反射型偏振片、积层光学部件及液晶显示装置的制作方法

专利名称：反射型偏振片、积层光学部件及液晶显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及作为个人电脑等显示器使用的液晶显示装置、以及适用于该液晶显示装置的光学部件和反射型偏振片。
背景技术：
目前，作为通常广泛使用的液晶显示装置，采用了下述结构的面板，即在2块透明基板间夹持向列液晶，构成液晶单元，在该液晶单元的两面上配置偏振片。通过组装该面板和驱动用LSI以及背光源，构成液晶显示装置。图1中以剖面模式图示出了这种液晶显示装置的例子。该例中，在2块透明基板11、12的单面上分别形成透明电极14、15，使这些透明电极相对，将液晶17夹持于其间，构成液晶单元10。使背面侧偏振片21和前面侧偏振片22贴合在该液晶盒10的两面上，并进一步在背面侧偏振片21的里面配置背光源40，从而构成了液晶显示装置50。
但是，这种液晶显示装置的背光源发出的光的利用效率未必很高。这是因为从背光源40发出的光有50％或者50％以上被背面侧偏振片21吸收。因此，如图2所示，为了提高液晶显示装置的背光源的光利用效率，已知的结构有在背面侧偏振片21和背光源40之间配置反射型偏振片45。图2为在图1示出的液晶显示装置50中，使反射型偏振片45贴合在背面侧偏振片21的里面(背光源40侧)的视图，由于其它的符号和图1相同，故说明省略。
反射型偏振片45反射某种偏振光，透过表现出与之相反的性质的偏振光。透过反射型偏振片45的光作为线性偏振光透过偏振片(通常为吸收型偏振片)21而共轴(軸合せ)。而且，如图2所示，在仅配置偏振片21的情况下，使反射型偏振片45反射该偏振片21所吸收的偏振光并返回到背光源40侧，反射后进行再利用，从而提高背光源40发出的光的利用效率。
作为这种反射型偏振片，已知有，例如特开平6-281814号公报(专利文献1)或特开平8-271731号公报(专利文献2)中所记载的胆甾液晶层和1/4波长板组合而成的反射型偏振片，特表平9-506837号公报(WO95/17303，专利文献3)或特表平10-511322号公报(WO96/19347，专利文献4)中所记载的由双折射层和各向同性层的多重积层膜形成的反射型偏振片，特表2000-506990号公报(WO97/32224，专利文献5)中所记载的各向同性粒子相分散于双折射连续介质中的反射型偏振片等。
胆甾液晶层和1/4波长板组合而成的反射型偏振片透过对应于胆甾液晶的螺旋节距的波长的右(或左)圆偏振光并用1/4波长板变换成线性偏振光，并反射左(或右)圆偏振光。而且，在该反射型偏振片中，如专利文献2的第7段所记载的那样，在整个可见光区域中，使透过胆甾液晶层的右(或左)圆偏振光由1/4波长板变换成线性偏振光是很困难的。为了解决该困难，需要叠置多个1/4波长板而形成。在叠置多个1/4波长板时，存在制造工艺变复杂，而且在1/4波长板间可能会产生剥离等问题。
在由双折射层和各向同性层的多重积层膜形成的反射型偏振片中，需要形成数百层交替积层结构，需要大型制造设备。另外，由于不同材料被积层，故存在层间容易剥离的问题。
各向同性粒子相分散于双折射连续介质中的反射型偏振片较易制造，难以产生层间剥离。而且，在连续介质为显示双折射性质的单轴取向的物质时，随着分散相的体积分率的增加，强度显著降低，可能不能维持膜的形态。因此，需要将分散相的体积分率抑制得很低，很难提高偏光分离效率。
专利文献1特开平6-281814号公报专利文献2特开平8-271731号公报专利文献3特表平9-506837号公报专利文献4特表平10-511322号公报专利文献5特表2000-506990号公报发明内容鉴于上述问题，本发明的目的在于，提供一种可以提高液晶显示装置中的光利用效率，制造较简单，难于产生层间剥离等问题的反射型偏振片。
本发明的另一目的是，提供一种通过将显示其它光学性能的光学层积层于所述反射型偏振片上，从而可提高液晶显示装置的光利用效率的光学部件。
本发明的又一目的是，提供一种采用积层有该反射型偏振片的光学部件，来提高背光源的光利用效率的液晶显示装置。
因此，根据本发明，提供一种反射型偏振片，其特征在于，具有由垂直于长轴方向的剖面形状为多边形或实质上为圆形，纵横比大于等于2而长轴方向和短轴方向的折射率差大于等于0.05的多边柱体或圆柱体形成的多个双折射体，多个双折射体在支持介质中大致向同一方向分散排列，在该双折射体的垂直于长轴方向的剖面形状实质上为圆时，观察任何一个上述剖面时，多个双折射体与彼此在圆柱侧面相接的其它至少两个双折射体分别在圆柱的侧面相接。
在该反射型偏振片中分散排列于支持介质中的双折射体，可以是垂直于其长轴方向的剖面形状为多边形的纤维。该纤维最好是具有至少两边的长度基本相等的三角形剖面形状，其在反射型偏振片的面内大致平行，而且相邻纤维的剖面三角形的顶点彼此相接地排列，而且最好是在垂直于纤维长轴的反射型偏振片的厚度方向剖面中，由顶点彼此相接的剖面三角形纤维所包围的支持介质形成为六边形。该六边形可以形成正六边形。此时，支持介质中分散排列的上述纤维具有大致正三角形的剖面形状，其在反射型偏振片面内基本平行，而且相邻纤维的剖面正三角形中的顶点彼此相接地排列，而且垂直于纤维长轴的反射型偏振片厚度方向的剖面中，顶点彼此相接的剖面三角形的纤维所包围的支持介质大致呈正六边形。
另外，分散排列于支持介质中的上述纤维具有至少两边长度大致相等的三角形的剖面形状，其在反射型偏振片的面内基本平行，而且相邻纤维的剖面三角形中的顶点彼此相接地排列，在垂直于纤维长轴的反射型偏振片的厚度方向的剖面中，顶点彼此相接的剖面三角形的纤维所包围的支持介质为两边长度大致相等的三角形亦有效。
而且，分散排列于支持介质中的上述纤维具有四边长度大致相等的四边形的剖面形状，其在反射型偏振片的面内基本平行，而且相邻纤维的剖面四边形中的顶点彼此相接地排列，在垂直于纤维长轴的反射型偏振片的厚度方向剖面中，顶点彼此相接的剖面四边形的纤维所包围的支持介质为四边长度大致相等的四边形亦有效。
另外，在该反射型偏振片中，在垂直于双折射体长轴方向的剖面的形状实质上为圆时，垂直于双折射体长轴方向的剖面中的直接相接的三个圆的中心相连接而成的三角形最好至少两边长度大致相等。更优选的是，垂直于双折射体长轴方向的剖面中直接相接的三个圆的中心相连接而成的三角形三边长度大致相等。这样，形成垂直于直接相接的三个双折射体长轴方向的剖面的各圆圆心相连接时三边长度大致相等的三角形，即大致形成正三角形的结构，意味着各圆直径大致相等，尤其优选为最致密地填充了上述圆直径大致相等的圆柱体的结构。如果采用其他的表现方式，则在所述优选结构中，多个双折射体为垂直于长轴方向的剖面中的圆直径分别相等的圆柱体，该剖面中的最外表层内侧位置的双折射体与其它6个圆柱体，即双折射体在圆柱侧面相接。这些反射型偏振片中的双折射体可以为纤维。
在上述各反射型偏振片中，优选采用双折射体的长轴方向的折射率和短轴方向的折射率中任何一个大致与支持介质的折射率基本一致的材料。
这些反射型偏振片可以和显示其它光学功能的光学层积层形成积层光学部件。所积层的光学层例如为吸收型偏振片或相位差板。而且，也可以在反射型偏振片的一个面上积层吸收型偏振片，而在另一个面上积层相位差板。
这些积层光学部件可以和液晶单元组合形成液晶显示装置。因此，根据本发明，也提供一种液晶显示装置，由反射型偏振片和其他光学层所积层的积层体，即上述任一个积层光学部件配置在液晶单元中而形成。
本发明的反射型偏振片可以以简便的方法形成双折射体实质上在一个方向分散的同时进行取向的结构体，而且由于不同材料间的界面不是单纯的平面，故难以产生剥离。另外，可以提供一种液晶显示装置，固定双折射体的支持介质由显示各向同性的物质构成，随着双折射体的体积分率的增加而引起的强度降低较小，容易提高双折射体的体积分率。而且，由于通过将该反射型偏振片配置于包括吸收型偏振片的液晶面板的和观察者侧相反的一侧，从而光利用效率提高，故可以提高亮度，并降低功耗。


图1表示现有技术的液晶显示装置的例子的剖面模式图。
图2表示将反射型偏振片配置于图1的液晶显示装置中，从而提高背光源的光利用效率时的例子的剖面模式图。
图3表示平行于本发明实施形态所涉及的反射型偏振片的透射轴之厚度方向剖面的例子的模式图。
图4表示本发明实施形态所涉及的反射型偏振片的其它例子的剖面模式图。
图5表示本发明实施形态所涉及的反射型偏振片的又一例子的剖面模式图。
图6表示本发明实施形态所涉及的反射型偏振片的又一例子的剖面模式图。
图7表示本发明实施形态所涉及的反射型偏振片的又一例子的剖面模式图。
图8表示本发明实施形态所涉及的反射型偏振片的又一例子的剖面模式图。
图9(a)是放大图7的一部分，表示连接与各圆相邻的圆中心的三角形的关系之模式图，(b)是放大图8的一部分，表示连接与各圆相邻的圆中心的三角形的关系之模式图。
图10表示本发明实施形态所涉及的积层光学部件的例子的剖面模式图。
图11表示本发明实施形态所涉及的液晶显示装置的例子的剖面模式图。
图12(a)，(b)及(c)表示实施例1中用于计算的坐标系的概要图。
图13(a)，(b)及(c)表示实施例2中用于计算的坐标系的概要图。
图14(a)，(b)及(c)表示实施例3中用于计算的坐标系的概要图。
图15(a)，(b)及(c)表示实施例4中用于计算的坐标系的概要图。
图16(a)，(b)及(c)表示实施例5中用于计算的坐标系的概要图。
图17(a)，(b)及(c)表示实施例6中用于计算的坐标系的概要图。
图18(a)，(b)及(c)表示比较例1中用于计算的坐标系的概要图。
具体实施例方式
在说明用于实施本发明的最佳形态时，在实施形态中分别按顺序对支持介质中垂直于分散排列的双折射体的长轴方向的剖面形状为多边形的情形和实质上为圆形的情形进行说明。而且，在后续的实施形态中，对上述2种情况进行合并说明。
<支持介质中垂直于分散排列的双折射体长轴方向的剖面形状为多边形的情形>
本发明的实施形态中，使双折射体分散排列于支持介质中而形成反射型偏振片。该双折射体的剖面形状为多边形，纵横比大于等于2。其中，纵横比最好大于等于5，进一步优选大于等于10。纵横比为相对短轴径的长度的比，而本发明实施形态中，由于采用剖面形状为多边形的双折射体，故其短轴径定义为该多边形的外接圆的直径。如果采用剖面为多边形的细长形状的双折射体，而且适当选择其折射率的话，则在与该细长方向平行的方向振动的线性偏振光被反射，沿与该细长方向正交的方向振动的线性偏振光被透射。
图3～图6示出了本发明实施形态的反射型偏振片的剖面结构的具体例子。这些例子示出反射型偏振片的与空心双向箭头所示的透射轴平行的厚度方向的剖面。如这些图所示，本发明的反射型偏振片30中，剖面形状为多边形的双折射体31(涂黑部分)分散排列于支持介质33(白色部分)中。
图3表示与本发明实施形态的反射型偏振片的透射轴平行的厚度方向剖面的例子之模式图，在该例子中，与反射型偏振片30的透射轴平行的厚度方向剖面中的具有两边长度基本相等的三角形剖面形状的双折射体31在该反射型偏振片30的面内基本平行，而且相邻的双折射体31的剖面三角形中的顶点彼此相接地排列，在该剖面中，顶点彼此相接的剖面三角形的双折射体31所包围的支持介质33呈六边形。
图4是表示本发明实施形态的反射型偏振片的另一例子的剖面模式图，在该例中，与反射型偏振片30的透射轴平行的厚度方向剖面中，具有三边长度基本相等的三角形(大致为正三角形)的剖面形状的双折射体31在该反射型偏振片30的面内基本平行，而且相邻双折射体31的剖面三角形中的顶点彼此相接地排列，在该剖面中，顶点彼此相接的剖面三角形的双折射体31所包围的支持介质33大致呈正六边形。
图5是表示本发明实施形态的反射型偏振片的另一例子的剖面模式图，在该例中，与反射型偏振片30的透射轴平行的厚度方向剖面中，具有两边长度基本相等的三角形剖面形状的双折射体31在该反射型偏振片30的面内基本平行，而且相邻的双折射体31的剖面三角形中的顶点彼此相接地排列，在该剖面中，顶点彼此相接的剖面三角形的双折射体31所包围的支持介质33成为两边长度大致相等的三角形。
图6是表示本发明实施形态的反射型偏振片的又一例子的剖面模式图，在该例中，与反射型偏振片30的透射轴平行的厚度方向剖面中，具有四边长度基本相等的四边形的剖面形状的双折射体31在该反射型偏振片30的面内基本平行，而且相邻的双折射体31的剖面四边形中的顶点彼此相接地排列，在该剖面中，顶点彼此相接的剖面四边形的双折射体31所包围的支持介质33大致呈四边长度基本相等的四边形。
图3～图6中的反射型偏振片30的厚度用符号t表示。图3和图4所示的例子如果采用其他的表现方式，则在与反射型偏振片30的透射轴平行的厚度方向剖面中，双折射体31的剖面的三角形处于在厚度方向交替地改变方向并叠置的状态。另一方面，如图5所示，在与反射型偏振片30的透射轴平行的厚度方向剖面中，双折射体31的剖面的三角形在厚度方向呈同方向叠置的状态。另外，如图6所示的例子，在与反射型偏振片30的透射轴平行的厚度方向剖面中，双折射体31剖面的四边形在厚度方向呈同方向叠置的状态。
在本说明书中，至少两边的长度大致相等的三角形包括大致为等腰三角形或大致为正三角形的概念，而且四边长度基本相等的四边形包括大致为菱形或正方形的概念。进一步，两边、三边或四边“基本相等”是指除了包括这些边长度完全一致的场合之外，还指相对其中一个边其他边的长度允许+10％左右到-10％左右(±10％)的变动。更进一步，所谓“大致等腰三角形”、“大致为正三角形”、“大致为正六边形”、“大致为菱形”、“大致为正方形”时的“大致”是指以该多边形为中心，顶点角度(等腰三角形时本应相等的两个角度)允许+10度左右到-10度左右(±10°)的变动。虽然该多边形是以各边为直线作为前提，但是纤维的制造上，由于各边具有若干的曲线性，所以用词汇“大致”表示该意义。另外，表示角度时带上“大致”的情况也一样，是指以表示的角度为中心允许+10度左右到-10度(±10o)左右的变动。
双折射体31可以由纤维构成。另外，支持介质33可以为透明的、对双折射体31显示良好粘合性的物质。尽管双折射体31的剖面形状为多边形，但优选具有至少两边长度大致相等的三角形、四边长度大致相等的四边形、或大致为正多边形的剖面形状。多边形一边的长度需要比可见光波长大，优选大于等于1微米(μm)，进一步优选大于等于5微米(μm)。如果多边形的一边长度不足1微米(μm)，则不能得到良好的偏光分离性能。双折射体31需要长轴方向(双折射体的长度方向)和短轴方向(多边形的直径方向)的折射率差大于等于0.05，该折射率优选大于等于0.1，进一步优选大于等于0.2。
在本发明的实施形态中，虽然是使双折射体31在支持介质33中分散取向，形成反射型偏振片30，但是，优选双折射体31为大致在同一个方向取向的结构，进一步，更优选双折射体31被致密填充。尤其，优选的是，如图4所示，具有正三角形的剖面形状的双折射体31在面内基本平行，而且相邻双折射体31的剖面正三角形的顶点彼此相接地排列，在垂直于双折射体31长轴的反射型偏振片的厚度方向剖面中，顶点彼此连接的剖面三角形的双折射体31所包围的支持介质33大致呈正六边形。图3～图5所示结构体中的三角形的各顶点也可以在一边长度的一半以内产生上下左右倾斜方向的偏移。另外，如图6所示的结构体也一样，四边形的各顶点可以在一边长度的一半以内产生上下左右倾斜方向的偏移。
如图3及图4所示，在交替改变厚度方向的方向并叠置的状态下排列三角形，使得具有等腰三角形或正三角形的剖面形状的双折射体31在面内大致平行，而且相邻双折射体31的剖面三角形中的顶点彼此相接时，如图5及图6所示，在具有三角形或四边形的剖面形状的双折射体31在面内大致平行，而且这些形状以沿着厚度方向同向叠置的状态下排列时，如果平行光垂直入射到该反射型偏振片30的面上，且直径的大小可以不考虑散射因子，则这些双折射体31的反射型偏振片30的厚度方向的层数，即使只有一层也可得到较高的偏光分离性能。因此该层数可以从1～100层中适当选择。但是，由于使平行光完全入射也不现实，故最好确保某个大小的层数，例如3层或者3层以上，优选5层或者5层以上。图3～图6所示的例子是双折射体31在厚度方向叠置约21层的状态。图3及图4中，剖面呈六边形的支持介质33的层处于叠置大约10.5层的状态。
<支持介质中垂直于分散排列的双折射体长轴方向的剖面形状大致为圆时>
本发明的实施形态中，使双折射体分散排列于支持介质中，形成反射型偏振片。该双折射体具有细长的结构，垂直于其长轴方向的剖面形状大致为圆形，纵横比大于等于2。其中，纵横比最好大于等于5，进一步优选大于等于10。纵横比用相对短轴径的长度的比来表示，而本发明中，由于采用由剖面形状实质为圆形的圆柱体形成的双折射体，故该圆的直径为短轴径。这样，如果采用剖面实质为圆形的细长圆柱体形状的双折射体，它们中的多数被构造成致密填充的结构，而且适当选择该双折射体的折射率的话，则在与该细长方向平行的方向振动的线性偏振光被反射，在与该细长方向正交的方向振动的线性偏振光被透射。
本发明实施形态的反射型偏振片的剖面结构的具体例在图7及图8中示出。这些例子示出反射型偏振片的与空心双向箭头所示的透射轴平行的厚度方向剖面的模式图。如这些图所示，本发明实施形态的反射型偏振片30是剖面形状实质为圆形的双折射体31、32(图8中为31，被涂成淡色的圆及半圆部分)分散排列于支持介质33(彼此相接的圆或半圆所包围的白色部分)中。在这些图中，反射型偏振片30的厚度用符号t表示。
图7表示与本发明实施形态的反射型偏振片的透射轴平行的厚度方向剖面模式图，在该例中，与反射型偏振片30的透射轴平行的厚度方向剖面中，由直径不同的2种圆柱体形成的双折射体31、32在其反射型偏振片30的面内大致平行，且在与透射轴正交的方向上分散排列。而且，在观察其任何一个剖面时，剖面实质为圆形的双折射体31、32与彼此在圆柱侧面(剖面图中的圆周)相接的其它至少两个双折射体分别在圆柱侧面(剖面图中的圆周)相接。该例中，直径较大的圆柱体31在其剖面的横向呈1列地致密排列，而直径较小的圆柱体32以与上述横1列的直径较大的圆柱体31的相邻每2个分别相接的方式排列，这样就形成了直径较大的列和直径较小的列合计为10层叠置的结构。
图8表示本发明实施形态的反射型偏振片的另一例子的剖面模式图，在该例中，与反射型偏振片30的透射轴平行的厚度方向剖面中圆的直径分别大致相等的圆柱体即双折射体31在该反射型偏振片30的面内大致平行，且在与透射轴正交的方向上分散排列。在观察其任何一个剖面时，剖面实质为圆形的双折射体31与彼此在圆柱侧面(剖面图中的圆周)相接的其它至少两个双折射体分别在圆柱的侧面(剖面图中的圆周)相接。该例中，直径大致相等的圆柱体交替接触，形成合计为10层叠置的结构。
如本发明实施形态中所描述的那样，双折射体31、32采用垂直于长轴方向的剖面实质为圆形的双折射体31、32。其中，所谓“实质为圆形”优选正圆、即表示椭圆长轴和短轴比的椭圆率为1，但是，由于在双折射体的制造上，有时存在若干椭圆性，基于这种情况，上述椭圆率允许在0.9～1.1(1±0.1)左右的范围内变动。
另外，双折射体31、32在支持介质33中大致向同一方向分散排列。这里所述“大致同一方向”优选多个双折射体完全同向，但是也可以允许角度大于等于-10度而小于等于10度(±10°)左右的变动。另外，所述长度大致相等时，优选完全一致，但是也可允许+10％～10％(±10％)左右的变动。
而且，在本发明的实施形态中，在观察其任何一个剖面时，多个垂直于长轴方向的剖面形状实质为圆形的双折射体与彼此在圆柱侧面(剖面图中的圆周)相接的其它至少两个双折射体分别在圆柱侧面(剖面图中的圆周)相接地分散排列。因此，在垂直于双折射体长轴方向的剖面中，观察某一个圆时，与彼此在圆柱侧面(剖面图中的圆周)相接的其它至少两个双折射体分别在圆柱侧面(剖面图中的圆周)相接的状态是，对于该一个圆和彼此相接的其他两个圆，各圆的中心为3个顶点而形成的边的长度相当于将该边起点和终点作为中心的各圆的半径之和。针对该点，基于将图3和图4各自一部分放大表示的图5进行说明。图9中，(a)表示图7的部分放大图，(b)表示图8的部分放大图。
首先，参照图7的部分放大图，即图9(a)，该情况中，如果注意观察一个直径较大的圆柱体(剖面图中的圆)A，则该圆A和彼此相邻的圆B和圆C分别在圆柱的侧面(剖面图中的圆周)相接，同样和彼此相邻的圆C及圆D也分别在圆柱侧面(剖面图中的圆周)相接，进一步，和彼此相邻的圆E及圆F分别在圆柱侧面(剖面图中的圆周)相接，同样和彼此相邻的圆F及圆G也分别在圆柱侧面(剖面图中的圆周)相接。另一方面，如果注意观察一个直径较小的圆柱体(剖面图中的圆)B，则该圆B和彼此相邻的圆A和圆C分别在圆柱的侧面(剖面图中的圆周)相接，同样和彼此相邻的圆H及圆J也分别在圆柱侧面(剖面图中的圆周)相接，但在该例中，直径较小的圆之间相互不接触。该例中，相互直接相接的三个圆的中心连接而成的三角形为等腰三角形，即两边的长度相等。
接下来，参照图8的部分放大图，即图9(b)，该情况下，多个直径大致相等的圆柱体相接触地排列于同一方向，但如果注意观察某个圆A，则该圆A和彼此相邻的圆B和圆C分别在圆柱的侧面(剖面图中的圆周)相接，以下同样，和圆C及圆D也都相接、和圆D及圆E、圆E及圆F、圆F及圆G、圆G及圆B都相接，合计与6个圆都相接。即使以其它的圆为基准也这样。但是，仅位于图8中的反射型偏振片30的最表面层的圆只与4个圆相接。该例中，相互直接相接的三个圆的中心连接而成的三角形为正三角形，即三边的长度相等的三角形。
由以上说明可知，除图7和图8所示的方式之外，还可进行多种变形。例如，如果排列三种或三种以上直径不同的圆柱体，则在垂直于其长轴方向的剖面中，相互连接的三个圆的中心连接而成的三角形为不等边三角形。另外，在图7和图8中，在垂直于双折射体(圆柱体)长轴方向的剖面中，第1层的圆和第2层的圆相接，第2层的圆和第3层的圆也相接，下面按顺序和相邻的层相接，以这种方式使圆柱体排列，而对于每个双折射体，满足所述“与彼此在圆柱侧面相接的其他至少两个双折射体分别在圆柱侧面相接”的条件即可。在该范围中，例如，使第1层和第2层的圆相接，通过支持介质使第2层的圆和第3层的圆分离，并使第3层和第4层的圆相接地构成也可以。但是，在使多个圆柱体分离地分散排列时，如后述比较例所示，不能得到良好的偏光分离性能。
在垂直于双折射体的长轴方向的剖面中直接相接的三个圆的中心连接而成的三角形优选为至少两边长度大致相等，尤其优选该三角形为三边长度大致相等。另外，对于反射型偏振片的厚度方向中的双折射体的积层状态，最好多层顺次相接地进行积层，进一步，优选由直径大致相等的圆柱体形成的双折射体被致密填充。因此，在所述更优选的形态中，如图8及图9(b)所示，多个双折射体31为在垂直于长轴方向的剖面中的圆的直径分别大致相等的圆柱体，位于该剖面中最表面层内侧的双折射体与其他6个圆柱体，即双折射体在圆柱的侧面相接。
图7所示的双折射体31、32及图8所示双折射体31可以由纤维构成。另外，支持介质33可以为透明的、对双折射体31、32显示良好粘合性的物质。尽管双折射体31、32的剖面形状实质为圆形，但圆直径需要比可见光波长大，优选为大于等于1微米(μm)，进一步优选为大于等于5微米(μm)。如果圆直径不足1微米(μm)，则不能得到良好的偏光分离性能。双折射体31、32需要长轴方向(双折射体的长度方向)和短轴方向(圆直径方向)的折射率差大于等于0.05，该折射率最好大于等于0.1，更优选为大于等于0.2。
如图8及图9(b)所示，在直径大致相同的圆柱体，即双折射体31最致密填充的情况下，如果光垂直入射到该反射型偏振片30的面，则该双折射体31的反射型偏振片30的厚度方向的层数即使只有1层也可以得到较高的偏光分离性能。另一方面，在垂直于由本发明规定的双折射体长轴方向的剖面中，观察该双折射体的任何一个剖面时，为了满足所述与彼此在圆柱侧面相接的其它至少两个双折射体分别在圆柱侧面相接的条件，至少需要2层。因为使平行光完全入射不现实，故由图7的不同直径圆柱体形成的双折射体31、32组合而成时、或由多个图8的直径大致相同的圆柱体形成的双折射体31排列而成时，双折射体31、32的反射型偏振片30的厚度方向层数最好从例如2～100层的范围中适当选取，优选从5～100层中适当选取。
在象图3、图4、图7、图8这样构成的反射型偏振片30中，垂至于在支持介质中分散排列的双折射体长轴方向的剖面形状为多边形的情形和实质上为圆形的情形，对于任一种情况，在偏振片内双折射体31、32实质上呈一个方向取向。而且，双折射体31、32长轴方向折射率和短轴方向折射率的任何一个优选与支持介质33的折射率大致一致。此时，由于双折射体31、32的双折射性的缘故，其剩余的一个折射率与支持介质33的折射率不一致。尤其是，使用纤维作为双折射体31、32时，优选使其短轴方向(该双折射体为多边形的情形，多边形的直径方向。该双折射体为圆形的情形，圆直径方向)的折射率与支持介质33的折射率一致，纤维长轴方向的折射率和支持介质33的折射率不一致。采用这一方式，在双折射体31、32和支持介质33的折射率一致的方向上振动的线性偏振光透射，与此不同，在双折射体31、32和支持介质33的折射率不一致的方向上振动的线性偏振光在双折射体31和支持介质33的界面被反射，呈现偏光分离性能。
本发明中，原理上可以使用呈现双折射性的各种物质作为双折射体31、32，但是从取向或剖面形状的稳定性、耐久性等观点出发，双折射体31、32优选为固体。而且，使用剖面形状为多边形、纵横比大于等于2的物质作为双折射体31、32。满足这种条件的物质中，因为可以实现在支持介质33中简单而高度地取向，而且有效地呈现双折射，所以最优选的是使用连续纤维作为双折射体31、32。
对作为双折射体31、32使用的纤维进行说明，作为这种纤维，可例示的有，如聚乙烯或聚四氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇、聚氯化乙烯、聚丙烯腈、聚(4-甲基-1-戊烯)的聚烯烃·乙烯系纤维、如尼龙6或尼龙66、尼龙46的脂肪族聚酰胺系纤维、如聚(间苯二甲酰间苯二胺)或聚(对苯二甲酰对苯二胺)的芳香族聚酰胺系纤维(芳香族聚酰胺纤维)、如聚对苯二甲酸乙二酯或聚萘二酸乙二酯、聚-ε-己内酰胺的聚酯系纤维、如ポリプラスチツクス公司销售的商品名“ベクトラ”及住友化学工业公司所销售的商品名“スミカス一パ一”的商品所代表的芳香族液晶聚酯系纤维、如聚(对亚苯基苯并双噁唑)及聚(对亚苯基苯并双噻唑)、聚苯并咪唑、聚苯硫醚、聚砜、聚醚砜、聚醚醚酮等含杂原子纤维、如聚均苯四酰亚胺的聚酰亚胺系纤维、如人造丝的纤维素系纤维、聚(甲基丙烯酸甲酯)的丙烯酸系纤维、聚碳酸酯系纤维、氨酯系纤维等。其中特别优选的是，使用具有苯萘环或萘环等芳香族环、可见光区吸收少或无吸收的纤维作为双折射体。
另外，以提高与支持介质的粘接性为目的，也可以在纤维表面上实施电晕处理等各种易粘接处理。进一步，以提高纤维的双折射性为目的，添加低分子液晶化合物或须晶等、具有形状各向异性的添加剂等，或采用复丝型高分子相互排列体纤维，也是有用的技术。
作为以提高双折射性为目的而在纤维中添加的低分子液晶化合物，可例示的有，具有如联苯系、苯甲酸苯酯系、环己基苯系、氧化偶氮苯系、偶氮苯系、偶氮甲碱系、三联苯系、苯甲酸联苯酯系、环己基联苯系、苯基嘧啶系、环己基嘧啶系、胆甾醇系化合物作为液晶基(メソゲン)(分子结构中使呈现液晶性的中核的单位)的化合物等。这些低分子液晶化合物如果在纤维的长轴方向进行取向，则即使在纤维中溶解，也能够以畴为单位而存在。但是，以畴为单位存在时，该畴直径优选小于等于0.2微米(0.2μm)。如果畴直径大于0.2微米(0.2μm)，则由于在与纤维长轴垂直的方向振动的线性偏振光被散射，所以不是优选的。
另外，作为以提高双折射性为目的而在纤维中添加的须晶，例如可以是蓝宝石、碳化硅、碳化硼、氮化硅、氮化硼、硼酸铝、石墨、钛酸钙、聚甲醛、聚(对羟苯苄酚)、聚(2-氧-6-萘酰基)等。这些须晶的剖面平均直径最好为0.05～0.2微米(0.05～0.2μm)。如果平均直径大于0.2微米(0.2μm)，则和低分子液晶化合物的情况一样，由于在与纤维长轴垂直的方向振动的线偏光被散射，并且可能由于须晶而在纤维表面形成突起，所以不是优选的。
在使用高分子相互排列体纤维作为双折射体31、32时，所述高分子相互排列体纤维分散排列成如海岛存在于大海中的样子。此时，优选使岛成分的长轴方向折射率和短轴方向折射率中的任何一个与海成分的折射率基本一致。此时，岛成分直径也最好小于等于0.2微米(0.2μm)。另外，岛成分的直径优选在海成分中存在2个或者2个以上，进一步优选大于等于4个。同样，岛成分中也可以进一步添加低分子液晶或须晶等、具有形状各向异性的添加剂。
在本发明的实施形态中，如上所述，在剖面为多边形且纵横比大于等于2的双折射体31或剖面形状实质上呈圆形且纵横比大于等于2的双折射体31、32中，例如使纤维分散排列于支持介质33中。支持介质33起到固定双折射体31、32的作用。作为支持介质使用的材料，如果在可见光区吸收少或无吸收而且对纤维显示出良好的紧密附着性的话，则任何一种都行。例如，可以例举透明树脂。具体地，可例如是，如聚(甲基丙烯酸甲酯)的丙烯酸树脂、如聚乙烯的聚烯烃、如聚对苯二甲酸乙二酯的聚酯、如聚苯醚的聚醚、如聚乙烯醇的乙烯基树脂、聚氨酯、聚酰胺、聚酰亚胺、环氧树脂、采用2种或者2种以上构成它们的单体的共聚物，进一步如聚(甲基丙烯酸甲酯)和聚氯乙烯的重量比82比18的混合物、聚(甲基丙烯酸甲酯)和聚苯醚的重量比65比35的混合物、聚苯乙烯和聚苯醚的重量比71比29的混合物、苯乙烯·马来酸酐共聚物和聚碳酸酯的重量比77比23的混合物、非双折射性的高分子共混聚合物等，但并非局限于此。另外，这些支持介质在尽可能不破坏上述物性的前提下可以含有防氧化剂、光稳定剂、热稳定剂、润滑剂、分散剂、紫外线吸收剂、白色颜料、荧光增白剂等添加剂。
使如上所说明的双折射体31、32分散排列于支持介质33中而构成反射性偏振片30。双折射体31、32的长轴方向或短轴方向折射率和支持介质33的折射率的差优选大于等于0.05，进一步优选大于等于0.1，尤其是大于等于0.2。该折射率差越大，入射光可以更有效地向后方反射，可以使偏振片膜厚变薄。另外，对于构成双折射体31、32的纤维和构成支持介质33的物质的组成比，在垂直于该双折射体长度方向的剖面形状为多边形时，如果纤维被有效地固定于支持介质中，则多少都可以，在垂直于该双折射体长轴方向的剖面形状实质为圆形时，观察垂直于双折射体长轴方向的剖面中任何一个双折射体时，如果满足与彼此在圆柱侧面相接的其它至少两个双折射体分别在圆柱侧面相接的条件，且纤维被有效固定于支持介质中的话，则也是多少都可以。但是，例如图3及图4所示，纤维所构成的双折射体31的剖面为三角形，其在面内基本平行，且相邻的双折射体31的剖面三角形的顶点彼此相接地排列，在垂直于双折射体31长轴的反射型偏振片的厚度方向剖面中，顶点彼此相接的剖面三角形的双折射体31所包围的支持介质33形成六边形时，双折射体31与支持介质33的体积比为1∶3。另外，如图5及图6所示，在剖面为三角形或四边形的双折射体31同向规则排列时，双折射体31与支持介质33的体积比为1∶1。进一步，如图8所示，直径相等的圆柱体纤维所构成的双折射体31被最致密填充在支持介质中时，双折射体31与支持介质33的体积比为1∶(2×sqrt(3)/π-1)，即 ，其中sqrt表示平方根)。
对本发明的实施形态的反射型偏振片30的膜厚t没有特别限定。但是，如过薄则不能发挥偏光分离性能，相反，如过厚，则尽管是反射型，但是会产生该偏振片所吸收的光量变大，且材料成本变高等问题。因此通常，膜厚取值为1～1000微米(μm)范围是合适的，优选大于等于5微米(μm)，进一步优选大于等于10微米(μm)，另外，优选小于等于500微米(μm)，进一步优选小于等于200微米(μm)。
本发明实施形态的反射型偏振片是例如将双折射体，即纤维进行纺丝、延伸之后，使这些纤维同向排列而制作非织造织物，进一步使支持介质浸泡在该非织造织物中，并使之固定，经过该三阶段后，就可以制造。双折射体即纤维的纺丝、延伸步骤及非织造织物制造步骤可根据公知方法进行，而不做特别限定。至于使支持介质浸泡在该非织造织物中并使之固定的步骤，可以采用在将非织造织物浸泡于支持介质的前体，即单体和/或低聚物中之后，采用光和/或热使支持介质的前体发生共聚的方法、或在将非织造织物浸泡于支持介质的聚合物溶液中之后除去溶剂的方法、或将支持介质碾成微粉末，在使该微粉末浸泡于非织造织物中之后，使之熔融的方法等。
作为其他方法，采用熔融挤压法制造本发明实施形态的反射型偏振片也是有效的方法。具体地，在支持介质中垂直于分散排列的双折射体长轴方向的剖面形状为多边形时，可采用异形挤压法，即挤压机出口采用多个盖部(口金)分开，构成双折射体的树脂从每隔一个的盖部中被挤压成多边形状，构成支持介质的树脂则从其间的盖部被挤压出来。支持介质中垂直于分散排列的双折射体长轴方向的剖面形状实质为圆形时，可采用异形挤压法，即挤压机吐出口采用多个盖部分开，构成双折射体的树脂从剖面内连续的盖部被挤压成圆杆状，构成支持介质的树脂从其间的盖部被挤压出来。这些情形，可以设计挤压机及盖部，以便从挤压机盖部出来的不同种熔融树脂交替地以规定形状被挤压出来而形成如上述的分散排列结构体。
本发明实施形态的反射型偏振片在使用时，可以在至少一个面上积层显示其它光学功能的光学层，而成为积层光学部件。为了形成积层光学部件，本发明实施形态的反射型偏振片上所积层的光学层例如可以是吸收型偏振片或相位差板等。
尤其是，通过在本发明实施形态的反射型偏振片上积层吸收型偏振片，从而可以作为以提高液晶显示装置等的亮度为目的的亮度提高膜使用。即，如果积层吸收型偏振片和本发明实施形态的反射型偏振片，使两者的透射轴基本平行，该反射型偏振片配置在背光源侧、吸收型偏振片配置于液晶单元侧，则透过反射型偏振片的线性偏振光在吸收型偏振片上方位一致地向液晶单元出射，另一方面，在反射型偏振片上反射的线性偏振光返回到背光源侧后进行再利用。作为吸收型偏振片，使碘或染料等二色性色素吸附于成单轴取向的聚乙烯醇等上，进一步采用碘酸等进行交联而形成偏振器，该偏振器的至少一个面上可以粘接例如由三乙酰纤维素等形成的透明膜。
另外，通过在本发明实施形态的反射型偏振片上积层相位差板，从而可以实现反射光的更有效的利用。换言之，如果利用相位差板将反射型偏振片所反射的线性偏振光变换成圆偏振光后返回到背光源，则由于在由背光源的反射板反射时产生偏光反转，并形成与反射前转动方向相反的圆偏振光，所以当其再次通过相位差板之后，转换成在与当初的线偏光正交的方向上振动的线性偏振光，并透过反射型偏振片。这样可实现光的有效利用。此时，可采用1/4波长板作为相位差板。在将1/4波长板积层于反射型偏振片上时，反射型偏振片的透射轴和1/4波长板的相位延迟轴的角度也可以呈45度或135度角相交地配置。作为相位差板，例如可以是，如聚碳酸酯或环状聚烯烃的各种塑料的延伸膜形成的双折射性膜、盘形分子(デイスコチツク)液晶或向列液晶取向固定的膜、膜基材上形成了上述液晶层的板等。
如图11所示，在反射型偏振片30的一个面上积层吸收型偏振片21，另一个面上积层相位差板25，从而形成积层光学部件35也是有效的。此时的原理和前面针对仅积层吸收型偏振片时和仅积层相位差板时所叙述的情况相同，此时，也可以利用1/4波长板作为相位差板。此时，也可以是反射型偏振片30的透射轴和吸收型偏振片21的透射轴大致平行，反射型偏振片30的透射轴和1/4波长板25相位延迟轴大致以角度45度或角度135度相交。如图11所示构成的积层光学部件可以作为用于提高液晶显示装置等的亮度为目的的亮度提高膜而更有效地发挥作用。
在积层光学部件的制作中，采用粘接剂将吸收型偏振片或者相位差板等的光学层与反射型偏振片一体化，但是，因此而使用的粘接剂没有特别限定，只要能很好地形成粘接层即可。从粘接操作的简便性或者防止发生光学畸变等角度考虑，优选使用粘合剂(也称为压敏粘接剂)。对于粘合剂，可以采用丙烯酸共聚物、或硅氧烷系共聚物、聚酯或聚氨酯、聚醚等原料聚合物。
其中，优选采用象丙烯基粘接剂那样，光学透明性优良、保持适度的润湿性或凝聚力、与基材的粘接性也优良、进一步具有耐大气腐蚀性及耐热性等、在加热或加湿条件下不会产生浮起或剥离等问题的粘合剂。在丙烯酸系粘合剂中，使具有甲基或乙基或丁基这样的碳原子数小于等于20的烷基的(甲基)丙烯酸的烷基酯、和由(甲基)丙烯酸及羟乙基(甲基)丙烯酸酯等形成的含有官能团丙烯酸系单体，在玻璃转换温度优选在摄氏25度(25℃)或者25度以下，进一步优选在摄氏0度(0℃)或者0度以下进行混合聚合的、重量平均分子量大于等于10万的丙烯酸系共聚物，作为原料聚合体是有用的。
向偏振片上形成粘合层可以由下述方式等来进行例如使粘合剂组成物溶解或分散在甲苯或乙醚等有机溶质中而调制出10～40重量％的溶液，将其直接涂布于偏振片上而形成粘合剂层、或通过事先在保护膜上形成粘合剂层，将其在偏振片上移动而形成粘合剂层等。虽然粘合层厚度可根据其粘接力等而适当确定，但通常为1～50微米的(μm)范围。
另外，根据需要，在粘合层中，可以混合由玻璃纤维或玻璃微粒、树脂微粒、金属粉或其他无机粉末等形成的填充剂、颜料或着色剂、防氧化剂、紫外线吸收剂等。在紫外线吸收剂中，有水杨酸酯系化合物或二苯酮系化合物、苯并三唑系化合物、氰基丙烯酯系化合物、镍络合物系化合物等。
在和图2所示形态相同的形态中，积层光学部件能够替换该图中的反射型偏振片45，或替换反射型偏振片45和吸收型偏振片21的积层体，适用于液晶单元而成为液晶显示装置。图11示出了将由图10中所示的吸收型偏振片21/反射型偏振片30/相位差板25构成的层结构形成的积层光学部件35组装入液晶显示装置中的例子。图11除了在液晶单元10的背光源40侧配置了与图10所示相同的积层光学部件35外，其他的符号和图1及图2相同，故省略其说明。
液晶显示装置中使用的液晶单元可以是任意的液晶单元，例如，使用代表薄膜晶体管型的有源矩阵驱动型、代表扭曲向列型的单一矩阵驱动型等各种液晶单元而形成液晶显示装置。
本发明实施形态的反射型偏振片及具有该偏振片的积层光学部件可以适用于如个人电脑、文字处理器、工程·工作站、便携式信息终端、导航系统、液晶电视、录像带、使用了液晶单元的显示画面，并实现提高亮度及降低功耗。
实施例下面，在剖面形状为正三角形的三角柱体均匀分散于支持介质中的情况、剖面形状为等腰三角形的三角柱体均匀分散于支持介质中的情况、剖面形状为正方形的四角柱体均匀分散于支持介质中的情况、剖面形状为圆形的圆柱体致密分散于支持介质中的情况、剖面形状为圆形的圆柱体较疏松地分散于支持介质中的情况等各种情况下，示出模拟的计算例。下面针对偏光度的计算采用的是光线追踪法软件“Trace Pro 2.3.4”(LambdaResearch公司制)。
实施例1该例示出以6个剖面形状为正三角形的三角柱体分别在剖面正三角形的顶点彼此相接而形成正六角柱体的方式，即各三角柱体呈大卫星状地均匀分散于支持介质中时的光学特性。将表示空间位置的右手坐标系的正交坐标系标记为(x，y，z)，图12中示出该例中计算用坐标系的概要。图12(a)表示计算用长方体区域在右手坐标系的正交坐标系(x，y，z)中的模式图，该图(b)表示该长方体在x＝0的y-z平面上的剖面模式图，该图(c)表示(b)中的坐标轴的方向。提请注意，在这些图尤其图(a)中并没有根据原始尺寸进行缩放。图中数字单位为微米(μm)。另外，在(b)中斜线部分表示空气层、涂黑部分表示三角柱体的层、白色部分表示支持介质层。
在计算用区域中，坐标x的范围为-1微米到1微米，坐标y的范围为-10微米到10微米，坐标z的范围为0微米到216微米，总之，如图12(a)所示，作为-1μm≤x≤1μm-10μm≤y≤10μm0≤z≤216μm的长方体内部。
与y＝-10微米(μm)和y＝10微米(μm)这2个与z-x平面平行的面作为全反射面。另一方面，将x＝z＝0、大于等于-10μm而小于等于10μm的范围与y轴平行的线段作为光源，使其在z轴正方向产生5001条光线。
将大于等于0μm而小于等于10μm的z坐标范围(0≤z≤10μm)和大于等于210μm而小于等于216μm的z坐标范围(210μm≤z≤216μm)计算区域内的空间作为空气层(折射率为1)，与z＝214微米(μm)的x-y平面平行的平面定义为观测面。将大于等于10μm而小于等于210μm的z坐标范围(10μm≤z≤210μm)计算区域内的空间作为偏振片区，除了后述的三角柱体区域，其他区域的折射率均取1.5。
三角柱体的折射率取为1.8，制作成具有x轴方向的轴，底面每边为10微米(μm)、且高度为2微米(μm)的正三角柱，其中一个底面包含在平行于x＝-1微米(μm)的y-z平面的面中。三角柱体设定为32个，各三角柱体的位置通过x＝0的y-z平面中三角柱体的剖面的正三角形进行如下定义。其中“*”表示乘法运算。
换言之，三角柱体由如下部分构成，即三角柱体的各正三角形中一个顶点的y坐标和z坐标是(y，z)＝(-10，23+5*sqrt(3))、
(-10，23+25*sqrt(3))、(-10，23+45*sqrt(3))、(-10，23+65*sqrt(3))、(-10，23+85*sqrt(3))、(-10，23+105*sqrt(3))、(10，23+5*sqrt(3))、(10，23+25*sqrt(3))、(10，23+45*sqrt(3))、(10，23+65*sqrt(3))、(10，23+85*sqrt(3))、(10，23+105*sqrt(3))、(0，23+15*sqrt(3))、(0，23+35*sqrt(3))、(0，23+55*sqrt(3))、(0，23+75*sqrt(3))、(0，23+95*sqrt(3))、其对边平行于y轴，且对边的z坐标分别为z＝23、23+20*sqrt(3)、23+40*sqrt(3)、23+60*sqrt(3)、23+80*sqrt(3)、23+100*sqrt(3)、23、23+20*sqrt(3)、23+40*sqrt(3)、23+60*sqrt(3)、23+80*sqrt(3)、23+100*sqrt(3)、23+10*sqrt(3)、
23+30*sqrt(3)、23+50*sqrt(3)、23+70*sqrt(3)、23+90*sqrt(3)、(图12(b)中尖部冲上的正三角形)的部分、以及各正三角形中的一个顶点的y坐标和z坐标为(y，z)＝(-10，23+5*sqrt(3))、(-10，23+25*sqrt(3))、(-10，23+45*sqrt(3))、(-10，23+65*sqrt(3))、(-10，23+85*sqrt(3))、(10，23+5*sqrt(3))、(10，23+25*sqrt(3))、(10，23+45*sqrt(3))、(10，23+65*sqrt(3))、(10，23+85*sqrt(3))、(0，23+15*sqrt(3))、(0，23+35*sqrt(3))、(0，23+55*sqrt(3))、(0，23+75*sqrt(3))、(0，23+95*sqrt(3))、其对边平行于y轴，且对边的z坐标分别为z＝23+10*sqrt(3)、23+30*sqrt(3)、23+50*sqrt(3)、23+70*sqrt(3)、23+90*sqrt(3)、23+10*sqrt(3)、23+30*sqrt(3)、23+50*sqrt(3)、
23+70*sqrt(3)、23+90*sqrt(3)、23+20*sqrt(3)、23+40*sqrt(3)、23+60*sqrt(3)、23+80*sqrt(3)、23+100*sqrt(3)(图12(b)中尖部冲下的正三角形)的部分构成。但是，上述数值取值到小数点以下6位，从计算用区域突出的部分忽略不计。
上述计算坐标系中，将具有平行于x轴的电场矢量的偏振光作为入射光，计算通过观测面的光线的能量，将其记为Ex。
接下来，在上述计算坐标系中将三角柱体折射率置换成1.5的计算坐标系中，将具有平行于y轴电场矢量的偏振光作为入射光，进行同样的计算，通过观测面的光线的能量记为Ey。这样，采用改变三角柱体的折射率进行计算，从而执行双折射体分散时的模拟。
进一步，如果将光源射出的光线的全部能量记为E0，则对具有平行于x轴电场矢量的偏振光的透过率Tx、及对具有平行于y轴电场矢量的偏振光的透过率Ty分别可定义为Tx＝Ex/E0Ty＝Ey/E0，偏光度P可由P＝(Ty-Tx)/(Ty+Tx)算出。在该例的计算坐标系中，如Tx＝0、Ty＝0.922，则P＝1.00。
另外，在该例中，由于采用剖面为每边长10微米(μm)的正三角形且高度为2微米(μm)的正三角柱进行计算，故如果按照这些字符进行计算，则纵横比小于1。但是，因为用于计算的坐标系关于y＝0的z-x平面为面对称，且与y＝-10微米(μm)和y＝10微米(μm)这2个z-x平面平行的面为全反射面，故如果对用于计算的坐标系施加以y轴方向的周期边界条件也能达到相同效果。因此，与三角柱体高度无限大，纵横比同样也无限大相同。
实施例2
该例示出各三角柱体分散于支持介质中以便使3个剖面形状为正三角形的三角柱体的各剖面正三角形的顶点彼此相接而形成正三角柱体时的光学特性。将表示空间位置的右手坐标系的正交坐标系标记为(x，y，z)，图13中示出该例中计算用坐标系的概要。图13(a)表示计算用长方体区域在右手坐标系的正交坐标系(x，y，z)中的模式图，该图(b)表示该长方体在x＝0的y-z平面上的剖面模式图，该图(c)表示(b)中的坐标轴的方向。在这些图尤其图(a)中并没有根据原始尺寸进行缩放，故提请注意。图中数字单位为微米(μm)。另外在(b)中斜线部分、涂黑部分和白色部分分别表示空气层、三角柱体层和支持介质层。
计算用区域是坐标x的范围为-5微米到5微米，坐标y的范围为-10微米到10微米，坐标z的范围为0微米到748微米，总之，如图13(a)所示，作为-5μm≤x≤5μm-10μm≤y≤10μm0≤z≤748μm的长方体内部。
与y＝-10微米(μm)和y＝10微米(μm)这2个z-x平面平行的面作为全反射面。另一方面，将x＝z＝0、大于等于-10微米(μm)而小于等于10微米(μm)的y坐标范围的与y轴平行的线段作为光源，使其在z轴正方向产生5001条光线。
将大于等于0而小于等于15μm的z坐标范围(0≤z≤15μm)和大于等于718μm而小于等于748μm的z坐标范围(718μm≤z≤748μm)计算区域内的空间作为空气层(折射率为1)，与z＝733微米(μm)的x-y平面平行的平面定义为观测面。将大于等于15μm而小于等于718μm的z坐标范围(15μm≤z≤718μm)计算区域内的空间作为偏振片区域，除了后述的三角柱体区域，其余区域的折射率取为1.3。
三角柱体的折射率取为1.9，制作成具有x轴方向的轴，底面每边为20微米(μm)且高度为 的正三角柱，其中一个底面包含在平行于x＝-5微米(μm)的y-z平面的面中。三角柱体设定为32个，各三角柱体的位置借助于x＝0的y-z平面中作为三角柱体的剖面的正三角形进行如下定义。
换言之，三角柱体的各正三角形中的一个顶点的y坐标和z坐标为(y，z)＝(-10，42+10*sqrt(3))、(-10，42+30*sqrt(3))、(-10，42+50*sqrt(3))、(-10，42+70*sqrt(3))、(-10，42+90*sqrt(3))、(-10，42+110*sqrt(3))、(-10，42+130*sqrt(3))、(-10，42+150*sqrt(3))、(-10，42+170*sqrt(3))、(-10，42+190*sqrt(3))、(-10，42+210*sqrt(3))、(10，42+10*sqrt(3))、(10，42+30*sqrt(3))、(10，42+50*sqrt(3))、(10，42+70*sqrt(3))、(10，42+90*sqrt(3))、(10，42+110*sqrt(3))、(10，42+130*sqrt(3))、(10，42+150*sqrt(3))、(10，42+170*sqrt(3))、(10，42+190*sqrt(3))、(10，42+210*sqrt(3))、(0，42+20*sqrt(3))、(0，42+40*sqrt(3))、(0，42+60*sqrt(3))、(0，42+80*sqrt(3))、(0，42+100*sqrt(3))、(0，42+120*sqrt(3))、
(0，42+140*sqrt(3))、(0，42+160*sqrt(3))、(0，42+180*sqrt(3))、(0，42+200*sqrt(3))、其对边平行于y轴，且对边的z坐标分别为z＝42、42+20*sqrt(3)、42+40*sqrt(3)、42+60*sqrt(3)、42+80*sqrt(3)、42+100*sqrt(3)、42+120*sqrt(3)、42+140*sqrt(3)、42+160*sqrt(3)、42+180*sqrt(3)、42+200*sqrt(3)、42、42+20*sqrt(3)、42+40*sqrt(3)、42+60*sqrt(3)、42+80*sqrt(3)、42+100*sqrt(3)、42+120*sqrt(3)、42+140*sqrt(3)、42+160*sqrt(3)、42+180*sqrt(3)、42+200*sqrt(3)、42+10*sqrt(3)、42+30*sqrt(3)、42+50*sqrt(3)、
42+70*sqrt(3)、42+90*sqrt(3)、42+110*sqrt(3)、42+130*sqrt(3)、42+150*sqrt(3)、42+170*sqrt(3)、42+190*sqrt(3)、(图13(b)中涂黑尖部冲上的正三角形)，其中，上述数值取值到小数点以下6位，从计算用区域突出的部分忽略不计。
上述计算坐标系中，以和实施例1同样的方式，计算对具有平行于x轴的电场矢量的偏振光的透过率Tx、及对具有平行于y轴电场矢量的偏振光的透过率Ty，其值为Tx＝0、Ty＝0.966，则偏光度P＝1.00。
另外，在该例中，用剖面的每边为20微米(μm)的正三角形且高度为10微米(μm)的正三角柱进行了计算，但是由于用于计算的坐标系关于y＝0的z-x平面面对称，且与y＝-10微米(μm)和y＝10微米(μm)2个z-x平面平行的面为全反射面，因此，与实施例1一样，可获得与该三角柱体高度无限大，纵横比也变得无限大同样的效果。
实施例3该例示出各三角柱体均匀分散于支持介质中，以便使3个剖面形状为等腰三角形的三角柱体的各剖面等腰三角形的顶点和其它等腰三角形的底边顶点相接而形成等腰三角柱体时的光学特性。将表示空间位置的右手坐标系的正交坐标系标记为(x，y，z)，图14中示出该例中计算用坐标系的概要。图14(a)表示计算用长方体区域在右手坐标系的正交坐标系(x，y，z)中的模式图，该图(b)表示该长方体的x＝0的y-z平面的剖面模式图，该图(c)表示(b)中的坐标轴的方向。然而提请注意，在这些图尤其图(a)中并没有根据原始尺寸进行缩放。图中数字单位为微米(μm)。另外在(b)中斜线部分、涂黑部分和白色部分分别表示空气层、三角柱体层和支持介质层。
计算用区域为坐标x的范围为-5微米(μm)到5微米(μm)，坐标y的范围为-10微米(μm)到10微米(μm)，坐标z的范围为0微米到959微米(μm)，总之，如图14(a)所示，作为
-5μm≤x≤5μm-10μm≤y≤10μm0≤z≤959μm的长方体内部。
与y＝-10微米(μm)和y＝10微米(μm)2个z-x平面平行的面作为全反射面。另一方面，将x＝z＝0、大于等于-10微米(μm)而小于等于10微米(μm)的与y轴平行的线段作为光源，并使其在z轴正方向产生5001条光线。
将大于等于0而小于等于15μm的z坐标(0≤z≤15μm)和大于等于929μm而小于等于959μm的z坐标(92μm≤z≤959μm)计算区域内的空间作为空气层(折射率为1)，与z＝944微米(μm)的x-y平面平行的平面定义为观测面。将大于等于15μm而小于等于929μm(15μm≤z≤929μm)的计算区域内的空间作为偏振片区，除了后述的三角柱体区域之外，其他区域的折射率均取1.3。
三角柱体的折射率为1.8，制作成具有x轴方向的轴，具有底边为20微米(μm)、高度为20+10×sqrt(3)微米(μm)、顶角角度为30度的等腰三角形的底面的三角柱体，其中一个底面包含在平行于x＝-5微米(μm)的y-z平面的面中。该三角柱体设定为32个，各三角柱体的位置通过x＝0的y-z平面中作为三角柱体剖面的等腰三角形进行如下定义。
换言之，三角柱体由各等腰三角形中顶点的y坐标和z坐标为(y，z)＝(-10，153+10*sqrt(3))、(-10，193+30*sqrt(3))、(-10，233+50*sqrt(3))、(-10，273+70*sqrt(3))、(-0，313+90*sqrt(3))、(-10，353+110*sqrt(3))、(-10，393+130*sqrt(3))、(-10，433+150*sqrt(3))、(-10，473+170*sqrt(3))、(-10，513+190*sqrt(3))、
(-10，553+210*sqrt(3))、(10，153+10*sqrt(3))、(10，193+30*sqrt3))、(10，233+50*sqrt(3))、(10，273+70*sqrt(3))、(10，313+90*sqrt(3))、(10，353+110*sqrt(3))、(10，393+130*sqrt(3))、(10，433+150*sqrt(3))、(10，473+170*sqrt(3))、(10，513+190*sqrt(3))、(10，553+210*sqrt(3))、(0，173+20*sqrt(3))、(0，213+40*sqrt(3))、(0，253+60*sqrt(3))、(0，293+80*sqrt(3))、(0，333+100*sqrt(3))、(0，373+120*sqrt(3))、(0，413+140*sqrt(3))、(0，453+160*sqrt(3))、(0，493+180*sqrt(3))、(0，533+200*sqrt(3))、其对边平行于y轴，且对边的z坐标分别为z＝133、173+20*sqrt(3)、213+40*sqrt(3)、253+60*sqrt(3)、293+80*sqrt(3)、333+100*sqrt(3)、373+120*sqrt(3)、
413+140*sqrt(3)、453+160*sqrt(3)、493+180*sqrt(3)、533+200*sqrt(3)、133、173+20*sqrt(3)、213+40*sqrt(3)、253+60*sqrt(3)、293+80*sqrt(3)、333+100*sqrt(3)、373+120*sqrt(3)、413+140*sqrt(3)、453+160*sqrt(3)、493+180*sqrt(3)、533+200*sqrt(3)、153+10*sqrt(3)、193+30*sqrt(3)、233+50*sqrt(3)、273+70*sqrt(3)、313+90*sqrt(3)、353+110*sqrt(3)、393+130*sqrt(3)、433+150*sqrt(3)、473+170*sqrt(3)、513+190*sqrt(3)、(图14(b)中涂黑尖部冲上的正三角形)的部分形成，但是，上述数值取值到小数点以下6位，从计算用区域突出的部分忽略不计。
上述计算坐标系中，和实施例1同样计算对具有平行于x轴电场矢量的偏振光的透过率Tx、及对具有平行于y轴电场矢量的偏振光的透过率Ty，其值为Tx＝0、Ty＝0.966，偏光度P＝1.00。
另外，在该例中，虽然采用剖面为底边长20微米(μm)、高度为20+10×sqrt(3)微米(μm)、顶角角度为30度的等腰三角形，并且高为10微米(μm)的等腰三角柱进行了计算，但由于用于计算的坐标系关于y＝0的z-x平面面对称，且与y＝10微米(μm)和y＝10微米(μm)这2个z-x平面平行的面为全反射面，因此，与实施例一样，可得到与该三角柱体的高度无限大，纵横比也变得无限大同样的效果。
实施例4该例示出各四角柱体均匀分散于支持介质中，以便使4个剖面形状为正方形的四角柱体的各剖面正方形的顶点彼此相接而形成正方形时的光学特性。将表示空间位置的右手坐标系的正交坐标系标记为(x，y，z)，图15中示出该例中计算用坐标系的概要。图15(a)表示计算用长方体区域在右手坐标系的正交坐标系(x，y，z)中的模式图，该图(b)表示该长方体在x＝0的y-z平面上的剖面模式图，该图(c)表示(b)中的坐标轴的方向。然而提请注意，在这些图尤其图(a)中并没有根据原始尺寸进行缩放。图中数字单位为微米(μm)。另外在(b)中斜线部分、涂黑部分和白色部分分别表示空气层、四角柱体层和支持介质层。
计算用区域为坐标x的范围为-5微米(μm)到5微米(μm)，坐标y的范围为-10微米(μm)到10微米(μm)，坐标z的范围为0微米到748微米(μm)，总之，如图15(a)所示，作为-5μm≤x≤5μm-10μm≤y≤10μm0≤z≤748μm的长方体内部。
与y＝-10微米(μm)和y＝10微米(μm)这2个z-x平面平行的面作为全反射面。另一方面，将x＝z＝0、大于等于-10微米(μm)而小于等于10微米(μm)(-10μm≤y≤10μm)范围的与y轴平行的线段作为光源，使其在z轴正方向产生5001条光线。
将大于等于0而小于等于15μm的z坐标(0≤z≤15μm)和大于等于718μm而小于等于748μm的z坐标(718μm≤z≤748μm)计算区域内的空间作为空气层(折射率为1)，与z＝733微米(μm)的x-y平面平行的平面定义为观测面。将大于等于15微米(μm)而小于等于718微米(μm)的z坐标范围(15μm≤z≤718μm)计算区域内的空间作为偏振片区，除了后述的四角柱体区域之外，其他区域的折射率均取1.7。
四角柱体的折射率为1.2，制作成具有x轴方向的轴，底面的1边为10x×sqrt(2)微米 的正四角柱，其中一个底面包含在平行于x＝-5微米(μm)的y-z平面的面中。该四角柱体设定为42个，各四角柱体的位置通过x＝0的y-z平面中作为四角柱体剖面的正方形进行如下定义。
即，四角柱体由各正方形中四个顶点的y坐标和z坐标分别如下所示的4个顶点包围的区域、共计42个(z轴方向上21层)而构成。
1.(y，z)＝(-10，27)、(0，37)、(-10，47)、(-20，37)；2.(y，z)＝(10，27)、(0，37)、(10，47)、(20，37)；3.(y，z)＝(-10，47)、(0，57)、(-10，67)、(-20，57)；4.(y，z)＝(10，47)、(0，57)、(10，67)、(20，57)；5.(y，z)＝(-10，67)、(0，77)、(-10，87)、(-20，77)；6.(y，z)＝(10，67)、(0，77)、(10，87)、(20，77)；7.(y，z)＝(-10，87)、(0，97)、(-10，107)、(-20，97)；8.(y，z)＝(10，87)、(0，97)、(10，107)、(20，97)；9.(y，z)＝(-10，107)、(0，117)、(-10，127)、(-20，117)；10.(y，z)＝(10，107)、(0，117)、(10，127)、(20，117)；11.(y，z)
＝(-10，127)、(0，137)、(-10，147)、(-20，137)；12.(y，z)＝(10，127)、(0，137)、(10，147)、(20，137)；13.(y，z)＝(-10，147)、(0，157)、(-10，167)、(-20，157)；14.(y，z)＝(10，147)、(0，157)、(10，167)、(20，157)；15.(y，z)＝(-10，167)、(0，177)、(-10，187)、(-20，177)；16.(y，z)＝(10，167)、(0，177)、(10，187)、(20，177)；17.(y，z)＝(-10，187)、(0，197)、(-10，207)、(-20，197)；18.(y，z)＝(10，187)、(0，197)、(10，207)、(20，197)；19.(y，z)＝(-10，207)、(0，217)、(-10，227)、(-20，217)；20.(y，z)＝(10，207)、(0，217)、(10，227)、(20，217)；21.(y，z)＝(-10，227)、(0，237)、(-10，247)、(-20，237)；22.(y，z)＝(10，227)、(0，237)、(10，247)、(20，237)；23.(y，z)＝(-10，247)、(0，257)、(-10，267)、(-20，257)；24.(y，z)＝(10，247)、(0，257)、(10，267)、(20，257)；25.(y，z)＝(-10，267)、(0，277)、(-10，287)、(-20，277)；26.(y，z)
＝(10，267)、(0，277)、(10，287)、(20，277)；27.(y，z)＝(-10，287)、(0，297)、(-10，307)、(-20，297)；28.(y，z)＝(10，287)、(0，297)、(10，307)、(20，297)；29.(y，z)＝(-10，307)、(0，317)、(-10，327)、(-20，317)；30.(y，z)＝(10，307)、(0，317)、(10，327)、(20，317)；31.(y，z)＝(-10，327)、(0，337)、(-10，347)、(-20，337)；32.(y，z)＝(10，327)、(0，337)、(10，347)、(20，337)；33.(y，z)＝(-10，347)、(0，357)、(-10，367)、(-20，357)；34.(y，z)＝(10，347)、(0，357)、(10，367)、(20，357)；35.(y，z)＝(-10，367)、(0，377)、(-10，387)、(-20，377)；36.(y，z)＝(10，367)、(0，377)、(10，387)、(20，377)；37.(y，z)＝(-10，387)、(0，397)、(-10，407)、(-20，397)；38.(y，z)＝(10，387)、(0，397)、(10，407)、(20，397)；39.(y，z)＝(-10，407)、(0，417)、(-10，427)、(-20，437)；40.(y，z)＝(10，407)、(0，417)、(10，427)、(20，417)；41.(y，z)
＝(-10，427)、(0，437)、(-10，447)、(-20，437)；42.(y，z)＝(10，427)、(0，437)、(10，447)、(20，437)，其中，从计算用区域突出的部分忽略不计。
上述计算坐标系中，和实施例1同样计算对具有平行于x轴的电场矢量的偏振光的透过率Tx、及对具有平行于y轴的电场矢量的偏振光的透过率Ty，其值为Tx＝0、Ty＝0.870，偏振度P＝1.00。
另外，在该例中，采用剖面为每边长10×sqrt(2)微米 的正方形且高度为10微米(μm)的正四角柱进行了计算，但是由于用于计算的坐标系关于y＝0的z-x平面为面对称，且与y＝-10微米(μm)和y＝10微米(μm)2个z-x平面平行的面为全反射面，因此，与实施例一样，可获得与该四角柱体高度无限大，纵横比也变得无限大同样的效果。
实施例5该例示出剖面形状为圆形的圆柱体在厚度方向共致密地被填充了21层时的光学特性。将表示空间位置的右手坐标系的正交坐标系标记为(x，y，z)，图16中示出该例中计算用坐标系的概要。图16(a)表示计算用长方体区域在右手坐标系的正交坐标系(x，y，z)中的模式图，该图(b)表示该长方体在x＝0的y-z平面上剖面模式图，该图(c)表示(b)中的坐标轴的方向。然而提请注意，在这些图尤其图(a)中并没有根据原始尺寸进行缩放。图中数字单位为微米(μm)。另外，在(b)中，斜线部分、涂浅色的圆部分及半圆部分、以及白色部分分别表示空气层、圆柱体即双折射体层、和支持介质层。
计算用区域为坐标x的范围为-5微米到5微米，坐标y的范围为-10微米到10微米，坐标z的范围为0微米到748微米，总之，如图16(a)所示，作为-5μm≤x≤5μm-10μm≤y≤10μm0≤z≤748μm的长方体内部。
与y＝-10微米(μm)和y＝10微米(μm)这2个z-x平面平行的面作为全反射面。另一方面，将x＝z＝0、大于等于-10微米(μm)而小于等于10微米(μm)(-10μm≤y≤10μm)的与y轴平行的线段作为光源，使其在z轴正方向产生5001条光线。
将大于等于0而小于等于15μm的z坐标范围(0≤z≤15μm)和大于等于718μm而小于等于748μm的z坐标范围(718μm≤z≤748μm)计算区域内的空间作为空气层(折射率为1)，与z＝733微米(μm)的x-y平面平行的平面定义为观测面。将大于等于15μm而小于等于718μm的z坐标范围(15μm≤z≤718μm)计算区域内的空间作为偏振片区，除了后述的圆柱体区之外，其他区域的折射率均取1.4。
圆柱体采用折射率取为1.9，具有x轴方向的轴，底面直径为20微米(μm)且高度为10微米(μm)的圆柱，其中一个底面包含在平行于x＝-5微米(μm)的y-z平面的面中。圆柱体设定为32个，各圆柱体的位置通过x＝0的y-z平面中作为圆柱体的剖面的圆心进行如下定义。
换言之，圆心的y坐标和z坐标为(y，z)＝(-10，201)、(-10，201+20*sqrt(3))、(-10，201+40*sqrt(3))、(-10，201+60*sqrt(3))、(-10，201+80*sqrt(3))、(-10，201+100*sqrt(3))、(-10，201+120*sqrt(3))、(-10，201+140*sqrt(3))、(-10，201+160*sqrt(3))、(-10，201+180*sqrt(3))、(-10，201+200*sqrt(3))、(10，201)、(10，201+20*sqrt(3))、(10，201+40*sqrt(3))、(10，201+60*sqrt(3))、(10，201+80*sqrt(3))、
(10，201+100*sqrt(3))、(10，201+120*sqrt(3))、(10，201+140*sqrt(3))、(10，201+160*sqrt(3))、(10，201+180*sqrt(3))、(10，201+200*sqrt(3))、(0，201+10*sqrt(3))、(0，201+30*sqrt(3))、(0，201+50*sqrt(3))、(0，201+70*sqrt(3))、(0，201+90*sqrt(3))、(0，201+110*sqrt(3))、(0，201+130*sqrt(3))、(0，201+150*sqrt(3))、(0，201+170*sqrt(3))、(0，201+190*sqrt(3))。
但是，上述数值取值到小数点以下6位，从计算用区域突出的部分忽略不计。
上述计算坐标系中，和实施例1同样地计算对具有平行于x轴电场矢量的偏振光的透过率Tx、及对具有平行于y轴电场矢量的偏振光的透过率Ty，其值为Tx＝0.00048、Ty＝0.944，偏光度P＝0.999。
另外，在该例中，采用剖面的半径为10微米(μm)(直径20μm)的圆、且高度为10微米(μm)的圆柱进行计算，如果按照这些字符进行计算则纵横比小于1。而且，用于计算的坐标系关于y＝0的z-x平面面对称，且与y＝-10微米(μm)和y＝10微米(μm)的2个z-x平面平行的面为全反射面，故如果对用于计算的坐标系的y轴方向施加以周期边界条件也达到相同效果。因此，与圆柱体高度无限大，纵横比也变得无限大相同。
实施例6该例示出剖面形状为圆形的圆柱体在厚度方向共致密地被填充了10层时的光学特性。将表示空间位置的右手坐标系的正交坐标系标记为(x，y，z)，图17中示出该例中计算用坐标系的概要。图17(a)表示计算用长方体区域在右手坐标系的正交坐标系(x，y，z)中的模式图，该图(b)表示该长方体在x＝0的y-z平面上的剖面模式图，该图(c)表示(b)中的坐标轴的方向。然而提请注意，在这些图尤其图(a)中并没有根据原始尺寸进行缩放。图中数字单位为微米(μm)。另外，在(b)中斜线部分、涂成浅色的圆和半圆部分、以及白色部分分别表示空气层、圆柱体即双折射体层、和支持介质层。
计算用区域为坐标x的范围为-5微米到5微米，坐标y的范围为-10微米到10微米，坐标z的范围为0微米到748微米，总之，如图17(a)所示，作为-5μm≤x≤5μm-10μm≤y≤10μm0≤z≤748μm的长方体内部。
与y＝-10微米(μm)和y＝10微米(μm)的2个z-x平面平行的面作为全反射面。另一方面，将x＝z＝0、大于等于-10微米(μm)而小于等于10微米(μm)(-10μm≤y≤10μm)的与y轴平行的线段作为光源，使其在z轴正方向产生5001条光线。
将大于等于0而小于等于15μm的z坐标范围(0≤z≤15μm)和大于等于718μm而小于等于748μm的z坐标范围(718μm≤z≤748μm)计算区域内的空间作为空气层(折射率为1)，与z＝733微米(μm)的x-y平面平行的平面定义为观测面。将大于等于15μm而小于等于718μm的z坐标范围(15μm≤z≤718μm)计算区域内的空间作为偏振片区，除了后述的圆柱体区之外，其他区域的折射率均取1.6。
圆柱体的折射率为2.3，制作成具有x轴方向的轴，底面直径为20微米(μm)、且高度为10微米(μm)的圆柱体，其中一个底面包含在平行于x＝-5微米(μm)的y-z平面的面中。圆柱体设定为15个，各圆柱体的位置通过x＝0的y-z平面中作为圆柱体剖面的圆心进行如下定义。
换言之，圆心的y坐标和z坐标由(y，z)＝(-10，270)、
(-10，270+20*sqrt(3))、(-10，270+40*sqrt(3))、(-10，270+60*sqrt(3))、(-10，270+80*sqrt(3))、(10，270)、(10，270+20*sqrt(3))、(10，270+40*sqrt(3))、(10，270+60*sqrt(3))、(10，270+80*sqrt(3))、(0，270+10*sqrt(3))、(0，270+30*sqrt(3))、(0，270+50*sqrt(3))、(0，270+70*sqrt(3))、(0，270+90*sqrt(3))形成。但是，上述数值取值到小数点以下6位，从计算用区域突出的部分忽略不计。
上述计算坐标系中，和实施例1一样地计算对具有平行于x轴电场矢量的偏振光的透过率Tx、及对具有平行于y轴电场矢量的偏振光的透过率Ty，其值为Tx＝0.049、Ty＝0.895，偏光度P＝0.896。
另外，在该例中，采用剖面半径为10微米(μm)(直径20μm)的圆且高度为10微米(μm)的圆柱进行了计算，但是用于计算的坐标系关于y＝0的z-x平面面对称，且与y＝-10微米(μm)和y＝10微米(μm)的2个z-x平面平行的面为全反射面，因此，与实施例1一样，可得到与圆柱体高度无限大，纵横比也变得无限大同样的效果。
比较例1该例示出圆柱体在支持介质中向同一方向均匀分散时的光学特性。将表示空间位置的右手坐标系的正交坐标系标记为(x，y，z)，图18中示出该例中计算用坐标系的概要。图18(a)表示计算用长方体区域在右手坐标系的正交坐标系(x，y，z)中的模式图，该图(b)表示该长方体在x＝0的y-z平面上的剖面模式图，该图(c)表示(b)中的坐标轴的方向。然而提请注意，在这些图尤其图(a)中并没有根据原始尺寸进行缩放。图中数字单位为微米(μm)。另外在(b)中斜线部分、涂黑部分和白色部分分别表示空气层、圆柱体层和支持介质层。
计算用区域为坐标x的范围为-1微米到1微米，坐标y的范围为-15微米到15微米，坐标z的范围为0微米到300微米，总之，如图18(a)所示，作为-1μm≤x≤1μm-15μm≤y≤15μm0≤z≤300μm的长方体内部。
与y＝-15微米(μm)和y＝15微米(μm)2个z-x平面平行的面作为全反射面。另一方面，将x＝z＝0、大于等于-15微米(μm)而小于等于15微米(μm)(-15μm≤y≤15μm)的与y轴平行的线段作为光源，使其在z轴正方向产生5001条光线。
将大于等于0而小于等于10μm的z坐标范围(0≤z≤10μm)和大于等于290μm而小于等于300μm的z坐标范围(290μm≤z≤300μm)计算区域内的空间作为空气层(折射率为1)，与z＝295微米(μm)的x-y平面平行的平面定义为观测面。将大于等于10μm而小于等于290μm的z坐标范围(10μm≤z≤290μm)计算区域内的空间作为偏振片区，除了后述的圆柱体区之外，其他区域的折射率均取1.6。
圆柱体的折射率取为2.3，制作成具有x轴方向的轴，底面半径为10微米(μm)且高度为2微米(μm)的圆柱，其中一个底面包含在平行于x＝-1微米(μm)的y-z平面的面中。圆柱体设定为15个，各圆柱体的位置通过x＝0的y-z平面中的作为圆柱体剖面的圆心进行如下定义。
换言之，圆心的y坐标和z坐标由(y，z)＝(0，23+5*sqrt(3))、(-15，23+20*sqrt(3))、(15，23+20*sqrt(3))、(0，23+35*sqrt(3))、(-15，23+50*sqrt(3))、
(15，23+50*sqrt(3))、(0，23+65*sqrt(3))、(-15，23+80*sqrt(3))、(15，23+80*sqrt(3))、(0，23+95*sqrt(3))、(-15，23+110*sqrt(3))、(15，23+110*sqrt(3))、(0，23+125*sqrt(3))、(-15，23+140*sqrt(3))、(15，23+140*sqrt(3))、形成。但是，上述数值取值到小数点以下6位，从计算用区域突出的部分忽略不计。
上述计算坐标系中，和实施例1一样计算对具有平行于x轴电场矢量的偏振光的透过率Tx、及对具有平行于y轴电场矢量的偏振光的透过率Ty，其值为Tx＝0.390、Ty＝0.896，偏光度P＝0.393。
另外，在该例中，采用剖面半径为10微米(μm)(直径20μm)的圆且高度为2微米(μm)的圆柱进行计算，但是用于计算的坐标系关于y＝0的z-x平面面对称，且与y＝15微米(μm)和y＝15微米(μm)的2个z-x平面平行的面为全反射面，因此，和实施例1一样，可获得与圆柱体高度无限大，纵横比也变得无限大相同的效果。
本发明的反射型偏振片能够以简便的方法形成双折射体实质上在一个方向被分散的同时进行取向的结构体，而且由于不同材料间的界面不是单纯的平面，故难以产生剥离。另外，固定双折射体的支持介质由显示各向同性的物质构成，随着双折射体的体积分率的增加，强度的降低较小，容易提高双折射体的体积分率。进一步，通过将该反射型偏振片配置于具有吸收型偏振片的液晶面板的和观察者侧相反的一侧，由此光利用效率提高，故可提供一种能够提高辉度，降低功耗的液晶显示装置。
权利要求
1.一种反射型偏振片，其特征在于具备由垂直于长轴方向的剖面形状为多边形或实质上为圆形，纵横比大于等于2而长轴方向和短轴方向的折射率差大于等于0.05的多边柱体或圆柱体形成的多个双折射体；所述多个双折射体在支持介质中大致向同一方向分散排列；在各双折射体的垂直于长轴方向的剖面形状实质上为圆形时，在观察任何一个所述剖面时，所述多个双折射体与彼此在圆柱侧面相接的其它至少两个双折射体分别在圆柱的侧面相接。
2.如权利要求1所述的反射型偏振片，其中所述多个双折射体分别是垂直于其长轴方向的剖面形状为多边形的纤维。
3.如权利要求2所述反射型偏振片，其中所述各纤维都具有至少两边长度基本相等的三角形的剖面形状；所述纤维以在面内大致平行，而且相邻纤维的剖面三角形的顶点彼此相接的方式排列；在与该纤维长轴垂直的反射型偏振片的剖面中，由顶点彼此相接的剖面三角形的纤维所包围的支持介质呈六边形。
4.如权利要求2所述反射型偏振片，其中所述各纤维都具有大致正三角形的剖面形状；所述纤维以在面内基本平行，而且相邻纤维的剖面正三角形中的顶点彼此相接的方式排列；在与该纤维的长轴垂直的反射型偏振片的剖面中，顶点彼此相接的剖面三角形的纤维所包围的支持介质大致呈正六边形。
5.如权利要求2所述的反射型偏振片，其中所述各纤维都具有至少两边长度大致相等的三角形的剖面形状；所述纤维以在面内基本平行，而且相邻纤维的剖面三角形中的顶点彼此相接的方式排列；在与该纤维的长轴垂直的反射型偏振片的剖面中，顶点彼此相接的剖面三角形的纤维所包围的支持介质为两边长度大致相等的三角形。
6.如权利要求2所述的反射型偏振片，其中所述各纤维都具有四边长度大致相等的四边形的剖面形状；所述纤维以在面内基本平行，而且相邻纤维的剖面四边形中的顶点彼此相接的方式排列；在与该纤维的长轴垂直的反射型偏振片的剖面中，顶点彼此相接的剖面四边形的纤维所包围的支持介质为四边长度大致相等的四边形。
7.如权利要求1所述的反射型偏振片，其中所述双折射体的垂直于其长轴方向的剖面形状实质上为圆形，该剖面中直接相接的三个圆的中心连接而成的三角形至少两边长度大致相等。
8.如权利要求7所述的反射型偏振片，其中垂直于双折射体长轴方向的剖面中直接相接的三个圆的中心连接而成的三角形三边长度大致相等。
9.如权利要求7所述的反射型偏振片，其中所述多个双折射体分别为垂直于长轴方向的剖面中圆的直径分别大致相等的圆柱体，该剖面中的位于最表面层内侧的双折射体与其它6个圆柱体，即双折射体在圆柱的侧面相接。
10.如权利要求7～9中任一项所述的反射型偏振片，其中所述每个双折射体都是纤维。
11.如权利要求10所述的反射型偏振片，其中所述双折射体长轴方向的折射率和短轴方向的折射率中任意一个与支持介质的折射率基本一致。
12.如权利要求1～9中任一项所述的反射型偏振片，其中所述双折射体长轴方向的折射率和短轴方向的折射率中任意一个与支持介质的折射率基本一致。
13.一种积层光学部件，其特征在于具有权利要求1～9及权利要求11中任一项所述的反射型偏振片，并由所述反射型偏振片和显示其它光学功能的光学层积层而成。
14.一种积层光学部件，其特征在于具有权利要求10所述反射型偏振片，并由所述反射型偏振片和显示其它光学功能的光学层积层而成。
15.一种积层光学部件，其特征在于，具有权利要求12所述的反射型偏振片，并由所述反射型偏振片和显示其它光学功能的光学层积层而成。
16.如权利要求13所述的积层光学部件，所述光学层为吸收型偏振片。
17.如权利要求14所述的积层光学部件，所述光学层为吸收型偏振片。
18.如权利要求15所述的积层光学部件，所述光学层为吸收型偏振片。
19.如权利要求13所述的积层光学部件，所述光学层为相位差板。
20.如权利要求14所述的积层光学部件，所述光学层为相位差板。
21.如权利要求15所述的积层光学部件，所述光学层为相位差板。
22.如权利要求13所述的积层光学部件，所述光学层为相位差板。
23.如权利要求14所述的积层光学部件，所述光学层为相位差板。
24.如权利要求15所述的积层光学部件，所述光学层为相位差板。
25.如权利要求13所述的积层光学部件，在所述反射型偏振片的一个面上积层吸收型偏振片，而在所述反射型偏振片的另一个面上积层了相位差板。
26.如权利要求14所述的积层光学部件，在所述反射型偏振片的一个面上积层吸收型偏振片，而在所述反射型偏振片的另一个面上积层了相位差板。
27.如权利要求15所述的积层光学部件，在所述反射型偏振片的一个面上积层吸收型偏振片，而在所述反射型偏振片的另一个面上积层了相位差板。
28.一种液晶显示装置，其特征在于具有如权利要求13所述的积层光学部件，所述积层光学部件配置在液晶单元中。
29.一种液晶显示装置，其特征在于具有如权利要求14～28中任一项所述的积层光学部件，所述积层光学部件配置在液晶单元中。
全文摘要
提供一种通过将显示其它光学性能的光学层积层于所述反射型偏振片上，从而可提高液晶显示装置的光利用效率的光学部件、以及提供一种采用积层有该反射型偏振片的光学部件来提高了背光源的光利用效率的液晶显示装置。提供一种反射型偏振片，其特征在于多个由垂直于长轴方向的剖面形状为多边形或实质上为圆、纵横比大于等于2而长轴方向和短轴方向的折射率差大于等于0.05的多边柱体或圆柱体形成的双折射体，在支持介质中大致向同一方向分散排列，在垂直于该双折射体长轴方向的剖面形状实质上为圆时，观察任何一个上述剖面时，多个双折射体与彼此在圆柱侧面相接的其它至少两个双折射体分别在圆柱侧面相接。
文档编号G02F1/13GK1826543SQ200480021088
公开日2006年8月30日 申请日期2004年7月22日 优先权日2003年7月22日
发明者渡边敏行, 户谷健朗, 林秀树, 洼田雅明, 石飞昌光, 松冈祥树 申请人:住友化学株式会社