(57)【要約】【課題】ＬＣＤ中、光線が光学シートを通過する時に比較的高い分離効率および比較的高い光線使用率を備えるとともに、入射光線のエネルギー損耗を縮減できる各種の光学シートを提供する。【解決手段】複数の光学異方性膜を含む光学シートが提供される。光学異方性膜が交互に積み重ねられる。各光学異方性膜が複数の主軸屈折率ｎｘ・ｎｙおよびｎｚを有する。そのうち、主軸屈折率ｎｘおよびｎｙが平面主軸屈折率であり、かつ主軸屈折率ｎｚが厚さ方向屈折率である。主軸屈折率ｎｘが主軸屈折率ｎｘ・ｎｙおよびｎｚ中の最小値または最大値である。各光学異方性膜が光軸を有し、かつ光軸の方向が主軸屈折率ｎｘの主軸方向と同一である。光学異方性膜の光軸が厚さ方向において予め決定された方向に沿って順番に回転するとともに、その総回転角度が実質的に３６０度より大きいか等しいものである。【選択図】図２Ｃ
2010085964.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学シートであって、
相互に積み重ねられた複数の光学異方性膜であり、前記した各光学異方性膜が複数の主軸屈折率ｎｘ、ｎｙおよびｎｚを有し、そのうち、主軸屈折率ｎｘおよびｎｙが平面主軸屈折率であり、かつ主軸屈折率ｎｚが厚さ方向屈折率であり、前記した光学異方性膜の前記主軸屈折率ｎｘが前記主軸屈折率ｎｘ、ｎｙおよびｎｚ中の最小値または最大値であるとともに、前記した各光学異方性膜が光軸を有し、かつ前記光軸の方向が実質的に前記主軸屈折率ｎｘの主軸方向と同一であり、そのうち、前記光学異方性膜の前記光軸（optical axis）が前記光学異方性膜の厚さ方向において予め決定された方向に沿って順番に回転するとともに、その総回転角度が実質的に３６０度より大きいか等しいものを備える光学シート。
【請求項２】
前記した各光学異方性膜の主軸屈折率ｎｘ、ｎｙおよびｎｚが、ｎｙ＝ｎｚ≠ｎｘまたはｎｘ≠ｎｙ≠ｎｚという等式を満たすものである請求項１記載の光学シート。
【請求項３】
前記した各光学異方性膜の前記主軸屈折率ｎｘが、前記主軸屈折率ｎｘ、ｎｙおよびｎｚ中の最大値であるとともに、前記した各光学異方性膜がポジティブ屈折率異方性である請求項１記載の光学シート。
【請求項４】
前記した予め決定した方向が、時計回り方向または反時計回り方向を含むものである請求項１記載の光学シート。
【請求項５】
前記光学異方性膜の厚さ方向に沿って回転する光軸の総回転角度が３６０度に等しい時、前記光学異方性膜の厚さの総計がピッチを形成し、かつ前記ピッチを有する前記光学異方性膜が特定波長を備える偏光光線を反射するのに適したものである請求項１記載の光学シート。
【請求項６】
前記光学異方性膜が複数のピッチを有するとともに、前記した各ピッチの前記光学異方性膜の組み合わせが異なる特定波長を備える偏光光線を反射するのに適したものである請求項５記載の光学シート。
【請求項７】
前記光学異方性膜が、第１ピッチ、第２ピッチおよび第３ピッチを有するとともに、前記第２ピッチを形成する前記光学異方性膜の１セットが、前記第１ピッチを形成する前記光学異方性膜の１セットおよび前記第３ピッチを形成する前記光学異方性膜の１セット間に位置されるものである請求項６記載の光学シート。
【請求項８】
前記光学異方性膜が、第１ピッチ、第２ピッチおよび第３ピッチを有するとともに、前記第２ピッチを形成する前記した各光学異方性膜が、前記第１ピッチを形成する前記した各光学異方性膜および前記第３ピッチを形成する前記した各光学異方性膜間に位置されるものである請求項６記載の光学シート。
【請求項９】
同一ピッチを形成する前記光学異方性膜が、同一厚さを有する請求項６記載の光学シート。
【請求項１０】
同一ピッチを形成する前記光学異方性膜が、異なる厚さを有する請求項６記載の光学シート。
【請求項１１】
同一な夾角が、２つの隣接した光学異方性膜の前記光軸間に形成されるものである請求項１記載の光学シート。
【請求項１２】
９０度より小さいか等しい夾角が、２つの隣接した光学異方性膜の前記光軸間に形成されるものである請求項１記載の光学シート。
【請求項１３】
前記した各光学異方性膜が１表面を有し、かつ前記した各光学異方性膜中において、前記主軸屈折率ｎｘの主軸方向および前記表面間に形成される角度が、１０度より小さいか等しいものである請求項１記載の光学シート。
【請求項１４】
前記光学シートが、円偏光子（circular polarizer）である請求項１記載の光学シート。
【請求項１５】
更に、２つの隣接した前記光学異方性膜間に配置された１つの光学異方性膜を含むものである請求項１記載の光学シート。
【請求項１６】
光学シートであって、
交互に積み重ねられた複数の光学異方性膜であり、前記した各光学異方性膜が複数の主軸屈折率ｎｘ、ｎｙおよびｎｚを有し、そのうち、主軸屈折率ｎｘおよびｎｙが平面主軸屈折率であり、かつ主軸屈折率ｎｚが厚さ方向屈折率であり、前記した光学異方性膜の前記主軸屈折率ｎｘが前記主軸屈折率ｎｘ、ｎｙおよびｎｚ中の最小値または最大値であるとともに、前記した各光学異方性膜が光軸を有し、かつ前記光軸の方向が実質的に前記主軸屈折率ｎｘの主軸方向と同一であり、そのうち、前記光学異方性膜の前記光軸が前記光学異方性膜の厚さ方向において予め決定された方向に沿って順番に回転するとともに、その総回転角度が実質的に３６０度より大きいか等しいものと、
前記光学異方性膜上に配置されるλ/4位相遅延膜と
を備える光学シート。
【請求項１７】
前記光学シートが、直線偏光子である請求項１６記載の光学シート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光学シートに関する。特に、屈折機能および反射機能を同時に備える光学シートに関する。
【背景技術】
【０００２】
技術の発展にともない、表示装置が人々の日常生活に広く使用され、そのうち、フラットパネルディスプレイ（flat panel displays = FPDs）が軽量および薄型というその特性によってポピュラーなものとなっている。多くのＦＰＤｓ中、液晶ディスプレイ（liquid crystal displays = LCDs）が高い空間使用率・低い消費電力・無輻射および低い電磁干渉などという優位性のために広く使用されている。
【０００３】
図１は、従来のＬＣＤを示す断面図である。図１において、ＬＣＤ１００は、液晶パネル１１０およびバックライトソース１２０を含み、そのうち、バックライトソース１２０が入射光線Ｌを液晶パネル１１０へ提供するために用いられる。詳細には、液晶パネル１１０が通常は上偏光板１１０ａと上基板１１０ｂと液晶層１１０ｃと下基板１１０ｄと下偏光板１１０ｅとを含む。バックライトソース１２０によって提供された光線Ｌが液晶層１１０ｃに入った後、下偏光板１１０ｅがバックライトソース１２０から放射された光線Ｌを偏光光線ＬＴに偏光する。液晶層１１０ｃ中の液晶分子の異なる回転に基づいて、異なる部位における偏光光線ＬＴの透過率を変更することができる。そして、偏光光線ＬＴが上偏光板１１０ａから放射される。このようにして、液晶パネル１１０がディスプレイ効果を達成できる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上偏光板１１０ａおよび下偏光板１１０ｅを介して光線Ｌを偏光し、ＬＣＤ１００によってディスプレイされるイメージの光学効果をアシストすることができるが、上偏光板１１０ａおよび下偏光板１１０ｅを通過する時、光線Ｌがロスを発生させるので、バックライトソース１２０から放射される光線ＬがＬＣＤ１００中でエネルギー損耗させて、ＬＣＤ１００の輝度性能（brightness performance）に影響を及ぼす。一般的に、上偏光板１１０ａおよび下偏光板１１０ｅは、光学シートの応用である。従って、いかに光学シートの構造を適切に設計してＬＣＤ１００の光線使用率を向上させるかが、ＦＰＤｓにとって克服することの必要とされている重要な挑戦である。
【０００５】
この発明は、光線が光学シートを通過する時に比較的高い分離効率および比較的高い光線使用率を備える光学シートを提供する。
【０００６】
この発明は、入射光線のエネルギー損耗を縮減できる別な光学シートを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、相互に積み重ねられた複数の光学異方性膜（optical anisotropic film）を含む光学シート（optical sheet）を提供する。各光学異方性膜が複数の主軸屈折率ｎｘ・ｎｙおよびｎｚを有する。そのうち、主軸屈折率ｎｘおよびｎｙが平面主軸屈折率（in-plane main refractive index）であり、かつ主軸屈折率ｎｚが厚さ方向屈折率（thickness-wise refractive index）である。また、光学異方性膜の主軸屈折率ｎｘが主軸屈折率ｎｘ・ｎｙおよびｎｚ中の最小値または最大値であるとともに、各光学異方性膜が光軸を有し、かつ光軸の方向が実質的に主軸屈折率ｎｘの主軸方向と同一である。光学異方性膜の光軸が光学異方性膜の厚さ方向において予め決定された方向に沿って順番に回転するとともに、その総回転角度が実質的に３６０度より大きいか等しいものである。
【０００８】
この発明は、相互に積み重ねられた複数の光学異方性膜およびλ/4位相遅延膜（λ/4 phase retardation film）を含む別な光学シートを提供し、そのうち、λ/4位相遅延膜が光学異方性膜上に配置される。各光学異方性膜が複数の主軸屈折率ｎｘ・ｎｙおよびｎｚを有する。そのうち、主軸屈折率ｎｘおよびｎｙが平面主軸屈折率（in-plane main refractive index）であるとともに、主軸屈折率ｎｚが厚さ方向屈折率（thickness-wise refractive index）である。また、光学異方性膜の主軸屈折率ｎｘが主軸屈折率ｎｘ・ｎｙおよびｎｚ中の最小値または最大値であるとともに、各光学異方性膜が光軸を有し、かつ光軸の方向が実質的に主軸屈折率ｎｘの主軸方向と同一である。光学異方性膜の光軸が光学異方性膜の厚さ方向において予め決定された方向に沿って順番に回転するとともに、その総回転角度が実質的に３６０度より大きいか等しいものである。
【０００９】
この発明中、光学シートが相互に積み重ねられた複数の光学異方性膜を有し、光学異方性膜の光軸が光学異方性膜の厚さ方向において予め決定された方向に沿って順番に回転するとともに、その総回転角度が３６０度より大きいか等しいものであるから、入射光線が光学シートを通過した後に異なる偏光方向を有する２つの偏光光線に分離され、そのうち、予め決定された方向に同一な偏光方向を有する偏光光線の１つが再利用のために反射され、別な偏光光線がディスプレイのために光学シートを貫通する。従って、この発明の光学シートは、入射光線のエネルギー損耗を縮小することができる。
【発明の効果】
【００１０】
つまり、この発明の光学シートにおいて、多様な光学異方性膜の光軸を適切に設定することにより、特定偏光方向を有する偏光光線を再利用のために反射することができる。この発明の光学シートをＬＣＤに応用することによって、ＬＣＤの光源のエネルギー損耗を低減することができるから、ＬＣＤの輝度性能（brightness performance）を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】従来のＬＣＤを示す断面図である。
【図２Ａ】この発明の実施形態にかかる光学シートを示す断面図である。
【図２Ｂ】図２Ａの光学異方性膜の１つを示す３次元説明図である。
【図２Ｃ】図２Ａの光学シートを示す３次元説明図である。
【図２Ｄ】この発明の実施形態にかかる別な光学シートを示す３次元説明図である。
【図２Ｅ】この発明の第１実施形態にかかる他の６つの光学シートを示す断面図である。
【図２Ｆ】この発明の第１実施形態にかかる他の６つの光学シートを示す断面図である。
【図３Ａ】この発明の第２実施形態にかかる光学シートを示す断面図である。
【図３Ｂ】この発明の別な実施形態にかかる他の光学シートを示す断面図である。
【図３Ｃ】この発明の第２実施形態にかかる偏光光線の反射率と波長との関係を示す説明図である。
【図３Ｄ】この発明の第２実施形態にかかる他の光学シートを示す断面図である。
【図４】この発明の第３実施形態にかかる光学シートを示す断面図である。
【図５】この発明の第４実施形態にかかる光学シートを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、この発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
この発明の光学シートは、特別な構造を有し、そのうち、光線が光学シートを通過することにより望ましい光学効果を獲得できる。詳細には、光線が光学シートを通過した後、偏光光線へと分離され、そのうち、偏光光線の一部が光学シートを貫通できるとともに、光線の残りの部分が再利用するために光学シートにより反射される。以下の実施形態中、光線が光学シートを通過するための光学シートの構造およびメカニズムを詳細に説明する。
【００１３】
＜第１実施形態＞
図２Ａは、この発明の実施形態にかかる光学シートを示す断面図である。図２Ｂは、図２Ａの光学異方性膜の１つを示す一部３次元説明図である。図２Ａと図２Ｂとにおいて、光学シート２００は、複数の光学異方性膜（optical anisotropic film）２０２，２０４，２０６，２０８，２１０，２１２を含み、光学異方性膜２０２，２０４，２０６，２０８，２１０，２１２が相互に積み重ねられている。注意すべきは、６層の光学異方性膜２０２，２０４，２０６，２０８，２１０，２１２はサンプルとしてのみ使用されており、この発明の光学シートの構造を限定するものではない。また、他の実施形態中、光学シートが更に２つの隣接する光学異方性膜（例えば、２０２と２０４、または２０４と２０６）間に配置された１つの光学異方性膜（optical anisotropic film）を含む。
【００１４】
各光学異方性膜２０２〜２１２が複数の主軸屈折率ｎｘ・ｎｙおよびｎｚを有する。そのうち、主軸屈折率ｎｘおよびｎｙが平面主軸屈折率（in-plane main refractive index）であるとともに、主軸屈折率ｎｚが厚さ方向屈折率（thickness-wise refractive index）である。言い換えれば、光学異方性膜中の光の進行速度は、膜層の異なる方向に従って異なるものである。また、各光学異方性膜２０２〜２１２の主軸屈折率ｎｘは、主軸屈折率ｎｘ・ｎｙおよびｎｚ中の最小値または最大値である。
【００１５】
更に具体的には、各光学異方性膜２０２〜２１２の主軸屈折率ｎｘが、例えば、主軸屈折率ｎｘ・ｎｙおよびｎｚ中の最大値であり、言い換えれば、この実施形態中、各光学異方性膜２０２〜２１２がポジティブ屈折率異方性（positive refractive index anisotropy）材料、即ち△ｎ＞０に属する。もちろん、各光学異方性膜２０２〜２１２の主軸屈折率ｎｘがまた主軸屈折率ｎｘ・ｎｙおよびｎｚ中の最小値であることもでき、各光学異方性膜２０２〜２１２がネガティブ屈折率異方性（negative refractive index anisotropy）材料、即ち△ｎ＜０に属する。また、各光学異方性膜２０２〜２１２が光軸Ａを有するとともに、光軸Ａの方向が実質的に主軸屈折率ｎｘの主軸方向と同一である。言い換えれば、光軸Ａの方向において各光学異方性膜２０２〜２１２の屈折率が主軸屈折率ｎｘである。
【００１６】
この実施形態中、各光学異方性膜２０２〜２１２の主軸屈折率ｎｘ・ｎｙおよびｎｚがｎｙ＝ｎｚ≠ｎｘという等式を満たす。つまり、各光学異方性膜２０２〜２１２中、光軸Ａの屈折率ｎｘが異常屈折率（extraordinary refractive index）ｎｅを形成するとともに、光軸Ａの方向に垂直な屈折率ｎｙおよびｎｚが通常屈折率（ordinary refractive index）ｎｏを形成する。従って、この発明のある実施形態中、主軸屈折率ｎｘ・ｎｙおよびｎｚと異常屈折率ｎｅと通常屈折率ｎｏとがｎｅ＝ｎｘおよびｎｏ＝ｎｙ＝ｎｚを満たすので、各光学異方性膜が単一光軸を有する複屈折（birefringence）材料と見なされる。つまり、この実施形態の光学シート２００は、複屈折という特徴を有するから、光線Ｌが光学異方性膜２０２〜２０８のいずれか又は光学異方性膜２１０を通過した後で２つの偏光光線ＬＴおよびＬＲ（後述する）に分けられる。しかし、他の実施形態中、各光学異方性膜が２つの光軸を有する複屈折材料であることもできるから、光学異方性膜の主軸屈折率ｎｘ・ｎｙおよびｎｚがｎｘ≠ｎｙ≠ｎｚという等式を満たす。
【００１７】
光学シート２００の各光学異方性膜２０２〜２１２は、同一な主軸屈折率ｎｘ・ｎｙおよびｎｚを有することが望ましい。しかし、光学シート２００の隣接する光学異方性膜（例えば、２０２および２０４等）の主軸屈折率ｎｘが実質的に０．０５より小さいか等しい差異を有する時、光学シートは、なお良好な光学性能を有する。同様に、光学異方性膜の主軸屈折率ｎｙまたは主軸屈折率ｎｚもまた実質的に０．０５より小さいか等しい差異を有することができる。言い換えれば、この発明の光学シート２００において隣接する光学異方性膜（例えば、２０２および２０４等）の主軸屈折率ｎｘ・ｎｙおよびｎｚは、製作変差または他の要因による微細な差異が許される。
【００１８】
この実施形態中、各光学異方性膜２０２〜２１２が表面Ｓを有する。理論的に、光学異方性膜２０２〜２１２を結合する場合、各光学異方性膜２０２〜２１２において主軸屈折率ｎｘおよび表面Ｓ間に形成される角度は、０度であることが望ましい。しかし、この発明の光学シート２００において、主軸屈折率ｎｘおよび表面Ｓ間に形成される角度がたとえ約１０度であったとしても、光学シート２００は、偏光光線の一部がそれらを通過すること及び偏光光線の他の一部が反射されるという分離機能をなお達成することができる。言い換えれば、表面Ｓと主軸屈折率ｎｘ・ｎｙおよびｎｚとの間に形成される角度は、製作要因または他の要因により０度より大きくても許される。
【００１９】
図２Ｃは、図２Ａの３次元説明図である。図２Ｃにおいて、この実施形態の光学シート２００中、光学異方性膜２０２〜２１２の光軸Ａが光学異方性膜２０２〜２１２の厚さ方向Ｄ１における予め決定された方向Ｄ２に沿って順番に回転する。注意すべきことは、予め決定された方向Ｄ２は、反時計回り方向・時計回り方向または他の適当な方向であることができるとともに、この実施形態中、例として反時計回り方向が採用されていることである。光軸Ａの総回転角度θは、例えば、３６０度である。従って、光線Ｌが光学シート２００に入った後、光学異方性膜２０２〜２１２中の光軸Ａの回転方向に基づき逆向きの偏光方向を有する２つの偏光光線ＬＴおよびＬＲに分離される。この実施形態中、偏光光線ＬＴは、左側（left-hand）円偏光光線であり、かつ光軸Ａの連続回転方向（即ち、予め決定された方向Ｄ２）に対して光学シート２００を貫通することができる。他方、光線Ｌ中で光軸Ａの連続回転方向（即ち、予め決定された方向Ｄ２）と同一である偏光方向を有する光線部分は、光学シート２００により反射できるので、偏光光線ＬＲは、右側（right-hand）円偏光光線であることができる。もちろん、他の実施形態中、予め決定された方向Ｄ２もまた製品の実際の応用に従って選択的に時計回り方向に設計できるから、左側円偏光光線が光学シート２００により反射できるとともに、右側円偏光光線が光学シート２００を貫通できるのであって、全ては実際の応用に従って決定される。
【００２０】
注意すべきは、光学シート２００中、総回転角度θが実質的に３６０度より大きいか等しくなることであり、即ち、各光学異方性膜２０２〜２１２の総回転角度θは、製作要因または他の要因により３６０度に等しくないことが許されることである。
【００２１】
図２Ａと図２Ｃとにおいて、総回転角度θが実質的に３６０度に等しい時、光学異方性膜２０２〜２１２の厚さの総計がピッチｄＴを形成する。例を挙げれば、この実施形態の光学シート２００は、例えば、６層の光学異方性膜２０２〜２１２により形成され、かつ順番に積み重ねられる光学異方性膜２０２，２０４，２０８，２１０，２１２の光軸は、それぞれＡ２０２，Ａ２０４，Ａ２０６，Ａ２０８，Ａ２１０，Ａ２１２である。また、角度θ１〜θ５は、それぞれＡ２０２，Ａ２０４，Ａ２０６，Ａ２０８，Ａ２１０，Ａ２１２間に形成される。図２Ｃに示すように光軸Ａ２０２，Ａ２０４，Ａ２０６，Ａ２０８，Ａ２１０，Ａ２１２が順番に反時計回りに回転するとともに、２つの隣接する光学異方性膜間に形成される角度θ１〜θ５は、実質的に７２度である。それゆえに、他の組み合わせは、類推によって導き出すことができる。
【００２２】
注意すべきは、図２Ｄに示すように、別な実施形態中、もしも光学シート２００Ａが例えば５層の光学異方性膜２０２〜２１０により形成され、かつ２つの隣接する光学異方性膜の光軸間に形成される角度θ１〜θ４が全て９０度であれば、光学シート２００Ａは、反射フィルターシートとすることができる。
【００２３】
この実施形態の光学シート２００は、光線を異なる偏光方向を有する偏光光線を分離するための構造を備えており、偏光光線の一部が光学シート２００の表面から放出されるとともに、偏光光線の他の一部が元の入射表面により再利用のために反射される。光学シート２００は、光を前述した透過する偏光光線および反射する偏光光線に分離するために高い分離効率を有する。詳細には、この実施形態中、光線Ｌを偏光光線ＬＴおよび偏光光線ＬＲに分離するためのレートは、透過する偏光光線ＬＴ中の左側円偏光光線の比率として定義することができる、又は偏光光線ＬＲ中の右側円偏光光線の比率として定義することができる。注意すべきことは、透過率および反射率の総和が１００％であることを考慮して、光学シート２００がより多くの光学異方性膜を積み重ねることによって形成される時、光学シート２００が透過する偏光光線ＬＴの偏光方向を反射する偏光光線ＬＲの偏光方向に一致させることができる。例えば、透過する偏光光線ＬＴが左側円偏光光線だけを有し、かつ反射する偏光光線ＬＲが右側円偏光光線だけを有する。この時、光学シート２００が光線Ｌに対して好ましい分離効率を備える。
【００２４】
上述したように、積み重ねられた光学異方性膜２０２〜２１２の層数は、２つの隣接する光学異方性膜（例えば、２０２および２０４）の光軸Ａ間に形成される角度（例えば、θ１）に関連するから、光学シート２００は、望ましい総回転角度θを備える。しかし、他の実施形態の光学シート中、異なる角度を２つの隣接する光学異方性膜の光軸間に形成でき、例えば、θ１がθ２に等しくない。つまり、総回転角度につき、２つの隣接する光学異方性膜の光軸形成される角度は、等しいものに限定されず、実際の応用に従って決定できる。
【００２５】
注意すべきは、ピッチｄＴを有する光学シート２００は、特定波長を有する偏光光線を反射できる。詳細には、いわゆる特定波長とは、センター波長λおよびバンド幅Ｗにより形成されるウエーブバンドに関連し、そのうち、ピッチｄＴ・センター波長λおよびバンド幅Ｗがそれぞれ次の等式を満たす。λ＝（ｎｅ＋ｎｏ）／２×ｄＴおよびＷ＝｜（ｎｅ−ｎｏ）×ｄＴ｜。他の観点に従えば、特定波長を有する偏光光線がピッチｄＴを有する光学シート２００を貫通できる。例えば、図２Ｅに示すように、この実施形態中、光線ＬがピッチｄＲを有する光学シート２００を通過し、かつ光学シート２００の予め決定された方向Ｄ２が反時計回りである時、光学シート２００Ｒが右側円偏光方向を有する赤色光ＬＲＲを反射することに適するとともに、左側円偏光方向を有する赤色光ＬＴＲが光学シート２００Ｒを貫通できる。同様に、ピッチｄＧまたはｄＢを有する光学シート２００Ｇまたは２００Ｂを通過する時、光学シート２００Ｇおよび２００Ｂがそれぞれ右側円偏光方向を有する緑色光ＬＲＧおよび青色光ＬＲＢを反射できるとともに、左側円偏光方向を有する緑色光ＬＴＧおよび青色光ＬＴＢがそれぞれ光学シート２００Ｇおよび２００Ｂを貫通できる。
【００２６】
この実施形態中、光学シート２００の各光学異方性膜２０２〜２１２の厚さは、例えば、同一である。図２Ｅに示すように、ピッチｄＲ，ｄＧおよびｄＢは、例えば、それぞれ同一厚さｄＲ１，ｄＧ１およびｄＢ１の６層によって形成される。しかし、別な実施形態中、光学シートの光学異方性膜の厚さは、異なるものであることができる。図２Ｆに示すように、光学シート２００Ｒ'・２００Ｇ'および２００Ｂ'のピッチｄＲ'・ｄＧ'およびｄＢ'は、例えば、それぞれ異なる厚さｄＲ１'-ｄＲ６'・ｄＧ１'-ｄＧ６'およびｄＢ１'-ｄＢ６'により形成される。要するに、各ピッチにつき、各光学異方性膜の厚さは、同一なものに限定されないものである。
【００２７】
それゆえに、この実施形態中、光学シート２００，２００Ｒ，２００Ｇ，２００Ｂ，２００Ｒ'，２００Ｇ' ， ２００Ｂ' に基づき、ピッチｄＴ，ｄＲ，ｄＧ，ｄＢ，ｄＴ'，ｄＲ'，ｄＧ'，ｄＢ'の値を調整することにより特定波長を有する特定偏光光線を獲得することができ、そのうち、特定偏光方向を有する光線の対応する部分が光学シートを貫通することができるとともに、特定偏光方向を有する光線の別な対応する部分は、光学シートにより反射されることができる。
【００２８】
従来、ＬＣＤ中、光源から放射される光線の一部が偏光子を貫通することができるとともに、光線の残された部分は、偏光子を通過する時に失われるので、光源から放射される光線がＬＣＤ中でエネルギー損耗となるから、光源から放射される光線を有効に活用できない。従来技術と違って、この発明において、光学シートがＬＣＤに応用されるので、光学シートにより反射された光線は、反射特性を有する材料または装置を応用することによって再び光学シートへ入るように導かれることができるから、ＬＣＤ中の光線を有効に活用できるとともに、ＬＣＤの輝度性能を向上させることができる。
【００２９】
＜第２実施形態＞
図３Ａは、この発明の第２実施形態にかかる光学シートを示す断面図である。図３Ａにおいて、この実施形態は、第１実施形態に類似したおり、その差異は、この実施形態の光学シート３００が複数のピッチｄＲ，ｄＧ，ｄＢを有し、かつピッチｄＧを形成する光学異方性膜３０２Ｇ〜３１２Ｇの１セットがピッチｄＲを形成する光学異方性膜３０２Ｒ〜３１２Ｒの１セットとピッチｄＢを形成する光学異方性膜３０２Ｂ〜３１２Ｂの１セットがピッチｄＲとの間に位置している。
【００３０】
この実施形態中、各ピッチｄＲ，ｄＧ，ｄＢの光学異方性膜３０２Ｒ〜３１２Ｒ・３０２Ｇ〜３１２Ｇおよび３０２Ｂ〜３１２Ｂの組み合わせは、異なる特定波長を有する偏光光線を反射することに適している。そのうち、偏光光線の偏光方向は、光学異方性膜３０２Ｒ〜３１２Ｒ・３０２Ｇ〜３１２Ｇおよび３０２Ｂ〜３１２Ｂ中の光軸の回転方向に従って決定できるが、この発明を限定するものではない。例えば、この実施形態中、ピッチｄＲを形成する光学異方性膜３０２Ｒ〜３１２Ｒの組み合わせは、特定偏光方向を有する赤色光線を反射するのに適し、ピッチｄＧを形成する光学異方性膜３０２Ｇ〜３１２Ｇの組み合わせは、特定偏光方向を有する緑色光線を反射するのに適し、ピッチｄＢを形成する光学異方性膜３０２Ｂ〜３１２Ｂの組み合わせは、特定偏光方向を有する青色光線を反射するのに適している。従って、この実施形態の光学シート３００がＬＣＤに応用される時、光源のエネルギー損耗が縮減できるとともに、ＬＣＤの輝度性能全般を向上させることができる。
【００３１】
この実施形態中、ピッチを形成する光学シートが同一厚さを有する。具体的には、ピッチｄＲを形成する光学異方性膜３０２Ｒ〜３１２Ｒは、同一厚さｄＲ１を有し、ピッチｄＧを形成する光学異方性膜３０２Ｇ〜３１２Ｇは、同一厚さｄＧ１を有し、ピッチｄＢを形成する光学異方性膜３０２Ｂ〜３１２Ｂは、同一厚さｄＢ１を有する。しかし、他の実施形態中、ピッチを形成する光学シートは、異なる厚さを有する。
【００３２】
とりわけ、この実施形態の光学シート中の各光学異方性膜の厚さは、増大する又は減少するようにアレンジすることができ、そのうち、光学シートの総回転角度の各角度がそれにより増大または減少する。例えば、図３Ｂは、この発明の第２実施形態にかかる別な光学シートを示す断面図である。図３Ｂにおいて、光学シート３００Ａは、１セットのピッチｄＲを形成する光学異方性膜３０２Ｒ〜３１２Ｒと、１セットのピッチｄＧを形成する光学異方性膜３０２Ｇ〜３１２Ｇと、１セットのピッチｄＢを形成する光学異方性膜３０２Ｂ〜３１２Ｂを含む。図３Ｂに示すように、それぞれピッチｄＲ，ｄＧ，ｄＢを形成する各光学異方性膜３０２Ｒ〜３１２Ｒ・３０２Ｇ〜３１２Ｇおよび３０２Ｂ〜３１２Ｂの各厚さｄＲ１-ｄＲ６・ｄＧ１-ｄＧ６およびｄＢ１-ｄＢ６は、例えば、次第に減少している。もちろん、他の実施形態中、厚さｄＲ１-ｄＲ６・ｄＧ１-ｄＧ６およびｄＢ１-ｄＢ６は、また次第に増大することができる。
【００３３】
光学シート３００Ａが入射光線Ｌを偏光光線ＬＴおよび偏光光線ＬＲに分離するので、同一ピッチの各光学異方性膜が減少（増大）するようにアレンジされる時、偏光光線ＬＲが相対的に大きいバンド幅を有する。好適な実施形態中、偏光光線ＬＲのバンド幅が可視光線（即ち白色光線）のバンド幅であり、それを図３Ｃに示す。図３Ｃは、偏光光線の反射率と波長との関係を示す説明図である。
【００３４】
注意すべきは、光学異方性膜３０２Ｒ〜３１２Ｒ・３０２Ｇ〜３１２Ｇおよび３０２Ｂ〜３１２Ｂが更に積み重ねられて、多数のピッチｄＲ・多数のピッチｄＧおよび多数のピッチｄＢを有する光学シート３００'を形成することができる。例えば、図３Ｄに示すように、光学シート３００'が２セットのｄＲのピッチを形成する光学異方性膜３０２Ｒ〜３１２Ｒと２セットのｄＧのピッチを形成する光学異方性膜３０２Ｇ〜３１２Ｇと２セットのｄＢのピッチを形成する光学異方性膜３０２Ｂ〜３１２Ｂとを含む。そのうち、各ピッチの厚さは、実際の応用に従って決定され、この発明により限定されるものではない。光学シート３００'が同一ピッチを備えた多数の光学異方性膜を有するので、光学シート２００（３００'）を通過した後、入射光線がより良い分離効果を有する。
【００３５】
＜第３実施形態＞
図４は、この発明の第３実施形態にかかる光学シートを示す断面図である。図４において、この実施形態は、第２実施形態に類似しており、ピッチｄＲ，ｄＧ，ｄＢを形成する光学異方性膜３０２Ｒ〜３１２Ｒ・３０２Ｇ〜３１２Ｇおよび３０２Ｂ〜３１２Ｂの配置関係に差異がある。具体的には、この実施形態の光学シート４００中、ピッチｄＧを形成する各光学異方性膜３０２Ｇ〜３１２Ｇが、例えば、ピッチｄＲを形成する各光学異方性膜３０２Ｒ〜３１２ＲとピッチｄＢを形成する各光学異方性膜３０２Ｂ〜３１２Ｂとの間に位置している。
【００３６】
しかし、別な実施形態中、ピッチｄＲ，ｄＧ，ｄＢを形成する任意の３０２Ｒ〜３１２Ｒ・３０２Ｇ〜３１２Ｇおよび３０２Ｂ〜３１２Ｂもまた交互に積み重ねることができる。例えば、ピッチｄＧを形成する光学異方性膜３０２Ｇの１つがピッチｄＲを形成する光学異方性膜３０２Ｒおよび３０４Ｒに位置するとともに、２つのピッチｄＧを形成する光学異方性膜３０２Ｇおよび３０４Ｇ間に位置し、かつ、２つのピッチｄＢを形成する光学異方性膜３０２Ｂおよび３０４Ｂ間に位置する等…、この発明は、それらを限定するものではない。また、同一厚さを有する各光学異方性膜が同一厚さ又は異なる厚さを有するであろう。
【００３７】
＜第４実施形態＞
図５は、この発明の第４実施形態にかかる光学シートを示す断面図である。図５において、この実施形態は、第３実施形態に類似しており、上記した実施形態と比較して、この実施形態の光学シート５００は更にλ/4位相遅延膜５１０を含むので、光学シート５００が直線偏光子（linear polarizer）を形成する。そのうち、光学異方性膜２０２〜２１２が相互に積み重ねられるとともに、λ/4位相遅延膜５１０が例えば光学異方性膜上に配置される。
【００３８】
上述したように、この実施形態の光学シート５００は、複屈折の特性を有しており、光線Ｌを２つの異なる偏光方向を備えた偏光光線ＬＴおよびＬＲに分けることができる。２つの偏光光線ＬＴおよびＬＲをλ/4位相遅延膜５１０に基づいて直線偏光光線に変換することができる。
【００３９】
従って、この実施形態の光学シート５００は、上述した実施形態中の利点と同じものを備えており、光学シート５００がＬＣＤに応用される時、ＬＣＤの光源のエネルギー損耗を縮減することができる。また、光学シート５００を前述した実施形態の多様な設計に応用することができるので、多くの要求に応えることができる。
【００４０】
以上のごとく、この発明を最良の実施形態により開示したが、もとより、この発明を限定するためのものではなく、当業者であれば容易に理解できるように、この発明の技術思想の範囲内において、適当な変更ならびに修正が当然なされうるものであるから、その特許権保護の範囲は、特許請求の範囲および、それと均等な領域を基準として定めなければならない。
【符号の説明】
【００４１】
１００  液晶ディスプレイ
１１０  液晶パネル
１２０  バックライトソース
１１０ａ  上偏光板
１１０ｂ  上基板
１１０ｃ  液晶層
１１０ｄ  下基板
１１０ｅ  下偏光板
２００，２００Ａ，２００Ｒ，２００Ｇ，２００Ｂ，２００Ｒ'，２００Ｇ'，２００Ｂ'，３００，３００Ａ，３００Ｂ，４００，５００  光学シート
２０２，２０４，２０６，２０８，２１０，２１２，３０２Ｒ，３０４Ｒ，３０６Ｒ，３０８Ｒ，３１０Ｒ，３１２Ｒ，３０２Ｇ，３０４Ｇ，３０８Ｇ，３１０Ｇ，３１２Ｇ，３０２Ｂ，３０４Ｂ，３０６Ｂ，３０８Ｂ，３１０Ｂ，３１２Ｂ  光学異方性膜
５１０  λ/4位相遅延膜
Ａ，Ａ２０２，Ａ２０４，Ａ２０６，Ａ２０８，Ａ２１０，Ａ２１２  光軸
ｄ，ｄＲ１，ｄＧ１，ｄＢ１，ｄＲ１〜ｄＲ６，ｄＧ１〜ｄＧ６，ｄＢ１〜ｄＢ６，ｄＲ１'〜ｄＲ６'，ｄＧ１'〜ｄＧ６'，ｄＢ１'〜ｄＢ６'  厚さ
ｄＴ，ｄＲ，ｄＧ，ｄＢ，ｄＲ'，ｄＧ'，ｄＢ'  ピッチ
Ｄ１  厚さ方向
Ｄ２  予め決定された方向
Ｌ  光線
ＬＲＲ，ＬＴＲ  赤色光線
ＬＲＧ，ＬＴＧ  緑色光線
ＬＲＢ，ＬＴＢ  青色光線
ＬＲ，ＬＴ  偏光光線
ｎｘ，ｎｙ，ｎｚ  主軸屈折率
θ  総回転角度
θ１，θ２，θ３，θ４，θ５  夾角
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
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【図２Ｆ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４】
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【図５】
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【外国語明細書】
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