(57)【要約】【課題】  液晶パネルを構成する二色性偏光子の透過軸に対して斜めの方位から観察したときにも、二色性偏光子の透過軸に平行又は直交する方位から観察したときと同様の色バランスがとれた画像を表示できる液晶表示装置を提供する。【解決手段】  光源と、入射角０度の光線を反射する波長帯域の下限λＬが、光源が発する光の中で６００〜７００ｎｍの波長帯域で最大発光強度を示す光の波長λＲ１よりも長く、且つ入射角６０度における波長６００〜７００ｎｍの光の平均透過率が２０％以上８０％以下の選択光反射性光学素子と、液晶パネルに近い側に、可視光領域波長の一方の偏光を反射し、もう一方の偏光を透過する輝度向上素子と、液晶パネルとをこの順に配置して液晶表示装置を得る。【選択図】  図３。
2007212831.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、選択光反射性光学素子と、輝度向上素子と、液晶パネルとが、この順で配置されてなり、
前記選択光反射性光学素子は、入射角０度の光線を反射する波長帯域の下限λＬが、光源が発する光の中で６００〜７００ｎｍの波長帯域で最大発光強度を示す光の波長λＲ１よりも長く、且つ入射角６０度における波長６００〜７００ｎｍの光の平均透過率が２０％以上８０％以下のものであり、
前記輝度向上素子は、可視光領域波長の一方の偏光を反射し、もう一方の偏光を透過するものである、
液晶表示装置。
【請求項２】
前記選択光反射性光学素子は、さらに、入射角０度における波長６００〜７００ｎｍの光の平均透過率が６０％以上であり、且つ入射角０度における波長６００〜７００ｎｍの光の平均透過率が入射角６０度における波長６００〜７００ｎｍの光の平均透過率より大きい、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記選択光反射性光学素子は、入射角６０度における波長６００〜７００ｎｍの光の平均透過率が３０％以上７０％以下である、請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置に関する。より詳細には、液晶パネルを構成する二色性偏光子の透過軸に対して斜めの方位から観察したときにも、二色性偏光子の透過軸に平行又は直交する方位から観察したときと同様の色バランスがとれた画像を表示できる液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、光源と、二枚の二色性偏光子と、この二色性偏光子に挟まれて配置された液晶セルとを含むものである。光源は、青色光（波長４１０〜４７０ｎｍ）、緑色光（波長５２０〜５８０ｎｍ）、及び赤色光（波長６００〜６６０ｎｍ）がバランスされ白色発光するものであり、冷陰極管、熱陰極管、ＬＥＤ（発光ダイオード）、ＥＬ（エレクトロルミネセンス）などがある。液晶表示装置において、光源からの光は、一枚目の二色性偏光子で直線偏光に変換される。該直線偏光は、液晶セルにおける電圧印加又は電圧無印加の違いによって、位相がそのまま又は反転された直線偏光に変換される。一枚目の二色性偏光子の透過軸と二枚目の二色性偏光子の透過軸が直角の場合、液晶セルで位相が反転された直線偏光は、二枚目の二色性偏光子を透過し、位相がそのままの直線偏光は二枚目の二色性偏光子を通過できない構成となる。一般に、入射角０度から入射する光に対して位相を反転できる（すなわち、位相を二分の一波長遅らせる）液晶セルであっても、斜めから入射する光に対しては、位相の遅延をちょうど二分の一波長にすることができず、歪みを生じる傾向がある。この歪みの度合いは波長によって異なってくる傾向がある。その結果、正面から観察したときのカラー画像の色合いと、斜めから観察したときのカラー画像の色合いが異なることがある。
【０００３】
また、液晶表示装置には、輝度を向上させるために輝度向上素子が使われることがある。輝度向上素子では、斜めから入射する光の反射帯域が真正面から入射する光の反射帯域に比べて短波長側にシフトすることがある。正面から入射する光について可視光領域全体を反射できる輝度向上素子であっても、斜めから入射する光については長波長の光（赤色光）を反射できないことがある。
このようなことから、液晶表示装置では、一般に、正面から観察したときのカラー画像の色合いと、斜めから観察したときのカラー画像の色合いが異なることがある。
また、同じ斜めから観察した場合でも、液晶パネルを構成する二色性偏光子の透過軸に対して斜めになる方位角度で観察したときは、二色性偏光子の透過軸に対して平行又は直交する方位になる角度で観察したときに比べ青色及び緑色の強度が弱くなり、相対的に赤色が強くなるので色合いが大きく異なってくることがある。
【０００４】
これまで、このような観察角度による色合いの相違を解消することが強く求められてきており、上記のような問題の解消のために様々な検討がなされてきた。
特許文献１では、垂直入射光に対して波長λ１〜λ２（λ１＜λ２）に選択反射波長帯域を示すコレステリック液晶層からなり、組み合されて使用される光源の発光スペクトルの極大波長λ０に対してλ０＜λ１を満たすコリメータをバックライトシステムに配置することが提案されている。特許文献１に記載のコリメータは、様々な角度で進む光を、垂直方向に進む光だけに揃える機能を有するものである。従って、斜めから入射する光線はこのコリメータによって反射され透過しない。このため、特許文献１に開示される液晶表示装置は、その表示画面が暗く見えることがあり、斜めから観察したときの色合いの改善が不十分であった。
【０００５】
また特許文献２では、法線方向の可視光領域の入射光に対しては透過特性を有し、赤外域に反射波長帯域を有し、法線方向に対する入射角が大きくなるにしたがい、反射波長帯域が短波長側に変化する赤外反射層（Ｂ）を照明装置に配置することが提案されている。特許文献２には赤外反射層（Ｂ）として、入射角４５度の波長７１０ｎｍ、６４０ｎｍ又は６１０ｎｍの光の透過率が１０％以下となるものが開示されている。従って、斜めから入射する赤色光は赤外反射層（Ｂ）によってほぼ完全に反射又は吸収されてしまう。このため、特許文献１に開示される液晶表示装置は、その表示画面が暗く見えることがあり、斜めから観察したときの色合いの改善が不十分であった。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１６９０２６号公報
【特許文献２】特開２００４−３０９６１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、液晶パネルを構成する二色性偏光子の透過軸に対して斜めの方位から観察したときにも、二色性偏光子の透過軸に平行又は直交する方位から観察したときと同様の色バランスがとれた画像を表示できる液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、上記特許文献に開示されている液晶表示装置を正面から観察した場合には、青色、緑色及び赤色が良くバランスした画像が得られるが、斜めから観察した場合には、黒表示時に青みを帯びた画像になってしまうという不具合があることを見出した。そして、この原因は、上記特許文献１及び２で用いているコリメータ又は赤外反射層（Ｂ）が斜めから入射する赤色光を遮断しすぎているからであることに思い至った。
【０００９】
そこで、本発明者は、光源と液晶パネルとの間で光源に近い側に、光源の６００〜７００ｎｍの波長域中で最大発光強度を示す光の波長λＲ１よりも長い波長の帯域（λＬ〜λＨ）に入射角０度の光を反射する帯域を有し、入射角６０度における波長６００〜７００ｎｍの光の平均透過率が２０％以上８０％以下である選択光反射性光学素子を配置し、且つ液晶パネルに近い側に、可視光領域波長の一方の偏光を反射し、もう一方の偏光を透過する輝度向上素子を備えたところ、液晶パネルを構成する二色性偏光子の透過軸に対して斜めの方位から観察したときにも、二色性偏光子の透過軸に平行又は直交する方位から観察したときと同様の色バランスがとれた画像を表示できることを見出した。この知見に基づいて、本発明者はさらに検討を加え、本発明を完成するに至った。
【００１０】
かくして本発明によれば、
（１）  光源と、選択光反射性光学素子と、輝度向上素子と、液晶パネルとが、この順で配置されてなり、  前記選択光反射性光学素子は、入射角０度の光線を反射する波長帯域の下限λＬが光源が発する光の中で６００〜７００ｎｍの波長帯域で最大発光強度を示す光の波長λＲ１よりも長く、且つ入射角６０度における波長６００〜７００ｎｍの光の平均透過率が２０％以上８０％以下のものであり、  前記輝度向上素子は、可視光領域波長の一方の偏光を反射し、もう一方の偏光を透過するものである、  液晶表示装置。
（２）  前記選択光反射性光学素子は、さらに、入射角０度における波長６００〜７００ｎｍの光の平均透過率が６０％以上であり、且つ入射角０度における波長６００〜７００ｎｍの光の平均透過率が入射角６０度における波長６００〜７００ｎｍの光の平均透過率より大きい、前記（１）に記載の液晶表示装置。
（３）  前記選択光反射性光学素子は、入射角６０度における波長６００〜７００ｎｍの光の平均透過率が３０％以上７０％以下である、前記（１）又は（２）に記載の液晶表示装置。
が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
従来の液晶表示装置では、斜めから観察したときに、赤みを帯びることが多かった。それは、正面から観察したときの青色、緑色及び赤色の光量バランスに対して、斜めから観察したときの赤色の光量が青色及び緑色の光量に比べ相対的に高くなるからである。一方、特許文献１及び２のように斜めから入射する波長７１０ｎｍ、６４０ｎｍ又は６１０ｎｍの光の透過率を１０％以下にしてしまうと、正面から観察したときの青色、緑色及び赤色の光量バランスに対して、斜めから観察したときの赤色の光量が青色及び緑色の光量に比べ相対的に低くなりすぎてしまう。その結果、斜めから液晶表示装置を観察したときに、青みを帯びたり、暗くなったりする傾向にあった。
【００１２】
本発明の液晶表示装置は、入射角６０度で入射する波長６００〜７００ｎｍの光を２０％以上８０％以下の範囲で透過させる選択光反射性光学素子を備えているので、斜めから観察したときの青色、緑色及び赤色の色バランスが、正面から観察したときの青色、緑色及び赤色のバランスと同様のバランスに調整できる。そして、選択光反射性光学素子でバランス調整された光を輝度向上素子に入射すると、液晶パネルを構成する二色性偏光子の透過軸に対して斜めの方位から観察したときにも、二色性偏光子の透過軸に平行又は直交する方位から観察したときと同様の色バランスがとれた高輝度の画像を表示できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の液晶表示装置は、光源と、選択光反射性光学素子と、輝度向上素子と、液晶パネルとが、この順で配置されてなるものである。
【００１４】
本発明に用いる光源は、白色光を発するものであればよく、例えば、冷陰極管、熱陰極管、発光ダイオード、エレクトロルミネセンスなどが挙げられる。光源の背後に、光の利用効率を高めるために、反射性金属膜や白色膜を備えた反射板が設けられていてもよい。
【００１５】
光源から出射した光は後述の選択光反射性光学素子に送られる。本発明においては、選択光反射性光学素子に均一に光を送るために光拡散素子を該選択光反射性光学素子と該光源との間に設けることができる。この光拡散素子は輝度の面内分布をなくすために光源からの光を散乱し拡散光とする素子である。具体的には透明基材中にシリコーンビーズなどの光拡散材を分散させたもの（光拡散板と称することもある）、透明基材表面に光拡散材を塗布したもの（光拡散シートと称することもある）などが挙げられる。また別の態様として光源からの光を均一にするために導光板を用いてもよい。導光板は、光源からの光を側面で受けて、その中に導き、正面に均一な輝度で出射するための素子である。
さらに、光拡散素子又は導光板と後述する選択光反射性光学素子との間に散乱しすぎた光を集光するためのプリズムシートを配置してもよい。
【００１６】
本発明に用いる選択光反射性光学素子は、入射角０度の光線を反射する波長帯域の下限λＬが、光源が発する光の中で６００〜７００ｎｍの波長帯域で最大発光強度を示す光の波長λＲ１よりも長く、且つ入射角６０度における波長６００〜７００ｎｍの光の平均透過率が２０％以上８０％以下のものである。
【００１７】
本発明に用いる選択光反射性光学素子は、光線を反射する帯域（以下、反射帯域ということがある。）がある。図１の実線３０は入射角０度における反射率の波長依存性を示すものである。反射帯域は実線３０のように、特定波長域（λＬからλＨの間の波長域）において反射率が他の部分よりも大きくなっている部分である。図１では反射帯域と非反射帯域との境界で急激に反射率が変化し、グラフが矩形又は台形状を成しているが、反射率が緩やかに変化して、グラフが放物線のような緩やかな山形形状を成していても良い。ここで反射帯域の下限λＬ及び上限λＨは反射帯域における最大反射率の１／２倍の反射率を示す波長の中で、それぞれ最も短いもの及び最も長いものである。
【００１８】
図２は、液晶表示装置に使用されている光源（発光ダイオード）の発光スペクトルの一例を示すものである。λＲ１は光源が発する光の中で６００〜７００ｎｍの波長帯域で最大発光強度を示す光の波長である。
選択光反射性光学素子の光線を反射する帯域は、入射角によって、波長範囲が変化する。本発明では、入射角０度の光線を反射する波長帯域の下限λＬが、前記波長λＲ１よりも長い。例えば、図２の光源ではλＲ１は約６２７ｎｍであるので、λＬは６２７ｎｍよりも長い波長にすることが必要である。図１の実線３０で示す反射帯域のλＬは約６８０ｎｍである。反射帯域の幅（λＨとλＬとの差）は、好ましくは５０ｎｍ以上、特に好ましくは８０ｎｍ以上である。
【００１９】
本発明に用いる選択光反射性光学素子は、前記λＬが、光源が発する光の中で６３０〜７００ｎｍの波長帯域で最大発光強度を示す光の波長λＲ２よりも長いことが好ましい。λＬがより長い波長になることにより、正面観察したときの色バランスを良くでき、又は色度域に対する色再現範囲の面積比の値を高くすることができる。
【００２０】
入射角０度における反射帯域の最大反射率は、好ましくは１０％〜４０％、より好ましくは１５％〜３５％である。この最大反射率が上記範囲にあると、本発明の液晶表示装置の表示画面を斜めから観察した場合において、正面から観察した場合と同様の色バランスがとれた画像を得ることができる。反射率が上記範囲を超えると、斜めから観察したときの表示画像が青みを帯びやすくなる。反射率が上記範囲未満になると、斜めから観察したときの表示画像が赤みを帯びやすくなる。
【００２１】
本発明に用いる選択光反射性光学素子は、入射角０度における波長６００〜７００ｎｍの光（以下、簡単のために「赤色光」ということがある。）の平均透過率が、好ましくは６０％以上、より好ましくは７０％以上である。さらに入射角０度における赤色光の平均透過率が、後記の入射角６０度における赤色光の平均透過率より大きいことが好ましい。
波長４００〜５００ｎｍ（以下、簡単のために「青色光」ということがある。）及び波長５００〜６００ｎｍ（以下、簡単のために「緑色光」ということがある。）の入射角０度における光線透過率は、赤色光に対する光量バランスを考慮して適宜選択できる。入射角０度における青色光及び緑色光の平均透過率は、好ましくは６０％以上、より好ましくは７０％以上である。なお、本明細書において平均透過率とは、１０ｎｍの波長間隔で測定した透過率の算術平均値である。
【００２２】
前記の反射帯域は、光線の入射角度が増えると短波長側にシフトすることが好ましい。具体的には入射角６０度において反射帯域が波長λＲ１又はλＲ２を含むようになることが好ましい。反射帯域が短波長側にシフトすることによって、入射角６０度における波長６００〜７００ｎｍの光の平均透過率を下げることができる。図１の破線３１は、入射角６０度における反射帯域を示すものである。図１では反射帯域の下限が約６１０ｎｍになっている。
【００２３】
本発明に用いる選択光反射性光学素子は、その入射角６０度における波長６００〜７００ｎｍの光の平均透過率が、２０％以上８０％以下、好ましくは３０％以上７０％以下、より好ましくは４０％以上６０％以下である。この光線透過率が上記範囲にあると、本発明の液晶表示装置の表示画像を、正面及び斜めからの観察において同様の色バランスがとれたものにすることができる。光線透過率が上記範囲未満になると、斜めから観察したときの表示画像が青みを帯びてくる。光線透過率が上記範囲を超えると斜めから観察したときの表示画像が赤みを帯びてくる。
【００２４】
本発明に用いる選択光反射性光学素子では、入射角６０度における青色光及び緑色光の平均透過率が、好ましくは６０％以上、より好ましくは７０％以上である。
また、入射角６０度における赤色光の平均透過率は、入射角６０度における青色光及び緑色光の平均透過率よりも小さいこと、具体的には入射角６０度における青色光及び緑色光の平均透過率よりも５〜３０％小さい方が好ましい。
【００２５】
本発明に用いる選択光反射性光学素子は、前記のように入射角度に応じて透過率又は反射率の特性が変化するものであれば、その構造によって制限されない。本発明に用いる選択光反射性光学素子としては、例えば、屈折率の異なる無機酸化物を交互に蒸着した多層薄膜（例えば、コールドフィルターなど）；屈折率の異なる樹脂の薄膜を積層した薄膜；屈折率の異なる樹脂の多層膜を２軸延伸して得られる赤外反射フィルム；屈折率の異なる２種の樹脂膜を１軸延伸して赤外反射フィルムを得、それを直交させて積層したもの；コレステリック規則性を持つ樹脂層を含む円偏光反射板の選択反射帯域を赤外域としたもの；前記円偏光反射板の右捻れ品と左捻れ品を積層したもの；同一捻れ方向のコレステリック規則性を持つ樹脂層を含む円偏光反射板２枚を１／２波長板を介して積層したもの；及びグリッド偏光子などが挙げられる。これらのうち、コレステリック規則性を持つ樹脂層を含む円偏光反射板を含む選択光反射性光学素子は、前記のように入射角度に応じて反射する光が右旋回又は左旋回のいずれか一方の円偏光であり、好ましく用い得る。また、屈折率の異なる膜が積層された構造のフィルムを含む選択光反射性光学素子、及びグリッド偏光子を含む選択光反射性光学素子は、前記のように入射角度に応じて反射する光が、互いに直交する２つの直線偏光のうち、いずれか一方の直線偏光であり、好ましく用い得る。なお、コレステリック規則性を持つ樹脂層とは、該樹脂層平面の法線方向に進むに従って、該樹脂の分子軸の角度が次々にずれて（ねじれて）いく構造を有する樹脂層のことである。
【００２６】
本発明の液晶表示装置に用いられる輝度向上素子は、可視光の一方の偏光を反射し、もう一方の偏光を透過する（つまり、偏光状態の相違によって反射光と透過光に分離する）ものである。輝度向上素子としては、反射光と透過光が直線偏光であるもの（以下、直線偏光分離膜と言うことがある）と、反射光と透過光が円偏光であるもの（以下、円偏光分離膜と言うことがある）とがあり、例えば、米国特許６３３５９９９号公報、特表平９−５０６８３７号公報、特表平１０−５１１３２２号公報などに開示されているような異方性ポリマー層を多数積層して得られる直線偏光分離膜、特開平６−２３５９００号公報や特開平８−２７１７３１号公報に開示されているようなコレステリック規則性を持つ樹脂層を用いた円偏光分離膜；又はそれに１／４波長板を組み合わせたものが挙げられる。市販の直線偏光分離膜としては、例えば、３Ｍ社製の多層フィルム（商品名「Ｄ−ＢＥＦ」）が挙げられる。円偏光分離膜と１／４波長板とを組み合わせたものとしては、例えば、日東電工社製の輝度向上フィルム（商品名「ＮＩＰＯＣＳ」）が挙げられる。円偏光分離膜と１／４波長板とを組み合わせたものは、円偏光分離膜側に光を入射すると、反射光が円偏光になり、透過光が直線偏光になる。
【００２７】
本発明の液晶表示装置では、前述の選択光反射性光学素子を光源に近い側に、輝度向上素子を後述する液晶パネルに近い側に配置する。
選択光反射性光学素子と輝度向上素子との組み合わせは特に制限されない。具体的な組み合わせには、１）直線偏光を反射する選択光反射性光学素子と円偏光分離膜を含んでなる輝度向上素子との組み合わせ、２）円偏光を反射する選択光反射性光学素子と円偏光分離膜を含んでなる輝度向上素子との組み合わせ、３）円偏光を反射する選択光反射性光学素子と直線偏光分離膜を含んでなる輝度向上素子との組み合わせ、及び４）直線偏光を反射する選択光反射性光学素子と直線偏光分離膜を含んでなる輝度向上素子との組み合わせがある。
【００２８】
１）直線偏光を反射する選択光反射性光学素子と円偏光分離膜を含んでなる輝度向上素子とを組み合わせた場合には、入射角０度の、赤色光は選択光反射性光学素子で反射されずに、そのまま輝度向上素子に送られ右旋性円偏光と左旋性円偏光とに分離される。斜めに入射する赤色光は選択光反射性光学素子で一部が反射し、減光された赤色光が輝度向上素子に送られ、そこで右旋回の円偏光と左旋回の円偏光とに分離される。青色光及び緑色光は入射角に関わらず選択光反射性光学素子をそのまま透過し、輝度向上素子で右旋回の円偏光と左旋回の円偏光とに分離される。
【００２９】
選択光反射性光学素子を斜めに透過した赤色光は、減衰した一方の直線偏光と、それに直交するもう一方の直線偏光とを含んでいる。本態様において、直線偏光を反射する選択光反射性光学素子と円偏光分離膜を含んでなる輝度向上素子との間に１／４波長板を介在させると、選択光反射性光学素子を透過した直線偏光を円偏光に変換でき、円偏光分離膜での分離効率を高めることができる。また、このようにすることで、選択光反射性光学素子の厚さ（薄膜の積層数）を薄くする（減らす）ことができる。
【００３０】
２）円偏光を反射する選択光反射性光学素子と円偏光分離膜を含んでなる輝度向上素子とを組み合わせた場合には、入射角０度の赤色光は選択光反射性光学素子で反射されずに、そのまま輝度向上素子に送られ右旋回の円偏光と左旋回の円偏光とに分離される。斜めに入射する赤色光は選択光反射性光学素子で一部が反射し、減光された赤色光が輝度向上素子に送られ、そこで右旋回の円偏光と左旋回の円偏光とに分離される。青色光及び緑色光は入射角に関わらず選択光反射性光学素子をそのまま透過し、輝度向上素子で右旋回の円偏光と左旋回の円偏光とに分離される。この組み合わせ態様においては、円偏光を反射する選択光反射性光学素子の螺旋回転（ねじれ）方向と、円偏光分離膜の螺旋回転（ねじれ）方向とが逆になるようにすることが好ましい。このようにすると斜め透過する赤色光を効率的に減光することができる。
【００３１】
また、本発明においては、円偏光を反射する選択光反射性光学素子と円偏光分離膜を含んでなる輝度向上素子との間に１／２波長板を介在させ、円偏光を反射する選択光反射性光学素子の螺旋回転（ねじれ）方向と、円偏光分離膜の螺旋回転（ねじれ）方向とが同じになるようにすることによっても上記同様の結果を得ることができる。
なお、螺旋回転方向は、選択光反射性光学素子又は円偏光分離膜の主構成要素であるコレステリック規則性を持つ樹脂層中の、分子の捩れ方向であり、その回転方向は実施例に示す方法で測定することができる。
【００３２】
３）円偏光を反射する選択光反射性光学素子と直線偏光分離膜を含んでなる輝度向上素子とを組み合わせた場合には、入射角０度の赤色光は選択光反射性光学素子で反射されずに、そのまま輝度向上素子に送られ直交する二つの直線偏光に分離される。斜めに入射する赤色光は選択光反射性光学素子で一部が反射し、減光された赤色光が輝度向上素子に送られ、そこで直交する二つの直線偏光に分離される。青色光及び緑色光は入射角に関わらず選択光反射性光学素子をそのまま透過し、輝度向上素子で直交する二つの直線偏光に分離される。
【００３３】
選択光反射性光学素子に斜めに透過した赤色光は、減衰した一方の円偏光と、それと回転方向が異なるもう一方の円偏光とを含んでいる。本態様において、円偏光を反射する選択光反射性光学素子と直線偏光分離膜を含んでなる輝度向上素子との間に１／４波長板を介在させると、選択光反射性光学素子を透過した円偏光を直線偏光に変換でき、直線偏光分離膜での分離効率を高めることができる。またこのようにすることで、選択光反射性光学素子の厚さ（薄膜の積層数）を薄くする（減らす）ことができ、さらに輝度ムラを低減することができる。
【００３４】
４）直線偏光を反射する選択光反射性光学素子と直線偏光分離膜を含んでなる輝度向上素子とを組み合わせた場合には、入射角０度の赤色光は選択光反射性光学素子で反射されずに、そのまま輝度向上素子に送られ直交する二つの直線偏光に分離される。斜めに入射する赤色光は選択光反射性光学素子で一部が反射し、減光された赤色光が輝度向上素子に送られ、そこで直交する二つの直線偏光に分離される。青色光及び緑色光は入射角に関わらず選択光反射性光学素子をそのまま透過し、輝度向上素子で直交する二つの直線偏光に分離される。
【００３５】
選択光反射性光学素子に斜めに透過した赤色光は、減衰した一方の直線偏光と、それに直交するもう一方の直線偏光とを含んでいる。この組み合わせ態様においては、直線偏光を反射する選択光反射性光学素子の透過軸と、直線偏光分離膜の透過軸とが直交するように配置することが好ましい。このようにすると斜め透過する赤色光を効率的に減光することができる。なお、選択光反射性光学素子の透過軸とは、選択光反射性光学素子により減衰した一方の直線偏光に垂直な方向の軸のことであり、直線偏光分離膜の透過軸とは、直線偏光分離膜を透過して出てくる直線偏光に平行な方向の軸のことである。
【００３６】
また、本発明においては、直線偏光を反射する選択光反射性光学素子と直線偏光分離膜を含んでなる輝度向上素子との間に１／２波長板を介在させ、直線偏光を反射する選択光反射性光学素子の透過軸と、直線偏光分離膜の透過軸とが平行になるようにすることによっても上記同様の結果を得ることができる。
【００３７】
前述の選択光反射性光学素子と輝度向上素子とを組み合わせて用いるときに、両者を積層すると該素子間の空気層が排除され、界面における無用な反射や干渉を低減できる。なお、円偏光分離膜を製造する際に好ましく用い得るコレステリック規則性を持つ樹脂層を積層させるための透明基材に前述の選択光反射性光学素子を使用することで、コレステリック規則性を持つ樹脂層を直接に選択光反射性光学素子に積層することができ、液晶表示装置を薄型にすることが可能になる。
【００３８】
本発明に用いる液晶パネルは、２枚の直線偏光子と、その直線偏光子に挟まれて配置された液晶セルとからなるものである。
前記直線偏光子は、直角に交わる二つの直線偏光の一方を透過するものである。例えば、ポリビニルアルコールフィルムやエチレン酢酸ビニル部分ケン化フィルム等の親水性高分子フィルムにヨウ素や二色性染料などの二色性物質を吸着させて一軸延伸させたもの、前記親水性高分子フィルムを一軸延伸して二色性物質を吸着させたもの、ポリビニルアルコールの脱水処理物やポリ塩化ビニルの脱塩酸処理物等のポリエン配向フィルムなどが挙げられる。その他に、グリッド偏光子、多層偏光子などの偏光を反射光と透過光に分離する機能を有する偏光子が挙げられる。これらのうちポリビニルアルコールを含有する偏光子が好ましい。
【００３９】
本発明に用いる直線偏光子の偏光度は特に限定されないが、好ましくは９８％以上、より好ましくは９９％以上である。直線偏光子の平均厚みは好ましくは５〜８０μｍである。
一対の直線偏光子は、その偏光透過軸が平行又は直角になるように、液晶セルを挟んで配置する。直線偏光子は吸湿によって偏光性能が変化することがある。これを防ぐために保護フィルムが直線偏光子の両面に通常貼り合わせてある。視認側の直線偏光子に貼り合わされる保護フィルムには、反射防止層、防汚層、防眩層などが備わっていてもよい。また、入射側の直線偏光子の透過軸は、前述の輝度向上素子の透過軸と平行にすることが好ましい。なお、輝度向上素子の透過軸とは、輝度向上素子を透過して出てくる偏光が直線偏光である場合、その直線偏光に平行な方向の軸のことである。
【００４０】
また、本発明においては、視野角補償のために位相差フィルムを入射側の直線偏光子と液晶セルとの間に設けることができる。位相差フィルムの面内方向のレターデーションＲｅ、及び厚み方向のレターデーションＲｔｈは、液晶表示装置の設計によって異なるが、通常、Ｒｅは０〜３００ｎｍ、Ｒｔｈは−３００〜３００ｎｍ程度の範囲から適宜選択される。なお、Ｒｅは、フィルムの面内の遅相軸方向の屈折率をｎｘ、面内の遅相軸と面内で直交する方向の屈折率をｎｙ、フィルムの厚さ方向の屈折率をｎｚ、フィルムの平均厚さをＴｗとしたときに、（ｎｘ−ｎｙ）×Ｔｗで定義される値であり、Ｒｔｈは、（（（ｎｘ＋ｎｙ）／２）−ｎｚ）×Ｔｗで定義される値である。
【００４１】
液晶セルは、数μｍのギャップを隔てて対向する透明電極を設けた２枚のガラス基板の間に液晶物質を充填し、この電極に電圧を掛けて液晶の配向状態を変化させてここを通過する光の量を制御するものである。
液晶物質の配向状態を変化させる方式（動作モード）などによって、液晶セルは分類され、例えば、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）型液晶セル、ＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ  Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）型液晶セル、ＨＡＮ（Ｈｙｂｒｉｄ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ  Ｎｅｍａｔｉｃ）型液晶セル、ＩＰＳ（Ｉｎ  Ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）型液晶セル、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）型液晶セル、ＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ型液晶セル、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ  Ｂｅｎｄ）型液晶セルなどが挙げられる。
【００４２】
本発明の液晶表示装置は、光源、選択光反射性光学素子、輝度向上素子及び液晶パネル以外に、反射素子、光拡散素子、プリズムシート、１／４波長板、１／２波長板、視野角補償フィルム、反射防止フィルム、防眩フィルムなどが配置されていてもよい。
【００４３】
図３は、本発明の液晶表示装置の一例の構成を示す図である。図３に示すように、反射板２０、光源（発光ダイオード）１９及び光拡散板１８からなるバックライトユニットＢＬ、選択光反射性光学素子１７、輝度向上素子１６、液晶パネルＰの順に配置されている。光源からの光が入射角０度で選択光反射性光学素子に入射した場合は、青色、緑色、赤色の各光がそのまま透過する。入射角が大きくなると、赤色光を一部反射するようになり、赤色光の光線透過率が低くなっていく。そして入射角６０度において、６００〜７００ｎｍの波長の光の平均透過率が２０％以上８０％以下に調整される。これによって、赤色光の青色光及び緑色光に対するバランスが調整され、正面及び斜めからの観察において同様の色バランスがとれた画像を表示することができる。
【実施例】
【００４４】
本発明を、実施例及び比較例を示しながら、さらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例のみに限定されるものではない。なお部及び％は特に断りのない限り重量基準である。
【００４５】
本実施例において行った評価方法は以下のとおりである。
（１）レターデーションＲｅ、及びＲｔｈ
温度２０℃、湿度６０％の条件下で、位相差測定装置〔王子計測機器社製、ＫＯＢＲＡ〕を用いて、波長５５０ｎｍの光において、位相差フィルムの幅方向に等間隔で１０点測定し、Ｒｅ、及びＲｔｈの平均値を算出する。
（２）  コレステリック規則性を持った樹脂層の螺旋回転方向の測定
キセノンランプ（浜松ホトニクス社製、商品名「Ｌ２１７３」）からの光を選択光反射性光学素子に入射させ、１／４波長板（ＴＨＯＲＬＡＢＳ社製、商品名「ＡＱＷＰ０５Ｍ−６３０」）、偏光板（中央精機社製、商品名「ＰＯ−３０−２」）を介して、出射光を分光器（相馬光学製、商品名「Ｓ−２６００」）で観察した。偏光板の透過軸に対する１／４波長板の光伝播が遅い軸の角度（分光器側から観察し、反時計回りを正とする。）を変化させながら観察した。反射帯域のほぼ中心である７２０ｎｍの透過光強度が４５度で最小になる場合は、右円偏光が反射されていることを示し、コレステリック規則性を持つ樹脂層の螺旋は右ねじれである。逆に−４５度で最小になる場合は、螺旋は左ねじれである。
円偏光分離膜を含んでなる輝度向上素子は、反射帯域のほぼ中心である５５０ｎｍで上記同様に測定し、螺旋の回転方向が、右捩れか、左捩れかを測定した。
【００４６】
製造例１
（選択光反射性光学素子１の作製）
ノルボルネン系重合体からなる、光学的に等方性のフィルム（日本ゼオン社製、商品名「ゼオノアフィルムＺＦ１４」、厚み１００μｍ）の両面を濡れ指数が５６ｄｙｎｅ／ｃｍになるようにプラズマ処理し透明基材を得た。
ポリビニルアルコール５部及び水９５部からなる配向膜用組成物を前記透明基材の片面に塗布し、乾燥して、膜を形成した。次いで、透明基材の長手方向に平行な方向に、フェルトのロールでラビングして、平均厚さ０．１μｍの配向膜を得た。
【００４７】
ネマチック液晶化合物（ＢＡＳＦ社製、商品名「ＬＣ２４２」）１００部、カイラル剤（ＢＡＳＦ社製、商品名「ＬＣ７５６」）３．４６部、光重合開始剤（チバ・スペシャルティー・ケミカルズ社製、商品名「Ｉｒｇａｃｕｒｅ９０７」）３．２１部、及び界面活性剤（セイミケミカル社製、商品名「ＫＨ−４０」）０．１１部を、メチルエチルケトン１６０部に溶解し、孔径２μｍのポリフルオロエチレン製ＣＤ／Ｘシリンジフィルターを用いて濾過して、液晶塗工液（重合性組成物）を調製した。
【００４８】
配向膜上に、液晶塗工液を乾燥厚さ３．７６μｍになるように塗布し、１００℃で５分間乾燥した。次いで、紫外線を１５０ｍＪ／ｃｍ２で照射し、コレステリック規則性を持つ樹脂層を形成し、選択光反射性光学素子１を得た。
選択光反射性光学素子１の断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察したところ、コレステリック樹脂層の螺旋ピッチ（ヘリカルピッチ）は４７０ｎｍであった。
【００４９】
この選択光反射性光学素子１に、キセノンランプ（浜松ホトニクス社製、商品名「Ｌ２１７３」）からの光をレンズによって平行化した白色光を入射角０度で入射し、光線反射率を分光器（相馬光学製、商品名「Ｓ−２６００」）で測定した。入射角０度における反射帯域は６９０ｎｍ〜８５０ｎｍにあり、入射角０度における波長６００〜７００ｎｍの光の平均透過率は８８％であった。次に平行化された白色光を入射角６０度で入射し、光線透過率を同様に測定した。入射角６０度における波長６１０ｎｍでの透過率は５０％であった。入射角６０度における波長６００〜７００ｎｍの光の平均透過率は５９％（入射角０度における波長６００〜７００ｎｍの光の平均透過率の０．６７倍）であった。この選択光反射性光学素子１のコレステリック樹脂層は螺旋の回転方向が右捩れであった。
【００５０】
製造例２
（位相差フィルム２Ａの作製）
ノルボルネン系重合体からなる、厚さ１００μｍの光学的に等方性のフィルム（日本ゼオン社製、商品名「ゼオノアフィルムＺＦ１４」）をテンター延伸機を使用して、延伸温度１３８℃、縦延伸倍率１．４１倍、横延伸倍率１．４１倍で同時二軸延伸を行った。
延伸したフィルムの片面を高周波発信機（春日電機社製  高周波電源ＡＧＩ−０２４）を用いて、出力０．８ｋＷでコロナ放電処理して、フィルムの表面張力を０．０７２Ｎ／ｍにして、厚み５０μｍの位相差フィルム２Ａを得た。
得られた位相差フィルム２ＡのＲｅ及びＲｔｈのそれぞれの平均値は、Ｒｅ＝７０ｎｍ、Ｒｔｈ＝２１５ｎｍであった。
【００５１】
製造例４
（偏光子の作製）
厚さ７５μｍのＰＶＡフィルム（クラレ社製、ビニロン＃７５００）をチャックに装着しヨウ素０．２ｇ／ｌ、ヨウ化カリウム６０ｇ／ｌからなる水溶液中に３０℃にて２４０秒間浸漬した。次いでホウ酸７０ｇ／ｌ、ヨウ化カリウム３０ｇ／ｌの組成の水溶液中に漬けて６．０倍に一軸延伸した。最後に室温で２４時間乾燥して、平均厚さ３０μｍで、偏光度９９．９７％の偏光子を得た。
【００５２】
実施例１
（保護フィルムの作製）
トリアセチルセルロースフィルム（コニカミノルタ社製、商品名「ＫＣ８ＵＸ２Ｍ」）の片面に、１．５規定水酸化カリウムのイソプロピルアルコール溶液を２５ｍｌ／ｍ２塗布しケン化させ、２５℃で５秒間乾燥した。流水で１０秒間洗浄し、次いで２５℃の空気を吹き付け乾燥し、保護フィルムを得た。
【００５３】
（出射側偏光板４Ａ、入射側偏光板５Ａの作製）
製造例４で得られた偏光子の両面に上記保護フィルムをポリビニルアルコール系接着剤を用いて貼り合わせて、出射側偏光板４Ａを作製した。このとき、保護フィルムのケン化処理面が該偏光子に向くようにした。
また、製造例４で得られた偏光子の一方の面に上記保護フィルムを、もう一方の面に製造例２で得られた位相差フィルム２Ａを、前記同様にして貼り合わせて、入射側偏光板５Ａを作製した。このとき、保護フィルムのケン化処理面が該偏光子に向くようにし、且つ位相差フィルム２Ａのコロナ処理面が該偏光子に向くようにした。さらに偏光子の偏光透過軸と位相差フィルムの面内遅相軸とが平行になるようにした。
【００５４】
（液晶表示装置Ａの作製）
図２に示す発光スペクトルを有する光源を備えたバックライトユニットの上に、選択光反射性光学素子１、直線偏光分離膜からなる輝度向上フィルム（３Ｍ社製、商品名「ＤＢＥＦ−Ｄ４００」）、入射側偏光板５Ａ、ＶＡモードの液晶セル（厚さ２．７４μｍ、誘電異方性が正、波長５５０ｎｍでの複屈折差Δｎ＝０．０９８８４、プレチルト角９０度）、及び出射側偏光板４Ａを、この順に積層して、図３に示すような構成の液晶表示装置Ａを作製した。このとき、入射側偏光板５Ａの位相差フィルム２Ａが液晶セルに向くように配置した。また、出射側偏光子の偏光透過軸と入射側偏光子の偏光透過軸とが垂直となるようにした。
得られた液晶表示装置Ａの観察角度による色度変化を目視評価したところ、液晶表示装置Ａの表示画像は、表１に示すように、入射側偏光子の偏光透過軸に平行な方位（左右）、入射側偏光子の偏光透過軸に垂直な方位（上下）、入射側偏光子の偏光透過軸に対して斜めに＋４５度（入射側偏光子の偏光透過軸から反時計回りをプラスとする。）の方位、及び斜めに−４５度の方位から、それぞれ、入射角０〜８０度の範囲で観察したが、色度変化がほとんど認められなかった。
【００５５】
実施例２
（液晶表示装置Ｂの作製）
直線偏光分離膜からなる輝度向上フィルムに代えて、円偏光分離膜を含む輝度向上フィルム（日東電工社製、商品名「ＮＩＰＯＣＳ」）を用いた他は、実施例１と同様にして、観察角度による色度変化を目視評価した。液晶表示装置Ｂの表示画像は、表１に示すように表示画面の上下、左右、＋４５度、−４５度の方位の、入射角０〜８０度の範囲で色度変化がほとんど認められなかった。なお、円偏光分離膜を含む輝度向上フィルムは、螺旋が左捩れであった。
【００５６】
比較例１
ノルボルネン系重合体からなる未延伸フィルム（日本ゼオン社製、商品名「ゼオノアフィルムＺＦ１４」、厚み１００μｍ）は、平行化された白色光を入射角０度で入射した場合の波長６００〜７００ｎｍの光の平均透過率が９０％であった。平行化された白色光を入射角６０度で入射した場合の波長６００〜７００ｎｍの光の平均透過率が８２％（入射角０度における波長６００〜７００ｎｍの光の平均透過率の０．９１倍）であった。該未延伸フィルムは選択反射帯域を持たないフィルムである。
実施例１で用いた選択光反射性光学素子１に代えて、この未延伸フィルムを用いた他は、実施例１と同様にして、液晶表示装置Ｃを作製した。得られた液晶表示装置Ｃは、表１に示すように、その表示画面の上下、左右、＋４５度、−４５度の方位の、入射角０〜８０度の範囲から観察すると、どの方位においても画像が全体に薄赤色を呈していた。
【００５７】
比較例２
選択光反射性光学素子１と輝度向上フィルムとの順を逆にした他は実施例１と同様にして、図４に示すような構成の液晶表示装置Ｄを作成した。
得られた液晶表示装置Ｄは、表１に示すように、その表示画面の上下、左右、＋４５度、−４５度の方位の、入射角０〜８０度の範囲から観察すると、上下及び左右においては色度変化がほとんど認められなかったが、＋４５度、−４５度方位において、画像が全体に薄赤色を呈していた。
【００５８】
【表１】
2007212831.tif 000003
【００５９】
表中の○△×の意味は次のとおりである。
○：極角０〜８０度の範囲でほとんど色度変化が認められなかった。
△：軽度に薄赤色を呈していた。
×：薄赤色を呈していた。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】選択光反射性光学素子の反射帯域の一例を示す図である。
【図２】光源の発光スペクトルの一例を示す図である。
【図３】本発明（実施例）の液晶表示装置の構成例を示す図である。
【図４】比較例２の液晶表示装置の構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００６１】
１０：保護フィルム
１１：直線偏光子（視認側又は出射側）
１２：液晶セル
１３：二軸性光学異方性フィルム（視野角補償フィルム）
１４：保護フィルム
１５：直線偏光子（入射側）
Ｐ  ：液晶パネル
１６：輝度向上素子
１７：選択光反射性光学素子
１８：光拡散板
１９：発光ダイオード（光源）
２０：反射板
ＢＬ：バックライトユニット
３０：入射角０度における反射帯域
３１：入射角６０度における反射帯域
【図１】
2007212831.tif 000004
【図２】
2007212831.tif 000005
【図３】
2007212831.tif 000006
【図４】
2007212831.tif 000007