JP2003248218A

JP2003248218A - ディスプレイ用フィルター及びディスプレイ装置

Info

Publication number: JP2003248218A
Application number: JP2002201606A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Suga; 義訓菅; Tetsuo Ozawa; 鉄男尾澤; Hideyori Fujiwara; 英資藤原
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 2001-12-18
Filing date: 2002-07-10
Publication date: 2003-09-05

Abstract

(57)【要約】【課題】高い発光効率を保ちながら、色再現範囲を拡
大し、尚かつ、ディスプレイ非点灯時にも表示画面に違
和感を覚えることのない、意匠性に優れた液晶ディスプ
レイ装置を提供する。【解決手段】カラーフィルター２１を有する液晶ディ
スプレイ装置において、表示光の透過経路上には前記カ
ラーフィルター２１各色の分光透過率特性におけるオー
バーラップ点から±３０ｎｍの範囲に位置する光吸収ピ
ークを有する補助フィルター１８を、前記カラーフィル
ター２１より光源２寄りに設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は鮮やかな表示を可能
とする新規な液晶ディスプレイ装置に関し、さらに詳細
には、テレビ放送表示用途等のこれまでにブラウン管が
主流であった用途にも好適に用いることの出来る、極め
て色再現性に優れた液晶ディスプレイ装置を提供する技
術に関する。また、本発明は、液晶ディスプレイ装置の
画像特性を改良する集光フィルム、及び該集光フィルム
を用いた面光源装置に関し、更に詳細には、高い照明効
率を保ちながら、液晶ディスプレイ装置における画像の
色再現性を高める新規な照明光学系を提供する技術に関
する。

【０００２】近時、パーソナルコンピュータ向けモニタ
ーや薄型ＴＶ等の表示装置として透過型のアクティブマ
トリクス駆動液晶表示（ディスプレイ）装置が多用され
ており、また、屋外で用いることの多い携帯電話や携帯
情報端末（ＰＤＡ）用途として半透過型のアクティブマ
トリクス駆動液晶ディスプレイが多用されている。さら
にまた、新規な薄型ディスプレイ装置としてエレクトロ
ルミネッセンス（有機、無機）を用いたディスプレイが
提案されつつあり、特にアクティブマトリクス駆動有機
エレクトロルミネッセンスディスプレイは消費電力が少
なく、薄型化が容易であることから、急速な普及が予想
されている。

【０００３】これらに代表されるディスプレイデバイス
は、フルカラー表示を得る際にカラーフィルターを用い
られるケースが多く、特に、最近では高温プロセスに対
する耐久性や耐光性の観点から顔料分散方式によって得
られたカラーフィルターを有するフルカラーディスプレ
イデバイスが主流となりつつある。そして、これらは極
めて低消費電力であり、軽量、薄型であることから、従
来のブラウン管に替わる標準的なディスプレイ装置とし
て急速な普及を見せ始めている。

【０００４】しかしながら、此までにブラウン管が主と
して用いられていたテレビ放送等の表示用途に液晶ディ
スプレイ等のディスプレイを用いると、画像の鮮やかさ
がブラウン管に較べて不十分であることが指摘されつつ
あり、特にカラーディスプレイ装置として最も重要な特
性の一つである色彩表現の鮮やかさがブラウン管に比較
して決定的に劣っているため、普及の妨げとなってい
た。

【０００５】この原因として考えられるのは、カラーフ
ィルターによって表示光源の特定スペクトルをカットし
カラー画像を得ているために、光源やフィルター、更に
は偏光板や配向膜等の特性によって色純度が影響を受け
てしまうため、単純にＲＧＢ（赤青緑）各色の蛍光体を
電子線やプラズマ放電によって励起して発光を得るブラ
ウン管やプラズマディスプレイに較べて、本質的に高い
色純度を得るのが困難であることが挙げられる。

【０００６】また、カラーフィルターを有するディスプ
レイ装置では色純度は本質的にカラーフィルターによっ
て決定されているため、シャープな分光透過特性を有す
るカラーフィルターを用いて高い色再現性を実現するこ
とが、本来望ましいことは明らかであるが、製造工程に
おける耐久性能や、耐光性の問題から、使用できる色材
は色再現性に劣った顔料系に限定されるため、現実的に
はシャープな分光透過率特性を有するカラーフィルター
を用いることが極めて困難であるという問題もある。

【０００７】一方、上記のような液晶表示装置では、通
常、液晶素子の背面に面光源装置、即ち、バックライト
が配設されている。この面光源装置は、例えば冷陰極放
電管等の線状光源を面状の光に変換する装置である。

【０００８】具体的には、液晶素子の背面直下に光源を
配設する方法（直下方式）や、側面に光源を設置し、ア
クリル板等の透光性の導光体を用いて面状に光を変換し
て面光源を得る方法（サイドライト方式）が代表的であ
り、面光源装置の光出射面上にはプリズムアレー等から
なる集光素子を備える集光フィルムを配設して所望の光
学特性を得ている。

【０００９】特に、薄型かつ輝度分布の均一性に優れた
面光源装置としてはサイドライト方式が好適であり、数
多く実用に供されている。

【００１０】代表的なサイドライト方式の面光源装置
は、図１８に示すように、透光性の平板からなる基板、
即ち導光体１の一側端に当該側端面に沿うように線状の
光源２を設置し、この線状の光源２を覆うようにリフレ
クター３が取り付けられ、線状の光源２による直接光と
リフレクター３で反射された反射光とが導光体１に、光
入射端面１ａである一側端面から内部に入射する機構を
備えている。そして、前記導光体１の一表面は、光出射
面１ｂとされ、この光出射面１ｂの上に、表面にほぼ三
角プリズム状のアレー（集光素子）４を形成した集光フ
ィルム５が頂角を観察者側に向けて設置されている。他
方、導光体１の光出射面１ｂの反対側の面１ｃには、光
散乱性インキにより多数のドット６ａ、６ａ、６ａ……
を所定のパターンで印刷した光取り出し機構６が設けら
れている。さらに、光取り出し機構６が形成されている
導光体１の光出射面１ｂと反対側の面１ｃ側には、この
面１ｃに近接して光反射シート７が配設されている。

【００１１】また、この種のサイドライト方式の面光源
装置の別な代表例として、図１９に示すようなものもあ
る。このものは、ほぼ三角プリズム状のプリズムアレー
からなる集光素子４を表面に形成した集光フィルム５
を、頂角を導光体１の光出射面１ｂ側に向けて光出射面
１ｂの上方に配設している。そして、導光体１の光出射
面１ｂ若しくはこれと相対する面１ｃに、光取り出し機
構６を設けている。この光取り出し機構６としては、各
表面が粗面に形成されている多数の粗面パターンや、白
色インキの印刷パターン６ｂ、６ｂ、６ｂ……によって
構成する態様が代表的である。

【００１２】これらのサイドライト方式の面光源装置
は、軽量、薄型という液晶表示装置の特徴をより有効に
引き出すことができることから、携帯用パーソナルコン
ピュータ、液晶ＴＶ等の液晶表示装置の面光源装置（バ
ックライト）として極めて多く実用されている。

【００１３】ところで、近時、液晶表示装置は、これま
でブラウン管が主として用いられていたカラー動画像表
示にまで活用されるようになってきているが、それに伴
って、画質という点で未だ満足できるものではないこと
が指摘され出している。特に問題となっているのは、鮮
やかな色彩を再現する能力がブラウン管に比較して未だ
不十分であるという点であり、風景画像等の鮮やかな色
彩再現性が要求される画像を表示した際に見劣りするた
め、実用化が妨げられている問題があった。

【００１４】その原因の一つが、液晶パネルを背面から
照明する光源として、冷陰極管や熱陰極管等の蛍光体か
らの発光を光源とする照明光が用いられているという点
にある。即ち、冷陰極管の発光スペクトル分布は、図１
７に示す通り、ＲＧＢ（赤緑青）に対応する波長域以外
にも、サブバンドとして生じるＲＧＢ各波長の中間付近
での発光スペクトルが認められるため、これが色の再現
性を低下させる原因となっているのである。

【００１５】このような状況は古くより、ブラウン管、
プラズマディスプレイ等の蛍光発光を光源とする表示装
置では、よく発生している現象であり、蛍光体の改善の
みでは限界があるような場合には、これらＲＧＢ各色の
中間に位置する波長の発光をカットするフィルターを用
い、色純度を向上させる方法が一般的にとられている。

【００１６】しかしながら、液晶ディスプレイ装置に関
して言えば、薄型かつ軽量な背面光源手段の中にこのよ
うなフィルター機能を介在させる必要があるため、実用
的な色純度の均一性と、歩留まりの安定性、ならびに低
コストを同時に実現する方法がいまだ見いだされていな
いことが大きな問題となっている。

【００１７】特にサイドライト方式の面光源装置では、
モジュール総厚が５ｍｍ以下等という極薄いスペースし
か許容されていないため、この極薄いスペース中にＲＧ
Ｂ各色の中間に位置する波長をカットするフィルター機
能を具備させるには、極めて多くの問題が発生する。例
えば、図２０に示すように、導光体１の光入射面１ａ付
近に、ＲＧＢ各色の中間に位置する波長をカットするフ
ィルター部８を配置し、色純度をコントロールする方法
が考えられる。この方法は、一見、構造は簡単である
が、フィルター部８を僅かな厚み（例えば２．０ｍｍ程
度）しかない導光体１の光入射面１ａに形成する必要が
あるため、張り合わせ位置の不良等で僅かな欠陥が生じ
ると直ぐに光源近傍に輝線等が発生してしまい、外観不
良が多発して歩留まりが低下する。

【００１８】また、例えば、図２１に示すように、導光
体１の表面に上記のようなフィルター部８を形成する方
法も考えられ、生産も比較的容易である。しかしなが
ら、図２１に示すように、サイドライト方式の場合、導
光体１内を照明光が伝搬するため、光源２から遠い光出
射エリアでは、幾何光学的に見て何度もフィルター部８
を経由した照明光が出射することになり、光源２からの
距離によって色調や色純度に違いが生じてしまい、特に
大型化した場合に、色むらとして見え実用的でなく、し
かも光学的な効率（輝度）を著しく悪化させてしまう。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、かか
る従来の問題点を解決するためになされたもので、近
時、色再現性が極めて重要視されているカラーフィルタ
ーを有するディスプレイ装置に関し、高い発光効率を保
ちながら、色再現範囲を拡大し、尚かつ、ディスプレイ
非点灯時にも表示画面に違和感を覚えることのない、意
匠性に優れたディスプレイ装置を提供する技術に関す
る。また、本発明の他の目的は、ディスプレイ装置の表
示面内での発色の均一性が高く、生産が容易で、尚か
つ、低コストな集光フィルムを提供し、さらに該集光フ
ィルムを用いた高性能かつ製造が容易な液晶ディスプレ
イ用の面光源装置を提供することにある。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明は、高い発光効率
を保ちながら、色再現範囲を拡大し、尚かつ、ディスプ
レイ非点灯時にも表示画面に違和感を覚えることのな
い、意匠性に優れたディスプレイ装置を提供するため
に、カラーフィルターを有するディスプレイ装置におい
て、表示光の透過経路上には前記カラーフィルター各色
の分光透過率特性におけるオーバーラップ点から±３０
ｎｍの範囲に位置する光吸収ピークを有する補助フィル
ターを、前記カラーフィルターより光源寄りに設けたも
のである。

【００２１】また、本発明は、前面に偏光板が設けられ
たカラーフィルターを有するディスプレイ装置におい
て、表示光の透過経路上には前記カラーフィルター各色
の分光透過率特性におけるオーバーラップ点から±３０
ｎｍの範囲に位置する光吸収ピークを有する補助フィル
ターを、最表面の偏光板より光源寄りに設けたものであ
る。

【００２２】前記補助フィルターは、有機色素分散層に
よって形成することができる。前記ディスプレイ装置と
しては、アクティブマトリクス駆動の透過型若しくは半
透過型液晶ディスプレイ装置であって、前記補助フィル
ターは液晶セルに貼り付けられる調光フィルム、若しく
は、バックライトの発光面上に配設される調光フィルム
に設けられているものが好ましい。

【００２３】前記カラーフィルターは、顔料分散方式カ
ラーフィルターであり、かつ、前記バックライトには冷
陰極管が光源として用いられていることが好ましい。

【００２４】前記有機色素としては、スクアリリウム系
及び／又はテトラアザポルフィリン系からなるものを使
用することができる。

【００２５】また、本発明の集光フィルムは、カラーフ
ィルターを有する液晶ディスプレイ装置に用いられ、集
光素子を表面に形成した合成樹脂からなり、カラーフィ
ルターの各色の分光透過率特性におけるオーバーラップ
点から±３０ｎｍの範囲に位置する光吸収ピークを有す
る補助フィルターを備えている。

【００２６】光吸収ピークは、集光素子を表面に形成し
た合成樹脂に有機色素を分散させることにより形成する
ことができる。

【００２７】集光素子は、集光フィルムの表面部に形成
された、プリズムアレー、及び／又はレンチキュラーレ
ンズアレー、及び／又は波板状アレー、及び／又はマイ
クロレンズアレー、及び／又は角錐群アレーによって構
成することができる。

【００２８】集光素子は、レンズ作用を有する略球形の
ビーズをコーティングして形成することもできる。

【００２９】また、集光フィルムの集光素子が設けられ
た面と逆の面に、密着防止用凹凸を形成してもよい。

【００３０】集光フィルムは、二軸延伸ポリエチレンテ
レフタレート及び／又は二軸延伸ポリプロピレンによっ
て形成することができる。

【００３１】可視光線域における光吸収ピークの光吸収
半値幅は、６０ｎｍ以下であることが好ましい。

【００３２】また、可視光線域における光吸収ピークの
個数は、１以上３未満であることが好ましい。

【００３３】光吸収ピークは有機色素を集光フィルムに
分散させることによって形成することができる。

【００３４】集光フィルムには、紫外線吸収層を設ける
ことが好ましい。有機色素は、例えば、スクアリリウム
系及び／又はテトラアザポルフィリン系の少なくとも１
種からなる。

【００３５】上記のように形成される集光フィルムは、
光源と、前記光源光を面光源に変換する手段とを具備
し、透過型及び／又は半透過型液晶ディスプレイ装置の
背面光源手段として用いる面光源装置に設けられる。

【００３６】面光源変換手段としては、少なくとも一つ
の側端部を光入射面とし、かつ、一表面を光出射面とす
る導光体と、光源光を導光体外に取り出す光取り出し機
構と、前記光出射面と導光体を挟んで反対側に設けられ
た光反射シートとを備えるものを使用することができ
る。

【００３７】本発明において、集光フィルムとは、面光
源装置の光出射面上に設置され、該面光源装置の法線方
向への輝度を向上させる作用を有するフィルムを意味し
ている。

【００３８】本発明に係る集光フィルムを面光源装置の
光出射面上に設置することにより、カラーフィルターを
有する液晶パネルであっても高い正面輝度が得られ、適
切に透過スペクトルをコントロールした有機色素を分散
した有機色素分散層により、照明光線の品質が改良され
るため、正面輝度の向上のみならず、色再現性の向上も
同時に果たすことができる。

【００３９】

【発明の実施の形態】以下、本発明のディスプレイ装置
に関し、液晶ディスプレイを例にとり図に示される実施
形態に基づいて更に詳細に説明する。図１、２は本発明
の一実施形態に係る透過型液晶ディスプレイ装置の断面
構造を示す概略図である。

【００４０】この透過型液晶ディスプレイ装置は、液晶
セル部１０と、液晶セル部１０に面光源を与える面光源
装置（バックライト）１１とからなる。液晶セル部１０
は、構成要素がサンドイッチのように層状に形成され、
表面側から順に、偏光板１９、ガラス基板２０、カラー
フィルター２１、液晶層２２、ガラス基板２３、偏光板
２４を備えている。

【００４１】本発明のカラーフィルター２１を有するデ
ィスプレイ装置では、顔料分散方式等からなるカラーフ
ィルター２１の分光透過率特性が不十分であることを補
うため、図１、２に示される如く、ディスプレイ表示面
と略同一外形の第２の光学フィルターが補助フィルター
１８として設けられる。

【００４２】図１の実施形態では、光源側の偏光板２４
の裏面に、補助フィルター１８を設置している。また、
図２の実施形態では、面光源装置１１の光拡散フィルム
９の裏面に、補助フィルター１８を設置している。

【００４３】しかも、これらの補助フィルター１８が好
ましくは有機色素分散層からなる波長カット層を有する
為、分子設計によって特定の波長のみを選択釣にカット
することが可能となり、色彩の再現範囲を有効に拡張す
ることができるのである。

【００４４】これは、有機色素が吸収するスペクトル帯
域がＨＯＭＯ（最高占有分子軌道）、ＬＵＭＯ（最低非
占有分子軌道）等に代表される量子化学的な電子構造に
基づいて決定されるためであり、可視光線域に吸収帯域
を有する発色団に適切な官能基を導入することによっ
て、分子軌道設計を行い、光吸収特性を比較的自由にコ
ントロールすることが可能であるからである。すなわ
ち、本発明のカラーフィルター２１を有するディスプレ
イ装置は、顔料等のデバイス作成が行い易い色材と、有
機色素に代表される高い制御性を有した色材の利点とを
組み合わせて色彩を制御するものであり、従来不可能で
あった柔軟なコントロールが可能となるのである。

【００４５】より具体的には、先ず従来から用いられて
いる顔料分散方式カラーフィルター２１に用いられる顔
料に関して例示すれば、例えば赤色にはジアントラキノ
ン系、緑色にはハロゲン化銅フタロシアニン系、青色に
は銅フタロシアニン系が代表的であり、これらの顔料
を、アクリルやエポキシアクリレートをベース樹脂とし
て、分散して光重合することにより顔料分散層が形成さ
れ、各色についてフォトリソグラフィーを繰り返してＲ
ＧＢ各色が配列したカラーフィルター２１を得る態様が
代表的である。

【００４６】このようにして形成した顔料分散方式カラ
ーフィルター２１は耐光性や耐熱性に優れ、例えばポリ
イミド系液晶配向膜の焼成プロセス中でも劣化しない
等、実用上好ましい特性を有しているが、この反面、前
述の通り、顔料分散方式では顔料の超微粒子化や微細分
散化が困難である等の理由により、色純度の向上に重要
な、シャープな分光透過率特性を実現すること自体が困
難であり、色再現性に優れた表示を行うことが難しいと
いう問題が発生してしまうのである。

【００４７】すなわち、図３に示される様に、カラーフ
ィルター２１の分光透過率特性は完全にシャープなピー
クとすることができず、なだらかなショルダー部が発生
せざるを得ないため、明度（明るさ）を高く保ってカラ
ーフィルターを設計すると、本質的にショルダー部での
発光スペクトルの混じり込みが起こり、しかも光源２と
して一般的な冷陰極管では蛍光体から色再現性を悪化さ
せるサブスペクトル成分が僅かではあるが出射している
ため、これが悪影響を与えて色純度を下げることとなっ
てしまうのである。

【００４８】そこで、本発明においては、上述の様に補
助フィルター１８が設けられ、このフィルター機能が好
ましくは有機色素によって実現され、ショルダー部付近
の照明光成分のみを選択的に除去することによって、結
果として、それほど大きく明度を犠牲にすることなく色
純度を向上させることが可能となるのである。

【００４９】より具体的には、図３に示される如く，カ
ラーフィルター２１の各色の分光透過率特性図から決定
された、各色の透過率が同等となる点（オーバーラップ
点）を基準として、図５に示される如く、該有機色素分
散層による吸収ピーク位置がこのオーバーラップ点
（ａ、ｂ）にできる限り近い場所となるように有機色素
の分子設計がなされるのである。さらに具体的に言え
ば、該補助フィルター１８の吸収ピーク位置は前記オー
バーラップ点から少なくとも±３０ｎｍ、より好ましく
は±２５ｎｍ、さらに好ましくは±２０ｍｍに位置する
様に有機色素の設計がなされ、色再現性を大きく改良す
ることが出来るのである。さらに詳細な有機色素の具体
的設計例については後述する。

【００５０】ここで、本発明の構造を適用したカラーフ
ィルター２１を有するディスプレイ装置では、色彩設計
の柔軟性が増し、発光効率を高く保ちながら色再現範囲
の広いカラーディスプレイが得られることは上記の通り
である。しかしながら、このままの構成では必ずしも利
点ばかりでなく、色再現性を向上させるために有機色素
分散層等が配された補助フィルターを用いる都合上、付
随して各種の不具合も発生することとなる。

【００５１】なかでも、大きな問題となるのはディスプ
レイ装置の電源を切った際に、有機色素分散層が鮮やか
な色彩を放ってしまうため、外観上見苦しい問題であ
る。すなわち、本発明の構成をテレビ用途に適用しよう
とすると、リビングルーム等に設置した場合に、太陽や
蛍光灯からの光線がディスプレイ装置に当たると画面が
ピンク色や紫色等の好ましくない色彩を放ってしまうた
め、高級感が無く、意匠性が重視される商品には使用で
きなくなってしまうのである。

【００５２】そこで、この問題を解決し、意匠性に優れ
たディスプレイ装置を得るため、本発明においては、図
１、２に示される如く、補助フィルター１８は、カラー
フィルター２１よりも光源寄りに設けられる。また、液
晶ディスプレイ装置等の偏光板がディスプレイ前面に配
されるディスプレイ装置では、図４に示される如く、補
助フィルター１８が前面に配された偏光板１９よりも光
源寄りに配される態様を用いることができる。

【００５３】この様な構成をとることによって、外光に
よる表示画面の着色現象は大幅に緩和されるのであり、
リビングルーム等に設置する高級テレビ用途としても、
商品化できる外観が得られることが明らかとなった。

【００５４】より具体的には、例えば、図１に示すよう
に、液晶ディスプレイ装置では液晶セル部１０のバック
ライト側に向く側のガラス基板２３に貼り付けられる偏
光板２４（偏光フィルム）や、図２に示すように、面光
源装置１１の偏光分離板（反射型偏光フィルム）等に代
表される光拡散フィルム９の表面に有機色素コート層と
して補助フィルター１８を設ける態様、図６以下におい
て実施形態として後述する面光源装置１１（バックライ
ト）上に配される光拡散フィルム、プリズムフィルム
５、偏光分離フィルム等の調光フィルム表面に有機色素
コート層として補助フィルター１８を設ける態様を、好
適な実施態様として挙げることができる。

【００５５】以上述べた構成を用いることによって、本
発明のカラーフィルターを有するディスプレイ装置は色
再現性や発光効率に優れていながら、意匠性も高く、大
型テレビ用途には極めて好適なディスプレイを得ること
が出来る。特に図５に示される態様は分光透過率特性を
実現する為に必要となる補助フィルター１８に配される
有機色素について、具体例を挙げれば、スクアリリウム
系（ジフェニルスクアリリウム系化合物、ピラゾールス
クアリリウム系化合物）、テトラアザポルフィリン系等
が挙げられ、例えば、赤と緑のカラーフィルター透過率
分布曲線に於けるオーバーラップ点に用いるに好適なジ
フェニルスクアリリウム系化合物としては、下記一般式
（Ｉ）で挙げられる化合物が代表例として挙げられる。

【化１】

【００５６】［式（Ｉ）中、Ｒ¹は、置換基を有してい
てもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルコ
キシ基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基
を有していてもよいアリオールオキシ基、又はハロゲン
原子を示す。ここで、隣接するＲ¹が一緒になって、ア
ルカンジイル基やアルキレンジオキシ基を形成していて
もよい。Ｒ²は、水素原子、又は１価の置換基を示し、
Ｇ¹は、−ＮＲ³−で表される基（ここで、Ｒ³は、水素
原子、又はアルキル基を示す。）、又は酸素原子を示
し、Ｇ²は、カルボニル基、又はスルホニル基を示す
（ここで、Ｇ²がスルホニル基の場合には、Ｒ²は水素原
子ではない。）。ｍ、ｎ及びｐは０以上の整数であり、
ｍ＋ｎ＋ｐは５以下である。但し、ベンゼン環上のこれ
らの置換基は、他方のベンゼン環との間で互いに異なっ
ていてもよく、また、一方のベンゼン環において、ｍ及
びｎが２以上であるとき、Ｒ¹、及びＧ¹−Ｇ²−Ｒ²で表
される基は、同一環内の他の置換基との間で互いに異な
っていてもよい。］

【００５７】より具体的には、［化２］〜［化９］に示
す一般式（Ｉ−１）〜（Ｉ−５６）の化合物が代表例と
して挙げられる。

【００５８】

【化２】

【００５９】

【化３】

【００６０】

【化４】

【００６１】

【化５】

【００６２】

【化６】

【００６３】

【化７】

【００６４】

【化８】

【００６５】

【化９】

【００６６】また、赤と緑のカラーフィルター透過率分
布曲線におけるオーバーラップ点に用いるのに好適なテ
トラアザポルフィリン系化合物としては、［化１０］に
示す一般式（II）の化合物が代表例として挙げられる。

【００６７】

【化１０】

【００６８】［式（II）中、Ｒ¹〜Ｒ⁸は、それぞれ独立
に、水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、ヒ
ドロキシ基、アミノ基、置換基を有していてもよいアル
キル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換
基を有していてもよいアリール基、置換基を有していて
もよいアリールオキシ基、置換基を有していてもよいア
ルキルアミノ基、置換基を有していてもよいジアルキル
アミノ基、置換基を有していてもよいアルキルチオ基、
又は置換基を有していてもよいアリールチオ基を示し、
Ｒ¹とＲ²、Ｒ³とＲ⁴、Ｒ⁵とＲ⁶、Ｒ⁷とＲ⁸はそれぞれ連
結して脂肪族炭素環を形成してもよい。Ｍは、２個の水
素原子、２価の金属原子、３価１置換金属原子、４価２
置換金属原子又はオキシ金属原子を示す。］

【００６９】より具体的には、［化１１］に示す一般式
（II−１）〜（II−９）の化合物が代表例として挙げら
れる。

【００７０】

【化１１】

【００７１】また、青と緑のカラーフィルター透過率分
布曲線におけるオーバーラップ点に用いるのに好適であ
るピラゾール系スクアリリウム化合物としては、［化１
２］に示す一般式（III）の化合物が代表例として挙げ
られる。

【００７２】

【化１２】

【００７３】［式（III）中、Ｙ₁は、水素原子、置換基
を有していてもよいアルキル基又は置換基を有していて
もよいアリール基を表し、それぞれのＹ₁は同じであっ
ても異なっていてもよい。Ｙ₂は、水素原子、置換基を
有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよ
いアミノ基、置換基を有していてもよいアルコキシカル
ボニル基を表し、それぞれのＹ₂は同じであっても異な
っていてもよい。Ｘは−Ｏ−又は−ＮＨ−基を表す。］

【００７４】より具体的には、［化１３］に示す一般式
（III−１）〜（III−８）の化合物が代表例として挙げ
られる。

【００７５】

【化１３】

【００７６】ここで、これらのスクアリリウム系化合物
は、例えばAngew. Chem. 77 680-681(1965)記載の方法
によって、あるいはそれに準じて製造することができ
る。また、これらテトラアザポルフィリン系色素は、J.
Gen.Chem.USSR vol.47,1954-1958(1977)に記載されてい
る方法に準じて製造することができる。

【００７７】さらに、この発明において色再現性を更に
向上させ、鮮やかな表示画像を得るためには波長４００
ｎｍ付近をも選択的に吸収する色素を該有機色素分散層
５ｂに配合して該集光フィルム５を得ることが好まし
い。

【００７８】この色素としては、例えば、［化１４］に
示す一般式（IV）のジピラゾリルメチン系色素が好適で
ある。

【００７９】

【化１４】［式（IV）中、Ｒ⁹は、置換基を有していてもよいアル
キル基、置換基を有していてもよいアリール基又は水素
原子を示し、Ｒ¹⁰は、置換基を有していてもよいアリキ
ル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基
を有していてもよいアルコキシカルボニル基、置換基を
有していてもよいアリール基、アリールオキシ基、置換
基を有していてもよいアリールオキシカルボニル基、置
換基を有していてもよいアミノ基又は水素原子を示し、
Ｒ¹¹は、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基
を有していてもよいシクロアルキル基、置換基を有して
いてもよいアリール基又は水素原子を示し、Ｘは、酸素
原子又はＮＨ基を示し、これらのＲ¹⁰、Ｒ¹¹、及びＸ
は、両方のピラゾール環の間で互いに異なっていてもよ
い。］

【００８０】より具体的には、［化１５］に示す一般式
（IV−１）〜（IV−９）の化合物が代表例として挙げら
れる。

【化１５】

【００８１】ここで、これらジピラゾリルメチン系化合
物は、例えば、Liebigs Ann.Chem.,1680-1688(1976)記
載の方法、あるいはそれに準じて製造することができ
る。

【００８２】本発明において、可視光線域に於ける照明
光のスペクトル分布を精密に制御するため、有機色素分
散層として補助フィルター１８が設けられることは前述
した通りであるが、有機色素は吸収スペクトルの制御性
には優れているものの、光や熱による劣化を受け易い問
題がある。そのため、本発明においては、補助フィルタ
ー１８を構成する有機色素分散層には、紫外線吸収作用
やフリーラジカル安定化作用、酸化防止作用等の機能を
有する、いわゆる紫外線吸収剤及び／又は光安定剤が配
されることが好ましい。ここで、代表的には、有機系紫
外線吸収剤（ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール
系、オギザニリド系、ホルムアミジン系）、無機系紫外
線吸収剤、ヒンダードアミン系光安定剤、アリールエス
テル系光安定剤、フェノール系酸化防止剤、イオウ系酸
化防止剤、リン系酸化防止剤が挙げられ、これらを光学
特性が犠牲にならない程度に適量配合し、有機色素の劣
化を抑えることが好ましい。

【００８３】より具体的には、例えば有機系紫外線吸収
剤としては、２−（２’−ヒドロキシ−５’−ｔ−ブチ
ルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（２’−ヒドロ
キシ−３’，５’−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ベンゾト
リアゾール、２−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェ
ノン、２−ヒドロキシ−４−ｎ−オクチルオキシベンゾ
フェノン、フェニルサルシレート、４−ｔ−ブチルフェ
ニルサルシレート、２，５−ジ−ｔ−ブチルフェニル−
４−ヒドロキシ安息香酸ｎ−ヘキサデシルエステル、
２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル−３’，５’−ジ−ｔ
−ブチル−４’−ヒドロキシベンゾエート等を挙げるこ
とが出来る。

【００８４】更に、無機系紫外線吸収剤としては、酸化
チタン、酸化亜鉛、酸化セリウム、酸化鉄、硫酸バリウ
ム等を挙げることが出来る。ここで、紫外線吸収剤とし
ては、透過率が５０％となる波長が３５０〜４２０ｎｍ
であることが好ましく、より好ましくは３６０〜４００
ｎｍであり、３５０ｎｍより短波長では紫外線吸収能が
弱く、４２０ｎｍより長波長では着色が強くなり好まし
くない。

【００８５】また、上述の様に有機色素分散層中に紫外
線吸収剤及び／又は光安定剤を配する態様の他にも、光
劣化に重大な影響を及ぼす紫外線を吸収する層を別途設
け、これによって有機色素の劣化を抑える態様も実施可
能である。すなわち、有機色素分散層を紫外線吸収及び
／又は反射層で挟み込む態様等が実施可能である。

【００８６】ところで本発明の補助フィルター１８は可
視光線域において光吸収ピークの個数が１以上５未満、
より好ましくは１以上４未満、特に好ましくは１以上３
未満とされ、余分な波長域をカットせず、必要な波長の
みをカットすることが好ましい。また、本発明に於いて
可視光線域とは３６０ｎｍ〜８００ｎｍの波長域を意味
する。

【００８７】本発明における液晶ディスプレイ装置とは
液晶分子の電気光学効果、即ち光学異方性（屈折率異方
性）、配向性等を利用し、任意の表示単位に電界印加或
いは通電して液晶の配向状態を変化させ、光線透過率や
反射率を変えることで駆動する、光シャッタの配列体で
ある液晶セルを用いて表示を行うものをいう。

【００８８】具体的には、透過型単純マトリクス駆動ス
ーパーツイステッドネマチックモード、透過型アクティ
ブマトリクス駆動ツイステッドネマチックモード、透過
型アクティブマトリクス駆動インプレーンスイッチング
モード、透過型アクティブマトリクス駆動ヴアーチカル
アラインドモード、半透過型単純マトリクス駆動スーパ
ーツイステッドネマチックモード、半透過型アクティブ
マトリクス駆動ツイステッドネマチックモード、反射型
単純マトリクス駆動スーパーツイステッドネマチックモ
ード、反射型アクティブマトリクス駆動ツイステッドネ
マチックモード等の液晶表示素子が挙げられる。

【００８９】以上の様に本発明によって、近時、色再現
性が極めて重要視されているディスプレイ装置に関し、
高い発光効率を保持しながら、色再現範囲を拡大し、尚
かつ、ディスプレイ非点灯時にも表示画面に違和感を覚
えることのない、意匠性に優れたディスプレイ装置を提
供することが可能となった。これは、消費電力量が少な
く地球環境に与える負荷が非常に小さい液晶テレビジョ
ン装置の普及を促進するものである。

【００９０】次に、補助フィルター１８を面光源装置１
１の集光フィルム５に設けた実施形態ついて説明する。
図６は、この発明に係る集光フィルム５の一実施形態の
概略断面図であり、図９は、この発明に係る集光フィル
ム５を用いた面光源装置の一実施形態を示す分解斜視図
である。

【００９１】この発明に係る集光フィルム５は、成型性
に優れた熱可塑性樹脂の基材フィルム５ａに、可視光線
域の特定波長に吸収帯域を有する有機色素が分散した有
機色素分散層５ｂを補助フィルター１８として、少なく
とも一層設けている。

【００９２】ここで、熱可塑性樹脂からなる基材フィル
ム５ａとしては、高い透明性を有しながら、適度な剛性
を保持し、かつ、光源２、即ち冷陰極管等の放電管から
発せられる熱を受けた際に撓んでしまうことのない材質
が好適である。具体的には、厚み３０μｍ〜３５０μ
ｍ、好ましくは４０μｍ〜３００μｍ、さらに好ましく
は５０μｍ〜２５０μｍの、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、ポリプロピレン、ポリ
カーボネート、ポリアリレート、ノルボルネン系環状ポ
リオレフィン、ポリメチルメタクリレート等からなるフ
ィルムが好適であり、中でも２軸延伸ポリエチレンテレ
フタレートフィルム若しくは２軸延伸ポリプロピレンフ
ィルムは剛性が高く、腰が強いことから、最も好適であ
る。集光フィルムは、通常、図６に示すように、基材フ
ィルム５ａの表面に有機色素分散層５ｂを積層した構造
とされるのが製造工程上等から推奨されるが、基材フィ
ルム５ａ自体に有機色素等の色素を分散（配合）した構
造とすることも可能である。

【００９３】また、色素もその取扱い上、性能上から有
機色素が好適に用いられるが、無機色素単独で又は有機
色素の調整剤等として併用使用してもよい。以下の説明
は有機色素を例として説明することとする。

【００９４】また、この発明において、集光フィルム５
とは、図１０（ｂ）に示すように、面光源装置の光出射
面１ｂ上に設置され、該面光源装置の法線方向への輝度
を向上させる作用を有するフィルムを意味している。即
ち、ＲＧＢのカラーフィルターを有する透過型若しくは
半透過型の液晶ディスプレイ装置では、背面の面光源装
置（バックライト）を出射した照明光がカラーフィルタ
ーや偏光フィルム等の照明光ロスを招く光学部材を透過
するため、バックライトは、できる限り効率良く、照明
光を光出射面の法線方向に導く特性を持っていなければ
ならないからである。

【００９５】より具体的には、図１０（ａ）に示すよう
に、面光源装置の光出射面１ｂ上に何も設置しないで、
光出射面１ｂの法線方向への輝度を輝度測定装置１１’
によって測定した際に、導光体１の直上で測定した輝度
に比較して、図１０（ｂ）に示すように、導光体１の直
上に、該集光フィルム５を設置した場合における輝度上
昇率が少なくとも１．１倍以上あることが好ましく、よ
り好ましくは１．１５倍以上、さらに好ましくは１．２
倍以上の集光作用を有することが好ましい。即ち、集光
フィルム５により、正面方向へ集中的に面光源装置から
の出射光束を集めることによって、たとえ液晶パネルに
カラーフィルター等があったとしても、表示画像の輝度
を高く保つことが可能となるのである。

【００９６】この集光フィルム５の具体的な構造として
は、図８に示すような、レンズ効果（輝度上昇効果）を
有する略球形のビーズ１２を、基材フィルム５ａの表面
層にバインダー樹脂によってコーティングして形成する
態様、また、図６に示すように、微細な三角プリズムア
レーからなる集光素子４を、基材フィルム５ａの表面部
に形成する態様、図７に示すように、微細な波板状アレ
ーからなる集光素子４を基材フィルム５ａの表面部に形
成する態様、図１１（ｂ）に示すように、微細なレンチ
キュラーレンズアレーからなる集光素子４を基材フィル
ム５ａの表面部に形成する態様、図１１（ａ）に示すよ
うに、微細なマイクロレンズアレーからなる集光素子４
を基材フィルム５ａの表面部に形成する態様、図１１
（ｃ）に示すように、微細な角錐及び／又は円錐アレー
からなる集光素子４を基材フィルム５ａの表面部に形成
する態様等が代表的であり、面光源装置の光出射面１ｂ
上に配した際の輝度上昇率が少なくとも１．１倍以上と
なるように、ビーズの粒径や分布、プリズムアレーの頭
頂角等が、適宜、設計されている。

【００９７】例えば、図８に示すような、レンズ効果
（輝度上昇効果）を有する略球形のビーズ１２を、基材
フィルム５ａの表面層にバインダー樹脂によってコーテ
ィングして形成する態様では、ビーズ１２の粒径は、通
常０．１μｍ〜１００μｍ、好ましくは０．５μｍ〜７
０μｍ、より好ましくは１．０μｍ〜５０μｍの範囲と
され、しかも、図８に示すように、できる限りビーズ１
２が重ならずに平面に配列してコーティングされること
が好ましい。また、図６に示すように、微細な三角プリ
ズムアレーからなる集光素子４を、基材フィルム５ａの
表面部に形成する態様では、プリズムアレーの配置ピッ
チは好ましくは５μｍ〜１５０μｍ、より好ましくは１
５μｍ〜１００、さらに好ましくは２５μｍ〜７５μｍ
の範囲が好適に用いられ、プリズム部の頂角はプリズム
の頂点を上に向けて配置する場合には、好ましくは６５
度〜１５０度、より好ましくは７０度〜１４０度、更に
好ましくは７５度〜１３０度の範囲が好適に用いられ、
プリズムの頂点を下に向けて配置する場合には、好まし
くは５０度〜８０度、より好ましくは５５度〜７５度、
さらに好ましくは６０度〜７０度の範囲が好適に用いら
れる。

【００９８】このように、集光フィルム５を、面光源装
置の光出射面１ｂ上に配置することによって、カラーフ
ィルターを有する液晶パネルであっても高い正面輝度を
得ることが可能となるが、更にこの発明においては、照
明光線の品質を改良するため、適切に透過スペクトルを
コントロールした有機色素を分散した有機色素分散層５
ｂをフィルム構成中に設け、正面輝度の向上のみなら
ず、色再現性の向上も同時に果たすことができるように
している。

【００９９】この発明に係る集光フィルム５の設計法の
詳細については後述するが、該有機色素が分散した有機
色素分散層５ｂは、図６あるいは図７に示すように、集
光素子４を構成する光及び／又は熱硬化性樹脂中に有機
色素を分散させて形成する態様が代表的であるが、この
他にも有機色素が分散した薄い熱可塑性樹脂フィルムを
基材フィルム５ａに張り合わせる態様、集光素子４が形
成された面とは逆の面に、溶媒中にバインダー樹脂と該
有機色素を分散させた塗工液を塗工後、溶媒を蒸発させ
てバインダー樹脂のみを残留させる方法等が代表的であ
る。

【０１００】特に分散性が制御し易く、生産性に優れ、
透明性に優れた有機色素分散層５ｂが容易に得られる方
法として、光硬化性樹脂をいわゆるバインダー樹脂とし
て有機色素を分散させて形成する態様、及び熱可塑性樹
脂からなるバインダー樹脂と有機色素の分散溶液をコー
ティングし、バインダー樹脂を蒸発させて形成する態様
が好適である。

【０１０１】ここで、光硬化性樹脂としては単官能アク
リレート、単官能メタクリレート、多官能アクリレー
ト、多官能メタクリレート等が代表的であり、有機色素
の分散性に優れた光重合性モノマーを選択し、アセトフ
ェノン系、ベンゾイン系、ベンゾフェノン系等の光重合
開始剤を用いて紫外光を照射し、所望の光吸収特性を有
する有機色素分散層５ｂを得ることが可能である。

【０１０２】また、バインダー樹脂として好適なものを
例示すれば、ポリアクリレート系樹脂、ポリカーボネー
ト系樹脂、エチレン−ビニルアルコール系共重合樹脂、
エチレン−酢酸ビニル系共重合樹脂、ＡＳ樹脂、ポリエ
ステル系樹脂等が挙げられる。

【０１０３】また、この発明に係る集光フィルム５は、
面光源装置の光出射面１ｂ上に空気層を設けて配置する
ことが好ましい。この効果についてサイドライト方式の
面光源装置を例にとって説明すると、図１２に示すよう
に、導光体１上に、集光フィルム５が配置した際に、ご
く僅かな空気層ａが存在するようにすると、この空気層
ａによって導光体１内を伝搬している照明光線（矢印で
示している）が集光フィルム５内に侵入してしまう現象
が抑えられるのである。これにより、図２１の例で示し
たように、導光体１中を長い距離伝搬する照明光がフィ
ルター８と何度も相互作用をして、照明光線の波長特性
が光源に近いエリアと遠いエリアで変わってしまうとい
うことを防止することができるのである。

【０１０４】即ち、粗面等の光取り出し機構６によって
導光体１から出射する照明光線と集光フィルム５との相
互作用が発光エリア内で略一定に保たれるため、たと
え、面光源装置を大型化して、表示画像に場所による色
ムラが発生することがなく、有機色素分散層５ｂによっ
て色彩をコントロールしながら、常に一定の色再現性を
得ることが可能となるのである。これは、薄型化に効果
的なサイドライト方式の面光源装置において、高い色再
現性を得るために特に重要である。

【０１０５】ここで、該集光フィルムを面光源装置の光
出射面１ｂ上に空気層ａを設けて配置する方法として
は、前記集光フィルム５の前記光出射面１ｂに接する側
に凹凸加工を施す方法が好適である。例えば、図６、７
に示される如く、略透明なビーズ１３が分散した光及び
／又は熱硬化性樹脂からなるコーティング液を塗工し、
硬化させて凹凸加工を施す態様が代表的であるが、この
他にも、導光体１と接する面に、マット処理を施して凹
凸加工を施す態様、溶媒中にバインダー樹脂と略透明な
ビーズを分散させ、塗工後、溶媒を蒸発させてバインダ
ー樹脂を残留させる方法等が代表的である。図６、７に
おいて、符号１４は、コーティング液、バインダー樹脂
を示している。

【０１０６】また、このコーティング液やバインダー樹
脂中に上記有機色素を分散させることによって、ビーズ
コーティング層に有機色素分散層５ｂの効果を負わせる
ことも可能である。

【０１０７】面光源装置の光出射面１ｂと集光フィルム
５の間に形成される空気層ａの厚みとしては、図１３の
ように計測した間隙が１μｍ〜７０μｍ、より好ましく
は２μｍ〜５０μｍ、さらに好ましくは３μｍ〜４０μ
ｍとされ、導光体１中に伝搬する照明光束が有機色素分
散層５ｂへ侵入することのないように工夫される。

【０１０８】この発明において、可視光線域に於ける照
明光のスペクトル分布を適切に制御するため、適切に分
子設計のなされた有機色素分散層５ａが設けられ、色再
現性等の表示画像の鮮やかさを改善することができる
が、その設計手段は下記に示す通りである。

【０１０９】即ち、カラー液晶ディスプレイ装置におい
ては、ブラウン管等とは異なり、バックライトからの出
射光を顔料分散方式に代表されるカラーフィルターによ
って調色しカラー画像を形成している。このため、通
常、ブラウン管やプラズマディスプレイの色調改善にお
いて一般的な、単純にＲＧＢ各色の中間付近に位置する
波長域をカットする方法では十分な色調改善効果を得る
ことは困難であり、カラー液晶ディスプレイに特有なカ
ラーフィルターの分光透過率特性を基に、この発明の集
光フィルムによる、有機色素分散層５ｂの分光透過率特
性を決定することが重要となる。

【０１１０】具体的には、図３に示す、カラーフィルタ
ー各色の分光透過率特性図から決定された、各色の透過
率が同等となる点（オーバーラップ点）（図示ａ、ｂ）
を基に、該集光フィルム５の有機色素分散層５ｂによる
吸収ピーク位置がこのオーバーラップ点にできる限り近
い場所となるように有機色素の分子設計を行うのであ
る。より具体的に言えば、該集光フィルム５の吸収ピー
ク位置は前記オーバーラップ点（図示ａ、ｂ）から±３
０ｎｍ、より好ましくは±２５ｎｍ、さらに好ましくは
±２０ｎｍに位置することが好ましい。

【０１１１】また、前記のように定められた光吸収ピー
ク位置に対し、面光源装置の照明効率を低下させること
がないようにするため、できる限り選択的に該吸収波長
のみが吸収されるよう、シャープな吸収スペクトルを与
える分子設計がなされることが好ましい。具体的には、
図５に示す、該有機色素分散層５ｂにおける各光吸収ピ
ークでの光線吸収率を基準として、光線吸収率が半分の
値になった時の吸収スペクトルの幅を光吸収半値幅とし
た時に、該光吸収半値幅が好ましくは６０ｎｍ以下、よ
り好ましくは５５ｎｍ以下、さらに好ましくは５０ｎｍ
以下とされるよう有機色素やバインダー樹脂の設計を行
うのである。

【０１１２】さらに、本発明の集光フィルム５は、特
に、加熱に対する耐久性や耐光堅牢性に優れた、顔料分
散方式カラーフィルターと組み合わせて用いられること
が好ましい。これは、顔料分散方式カラーフィルターは
上記のような優れた特性を有するものの、顔料の超微粒
子化や微細分散化が困難である等の理由により、シャー
プな分光透過率特性を実現することが困難であるためで
ある。実用性に優れた顔料分散方式のカラーフィルター
を有するカラー液晶ディスプレイ装置に、この発明に係
る集光フィルムを用いることにより、薄型、軽量かつ低
コストでありながら、照明効率に優れて省エネルギーで
あり、なおかつ高い色再現性を有したカラー液晶ディス
プレイ装置を得ることができるのである。

【０１１３】本発明に係る集光フィルム５は、図１４に
示すような、直下方式の面光源装置、及び、図９に示す
ような、サイドライト方式の面光源装置いずれにも用い
ることが可能である。

【０１１４】特に、本発明に係る集光フィルム５は、導
光体１が存在する場合にも画像表示面内での色ムラを小
さく抑えることが可能であり、尚かつ、照明効率を向上
させることが可能であるため、大型のサイドライト方式
の面光源装置には極めて好適に用いることができる。

【０１１５】なお、直下方式の面光源装置は、図１４に
示すように、フレーム１６内に、線状の光源２を並べ、
その下方にリフレクター１７を設置した構造であり、フ
レームの上面にはライティングカーテン１５が設けられ
ている。

【０１１６】ここで、サイドライト方式の導光体１に設
けられる光取り出し機構６は、導光体１の光出射面１ｂ
及び／又は光出射面１ｂと対向する面に、図１５（ａ）
〜（ｊ）に示されるような、凹凸として形成されること
が好ましい。これは、通常一般的な光散乱性インキを導
光体にスクリーン印刷して光取り出し機構とする態様で
は、インキ部分で微粒子による多重散乱が多く発生し、
照明光の損失が多く発生してしまうためである。光取り
出し機構６を、図１５（ａ）〜（ｊ）に示されるよう
な、粗面からなるパターン、突起からなるパターン、凹
みからなるパターン、Ｖ溝からなるパターン等の凹凸と
して形成することによって、光学的な効率が高められる
ばかりでなく、印刷工程が省略できる等の製造上の利点
も生まれ、この発明に係る集光フィルム５と組み合わせ
ることによって極めて効率の良い光学系を得ることがで
きるのである。

【０１１７】凹凸の具体的な態様としては、該凹凸部分
の表面粗さを接触式若しくは光学式の表面粗さ測定装置
によって測定した際に、１０点平均粗さＲｚが０．５〜
５００．０μｍ、より好ましくは１．０〜３００．０μ
ｍ、更に好ましくは２．０〜２００．０μｍの範囲から
なる凹凸が用いられることが好ましい。また、凹凸部分
はパターン化されて配置されていることが好ましく、パ
ターン見えを防止するために表示画面上で視認できない
程度に微細なパターンとされていることが好ましい。具
体的には、該パターンの配置ピッチは５．０〜１００
０．０μｍ、より好ましくは３０．０〜５００．０μ
ｍ、さらに好ましくは５０．０μｍ〜３００．０μｍと
されるのが好適である。

【０１１８】加えて、さら光学的な効率を高めるため
に、図１６（ａ）〜（ｅ）に示すように、導光体１の光
出射面及び／又は光出射面と対向する面に、稜線を導光
体１の光入射面１ａと略垂直な方向とする集光素子アレ
ーを設けられることが好ましい。より具体的には、三角
プリズムアレー、レンチキュラーレンズアレー、波板状
アレー等の集光素子アレーが、適宜、目的とする光学特
性に応じて選択されて設けられることが望ましい。

【０１１９】特に集光特性に優れ、加工の容易な態様と
して三角プリズムアレーが用いられることが好ましく、
三角プリズムの頂角は７０度〜１６０度、より好ましく
は７５度〜１５５度、さらに好ましくは８０度〜１５０
度の範囲が好適に用いられる。また、集光素子アレーの
配置ピッチは、上記凹凸からなるパターンと同ように、
表示画面上で視認が困難な程度に微細化されていること
が好ましく、具体的には、配置ピッチは５．０〜５０
０．０μｍ、より好ましくは１０．０〜２００．０μ
ｍ、更に好ましくは１５．０μｍ〜１５０．０μｍとさ
れるのが好適である。また、三角プリズムアレーの形状
は断面が完全に三角形である態ように限定されるもので
はなく、例えば、頂角部分が曲率を有する態様等も実施
可能である。さらに、プリズムアレーの稜線は、僅かに
揺らいでいても良い。

【０１２０】

【実施例】以下、本発明を実施例により、さらに詳細に
説明するが、本発明は、その要旨を越えない限り、以下
の実施例に限定されるものではない。

【０１２１】（実施例１）市販のヨウ素系偏光フィルム
（透過率４４％、偏光度９９．９％）を基材とし、バイ
ンダー樹脂であるポリメチルメタクリレート樹脂（三菱
レイヨン製、ダイヤナールＢＲ−８０）の３０ｗｔ％ト
ルエン溶液に対して、式（Ｉ−３５）なるジフェニルス
クアリリウム系化合物をバインダー樹脂分に対して０．
２１５ｗｔ％、式（III−３）なるピラゾール系スクア
リリウム化合物を０．１２０ｗｔ％それぞれ混合して、
塗工液を調製し、該塗工液をバーコーティング法によっ
て塗工、乾燥し、秤量５．７ｇ／ｍ²（バインダー樹脂
分換算）にて均一に塗工後、溶媒を乾燥し、有機色素分
散層を得た。

【０１２２】図１に示される如く、該有機色素分散層を
有する偏光フィルムを透過型アクティブマトリクス駆動
ツイステッドネマチックモード液晶パネル（１５．１イ
ンチサイズ）の背面側（バックライトに向く側）に貼り
付け、前面には有機色素分散層を設けない通常の偏光フ
ィルムを貼り付け液晶パネルを得た。更に冷陰極管を光
源とするサイドライト型面光源装置をバックライト光源
として液晶ディスプレイ装置を構成した。バックライト
を点灯し、上記液晶パネルをＲＧＢ各色が点灯する様に
ドライブして、各色点灯時の色度値を測定した結果、Ｎ
ＴＳＣ比は７１．１％が得られた。

【０１２３】色再現性が向上したため、画像が鮮やかで
引き締まった表示となり、ＤＶＤ（デジタルビデオディ
スク）やテレビジョン画像の表示を行った際にも違和感
がない液晶ディスプレイ装置が得られた。さらに、ディ
スプレイ非点灯時にも画面は暗黒色であった為、インテ
リアとしての重厚感が高く、高級感があるディスプレイ
装置が得られた。

【０１２４】また、上記液晶パネルに搭載されたカラー
フィルターの分光透過率特性と前記有機色素をコーティ
ングした偏光フィルムの透過率特性から、ジフェニルス
クアリリウム化合物ではカラーフィルターのオーバーラ
ップ点から１３ｎｍの位置に光吸収ピークを有し、ま
た、ピラゾール系スクアリリウム化合物ではオーバーラ
ップ点から８ｎｍの位置に光吸収ピークを有しているこ
とが確認され、極めて効率よく色再現性を低下させる発
光スペクトルがカットされていることが確認された。

【０１２５】（実施例２）２軸延伸ポリエチレンテレフ
タレート製フィルム（三菱化学ポリエステルフィルム社
製ＰＥＴフィルム、厚み１００μｍ）を基材とし、光拡
散層を有する表面層を形成するため、バインダー樹脂で
あるポリメチルメタクリレート樹脂（三菱レイヨン製、
ダイヤナールＢＲ−８０）の２０ｗｔ％ジメトキシエタ
ン溶液に対して、平均粒径３５μｍなるアクリル樹脂製
の球形ビーズをバインダー樹脂分に対して１３０ｗｔ
％、式（II−１）なるテトラアザポルフィリン系化合物
をバインダー樹脂分に対して０．１２５ｗｔ％、式（II
I−３）なるピラゾール系スクアリリウム化合物を０．
０９１ｗｔ％それぞれ混合して、塗工液を調製した。

【０１２６】該塗工液をバーコーティング法によって塗
工、乾燥し、秤量５．４ｇ／ｍ²（バインダー樹脂分換
算）にて均一に塗工後、溶媒を乾燥し、透明ビーズによ
る光拡散を有する有機色素分散層を得た。

【０１２７】さらに、空気層を設けるため、該調光フィ
ルムの光拡散層を形成したのとは逆面には、バインダー
樹脂であるポリメチルメタクリレート樹脂（三菱レイヨ
ン製、ダイヤナールＢＲ−８０）の３０ｗｔ％トルエン
溶液に対して、平均粒径２７μｍなるアクリル樹脂製の
球形ビーズをバインダー樹脂分に対して３ｗｔ％添加し
た塗工液を、該塗工液を３．５ｇ／ｍ²にて塗工するこ
とで、調光シートの表面に凹凸を形成した。該調光フィ
ルムをバックライト上に配して液晶ディスプレイ装置を
構成した。

【０１２８】ディスプレイ点灯評価の結果、実施例１と
同様に色再現性が向上したため、画像が鮮やかで引き締
まった表示となり、ＤＶＤ（デジタルビデオディスク）
やテレビジョン画像の表示を行った際にも違和感が無い
液晶ディスプレイ装置が得られた。さらに、ディスプレ
イ非点灯時にも画面は暗黒色であった為、インテリアと
しての重厚感が高く、高級感があるディスプレイ装置で
あった。ＮＴＳＣ比は６９．３％である

【０１２９】また、上記液晶パネルに搭載されたカラー
フィルターの分光透過率特性と前記有機色素をコーティ
ングした偏光フィルムの透過率特性から、テトラアザポ
ルフィリン系化合物ではカラーフィルターのオーバーラ
ップ点から８ｎｍの位置に光吸収ピークを有し、また、
ピラゾール系スクアリリウム化合物ではオーバーラップ
点からｌｌｎｍの位置に光吸収ピークを有しており、効
率よく色再現性を低下させる発光スペクトルがカットさ
れていることが確認された。

【０１３０】（比較例１）実施例１記載の液晶ディスプ
レイ装置において、有機色素分散層を設けた偏光フィル
ムを液晶セルの前面に貼り付け、通常の偏光フィルムを
バックライトに向く側 (光源に近い側）に貼り付けたこ
との他は実施例１と同様にして液晶ディスプレイ装置を
作成し、評価を行った。ＮＴＳＣ比は６８．８％であっ
た。

【０１３１】該液晶ディスプレイの電源を切った際に外
光が写り込み、画面が淡いピンク色に見えてしまうた
め、外観上好ましくなく、高級感に劣るためテレビ用途
として用いることの出来ないものであった。

【０１３２】（実施例３）透明な２軸延伸ポリエチレン
テレフタレート製フィルム（三菱化学ポリエステルフィ
ルム社製ＰＥＴフィルム、厚み１００μｍ）を基材フィ
ルム５ａとし、紫外線硬化性アクリル樹脂に式（Ｉ−３
４）なるジフェニルスクアリリウム系化合物をバインダ
ー樹脂分に対して０．０１５ｗｔ％、式（III −３）な
るピラゾール系スクアリリウム化合物を０．００５ｗｔ
％それぞれ混合して、塗工液を調製した。

【０１３３】該塗工液をバーコーティング法によって塗
工し（膜厚５２μｍ）、頂角９０度、ピッチ５０μｍな
る微細な三角プリズムアレーが形成されたニッケル製の
金型を用い、該塗工液層に密着させた状態で紫外線ラン
プを照射して紫外線硬化樹脂層を硬化させ、三角プリズ
ムアレーの形状を転写し、基材フィルム５ａの表面に集
光素子４を有する有機色素分散層５ｂを形成した。

【０１３４】さらに、空気層ａを設けるため、基材フィ
ルム５ａの有機色素分散層５ｂの逆の面に、バインダー
樹脂であるポリメチルメタクリレート樹脂の３０ｗｔ％
トルエン溶液に対して、平均粒径２７μｍなるアクリル
樹脂製の球形ビーズをバインダー樹脂分に対して５ｗｔ
％添加した塗工液を、該塗工液を３．５ｇ／ｍ²にて塗
工することにより、凹凸を形成した。

【０１３５】導光体１としてサイズ３１５．２×２３
２．０ｍｍ、厚みが４．０ｍｍなる、平板状の環状ポリ
オレフィン系樹脂（日本ゼオン製、ゼオノア）を使用
し、長辺部に管径２．２ｍｍの冷陰極管（ハリソン東芝
ライティング製）からなる線状の光源２を対向して２本
配置し、さらに該冷陰極管の周囲をＡｇ蒸着層を光反射
面とするリフレクター３（三井化学製シルバーリフレク
タープレート）で覆い、導光体１の側端部、即ち光入射
面１ａに効率良く線状の光源２からの出射光線が入射す
るようにした。

【０１３６】導光体１の光出射面１ｂと対向する面に
は、光取り出し機構６として、線状の光源２から離れる
にしたがって直径が徐々に大きくなる、粗面からなる微
細な円形パターンを金型から転写してパターニングし
た。粗面パターンの直径は光源付近では１６０μｍとさ
れ、光源から離れるにしたがって漸次増大し、光源から
最も離れた場所では２３０μｍとされ、配置ピッチは２
００μｍとされている。

【０１３７】ここで、粗面からなる微細な円形パターン
の形成に用いる金型は、厚さ２５μｍなるドライフィル
ムレジストをＳＵＳ基板上にラミネートし、フォトリソ
グラフィーによって該パターンに対応する部分に開口部
を形成し、さらに該金型をサンドブラスト法によって＃
６００のアルミナ粒子にて０．２ＭＰａの投射圧力で均
一にブラスト加工を施した後に、該ドライフィルムレジ
ストを剥離する方法によって行った。

【０１３８】図９に示すように、導光体１の光出射面１
ｂと対向する側には、リフレクター７として、光反射シ
ート（東レ製、ルミラーＥ６０Ｌ）を配置し、光出射面
１ｂ上には上述の方法によって得た集光フィルム５を配
し、さらに該集光フィルム５上にはヘーズ２０％なる光
拡散フィルム９を配して面光源装置とした。

【０１３９】インバーター（ハリソン東芝ライティング
製、ＨＩＵ−７４２Ａ）を介して該冷陰極管光源を高周
波点灯し、面光源装置を得た。面光源装置上での有効発
光エリア内の光学特性を輝度測定装置（トプコム製ＢＭ
−７）を用いて測定した結果、及び、更に該面光源装置
上に透過型アクティブマトリクス駆動の液晶パネルを配
し、ＲＧＢ各色が点灯するようにドライブした後に各色
表示時の色度値を測定した結果を表１に示す。

【０１４０】色再現性と輝度が同時に向上したため、画
像が明るく鮮やかで引き締まった表示となり、ＤＶＤ
（デジタルビデオディスク）やテレビジョン画像の表示
を行った際にも違和感がない液晶ディスプレイ装置が得
られた。

【０１４１】また、液晶パネルには顔料分散方式カラー
フィルターの配置されたアクティブマトリクス駆動イン
プレーンスイッチング方式液晶パネルを用いたが、上記
ジフェニルスクアリリウム化合物では顔料分散方式カラ
ーフィルターのオーバーラップ点から１２ｎｍの位置に
光吸収半値幅３８ｎｍのシャープな光吸収ピークを有
し、また、ピラゾール系スクアリリウム化合物ではオー
バーラップ点から１１ｎｍの位置に光吸収半値幅４３ｎ
ｍのシャープな光吸収ピークを有しており、しかも、該
有機色素分散層に於いて形成される光吸収ピークは２個
だけであったため、輝度低下を招く不要なスペクトルが
カットされず、極めて効率よく色再現性を低下させる発
光スペクトルのみがカットされていることが確認され
た。

【０１４２】

【表１】表１において、輝度は、管電流６ｍＡ時の有効発光エリ
ア内２５点での平均値である。

【０１４３】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、高い
発光効率を保ちながら、色再現範囲を拡大し、尚かつ、
ディスプレイ非点灯時にも表示画面に違和感を覚えるこ
とのない、意匠性に優れたディスプレイ装置を提供する
ことができる。また、ディスプレイ装置の表示面内での
発色の均一性が高く、生産が容易で、尚かつ、低コスト
な集光フィルムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のカラーフィルターを有する液晶ディ
スプレイ装置の一実施形態の概略構成図である。

【図２】この発明のカラーフィルターを有する液晶ディ
スプレイ装置の他の実施形態の概略構成図である。

【図３】カラーフィルター各色の分光透過率特性図であ
る。

【図４】この発明のカラーフィルターを有する液晶ディ
スプレイ装置の他の実施形態の概略構成図である。

【図５】この発明に係る集光フィルムによる分光透過率
曲線を示す図である。

【図６】この発明に係る集光フィルムの一実施形態の概
略断面図である。

【図７】この発明に係る集光フィルムの他の実施形態の
概略断面図である。

【図８】この発明に係る集光フィルムの他の実施形態の
概略断面図である。

【図９】面光源装置の一例を示す概略分解斜視図であ
る。

【図１０】（ａ）、（ｂ）は集光フィルムの機能を示す
面光源装置の概略断面図である。

【図１１】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は集光フィルムに形
成されている集光素子の拡大斜視図である。

【図１２】この発明に係る集光フィルムの使用例を示す
面光源装置の概略部分断面図である。

【図１３】この発明に係る集光フィルムの使用状態を示
す部分拡大概略断面図である。

【図１４】面光源装置の他の例を示す概略断面図であ
る。

【図１５】（ａ）〜（ｊ）は、光取り出し機構の各例を
示す概略図である。

【図１６】（ａ）〜（ｅ）は導光体に形成される集光素
子アレーの各実施態様を示している。

【図１７】冷陰極管の発光スペクトル分布を示す図であ
る。

【図１８】この発明に係る面光源装置の一例を示す概略
断面図である。

【図１９】この発明に係る面光源装置の他の例を示す概
略断面図である。

【図２０】従来の面光源装置の一例を示す概略断面図で
ある。

【図２１】従来の面光源装置の一例を示す概略断面図で
ある。

【符号の説明】

１導光体１ａ光入射面１ｂ光出射面２光源３リフレクター４集光素子５集光フィルム５ａ基材フィルム５ｂ有機色素分散層６ａドット６ｂ粗面パターン６光取り出し機構７リフレクター８フィルター部１０液晶セル部１１面光源装置１２、１３ビーズ１４バインダー樹脂１５ライティングカーテン１６フレーム１７リフレクター１８補助フィルター１９偏光板２０ガラス基板２１カラーフィルター２２液晶層２３ガラス基板２４偏光板

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）Ｇ０２Ｂ 5/02 Ｇ０２Ｂ 5/02 Ｂ 5/20 １０１ 5/20 １０１Ｇ０２Ｆ 1/13357 Ｇ０２Ｆ 1/13357 Ｇ０９Ｆ 9/00 ３２４Ｇ０９Ｆ 9/00 ３２４３３７３３７Ｚ // Ｆ２１Ｙ 103:00 Ｆ２１Ｙ 103:00 (72)発明者藤原英資神奈川県横浜市青葉区鴨志田町1000番地三菱化学株式会社内Ｆターム(参考） 2H042 BA02 BA04 BA12 BA20 2H048 BA45 BA47 BB02 BB04 BB08 BB42 2H091 FA01Z FA02X FA02Y FA28Z FA29Z FA42Z FA50Z FB02 FD21 FD24 LA03 LA04 LA16 LA17 LA18 LA20 5G435 AA03 AA04 BB12 CC12 EE27 EE29 GG12

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】カラーフィルターを有するディスプレイ
装置であって、表示光の透過経路上には前記カラーフィ
ルター各色の分光透過率特性におけるオーバーラップ点
から±３０ｎｍの範囲に位置する光吸収ピークを有した
補助フィルターが設けられ、かつ、前記補助フィルター
は前記カラーフィルターより光源寄りに設けられている
ことを特徴とするディスプレイ装置。
【請求項２】前面に偏光板が設けられたカラーフィル
ターを有するディスプレイ装置であって、表示光の透過
経路上には前記カラーフィルター各色の分光透過率特性
におけるオーバーラップ点から±３０ｎｍの範囲に位置
する光吸収ピークを有した補助フィルターが設けられ、
かつ、前記補助フィルターは最外層の偏光板より光源寄
りに設けられていることを特徴とするディスプレイ装
置。
【請求項３】前記補助フィルターは有機色素分散層よ
りなることを特徴とする請求項１または２に記載のディ
スプレイ装置。
【請求項４】前記ディスプレイ装置はアクティブマト
リクス駆動の透過型若しくは半透過型液晶ディスプレイ
装置であって、前記補助フィルターは液晶セルに貼り付
けられる調光フィルム、若しくは、バックライトの発光
面上に配設される調光フィルムに設けられていることを
特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のディスプレ
イ装置。
【請求項５】前記カラーフィルターは顔料分散方式カ
ラーフィルターであり、かつ、前記バックライトには冷
陰極管が光源として用いられていることを特徴とする請
求項４に記載のディスプレイ装置。
【請求項６】前記有機色素はスクアリリウム系及び／
又はテトラアザポルフィリン系からなることを特徴とす
る請求項１〜５のいずれかに記載のディスプレイ装置。
【請求項７】カラーフィルターを有する液晶ディスプ
レイ装置に用いられ、集光素子を表面に形成した合成樹
脂からなり、カラーフィルターの各色の分光透過率特性
におけるオーバーラップ点から±３０ｎｍの範囲に位置
する光吸収ピークを有する補助フィルターを備える集光
フィルム。
【請求項８】光吸収ピークは集光素子を表面に形成し
た合成樹脂に有機色素を分散させることにより形成した
ことを特徴とする請求項７に記載の集光フィルム。
【請求項９】集光素子が、集光フィルムの表面部に形
成された、プリズムアレー、及び／又はレンチキュラー
レンズアレー、及び／又は波板状アレー、及び／又はマ
イクロレンズアレー、及び／又は角錐群アレーであるこ
とを特徴とする請求項７又は８に記載の集光フィルム。
【請求項１０】集光素子が、レンズ作用を有する略球
形のビーズをコーティングして形成されていることを特
徴とする請求項７又は８に記載の集光フィルム。
【請求項１１】集光フィルムの集光素子が設けられた
面と逆の面に、密着防止用凹凸を形成したことを特徴と
する請求項７〜１０のいずれかに記載の集光フィルム。
【請求項１２】集光フィルムが、二軸延伸ポリエチレ
ンテレフタレート及び／又は二軸延伸ポリプロピレンか
ら形成されていることを特徴とする請求項７〜１０のい
ずれかに記載の集光フィルム。
【請求項１３】可視光線域における光吸収ピークの光
吸収半値幅が、６０ｎｍ以下であることを特徴とする請
求項７〜１２のいずれかに記載の集光フィルム。
【請求項１４】可視光線域における光吸収ピークの個
数が、１以上３未満であることを特徴とする請求項７〜
１３のいずれかに記載の集光フィルム。
【請求項１５】光吸収ピークは有機色素を集光フィル
ムに分散させることによって形成されることを特徴とす
る請求項７〜１４のいずれかに記載の集光フィルム。
【請求項１６】紫外線吸収層を設けたことを特徴とす
る請求項７〜１５のいずれかに記載の集光フィルム。
【請求項１７】有機色素が、スクアリリウム系及び／
又はテトラアザポルフィリン系の少なくとも１種からな
ることを特徴とする請求項７〜１６のいずれかに記載の
集光フィルム。
【請求項１８】光源と、前記光源光を面光源に変換す
る手段とを具備し、透過型及び／又は半透過型液晶ディ
スプレイ装置の背面光源手段として用いる面光源装置に
おいて、その光出射面に請求項７〜１６のいずれかに記
載の集光フィルムを設けたことを特徴とする面光源装
置。
【請求項１９】面光源変換手段が、少なくとも一つの
側端部を光入射面とし、かつ、一表面を光出射面とする
導光体と、光源光を導光体外に取り出す光取り出し機構
と、前記光出射面と導光体を挟んで反対側に設けられた
光反射シートとを備えることを特徴とする請求項１８に
記載の面光源装置。