(57)【要約】【課題】光サングラスを装着した状態で見る向きによって著しく変化する表示画面の明暗を緩和した上で、さらに見る向きによる表示画面の色味の変化を防止する。【解決手段】画像表示パネル３の視聴者側に配置されて、偏光サングラスにより視聴した場合の見る方向により変化する表示画面の明暗を緩和する光学フィルム４であって、少なくとも画像表示パネルからの出射光を透過して直線偏光による出射光を出射する第１の領域Ａと、画像表示パネル３からの出射光を透過して第１の領域Ａからの出射光に対して偏光方向が直交する出射光を出射する第２の領域Ｂとが順次循環的に設けられ、第１及び第２の領域Ａ及びＢの幅が、１００μｍ以下に設定された、【選択図】図１
2015225206.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像表示パネルの視聴者側に配置されて、偏光サングラスにより視聴した場合の見る方向により変化する表示画面の明暗を緩和する光学フィルムであって、
少なくとも前記画像表示パネルからの出射光を透過して直線偏光による出射光を出射する第１の領域と、前記画像表示パネルからの出射光を透過して前記第１の領域からの出射光に対して偏光方向が直交する出射光を出射する第２の領域とが順次循環的に設けられ、
前記第１及び第２の領域の幅が、１００μｍ以下に設定された
光学フィルム。
【請求項２】
前記画像表示パネルが、液晶セルを直線偏光板により挟持した液晶表示パネルであり、
前記第１及び第２の領域は、
透過光に１／２波長分の位相差を付与し、
光軸が、前記液晶表示パネルの出射面側直線偏光板の透過軸又は吸収軸に対して、＋２２．５度及び−２２．５度である
請求項１に記載の光学フィルム。
【請求項３】
前記画像表示パネルが、液晶セルを直線偏光板により挟持した液晶表示パネルであり、
前記第１及び第２の領域は、
透過光に１／２波長分の位相差を付与し、
光軸が、前記液晶表示パネルの出射面側直線偏光板の透過軸又は吸収軸に対して、＋４５度及び０度、若しくは−４５度及び０度である
請求項１に記載の光学フィルム。
【請求項４】
前記画像表示パネルが、液晶セルを直線偏光板により挟持した液晶表示パネルであり、
前記第１の領域は、
透過光に１／２波長分の位相差を付与し、
光軸が、前記液晶表示パネルの出射面側直線偏光板の透過軸又は吸収軸に対して、＋４５度又は−４５度であり、
前記第２の領域は、
透過光に位相差を付与しない領域である
請求項１に記載の光学フィルム。
【請求項５】
前記第１及び第２の領域は、
前記画像表示パネルのライン方向に延長する帯状の領域であり、
前記画像表示パネルのライン幅の１／２以下の幅により作製された
請求項２、請求項３、請求項４の何れかに記載の光学フィルム。
【請求項６】
請求項２、請求項３、請求項４、請求項５の何れかに記載の光学フィルムと、前記液晶表示パネルの出射面側直線偏光板とが一体に積層された
光学フィルム積層体。
【請求項７】
請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５の何れかに記載の光学フィルムを、液晶表示パネルの出射面に配置した
画像表示装置。
【請求項８】
直線偏光板及び１／４波長板の積層による反射防止フィルムを出射面に配置した有機ＥＬ素子による画像表示パネルを備え、
請求項１に記載の光学フィルムを前記反射防止フィルムの出射面に配置した
画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学フィルムに関し、偏光サングラスを装着した使用者に違和感のない表示画像を提供することができる光学フィルムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶表示装置は、駆動用の透明電極を作製してなるガラス板により液晶材料を挟持して液晶セルが構成され、この液晶セルを直線偏光板により挟持して液晶表示パネルが構成される。これにより液晶表示装置は、透明電極への印加電圧に応じて透過光の光量を変化させ、所望の画像を表示する。
【０００３】
このように構成される液晶表示装置は、液晶表示パネルからの出射光が直線偏光により出射されることになり、偏光サングラスを装着した状態では見る向きによって著しく表示画面の明暗が変化することになる。このため特許文献１には、液晶表示パネルの出射面に１／４波長板を配置し、液晶表示パネルからの直線偏光による出射光を円偏光に変換して出射することにより、このような偏光サングラスを装着した状態での見る向きによる明暗の変化を緩和し、偏光サングラスを装着した場合でも確実に視聴できるようにする構成が開示されている。
【０００４】
ところで特許文献１の構成により、液晶表示パネルからの出射光を円偏光により出射する場合、偏光サングラスを装着した状態で見る向きによって著しく変化する表示画面の明暗を緩和できるものの、見る向きによって表示画面の色味が変化する問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１０５２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、偏光サングラスを装着した状態で見る向きによって著しく変化する表示画面の明暗を緩和した上で、さらに見る向きによる表示画面の色味の変化を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意研究を重ね、隣接する２つの領域からの出射光の偏光方向が直交するように設定すると共に、この２つの領域を密に配置することにより、色味の変化を低減し、明暗の変化を知覚できないようにする、との着想に至り、本発明を完成するに至った。
【０００８】
（１）  画像表示パネルの視聴者側に配置されて、偏光サングラスにより視聴した場合の見る方向により変化する表示画面の明暗を緩和する光学フィルムであって、
少なくとも前記画像表示パネルからの出射光を透過して直線偏光による出射光を出射する第１の領域と、前記画像表示パネルからの出射光を透過して前記第１の領域からの出射光に対して偏光方向が直交する出射光を出射する第２の領域とが順次循環的に設けられ、
前記第１及び第２の領域の幅が、１００μｍ以下に設定された。
【０００９】
（１）によれば、偏光サングラスを装着した状態で見る向きが変化した場合、第１及び第２の領域で透過光量が相補的に変化することなり、この相補的な変化を知覚できないようにすることができる。これにより偏光サングラスを装着した状態で見る向きによって著しく変化する表示画面の明暗を緩和することができる。また１／４波長板により出射光を円偏光により出射する場合に比して、波長による透過率の変化を低減できることにより、見る向きによる表示画面の色味の変化を低減することができる。
【００１０】
（２）  （１）において、
前記画像表示パネルが、液晶セルを直線偏光板により挟持した液晶表示パネルであり、
前記第１及び第２の領域は、
透過光に１／２波長分の位相差を付与し、
光軸が、前記液晶表示パネルの出射面側直線偏光板の透過軸又は吸収軸に対して、＋２２．５度及び−２２．５度である。
【００１１】
（２）によれば、より具体的構成により、偏光サングラスを装着した状態で見る向きによって著しく変化する表示画面の明暗を緩和した上で、さらに見る向きによる表示画面の色味の変化を防止することができる。
【００１２】
（３）  （１）において、
前記画像表示パネルが、液晶セルを直線偏光板により挟持した液晶表示パネルであり、
前記第１及び第２の領域は、
透過光に１／２波長分の位相差を付与し、
光軸が、前記液晶表示パネルの出射面側直線偏光板の透過軸又は吸収軸に対して、＋４５度及び０度、若しくは−４５度及び０度である。
【００１３】
（３）によれば、より具体的構成により、偏光サングラスを装着した状態で見る向きによって著しく変化する表示画面の明暗を緩和した上で、さらに見る向きによる表示画面の色味の変化を防止することができる。
【００１４】
（４）  （１）において、
前記画像表示パネルが、液晶セルを直線偏光板により挟持した液晶表示パネルであり、
前記第１の領域は、
透過光に１／２波長分の位相差を付与し、
光軸が、前記液晶表示パネルの出射面側直線偏光板の透過軸又は吸収軸に対して、＋４５度又は−４５度であり、
前記第２の領域は、
透過光に位相差を付与しない領域である。
【００１５】
（４）によれば、より具体的構成により、偏光サングラスを装着した状態で見る向きによって著しく変化する表示画面の明暗を緩和した上で、さらに見る向きによる表示画面の色味の変化を防止することができる。
【００１６】
（５）  （２）、（３）、又は（４）において、
前記第１及び第２の領域は、
前記画像表示パネルのライン方向に延長する帯状の領域であり、
前記画像表示パネルのライン幅の１／２以下の幅により作製された。
【００１７】
（５）によれば、画像表示パネルである液晶表示パネルのライン幅を基準にして第１及び第２の領域幅を設定して、第１及び第２の領域で相補的に変化する透過光量の変化を知覚できないようにすることができる。
【００１８】
（６）  （２）、（３）、（４）、（５）の何れかに記載の光学フィルムと、前記液晶表示パネルの出射面側直線偏光板とが一体に積層された光学フィルム積層体。
【００１９】
（６）によれば、直線偏光板と一体に光学フィルムを配置できることにより、液晶表示装置の製造工程を簡略化することができる。
【００２０】
（７）  （１）、（２）、（３）、（４）、（５）の何れかに記載の光学フィルム
を、液晶表示パネルの出射面に配置した画像表示装置。
【００２１】
（７）によれば、偏光サングラスを装着した状態で見る向きによって著しく変化する表示画面の明暗を緩和した上で、さらに見る向きによる表示画面の色味の変化を防止することが可能な液晶表示装置を提供することができる。
【００２２】
（８）  直線偏光板及び１／４波長板の積層による反射防止フィルムを出射面に配置した有機ＥＬ素子による画像表示パネルを備え、
（１）に記載の光学フィルムを前記反射防止フィルムの出射面に配置した画像表示装置。
【００２３】
（８）によれば、有機ＥＬによる画像表示に適用して、偏光サングラスを装着した状態で見る向きによって著しく変化する表示画面の明暗を緩和した上で、さらに見る向きによる表示画面の色味の変化を防止することが可能な画像表示装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、偏光サングラスを装着した状態で見る向きによって著しく変化する表示画面の明暗を緩和した上で、さらに見る向きによる表示画面の色味の変化を防止することが可能な画像表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る画像表示装置を示す断面図である。
【図２】液晶表示パネルの出射面に１／４波長板を配置した場合において、検光子をクロスニコル配置により配置した構成を示す図である。
【図３】図２の例による場合の、各部の出射光の説明に供する図である。
【図４】図２の構成において、偏光子の透過軸に対して検光子の透過軸が４５度の角度を成す場合の構成を示す図である。
【図５】図４の例による場合の、各部の出射光の説明に供する図である。
【図６】図２の構成において、検光子を平行ニコル配置により配置した場合の構成を示す図である。
【図７】図６の例による場合の、各部の出射光の説明に供する図である。
【図８】図１の構成による領域Ａについて、検光子を平行ニコル配置により配置した場合の構成を示す図である。
【図９】図８の例による場合の、各部の出射光の説明に供する図である。
【図１０】図８の構成において、偏光子の透過軸に対して検光子の透過軸が４５度の角度を成す場合の構成を示す図である。
【図１１】図１０の例による場合の、各部の出射光の説明に供する図である。
【図１２】図８の構成において、検光子を直交ニコル配置により配置した場合の構成を示す図である。
【図１３】図１２の例による場合の、各部の出射光の説明に供する図である。
【図１４】図８の構成において、偏光子の透過軸に対して検光子の透過軸が−４５度の角度を成す場合の構成を示す図である。
【図１５】図１４の例による場合の、各部の出射光の説明に供する図である。
【図１６】図１の構成による領域Ｂについて、検光子を平行ニコル配置により配置した場合の構成を示す図である。
【図１７】図１６の例による場合の、各部の出射光の説明に供する図である。
【図１８】図１６の構成において、偏光子の透過軸に対して検光子の透過軸が４５度の角度を成す場合の構成を示す図である。
【図１９】図１８の例による場合の、各部の出射光の説明に供する図である。
【図２０】図１６の構成において、検光子を直交ニコル配置により配置した場合の構成を示す図である。
【図２１】図２０の例による場合の、各部の出射光の説明に供する図である。
【図２２】図１６の構成において、偏光子の透過軸に対して検光子の透過軸が−４５度の角度を成す場合の構成を示す図である。
【図２３】図２２の例による場合の、各部の出射光の説明に供する図である。
【図２４】本発明の第２実施形態に係る画像表示装置を示す断面図である。
【図２５】図２４の構成による領域Ａについて、各部の出射光の説明に供する図である。
【図２６】図２４の構成による領域Ｂについて、各部の出射光の説明に供する図である。
【図２７】本発明の第３実施形態の画像表示装置に適用される光学フィルムの位相差層の構成を示す平面図である。
【図２８】本発明の第４実施形態に係る画像表示装置を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を詳述する。
【００２７】
〔第１実施形態〕
〔画像表示装置〕
図１（Ｂ）は、第１実施形態に係る画像表示装置を示す断面図であり、図１（Ａ）は、この画像表示装置１に配置される光学フィルム４に係る位相差層の構成を示す平面図である。この画像表示装置１は、バックライト装置２、画像表示パネルである液晶表示パネル３、光学フィルム４が順次配置される。この画像表示装置１は、バックライト装置２からの出射光を液晶表示パネル３により空間変調して出射し、これにより所望の画像を表示する。またこの液晶表示パネル３からの直線偏光による出射光を光学フィルム４により補正し、これにより偏光サングラスを装着している場合でも見る向きによって著しく変化する表示画面の明暗を緩和し、さらに見る向きによる表示画面の色味の変化を防止する。なおこの図１（Ａ）においては、後述する位相差層４Ｃにおける各領域Ａ及びＢの光軸の向きを矢印により示す。
【００２８】
ここでバックライト装置２は、図示しない発光ダイオード、冷陰極線管等による一次光源の出射光を液晶表示パネル３に向けて出射する面光源装置であり、直射型、サイドライト装置型等、種々の構成を適用することができる。
【００２９】
液晶表示パネル３は、クロスニコル配置による直線偏光板５、６により液晶セル７を挟持して構成され、バックライト装置２からの出射光を光強度変調光に変換して出射することにより所望の画像を表示する。なお液晶表示パネル３は、出射面側直線偏光板５と液晶セル７との間にカラーフィルタ（図示せず）が配置され、これにより所望のカラー画像を表示する。液晶セル７は、駆動用の透明電極を作成してなるガラス板により液晶材料を挟持して構成される。ここで液晶材料は、例えばＩＰＳ（Ｉｎ  Ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）等、液晶表示装置に適用される種々の液晶材料を広く適用することができる。
【００３０】
直線偏光板５、６は、例えばＴＡＣ（Triacetylcellulose）等による透明フィルムからなる基材に、例えばポリビニルアルコール（ＰＶＡ）によるフィルム材に、ヨウ素化合物分子を吸着配向させて作製された光学機能層を配置して作製される。
【００３１】
光学フィルム４は、透過光に与える位相差が異なる第１及び第２の領域Ａ及びＢがそれぞれ帯状領域により形成され、この第１及び第２の領域Ａ及びＢがこの帯状領域の延長方向と直交する方向に順次循環的に配置される。この実施形態では、この光学フィルム４により偏光サングラスを装着している場合でも見る向きによって著しく変化する表示画面の明暗を緩和し、さらに見る向きによる表示画面の色味の変化を防止する。
【００３２】
光学フィルム４は、ＴＡＣ等による光学異方性の小さな透明フィルム材による基材４Ａに、配向膜４Ｂが設けられ、この配向膜４Ｂの配向規制力により液晶材料を配向させた状態で硬化させて位相差層４Ｃが作製される。光学フィルム４は、この配向膜４Ｂが、第１及び第２の領域Ａ及びＢに対応するようにパターンニングされて作製され、その結果、第１及び第２の領域Ａ及びＢが順次循環的に割り当てられて位相差層４Ｃが作製される。なお配向膜４Ｂは、光配向膜により作製する場合、ラビング処理により作製する場合、賦型処理による微細なライン状凹凸形状により作製する場合等、種々の構成を広く適用することができる。なお光学フィルム４は、位相差層４Ｃが表側になるように配置してもよい。
【００３３】
ここで光学フィルム４は、この領域Ａ及びＢの延長方向が、液晶表示パネル３のライン方向になるように配置される。また光学フィルム４は、領域Ａ及びＢの幅が、光学フィルム４が配置される液晶表示パネル３のライン幅の１／２以下に設定され、さらに１００μｍ以下により、好ましくは５０μｍ以下、より好ましくは３０μｍに以下に設定される。また領域Ａ及びＢの幅は、ほぼ等しくなるように設定される。このように領域Ａ及びＢの幅を設定することにより、光学フィルム３では、隣接する領域Ａ及びＢの差異が目立たないようすることができ、その結果、周波数の高い側における人間の目の解像度の劣化を有効に利用して、各領域間で発生するしま模様を知覚できないようにする。なおこのように領域Ａ及びＢの延長方向が、液晶表示パネル３のライン方向になるように配置する代わりに、実用上十分に偏光サングラスによる視聴時の違和感を緩和できる場合には、液晶表示パネル３のライン方向と直交する方向が第１及び第２の領域の延長方向となるように配置しても良く、またこのライン方向に対して第１及び第２の領域の延長方向が斜めになるように配置してもよい。
【００３４】
このように帯状による第１及び第２の領域Ａ及びＢを順次循環的に配置するようにして、光学フィルム４は、第１及び第２の領域Ａ及びＢが透過光に１／２波長分の面内位相差を付与するように構成される。より詳細には、第１及び第２の領域Ａ及びＢの透過光の中心波長（ほぼ緑色の波長である）において、透過光に１／２波長分の面内位相差を付与するように構成される。またさらに光学フィルム４は、液晶表示パネル３の出射面側直線偏光板５の透過軸又は吸収軸が、液晶表示パネル３のライン方向（図１において、領域Ａ及びＢの延長方向である）となるように設定されて、この透過軸又は吸収軸に対して領域Ａ及びＢの光軸が＋２２．５度及び−２２．５度の角度を成すように作製される。なおこの実施形態では、出射面側から見て反時計方向を正方向として角度を示す。
【００３５】
これにより光学フィルム４は、順次循環的に設けられた第１及び第２の領域Ａ及びＢから、偏光面が直交するように透過光を出射し、偏光サングラスを介して視聴する場合に、偏光サングラスの向きによりこれら第１及び第２の領域Ａ及びＢの光量が相補的に変化するように設定する。またこの第１及び第２の領域Ａ及びＢを密に配置することにより、この相補的な光量の変化を知覚できないようにし、これにより偏光サングラスを装着した状態で見る向きによって著しく変化する表示画面の明暗を緩和する。またこのように第１及び第２の領域Ａ及びＢから偏光面の直交する直線偏光により透過光を出射することにより、１／４波長板により出射光を円偏光により出射する場合に比して、波長による透過率の変化を低減し、これにより見る向きによって表示画面の色味の変化を低減する。
【００３６】
このようにして構成されてなる光学フィルム４は、基材４Ａに配向膜４Ｂ、位相差層４Ｃが順次作製された後、紫外線硬化性樹脂等による接着剤により位相差層４Ｃの側の面が直線偏光板５の基材に貼り付けられ、これにより直線偏光板５と光学フィルム４とを積層一体化してなる光学フィルムの積層体が作製される。その後、光学フィルム４は、この光学フィルム積層体が所望の大きさに切断され、液晶表示パネル３の出射面に配置される。このように事前に直線偏光板と一体化することにより、液晶表示パネルの製造工程を簡略化することができる。
【００３７】
〔色味変化の発生原理〕
以下においては、ポアンカレ球を使用して色味変化の発生原理を説明する。図２は、液晶表示パネルの出射面に１／４波長板を配置した場合に、色味の変化が発生する原因の説明に供する図である。図２（Ａ）では、図２（Ｂ）により示すように、液晶表示パネルの出射面側直線偏光板の透過軸に対して、遅相軸が４５度の角度を成すように１／４波長板が配置され、偏光サングラスの透過軸が、直線偏光板の透過軸に対して直交する配置が示されている。なおこの図２及び以下において、出射面側直線偏光板、１／４波長板、偏光サングラスを適宜、偏光子、位相差板、検光子と呼ぶ。なお以下においては、通常の表記と同様に、１／４波長板及び１／２波長板は、波長５５０ｎｍの光に対して、１／４波長及び１／２波長の位相差を与える位相差板であるものとする。
【００３８】
図３に示すように、各部材の透過光をポアンカレ球により表現すると、偏光子の透過光は、ポアンカレ球面のＳ１軸上の点Ｐ１（１，０，０）により表される。１／４波長板の出射光は、出射面側直線偏光板の透過軸に対する１／４波長板の遅相軸の傾きθ（＝４５度）の２倍の角度だけ点Ｐ１から座標軸Ｓ２の方向に変位した点と原点とを結ぶ軸を回転中心軸にして、１／４波長板の厚みの分だけ点Ｐ１からポアンカレ球の表面を移動させた点により表される。具体的に、図２の例では角度θが４５度であることにより、Ｓ２軸を回転中心軸にして、１／４波長板の厚みである９０度だけ点Ｐ１からポアンカレ球の表面を移動させた点により１／４波長板の出射光が表される。
【００３９】
ここで一般的に入手が容易な1/4波長板は、正の波長分散特性を備えている。正の波長分散特性とは、可視光に対する位相差の波長依存性が、波長が短いほど位相差が大きい、という特性を示すものである。そのため、設計波長である緑色の透過光に比して、青色である短波長の透過光では、位相差が大きくなり、赤色である長波長の透過光では、位相差が小さくなる。その結果、符号Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１により示す赤色、緑色、青色の１／４波長板の透過光にあっては、緑色の透過光がＳ３軸上（０，０，１）に位置する場合であっても、赤色、青色の透過光は、Ｓ３軸の前後の、緑色の透過光とは異なる位置で表されることになる。具体的に例えば、緑の波長（５５０ｎｍ）に対して１３７．５ｎｍの位相差を持つ正の波長分散特性である１／４波長板の場合、青の波長（４５０ｎｍ）での位相差は１４７ｎｍになる。この場合の、ポアンカレ球上での回転量は１４７／４５０回転＝１１７度となる。また赤の波長（６５０ｎｍ）での位相差は、１３２ｎｍになる。この場合の、ポアンカレ球上での回転量は、１３２／６５０回転＝７３度となる。なおこの場合、Ｓ３軸上の緑色の透過光は円偏光であり、赤色、青色の透過光は、Ｓ３軸より離間した分だけ楕円率が値１より変化した楕円偏光となる。
【００４０】
このような偏光子及び１／４波長板の関係において、検光子が偏光子に対して直交ニコルにより配置されている場合、検光子は、偏光子に係る点Ｐ１とは逆側のＳ１軸上の点（−１，０，０）により表され、これにより検光子の透過率は、赤色、緑色、青色の１／４波長板の透過光を示す点Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１をＳ１軸に射影して得られる点Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２（図３（Ｂ））までの、偏光子の透過光を示す点Ｐ１（１，０，０）からの距離ＬＲ、ＬＧ、ＬＢにより表されることになる。これによりこの場合、赤色、緑色、青色の透過光で光量が変化することが判る。
【００４１】
図２の対比により図４に示すように、偏光子の透過軸に対して検光子の透過軸が４５度の角度を成す場合、図３（Ａ）及び（Ｂ）との対比により図５（Ａ）及び（Ｂ）により示すように、この場合、検光子は、偏光子に係る点Ｐ１からＳ２軸に９０度変位した点Ｐ２により表され、これにより検光子の透過率は、図５に示すように、赤色、緑色、青色の１／４波長板の透過光を示す点Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１をＳ２軸に射影して得られる点Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２（図５（Ｂ））の、Ｓ２軸負側（０,−１,０）からの距離ＬＲ、ＬＧ、ＬＢにより表されることになる。これによりこの場合、赤色、緑色、青色の透過光は、同一の光量で出射されることが判る。
【００４２】
図２及び図４との対比により図６に示すように、検光子が、偏光子に対して平行ニコルにより配置されている場合、検光子は、偏光子に係る点Ｐ１と同一座標上の点Ｐ２（１，０，０）により表され、これにより検光子の透過率は、赤色、緑色、青色の１／４波長板の透過光を示す点Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１をＳ１軸に射影して得られる点Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２（図６（Ｂ））の、Ｓ１軸負側（−１，０，０）からの距離ＬＲ、ＬＧ、ＬＢにより表されることになり、この場合、図３の例とは逆の光量分布により赤色、緑色、青色の透過光で光量が変化することが判る。
【００４３】
これらにより検光子である偏光サングラスの向きが変化すると、表示画面の色味が変化することが判る。
【００４４】
〔色味変化の補正原理〕
〔領域Ａの透過光〕
図８及び図９は、図２及び図３との対比により、この実施形態に係る光学フィルム４の領域Ａの透過光を示す図である。この図８の例においては、液晶表示パネル３の出射面側直線偏光板５に対して偏光サングラスに係る検光子が平行ニコル配置である場合を示す。
【００４５】
この場合、偏光子の透過光は、座標（１，０，０）によるＳ１軸上の点Ｐ１により表される。偏光子の透過軸に対して、位相差層（領域Ａ）の光軸が２２．５度の角度θを成すことにより、Ｓ１軸より角度２θ（＝４５度）だけＳ２軸方向に変位した点と原点とを結ぶ軸を回転軸にして、１／２波長分だけ点Ｐ１を変位させることにより、位相差層からの赤色、緑色、青色の出射光を示す点Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１が求められる。ここでこの場合、この１／２波長分の変位により、緑色の出射光に係る点Ｇ１がＳ２座標軸に位置する場合、青色及び赤色の出射光の係る点Ｂ１、Ｒ１は、この角度４５度の回転軸を中心にした円弧上にて、緑色の出射光に係る点Ｇ１の前後に位置することになる。
【００４６】
これに対して検光子は、偏光子に対して平行ニコルにより配置されていることにより、偏光子に係る点Ｐ１と同一座標上の点Ｐ２（１，０，０）により表され、これにより検光子の透過率は、赤色、緑色、青色の位相差層の透過光を示す点Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１をＳ１軸に射影して得られる点Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２の、Ｓ１軸負側（−１，０，０）からの距離ＬＲ、ＬＧ、ＬＢにより表されることになる。この場合、Ｓ１軸から角度４５度の回転軸を中心にした円弧上に位置する点Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１が、Ｓ１軸に投影して点Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２が得られることにより、これら点Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２の間隔にあっては、図２から図８について上述した例に比して格段的に小さくすることができ、これにより波長による透過率の変化を小さくすることができる。
【００４７】
これに対して図１０及び図１１は、図８及び図９との対比により、液晶表示パネル３の出射面側直線偏光板５に対して偏光サングラスに係る検光子の光軸が４５度の角度を成す場合である。この場合、検光子は、Ｓ２座標軸の座標（０，１，０）の点Ｐ２により表され、赤色、緑色、青色の１／２波長板の透過光を示す点Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１をＳ２軸に射影して得られる点Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２の、Ｓ２軸負側（０，−１，０）からの距離により表されることになる。この場合も、Ｓ１軸から角度４５度の回転軸を中心にした円弧上に位置する点Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１が、Ｓ２軸に投影して点Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２が得られることにより、これら点Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２の間隔にあっては、図２から図８について上述した例に比して格段的に小さくすることができ、これにより波長による透過率の変化を小さくすることができる。
【００４８】
これに対して図１２及び図１３は、図８及び図９と図１０及び図１１との対比により液晶表示パネル３の出射面側直線偏光板５に対して偏光サングラスに係る検光子が直交ニコル配置により配置された場合である。この場合、検光子は、Ｓ１座標軸の座標（−１，０，０）の点Ｐ２により表され、赤色、緑色、青色の１／２波長板の透過光を示す点Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１をＳ２軸に射影して得られる点Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２（図５（Ｂ））の、偏光子に係る点Ｐ１からの距離ＬＲ、ＬＧ、ＬＢにより透過率が表されることになる。この場合も、Ｓ１軸から角度４５度の回転軸を中心にした円弧上に位置する点Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１が、Ｓ２軸に投影して点Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２が得られることにより、これら点Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２の間隔にあっては、図２から図８について上述した例に比して格段的に小さくすることができ、これにより波長による透過率の変化を小さくすることができる。
【００４９】
これに対して図１４及び図１５は、図１０及び図１１との対比により液晶表示パネル３の出射面側直線偏光板５に対して偏光サングラスに係る検光子が−４５度の角度を成すように配置された場合である。この場合、検光子は、Ｓ１座標軸の座標（０，−１，０）の点Ｐ２により表され、赤色、緑色、青色の１／２波長板の透過光を示す点Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１をＳ２軸に射影して得られる点Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２（図５（Ｂ））の、座標（０，１，０）からの距離ＬＲ、ＬＧ、ＬＢにより透過率が表されることになる。この場合も、Ｓ１軸から角度４５度の回転軸を中心にした円弧上に位置する点Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１が、Ｓ２軸に投影して点Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２が得られることにより、これら点Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２の間隔にあっては、図２から図８について上述した例に比して格段的に小さくすることができ、これにより波長による透過率の変化を小さくすることができる。
【００５０】
〔領域Ｂの透過光〕
図１６及び図１７は、図８及び図９との対比により、この実施形態に係る光学フィルム４の領域Ｂの透過光を示す図であり、液晶表示パネル３の出射面側直線偏光板５に対して偏光サングラスに係る検光子が平行ニコル配置である場合を示す。また図１８及び図１９は、図１０及び図１１との対比により液晶表示パネル３の出射面側直線偏光板５に対して偏光サングラスに係る検光子の光軸が４５度の角度を成すように配置した場合を示す図である。また図２０及び図２１は、図１１及び図１３との対比により液晶表示パネル３の出射面側直線偏光板５に対して偏光サングラスに係る検光子を直交ニコル配置に配置した場合を示す図であり、図２２及び図２３は、図１４及び図１５との対比により液晶表示パネル３の出射面側直線偏光板５に対して偏光サングラスに係る検光子の光軸が−４５度の角度を成すように配置した場合を示す図である。
【００５１】
これらの図１６から図２３に示すように、領域Ｂにおいては、位相差層の透過光を表現する回転中心軸が、基準となる点Ｐ１から領域Ａの例とは逆方向に設定される点を除いて、領域Ａと同一に構成される。これによりこの領域Ｂにおいても、図２から図８について上述した例に比して波長による透過率の変化を小さくすることができる。
【００５２】
これらにより領域Ａ及びＢについては、従来に比して偏光サングラスの向きによる色味の変化を格段的に低減することができる。
【００５３】
しかしながら領域Ａ及びＢにおいては、それぞれ検光子の向きによって透過率が大きく変化し、これにより偏光サングラスの向きによる表示画面の明るさの変化が著しいと予測される。しかしながら領域Ａ及びＢにおける透過率は、相補的に変化するように設定されている。
【００５４】
すなわち図９及び図１７に示すように、液晶表示パネルの出射面側直線偏光板に対して平行ニコル配置により検光子を配置する場合、共に座標（−１．０，０）の点からの、Ｓ１軸上への射影の点Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２までの距離ＬＲ、ＬＧ、ＬＢにより透過率が表される。また図１３及び図２１に示すように、液晶表示パネルの出射面側直線偏光板に対して直交ニコル配置により検光子を配置する場合、共に座標（１，０，０）の点からの、Ｓ１軸上への射影の点Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２までの距離ＬＲ、ＬＧ、ＬＢにより透過率が表される。これらの直交ニコル配置と並行ニコル配置との場合、透過率の変化は実用充分に小さな範囲となり、これにより表示画面の明るさの変化を殆んど知覚することができない。
【００５５】
これに対して図１１及び図１９に示すように、液晶表示パネルの出射面側直線偏光板に対して光軸が４５度の角度を成すように検光子を配置する場合、領域Ａは、検光子を平行ニコル、直交ニコルにより配置する場合に比して、透過率が大幅に増大するのに対し、領域Ｂは、検光子を平行ニコル、直交ニコルにより配置する場合に比して、透過率が大幅に低下することになる。
【００５６】
またこれとは逆に図１５及び図２３に示すように、液晶表示パネルの出射面側直線偏光板に対して光軸が−４５度の角度を成すように検光子を配置する場合、領域Ａは、検光子を平行ニコル、直交ニコルにより配置する場合に比して、透過率が大幅に低下することになるのに対し、領域Ｂは、検光子を平行ニコル、直交ニコルにより配置する場合に比して、透過率が大幅に増大する。
【００５７】
これらにより領域Ａ及びＢを順次循環的に配置することにより、領域Ａ及びＢ間で透過光量の変化を補いあって、偏光サングラスの向きによる表示画面の明るさの変化を充分に抑圧することができる。
【００５８】
特にこの実施形態では、液晶表示パネルのライン幅に比して、領域Ａ及びＢの幅を１／２以下とすることにより、さらに１００μｍ以下により、好ましくは５０μｍ以下、より好ましくは３０μｍに以下に設定され、さらに等しい幅に設定され、このような微細幅の隣接する領域における明るさの相違は人間の目の解像度では知覚し得ない特徴がある。これによりこの実施形態では、偏光サングラスを装着した状態で見る向きによって著しく変化する表示画面の明暗を充分に緩和し、各領域の透過率の変化により各領域間で発生するしま模様を知覚できないようにする。
【００５９】
この第１実施形態によれば、偏光面の直交する透過光を出射する第１及び第２の領域を順次循環的に配置するようにして、この第１及び第２の領域の幅を１００μｍ以下に設定することにより、偏光サングラスを装着した状態で見る向きが変化した場合、第１及び第２の領域で透過光量を相補的に変化させ、この相補的な光量の変化を知覚できないようにすることができる。これにより偏光サングラスを装着した状態で見る向きによって著しく変化する表示画面の明暗を緩和することができる。また１／４波長板により出射光を円偏光により出射する場合に比して、透過率の波長による変化を低減できることにより、見る向きによって表示画面の色味の変化を低減することができる。
【００６０】
より具体的に、第１及び第２の領域の光軸が、液晶表示パネルの出射面側直線偏光板の透過軸又は吸収軸に対して、＋２２．５度及び−２２．５度であることにより、偏光サングラスの向きによるこの第１及び第２の領域の透過光光量が相補的に変化するように設定して、偏光サングラスの向きによる表示画面の明暗の変化を防止することができる。またこのように設定すると、ポアンカレ球のＳ２軸近傍により表される位相差層の透過光が、Ｓ１軸、Ｓ２軸に投射して得られる点までの距離により透過率が表されることにより、偏光サングラスの向きによる波長による透過率の変化を充分に低減することができ、これにより偏光サングラスの向きによる色味の変化を充分に低減することができる。
【００６１】
またこの第１及び第２の領域が、液晶表示パネルのライン方向に延長する帯状の領域であり、液晶表示パネルのライン幅の１／２以下の幅により作製されたことにより、液晶表示パネルのライン幅を基準にして第１及び第２の領域幅を設定して、第１及び第２の領域で相補的に変化する透過光量の変化を知覚できないようにすることができる。
【００６２】
〔第２実施形態〕
図２４は、第２実施形態に係る画像表示装置に配置される光学フィルムの構成を示す平面図である。この実施形態の画像表示装置は、この位相差層１４Ｃによる光学フィルムが設けられる点を除いて、第１実施形態の画像表示装置１と同一に構成される。また光学フィルム１４は、領域Ａ及びＢに係る光軸の設定が異なる点を除いて、光学フィルム４と同一に構成される。これにより光学フィルム１４は、この光軸の設定に対応するように配向膜１４Ｂが作製され、さらにこの配向膜１４Ｂの配向規制力により液晶材料を配向させた状態で硬化させて位相差層１４Ｃが作製される。
【００６３】
ここで光学フィルム４は、液晶表示パネル３の出射面側直線偏光板５の透過軸又は吸収軸に対して、領域Ａ及びＢの光軸が＋４５度及び０度の角度を成すように作製される点を除いて、第１実施形態と同一に構成される。なおこの実施形態では、これに代えて−４５度及び０度の角度を成すように設定しても良い。
【００６４】
このように出射面側直線偏光板５の透過軸又は吸収軸に対して、領域Ａ及びＢの光軸が＋４５度及び０度の角度を成すように、または−４５度及び０度の角度を成すように設定しても、領域Ａ及びＢからの出射光にあっては、偏光面が直交する出射光を出射することができる。また波長による透過率の変化を小さくすることができる。これによりこのように領域Ａ及びＢを配置する場合でも、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６５】
具体的に図２５に示すように、領域Ａにおいては、遅相軸の傾き４５度の２倍の角度９０度である、Ｓ２軸を回転中心軸にして１／２波長分である１８０度分だけ回転した点Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１により位相差層の透過光が表され、これらの点Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１は、偏光子の透過光を示す点Ｐ１に対してＳ１座標軸の逆側に位置することになる。これに対して図２６に示すように、領域Ｂにおいては、何ら透過光の位相差が変化することなく、位相差層の透過光は、偏光子の透過光の示す点Ｐ１に位置することになる。
【００６６】
これにより偏光子の向きを種々に変化させた場合、従来の１／４波長板を配置する場合に比して、波長による透過率の変化を小さくすることができ、偏光サングラスの向きによる色味の変化を低減することができる。
【００６７】
すなわち偏光子の向きを種々に変化させた場合、ポアンカレ球では、領域Ａ及びＢの透過光の偏光板の角度に応じたＳ１Ｓ２平面の円周上の点Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１として位相差層の透過光が表され、その点と原点とを結ぶ直線への、点Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１の射影の長さとして、検光子の透過光量は表される。領域ＡとＢでは、点Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１がほぼ反対の位置にあるため、どのような射影に対しても、透過光量の平均は、ほぼ５０％となる。
【００６８】
この場合、従来の１／４波長板を配置する場合と比して、領域Ａでは、１／２波長板によりポアンカレ球上で、１／２回転するため、１／４波長板を配置する場合に比べて、移動量は倍になり、各波長のポアンカレ球表面での散らばり具合も倍になる。しかしながら透過光量は、Ｓ１Ｓ２平面上の直線へ射影の長さで決まるため、射影として考えた場合、点（０，０，１）付近で波長により位相差がばらつく場合と、点（−１，０，０）付近で位相差がばらつく場合では、点（−１，０，０）でばらつく場合のほうが、格段に各波長間の射影のばらつきは小さくなる。点（０，０，１）付近では、Ｓ２軸方向にばらつくのに対して、点（−１，０，０）付近では、Ｓ３軸方向にばらつくためである。そのため、領域Ａでの各波長での透過率のばらつきは、１／４波長板の場合より、小さくなる。
【００６９】
加えて、領域Ｂでは、波長によりばらつきがないため、領域ＡとＢの平均としては、１／４波長板を配置する場合に比して、波長による透過率の変化を小さくすることができ、これにより偏光サングラスの向きによる色味の変化を低減することができる。
【００７０】
また領域Ａ及びＢの出射光にあっては、偏光サングラスの向きにより相補的に光量が変化することになり、これにより偏光サングラスの向きによる表示画面の明暗を緩和することができる。
【００７１】
〔第３実施形態〕
図２７は、第３実施形態に係る画像表示装置に配置される光学フィルムに係る位相差層２４Ｃの構成を示す平面図である。この実施形態の画像表示装置は、この位相差層２４Ｃによる光学フィルムが設けられる点を除いて、第１実施形態の画像表示装置１と同一に構成される。
【００７２】
ここで光学フィルムは、この位相差層２４Ｃに係る設定を除いて第１実施形態の光学フィルムと同一に構成される。ここで光学フィルムにおいて、領域Ａは、透過光に１／２波長分の面内位相差を付与するように作製され、液晶表示パネル３の出射面側直線偏光板５の透過軸又は吸収軸に対して、光軸が＋４５度又は−４５度の角度を成すように作製される。これに対して領域Ｂは、透過光に位相差を付与しないように構成される。より具体的に領域Ｂは、位相差層に係る液晶材料を等方状態で硬化することにより、又は位相差層に係る液晶材料が配向していない状態により硬化することにより、面内位相差が値０であるように作製される。これによりこの実施形態では、この領域Ａ及びＢにより偏光面が直交する直線偏光による出射光を出射し、偏光サングラスを装着した状態で見る向きによって著しく変化する表示画面の明暗を緩和した上で、さらに見る向きによる表示画面の色味の変化を防止する。
【００７３】
すなわち第２実施形態に係る領域Ｂにおいては、偏光子の透過軸又は吸収軸の向きが、光軸の向きと一致するように作製されていることにより、透過光は、何ら偏光することなく直線偏光により出射される。これによりこの実施形態のように、領域Ｂを何ら位相差を付与しないように構成しても、第２実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００７４】
この実施形態によれば、透過光に１／２波長分の位相差を付与し、液晶表示パネルの出射面側直線偏光板の透過軸又は吸収軸に対して、光軸が＋４５度又は−４５度の角度を成すように領域Ａを構成し、領域Ｂを透過光に位相差を付与しない領域に設定することにより、直交する直線偏光による出射光を出射するようにしても、第２実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００７５】
〔第４実施形態〕
図３０は、第４実施形態に係る画像表示装置を示す断面図である。この画像表示装置５１では、自発光素子による画像表示パネルである有機ＥＬによる画像表示パネル５２の出射面に円偏光板による反射防止フィルム５３が配置される。ここで反射防止フィルム５３は、直線偏光板５４と１／４波長板５５とを積層して構成され、画像表示パネル５２のパネル面に向かう外来光を直線偏光板５４により直線偏光に変換し、続く１／４波長板５５により円偏光に変換する。ここでこの円偏光による外来光は、画像表示パネル５２の表面等で反射するものの、この反射の際に偏光面の回転方向が逆転する。その結果、この反射光は、到来時とは逆に、１／４波長板５５により、直線偏光板５４で遮光される方向の直線偏光に変換された後、続く直線偏光板５４により遮光され、その結果、外部への出射が著しく抑制される。
【００７６】
このように反射防止フィルム５３を配置して外来光を反射する場合、画像表示パネル５２からの出射光も直線偏光により出射されることになる。その結果、液晶表示装置について上述したと同様に、偏光サングラスを介して視聴する場合に、偏光サングラスの向きにより表示画面の明暗が著しく変化することになる。また仮に、反射防止フィルム５３の前面に円偏光板を配置するようにしても、色味の変化が発生することになる。
【００７７】
そこでこの実施形態では、反射防止フィルム５３の視聴者側面（出射面側）に、第１〜３実施形態について上述した光学フィルム５６が配置される。なおこの場合、上述した液晶表示パネルの出射面側直線偏光板の透過軸、吸収軸に代えて、この反射防止フィルム５３の直線偏光板５４の透過軸、吸収軸に対して、領域Ａ、Ｂの光軸の向きを、第１〜第３実施形態について上述した角度に設定することになる。
【００７８】
すなわち第１実施形態について上述した光学フィルム４を光学フィルム５６に適用する場合、反射防止フィルム５３に設けられた直線偏光板５４の透過軸、吸収軸に対して、領域Ａ及びＢの光軸が＋２２．５度及び−２２．５度の角度を成すように作製する。これに対して第２実施形態について上述した光学フィルム４を光学フィルム５６に適用する場合、反射防止フィルム５３に設けられた直線偏光板５４の透過軸、吸収軸に対して、領域Ａ及びＢの光軸が＋４５度及び０度の角度を成すように作製する。また第３実施形態について上述した光学フィルム４を光学フィルム５６に適用する場合、反射防止フィルム５３に設けられた直線偏光板５４の透過軸、吸収軸に対して、領域Ａの光軸が＋４５度又は−４５度の角度を成すように作製する。なおこのように反射防止フィルムの出射面に配置する場合に、反射防止フィルムと光学フィルムとを一体化した後、画像表示パネルの出射面に配置するようにしてもよい。
【００７９】
この実施形態によれば、円偏光板による反射防止フィルムを設けた有機ＥＬ素子による画像表示パネルに適用して、上述の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００８０】
〔他の実施形態〕、
以上、本発明の実施に好適な具体的な構成を詳述したが、本発明は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上述の実施形態を組み合わせ、上述の実施形態の構成を種々に変更し、さらには従来構成と組み合わせることができる。
【００８１】
すなわち上述の実施形態においては、液晶表示パネルにおいて、出射面側直線偏光板の透過軸方向、吸収軸方向を液晶表示パネルのライン方向に設定する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、ライン方向に直交する方向に設定する場合、ライン方向に対して４５度の角度を成す方向に設定する場合等、出射面側直線偏光板は透過軸方向、吸収軸方向を種々に設定する場合に広く適用することができる。
【００８２】
また上述の実施形態では、正の波長分散特性により位相差層を作製する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、波長が短いほど位相差が小さい逆波長分散特性を持つ位相差層や、フラットな波長分散特性を持つ位相差層でも、色味低減や透過率変化を抑える効果を得ることができる。
【００８３】
また上述の実施形態においては、領域Ａ、Ｂを帯状の領域に設定する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、矩形の領域に設定するようにしてもよい。またこのように矩形の領域に設定する場合にあっては、領域Ａ、Ｂを市松模様状に設定するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００８４】
１、１１、５１  画像表示装置
２  バックライト装置
３  液晶表示パネル
４、１４、５６  光学フィルム
４Ａ  基材
４Ｂ、１４Ｂ  配向膜
４Ｃ、１４Ｃ、２４Ｃ  位相差層
５、６、５４  直線偏光板
７  液晶セル
５２  画像表示パネル
５３  反射防止フィルム
５５  １／４波長板
【図１】
2015225206.tif 000003
【図２】
2015225206.tif 000004
【図３】
2015225206.tif 000005
【図４】
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【図５】
2015225206.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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