視角制御システムならびに画像表示装置
【課題】覗き込み防止や視角制御を必要とする表示装置に使用可能であり、ディスプレイの視角を制御できる視角制御システム、ならびに画像表示装置を提供する。
【解決手段】吸収二色性物質を含有するフィルム状の、第１偏光子１及び第２偏光子２を有し、第１偏光子１は、吸収軸１ａをフィルム面内に有し、第２偏光子２は、吸収軸２ａがフィルム面の法線方向から傾いており、当該吸収軸２ａとフィルム面の法線とのなす角が０°〜４５°であり、かつ、第２偏光子のフィルム面の法線と吸収軸２ａとを包含する面と、前記第１偏光子の吸収軸１ａのなす角が略垂直である視角制御システム１００により、上記課題が解決される。
【解決手段】吸収二色性物質を含有するフィルム状の、第１偏光子１及び第２偏光子２を有し、第１偏光子１は、吸収軸１ａをフィルム面内に有し、第２偏光子２は、吸収軸２ａがフィルム面の法線方向から傾いており、当該吸収軸２ａとフィルム面の法線とのなす角が０°〜４５°であり、かつ、第２偏光子のフィルム面の法線と吸収軸２ａとを包含する面と、前記第１偏光子の吸収軸１ａのなす角が略垂直である視角制御システム１００により、上記課題が解決される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、視角制御システム、ならびにそれを用いた画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置（ＬＣＤ）、プラズマ表示装置（ＰＤＰ）やＥＬ表示装置（ＥＬＤ）等の画像表示装置は、薄型・軽量・低消費電力・大画面化が可能である等の特長を有することから、さまざまな用途や場面で用いられている。特にＬＣＤやＥＬＤは、ノートパソコンや携帯電話のように、個人的に用いられる情報機器の表示装置として広く用いられている。このような情報機器を用いて、個人情報や営業秘密等を含むデータが扱われる場合があるが、駅のホーム、喫茶店や電車の中等の公共の場においては、他者からの覗き込み等によって、プライバシーを侵害されたり、機密情報が漏洩する等の危険性を含んでいる。また、現金自動預払機（ＡＴＭ）等においても同様で、暗証番号等の操作時の覗き込み等によって情報が漏洩するという危険がある。一方、カーナビゲーションシステム等の車載用ディスプレイの場合、ディスプレイから上方向に出射される光がフロントウインドウに映りこみ、特に夜間での運転の際にその映りこみによって、外部の視界が妨げられるといった問題がある。
【０００３】
前記の画像表示装置の中でも、ＬＣＤは、ＣＲＴやＥＬＤ、ＰＤＰ等の自発光型表示装置と比較して、「視野角が狭い」といわれており、視野角を拡大するために、光学補償フィルムが用いられている。かかる場合の「視野角が狭い」という表現は、正確には「良好な表示特性を示す視野角が狭い」ことを意味している。すなわち、一般に「視野角が狭い」といわれるような表示装置であっても、あらゆる方向に表示情報が出射されており、他者からの覗き込み等によって情報が読み取られる可能性や、映りこみ等の問題は解決されない。かかる観点からは、出射光の光量を角度により制御して、不必要な方向、あるいは制限したい方向への光出射を読み取りができない程度まで小さくする必要がある。
【０００４】
このような問題に対し、ＰＥＴフィルム等の保護層の間に、物理的にすだれ状のルーバーが形成されたフィルム等が用いられている（例えば、特許文献１参照）。このようなフィルムはライトコントロールフィルム等とも呼ばれ、既に市販されている。このルーバーが形成されたフィルムは、図２に示すように、保護層２０３に垂直もしくは所定の角度で、多数の吸光性のルーバー２０２が設けられており、ルーバー２０２の高さや、ルーバー２０２と透光層２０１の配置間隔、ルーバー２０２と保護層２０３の配置角度を調整したり、あるいは、これらの構造単位２００を複数積層することによって種々の視角制御を可能としている。
【０００５】
このようなルーバーフィルムは、特許文献１にも示されているように、透光部分となる透明層と、ルーバー部分となる着色層を幾層も必要なサイズとなるまで積層し、それをスライスした後に保護層をその両面に積層するといった方法で製造されている。そのため、製造には非常に煩雑な工程を必要とし、コストがかかることや、視角制御設計の柔軟性に欠けるという問題があった。また、透明層と着色層の積層数には限界があり、積層厚みがルーバーフィルムのサイズの決定要因となることから、大面積化が困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−３０５３１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記に鑑み、覗き込み防止や視角制御を必要とする表示装置に使用可能であり、ディスプレイの視角を制御できる視角制御システム、ならびに画像表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的は、下記の如き本発明により達成できる。すなわち、本発明は、配向が固定された吸収二色性物質を含有するフィルム状の、第１偏光子及び第２偏光子を有し、第１偏光子は、吸収軸をフィルム面内に有し、第２偏光子は、第２偏光子の吸収軸がフィルム面の法線方向から傾いており、当該吸収軸とフィルム面の法線とのなす角が０°〜４５°であり、かつ、第２偏光子のフィルム面の法線と吸収軸とを包含する面と、前記第１偏光子の吸収軸のなす角が略垂直である、視角制御システムに関する。偏光子の見かけ上の吸収軸は、視認方向によって変化するが、本発明の視角制御システムにおいては、吸収軸方向の異なる２枚の偏光子を用い、これらの見かけ上の吸収軸の角度関係や光線透過率が視認方向によって変化することを利用して、視角制御を可能としている。
【０００９】
本発明の視角制御システムにおいては、前記第２偏光子のフィルム面の法線と吸収軸とを包含する平面と、前記第１偏光子の吸収軸とのなす角が、９０°±５°であることが好ましい。このような角度で２枚の偏光子を配置することで、視角制御特性をより顕著とすることができる。
【００１０】
また、本発明の視角制御システムにおいて、前記第１偏光子と、前記第２偏光子との間に媒体を有する場合は、該媒体が前記第２偏光子のフィルム面の法線方向の光の偏光状態を実質的に変換しないものであることが好ましい。前記第１偏光子と、前記第２偏光子との間の媒体によって偏光状態が変換されると、所望の視角制御特性を得られない場合があるためである。
【００１１】
前記第２偏光子のフィルム面の法線方向の光の偏光状態を実質的に変換しないものの一態様として、前記媒体の面内位相差が４０ｎｍ以下であることが挙げられる。また、前記媒体の遅相軸が、前記第１偏光子の吸収軸と平行または垂直であることも好ましい態様である。
【００１２】
さらに、本発明の視角制御システムにおいては、所望の視角制御特性を得るために、前記媒体の厚み方向位相差が６０ｎｍ以下であることが好ましい。
【００１３】
さらに、本発明の視角制御システムにおいては、前記第１偏光子と、前記第２偏光子とが粘着層及び／または接着層を介して貼合一体化されていることが好ましい。貼合一体化することによって、フィルムの収縮に伴うムラの発生を抑制したり、反射による光の失損を減少したりすることができる。
【００１４】
さらに、本発明の視角制御システムの一態様として、第１偏光子側主面または第２偏光子側主面の少なくとも一方に粘着層を有することができる。
【００１５】
さらに、本発明は、表示パネルの少なくとも一方の主面に、前記視角制御システムが配置されている画像表示装置に関する。
【００１６】
本発明の画像表示装置においては、前記視角制御システムの前記第１偏光子側主面が、前記表示パネル側となるように配置されていることが好ましい。このような構成とすることで、１枚の偏光子で表示装置の偏光子と視角制御システムの偏光子の機能を兼ね備えることができる。
【００１７】
さらに、本発明の画像表示装置においては、前記表示パネルと前記視角制御システムが、粘着層及び／または接着層を介して貼合一体化されていることが好ましい。
【００１８】
また、本発明の画像表示装置の一態様として、前記表示パネルの少なくとも一方の主面に透明板を有し、該透明板と、前記視角制御システムとが、前記第２偏光子主面側が前記表示パネル側となるように接着層及び／または粘着層を介して貼合一体化されて配置されたものも好ましい構成である。
【００１９】
さらに、本発明の画像表示装置においては、表示装置の視角制限方向が、第１偏光子の吸収軸方向と垂直であることが好ましい。
【００２０】
また、本発明の画像表示装置の好ましい一態様として、前記表示パネルが液晶セルの少なくとも一方主面に偏光子を有する液晶表示装置である場合においては、該偏光子が前記視角制御システムの第１偏光子を兼ねることが好ましい。かかる態様とすることで、部材数を減少させ、液晶表示装置の薄型化や軽量化、低コスト化に貢献し得る。
【００２１】
また、本発明の画像表示装置の別の好ましい一態様として、前記表示パネルが自発光型の表示装置であり、表示パネルの視認側に前記視角制御システムが配置されているものが挙げられる。かかる態様においては、前記視角制御システムの第１偏光子と表示パネルとの間に、直線偏光を略円偏光に変換する円偏光化手段を有することが好ましい。表示パネルの視認側に前記視角制御システムが配置されることによって視角制御が可能となる。また、円偏光化手段を有することによって、反射防止機能を付与することができ、自発光型の表示装置の界面での反射に起因する明所コントラストの低下を防止し得る。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の視角制御システムの基本構成の断面を示すものである。
【図２】ルーバー２０２が形成された従来技術の視角制御システムの構成断面の一例を示すものである。
【図３】第２偏光子の吸収軸方向がフィルム面の法線方向と平行である場合の視認方向を表す説明図である。図中の実線両矢印は第１偏光子の吸収軸方向を表し、破線両矢印は第２偏光子の吸収軸方向を表す。
【図４】第２偏光子の吸収軸方向がフィルム面の法線方向と平行である場合に、視認方向によって第１偏光子と第２偏光子の見かけ上の吸収軸の関係が変化する様子を模式的に表したものである。図中の実線両矢印は第１偏光子の吸収軸方向を表し、破線両矢印は第２偏光子の吸収軸方向を表す。
【図５】第２偏光子の吸収軸方向がフィルム面の法線方向に対して傾いている場合の視認方向を表す説明図である。図中の実線両矢印は第１偏光子の吸収軸方向を表し、破線両矢印は第２偏光子の吸収軸方向を表す。
【図６】第２偏光子の吸収軸方向がフィルム面の法線方向に対して傾いている場合に、視認方向によって第１偏光子と第２偏光子の見かけ上の吸収軸の関係が変化する様子を模式的に表したものである。図中の実線両矢印は第１偏光子の吸収軸方向を表し、破線両矢印は第２偏光子の吸収軸方向を表す。
【図７】第２偏光子の界面で光が反射、屈折する様子を模式的に表した概念図である。図中の破線両矢印は第２偏光子の吸収軸方向を表す。
【図８】本発明の視角制御システムの構成概略断面の一例を示すものである。
【図９】本発明の視角制御システムの構成概略断面の一例を示すものである。
【図１０】本発明の視角制御システムの構成概略断面の一例を示すものである。
【図１１】本発明の画像表示装置の一実施態様である液晶表示装置の構成概略断面の一例を示す構成図である。
【図１２】本発明の画像表示装置の一実施態様である液晶表示装置の構成概略断面の一例を示す構成図である。
【図１３】本発明の画像表示装置の一実施態様である液晶表示装置の構成概略断面の一例を示す構成図である。
【図１４】本発明の画像表示装置の一実施態様であるＥＬ表示装置の構成概略断面の一例を示す構成図である。
【図１５】本発明の実施例及び比較例の評価結果を表す図である。（ａ）は実施例１、（ｂ）は実施例２、（ｃ）は比較例１の画像表示装置の白輝度の角度依存を表す。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明の視角制御システムは、図１に示すように、第１偏光子１と第２偏光子２を有する。また、任意構成として、第１偏光子と第２偏光子の間に粘着層や接着層、保護フィルム等の媒体３０を有していてもよい。偏光子は、結晶光学で言うところの、常光線（Ｏ）軸方向に透過軸を有し、異常光線（Ｅ）軸方向に吸収軸を有する「Ｏ型偏光子」と、異常光線（Ｅ）軸方向に透過軸を有し、常光線（Ｏ）軸方向に吸収軸を有する「Ｅ型偏光子」に分類されるが、本発明の視角制御システムにおいては、前記第１偏光子、第２偏光子の両者に、Ｏ型偏光子を用いる。
【００２４】
本発明の視角制御システムに用いる第１偏光子は、フィルム状に形成されたものである。第１偏光子としては、吸収二色性物質を含有し、吸収軸１ａをフィルムの面内に有する一般的なＯ型偏光子を適宜用いることができる。このような偏光子としては、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、液晶性の二色性染料を塗布、配向させたもの等公知のものを用いることができる。
【００２５】
前記第１偏光子は、通常の液晶表示装置に用いられる偏光子を兼ねて用いられることが多く、一般に液晶表示装置の偏光子として用い得るものであれば特に制限されないが、透過率や、偏光度等の偏光性能の観点ではヨウ素系の直線偏光子を好適に用いることができる。また、耐久性の観点では染料系やポリエン系の偏光子を好適に用いることができる。
【００２６】
本発明の視角制御システムに用いる第２偏光子は、フィルム状に形成されたものである。第２偏光子としては、吸収二色性物質を含有し、吸収軸２ａとフィルム面の法線のなす角が０°〜４５°であるものが用いられる。本発明の視角制御システムによる視角制御原理の詳細については後述するが、視角特性や、透過率等の視認性は、第２偏光子の光学特性に影響されやすい。そのため、第２偏光子の偏光特性は高いほど好ましい。
【００２７】
このような偏光子の材料や、製造方法は特に限定されないが、液晶ポリマーマトリックス中に二色性化合物を配向させたもの等を好適に用いることができる。特に、垂直配向性を高め、高い二色比を達成する観点からは、液晶化合物を垂直配向性の基材により配向させることが好ましい。
【００２８】
液晶化合物を垂直配向させ得る基材としては、ガラス基材、アルミニウムやステンレス等の金属板、無機酸化物等の無機系のものや有機系の材料等が挙げられる。ガラス基材としては、一般の板ガラスのほか、０．１ｍｍ以下の厚みに成膜されてロール状に巻き取れるような薄板ガラスフィルム（例えば、松浪ガラス工業社製の＃１００、ＡＦ３５等）や、これを貼り合わせた樹脂フィルム等が挙げられる。金属板としては、アルミニウムやステンレスの板、これらの薄板、あるいはこれらを樹脂フィルムにメッキ／蒸着したもの等が挙げられる。具体的には、例えば、東洋メタライジング社製や尾池工業社製のアルミニウム蒸着ＰＥＴフィルムやステンレス蒸着フィルム、東洋アルミニウム社製の圧延アルミニウム箔やＰＥＴ基材付き圧延アルミニウム箔等が挙げられる。無機酸化物としては、例えば、尾池工業社製のＳｉＯ２蒸着ＰＥＴフィルムやＩＴＯ蒸着ＰＥＴフィルム等が挙げられる。有機系材料としては、疎水性の樹脂からなるフィルムを好適に用いることができ、例えばノルボルネン系樹脂、フッ素系樹脂等が挙げられる。ノルボルネン系樹脂としては、例えば、オプテス社製のゼオノアの未延伸フィルム等が挙げられる。フッ素系樹脂としては、デュポン社製のテフロン（登録商標）樹脂フィルムや、旭硝子社製のＥＴＦＥやＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等からなるフィルム類が挙げられる。液晶化合物を配向させる基材として、金属板や、無機酸化物の蒸着物等の不透明な基材を用いる場合においては、基材上に液晶化合物の配向層を形成した後に、該配向層を、透明フィルム等の光線透過性の高い基材に転写したものを偏光子として用いることが好ましい。
【００２９】
前記液晶ポリマーマトリックスとしては、サーモトロピック液晶性ポリマーや架橋性液晶性ポリマー等が挙げられる。このような液晶ポリマーマトリックス中に二色性色素を配向させたものとしては、特開平１１−１０１９６４号公報、特開平１１−１６０５３８号公報、特開２００１―３３０７２６号公報、特開２００１―１３３６３０号公報、特開２００５−９９０６５号公報、日東技報Ｖｏ１３５，Ｎｏ．１，ｐ７９，（１９９７年）等に記載されているものが挙げられる。
【００３０】
特に、配向性を高めるにあたっては、重合性官能基を有する液晶モノマーと二色性色素の混合物を基材上に塗布し、紫外線等の放射線照射により液晶ポリマーを重合して、配向を固定する方法を好適に用いることができる。このように配向基材上で重合することによって、配向性が高くなることに加えて、配向が固定されるために、耐久性が向上する点においても好ましい。さらに、かかる放射線照射の際に、液晶分子を配向させたい方向、例えばフィルム面の法線方向あるいは斜め方向に電場や磁場を印加することでさらに配向性を高めたり、配向方向を制御することができる。
【００３１】
また、垂直配向性を高める目的で添加剤を用いることもできる。垂直配向性を高めるための添加剤としては、例えば、正の屈折率異方性を有する液晶性フラグメント側鎖を含有するモノマーユニットと、非液晶性フラグメント側鎖を含有するモノマーユニットとを含有する側鎖型液晶ポリマーが挙げられる。このような液晶化合物としては、例えば特開２００３−１４９４４１号公報に記載のものを用いることができる。
【００３２】
二色性色素は、入射光に対して分子の長軸と短軸とで異なる吸光度を呈するものであり、液晶ポリマー等の一軸配向に合わせて分子の長軸が該所定の方向に整列しており、入射光に含まれる振動成分を選択的に吸収、透過して偏光に変換する。高二色比を有する色素としては、染料系偏光子に好ましく用いられているアゾ系、ペリレン系、ペンタセン系、アントラキノン系の色素、あるいはこれらの混合色素が好ましく、例えば、特開昭５４−７６１７１号公報等に詳しい。また、液晶ポリマーマトリックス中に二色性色素を配合する代わりに、例えば特開２００５−１４０９８６号公報等に記載されているような液晶性二色性色素を含有する材料を用いることもできる。二色性色素は、偏光特性の波長域等に応じて１種又は２種以上を用いることができ、その使用量は液晶ポリマー又は液晶モノマーに対して１〜２０重量％が一般的である。
【００３３】
第２偏光子の二色比が高いことが好ましいのは前述の通りであるが、サーモトロピック液晶性ポリマーや架橋性液晶ポリマーのマトリックス中に二色性色素を用いる場合、その二色比は２５以上であることが好ましく、３０以上であることがより好ましく、５０以上であることがさらに好ましい。
【００３４】
フィルム面内以外に吸収軸を有する偏光子の二色比を直接測定することはできないが、本願明細書においては、その値を以下のように定義する。まず、第２偏光子の法線方向、すなわち吸収軸方向の透過率をＫ１とする。ここで、本来は入射光として直線偏光を用いるが、第２偏光子は垂直配向していることから、自然光の透過率と直線偏光の透過率を同等とみなし、自然光の透過率をＫ１とする。
【００３５】
次に、透過軸方向の透過率Ｋ２を測定するために、同一の組成を有する水平配向の偏光子を作成する。かかる水平配向の偏光子は、第２偏光子を作成するのと同一組成の液晶化合物を含む溶液を、水平配向膜上に展開、配向、固定することによって得られる。この際、水平配向膜としては、ポリイミドをガラス板上に形成しラビングを行った配向膜を用いる。また、配向の固定に際しては、配向膜のラビング方向に２ｋＶの水平電界を印加し、かかる電界存在下で加熱後に徐冷して液晶モノマーを配向させた後ＵＶ照射を行い、配向を固定する。このようにして作成した水平配向偏光子の吸収軸、すなわち、配向方向に平行な直線偏光を入射して、その透過率Ｋ２を求める。
【００３６】
このようにして得られるＫ１及びＫ２を用いて、二色比Ｄは、
Ｄ＝ｌｏｇＫ２／ｌｏｇＫ１
で表される。なお、二色比の測定においては、厳密にはフィルムの表面反射損失の影響を考慮する必要があるが、その影響は無視し得るため、本願明細書においては上記の式を用いる。
【００３７】
上記の測定方法、並びに上記の式より、垂直配向している第２偏光子の垂直配向性が低い場合は、二色性物質によって、フィルム法線方向の光が吸収されるため、上記の透過率Ｋ１の値が小さくなり、結果として二色性が低くなることが分かる。
【００３８】
本発明の視角制御システムにより表示装置の視角が制御される原理について説明する。本発明の視角制御システムは、偏光子の見かけ上の吸収軸方向や、光線透過率が視認角度によって変化することを利用して、視認角度に応じて出射光の光量を制御して、不必要な方向、あるいは制限したい方向への光出射を抑制するものである。
【００３９】
図３は、様々な視認方向の態様について示すものである。図３を用いて、見かけ上の吸収軸方向の変化について説明する。視認方向（ａ）のように、フィルム面の法線方向、すなわち、極角θ＝０°の正面方向から見た場合や、視認方向（ｂ）のように極角θ≠０の斜め方向であっても、方位角が吸収軸と同一の方向、すなわち、方位角ψ＝０°または１８０°の方向（ただし、第１偏光子の吸収軸方向を方位角ψ＝０°の基準とする）、あるいは、視認方向（ｃ１）または（ｃ２）のように方位角が吸収軸と垂直の方向、すなわち、方位角ψ＝９０°または２７０°の方向から見た場合は、見かけの吸収軸の方向は変化しない。それに対して、前記以外の斜め方向から見た場合、見かけ上の吸収軸の方位角は、視認方向の方位角とのなす角が大きくなるように変化する。
【００４０】
本発明の視角制御システムにおいて、第２偏光子の吸収軸方向がフィルム面の法線方向と略平行である場合に、視認角度によって出射光量が制御されることについて、第１偏光子及び第２偏光子の見かけ上の吸収軸方向の変化に基づいて説明する。
【００４１】
図４の（ａ）、（ｂ）、（ｃ１）、（ｃ２）はそれぞれ、図３の視認方向（ａ）、（ｂ）、（ｃ１）、（ｃ２）における、見かけ上の吸収軸方向を表している。なお、実線の両矢印は、第１偏光子の見かけ上の吸収軸方向、破線の両矢印は、第２偏光子の吸収軸方向を表している。図３の視認方向（ａ）のように、正面方向、すなわち極角θ＝０°の方向から見た場合、第２偏光子の吸収軸と平行な方向から視角制御システムを見ることとなる。この場合、図４の（ａ）に示すように、第２偏光子の二色性物質よる吸収が発現しないため、第１偏光子を出射した光がそのまま第２偏光子を透過することとなる。実際には二色性物質の透過軸方向、すなわち、常光線（Ｏ）軸方向も完全に透明というわけではなく、また、二色性物質の配向も完全に一方向を向いているわけではないため、若干の吸収は発生するが、フィルム面内の異方性は無視小であるため、偏光は生じない。そのため、正面視の場合は、わずかな吸収があることを除いて、第１偏光子を出射した光の偏光状態は第２偏光子によって変換されない。
【００４２】
図３の視認方向（ｂ）のように、第１偏光子の吸収軸と方位角が同一の斜め方向、すなわち、極角θ≠０°で、方位角ψ＝０°または１８０°（ただし、第１偏光子の吸収軸方向を方位角ψ＝０°の基準とする）の方向から見た場合には、図４の（ｂ）に示すように、第２偏光子の吸収軸は第１偏光子の吸収軸と見かけ上平行、すなわち、平行ニコルの状態となるため、第１偏光子を出射した光は、第２偏光子によってほとんど吸収されない。また、視角が大きくなる、すなわち、極角θが大きくなっても、本発明の視角制御システムを透過する光量は大きいままである。
【００４３】
これに対し、図３の視認方向（ｃ１）、（ｃ２）のように方位角が吸収軸と垂直の方向、すなわち、極角θ≠０°で、方位角ψ＝９０°または２７０°の方向から見た場合には、第２偏光子の吸収軸は、見かけ上、視認方向と平行な方向に発現する。第１偏光子の吸収軸は見かけ上変化しないため、図４の（ｃ１）、（ｃ２）に示すように、第２偏光子の吸収軸は、第１偏光子の吸収軸と垂直、すなわち、直交ニコルの関係となり、第１偏光子を出射した光は、第２偏光子によって吸収されることとなる。また、視角が大きくなる、すなわち、極角θが大きくなるとともに、異常光（Ｅ）軸方向の吸収ベクトル成分が大きくなることによって吸光度が増大すると同時に、光路長が増大するために、第２の偏光子によって光吸収は多くなる。したがって、第１偏光子の吸収軸と垂直な方向から見た場合、視角が大きくなるにしたがって本発明の視角制御システムを透過する光量は減少し、この方向から見た場合の表示装置の表示情報は著しく見えにくくなり、視角制御が達成される。
【００４４】
ここで、図３の視認方向（ｃ１）と（ｃ２）は、極角θが同じで、方位角が１８０°異なる視認方向を表しているが、図４の（ｃ１）と（ｃ２）に示すように、第２偏光子の見かけ上の吸収軸２ａの配置は同様となるため、第２の偏光子による光吸収も同様である。すなわち、フィルム面の法線に対して対象な視角制御特性を示すことがわかる。
【００４５】
また、本発明の視角制御システムを上記以外の視認方向、すなわち、極角θ≠０°であり、かつ、方位角ψが、０°，９０°，１８０°，２７０°のいずれでもない方向から見た場合、第１偏光子と第２偏光子の吸収軸のなす角に基づいて透過率が低下する。第１偏光子の見かけ上の吸収軸は、視認方向の極角θ及び方位角ψに応じて変化するが、この変化の大きさは、方位角ψ＝４５°、１３５°、２２５°、３１５°の方向の場合に極大となり、また、極角θの増加とともに大きくなる。第２偏光子の見かけ上の吸収軸の方位角は、視認方向の方位角に等しい。また第２偏光子の光吸収量は、光路長の関係から、極角θの増大とともに大きくなる。
【００４６】
このように、第１偏光子と第２偏光子の見かけ上の吸収軸のなす角度、及び光吸収量が視認方向によって変化することに基づいて、本発明の視角制御システムの透過率が決定され、表示装置の視角制限が可能となる。すなわち、視認方向の方位角が第１偏光子の吸収軸方向から離れるほど、本発明の視角制御システムの透過率は減少し、また、極角θが大きくなるほど、本発明の視角制御システムの透過率は減少する。これにより本発明の視角制御システムと表示装置を組み合わせた際に視角の制御が達成される。
【００４７】
次に、本発明の視角制御システムにおいて、第２偏光子の吸収軸がフィルム面の法線方向から傾いている場合について説明する。このような場合、第２偏光子の吸収軸とフィルム面の法線のなす角が４５°以下であることは、前述の通りであるが、さらに、第２偏光子のフィルム面の法線と吸収軸とを包含する面と、前記第１偏光子の吸収軸のなす角が略垂直であることが好ましい。ここで、略垂直とは、９０°±５°の範囲を指すが、好ましくは、９０°±３°、より好ましくは９０°±２°である。このような角度範囲とすることによって、視角制御範囲に指向性をもたせた視角制御システムを得ることができる。以下、第２偏光子のフィルム面の法線と吸収軸とを包含する面と、前記第１偏光子の吸収軸のなす角が垂直である場合に、視認方向によって出射光量が制御されることについて、第１偏光子及び第２偏光子の見かけ上の吸収軸方向の変化に基づいて説明する。
【００４８】
図５は、様々な視認方向の態様について示すものである。図６の（ａ）、（ｂ）、（ｃ１）、（ｃ２）、（ｄ）はそれぞれ、図５の視認方向（ａ）、（ｂ）、（ｃ１）、（ｃ２）、（ｄ）における、見かけ上の吸収軸方向を表している。なお、実線の両矢印は、第１偏光子の吸収軸方向、破線の両矢印は、第２偏光子の吸収軸方向を表している。図５の視認方向（ａ）のように、正面方向、すなわち極角θ＝０°の方向から見た場合、図６の（ａ）に示すように、第２偏光子の吸収軸成分が生じる。そのため、前述の図４の（ａ）のように、第２偏光子の吸収軸がフィルム面の法線方向と平行な場合と比較すると、透過率は低下する。しかしながら、第２偏光子の吸収軸とフィルム法線のなす角は４５°以下であることから、第２偏光子による光吸収量は小さく、正面視での透過率の損失は小さい。
【００４９】
図５の視認方向（ｂ）のように、第１偏光子の吸収軸と方位角が同一の斜め方向、すなわち、極角θ≠０で、方位角ψ＝０°または１８０°の方向から見た場合には、図６の（ｂ）に示すように、第２偏光子の見かけ上の吸収軸は第１偏光子の吸収軸と平行に近い角度となるために、透過率の減少は小さい。ただし、第１偏光子と第２偏光子の見かけ上の吸収軸が平行である図４の（ｂ）の場合と比較すると、わずかではあるが、第２偏光子により光が吸収されるため、その透過率は小さくなる。
【００５０】
それに対して、図５の視認方向（ｃ１）、（ｃ２）のように、第１偏光子の吸収軸方向と方位角が垂直となる方向、すなわち、極角θ≠０で、方位角ψ＝９０°または２７０°の方向から見た場合、第２偏光子のフィルム面の法線と吸収軸とを包含する面と、前記第１偏光子の吸収軸のなす角が垂直であるとの仮定の下では、第２偏光子のフィルム面の法線と吸収軸とを包含する面内の方向から観察することとなる。この場合、第２偏光子の見かけ上の吸収軸は第１偏光子の吸収軸と直交する方向に発現する、すなわち、両者の見かけ上の吸収軸が直交ニコルの配置関係となるため、透過光は大きく減衰される。
【００５１】
ここで、図５の視認方向（ｃ１）と（ｃ２）は、前述の図３の視認方向（ｃ１）、（ｃ２）の場合と同様、極角θが同じで、方位角が１８０°異なる視認方向を表している。図６の（ｃ１）、（ｃ２）に示すように、第２偏光子の吸収軸２ａとのなす角が大きい図５の視認方向（ｃ１）場合、図４の（ｃ１）の場合と比較して、第２の偏光子によって光吸収が多くなるのに対して、第２偏光子の吸収軸２ａとのなす角が小さいきい図５の視認方向（ｃ２）の場合、図４の（ｃ２）の場合と比較して、第２の偏光子によって光吸収が小さくなり、フィルム面の法線に対して非対象な視角制御特性を示すことがわかる。
【００５２】
また、図５の視認方向（ｄ）のように、第２偏光子の吸収軸方向と平行方向、すなわち、視認方向と吸収軸方向のなす角がゼロの場合においては、図６の（ｄ）に示すように、第２偏光子の二色性物質よる吸収が発現しないため、第１偏光子を出射した光がそのまま第２偏光子を透過することとなる。これは、前述の図４の（ａ）の場合と同様であり、わずかな吸収があることを除いて、第２偏光子によっては、第１偏光子を出射した光の偏光状態は変換されない。それに対して、視認方向と吸収軸方向のなす角が大きくなるほど、第２偏光子による光吸収が大きくなる。
【００５３】
このように、本発明の視角制御システムは、第２偏光子による光の吸収量が視認方向によって異なるという原理を利用するものであるが、特に、図３の視認方向（ｃ１）、（ｃ２）や、図５の視認方向（ｃ１）、（ｃ２）の場合のように、第１偏光子の吸収軸と視認方向の方位角が９０°の角度をなす方向において、視認方向の極角を変化させた場合に、その光吸収量の変化が大きい、すなわち、その方向における視角制御特性が最も顕著となる。また、図３の視認方向（ａ）や、図５の視認方向（ｄ）のように、第２偏光子の吸収軸方向と平行な方向から見たときは、第２偏光子によって光はほとんど吸収されず、透過率は最大となる（この方向を「主透過方向」と定義する）。
【００５４】
このような原理を利用して、例えば、画像表示装置の上下方向の視角制御をした場合は、第１偏光子の吸収軸方向が画面の左右方向と等しくなるように配置することによって、本発明の目的とする視角制御を達成することができる。
【００５５】
ところで、前記の視角制御システムの原理説明においては、原理をより簡潔に説明するために、物質界面における屈折現象を無視したが、実際には、第２偏光子内を伝播する光が視認側に出射される際に、第２偏光子と視認側（通常は空気である）の屈折率差が視角制御効果に影響を及ぼす。すなわち、第２偏光子の屈折率が低いほど視角制御方向での透過角度が狭く、屈折率が高いほど透過角度は広くなる。これは、屈折現象を説明するスネルの法則に基づき、光が第２偏光子から視認側に出射される際にその伝播方向が変化するためである。
【００５６】
図７（ａ）は、第２偏光子の吸収軸方向がフィルム面の法線方向からθ２傾いている場合について、第２偏光子の吸収軸方向と、フィルム法線を含む平面内での光の伝播の様子を模式的に表している。図５の視認方向（ｄ）の場合のように、第２偏光子中を吸収軸２ａと平行な方向に伝播する光５１は、第２偏光子の界面で一部が反射光５２として反射され、残りの光は透過光５３として視認側に出射される。この際、第２偏光子と視認側の屈折率が異なるため、以下の（式１）で表されるスネルの法則に従って光は極角θ１の方向に屈折されて出射される。
【００５７】
ｎ１×ｓｉｎθ１＝ｎ２×ｓｉｎθ２ （式１）
ただし、ｎ１は視認側の屈折率であり、通常は空気の屈折率ｎ１≒１である。またｎ２は、第２偏光子の屈折率である。
【００５８】
前記（式１）は以下の（式２）のように書き換えることができる。
ｓｉｎθ１＝（ｎ２／ｎ１）×ｓｉｎθ２ （式２）
【００５９】
一般にｎ２＞ｎ１であるため、図７の（ｂ）の場合のように、第２偏光子の吸収軸のフィルム面の法線方向からの傾きθ２が大きくなると、ｓｉｎθ１＞１となり、上記（式１）を満たすθ１が存在しないこととなる。すなわち、吸収軸２ａと平行な方向に伝播する光５１は、第２偏光子の界面で全てが反射光５２として反射され、視認側には出射されないという、所謂全反射が生じる。全反射が生じる場合、透過率が最大となる「主透過方向」の光が視認側に出射されないため、表示装置の光の利用効率が低下する傾向がある。
【００６０】
全反射を生じないためには、第２偏光子の吸収軸傾斜角度θ２が、全反射の臨界角θＭより小さいことが必要である。臨界角は、下記の（式３）または（式４）で表すことができる。
ｓｉｎθＭ＝（ｎ１／ｎ２） （式３）
θＭ＝ｓｉｎ−１（ｎ１／ｎ２） （式４）
【００６１】
例えば、視認側が空気（ｎ１＝１）であり、第２偏光子の屈折率ｎ２＝１．５の場合、主透過方向の光が全反射を生じないためには、第２偏光子の吸収軸傾斜角度θ２が、臨界角θＭであるｓｉｎ−１（１／１．５）≒４２°よりも小さいことが必要である。すなわち、第２偏光子の屈折率が１．５の場合、第２偏光子から出射する光のうち、屈折によって±約４２の範囲の光のみが視認側に出射されることになるため、θ２がこれより大きいと、図７の（ｄ）に相当する主透過方向θ１が存在しないこととなる。
【００６２】
第２偏光子を形成する材料の屈折率が１．５より大きい場合、臨界角θＭは４２°より小さな値となり、逆に、第２偏光子を形成する材料の屈折率が１．５より小さい場合は、臨界角θＭは４２°より大きな値となる。
【００６３】
上記のように第２偏光子の屈折率によって、臨界角θＭが異なることに加えて、第２偏光子が複屈折を有し、さらに光吸収を伴うために、屈折率の定義はより複雑となる。そのため、第２偏光子の吸収軸のフィルム面の法線方向からの傾きθ２の好ましい範囲を一概に規定することは困難であるが、実用上は、θ２が０〜４５°の範囲であればよい。
【００６４】
ただし、視認方向の極角θ１が大きくなると、下記の（式５）及び（式６）で表されるように、表面反射が増大する。特に、Ｐ偏光の反射率Ｒｐと比較して、透過光となるＳ偏光の反射率Ｒｓの増大が顕著である。
Ｒｓ＝（ｓｉｎ（θ１−θ２）／ｓｉｎ（θ１＋θ２））２ （式５）
Ｒｐ＝（ｔａｎ（θ１−θ２）／ｔａｎ（θ１＋θ２））２ （式６）
【００６５】
さらに、視認方向の極角が極度に大きくなると、前述のように表面反射が増大することに加えて、偏光子を伝播する光の光路長が長くなり吸収が大きくなる。かかる観点から、θ２は０〜４０°であることが好ましく、０〜３０°であることがより好ましい。
【００６６】
本発明の視角制御システムに用いる第１偏光子１と第２偏光子２の間には、図１に示すように、媒体３０を有していてもよく、媒体３０としては、図８に例示するように、偏光子の保護フィルム１１、１２、２１、２２や、それらを偏光子貼合するための接着層３、あるいは粘着層４等を含んでいてもよい。
【００６７】
ところで、本発明の視角制御システムにおいては、前述のように、第１偏光子と第２偏光子の見かけ上の吸収軸の角度関係が変化することにより、視角制御を可能としている。そのため、第１偏光子と第２偏光子との間の媒体によって、その偏光状態が変化すると、所望の視角制御効果が得られない場合がある。かかる観点からは、前記第１偏光子と、前記第２偏光子との間の媒体が、前記第２偏光子のフィルム法線方向に入射する光の偏光状態を実質的に変換しないものであることが好ましい。
【００６８】
フィルム法線方向、すなわち正面視の場合の偏光状態が実質的に変換されないためには、前記第１偏光子と前記第２偏光子との間の媒体が実質的に面内位相差を有さないことが好ましい。ここで、実質的に面内位相差を有さないとは、面内位相差Ｒｅが４０ｎｍ以下であることをいうが、面内位相差Ｒｅは、好ましくは２０ｎｍ以下であり、より好ましくは１０ｎｍ以下であり、さらに好ましくは５ｎｍ以下である。
【００６９】
また、前記第１偏光子と前記第２偏光子との間の媒体が面内位相差を有する場合であっても、その屈折率が最大となる方向、すなわち遅相軸方向が、第１偏光子の吸収軸と平行または垂直であることが好ましい。ここで、平行または垂直とは、厳密に平行または垂直であることを必要とせず、０°±５°、あるいは９０°±５°の範囲も含まれる。角度範囲は、好ましくは０±３°、あるいは９０°±３°であり、より好ましくは、０°±１°、あるいは、９０°±１°である。前記第１偏光子と前記第２偏光子との間の媒体が面内位相差を実質的に有さない場合でも、正面視での偏光状態の変化を最小限とする観点から、媒体の遅相軸方向と、第１偏光子の吸収軸のなす角は前記範囲であることが好ましい。
【００７０】
さらに、斜め方向においても、所望の視角制御効果を得るという観点からは、第１偏光子と第２偏光子の間の媒体の厚み方向位相差Ｒｔｈは小さいことが好ましい。具体的には、厚み方向位相差Ｒｔｈは６０ｎｍ以下であることが好ましく、４０ｎｍ以下であることがより好ましく、３０ｎｍ以下であることがさらに好ましい。
【００７１】
ここで、面内位相差Ｒｅ、厚み方向位相差Ｒｔｈ、及び後述するＮＺは、前記媒体の面内の遅相軸方向の屈折率をｎｘ、進相軸方向の屈折率をｎｙ、厚み方向の屈折率をｎｚ、フィルムの厚みをｄとした場合に、以下の式で定義される。
Ｒｅ＝（ｎｘ−ｎｙ）ｄ
Ｒｔｈ＝（ｎｘ−ｎｚ）ｄ
ＮＺ＝Ｒｔｈ／Ｒｅ
＝（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）
【００７２】
第１偏光子と第２偏光子との間の媒体の遅相軸方向が、第１偏光子の吸収軸と平行または垂直であることが好ましいことは前述の通りであるが、特に斜め視野角での位相差の影響を考慮すると、視認方向の変化に伴う第１偏光子と第２偏光子との間の媒体の見かけ上の遅相軸の変化方向が、第１偏光子の見かけ上の吸収軸の変化方向と一致していることが好ましい。両者の変化方向が一致していることによって、媒体の位相差による視角制御への影響が小さくなるためである。第１偏光子と第２偏光子との間の媒体の遅相軸の変化方向は、媒体のＮＺによって決定される。通常のＯ型偏光子の場合、視認方向の変化に伴う見かけ上の吸収軸の変化はＮＺ＝１の位相差フィルムの見かけ上の遅相軸の変化と同様である。かかる観点から、第１偏光子と第２偏光子との間の媒体のＮＺは１に近いことが好ましい。
【００７３】
また、第１偏光子と第２偏光子との間の媒体のＮＺが０．５である場合は、視認方向によらず見かけ上の遅相軸方向は変化しない。そして、媒体のＮＺが０．５より小さい場合は、斜め視角での見かけ上の遅相軸の変化方向は、ＮＺ＝１の場合と反対となる。従って、第１偏光子と第２偏光子との間の媒体のＮＺが０．５より大きい場合は、媒体の遅相軸方向は第１偏光子の吸収軸方向と平行であることが好ましく、ＮＺが０．５より小さい場合は垂直であることが好ましい。また、ＮＺ＝０．５の場合は遅相軸の変化はほとんど生じないので平行、垂直のいずれでもよい。
【００７４】
第１偏光子と第２偏光子の間の媒体としては、例えば図８に示しているように、複数のフィルムや粘着層、接着層等を含んでいてもよい。このような場合、個別のフィルム等が上記の光学特性を満たしていなくとも、これらの複数の層を合わせたものを媒体３０とみなし、これが前記の光学特性を満足していればよい。典型的な例を挙げて説明すると、図８において、第１偏光子１の保護フィルム１１として、Ｒｅ＝０ｎｍ、Ｒｔｈ＝＋１００ｎｍの特性を有するフィルム（所謂ネガティブＣプレート）を用い、第２偏光子２の保護フィルム２２として、Ｒｅ＝０ｎｍ、Ｒｔｈ＝−１００ｎｍの特性を有するフィルム（所謂ポジティブＣプレート）を用い、これらが、複屈折を有さない粘着層４及び／または接着層３で貼合されている場合が挙げられる。この場合、個々の媒体はＲｔｈの絶対値が６０ｎｍより大きく、光学等方性を有するとは言い難いが、これらを積層したものとしては、Ｒｅ＝０ｎｍ、Ｒｔｈ＝０ｎｍの光学等方媒体となるため、好適に用いることができる。
【００７５】
（保護フィルム）
本発明の視角制御システムに用いる第１偏光子及び第２偏光子は、その片面または両面に適宜保護フィルムを貼合して偏光板として用いることができる。特に、ヨウ素系の偏光子や液晶材料を用いた偏光子は、二色性物質の昇華を防止したり、フィルム強度を確保する観点から、両面に保護フィルムを有していることが好ましい。
【００７６】
保護フィルムを構成する材料としては、例えば透明性、機械的強度、熱安定性、水分遮断性等に優れる熱可塑性樹脂が用いられる。このような熱可塑性樹脂の具体例としては、ポリカーボネート系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、セルロース系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアリレート系樹脂、ポリイミド系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、及びこれらの混合物が挙げられる。また、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性樹脂または紫外線硬化型樹脂を用いることもできる。保護フィルム中には任意の適切な添加剤が１種類以上含まれていてもよい。添加剤としては、例えば、紫外線吸収剤、酸化防止剤、滑剤、可塑剤、離型剤、着色防止剤、難燃剤、核剤、帯電防止剤、顔料、着色剤等が挙げられる。保護フィルム中の上記熱可塑性樹脂の含有量は、好ましくは５０〜１００重量％、より好ましくは５０〜９９重量％、さらに好ましくは６０〜９８重量％、特に好ましくは７０〜９７重量％である。保護フィルム中の上記熱可塑性樹脂の含有量が５０重量％以下の場合、熱可塑性樹脂が本来有する高透明性等が十分に発現できないおそれがある。
【００７７】
前述のように、第１偏光子と第２偏光子の間の媒体となる保護フィルムは、光学等方性を有するものを好適に用い得るが、かかる観点からは、セルロース系樹脂が一般に用いられる。セルロース系樹脂としては、セルロースと脂肪酸のエステルが好ましい。このようセルロースエステル系樹脂の具体例としでは、トリアセチルセルロース、ジアセチルセルロース、トリプロピオニルセルロース、ジプロピオニルセルロース等が挙げられる。これらのなかでも、トリアセチルセルロースが特に好ましい。トリアセチルセルロースは多くの製品が市販されており、入手容易性やコストの点でも有利である。トリアセチルセルロースの市販品の例としては、富士フィルム社製の商品名「ＵＶ−５０」、「ＵＶ−８０」、「ＳＨ−８０」、「ＴＤ−８０Ｕ」、「ＴＤ−ＴＡＣ」、「ＵＺ−ＴＡＣ」や、コニカミノルタ社製の「ＫＣシリーズ」等が挙げられる。一般的にこれらトリアセチルセルロースは、面内位相差はほぼゼロであるが、厚み方向位相差は、６０ｎｍ程度を有している。
【００７８】
なお、厚み方向位相差が小さいセルロース系フィルムは、例えば、上記セルロース系樹脂を処理することにより得られる。例えばシクロペンタノン、メチルエチルケトン等の溶剤を塗工したポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ステンレス等の基材を、一般的なセルロース系フィルムに貼り合わせ、加熱乾燥（例えば８０〜１５０℃で３〜１０分間程度）した後、基材を剥離する方法；環状ポリオレフィン系樹脂、（メタ）アクリル系樹脂等をシクロペンタノン、メチルエチルケトン等の溶剤に溶解した溶液を一般的なセルロース系フィルムに塗工し加熱乾燥（例えば８０〜１５０℃で３〜１０分間程度）した後、塗工フィルムを剥離する方法等が挙げられる。
【００７９】
また、厚み方向位相差が小さいセルロース系フィルムとしては、脂肪酸による置換度を制御した脂肪酸セルロース系フィルムを用いることができる。一般的に用いられるトリアセチルセルロースでは酢酸置換度が２．８程度であるが、好ましくは酢酸置換度を１．８〜２．７に制御することによってＲｔｈを小さくすることができる。上記脂肪酸セルロース系樹脂に、ジブチルフタレート、ｐ−トルエンスルホンアニリド、クエン酸アセチルトリエチル等の可塑剤を添加することにより、Ｒｔｈを小さく制御することができる。可塑剤の添加量は、脂肪酸セルロース系樹脂１００重量部に対して、好ましくは４０重量部以下、より好ましくは１〜２０重量部、さらに好ましくは１〜１５重量部である。
【００８０】
また、光学等方性を有する保護フィルムとして、特開２００１−３４３５２９号公報（ＷＯ０１／３７００７）等に記載の側鎖に置換及び／または非置換イミド基を有する熱可塑性樹脂と、側鎖に置換及び／非置換フェニルならびにニトリル基を有する熱可塑性樹脂を含有する樹脂組成物を含有するポリマーフィルムや、特開２０００−２３００１６号公報、特開２００１−１５１８１４号公報、特開２００２−１２０３２６号公報、特開２００２−２５４５４４号公報、特開２００５−１４６０８４号公報、特開２００６−１７１４６４号公報等に記載のラクトン環構造を有するアクリル系樹脂を含有するポリマーフィルム、特開２００４−７０２９０号公報、特開２００４−７０２９６号公報、特開２００４−１６３９２４号公報、特開２００４−２９２８１２号公報、特開２００５−３１４５３４号公報、特開２００６−１３１８９８号公報、特開２００６−２０６８８１号公報、特開２００６−２６５５３２号公報、特開２００６−２８３０１３号公報、特開２００６−２９９００５号公報、特開２００６−３３５９０２号公報等に記載の不飽和カルボン酸アルキルエステルの構造単位及びグルタル酸無水物の構造単位を有するアクリル系樹脂を含有するポリマーフィルム、特開２００６−３０９０３３号公報、特開２００６−３１７５６０号公報、特開２００６−３２８３２９号公報、特開２００６−３２８３３４号公報、特開２００６−３３７４９１号公報、特開２００６−３３７４９２号公報、特開２００６−３３７４９３号公報、特開２００６−３３７５６９号公報等に記載のグルタルイミド構造を有する熱可塑性樹脂含有するフィルム等を用いることもできる。これらのフィルムは位相差が小さく、かつ、光弾性係数が小さいため、偏光板の歪みによるムラ等の不具合を解消することができ、また透湿度が小さいため、高湿環境下での耐久性に優れる点においても好ましい。
【００８１】
また、光学等方性を有する保護フィルムとして、環状ポリオレフィン系樹脂を用いることも好ましい。環状ポリオレフィン系樹脂の具体的としては、好ましくはノルボルネン系樹脂である。環状ポリオレフィン系樹脂は、環状オレフィンを重合単位として重合される樹脂の総称であり、例えば、特開平１−２４０５１７号公報、特開平３−１４８８２号公報、特開平３−１２２１３７号公報等に記載されている樹脂が挙げられる。具体例としては、環状オレフィンの開環（共）重合体、環状オレフィンの付加重合体、環状オレフィンとエチレン、プロピレン等のα−オレフィンとその共重合体（代表的にはランダム共重合体）、及び、これらを不飽和カルボン酸やその誘導体で変性したグラフト重合体、ならびに、それらの水素化物等が挙げられる。環状オレフィンの具体例としては、ノルボルネン系モノマーが挙げられる。
【００８２】
環状ポリオレフィン系樹脂としては、種々の製品が市販されている。具体例としては、日本ゼオン社製の商品名「ゼオネックス」、「ゼオノア」、ＪＳＲ社製の商品名「アートン」、ＴＩＣＯＮＡ社製の商品名「トーパス」、三井化学社製の商品名「アペル」が挙げられる。
【００８３】
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、薄層性等の点より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。保護フィルムの厚みが過度に小さいと、偏光子が高温高湿環境での耐久性に劣ったり、局所的な凹凸欠陥（クニック欠陥）が発生しやすい等の問題を生じる場合がある。
【００８４】
保護フィルムは、偏光子の両面で同じものを用いてもよいし、異なるものを用いてもよい。また、一方の面に２層以上の積層物を用いることもできる。
【００８５】
第１偏光子や第２偏光子と保護フィルムの積層方法や、偏光子と保護フィルムを積層した偏光板同士の積層方法は特に限定されないが、作業性や、光の利用効率の観点からは、接着剤や粘着剤を用いて各層を空気間隙なく積層することが望ましい。接着剤や粘着剤を用いる場合、その種類は特に制限されず、種々のものを用い得る。その場合、接着剤または粘着剤は透明で、可視光領域に吸収を有さず、屈折率は、各層の屈折率と可及的に近いことが表面反射の抑制の観点より望ましい。かかる観点より、例えば、アクリル系粘着剤や水系接着剤等を好ましく用いうる。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、水系ポリエステル等を例示できる。また、粘着剤に異なる屈折率の粒子を混合した、拡散粘着層を用いることもできる。
【００８６】
なお本発明において、上記偏光子、保護フィルム、接着層、粘着層等の各層には、例えばサリチル酸エステル系化合物やベンゾフェノール系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物やシアノアクリレート系化合物、ニッケル錯塩系化合物等の紫外線吸収剤で処理する方式等の方式により紫外線吸収能をもたせたもの等であってもよい。
【００８７】
フィルムへの粘着層や接着層の付設は、適宜な方式で行いうる。その例としては、例えばトルエンや酢酸エチル等の適宜な溶剤の単独物又は混合物からなる溶媒にベースポリマーまたはその組成物を溶解又は分散させた１０〜４０重量％程度の粘着剤溶液を調製し、それを流延方式や塗工方式等の適宜な展開方式でフィルム上に直接付設する方式、あるいは前記に準じセパレータ上に粘着層を形成してそれを移着する方式等が挙げられる。
【００８８】
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フィルムの片面又は両面に設けることもできる。また両面に設ける場合に、フィルムの表裏において異なる組成や種類や厚さ等の粘着層とすることもできる。
【００８９】
また、保護フィルムは、接着剤や粘着剤を付設する前に、接着性の向上等を目的として、表面改質処理を行ってもよい。具体的な処理としてば、コロナ処理、プラズマ処理、プライマー処理、ケン化処理等が挙げられる。
【００９０】
さらに、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表面処理層を設けてもよい。
【００９１】
ハードコート層は偏光板表面の傷付き防止等を目的に設けられるものであり、例えばアクリル系、シリコーン系等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保護フィルムの表面に付加する方式等にて形成することができる。反射防止層は偏光板表面での外光の反射防止を目的に設けられるものであり、従来に準じた反射防止膜等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層は隣接層（例えば拡散板等）との密着防止を目的に設けられる。
【００９２】
またアンチグレア層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設けられるものであり、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等の適宜な方式にて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０．５〜２０μｍ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等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２〜７０重量部程度であり、５〜５０重量部が好ましい。
【００９３】
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の表面処理層は、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。
【００９４】
特に、本発明の視角制御システムにおいては、図８に例示するように、第２偏光子２の第１偏光子と反対側の主面の保護フィルム２１上に前記表面処理層２３を設けることが好ましい。
【００９５】
また、本発明の視角制御システムには、画像表示装置との貼合等を目的として、図８に示すように、第１偏光子側主面に粘着層４を設けることができる。
【００９６】
粘着層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とが好ましい。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、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鎖アルキル系、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等の、従来に準じた適宜なものを用いうる。
【００９７】
さらに、図８の保護フィルム１２に代えて、図９に例示するように、保護フィルムとして、位相差フィルムや、視角補償フィルム等の光学補償フィルム１５を設けることもできる。また、図１０に例示するように、保護フィルム１２に、光学補償フィルム１５を、別途粘着層４等を用いて貼り合せてもよい。特に、薄型、軽量が強く求められるモバイル用途の液晶表示装置に用いる視角制御システムにおいては、図９のように、保護フィルムとして、位相差フィルムや、視角補償フィルム等の光学補償フィルム１５を設けることが好ましい。
【００９８】
前記位相差フィルムとしては、高分子材料を一軸または二軸延伸処理したものや、液晶ポリマーの配向フィルム、液晶ポリマーの配向層をフィルムにて支持したもの等が挙げられる。位相差フィルムの厚さも特に制限されないが、２０〜１５０μｍ程度が一般的である。
【００９９】
前記高分子材料としては、例えば、前記保護フィルムを構成する材料と同様のものを好適に用いることができる。これらの高分子材料は成型、延伸等により配向物（延伸フィルム）とすることができる。また、液晶ポリマーの配向層をフィルムにて支持したもの等を用いることもできる。
【０１００】
前記液晶ポリマーとしては、例えば、液晶配向性を付与する共役性の直線状原子団（メソゲン）がポリマーの主鎖や側鎖に導入された主鎖型や側鎖型の各種のもの等を挙げられる。主鎖型の液晶ポリマーの具体例としては、屈曲性を付与するスペーサー部でメソゲン基を結合した構造の、例えばネマチック配向性のポリエステル系液晶性ポリマー、ディスコティック液晶性ポリマーやコレステリック液晶性ポリマー等が挙げられる。側鎖型の液晶ポリマーの具体例としては、ポリシロキサン、ポリアクリレート、ポリメタクリレート又はポリマロネートを主鎖骨格とし、側鎖として共役性の原子団からなるスペーサー部を介してネマチック配向付与性のパラ置換環状化合物単位からなるメソゲン部を有するもの等が挙げられる。これらの液晶ポリマーは、例えば、ガラス板上に形成したポリイミドやポリビニルアルコール等の薄膜の表面をラビング処理したもの、酸化ケイ素を斜方蒸着したもの等の配向処理面上に液晶ポリマーの溶液を展開して熱処理することにより行われる。
【０１０１】
位相差フィルムは、例えば各種波長板や液晶層の複屈折による着色や視角等の補償を目的としたもの等の使用目的に応じた適宜な位相差を有するものであって良く、２種以上の位相差フィルムを積層して位相差等の光学特性を制御したもの等であっても良い。
【０１０２】
位相差フィルムは、ｎｘ＝ｎｙ＞ｎｚ、ｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚ、ｎｘ＞ｎｙ＝ｎｚ、ｎｘ＞ｎｚ＞ｎｙ、ｎｚ＝ｎｘ＞ｎｙ、ｎｚ＞ｎｘ＞ｎｙ、ｎｚ＞ｎｘ＝ｎｙ、の関係を満足するものが、各種用途に応じて選択して用いられる。なお、ｎｙ＝ｎｚとは、ｎｙとｎｚが完全に同一である場合だけでなく、実質的にｎｙとｎｚが等しい場合も含む。
【０１０３】
例えば、ｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚ、を満足する位相差フィルムでは、正面位相差は４０〜１００ｎｍ、厚み方向位相差は１００〜３２０ｎｍ、ＮＺは１．８〜４．５を満足するものを用いるのが好ましい。例えば、ｎｘ＞ｎｙ＝ｎｚ、を満足する位相差フィルム（ポジティブＡプレート）では、正面位相差は１００〜２００ｎｍを満足するものを用いるのが好ましい。例えば、ｎｚ＝ｎｘ＞ｎｙ、を満足する位相差フィルム（ネガティブＡプレート）では、正面位相差は１００〜２００ｎｍを満足するものを用いるのが好ましい。例えば、ｎｘ＞ｎｚ＞ｎｙ、を満足する位相差フィルムでは、正面位相差は１５０〜３００ｎｍ、ＮＺは０を超え、０．７以下を満足するものを用いるのが好ましい。また、上記の通り、例えば、ｎｘ＝ｎｙ＞ｎｚ、ｎｚ＞ｎｘ＞ｎｙ、またはｎｚ＞ｎｘ＝ｎｙ、を満足する用いることができる。位相差フィルムは、適用される画像表示装置の種類に応じて適宜に選択できる。液晶表示装置に応じて適宜に選択できる。
【０１０４】
前記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。このような視角補償フィルムとしては、例えば位相差フィルム、液晶ポリマー等の配向フィルムや透明基材上に液晶ポリマー等の配向層を支持したもの等からなる。通常の位相差フィルムは、その面方向に一軸に延伸された複屈折を有するポリマーフィルムが用いられるのに対し、視角補償フィルムとして用いられる位相差フィルムには、面方向に二軸に延伸された複屈折を有するポリマーフィルムや、面方向に一軸に延伸され厚さ方向にも延伸された厚さ方向の屈折率を制御した複屈折を有するポリマーや傾斜配向フィルムのような二方向延伸フィルム等が用いられる。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及び／又は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等が挙げられる。
【０１０５】
また良視認の広い視野角を達成する点等より、液晶ポリマーの配向層、特にディスコティック液晶性ポリマーの傾斜配向層からなる光学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フィルムが好ましく用いうる。
【０１０６】
なお、ここで言う「視角補償フィルム」とは、視認方向の変化に伴う画質の変化を抑制するものであり、主として複屈折現象を用いるものであり、光量を抑制する本発明の視角制御システムとは、その視角制御原理が異なる。そのため、視角補償フィルムによって本発明の視角制御システムの機能が阻害されるものではない。
【０１０７】
本発明の視角制御システムを表示パネルの少なくとも一方の主面に配置することで、視角が制御された画像表示装置とすることができる。表示パネルとしては特に限定されず、液晶表示装置（ＬＣＤ）のような外部光源を用いた表示パネルや、ＥＬ表示装置（ＥＬＤ）プラズマ表示装置（ＰＤＰ）あるいは、ブラウン管（ＣＲＴ）等の自発光型表示装置のいずれにも用いることができる。視角制御の観点から、ＬＣＤの場合は、液晶セルの視認側、光源側の少なくともいずれか一方の主面に本発明の視角制御システムを配置することが好ましく、自発光型表示装置の場合は、表示パネルの視認側主面に本発明の視角制御システムを配置することが好ましい。
【０１０８】
本発明の画像表示装置においては、前述のごとく、視角制御システムの第１偏光子の吸収軸と垂直な方向の視角が制御される。たとえば、本発明の視角制御システムの第１偏光子の吸収軸を画面の左右方向に配置することで、上下方向の視角が制御され、画面の上下方向に配置することで左右方向の視野角を制御することができる。これらの視角制御方向の選択は表示装置の用途に基づき選択される。例えば、カーナビゲーションシステム等のように、自動車のダッシュボードに配される画像表示装置の場合は、フロントウインドウへの映り込みを抑止する観点から、上下方向の視角の制限が望まれるため、第１偏光子の吸収軸が、画面の横方向（左右方向）と等しくなるように配置することが好ましい。
【０１０９】
また、ＡＴＭの場合は、他者からの覗き込み防止のため左右方向の視角の制限が望まれるため、第１偏光子の吸収軸が、画面の縦方向（上下方向）と等しくなるように配置することが好ましい。さらには、ＡＴＭの場合は、左右からの覗き込みだけでなく、上方に設置された隠しカメラによって情報が読み込まれる等の可能性等を想定して、上方向の視角の制限も望まれる場合がある。一方で、車椅子に乗った人のように下方向から画面を観ることとなる利用者にも利用可能とするためには、下方向からは、画像情報が読取り可能であることが望まれる。このような場合は、第２偏光子として、吸収軸がフィルム面の法線方向から傾いた視角制御システムを用いることによって、下方向の視認性は良好で、上方向の視角を制限する画像表示装置を得ることができる。
【０１１０】
本発明の画像表示装置においては、視角制御システムの第１偏光子が、表示パネルの表示用あるいは反射防止機能を付与するために設けられる偏光子の機能を兼ね備えるものであってもよい。このような構成とすることで、両者を別々に設けた場合と比較して、部材数が削減し、画像表示装置の厚みや重量を低減できることに加えて、コストの点でも有利である。さらには、光吸収による損失を抑制できるため、画面の明るさの点で有利であることから、重量や厚みを可及的に小さくし、かつ、消費電力の低減が求められる、モバイル用途や車載用途に好適である。
【０１１１】
また、本発明の画像表示装置においては、視角制御システムと表示パネルとが貼合一体化されていてもよいし、別置きで配置されてもよい。また、視角制御システムの第１偏光子のみが表示パネルに貼合一体化され、第２偏光子が別置きで配置されていてもよい。視角制御システムと表示パネルとが別置きで用いられる場合においては、視角制御システムを他の透明なフィルムや基板と貼合して用いることもできる。
【０１１２】
フィルムの収縮に伴うムラ等によって画像が不均一となることを抑制する観点においては、視角制御システムの第１偏光子と第２偏光子が貼合一体化されており、さらに、視角制御システムと表示パネルが貼合一体化されていることが好ましい。一方で、別置きで配置することによって、視角制御システムを着脱可能とし、必要な場合にのみ視角制御システムを用いて視角を制御するといった使用が可能となる。
【０１１３】
本発明の画像表示装置は、表示パネルの少なくとも一方の主面に透明板を有し、該透明板と、前記視角制御システムとが、接着層や粘着層を介して貼合一体化されたものであってもよい。また、透明板と貼合一体化された視角制御システムを、さらに表示パネルと貼合一体化したものであってもよい。
【０１１４】
前記透明板としては、透明なフィルムやシート等を用いることができるが、例えば、画像表示装置の前面板として、ディスプレイの保護板やタッチスクリーンを兼ねたものであってもよい。また、このような構成において、視角制御システムは前面板のどちら側の主面に貼合されていてもよいが、傷付防止等の観点からは、視角制御システムが前面板と表示パネルの間に配置されることが好ましい。
【０１１５】
本発明の画像表示装置のうち、自発光型でないものの一例として、液晶表示装置（ＬＣＤ）の場合の実施形態について説明する。ＬＣＤの場合は、液晶セルの視認側、光源側の少なくともいずれか一方の主面に本発明の視角制御システムを配置することが好ましいことは前述の通りである。ところで液晶パネルには、ＴＦＴ材料やカラーフィルター、アンチグレア層等のさまざまな異形の材料を有しており、その材料の界面で光が屈折、反射、回折、散乱されることによって表示パネル中で光の伝播方向が変化しやすい。そのため、光源側（視認側と反対側）主面に視角制御システムを配置した場合は、視認側主面に配置した場合と比較して、視角制御効果が小さくなる傾向がある。かかる観点から、より効率的に視角制御を行うためには、図１１に示すように、表示パネル（液晶セル）３００の視認側主面に視角制御システム１００が配置されていることが好ましい。
【０１１６】
また、図１３に示すように、表示パネル（液晶セル）３００の両主面に視角制御システム１００ａ及び１００ｂを設けることもできる。なお、図１３においては、視角制御システム１００ａと１００ｂのそれぞれの第１偏光子の吸収軸方向が平行となるように図示しているが、このように両者を平行に配置することで、視角制御方向、すなわち、第１偏光子の吸収軸方向と垂直方向の視角制御特性の変化が急峻となるように制御することができる。一方で、視角制御システム１００ａと１００ｂのそれぞれの第１偏光子の吸収軸方向が垂直となるように配置することで、上下左右の視野角を同時に制御することができる。
【０１１７】
前述の如く、視角制御システムの第１偏光子が、液晶パネルの偏光子の機能を兼ね備えるためには、視角制御システムは、図１１〜１３に示すように、第１偏光子側主面が液晶セル３００側となるように配置されることが好ましい。
【０１１８】
液晶表示装置の形成は、従来に準じて行いうる。すなわち液晶表示装置は一般に、液晶セルと偏光板または光学フィルム、及び必要に応じて光源等の構成部品を適宜に組立てて駆動回路を組込むこと等により形成される。
【０１１９】
液晶セルの種類は特に限定されず、ツイステッドネマチック（ＴＮ）モード、スーパーツイステッドネマチック（ＳＴＮ）モードや、水平配向（ＥＣＢ）モード、垂直配向（ＶＡ）モード、インプレーンスイッチング（ＩＰＳ）モード、フリンジフイールドスイッチング（ＦＦＳ）モード、ベンドネマチック（ＯＣＢ）モード、ハイブリッド配向（ＨＡＮ）モード、強誘電性液晶（ＳＳＦＬＣ）モード、反強誘電液晶（ＡＦＬＣ）モードの液晶セル等、種々の液晶セルを用いることができる。特に、本発明の画像表示装置においては、通常縦または横方向の視角制御を目的とするため、表示用偏光子の吸収軸を画面の横方向と平行または垂直に配置することが一般的なＶＡモードやＩＰＳモードの液晶セルを好適に用いることができる。
【０１２０】
光源としては、例えば図１１に示すような、側面に配置された光源４０１及び導光板４０４を用いたサイドライト型バックライトや、図１２に示すような、液晶セル３００の直下に配置された光源４０１を備えた直下型バックライト、あるいは面状光源等を用いることができる。また、プリズムシート４０２や、拡散板４０３、反射板４０５等を設けたものであってもよい。プリズムシートは、その形状に基づいて上下若しくは左右のいずれかの方向に出射する光を集光することで、所定方向の輝度を向上させるものである。所定方向に光が集光されるため、他の方向の輝度は逆に低下し、結果としてその方向の視野角が狭くなるが、本発明の画像表示装置においては、プリズムシートによって輝度が減少する方向と、視角制御システムによって視角を制御する方向を略一致させることによって、主透過方向の輝度を向上させつつ、より効果的に視角制御をおこなうことができる。
【０１２１】
また、液晶表示装置の形成に際しては、上記の他に、反射防止膜、保護板、レンズシート、光散乱板等の適宜な部品を適宜な位置に１層又は２層以上配置することができる。
【０１２２】
さらに、本発明の液晶表示装置においては、光学補償フィルム等の部材を設けることもできる。光学補償フィルムとしては、視角制御システムに用いられるものとして前記したもの等を好適に用いることができる。
【０１２３】
次に、表示パネルがＥＬＤやＰＤＰあるいはＣＲＴのような自発光型である場合について説明する。自発光型の表示装置においては、視角制御のためには、視角制御システムが表示パネルの視認側に配置されていることが好ましい。また、視角制御システムの第１偏光子側、第２偏光子側いずれの主面が表示パネル側となるように配置されていてもよい。
【０１２４】
特に、電極による外光の反射が視認性を低下させるＥＬＤや、発光体が乱反射を生じるＰＤＰの場合、円偏光板によって反射防止を行うことができるが、図１４に示すように、第１偏光子側主面が自発光型表示パネル５００側となるように配置し、第１偏光子１と自発光型表示パネル５００の間に、直線偏光を略円偏光に変換する円偏光化手段５を設けることで、視角制御システムの第１偏光子が液晶パネルの反射防止用の偏光子の機能を兼ね備えることができる。
【０１２５】
ここで、略円偏光とは、完全な円偏光状態のみならず、楕円偏光も含み得るが、その楕円率は好ましくは０．６以上、より好ましくは０．７以上、さらに好ましくは０．８以上である。また、円偏光化手段は、可視光のいずれかの波長で直線偏光を上記の略円偏光に変換するものであればとくに制限されないが、好ましくは、波長５５０ｎｍにおいて、直線偏光を上記の略円偏光に変換するものであることが好ましい。
【０１２６】
前記円偏光化手段の代表的なものとしては、可視光の約１／４波長の範囲の位相差を有する位相差フィルムを、フィルム面の法線方向から見たときに、位相差フィルムの遅相軸と、第１偏光子の吸収軸とのなす角が約４５°となるように配置したものが挙げられる。なお、約１／４波長、約４５°とは、前述の略円偏光に変換できるものであれば特に制限されないが、位相差は１／４波長の±３０ｎｍの範囲であることが好ましく、±２０ｎｍの範囲であることがより好ましく、±１０ｎｍの範囲であることがさらに好ましい。また、角度は、４５°±１０°の範囲であることが好ましく、±５°の範囲であることがより好ましく、±３°の範囲であることがさらに好ましい。
【実施例】
【０１２７】
以下に、本発明を、実施例を挙げて説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。
【０１２８】
なお、正面位相差（Ｒｅ）及び厚み方向位相差（Ｒｔｈ）は、以下のようにして求めた。
【０１２９】
自動複屈折計（王子計測機器株式会社製，自動複屈折計ＫＯＢＲＡ−２１ＡＤＨ）を用い、測定波５５０ｎｍにおける正面方向及びフィルムを遅相軸中心で４０°傾けた際の位相差を測定し、これらの値から、面内屈折率が最大となる方向、それと垂直な方向、フィルムの厚さ方向それぞれの屈折率ｎｘ、ｎｙ、ｎｚを算出した。これらの値及び厚み（ｄ）から、正面位相差：（ｎｘ−ｎｙ）×ｄ、厚み方向位相差：（ｎｘ−ｎｚ）×ｄ、を求めた。
【０１３０】
（製造例１）
末端に重合性基を有する一官能のサーモトロピックのシアノビフェニル系ネマチック液晶モノマー１００重量部に対し、垂直配向性を向上させるための添加剤として、下記の化学式で表される高分子液晶（黒金化成製、共重合比：ｎ＝３５）を２５重量部、溶剤として４−メチル−２−ペンタノン（ＭＩＢＫ）を４００重量部、重合開始剤（チバ・スペシャリティー・ケミカルズ社製 イルガキュア９０７）を５重量部加えて、混合・溶解し、液晶組成物溶液を調製した。また、１００重量部のシクロペンタノンに、波長４５８ｎｍに吸収ピークを有するボリアゾ系染料を１．５重量部、波長５４２ｎｍに吸収ピークを有するボリアゾ系染料を０．８重量部、波長６２１ｎｍに吸収ピークを有するポリアゾ系染料を１重量部溶解させ、染料溶液を調製した。前記液晶組成物溶液と、染料溶液を、重量比４対１で混合したものを、無延伸の非晶質ポリオレフィンフイルム（オプテス社製 ゼオノアフイルム、厚み１００μｍ）に塗布し、５０℃で加熱して溶媒を蒸発させ、液晶・BR>ｃMマー層を形成した。これをさらに８０℃で加熱して液晶モノマー層を等方状態にした後、徐冷しながら、フィルム面の法線方向に１ｋＶの直流電界を印加した状態で３００ｍＪ／ｍ２の紫外線を照射することで液晶モノマーを重合し、完全に硬化させて、フィルム面の法線方向に吸収軸を有する偏光子を作製した。得られた偏光子の厚みは３μｍであった。この偏光子の両面に、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルム（富士フィルム社製 Ｚ−ＴＡＣ、厚み８０μｍ）をポリビニルアルコール系の接着剤を用いて貼合して偏光板Ａを作製した。なお、このとき用いたＴＡＣフィルムの正面位相差は１ｎｍ、厚み方向位相差は３ｎｍであった。
【０１３１】
【化１】
【０１３２】
（製造例２）
紫外線照射時に印加する直流電界の方向を、フィルム面の法線方向に対し２０°傾けた以外は前記製造例１と同様にして、フィルム面の法線と垂直でも平行でもない角度に吸収軸を有する偏光子を作製し、製造例１と同様に偏光子の両面にＴＡＣフィルムを貼合して偏光板Ｂを作製した。
【０１３３】
（実施例１）
（視角制御システムの作成）
製造例１で作製した偏光板Ａの一方主面に、フィルム面内に吸収軸を有するヨウ素系の偏光板（日東電工社製ＳＩＧ１４６３ＤＵ、以下、「偏光板Ｃ」とする）を、アクリル系の粘着剤を用いて貼合し、視角制御システムＤを作製した。
【０１３４】
（画像表示装置の作製）
視認側偏光板と光源側偏光板がクロスニコルに配置されており、光源側偏光板が二軸性（ｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚ）の位相差フィルムを備え、視認側の偏光板が光学補償フィルムを備えていないＶＡモードの液晶表示装置（シャープ製ＡＱＵＯＳ）の視認側偏光板を剥離し、かかる視認側の偏光板に代えて、上記視角制御システムＤを、偏光板Ｃが液晶セル側となるように、アクリル系粘着剤を介して貼り合わせて、画像表示装置を得た。なお、視角制御システムＤの貼り合わせに際しては、偏光板Ｃの吸収軸の方向を、剥離前の偏光板の吸収軸方向と一致させた。
【０１３５】
（実施例２）
（視角制御システムの作成）
製造例２で作製した偏光板Ｂの一方主面に、偏光板Ｃを、偏光板Ｂの主面の法線と吸収軸を包含する面と偏光板Ｃの吸収軸のなす角が９０°となるように、アクリル系の粘着剤を用いて貼合し、視角制御システムＥを作成した。
【０１３６】
（画像表示装置の作製）
視角制御システムＤに代えて視角制御システムＥを用いた以外は、実施例１と同様にして、画像表示装置を得た。なお、視角制御システムＥの貼り合わせに際しては、上記製造例２における電界方向（すなわち、偏光板Ｂの吸収軸方向）が、視認側の画面下方向となるように配置した。
【０１３７】
（比較例１）
（画像表示装置の作製）
視角制御システムＤに代えて偏光板Ｃを用いた以外は、実施例１と同様にして、画像表示装置を得た。
【０１３８】
（評価試験）
実施例及び比較例で得られた画像表示装置を白表示状態にしたときの、視角特性（輝度の視角依存性）を、コノスコープを用いて評価した。結果を図１５に示す。図１５の(ａ）〜（ｃ）それぞれにおいては、太線で表されている一番外側の曲線が、輝度５０ｃｄ／ｍ２の等輝度曲線を表している。
【０１３９】
この輝度５０ｃｄ／ｍ２の等輝度曲線で実施例及び比較例の視角制御を評価すると、図１５の（ｃ）の比較例１では、輝度５０ｃｄ／ｍ２となる範囲は、上下（９０°−２７０°）方向、左右（０°−１８０°）方向のいずれにおいても７５°であった。換言すると、比較例１のように視角制御を行っていない偏光板を用いた場合、あらゆる方向で画面の情報を目視することができ、他者からの覗き込まれる危険性が高い。
【０１４０】
これに対して、図１５の（ａ）の実施例１においては、輝度５０ｃｄ／ｍ２となる範囲は、左右方向では前記比較例１と同様に７５°であるのに対し、上下方向では４５°であった。すなわち、左右方向の光は制限されないのに対し、上下方向の光は出射角度が制限され、視角制御がなされていることがわかる。また、図１５の（ｂ）の実施例２においては、輝度５０ｃｄ／ｍ２となる範囲は左右方向では比較例１及び実施例１と略同様の７０°であるのに対し、上方向２５°、下方で６５°と、上下方向に非対称な出射特性が実現されていた。このように、吸収軸を傾斜させた偏光子を用いることによって、上方向への光の出射を制限できることがわかる。
【０１４１】
また、最大輝度は、比較例１では正面方向で５１５ｃｄ／ｍ２、実施例１では正面方向で４５０ｃｄ／ｍ２、実施例２では下側２５°方向で３８５ｃｄ／ｍ２であり、本発明の視角制御システムによって視角制御をおこなった場合でも、視角を保つべき方向の白輝度の減少は小さく、画面の視認性を保持することが可能である。
【０１４２】
以上のように、本発明の視角制御システムによって、輝度が小さい不可視の領域に指向性を持たせることができ、視角制御が達成されることがわかる。なお、実施例に用いたＶＡ液晶パネルは、視角制御を行わない状態では、比較例１に示すように上下方向及び左右の視野角はほぼ等しく９０°ごとの回転対称である。従って、表示装置の方向を９０°回転させることによって、上記実施例と同様に左右方向の視角制御も達成可能である。
【符号の説明】
【０１４３】
１ 第１偏光子
１ａ 吸収軸
２ 第２偏光子
２ａ 吸収軸
３ 接着層
４ 粘着層
５ 円偏光化手段
１１ 保護フィルム
１２ 保護フィルム
１４ 粘着層
１５ 光学補償フィルム
２１ 保護フィルム
２２ 保護フィルム
２３ 表面処理層
３０ 媒体
１００ 視角制御システム
１００ａ 視角制御システム
１００ｂ 視角制御システム
２００ ライトコントロールフィルムの構造単位
２０１ 透光層
２０２ ルーバー
２０３ 保護層
３００ 液晶セル
３０１ 偏光板
４００ バックライトシステム
４０１ 光源
４０２ プリズムシート
４０３ 拡散板
４０４ 導光板
４０５ 反射板
５００ 自発光型表示パネル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、視角制御システム、ならびにそれを用いた画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置（ＬＣＤ）、プラズマ表示装置（ＰＤＰ）やＥＬ表示装置（ＥＬＤ）等の画像表示装置は、薄型・軽量・低消費電力・大画面化が可能である等の特長を有することから、さまざまな用途や場面で用いられている。特にＬＣＤやＥＬＤは、ノートパソコンや携帯電話のように、個人的に用いられる情報機器の表示装置として広く用いられている。このような情報機器を用いて、個人情報や営業秘密等を含むデータが扱われる場合があるが、駅のホーム、喫茶店や電車の中等の公共の場においては、他者からの覗き込み等によって、プライバシーを侵害されたり、機密情報が漏洩する等の危険性を含んでいる。また、現金自動預払機（ＡＴＭ）等においても同様で、暗証番号等の操作時の覗き込み等によって情報が漏洩するという危険がある。一方、カーナビゲーションシステム等の車載用ディスプレイの場合、ディスプレイから上方向に出射される光がフロントウインドウに映りこみ、特に夜間での運転の際にその映りこみによって、外部の視界が妨げられるといった問題がある。
【０００３】
前記の画像表示装置の中でも、ＬＣＤは、ＣＲＴやＥＬＤ、ＰＤＰ等の自発光型表示装置と比較して、「視野角が狭い」といわれており、視野角を拡大するために、光学補償フィルムが用いられている。かかる場合の「視野角が狭い」という表現は、正確には「良好な表示特性を示す視野角が狭い」ことを意味している。すなわち、一般に「視野角が狭い」といわれるような表示装置であっても、あらゆる方向に表示情報が出射されており、他者からの覗き込み等によって情報が読み取られる可能性や、映りこみ等の問題は解決されない。かかる観点からは、出射光の光量を角度により制御して、不必要な方向、あるいは制限したい方向への光出射を読み取りができない程度まで小さくする必要がある。
【０００４】
このような問題に対し、ＰＥＴフィルム等の保護層の間に、物理的にすだれ状のルーバーが形成されたフィルム等が用いられている（例えば、特許文献１参照）。このようなフィルムはライトコントロールフィルム等とも呼ばれ、既に市販されている。このルーバーが形成されたフィルムは、図２に示すように、保護層２０３に垂直もしくは所定の角度で、多数の吸光性のルーバー２０２が設けられており、ルーバー２０２の高さや、ルーバー２０２と透光層２０１の配置間隔、ルーバー２０２と保護層２０３の配置角度を調整したり、あるいは、これらの構造単位２００を複数積層することによって種々の視角制御を可能としている。
【０００５】
このようなルーバーフィルムは、特許文献１にも示されているように、透光部分となる透明層と、ルーバー部分となる着色層を幾層も必要なサイズとなるまで積層し、それをスライスした後に保護層をその両面に積層するといった方法で製造されている。そのため、製造には非常に煩雑な工程を必要とし、コストがかかることや、視角制御設計の柔軟性に欠けるという問題があった。また、透明層と着色層の積層数には限界があり、積層厚みがルーバーフィルムのサイズの決定要因となることから、大面積化が困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−３０５３１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記に鑑み、覗き込み防止や視角制御を必要とする表示装置に使用可能であり、ディスプレイの視角を制御できる視角制御システム、ならびに画像表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的は、下記の如き本発明により達成できる。すなわち、本発明は、配向が固定された吸収二色性物質を含有するフィルム状の、第１偏光子及び第２偏光子を有し、第１偏光子は、吸収軸をフィルム面内に有し、第２偏光子は、第２偏光子の吸収軸がフィルム面の法線方向から傾いており、当該吸収軸とフィルム面の法線とのなす角が０°〜４５°であり、かつ、第２偏光子のフィルム面の法線と吸収軸とを包含する面と、前記第１偏光子の吸収軸のなす角が略垂直である、視角制御システムに関する。偏光子の見かけ上の吸収軸は、視認方向によって変化するが、本発明の視角制御システムにおいては、吸収軸方向の異なる２枚の偏光子を用い、これらの見かけ上の吸収軸の角度関係や光線透過率が視認方向によって変化することを利用して、視角制御を可能としている。
【０００９】
本発明の視角制御システムにおいては、前記第２偏光子のフィルム面の法線と吸収軸とを包含する平面と、前記第１偏光子の吸収軸とのなす角が、９０°±５°であることが好ましい。このような角度で２枚の偏光子を配置することで、視角制御特性をより顕著とすることができる。
【００１０】
また、本発明の視角制御システムにおいて、前記第１偏光子と、前記第２偏光子との間に媒体を有する場合は、該媒体が前記第２偏光子のフィルム面の法線方向の光の偏光状態を実質的に変換しないものであることが好ましい。前記第１偏光子と、前記第２偏光子との間の媒体によって偏光状態が変換されると、所望の視角制御特性を得られない場合があるためである。
【００１１】
前記第２偏光子のフィルム面の法線方向の光の偏光状態を実質的に変換しないものの一態様として、前記媒体の面内位相差が４０ｎｍ以下であることが挙げられる。また、前記媒体の遅相軸が、前記第１偏光子の吸収軸と平行または垂直であることも好ましい態様である。
【００１２】
さらに、本発明の視角制御システムにおいては、所望の視角制御特性を得るために、前記媒体の厚み方向位相差が６０ｎｍ以下であることが好ましい。
【００１３】
さらに、本発明の視角制御システムにおいては、前記第１偏光子と、前記第２偏光子とが粘着層及び／または接着層を介して貼合一体化されていることが好ましい。貼合一体化することによって、フィルムの収縮に伴うムラの発生を抑制したり、反射による光の失損を減少したりすることができる。
【００１４】
さらに、本発明の視角制御システムの一態様として、第１偏光子側主面または第２偏光子側主面の少なくとも一方に粘着層を有することができる。
【００１５】
さらに、本発明は、表示パネルの少なくとも一方の主面に、前記視角制御システムが配置されている画像表示装置に関する。
【００１６】
本発明の画像表示装置においては、前記視角制御システムの前記第１偏光子側主面が、前記表示パネル側となるように配置されていることが好ましい。このような構成とすることで、１枚の偏光子で表示装置の偏光子と視角制御システムの偏光子の機能を兼ね備えることができる。
【００１７】
さらに、本発明の画像表示装置においては、前記表示パネルと前記視角制御システムが、粘着層及び／または接着層を介して貼合一体化されていることが好ましい。
【００１８】
また、本発明の画像表示装置の一態様として、前記表示パネルの少なくとも一方の主面に透明板を有し、該透明板と、前記視角制御システムとが、前記第２偏光子主面側が前記表示パネル側となるように接着層及び／または粘着層を介して貼合一体化されて配置されたものも好ましい構成である。
【００１９】
さらに、本発明の画像表示装置においては、表示装置の視角制限方向が、第１偏光子の吸収軸方向と垂直であることが好ましい。
【００２０】
また、本発明の画像表示装置の好ましい一態様として、前記表示パネルが液晶セルの少なくとも一方主面に偏光子を有する液晶表示装置である場合においては、該偏光子が前記視角制御システムの第１偏光子を兼ねることが好ましい。かかる態様とすることで、部材数を減少させ、液晶表示装置の薄型化や軽量化、低コスト化に貢献し得る。
【００２１】
また、本発明の画像表示装置の別の好ましい一態様として、前記表示パネルが自発光型の表示装置であり、表示パネルの視認側に前記視角制御システムが配置されているものが挙げられる。かかる態様においては、前記視角制御システムの第１偏光子と表示パネルとの間に、直線偏光を略円偏光に変換する円偏光化手段を有することが好ましい。表示パネルの視認側に前記視角制御システムが配置されることによって視角制御が可能となる。また、円偏光化手段を有することによって、反射防止機能を付与することができ、自発光型の表示装置の界面での反射に起因する明所コントラストの低下を防止し得る。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の視角制御システムの基本構成の断面を示すものである。
【図２】ルーバー２０２が形成された従来技術の視角制御システムの構成断面の一例を示すものである。
【図３】第２偏光子の吸収軸方向がフィルム面の法線方向と平行である場合の視認方向を表す説明図である。図中の実線両矢印は第１偏光子の吸収軸方向を表し、破線両矢印は第２偏光子の吸収軸方向を表す。
【図４】第２偏光子の吸収軸方向がフィルム面の法線方向と平行である場合に、視認方向によって第１偏光子と第２偏光子の見かけ上の吸収軸の関係が変化する様子を模式的に表したものである。図中の実線両矢印は第１偏光子の吸収軸方向を表し、破線両矢印は第２偏光子の吸収軸方向を表す。
【図５】第２偏光子の吸収軸方向がフィルム面の法線方向に対して傾いている場合の視認方向を表す説明図である。図中の実線両矢印は第１偏光子の吸収軸方向を表し、破線両矢印は第２偏光子の吸収軸方向を表す。
【図６】第２偏光子の吸収軸方向がフィルム面の法線方向に対して傾いている場合に、視認方向によって第１偏光子と第２偏光子の見かけ上の吸収軸の関係が変化する様子を模式的に表したものである。図中の実線両矢印は第１偏光子の吸収軸方向を表し、破線両矢印は第２偏光子の吸収軸方向を表す。
【図７】第２偏光子の界面で光が反射、屈折する様子を模式的に表した概念図である。図中の破線両矢印は第２偏光子の吸収軸方向を表す。
【図８】本発明の視角制御システムの構成概略断面の一例を示すものである。
【図９】本発明の視角制御システムの構成概略断面の一例を示すものである。
【図１０】本発明の視角制御システムの構成概略断面の一例を示すものである。
【図１１】本発明の画像表示装置の一実施態様である液晶表示装置の構成概略断面の一例を示す構成図である。
【図１２】本発明の画像表示装置の一実施態様である液晶表示装置の構成概略断面の一例を示す構成図である。
【図１３】本発明の画像表示装置の一実施態様である液晶表示装置の構成概略断面の一例を示す構成図である。
【図１４】本発明の画像表示装置の一実施態様であるＥＬ表示装置の構成概略断面の一例を示す構成図である。
【図１５】本発明の実施例及び比較例の評価結果を表す図である。（ａ）は実施例１、（ｂ）は実施例２、（ｃ）は比較例１の画像表示装置の白輝度の角度依存を表す。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明の視角制御システムは、図１に示すように、第１偏光子１と第２偏光子２を有する。また、任意構成として、第１偏光子と第２偏光子の間に粘着層や接着層、保護フィルム等の媒体３０を有していてもよい。偏光子は、結晶光学で言うところの、常光線（Ｏ）軸方向に透過軸を有し、異常光線（Ｅ）軸方向に吸収軸を有する「Ｏ型偏光子」と、異常光線（Ｅ）軸方向に透過軸を有し、常光線（Ｏ）軸方向に吸収軸を有する「Ｅ型偏光子」に分類されるが、本発明の視角制御システムにおいては、前記第１偏光子、第２偏光子の両者に、Ｏ型偏光子を用いる。
【００２４】
本発明の視角制御システムに用いる第１偏光子は、フィルム状に形成されたものである。第１偏光子としては、吸収二色性物質を含有し、吸収軸１ａをフィルムの面内に有する一般的なＯ型偏光子を適宜用いることができる。このような偏光子としては、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、液晶性の二色性染料を塗布、配向させたもの等公知のものを用いることができる。
【００２５】
前記第１偏光子は、通常の液晶表示装置に用いられる偏光子を兼ねて用いられることが多く、一般に液晶表示装置の偏光子として用い得るものであれば特に制限されないが、透過率や、偏光度等の偏光性能の観点ではヨウ素系の直線偏光子を好適に用いることができる。また、耐久性の観点では染料系やポリエン系の偏光子を好適に用いることができる。
【００２６】
本発明の視角制御システムに用いる第２偏光子は、フィルム状に形成されたものである。第２偏光子としては、吸収二色性物質を含有し、吸収軸２ａとフィルム面の法線のなす角が０°〜４５°であるものが用いられる。本発明の視角制御システムによる視角制御原理の詳細については後述するが、視角特性や、透過率等の視認性は、第２偏光子の光学特性に影響されやすい。そのため、第２偏光子の偏光特性は高いほど好ましい。
【００２７】
このような偏光子の材料や、製造方法は特に限定されないが、液晶ポリマーマトリックス中に二色性化合物を配向させたもの等を好適に用いることができる。特に、垂直配向性を高め、高い二色比を達成する観点からは、液晶化合物を垂直配向性の基材により配向させることが好ましい。
【００２８】
液晶化合物を垂直配向させ得る基材としては、ガラス基材、アルミニウムやステンレス等の金属板、無機酸化物等の無機系のものや有機系の材料等が挙げられる。ガラス基材としては、一般の板ガラスのほか、０．１ｍｍ以下の厚みに成膜されてロール状に巻き取れるような薄板ガラスフィルム（例えば、松浪ガラス工業社製の＃１００、ＡＦ３５等）や、これを貼り合わせた樹脂フィルム等が挙げられる。金属板としては、アルミニウムやステンレスの板、これらの薄板、あるいはこれらを樹脂フィルムにメッキ／蒸着したもの等が挙げられる。具体的には、例えば、東洋メタライジング社製や尾池工業社製のアルミニウム蒸着ＰＥＴフィルムやステンレス蒸着フィルム、東洋アルミニウム社製の圧延アルミニウム箔やＰＥＴ基材付き圧延アルミニウム箔等が挙げられる。無機酸化物としては、例えば、尾池工業社製のＳｉＯ２蒸着ＰＥＴフィルムやＩＴＯ蒸着ＰＥＴフィルム等が挙げられる。有機系材料としては、疎水性の樹脂からなるフィルムを好適に用いることができ、例えばノルボルネン系樹脂、フッ素系樹脂等が挙げられる。ノルボルネン系樹脂としては、例えば、オプテス社製のゼオノアの未延伸フィルム等が挙げられる。フッ素系樹脂としては、デュポン社製のテフロン（登録商標）樹脂フィルムや、旭硝子社製のＥＴＦＥやＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等からなるフィルム類が挙げられる。液晶化合物を配向させる基材として、金属板や、無機酸化物の蒸着物等の不透明な基材を用いる場合においては、基材上に液晶化合物の配向層を形成した後に、該配向層を、透明フィルム等の光線透過性の高い基材に転写したものを偏光子として用いることが好ましい。
【００２９】
前記液晶ポリマーマトリックスとしては、サーモトロピック液晶性ポリマーや架橋性液晶性ポリマー等が挙げられる。このような液晶ポリマーマトリックス中に二色性色素を配向させたものとしては、特開平１１−１０１９６４号公報、特開平１１−１６０５３８号公報、特開２００１―３３０７２６号公報、特開２００１―１３３６３０号公報、特開２００５−９９０６５号公報、日東技報Ｖｏ１３５，Ｎｏ．１，ｐ７９，（１９９７年）等に記載されているものが挙げられる。
【００３０】
特に、配向性を高めるにあたっては、重合性官能基を有する液晶モノマーと二色性色素の混合物を基材上に塗布し、紫外線等の放射線照射により液晶ポリマーを重合して、配向を固定する方法を好適に用いることができる。このように配向基材上で重合することによって、配向性が高くなることに加えて、配向が固定されるために、耐久性が向上する点においても好ましい。さらに、かかる放射線照射の際に、液晶分子を配向させたい方向、例えばフィルム面の法線方向あるいは斜め方向に電場や磁場を印加することでさらに配向性を高めたり、配向方向を制御することができる。
【００３１】
また、垂直配向性を高める目的で添加剤を用いることもできる。垂直配向性を高めるための添加剤としては、例えば、正の屈折率異方性を有する液晶性フラグメント側鎖を含有するモノマーユニットと、非液晶性フラグメント側鎖を含有するモノマーユニットとを含有する側鎖型液晶ポリマーが挙げられる。このような液晶化合物としては、例えば特開２００３−１４９４４１号公報に記載のものを用いることができる。
【００３２】
二色性色素は、入射光に対して分子の長軸と短軸とで異なる吸光度を呈するものであり、液晶ポリマー等の一軸配向に合わせて分子の長軸が該所定の方向に整列しており、入射光に含まれる振動成分を選択的に吸収、透過して偏光に変換する。高二色比を有する色素としては、染料系偏光子に好ましく用いられているアゾ系、ペリレン系、ペンタセン系、アントラキノン系の色素、あるいはこれらの混合色素が好ましく、例えば、特開昭５４−７６１７１号公報等に詳しい。また、液晶ポリマーマトリックス中に二色性色素を配合する代わりに、例えば特開２００５−１４０９８６号公報等に記載されているような液晶性二色性色素を含有する材料を用いることもできる。二色性色素は、偏光特性の波長域等に応じて１種又は２種以上を用いることができ、その使用量は液晶ポリマー又は液晶モノマーに対して１〜２０重量％が一般的である。
【００３３】
第２偏光子の二色比が高いことが好ましいのは前述の通りであるが、サーモトロピック液晶性ポリマーや架橋性液晶ポリマーのマトリックス中に二色性色素を用いる場合、その二色比は２５以上であることが好ましく、３０以上であることがより好ましく、５０以上であることがさらに好ましい。
【００３４】
フィルム面内以外に吸収軸を有する偏光子の二色比を直接測定することはできないが、本願明細書においては、その値を以下のように定義する。まず、第２偏光子の法線方向、すなわち吸収軸方向の透過率をＫ１とする。ここで、本来は入射光として直線偏光を用いるが、第２偏光子は垂直配向していることから、自然光の透過率と直線偏光の透過率を同等とみなし、自然光の透過率をＫ１とする。
【００３５】
次に、透過軸方向の透過率Ｋ２を測定するために、同一の組成を有する水平配向の偏光子を作成する。かかる水平配向の偏光子は、第２偏光子を作成するのと同一組成の液晶化合物を含む溶液を、水平配向膜上に展開、配向、固定することによって得られる。この際、水平配向膜としては、ポリイミドをガラス板上に形成しラビングを行った配向膜を用いる。また、配向の固定に際しては、配向膜のラビング方向に２ｋＶの水平電界を印加し、かかる電界存在下で加熱後に徐冷して液晶モノマーを配向させた後ＵＶ照射を行い、配向を固定する。このようにして作成した水平配向偏光子の吸収軸、すなわち、配向方向に平行な直線偏光を入射して、その透過率Ｋ２を求める。
【００３６】
このようにして得られるＫ１及びＫ２を用いて、二色比Ｄは、
Ｄ＝ｌｏｇＫ２／ｌｏｇＫ１
で表される。なお、二色比の測定においては、厳密にはフィルムの表面反射損失の影響を考慮する必要があるが、その影響は無視し得るため、本願明細書においては上記の式を用いる。
【００３７】
上記の測定方法、並びに上記の式より、垂直配向している第２偏光子の垂直配向性が低い場合は、二色性物質によって、フィルム法線方向の光が吸収されるため、上記の透過率Ｋ１の値が小さくなり、結果として二色性が低くなることが分かる。
【００３８】
本発明の視角制御システムにより表示装置の視角が制御される原理について説明する。本発明の視角制御システムは、偏光子の見かけ上の吸収軸方向や、光線透過率が視認角度によって変化することを利用して、視認角度に応じて出射光の光量を制御して、不必要な方向、あるいは制限したい方向への光出射を抑制するものである。
【００３９】
図３は、様々な視認方向の態様について示すものである。図３を用いて、見かけ上の吸収軸方向の変化について説明する。視認方向（ａ）のように、フィルム面の法線方向、すなわち、極角θ＝０°の正面方向から見た場合や、視認方向（ｂ）のように極角θ≠０の斜め方向であっても、方位角が吸収軸と同一の方向、すなわち、方位角ψ＝０°または１８０°の方向（ただし、第１偏光子の吸収軸方向を方位角ψ＝０°の基準とする）、あるいは、視認方向（ｃ１）または（ｃ２）のように方位角が吸収軸と垂直の方向、すなわち、方位角ψ＝９０°または２７０°の方向から見た場合は、見かけの吸収軸の方向は変化しない。それに対して、前記以外の斜め方向から見た場合、見かけ上の吸収軸の方位角は、視認方向の方位角とのなす角が大きくなるように変化する。
【００４０】
本発明の視角制御システムにおいて、第２偏光子の吸収軸方向がフィルム面の法線方向と略平行である場合に、視認角度によって出射光量が制御されることについて、第１偏光子及び第２偏光子の見かけ上の吸収軸方向の変化に基づいて説明する。
【００４１】
図４の（ａ）、（ｂ）、（ｃ１）、（ｃ２）はそれぞれ、図３の視認方向（ａ）、（ｂ）、（ｃ１）、（ｃ２）における、見かけ上の吸収軸方向を表している。なお、実線の両矢印は、第１偏光子の見かけ上の吸収軸方向、破線の両矢印は、第２偏光子の吸収軸方向を表している。図３の視認方向（ａ）のように、正面方向、すなわち極角θ＝０°の方向から見た場合、第２偏光子の吸収軸と平行な方向から視角制御システムを見ることとなる。この場合、図４の（ａ）に示すように、第２偏光子の二色性物質よる吸収が発現しないため、第１偏光子を出射した光がそのまま第２偏光子を透過することとなる。実際には二色性物質の透過軸方向、すなわち、常光線（Ｏ）軸方向も完全に透明というわけではなく、また、二色性物質の配向も完全に一方向を向いているわけではないため、若干の吸収は発生するが、フィルム面内の異方性は無視小であるため、偏光は生じない。そのため、正面視の場合は、わずかな吸収があることを除いて、第１偏光子を出射した光の偏光状態は第２偏光子によって変換されない。
【００４２】
図３の視認方向（ｂ）のように、第１偏光子の吸収軸と方位角が同一の斜め方向、すなわち、極角θ≠０°で、方位角ψ＝０°または１８０°（ただし、第１偏光子の吸収軸方向を方位角ψ＝０°の基準とする）の方向から見た場合には、図４の（ｂ）に示すように、第２偏光子の吸収軸は第１偏光子の吸収軸と見かけ上平行、すなわち、平行ニコルの状態となるため、第１偏光子を出射した光は、第２偏光子によってほとんど吸収されない。また、視角が大きくなる、すなわち、極角θが大きくなっても、本発明の視角制御システムを透過する光量は大きいままである。
【００４３】
これに対し、図３の視認方向（ｃ１）、（ｃ２）のように方位角が吸収軸と垂直の方向、すなわち、極角θ≠０°で、方位角ψ＝９０°または２７０°の方向から見た場合には、第２偏光子の吸収軸は、見かけ上、視認方向と平行な方向に発現する。第１偏光子の吸収軸は見かけ上変化しないため、図４の（ｃ１）、（ｃ２）に示すように、第２偏光子の吸収軸は、第１偏光子の吸収軸と垂直、すなわち、直交ニコルの関係となり、第１偏光子を出射した光は、第２偏光子によって吸収されることとなる。また、視角が大きくなる、すなわち、極角θが大きくなるとともに、異常光（Ｅ）軸方向の吸収ベクトル成分が大きくなることによって吸光度が増大すると同時に、光路長が増大するために、第２の偏光子によって光吸収は多くなる。したがって、第１偏光子の吸収軸と垂直な方向から見た場合、視角が大きくなるにしたがって本発明の視角制御システムを透過する光量は減少し、この方向から見た場合の表示装置の表示情報は著しく見えにくくなり、視角制御が達成される。
【００４４】
ここで、図３の視認方向（ｃ１）と（ｃ２）は、極角θが同じで、方位角が１８０°異なる視認方向を表しているが、図４の（ｃ１）と（ｃ２）に示すように、第２偏光子の見かけ上の吸収軸２ａの配置は同様となるため、第２の偏光子による光吸収も同様である。すなわち、フィルム面の法線に対して対象な視角制御特性を示すことがわかる。
【００４５】
また、本発明の視角制御システムを上記以外の視認方向、すなわち、極角θ≠０°であり、かつ、方位角ψが、０°，９０°，１８０°，２７０°のいずれでもない方向から見た場合、第１偏光子と第２偏光子の吸収軸のなす角に基づいて透過率が低下する。第１偏光子の見かけ上の吸収軸は、視認方向の極角θ及び方位角ψに応じて変化するが、この変化の大きさは、方位角ψ＝４５°、１３５°、２２５°、３１５°の方向の場合に極大となり、また、極角θの増加とともに大きくなる。第２偏光子の見かけ上の吸収軸の方位角は、視認方向の方位角に等しい。また第２偏光子の光吸収量は、光路長の関係から、極角θの増大とともに大きくなる。
【００４６】
このように、第１偏光子と第２偏光子の見かけ上の吸収軸のなす角度、及び光吸収量が視認方向によって変化することに基づいて、本発明の視角制御システムの透過率が決定され、表示装置の視角制限が可能となる。すなわち、視認方向の方位角が第１偏光子の吸収軸方向から離れるほど、本発明の視角制御システムの透過率は減少し、また、極角θが大きくなるほど、本発明の視角制御システムの透過率は減少する。これにより本発明の視角制御システムと表示装置を組み合わせた際に視角の制御が達成される。
【００４７】
次に、本発明の視角制御システムにおいて、第２偏光子の吸収軸がフィルム面の法線方向から傾いている場合について説明する。このような場合、第２偏光子の吸収軸とフィルム面の法線のなす角が４５°以下であることは、前述の通りであるが、さらに、第２偏光子のフィルム面の法線と吸収軸とを包含する面と、前記第１偏光子の吸収軸のなす角が略垂直であることが好ましい。ここで、略垂直とは、９０°±５°の範囲を指すが、好ましくは、９０°±３°、より好ましくは９０°±２°である。このような角度範囲とすることによって、視角制御範囲に指向性をもたせた視角制御システムを得ることができる。以下、第２偏光子のフィルム面の法線と吸収軸とを包含する面と、前記第１偏光子の吸収軸のなす角が垂直である場合に、視認方向によって出射光量が制御されることについて、第１偏光子及び第２偏光子の見かけ上の吸収軸方向の変化に基づいて説明する。
【００４８】
図５は、様々な視認方向の態様について示すものである。図６の（ａ）、（ｂ）、（ｃ１）、（ｃ２）、（ｄ）はそれぞれ、図５の視認方向（ａ）、（ｂ）、（ｃ１）、（ｃ２）、（ｄ）における、見かけ上の吸収軸方向を表している。なお、実線の両矢印は、第１偏光子の吸収軸方向、破線の両矢印は、第２偏光子の吸収軸方向を表している。図５の視認方向（ａ）のように、正面方向、すなわち極角θ＝０°の方向から見た場合、図６の（ａ）に示すように、第２偏光子の吸収軸成分が生じる。そのため、前述の図４の（ａ）のように、第２偏光子の吸収軸がフィルム面の法線方向と平行な場合と比較すると、透過率は低下する。しかしながら、第２偏光子の吸収軸とフィルム法線のなす角は４５°以下であることから、第２偏光子による光吸収量は小さく、正面視での透過率の損失は小さい。
【００４９】
図５の視認方向（ｂ）のように、第１偏光子の吸収軸と方位角が同一の斜め方向、すなわち、極角θ≠０で、方位角ψ＝０°または１８０°の方向から見た場合には、図６の（ｂ）に示すように、第２偏光子の見かけ上の吸収軸は第１偏光子の吸収軸と平行に近い角度となるために、透過率の減少は小さい。ただし、第１偏光子と第２偏光子の見かけ上の吸収軸が平行である図４の（ｂ）の場合と比較すると、わずかではあるが、第２偏光子により光が吸収されるため、その透過率は小さくなる。
【００５０】
それに対して、図５の視認方向（ｃ１）、（ｃ２）のように、第１偏光子の吸収軸方向と方位角が垂直となる方向、すなわち、極角θ≠０で、方位角ψ＝９０°または２７０°の方向から見た場合、第２偏光子のフィルム面の法線と吸収軸とを包含する面と、前記第１偏光子の吸収軸のなす角が垂直であるとの仮定の下では、第２偏光子のフィルム面の法線と吸収軸とを包含する面内の方向から観察することとなる。この場合、第２偏光子の見かけ上の吸収軸は第１偏光子の吸収軸と直交する方向に発現する、すなわち、両者の見かけ上の吸収軸が直交ニコルの配置関係となるため、透過光は大きく減衰される。
【００５１】
ここで、図５の視認方向（ｃ１）と（ｃ２）は、前述の図３の視認方向（ｃ１）、（ｃ２）の場合と同様、極角θが同じで、方位角が１８０°異なる視認方向を表している。図６の（ｃ１）、（ｃ２）に示すように、第２偏光子の吸収軸２ａとのなす角が大きい図５の視認方向（ｃ１）場合、図４の（ｃ１）の場合と比較して、第２の偏光子によって光吸収が多くなるのに対して、第２偏光子の吸収軸２ａとのなす角が小さいきい図５の視認方向（ｃ２）の場合、図４の（ｃ２）の場合と比較して、第２の偏光子によって光吸収が小さくなり、フィルム面の法線に対して非対象な視角制御特性を示すことがわかる。
【００５２】
また、図５の視認方向（ｄ）のように、第２偏光子の吸収軸方向と平行方向、すなわち、視認方向と吸収軸方向のなす角がゼロの場合においては、図６の（ｄ）に示すように、第２偏光子の二色性物質よる吸収が発現しないため、第１偏光子を出射した光がそのまま第２偏光子を透過することとなる。これは、前述の図４の（ａ）の場合と同様であり、わずかな吸収があることを除いて、第２偏光子によっては、第１偏光子を出射した光の偏光状態は変換されない。それに対して、視認方向と吸収軸方向のなす角が大きくなるほど、第２偏光子による光吸収が大きくなる。
【００５３】
このように、本発明の視角制御システムは、第２偏光子による光の吸収量が視認方向によって異なるという原理を利用するものであるが、特に、図３の視認方向（ｃ１）、（ｃ２）や、図５の視認方向（ｃ１）、（ｃ２）の場合のように、第１偏光子の吸収軸と視認方向の方位角が９０°の角度をなす方向において、視認方向の極角を変化させた場合に、その光吸収量の変化が大きい、すなわち、その方向における視角制御特性が最も顕著となる。また、図３の視認方向（ａ）や、図５の視認方向（ｄ）のように、第２偏光子の吸収軸方向と平行な方向から見たときは、第２偏光子によって光はほとんど吸収されず、透過率は最大となる（この方向を「主透過方向」と定義する）。
【００５４】
このような原理を利用して、例えば、画像表示装置の上下方向の視角制御をした場合は、第１偏光子の吸収軸方向が画面の左右方向と等しくなるように配置することによって、本発明の目的とする視角制御を達成することができる。
【００５５】
ところで、前記の視角制御システムの原理説明においては、原理をより簡潔に説明するために、物質界面における屈折現象を無視したが、実際には、第２偏光子内を伝播する光が視認側に出射される際に、第２偏光子と視認側（通常は空気である）の屈折率差が視角制御効果に影響を及ぼす。すなわち、第２偏光子の屈折率が低いほど視角制御方向での透過角度が狭く、屈折率が高いほど透過角度は広くなる。これは、屈折現象を説明するスネルの法則に基づき、光が第２偏光子から視認側に出射される際にその伝播方向が変化するためである。
【００５６】
図７（ａ）は、第２偏光子の吸収軸方向がフィルム面の法線方向からθ２傾いている場合について、第２偏光子の吸収軸方向と、フィルム法線を含む平面内での光の伝播の様子を模式的に表している。図５の視認方向（ｄ）の場合のように、第２偏光子中を吸収軸２ａと平行な方向に伝播する光５１は、第２偏光子の界面で一部が反射光５２として反射され、残りの光は透過光５３として視認側に出射される。この際、第２偏光子と視認側の屈折率が異なるため、以下の（式１）で表されるスネルの法則に従って光は極角θ１の方向に屈折されて出射される。
【００５７】
ｎ１×ｓｉｎθ１＝ｎ２×ｓｉｎθ２ （式１）
ただし、ｎ１は視認側の屈折率であり、通常は空気の屈折率ｎ１≒１である。またｎ２は、第２偏光子の屈折率である。
【００５８】
前記（式１）は以下の（式２）のように書き換えることができる。
ｓｉｎθ１＝（ｎ２／ｎ１）×ｓｉｎθ２ （式２）
【００５９】
一般にｎ２＞ｎ１であるため、図７の（ｂ）の場合のように、第２偏光子の吸収軸のフィルム面の法線方向からの傾きθ２が大きくなると、ｓｉｎθ１＞１となり、上記（式１）を満たすθ１が存在しないこととなる。すなわち、吸収軸２ａと平行な方向に伝播する光５１は、第２偏光子の界面で全てが反射光５２として反射され、視認側には出射されないという、所謂全反射が生じる。全反射が生じる場合、透過率が最大となる「主透過方向」の光が視認側に出射されないため、表示装置の光の利用効率が低下する傾向がある。
【００６０】
全反射を生じないためには、第２偏光子の吸収軸傾斜角度θ２が、全反射の臨界角θＭより小さいことが必要である。臨界角は、下記の（式３）または（式４）で表すことができる。
ｓｉｎθＭ＝（ｎ１／ｎ２） （式３）
θＭ＝ｓｉｎ−１（ｎ１／ｎ２） （式４）
【００６１】
例えば、視認側が空気（ｎ１＝１）であり、第２偏光子の屈折率ｎ２＝１．５の場合、主透過方向の光が全反射を生じないためには、第２偏光子の吸収軸傾斜角度θ２が、臨界角θＭであるｓｉｎ−１（１／１．５）≒４２°よりも小さいことが必要である。すなわち、第２偏光子の屈折率が１．５の場合、第２偏光子から出射する光のうち、屈折によって±約４２の範囲の光のみが視認側に出射されることになるため、θ２がこれより大きいと、図７の（ｄ）に相当する主透過方向θ１が存在しないこととなる。
【００６２】
第２偏光子を形成する材料の屈折率が１．５より大きい場合、臨界角θＭは４２°より小さな値となり、逆に、第２偏光子を形成する材料の屈折率が１．５より小さい場合は、臨界角θＭは４２°より大きな値となる。
【００６３】
上記のように第２偏光子の屈折率によって、臨界角θＭが異なることに加えて、第２偏光子が複屈折を有し、さらに光吸収を伴うために、屈折率の定義はより複雑となる。そのため、第２偏光子の吸収軸のフィルム面の法線方向からの傾きθ２の好ましい範囲を一概に規定することは困難であるが、実用上は、θ２が０〜４５°の範囲であればよい。
【００６４】
ただし、視認方向の極角θ１が大きくなると、下記の（式５）及び（式６）で表されるように、表面反射が増大する。特に、Ｐ偏光の反射率Ｒｐと比較して、透過光となるＳ偏光の反射率Ｒｓの増大が顕著である。
Ｒｓ＝（ｓｉｎ（θ１−θ２）／ｓｉｎ（θ１＋θ２））２ （式５）
Ｒｐ＝（ｔａｎ（θ１−θ２）／ｔａｎ（θ１＋θ２））２ （式６）
【００６５】
さらに、視認方向の極角が極度に大きくなると、前述のように表面反射が増大することに加えて、偏光子を伝播する光の光路長が長くなり吸収が大きくなる。かかる観点から、θ２は０〜４０°であることが好ましく、０〜３０°であることがより好ましい。
【００６６】
本発明の視角制御システムに用いる第１偏光子１と第２偏光子２の間には、図１に示すように、媒体３０を有していてもよく、媒体３０としては、図８に例示するように、偏光子の保護フィルム１１、１２、２１、２２や、それらを偏光子貼合するための接着層３、あるいは粘着層４等を含んでいてもよい。
【００６７】
ところで、本発明の視角制御システムにおいては、前述のように、第１偏光子と第２偏光子の見かけ上の吸収軸の角度関係が変化することにより、視角制御を可能としている。そのため、第１偏光子と第２偏光子との間の媒体によって、その偏光状態が変化すると、所望の視角制御効果が得られない場合がある。かかる観点からは、前記第１偏光子と、前記第２偏光子との間の媒体が、前記第２偏光子のフィルム法線方向に入射する光の偏光状態を実質的に変換しないものであることが好ましい。
【００６８】
フィルム法線方向、すなわち正面視の場合の偏光状態が実質的に変換されないためには、前記第１偏光子と前記第２偏光子との間の媒体が実質的に面内位相差を有さないことが好ましい。ここで、実質的に面内位相差を有さないとは、面内位相差Ｒｅが４０ｎｍ以下であることをいうが、面内位相差Ｒｅは、好ましくは２０ｎｍ以下であり、より好ましくは１０ｎｍ以下であり、さらに好ましくは５ｎｍ以下である。
【００６９】
また、前記第１偏光子と前記第２偏光子との間の媒体が面内位相差を有する場合であっても、その屈折率が最大となる方向、すなわち遅相軸方向が、第１偏光子の吸収軸と平行または垂直であることが好ましい。ここで、平行または垂直とは、厳密に平行または垂直であることを必要とせず、０°±５°、あるいは９０°±５°の範囲も含まれる。角度範囲は、好ましくは０±３°、あるいは９０°±３°であり、より好ましくは、０°±１°、あるいは、９０°±１°である。前記第１偏光子と前記第２偏光子との間の媒体が面内位相差を実質的に有さない場合でも、正面視での偏光状態の変化を最小限とする観点から、媒体の遅相軸方向と、第１偏光子の吸収軸のなす角は前記範囲であることが好ましい。
【００７０】
さらに、斜め方向においても、所望の視角制御効果を得るという観点からは、第１偏光子と第２偏光子の間の媒体の厚み方向位相差Ｒｔｈは小さいことが好ましい。具体的には、厚み方向位相差Ｒｔｈは６０ｎｍ以下であることが好ましく、４０ｎｍ以下であることがより好ましく、３０ｎｍ以下であることがさらに好ましい。
【００７１】
ここで、面内位相差Ｒｅ、厚み方向位相差Ｒｔｈ、及び後述するＮＺは、前記媒体の面内の遅相軸方向の屈折率をｎｘ、進相軸方向の屈折率をｎｙ、厚み方向の屈折率をｎｚ、フィルムの厚みをｄとした場合に、以下の式で定義される。
Ｒｅ＝（ｎｘ−ｎｙ）ｄ
Ｒｔｈ＝（ｎｘ−ｎｚ）ｄ
ＮＺ＝Ｒｔｈ／Ｒｅ
＝（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）
【００７２】
第１偏光子と第２偏光子との間の媒体の遅相軸方向が、第１偏光子の吸収軸と平行または垂直であることが好ましいことは前述の通りであるが、特に斜め視野角での位相差の影響を考慮すると、視認方向の変化に伴う第１偏光子と第２偏光子との間の媒体の見かけ上の遅相軸の変化方向が、第１偏光子の見かけ上の吸収軸の変化方向と一致していることが好ましい。両者の変化方向が一致していることによって、媒体の位相差による視角制御への影響が小さくなるためである。第１偏光子と第２偏光子との間の媒体の遅相軸の変化方向は、媒体のＮＺによって決定される。通常のＯ型偏光子の場合、視認方向の変化に伴う見かけ上の吸収軸の変化はＮＺ＝１の位相差フィルムの見かけ上の遅相軸の変化と同様である。かかる観点から、第１偏光子と第２偏光子との間の媒体のＮＺは１に近いことが好ましい。
【００７３】
また、第１偏光子と第２偏光子との間の媒体のＮＺが０．５である場合は、視認方向によらず見かけ上の遅相軸方向は変化しない。そして、媒体のＮＺが０．５より小さい場合は、斜め視角での見かけ上の遅相軸の変化方向は、ＮＺ＝１の場合と反対となる。従って、第１偏光子と第２偏光子との間の媒体のＮＺが０．５より大きい場合は、媒体の遅相軸方向は第１偏光子の吸収軸方向と平行であることが好ましく、ＮＺが０．５より小さい場合は垂直であることが好ましい。また、ＮＺ＝０．５の場合は遅相軸の変化はほとんど生じないので平行、垂直のいずれでもよい。
【００７４】
第１偏光子と第２偏光子の間の媒体としては、例えば図８に示しているように、複数のフィルムや粘着層、接着層等を含んでいてもよい。このような場合、個別のフィルム等が上記の光学特性を満たしていなくとも、これらの複数の層を合わせたものを媒体３０とみなし、これが前記の光学特性を満足していればよい。典型的な例を挙げて説明すると、図８において、第１偏光子１の保護フィルム１１として、Ｒｅ＝０ｎｍ、Ｒｔｈ＝＋１００ｎｍの特性を有するフィルム（所謂ネガティブＣプレート）を用い、第２偏光子２の保護フィルム２２として、Ｒｅ＝０ｎｍ、Ｒｔｈ＝−１００ｎｍの特性を有するフィルム（所謂ポジティブＣプレート）を用い、これらが、複屈折を有さない粘着層４及び／または接着層３で貼合されている場合が挙げられる。この場合、個々の媒体はＲｔｈの絶対値が６０ｎｍより大きく、光学等方性を有するとは言い難いが、これらを積層したものとしては、Ｒｅ＝０ｎｍ、Ｒｔｈ＝０ｎｍの光学等方媒体となるため、好適に用いることができる。
【００７５】
（保護フィルム）
本発明の視角制御システムに用いる第１偏光子及び第２偏光子は、その片面または両面に適宜保護フィルムを貼合して偏光板として用いることができる。特に、ヨウ素系の偏光子や液晶材料を用いた偏光子は、二色性物質の昇華を防止したり、フィルム強度を確保する観点から、両面に保護フィルムを有していることが好ましい。
【００７６】
保護フィルムを構成する材料としては、例えば透明性、機械的強度、熱安定性、水分遮断性等に優れる熱可塑性樹脂が用いられる。このような熱可塑性樹脂の具体例としては、ポリカーボネート系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、セルロース系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアリレート系樹脂、ポリイミド系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、及びこれらの混合物が挙げられる。また、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性樹脂または紫外線硬化型樹脂を用いることもできる。保護フィルム中には任意の適切な添加剤が１種類以上含まれていてもよい。添加剤としては、例えば、紫外線吸収剤、酸化防止剤、滑剤、可塑剤、離型剤、着色防止剤、難燃剤、核剤、帯電防止剤、顔料、着色剤等が挙げられる。保護フィルム中の上記熱可塑性樹脂の含有量は、好ましくは５０〜１００重量％、より好ましくは５０〜９９重量％、さらに好ましくは６０〜９８重量％、特に好ましくは７０〜９７重量％である。保護フィルム中の上記熱可塑性樹脂の含有量が５０重量％以下の場合、熱可塑性樹脂が本来有する高透明性等が十分に発現できないおそれがある。
【００７７】
前述のように、第１偏光子と第２偏光子の間の媒体となる保護フィルムは、光学等方性を有するものを好適に用い得るが、かかる観点からは、セルロース系樹脂が一般に用いられる。セルロース系樹脂としては、セルロースと脂肪酸のエステルが好ましい。このようセルロースエステル系樹脂の具体例としでは、トリアセチルセルロース、ジアセチルセルロース、トリプロピオニルセルロース、ジプロピオニルセルロース等が挙げられる。これらのなかでも、トリアセチルセルロースが特に好ましい。トリアセチルセルロースは多くの製品が市販されており、入手容易性やコストの点でも有利である。トリアセチルセルロースの市販品の例としては、富士フィルム社製の商品名「ＵＶ−５０」、「ＵＶ−８０」、「ＳＨ−８０」、「ＴＤ−８０Ｕ」、「ＴＤ−ＴＡＣ」、「ＵＺ−ＴＡＣ」や、コニカミノルタ社製の「ＫＣシリーズ」等が挙げられる。一般的にこれらトリアセチルセルロースは、面内位相差はほぼゼロであるが、厚み方向位相差は、６０ｎｍ程度を有している。
【００７８】
なお、厚み方向位相差が小さいセルロース系フィルムは、例えば、上記セルロース系樹脂を処理することにより得られる。例えばシクロペンタノン、メチルエチルケトン等の溶剤を塗工したポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ステンレス等の基材を、一般的なセルロース系フィルムに貼り合わせ、加熱乾燥（例えば８０〜１５０℃で３〜１０分間程度）した後、基材を剥離する方法；環状ポリオレフィン系樹脂、（メタ）アクリル系樹脂等をシクロペンタノン、メチルエチルケトン等の溶剤に溶解した溶液を一般的なセルロース系フィルムに塗工し加熱乾燥（例えば８０〜１５０℃で３〜１０分間程度）した後、塗工フィルムを剥離する方法等が挙げられる。
【００７９】
また、厚み方向位相差が小さいセルロース系フィルムとしては、脂肪酸による置換度を制御した脂肪酸セルロース系フィルムを用いることができる。一般的に用いられるトリアセチルセルロースでは酢酸置換度が２．８程度であるが、好ましくは酢酸置換度を１．８〜２．７に制御することによってＲｔｈを小さくすることができる。上記脂肪酸セルロース系樹脂に、ジブチルフタレート、ｐ−トルエンスルホンアニリド、クエン酸アセチルトリエチル等の可塑剤を添加することにより、Ｒｔｈを小さく制御することができる。可塑剤の添加量は、脂肪酸セルロース系樹脂１００重量部に対して、好ましくは４０重量部以下、より好ましくは１〜２０重量部、さらに好ましくは１〜１５重量部である。
【００８０】
また、光学等方性を有する保護フィルムとして、特開２００１−３４３５２９号公報（ＷＯ０１／３７００７）等に記載の側鎖に置換及び／または非置換イミド基を有する熱可塑性樹脂と、側鎖に置換及び／非置換フェニルならびにニトリル基を有する熱可塑性樹脂を含有する樹脂組成物を含有するポリマーフィルムや、特開２０００−２３００１６号公報、特開２００１−１５１８１４号公報、特開２００２−１２０３２６号公報、特開２００２−２５４５４４号公報、特開２００５−１４６０８４号公報、特開２００６−１７１４６４号公報等に記載のラクトン環構造を有するアクリル系樹脂を含有するポリマーフィルム、特開２００４−７０２９０号公報、特開２００４−７０２９６号公報、特開２００４−１６３９２４号公報、特開２００４−２９２８１２号公報、特開２００５−３１４５３４号公報、特開２００６−１３１８９８号公報、特開２００６−２０６８８１号公報、特開２００６−２６５５３２号公報、特開２００６−２８３０１３号公報、特開２００６−２９９００５号公報、特開２００６−３３５９０２号公報等に記載の不飽和カルボン酸アルキルエステルの構造単位及びグルタル酸無水物の構造単位を有するアクリル系樹脂を含有するポリマーフィルム、特開２００６−３０９０３３号公報、特開２００６−３１７５６０号公報、特開２００６−３２８３２９号公報、特開２００６−３２８３３４号公報、特開２００６−３３７４９１号公報、特開２００６−３３７４９２号公報、特開２００６−３３７４９３号公報、特開２００６−３３７５６９号公報等に記載のグルタルイミド構造を有する熱可塑性樹脂含有するフィルム等を用いることもできる。これらのフィルムは位相差が小さく、かつ、光弾性係数が小さいため、偏光板の歪みによるムラ等の不具合を解消することができ、また透湿度が小さいため、高湿環境下での耐久性に優れる点においても好ましい。
【００８１】
また、光学等方性を有する保護フィルムとして、環状ポリオレフィン系樹脂を用いることも好ましい。環状ポリオレフィン系樹脂の具体的としては、好ましくはノルボルネン系樹脂である。環状ポリオレフィン系樹脂は、環状オレフィンを重合単位として重合される樹脂の総称であり、例えば、特開平１−２４０５１７号公報、特開平３−１４８８２号公報、特開平３−１２２１３７号公報等に記載されている樹脂が挙げられる。具体例としては、環状オレフィンの開環（共）重合体、環状オレフィンの付加重合体、環状オレフィンとエチレン、プロピレン等のα−オレフィンとその共重合体（代表的にはランダム共重合体）、及び、これらを不飽和カルボン酸やその誘導体で変性したグラフト重合体、ならびに、それらの水素化物等が挙げられる。環状オレフィンの具体例としては、ノルボルネン系モノマーが挙げられる。
【００８２】
環状ポリオレフィン系樹脂としては、種々の製品が市販されている。具体例としては、日本ゼオン社製の商品名「ゼオネックス」、「ゼオノア」、ＪＳＲ社製の商品名「アートン」、ＴＩＣＯＮＡ社製の商品名「トーパス」、三井化学社製の商品名「アペル」が挙げられる。
【００８３】
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、薄層性等の点より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。保護フィルムの厚みが過度に小さいと、偏光子が高温高湿環境での耐久性に劣ったり、局所的な凹凸欠陥（クニック欠陥）が発生しやすい等の問題を生じる場合がある。
【００８４】
保護フィルムは、偏光子の両面で同じものを用いてもよいし、異なるものを用いてもよい。また、一方の面に２層以上の積層物を用いることもできる。
【００８５】
第１偏光子や第２偏光子と保護フィルムの積層方法や、偏光子と保護フィルムを積層した偏光板同士の積層方法は特に限定されないが、作業性や、光の利用効率の観点からは、接着剤や粘着剤を用いて各層を空気間隙なく積層することが望ましい。接着剤や粘着剤を用いる場合、その種類は特に制限されず、種々のものを用い得る。その場合、接着剤または粘着剤は透明で、可視光領域に吸収を有さず、屈折率は、各層の屈折率と可及的に近いことが表面反射の抑制の観点より望ましい。かかる観点より、例えば、アクリル系粘着剤や水系接着剤等を好ましく用いうる。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、水系ポリエステル等を例示できる。また、粘着剤に異なる屈折率の粒子を混合した、拡散粘着層を用いることもできる。
【００８６】
なお本発明において、上記偏光子、保護フィルム、接着層、粘着層等の各層には、例えばサリチル酸エステル系化合物やベンゾフェノール系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物やシアノアクリレート系化合物、ニッケル錯塩系化合物等の紫外線吸収剤で処理する方式等の方式により紫外線吸収能をもたせたもの等であってもよい。
【００８７】
フィルムへの粘着層や接着層の付設は、適宜な方式で行いうる。その例としては、例えばトルエンや酢酸エチル等の適宜な溶剤の単独物又は混合物からなる溶媒にベースポリマーまたはその組成物を溶解又は分散させた１０〜４０重量％程度の粘着剤溶液を調製し、それを流延方式や塗工方式等の適宜な展開方式でフィルム上に直接付設する方式、あるいは前記に準じセパレータ上に粘着層を形成してそれを移着する方式等が挙げられる。
【００８８】
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フィルムの片面又は両面に設けることもできる。また両面に設ける場合に、フィルムの表裏において異なる組成や種類や厚さ等の粘着層とすることもできる。
【００８９】
また、保護フィルムは、接着剤や粘着剤を付設する前に、接着性の向上等を目的として、表面改質処理を行ってもよい。具体的な処理としてば、コロナ処理、プラズマ処理、プライマー処理、ケン化処理等が挙げられる。
【００９０】
さらに、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表面処理層を設けてもよい。
【００９１】
ハードコート層は偏光板表面の傷付き防止等を目的に設けられるものであり、例えばアクリル系、シリコーン系等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保護フィルムの表面に付加する方式等にて形成することができる。反射防止層は偏光板表面での外光の反射防止を目的に設けられるものであり、従来に準じた反射防止膜等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層は隣接層（例えば拡散板等）との密着防止を目的に設けられる。
【００９２】
またアンチグレア層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設けられるものであり、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等の適宜な方式にて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０．５〜２０μｍ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等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２〜７０重量部程度であり、５〜５０重量部が好ましい。
【００９３】
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の表面処理層は、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。
【００９４】
特に、本発明の視角制御システムにおいては、図８に例示するように、第２偏光子２の第１偏光子と反対側の主面の保護フィルム２１上に前記表面処理層２３を設けることが好ましい。
【００９５】
また、本発明の視角制御システムには、画像表示装置との貼合等を目的として、図８に示すように、第１偏光子側主面に粘着層４を設けることができる。
【００９６】
粘着層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とが好ましい。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、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鎖アルキル系、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等の、従来に準じた適宜なものを用いうる。
【００９７】
さらに、図８の保護フィルム１２に代えて、図９に例示するように、保護フィルムとして、位相差フィルムや、視角補償フィルム等の光学補償フィルム１５を設けることもできる。また、図１０に例示するように、保護フィルム１２に、光学補償フィルム１５を、別途粘着層４等を用いて貼り合せてもよい。特に、薄型、軽量が強く求められるモバイル用途の液晶表示装置に用いる視角制御システムにおいては、図９のように、保護フィルムとして、位相差フィルムや、視角補償フィルム等の光学補償フィルム１５を設けることが好ましい。
【００９８】
前記位相差フィルムとしては、高分子材料を一軸または二軸延伸処理したものや、液晶ポリマーの配向フィルム、液晶ポリマーの配向層をフィルムにて支持したもの等が挙げられる。位相差フィルムの厚さも特に制限されないが、２０〜１５０μｍ程度が一般的である。
【００９９】
前記高分子材料としては、例えば、前記保護フィルムを構成する材料と同様のものを好適に用いることができる。これらの高分子材料は成型、延伸等により配向物（延伸フィルム）とすることができる。また、液晶ポリマーの配向層をフィルムにて支持したもの等を用いることもできる。
【０１００】
前記液晶ポリマーとしては、例えば、液晶配向性を付与する共役性の直線状原子団（メソゲン）がポリマーの主鎖や側鎖に導入された主鎖型や側鎖型の各種のもの等を挙げられる。主鎖型の液晶ポリマーの具体例としては、屈曲性を付与するスペーサー部でメソゲン基を結合した構造の、例えばネマチック配向性のポリエステル系液晶性ポリマー、ディスコティック液晶性ポリマーやコレステリック液晶性ポリマー等が挙げられる。側鎖型の液晶ポリマーの具体例としては、ポリシロキサン、ポリアクリレート、ポリメタクリレート又はポリマロネートを主鎖骨格とし、側鎖として共役性の原子団からなるスペーサー部を介してネマチック配向付与性のパラ置換環状化合物単位からなるメソゲン部を有するもの等が挙げられる。これらの液晶ポリマーは、例えば、ガラス板上に形成したポリイミドやポリビニルアルコール等の薄膜の表面をラビング処理したもの、酸化ケイ素を斜方蒸着したもの等の配向処理面上に液晶ポリマーの溶液を展開して熱処理することにより行われる。
【０１０１】
位相差フィルムは、例えば各種波長板や液晶層の複屈折による着色や視角等の補償を目的としたもの等の使用目的に応じた適宜な位相差を有するものであって良く、２種以上の位相差フィルムを積層して位相差等の光学特性を制御したもの等であっても良い。
【０１０２】
位相差フィルムは、ｎｘ＝ｎｙ＞ｎｚ、ｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚ、ｎｘ＞ｎｙ＝ｎｚ、ｎｘ＞ｎｚ＞ｎｙ、ｎｚ＝ｎｘ＞ｎｙ、ｎｚ＞ｎｘ＞ｎｙ、ｎｚ＞ｎｘ＝ｎｙ、の関係を満足するものが、各種用途に応じて選択して用いられる。なお、ｎｙ＝ｎｚとは、ｎｙとｎｚが完全に同一である場合だけでなく、実質的にｎｙとｎｚが等しい場合も含む。
【０１０３】
例えば、ｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚ、を満足する位相差フィルムでは、正面位相差は４０〜１００ｎｍ、厚み方向位相差は１００〜３２０ｎｍ、ＮＺは１．８〜４．５を満足するものを用いるのが好ましい。例えば、ｎｘ＞ｎｙ＝ｎｚ、を満足する位相差フィルム（ポジティブＡプレート）では、正面位相差は１００〜２００ｎｍを満足するものを用いるのが好ましい。例えば、ｎｚ＝ｎｘ＞ｎｙ、を満足する位相差フィルム（ネガティブＡプレート）では、正面位相差は１００〜２００ｎｍを満足するものを用いるのが好ましい。例えば、ｎｘ＞ｎｚ＞ｎｙ、を満足する位相差フィルムでは、正面位相差は１５０〜３００ｎｍ、ＮＺは０を超え、０．７以下を満足するものを用いるのが好ましい。また、上記の通り、例えば、ｎｘ＝ｎｙ＞ｎｚ、ｎｚ＞ｎｘ＞ｎｙ、またはｎｚ＞ｎｘ＝ｎｙ、を満足する用いることができる。位相差フィルムは、適用される画像表示装置の種類に応じて適宜に選択できる。液晶表示装置に応じて適宜に選択できる。
【０１０４】
前記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。このような視角補償フィルムとしては、例えば位相差フィルム、液晶ポリマー等の配向フィルムや透明基材上に液晶ポリマー等の配向層を支持したもの等からなる。通常の位相差フィルムは、その面方向に一軸に延伸された複屈折を有するポリマーフィルムが用いられるのに対し、視角補償フィルムとして用いられる位相差フィルムには、面方向に二軸に延伸された複屈折を有するポリマーフィルムや、面方向に一軸に延伸され厚さ方向にも延伸された厚さ方向の屈折率を制御した複屈折を有するポリマーや傾斜配向フィルムのような二方向延伸フィルム等が用いられる。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及び／又は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等が挙げられる。
【０１０５】
また良視認の広い視野角を達成する点等より、液晶ポリマーの配向層、特にディスコティック液晶性ポリマーの傾斜配向層からなる光学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フィルムが好ましく用いうる。
【０１０６】
なお、ここで言う「視角補償フィルム」とは、視認方向の変化に伴う画質の変化を抑制するものであり、主として複屈折現象を用いるものであり、光量を抑制する本発明の視角制御システムとは、その視角制御原理が異なる。そのため、視角補償フィルムによって本発明の視角制御システムの機能が阻害されるものではない。
【０１０７】
本発明の視角制御システムを表示パネルの少なくとも一方の主面に配置することで、視角が制御された画像表示装置とすることができる。表示パネルとしては特に限定されず、液晶表示装置（ＬＣＤ）のような外部光源を用いた表示パネルや、ＥＬ表示装置（ＥＬＤ）プラズマ表示装置（ＰＤＰ）あるいは、ブラウン管（ＣＲＴ）等の自発光型表示装置のいずれにも用いることができる。視角制御の観点から、ＬＣＤの場合は、液晶セルの視認側、光源側の少なくともいずれか一方の主面に本発明の視角制御システムを配置することが好ましく、自発光型表示装置の場合は、表示パネルの視認側主面に本発明の視角制御システムを配置することが好ましい。
【０１０８】
本発明の画像表示装置においては、前述のごとく、視角制御システムの第１偏光子の吸収軸と垂直な方向の視角が制御される。たとえば、本発明の視角制御システムの第１偏光子の吸収軸を画面の左右方向に配置することで、上下方向の視角が制御され、画面の上下方向に配置することで左右方向の視野角を制御することができる。これらの視角制御方向の選択は表示装置の用途に基づき選択される。例えば、カーナビゲーションシステム等のように、自動車のダッシュボードに配される画像表示装置の場合は、フロントウインドウへの映り込みを抑止する観点から、上下方向の視角の制限が望まれるため、第１偏光子の吸収軸が、画面の横方向（左右方向）と等しくなるように配置することが好ましい。
【０１０９】
また、ＡＴＭの場合は、他者からの覗き込み防止のため左右方向の視角の制限が望まれるため、第１偏光子の吸収軸が、画面の縦方向（上下方向）と等しくなるように配置することが好ましい。さらには、ＡＴＭの場合は、左右からの覗き込みだけでなく、上方に設置された隠しカメラによって情報が読み込まれる等の可能性等を想定して、上方向の視角の制限も望まれる場合がある。一方で、車椅子に乗った人のように下方向から画面を観ることとなる利用者にも利用可能とするためには、下方向からは、画像情報が読取り可能であることが望まれる。このような場合は、第２偏光子として、吸収軸がフィルム面の法線方向から傾いた視角制御システムを用いることによって、下方向の視認性は良好で、上方向の視角を制限する画像表示装置を得ることができる。
【０１１０】
本発明の画像表示装置においては、視角制御システムの第１偏光子が、表示パネルの表示用あるいは反射防止機能を付与するために設けられる偏光子の機能を兼ね備えるものであってもよい。このような構成とすることで、両者を別々に設けた場合と比較して、部材数が削減し、画像表示装置の厚みや重量を低減できることに加えて、コストの点でも有利である。さらには、光吸収による損失を抑制できるため、画面の明るさの点で有利であることから、重量や厚みを可及的に小さくし、かつ、消費電力の低減が求められる、モバイル用途や車載用途に好適である。
【０１１１】
また、本発明の画像表示装置においては、視角制御システムと表示パネルとが貼合一体化されていてもよいし、別置きで配置されてもよい。また、視角制御システムの第１偏光子のみが表示パネルに貼合一体化され、第２偏光子が別置きで配置されていてもよい。視角制御システムと表示パネルとが別置きで用いられる場合においては、視角制御システムを他の透明なフィルムや基板と貼合して用いることもできる。
【０１１２】
フィルムの収縮に伴うムラ等によって画像が不均一となることを抑制する観点においては、視角制御システムの第１偏光子と第２偏光子が貼合一体化されており、さらに、視角制御システムと表示パネルが貼合一体化されていることが好ましい。一方で、別置きで配置することによって、視角制御システムを着脱可能とし、必要な場合にのみ視角制御システムを用いて視角を制御するといった使用が可能となる。
【０１１３】
本発明の画像表示装置は、表示パネルの少なくとも一方の主面に透明板を有し、該透明板と、前記視角制御システムとが、接着層や粘着層を介して貼合一体化されたものであってもよい。また、透明板と貼合一体化された視角制御システムを、さらに表示パネルと貼合一体化したものであってもよい。
【０１１４】
前記透明板としては、透明なフィルムやシート等を用いることができるが、例えば、画像表示装置の前面板として、ディスプレイの保護板やタッチスクリーンを兼ねたものであってもよい。また、このような構成において、視角制御システムは前面板のどちら側の主面に貼合されていてもよいが、傷付防止等の観点からは、視角制御システムが前面板と表示パネルの間に配置されることが好ましい。
【０１１５】
本発明の画像表示装置のうち、自発光型でないものの一例として、液晶表示装置（ＬＣＤ）の場合の実施形態について説明する。ＬＣＤの場合は、液晶セルの視認側、光源側の少なくともいずれか一方の主面に本発明の視角制御システムを配置することが好ましいことは前述の通りである。ところで液晶パネルには、ＴＦＴ材料やカラーフィルター、アンチグレア層等のさまざまな異形の材料を有しており、その材料の界面で光が屈折、反射、回折、散乱されることによって表示パネル中で光の伝播方向が変化しやすい。そのため、光源側（視認側と反対側）主面に視角制御システムを配置した場合は、視認側主面に配置した場合と比較して、視角制御効果が小さくなる傾向がある。かかる観点から、より効率的に視角制御を行うためには、図１１に示すように、表示パネル（液晶セル）３００の視認側主面に視角制御システム１００が配置されていることが好ましい。
【０１１６】
また、図１３に示すように、表示パネル（液晶セル）３００の両主面に視角制御システム１００ａ及び１００ｂを設けることもできる。なお、図１３においては、視角制御システム１００ａと１００ｂのそれぞれの第１偏光子の吸収軸方向が平行となるように図示しているが、このように両者を平行に配置することで、視角制御方向、すなわち、第１偏光子の吸収軸方向と垂直方向の視角制御特性の変化が急峻となるように制御することができる。一方で、視角制御システム１００ａと１００ｂのそれぞれの第１偏光子の吸収軸方向が垂直となるように配置することで、上下左右の視野角を同時に制御することができる。
【０１１７】
前述の如く、視角制御システムの第１偏光子が、液晶パネルの偏光子の機能を兼ね備えるためには、視角制御システムは、図１１〜１３に示すように、第１偏光子側主面が液晶セル３００側となるように配置されることが好ましい。
【０１１８】
液晶表示装置の形成は、従来に準じて行いうる。すなわち液晶表示装置は一般に、液晶セルと偏光板または光学フィルム、及び必要に応じて光源等の構成部品を適宜に組立てて駆動回路を組込むこと等により形成される。
【０１１９】
液晶セルの種類は特に限定されず、ツイステッドネマチック（ＴＮ）モード、スーパーツイステッドネマチック（ＳＴＮ）モードや、水平配向（ＥＣＢ）モード、垂直配向（ＶＡ）モード、インプレーンスイッチング（ＩＰＳ）モード、フリンジフイールドスイッチング（ＦＦＳ）モード、ベンドネマチック（ＯＣＢ）モード、ハイブリッド配向（ＨＡＮ）モード、強誘電性液晶（ＳＳＦＬＣ）モード、反強誘電液晶（ＡＦＬＣ）モードの液晶セル等、種々の液晶セルを用いることができる。特に、本発明の画像表示装置においては、通常縦または横方向の視角制御を目的とするため、表示用偏光子の吸収軸を画面の横方向と平行または垂直に配置することが一般的なＶＡモードやＩＰＳモードの液晶セルを好適に用いることができる。
【０１２０】
光源としては、例えば図１１に示すような、側面に配置された光源４０１及び導光板４０４を用いたサイドライト型バックライトや、図１２に示すような、液晶セル３００の直下に配置された光源４０１を備えた直下型バックライト、あるいは面状光源等を用いることができる。また、プリズムシート４０２や、拡散板４０３、反射板４０５等を設けたものであってもよい。プリズムシートは、その形状に基づいて上下若しくは左右のいずれかの方向に出射する光を集光することで、所定方向の輝度を向上させるものである。所定方向に光が集光されるため、他の方向の輝度は逆に低下し、結果としてその方向の視野角が狭くなるが、本発明の画像表示装置においては、プリズムシートによって輝度が減少する方向と、視角制御システムによって視角を制御する方向を略一致させることによって、主透過方向の輝度を向上させつつ、より効果的に視角制御をおこなうことができる。
【０１２１】
また、液晶表示装置の形成に際しては、上記の他に、反射防止膜、保護板、レンズシート、光散乱板等の適宜な部品を適宜な位置に１層又は２層以上配置することができる。
【０１２２】
さらに、本発明の液晶表示装置においては、光学補償フィルム等の部材を設けることもできる。光学補償フィルムとしては、視角制御システムに用いられるものとして前記したもの等を好適に用いることができる。
【０１２３】
次に、表示パネルがＥＬＤやＰＤＰあるいはＣＲＴのような自発光型である場合について説明する。自発光型の表示装置においては、視角制御のためには、視角制御システムが表示パネルの視認側に配置されていることが好ましい。また、視角制御システムの第１偏光子側、第２偏光子側いずれの主面が表示パネル側となるように配置されていてもよい。
【０１２４】
特に、電極による外光の反射が視認性を低下させるＥＬＤや、発光体が乱反射を生じるＰＤＰの場合、円偏光板によって反射防止を行うことができるが、図１４に示すように、第１偏光子側主面が自発光型表示パネル５００側となるように配置し、第１偏光子１と自発光型表示パネル５００の間に、直線偏光を略円偏光に変換する円偏光化手段５を設けることで、視角制御システムの第１偏光子が液晶パネルの反射防止用の偏光子の機能を兼ね備えることができる。
【０１２５】
ここで、略円偏光とは、完全な円偏光状態のみならず、楕円偏光も含み得るが、その楕円率は好ましくは０．６以上、より好ましくは０．７以上、さらに好ましくは０．８以上である。また、円偏光化手段は、可視光のいずれかの波長で直線偏光を上記の略円偏光に変換するものであればとくに制限されないが、好ましくは、波長５５０ｎｍにおいて、直線偏光を上記の略円偏光に変換するものであることが好ましい。
【０１２６】
前記円偏光化手段の代表的なものとしては、可視光の約１／４波長の範囲の位相差を有する位相差フィルムを、フィルム面の法線方向から見たときに、位相差フィルムの遅相軸と、第１偏光子の吸収軸とのなす角が約４５°となるように配置したものが挙げられる。なお、約１／４波長、約４５°とは、前述の略円偏光に変換できるものであれば特に制限されないが、位相差は１／４波長の±３０ｎｍの範囲であることが好ましく、±２０ｎｍの範囲であることがより好ましく、±１０ｎｍの範囲であることがさらに好ましい。また、角度は、４５°±１０°の範囲であることが好ましく、±５°の範囲であることがより好ましく、±３°の範囲であることがさらに好ましい。
【実施例】
【０１２７】
以下に、本発明を、実施例を挙げて説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。
【０１２８】
なお、正面位相差（Ｒｅ）及び厚み方向位相差（Ｒｔｈ）は、以下のようにして求めた。
【０１２９】
自動複屈折計（王子計測機器株式会社製，自動複屈折計ＫＯＢＲＡ−２１ＡＤＨ）を用い、測定波５５０ｎｍにおける正面方向及びフィルムを遅相軸中心で４０°傾けた際の位相差を測定し、これらの値から、面内屈折率が最大となる方向、それと垂直な方向、フィルムの厚さ方向それぞれの屈折率ｎｘ、ｎｙ、ｎｚを算出した。これらの値及び厚み（ｄ）から、正面位相差：（ｎｘ−ｎｙ）×ｄ、厚み方向位相差：（ｎｘ−ｎｚ）×ｄ、を求めた。
【０１３０】
（製造例１）
末端に重合性基を有する一官能のサーモトロピックのシアノビフェニル系ネマチック液晶モノマー１００重量部に対し、垂直配向性を向上させるための添加剤として、下記の化学式で表される高分子液晶（黒金化成製、共重合比：ｎ＝３５）を２５重量部、溶剤として４−メチル−２−ペンタノン（ＭＩＢＫ）を４００重量部、重合開始剤（チバ・スペシャリティー・ケミカルズ社製 イルガキュア９０７）を５重量部加えて、混合・溶解し、液晶組成物溶液を調製した。また、１００重量部のシクロペンタノンに、波長４５８ｎｍに吸収ピークを有するボリアゾ系染料を１．５重量部、波長５４２ｎｍに吸収ピークを有するボリアゾ系染料を０．８重量部、波長６２１ｎｍに吸収ピークを有するポリアゾ系染料を１重量部溶解させ、染料溶液を調製した。前記液晶組成物溶液と、染料溶液を、重量比４対１で混合したものを、無延伸の非晶質ポリオレフィンフイルム（オプテス社製 ゼオノアフイルム、厚み１００μｍ）に塗布し、５０℃で加熱して溶媒を蒸発させ、液晶・BR>ｃMマー層を形成した。これをさらに８０℃で加熱して液晶モノマー層を等方状態にした後、徐冷しながら、フィルム面の法線方向に１ｋＶの直流電界を印加した状態で３００ｍＪ／ｍ２の紫外線を照射することで液晶モノマーを重合し、完全に硬化させて、フィルム面の法線方向に吸収軸を有する偏光子を作製した。得られた偏光子の厚みは３μｍであった。この偏光子の両面に、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルム（富士フィルム社製 Ｚ−ＴＡＣ、厚み８０μｍ）をポリビニルアルコール系の接着剤を用いて貼合して偏光板Ａを作製した。なお、このとき用いたＴＡＣフィルムの正面位相差は１ｎｍ、厚み方向位相差は３ｎｍであった。
【０１３１】
【化１】
【０１３２】
（製造例２）
紫外線照射時に印加する直流電界の方向を、フィルム面の法線方向に対し２０°傾けた以外は前記製造例１と同様にして、フィルム面の法線と垂直でも平行でもない角度に吸収軸を有する偏光子を作製し、製造例１と同様に偏光子の両面にＴＡＣフィルムを貼合して偏光板Ｂを作製した。
【０１３３】
（実施例１）
（視角制御システムの作成）
製造例１で作製した偏光板Ａの一方主面に、フィルム面内に吸収軸を有するヨウ素系の偏光板（日東電工社製ＳＩＧ１４６３ＤＵ、以下、「偏光板Ｃ」とする）を、アクリル系の粘着剤を用いて貼合し、視角制御システムＤを作製した。
【０１３４】
（画像表示装置の作製）
視認側偏光板と光源側偏光板がクロスニコルに配置されており、光源側偏光板が二軸性（ｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚ）の位相差フィルムを備え、視認側の偏光板が光学補償フィルムを備えていないＶＡモードの液晶表示装置（シャープ製ＡＱＵＯＳ）の視認側偏光板を剥離し、かかる視認側の偏光板に代えて、上記視角制御システムＤを、偏光板Ｃが液晶セル側となるように、アクリル系粘着剤を介して貼り合わせて、画像表示装置を得た。なお、視角制御システムＤの貼り合わせに際しては、偏光板Ｃの吸収軸の方向を、剥離前の偏光板の吸収軸方向と一致させた。
【０１３５】
（実施例２）
（視角制御システムの作成）
製造例２で作製した偏光板Ｂの一方主面に、偏光板Ｃを、偏光板Ｂの主面の法線と吸収軸を包含する面と偏光板Ｃの吸収軸のなす角が９０°となるように、アクリル系の粘着剤を用いて貼合し、視角制御システムＥを作成した。
【０１３６】
（画像表示装置の作製）
視角制御システムＤに代えて視角制御システムＥを用いた以外は、実施例１と同様にして、画像表示装置を得た。なお、視角制御システムＥの貼り合わせに際しては、上記製造例２における電界方向（すなわち、偏光板Ｂの吸収軸方向）が、視認側の画面下方向となるように配置した。
【０１３７】
（比較例１）
（画像表示装置の作製）
視角制御システムＤに代えて偏光板Ｃを用いた以外は、実施例１と同様にして、画像表示装置を得た。
【０１３８】
（評価試験）
実施例及び比較例で得られた画像表示装置を白表示状態にしたときの、視角特性（輝度の視角依存性）を、コノスコープを用いて評価した。結果を図１５に示す。図１５の(ａ）〜（ｃ）それぞれにおいては、太線で表されている一番外側の曲線が、輝度５０ｃｄ／ｍ２の等輝度曲線を表している。
【０１３９】
この輝度５０ｃｄ／ｍ２の等輝度曲線で実施例及び比較例の視角制御を評価すると、図１５の（ｃ）の比較例１では、輝度５０ｃｄ／ｍ２となる範囲は、上下（９０°−２７０°）方向、左右（０°−１８０°）方向のいずれにおいても７５°であった。換言すると、比較例１のように視角制御を行っていない偏光板を用いた場合、あらゆる方向で画面の情報を目視することができ、他者からの覗き込まれる危険性が高い。
【０１４０】
これに対して、図１５の（ａ）の実施例１においては、輝度５０ｃｄ／ｍ２となる範囲は、左右方向では前記比較例１と同様に７５°であるのに対し、上下方向では４５°であった。すなわち、左右方向の光は制限されないのに対し、上下方向の光は出射角度が制限され、視角制御がなされていることがわかる。また、図１５の（ｂ）の実施例２においては、輝度５０ｃｄ／ｍ２となる範囲は左右方向では比較例１及び実施例１と略同様の７０°であるのに対し、上方向２５°、下方で６５°と、上下方向に非対称な出射特性が実現されていた。このように、吸収軸を傾斜させた偏光子を用いることによって、上方向への光の出射を制限できることがわかる。
【０１４１】
また、最大輝度は、比較例１では正面方向で５１５ｃｄ／ｍ２、実施例１では正面方向で４５０ｃｄ／ｍ２、実施例２では下側２５°方向で３８５ｃｄ／ｍ２であり、本発明の視角制御システムによって視角制御をおこなった場合でも、視角を保つべき方向の白輝度の減少は小さく、画面の視認性を保持することが可能である。
【０１４２】
以上のように、本発明の視角制御システムによって、輝度が小さい不可視の領域に指向性を持たせることができ、視角制御が達成されることがわかる。なお、実施例に用いたＶＡ液晶パネルは、視角制御を行わない状態では、比較例１に示すように上下方向及び左右の視野角はほぼ等しく９０°ごとの回転対称である。従って、表示装置の方向を９０°回転させることによって、上記実施例と同様に左右方向の視角制御も達成可能である。
【符号の説明】
【０１４３】
１ 第１偏光子
１ａ 吸収軸
２ 第２偏光子
２ａ 吸収軸
３ 接着層
４ 粘着層
５ 円偏光化手段
１１ 保護フィルム
１２ 保護フィルム
１４ 粘着層
１５ 光学補償フィルム
２１ 保護フィルム
２２ 保護フィルム
２３ 表面処理層
３０ 媒体
１００ 視角制御システム
１００ａ 視角制御システム
１００ｂ 視角制御システム
２００ ライトコントロールフィルムの構造単位
２０１ 透光層
２０２ ルーバー
２０３ 保護層
３００ 液晶セル
３０１ 偏光板
４００ バックライトシステム
４０１ 光源
４０２ プリズムシート
４０３ 拡散板
４０４ 導光板
４０５ 反射板
５００ 自発光型表示パネル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配向が固定された吸収二色性物質を含有するフィルム状の、第１偏光子及び第２偏光子を有し、
第１偏光子は、吸収軸をフィルム面内に有し、
第２偏光子は、吸収軸がフィルム面の法線方向から傾いており、当該吸収軸とフィルム面の法線とのなす角が０°〜４５°であり、かつ、第２偏光子のフィルム面の法線と吸収軸とを包含する面と、前記第１偏光子の吸収軸のなす角が略垂直である視角制御システム。
【請求項２】
前記第２偏光子のフィルム面の法線と吸収軸とを包含する平面と、前記第１偏光子の吸収軸とのなす角が、９０°±５°である請求項１記載の視角制御システム。
【請求項３】
前記第１偏光子と、前記第２偏光子との間に媒体を有し、該媒体が前記第２偏光子のフィルム面の法線方向の光の偏光状態を実質的に変換しないものである請求項１または２記載の視角制御システム。
【請求項４】
前記第１偏光子と前記第２偏光子との間の媒体の面内位相差が４０ｎｍ以下である請求項３記載の視角制御システム。
【請求項５】
前記第１偏光子と前記第２偏光子との間の媒体の遅相軸が、前記第１偏光子の吸収軸と平行または垂直である請求項３または４記載の視角制御システム。
【請求項６】
前記第１偏光子と前記第２偏光子との間の媒体の厚み方向位相差が６０ｎｍ以下である請求項１〜５のいずれか記載の視角制御システム。
【請求項７】
前記第１偏光子と、前記第２偏光子とが、粘着層及び／または接着層を介して貼合一体化されている請求項１〜６のいずれか記載の視角制御システム。
【請求項８】
前記第１偏光子側主面または前記第２偏光子側主面の少なくとも一方に粘着層を有する請求項１〜７のいずれか記載の視角制御システム。
【請求項９】
表示パネルの少なくとも一方の主面に、請求項１〜８のいずれか記載の視角制御システムが配置されている画像表示装置。
【請求項１０】
前記視角制御システムの第１偏光子側主面が、前記表示パネル側となるように配置されている請求項９記載の画像表示装置。
【請求項１１】
前記表示パネルと前記視角制御システムが、粘着層及び／または接着層を介して貼合一体化されている請求項９または１０記載の画像表示装置。
【請求項１２】
前記表示パネルの少なくとも一方の主面に透明板を有し、該透明板と、前記視角制御システムとが、前記第２偏光子主面側が前記表示パネル側となるように接着層及び／または粘着層を介して貼合一体化されて配置されている請求項９〜１１のいずれか記載の画像表示装置。
【請求項１３】
表示装置の視角制限方向が、第１偏光子の吸収軸方向と垂直である請求項９〜１２のいずれか記載の画像表示装置。
【請求項１４】
前記表示パネルが液晶セルの少なくとも一方主面に偏光子を有する液晶パネルであり、該偏光子が前記視角制御システムの第１偏光子を兼ねる請求項９〜１３のいずれか記載の画像表示装置。
【請求項１５】
前記表示パネルが液晶セルの少なくとも一方主面に偏光子を有する液晶パネルであり、該液晶パネルの一方の側に光源を有し、かつ光源と液晶パネルとの間に、出射する光をいずれか一方向に集光するプリズムシートを有し、第１偏光子の吸収軸方向と垂直である視角制限方向と、プリズムシートの集光によって輝度が減少する方向とが略平行である、請求項１３または１４に記載の表示装置。
【請求項１６】
表示パネルの両主面に、請求項１〜８のいずれか記載の視角制御システムが配置されており、表示パネルの一方主面側の視覚制御システムの第１の偏光子の吸収軸方向と、表示パネルの他方の主面側の視覚制御システムの第１の偏光子の吸収軸方向とが略平行または略垂直である、請求項９〜１５のいずれか記載の画像表示装置。
【請求項１７】
前記表示パネルが自発光型の表示装置であり、表示パネルの視認側に前記視角制御システムが配置されている請求項９〜１３のいずれか記載の画像表示装置。
【請求項１８】
前記視角制御システムの第１偏光子と表示パネルとの間に、直線偏光を略円偏光に変換する円偏光化手段を有する請求項１７記載の画像表示装置。
【請求項１】
配向が固定された吸収二色性物質を含有するフィルム状の、第１偏光子及び第２偏光子を有し、
第１偏光子は、吸収軸をフィルム面内に有し、
第２偏光子は、吸収軸がフィルム面の法線方向から傾いており、当該吸収軸とフィルム面の法線とのなす角が０°〜４５°であり、かつ、第２偏光子のフィルム面の法線と吸収軸とを包含する面と、前記第１偏光子の吸収軸のなす角が略垂直である視角制御システム。
【請求項２】
前記第２偏光子のフィルム面の法線と吸収軸とを包含する平面と、前記第１偏光子の吸収軸とのなす角が、９０°±５°である請求項１記載の視角制御システム。
【請求項３】
前記第１偏光子と、前記第２偏光子との間に媒体を有し、該媒体が前記第２偏光子のフィルム面の法線方向の光の偏光状態を実質的に変換しないものである請求項１または２記載の視角制御システム。
【請求項４】
前記第１偏光子と前記第２偏光子との間の媒体の面内位相差が４０ｎｍ以下である請求項３記載の視角制御システム。
【請求項５】
前記第１偏光子と前記第２偏光子との間の媒体の遅相軸が、前記第１偏光子の吸収軸と平行または垂直である請求項３または４記載の視角制御システム。
【請求項６】
前記第１偏光子と前記第２偏光子との間の媒体の厚み方向位相差が６０ｎｍ以下である請求項１〜５のいずれか記載の視角制御システム。
【請求項７】
前記第１偏光子と、前記第２偏光子とが、粘着層及び／または接着層を介して貼合一体化されている請求項１〜６のいずれか記載の視角制御システム。
【請求項８】
前記第１偏光子側主面または前記第２偏光子側主面の少なくとも一方に粘着層を有する請求項１〜７のいずれか記載の視角制御システム。
【請求項９】
表示パネルの少なくとも一方の主面に、請求項１〜８のいずれか記載の視角制御システムが配置されている画像表示装置。
【請求項１０】
前記視角制御システムの第１偏光子側主面が、前記表示パネル側となるように配置されている請求項９記載の画像表示装置。
【請求項１１】
前記表示パネルと前記視角制御システムが、粘着層及び／または接着層を介して貼合一体化されている請求項９または１０記載の画像表示装置。
【請求項１２】
前記表示パネルの少なくとも一方の主面に透明板を有し、該透明板と、前記視角制御システムとが、前記第２偏光子主面側が前記表示パネル側となるように接着層及び／または粘着層を介して貼合一体化されて配置されている請求項９〜１１のいずれか記載の画像表示装置。
【請求項１３】
表示装置の視角制限方向が、第１偏光子の吸収軸方向と垂直である請求項９〜１２のいずれか記載の画像表示装置。
【請求項１４】
前記表示パネルが液晶セルの少なくとも一方主面に偏光子を有する液晶パネルであり、該偏光子が前記視角制御システムの第１偏光子を兼ねる請求項９〜１３のいずれか記載の画像表示装置。
【請求項１５】
前記表示パネルが液晶セルの少なくとも一方主面に偏光子を有する液晶パネルであり、該液晶パネルの一方の側に光源を有し、かつ光源と液晶パネルとの間に、出射する光をいずれか一方向に集光するプリズムシートを有し、第１偏光子の吸収軸方向と垂直である視角制限方向と、プリズムシートの集光によって輝度が減少する方向とが略平行である、請求項１３または１４に記載の表示装置。
【請求項１６】
表示パネルの両主面に、請求項１〜８のいずれか記載の視角制御システムが配置されており、表示パネルの一方主面側の視覚制御システムの第１の偏光子の吸収軸方向と、表示パネルの他方の主面側の視覚制御システムの第１の偏光子の吸収軸方向とが略平行または略垂直である、請求項９〜１５のいずれか記載の画像表示装置。
【請求項１７】
前記表示パネルが自発光型の表示装置であり、表示パネルの視認側に前記視角制御システムが配置されている請求項９〜１３のいずれか記載の画像表示装置。
【請求項１８】
前記視角制御システムの第１偏光子と表示パネルとの間に、直線偏光を略円偏光に変換する円偏光化手段を有する請求項１７記載の画像表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１２−１０３７１９（Ｐ２０１２−１０３７１９Ａ）
【公開日】平成２４年５月３１日（２０１２．５．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２８９６３２（Ｐ２０１１−２８９６３２）
【出願日】平成２３年１２月２８日（２０１１．１２．２８）
【分割の表示】特願２００７−３２５０５０（Ｐ２００７−３２５０５０）の分割
【原出願日】平成１９年１２月１７日（２００７．１２．１７）
【出願人】（０００００３９６４）日東電工株式会社 (5,557)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月３１日（２０１２．５．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１２月２８日（２０１１．１２．２８）
【分割の表示】特願２００７−３２５０５０（Ｐ２００７−３２５０５０）の分割
【原出願日】平成１９年１２月１７日（２００７．１２．１７）
【出願人】（０００００３９６４）日東電工株式会社 (5,557)
【Ｆターム（参考）】
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