JP4249394B2 - 直線偏光を出射する液晶表示素子、光源装置、および、偏光散乱フィルム - Google Patents

直線偏光を出射する液晶表示素子、光源装置、および、偏光散乱フィルム Download PDF

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Description

【０００１】
【技術分野】
本発明は直線偏光を出射する導光体を含む光源装置の液晶表示素子の適用に関する。更に詳しくは一方向の直線偏光を出射することにより、直線偏光を用いる画像表示装置における光の利用効率が向上した光源装置、これを構成要素とする液晶表示素子、該光源装置を構成する導光体に関する。
【０００２】
【背景技術】
液晶表示装置は、薄く軽量であり、低電圧駆動であるため消費電力が少ないといった特徴を有しており、有力な画像情報表示装置として急成長している。
【０００３】
液晶表示素子は一般に、捻じれた液晶を２つの基板で保持したセルと、その両側に互いに偏光軸を直交させて配置した偏光板によって構成されている。偏光板としては例えばＰＶＡ−よう素系のような配向した二色性色素を用いた二色性偏光板が用いられている。この二色性偏光板は互いに直交する偏光成分のうち一方の直線偏光成分のみを選択的に吸収し、他方の直線偏光成分のみを透過する事により、非偏光光を直線偏光に変換している。
【０００４】
液晶表示装置では、まず、バックライトから出射された非偏光光は、セルの向こう側（バックライト側）の偏光板により直線偏光に変換される。この変換された光は、液晶セル内を液晶分子の捻じれに沿って旋光するため、液晶セルの手前（観測者側）の偏光板で吸収されず表示光として観測される。液晶セルに電圧を印加すると液晶分子が電界方向に配列して捻じれがなくなるために、液晶セルを透過した偏光は観測者側偏光板で吸収される。
【０００５】
液晶表示装置の光利用効率は、主として（１）偏光板の光透過率、（２）液晶パネルの開口率、（３）カラーフィルタの光透過率により規制される。光利用効率が低い場合は映像光のコントラスト（相対輝度）が低くなるために、表示品位が低下してしまう。一方バックライト光源の出力を増強すれば、映像光のコントラストは増加するが、消費電力が増えてしまい、特に携帯機器として用いる場合に駆動時間が低下するといった問題が生じる。
【０００６】
また映像光のコントラストを増す目的で、プリズムシート等を用いて光を集光する方法もあるが、この場合正面方向のコントラストは向上するもののそれ以外の角度では輝度が著しく低下し、近年の広視野角化の流れに相反するものとなる。
【０００７】
光の利用効率の点で最も規制を受けるのは偏光板の光透過率である。光源光（非偏光光）から直線偏光を偏光板により抽出する過程では、理論上光の５０％以上が失われる。そこで光源光を直線偏光に変換し、この直線偏光の振動面を偏光板を透過する直線偏光の振動面を一致させることができれば、光の利用効率は著しく向上する。
【０００８】
例えばＵＳＰ３，６１０，７２９号公報には、２種類のフィルムを多層に積層した光学フィルムを用いて、一方の直線偏光のみを分離し、直交方向の直線偏光を反射、再利用する方法が開示されている。またＥＰ６０６９４０Ａ２、Ｄ．Ｊ．Ｂｒｏｅｒ，Ｊ．Ａ．Ｍ．Ｍ．ｖａｎ．Ｈａａｒｅｎ，Ｇ．Ｎ．Ｍｏｌ，Ｆ．Ｌｅｅｎｈｏｕｔｓ；Ａｓｉａ Ｄｉｓｐｌａｙ’９５，７３５（１９９５）には、コレステリック液晶と１／４波長板を用いる事により、一方の円偏光のみを選択的に透過し、他方を反射、再利用する事により光の利用効率を高める方法が開示されている。
【０００９】
これらの方法は偏光への変換効率、光の利用効率向上といった点では効果が高いものの、厳密な高次構造を要求される事から製造が難しく、従って高価であるといった問題点がある。
【００１０】
またＷＯ９２／２２８３８、Ｆ．Ｍ．Ｗｅｂｅｒ；ＳＩＤ ９３ ＤＩＧＥＳＴ，６６９（１９９３）には、ブリュースター角を利用して、偏光分離を行う方式が開示されている。これらの方式は比較的安価に製造可能であるものの、偏光変換効率が不十分であり、更には偏光出射角の角度依存性が大きく、また得られる直線偏光の種類が限定される。
【００１１】
特開平６−３３１８２４号公報、特開平９−２９２５３０号公報には屈折率異方性を有する層を導光板に用いることにより、偏光方向により界面の屈折率差が異なることを利用して偏光分離を行う方法が開示されている。これらの方法も偏光変換効率が不十分であり、従って光の利用効率が高くない。また屈折率異方性が材料により限定されるという問題もある。
【００１２】
またＯ．Ａ．Ａｐｈｏｎｉｎ，ｅｔ ａｌ．；Ｌｉｑ．Ｃｒｙｓｔ．，１５，３，３９５（１９９３）、Ｏ．Ａ．Ａｐｈｏｎｉｎ；Ｌｉｑ．Ｃｒｙｓｔ．，１９，４，４６９（１９９５）、特開平８−７６１１４号公報、特開平９−２７４１０８号公報には、高分子と液晶との複合体を延伸する事により液晶を配向させた異方性散乱体を散乱型偏光板として用いる方法が開示されている。またＷＯ９７／３２２２２号公報、ＷＯ９７／３２２２４号公報、ＷＯ９７／３２２２６号公報、ＷＯ９７／３２２２７号公報、ＵＳＰ５，８６７，３１６号公報、Ｈ．Ｙａｇｔ，ｅｔ ａｌ．；Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．，１０，２，９３４（１９９８）、Ｍ．Ｍｉｙａｔａｋｅ，ｅｔ ａｌ；ＩＤＷ’９８，２４７（１９９８）には、非相溶系の高分子ブレンドフィルムを延伸することにより同様に散乱型偏光板とする方法が開示されている。
【００１３】
また特開平９−２９７２０４号公報には、異方散乱を発現させる成分としてアスペクト比が１以上の酸化チタンが一方向に配列した延伸フィルムからなる異方性散乱素子が開示されている。この素子上で偏光板を回転すると、偏光軸と散乱軸（延伸方向）が一致したときもっとも暗く、直交した場合（透過軸と一致）もっとも明るくなることが記載されている。
【００１４】
これらの技術は、延伸等により屈折率の一致した方向（透過軸）の偏光を透過し、屈折率が不一致の方向（散乱軸）の偏光を後方散乱することにより偏光を分離する方法を用いたもので、いわゆる散乱型偏光板を利用したものである。その偏光分離の原理は、本発明で対象とする光源装置とは根本的に相違する。またこれらの技術の場合散乱軸方向の偏光を前方散乱させることなく後方散乱させる必要があるため、散乱因子を増やして多重散乱させる等の必要があり、その結果透過軸方向の透過率を高く保つことが難しくなるといった問題がある。また輝度を向上させるためには後方散乱光を偏光解消して再利用する必要性があるが、この散乱型偏光板の場合散乱による散逸光が多いため、再利用光率が低く偏光度の割に輝度向上率が低い。
【００１５】
ＷＯ９７／３２２２２号公報には、散乱による透過／非透過を利用して偏光分離を行う光学フィルム（散乱型偏光フィルム）が記載されている。この光学フィルムによって、散乱軸方向の直線偏光を後方散乱により非透過にし、透過軸方向の直線偏光を透過させて偏光分離を行っている。したがってより偏光分離能を大きくするためには透過率の差をできるだけ大きく取る必要があり、理想的にはＴＴｍａｘ ≫ ＴＴｍｉｎ〜０である。この光学フィルムは、散乱軸方向の拡散反射率が３０％以上であることが記載されている。
【００１６】
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、非偏光光を直線偏光に変換する光源装置を含む新規な液晶表示素子を提供することにある。
【００１７】
本発明の他の目的は、上記液晶表示素子に好適な、光の利用効率が高い新規な光源装置を提供することにある。
【００１８】
本発明のさらに他の目的は、本発明の上記光源装置を構成する新規な導光体を提供することにある。
【００１９】
本発明のさらに他の目的は、光源から入射された非偏光光より直線偏光を出射する導光体を提供することにある。
【００２０】
本発明のさらに他の目的は、本発明の上記フィルムの導光体への使用を提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは鋭意研究の結果、導光体の表面にヘイズ異方性層を設けると、一振動方向の直線偏光成分を多く含む光が出射すること、及びその振動方向はかかるヘイズ異方性層の散乱軸、すなわちヘイズが最大の方向と一致していることを見出した。本発明はこのような知見に基づいてなされたものである。
【００２２】
そして、本発明の光源装置は、本発明者らが初めて見出した、出射光は、ある特定の直線偏光の前方散乱光から主としてなり、後方散乱光及び透過光を基本的に含まず、そしてその出射する直線偏光の振動面はヘイズ異方性層の光散乱特性により選択できるという事実に基づいて初めて提供されるものである。
【００２３】
本発明の上記目的及び利点は、本発明によれば、
（Ｉ）下記（ｉ）〜（ｉｉｉ）
（ｉ）透明媒体からなり、光源からの光を入射することができる端面と、一方の面を光出射面とする対向する二面と、ヘイズ異方性層と、を有する導光体、
ここで、ヘイズの値は、直線偏光を入射光としたときにおける、下記式（１）
Ｈ（％）＝ＤＦ／ＴＴ × １００ （１）
で表わされ、ＤＦは拡散光透過率、ＴＴは全光線透過率である、
（ｉｉ）該導光体の端面に設置された光源、および
（ｉｉｉ）該導光体の光出射面側と反対面側に設置された反射体
からなり、
前記ヘイズ異方性層のヘイズの値が最大の方向と平行な振動面を持つ一振動方向の直線偏光を主として散乱しそして出射し、該一振動方向以外の振動方向の直線偏光をほとんど出射しない光源装置、並びに
（ＩＩ）前記導光体の光出射面側に、前記ヘイズ異方性層におけるヘイズの値が最大である方向と偏光軸が平行になるように設けられた偏光板、
を具備してなる液晶表示素子によって達成される。
【００２４】
【発明を実施するための最良の形態】
本発明の液晶表示素子は、透明媒体からなる導光体と、光源と、反射体とから主として構成される光源装置を含み、該導光体の光出射面側に偏光板が設置されてなる。この光源装置から出射される光は光源からの光を一方向の偏光軸を主として持つ直線偏光として変換され出射する。偏光板は、出射される偏光と偏光軸とが平行になるように、導光体の出射面側つまり導光体と液晶セルとの間に設置されることにより、光の利用効率を上げることができる。
【００２５】
本発明に用いる光源は、導光体内に光を入射するものであり、導光体の端面またはその近傍に設置される。導光体として導光板を用いた面光源装置の場合には、光源としては、該導光板の端面と同じ長さを有する冷陰極管が挙げることができる。なお、導光体からの出射光量を上げるため、光源の端面と反対側に反射材料を設けてもよい。
【００２６】
本発明の液晶表示素子は、通常偏光の出射面と反対側に反射体を設ける。反射体は、光源が設置された導光板の端面および出射面を除くすべての面に設けてもよい。かかる反射体は、光源装置の形状にもよるが、面光源装置の場合には、通常板状、層状の反射板が好適である。この反射体としては特に制限はないが、偏光を乱さない観点から複屈折性を持たないものが好ましい。反射面の最表面に２軸延伸フィルム等を用いたものは偏光を乱すため好ましくない。例えば、金属からなる平板、シート、フィルム、あるいは金属薄膜を付与したフィルム等を好ましく例示できる。これらは導光体と接着剤を用いて貼付されてもよく、例えば蒸着の形成方法により層として導光体面に直接設けてもよい。
【００２７】
本発明における導光体は透明媒体からなり、光源からの光を入射することができる端面と、ヘイズ異方性層とを有する。液晶表示素子として用いる場合には、一方を出射面として対向する二面を有するのが好都合である。
【００２８】
透明媒体としては、ガラス、あるいは透明性に優れるポリマー例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂などを用いることができる。
【００２９】
かかる導光体は、上記光源から端面を通じて入射された光を一方向成分の直線偏光に変えて導光体の外部へ出射することができる。
【００３０】
かかる導光体は、それの端面に設置された光源と、必要に応じて反射体と組み合わせることにより、上記液晶表示装置のバックライト用光源装置として用いることができる。
【００３１】
本発明の光源装置は、光源から通常端面を通して導光体に入射された光（非偏光光）から、一方向成分の直線偏光を導光体の外部へ出射させ、出射しなかった他方向成分の直線偏光は偏光解消して再利用する。
【００３２】
本発明の光源装置の代表例である面光源装置を図１、２に示す。この面光源装置は、端面入射型の導光体（板）１３、該導光体の端面に装着した棒状の光源灯４、および該導光体の裏面に装着した反射体（板）３から構成される。光源灯４には反射材料としてランプリフレクター５が設けられている。
【００３３】
また、本発明の光源装置の一例を図７に示す。この光源装置は、端面入射型の円柱導光体１３、及び該導光体の端面に装着した球状の光源灯１０から構成される。
【００３４】
本発明の光源装置は、光源から導光体に入射された非偏光光のうち、一振動方向の直線偏光を散乱させることにより導光体外へ出射し、他の振動方向の直線偏光を基本的に出射させない導光体を一構成要素とする。この導光体は、光源から導光体に入射された光から一方向の直線偏光を分離し光出射面から出射させる。
【００３５】
本発明においては、この導光体はヘイズの異方性を有する層（ヘイズ異方性層という）を持つことが特徴である。かかる層は、その表面に垂直に入射した直線偏光の振動方向によってヘイズの値が異なる。本発明におけるヘイズとは、直線偏光を入射光とする場合に、下記式（１）
Ｈ（％）＝ＤＦ／ＴＴ × １００ （１）
で表わされる値である。ここでＤＦは拡散光透過率、ＴＴは全光線透過率である。つまりヘイズとは全透過光に対する拡散透過光の割合を示しており、この値が大きいほどその入射光が散乱され易い。そして本発明におけるヘイズの異方性とは、直線偏光を入射光として上記の測定を行った時に、その直線偏光の振動方向によって、散乱の効率が異なる現象を言う。
【００３６】
本発明におけるヘイズ異方性層とは、直線偏光の偏光面を面内で回転させてヘイズを測定した場合、
Ｈｍａｘ／Ｈｍｉｎ≧１．０５ （２）
の特性を有する層である。ここでＨｍａｘは最も高いヘイズを示す振動方向の偏光のヘイズの値であり、Ｈｍｉｎは最も低いヘイズを示す振動方向の偏光のヘイズの値である。より好ましくは下記式（２−１）
Ｈｍａｘ／Ｈｍｉｎ≧１．２０ （２−１）
であり、特にＨｍｉｎ〜０であることが理想である。
【００３７】
以下に本発明者らが推定している偏光分離の原理を説明する。
【００３８】
図３のような導光体１３にそれの端面から光が全反射角度より浅い角度で入射した場合、この光は導光板と空気の界面で反射を繰り返しながら進んでいくため、光は通常端面以外から出射することはない。
【００３９】
しかし本発明の導光体は例えば図１および図２のように、表面にヘイズ異方性層２を有する。本発明では、このヘイズ異方性層の面内方向における異方性の方向を変えることにより、所望の直線偏光を任意に選択することができる。ここでは例としてヘイズの異方性が、図４において、紙面に垂直な電界の振動面を持つ直線偏光に対してヘイズが高く、紙面と平行な電界の振動面を持つ直線偏光に対してヘイズが低い場合を挙げて説明する。導光体内を進む非偏光光のうち紙面に垂直な偏光成分は、ヘイズ異方性層２における散乱異方性因子８によって散乱する。そして散乱光の一部はヘイズ異方性層と空気との界面に、臨界角より深い角度で入射するため全反射を受けず導光体１３より偏光光として出射する。一方、紙面と平行な偏光成分は、散乱異方性因子８による散乱をほとんど受けない。したがってこれまで通り臨界角より浅い角度でヘイズ異方性層と空気との界面に入射し、従って全反射され導光体の中を伝達して行く。従って図４の上面、あるいは下面から出射する光は常に紙面と垂直な電界の振動面を持つ直線偏光となり、非偏光光から特定の直線偏光を分離することが可能となる。また出射しなかった偏光は、透明媒体１あるいはヘイズ異方性層２の持つ複屈折性により偏光解消され、再び非偏光光として再利用される。
【００４０】
このように、本発明の光源装置は、ヘイズの高い方向（散乱軸）の偏光を散乱させ入射角度を変え、導光体の全反射を破って出射させる原理を利用することにより偏光を得るものである。従って散乱方向は前方散乱でも後方散乱でも問題なく、むしろヘイズ異方性層自体の高い透過率を保つため前方散乱性が高い方が好ましい。また利用されなかったヘイズの低い方向（透過軸）の偏光は界面への入射角度が変わらないため導光体表面で全反射を繰り返し導光板中に閉じ込められたままであるため散逸する恐れがなく、更にはヘイズ異方性層自体の強い複屈折性により偏光解消され再利用される。したがって本発明の光源装置は、光の利用効率が非常に高くなる。
【００４１】
上記説明では簡単のため、紙面に垂直な電界の振動面を持つ直線偏光に対してヘイズが高く、紙面と平行な電界の振動面を持つ直線偏光に対してヘイズが低い場合を挙げて説明した。しかし本発明の特徴はヘイズ異方性層のヘイズの高い方向（散乱軸）の直線偏光が常に出射することである。従って、後述の実施例１６〜２１に示すように、ヘイズ異方性層における散乱軸の向きを変えることにより、出射する直線偏光の向きを自由に選択することができるので、本発明の光源装置を、例えば４５°方向の偏光が要求されるＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）型液晶表示装置用として適用することも可能である。
【００４２】
上記ヘイズ異方性層は、導光体における偏光が出射される出射面（反射体の反対面）に設けられていてもよく（図１）、出射面の反対面側（反射体の設置面側）にあってもよく（図２）、その両方を組み合わせてもよい。両方を組み合わせる場合、出射面側に設置されたヘイズ異方性層のヘイズの最大方向と、出射面の反対面側でかつ反射体の出射面側に設置されたヘイズ異方性層のそれとは一致させるのがよい。
【００４３】
このように、本発明によれば、上記導光体から出射する光は、ある一振動方向の直線偏光の散乱、好ましくは前方散乱によるものであり、そして該一振動方向以外の振動方向の直線偏光はほとんど出射しない。さらに、基本的に出射光はヘイズ異方性層による散乱光であり、ヘイズ異方性層の非散乱光ではない。この点は、ＷＯ９７／３２２２２号公報、特開平８−７６１１４号公報、特開平９−２９７２０４号公報に記載されている、得られる一振動方向の直線偏光が主として非散乱光に基づくシステムと大きく違う点である。
【００４４】
図１、２、４及び上記説明では平板型の導光体を例に挙げて説明を行ったが、導光体はこれを光源装置として用いる場合、導光体の形状には特に制限はない。しかしながら、上記の如く、導光体はその端面より、該端面またはその近傍に設置された光源からの光（非偏光光）が入射されるので、入射できる大きさの端部を少なくとも１つ持ち、厚さに対して十分大きい２つの平面を有するものが好ましい。例えば、フィルム、シート等の対向する二面を有しその一方を出射面とする平板状の導光板が挙げられる。対向する二面は必ずしも平行でなくてもよく、図５に示すような、一方が他方に対し傾斜していてもよい。導光板の厚さとしては、通常１０ｃｍ以下である。
【００４５】
また、導光体として、例えば予め出射特性が制御された楔型導光板、プリズム付導光板、マイクロレンズ付導光板、ドット印刷付導光板等を用いることもできる。なお、楔型導光板、ドット印刷付導光板の場合、上記ヘイズ異方性層は導光体の二面のどちら側に用いても構わない。一方プリズム付導光板、マイクロレンズ付導光板の場合は、プリズムないしマイクロレンズ加工がなされていない面にヘイズ異方性層を設ける方が加工性の点から好ましい。
【００４６】
本発明における導光体は、光ファイバー、先導波路等、光を伝達する機能を有するいわゆるライトガイドを含む。
【００４７】
上記導光体におけるヘイズ異方性層の形成方法としては特に限定はないが、例えばヘイズ異方性を有する高分子フィルムを、粘着層を介して透明媒体の少なくとも片面に貼付する方法や、液晶性を示す層を配向させて導光体に直接塗布する方法等を挙げることができる。特に、かかるフィルムを用いる場合、該フィルムは粘着層等により透明媒体と一体化しそれらの間に空気層を挟まない事が重要である。
【００４８】
ヘイズ異方性層の厚さとしては、上記効果を奏することができればよく、通常０．１μｍ〜２００μｍ、好ましくは５〜１００μｍである。
【００４９】
ヘイズ異方性を有するフィルム（ヘイズ異方性フィルムということがある）としては特に限定はないが、例えば（ｉ）結晶性高分子の配向フィルム、（ｉｉ）液晶が分散した高分子フィルム、（ｉｉｉ）２種類以上の高分子を混合した組成物からなるブレンドフィルムの配向フィルム（ｉｖ）透明なフィラーが１ｐｐｍ〜３０重量％含有した高分子からなる配向フィルムを挙げることができる。
【００５０】
（ｉ）の配向フィルムは、通常、結晶性高分子からなるフィルムを延伸することにより得ることができる。アモルファス状態の結晶性あるいは半結晶性高分子フィルムを１軸方向に強く延伸することにより、高分子鎖が配向して結晶化が生じ、その配向結晶の屈折率およびフィブリル構造とそれ以外の非晶部分との屈折率の差異によりヘイズの異方性を発現する。例えばポリエチレンテルフタレート（ＰＥＴ）のように正の複屈折性を示す高分子フィルムの場合、延伸方向に電界の振動面を持つ直線偏光に対してヘイズが高く、それと直交する直線偏光に対してヘイズが低い。
【００５１】
ここでこの配向フィルムは、どちらか１軸方向に強く延伸されたものが好ましい。したがって、例えばいわゆる１軸延伸フィルムのほか等幅１軸延伸および縦横の延伸比が１．５以上の２軸延伸フィルムを含む。
【００５２】
高延伸倍率方向の延伸倍率は１．５倍以上であることが好ましい。また好適な延伸倍率はポリマーの種類、延伸温度、延伸速度等の条件によって異なってくるが、例えばポリエステル系フィルムの場合３倍以上であることが好ましい。
【００５３】
このような結晶性高分子の配向フィルムとしては特に限定はないが、例えば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フィルム、シンジオタクチックポリスチレンフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルムなど、実質的に透明もしくは半透明である結晶性高分子からなるフィルムを挙げることができる。特にポリエチレンテレフタレートフィルムやポリエチレンナフタレートフィルムは、結晶部分と非晶部分の屈折率差が大きいので好ましい。
【００５４】
（ｉｉ）の高分子フィルムは、該高分子フィルム中に液晶が分散し、特定の直線偏光に対して下記式（３）
｜ｎ１Ａ−ｎ１Ｂ｜＜０．０２かつ｜ｎ２Ａ−ｎ２Ｂ｜＞０．０２ （３）
を満たすフィルムである。
【００５５】
ここで、ｎ１Ａ及びｎ１Ｂはそれぞれ独立に、特定方向の直線偏光に対する高分子Ａ及び液晶Ｂの屈折率であり、ｎ２Ａおよびｎ２Ｂはそれぞれ独立に、上記直線偏光と直交する方向の直線偏光に対する高分子Ａ及び液晶Ｂの屈折率である。このフィルムは通常、液晶を高分子中に分散させたフィルムを延伸することにより得ることができる。
【００５６】
かかる高分子フィルムは、下記式（３−１）
｜ｎ１Ａ−ｎ１Ｂ｜＜０．０１かつ｜ｎ２Ａ−ｎ２Ｂ｜＞０、０１ （３−１）
を満たすことが好ましい。
【００５７】
このフィルムは、正の複屈折を有する液晶と正の複屈折を有する高分子マトリックスとを用いた場合、一般に延伸方向と平行な電界の振動面を持つ直線偏光に対してヘイズが高いフィルムである。そして、屈折率の異方性を有する液晶分子が延伸により配向し、高分子マトリックスとの屈折率差によってヘイズの異方性を有する。
【００５８】
ｎ１Ａとｎ１Ｂは実質的に一致していることが好ましい。またｎ２Ａとｎ２Ｂの差は大きい方が好ましい。すなわち、上記高分子フィルムは、特定の直線偏光に対してｎ１Ａ≒ｎ１Ｂであり、かつそれと直交する直線偏光に対し、ｎ２Ａ≠ｎ２Ｂを満たすフィルムである。つまり、上記配向フィルムには、面内にマトリックスＡとドメインであるＢの屈折率が一致する方向が存在しており、それによってヘイズの異方性が発現している。
【００５９】
このフィルムは、どちらか１軸方向に強く延伸配向されたものが好ましい。したがって、例えばいわゆる１軸延伸フィルムのほか等幅１軸延伸および縦横の延伸比が１．５以上の２軸延伸フィルムを含む。高延伸倍率方向の延伸倍率は１．５倍以上であることが好ましい。
【００６０】
この高分子フィルムの素材としては、例えば、ポリエステル、ポリビニルアルコール等を挙げることができる。
【００６１】
（ｉｉｉ）の配向フィルムは、透明な高分子Ｃ９９．９〜５０重量％及び該高分子と実質的に相溶しない透明な高分子Ｄを０．１〜５０重量％含む樹脂組成物からなるフィルムを、延伸等により高分子鎖が配向したフィルムであって、かつ、特定の直線偏光に対して下記式（４）
｜ｎ１Ｃ−ｎ１Ｄ｜＜０．０２かつ｜ｎ２Ｃ−ｎ２Ｄ｜＞０．０２ （４）
を満たすフィルムである。
【００６２】
ここで、ｎ１Ｃ及びｎ１Ｄはそれぞれ独立に、特定方向の直線偏光に対する高分子Ｃ及びＤの屈折率である。またｎ２Ｃおよびｎ２Ｄはそれぞれ独立に、上記直線偏光と直交する方向の直線偏光に対する高分子Ｃ及びＤの屈折率である。
【００６３】
ｎ１Ｃとｎ１Ｄは実質的に一致していることが好ましい。またｎ２Ｃとｎ２Ｄの差は大きい方が好ましい。すなわち、上記フィルムは、特定の直線偏光に対してｎ１Ｃ≒ｎ１Ｄであり、かつそれと直交する直線偏光に対し、ｎ２Ｃ≠ｎ２Ｄを満たすフィルムである。
【００６４】
かかる配向フィルムは、下記式（４−１）
｜ｎ１Ｃ−ｎ１Ｄ｜＜０．０１かつ｜ｎ２Ｃ−ｎ２Ｄ｜＞０．０１ （４−１）
を満たすことが好ましい。
【００６５】
上記フィルムには、面内にマトリックスＣとドメインであるＤの屈折率が一致する方向が存在しており、それによってヘイズの異方性が発現している。
【００６６】
このフィルムは、どちらか１軸方向に強く延伸配向されたものが好ましい。したがって、例えばいわゆる１軸延伸フィルムのほか等幅１軸延伸および縦横の延伸比が１．５以上の２軸延伸フィルムを含む。高延伸倍率方向の延伸倍率は１．５倍以上であることが好ましい。
【００６７】
上記高分子Ｃに対するＤのブレンド量は０．１〜５０重量％である。０．１重量％より少ない場合は、生じるヘイズの異方性が十分でない。好ましくは１〜４９重量％、より好ましくは１〜３０重量％である。
【００６８】
上記配向フィルムは、高分子Ｃのマトリックス中に、高分子Ｄが島状に分散している。高分子Ｄの形態としては一般に延伸方向に長軸を持つ楕円球であるが、その平均径としては０．４〜４００μｍが好ましい。平均径が０．４μｍ未満の場合は、光学的な作用を生じないことがあり、また４００μｍより大きい時はヘイズの異方性が不十分となることがある。より好ましくは１〜５０μｍである。
【００６９】
かかる高分子Ｃ及びＤは透明なポリマーであれば特に制限はないが、高分子Ｃ及びＤのガラス転移温度をＴｇＣおよびＴｇＤとすると、下記式（５）
ＴｇＣ＞ＴｇＤ （５）
の関係を満たしている。これはマトリックス樹脂であるＣの延伸温度で、高分子Ｃ中に分散している高分子Ｄも延伸可能であることを示している。より好ましくは下記式（５−１）
ＴｇＣ＞ＴｇＤ＋２０℃ （５−１）
を満たす。この時マトリックス樹脂であるＣが延伸できる条件で延伸すると、分散樹脂であるＤはフロー延伸され、ｎ１Ｃ≒ｎ１Ｄの条件を満たす延伸時に｜ｎ２Ｃ−ｎ２Ｄ｜がより大きくなるので好ましい。延伸温度は通常ＴｇＣより高くＴｇＣ＋５０°以下である。
【００７０】
上記配向フィルムの作成法としては特に制限はないが、例えば上記樹脂組成物を溶融製膜法あるいは溶液キャスト法により製膜したブレンドフィルムを延伸する方法を挙げることができる。
【００７１】
高分子Ｃとしては特に制限はないが、比較的Ｔｇの高い透明なポリマーが好ましい。例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリナフタレンテレフタレート等のポリエステル、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネート、ポリエステルカーボネート、ポリスルホン、ポリアリレートを挙げることができる。
【００７２】
高分子Ｄとしては高分子ＣよりＴｇの低い透明ポリマーを選択する。例えば、高分子Ｃ及びＤが、下記式（５−２）
２５０℃＞ＴｇＣ＞ＴｇＤ＋１０℃＞５０℃ （５−２）
を満たすことが好ましい。
【００７３】
高分子Ｄとしては例えば、ポリエステル、ポリカーボネート、アクリル、スチレン及びそれらの共重合体等を好ましく挙げることができる。そして、高分子ＣとＤとからなる樹脂組成物のフィルムを延伸した時、前記で述べたように、ｎ１Ｃ≒ｎ１Ｄかつｎ２Ｃ≠ｎ２Ｄの条件を満たすことができるの高分子Ｃ及びＤの組み合わせを選べばよい。
【００７４】
ｉｖ）のフィルムは透明なフィラーを１ｐｐｍ〜３０重量％分散した高分子フィルムを延伸することにより高分子鎖を配向させたフィルムである。かつ、特定の直線偏光に対して下記式（６）
｜ｎ１Ｅ−ｎ１Ｆ｜＜０．０２かつ｜ｎ２Ｅ−ｎ２Ｆ｜＞０．０２ （６）
を満たすフィルムである。
【００７５】
ここで、ｎ１Ｅ及びｎ１Ｆはそれぞれ独立に、特定方向の直線偏光に対する高分子Ｅ及びフィラーＦの屈折率である。またｎ２Ｅおよびｎ２Ｆはそれぞれ独立に、上記直線偏光と直交する方向の直線偏光に対する高分子Ｅ及びフィラーＦの屈折率である。
【００７６】
ここでｎ１Ｅとｎ１Ｆは実質的に一致していることが好ましい。またｎ２Ｅとｎ２Ｆの差は大きい方が好ましい。すなわち、上記フィルムは、特定の直線偏光に対してｎ１Ｅ≒ｎ１Ｆであり、かつそれと直交する直線偏光に対し、ｎ２Ｅ≠ｎ２Ｆを満たすフィルムである。
【００７７】
かかる配向フィルムは、下記式（６−１）
｜ｎ１Ｅ−ｎ１Ｆ｜＜０．０１かつ｜ｎ１Ｅ−ｎ１Ｆ｜＞０．０１ （６−１）
を満たすことが好ましい。
【００７８】
上記フィルムには、面内にマトリックスＥとドメインであるＦの屈折率が一致する方向が存在しており、それによってヘイズの異方性が発現している。つまり、このフィルムは方向によりフィラーＦとマトリックスＥとの屈折率差を有し、これによりヘイズの異方性を発現させている。
【００７９】
高分子Ｅとしては、例えばＰＥＴ，ＰＥＮなどのポリエステル等を挙げることができる。
【００８０】
フィラーＦとしては、上記式（６）を満たし、光学的に透明であるものが必要で、例えばケイ素酸化物、シリコーン等の無機酸化物、カオリン等の粘土鉱物、架橋ポリスチレン等の高分子化合物等を挙げることができる。また、フィラーの大きさは、０．１〜３０μｍが好適である。フィラーの形状については球状、棒状等特に制限はない。
【００８１】
高分子Ｅに対するフィラーＦのブレンド量は１ｐｐｍ〜３０重量％である。１ｐｐｍより少ない場合は、生じるヘイズの異方性が十分でなく、また３０％以上の場合は多重散乱によりヘイズの異方性が不十分になる。好ましくは１０重量％以下である。
【００８２】
なお、このフィルムは、どちらか１軸方向に強く延伸されたものが好ましい。したがって、例えばいわゆる１軸延伸フィルムのほか等幅１軸延伸および縦横の延伸比が１．５倍以上の２軸延伸フィルムを含む。高延伸倍率方向の延伸倍率は１．５倍以上であることが好ましい。また好適な延伸倍率はポリマーの種類、延伸温度、延伸速度等の条件によって異なってくるが、例えばポリエステルフィルムの場合２倍以上であることが好ましい。
【００８３】
本発明におけるヘイズ異方性フィルムの厚さとしては、０．１μｍ〜２００μｍ、好ましくは１０〜１００μｍである。
【００８４】
上記フィルムを透明媒体に貼付する粘着層の素材としては特に限定はなく、透明媒体およびフィルムと屈折率が近いものが好ましい。例えばアクリル樹脂のような、光学用途として基本的に透明な粘着剤を用いて形成することができる。かかる粘着層の厚さとしては、０．１μｍ〜１００μｍ、好ましくは１〜５０μｍである。
【００８５】
また界面反射による偏光分離の効果を考慮し、上記ヘイズ異方性フィルムを、粘着層を介して多層に積層することができる。この際これらのフィルムのヘイズ異方性の方向、具体的には散乱軸をそろえるのがよい。
【００８６】
上記ヘイズ異方性フィルムは前方散乱性を有するものが好ましい。散乱軸の全光線透過率をＴＴｍｉｎ、透過軸の全光線透過率をＴＴｍａｘとした場合、下記式（８）
１ ≦ ＴＴｍａｘ／ＴＴｍｉｎ ≦ ２ （８）
である。この点が散乱型偏光板との差異である。散乱型偏光板の場合は透過率の差が大きいほど好ましいが、このフィルムは差が小さい方が好ましく、下記式（８−１）
１ ≦ ＴＴｍａｘ／ＴＴｍｉｎ ≦ １．５ （８−１）
であることが好ましく、理想的には下記式（８−２）
ＴＴｍａｘ＝ＴＴｍｉｎ （８−２）
である。
【００８７】
また、上記フィルムは高い透過率を有していることも特徴の一つである。散乱軸の全光線透過率をＴＴｍｉｎ、透過軸の全光線透過率をＴＴｍａｘとした場合、下記式（９）
（ＴＴｍａｘ＋ＴＴｍｉｎ）／２ ≧ ７０（％） （９）
であることが好ましい。より好ましくは下記式（９−１）
（ＴＴｍａｘ＋ＴＴｍｉｎ＞／２ ≧ ８０（％） （９−１）
である。
【００８８】
これらの条件を満たす上記フィルムは、偏光の振動方向により散乱効率が大きく異なるが、散乱が主として前方散乱であるため全光線透過量は偏光面による影響を受けない。つまり透過軸はもちろんのこと、散乱軸方向においても後方散乱性が低いフィルムである。
【００８９】
これらの点で本発明のヘイズ異方性フィルムは、いわゆる散乱型偏光フィルムとは特性が異なっている。すなわち、本発明のヘイズ異方性フィルムは散乱軸方向の直線偏光を利用するため、散乱軸方向の透過率ＴＴｍｉｎは上記したようにむしろ大きい方が好ましく、理想的にはＴＴｍａｘ ＝ ＴＴｍｉｎ〜１００％である。つまり散乱軸方向は散乱の程度を表わすヘイズ値Ｈが大きいほど好ましいが、その散乱は後方散乱でなく前方に散乱し透過率を低下させないことが好ましい。
【００９０】
かくして本発明によれば、表面に垂直に入射した直線偏光の振動方向によってヘイズの値が異なり、そして下記式（２）
Ｈｍａｘ／Ｈｍｉｎ ≧ １．０５ （２）
及び下記式（８）
１ ≦ ＴＴｍａｘ／ＴＴｍｉｎ ≦ ２ （８）
を満たすヘイズ異方性を有する高分子フィルムを、一振動方向の直線偏光を主として散乱しそして導光体から出射するために、該導光体を構成する透明媒体の表面に粘着層を介して接して使用すること、ただし、Ｈｍａｘはヘイズの最も大きい方向のヘイズの値であり、Ｈｍｉｎは最も小さい方向のヘイズの値であり、ヘイズの値は、直線偏光を入射光としたときにおける、下記式（１）
Ｈ（％）＝ＤＦ／ＴＴ × １００ （１）
で表わされ、ＤＦは拡散光透過率、ＴＴは全光線透過率であり、ＴＴｍａｘはヘイズの最も小さい方向の全光線透過率であり、ＴＴｍｉｎは、ヘイズの最も大きい方向の全光線透過率である。）
が提供される。
【００９１】
さらに、本発明の光源装置は、上記原理に基づいて、出射する一偏光の偏光度δ（％）が高い偏光面光源となる。
【００９２】
ここで、この偏光度δ（％）は、下記式（７）
偏光度δ（％）＝（最大輝度−最小輝度）／（最大輝度＋最小輝度）×１００ （７）
により求めることができる。最大輝度は面内で偏光板を回転させた場合輝度が最大となる位置の輝度、最小輝度は輝度が最低となる位置の輝度である。本発明によれば、この偏光度δ（％）は２５％以上、好ましくは３５％以上の高い偏光度を得ることができる。
【００９３】
本発明の光源装置の一実施形態としては、透明媒体からなる端面入射型の導光板、該導光板の出射面と反対側に設置された反射板、及び該導光板の端面に装着した棒状の光源灯を主要な構成要素とする面光源装置であって、該導光板の少なくとも片面には、直線偏光の振動方向によりヘイズの値が異なるヘイズ異方性層を有することにより、該導光板中を伝送する非偏光光のうち、該ヘイズ異方性層におけるヘイズ値が最も大きい方向（散乱軸）と平行な直線偏光を散乱により出射せしめる偏光性面光源装置である。該ヘイズ異方性層としては、粘着層を介して該透明媒体の表面に貼付したヘイズ異方性フィルムを用いるのが好ましい。
【００９４】
本発明によれば、透明媒体からなり、光源からの光を入射することができる端面を持ち、かつ前記ヘイズ異方性層を有する導光体が提供される。（ここでヘイズの値は上記定義と同じ）
さらに本発明によれば、透明媒体からなり、光源からの光を入射することができる端面を持ち、かつ一方の面を光出射面とする対向する二面を有する導光体であって、一振動方向の直線偏光を主として散乱しそして出射し、透過光および該一振動方向以外の他の振動方向の直線偏光をほとんど出射しない特性を有する導光体が提供される。
【００９５】
さらに本発明によれば、上記導光体を構成要素とする、液晶表示素子用に好適な光源装置が提供される。
【００９６】
また本発明によれば、透明媒体からなり、非偏光光を伝送する導光体に、直線偏光の振動方向によりヘイズの値が異なるヘイズ異方性層を設けることにより、該導光体中を伝送する非偏光光のうち、該ヘイズ異方性層におけるヘイズ値が大きい振動方向の直線偏光を散乱させ、出射せしめる偏光分離方法が提供される。
【００９７】
本発明の光源装置は、ヘイズ異方性層の設置方向に関わらず常にヘイズの高い方向（散乱軸方向）に電界の振動面を有する直線偏光を選択的に出射させることができる。この点で前述のＷＯ９７／３２２２２号公報、特開平８−７６１１４号公報、特開平９−２９７２０４号公報に記載の方法とは本質的に異なっており、得られる直線偏光の振動面が９０度ずれている事は後述の実施例及び比較例３〜５の記述より明らかである。
【００９８】
本発明の光源装置は、液晶表示装置のバックライトとして用いることにより、液晶表示装置を高コントラストかつ低消費電力化することができる。光源装置から出射される偏光の偏光軸と２色性偏光板の偏光軸とを一致させることにより光源光の利用効率を向上させる事ができる。
【００９９】
本発明の光源装置は、異方性の光散乱性フィルムを用いることにより、ポリマービーズ添加または塗布した散乱性フィルムを用いた場合に起こる、偏光解消が起こり直線偏光が非偏光状態となるような、偏光を乱すことなく出射する光の出射方向を正面方向に補正することができる。ここで言う異方性の散乱性フィルムとは光の入射角度により光の散乱性が変化する特徴を有するフィルムのことを指す。この様なフィルムとしては例えばＷＯ９８／０５９８４号公報に開示されている空孔を有する配向フィルムを挙げることができる。かかる異方性の散乱性フィルムは、導光体の光出射面側であって、かつ上記ヘイズ異方性フィルムの光出射面側に設置するのがより好ましい。
【０１００】
また本発明の光源装置は、更なる出射方向の補正、および輝度向上の目的でいわゆるプリズムシートを併用することもできる。この際偏光を保つため、プリズムシート自体は低レターディションであることが好ましい。
【０１０１】
【実施例】
以下実施例を挙げて本発明を詳しく説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【０１０２】
１．ガラス転移温度（Ｔｇ）
ガラス転移温度（Ｔｇ）は、ＴＡインスツルメント（ＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ）製 ＤＳＣ２９２０モジュレーテッドＤＳＣ（ＤＳＣ２９２０ Ｍｏｄｕｌａｔｅｄ ＤＳＣ）を用い、１０℃／分の昇温速度で測定した。
【０１０３】
２．重量平均分子量
重量平均分子量は、塩化メチレンに溶解し、カラムとしてＴＳＫ−ｇｅｌ Ｇ２０００Ｈを用いて流速１ｍｌ／秒でＧＰＣ法で測定した。
【０１０４】
３．ヘイズ値および全光線透過率
ヘイズ値および全光線透過率は、日本電色工業（株）製 デジタル濁度計ＮＤＨ−２０Ｄ（Ｄｅｇｉｔａｌ Ｈａｚｅ Ｍｅｔｅｒ ＮＤＨ−２０Ｄ）を用い、入射光側に偏光板を設置してフィルム面に垂直に偏光を入射させて測定した。ＭＤ方向に電界の振動面を持つ直線偏光を入射光として測定した場合をＨＭＤ、ＴＤ方向に電界の振動面を持つ直線偏光を入射光として測定した場合をＨＴＤとした。なお、以下の実施例においては、ＨＭＤ＝Ｈｍａｘ、ＨＴＤ＝Ｈｍｉｎであるとした。またＭＤ方向の偏光を入射した場合の透過率をＴＴｍｉｎ、ＴＤ方向の偏光を入射した場合の全光線透過率をＴＴｍａｘとした。ここでＭＤとはＭａｃｈｉｎｅ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ、ＴＤとはＴｒａｎｓｖｅｒｓ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎである。
【０１０５】
４．屈折率
屈折率は、（株）アタゴ（ＡＴＡＧＯ Ｃｏ．，ＬＴＤ）製 アッベ屈折率計２−Ｔ（ＡＴＡＧＯ ａｂｂｅ ｒｅｆｒａｃｔｏｍｅｔｅｒ ２−Ｔ）を用いて測定した。
【０１０６】
５．輝度
輝度は、輝度計（ミノルタカメラ（株）（ＭＩＮＯＬＴＡ Ｃｏ．，ＬＴＤ）製ＬＳ−１１０（Ｌｕｍｉｎａｎｃｅ ｍｅｔｅｒ ＬＳ−１１０））を用いて測定した。導光板の出射面（フィルム設置面）上に偏光板を置き、該偏光板を回転させながら、出射面から出てくる偏光の輝度を測定し、その輝度から偏光度を下記式（７）で計算した。
【０１０７】
偏光度δ（％）＝（最大輝度−最小輝度）／（最大輝度＋最小輝度）×１００ （７）
ここで最大輝度は面内で偏光板を回転させた場合輝度が最大となる位置（角度）における輝度、最小輝度は輝度が最低となる位置（角度）における輝度である。
【０１０８】
６．ポリマー中に分散している島状のポリマーの平均径
ポリマー中に分散している島状のポリマーの平均径は、レーザーテック（株）（Ｌａｓｅｒｔｅｃ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）製 リアルタイム走査型レーザー顕微鏡１ＬＭ２１Ｄ（Ｒｅａｌ Ｔｉｍｅ Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｌａｓｅｒ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ １ＬＭ２１Ｄ）を用いて測定した。
【０１０９】
７．用いたポリマー
用いたポリマーは、以下の通りである。
（１）帝人（株）製ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）；、Ｔｇ＝７５℃
（２）帝人（株）製ポリエチレンナレフタレート（ＰＥＮ）；、Ｔｇ＝１１８℃
（３）ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）；クラレ（株）製「ＰＶＡ−１１７」、Ｔｇ＝７０℃
（４）ポリエステルカーボネート（ＰＥＣ）；
下記式で表わされる構造を有するポリエステルカーボネート
【化１】
Figure 0004249394
重量平均分子量２０万、Ｔｇ＝１６２℃
（５）ポリカーボネート（ＰＣ）；帝人化成（株）製パンライト「Ｃ−１４００」、Ｔｇ＝１５５℃
（６）ポリスチレン（ＰＳｔ）；電気化学工業（株）（Ｄｅｎｋｉ Ｋａｇａｋｕ Ｋｏｇｙｏ Ｋ．Ｋ．）製「デンカスチロール」、Ｔｇ＝９０℃
【０１１０】
［合成例１］
スチレンモノマー８３重量部とメチルメタクリレート（モノマー）２０重量部をＴＨＦ５０重量部に溶解し、反応開始剤として過酸化ベンゾイル０．２重量部を加えて９０℃で８時間反応させた。反応終了後、該反応液にＴＨＦを加えて希釈し、ついでこれをメタノール中に注いで生成物を再沈殿させた。さらにこの生成物をろ過により回収し乾燥した。得られた共重合体の屈折率は１．５７２、Ｔｇは１０２℃であった。
【０１１１】
［合成例２］
スチレンモノマーを７７重量部、及びメチルメタクリレートを２６重量部とした以外は合成例１と同様にして共重合体を生成した。得られた共重合体の屈折率は１．５６４、Ｔｇは１０３℃であった。
【０１１２】
［実施例１］
ＰＥＴに添加剤として真球状ケイ素酸化物（（株）日本触媒（Ｎｉｐｐｏｎ Ｓｈｏｋｕｂａｉ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．）製シーホースターＫＥ−Ｅ３０）を０．１５重量％加えて混練押し出ししフィルムを製造した。このフィルムを、１００℃にて３．６倍に１軸延伸し、厚さ５５μｍの延伸フィルムを得た。このフィルムのヘイズ値及び光線透過率を測定した。
【０１１３】
この１軸延伸フィルムを、粘着剤（綜研化学（株）製「ＳＫダイン」１８１１Ｌ）を用いて８０ｍｍ×８０ｍｍ×２ｍｍのアクリル板の上面に貼り導光板とした。粘着層の厚みは２μｍであった。ついで図１に示すように、管径３ｍｍ、管長１００ｍｍ、中心輝度１万ｃｄ／ｍ２の棒状の光源灯（冷陰極管）を、光を入射させる該導光板の端面に装着した。この際冷陰極管の長さ方向と貼付した上記フィルムのＭＤ方向が平行になるようにした。また光源灯の導光板に対面していない部分と、導光板の光入射面以外の端面、および導光板の出射面である上記フィルム設置面の反対面をアルミ蒸着フィルムで被覆した。
【０１１４】
このようにして作成した面光源装置を用い輝度を測定し偏光度を求めた。測定結果を表１及び表２に示した。
【０１１５】
［実施例２］
１軸延伸倍率を４．０倍とした以外は実施例１と同様に実施した。結果を表１及び表２に示した。
【０１１６】
［実施例３］
ＰＥＴに添加剤を加えずにフィルムを製造し、１００℃にて３．０倍に１軸延伸して厚さ５５μｍの延伸フィルムを得た以外は実施例１と同様に評価した。
【０１１７】
［実施例４］
添加剤として真球状シリカを４０ｐｐｍとし実施例１と同様に混練押し出しフィルムを作成した。このフィルムを１４５℃にて４．０倍に１軸延伸し、厚さ７５μｍの延伸フィルムを得た。結果を表１及び表２に示した。
【０１１８】
［実施例５］
添加剤を加えない以外は実施例３と同様にしてフィルムを作製した。作製したフィルムの厚さは７５μｍであった。結果を表１及び表２に示した。
【０１１９】
［実施例６］
延伸倍率を３．６倍にした以外は実施例５と同様にしてフィルムを作製した。作製したフィルムの厚さは５５μｍであった。結果を表１及び表２に示した。
【０１２０】
［実施例７］
ＰＶＡ１０重量部を水９０重量部に加熱溶解した溶液に、液晶（メルク社製ＢＬＯ３６）１重量部を加えホモジナイザーを用いて分散させた。この分散溶液を支持体としてポリカーボネートフィルム上に流延した。これを６０℃で乾燥し、ついで１３０℃で１分間熱処理を行った後ポリカーボネートフィルムからフィルムを剥離した。このフィルムを１１０℃で５倍に１軸延伸し、厚み４３μｍの延伸フィルムを得た。このフィルムについて、実施例１と同様にヘイズ値、光線透過率及び偏光度を求めた。さらに、ＭＤ方向における液晶成分の屈折率をｎ１ＭＤ、ＰＶＡの屈折率をｎ２ＭＤ、ＴＤ方向における液晶成分の屈折率をｎ１ＴＤ、ＰＶＡの屈折率をｎ２ＴＤとし屈折率を求めた。結果を表１及び表２に示した。
【０１２１】
［実施例８］
液晶を２重量部とした以外は実施例７と同様にしてフィルムを作成した。このフィルムを１１０℃で６倍に１軸延伸し、厚み７４μｍの延伸フィルムを得た。この延伸フィルムについて、実施例５と同様に評価した。
【０１２２】
［実施例９］
合成例１で合成した共重合体１０重量部とＰＥＣ９０重量部とを塩化メチレン６００重量部に溶解し、これをガラス板上にキャストした後乾燥しフィルムを作成した。得られたフィルムを１９０℃で２．０倍に１軸延伸した。この延伸フィルムについて実施例１と同様にヘイズ値、光線透過率及び偏光度を求めた。
【０１２３】
さらにこの延伸フィルムについて、ＭＤ方向における共重合体の屈折率をｎ１ＭＤ、ＰＥＣの屈折率をｎ２ＭＤ、ＴＤ方向における共重合体の屈折率をｎ１ＴＤ、ＰＥＣの屈折率をｎ２ＴＤとして屈折率を測定した。結果を表１及び表２に示した。
【０１２４】
［実施例１０］
共重合体を５重量部とし、ＰＥＣを９５重量部とした以外は実施例９と同様に行い延伸フィルムを得た。結果を表１及び表２に示した。
【０１２５】
［実施例１１］
共重合体を１重量部とし、ＰＥＣを９９重量部とした以外は実施例９と同様に行い延伸フィルムを得た。結果を表１及び表２に示した。
【０１２６】
［実施例１２］
合成例２で重合した共重合体５重量部、及びＰＣ９５重量部を塩化メチレン４００重量部に溶解し、これをガラス板上にキャストした後、乾燥しフィルムを作成した。このフィルムを１８０℃で１．７５倍に１軸延伸した。この延伸フィルムを用い、上記同様ヘイズ値、光線透過率、偏光度、屈折率を求めた。なお、この延伸フィルムについて、ＭＤ方向における共重合体の屈折率をｎ１ＭＤ、ＰＣの屈折率をｎ２ＭＤ、ＴＤ方向における共重合体の屈折率をｎ１ＴＤ、ＰＣの屈折率をｎ２ＴＤとした。
【０１２７】
［実施例１３］
共重合体を１重量部とし、ＰＣを９９重量部とした以外は実施例１２と同様に行った。
【０１２８】
［実施例１４］
ＰＳｔ１０重量部、及びＰＥＮ９０重量部を、（株）池貝（Ｉｋｅｇａｉ Ｃｏｒｐ．）製２軸押し出し混練機ＰＣＭ−３０を用いて３００℃で溶融混練し、フィルムを製造した。得られたフィルムを１３０℃で１ｃｍ／秒の速度で５倍に１軸延伸して延伸フィルムを作成した。この延伸フィルムを用い、上記と同様にヘイズ値、光線透過率、偏光度、屈折率を求めた。なお、ＭＤ方向における、ＰＳｔの屈折率をｎ１ＭＤ、ＰＥＮの屈折率をｎ２ＭＤ、ＴＤ方向におけるＰＳｔの屈折率をｎ１ＴＤ、ＰＥＮの屈折率をｎ２ＴＤとした。結果を表１及び表２に示した。
【０１２９】
［実施例１５］
ＰＳｔを５重量部、ＰＥＮを９５重量部とした以外は実施例１４と同様に実施した。
【０１３０】
【表１】
Figure 0004249394
【０１３１】
【表２】
Figure 0004249394
【０１３２】
［実施例１６］
実施例２で得られたフィルムについて、偏光板を１５度刻みで回転させ、該フィルムから出射する正面輝度を測定した。図６にそのプロファイルを示した。
【０１３３】
［実施例１７、１８］
フィルムのＭＤ方向が冷陰極管と４５度（実施例１７）及び９０度（実施例１８）とした以外は、実施例１６と同様に輝度を測定した。
【０１３４】
［実施例１９］
実施例５で得られたフィルムについて、実施例１６と同様の方法で正面輝度を測定した。図６にそのプロファイルを示した。
【０１３５】
［実施例２０、２１］
フィルムのＭＤ方向が冷陰極管と４５度（実施例２０）及び９０度（実施例２１）とした以外は、実施例１９と同様に輝度を測定した。
【０１３６】
［比較例１］
実施例１で用いたアクリル板の導光板について、実施例１と同様に出射した光の偏光度を測定した。結果を表１に示した。
【０１３７】
［比較例２］
ＰＣを１８０℃で１．７５倍に１軸延伸したフィルムについて、実施例１と同様に出射した光の偏光度を測定した。結果を表１に示した。
【０１３８】
［比較例３］
実施例５で得られた延伸フィルムをドットパターン付の市販の端面入射型バックライト導光板上に貼付せずに単に置き、散乱型偏光板として用い、上記同様評価した。偏光度を表１に併記した。この場合実施例５の場合と比較して偏光面が９０°ずれていた。これにより従来の散乱型偏光板と本発明の場合とは偏光分離の原理が全く異なることが示された。また同一のフィルムを用いた実施例７と比較して、偏光度が極めて低くなっている。この場合、導光板とフィルムとの間に空気層が介在することが本発明と異なる原因である。
【０１３９】
［比較例４］
実施例１４で作製したフィルムをドットパターン付の市販の端面入射型バックライト導光板に貼付せずに置き、散乱型偏光板として用いた。この場合も比較例３と同様の結果であり、実施例１４の場合と比較して偏光面が９０°ずれていた。
【０１４０】
［比較例５］
実施例７のフィルムに光線を垂直に入射した場合の偏光度を測定した。この結果得られる直線偏光は実施例７の場合における直線偏光と偏光軸が９０°ずれていた。また比較例３の直線偏光と平行である。
【０１４１】
【産業上の利用可能性】
以上のように、本発明の光源装置は、通常の端面入射型光源装置の導光体がヘイズ異方性層を有することにより、非偏光光を偏光に効率よく変換し取り出すことができる。更には本発明の光源装置を液晶表示装置に適用した場合、この光源装置の偏光軸と、該光源装置の液晶セル側に設けられた二色性偏光板の偏光軸とを一致させる事により光の利用効率を高める事ができ、それにより高いコントラストの液晶表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【第１図】本発明の光源装置の基本構成の一例である。
【第２図】本発明の光源装置の基本構成の一例である。
【第３図】導光体の説明である。
【第４図】本発明の偏光分離機構の説明の図である。
【第５図】導光体形状の一例である。
【第６図】実施例１６〜２１における偏光プロファイルである。
【第７図】本発明の導光体の一例である。
【符号の説明】
１・・・・透明媒体
２・・・・ヘイズ異方性層
３・・・・反射板
４・・・・光源灯
５・・・・ランプリフレクター
６・・・・光の進行方向
７・・・・直線偏光
８・・・・散乱異方性因子
９・・・・異型導光体の一例
１０・・・光源
１１・・・透明媒体
１２・・・ヘイズ異方性層
１３・・・導光板

Claims (23)

  1. （Ｉ）下記（ｉ）〜（ｉｉｉ）
    （ｉ）透明媒体からなり、光源からの光を入射することができる端面と、一方の面を光出射面とする対向する二面と、ヘイズ異方性層と、を有する導光体、
    ここで、ヘイズの値は、直線偏光を入射光としたときにおける、下記式（１）
    Ｈ（％）＝ＤＦ／ＴＴ × １００ （１）
    で表わされ、ＤＦは拡散光透過率、ＴＴは全光線透過率である、
    （ｉｉ）該導光体の端面に設置された光源、および
    （ｉｉｉ）該導光体の光出射面側と反対面側に設置された反射体
    からなり、
    前記ヘイズ異方性層のヘイズの値が最大の方向と平行な振動面を持つ一振動方向の直線偏光を主として散乱しそして出射し、該一振動方向以外の振動方向の直線偏光をほとんど出射しない光源装置、並びに
    （ＩＩ）前記導光体の光出射面側に、前記ヘイズ異方性層におけるヘイズの値が最大である方向と偏光軸が平行になるように設けられた偏光板、
    を具備してなる液晶表示素子。
  2. 前記ヘイズ異方性層は下記式（２）
    Ｈｍａｘ／Ｈｍｉｎ≧１．０５ （２）
    ここで、Ｈｍａｘはヘイズの最も大きい方向のヘイズの値であり、
    Ｈｍｉｎは最も小さい方向のヘイズの値である、
    を満たす高分子フィルムからなり、そして該高分子フィルムは粘着層を介して透明媒体の表面と接している請求項１記載の液晶表示素子。
  3. 前記ヘイズ異方性層は導光体の光出射面に設けられている、請求項１記載の液晶表示素子。
  4. （ｉ）透明媒体からなり、光源からの光を入射することができる端面と、一方の面を光出射面とする対向する二面と、ヘイズ異方性層と、を有する導光体、
    ここで、ヘイズの値は、直線偏光を入射光としたときにおける、下記式（１）
    Ｈ（％）＝ＤＦ／ＴＴ × １００ （１）
    で表わされ、ＤＦは拡散光透過率、ＴＴは全光線透過率である、
    および
    （ｉｉ）該導光体の端面に設置した光源、
    からなり、
    前記ヘイズ異方性層のヘイズの値が最大の方向と平行な振動面を持つ一振動方向の直線偏光を主として散乱しそして出射し、該一振動方向以外の振動方向の直線偏光をほとんど出射しない光源装置。
  5. 前記ヘイズ異方性層は下記式（２）
    Ｈｍａｘ／Ｈｍｉｎ≧１．０５ （２）
    ここで、Ｈｍａｘはヘイズの最も大きい方向のヘイズの値であり、
    Ｈｍｉｎは最も小さい方向のヘイズの値である、
    を満たす高分子フィルムからなり、そして該高分子フィルムは粘着層を介して透明媒体の表面と接している請求項４記載の光源装置。
  6. （ｉ）透明媒体からなり、光源からの光を入射するための端面と、一方の面を光出射面とする対向する二面と、ヘイズ異方性層と、を有する導光板、
    ここでヘイズの値は、直線偏光を入射光としたときにおける、下記式（１）
    Ｈ（％）＝ＤＦ／ＴＴ × １００ （１）
    で表わされ、ＤＦは拡散光透過率、ＴＴは全光線透過率であり、
    前記ヘイズ異方性層は、粘着層を介して透明媒体の表面と接している高分子フィルムからなり、かつ下記式（２）
    Ｈｍａｘ／Ｈｍｉｎ≧１．０５ （２）
    を満たし、Ｈｍａｘはヘイズの最も大きい方向のヘイズの値であり、
    Ｈｍｉｎは最も小さい方向のヘイズの値である、
    （ｉｉ）該導光板の端面に設置した光源、および
    （ｉｉｉ）該導光板の出射面側と反対面側に設置された反射板、
    からなり、
    前記ヘイズ異方性層のヘイズの値が最大の方向と平行な振動面を持つ一振動方向の直線偏光を主として散乱しそして出射し、該一振動方向以外の振動方向の直線偏光をほとんど出射しない光源装置。
  7. （ｉ）透明媒体からなり、光源からの光を入射することができる端面を持ち、かつ一方の面を光出射面とする対向する二面と、ヘイズ異方性層とを有する導光体であって、前記ヘイズ異方性層のヘイズの値が最大の方向と平行な振動面を持つ一振動方向の直線偏光を主として散乱しそして出射し、該一振動方向以外の振動方向の直線偏光をほとんど出射しない導光体、
    （ｉｉ）該導光体の端面に設置した光源、および
    （ｉｉｉ）該導光体の出射面側と反対面側に設置された反射体、
    からなる光源装置。
  8. 透明媒体からなり、光源からの光を入射することができる端面を持ち、かつヘイズ異方性層を有し、
    前記ヘイズ異方性層のヘイズの値が最大の方向と平行な振動面を持つ一振動方向の直線偏光を主として散乱しそして出射し、該一振動方向以外の振動方向の直線偏光をほとんど出射しない導光体。
    （ここでヘイズの値は、直線偏光を入射光としたときにおける、下記式（１）
    Ｈ（％）＝ＤＦ／ＴＴ × １００ （１）
    で表わされ、ＤＦは拡散光透過率、ＴＴは全光線透過率である。）
  9. 前記ヘイズ異方性層は下記式（２）
    Ｈｍａｘ／Ｈｍｉｎ≧１．０５ （２）
    を満たす請求項８記載の導光体。
    （ここで、Ｈｍａｘはヘイズの最も大きい方向のヘイズの値であり、Ｈｍｉｎは最も小さい方向のヘイズの値である。）
  10. 前記ヘイズ異方性層が、高分子フィルムからなり、そして該高分子フィルムは粘着層を介して前記透明媒体の表面と接している請求項８記載の導光体。
  11. 前記高分子フィルムが、結晶性高分子の配向フィルムである請求項１０記載の導光体。
  12. 前記結晶性高分子が、ポリエステルである請求項１１記載の導光体。
  13. 前記高分子フィルムが、液晶Ｂが分散した高分子Ａからなり、かつ特定の直線偏光に対して下記式（３）
    ｜ｎ１Ａ−ｎ１Ｂ｜＜０．０２かつ｜ｎ２Ａ−ｎ２Ｂ｜＞０．０２ （３）
    を満たす配向フィルムである請求項１０記載の導光体。
    （ここで、ｎ１Ａ及びｎ１Ｂはそれぞれ独立に、特定方向の直線偏光に対する高分子Ａ及び液晶Ｂの屈折率であり、ｎ２Ａおよびｎ２Ｂはそれぞれ独立に、上記直線偏光と直交する方向の直線偏光に対する高分子Ａ及び液晶Ｂの屈折率である。）
  14. 前記高分子フィルムは、透明な高分子Ｃ９９．９〜５０重量％及び該高分子と実質的に相溶しない透明な高分子Ｄ０．１〜５０重量％からなる樹脂組成物からなり、かつ、特定の直線偏光に対して下記式（４）
    ｜ｎ１Ｃ−ｎ１Ｄ｜＜０．０２かつ｜ｎ２Ｃ−ｎ２Ｄ｜＞０．０２ （４）
    を満たす配向フィルムである請求項１０記載の導光体。
    （ここで、ｎ１Ｃ及びｎ１Ｄはそれぞれ独立に、特定方向の直線偏光に対する高分子Ｃ及びＤの屈折率であり、ｎ２Ｃおよびｎ２Ｄはそれぞれ独立に、上記直線偏光と直交する方向の直線偏光に対する高分子Ｃ及びＤの屈折率である。）
  15. 前記高分子Ｃが、ポリエステル、ポリカーボネート及びポリエステルカーボネートからなる群から選ばれる少なくとも一種である請求項１４記載の導光体。
  16. 前記高分子フィルムが、前記高分子Ｃからなるマトリックスの海の中に、平均径０．４〜４００μｍの前記高分子Ｄが島状に分散したものである請求項１４記載の導光体。
  17. 前記高分子Ｃ及びＤが、下記式（５）
    ＴｇＣ＞ＴｇＤ （５）
    を満たす請求項１４記載の導光体。
    （ここで、ＴｇＣおよびＴｇＤはそれぞれ高分子Ｃ及びＤのガラス転移温度である。）
  18. 前記高分子Ｃ及びＤが、下記式（５−１）
    ２５０℃＞ＴｇＣ＞ＴｇＤ＋１０℃＞５０℃ （５−１）
    を満たす請求項１７記載の導光体。
    （ここで、ＴｇＣおよびＴｇＤはそれぞれ高分子Ｃ及びＤのガラス転移温度である。）
  19. 前記高分子フィルムは、透明なフィラーを１ｐｐｍ〜３０重量％含有する高分子Ｅからなり、かつ、特定の直線偏光に対して下記式（６）
    ｜ｎ１Ｅ−ｎ１Ｆ｜＜０．０２かつ｜ｎ２Ｅ−ｎ２Ｆ｜＞０．０２ （６）
    を満たすフィルムである請求項１０記載の導光体。
    （ここで、ｎ１Ｅ及びｎ１Ｆはそれぞれ独立に、特定方向の直線偏光に対する高分子Ｅ及びフィラーＦの屈折率であり、ｎ２Ｅおよびｎ２Ｆはそれぞれ独立に、上記直線偏光と直交する方向の直線偏光に対する高分子Ｅ及びフィラーＦの屈折率である。）
  20. 前記高分子が、ポリエステルである請求項１９記載の導光体。
  21. 出射する偏光の偏光度δ（％）が２５％以上である請求項８記載の導光体。
    （ここで、偏光度は下記式（７）
    偏光度δ（％）＝（最大輝度−最小輝度）／（最大輝度＋最小輝度）×１００ （７）
    により求め、ここで最大輝度は面内で偏光板を回転させた場合輝度が最大となる位置の輝度であり、最小輝度は輝度が最低となる位置の輝度である。）
  22. 透明媒体からなり、光源からの光を入射することができる端面を持ち、かつ一方の面を光出射面とする対向する二面を有する導光体であって、一振動方向の直線偏光を主として散乱しそして出射し、該一振動方向以外の振動方向の直線偏光をほとんど出射しない導光体。
  23. 下記式（２）
    Ｈｍａｘ／Ｈｍｉｎ ≧ １．０５ （２）
    及び下記式（８）
    １ ≦ ＴＴｍａｘ／ＴＴｍｉｎ ≦ ２ （８）
    を満たすヘイズ異方性を有する高分子フィルムを、透明媒体に積層し、前記高分子フィルムのヘイズの値が最大の方向と平行な振動面を持つ一振動方向の直線偏光を主として散乱しそして出射し、該一振動方向以外の振動方向の直線偏光をほとんど出射しない導光体を製造する方法。
    （ここで、Ｈｍａｘはヘイズの最も大きい方向のヘイズの値であり、Ｈｍｉｎは最も小さい方向のヘイズの値であり、ヘイズの値は、直線偏光を入射光としたときにおける、下記式（１）
    Ｈ（％）＝ＤＦ／ＴＴ × １００ （１）
    で表わされ、ＤＦは拡散光透過率、ＴＴは全光線透過率であり、ＴＴｍａｘはヘイズの最も小さい方向の全光線透過率であり、ＴＴｍｉｎは、ヘイズの最も大きい方向の全光線透過率である。）
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