JP2003294940A - 光学フィルタ及びこれを用いた面光源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡易に且つ再現性良く製造可能であることを
特徴とする、複数の透過波長帯域を有する光学フィルタ
及びこれを用いた面光源装置を提供する。 【解決手段】 本発明に係る光学フィルタ２は、それぞ
れ異なる反射波長帯域を有する少なくとも２つ以上のバ
ンドパスフィルタ２１，２２を重ね合わせて形成された
ことを特徴とする。また、本発明に係る面光源装置１０
は、複数のピーク波長を有する光を面状に出射する面光
源１と、光学フィルタ２とを備え、光学フィルタ２の透
過波長帯域は、面光源１の複数のピーク波長に対応する
ように設定されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置等に
使用される正面指向性に優れた面光源装置を形成し得る
バンドパスフィルタ型の光学フィルタ及びこれを用いた
面光源装置に関し、特に、簡易に且つ再現性良く製造可
能であることを特徴とする、複数の透過波長帯域を有す
る光学フィルタ及びこれを用いた面光源装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置に使用されるＥＬ（エレク
トロルミネッセンス素子）バックライト、ＣＣＦＬ（冷
陰極蛍光管）バックライト、ＬＥＤ（発光ダイオード）
バックライト等の面光源装置は、特定の波長にピークを
有するのが通常である。

【０００３】従って、バックライトから出射された特定
ピーク波長の光を、垂直入射時に透過させる一方、斜め
入射時に反射するバンドパスフィルタ（干渉フィルタ）
をバックライトの出射面側に配置すれば、垂直入射光は
透過するが斜め方向からの入射光は透過せずに反射され
ることになり、平行光化が可能になる。

【０００４】前記バンドパスフィルタによれば、従来の
遮光板を利用した平行光化と異なり、非平行光線は吸収
されず反射され、バックライト側に戻る特徴を有してい
る。ここで、反射された斜め入射光は、バックライトに
戻され、バンドパスフィルタに向かって再反射し、その
再反射光の正面方向成分のみがバンドパスフィルタを透
過することになる。従って、以上の動作が繰り返される
所謂光リサイクル効果により、バンドパスフィルタを透
過する正面方向（垂直方向）の光の輝度が高まり高効率
で平行光を出射する面光源装置を得ることが可能とな
る。

【０００５】ここで、バンドパスフィルタにおける光干
渉の波長特性は入射角度によって変化する、つまり入射
角度に応じてバンドパスフィルタで選択透過される波長
が変化するため、前記平行光の平行度は、バンドパスフ
ィルタの透過中心波長と透過波長幅（半値幅）とによっ
て制御することができる。例えば、透過波長幅（半値
幅）を狭く設定すれば、極めて狭い正面近傍にのみ透過
光が集中し、平行度の高い面光源装置が得られる。

【０００６】一方、バンドパスフィルタの透過波長幅
（半値幅）を広く設定すると、従来から市販されている
輝度向上用のプリズムシートを用いた場合程度の平行度
にすることも可能である。ここで、プリズムシートの場
合、原理上、空気界面における光の屈折を利用するため
に、バックライト或いは液晶セルと貼着することはでき
ない。しかしながら、バンドパスフィルタを用いる場合
には、プリズムシートとは異なり、空気界面が不要であ
るため、バックライト或いは液晶セルと貼着して一体化
することも可能であり、これにより装置全体のハンドリ
ングを容易にすることができるという特徴を有する。さ
らに、バンドパスフィルタは、表面が平滑であるため、
ハードコート処理等を行なうことにより、表面の傷発生
を防止することが可能であり、これによりハンドリング
をより一層容易にすることができる。これに対し、表面
での屈折を利用するプリズムシートでは、ハードコート
処理等の傷発生防止処理を施すことが難しいため、バン
ドパスフィルタをバックライトの平行光化に利用する利
点は大きいといえる。

【０００７】このようなバンドパスフィルタ型の光学フ
ィルタとしては、例えば、コレステリック液晶を用い
て、特願２００１−６０００５号や特願２０００−２８
１３８２号において提案されており、平行化（集光化）
された面光源装置を得ることができる。

【０００８】前述のように、バンドパスフィルタによっ
て理想的な平行光化バックライトを実現するには、当該
バックライトの特定ピーク波長の光を透過させる一方、
その他の波長の光を反射するバンドパスフィルタが必要
である。例えば、図４に示すように、一般的なＣＣＦＬ
バックライトの発光スペクトルは、赤色（６１０ｎ
ｍ）、緑色（５４５ｎｍ）及び青色（４３５ｎｍ）にピ
ーク波長を有する。

【０００９】このような発光スペクトルを有するＣＣＦ
Ｌバックライトに対して、理想的な平行光化を実現する
には、赤色よりも長い波長、青色よりも短い波長、青色
よりも長く緑色よりも短い波長、緑色よりも長く赤色よ
りも短い波長のそれぞれの光をカット（反射）するバン
ドパスフィルタとすれば良い。斯かるバンドパスフィル
タは、例えば、同じ反射波長帯域において選択反射性を
有するコレステリック液晶層を互いに直交させて重ね合
わせたり、真空蒸着等によって高屈折率／低屈折率の薄
膜層を繰り返し多層積層することによって作成可能であ
る。

【００１０】しかしながら、前記のように複数の反射波
長帯域を有するバンドパスフィルタ型の光学フィルタ
を、透過波長帯域の光の透過率を十分に確保しつつ、簡
易且つ再現性良く製造することは容易ではないという問
題がある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、斯かる従来
技術の問題を解決するべくなされたものであり、簡易に
且つ再現性良く製造可能であることを特徴とする、複数
の透過波長帯域を有する光学フィルタ及びこれを用いた
面光源装置を提供することを課題とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】斯かる課題を解決するべ
く、本発明者らは、鋭意研究した結果、それぞれ異なる
反射波長帯域を有する少なくとも２つ以上のバンドパス
フィルタを重ね合わせて複合化すれば、複数の反射波長
帯域を有する光学フィルタを簡易に且つ再現性良く製造
可能であることを見出し、本発明を完成したものであ
る。即ち、本発明は、請求項１に記載の如く、それぞれ
異なる反射波長帯域を有する少なくとも２つ以上のバン
ドパスフィルタを重ね合わせて形成されたことを特徴と
する光学フィルタを提供するものである。

【００１３】請求項１に係る発明によれば、重ね合せる
各バンドパスフィルタの反射波長帯域に応じた複数の反
射波長帯域を有する（透過波長帯域も複数となる）と共
に、簡易に且つ再現性良く製造可能な光学フィルタが提
供される。

【００１４】好ましくは、請求項２に記載の如く、前記
各バンドパスフィルタは、それぞれ屈折率の異なる薄膜
層を多層積層して形成される。

【００１５】或いは、請求項３に記載の如く、前記各バ
ンドパスフィルタは、一方が右円偏光を、他方が左円偏
光をそれぞれ選択反射する２層のコレステリック液晶層
を積層して形成してもよい。

【００１６】また、請求項４に記載の如く、前記各バン
ドパスフィルタは、同一方向の旋回性を有する２層のコ
レステリック液晶層を１／２波長板を介して積層して形
成することも可能である。なお、同一方向の旋回性と
は、共に右円偏光を、或いは、共に左円偏光を選択反射
することを意味する。

【００１７】さらに、請求項５に記載の如く、それぞれ
屈折率の異なる薄膜層を多層積層して形成されたバンド
パスフィルタ、一方が右円偏光を他方が左円偏光をそれ
ぞれ選択反射する２層のコレステリック液晶層を積層し
て形成されたバンドパスフィルタ、及び、同一方向の旋
回性を有する２層のコレステリック液晶層を１／２波長
板を介して積層して形成されたバンドパスフィルタの
内、少なくとも２種類以上のバンドパスフィルタを重ね
合わせて形成することも可能である。

【００１８】なお、本発明は、請求項６に記載の如く、
複数のピーク波長を有する光を面状に出射する面光源
と、前記面光源の出射面側に配置された請求項１から５
のいずれかに記載の光学フィルタとを備え、前記光学フ
ィルタの透過波長帯域は、前記面光源の複数のピーク波
長に対応するように設定されていることを特徴とする面
光源装置としても提供される。

【００１９】請求項６に係る発明によれば、ＥＬバック
ライトやＣＣＦＬバックライト等の複数のピーク波長を
有する面光源からの出射光を、光学フィルタに透過させ
ることにより、全てのピーク波長の光について正面指向
性に優れた状態で出射し得る面光源装置を得ることがで
きる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しつつ、本
発明の一実施形態について説明する。

【００２１】（第１の実施形態）図１は、本発明の第１
の実施形態に係る光学フィルタを備えた面光源装置の概
略構成を示す縦断面図である。図１に示すように、本実
施形態に係る面光源装置１０は、複数のピーク波長を有
する光を面状に出射する面光源１と、面光源１の出射面
側に配置されたバンドパスフィルタ型の光学フィルタ２
とを備えており、光学フィルタ２の透過波長帯域は、面
光源１の複数のピーク波長に対応するように設定されて
いる。

【００２２】面光源１は、例えば、３波長冷陰極管の
他、発光ダイオード、エレクトロルミネッセンス素子等
を光源とし、光学フィルタ２に対して面状に光を出射す
るように構成されている。なお、面光源１としては、図
１に示すようないわゆる直下型の他、光源を側方に配置
し、導光体を介して面状に出射するように構成したいわ
ゆるサイドライト型とすることも可能である。

【００２３】光学フィルタ２は、それぞれ異なる反射波
長帯域を有する少なくとも２つ以上（本実施形態では２
つ）のバンドパスフィルタ２１、２２を重ね合わせて形
成されている。各バンドパスフィルタ２１、２２は、透
過光波長の１〜１／８程度の厚みを有し、且つ、それぞ
れ屈折率の異なる薄膜を、少なくとも３層以上、好まし
くは５層以上、更に好ましくは１０層以上積層して形成
されている。

【００２４】各バンドパスフィルタ２１、２２は、当該
バンドパスフィルタ２１、２２を構成する薄膜層間にお
ける反射／干渉の繰り返しによって、設計された特定波
長（つまり、面光源１の複数のピーク波長に応じた波
長）を反射又は透過する特性を有する。

【００２５】より具体的には、例えば、それぞれ１／４
波長の厚みを有し、且つ、それぞれ屈折率の異なる薄膜
を、基材側から低屈折率層／高屈折率層の順で、基材上
に順次積層すれば、その波長λを中心に、帯域幅Ｗの波
長範囲にのみ高い反射率を有する帯域反射フィルタとす
ることができ、前記帯域幅Ｗは、低屈折率層と高屈折率
層との屈折率差によって決定される。また、反射波長帯
域（波長λを中心とした帯域幅Ｗの波長範囲）での反射
率は、前記屈折率差と積層数とによって決定され、積層
数が多いほど反射率を高くすることが可能である。以上
の観点より、各バンドパスフィルタ２１、２２の反射波
長帯域等が設計されることになる。

【００２６】バンドパスフィルタ２１、２２は、従来か
ら知られている製造方法によって作成することができ
る。具体的には、真空蒸着法、スパッタリング法、イオ
ンプレーティング法などの真空ドライプロセス、コーテ
ィングによるウェットプロセスの他、樹脂を積層した
り、当該積層体を延伸する方法など、種々の方法で作成
可能であり、製造方法を特に限定するものではない。

【００２７】光学フィルタ２は、上記のようにして作成
されたバンドパスフィルタ２１、２２（各バンドパスフ
ィルタ２１、２２は、それぞれ異なる反射波長帯域を有
するように作成される）を重ね合わせ、例えば、粘着剤
や接着剤を介して貼着したり、加熱融着（熱ラミネー
ト）したりすることにより複合化して形成されており、
光学フィルタ２全体として複数の反射波長帯域を有する
（透過波長帯域も複数になる）ことになる。

【００２８】なお、各バンドパスフィルタ２１、２２の
多層薄膜層は、設計された反射波長帯域の特性変化が生
じないように、光が干渉しない（コヒーレント性を有さ
ない）程度の厚さ以上離間して配置することが望まし
い。ただし、粘着剤等の厚みや、基材の厚みは、少なく
とも５μｍ以上（通常は２０μｍ以上）であるため、前
記配置上の問題は生じないのが通常である。

【００２９】次に、各バンドパスフィルタ２１、２２に
おける透過波長（反射波長）の設定について、詳細に説
明する。

【００３０】本実施形態に係るバンドパスフィルタ２
１、２２は、面光源１の発光スペクトルにおけるピーク
波長に相当する波長で最大透過率を示す（最大透過率を
示す波長を最大透過波長という）一方、当該最大透過波
長より長波長側にカット率５０％以上の反射波長（反射
率が５０％以上となる波長）を有するように設定されて
いる。

【００３１】ここで、反射波長と最大透過波長との差に
応じて、後述するように、バンドパスフィルタ２１、２
２を透過する光の平行度が異なることになり、前記差を
目的に応じて任意に設定することができる。

【００３２】つまり、バンドパスフィルタ２１、２２へ
の光の入射角θに応じたカット率５０％以上の反射波長
は、以下の式（１）により近似的に導かれる。λ２＝λ
１×（１−（ｎ０／ｎｅ）²×ｓｉｎ²θ）^1/2 ・・
・（１）ここで、λ１は垂直入射光を５０％以上反射す
る反射波長の値を、λ２は入射角θの光を５０％以上反
射する反射波長の値を、ｎ０は外部媒体の屈折率（空気
界面の場合には１．０）を、ｎｅはバンドパスフィルタ
２１、２２の有効屈折率を、θは入射角をそれぞれ示
す。

【００３３】上記式（１）より、例えば、面光源１の発
光スペクトルにおけるピーク波長５３５ｎｍに対し、反
射波長λ１＝５４５ｎｍ、バンドパスフィルタ２２の有
効屈折率をｎｅ＝２．０とし、空気界面を残して配置す
れば、反射波長λ２＝５３５ｎｍとなる入射角θは、お
よそ約±２２度となる。つまり、入射角θが約±２２度
の範囲内であれば、５０％以上の透過率を得ることがで
きる（逆に入射角θが約±２２度の範囲外であれば、λ
２＜５３５ｎｍとなり、当該λ２より長波長側となる前
記面光源１のピーク波長５３５ｎｍの光は、バンドパス
フィルタ２２を５０％以上透過しないということにな
る）。同様にして、反射波長λ１＝５３７ｎｍとする
と、反射波長λ２＝５３５ｎｍとなる入射角θは約±１
０度となり、反射波長λ１＝５３５．５ｎｍとすると、
反射波長λ２＝５３５ｎｍとなる入射角θは約±５度程
度となる。

【００３４】このようにして、バンドパスフィルタ２２
の最大透過波長（面光源１の発光スペクトルにおけるピ
ーク波長）と、反射波長λ１とを設定することにより、
バンドパスフィルタ２２を透過する光の平行度を自由に
制御することができる。

【００３５】バンドパスフィルタ２１についても同様で
あり、面光源１の発光スペクトルにおける他のピーク波
長に応じて、その反射波長λ１、λ２をバンドパスフィ
ルタ２２と異ならせることにより、複数のピーク波長を
有する面光源１に対して、有効な光学フィルタ１とする
ことができる。

【００３６】次に、本実施形態で適用可能なバンドパス
フィルタ２１、２２の例を、より具体的に説明する。

【００３７】（１）蒸着材料からなる薄膜を積層する場
合 高屈折率材料として、ＴｉＯ₂、ＺｒＯ₂、ＺｎＳ、Ｉｎ
₂Ｏ₃等の金属酸化物や誘電体を、中屈折率材料としてＭ
ｇＯ、Ａｌ₂Ｏ₃等の金属酸化物や誘電体を、低屈折率材
料として、ＳｉＯ₂、ＭｇＦ₂、Ｎａ₃ＡｌＦ₆、ＣａＦ₂
等の金属酸化物や誘電体をそれぞれ使用し、これら屈折
率のそれぞれ異なる材料を透明基材上に蒸着によって積
層することによりバンドパスフィルタ２１、２２を形成
することができる。ただし、前記材料に特に限定される
ものではなく、バンドパスフィルタ２１、２２の目標特
性に適合する屈折率を有する限りにおいて、一般的に使
用されている材料を種々選択可能である。また、前記材
料の混合物を１つの層として使用し、混合物の配合率を
適宜設定することによって屈折率を調整することも可能
である。

【００３８】（２）樹脂材料からなる薄膜を積層する場
合 例えば、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレ
フタレート、ポリカーボネート、ビニルカルバゾール、
臭素化アクリレートに代表されるハロゲン化樹脂組成物
や、高屈折率無機材料超微粒子包埋樹脂組成物等の高屈
折率樹脂材料と、３フッ素エチルアクリレート等に代表
されるフッ素樹脂材料や、ポリメチルメタアクリレート
に代表されるアクリル樹脂等の低屈折率樹脂材料とを使
用し、これら屈折率のそれぞれ異なる材料を透明基材上
に積層することによりバンドパスフィルタ２１、２２を
形成することができる。

【００３９】また、前記（１）、（２）で使用する透明
基材の材料については特に限定はないが、一般的には、
ポリマーやガラス材料が使用される。ポリマーの例とし
ては、２酢酸セルロースや３酢酸セルロース等のセルロ
ース系ポリマー、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等のポリエステル系ポリマー、ポリ
オレフィン系やポリカーボネート系のポリマー等が用い
られる。

【００４０】（第２の実施形態）次に、本発明の第２の
実施形態について説明する。図２は、本発明の第２の実
施形態に係る光学フィルタを備えた面光源装置の概略構
成を示す縦断面図である。図２に示すように、第２の実
施形態に係る面光源装置２０も、第１の実施形態と同様
に、複数のピーク波長を有する光を面状に出射する面光
源３と、面光源３の出射面側に配置されたバンドパスフ
ィルタ型の光学フィルタ４とを備えている。また、第１
の実施形態と同様に、光学フィルタ４の透過波長帯域
は、面光源３の複数のピーク波長に対応するように設定
されており、それぞれ異なる反射波長帯域を有する少な
くとも２つ以上（本実施形態では２つ）のバンドパスフ
ィルタ４１、４２を重ね合わせて形成されている。

【００４１】しかしながら、本実施形態では、各バンド
パスフィルタ４１、４２が、一方が右円偏光を、他方が
左円偏光をそれぞれ選択反射する２層のコレステリック
液晶層を積層してそれぞれ形成されている点で第１の実
施形態と相違する。より具体的には、本実施形態におけ
る各バンドパスフィルタ４１、４２は、各層の選択反射
中心波長λｃ及び反射帯域幅Ｗが同一であり、且つ、互
いに逆捩れの施回性を有するコレステリック液晶層を２
層積層することにより形成されている。

【００４２】ここで、各バンドパスフィルタ４１、４２
を構成する前記コレステリック液晶層のような、いわゆ
る反射型偏光子は、一般的に、偏光子として機能する波
長帯域を有しており、その選択反射中心波長λｃや反射
帯域幅Ｗは、偏光子の材料特性や作成方法によって制御
することが可能である。

【００４３】図３に示すように、バンドパスフィルタ４
２は、右円偏光を透過し、左円偏光を反射するコレステ
リック液晶層からなる円偏光子（右円備光子）４２１
と、右円偏光子４２１と直交関係にある（逆捩れの旋回
性を有する）円偏光子、すなわち、左円偏光を透過し、
右円偏光を反射するコレステリック液晶層からなる円偏
光子（左円偏光子）４２２とから形成されている。右円
偏光子４２１及び左円偏光子４２２の選択反射中心波長
λｃ及び反射帯域幅Ｗは、同一とされている。従って、
図３に示すように、選択反射帯域（波長λｃを中心とし
た反射帯域幅Ｗの波長帯域）の光は、入射光（面光源３
の出射光）が自然光であるか、偏光であるかに関わら
ず、全て反射されることになる。換言すれば、λｃ−Ｗ
／２≦λ≦λｃ＋Ｗ／２の範囲にある波長λの光を反射
する（前記範囲外の波長を有する光を透過する）帯域反
射フィルタとして作用することになる。

【００４４】バンドパスフィルタ４１も、図３で説明し
たバンドパスフィルタ４２と同様の構成を有し、同様の
機能を奏するが、バンドパスフィルタ４２とは異なる選
択反射中心波長λｃを有するように形成されている。従
って、バンドパスフィルタ４１、４２を重ね合わせた光
学フィルタ４全体としては、複数の反射波長帯域を有す
る（透過波長帯域も複数になる）ことになる。なお、光
学フィルタ４は、各バンドパスフィルタ４１、４２を重
ね合わせ、粘着剤や接着剤を介して貼着したり、加熱融
着することにより形成される。また、バンドパスフィル
タ４１、４２を順次多層塗工したり、多層塗工と貼着と
を組み合わせることによって、光学フィルタ４を形成す
ることも可能である。

【００４５】各バンドパスフィルタ４１、４２を構成す
るコレステリック液晶層の材料や構造は、コレステリッ
ク液晶性を示す限りにおいて特に制限されるものではな
く、種々の化合物を適用可能である。例えば、コレステ
リック液晶層は、コレステリック性の液晶配向を示す主
鎖型、側鎖型又はこれらの複合型である各種骨格の液晶
ポリマーによって形成される。

【００４６】主鎖型の液晶ポリマーとしては、芳香族単
位等からなるメソゲン基を結合した構造を有する縮合系
のポリマー（例えば、ポリエステル系、ポリアミド系、
ポリカーボネート系、ポリエステルイミド系などのポリ
マー）が適用可能である。メソゲン基となる前記芳香族
単位としては、フェニル系、ビフェニル系、ナフタレン
系のものが適用でき、これら芳香族単位は、シアノ基、
アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン基等の置換基を有
していても良い。

【００４７】側鎖型の液晶ポリマーとしては、ポリアク
リレート系、ポリメタクリレート系、ポリシロキサン
系、ポリマロネート系の主鎖を骨格とし、側鎖に環状単
位等からなるメソゲン基を有するものが適用可能であ
る。メソゲン基となる前記環状単位としては、例えば、
ビフェニル系、フェニルベンゾエート系、フェニルシク
ロヘキサン系、アゾキシベンゼン系、アゾメチン系、ア
ゾベンゼン系、フェニルピリミジン系、ジフェニルアセ
チレン系、ジフェニルペンゾエート系、ビシクロヘキサ
ン系、シクロヘキシルベンゼン系、ターフェニル系等が
適用可能である。なお、これら環状単位の末端は、例え
ば、シアノ基、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン基
等の置換基を有していても良い。

【００４８】また、いずれの液晶ポリマーのメソゲン基
も、屈曲性を付与するスペーサー部を介して結合してい
ても良い。斯かるスペーサー部としては、ポリメチレン
鎖、ポリオキシメチレン鎖等が適用可能である。スペー
サー部を形成する構造単位の繰り返し数は、メソゲン基
の化学構造に応じて適宜決定されるが、ポリメチレン鎖
の繰り返し単位は、０〜２０、好ましくは２〜１２とさ
れ、ポリオキシメチレン鎖の繰り返し単位は、０〜１
０、好ましくは１〜３とされる。なお、コレステリック
系液晶ポリマーは、ネマチック系液晶ポリマーに、低分
子カイラル剤を含有させたり、ポリマー成分中にキラル
成分を導入することによって調製することが可能であ
る。

【００４９】液晶ポリマーの分子量は、特に制限されな
いものの、重量平均分子量で２千〜１０万程度とするの
が好ましい。液晶ポリマーの重量平均分子量が大きくな
ると、液晶としての配向性、特に、ラビング配向膜等を
介した場合におけるモノドメイン化に乏しくなり、液晶
ポリマーが均一な配向状態を形成し難くなる傾向がある
ことから、液晶ポリマーの重量平均分子量は、５万以下
とするのがより好ましい。また、液晶ポリマーの重量平
均分子量が小さくなると、非流動層としての成膜性に乏
しくなる傾向があることから、液晶ポリマーの重量平均
分子量は、２５００以上とするのがより好ましい。

【００５０】液晶ポリマーのガラス転移温度は、液晶ポ
リマーが使用される用途に応じて適宜決定されるが、基
材の耐熱性の観点より、通常、５０〜１５０℃程度のも
のを用いるのが好ましい。また、コレステリック液晶層
は、前記コレステリック液晶ポリマーの溶液を塗布して
乾燥させたり、重合性のコレステリック液晶モノマーを
熱や光によって重合することにより形成される。また、
コレステリック液晶層のコレステリック性を示すキラル
成分は、コレステリック液晶ポリマーの調製段階、又
は、コレステリック液晶モノマーの重合段階において、
面光源３に対して所望される選択反射帯域に応じて適宜
調製される。コレステリック液晶層は、１μｍから２０
μｍの厚みとするのが好ましく、２μｍから１０μｍの
厚みとするのがさらに好ましい。

【００５１】なお、コレステリック液晶層を形成するに
あたっては、コレステリック液晶を配向させるための配
向膜が使用される。斯かる配向膜としては、例えば、透
明基材上にポリイミドやポリビニルアルコール等からな
る薄膜を形成し、それをラビングして形成したもの、透
明フィルムを延伸処理した延伸フィルム、シンナメート
骨格やアゾベンゼン骨格を有するポリマー又はポリイミ
ドに偏光紫外線を照射したものなど、コレステリック液
晶を配向させ得る限りにおいて、種々の配向膜を使用可
能である。

【００５２】なお、本実施形態の光学フィルタ４では、
各バンドパスフィルタ４１、４２が、一方が右円偏光
を、他方が左円偏光をそれぞれ選択反射する（互いに逆
捻れの旋回性を有する）２層のコレステリック液晶層を
積層して形成されているが、これに限らず、同一方向の
旋回性を有する２層のコレステリック液晶層を１／２波
長板を介して積層して形成した光学フィルタとしても、
光学フィルタ４と同様の機能を奏することが可能であ
る。

【００５３】ここで、前記１／２波長板（位相差板）と
は、可視光波長の１／２波長に相当する位相差遅れを有
する複屈折フィルムを意味する。１／２波長板は、例え
ば、高分子フィルムを延伸、配向して形成される。斯か
る高分子フィルムとしては、特に限定はないものの、光
学的に透明で、配向ムラの少ないものが好適に使用され
る。このような高分子フィルムとしては、例えば、ポリ
カーボネート、ポリアリレート、ポリスルホン、ポリオ
レフィン系、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、ノルボルネン系、アクリル系、ポリス
チレン系、セルロース系が適用可能である。また、液晶
組成物を高分子フィルムにコーティング又は含浸して形
成することも可能である。

【００５４】なお、本発明に係る光学フィルタとして
は、要求される光学特性に応じて、第１の実施形態及び
第２の実施形態で説明した各バンドパスフィルタを適宜
選択し、製作容易性等も勘案しつつ、これらを組み合わ
せることによって形成することも可能である。つまり、
それぞれ屈折率の異なる薄膜層を多層積層して形成され
たバンドパスフィルタ、一方が右円偏光を他方が左円偏
光をそれぞれ選択反射する２層のコレステリック液晶層
を積層して形成されたバンドパスフィルタ、及び、同一
方向の旋回性を有する２層のコレステリック液晶層を１
／２波長板を介して積層して形成されたバンドパスフィ
ルタの内、少なくとも２種類以上のバンドパスフィルタ
を重ね合わせることによって光学フィルタを形成しても
良い。

【００５５】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、重ね合せる各バンドパスフィルタの反射波長帯域に
応じた複数の反射波長帯域を有する（透過波長帯域も複
数となる）と共に、簡易に且つ再現性良く製造可能な光
学フィルタが提供される。また、複数のピーク波長を有
する面光源からの出射光を、前記光学フィルタに透過さ
せることにより、全てのピーク波長の光について正面指
向性に優れた状態で出射し得る面光源装置を得ることが
可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は、本発明の第１の実施形態に係る光学
フィルタを備えた面光源装置の概略構成を示す縦断面図
である。

【図２】 図２は、本発明の第２の実施形態に係る光学
フィルタを備えた面光源装置の概略構成を示す縦断面図
である。

【図３】 図３は、図２に示す光学フィルタの機能を説
明する説明図である。

【図４】 図４は、一般的なＣＣＦＬバックライトの発
光スペクトルを示す。

【符号の説明】

１，３…面光源 ２，４…光学フィルタ １０，２０…
面光源装置 ２１，２２，４１，４２…バンドパスフィルタ ４２１
…右円偏光子 ４２２…左円偏光子

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 それぞれ異なる反射波長帯域を有する少
   なくとも２つ以上のバンドパスフィルタを重ね合わせて
   形成されたことを特徴とする光学フィルタ。
2. 【請求項２】 前記各バンドパスフィルタは、それぞれ
   屈折率の異なる薄膜層を多層積層して形成されることを
   特徴とする請求項１に記載の光学フィルタ。
3. 【請求項３】 前記各バンドパスフィルタは、一方が右
   円偏光を、他方が左円偏光をそれぞれ選択反射する２層
   のコレステリック液晶層を積層して形成されることを特
   徴とする請求項１に記載の光学フィルタ。
4. 【請求項４】 前記各バンドパスフィルタは、同一方向
   の旋回性を有する２層のコレステリック液晶層を１／２
   波長板を介して積層して形成されることを特徴とする請
   求項１に記載の光学フィルタ。
5. 【請求項５】 それぞれ屈折率の異なる薄膜層を多層積
   層して形成されたバンドパスフィルタ、一方が右円偏光
   を他方が左円偏光をそれぞれ選択反射する２層のコレス
   テリック液晶層を積層して形成されたバンドパスフィル
   タ、及び、同一方向の旋回性を有する２層のコレステリ
   ック液晶層を１／２波長板を介して積層して形成された
   バンドパスフィルタの内、少なくとも２種類以上のバン
   ドパスフィルタを重ね合わせて形成されたことを特徴と
   する請求項１に記載の光学フィルタ。
6. 【請求項６】 複数のピーク波長を有する光を面状に出
   射する面光源と、 前記面光源の出射面側に配置された請求項１から５のい
   ずれかに記載の光学フィルタとを備え、 前記光学フィルタの透過波長帯域は、前記面光源の複数
   のピーク波長に対応するように設定されていることを特
   徴とする面光源装置。