JP5264313B2 - 偏光導光板アセンブリ、及び液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、偏光導光板アセンブリ、及びそれを利用した液晶表示装置に関する。

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、したがって有力な画像情報表示装置として急成長している。

液晶表示装置は、液晶を基板で保持した液晶セルと、その両側に配置されている偏光板とを有している。偏光板としては例えば、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）−ヨウ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性分のみを選択的に吸収し、且つ他方の直線偏光性分のみを透過することにより、非偏光光を直線偏光に変換している。

このような液晶表示装置の１つの態様では、液晶セルに電圧を印加していないときに液晶セルの液晶分子が捻じれた状態であり、また偏光板が液晶セルの両側に互いに直交して配置されている。この態様では、液晶セルに電圧が印加されていないと、バックライトにより出射された非偏光光は、入射側の偏光板により直線偏光に変換され、液晶セル内を液晶分子の捻じれに沿って旋光し、そして光出射面側の偏光板で吸収されずに表示光として出射される。また、この態様では、液晶セルに電圧が印加されて液晶分子が電界方向に配列して捻じれがなくなると、バックライトにより出射された非偏光光は、入射側の偏光板により直線偏光に変換され、液晶セル内をそのまま直進し、そして光出射面側の偏光板で吸収され、したがって表示光として出射されない。

このような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。ここで、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。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、この場合には消費電力が増えてしまい、したがって特に液晶表示装置を携帯機器として用いる場合には、駆動時間が低下するといった問題が生じる。

光の利用効率の点で最も重要であるのは、偏光板の光透過率である。二色性偏光板によって光源光（非偏光光）から直線偏光を抽出する過程では、理論上、光の５０％以上が失われる。

この問題を解決するために、例えば特許文献１等において示されているように、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取り出し、直交方向の直線偏光を反射して、再利用する方法が提案されている。この場合、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、光学フィルムの厳密な高次構造が要求され、したがって製造が難しく、また高価であるといった問題点がある。

また、例えば特許文献２〜６で示されているように、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、導光板の光出射面の略法線方向に光を集光する方法も提案されている。この場合、光出射面の略法線方向の光を増加させ、それによって略法線方向のコントラストを向上させることはできるものの、全体としての偏光の量を増加させることはできない。

なお、特許文献７では、透明樹脂からなる導光板本体の少なくとも一方の面に、延伸フィルムである位相性層を積層し、それによって偏光導光板を得ることを提案している。

米国特許第３，６１０，７２９号公報 特開２００１−３５６２０８ 特開２００１−３０７５２４ 特表平１０−５００５２８ 特表平８−５１１１２９ 米国特許第５，３９６，３５０号公報 特表平１１−２８１９７５

本発明の目的は、簡単な構造で効果的に光出射面の略法線方向の偏光を得ることができる偏光導光板アセンブリを提供することである。また本発明の目的は、光の利用効率が向上されている液晶表示装置を提供することである。

本件発明者らは、鋭意検討の結果、以下の本発明によって上記の目的が達成されることを見出した。

（１）観察側に向けられる光出射面を有する導光板本体、及び前記導光板本体の光出射面、その反対側面又はそれら両方の面に配置されている出射光制御構造体を有し、
前記導光板本体の面内の遅相軸方向における屈折率と前記導光板本体の面内の進相軸方向における屈折率との差が、０．１０以上であり、且つ
前記出射光制御構造体が、前記導光板本体からの出射光を前記導光板本体の光出射面の略法線方向に向かわせる構造を有し、且つ前記導光板本体の進相軸方向における屈折率と略同一の屈折率を有する光学的に略等方性の樹脂で作られている、
偏光導光板アセンブリ。

（２）前記出射光制御構造体が、前記導光板本体の光出射面に配置されており、それによって前記導光板本体の光出射面から出た光が、前記出射光制御構造体内で反射して、前記光出射面の略法線方向に向かうようにされている、上記（１）項に記載の偏光導光板アセンブリ。

（３）前記出射光制御構造体が、複数のプリズムを有するプリズムアレイ、及び／又は複数のレンズを有するレンズアレイである、上記（２）項に記載の偏光導光板アセンブリ。

（４）前記複数のプリズム及び／又はレンズの凸部が前記導光板本体に対面するようにして、前記プリズムアレイ及び／又はレンズアレイと前記導光板本体とが結合されている、上記（３）項に記載の偏光導光板アセンブリ。

（５）前記出射光制御構造体が、前記導光板本体の光出射面の反対面に配置されており、それによって前記導光板本体の光出射面の反対面から出た光が、前記出射光制御構造体内で反射し、そして前記導光板本体を再び通過して、前記光出射面の略法線方向に向かうようにされている、上記（１）〜（４）項のいずれかに記載の偏光導光板アセンブリ。

（６）前記出射光制御構造体が、複数のプリズムを有するプリズムアレイ、及び／又は複数のレンズを有するレンズアレイである、上記（５）項に記載の偏光導光板アセンブリ。

（７）前記複数のプリズム及び／又はレンズの凸部が前記導光板本体に対して反対側に向くようにして、前記プリズムアレイ及び／又はレンズアレイと前記導光板本体とが結合されている、上記（６）項に記載の偏光導光板アセンブリ。

（８）前記導光板本体の光出射面の反対側に配置されている背面用反射部材を更に有する、上記（１）〜（７）項のいずれかに記載の偏光導光板アセンブリ。

（９）上記（１）〜（８）項のいずれかに記載の偏光導光板アセンブリを有する、液晶表示装置。

本発明の偏光導光板アセンブリによれば、簡単な構造で効果的に光出射面の略法線方向の偏光を得ることができる。また、本発明の液晶表示装置によれば、光の利用効率を向上させることができる。

＜偏光導光板アセンブリ＞
本発明の偏光導光板アセンブリは、観察側に向けられる光出射面を有する導光板本体、及び導光板本体の光出射面、その反対側面又はそれら両方の面に配置されている出射光制御構造体を有する。ここで、導光板本体の面内の遅相軸方向における屈折率と導光板本体の面内の進相軸方向における屈折率との差は、０．１０以上である。また出射光制御構造体は、導光板本体からの出射光を導光板本体の光出射面の略法線方向に向かわせる構造を有し、且つ導光板本体の進相軸方向における屈折率と略同一の屈折率を有する光学的に略等方性の樹脂で作られている。なお、本発明の偏光導光板アセンブリに関して、「観察側」は、偏光導光板アセンブリを液晶表示装置等において用いるときに、観察者が液晶表示装置等の画像を観察するために位置する側である。

本発明の偏光導光板アセンブリでは、光学的に略等方性の樹脂で作られている出射光制御構造体の屈折率と導光板本体の進相軸方向における屈折率とが略同一である。したがって、導光板本体の遅相軸方向における屈折率が、進相軸方向における屈折率と比較して有意に大きいことは、導光板本体の遅相軸方向の屈折率が、出射光制御構造体の屈折率と比較して有意に大きいことを意味する。この場合、出射光制御構造体と導光板本体との界面において、進相軸方向の偏光を透過させ、且つ遅相軸方向の偏光を反射、特に全反射させることができる。

（導光板本体の光出射面に出射光制御構造体が配置されている態様）
本発明の偏光導光板アセンブリを、導光板本体の光出射面に出射光制御構造体が配置されている態様について、図１を用いて説明する。図１（ａ）及び（ｂ）で示される本発明の偏光導光板アセンブリの例では、本発明の偏光導光板アセンブリ１００が、導光板本体２２、導光板本体２２の光出射面に配置されている出射光制御構造体２１、及び導光板本体２２の光出射面の反対側に配置されている背面用反射部材２３を有する。

マイクロレンズアレイである出射光制御構造体２１は、導光板本体２２に対面して設けられた複数の凸部を有し、それによって導光板本体２２の光出射面から出た光が、出射光制御構造体２１内で反射して、導光板本体２２の光出射面の略法線方向に向かうようにされている。また、背面用反射部材２３は、導光板本体２２の光出射面の反対側に出た光を反射させて、導光板本体２２に戻すものである。

この偏光導光板アセンブリ１００では、光学的に略等方性の出射光制御構造体２１の屈折率と、導光板本体２２の進相軸方向における屈折率とが略同一にされている。また、この偏光導光板アセンブリ１００では、導光板本体２２の進相軸が、図面に対して垂直な方向４１に配置され、導光板本体２２の遅相軸が、図面に対して平行な方向４２に配置されており、且つ光源１１及び光源用反射部材１２が、導光板本体２２の遅相軸方向４２に光を入射させるように配置されている。

この図１に示される例では、図面に対して垂直な方向４１に偏光面を有する偏光３１（すなわち進相軸方向の偏光３１）についての導光板本体２２の屈折率と、出射光制御構造体２１の屈折率とが実質的に等しい。したがって、図１（ａ）で示すように、導光板本体２２と出射光制御構造体２１との界面において、偏光３１が反射せずに透過する。このようにして導光板本体２２と出射光制御構造体２１との界面を透過した偏光３１は、出射光制御構造体２１によって方向を変えられ、導光板本体２２の光出射面の略法線方向に出射する。

これに対して、図面に対して平行な方向に偏光面を有する偏光３２（すなわち遅相軸方向の成分を有する偏光３２）についての導光板本体２２の屈折率は、出射光制御構造体２１の屈折率よりも有意に大きい。したがって、図１（ｂ）で示すように、導光板本体２２と出射光制御構造体２１との界面では、この差及び入射角に応じて偏光３２が反射、特に全反射して、導光板本体２２内に戻る。ここで、この差が大きいと、導光板本体２２と出射光制御構造体２１との界面での反射が促進される。

なお、このようにして導光板本体２２と出射光制御構造体２１との界面で反射されて導光板本体２２内に戻った偏光３２は、導光板本体２２内での反射等によって偏光解消され、その後、少なくともその一部が進相軸方向の偏光３１として利用される。

（導光板本体の光出射面の反対面に出射光制御構造体が配置されている態様）
本発明の偏光導光板アセンブリを、導光板本体の光出射面の反対面に出射光制御構造体が配置されている態様について、図２を用いて説明する。図２（ａ）及び（ｂ）で示される本発明の偏光導光板アセンブリの例では、本発明の偏光導光板アセンブリ１００’が、導光板本体２２、導光板本体２２の光出射面の反対面に配置されている出射光制御構造体２１’、及び導光板本体２２の光出射面の反対側に配置されている背面用反射部材２３を有する。

マイクロプリズムアレイである出射光制御構造体２１’は、導光板本体２２に対して反対側に向くようにして設けられた複数の凸部を有し、それによって導光板本体２２の光出射面の反対側から出た光が、出射光制御構造体２１’内で反射し、そして導光板本体２２を再び通過して、導光板本体２２の光出射面から出るようにされている。また、背面用反射部材２３は、出射光制御構造体２１’の外側に出た光を反射させて、出射光制御構造体２１’に戻すものである。

この偏光導光板アセンブリ１００’では、光学的に略等方性の出射光制御構造体２１’の屈折率と、導光板本体２２の進相軸方向における屈折率とが略同一にされている。また、この偏光導光板アセンブリ１００’では、導光板本体２２の進相軸が、図面に対して垂直な方向４１に配置され、導光板本体２２の遅相軸が、図面に対して平行な方向４２に配置されており、且つ光源１１及び光源用反射部材１２が、導光板本体２２の遅相軸方向４２に光を入射させるように配置されている。

この図２に示される例では、図面に対して垂直な方向４１に偏光面を有する偏光３１（すなわち進相軸方向の偏光３１）についての導光板本体２２の屈折率と、出射光制御構造体２１’の屈折率とが実質的に等しい。したがって、図２（ａ）で示すように、導光板本体２２と出射光制御構造体２１’との界面において、偏光３１が反射せずに透過する。このようにして導光板本体２２と出射光制御構造体２１’との界面を透過した偏光３１は、出射光制御構造体２１’によって方向を変えられ、導光板本体２２の光出射面の略法線方向に出射する。

これに対して、図面に対して平行な方向に偏光面を有する偏光３２（すなわち遅相軸方向の成分を有する偏光３２）についての導光板本体２２の屈折率は、出射光制御構造体２１’の屈折率よりも有意に大きい。したがって、図２（ｂ）で示すように、導光板本体２２と出射光制御構造体２１’との界面では、この差及び入射角に応じて偏光３２が反射、特に全反射して、導光板本体２２内に戻る。ここで、この差が大きいと、導光板本体２２と出射光制御構造体２１’との界面での反射が促進される。

なお、このようにして導光板本体２２と出射光制御構造体２１’との界面で反射されて導光板本体２２内に戻った偏光３２は、導光板本体２２内での反射等によって偏光解消され、その後、少なくともその一部が進相軸方向の偏光３１として利用される。

（導光板本体）
本発明の偏光導光板アセンブリで用いられる導光板本体では、導光板本体の面内の遅相軸方向における屈折率と導光板本体の面内の進相軸方向における屈折率との差が、０．１０以上、０．１５以上、０．２０以上、０．２５以上、又は０．３０以上である。この差の値が大きいと、遅相軸方向の偏光に対して、導光板本体の屈折率が、出射光制御構造体の屈折率と比較的して大きくなり、したがってより多くの遅相軸方向の偏光を、導光板本体と出射光制御構造体との界面において、反射、特に全反射させることができる。したがってこれによれば、遅相軸方向の偏光と進相軸方向の偏光との分離を促進することができる。

導光板本体のための材料、例えば樹脂材料は、特に限定されるものではなく、例えば可視領域に吸収がなく又は小さく、ボイドなどの欠陥の無く、且つ延伸加工などにより配向して複屈折が発生する材料、特に熱可塑性樹脂材料であってよい。例えば導光板本体は、ガラス転移温度をわずかに超える温度で熱可塑性樹脂を延伸して得ることができる。

導光板本体のための材料は、延伸方向の屈折率が大きくなる材料、すなわちいわゆる正の複屈折性を有する材料であっても、延伸方向の屈折率が小さくなる材料、すなわちいわゆる負の複屈折性を有する材料であってもよい。一般に、正の複屈折性を有する高分子材料が複屈折を発現しやすい。このような正の複屈折性を有する高分子材料は一般に、高分子材料の分子鎖に分極率の大きな骨格（例えば、芳香族環、ナフタレン環等）を有しており、且つ延伸加工によって分子鎖の高い配向を発生させる材料である。

導光板本体のための材料としては、可視光についての光学透明性の観点からは、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等の芳香族ポリエステル；ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート等のメタクリレート類；ポリビニルエーテル類；ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン類；ポリスチレン類；ナイロン６等の脂肪族ポリアミド等を挙げることができる。さらに延伸配向による複屈折の発現性の観点からは、導光板本体のための材料としては、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートが好ましく、この中でも複屈折発現性がきわめて高いことから、ポリエチレンナフタレートが特に好ましい。

また当然に、導光板本体のための材料には、取り扱い性、複屈折性等を向上させることを目的とした任意の添加成分を加えることもできる。

本発明の偏光導光板アセンブリで用いられる導光板本体は、所望とされる偏光導光板アセンブリの寸法等に応じて任意の寸法を有することができる。例えば導光板本体の厚さは、０．１ｍｍ〜１０ｍｍ、０．１ｍｍ〜５ｍｍ、０．２ｍｍ〜３ｍｍ、又は０．２ｍｍ〜２ｍｍとすることができる。

（出射光制御構造体）
本発明の偏光導光板アセンブリで用いられる出射光制御構造体は、導光板本体からの出射光を導光板本体の光出射面の略法線方向に向かわせる構造を有し、且つ導光板本体の進相軸方向における屈折率と略同一の屈折率を有する光学的に略等方性の樹脂で作られている。ここで、本発明に関して、「導光板本体の光出射面の略法線方向に向かわせる」は、全ての出射光の方向を厳密に導光板本体の光出射面の法線方向にすることを意味するものではなく、単に出射光制御構造体が存在しない場合と比較して、導光板本体から出射される光が、導光板本体の光出射面の法線方向に近づくようにさせることを意味する。

出射光制御構造体は、導光板本体からの出射光を導光板本体の光出射面の略法線方向に向かわせる任意の構造を有することができ、例えば上記の特許文献２〜６で示されているような構造を有することができる。

したがって例えば、本発明の偏光導光板アセンブリで用いられる出射光制御構造体は、出射光制御構造体を構成する個々の構造部分の繰り返し単位からなっていてよい。この出射光制御構造体は、複数のプリズム及び／又はレンズを有するプリズムアレイ及び／又はレンズアレイ、特に複数のいわゆるマイクロプリズム及び／又はマイクロレンズを有するマイクロプリズムアレイ及び／又はマイクロレンズアレイであってよい。

なお、用語「マイクロ」は、一般に１μｍ以上１ｍｍ未満のサイズを表すために用いられるが、本発明に関しては、光の方向を制御するために可視光波長を超える大きさであって、且つ構造に乱れがあったときにも得られる光の均一性が有意に失われない程度の微細な寸法を表すための総称として用いる。具体的には、マイクロプリズムアレイ及び／又はマイクロレンズアレイを構成する複数のマイクロプリズム及び／又はマイクロレンズは、繰り返し単位の最小寸法が１μｍ〜４ｍｍ、又は５μｍ〜２ｍｍ、又は１０μｍ〜１ｍｍとなるものであってよい。

ここで例えば、プリズムは、１又は複数の辺が曲線であってもよい多角形状の断面、例えば三角形状の断面、平行四辺形状の断面、台形状の断面等を有するものであり、またレンズは、中央部が厚くなっているレンズ状の断面、例えば１つの辺が円弧状である断面、１つの辺が放物線状である断面等を有するものである。これらの複数のプリズム及び／又はレンズは、略平行の配置、１点以上を中心とした略放射状の配置、略放射状の組み合わせの配置、又はランダムな配置で配置されていてよい。

プリズムアレイ及び／又はレンズアレイを、導光板本体の光出射面に配置する場合、プリズムアレイ及び／又はレンズアレイを構成する複数のプリズム及び／又はレンズの凸部が導光板本体に対面するようにして、プリズムアレイ及び／又はレンズアレイと導光板本体とを結合することができる。また、プリズムアレイ及び／又はレンズアレイを、導光板本体の光出射面の反対面に配置する場合、複数のプリズム及び／又はレンズの凸部が導光板本体に対して反対側に向くようにして、複数のプリズムアレイ及び／又はレンズアレイと導光板本体とを結合することができる。

出射光制御構造体を構成する樹脂は、光学的に略等方性の樹脂である。ここで、本発明に関して「光学的に略等方性の樹脂」は、厳密に光学的に等方性の樹脂だけでなく、本発明に関して実質的に等方性の樹脂として扱うことができる樹脂を含んでいる。したがって例えば、出射光制御構造体のために用いられる樹脂では、屈折率が最大となる方向の三次元屈折率と屈折率が最小となる方向の三次元屈折率との差が、０．０５以下、０．０３以下、又は０．０１以下の樹脂として定義することができる。

出射光制御構造体を構成する光学的に略等方性の樹脂は、導光板本体の進相軸方向における屈折率と略同一の屈折率を有する。ここで、この出射光制御構造体を構成する光学的に略等方性の樹脂の屈折率と、導光板本体の進相軸方向における屈折率との差は例えば、０．０５以下、０．０３以下、又は０．０１以下であってよい。この差が比較的小さいと、進相軸方向の偏光に対する出射光制御構造体の屈折率と導光板本体の屈折率との差が比較的小さくなり、したがってより多くの進相軸方向の偏光が、導光板本体と出射光制御構造体との界面を通過することができる。これによれば、遅相軸方向の偏光と進相軸方向の偏光との分離を促進することができる。

出射光制御構造体のために用いられる光学的に略等方性の樹脂は、熱可塑性樹脂、又は硬化樹脂であってよい。

ここで用いることができる熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリ（メチルメタクリレート）等のアクリル樹脂、ポリエチレン等のポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリフェニレンオキシド等のポリエーテル、ポリビニルアルコール等のビニル樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリイミド、エポキシ樹脂、又はこれらを構成するモノマーを２種以上用いた共重合体等を挙げることができる。

ここで用いることができる硬化樹脂としては、外部励起エネルギーにより架橋反応等を経て硬化する架橋型樹脂を挙げることができる。硬化樹脂には、紫外線や電子線等の活性線照射によって硬化する活性線硬化樹脂、例えば紫外線硬化樹脂及び電子線硬化樹脂と、熱によって硬化する熱硬化樹脂等が存在するが、本発明においてはそのいずれも好適に用いることができる。紫外線硬化樹脂としては、例えば紫外線硬化ポリエステルアクリレート系樹脂、紫外線硬化アクリルウレタン系樹脂、紫外線硬化メタクリル酸エステル系樹脂等を挙げることができる。電子線硬化樹脂としては、アクリレート系の官能基を有するものを挙げることができ、具体的には、有意に低分子量のポリエステルアクリレート樹脂、ポリエーテルアクリレート樹脂等を挙げることができる。熱硬化樹脂としては、例えばエポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、フェノキシエーテル樹脂、フェノキシエステル樹脂、アクリル樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、又はこれらの混合物を挙げることができる。

また、導光板本体と出射光制御構造体とは、直接に接着するだけでなく、出射光制御構造体に関して説明した樹脂を接着剤として用いて接着することもできる。

（反射部材）
本発明の偏光板アセンブリは、導光板本体の光出射面の反対側に配置されている背面用反射部材、導光板本体の光源が配置されている側面以外の側面に配置されている端面用反射部材、光源の背面に配置されている光源用反射部材等を更に有することができる。このような反射部材は、光を全反射する任意の材料で作ることができ、これは例えばアルミニウム、銀のような金属の層として形成することができる。

＜液晶表示装置＞
本発明の液晶表示装置は、本発明の偏光導光板アセンブリを有する。特に本発明の液晶表示装置では、光源が、本発明の偏光導光板アセンブリの導光板本体の遅相軸方向に光を入射させるように配置されている。より特に本発明の液晶表示装置は、第１の偏光板、液晶セル、第２の偏光板、本発明の偏光導光板アセンブリ、及び光源を備え、第１の偏光板、液晶セル、第２の偏光板、及び本発明の偏光導光板アセンブリが、この順にて配置されている。ここでは、本発明の偏光導光板アセンブリの導光板本体の進相軸と第２の偏光板の透過軸とが略平行に配置されており、且つ光源によって、本発明の偏光導光板アセンブリの導光板本体の側面より光を入射する。

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。

＜実施例１＞
（導光板本体）
導光板本体を下記のようにして製造した。すなわち、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）樹脂（帝人化成社製、ＰＥＮホモポリマーＴＮ８０６５Ｓ）を、公知の方法にて、混練押出ししたあと、８５℃にて熱源として赤外線を用いた延伸法（ＩＲ延伸法）により２．５倍で１軸延伸を行い、導光板本体として用いられるＰＥＮシート（幅１００ｍｍ、厚み１．４ｍｍ）を得た。このとき、ＰＥＮシートの屈折率は、延伸方向（遅相軸）の屈折率が１．７８であり、且つ面内において延伸方向に対して垂直方向（進相軸）の屈折率が１．５６であった。すなわち、導光板本体の進相軸方向と遅相軸方向における屈折率差は０．２２であった。

（出射光制御構造体）
次に、出射光制御構造体を下記のようにして製造した。すなわち、東亜合成（株）アロニックスＭ２１５（５３重量部）、大阪ガスケミカル（株）ＢＰＥＦ−Ａ（４７重量部）、光重合開始剤としての長瀬産業（株）イルガキュア１８４（０．５重量部）により、屈折率１．５６となるＵＶ硬化樹脂を調整した。このＵＶ硬化樹脂を、断面が斜辺６０度となる三角形柱状の構造が平行方向に均一に配置されたマイクロプリズムアレイ状の凹凸パターンが転写されたパターンを持つニッケル型に流し、ＵＶ照射を行い、ニッケル型から離型して、マイクロプリズムアレイ状の凹凸パターンを精密に賦型し、出射光制御構造体として用いられるマイクロプリズムアレイを有する構造体（幅８０ｍｍ、長さ８０ｍｍ、厚み２１０μｍ、マイクロプリズムアレイ斜辺７０μｍ、斜辺角度６０度）を得た。

（偏光性導光板アセンブリ）
得られたマイクロプリズムアレイの凸部に対して、頂点部分（約５μｍ厚み）にのみＵＶ硬化樹脂を均一に塗布し、マイクロプリズムアレイの凸部の柱状方向と、ＰＥＮシートの進相軸が平行となるようにして、ＰＥＮシートにマイクロプリズムアレイの凸部をすべて密着させて均一に重ね、ＵＶ照射を行い、それによって導光板本体としてのＰＥＮシートと、出射光制御構造体としてのマイクロプリズムアレイが一体化した偏光性導光板アセンブリを得た。

ここで、棒状の光源灯（冷陰極管）（管径３ｍｍ、管長１００ｍｍ、中心輝度１万ｃｄ／ｍ^２）を、導光板本体としてのＰＥＮシートの進相軸と平行になるようにして、すなわち棒状の光源灯が導光板本体の遅相軸方向に光を入射させるようにして、ＰＥＮシートに装着した。この際、光源灯の導光板に対面していない部分、導光板の光入射面以外の端面、及び導光板の光出射面の裏面をアルミホイルで被覆した。

（評価）
上記のようにして得られた偏光導光板アセンブリの上に偏光板を置き、それを回転させながら輝度計（ミノルタカメラ（株）製ＬＳ−１１０）にて、それぞれの輝度を測定した。ここで、輝度Ｓは偏光導光板アセンブリで得ることを意図する偏光の輝度、輝度Ｐはそれと直行する振動面を持つ偏光の輝度である。この輝度Ｓ及びＰ（ｃｄ／ｍ^２）から、導光板により取り出した光の偏光成分の割合を示す偏光度ＰＥ（％）を以下の式により求めた。結果を下記の表１に示す。

偏光度（ＰＥ（％））＝（Ｓ−Ｐ）／（Ｓ＋Ｐ）×１００

＜実施例２＞
（導光板本体）
導光板本体を下記のようにして製造した。すなわち、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂（日本ユニペット社製、ＲＴ−５６０Ｃ）を公知の方法にて、混練押出ししたあと、１００℃にてＩＲ延伸法により３．０倍で１軸延伸を行い、導光板本体としてのＰＥＴシート（幅１００ｍｍ、厚み１．２ｍｍ）を得た。このとき、ＰＥＴシートの屈折率は、延伸方向（遅相軸）の屈折率が１．７２であり、且つ面内において延伸方向に対して垂直方向（進相軸）の屈折率が１．５７であった。すなわち、導光板本体の進相軸方向と遅相軸方向における屈折率差は０．１５であった。

（出射光制御構造体）
次に、出射光制御構造体を下記のようにして製造した。すなわち、東亜合成（株）アロニックスＭ２１５（４７重量部）、大阪ガスケミカル（株）ＢＰＥＦ−Ａ（５３重量部）、光重合開始剤としての長瀬産業（株）イルガキュア１８４（０．５重量部）により、屈折率１．５６となるＵＶ硬化樹脂を調整した。このＵＶ硬化樹脂を、マイクロレンズアレイ状の凹凸パターンが転写されたパターンを持つニッケル型に流し、ＵＶ照射を行い、ニッケル型から離型して、マイクロレンズアレイ状の凹凸パターンを精密に賦型し、出射光制御構造体として用いられるマイクロレンズアレイを有する構造体（幅８０ｍｍ、長さ８０ｍｍ、厚み２００μｍ、マイクロレンズアレイ高さ７０μｍ、幅１００μｍ）を得た。ここで、マイクロレンズアレイを構成する個々のマイクロレンズの形状は、特許文献６に記載のマイクロレンズに準ずるものであった。

（偏光導光板アセンブリ）
得られたマイクロレンズアレイの凸部に対して、頂点部分（約３μｍ厚み）にのみＵＶ硬化樹脂を均一に塗布し、マイクロレンズアレイの凸部の柱状方向と、ＰＥＴシートの進相軸が平行となるようにして、ＰＥＴシートにマイクロレンズアレイの凸部をすべて密着させて均一に重ね、ＵＶ照射を行い、それによって導光板本体としてのＰＥＴシートと、出射光制御構造体としてのマイクロレンズアレイが一体化した偏光性導光板アセンブリを得た。

ここで、棒状の光源灯（冷陰極管）（管径３ｍｍ、管長１００ｍｍ、中心輝度１万ｃｄ／ｍ^２）を、導光板本体としてのＰＥＴシートの進相軸と平行になるようにして、すなわち棒状の光源灯が導光板本体の遅相軸方向に光を入射させるようにして、ＰＥＴシートに装着した。この際、光源灯の導光板に対面していない部分、導光板の光入射面以外の端面、及び導光板の光出射面の裏面をアルミホイルで被覆した。

（評価）
実施例１と同様に、偏光成分の輝度Ｓ及びＰ（ｃｄ／ｍ^２）と偏光度ＰＥ（％）を計測した。結果を下記の表１に示す。

本発明の偏光導光板アセンブリの１つの態様の側面断面図である。 本発明の偏光導光板アセンブリの他の態様の側面断面図である。

符号の説明

１１ 光源
１２ 光源用反射部材
２１、２１’ 出射光制御構造体
２２ 導光板本体
２３ 背面用反射部材
３１ 図面に対して垂直な方向に偏光面を有する偏光（進相軸方向の偏光）
３２ 図面に対して平行な方向に偏光面を有する偏光（遅相軸方向の偏光）
４１ 導光板本体２２の面内であって図面に対して垂直な方向（進相軸方向）を示す矢印
４２ 導光板本体２２の面内であって図面に対して平行な方向（遅相軸方向）を示す矢印
１００、１００’ 本発明の偏光導光板アセンブリ

Claims (9)

1. 観察側に向けられる光出射面を有する導光板本体、及び前記導光板本体の光出射面、その反対側面又はそれら両方の面に配置されている出射光制御構造体を有し、
   前記導光板本体の面内の遅相軸方向における屈折率と前記導光板本体の面内の進相軸方向における屈折率との差が、０．１０以上であり、且つ
   前記出射光制御構造体が、前記導光板本体からの出射光を前記導光板本体の光出射面の略法線方向に向かわせる構造を有し、且つ前記導光板本体の進相軸方向における屈折率と略同一の屈折率を有する光学的に略等方性の樹脂で作られている、
   偏光導光板アセンブリ。
2. 前記出射光制御構造体が、前記導光板本体の光出射面に配置されており、それによって前記導光板本体の光出射面から出た光が、前記出射光制御構造体内で反射して、前記光出射面の略法線方向に向かうようにされている、請求項１に記載の偏光導光板アセンブリ。
3. 前記出射光制御構造体が、複数のプリズムを有するプリズムアレイ、及び／又は複数のレンズを有するレンズアレイである、請求項２に記載の偏光導光板アセンブリ。
4. 前記複数のプリズム及び／又はレンズの凸部が前記導光板本体に対面するようにして、前記プリズムアレイ及び／又はレンズアレイと前記導光板本体とが結合されている、請求項３に記載の偏光導光板アセンブリ。
5. 前記出射光制御構造体が、前記導光板本体の光出射面の反対面に配置されており、それによって前記導光板本体の光出射面の反対面から出た光が、前記出射光制御構造体内で反射し、そして前記導光板本体を再び通過して、前記光出射面の略法線方向に向かうようにされている、請求項１〜４のいずれかに記載の偏光導光板アセンブリ。
6. 前記出射光制御構造体が、複数のプリズムを有するプリズムアレイ、及び／又は複数のレンズを有するレンズアレイである、請求項５に記載の偏光導光板アセンブリ。
7. 前記複数のプリズム及び／又はレンズの凸部が前記導光板本体に対して反対側に向くようにして、前記プリズムアレイ及び／又はレンズアレイと前記導光板本体とが結合されている、請求項６に記載の偏光導光板アセンブリ。
8. 前記導光板本体の光出射面の反対側に配置されている背面用反射部材を更に有する、請求項１〜７のいずれかに記載の偏光導光板アセンブリ。
9. 請求項１〜８のいずれかに記載の偏光導光板アセンブリを有する、液晶表示装置。

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