JP2004038064A

JP2004038064A - 積層偏光フィルム、偏光光源装置及び液晶表示装置

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Publication number: JP2004038064A
Application number: JP2002198330A
Authority: JP
Inventors: Takuya Nishirai; 西来　拓也; Keiichi Mizuguchi; 水口　圭一; Koji Azuma; 東　浩二
Original assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date: 2002-07-08
Filing date: 2002-07-08
Publication date: 2004-02-05

Abstract

【課題】液晶表示装置などで円偏光を利用する輝度向上システムにおいて、可視光域の必要な波長における円偏光性を確保して偏光変換効率を高め、それにより、反射型偏光フィルムによる輝度向上率を高める。
【解決手段】反射型直線偏光フィルム２１と、少なくとも２枚の位相差フィルム２２，２３の積層体である広帯域１／４波長位相差フィルム１１とが積層されてなる積層偏光フィルム１０が提供される。反射型直線偏光フィルム２１側には吸収型直線偏光フィルム２４を積層することができる。また、この層構成のいずれかの位置に光拡散層２６を積層することもできる。積層偏光フィルム１０の位相差フィルム１１側に、導光板５２等を含む光源部材及び反射板５３がこの順で配置された偏光光源装置６４も提供され、さらにはその積層偏光フィルム１０側に液晶セル３０及び吸収型偏光フィルム４１を配置した液晶表示装置６７も提供される。
【選択図】　図６

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、透過型液晶表示装置、並びにそれに好適な光源装置及び部材に関するものである。詳しくは、反射型偏光フィルムによる輝度向上効果を高めることを目的とする積層偏光フィルム、並びにそれを用いた高輝度の偏光光源装置及び液晶表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置は、小型、軽量であるため、様々な分野で使用されている。液晶表示装置における液晶分子は、ブラウン管（ＣＲＴ）などに使用されている発光物質ではなく、単に光の偏光状態を制御する光バルブとしての機能しかもたないために、何らかの方法で照明しないと液晶表示部が暗くて見えない。そこで、液晶表示部の背面に光源装置を配置したものが、透過型液晶表示装置である。
【０００３】
従来の透過型液晶表示装置につき、図１０をもとに説明する。液晶表示装置は一般に、液晶セル３０内に封入された液晶分子の配向状態を電気的に変化させることで、そこを通過する光の偏光状態を制御するものであり、液晶セル３０は、対向する一対の透明電極、すなわち背面側透明電極３１及び前面側透明電極３２と、それらの間に挟持された液晶層３３とで構成される。図示は省略するが、液晶セル３０はこのほか、両最表面に配置されるセル基板、液晶層３３を配向させるための配向膜、カラー表示であればカラーフィルター層なども有している。
【０００４】
液晶セル３０の前面には、そこを透過した光の偏光状態を検出する吸収型偏光フィルム４１が配置され、その他、位相差フィルム４２などの光学素子も配置されている。一方、液晶セル３０の背面には、特定の偏光光のみを取り出して液晶セル３０に向けて出射するための偏光光源装置９１が、必要に応じて背面側の位相差フィルム（図示せず）を介して配置される。偏光光源装置９１は、液晶セル３０と面する位置に、吸収型偏光フィルム２４を配置し、その背面には必要に応じて拡散シート５５とレンズシート５６とを配置し、さらにその背面側に光源装置６１を配置して構成される。光源装置６１は、光源５１を側方又は下方に有する導光板５２と、導光板５２の背後の反射板５３とで構成されており、光源５１が図示の如く側方に配置されている場合には、そこからの光は反射鏡５４で反射されて事実上そのすべてが導光板５２に導かれ、さらに吸収型偏光フィルム２４側へ出射するようになっている。以上のような形で、透過型液晶表示装置９０が構成されている。
【０００５】
近年、背面側吸収型偏光フィルムと光源装置の間に反射型偏光フィルムを挿入する輝度向上システムが採用されるようになった。この輝度向上システムは、例えば、特表平　９−５１１８４４　号公報に記載されるように、光源装置からの出射光のうち、背面側吸収型偏光フィルムが吸収してしまう偏光成分を、反射型偏光フィルムを介在させることで事前に反射させて光源装置へ戻すことにより、再利用可能とし、利用できる光量を増加させて、表示装置の輝度を向上させるものである。
【０００６】
この輝度向上システムは、反射型偏光フィルムにより光源装置に戻された偏光成分を、いかに効率良く背面側吸収型偏光フィルムを透過する偏光成分に変換できるかが、輝度向上率を高めるうえで重要である。輝度向上率を高める方法として、例えば、特開　２００１−１４７３２１号公報に提案される如く、１／４波長位相差フィルムを使用し、反射型直線偏光フィルムとこの１／４波長位相差フィルムとを互いの光軸が４５°又は１３５°で交わるように配置する方法がある。この方法によれば、輝度向上システムは円偏光を利用するため、有効に偏光変換が機能し、輝度向上効果を高めることができる。
【０００７】
この概念を有効に活用するためには、可視光域全域にわたって円偏光性が機能することが好ましい。しかし、位相差フィルムに使用される高分子フィルムには通常、波長分散性があるため、特定波長に対しては円偏光性が得られるものの、他の波長に対しては円偏光性が得られない。したがって、通常の位相差フィルムを使用すると、円偏光による輝度向上効果が十分に発揮されなかった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、円偏光を利用する輝度向上システムにおいて、可視光域の必要な波長における円偏光性を確保して偏光変換効率を高め、それにより、反射型偏光フィルムによる輝度向上率を高めることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、光の３原色に対応する各波長において、円偏光性が満足される特定構成の積層偏光フィルムを用いることで、輝度向上率を高めることができることを見出した。
【００１０】
すなわち本発明によれば、反射型直線偏光フィルムと、少なくとも２枚の位相差フィルムの積層体である広帯域１／４波長位相差フィルムとが積層されてなる積層偏光フィルムが提供される。ここで、広帯域１／４波長位相差フィルムは、少なくとも１枚の１／４波長位相差フィルムと、少なくとも１枚の１／２波長位相差フィルムとが積層されたものが好ましい。また、位相差フィルムの材質は、ノルボルネン系樹脂であることが好ましい。さらに、この積層フィルムの反射型直線偏光フィルム側に、吸収型直線偏光フィルムを積層することもできる。
【００１１】
これらの積層偏光フィルムには、光拡散性を付与するため、さらに面内位相差値３０ｎｍ以下の光拡散層をいずれかの位置に少なくとも１層積層することができる。この光拡散層は、接着性を有していてもよい。本発明の積層偏光フィルムの取扱いを容易にし、さらに不要な界面反射を避けるため、隣り合うフィルム又は層の少なくとも一対が感圧接着剤により密着積層されていることが好ましい。
【００１２】
また本発明によれば、上記いずれかの積層偏光フィルムと、光源部材及び反射板を供え、光源部材及び反射板がこの順で積層偏光フィルムの位相差フィルム側に配置されてなる偏光光源装置が提供される。
【００１３】
さらに本発明によれば、上記偏光光源装置と、液晶セル及び前面側吸収型偏光フィルムを備え、液晶セル及び前面側吸収型偏光フィルムがこの順で偏光光源装置の積層偏光フィルム側に配置されている液晶表示装置も提供される。ここで、液晶セルと前面側吸収型偏光フィルムとの間には、光散乱層が積層されていてもよい。また、積層偏光フィルムから前面側吸収型偏光フィルムに至る各部材の隣り合う少なくとも一対は感圧接着剤により密着積層されていることが好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明を明確にするため、その具体例を示す図面を参照しながら、以下に詳細な説明を行う。本発明による積層偏光フィルムは、反射型直線偏光フィルムと、少なくとも２枚の位相差フィルムの積層体である広帯域１／４波長位相差フィルムとが積層されたものである。図１には、１／２波長位相差フィルム２２と１／４波長位相差フィルム２３とで構成される広帯域１／４波長位相差フィルム１１を、その１／２波長位相差フィルム２２側で反射型直線偏光フィルム２１に積層して積層偏光フィルム１０とした状態が、断面模式図で示されている。
【００１５】
反射型直線偏光フィルム２１は、特定振動方向の直線偏光光を透過し、それと直交する方向の直線偏光光を反射するものである。反射型直線偏光フィルムの偏光透過軸とは、特定振動方向の直線偏光がこの偏光フィルムの垂直方向から入射したときに、透過率が最大となる方向をいい、偏光反射軸とは、それと直交する方向をいう。
【００１６】
反射型直線偏光フィルムとしては、例えば、ブリュースター角による偏光成分の反射率の差を利用した反射型偏光フィルム（例えば、特表平　６−５０８４４９　号公報に記載のもの）、微細な金属線状パターンを施工した反射型偏光フィルム（例えば、特開平　２−３０８１０６　号公報に記載のもの）、少なくとも２種の高分子フィルムが積層されており、屈折率異方性による反射率の異方性を利用する反射型偏光フィルム（例えば、特表平　９−５０６８３７　号公報に記載のもの）、高分子フィルム中に少なくとも２種の高分子で形成される海島構造を有し、屈折率異方性による反射率の異方性を利用する反射型偏光フィルム（例えば、米国特許第　５，８２５，５４３号明細書に記載のもの）、高分子フィルム中に粒子が分散し、屈折率異方性による反射率の異方性を利用する反射型偏光フィルム（例えば、特表平　１１−５０９０１４号公報に記載のもの）、高分子フィルム中に無機粒子が分散し、粒子のサイズによる散乱能差に基づく反射率の異方性を利用する反射型偏光フィルム（例えば、特開平９−２９７２０４　号公報に記載のもの）などが挙げられる。
【００１７】
反射型直線偏光フィルムの厚みは特に限定されないが、液晶表示装置の薄型化の点から、薄いほうが好ましい。具体的には１ｍｍ以下、さらには０．２ｍｍ　以下であるのが好ましい。そこで、少なくとも２種の高分子フィルムが積層され、屈折率異方性による反射率の異方性を利用する反射型偏光フィルムや、高分子フィルム中に少なくとも２種の高分子で構成される海島構造を有し、屈折率異方性による反射率の異方性を利用する反射型偏光フィルムは、厚みを薄くするために特に好ましい。
【００１８】
広帯域１／４波長位相差フィルムとは、可視光域の広い範囲にわたって、見かけ上、１／４波長位相差フィルムとして機能するフィルムである。すなわち、理想的には、例えば、４８４ｎｍの波長の光に対しては１２１ｎｍの位相差値を有し、７５６ｎｍの波長の光に対しては１８９ｎｍの位相差値を有するフィルムである。本発明では、４８０〜４９０ｎｍの波長域から選ばれた波長λ_２　での位相差Ｒ（λ_２）　を、７５０〜７６０ｎｍの波長域から選ばれた波長λ_１　での位相差Ｒ（λ_１）　で除した値　Ｒ（λ_２）／Ｒ（λ_１）　が、０．５以上０．９以下の範囲にあり、かつ、５４５〜５５５ｎｍの波長域から選ばれた波長λ_３　における位相差値が、１３０〜１５０ｎｍであるものを、広帯域１／４波長位相差フィルムとする。
【００１９】
位相差フィルムとしてよく用いられるポリカーボネート樹脂は、１枚だけの使用では、この特性を満たさない。しかし、少なくとも１枚の１／４波長位相差フィルムと少なくとも１枚の１／２波長位相差フィルムを適当な軸角度で組み合わせれば、広帯域１／４波長位相差フィルムを作製することができる。例えば、図２に各フィルムの軸の向きを模式図で示すように、反射型直線偏光フィルム２１の偏光透過軸７１を基準として、１／２波長位相差フィルム２２の光軸７２のなす角度７６、１／４波長位相差フィルム２３の光軸７３のなす角度７７が、それぞれ表１に示す角度となるように積層されたものを使用することができる。
【００２０】
【表１】

【００２１】
なお、１／２波長位相差フィルム２２とは、５４５〜５５５ｎｍの波長域から選ばれた波長λ_３　における位相差値が２６５〜２８５ｎｍであるものを指し、１／４波長位相差フィルム２３とは、５４５〜５５５ｎｍの波長域から選ばれた波長λ_３　における位相差値が１３０〜１５０ｎｍであるものを指す。また、位相差フィルムの光軸とは、位相差フィルムの面内における最大屈折率方向とする。
【００２２】
ここに挙げた組合せ以外にも、例えば、　Ｐａｎｃｈａｒａｔｎａｍ　による“Ａｃｈｒｏｍａｔｉｃ　ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｔ　ｐｌａｔｅｓ”（参考訳「複屈折板による色消しの組合せ」），　Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｉｎｄｉａｎ　Ａｃａｄｅｍｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ　Ａ，　Ｖｏｌ．４１，　（１９５５），　ｐ．１３０−１４４　に記載される各種の組合せを使用することができる。この文献には、位相差板を３枚以上用いる場合の軸角度の組合せが記載されている。
【００２３】
これらの広帯域１／４波長位相差フィルムに使用される個々の位相差フィルムの材質は、特に限定されない。例えば、ポリカーボネート系樹脂、ポリアリレート系樹脂、ポリサルフォン系樹脂、ノルボルネン系樹脂のような合成高分子や、二酢酸セルロース、三酢酸セルロースのような天然高分子からなるフィルムを一軸又は二軸延伸してなるフィルムなどを用いることができる。中でも、ノルボルネン系樹脂からなる位相差フィルムは、光弾性係数が小さいため、例えば、実使用における耐久性などの観点から、好ましい材質の一つである。そこで、広帯域１／４波長位相差フィルムを構成する少なくとも２枚の位相差フィルムのうち、少なくとも１枚を、かかるノルボルネン系樹脂からなる位相差フィルムとするのが好ましい。
【００２４】
これらの位相差フィルムは二軸配向していてもよい。二軸配向とは、位相差フィルムの面内における最大屈折率方向をｘ軸方向、それと直交する面内の軸をｙ軸方向、厚み方向をｚ軸方向とし、それぞれの軸方向における屈折率をｎ_ｘ、ｎ_ｙ及びｎ_ｚ　としたときに、ｎ_ｙ≠ｎ_ｚとなる状態をいう。配向状態を表現するときに使用されるＮｚ係数＝（ｎ_ｘ−ｎ_ｚ）／（ｎ_ｘ−ｎ_ｙ）で表すと、Ｎｚ係数＝１は二軸配向していない状態であり、本発明に用いる位相差フィルムは、Ｎｚ係数≠１であってもよい。より具体的には、Ｎｚ係数が−２〜＋５の範囲にあるものが好適に使用できる。
【００２５】
本発明では、さらに吸収型直線偏光フィルムを積層して、少なくとも４層構成の積層偏光フィルムとしてもよい。吸収型直線偏光フィルムを用いる場合には、図３に層構成を断面模式図で示すように、吸収型直線偏光フィルム２４、反射型直線偏光フィルム２１、広帯域１／４波長位相差フィルム１１の順に積層する。図３は、図１に示した積層偏光フィルムの反射型直線偏光フィルム２１側に、さらに吸収型直線偏光フィルム２４を積層したものである。この場合は、図４に軸の向きを模式図で示すように、吸収型直線偏光フィルム２４の偏光透過軸７４と反射型直線偏光フィルム２１の偏光透過軸７１が略平行になるようにする。すなわち、吸収型直線偏光フィルム２４の偏光透過軸７４と反射型直線偏光フィルム２１の偏光透過軸７１のなす角度７８は、略０°であることが最も好ましいが、１０°以下であれば問題なく使用できる。反射型直線偏光フィルム２１の偏光透過軸７１と１／２波長位相差フィルム２２の光軸７２がなす角度７６、及び反射型直線偏光フィルム２１の偏光透過軸７１と１／４波長位相差フィルム２３の光軸７３がなす角度７７については、先述の角度が適用される。
【００２６】
吸収型直線偏光フィルムは、特定振動方向の直線偏光光を透過し、それと直交する方向の直線偏光光を吸収するものである。吸収型直線偏光フィルムの偏光透過軸とは、特定振動方向の直線偏光がその偏光フィルムの垂直方向から入射したときに、透過率が最大となる方向をいう。それと直行する方向は、偏光吸収軸となる。
【００２７】
このような吸収型直線偏光フィルムとしては、例えば、公知のヨウ素系偏光フィルムや染料系偏光フィルムが使用できる。ヨウ素系偏光フィルムとは、延伸したポリビニルアルコールフィルムにヨウ素が吸着されたフィルムであり、染料系偏光フィルムとは、延伸したポリビニルアルコールフィルムに二色性染料が吸着されたフィルムである。これらの偏光フィルムは、耐久性向上のため、その片面又は両面を高分子フィルムで被覆したものが好ましい。保護のために被覆する高分子の材質としては、二酢酸セルロースや三酢酸セルロース、ポリエチレンテレフタレート、ノルボルネン系樹脂などが使用できる。
【００２８】
吸収型直線偏光フィルムの厚みは特に限定されないが、液晶表示素子などに本発明の積層偏光フィルムを用いる場合には、吸収型直線偏光フィルムも薄いほうが好ましい。具体的には１ｍｍ以下、さらには０．２ｍｍ　以下であるのが好ましい。
【００２９】
本発明では、反射型直線偏光フィルムと光源装置の間で生じる輝度向上システムを最適なものにすることを主たる目的とするので、光源装置に一般に用いられる拡散シートは、使用しないほうが好ましい場合がある。そのためには、面内位相差値が３０ｎｍ以下である光拡散層を積層偏光フィルムに組み込んでしまうのが好ましい。光拡散層を積層する場所は、特に制限されない。この場合の例を図５に示す。図５の（ａ）は、図３に示した吸収型直線偏光フィルム２４、反射型直線偏光フィルム２１、１／２波長位相差フィルム２２、及び１／４波長位相差フィルム２３からなる層構成において、吸収型直線偏光フィルム２４の外側に光拡散層２６を配置したものである。図５の（ｂ）は、吸収型直線偏光フィルム２４と反射型直線偏光フィルム２１の間に光拡散層２６を配置したものである。図５の（ｃ）は、反射型直線偏光フィルム２１と１／２波長位相差フィルム２２の間に光拡散層２６を配置したものである。図５の（ｄ）は、広帯域１／４波長位相差フィルムを構成する１／２波長位相差フィルム２２と１／４波長位相差フィルム２３の間に光拡散層２６を配置したものである。図５の（ｅ）は、１／４波長位相差フィルム２３の外側に光拡散層２６を配置したものである。
【００３０】
光拡散層２６は高い全光線透過率を示すほうが良いことから、その全光線透過率は８０％以上であるのが好ましく、より好ましくは９０％以上である。また、光拡散層２６の拡散性能を表す指標であるヘイズ率は、所望とする拡散性能に応じて任意に設定されるが、通常は３０％以上９５％以下、好ましくは６０％以上９５％以下である。ここでヘイズ率とは、（拡散光線透過率／全光線透過率）×１００（％）で表される数値である。
【００３１】
光拡散層２６の材質は特に制限されないが、例えば、有機又は無機の微粒子が分散された高分子フィルムや光拡散性感圧接着剤、屈折率変調型光拡散フィルムなどが好適に用いられる。積層偏光フィルムの部材点数を減らして厚みを薄くするために、有機又は無機の微粒子が分散された光拡散性感圧接着剤は、特に好ましい光拡散層の一つである。ここで、有機又は無機の微粒子を構成する材質としては、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、シリコーン、シリカ、酸化チタンなどを挙げることができる。母体となる感圧接着剤としては、公知の各種のものが使用でき、例えば、アクリレート系感圧接着剤、ゴム系感圧接着剤、シリコーン系感圧接着剤、ウレタン系感圧接着剤などが挙げられる。中でも、アクリレート系感圧接着剤が好ましく使用できる。
【００３２】
本発明による積層偏光フィルムの取扱い性を容易にするために、構成するフィルムや層間を感圧接着剤で密着するのが好ましい。密着することで、不要な反射による光のロスを防ぐこともできる。感圧接着剤としては、公知の各種のものが使用できる。例えば、アクリレート系感圧接着剤、ゴム系感圧接着剤、シリコーン系感圧接着剤、ウレタン系感圧接着剤などが挙げられる。中でも、アクリレート系感圧接着剤が好ましく使用される。感圧接着剤の厚みは、特に制限されないが、通常１μｍ　以上１００μｍ　以下、好ましくは２０μｍ　以上、また好ましくは５０μｍ　以下である。
【００３３】
本発明の積層偏光フィルムには、光学補償を行うための位相差フィルムを積層することもできる。適当な位相差フィルムの例としては、ポリカーボネート系樹脂、ポリアリレート系樹脂、ポリサルフォン系樹脂、ノルボルネン系樹脂などの合成高分子や、二酢酸セルロース、三酢酸セルロースなどの天然高分子からなるフィルムを一軸又は二軸延伸してなるフィルム、また、透明高分子フィルム上に光学異方性のある化合物又は液晶組成物を塗布してなるフィルム（例えば、富士写真フィルム株式会社から販売されている“ＷＶフィルム”、日本石油化学株式会社から販売されている“ＮＨフィルム”や“ＬＣフィルム”、住友化学工業株式会社から販売されている“ＶＡＣフィルム”など；いずれも商品名）が挙げられる。液晶セルの光学補償を目的とする場合には、積層偏光フィルムの液晶セル側にこれらの位相差フィルムが配置される。これらの部材は、空気層の介在による光のロスを防ぐため、感圧接着剤により密着積層することが望ましい。
【００３４】
本発明による積層偏光フィルムは、反射型直線偏光フィルム側、又は、さらに吸収型直線偏光フィルムが積層されている場合にはこの吸収型直線偏光フィルム側を出射光面とする偏光光源装置とすることができる。また、その偏光光源装置における出射光面に表示用液晶セルを配置して、透過型液晶表示装置とすることができる。これらの偏光光源装置及び透過型液晶表示装置について、図６に断面模式図で示す例をもとに説明する。
【００３５】
図６に示す例では、図５の（ａ）に示したのと同じ、光拡散層２６、吸収型直線偏光フィルム２４、反射型直線偏光フィルム２１、１／２波長位相差フィルム２２及び１／４波長位相差フィルム２３の順で積層された積層偏光フィルム１０の１／４波長位相差フィルム２３側に、光源装置６１を配置して、偏光光源装置６４が構成されている。
【００３６】
図６における光源装置６１は、サイドライト式と呼ばれるもので、光源５１、導光板５２及び、導光板５２の背面に配置された反射板５３を備えており、導光板５２の側面に配置された光源５１からの光は、光源５１の導光板５２に面しない側を覆う反射鏡５４で反射されて、まず導光板５２内に取り込まれ、その中を進むとともに、反射板５３での反射と相まって、導光板５２の前面側から均一に光が放出されるようになっている。光源装置６１は基本的に、光源部材と反射板を備えており、図６に示したサイドライト式の場合は、光源５１と導光板５２とで光源部材を構成している。このような光源装置６１が、積層偏光フィルム１０の１／４波長位相差フィルム２３側に配置されて、偏光光源装置６４が構成されている。さらに、積層偏光フィルム１０の吸収型直線偏光フィルム２４側が液晶セル３０の背面に光拡散層２６を介して対向配置され、液晶セル３０の前面側には位相差フィルム４２と吸収型偏光フィルム４１が配置されて、透過型液晶表示装置６７が構成されている。
【００３７】
図６には、図５（ａ）に示した積層偏光フィルム１０を用いた例を示したが、この積層偏光フィルム１０を、図５（ｂ）〜（ｅ）に示したものに変えることももちろん可能である。いずれの積層偏光フィルムを用いるにしても、光源部材と反射板とを備える光源装置６１は、積層偏光フィルム１０の広帯域１／４波長位相差フィルム１１側に配置される。
【００３８】
従来の偏光光源装置においては、図１０に示したような拡散シート５５やレンズシート５６が広く用いられている。本発明による偏光光源装置６４にも、これらの一方又は双方を配置することができるが、これらは反射型直線偏光フィルムと光源装置の間における偏光状態を乱す原因になるため、可能であれば配置しないほうが好ましい。
【００３９】
図６に示す偏光光源装置６４又は透過型液晶表示装置６７において、光源装置６１に用いる光源５１は特に限定されず、公知の偏光光源装置や液晶表示装置に採用されているものが、本発明においても同様に使用できる。適当な光源５１として、具体的には例えば、冷陰極管、発光ダイオード、無機又は有機のエレクトロルミネッセンス（ＥＬ）ランプなどが挙げられる。
【００４０】
反射板５３も特に限定されず、公知の偏光光源装置や液晶表示装置に採用されているものが使用できる。具体的には例えば、内部に空洞を形成した白色プラスチックシート、酸化チタンや亜鉛華の如き白色顔料を表面に塗布したプラスチックシート、屈折率の異なる少なくとも２種のプラスチックフィルムを積層してなる多層プラスチックシート、アルミニウムや銀の如き金属からなるシートなどが挙げられる。これらのシートは、鏡面加工されたもの、粗面加工されたもののいずれも使用可能である。反射板を構成するプラスチックシートの材質も特に限定されず、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、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、ポリカーボネート、ノルボルネン系樹脂、ポリウレタン、ポリアクリレート、ポリメチルメタクリレートなどが使用できる。
【００４１】
図６に示す導光板５２は、光源５１から発せられた光を内部に取り込み、面状発光体として機能するものであり、やはり公知の偏光光源装置や液晶表示装置に採用されているものが使用できる。このような導光板として、例えば、プラスチックシートやガラス板からなり、背面側に、凹凸処理や白色ドット印刷処理、ホログラム処理などを施したものが挙げられる。プラスチックシートで導光板を構成する場合、その材質は特に限定されないが、ポリカーボネート、ノルボルネン系樹脂、ポリメチルメタクリレートなどが好ましく使用される。
【００４２】
光源装置の出射面側に必要な場合に配置される拡散シート５５（図１０に示したもの）は、入射光を散乱透過するシートであり、通常は全光線透過率が６０％以上、ヘイズ率が１０％以上の光学素子である。ここで、拡散シートの全光線透過率は、高ければ高いほどよく、８０％以上の全光線透過率を示すものがより好ましい。このような拡散シートとしては特に限定されるものでないが、例えば、プラスチックシートやガラス板を粗面化処理したもの、内部に空洞を形成したり粒子を添加したりしたプラスチックシートやガラス板などが使用できる。ここでいうプラスチックシートの材質も特に限定されないが、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、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、ポリカーボネート、ノルボルネン系樹脂、ポリウレタン、ポリアクリレート、ポリメチルメタクリレートなどが挙げられる。粗面化処理も特に限定されないが、サンドブラストや、エンボスロールの圧着による加工、プラスチック粒子やガラス粒子、シリカ粒子の如き粒子を樹脂に混合したものを表面に塗工する方法などを挙げることができる。
【００４３】
光源装置の出射面側に必要な場合に配置されるレンズシート５６（図１０に示したもの）は、光源から発せられた光を集光するものであり、やはり公知の偏光光源装置や液晶表示装置に採用されているものが使用できる。このようなレンズシートとしては、例えば、プラスチックシート上に微細な多数のプリズムを形成したもの、凸レンズや凹レンズを敷き詰めたマイクロレンズアレイなどが挙げられる。
【００４４】
本発明の透過型液晶表示装置は、図６に例を示すような、偏光光源装置６４の出射光面である積層偏光フィルム１０側に、液晶セル３０と前面側吸収型偏光フィルム４１とをこの順に配置したものである。ここで、液晶セル３０と前面側吸収型偏光フィルム４１の間には、必要に応じて、位相差フィルム４２を１枚又は複数枚配置することができ、また必要に応じて、液晶セル３０の前面側に光拡散層を配置することもできる。さらに、位相差フィルムと光拡散層の両者を配置してもよい。光拡散層は、面内位相差値が３０ｎｍ以下であるのが好ましい。透過型液晶表示装置を構成する各部材、特に積層偏光フィルム１０から前面側吸収型偏光フィルム４１に至るまでの各部材は、隣り合う少なくとも一対が感圧接着剤により密着積層されているのが好ましく、さらには、隣り合うすべての部材同士が感圧接着剤により密着積層されているのが一層好ましい。
【００４５】
液晶表示装置に用いる液晶セル３０は、透過光量をスイッチングするために、液晶を２枚の基板の間に封入し、電圧印加により液晶の配向状態を変化させる機能を有する装置である。２枚の基板のそれぞれ内側には、背面側透明電極３１及び前面側透明電極３２が配置され、それらの間に液晶層３３が挟持されている。図示は省略するが、液晶セル３０はこのほか、液晶層３３を配向させるための配向膜、カラー表示であればカラーフィルター層なども有している。本発明において、液晶セル３０を構成する液晶の種類やその駆動方式は特に限定されず、公知のツイステッドネマティック（ＴＮ）液晶やスーパーツイステッドネマティック（ＳＴＮ）液晶などが使用でき、また、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）駆動方式、垂直配向（ＶＡ）方式、　Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ　駆動方式、光学補償ベンド（ＯＣＢ）など、偏光を用いて表示を行うあらゆる方式に本発明を適用することができる。
【００４６】
前面側吸収型偏光フィルム４１については、先に本発明の積層偏光フィルムを構成する吸収型直線偏光フィルムの例として説明したのと同様のものを用いることができる。液晶セル３０と前面側吸収型偏光フィルム４１との間に必要に応じて配置される位相差フィルム４２としては、通常、樹脂の延伸フィルムが用いられ、適当な例としては、ポリカーボネート系樹脂、ポリアリレート系樹脂、ポリサルフォン系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ノルボルネン系樹脂をはじめとする環状ポリオレフィン系樹脂のような合成熱可塑性高分子や、三酢酸セルロースをはじめとする天然高分子などを、テンターなどの延伸装置により一軸又は二軸に延伸したフィルムが挙げられる。また、透明高分子フィルムに液晶化合物が塗布されたフィルム、例えば、富士写真フィルム株式会社から販売されている“ＷＶフィルム”（商品名）、日本石油化学株式会社から販売されている“ＬＣフィルム”（商品名）、住友化学工業株式会社から販売されている“ＶＡＣフィルム”（商品名）などを、位相差フィルム４２として用いることもできる。さらに、液晶セル３０の前面側に光拡散層を積層する場合は、先に本発明の積層偏光フィルムを構成する光拡散層の例として説明したのと同様のものを用いることができる。
【００４７】
【実施例】
以下に、本発明の実施例を示すが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。なお、例中で積層偏光フィルムの作製に用いた材料は、次のとおりである。
【００４８】
（１）　吸収型直線偏光フィルム
ＳＲＷ０６２Ａ　：　ヨウ素系吸収型偏光フィルム、住友化学工業株式会社から入手。
【００４９】
（２）　反射型直線偏光フィルム
ＤＢＥＦ−Ｐ：　２種の高分子フィルムが積層され、屈折率異方性による反射率の異方性を利用した反射型偏光フィルム、住友スリーエム株式会社から入手。
【００５０】
（３）　位相差フィルム
ＳＥＦ３４０１３８　：　ポリカーボネート樹脂を延伸した１／４波長位相差フィルム、住友化学工業株式会社から入手。
ＳＥＮ４８０２７５　：　ジェイエスアール株式会社から販売されているノルボルネン系樹脂“アートン”を延伸した１／２波長位相差フィルム、住友化学工業株式会社から入手。
ＳＥＮ３４０１４０　：　ジェイエスアール株式会社から販売されているノルボルネン系樹脂“アートン”を延伸した１／４波長位相差フィルム、住友化学工業株式会社から入手。
【００５１】
これらの位相差フィルムについて、王子計測機器株式会社製の自動複屈折率計“ＫＯＢＲＡ−２１ＡＤＨ　”を用いて、５４９ｎｍにおける位相差値Ｒ（５４９　ｎｍ）、及び４８３ｎｍと７５５ｎｍにおけるそれぞれの位相差値から算出した位相差の波長分散性を示す指標　Ｒ（４８３　ｎｍ）／Ｒ（７５５　ｎｍ）　を求めた。結果を、後述する広帯域１／４波長位相差フィルムの値とともに、表２に示す。
【００５２】
（４）　光拡散層
光拡散性感圧接着剤＃Ｂ：　面内位相差値が０ｎｍであり、微粒子が分散したヘイズ率７８％のアクリレート系感圧接着剤、住友化学工業株式会社から入手。
【００５３】
（５）　感圧接着剤
感圧接着剤＃７：　無色透明なアクリレート系感圧接着剤、住友化学工業株式会社から入手。
【００５４】
参考例：広帯域１／４波長位相差フィルムの作製
それぞれノルボルネン系樹脂からなる１／２波長位相差フィルムＳＥＮ４８０２７５　と１／４波長位相差フィルムＳＥＮ３４０１４０　とを、両者の光軸が６０°で交わるように感圧接着剤＃７を介して密着積層し、広帯域１／４波長位相差フィルムを作製した。この広帯域１／４波長位相差フィルムの見かけ上の位相差値と波長分散性を測定するため、１／２波長位相差フィルム側に、便宜上、吸収型直線偏光フィルムＳＲＷ０６２Ａ　を、その偏光透過軸が１／２波長位相差フィルムの光軸と１５°で、また１／４波長位相差フィルムの光軸と７５°でそれぞれ交わるように積層して広帯域円偏光フィルムを作製し、先に位相差フィルムについて示したのと同様の方法で、５４９ｎｍにおける位相差値Ｒ（５４９　ｎｍ）、及び位相差の波長分散性を示す指標　Ｒ（４８３　ｎｍ）／Ｒ（７５５　ｎｍ）　を求めた。結果を表２に示す。
【００５５】
【表２】

【００５６】
対照例１
日本電気株式会社製のＴＦＴカラー液晶モジュール“ＮＬ１０２７６ＡＣ２４−０５”から液晶パネルを取り除き、光源装置を取り出した。この光源装置は、サイドライト式であって、導光板端部に冷陰極管が配置され、導光板下に白色プラスチックシートからなる反射板が配置され、導光板上にレンズシートが２枚配置され、さらにその上に、拡散シートが１枚配置されていた。この光源装置において、拡散シートのみを取り外し、替わりに、株式会社きもと製の拡散シートである“ライトアップ　１００ＴＬ４　”を配置して、評価用の光源装置８０とした。図７に示すように、反射型直線偏光フィルム２１、光拡散層２６、吸収型直線偏光フィルム２４、及び感圧接着剤８２をこの順で密着積層した積層フィルム８３を１．１ｍｍ　厚のガラス板８１に感圧接着剤８２側で貼り合わせ、これを上記光源装置８０の上に、ガラス板８１が上側となるように配置して、偏光光源装置８５を作製した。この偏光光源装置８５について、輝度計（株式会社トプコン製の商品名“ＢＭ−７”）により透過輝度を測定した。結果を表３に示した。
【００５７】
実施例１
参考例で作製した広帯域１／４波長位相差フィルムの１／２波長位相差フィルム側に、感圧接着剤＃７を介して反射型直線偏光フィルム　ＤＢＥＦ−Ｐ　を積層し、その上に光拡散性感圧接着剤＃Ｂを介して吸収型直線偏光フィルムＳＲＷ０６２Ａ　を積層し、さらに感圧接着剤＃７を積層して、本発明の積層偏光フィルムを作製した。この積層偏光フィルム１０は、図８に断面の模式図で示すように、１／４波長位相差フィルム２３、感圧接着剤８２、１／２波長位相差フィルム２２、感圧接着剤８２、反射型直線偏光フィルム２１、光拡散層２６、吸収型直線偏光フィルム２４、感圧接着剤８２の順に配置された層構成となっており、このうち、１／４波長位相差フィルム２３、感圧接着剤８２及び１／２波長位相差フィルム２２の３層で広帯域１／４波長位相差フィルム１１を構成している。このときの各フィルムの軸の向きは、図９に模式図で示すように、反射型直線偏光フィルム２１の偏光透過軸７１と１／２波長位相差フィルム２２の光軸７２が１５°で交わり、反射型直線偏光フィルム２１の偏光透過軸７１と１／４波長位相差フィルム２３の光軸７３が７５°で交わり、そして反射型直線偏光フィルム２１の偏光透過軸７１と吸収型直線偏光フィルム２４の偏光透過軸７４が平行になるようにした。
【００５８】
対照例１で使用した積層フィルム８３とガラス板８１の貼合品に替えて、上で作製した積層偏光フィルム１０の露出している感圧接着剤８２側を１．１ｍｍ　厚のガラス板８１に貼り合わせたものを、ガラス板８１が上側となるように、対照例１で使用した光源装置８０の上に配置し、本発明による偏光光源装置８６を作製した。この偏光光源装置８６について、対照例１に示したのと同様の方法で、透過輝度を測定した。結果を表３に示した。対照例１に対し、広帯域１／４波長位相差フィルム１１を加えたことによる輝度向上効果は　１．０５倍以上であり、高輝度の偏光光源装置が得られた。
【００５９】
比較例１
実施例１における広帯域１／４波長位相差フィルムに替えて、通常の１／４波長位相差フィルムＳＥＦ３４０１３８　を、反射型直線偏光フィルムの偏光透過軸と１／４波長位相差フィルムの光軸が４５°で交わるように積層して、積層偏光フィルムとしたほかは、実施例１と同様にして評価した。結果を表３に示した。対照例１に対し、１／４波長位相差フィルムＳＥＦ３４０１３８　を加えたことによる輝度向上効果は、　１．０５倍未満に留まった。
【００６０】
【表３】

【００６１】
対照例２
対照例１で用いた光源装置８０中の拡散シート“ライトアップ　１００ＴＬ４　”を、株式会社きもと製の拡散シートである“ライトアップ　１００ＳＸＥ　”に変更したほかは、対照例１と同様にして評価した。結果を表４に示した。
【００６２】
実施例２
対照例２で用いた光源装置に、実施例１で作製した積層偏光フィルムを　１．１ｍｍ厚のガラス板に貼り合わせたものを、実施例１と同様の形態で配置し、対照例１と同様にして評価した。結果を表４に示した。対照例２に対し、広帯域１／４波長位相差フィルム１１を加えたことによる輝度向上効果は　１．０５倍以上であり、高輝度の偏光光源装置が得られた。
【００６３】
比較例２
対照例２で用いた光源装置に、比較例１で作製した積層偏光フィルムを　１．１ｍｍ厚のガラス板に貼り合わせたものを、比較例１と同様の形態で配置し、対照例１と同様にして評価した。結果を表４に示した。対照例２に対し、１／４波長位相差フィルムＳＥＦ３４０１３８　を加えたことによる輝度向上効果は、　１．０５倍未満に留まった。
【００６４】
【表４】

【００６５】
【発明の効果】
本発明の積層偏光フィルムを使用すれば、透過型液晶表示装置の透過輝度を高めることができる。特に、反射型直線偏光フィルムと広帯域１／４波長位相差フィルムに加えて吸収型直線偏光フィルムを積層したものは、一層有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の積層偏光フィルムについて、層構成の例を示す断面模式図である。
【図２】本発明の積層偏光フィルムについて、軸構成を示す模式図である。
【図３】本発明の積層偏光フィルムについて、吸収型直線偏光フィルムを積層した場合の層構成の例を示す断面模式図である。
【図４】吸収型直線偏光フィルムが積層された本発明の積層偏光フィルムについて、軸構成を示す模式図である。
【図５】本発明の積層偏光フィルムについて、光拡散層を積層した場合の層構成の例を示す断面模式図である。
【図６】本発明に係る液晶表示装置の一例を示す断面模式図である。
【図７】対照例１で評価した偏光光源装置の構成を示す断面模式図である。
【図８】実施例１で評価した偏光光源装置の構成を示す断面模式図である。
【図９】実施例１の積層偏光フィルムについて、軸構成を示す模式図である。
【図１０】従来の透過型液晶表示装置の構成を示す断面模式図である。
【符号の説明】
１０……積層偏光フィルム、
１１……広帯域１／４波長位相差フィルム、
２１……反射型直線偏光フィルム、
２２……１／２波長位相差フィルム、
２３……１／４波長位相差フィルム、
２４……吸収型直線偏光フィルム、
２６……光拡散層、
３０……液晶セル、
３１，３２……透明電極、
３３……液晶層、
４１……前面側吸収型偏光フィルム、
４２……位相差フィルム、
５１……光源、
５２……導光板、
５３……反射板、
５４……反射鏡、
５５……拡散シート、
５６……レンズシート、
６１……光源装置、
６４……偏光光源装置、
６７……透過型液晶表示装置、
７１……反射型直線偏光フィルムの偏光透過軸、
７２……１／２波長位相差フィルムの光軸、
７３……１／４波長位相差フィルムの光軸、
７４……吸収型直線偏光フィルムの偏光透過軸、
７６……反射型直線偏光フィルムの偏光透過軸と１／２波長位相差フィルムの光軸がなす角度、
７７……反射型直線偏光フィルムの偏光透過軸と１／４波長位相差フィルムの光軸がなす角度、
７８……反射型直線偏光フィルムの偏光透過軸と吸収型直線偏光フィルムの偏光透過軸がなす角度、
８０……対照例１及び実施例１で用いた光源装置、
８１……ガラス板、
８２……感圧接着剤、
８３……対照例１で評価した積層フィルム、
８５……対照例１で用いた偏光光源装置、
８６……実施例１で用いた偏光光源装置、
９０……従来の透過型液晶表示装置、
９１……従来の偏光光源装置。

Claims

反射型直線偏光フィルムと、少なくとも２枚の位相差フィルムの積層体である広帯域１／４波長位相差フィルムとが積層されてなることを特徴とする、積層偏光フィルム。
広帯域１／４波長位相差フィルムは、少なくとも１枚の１／４波長位相差フィルムと、少なくとも１枚の１／２波長位相差フィルムとが積層されたものである請求項１に記載の積層偏光フィルム。
広帯域１／４波長位相差フィルムを構成する少なくとも２枚の位相差フィルムのうち少なくとも１枚は、ノルボルネン系樹脂からなる請求項１又は２に記載の積層偏光フィルム。
反射型直線偏光フィルム側に、さらに吸収型直線偏光フィルムが積層されている請求項１〜３のいずれかに記載の積層偏光フィルム。
さらに、面内位相差値３０ｎｍ以下の光拡散層が少なくとも１層積層されている請求項１〜４のいずれかに記載の積層偏光フィルム。
光拡散層が接着性を有する請求項５に記載の積層偏光フィルム。
隣り合うフィルム又は層の少なくとも一対が感圧接着剤により密着積層されている請求項１〜６のいずれかに記載の積層偏光フィルム。
請求項１〜７のいずれかに記載の積層偏光フィルム、光源部材及び反射板を備え、該光源部材及び反射板が、この順で積層偏光フィルムの位相差フィルム側に配置されていることを特徴とする偏光光源装置。
請求項８に記載の偏光光源装置、液晶セル及び前面側吸収型偏光フィルムを備え、該液晶セル及び前面側吸収型偏光フィルムがこの順で偏光光源装置の積層偏光フィルム側に配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
液晶セルと前面側吸収型偏光フィルムとの間に、面内位相差値３０ｎｍ以下の光拡散層が積層されている請求項９に記載の液晶表示装置。
積層偏光フィルムから前面側吸収型偏光フィルムに至る各部材の隣り合う少なくとも一対が感圧接着剤により密着積層されている請求項９又は１０に記載の液晶表示装置。