JP4856805B2 - Optical laminate - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置において、液晶ディスプレイパネルとバックライトの間に配置して使用される光学積層体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置は、通常、可変イメージとして情報表示を視認させる液晶ディスプレイパネル（以後液晶パネルと呼ぶ）と、この液晶パネルの背面（表示面とは反対側の面）から照明するための光源、すなわちバックライトとを備えている。
【０００３】
液晶パネルは、第１及び第２の２つの偏光板と、これらの間に挟まれた液晶層から構成されている。偏光板はバックライトからの入射光のうち特定の一方向に振動する光のみを透過し、他の成分は吸収もしくは遮断する機能を有しており、この透過させる振動方向は偏光軸として知られている。一般に液晶パネルにおいては第１の偏光板の偏光軸（第１偏光軸）と第２の偏光板の偏光軸（第２偏光軸）は平行ではなく、所定の角度をなすように配置されている。例えばツイスティッドネマティック（ＴＮ）液晶では、第１偏光軸と第２偏光軸は互いに直交するように配置されており、スーパーツイスティッドネマチック（ＳＴＮ）液晶では、第１偏光軸と第２偏光軸は約230 度の角度をなすように配置されている。この２つの偏光板は通常、光吸収型偏光板である。この光吸収型偏光板は、例えば、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール等の高分子フィルムに沃素もしくは染料を吸収させた後、このフィルムを一方向に一軸延伸して沃素もしくは染料の分子を一定の方向に配列することによって形成される。
【０００４】
バックライトは、初期のころは液晶パネルの背面直下に光源を配置した、直下型バックライトが使用されていたが、最近では、光源を導光板の端部に設置し、導光板から発散される光で液晶パネルを照射するエッジライト型バックライトが主流となっている。
【０００５】
このようなバックライト照明を用いた液晶表示装置では、液晶パネルの表示面の正面方向のみならず側面方向（上下又は左右方向）にも、この液晶パネルを透過した光が射出する。すると、例えば液晶表示装置の正面に位置するこの液晶表示装置の所有者や使用者のみならず、この正面方向から離れた角度の側面方向に位置する他人等も液晶表示内容を見ることができ、所有者等のプライバシーを保護することは困難であった。また、この液晶表示装置がカーナビゲーション等の車載装置である場合、液晶表示が自動車のフロントウインドウに映り込み、運転者の視界を妨げることがある。
【０００６】
そこで、本発明者らは、バックライトの光射出面と液晶パネルの偏光板の間にルーバーフィルムを配置し、側面方向への液晶パネル透過光の不要な射出を抑制し、上記の問題点を解決することを試みた。このルーバーフィルムとは、光透過性のフィルムの内部に複数の、光を吸収もしくは反射することのできる材料より形成されたもしくはこの材料が被覆された薄い板もしくは棒（ルーバー）が配置されているものをいう。このルーバーフィルムは、例えば特開平５−61034 号公報に記載されているように、従来は、液晶パネルの背面斜め方向にバックライトを設けた場合に、映像のコントラストが極端に低下する現象を改善するために用いられており、斜め方向から入射する光を遮断することによって、映像のコントラストを改善させている。バックライトの光射出面と液晶パネルの偏光板の間にこのようなルーバーフィルムを配置すると、このルーバーフィルム内のルーバーが、ルーバーフィルムを透過する光の進行方向を所定の射出角度範囲に制御する効果（方向制御効果）を発揮するため、上下左右の側面方向への液晶パネル透過光の不要な射出を抑制することができるのである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、バックライトの光射出面と液晶パネルの偏光板の間にルーバーフィルムを配置することにより、側面方向への液晶パネル透過光の不要な射出を効果的に抑制することができる。しかしながら、このルーバーフィルム自体には、輝度を向上させる効果がほとんどないため、このようなルーバーフィルムを用いると液晶パネルの発光輝度がかえって低下してしまう。そこで、本発明者らは、ルーバーフィルムのみを用いたのでは不十分な輝度向上効果を補う方策を検討し、本発明をなすに至った。
【０００８】
すなわち、本発明の目的は、バックライトと液晶パネルの間に配置した場合に、側面方向への液晶パネル透過光の不要な射出を効果的に防止し、同時に液晶パネル透過光の輝度を向上させることのできる、光学積層体を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、本発明によれば、第１と第２の主要面を有するルーバーフィルムと、このルーバーフィルムの第一の主要面に積層固着された偏光フィルム、を含む光学積層体をバックライトと液晶パネルの間に配置することにより達成される。このルーバーフィルムの第二の主要面には拡散フィルムを設けてもよい。また、前記ルーバーフィルムの第一の主要面上の偏光フィルムの、前記ルーバーフィルムと接する面とは反対面上に、拡散フィルムを設けてもよい。
【００１０】
上記のように、ルーバーフィルム自体には輝度を向上させる効果はほとんどないが、本発明では、このルーバーフィルムの方向制御効果を低下させることなく液晶表示面の輝度を効果的に増大させることが可能な、反射型偏光フィルムのような、輝度上昇効果を有する偏光フィルムを利用する。このようにしてバックライトと液晶パネルの間に本発明の光学積層体を配置すると、ルーバーフィルムの方向制御効果によって側面方向（上下または左右方向）への不要な光の射出を抑制し、かつ偏光フィルムの偏光・輝度上昇作用によって、透過した偏光光の強度が増大し、液晶表示面の発光輝度が向上する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の光学積層体の好ましい一形態を示す断面図である。光学積層体１は、図示するように、２つの主要面を有するルーバーフィルム２と、このルーバーフィルムの第一の主要面に積層固着された反射型偏光フィルム３を含んでいる。ルーバーフィルムと反射型偏光フィルムは、通常、アクリル系接着剤のような光透過性の接着剤を介して互いに接着することによって固定されている。この光学積層体において、ルーバーフィルムの第二の主要面と、ルーバーフィルムの第一の主要面上の反射型偏光フィルムの、前記ルーバーフィルムと接する面とは反対面上に、それぞれ少なくとも１つの光透過性フィルムを保護層として設けてもよい。
【００１２】
図２は、本発明の光学積層体の好ましい他の形態を示す断面図である。光学積層体４は、図示するように、第１と第２の主要面を有するルーバーフィルム２と、このルーバーフィルムの第一の主要面に積層固着された反射型偏光フィルム３を含み、そしてルーバーフィルムの第二の主要面に積層固着された拡散フィルム５を含んでいる。この拡散フィルムは、透過する光を拡散する機能を有するフィルムであり、このような拡散フィルムを設けることにより、光学積層体を透過した光の輝度の発光面全体にわたる均一性を高めることができる。
【００１３】
この拡散フィルムは、図３に示すように、ルーバーフィルムの第一の主要面上の反射型偏光フィルムの、前記ルーバーフィルムと接する面とは反対面上に積層固着させてもよい。さらに、この拡散フィルムは、図４に示すように、ルーバーフィルムの第二の主要面と、ルーバーフィルムの第一の主要面上の反射型偏光フィルムの、前記ルーバーフィルムと接する面とは反対面の両方に、図１に示す光学積層体を挟むように積層固着させてもよい。この拡散フィルムと、ルーバーフィルム及び／又は反射型偏光フィルムとの固定も、上記のように光透過性の接着剤を介して行ってよい。
【００１４】
本発明の光学積層体は、上記のルーバーフィルム、偏光フィルム（反射型偏光フィルム）、及び拡散フィルムの他に、本発明の効果を損なわない限り、表面保護層、帯電防止層、透明支持層（強度の補強が目的）、電磁シールド層、接着層、プライマー層等のフィルムもしくは層を含んでいてもよい。
【００１５】
本発明の光学積層体に用いられるルーバーフィルムの一例の構造を図５に示す。ルーバーフィルム６は、透明性の高いポリマー樹脂７内に微小なルーバー８を組み込んだルーバー層９を含み、必要により、このルーバー層の機能を損なわない光透過性フィルムの保護層１０を含んでいてもよい。このようなルーバーフィルムは、バックライト等の面状光源から射出された光のうち、ルーバー部によって斜め方向の光を抑制し、透過する光の進行方向を所定の射出角度範囲に制御し、均一な輝度分布を与える機能を有している。
【００１６】
このルーバーフィルムにおいて光透過部を構成する透明性の高いポリマー樹脂７としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、紫外線等のエネルギー線硬化性樹脂等の各種の樹脂を使用することができ、その例としては、セルロースアセテートブチレート、トリアセチルセルロース等のセルロース樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂、ポリスチレン、ポリウレタン、塩化ビニル、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等が挙げられる。保護層１０は、このポリマー樹脂７と同様の透明性の高いポリマー樹脂を用いて形成する。
【００１７】
一方、ルーバー８としては、光を吸収もしくは反射することのできる遮光性物質から形成する。このような遮光性物質としては、例えば、(1) 黒色、灰色等の暗色顔料や暗色染料、(2) アルミニウム、銀等の金属、(3) 暗色の金属酸化物、(4) 上記のポリマー樹脂に暗色顔料や暗色染料を含有させたもの等を用いることができる。
【００１８】
このルーバーフィルムにおいて、光透過部の幅、すなわちルーバー８とルーバー８の間のポリマー樹脂部７の幅（図５におけるａ）は、このルーバーフィルム全体の光線透過率が低下しないように、ルーバー部の幅（図５におけるｂ）よりも大きいことが好ましい。この光透過部７の幅は好適には50〜500 μm 、特に好適には70〜200 μm である。ルーバー部８の幅は、好適には１〜100 μm 、特に好適には５〜50μm である。また、ルーバー部８の角度は通常０〜45度の範囲である。なお、このルーバー部の角度とは、ルーバーフィルムの主要面に対する角度をいい、この主要面と直交する場合（図５に示す場合）を０度とする。
【００１９】
ルーバー層９の厚さは、使用目的に応じて適宜決定することができる。しかしながら、ルーバー層の厚さが薄くなるほど光の進行方向制御効果が低下する傾向がある。また逆に厚くなると、光学積層体全体が厚くなり、結果として液晶表示装置の薄型化が困難になる。従って、この厚さは、好適には10〜1000μm 、特に好適には50〜800 μm である。また保護層１０の厚さは、ルーバー層９が汚損するのを防ぐことができる範囲で適宜決定され、通常１〜1000μm 、好適には２〜500 μm である。従って、ルーバー層９と保護層１０からなるルーバーフィルム６の全体の厚さは、好ましくは20〜2000μm 、より好ましくは100 〜1000μm である。なお、このルーバーフィルムの表面上に拡散フィルムを積層する場合等、ルーバー層の汚損について特に留意する必要がない場合には、光学積層体の輝度上昇効果を高めるために、保護層を省略することが好ましい。
【００２０】
このようなルーバーフィルムは、例えば以下のようにして製造することができる。まず光透過部として用いるポリマーフィルムの一方の主要面に、遮光性物質を含む層を積層し、ポリマーフィルム／遮光性物質からなる積層体を形成する。このような積層体を複数用意して、これらをさらに積層し、ポリマーフィルムと遮光性物質が交互に配列され、互いに固定されたルーバーフィルム前駆体を形成する。次いでこの前駆体の主要面（積層面）と直交する方向、すなわち積層方向もしくは厚み方向に沿って、所定の厚さになるようにスライスし、ルーバー層を得る。さらに必要に応じて、このルーバー層の少なくとも一方の主要面に、保護層となるポリマーフィルムを固定し、ルーバーフィルムを完成させる。また、このルーバーフィルムとしては、３Ｍ（株）社製のライトコントロールフィルム（商標）等の市販品を用いることもできる。
【００２１】
本発明において使用される偏光フィルムは、輝度上昇効果を有するものがよく、通常、「反射型偏光フィルム」と呼ばれるものが使用される。
この反射型偏光フィルムは、通常、１つの面内軸（透過軸）に平行な振動方向の光のみを透過し、それ以外の光を反射可能な偏光フィルムである。すなわち、この反射型偏光フィルムに入射した光のうち、上記透過軸と平行な振動方向の光成分のみを透過させることにより偏光作用を発揮する。この反射型偏光フィルムを透過しなかった光は、実質的にこの反射型偏光フィルムには吸収されず、反射される。従って、この反射型偏光フィルムにおいて反射された光は、バックライトに戻され、バックライトに通常組み込まれている反射要素（導光板の光拡散物質等）によって反射され、もう一度反射型偏光フィルムに向けて戻されることになる。
【００２２】
ここで反射型偏光フィルムに向けて戻された光のうち、上記透過軸と平行な振動方向の光成分のみが透過され、他の振動方向の光成分は再び反射される。このように、反射型偏光フィルムでは、透過−反射作用の繰り返しによって、透過される偏光光の強度を効果的に増大させ、透過された偏光光が液晶表示面を高輝度で発光させることになる。すなわち、効果的に強度が増大した偏光光によって、液晶表示面の発光輝度が効果的に高められる。
【００２３】
この反射型偏光フィルムは、通常、複数の誘電体層を含む、誘電反射フィルムである。このような誘電反射フィルムとしては、特表平９−507308号に開示されている多層フィルムを用いることが好適である。例えば、誘電体層が、第１ポリマーからなる層から構成された第１組誘電体単位と、前記第１ポリマーと異なる屈折率を有する第２ポリマーからなる層から構成された第２組誘電体単位とを交互に積層されて組み合わされており、前記第１組誘電体単位と第２組誘電体単位の少なくとも一方は、その厚み（ｄ、単位はｎｍ）と構成ポリマーの屈折率（ｎ）との積（ｎ・ｄ）が、反射する光の波長の４分の１である４分の１波長層を含むようにして構成されている。このとき、第１ポリマー層又は第２ポリマー層のいずれかが、受光面内において光学的に異方性を有している場合（例えば、いずれかの層を一軸延伸した場合）、このような誘電反射フィルムは、偏光作用を有する反射フィルムとして機能する。ここで、通常反射する光も透過する光も共に可視光である。
【００２４】
上記のような誘電反射フィルムにおいて、反射する光の反射率は通常70％以上、好適には80％以上、特に好適には90％以上である。また、透過する光の透過率は、通常60％以上、好適には70％以上、特に好適には80％以上である。なお、本明細書における「反射率」及び「透過率」は、分光光度計を用いて測定した値である。
【００２５】
本発明において用いる反射型偏光フィルムは、通常、２種の異なるポリマー材料（Ａ及びＢ）を交互に積層（ＡＢＡＢＡＢ・・・）して製造される。このとき、これらの２種のポリマー材料は共押出しされ、得られた積層体（ＡＢＡＢＡＢ・・・）は１つの軸（ｘ軸）に沿って延伸（例えば延伸比率＝約５：１）されるが、他の軸（ｘ軸と直交するｙ軸）に沿っては実質的に延伸されることはない。以後、このｘ軸を延伸方向と記し、ｙ軸を横方向と記す。
【００２６】
通常、上記積層体において、一方のポリマー材料（Ｂ）には、見掛け屈折率を有し、その値が延伸プロセスによっては実質的に変化しない、すなわち光学的に等方性の材料を用いる。他方のポリマー材料（Ａ）には、延伸プロセスによって屈折率が変化する性質を有する材料を用いる。例えば、ポリマー材料（Ａ）の一軸延伸されたシートは、延伸方向においては、ポリマー材料（Ｂ）の見掛け屈折率よりも大きな第１の屈折率を有し、横方向においては、ポリマー材料（Ｂ）の見掛け屈折率とほぼ同じである第２の屈折率を有する。
【００２７】
このようなポリマー材料（Ａ）とポリマー材料（Ｂ）からなる多層積層体（ＡＢＡＢＡＢ・・・）のフィルムにおいて、面内軸、すなわちフィルムの表面に対して平行な軸、に係る屈折率は、面偏光された入射光に対する有効な屈折率であると定義され、この偏光面は、前記面内軸に対して平行である。従って、延伸後のこの多層積層体フィルムは、延伸方向における層間屈折率の差が大きいが、横方向においては層間屈折率は実質的に同一である。このため、この多層積層体フィルムは、入射光の偏光成分を伝播する反射性（反射型）偏光フィルムとして機能することになる。上記ｙ軸は伝播（透過）軸と定義され、反射型偏光フィルムを透過する光は、第１振動方向を有するものとする。
【００２８】
一方、反射型偏光フィルムを透過しない光は、第１振動方向に対して、直交する又は直角をなす第２振動方向を有する偏光光である。この第２振動方向を有する偏光光は、上記ｘ軸に沿って反射型偏光フィルムの面内に入射し、上記層間屈折率の差の作用によって反射されることになる。従って、上記ｘ軸を反射軸と定義する。このような構成のため、反射型偏光フィルムは、選択された振動方向（又は偏光軸）を有する光のみを透過し、他の振動方向の光を反射するのである。
【００２９】
上記のような偏光フィルム内のポリマー層の数は、できるだけ少なくし、所望の光学特性を得るようにすることが好ましい。この偏光フィルムにおいて、ポリマー層の数は好ましくは10000 未満であり、より好ましくは5000未満であり、さらに好ましくは3000未満である。またこの偏光フィルムの厚さは、通常15〜1000μm である。
【００３０】
この偏光フィルムを構成するポリマー材料は、光透過性であれば特に限定されない。通常、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ポリエステル、エポキシ樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリオレフィン、シリコーン（シリコーンポリウレア等の変性シリコーンを含む）等を用いることができる。
【００３１】
この偏光フィルムの表面の形状は、通常は平滑面であるが、本発明の効果を損なわない限り、凹凸面にすることもできる。この場合の凸部の形状は、例えば、拡散フィルムと同等の効果を発揮するように、マット加工又はシボ加工して形成することができる。この場合、この面に別途に積層される拡散フィルムを省略し、偏光フィルムの最表層を拡散フィルムとみなすこともできる。
【００３２】
この偏光フィルムは複数の偏光フィルムを含むこともできる。また、本発明の効果を損なわない限り、この偏光フィルム以外のフィルム又は層を含んでもよい。その例は、例えば、表面保護層、帯電防止層、透明支持層（強度の補強が目的）、電磁シールド層、接着層、プライマー層である。なお、偏光フィルム全体の厚さは、得られる光学積層体がかさばらないように選択されるべきであり、上記の他の層を含む厚さは、通常５〜2000μm である。この偏光フィルムとして、日東電工（株）社性の輝度向上フィルム「ＰＣＦ(Polarization Conversion Film)（商標）」等の市販品を用いることができる。
【００３３】
本発明の光学積層体に用いられる拡散フィルムは、通常、ポリマーフィルムの表面にマット加工やシボ加工による光拡散表面処理を施したフィルムである。また、ポリマーフィルムの表面にサンドブラスト加工や、光透過性樹脂からなる微小突起を複数配置する等の、別の光拡散表面処理を施して形成することもできる。さらに、本発明の効果を損なわない限り、光拡散粒子をポリマーフィルム内部に分散させて含ませてもよい。
【００３４】
この拡散フィルム全体の厚みは、得られる光学積層体がかさばらないように選択されるべきであり、通常５〜2000μm である。なお、光学積層体が２つの拡散フィルムを含む場合、それらは互いに同一であってもよく、異なる物であってもよい。
【００３５】
この拡散フィルムは、例えば、少なくとも一方の表面に上記の光拡散表面処理が施された拡散フィルムを、ルーバーフィルムもしくは偏光フィルムと接する面とは反対側の面が光拡散表面となるようにしてルーバーフィルムもしくは偏光フィルムに積層固着することによって光学積層体に組み込まれる。
【００３６】
この拡散フィルムを構成するポリマー材料は、例えば、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ポリエステル、エポキシ樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリオレフィン、シリコーン（シリコーンポリウレア等の変性シリコーンを含む）等を用いることができる。この拡散フィルムでは、その内部での吸収による光伝達損失を効果的に防止し、液晶表示面の輝度を効果的に高めるため、この材料自体の光透過率は通常85％以上、好適には90％以上、特に好適には95％以上である。
【００３７】
一方、拡散フィルムの光拡散性能は、本発明の効果を損なわない限り特に限定されない。例えば、拡散フィルムのヘイズは、通常40〜90％、好適には45〜87％、特に好適には50〜85％である。なお、本明細書における「ヘイズ」は、JIS K7105 6.4 に準拠し、ヘイズメーターを用いて測定した値である。また、光拡散表面の粗さ（Ｒａ：中心線平均粗さ）は、通常30μm 未満、好適には20μm 未満である。
【００３８】
以上のような、ルーバーフィルム、反射型偏光フィルム、及び拡散フィルムを、図１〜４に示すように積層し固定することにより本発明の光学積層体が得られる。この光学積層体において、ルーバーフィルムを設けることにより、透過する光の進行方向を所定の方向に制御し、上下または左右の側面方向への液晶パネル透過光の不要な射出を防止することができ、また反射型偏光フィルムを設けることにより、上記のように光の反射と偏光とを繰り返し、輝度を向上させることができる。この反射型偏光フィルム自体には、プリズムフィルムのような光の方向制御効果はないため、ルーバーフィルムを通過した光が反射型偏光フィルムを透過するときに、ルーバーフィルムによって制御された方向を実質的に変えることがなく射出することができ、反対に、反射型偏光フィルムを透過した光の進行方向はこの反射型偏光フィルムによっては制御されないので、ルーバーフィルムの方向制御効果を実質的に妨げることなく、所定の進行方向に制御することが可能である。
【００３９】
プリズムフィルムを用いる場合、このプリズム面は凹凸面であるため、プリズム面上にルーバーフィルムを設けることはできない。一方、本発明の光学積層体の場合、反射型偏光フィルムの上にルーバーフィルムを設け、このルーバーフィルムを反射型偏光フィルムに対して相対的に液晶パネルの近い側に配置することにより、ルーバーフィルムの方向制御効果を低下させることなく、液晶表示面の輝度をいっそう効果的に増大させることができる。
【００４０】
本発明の光学積層体は液晶表示装置において用いられるが、ルーバーフィルムや偏光フィルム等の部品をこの液晶表示装置に組み込む場合、部品点数が多いと、この部品組み込み作業が煩雑になり、またこれらの部品の組合せからなる光学系では、光学界面（部品表面と空気層との界面）が増えるため、光学界面における表面反射による光学的損失が増え、光伝送効率が低下し、液晶表示装置の発光輝度を向上させることが困難である。ところが本発明の光学積層体では、ルーバーフィルム、偏光フィルム、及び拡散フィルムが一体に固定されており、１つの部品として扱うことができる。従って、部品点数を減らし、液晶表示装置の製造における部品組み込み作業を簡便にすることが可能になり、かつ光学系の光学界面の数を減らし、界面反射による光学的損失を効果的に抑制し、液晶表示面の発光輝度を効果的に向上させることができる。
【００４１】
なお、ルーバーフィルム、偏光フィルム、及び拡散フィルムからなる光学積層体において、界面反射による光学的損失を効果的に防止するためには、各フィルム同士が、各フィルムの主要面のほぼ全面において接着させることが好ましい。しかし、本発明の効果を損なわない限り、フィルムの周縁部においてのみ接着してもよい。要は、各フィルムが互いに固定され、１つの部品として扱うことが可能であればよい。
【００４２】
本発明の光学積層体は、バックライト等の面発光する光源（面状光源）の発光面上に配置し、面光源と光学積層体とからなる照明装置として利用するのに適している。このような照明装置は、液晶表示装置に組み込んで使用することができる。
【００４３】
この液晶表示装置は、例えば、カーナビゲーション装置、携帯端末、パソコンやテレビのモニター装置として利用することができる。液晶パネルは、バックライト照明によりこのパネルの背面から照明され、液晶表示面が視認される。このような液晶表示装置は、上記のような本発明の光学構造体の作用により、効果的に液晶表示面の発光輝度が高められると同時に、装置の部品点数を減らし、装置製造における部品組み込む作業を簡便にすることができる。
【００４４】
本発明の光学積層体を用いる液晶表示装置の態様の１例を図６に示す。この液晶表示装置１１は、バックライト１３の一方の主要面（発光面）上に、本発明の光学積層体１を配置し、この光学積層体１の上に液晶パネル１２を配置して形成することができる。
【００４５】
バックライトが導光板を含む場合、通常、この導光板の少なくとも一端（導光板の主要面を横切る方向における端）には光源（図示せず）が配置される。導光板の発光面とは反対側の他の主要面には、通常、拡散物質からなるドット状印刷により形成された複数の拡散点が配置され、さらにこの主要面の実質的に全体を被覆するように反射部材が配置される。このような構成により、光源から放射され導光板の内部に導入された光の実質的にすべてが、導光板の発光面から均一に放射された拡散光とすることができ、液晶表示面の輝度を高めるのに有利である。
【００４６】
また、液晶パネルを照明するバックライト光は、光学積層体を透過し、その光射出面から放射されるが、光学積層体が拡散フィルムを含む場合、光が偏光フィルム及び拡散フィルムを通過することにより、進行方向が制御された拡散偏光光に変換される。
【００４７】
液晶パネルの液晶表示を視認可能にする光のほとんどは、液晶パネルに組み込まれた偏光板により偏光された光である。従って、バックライトと光学積層体との組合せからなる照明装置から供給される光の強度（照度）を高めることにより液晶パネルの発光面の輝度を高めるには、照明装置の照明光のうち、液晶パネルを透過する偏光成分を透過させ、液晶パネルの下側偏光板（バックライトに近い側の偏光板）に吸収されてしまう光成分（振動方向が上記偏光成分に平行でない成分）を光学積層体によって可及的に反射し、導光板側に戻すことが最も効果的な手段の１つである。すなわち、本発明の光学積層体では、反射型偏光フィルムを用いることにより、本来ならば液晶パネルに吸収されてしまう光成分を反射させて再び液晶パネルに透過光として戻すことにより、液晶パネルを透過する偏光成分の強度を効果的に強め、液晶パネルの発光面の輝度を高めることができる。このような効果を高めるには、本発明の光学構造体は、液晶パネルとバックライトとの間に、反射型偏光フィルムよりもルーバーフィルムの方が、液晶パネルに相対的に近くなるように配置することが好ましい。また、液晶パネルの下側偏光板の偏光軸（透過軸）と光学構造体の反射型偏光フィルムの偏光軸（透過軸）とが略平行であることが好ましい。さらに、液晶表示面（発光面）の輝度の均一性を高めるには、照明装置の照明光を拡散偏光光とすることが最も効果的な手段である。また、光学積層体がルーバーフィルムを含むため、側面方向への液晶パネル透過光の不要な射出を効果的に防止することができる。
【００４８】
なお、上記の導光板及び光源としては、通常の液晶表示装置に用いられているものを使用することができる。例えば、光源としては、蛍光管、熱陰極管、ネオン管等の線状光源が利用できる。また側面発光型の光ファイバーと、光ファイバーの端部からこの光ファイバーに光を供給する光源とを組合せ、線状光源として用いることもできる。光源の出力は、通常0.1 〜200W、好適には0.2 〜150Wである。また、導光板全体の厚さは、通常0.1 〜20mm、好適には0.3 〜10mmである。
【００４９】
【実施例】
実施例１
ルーバーフィルムとして３Ｍ社製ライトコントロールフィルム（商標）用のルーバー層（保護層なし）OTB60(品番）を用い、このルーバーフィルムの一方の主要面に、偏光フィルムとして反射型偏光フィルムを、厚さ25μm の紫外線硬化型のアクリル系接着剤からなる接着層を介して接着して積層フィルムを形成した。この積層フィルムの表裏両面に、保護層として、表面にエンボス加工を施していないフラットなポリカーボネート光透過性フィルム（厚さ130 μm)を、上記と同等にして接着剤により固定し、本発明の光学積層体を得た。
【００５０】
ここで用いるルーバーフィルムは、光透過部の幅が100 μm 、ルーバー部の幅が20μm 、そして厚さが200 μm であった。また反射型偏光フィルムは、前記の方法により作成した多層型の誘電反射フィルムであった。この反射型偏光フィルムの厚さは130 μm であり、この反射型偏光フィルムを構成する第１誘電体単位の第１ポリマー層は一軸延伸されており、一方第２誘電単位の第２ポリマー層は延伸されていない。なお、この第１ポリマー層において、延伸方向と直交する方向が光透過軸であり、延伸方向が反射軸である。この反射型偏光フィルムの透過軸における550nm の波長の光に対する透過率は85％であり、400 〜800nm の帯域における平均透過率は約85％であった。また、反射軸における、550nm の波長の光に対する反射率は95％であり、400 〜800nm の帯域における平均反射率は約95％であった。
【００５１】
次いで、バックライトと組み合わせて、液晶パネルを照明するための照明装置（面状光源）を作製し、これに液晶パネルを組み合わせ、図６に示すような液晶表示装置を作製した。バックライトとしては、日立製作所（株）製「11.3型、エッジライト方式バックライト」を使用し、液晶パネルとしては、日立製作所（株）製「11.3型、ＴＦＴ、ノーマリーホワイト」を使用した。なお、上記バックライトは、アクリル樹脂製の楔型の導光板と線状光源としての蛍光管から構成されている。
【００５２】
光学積層体は、バックライトと液晶パネルとの間に、この光学積層体の反射型偏光フィルムがバックライト側に、そしてルーバーフィルムが液晶パネル側に位置するように配置した。さらに、液晶パネルの下側偏光板の透過軸と、光学積層体の反射型偏光フィルムの透過軸とが平行するように配置した。なお、ルーバーフィルムのルーバー部の長さ方向、すなわち光透過方向、が蛍光管の長さ方向と直交するように配置した。
【００５３】
実施例２
実施例１において、保護層として用いた光透過性ポリカーボネートフィルムに代えて、拡散フィルムを使用した以外は、実施例１と同様にして光学積層体を形成した。すなわち、この光学積層体は、図４に示すように、拡散フィルムによってルーバーフィルムと反射型偏光フィルムが挟まれた構造となっている。この拡散フィルムとしては、三菱エンジニアリングプラスチック（株）製のシボ加工タイプの拡散フィルムであるユーピロン（商標）FTM M01(厚さ130 μm 、ヘイズ９％）を用いた。そしてこの光学積層体を用いて、実施例１と同様にして液晶表示装置を作製した。
【００５４】
比較例１
バックライトと液晶パネルの間に、何も配置することなく、実施例１と同様にして液晶表示装置を作製した。
【００５５】
比較例２
バックライトと液晶パネルの間に、前記のルーバーフィルムのみを配置することを除き、実施例１と同様にして液晶表示装置を作製した。
【００５６】
比較例３
バックライトと液晶パネルの間に、前記のルーバーフィルムと反射型偏光フィルムを、互いに積層しないで空気層を介して離して配置することを除き、実施例１と同様にして液晶表示装置を作製した。
【００５７】
比較例４
バックライトと液晶パネルの間に、前記の反射型偏光フィルムを、そして液晶パネル表示面に上に前記のルーバーフィルムを配置することを除き、実施例１と同様にして液晶表示装置を作製した。
【００５８】
以上の例において製作した液晶表示装置において、液晶表示面の発光輝度を測定した。この結果を図７に示す。
図７のグラフより明らかなように、本発明の光学積層体を、従来バックライトと液晶パネルの間に配置されていたルーバーフィルムに代えて使用すると、正面輝度を下げることなく視角（出射角）特性のみを制御し、側面方向への液晶パネル透過光の不要な射出を効果的に防止することができる。また、反射型偏光フィルムとルーバーフィルムを互いに積層しないで、別の部品として空気層を介して離して使用した例（比較例３）と比較すると、反射型偏光フィルムとルーバーフィルムを一体化した本発明の例では、部品点数が削減できるのみならず、界面反射の低下による輝度向上効果が確認された。
【００５９】
【発明の効果】
本発明の光学積層体を、液晶表示装置のバックライトと液晶パネルの間に配置すると、側面方向への液晶パネル透過光の不要な射出を効果的に防止すると共に、液晶パネルの発光輝度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光学積層体の一態様を示す断面図である。
【図２】本発明の光学積層体の一態様を示す断面図である。
【図３】本発明の光学積層体の一態様を示す断面図である。
【図４】本発明の光学積層体の一態様を示す断面図である。
【図５】ルーバーフィルムの構造を示す部分断面図である。
【図６】本発明の光学積層体を組み込んだ液晶表示装置の構造を示す断面図である。
【図７】実施例及び比較例における液晶表示装置の、液晶表示面の発光輝度の測定結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１、４…光学積層体
２、６…ルーバーフィルム
３…反射型偏光フィルム
５…拡散フィルム
７…ポリマー樹脂もしくは光透過部
８…ルーバー部
９…ルーバー層
１０…保護層
１１…液晶表示装置
１２…液晶パネル
１３…バックライト[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical laminated body used by being disposed between a liquid crystal display panel and a backlight in a liquid crystal display device.
[0002]
[Prior art]
A liquid crystal display device usually has a liquid crystal display panel (hereinafter referred to as a liquid crystal panel) for visually recognizing information display as a variable image, and a light source for illuminating from the back surface (surface opposite to the display surface) of the liquid crystal panel, that is, It has a backlight.
[0003]
The liquid crystal panel is composed of first and second polarizing plates and a liquid crystal layer sandwiched between them. The polarizing plate transmits only light that vibrates in one specific direction from the incident light from the backlight, and has the function of absorbing or blocking other components, and this vibrating direction is known as the polarization axis. ing. In general, in a liquid crystal panel, the polarization axis (first polarization axis) of the first polarizing plate and the polarization axis (second polarization axis) of the second polarizing plate are not parallel to each other and are arranged at a predetermined angle. . For example, in a twisted nematic (TN) liquid crystal, the first polarization axis and the second polarization axis are arranged so as to be orthogonal to each other. In a super twisted nematic (STN) liquid crystal, the first polarization axis and the second polarization axis are It is arranged to make an angle of about 230 degrees. These two polarizing plates are usually light absorption type polarizing plates. For example, this light-absorbing polarizing plate absorbs iodine or dye in a polymer film such as polyvinyl alcohol or polyvinyl acetal, and then uniaxially stretches the film in one direction so that iodine or dye molecules are oriented in a certain direction. It is formed by arranging.
[0004]
In the early days, a direct-type backlight was used, in which a light source was placed directly under the back of the liquid crystal panel. Recently, the light source is installed at the end of the light guide plate and emitted from the light guide plate. Edge light type backlights that irradiate liquid crystal panels with light have become the mainstream.
[0005]
In a liquid crystal display device using such backlight illumination, light transmitted through the liquid crystal panel is emitted not only in the front direction of the display surface of the liquid crystal panel but also in the side surface direction (vertical or horizontal direction). Then, for example, not only the owner or user of this liquid crystal display device located in front of the liquid crystal display device but also others located in the side surface direction at an angle away from this front direction can see the liquid crystal display content, It was difficult to protect the privacy of the owners. In addition, when the liquid crystal display device is an in-vehicle device such as a car navigation system, the liquid crystal display may be reflected on the front window of the car and obstruct the driver's view.
[0006]
Therefore, the present inventors arrange a louver film between the light emission surface of the backlight and the polarizing plate of the liquid crystal panel to suppress unnecessary emission of the liquid crystal panel transmission light in the side surface direction and solve the above problems. I tried to do that. With this louver film, a plurality of thin plates or bars (louvers) formed of or coated with a material capable of absorbing or reflecting light are arranged inside a light transmissive film. Say things. For example, as described in Japanese Patent Laid-Open No. 5-61034, this louver film has conventionally improved the phenomenon in which the contrast of an image is extremely lowered when a backlight is provided in a diagonal direction on the back of a liquid crystal panel. The contrast of the image is improved by blocking light incident from an oblique direction. When such a louver film is arranged between the light emission surface of the backlight and the polarizing plate of the liquid crystal panel, the louver in the louver film has an effect of controlling the traveling direction of light transmitted through the louver film within a predetermined emission angle range ( (Direction control effect) can be exhibited, so that unnecessary emission of light transmitted through the liquid crystal panel in the upper, lower, left and right side directions can be suppressed.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, by disposing the louver film between the light emission surface of the backlight and the polarizing plate of the liquid crystal panel, unnecessary emission of light transmitted through the liquid crystal panel in the side surface direction can be effectively suppressed. However, since the louver film itself has little effect of improving the luminance, the light emission luminance of the liquid crystal panel is lowered when such a louver film is used. Therefore, the present inventors have studied a method for compensating for the brightness improvement effect that is insufficient when only the louver film is used, and have come to make the present invention.
[0008]
That is, the object of the present invention is to effectively prevent unnecessary emission of light transmitted through the liquid crystal panel in the side surface direction and improve the luminance of the light transmitted through the liquid crystal panel at the same time when disposed between the backlight and the liquid crystal panel. An object of the present invention is to provide an optical laminate that can be used.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, an optical laminate including a louver film having first and second main surfaces and a polarizing film laminated and fixed to the first main surface of the louver film is backlit. This is achieved by placing it between the liquid crystal panel. A diffusion film may be provided on the second main surface of the louver film. Moreover, you may provide a diffusion film on the surface opposite to the surface which contact | connects the said louver film of the polarizing film on the 1st main surface of the said louver film.
[0010]
As described above, the louver film itself has almost no effect of improving the brightness, but in the present invention, it is possible to effectively increase the brightness of the liquid crystal display surface without reducing the direction control effect of the louver film. In addition, a polarizing film having a brightness increasing effect such as a reflective polarizing film is used. When the optical laminate of the present invention is arranged between the backlight and the liquid crystal panel in this way, unnecessary light emission in the lateral direction (up and down or left and right direction) is suppressed by the direction control effect of the louver film, and polarization is performed. The intensity of the transmitted polarized light is increased by the action of increasing the polarization and luminance of the film, and the emission luminance of the liquid crystal display surface is improved.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a preferred embodiment of the optical layered body of the present invention. As shown in the drawing, the
[0012]
FIG. 2 is a cross-sectional view showing another preferred embodiment of the optical layered body of the present invention. As shown in the figure, the optical laminate 4 includes a
[0013]
As shown in FIG. 3, this diffusion film may be laminated and fixed on the surface of the reflective polarizing film on the first main surface of the louver film opposite to the surface in contact with the louver film. Further, as shown in FIG. 4, the diffusion film has a second main surface of the louver film and a surface of the reflective polarizing film on the first main surface of the louver film opposite to the surface in contact with the louver film. Both of them may be laminated and fixed so as to sandwich the optical laminated body shown in FIG. The diffusion film and the louver film and / or the reflective polarizing film may be fixed through the light-transmitting adhesive as described above.
[0014]
In addition to the louver film, polarizing film (reflective polarizing film), and diffusion film, the optical layered body of the present invention has a surface protective layer, an antistatic layer, a transparent support layer (unless the effects of the present invention are impaired) For the purpose of reinforcing the strength), a film or layer such as an electromagnetic shield layer, an adhesive layer, or a primer layer may be included.
[0015]
The structure of an example of the louver film used for the optical laminate of the present invention is shown in FIG. The louver film 6 includes a louver layer 9 in which a minute louver 8 is incorporated in a highly
[0016]
As the highly
[0017]
On the other hand, the louver 8 is formed of a light-shielding substance that can absorb or reflect light. Examples of such a light-shielding substance include (1) dark pigments and dark dyes such as black and gray, (2) metals such as aluminum and silver, (3) dark metal oxides, and (4) the polymers described above. A resin containing a dark pigment or a dark dye can be used.
[0018]
In this louver film, the width of the light transmitting portion, that is, the width of the
[0019]
The thickness of the louver layer 9 can be appropriately determined according to the purpose of use. However, the light traveling direction control effect tends to decrease as the thickness of the louver layer decreases. On the contrary, if the thickness is increased, the entire optical laminate is increased, and as a result, it is difficult to reduce the thickness of the liquid crystal display device. Accordingly, this thickness is preferably 10 to 1000 μm, particularly preferably 50 to 800 μm. The thickness of the
[0020]
Such a louver film can be manufactured as follows, for example. First, a layer containing a light-shielding substance is laminated on one main surface of a polymer film used as a light transmission part to form a laminate composed of polymer film / light-shielding substance. A plurality of such laminates are prepared, and these are further laminated, and polymer films and light-shielding substances are alternately arranged to form louver film precursors fixed to each other. Subsequently, the louver layer is obtained by slicing to a predetermined thickness along the direction orthogonal to the main surface (lamination surface) of the precursor, that is, in the lamination direction or the thickness direction. Further, if necessary, a polymer film serving as a protective layer is fixed to at least one main surface of the louver layer to complete the louver film. Moreover, as this louver film, commercially available products such as Light Control Film (trademark) manufactured by 3M Co., Ltd. can be used.
[0021]
The polarizing film used in the present invention preferably has a brightness increasing effect, and what is called a “reflective polarizing film” is usually used.
This reflective polarizing film is usually a polarizing film that transmits only light in a vibration direction parallel to one in-plane axis (transmission axis) and reflects other light. That is, the polarizing action is exhibited by transmitting only the light component in the vibration direction parallel to the transmission axis among the light incident on the reflective polarizing film. Light that has not passed through the reflective polarizing film is substantially not absorbed by the reflective polarizing film and is reflected. Therefore, the light reflected by the reflective polarizing film is returned to the backlight, reflected by a reflective element (such as a light diffusing material of the light guide plate) normally incorporated in the backlight, and once again directed to the reflective polarizing film. Will be returned.
[0022]
Of the light returned toward the reflective polarizing film, only the light component in the vibration direction parallel to the transmission axis is transmitted, and the light component in the other vibration direction is reflected again. Thus, in the reflective polarizing film, the intensity of the transmitted polarized light is effectively increased by repeating the transmission-reflection action, and the transmitted polarized light causes the liquid crystal display surface to emit light with high brightness. . That is, the light emission luminance of the liquid crystal display surface is effectively enhanced by the polarized light having effectively increased intensity.
[0023]
This reflective polarizing film is usually a dielectric reflective film including a plurality of dielectric layers. As such a dielectric reflection film, it is preferable to use a multilayer film disclosed in JP-T-9-507308. For example, the dielectric layer has a first dielectric unit composed of a first polymer unit composed of a layer composed of a first polymer, and a second composite dielectric composed of a layer composed of a second polymer having a refractive index different from that of the first polymer. Units are alternately stacked and combined. At least one of the first dielectric unit and the second dielectric unit has a thickness (d, unit is nm) and a refractive index (n) of the constituent polymer. (N · d) includes a quarter wavelength layer that is a quarter of the wavelength of the reflected light. At this time, when either the first polymer layer or the second polymer layer has optical anisotropy in the light receiving surface (for example, when any one of the layers is uniaxially stretched), The dielectric reflective film functions as a reflective film having a polarizing action. Here, both the light that is normally reflected and the light that is transmitted are both visible light.
[0024]
In the dielectric reflection film as described above, the reflectance of the reflected light is usually 70% or more, preferably 80% or more, particularly preferably 90% or more. Further, the transmittance of transmitted light is usually 60% or more, preferably 70% or more, and particularly preferably 80% or more. In the present specification, “reflectance” and “transmittance” are values measured using a spectrophotometer.
[0025]
The reflective polarizing film used in the present invention is usually produced by alternately laminating (ABABAB...) Two different polymer materials (A and B). At this time, these two kinds of polymer materials are coextruded, and the obtained laminate (ABABAB...) Is stretched along one axis (x axis) (for example, stretch ratio = about 5: 1). However, it is not substantially extended along the other axis (y-axis orthogonal to the x-axis). Hereinafter, the x-axis is referred to as the stretching direction and the y-axis is referred to as the transverse direction.
[0026]
Usually, in the laminate, one polymer material (B) has an apparent refractive index, and its value does not substantially change depending on the stretching process, that is, an optically isotropic material is used. As the other polymer material (A), a material having a property of changing the refractive index by a stretching process is used. For example, a uniaxially stretched sheet of the polymer material (A) has a first refractive index greater than the apparent refractive index of the polymer material (B) in the stretch direction, and the polymer material (B ) Having a second refractive index that is substantially the same as the apparent refractive index.
[0027]
In the film of the multilayer laminate (ABABAB...) Composed of such a polymer material (A) and the polymer material (B), the refractive index relating to the in-plane axis, that is, the axis parallel to the film surface, is It is defined as the effective refractive index for plane-polarized incident light, and this plane of polarization is parallel to the in-plane axis. Therefore, the multilayer laminate film after stretching has a large difference in interlayer refractive index in the stretching direction, but the interlayer refractive index is substantially the same in the lateral direction. For this reason, this multilayer laminate film functions as a reflective (reflective) polarizing film that propagates the polarization component of incident light. The y-axis is defined as a propagation (transmission) axis, and light transmitted through the reflective polarizing film has a first vibration direction.
[0028]
On the other hand, the light that does not pass through the reflective polarizing film is polarized light having a second vibration direction that is orthogonal or perpendicular to the first vibration direction. The polarized light having the second vibration direction is incident on the reflective polarizing film along the x-axis, and is reflected by the effect of the difference in interlayer refractive index. Therefore, the x axis is defined as a reflection axis. Due to such a configuration, the reflective polarizing film transmits only light having a selected vibration direction (or polarization axis) and reflects light in other vibration directions.
[0029]
The number of polymer layers in the polarizing film as described above is preferably as small as possible so as to obtain desired optical characteristics. In this polarizing film, the number of polymer layers is preferably less than 10000, more preferably less than 5000, and even more preferably less than 3000. The thickness of this polarizing film is usually 15 to 1000 μm.
[0030]
The polymer material constituting the polarizing film is not particularly limited as long as it is light transmissive. Usually, polycarbonate, acrylic resin, polyester, epoxy resin, polyurethane, polyamide, polyolefin, silicone (including modified silicone such as silicone polyurea) and the like can be used.
[0031]
The shape of the surface of this polarizing film is usually a smooth surface, but can also be an uneven surface as long as the effects of the present invention are not impaired. The shape of the convex portion in this case can be formed by, for example, matting or embossing so as to exhibit the same effect as the diffusion film. In this case, the diffusion film separately laminated on this surface can be omitted, and the outermost layer of the polarizing film can be regarded as the diffusion film.
[0032]
The polarizing film can also include a plurality of polarizing films. Moreover, unless the effect of this invention is impaired, you may include films or layers other than this polarizing film. Examples thereof are a surface protective layer, an antistatic layer, a transparent support layer (for the purpose of reinforcing strength), an electromagnetic shield layer, an adhesive layer, and a primer layer. In addition, the thickness of the whole polarizing film should be selected so that the obtained optical laminate is not bulky, and the thickness including the other layers is usually 5 to 2000 μm. As this polarizing film, commercially available products such as a brightness enhancement film “PCF (Polarization Conversion Film) (trademark)” manufactured by Nitto Denko Corporation can be used.
[0033]
The diffusion film used in the optical laminate of the present invention is usually a film obtained by performing a light diffusion surface treatment by mat processing or embossing on the surface of a polymer film. Alternatively, the surface of the polymer film can be formed by performing another light diffusion surface treatment such as sandblasting or arranging a plurality of fine protrusions made of a light transmitting resin. Furthermore, as long as the effects of the present invention are not impaired, the light diffusing particles may be dispersed inside the polymer film.
[0034]
The thickness of the entire diffusion film should be selected so that the resulting optical laminate is not bulky, and is usually 5 to 2000 μm. In addition, when an optical laminated body contains two diffusion films, they may mutually be the same and may differ.
[0035]
This diffusion film is, for example, a louver having a surface opposite to the surface in contact with the louver film or the polarizing film as a light diffusing surface. It is incorporated into an optical laminate by being laminated and fixed to a film or a polarizing film.
[0036]
As the polymer material constituting the diffusion film, for example, polycarbonate, acrylic resin, polyester, epoxy resin, polyurethane, polyamide, polyolefin, silicone (including modified silicone such as silicone polyurea) and the like can be used. In this diffusion film, the light transmittance of the material itself is usually 85% or more, preferably 90, in order to effectively prevent light transmission loss due to absorption inside the film and effectively increase the luminance of the liquid crystal display surface. % Or more, particularly preferably 95% or more.
[0037]
On the other hand, the light diffusion performance of the diffusion film is not particularly limited as long as the effects of the present invention are not impaired. For example, the haze of the diffusion film is usually 40 to 90%, preferably 45 to 87%, particularly preferably 50 to 85%. The “haze” in this specification is a value measured using a haze meter in accordance with JIS K7105 6.4. Further, the roughness (Ra: centerline average roughness) of the light diffusion surface is usually less than 30 μm, preferably less than 20 μm.
[0038]
The optical laminate of the present invention is obtained by laminating and fixing the louver film, the reflective polarizing film, and the diffusion film as described above as shown in FIGS. In this optical laminated body, by providing a louver film, it is possible to control the traveling direction of the transmitted light to a predetermined direction, and to prevent unnecessary emission of liquid crystal panel transmitted light in the vertical and horizontal side directions, Further, by providing a reflective polarizing film, it is possible to repeat light reflection and polarization as described above to improve luminance. Since the reflective polarizing film itself does not have the light direction control effect like the prism film, when the light passing through the louver film passes through the reflective polarizing film, the direction controlled by the louver film is substantially reduced. On the contrary, since the traveling direction of light transmitted through the reflective polarizing film is not controlled by the reflective polarizing film, the direction control effect of the louver film is not substantially hindered. It is possible to control in a predetermined traveling direction.
[0039]
When a prism film is used, this prism surface is an uneven surface, and therefore a louver film cannot be provided on the prism surface. On the other hand, in the case of the optical laminate of the present invention, a louver film is provided on a reflective polarizing film, and the louver film is disposed on the side closer to the liquid crystal panel relative to the reflective polarizing film. The luminance of the liquid crystal display surface can be increased more effectively without reducing the direction control effect.
[0040]
The optical layered body of the present invention is used in a liquid crystal display device. When a component such as a louver film or a polarizing film is incorporated in the liquid crystal display device, the component assembling work becomes complicated if the number of components is large. In an optical system consisting of a combination of components, the optical interface (interface between the component surface and the air layer) increases, so optical loss due to surface reflection at the optical interface increases, light transmission efficiency decreases, and the luminance of the liquid crystal display device emits light. It is difficult to improve. However, in the optical layered body of the present invention, the louver film, the polarizing film, and the diffusion film are fixed integrally, and can be handled as one component. Therefore, it is possible to reduce the number of parts, simplify the process of assembling the parts in the manufacture of the liquid crystal display device, reduce the number of optical interfaces of the optical system, and effectively suppress optical loss due to interface reflection, The light emission luminance of the liquid crystal display surface can be effectively improved.
[0041]
In addition, in an optical laminate composed of a louver film, a polarizing film, and a diffusion film, in order to effectively prevent optical loss due to interface reflection, the films are bonded to each other on almost the entire main surface of each film. It is preferable. However, as long as the effect of the present invention is not impaired, the film may be bonded only at the peripheral edge of the film. In short, it is only necessary that the films are fixed to each other and can be handled as one part.
[0042]
The optical layered body of the present invention is arranged on a light emitting surface of a light source (planar light source) that emits a surface light such as a backlight, and is suitable for use as an illumination device including a surface light source and an optical layered body. Such an illuminating device can be used by being incorporated in a liquid crystal display device.
[0043]
This liquid crystal display device can be used, for example, as a car navigation device, a portable terminal, a personal computer or a television monitor device. The liquid crystal panel is illuminated from the back side of the panel by backlight illumination, and the liquid crystal display surface is visually recognized. In such a liquid crystal display device, the operation of the optical structure of the present invention as described above effectively increases the light emission luminance of the liquid crystal display surface. Can be simplified.
[0044]
An example of an embodiment of a liquid crystal display device using the optical laminate of the present invention is shown in FIG. The liquid
[0045]
When the backlight includes a light guide plate, a light source (not shown) is usually disposed at at least one end of the light guide plate (an end in a direction crossing the main surface of the light guide plate). On the other main surface opposite to the light-emitting surface of the light guide plate, normally, a plurality of diffusion points formed by dot-like printing made of a diffusing material are arranged, and further, this main surface is covered substantially entirely. Thus, the reflecting member is arranged. With such a configuration, substantially all of the light emitted from the light source and introduced into the light guide plate can be diffused light uniformly emitted from the light emitting surface of the light guide plate. It is advantageous to increase.
[0046]
In addition, the backlight light that illuminates the liquid crystal panel is transmitted through the optical laminate and emitted from the light exit surface. When the optical laminate includes a diffusion film, the light passes through the polarizing film and the diffusion film. Thus, the light is converted into diffused polarized light whose traveling direction is controlled.
[0047]
Most of the light that makes the liquid crystal display of the liquid crystal panel visible is polarized light by a polarizing plate incorporated in the liquid crystal panel. Accordingly, in order to increase the luminance of the light emitting surface of the liquid crystal panel by increasing the intensity (illuminance) of light supplied from the illumination device composed of the combination of the backlight and the optical laminate, the liquid crystal in the illumination light of the illumination device Optical laminate that transmits light components that pass through the panel and is absorbed by the lower polarizing plate of the liquid crystal panel (polarizing plate close to the backlight) (component whose vibration direction is not parallel to the polarizing component) It is one of the most effective means to reflect as much as possible and return to the light guide plate side. That is, in the optical layered body of the present invention, by using the reflective polarizing film, the light component that would otherwise be absorbed by the liquid crystal panel is reflected and returned to the liquid crystal panel as transmitted light, thereby transmitting the liquid crystal panel. The intensity | strength of the polarization | polarized-light component to carry out can be strengthened effectively, and the brightness | luminance of the light emission surface of a liquid crystal panel can be raised. In order to enhance such an effect, the optical structure of the present invention is arranged between the liquid crystal panel and the backlight so that the louver film is relatively closer to the liquid crystal panel than the reflective polarizing film. It is preferable to do. Moreover, it is preferable that the polarization axis (transmission axis) of the lower polarizing plate of the liquid crystal panel and the polarization axis (transmission axis) of the reflective polarizing film of the optical structure are substantially parallel. Furthermore, in order to improve the uniformity of the luminance of the liquid crystal display surface (light emitting surface), it is the most effective means that the illumination light of the illumination device is diffused polarized light. Moreover, since the optical laminate includes a louver film, unnecessary emission of light transmitted through the liquid crystal panel in the side surface direction can be effectively prevented.
[0048]
In addition, as said light guide plate and light source, what is used for the normal liquid crystal display device can be used. For example, a linear light source such as a fluorescent tube, a hot cathode tube, or a neon tube can be used as the light source. A side-emitting optical fiber and a light source that supplies light to the optical fiber from the end of the optical fiber can be combined to be used as a linear light source. The output of the light source is usually 0.1 to 200 W, preferably 0.2 to 150 W. Further, the thickness of the entire light guide plate is usually 0.1 to 20 mm, preferably 0.3 to 10 mm.
[0049]
【Example】
Example 1
A louver layer (without protective layer) OTB60 (product number) for 3M light control film (trademark) was used as a louver film, and a reflective polarizing film as a polarizing film was formed on one main surface of this louver film with a thickness of 25 μm. A laminated film was formed by adhering via an adhesive layer made of an ultraviolet curable acrylic adhesive. A flat polycarbonate light-transmitting film (thickness: 130 μm) that is not embossed on the surface as a protective layer is fixed with an adhesive in the same manner as above, on both the front and back sides of this laminated film, and the optical film of the present invention is used. A laminate was obtained.
[0050]
The louver film used here had a light transmission part width of 100 μm, a louver part width of 20 μm and a thickness of 200 μm. The reflective polarizing film was a multilayer dielectric reflective film prepared by the above method. The thickness of the reflective polarizing film is 130 μm, and the first polymer layer of the first dielectric unit constituting the reflective polarizing film is uniaxially stretched, while the second polymer layer of the second dielectric unit is Not stretched. In the first polymer layer, the direction perpendicular to the stretching direction is the light transmission axis, and the stretching direction is the reflection axis. The transmittance of the reflective polarizing film with respect to light having a wavelength of 550 nm on the transmission axis was 85%, and the average transmittance in the band of 400 to 800 nm was about 85%. Further, the reflectivity with respect to light having a wavelength of 550 nm on the reflection axis was 95%, and the average reflectivity in the band of 400 to 800 nm was about 95%.
[0051]
Next, an illumination device (planar light source) for illuminating the liquid crystal panel was produced in combination with a backlight, and the liquid crystal panel was combined with this to produce a liquid crystal display device as shown in FIG. As the backlight, “11.3 type, edge light type backlight” manufactured by Hitachi, Ltd. was used, and as the liquid crystal panel, “11.3 type, TFT, normally white” manufactured by Hitachi, Ltd. was used. The backlight includes a wedge-shaped light guide plate made of acrylic resin and a fluorescent tube as a linear light source.
[0052]
The optical laminate was disposed between the backlight and the liquid crystal panel so that the reflective polarizing film of the optical laminate was located on the backlight side and the louver film was located on the liquid crystal panel side. Furthermore, the transmission axis of the lower polarizing plate of the liquid crystal panel and the transmission axis of the reflective polarizing film of the optical laminate were arranged in parallel. In addition, it arrange | positioned so that the length direction of the louver part of a louver film, ie, the light transmission direction, may be orthogonal to the length direction of a fluorescent tube.
[0053]
Example 2
In Example 1, an optical laminate was formed in the same manner as in Example 1 except that a diffusion film was used instead of the light-transmitting polycarbonate film used as the protective layer. That is, as shown in FIG. 4, this optical laminate has a structure in which a louver film and a reflective polarizing film are sandwiched between diffusion films. As this diffusion film, Iupilon (trademark) FTM M01 (thickness 130 μm, haze 9%), which is a textured diffusion film manufactured by Mitsubishi Engineering Plastics Co., Ltd., was used. And using this optical laminated body, it carried out similarly to Example 1, and produced the liquid crystal display device.
[0054]
Comparative Example 1
A liquid crystal display device was produced in the same manner as in Example 1 without placing anything between the backlight and the liquid crystal panel.
[0055]
Comparative Example 2
A liquid crystal display device was produced in the same manner as in Example 1 except that only the louver film was disposed between the backlight and the liquid crystal panel.
[0056]
Comparative Example 3
A liquid crystal display device was produced in the same manner as in Example 1 except that the louver film and the reflective polarizing film were not laminated with each other and were separated via an air layer between the backlight and the liquid crystal panel. .
[0057]
Comparative Example 4
A liquid crystal display device was produced in the same manner as in Example 1 except that the reflective polarizing film was placed between the backlight and the liquid crystal panel, and the louver film was placed on the liquid crystal panel display surface.
[0058]
In the liquid crystal display device manufactured in the above example, the light emission luminance of the liquid crystal display surface was measured. The result is shown in FIG.
As apparent from the graph of FIG. 7, when the optical laminated body of the present invention is used in place of the louver film that has been conventionally disposed between the backlight and the liquid crystal panel, the viewing angle (emission angle) is reduced without lowering the front luminance. Only the characteristics can be controlled, and unnecessary emission of light transmitted through the liquid crystal panel in the side surface direction can be effectively prevented. In addition, the reflective polarizing film and the louver film are integrated with each other as compared with an example (Comparative Example 3) in which the reflective polarizing film and the louver film are not stacked on each other and separated from each other through an air layer. In the example of the invention, not only the number of parts can be reduced, but also the brightness improvement effect due to the decrease in interface reflection was confirmed.
[0059]
【Effect of the invention】
When the optical layered body of the present invention is disposed between the backlight of the liquid crystal display device and the liquid crystal panel, unnecessary emission of light transmitted through the liquid crystal panel in the side surface direction is effectively prevented and the light emission luminance of the liquid crystal panel is improved. Can be made.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing one embodiment of an optical layered body of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing one embodiment of the optical layered body of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing one embodiment of the optical layered body of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing one embodiment of the optical layered body of the present invention.
FIG. 5 is a partial cross-sectional view showing a structure of a louver film.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the structure of a liquid crystal display device incorporating the optical layered body of the present invention.
FIG. 7 is a graph showing measurement results of light emission luminance of a liquid crystal display surface of liquid crystal display devices in examples and comparative examples.
[Explanation of symbols]
1, 4 ... Optical laminate
2, 6 ... Louvre film
3 ... Reflective polarizing film
5 ... Diffusion film
7: Polymer resin or light transmission part
8 ... Louvre
9 ... Louvre layer
10 ... Protective layer
11 ... Liquid crystal display device
12 ... LCD panel
13 ... Backlight
Claims (3)
第１と第２の主要面を有するルーバーフィルムと、
このルーバーフィルムの第１の主要面に積層固着された偏光フィルムを含み、前記偏光フィルムが透過軸に平行な振動方向の光のみを透過し、それ以外の光を反射可能な反射型偏光フィルムであり、
前記ルーバーフィルムを反射型偏光フィルムに対して相対的に前記液晶パネルの近い側となるように配置した液晶表示装置。In a liquid crystal display device comprising a liquid crystal panel and a backlight, an optical laminate is disposed between the liquid crystal panel and the backlight, and the optical laminate has a louver film having first and second main surfaces;
A reflective polarizing film including a polarizing film laminated and fixed to the first main surface of the louver film, wherein the polarizing film transmits only light in a vibration direction parallel to the transmission axis and reflects other light. Yes,
A liquid crystal display device in which the louver film is disposed so as to be closer to the liquid crystal panel relative to the reflective polarizing film.
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