CN111133347A - 光学系统及显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及通过利用紫外线而在可见光区域中具有高穿透性,并且可进行图像、动画、立体视觉、立体图像等的显示的新颖的光学系统及显示装置。此光学系统(1)具备偏光元件(10)。偏光元件(10)是作为通过至少含有紫外线的光的吸收而让可见光区域的光显示偏光发光的偏光发光元件(10a)而具备,或是作为在至少含有紫外线的光中至少将紫外线区域的光控制为偏光的偏光控制元件(10b)而具备。

Description

光学系统及显示装置
技术领域
本发明涉及光学系统及显示装置。详细而言,涉及具备具有利用紫外线而使可见光区域的光偏光发光的功能的偏光发光元件,或具有将该紫外线控制为偏光的功能的偏光控制元件来作为偏光元件的光学系统及显示装置。
背景技术
显示装置的代表例之一的液晶显示装置(LCD),由于为薄型且轻量、低消耗电力,所以近年来其用途逐渐扩展。液晶显示装置的基本结构为,设置有称为背光的光源,仅使某一方向的光通过的2片偏光板,与将配置在此2片偏光板之间的液晶材料封闭的液晶单元而构成。
近年的液晶显示装置中,伴随着背光的省电化,为了提高光利用效率,有时会利用具有与背光不同的发光作用的材料。专利文献1中,揭示一种将荧光物质混合在液晶分子并通过电场使液晶配向,同时通过电场发光而据此得到偏光发光的方法。此外,专利文献2中,揭示一种具有使用有液晶材料的光学元件与由有机EL材料所构成的发光层的有机EL元件。然而,专利文献1、2中任一文献中,皆未揭示使用该本身显示偏光发光的偏光发光元件的图像显示装置。
专利文献3中,揭示一种使用了聚合性液晶化合物本身会发光的聚合性液晶化合物的图像显示装置,除此之外,也揭示此聚合性液晶化合物可利用作为偏光发光元件的材料的内容。然而,并未存在有使用偏光发光元件来构成图像显示装置时的具体的层结构等的揭示内容。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本特开平11-241069号公报
[专利文献2]日本特开2008-218406号公报
[专利文献3]日本特开2004-182678号公报。
发明内容
[发明所欲解决的课题]
近年的显示装置中,对可让配置在显示器的背侧的背景物穿透而辨识的透明显示器(透视型显示器)装置进行研究开发。此透明显示器具有将图像、动画、文字等影像显示在透明显示器上,并且可让该显示器的背面侧的景象穿透而观看的特征。
一般而言,透明显示器使用有机发光二极管(OLED)或液晶显示器。以OLED来制作透明显示器时,由于OLED使用本身会发光的发光元件,所以不须使用背光,但却难以制造且昂贵。另一方面,以液晶显示器来制作透明显示器时,由于液晶显示器使用可见光区域的穿透率一般为30~45%的偏光板,所以可见光穿透率必然降低,结果产生观看性降低的问题。
有鉴上述情形,本发明的目的在于提供通过利用紫外线而在可见光区域中具有高穿透性,并且可进行图像、动画、立体视觉、立体图像等的显示的新颖的光学系统及显示装置。
[用以解决课题的手段]
(1)本发明的方案为一种光学系统,其为具备偏光元件的光学系统,其中,
前述偏光元件,是作为通过至少含有紫外线的光的吸收而让可见光区域的光显示偏光发光的偏光发光元件而具备,或是作为在前述至少含有紫外线的光中至少将紫外线区域的光控制为偏光的偏光控制元件而具备。
(2)本发明的方案如上述(1)所述的光学系统,其中前述偏光元件是作为偏光发光元件而具备,前述偏光发光元件在380nm~780nm的波长区域中具有60%以上的视感度修正单体穿透率。
(3)本发明的方案如上述(1)或(2)所述的光学系统,进一步具备发出至少含有紫外线的光的光源。
(4)本发明的方案为一种显示装置,其具备如上述(1)~(3)中任一项所述的光学系统。
(5)本发明的方案如上述(4)所述的显示装置,其中前述偏光元件是作为偏光发光元件而具备,前述显示装置为进一步具备液晶单元的液晶显示装置,前述光从前述液晶单元的一边的面侧照射,
前述偏光发光元件配置在前述液晶单元的另一边的面侧,并且
前述光为偏光紫外线。
(6)本发明的方案如上述(5)所述的显示装置,进一步具备发出偏光紫外线的光的光源。
(7)本发明的方案如上述(4)所述的显示装置,其中前述偏光元件是作为偏光发光元件而具备,前述显示装置为进一步具备液晶单元及偏光板的液晶显示装置,
前述光从前述液晶单元的一边的面侧照射,
前述偏光发光元件配置在前述液晶单元的另一边的面侧,并且
在照射有前述光的前述液晶单元的一边的面侧,配置具有使紫外线偏光的偏光板O-UVP以及使紫外线及可见光两者偏光的偏光板V+UVP中的至少一者的前述偏光板。
(8)本发明的方案如上述(7)所述的显示装置,进一步具备发出至少含有紫外线的光的光源。
(9)本发明的方案如上述(5)~(8)中任一项所述的显示装置,其中前述液晶显示装置进一步具备选自由光吸收层、光反射层及相位差板所组成的组中的至少一种光控制层,并且
在未配置前述液晶单元的前述偏光发光元件的面侧配置有前述至少一种光控制层。
(10)本发明的方案如上述(9)所述的显示装置,其中前述液晶显示装置具备前述光反射层与前述相位差板,并且该相位差板配置在前述光反射层与前述偏光发光元件之间。
(11)本发明的方案如上述(4)所述的显示装置,其中前述偏光元件是作为偏光发光元件而具备,并且前述显示装置为进一步具备:液晶单元,与紫外线吸收元件,与选自由使紫外线偏光的偏光板O-UVP、使紫外线及可见光两者偏光的偏光板V+UVP以及使紫外线穿透的UV穿透偏光板所组成的组中的至少1种偏光板的液晶显示装置。
(12)本发明的方案如上述(4)所述的显示装置,其中前述偏光元件是作为偏光发光元件而具备,前述显示装置为进一步具备:液晶单元,与选自由使紫外线偏光的偏光板O-UVP、使紫外线及可见光两者偏光的偏光板V+UVP、使紫外线穿透的UV穿透偏光板以及使紫外线不穿透的UV非穿透偏光板所组成的组中的至少1种偏光板的液晶显示装置,并且
前述偏光板的1片在与前述偏光发光元件的偏光轴正交的方向上具有吸收轴,或前述偏光板的1片为UV非穿透偏光板且该UV非穿透偏光板在与前述偏光发光元件的偏光轴为同轴的方向上具有吸收轴。
(13)本发明的方案如上述(4)所述的显示装置,其中前述偏光元件是作为偏光控制元件而具备,前述显示装置为进一步具备液晶单元的液晶显示装置,
前述液晶显示装置进一步具备使紫外线及可见光两者偏光的偏光板V+UVP与使紫外线穿透的UV穿透偏光板,或进一步具备至少2个前述偏光板V+UVP,
前述光从前述液晶单元的一边的面侧照射,
前述偏光控制元件配置在前述液晶单元的另一边的面侧,
在照射有前述光的前述液晶单元的一边的面侧配置有前述偏光板V+UVP,并且在未配置前述液晶单元的前述偏光控制元件的面侧配置有前述UV穿透偏光板,或
在照射有前述光的前述液晶单元的一边的面侧配置有一边的偏光板V+UVP,并且在未配置前述液晶单元的前述偏光控制元件的面侧配置有另一边的偏光板V+UVP,
前述UV穿透偏光板或前述另一边的偏光板V+UVP,在与前述偏光控制元件的偏光轴不同的方向上具有吸收轴,并且
前述光为含有紫外线及可见光的光。
(14)本发明的方案如上述(13)所述的显示装置,进一步具备发出含有紫外线及可见光的光的光源。
(15)本发明的方案如上述(4)所述的显示装置,其中前述偏光元件是作为偏光控制元件而具备,前述显示装置为进一步具备液晶单元与使紫外线及可见光两者偏光的偏光板V+UVP的液晶显示装置,
前述偏光控制元件配置在前述液晶单元的一边的面侧,
在未配置前述液晶单元的前述偏光控制元件的面侧配置前述偏光板V+UVP,
前述偏光板V+UVP在与前述偏光控制元件的偏光轴不同的方向上具有吸收轴,
前述液晶单元可切换为紫外线用液晶单元与可见光用液晶单元,或具有前述紫外线用液晶单元及前述可见光用液晶单元两者,并且
前述光为使紫外线及可见光两者偏光的光。
(16)本发明的方案如上述(15)所述的显示装置,进一步具备发出使紫外线及可见光两者偏光的光的光源。
(17)本发明的方案如上述(4)所述的显示装置,其中前述偏光元件是作为偏光发光元件而具备,前述显示装置为进一步具备用以可显示立体视觉或立体图像的立体显示控制部的立体显示装置或立体图像显示装置,
前述立体显示装置进一步具备用以显示立体视觉的显示部,
前述立体图像显示装置进一步具备用以显示立体图像的液晶单元。
(18)本发明的方案如上述(4)所述的显示装置,其中前述偏光元件是作为偏光发光元件而具备,前述显示装置为进一步具备:可控制相位差的相位差控制构件,与控制来自前述偏光发光元件的偏光发光的偏光控制构件的具有偏光切换功能的显示装置。
(19)本发明的方案如上述(18)所述的显示装置,进一步具备发出至少含有紫外线的光的光源。
(20)本发明的方案如上述(4)所述的显示装置,其中前述偏光元件是作为偏光发光元件而具备,并且前述显示装置为进一步具备:液晶单元,着色光穿透滤光片,与选自由400至480nm用偏光板、使紫外线偏光的偏光板O-UVP、使紫外线及可见光两者偏光的偏光板V+UVP、使紫外线穿透的UV穿透偏光板以及使紫外线不穿透的UV非穿透偏光板所组成的组中的偏光板的液晶显示装置。
(21)本发明的方案如上述(20)所述的显示装置,进一步具备发出至少含有紫外线的光的光源。
(22)本发明的方案如上述(21)所述的显示装置,其中前述偏光发光元件显示依循JIS Z 8781-4:2013所测定的色度a*的绝对值为5以下且色相b*的绝对值为5以下的发光色。
(23)本发明的方案如上述(22)所述的显示装置,其中前述偏光发光元件显示在400~480nm的波长范围具有最大发光波长的蓝色的发光,并且
前述着色光穿透滤光片具有至少1片的吸收400~480nm的蓝色光并发出530~670nm的波长范围的荧光的彩色滤光片。
(24)本发明的方案如上述(23)所述的显示装置,其中前述彩色滤光片的至少1片在530~570nm的波长范围具有最大发光波长。
(25)本发明的方案如上述(23)所述的显示装置,其中前述彩色滤光片的至少1片在600~650nm的波长范围具有最大发光波长。
(26)本发明的方案如上述(23)所述的显示装置,其中前述着色光穿透滤光片具有:在530~570nm的波长范围具有最大发光波长的彩色滤光片,与在600~650nm的波长范围具有最大发光波长的彩色滤光片。
(27)本发明的方案如上述(20)~(26)中任一项所述的显示装置,其中前述光从前述液晶单元的一边的面侧照射,
前述着色光穿透滤光片配置在前述液晶单元中或前述液晶单元的另一边的面侧,
在照射有前述光的前述液晶单元的一边的面侧配置有前述偏光板,
在前述液晶单元的另一边的面侧配置有前述偏光发光元件,并且
前述偏光板为偏光板O-UVP。
(28)本发明的方案如上述(20)~(26)中任一项所述的显示装置,其中前述光从前述液晶单元的一边的面侧照射,
前述着色光穿透滤光片配置在前述液晶单元中或前述液晶单元的另一边的面侧,
在照射有前述光的前述液晶单元的一边的面侧配置有前述偏光发光元件,在前述液晶单元的另一边的面侧配置有前述偏光板,并且
前述偏光板选自由前述400至480nm用偏光板、前述偏光板V+UVP、前述UV穿透偏光板以及前述UV非穿透偏光板所组成的组。
(29)本发明的方案如上述(1)~(3)中任一项所述的光学系统或如上述(4)~(28)中任一项所述的显示装置,其中前述偏光元件具有基材与1种以上的二色性色素,前述二色性色素为在分子中具有二苯乙烯骨架及联苯骨架中的至少1种且不具有偶氮基的化合物或其盐。
[发明的效果]
根据本发明的方案,在具备偏光元件的光学系统中,偏光元件是作为通过至少含有紫外线的光的吸收而让可见光区域的光显示偏光发光的偏光发光元件而具备,或是作为在至少含有紫外线的光中将至少紫外线区域的光控制为偏光的偏光控制元件而具备。据此可提供一种利用紫外线而在可见光区域中具有高穿透性,并且可进行图像、动画、立体视觉、立体图像等的显示的新颖的光学系统。此外,通过使偏光元件作为偏光发光元件而具备,可通过紫外线使偏光发光元件发光。该结果可将此光学系统应用于要求高安全性的显示器、各种媒介。
根据本发明的方案,偏光元件是作为偏光发光元件而具备,偏光发光元件在380nm~780nm的波长区域中具有60%以上的视感度修正单体穿透率。据此可提供一种具有适合于透明显示器的新颖的结构的光学系统。
根据本发明的方案,通过使显示装置具备上述光学系统,可应用以往的显示装置的显示器构成来制作,所以可简单且便宜地制造。
根据本发明的方案,偏光元件是作为偏光发光元件而具备,显示装置为进一步具备液晶单元的液晶显示装置。此外,偏光紫外线从液晶单元的一边的面侧照射,并且偏光发光元件配置在液晶单元的另一边的面侧。通过此显示装置,偏光发光元件所吸收的光为偏光紫外线,此外,由于可控制紫外线中的偏光,并利用吸收的异向性使偏光发光元件可控制偏光的发光与熄灭,所以可利用偏光发光来显示图像。
根据本发明的方案,偏光元件是作为偏光发光元件而具备,显示装置为进一步具备液晶单元及偏光板的液晶显示装置。此外,至少含有紫外线的光从液晶单元的一边的面侧照射,偏光发光元件配置在液晶单元的另一边的面侧,并且在照射有光的液晶单元的一边的面侧,配置具有使紫外线偏光的偏光板O-UVP以及使紫外线及可见光两者偏光的偏光板V+UVP中的至少一者的偏光板。通过此显示装置,由于吸收了通过偏光板所得到的偏光紫外线的偏光发光元件可控制偏光的发光与熄灭,所以可利用偏光发光来显示图像。
根据本发明的方案,液晶显示装置进一步具备选自由光吸收层、光反射层及相位差板所组成的组中的至少一种光控制层,并且在未配置液晶单元的偏光发光元件的面侧配置有至少一种光控制层。通过此显示装置,可抑制偏光发光的吸收及反射,所以可显示对比、亮度经提升的图像。
根据本发明的方案,液晶显示装置具备光反射层与相位差板,并且该相位差板配置在光反射层与偏光发光元件之间。通过此显示装置,可抑制显示器上的双重图像的产生而显示更亮且高对比的图像。
根据本发明的方案,偏光元件是作为偏光发光元件而具备,并且显示装置为进一步具备:液晶单元,与紫外线吸收元件,与选自由使紫外线偏光的偏光板O-UVP、使紫外线及可见光两者偏光的偏光板V+UVP以及使紫外线穿透的UV穿透偏光板所组成的组中的至少1种偏光板的液晶显示装置。通过此显示装置,紫外线吸收元件可吸收在偏光发光元件中未被完全吸收而穿透偏光发光元件的紫外线。此外,也可吸收可能从显示装置的外部入射的紫外线,所以可预防紫外线对眼睛的不良影响。
根据本发明的方案,偏光元件是作为偏光发光元件而具备,显示装置为进一步具备:液晶单元,与选自由使紫外线偏光的偏光板O-UVP、使紫外线及可见光两者偏光的偏光板V+UVP、使紫外线穿透的UV穿透偏光板以及使紫外线不穿透的UV非穿透偏光板所组成的组中的至少1种偏光板的液晶显示装置。作为该方案之一,优选偏光板的1片在与偏光发光元件的偏光轴正交的方向上具有吸收轴。也就是说,在与偏光发光元件的偏光轴不同的方向上设置有偏光板的吸收轴。通过此显示装置,即使使用其它偏光板,吸收了经偏光后的紫外线的偏光发光元件也显示偏光发光,所以可利用该偏光发光来显示图像。
根据本发明的方案,偏光元件是作为偏光控制元件而具备,显示装置为进一步具备液晶单元的液晶显示装置。此外,该液晶显示装置进一步具备使紫外线及可见光两者偏光的偏光板V+UVP与使紫外线穿透的UV穿透偏光板,或进一步具备至少2个偏光板V+UVP。此外,含有紫外线及可见光的光从液晶单元的一边的面侧照射,偏光控制元件配置在液晶单元的另一边的面侧。此外,在照射有光的液晶单元的一边的面侧配置有偏光板V+UVP,并且在未配置液晶单元的偏光控制元件的面侧配置有UV穿透偏光板,或在照射有光的液晶单元的一边的面侧配置有一边的偏光板V+UVP,并且在未配置液晶单元的偏光控制元件的面侧配置有另一边的偏光板V+UVP。此外,UV穿透偏光板或另一边的偏光板V+UVP,在与偏光控制元件的偏光轴不同的方向上具有吸收轴。通过此显示装置,可利用通过偏光元件将紫外线控制为偏光的功能来显示图像。
根据本发明的方案,偏光元件是作为偏光控制元件而具备,显示装置进一步具备液晶单元与使紫外线及可见光两者偏光的偏光板V+UVP,所照射且活用的光为使紫外线及可见光两者偏光的光。此外,偏光控制元件配置在液晶单元的一边的面侧,并且在未配置液晶单元的偏光控制元件的面侧配置偏光板V+UVP。此外,偏光板V+UVP在与偏光控制元件的偏光轴不同的方向上具有吸收轴。此外,液晶单元可切换为紫外线用液晶单元与可见光用液晶单元,或具有紫外线用液晶单元及可见光用液晶单元两者。通过此显示装置,可兼顾进行可见光区域的光的偏光控制与紫外线区域的光的偏光控制,所以可提供能够控制各波长区域的光的穿透与非穿透的显示装置,例如可应用于于控制紫外线的穿透与遮光的紫外线感测器。
根据本发明的方案,偏光元件是作为偏光发光元件而具备,显示装置为进一步具备用以可显示立体视觉或立体图像的立体显示控制部的立体显示装置或立体图像显示装置。此外,立体显示装置进一步具备用以显示立体视觉的显示部,另一方面,立体图像显示装置进一步具备用以显示立体图像的液晶单元。通过此显示装置,在可见光区域中具有高穿透性,并且可显示偏光发光的立体视觉、立体图像。
根据本发明的方案,偏光元件是作为偏光发光元件而具备,显示装置为进一步具备:可控制相位差的相位差控制构件,与控制来自偏光发光元件的偏光发光的偏光控制构件的具有偏光切换功能的显示装置。通过此显示装置,可提供不仅能够辨识偏光发光,也可赋予高安全性的显示装置。
根据本发明的方案,偏光元件是作为偏光发光元件而具备,并且显示装置为进一步具备:液晶单元,着色光穿透滤光片,与选自由400至480nm用偏光板、使紫外线偏光的偏光板O-UVP、使紫外线及可见光两者偏光的偏光板V+UVP、使紫外线穿透的UV穿透偏光板以及使紫外线不穿透的UV非穿透偏光板所组成的组中的偏光板的液晶显示装置。通过此显示装置,可提供改善现有液晶显示装置中作为课题的视角相依性,并且为高对比且具有高演色性的自发光型液晶显示装置。
根据本发明的方案,偏光发光元件显示依循JIS Z 8781-4:2013所测定的色度a*的绝对值为5以下且色相b*的绝对值为5以下的发光色。通过此显示装置,由于偏光发光元件的发光色为白色,所以可将偏光发光元件利用作为白色偏光发光型的偏光元件。此外,在液晶单元的每个电驱动显示区段中设置红色、蓝色及绿色的彩色滤光片作为着色光穿透滤光片,并将白色发光的光照射在各彩色滤光片,据此可提供在每个显示区段中进行彩色显示的自发光型液晶显示装置。
根据本发明的方案,偏光发光元件显示在400~480nm的波长范围具有最大发光波长的蓝色的发光。此外,着色光穿透滤光片具有至少1片的吸收400~480nm的蓝色光并发出530~670nm的波长范围的荧光的彩色滤光片。据此可提供即使偏光发光元件的发光色为蓝色,也可通过彩色滤光片进行白色发光的自发光型液晶显示装置。
根据本发明的方案,彩色滤光片的至少1片在530~570nm的波长范围具有最大发光波长,据此可提供即使偏光发光元件的发光色为蓝色,也可通过彩色滤光片将来自偏光发光元件的蓝色发光转换为绿色发光的自发光型液晶显示装置。
根据本发明的方案,彩色滤光片的至少1片在600~650nm的波长范围具有最大发光波长,据此可提供即使偏光发光元件的发光色为蓝色,也可通过彩色滤光片将来自偏光发光元件的蓝色发光转换为红色发光的自发光型液晶显示装置。
根据本发明的方案,着色光穿透滤光片具有:在530~570nm的波长范围具有最大发光波长的彩色滤光片,与在600~650nm的波长范围具有最大发光波长的彩色滤光片。通过此显示装置,可提供能够将来自偏光发光元件的蓝色发光转换为绿色发光及红色发光两者的自发光型液晶显示装置。
根据本发明的方案,至少含有紫外线的光从液晶单元的一边的面侧照射,着色光穿透滤光片配置在液晶单元中或液晶单元的另一边的面侧,在与照射有光的液晶单元的一边的面侧之间配置有偏光板O-UVP,并且偏光发光元件配置在液晶单元的另一边的面侧。通过此显示装置,由于在偏光板O-UVP与偏光发光元件之间设置有动态地控制相位的液晶单元,所以当偏光发光元件显示白色发光时,可通过液晶单元来控制白色发光与未发光。此外,通过将着色光穿透滤光片设置在液晶单元中或液晶单元的另一边的面侧,可通过着色光穿透滤光片将来自偏光发光元件的发光色转换为期望的色彩。此外,当偏光发光元件显示蓝色发光时,即使不使用蓝色的彩色滤光片作为着色光穿透滤光片,也可提供蓝色光的利用效率高的自发光型液晶显示装置。
根据本发明的方案,至少含有紫外线的光从液晶单元的一边的面侧照射,着色光穿透滤光片配置在液晶单元中或液晶单元的另一边的面侧,在照射有光的液晶单元的一边的面侧配置有偏光发光元件,并且在液晶单元的另一边的面侧配置有偏光板。此外,偏光板选自由400至480nm用偏光板、偏光板V+UVP、UV穿透偏光板以及UV非穿透偏光板所组成的组。通过此显示装置,由于来自偏光发光元件的偏光发光通过偏光板而照射在着色光穿透滤光片,所以可提供对比更高的自发光型液晶显示装置。此外,当偏光发光元件显示蓝色发光时,即使不使用蓝色的彩色滤光片作为着色光穿透滤光片,也可提供蓝色光的利用效率显著地高的自发光型液晶显示装置。
本发明的方案中,偏光元件具有基材与1种以上的二色性色素,二色性色素优选为在分子中具有二苯乙烯骨架及联苯骨架中的至少1种且不具有偶氮基的化合物或其盐。据此可将作为偏光发光元件或偏光控制元件的功能赋予至偏光元件。
附图说明
图1为显示依循本发明的光学系统的概略图。
图2为显示依循本发明的液晶显示装置的第1实施方式的概略图。
图3为显示依循本发明的液晶显示装置的第2实施方式的概略图。
图4为显示依循本发明的液晶显示装置的第3实施方式的概略图。
图5为显示依循本发明的液晶显示装置的第4实施方式的概略图。
图6为显示依循本发明的液晶显示装置的第5实施方式的概略图。
图7为显示依循本发明的液晶显示装置的第6实施方式的概略图。
图8为显示依循本发明的液晶显示装置的第7实施方式的概略图。
图9为显示依循本发明的液晶显示装置的第8实施方式的概略图。
图10为显示依循本发明的液晶显示装置的第9实施方式的概略图。
图11为显示依循本发明的液晶显示装置的第10实施方式的概略图。
图12为显示依循本发明的液晶显示装置的第11实施方式的概略图。
图13为显示依循本发明的液晶显示装置的第12实施方式的概略图。
图14为显示依循本发明的液晶显示装置的第13实施方式的概略图。
图15为显示依循本发明的液晶显示装置的第14实施方式的概略图。
图16为显示依循本发明的液晶显示装置的第15实施方式的概略图。
图17为显示依循本发明的液晶显示装置的第16实施方式的概略图。
图18为显示依循本发明的液晶显示装置的第17实施方式的概略图。
图19为显示依循本发明的液晶显示装置的第18实施方式的概略图。
图20为显示依循本发明的液晶显示装置的第19实施方式的概略图。
图21为显示依循本发明的液晶显示装置的第20实施方式的概略图。
图22为显示依循本发明的液晶显示装置的第21实施方式的概略图。
图23为显示依循本发明的液晶显示装置的第22实施方式的概略图。
图24为显示依循本发明的液晶显示装置的第23实施方式的概略图。
图25为显示依循本发明的液晶显示装置的第24实施方式的概略图。
图26为显示依循本发明的液晶显示装置的第25实施方式的概略图。
图27为显示依循本发明的液晶显示装置的第26实施方式的概略图。
图28为显示依循本发明的液晶显示装置的第27实施方式的概略图。
图29为显示依循本发明的液晶显示装置的第28实施方式的概略图。
图30为显示依循本发明的液晶显示装置的第29实施方式的概略图。
图31为显示依循本发明的液晶显示装置的第30实施方式的概略图。
图32为显示依循本发明的液晶显示装置的第31实施方式的概略图。
图33为显示依循本发明的液晶显示装置的第32实施方式的概略图。
图34为显示依循本发明的液晶显示装置的第33实施方式的概略图。
图35为显示依循本发明的液晶显示装置的第34实施方式的概略图。
图36为显示依循本发明的液晶显示装置的第35实施方式的概略图。
图37为显示依循本发明的液晶显示装置的第36实施方式的概略图。
图38为显示依循本发明的液晶显示装置的第37实施方式的概略图。
图39为显示依循本发明的液晶显示装置的第38实施方式的概略图。
图40为显示依循本发明的液晶显示装置的第39实施方式的概略图。
图41为显示依循本发明的液晶显示装置的第40实施方式的概略图。
图42为显示依循本发明的液晶显示装置的第41实施方式的概略图。
图43为显示依循本发明的液晶显示装置的第42实施方式的概略图。
图44为显示依循本发明的液晶显示装置的第43实施方式的概略图。
图45为显示依循本发明的液晶显示装置的第44实施方式的概略图。
图46为显示依循本发明的立体显示装置的第1实施方式的概略图。
图47为显示依循本发明的立体显示装置的第2实施方式的概略图。
图48为显示依循本发明的立体显示装置的第3实施方式的概略图。
图49为显示依循本发明的立体显示装置的第4实施方式的概略图。
图50为显示依循本发明的立体显示装置的第5实施方式的概略图。
图51为显示依循本发明的立体图像显示装置的第1实施方式的概略图。
图52为显示依循本发明的立体图像显示装置的第2实施方式的概略图。
图53为显示依循本发明的立体图像显示装置的第3实施方式的概略图。
图54为显示依循本发明的立体图像显示装置的第4实施方式的概略图。
图55为显示依循本发明的立体图像显示装置的第5实施方式的概略图。
图56为显示依循本发明的立体图像显示装置的第6实施方式的概略图。
图57为显示依循本发明的立体图像显示装置的第7实施方式的概略图。
图58为显示依循本发明的具有偏光切换功能的显示装置的第1实施方式的概略图。
图59为显示依循本发明的具有偏光切换功能的显示装置的第2实施方式的概略图。
图60为显示依循本发明的具有偏光切换功能的显示装置的第3实施方式的概略图。
图61为显示依循本发明的具有偏光切换功能的显示装置的第4实施方式的概略图。
图62为显示依循本发明的具有偏光切换功能的显示装置的第5实施方式的概略图。
图63为显示依循本发明的具有偏光切换功能的显示装置的第6实施方式的概略图。
图64为显示依循本发明的具有偏光切换功能的显示装置的第7实施方式的概略图。
图65为显示依循本发明的具有偏光切换功能的显示装置的第8实施方式的概略图。
图66为显示依循本发明的自发光型液晶显示装置的第1实施方式的概略图。
图67为显示依循本发明的自发光型液晶显示装置的第2实施方式的概略图。
图68为显示依循本发明的自发光型液晶显示装置的第3实施方式的概略图。
图69为显示依循本发明的自发光型液晶显示装置的第4实施方式的概略图。
图70的照片为显示通过本发明的一实施方式的实施例3的液晶显示装置(左侧)与具有现有的液晶显示器构成的比较例的液晶显示装置(右侧)所显示的发光(图像)的不同。
图71的照片为在实施例3的液晶显示装置中,显示将手指放在显示器的背面时的显示装置的透明性。
具体实施方式
以下参考图面来说明本发明的光学系统、显示装置。以下所示的实施方式仅例示用以具体地说明本发明所使用的代表性实施方式,在本发明的范围中可采用各种实施方式。
此外,以下中使用「~」所表示的数值范围,意指含有「~」的前后所记载的数值作为下限值及上限值的范围。
此外,在未特别言明时,各式所表示的化合物以及后述各化合物例所示的化合物是以游离酸的形态来表示。以下说明中,在未特别言明时,为了避免繁琐,简便起见,「化合物或其盐」的记载有时仅记载为「化合物」,并设为也包含该化合物的盐。
[光学系统]
如图1所示,本发明的光学系统1具备偏光元件10,偏光元件10是作为具有通过至少含有紫外线的光20的吸收而让可见光区域的光显示偏光发光的功能的偏光发光元件而具备,或是作为具有在至少含有紫外线的光20中将至少紫外线区域的光控制为偏光的功能的偏光控制元件而具备。在具有此构成的本发明的光学系统1中,当偏光元件10作为偏光发光元件而具备时,偏光发光元件吸收至少含有紫外线的光20并使可见光区域的光偏光发光。另一方面,当偏光元件10作为偏光控制元件而具备时,通过偏光控制元件的偏光功能使至少含有紫外线的光20偏光。当偏光元件10利用作为偏光发光元件且至少含有紫外线的光20为偏光紫外线时,通过使此偏光紫外线的偏光轴与偏光发光元件的光吸收轴,也就是偏光发光元件的分子配向轴互为一致,可增多偏光发光元件所吸收的紫外线而更增强发光。另一方面,通过使这些轴彼此相互成为不同轴,可减弱发光。所谓偏光紫外线的偏光轴与偏光发光元件的光吸收轴一致,只要可通过改变这些轴的朝向来改变偏光发光的强度即可,这些轴并不须完全一致。此外,偏光发光元件只要具有吸收紫外线并在可见光区域中显示偏光发光的功能即可,也可具有使未被吸收的紫外线偏光而穿透的功能。
至少含有紫外线的光20并无特别限定,可为发出至少含有紫外线的光的光源,也可为自然光。通过使光学系统1进一步具备发出至少含有紫外线的光的光源,可通过光源的开关(on/off)功能而有意地照射至少含有紫外线的光20。在此,紫外线意指紫外线区域至近紫外线可见光区域的光。此紫外线的波长区域优选为300~430nm,尤其优选为340~415nm,特优选为350~400nm。一般而言,所谓紫外线是表示400nm以下的波长区域的光,但430nm以下的波长区域的光对人类的视感度而言也显著地低。因此将看不见的光定义为紫外线。本发明的光学系统中,例如包含个人电脑、电视、平板终端、汽车导航、3D电视、室内外的各种信息显示装置的各种显示装置、光感测器等感测器、计量机器、可穿戴终端、透明显示器、安全用显示装置等的各种信息终端等各种装置、机器。
此外,在光学系统1中,当偏光元件10是作为偏光发光元件而具备时,偏光发光元件在380nm~780nm的波长区域中优选具有60%以上的视感度修正单体穿透率。通过将具备有此偏光发光元件的光学系统1适用于例如显示装置,观察者不仅可看到显示在透明显示器上的图像,对于该显示器的背面侧的景象,与至目前为止的液晶显示器等相比也可大幅度地透视而观看。此外,视感度修正单体穿透率为根据JIS Z 8722:2009所算出的穿透率。60%以上的视感度修正单体穿透率,与通常的液晶显示器相比为高,具备有具有此高视感度修正单体穿透率的偏光发光元件的光学系统1适合应用于透明显示器。此外,视感度修正单体穿透率愈高,愈适合应用于要求高穿透率的透明显示器。因此,视感度修正单体穿透率优选为70%以上,还优选为80%以上,尤其优选为85%以上,特优选为90%以上。
[显示装置]
本发明的一实施方式为具备光学系统1的显示装置。显示装置的种类并无特别限定,例如可列举出(自发光型)液晶显示装置、可进行立体显示的立体显示装置或立体图像显示装置等。具备光学系统1的显示装置可应用以往的显示装置的显示器构成来制作,所以可简便且便宜地制造。
以下说明具备本发明的光学系统1的各种显示装置的实施方式。
本发明的显示装置的一实施方式是显示装置为进一步具备液晶单元的液晶显示装置,偏光元件是作为偏光发光元件而具备。此显示装置中,偏光紫外线从液晶单元的一边的面侧照射,且偏光发光元件配置在液晶单元的另一边的面侧。为了照射偏光紫外线,液晶显示装置可进一步具备发出偏光紫外线的光源。此时光源配置在液晶单元的一边的面侧(未配置偏光发光元件的面侧)。图2为显示此显示装置的构成的概略图。图2所示的显示装置(以下也将具有「液晶单元」的显示装置称为「液晶显示装置」)具备:通过至少含有紫外线的光的吸收而显示偏光发光的偏光发光元件10a,与层叠在偏光发光元件10a上的液晶单元30;从液晶单元30侧发出偏光紫外线20a。为了照射偏光紫外线20a,发出偏光紫外线20a的光源还可配置在液晶单元30上。通过以液晶单元30来控制偏光,可控制偏光紫外线20a相对于偏光发光元件10a的吸收轴的吸收的光量。当通过偏光发光元件而具有紫外线的吸收时,偏光发光元件在可见光区域中显示偏光发光。如此,通过使偏光发光元件吸收紫外线而在可见光区域中显示偏光发光,可显示图像。在偏光发光元件中紫外线的吸收大时发光较强,紫外线的吸收小时发光较弱。如此,不仅是发光的有无,还可通过发光的强弱来控制显示图像。图2所示的显示装置中,由于来自偏光发光元件10a的偏光发光也穿透未配置液晶单元30的一侧,所以不论从液晶单元30、偏光发光元件10a中的哪一侧,皆可观察显示图像。
图2所示的显示装置可进一步具备光吸收层或光反射层作为光控制层。此实施方式的显示装置,如图3所示,在偏光发光元件10a的下侧可进一步具备可见光吸收元件40a作为光吸收层40,或如图4所示,在偏光发光元件10a的下侧可进一步具备光反射层50。图3所示的显示装置中,具备黑色膜等可见光吸收元件40a作为光吸收层40。据此可吸收来自在未配置液晶单元30的一侧的由偏光发光元件10a所形成的可见光区域的偏光发光,而抑制此偏光发光的反射。通过抑制偏光发光的反射,使在显示器上显示图像的部分与未显示的部分的亮度差明显化,故可显示对比经提升后的图像。
图4所示的显示装置中,通过光反射层50使来自在未配置液晶单元30的一侧的由偏光发光元件10a所形成的偏光发光反射,而更加提升往配置有液晶单元30的一侧的偏光发光。通过使偏光发光反射,可更加增大往配置有液晶单元30的一侧的偏光发光的光强度,所以可显示明亮的图像。
图4所示的显示装置中,通过使偏光发光反射,有时会在液晶单元30产生双重图像。为了防止此双重图像的产生,如图5所示,在偏光发光元件10a与光反射层50之间可进一步具备相位差板的1/4波长板61作为光控制层。1/4波长板61,一般而言为具有将圆偏光转换为直线偏光的功能以及将直线偏光转换为圆偏光的功能的相位差板。图5所示的显示装置中,通过1/4波长板61,将由未配置液晶单元30的一侧所发光的偏光发光元件10a的直线偏光转换为左绕或右绕中任一种的圆偏光。此圆偏光虽通过光反射层50所反射,但此时被转换为与入射在光反射层50的圆偏光呈反绕的圆偏光而反射。然后,此反绕的圆偏光通过1/4波长板61被转换为与由未配置液晶单元30的一侧所发光的偏光发光元件10a的直线偏光呈90°偏移的直线偏光。据此,此直线偏光的偏光轴与偏光发光元件10a的吸收轴成为同轴,该结果可抑制穿透1/4波长板61从偏光发光元件10a所发光的直线偏光的反射。通过以1/4波长板61来抑制偏光发光的反射,可抑制显示器上的双重图像的产生并可显示明亮的图像。
本发明的显示装置的其它实施方式,例如由图6所示,至少含有紫外线的光20,尤其是紫外线20b从液晶单元30的一边的面侧照射,偏光发光元件10a配置在液晶单元30的另一边的面侧,并且在照射有紫外线20b的液晶单元30的一边的面侧,配置使紫外线偏光的偏光板O-UVP70a作为偏光板。为了照射至少含有紫外线的光20,显示装置可进一步具备发出至少含有紫外线的光20,尤其是紫外线20b的光源。此时光源配置在液晶单元的一边的面侧(未配置偏光发光元件的面侧)。此偏光板O-UVP70a具有:对紫外线仅使在特定方向上振动的紫外线偏光而穿透,并且可见光在经入射后的光的状态下穿透的功能。也就是说,偏光板O-UVP70a具有使可见光区域的光显示高穿透率同时使紫外线偏光的功能。吸收了通过偏光板O-UVP70a偏光而穿透的紫外线的偏光发光元件10a,显示偏光发光,并利用该偏光发光来显示图像。由于可见光穿透偏光板O-UVP70a,所以所显示的图像可通过偏光板O-UVP70a来观察。图6所示的显示装置中,由于来自偏光发光元件10a的偏光发光也穿透未配置液晶单元30的一侧,所以不论从偏光板O-UVP70a、偏光发光元件10a中的哪一侧,皆可观察所显示的图像。
图7所示的显示装置,除了图6所示的构成之外,在偏光发光元件10a的下侧可进一步具备黑色膜等可见光吸收元件40a。具有此构成的图7所示的显示装置,与图3所示的显示装置相同,可显示对比经提升后的图像。此外,图8所示的实施方式中,除了图6所示的构成之外,也显示在偏光发光元件10a的下侧进一步具备光反射层50的显示装置。具有此构成的图8所示的显示装置,与图4所示的显示装置相同,可显示明亮的图像。
图9所示的液晶显示装置,在构成图8所示的显示装置的偏光发光元件10a与光反射层50之间,进一步具备相位差板的1/4波长板61作为光控制层。据此,图9所示的显示装置可抑制显示器上的双重图像的产生并可显示明亮的图像。
本发明的显示装置的其它实施方式,例如由图10所示,具备:偏光发光元件10a,层叠在偏光发光元件10a上的液晶单元30,与在照射有紫外线20b的液晶单元30的一边的面侧具有使紫外线及可见光两者偏光的功能的偏光板V+UVP70b作为偏光板;至少含有紫外线的光20,尤其是紫外线20b从偏光板V+UVP70b侧照射。为了照射至少含有紫外线的光20,显示装置可进一步具备发出至少含有紫外线的光20,尤其是紫外线20b的光源。此时光源配置在液晶单元的一边的面侧(未配置偏光发光元件的面侧)。紫外线20b通过偏光板V+UVP70b而偏光,通过此经偏光后的紫外线使偏光发光元件10a显示偏光发光,并利用该偏光发光来显示图像。由于偏光板V+UVP70b使紫外线及可见光偏光而穿透,所以当偏光发光元件10a吸收经偏光后的紫外线时,在可见光区域中显示偏光发光。据此,不论从偏光板V+UVP70b、偏光发光元件10a中的哪一侧,皆可观察所显示的图像。
图11所示的显示装置,除了图10所示的显示装置的构成之外,在偏光发光元件10a的下侧可进一步具备黑色膜等可见光吸收元件40a。具有此构成的图11所示的显示装置,与图3、图7所示的显示装置相同,可显示对比经提升后的图像。此外,图12所示的实施方式中,除了图10所示的显示装置的构成之外,在偏光发光元件10a的下侧进一步具备光反射层50。具有此构成的图12所示的显示装置,与图4、图8所示的显示装置相同,可显示明亮的图像。
此外,图13所示的显示装置,除了图12所示的显示装置的构成之外,在偏光发光元件10a与光反射层50之间进一步具备相位差板的1/4波长板61作为光控制层。据此,图13所示的显示装置可抑制显示器上的双重图像的产生并可显示明亮的图像。
构成本发明的显示装置的其它实施方式为进一步具备:液晶单元,与选自由使紫外线偏光的偏光板O-UVP、使紫外线及可见光两者偏光的偏光板V+UVP、使紫外线穿透的UV穿透偏光板以及使紫外线不穿透的UV非穿透偏光板所组成的组中的至少1种偏光板的显示装置;偏光元件是作为偏光发光元件而具备。此显示装置(液晶显示装置)的优选形态之一,可列举出偏光板的1片在与偏光发光元件的偏光轴正交的方向上具有吸收轴。通过在与偏光发光元件的偏光轴不同的方向上设置偏光板的吸收轴,可提供高亮度的显示装置。
此显示装置例如由图14至图17所示,具备使紫外线区域的光穿透的偏光板的UV穿透偏光板作为偏光板。此实施方式的显示装置具备液晶单元与作为偏光元件的偏光发光元件,至少含有紫外线的光从液晶单元的一边的面侧照射,偏光发光元件配置在液晶单元的另一边的面侧,并且在偏光发光元件与液晶单元之间配置使紫外线穿透的UV穿透偏光板作为偏光板。此外,至少含有紫外线的光为含有偏光紫外线或可见光及紫外线的光,并且UV穿透偏光板在与偏光发光元件的偏光轴正交的方向上具有吸收轴。UV穿透偏光板的紫外线的吸收少,可使紫外线穿透,另一方面,具有虽可使入射在与UV穿透偏光板的吸收轴正交的轴的偏光后的可见光穿透,但入射在与UV穿透偏光板的吸收轴相同的轴的可见光不穿透或几乎不穿透的功能。穿透UV穿透偏光板的紫外线的波长为430nm以下,优选为300~420nm,尤其优选为350~400nm。此外,紫外线的穿透率优选为20~100%,尤其优选为30~100%,还优选为40~100%,特优选为50~100%。一般而言,紫外线的波长的上限值基本上为400nm以下,但由于430nm以下的波长光的视感度也显著地低,所以将具有与紫外线同等性能的光设定为430nm以下。
图14为显示此显示装置的构成的概略图。图14所示的显示装置具备:偏光发光元件10a,层叠在偏光发光元件10a上的液晶单元30,与在偏光发光元件10a与液晶单元30之间的UV穿透偏光板70c。此外,偏光发光元件10a以使偏光发光元件10a的偏光轴与UV穿透偏光板70c的吸收轴呈正交的方式来配置,并且从液晶单元30侧照射偏光紫外线20a。为了照射偏光紫外线20a,显示装置可进一步具备发出偏光紫外线20a的光源。此时光源配置在液晶单元30的一边的面侧(未配置偏光发光元件10a的面侧)。偏光紫外线20a通过液晶单元30穿透UV穿透偏光板70c,并通过此穿透后的紫外线使偏光发光元件10a显示偏光发光。由于此偏光发光的偏光轴为与UV穿透偏光板70c的吸收轴呈相差90°的轴,故通过将偏光发光元件10a的偏光轴与UV穿透偏光板70c的吸收轴正交地配置,可使来自偏光发光元件10a的偏光发光穿透UV穿透偏光板70c,并利用穿透后的偏光发光来显示图像。图14所示的显示装置中,由于来自偏光发光元件10a的偏光发光也穿透未配置液晶单元30的一侧,所以不论从液晶单元30、偏光发光元件10a中的哪一侧,皆可观察所显示的图像。
图15所示的显示装置,在图14所示的显示装置的构成中,照射含有可见光与紫外线的光20c来取代偏光紫外线20a。也就是可利用自然光的紫外线。为了利用含有可见光与紫外线的光20c,显示装置可进一步具备发出含有可见光与紫外线的光20c的光源。此时光源配置在液晶单元30的一边的面侧(未配置偏光发光元件10a的面侧)。此显示装置中,为了使偏光入射在液晶单元30而在液晶单元30上设置偏光板V+UVP70b,含有可见光与紫外线的光20c通过偏光板V+UVP70b而偏光,此经偏光后的含有可见光与紫外线的光中,紫外线穿透UV穿透偏光板70c,并通过此穿透后的紫外线使偏光发光元件10a显示偏光发光。由于偏光发光元件10a的偏光轴与UV穿透偏光板70c的吸收轴正交地配置,所以此偏光发光穿透UV穿透偏光板70c,并利用穿透后的偏光发光来显示图像。由于偏光板V+UVP70b使可见光偏光而穿透,因此所显示的图像可通过偏光板V+UVP70b来观察。图15所示的显示装置,也与图14相同,不论从偏光板V+UVP70b、偏光发光元件10a中的哪一侧,皆可观察所显示的图像。若为图15所示的显示装置的构成,则使用紫外线区域的光时的图像与使用可见光区域的光时的图像可分别进行不同显示。也就是说,可通过选择照射可见光的光源或照射紫外线的光源,来切换自发光型液晶显示器或光穿透型显示器。
图16所示的显示装置,除了图15所示的显示装置的构成之外,在偏光发光元件10a的下侧可进一步具备黑色膜等可见光吸收元件40a。因此,具有此构成的图16所示的显示装置,与图3、图7、图11相同,可显示对比经提升后的图像。此外,图17所示的实施方式中,除了图15所示的显示装置的构成之外,在偏光发光元件10a的下侧进一步具备光反射层50。具有此构成的图17所示的显示装置,与图4、图8、图12相同,可显示明亮的图像。
此外,本发明中用作为偏光发光元件的偏光元件,例如由图18至图21所示,也可使用在将至少含有紫外线的光利用作为背光的显示装置。此实施方式的显示装置进一步具备:液晶单元,与使紫外线及可见光两者偏光的偏光板V+UVP,与作为偏光元件的偏光发光元件。此外,含有偏光紫外线或可见光及紫外线的光(自然光)从液晶单元的一边的面侧照射,偏光板V+UVP配置在液晶单元的另一边的面侧,在照射有光的液晶单元的一边的面侧配置偏光发光元件。通过此显示装置(液晶显示装置)的构成,吸收含有偏光紫外线或可见光及紫外线的光中的紫外线区域的光而使偏光发光元件发光的偏光,与通过偏光板V+UVP所得到的偏光,可利用分别不同的波长区域的光而得到。
图18为显示此显示装置的构成的概略图。图18所示的显示装置具备:偏光发光元件10a,层叠在偏光发光元件10a上的液晶单元30,与层叠在液晶单元30上的偏光板V+UVP70b;并从偏光发光元件10a侧照射偏光紫外线20a。为了照射偏光紫外线20a,显示装置可进一步具备发出偏光紫外线20a的光源。此时光源配置在液晶单元的一边的面侧(配置有偏光发光元件10a的面侧)。通过照射偏光紫外线20a使偏光发光元件10a显示偏光发光,并利用该偏光发光来显示图像。由于偏光板V+UVP70b使可见光偏光而穿透,因此所显示的图像可通过偏光板V+UVP70b来观察。偏光板V+UVP70b可使偏光发光元件10a的偏光轴与偏光板V+UVP70b的吸收轴成为同轴来配置,或正交地配置,从偏光板V+UVP70b容易使来自偏光发光元件10a的偏光发光穿透的点来看,偏光板V+UVP70b的吸收轴与偏光发光元件10a的偏光轴优选正交地配置。
图19至图21所示的显示装置,在图18所示的显示装置的构成中,照射含有可见光与紫外线的光20c来取代偏光紫外线20a。也就是可利用自然光所含有的紫外线。此外,为了照射含有可见光与紫外线的光20c,显示装置可进一步具备发出含有可见光与紫外线的光20c的光源。此时光源配置在液晶单元30的一边的面侧(配置有偏光发光元件10a的面侧)。此显示装置中,可在偏光发光元件10a与液晶单元30之间还设置UV穿透偏光板70c、UV非穿透偏光板70d或另外的偏光板V+UVP70b'作为其它偏光板,并且使偏光发光元件的偏光轴与这些其它偏光板的吸收轴正交地配置。
图19所示的显示装置,在液晶单元30与偏光发光元件10a之间设置有UV穿透偏光板70c,偏光发光元件10a的偏光轴与UV穿透偏光板70c的吸收轴配置在不同轴,例如正交地配置。当含有可见光与紫外线的光20c照射在偏光发光元件10a时,通过来自含有可见光与紫外线的光20c的紫外线使偏光发光元件10a显示偏光发光。由于此偏光发光的偏光轴为与UV穿透偏光板70c的吸收轴正交的轴,故通过偏光发光元件10a的偏光轴与UV穿透偏光板70c的吸收轴的正交配置,可使来自偏光发光元件10a的偏光发光穿透UV穿透偏光板70c,并利用穿透后的偏光发光来显示图像。通过UV穿透偏光板70c,可使从偏光发光元件10a所发光的可见光区域的偏光成为具有更高的偏光度的偏光。由于此具有高偏光度的可见光可通过偏光板V+UVP70b来控制,因此所显示的图像可通过偏光板V+UVP70b来观察。
图20所示的显示装置,在液晶单元30与偏光发光元件10a之间设置有UV非穿透偏光板70d,偏光发光元件10a的偏光轴与UV非穿透偏光板70d的吸收轴正交地配置。此实施方式中所使用的UV非穿透偏光板70d,可为通常的液晶显示装置等所使用的一般的偏光板,具有截止紫外线的功能。因此,UV非穿透偏光板70d不使紫外线穿透,并且使与UV非穿透偏光板70d的偏光轴同轴地入射的可见光偏光而穿透,但可具有使与UV非穿透偏光板70d的吸收轴同轴地入射的可见光不穿透或几乎不穿透的功能。当含有可见光与紫外线的光20c照射在偏光发光元件10a时,通过来自含有可见光与紫外线的光20c的紫外线使偏光发光元件10a显示偏光发光。由于此偏光发光的偏光轴为与UV非穿透偏光板70d的吸收轴正交的轴,故通过偏光发光元件10a的偏光轴与UV非穿透偏光板70d的吸收轴的正交配置,可使来自偏光发光元件10a的偏光发光穿透UV非穿透偏光板70d,并利用穿透后的偏光发光来显示图像。由于偏光板V+UVP70b可控制可见光区域的偏光,因此通过液晶单元30所形成的显示图像可通过偏光板V+UVP70b来观察。
图21所示的显示装置,在液晶单元30与偏光发光元件10a之间还设置有偏光板V+UVP70b',偏光发光元件10a的偏光轴与偏光板V+UVP70b'的吸收轴正交地配置。此偏光板V+UVP70b'可与层叠在液晶单元30上的偏光板V+UVP70b相同或不同,只要具有与偏光板V+UVP70b同一功能即可,并无特别限定。当含有可见光与紫外线的光20c照射在偏光发光元件10a时,通过来自含有可见光与紫外线的光20c的紫外线使偏光发光元件10a显示偏光发光。由于此偏光发光的偏光轴为与偏光板V+UVP70b'的吸收轴正交的轴,故通过偏光发光元件10a的偏光轴与偏光板V+UVP70b'的吸收轴的正交配置,可使来自偏光发光元件10a的偏光发光穿透偏光板V+UVP70b',并利用穿透后的偏光发光来显示图像。由于配置在液晶单元30上的偏光板V+UVP70b可控制可见光区域的偏光,因此所显示的图像可通过偏光板V+UVP70b来观察。此外,在具有此构成的显示装置中,通过进一步具备可检测紫外线的机器,不仅可辨识或检测可见光区域的光,也可辨识或检测紫外线区域的光,所以可利用作为分别可利用可见光区域的光及紫外线区域的光的显示装置。
此外,本发明中用作为偏光发光元件的偏光元件,例如由图22至图26所示,不仅可将至少含有紫外线的光利用作为背光,且也可使用在可抑制往观看侧所发出的紫外线的显示装置。此实施方式的显示装置具备液晶单元与作为偏光元件的偏光发光元件,至少含有紫外线的光从液晶单元的一边的面侧照射。此外,偏光发光元件配置在液晶单元的另一边的面侧,在照射有光的液晶单元的一边的面侧,配置使紫外线及可见光两者偏光的偏光板V+UVP或使紫外线偏光而穿透并使可见光直接穿透的偏光板O-UVP作为偏光板。此外,在偏光发光元件的未配置液晶单元的面侧,具备:紫外线吸收元件,在与偏光发光元件的偏光轴为同轴的方向或正交的方向上具有吸收轴的UV非穿透偏光板,或在与偏光发光元件的偏光轴为正交的方向上具有吸收轴的另外的偏光板O-UVP。此外,至少含有紫外线的光可为含有可见光及紫外线的光(自然光)。
图22为显示此显示装置的构成的概略图。图22所示的显示装置具备:偏光板V+UVP70b,层叠在偏光板V+UVP70b上的液晶单元30,层叠在液晶单元30上的偏光发光元件10a,与层叠在偏光发光元件10a上的紫外线吸收元件40b;并从偏光板V+UVP70b侧照射含有可见光与紫外线的光20c。为了照射含有可见光与紫外线的光20c,显示装置可进一步具备发出含有可见光与紫外线的光20c的光源。此时光源配置在液晶单元30的一边的面侧(未配置偏光发光元件10a的面侧)。当通过偏光板V+UVP70b使含有可见光与紫外线的光20c偏光时,通过来自经偏光后的含有可见光与紫外线的光的紫外线,使偏光发光元件10a显示偏光发光,并利用该偏光发光来显示图像。由于偏光发光元件10a也具有使未被吸收的紫外线偏光而穿透的功能,所以在来自光源20c的紫外线中,未被偏光发光元件10a所吸收的紫外线可通过偏光发光元件10a偏光而穿透。通过紫外线吸收膜等紫外线吸收元件40b来吸收此穿透后的紫外线,可抑制往观看侧所发出的紫外线。此外,通过使用紫外线吸收元件40b,不仅可吸收穿透偏光发光元件10a后的紫外线,并且也可防止可能从显示装置的外部入射的紫外线的吸收。图22所示的显示装置中,来自偏光发光元件10a的偏光发光也通过液晶单元30而穿透偏光板V+UVP70b。因此,观察者不仅从偏光板V+UVP70b、紫外线吸收元件40b的哪一侧皆可观察所显示的图像,并且可预防紫外线对眼睛的不良影响。
图23所示的显示装置,在图22所示的显示装置的构成中,具备在与偏光发光元件10a的偏光轴为同轴的方向上具有吸收轴的UV非穿透偏光板70d'来取代紫外线吸收元件40b。与图22相同,通过来自通过偏光板V+UVP70b而偏光的含有可见光与紫外线的光20c的紫外线,使偏光发光元件10a显示偏光发光,并利用该偏光发光来显示图像。此实施方式中所使用的UV非穿透偏光板70d',虽然偏光发光元件10a的偏光轴与UV非穿透偏光板70d'的吸收轴同轴地配置,但设计为在UV非穿透偏光板70d'的吸收轴上,偏光发光元件10a的偏光发光的吸收少或仅可让偏光发光元件10a所发出的光的波长穿透。据此,来自偏光发光元件10a的偏光发光穿透UV非穿透偏光板70d',所显示的图像可通过UV非穿透偏光板70d'来观察。另一方面,由于UV非穿透偏光板70d'具有截止紫外线的功能,所以在来自光源20c的紫外线中,未被偏光发光元件10a所吸收且通过偏光发光元件10a偏光而穿透的紫外线,通过UV非穿透偏光板70d'被截止。据此可抑制往观看侧所发出的紫外线。此外,来自偏光发光元件10a的偏光发光,如后所述地可通过用作为二色性色素的化合物来调整发光色、该发光光量的波长相依性等。因此,即使UV非穿透偏光板70d'的吸收轴与偏光发光元件10a的偏光轴为同轴,也可通过调整UV非穿透偏光板70d'所吸收的光的波长、穿透率,使来自偏光发光元件10a的发光色通过UV非穿透偏光板70d'而产生变化。据此可观察与偏光发光元件10a所发出的原先的发光色为不同的色彩。
图24所示的显示装置,在图22所示的显示装置的构成中,具备在与偏光发光元件10a的偏光轴呈正交的方向上具有吸收轴的UV非穿透偏光板70d来取代紫外线吸收元件40b。与图22相同,通过来自通过偏光板V+UVP70b而偏光的含有可见光与紫外线的光20c的紫外线,使偏光发光元件10a显示偏光发光,并利用该偏光发光来显示图像。此实施方式中,由于偏光发光元件10a的偏光轴与UV非穿透偏光板70d的吸收轴正交地配置,所以来自偏光发光元件10a的偏光发光穿透UV非穿透偏光板70d。因此所显示的图像可通过UV非穿透偏光板70d来观察。另一方面,由于UV非穿透偏光板70d具有截止紫外线的功能,所以在来自含有可见光与紫外线的光20c的紫外线中,未被偏光发光元件10a所吸收且通过偏光发光元件10a偏光而穿透的紫外线,通过UV非穿透偏光板70d被截止。据此可抑制往观看侧所发出的紫外线。
图25、图26所示的显示装置,在图22所示的显示装置的构成中,配置偏光板O-UVP来取代偏光板V+UVP。此外,在未配置液晶单元的偏光发光元件的面侧,具备紫外线吸收膜或在与偏光发光元件的偏光轴为同轴的方向上具有吸收轴的另外的偏光板O-UVP。此显示装置中,照射紫外线20b来取代含有可见光与紫外线的光20c。为了照射紫外线20b,显示装置可进一步具备发出紫外线20b的光源。此时光源配置在液晶单元30的一边的面侧(未配置偏光发光元件10a的面侧)。
图25所示的显示装置具备:偏光板O-UVP70a,层叠在偏光板O-UVP70a上的液晶单元30,层叠在液晶单元30上的偏光发光元件10a,与层叠在偏光发光元件10a上的紫外线吸收元件40b。紫外线20b通过偏光板O-UVP70a而偏光,此经偏光后的紫外线相对于偏光发光元件10a的吸收轴被吸收。据此使偏光发光元件10a显示偏光发光,并利用该偏光发光来显示图像。由于可见光穿透紫外线吸收元件40b,所以所显示的图像可通过紫外线吸收元件40b来观察。偏光发光元件10a也具有使未被吸收的紫外线偏光而穿透的功能。因此在所照射的紫外线20b中,未被偏光发光元件10a所吸收的紫外线可通过偏光发光元件10a偏光而穿透。穿透此偏光发光元件10a后的紫外线,通过紫外线吸收膜等紫外线吸收元件40b所吸收,据此可抑制往观看侧所发出的来自背光的紫外线。此外,通过使用紫外线吸收元件40b,不仅可吸收穿透偏光发光元件10a后的紫外线,并且也可防止可能从显示装置的外部入射的紫外线的吸收。图25所示的显示装置中,来自偏光发光元件10a的可见光区域的偏光发光也通过液晶单元30而穿透偏光板O-UVP70a。因此,观察者不仅从偏光板O-UVP70a、紫外线吸收元件40b的哪一侧皆可观察所显示的图像,并且可预防紫外线对眼睛的不良影响。此外,图25所示的显示装置中,除了来自偏光发光元件10a的可见光区域的偏光发光之外,并无可见光区域的光的产生、吸收,所以可得到可见光区域中的透明性高的液晶显示器。
图26所示的显示装置具备:偏光板O-UVP70a,层叠在偏光板O-UVP70a上的液晶单元30,层叠在液晶单元30上的偏光发光元件10a,与层叠在偏光发光元件10a上的另外的偏光板O-UVP70a';偏光发光元件10a的偏光轴与偏光板O-UVP70a'的吸收轴同轴地配置。此偏光板O-UVP70a'可与偏光板O-UVP70a相同或不同,只要具有与偏光板O-UVP70a同一功能即可,并无特别限定。紫外线20b通过偏光板O-UVP70a而偏光,此经偏光后的紫外线相对于偏光发光元件10a的吸收轴被吸收。据此使偏光发光元件10a显示偏光发光,并利用该偏光发光来显示图像。由于可见光穿透偏光板O-UVP70a',所以所显示的图像可通过偏光板O-UVP70a'来观察。此外,偏光发光元件10a也具有使未被吸收的紫外线偏光而穿透的功能。因此在所照射的紫外线20b中,未被偏光发光元件10a所吸收的紫外线通过偏光发光元件10a偏光而穿透。另一方面,由于偏光发光元件10a的偏光轴与偏光板O-UVP70a'的吸收轴同轴地配置,所以穿透偏光发光元件10a的来自光源20b的紫外线,在此偏光板O-UVP70a'的吸收轴上被吸收。据此可抑制往观看侧所发出的紫外线。
此外,作为其它实施方式,图27至图31所示的显示装置,具有液晶单元30的结构采用可通过紫外线在显示器上显示图像等的紫外线用液晶单元30b,与可通过可见光在显示器上显示图像等的可见光用液晶单元30a的2种液晶单元的结构(双单元结构)。图27至图31为显示此显示装置的构成的概略图。图27及图28所示的显示装置,在图23及图24所示的显示装置的构成中,液晶单元具有紫外线用液晶单元与可见光用液晶单元的双单元结构的构成。来自通过偏光板V+UVP70b偏光而穿透的含有可见光与紫外线的光20c的紫外线,通过紫外线用液晶单元30b来控制偏光而据此显示图像。另一方面,来自通过偏光板V+UVP70b偏光而穿透的含有可见光与紫外线的光20c的可见光,与来自偏光发光元件10a的可见光区域中的偏光发光,通过可见光用液晶单元30a来控制偏光而据此显示图像。
图29至图31所示的显示装置显示出液晶单元为双单元结构,同时可从显示装置的双面来观看或检测的构成。图29中,含有可见光与紫外线的光20c,从单一或分别独立地具备发出可见光的可见光用光源与发出紫外线的紫外线用光源的光源中照射。通过从光源发出紫外线,通过偏光板O-UVP70a偏光而穿透的紫外线,通过紫外线用液晶单元30b来控制偏光而显示图像。此外,穿透紫外线用液晶单元30b后的紫外线被照射在偏光发光元件10a,使偏光发光元件10a显示偏光发光。另一方面,通过从光源发出可见光,通过偏光板O-UVP70a而穿透的可见光以及来自偏光发光元件10a的可见光区域中的偏光发光,通过可见光用液晶单元30a来控制偏光而显示图像。通过可见光用液晶单元30a所控制的偏光可通过UV非穿透偏光板70d来观察。图29所示的显示装置中,来自偏光发光元件10a的可见光区域中的偏光发光,也通过紫外线用液晶单元30b而穿透偏光板O-UVP70a。因此,不论从UV非穿透偏光板70d、偏光板O-UVP70a中的哪一侧,皆可观察通过可见光用液晶单元30a所控制的图像。此外,图29所示的显示装置中,可见光用液晶单元30a与紫外线用液晶单元30b通过偏光发光元件10a来配置。偏光板O-UVP70a使紫外线偏光,并通过紫外线用液晶单元30b来控制此偏光。当偏光发光元件10a吸收所控制的紫外线时,偏光发光元件10a在可见光区域显示偏光发光,另一方面,当所控制的紫外线未被偏光发光元件10a吸收而穿透偏光发光元件10a时,偏光发光元件10a不显示发光。此外,可见光区域的偏光发光通过可见光用液晶单元30a来控制偏光,并可通过UV非穿透偏光板70d使经控制的偏光发光穿透而显示图像。据此可在UV非穿透偏光板70d侧与偏光板O-UVP70a侧提供不同图像。
图30中,含有可见光与紫外线的光20c,从单一或分别独立地具备发出可见光的可见光用光源与发出紫外线的紫外线用光源的光源中照射。通过从光源发出紫外线,通过偏光板O-UVP70a偏光而穿透的紫外线,通过紫外线用液晶单元30b来控制偏光而显示图像。此外,穿透紫外线用液晶单元30b后的紫外线被照射在偏光发光元件10a,使偏光发光元件10a显示偏光发光。另一方面,通过从光源发出可见光,通过偏光板O-UVP70a而穿透的可见光以及来自偏光发光元件10a的可见光区域中的偏光发光,通过UV穿透偏光板70c并通过可见光用液晶单元30a来控制偏光而显示图像。通过可见光用液晶单元30a所显示的图像,可通过UV非穿透偏光板70d来观察。图30所示的显示装置中,来自偏光发光元件10a的可见光区域中的偏光发光,也通过紫外线用液晶单元30b而穿透偏光板O-UVP70a。因此,不论从UV非穿透偏光板70d、偏光板O-UVP70a中的哪一侧,皆可观察通过可见光用液晶单元30a所显示的图像。此外,图30所示的显示装置,可见光用液晶单元30a与紫外线用液晶单元30b通过偏光发光元件10a来配置。由于偏光发光元件10a也具有使未被吸收的紫外线偏光而穿透的功能,所以在来自光源20c的紫外线中,未被偏光发光元件10a所吸收的紫外线通过偏光发光元件10a偏光而穿透。穿透偏光发光元件10a后的紫外线还穿透UV穿透偏光板70c,并通过可见光用液晶单元30a照射在UV非穿透偏光板70d。另一方面,偏光发光元件10a的偏光轴与UV非穿透偏光板70d的吸收轴正交地配置。因此,穿透偏光发光元件10a的来自光源20c的紫外线在此UV非穿透偏光板70d的吸收轴上被吸收。如此,通过使光源发出紫外线,在紫外线用液晶单元30b中控制来自光源的紫外线的偏光,在可见光用液晶单元30a中控制来自偏光发光元件10a的偏光发光以及来自光源的可见光的偏光,而可显示分别不同的图像。据此可在UV非穿透偏光板70d侧与偏光板O-UVP70a侧提供不同图像。
图31中,含有可见光与紫外线的光20c,从单一或分别独立地具备发出可见光的可见光用光源与发出紫外线的紫外线用光源的光源中照射。通过从光源发出紫外线,紫外线穿透可见光用液晶单元30a及2片UV穿透偏光板70c而照射在偏光板O-UVP70a,接着通过偏光板O-UVP70a偏光而穿透的紫外线,通过紫外线用液晶单元30b来控制偏光而用于显示图像。此外,通过紫外线用液晶单元30b经偏光控制而穿透后的紫外线被照射在偏光发光元件10a,当照射与偏光发光元件10a的紫外线区域的吸收轴为同一轴的光的偏光时,使偏光发光元件10a显示偏光发光。来自偏光发光元件10a的可见光区域的偏光发光,分别穿透紫外线用液晶单元30b、偏光板O-UVP70a,并通过配置在偏光板O-UVP70a与可见光用液晶单元30a之间的UV穿透偏光板70c偏光而穿透。所穿透的偏光后的可见光通过可见光用液晶单元30a来控制偏光而用于显示图像。由于通过可见光用液晶单元30a经偏光控制后的可见光通过配置在显示装置的最外侧的UV穿透偏光板70c而穿透,所以可观察所显示的图像。另一方面,通过从光源发出可见光,可见光通过UV穿透偏光板70c而形成可见光区域的偏光,并通过可见光用液晶单元30a来控制偏光而用于显示图像。穿透可见光用液晶单元30a后的可见光,通过配置在偏光板O-UVP70a与可见光用液晶单元30a之间的UV穿透偏光板70c偏光而穿透。此外,穿透后的可见光,穿透偏光板O-UVP70a、紫外线用液晶单元30b、偏光发光元件10a。因此,通过可见光用液晶单元30a所显示的显示图像可通过紫外线吸收元件40b来观察。另一方面,由于偏光发光元件10a也具有使未被吸收的紫外线偏光而穿透的功能,所以在来自光源20c的紫外线中,未被偏光发光元件10a所吸收的紫外线通过偏光发光元件10a偏光而穿透。穿透偏光发光元件10a后的紫外线通过紫外线吸收元件40b所吸收。因此,显示在紫外线用液晶单元30b的图像也可从UV穿透偏光板70c侧观察。如此,通过使光源发出紫外线,在紫外线用液晶单元30b中光源20c利用紫外线,在可见光用液晶单元30a中利用来自偏光发光元件10a的偏光发光以及光源的可见光区域的光,而可显示分别不同的图像。据此可在UV穿透偏光板70c侧与紫外线吸收元件40b侧提供不同图像。
本发明的显示装置的其它实施方式,如图32至图45所示,为具备偏光控制元件作为偏光元件的显示装置。本发明中所使用的偏光元件也具有使紫外线偏光的功能。以下说明可利用此使紫外线偏光而控制的功能并在显示器上显示图像等的显示装置。另外,这意味着可将偏光发光极弱或未看到偏光发光的状态的偏光元件,利用为在至少含有紫外线的光中对至少紫外线区域的光进行偏光控制的偏光控制元件。此实施方式的显示装置具备液晶单元与作为偏光元件的偏光控制元件。此外,具备有偏光控制元件的显示装置的一实施方式,进一步具备使紫外线及可见光两者偏光的偏光板V+UVP与使紫外线穿透的UV穿透偏光板,或进一步具备2个偏光板V+UVP作为偏光板,含有可见光及紫外线的光(自然光)从液晶单元的一边的面侧照射。为了照射含有可见光与紫外线的光20c,显示装置可进一步具备发出含有可见光与紫外线的光20c的光源。此外,偏光控制元件配置在液晶单元的另一边的面侧,在照射有含有可见光及紫外线的光的液晶单元的一边的面侧配置有偏光板V+UVP,并且在未配置液晶单元的偏光控制元件的面侧配置有UV穿透偏光板,或在照射有光的液晶单元的一边的面侧配置有一边的偏光板V+UVP,并且在未配置液晶单元的偏光控制元件的面侧配置有另一边的偏光板V+UVP。此外,UV穿透偏光板或另一边的偏光板V+UVP,在与偏光控制元件的偏光轴不同的方向上,尤其是正交方向上具有吸收轴。通过使显示装置具有此构成,来自含有可见光及紫外线的光的可见光可通过各偏光板,也就是偏光板V+UVP及UV穿透偏光板来控制偏光,另一方面,来自含有可见光及紫外线的光的紫外线可通过偏光控制元件来控制偏光,所以可在各波长区域中进行光的控制。据此,即使利用具有将紫外线控制为偏光的功能的偏光控制元件作为偏光元件,也与具备偏光发光元件作为偏光元件的显示装置相同,可显示图像。
图32为显示此显示装置的构成的概略图。图32所示的显示装置具备:UV穿透偏光板70c,层叠在UV穿透偏光板70c上的偏光控制元件10b,层叠在偏光控制元件10b上的液晶单元30,与层叠在液晶单元30上的偏光板V+UVP70b;从UV穿透偏光板70c侧照射含有可见光与紫外线的光20c。UV穿透偏光板70c以偏光控制元件10b的偏光轴与UV穿透偏光板70c的吸收轴成为不同的方式(例如正交地)配置。来自含有可见光与紫外线的光20c的紫外线及可见光通过偏光板V+UVP70b偏光而穿透。此穿透后的偏光中,紫外线通过偏光控制元件10b而偏光,另一方面,可见光被使用于液晶单元30的图像显示并直接穿透偏光控制元件10b。为了防止直接穿透偏光控制元件10b的可见光被UV穿透偏光板70c所吸收,以偏光控制元件10b的偏光轴与UV穿透偏光板70c的吸收轴成为不同,例如正交的方式来配置UV穿透偏光板70c。据此,穿透偏光控制元件10b后的可见光可穿透UV穿透偏光板70c。另一方面,来自此偏光控制元件10b的偏光后的紫外线直接穿透UV穿透偏光板70c。据此,图32所示的显示装置中,由于含有可见光与紫外线的光20c具有背光的功能,所以可作为穿透型的液晶显示装置从UV穿透偏光板70c侧观察图像。此外,作为背光的含有可见光与紫外线的光20c可从UV穿透偏光板70c侧照射,此时可作为穿透型的液晶显示装置从偏光板V+UVP70b侧观察图像。
图33所示的显示装置在图32所示的显示装置的构成中具备另外的偏光板V+UVP70b'来取代UV穿透偏光板70c。图33所示的显示装置中,偏光板V+UVP70b'以偏光控制元件10b的偏光轴与偏光板V+UVP70b'的吸收轴成为不同的方式来配置。来自含有可见光与紫外线的光20c的紫外线及可见光通过偏光板V+UVP70b偏光而穿透。此穿透后的偏光中,紫外线通过偏光控制元件10b而偏光,另一方面,可见光通过液晶单元30来控制偏光而被使用于图像显示,并直接穿透偏光控制元件10b。为了防止直接穿透偏光控制元件10b的可见光被偏光板V+UVP70b'所吸收,以偏光控制元件10b的偏光轴与偏光板V+UVP70b'的吸收轴成为不同,例如正交的方式来配置偏光板V+UVP70b'。据此,穿透偏光控制元件10b后的可见光可穿透偏光板V+UVP70b'。另一方面,来自此偏光控制元件10b的偏光后的紫外线也可穿透偏光板V+UVP70b'。据此,图33所示的显示装置中,由于含有可见光与紫外线的光20c具有背光的功能,所以可作为穿透型的液晶显示装置从偏光板V+UVP70b'侧观察通过液晶单元30经偏光控制而显示的图像。此外,作为背光的含有可见光与紫外线的光20c可从偏光板V+UVP70b'侧照射,此时可作为穿透型的液晶显示装置从偏光板V+UVP70b侧观察图像。
图34所示的显示装置,除了图32所示的显示装置的构成之外,在UV穿透偏光板70c的下侧进一步具备光反射层50。据此,图34所示的显示装置,由于含有可见光与紫外线的光20c具有背光的功能,所以可作为穿透型的液晶显示装置从偏光板V+UVP70b侧观察图像。
图35所示的显示装置,除了图32所示的显示装置的构成之外,在UV穿透偏光板70c的下侧进一步具备光吸收层40。光吸收层40可为具有各种色相的层,例如具有红、蓝、黄、黑,且进一步具有粉彩色般的明亮色彩的膜、板等,或如荧光体般的吸收特定波长(例如紫外线)并发出可见光区域的光的膜、板等。据此,图35所示的显示装置,由于含有可见光与紫外线的光20c具有前光的功能,所以可作为反射型的液晶显示装置从偏光板V+UVP70b侧观察所显示的图像。
此外,作为其它实施方式,图36至图39所示的显示装置,在图32至图35所示的显示装置的构成中,具有液晶单元30的结构采用可通过紫外线来显示图像等的紫外线用液晶单元30b,与可通过可见光来显示图像等的可见光用液晶单元30a的双单元结构。图36至图39为显示此显示装置的构成的概略图。图36至图39所示的显示装置中,来自通过偏光板V+UVP70b偏光而穿透的含有可见光与紫外线的光20c的紫外线,使用在紫外线用液晶单元30b的显示,另一方面,来自通过偏光板V+UVP70b偏光而穿透的含有可见光与紫外线的光20c的可见光以及通过光反射层50所反射的可见光,分别使用于可见光用液晶单元30a的图像显示。图36至图39所示的显示装置中,由于采用此双单元结构,所以可将通过紫外线用液晶单元30b与可见光用液晶单元30a所形成的图像,显示作为分别不同的图像。此外,图36至图39所示的显示装置中,并不限定在依照紫外线用液晶单元30b与可见光用液晶单元30a的顺序,紫外线用液晶单元30b与可见光用液晶单元30a也可分别相反地配置。
此外,本发明的显示装置的其它实施方式,如图40至图45所示,显示可控制紫外线及可见光的各波长区域的光的穿透与非穿透的显示装置(液晶显示装置)的构成。此实施方式的显示装置具备:液晶单元,作为偏光元件的偏光控制元件,与使紫外线及可见光两者偏光的偏光板V+UVP;并照射使紫外线及可见光两者偏光后的光。为了照射使紫外线及可见光两者偏光后的光,显示装置可进一步具备发出使紫外线及可见光两者偏光后的光的光源。此外,偏光控制元件配置在液晶单元的另一边的面侧,在未配置液晶单元的偏光控制元件的面侧配置有偏光板V+UVP,偏光板V+UVP在与前述偏光控制元件的偏光轴不同的方向上具有吸收轴。例如当紫外线及可见光的偏光板的吸收轴分别正交地设置时,通过液晶单元来控制偏光,可控制紫外线的偏光的穿透的有无或强弱。也就是当紫外线区域的偏光与可见光区域的偏光的穿透以呈90°不同的轴来进行时,由于紫外线的穿透轴与可见光的偏光的穿透轴可通过分别不同的轴来控制穿透光量,所以可将分别独立的波长区域的光用于显示。
图40为显示此显示装置的构成的概略图。图40所示的显示装置具备:偏光板V+UVP70b,层叠在偏光板V+UVP70b上的偏光控制元件10b,与层叠在偏光控制元件10b上且可控制紫外线及可见光的各偏光轴的液晶单元30c。此外,偏光板V+UVP70b以偏光控制元件10b的偏光轴与偏光板V+UVP70b的吸收轴成为不同的方式来配置。当使紫外线及可见光两者偏光后的光20d从紫外线/可见光切换液晶单元30c侧照射时,通过紫外线/可见光切换液晶单元30c来控制紫外线区域的光的偏光,并通过偏光控制元件10b而偏光。据此可控制来自使紫外线及可见光两者偏光后的光20d的偏光紫外线所穿透的光量。由于来自偏光控制元件10b的偏光紫外线与偏光板V+UVP70b的吸收轴正交,所以将偏光控制元件10b的偏光轴与偏光板V+UVP70b的吸收轴配置成为不同轴,例如正交地配置。据此,来自偏光控制元件10b的偏光紫外线可穿透偏光板V+UVP70b。另一方面,来自使紫外线及可见光两者偏光后的光20d的偏光可见光,通过紫外线/可见光切换液晶单元30c来控制可见光区域的光的偏光,所以直接以该光量穿透偏光控制元件10b。此外,穿透偏光控制元件10b并经偏光控制后的可见光,在与偏光板V+UVP70b的吸收轴为同轴时被偏光板V+UVP70b所吸收而未穿透,另一方面,在与吸收轴为正交时未被偏光板V+UVP70b吸收而穿透。据此,图40所示的显示装置中,使紫外线及可见光两者偏光后的光20d具有背光的功能。因此可作为穿透型的液晶显示装置,从偏光板V+UVP70b侧观察通过紫外线/可见光切换液晶单元30c的紫外线用液晶单元或可见光用液晶单元所形成的图像。此外,可从偏光板V+UVP70b侧照射作为背光的使紫外线及可见光两者偏光后的光20d,此时可作为穿透型的液晶显示装置从紫外线/可见光切换液晶单元30c侧观察所显示的图像。此显示装置为可兼顾进行可见光区域的光的偏光控制与紫外线区域的光的偏光控制,且可控制各波长区域的光的穿透/非穿透的显示装置,故例如可应用于控制紫外线的穿透/遮光的紫外线感测器。
图41所示的显示装置,除了图40所示的显示装置的构成之外,在偏光板V+UVP70b的下侧进一步具备光反射层50。据此,图41所示的显示装置,使紫外线及可见光两者偏光后的光20d具有前光的功能。因此,通过使该液晶单元30c控制可见光区域的偏光与紫外线区域的偏光,可作为反射型的液晶显示装置从紫外线/可见光切换液晶单元30c侧观察图像,同时可分别控制以该液晶单元30c所控制的基于紫外线区域的光所显示的图像与基于可见光区域的光所显示的图像。此外,由于此显示装置可控制各波长区域的光的穿透/非穿透,故例如可应用于控制紫外线的穿透/遮光的紫外线感测器。
图42所示的显示装置,除了图40所示的显示装置的构成之外,在偏光板V+UVP70b的下侧进一步具备光吸收层40。光吸收层40可为具有各种色相的层,例如具有红、蓝、黄、黑,且进一步具有粉彩色般的明亮色彩的膜、板等,或如荧光体般的吸收特定波长(例如紫外线)并发出可见光区域的光的膜、板等。据此,图42所示的显示装置,使紫外线及可见光两者偏光后的光20d具有前光的功能。因此可作为反射型的液晶显示装置从可在紫外线/可见光中切换偏光轴的液晶单元30c侧观察所显示的图像,同时可控制基于紫外线区域的光所显示的图像与基于可见光区域的光所显示的图像。此外,由于此显示装置可控制各波长区域的光的穿透/非穿透,故例如可应用于控制紫外线的穿透/遮光的紫外线感测器。
此外,作为其它实施方式,图43至图45所示的显示装置,在图40至图42所示的显示装置的构成中,具有液晶单元30c的结构采用可通过紫外线在显示器上显示图像等的紫外线用液晶单元30b,与可通过可见光在显示器上显示图像等的可见光用液晶单元30a的双单元结构。图43至图45为显示此显示装置的构成的概略图。图43至图45所示的显示装置中,来自使紫外线及可见光两者偏光后的光20d的偏光紫外线,使用在紫外线用液晶单元30b的图像显示,另一方面,来自使紫外线及可见光两者偏光后的光20d的偏光可见光,使用在可见光用液晶单元30a的图像显示。图43至图45所示的显示装置中,由于采用此双单元结构,所以可将通过紫外线用液晶单元30b与可见光用液晶单元30a经偏光控制而显示的图像,显示作为分别不同的图像。图43至图45所示的显示装置中,并不限定在依照紫外线用液晶单元30b与可见光用液晶单元30a的顺序,紫外线用液晶单元30b与可见光用液晶单元30a也可分别相反地配置。
[立体显示装置或立体图像显示装置]
构成本发明的显示装置的其它实施方式,为具备上述偏光发光元件作为偏光元件的新颖的立体显示装置或立体图像显示装置。
具备上述偏光发光元件的立体显示装置或立体图像显示装置,在可见光区域中具有高穿透性,并且可利用该偏光发光将立体视觉显示在显示器上。此外,此显示装置可简便且便宜地制造,并可适用作为能够立体显示的透明显示器。
本发明中使用的偏光发光元件也可利用在立体显示装置或立体图像显示装置的构成。另外,在此所谓的立体显示装置,意指利用两眼视差且不具备用以显示图像的单元(例如液晶单元)的可进行3D显示的装置。此外,所谓立体图像显示装置,意指利用两眼视差且具备用以显示图像的单元(例如液晶单元)的可进行3D显示的装置。图46至图50为显示具备上述偏光发光元件的立体显示装置的构成的概略图。图51至图57为显示具备上述偏光发光元件的立体图像显示装置的构成的概略图。
本发明的立体显示装置的一实施方式,如图46至图50所示,具备:作为偏光元件的偏光发光元件,用以可显示立体视觉的立体显示控制部,与用以显示立体视觉的显示部;并照射至少含有紫外线的光,尤其是紫外线。为了照射至少含有紫外线的光,显示装置可进一步具备发出至少含有紫外线的光,尤其是紫外线的光源。此时光源配置在显示部的一边的面侧。为了可通过两眼视差来感知立体视觉,立体显示控制部具备具有分别独立的不同的偏光轴的2个立体显示控制构件。显示部是由偏光轴互为不同的第一偏光发光元件及第二偏光发光元件所构成,第一偏光发光元件及第二偏光发光元件分别存在有多个。为了使观察者感知立体视觉,立体显示控制构件只要可检测来自第一偏光发光元件及第二偏光发光元件的偏光发光的穿透即可,并无特别限定,例如可使用一般的偏光板(UV非穿透偏光板)、UV穿透偏光板、偏光板O-UVP、偏光板V+UVP。
图46所示的显示装置(立体显示装置)具备:具有分别独立的不同的偏光轴的立体显示控制构件80、80'作为用以可显示立体视觉的立体显示控制部,用以显示立体视觉的显示部90,与偏光轴互为不同的第一偏光发光元件10c及第二偏光发光元件10c'。立体显示控制构件80、80'可设置在使观察者可利用两眼视差来感知来自显示部90的立体视觉的位置。在显示部90分别设置有第一偏光发光元件10c及第二偏光发光元件10c',并且紫外线20b从设置有立体显示控制构件80、80'的一侧照射在显示部90。通过所照射的紫外线20b,使第一偏光发光元件10c及第二偏光发光元件10c'分别显示偏光发光。具有此构成的显示装置中,通过具有分别独立的不同的偏光轴,例如分别呈90°不同的偏光轴的立体显示控制构件80、80'的两眼视差,在观察者的左右眼分别可观察对应第一偏光发光元件10c或第二偏光发光元件10c'的偏光发光。据此,分别仅在左眼观察到左眼用的偏光发光且仅在右眼观察到右眼用的偏光发光。以这些左右眼所观察的偏光发光重叠而观看的结果,也就是利用两眼视差的结果,可在显示部90上显示偏光发光的立体视觉。
图47所示的显示装置,在图46所示的显示装置的构成中,紫外线20b是从并未设置立体显示控制构件80、80'的一侧照射在显示部90。图47所示的显示装置也可通过与图46所示的立体显示装置相同的原理,在显示部90上显示偏光发光的立体视觉。
图48所示的显示装置,除了图46所示的显示装置的构成之外,在显示部90的下侧进一步具备黑色膜等可见光吸收元件40a。通过此构成,图48所示的显示装置可显示对比经提升后的偏光发光的立体视觉。此外,图49所示的实施方式,除了图46所示的显示装置的构成之外,在显示部90的下侧进一步具备光反射层50。通过此构成,图49所示的显示装置可显示明亮的偏光发光的立体视觉。
图50所示的显示装置,除了图49所示的显示装置的构成之外,在显示部90与光反射层50之间进一步具备相位差板的1/4波长板61作为光控制层。据此,图50所示的显示装置可抑制起因于通过光反射层50所反射的偏光发光所造成的双重图像的产生,并可显示明亮的偏光发光的立体视觉。
接着说明使用上述偏光发光元件的立体图像显示装置。此立体图像显示装置的一实施方式,如图51至图57所示,具备:显示左眼用图像及右眼用图像的液晶单元,作为偏光元件的偏光发光元件,与用以可显示立体图像的立体显示控制部;并照射至少含有紫外线的光,尤其是紫外线或偏光紫外线。为了照射至少含有紫外线的光,显示装置可进一步具备发出至少含有紫外线的光,尤其是紫外线或偏光紫外线的光源。为了可通过两眼视差来感知立体图像,立体显示控制部具备具有分别独立的不同的偏光轴的2个立体显示控制构件。
图51所示的显示装置(立体图像显示装置)具备:可显示左眼用图像及右眼用图像的液晶单元30d,作为偏光元件的偏光发光元件10a,与具有分别独立的不同的偏光轴的立体显示控制构件80、80'作为用以可显示立体图像的立体显示控制部。立体显示控制构件80、80'可设置在使观察者可利用两眼视差来感知来自液晶单元30d的立体图像的位置。紫外线20b从设置有立体显示控制构件80、80'的一侧照射在液晶单元30d。所谓可显示左眼用图像及右眼用图像的液晶单元30d的功能,例如在每个用以形成图像的区域(一般而言为像素等)中具备可控制偏光的功能,且可在每个区域中形成左眼用图像及右眼用图像。通过所照射的紫外线20b使偏光发光元件10a显示偏光发光。具有此构成的显示装置中,由于立体显示控制构件80、80'具有分别不同的偏光轴,例如分别呈90°不同的偏光轴,故以可通过一边的立体显示控制构件来仅显示液晶单元30d的左眼用图像及右眼用图像中某一者,并可通过另一边的立体显示控制构件来仅显示液晶单元30d的左眼用图像及右眼用图像中另一者的方式,来调整立体显示控制构件80、80'与液晶单元30d。据此在观察者的左眼仅观察到左眼用图像,在右眼仅观察到右眼用图像,以这些左右眼所观察的左眼用图像及右眼用图像重叠而观看的结果,也就是利用两眼视差的结果,可通过液晶单元30d来显示立体图像。
图52所示的显示装置,在图51所示的显示装置的构成中,紫外线20b是从并未设置液晶单元30d的偏光发光元件10a的面侧照射。图52所示的显示装置也可通过与图51所示的立体图像显示装置相同的原理,通过液晶单元30d来显示立体图像。
图53所示的立体图像显示装置,除了图51所示的显示装置的构成之外,在偏光发光元件10a的下侧进一步具备黑色膜等可见光吸收元件40a。通过此构成,图53所示的立体图像显示装置可显示对比经提升后的立体图像。此外,图54所示的实施方式中,除了图51所示的显示装置的构成之外,在偏光发光元件10a的下侧进一步具备光反射层50。通过此构成,图54所示的立体图像显示装置可显示明亮的立体图像。
图55所示的立体图像显示装置,除了图54所示的显示装置的构成之外,在偏光发光元件10a与光反射层50之间进一步具备相位差板的1/4波长板61作为光控制层。据此,图55所示的立体图像显示装置可抑制显示器上的双重图像的产生,并可显示明亮的立体图像。
图56、图57所示的立体图像显示装置在图51、图52所示的显示装置的构成中,以照射偏光紫外线20a来取代紫外线20b。图56、图57所示的立体图像显示装置也可通过与图51、图52所示的显示装置相同的原理来显示立体图像。
[具有偏光切换功能的显示装置]
本发明中所使用的偏光发光元件,也可利用在如图58至图65所示的具有偏光切换功能的显示装置的构成。此具有偏光切换功能的显示装置的一实施方式具备:作为偏光元件的偏光发光元件,控制偏光发光的偏光控制构件,与可控制相位差的相位差控制构件;并照射至少含有紫外线的光,尤其是紫外线。为了照射至少含有紫外线的光,显示装置可进一步具备发出至少含有紫外线的光,尤其是紫外线的光源。偏光控制构件具有穿透一定方向的偏光轴的功能,只要可检测来自偏光发光元件的偏光发光的波长或偏光发光的穿透即可,并无特别限定,例如可使用一般的偏光板(UV非穿透偏光板)、UV穿透偏光板、偏光板O-UVP、偏光板V+UVP。此外,相位差控制构件例如可为一般的相位差板。作为相位差控制构件的相位差板并不限定在1片,可使用2片以上或使用任意片数。当设置相位差板作为相位差控制构件时,通过动态地切换所使用的相位差板所具有的慢轴与快轴的角度,可控制偏光。当使用相对于来自偏光发光元件的偏光发光所显示的波长具有1/4λ的相位差值的相位差板,也就是所谓1/4波长板作为相位差控制构件时,偏光发光元件所发光的直线偏光,通过将1/4波长板的慢轴相对于直线偏光的偏光轴配置为45°,可从直线偏光切换为圆偏光。另一方面,将1/4波长板的慢轴相对于直线偏光的偏光轴配置为0°时,不会引起偏光的切换,可维持直线偏光的发光。此外,当使用相对于来自偏光发光元件的偏光发光所显示的波长具有1/2λ的相位差值的相位差板,也就是所谓1/2波长板作为相位差控制构件时,偏光发光元件所发光的直线偏光,通过将1/2波长板的慢轴相对于直线偏光的偏光轴配置为45°,可切换为具有偏光方向旋转90°后的偏光轴的偏光。另一方面,将1/2波长板的慢轴相对于直线偏光的偏光轴配置为0°时,不会引起偏光的切换,可维持直线偏光的发光。
图58所示的显示装置具备:控制偏光发光的偏光控制构件70,作为偏光元件的偏光轴互为不同的第一偏光发光元件10c及第二偏光发光元件10c',用以显示来自第一偏光发光元件10c、第二偏光发光元件10c'的偏光发光的显示部90,与可控制相位差的相位差控制构件60。偏光控制构件70可设置在使观察者可从显示部90观看到因应偏光控制构件70所具有的偏光轴的模式的偏光发光的位置。紫外线20b从设置有偏光控制构件70的一侧照射在未配置显示部90的相位差控制构件的面侧。在显示部90上分别独立地设置有偏光轴互为不同的第一偏光发光元件10c及第二偏光发光元件10c'。相位差控制构件60层叠在显示部90上,并且在未配置第一偏光发光元件10c、第二偏光发光元件10c'的相位差控制构件60的面侧,相开离地配置偏光控制构件70。紫外线20b只要照射在第一偏光发光元件10c及第二偏光发光元件10c'即可,光的入射方法并无限定。此实施方式的显示装置中,第一偏光发光元件10c及第二偏光发光元件10c'具有分别独立的不同的偏光轴。因此,当将紫外线20b照射在第一偏光发光元件10c及第二偏光发光元件10c'时,第一偏光发光元件10c及第二偏光发光元件10c'分别显示偏光发光。通过不同偏光轴的偏光发光进一步被照射在相位差控制构件60与偏光控制构件70,据此可观看因应第一偏光发光元件10c、第二偏光发光元件10c'、相位差控制构件60、偏光控制构件70所分别具有的偏光轴的模式的偏光发光。此外,当使用相位差板作为相位差控制构件60时,通过将相位差板的慢轴任意地改变为0°、45°等,偏光发光不仅是直线偏光,也可显示出圆偏光、椭圆偏光,或具有直线偏光的偏光方向旋转90°后的偏光轴的直线偏光等,可将偏光发光控制为各种偏光。通过具有此构成的显示装置,不仅光量(灵敏度)的调整,也可改变色相、视角。此外,当使用无色透明的相位差板,优选为无色透明的相位差膜作为相位差控制构件60时,通过使来自第一偏光发光元件10c及第二偏光发光元件10c'的偏光发光通过偏光控制构件70,使可观看的发光的色彩、光量变动。未通过偏光控制构件70的来自第一偏光发光元件10c及第二偏光发光元件10c'的偏光发光,在显示部90上仅被观看作为发光面。另一方面,通过使偏光发光通过无色透明的相位差膜,可通过相位差的控制来进一步观看其它偏光发光。也就是说,未通过偏光控制构件70所观看的偏光发光,仅能在显示发光的显示部90上辨识出设置有无色透明膜。如此,图58所示的显示装置不仅具有可辨识且控制偏光发光的偏光切换功能,并且当满足偏光控制构件70与第一偏光发光元件10c及第二偏光发光元件10c'的偏光轴的模式,以及依据作为相位差控制构件60的相位差板所进行的偏光的控制的全部3项条件时,也可赋予无法观看原先可显示在显示部90上的预料的发光的高安全性功能。
图59所示的显示装置,在图58所示的显示装置的构成中,紫外线20b配置在未设置相位差控制构件60的显示部90的面侧。图59所示的显示装置也可通过与图58所示的显示装置相同的原理,在显示部90上观看偏光发光。
图60所示的显示装置,除了图58所示的显示装置的构成之外,在显示部90的下侧进一步具备黑色膜等可见光吸收元件40a。通过此构成,图60所示的显示装置可观看对比经提升后的偏光发光。此外,图61所示的实施方式中,除了图58所示的显示装置的构成之外,在显示部90的下侧进一步具备光反射层50。通过此构成,图61所示的显示装置可观看明亮的偏光发光的立体视觉。
此外,作为其它实施方式,图62至图65所示的显示装置,在图58至图61所示的显示装置的构成中,配置有液晶单元30与偏光发光元件10a,并且在偏光发光元件10a与相位差控制构件60之间配置液晶单元30,来取代设置有偏光轴互为不同的第一偏光发光元件10c及第二偏光发光元件10c'的显示部90。具有图62至图65所示的构成的显示装置,不仅具有可辨识且控制偏光发光的偏光切换功能,并且当满足偏光控制构件70与偏光发光元件10a的偏光轴的模式,以及依据作为相位差控制构件60的相位差板所进行的偏光的控制的全部3项条件时,除了可建构图像的高安全性功能之外,也可显示高度复杂的图像。
[自发光型液晶显示装置]
构成本发明的显示装置的其它实施方式,为有具备上述偏光发光元件作为偏光元件的新颖的自发光型液晶显示装置。
此自发光型液晶显示装置的一实施方式,如图66至图69所示,为具备:作为偏光元件的偏光发光元件,液晶单元,着色光穿透滤光片,与选自由400至480nm用偏光板、使紫外线偏光的偏光板O-UVP、使紫外线及可见光两者偏光的偏光板V+UVP、使紫外线穿透的UV穿透偏光板以及使紫外线不穿透的UV非穿透偏光板所组成的组中的偏光板的液晶显示装置;并照射至少含有紫外线的光,尤其是紫外线。为了照射至少含有紫外线的光,显示装置可进一步具备发出至少含有紫外线的光,尤其是紫外线的光源。此显示装置与现有的液晶显示装置不同,偏光发光元件为自发光。因此可提供与背光的光被具有35~45%的穿透率的偏光板所减光的现有的液晶显示装置相比,可见光区域的光的利用效率极高的液晶显示装置。此外,现有的液晶显示装置中,即使不具有用以改善视角相依性所需的各种相位差板的贴合、复杂的液晶单元结构,液晶显示装置也具有广视角特性。因此可提供改善现有液晶显示装置中作为课题的视角相依性,并且为高对比且观看性高的液晶显示装置。此外,通过以着色光穿透滤光片将来自偏光发光元件的发光转换为各种色彩的光,可将高演色性赋予至液晶显示装置。
此显示装置的一实施方式为具备:液晶单元,着色光穿透滤光片,使紫外线偏光的偏光板O-UVP,与作为偏光元件的偏光发光元件的显示装置,至少含有紫外线的光从并未配置着色光穿透滤光片的液晶单元的一边的面侧照射。为了照射至少含有紫外线的光,尤其是紫外线,显示装置可进一步具备发出至少含有紫外线的光,尤其是紫外线的光源。
着色光穿透滤光片配置在液晶单元中或液晶单元的另一边的面侧,在照射有至少含有紫外线的光的前述液晶单元的一边的面侧配置有偏光板O-UVP,并且在液晶单元的另一边的面侧配置有偏光发光元件。具有此构成的显示装置,在偏光板O-UVP与偏光发光板之间设置有动态地控制相位的液晶单元。因此当偏光发光元件显示白色发光时,可通过液晶单元来控制白色发光与未发光。此外,当偏光发光元件显示蓝色发光时,即使不使用蓝色的彩色滤光片作为着色光穿透滤光片,也可提供蓝色光的利用效率显著地高的自发光型液晶显示装置。
图66为显示此显示装置的构成的概略图。图66所示的显示装置具备:偏光板O-UVP70a,层叠在偏光板O-UVP70a上的液晶单元30,层叠在液晶单元30上的偏光发光元件10a,与层叠在偏光发光元件10a上的着色光穿透滤光片100;至少含有紫外线的光20,尤其是紫外线20b从偏光板O-UVP70a照射。为了照射至少含有紫外线的光20,显示装置可进一步具备发出至少含有紫外线的光20,尤其是紫外线20b的光源。此时光源配置在液晶单元的一边的面侧(未配置偏光发光元件10a的面侧)。此外,为了更容易扩散紫外线20b,可在未配置液晶单元30的偏光板O-UVP70a的面侧还配置光扩散板110。光扩散板110可因应紫外线20b的光量等任意地配置。此外,着色光穿透滤光片100具备蓝色彩色滤光片101、绿色彩色滤光片102、红色彩色滤光片103,并设计为可在每个显示区段中进行彩色显示。通过照射紫外线20b,使通过偏光板O-UVP70a而吸收紫外线的偏光发光元件10a显示偏光发光。由于来自偏光发光元件10a的偏光发光可通过着色光穿透滤光片100所具备的蓝色彩色滤光片101、绿色彩色滤光片102、红色彩色滤光片103而在每个显示区段中进行彩色显示,所以当偏光发光元件10a显示白色发光时,可将发光色转换为期望的色彩,此外,也可通过液晶单元30来控制白色发光与未发光。
图67所示的显示装置,在图66所示的显示装置的构成中,从着色光穿透滤光片100中移除蓝色彩色滤光片101。此显示装置中,当偏光发光元件10a显示蓝色发光时,即使不使用蓝色彩色滤光片101作为着色光穿透滤光片100,也可提供蓝色光的利用效率高的自发光型液晶显示装置。
自发光型液晶显示装置的其它实施方式为具备:液晶单元,着色光穿透滤光片,选自由偏光板V+UVP、UV穿透偏光板以及UV非穿透偏光板所组成的组中的偏光板,与作为偏光元件的偏光发光元件的显示装置,至少含有紫外线的光从并未配置着色光穿透滤光片的液晶单元的一边的面侧照射。为了照射至少含有紫外线的光,尤其是紫外线,显示装置可进一步具备发出至少含有紫外线的光,尤其是紫外线的光源。着色光穿透滤光片配置在液晶单元的另一边的面侧,在照射有至少含有紫外线的光的前述液晶单元的一边的面侧配置有偏光发光元件,并且在着色光穿透滤光片与液晶单元之间配置有偏光板。具有此构成的显示装置,由于来自偏光发光元件的偏光发光通过偏光板照射在着色光穿透滤光片,所以可提供更高对比的自发光型液晶显示装置。
图68为显示此显示装置的构成的概略图。图68所示的显示装置具备:偏光发光元件10a,层叠在偏光发光元件10a上的液晶单元30,层叠在液晶单元30上的UV非穿透偏光板70d,与层叠在UV非穿透偏光板70d上的着色光穿透滤光片100;至少含有紫外线的光20,尤其是紫外线20b从偏光发光元件10a侧照射。为了照射至少含有紫外线的光20,显示装置可进一步具备发出至少含有紫外线的光20,尤其是紫外线20b的光源。此时光源配置在液晶单元的一边的面侧(配置有偏光发光元件10a的面侧)。此外,为了更容易扩散紫外线20b,可在未配置液晶单元30的偏光发光元件10a的面侧还配置光扩散板110。光扩散板110可因应紫外线20b的光量等任意地配置。此外,着色光穿透滤光片100具备蓝色彩色滤光片101、绿色彩色滤光片102、红色彩色滤光片103,并设计为可在每个显示区段中进行彩色显示。通过照射紫外线20b,使偏光发光元件10a显示偏光发光。来自偏光发光元件10a的偏光发光通过UV非穿透偏光板70d照射在着色光穿透滤光片100。可通过着色光穿透滤光片100所具备的蓝色彩色滤光片101、绿色彩色滤光片102、红色彩色滤光片103而在每个显示区段中进行彩色显示,所以当偏光发光元件10a显示白色发光时,可将发光色转换为期望的色彩。此外,由于来自偏光发光元件10a的偏光发光通过UV非穿透偏光板70d照射在着色光穿透滤光片,所以可提供更高对比的自发光型液晶显示装置。
图69所示的显示装置,在图68所示的显示装置的构成中,配置400至480nm用偏光板70e来取代UV非穿透偏光板70d,此外,从着色光穿透滤光片100中移除蓝色彩色滤光片101。此显示装置中,当偏光发光元件10a显示蓝色发光时,即使不使用蓝色彩色滤光片101作为着色光穿透滤光片100,也可提供蓝色光的利用效率显著地高的自发光型液晶显示装置。
接着说明上述所说明的各显示装置的构成中所使用的各构件及其特性。
[偏光元件]
偏光元件具有吸收紫外线而在可见光区域中显示偏光发光的功能,此外并具有将紫外线控制为偏光的功能。因此,通过使偏光元件几乎不吸收或不吸收紫外线,即使在偏光元件的偏光发光性变弱或失去偏光发光性时,此偏光元件也具有作为仅使紫外线偏光的偏光元件的作用。因此,偏光元件可作为具有显示偏光发光的功能的偏光发光元件而具备,或是作为具有将紫外线控制为偏光的功能的偏光控制元件而具备。此外,偏光发光元件在可见光区域,优选为380nm~780nm的波长区域中具有60%以上,优选为70%以上,还优选为80%以上,特优选为90%以上的高视感度修正单体穿透率。通过将此偏光元件使用作为构成液晶显示装置、立体显示装置、立体图像显示装置或具有偏光切换功能的显示装置等各显示装置的构件,可提供具有适合透明显示器的新颖的结构的显示装置。此偏光元件,例如可通过使成为显示发光的材料的二色性色素吸附配向在膜等的基材而制造。此外,从偏光元件直接发出的偏光可成为在特定轴具有偏光的发光,但不仅是特定轴,也可设计为具有椭圆偏光、圆偏光的发光。该处方不仅可通过将含浸有二色性色素的基材单轴拉伸,也可通过斜向拉伸、二轴以上的轴来拉伸而实现。优选可使一定的偏光单轴地发光。当偏光元件是作为偏光发光元件而具备时,偏光发光元件可通过将所吸收的紫外线的光能量转换为发出其它波长的光,也就是可见光区域的光的能量而据此显示偏光发光。因此,将某特定波长的光在维持该波长下反射作为圆偏光的胆固醇液晶,并不包含在显示如此特性的偏光发光元件的材料。
〈基材〉
偏光元件的基材中,包含有成为显示偏光发光性的材料的二色性色素。因此,该基材优选为将可吸附二色性色素的亲水性高分子等制膜而得到的膜。此亲水性高分子并无特别限定,例如可列举出聚乙烯醇系树脂、直链淀粉系树脂、淀粉系树脂、纤维素系树脂及聚丙烯酸盐系树脂等。这些树脂中,从二色性色素的吸附性、加工性及交联性等观点来看,优选为聚乙烯醇系树脂或其衍生物。聚乙烯醇系树脂或其衍生物例如可列举出聚乙烯醇或其衍生物,以及聚乙烯醇或其衍生物中任一种经乙烯、丙烯类的烯烃,巴豆酸、丙烯酸、甲基丙烯酸及顺丁烯二酸般的不饱和羧酸等所变性的树脂等。这些当中,从具有二色性的偏光发光色素的吸附性及配向性的点来看,优选为聚乙烯醇(PVA)膜。基材例如可使用市售品,或是通过将聚乙烯醇系树脂制膜而制作。此外,基材的厚度可适当地设计,优选为5μm~150μm的范围,尤其优选为20μm~100μm的范围。本发明所使用的偏光元件例如将聚乙烯醇系树脂形成为膜状以作为基材,接着在该膜中含有成为显示偏光发光性的材料的二色性色素。然后对所得到的膜适用拉伸等的配向处理,接着施以硼酸处理、洗涤处理、干燥处理,据此可制作本发明的偏光元件。
〈二色性色素〉
接着说明吸附配向在上述基材的二色性色素。为了将偏光发光性赋予至本发明所使用的偏光元件,该材料优选为在分子中具有二苯乙烯骨架及联苯骨架中的至少1种且不具有偶氮基的化合物或其盐。当二色性色素在分子中具有偶氮基时,如现有的染料系偏光元件那样虽可实现高偏光度,但发光因偶氮基而被吸收,造成发光光量显著降低。因此,二色性色素优选使用在分子中不具有偶氮基的化合物或其盐。由于此二色性色素显示荧光发光并同时具有双色比,所以可偏光发光。因此,在分子中具有二苯乙烯骨架及联苯骨架中的至少1种的偏光发光色素,其荧光发光特性优异,并通过配向在基板而兼具具有高双色比的特性。由于这些特性起因于二苯乙烯骨架及联苯骨架的各骨架,为了调整吸收波长、发光波长、耐光、耐湿、耐臭氧气体等的各种牢固性、溶解度等的各种特性等,也可进一步将任意的取代基导入在上述各骨架。此取代基的导入,虽可通过取代基的种类、取代基的位置来实现如现有染料系偏光板般的高偏光度,但有时也会使发光光量显著地降低。因此,为了达到优异的荧光发光特性并且实现高双色比,取代基的种类、取代基的位置的选择很重要。此外,上述二色性色素可单独使用1种或组合2种以上而并用。
不具有偶氮基的具有二苯乙烯骨架的化合物之一,优选为以下述式(1)所表示的化合物或其盐。式(1)中,基L及M分别独立地表示硝基、可具有取代基的氨基、可具有取代基的羰基酰胺基、可具有取代基的萘三唑基、可具有取代基的碳数1~20的烷基、可具有取代基的乙烯基、可具有取代基的酰胺基、可具有取代基的脲基,或可具有取代基的芳基及可具有取代基的羰基,但并不限定在这些。以式(1)所示的具有二苯乙烯骨架的化合物显示荧光发光,此外,并通过配向而得到二色性。由于发光特性起因于二苯乙烯骨架,所以基L及M的各基可键合的取代基只要不具有偶氮基即可,并无特别限定,可为任意的取代基。
Figure BDA0002413991030000441
可具有取代基的氨基例如可列举出非取代的氨基;
甲基氨基、乙基氨基、正丁基氨基、叔丁基氨基、正己基氨基、十二基氨基、二甲基氨基、二乙基氨基、二正丁基氨基、乙基甲基氨基、乙基己基氨基等可具有取代基的碳数1~20的烷基氨基;
苯基氨基、二苯基氨基、萘基氨基、N-苯基-N-萘基氨基等可具有取代基的芳基氨基;
甲基羰基氨基、乙基羰基氨基、正丁基羰基氨基等可具有取代基的碳数1~20的烷基羰基氨基;
苯基羰基氨基、联苯基羰基氨基、萘基羰基氨基等可具有取代基的芳基羰基氨基;
甲基磺酰基氨基、乙基磺酰基氨基、丙基磺酰基氨基、正丁基磺酰基氨基等碳数1~20的烷基磺酰基氨基;苯基磺酰基氨基、萘基磺酰基氨基等可具有取代基的芳基磺酰基氨基。这些当中,优选为可具有取代基的碳数1~20的烷基羰基氨基、可具有取代基的芳基羰基氨基、碳数1~20的烷基磺酰基氨基、可具有取代基的芳基磺酰基氨基。
可具有取代基的羰基酰胺基例如可列举出N-甲基-羰基酰胺基(-CONHCH3)、N-乙基-羰基酰胺基(-CONHC2H5)、N-苯基-羰基酰胺基(-CONHC6H5)等。
可具有取代基的碳数1~20的烷基例如可列举出甲基、乙基、正丁基、正己基、正辛基、正十二基等直链状的C1-C12烷基;异丙基、仲丁基、叔丁基等分枝链状的C3-C10烷基;环己基、环戊基等环状的C3-C7烷基等。这些当中,优选为直链状或分枝链状的烷基,尤其优选为直链状的烷基。
可具有取代基的乙烯基例如可列举出乙烯基(ethenyl group)、苯乙烯基、具有烷基的乙烯基、具有烷氧基的乙烯基、二乙烯基、戊二烯基等。
可具有取代基的酰胺基例如可列举出乙酰胺基(-NHCOCH3)、苯酰胺基(-NHCOC6H5)等。
可具有取代基的脲基例如可列举出单烷基脲基、二烷基脲基、单芳基脲基、二芳基脲基等。
可具有取代基的芳基例如可列举出苯基、萘基、蒽基、联苯基等,优选为C6-C12芳基。芳基可为含有选自由氮原子、氧原子及硫原子所组成的组中的1~3个杂原子作为环构成原子的5元环或6元环的杂环基。此杂环基中,优选为含有选自氮原子及硫原子的原子作为环构成原子的杂环基。
可具有取代基的羰基例如可列举出甲基羰基、乙基羰基、正丁基羰基、苯基羰基等。
上述取代基并无特别限定,例如可列举出硝基、氰基、羟基、磺酸基、磷酸基、羧基、羧基烷基、卤素原子、烷氧基、芳氧基等。
羧基烷基例如可列举出甲基羧基、乙基羧基等。卤素原子例如可列举出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等。烷氧基例如可列举出甲氧基、乙氧基、丙氧基等。芳氧基例如可列举出苯氧基、萘氧基等。
以式(1)所示的化合物例如可列举出,Kayaphor系列(日本化药公司制)、WhitexRP等的Whitex系列(住友化学公司制)等。以下述式(1)所示的化合物仅为例示,并不限定在这些。
[化合物例1]
Figure BDA0002413991030000461
具备不具有偶氮键的二苯乙烯骨架的其它化合物,优选为以下述式(2)或式(3)所示的化合物或其盐。通过使用这些化合物,可得到发出更鲜明的白色发光的偏光发光元件。此外,以下述式(2)或式(3)所示的化合物也起因于二苯乙烯骨架而显示荧光发光,此外,可通过配向而得到二色性。
Figure BDA0002413991030000471
上述式(2)中,基团X表示硝基或可具有取代基的氨基。可具有取代基的氨基可与上述式(1)中的可具有取代基的氨基为同样地定义,优选为可具有取代基的碳数1~20的烷基羰基氨基、可具有取代基的芳基羰基氨基、碳数1~20的烷基磺酰基氨基或可具有取代基的芳基磺酰基氨基。这些当中,基团X优选为硝基。
上述式(2)中,基团R表示氢原子、氯原子、溴原子或氟原子等卤素原子、羟基、羧基、硝基、可具有取代基的烷基、可具有取代基的烷氧基或可具有取代基的氨基。可具有取代基的烷基可与上述式(1)中的可具有取代基的碳数1~20的烷基为同样地定义。可具有取代基的烷氧基优选为甲氧基或乙氧基等。可具有取代基的氨基可与上述式(1)中的可具有取代基的氨基为同样地定义,优选为甲基氨基、二甲基氨基、乙基氨基、二乙基氨基或苯基氨基等。基团R可键合在萘三唑环中的萘环的任意碳上,但在将与三唑环缩合的碳设为1位及2位时,优选键合在3位、5位或8位。
上述式(2)中,n为0~3的整数,优选为1。此外,上述式(2)中,-(SO3H)可键合在萘三唑环中的萘环的任意碳原子上。-(SO3H)在萘环上的位置,在将与三唑环缩合的碳设为1位及2位时,若n=1,则优选为4位、6位或7位,若n=2,则优选为5位与7位,以及6位与8位,若n=3,则优选为3位与6位与8位的组合。这些当中,特优选基团R为氢原子且n为1。
式(3)中,基团Y表示可具有取代基的碳数1~20的烷基、可具有取代基的乙烯基或可具有取代基的芳基。这些当中,优选为可具有取代基的芳基,还优选为可具有取代基的萘基,特优选为取代有氨基与磺酸基作为取代基的萘基。
式(3)中,基团Z可与上述式(2)中的基团X为同样地定义,优选为硝基。
具备不具有偶氮基的联苯骨架的化合物,优选为以下述式(4)所示的化合物或其盐。
Figure BDA0002413991030000481
上述式(4)中,P及Q分别独立地表示硝基、可具有取代基的氨基、可具有取代基的羰基酰胺基、可具有取代基的萘三唑基、可具有取代基的碳数1~20的烷基、可具有取代基的乙烯基、可具有取代基的酰胺基、可具有取代基的脲基,或可具有取代基的芳基、可具有取代基的羰基,但并不限定在此。但在联苯骨架的P位置和/或Q位置具有偶氮基时,荧光发光显著地变小,故不优选。
以上述式(4)所表示的化合物优选为以下述式(5)所表示的化合物。
Figure BDA0002413991030000482
上述式(5)中,j表示0~2的整数。此外,当将键合有-CH=CH-的碳原子设为1位时,键合有-(SO3H)的位置优选为2位、4位、6位,特优选为4位。
上述式(5)中,基团R1、R2、R3、R4分别独立地为氢原子、碳数1~4的烷基、碳数1~4的烷氧基、芳烷氧基、烯氧基、碳数1~4的烷基磺酰基、碳数6~20的芳基磺酰基、碳酰胺基、砜酰胺基、羧基烷基。基R1~R4所键合的位置并无特别限定,将乙烯基设为1位时,优选为2位、4位、6位,特优选为4位。
碳数1~4的烷基例如可列举出甲基、乙基、丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、环丁基等。
碳数1~4的烷氧基例如可列举出甲氧基、乙氧基、丙氧基、正丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、环丁氧基等。
芳烷氧基例如可列举出碳数7~18的芳烷氧基等。
烯氧基例如可列举出碳数1~18的烯氧基等。
碳数1~4的烷基磺酰基例如可列举出甲基磺酰基、乙基磺酰基、丙基磺酰基、正丁基磺酰基、仲丁基磺酰基、叔丁基磺酰基、环丁基磺酰基等。
上述碳数6~20的芳基磺酰基例如可列举出苯基磺酰基、萘基磺酰基、联苯基磺酰基等。
以上述式(5)所表示的化合物可通过一般所知的方法来制作,例如可通过使4-硝基苯甲醛-2-磺酸与膦酸酯缩合,接着将硝基还原而合成。
此以式(5)所表示的化合物的具体例,例如可列举出日本特开平4-226162号公报所记载的下述化合物。
Figure BDA0002413991030000491
所谓以式(1)~(5)所示的化合物的盐,意指以上述各式所示的各化合物的游离酸与无机阳离子或有机阳离子一同形成盐的状态。无机阳离子可列举出碱金属,例如锂、钠、钾等的各阳离子或是铵(NH4 +)等。此外,有机阳离子例如可列举出以下述式(A)所表示的有机铵等。
Figure BDA0002413991030000492
式(A)中,基团Z1~Z4分别独立地表示氢原子、烷基、羟基烷基或羟基烷氧基烷基,且Z1~Z4的至少任1个为氢原子以外的基团。
基团Z1~Z4的具体例,例如可列举出甲基、乙基、丁基、戊基、己基等C1-C6烷基,优选为C1-C4烷基;羟基甲基、2-羟基乙基、3-羟基丙基、2-羟基丙基、4-羟基丁基、3-羟基丁基、2-羟基丁基等羟基C1-C6烷基,优选为羟基C1-C4烷基;以及羟基乙氧基甲基、2-羟基乙氧基乙基、3-羟基乙氧基丙基、3-羟基乙氧基丁基、2-羟基乙氧基丁基等羟基C1-C6烷氧基C1-C6烷基,优选为羟基C1-C4烷氧基C1-C4烷基等。
这些无机阳离子或有机阳离子中,尤其优选为钠、钾、锂、单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、单异丙醇胺、二异丙醇胺、三异丙醇胺、铵等各阳离子,特优选为锂、铵或钠的各无机阳离子。
具有上述结构的二色性色素,由于在分子中不具有偶氮基,所以可抑制起因于偶氮基的光的吸收。尤其,具有二苯乙烯骨架的化合物通过紫外线的照射而显示发光作用,此外,通过二苯乙烯骨架的强碳-碳双键的存在,可使分子达到稳定。因此,使用具有此特定结构的二色性色素的偏光元件,可吸收紫外线并利用该能量而在可见光区域中显示偏光发光作用。
(其它色素)
显示上述特性的偏光元件,在不阻碍偏光元件的偏光性能的范围内,可还含有与以上述各式所示的化合物的二色性色素不同的其它荧光染料和/或有机染料的一种以上。所并用的其它荧光染料例如可列举出C.I.Fluorescent Brightener 5、C.I.FluorescentBrightener 8、C.I.Fluorescent Brightener 12、C.I.Fluorescent Brightener 28、C.I.Fluorescent Brightener 30、C.I.Fluorescent Brightener 33、C.I.FluorescentBrightener 350、C.I.Fluorescent Brightener 360、C.I.Fluorescent Brightener 365等。
其它有机染料例如可列举出C.I.Direct Yellow 12、C.I.Direct Yellow 28、C.I.Direct Yellow 44、C.I.Direct Orange 26、C.I.Direct Orange 39、C.I.DirectOrange 71、C.I.Direct Orange 107、C.I.Direct Red 2、C.I.Direct Red 31、C.I.DirectRed 79、C.I.Direct Red 81、C.I.Direct Red 247、C.I.Direct Blue 69、C.I.DirectBlue 78、C.I.Direct Green 80及C.I.Direct Green 59等。这些有机染料可为游离酸,或碱金属盐(例如Na盐、K盐、Li盐)、铵盐或胺类的盐。
通过使用1种或多种上述以各式所示的化合物并调配在基材中然后进行配向,可得到显示偏光发光的偏光元件。在这些化合物的调配时,通过调整发光波长,可制作例如显示白色发光的偏光元件。偏光元件所显示的发光色优选依循JIS Z 8781-4:2013所测定的色度a*的绝对值为5以下且色相b*的绝对值为5以下。发出色度a*的绝对值为5以下且色相b*的绝对值为5以下的偏光,意指可得到白色的偏光发光。此外,由于发光具有偏光,当通过在一般的可见光区域中具有偏光功能的偏光板来观察发光时,意指可通过改变该偏光板的偏光轴(吸收轴)来观看白色的发光与非发光。
依循JIS Z 8781-4:2013的基准的色度a*值及色相b*值为在光的色相测定时所求取的值。该基准所规定的物体色的显示方法,相当于国际照明委员会(略称:CIE)所规定的物体色的显示方法。色度a*值及色相b*值的测定通常是将自然光照射在测定试样来进行,但在本发明所使用的偏光元件中,通过将紫外线区域的光照射在偏光元件并测定所发出的光,可确认色度a*值及色相b*值。此意指即使照射紫外线区域的光,显示偏光发光的光的色度a*的绝对值也为5以下且色相b*的绝对值也为5以下,据此可得到显示白色的偏光发光的偏光元件。若所发光的偏光的色度a*的绝对值为5以下,则可感知白色,优选为4以下,尤其优选为3以下,还优选为2以下,特优选为1以下。此外,所发光的光的色相b*也同,若色相b*的绝对值为5以下,则可感知白色,优选为4以下,尤其优选为3以下,还优选为2以下,特优选为1以下。如此,若色度a*值及色相b*值的绝对值分别独立地为5以下,则能够以人眼来感知白色,此外,若各值皆为5以下,则可感知尤其优选的白色发光。通过使所发光的偏光成为白色,可利用作为如太阳光般的自然光源、电子书阅读终端等的光源。因此,可将此偏光元件利用作为白色偏光发光型的偏光元件,此外,即使放置在使用彩色滤光片等的显示器上,也可简单地应用。例如将红色、蓝色及绿色的彩色滤光片作为着色光穿透滤光片设置在液晶单元的每个电驱动显示区段中,并将白色发光的光照射在各彩色滤光片,据此可提供在每个显示区段中可进行彩色显示的自发光型液晶显示装置。对于白色光的发光强度,只要可视觉上感知发光,则可应用于显示器。为了视觉上感知发光,特别重要的是发光具有高偏光度且可见光区域的穿透率高。
当偏光元件在400nm~480nm的波长范围具有最大发光波长时,可制作显示蓝色的发光的偏光元件。通过将此偏光元件使用在显示装置,可提供蓝色光的利用效率高的自发光型液晶显示装置。
偏光发光元件接受紫外线区域等的非可见光区域的光的照射,吸收紫外线区域的光,并利用该能量而在可见光区域中显示偏光发光。由于偏光发光元件所发出的光为可见光区域的偏光,当通过相对于可见光区域的光具有偏光功能的一般的偏光板来观察偏光发光元件时,通过改变在该可见光区域中具有偏光功能的一般的偏光板的轴的角度,可观看偏光发光与非发光。偏光发光元件所发出的偏光的偏光度为70%以上,优选为80%以上,尤其优选为90%以上,还优选为95%以上,特优选为99%以上。此外,偏光发光元件不吸收而使可见光区域的光穿透。偏光发光元件的可见光区域的光的穿透率,以视感度修正单体穿透率来看为60%以上,优选为70%以上,尤其优选为80%以上,还优选为85%以上,特优选为90%以上。由于此偏光发光元件具有高偏光度,所以在非发光状态下在可见光区域中的吸收小,可得到透明度高的偏光发光元件。
〈偏光元件的制造方法〉
偏光元件的制造方法并不限定在以下制法,优选主要是使作为上述二色性色素的这些化合物配向在使用聚乙烯醇或其衍生物的膜。以下以使用聚乙烯醇或其衍生物的情形为例来说明偏光发光元件的制造方法。
偏光元件的制造方法包含:准备基材的步骤;将该基材浸渍在膨润液中使该基材膨润的膨润步骤;将膨润后的该基材含浸至少含有上述二色性色素的1种以上的染色溶液,使二色性色素吸附在基材的染色步骤;将吸附有二色性色素的基材浸渍在含有硼酸的溶液中,而在基材中使二色性色素交联的交联步骤;将使二色性色素交联后的基材往一定方向单轴拉伸,以使二色性色素往一定方向排列配置的拉伸步骤;任选的以洗涤液来洗涤经拉伸的基材的洗涤步骤和/或将洗涤后的基材干燥的干燥步骤。
(膨润步骤)
膨润步骤优选通过将上述基材浸渍在20~50℃的膨润液中30秒~10分钟而进行,膨润液优选为水。依据膨润液所形成的基材的拉伸倍率优选调整为1.00~1.50倍,尤其优选调整为1.10~1.35倍。
(染色步骤)
使1种以上的二色性色素吸附在经过上述膨润步骤所得到的基材。该染色步骤只要是使二色性色素吸附在基材的方法即可,并无特别限定,例如可列举出将基材浸渍在含有二色性色素的染色溶液中的方法,以及将含有二色性色素的染色溶液涂布在基材的方法等。这些当中,优选为浸渍在含有二色性色素的染色溶液中的方法。染色溶液中的二色性色素的浓度,只要可使二色性色素充分地吸附在基材中即可,并无特别限定,优选例如在染色溶液中为0.0001~1质量%,尤其优选为0.0001~0.5质量%。
染色步骤中的染色溶液的温度优选为5~80℃,尤其优选为20~50℃,特优选为40~50℃。此外,将基材浸渍在染色溶液中的时间可适度地调节,优选在30秒~20分钟之间调节,尤其优选为1~10分钟之间。
染色溶液所含有的二色性色素可单独使用1种或并用2种以上。上述二色性色素因色素结构的不同等而使发光色有所不同,故通过在基材中含有1种以上的上述二色性色素,可将所产生的发光色适当地调整为各种的色彩。此外,染色溶液可任选还含有与上述二色性色素不同的有机染料和/或荧光染料的1种以上。
并用上述其它荧光染料和/或有机染料时,为了进行期望的偏光元件的色调整,可选择所调配的染料并调整调配比率等。因应调制目的,荧光染料或有机染料的调配比率并无特别限定,一般相对于偏光元件100质量份,这些其它荧光染料和/或有机染料的总量优选在0.01~10质量份的范围内使用。
此外,除了上述各染料之外,可任选还含有染色辅助剂。染色辅助剂例如可列举出碳酸钠、碳酸氢钠、氯化钠、硫酸钠(芒硝)、无水硫酸钠及三聚磷酸钠等,优选为硫酸钠。染色辅助剂的含量,可通过依据所使用的二色性色素的染色性的上述浸渍时间、染色时的温度等来任意地调整,在染色溶液中优选为0.0001~10质量%,尤其优选为0.0001~2质量%。
上述染色步骤后,为了去除在该染色步骤中附着在基材的表面的染色溶液,可任意地进行预洗涤步骤。通过进行预洗涤步骤,可抑制残存在基材的表面的染料移往接着进行处理的液体中的情形。预洗涤步骤中,洗涤液一般是使用水。洗涤方法优选将染色后的基材浸渍在洗涤液中,另一方面,也可通过将洗涤液涂布在该基材来洗涤。洗涤时间并无特别限定,优选为1~300秒,尤其优选为1~60秒。预洗涤步骤中的洗涤液的温度,必须为不使构成基材的材料溶解的温度,一般是在5~40℃施以洗涤处理。即使不进行预洗涤步骤,对于偏光发光元件的性能也不会带来较大影响,所以也可省略预洗涤步骤。
(交联步骤)
在染色步骤或预洗涤步骤后,可使基材中含有交联剂。使基材中含有交联剂的方法优选将基材浸渍在含有交联剂的处理溶液中,另一方面,可将该处理溶液涂布或涂抹在基材上。处理溶液中的交联剂使用含有硼酸的溶液。处理溶液中的溶剂并无特别限定,优选为水。处理溶液中的硼酸的浓度优选为0.1~15质量%,尤其优选为0.1~10质量%。处理溶液的温度优选为30~80℃,尤其优选为40~75℃。此外,此交联步骤的处理时间优选为30秒~10分钟,尤其优选为1~6分钟。通过此交联步骤,所得到的偏光元件显示高对比。此结果在现有技术中,为以改善耐水分性或光穿透性的目的所使用的硼酸的功能中所完全未预料到的优异作用。此外,交联步骤中,可任选在含有阳离子系高分子化合物的水溶液中还一同进行固着化处理。通过该固着化处理,可将偏光发光元件中的染料固定化。此时,阳离子系高分子化合物例如可使用作为二氰系的二氰酰胺与甲醛聚缩合物、作为多胺系的二氰二酰胺-二乙三胺聚缩合物、作为多阳离子系的表氯醇-二甲胺加成聚合物、氯化二甲基二烯丙基铵-二氧化离子共聚物、二烯丙基胺盐聚合物、氯化二甲基二烯丙基铵聚合物、烯丙基胺盐的聚合物、二烷基氨基乙基丙烯酸酯四级盐聚合物等。
(拉伸步骤)
在进行上述交联步骤后实施拉伸步骤。拉伸步骤是通过将基材往一定方向单轴拉伸而进行,可为湿式拉伸法及干式拉伸法中的任一种。拉伸倍率优选为3倍以上,尤其优选为5~8倍,还优选在含有硼酸的水溶液中将拉伸倍率设为5~8倍来进行拉伸。
湿式拉伸法中,优选是在水、水溶性有机溶剂或该混合溶液中拉伸基材。尤其优选一面将基材浸渍在含有至少1种交联剂的溶液中一面进行拉伸处理。交联剂例如可使用上述交联剂步骤中的硼酸,优选可在交联步骤所使用的处理溶液中进行拉伸处理。拉伸温度优选为40~70℃,尤其优选为45~60℃。拉伸时间通常为30秒~20分钟,优选为2~7分钟。湿式拉伸步骤可在一阶段的拉伸中实施,或两阶段以上的多段拉伸中实施。拉伸处理可任意地在染色步骤前进行,此时也可在染色的时点中一同进行染料的配向。
干式拉伸法中,当拉伸加热介质为空气介质时,优选在空气介质的温度为常温至180℃下拉伸基材。此外,湿度优选为20~95%RH的气体环境中。基材的加热方法例如可列举出辊间区域拉伸法、辊加热拉伸法、热轧延拉伸法及红外线加热拉伸法等,但并不限定在这些拉伸方法。干式拉伸步骤可在一阶段的拉伸中实施,或两阶段以上的多段拉伸中实施。
(洗涤步骤)
在拉伸步骤时,有时在基材的表面上附着有交联剂的析出或杂质,故可进行将基材的表面洗涤的洗涤步骤。洗涤时间优选为1秒~5分钟。洗涤方法优选将基材浸渍在洗涤液中,另一方面,可将洗涤液涂布或涂抹在基材来洗涤。洗涤液优选为水。洗涤处理可在一阶段中实施,或2阶段以上的多段处理中实施。洗涤步骤的洗涤液的温度并无特别限定,通常为5~50℃,优选为10~40℃,可为常温。
上述各步骤中所使用的溶液或处理液的溶剂,除了上述水之外,例如可列举出二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮、甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、甘油、乙二醇、丙二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇或三羟甲基丙烷等醇类,乙二胺及二乙三胺等胺类等。该溶液或处理液的溶剂并不限定在这些,但最优选为水。此外,这些溶液或处理液的溶剂可单独使用1种或使用2种以上的混合物。
(干燥步骤)
在洗涤步骤后进行基材的干燥步骤。干燥处理虽可通过自然干燥来进行,但为了进一步提高干燥效率,可通过依据辊所进行的压缩或依据空气刀或吸水辊等所进行的表面的水分去除等来进行,此外,也可进行送风干燥。干燥处理的温度优选为20~100℃,尤其优选为60~100℃。干燥时间优选为30秒~20分钟,尤其优选为5~10分钟。
通过上述制造方法,可制作本发明的显示装置所使用的偏光元件,所得到的偏光元件具有高耐久性。
〈保护膜〉
本发明所使用的偏光元件可在基材的单面或双面具备有保护膜。保护膜是用以提升偏光元件的耐水性或处理性等而使用,对于偏光元件所显示的偏光功能不会造成任何影响。
保护膜为使用透明物质所形成的透明保护膜。此保护膜为可维持偏光元件的形状的层形状的膜,优选为透明性或机械强度、热稳定性、水分阻隔性等优异的塑胶等,另一方面,也可使用由具有与此塑胶为同等功能的其它材料所构成的保护膜。构成保护膜的塑胶的一例,例如可列举出由聚酯系树脂、乙酸酯系树脂、聚醚砜系树脂、聚碳酸酯系树脂、聚酰胺系树脂、聚酰亚胺系树脂、聚烯烃系树脂或丙烯酸系树脂等热塑性树脂;丙烯酸系、氨酯系、丙烯酸氨酯系、环氧系或聚硅氧系等的热硬化性树脂或紫外线硬化性树脂等所得到的膜,这些当中,聚烯烃系树脂可列举出非晶性聚烯烃系树脂且具有降莰烯系单体或多环状降莰烯系单体般的环状聚烯烃的聚合单位的树脂。一般而言,优选选择不阻碍偏光膜的性能的保护膜,此保护膜特优选为由纤维素乙酸酯系树脂所构成的三乙酸纤维素(TAC)或降莰烯。此外,在不损及本发明的效果下,保护膜可施以硬涂层处理或抗反射处理,或是以粘滞的防止或扩散、防眩等为目的的处理等。保护膜的厚度可适当地设计,优选为1μm~200μm的范围,尤其优选为5μm~150μm的范围,特优选为10μm~100μm。
[液晶单元]
本发明的显示装置所利用的液晶单元的构成并无特别限定,可采用一般构成的液晶单元。液晶单元例如包含对置配置的一对基板与夹持在该一对基板间的液晶层,并可通过控制液晶的配向来控制偏光的相位。通过该相位控制可控制光的偏光,并在夹持在一般的偏光板时可控制光的穿透/非穿透,而在液晶显示装置中可显示图像。关于液晶单元的驱动模式也无特别限制,可利用TN型、STN型、VA型、IPS型、OCB型、ECB型等的各种方式。关于使用在液晶单元的基板,只要该基板为透明即可,并无特别限制,例如可为以ITO等的玻璃材料所构成的玻璃基板,或由聚对苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚碳酸酯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚醚砜、聚苯硫醚等树脂所制作的可挠性基板。
TN型的液晶单元中,在无施加电压时,邻接在一边的基板的液晶分子的配向方向相对于邻接在另一边的基板的液晶分子的配向方向呈90°扭转。伴随着电压的施加,液晶分子缓慢地垂直竖立,据此从白(亮)显示转换为黑(暗)显示。TN型的液晶单元,可为在无施加电压时的液晶分子的配向的扭转角度在双面的基板之间成为180°~270°而制作的STN度的液晶单元。
VA型的液晶单元中,在无施加电压时,液晶分子实质上垂直地配向,在施加电压时,使液晶分子实质上水平地配向。VA型的液晶单元中,也包含为了扩大视角而将VA方式多域化的MVA型的液晶单元。此外,VA型的液晶单元可为使用PVA(Patterned VerticalAlignment:图案化垂直配向)、光配向型(Optical Alignment)及PSA(Polymer-SustainedAlignment:高分子稳定配向)等的显示方式的VA型的液晶单元。
IPS型的液晶单元,在无施加电压时,液晶分子相对于基板实质上平行地配向,并通过电压的施加,使液晶分子往横向旋转而使液晶分子平面地反应。由于不产生液晶分子的垂直方向的倾斜,所以可得到广视角的液晶单元。
OCB型的液晶单元,在无施加电压时,液晶分子相对于基板实质上弓形地配向,在施加电压时,使液晶分子实质上垂直地配向,伴随着电压的施加,由于液晶分子在同一方向上具有流动(流向),所以可得到高反应速度的液晶单元。
[光源]
本发明的各种显示装置中,由于使用通过至少含有紫外线的光的吸收而使可见光区域的光显示偏光发光的偏光发光元件,或在至少含有紫外线的光中将至少紫外线区域的光控制为偏光的偏光控制元件来作为偏光元件,故可进一步具备至少发出紫外线的光源。此光源可使用照射紫外线的光源、照射偏光紫外线的光源、照射紫外线与可见光两者的光源、照射使紫外线与可见光两者偏光后的光的光源。照射紫外线的光源例如可列举出黑光、UV灯、UV-LED等,但并不限定在这些,可使用各种照射装置、照射机器。照射偏光紫外线的光源,例如可通过使紫外线偏光的一般所知的偏光板、偏光膜等,并从这些照射装置、照射机器中照射紫外线而发出。照射紫外线与可见光两者的光源例如可列举出具备紫外线区域用的氘灯与可见光区域用的钨灯的紫外线-可见光纤光源等,但并不限定在这些,可使用各种照射装置、照射机器。此外,照射紫外线与可见光两者的光源也可使用外部光线的紫外线。照射使紫外线与可见光两者偏光后的光的光源,例如可在照射紫外线与可见光两者的光源中使用一般所知的偏光板、偏光膜等。
[光控制层]
本发明的各种显示装置,可具备用以控制来自偏光元件的发光、从光源所照射的光的光控制层。此光控制层的厚度通常为1~100μm的范围,优选为2~60μm的范围。
〈光吸收层〉
光吸收层是用以吸收来自偏光元件的发光、从光源所照射的光而设置。此光吸收层例如可采用:使用炭黑等黑色颜料或黑色染料所制作的黑色薄片、黑色膜、黑色板等的吸光性或遮光性高的一般所知的可见光吸收元件。另一方面,也可为红、蓝、黄等的彩色板、具有粉彩色的明亮色相的薄片、膜,或可吸收光而得到荧光发光的荧光板。可吸收光的材料并不限定在这些,也可设置由可抑制光的反射或可再利用特定的光波长等的任意的材料所制作的光吸收层。
此外,也可使用紫外线吸收元件,优选为紫外线吸收膜作为其它光吸收层。紫外线吸收元件是用以预防紫外线对观察者的眼睛所造成的不良影响而设置。此紫外线吸收元件例如可使用紫外线吸收剂所制作的聚酯、聚碳酸酯树脂等的具有可吸收紫外线的功能的一般所知的紫外线吸收元件,但并不限定在这些,可使用由具有该功能的任意的材料所制作的紫外线吸收元件。此外,为了也可从紫外线吸收元件侧来观察所显示的图像,紫外线吸收元件的可见光区域的穿透率优选为70%~99%,尤其优选为80%~99%。
〈光反射层〉
光反射层是用以将来自偏光元件的发光、从光源所照射的光反射而设置。此光反射层例如可使用具有蒸镀有银、铝等的反射层的膜或薄片,使用二氧化钛粒子、碳酸钙等白色颜料所制作的白色薄片或膜,白色板等的具有光反射性的一般所知的光反射层,但并不限定在这些,可设置由具有光反射特性的任意的材料所制作的光反射层。
〈相位差控制构件〉
相位差控制构件为具有相位差的光学媒介,可列举出波长板、称为相位差膜的相位差板等。光具有波与粒子的性质,在将光表现作为波时,意指可控制该波的相位。着眼在偏光性能时,例如相位差板为将既定的相位差赋予至直线偏光的光的光学功能元件,偏光相对于特定轴的光,在其它轴(例如90°不同的轴)上可设置不同相位。也就是说,相对于一个偏光,通过在该光路径上设置相位差板,可转换为具有偏光方向旋转90°的偏光轴的偏光(该相反轴的偏光),或从直线偏光中重新赋予转换为圆偏光、椭圆偏光等的偏光。因此,相位差板为可通过利用经配向的复折射材料(例如拉伸膜)等将相位差赋予至正交的2个偏光成分,而改变入射后的光的偏光状态的元件。此相位差板的具体用途,例如将特定光的波长设为λ时,通过将该λ/2的相位差板的慢轴相对于直线偏光的偏光轴设为45°,可使入射在相位差板的直线偏光旋转90°,并作为在与所入射的偏光轴正交(90°)的方向上具有偏光轴的偏光而射出。相对于直线偏光的偏光轴的角度,相对于45°可容许约10°的误差,但优选以40~50°的范围,还优选以42~48°的范围,特优选以44~46°的范围来配置。此外,将该λ/4的相位差板的慢轴相对于直线偏光的偏光轴设为45°时,可使入射在相位差板的直线偏光作为圆偏光而射出。此外,近年来也利用偏光消除膜。所谓偏光消除膜,例如为通过以特定的高相位差进行控制而消除偏光的构件,具体可列举出东洋纺公司制的「SRF」等。也可将此偏光消除膜使用在用以消除所射出的光的偏光。偏光消除膜的穿透率优选为50~99%,尤其优选为70~99%,还优选为80~99%。
〈相位差板〉
相位差板并无特别限定,可例示出1/2波长板、1/4波长板等。具体而言,所谓相对于波长540nm为1/4λ,意指具有135nm的相位差的相位差板为1/4λ的值。1/4波长板并不限定在这些,可使用由任意的材料所制作的相位差板。为了防止因来自偏光元件的发光的反射所产生的显示器上的双重图像的产生,优选为1/4波长板。此相位差板,例如1/4波长板、1/2波长板,例如可使用由以成为与所入射的光的波长的1/4波长为同等的相位差的方式经单轴拉伸后的聚碳酸酯或环烯烃聚合物所构成的膜等的1/4波长板。
[偏光板、偏光控制构件]
本发明的显示装置可进一步具备用以使自偏光元件的发光、从光源所照射的光偏光的偏光板(偏光控制构件)。此偏光板的厚度通常为10~200μm的范围,优选为10~180μm的范围。此外,从确保位于液晶单元的背面侧的景象的观看性的观点来看,偏光板的可见光区域的穿透率,可利用与一般的偏光板为同等穿透率,一般为35%~50%,优选为38%~45%,尤其优选为40%~44%。
〈偏光板O-UVP〉
偏光板O-UVP由于使紫外线偏光而穿透并且在可见光区域中具有高穿透率,所以所穿透的可见光几乎未经偏光控制,或具有可使偏光度显著地低的可见光穿透的功能。此偏光板O-UVP只要具有该功能即可,并无特别限定,例如可使用具备具有紫外线偏光功能的水溶性化合物经拉伸的偏光膜,例如国际公开第2005/015275号等所记载的偏光膜的偏光板。上述功能,具体而言当可见光区域的视感度修正穿透率为60%以上时,紫外线区域的偏光度为80%以上,优选为90%以上,还优选为99%以上,特优选为99.9%以上。作为特优选的方案,当可见光区域的视感度修正穿透率为80%以上时,紫外线区域的偏光度为90%以上,尤其优选为99%以上。
〈偏光板V+UVP〉
偏光板V+UVP具有可将偏光功能赋予至紫外线与可见光两者的功能。此偏光板V+UVP只要具有该功能即可,并无特别限定,例如可使用具备以下偏光膜的偏光板,也就是调配可赋予紫外线偏光功能的水溶性化合物与可赋予可见光偏光功能的一般的二色性染料,使该调配物吸附在基材并进行拉伸而得到的偏光膜。此偏光板V+UVP可利用作为不仅是紫外线,也可使可见光偏光的偏光板。
〈UV穿透偏光板〉
UV穿透偏光板的紫外线的吸收少且在紫外线区域中具有高穿透率,另一方面,具有虽使入射在与偏光板的偏光轴为同轴的可见光偏光而穿透,但入射在与偏光板的吸收轴为同轴的可见光不穿透或几乎不穿透的功能。UV穿透偏光板在紫外线区域中的偏光度优选无偏光功能或偏光功能低。此UV穿透偏光板只要具有该功能即可,并无特别限定,例如可使用具备具有可见光偏光功能的一般的二色性染料等来作为偏光膜的偏光板。尤其是使用在可见光区域中具有强吸收且在紫外线区域中不具有吸收的二色性染料,可制作尤其优选的UV穿透偏光板。使用一般的二色性染料的偏光板,由于在紫外线区域中不具有强吸收,所以可利用作为使紫外线区域的光穿透的偏光板。此偏光板的穿透率在可见光区域中具有90%以上的偏光功能,且在紫外线区域中的穿透率优选为30%以上,尤其优选为40%以上,还优选为50%以上,特优选为60%以上。
〈UV非穿透偏光板〉
UV非穿透偏光板不使紫外线穿透,另一方面,具有虽使入射在与偏光板的偏光轴为同轴的可见光偏光而穿透,但入射在与偏光板的吸收轴为同轴的可见光不穿透或几乎不穿透的功能。也就是意指具有将紫外线截止的功能的一般的偏光板。此UV非穿透偏光板只要具有该功能即可,并无特别限定,可利用一般市售的偏光板,也就是一般的碘系偏光板等。此UV非穿透偏光板例如可使用Polatechno公司制的碘系偏光板SKN系列、KN系列等。
〈400至480nm用偏光板〉
400至480nm用偏光板是用以使400~480nm的波长区域的光偏光并穿透而使用,此外,由于在400~480nm的波长区域中具有光的吸收,所以显示黄至橙色。由于主要在550nm中具有穿透率高的视感度,所以可具有观看性高的穿透率。关于400~480nm的波长区域的光以外的穿透的可见光,几乎未经偏光控制或具有可使偏光度显著地低的可见光穿透的功能。此功能,具体而言当可见光区域的视感度修正穿透率为60%以上时,400~480nm的波长区域的偏光度为80%以上,优选为90%以上,还优选为99%以上,特优选为99.9%以上。作为特优选的方案,当可见光区域的视感度修正穿透率为80%以上时,400~480nm的波长区域的偏光度为90%以上,尤其优选为99%以上。此400至480nm用偏光板只要具有该功能即可,并无特别限定,例如可优选地使用具有在400~480nm的波长区域配向了具有高二色性的偶氮化合物的偏光膜的偏光板。在400~480nm的波长区域具有高二色性的偶氮化合物,可使用具有黄色或橙色的二色性染料。此二色性染料并无特别限定,例如可使用C.I.Direct Yellow 12、C.I.Direct Yellow 72、C.I.Direct Orange 39、C.I.DirectOrange 72、国际公开第2007/138980号所记载的化合物。
[立体显示控制构件]
本发明的立体显示装置或立体图像显示装置具备用以可达成利用两眼视差的立体视觉的立体显示控制构件。此立体显示控制构件,只要具有可控制作为在左眼与右眼上可使具有不同偏光轴的光穿透的偏光的功能即可,例如可通过以分别不同的轴设置在偏光眼镜的镜片等来赋予该功能,或分别以左眼用与右眼用来设置在左眼与右眼上使不同相位差穿透的相位差板,但并不限定在这些。通过此显示方式,观察者的左右眼可观察不同的显示体,且显示体可重叠观看。该结果可使立体视觉或立体图像映照在观察者的眼。
[着色光穿透滤光片]
着色光穿透滤光片可使用一般的液晶显示装置所使用的着色光穿透滤光片。具体而言为具有可将白色转换为红、蓝、绿、黄的各色的滤光片功能的彩色滤光片。彩色滤光片的材料例如可列举出「功能性色素的应用第1刷发行版CMC公司出版、入江正浩监修、P87-95」、「电子用功能性色素第1刷发行版CMC公司出版、时田澄男监修、P41-50」所记载的色素,但并不限定在这些。
彩色滤光片的材料,含有可将所照射的紫外线区域的光、来自偏光发光元件的发光予以波长转换而转换为其它色彩的光的色素、量子点(量子棒)等的材料,也可列举作为优选的一项形态。此时的色素可为染料或颜料。所谓量子点(量子棒),为纳米等级的胶体状半导体,并具有可通过胶体的大小来调整能带隙(色彩)的功能。彩色滤光片担负起将人眼所无法观看的紫外线区域的光,或将紫外线区域的光照射在偏光发光元件而发出的光转换为红色、黄色、绿色、蓝色等的功用。因此,彩色滤光片的材料优选为可将紫外线区域的光或来自偏光发光元件的发光转换为红色、黄色、绿色、蓝色等的其它色彩的光的色素、量子点。
以下例示可转换波长的色素、量子点。这些可单独使用一种或并用2种以上。
作为吸收紫外线区域(~380nm)至蓝绿色的波长区域(380~500nm的光,优选为400~480nm)的光并发出黄色光区域(在550~600nm具有最高的发光亮度,优选为570~590nm)的荧光的荧光色素,例如可列举出苝(Perylene)系色素;Lumogen Red、LumogenYellow、Lumogen Orange、其它硼二吡咯甲烷(BODIPY;Boron-dipyrromethene)系色素,方酸(Squaraine)系色素等。此外,各种染料(直接染料、酸性染料、碱性染料、分散染料等)只要具有荧光性也可使用。
作为吸收紫外线区域至蓝绿色的波长区域的光并发出红色光区域(在600~700nm具有最高的发光亮度,优选为600~640nm)的荧光的荧光色素,例如可列举出DCJTB;玫瑰红(Rhodamine)B、玫瑰红6G、玫瑰红3B、玫瑰红101、玫瑰红110、磺酸基玫瑰红、Basic Violet11、Basic Violet 2等玫瑰红系色素;4-二氰基亚甲基-2-甲基-6-(对二甲基氨基苯乙烯基)-4H-哌喃(DCM)等花青素(Cyanine)系色素;1-乙基-2-[4-(对二甲基氨基苯基)-1,3-丁二烯基]-吡啶盐-全氯酸盐(吡啶1)等吡啶系色素;或噁嗪(Oxazine)系色素等。此外,也可使用各种荧光性染料(直接染料、酸性染料、碱性染料、分散染料等)。
作为吸收紫外线区域至蓝绿色的波长区域的光并发出绿色光区域(在500~570nm具有最高的发光亮度,优选为530~560nm)的荧光的荧光色素,例如可列举出3-(2'-苯并噻唑基)-7-二乙基氨基香豆素(香豆素6)、3-(2'-苯并咪唑基)-7-N,N-二乙基氨基香豆素(香豆素7)、3-(2'-N-甲基苯并咪唑基)-7-N,N-二乙基氨基香豆素(香豆素30)、2,3,5,6-1H,4H-四氢-8-三氟甲基喹嗪(9,9a,1-gh)香豆素(香豆素153)等香豆素系色素,或香豆素色素系染料的Basic Yellow 51,以及Solvent Yellow 11、Solvent Yellow 116等萘二甲酰亚胺系色素等。此外,例如可使用「Japanese Journal of Polymer Science andTechnology,63(10),675,(2006)」所记载的含可溶性三(8-羟基喹啉)铝的树枝状聚合物AlClq3。此外,也可使用各种荧光性染料(直接染料、酸性染料、碱性染料、分散染料等)。
上述量子点例如可列举出「将近紫外线波长转换为红色及绿色的纳米荧光体的制作与特性评估,2010年庆应义塾大学大学院理工学研究所竹下觉着」所记载的化合物,可将蓝色光波长转换为绿色光而发光的色素可列举出「CSH-530-04」(Quantum Design Japan公司制),可将蓝色光波长转换为红色光而发光的色素可列举出「CSH-655-04」等。
通过将此着色光穿透滤光片与上述液晶单元、偏光发光元件、偏光板组合,可提供具有更高的演色性的自发光型液晶显示装置。着色光穿透滤光片在显示装置的构成上可设置在任意位置上,例如可如一般的液晶显示装置般的设置在液晶单元中,或设置在偏光发光元件与液晶单元之间、液晶显示装置的表面、偏光板与液晶单元之间等,该配置位置并无限定。尤其,着色光穿透滤光片优选设置在相对于显示装置所具备的偏光发光元件为显示侧(观察者侧)。
此液晶显示装置的优选方案之一,可列举出使用:显示在400~480nm的波长范围具有最大发光波长的蓝色的发光的偏光发光元件,以及具有至少1片的吸收400~480nm的蓝色光并发出530~670nm的波长范围的荧光的彩色滤光片的着色光穿透滤光片。通过含有偏光发光元件的发光色为在400~480nm的波长范围具有最大发光波长的蓝色的发光体,以及在530~670nm的波长范围具有发光光谱的一部分或全部的荧光体,可如白色LED般的显示白色发光。一般而言,当在400~480nm的波长范围具有最大发光波长的媒介、在530~570nm的波长范围具有最大发光波长的媒介以及在600~650nm的波长范围具有最大发光波长的媒介被设置作为在各波长范围具有发光光谱的一部分或全部的荧光发光媒介时,此荧光发光媒介具有作为优选的白色发光体的功能。
此外,当发出荧光的彩色滤光片的至少1片在530~570nm的波长范围具有最大发光波长时具有作为显示绿色发光的彩色滤光片的功能。因此,通过使用在530~570nm的波长范围具有最大发光波长的彩色滤光片,可将发光色转换为绿色。此外,当发出荧光的彩色滤光片的至少1片在600~650nm的波长范围具有最大发光波长时具有作为显示红色发光的彩色滤光片的功能。因此,通过使用在600~650nm的波长范围具有最大发光波长的彩色滤光片,可将发光色转换为红色。此外,通过使着色光穿透滤光片具有在530~570nm的波长范围具有最大发光波长的彩色滤光片与在600~650nm的波长范围具有最大发光波长的彩色滤光片,可将发光色区分为绿色部分与红色部分而转换。
着色光穿透滤光片的优选实施方式的一例,可列举出偏光发光元件的发光色显示在400~480nm的波长范围具有最大发光波长的蓝色的发光,并且液晶显示装置的构成为依照偏光板O-UVP/液晶单元/偏光发光元件/着色光穿透滤光片的顺序的构成。此构成中,当从偏光板O-UVP侧照射紫外线区域的光而使偏光发光元件显示蓝色发光时,可无需使用蓝色彩色滤光片而提高蓝色光的利用效率。此外,若使用具有可从蓝色光进行波长转换的色素的彩色滤光片,则可将蓝色光转换为红色、黄色、绿色。本实施方式中,着色光穿透滤光片的配置位置仅为一例,着色光穿透滤光片例如也可设置在液晶单元中,或液晶单元与偏光发光元件之间。
着色光穿透滤光片的优选实施方式的另一例,可列举出偏光发光元件的发光色显示在400~480nm的波长范围具有最大发光波长的蓝色的发光,并且液晶显示装置的构成为依照偏光发光元件/液晶单元/偏光板V+UVP、UV穿透偏光板或UV非穿透偏光板/着色光穿透滤光片的顺序的构成。此构成中,当从偏光发光元件侧照射紫外线区域的光而使偏光发光元件显示蓝色发光时,也可无需使用蓝色彩色滤光片而提高蓝色光的利用效率。此外,若使用具有可从蓝色光进行波长转换的色素的彩色滤光片,则可将蓝色光转换为红色、黄色、绿色。本实施方式中,着色光穿透滤光片的配置位置仅为一例,着色光穿透滤光片例如也可设置在偏光发光元件与液晶单元之间、液晶单元中、或液晶单元与偏光板之间。
[其它功能性层]
在上述各种显示装置中,可任选适当地具备硬涂层、防眩层或抗带电层等的一般所知的各种功能性层。在制作此各种功能性层时,优选为将具有各种功能性的材料涂布在本发明的各种显示装置所使用的构成构件的暴露面的方法,另一方面,也可通过接合剂或粘着剂将具有此功能的层或膜贴合在构成构件的暴露面。
此外,各种显示装置可单独使用,或与OLED(Organic Light Emitting Diode;有机发光二极管)、无机LED(Light Emitting Diode)、LCD(liquid crystal display;液晶显示器)、CRT(Cathode Ray Tube;阴极射线管)、FED(Field Emission Display;场放射显示器)等其它显示器组合而使用。由于本发明的显示装置在可见光区域中具有高穿透性,并且可利用偏光元件的偏光发光来显示图像或动画、文字等,所以可设置在其它各显示器的前面,而能够使用作为提供与其它显示器不同的图像的透明显示器。此外,本发明的各种显示装置,由于可应用以往的显示装置的显示器构成来制作,所以可简便且便宜地制造。
[实施例]
以下通过实施例来更详细说明本发明,但这些仅为例示性,并非用以限定本发明。此外,下述所记载的「%」及「份」在未特别提及时为质量基准。各实施例及比较例中所使用的化合物的各结构式中,磺酸基等的酸性官能团以游离酸的形态来记载。
〈二色性色素的调制〉
(合成例1)
将市售品的4-氨基-4'-硝基二苯乙烯-2,2'-二磺酸35.2份加入在水300份中并搅拌,使用35%盐酸而调整为pH0.5。将40%亚硝酸钠水溶液10.9份加入在所得到的溶液,在10℃搅拌1小时,接着加入6-氨基萘-2-磺酸17.2份,以15%碳酸钠水溶液调制为pH4.0并搅拌4小时。将氯化钠60份加入在所得到的反应液中,将析出的固体过滤分离并以丙酮100份来洗涤,据此得到中间体的式(6)的化合物的湿滤饼124.0份。
Figure BDA0002413991030000651
将所得到的式(6)的中间体62.3份加入在水300份并搅拌,使用25%氢氧化钠水溶液而调整为pH10.0。将28%氨水20份及硫酸铜五水合物9.0份加入在所得到的溶液,在90℃搅拌2小时。将氯化钠25份加入在所得到的反应液,将析出的固体过滤分离并以丙酮100份来洗涤,据此得到式(7)的化合物的湿滤饼40.0份。以80℃的热风干燥机将此湿滤饼干燥,据此得到下述式(7)的化合物(λmax:376nm)20.0份。
Figure BDA0002413991030000652
(合成例2)
将市售品的4,4'-二氨基二苯乙烯-2,2'-二磺酸钠41.4份加入在水300份中并搅拌,使用35%盐酸而调整为pH0.5。将40%亚硝酸钠水溶液10.9份加入在所得到的溶液中,在10℃搅拌1小时,接着加入6-氨基萘-2-磺酸34.4份,以15%碳酸钠水溶液调制为pH4.0并搅拌4小时。将氯化钠60份加入在所得到的反应液中,将析出的固体过滤分离并以丙酮100份来洗涤,据此得到中间体的式(8)的化合物的湿滤饼124.0份。
Figure BDA0002413991030000661
将所得到的式(8)的化合物83.8份加入在水300份中并搅拌,使用25%氢氧化钠水溶液而调整为pH10.0。将28%氨水20份及硫酸铜五水合物9.0份加入在所得到的溶液中,在90℃搅拌2小时。将氯化钠25份加入在所得到的反应液中,将析出的固体过滤分离并以丙酮100份来洗涤,据此得到式(9)的化合物的湿滤饼40.0份。以80℃的热风干燥机将此湿滤饼干燥,据此得到下述式(9)的化合物20.0份。
Figure BDA0002413991030000662
〈偏光发光元件及偏光发光板的制作〉
(偏光发光元件的制作)
将厚度75μm的聚乙烯醇膜(Kuraray公司制VF-PS#7500)浸渍在40℃的温水中3分钟以使膜膨润。将膨润所得的膜浸渍在含有化合物例5-1所记载的4,4'-双-(磺酸苯乙烯基)联苯二钠水溶液(BASF公司制Tinopal NFW Liquid)1.0份、合成例1中所得到的式(7)的化合物0.3份、芒硝1.0份及水1500份的45℃的水溶液中4分钟而含有前述成分。将所得到的膜在50℃浸渍在3%硼酸水溶液中5分钟并拉伸至5倍。将拉伸所得的膜在保持张紧状态下以常温的水进行水洗20秒,并干燥而得到偏光发光元件(以下也记载为偏光发光元件)。
(使用偏光元件的偏光发光板的制作)
使用1.5当量的氢氧化钠水溶液,在35℃对不含紫外线吸收剂的三乙酸纤维素膜(Fujifilm公司制ZRD-60)的双面进行10分钟的处理,然后水洗,接着在70℃干燥10分钟。通过含有4%的聚乙烯醇树脂(Japan VAM&Poval公司制NH-26)的水溶液,将经碱处理所得到的三乙酸纤维素膜层叠在上述所制作的偏光元件(偏光发光元件)的双面,在70℃干燥10分钟而得到偏光发光板。以下将本偏光发光板称为偏光发光型偏光板。
(白色偏光发光元件的制作)
将厚度75μm的聚乙烯醇膜(Kuraray公司制VF-PS#7500)浸渍在40℃的温水中3分钟以使膜膨润。将膨润所得的膜浸渍在含有合成例1中所得到的化合物(7)0.3重量份、合成例2中所得到的化合物(13)0.8重量份、芒硝1.0重量份及水1500重量份的45℃的水溶液中4分钟而含有前述成分。将所得到的膜在50℃浸渍在3%硼酸水溶液中5分钟并拉伸至5倍。将拉伸所得的膜在保持张紧状态下以常温的水进行水洗20秒,并干燥而得到偏光发光元件。
(使用白色偏光发光元件的偏光发光板的制作)
使用1.5当量的氢氧化钠水溶液,在35℃对不含紫外线吸收剂的三乙酸纤维素膜(Fujifilm公司制ZRD-60)的双面进行10分钟的处理,然后水洗,接着在70℃干燥10分钟。通过含有4%的聚乙烯醇树脂(Japan VAM&Poval公司制NH-26)的水溶液,将经碱处理所得到的三乙酸纤维素膜层叠在上述所得到的白色偏光发光元件的双面,在70℃干燥10分钟而得到偏光发光板。将紫外线照射在所得到的偏光发光板时显示白色发光,并且可确认到具有通过该偏光板而确认该发光的偏光。以下将本偏光发光板记载为白色偏光发光型偏光板。
(蓝色偏光发光元件、蓝色偏光发光型偏光板的制作)
在上述白色偏光发光型偏光板的制作中,除了不使用合成例1中所得到的化合物(7)之外,其它皆相同而得到偏光发光板。以下将本偏光发光板记载为蓝色偏光发光型偏光板。
〈UV穿透偏光板的制作〉
(UV穿透偏光元件的制作)
将厚度75μm的聚乙烯醇膜(Kuraray公司制VF-PS#7500)浸渍在40℃的温水中3分钟以使膜膨润。将膨润所得的膜浸渍在含有0.3份的C.I.Direct Orange 39、0.1份的C.I.Direct Red 81、0.3份的C.I.Direct Blue 69、芒硝1.0份及水1500份的45℃的水溶液中4分钟而含有前述成分。将所得到的膜在50℃浸渍在3%硼酸水溶液中5分钟并拉伸至5倍。将拉伸所得的膜在保持张紧状态下以常温的水进行水洗20秒,并干燥而得到UV穿透偏光元件。
(UV穿透偏光板的制作)
使用1.5当量的氢氧化钠水溶液,在35℃对不含紫外线吸收剂的三乙酸纤维素膜(Fujifilm公司制ZRD-60)的双面进行10分钟的处理,然后水洗,接着在70℃干燥10分钟。通过含有4%的聚乙烯醇树脂(Japan VAM&Poval公司制NH-26)的水溶液,将经碱处理所得到的三乙酸纤维素膜层叠在上述所制作的UV穿透偏光元件的双面,在70℃干燥10分钟而得到偏光板。以下将本偏光板称为UV穿透偏光板。
〈400至480nm用偏光板的制作〉
(400至480nm用偏光元件的制作)
将厚度75μm的聚乙烯醇膜(Kuraray公司制VF-PS#7500)浸渍在40℃的温水中3分钟以使膜膨润。将膨润所得的膜浸渍在含有0.3份的C.I.Direct Orange 39、芒硝1.0份及水1500份的45℃的水溶液中4分钟而含有前述成分。将所得到的膜在50℃浸渍在3%硼酸水溶液中5分钟并拉伸至5倍。将拉伸所得的膜在保持张紧状态下以常温的水进行水洗20秒,并干燥而得到在450nm具有最大偏光度且在400至480nm具有偏光作用的400至480nm用偏光元件。
(400至480nm用偏光板的制作)
使用1.5当量的氢氧化钠水溶液,在35℃对不含紫外线吸收剂的三乙酸纤维素膜(Fujifilm公司制ZRD-60)的双面进行10分钟的处理,然后水洗,接着在70℃干燥10分钟。通过含有4%的聚乙烯醇树脂(Japan VAM&Poval公司制NH-26)的水溶液,将经碱处理所得到的三乙酸纤维素膜层叠在在400至480nm具有偏光作用的400至480nm用偏光元件的双面,在70℃干燥10分钟而得到偏光板。以下将本偏光板称为400至480nm用偏光板。
〈偏光板O-UVP的制作〉
(偏光元件O-UVP的制作)
将厚度75μm的聚乙烯醇膜(Kuraray公司制VF-PS#7500)浸渍在40℃的温水中3分钟以使膜膨润。将膨润所得的膜浸渍在含有0.3份的C.I.Direct Yellow 28、芒硝1.0份及水1500份的45℃的水溶液中4分钟而含有前述成分。将所得到的膜在50℃浸渍在3%硼酸水溶液中5分钟并拉伸至5倍。将拉伸所得的膜在保持张紧状态下以常温的水进行水洗20秒,并干燥而得到在408nm具有最大偏光度且相对于350~420nm的光具有偏光功能的偏光元件O-UVP。
(偏光板O-UVP的制作)
使用1.5当量的氢氧化钠水溶液,在35℃对不含紫外线吸收剂的三乙酸纤维素膜(Fujifilm公司制ZRD-60)的双面进行10分钟的处理,然后水洗,接着在70℃干燥10分钟。通过含有4%的聚乙烯醇树脂(Japan VAM&Poval公司制NH-26)的水溶液,将经碱处理所得到的三乙酸纤维素膜层叠在上述所制作的偏光元件O-UVP的双面,在70℃干燥10分钟而得到偏光板。以下将本偏光板称为偏光板O-UVP。
〈偏光板V+UVP的制作〉
(偏光元件V+UVP的制作)
将厚度75μm的聚乙烯醇膜(Kuraray公司制VF-PS#7500)浸渍在40℃的温水3分钟以使膜膨润。将膨润所得的膜浸渍在含有0.22份的C.I.Direct Yellow 28、0.3份的C.I.Direct Orange 39、0.1份的C.I.Direct Red 81、0.3份的C.I.Direct Blue 69、芒硝1.0份及水1500份的45℃的水溶液中4分钟而含有前述成分。将所得到的膜在50℃浸渍在3%硼酸水溶液中5分钟并拉伸至5倍。将拉伸所得的膜在保持张紧状态下以常温的水进行水洗20秒,并干燥而得到偏光元件V+UVP。
(偏光板V+UVP的制作)
使用1.5当量的氢氧化钠水溶液,在35℃对不含紫外线吸收剂的三乙酸纤维素膜(Fujifilm公司制ZRD-60)的双面进行10分钟的处理,然后水洗,接着在70℃干燥10分钟。通过含有4%的聚乙烯醇树脂(Japan VAM&Poval公司制NH-26)的水溶液,将经碱处理所得到的三乙酸纤维素膜层叠在上述所制作的偏光元件V+UVP的双面,在70℃干燥10分钟而得到偏光板。以下将本偏光板称为偏光板V+UVP。
(UV非穿透偏光板)
UV非穿透偏光板使用Polatechno公司制SKN-18243P。所谓的UV非穿透偏光板,为在可见光区域中具有高偏光功能且紫外线区域的光的穿透率显著地低的一般的偏光板。
如下述地对所得到的各偏光板进行评估。
[评估]
(a)单体穿透率Ts、平行位穿透率Tp及正交位穿透率Tc
使用分光光度计(日立制作所公司制「U-4100」)来测定各偏光板的单体穿透率Ts、平行位穿透率Tp及正交位穿透率Tc。在此,单体穿透率Ts为以1片来测定各偏光板时的各波长的穿透率。平行位穿透率Tp为以使该吸收轴方向呈平行的方式重叠2片各偏光板所测定的各波长的分光穿透率。正交位穿透率Tc为以使该吸收轴呈正交的方式重叠2片各偏光板所测定的分光穿透率。测定是涵盖220~780nm的波长区域来进行。
(b)偏光度ρ
将平行位穿透率Tp及正交位穿透率Tc代入在以下的式(I)来算出各偏光板的偏光度ρ。
ρ={(Tp-Tc)/(Tp+Tc)}1/2×100···式(I)
(c)视感度修正单体穿透率Ys
各偏光板的视感度修正单体穿透率Ys是对于在可见光区域的400~700nm的波长区域中以每隔既定波长间隔dλ(在此为5nm)所测定的上述单体穿透率Ts,依循JIS Z 8722:2009修正为视感度后的穿透率。具体而言,将单体穿透率Ts代入在下述式(II)来算出。下述式(II)中,Pλ表示标准光(C光源)的分光分布,yλ表示2度视野等色函数。
Figure BDA0002413991030000701
表1为显示所得到的偏光发光型偏光板、UV穿透偏光板、偏光板O-UVP、偏光板V+UVP、UV非穿透偏光板的各片中的375nm的单体穿透率(Ts 375)、375nm的偏光度(ρ375)、视感度修正单体穿透率(Ys)及修正为视感度的偏光度(ρy)。此外,表2为显示所得到的白色偏光发光型偏光板、蓝色偏光发光型偏光板、400至480nm用偏光板、偏光板O-UVP、UV非穿透偏光板的各片中的375nm的单体穿透率(Ts 375)、375nm的偏光度(ρ375)、460nm的单体穿透率(Ts 460)、460nm的偏光度(ρ460)、修正为视感度的穿透率(Ys)及修正为视感度的偏光度(ρy)。可得知所得到的各偏光板中的紫外线区域及可见光区域的偏光板的偏光功能。
【表1】
Figure BDA0002413991030000711
【表2】
Figure BDA0002413991030000712
如表1所示,偏光发光型偏光板在紫外线区域具有吸收并且显示高偏光度。从该结果来看,可得知偏光发光型偏光板具有将紫外线控制为偏光的功能。此外,偏光发光型偏光板,由于作为可见光区域的穿透率的视感度修正单体穿透率显示90%以上,故可得知偏光发光型偏光板具有紫外线区域的偏光控制功能,且同时在可见光区域中显示高透明性。
此外,如表2所示,白色偏光发光型偏光板、蓝色偏光发光型偏光板皆在紫外线区域具有吸收并且显示高偏光度。从该结果来看,可得知白色偏光发光型偏光板、蓝色偏光发光型偏光板具有将紫外线控制为偏光的功能。此外,白色偏光发光型偏光板、蓝色偏光发光型偏光板,由于作为可见光区域的穿透率的视感度修正单体穿透率显示90%以上,故可得知白色偏光发光型偏光板、蓝色偏光发光型偏光板具有紫外线区域的偏光控制功能,且同时在可见光区域中显示高透明性。
(d)偏光发光的测定
使用紫外线LED 375nm手灯型式黑光(日亚化学工业公司制「PW-UV943H-04」)作为光源,然后在光源上设置紫外线穿透及可见光截止的滤片(五铃精工硝子公司制「IUV-340」)以将可见光截止。在其上方设置有相对于可见光区域及紫外线区域的光具有偏光功能的偏光板(Polatechno公司制「SKN-18043P」、厚度180μm、Ys为43%)(以下称为「测定用偏光板」)以及上述所得到的各偏光板(测定试样),然后使用分光辐射照度计(USHIO公司制「USR-40」)测定各测定试样所发光的偏光发光。也就是说,以使从光源所照射的光依次通过紫外线穿透及可见光截止的滤片、测定用偏光板及各测定试样,并且来自各测定试样的偏光入射在分光辐射照度计的方式来配置以进行测定。此时,将以使各测定试样的紫外线区域的光的吸收成为最大的吸收轴与测定用偏光板的吸收轴呈平行的方式重叠所测定的各波长的分光发光量作为Lw(弱发光轴),将以使各测定试样的紫外线区域的光的吸收成为最大的吸收轴与测定用偏光板的吸收轴呈正交的方式重叠所测定的各波长的分光发光量作为Ls(强发光轴),并测定Lw及Ls。通过确认各测定试样的吸收轴与测定用偏光板的吸收轴为平行时与正交时的可见光区域中所发出的光的能量,来评估可见光区域的400~700nm中的偏光发光。
表3、表4为显示所得到的各测定试样在460nm、550nm、610nm、670nm的各波长中的Ls及Lw。
【表3】
Figure BDA0002413991030000721
【表4】
Figure BDA0002413991030000731
如表3所示,仅有偏光发光型偏光板在各波长中以Lw及Ls检测出测定值(Lw的值及Ls的值的差至少为0.03以上的不同)。从该结果来看,可得知偏光发光型偏光板通过照射紫外线而涵盖400~700nm的宽广可见光区域产生发光,并且具有该发光显示偏光的偏光发光功能。
此外,如表4所示,在白色偏光发光型偏光板及蓝色偏光发光型偏光板中检测出显著地高的Lw值及Ls值。从该结果来看,可得知这些偏光板通过照射紫外线而强烈地发光,并且该发光具有偏光。尤其白色偏光发光型偏光板的发光色a*值为-0.67,b*值为-1.2。从该结果来看,可得知白色偏光发光型偏光板发出白色光。另一方面,由于蓝色偏光发光型偏光板在460nm中具有高亮度,故可得知发出蓝色发光。
(液晶单元)
将Daiso Japan公司制的数码桌上型时钟D011(时钟A No.7)分解并取出液晶单元。接着去除贴合在液晶单元的偏光板,并将此用作为以下实施例中所使用的液晶单元。
[实施例1]
将偏光发光型偏光板贴合在液晶单元。偏光发光型偏光板以使显示偏光发光的偏光轴与在购入时贴合在液晶单元的偏光板的吸收轴成为同轴的方式来贴合。配置紫外线LED 375nm手灯型式黑光(日亚化学工业公司制「PW-UV943H-04」)作为光源,然后在光源的照射口设置紫外线及可见光区域偏光板的偏光板V+UVP,制作可使来自光源的紫外线区域至近紫外线可见光区域的光偏光并照射在液晶单元的显示装置。所得到的显示装置为发光型显示器,具有图2所示的显示装置的构成。从光源将偏光紫外线照射在液晶单元时,通过液晶单元所驱动的时钟显示可从液晶单元侧以及偏光发光型偏光板侧两者来观看。由于利用眼睛无法看到的紫外线且从光源所照射的光为偏光紫外线,所以此显示装置可谓优选地适用于要求高机密性的显示器。
[实施例2]
将偏光发光型偏光板贴合在作为可见光吸收元件的黑纸上,然后将液晶单元贴合在偏光发光型偏光板上。偏光发光型偏光板以使显示偏光发光的偏光轴与在购入时贴合在液晶单元的偏光板的吸收轴成为同轴的方式来贴合。配置紫外线LED 375nm手灯型式黑光(日亚化学工业公司制「PW-UV943H-04」)作为光源,然后在光源的照射口设置紫外线及可见光区域偏光板的偏光板V+UVP,制作可使来自光源的紫外线区域至近紫外线可见光区域的光偏光并照射在液晶单元的显示装置。所得到的显示装置为发光型显示器,具有图3所示的显示装置的构成。从液晶单元侧以光源来照射偏光紫外线时,通过液晶单元所驱动的时钟显示能够以高对比来观看。由于利用眼睛无法看到的紫外线且从光源所照射的光为偏光紫外线,所以此显示装置可谓优选地适用于要求高机密性的显示器。
[实施例3]
将偏光发光型偏光板贴合在作为紫外线吸收膜的具有紫外线吸收功能的三乙酸纤维素膜(Fujifilm公司制TD-80),然后将液晶单元贴合在偏光发光型偏光板上。偏光发光型偏光板以使显示偏光发光的偏光轴与在购入时贴合在液晶单元的偏光板的吸收轴成为同轴的方式来贴合。接着将偏光板O-UVP贴合在贴合有偏光发光型偏光板的液晶单元的相反面。此时以偏光板O-UVP的吸收轴相对于偏光发光型偏光板的偏光轴呈90°的方式来贴合。配置紫外线LED 375nm手灯型式黑光(日亚化学工业公司制「PW-UV943H-04」)作为光源,并从偏光板O-UVP侧照射。通过以上构成,制作可将来自光源的偏光紫外线照射在液晶单元的显示装置。所得到的显示装置为发光型显示器,具有图25所示的显示装置的构成。从光源将紫外线照射在液晶单元时,通过液晶单元所驱动的时钟显示可从偏光板O-UVP侧以及紫外线吸收膜侧两者来观看,为可见光穿透率85%的具有高透明性的液晶显示装置。此外,由于利用紫外线吸收膜,所以也可防止可能从显示装置的外部入射的紫外线的吸收,并预防紫外线对眼睛的不良影响。此外,由于利用眼睛无法看到的紫外线,所以此显示装置也可有效地适用于要求高机密性的显示器。
[实施例4]
将偏光发光型偏光板贴合在作为可见光吸收元件的黑纸上,然后将液晶单元贴合在偏光发光型偏光板上。偏光发光型偏光板以使显示偏光发光的偏光轴与在购入时贴合在液晶单元的偏光板的吸收轴成为同轴的方式来贴合。然后将偏光板V+UVP贴合在贴合有偏光发光型偏光板的液晶单元的相反面。此时以偏光板V+UVP的吸收轴相对于偏光发光型偏光板的偏光轴呈90°的方式来贴合。配置紫外线LED 375nm手灯型式黑光(日亚化学工业公司制「PW-UV943H-04」)作为光源,制作可将来自光源的紫外线照射在液晶单元的显示装置。所得到的显示装置为发光型显示器,具有图11所示的显示装置的构成。从光源将紫外线照射在液晶单元时,通过液晶单元所驱动的时钟显示可从偏光板V+UVP侧以高对比来观看。此外,由于利用眼睛无法看到的紫外线,所以此显示装置也可有效地适用于要求高机密性的显示器。
[实施例5]
以偏光发光型偏光板的偏光轴相对于UV穿透偏光板的吸收轴呈90°的方式,将偏光发光型偏光板贴合在UV穿透偏光板上,然后将液晶单元贴合在偏光发光型偏光板上。偏光发光型偏光板以使显示偏光发光的偏光轴与在购入时贴合在液晶单元的偏光板的吸收轴成为同轴的方式来贴合。然后将偏光板V+UVP贴合在贴合有偏光发光型偏光板的液晶单元的相反面。此时以偏光板V+UVP的吸收轴相对于偏光发光型偏光板的偏光轴呈90°的方式来贴合。配置紫外线LED 375nm手灯型式黑光(日亚化学工业公司制「PW-UV943H-04」)作为光源,制作可将来自光源的紫外线照射在液晶单元的显示装置。所得到的显示装置为发光型显示器,具有图32所示的显示装置的构成。从光源将紫外线照射在液晶单元时,通过液晶单元所驱动的时钟显示可从偏光板V+UVP侧观看到发光的显示。此外,通过分光光度计U-4100来确认紫外线区域的光的穿透与非穿透,可确认能够通过液晶的驱动来控制紫外线的穿透与非穿透。此外,另外使用一般的白色LED灯,从可观看到的偏光板V+UVP侧照射可见光,可确认能够显示购入时的时钟显示。从该结果中,可得知此显示装置为可控制紫外线的穿透与非穿透,同时也可控制可见光的显示的显示装置。
[实施例6]
以偏光发光型偏光板的偏光轴相对于UV穿透偏光板的吸收轴呈90°的方式,将偏光发光型偏光板贴合在UV穿透偏光板上,然后将紫外线用液晶单元及可见光用液晶单元贴合在偏光发光型偏光板上。偏光发光型偏光板以使显示偏光发光的偏光轴与在购入时贴合在液晶单元的偏光板的吸收轴成为同轴的方式来贴合。然后将偏光板V+UVP贴合在贴合有偏光发光型偏光板的液晶单元的相反面。此时以偏光板V+UVP的吸收轴相对于偏光发光型偏光板的偏光轴呈90°的方式来贴合。配置紫外线LED 375nm手灯型式黑光(日亚化学工业公司制「PW-UV943H-04」)作为光源,制作可将来自光源的紫外线照射在液晶单元的显示装置。所得到的显示装置为发光型显示器,具有图36所示的显示装置的构成。从光源将紫外线照射在液晶单元时,通过液晶单元所驱动的时钟显示不仅可从偏光板V+UVP侧,也可从UV穿透偏光板观看到。此外,通过分光光度计U-4100来确认紫外线区域的光的穿透与非穿透,可确认能够通过液晶单元的驱动来控制紫外线的穿透/非穿透。此外,另外使用一般的白色LED,从可观看到的偏光板V+UVP侧照射可见光,可确认能够显示购入时的时钟显示。此外,除了紫外线区域的显示之外,另可显示可见光区域的文字,所以可得知具有双单元结构的此显示装置,除了紫外线的穿透/非穿透的控制之外,另可独立地控制可见光的显示。
[实施例7]
以偏光发光型偏光板的偏光轴相对于UV穿透偏光板的吸收轴呈90°的方式,将偏光发光型偏光板贴合在UV穿透偏光板上,然后将液晶单元贴合在贴合有偏光发光型偏光板的面的相反侧。偏光发光型偏光板以使显示偏光发光的偏光轴与在购入时贴合在液晶单元的偏光板的吸收轴成为同轴的方式来贴合,UV穿透偏光板,以使UV穿透偏光板的吸收轴相对于偏光发光型偏光板的偏光轴呈90°的方式来配置。然后将偏光板V+UVP贴合在贴合有UV穿透偏光板的液晶单元的相反面。此时以偏光板V+UVP的吸收轴相对于偏光发光型偏光板的偏光轴呈90°的方式来贴合。配置紫外线LED 375nm手灯型式黑光(日亚化学工业公司制「PW-UV943H-04」)作为光源,制作可将来自光源的紫外线照射在液晶单元的显示装置。所得到的显示装置为发光型显示器,具有图15所示的显示装置的构成。从光源将紫外线照射在液晶单元时,通过液晶单元所驱动的模样,可通过该发光而从偏光板V+UVP侧观看到时钟显示。此外,另外使用一般的白色LED灯,从可观看到的偏光板V+UVP侧照射可见光,可确认到通过与来自黑光的紫外线的照射时为不同的色彩观看到时钟显示,且该图像也可以高对比来观看。并且与实施例5不同,实施例7中,由于偏光发光型偏光板发光且也可观看到时钟显示,故可确认得到显示面可根据发光而观看到的高视角的液晶显示器。通过此发光型液晶显示器,现有由偏光板的吸收轴所导致的视角的问题或由液晶显示器的液晶驱动轴所导致的视角的问题几乎消失,故可对于液晶显示器中成为问题的视角带来大幅度的改善。另一方面,由于利用眼睛无法看到的紫外线,所以也可有效地适用于要求高安全性的显示器。
[实施例8]
以偏光发光型偏光板的偏光轴相对于UV非穿透偏光板的吸收轴呈90°的方式,将偏光发光型偏光板贴合在UV非穿透偏光板上,然后将液晶单元贴合在贴合有偏光发光型偏光板的面的相反侧。偏光发光型偏光板以使显示偏光发光的偏光轴与在购入时贴合在液晶单元的偏光板的吸收轴成为同轴的方式来贴合,UV非穿透偏光板以使UV非穿透偏光板的吸收轴相对于偏光发光型偏光板的偏光轴呈90°的方式来配置。然后将偏光板V+UVP贴合在贴合有偏光发光型偏光板的液晶单元的相反面。此时以偏光板V+UVP的吸收轴相对于偏光发光型偏光板的偏光轴呈90°的方式来贴合。配置紫外线LED 375nm手灯型式黑光(日亚化学工业公司制「PW-UV943H-04」)作为光源,制作可将来自光源的紫外线照射在液晶单元的显示装置。所得到的显示装置具有图20所示的显示装置的构成。从光源将紫外线照射在偏光发光型偏光板时,通过偏光发光型偏光板使偏光发光,故可得知偏光发光型偏光板具有用以使偏光发光的效率高的背光的功能。据此,通过液晶单元所驱动的时钟显示可从偏光板V+UVP侧以高亮度来观看。此外,通过分光光度计U-4100来确认紫外线区域的光的穿透与非穿透,可确认能够通过液晶的驱动来控制紫外线的穿透/非穿透。此外,可确认即使在使用白色LED灯从偏光发光型偏光板侧照射可见光时,也可观看与具有一般的背光的液晶显示装置相同的时钟显示。从该结果中,可得知此显示装置能够得到通过可见光区域的光及紫外线区域的光而分别独立地显示并观看的显示器。
[实施例9]
将以紫外线(主要为375nm用)中的相位控制为目的的紫外线用液晶单元贴合在偏光板O-UVP上。偏光板O-UVP以偏光板O-UVP的吸收轴与在购入时贴合在液晶单元的偏光板的吸收轴成为同轴的方式来贴合。然后在紫外线用液晶单元上依次贴合偏光发光型偏光板、UV穿透偏光板。此时以偏光发光型偏光板的偏光轴相对于UV穿透偏光板的吸收轴呈90°的方式来贴合偏光发光型偏光板。此外,将以控制可见光区域的光为目的的可见光用液晶单元贴合在UV穿透偏光板上,并在可见光用液晶单元上贴合UV非穿透偏光板。以UV非穿透偏光板的吸收轴相对于偏光发光型偏光板的偏光轴呈90°的方式来贴合。配置紫外线LED375nm手灯型式黑光(日亚化学工业公司制「PW-UV943H-04」)作为光源,制作可将来自光源的紫外线照射在液晶单元的显示装置。所得到的显示装置为发光型显示器,具有图30所示的显示装置的构成。从光源将紫外线从偏光板O-UVP侧照射在液晶单元时,通过液晶单元所驱动的时钟显示不仅可从UV非穿透偏光板侧,也可从偏光板O-UVP侧观看到。此外,使用一般的白色LED灯从偏光板O-UVP侧照射可见光时,可确认到通过与来自黑光的紫外线的照射时为不同的色彩观看到时钟显示,且该图像也可以高对比来观看。据此确认能够得到可提供一种通过照射紫外线所显示的图像与通过照射可见光所显示的图像为不同的图像的液晶显示器。此显示装置,不论是通过黑光从偏光板O-UVP侧照射紫外线或是通过白色LED灯照射可见光,皆可观看时钟显示,并且可观看分别独立的时钟显示。
[实施例10]
将偏光发光型偏光板以使其吸收轴与在购入时贴合在液晶单元的偏光板的吸收轴成为同轴的方式贴合在液晶单元。配置紫外线LED 375nm手灯型式黑光(日亚化学工业公司制「PW-UV943H-04」)作为光源,制作可将来自光源的紫外线照射在液晶单元的显示装置。即使在此状态下将紫外线照射在显示装置,也仅是偏光发光型偏光板变亮,无法观看液晶单元上的显示图像。因此在目视显示图像时,在右眼与左眼前以使各偏光轴成为正交的位置关系分别设置作为立体显示控制构件的2片UV非穿透偏光板。此时以右眼或左眼前的UV非穿透偏光板的吸收轴中任一轴与在购入时贴合在液晶单元的偏光板的吸收轴成为同轴的方式来配置,且以另一轴相对于此呈正交的方式配置在一边的眼前。如此得到的显示装置具有图51所示的显示装置的构成,对于右眼与左眼可分别独立地进行不同显示并且产生视差。从该结果中,可得知此显示装置可通过两眼视差来观看立体显示。此外,由于利用眼睛无法看到的紫外线,且仅能在将作为立体显示控制构件的2片UV非穿透偏光板设置在眼前时才可观看,因此可有效地作为机密性高的立体图像显示装置。
[实施例11]
以偏光轴相互地正交的方式(以可在2方向上偏光的方式)将偏光发光型偏光板交互地贴合多片在黑纸上。配置紫外线LED 375nm手灯型式黑光(日亚化学工业公司制「PW-UV943H-04」)作为光源,制作具有利用来自光源的紫外线的显示部的显示装置。即使在此状态下将紫外线照射在显示装置,也仅是偏光发光型偏光板变亮,无法观看立体视觉。因此在右眼与左眼前,以使各偏光轴成为正交的位置关系分别配置作为立体显示控制构件的2片UV非穿透偏光板。此时,右眼或左眼前的UV非穿透偏光板的吸收轴以相邻的偏光发光型偏光板相互地正交的方式来配置。如此得到的显示装置具有图48所示的显示装置的构成,对于右眼与左眼可分别独立地进行不同显示并且产生视差。可得知此显示装置可通过此右眼与左眼的两眼视差来观看立体显示。此外,由于利用眼睛无法看到的紫外线,且仅能在将作为立体显示控制构件的2片偏光板设置在眼前时才可观看,因此可有效地作为机密性高的立体显示装置。
[实施例12]
以偏光轴相互地正交的方式(以可在2方向上偏光的方式)将偏光发光型偏光板交互地贴合多片在黑纸上。接着在2片偏光发光型偏光板上,部分地配置作为相位差控制构件的具有270nm的相位差值的相位差板。配置紫外线LED 375nm手灯型式黑光(日亚化学工业公司制「PW-UV943H-04」)作为光源,制作可照射来自光源的紫外线的显示装置。即使在此状态下将紫外线照射在显示装置,也仅是偏光发光型偏光板变亮,无法观看时钟图像等显示。因此在眼前配置作为偏光控制构件的UV非穿透偏光板。如此得到的显示装置具有图60所示的显示装置的构成,并可得知通过在眼前配置作为偏光控制构件的UV非穿透偏光板,可通过偏光发光型偏光板的正交配置与相位差板而观看相位经控制后的偏光发光。此外,可得知以相位差板的慢轴与偏光发光型偏光板的吸收轴成为同轴(0°)的方式来配置相位差板,可成为与无相位差板的状态为同等的偏光发光,另一方面,通过使相位差板的慢轴倾斜45°,可观看不同的偏光发光。如此得到的显示装置利用眼睛无法看到的紫外线,且仅能在将偏光控制构件设置在眼前时才可观看期望的偏光发光。此外,在设置相位差板时,可得到具有可观看不同的偏光发光的偏光切换功能的显示装置,因此可有效地作为机密性高的显示装置。
[实施例13]
将偏光发光型偏光板贴合在黑纸上。然后以其吸收轴与在购入时贴合在液晶单元的偏光板的吸收轴与偏光发光型偏光板的发光轴成为同轴的方式,在偏光发光型偏光板上贴合液晶单元,接着在液晶单元上,部分地配置作为相位差控制构件的具有270nm的相位差值的相位差板。此时,相位差板以其慢轴与在购入时贴合在液晶单元的偏光板的吸收轴成为45°的方式来配置。配置紫外线LED 375nm手灯型式黑光(日亚化学工业公司制「PW-UV943H-04」)作为光源,制作可将来自光源的紫外线照射在液晶单元的显示装置。即使在此状态下将紫外线照射在显示装置,也仅是偏光发光型偏光板变亮,无法观看显示图像。因此在眼前配置作为偏光控制构件的UV非穿透偏光板。此时,UV非穿透偏光板使其吸收轴与在购入时贴合在液晶单元的偏光板的吸收轴成为同轴。如此得到的显示装置具有图64所示的显示装置的构成,并可得知通过在眼前设置作为偏光控制构件的UV非穿透偏光板,不仅可观看显示图像,并且可将伴随着设置有相位差板的部分的偏光发光的显示相反地显示。另一方面,可得知以相位差板的慢轴与偏光发光偏光板的吸收轴成为同轴(0°)的方式来配置相位差板,可成为与无相位差板的状态为同等的显示。如此得到的显示装置,不仅利用眼睛无法看到的紫外线且仅能在将偏光控制构件设置在眼前时才可观看显示图像,并且在设置相位差板时,可得到具有可进行不同显示的偏光切换功能的显示装置,因此可有效地作为机密性高的显示装置。
[比较例1]
实施例3中,不使用偏光发光型偏光板及偏光板O-UVP,并且在Daiso Japan公司制数码桌上型时钟D011(时钟A No.7)中,将在购入时所贴合的偏光板以其吸收轴成为同轴的方式贴合在一般的偏光板(Polatechno公司制SKN-18243P)。使用紫外线LED 375nm手灯型式黑光(日亚化学工业公司制「PW-UV943H-04」)照射在所得到的显示装置。虽可观看些许的时钟显示,但并未通过紫外线照射而发光,对比低且亮度也不足。具体而言如图70所示,确认实施例3的液晶显示装置(左侧)可通过紫外线照射而发光(时钟显示),相对于此,使用一般的偏光板的比较例1的液晶显示装置(右侧),即使照射紫外线,也未确认到发光(时钟显示)。此外,如图71所示,实施例3的液晶显示装置中,即使在将手指放在显示器的背面时,也维持可观看该手指的程度的透明性,可观看时钟显示。从该结果中,可得知实施例3的液晶显示装置(左侧)具有极高的透明性。
[比较例2]
在实施例3中的液晶显示装置中制作使用一般的偏光板(Polatechno公司制SKN-18243P)来取代偏光发光型偏光板的现有的液晶显示装置。然而,由于此液晶显示装置中仅使用1片可见光区域用偏光板,故不论是紫外线及可见光的照射,皆无法观看其文字。
[实施例14]
使用紫外线LED 375nm手灯型式黑光(日亚化学工业公司制「PW-UV943H-04」)作为光源,并从光源依次设置光扩散板(Polatechno公司制扩散粘着83D)、偏光板O-UVP、液晶单元、白色偏光发光型偏光板。在白色偏光发光型偏光板上,在液晶单元的每个电驱动显示区段中,分别独立地涂布蓝色色素(Acid Blue 9)、绿色色素(Acid Green 16)、红色色素(Acid Red 114)作为彩色滤光片,而设置具有蓝色彩色滤光片、绿色彩色滤光片、红色彩色滤光片的着色光穿透滤光片。偏光板O-UVP以与在购入时贴合在液晶单元的偏光板的吸收轴成为同角度的轴的方式来贴合,白色偏光发光型偏光板的吸收轴以与偏光板O-UVP的吸收轴成为90°的方式通过液晶单元而贴合。如此得到的显示装置具有图66所示的显示装置的构成,并且可在每个显示区段中进行彩色显示。因此,可得知所得到的显示装置为可将从白色偏光发光型偏光板所发出的白色光转换为蓝色、绿色、红色的自发光型液晶显示装置。此意指可提供具有高演色性的显示装置。此外,所得到的自发光型液晶显示装置同时为液晶显示装置且具有广视角特性。因此,即使无相位差板的贴合、复杂的液晶单元结构,也可有效地用作为具有广视角特性的液晶显示装置。此外,由于并未如现有液晶显示装置般的使用2片视感度修正穿透率为30~45%的偏光板,所以可提供穿透率较现有还高且具有高演色性的显示装置。
[实施例15]
使用紫外线LED 375nm手灯型式黑光(日亚化学工业公司制「PW-UV943H-04」)作为光源,并从光源依次设置光扩散板(Polatechno公司制扩散粘着83D)、白色偏光发光型偏光板、液晶单元、UV非穿透型偏光板。在UV非穿透型偏光板上,在液晶单元的每个电驱动显示区段中,分别独立地涂布蓝色色素(Acid Blue 9)、绿色色素(Acid Green 16)、红色色素(Acid Red 114)作为彩色滤光片,而设置具有蓝色彩色滤光片、绿色彩色滤光片、红色彩色滤光片的着色光穿透滤光片。白色偏光发光型偏光板以与在购入时贴合在液晶单元的偏光板的吸收轴成为同角度的轴的方式来贴合,UV非穿透型偏光板的吸收轴以与白色偏光发光型偏光板的吸收轴成为90°的方式通过液晶单元而贴合。如此得到的显示装置具有图68所示的显示装置的构成,并且可在每个显示区段中进行彩色显示。从该结果来看,由于所得到的显示装置为可将从白色偏光发光型偏光板所发出的白色光转换为蓝色、绿色、红色的自发光型液晶显示装置,所以可提供具有高演色性的显示装置,且由于未使用2片视感度修正穿透率为30~45%的偏光板,所以可提供穿透率较现有还高且具有高演色性的显示装置。此外,本实施例中所得到的自发光型液晶显示装置具有较实施例1中所得到的液晶显示装置还高的对比。此外,所得到的自发光型液晶显示装置同时为液晶显示装置且具有广视角特性。因此,即使无相位差板的贴合、复杂的液晶单元结构,也可有效地用作为具有广视角特性的液晶显示装置。
[实施例16]
使用紫外线LED 375nm手灯型式黑光(日亚化学工业公司制「PW-UV943H-04」)作为光源,并从光源依次设置光扩散板(Polatechno公司制扩散粘着83D)、偏光板O-UVP、液晶单元、蓝色偏光发光型偏光板。在蓝色偏光发光型偏光板上,除了使蓝色穿透的显示区段之外,在液晶单元的每个电驱动显示区段中,分别独立地涂布可将蓝色波长转换为绿色而发光的色素的Basic Yellow 51、可将蓝色波长转换为红色而发光的色素的Rhomamine 6G作为彩色滤光片,而设置具有绿色彩色滤光片、红色彩色滤光片的着色光穿透滤光片。偏光板O-UVP以与在购入时贴合在液晶单元的偏光板的吸收轴成为同角度的轴的方式来贴合,蓝色偏光发光型偏光板的吸收轴以与偏光板O-UVP的吸收轴成为90°的方式通过液晶单元而贴合。如此得到的显示装置具有图67所示的显示装置的构成,并且可在每个区段中进行彩色显示。因此,可得知所得到的显示装置为在使从蓝色偏光发光型偏光板所发出的蓝色光穿透的部分、可从蓝色转换为绿色的部分以及可从蓝色转换为红色的部分中,可独立地显示红色、绿色、蓝色的发光的自发光型液晶显示装置。此意指可提供具有高演色性的显示装置。此外,本实施例中所得到的自发光型液晶显示装置具有高对比,且具有较实施例15中所得到的液晶显示装置还高的亮度。此外,所得到的自发光型液晶显示装置同时为液晶显示装置且具有广视角特性。因此,即使无相位差板的贴合、复杂的液晶单元结构,也可有效地用作为具有广视角特性的液晶显示装置。此外,作为显示装置的视感度修正穿透率具有76%,与一般的液晶显示装置相比具有显著地高的透明性。
[实施例17]
使用紫外线LED 375nm手灯型式黑光(日亚化学工业公司制「PW-UV943H-04」)作为光源,并从光源依次设置光扩散板(Polatechno公司制扩散粘着83D)、蓝色偏光发光型偏光板、液晶单元、400至480nm用偏光板。在400至480nm用偏光板上,除了使蓝色穿透的显示区段之外,在液晶单元的每个电驱动显示区段中,分别独立地涂布可将蓝色波长转换为绿色而发光的色素的「CSH-530-04」(Quantum Design Japan公司制)、可将蓝色波长转换为红色而发光的色素的「CSH-655-04」(Quantum Design Japan公司制)作为彩色滤光片,而设置具有绿色彩色滤光片、红色彩色滤光片的着色光穿透滤光片。蓝色偏光发光型偏光板以与在购入时贴合在液晶单元的偏光板的吸收轴成为同角度的轴的方式来贴合,400至480nm用偏光板的吸收轴以与蓝色偏光发光型偏光板的吸收轴成为90°的方式通过液晶单元而贴合。如此得到的显示装置具有图69所示的显示装置的构成,并且可在每个显示区段中进行彩色显示。此外,液晶显示装置具有可见光穿透率为85%的高透明性。此外,可得知所得到的显示装置为在使从蓝色偏光发光型偏光板所发出的蓝色光穿透的部分、可从蓝色转换为绿色的部分以及可从蓝色转换为红色的部分中,可独立地显示红色、绿色、蓝色的发光的自发光型液晶显示装置。从该结果来看,意指可得到具有高演色性且透明性高的显示装置。此外,本实施例中所得到的自发光型液晶显示装置具有高对比,且具有较实施例2中所得到的液晶显示装置还高的亮度。此外,所得到的自发光型液晶显示装置同时为液晶显示装置且具有广视角特性。因此,即使无相位差板的贴合、复杂的液晶单元结构,也可有效地用作为具有广视角特性的液晶显示装置。
[比较例3]
在Daiso Japan公司制数码桌上型时钟D011(时钟A No.7)中,使用紫外线LED375nm手灯型式黑光(日亚化学工业公司制「PW-UV943H-04」)来照射。与比较例1相同,虽可观看些许的时钟显示,但对比低且亮度也不足。
从以上内容来看,可得知具备本发明的光学系统的显示装置与现有的显示装置不同,为自发光型的液晶显示装置,观看性高且无现有液晶显示装置所具有的视角相依性,并且可得到透明性高的显示装置。此外,由于利用眼睛无法看到的紫外线,所以与现有的显示装置不同,可利用看不到的光来进行显示,因此可得到机密性(安全性)高的显示装置。此时,由于在紫外线区域中具有偏光控制功能,所以也可控制紫外线的穿透与非穿透。此外,通过组合使用紫外线的显示与使用可见光的显示,可分别独立地显示,故可得知能够得到至目前为止不存在的可进行2种显示的显示装置。
附图标记说明
1 光学系统
10 偏光元件
10a 偏光发光元件
10b 偏光控制元件
10c 第一偏光发光元件
10c' 第二偏光发光元件
20 至少含有紫外线的光
20a 偏光紫外线
20b 紫外线
20c 含有可见光及紫外线的光
20d 使紫外线及可见光两者偏光后的光
30 液晶单元
30a 可见光用液晶单元
30b 紫外线用液晶单元
30c 紫外线/可见光切换液晶单元
30d 可显示左眼用图像及右眼用图像的液晶单元
40 光吸收层
40a 可见光吸收元件
40b 紫外线吸收元件
50 光反射层
60 相位差控制构件
61 1/4波长板
70 偏光控制构件
70a、70a' 偏光板O-UVP
70b、70b' 偏光板V+UVP
70c UV穿透偏光板
70d、70d' UV非穿透偏光板
70e 400至480nm用偏光板
80、80' 立体显示控制构件
90 显示部
100 着色光穿透滤光片
101 蓝色彩色滤光片
102 绿色彩色滤光片
103 红色彩色滤光片
110 光扩散板。

Claims (29)

1.一种光学系统,其为具备偏光元件的光学系统,其中,
所述偏光元件,是作为通过至少含有紫外线的光的吸收而让可见光区域的光显示偏光发光的偏光发光元件而具备,或是作为在所述至少含有紫外线的光中至少将紫外线区域的光控制为偏光的偏光控制元件而具备。
2.根据权利要求1所述的光学系统,其中,所述偏光元件是作为偏光发光元件而具备,
所述偏光发光元件在380nm~780nm的波长区域中具有60%以上的视感度修正单体穿透率。
3.根据权利要求1或2所述的光学系统,进一步具备发出至少含有紫外线的光的光源。
4.一种显示装置,其具备根据权利要求1至3中任一项所述的光学系统。
5.根据权利要求4所述的显示装置,其中,所述偏光元件是作为偏光发光元件而具备,
所述显示装置为进一步具备液晶单元的液晶显示装置,
所述光从所述液晶单元的一边的面侧照射,
所述偏光发光元件配置在所述液晶单元的另一边的面侧,并且
所述光为偏光紫外线。
6.根据权利要求5所述的显示装置,进一步具备发出偏光紫外线的光的光源。
7.根据权利要求4所述的显示装置,其中,所述偏光元件是作为偏光发光元件而具备,
所述显示装置为进一步具备液晶单元及偏光板的液晶显示装置,
所述光从所述液晶单元的一边的面侧照射,
所述偏光发光元件配置在所述液晶单元的另一边的面侧,并且
在照射有所述光的所述液晶单元的一边的面侧,配置具有使紫外线偏光的偏光板O-UVP以及使紫外线及可见光两者偏光的偏光板V+UVP中的至少一者的所述偏光板。
8.根据权利要求7所述的显示装置,进一步具备发出至少含有紫外线的光的光源。
9.根据权利要求5至8中任一项所述的显示装置,其中,所述液晶显示装置进一步具备选自由光吸收层、光反射层及相位差板所组成的组中的至少一种光控制层,并且
在未配置所述液晶单元的所述偏光发光元件的面侧配置有所述至少一种光控制层。
10.根据权利要求9所述的显示装置,其中,所述液晶显示装置具备所述光反射层与所述相位差板,并且该相位差板配置在所述光反射层与所述偏光发光元件之间。
11.根据权利要求4所述的显示装置,其中,所述偏光元件是作为偏光发光元件而具备,并且
所述显示装置为进一步具备:液晶单元,紫外线吸收元件,与选自由使紫外线偏光的偏光板O-UVP、使紫外线及可见光两者偏光的偏光板V+UVP以及使紫外线穿透的UV穿透偏光板所组成的组中的至少1种偏光板的液晶显示装置。
12.根据权利要求4所述的显示装置,其中,所述偏光元件是作为偏光发光元件而具备,
所述显示装置为进一步具备:液晶单元,与选自由使紫外线偏光的偏光板O-UVP、使紫外线及可见光两者偏光的偏光板V+UVP、使紫外线穿透的UV穿透偏光板以及使紫外线不穿透的UV非穿透偏光板所组成的组中的至少1种偏光板的液晶显示装置,并且
所述偏光板的1片在与所述偏光发光元件的偏光轴正交的方向上具有吸收轴,或所述偏光板的1片为UV非穿透偏光板且该UV非穿透偏光板在与所述偏光发光元件的偏光轴为同轴的方向上具有吸收轴。
13.根据权利要求4所述的显示装置,其中,所述偏光元件是作为偏光控制元件而具备,
所述显示装置为进一步具备液晶单元的液晶显示装置,
所述液晶显示装置进一步具备使紫外线及可见光两者偏光的偏光板V+UVP与使紫外线穿透的UV穿透偏光板,或进一步具备至少2个所述偏光板V+UVP,
所述光从所述液晶单元的一边的面侧照射,
所述偏光控制元件配置在所述液晶单元的另一边的面侧,
在照射有所述光的所述液晶单元的一边的面侧配置有所述偏光板V+UVP,并且在未配置所述液晶单元的所述偏光控制元件的面侧配置有所述UV穿透偏光板,或
在照射有所述光的所述液晶单元的一边的面侧配置有一边的偏光板V+UVP,并且在未配置所述液晶单元的所述偏光控制元件的面侧配置有另一边的偏光板V+UVP,
所述UV穿透偏光板或所述另一边的偏光板V+UVP,在与所述偏光控制元件的偏光轴不同的方向上具有吸收轴,并且
所述光为含有紫外线及可见光的光。
14.根据权利要求13所述的显示装置,进一步具备发出含有紫外线及可见光的光的光源。
15.根据权利要求4所述的显示装置,其中,所述偏光元件是作为偏光控制元件而具备,
所述显示装置为进一步具备液晶单元与使紫外线及可见光两者偏光的偏光板V+UVP的液晶显示装置,
所述偏光控制元件配置在所述液晶单元的一边的面侧,
在未配置所述液晶单元的所述偏光控制元件的面侧配置所述偏光板V+UVP,
所述偏光板V+UVP在与所述偏光控制元件的偏光轴不同的方向上具有吸收轴,
所述液晶单元可切换为紫外线用液晶单元与可见光用液晶单元,或具有所述紫外线用液晶单元及所述可见光用液晶单元两者,并且
所述光为使紫外线及可见光两者偏光的光。
16.根据权利要求15所述的显示装置,进一步具备发出使紫外线及可见光两者偏光的光的光源。
17.根据权利要求4所述的显示装置,其中,所述偏光元件是作为偏光发光元件而具备,
所述显示装置为进一步具备用以可显示立体视觉或立体图像的立体显示控制部的立体显示装置或立体图像显示装置,
所述立体显示装置进一步具备用以显示立体视觉的显示部,
所述立体图像显示装置进一步具备用以显示立体图像的液晶单元。
18.根据权利要求4所述的显示装置,其中,所述偏光元件是作为偏光发光元件而具备,
所述显示装置为进一步具备:可控制相位差的相位差控制构件,与控制来自所述偏光发光元件的偏光发光的偏光控制构件的具有偏光切换功能的显示装置。
19.根据权利要求18所述的显示装置,进一步具备发出至少含有紫外线的光的光源。
20.根据权利要求4所述的显示装置,其中,所述偏光元件是作为偏光发光元件而具备,并且
所述显示装置为进一步具备:液晶单元,着色光穿透滤光片,与选自由400至480nm用偏光板、使紫外线偏光的偏光板O-UVP、使紫外线及可见光两者偏光的偏光板V+UVP、使紫外线穿透的UV穿透偏光板以及使紫外线不穿透的UV非穿透偏光板所组成的组中的偏光板的液晶显示装置。
21.根据权利要求20所述的显示装置,进一步具备发出至少含有紫外线的光的光源。
22.根据权利要求21所述的显示装置,其中,所述偏光发光元件显示依循JIS Z 8781-4:2013所测定的色度a*的绝对值为5以下且色相b*的绝对值为5以下的发光色。
23.根据权利要求22所述的显示装置,其中,所述偏光发光元件显示在400~480nm的波长范围具有最大发光波长的蓝色的发光,并且
所述着色光穿透滤光片具有至少1片的吸收400~480nm的蓝色光并发出530~670nm的波长范围的荧光的彩色滤光片。
24.根据权利要求23所述的显示装置,其中,所述彩色滤光片的至少1片在530~570nm的波长范围具有最大发光波长。
25.根据权利要求23所述的显示装置,其中,所述彩色滤光片的至少1片在600~650nm的波长范围具有最大发光波长。
26.根据权利要求23所述的显示装置,其中,所述着色光穿透滤光片具有:在530~570nm的波长范围具有最大发光波长的彩色滤光片,与在600~650nm的波长范围具有最大发光波长的彩色滤光片。
27.根据权利要求20至26中任一项所述的显示装置,其中,所述光从所述液晶单元的一边的面侧照射,
所述着色光穿透滤光片配置在所述液晶单元中或所述液晶单元的另一边的面侧,
在照射有所述光的所述液晶单元的一边的面侧配置有所述偏光板,
在所述液晶单元的另一边的面侧配置有所述偏光发光元件,并且
所述偏光板为偏光板O-UVP。
28.根据权利要求20至26中任一项所述的显示装置,其中,所述光从所述液晶单元的一边的面侧照射,
所述着色光穿透滤光片配置在所述液晶单元中或所述液晶单元的另一边的面侧,
在照射有所述光的所述液晶单元的一边的面侧配置有所述偏光发光元件,
在所述液晶单元的另一边的面侧配置有所述偏光板,并且
所述偏光板选自由所述400至480nm用偏光板、所述偏光板V+UVP、所述UV穿透偏光板以及所述UV非穿透偏光板所组成的组。
29.根据权利要求1至3中任一项所述的光学系统或根据权利要求4至28中任一项所述的显示装置,其中,所述偏光元件具有基材与1种以上的二色性色素,
所述二色性色素为在分子中具有二苯乙烯骨架及联苯骨架中的至少1种且不具有偶氮基的化合物或其盐。
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