JP2001235623A

JP2001235623A - 半透過半反射性偏光素子

Info

Publication number: JP2001235623A
Application number: JP36072799A
Authority: JP
Inventors: Taku Honda; 卓本多
Original assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date: 1999-12-14
Filing date: 1999-12-20
Publication date: 2001-08-31

Abstract

(57)【要約】【課題】外部環境光利用時であっても背面照明装置利
用時であっても同一の画像表示を可能にしながら、明る
い画面を提供する。【解決手段】反射型偏光素子と二色性偏光素子とを同
一光路上にそれぞれの偏光透過軸が２０°以上７０°以
下の角度範囲で交わるように配置してなることを特徴と
する半透過半反射性偏光素子。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半透過半反射性偏
光素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は、小型、軽量であるた
め、様々な分野で使用されている。液晶表示装置におけ
る液晶分子は、ブラウン管などに使用されている発光物
質ではなく、単に光の偏光状態を制御する光バルブとし
ての機能しかもたないために、何らかの方法で照明しな
いと液晶表示部が暗くて見えない。そこで、外部環境光
を液晶表示装置内に取り込み、それにより液晶表示部を
照明する方法を採用したものが反射型液晶表示装置であ
るが、この場合には、晴天下での戸外では視認性は良好
であるが、夜間などの暗所では外部環境光が弱いため、
十分に液晶表示部を照明することができず暗い画面とな
り、視認性が著しく低下する。

【０００３】そこで、液晶表示装置を完全な反射型仕様
とせず、暗所においては、補助光源を用いて照明する方
法が広く採用されている。かかる液晶表示装置は、半透
過半反射型液晶表示装置と称されている。以下に、図５
をもとに従来の半透過半反射型液晶表示装置（１０）を
説明する。一般に、液晶表示装置とは、液晶セル（２
０）内の液晶分子の配向状態を電気的に変化させること
で、液晶セル（２０）内を通過する光の偏光状態を制御
するものであり、該液晶セル（２０）は、対向する二の
透明電極即ち背面側の透明電極（２１）および前面側の
透明電極（２２）と、それら（２１、２２）の間に挟持
された液晶層（２３）とから構成される。従来の半透過
半反射型液晶表示装置（１０）は、該液晶セル（２０）
の前面に、該液晶セル（２０）を透過した光の偏光状態
を検出する二色性偏光素子（３１）、位相差素子（３
２）などの光学素子が配置され、該液晶セル（２０）の
背面には、特定の偏光光のみを取り出し該液晶セル（２
０）に向けて出射するための偏光光源装置（１１）が、
必要に応じて背面側の位相差素子（４２）を介して配置
される。該偏光光源装置（１１）は、該液晶セル（２
０）と面する位置に、二色性偏光素子（４１）と従来の
半透過半反射性機能を有する光学フィルム（４６）とか
ら構成される従来の半透過半反射性偏光素子（１２）
と、さらに、光源（５１）を下方あるいは側方に配置し
た導光板（５２）と、該導光板（５２）の背後に配置さ
れた反射板（５３）とを配置することで構成される。

【０００４】かかる従来の半透過半反射性偏光素子（１
２）としては、透明あるいは半透明樹脂体と偏光層との
積層フィルムにおいて該半透明樹脂体中に光拡散性物質
を分散させたもの（例えば、特開昭５５−４６７０７号
公報）や、透明物質中に真珠顔料を均一に分散させ真珠
顔料表面での反射を用いたもの（例えば、特開昭５５−
８４９７５号公報）などが使われている。これらは、後
方散乱により反射性能を発現させているため、通常、透
過型液晶表示装置の正面輝度を向上するために使用され
るレンズシートの集光効果を低減してしまい、正面輝度
が向上しないという問題があった。

【０００５】そこで、反射型偏光素子を液晶セルの背面
に配置することで、半透過半反射型液晶表示装置の輝度
を向上する方法が、特表平１１−５０９３３１号公報に
提案されている。該公報によれば、反射型偏光素子の利
用法には二つの手法がある。一つは、二色性偏光素子と
反射型偏光素子を、互いの偏光透過軸が同一方向あるい
は直交方向となるように液晶セル背面側に配置する方法
である。しかしながら、「同一方向」に積層して使用す
る場合には、外部環境光がもっとも背面の反射板により
反射されることになるため、外部環境光を効率よく利用
できず、一方で、「直交方向」に積層して使用する場合
には、背面に設置される照明装置からの出射光を効率よ
く利用できない。他の一つの方法は、二色性偏光素子を
使用せず、反射型偏光素子のみを液晶セル背面側に配置
する方法である。この場合には、二色性偏光素子による
光の吸収がないため明るい表示画面が得られるが、外部
環境光利用時と背面照明装置利用時とでは、前面側二色
性偏光素子に到達したときの偏光状態が逆転するので、
例えば、外部環境光利用時には「ポジ画像」であったも
のが、背面照明装置利用時には「ネガ画像」になってし
まう。したがって、特に、外部環境光の強さと背面照明
装置からの出射光の強さが同一となるときは、「ポジ画
像」と「ネガ画像」の強さが同一となり、すなわち、画
像が表示されない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、二色性偏光
素子と反射型偏光素子を背面側に積層する半透過半反射
型液晶表示装置であって、外部環境光利用時であっても
背面照明装置利用時であっても同一の画像表示を可能に
しながら、明るい画面を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、反射型偏
光素子と二色性偏光素子とを、同一光路上に、互いの偏
光透過軸がある特定範囲内で異なるように配置して積層
されてなる半透過半反射性偏光素子を使用することによ
り、「透過型」としての使用においても「反射型」とし
ての使用においても同一の表示画像となるため、「透過
型」としての使用方法と「反射型」としての使用方法を
併用でき、よって明るい画像を提供できることを見出
し、本発明に至った。

【０００８】すなわち、本発明の請求項１にかかる半透
過半反射性偏光素子は、反射型偏光素子と二色性偏光素
子とを同一光路上にそれぞれの偏光透過軸が２０°以上
７０°以下の角度範囲で交わるように配置してなること
を特徴とするものである。

【０００９】本発明の請求項２にかかる半透過半反射性
偏光素子は、請求項１に記載の半透過半反射性偏光素子
において、反射型偏光素子と二色性偏光素子とが感圧接
着剤を介して密着積層されてなるものである。

【００１０】本発明の請求項３にかかる半透過半反射性
偏光素子は、請求項１または請求項２に記載の半透過半
反射性偏光素子において、反射型偏光素子が２種以上の
高分子フィルムの多層積層体であるものである。

【００１１】本発明の請求項４にかかる半透過半反射性
偏光素子は、請求項１または請求項２に記載の半透過半
反射性偏光素子において、反射型偏光素子が２種以上の
高分子が海島構造を形成してなる高分子フィルムである
ものである。

【００１２】本発明の請求項５にかかる半透過半反射性
偏光素子は、請求項１または請求項２に記載の半透過半
反射性偏光素子において、反射型偏光素子がコレステリ
ック液晶からなるフィルムと４分の１波長板との積層体
積層であるものである。

【００１３】本発明の請求項６にかかる半透過半反射性
偏光素子は、請求項１〜請求項５のいずれかに記載の半
透過半反射性偏光素子において、二色性偏光素子がヨウ
素系偏光フィルムであるものである。

【００１４】本発明の請求項７にかかる半透過半反射性
偏光素子は、請求項１〜請求項５のいずれかに記載の半
透過半反射性偏光素子において、二色性偏光素子が染料
系偏光フィルムであるものである。

【００１５】本発明の請求項８にかかる半透過半反射性
偏光素子は、請求項１〜請求項７のいずれかに記載の半
透過半反射性偏光素子において、二色性偏光素子の少な
くとも片面に光拡散素子を積層してなるものである。

【００１６】本発明の請求項９にかかる半透過半反射性
偏光素子は、請求項８に記載の半透過半反射性偏光素子
において、光拡散素子の面内位相差値が３０ｎｍ以下で
あるものである。

【００１７】本発明の請求項１０にかかる半透過半反射
性偏光素子は、請求項８または請求項９に記載の半透過
半反射性偏光素子において、反射型偏光素子と二色性偏
光素子と光拡散素子とが互いに感圧接着剤を介して密着
積層されてなるものである。

【００１８】本発明の請求項１１にかかる半透過半反射
性偏光素子は、請求項９記載の半透過半反射性偏光素子
において、光拡散素子が感圧接着剤中に微粒子を分散さ
せてなり、該光拡散素子と反射型偏光素子とが密着積層
されてなるものである。

【００１９】本発明の請求項１２にかかる偏光光源装置
は、請求項１〜請求項１１のいずれかに記載の半透過半
反射性偏光素子の二色性偏光素子側に光源と反射板とが
この順に配置されてなるものである。

【００２０】本発明の請求項１３にかかる偏光光源装置
は、請求項１２に記載の偏光光源装置において、半透過
半反射性偏光素子と光源との間に１枚以上の拡散シート
が配置されてなるものである。

【００２１】本発明の請求項１４にかかる偏光光源装置
は、請求項１〜請求項１１のいずれかに記載の半透過半
反射性偏光素子の二色性偏光素子側に光源を端部に配置
した導光板と反射板とがこの順に配置されてなることを
特徴とするものである。

【００２２】本発明の請求項１５にかかる偏光光源装置
は、請求項１４に記載の偏光光源装置において、半透過
半反射性偏光素子と導光板との間に１枚以上の拡散シー
トが配置されてなるものである。

【００２３】本発明の請求項１６にかかる偏光光源装置
は、請求項１４または請求項１５に記載の偏光光源装置
において、半透過半反射性偏光素子と導光板との間に１
枚以上のレンズシートが配置されてなるものである。

【００２４】本発明の請求項１７にかかる半透過半反射
型液晶表示装置は、請求項１２〜請求項１６に記載の偏
光光源装置の半透過半反射性偏光素子側に液晶セルと二
色性偏光素子とがこの順に配置されてなることを特徴と
するものである。

【００２５】本発明の請求項１８にかかる半透過半反射
型液晶表示装置は、請求項１７に記載の半透過半反射型
液晶表示装置において、半透過半反射型偏光素子と液晶
セルとの間および／または液晶セルと二色性偏光素子と
の間に１枚以上の位相差素子が積層されてなることを特
徴とするものである。

【００２６】本発明の請求項１９にかかる半透過半反射
型液晶表示装置は、請求項１７または請求項１８に記載
の半透過半反射型液晶表示装置において、半透過半反射
型偏光素子と液晶セルとの間および／または液晶セルと
二色性偏光素子との間に１枚以上の光拡散素子が積層さ
れてなるものである。

【００２７】本発明の請求項２０にかかる半透過半反射
型液晶表示装置は、請求項１９に記載の半透過半反射型
液晶表示装置において、光拡散素子が感圧接着剤中に微
粒子を分散させてなるものである。

【００２８】本発明の請求項２１にかかる半透過半反射
型液晶表示装置は、請求項１８または請求項１９に記載
の半透過半反射型液晶表示装置において、半透過半反射
性偏光素子、液晶セル、二色性偏光素子、位相差素子、
光拡散素子から選ばれる少なくとも一対が感圧接着剤に
より密着積層されてなることを特徴とするものである。

【００２９】

【発明の実施の形態】本発明を明確にするため、以下に
詳細な説明を行う。本発明による「半透過半反射性偏光
素子」（７１）とは、反射型偏光素子（４３）と二色性
偏光素子（４１）とを、同一光路上に偏光透過軸が２０
°以上７０°以下の範囲で異なるように配置されてなる
ものである。ここで、反射型偏光素子の「透過軸」（６
３）および二色性偏光素子の「透過軸」（６１）とは、
特定振動方向の偏光光が該偏光素子の垂直方向から入射
したときに透過率が最大となる方向を言う。互いの偏光
透過軸がなす角度の設定は、この範囲で、所望の特性に
合わせて適宜設定される。半透過半反射型液晶表示装置
に対して、「透過型」としての使用を重視し、すなわ
ち、透過型においてより明るい表示装置を欲する場合に
は、２０°に近づければ良い。逆に、「反射型」として
の使用を重視し、すなわち、反射型においてより明るい
表示装置を欲する場合には、７０°に近づければよい。
ただし、２０°よりも０°（すなわち、各々の透過軸が
同一方向）である場合には、反射型偏光素子による外部
環境光の反射がほとんど起こらないため、半透過「半反
射」型液晶表示装置として使用するのは困難である（す
なわち、「透過型」液晶表示装置となる）。同様に、７
０°よりも９０°（すなわち、各々の透過軸が直交方
向）である場合には、反射型偏光素子を透過した背面照
明装置出射光が、ほとんど背面側二色性偏光素子により
吸収されてしまうので、「半透過」半反射型液晶表示装
置としての使用は困難である（すなわち、「反射型」液
晶表示装置となる）。ここで、反射型偏光素子と二色性
偏光素子の間に空間が存在すると、空気との界面で反射
による光のロスが生じるため、感圧接着剤により密着さ
せることが望ましい。

【００３０】本発明における「反射型偏光素子」とは、
特定振動方向の偏光光を透過し、それと直交する偏光光
を反射するものである。このような「反射型偏光素子」
としては、例えば、ブリュースター角による偏光成分の
反射率の差を利用した反射型偏光素子（例えば、特表平
６−５０８４４９号公報）、コレステリック液晶による
選択反射特性を利用した反射型偏光素子（例えば、特開
平３−４５９０６号公報）、微細な金属線状パターンを
施工した反射型偏光素子（例えば、特開平２−３０８１
０６号公報）、２種の高分子フィルムを積層し屈折率異
方性による反射率の異方性を利用する反射型偏光素子
（例えば、特表平９−５０６８３７号公報）、高分子フ
ィルム中に海島構造を有し屈折率異方性による反射率の
異方性を利用する反射型偏光素子（例えば、米国特許
５，８２５，５４３号）、高分子フィルム中に粒子が分
散し屈折率異方性による反射率の異方性を利用する反射
型偏光素子（例えば、特表平１１−５０９０１４号公
報）、高分子フィルム中に無機粒子が分散しサイズによ
る散乱能差に基づく反射率の異方性を利用する反射型偏
光素子（例えば、特開平９−２９７２０４号公報）など
が使用できる。これらの反射型偏光素子の厚みは特に限
定されないが、液晶表示素子などに本発明の偏光素子を
使用する場合には、薄い方が好ましく、少なくとも１ｍ
ｍ以下、さらには０．２ｍｍ以下であることが好まし
い。したがって、コレステリック液晶による選択反射特
性を利用した反射型偏光素子、２種の高分子フィルムを
積層し屈折率異方性による反射率の異方性を利用する反
射型偏光素子、高分子フィルム中に海島構造を有し屈折
率異方性による反射率の異方性を利用する反射型偏光素
子は、本発明の偏光素子の厚みを薄くするために特に好
ましい。ただし、本発明による半透過半反射性偏光素子
は、直線偏光に対して機能するため、コレステリック液
晶による選択反射特性を利用した反射型偏光素子を使用
する場合には、円偏光を直線偏光に変換する光学素子を
積層して反射型偏光素子とする必要がある。該光学素子
は、一般に１／４波長板と称される。

【００３１】本発明における「二色性偏光素子」とは、
特定振動方向の偏光光を透過し、それと直交する偏光光
を吸収するものである。このような「二色性偏光素子」
としては、例えば、公知のヨウ素系偏光フィルムや染料
系偏光フィルムが使用できる。「ヨウ素系偏光フィル
ム」とは延伸したポリビニルアルコールフィルムにヨウ
素を吸着させたフィルムであり、「染料系偏光フィル
ム」とは延伸したポリビニルアルコールフィルムに二色
性染料を吸着させたフィルムである。これらの偏光フィ
ルムは、耐久性向上のため、偏光フィルムの片側あるい
は両側を高分子フィルムで被覆したものが好ましい。こ
の保護のために被覆する高分子の材質としては、二酢酸
セルロースや三酢酸セルロース、ポリエチレンテレフタ
レート、ノルボルネン樹脂などが使用できる。また、本
発明による「半透過半反射性位相差素子」を保護のため
の高分子フィルムとして使用しても良い。二色性偏光素
子の厚みは特に限定されないが、液晶表示素子などに本
発明の偏光素子を使用する場合には、薄い方が好まし
く、少なくとも１ｍｍ以下、さらには０．２ｍｍ以下で
あることが好ましい。

【００３２】本発明における「感圧接着剤」は、公知の
感圧接着剤が使用できる。すなわち、例えばアクリレー
ト系感圧接着剤、ゴム系感圧接着剤、シリコーン系感圧
接着剤、ウレタン系感圧接着剤など挙げられる。中でも
アクリレート系感圧接着剤が好ましく使用される。感圧
接着剤の厚みは特に制限されないが、通常、１μｍ以上
１００μｍ以下である。

【００３３】半透過半反射型液晶表示装置における「反
射型」としての使用においては、前面側二色性偏光素子
と半透過半反射性偏光素子との間のどこかに光を拡散す
る何らかの素子がないと、あたかも鏡に描かれた表示を
見るのと同一となり、外部環境光が正反射する方向から
は明るい画像を見ることができるが、正反射方向から少
しでもずれると画像が極端に暗くなり視認できなくなっ
てしまう。そこで、本発明による半透過半反射性偏光素
子の反射型偏光素子側の少なくとも片面に光拡散素子を
積層することができる。ただし、光拡散素子の積層に関
しては、それが二色性偏光素子あるいは反射型偏光素子
を透過あるいは反射する偏光光に対して影響を及ぼさな
いことが好ましい。したがって、該光拡散素子は面内位
相差値が３０ｎｍ以下でるか、該光拡散素子の遅相軸あ
るいは進相軸が、該二色性偏光素子あるいは該反射型偏
光素子いずれかの透過軸と同一方向であることが好まし
い。ここで、該光拡散素子の「遅相軸」とは、該光拡散
素子の面内における屈折率が最大になる方向を言う。特
に面内位相差値が３０ｎｍ以下である場合には、軸合わ
せの作業を省略できるため好ましい形態である。ここ
で、面内位相差値はより小さい方が好ましく、すなわ
ち、１０ｎｍ以下であることがより好ましい。

【００３４】本発明における「光拡散素子」には、公知
の光拡散素子を使用することができる。すなわち、例え
ば、透明あるいは半透明の高分子膜中に微粒子を分散さ
せてなるものであっても良いし、感圧接着剤中に微粒子
を分散させてなるものであっても良いし、内部に微細な
層構成を有し角度依存性のある散乱機能を有するもので
も良い。また、本発明における二色性偏光素子の少なく
とも片面に直に微細な凹凸形状を付与したものでも良
い。光拡散素子を積層する場合には、界面での反射によ
る光のロスを低減するために、光拡散素子と半透過半反
射性位相差素子とを感圧接着剤を介して密着させること
が好ましい。よって、感圧接着剤中に微粒子を分散させ
たものは、それ自体を半透過半反射性位相差素子と密着
させることができるとともに、面内位相差値がほぼ０ｎ
ｍであるため、特に好ましい形態である。該光拡散素子
の厚みは特に制限されず、通常、１μｍ以上１ｍｍ以下
の範囲で、所望とする光学性能や力学特性などの諸物性
を考慮して決められる。微粒子を分散させた透明あるい
は半透明の高分子膜の製造方法としては、原料となる高
分子材料に微粒子を混練し、キャスト法あるいは押し出
し法によりフィルムとして形成する方法、原料となる高
分子材料を溶剤に溶解後に微粒子を分散し、溶剤キャス
ト法によりフィルムとして形成する方法や基材となるフ
ィルム上に塗工して被膜として形成する方法、反応性液
状化合物に微粒子を分散し、フィルム上に塗工して熱硬
化あるいは光硬化により被膜として形成する方法などの
公知の方法が使用できる。ここで、高分子膜としては、
単独のフィルムあるいは皮膜であっても良いし、２枚以
上のフィルムが積層されたものであっても良いし、皮膜
を付与されたフィルムであっても良い。これらの高分子
膜の面内位相差値が大きい場合には、アニール処理など
の公知の方法により、面内位相差値を少なくとも３０ｎ
ｍ以下に調整する。

【００３５】ここで「高分子材料」は特に限定されな
い。ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィ
ン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、
ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレー
トなどのポリエステル系樹脂、ノルボルネンなどの環状
ポリオレフィン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリ
サルフォン系樹脂、ポリエーテルサルフォン系樹脂、ポ
リアリレート系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポ
リウレタン系樹脂、ポリアクリレート系樹脂、ポリメタ
クリレート系樹脂などの合成高分子や、二酢酸セルロー
スや三酢酸セルロースなどのセルロース系樹脂などの天
然高分子が使用できる。

【００３６】また、「反応性液状化合物」は特に限定さ
れず、アクリレート化合物、メタクリレート化合物、エ
ポキシ化合物、ビニル化合物、アリール化合物などの、
塗料あるいはハードコート層などに使用されている公知
の化合物が使用できる。「微粒子」の材質は特に限定さ
れず、有機粒子、無機粒子のいずれであっても使用でき
る。有機粒子としては、例えばポリスチレン、ポリエチ
レン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン系樹脂、ア
クリル系樹脂などの高分子などの粒子が挙げられ、架橋
された架橋高分子であってもよい。さらに、エチレン，
プロピレン，スチレン，メタクリル酸メチル，ベンゾグ
アナミン，ホルムアルデヒド，メラミン，ブタジエンな
どから選ばれる２種以上が共重合されてなる共重合体を
使用することも出来る。無機粒子としては、シリカ、シ
リコーン、酸化チタンなどの粒子が挙げられ、ガラスビ
ーズであってもよい。無色あるいは白色が好ましいが、
装飾性をもたせるために着色された微粒子を使用しても
良い。微粒子の形状は、特に限定されないが、球状ある
いは紡錘状あるいは立方体に近い形状のものが好ましい
形状として挙げられる。粒径は、小さすぎると光散乱の
性能が発現せず、大きすぎると液晶表示装置に使用した
際に表示品位を低下させるため、０．５μｍ以上２０μ
ｍ以下であることが好適であり、さらには１μｍ以上１
０μｍ以下であることがさらに好ましい。微粒子の添加
量は、所望の光散乱能の大小に応じて適宜設定できる。
通常、被分散体である高分子あるいは感圧接着剤１００
重量部に対して、０．０１重量部以上５０重量部以下で
あり、好適には０．１重量部以上２０重量部以下で配合
される。

【００３７】本発明による「偏光光源装置」の一の形態
は、本発明による半透過半反射性偏光素子と、光源と、
反射板とが、この順に配置されてなるものである。ここ
で、半透過半反射性偏光素子と光源の間に、少なくとも
１枚以上の拡散シートが配置されてなることが好まし
い。

【００３８】本発明による「偏光光源装置」の別の形態
は、本発明による半透過半反射性偏光素子と、光源を端
部に配置した導光板と、反射板とが、この順に配置され
てなるものである。ここで、半透過半反射性偏光素子と
導光板の間に、少なくとも１枚以上の拡散シート、およ
び／または、少なくとも１枚以上のレンズシートが配置
されてなることが好ましい。

【００３９】本発明における「光源」は、特に限定され
ず、公知の偏光光源装置や液晶表示装置に使用されてい
るものが使用できる。すなわち、冷陰極管、発光ダイオ
ード、無機あるいは有機ＥＬランプなどが使用できる。

【００４０】本発明における「反射板」は、特に限定さ
れず、公知の偏光光源装置や液晶表示装置に使用されて
いるものが使用できる。すなわち、内部に空洞を形成し
た白色プラスチックシート、酸化チタンや亜鉛華などの
白色顔料を表面に塗布したプラスチックシート、屈折率
の異なる２種以上のプラスチックフィルムを多層積層し
てなるプラスチックシート、アルミニウムや銀などの金
属シートなどが使用できる。これらのシートは、鏡面加
工されたもの、粗面加工されたものいずれも使用でき
る。該「プラスチックシート」の材質は特に限定され
ず、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、
ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレー
ト、ポリカーボネート、ノルボルネン、ポリウレタン、
ポリアクリレート、ポリメチルメタクリレートなどが使
用できる。

【００４１】本発明における「導光板」とは、光源から
発せられた光を内部に取り込み、面状発光体として機能
するものであり、公知物が使用できる。このような「導
光板」としては、例えば、プラスチックシートやガラス
板からなり、背面側に、凹凸処理や白色ドット印刷処
理、ホログラム処理を施したものが使用できる。ここで
「プラスチックシート」の材質は特に限定されないが、
ポリカーボネート、ノルボルネン、ポリメチルメタクリ
レートなどが好ましく使用される。

【００４２】本発明における「拡散シート」とは、入射
光を散乱透過するシートであり、全光線透過率が６０％
以上であり、ヘイズ率が１０％以上の光学素子である。
ここで、全光線透過率は高ければ高い方が良い。すなわ
ち、全光線透過率が８０％以上であることがより好まし
い。このような「拡散シート」としては、特に限定され
ないが、例えば、プラスチックシートやガラス板を、粗
面化処理したものや内部に空洞や粒子を添加したものが
使用できる。ここで「プラスチックシート」の材質は特
に限定されないが、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポ
リ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチ
レンナフタレート、ポリカーボネート、ノルボルネン、
ポリウレタン、ポリアクリレート、ポリメチルメタクリ
レートなどが使用できる。粗面化処理としては、特に限
定されないが、サンドブラストやエンボスロールの圧着
による加工や、プラスチック粒子やガラス粒子、シリコ
ン粒子、などを樹脂に混合したものを表面に塗工する方
法などをあげることができる。

【００４３】本発明における「レンズシート」とは、光
源から発せられた光を集光するものであり、公知物が使
用できる。このような「レンズシート」としては、例え
ば、プラスチックシート上に微細な多数のプリズムを形
成したものや、凸レンズや凹レンズを敷き詰めたマイク
ロレンズアレイが使用される。

【００４４】本発明による「半透過半反射型液晶表示装
置」とは、本発明による偏光光源装置と、該偏光光源装
置の反射板とは反対の側に、液晶セルと、二色性偏光素
子とが、この順に配置されてなるものである。ここで、
必要に応じて、該偏光光源装置と該液晶セルとの間、お
よび／または、該液晶セルと該二色性偏光素子との間
に、光学補償を行う位相差素子や光拡散素子を介在させ
ても良い。また、これらの部材の間は、感圧接着剤によ
り密着されていることが好ましい。

【００４５】

【実施例】以下に、本発明の実施の形態を実施例を用い
て示すが、本発明は実施例に限定されるものではない。

【００４６】（１）視感度補正透過率島津自記分光光度計ＵＶ−２２００（島津製作所株式会
社製）の試料室測定光出射光部に、特定振動方向の偏光
光を出射するようにニコル・プリズムを設置した。つい
で、該偏光光の光路上に、サンプルを感圧接着剤を用い
てガラス板に貼合したものを、該偏光光が垂直に入射す
るように配置するとともに、該偏光光の透過率が最大と
なる向きに配置し、入射波長４００ｎｍから１０ｎｍ刻
みで７００ｎｍまで測定を行い、各波長での透過率を得
た。次に、これらの偏光素子の向きを９０°回転させ、
再び入射波長４００ｎｍから１０ｎｍ刻みで７００ｎｍ
まで測定を行い、各波長での偏光透過軸の直交軸におけ
る透過率を求めた。これらの透過率の平均値を用いＪＩ
ＳＺ８７０１に準じてＣ光源２°視野における刺激値
Ｙ値を計算し、視感度補正透過率を求めた。（２）視感度補正反射率島津自記分光光度計ＵＶ−３１００ＰＣ（島津製作所株
式会社製）に絶対反射率測定装置を設置し、入射波長域
３８０ｎｍから５ｎｍ刻みで７８０ｎｍまで測定の反射
率の測定を、測定光の偏光成分の影響を取り除くため、
サンプルの向きをある一方向とそれと直交する方向との
二つの方向で行い、平均化することで各波長における反
射率を求めた。ついで、該分光光度計に付属の「カラー
測定ソフトウェア」を用いて、２°視野における刺激値
Ｙ値を計算し、視感度補正反射率とした。

【００４７】（３）輝度向上率端部に冷陰極管からなる光源（５１）を配置し、背面に
白色ドット印刷（５４）を施した導光板（５２）の、背
面側に発泡ＰＥＴからなる反射板（５３）を、前面側に
拡散シート（５５）を配置して、図３で模式的に表す光
源装置（５６）を作製した。その上に、半透過半反射性
偏光素子（７１）を二色性偏光素子がガラス板（６１）
側に来るように、感圧接着剤を介して１．１ｍｍ厚のガ
ラス板（６１）と接着したものを配置することにより偏
光光源装置（７２）を作製した。分光光度計受光部と光
ファイバー（８２）により接続された測光部（８１）
を、該偏光光源装置（７２）の垂直方向に配置した。該
偏光光源装置（７２）の光源として使用した冷陰極管
（５１）の「青」・「緑」・「赤」に対応する輝線スペ
クトルは、それぞれ４３５ｎｍ、５４５ｎｍ、６１２ｎ
ｍであったため、これらの波長における受光強度を測定
した。輝度向上効果としては、偏光素子とガラス板とを
接着したものの代わりに、二色性偏光素子ＳＲ１８６２
Ａ（住友化学工業株式会社製）を１．１ｍｍ厚のガラス
板に感圧接着剤を介して貼合したものを使って、４３５
ｎｍ、５４５ｎｍ、６１２ｎｍ各波長で測定した受光強
度を基準として、各偏光素子に対する受光強度比をもっ
て輝度向上効果を評価した。

【００４８】（４）二色性偏光素子二色性偏光素子には、市販のヨウ素系偏光フィルムＳＲ
１８６２Ａ（住友化学工業株式会社製）を使用した。（５）反射型偏光素子反射型偏光素子には、市販のＤＢＥＦ（住友スリーエム
株式会社製）を使用した。（６）半透過半反射型液晶表示装置図４に構成概略を示すように、半透過半反射性偏光素子
（７３）の反射型偏光素子（４３）に面する位置に市販
のレンズシート（例えば、住友スリーエム社製商品名Ｂ
ＥＦ）（５６）を配置し、さらに背面に市販の拡散シー
ト（例えば、株式会社きもと製商品名ライトアップ）
（５５）を配置し、さらに端部に冷陰極管からなる光源
（５１）が配置されたポリメチルメタクリレートからな
る導光板（５２）を配置し、さらに背面に発泡白色ポリ
エチレンテレフタレートフィルムからなる反射板（５
３）を配置することで、偏光光源装置（７４）が作製で
きる。該偏光光源装置（７４）の前面に、必要に応じて
位相差素子（例えば、住友化学工業株式会社製商品名ス
ミカライト）（４２）を配置し、さらに前面に液晶セル
（２０）を配置し、さらに必要に応じて前面側位相差素
子（３２）を配置し、さらに前面側二色性偏光素子（３
１）を配置することで、半透過半反射型液晶表示装置
（７５）が作製できる。

【００４９】［比較例１］二色性偏光素子と反射型偏光
素子とを透過軸が平行になるように積層することにより
偏光素子を作製した。該偏光素子の輝度向上効果を表１
に示す。ついで、該二色性偏光素子と該反射型偏光素子
の間をアクリレート系感圧接着剤により密着させた。該
密着積層された偏光素子の透過率および反射率を表２に
示す。これらの結果から、該偏光光源装置を使用した半
透過半反射型液晶表示装置は、「透過型」としての使用
時には、従来の二色性偏光素子のみを使用する透過型液
晶表示装置よりも明るい画面を提供できるが、「反射
型」としての使用時には、反射率が低いためほとんど外
部環境光を利用できず、よって、暗い画面しか提供でき
ない。

【００５０】［実施例１］二色性偏光素子と反射型偏光
素子とを透過軸が３０°異なるように積層することによ
り本発明による半透過半反射性偏光素子を作製した。該
偏光素子の輝度向上効果を表１に示す。ついで、該二色
性偏光素子と該反射型偏光素子の間をアクリレート系感
圧接着剤により密着させた。該密着積層された偏光素子
の透過率および反射率を表２に示す。これらの結果か
ら、該偏光光源装置を使用した半透過半反射型液晶表示
装置は、「透過型」としての使用時には、従来の二色性
偏光素子のみを使用する透過型液晶表示装置とほぼ同等
の明るい画面を提供でき、「反射型」としての使用時に
も、反射率が上昇するため、外部環境光の利用により明
るい画面を提供できる。

【００５１】［実施例２］二色性偏光素子と反射型偏光
素子とを透過軸が４０°異なるように積層することによ
り本発明による半透過半反射性偏光素子を作製した。該
偏光素子の輝度向上効果を表１に示す。ついで、該二色
性偏光素子と該反射型偏光素子の間をアクリレート系感
圧接着剤により密着させた。該密着積層された偏光素子
の透過率および反射率を表２に示す。これらの結果か
ら、該偏光光源装置を使用した半透過半反射型液晶表示
装置は、「透過型」としての使用時には、従来の二色性
偏光素子のみを使用する透過型液晶表示装置よりもやや
暗い画面となるものの、「反射型」としての使用時に
は、反射率が上昇するため、外部環境光の利用により明
るい画面を提供できる。

【００５２】［実施例３］二色性偏光素子と反射型偏光
素子とを透過軸が４５°異なるように積層することによ
り本発明による半透過半反射性偏光素子を作製した。該
偏光素子の輝度向上効果を表１に示す。ついで、該二色
性偏光素子と該反射型偏光素子の間をアクリレート系感
圧接着剤により密着させた。該密着積層された偏光素子
の透過率および反射率を表２に示す。これらの結果か
ら、該偏光光源装置を使用した半透過半反射型液晶表示
装置は、「透過型」としての使用時には、従来の二色性
偏光素子のみを使用する透過型液晶表示装置よりもやや
暗い画面となるものの、「反射型」としての使用時に
は、反射率が上昇するため、外部環境光の利用により明
るい画面を提供できる。

【００５３】［比較例１］二色性偏光素子と反射型偏光
素子とを透過軸が平行になるように積層することにより
偏光素子を作製した。該偏光素子の輝度向上効果を表１
に示す。ついで、該二色性偏光素子と該反射型偏光素子
の間をアクリレート系感圧接着剤により密着させた。該
密着積層された偏光素子の透過率および反射率を表２に
示す。これらの結果から、該偏光光源装置を使用した半
透過半反射型液晶表示装置は、「反射型」としての使用
時には、反射率が上昇するため、外部環境光の利用によ
り明るい画面を提供できるが、「透過型」としての使用
時には、暗い画面となる。

【００５４】

【表１】

【００５５】

【表２】

【００５６】

【発明の効果】本発明の偏光素子を用いれば、従来と同
一消費電力でもより明るい画面が得られる。このため、
例えば、従来と同一の画面輝度を得るための消費電力を
少なくすることができ、１回のバッテリー充電で長時間
の液晶表示装置の使用ができるようになり、もしくは、
バッテリーの容量を小さくし、液晶表示装置の小型化・
軽量化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の半透過半反射性偏光素子の一例を示す
断面模式図である。

【図２】本発明の半透過半反射性偏光素子の軸角度を示
す模式図である。

【図３】実施例における評価装置の断面模式図である。

【図４】本発明の半透過半反射型液晶表示装置の一例を
示す断面模式図である。

【図５】従来の半透過半反射型液晶表示装置の一例を示
す断面模式図である。

【符号の説明】

１０：従来の半透過半反射型液晶表示装置２０：液晶セル２１：背面側透明電極２２：前面側透明電極２３：液晶層３１：前面側二色性偏光素子３２：前面側位相差素子４１：背面側二色性偏光素子４２：背面側位相差素子４３：反射型偏光素子４４：光拡散性を有する感圧接着剤４５：感圧接着剤４６：従来の半透過半反射性光学フィルム５１：光源５２：導光板５３：反射板５４：白色ドット印刷５５：拡散シート５６：レンズシート５８：反射型偏光素子６１：二色性偏光素子の透過軸６３：反射型偏光素子の透過軸７１：半透過半反射性偏光素子７２：偏光光源装置７３：半透過半反射性偏光素子７４：偏光光源装置７５：半透過半反射型液晶表示装置８１：測光部８２：光ファイバー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H049 BA02 BA05 BA07 BA27 BA28 BA42 BA43 BB03 BB52 BB63 BC14 BC22 2H091 FA08X FA08Z FA11X FA11Z FA14Z FA23Z FA29Z FA31Z FB02 FD01 FD06 FD16 GA17 JA01 LA13 LA16

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】反射型偏光素子と二色性偏光素子とが同一
光路上にそれぞれの偏光透過軸が２０°以上７０°以下
の角度範囲で交わるように配置されてなることを特徴と
する半透過半反射性偏光素子。
【請求項２】反射型偏光素子と二色性偏光素子とが感圧
接着剤を介して密着積層されてなる請求項１に記載の半
透過半反射性偏光素子。
【請求項３】反射型偏光素子が２種以上の高分子フィル
ムの多層積層体である請求項１または請求項２に記載の
半透過半反射性偏光素子。
【請求項４】反射型偏光素子が２種以上の高分子が海島
構造を形成してなる高分子フィルムである請求項１また
は請求項２に記載の半透過半反射性偏光素子。
【請求項５】反射型偏光素子がコレステリック液晶から
なるフィルムと４分の１波長板との積層体である請求項
１または請求項２に記載の半透過半反射性偏光素子。
【請求項６】二色性偏光素子がヨウ素系偏光フィルムで
ある請求項１〜請求項５のいずれかに記載の半透過半反
射性偏光素子。
【請求項７】二色性偏光素子が染料系偏光フィルムであ
る請求項１〜請求項５のいずれかに記載の半透過半反射
性偏光素子。
【請求項８】二色性偏光素子の少なくとも片面に光拡散
素子が積層されてなる請求項１〜請求項７のいずれかに
記載の半透過半反射性偏光素子。
【請求項９】光拡散素子の面内位相差値が３０ｎｍ以下
である請求項８に記載の反半透過半反射性偏光素子。
【請求項１０】反射型偏光素子と二色性偏光素子と光拡
散素子とが互いに感圧接着剤を介して密着積層されてな
る請求項８または請求項９に記載の半透過半反射性偏光
素子。
【請求項１１】光拡散素子が感圧接着剤中に微粒子が分
散されてなり、該光拡散素子と反射型偏光素子とが密着
積層されてなる請求項９記載の半透過半反射性偏光素
子。
【請求項１２】請求項１〜請求項１１のいずれかに記載
の半透過半反射性偏光素子の二色性偏光素子側に光源と
反射板とがこの順に配置されてなることを特徴とする偏
光光源装置。
【請求項１３】半透過半反射性偏光素子と光源との間に
１枚以上の拡散シートが配置されてなる請求項１２に記
載の偏光光源装置。
【請求項１４】請求項１〜請求項１１のいずれかに記載
の半透過半反射性偏光素子の二色性偏光素子側に光源を
端部に配置した導光板と反射板とがこの順に配置されて
なることを特徴とする偏光光源装置。
【請求項１５】半透過半反射性偏光素子と導光板との間
に１枚以上の拡散シートが配置されてなる請求項１４に
記載の偏光光源装置。
【請求項１６】半透過半反射性偏光素子と導光板との間
に１枚以上のレンズシートが配置されてなる請求項１４
または請求項１５に記載の偏光光源装置。
【請求項１７】請求項１２〜請求項１６のぴずれかに記
載の偏光光源装置の半透過半反射性偏光素子側に液晶セ
ルと二色性偏光素子とがこの順に配置されてなることを
特徴とする半透過半反射型液晶表示装置。
【請求項１８】半透過半反射型偏光素子と液晶セルとの
間および／または液晶セルと二色性偏光素子との間に１
枚以上の位相差素子が積層されてなることを特徴とする
請求項１７に記載の半透過半反射型液晶表示装置。
【請求項１９】半透過半反射型偏光素子と液晶セルとの
間および／または液晶セルと二色性偏光素子との間に１
枚以上の光拡散素子が積層されてなる請求項１７または
請求項１８に記載の半透過半反射型液晶表示装置。
【請求項２０】光拡散素子が感圧接着剤中に微粒子を分
散させてなる請求項１９に記載の半透過半反射型液晶表
示装置。
【請求項２１】半透過半反射性偏光素子、液晶セル、二
色性偏光素子、位相差素子、光拡散素子から選ばれる少
なくとも一対が感圧接着剤により密着積層されてなる請
求項１８または請求項１９に記載の半透過半反射型液晶
表示装置。