JP3514660B2 - 偏光導光板及び偏光面光源 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】本発明は、側面からの入射光を表裏
面より振動面が制御された状態で直線偏光が出射されて
液晶表示装置のバックライトの形成などに好適な偏光導
光板及び偏光面光源に関する。

【０００２】

【発明の背景】従来、液晶表示装置のバックライトとし
て用いうるサイドライト型導光板としては、透光性樹脂
板に反射ドット等からなる光出射手段を設けてその光出
射手段を介し板内の全反射による伝送光を散乱等により
板の表裏の一方より出射させるようにしたものが知られ
ていた。しかしながら、前記の出射光は殆ど偏光特性を
示さない自然光であり、液晶表示に際してはそれを偏光
板を介し直線偏光に変換する必要のあることから、偏光
板による吸収ロスを生じて光の利用効率が５０％を超え
得ない問題点があった。

【０００３】前記に鑑みて、ブリュスター角を利用して
直線偏光が得られる偏光分離板と位相差板を組合せた偏
光変換手段を併用するシステムなども提案されている
（特開平６−１８８７３号公報、特開平６−１６０８４
０号公報、特開平６−２６５８９２号公報、特開平７−
７２４７５号公報、特開平７−２６１１２２号公報、特
開平７−２７０７９２号公報、特開平９−５４５５６号
公報、特開平９−１０５９３３号公報、特開平９−１３
８４０６号公報、特開平９−１５２６０４公報、特開平
９−２９３４０６号公報、特開平９−３２６２０５号公
報、特開平１０−７８５８１号公報等）。しかしなが
ら、かかるバックライトにては充分な偏光が得られず偏
光方向の制御も困難なことなどから実用性に乏しい難点
があった。

【０００４】

【発明の技術的課題】本発明は、直線偏光からなる出射
光が得られてその偏光方向（振動面）も任意に制御でき
る導光板の開発を課題とする。

【０００５】

【課題の解決手段】本発明は、透光性樹脂板の片面又は
両面に、配向処理された複屈折性の微小領域を分散含有
して偏光方向により散乱異方性を示す偏光散乱板を積層
してなり、側面より入射させた自然光の内、前記の散乱
異方性にて散乱された直線偏光を選択的に表裏面から出
射することを特徴とする偏光導光板を提供するものであ
る。

【０００６】

【発明の効果】本発明によれば、上記の構成により透光
性樹脂板に反射ドット等の特別な光出射手段を形成する
必要なく側面より自然光を入射させて表裏面より直線偏
光を効率よく出射させることができ、かつ併用の偏光散
乱板の光軸を介してそれに応じた振動方向の直線偏光を
得ることができる。従って偏光散乱板の光軸制御で直線
偏光の振動方向を任意に変えることができる。またかか
る偏光導光板の表裏面の一方に鏡面反射層を配置して偏
光導光板の他方の一面より出射させることで一面よりの
出射効率がより向上し、拡散性にも優れる直線偏光が得
られてその上に偏光軸を平行にして液晶表示素子を配置
することで通常よりも２倍近い輝度を達成することも可
能である。

【０００７】すなわち前記において、側面よりの入射光
は空気界面との屈折率差により全反射されて導光板内を
伝送されつつ偏光散乱板に入射しその入射光の内、微小
領域との最大屈折率差（△ｎ１）を示す軸方向（△ｎ１
方向）に平行な振動面を有する直線偏光が選択的に強く
散乱されてその一部が全反射角よりも小さい角度となり
導光板より出射する。

【０００８】一方、前記の△ｎ１方向の散乱で大きい角
度で散乱された光、及び△ｎ１方向条件を満足したが散
乱を受けなかった光、加えて△ｎ１方向以外の振動方向
を有する光は、導光板内に閉じ込められて全反射を繰り
返しつつ伝送され偏光散乱板による複屈折位相差などに
より偏光状態も解消されて前記の△ｎ１方向条件を満足
して出射する機会を待つ。以上の繰り返しにより、導光
板より所定振動面の直線偏光が効率よく出射される。

【０００９】

【発明の実施形態】 本発明による偏光導光板は、透光
性樹脂板の片面又は両面に、複屈折性の微小領域を分散
含有して偏光方向により散乱異方性を示す偏光散乱板を
積層してなり、側面より入射させた自然光の内、前記の
散乱異方性にて散乱された直線偏光を表裏面から選択的
に出射するものよりなる。その例を図１、図２に示し
た。１が透光性樹脂板、３が偏光散乱板であり、２が必
要に応じての接着層である。

【００１０】透光性樹脂板は、光源の波長域に応じそれ
に透明性を示す適宜な材料にて形成された板状物であれ
ばよい。ちなみに可視光域では、例えばアクリル系樹脂
やポリカーボネート系樹脂、スチレン系樹脂やノルボル
ネン系樹脂、エポキシ系樹脂からなる板などが好ましく
用いうる。光透過率の点よりは、屈折率が可及的に小さ
い樹脂からなる板が好ましい。

【００１１】また出射光の偏光特性を維持する点より
は、面内方向の位相差が可及的に小さい樹脂板が好まし
く、かかる点よりは板を成形する際に歪み等による配向
複屈折を生じにくい材料、特にポリメチルメタレートや
ノルボルネン系樹脂などが好ましく用いうる。かかる樹
脂は、板の成形性にも優れている。

【００１２】透光性樹脂板の形状は、液晶セルのサイズ
や光源の特性、出射光の輝度の均一化などに応じて適宜
に決定することができ、特に限定はない。成形の容易性
などの点よりは平板や楔形の板などが好ましい。板の厚
さも光源や液晶セルのサイズなどに応じて適宜に決定で
き特に限定はないが、薄型軽量化等を目的に可及的に薄
いことが好ましく就中１０mm以下、特に０．５〜５mmが
好ましい。

【００１３】なお透光性樹脂板の形成は、例えば射出成
形方式や注型成形方式、押出成形方式や流延成形方式、
圧延成形方式やロール塗工成形方式、トランスファ成形
方式や反応射出成形方式（ＲＩＭ）などの適宜な方式で
行うことができる。その形成に際しては、必要に応じて
例えば変色防止剤や酸化防止剤、紫外線吸収剤や離型剤
などの適宜な添加剤を配合することができる。

【００１４】一方、偏光散乱板としては、複屈折性の微
小領域を分散含有して偏光方向により散乱異方性を示す
適宜なものを用いうる。ちなみにその例としては、透明
フィルム中に複屈折性の微小領域を分散含有させたもの
などがあげられる。

【００１５】前記した散乱異方性を示す偏光散乱板の形
成は、例えばポリマー類や液晶類等の透明性に優れる適
宜な材料の１種又は２種以上を、延伸処理等による適宜
な配向処理で複屈折性が相違する領域を形成する組合せ
で用いて配向フィルムを得る方式などの適宜な方式にて
行うことができる。

【００１６】ちなみに前記の組合せ例としては、ポリマ
ー類と液晶類の組合せ、等方性ポリマーと異方性ポリマ
ーの組合せ、異方性ポリマー同士の組合せなどがあげら
れる。微小領域の分散分布性などの点より、相分離する
組合せが好ましく、組合せる材料の相溶性により分散分
布性を制御することができる。相分離は、例えば非相溶
性の材料を溶媒にて溶液化する方式や、非相溶性の材料
を加熱溶融下に混合する方式などの適宜な方式で行うこ
とができる。

【００１７】前記の組合せにて延伸方式により配向処理
する場合、ポリマー類と液晶類の組合せ及び等方性ポリ
マーと異方性ポリマーの組合せでは任意な延伸温度や延
伸倍率にて、異方性ポリマー同士の組合せでは延伸条件
を適宜に制御することにより目的の偏光散乱板を形成す
ることができる。なお異方性ポリマーでは延伸方向の屈
折率変化の特性に基づいて正負に分類されるが、本発明
においては正負いずれの異方性ポリマーも用いることが
でき、正同士や負同士、あるいは正負の組合せのいずれ
にても用いうる。

【００１８】前記したポリマー類の例としては、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の如
きエステル系ポリマー、ポリスチレンやアクリロニトリ
ル・スチレン共重合体（ＡＳポリマー類）の如きスチレ
ン系ポリマー、ポリエチレンやポリプロピレン、シクロ
系ないしノルボルネン構造を有するポリオレフィンやエ
チレン・プロピレン共重合体の如きオレフィン系ポリマ
ー、ポリメチルメタクリレートの如きアクリル系ポリマ
ー、二酢酸セルロースや三酢酸セルロースの如きセルロ
ース系ポリマー、ナイロンや芳香族ポリアミドの如きア
ミド系ポリマーがあげられる。

【００１９】またカーボネート系ポリマーや塩化ビニル
系ポリマー、イミド系ポリマーやスルホン系ポリマー、
ポリエーテルスルホンやポリエーテルエーテルケトン、
ポリフェニレンスルフィドやビニルアルコール系ポリマ
ー、塩化ビニリデン系ポリマーやビニルブチラール系ポ
リマー、アリレート系ポリマーやポリオキシメチレン、
シリコーン系ポリマーやウレタン系ポリマー、エーテル
系ポリマーや酢酸ビニル系ポリマー、前記ポリマーのブ
レンド物、あるいはフェノール系やメラミン系、アクリ
ル系やウレタン系、ウレタンアクリル系やエポキシ系や
シリコーン系等の熱硬化型、ないし紫外線硬化型のポリ
マー類なども前記した透明ポリマーの例としてあげられ
る。

【００２０】一方、液晶類の例としては、シアノビフェ
ニル系やシアノフェニルシクロヘキサン系、シアノフェ
ニルエステル系や安息香酸フェニルエステル系、フェニ
ルピリミジン系やそれらの混合物の如き室温又は高温で
ネマチック相やスメクチック相を呈する低分子液晶や架
橋性液晶モノマー、あるいは室温又は高温でネマチック
相やスメクチック相を呈する液晶ポリマーなどがあげら
れる。前記の架橋性液晶モノマーは通例、配向処理した
後、熱や光等による適宜な方式で架橋処理されてポリマ
ーとされる。

【００２１】耐熱性や耐久性等に優れる偏光散乱板を得
る点よりは、ガラス転移温度が５０℃以上、就中８０℃
以上のポリマー類と、架橋性液晶モノマーないし液晶ポ
リマーとの組合せで用いることが好ましい。その液晶ポ
リマーとしては主鎖型や側鎖型等の適宜なものを用いる
ことができ、その種類について特に限定はない。

【００２２】液晶ポリマーを用いての偏光散乱板の形成
は、例えばポリマー類の１種又は２種以上と、微小領域
を形成するための液晶ポリマーの１種又は２種以上を混
合し、液晶ポリマーを微小領域の状態で分散含有するポ
リマーフィルムを形成して適宜な方式で配向処理し、複
屈折性が相違する領域を形成する方法などにて行うこと
ができる。

【００２３】ちなみに前記した液晶ポリマーの具体例と
しては、下記の一般式で表されるモノマー単位を有する
側鎖型の液晶ポリマーなどがあげられる。側鎖型液晶ポ
リマーは、当該モノマー単位を有するホモポリマーやコ
ポリマー等の適宜な熱可塑性ポリマーであればよく、就
中モノドメイン配向性に優れるものが好ましい。

【００２４】一般式：

【００２５】前記一般式においてＸは、液晶ポリマーの
主鎖を形成する骨格基であり、線状や分岐状や環状等の
適宜な連結鎖にて形成されていてよい。ちなみにその例
としては、ポリアクリレート類やポリメタクリレート
類、ポリ−α−ハロアクリレート類やポリ−α−シアノ
アクリレート類、ポリアクリルアミド類やポリアクリロ
ニトリル類、ポリメタクリロニトリル類やポリアミド
類、ポリエステル類やポリウレタン類、ポリエーテル類
やポリイミド類、ポリシロキサン類などがあげられる。

【００２６】またＹは、主鎖より分岐するスペーサ基で
あり、屈折率制御等の偏光散乱板の形成性などの点より
好ましいスペーサ基Ｙは、例えばエチレンやプロピレ
ン、ブチレンやペンチレン、ヘキシレンやオクチレン、
デシレンやウンデシレン、ドデシレンやオクタデシレ
ン、エトキシエチレンやメトキシブチレンなどである。

【００２７】一方、Ｚは液晶配向性を付与するメソゲン
基であり、下記の化合物などがあげられる。

【００２８】前記化合物における末端置換基Ａは、例え
ばシアノ基やアルキル基、アルケニル基やアルコキシ
基、オキサアルキル基や水素の１個以上がフッ素又は塩
素にて置換されたハロアルキル基やハロアルコキシ基や
ハロアルケニル基などの適宜なものであってよい。

【００２９】前記において、スペーサ基Ｙとメソゲン基
Ｚはエーテル結合、すなわち−Ｏ−を介して結合してい
てもよい。またメソゲン基Ｚにおけるフェニル基は、そ
の１個又は２個の水素がハロゲンで置換されていてもよ
く、その場合、ハロゲンとしては塩素又はフッ素が好ま
しい。

【００３０】上記した液晶ポリマーを用いた偏光散乱板
の形成は、例えばポリマーフィルムを形成するためのポ
リマー類と液晶ポリマーを混合して、液晶ポリマーを微
小領域の状態で分散含有するポリマーフィルムを形成し
た後、その微小領域を形成する液晶ポリマーを加熱処理
して液晶配向させ、その配向状態を冷却固定する方法な
どにて行うことができる。

【００３１】上記した微小領域を分散含有するポリマー
フィルム、すなわち配向処理対象のフィルムの形成は、
例えばキャスティング法や押出成形法、射出成形法やロ
ール成形法、流延成形法などの適宜な方式にて得ること
ができ、モノマー状態で展開しそれを加熱処理や紫外線
等の放射線処理などにより重合してフィルム状に製膜す
る方式などにても行うことができる。

【００３２】微小領域の均等分布性に優れる偏光散乱板
を得る点などよりは、溶媒を介した形成材の混合液をキ
ャスティング法や流延成形法等にて製膜する方式が好ま
しい。その場合、溶媒の種類や混合液の粘度、混合液展
開層の乾燥速度などにより微小領域の大きさや分布性な
どを制御することができる。ちなみに微小領域の小面積
化には混合液の低粘度化や混合液展開層の乾燥速度の急
速化などが有利である。

【００３３】配向処理対象のフィルムの厚さは、適宜に
決定しうるが、一般には配向処理性などの点より１μm
〜３mm、就中５μm〜１mm、特に１０〜５００μmとされ
る。なおフィルムの形成に際しては、例えば分散剤や界
面活性剤、紫外線吸収剤や色調調節剤、難燃剤や離型
剤、酸化防止剤などの適宜な添加剤を配合することがで
きる。

【００３４】配向処理は、上記した如く例えば一軸や二
軸、逐次二軸やＺ軸等による延伸処理方式や圧延方式、
ガラス転移温度又は液晶転移温度以上の温度で電場又は
磁場を印加して急冷し配向を固定化する方式や製膜時に
流動配向させる方式、等方性ポリマーの僅かな配向に基
づいて液晶を自己配向させる方式などの、配向により屈
折率を制御しうる適宜な方式の１種又は２種以上を用い
て行うことができる。従って得られた偏光散乱板は、延
伸フィルムであってもよいし、非延伸フィルムであって
もよい。なお延伸フィルムとする場合には、脆性ポリマ
ーも用いうるが、延び性に優れるポリマーが特に好まし
く用いうる。

【００３５】また微小領域が上記した液晶ポリマーから
なる場合には、例えばポリマーフィルム中に微小領域と
して分散分布する液晶ポリマーが液晶相を呈する温度に
加熱して溶融させ、それを配向規制力の作用下に配向さ
せて急冷し、配向状態を固定化する方式などにても行う
ことができる。微小領域の配向状態は、可及的にモノド
メイン状態にあることが光学特性のバラツキ防止などの
点より好ましい。

【００３６】なお前記の配向規制力としては、例えばポ
リマーフィルムを適宜な倍率で延伸処理する方式による
延伸力やフィルム形成時のシェアリング力、電界や磁界
などの、液晶ポリマーを配向させうる適宜な規制力を適
用でき、その１種又は２種以上の規制力を作用させて液
晶ポリマーの配向処理を行うことができる。

【００３７】従って偏光散乱板における微小領域以外の
部分は、複屈折性を示すものであってもよいし、等方性
のものであってもよい。偏光散乱板の全体が複屈折性を
示すものは、フィルム形成用のポリマー類に配向複屈折
性のものを用いて上記した製膜過程における分子配向な
どにより得ることができ、必要に応じ例えば延伸処理等
の公知の配向手段を加えて複屈折性を付与ないし制御す
ることができる。

【００３８】また微小領域以外の部分が等方性の偏光散
乱板は、例えばフィルム形成用のポリマー類に等方性の
ものを用いて、そのフィルムを当該ポリマー類のガラス
転移温度以下の温度領域で延伸処理する方式などにより
得ることができる。

【００３９】好ましく用いうる偏光散乱板は、微小領域
とそれ以外の部分、すなわちポリマーフィルムからなる
部分との、微小領域の各光軸方向における屈折率差△ｎ
１、△ｎ２、、△ｎ３が最大値を示す軸方向（△ｎ１方
向）において０．０３以上（△ｎ１）であり、かつその
△ｎ１方向と直交する残る二軸方向（△ｎ２方向、△ｎ
３方向）において前記△ｎ１の５０％以下（△ｎ２、△
ｎ３）でそれらが等しくなるように制御したものであ
る。

【００４０】前記の屈折率差とすることにより、△ｎ１
方向の直線偏光が強く散乱され全反射角よりも小さい角
度で散乱されて導光板より出射する光量を増やすことが
でき、それ以外の方向の直線偏光は散乱されにくくて全
反射を繰り返し、導光板内に閉じ込めることができる。

【００４１】なお前記において微小領域の各光軸方向と
微小領域以外の部分との屈折率差は、フィルムを形成す
るポリマーが光学的等方性のものである場合には、微小
領域の各光軸方向の屈折率とポリマーフィルムの平均屈
折率との差を意味し、フィルムを形成するポリマーが光
学的異方性のものである場合には、ポリマーフィルムの
主光軸方向と微小領域の主光軸方向とが通常は一致して
いるためそれぞれの軸方向における各屈折率の差を意味
する。

【００４２】前記した全反射の点より△ｎ１方向におけ
る屈折率差△ｎ１は、適度に大きいことが好ましく、就
中０．０３５〜１、特に０．０４５〜０．５の屈折率差
△ｎ１であることが好ましく、△ｎ２方向と△ｎ３方向
における屈折率差△ｎ２、△ｎ３方向は適度に小さいこ
とが好ましい。かかる屈折率差は、使用材料の屈折率や
上記した配向操作などにより制御することができる。

【００４３】また前記の△ｎ１方向は、導光板より出射
される直線偏光の振動面であることより、かかる△ｎ１
方向は偏光散乱板面に平行であることが好ましい。なお
面内におけるかかる△ｎ１方向は、目的とする液晶セル
等に応じた適宜な方向とすることができる。

【００４４】偏光散乱板における微小領域は、前記散乱
効果等の均質性などの点より可及的に均等に分散分布し
ていることが好ましい。微小領域の大きさ、特に散乱方
向である△ｎ１方向の長さは、後方散乱（反射）や波長
依存性に関係する。

【００４５】光利用効率の向上や波長依存性による着色
の防止、微小領域の視覚による視認阻害の防止ないし鮮
明な表示の阻害防止、さらには製膜性やフィルム強度な
どの点より微小領域の好ましい大きさ、特に△ｎ１方向
の好ましい長さは、０．０５〜５００μm、就中０．１
〜２５０μm、特に１〜１００μmである。なお微小領域
は、通例ドメインの状態で偏光散乱板中に存在するが、
その△ｎ２方向等の長さについては特に限定はない。

【００４６】偏光散乱板中に占める微小領域の割合は、
△ｎ１方向の散乱性などの点より適宜に決定しうるが、
一般にはフィルム強度なども踏まえて０．１〜７０重量
％、就中０．５〜５０重量％、特に１〜３０重量％とさ
れる。

【００４７】偏光散乱板は、上記した複屈折特性を示す
フィルムの単層にて形成することもできるし、かかるフ
ィルムを２層以上重畳したものとして形成することもで
きる。当該フィルムの重畳化により、厚さ増加以上の相
乗的な散乱効果を発揮させることができる。重畳体は、
△ｎ１方向又は△ｎ２方向等の任意な配置角度で当該フ
ィルムを重畳したものであってよいが、散乱効果の拡大
などの点よりは△ｎ１方向が上下の層で平行関係となる
ように重畳したものが好ましい。当該フィルムの重畳数
は、２層以上の適宜な数とすることができる。

【００４８】重畳する当該フィルムは、△ｎ１又は△ｎ
２等が同じものであってもよいし、異なるものであって
もよい。なお△ｎ１方向等における上下の層での平行関
係は、可及的に平行であることが好ましいが、作業誤差
によるズレなどは許容される。また△ｎ１方向等にバラ
ツキがある場合には、その平均方向に基づく。

【００４９】重畳体における当該フィルムは、全反射界
面が最表面となるように接着層等を介して接着される。
その接着には、例えばホットメルト系や粘着系などの適
宜な接着剤を用いうる。反射損を抑制する点よりは、当
該フィルムとの屈折率差が可及的に小さい接着層が好ま
しく、当該フィルムやその微小領域を形成するポリマー
にて接着することもできる。

【００５０】なお散乱偏光板は、導光板内を光が伝送す
る過程で適当に偏光状態が解消される必要があることよ
り板の全体で又は部分的に位相差を有することが好まし
い。基本的には散乱偏光板の遅相軸と散乱されにくい直
線偏光の偏光軸（振動面）とは直交関係にあるため位相
差による偏光変換は起きにくいが、僅かな散乱によって
見かけの角度が変化し、偏光変換が生じるものと考えら
れる。

【００５１】前記した偏光変換の点よりは、散乱偏光板
の厚さにて変化するが一般には５nm以上の面内位相差の
あることが好ましい。なおその位相差の付与は、複屈折
性の微粒子を含有させる方式や表面に付着させる方式、
ポリマーフィルムを複屈折性とする方式、それらを併用
する方式などの適宜な方式にて行うことができる。

【００５２】本発明による偏光導光板は、透光性樹脂板
と偏光散乱板を積層したものであるが、その形成に対し
ては図１に例示した如く透光性樹脂板１と偏光散乱板３
との界面での反射を可及的に抑制するため、すなわち透
光性樹脂板と偏光散乱板との間の伝送光の透過を容易と
してそれらの密着一体物からなる導光板の表裏面での全
反射を達成するため可及的に屈折率の近い接着剤等にて
接着されていることが好ましい。接着処理は、軸関係の
ズレ防止などの点よりも有効である。なお偏光導光板の
形成に際しては、図２に例示した如く透光性樹脂板１の
表裏両面に偏光散乱板３を設けることもできる。

【００５３】前記の接着処理は、上記した重畳型の偏光
散乱板に準じて例えばアクリル系やシリコーン系、ポリ
エステル系やポリウレタン系、ポリエーテル系やゴム系
等の透明な粘着剤などの適宜な接着剤を用いることがで
き、特に限定はない。光学特性の変化を防止する点など
よりは、硬化や乾燥に高温プロセスを要さず、長時間の
硬化や乾燥処理を要しないものが好ましい。また加熱や
加湿の条件下に浮きや剥がれ等の剥離問題を生じないも
のが好ましい。

【００５４】前記の点より、メチル基やエチル基やブチ
ル基等の炭素数が２０以下のアルキル基を有する（メ
タ）アクリル酸のアルキルエステルと、（メタ）アクリ
ル酸や（メタ）アクリル酸ヒドロキシエチル等の改良成
分からなるアクリル系モノマーを、ガラス転移温度が０
℃以下となる組合せにて共重合してなる、重量平均分子
量が１０万以上のアクリル系重合体をベースポリマーと
するアクリル系粘着剤などが好ましく用いられる。アク
リル系粘着剤は、透明性や耐候性や耐熱性などに優れる
利点も有している。

【００５５】透光性樹脂板又は／及び偏光散乱板への粘
着層の付設は、適宜な方式で行いうる。その例として
は、例えばトルエンや酢酸エチル等の適宜な溶剤の単独
物又は混合物からなる溶媒に粘着剤成分を溶解又は分散
させて１０〜４０重量％程度の粘着剤液を調製し、それ
を流延方式や塗工方式等の適宜な展開方式で透光性樹脂
板や偏光散乱板の上に直接付設する方式、あるいは前記
に準じセパレータ上に粘着層を形成してそれを透光性樹
脂板や偏光散乱板の上に移着する方式などがあげられ
る。設ける粘着層は、異なる組成又は種類等のものの重
畳層であってもよい。

【００５６】接着層の厚さは、接着力等に応じて適宜に
決定でき、一般には１〜５００μmとされる。接着層に
は、必要に応じて例えば天然物や合成物の樹脂類、ガラ
ス繊維やガラスビーズ、金属粉やその他の無機粉末等か
らなる充填剤や顔料、着色剤や酸化防止剤などの適宜な
添加剤を配合することもできる。また微粒子を含有させ
て光拡散性を示す接着層としてもよい。

【００５７】本発明による偏光導光板は、上記したよう
に側面からの入射光を表裏面より直線偏光として出射す
る特性を示すことより偏光面光源の形成に好ましく用い
うる。その偏光面光源は、図３に例示した如く偏光導光
板４の少なくとも一側面に光源５を配置することにより
形成することができる。

【００５８】また輝度に優れる偏光面光源を得る点より
は、図例の如く偏光導光板４の表裏面の一方に鏡面反射
層６を配置することが好ましい。これによれば、反射層
配置側より出射する光を鏡面反射層を介し偏光状態を変
化させることなく反転させて出射光を偏光導光板の表裏
面の一方に集中させることができて、輝度を向上させる
ことができる。

【００５９】前記の光源としては、偏光導光板の側面に
配置うる例えば（冷，熱）陰極管、発光ダイオード等の
線状ないし面状のアレイ体、白熱球などの適宜なものを
用いうる。就中、発光効率や低消費電力性、細径性など
の点より冷陰極管が好ましく用いうる。光源は、輝度や
その均一性等の点より偏光導光板の対向する二側面やコ
の字管等による三側面などの複数の側面に配置すること
もできる。

【００６０】偏光面光源の形成に際しては、必要に応じ
て図例の如く光源からの発散光を偏光導光板の側面に導
くために光源５を包囲するリフレクタ５１などの適宜な
補助手段を配置することもできる。リフレクタには、高
反射率の金属薄膜を付設した樹脂シートや金属箔などが
一般に用いられる。またリフレクタを偏光導光板の下面
に延設して反射層を兼ねさすこともできる。なおリフレ
クタは、光源の固定手段などとしても有用である。

【００６１】一方、上記の反射層としては、偏光状態の
維持の点より可及的に鏡面であることが好ましく、かか
る点より金属からなる反射面が特に好ましい。その金属
としては、例えばアルミニウムや銀、クロムや金、銅や
錫、亜鉛やインジウム、パラジウムや白金、あるいはそ
の合金などの適宜なものを用いうる。

【００６２】反射層は、蒸着方式等による金属薄膜の付
設層などとして偏光導光板に直接密着させることもでき
るが、完全反射は困難でやはり反射層による若干の吸収
が生じ全反射による繰り返しを考慮すると吸収損失が懸
念され、それを防止する点よりは反射板を単に重ね置く
だけの空気層が介在しうる配置方式が好ましい。従って
かかる点より反射層は、例えば支持基材にスパッタリン
グ方式や蒸着方式等にて金属薄膜を付設した反射板、金
属箔や金属の圧延シートなどの板状のものが好ましいく
用いうる。上記した反射層の支持基材には、ガラス板や
樹脂シートなどの適宜なものを用いうる。なお反射層
は、偏光導光板の表裏のいずれに配置してもよい。

【００６３】偏光面光源の形成に際しては、例えば図例
の拡散層７などの適宜な光学層の１種又は２種以上を適
宜な位置に配置することができる。その光学層について
は特に限定はなく、例えば液晶表示装置の形成に用いら
れる光学層などの適宜なものを用いうる。

【００６４】ちなみに前記の拡散層は、面光源よりの出
射光を拡散して発光を均一化し視認性を向上させること
などを目的に用いられる。本発明にては、出射光の偏光
特性が可及的に解消されない拡散度のものが好ましく用
いられる。また拡散層は、プリズムシートやレンズシー
トの如く集光性を示すものなどであってもよい。

【００６５】なお拡散層は、例えばバフ処理等により表
面を粗面化したシート、シリカやアルミナ、チタニアや
ジルコニア、酸化錫や酸化インジウム、酸化カドミウム
や酸化アンチモン等の導電性のこともある無機系微粒
子、架橋又は未架橋のポリマー等の有機系微粒子等の透
明微粒子を含有させた樹脂塗工層や樹脂シートなどの従
来に準じた適宜な方式で形成することができる。

【００６６】また偏光導光板や偏光面光源を形成する各
層には、必要に応じ例えばサリチル酸エステル系化合物
やベンゾフェノール系化合物、ベンゾトリアゾール系化
合物やシアノアクリレート系化合物、ニッケル錯塩系化
合物等の紫外線吸収剤を配合して紫外線吸収能をもたせ
ることができる。

【００６７】本発明による偏光導光板や偏光面光源は、
上記した如く直線偏光をその振動面（偏光軸）を制御し
た状態で提供するものであることより、その特長に基づ
いて例えば液晶表示装置の形成などの、直線偏光を利用
する適宜な装置や用途に用いることができる。

【００６８】

【実施例】実施例１ ＡＳ樹脂（旭化成社製、スタイラックＡＳ）２００部
（重量部、以下同じ）とポリカーボネート（帝人社製、
パンライト）８００部を溶解させた２０重量％ジクロロ
メタン溶液を用いてキャスト法により厚さ８０μmのポ
リマーフィルムを形成し、それを８０℃で２．５倍に延
伸処理したのち急冷して偏光散乱板を得た。

【００６９】前記の偏光散乱板は、ポリカーボネートか
らなるフィルム中にＡＳ樹脂からなる微小領域がドメイ
ン状に分散したものであり、屈折率差△ｎ１が０．０５
で、△ｎ２、△ｎ３が０．００１であった。また前記の
微小領域の平均径を偏光顕微鏡観察による位相差に基づ
く着色により測定したところ、△ｎ１方向の長さが約８
μmであった。

【００７０】次に前記の偏光散乱板をその△ｎ１方向が
端面に対し４５度の交差角となるように厚さ２mmのアク
リル樹脂板（三菱レイヨン社製）の片面にアクリル系粘
着層を介し接着して偏光導光板を得、その一側面に冷陰
極管をマット処理したＰＥＴ系反射シートよりなるラン
プリフレクタにて固定し、偏光散乱板の下面にＰＥＴシ
ートに銀蒸着を施した鏡面反射シートを配置して偏光面
光源を得た。

【００７１】比較例 厚さ２mmのアクリル樹脂板の片面にチタン白を混合した
反射インクをドット状に印刷し、その片面に発泡ＰＥＴ
よりなる白色反射板を配置してなる導光板を用いたほか
は実施例１に準じて面光源を得た。

【００７２】評価試験 実施例、比較例で得た（偏光）面光源について正面及び
斜め方向の輝度を目視観察した結果、正面方向では両方
ともほぼ同じ輝度であったが、斜め方向では実施例１の
方がより広い角度範囲で輝度に優れていた。

【００７３】一方、（偏光）面光源上に４５度の方向に
透過軸をもつ偏光板を配置して前記と同様に輝度を調べ
たところ、比較例では偏光板の配置で輝度が半分程度に
低下したが、実施例１では輝度の低下が殆ど認められず
比較例の約２倍の明るさを示した。

【００７４】前記より、本発明による偏光面光源を液晶
表示装置のバックライトとして用いることで非常に明る
い表示を達成できることがわかる。

【図面の簡単な説明】

【図１】偏光導光板例の断面図

【図２】他の偏光導光板例の断面図

【図３】偏光面光源例の断面図

【符号の説明】

４：偏光導光板 １：透光性樹脂板 ２：接着層 ３：偏光散乱板 ５：光源 ６：鏡面反射層 ７：拡散層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 櫻本 孝文 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 (56)参考文献 特開 平９−134607（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−43429（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−76114（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−274108（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−297204（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 5/30 - 5/32

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透光性樹脂板の片面又は両面に、配向処
   理された複屈折性の微小領域を分散含有して偏光方向に
   より散乱異方性を示す偏光散乱板を積層してなり、側面
   より入射させた自然光の内、前記の散乱異方性にて散乱
   された直線偏光を選択的に表裏面から出射することを特
   徴とする偏光導光板。
2. 【請求項２】 請求項１において、偏光散乱板が微小領
   域含有の透明フィルムからなり、その微小領域の各光軸
   方向における他の部分との屈折率差Δｎ１、Δｎ２、Δ
   ｎ３が最大値を示す軸方向において０．０３以上（Δｎ
   １）で、その軸方向に直交する他の２ケの軸方向におい
   て前記最大値を示すΔｎ１の５０％以下（Δｎ２、Δｎ
   ３）であり、かつそのΔｎ２とΔｎ３が等しいものから
   なる偏光導光板。
3. 【請求項３】 請求項２において、偏光散乱板における
   前記最大値を示すΔｎ１の方向が透明フィルム面と平行
   である偏光導光板。
4. 【請求項４】 請求項１〜３において、透明性樹脂板と
   偏光散乱板がアクリル系粘着層を介し積層されてなる偏
   光導光板。
5. 【請求項５】 請求項１〜４に記載の偏光導光板の少な
   くとも一側面に光源を有し、かつ表裏面の一方向に鏡面
   反射層を有することを特徴とする偏光面光源。