JP2001228310A - 拡散シート、光源装置、偏光光源装置及び液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 反射型偏光素子を備えた液晶表示装置に好適
な、軽量薄肉化が可能で安価に生産できる拡散シートを
提供し、さらにはその原理を応用した光源装置、偏光光
源装置及び液晶表示装置を提供する。 【解決手段】 面内位相差値が７０nm以上１６０nm以下
である拡散シートが提供され、また、反射シート６３
と、端部に光源６１が配置された導光板６２と、拡散シ
ート７０とがこの順に配置され、拡散シート７０の面内
位相差値又は導光板と拡散シートの積層体８０の面内位
相差値が７０nm以上１６０nm以下である光源装置４５が
提供される。この光源装置４５の拡散シート７０側に、
反射型直線偏光素子５３を、その透光軸が積層体８０の
遅相軸と４０°以上５０°以下の角度で交わるように配
置して偏光光源装置４０とされ、さらにその反射型直線
偏光素子５３側に液晶セル２０及び前面側二色性偏光素
子３５を配置して液晶表示装置１０とされる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置並び
に、それに用いるのに好適な偏光光源装置、光源装置及
び拡散シートに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は、小型、軽量であるた
め、様々な分野で使用されている。一般的な液晶表示装
置を図２に基づいて説明すると、かかる液晶表示装置１
１は、液晶セル２０内の液晶分子の配向状態を電気的に
変化させることで、そこを通過する光の偏光状態を制御
するものである。液晶セル２０は通常、対向する二つの
透明電極、すなわち背面側の透明電極２１及び前面側の
透明電極２２と、それら透明電極２１，２２の間に挟持
された液晶層２３とからなり、その前面には、液晶セル
２０を透過した光の偏光状態を検出する前面側二色性偏
光素子３５、前面側位相差素子３６などの前面側光学素
子３０が配置され、また背面には、特定の偏光光のみを
取り出し、液晶セル２０に向けて出射するための偏光光
源装置４２が配置されている。この偏光光源装置４２
は、液晶セル２０の背面に配置された二色性偏光素子５
５、位相差素子５６などの光学素子５１と、その背面側
に配置され、光源６１を下方又は側方に配置した導光板
６２と、そのさらに背後に配置された反射板６３と、液
晶セル２０と導光板６２の間に配置された拡散シート７
１とで構成されている。この偏光光源装置４２におい
て、二色性偏光素子５５は、不要な偏光光を吸収するこ
とで必要な偏光光のみを透過するフィルターとして機能
するため、無偏光状態である自然光に対して、理想的状
態であっても５０％の光を吸収してしまい、光が有効利
用されない。

【０００３】そこで、二色性偏光素子５５よりも光源側
に反射型偏光素子を配置して、二色性偏光素子５５で吸
収されてしまう振動方向の偏光光を事前に反射し、光源
側に戻してリサイクルすることにより光を有効利用し、
同一消費電力でも液晶表示装置の画面輝度を向上させる
方法が、特開昭 63-168626号公報に提案されている。こ
の公報には、グリッド偏光子からなる反射型偏光素子で
反射された光を有効にリサイクルするために、４分の１
波長板を使うことが開示されており、具体的には、反射
型直線偏光素子の背面に拡散板を配置し、さらにそれよ
り背面に４分の１波長板及びミラーをこの順で配置した
例が示されている。この公報に記載の、反射型直線偏光
素子による反射光の偏光面を９０°回転させるメカニズ
ムを発現させるためには、拡散板の面内位相差値はゼロ
である必要があり、また、面内位相差を有する導光板は
使用できない。したがって、拡散板としては、ガラス板
などの位相差の発現しない無機材料を使用するか、ある
いは高分子材料であれば、キャスト法で形成後にアニー
ル化するなどの処理が必要となり、また、導光板の使用
が制限されるため、厚みや重量、生産コストなどの点で
課題があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような状況のもと
で、本発明は、反射型偏光素子を使用して偏光光源装置
の光の利用効率を高め、もって液晶表示装置の画面輝度
を向上させる技術に好適な、薄肉軽量で安価に生産で
き、液晶表示装置の画面輝度向上にも一層寄与しうる拡
散シートを提供し、さらにはその原理を応用した光源装
置、偏光光源装置及び液晶表示装置を提供しようとする
ものである。

【０００５】本発明者は、反射型直線偏光素子を使用し
て光の利用効率を高めた偏光光源装置、ないしは画面輝
度を向上させた液晶表示装置において、そこに用いる拡
散シートの面内位相差値をある範囲内に限定すること、
あるいは拡散シートと導光板との積層体の面内位相差値
をある範囲内に限定することで、拡散シートの薄肉化及
び軽量化が可能になるとともに、安価に生産でき、また
偏光光源装置における光利用の一層の効率化及び液晶表
示装置の一層の輝度向上にも寄与しうることを見出し、
本発明に至った。

【０００６】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明に係る
拡散シートは、面内位相差値が７０nm以上１６０nm以下
であることを特徴とするものである。この拡散シート
は、透明高分子材料を基材とするものが有利である。こ
のような透明高分子材料を基材とする拡散シートは、ヘ
イズ率が３０％以上９５％以下であるのが好ましい。

【０００７】本発明に係る光源装置は、一つの見地か
ら、反射シートと、端部に光源が配置された導光板と、
上記した面内位相差値が７０nm以上１６０nm以下である
拡散シートとがこの順に配置されてなることを特徴とす
るものである。また、別の見地から特定される光源装置
は、反射シートと、端部に光源が配置された導光板と、
拡散シートとがこの順に配置されてなり、導光板と拡散
シートとの積層体の面内位相差値が７０nm以上１６０nm
以下であることを特徴とするものである。

【０００８】さらに本発明に係る偏光光源装置は、上記
いずれかの光源装置の拡散シート側に、上記導光板と拡
散シートとの積層体の遅相軸と４０°以上５０°以下の
角度で透光軸が交わるように反射型直線偏光素子が配置
されてなることを特徴とするものである。この偏光光源
装置においては、上記反射型直線偏光素子の拡散シート
とは反対側に、二色性偏光素子を、その透光軸が上記反
射型直線偏光素子の透光軸と一致するように配置するこ
ともできる。

【０００９】また本発明によれば、このような偏光光源
装置を用いた液晶表示装置も提供され、この液晶表示装
置は、上記偏光光源装置の偏光素子側に、液晶セル及び
前面側二色性偏光素子がこの順に配置されてなることを
特徴とするものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１は、本発明に係る液晶表示装
置の一例を模式的に示す断面図であり、まずこの図に基
づいて、この液晶表示装置の全体構成を概略説明する。
この液晶表示装置１０は、基本的に、偏光光源装置４０
と、液晶セル２０と、前面側二色性偏光素子３５を含む
前面側光学素子３０とで構成される。この例では、前面
側二色性偏光素子３５が前面側位相差素子（位相差フィ
ルム）３６と積層されて、その位相差素子３６側が液晶
セル２０の前面側に配置された構成となっている。

【００１１】そして偏光光源装置４０は、基本的に、反
射シート６３と、端部に光源６１が配置された導光板６
２と、拡散シート７０とがこの順に配置されてなる光源
装置４５、及びその拡散シート７０側に配置された反射
型直線偏光素子５３を含む光学素子５０で構成される。
この例では、反射型偏光素子５３の前面側、すなわち拡
散シート７０が位置する面とは反対側に二色性偏光素子
５５が配置され、さらにその前面側に位相差素子５６が
配置されて、光学素子５０を構成している。導光板６２
の背面には、光源６１からの光を効率的に散乱し、反射
させるために、白色ドット印刷６４などが施されている
のが普通である。

【００１２】本発明は、このような反射型直線偏光素子
５３を備えた液晶表示装置１０、又はその構成部品であ
る偏光光源装置４０に関係している。本発明はまた、か
かる偏光光源装置４０の構成部品である光源装置４５な
いし拡散シート７０にも関係している。そして本発明に
おいては、拡散シート７０の面内位相差値又はそれと導
光板６２との積層体８０の面内位相差値が重要となる。

【００１３】拡散シート７０は一般に、光線を拡散透過
するシート状の部材であって、本発明において一つの見
地からは、この拡散シート７０の面内位相差値が７０nm
以上１６０nm以下の範囲に規定される。本発明において
別の見地からは、導光板６２と拡散シート７０との積層
体８０の面内位相差値が７０nm以上１６０nm以下の範囲
となるように規定される。また、面内位相差値が７０nm
以上１６０nm以下である拡散シート７０を用い、これと
導光板６２との積層体８０が７０nm以上１６０nm以下の
面内位相差値を示すように調整することは、一層有効で
ある。

【００１４】ここで、拡散シート７０の、又は導光板６
２と拡散シート７０との積層体８０の面内位相差値は、
反射型直線偏光素子５３により輝度向上効果を発現させ
る波長の１／４倍に近い方が好ましい。例えば、輝度向
上効果を発現させる波長域が可視波長域であれば、視感
度の最も高い緑色の波長（約５５０nm）に対する１／４
倍として、１３８nmに近い面内位相差値を有するのが好
ましい。すなわち、拡散シート７０又は積層体８０の面
内位相差値は、１００nm以上１５０nm以下であるのが好
ましく、さらには１１０nm以上、とりわけ１２０nm以
上、また１４０nm以下であるのがより好ましい。一方、
拡散シート７０の面内位相差値のバラツキは、輝度ムラ
を防止するために４０nm以下であるのが好ましく、さら
には２０nm以下、とりわけ１０nm以下であるのが一層好
ましい。

【００１５】拡散シート７０の材質は特に限定されず、
公知の各種材料を用いることができるが、透明有機高分
子材料を基材とするものは、拡散シートの薄肉化、軽量
化、取り扱いの容易さから、好ましい形態の一つであ
る。透明高分子の材質は特に限定されず、例えば、ポリ
エチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリエチ
レンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリ
カーボネート、ノルボルネン樹脂、ポリウレタン、ポリ
アクリレート、ポリメチルメタクリレートなどの合成高
分子、二酢酸セルロース、三酢酸セルロースなどの天然
高分子が使用できる。これらの透明高分子材料は、無色
であるのが好ましい。また、これらの高分子材料は、必
要に応じて、紫外線吸収剤や酸化防止剤、可塑剤などの
添加剤を含有することができる。

【００１６】これらの透明高分子材料から拡散シートを
製造するには、透明高分子シート中に拡散剤を含有させ
る方法、透明高分子シート表面の片側又は両側に拡散剤
を含有する層を付与する方法、透明高分子シート表面の
片側又は両側を粗面化する方法など、公知の各種方法を
それぞれ単独で使用するか、あるいは２種以上の方法を
組み合わせて使用することができる。透明高分子シート
中に拡散剤を含有させる方法を採用する場合には、基材
となる透明高分子材料中に予め拡散剤を混練しておき、
それをキャスト法又は押出し法によりシート状に成形す
ればよい。透明高分子シート表面の片側又は両側に拡散
剤を含有する層を付与する方法を採用する場合には、ま
ず、透明高分子材料をキャスト法又は押出し法によりシ
ート状に成形し、次いで、拡散剤を樹脂液に分散させた
ものを透明高分子シート上に塗工し、樹脂液を乾燥又は
硬化して製造することができる。透明高分子シートの表
面を粗面化する方法を採用する場合には、まず、透明高
分子をキャスト法又は押出し法によりシート状に成形
し、次いで、エンボス加工ロールによる型押し法やサン
ドブラスト法により表面を粗面化して製造することがで
きる。いずれの方法を採用する場合でも、面内位相差値
のバラツキを低減させるためには、キャスト法によりシ
ートを形成するのが好ましい。

【００１７】ここで、拡散剤としては、無色又は白色の
粒子であれば特に限定されず、有機粒子、無機粒子のい
ずれも使用できる。有機粒子としては、例えば、ポリス
チレン、ポリエチレンやポリプロピレンのようなポリオ
レフィン系樹脂、アクリル系樹脂などの高分子化合物か
らなる粒子が挙げられ、架橋された高分子であってもよ
い。さらに、エチレン、プロピレン、スチレン、メタク
リル酸メチル、ベンゾグアナミン、ホルムアルデヒド、
メラミン、ブタジエンなどから選ばれる２種以上のモノ
マーが共重合されてなる共重合体を使用することもでき
る。無機粒子としては、例えば、シリカ、シリコーン、
酸化チタンなどの粒子が挙げられ、またガラスビーズで
あってもよい。

【００１８】拡散剤を樹脂液に分散させたものを透明高
分子シート上に塗工する方法に用いられる樹脂液として
は、溶剤揮発型又は水揮発型の樹脂液や、熱硬化型又は
光硬化型の樹脂液が使用できる。溶剤揮発型又は水揮発
型の樹脂液としては、ポリアクリレート、ポリメタクリ
レート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、セルロー
ス、合成ゴムなどの高分子を、メタノールやエタノー
ル、プロパノール、イソプロパノールのようなアルコー
ル類、メチルセロソルブやエチルセロソルブのようなセ
ロソルブ類、トルエンやキシレンのような芳香族系溶
剤、酢酸エチル、塩化メチレンなどの有機溶剤に、若し
くは水に、溶解又は分散させたものが使用できる。これ
らの揮発型樹脂液を透明高分子シート上に塗工した場合
には、乾燥により被膜を形成させる。熱硬化型の樹脂液
としては、エポキシ基を有する化合物からなる液と、ア
ミンをはじめとするエポキシ基と縮合する化合物とを混
合した樹脂液などが使用できる。光硬化型の樹脂液とし
ては、アクリレート基やメタクリレート基、アリール基
などを有する化合物に公知の光ラジカル重合開始剤を添
加した樹脂液や、ビニルエーテル基やエポキシ基を有す
る化合物に公知の光カチオン重合開始剤を添加した樹脂
液が使用できる。これらの樹脂液には、必要に応じて、
紫外線吸収剤や酸化防止剤などの添加剤を添加すること
ができる。

【００１９】本発明においては、拡散シート７０の面内
位相差値が７０nm以上１６０nm以下となるようにする
か、又は、導光板６２と拡散シート７０との積層体８０
の面内位相差値が７０nm以上１６０nm以下となるように
するのであるが、このように拡散シートの面内位相差値
を制御するには、例えば有機高分子材料であれば、延伸
法やアニール法などの方法が採用できる。すなわち、延
伸によって面内位相差値を高めることができ、アニール
によって面内位相差値を緩和することができる。また本
発明による拡散シートは、そのヘイズ率が３０％以上９
５％以下であるのが好ましい。さらにこの拡散シート
は、その全光線透過率が高いものほど好ましい。すなわ
ち、全光線透過率は７０％以上が好ましく、さらには８
０％以上、とりわけ８５％以上であるのが一層好まし
い。

【００２０】拡散シートの厚みは特に制限されないが、
偏光光源装置あるいは液晶表示装置を薄くするために
は、拡散シートも薄い方が好ましい。しかし、あまり薄
すぎると作業性が悪くなるため、通常は少なくとも１０
μm 程度の厚みを有するのが好ましい。そこで、拡散シ
ートの厚みは、１０μm 以上１,０００μm以下程度であ
るのが好ましく、さらには５０μm 以上、また５００μ
m 以下、とりわけ２００μm 以下であるのが一層好まし
い。

【００２１】本発明による拡散シートは、単層の透明高
分子フィルムから形成されているのが好ましいが、面内
位相差値の調整のために、多層の透明高分子フィルムか
ら形成されていてもよい。多層化する場合には、単に積
層するだけでもよいが、高分子フィルムと空気との界面
で生じる反射による光のロスを低減するために、熱圧着
する方法や感圧接着剤により接着する方法を使用するの
が好ましい。

【００２２】本発明における導光板とは、光源から発せ
られた光を内部に取り込み、面状発光体として機能する
ものである。このような導光板は、プラスチックやガラ
スからなり、背面側に、凹凸処理や白色ドット印刷処
理、ホログラム処理を施したものなどが使用できる。こ
こで、プラスチックの材質は特に限定されないが、ポリ
カーボネート、ノルボルネン樹脂、ポリメチルメタクリ
レートなどが好ましく使用される。これらの高分子材料
を導光板に加工する方法としては、押出し法、溶剤キャ
スト法又は注液重合法によりプラスチックシートを形成
し、所望の大きさにカットした後に背面処理を施す方法
や、インジェクション法により型に溶融高分子を流し込
んで成形する方法などが採用できる。

【００２３】導光板の面内位相差は、使用環境下での反
りやひずみを防止するために、低い方が好ましい。さら
に、拡散シートとの積層体とする場合は、その積層体の
面内位相差値の和は、７０nm以上１６０nm以下であるの
が好ましく、さらには１００nm以上、とりわけ１２０nm
以上、また１５０nm以下、とりわけ１４０nm以下である
のが一層好ましい。なお、注液重合法により成形したシ
ートを用いて形成された導光板は、導光板単独の面内位
相差値がほぼ０nmになるため、変形を防止できるととも
に、拡散シートのみで面内位相差値の設定ができること
から、特に好ましい形態である。

【００２４】本発明において、これらの拡散シート及び
導光板と組み合わせて光源装置とするために用いられる
反射シートの種類は、特に限定されるものでなく、通常
の偏光光源装置や液晶表示装置に使用されているものか
ら適宜選択すればよい。すなわち、内部に空洞を形成し
た白色プラスチックシート、酸化チタンや亜鉛華の如き
白色顔料を表面に塗布したプラスチックシート、屈折率
の異なる少なくとも２種のプラスチックフィルムを積層
してなる多層プラスチックシート、アルミニウムや銀の
如き金属からなるシート、アルミニウムや銀の如き金属
の被膜をプラスチックシート上に形成したものなどが使
用できる。これらのシートは、鏡面加工されたもの、粗
面加工されたものいずれも使用可能である。反射板を構
成するプラスチックシートの材質も特に限定されず、例
えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニ
ル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタ
レート、ポリカーボネート、ノルボルネン樹脂、ポリウ
レタン、ポリアクリレート、ポリメチルメタクリレート
などが使用できる。

【００２５】導光板の端部に配置される光源の種類も特
に限定されず、通常の偏光光源装置や液晶表示装置に使
用されているものから適宜選択すればよい。具体的に
は、冷陰極管、発光ダイオード、無機又は有機のＥＬ
（エレクトロルミネッセント）ランプなどが使用でき
る。

【００２６】本発明による光源装置４５は、図１に示さ
れる如く、反射シート６３と、端部に光源６１が配置さ
れた導光板６２と、拡散シート７０とがこの順に配置さ
れてなるものである。ここで、拡散シート７０は、１枚
で構成されてもよいし、２枚以上で構成されてもよい。
そしてこの拡散シート７０は、一つの見地からは、面内
位相差値が７０nm以上１６０nm以下のものとする。また
別の見地からは、導光板６２と拡散シート７０との積層
体８０の面内位相差値が７０nm以上１６０nm以下となる
ようにする。例えば、拡散シート７０自体の面内位相差
値が７０nmを下回っていても、導光板６２との積層体８
０が７０nm以上１６０nm以下の面内位相差値を有するも
のであれば、それなりの効果が発揮され、また、拡散シ
ート７０自体の面内位相差値が７０nm以上１６０nm以下
であれば、それと導光板６２との積層体８０の面内位相
差値が１６０nmを上回っても、やはりそれなりの効果が
発揮される。なお、拡散シート７０の面内位相差値が大
きい場合には、それを打ち消すために、導光板６２の遅
相軸と拡散シート７０の遅相軸との間に角度をつけて、
例えば、両者の遅相軸が直交するように配置することも
可能である。もちろん、拡散シート７０の面内位相差値
及び導光板６２と拡散シート７０との積層体８０の面内
位相差値が、ともに７０nm以上１６０nm以下である態様
は、より好ましい。積層体８０の面内位相差値は、１０
０nm以上、とりわけ１２０nm以上であるのが、また１５
０nm以下、とりわけ１４０nm以下であるのが一層好まし
い。さらに、使用環境下における変形や輝度ムラの防止
のため、積層体８０の面内位相差値のバラツキは、４０
nm以下であるのが好ましく、さらには２０nm以下、とり
わけ１０nm以下であるのが一層好ましい。

【００２７】本発明による偏光光源装置４０は、上で説
明した光源装置４５の前面、すなわち拡散シート７０側
に反射型直線偏光素子５３を含む光学素子５０が配置さ
れてなるものである。ここでいう反射型直線偏光素子と
は、特定振動方向の直線偏光光を透過し、それと直交す
る直線偏光光を反射するものである。このような反射型
直線偏光素子としては、例えば、ブリュースター角によ
る偏光成分の反射率の差を利用した反射型直線偏光素子
（例えば、特表平 6-508449 号公報に記載のもの）、微
細な金属線状パターンを施工した反射型直線偏光素子
（例えば、特開平2-308106 号公報に記載のもの）、少
なくとも２種の高分子フィルムを積層し、屈折率異方性
による反射率の異方性を利用する反射型直線偏光素子
（例えば、特表平 9-506837 号公報に記載のもの）、高
分子フィルム中に少なくとも２種の高分子で形成される
海島構造を有し、屈折率異方性による反射率の異方性を
利用する反射型直線偏光素子（例えば、米国特許 5,82
5,543号明細書に記載のもの）、高分子フィルム中に粒
子が分散し、屈折率異方性による反射率の異方性を利用
する反射型直線偏光素子（例えば、特表平 11-509014号
公報に記載のもの）、高分子フィルム中に無機粒子が分
散し、サイズによる散乱能差に基づく反射率の異方性を
利用する反射型直線偏光素子（例えば、特開平 9-29720
4 号公報に記載のもの）などが使用できる。

【００２８】これら反射型直線偏光素子の厚みは特に限
定されないが、液晶表示装置などに適用する場合には、
この偏光素子は薄い方が好ましく、具体的には１mm以
下、さらには０.２mm 以下であるのが好ましい。したが
って、少なくとも２種の高分子フィルムを積層し、屈折
率異方性による反射率の異方性を利用する反射型偏光素
子や、高分子フィルム中に海島構造を有し、屈折率異方
性による反射率の異方性を利用する反射型偏光素子は、
本発明に係る偏光光源装置の厚みを薄くするために、特
に好ましい。

【００２９】本発明の偏光光源装置４０においては、反
射型直線偏光素子５３の透光軸が、導光板６２と拡散シ
ート７０との積層体８０の遅相軸に対して４０°以上５
０°以下の角度で交わるように配置される。ここで、反
射型直線偏光素子５３の透光軸とは、特定振動方向の偏
光光がこの偏光素子５３に垂直方向から入射したとき
に、偏光素子を回転させて偏光光の透過率が最大となる
偏光素子の向きを言う。また積層体８０の遅相軸とは、
この積層体８０の面内における最も屈折率の大きい向き
を言う。反射型直線偏光素子５３の透光軸と積層体８０
の遅相軸とのなす角度は、４２°以上４８°以下である
のがより好ましく、さらには４５°であるのが最も好ま
しい。

【００３０】偏光光源装置４０において、光学素子５０
は反射型直線偏光素子５３だけで構成されてもよいが、
反射型直線偏光素子５３だけでは、偏光度が低くて所望
の偏光性能が得られにくかったり、外光により光ってネ
ガ画像が浮き出てくることによりコントラストを低下さ
せたりすることがある。そこでこのような場合には、そ
の反射型直線偏光素子５３の前面に二色性偏光素子５５
を配置して、これら反射型直線偏光素子５３と二色性偏
光素子５５とで光学素子５０を構成するようにすること
ができる。このとき、反射型直線偏光素子５３と二色性
偏光素子５５とは、両者の透光軸が実質上一致するよう
に配置される。このように二色性偏光素子５５を用いる
場合は、さらにその前面側に位相差素子５６を配置し
て、これら反射型直線偏光素子５３、二色性偏光素子５
５及び位相差素子５６で、光学素子５０を構成するよう
にすることもできる。反射型直線偏光素子５３と二色性
偏光素子５５とは、単に積層しただけでもよいが、界面
反射による光のロスを低減する観点からは、両者を密着
させるのが好ましい。そのためには、感圧接着剤を用い
て反射型直線偏光素子５３と二色性偏光素子５５とを接
着する方法が採用できる。位相差素子５６を積層する場
合も同様である。

【００３１】ここで用いる二色性偏光素子５５とは、特
定振動方向の直線偏光光を透過し、それと直交する直線
偏光光を吸収する材料である。かかる二色性偏光素子と
しては、例えば、公知のヨウ素系偏光フィルムや染料系
偏光フィルムが使用できる。ヨウ素系偏光フィルムと
は、延伸したポリビニルアルコールフィルムにヨウ素が
吸着されたフィルムであり、染料系偏光フィルムとは、
延伸したポリビニルアルコールフィルムに二色性染料が
吸着されたフィルムである。これらの偏光フィルムは、
耐久性向上のために、その片面又は両面をプラスチック
フィルムで被覆したものが好ましい。このような保護の
ために被覆するプラスチックの材質としては、二酢酸セ
ルロースや三酢酸セルロース、ポリエチレンテレフタレ
ート、ノルボルネン樹脂などが挙げられる。二色性偏光
素子５５の厚みは特に限定されないが、液晶表示素子な
どに本発明の偏光光源装置を適用する場合には、薄い方
が好ましく、具体的には１mm以下、さらには０.２mm以
下であるのが好ましい。また位相差素子５６を配置する
場合は、一般的に知られている高分子材料の延伸フィル
ムである位相差フィルムなどが使用できる。

【００３２】本発明による液晶表示装置１０は、上で説
明した偏光光源装置４０の前面、すなわち光学素子５０
側に、液晶セル２０と、前面側二色性偏光素子３５を含
む前面側光学素子３０とがこの順に配置されてなるもの
である。ここで、前面側二色性偏光素子３５には、先に
背面側の二色性偏光素子５５として説明したのと同様
な、ヨウ素系偏光フィルムや染料系偏光フィルムを用い
ることができる。なお、前面側光学素子３０は、前面側
二色性偏光素子３５と前面側位相差素子３６の積層品で
あってもよい。前面側位相差素子３６を配置する場合
も、先に背面側の位相差素子５６として説明したのと同
様な位相差フィルムを用いることができる。偏光光源装
置４０と液晶セル２０の間及び／又は液晶セル２０と前
面側光学素子３０の間は、感圧接着剤を用いて接着する
のが、界面における反射による光のロスを低減するうえ
で好ましい。感圧接着剤の種類は特に限定されず、公知
の各種のものが使用できるが、なかでもアクリレート系
感圧接着剤を使用するのが好ましい。

【００３３】液晶表示装置１０を構成する液晶セル２０
は、図２において説明したのと同様に、背面側透明電極
２１と前面側透明電極２２とが対向して配置されたセル
内に液晶２３が注入されたものであって、電圧印加によ
り液晶の配向状態を変化させることで、セル内を透過す
る偏光光の状態を変化させるものである。このような液
晶セルとしては、公知のＴＮ（ねじれネマチック）液晶
セル、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）駆動ＴＮ液晶セル、
In-Plane ネマチック液晶セル、ＶＡ（垂直配向）ネマ
チック液晶セル、ＳＴＮ（超ねじれネマチック）液晶セ
ルなどが使用できる。

【００３４】

【実施例】以下、本発明の具体的な実施の形態を実施例
により説明するが、本発明はこれらの実施例によってな
んら限定されるものではない。なお、実施例における評
価方法は以下のとおりである。

【００３５】(1) 全光線透過率及びヘイズ率 試料を５cm角に切り取り、ヘーズコンピューター“HGM-
2DP”（スガ試験機株式会社製）により測定した。

【００３６】(2) 位相差値 試料を４cm角に切り取り、自動複屈折計“KOBRA-21AD
H”（王子計測機器株式会社製）により測定した。

【００３７】(3) 輝度向上率 まず、図３に断面模式図で示す如く、端部に冷陰極管か
らなる光源６１を配置し、背面に白色ドット印刷６４を
施した導光板６２の背面側に、発泡ＰＥＴ（ポリエチレ
ンテレフタレート）からなる反射板６３を配置して、光
源装置４６を作製した。導光板６２は、押出し法により
成形された８mm厚のポリメチルメタクリレートシートを
裁断して作製したものであって、このシート中央部の面
内位相差値は８nmであり、遅相軸はシートの流れ方向に
対して直交する方向（幅方向）であった。その上に二色
性偏光素子５５として、住友化学工業株式会社から販売
されているヨウ素系偏光フィルム“SR1862A”を、その
透光軸が導光板６２の長辺に対して４５°の角度をなす
ように配置し、また二色性偏光素子５５の上には、感圧
接着剤を介して１.１mm 厚のガラス板８２を積層し、対
照（コントロール）用の偏光光源装置４３を作製した。
そして、光ファイバー８７により分光光度計の受光部と
接続された測光部８６を、上記偏光光源装置４３のガラ
ス板８２上垂直方向に配置した。偏光光源装置４２の光
源として用いた冷陰極管６１の青、緑及び赤に対応する
輝線スペクトルは、それぞれ４３５nm、５４５nm及び６
１２nmであったため、これらの波長における受光強度を
測定して、各波長における基準受光強度Ａとした。

【００３８】別途、図４に断面模式図で示す如く、導光
板６２と二色性偏光素子５５の間に拡散シート７０を、
その遅相軸が導光板６２の遅相軸と同一方向となるよう
に配置し、さらに二色性偏光素子５５の拡散シート７０
と向き合う面には、反射型直線偏光素子５３として、住
友スリーエム株式会社から販売されている２種の高分子
フィルムの積層体からなる反射型偏光フィルム“DBEF”
を、その透光軸が二色性偏光素子５５の透光軸と一致す
るように感圧接着剤を介して積層し、その他は図３の装
置と同様にして、偏光光源装置４１を作製した。この偏
光光源装置４１のガラス板８２上垂直方向に、図３と同
様、光ファイバー８７により分光光度計の受光部と接続
された測光部８６を配置して、冷陰極管６１の青、緑及
び赤に対応する輝線スペクトルである４３５nm、５４５
nm及び６１２nmにおける受光強度Ｂを測定した。このと
きの受光強度Ｂの、図３の装置で測定された基準受光強
度Ａに対する比Ｂ／Ａをもって、輝度向上効果を評価し
た。

【００３９】比較例１ 拡散シート７０として、株式会社きもとから販売されて
いるポリカーボネートフィルム基材の片面に光拡散層が
コートされた拡散フィルム“ライトアップ 125TD3”
（膜厚１３６μm 、全光線透過率９０％、ヘイズ率３０
％、面内位相差値３４nm）を用い、輝度向上効果を評価
した。各波長における受光強度比を、拡散シートの面内
位相差値及び導光板と拡散シートとの積層体の面内位相
差値とともに表１に示す。

【００４０】実施例１ 拡散シート７０として、比較例１で使用した“ライトア
ップ 125TD3”に、溶剤キャスト法で成形されたポリカ
ーボネート製フィルム（膜厚１４３μm 、全光線透過率
９２％、ヘイズ率２％、面内位相差値４１nm）を、両者
の遅相軸が同一方向となるように積層したものを用い、
輝度向上効果を評価した。各波長における受光強度比
を、拡散シートの面内位相差値及び導光板と拡散シート
との積層体の面内位相差値とともに表１に示す。

【００４１】実施例２ 実施例１で使用したのと同じポリカーボネート製フィル
ム２枚をそれぞれの遅相軸が同一方向となるように感圧
接着剤を用いて貼り合わせ、さらにこの２枚貼合ポリカ
ーボネートフィルムを、比較例１で使用した“ライトア
ップ 125TD3”に、両者の遅相軸が同一方向となるよう
に積層し、この積層シートを拡散シート７０として用
い、輝度向上効果を評価した。各波長における受光強度
比を、拡散シートの面内位相差値及び導光板と拡散シー
トとの積層体の面内位相差値とともに表１に示す。

【００４２】実施例３ 実施例１で使用したのと同じポリカーボネート製フィル
ム３枚をそれぞれの遅相軸が同一方向となるように感圧
接着剤を用いて貼り合わせ、さらにこの３枚貼合ポリカ
ーボネートフィルムを、比較例１で使用した“ライトア
ップ 125TD3”に、両者の遅相軸が同一方向となるよう
に積層し、この積層シートを拡散シート７０として用
い、輝度向上効果を評価した。各波長における受光強度
比を、拡散シートの面内位相差値及び導光板と拡散シー
トとの積層体の面内位相差値とともに表１に示す。

【００４３】比較例２ 実施例１で使用したのと同じポリカーボネート製フィル
ム４枚をそれぞれの遅相軸が同一方向となるように感圧
接着剤を用いて貼り合わせ、さらにこの４枚貼合ポリカ
ーボネートフィルムを、比較例１で使用した“ライトア
ップ 125TD3”に、両者の遅相軸が同一方向となるよう
に積層し、この積層シートを拡散シート７０として用
い、輝度向上効果を評価した。各波長における受光強度
比を、拡散シートの面内位相差値及び導光板と拡散シー
トとの積層体の面内位相差値とともに表１に示す。

【００４４】

【表１】 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 例 No. 拡散シートの 導光板／拡散シート 受光強度比 面内位相差値 積層体の面内位相差値 435 nm 545 nm 612 nm ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 比較例１ 34 nm 42 nm 1.59 1.73 1.75 ────────────────────────────────── 実施例１ 75 nm 83 nm 1.63 1.76 1.78 〃 ２ 116 nm 124 nm 1.60 1.79 1.82 〃 ３ 157 nm 165 nm 1.54 1.79 1.83 ────────────────────────────────── 比較例２ 198 nm 206 nm 1.49 1.73 1.81 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

【００４５】表１からわかるように、拡散シートの面内
位相差値が本発明で規定する範囲内にある実施例１〜３
は、受光強度比が大きくなっており、特に視感度の最も
高い緑色に相当する５４５nmの波長では、拡散シートの
面内位相差値が小さすぎるか又は大きすぎる比較例１及
び２に比べて、受光強度比が大きくなっている。とりわ
け、実施例２のように拡散シートの面内位相差値及び／
又は導光板と拡散シートとの積層体の面内位相差値を１
００nm〜１５０nmの間に調整した場合は、青、緑及び赤
に相当するいずれの波長においても、比較例のものに比
べて受光強度比が大きくなっている。したがって、この
拡散シートを用いることにより、反射型直線偏光素子を
備えた偏光光源装置において、光の一層の有効利用を図
ることができ、またそれを用いた液晶表示装置の画面輝
度の向上を図ることができる。

【００４６】なお、上の実施例では、市販の拡散フィル
ムに、溶剤キャスト法で成形されたポリカーボネート製
フィルムを貼り合わせて、拡散シートの面内位相差値を
調整したが、延伸により面内位相差値を調整したフィル
ムを用いて拡散シートの面内位相差値を調整するか、あ
るいは延伸フィルムに、前述した拡散剤を含有させた
り、拡散剤層を設けたり、粗面化したりする拡散処理を
施したものを拡散シートとして用いれば、一層の薄肉軽
量化を図ることができる。

【００４７】

【発明の効果】本発明の拡散シートを用いれば、反射型
直線偏光素子による輝度向上効果をより高めることがで
きるため、従来と同一消費電力でも、より明るい画面が
得られる。このため、例えば、従来と同一の画面輝度を
得るための消費電力を少なくすることができ、１回のバ
ッテリー充電で長時間の液晶表示装置の使用が可能とな
る。また、バッテリーの容量を小さくし、液晶表示装置
の小型化・軽量化を図ることも可能となる。さらに、拡
散シート自体の薄肉軽量化を図ることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液晶表示装置の一例を示す断面模式図
である。

【図２】従来の液晶表示装置の一例を示す断面模式図で
ある。

【図３】実施例で基準受光強度の測定に用いた装置の断
面模式図である。

【図４】実施例で試料の受光強度の測定に用いた装置の
断面模式図である。

【符号の説明】

１０、１１……液晶表示装置、 ２０……液晶セル、 ２１、２２……透明電極、 ２３……液晶層、 ３０……前面側光学素子、 ３５……前面側二色性偏光素子、 ３６……前面側位相差素子、 ４０、４１、４２、４３……偏光光源装置、 ４５、４６……光源装置、 ５０、５１……光学素子、 ５３……反射型直線偏光素子、 ５５……二色性偏光素子、 ５６……位相差素子、 ６１……光源、 ６２……導光板、 ６３……反射板、 ６４……白色ドット印刷、 ７０、７１……拡散シート、 ８０……導光板と拡散シートの積層体、 ８２……ガラス板、 ８６……受光部、 ８７……光ファイバー。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０９Ｆ 9/00 ３３６ Ｇ０２Ｆ 1/1335 ５３０

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】面内位相差値が７０nm以上１６０nm以下で
   あることを特徴とする拡散シート。
2. 【請求項２】透明高分子材料を基材とする請求項１に記
   載の拡散シート。
3. 【請求項３】ヘイズ率が３０％以上９５％以下である請
   求項２に記載の拡散シート。
4. 【請求項４】反射シートと、端部に光源が配置された導
   光板と、面内位相差値が７０nm以上１６０nm以下である
   拡散シートとがこの順に配置されてなることを特徴とす
   る光源装置。
5. 【請求項５】反射シートと、端部に光源が配置された導
   光板と、拡散シートとがこの順に配置されてなり、該導
   光板と該拡散シートとの積層体の面内位相差値が７０nm
   以上１６０nm以下であることを特徴とする光源装置。
6. 【請求項６】請求項４又は５に記載の光源装置の拡散シ
   ート側に、該導光板と該拡散シートとの積層体の遅相軸
   と４０°以上５０°以下の角度で透光軸が交わるように
   反射型直線偏光素子が配置されてなることを特徴とする
   偏光光源装置。
7. 【請求項７】さらに、該反射型直線偏光素子の該拡散シ
   ートとは反対側に、その透光軸が該反射型直線偏光素子
   の透光軸と一致するように二色性偏光素子が配置されて
   いる請求項６に記載の偏光光源装置。
8. 【請求項８】請求項６又は７に記載の偏光光源装置の偏
   光素子側に、液晶セル及び前面側二色性偏光素子がこの
   順に配置されてなることを特徴とする液晶表示装置。