CN1701251A - 宽带胆甾醇型液晶薄膜、其制造方法、圆偏振片、直线偏振镜、照明装置及液晶显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明的宽带胆甾醇型液晶薄膜，是将含聚合性手性剂(b)和光异构化材料(c)的液晶混合物，涂布在基质材料上，进行紫外线聚合得到的，该胆甾醇型液晶薄膜具有200nm以上的反射带宽度。本发明的宽带胆甾醇型液晶薄膜，具有宽的反射带、薄型且能够以较少的制造工序制造。

Description

宽带胆甾醇型液晶薄膜、其制造方法、圆偏振片、 直线偏振镜、照明装置及液晶显示装置

技术领域

本发明是关于宽带胆甾醇型液晶薄膜及其制造方法。本发明的宽带胆甾醇型液晶薄膜可用作圆偏振片(反射型偏振镜)。本发明还关于使用了该圆偏振片的直线偏振镜、照明装置和液晶显示装置。进而本发明还关于使用了上述圆偏振片的偏振光元件系统、利用该偏振光元件系统的视野扩大液晶显示装置。

背景技术

液晶显示屏的构造，一般是在形成了透明电极的玻璃板之间注入液晶，并在上述玻璃板的前后配置偏振镜。这种液晶显示屏中使用的偏振镜，是通过在聚乙烯醇薄膜上吸附上碘和二色性染料等，并使其在一定方向上拉伸而制得。如此制造的偏振镜，其自身吸收在一个方向上振动的光，仅通过在其他方向上振动的光，形成直线偏振光。由此，偏振镜的效率理论上不超过50％，这就是液晶显示屏效率降低的一个主要原因。由于这种吸收光线的缘故，当液晶显示装置的光源功率增大到某个程度以上时，由吸收光线的热转换而产生的热量，偏振镜被破坏，或者是单元内部的液晶层受到热的影响，会导致显示等级低劣等问题。

具有圆偏振光分离功能的胆甾醇型液晶，其液晶的螺旋旋转方向与圆偏振光方向一致，所以具有选择反射特性，只反射像波长为液晶的螺旋间距那样的圆偏振光的光。根据这种选择反射特性，通过只透过分离一定波长带域自然光的特定圆偏振光，反射残余光进行再利用，可制造出高效率的偏振光膜。这时，透过的圆偏振光通过λ/4的波长板转变成直线偏振光，通过使这种直线偏振光的方向与液晶显示屏中所用的吸收型偏振镜的透过方向一致，可获得高透过率的液晶显示装置。即，将胆甾醇型液晶薄膜与λ/4波长板组合而用作直线偏振镜时，从理论上讲没有光的损失，与以前单独使用吸收50％光的吸收型偏振镜情况比较，理论上亮度可明显提高2倍。

而且，胆甾醇型液晶的选择反射特性，只限定于特定的波段，所以较难覆盖可见光线全域。胆甾醇型液晶的选择反射波段宽Δλ以下式表示，

Δλ＝2λ·(ne-no)/(ne+no)

no：胆甾醇型液晶分子对正常光的折射率

ne：胆甾醇型液晶分子对异常光的折射率

λ：选择反射的中心波长它依赖于胆甾醇型液晶本身的分子结构。根据上式，若增大ne-no，可扩展选择反射波段宽Δλ，但是ne-no通常在0.3以下。当增大该值时，作为液晶的其他功能(定向特性，液晶温度等)则很不充分，所以较难达到实用。因此，实际中，即使增大选择反射波段宽Δλ，最大也只达到150nm。作为胆甾醇型液晶多数可实用的也只是30-100nm的。

选择反射中心波长λ以下式表示，

λ＝(ne+no)P/2

P：胆甾醇型液晶在一个旋转扭矩中所需要的螺旋间距长度若间距一定，该选择反射中心波长λ取决于液晶分子的平均折射率和间距长度。

因此，为了覆盖可见光全域，层叠具有不同选择反射中心波长的多层，或者在厚度方向上连续改变间距长度，形成选择反射中心波长的存在分布。

例如，可以举出在厚度方向上连续改变间距长度的方法(例如，可参照特开平6-281814号公报、特许第3272668号说明书、特开平11-248943号公报)。此方法，在用紫外线曝光胆甾醇型液晶组合物使之硬化时，通过对曝光面侧和射出面侧的曝光强度付与差异，对聚合速度付与差异，在厚度方向上设置反应速度不同的液晶组合物组成比变化。

该方法的要点是加大曝光面侧和射出面侧的曝光强度差异。为此，上述现有技术的实施例，多数情况是采用向液晶组合物中混合紫外线吸收剂，在厚度方向上产生吸收，利用光路长度来放大曝光量差异的方法。

而且，像特开平6-281814号公报中连续改变间距长度的方法，为实现其功能所需要的液晶层厚度必须为15-20μm，除了精密涂布液晶层而带来的问题外，还需要大量的高价液晶，这就不可避免地导致成本增高。进而，曝光时间需要1-60分钟，并且为了获得10m/分钟的线速度，需要曝光线长度达到10-600m的相当长的制造线。若降低线速度，可减小线长度，不可避免地又会降低生产速度。

正如特开平6-281814号公报中所讲述的，为了改变厚度方向上的间距长度，在厚度方向上形成紫外线曝光强度的差异，随之产生聚合速度的差异，引起物质移动、组成比变化，以此来控制胆甾醇间距，有这样理论上的问题因而难以形成快速的间距变化之缘故。根据特开平6-281814号公报，短间距一侧和长间距一侧的间距长度不同，由于其差异达到100nm，所以需要较大地改变组成比，为了实现这一要求，就需要相当厚的液晶厚度与微弱的紫外线照射以及相当长的曝光时间。

根据特开平11-248943号公报，使间距改变的物质移动性，要比特开平6-281814号公报中所用的材料实例好，所以用1分钟左右的曝光量，即可成膜。而且，这种情况下，也只需要15μm的厚度。

特许第3272668号说明书中，改变一次曝光和二次曝光的温度条件，而且在暗处另行设置组成比在厚度方向上变化所需要的时间，但等待由这种温度变化而产生的物质移动的时间也需要10-30分钟。

特许第3272668号说明书和特开平11-248943号公报中，液晶涂布厚度也在15μm左右，与要求20μm的厚度的特开平6-281814号公报中相比较，可知利用液晶层1层的厚度方向组成比变化，改变间距，覆盖住可见光全域，需要较厚的胆甾醇型液晶厚度和较长的物质移动时间。

根据特开平9-189811号公报，若要覆盖可见光全域，最低也需要3层。为了形成良好的视野特性，采取的对策是覆盖长波长一侧，倾斜入射光线，这时所需要的叠层数为4-5层，同时由于制造过程烦杂，工序数增大，所以不可避免地降低了合格率。

通过将这种宽带圆偏振光反射板与相位差板组合，可使扩散光源形成平行光。若利用这种平行光化的光源和扩散板，可构筑成液晶显示装置的视野扩大系统。

例如，从特许第2561483号说明书、特开平10-321025号公报中看到的那样，将垂直入射方向的相位差值与倾斜入射方向的相位差值被控制成特别不同的相位差板，插入偏振镜之间时，透过光线的角度分布会受到制约，若使用吸收型偏振镜，只有正面附近的光线透过，周边的光线全部被吸收。对其使用圆偏振片(反射型偏振镜)的话，只有正面附近的光线透过，周边光线全部被反射。若根据这种理论，背照灯的射出光线不会伴有吸收损失，可完全进行聚光化、平行光化。

将这种平行光化的背照灯光源与后方散射较少且不发生偏振光的消失的扩散板进行组合，可构筑成视野扩大系统。然而，如前所述，仍存在如下问题，即，以往将液晶层进行多层叠层的方法(特开平9-189811号公报)，由于多层层叠，存在工序数量增大的问题。如在特开平6-281814号公报和特许第3272668号说明书中公开的使用增大液晶层厚度的方法，存在成本高的问题。

发明公开

本发明的目的是提供一种具有宽带反射区域、薄型、可用较少的制造工序制造的宽带胆甾醇型液晶薄膜，及其制造方法。

本发明的再一个目的是提供一种使用了上述宽带胆甾醇型液晶薄膜的圆偏振片，进而提供使用了该圆偏振片的直线偏振镜、照明装置和液晶显示装置。

进而，本发明的又一目的是提供一种使用了上述圆偏振片的偏振光元件系统，利用了该偏振光元件系统的视野扩大液晶显示装置。

本发明者们为了解决上述课题，经过深入研究，结果发现利用以下的宽带胆甾醇型液晶薄膜及其制造方法可达到上述目的，并至此完成本发明。即，本发明如下。

1.一种宽带胆甾醇型液晶薄膜，其特征是，将含有(a)聚合性液晶原(mesogen)化合物、(b)聚合性手性剂和(c)光异构化材料的液晶混合物，涂布在基质材料上，进行紫外线聚合，得到胆甾醇型液晶薄膜，该薄膜具有200nm以上的反射带宽度。

2.根据上述1记载的宽带胆甾醇型液晶薄膜，其特征是，胆甾醇型液晶薄膜的间距长度连续变化。

3.根据上述1或2记载的宽带胆甾醇型液晶薄膜，其特征是，液晶混合物含有光聚合引发剂(d)。

4.根据上述1-3中任一项记载的胆甾醇型液晶薄膜，其特征是，聚合性液晶原化合物(a)具有1个或2个以上的聚合性官能基，聚合性手性剂(b)具有1个或2个以上的聚合性官能基。

5.根据上述1-4中任一项记载的宽带胆甾醇型液晶薄膜，其特征是，光异构化材料(c)是从茋、偶氮苯及它们的衍生物中选出的至少1种。

6.上述1-5中任一项记载的宽带胆甾醇型液晶薄膜的制造方法，其特征是，将含有(a)聚合性液晶原化合物、(b)聚合性手性剂和(c)光异构化材料的液晶混合物涂布在基质材料上，进行紫外线聚合。

7.使用了上述1-5中任一项记载宽带胆甾醇型液晶薄膜的圆偏振片。

8.在上述7记载的圆偏振片上，层叠λ/4板而得到的直线偏振镜。

9.对λ/4板，按照间距长度连续变狭窄的方式层叠圆偏振片胆甾醇型液晶薄膜，得到上述8记载的直线偏振镜。

10.在上述8或9记载的直线偏振镜透过轴上，与该透过轴方向一致而贴合吸收型偏振镜，得到直线偏振镜。

11.一种照明装置，其特征是，在背面侧具有反射层的面光源表面侧上，具有上述7记载的圆偏振片或者上述8-10中任一项记载的直线偏振镜。

12.一种液晶显示装置，其特征是，在上述11记载的照明装置的光射出侧，具有液晶单元(cell)。

13.一种偏振光元件系统，其特征是，在偏振光的选择反射的波段相互重叠的至少2层的反射偏振镜(a)之间，配置正面相位差(法线方向)大致为零、且对于相对于法线方向倾斜30°以上而入射的入射光具有λ/8以上相位差的相位差层(b)，

在这种偏振光元件系统中，上述反射偏振镜(a)是上述7记载的圆偏振片。

14.根据上述13记载的偏振光元件系统，其特征是，至少2层反射偏振镜(a)以选择反射波长为550nm±10nm的波长范围相互重叠。

15.根据上述13或14记载的偏振光元件系统，其特征是，相位差层(b)是在可见光区域以外具有选择反射波长域的胆甾醇型液晶相，固定成平面定向而形成的。

16.根据上述13或14记载的偏振光元件系统，其特征是，相位差层(b)是棒状液晶固定成垂直排列定向状态而形成的。

17.根据上述13或14记载的偏振光元件系统，其特征是，相位差层(b)是圆盘状液晶固定成向列相或柱状相定向状态而形成的。

18.根据上述13或14记载的偏振光元件系统，其特征是，相位差层(b)是将聚合物薄膜2轴定向而形成的。

19.根据上述13或14记载的偏振光元件系统，其特征是，相位差层(b)是将具有负单轴性的无机层状化合物，按照面的法线方向成为光轴的方式定向固定而形成的。

20.一种视野扩大的液晶显示装置，其特征是，至少包括以下部分，即，

使用上述13-19中任一项记载的偏振光元件系统，将扩散光源进行平行光化的背照灯系统，

经平行光化的光线透过的液晶单元，

配置在液晶单元两侧的偏振片，和

配置在液晶单元辨认侧的，扩散透过光线的扩大视野的薄膜。

21.根据上述20记载的视野扩大液晶显示装置，其特征是，在上述13-19中任一项记载的偏振光元件系统辨认侧(液晶单元侧)配置λ/4板，配置时使透过得到的直线偏振光轴方向与液晶显示装置下面侧(光源侧)偏振片的透过轴方向一致。

22.根据上述20或21记载的视野扩大液晶显示装置，其特征是，作为视野扩大薄膜，使用实际上无后方散射、不会使偏振光消失的扩散板。

23.根据上述20-22中任一项记载的视野扩大液晶显示装置，其特征是，使用透光性的粘接剂或粘合剂，来将各层重叠。

(作用)

上述本发明的宽带胆甾醇型液晶薄膜是通过将聚合性液晶混合物进行紫外线聚合而获得的，上述液晶混合物含有光异构化材料(c)。利用这种光异构化材料(c)，缩短了紫外线照射时间，并实现了涂布层厚度的薄层化。

据报导，如1999年日本液晶学会讨论会讲演予稿集66-69中讲述，偶氮苯等光异构化材料(c)，通过光异构化反应，能可逆地控制胆甾醇型液晶的选择反射带。例如，偶氮苯，在照射365nm附近的紫外线时，可引发由trans体向cis体的异构化反应，利用440nm附近的可见光或热，可引发由cis体向trans体的异构化反应。即，报导了向涂布了含有光异构化材料(c)的液晶混合物的基质材料，照射紫外线时，胆甾醇型液晶的反射带进行偏移。

向液晶混合物中添加这种光异构化材料(c)，照射紫外线使照射量在厚度方向上进行分布时，在紫外线照射侧，进行由trans向cis的异构化。相对于紫外线照射侧，在其相反侧，则难以进行由trans向cis的异构化。由此，能够以单层制造出，在厚度方向上呈现出与trans-cis存在比率相关的分布差异、且具有覆盖可见光全域的选择反射波段宽度的宽带胆甾醇型液晶薄膜。如此制得的宽带胆甾醇型液晶薄膜，可作为宽带圆偏振光反射板发挥功能，在光学特性上具有与特开平6-281814号公报、特许第3272668号说明书、特开平11-248943号、特开平9-189811号公报(以下将它们称作公知特许文献)中同等的性质，同时能降低厚度，进而能大幅度削减制造工序，实现低成本化。

即，本发明的宽带胆甾醇型液晶薄膜，可薄层化，并能降低高价液晶材料的使用量。此外，能够减小该液晶层的整体厚度，也能减少其层叠次数。其结果，可减少制造工序数，提高了线速度，由此可降低成本。

上述本发明的宽带胆甾醇型液晶薄膜，其选择反射波长的反射带宽度，扩展到200nm以上，具有宽范围的反射带宽度。反射带宽度最好在300nm以上，更好400nm以上。在可见光区域，特别在400-800nm的波段，最好具有200nm以上的反射带宽度。

还有，对于反射带宽度，利用分光光度计(大冢电子株式会社制，瞬间multi测光系统MCPD-2000)测定宽带胆甾醇型液晶薄膜的反射光谱，将具有最大反射率的一半反射率的区域作为反射带。

附图说明

图1是实施例1制作的胆甾醇型液晶薄膜反射光谱图。

图2是实施例2制作的胆甾醇型液晶薄膜反射光谱图。

图3是比较例1制作的胆甾醇型液晶薄膜反射光谱图。

图4是比较例2制作的胆甾醇型液晶薄膜反射光谱图。

图5是实施例3中使用的宽带偏振片概念图。1：吸收型偏振片、2：λ/4板、3：胆甾醇型液晶薄膜(圆偏振片)、4：粘合层。A1：直线偏振镜、A2：在A1上进一步层叠1：吸收型偏振片而得到的直线偏振镜。

图6是实施例5中制作的视野扩大液晶显示装置的概念图。1：吸收型偏振片、2：λ/4板、3：胆甾醇型液晶薄膜(反射偏振镜(a))、5：相位差板(b)：C板、6：视野扩大薄膜(扩散粘合材料)、LC：液晶单元、BL：背照灯、D：扩散反射板。30：偏振光元件、A1：直线偏振镜、A2：在A1上层叠1：吸收型偏振片而得的直线偏振镜。

具体实施方式

本发明的胆甾醇型液晶薄膜是将含有(a)聚合性液晶原(mesogen)化合物、(b)聚合性手性剂和(c)光异构化材料的液晶混合物进行紫外线聚合获得的。

聚合性液晶原化合物(a)，最好使用至少有1个聚合性官能基且聚合性官能基中具有由环状单位等形成的液晶原基的化合物。作为聚合性官能基，可以举出丙烯酰基、甲基丙烯酰基、环氧基、乙烯醚基等，这些中更好是丙烯酰基、甲基丙烯酰基。通过使用具有2个以上聚合性官能基的物质，可导入交联构造，也能提高耐久性。作为形成液晶原基的所述环状单位，例如有联苯系、苯基苯甲酸酯系、苯基环己烷系、氧化偶氮苯系、甲亚胺系、偶氮苯系、苯基嘧啶系、二苯基乙炔系、二苯基苯甲酸酯系、二环己烷系、环己基苯系、联三苯系等。这些环状单位的末端，例如，也可具有氰基、烷基、烷氧基、卤素基等置换基。上述液晶原基也可通过付与挠曲性的间隔部进行结合。作为间隔部，有聚亚甲基链、聚氧亚甲基链等。形成间隔部的构造单位重复数，可根据间隔部的化学构造适当地确定，聚亚甲基链的重复单位数为0-20，最好2-12，聚氧亚甲基链的重复单位数为0-10，最好为1-3。

具有1个聚合性官能基的聚合性液晶原化合物(a)，例如有以下述式表示的化合物。

(其中，R₁表示氢原子或甲基，n为1-5的整数。)

作为具有1个聚合性官能基的聚合性液晶原化合物(a)的具体实例，例如有下述示出的化合物。

作为具有2个聚合物官能基的聚合性液晶原化合物(a)的具体实例，例如有BASF社制的LC242等。

作为聚合性手性剂(b)，例如有BASF社制的LC756。

上述聚合性手性剂(b)的配合量，对于合计100重量份的聚合性液晶原化合物(a)和聚合性手性剂(b)，最好为1-20重量份，更好为3-7重量份。根据聚合性液晶原化合物(a)和聚合性手性剂(b)的比率，可控制螺旋扭矩力(HTP)。通过将上述比率设定在上述范围内，可选择反射带，以使得到的胆甾醇型液晶薄膜的反射光谱能覆盖住可见光全域。

光异构化材料(c)，没有特殊限定，只要是能引起光异构化反应的，就可使用。作为光异构化材料(c)，有茋、茋类、偶氮苯、偶氮苯类、螺环吡喃类、螺环噁嗪类、二芳基乙烯类、俘精酸酐类、环芳(cyclophan)类，查耳酮类等化合物。这些光异构化材料，最好从茋、偶氮苯及其衍生物中至少选出1种使用。光异构化材料(c)的添加量，没有特殊限定，但对于合计100重量份的聚合性液晶原化合物(a)和聚合性手性剂(b)，最好为0.1-20重量份，更好为2-10重量份。

作为光聚合引发剂(d)，没有特殊限制，可使用各种引发剂。例如，汽巴特殊化学品公司社制的irgacure 184、irgacure 907、irgacure 369、irgacure 651等。光聚合引发剂的配合量，对于合计100重量份的聚合性液晶原化合物(a)和聚合性手性剂(b)，最好为0.01-10重量份、更好为0.05-5重量份。此外，根据紫外线照射条件、光异构化材料(c)的添加量，光聚合引发剂(d)也可以不必添加。例如，聚合性液晶原化合物(a)、聚合性手性剂(b)是将具有2个聚合性官能基的物质组合形成，双方的反应速度相当迅速的情况下，也就不需要添加光聚合引发剂(d)。

本发明中，可将含有聚合性液晶原化合物(a)、聚合性手性剂(b)、光异构化材料(c)、和根据需要的光聚合引发剂(d)的液晶混合物，溶解在溶剂中，以溶液形式使用。作为使用的溶剂，没有特殊限制，但最好使用甲基乙基酮、环己酮、环戊酮等。溶液的浓度通常为3-50重量％。

本发明的胆甾醇型液晶薄膜，通过将上述液晶混合物涂布在基质材料上，进行紫外线聚合而制造。

作为基质材料，可采用以前公知的材料，例如可使用以下膜，即，在基板上由聚酰亚胺、聚乙烯醇等形成薄膜，再将其用人造丝布等进行摩擦处理后的摩擦膜、斜方蒸镀膜、向具有肉桂酸盐和偶氮苯等光交联基的聚合物或聚酰亚胺照射偏振光紫外线而得的光定向膜、拉伸薄膜等。除此之外，也可利用磁场、电场定向，利用剪切应力操作进行定向。

作为上述基板，可使用由聚对苯二甲酸乙二醇酯、三乙酸纤维素、降冰片烯树脂、聚乙烯醇、聚酰亚胺、聚烯丙酯、聚碳酸酯、聚砜和聚醚砜等塑料形成的薄膜、玻璃板、石英板。

上述液晶混合物，涂布在一个基质材料上后，可与另一个基质材料形成叠层。在上述液晶混合物为溶液时，可将该溶液涂布在一个基质材料上，干燥后，再与另一个基质材料形成叠层。作为使溶剂挥发的干燥温度，温度最好在溶剂的沸点以上。通常为80-160℃，最好根据溶剂的种类设定温度。

上述液晶混合物的涂布厚度(溶液时，是溶剂干燥后的涂布厚度)，较好为1-20μm，更好为2-10μm。涂布厚度小于1μm时，虽能确保反射带宽度，但其偏振光度会趋于降低，所以不可取。而厚度大于20μm时，反射带宽度和偏振光度均没有显著的提高，而且只是造成成本增高，故不可取。

紫外线照度较好为0.1-30mW/cm²，更好为1-20mW/cm²。作为照射时间，较好在5分钟以下，较短的时间内进行，更好在3分钟以下，尤其好在1分钟以内。在由与紫外线照射一侧相反方向进行加热时，可在更短的时间内形成宽带化。

照射紫外线时，或照射后的加热温度，最好在液晶温度以上。通常在140℃以下为好。具体是60-140℃，更好是80-120℃。利用加热可获得促进单体成分扩散速度的效果。温度低于60℃时，聚合性液晶原化合物(a)的扩散速度非常缓慢，需要相当长的时间才能成为宽带化。

如此得到的胆甾醇型液晶薄膜，可不必从基质材料上剥离下来使用，也可从基质材料上剥离下来使用。

本发明的宽带胆甾醇型液晶薄膜可用作圆偏振片，可在圆偏振片上层叠λ/4板，形成直线偏振镜。作为圆偏振片的胆甾醇型液晶薄膜，最好按间距长度连续变狭窄的方式对λ/4进行叠层。

作为λ/4板，可以举出将由聚碳酸酯、降冰片烯系树脂、聚乙烯醇、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯、其他的聚烯烃、聚烯丙酯、聚酰胺等适宜聚合物形成的薄膜，进行拉伸处理形成的双折射性薄膜，和由液晶聚合物等液晶材料形成的定向薄膜、以薄膜支撑液晶材料的定向层的膜，等等，λ/4波长板的厚度，通常较好为0.5-200μm，更好为1-100μm。

在可见光区等的宽波长范围内，作为λ/4波长板发挥功能的相位差板，例如，可通过将以下层进行重叠的方式获得，即对于波长为550nm的淡色光，作为λ/4波长板发挥作用的相位差层，和其他显示相位差特性的相位差层，例如，作为λ/2波长板发挥作用的相位差层。因此，配置在偏振片和提高亮度的薄膜之间的相位差板，也可是由1层或2层以上的相位差层形成的。

在上述直线偏振镜的透过轴上，按透过轴方向一致的方式贴合吸收型偏振镜后使用。

偏振镜没有特殊限制，可使用各种的。作为偏振镜，例如有，在聚乙烯醇系薄膜，部分甲缩醛化的聚乙烯醇系薄膜，乙烯·醋酸乙烯共聚体系部分皂化的薄膜等亲水性高分子薄膜上，吸附上碘和二色性染料等二色性物质，进行单轴拉伸而得的膜；聚乙烯醇的脱水处理物和聚氯乙烯的脱盐酸处理物等聚烯系定向薄膜等。其中，最好是由聚乙烯醇系薄膜和碘等二色性物质形成的偏振镜。这些偏振镜的厚度没有特殊限制，一般为5-80μm。

在制作将聚乙烯醇系薄膜用碘染色并进行单轴拉伸的偏振镜时，例如使用将聚乙烯醇在碘水溶液中浸渍进行染色后，拉伸到原长度的3-7倍的方法。根据需要，也可在硼酸和碘化钾等水溶液中进行浸渍。进而根据需要，在染色前，还可将聚乙烯醇系薄膜在水中浸渍水洗。通过对聚乙烯醇系薄膜进行水洗，可将聚乙烯醇系薄膜表面的污物和防阻塞剂洗净，此外，还具有使聚乙烯醇系薄膜膨润，防染色不均匀等效果。拉伸可在用碘染色后进行，也可一边染色一边拉伸，还可在拉伸后用碘染色。也可在硼酸、碘化钾等水溶液中、水浴中进行拉伸。

上述偏振镜，通常在单侧或两侧设置透明保护薄膜，以偏振片使用。透明保护薄膜最好是具有优良的透明性、机械强度、热稳定性、隔水性、各向同性等的薄膜。作为透明保护薄膜，例如有由聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯系聚合物，二乙酰基纤维素、三乙酰基纤维素等纤维素系聚合物，聚碳酸酯系聚合物，聚甲基丙烯酸甲酯等丙烯系聚合物等透明聚合物形成的薄膜。还有由聚苯乙烯、丙烯腈·苯乙烯共聚物等苯乙烯系聚合物、聚乙烯、聚丙烯、具有环状或降冰片烯构造的聚烯烃、乙烯·丙烯共聚物等烯烃系聚合物、氯乙烯系聚合物、尼龙、芳香族聚酰胺等酰胺系聚合物等透明的聚合物形成的薄膜。进而还有由酰亚胺系聚合物、砜系聚合物、聚醚砜系聚合物、聚醚醚酮系聚合物、聚苯撑硫化物系聚合物、乙烯醇系聚合物、偏氯乙烯系聚合物、乙烯丁缩醛系聚合物、烯丙酯系聚合物、聚氧甲撑系聚合物、环氧系聚合物、上述聚合物的混合物等透明聚合物形成的薄膜等。最好使用光学上双折射少的。由偏振片的保护薄膜角度考虑，最好是三乙酰基纤维素、聚碳酸酯、丙烯系聚合物、环烯烃系树脂、具有降冰片烯构造的聚烯烃等。

此外，特开2001-343529号公报(WO01/37007)中记载的聚合物薄膜，可以举出例如含有(A)侧链上具有取代和/或非取代酰亚胺基的热塑性树脂、和(B)侧链上具有取代和/或非取代苯基及腈基的热塑性树脂的树脂组合物。作为具体实例，可以举出含有由异丁烯和N-甲基马来酰亚胺形成的交替共聚物和丙烯腈·苯乙烯共聚物的树脂组合物形成的薄膜。薄膜可以使用由树脂组合物的混合挤压品等形成的薄膜。

从偏振光特性和耐久性等方向考虑，能够特别优选地使用的透明保护薄膜，是表面用碱等进行皂化处理过的三乙酰基纤维素薄膜。透明保护薄膜的厚度，虽然可适当确定，但从强度和处理性等作业性、薄层性等方面考虑，为10-500μm，最好为20-300μm，更好为30-200μm。

透明保护薄膜，最好是没有带颜色的。因此，最好使用以Rth＝[(nx+ny)/2-nz]·d(其中，nx、ny是薄膜平面内的主折射率，nz为薄膜厚方向的折射率、d是薄膜厚度)表示的薄膜厚度方向的相位差值为-90nm～+75nm的保护薄膜。通过使用这种厚度方向的相位差值(Rth)为-90nm～+75nm的保护薄膜，可大致消除由保护薄膜引起的偏振片着色(光学的着色)。厚度方向的相位差值(Rth)，更好为-80nm～+60nm，最好为-70nm～+45nm。

上述透明保护薄膜可使用正背面由相同聚合物材料形成的透明保护薄膜，也可使用由不同聚合物材料形成的透明保护薄膜。

在上述透明保护薄膜的不粘接偏振镜的面上，也可实施硬涂层和防反射处理、防粘附处理、将扩散或防眩光为目的的处理。

为防止偏振片表面受损伤等而实施的硬涂层处理，例如，可以按以下方式形成，即在透明保护薄膜表面上附加丙烯系、硅系等适宜的由紫外线固化型树脂产生的硬度和光滑特性等优良的固化皮膜。为防止偏振片表面反射外来光，实施防反射处理，可按照以前形成防反射膜的方法形成。实施防粘附处理是为防止与邻接层形成紧密接合。

另外，实施防眩光处理是为了防止偏振片表面反射外来光而防碍辨认偏振片透过光，例如，可通过以下方式形成，即，利用喷砂方式、压花加工方式等形成粗糙面的方式，以及配合透明微粒子的方式等适宜方式，给透明保护薄膜表面附与细微的凹凸构造。作为在形成上述表面细微凹凸构造时所含有的微粒子，例如可使用平均粒径为0.5-50μm的，由氧化硅、氧化铝、氧化钛、氧化锆、氧化锡、氧化铟、氧化镉、氧化锑等形成的具有导电性的无机系微粒子，由交联或未交联的聚合物等形成的有机系微粒子等透明微粒子。表面形成细微凹凸构造时，微粒子的使用量，对于100重量份形成表面细微凹凸构造的透明树脂，一般为2-50重量份，最好为5-25重量份。防眩光层也可兼作扩散偏振片透过光，扩大视角的扩散层(视野扩大功能等)。

上述的防反射层、防粘附层、扩散层、防眩光层等，可以是透明保护薄膜本身所带有之外，还可作为光学层，与透明保护层分体形成。

在上述直线偏振镜上，为与液晶单元等其他部件粘接，还可设置粘合层。形成粘合层的粘合剂没有特殊限制，例如适当选择使用将丙烯酸系聚合物、硅系聚合物、聚酯、聚氨酯、聚酰胺、聚醚、氟系和橡胶系等的聚合物作为基质聚合物的粘合剂。如丙烯酸系粘合剂，其光学透明性优良，呈现出适度的润湿性、凝聚性和粘接性的粘合特性，最好使用耐气候性和耐热性等优良的。

除上述之外，从防止因吸湿出现发泡现象和剥落现象，防止因热膨胀差异等引起光学特性降低和液晶单元翘曲，以及形成高质量、耐久性优良的液晶显示装置等角度考虑，最好是吸湿率低、耐热性优良的粘合层。

粘合层也可含有添加剂，例如可向粘合层中添加天然和合成的树脂类，尤其是附与粘合性的树脂、和由玻璃纤维、玻璃珠、金属粉末、其他无机粉末等形成的填充剂、颜料、着色剂、和抗氧化剂等。也可以是含有微粒子，呈现光扩散性的粘合层等。

可以用适当的方式，设置粘合层。作为其例，例如，将基质聚合物或其组合物，溶解或分散在甲苯和醋酸乙酯等适宜的单独溶剂或混合溶剂中，调制成10-40重量％的粘合剂溶液，以流延方式或涂布方式等适宜的展开方式，将其直接设置在上述偏振镜上的方式，或者，根据上述，在隔离物上形成粘合层，再将它移置到光学元件上的方式等。粘合层也可以设置成各层为不同的组成或种类的重叠层。粘合层的厚度，可根据使用目的和粘接力等适当确定，一般为1-500μm，最好为5-200μm，更好为10-100μm。

对于粘合层的曝露面，直到供给实用期间，为防止其受污染，覆盖上临时粘接的隔离物。由此可防止在通常的处理状态下触及到粘合层。作为隔离物，除了上述厚度条件外，可按照以前的标准选择适宜的使用，例如，将塑料薄膜、橡胶片、纸、布、无纺布、编织布、发泡片和金属箔，它们的叠层体等适宜的薄状体，根据需要，用硅系、长链烷系、氟系和硫化钼等适宜的剥离剂进行过涂层处理的等等。

对于粘合层等各个层，也可以是，例如，通过用水杨酸酯系化合物、苯酚系化合物、苯并三唑系化合物、氰基丙烯酸酯系化合物、和镍络盐系化合物等紫外线吸收剂进行处理而具有吸收紫外线能的层等等。

本发明的直线偏振镜可较好地用于制造液晶显示装置等各种装置。液晶显示装置可按以前的方法形成。即，形成液晶显示装置时，一般是将液晶单元、光学元件、及根据需要的照明系统等构成部件，适当组装，装入驱动电路等而形成，但除了使用本发明的直线偏振镜这一点外，没有其他限制，可按照以往的方法制造。对于液晶单元，例如可使用TN型、STN型、π型等任意型的。

可形成在液晶单元的单侧或两侧上配置了上述直线偏振镜的液晶显示装置和照明系统中使用背照灯或反射板等的适宜液晶显示装置。这种情况下，本发明的直线偏振镜可设置在液晶单元的单侧或两侧。在两侧设置直线偏振镜时，这些偏振镜可以相同也可以不同。形成液晶显示装置时，例如，可在适宜位置上配置1层或2层以上的扩散板、防眩层、防反射膜、保护板、棱镜列、透镜列片、光扩散板、背照灯等适宜部件。

上述使用了胆甾醇型液晶薄膜的圆偏振片(反射偏振镜)，可使用如下偏振光元件系统，即，在偏振光选择反射的波段相互重叠的至少2层反射偏振镜(a)之间，配置了具有正面相位差(法线方向)大致为零，对于相对法线方向倾斜30°以上入射的入射光具有λ/8以上相位差的相位差层(b)。此外，胆甾醇型液晶薄膜中，可以是螺旋状扭曲分子构造的最大间距和最小间距任一侧为相位差层(b)侧，但从视角(视角好，差色小)角度看，若将反射偏振镜(a)表示成(最大间距/最小间距)的话，按最大间距/最小间距/相位差层(b)/最大间距/最小间距配置为好。还有，如图6所示，组合λ/4板时，按反射偏振镜(a)的最小间距侧形成λ/4板侧方式配置为好。

上述偏振光元件系统，即，具有宽带选择反射功能的胆甾醇型液晶叠层体，正面方向具有圆偏振光反射/透过功能，将其作为宽带圆偏振片，可用于液晶显示装置。在这种情况下，通过配置在圆偏振光模式的液晶单元，例如具有多畴的透过型VA模式液晶单元的光源侧，而可用作圆偏振片。

相位差层(b)，正面方向的相位差几乎为零，对于偏离法线方向30°角的入射光，具有λ/8以上的相位差。为了保持垂直入射的偏振光，正面相位差最好为λ/10以下。

对来自斜方向的入射光，为有效地进行偏振光变换，可根据全反射的角度等适当确定。例如，若要与法线形成60°角进行完全全反射，在60°下测定时的相位差，最好确定为λ/2。但是，由反射偏振镜(a)形成的透过光，由于反射偏振镜自身的C板的双折射性，偏振光状态也会发生变化，所以通常插入C板，以其角度测定时的相位差最好是小于λ/2的值。由于入射光越倾斜，C板的相位差越单调增加，所以作为倾斜到30°以上的某个角度时引起有效的全反射的标准，对于30°角的入射光，最好具有λ/8以上。

相位差层(b)的材质，只要具有上述光学特性的材质就可以，没有特殊限制。例如可以举出，在可见光区域(380-780nm)以外具有选择反射波长的胆甾醇型液晶固定在平面定向状态的材质，棒状液晶固定在垂直排列定向状态的材质，利用了圆盘型液晶的柱状定向、向列定向的材质，使负单轴性结晶在面内定向的材质，2轴性定向的聚合物薄膜等。

本发明中，在可见光区域(380-780nm)以外具有选择反射波长的胆甾醇型液晶固定在平面定向状态而得的C板，作为胆甾醇型液晶的选择反射波长，最好是在可见光区域不带颜色的。为此，选择反射光必须不在可见区域内。选择反射是由胆甾醇型液晶的手性间距和液晶的折射率来决定。选择反射的中心波长值处于近红外区域也可，但为了受旋光等的影响等，发生稍复杂的现象，更好是处于350nm以下的紫外部分内。关于胆甾醇型液晶层的形成，与上述反射偏振镜中形成胆甾醇层时一样进行。

本发明中，固定在垂直排列定向状态的C板，可使用下列物质：将高温下呈现向列液晶性的液晶性热塑树脂，或者是液晶单体和根据需要添加的定向助剂，利用电子线和紫外线等电离放射线照射或热，进行聚合而得的聚合性液晶，或者是它们的混合物。液晶性可以是易溶性和热致性的任何一种，从控制简便和易于形成单畴的角度考虑，最好是热致性的液晶。垂直排列定向例如按照以下方法得到，即，在形成了垂直定向膜(长链烷基硅烷等)的膜上涂布设置上述双折射材料，进行固定使之形成液晶状态。

作为使用了圆盘型液晶的C板，是使面内具有分子扩展的酞菁类或三苯撑类化合物等具有负单轴性的圆盘型液晶材料形成向列相、柱状相而固定的板。作为负单轴性无机层状化合物，例如，详见特开平6-82777号公报中记载的。

利用了聚合物薄膜的2轴性定向C板，可通过如下方法获得，即，把具有正的折射率各向异性的高分子薄膜均衡地2轴拉伸的方法，挤压热塑性树脂的方法，从平行定向的结晶体上切割的方法等。

虽然各层的层叠，是只要重叠配置即可，但从操作性和光的利用效率考虑，最好用粘接剂或粘合剂将各层叠层。这种情况下，粘接剂或粘合剂，是透明的，对可见光域不吸收的，从控制表面反射考虑，各层的折射率最好尽可能相接近。根据这种考虑，例如，最好使用丙烯酸系粘合剂等。形成各层时，可以采用分别用另外的定向膜等形成单畴，并向透光性基质材料转印，而依次进行层叠的方法，或者是不设置粘接层等，但为了定向，适当形成定向膜，依次直接形成各层的方法。

对于各层和(粘合)粘接层，根据需要，为调整扩散度，可添加粒子，以付与各向同性散射，也可适当添加紫外线吸收剂、抗氧化剂，制膜时为付与平展性，还可添加表面活性剂等。

本发明的偏振光元件(胆甾醇型液晶叠层体)具有圆偏振光反射/透过功能，通过对其组合λ/4板，将透过光线转变成直线偏振光，用作直线偏振镜。

作为λ/4板，没有特殊限定，最好使用像聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚苯乙烯、聚砜、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯等通过拉伸产生相位差的广泛使用的透明树脂薄膜，和像JSR制ARTON薄膜之类的降冰片烯系树脂薄膜等。进而，如果使用进行2轴拉伸，补偿因入射角产生的相位差值变化的相位差板，能够改善视野特性，所以优选。除了利用树脂拉伸实现相位差外，也可以使用例如将使液晶定向得到的λ/4层固定而得到的λ/4板。这种情况可大幅度地降低λ/4板的厚度。λ/4波长板的厚度通常较好为0.5-200μm，最好1-100μm。

λ/4板，在单一材料形成的单层时，存在只对特定的波长，发挥良好的作用，但对于其他的波长，就波长分散特性讲，作为λ/4板，作用会降低。因此，若规定与λ/4板的轴角度，进行叠层，对于可见光全域，可用作在实际应用毫无妨碍的范围内发挥作用的宽带λ/4板。这种情况下的各个λ/4板、λ/2板，可以是同一种材料，也可以是与上述λ/4板一样的方法到的用其他材料制得的物质组合的材料。

例如，在宽带圆偏振片上叠层上λ/4板(140nm)，对于该轴角度，以117.5度配置λ/2板(270nm)。这种情况的透光偏振光轴，对于λ/4板的轴形成10度。这种贴合角度会随各相位差板的相位差值而变化，所以并不限定上述贴合角度。

在上述直线偏振镜的透过轴上，按照透过轴方向一致的方式，贴合吸收型偏振镜后使用。

(扩散反射板的配置)

在光源导光板的下侧(与液晶单元的配置面相反侧)上最好配置扩散反射板。由平行光化薄膜反射的光线的主成分为倾斜入射成分，由平行光化薄膜进行正反射，返回到背照灯方向。因此，背面侧的反射板，在正反射性较高的情况下，保存反射角度，不能向正面方向射出而成为损失光。因此，为了不保存反射返回光线的反射角度，增大向正面方向散射的反射成分，所以最好配置扩散反射板。

(扩散板的配置)

本发明中，在平行光化薄膜和背照灯光源之间，最好设置适当的扩散板。使倾斜入射，并反射的光线，在靠近背照灯导光体附近形成散射，使其一部分向垂直入射方向散射，从而可提高光的再利用效率。

所用的扩散板，除了表面凹凸形状的形成物外，还可用在树脂中埋入不同折射率微粒子的方法获得。这种扩散板可夹在平行光化薄膜和背照灯之间，也可贴合在平行光化薄膜上。

将贴合了平行光化薄膜的液晶单元，靠近背照灯配置时，在薄膜表面与背照灯的间隙可能会生成牛顿环，所以本发明中，通过在平行光化薄膜的导光板侧表面上配置具有凹凸表面的扩散板，可抑制产生牛顿环。在本发明中的平行光化薄膜表面上，也可形成兼有凹凸构造和光扩散构造的层。

(视野扩大薄膜的配置)

本发明的液晶显示装置，通过组合平行光化的背照灯，使由液晶显示装置得到的正面附近良好显示特性的光线进行扩散，可在全视野内获得均匀良好的显示特性，从而实现视野扩大。

因此所用的视野扩大薄膜，使用了实际上后方不具有散射的扩散板。扩散板可以作为扩散粘合材料设置。配置部位，虽然是液晶显示装置的辨认侧，但可在偏振片的上下任一侧使用。为了防止像素污点等的影响和由残留的微少后方散射引起对比度降低，最好设置在偏振片—液晶单元之间，尽可能设置在靠近液晶单元的层。这种情况下，最好是实际上不消除偏振光的薄膜。例如，最好使用特开2000-347006号公报、特开2000-347007号公报中公开的微粒子分散型扩散板。

在视野扩大薄膜位于偏振片外侧时，由于从液晶层到偏振片透过平行光化的光线，尤其是在TN液晶单元的情况下，也可不使用视野补偿相位差板。在STN液晶单元的情况下，单使用只是很好地补偿正面特性的相位差薄膜即可。这种情况下，由于视野扩大薄膜具有空气表面，所以也可采用由表面形状产生折射效果的形式。

另一方面，在将视野扩大薄膜插入偏振片和液晶层之间时，在透过偏振片的阶段形成扩散光线。TN液晶的情况下，偏振镜本身的视野特性需要补偿。这种情况下，补偿偏振镜的视野特性的相位差板必须插入到偏振镜和视野扩大薄膜之间。在STN液晶的情况下，除了补偿STN液晶的正面相位差外，必须插入补偿偏振镜视野特性的相位差板。

像以前存在的微型透镜阵列薄膜和全息图薄膜那样，内部具有规律性构造体的视野扩大薄膜的场合，容易与液晶显示装置的黑色矩阵和以往背照灯的平行光化系统所具有的微型透镜阵列/棱镜阵列/隔栅/微型镜阵列等细微构造形成干扰，产生莫尔条纹。但是，本发明中的平行光化膜，由于在面内没有辨认到规律性构造，射出光线没有规律性调制，所以也就不需要考虑与视野扩大薄膜的相性、配置顺序。因此，只要不与液晶显示装置的像素黑色矩阵产生干扰、莫尔条纹，对视野扩大薄膜没有特殊限制，选择范围很宽。

作为本发明中的视野扩大薄膜，最好使用实际上不具有后方散射，不消除偏振光，像特开2000-347006号公报，特开2000-347007号公报中记载的80％-90％灰雾的光散射板。除此之外，全息图片、微型棱镜阵列、微型透镜阵列等，即使内部具有规律性构造，只要与液晶显示装置的像素黑色矩阵不形成干扰条纹的就可使用。

对于液晶显示装置，可按照常规方法，适当使用各种光学层等进行制作。

实施例

以下列举实施例、比较例说明本发明，但本发明不限定于这些实施例。

实施例1

将96重量份的聚合性液晶原化合物(a)BASF社制LC242、4重量份的聚合性手性剂(b)BASF社制LC756、和5重量份的光异构化材料(c)茋进行混合，调制其混合物的甲基乙基酮溶液(30重量％的固体含量)，将上述溶液浇铸在拉伸的聚对苯二甲酸乙二醇酯基质材料上，100℃下干燥2分钟，除去溶剂后，与另一方聚对苯二甲酸乙二醇酯基质材料层叠。接着用5mW/cm²紫外线照射3分钟，100℃下加热10秒种，得到要求的胆甾醇型液晶薄膜。

去除一方的聚对苯二甲酸乙二醇酯基质材料，胆甾醇型液晶薄膜(圆偏振片)的反射光谱示于图1。该圆偏振片在400-800nm的范围内具有良好的圆偏振光分离特性(反射带)。胆甾醇型液晶层(薄膜)的总厚度为10μm。所得胆甾醇型液晶层的间距长度，在紫外线照射面附近(从紫外线照射面到1μm的下层)为0.2μm，在相反面附近(从相反面到1μm下层)为0.5μm，利用断面TEM照相测定间距长度。这样以单层制作成覆盖可见光的形成宽带的胆甾醇型液晶薄膜。

实施例2

作为聚合性液晶原化合物(a)用96重量份上述化合物(1)，作为聚合性手性剂(b)用4重量份BASF社制LC756，作为光异构化材料(c)用5重量份偶氮苯、和作为光聚合引发剂(d)用5重量份irgacure 396(汽巴特殊化学品公司制)，调制其混合物的甲基乙基酮溶液(20重量％的固体含量)。将上述溶液浇铸在拉伸的聚对苯二甲酸乙二醇酯基质材料上，100℃下干燥2分钟，除去溶剂。接着以20mW/cm²的紫外线照射10秒钟，进行加热，得到要求的胆甾醇型液晶薄膜。

图2中示出了胆甾醇型液晶薄膜(圆偏振片)的反射光谱。所得圆偏振片在450-900nm的范围内具有良好的圆偏振光分离特性。胆甾醇型液晶层(薄膜)的总厚度为6μm。此外，所得胆甾醇型液晶层的间距在紫外线照射面附近(从紫外线照射面到1μm下层)为0.25μm，在相反面附近(从相反面到1μm下层)为0.6μm。这样以单层制作成覆盖可见光，形成宽带的胆甾醇型液晶薄膜。

实施例3

以间隔长度连续狭窄的方向，用丙烯酸系粘合材料(厚度25μm)，将实施例1得到的宽带胆甾醇型液晶薄膜(圆偏振片)贴合在将聚碳酸酯树脂薄膜(厚度80μm)进行二轴拉伸得到的λ/4板上。进而，在其上贴合日东电工制的吸收型偏振片TEG 1465DU，并使透过轴方向一致，得到宽带偏振片。

将其用作TFT-LCD的底板，配置在侧光型背照灯上，测量亮度提高率，其结果，与不使用本发明制品的情况比较，亮度可提高1.3倍以上。利用ELDIM社制视野测定机EZ-CONTRAST测量亮度。另外，所得光学特性(反射光谱)与采用上述公知特许文献中所得薄膜的情况一样。

实施例4

用88.6重量份的光聚合性向列液晶单体(BASF社制LC242)、11.4重量份的手性剂(BASF社制LC756)、和5重量份的光聚合引发剂(irgacure907，汽巴特殊化学品公司制)，调制其混合物的环戊酮溶液(30重量％的固体含量)。调整配合该溶液，使其选择反射波长为350nm。用金属丝棒，将上述溶液涂布在聚对苯二甲酸乙二醇酯基质材料上，使干燥后的厚度为4μm，并使溶剂干燥。随后，首先将温度升高到该液晶单体的各向同性转移温度之后，慢慢冷却，形成具有均匀定向状态的层。对所得层照射紫外线，固定其定向状态，得到C板层(负型)。测量该C板的相位差的结果，对于550nm的波长光，正面方向上的相位差值为2nm，倾斜30°测定时的相位差值为100nm。

另外，准备二张实施例1中得到的宽带胆甾醇型液晶薄膜(圆偏振片：反射偏振镜)。使用透光性粘接剂，向该反射偏振镜层的上部转印C板层。进而在该上部，同样用透光性粘接剂转印相同的反射偏振镜层，叠层，得到偏振光元件。对其贴合双轴拉伸的聚对苯二甲酸乙二醇酯制λ/4板，贴合时使透过轴与偏振片一致，再将它们贴合在TFT液晶显示装置上，并配置在点印刷型背照灯上。该样品在TFT液晶显示装置中不使用视野补偿薄膜，在液晶单元的正背面上都单独使用偏振片(日东电工制SEG1425DU)。此外，单元内部采用通常的TN单元。并且，没有使用棱镜片类。

在背照灯下面配置粗糙(mat)的PET扩散反射板。得到的平行光化体系与棱镜聚光片一样，在正面聚光，而且透过圆偏振光，此外相对于厚度达到500μm的棱镜片2枚+反射偏振镜的组合制品，只有20分之一，相当薄，其聚光特性是，只偏离图像垂直线方向±50度。

实施例5

作为实施例4中的C板，使用倾斜30°测定时的相位差值为120nm的，并且在液晶显示装置表面侧的偏振片和液晶单元之间，配置并贴合了在丙烯酸粘合剂(厚度30μm、折射率1.47)中分散了氧化硅球状粒子(粒径4μm、配合份数30重量％)的92％灰雾的光扩散粘接剂层(厚度25μm)，除此之外，与实施例4一样制作成样品。该样品，向正面方向的聚光特性，实际上偏离±30度。得到的视野扩大液晶显示装置不会在±60度内产生灰度反转，在利用灰色标度显示确认的视野特性，保持了良好的显示特性。

比较例1

作为聚合性液晶原化合物(a)用96重量份BASF社制LC242，和作为聚合性手性剂(b)用4重量份BASF社制LC756，调制其混合物的甲基乙基酮溶液(30重量％的固体含量)。除了使用上述溶液外，其他和实施例1一样，得到胆甾醇型液晶薄膜。图3中示出了胆甾醇型液晶薄膜(圆偏振片)的反射光谱。所得圆偏振片在650-750nm范围内具有良好的圆偏振光分离特性。此外，所得胆甾醇型液晶层的间距长度在紫外线照射面附近(从紫外线照射面到1μm下层)为0.44μm，在相反面附近(从相反面到1μm下层)为0.46μm。由图3可知，与实施例1相比，反射带狭窄。

比较例2

作为聚合性液晶原化合物(a)用96重量份上述化合物(1)、作为聚合性手性剂(b)用4重量份BASF社制LC756、和作为光聚合引发剂(d)用5重量份irgacure 369(汽巴特殊化学品公司制)，调制其混合物的甲基乙基酮(20重量％的固体含量)。除了使用上述溶液外，和实施例2一样得到胆甾醇型液晶薄膜。图4中示出了胆甾醇型液晶薄膜(圆偏振片)的反射光谱。所得圆偏振片在600-750nm范围内具有良好的圆偏振光分离特性。另外，所得胆甾醇型液晶层的间距长度在紫外线照射面附近(从紫外线照射面到1μm下层)为0.4μm，在相反面附近(从相反面到1μm下层)为0.45μm。这样以单层制作成覆盖可见光的宽带胆甾醇型液晶薄膜。由图4可知，与实施例2比反射带狭窄。

比较例3

在三乙酰基纤维素薄膜上形成0.1μm厚的聚乙烯醇定向膜，摩擦处理后，依次形成选择反射中心波长为610nm、550nm、450nm的，各层厚度为2μm的3层胆甾醇型液晶聚合物，并进行定向。在该胆甾醇型液晶薄膜上，粘接上将聚碳酸酯树脂薄膜(厚度80μm)进行二轴拉伸得到的λ/4板，得到直线偏振镜。在该直线偏振镜上使透过轴方向一致贴合偏振片(日东电工制TEG 1465DU)，得到偏振片一体型偏振光元件。将其用作TET-LCD的底板，配置在侧光型的背照灯上，并测量亮度提高率，与实施例1比较，亮度降低30％以上。

工业应用性

本发明的宽带胆甾醇型液晶薄膜可用作圆偏振片(反射型偏振镜)。该圆偏振片可用于直线偏振镜、照明装置和液晶显示装置等，进而用于偏振光元件系统，及使用该体系的视野扩大液晶显示装置中。

Claims (23)

1.一种宽带胆甾醇型液晶薄膜，其特征是，在将含有聚合性液晶原化合物(a)、聚合性手性剂(b)和光异构化材料(c)的液晶混合物，涂布在基质材料上，进行紫外线聚合，而得到的胆甾醇型液晶薄膜中，具有200nm以上的反射带宽度。

2.根据权利要求1记载的宽带胆甾醇型液晶薄膜，其特征是，胆甾醇型液晶薄膜的间距长度连续变化。

3.根据权利要求1或2记载的宽带胆甾醇型液晶薄膜，其特征是，液晶混合物含有光聚合引发剂(d)。

4.根据权利要求1-3中任一项记载的宽带胆甾醇型液晶薄膜，其特征是，聚合性液晶原化合物(a)具有1个或2个以上的聚合性官能基，聚合性手性剂(b)具有1个或2个以上的聚合性官能基。

5.根据权利要求1-4中任一项记载的宽带胆甾醇型液晶薄膜，其特征是，光异构化材料(c)是从茋、偶氮苯及它们的衍生物中选出的至少1种。

6.根据权利要求1-5中的任一项记载的宽带胆甾醇型液晶薄膜的制造方法，其特征是，将含有聚合性液晶原化合物(a)、聚合性手性剂(b)和光异构化材料(c)的液晶混合物涂布在基质材料上，进行紫外线聚合。

7.一种圆偏振片，使用了权利要求1-5中任一项记载宽带胆甾醇型液晶薄膜。

8.一种直线偏振镜，在权利要求7记载的圆偏振片上层叠λ/4板而得到。

9.根据权利要求8记载的直线偏振镜，其特征是，将圆偏振片的胆甾醇型液晶薄膜，对于λ/4板，按间距长度连续狭变窄的方式层叠而得到。

10.一种直线偏振镜，其特征是，在权利要求8或9记载的直线偏振镜的透过轴上，与该透过轴方向一致地贴合吸收型偏振镜而得到。

11.一种照明装置，其特征是，在背面侧具有反射层的面光源表面侧上，具有权利要求7记载的圆偏振片或权利要求8-10中任一项记载的直线偏振镜。

12.一种液晶显示装置，其特征是，在权利要求11项中记载的照明装置光射出侧上，具有液晶单元。

13.一种偏振光元件系统，其特征是，在偏振光选择反射波段相互重叠的至少2层的反射偏振镜(a)之间，配置正面相位差(法线方向)大致为零、相对于与法线方向倾斜30°以上入射的入射光具有λ/8以上相位差的相位差层(b)，且反射偏振镜(a)是权利要求7记载的圆偏振片。

14.根据权利要求13记载的偏振光元件系统，其特征是，至少2层的反射偏振镜(a)的选择反射波长在550nm±10nm的波长范围内相互重叠。

15.根据权利要求13或14记载的偏振光元件系统，其特征是，相位差层(b)，是在可见光区域以外具有选择反射波段的胆甾醇型液晶相固定在平面定向而得的层。

16.根据权利要求13或14记载的偏振光元件系统，其特征是，相位差层(b)，是棒状液晶固定在垂直排列定向状态而得的层。

17.根据权利要求13或14记载的偏振光元件系统，其特征是，相位差层(b)，是圆盘型液晶固定在向列相或柱状相定向状态而得的层。

18.根据权利要求13或14记载的偏振光元件系统，其特征是，相位差层(b)是聚合物薄膜双轴定向而得的层。

19.根据权利要求13或14记载的偏振光元件系统，其特征是，相位差层(b)是具有负单轴性的无机层状化合物，按面的法线方向成为光轴的方式，定向固定而得的层。

20.一种视野扩大液晶显示装置，其特征是，至少含有以下部分，即，

使用权利要求13-19中任一项记载的偏振光元件系统，进行了扩散光源的平行光化的背照灯体系、

经平行光化的光线透过的液晶单元、

配置在液晶单元两侧的偏振片、和

配置在液晶单元的辨认侧，扩散透过的光线的视野扩大薄膜。

21.根据权利要求20记载的视野扩大液晶显示装置，其特征是，在权利要求13-19中任一项记载的偏振光元件系统辨认侧(液晶单元侧)配置λ/4板，配置时，使透过得到的直线偏振光轴方向与液晶显示装置下面侧(光源侧)偏振片的透过轴方向一致。

22.根据权利要求20或21记载的视野扩大液晶显示装置，其特征是，作为视野扩大薄膜，使用了实际上没有后方散射，以及没有偏振光消失的扩散板。

23.根据权利要求20-22中任一项记载的视野扩大液晶显示装置，其特征是，使用透光性的粘接剂或粘合剂层叠各层。

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