JP2002237211A

JP2002237211A - 偏光面光源及びこれを備えた液晶表示装置

Info

Publication number: JP2002237211A
Application number: JP2001032765A
Authority: JP
Inventors: Minoru Miyatake; 宮武　　稔; Takafumi Sakuramoto; 孝文櫻本
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 2001-02-08
Filing date: 2001-02-08
Publication date: 2002-08-23

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】鏡面反射板による光の吸収及び伝送による損
失がない、光の利用効率の良い偏光面光源及びそれを用
いた液晶表示装置を提供する。【解決手段】透光性樹脂板３の片面又は両面に、複屈
折性の微小領域を分散含有して偏光方向により散乱異方
性を示す偏光散乱板１を積層して偏光導光板８を形成
し、該偏光導光板の少なくとも一側面に光源６を有し、
かつ前記偏光導光板の出射面の裏面側に誘電体多層膜構
造の鏡面反射板４を積層して偏光面光源とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置のバ
ックライトの形成などに好適な偏光面光源及びこれを備
えた液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、液晶表示装置のバックライトとし
て用いられているサイドライト型導光板としては、透光
性樹脂板に反射ドット等からなる光出射手段を設けてそ
の光出射手段を介して板内の全反射による伝送光を、散
乱等により板の表裏の一方より出射させるようにしたも
のが知られていた。しかしながら、前記の出射光は殆ん
ど偏光特性を示さない自然光であり、液晶表示に際して
はそれを偏光板を介し直線偏光に変換する必要があるこ
とから、偏光板による吸収ロスを生じて光の利用効率が
５０％を超えることができないという問題があった。

【０００３】そのため、ブリュスター角を利用して直線
偏光が得られる偏光分離板と位相差板を組合せた偏光変
換手段を併用するシステムなども提案されている（特開
平６−１８８７３号公報、特開平６−１６０８４０号公
報等）。しかしながら、かかるバックライトにては充分
な偏光が得られず、偏光方向の制御も困難なことなどか
ら、実用性に乏しい難点があった。

【０００４】そこで、本発明者らは、透光性樹脂板に異
方性散乱偏光フィルムを一体化し、偏光を出射する導光
板を提案したが（特開２０００−３２１４２７号公報、
特開２０００−３２１４３８号公報等参照）、鏡面反射
板として金属鏡面を用いた場合、反射率が最も高い銀反
射板を用いても、約１０％の光が吸収されてしまうとい
う問題があった。また、金属鏡面反射板を用いる場合、
導光板と反射板を一体積層すると、伝送による損失が顕
著になるため、空気層を介在させる必要があり、部品点
数が増えるなどの課題があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記従来の
問題を解決するため、鋭意検討した結果、鏡面反射板に
誘電体多層膜を用いることにより上記課題を解決できる
ことを見出し、本発明を完成するに至った。即ち、本発
明は、鏡面反射板による光の吸収及び伝送による損失が
ない、光の利用効率の良い偏光面光源および液晶表示装
置を提供する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の偏光面光源は、透光性樹脂板の片面又は両
面に、複屈折性の微小領域を分散含有して偏光方向によ
り散乱異方性を示す偏光散乱板を積層して偏光導光板を
形成し、該偏光導光板の少なくとも一側面に光源を有
し、かつ前記偏光導光板の出射面の裏面側に誘電体多層
膜構造の鏡面反射板を配置したことを特徴とする。

【０００７】本発明の偏光面光源においては、前記鏡面
反射板と偏光導光板が、接着層を介して積層されてなる
ものであることが好ましい。

【０００８】本発明の偏光面光源においては、前記透光
性樹脂板と偏光散乱板が、接着層を介して積層されてな
るものであることが好ましい。

【０００９】また、本発明の偏光面光源においては、前
記の接着層が透光性のアクリル系粘着剤であることが好
ましい。

【００１０】また、本発明の偏光面光源においては、前
記透光性樹脂板と偏光散乱板が、アクリル系粘着層を介
して積層されてなるものであることが好ましい。

【００１１】また、本発明の偏光面光源においては、少
なくとも１枚以上の光拡散シートを、前記偏光導光板の
出射面側に重ねて配置したことを特徴とする。

【００１２】また、本発明の偏光面光源においては、少
なくとも１枚以上のレンズシートを、前記偏光導光板の
出射面側に重ねて配置したことを特徴とする。

【００１３】次に、本発明の液晶表示装置は、前記の偏
光導光板を備えたことを特徴とする。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明による偏光面光源は、透光
性樹脂板の片面又は両面に、複屈折性の微小領域を分散
含有して偏光方向により散乱異方性を示す偏光散乱板を
積層して偏光導光板を形成し、該偏光導光板の少なくと
も一側面に光源を有し、かつ前記偏光導光板の出射面の
裏面側に誘電体多層膜構造の鏡面反射板を配置したもの
である。その例を図１に示した。１が偏光散乱板、３が
透光性樹脂板、４が誘電体多層膜構造の鏡面反射板、６
が光源、７がリフレクタであり、２が必要に応じての接
着層である。

【００１５】本発明においては、透光性樹脂板は、光源
の波長域に応じて透明性を示す適宜な材料により形成さ
れた板状物であればよい。光透過率の点からは、屈折率
ができるだけ小さい樹脂からなる板が好ましい。ちなみ
に可視光域では、例えばポリアクリル系樹脂、ポリカー
ボネート系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリノルボルネ
ン系樹脂、エポキシ系樹脂から形成される板などが好ま
しい。また、出射光の偏光特性を維持する点からは、面
内方向の位相差ができるだけ小さい樹脂板が好ましく、
この点より、板を成形する際に歪み等による配向複屈折
を生じにくい材料、特にポリメチルメタクリレートやポ
リノルボルネン系樹脂などが好ましい。かかる樹脂は、
板の成形性にも優れている。

【００１６】透光性樹脂板の形状は、液晶セルのサイズ
や光源の特性、出射光の輝度の均一化などに応じて適宜
決定することができ、特に限定はない。成形の容易性な
どの点からは、平板や楔形の板などが好ましい。板の厚
さも光源や液晶セルのサイズなどに応じて適宜決定する
ことができ、特に限定はないが、薄型軽量化等を目的に
できるだけ薄いことが好ましく、１０ｍｍ以下、特に
０．５〜５ｍｍが好ましい。透光性樹脂板を形成する場
合は、例えば射出成形方式、注型成形方式、押出成形方
式、流延成形方式、圧延成形方式、ロール塗工成形方
式、トランスファ成形方式、反応射出成形方式（ＲＩ
Ｍ）などの方式で行うことができ、その形成に際して
は、必要に応じて、例えば変色防止剤、酸化防止剤、紫
外線吸収剤、離型剤などの添加剤を配合してもよい。

【００１７】また、偏光散乱板としては、複屈折性の微
小領域を分散含有して偏光方向により散乱異方性を示す
適宜なものを用いることができる。例えば、透明フィル
ム中に複屈折性の微小領域を分散含有させたものなどが
あげられる。偏光散乱板を形成する場合は、例えばポリ
マー類や液晶類等、透明性に優れる適宜な材料の１種又
は２種以上を、延伸処理等の配向処理によって複屈折性
が相違する領域を形成するような組合せで用い配向フィ
ルムを得る方式など、適宜な方式により行うことができ
る。

【００１８】前記の組合せ例としては、ポリマー類と液
晶類の組合せ、等方性ポリマーと異方性ポリマーの組合
せ、異方性ポリマー同士の組合せなどがあげられる。微
小領域の分散分布性などの点より、相分離する組合せが
好ましく、組合せる材料の相溶性により分散分布性を制
御することができる。相分離は、例えば非相溶性の材料
を相溶性溶媒で溶解する方式や、非相溶性の材料を加熱
溶融下に混合する方式など、適宜な方式で行うことがで
きる。前記の組合せにて延伸方式により配向処理する場
合、ポリマー類と液晶類の組合せ、及び等方性ポリマー
と異方性ポリマーの組合せの場合は、延伸温度や延伸倍
率は任意であり、異方性ポリマー同士の組合せの場合
は、延伸条件を適宜に制御することにより目的の偏光散
乱板を形成することができる。なお、異方性ポリマー
は、延伸方向の屈折率変化の特性に基づいて正負に分類
されるが、本発明においては正負いずれの異方性ポリマ
ーも用いることができ、正同士や負同士、あるいは正負
の組合せのいずれであってもよい。

【００１９】前記のポリマー類の例としては、ポリエチ
レンテレフタレートやポリエチレンナフタレートの如き
エステル系ポリマー、ポリスチレンやアクリロニトリル
・スチレン共重合体（ＡＳポリマー類）の如きスチレン
系ポリマー、ポリエチレンやポリプロピレン、シクロ系
ないしノルボルネン構造を有するポリオレフィンやエチ
レン・プロピレン共重合体の如きオレフィン系ポリマ
ー、ポリメチルメタクリレートの如きアクリル系ポリマ
ー、二酢酸セルロースや三酢酸セルロースの如きセルロ
ース系ポリマー、ナイロンや芳香族ポリアミドの如きア
ミド系ポリマーがあげられる。また、カーボネート系ポ
リマー、塩化ビニル系ポリマー、イミド系ポリマー、ス
ルホン系ポリマー、ポリエーテルスルホン、ポリエーテ
ルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ビニル
アルコール系ポリマー、塩化ビニリデン系ポリマー、ビ
ニルブチラール系ポリマー、アリレート系ポリマー、ポ
リオキシメチレン、シリコーン系ポリマー、ウレタン系
ポリマー、エーテル系ポリマー、酢酸ビニル系ポリマ
ー、前記ポリマーのブレンド物、あるいはフェノール
系、メラミン系、アクリル系、ウレタン系、ウレタンア
クリル系、エポキシ系及びシリコーン系等の熱硬化型な
いし紫外線硬化型のポリマー類なども、前記した透明ポ
リマーの例としてあげられる。

【００２０】一方、液晶類の例としては、シアノビフェ
ニル系、シアノフェニルシクロヘキサン系、シアノフェ
ニルエステル系、安息香酸フェニルエステル系、フェニ
ルピリミジン系及びそれらの混合物の如き、室温又は高
温でネマチック相やスメクチック相を呈する低分子液晶
や架橋性液晶モノマー、あるいは室温又は高温でネマチ
ック相やスメクチック相を呈する液晶ポリマーなどがあ
げられる。前記の架橋性液晶モノマーは通例、配向処理
した後、熱や光等による適宜な方式で架橋処理されてポ
リマーとされる。

【００２１】耐熱性や耐久性等に優れる偏光散乱板を得
る点からは、ガラス転移温度が５０℃以上、好ましくは
８０℃以上のポリマー類と、架橋性液晶モノマーないし
液晶ポリマーとを組合せて用いることが好ましい。その
液晶ポリマーとしては、主鎖型や側鎖型等の適宜なもの
を用いることができ、その種類について特に限定はな
い。液晶ポリマーを用いて偏光散乱板を形成する場合
は、例えばポリマー類の１種又は２種以上と、微小領域
を形成するための液晶ポリマーの１種又は２種以上を混
合し、液晶ポリマーを微小領域の状態で分散含有するポ
リマーフィルムを形成して適宜な方式で配向処理し、複
屈折性が相違する領域を形成する方法などにより行うこ
とができる。

【００２２】ここで液晶ポリマーの具体例としては、下
記の一般式で表されるモノマー単位を有する側鎖型の液
晶ポリマーなどがあげられる。側鎖型液晶ポリマーは、
当該モノマー単位を有するホモポリマーやコポリマー等
の適宜な熱可塑性ポリマーであればよく、なかでもモノ
ドメイン配向性に優れるものが好ましい。一般式：

【００２３】前記一般式において、Ｘは液晶ポリマーの
主鎖を形成する骨格基であり、線状、分岐状、環状のポ
リアクリレート類、ポリメタクリレート類、ポリ−α−
ハロアクリレート類、ポリ−α−シアノアクリレート
類、ポリアクリルアミド類、ポリアクリロニトリル類、
ポリメタクリロニトリル類、ポリアミド類、ポリエステ
ル類、ポリウレタン類、ポリエーテル類、ポリイミド
類、ポリシロキサン類などがあげられる。

【００２４】また、Ｙは主鎖より分岐するスペーサ基で
あり、屈折率制御等の偏光散乱板の形成性の点より、好
ましいスペーサ基Ｙとしては、例えば、エチレン、プロ
ピレン、ブチレン、ペンチレン、ヘキシレン、オクチレ
ン、デシレン、ウンデシレン、ドデシレン、オクタデシ
レン、エトキシエチレン、メトキシブチレンなどがあげ
られる。

【００２５】一方、Ｚは液晶配向性を付与するメソゲン
基であり、下記の化合物などがあげられる。

【００２６】前記化合物における末端置換基Ａは、例え
ばシアノ基、アルキル基、アルケニル基、アルコキシ
基、オキサアルキル基、水素の１個以上がフッ素又は塩
素で置換されたハロアルキル基やハロアルコキシ基やハ
ロアルケニル基などである。

【００２７】また、スペーサ基Ｙとメソゲン基Ｚはエー
テル結合、すなわち−Ｏ−を介して結合していてもよ
い。またメソゲン基Ｚにおけるフェニル基は、その１個
又は２個の水素がハロゲンで置換されていてもよく、そ
の場合、ハロゲンとしては塩素又はフッ素が好ましい。

【００２８】上記の液晶ポリマーを用いた偏光散乱板の
形成は、例えばポリマーフィルムを形成するためのポリ
マー類と液晶ポリマーを混合して、液晶ポリマーを微小
領域の状態で分散含有するポリマーフィルムを形成した
後、その微小領域を形成する液晶ポリマーを加熱処理し
て液晶配向させ、その配向状態を冷却固定する方法など
によっても行うことができる。微小領域を分散含有する
ポリマーフィルム、すなわち配向処理対象のフィルムの
形成は、例えばキャスティング法や押出成形法、射出成
形法やロール成形法、流延成形法など、適宜な方式より
行うことができる。モノマー状態で展開し、それを加熱
処理や紫外線等の放射線処理などにより重合して、フィ
ルム状に製膜する方式などによっても行うことができ
る。

【００２９】微小領域の均等分布性に優れる偏光散乱板
を得る点からは、溶媒を介した形成材の混合液を、キャ
スティング法や流延成形法等にて製膜する方式が好まし
い。その場合、溶媒の種類や混合液の粘度、混合液展開
層の乾燥速度などにより微小領域の大きさや分布性など
を制御することができる。ちなみに微小領域の小面積化
には、混合液の低粘度化や混合液展開層の乾燥速度の急
速化などが有利である。配向処理対象のフィルムの厚さ
は、適宜決定できるが、一般には配向処理性などの点よ
り１μｍ〜３ｍｍ、好ましくは５μｍ〜１ｍｍ、特に好
ましくは１０μｍ〜５００μｍとされる。なお、フィル
ムの形成に際しては、例えば分散剤、界面活性剤、紫外
線吸収剤、色調調節剤、難燃剤、離型剤、酸化防止剤等
の添加剤を配合してもよい。

【００３０】配向処理は、例えば、一軸、二軸、逐次二
軸又はＺ軸等による延伸処理方式、圧延方式、ガラス転
移温度又は液晶転移温度以上の温度で電場又は磁場を印
加して急冷し配向を固定化する方式、製膜時に流動配向
させる方式、等方性ポリマーの僅かな配向に基づいて液
晶を自己配向させる方式など、配向により屈折率を制御
できる適宜な方式の１種又は２種以上を用いて行うこと
ができる。従って、得られた偏光散乱板は、延伸フィル
ムであってもよいし、非延伸フィルムであってもよい。
なお延伸フィルムとする場合には、脆性ポリマーも用い
ることができるが、延び性に優れるポリマーが特に好ま
しい。

【００３１】また、微小領域が上記の液晶ポリマーから
なる場合には、例えばポリマーフィルム中に微小領域と
して分散分布する液晶ポリマーが液晶相を呈する温度に
加熱して溶融させ、それを配向規制力の作用下に配向さ
せて急冷し、配向状態を固定化する方式などにてよって
も行うことができる。微小領域の配向状態は、可及的に
モノドメイン状態にあることが光学特性のバラツキ防止
などの点より好ましい。なお、前記の配向規制力として
は、例えばポリマーフィルムを適宜な倍率で延伸処理す
る方式による延伸力や、フィルム形成時のシェアリング
力、電界や磁界など、液晶ポリマーを配向させることの
できる適宜な規制力を適用でき、その１種又は２種以上
の規制力を作用させて液晶ポリマーの配向処理を行うこ
とができる。

【００３２】従って、偏光散乱板における微小領域以外
の部分は、複屈折性を示すものであってもよいし、等方
性のものであってもよい。偏光散乱板の全体が複屈折性
を示すものは、フィルム形成用のポリマー類に配向複屈
折性のものを用いて、上記の製膜過程における分子配向
などにより得ることができ、必要に応じて、例えば延伸
処理等の公知の配向手段を加え、複屈折性を付与ないし
制御することができる。また、微小領域以外の部分が等
方性の偏光散乱板は、例えばフィルム形成用のポリマー
類に等方性のものを用いて、そのフィルムを当該ポリマ
ー類のガラス転移温度以下の温度領域で延伸処理する方
式などにより得ることができる。

【００３３】好ましく用いることができる偏光散乱板と
しては、微小領域とそれ以外の部分との屈折率差Δ
ｎ¹、Δｎ²、Δｎ³が、最大値を示す軸方向（Δｎ¹方
向）において０．０３以上（Δｎ¹）であり、かつその
Δｎ¹方向と直交する残る二軸方向（Δｎ²方向、Δｎ³
方向）において、前記Δｎ¹の５０％以下（Δｎ²、Δｎ
³）で、それらが等しくなるように制御したものであ
る。かかる屈折率差とすることにより、Δｎ¹方向の直
線偏光が強く散乱され、全反射角よりも小さい角度で散
乱され、導光板より出射する光量を増やすことができ、
それ以外の方向の直線偏光は散乱されにくくして、全反
射を繰り返し、導光板内に閉じ込めることができる。

【００３４】なお、微小領域の各光軸方向と微小領域以
外の部分との屈折率差は、フィルムを形成するポリマー
が光学的等方性のものである場合には、微小領域の各光
軸方向の屈折率とポリマーフィルムの平均屈折率との差
を意味し、フィルムを形成するポリマーが光学的異方性
のものである場合には、ポリマーフィルムの主光軸方向
と微小領域の主光軸方向とが通常は一致しているため、
それぞれの軸方向における各屈折率の差を意味する。全
反射の点より、Δｎ¹方向における屈折率差Δｎ¹は、適
度に大きいことが好ましく、なかでも０．０３５〜１、
特に０．０４５〜０．５であることが好ましく、Δｎ²
方向とΔｎ³方向における屈折率差Δｎ ²、Δｎ³方向
は、適度に小さいことが好ましい。かかる屈折率差は、
使用材料の屈折率や上記した配向操作などにより制御す
ることができる。また、前記のΔｎ ¹方向は、導光板よ
り出射される直線偏光の振動面であることより、かかる
Δｎ¹方向は偏光散乱板面に平行であることが好まし
い。なお面内におけるかかるΔｎ ¹方向は、目的とする
液晶セル等に応じた適宜な方向とすることができる。

【００３５】偏光散乱板における微小領域は、前記散乱
効果等の均質性などの点より可及的に均等に分散分布し
ていることが好ましい。微小領域の大きさ、特に散乱方
向であるΔｎ¹方向の長さは、後方散乱（反射）や波長
依存性に関係する。光利用効率の向上や波長依存性によ
る着色の防止、微小領域の視覚による視認阻害の防止な
いし鮮明な表示の阻害防止、さらには製膜性やフィルム
強度などの点より、微小領域の好ましい大きさ、特にΔ
ｎ¹方向の好ましい長さは、０．０５〜５００μｍ、好
ましくは０．１〜２５０μｍ、特に好ましくは１μｍ〜
１００μｍである。なお微小領域は、通例ドメインの状
態で偏光散乱板中に存在するが、そのΔｎ²方向等の長
さについては特に限定はない。

【００３６】偏光散乱板中に占める微小領域の割合は、
Δｎ¹方向の散乱性などの点より適宜に決定できるが、
一般にはフィルム強度なども踏まえて０．１〜７０質量
％、好ましくは０．５〜５０質量％、特に好ましくは１
〜３０質量％とされる。

【００３７】偏光散乱板は、上記した複屈折特性を示す
フィルムの単層にて形成することもできるし、かかるフ
ィルムを２層以上重畳したものとして形成することもで
きる。当該フィルムの重畳化により、厚さ増加以上の相
乗的な散乱効果を発揮させることができる。重畳体は、
Δｎ¹方向又はΔｎ²方向等、任意な配置角度で当該フィ
ルムを重畳したものであってよいが、散乱効果の拡大な
どの点よりはΔｎ¹方向が上下の層で平行関係となるよ
うに重畳したものが好ましい。当該フィルムの重畳数
は、２層以上の適宜な数とすることができる。重畳する
当該フィルムは、Δｎ¹又はΔｎ²等が同じものであって
もよいし、異なるものであってもよい。なおΔｎ¹方向
等における上下の層での平行関係は、可及的に平行であ
ることが好ましいが、作業誤差によるズレなどは許容さ
れる。またΔｎ¹方向等にバラツキがある場合には、そ
の平均方向に基づく。

【００３８】重畳体における当該フィルムは、全反射界
面が最表面となるように接着層等を介して接着される。
その接着には、例えばホットメルト系や粘着系などの適
宜な接着剤を用いることができる。反射損を抑制する点
からは、当該フィルムとの屈折率差ができるだけ小さい
接着層が好ましい。当該フィルムやその微小領域を形成
するポリマーにて接着することもできる。

【００３９】なお、散乱偏光板は、導光板内を光が伝送
する過程で適当に偏光状態が解消される必要があること
より、板の全体で又は部分的に位相差を有することが好
ましい。基本的には散乱偏光板の遅相軸と、散乱されに
くい直線偏光の偏光軸（振動面）とは直交関係にあるた
め、位相差による偏光変換は起きにくいが、僅かな散乱
によって見かけの角度が変化し、偏光変換が生じるもの
と考えられる。偏光変換の点からは、散乱偏光板の厚さ
にもよるが、一般には５ｎｍ以上の面内位相差のあるこ
とが好ましい。なおその位相差の付与は、複屈折性の微
粒子を含有させる方式や表面に付着させる方式、ポリマ
ーフィルムを複屈折性とする方式、それらを併用する方
式などの適宜な方式にて行うことができる。

【００４０】上記の偏光導光板は、側面からの入射光を
表裏面より直線偏光として出射する特性を示すため、本
発明の偏光面光源の形成に好ましく用いられる。偏光面
光源は、図１に例示するように、偏光導光板の少なくと
も一側面に光源６を配置することにより形成することが
でき、また、輝度に優れる偏光面光源を得る点より、偏
光導光板８の出射面の裏面側に誘電体多層膜構造の反射
板４を積層する。これにより、反射層配置側より出射す
る光を鏡面反射層を介し偏光状態を変化させることなく
反転させて出射光を偏光導光板に集中させることができ
るるため、輝度を向上させることができる。

【００４１】光源としては、偏光導光板の側面に配置で
きる例えば（冷，熱）陰極管、発光ダイオード等の線状
ないし面状のアレイ体、白熱球など適宜なものを用いる
ことができる。なかでも、発光効率や低消費電力性、細
径性などの点より冷陰極管が好ましい。光源は、輝度や
その均一性等の点より、偏光導光板の対向する二側面や
コの字管等による三側面などの複数の側面に配置するこ
ともできる。

【００４２】偏光面光源の形成に際しては、必要に応じ
て図１の如く光源からの発散光を偏光導光板の側面に導
くために、光源６を包囲するリフレクタ７などの適宜な
補助手段を配置することもできる。リフレクタには、高
反射率の金属薄膜を付設した樹脂シートや金属箔などが
一般に用いられる。またリフレクタを偏光導光板の下面
に延設して、反射層を兼ねさすこともできる。なおリフ
レクタは、光源の固定手段などとしても有用である。

【００４３】また、本発明においては、誘電多層膜構造
の鏡面反射板を使用する。かかる鏡面反射板を使用する
ことにより、鏡面反射板による光の吸収及び伝送による
損失がないため、光の利用効率を向上させることができ
るとともに、本発明の偏光導光板を使用することによ
り、透光性樹脂板に反射ドット等の特別な光出射手段を
形成する必要がなく、側面より自然光を入射させて出射
面より直線偏光を効率よく出射し、偏光散乱板の光軸を
介して所定の振動方向の直線偏光が得られ、偏光散乱板
の光軸制御で直線偏光の振動方向を任意に変えることが
できるメリットがある。従って、両者を組合せて使用す
ることにより、偏光方向の制御が極めて容易、かつ光の
利用効率が高い偏光面光源が得られる。

【００４４】ここで、誘電多層膜構造の鏡面反射板とし
ては、従来公知の構造のものが制限なく使用できるが、
例えば、特表平１０−５１１３２２号公報に記載されて
いるような構造の反射シートが好ましく用いられる。具
体的には、例えば２，６−ポリエチレンナフタレートな
どの結晶質もしくは半結晶質のナフタレンジカルボン酸
ポリエステルや、エチレングリコール、ナフタレンジカ
ルボン酸などの酸から誘導される共重合体から成り、正
応力光学係数、すなわち、延伸させると屈折率が延伸方
向に増加するような光学係数を有し、平均厚が０．５μ
ｍ以下である層と、例えばポリエチレンテレフタレート
などの所定の第二のポリマーから成り、平均厚が０．５
μｍ以下である層とを含む多層ポリマーフィルム等が挙
げられる。また、例えばポリエチレンテレフタレートな
どの結晶質または半結晶質のポリエステルから成り、平
均厚が０．５μｍ以下である層と、例えばポリエステ
ルまたはポリスチレンなどの所定の第二のポリマーから
成り、平均厚が０．５μｍ以下である層とを含むととも
に、少なくとも一つの方向に延伸され、しかも延伸前の
その方向の寸法の少なくとも二倍の長さに引き伸ばされ
た多層ポリマーフィルムなどが挙げられる。

【００４５】本発明において、鏡面反射板は偏光導光板
の出射面の裏面側に積層されるが、その形成において
は、位置ずれ防止や部品点数の削減]のため、接着剤な
どの接着層を介して積層されていることが好ましい。ま
た、偏光導光板は透光性樹脂板と偏光散乱板を積層した
ものであるが、その形成においては、透光性樹脂板と偏
光散乱板との界面での反射をできるだけ抑制するため、
屈折率の近い接着剤等の接着層を介して積層されている
ことが好ましい。接着処理は、軸関係のズレ防止などの
点からも有効である。

【００４６】接着層としては、アクリル系、シリコーン
系、ポリエステル系、ポリウレタン系、ポリエーテル
系、ゴム系等の粘着剤など、適宜な接着剤を用いること
ができ、可視光域に吸収を持たない透光性材料であれば
特に制限はない。光学特性の変化を防止する点からは、
硬化や乾燥に高温プロセスを要さず、長時間の硬化や乾
燥処理を要しないものが好ましい。また、加熱や加湿の
条件下に浮きや剥がれ等の剥離問題を生じないものが好
ましい。その具体例としては、例えば、炭素数１〜２０
のアルキル基を有する（メタ）アクリル酸アルキルエス
テル、（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリル酸ヒドロ
キシエチル等のアクリル系モノマーを、ガラス転移温度
が０℃以下となる組合せにて共重合したアクリル系重合
体をベースポリマーとする、透光性のアクリル系粘着剤
などが好ましく用いられる。アクリル系粘着剤は、透明
性や耐候性や耐熱性などに優れる利点も有している。

【００４７】偏光導光板や鏡面反射板、透光性樹脂板や
偏光散乱板に粘着層を設ける場合は、適宜な方式で行う
ことができる。例えば、トルエンや酢酸エチル等の溶剤
の単独物又は混合物からなる溶媒に、粘着剤成分を溶解
又は分散させて１０〜４０質量％程度の粘着剤液を調製
し、それを流延方式や塗工方式等の適宜な展開方式で透
光性樹脂板や偏光散乱板の上に直接付設する方式、ある
いは前記に準じセパレータ上に粘着層を形成して、それ
を偏光導光板や鏡面反射板、透光性樹脂板や偏光散乱板
の上に移着する方式などがあげられる。設ける粘着層
は、異なる組成又は種類等のものの重畳層であってもよ
い。

【００４８】接着層の厚さは、接着力等に応じて適宜決
定でき、一般には１〜５００μｍとされる。接着層に
は、必要に応じて例えば天然物や合成物の樹脂類、ガラ
ス繊維やガラスビーズ、金属粉やその他の無機粉末等か
らなる充填剤や顔料、着色剤や酸化防止剤などの適宜な
添加剤を配合することもできる。また微粒子を含有させ
て光拡散性を示す接着層としてもよい。

【００４９】また、偏光面光源の形成に際しては、例え
ば図１に例示したように、光拡散層５などの光学層の１
種又は２種以上を、偏光導光板の出射面側に重ねて配置
することができる。その光学層については特に限定はな
く、例えば液晶表示装置の形成に用いられる光学層など
の適宜なものを用いることができる。また拡散層は、プ
リズムシートやレンズシートの如く集光性を示すものな
どであってもよい。拡散層は、面光源よりの出射光を拡
散して発光を均一化し、視認性を向上させることなどを
目的に用いられるので、出射光の偏光特性ができるだけ
解消されない拡散度のものが好ましく用いられる。

【００５０】かかる偏光維持性に優れる光拡散シートと
しては、例えばバフ処理等により表面を粗面化したシー
トや、シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、酸化
錫、酸化インジウム、酸化カドミウム、酸化アンチモン
等の無機系微粒子、又は架橋ないし未架橋のポリマー等
の有機系微粒子等の透明微粒子を含有させた樹脂シート
などが挙げられる。レンズシートとしては、例えば、ト
リアセチルセルロースや未延伸のポリカーボネートなど
の低複屈折性の基材に、紫外線硬化樹脂を用いて、任意
の形状（プリズム、レンチキュラーレンズ、マイクロレ
ンズなど）を転写したものなどが挙げられる。かかるシ
ートは、使用枚数の制限はなく、目的に応じて適宜１枚
以上使用すればよい。

【００５１】また、偏光面光源を形成する各層には、必
要に応じ例えばサリチル酸エステル系化合物やベンゾフ
ェノール系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物やシア
ノアクリレート系化合物、ニッケル錯塩系化合物等の紫
外線吸収剤を配合して紫外線吸収能をもたせることがで
きる。

【００５２】本発明による偏光面光源は、上記した如く
直線偏光をその振動面（偏光軸）を制御した状態で提供
するものであることより、例えば液晶表示装置の形成な
どの、直線偏光を利用する適宜な装置や用途に用いるこ
とができる。以下、実施例により本発明を具体的に説明
する。

【００５３】

【実施例】実施例１ノルボルネン系樹脂（ＪＳＲ社製、アートン）９５０
部（質量部、以下同じ）を含有する２０質量％ジクロロ
メタン溶液と、下式で表される高分子液晶５０部を攪拌
混合し、溶媒キャスト法にて厚さ１００μｍのフィルム
を得た。そのフィルムを１８０℃で３倍に延伸処理した
後、急冷し、光学フィルム（偏光散乱板）を得た。前記
の光学フィルムは、ポリノルボルネンからなるフィルム
中に、高分子液晶からなる微小領域がドメイン状に分散
したものであり、屈折率差Δｎ¹が０．２３０、Δｎ²が
０．０２９であった。また、偏光顕微鏡を用い位相差に
よる着色によって、分散分布している液晶性熱可塑性樹
脂の微小領域の大きさを測定したところ、Δｎ¹方向の
平均径で５μｍであった。

【００５４】

【化１】

【００５５】次に、得られた光学フィルムを、そのΔｎ
¹方向が入光端面に対し４５度の交差角となるように配
置し、市販のアクリル樹脂板（三菱レイヨン製２ｍｍ
厚）の片面に、アクリル粘着剤を用いて接着して偏光導
光板を得た。

【００５６】得られた偏光導光板の入光面に、冷陰極管
をマット処理したＰＥＴ基材よりなるランプリフレクタ
によって固定し、偏光散乱板の背面（偏光導光板の出射
面の裏面側）に、特表平１０−５１１３２２号公報に準
拠して作成した鏡面反射性誘電体多層膜フィルムを、ア
クリル系粘着剤を用いて接着し、偏光面光源を得た。ち
なみに作成した誘電体積層フィルムの絶対反射率を、自
記分光光度計（島津製作所製、UV−２２００）を用いて
測定したところ９８％以上であった。

【００５７】比較例１市販のアクリル樹脂板（２ｍｍ厚）の片面に、チタン白
を練り込んだ反射インクを印刷し反射ドットを形成した
導光板を用い、反射板には発泡ＰＥＴよりなる白色反射
板を用いた以外は、実施例１に準じて面光源を得た。

【００５８】比較例２鏡面反射板として、市販のＰＥＴ基材に銀蒸着してなる
鏡面反射シートフィルムを用いた以外は、実施例１に準
じて偏光面光源を得た。

【００５９】（評価）実施例および比較例の（偏光）
面光源上に４５度の方向に透過軸を持つ偏光板を配置
し、輝度を目視評価した。その結果、実施例１および比
較例２では、導光板より偏光が出射されたため、比較例
１に比べて高輝度であった。また、比較例２では光源近
傍の輝度が最も高く、距離が離れるにつれて輝度低下し
ているのに対し、実施例１では導光板面内の輝度分布は
均一であった。

【００６０】従って、本発明の偏光面光源では、光の利
用効率が飛躍的に向上し、かつ均一性の高い高輝度で視
認性の良い液晶表示素子置が得られることがわかる。

【００６１】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
鏡面反射板として金属鏡面を用いた場合に比べて、鏡面
反射板自体の光の吸収による損失がないため、導光板と
反射板を直接粘着剤などで接着し一体積層しても、伝送
による損失のなく、効率の良い偏光面光源が得られる。
それにより、液晶表示装置の組み立てに使用する部品点
数が低減されるとともに、バックライトハウジングへの
組み込みの際の作業性が大幅に向上する。よって、その
工業的価値は大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の偏光面光源例の断面図

【符号の説明】

１偏光散乱板２接着層３透光性樹脂板４誘電体多層膜構造の鏡面反射板５光拡散層（光拡散シート、レンズシート）６光源７リフレクタ８偏光導光板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考） // Ｆ２１Ｙ 103:00 Ｆ２１Ｙ 103:00 Ｆターム(参考） 2H042 BA01 BA12 BA13 BA15 BA20 2H049 BA13 BA25 BA42 BB03 BB51 BB63 BC14 BC22 2H091 FA07Z FA14Z FA21Z FA23Z FA28Z FA29Z FA41Z FB02 KA01 LA12 LA16

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透光性樹脂板の片面又は両面に、複屈折
性の微小領域を分散含有して偏光方向により散乱異方性
を示す偏光散乱板を積層して偏光導光板を形成し、該偏
光導光板の少なくとも一側面に光源を有し、かつ前記偏
光導光板の出射面の裏面側に誘電体多層膜構造の鏡面反
射板を配置したことを特徴とする偏光面光源。
【請求項２】前記鏡面反射板と偏光導光板が、接着層
を介して積層されてなる請求項１記載の偏光面光源。
【請求項３】前記透光性樹脂板と偏光散乱板が、接着
層を介して積層されてなる請求項１または２に記載の偏
光面光源。
【請求項４】前記接着層が、透光性のアクリル系粘着
剤である請求項２又は３に記載の偏光面光源。
【請求項５】少なくとも１枚以上の光拡散シートを、
前記偏光導光板の出射面側に重ねて配置した請求項１〜
４のいずれかに記載の偏光面光源。
【請求項６】少なくとも１枚以上のレンズシートを、
前記偏光導光板の出射面側に重ねて配置した請求項１〜
４のいずれかに記載の偏光面光源。
【請求項７】請求項１〜６のいずれかに記載の偏光導
光板を備えたことを特徴とする液晶表示装置。