(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶パネルとバックライトを備えた液晶表示装置において、前記液晶パネルとバックライトの間に、光学積層体を配置し、この光学積層体が
第１と第２の主要面を有するルーバーフィルムと、
このルーバーフィルムの第１の主要面に積層固着された偏光フィルムを含み、前記偏光フィルムが透過軸に平行な振動方向の光のみを透過し、それ以外の光を反射可能な反射型偏光フィルムであり、
前記ルーバーフィルムを反射型偏光フィルムに対して相対的に前記液晶パネルの近い側となるように配置した液晶表示装置。
【請求項２】
前記ルーバーフィルムの第２の主要面に積層固着された拡散フィルムを更に含む、請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記ルーバーフィルムの第１の主要面上の偏光フィルムの、前記ルーバーフィルムと接する面とは反対面上に積層固着された拡散フィルムを更に含む、請求項１又は２記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置において、液晶ディスプレイパネルとバックライトの間に配置して使用される光学積層体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置は、通常、可変イメージとして情報表示を視認させる液晶ディスプレイパネル（以後液晶パネルと呼ぶ）と、この液晶パネルの背面（表示面とは反対側の面）から照明するための光源、すなわちバックライトとを備えている。
【０００３】
液晶パネルは、第１及び第２の２つの偏光板と、これらの間に挟まれた液晶層から構成されている。偏光板はバックライトからの入射光のうち特定の一方向に振動する光のみを透過し、他の成分は吸収もしくは遮断する機能を有しており、この透過させる振動方向は偏光軸として知られている。一般に液晶パネルにおいては第１の偏光板の偏光軸（第１偏光軸）と第２の偏光板の偏光軸（第２偏光軸）は平行ではなく、所定の角度をなすように配置されている。例えばツイスティッドネマティック（ＴＮ）液晶では、第１偏光軸と第２偏光軸は互いに直交するように配置されており、スーパーツイスティッドネマチック（ＳＴＮ）液晶では、第１偏光軸と第２偏光軸は約230 度の角度をなすように配置されている。この２つの偏光板は通常、光吸収型偏光板である。この光吸収型偏光板は、例えば、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール等の高分子フィルムに沃素もしくは染料を吸収させた後、このフィルムを一方向に一軸延伸して沃素もしくは染料の分子を一定の方向に配列することによって形成される。
【０００４】
バックライトは、初期のころは液晶パネルの背面直下に光源を配置した、直下型バックライトが使用されていたが、最近では、光源を導光板の端部に設置し、導光板から発散される光で液晶パネルを照射するエッジライト型バックライトが主流となっている。
【０００５】
このようなバックライト照明を用いた液晶表示装置では、液晶パネルの表示面の正面方向のみならず側面方向（上下又は左右方向）にも、この液晶パネルを透過した光が射出する。すると、例えば液晶表示装置の正面に位置するこの液晶表示装置の所有者や使用者のみならず、この正面方向から離れた角度の側面方向に位置する他人等も液晶表示内容を見ることができ、所有者等のプライバシーを保護することは困難であった。また、この液晶表示装置がカーナビゲーション等の車載装置である場合、液晶表示が自動車のフロントウインドウに映り込み、運転者の視界を妨げることがある。
【０００６】
そこで、本発明者らは、バックライトの光射出面と液晶パネルの偏光板の間にルーバーフィルムを配置し、側面方向への液晶パネル透過光の不要な射出を抑制し、上記の問題点を解決することを試みた。このルーバーフィルムとは、光透過性のフィルムの内部に複数の、光を吸収もしくは反射することのできる材料より形成されたもしくはこの材料が被覆された薄い板もしくは棒（ルーバー）が配置されているものをいう。このルーバーフィルムは、例えば特開平５−61034 号公報に記載されているように、従来は、液晶パネルの背面斜め方向にバックライトを設けた場合に、映像のコントラストが極端に低下する現象を改善するために用いられており、斜め方向から入射する光を遮断することによって、映像のコントラストを改善させている。バックライトの光射出面と液晶パネルの偏光板の間にこのようなルーバーフィルムを配置すると、このルーバーフィルム内のルーバーが、ルーバーフィルムを透過する光の進行方向を所定の射出角度範囲に制御する効果（方向制御効果）を発揮するため、上下左右の側面方向への液晶パネル透過光の不要な射出を抑制することができるのである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、バックライトの光射出面と液晶パネルの偏光板の間にルーバーフィルムを配置することにより、側面方向への液晶パネル透過光の不要な射出を効果的に抑制することができる。しかしながら、このルーバーフィルム自体には、輝度を向上させる効果がほとんどないため、このようなルーバーフィルムを用いると液晶パネルの発光輝度がかえって低下してしまう。そこで、本発明者らは、ルーバーフィルムのみを用いたのでは不十分な輝度向上効果を補う方策を検討し、本発明をなすに至った。
【０００８】
すなわち、本発明の目的は、バックライトと液晶パネルの間に配置した場合に、側面方向への液晶パネル透過光の不要な射出を効果的に防止し、同時に液晶パネル透過光の輝度を向上させることのできる、光学積層体を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、本発明によれば、第１と第２の主要面を有するルーバーフィルムと、このルーバーフィルムの第一の主要面に積層固着された偏光フィルム、を含む光学積層体をバックライトと液晶パネルの間に配置することにより達成される。このルーバーフィルムの第二の主要面には拡散フィルムを設けてもよい。また、前記ルーバーフィルムの第一の主要面上の偏光フィルムの、前記ルーバーフィルムと接する面とは反対面上に、拡散フィルムを設けてもよい。
【００１０】
上記のように、ルーバーフィルム自体には輝度を向上させる効果はほとんどないが、本発明では、このルーバーフィルムの方向制御効果を低下させることなく液晶表示面の輝度を効果的に増大させることが可能な、反射型偏光フィルムのような、輝度上昇効果を有する偏光フィルムを利用する。このようにしてバックライトと液晶パネルの間に本発明の光学積層体を配置すると、ルーバーフィルムの方向制御効果によって側面方向（上下または左右方向）への不要な光の射出を抑制し、かつ偏光フィルムの偏光・輝度上昇作用によって、透過した偏光光の強度が増大し、液晶表示面の発光輝度が向上する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の光学積層体の好ましい一形態を示す断面図である。光学積層体１は、図示するように、２つの主要面を有するルーバーフィルム２と、このルーバーフィルムの第一の主要面に積層固着された反射型偏光フィルム３を含んでいる。ルーバーフィルムと反射型偏光フィルムは、通常、アクリル系接着剤のような光透過性の接着剤を介して互いに接着することによって固定されている。この光学積層体において、ルーバーフィルムの第二の主要面と、ルーバーフィルムの第一の主要面上の反射型偏光フィルムの、前記ルーバーフィルムと接する面とは反対面上に、それぞれ少なくとも１つの光透過性フィルムを保護層として設けてもよい。
【００１２】
図２は、本発明の光学積層体の好ましい他の形態を示す断面図である。光学積層体４は、図示するように、第１と第２の主要面を有するルーバーフィルム２と、このルーバーフィルムの第一の主要面に積層固着された反射型偏光フィルム３を含み、そしてルーバーフィルムの第二の主要面に積層固着された拡散フィルム５を含んでいる。この拡散フィルムは、透過する光を拡散する機能を有するフィルムであり、このような拡散フィルムを設けることにより、光学積層体を透過した光の輝度の発光面全体にわたる均一性を高めることができる。
【００１３】
この拡散フィルムは、図３に示すように、ルーバーフィルムの第一の主要面上の反射型偏光フィルムの、前記ルーバーフィルムと接する面とは反対面上に積層固着させてもよい。さらに、この拡散フィルムは、図４に示すように、ルーバーフィルムの第二の主要面と、ルーバーフィルムの第一の主要面上の反射型偏光フィルムの、前記ルーバーフィルムと接する面とは反対面の両方に、図１に示す光学積層体を挟むように積層固着させてもよい。この拡散フィルムと、ルーバーフィルム及び／又は反射型偏光フィルムとの固定も、上記のように光透過性の接着剤を介して行ってよい。
【００１４】
本発明の光学積層体は、上記のルーバーフィルム、偏光フィルム（反射型偏光フィルム）、及び拡散フィルムの他に、本発明の効果を損なわない限り、表面保護層、帯電防止層、透明支持層（強度の補強が目的）、電磁シールド層、接着層、プライマー層等のフィルムもしくは層を含んでいてもよい。
【００１５】
本発明の光学積層体に用いられるルーバーフィルムの一例の構造を図５に示す。ルーバーフィルム６は、透明性の高いポリマー樹脂７内に微小なルーバー８を組み込んだルーバー層９を含み、必要により、このルーバー層の機能を損なわない光透過性フィルムの保護層１０を含んでいてもよい。このようなルーバーフィルムは、バックライト等の面状光源から射出された光のうち、ルーバー部によって斜め方向の光を抑制し、透過する光の進行方向を所定の射出角度範囲に制御し、均一な輝度分布を与える機能を有している。
【００１６】
このルーバーフィルムにおいて光透過部を構成する透明性の高いポリマー樹脂７としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、紫外線等のエネルギー線硬化性樹脂等の各種の樹脂を使用することができ、その例としては、セルロースアセテートブチレート、トリアセチルセルロース等のセルロース樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂、ポリスチレン、ポリウレタン、塩化ビニル、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等が挙げられる。保護層１０は、このポリマー樹脂７と同様の透明性の高いポリマー樹脂を用いて形成する。
【００１７】
一方、ルーバー８としては、光を吸収もしくは反射することのできる遮光性物質から形成する。このような遮光性物質としては、例えば、(1) 黒色、灰色等の暗色顔料や暗色染料、(2) アルミニウム、銀等の金属、(3) 暗色の金属酸化物、(4) 上記のポリマー樹脂に暗色顔料や暗色染料を含有させたもの等を用いることができる。
【００１８】
このルーバーフィルムにおいて、光透過部の幅、すなわちルーバー８とルーバー８の間のポリマー樹脂部７の幅（図５におけるａ）は、このルーバーフィルム全体の光線透過率が低下しないように、ルーバー部の幅（図５におけるｂ）よりも大きいことが好ましい。この光透過部７の幅は好適には50〜500 μm 、特に好適には70〜200 μm である。ルーバー部８の幅は、好適には１〜100 μm 、特に好適には５〜50μm である。また、ルーバー部８の角度は通常０〜45度の範囲である。なお、このルーバー部の角度とは、ルーバーフィルムの主要面に対する角度をいい、この主要面と直交する場合（図５に示す場合）を０度とする。
【００１９】
ルーバー層９の厚さは、使用目的に応じて適宜決定することができる。しかしながら、ルーバー層の厚さが薄くなるほど光の進行方向制御効果が低下する傾向がある。また逆に厚くなると、光学積層体全体が厚くなり、結果として液晶表示装置の薄型化が困難になる。従って、この厚さは、好適には10〜1000μm 、特に好適には50〜800 μm である。また保護層１０の厚さは、ルーバー層９が汚損するのを防ぐことができる範囲で適宜決定され、通常１〜1000μm 、好適には２〜500 μm である。従って、ルーバー層９と保護層１０からなるルーバーフィルム６の全体の厚さは、好ましくは20〜2000μm 、より好ましくは100 〜1000μm である。なお、このルーバーフィルムの表面上に拡散フィルムを積層する場合等、ルーバー層の汚損について特に留意する必要がない場合には、光学積層体の輝度上昇効果を高めるために、保護層を省略することが好ましい。
【００２０】
このようなルーバーフィルムは、例えば以下のようにして製造することができる。まず光透過部として用いるポリマーフィルムの一方の主要面に、遮光性物質を含む層を積層し、ポリマーフィルム／遮光性物質からなる積層体を形成する。このような積層体を複数用意して、これらをさらに積層し、ポリマーフィルムと遮光性物質が交互に配列され、互いに固定されたルーバーフィルム前駆体を形成する。次いでこの前駆体の主要面（積層面）と直交する方向、すなわち積層方向もしくは厚み方向に沿って、所定の厚さになるようにスライスし、ルーバー層を得る。さらに必要に応じて、このルーバー層の少なくとも一方の主要面に、保護層となるポリマーフィルムを固定し、ルーバーフィルムを完成させる。また、このルーバーフィルムとしては、３Ｍ（株）社製のライトコントロールフィルム（商標）等の市販品を用いることもできる。
【００２１】
本発明において使用される偏光フィルムは、輝度上昇効果を有するものがよく、通常、「反射型偏光フィルム」と呼ばれるものが使用される。
この反射型偏光フィルムは、通常、１つの面内軸（透過軸）に平行な振動方向の光のみを透過し、それ以外の光を反射可能な偏光フィルムである。すなわち、この反射型偏光フィルムに入射した光のうち、上記透過軸と平行な振動方向の光成分のみを透過させることにより偏光作用を発揮する。この反射型偏光フィルムを透過しなかった光は、実質的にこの反射型偏光フィルムには吸収されず、反射される。従って、この反射型偏光フィルムにおいて反射された光は、バックライトに戻され、バックライトに通常組み込まれている反射要素（導光板の光拡散物質等）によって反射され、もう一度反射型偏光フィルムに向けて戻されることになる。
【００２２】
ここで反射型偏光フィルムに向けて戻された光のうち、上記透過軸と平行な振動方向の光成分のみが透過され、他の振動方向の光成分は再び反射される。このように、反射型偏光フィルムでは、透過−反射作用の繰り返しによって、透過される偏光光の強度を効果的に増大させ、透過された偏光光が液晶表示面を高輝度で発光させることになる。すなわち、効果的に強度が増大した偏光光によって、液晶表示面の発光輝度が効果的に高められる。
【００２３】
この反射型偏光フィルムは、通常、複数の誘電体層を含む、誘電反射フィルムである。このような誘電反射フィルムとしては、特表平９−507308号に開示されている多層フィルムを用いることが好適である。例えば、誘電体層が、第１ポリマーからなる層から構成された第１組誘電体単位と、前記第１ポリマーと異なる屈折率を有する第２ポリマーからなる層から構成された第２組誘電体単位とを交互に積層されて組み合わされており、前記第１組誘電体単位と第２組誘電体単位の少なくとも一方は、その厚み（ｄ、単位はｎｍ）と構成ポリマーの屈折率（ｎ）との積（ｎ・ｄ）が、反射する光の波長の４分の１である４分の１波長層を含むようにして構成されている。このとき、第１ポリマー層又は第２ポリマー層のいずれかが、受光面内において光学的に異方性を有している場合（例えば、いずれかの層を一軸延伸した場合）、このような誘電反射フィルムは、偏光作用を有する反射フィルムとして機能する。ここで、通常反射する光も透過する光も共に可視光である。
【００２４】
上記のような誘電反射フィルムにおいて、反射する光の反射率は通常70％以上、好適には80％以上、特に好適には90％以上である。また、透過する光の透過率は、通常60％以上、好適には70％以上、特に好適には80％以上である。なお、本明細書における「反射率」及び「透過率」は、分光光度計を用いて測定した値である。
【００２５】
本発明において用いる反射型偏光フィルムは、通常、２種の異なるポリマー材料（Ａ及びＢ）を交互に積層（ＡＢＡＢＡＢ・・・）して製造される。このとき、これらの２種のポリマー材料は共押出しされ、得られた積層体（ＡＢＡＢＡＢ・・・）は１つの軸（ｘ軸）に沿って延伸（例えば延伸比率＝約５：１）されるが、他の軸（ｘ軸と直交するｙ軸）に沿っては実質的に延伸されることはない。以後、このｘ軸を延伸方向と記し、ｙ軸を横方向と記す。
【００２６】
通常、上記積層体において、一方のポリマー材料（Ｂ）には、見掛け屈折率を有し、その値が延伸プロセスによっては実質的に変化しない、すなわち光学的に等方性の材料を用いる。他方のポリマー材料（Ａ）には、延伸プロセスによって屈折率が変化する性質を有する材料を用いる。例えば、ポリマー材料（Ａ）の一軸延伸されたシートは、延伸方向においては、ポリマー材料（Ｂ）の見掛け屈折率よりも大きな第１の屈折率を有し、横方向においては、ポリマー材料（Ｂ）の見掛け屈折率とほぼ同じである第２の屈折率を有する。
【００２７】
このようなポリマー材料（Ａ）とポリマー材料（Ｂ）からなる多層積層体（ＡＢＡＢＡＢ・・・）のフィルムにおいて、面内軸、すなわちフィルムの表面に対して平行な軸、に係る屈折率は、面偏光された入射光に対する有効な屈折率であると定義され、この偏光面は、前記面内軸に対して平行である。従って、延伸後のこの多層積層体フィルムは、延伸方向における層間屈折率の差が大きいが、横方向においては層間屈折率は実質的に同一である。このため、この多層積層体フィルムは、入射光の偏光成分を伝播する反射性（反射型）偏光フィルムとして機能することになる。上記ｙ軸は伝播（透過）軸と定義され、反射型偏光フィルムを透過する光は、第１振動方向を有するものとする。
【００２８】
一方、反射型偏光フィルムを透過しない光は、第１振動方向に対して、直交する又は直角をなす第２振動方向を有する偏光光である。この第２振動方向を有する偏光光は、上記ｘ軸に沿って反射型偏光フィルムの面内に入射し、上記層間屈折率の差の作用によって反射されることになる。従って、上記ｘ軸を反射軸と定義する。このような構成のため、反射型偏光フィルムは、選択された振動方向（又は偏光軸）を有する光のみを透過し、他の振動方向の光を反射するのである。
【００２９】
上記のような偏光フィルム内のポリマー層の数は、できるだけ少なくし、所望の光学特性を得るようにすることが好ましい。この偏光フィルムにおいて、ポリマー層の数は好ましくは10000 未満であり、より好ましくは5000未満であり、さらに好ましくは3000未満である。またこの偏光フィルムの厚さは、通常15〜1000μm である。
【００３０】
この偏光フィルムを構成するポリマー材料は、光透過性であれば特に限定されない。通常、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ポリエステル、エポキシ樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリオレフィン、シリコーン（シリコーンポリウレア等の変性シリコーンを含む）等を用いることができる。
【００３１】
この偏光フィルムの表面の形状は、通常は平滑面であるが、本発明の効果を損なわない限り、凹凸面にすることもできる。この場合の凸部の形状は、例えば、拡散フィルムと同等の効果を発揮するように、マット加工又はシボ加工して形成することができる。この場合、この面に別途に積層される拡散フィルムを省略し、偏光フィルムの最表層を拡散フィルムとみなすこともできる。
【００３２】
この偏光フィルムは複数の偏光フィルムを含むこともできる。また、本発明の効果を損なわない限り、この偏光フィルム以外のフィルム又は層を含んでもよい。その例は、例えば、表面保護層、帯電防止層、透明支持層（強度の補強が目的）、電磁シールド層、接着層、プライマー層である。なお、偏光フィルム全体の厚さは、得られる光学積層体がかさばらないように選択されるべきであり、上記の他の層を含む厚さは、通常５〜2000μm である。この偏光フィルムとして、日東電工（株）社性の輝度向上フィルム「ＰＣＦ(Polarization Conversion Film)（商標）」等の市販品を用いることができる。
【００３３】
本発明の光学積層体に用いられる拡散フィルムは、通常、ポリマーフィルムの表面にマット加工やシボ加工による光拡散表面処理を施したフィルムである。また、ポリマーフィルムの表面にサンドブラスト加工や、光透過性樹脂からなる微小突起を複数配置する等の、別の光拡散表面処理を施して形成することもできる。さらに、本発明の効果を損なわない限り、光拡散粒子をポリマーフィルム内部に分散させて含ませてもよい。
【００３４】
この拡散フィルム全体の厚みは、得られる光学積層体がかさばらないように選択されるべきであり、通常５〜2000μm である。なお、光学積層体が２つの拡散フィルムを含む場合、それらは互いに同一であってもよく、異なる物であってもよい。
【００３５】
この拡散フィルムは、例えば、少なくとも一方の表面に上記の光拡散表面処理が施された拡散フィルムを、ルーバーフィルムもしくは偏光フィルムと接する面とは反対側の面が光拡散表面となるようにしてルーバーフィルムもしくは偏光フィルムに積層固着することによって光学積層体に組み込まれる。
【００３６】
この拡散フィルムを構成するポリマー材料は、例えば、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ポリエステル、エポキシ樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリオレフィン、シリコーン（シリコーンポリウレア等の変性シリコーンを含む）等を用いることができる。この拡散フィルムでは、その内部での吸収による光伝達損失を効果的に防止し、液晶表示面の輝度を効果的に高めるため、この材料自体の光透過率は通常85％以上、好適には90％以上、特に好適には95％以上である。
【００３７】
一方、拡散フィルムの光拡散性能は、本発明の効果を損なわない限り特に限定されない。例えば、拡散フィルムのヘイズは、通常40〜90％、好適には45〜87％、特に好適には50〜85％である。なお、本明細書における「ヘイズ」は、JIS K7105 6.4 に準拠し、ヘイズメーターを用いて測定した値である。また、光拡散表面の粗さ（Ｒａ：中心線平均粗さ）は、通常30μm 未満、好適には20μm 未満である。
【００３８】
以上のような、ルーバーフィルム、反射型偏光フィルム、及び拡散フィルムを、図１〜４に示すように積層し固定することにより本発明の光学積層体が得られる。この光学積層体において、ルーバーフィルムを設けることにより、透過する光の進行方向を所定の方向に制御し、上下または左右の側面方向への液晶パネル透過光の不要な射出を防止することができ、また反射型偏光フィルムを設けることにより、上記のように光の反射と偏光とを繰り返し、輝度を向上させることができる。この反射型偏光フィルム自体には、プリズムフィルムのような光の方向制御効果はないため、ルーバーフィルムを通過した光が反射型偏光フィルムを透過するときに、ルーバーフィルムによって制御された方向を実質的に変えることがなく射出することができ、反対に、反射型偏光フィルムを透過した光の進行方向はこの反射型偏光フィルムによっては制御されないので、ルーバーフィルムの方向制御効果を実質的に妨げることなく、所定の進行方向に制御することが可能である。
【００３９】
プリズムフィルムを用いる場合、このプリズム面は凹凸面であるため、プリズム面上にルーバーフィルムを設けることはできない。一方、本発明の光学積層体の場合、反射型偏光フィルムの上にルーバーフィルムを設け、このルーバーフィルムを反射型偏光フィルムに対して相対的に液晶パネルの近い側に配置することにより、ルーバーフィルムの方向制御効果を低下させることなく、液晶表示面の輝度をいっそう効果的に増大させることができる。
【００４０】
本発明の光学積層体は液晶表示装置において用いられるが、ルーバーフィルムや偏光フィルム等の部品をこの液晶表示装置に組み込む場合、部品点数が多いと、この部品組み込み作業が煩雑になり、またこれらの部品の組合せからなる光学系では、光学界面（部品表面と空気層との界面）が増えるため、光学界面における表面反射による光学的損失が増え、光伝送効率が低下し、液晶表示装置の発光輝度を向上させることが困難である。ところが本発明の光学積層体では、ルーバーフィルム、偏光フィルム、及び拡散フィルムが一体に固定されており、１つの部品として扱うことができる。従って、部品点数を減らし、液晶表示装置の製造における部品組み込み作業を簡便にすることが可能になり、かつ光学系の光学界面の数を減らし、界面反射による光学的損失を効果的に抑制し、液晶表示面の発光輝度を効果的に向上させることができる。
【００４１】
なお、ルーバーフィルム、偏光フィルム、及び拡散フィルムからなる光学積層体において、界面反射による光学的損失を効果的に防止するためには、各フィルム同士が、各フィルムの主要面のほぼ全面において接着させることが好ましい。しかし、本発明の効果を損なわない限り、フィルムの周縁部においてのみ接着してもよい。要は、各フィルムが互いに固定され、１つの部品として扱うことが可能であればよい。
【００４２】
本発明の光学積層体は、バックライト等の面発光する光源（面状光源）の発光面上に配置し、面光源と光学積層体とからなる照明装置として利用するのに適している。このような照明装置は、液晶表示装置に組み込んで使用することができる。
【００４３】
この液晶表示装置は、例えば、カーナビゲーション装置、携帯端末、パソコンやテレビのモニター装置として利用することができる。液晶パネルは、バックライト照明によりこのパネルの背面から照明され、液晶表示面が視認される。このような液晶表示装置は、上記のような本発明の光学構造体の作用により、効果的に液晶表示面の発光輝度が高められると同時に、装置の部品点数を減らし、装置製造における部品組み込む作業を簡便にすることができる。
【００４４】
本発明の光学積層体を用いる液晶表示装置の態様の１例を図６に示す。この液晶表示装置１１は、バックライト１３の一方の主要面（発光面）上に、本発明の光学積層体１を配置し、この光学積層体１の上に液晶パネル１２を配置して形成することができる。
【００４５】
バックライトが導光板を含む場合、通常、この導光板の少なくとも一端（導光板の主要面を横切る方向における端）には光源（図示せず）が配置される。導光板の発光面とは反対側の他の主要面には、通常、拡散物質からなるドット状印刷により形成された複数の拡散点が配置され、さらにこの主要面の実質的に全体を被覆するように反射部材が配置される。このような構成により、光源から放射され導光板の内部に導入された光の実質的にすべてが、導光板の発光面から均一に放射された拡散光とすることができ、液晶表示面の輝度を高めるのに有利である。
【００４６】
また、液晶パネルを照明するバックライト光は、光学積層体を透過し、その光射出面から放射されるが、光学積層体が拡散フィルムを含む場合、光が偏光フィルム及び拡散フィルムを通過することにより、進行方向が制御された拡散偏光光に変換される。
【００４７】
液晶パネルの液晶表示を視認可能にする光のほとんどは、液晶パネルに組み込まれた偏光板により偏光された光である。従って、バックライトと光学積層体との組合せからなる照明装置から供給される光の強度（照度）を高めることにより液晶パネルの発光面の輝度を高めるには、照明装置の照明光のうち、液晶パネルを透過する偏光成分を透過させ、液晶パネルの下側偏光板（バックライトに近い側の偏光板）に吸収されてしまう光成分（振動方向が上記偏光成分に平行でない成分）を光学積層体によって可及的に反射し、導光板側に戻すことが最も効果的な手段の１つである。すなわち、本発明の光学積層体では、反射型偏光フィルムを用いることにより、本来ならば液晶パネルに吸収されてしまう光成分を反射させて再び液晶パネルに透過光として戻すことにより、液晶パネルを透過する偏光成分の強度を効果的に強め、液晶パネルの発光面の輝度を高めることができる。このような効果を高めるには、本発明の光学構造体は、液晶パネルとバックライトとの間に、反射型偏光フィルムよりもルーバーフィルムの方が、液晶パネルに相対的に近くなるように配置することが好ましい。また、液晶パネルの下側偏光板の偏光軸（透過軸）と光学構造体の反射型偏光フィルムの偏光軸（透過軸）とが略平行であることが好ましい。さらに、液晶表示面（発光面）の輝度の均一性を高めるには、照明装置の照明光を拡散偏光光とすることが最も効果的な手段である。また、光学積層体がルーバーフィルムを含むため、側面方向への液晶パネル透過光の不要な射出を効果的に防止することができる。
【００４８】
なお、上記の導光板及び光源としては、通常の液晶表示装置に用いられているものを使用することができる。例えば、光源としては、蛍光管、熱陰極管、ネオン管等の線状光源が利用できる。また側面発光型の光ファイバーと、光ファイバーの端部からこの光ファイバーに光を供給する光源とを組合せ、線状光源として用いることもできる。光源の出力は、通常0.1 〜200W、好適には0.2 〜150Wである。また、導光板全体の厚さは、通常0.1 〜20mm、好適には0.3 〜10mmである。
【００４９】
【実施例】
実施例１
ルーバーフィルムとして３Ｍ社製ライトコントロールフィルム（商標）用のルーバー層（保護層なし）OTB60(品番）を用い、このルーバーフィルムの一方の主要面に、偏光フィルムとして反射型偏光フィルムを、厚さ25μm の紫外線硬化型のアクリル系接着剤からなる接着層を介して接着して積層フィルムを形成した。この積層フィルムの表裏両面に、保護層として、表面にエンボス加工を施していないフラットなポリカーボネート光透過性フィルム（厚さ130 μm)を、上記と同等にして接着剤により固定し、本発明の光学積層体を得た。
【００５０】
ここで用いるルーバーフィルムは、光透過部の幅が100 μm 、ルーバー部の幅が20μm 、そして厚さが200 μm であった。また反射型偏光フィルムは、前記の方法により作成した多層型の誘電反射フィルムであった。この反射型偏光フィルムの厚さは130 μm であり、この反射型偏光フィルムを構成する第１誘電体単位の第１ポリマー層は一軸延伸されており、一方第２誘電単位の第２ポリマー層は延伸されていない。なお、この第１ポリマー層において、延伸方向と直交する方向が光透過軸であり、延伸方向が反射軸である。この反射型偏光フィルムの透過軸における550nm の波長の光に対する透過率は85％であり、400 〜800nm の帯域における平均透過率は約85％であった。また、反射軸における、550nm の波長の光に対する反射率は95％であり、400 〜800nm の帯域における平均反射率は約95％であった。
【００５１】
次いで、バックライトと組み合わせて、液晶パネルを照明するための照明装置（面状光源）を作製し、これに液晶パネルを組み合わせ、図６に示すような液晶表示装置を作製した。バックライトとしては、日立製作所（株）製「11.3型、エッジライト方式バックライト」を使用し、液晶パネルとしては、日立製作所（株）製「11.3型、ＴＦＴ、ノーマリーホワイト」を使用した。なお、上記バックライトは、アクリル樹脂製の楔型の導光板と線状光源としての蛍光管から構成されている。
【００５２】
光学積層体は、バックライトと液晶パネルとの間に、この光学積層体の反射型偏光フィルムがバックライト側に、そしてルーバーフィルムが液晶パネル側に位置するように配置した。さらに、液晶パネルの下側偏光板の透過軸と、光学積層体の反射型偏光フィルムの透過軸とが平行するように配置した。なお、ルーバーフィルムのルーバー部の長さ方向、すなわち光透過方向、が蛍光管の長さ方向と直交するように配置した。
【００５３】
実施例２
実施例１において、保護層として用いた光透過性ポリカーボネートフィルムに代えて、拡散フィルムを使用した以外は、実施例１と同様にして光学積層体を形成した。すなわち、この光学積層体は、図４に示すように、拡散フィルムによってルーバーフィルムと反射型偏光フィルムが挟まれた構造となっている。この拡散フィルムとしては、三菱エンジニアリングプラスチック（株）製のシボ加工タイプの拡散フィルムであるユーピロン（商標）FTM M01(厚さ130 μm 、ヘイズ９％）を用いた。そしてこの光学積層体を用いて、実施例１と同様にして液晶表示装置を作製した。
【００５４】
比較例１
バックライトと液晶パネルの間に、何も配置することなく、実施例１と同様にして液晶表示装置を作製した。
【００５５】
比較例２
バックライトと液晶パネルの間に、前記のルーバーフィルムのみを配置することを除き、実施例１と同様にして液晶表示装置を作製した。
【００５６】
比較例３
バックライトと液晶パネルの間に、前記のルーバーフィルムと反射型偏光フィルムを、互いに積層しないで空気層を介して離して配置することを除き、実施例１と同様にして液晶表示装置を作製した。
【００５７】
比較例４
バックライトと液晶パネルの間に、前記の反射型偏光フィルムを、そして液晶パネル表示面に上に前記のルーバーフィルムを配置することを除き、実施例１と同様にして液晶表示装置を作製した。
【００５８】
以上の例において製作した液晶表示装置において、液晶表示面の発光輝度を測定した。この結果を図７に示す。
図７のグラフより明らかなように、本発明の光学積層体を、従来バックライトと液晶パネルの間に配置されていたルーバーフィルムに代えて使用すると、正面輝度を下げることなく視角（出射角）特性のみを制御し、側面方向への液晶パネル透過光の不要な射出を効果的に防止することができる。また、反射型偏光フィルムとルーバーフィルムを互いに積層しないで、別の部品として空気層を介して離して使用した例（比較例３）と比較すると、反射型偏光フィルムとルーバーフィルムを一体化した本発明の例では、部品点数が削減できるのみならず、界面反射の低下による輝度向上効果が確認された。
【００５９】
【発明の効果】
本発明の光学積層体を、液晶表示装置のバックライトと液晶パネルの間に配置すると、側面方向への液晶パネル透過光の不要な射出を効果的に防止すると共に、液晶パネルの発光輝度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光学積層体の一態様を示す断面図である。
【図２】本発明の光学積層体の一態様を示す断面図である。
【図３】本発明の光学積層体の一態様を示す断面図である。
【図４】本発明の光学積層体の一態様を示す断面図である。
【図５】ルーバーフィルムの構造を示す部分断面図である。
【図６】本発明の光学積層体を組み込んだ液晶表示装置の構造を示す断面図である。
【図７】実施例及び比較例における液晶表示装置の、液晶表示面の発光輝度の測定結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１、４…光学積層体
２、６…ルーバーフィルム
３…反射型偏光フィルム
５…拡散フィルム
７…ポリマー樹脂もしくは光透過部
８…ルーバー部
９…ルーバー層
１０…保護層
１１…液晶表示装置
１２…液晶パネル
１３…バックライト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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