A liquid crystal display device using the direct type backlight according to claim 1.
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