(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の液晶層を有する液晶セルと、当該液晶セルを挟持する偏光板と、を有する液晶パネルと、
前記液晶パネルの背面に配置され、前記液晶パネルに白色光を照射するバックライト光源と、
前記バックライト光源と前記液晶セルとの間に設けられ、前記白色光から、前記液晶パネルの法線に対して斜行する方向に前記液晶パネルのみを透過した際に前記白色光が変化する色光に対応した波長帯域の光を吸収する吸収層と、
を備え、
前記吸収層は、最大吸収波長が５８０ｎｍ以上の可視光領域に存在する化合物であって、該吸収層の層法線方向の最小透過率が６０％以上である化合物を用いて形成され、黄色〜赤色の色光に対応した波長帯域の光を吸収する、液晶表示装置。
【請求項２】
前記吸収層は、前記白色光の経路上に配設される光学フィルムである、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記吸収層は、前記液晶セルと前記偏光板とを接着する粘着層として設けられる、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記吸収層は、前記バックライト光源内に設けられる、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記吸収層と前記液晶パネルとの間には、前記吸収層を透過した光を散乱させる散乱部材が存在しない、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
液晶表示装置用の偏光板であって、
入射光の偏光を制御する偏光層と、
前記入射光の経路上に設けられ、当該入射光から、前記液晶表示装置が備える液晶パネルの法線に対して斜行する方向に前記液晶パネルを透過した際に白色光が変化する色光に対応した波長帯域の光を吸収する吸収層と、
を備え、
前記吸収層は、最大吸収波長が５８０ｎｍ以上の可視光領域に存在する化合物であって、該吸収層の層法線方向の最小透過率が６０％以上である化合物を用いて形成され、黄色〜赤色の色光に対応した波長帯域の光を吸収する、偏光板。
【請求項７】
液晶表示装置用のバックライト光源であって、
白色光を照射する光源部と、
前記白色光を散乱させる散乱層と、
前記白色光の経路上に設けられ、当該白色光から、前記液晶表示装置が備える液晶パネルの法線に対して斜行する方向に前記液晶パネルを透過した際に前記白色光が変化する色光に対応した波長帯域の光を吸収する吸収層と、
を備え、
前記吸収層は、最大吸収波長が５８０ｎｍ以上の可視光領域に存在する化合物であって、該吸収層の層法線方向の最小透過率が６０％以上である化合物を用いて形成され、黄色〜赤色の色光に対応した波長帯域の光を吸収する、バックライト光源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置、偏光板およびバックライト光源に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、低電圧・低消費電力であり、薄膜化や小型化や大画面化が可能である等の様々な利点から、パーソナルコンピュータや携帯機器のモニタや、テレビ用途に広く用いられている。このような液晶表示装置は、液晶物質層の液晶の配列状態により、様々なモードが提案されており、その一例として、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｏｒｙ  Ｂｅｎｄ）モード、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ  Ａｌｉｇｎｅｄ：垂直配向）モード等がある。このような各モードのうち特にＶＡモードの液晶は、コントラストが高く、近年、注目されている。
【０００３】
しかしながら、かかるＶＡモードの液晶は、白表示をしている際に、法線方向から液晶を観察した場合の色相と広角方向から液晶を観察した場合の色相とが異なるという問題があった。
【０００４】
そこで、特許文献１では、バックライト光源から出射される波長６００ｎｍ以上の可視光について、液晶パネルの光出射面から正面方向に出射する場合よりも斜め方向に出射する場合の透過率を低下させる光学素子を設けることにより、液晶パネルを斜めから見た場合の画面の着色を抑制するようにしている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−３１６１５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、視角を斜めに傾けた際の透過率の変化は、液晶表示装置の変化と同程度でなくてはならないが、特許文献１に記載の光学素子は、屈折率の異なる層が積層されているために、透過率の変化の挙動が異なることとなる。そのため、液晶表示装置を見る方向によって効果の程度が異なったり、かえって色の変化が目立つようになったりする可能性があるという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的は、白表示において、広角から観察した際の色相変化を効果的に抑制することが可能な、新規かつ改良された液晶表示装置、偏光板およびバックライト光源を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、所定の液晶層を有する液晶セルと、当該液晶セルを挟持する偏光板と、を有する液晶パネルと、前記液晶パネルの背面に配置され、前記液晶パネルに白色光を照射するバックライト光源と、前記バックライト光源と前記液晶セルとの間に設けられ、前記白色光から、前記液晶パネルの法線に対して斜行する方向に前記液晶パネルのみを透過した際に前記白色光が変化する色光に対応した波長帯域の光を吸収する吸収層と、を備える液晶表示装置が提供される。
【０００９】
かかる構成によれば、吸収層は、バックライト光源から射出された白色光から、液晶パネルの法線に対して斜行する方向に液晶パネルのみを透過した際に白色光が変化する色光に対応した波長帯域の光を吸収する。
【００１０】
前記吸収層は、黄色〜赤色の色相に対応した波長帯域の光を吸収する。
【００１１】
また、前記吸収層は、最大吸収波長が５８０ｎｍ以上の可視光領域に存在する化合物を用いて形成される。
【００１２】
前記吸収層の層法線方向の透過率は、可視光領域において６０％以上である。
【００１３】
前記吸収層は、前記白色光の経路上に配設される光学フィルムとして設けられてもよく、前記液晶セルと前記偏光板とを接着する粘着層として設けられてもよい。また、前記吸収層は、前記バックライト光源内に設けられてもよい。
【００１４】
また、前記吸収層と前記液晶パネルとの間には、前記吸収層を透過した光を散乱させる散乱部材が存在しないことが好ましい。
【００１５】
上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、液晶表示装置用の偏光板であって、入射光の偏光を制御する偏光層と、前記入射光の経路上に設けられ、当該入射光から、前記液晶表示装置が備える液晶パネルの法線に対して斜行する方向に前記液晶パネルを透過した際に白色光が変化する色光に対応した波長帯域の光を吸収する吸収層と、を備え、前記吸収層は、最大吸収波長が５８０ｎｍ以上の可視光領域に存在する化合物を用いて形成され、黄色〜赤色の色光に対応した波長帯域の光を吸収し、前記吸収層の層法線方向の透過率は、可視光領域において６０％以上である偏光板が提供される。
【００１６】
上記課題を解決するために、本発明の更に別の観点によれば、液晶表示装置用のバックライト光源であって、白色光を照射する光源部と、前記白色光を散乱させる散乱層と、前記白色光の経路上に設けられ、当該白色光から、前記液晶表示装置が備える液晶パネルの法線に対して斜行する方向に前記液晶パネルを透過した際に前記白色光が変化する色光に対応した波長帯域の光を吸収する吸収層と、を備え、前記吸収層は、最大吸収波長が５８０ｎｍ以上の可視光領域に存在する化合物を用いて形成され、黄色〜赤色の色光に対応した波長帯域の光を吸収し、前記吸収層の層法線方向の透過率は、可視光領域において６０％以上であるバックライト光源が提供される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、白表示において、広角から観察した際の色相変化を効果的に抑制することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１９】
＜座標系の定義について＞
まず、本明細書において使用する座標系の定義について説明する。本明細書では、図１に示したような座標系を採用し、ある基板１の平面をｘｙ平面とし、基板１の鉛直方向をｚ軸方向とする。また、あるベクトル３が定義される場合に、ベクトル３とｚ軸とのなす角θを極角と定義し、ベクトル３のｘｙ平面への射影とｙ軸とのなす角φを方位角と定義する。ここで、図１におけるベクトル３の向きは、便宜的なものであり、ｚ軸正方向側から負方向側に向かうベクトルであってもよく、ｚ軸負方向側から正方向側に向かうベクトルであってもよい。ここで、ベクトル３は、液晶物質や色素の分子長軸方向であってもよく、基板１を液晶表示装置の表示面として液晶表示装置を斜視する場合の視線の向きであってもよい。
【００２０】
＜従来の液晶表示装置について＞
続いて、本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置の説明に先立ち、従来の液晶表示装置の問題点について、図６および図７を参照しながら詳細に説明する。図６は、従来の液晶表示装置における色相変化を説明するための説明図である。
【００２１】
従来の液晶表示装置９００は、例えば図６に示したように、バックライト光源９０１と、液晶パネル９０３と、を主に備える。
【００２２】
バックライト光源９０１は、後述する液晶パネル９０３に対して、例えば白色光を照射する照射部である。
【００２３】
液晶パネル９０３は、当該液晶パネル９０３に設けられた電極（図示せず。）に印加される電圧のオン・オフに応じて、バックライト光源９０１により照射された光の透過・遮断を制御する。
【００２４】
図６に示したような従来の液晶表示装置９００では、液晶パネル９０３に垂直に入射した白色光は白色光のまま液晶パネル９０３を透過するものの、液晶パネル９０３に斜めに入射した白色光は、液晶パネル９０３を透過した際には、黄色味を帯びてしまうという問題があった。
【００２５】
次に、上述の問題について、図７を参照しながら、さらに詳細に説明する。図７は、従来の液晶表示装置における分光透過率を示したグラフ図である。
【００２６】
図７は、垂直配向液晶モード（ＶＡモード）を採用した液晶表示装置の表示面を図１における基板１とし、視線の向きを図１におけるベクトル３とした場合に、液晶表示装置を方位角φ＝４５度から斜視した際の白表示の分光スペクトルである。図７の横軸は波長を表しており、図７の縦軸は透過率を表している。また、図７に示したスペクトルでは、視線と液晶表示装置の法線方向とのなす角（すなわち、極角θ）を０度から８０度まで２０度ごとに変化させて測定している。
【００２７】
図７を参照すると、極角θが大きくなるにつれて、青色の波長帯域の透過率が黄色〜赤色の波長帯域（長波長側の波長帯域）の透過率よりも低くなっていることがわかる。これは、極角θが大きくなるにつれて、正面方向から見た場合の色である白色から黄色〜赤色に変化していくことがわかる。また、極角θが６０度のスペクトルでは、この傾向が顕著であることがわかる。この結果は、垂直配向液晶モードの液晶表示装置を広角側から観察すると、白表示をしている場合であっても、観測者には黄色を帯びた画像として認識されてしまうこと、すなわち、液晶表示装置を広角から観察した際に色相変化が生じてしまうことを示唆している。
【００２８】
このような視角特性に関わる問題を解消するために、上述の特許文献１では、バックライト光源から出射される波長６００ｎｍ以上の可視光について、液晶パネルの光出射面から正面方向に出射する場合よりも斜め方向に出射する場合の透過率を低下させる光学素子を設けている。特許文献１に記載の液晶表示装置は、この光学素子を設けることで、液晶パネルを斜めから見たときの画面の着色を抑制している。
【００２９】
しかしながら、液晶表示装置の設計によっては、必ずしも斜めから見た際の画面は、黄色〜赤色になるわけではない。そのため、より良い効果を得るためには、液晶表示装置にあわせた設計、すなわち液晶表示装置を斜めから見た際に起こる色つきと同系色の波長の可視光を制御することが必要になる。また、視角を斜めに傾けた際の透過率の変化は、液晶表示装置の変化と同程度でなくてはならないが、上述の特許文献１に記載の光学素子は、屈折率の異なる層が積層されているために、透過率の変化の挙動が異なることとなる。そのため、液晶表示装置を見る方向によって効果の程度が異なったり、かえって色の変化が目立つようになったりする可能性があるという問題があった。
【００３０】
そこで、本願発明者らは、このような問題を解決するために鋭意研究を行い、以下に説明するような液晶表示装置、偏光板およびバックライト光源に想到した。
【００３１】
（第１の実施形態）
＜液晶表示装置の概要について＞
まず、図２を参照しながら、本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置の概要について、詳細に説明する。図２は、本実施形態に係る吸収層を備えた液晶表示装置の概要を説明するための説明図である。
【００３２】
本実施形態に係る吸収層１００は、例えば図２（ａ）に示したように、バックライト光源２００から出射された白色光から、所定の波長帯域を吸収する。先に図６を参照しながら説明したように、液晶パネルの法線に対して斜行する方向に液晶パネルを透過した白色光は、色相に変化が生じる。そこで、本実施形態に係る吸収層１００は、白色光が液晶パネルを斜め方向に透過した際に白色光が変化した色光に対応した波長帯域を吸収するように形成される。例えば、図６で示したように、白色光が液晶パネルを斜め方向に透過した際に、色が白色から黄色〜赤色に変化する場合には、本実施形態に係る吸収層１００は、黄色や赤色に対応する波長帯域である、例えば５６０ｎｍ〜７８０ｎｍの波長帯域の光を吸収する。
【００３３】
吸収層１００が、上述のような波長帯域の光を吸収すると、白色光は、吸収した波長帯域に対応する色と補色の関係にある色光に変化する。例えば、吸収層１００が上述のように黄色〜赤色に対応する波長帯域を吸収した場合には、吸収層１００を透過した白色光は、青色光に変化する。
【００３４】
この際、白色光が青色光に変化する度合いは、光が吸収層１００を透過した光路長に依存する。そのため、吸収層１００を垂直方向に透過した白色光は、図２（ａ）に示したように、わずかに青みを帯びた白色光となるが、吸収層１００を斜め方向に透過する光は、吸収層１００の法線と光の進行方向がなす角が大きくなる程、青みを帯びた光となる。
【００３５】
そのため、例えば図２（ｂ）に示したように、バックライト光源２００と液晶パネル３００との間に、本実施形態に係る吸収層１００を配置すると、斜め方向に進む白色光は、吸収層１００を透過した時点で青色光となり、液晶パネル３００に入射する。液晶パネル３００を斜め方向に透過する光は、黄色味を帯びることとなるため、入射した青色光は、結果として白色光となって液晶パネル３００から出射する。
【００３６】
＜液晶表示装置の構成について＞
次に、図３を参照しながら、本実施形態に係る液晶表示装置について、詳細に説明する。図３は、本実施形態に係る吸収層を備えた液晶表示装置を説明するための説明図である。
【００３７】
本実施形態に係る液晶表示装置１０は、例えば図３に示したように、吸収層１００と、バックライト光源２００と、液晶パネル３００と、を主に備える。
【００３８】
［吸収層１００について］
吸収層１００は、後述するバックライト光源２００から出射された白色光の経路上（例えば、バックライト光源２００と、後述する液晶セルとの間のいずれかの場所）に配設される部材である。図３に示した例では、吸収層１００は、バックライト光源２００と液晶パネル３００との間に設けられている。吸収層１００は、バックライト光源２００から射出された白色光から所定の波長帯域を吸収して、吸収層１００の上面に配置されている液晶パネル３００に、一部の波長帯域が吸収された光を透過させる。かかる吸収層１００については、以下で詳細に説明する。
【００３９】
［バックライト光源２００について］
バックライト光源２００は、吸収層１００および液晶パネル３００に対して、例えば白色光を照射する照射部である。本実施形態に係るバックライト光源２００は、例えば図３に示したように、光源部２０１と、拡散層２０３と、を主に備える。
【００４０】
光源部２０１は、例えば、冷陰極管（Ｃｏｌｄ−Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ  Ｌａｍｐ：ＣＣＦＬ）や、フラット蛍光ランプ（Ｆｌａｔ  Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ  Ｌａｍｐ：ＦＦＬ）や、電界発光（ＥｌｅｃｔｒｏＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ：ＥＬ）素子や発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ：ＬＥＤ）等の光源を備える。また、本実施形態に係る光源部２０１は、上述のものに限定されるわけではなく、白色光を照射可能な光源であれば、任意のものを使用することが可能である。
【００４１】
拡散層２０３は、光源部２０１から出射された白色光を拡散させ、吸収層１００や後述する液晶パネル３００に対して、均一に白色光が照射されるようにする。この拡散層２０３は、例えば、屈折率が異なる界面における光の反射を利用したものである。拡散層２０３は、例えば、透明な樹脂に樹脂と異なる屈折率を有する材料（フィラー）を混入したり、透明な基板に幾何学的な凹凸を設けたりすることで、形成することが可能である。この拡散層２０３のヘイズ値については、例えば、５０〜９９．９％とすることが可能である。
【００４２】
［液晶パネル３００について］
液晶パネル３００は、当該液晶パネル３００に設けられた電極（図示せず。）に印加される電圧のオン・オフに応じて、バックライト光源２００および吸収層１００を透過した光の透過・遮断を制御する。液晶パネル３００には、画素が平面的に並んで構成されており、液晶パネル３００は、各画素に所定の電圧を印加するための電極（図示せず。）も備える。かかる液晶パネル３００は、図３に示したように、例えば、２つの偏光板３０１と、これらの偏光板３０１に挟持される液晶セル３５１と、を主に備える。
【００４３】
偏光板３０１は、例えば図３に示したように、表面処理／ハードコート層３０３と、保護層３０５と、偏光層３０７と、保護層／位相差層３０９と、粘着層３１１と、を主に備える。
【００４４】
表面処理／ハードコート層３０３は、液晶パネル３００の最外面に位置する層であり、偏光板３０１をコーティングして所定の強度を担保している。この表面処理／ハードコート層３０３は、バーコーター、ブレードコーター、スピンコーター、リバースコーター、ダイコーターまたはスプレー等の一般的に用いられる各種装置を利用して形成される。
【００４５】
保護層３０５は、後述する偏光層３０７を支持するとともに、偏光層３０７を熱や水分から保護し、偏光層３０７の劣化を防止する。この保護層３０５は、光学異方性がない物質を用いて形成されることが好ましく、このような物質の例として、例えばトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）を挙げることができる。
【００４６】
偏光層３０７は、偏光板３０１に入射した光の偏光を制御し、所定の偏光成分を有する光のみを透過させる。この偏光層３０７は、例えば、配向制御された樹脂等を用いて形成される。このような樹脂の例として、例えば、一軸延伸されたポリビニルアルコール樹脂等を挙げることができる。なお、このような偏光層３０７の偏光軸の向きは、後述する液晶セル３５１に用いられている液晶物質の配向の仕方に応じて決定される。
【００４７】
保護層／位相差層３０９は、偏光層３０７を保護するとともに、入射する光の位相差を制御する層である。保護層／位相差層３０９は、入射する光に所定の位相差を付加することで、入射した光に生じていた位相差を補正する。この保護層／位相差層３０９は、例えば、配向制御された樹脂等を用いて形成することが可能である。このような樹脂の例として、例えば、一軸延伸されたポリカーボネート樹脂等を挙げることができる。この保護層／位相差層３０９を設けることで、液晶パネル３００のコントラストや視野角を向上させることが可能である。
【００４８】
粘着層３１１は、偏光板３０１と液晶セル３５１とを接着させるための粘着剤を含む層である。このような粘着剤の例として、例えば、アクリル系樹脂、シリコ
ン系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、エチレン−酢酸ビニル系樹脂、ポリビニルエーテル樹脂、飽和無定形ポリエステル、メラミン樹脂等を
挙げることができる。
【００４９】
液晶セル３５１は、例えば図３に示したように、ガラス基板３５３と、液晶層３５５と、カラーフィルタ層３５７と、を主に備える。
【００５０】
ガラス基板３５３は、後述する液晶層３５５の上下に設けられ、液晶層３５５を形成する液晶物質を担持する基板である。かかるガラス基板３５３は、所定の成分を含有するガラスを用いて形成される。また、かかるガラス基板３５３と、液晶層３５５との間には、所定の金属や、インジウム−スズ酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ：ＩＴＯ）等を用いて、パターニングされた電極（図示せず。）が形成される。
【００５１】
なお、後述する液晶層３５５を構成する液晶物質の配向を制御するために、ガラス基板３５３の表面に、いわゆる配向処理が施されていてもよい。配向処理の一例としては、例えば、ガラス基板３５３の表面にポリイミド等を用いて配向膜を形成した後に、形成した薄膜を所定の方向にこする処理（いわゆる、ラビング処理）や、ガラス基板３５３の表面に光配向膜を形成した後に、所定波長の光を照射する処理等を挙げることができる。また、かかる配向処理は、ガラス基板３５３の表面に形成された電極（図示せず。）に対して実施してもよい。
【００５２】
液晶層３５５は、所定の液晶物質を用いて形成される膜である。かかる液晶層３５５を形成する液晶物質は、所定の方向に配向している。ここで、液晶物質は、全てが完全に同一の方向に配向しているわけではなく、それぞれの液晶物質が平均的に所定の方向に配列している。
【００５３】
また、視野角特性を改善して斜めから見ても表示品位の低下が生じないように、液晶層３５５を構成する各画素は、２つまたは４つの領域（ドメイン）に配向分割されていてもよい。液晶層３５５の配向分割は、ガラス基板３５３に設けられている電極に、所定のスリットを形成したり、所定形状のリブを形成したりすることで実現可能である。
【００５４】
カラーフィルタ層３５７は、液晶層３５５の上方に設けられ、可視光帯域におけるバンドパスフィルタの役割を果たす。かかるカラーフィルタ層３５７は、それぞれ赤色光だけ、緑色光だけ、青色光だけを透過する三種類の微小カラーフィルタが、所定の平面配列構造となるように設けられる。かかるカラーフィルタ層３５７は、それぞれ所定波長の光を吸収する色素、顔料、染料等を用いて形成される。
【００５５】
なお、吸収層１００と液晶パネル３００との間には、吸収層１００を透過した光を散乱させる散乱フィルタ等の散乱部材を設けないことが好ましい。かかる散乱部材を設けると、吸収層１００を透過した広角方向に進む青色光が散乱部材によって散乱されてしまい、広角方向へと進行しなくなってしまうからである。
【００５６】
＜吸収層１００の詳細について＞
次に、本実施形態に係る吸収層１００について、より詳細に説明する。
【００５７】
上述のように、本実施形態に係る吸収層１００は、白色光から、白色光が液晶パネルを斜め方向に透過した際に白色光が変化した色光に対応した波長帯域を吸収するように形成される。この吸収層１００は、例えば、所定の基材の中に、上述のような波長帯域を吸収する色素を混合し、加熱成形することで製造する。
【００５８】
吸収層１００の基材は、例えば、透明性の高い樹脂を用いることが好ましい。このような樹脂の例として、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルフォン、ポリスチレン、ポリエチレンナフタレート、ポリアリレート、ポリエーテルエーテルケトン、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリシクロオレフィン、ナイロン６等のポリアミド、ポリイミド、トリアセチルセルロース等のセルロース系の樹脂、ポリウレタン、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂、ポリ塩化ビニル等のビニル化合物、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸エステル、ポリアクリルニトリル、ビニル化合物の付加重合体、ポリメタクリル酸、ポリメタクリル酸エステル、ポリ塩化ビニリデン等のビニリデン化合物、フッ化ビニリデン／トリフルオロエチレン共重合体、エチレン／酢酸ビニル共重合体等のビニル化合物またはフッ素系化合物の共重合体、ポリエチレンオキシド等のポリエーテル、エポキシ樹脂、ポリビニルアルコール、ポリブチルブチラール等を挙げることができる。しかしながら、本実施形態に係る基材に用いられる樹脂は、上述のような樹脂に限定されるわけではない。
【００５９】
上記基材に混合される色素は、例えば、５６０ｎｍ〜７８０ｎｍの波長帯域の光を吸収することが好ましく、最大吸収波長が５８０ｎｍ以上の可視光領域に存在することが更に好ましい。このような色素は、染料であってもよく、顔料であってもよい。このような色素の具体例として、例えば、キサンテン系、スクアリリウム系、シアニン系、オキソノール系、アゾ系、ピロメテン系、ポルフィリン系の化合物等がある。
【００６０】
本実施形態に係る吸収層１００の層法線方向の透過率は、可視光領域において６０％以上であることが好ましい。層法線方向の透過率が６０％未満である場合には、吸収層１００を透過する光量が減少して、液晶表示装置１０の明るさが減少するとともに、層法線方向に透過した白色光自体が極度に青みを帯びてしまうため、好ましくない。
【００６１】
吸収層１００を透過する白色光の光量は、吸収層１００の膜厚を一定に保ったうえで基材中に添加される色素の濃度を調整して制御してもよく、基材中に添加される色素の濃度を一定に保ったうえで吸収層１００の膜厚を調整し、吸収層１００を透過する白色光の光路長を変化させることで制御してもよい。また、色素の添加量と吸収層１００の膜厚の双方を調整し、色素が吸収する白色光の光量を決定してもよい。
【００６２】
＜吸収層１００の製造方法＞
本実施形態に係る吸収層１００の製造方法として、例えば、以下のような方法を挙げることができる。
【００６３】
第１の方法は、色素をベース樹脂の紛体やペレットに添加し、樹脂の溶融温度を考慮しながら１５０℃〜３５０℃に加熱、溶融させ、好ましくは混練した後、成形してプラスチックシートを作製する方法である。なお、上述の条件はあくまでも一例であって、色素とベースの樹脂によって、加工温度、フィルム化およびシート化条件は異なる。第２の方法は、押出機を用いたＴダイ成型法などによりフィルム化する方法である。第３の方法は、上述のＴダイ成型法やカレンダー成形法などにより得られる原反シートやフィルムを、更に延伸することでシートやフィルムを得る方法である。また、成形を容易にするなどの目的で、可塑剤等の通常の樹脂成形に用いる添加剤を加えても良い。また、色素の添加量は、色素の吸収係数や、基材として用いる高分子シートまたはフィルムの厚みや、目的とする透過特性によって異なるが、例えば、基材となる樹脂の数質量ｐｐｍ〜数質量％とすることが可能である。
【００６４】
また、上述の方法以外にも、シートやフィルムを得る第４の方法として、キャスティングによる方法を利用することが可能である。キャスティングによる方法は、例えば、以下のような手順で行われる。まず、樹脂または樹脂モノマーを有機系溶媒に溶解させた樹脂液に、色素を添加・溶解させ、必要に応じて可塑剤や重合開始剤、酸化防止剤等を加える。続いて、調整した溶液を必要とする面状態を有する金型上に流し込む。次に、必要に応じて樹脂モノマーの重合処理を行った後に、溶剤を揮発させ、乾燥を行う。このような処理を行うことで、プラスチック板や高分子フィルムを利用した吸収層１００を製造することができる。
【００６５】
なお、キャスティングによる方法を利用する際に、樹脂や樹脂モノマーとして、例えば、脂肪族ポリエステル樹脂、アクリル系樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、芳香族エステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、脂肪族ポリオレフィン樹脂、芳香族ポリオレフィン樹脂、ポリビニル系樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニル系変性樹脂（ＰＶＢ、ＥＶＡ）またはこれらの共重合樹脂のモノマーを用いることが可能である。また、溶媒として、ハロゲン系化合物、アルコール類、ケトン類、エステル類、脂肪族炭化水素系化合物、芳香族炭化水素系化合物、エーテル類、またはこれらの混合物を用いることができる。なお、色素の濃度は、色素の吸収係数や、基材として用いる高分子シートまたはフィルムの厚みや、目的とする透過特性によって異なるが、例えば、樹脂モノマーの質量に対して、数ｐｐｍ〜数％とすることが可能である。
【００６６】
また、上述の方法以外にも、シートやフィルムを得る第５の方法として、コーティングを行う方法を利用することができる。この方法は、色素をバインダー樹脂及び有機系溶媒に溶解させて塗料化する方法や、未着色のアクリルエマルジョン塗料に色素を微粉砕（粒径５０〜５００ｎｍ程度）したものを分散させて、アクリルエマルジョン系水性塗料とする方法等がある。
【００６７】
上述の色素を塗料化する方法では、バインダー樹脂として、例えば、脂肪族エステル系樹脂、芳香族エステル系樹脂、アクリル樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、ポリカーボネート樹脂、脂肪族ポリオレフィン樹脂、芳香族ポリオレフィン樹脂、ポリビニル系樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニル系変成樹脂（ＰＶＢ、ＥＶＡ等）またはこれらの共重合樹脂を利用することが可能である。また、溶媒として、ハロゲン系化合物、アルコール類、ケトン類、エステル類、脂肪族炭化水素化合物、芳香族炭化水素化合物、エーテル類またはこれらの混合物を用いることが可能である。なお、色素の濃度は、色素の吸収係数や、目標とするコーティングの厚みや、目的の光学特性により異なるが、例えば、０．１質量％〜３０質量％とすることが可能である。また、バインダー樹脂濃度は、塗料全体に対して、例えば、数質量％〜８０質量％程度とすることが可能である。
【００６８】
アクリルエマルジョン系水系塗料の場合も同様に、未着色のアクリルエマルジョン塗料に色素を微粉砕したものを分散させて得られる。塗料中に、酸化防止剤やＵＶ吸収剤等を添加してもよい。
【００６９】
上述のような方法で製作した塗料は、透明高分子フィルム、透明樹脂、透明ガラス等の上に、バーコーター、ブレードコーター、スピンコーター、リバースコーター、ダイコーター、またはスプレー等を用いて、コーティングを行う。
【００７０】
なお、上述の図３では、本実施形態に係る吸収層１００が、バックライト光源２００または液晶パネル３００と独立して存在している場合について説明しているが、かかる例には限定されない。
【００７１】
例えば、本実施形態に係る吸収層１００は、バックライト光源２００と一体に形成され、本実施形態に係る吸収層１００を備えたバックライト光源として実現されてもよい。また、バックライト光源２００の拡散層２０３に本実施形態に係る色素を混合し、拡散層２０３が本実施形態に係る吸収層１００を兼ねるようにしてもよい。
【００７２】
また、本実施形態に係る吸収層１００を、液晶パネル３５１と偏光板３０１との間に粘着剤を用いて貼り付けてもよい。
【００７３】
さらに、偏光板３０１の表面処理層３０３、保護層３０５、位相差層３０９、粘着層３１１等に本実施形態に係る色素を混合し、上述の各層が本実施形態に係る吸収層１００を兼ねるようにしてもよい。
【実施例】
【００７４】
続いて、具体例を示しながら、本実施形態に係る吸収層１００を備えた液晶表示装置１０について詳細に説明するが、本発明が以下に示す例に限定されるわけではない。
【００７５】
以下に示す例では、バックライト光源２００と液晶パネル３００との間に、本実施形態に係る吸収層１００を光学シートとして配置した液晶表示装置を製造し、その色相変化について検討を行った。
【００７６】
（実施例１）
まず、以下に示すような吸収層１００、バックライト光源２００および液晶パネル３００を備える液晶表示装置１０を製造した。
【００７７】
［バックライト光源２００］
バックライト光源２００として、３波長タイプの冷陰極管を使用した。
【００７８】
［偏光板３０１］
偏光板３０１は、ＴＶ用のニュートラルグレイを使用した。この偏光板３０１の単体透過率は４０〜４２％であり、偏光度は９９．９％以上であった。
【００７９】
［液晶セル３５１］
液晶層３５５として、屈折率の波長分散がＲ（４５０ｎｍ）／Ｒ（５９０ｎｍ）＝１．０８であるネマチック液晶を用い、液晶層３５５の厚みは、液晶の複屈折率Δｎと液晶層の厚みｄとの積であるｄ・Δｎが０．２８〜０．３５μｍとなるように調整した。
【００８０】
［吸収層１００］
バックライト光源２００の拡散層２０３と、上述の液晶パネル３００との間に、この液晶パネル３００を透過した白色光を斜めから見た際に示す色（黄色〜赤色）と同系色の光を吸収する色素を含有する光学シートを配置し、吸収層１００とした。
【００８１】
この光学シートは、基材である高分子フィルム（シクロオレフィンポリマー）に、色素であるＣ．Ｉ．ピグメントブルー１５：４を添加して、形成したものである。なお、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：４は、銅フタロシアニン系の青色色素である。
【００８２】
このようにして製造された液晶表示装置１０について、正面から見た場合（すなわち、極角θ＝０°の場合）の色座標（ｘ，ｙ）と、斜め６０度方向（すなわち、極角θ＝６０°の方向）から見た場合の色座標（ｘ，ｙ）との差Δｘｙを計測した。
【００８３】
（従来例）
また、実施例１で使用したバックライト光源２００と、液晶パネル３００とから構成される液晶表示装置について、同様に、正面から見た場合（すなわち、極角θ＝０°の場合）の色座標（ｘ，ｙ）と、斜め６０度方向（すなわち、極角θ＝６０°の方向）から見た場合の色座標（ｘ，ｙ）との差Δｘｙを計測し、従来例とした。
【００８４】
（実施例２）
次に、高分子フィルムを染色した吸収層を設けるのではなく、バックライト光源２００側に配置された偏光板３０１の粘着層３１１に色素濃度を調整しながら色素を添加し、吸収層の効果を兼ねる粘着層３１１を有する液晶表示装置を作製した。バックライト光源２００および液晶セル３５１については、実施例１と同様のものを使用した。この液晶表示装置について、実施例１と同様に色座標の変化を計測した。
【００８５】
（実施例３）
続いて、高分子フィルムを染色した吸収層を設けるのではなく、バックライト光源２００側に配置された偏光板３０１の表面処理層３０３に色素濃度を調整しながら色素を添加し、吸収層の効果を兼ねる表面処理層３０３を有する液晶表示装置を作製した。バックライト光源２００および液晶セル３５１については、実施例１と同様のものを使用した。この液晶表示装置について、実施例１と同様に色座標の変化を計測した。
【００８６】
（実施例４）
次に、高分子フィルムを染色した吸収層を設けるのではなく、バックライト光源２００側に配置された偏光板３０１の保護層３０５に色素濃度を調整しながら色素を添加し、吸収層の効果を兼ねる保護層３０５を有する液晶表示装置を作製した。バックライト光源２００および液晶セル３５１については、実施例１と同様のものを使用した。この液晶表示装置について、実施例１と同様に色座標の変化を計測した。
【００８７】
（実施例５）
続いて、実施例１と同様の光学シートを、バックライト光源２００の光源部２０１と拡散層２０３との間に配置し、実施例１に用いた液晶パネル３００を用いて、液晶表示装置を作製した。この液晶表示装置について、実施例１と同様に色座標の変化を計測した。
【００８８】
上述の従来例および実施例１〜５について、計測結果を以下の表１に示す。
【００８９】
【表１】
0004826599.tif 000002
【００９０】
表１の実施例１〜４と従来例とを比較すると明らかなように、本実施形態に係る吸収層を備えた液晶表示装置の色座標の変化は、従来の液晶表示装置の色座標の変化よりも小さな値を有していることがわかる。これは、液晶表示装置を正面から見た場合の色座標と、斜め方向から見た場合の色座標との違いが小さいことを意味しており、従来の液晶表示装置における色相の変化が実施例１〜４では改善されたことを表している。
【００９１】
また、表１の実施例５と従来例とを比較すると明らかなように、実施例５における色座標の変化は、従来例における変化よりも大きな値を有していることがわかる。これは、吸収層１００によって黄色〜赤色の光が吸収された光が、散乱層２０３によって散乱されたために、本実施形態に係る吸収層の効果が得られなかったことを示唆している。この結果から明らかなように、本実施形態に係る吸収層と、液晶層との間には、拡散性の強い部材や、構造等が配置されない方が、得られる効果が大きいことがわかる。
【００９２】
（実施例６）
次に、実施例１に示した液晶表示装置において、吸収層である光学シートの色素濃度を変更し、吸収層１００の透過率と、本実施形態に係る吸収層１００の効果との関係について、目視評価を行った。図４は、評価に用いた吸収層の正面透過率であり、以下に示した表２は、各吸収層を用いた液晶表示装置の目視評価の結果である。
【００９３】
本実施例では、図４および表２に示したように、＃１から＃５まで５段階に色素濃度を変化させた。＃１が色素濃度が一番低いものであり、＃５が色素濃度が一番高いものである。
【００９４】
【表２】
0004826599.tif 000003
【００９５】
図４から明らかなように、色素濃度が濃くなるにつれて、４００〜７００ｎｍの波長帯域における透過率が全体的に低下していくことがわかる。また、使用したＣ．Ｉ．ピグメントブルー１５：４は、６２０〜６３０ｎｍに最大吸収波長が存在することがわかる。
【００９６】
また、表２を参照すると、最小透過率が６０％以上となっている＃１〜＃３では、表面から液晶表示装置を見た場合の目視評価は良好であり、斜めから見た場合の目視評価についても、色変化の度合いは小さく、吸収層の効果が大きいことがわかる。
【００９７】
また、最小透過率が６０％未満となった＃４および＃５では、正面から液晶表示装置を見た場合でも輝度の低下が激しく、正面から見た場合よりも光路長が長くなる斜めから見た場合では、吸収層の効果が強くなりすぎ、適切な色補正ができていないことがわかった。
【００９８】
この結果からも明らかなように、吸収層１００の最小透過率は、６０％以上であることが好ましい。
【００９９】
（実施例７）
次に、実施例１に用いた吸収層と、屈折率の異なる層を積層して同様の効果が得られるよう調整した反射型光学素子との比較を行った。この比較は、それぞれを、正面から見た場合（極角θ＝０°の場合）と、斜め６０°の方向から見た場合（極角θ＝６０°の場合）における分光透過率を測定することで行った。比較結果を、図５に示した。図５は、本実施例で用いた吸収層と、反射型光学素子との分光透過率を示したグラフ図である。
【０１００】
光の反射や干渉を利用して透過率を制御する反射型光学素子は、見る角度によって干渉条件が大きく変化するため、図５に示したように、最小透過率を示す波長にズレが生じていることがわかる。具体的には、正面から見た場合には、反射型光学素子は７００ｎｍ近傍に最小透過率を示す波長が存在しているが、６０°方向から見た場合には、最小透過率を示す波長は、４７０ｎｍ近傍までシフトしている。これは、反射型光学素子を正面から見た場合と、斜めから見た場合とでは、素子自体の色が変わって見えてしまうことを示唆している。
【０１０１】
他方、本実施例に係る吸収層では、正面から見た場合と、斜め方向から見た場合で、最小透過率を示す波長にシフトが生じていないことがわかる。これは、見る方向が変わっても、吸収層の色に変化が生じないことを示している。
【０１０２】
以上説明したように、液晶表示装置を斜めから見た場合の色付きは、不必要な色の光が液晶パネルを透過してくることが原因であるが、本実施形態に係る吸収層１００により上述の不必要な光を吸収することによって、色付きを改善することが可能となる。
【０１０３】
また、白色光が本実施形態に係る吸収層１００を斜め方向に透過すると、正面方向に透過する場合に比べ光路長が長くなる。そのため、斜め方向から見るほど吸収層の効果は大きく、効果的に斜めの色付きを改善することができる。
【０１０４】
さらに、極角を０°から傾けていくときの液晶パネルの色変化と、吸収層１００の色変化の挙動が類似しており、見る角度の変化による効果の違いが、顕著に表れない。
【０１０５】
このように、本実施形態に係る吸収層を用いることで、白表示における広角から観察したときの色相変化を抑制することができる。
【０１０６】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】座標系の定義について説明するための説明図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る吸収層を備えた液晶表示装置の概要を説明するための説明図である。
【図３】同実施形態に係る吸収層を備えた液晶表示装置について説明するための説明図である。
【図４】本実施例で用いた吸収層の正面透過率を示したグラフ図である。
【図５】本実施例で用いた吸収層および反射型光学素子の分光透過率を示したグラフ図である。
【図６】従来の液晶表示装置における色相変化を説明するための説明図である。
【図７】従来の液晶表示装置における分光透過率を示したグラフ図である。
【符号の説明】
【０１０８】
１０    液晶表示装置
１００    吸収層
２００    バックライト光源
２０１    光源部
２０３    拡散層
３００    液晶パネル
３０１    偏光板
３０３    表面処理／ハードコート層
３０５    保護層
３０７    偏光層
３０９    保護層／位相差層
３１１    粘着層
３５１    液晶セル
３５３    ガラス基板
３５５    液晶層
３５７    カラーフィルタ層
【図１】
0004826599.tif 000004
【図３】
0004826599.tif 000005
【図４】
0004826599.tif 000006
【図５】
0004826599.tif 000007
【図７】
0004826599.tif 000008
【図２】
0004826599.tif 000009
【図６】
0004826599.tif 000010