JP7182552B2 - 光学システム及び表示装置 - Google Patents
光学システム及び表示装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7182552B2 JP7182552B2 JP2019543455A JP2019543455A JP7182552B2 JP 7182552 B2 JP7182552 B2 JP 7182552B2 JP 2019543455 A JP2019543455 A JP 2019543455A JP 2019543455 A JP2019543455 A JP 2019543455A JP 7182552 B2 JP7182552 B2 JP 7182552B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- display device
- liquid crystal
- polarized light
- polarizing plate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/30—Polarising elements
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/20—Filters
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/20—Filters
- G02B5/22—Absorbing filters
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/20—Filters
- G02B5/26—Reflecting filters
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
- G09F9/00—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
- G09F9/00—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements
- G09F9/30—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements in which the desired character or characters are formed by combining individual elements
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
- H04N13/30—Image reproducers
- H04N13/332—Displays for viewing with the aid of special glasses or head-mounted displays [HMD]
- H04N13/337—Displays for viewing with the aid of special glasses or head-mounted displays [HMD] using polarisation multiplexing
Description
前記偏光素子が、紫外光を少なくとも含む光の吸収により可視光域の光に偏光発光を示す偏光発光素子として備えられているか、または、前記紫外光を少なくとも含む光において少なくとも紫外光域の光を偏光に制御する偏光制御素子として備えられていることを特徴とする、光学システムである。
前記光が、前記液晶セルの一方の面側から照射され、
前記偏光発光素子が、前記液晶セルの他方の面側に配置され、かつ、
前記光が、偏光紫外光である、上記(4)に記載の表示装置である。
前記光が、前記液晶セルの一方の面側から照射され、
前記偏光発光素子が、前記液晶セルの他方の面側に配置され、かつ、
前記光が照射される前記液晶セルの一方の面側に、紫外光を偏光する偏光板O-UVP、および紫外光と可視光の両方を偏光する偏光板V+UVPの少なくとも一方を有する前記偏光板が配置されている、上記(4)に記載の表示装置である。
前記液晶セルが配置されていない前記偏光発光素子の面側に、前記少なくとも一つの光制御層が配置されている、上記(5)~(8)のいずれかに記載の表示装置である。
前記偏光板の1つが前記偏光発光素子の偏光軸と直交方向に吸収軸を有するか、または、
前記偏光板の1つがUV非透過偏光板であり、該UV非透過偏光板が前記偏光発光素子の偏光軸と同軸方向に吸収軸を有する、上記(4)に記載の表示装置である。
前記液晶表示装置が、紫外光と可視光の両方を偏光する偏光板V+UVPと、紫外光を透過するUV透過偏光板をさらに備えるか、または、前記偏光板V+UVPを少なくとも2つさらに備え、
前記光が、前記液晶セルの一方の面側から照射され、
前記偏光制御素子が、前記液晶セルの他方の面側に配置され、
前記光が照射される前記液晶セルの一方の面側に前記偏光板V+UVPが配置され、かつ前記液晶セルが配置されていない前記偏光制御素子の面側に前記UV透過偏光板が配置されているか、または、
前記光が照射される前記液晶セルの一方の面側に一方の偏光板V+UVPが配置され、かつ前記液晶セルが配置されていない前記偏光制御素子の面側に他方の偏光板V+UVPが配置されており、
前記UV透過偏光板または前記他方の偏光板V+UVPが、前記偏光制御素子の偏光軸と異なる方向に吸収軸を有し、かつ、
前記光が、紫外光と可視光を含む光である、上記(4)に記載の表示装置である。
前記偏光制御素子が、前記液晶セルの一方の面側に配置され、
前記液晶セルが配置されていない前記偏光制御素子の面側に、前記偏光板V+UVPが配置され、
前記偏光板V+UVPが、前記偏光制御素子の偏光軸と異なる方向に吸収軸を有し、
前記液晶セルが、紫外光用液晶セルと可視光用液晶セルに切替え可能であるか、または前記紫外光用液晶セルと前記可視光用液晶セルの双方を有し、かつ、
前記光が、紫外光と可視光の双方を偏光させた光である、上記(4)に記載の表示装置である。
前記立体表示装置が、立体視を表示するための表示部をさらに備え、
前記立体画像表示装置が、立体画像を表示するための液晶セルをさらに備えている、上記(4)に記載の表示装置である。
前記着色光透過フィルタが、400~480nmの青色の光を吸収し、かつ、530~670nmの波長範囲の蛍光を発光するカラーフィルタを少なくとも1つ有する、上記(22)に記載の表示装置である。
前記着色光透過フィルタが、前記液晶セル中または前記液晶セルの他方の面側に配置され、
前記光が照射される前記液晶セルの一方の面側に、前記偏光板が配置され、
前記液晶セルの他方の面側に、前記偏光発光素子が配置され、かつ
前記偏光板が、偏光板O-UVPである、上記(20)~(26)までのいずれかに記載の表示装置である。
前記着色光透過フィルタが、前記液晶セル中または前記液晶セルの他方の面側に配置され、
前記光が照射される前記液晶セルの一方の面側に、前記偏光発光素子が配置され、
前記液晶セルの他方の面側に、前記偏光板が配置され、かつ、
前記偏光板が、前記400-480nm用偏光板、前記偏光板V+UVP、前記UV透過偏光板、および前記UV非透過偏光板からなる群から選択される、上記(20)~(26)までのいずれかに記載の表示装置である。
図1に示すように、本発明の光学システム1は、偏光素子10を備えており、偏光素子10が、紫外光を少なくとも含む光20の吸収により、可視光域の光に偏光発光を示す機能を有する偏光発光素子として備えられているか、または、紫外光を少なくとも含む光20において少なくとも紫外光域の光を偏光に制御する機能を有する偏光制御素子として備えられている。このような構成を有する本発明の光学システム1において、偏光素子10が偏光発光素子として備えられている場合、紫外光を少なくとも含む光20を偏光発光素子が吸収し、可視光域の光を偏光発光させる。一方、偏光素子10が偏光制御素子として備えられている場合、紫外光を少なくとも含む光20を、偏光制御素子の偏光機能により偏光させる。偏光素子10が偏光発光素子として利用され、紫外光を少なくとも含む光20が偏光紫外光である場合、この偏光紫外光の偏光軸と偏光発光素子の光吸収軸、すなわち偏光発光色素の分子配向軸とを互いに一致させることにより、偏光発光素子が吸収する紫外光が多く、発光をより強くすることができる。一方、これらの軸同士を互いに異なる軸にすることにより、発光を弱めることができる。なお、偏光紫外光の偏光軸と偏光発光素子の光吸収軸との一致とは、これらの軸の向きを変えることによって偏光発光の強度が変わればよく、これらの軸が完全に一致している必要はない。また、偏光発光素子には、紫外光を吸収し、可視光域で偏光発光を示す機能があればよく、吸収されなかった紫外光を、偏光し透過させる機能を有していてもよい。
本発明の一実施態様は、光学システム1を備える表示装置である。表示装置の種類は、特に限定されるものではなく、例えば、(自己発光型)液晶表示装置、立体表示を可能にする立体表示装置または立体画像表示装置等が挙げられる。光学システム1を備える表示装置は、従来の表示装置のディスプレイ構成を応用して作製できるため、簡易かつ安価に製造可能である。
本発明の表示装置を構成する他の実施態様は、偏光素子として上記偏光発光素子が備えられている新規の立体表示装置又は立体画像表示装置である。
本発明で使用される偏光発光素子は、図58~65に示されるような、偏光切替え機能を有する表示装置の構成に利用することもできる。このような偏光切替え機能を有する表示装置の一実施態様は、偏光素子としての偏光発光素子と、偏光発光を制御する偏光制御部材と、位相差を制御可能な位相差制御部材とを備え、紫外光を少なくとも含む光、特に、紫外光が照射される。紫外光を少なくとも含む光を照射するため、表示装置は、紫外光を少なくとも含む光、特に紫外光を発する光源をさらに備えていてもよい。偏光制御部材は、一定方向の偏光軸を透過する機能を有し、偏光発光素子からの偏光発光の波長、または偏光発光の透過を検知することができれば特に限定されるものではなく、例えば、一般的な偏光板(UV非透過偏光板)、UV透過偏光板、偏光板O-UVP、偏光板V+UVPを使用することができる。また、位相差制御部材は、例えば一般的な位相差板であってもよい。位相差制御部材としての位相差板は、1枚に限定されず、2枚以上を用いてもよく、任意の枚数を使用してもよい。位相差制御部材として位相差板を設ける場合には、使用する位相差板が有する遅相軸と進相軸の角度を動的に切り替えることによって、偏光を制御することができる。位相差制御部材として、偏光発光素子からの偏光発光が示す波長に対して1/4λの位相差値を有する位相差板、いわゆる1/4波長板を使用する場合、偏光発光素子が発光する直線偏光は、1/4波長板の遅相軸を直線偏光の偏光軸に対して45°にすることによって直線偏光から円偏光へ切替えが可能である。一方で、1/4波長板の遅相軸を直線偏光の偏光軸に対して0°に配置した場合には、偏光の切替えが起こらず、直線偏光の発光を維持することができる。また、位相差制御部材として、偏光発光素子からの偏光発光が示す波長に対して1/2λの位相差値を有する位相差板、いわゆる1/2波長板を使用する場合、偏光発光素子が発光する直線偏光は、1/2波長板の遅相軸を直線偏光の偏光軸に対して45°にすることによって、偏光方向が90°回転した偏光軸を有する偏光へ切替えが可能である。一方、1/2波長板の遅相軸を直線偏光の偏光軸に対して0°に配置した場合には、偏光の切替えが起こらず、直線偏光の発光を維持することができる。
本発明の表示装置を構成する他の実施態様は、偏光素子として上記偏光発光素子が備えられている新規の自己発光型液晶表示装置である。
着色光透過フィルタが、液晶セル中または液晶セルの他方の面側に配置され、紫外光を少なくとも含む光が照射される前記液晶セルの一方の面側に偏光板O-UVPが配置され、かつ、液晶セルの他方の面側に偏光発光素子が配置される。このような構成を有する表示装置は、偏光板O-UVPと偏光発光板との間に、動的に位相を制御する液晶セルが設けられている。そのため、偏光発光素子が白色発光を示す場合、白色発光と非発光を、液晶セルで制御することが可能となる。また、偏光発光素子が青色発光を示す場合、着色光透過フィルタとして青色のカラーフィルタを用いなくとも、青色光の利用効率が著しく高い自己発光型液晶表示装置を提供することが可能となる。
偏光素子は、紫外光を吸収して可視光域に偏光発光を示す機能を有し、また、紫外光を偏光に制御する機能を有している。そのため、偏光素子が紫外光をほとんど吸収ない、または吸収しなくなることにより、偏光素子の偏光発光性が弱いかまたは偏光発光性が失われてしまった場合であっても、この偏光素子は、紫外光のみを偏光させる偏光素子としての作用を有する。それ故、偏光素子は、偏光発光を示す機能を有する偏光発光素子として備えられていてもよく、または、紫外光を偏光に制御する機能を有する偏光制御素子として備えられていてもよい。また、偏光発光素子は、可視光域、好ましくは380nm~780nmの波長領域で60%以上、好ましくは70%以上、さらに好ましくは80%、特に好ましくは90%以上の高い視感度補正単体透過率を有している。このような偏光素子を、液晶表示装置、立体表示装置、立体画像表示装置又は偏光切替え機能を有する表示装置等の各表示装置を構成する部材として使用することにより、透明ディスプレイに適した新規の構造を有する表示装置を提供することが可能となる。このような偏光素子は、例えばフィルム等の基材に、発光を示す材料となる二色性色素を吸着配向させることにより製造される。また、偏光素子から直接発する偏光は、特定の軸に偏光を有する発光となしうるが、特定の軸だけでなく楕円偏光、円偏光を有する発光にも設計可能である。その処方は二色性色素を含浸した基材を一軸延伸だけでなく、斜め延伸、二軸以上の軸で延伸することによって実現しうる。好ましくは一軸に一定の偏光を発光しうることが好ましい。偏光素子が偏光発光素子として備えられる場合、偏光発光素子は、吸収された紫外光の光エネルギーを、別の波長の光、すなわち可視光域の光を発光させるエネルギーに変換することにより偏光発光を示す。そのため、ある特定の波長の光を、その波長のまま円偏光として反射させるコレステリック液晶は、このような特性を示す偏光発光素子の素材には含まれない。
偏光素子の基材には、偏光発光性を示す材料となる二色性色素が含まれる。そのため、当該基材は、二色性色素を吸着し得る親水性高分子等を製膜して得られるフィルムであることが好ましい。このような親水性高分子は、特に限定されるものではないが、例えば、ポリビニルアルコール系樹脂、アミロース系樹脂、デンプン系樹脂、セルロース系樹脂及びポリアクリル酸塩系樹脂等が挙げられる。このような樹脂の中でも、二色性色素の染色性、加工性及び架橋性等の観点から、ポリビニルアルコール系樹脂又はその誘導体であることが好ましい。ポリビニルアルコール系樹脂又はその誘導体としては、例えば、ポリビニルアルコール又はその誘導体、ポリビニルアルコール又はその誘導体のいずれかをエチレン、プロピレンのようなオレフィン、クロトン酸、アクリル酸、メタクリル酸、及びマレイン酸のような不飽和カルボン酸等で変性した樹脂等が挙げられる。これらの中でも、二色性を有する偏光発光色素の吸着性及び配向性の点から、ポリビニルアルコール(PVA)フィルムが好ましい。基材は、例えば、市販品を用いてもよく、ポリビニルアルコール系樹脂を製膜することにより作製してもよい。また、基材の厚さは、適宜設計することができるが、5μm~150μmの範囲が好ましく、20μm~100μmの範囲がより好ましい。本発明に用いられる偏光素子は、例えば、基材としてポリビニルアルコール系樹脂をフィルム状に形成し、次いで、当該フィルムに偏光発光性を示す材料となる二色性色素を含有させる。その後、得られたフィルムに延伸等の配向処理を適用し、さらには、ホウ酸処理、洗浄処理、乾燥処理を施すことによって本発明の偏光素子を作製することができる。
次に、上記基材に吸着配向させる二色性色素について説明する。本発明に使用される偏光素子に偏光発光性を付与するため、その材料として、分子中にスチルベン骨格およびビフェニル骨格の少なくとも1つを有し、かつアゾ基を有さない化合物又はその塩であることが好ましい。二色性色素が分子中にアゾ基を有すると、従来の染料系偏光素子のように高い偏光度は実現できるものの、アゾ基により発光が吸収され、発光光量が著しく低下してしまう。そのため、二色性色素として、分子中にアゾ基を有さない化合物又はその塩が使用されることが好ましい。このような二色性色素は、蛍光発光を示すと共に、二色比を有するため、偏光発光が可能である。そのため、分子中にスチルベン骨格およびビフェニル骨格の少なくとも1つを有する偏光発光色素は、蛍光発光特性に優れ、かつ、基材に配向させることにより高い二色比を有する特性を兼ね備える。これらの特性は、スチルベン骨格およびビフェニル骨格の各骨格に起因するため、吸収波長、発光波長、耐光、耐湿、耐オゾンガス等の各種堅牢性、溶解度等、各種特性等を調整するために、上記の各骨格に、さらに任意の置換基を導入することも可能である。この置換基の導入は、置換基の種類、置換基の位置によって、従来の染料系偏光板のように高い偏光度を実現することができるものの、発光光量が著しく低下してしまう場合もある。そのため、蛍光発光特性に優れ、かつ、高い二色比を実現するためには、置換基の種類、置換基の位置の選択が重要となる。また、上記の二色性色素は、1種単独でもよく、2種以上を組み合わせて併用してもよい。
メチルアミノ基、エチルアミノ基、n-ブチルアミノ基、ターシャリブチルアミノ基、n-ヘキシルアミノ基、ドデシルアミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジ-n-ブチルアミノ基、エチルメチルアミノ基、エチルヘキシルアミノ基等の置換基を有してもよい炭素数1~20のアルキルアミノ基;
フェニルアミノ基、ジフェニルアミノ基、ナフチルアミノ基、N-フェニル-N-ナフチルアミノ基等の置換基を有してもよいアリールアミノ基;
メチルカルボニルアミノ基、エチルカルボニルアミノ基、n-ブチル-カルボニルアミノ基等の置換基を有してもよい炭素数1~20のアルキルカルボニルアミノ基;
フェニルカルボニルアミノ基、ビフェニルカルボニルアミノ基、ナフチルカルボニルアミノ基等の置換基を有してもよいアリールカルボニルアミノ基;
メチルスルホニルアミノ基、エチルスルホニルアミノ基、プロピルスルホニルアミノ基、n-ブチル-スルホニルアミノ基等の炭素数1~20のアルキルスルホニルアミノ基、フェニルスルホニルアミノ基、ナフチルスルホニルアミノ基等の置換基を有してもよいアリールスルホニルアミノ等が挙げられる。これらの中でも、置換基を有してもよい炭素数1~20のアルキルカルボニルアミノ基、置換基を有してもよいアリールカルボニルアミノ基、炭素数1~20のアルキルスルホニルアミノ基、置換基を有してもよいアリールスルホニルアミノ基が好ましい。
このような式(5)で示される化合物の具体例は、例えば、特開平4-226162号公報に記載されている下記の化合物が挙げられる。
上記の特性を示す偏光素子は、偏光素子の偏光性能を阻害しない範囲で、上記各式で示される化合物である二色性色素とは異なる他の蛍光染料及び/又は有機染料の一種以上をさらに含有していてもよい。併用される他の蛍光染料としては、例えば、C.I.Fluorescent Brightener 5、C.I.Fluorescent Brightener 8、C.I.Fluorescent Brightener 12、C.I.Fluorescent Brightener 28、C.I.Fluorescent Brightener 30、C.I.Fluorescent Brightener 33、C.I.Fluorescent Brightener 350、C.I.Fluorescent Brightener 360、C.I.Fluorescent Brightener 365等が挙げられる。
偏光素子の製造方法は、以下の製法に限定されるものではないが、主に、ポリビニルアルコールまたはその誘導体を用いたフィルムに上述した二色性色素としてこれらの化合物を配向させることが好適である。以下、ポリビニルアルコールまたはその誘導体を用いた場合を例とした偏光発光素子の作製方法について説明する。
膨潤工程は、20~50℃の膨潤液に、上記基材を30秒~10分間浸漬させることにより行うことが好ましく、膨潤液は水であることが好ましい。膨潤液による基材の延伸倍率は、1.00~1.50倍に調整することが好ましく、1.10~1.35倍に調整することがより好ましい。
上記膨潤工程を経て得られた基材に、1種以上の二色性色素を吸着させる。該染色工程は、二色性色素が基材に吸着可能な方法であれば特に限定されるものではないが、例えば、基材を、二色性色素を含む染色溶液に浸漬させる方法、基材に二色性色素を含む染色溶液を塗布する方法等が挙げられる。これらのうち、二色性色素を含む染色溶液に浸漬させる方法が好ましい。染色溶液中の二色性色素の濃度は、基材中に二色性色素が十分に吸着されていれば特に限定されるものではないが、例えば、染色溶液中に0.0001~1質量%であることが好ましく、0.0001~0.5質量%であることがより好ましい。
染色工程又は予備洗浄工程の後、基材に架橋剤を含有させることができる。基材に架橋剤を含有させる方法は、架橋剤を含む処理溶液に基材を浸漬させることが好ましく、一方で、当該処理溶液を基材に塗布又は塗工してもよい。処理溶液中の架橋剤としては、ホウ酸を含有する溶液を使用する。処理溶液中の溶媒は、特に限定されるものではないが、水が好ましい。処理溶液中のホウ酸の濃度は、0.1~15質量%であることが好ましく、0.1~10質量%であることがより好ましい。処理溶液の温度は、30~80℃が好ましく、40~75℃がより好ましい。また、この架橋工程の処理時間は30秒~10分が好ましく、1~6分がより好ましい。この架橋工程により、得られる偏光素子は、高いコントラストを示す。このことは、従来技術において、耐水性又は光透過性を改善する目的で使用されていたホウ酸の機能からは全く予期し得ない優れた作用である。また、架橋工程においては、必要に応じて、カチオン系高分子化合物を含む水溶液で、フィックス処理をさらに併せて行ってもよい。該フィックス処理により、偏光発光素子中の染料固定化が可能となる。このとき、カチオン系高分子化合物として、例えば、ジシアン系としてジシアンアミドとホルマリン重合縮合物、ポリアミン系としてジシアンジアミド・ジエチレントリアミン重縮合物、ポリカチオン系としてエピクロロヒドリン・ジメチルアミン付加重合物、ジメチルジアリルアモンニウムクロライド・二酸化イオン共重合物、ジアリルアミン塩重合物、ジメチルジアリルアンモニウムクロライド重合物、アリルアミン塩の重合物、ジアルキルアミノエチルアクリレート四級塩重合物等が使用される。
上記架橋工程を経た後、延伸工程を実施する。延伸工程は、基材を一定の方向に一軸延伸することにより行われ、湿式延伸法又は乾式延伸法のいずれであってもよい。延伸倍率は、3倍以上であることが好ましく、より好ましくは5~8倍であり、更に好ましくはホウ酸を含む水溶液中で延伸倍率を5~8倍延伸することが良い。
延伸工程の際、基材の表面に架橋剤の析出又は異物が付着することがあるため、基材の表面を洗浄する洗浄工程を行うことができる。洗浄時間は1秒~5分が好ましい。洗浄方法は、基材を洗浄液に浸漬することが好ましく、一方で、洗浄液を基材に塗布又は塗工によって洗浄することもできる。洗浄液としては、水が好ましい。洗浄処理は一段階で実施しても、2段階以上の多段処理で実施してもよい。洗浄工程の洗浄溶の温度は、特に限定されるものではないが、通常、5~50℃、好ましくは10~40℃であり、常温であってよい。
洗浄工程の後、基材の乾燥工程を行う。乾燥処理は、自然乾燥により行うことができるものの、より乾燥効率を高めるため、ロールによる圧縮やエアーナイフ又は吸水ロール等による表面の水分除去等により行うことが可能であり、さらには、送風乾燥を行うことも可能である。乾燥処理の温度は、20~100℃であることが好ましく、60~100℃であることがより好ましい。乾燥時間は、30秒~20分であることが好ましく、5~10分であることがより好ましい。
本発明に使用される偏光素子は、基材の片面又は両面に保護フィルムが備えられていてもよい。保護フィルムは、偏光素子の耐水性や取扱性等を向上させるために使用され、偏光素子が示す偏光機能に何ら影響を与えるものではない。
本発明の表示装置に利用される液晶セルの構成については特に制限はなく、一般的な構成の液晶セルを採用することができる。液晶セルは、例えば、対向配置された一対の基板と、該一対の基板間に挟持された液晶層とを含み、液晶の配向を制御することによって偏光の位相を制御できる。その位相制御によって、光の偏光を制御し、一般的な偏光板に挟持される場合、光の透過/非透過を制御し、液晶表示装置において画像を表示させることができる。液晶セルの駆動モードについても特に制限はなく、TN型、STN、VA型、IPS型、OCB型、ECB型等の種々の方式を利用することができる。液晶セルに使用される基板についても、当該基板が透明であれば特に制限はなく、例えば、ITO等のガラス材料から作製されたガラス基板や、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、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンサルファイド等の樹脂から作製されたフレキシブル基板であってもよい。
本発明の各種表示装置には、偏光素子として、紫外光を少なくとも含む光の吸収により可視光域の光に偏光発光を示す偏光発光素子、または紫外光を少なくとも含む光において少なくとも紫外光域の光を偏光に制御する偏光制御素子が使用されるため、少なくとも紫外光を発する光源をさらに備えることもできる。このような光源として、紫外光を照射する光源、偏光紫外光を照射する光源、紫外光と可視光の両方を照射する光源、紫外光と可視光の双方を偏光させた光を照射する光源を使用できる。紫外光を照射する光源は、例えば、ブラックライト、UVランプ、UV-LED等が挙げられるが、これらに限定されるものではなく、種々の照射装置、照射機器を使用できる。偏光紫外光を照射する光源は、例えば、紫外光を偏光する公知の偏光板、偏光フィルム等を介してこれらの照射装置、照射機器から紫外光を照射することにより発することができる。紫外光と可視光の両方を照射する光源は、例えば、紫外域用の重水素ランプと可視域用のタングステンランプを備えた紫外-可視ファイバ光源等が挙げられるが、これらに限定されるものではなく、種々の照射装置、照射機器を使用できる。また、紫外光と可視光の両方を照射する光源として、外光の紫外光を利用することもできる。紫外光と可視光の双方を偏光させた光を照射する光源は、例えば、紫外光と可視光の両方を照射する光源に、公知の偏光板、偏光フィルム等を使用することができる。
本発明の各種表示装置は、偏光素子からの発光、光源から照射される光を制御するための光制御層を備えることができる。このような光制御層の厚さは、通常1~100μmの範囲であり、2~60μmの範囲が好ましい。
光吸収層は、偏光素子からの発光、光源から照射される光を吸収させるために設けられる。このような光吸収層として、例えば、カーボンブラック等の黒色顔料や黒色染料を用いて作製された黒色シート、黒色フィルム、黒色板等の吸光性・遮光性の高い公知の可視光吸収素子を使用することができる。一方で、赤、青、黄などのカラー板、パステルカラーの明るい色相を有するシート、フィルム、もしくは、光を吸収し蛍光発光し得る蛍光板であってもよい。光を吸収し得る材料は、これらに限定されるものではなく、光の反射を抑制、または、特定の光波長を再利用するなど任意の材料から作製された光吸収層を設けることもできる。
光反射層は、偏光素子からの発光や、光源から照射される光を反射させるために設けられる。このような光反射層として、例えば、銀、アルミ等を蒸着させた反射層を有するフィルムやシート、二酸化チタン粒子、炭酸カルシウム等の白色顔料を用いて作製された白色シートまたはフィルム、白色板等の光反射性を有する公知の光反射層を使用することができるが、これらに限定されるものではなく、光反射特性を有する任意の材料から作製された光反射層を設けることができる。
位相差制御部材は、位相差を有する光学媒体であり、波長板、位相差フィルムといわれる位相差板等が挙げられる。光には粒子と波の性質があるが、光を波として表現した場合、その波の位相を制御可能であることを意味する。偏光性能に着目した場合、例えば、位相差板は、直線偏光の光に所定の位相差を与える光学機能素子であり、偏光は特定の軸の光に対して、その他の軸(例えば90°異なる軸)において、異なる位相を設けることが可能である。すなわち、一つの偏光に対して、その光路上に位相差板を設けることにより、偏光方向が90°回転した偏光軸を有する偏光(その逆の軸の偏光)に変換したり、直線偏光から円偏光、楕円偏光等に変換された偏光を新たに付与することが可能となる。したがって、位相差板は、配向した複屈折材料(例えば、延伸フィルム)などを利用して直交する2つの偏光成分に位相差をつけることにより、入射した光の偏光の状態を変えることができる素子である。この位相差板の具体的な用途としては、例えば、特定の光の波長をλとした場合、そのλ/2の位相差板の遅相軸を直線偏光の偏光軸に対して45°に設置することにより、位相差板に入射した直線偏光を90°回転させ、入射した偏光軸とは直交(90°)方向に偏光軸を有する偏光として出射することを可能とする。尚、直線偏光の偏光軸に対する角度は、45°に対して10°程度の誤差まで許容できるが、好ましくは40~50°の範囲、さらに好ましくは42~48°の範囲、特に好ましくは44~46°の範囲で配置されることが好ましい。また、λ/4の位相差板の遅相軸を直線偏光の偏光軸に対して45°に設置した場合には、位相差板に入射した直線偏光を、円偏光として出射することを可能とする。また、近年では、偏光解消フィルムも利用されている。偏光解消フィルムとは、例えば、特定の高い位相差で制御することによって偏光が解消される部材であり、具体的には東洋紡社製の「SRF」等が挙げられる。このような偏光解消フィルムを出射する光の偏光を解消するために用いることも可能である。偏光解消フィルムの透過率は50~99%が好ましく、70~99%がより好ましく、80~99%がさらに好ましい。
位相差板は特に限定されるものではないが、1/2波長板、1/4波長板等が例示される。具体的には、波長540nmに対して1/4λとは、135nmの位相差を持った位相差板が1/4λに値する。1/4波長板は、これらに限定されるものではなく、任意の材料から作製された位相差板を用いることができる。偏光素子からの発光が反射されることにより生じるディスプレイ上の二重像の発生を防止するためには、1/4波長板であることが好ましい。このような位相差板、例えば1/4波長板、1/2波長板として、例えば、入射する光の波長の1/4の波長と同等の位相差となるように一軸延伸されたポリカーボネートやシクロオレフィンポリマーからなるフィルム等の1/4波長板を使用することができる。
本発明の表示装置は、偏光素子からの発光、光源から照射される光を偏光させるための偏光板(偏光制御部材)をさらに備えることができる。このような偏光板の厚さは、通常10~200μmの範囲であり、10~180μmの範囲が好ましい。また、液晶セルの背面側にある風景の視認性を確保する観点から、偏光板の可視光域の透過率は、一般的な偏光板と同等の透過率であるものが利用でき、一般的に35%~50%であり、38%~45%であることが好ましく、40%~44%であることがより好ましい。
偏光板O-UVPは、紫外光を偏光し透過させ、可視光域において高い透過率を有するため、透過する可視光はほぼ偏光制御されることがないか著しく偏光度が低い可視光が透過させる機能を有する。このような偏光板O-UVPは、当該機能を有してれば特に限定されるものではなく、例えば、紫外光偏光機能を有する水溶性化合物が延伸された偏光膜、例えば国際公開第2005/015275号等に記載されている偏光膜を備える偏光板を使用することができる。上述の機能とは、具体的には、可視光域の視感度補正透過率が60%以上である場合、紫外光域の偏光度が80%以上であり、好ましくは90%以上であり、さらに好ましくは99%以上であり、特に好ましくは99.9%以上である。特に好ましい態様として、可視光域の視感度補正透過率が80%以上である場合、紫外光域の偏光度が90%以上であり、より好ましくは99%以上である。
偏光板V+UVPは、紫外光と可視光の両方に偏光機能を付与できる機能を有する。このような偏光板V+UVPは、当該機能を有してれば特に限定されるものではなく、例えば、紫外光偏光機能を付与できる水溶性化合物と、可視光偏光機能を付与できる一般的な二色性染料とを配合し、この配合物を基材に吸着させ、次いで延伸させた偏光膜を備える偏光板を使用することができる。このような偏光板V+UVPは、紫外光だけでなく、可視光も偏光し得る偏光板として利用可能である。
UV透過偏光板は、紫外光の吸収が少なく紫外光域で高い透過率を有し、一方で、偏光板の偏光軸と同軸に入射する可視光を偏光し透過させるが、偏光板の吸収軸と同軸に入射する可視光は透過しないか又は殆ど透過しない機能を有する。尚、UV透過偏光板の紫外光域における偏光度は、偏光機能がないか、偏光機能が低いことが好ましい。このようなUV透過偏光板は、当該機能を有してれば特に限定されるものではなく、例えば、可視光偏光機能を有する一般的な二色性染料等を偏光膜として備える偏光板を使用することができる。特に、可視光域に強い吸収をもち、紫外光域に吸収を有さない二色性染料を用いることで、より好ましいUV透過偏光板を作製することができる。一般的な二色性染料を用いた偏光板は、紫外光域に強い吸収がないため、紫外光域の光を透過し得る偏光板として利用可能である。このような偏光板の透過率は、可視光域において90%以上の偏光機能を有しつつ、紫外光域における透過率が30%以上であることが好ましく、40%以上であることがより好ましく、50%以上であることがさらに好ましく、60%以上であることが特に好ましい。
UV非透過偏光板は、紫外光を透過せず、一方で、偏光板の偏光軸と同軸に入射する可視光を偏光し透過させるが、偏光板の吸収軸と同軸に入射する可視光は透過しないか又は殆ど透過しない機能を有する。すなわち、紫外光をカットする機能を有する一般の偏光板を意味する。このようなUV非透過偏光板は、当該機能を有してれば特に限定されるものではなく、一般的に市販されている偏光板、即ち一般的なヨウ素系偏光板等を利用することができる。このようなUV非透過偏光板は、例えば、ポラテクノ社製のヨウ素系偏光板SKNシリーズ、KNシリーズ等を使用することができる。
400-480nm用偏光板は、400~480nmの波長領域の光を偏光し透過させるために使用することができ、また、400~480nmの波長領域に光の吸収を有するため、黄~橙色を示す。主に、550nmにおいて透過率の高い視感度を有するため、視認性の高い透過率を有することができる。400~480nmの波長領域の光以外の透過する可視光については、ほぼ偏光制御されることがないか、または著しく偏光度が低い可視光が透過する機能を有する。このような機能は、具体的には、可視光域の視感度補正透過率が60%以上である場合、400~480nmの波長領域の偏光度が80%以上であり、好ましくは90%以上であり、さらに好ましくは99%以上であり、特に好ましくは99.9%以上である。特に好ましい態様として、可視光域の視感度補正透過率が80%以上である場合、400~480nmの波長領域の偏光度が90%以上であり、より好ましくは99%以上である。このような400-480nm用偏光板としては、当該機能を有してれば特に限定されるものではなく、例えば、400~480nmの波長領域に高い二色性を有するアゾ化合物が配向した偏光膜を有する偏光板を好適に用いることができる。400~480nmの波長領域に高い二色性を有するアゾ化合物としては、イエローもしくはオレンジの色を有する二色性染料を用いることできる。このような二色性染料は、特に限定されるものではないが、例えばC.I.ダイレクトイエロー12、C.I.ダイレクトイエロー72、C.I.ダイレクトオレンジ39、C.I.ダイレクトオレンジ72、国際公開第2007/138980号に記載されている化合物を用いることができる。
本発明の立体表示装置または立体画像表示装置は、両眼視差を利用した立体視を可能とするための立体表示制御部材が備えられる。このような立体表示制御部材は、左眼と右眼で異なる偏光軸を有する光を透過しえる偏光として制御できる機能を有していればよく、例えば、偏光メガネのレンズ等にそれぞれ異なる軸で設けることで当該機能を付与したり、左眼と右眼で異なる位相差が透過する位相差板が左眼用と右眼用にそれぞれ設けられていてもよいが、これらに限定されるものではない。このような表示方式により、観察者の左右の眼には異なる表示体が観察され、表示体が重なって視認される。その結果、観察者の眼に立体視または立体画像を映すことが可能となる。
着色透過光フィルタは、一般的に液晶表示装置に用いられる着色透過光フィルタを用いることができる。具体的には白色を赤、青、緑、黄の各色に変換可能なフィルタ機能を有するカラーフィルタである。カラーフィルタの材料としては、例えば、「機能性色素の応用 第1刷発行版 CMC社出版、 入江正浩監修、 P87―95」、「エレクトロニクス用機能性色素 第1刷発行版、 CMC社出版、 時田澄男監修、 P41―50」に記載の色素が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
上記の各種表示装置には、必要に応じて、ハードコート層、防眩層、又は帯電防止層等の公知の各種機能性層を適宜備えていてもよい。このような各種機能性層を作製する場合、各種機能性を有する材料を本発明の各種表示装置に使用される構成部材の露出面に塗工する方法が好ましく、一方、そのような機能を有する層又はフィルムを接着剤若しくは粘着剤を介して構成部材の露出面に貼合せることも可能である。
(合成例1)
市販品の4-アミノ-4’-ニトロスチルベン-2,2’-ジスルホン酸35.2部を水300部に加え撹拌し、35%塩酸を用いてpH0.5に調整した。得られた溶液に40%亜硝酸ナトリウム水溶液10.9部を加え、10℃で1時間撹拌し、続いて6-アミノナフタレン-2-スルホン酸17.2部を加え、15%炭酸ナトリウム水溶液でpH4.0に調製後4時間撹拌した。得られた反応液に塩化ナトリウム60部を加え、析出固体をろ過分離、さらにアセトン100部にて洗浄することにより、中間体である式(6)の化合物のウェットケーキ124.0部を得た。
市販品の4,4’-ジアミノスチルベン-2, 2’-ジスルホン酸ナトリウム 41.4部を水300部に加え撹拌し、35%塩酸を用いてpH0.5とした。得られた溶液に40%亜硝酸ナトリウム水溶液10.9部を加え、10℃で1時間撹拌し、続いて6-アミノナフタレン-2-スルホン酸34.4部を加え、15%炭酸ナトリウム水溶液でpH4.0に調製し、4時間撹拌した。得られた反応液に塩化ナトリウム60部を加え、析出固体をろ過分離、さらにアセトン100部にて洗浄することにより、中間体である式(8)の化合物のウェットケーキ124.0部を得た。
(偏光発光素子の作製)
厚さ75μmのポリビニルアルコールフィルム(クラレ社製 VF-PS#7500)を40℃の温水に3分間浸漬して、フィルムを膨潤させた。膨潤して得られたフィルムを、化合物例5-1に記載の4,4’-ビス-(スルホスチリル)ビフェニル二ナトリウム水溶液(BASF社製 Tinopal NFW Liquid)を1.0部、合成例1で得られた式(7)の化合物を0.3部、芒硝を1.0部、水を1500部含有する45℃の水溶液に、4分間浸漬して含有させた。得られたフィルムを3%ホウ酸水溶液中に50℃で5分間浸漬し、5倍に延伸した。延伸して得られたフィルムを、緊張状態を保ったまま常温の水で20秒間水洗し、乾燥して偏光発光素子(以下、偏光発光素子とも記載する)を得た。
紫外線吸収剤を含有しないトリアセチルセルロースフィルム(富士フィルム社製 ZRD-60)の両面を、1.5規定の水酸化ナトリウム水溶液で、35℃で、10分間処理し、水洗し、次いで、70℃で10分乾燥させた。アルカリ処理して得られたトリアセチルセルロースフィルムを、上記で作製した偏光素子(偏光発光素子)の両面に4%のポリビニルアルコール樹脂(日本酢ビ・ポバール社製 NH-26)を含む水溶液を介してラミネートし、70℃で10間乾燥させ偏光発光板を得た。以下、本偏光発光板は、偏光発光型偏光板と記載する。
厚さ75μmのポリビニルアルコールフィルム(クラレ社製 VF-PS#7500)を40℃の温水に3分間浸漬して、フィルムを膨潤させた。膨潤して得られたフィルムを、合成例1で得られた化合物(7)を0.3重量部、合成例2で得られた化合物(13)を0.8重量部、芒硝を1.0重量部、水1500重量部を含有する45℃の水溶液に、4分間浸漬して含有させた。得られたフィルムを3%ホウ酸水溶液中50℃で5倍に5分間で延伸した。延伸して得られたフィルムを、緊張状態を保ったまま常温の水で20秒間水洗し、乾燥して偏光発光素子を得た。
紫外線吸収剤を含有しないトリアセチルセルロースフィルム(富士フィルム社製 ZRD-60)を1.5規定の水酸化ナトリウム水溶液で、35℃で10分間処理し、水洗し、次いで、70℃で10分乾燥させた。アルカリ処理して得られたトリアセチルセルロースフィルムを、上記で得た白色偏光発光素子の両面に4%のポリビニルアルコール樹脂(日本酢ビ・ポバール社製 NH-26)を含む水溶液を介してラミネートし、70℃で10分乾燥させ、偏光発光板を得た。得られた偏光発光板に紫外光を照射したところ白色発光を示し、かつ、偏光板を介して該発光を確認したところ偏光を有していることを確認した。以下、本偏光発光板は、白色偏光発光型偏光板と記載する。
上記白色偏光発光型偏光板の作製において、合成例1で得られた化合物(7)を用いなかったこと以外は同様にして、偏光発光板を得た。以下、本偏光発光板は、青色偏光発光型偏光板と記載する。
(UV透過偏光素子の作製)
厚さ75μmのポリビニルアルコールフィルム(クラレ社製 VF-PS#7500)を40℃の温水に3分間浸漬して、フィルムを膨潤させた。膨潤して得られたフィルムを、C.I.Direct Orange 39を0.3部、C.I.Direct Red 81を0.1部、C.I.Direct Blue 69を0.3部、芒硝を1.0部、水を1500部含有する45℃の水溶液に、4分間浸漬して含有させた。得られたフィルムを3%ホウ酸水溶液中に50℃で5分間浸漬し、5倍に延伸した。延伸して得られたフィルムを、緊張状態を保ったまま常温の水で20秒間水洗し、乾燥してUV透過偏光素子を得た。
紫外線吸収剤を含有しないトリアセチルセルロースフィルム(富士フィルム社製 ZRD-60)の両面を、1.5規定の水酸化ナトリウム水溶液で、35℃で、10分間処理し、水洗し、次いで、70℃で10分乾燥させた。アルカリ処理して得られたトリアセチルセルロースフィルムを、上記で作製したUV透過偏光素子の両面に4%のポリビニルアルコール樹脂(日本酢ビ・ポバール社製 NH-26)を含む水溶液を介してラミネートし、70℃で10間乾燥させて偏光板を得た。以下、本偏光板は、UV透過偏光板と記載する。
(400-480nm用偏光素子の作製)
厚さ75μmのポリビニルアルコールフィルム(クラレ社製 VF-PS#7500)を40℃の温水に3分間浸漬して、フィルムを膨潤させた。膨潤して得られたフィルムを、C.I.Direct Orange 39 0.3部、芒硝を1.0部、水を1500部含有する45℃の水溶液に、4分間浸漬して含有させた。得られたフィルムを3%ホウ酸水溶液中50℃で5倍に5分間で延伸した。延伸して得られたフィルムを、緊張状態を保ったまま常温の水で20秒間水洗し、乾燥して450nmに最大偏光度を有し、かつ、400~480nmに偏光作用を有する400-480nm用偏光素子を得た。
紫外線吸収剤を含有しないトリアセチルセルロースフィルム(富士フィルム社製 ZRD-60)の両面を、1.5規定の水酸化ナトリウム水溶液で、35℃で10分間処理し、水洗し、次いで、70℃で10分乾燥させた。アルカリ処理して得られたトリアセチルセルロースフィルムを、400~480nmに偏光作用を有する400-480nm用偏光素子の両面に4%のポリビニルアルコール樹脂(日本酢ビ・ポバール社製 NH-26)を含む水溶液を介してラミネートして、70℃で10分乾燥させ、偏光板を得た。以下、本偏光板は、400-480nm用偏光板と記載する。
(偏光素子O-UVPの作製)
厚さ75μmのポリビニルアルコールフィルム(クラレ社製 VF-PS#7500)を40℃の温水に3分間浸漬して、フィルムを膨潤させた。膨潤して得られたフィルムを、C.I.Direct Yellow 28を0.3部、芒硝を1.0部、水を1500部含有する45℃の水溶液に、4分間浸漬して含有させた。得られたフィルムを3%ホウ酸水溶液中に50℃で5分間浸漬し、5倍に延伸した。延伸して得られたフィルムを、緊張状態を保ったまま常温の水で20秒間水洗し、乾燥して408nmに最大偏光度を有し、かつ、350~420nmの光に対して偏光機能を有する偏光素子O-UVPを得た。
紫外線吸収剤を含有しないトリアセチルセルロースフィルム(富士フィルム社製 ZRD-60)の両面を、1.5規定の水酸化ナトリウム水溶液で、35℃で、10分間処理し、水洗し、次いで、70℃で10分乾燥させた。アルカリ処理して得られたトリアセチルセルロースフィルムを、上記で作製した偏光素子O-UVPの両面に4%のポリビニルアルコール樹脂(日本酢ビ・ポバール社製 NH-26)を含む水溶液を介してラミネートし、70℃で10間乾燥させて偏光板を得た。以下、本偏光板は、偏光板O-UVPと記載する。
(偏光素子V+UVPの作製)
厚さ75μmのポリビニルアルコールフィルム(クラレ社製 VF-PS#7500)を40℃の温水に3分間浸漬して、フィルムを膨潤させた。膨潤して得られたフィルムを、C.I.Direct Yellow 28を0.22部、C.I.Direct Orange 39を0.3部、C.I.Direct Red 81を0.1部、C.I.Direct Blue 69を0.3部、芒硝を1.0部、水を1500部含有する45℃の水溶液に、4分間浸漬して含有させた。得られたフィルムを3%ホウ酸水溶液中に50℃で5分間浸漬し、5倍に延伸した。延伸して得られたフィルムを、緊張状態を保ったまま常温の水で20秒間水洗し、乾燥して偏光素子V+UVPを得た。
紫外線吸収剤を含有しないトリアセチルセルロースフィルム(富士フィルム社製 ZRD-60)の両面を、1.5規定の水酸化ナトリウム水溶液で、35℃で、10分間処理し、水洗し、次いで、70℃で10分乾燥させた。アルカリ処理して得られたトリアセチルセルロースフィルムを、上記で作製した偏光素子V+UVPの両面に4%のポリビニルアルコール樹脂(日本酢ビ・ポバール社製 NH-26)を含む水溶液を介してラミネートし、70℃で10間乾燥させて偏光板を得た。以下、本偏光板は、偏光板V+UVPと記載する。
UV非透過偏光板として、ポラテクノ社製 SKN-18243Pを用いた。UV非透過偏光板とは可視光域に高い偏光機能を有し、紫外光域の光の透過率が著しく低い一般的な偏光板である。
(a)単体透過率Ts、平行位透過率Tpおよび直交位透過率Tc
各偏光板の単体透過率Ts、平行位透過率Tp、及び直交位透過率Tcを、分光光度計(日立製作所社製「U-4100」)を用いて測定した。ここで、単体透過率Tsは、各偏光板を1枚で測定した際の各波長の透過率である。平行位透過率Tpは、2枚の各偏光板をその吸収軸方向が平行となるように重ね合せて測定した各波長の分光透過率である。直交位透過率Tcは、2枚の各偏光板をその吸収軸が直交するように重ね合せて測定した分光透過率である。測定は、220~780nmの波長にわたって行った。
各偏光板の偏光度ρを、以下の式(I)に、平行位透過率Tp及び直交位透過率Tcを代入して求めた。
各偏光板の視感度補正単体透過率Ysは、可視光域における400~700nmの波長領域で、所定波長間隔dλ(ここでは5nm)間隔に測定した上記単体透過率Tsについて、JIS Z 8722:2009に従って視感度に補正した透過率である。具体的には、単体透過率Tsを下記式(II)に代入して算出した。なお、下記式(II)中、Pλは標準光(C光源)の分光分布を表し、yλは2度視野等色関数を表す。
光源として、紫外線LED 375nmハンドライトタイプ ブラックライト(日亜化学工業社製「PW-UV943H-04」)を用い、光源に紫外線透過・可視カットフィルター(五鈴精工硝子社製「IUV-340」)を設置し可視光をカットした。その上で、可視光域および紫外光域の光に対して偏光機能を有する偏光板(ポラテクノ社製「SKN-18043P」、厚さ:180μm、Ys:43%)(以下「測定用偏光板」という)と、上記で得られた各偏光板(測定試料)とを設置し、各測定試料が発光している偏光発光を、分光放射照度計(ウシオ電機社製「USR-40」)を用いて測定した。すなわち、光源からの照射された光が、紫外線透過・可視カットフィルター、測定用偏光板および各測定試料を、この順で通過し、各測定試料からの偏光が分光放射照度計に入射するように配置して測定した。その際に、各測定試料の紫外光域の光の吸収が最大になる吸収軸と、測定用偏光板の吸収軸が平行になるように重ね合せて測定した各波長の分光発光量をLw(弱発光軸)、各測定試料の紫外光域の光の吸収が最大になる吸収軸と、測定用偏光板の吸収軸とが直交するように重ね合せて測定した各波長の分光発光量をLs(強発光軸)として、LwとLsを測定した。各測定試料の吸収軸と測定用偏光板の吸収軸とが平行である場合と、直交する場合との可視光域で発光された光のエネルギー量を確認することで、可視光域である400nm~700nmにおいて偏光発光の評価を行った。
ダイソージャパン社製 デジタルテーブルクロック D011(時計A No.7)を分解し、液晶セルをとりだした。次いで、液晶セルに貼合されていた偏光板を除去し、これを、以下の実施例で使用する液晶セルとした。
偏光発光型偏光板を液晶セルに貼合した。なお、偏光発光型偏光板は、偏光発光を示す偏光軸が購入時に液晶セルに貼合されていた偏光板の吸収軸と同軸になるように貼合した。光源として紫外線LED 375nmハンドライトタイプ ブラックライト(日亜化学工業社製「PW-UV943H-04」)を配置し、さらに光源の照射口に紫外光・可視光域偏光板である偏光板V+UVPを設け、光源からの紫外光領域~近紫外可視光領域の光を偏光させて液晶セルに照射可能な表示装置を作製した。得られた表示装置は、発光型ディスプレイであって、図2に示される表示装置の構成を有している。液晶セルに光源から偏光紫外光を照射すると、液晶セルで駆動している時計表示が液晶セル側、および偏光発光型偏光板側の両方から視認可能であった。このような表示装置は、目に見えない紫外光を利用し、かつ、光源から照射される光が偏光紫外光であることから、高い機密性が要求されるディスプレイへの適用に好適であるといえる。
可視光吸収素子としての黒紙の上に偏光発光型偏光板を貼合し、偏光発光型偏光板上にさらに液晶セルを貼合した。なお、偏光発光型偏光板は、偏光発光を示す偏光軸が購入時に液晶セルに貼合されていた偏光板の吸収軸と同軸になるように貼合した。光源として紫外線LED 375nmハンドライトタイプ ブラックライト(日亜化学工業社製「PW-UV943H-04」)を配置し、さらに光源の照射口に紫外光・可視光域偏光板である偏光板V+UVPを設け、光源からの紫外光領域~近紫外可視光領域の光を偏光させて、液晶セルに照射可能な表示装置を作製した。得られた表示装置は、発光型ディスプレイであって、図3に示される表示装置の構成を有している。液晶セル側から光源より偏光紫外光を照射すると、液晶セルで駆動している時計表示が高いコントラストで視認可能であった。このような表示装置は、目に見えない紫外光を利用し、かつ、光源から照射される光が偏光紫外光であることから、高い機密性が要求されるディスプレイへの適用に好適であるといえる。
紫外光吸収フィルムとして紫外線を吸収する機能を有するトリアセチルセルロースフィルム(富士フィルム社製 TD-80)に偏光発光型偏光板を貼合し、偏光発光型偏光板上にさらに液晶セルを貼合した。なお、偏光発光型偏光板は、偏光発光を示す偏光軸が購入時に液晶セルに貼合されていた偏光板の吸収軸と同軸になるように貼合した。さらに、偏光板O-UVPを偏光発光型偏光板が貼合されている液晶セルの反対の面に貼合した。その際、偏光板O-UVPの吸収軸は、偏光発光型偏光板の偏光軸に対して90°になるように貼合した。光源として紫外線LED 375nmハンドライトタイプ ブラックライト(日亜化学工業社製「PW-UV943H-04」)を配置し、偏光板O-UVP側から照射した。以上の構成で、光源からの偏光紫外光を液晶セルに照射可能な表示装置を作製した。得られた表示装置は、発光型ディスプレイであって、図25に示される表示装置の構成を有している。液晶セルに光源から紫外光を照射すると、液晶セルで駆動している時計表示が偏光板O-UVP側、および紫外光吸収フィルム側の両方から視認可能であり、可視光透過率が85%の高い透明性を有する液晶表示装置であった。また、紫外光吸収フィルムが利用されているため、表示装置の外部から入射し得る紫外光の吸収も防止でき、紫外光による眼への悪影響も予防することができる。さらに、このような表示装置は、目に見えない紫外光を利用していることから、高い機密性が要求されるディスプレイへの適用にも有効である。
可視光吸収素子としての黒紙の上に偏光発光型偏光板を貼合し、偏光発光型偏光板上にさらに液晶セルを貼合した。なお、偏光発光型偏光板は、偏光発光を示す偏光軸が購入時に液晶セルに貼合されていた偏光板の吸収軸と同軸になるように貼合した。さらに、偏光板V+UVPを偏光発光型偏光板が貼合されている液晶セルの反対の面に貼合した。その際、偏光板V+UVPの吸収軸は、偏光発光型偏光板の偏光軸に対して90°になるように貼合した。光源として紫外線LED 375nmハンドライトタイプ ブラックライト(日亜化学工業社製「PW-UV943H-04」)を配置し、光源からの紫外光を液晶セルに照射可能な表示装置を作製した。得られた表示装置は、発光型ディスプレイであって、図11に示される表示装置の構成を有している。液晶セルに光源から紫外光を照射すると、液晶セルで駆動している時計表示が偏光板V+UVP側から高いコントラストで視認可能であった。また、目に見えない紫外光を利用していることから、高い機密性が要求されるディスプレイへの適用にも有効である。
UV透過偏光板上に、偏光発光型偏光板の偏光軸がUV透過偏光板の吸収軸に対して90°になるように偏光発光型偏光板を貼合し、偏光発光型偏光板上にさらに液晶セルに貼合した。なお、偏光発光型偏光板は、偏光発光を示す偏光軸が購入時に液晶セルに貼合されていた偏光板の吸収軸と同軸になるように貼合した。さらに、偏光板V+UVPを偏光発光型偏光板が貼合されている液晶セルの反対の面に貼合した。その際、偏光板V+UVPの吸収軸は、偏光発光型偏光板の偏光軸に対して90°になるように貼合した。光源として紫外線LED 375nmハンドライトタイプ ブラックライト(日亜化学工業社製「PW-UV943H-04」)を配置し、光源からの紫外光を液晶セルに照射可能な表示装置を作製した。得られた表示装置は、発光型ディスプレイであって、図32に示される表示装置の構成を有している。液晶セルに光源から紫外光を照射すると、液晶セルで駆動している時計表示が偏光板V+UVP側から発光した表示が視認可能であった。また、分光光度計U-4100にて紫外光域の光の透過と非透過を確認したところ、液晶の駆動により紫外光の透過・非透過が制御できていることが確認できた。さらに、別途、視認し得る偏光板V+UVP側から一般的な白色LEDランプを用いて可視光を照射したところ、購入時の時計表示が表示できていることが確認できた。このことから、この表示装置は、紫外光の透過・非透過の制御と同時に、可視光の表示制御も可能な表示装置であることが分かる。
UV透過偏光板上に、偏光発光型偏光板の偏光軸が、UV透過偏光板の吸収軸に対して90°になるように偏光発光型偏光板を貼合し、偏光発光型偏光板上にさらに紫外光用液晶セルと可視光用液晶セルを貼合した。なお、偏光発光型偏光板は、偏光発光を示す偏光軸が購入時に液晶セルに貼合されていた偏光板の吸収軸と同軸になるように貼合した。さらに、偏光板V+UVPを偏光発光型偏光板が貼合されている液晶セルの反対の面に貼合した。その際、偏光板V+UVPの吸収軸は、偏光発光型偏光板の偏光軸に対して90°になるように貼合した。光源として紫外線LED 375nmハンドライトタイプ ブラックライト(日亜化学工業社製「PW-UV943H-04」)を配置し、光源からの紫外光を液晶セルに照射可能な表示装置を作製した。得られた表示装置は、発光型ディスプレイであって、図36に示される表示装置の構成を有している。液晶セルに光源から紫外光を照射すると、液晶セルで駆動している時計表示が偏光板V+UVP側からだけでなく、UV透過偏光板からも視認可能であった。また、分光光度計U-4100にて紫外光域の光の透過と非透過を確認したところ、液晶セルの駆動により紫外光の透過/非透過が制御できていることが確認できた。さらに、別途、視認し得る偏光板V+UVP側から一般的な白色LEDを用いて可視光を照射したところ、購入時の時計表示が表示できていることが確認できた。その上、紫外光域の表示とは別に、可視光域の文字が表示できることから、ダブルセル構造を有するこの表示装置は、紫外光の透過/非透過の制御とは、独立に、可視光の表示制御が可能であることがわかった。
UV透過偏光板上に、偏光発光型偏光板の偏光軸が、UV透過偏光板の吸収軸に対して90°になるように偏光発光型偏光板を貼合し、さらに液晶セルを偏光発光型偏光板が貼合されている面の反対側に貼合した。なお、偏光発光型偏光板は、偏光発光を示す偏光軸が購入時に液晶セルに貼合されていた偏光板の吸収軸と同軸になるように貼合し、UV透過偏光板は、UV透過偏光板の吸収軸が偏光発光型偏光板の偏光軸に対して90°になるように配置した。さらに、偏光板V+UVPをUV透過偏光板が貼合されている液晶セルの反対の面に貼合した。その際、偏光板V+UVPの吸収軸は、偏光発光型偏光板の偏光軸に対して90°になるように貼合した。光源として紫外線LED 375nmハンドライトタイプ ブラックライト(日亜化学工業社製「PW-UV943H-04」)を配置し、光源からの紫外光を液晶セルに照射可能な表示装置を作製した。得られた表示装置は、発光型ディスプレイであって、図15に示される表示装置の構成を有している。液晶セルに光源から紫外光を照射すると、液晶セルで駆動している様子が、その発光によって時計表示が偏光板V+UVP側から視認可能であった。また、別途、視認し得る偏光板V+UVP側から一般的な白色LEDライトを用いて可視光を照射したところ、ブラックライトからの紫外光照射時とは異なる色で時計表示が視認され、その画像も高いコントラストで視認可能であることを確認した。しかも、実施例5とは異なり、実施例7では偏光発光型偏光板が発光して時計表示も視認可能であるため、表示面が発光に基づき視認可能な高視野角の液晶ディスプレイが得られていることが確認できた。この発光型液晶ディスプレイによって、従来の偏光板の吸収軸に基づく視野角の問題や液晶ディスプレイの液晶駆動軸に基づく視野角の問題がほとんどなくなるため、液晶ディスプレイで問題になる視野角に対して大きな改善ができた。一方で、目に見えない紫外光を利用していることから、高いセキュリティ性が要求されるディスプレイへの適用にも有効である。
UV非透過偏光板上に、偏光発光型偏光板の偏光軸が、UV非透過偏光板の吸収軸に対して90°になるように偏光発光型偏光板を貼合し、さらに液晶セルを偏光発光型偏光板が貼合されている面の反対側に貼合した。なお、偏光発光型偏光板は、偏光発光を示す偏光軸が購入時に液晶セルに貼合されていた偏光板の吸収軸と同軸になるように貼合し、UV非透過偏光板は、UV非透過偏光板の吸収軸が偏光発光型偏光板の偏光軸に対して90°になるように配置した。さらに、偏光板V+UVPを偏光発光型偏光板が貼合されている液晶セルの反対の面に貼合した。その際、偏光板V+UVPの吸収軸は、偏光発光型偏光板の偏光軸に対して90°になるように貼合した。光源として紫外線LED 375nmハンドライトタイプ ブラックライト(日亜化学工業社製「PW-UV943H-04」)を配置し、光源からの紫外光を液晶セルに照射可能な表示装置を作製した。得られた表示装置は、図20に示される表示装置の構成を有している。偏光発光型偏光板に光源から紫外光を照射すると、偏光発光型偏光板によって偏光が発光されるため、偏光発光型偏光板は偏光を発光するため効率の高いバックライトとして機能することがわかった。これにより、液晶セルで駆動している時計表示が偏光板V+UVP側から高い輝度で視認可能であった。また、分光光度計U-4100にて紫外光域の光の透過と非透過を確認したところ、液晶の駆動により紫外光の透過/非透過が制御できていることが確認できた。さらに、偏光発光型偏光板側から白色LEDライトを用いて可視光を照射した場合も、一般的なバックライトを有する液晶表示装置と同様に時計表示が視認可能であることを確認した。このことから、この表示装置は、可視光域の光、及び紫外光域の光によって、それぞれ独立に表示し、視認可能なディスプレイが得られていることが分かる。
偏光板O-UVP上に紫外光(主に375nm用)における位相制御を目的とした紫外光用液晶セルを貼合した。なお、偏光板O-UVPは、偏光板O-UVPの吸収軸が購入時に液晶セルに貼合されていた偏光板の吸収軸と同軸になるように貼合した。紫外光用液晶セル上にさらに偏光発光型偏光板、UV透過偏光板をこの順で貼合した。その際、偏光発光型偏光板の偏光軸が、UV透過偏光板の吸収軸に対して90°になるように偏光発光型偏光板を貼合した。さらに、UV透過偏光板上に可視域の光を制御することを目的とした可視光用液晶セルを貼合し、可視光用液晶セル上にUV非透過偏光板を貼合した。なお、UV非透過偏光板の吸収軸は、偏光発光型偏光板の偏光軸に対して90°になるように貼合した。光源として紫外線LED 375nmハンドライトタイプ ブラックライト(日亜化学工業社製「PW-UV943H-04」)を配置し、光源からの紫外光を液晶セルに照射可能な表示装置を作製した。得られた表示装置は、発光型ディスプレイであって、図30に示される表示装置の構成を有している。液晶セルに偏光板O-UVP側から光源から紫外光を照射すると、液晶セルで駆動している時計表示がUV非透過偏光板側だけでなく、偏光板O-UVP側からも視認可能であった。また、偏光板O-UVP側から一般的な白色LEDライトを用いて可視光を照射したところ、ブラックライトからの紫外線照射時とは異なる色で時計表示が視認され、その画像も高いコントラストで視認可能であることを確認した。これにより、紫外光を照射することによって表示される画像と、可視光を照射することによって表示される画像とは異なる画像が提供できる液晶ディスプレイが得られることが確認できた。この表示装置は、偏光板O-UVP側からブラックライトにより紫外光を照射しても、白色LEDライトにより可視光を照射しても時計表示が視認可能であって、かつ、それぞれ独立した時計表示が視認可能であった。
偏光発光型偏光板を、その吸収軸が購入時に液晶セルに貼合されていた偏光板の吸収軸と同軸になるように液晶セルに貼合した。光源として紫外線LED 375nmハンドライトタイプ ブラックライト(日亜化学工業社製「PW-UV943H-04」)を配置し、光源からの紫外光を液晶セルに照射可能な表示装置を作製した。この状態で表示装置に紫外光を照射しても、偏光発光型偏光板が明るくなっているだけで、液晶セル上の表示画像は視認できない。そのため、表示画像を目視するに際し、右眼と左眼の前にそれぞれ偏光軸が直交となる位置関係で、立体表示制御部材として2つのUV非透過偏光板をそれぞれ配置した。その際、右眼、もしくは、左眼の前のUV非透過偏光板の吸収軸のいずれかは、購入時に液晶セルに貼合されていた偏光板の吸収軸と同軸になるように配置し、もう一方はそれに対して直交になるように一方の目に配置した。このように得られた表示装置は、図51に示される表示装置の構成を有しており、右眼と左眼とそれぞれ独立して異なる表示が可能であり、かつ、視差が発生した。このことから、この表示装置は、両眼視差により立体的な表示が視認可能となることがわかった。また、目に見えない紫外光を利用し、かつ、立体表示制御手段として2つのUV非透過偏光板を眼前に設けた場合しか視認できないため、機密性の高い立体画像表示装置として有効である。
黒紙上に、互いの偏光軸が直交するように(2方向に偏光を発光できるように)偏光発光型偏光板を交互に複数貼合した。光源として紫外線LED 375nmハンドライトタイプ ブラックライト(日亜化学工業社製「PW-UV943H-04」)を配置し、光源からの紫外光を利用した表示部を有する表示装置を作製した。この状態で表示装置に紫外光を照射しても、偏光発光型偏光板が明るくなっているだけで、立体視は視認できない。そのため、右眼と左眼の前にそれぞれ偏光軸が直交となる位置関係で、立体表示制御部材として2つのUV非透過偏光板をそれぞれ配置した。その際、右眼もしくは左眼の前のUV非透過偏光板の吸収軸は、隣り合う偏光発光型偏光板が互いに直交になるように配置した。このように得られた表示装置は、図48に示される表示装置の構成を有しており、右眼と左眼とそれぞれ独立して異なる表示が可能であり、かつ、視差が発生した。この右眼と左眼の両眼視差により、この表示装置は、立体的な表示が視認可能となることがわかった。また、目に見えない紫外光を利用し、かつ、立体表示制御手段として2つの偏光板を眼前に設けた場合しか視認できないため、機密性の高い立体表示装置として有効である。
黒紙上に、互いの偏光軸が直交するように(2方向に偏光を発光できるように)偏光発光型偏光板を交互に複数貼合した。さらに2つの偏光発光型偏光板上に、位相差制御部材として270nmの位相差値を有する位相差板を部分的に配置した。光源として紫外線LED 375nmハンドライトタイプ ブラックライト(日亜化学工業社製「PW-UV943H-04」)を配置し、光源からの紫外光を照射可能な表示装置を作製した。この状態で表示装置に紫外光を照射しても、偏光発光型偏光板が明るくなっているだけであり、時計画像などの表示は視認できない。そのため、眼前に偏光制御部材としてUV非透過偏光板を配置した。このように得られた表示装置は、図60に示される表示装置の構成を有しており、眼前に偏光制御部材としてUV非透過偏光板を設けることによって、偏光発光型偏光板の直交配置と、位相差板とによって位相が制御された偏光発光の視認が可能になることがわかった。また、位相差板の配置を、位相差板の遅相軸が偏光発光偏光板の吸収軸と同軸(0°)になるように配置したところ、位相差板がない状態と同等の偏光発光が可能であり、一方、位相差板の遅相軸を45°傾けることによって、異なる偏光発光の視認が可能になることがわかった。このようにして得られた表示装置は、目に見えない紫外光を利用し、かつ、偏光制御部材を眼前に設けた場合しか所望の偏光発光が視認できない。さらに、位相差板を設けた場合、異なる偏光発光の視認が可能である偏光切替え機能を有する表示装置が得られるため、機密性の高い表示装置として有効である。
偏光発光型偏光板を黒紙上に貼合した。さらに、その吸収軸が購入時に液晶セルに貼合されていた偏光板の吸収軸と偏光発光型偏光板の発光軸が同軸になるように偏光発光型偏光板上に液晶セルに貼合し、さらに、液晶セル上に、位相差制御部材として270nmの位相差値を有する位相差板を部分的に配置した。その際、位相差板は、その遅相軸が購入時に液晶セルに貼合されていた偏光板の吸収軸と45°になるように配置した。光源として紫外線LED 375nmハンドライトタイプ ブラックライト(日亜化学工業社製「PW-UV943H-04」)を配置し、光源からの紫外光を液晶セルに照射可能な表示装置を作製した。この状態で表示装置に紫外光を照射しても、偏光発光型偏光板が明るくなっているだけであり、表示画像は視認できない。そのため、眼前に偏光制御部材としてUV非透過偏光板を配置した。その際、UV非透過偏光板は、その吸収軸が購入時に液晶セルに貼合されていた偏光板の吸収軸と同軸になるようにした。このように得られた表示装置は、図64に示される表示装置の構成を有しており、眼前に偏光制御部材としてUV非透過偏光板を設けることによって、表示画像が視認可能になるだけでなく、かつ、位相差板を設けた部分の偏光発光に伴う表示が逆に表示されることがわかった。一方、位相差板の配置を、位相差板の遅相軸が偏光発光偏光板の吸収軸と同軸(0°)になるように配置したところ、位相差板がない状態と同等の表示が可能であることがわかった。このように得られた表示装置は、目に見えない紫外光を利用し、かつ、偏光制御部材を眼前に設けた場合しか表示画像が視認できないばかりか、位相差板を設けた場合、異なる表示が可能である偏光切替え機能を有する表示装置が得られるため、機密性の高い表示装置として有効である。
実施例3において、偏光発光型偏光板、並びに偏光板O-UVPを用いずに、ダイソージャパン社製 デジタルテーブルクロック D011(時計A No.7)において、購入時に貼合されていた偏光板を、その吸収軸が同じ軸になるように一般的な偏光板(ポラテクノ社製 SKN-18243P)を貼合した。得られた表示装置に対して、紫外線LED 375nmハンドライトタイプ ブラックライト(日亜化学工業社製「PW-UV943H-04」)を用いて照射した。時計表示は僅かに視認可能であったものの、紫外線照射による発光はなく、コントラストは低く、明るさも十分ではなかった。具体的には、図70に示すように、実施例3の液晶表示装置(左側)は、紫外線の照射により発光(時計表示)が確認されたのに対し、一般的な偏光板を用いた比較例1の液晶表示装置(右側)は、紫外線を照射しても発光(時計表示)が確認されなかった。また、図71に示されるように、実施例3の液晶表示装置では、ディスプレイの背面に指を置いた場合にも、その指が視認できるほど透明性を維持したまま、時計表示が視認可能であった。このことから、実施例3の液晶表示装置(左側)は、非常に高い透明性を有していることがわかった。
実施例3における液晶表示装置において、偏光発光型偏光板の代わりに、一般的な偏光板(ポラテクノ社製 SKN-18243P)を使用した従来の液晶表示装置を作製した。しかしながら、この液晶表示装置において可視域用偏光板は1枚しか用いていないため、紫外光及び可視光の照射に関らず、その文字は視認できなかった。
光源として、紫外線LED 375nmハンドライトタイプ ブラックライト(日亜化学工業社製「PW-UV943H-04」)を用い、光源から順に光拡散板(ポラテクノ社製 拡散粘着83D)、偏光板O-UVP、液晶セル、白色偏光発光型偏光板の順に設けた。白色偏光板発光型偏光板の上に青色色素(Acid Blue 9)、緑色色素(Acid Green 16)、赤色色素(Acid Red 114)をカラーフィルタとして液晶セルの電気駆動する表示セグメントごとに、それぞれ独立に塗布し、青色カラーフィルタ、緑色カラーフィルタ、赤色カラーフィルタを有する着色光透過フィルタを設けた。偏光板O-UVPは、購入時の液晶セルに貼合されていた偏光板の吸収軸と同角度の軸に貼合し、白色偏光発光型偏光板の吸収軸は偏光板O-UVPの吸収軸と90°になるように液晶セルを介して貼合した。このように得られた表示装置は、図66に示される表示装置の構成を有しており、表示セグメントごとにカラー表示が可能であった。そのため、得られた表示装置は白色偏光発光型偏光板から発光した白色光を、青色、緑色、赤色に変換可能な自己発光型液晶表示装置であることがわかった。このことは、高演色性を有する表示装置として提供可能であることを意味する。さらに、得られた自己発光型液晶表示装置は、液晶表示装置でありながら広視野角性を有していた。そのため、位相差板の貼合、複雑な液晶セル構造がなくとも、広視野角性を有する液晶表示装置として有効である。また、従来のような液晶表示装置のように、視感度補正透過率で30~45%の偏光板を2枚用いていないため、従来よりも透過率が高く、かつ、高い演色性を有する表示装置を提供できる。
光源として、紫外線LED 375nmハンドライトタイプ ブラックライト(日亜化学工業社製「PW-UV943H-04」)を用い、光源から順に光拡散板(ポラテクノ社製 拡散粘着83D)、白色偏光発光型偏光板、液晶セル、UV非透過型偏光板の順に設けた。UV非透過型偏光板の上に青色色素(Acid Blue 9)、緑色色素(Acid Green 16)、赤色色素(Acid Red 114)をカラーフィルタとして液晶セルの電気駆動する表示セグメントごとに、それぞれ独立に塗布し、青色カラーフィルタ、緑色カラーフィルタ、赤色カラーフィルタを有する着色光透過フィルタを設けた。白色偏光発光型偏光板は、購入時の液晶セルに貼合されていた偏光板の吸収軸と同角度の軸に貼合し、UV非透過型偏光板の吸収軸は白色偏光発光型偏光板の吸収軸と90°になるように液晶セルを介して貼合した。このように得られた表示装置は、図68に示される表示装置の構成を有しており、表示セグメントごとにカラー表示が可能であった。このことから、得られた表示装置は白色偏光発光型偏光板から発光した白色光を、青色、緑色、赤色を変換可能な自己発光型液晶表示装置であるため、高演色性を有する表示装置を提供可能であり、さらに視感度補正透過率で30~45%の偏光板を2枚用いていないため、従来よりも透過率が高く、かつ、高い演色性を有する表示装置を提供できる。また、本実施例で得られた自己発光型液晶表示装置は、実施例1で得られた液晶表示装置よりも高コントラストを有していた。さらに、得られた自己発光型液晶表示装置は、液晶表示装置でありながら広視野角性を有していた。そのため、位相差板の貼合、複雑な液晶セル構造がなくとも、広視野角性を有する液晶表示装置として有効である。
光源として、紫外線LED 375nmハンドライトタイプ ブラックライト(日亜化学工業社製「PW-UV943H-04」)を用い、光源から順に光拡散板(ポラテクノ社製 拡散粘着83D)、偏光板O-UVP、液晶セル、青色偏光発光型偏光板の順に設けた。青色偏光発光型偏光板の上に青色を透過する表示セグメントの他、青色を緑色に波長変換発光しうる色素としてBasic Yellow 51、青色を赤色に波長変換発光しうる色素としてローダミン6Gをカラーフィルタとして液晶セルの電気駆動する表示セグメントごとに、それぞれ独立に塗布し、緑色カラーフィルタ、赤色カラーフィルタを有する着色光透過フィルタを設けた。偏光板O-UVPは、購入時の液晶セルに貼合されていた偏光板の吸収軸と同角度の軸に貼合し、青色偏光発光型偏光板の吸収軸は偏光板O-UVPの吸収軸と90°になるように液晶セルを介して貼合した。このように得られた表示装置は、図67に示される表示装置の構成を有しており、セグメントごとにカラー表示が可能であった。そのため、得られた表示装置は青色偏光発光型偏光板から発光した青色光を透過する部分と、青色から緑色へ変換する部分と、青色から赤色に変換可能な部分において、独立して赤色、緑色、青色の発光を示す自己発光型液晶表示装置であることがわかった。このことは、高演色性を有する表示装置を提供可能であることを意味する。また、本実施例で得られた自己発光型液晶表示装置は、高コントラストを有し、実施例14で得られた液晶表示装置よりも高い輝度を有していた。さらに、得られた自己発光型液晶表示装置は、液晶表示装置でありながら広視野角性を有していた。そのため、位相差板の貼合、複雑な液晶セル構造がなくとも、広視野角性を有する液晶表示装置として有効である。また、表示装置としての視感度補正透過率は76%を有しており、一般的な液晶表示装置よりも飛躍的に高い透明性を有していた。
光源として、紫外線LED 375nmハンドライトタイプ ブラックライト(日亜化学工業社製「PW-UV943H-04」)を用い、光源から順に光拡散板(ポラテクノ社製 拡散粘着83D)、青色偏光発光型偏光板、液晶セル、400-480nm用偏光板の順に設けた。400-480nm用偏光板の上に青色を透過する表示セグメントの他、青色を緑色に波長変換発光可能な色素として「CSH-530-04」(日本カンタム・デザイン社製)、青色を赤色に波長変換発光可能な色素として「CSH-655-04」(日本カンタム・デザイン社製)をカラーフィルタとして液晶セルの電気駆動する表示セグメントごとに、それぞれ独立に塗布し、緑色カラーフィルタ、赤色カラーフィルタを有する着色光透過フィルタを設けた。青色偏光発光型偏光板は、購入時の液晶セルに貼合されていた偏光板の吸収軸と同角度の軸に貼合し、400-480nm用偏光板の吸収軸は青色偏光発光型偏光板の吸収軸と90°になるように液晶セルを介して貼合した。このように得られた表示装置は、図69に示される表示装置の構成を有しており、表示セグメントごとにカラー表示が可能であった。また、液晶表示装置は、可視透過率が85%の高い透明性を有していた。さらに、得られた表示装置は青色偏光発光型偏光板から発光した青色光を透過する部分と、青色から緑色へ変換する部分と、青色から赤色に変換可能な部分において、独立して赤色、緑色、青色の発光を示す自己発光型液晶表示装置であることがわかった。このことから、高演色性を有しながらも、透明性の高い表示装置が得られていることを意味する。また、本実施例で得られた自己発光型液晶表示装置は、高コントラストを有し、実施例2で得られた液晶表示装置よりも高い輝度を有していた。さらに、得られた自己発光型液晶表示装置は、液晶表示装置でありながら広視野角性を有していた。そのため、位相差板の貼合、複雑な液晶セル構造がなくとも、広視野角性を有する液晶表示装置として有効である。
ダイソージャパン社製 デジタルテーブルクロック D011(時計A No.7)において、紫外線LED 375nmハンドライトタイプ ブラックライト(日亜化学工業社製「PW-UV943H-04」)を用いて照射した。比較例1と同様に時計表示は僅かに視認可能であったものの、コントラストは低く、明るさも十分ではなかった。
10 偏光素子
10a 偏光発光素子
10b 偏光制御素子
10c 第1の偏光発光素子
10c’ 第2の偏光発光素子
20 紫外光を少なくとも含む光
20a 偏光紫外光
20b 紫外光
20c 可視光と紫外光を含む光
20d 紫外光と可視光の双方を偏光させた光
30 液晶セル
30a 可視光用液晶セル
30b 紫外光用液晶セル
30c 紫外光/可視光切替え液晶セル
30d 左眼用画像と右眼用画像とを表示可能な液晶セル
40 光吸収層
40a 可視光吸収素子
40b 紫外光吸収素子
50 光反射層
60 位相差制御部材
61 1/4波長板
70 偏光制御部材
70a、70a’ 偏光板O-UVP
70b、70b’ 偏光板V+UVP
70c UV透過偏光板
70d、70d’ UV非透過偏光板
70e 400-480nm用偏光板
80、80' 立体表示制御部材
90 表示部
100 着色光透過フィルタ
101 青色カラーフィルタ
102 緑色カラーフィルタ
103 赤色カラーフィルタ
110 光拡散板
Claims (4)
- 偏光素子を有する光学システムを備える表示装置であって、
前記偏光素子が、紫外光を少なくとも含む光において少なくとも紫外光域の光を偏光に制御する偏光制御素子として備えられており、
前記表示装置が、液晶セルと、紫外光と可視光の両方を偏光する偏光板V+UVPとをさらに備える液晶表示装置であり、
前記偏光制御素子が、前記液晶セルの一方の面側に配置され、
前記液晶セルが配置されていない前記偏光制御素子の面側に、前記偏光板V+UVPが配置され、
前記偏光板V+UVPが、前記偏光制御素子の偏光軸と異なる方向に吸収軸を有し、
前記液晶セルが、紫外光用液晶セルと可視光用液晶セルに切替え可能であるか、または前記紫外光用液晶セルと前記可視光用液晶セルの双方を有し、かつ、
前記光が、紫外光と可視光の双方を偏光させた光であることを特徴とする表示装置。 - 紫外光を少なくとも含む光を発する光源をさらに備える、請求項1に記載の表示装置。
- 紫外光と可視光の双方を偏光させた光を発する光源をさらに備える、請求項1に記載の表示装置。
- 前記偏光素子が、基材と、1種以上の二色性色素とを有し、
前記二色性色素が、分子中にスチルベン骨格およびビフェニル骨格の少なくとも1つを有し、かつアゾ基を有さない化合物又はその塩である請求項1~3までのいずれか1項に記載の表示装置。
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017179773 | 2017-09-20 | ||
JP2017179677 | 2017-09-20 | ||
JP2017179677 | 2017-09-20 | ||
JP2017179773 | 2017-09-20 | ||
PCT/JP2018/028162 WO2019058758A1 (ja) | 2017-09-20 | 2018-07-26 | 光学システム及び表示装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2019058758A1 JPWO2019058758A1 (ja) | 2020-09-03 |
JP7182552B2 true JP7182552B2 (ja) | 2022-12-02 |
Family
ID=65810302
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019543455A Active JP7182552B2 (ja) | 2017-09-20 | 2018-07-26 | 光学システム及び表示装置 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7182552B2 (ja) |
KR (1) | KR20200057713A (ja) |
CN (1) | CN111133347B (ja) |
TW (1) | TWI768090B (ja) |
WO (1) | WO2019058758A1 (ja) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3971636A4 (en) * | 2019-05-17 | 2023-06-14 | Nippon Kayaku Kabushiki Kaisha | OPTICAL ELEMENT OR POLARIZING PLATE, AND GLASSES USING IT |
JP7448910B2 (ja) * | 2019-11-29 | 2024-03-13 | 日本化薬株式会社 | 液晶セル及び液晶表示装置 |
JP2021086082A (ja) * | 2019-11-29 | 2021-06-03 | 日本化薬株式会社 | スクリーン及びこれを用いたヘッドアップディスプレイ |
JP7429127B2 (ja) * | 2020-02-06 | 2024-02-07 | 日本化薬株式会社 | 偏光発光繊維及びその製造方法 |
JP7337007B2 (ja) * | 2020-03-06 | 2023-09-01 | 日本化薬株式会社 | 塗布型偏光発光素子 |
WO2021215332A1 (ja) * | 2020-04-24 | 2021-10-28 | 日本化薬株式会社 | 光学部材及びこれを用いた画像表示装置 |
WO2024024693A1 (ja) * | 2022-07-29 | 2024-02-01 | 富士フイルム株式会社 | 偏光板 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001174809A (ja) | 1999-12-15 | 2001-06-29 | Asahi Kasei Corp | 面状偏光発光体 |
JP2001264756A (ja) | 2000-03-16 | 2001-09-26 | Seiko Epson Corp | 液晶装置及び電子機器 |
JP2001318370A (ja) | 2000-05-12 | 2001-11-16 | Seiko Epson Corp | 液晶装置および電子機器 |
JP2003035819A (ja) | 2001-07-24 | 2003-02-07 | Sumitomo Chem Co Ltd | 偏光フィルム、偏光板及びそれらの表示装置への適用 |
JP2005274674A (ja) | 2004-03-23 | 2005-10-06 | Seiko Epson Corp | 液晶表示装置および電子機器 |
KR20140024636A (ko) | 2012-08-20 | 2014-03-03 | 제일모직주식회사 | 광변색성 및 이색성을 갖는 유기발광소자용 편광판 및 이를 포함하는 유기발광소자 표시장치 |
CN103676288A (zh) | 2012-09-10 | 2014-03-26 | 宏腾光电股份有限公司 | 广色域膜及其制作方法和具有广色域膜的显示装置 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11241069A (ja) | 1997-12-22 | 1999-09-07 | Dainippon Printing Co Ltd | 液晶性電荷輸送材料 |
JP4121075B2 (ja) | 2002-12-05 | 2008-07-16 | 日東電工株式会社 | 重合性液晶化合物、液晶性組成物、コレステリック液晶組成物、光学フィルム、及び画像表示装置 |
GB2410093A (en) * | 2004-01-17 | 2005-07-20 | Sharp Kk | Display |
JP5224835B2 (ja) | 2007-02-09 | 2013-07-03 | 国立大学法人東京工業大学 | 有機el素子およびその製造方法、ならびに有機el素子の評価方法 |
CN104460098B (zh) * | 2013-09-22 | 2018-07-06 | 联想(北京)有限公司 | 液晶显示方法及液晶显示设备 |
CN107045227B (zh) * | 2017-01-20 | 2022-07-29 | 苏州星烁纳米科技有限公司 | 2d/3d可切换的液晶显示装置 |
-
2018
- 2018-07-26 WO PCT/JP2018/028162 patent/WO2019058758A1/ja active Application Filing
- 2018-07-26 KR KR1020207008266A patent/KR20200057713A/ko unknown
- 2018-07-26 CN CN201880060210.6A patent/CN111133347B/zh active Active
- 2018-07-26 JP JP2019543455A patent/JP7182552B2/ja active Active
- 2018-07-27 TW TW107126159A patent/TWI768090B/zh active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001174809A (ja) | 1999-12-15 | 2001-06-29 | Asahi Kasei Corp | 面状偏光発光体 |
JP2001264756A (ja) | 2000-03-16 | 2001-09-26 | Seiko Epson Corp | 液晶装置及び電子機器 |
JP2001318370A (ja) | 2000-05-12 | 2001-11-16 | Seiko Epson Corp | 液晶装置および電子機器 |
JP2003035819A (ja) | 2001-07-24 | 2003-02-07 | Sumitomo Chem Co Ltd | 偏光フィルム、偏光板及びそれらの表示装置への適用 |
JP2005274674A (ja) | 2004-03-23 | 2005-10-06 | Seiko Epson Corp | 液晶表示装置および電子機器 |
KR20140024636A (ko) | 2012-08-20 | 2014-03-03 | 제일모직주식회사 | 광변색성 및 이색성을 갖는 유기발광소자용 편광판 및 이를 포함하는 유기발광소자 표시장치 |
CN103676288A (zh) | 2012-09-10 | 2014-03-26 | 宏腾光电股份有限公司 | 广色域膜及其制作方法和具有广色域膜的显示装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TWI768090B (zh) | 2022-06-21 |
KR20200057713A (ko) | 2020-05-26 |
CN111133347B (zh) | 2022-08-23 |
CN111133347A (zh) | 2020-05-08 |
JPWO2019058758A1 (ja) | 2020-09-03 |
WO2019058758A1 (ja) | 2019-03-28 |
TW201915525A (zh) | 2019-04-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7182552B2 (ja) | 光学システム及び表示装置 | |
JP7287889B2 (ja) | 偏光発光素子、偏光発光板、表示装置及び偏光発光素子の製造方法 | |
JP6317335B2 (ja) | 高透過率を有する無彩色な染料系偏光素子及び偏光板 | |
JP2019056904A (ja) | 面状偏光発光素子 | |
TW202103922A (zh) | 光學元件或偏光板以及使用該等的眼用器具 | |
JP7429105B2 (ja) | 偏光発光板、及びそれを備えた光学装置 | |
WO2021166907A1 (ja) | 光学システム及びそれを備えた光学装置 | |
JP7336964B2 (ja) | 光学制御システム | |
WO2021215332A1 (ja) | 光学部材及びこれを用いた画像表示装置 | |
JP7479136B2 (ja) | 偏光発光素子、偏光発光板、並びにそれを用いた表示装置 | |
WO2021010340A1 (ja) | 発光性化合物又はその塩、ならびにこれを用いた偏光発光素子、偏光発光板、及び表示装置 | |
JP7288298B2 (ja) | 表示装置 | |
JP7411361B2 (ja) | 光の反射を抑制する偏光発光光源および表示装置 | |
TWI826705B (zh) | 發光性化合物或其鹽,以及含有該化合物之偏光發光元件、偏光發光板及顯示裝置 | |
TWI825331B (zh) | 發光性化合物或其鹽,以及含有該化合物之偏光發光元件、偏光發光板及顯示裝置 | |
JP7452969B2 (ja) | 偏光発光板、及びそれを備えた光学装置 | |
TW202128887A (zh) | 偏光發光元件、偏光發光板及顯示裝置 | |
TW202111087A (zh) | 使用發光性化合物或其鹽而得之偏光發光元件、偏光發光板及顯示裝置 | |
JP7448910B2 (ja) | 液晶セル及び液晶表示装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20201124 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210514 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220705 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220823 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20221026 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20221121 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7182552 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |