JP2002169026A - コリメータ及びバックライトシステム - Google Patents

コリメータ及びバックライトシステム

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JP2002169026A JP2001225597A JP2001225597A JP2002169026A JP 2002169026 A JP2002169026 A JP 2002169026A JP 2001225597 A JP2001225597 A JP 2001225597A JP 2001225597 A JP2001225597 A JP 2001225597A JP 2002169026 A JP2002169026 A JP 2002169026A
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Kohei Arakawa
公平 荒川
Fumihiko Mochizuki
文彦 望月
Kenichi Nakagawa
謙一 中川
Mitsuyoshi Ichihashi
光芳 市橋
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Fuji Photo Film Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 液晶表示ディスプレイの表示特性を改良し得
る平板状コリメータ及びバックライトシステムの提供。 【解決手段】 垂直入射光に対して波長λ１〜λ２（λ
１＜λ２）に選択反射波長帯域を示すコレステリック液
晶層からなり、組み合されて使用される光源の発光スペ
クトルの極大波長λ０に対してλ０＜λ１を満たすコリ
メータ、又は垂直入射光に対して波長λ１〜λ２（λ１
＜λ２）に選択反射波長帯域を示す誘電体多層膜からな
り、組み合されて使用される光源の発光スペクトルの極
大波長λ ０に対してλ０＜λ１を満たすコリメータ、及
びこれらを用いたバックライトシステム。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、拡散光を平行光に
集光可能な平板状コリメータ及びそれを備えたバックラ
イトシステムに関し、特に液晶表示ディスプレイの表示
特性を改良し得る平板状コリメータ及びバックライトシ
ステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】ワードプロセッサ及びパソコン等のＯＡ
機器に用いられる表示手段としては、ＣＲＴディスプレ
イから液晶ディスプレイへの移行が進んでいる。
【０００３】しかしながら、液晶ディスプレイでは、液
晶の配向に起因する複屈折性及び旋光性等により、その
表示コントラスト及び表示色の視野角特性は、ＣＲＴデ
ィスプレイに比べて劣っている。このため、例えば位相
差板を組み込むことによって視野角を改善する試み（特
許第２５６５６４４号公報）、液晶の配向を制御するこ
とで液晶の複屈折性に悪影響を低減する試みが提案され
ているが、ＣＲＴディスプレイの表示特性には未だ及ば
ないのが現状である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、液晶ディス
プレイにおいて、表示特性が低下する原因の一つとし
て、液晶セルに入射する光が、完全な平行光でなく、広
がりを持った拡散光であることが挙げられる。液晶セル
に垂直方向以外の種々の角度で入射した光は、着色によ
る表示品質低下等の不都合をもたらすことがある。従っ
て液晶セルに完全な平行光を入射できれば、液晶の複屈
折性に起因する表示特性の低下が生じず、表示特性を向
上させることができる。この場合、液晶ディスプレイに
利用されている、拡散光を平行光化する部材、即ち、平
板状コリメータは従来なく、拡散光を集光するプリズム
シート等が一部利用されているにすぎない。
【０００５】また、上記プリズムシートは、平行度が低
く、作製工程が煩雑、かつ高価な部材であったり、ま
た、薄層化が困難な部材であったり、更に、輝度を損な
うおそれのある部材であり、いずれも実用上十分満足で
きるものではなかった。
【０００６】本発明は、前記諸問題に鑑みなされたもの
であって、容易かつ安価に製作可能な従来存在しなかっ
た平面状コリメータを提供することを課題とする。ま
た、本発明は、平行光を照射可能で、特に液晶ディスプ
レイに適用した場合に、表示コントラスト及び視野角依
存性等の表示特性を向上させることができる高品質なバ
ックライトシステムを提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するため、下記のコリメータ及びバックライトシステ
ムを提供する。
【０００８】請求項１の発明は、垂直入射光に対して波
長λ１〜λ２（λ１＜λ２）に選択反射波長帯域を示す
コレステリック液晶層からなり、組み合されて使用され
る光源の発光スペクトルの極大波長λ０に対してλ０＜
λ１を満たすことを特徴とするコリメータである。
【０００９】請求項２の発明は、前記コレステリック液
晶層を２つ積層してなり、各コレステリック液晶層の螺
旋ピッチ、平均屈折率及び複屈折率が各々実質的に等し
く、且つ螺旋の回転方向が互いに異なる請求項１記載の
コリメータである。
【００１０】請求項３の発明は、前記コレステリック液
晶層の厚みが０．５〜５０μｍである請求項１又は２記
載のコリメータである。
【００１１】請求項４の発明は、前記コレステリック液
晶層が液晶性材料を固定化してなる請求項１乃至３のい
ずれか１項記載のコリメータである。
【００１２】請求項５の発明は、垂直入射光に対して波
長λ１〜λ２（λ１＜λ２）に選択反射波長帯域を示す
誘電体多層膜からなり、組み合されて使用される光源の
発光スペクトルの極大波長λ０に対してλ０＜λ１を満
たすことを特徴とするコリメータである。
【００１３】請求項６の発明は、前記誘電体多層膜が、
光学膜厚がいずれも（λ１＋λ２）／２（但し、λ１，
λ２は最大反射率の５０％の反射率における波長を意味
する）をλＭとしたときλＭ／４である高屈折率の膜と
低屈折率の膜とを交互に蒸着したλ／４交互多層膜であ
る請求項５記載のコリメータである。
【００１４】請求項７の発明は、（λ２−λ１）≧５０
ｎｍである請求項１乃至６のいずれか１項記載のコリメ
ータである。
【００１５】請求項８の発明は、（λ１−λ０）≦２０
ｎｍである請求項１乃至７のいずれか１項記載のコリメ
ータである。
【００１６】請求項９の発明は、（λ１−λ０）≦１０
ｎｍである請求項１乃至７のいずれか１項記載のコリメ
ータである。
【００１７】請求項１０の発明は、垂直入射光に対して
波長λ１１〜λ１２（λ１１＜λ１ ２）に選択反射波長
帯域を示す第１のコレステリック液晶層と、垂直入射光
に対して波長λ２１〜λ２２（λ２１＜λ２２）に選択
反射波長帯域を示す第２のコレステリック液晶層と、垂
直入射光に対して波長λ３１〜λ３２（λ３１＜
λ３２）に選択反射波長帯域を示す第３のコレステリッ
ク液晶層とを積層してなり、波長λＢ，λＧ及びλＲに
極大発光を有するバックライトと組み合せて使用され、
且つ下記関係式を満たす請求項１乃至４及び請求項７乃
至９のいずれか１項記載のコリメータである。 ４２０ｎｍ≦λＢ≦４８０ｎｍ ５２０ｎｍ≦λＧ≦５８０ｎｍ ５８５ｎｍ≦λＲ≦６８５ｎｍ λＢ＜λ１１＜λ１２＜λＧ＜λ２１＜λ２２＜λＲ＜
λ３１＜λ３２＜１０００ｎｍ
【００１８】請求項１１の発明は、垂直入射光に対して
波長λ１１〜λ１２（λ１１＜λ１ ２）に選択反射波長
帯域を示す第１の誘電体多層膜と、垂直入射光に対して
波長λ２１〜λ２２（λ２１＜λ２２）に選択反射波長
帯域を示す第２の誘電体多層膜と、垂直入射光に対して
波長λ３１〜λ３２（λ３１＜λ３２）に選択反射波長
帯域を示す第３の誘電体多層膜とを積層してなり、波長
λＢ，λＧ及びλＲに極大発光を有する光源と組み合せ
て使用され、且つ下記関係式を満たす請求項５乃至９の
いずれか１項記載のコリメータである。 ４２０ｎｍ≦λＢ≦４８０ｎｍ ５２０ｎｍ≦λＧ≦５８０ｎｍ ５８５ｎｍ≦λＲ≦６８５ｎｍ λＢ＜λ１１＜λ１２＜λＧ＜λ２１＜λ２２＜λＲ＜
λ３１＜λ３２＜１０００ｎｍ
【００１９】請求項１２の発明は、前記第１誘電体多層
膜が、光学膜厚がいずれも（λ１１＋λ１２）／２（但
し、λ１１，λ１２は最大反射率の５０％の反射率にお
ける波長を意味する）をλＭ１としたときλＭ１／４で
ある高屈折率の膜と低屈折率の膜とを交互に蒸着したλ
／４交互多層膜であり、前記第２誘電体多層膜が、光学
膜厚がいずれも（λ２１＋λ２２）／２（但し、
λ２１，λ２２は最大反射率の５０％の反射率における
波長を意味する）をλ Ｍ２としたときλＭ２／４である
高屈折率の膜と低屈折率の膜とを交互に蒸着したλ／４
交互多層膜であり、かつ前記第３誘電体多層膜が、光学
膜厚がいずれも（λ３１＋λ３２）／２（但し、
λ３１，λ３２は最大反射率の５０％の反射率における
波長を意味する）をλ Ｍ３としたときλＭ３／４である
高屈折率の膜と低屈折率の膜とを交互に蒸着したλ／４
交互多層膜である請求項１１記載のコリメータである。
【００２０】請求項１３の発明は、光反射層と、波長λ
０に発光極大を有する発光スペクトルを示す光源と、光
拡散層と、請求項１乃至１２のいずれか１項記載のコリ
メータとを備えたバックライトシステムである。
【００２１】請求項１４の発明は、前記光源の発光スペ
クトルの半値幅が２０ｎｍ以下である請求項１３記載の
バックライトシステムである。
【００２２】請求項１５の発明は、前記光源の発光スペ
クトルの半値幅が１５ｎｍ以下である請求項１３記載の
バックライトシステムである。
【００２３】請求項１６の発明は、前記光源が三波長型
冷陰極管である請求項１３乃至１５のいずれか１項記載
のバックライトシステムである。
【００２４】本発明のコリメータによれば、コリメータ
に波長λ１〜λ２（λ１＜λ２）の光が入射しても、コ
リメータを構成しているコレステリック液晶層又は誘電
体多層膜が有する選択反射効果により、波長λ１〜λ２
（λ１＜λ２）の光は反射される。一方、前記選択反射
波長帯域に含まれない、光源の極大波長λ０の光が、コ
レステリック液晶層又は誘電体多層膜に垂直入射する
と、光は平行光としてコリメータから出射する。しかし
ながら、コレステリック液晶層又は誘電体多層膜が有す
る選択反射波長帯域は光の入射角度αに依存して短波長
シフトする。その結果、短波長シフトした選択反射波長
帯域に波長λ０が含まれ、波長λ０の光が入射角度α
（α＞０）でコレステリック液晶層又は誘電体多層膜に
入射すると、コレステリック液晶層又は誘電体多層膜の
選択反射効果により反射される。従って前記光源から前
記コレステリック液晶層又は誘電体多層膜に垂直入射し
た波長λ０の光のみが、前記コレステリック液晶層又は
誘電体多層膜を透過でき、平行光のみが出射する。
【００２５】前記コレステリック液晶層又は誘電体多層
膜の選択反射波長帯域等の光学特性は、材料の選択や配
向を制御することで容易に調整できるので、前記コリメ
ータは作製が容易である。また、材料の選択や配向の制
御により、コレステリック液晶層又は誘電体多層膜の厚
みを薄くしても前記機能を発現でき、薄膜化の要請に応
えることができる。
【００２６】なお、本発明において、「垂直入射」と
は、コリメータに対して垂直に入射することをいう。ま
た、入射角αは、前記螺旋軸に対する光の入射角をい
い、例えば、図２中のαとして定義される。更に、本発
明において「コレステリック液晶層」という場合は、螺
旋軸がコレステリック液晶層に対して略法線方向にある
グランジャン配向のコレステリック液晶層をいうものと
する。
【００２７】本発明のバックライトシステムでは、前記
コレステリック液晶層又は誘電体多層膜を通過できずに
反射された光は、光拡散層によりその進行方向が乱さ
れ、再び前記コレステリック液晶層又は誘電体多層膜に
入射する。又は光反射層によって反射された後、再び前
記コレステリック液晶層又は誘電体多層膜に入射する。
これを繰返すことにより、光源からの光は本発明のコリ
メータにより平行光化される。従って本発明のバックラ
イトシステムによれば、平行光を照射可能であり、液晶
ディスプレイに適用した場合、表示コントラストの向上
及び視野角拡大に寄与することができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るコリメータ及
びバックライトシステムの実施形態について、図面を参
照して説明する。
【００２９】図１は、本発明のバックライトシステム１
０の一例を示す概略断面図である。このバックライトシ
ステム１０は、光反射層１２、光源１４、光拡散層１６
及びコリメータ１８がこの順で配置され構成されてい
る。光反射層１２は、アルミニウム等の金属薄膜から形
成され、光源１４の背面側に配置され、入射した光をコ
リメータ１８方向に反射して戻す機能を有する。光源１
４の光反射層１２と反対側には光拡散層１６が配置され
ている。この光拡散層１６は、高分子シート又はフィル
ム中に白色の無機粉末等を分散させて光拡散性を付与し
たものであり、入射した光を拡散させる機能を有する。
光源１４は面状発光体であり、その発光スペクトルは波
長λ０に発光ピークを有している。
【００３０】次に、図５は、本発明のバックライトシス
テム１０’の一例を示す概略断面図である。このバック
ライトシステム１０’は、フルカラーディスプレイのバ
ックライトシステムに適用した例である。なお、この図
５のバックライトシステムにおいて、図１と同一の部材
には、同一の参照符号を付してその説明を省略する。
【００３１】このバックライトシステム１０’は、光反
射層１２、光源１４’、光拡散層１６及びコリメータ１
８’をこの順で配置して構成されている。光源１４’
は、三波長型冷陰極管であり、青、緑及び赤に各々対応
したλＢ（４２０ｎｍ〜４８０ｎｍ、好ましくは４３１
ｎｍ〜４３９ｎｍ）、λＧ（５２０ｎｍ〜５８０ｎｍ、
好ましくは５３９ｎｍ〜５５１ｎｍ）、及びλＲ（５８
５ｎｍ〜６８５ｎｍ、好ましくは６０４ｎｍ〜６１６ｎ
ｍ）のピーク波長を有する発光スペクトルを示す。この
場合、光反射層１２の表面を所定の曲率を有する曲面と
し、光源１４’からの光を効率的に反射可能に構成して
も構わない。
【００３２】以下、前記コリメータ１８、１８’を構成
する膜材料として、コレステリック液晶層と誘電体多層
膜を用いた実施形態についてそれぞれ詳細に説明する。
【００３３】<コレステリック液晶層>図２に、コリメー
タ１８を構成する膜材料としてコレステリック液晶層を
用いた場合の拡大断面図を示す。コリメータ１８は右回
りの螺旋配向のコレステリック液晶層１８Ｒと、左回り
の螺旋配向のコレステリック液晶層１８Ｌとを積層して
構成されている。コレステリック液晶層１８Ｒ及び１８
Ｌは、その螺旋ピッチ、平均屈折率及び複屈折率Δｎが
各々実質的に一致している。ここで、コレステリック液
晶層１８Ｒ及び１８Ｌの選択反射中心波長は、螺旋ピッ
チと平均屈折率との積で決定され、また、選択反射波長
帯域は螺旋ピッチと複屈折率Δｎとの積で決定される。
コレステリック液晶層１８Ｒ及び１８Ｌは、その螺旋ピ
ッチ、平均屈折率及び複屈折率Δｎが各々実質的に一致
しているので、その選択反射中心波長及び選択反射波長
帯域は実質的に一致している。
【００３４】図４に、光源１４の発光スペクトルとコレ
ステリック液晶層１８Ｒ（又は１８Ｌ）の選択反射波長
帯域及びその入射角度依存性を示す。光源１４は、波長
λ０（４３５ｎｍ）に発光ピークを有する発光スペクト
ルＳ ０を示す。一方、コレステリック液晶層１８Ｒ（又
は１８Ｌ）は、垂直入射光に対して波長λ１〜λ２（λ
１＜λ２）に選択反射波長帯域Ｒ０を有する。この選択
反射波長帯域Ｒ０は、光がコレステリック液晶層１８Ｒ
（又は１８Ｌ）に対して、垂直以外の角度で入射した場
合は、入射角度に応じて短波長シフトする。図４に示す
ように、コレステリック液晶層１８Ｒ（又は１８Ｌ）
は、角度α１、α ２及びα３（α１＜α２＜α３；例え
ばα１＝１０°、α２＝２０°及びα３＝４０°）で入
射した光の各々に対して、Ｒ０よりも短波長シフトした
選択反射波長帯域Ｒ１，Ｒ２及びＲ３を有する。即ち、
波長λ０は選択反射波長帯域Ｒ１，Ｒ２及びＲ３のいず
れにも含まれ、角度α１、α２及びα３でコレステリッ
ク液晶層１８Ｒ（又は１８Ｌ）に入射した波長λ０の円
偏光成分（コレステリック液晶層１８Ｒでは右回り円偏
光成分、及びコレステリック液晶層１８Ｌでは左回り円
偏光成分）は反射される。
【００３５】なお、コレステリック液晶層の螺旋軸に対
してα（図２参照）の角度で光が入射した場合に、コレ
ステリック液晶層（平均屈折率ｎ）が示す選択反射中心
波長λ（α）は、光が垂直入射した場合の選択反射中心
波長をλとした場合、以下の式１で表される。 <式１> λ（α）＝λｃｏｓ{ｓｉｎ−１（ｓｉｎα／ｎ）}
【００３６】再び、図１において、光源１４から照射さ
れた光（波長λ０）は、光拡散層１６に（直接又は光反
射層１２で反射されて）入射し、その進行方向が拡散さ
れて、コリメータ１８に入射する。まず、右回り円偏光
成分のコリメータ１８による平行光化について説明す
る。コリメータ１８に入射した右回り円偏光成分のう
ち、コリメータ１８を構成しているコレステリック液晶
層１８Ｒに対して垂直入射した光は、λ０＜λ１を満た
すので、選択反射されずにそのままコレステリック液晶
層１８Ｒを透過し、コレステリック液晶層１８Ｌに垂直
入射する。この入射した右回り円偏光成分は、コレステ
リック液晶層１８Ｌの螺旋回転方向と逆回りなので、そ
のまま平行光としてコリメータ１８から出射される。
【００３７】一方、コレステリック液晶層１８Ｒに対し
て、角度α１，α２及びα３で入射した右回り円偏光成
分は、各々の入射角度に応じて、コレステリック液晶層
１８Ｒが示す選択反射波長帯域が短波長シフトしている
ため、波長λ０がいずれの選択反射波長帯域Ｒ１，Ｒ２
及びＲ３にも含まれ、反射される。反射された光は再び
光拡散層１６で進行方向が拡散され、光源１４からの光
及び光反射層１２からの反射光とともに、再び、コレス
テリック液晶層１８Ｒに入射する。そのうち、コレステ
リック液晶層１８Ｒに対して垂直入射した光のみが、前
述と同様の作用により平行光として、コリメータ１８か
ら出射する。そして、この光路を繰り返し通過すること
によって、右回り円偏光成分はほぼ完全に平行光化さ
れ、コリメータ１８から出射される。なお、コレステリ
ック液晶層１８Ｒによって反射され光拡散層１６に入射
した右回り円偏光成分のうち、光反射層１２方向に進行
した右回り円偏光成分は、光反射層１２によって反射さ
れ、左回り円偏光成分に変換され、再びコリメータ１８
に入射する。
【００３８】コリメータ１８に入射した左回り円偏光成
分の平行光化について説明する。左回り円偏光成分は、
コレステリック液晶層１８Ｒの螺旋回転方向と逆回りな
ので、そのまま通過し、コレステリック液晶層１８Ｌに
入射する。入射した左回り円偏光成分のうち、コレステ
リック液晶層１８Ｌに対して垂直入射した光は、λ０＜
λ１を満たすので、選択反射されずにそのままコレステ
リック液晶層１８Ｌを通過し、平行光として出射する。
一方、コレステリック液晶層１８Ｌに対して、角度
α１、α２及びα３で入射した右回り円偏光成分は、入
射角度に応じて、コレステリック液晶層１８Ｌが示す選
択反射波長帯域が短波長シフトしているため、波長λ０
がいずれの選択反射波長帯域Ｒ１，Ｒ２及びＲ３にも含
まれ、反射される。反射された光は、前述の右回り円偏
光成分と同様の光路を繰り返し通過し、ほぼ完全に平行
光化され、コリメータ１８から出射される。このよう
に、コリメータ１８は、双方の円偏光成分をほぼ完全に
平行光化して、出射させることができる。
【００３９】次に、図６に本発明のコリメータ１８’を
構成するコレステリック液晶層の拡大断面図を示す。こ
のコリメータ１８’は、右回りの螺旋配向をとるコレス
テリック液晶層１１８Ｒ及び左回りの螺旋配向をとるコ
レステリック液晶層１１８Ｌと、右回りの螺旋配向をと
るコレステリック液晶層２１８Ｒ及び左回りの螺旋配向
をとるコレステリック液晶層２１８Ｌと、右回りの螺旋
配向をとるコレステリック液晶層３１８Ｒ及び左回りの
螺旋配向をとるコレステリック液晶層３１８Ｌとを積層
して構成されている。コレステリック液晶層１１８Ｒ及
び１１８Ｌは、その螺旋ピッチ、平均屈折率及び複屈折
率Δｎが各々実質的に一致している。また、コレステリ
ック液晶層２１８Ｒ及び２１８Ｌは、その螺旋ピッチ、
平均屈折率及び複屈折率Δｎが各々実質的に一致してい
る。更に、コレステリック液晶層３１８Ｒ及び３１８Ｌ
は、その螺旋ピッチ、平均屈折率及び複屈折率Δｎが各
々実質的に一致している。従って、コレステリック液晶
層１１８Ｒと１１８Ｌとの選択反射波長帯域、コレステ
リック液晶層２１８Ｒと２１８Ｌとの選択反射波長帯域
及びコレステリック液晶層３１８Ｒと３１８Ｌとの選択
反射波長帯域は、各々実質的に一致している。
【００４０】図８に、光源１４’の発光スペクトルとコ
レステリック液晶層１１８Ｒ（又は１１８Ｌ）、２１８
Ｒ（又は２１８Ｌ）及び３１８Ｒ（又は３１８Ｌ）の選
択反射波長帯域を示す。光源１４’は、波長λＢ，λＧ
及びλＲに発光ピークを有する発光スペクトルＳ０’を
示す。一方、コレステリック液晶層１１８Ｒ（及び１１
８Ｌ）は、垂直入射光に対して波長λ１１〜λ１２（λ
１１＜λ１２）に選択反射波長帯域Ｒ０ １を、コレステ
リック液晶層２１８Ｒ（及び２１８Ｌ）は、垂直入射光
に対して波長λ２１〜λ２２（λ２１＜λ２２）に選択
反射波長帯域Ｒ０２を、コレステリック液晶層３１８Ｒ
（及び３１８Ｌ）は、垂直入射光に対して波長λ３１〜
λ ３２（λ３１＜λ３２）に選択反射波長帯域Ｒ０３を
各々有し、下記関係式を満たしている。 λＢ＜λ１１＜λ１２＜λＧ＜λ２１＜λ２２＜λＲ＜
λ３１＜λ３２＜１０００ｎｍ
【００４１】選択反射波長帯域Ｒ０１，Ｒ０２及びＲ
０３は、光がコレステリック液晶層１１８Ｒ（及び１１
８Ｌ）、２１８Ｒ（及び２１８Ｌ）及び３１８Ｒ（及び
３１８Ｌ）に対して、垂直以外の角度で入射した場合
は、その入射角度に応じて短波長シフトする。例えば、
図４に示したコレステリック液晶層１８Ｒの選択反射波
長帯域の入射角度依存性と同様に、コレステリック液晶
層１１８Ｒ（及び１１８Ｌ）は角度α１，α２及びα３
（α１＜α２＜α３；例えばα１＝１０°、α２＝２０
°及びα３＝４０°）で入射した光の各々に対して、Ｒ
０１よりも短波長シフトした選択反射波長帯域Ｒ１１，
Ｒ１２及びＲ１３（いずれも図示せず）を有する。波長
λＢはＲ１１、Ｒ１２及びＲ１３のいずれにも含まれ、
角度α１，α ２及びα３でコレステリック液晶層１１８
Ｒ（及び１１８Ｌ）に入射した波長λ Ｂの円偏光成分
（コレステリック液晶層１１８Ｒでは右回転の円偏光成
分及び１１８Ｌでは左回転の円偏光成分）は反射され
る。
【００４２】同様に、コレステリック液晶層２１８Ｒ
（及び２１８Ｌ）及び３１８Ｒ（及び３１８Ｌ）は、垂
直以外の角度で入射した光に対して、Ｒ０２及びＲ０３
よりも各々短波長シフトした選択反射波長帯域を有す
る。これら短波長シフトした各々の選択反射波長帯域に
は、波長λＧ及び波長λＲが各々含まれ、垂直以外の入
射角度でコレステリック液晶層２１８Ｒ（及び２１８
Ｌ）及び３１８Ｒ（及び３１８Ｌ）に入射した、波長λ
Ｇ及び波長λＲの光は反射される。
【００４３】再び、図５において、光源１４’から照射
された光（波長λＢ，λＧ及びλＲ）は、光拡散層１６
に（直接又は光反射層１２で反射されて）入射し、その
進行方向が拡散されて、コリメータ１８’に入射する。
波長λＢの右回り及び左回り円偏光成分は、コレステリ
ック液晶層１１８Ｒ及び１１８Ｌで平行光化され、波長
λＧの右回り及び左回り円偏光成分は、コレステリック
液晶層２１８Ｒ及び２１８Ｌで平行光化され、且つ波長
λＲの右回り及び左回り円偏光成分は、コレステリック
液晶層３１８Ｒ及び３１８Ｌで平行光化される。その結
果、コリメータ１８’からは、青、緑及び赤に対応する
３波長光の平行光が出射される。
【００４４】なお、本発明のバックライトシステムは、
用途に応じて、所望により、導光板、偏光分離板等を備
えていてもよい。
【００４５】次に、本発明のコリメータを構成している
コレステリック液晶層について更に詳細に説明する。本
発明のコリメータは、コレステリック液晶層を少なくと
も１層、好ましくは３層有する。このコレステリック液
晶層は、垂直入射光に対して波長λ１〜λ２（λ１＜λ
２）に選択反射波長帯域を示し、且つ組み合わされて使
用される光源の発光スペクトルの極大波長λ０に対して
λ０＜λ１を満たすことを特徴とする。この場合、選択
反射波長帯域の中心波長は、コレステリック液晶層の螺
旋ピッチ及び平均屈折率で決定され、また、選択反射波
長帯域は、コレステリック液晶層の螺旋ピッチと複屈折
率Δｎで決定される。従って、コレステリック液晶層を
構成する材料を選択し、その配向を制御することによ
り、組み合わされる光源の発光ピーク波長λ０に対し
て、前記関係を満たすコレステリック液晶層とすること
ができる。
【００４６】この場合、前記コレステリック液晶層が示
す選択反射波長帯域の最大値波長λ ２と最小値波長λ１
との差は５０ｎｍ以上であることが好ましく、その差が
７０ｎｍ以上であることがより好ましい。最大値波長λ
２と最小値波長λ１との差が５０ｎｍ以下であると、そ
こそこの斜め光はカットするが、入射角が大きくなると
再び光が通過するという現象が起るおそれがある。
【００４７】前記コレステリック液晶層は、（λ１−λ
０）≦２０ｎｍを満たしていることが好ましい。この関
係を満たしていると、発光スペクトルの半値幅が２０ｎ
ｍ以下である、シャープな発光スペクトルを示すバック
ライトと組み合せて使用する場合も、完全な平行光から
±１０°の範囲内のみで拡散する出射光を得ることがで
き、実用上十分な特性を有するコリメータが得られる。
更に、発光スペクトルの半値幅が１５ｎｍ以下であるよ
りシャープな発光スペクトルを示すバックライトと組み
合せて使用する場合も、（λ１−λ０）≦１０ｎｍを満
たしていると、完全な平行光である±１０°の範囲内の
みで拡散する出射光を得ることができ、実用上十分な特
性を有するコリメータが得られる。
【００４８】右回り円偏光成分及び左回り円偏光成分の
双方を含む拡散光を平行光化させる場合は、少なくとも
螺旋回転方向が相互に異なる２つのコレステリック液晶
層を積層してコリメータを構成するのが好ましい。コレ
ステリック液晶層の積層順については特に制限はない。
各コレステリック液晶層について、その螺旋ピッチ、平
均屈折率及び複屈折率Δｎを一致させると、互いの選択
反射波長帯域及びその入射角度依存性が等しくなるの
で、右回り及び左回りの円偏光成分の平行光化の程度を
同等とすることができるので好ましい。なお、ここで、
「一致」とは「実質的に一致」をいい、前述したよう
に、双方の円偏光成分で平行光化の程度が同等であり、
液晶表示素子や液晶表示装置等に適用した場合も、双方
の円変更成分で平行光化の不均衡が顕著に現れない程度
の一致をいう。
【００４９】２以上の発光ピークを有する発光スペクト
ルを示す光源と組み合せて使用する場合には、本発明の
コリメータは、各々の発光ピーク波長（λ０１＜λ０２
＜……＜λ０ｎ）に対して、λ０１＜λ１１、λ０２＜
λ２１、……及びλ０ｎ＜λ ｎ１を満たす選択反射波長
帯域の最小値λ１１、λ２１、……及びλｎ１を各々有
するコレステリック液晶層を積層して、構成されている
ことが好ましい。この場合、積層順については特に限定
されない。また、各々の発光ピークに対応するコレステ
リック液晶層の選択反射波長帯域が、他の発光ピーク波
長を含まないように、各コレステリック液晶層の選択反
射波長帯域の最大値（λ１２、λ２２、……及び
λｎ２）は、下記の関係式を満たしていることが好まし
い。 λ０１＜λ１１＜λ１２＜λ０２＜λ２１＜λ２２＜λ
０３＜……＜λ０ｎ＜λｎ１＜λｎ２
【００５０】本発明のコリメータが２以上の前記コレス
テリック液晶層の積層体である場合、該積層体はラミネ
ート処理、及び重畳塗布処理等の従来公知の方法により
作製することができる。また、各コレステリック液晶層
の接着性を向上させるために、コレステリック液晶層間
に接着層を介在させても構わない。
【００５１】前記コレステリック液晶層は、１種の液晶
性材料から構成されていても、２種以上の液晶性材料か
ら構成されていてもよい。２種以上の液晶性材料から構
成されている場合には、１種単独ではコレステリック液
晶層を形成し得ない材料を含んでいてもよい。また、前
記コレステリック液晶層において、液晶性材料は所望の
配向（所望の螺旋ピッチ）に固定化されていることが好
ましい。
【００５２】本発明のコレステリック液晶層に利用可能
な液晶性材料としては、特開平１１−１２４４９２号公
報に記載の液晶性ポリエステルと光学活性な液晶性ポリ
エステルとの組成物（前記公報の〔００２０〕〜〔００
７２〕に記載）が挙げられる。また、特開平１０−３１
９２３５公報の〔００２３〕〜〔００２９〕欄に記載の
液晶ポリマーなどを用いることができる。
【００５３】前記例示した液晶材料によりコレステリッ
ク液晶層を形成する場合は、前記液晶性材料を含有する
塗布液を調製し、該塗布液を所望により配向膜上に塗布
して層を形成し、この層をガラス転移温度以上、等方相
転移温度未満で加熱し、液晶性ポリマーを所望の螺旋ピ
ッチの配向として形成することができる。この場合、螺
旋ピッチは、加熱条件及び材料の配合条件等により制御
することができる。
【００５４】また、前記コレステリック液晶層は、アク
リル基等の重合性基、メソゲン基及び不斉炭素を構造中
に有する光学活性なモノマーと、重合性基およびメソゲ
ン基を有するモノマーとを共重合させることによって形
成することができる。具体的には、前記モノマーの混合
物（所望により光重合開始剤を含む）を含有する塗布液
を基板に塗布し、これに光を照射することによって重合
させ、形成することができる。この方法により形成され
たコレステリック液晶層は、基板から剥離して、単独で
取り扱うこともでき、その後、液晶表示素子に組込む際
や、他のコレステリック液晶層と積層する際に、操作が
容易となる。また、２以上の重合性基を有するモノマー
を用いて共重合させてコレステリック液晶層を形成する
と、共重合体は架橋構造により所望の配向に確実に固定
化されるので、高温度で使用した場合にも光学特性が損
なわれないので好ましい。前記モノマー及びコレステリ
ック液晶層の作成方法については、特開平６−２８１８
１４号公報にその詳細が記載されている。
【００５５】前記コレステリック液晶層の厚みは０．５
〜５０μｍであることが好ましく、２〜１０μｍである
ことがより好ましい。コレステリック液晶層の厚みが前
記範囲内であると、所望の螺旋ピッチの配向に制御し易
く、且つ薄膜化の要請に応えることができるので好まし
い。本発明のコリメータが前記コレステリック液晶層の
２以上の積層体で構成される場合、前記コリメータの厚
みは１〜１００μｍであることが好ましく、４〜２０μ
ｍであることがより好ましい。
【００５６】<誘電体多層膜>図３は、本発明のコリメー
タ１８を構成する誘電体多層膜の一例を示す拡大断面図
である。この誘電体多層膜は、透明基板上にλ／４の厚
みを持つ屈折率の異なる２つの誘電体薄膜を交互に数層
あるいは数十層も堆積して形成される多層膜のことをい
う。この誘電体多層膜中を伝播する光波は、物理的に
は、各膜毎に光波の一部が多重反射しそれらの光波が干
渉する。その結果、誘電体薄膜の厚さと導波光に対する
膜の実効屈折率の積で決まる波長のみが選択的に透過さ
れる。また、このフィルタの中心透過波長は入射ビーム
に対して角度依存性を持っている。したがって、入射角
度を変化させると透過波長を可変することができる。
【００５７】具体的には、誘電体多層膜は、プラスチッ
ク、石英ガラス等の透明基板上に、光学膜厚がいずれも
λＭ／４（但し、λＭは（λ１＋λ２）／２であり、λ
１，λ２は最大反射率の５０％の反射率における波長を
意味する）である、高屈折率膜１８Ｈと、低屈折率膜１
８Ｓとの交互層（通常１０層以上）からなり、合計厚み
０．２〜２０μｍ程度に真空蒸着法等により形成され
る。この誘電体多層膜は、光源の発光スペクトルの極大
波長λ０より大きいλＭを中心に、ある幅Δλの高反射
率帯域（選択反射波長帯域）をもち、その両側の波長域
では高い透過率を示す。高屈折率膜１８Ｈの屈折率をｎ
Ｈ、低屈折率膜１８Ｓの屈折率をｎＳ、基板の屈折率を
ｎＢとすると、交互多層膜１８Ｈ（１８Ｓ１８Ｈ）ｍＧ
（但し、ｍは繰り返し数、Ｇは基板を表す）の高反射率
帯域Δλと反射率Ｒは、下記式２から求められる。 <式２> Δλ＝λＭ／４５・ｓｉｎ−１（ｎＨ−ｎＳ）／（ｎＨ
＋ｎＳ） Ｒ＝〔（ｎＢ・ｎＳ ２ｍ−ｎＨ ２（ｍ＋１）／（ｎＢ・
ｎＳ ２ｍ＋ｎＨ ２（ｍ ＋１））〕２
【００５８】図４に、光源１４の発光スペクトルと誘電
体多層膜の選択反射波長帯域及びその入射角度依存性を
示す。光源１４は、波長λ０（４３５ｎｍ）に発光ピー
クを有する発光スペクトルＳ ０を示す。一方、誘電体多
層膜は、垂直入射光に対して波長λ１〜λ２（λ１＜λ
２）に選択反射波長帯域Ｒ０を有する。この選択反射波
長帯域Ｒ０は、光が誘電体多層膜に対して、垂直以外の
角度で入射した場合は、入射角度に応じて短波長シフト
する。図４に示すように、誘電体多層膜は、角度α１、
α２及びα３（α１＜α２＜α３；例えばα１＝１０
°、α２＝２０°及びα３＝４０°）で入射した光の各
々に対して、Ｒ０よりも短波長シフトした選択反射波長
帯域Ｒ１，Ｒ２及びＲ３を有する。即ち、波長λ０は選
択反射波長帯域Ｒ１，Ｒ２及びＲ３のいずれにも含ま
れ、角度α１、α２及びα３で誘電体多層膜に入射した
波長λ ０の光成分は反射される。
【００５９】再び、図１において、光源１４から照射さ
れた光（波長λ０）は、光拡散層１６に（直接又は光反
射層１２で反射されて）入射し、その進行方向が拡散さ
れて、コリメータ１８に入射する。まず、コリメータ１
８を構成している誘電体多層膜に対して垂直入射した光
は、λ０＜λ１を満たすので、選択反射されずにそのま
ま誘電体多層膜を透過し、誘電体多層膜に垂直入射し、
そのまま平行光としてコリメータ１８から出射される。
【００６０】一方、誘電体多層膜に対して、角度α１，
α２及びα３で入射した光は、各々の入射角度に応じ
て、誘電体多層膜が示す選択反射波長帯域が短波長シフ
トしているため、波長λ０がいずれの選択反射波長帯域
Ｒ１，Ｒ２及びＲ３にも含まれ、反射される。反射され
た光は再び光拡散層１６で進行方向が拡散され、光源１
４からの光及び光反射層１２からの反射光とともに、再
び、誘電体多層膜に入射する。そのうち、誘電体多層膜
に対して垂直入射した光のみが、前述と同様の作用によ
り平行光として、コリメータ１８から出射する。そし
て、この光路を繰り返し通過することによって、ほぼ完
全に平行光化され、コリメータ１８から出射される。
【００６１】次に、図７にコリメータ１８’を構成する
誘電体多層膜の拡大断面図を示す。このコリメータ１
８’は、基板上に高屈折率膜１１８Ｈと低屈折率膜１１
８Ｓとの交互層が形成されてなる第１の誘電体多層膜
と、基板上に高屈折率膜２１８Ｈと低屈折率膜２１８Ｓ
との交互層が形成されてなる第２の誘電体多層膜と、基
板上に高屈折率膜３１８Ｈと低屈折率膜３１８Ｓとの交
互層が形成されてなる第３の誘電体多層膜とを積層して
構成されている。第１の誘電体多層膜は、垂直入射光に
対して波長λ１１〜λ１２（λ１１＜λ １２）に選択反
射波長帯域を示す。第２の誘電体多層膜は、垂直入射光
に対して波長λ２１〜λ２２（λ２１＜λ ２２）に選択
反射波長帯域を示す。第３の誘電体多層膜は、垂直入射
光に対して波長λ３１〜λ３２（λ３１＜λ ３２）に選
択反射波長帯域を示す。
【００６２】図８に、光源１４’の発光スペクトルと前
記第１〜第３の誘電体多層膜の選択反射波長帯域を示
す。光源１４’は、波長λＢ，λＧ及びλＲに発光ピー
クを有する発光スペクトルＳ０’を示す。一方、第１の
誘電体多層膜は、垂直入射光に対して波長λ１１〜λ
１２（λ１１＜λ１２）に選択反射波長帯域Ｒ０１を、
第２の誘電体多層膜は、垂直入射光に対して波長λ２１
〜λ２２（λ２１＜λ２２）に選択反射波長帯域Ｒ０２
を、第３の誘電体多層膜は、垂直入射光に対して波長λ
３１〜λ３２（λ３１＜λ３２）に選択反射波長帯域Ｒ
０３を各々有し、下記関係式を満たしている。 λＢ＜λ１１＜λ１２＜λＧ＜λ２１＜λ２２＜λＲ＜
λ３１＜λ３２＜１０００ｎｍ
【００６３】ここで、前記第１誘電体多層膜は、光学膜
厚がいずれも（λ１１＋λ１２）／２（但し、λ１１，
λ１２は最大反射率の５０％の反射率における波長を意
味する）をλＭ１としたときλＭ１／４である高屈折率
の膜と低屈折率の膜とを交互に蒸着したλ／４交互多層
膜である。前記第２誘電体多層膜は、光学膜厚がいずれ
も（λ２１＋λ２２）／２（但し、λ２１，λ２２は最
大反射率の５０％の反射率における波長を意味する）を
λ Ｍ２としたときλＭ２／４である高屈折率の膜と低屈
折率の膜とを交互に蒸着したλ／４交互多層膜である。
前記第３誘電体多層膜は、光学膜厚がいずれも（λ３１
＋λ３２）／２（但し、λ３１，λ３２は最大反射率の
５０％の反射率における波長を意味する）をλ Ｍ３とし
たときλＭ３／４である高屈折率の膜と低屈折率の膜と
を交互に蒸着したλ／４交互多層膜である。
【００６４】選択反射波長帯域Ｒ０１，Ｒ０２及びＲ
０３は、光が第１〜第３誘電体多層膜に対して、垂直以
外の角度で入射した場合は、その入射角度に応じて短波
長シフトする。例えば、図４に示した誘電体多層膜の選
択反射波長帯域の入射角度依存性と同様に、誘電体多層
膜は角度α１，α２及びα３（α１＜α２＜α３；例え
ばα１＝１０°、α２＝２０°及びα３＝４０°）で入
射した光の各々に対して、Ｒ０１よりも短波長シフトし
た選択反射波長帯域Ｒ１１，Ｒ１２及びＲ１３（いずれ
も図示せず）を有する。波長λＢはＲ１１、Ｒ１２及び
Ｒ１３のいずれにも含まれ、角度α１，α２及びα３で
第１の誘電体多層膜に入射した波長λＢの光成分は反射
される。
【００６５】同様に、第２，第３の誘電体多層膜は、垂
直以外の角度で入射した光に対して、Ｒ０２及びＲ０３
よりも各々短波長シフトした選択反射波長帯域を有す
る。これら短波長シフトした各々の選択反射波長帯域に
は、波長λＧ及び波長λＲが各々含まれ、垂直以外の入
射角度で第２，第３の誘電体多層膜に入射した波長λＧ
及び波長λＲの光は反射される。
【００６６】再び、図５において、光源１４’から照射
された光（波長λＢ，λＧ及びλＲ）は、光拡散層１６
に（直接又は光反射層１２で反射されて）入射し、その
進行方向が拡散されて、コリメータ１８’に入射する。
波長λＢの光成分は、第１の誘電体多層膜で平行光化さ
れ、波長λＧの光成分は、第２の誘電体多層膜で平行光
化され、波長λＲの光成分は、第３の誘電体多層膜で平
行光化される。その結果、コリメータ１８’からは、
青、緑及び赤に対応する３波長光の平行光が出射され
る。
【００６７】なお、本発明のバックライトシステムは、
用途に応じて、所望により、導光板、偏光分離板等を備
えていてもよい。
【００６８】次に、本発明のコリメータを構成している
誘電体多層膜について更に詳細に説明する。本発明のコ
リメータは、誘電体多層膜を少なくとも１層、好ましく
は３層有する。この誘電体多層膜は、各々垂直入射光に
対して波長λ１〜λ２（λ１＜λ２）に選択反射波長帯
域を示し、且つ組み合わされて使用される光源の発光ス
ペクトルの極大波長λ０に対してλ０＜λ１を満たすこ
とを特徴とする。この場合、選択反射波長帯域の中心波
長は、誘電体多層膜の光学厚みで決定され、また、選択
反射波長帯域は誘電体多層膜を構成する低屈折率膜の屈
折率及び高屈折率膜の屈折率で決定される。従って、誘
電体多層膜に使用される材料を選択し、その厚みを制御
することにより、組み合される光源の発光ピーク波長λ
０に対して、前記関係を満たす誘電体多層膜とすること
ができる。
【００６９】この場合、前記誘電体多層膜が示す選択反
射波長帯域の最大値波長λ２と最小値波長λ１との差は
５０ｎｍ以上であることが好ましく、その差が７０ｎｍ
以上であることがより好ましい。最大値波長λ２と最小
値波長λ１との差が５０ｎｍ以下であると、そこそこの
斜め光はカットするが、入射角が大きくなると再び光が
通過するという現象が起るおそれがある。
【００７０】前記誘電体多層膜は、（λ１−λ０）≦２
０ｎｍを満たしていることが好ましい。この関係を満た
していると、発光スペクトルの半値幅が２０ｎｍ以下で
ある、シャープな発光スペクトルを示す光源と組み合せ
て使用する場合も、完全な平行光から±１０°の範囲内
のみで拡散する出射光を得ることができ、実用上十分な
特性を有するコリメータが得られる。更に、発光スペク
トルの半値幅が１５ｎｍ以下であるよりシャープな発光
スペクトルを示す光源と組み合せて使用する場合も、
（λ１−λ０）≦１０ｎｍを満たしていると、完全な平
行光である±１０°の範囲内のみで拡散する出射光を得
ることができ、実用上十分な特性を有するコリメータが
得られる。
【００７１】２以上の発光ピークを有する発光スペクト
ルを示す光源と組み合せて使用する場合には、本発明の
コリメータは、各々の発光ピーク波長（λ０１＜λ０２
＜……＜λ０ｎ）に対して、λ０１＜λ１１、λ０２＜
λ２１、……及びλ０ｎ＜λ ｎ１を満たす選択反射波長
帯域の最小値λ１１、λ２１、……及びλｎ１を各々有
する誘電体多層膜を積層して、構成されていることが好
ましい。この場合、各誘電体多層膜の積層順については
特に限定されない。また、各々の発光ピークに対応する
各誘電体多層膜の選択反射波長帯域が、他の発光ピーク
波長を含まないように、各誘電体多層膜の選択反射波長
帯域の最大値（λ１２、λ２２、……及びλｎ２）は、
下記の関係式を満たしていることが好ましい。 λ０１＜λ１１＜λ１２＜λ０２＜λ２１＜λ２２＜λ
０３＜……＜λ０ｎ＜λｎ１＜λｎ２ 但し、λ１１、λ１２、λ２１、λ２２……は最大反射
率の５０％における反射率における波長を意味する。
【００７２】このような誘電体多層膜の材料としては、
上記特性を備えていれば特に制限されず目的に応じて適
宜選定することができるが、例えば、ＴｉＯ２、ＣｅＯ
２、Ｔａ２Ｏ５、ＺｒＯ２、Ｓｂ２Ｏ３、ＨｆＯ２、Ｌ
ａ２Ｏ３、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ ３、ＳｉＯ２、Ｉｎ
２Ｏ３、ＺｎＯ、ＳｎＯ２、Ｃｄ２ＳｎＯ４、ＣｄＩｎ
２Ｏ ４、Ｚｎ２ＳｎＯ４、ＺｎＳｎＯ３、ＭｇＩｎ２Ｏ
４、Ｚｎ２Ｉｎ２Ｏ５、Ｉｎ ３Ｓｎ３Ｏ１２などが挙げ
られ、これらの中でも、高屈折率膜としてＴｉＯ２、低
屈折率膜としてＳｉＯ２を用いることが好ましい。
【００７３】前記誘電体多層膜の製造方法としては、特
に制限されず、イオンプレーティング、イオンビーム蒸
着等の真空蒸着法、スパッタリング等の物理的気相成長
法（ＰＶＤ）、化学的気相成長法（ＣＶＤ）などを目的
に合わせて適宜採用することができる。
【００７４】本発明のコリメータが２以上の前記誘電体
多層膜の積層体である場合、該積層体はラミネート処
理、及び重畳塗布処理等の従来公知の方法により作製す
ることができる。また、各誘電体多層膜の接着性を向上
させるために、誘電体多層膜間に接着層を介在させても
構わない。
【００７５】また、本発明のコリメータは、前記誘電体
多層膜の他、所望により、基板、配光膜等を備えていて
もよい。
【００７６】本発明のコリメータ及びバックライトシス
テムは、時計、電卓、日本語ワードプロセッサ、コンピ
ュータ端末等の各種の液晶ディスプレイに利用される
他、照明看板、各種照明等に用いることができるもので
ある。
【００７７】以上、本発明のコリメータ及びバックライ
トシステムについて詳細に説明したが、本発明は上記実
施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲
で種々変更しても差支えない。
【００７８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
容易かつ安価に作製可能な新規な平板状コリメータを提
供することができる。また、本発明によれば、平行光を
照射可能で、特に液晶ディスプレイに適用した場合に、
表示コントラスト及び視野角依存性等の表示特性を向上
させることができる高品質なバックライトシステムを提
供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のバックライトシステムの一例を模式的
に示す断面図である。
【図２】本発明のコレステリック液晶層から形成される
コリメータの一例を模式的に示す断面図である。
【図３】本発明の誘電体多層膜から形成されるコリメー
タの一例を模式的に示す断面図である。
【図４】本発明に利用可能な光源の発光スペクトル及び
コレステリック液晶層又は誘電体多層膜の選択反射波長
帯域を示すグラフである。
【図５】本発明のバックライトシステムの一例を模式的
に示す断面図である。
【図６】本発明のコレステリック液晶層から形成される
コリメータの一例を模式的に示す断面図である。
【図７】本発明の誘電体多層膜から形成されるコリメー
タの一例を模式的に示す断面図である。
【図８】本発明に利用可能な光源の発光スペクトル及び
選択反射波長帯域を示すグラフである。
【符号の説明】
１０、１０’ バックライトシステム １２ 光反射層 １４、１４’ 光源 １６ 光拡散層 １８、１８’ コリメータ １８Ｒ、１１８Ｒ、２１８Ｒ、３１８Ｒ 右回りコレス
テリック液晶層 １８Ｌ、１１８Ｌ、２１８Ｌ、３１８Ｌ 左回りコレス
テリック液晶層 １８Ｈ、１１８Ｈ、２１８Ｈ、３１８Ｈ 高屈折率膜 １８Ｓ、１１８Ｓ、２１８Ｓ、３１８Ｓ 低屈折率膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中川 謙一 静岡県富士宮市大中里200番地 富士写真 フイルム株式会社内 (72)発明者 市橋 光芳 静岡県富士宮市大中里200番地 富士写真 フイルム株式会社内 Ｆターム(参考） 2H048 FA05 FA09 FA15 FA24 GA04 GA34 GA61 2H049 BA03 BA05 BA42 BA43 BB63 BB66 BC22 2H091 FA41Z HA11 LA19

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 垂直入射光に対して波長λ１〜λ２（λ
    １＜λ２）に選択反射波長帯域を示すコレステリック液
    晶層からなり、組み合されて使用される光源の発光スペ
    クトルの極大波長λ０に対してλ０＜λ１を満たすこと
    を特徴とするコリメータ。
  2. 【請求項２】 前記コレステリック液晶層を２つ積層し
    てなり、各コレステリック液晶層の螺旋ピッチ、平均屈
    折率及び複屈折率が各々実質的に等しく、且つ螺旋の回
    転方向が互いに異なる請求項１記載のコリメータ。
  3. 【請求項３】 前記コレステリック液晶層の厚みが０．
    ５〜５０μｍである請求項１又は２記載のコリメータ。
  4. 【請求項４】 前記コレステリック液晶層が液晶性材料
    を固定化してなる請求項１乃至３のいずれか１項記載の
    コリメータ。
  5. 【請求項５】 垂直入射光に対して波長λ１〜λ２（λ
    １＜λ２）に選択反射波長帯域を示す誘電体多層膜から
    なり、組み合されて使用される光源の発光スペクトルの
    極大波長λ０に対してλ０＜λ１を満たすことを特徴と
    するコリメータ。
  6. 【請求項６】 前記誘電体多層膜が、光学膜厚がいずれ
    も（λ１＋λ２）／２（但し、λ１，λ２は最大反射率
    の５０％の反射率における波長を意味する）をλＭとし
    たときλＭ／４である高屈折率の膜と低屈折率の膜とを
    交互に蒸着したλ／４交互多層膜である請求項５記載の
    コリメータ。
  7. 【請求項７】 （λ２−λ１）≧５０ｎｍである請求項
    １乃至６のいずれか１項記載のコリメータ。
  8. 【請求項８】 （λ１−λ０）≦２０ｎｍである請求項
    １乃至７のいずれか１項記載のコリメータ。
  9. 【請求項９】 （λ１−λ０）≦１０ｎｍである請求項
    １乃至７のいずれか１項記載のコリメータ。
  10. 【請求項１０】 垂直入射光に対して波長λ１１〜λ
    １２（λ１１＜λ１２）に選択反射波長帯域を示す第１
    のコレステリック液晶層と、 垂直入射光に対して波長λ２１〜λ２２（λ２１＜λ
    ２２）に選択反射波長帯域を示す第２のコレステリック
    液晶層と、 垂直入射光に対して波長λ３１〜λ３２（λ３１＜λ
    ３２）に選択反射波長帯域を示す第３のコレステリック
    液晶層とを積層してなり、 波長λＢ，λＧ及びλＲに極大発光を有するバックライ
    トと組み合せて使用され、且つ下記関係式を満たす請求
    項１乃至４及び請求項７乃至９のいずれか１項記載のコ
    リメータ。 ４２０ｎｍ≦λＢ≦４８０ｎｍ ５２０ｎｍ≦λＧ≦５８０ｎｍ ５８５ｎｍ≦λＲ≦６８５ｎｍ λＢ＜λ１１＜λ１２＜λＧ＜λ２１＜λ２２＜λＲ＜
    λ３１＜λ３２＜１０００ｎｍ
  11. 【請求項１１】 垂直入射光に対して波長λ１１〜λ
    １２（λ１１＜λ１２）に選択反射波長帯域を示す第１
    の誘電体多層膜と、 垂直入射光に対して波長λ２１〜λ２２（λ２１＜λ
    ２２）に選択反射波長帯域を示す第２の誘電体多層膜
    と、 垂直入射光に対して波長λ３１〜λ３２（λ３１＜λ
    ３２）に選択反射波長帯域を示す第３の誘電体多層膜と
    を積層してなり、 波長λＢ，λＧ及びλＲに極大発光を有する光源と組み
    合せて使用され、且つ下記関係式を満たす請求項５乃至
    ９のいずれか１項記載のコリメータ。 ４２０ｎｍ≦λＢ≦４８０ｎｍ ５２０ｎｍ≦λＧ≦５８０ｎｍ ５８５ｎｍ≦λＲ≦６８５ｎｍ λＢ＜λ１１＜λ１２＜λＧ＜λ２１＜λ２２＜λＲ＜
    λ３１＜λ３２＜１０００ｎｍ
  12. 【請求項１２】 前記第１誘電体多層膜が、光学膜厚が
    いずれも（λ１１＋λ１２）／２（但し、λ１１，λ
    １２は最大反射率の５０％の反射率における波長を意味
    する）をλＭ１としたときλＭ１／４である高屈折率の
    膜と低屈折率の膜とを交互に蒸着したλ／４交互多層膜
    であり、 前記第２誘電体多層膜が、光学膜厚がいずれも（λ２１
    ＋λ２２）／２（但し、λ２１，λ２２は最大反射率の
    ５０％の反射率における波長を意味する）をλ Ｍ２とし
    たときλＭ２／４である高屈折率の膜と低屈折率の膜と
    を交互に蒸着したλ／４交互多層膜であり、かつ前記第
    ３誘電体多層膜が、光学膜厚がいずれも（λ３１＋λ
    ３２）／２（但し、λ３１，λ３２は最大反射率の５０
    ％の反射率における波長を意味する）をλ Ｍ３としたと
    きλＭ３／４である高屈折率の膜と低屈折率の膜とを交
    互に蒸着したλ／４交互多層膜である請求項１１記載の
    コリメータ。
  13. 【請求項１３】 光反射層と、波長λ０に発光極大を有
    する発光スペクトルを示す光源と、光拡散層と、請求項
    １乃至１２のいずれか１項記載のコリメータとを備えた
    バックライトシステム。
  14. 【請求項１４】 前記光源の発光スペクトルの半値幅が
    ２０ｎｍ以下である請求項１３記載のバックライトシス
    テム。
  15. 【請求項１５】 前記光源の発光スペクトルの半値幅が
    １５ｎｍ以下である請求項１３記載のバックライトシス
    テム。
  16. 【請求項１６】 前記光源が三波長型冷陰極管である請
    求項１３乃至１５のいずれか１項記載のバックライトシ
    ステム。
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