JP2003337334A - バックライト及びこれを用いた液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液晶表示装置の色再現性を向上させ得るバッ
クライトを提供する。 【解決手段】 ４００〜４４０ｎｍの中心波長を有する
青色光、５２０〜５３０ｎｍの中心波長を有する緑色光
及び６２０〜６４０ｎｍの中心波長を有する赤色光のそ
れぞれを透過させるバンドパスフィルタ４と、少なくと
も前記波長帯域の光を前記バンドパスフィルタに向けて
出射する光源１とを備えることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置に使
用するバックライトに関し、特に、液晶表示装置の色再
現性を向上させることのできるバックライトに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、カラー表示の液晶表示装置に
おける色再現性を向上させるべく、液晶表示装置を構成
するバックライトとカラーフィルタに対する種々の改良
が施されてきた。斯かる改良の多くは、バックライトの
輝線スペクトルや、カラーフィルタの透過スペクトル特
性を種々制御することにより、色再現域を広げようとい
う試みである。

【０００３】しかしながら、従来のバックライトやカラ
ーフィルタの組み合わせでは、ＣＲＴ並に色再現性を向
上させる（色再現域を広げる）ことは困難であった。

【０００４】より具体的には、バックライト用光源とし
て使用される多くの３波長冷陰極管の場合、輝線の中心
波長は、青色光が４３５ｎｍ、緑色光が５４５ｎｍ、赤
色光が６１０ｎｍであるが、色再現性の向上のために
は、緑色光は５３０ｎｍ程度に、赤色光は６３０ｎｍ程
度にシフトすることが望ましい。しかし、冷陰極管の蛍
光材とされる希土元素類の輝線波長を前記波長に変更す
ることは技術的に困難であった。

【０００５】また、冷陰極管の発光スペクトルを広帯域
化することにより、前記波長域（緑色光については５３
０ｎｍ程度、赤色光については６３０ｎｍ程度）の発光
エネルギー量を相対的に増加させることも可能である
が、カラーフィルタの色分離の悪さ（カラーフィルタの
透過スペクトル帯域はブロードな特性である）から、前
記広帯域化によって混色が増大してしまうという問題が
ある。

【０００６】斯かる混色を防止するという点では、青色
光と緑色光の間、及び、緑色光と赤色光の間の発光スペ
クトルに、所定のバンドギャップが生じることが望まし
いが、このような理想光源を作製することは困難であっ
た。また、顔料や染料による光の吸収を原理とするカラ
ーフィルタによってバンドギャップを形成することも困
難である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、斯かる従来
技術の問題点を解決するべくなされたもので、液晶表示
装置の色再現性を向上させ得るバックライトを提供する
ことを課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】斯かる課題を解決するべ
く、本発明は、請求項１に記載の如く、液晶表示装置に
使用するバックライトであって、４００〜４４０ｎｍの
中心波長を有する青色光、５２０〜５３０ｎｍの中心波
長を有する緑色光及び６２０〜６４０ｎｍの中心波長を
有する赤色光のそれぞれを透過させるバンドパスフィル
タと、少なくとも前記波長帯域の光を前記バンドパスフ
ィルタに向けて出射する光源とを備えることを特徴とす
るバックライトを提供するものである。

【０００９】請求項１に係る発明によれば、４００〜４
４０ｎｍの中心波長を有する青色光、５２０〜５３０ｎ
ｍの中心波長を有する緑色光及び６２０〜６４０ｎｍの
中心波長を有する赤色光のそれぞれを選択的に透過させ
るバンドパスフィルタを使用するため、光源から出射し
た光は、前記バンドパスフィルタを透過して、緑色光の
中心波長が５２０〜５３０ｎｍに、赤色光の中心波長が
６２０〜６４０ｎｍになると共に、透過光における青色
光と緑色光の間、及び、緑色光と赤色光の間のスペクト
ルに所定のバンドギャップを生じさせることができるの
で混色も防止され、色再現性を向上させることが可能で
ある。光源としては、少なくとも前記バンドパスフィル
タの透過波長帯域を含んだ発光スペクトルを有する限り
において、ブロードなスペクトル特性を有するものが種
々適用可能である。

【００１０】なお、前記波長帯域を透過させるバンドパ
スフィルタは、既存の膜設計技術を適用することにより
種々の形態で形成することが可能である。一般的に知ら
れているように、バンドパスフィルタの波長選択性は、
顔料や染料による光の吸収を原理とするカラーフィルタ
に比べてカットオフ特性を急峻とする設計が可能であ
る。また、希土元素類の輝線波長を設定する場合に比べ
て波長の設定や設計が容易で自由度が高いという利点を
有する。さらに、バンドパスフィルタは、本質的に光吸
収の無いフィルタであるため、光源の輝度を高めても、
光の吸収熱がバンドパスフィルタを介して液晶セルに伝
達することなく、当該バンドパスフィルタで遮断するこ
とができるという利点も有する。

【００１１】好ましくは、請求項２に記載の如く、前記
光源と前記バンドパスフィルタとの間に、前記光源から
前記バンドパスフィルタへの垂直入射光成分を増すプリ
ズム構造を有するプリズムシート又は指向性導光体を備
える。

【００１２】バンドパスフィルタへの光の入射角度によ
って、バンドパスフィルタを透過する光の波長がシフト
し、透過光のスペクトル帯域が変化することは一般的に
知られている。本発明によれば、光源からバンドパスフ
ィルタへの垂直入射光成分を増すプリズム構造を有する
プリズムシート又は指向性導光体を備えるため、当該プ
リズムシート又は指向性導光体を透過した光は、バンド
パスフィルタに垂直に入射され易くなる。従って、前記
スペクトル帯域の変化を抑制することができ、ひいて
は、本発明に係るバックライトを使用した液晶表示装置
における視野角による色調変化を低減することが可能で
ある。なお、指向性導光体とは、出射側表面に垂直出射
光成分を増すプリズム構造が形成、或いは、積層された
導光体を意味する。

【００１３】前記バンドパスフィルタは、例えば、請求
項３に記載の如く、コレステリック液晶を使用して形成
することが可能である。

【００１４】より具体的には、前記バンドパスフィルタ
は、請求項３に記載の如く、４００〜４４０ｎｍの中心
波長を有する青色光、５２０〜５３０ｎｍの中心波長を
有する緑色光及び６２０〜６４０ｎｍの中心波長を有す
る赤色光のそれぞれを透過させるコレステリック液晶層
と、光源側に配置された反射偏光子とを積層して形成さ
れ、これにより特定波長の光を透過させる一方、残りの
波長の光を反射させることが可能である。

【００１５】また、前記バンドパスフィルタは、請求項
５に記載の如く、それぞれ同一方向の円偏光を反射する
コレステリック液晶層で１／２波長板を挟着して形成す
ることによっても、特定波長の光を透過させる一方、残
りの波長の光を反射させることが可能である。

【００１６】ここで、前記１／２波長板は、請求項６に
記載の如く、可視光領域に対応する広帯域１／２波長板
とすることができ、これにより、光源から出射された可
視光領域の光全てについて１／２波長板としての機能を
奏し得るため、バンドパスフィルタの精度を高めること
が可能である。また、請求項７に記載の如く、液晶ポリ
マーを使用して形成することも可能である。

【００１７】また、前記バンドパスフィルタは、請求項
８に記載の如く、それぞれ逆方向の円偏光を反射するコ
レステリック液晶層を積層して形成することも可能であ
る。

【００１８】好ましくは、請求項９に記載の如く、前記
コレステリック液晶層の内、光源側に配置された一のコ
レステリック液晶層は可視光領域に対応する広帯域の円
偏光を反射し、他のコレステリック液晶層は４００〜４
４０ｎｍの中心波長を有する青色光、５２０〜５３０ｎ
ｍの中心波長を有する緑色光及び６２０〜６４０ｎｍの
中心波長を有する赤色光のそれぞれを透過させるように
形成される。

【００１９】請求項９に係る発明によれば、バンドパス
フィルタを透過した光は円偏光となるため、当該円偏光
を例えば１／４波長板で直線偏光（その偏光面を、液晶
表示装置を構成する液晶セルの光源側に取り付けた偏光
板の偏光面に一致させる）に変換すれば、吸収損失が無
く、光源からの出射光を効率良く利用できる。また、前
記一のコレステリック液晶層で反射した円偏光は、光源
（導光体）で更に反射する際に円偏光の向きが逆転し、
バンドパスフィルタを透過し得る円偏光となるため、当
該反射光を再利用することができ、利用効率が極めて高
いバックライトを得ることができる。

【００２０】ここで、前記バンドパスフィルタは、請求
項１０に記載の如く、それぞれ屈折率の異なる樹脂薄膜
を多層積層して形成しても良い。

【００２１】前記樹脂薄膜は、請求項１１に記載の如
く、薄膜塗工によって多層積層することができる他、請
求項１２に記載の如く、多層押出し後に延伸して多層積
層することも可能である。なお、請求項１３に記載の如
く、前記樹脂薄膜は、多層押出し後に２軸延伸して多層
積層される他、請求項１４に記載の如く、前記樹脂薄膜
は、延伸配向によって複屈折異方性を有し、多層押出し
後に２軸延伸して多層積層されてもよい。

【００２２】或いは、前記バンドパスフィルタは、請求
項１５に記載の如く、それぞれ屈折率の異なる誘電体薄
膜を多層積層して形成することも可能である。

【００２３】なお、本発明は、請求項１６に記載の如
く、液晶セルと、該液晶セルを照明するための請求項１
から１５のいずれかに記載のバックライトとを備えるこ
とを特徴とする液晶表示装置をも提供する。

【００２４】好ましくは、前記液晶表示装置は、請求項
１７に記載の如く、前記バックライトと前記液晶セルと
の間に、拡散板を備える。バンドパスフィルタへの垂直
入射光成分を過度に増せば、液晶セルに入射する垂直入
射光成分も過度に増し、ひいては、液晶表示装置での表
示内容を視認し得る視野角が狭くなるという問題があ
る。請求項１７に係る発明によれば、バンドパスフィル
タによって特定波長の光のみを透過させた後に、拡散板
によって透過光を拡散し、液晶セルを照明する構成であ
るため、良好な視野角特性と、良好な波長分布特性とを
兼ね備えた液晶表示装置が提供される。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しつつ、本
発明の一実施形態について説明する。図１は、本発明の
一実施形態に係るバンドパスフィルタを備えた液晶表示
装置の概略構成を示す縦断面図である。図１に示すよう
に、本実施形態に係る液晶表示装置１０は、バックライ
トとしての光源１及び光源１から出射した光を透過させ
るバンドパスフィルタ４と、バンドパスフィルタ４から
出射した光によって照明される液晶セル（カラーフィル
タや偏光板を含む）６とを備えている。さらに、液晶表
示装置１０は、導光体２と、プリズムシート３と、拡散
板５とを備えている。

【００２６】光源１としては、冷陰極管の他、ＬＥＤ
（発光ダイオード）の組み合わせ、白熱電球等を使用す
ることができる。光源波長の変更や調整は一般的に困難
であると共に、後述するように、バンドパスフィルタ４
によって所定の波長帯域の光のみを透過させることか
ら、光源１としては、バンドパスフィルタ４の透過波長
帯域を含んだブロードなスペクトル特性を有する光源を
使用するのが好ましい。

【００２７】導光体２は、光源１から出射した光をプリ
ズムシート３に導くものであって、アクリル樹脂、ポリ
カーボネート樹脂、ノルボルネン系樹脂等の光透過性を
有する透明樹脂を用いて形成することができる。

【００２８】プリズムシート３は、バンドパスフィルタ
４への垂直入射光成分を増すために設けられており、目
的に応じて１〜２枚使用される。プリズムシート３は、
シートの片面に微小プリズムを所定ピッチで形成したも
のであり、バンドパスフィルタ４の透過波長帯域に応じ
た集光度（垂直入射光成分）とするべく、微小プリズム
の頂角が適宜決定される。

【００２９】拡散板５は、良好な視野角特性を得るべ
く、バンドパスフィルタ４の透過光を拡散した後に、液
晶セル６を照明するために設けられている。拡散板５と
しては、平面フィルム表面にエンボス加工を施したり、
樹脂によって粒子を塗布したりすることにより、平面フ
ィルム表面に凹凸を形成した形態の他、樹脂フィルム中
に屈折率の異なる粒子を包埋することによっても形成す
ることができる。

【００３０】なお、光源としては、図２に示すように、
導光体２を介さずにバンドパスフィルタ４（本実施形態
ではプリズムシート３）に光を直接入射させる面状発光
体７を使用することも可能である。面状発光体７として
は、例えば、平面蛍光管やエレクトロルミネッセンスフ
ィルム等を使用することができる。

【００３１】バンドパスフィルタ４は、４００〜４４０
ｎｍの中心波長を有する青色光、５２０〜５３０ｎｍの
中心波長を有する緑色光及び６２０〜６４０ｎｍの中心
波長を有する赤色光のそれぞれを透過させる特性を有す
るように形成される。図３に、透明基材上にそれぞれ屈
折率の異なる誘電体薄膜を蒸着により多層積層して形成
したバンドパスフィルタの透過分光特性例を示す。図３
に透過分光特性例を示すバンドパスフィルタは、透過光
の中心波長が、青色光について４３５ｎｍ、緑色光につ
いて５２０ｎｍ、赤色光について６３０ｎｍとなるよう
に形成されている。なお、図３に透過分光特性例を示し
たバンドパスフィルタは、蒸着により誘電体薄膜を多層
積層して形成したものであるが、これに限るものではな
く、それぞれ屈折率の異なる樹脂薄膜を多層積層して形
成したものや、コレステリック液晶を使用して形成した
バンドパスフィルタについても、図３と同様の特性を有
するものを形成することが可能である。

【００３２】以下に、本実施形態で適用可能なバンドパ
スフィルタ４の例を説明する。

【００３３】（１）誘電体等を使用する場合 高屈折率材料として、ＴｉＯ₂、ＺｒＯ₂、ＺｎＳ等の金
属酸化物や誘電体を、低屈折率材料として、ＳｉＯ₂、
ＭｇＦ₂、Ｎａ₃ＡｌＦ₆、ＣａＦ₂等の金属酸化物や誘電
体をそれぞれ使用し、これら屈折率のそれぞれ異なる材
料を透明基材上に蒸着によって多層積層することにより
バンドパスフィルタ４を形成することができる。

【００３４】（２）コレステリック液晶を使用する場合 それぞれ同一方向の円偏光を反射するコレステリック液
晶層で１／２波長板を挟着するか、又は、それぞれ逆方
向の円偏光を反射するコレステリック液晶層を積層し
て、これらを透明基材上に形成することによりバンドパ
スフィルタ４を形成することができる。なお、コレステ
リック液晶を使用してバンドパスフィルタ４を形成する
場合、透明基材としては、位相差の小さい（２０ｎｍ以
下、望ましくは１０ｎｍ以下）基材とする必要がある。
また、１／２波長板は、ポリカーボネート等の複屈折異
方性を有する樹脂を延伸したり、液晶ポリマーを薄膜塗
工することによって形成することができる。

【００３５】（３）樹脂を使用する場合 例えば、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレ
フタレート、ポリカーボネート、ビニルカルバゾール、
臭素化アクリレートに代表されるハロゲン化樹脂組成物
や、高屈折率無機材料超微粒子包埋樹脂組成物等の高屈
折率樹脂材料と、３フッ素エチルアクリレート等に代表
されるフッ素樹脂材料や、ポリメチルメタアクリレート
に代表されるアクリル樹脂等の低屈折率樹脂材料とを使
用し、これら屈折率のそれぞれ異なる材料を透明基材上
に多層積層することによりバンドパスフィルタ４を形成
することができる。樹脂薄膜は、薄膜塗工（精密塗工）
の他、多層押出しによって作られた多層シートを延伸す
ることによっても多層積層され得る。

【００３６】なお、前記（１）〜（３）で使用する透明
基材の材料については特に限定はないが、一般的には、
ポリマーやガラス材料が使用される。ポリマーの例とし
ては、２酢酸セルロースや３酢酸セルロース等のセルロ
ース系ポリマー、ポリエチレンテレフタレートやポリエ
チレンナフタレート等のポリエステル系ポリマー、ポリ
オレフィン系やポリカーボネート系のポリマー等が用い
られる。

【００３７】なお、バンドパスフィルタ４とプリズムシ
ート３との間に、いわゆる反射偏光子（液晶セル６の光
源側に配置された偏光板の偏光面と直交する偏光面を有
する光を反射する）を配置し、バンドパスフィルタ４の
透過光量を増大させる場合には、前記透明基材として、
位相差の少ない３酢酸セルロース、無延伸ポリカーボネ
ート、無延伸ポリエチレンテレフタレート、又は、ノル
ボルネン系樹脂等のフィルムを用いるのが好ましい。

【００３８】

【実施例】以下、実施例及び比較例を示すことにより、
本発明の特徴をより一層明らかにする。

【００３９】（実施例１）ＴｉＯ₂／ＳｉＯ₂を材料とし
た１５層の薄膜積層によって、透過光の中心波長が４３
５ｎｍ、５２０ｎｍ、６３０ｎｍとなるようにバンドパ
スフィルタを設計し、作製した。蒸着被着体となる透明
フィルム基材としては、東レ社製ルミラー（厚み７５μ
ｍ）を用い、この基材上にスパッタリングによって前記
材料を１５層に積層した。以上のようにして作製したバ
ンドパスフィルタの透過分光特性を図３に示す。図３に
示すように、作製したバンドパスフィルタの透過光のピ
ーク波長は、約４３７ｎｍ、５２５ｎｍ、６２８ｎｍで
あり、略設計通り、特定波長の光のみが選択的に透過す
ることが分かった。

【００４０】次に、バックライト用光源として、エレバ
ム社製カラー冷陰極管（Ｒ＝ＯＦ型、Ｇ＝ＢＣ型、Ｂ＝
ＧＰ型の３種を各１本ずつ）を用いた。また、プリズム
シートとして、３Ｍ社製ＢＥＦシート２枚を互いに直交
させたものを用い、拡散板として、きもと社製拡散板を
用いて、これらを導光板上に積層し、ＲＧＢ３色の発光
強度をそれぞれ独立して変更できるバックライト本体を
作製した。このバックライト本体の出射光は、正面方向
±４０度に集光しており、各色の発光強度を調整できる
ので、白色光を容易に得ることができる。

【００４１】前記バックライト本体上に前記バンドパス
フィルタを配置すると、正面方向への選択的な透過波長
特性が得られる。ここで、前記バンドパスフィルタの各
色毎の透過率が一致していないので、冷陰極管の出力を
調整し、バンドパスフィルタ透過後の正面方向の色調が
白色となるように調整した。

【００４２】以上のようにして作製したバックライトを
用いた液晶表示装置の色再現域は、図４に示すＸＹ色度
図のようになり、従来よりも色再現域の広い表示が得ら
れることが分かった。

【００４３】（実施例２）フッ素系アクリレート樹脂
（日産化学社製ＬＲ２０２Ｂ）／無機高屈折率超微粒子
含有アクリレート樹脂（ＪＳＲ社製デソライト）を材料
とした２１層の多層薄膜塗工によって、透過光の中心波
長が４３５ｎｍ、５２０ｎｍ、６３０ｎｍとなるように
バンドパスフィルタを作製した。基材フィルムとして
は、富士写真フィルム社製ＴＡＣフィルムＴＤ−ＴＡＣ
８０μｍを用いた。

【００４４】ここで、フッ素系アクリレート樹脂の屈折
率は約１．４０、無機高屈折率超微粒子含有アクリレー
ト樹脂の屈折率は約１．７１であった。多層薄膜塗工
は、マイクログラビアコーターを用い、９０℃×１分に
て乾燥した後、紫外線重合（照度５０ｍＷ／ｃｍ²×１
秒）によって硬化し、その硬化塗膜上に次の塗膜を上塗
りすることを繰り返して実施した。このようにして得ら
れたバンドパスフィルタは、面内透過分光特性の均一性
が不十分であったため、該当波長域に対して良好な特性
を有する領域を選択して用いることにした。

【００４５】以上のようにして作製したバンドパスフィ
ルタの透過分光特性を図５に示す。図５に示すように、
設計通り、特定波長の光のみが選択的に透過することが
分かった。このバンドパスフィルタを実施例１と同様の
バックライト本体上に配置したバックライトは、出射光
線のスペクトルピークが、４３５ｎｍ、５２０ｎｍ、６
３０ｎｍとなり、従来のバックライトよりも、赤色の発
光波長が長い領域のみを取り出すことができ、色再現域
が拡大できると共に、各色の色純度が向上したことか
ら、中間色の再現性が向上した。なお、以上に述べた効
果は、透過光の中心波長によって一義的に決まるため、
実施例１の場合と同等であった。

【００４６】（実施例３）右回り円偏光を反射する３波
長対応のコレステリック液晶の多層積層（以下、適宜、
右円偏光反射板という）を２枚作成し、これら２枚のコ
レステリック液晶層の間に１／２波長板を挟着してバン
ドパスフィルタを作製した。

【００４７】上記において、用いたコレステリック液晶
は、重合性メソゲン化合物と、重合性カイラル剤との混
合物からなり、重合性メソゲン化合物としてはＢＦＳＦ
社製ＬＣ２４２を用い、重合性カイラル剤としてはＢＡ
ＳＦ社製ＬＣ７５６を用いた。これらの混合比を適宜設
定することで、選択反射の中心値が、それぞれ４７０ｎ
ｍ、５７０ｎｍ、６９０ｎｍとなる３種のコレステリッ
ク液晶を作製した。すなわち、重合性メソゲン化合物と
重合性カイラル剤との混合比（以下、メソゲン／カイラ
ルという）を、メソゲン／カイラル＝５．７／９４．３
とすることで、選択反射の中心値４７０ｎｍのコレステ
リック液晶を、メソゲン／カイラル＝４．８／９５．２
とすることで、選択反射の中心値５７０ｎｍのコレステ
リック液晶を、メソゲン／カイラル＝４／９６とするこ
とで、選択反射の中心値６９０ｎｍのコレステリック液
晶を、それぞれ作製した。

【００４８】具体的には、重合性カイラル剤と重合性メ
ソゲン化合物をシクロペンタンにて溶解（２０重量％）
し、反応開始剤（チバガイギ社製Ｉｒｇ９０７、１重量
％）を添加した。また、配向基板としては、東レ社製Ｐ
ＥＴフィルムであるルミラー７５μｍを用い、ラビング
布によって配向処理した。斯かる配向基板上に前記溶液
をワイヤーバーによって厚み２μｍに塗布し、９０℃×
２分にて乾燥した後、８０℃の環境にて紫外線照射（１
０ｍＷ／ｃｍ²×１分）して硬化させた。硬化した液晶
層から配向基板を剥離除去し、これにより得られた薄膜
を日東電工社製Ｎｏ７粘着剤（アクリル系、厚み２５μ
ｍ）を用いて３層積層した。

【００４９】以上のようにして作製した右円偏光反射板
２枚の間に、ポリカーボネート製１／２波長板（日東電
工社製ＮＲＦ−２７０ｎｍ）を挟み込み、粘着剤（日東
電工社製Ｎｏ．７、厚み２５μｍ）によって貼り合わ
せ、前述のバンドパスフィルタを作製した。

【００５０】以上のようにして作製したバンドパスフィ
ルタを実施例１と同様のバックライト本体上に配置した
バックライトは、出射光線のスペクトルピークが、４３
５ｎｍ、５２０ｎｍ、６３０ｎｍとなり、従来のバック
ライトよりも、赤色の発光波長が長い領域のみを取り出
すことができ、色再現域が拡大できると共に、各色の色
純度が向上したことから、中間色の再現性が向上した。
なお、以上に述べた効果は、透過光の中心波長によって
一義的に決まるため、実施例１の場合と同等であった。

【００５１】（実施例４）右円偏光反射板を２枚作成
し、これら２枚の右円偏光反射板の間に１／２波長板を
挟着してバンドパスフィルタを作製した。ここで、用い
る右円偏光反射板は、実施例３と同じものとした。

【００５２】１／２波長板の作製は、まず、重合性メソ
ゲン化合物としてＢＦＳＦ社製ＬＣ２４２を用い、これ
に光反応開始剤（チバガイギ社製Ｉｒｇ９０７、１重量
％）を添加してＭＥＫ溶液（２０重量％）とした。斯か
る溶液を配向基板（東レ社製ＰＥＴフィルムであるルミ
ラー７５μｍをラビング布によって配向処理したもの）
上にワイヤーバーコーターによって乾燥時に約２．５μ
ｍの厚みになるように塗布し、９０℃×２分にて乾燥し
た後、紫外線照射（１０ｍＷ／ｃｍ²×１分）して硬化
させた。硬化した液晶層から配向基板を剥離除去し、１
／２波長板を作製した。

【００５３】以上のようにして作製した１／２波長板
を、右円偏光反射板２枚の間に挟み込み、イソシアネー
ト系接着剤（厚み２μｍに塗布）を用いてこれらを接着
することにより、前述のバンドパスフィルタを作製し
た。

【００５４】以上のようにして作製したバンドパスフィ
ルタは、全系の厚みが実施例３のバンドパスフィルタよ
りも９０μｍ程度薄くなる一方、光学特性は同等であっ
た。また、色再現域等の効果は、透過光の中心波長によ
って一義的に決まるため、実施例１の場合と同等であっ
た。

【００５５】（実施例５）右回り円偏光を反射する３波
長対応のコレステリック液晶の多層積層（右円偏光反射
板）を、実施例３と同様にして作製し、左回り円偏光を
反射する日東電工社製ＮＩＰＯＣＳ（ＰＣＦ４００）を
積層してバンドパスフィルタを作製した。両者の積層に
は、アクリル系粘着剤（日東電工社製粘着剤Ｎｏ．７、
厚み２５μｍ）を用いた。

【００５６】以上のようにして作製したバンドパスフィ
ルタの光学特性は、実施例３のバンドパスフィルタと同
等であった。また、色再現域等の効果は、透過光の中心
波長によって一義的に決まるため、実施例１の場合と同
等であった。

【００５７】本実施例のバンドパスフィルタを、バック
ライト本体、バンドパスフィルタ（バックライト本体側
にＮＩＰＯＣＳ、液晶セル側に右円偏光反射板を向けた
配置）、位相差板（日東電工社製１／４波長板であるＮ
ＲＦフィルム、位相差値１４０ｎｍ）、偏光板、液晶セ
ルの順に配置したところ、実施例１〜４の場合に比べ
て、１．５倍程度明るさが向上した。

【００５８】これは、実施例１〜４のバンドパスフィル
タを透過する光が偏光ではないため、その透過光の半分
は、液晶セルの光源側に取り付けた偏光板によって吸収
損失するからである。より具体的には、実施例１及び２
では、バンドパスフィルタが干渉フィルタであるので、
位相差を有さず、これにより透過光も偏光とはならな
い。また、実施例３及び４では、コレステリック液晶に
よる反射偏光板を利用しているが、透過する波長帯域で
は円偏光板としては機能せず、自然光が素通りするた
め、透過光は特に偏光するわけではない。これに対し
て、本実施例では、光源側に可視光の全波長帯域で円偏
光反射板として機能する日東電工社製ＮＩＰＯＣＳを用
いているため、ＮＩＰＯＣＳを透過した光は円偏光化し
ており、ＮＩＰＯＣＳで反射した光はバックライト本体
で更に反射する際に円偏光の向きが逆転し、再利用され
るからである。

【００５９】（実施例６）右回り円偏光を反射する３波
長対応のコレステリック液晶の多層積層（右円偏光反射
板）を実施例３と同様にして作製し、左回り円偏光を反
射する左円偏光反射板として、日東電工社製ＮＲＦフィ
ルム（位相差値１４０ｎｍ）と３Ｍ社製ＤＢＥＦとの積
層品を用い、これらを積層してバンドパスフィルタを作
製した。これらの積層には、アクリル系粘着剤（日東電
工社製粘着剤Ｎｏ．７、厚み２５μｍ）を用いた。

【００６０】直線偏光子と１／４波長板とを互いの軸角
度を４５度傾斜させて積層すると円偏光が得られる。従
って、本実施例では、３Ｍ社製ＤＢＥＦ（直線偏光を反
射する直線反射偏光子）の透過軸に対して、４５度傾斜
した方向に１／４波長板を積層することにした。ここ
で、可視光の最大感度を示す波長は約５５０ｎｍである
ため、位相差値１４０ｎｍ程度が１／４波長に相当する
ことになる（従って、位相差値１４０ｎｍのＮＲＦフィ
ルムは１／４波長板として機能する）。

【００６１】本実施例のバンドパスフィルタを、バック
ライト本体、バンドパスフィルタ（バックライト本体側
から液晶セル側に向けて、ＤＢＥＦ、１／４波長板、右
円偏光反射板の順に配置）、位相差板（１／４波長
板）、偏光板、液晶セルの順に配置した。つまり、実施
例５のＮＩＰＯＣＳの機能をＤＢＥＦで代替えするに
は、直線偏光を円偏光化する手段（本実施例では１／４
波長板）が必要である。一方、液晶セルの光源側に取り
付けた偏光板に入射する前に、円偏光を直線偏光に戻す
必要があるため、更に１／４波長板が必要である。この
ため、上記配置のように、右円偏光反射板を挟んで２枚
の１／４波長板が必要である。本実施例によって観察さ
れる集光分布状態は実施例３と全く同一であったが、実
施例５と同様に入射光が再利用されるため、上記配置に
より構成される液晶表示装置の正面輝度は１．５倍程度
向上した。

【００６２】（実施例７）右回り円偏光を反射する３波
長対応のコレステリック液晶の多層積層（右円偏光反射
板）を実施例３と同様にして作製し、左回り円偏光を反
射する左円偏光反射板として、日東電工社製ＮＲＺフィ
ルム（位相差値１４０ｎｍ、Ｎｚ係数０．５）と３Ｍ社
製ＤＢＥＦとの積層品を用い、これらを積層してバンド
パスフィルタを作製した。これらの積層には、アクリル
系粘着剤（日東電工社製粘着剤Ｎｏ．７、厚み２５μ
ｍ）を用いた。

【００６３】直線偏光子と１／４波長板とを互いの軸角
度を４５度傾斜させて積層すると円偏光が得られる。従
って、本実施例では、３Ｍ社製ＤＢＥＦ（直線偏光を反
射する直線反射偏光子）の透過軸に対して、４５度傾斜
した方向に１／４波長板を積層することにした。ここ
で、可視光の最大感度を示す波長は約５５０ｎｍである
ため、位相差値１４０ｎｍ程度が１／４波長に相当する
ことになる（従って、位相差値１４０ｎｍのＮＲＺフィ
ルムは１／４波長板として機能する）。

【００６４】本実施例のバンドパスフィルタを、バック
ライト本体、バンドパスフィルタ（バックライト本体側
から液晶セル側に向けて、ＤＢＥＦ、１／４波長板、右
円偏光反射板の順に配置）、位相差板（１／４波長
板）、偏光板、液晶セルの順に配置した。つまり、実施
例５のＮＩＰＯＣＳの機能をＤＢＥＦで代替えするに
は、直線偏光を円偏光化する手段（本実施例では１／４
波長板）が必要である。一方、液晶セルの光源側に取り
付けた偏光板に入射する前に、円偏光を直線偏光に戻す
必要があるため、更に１／４波長板が必要である。この
ため、上記配置のように、右円偏光反射板を挟んで２枚
の１／４波長板が必要である。

【００６５】また、位相差板は、一般的に、斜め方向か
らの入射光に対して光路長が変化することにより位相差
値が変動する。このため、入射角度が大きくなると、垂
直入射時とは位相差値にズレが生じ、有効な機能を果た
さない場合がある。しかし、本実施例では、厚み方向の
位相差を制御したＮＲＺフィルムを用いることにより、
斜め方向からの入射光に対しても、要求される１／４波
長板としての機能を得ることが可能であった。なお、本
実施例に係るバンドパスフィルタによれば、実施例５と
同様に入射光が再利用されるため、上記配置により構成
される液晶表示装置の正面輝度は１．５倍程度向上し
た。

【００６６】（実施例８）右回り円偏光を反射する３波
長対応のコレステリック液晶の多層積層（右円偏光反射
板）を実施例３と同様にして作製し、左回り円偏光を反
射する左円偏光反射板として、日東電工社製ＮＲＺフィ
ルム（位相差値１４０ｎｍ・Ｎｚ係数０．５、及び、位
相差値２７０ｎｍ・Ｎｚ係数０．５）と３Ｍ社製ＤＢＥ
Ｆとの積層品を用い、これらを積層してバンドパスフィ
ルタを作製した。これらの積層には、アクリル系粘着剤
（日東電工社製粘着剤Ｎｏ．７、厚み２５μｍ）を用い
た。

【００６７】一般に、直線偏光子と１／４波長板とを組
み合わせて積層すると円偏光が得られる。しかしなが
ら、この場合、特定の波長に対してのみしか１／４波長
板として機能しないため、設計波長と異なる光は、厳密
な円偏光とはならず、問題が生じる場合がある。従っ
て、本実施例では、３Ｍ社製ＤＢＥＦ（直線偏光を反射
する直線反射偏光子）に対して、１／２波長板と１／４
波長板とを異軸の組み合わせで積層することにした。こ
の場合、１／２波長板と１／４波長板との積層品は、広
帯域１／４波長板として機能するため、可視光領域全体
で円偏光を得ることができる。図６に、直線反射偏光
子、１／２波長板及び１／４波長板の積層状態の一例を
示す。なお、図６に示す位相差値及び貼り合わせ角は一
例であって、この値に限るものではない。

【００６８】本実施例のバンドパスフィルタを、バック
ライト本体、バンドパスフィルタ（バックライト本体側
から液晶セル側に向けて、ＤＢＥＦ、広帯域１／４波長
板、右円偏光反射板の順に配置）、位相差板（広帯域１
／４波長板）、偏光板、液晶セルの順に配置した。つま
り、実施例５のＮＩＰＯＣＳの機能をＤＢＥＦで代替え
するには、直線偏光を円偏光化する手段（本実施例では
広帯域１／４波長板）が必要である。一方、液晶セルの
光源側に取り付けた偏光板に入射する前に、円偏光を直
線偏光に戻す必要があるため、更に広帯域１／４波長板
が必要である。このため、上記配置のように、右円偏光
反射板を挟んで２枚の広帯域１／４波長板が必要であ
る。

【００６９】また、位相差板は、一般的に、斜め方向か
らの入射光に対して光路長が変化することにより位相差
値が変動する。このため、入射角度が大きくなると、垂
直入射時とは位相差値にズレが生じ、有効な機能を果た
さない場合がある。しかし、本実施例では、厚み方向の
位相差を制御したＮＲＺフィルムを用いることにより、
斜め方向からの入射光に対しても、要求される１／４波
長板としての機能を得ることが可能であった。

【００７０】さらに、本実施例では、前述のように、位
相差板を２枚異軸積層することによって広帯域化し、可
視光領域全体で１／４波長板として機能するようにし
た。従って、上記配置により構成される液晶表示装置を
斜め方向から視認しても、波長毎の位相差値の変化が少
なく、可視光域での均一な特性が得られるため、着色な
どの波長不均一が少ないという利点が得られた。なお、
本実施例に係るバンドパスフィルタによれば、実施例５
と同様に入射光が再利用されるため、上記配置により構
成される液晶表示装置の正面輝度は１．５倍程度向上し
た。

【００７１】（比較例）バンドパスフィルタ無しの冷陰
極管（輝線の中心波長４３５ｎｍ、５４５ｎｍ、６１０
ｎｍ）をバックライトとして用いた液晶表示装置の色再
現域は、図７に示すＸＹ色度図のようになり、色再現域
の狭い表示であることが分かる。

【００７２】なお、以上に説明した実施例及び比較例に
おいて、反射波長帯域の測定には、大塚電子社製瞬間マ
ルチ測光システムＭＣＰＤ２０００を、薄膜特性の評価
には、日本分光社製分光エリプソＭ２２０を、透過反射
の分光特性の評価には、日立製作所社製分光光度計Ｕ４
１００を、偏光板の特性評価には、村上色彩社製ＤＯＴ
３を、位相差値の測定には、Oji Scientific Instrumen
t社製複屈折測定装置ＫＯＢＲＡ２１Ｄを、視野角特性
（コントラスト、色調、輝度）の計測には、ＥＬＤＩＭ
社製Ｅｚコントラストを、それぞれ用いた。また、バン
ドパスフィルタ等の作製に、ウシオ電機社製ＵＶＣ３２
１ＡＭ１を用いた。

【００７３】

【発明の効果】本発明に係るバックライトによれば、４
００〜４４０ｎｍの中心波長を有する青色光、５２０〜
５３０ｎｍの中心波長を有する緑色光及び６２０〜６４
０ｎｍの中心波長を有する赤色光のそれぞれを選択的に
透過させるバンドパスフィルタを使用するため、光源か
ら出射した光は、前記バンドパスフィルタを透過して、
緑色光の中心波長が５２０〜５３０ｎｍに、赤色光の中
心波長が６２０〜６４０ｎｍになると共に、透過光にお
ける青色光と緑色光の間、及び、緑色光と赤色光の間の
スペクトルに所定のバンドギャップを生じさせることが
できるので混色も防止され、カラー液晶表示装置の色再
現性を向上させることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は、本発明の一実施形態に係るバンドパ
スフィルタを備えた液晶表示装置の概略構成を示す縦断
面図である。

【図２】 図２は、本発明の他の実施形態に係る液晶表
示装置の概略構成を示す縦断面図である。

【図３】 図３は、本発明の実施例１に係るバンドパス
フィルタの透過分光特性を示す。

【図４】 図４は、本発明の実施例１に係るバンドパス
フィルタを用いた液晶表示装置のＸＹ色度図である。

【図５】 図５は、本発明の実施例２に係るバンドパス
フィルタの透過分光特性を示す。

【図６】 図６は、本発明の実施例８に係る直線反射偏
光子、１／２波長板及び１／４波長板の積層状態の一例
を示す説明図である。

【図７】 図７は、従来の液晶表示装置のＸＹ色度図で
ある。

【符号の説明】

１ …光源 ２ …導光体 ３ …プリズムシート ４ …バンドパスフィルタ ５ …拡散板 ６ …液晶
セル １０… 液晶表示装置

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液晶表示装置に使用するバックライトで
   あって、 ４００〜４４０ｎｍの中心波長を有する青色光、５２０
   〜５３０ｎｍの中心波長を有する緑色光及び６２０〜６
   ４０ｎｍの中心波長を有する赤色光のそれぞれを透過さ
   せるバンドパスフィルタと、 少なくとも前記波長帯域の光を前記バンドパスフィルタ
   に向けて出射する光源とを備えることを特徴とするバッ
   クライト。
2. 【請求項２】 前記光源と前記バンドパスフィルタとの
   間に、前記光源から前記バンドパスフィルタへの垂直入
   射光成分を増すプリズム構造を有するプリズムシート又
   は指向性導光体を備えることを特徴とする請求項１に記
   載のバックライト。
3. 【請求項３】 前記バンドパスフィルタは、コレステリ
   ック液晶を使用して形成されることを特徴とする請求項
   １又は２に記載のバックライト。
4. 【請求項４】 前記バンドパスフィルタは、４００〜４
   ４０ｎｍの中心波長を有する青色光、５２０〜５３０ｎ
   ｍの中心波長を有する緑色光及び６２０〜６４０ｎｍの
   中心波長を有する赤色光のそれぞれを透過させるコレス
   テリック液晶層と、光源側に配置された反射偏光子とを
   積層して形成されることを特徴とする請求項３に記載の
   バックライト。
5. 【請求項５】 前記バンドパスフィルタは、それぞれ同
   一方向の円偏光を反射するコレステリック液晶層で１／
   ２波長板を挟着して形成されることを特徴とする請求項
   ３に記載のバックライト。
6. 【請求項６】 前記１／２波長板は、可視光領域に対応
   する広帯域１／２波長板であることを特徴とする請求項
   ５に記載のバックライト。
7. 【請求項７】 前記１／２波長板は、液晶ポリマーを使
   用して形成されることを特徴とする請求項５に記載のバ
   ックライト。
8. 【請求項８】 前記バンドパスフィルタは、それぞれ逆
   方向の円偏光を反射するコレステリック液晶層を積層し
   て形成されることを特徴とする請求項３に記載のバック
   ライト。
9. 【請求項９】 前記コレステリック液晶層の内、光源側
   に配置された一のコレステリック液晶層は可視光領域に
   対応する広帯域の円偏光を反射し、他のコレステリック
   液晶層は４００〜４４０ｎｍの中心波長を有する青色
   光、５２０〜５３０ｎｍの中心波長を有する緑色光及び
   ６２０〜６４０ｎｍの中心波長を有する赤色光のそれぞ
   れを透過させることを特徴とする請求項５から８のいず
   れかに記載のバックライト。
10. 【請求項１０】 前記バンドパスフィルタは、それぞれ
    屈折率の異なる樹脂薄膜を多層積層して形成されること
    を特徴とする請求項１又は２に記載のバックライト。
11. 【請求項１１】 前記樹脂薄膜は、薄膜塗工によって多
    層積層されることを特徴とする請求項１０に記載のバッ
    クライト。
12. 【請求項１２】 前記樹脂薄膜は、多層押出し後に延伸
    して多層積層されることを特徴とする請求項１０に記載
    のバックライト。
13. 【請求項１３】 前記樹脂薄膜は、多層押出し後に２軸
    延伸して多層積層されることを特徴とする請求項１２に
    記載のバックライト。
14. 【請求項１４】 前記樹脂薄膜は、延伸配向によって複
    屈折異方性を有し、多層押出し後に２軸延伸して多層積
    層されることを特徴とする請求項１２に記載のバックラ
    イト。
15. 【請求項１５】 前記バンドパスフィルタは、それぞれ
    屈折率の異なる誘電体薄膜を多層積層して形成されるこ
    とを特徴とする請求項１又は２に記載のバックライト。
16. 【請求項１６】 液晶セルと、該液晶セルを照明するた
    めの請求項１から１５のいずれかに記載のバックライト
    とを備えることを特徴とする液晶表示装置。
17. 【請求項１７】 前記バックライトと前記液晶セルとの
    間に、拡散板を備えることを特徴とする請求項１６に記
    載の液晶表示装置。