JP2003315547A - 光学フィルム、平行光化バックライトシステムおよび液晶表示装置 - Google Patents

光学フィルム、平行光化バックライトシステムおよび液晶表示装置

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JP2003315547A
JP2003315547A JP2002122648A JP2002122648A JP2003315547A JP 2003315547 A JP2003315547 A JP 2003315547A JP 2002122648 A JP2002122648 A JP 2002122648A JP 2002122648 A JP2002122648 A JP 2002122648A JP 2003315547 A JP2003315547 A JP 2003315547A
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Japan
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optical film
bandpass filter
liquid crystal
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polarized light
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JP2002122648A
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Kazutaka Hara
和孝 原
Naoki Takahashi
直樹 高橋
Minoru Miyatake
宮武  稔
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Nitto Denko Corp
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Nitto Denko Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 視感度的にニュートラルな平行光化光源装置
を作製するため、2つ以上の輝線に対応した集光・平行
光化システムにおいて、出射光線の偏光度が十分高く吸
収損失を少なくすることが可能な光学フィルムを提供す
ること。 【解決手段】 干渉型バンドパスフィルターと直線偏光
反射子を一体化したことを特徴とする光学フィルム。干
渉型バンドパスフィルターと円偏光反射子を一体化した
ことを特徴とする光学フィルム。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光学フィルムに関
する。さらには当該光学フィルムを用いた平行光化バッ
クライトシステムおよび液晶表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】輝線を有する光源を平行光化あるいは集
光化する技術は、特開平2−158289号公報、特開
平6−235900号公報、特願2000−28138
2号明細書に記載されているように、コレステリック液
晶の選択反射波長帯域と輝線波長の設定により行うこと
が可能である。
【0003】しかし、ニュートラルな白色平行化光源を
得るために、2波長以上に対応して平行光化を行う場合
には、各波長のシャープカット特性が厳密に整合する必
要があった。高い平行度を得るにはカットオフ特性が急
峻である必要があり、角度変化に対する着色を防ぐには
角度に対するカット率を各波長間で揃える必要があり、
それぞれの制御をコレステリック液晶の半値幅特性で賄
うには困難な場合があった。また、(竹添秀夫 Japane
se journal of Applied Physics 1983)に記載されてい
るように、コレステリック液晶種によっては、コレステ
リック液晶そのものが有する位相差の影響が、液晶層厚
みの増加によって顕在化し、円偏光選択反射特性が低下
するという現象が見られた。この場合、透過光線の偏光
度も低下し、偏光子に吸収される損失分が増大した。ま
た、各波長ごとに平行度が異なると色調の急激な変化が
見られるため厳密な整合が必要であった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、視感度的に
ニュートラルな平行光化光源装置を作製するため、2つ
以上の輝線に対応した集光・平行光化システムにおい
て、出射光線の偏光度が十分高く吸収損失を少なくする
ことが可能な光学フィルムを提供することを目的とす
る。さらには、当該光学フィルムを用いた、平行光化バ
ックライトシステムおよび液晶表示装置を提供すること
を目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは前記課題を
解決すべく鋭意検討を重ねた結果、下記光学フィルムを
見出し本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は
下記の通りである。
【0006】1.干渉型バンドパスフィルターと直線偏
光反射子を一体化したことを特徴とする光学フィルム。
【0007】2.干渉型バンドパスフィルターと円偏光
反射子を一体化したことを特徴とする光学フィルム。
【0008】3.干渉型バンドパスフィルターが、屈折
率の異なる無機誘電体の蒸着多層膜であることを特徴と
する前記1または2記載の光学フィルム。
【0009】4.干渉型バンドパスフィルターが、屈折
率と複屈折率の異なる有機樹脂の薄膜積層多層膜または
その延伸品であることを特徴とする前記1または2記載
の光学フィルム。
【0010】5.干渉型バンドパスフィルターが、屈折
率の異なる有機樹脂の押し出し多層積層品またはその延
伸品であることを特徴とする前記1または2記載の光学
フィルム。
【0011】6.直線偏光反射子が、グリッド偏光子で
あることを特徴とする前記1、3〜5のいずれかに記載
の光学フィルム。
【0012】7.直線偏光反射子が、屈折率と複屈折率
の異なる有機樹脂の押し出し多層積層品の一軸延伸品で
あることを特徴とする前記1、3〜5のいずれかに記載
の光学フィルム。
【0013】8.円偏光反射子がコレステリック液晶で
あることを特徴とする前記2〜5のいずれかに記載の光
学フィルム。
【0014】9.干渉型バンドパスフィルターの正面透
過波長が、光源の輝線波長に一致し、その透過波長帯域
の短波長側に輝線波長が位置することを特徴と前記1〜
8のいずれかに記載の光学フィルム。
【0015】10.前記1〜9のいずれかに記載の光学
フィルムから出射する出射光線の偏光度が70%以上で
あることを特徴とする光学フィルム。
【0016】11.前記1〜10のいずれかに記載の光
学フィルムを、導光体付き輝線型光源からなるバックラ
イトの上に配置したことを特徴とする平行光化バックラ
イトシステム。
【0017】12.前記1〜10のいずれかに記載の光
学フィルムを、液晶セル下面側に貼り合わせ、導光体付
き輝線型光源からなるバックライトの上に配置したこと
を特徴とする平行光化バックライトシステム付き液晶表
示装置。
【0018】(作用)光源からの入射光線のリサイクル
は偏光反射子の特性に依存している。本発明の光学フィ
ルムは、複数波長対応のバンドパスフィルターは別途設
計のバンドパスフィルターを用いることでバックライト
システムからの出射平行光線の偏光度を高め、色調変化
の低減を行うことができる。本発明の光学フィルムによ
れば、正面透過する集光・平行光化された光線の偏光を
維持することができ、液晶表示装置における下板の偏光
板に適用することにより、吸収損失を発生することなく
効率よく明るい表示を得ることができる。
【0019】
【発明の実施の形態】図1に示す通り、本発明の光学フ
ィルムは、干渉型バンドパスフィルターと偏光反射子が
一体化している。干渉型バンドパスフィルターは、光源
の輝線波長を正面方向にて透過するバンドパスフィルタ
ーである。
【0020】光学フィルムを、平行光化バックライトシ
ステム、液晶表示装置に適用する場合に、バンドパスフ
ィルターと偏光反射子の位置関係は制限されるものでは
ない。ただし、「液晶パネル−(位相差板)−偏光板−
バンドパスフィルター−偏光反射子−バックライト」の
順の場合にはバンドパスフィルターが偏光解消能を有さ
ない必要がある。具体的には正面位相差が55nm以
下、望ましくは40nm以下、さらに望ましくは17n
m以下であることが望ましい。あるいはバンドパスフィ
ルターが一軸性位相差を有する場合ならば組み合わせて
用いる偏光子の軸方向と一致させ、±9度以下、望まし
くは±6. 4度以下、さらに望ましくは±2. 8度以下
であることが望ましい。
【0021】配置順序が「液晶パネル−(位相差板)−
偏光板−偏光反射子−バンドパスフィルター−バックラ
イト」の順の場合には特にこのような制約のないバンド
パスフィルターを用いることができる。
【0022】本発明における偏光反射子、バンドパスフ
ィルターの配置方法は特に限定するものではないが、個
別に作製後、粘着剤あるいは接着剤にて貼り合わせる
か、精密塗工などで直接積層するなどして作製するなど
して一体化することが望ましい。空気界面による反射損
失は1面ごとに数%に及び、明るさ向上のためには可能
な限り空気界面を少なくする事が望ましいからである。
【0023】バンドパスフィルターの材質は特に限定す
るものではないが、屈折率の異なる無機質系誘電体を蒸
着多層化して得られるものの他に、屈折率の異なる有機
系樹脂材料を多層化したものや、それの延伸体等が好適
に用いることができる。
【0024】偏光反射子の材質は特に限定する物では無
いが屈折率と位相差の異なる有機系樹脂材料を多層化し
一軸延伸したものや、コレステリック液晶の選択反射な
どが好適に用いられる。
【0025】光学フィルムから出射する出射光線の偏光
度は、70%以上、さらには80%以上、特に90%以
上であることが好ましい。
【0026】なお、透過型液晶表示装置は、前記フィル
ム等が用いられること以外は、常法に従って、各種の光
学層等が適宜に用いられて作製される。
【0027】
【実施例】実施例1 バンドパスフィルターとして、図2に示すグラフの波長
透過特性を有する、蒸着薄膜を用いた。TiO2 /Si
O積層枚数15層。基材は50μm厚PETフィルムを
用い、全体厚みは約53μmであった。
【0028】「液晶パネル−偏光板(日東電工製TEG
1465DU)−偏光反射子(日東電工製PCF40
0)−バンドパスフィルター−バックライト」の順に配
置し、粘着材で貼り合わせた。本構成では偏光反射子の
特性を損なうことなくバンドパスフィルターを用いるこ
とができ、偏光反射子を配置しない場合と比べて1.4
倍の輝度向上が確認された。
【0029】実施例2 バンドパスフィルターとして、図3に示すグラフの波長
透過特性を有する、屈折率の異なる樹脂の薄膜積層多層
膜を用いた。高屈折率樹脂はZrO2 超微粒子含有ハー
ドコート樹脂(nd=1. 7)、低屈折率樹脂はフッ素
系膜(nd=1. 4)を用い、合計21層積層した。基
材は80μmTACフィルム(正面位相差約20nm)
を用いた。
【0030】「液晶パネル−偏光板(日東電工製SEG
1425DU)−バンドパスフィルター−偏光反射子
(3M社製DBEF)−バックライト」の順で粘着材で
貼り合わせた。本構成ではバンドパスフィルターの配置
が偏光反射子の機能に影響することなく輝度向上は1.
4倍であった。
【0031】実施例3 バンドパスフィルターとして、図4に示すグラフの波長
透過特性を有する、屈折率の異なる樹脂の押し出し多層
積層品の2軸延伸物を用いた。樹脂はPENとPMMA
を用い、合計約100層積層した。この多層積層品を2
軸延伸しRGB各波長に対応する3種のバンドパスフィ
ルターを作製し、粘着材で積層した。
【0032】「液晶パネル−位相差板−偏光板(日東電
工製SEG1425DU)−偏光反射子(3M社製DB
EF)−バンドパスフィルター−バックライト」の順で
光学接着剤にて貼りあわせを行った。本構成ではバンド
パスフィルターの配置が偏光反射子の機能に影響するこ
となく輝度向上は1.5倍であった。
【0033】実施例4 実施例3で用いた屈折率の異なる樹脂の押し出し多層積
層品の1軸延伸物を作製した。樹脂はPENとPMMA
を用い、合計約100層積層した。この多層積層品を1
軸延伸しRGB各波長に対応する3種のバンドパスフィ
ルターを各々作製し、粘着材で積層した。
【0034】液晶パネル−位相差板−偏光板(日東電工
製SEG1425DU)−偏光反射子(3M社製DBE
F)−バンドパスフィルター−バックライト」の順で光
学接着剤にて貼りあわせを行った。本構成ではバンドパ
スフィルターそのものが直線偏光反射特性を有するので
偏光軸を組み合わせる偏光反射子と直行させ、目的とす
る波長帯域・入射角度の光線以外は全反射する組合せと
した。本構成では輝度向上は1.4倍であった。
【0035】実施例5 実施例3で用いた屈折率の異なる樹脂の押し出し多層積
層品の1軸延伸物を作製した。樹脂はPENとPMMA
を用い、合計約100層積層した。この多層積層品を1
軸延伸しRGB各波長に対応する3種のバンドパスフィ
ルターを各々作製し、粘着材で積層した。
【0036】「液晶パネル−位相差板−偏光板(日東電
工製SEG1425DU)−偏光反射子(日東電工製P
CF400)−1/4波長−バンドパスフィルター−バ
ックライト」の順で光学接着剤にて貼りあわせを行っ
た。本構成ではバンドパスフィルターそのものが直線偏
光反射特性を有するので偏光軸を組み合わせる偏光反射
子と直行させ、目的とする波長帯域・入射角度の光線以
外は全反射する組合せとした。本構成では輝度向上は
1.4倍であった。
【0037】比較例1 バンドパスフィルターとして、コレステリック液晶の薄
膜塗工物を用いた。基材は80μm厚TACフィルムを
用いた。3波長冷陰極管の発光スペクトル435、53
5、610nmに対し、選択反射波長域が440nmか
ら490nm、540〜600nm、615〜700n
mで右円偏光を反射する選択反射円偏光バンドパスフィ
ルターを作製した。
【0038】コレステリック液晶にて選択反射中心波長
が相違する5種の層を重ね塗りしグランジャン配行を行
い、410〜800nmの可視光全域で左円偏光を反射
するフィルムを得た。このフィルム2枚と1/4λ板と
積層し、さらに偏光板と透過軸が一致するように貼り合
わせた。得られる平行光線は該当する3波長に対して約
±15度程度となった。しかし、本構成で用いたコレス
テリック液晶材料は選択反射域外での位相差値が大きく
円偏光2色性の利用によるバックライトの光利用効率向
上は1. 1倍に止まった。
【0039】比較例2 実施例1と同様のバンドパスフィルターを用いた。「液
晶パネル−偏光板(日東電工製TEG1465DU)−
バンドパスフィルター−偏光反射子(日東電工製PCF
400)−バックライト」の順に配置し、粘着材で貼り
合わせた。本構成ではバンドパスフィルターのPET基
材の位相差のために虹状の猛烈な着色が見られ使用に耐
えなかった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の光学フィルムである。
【図2】実施例1のバンドパスフィルターの波長透過特
性を示すグラフである。
【図3】実施例2のバンドパスフィルターの波長透過特
性を示すグラフである。
【図4】実施例3のバンドパスフィルターの波長透過特
性を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮武 稔 大阪府茨木市下穂積1丁目1番2号 日東 電工株式会社内 Fターム(参考) 2H048 GA12 GA24 GA33 GA61 2H049 BA02 BA03 BA05 BA07 BA42 BA45 BB03 BB66 BC22 2H091 FA41Z FA50Z FB02 FC02 FD06 LA16 4F100 AA00A AA00B AK01A AK01B AR00C BA03 BA07 BA10A BA10C BA13 EH66A EH66B EJ37 GB41 JA11C JG05A JG05B JM02A JM02B JN10C

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 干渉型バンドパスフィルターと直線偏光
    反射子を一体化したことを特徴とする光学フィルム。
  2. 【請求項2】 干渉型バンドパスフィルターと円偏光反
    射子を一体化したことを特徴とする光学フィルム。
  3. 【請求項3】 干渉型バンドパスフィルターが、屈折率
    の異なる無機誘電体の蒸着多層膜であることを特徴とす
    る請求項1または2記載の光学フィルム。
  4. 【請求項4】 干渉型バンドパスフィルターが、屈折率
    と複屈折率の異なる有機樹脂の薄膜積層多層膜またはそ
    の延伸品であることを特徴とする請求項1または2記載
    の光学フィルム。
  5. 【請求項5】 干渉型バンドパスフィルターが、屈折率
    の異なる有機樹脂の押し出し多層積層品またはその延伸
    品であることを特徴とする請求項1または2記載の光学
    フィルム。
  6. 【請求項6】 直線偏光反射子が、グリッド偏光子であ
    ることを特徴とする請求項1、3〜5のいずれかに記載
    の光学フィルム。
  7. 【請求項7】 直線偏光反射子が、屈折率と複屈折率の
    異なる有機樹脂の押し出し多層積層品の一軸延伸品であ
    ることを特徴とする請求項1、3〜5のいずれかに記載
    の光学フィルム。
  8. 【請求項8】 円偏光反射子がコレステリック液晶であ
    ることを特徴とする請求項2〜5のいずれかに記載の光
    学フィルム。
  9. 【請求項9】 干渉型バンドパスフィルターの正面透過
    波長が、光源の輝線波長に一致し、その透過波長帯域の
    短波長側に輝線波長が位置することを特徴と請求項1〜
    8のいずれかに記載の光学フィルム。
  10. 【請求項10】 請求項1〜9のいずれかに記載の光学
    フィルムから出射する出射光線の偏光度が70%以上で
    あることを特徴とする光学フィルム。
  11. 【請求項11】 請求項1〜10のいずれかに記載の光
    学フィルムを、導光体付き輝線型光源からなるバックラ
    イトの上に配置したことを特徴とする平行光化バックラ
    イトシステム。
  12. 【請求項12】 請求項1〜10のいずれかに記載の光
    学フィルムを、液晶セル下面側に貼り合わせ、導光体付
    き輝線型光源からなるバックライトの上に配置したこと
    を特徴とする平行光化バックライトシステム付き液晶表
    示装置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011242714A (ja) * 2010-05-21 2011-12-01 Toppan Printing Co Ltd 偽造防止シート、偽造防止用ラベル、偽造防止用転写シート、偽造防止物品及び真偽判定方法
WO2013118653A1 (ja) * 2012-02-07 2013-08-15 シャープ株式会社 表示素子、照明装置
KR20210062659A (ko) 2018-10-24 2021-05-31 데쿠세리아루즈 가부시키가이샤 광학 필터 및 발광 장치
US12099221B2 (en) 2018-10-24 2024-09-24 Dexerials Corporation Optical filter and light-emitting device

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