JP2008216963A - 光学装置、画像表示装置および液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 画像表示装置の色むらおよび輝度むらの発生を防止しつつ、透過する光の色純度を向上させることができ、画像表示装置の色再現性を向上させることが可能で、実用性に優れた光学装置を提供する。
【解決手段】 光源装置１２、反射層１３、色純度向上シート１１および反射型偏光子１０を含み、前記色純度向上シート１１は、目的波長帯域以外の特定波長帯域の光を吸収し波長変換して目的波長帯域の光を発光することにより目的波長帯域の色の純度を向上させる発光手段を含む発光層を有し、前記光源装置１２から出射された光が、前記反射型偏光子１０を通して外部に出光され、前記反射型偏光子１０と前記反射層１３との間に、前記色純度向上シート１１が配置され、前記光源装置１２が、前記色純度向上シート１１と前記反射層１３との間の箇所に配置されていることを特徴とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、光学装置、画像表示装置および液晶表示装置に関する。

近年、冷陰極管や発光ダイオード（ＬＥＤ）等の光源装置が発する光を、液晶パネルによって制御し、画像を形成する液晶表示装置が開発され、実用化されている。前記液晶表示装置では、前記光源装置からの光を均等に表示面全体に分布させるために、導光板が配置されている。前記導光板は、前記液晶パネルと重なり合うように平行に、且つ光源装置に続く光路上に配置されている。前記光源装置は、前記導光板の横、または前記導光板の前記液晶パネルとは反対側に配置される。

さらに、近年では、前記液晶表示装置の画面の輝度を向上させるために、前記導光板と前記液晶パネルとの間に、反射型偏光子が配置されている場合がある。前記反射型偏光子は、所定偏光状態の光を透過し、それ以外の光は反射する。

図１８の断面図に、従来の液晶表示装置の一例を示す。図示のとおり、この液晶表示装置は、液晶パネル９４、反射型偏光子９０、導光板９１、冷陰極管９２および反射層９３を主要構成部材として有する。前記液晶パネル９４は、液晶セル９５の両側に、それぞれ、第１の偏光板９３１および第２の偏光板９３２が配置された構成である。前記液晶セル９５は、その中心に液晶層９４０を備える。前記液晶層９４０の両側には、それぞれ、第１の配向膜９５１および第２の配向膜９５２が配置されている。前記第１の配向膜９５１および前記第２の配向膜９５２のそれぞれの外側には、第１の透明電極９６１および第２の透明電極９６２が配置されている。前記第１の透明電極９６１の外側には、所定の配列のＲ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）等のカラーフィルター９７０とブラックマトリクス９９０とが保護膜９８０を介して配置されている。前記カラーフィルター９７０とブラックマトリクス９９０および前記第２の透明電極９６２の外側には、それぞれ、第１の基板９０１および第２の基板９０２が配置されている。前記液晶パネル９４において、前記第１の偏光板９３１側が、表示側であり、前記第２の偏光板９３２側が、裏面側となる。前記反射型偏光子９０は、前記液晶パネル９４の裏面側に配置されている。前記導光板９１は、前記反射型偏光子９０の前記液晶パネル９４側の反対側に、前記液晶パネル９４と重なり合うように平行に配置されている。前記冷陰極管９２は、前記導光板９１の前記液晶パネル９４側の反対側に配置されている。前記反射層９３は、前記冷陰極管９２の前記液晶パネル９４側の反対側に配置されている。

この液晶表示装置では、前記冷陰極管９２が発する光が、前記導光板９１により面内での輝度分布が均一になるように調整されて前記第２の偏光板９３２側へ出射される。さらに、前記出射光が前記液晶層９４０で画素ごとに制御された後、前記カラーフィルター９７０により所定の波長帯域（例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれの波長帯域）の光のみが透過されてカラー表示が実現される。また、前記導光板９１から出射された光のうち、所定偏光状態の光は、前記反射型偏光子９０を透過し、前記液晶パネル９４を通って表示側に出て行く。一方、前記所定偏光状態以外の光は、前記反射型偏光子９０で反射され、前記反射層９３を介して反転され、再度、前記反射型偏光子９０に入光する。前記反射層９３を介して反転された光は、今度は前記反射型偏光子９０を透過して前記液晶パネル９４を通って表示側に出て行く。

しかしながら、従来の液晶表示装置では、冷陰極管の発光スペクトル中にＲ、Ｇ、Ｂ以外の中間色（Ｒの波長帯域とＧの波長帯域との間の波長帯域の黄色の光、Ｇの波長帯域とＢの波長帯域との間の波長帯域の光等）が混じっており、これがカラーフィルターで十分にカットされないため、結果として表示画質の色再現性が低下するという問題があった。

この問題を解決する方法として、波長５７５〜６０５ｎｍの黄色の光（Ｒの波長帯域とＧの波長帯域との間の波長帯域の光）を吸収し、波長６１０ｎｍ以上のＲの光を発する蛍光物質を有し、この蛍光物質により光源の発光スペクトル中の黄色の光をＲの光に変換する液晶表示装置用の光学装置が提案されている（特許文献１参照）。この光学装置では、前記蛍光物質を導光板または反射層に含有させる方法が提案されている。また、この光学装置では、前記蛍光物質を導光板の上面または端面、または光源の表面に塗布する方法も提案されている。
特開２００５−２７６５８６号公報

しかしながら、前記蛍光物質を導光板または反射層に含有させる方法では、導光板または反射層の位置により蛍光物質のある部分とない部分とがあり、出射される光の波長分布スペクトルが一定にならず、色むらが発生してしまうという問題がある。また、前記蛍光物質を導光板の上面等に塗布する方法では、面内で輝度むらが発生するという問題がある。さらに、前記光学装置は、その構造が複雑になるなど、実用性に欠ける。

そこで、本発明は、画像表示装置の色むらおよび輝度むらの発生を防止しつつ、透過する光の色純度を向上させることができ、画像表示装置の色再現性を向上させることが可能で、実用性に優れた光学装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明の光学装置は、
光源装置、反射層、色純度向上シートおよび反射型偏光子を含み、
前記色純度向上シートは、目的波長帯域以外の特定波長帯域の光を吸収し波長変換して目的波長帯域の光を発光することにより目的波長帯域の色の純度を向上させる発光手段を含む発光層を有し、
前記光源装置から出射された光が、前記反射型偏光子を通して外部に出光され、
前記反射型偏光子と前記反射層との間に、前記色純度向上シートが配置され、
前記光源装置が、前記色純度向上シートと前記反射層との間の箇所、前記反射型偏光子と前記色純度向上シートとの間の箇所、および前記反射層の前記色純度向上シート側の反対側の箇所の少なくとも一箇所に配置されていることを特徴とする。

本発明の画像表示装置は、光学装置および表示パネルを含み、
前記表示パネルが、表示層およびカラーフィルターを含み、
前記カラーフィルターと前記光学装置との間に前記表示層が位置するように、前記表示パネルおよび前記光学装置が配置され、
前記光学装置から出光された光が、前記表示層を通った後、前記カラーフィルターへと入光される画像表示装置であって、
前記光学装置が、前記本発明の光学装置であることを特徴とする。

本発明の液晶表示装置は、光学装置および液晶パネルを含み、
前記液晶パネルが、液晶層およびカラーフィルターを含み、
前記カラーフィルターと前記光学装置との間に前記液晶層が位置するように、前記液晶パネルおよび前記光学装置が配置され、
前記光学装置から出光された光が、前記液晶層を通った後、前記カラーフィルターへと入光される液晶表示装置であって、
前記光学装置が、前記本発明の光学装置であることを特徴とする。

本発明の光学装置では、発光手段は、単独のシート（発光層）に含まれている。このため、本発明の光学装置では、発光手段をシート（発光層）内に均一に分布させることができる。この結果、本発明の光学装置によれば、色むらおよび輝度むらの発生を防止しつつ、透過する光の色純度を向上させることが可能である。また、本発明の光学装置では、反射型偏光子と反射層との間に、前記発光層を有する色純度向上シートが配置されている。ここで、前記色純度向上シートを透過した光のうちの少なくとも一部は、前記反射型偏光子または前記反射層で反射されて、再度、前記色純度向上シートへと入光する。このように、本発明の光学装置では、前記色純度向上シートに繰り返し入光する光があることで、光の波長変換効率が向上し、色純度がさらに向上する。この結果、本発明の光学装置では、画像表示装置の色再現性も向上させることができる。さらに、本発明の光学装置を用いれば、例えば、液晶表示装置に前記光学装置を配置するだけで、色純度を向上することができ、実用性に優れる。

本発明において、「色純度の向上」には、例えば、ＲとＧの中間色である黄色の光をＲまたはＧの光に変換すること、ＧとＢの中間色の光をＧの光に変換すること、Ｒ、Ｇ、Ｂのいずれかの色をＲ、Ｇ、Ｂのその他の色に変換すること等が含まれる。

本発明の光学装置において、前記光源装置は、前記色純度向上シートと前記反射層との間に配置されていることが好ましい。

本発明の光学装置において、前記発光層は、マトリックスポリマーと蛍光物質とから形成されることが好ましい。

本発明の光学装置において、前記発光層により吸収される前記特定波長帯域は、特に制限されないが、例えば、５６０〜６１０ｎｍの範囲とすることができ、前記発光層により発光する目的波長帯域は、特に制限されないが、例えば、６１０〜７００ｎｍの範囲とすることができる。

本発明の光学装置において、さらに、導光板を含み、前記光源装置から出射された光が、前記導光板を介して、前記反射型偏光子側へと出光されることが好ましい。

つぎに、本発明の光学装置について、例を挙げて説明する。

前述のとおり、本発明の光学装置は、光源装置、反射層、色純度向上シートおよび反射型偏光子を含む。また、本発明の光学装置では、例えば、図１に示すように、前記反射型偏光子１０と前記反射層１３との間に、前記色純度向上シート１１が配置されている。また、本発明の光学装置では、例えば、図１に示すように、前記光源装置が、前記色純度向上シート１１と前記反射層１３との間の箇所（図１におけるＸの位置）、前記反射型偏光子１０と前記色純度向上シート１１との間の箇所（図１におけるＹの位置）、および前記反射層１３の前記色純度向上シート１１側の反対側の箇所（図１におけるＺの位置）の少なくとも一箇所に配置されている。

前記反射型偏光子としては、例えば、自然光または偏光から直線偏光を分離する任意の適切なフィルムが採用され得る。前記直線偏光を分離するフィルムとしては、例えば、軸方向で直交する直線偏光の一方を透過し、他方を反射するフィルム等が挙げられる。このような反射型偏光子の具体例としては、例えば、グリッド型偏光子、屈折率差を有する２種類以上の材料による２層以上の多層薄膜積層体、ビームスプリッター等に用いられる屈折率の異なる蒸着多層薄膜、屈折率差を有する２種以上の樹脂を用いた２層以上の樹脂積層体を延伸したもの等が挙げられる。より具体的には、例えば、前記反射型偏光子として、延伸により位相差を発現する材料（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（ＰＥＴ）、ポリカーボネート）またはアクリル系樹脂（例えば、ポリメチルメタクリレート）と、位相差発現量の少ない樹脂（例えば、ＪＳＲ社製の商品名「アートン」シリーズのようなノルボルネン系樹脂）とを交互に積層した多層積層体を一軸延伸して得られるもの等を用いることができる。前記反射型偏光子は、例えば、３Ｍ社製の商品名「ＤＢＥＦ」として市販されている。前記反射型偏光子の厚みは、特に制限されないが、例えば、５０〜２００μｍの範囲である。

前記色純度向上シートは、目的波長帯域以外の特定波長帯域の光（不要な色の光）を吸収し波長変換して目的波長帯域の光（必要な色の光）を発光することにより目的波長帯域の色の純度を向上させる発光手段を含む発光層を有する。

前記発光手段は、蛍光物質を含むことが好ましい。前記蛍光物質としては、例えば、フルオレセイン類、ローダミン類、クマリン類、ダンシル類（ジメチルアミノナフタレンスルホン酸類）、７−ニトロベンゾ−２−オキサ−１，３−ジアゾール（ＮＢＤ）型色素、ピレン、ペリレン系、フィコビリプロテイン系、シアニン色素、アンスラキノン系、チオインジゴ系、ベンゾピラン系等の蛍光物質が挙げられる。前記シアニン色素には、カルボシアニン色素が含まれる。前記蛍光物質は、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を併用してもよい。

前記蛍光物質の具体例としては、例えば、ＢＡＳＦ（株）製の商品名「Ｌｕｍｏｇｅｎ Ｆ Ｒｅｄ ３０５（ペリレン系）」、有本化学工業（株）製の商品名「Ｐｌａｓｔ Ｒｅｄ ８３５５（アンスラキノン系）、同８３６５（アンスラキノン系）、同Ｒｅｄ Ｄ−５４（チオインジゴ系）、同Ｒｅｄ ＤＲ−４２６（ベンゾピラン系）、同Ｒｅｄ ＤＲ−４２７（ベンゾピラン系）」、（株）林原生物化学研究所製の商品名「ＮＫ−１５３３（カルボシアニン色素）」等が挙げられる。これらの蛍光物質は、ＲとＧの中間色である黄色（波長５６０〜６１０ｎｍ）の光を吸収し、Ｒの光（波長６１０〜６５０ｎｍ）を発光する。

前記ペリレン系の蛍光物質の一例を、下記構造式（１）に示す。

前記式（１）において、４つのＸは、それぞれ、ハロゲン基またはアルコキシ基であり、各Ｘは、同一でも異なっていてもよく、２つのＲは、それぞれ、アリール基またはアルキル基であり、各Ｒは、同一でも異なっていてもよい。

図８のグラフに、前記構造式（１）で表される蛍光物質の吸収スペクトルを示す。図示のとおり、この蛍光物質の最大吸収波長は、５８５ｎｍ付近である。

前記チオインジゴ系の蛍光物質の一例を、下記構造式（２）に示す。

図９のグラフに、前記構造式（２）で表される蛍光物質の吸収スペクトルを示す。図示のとおり、この蛍光物質の最大吸収波長は、５５０ｎｍ付近である。

前記アンスラキノン系の蛍光物質の一例を、下記構造式（３）に示す。

図１０のグラフに、前記構造式（３）で表される蛍光物質の吸収スペクトルを示す。図示のとおり、この蛍光物質の最大吸収波長は、５５０ｎｍ付近である。

前述のとおり、前記発光層は、マトリックスポリマーと蛍光物質とから形成されることが好ましい。前記発光層は、例えば、前記蛍光物質を、フィルムとして成型可能なマトリックスポリマーと混合してフィルムとして製膜することで作製することができる。前記マトリックスポリマーとしては、透明性の高いものが好ましく、例えば、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリル酸エチル、ポリアクリル酸ブチル等のポリアクリル系樹脂、ポリオキシカルボニルオキシヘキサメチレン、ポリオキシカルボニルオキシ−１，４−イソプロピリデン−１，４−フェニレン等のポリカーボネート系樹脂、ポリノルボルネン系樹脂、ポリビニルホルマール、ポリビニルアセタール、ポリビニルブチラール等のポリビニルアルコール系樹脂、メチルセルロース、エチルセルロースやそれらの誘導体等のセルロース系樹脂等を挙げることができる。これらの中でも、好ましくは、ポリメチルメタクリレートである。前記マトリックスポリマーは、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を併用してもよい。

前記「ポリノルボルネン系樹脂」とは、出発原料（モノマー）の一部または全部に、ノルボルネン環を有するノルボルネン系モノマーを用いて得られる（共）重合体をいう。前記「（共）重合体」は、ホモポリマーまたは共重合体（コポリマー）を表す。

つぎに、前記発光層の形成方法について、例を挙げて説明する。ただし、前記発光層の形成方法は、この例に限定されない。

まず、前記マトリックスポリマーを溶媒に溶解し、ポリマー溶液を作製する。前記溶媒としては、例えば、トルエン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸エチル、エタノール、テトラヒドロフラン、シクロペンタノン、水等を用いることができる。

つぎに、前記蛍光物質を前記ポリマー溶液に添加し、溶解させる。前記蛍光物質の添加量は、前記蛍光物質の種類に応じて適宜に決定することができるが、例えば、前記マトリックスポリマー１００重量部に対して、例えば、０．０１〜８０重量部の範囲であり、好ましくは、０．１〜５０重量部の範囲であり、より好ましくは、０．１〜３０重量部の範囲である。

つぎに、前記蛍光物質を添加した前記ポリマー溶液を基材上に塗布して塗膜を形成し、加熱乾燥させることにより、フィルムを形成する。

つぎに、前記フィルムを前記基材から剥離することで、前記発光層を得ることができる。前記発光層の厚みは、特に制限されず、例えば、０．１〜１０００μｍの範囲であり、好ましくは、１〜２００μｍの範囲であり、より好ましくは、２〜５０μｍの範囲である。

前記色純度向上シートは、前記発光層を有するものであれば、どのような構成であってもよい。例えば、前記色純度向上シートは、前記発光層のみからなるものであってもよい。また、前記色純度向上シートは、前記発光層以外のものを含んでもよい。

前記光源装置としては、特に制限されず、例えば、冷陰極管、発光ダイオード（ＬＥＤ）等が挙げられる。

前記反射層の種類、材質等は、特に限定されない。前記反射層は、光反射率の高い材料で構成されていることが好ましい。前記材料としては、例えば、銀スパッタ層、銀蒸着層、光反射率インク層等を有するプラスチックフィルムないしシート等が挙げられる。前記反射層の厚みは、特に制限されないが、例えば、１００〜５００μｍの範囲である。

図２の断面図に、本発明の光学装置の構成の一例を示す。同図において、図１と同一部分には、同一符号を付している。本例の光学装置では、光源装置１２が、前記色純度向上シート１１と前記反射層１３との間の箇所（図１におけるＸの位置）に配置されている。

本発明の光学装置の色純度の向上について、図２の光学装置を例にとり、説明する。前記色純度の向上は、例えば、次のようにして実施される。例えば、前記光源装置１２に、４３５ｎｍ付近にＢ、５４５ｎｍ付近にＧ、６１０ｎｍ付近にＲの大きな発光ピークを持つものを使用する。ここで、本例の光学装置では、ＧとＲの発光のみを利用し、ＧとＲの中間色である黄色（５８５ｎｍ付近）の発光は不要であったとする。この場合においては、前記色純度向上シート１１の発光層に、例えば、５８５ｎｍ付近に最大吸収ピーク波長を持ち、６１０ｎｍ以上に発光を持つ蛍光物質を含ませる。前記光源装置１２から出射された光は、矢印Ａおよび矢印Ｂに示すように、前記色純度向上シート１１に入光する。前記色純度向上シート１１に入光した光のうち前記黄色の光の一部が前記蛍光物質に吸収され、６１０ｎｍ以上のＲの光が発光される。また、前記色純度向上シート１１を透過した光のうち、所定偏光状態の光は、矢印Ａに示すように、前記反射型偏光子１０を透過して、外部に出光される。一方、前記所定偏光状態以外の光は、矢印Ｂに示すように、前記反射型偏光子１０で反射され、再度、前記色純度シート１１へと入光する。前記色純度向上シート１１に再度入光された光のうちの一部は、前記反射層１３側に透過する。前記反射層１３側に透過した光は、前記反射層１３で一部反射され、再々度、前記色純度向上シート１１に入光する。このように、前記色純度向上シート１１を透過した光が、前記反射型偏光子１０または前記反射層１３で一部反射され、繰り返し前記色純度向上シート１１に入光することで、光の色純度がさらに向上する。前記反射層１３で一部反射された光は、今度は前記反射型偏光子１０を透過して、外部に出光される。なお、前記矢印Ａよび前記矢印Ｂは、本例の光学装置における光の進路を模式的に例示したものである。ただし、本例の光学装置における光の進路は、前記矢印Ａおよび前記矢印Ｂに限られない。例えば、前記光源装置１２から前記反射層１３側に出射された光や、前記色純度向上シート１１に含まれる蛍光物質の発光により、前記色純度向上シート１１から前記反射層１３側に出射された光等は、前記反射層１３で一部反射され、前記色純度向上シート１１へと入光する。

図３に、本発明の光学装置の構成のその他の例を示す。同図において、図１および図２と同一部分には、同一符号を付している。本例の光学装置では、光源装置１２が、前記反射層１３の前記色純度向上シート１１側の反対側の箇所（図１におけるＺの位置）に配置されている。このような構成としても、矢印Ａおよび矢印Ｂに示すように、図２に示した光学装置と同様の色純度向上効果を得ることができる。なお、この光学装置では、前記反射層１３は、前記色純度向上シート１１側の面のみが、光反射性を有することが好ましい。

図４に、本発明の光学装置の構成のさらにその他の例を示す。同図において、図１〜３と同一部分には、同一符号を付している。本例の光学装置では、光源装置１２が、前記反射型偏光子１０と前記色純度向上シート１１との間の箇所（図１におけるＹの位置）に配置されている。この光学装置では、矢印Ａで示す光は、色純度向上シート１１に入光することなく反射型偏光子１０を透過し、外部に出光される。しかしながら、矢印Ｂで示す光は、色純度向上シート１１に２度入光する。このため、このような構成としても、色純度向上シートを有さない従来の光学装置と比較して、光の色純度は向上される。

前述のとおり、本発明の光学装置は、さらに、導光板を含み、前記光源装置から出射された光が、前記導光板を介して、前記反射型偏光子側に出光されるようにしてもよい。

本発明の光学装置は、さらに、他の構成部材を含んでもよい。前記他の構成部材としては、例えば、拡散板、プリズムシート等が挙げられる。前記他の構成部材は、例えば、隣接する前記各構成部材のいずれかの間（例えば、前記反射型偏光子と前記色純度向上シートとの間、前記色純度向上シートと前記導光板との間等）に配置される。

本発明の光学装置は、液晶表示装置（ＬＣＤ）、ＥＬディスプレイ（ＥＬＤ）等の各種の画像表示装置に好ましく用いることができる。本発明の光学装置は、画像表示装置と一体となっていてもよいし、別装置として構成されてもよい。図５の断面図に、本発明の液晶表示装置の構成の一例を示す。同図において、図１〜４と同一部分には、同一符号を付している。なお、同図において、分かりやすくするために、各構成部材の大きさや比率等は、実際と異なっている。図示のとおり、この液晶表示装置は、液晶パネル２４、拡散板２３、プリズムシート２２および本発明の光学装置１００を主要な構成部材として有する。前記液晶パネル２４は、液晶セル２５の両側に、それぞれ、第１の偏光板２３１および第２の偏光板２３２が配置された構成である。前記液晶セル２５は、その中心に液晶層２４０を備える。前記液晶層２４０の両側には、それぞれ、第１の配向膜２５１および第２の配向膜２５２が配置されている。前記第１の配向膜２５１および前記第２の配向膜２５２のそれぞれの外側には、第１の透明電極２６１および第２の透明電極２６２が配置されている。前記第１の透明電極２６１の外側には、所定の配列のＲ、Ｇ、Ｂ等のカラーフィルター２７０とブラックマトリクス２９０とが保護膜２８０を介して配置されている。前記カラーフィルター２７０と前記ブラックマトリクス２９０および前記第２の透明電極２６２の外側には、それぞれ、第１の基板２０１および第２の基板２０２が配置されている。前記液晶パネル２４において、前記第１の偏光板２３１側が、表示側であり、前記第２の偏光板２３２側が裏面側となる。前記拡散板２３は、前記液晶パネル２４の裏面側に配置されている。前記プリズムシート２２は、前記拡散板２３の前記液晶パネル２４側の反対側に配置されている。前記本発明の光学装置１００は、前記プリズムシート２２の前記液晶パネル２４側の反対側に、反射型偏光子１０を前記液晶パネル２４側にして配置されている。前記本発明の光学装置１００では、前記導光板２１および前記光源装置１２が、前記色純度向上シート１１と前記反射層１３との間の箇所に配置されている。前記光源装置１２は、前記導光板２１の横（同図において右側）に配置されている。なお、本例の液晶表示装置（光学装置）では、前記光源装置１２が前記導光板２１の横に配置されたサイドライト方式が採用された場合を示している。ただし、本発明は、これに限定されない。本発明の液晶表示装置（光学装置）は、例えば、前記光源装置１２が前記導光板２１を介して前記液晶パネル２４の直下に配置された直下方式であってもよい。

図６の断面図に、本発明の液晶表示装置の構成のその他の例を示す。同図において、図５と同一部分には、同一符号を付している。なお、同図において、分かりやすくするために、各構成部材の大きさや比率等は、実際と異なっている。図示のとおり、この液晶表示装置は、構成部材の配置位置が一部異なること以外は、図５に示した液晶表示装置と同様である。この液晶表示装置では、本発明の光学装置１０１が、前記プリズムシート２２および前記拡散板２３をも含む。前記本発明の光学装置１０１では、前記色純度向上シート１１の前記反射型偏光子１０側の反対側に、前記プリズムシート２２が配置されている。また、前記本発明の光学装置１０１では、前記プリズムシート２２の前記色純度向上シート１１側の反対側に、前記拡散板２３が配置されている。それ以外の構成は、図５に示した液晶表示装置と同様である。

図６に示した液晶表示装置（光学装置１０１）において、前記色純度向上シート１１の実装場所は、前記反射型偏光子１０と前記反射層１３との間であれば、どこであってもよい。前記色純度向上シート１１の実装場所は、例えば、前記プリズムシート２２と前記拡散板２３との間であってもよい。また、前記色純度向上シート１１の実装場所は、例えば、前記拡散板２３と前記導光板２１との間であってもよい。

図７の断面図に、本発明の液晶表示装置の構成のさらにその他の例を示す。同図において、図５および図６と同一部分には、同一符号を付している。なお、同図において、分かりやすくするために、各構成部材の大きさや比率等は、実際と異なっている。図示のとおり、この液晶表示装置は、本発明の光学装置の構成部材が一部異なること以外は、図６に示した液晶表示装置と同様である。この液晶表示装置では、本発明の光学装置１０２が、図６に示した本発明の光学装置１０１における前記プリズムシート２２および前記拡散板２３に代えて、第１の拡散板２３ａ、第２の拡散板２３ｂおよび第３の拡散板２３ｃを含む。前記本発明の光学装置１０２では、前記色純度向上シート１１の前記反射型偏光子１０側の反対側に、前記第１の拡散板２３ａが配置されている。また、前記本発明の光学装置１０２では、前記第１の拡散板２３ａの前記色純度向上シート１１側の反対側に、前記第２の拡散板２３ｂが配置されている。さらに、前記本発明の光学装置１０２では、前記第２の拡散板２３ｂの前記第１の拡散板２３ａ側の反対側に、前記第３の拡散板２３ｃが配置されている。

図７に示した液晶表示装置（光学装置１０２）において、前記色純度向上シート１１の実装場所は、前記反射型偏光子１０と前記反射層１３との間であれば、どこであってもよい。前記色純度向上シート１１の実装場所は、例えば、前記第２の拡散板２３ｂと前記第３の拡散板２３ｃとの間であってもよい。また、前記色純度向上シート１１の実装場所は、例えば、前記第３の拡散板２３ｃと前記導光板２１との間であってもよい。

つぎに、本発明の実施例について説明する。なお、本発明は、下記の実施例によってなんら限定ないし制限されない。なお、各実施例では、Ｒの光のみを必要とし、それ以外の光は不要とした。

［実施例１］
（色純度向上シートの作製）
ポリメチルメタクリレートの３０重量％トルエン溶液に、前記構造式（１）で表される蛍光物質（ＢＡＳＦ（株）製、商品名「Ｌｕｍｏｇｅｎ Ｆ Ｒｅｄ ３０５」）をポリメチルメタクリレートに対し０．１９重量％となるように添加し溶解させた。この溶液を、剥離処理したＰＥＴフィルム基材上にアプリケーターにより塗布して塗膜を形成し、８０℃で３０分乾燥させてフィルムを得た。乾燥後、前記フィルムをＰＥＴフィルム基材より剥離することで、厚み３０μｍの発光層のみからなる色純度向上シートを得た。

（液晶表示装置への実装）
図５に示すようにして、光学装置１００を含む液晶表示装置に前記色純度向上シート１１を実装し、発光スペクトルを分光光度計（大塚電子（株）製、商品名「瞬間マルチ測光システム ＭＣＰＤ−３０００」）で測定した。この際、前記分光光度計の受光部は、前記液晶表示装置の表示側（図５において上側）に密着させた。

［実施例２］
図６に示すようにして、光学装置１０１を含む液晶表示装置に前記色純度向上シート１１を実装したこと以外は、実施例１と同様にして、発光スペクトルを測定した。

［実施例３］
前記色純度向上シート１１の実装場所を、プリズムシート２２と拡散板２３との間としたこと以外は、実施例２と同様にして、発光スペクトルを測定した。

［実施例４］
前記色純度向上シート１１の実装場所を、拡散板２３と導光板２１との間としたこと以外は、実施例２と同様にして、発光スペクトルを測定した。

［実施例５］
（色純度向上シートの作製）
ポリメチルメタクリレートの３０重量％トルエン溶液に、前記構造式（２）で表される蛍光物質（有本化学工業（株）製、商品名「Ｐｌａｓｔ Ｒｅｄ Ｄ−５４」）をポリメチルメタクリレートに対し０．２１重量％となるように添加し溶解させた。この溶液を、剥離処理したＰＥＴフィルム基材上にアプリケーターにより塗布して塗膜を形成し、８０℃で３０分乾燥させてフィルムを得た。乾燥後、前記フィルムをＰＥＴフィルム基材より剥離することで、厚み６３μｍの発光層のみからなる色純度向上シートを得た。

（液晶表示装置への実装）
図７に示すようにして、光学装置１０２を含む液晶表示装置に前記色純度向上シート１１を実装したこと以外は、実施例１と同様にして、発光スペクトルを測定した。

［実施例６］
前記色純度向上シート１１の実装場所を、第２の拡散板２３ｂと第３の拡散板２３ｃとの間としたこと以外は、実施例５と同様にして、発光スペクトルを測定した。

［実施例７］
前記色純度向上シート１１の実装場所を、第３の拡散板２３ｃと導光板２１との間としたこと以外は、実施例５と同様にして、発光スペクトルを測定した。

［実施例８］
（色純度向上シートの作製）
ポリメチルメタクリレートの３０重量％トルエン溶液に、前記構造式（３）で表される蛍光物質（有本化学工業（株）製、商品名「Ｐｌａｓｔ Ｒｅｄ ８３５５」）をポリメチルメタクリレートに対し０．１９重量％となるように添加し溶解させた。この溶液を、剥離処理したＰＥＴフィルム基材上にアプリケーターにより塗布して塗膜を形成し、８０℃で３０分乾燥させてフィルムを得た。乾燥後、前記フィルムをＰＥＴフィルム基材より剥離することで、厚み３１μｍの発光層のみからなる色純度向上シートを得た。

（液晶表示装置への実装）
図７に示すようにして、光学装置１０２を含む液晶表示装置に前記色純度向上シート１１を実装したこと以外は、実施例１と同様にして、発光スペクトルを測定した。

［実施例９］
前記色純度向上シート１１の実装場所を、第２の拡散板２３ｂと第３の拡散板２３ｃとの間としたこと以外は、実施例８と同様にして、発光スペクトルを測定した。

［実施例１０］
前記色純度向上シート１１の実装場所を、第３の拡散板２３ｃと導光板２１との間としたこと以外は、実施例８と同様にして、発光スペクトルを測定した。

［参考例１］
前記色純度向上シート１１の実装場所を、第１の偏光板２３１の上としたこと以外は、実施例１と同様にして、発光スペクトルを測定した。

［参考例２］
前記色純度向上シート１１の実装場所を、第２の偏光板２３２と拡散板２３との間としたこと以外は、実施例１と同様にして、発光スペクトルを測定した。

［参考例３］
前記色純度向上シート１１の実装場所を、第２の偏光板２３２と反射型偏光子１０との間としたこと以外は、実施例２と同様にして、発光スペクトルを測定した。

［参考例４］
前記色純度向上シート１１の実装場所を、第２の偏光板２３２と反射型偏光子１０との間としたこと以外は、実施例５と同様にして、発光スペクトルを測定した。

［参考例５］
前記色純度向上シート１１の実装場所を、第２の偏光板２３２と反射型偏光子１０との間としたこと以外は、実施例８と同様にして、発光スペクトルを測定した。

実施例１〜４および参考例１〜３の発光スペクトルの測定結果を、液晶表示装置に色純度向上シートを実装しなかったブランクの発光スペクトルの測定結果と共に、図１１〜１７に示す。また、前記ブランクを１としたときの、全実施例および全参考例の５８０ｎｍ（黄色）および６５０ｎｍ（Ｒ）でのスペクトル強度比を、下記表１に示す。

（表１）
蛍光物質 ５８０ｎｍ発光強度 ６５０ｎｍ発光強度
実施例 １ 構造式（１） ０．２９ ４．４
実施例 ２ 構造式（１） ０．４５ ３．７
実施例 ３ 構造式（１） ０．３２ ３．３
実施例 ４ 構造式（１） ０．３０ ５．０
実施例 ５ 構造式（２） ０．６０ １．５
実施例 ６ 構造式（２） ０．５４ １．５
実施例 ７ 構造式（２） ０．５４ １．４
実施例 ８ 構造式（３） ０．８１ １．４
実施例 ９ 構造式（３） ０．６９ １．４
実施例１０ 構造式（３） ０．６７ １．３
参考例 １ 構造式（１） ０．６１ １．１
参考例 ２ 構造式（１） ０．５９ １．３
参考例 ３ 構造式（１） ０．６７ １．８
参考例 ４ 構造式（２） ０．７９ １．２
参考例 ５ 構造式（３） ０．８８ １．１

前記表１および図１１〜１７からわかるように、実施例１〜４では、同じ蛍光物質を用いた参考例１〜３と比べて、不要な５８０ｎｍの黄色の発光が５〜６割程度抑制され、必要な６５０ｎｍのＲの発光が約２倍に増大した。また、前記表１からわかるように、実施例５〜７では、同じ蛍光物質を用いた参考例４と比べて、不要な５８０ｎｍの黄色の発光が１〜２割程度抑制され、必要な６５０ｎｍのＲの発光が１〜２割程度増大した。同様に、前記表１からわかるように、実施例８〜１０では、同じ蛍光物質を用いた参考例５と比べて、不要な５８０ｎｍの黄色の発光が１〜２割程度抑制され、必要な６５０ｎｍのＲの発光が１〜２割程度増大した。

以上のように、本発明の光学装置は、画像表示装置の色むらおよび輝度むらの発生を防止しつつ、透過する光の色純度を向上させることができ、画像表示装置の色再現性を向上させることが可能なものである。本発明の光学装置およびそれを用いた画像表示装置の用途は、例えば、デスクトップパソコン、ノートパソコン、コピー機等のＯＡ機器、携帯電話、時計、デジタルカメラ、携帯情報端末（ＰＤＡ）、携帯ゲーム機等の携帯機器、ビデオカメラ、テレビ、電子レンジ等の家庭用電気機器、バックモニター、カーナビゲーションシステム用モニター、カーオーディオなどの車載用機器、商業店舗用インフォメーション用モニターなどの展示機器、監視用モニターなどの警備機器、介護用モニター、医療用モニターなどの介護・医療機器等が挙げられ、その用途は限定されず、広い分野に適用可能である。

図１は、本発明の光学装置における光源装置の配置位置を説明する図である。 図２は、本発明の光学装置の構成の一例を示す断面図である。 図３は、本発明の光学装置の構成のその他の例を示す断面図である。 図４は、本発明の光学装置の構成のさらにその他の例を示す断面図である。 図５は、本発明の液晶表示装置の構成の一例を示す断面図である。 図６は、本発明の液晶表示装置の構成のその他の例を示す断面図である。 図７は、本発明の液晶表示装置の構成のさらにその他の例を示す断面図である。 図８は、本発明に用いる蛍光物質の一例における吸収スペクトルを示すグラフである。 図９は、本発明に用いる蛍光物質のその他の例における吸収スペクトルを示すグラフである。 図１０は、本発明に用いる蛍光物質のさらにその他の例における吸収スペクトルを示すグラフである。 図１１は、本発明の一実施例における発光スペクトルの測定結果を示すグラフである。 図１２は、本発明のその他の実施例における発光スペクトルの測定結果を示すグラフである。 図１３は、本発明のさらにその他の実施例における発光スペクトルの測定結果を示すグラフである。 図１４は、本発明のさらにその他の実施例における発光スペクトルの測定結果を示すグラフである。 図１５は、本発明の一参考例における発光スペクトルの測定結果を示すグラフである。 図１６は、本発明のその他の参考例における発光スペクトルの測定結果を示すグラフである。 図１７は、本発明のさらにその他の参考例における発光スペクトルの測定結果を示すグラフである。 図１８は、従来の液晶表示装置の構成の一例を示す断面図である。

符号の説明

１０、９０ 反射型偏光子
１１ 色純度向上シート
１２、９２ 光源装置（冷陰極管）
１３、９３ 反射層
２１、９１ 導光板
２２ プリズムシート
２３ 拡散板
２３ａ 第１の拡散板
２３ｂ 第２の拡散板
２３ｃ 第３の拡散板
２４、９４ 液晶パネル
２５、９５ 液晶セル
１００、１０１、１０２ 光学装置
２０１、９０１ 第１の基板
２０２、９０２ 第２の基板
２３１、９３１ 第１の偏光板
２３２、９３２ 第２の偏光板
２４０、９４０ 液晶層
２５１、９５１ 第１の配向膜
２５２、９５２ 第２の配向膜
２６１、９６１ 第１の透明電極
２６２、９６２ 第２の透明電極
２７０、９７０ カラーフィルター
２８０、９８０ 保護膜
２９０、９９０ ブラックマトリクス

Claims (6)

1. 光源装置、反射層、色純度向上シートおよび反射型偏光子を含み、
   前記色純度向上シートは、目的波長帯域以外の特定波長帯域の光を吸収し波長変換して目的波長帯域の光を発光することにより目的波長帯域の色の純度を向上させる発光手段を含む発光層を有し、
   前記光源装置から出射された光が、前記反射型偏光子を通して外部に出光され、
   前記反射型偏光子と前記反射層との間に、前記色純度向上シートが配置され、
   前記光源装置が、前記色純度向上シートと前記反射層との間の箇所、前記反射型偏光子と前記色純度向上シートとの間の箇所、および前記反射層の前記色純度向上シート側の反対側の箇所の少なくとも一箇所に配置されていることを特徴とする光学装置。
2. 前記光源装置が、前記色純度向上シートと前記反射層との間の箇所に配置されている請求項１記載の光学装置。
3. 前記発光層が、マトリックスポリマーと蛍光物質とから形成される請求項１または２記載の光学装置。
4. さらに、導光板を含み、前記光源装置から出射された光が、前記導光板を介して、前記反射型偏光子側へと出光される請求項１から３のいずれか一項に記載の光学装置。
5. 光学装置および表示パネルを含み、
   前記表示パネルが、表示層およびカラーフィルターを含み、
   前記カラーフィルターと前記光学装置との間に前記表示層が位置するように、前記表示パネルおよび前記光学装置が配置され、
   前記光学装置から出光された光が、前記表示層を通った後、前記カラーフィルターへと入光される画像表示装置であって、
   前記光学装置が、請求項１から４のいずれか一項に記載の光学装置である画像表示装置。
6. 光学装置および液晶パネルを含み、
   前記液晶パネルが、液晶層およびカラーフィルターを含み、
   前記カラーフィルターと前記光学装置との間に前記液晶層が位置するように、前記液晶パネルおよび前記光学装置が配置され、
   前記光学装置から出光された光が、前記液晶層を通った後、前記カラーフィルターへと入光される液晶表示装置であって、
   前記光学装置が、請求項１から４のいずれか一項に記載の光学装置である液晶表示装置。
   

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