JP2003315544A

JP2003315544A - 偏光フィルム及びこれを用いた液晶ディスプレイ装置

Info

Publication number: JP2003315544A
Application number: JP2002121235A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Suga; 義訓菅
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 2002-04-23
Filing date: 2002-04-23
Publication date: 2003-11-06

Abstract

(57)【要約】【課題】高い発光効率を保ちながらブラウン管に比較
しても遜色のない色再現性を賦与することができる液晶
ディスプレイ装置を提供する。【解決手段】色純度が悪化する現象を抑えるため、偏
光フィルムに極めて狭い光吸収半値幅を有する有機色素
を用いて、可視光線域の特定波長のみを吸光する有機色
素が分散した領域を形成し、言わば第２のカラーフィル
ターとしての機能を賦与して高い色再現性を実現する。
該有機色素が分散した領域による光吸収ピークの位置は
カラーフィルター各色の分光透過率曲線が重なる点にで
きる限り近い位置とされ、カラーフィルターのショルダ
ー部における照明光スペクトルの混ざり込みに起因する
色純度の悪化を効率良く抑えることができる設計とし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、液晶ディスプレ
イ装置の画像特性を改良する新規な偏光フィルム、およ
び該偏光フィルムを用いた透過型若しくは半透過型液晶
ディスプレイ装置に関し、更に詳細には、高い照明効率
を保ちながら、液晶ディスプレイ装置の画像色再現性を
高める技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】近時、パーソナルコンピュータ向けモニ
ターや薄型ＴＶ等の表示装置として透過型の液晶表示
（ディスプレイ）装置が多用され、特に、最近では顔料
分散方式等の方法によって得られたカラーフィルターを
有するフルカラー液晶ディスプレイが主流となりつつあ
り、従来のブラウン管に替わるディスプレイ装置として
急速な普及を見せ始めている。

【０００３】これらの液晶ディスプレイ装置は、従来よ
り用いられていたブラウン管やプラズマディスプレイに
比較して、極めて発光効率に優れ、消費電力量が少ない
為、標準的な家庭用テレビとして全世界に普及すること
は地球環境維持の観点から極めて好ましいと考えられ
る。

【０００４】ところが、これまでにブラウン管が主とし
て用いられていたテレビ画像等の表示用途に液晶ディス
プレイ装置を用いると、画像の鮮やかさがブラウン管に
較べて不十分であることが指摘されつつあり、特にカラ
ーディスプレイ装置として最も重要な特性である色彩の
鮮やかさがブラウン管に比較して決定的に劣っているた
め、普及が妨げられる要因となっていた。

【０００５】この原因の一つとして挙げられるのは、透
過型（若しくは半透過型）液晶ディスプレイ装置の発光
原理が、表示画素そのものが発光するのではなく、パネ
ル背面から入射する照明光を利用していることが挙げら
れる。即ち、カラーフィルターによって照明光の特定ス
ペクトルをカットしカラー表示を得ているために、光源
やフィルター、更には偏光板や配向膜等の特性によって
色純度に影響を与えてしまうため、単純にＲＧＢ（赤青
緑）各色の蛍光体を電子線やプラズマによって励起して
発光を得るブラウン管やプラズマディスプレイに較べ
て、本質的に高い色純度を得ることが困難なのである。

【０００６】また、色純度は本質的にカラーフィルター
によって決定されるため、シャープな分光透過特性を有
するカラーフィルターを用いて高い色再現性を実現する
方法も考えられるが、液晶の配向化に用いる配向膜の作
成プロセス中に高温となるプロセスを経ることから、使
用できる色材は色再現性に劣った顔料系に限定されるた
め、現実的にはシャープな分光透過特性を有するカラー
フィルターを用いることは極めて困難であるという問題
もある。

【０００７】しかも、カラーフィルター部は一般的に液
晶セル内部に設けられるため、該フィルター部での偏光
ずれ等を考慮せねばならず、こうした液晶セル特有の事
情により、シャープな分光特性を有したカラーフィルタ
ーによって色再現性を向上させる方法には自ずから限界
があった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】この発明の目的は、か
かる従来の問題点を解決するためになされたもので、低
消費電力であることからテレビ用途として本質的には優
れた特性を有しながら、色再現性が劣ることから普及が
妨げられていた液晶ディスプレイ装置に関し、高い発光
効率を保ちながらブラウン管に比較しても遜色のない色
再現性を賦与する技術に関し、さらに詳細には、該特性
を賦与するに用いられる偏光フィルムに関する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明に係る透過型若
しくは半透過型液晶ディスプレイに用いられる偏光フィ
ルムは、有機色素が分散した領域からなる可視光線域に
おける特定波長の光吸収機能を有し、かつ各特定波長に
対応する有機色素の光吸収半値幅が６０ｎｍ以下である
ことを特徴とするものである。

【００１０】前記有機色素が分散した領域からなる可視
光線域における光吸収ピークの個数は、１以上３未満で
ある。

【００１１】前記偏光フィルムの表面に、樹脂コーティ
ング層を設け、かつ前記樹脂コーティング層中に前記有
機色素を分散させることができる。

【００１２】前記有機色素が分散した領域は、前記偏光
フィルムに設けられる粘着剤中に有機色素を分散させて
得られるものでもよい。

【００１３】前記偏光フィルムは、拡散角１°〜１２０
°なる光拡散機能を有するものがよい。

【００１４】前記有機色素が分散した領域に、紫外線吸
収剤及び／又は光安定剤を配合することができる。

【００１５】また、前記偏光フィルムに、紫外線吸収層
を設けてもよい。

【００１６】この発明に係る液晶ディスプレイ装置は、
冷陰極管及び／又は熱陰極管からなる光源と、前記光源
光を略均一な面光源に変換する光均一化手段とを具備す
る背面光源手段と、偏光フィルムと、カラーフィルター
を具備し、前記偏光フィルムとして、有機色素が分散し
た領域からなる可視光線域における特定波長の光吸収機
能を有し、かつ可視光線域における光吸収ピークが、前
記カラーフィルター各色の分光透過率特性におけるオー
バーラップ点から±３０ｎｍの範囲に位置するものを使
用するものである。

【００１７】この発明に係る液晶ディスプレイ装置に
は、顔料分散方式カラーフィルターを使用することがで
きる。

【００１８】この発明に係る偏光フィルムに使用される
前記有機色素としては、スクアリウム系及び／又はテト
ラアザポルフィリン系からなるものを使用することがで
きる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、この発明に係る液晶ディス
プレイ装置の実施形態を説明する。図１は、この発明の
一実施形態に係る透過型液晶ディスプレイ装置の断面構
造を示す概略図である。

【００２０】図１に示す透過型液晶ディスプレイ装置
は、光源光を略均一な面光源に変換する光均一化手段を
具備する背面光源手段、即ちバックライト１０と、バッ
クライト１０の上面に設置される液晶パネル１１とから
なる。

【００２１】液晶パネル１１は、バックライト１０の上
面に設置され、バックライト１０側から上方に向かっ
て、偏光フィルム１１ａ、ガラス基板１１ｂ、ＴＦＴゲ
ートアレー１１ｃ、液晶層１１ｄ、カラーフィルター１
１ｅ、ガラス基板１１ｆ、偏光フィルム１１ｇを順次設
けた構成である。

【００２２】この発明の偏光フィルム１１ａには、図３
に示される如く、特定の波長域のみを極めて狭い幅でカ
ットする極めてシャープな吸収ピークを有した有機色素
が分散した領域が設けられ、尚かつ、該吸収ピークの個
数は可視光線域において好ましくは１以上５未満、特に
好ましくは１以上３未満、極めて好ましくは２とされ、
しかも、適切な位置に吸収ピークが配されている。この
効果によって、より詳細には後述するが、特段の新たな
構成部材を設けなくとも、液晶ディスプレイ装置の色再
現範囲を極めて柔軟にコントロールすることが可能とな
るのである。

【００２３】ここで、この発明における偏光フィルムと
は、液晶セルに用いて液晶シャッターとして機能させ、
特定の偏光成分のみを取り出す機能を有したフィルムを
意味する。すなわち、代表的にはヨウ素や２色性色素に
代表される物質を配向、配列させ、特定の偏光のみを吸
収して偏光を取り出す吸収型偏光子からなる態様、コレ
ステリック液晶配向層や多数の誘電体からなる積層体を
用いて特定の偏光成分のみを取り出す反射型偏光子から
なる態様が挙げられる。中でもヨウ素や２色性吸収色素
をポリビニルアルコール系樹脂フィルムに吸着させ、一
軸延伸して得られる偏光フィルムが極めて多く用いられ
ており、この発明においてもこれらの偏光フィルムを好
適に用いることができる。

【００２４】また、この発明における液晶ディスプレイ
装置とは、液晶分子の電気光学効果、即ち光学異方性
（屈折率異方性）、配向性等を利用し、任意の表示単位
に電界印加或いは通電して液晶の配向状態を変化させ、
光線透過率や反射率を変えることで駆動する、光シャッ
タの配列体である液晶セルを用いて表示を行うものをい
う。

【００２５】より具体的には、透過型単純マトリクス駆
動スーパーツイステッドネマチックモード、透過型アク
ティブマトリクス駆動ツイステッドネマチックモード、
透過型アクティブマトリクス駆動インプレーンスイッチ
ングモード、透過型アクティブマトリクス駆動ヴァーチ
カルアラインドモード、半透過型単純マトリクス駆動ス
ーパーツイステッドネマチックモード、半透過型アクテ
ィブマトリクス駆動ツイステッドネマチックモード、反
射型単純マトリクス駆動スーパーツイステッドネマチッ
クモード、反射型アクティブマトリクス駆動ツイステッ
ドネマチックモード等の液晶表示素子が挙げられる。

【００２６】特に、この発明で対象とする液晶ディスプ
レイ装置は、カラーフィルター１１ｅを有する液晶ディ
スプレイ装置であって、図１の如く、液晶セル内部にカ
ラーフィルターが配される態様が一般的である。また、
カラーフィルターの方式としては、加熱に対する耐久性
や耐光堅牢性に優れた、顔料分散方式が用いられること
が生産性や品質面から好ましい。

【００２７】ここで、顔料分散方式カラーフィルターに
用いられる顔料としては、例えば赤色にはジアントラキ
ノン系、緑色にはハロゲン化銅フタロシアニン系、青色
には銅フタロシアニン系が代表的であり、これらの顔料
を、アクリルやエポキシアクリレートをベース樹脂とし
て、分散して光重合することにより顔料分散層が形成さ
れ、各色についてフォトリソグラフィーを繰り返してＲ
ＧＢ各色が配列したカラーフィルターを得る態様が代表
的である。

【００２８】このようにして形成した顔料分散方式カラ
ーフィルターは、耐光性や耐熱性に優れ、例えばポリイ
ミド系液晶配向膜の焼成プロセス中でも劣化しない等、
実用上好ましい特性を有しているが、この反面、顔料分
散方式では顔料の超微粒子化や微細分散化が困難である
等の理由により、色純度の向上に重要な、シャープな分
光透過率特性を実現すること自体が困難であり、色再現
性に優れた表示を行うことが難しいという問題がある。
すなわち、図２に示される様に、一般的なカラーフィル
ターの分光透過率特性は完全にシャープなピークとなっ
ている訳ではなく、なだらかなショルダー部を有してい
るため、明度（明るさ）を高く保ってカラーフィルター
を設計すると、本質的にショルダー部での発光スペクト
ルの混じり込みが起こり、しかも光源として一般的な冷
陰極管では蛍光体から色再現性を悪化させるサブスペク
トル成分が僅かではあるが出射しているため、これが悪
影響を与えて色純度を下げることとなってしまうのであ
る。

【００２９】そこで、この発明においては、上記の様な
問題によって色純度が悪化する現象を抑えるため、偏光
フィルムに極めて狭い光吸収半値幅を有する有機色素を
用いて、可視光線域の特定波長のみを吸光する有機色素
が分散した領域を形成し、言わば第２のカラーフィルタ
ーとしての機能を賦与して高い色再現性を実現してい
る。しかも、該有機色素が分散した領域による光吸収ピ
ークの位置はカラーフィルター各色の分光透過率曲線が
重なる点（オーバーラップ点）にできる限り近い位置と
され、カラーフィルターのショルダー部における照明光
スペクトルの混ざり込みに起因する色純度の悪化を効率
良く抑えることができる設計とされるのである。

【００３０】すなわち、有機色素であれば適切な分子設
計を行うことによって、吸収波長を極めてきめ細かくコ
ントロールすることが可能であり、尚かつ、目的とする
波長以外には吸収ピークが存在しないように設計するこ
とが可能であるため、この発明において重要となる、シ
ョルダー部付近の照明光成分のみを選択的に除去するこ
とができるようになり、結果として、それほど大きく明
度を犠牲にすることなく色純度のみを向上させることが
可能となるのである。

【００３１】すなわち、狭いピークの具体的な態様とし
ては、図３に示される如く、該有機色素が分散した領域
に於ける各光吸収ピークでの光線吸収率を基準として、
光線吸収率が半分の値になった時の吸収スペクトルの幅
を光吸収半値幅とした時に、該光吸収半値幅が少なくと
も６０ｎｍ以下、より好ましくは５５ｎｍ以下、さらに
好ましくは５０ｎｍ以下とされるよう有機色素が分散し
た領域の設計がなされるのである。

【００３２】さらに吸収ピークの位置は、図２に示され
る如く、カラーフィルター各色の分光透過率特性図から
決定された、各色の透過率が同等となる点（オーバーラ
ップ点）を基準として、該有機色素が分散した領域によ
る吸収ピーク位置がこのオーバーラップ点にできる限り
近い場所となるように有機色素の分子設計がなされるの
である。具体的に言えば、該偏光フィルムの吸収ピーク
位置は前記オーバーラップ点から±３０ｎｍ、より好ま
しくは±２５ｎｍ、さらに好ましくは±２０ｎｍに位置
することが好ましい。

【００３３】また、この発明においては、特定波長のみ
を選択的にカットする能力に優れた有機色素が用いられ
るため、金属イオンの分散等によって得られるフィルタ
ーに較べて余計な吸収帯域が生じることがないという特
徴があり、この特徴を生かして、可視光線域に於ける吸
収ピークの個数はできる限り少ない設計とされることが
好ましい。すなわち、無機物質等を用いてフィルターを
構成するとメインの吸収ピークの他にも、意図しない部
分に僅かな吸収ピークが現れてしまい、これらが色調の
悪化等を招くため、望ましい波長カット特性が得られな
い問題が発生することが多いが、この発明においては、
有機色素が分散した領域を波長カットに用いる為、吸収
波長を精度良く制御可能であり、特定波長のみを選択的
に吸収することができるのである。

【００３４】より具体的には、可視光線域において該吸
収ピークの個数は好ましくは１以上５未満、特に好まし
くは１以上３未満、極めて好ましくは２とされ、余分な
波長域をカットせず、必要な波長のみをカットすること
が可能となるのである。また、この発明において可視光
線域とは３６０ｎｍ〜８００ｎｍの波長域を意味する。

【００３５】この発明の偏光フィルムにおいて、有機色
素が分散した領域に好適に用いられる有機色素として
は、可視光線域において吸収波長の制御性に優れ、尚か
つ、吸収スペクトルの半値幅が狭い、シャープな吸収ピ
ークを有した有機色素化合物が好適であることは前述し
た通りである。具体的にはスクアリリウム系（ジフェニ
ルスクアリリウム系化合物、ピラゾールスクアリリウム
系化合物）、テトラアザポルフィリン系等が挙げられ、
例えば、赤と緑のカラーフィルター透過率分布曲線に於
けるオーバーラップ点に用いるに好適なジフェニルスク
アリリウム系化合物としては、下記一般式（Ｉ）で挙げ
られる化合物が代表例として挙げられる。

【００３６】

【化１】［式（Ｉ）中、Ｒ¹は、置換基を有していてもよいアル
キル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換
基を有していてもよいアリール基、置換基を有していて
もよいアリオールオキシ基、又はハロゲン原子を示す。
ここで、隣接するＲ¹が一緒になって、アルカンジイル
基やアルキレンジオキシ基を形成していてもよい。Ｒ²
は、水素原子、又は１価の置換基を示し、Ｇ¹は、−Ｎ
Ｒ³−で表される基（ここで、Ｒ³は、水素原子、又はア
ルキル基を示す。）、又は酸素原子を示し、Ｇ²は、カ
ルボニル基、又はスルホニル基を示す（ここで、Ｇ²が
スルホニル基の場合には、Ｒ²は水素原子ではな
い。）。ｍ、ｎ及びｐは０以上の整数であり、ｍ＋ｎ＋
ｐは５以下である。但し、ベンゼン環上のこれらの置換
基は、他方のベンゼン環との間で互いに異なっていても
よく、また、一方のベンゼン環において、ｍ及びｎが２
以上であるとき、Ｒ¹、及びＧ¹−Ｇ²−Ｒ²で表される基
は、同一環内の他の置換基との間で互いに異なっていて
もよい。］

【００３７】より具体的には、［化２］〜［化９］に示
す一般式（Ｉ−１）〜（Ｉ−５６）の化合物が代表例と
して挙げられる。

【００３８】

【化２】

【００３９】

【化３】

【００４０】

【化４】

【００４１】

【化５】

【００４２】

【化６】

【００４３】

【化７】

【００４４】

【化８】

【００４５】

【化９】

【００４６】また、赤と緑のカラーフィルター透過率分
布曲線におけるオーバーラップ点に用いるのに好適なテ
トラアザポルフィリン系化合物としては、［化１０］に
示す一般式（II）の化合物が代表例として挙げられる。

【００４７】

【化１０】［式（II）中、Ｒ¹〜Ｒ⁸は、それぞれ独立に、水素原
子、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、ヒドロキシ
基、アミノ基、置換基を有していてもよいアルキル基、
置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有し
ていてもよいアリール基、置換基を有していてもよいア
リールオキシ基、置換基を有していてもよいアルキルア
ミノ基、置換基を有していてもよいジアルキルアミノ
基、置換基を有していてもよいアルキルチオ基、又は置
換基を有していてもよいアリールチオ基を示し、Ｒ¹と
Ｒ²、Ｒ³とＲ⁴、Ｒ⁵とＲ⁶、Ｒ⁷とＲ⁸はそれぞれ連結し
て脂肪族炭素環を形成してもよい。Ｍは、２個の水素原
子、２価の金属原子、３価１置換金属原子、４価２置換
金属原子又はオキシ金属原子を示す。］

【００４８】より具体的には、［化１１］に示す一般式
（II−１）〜（II−９）の化合物が代表例として挙げら
れる。

【００４９】

【化１１】

【００５０】また、青と緑のカラーフィルター透過率分
布曲線におけるオーバーラップ点に用いるのに好適であ
るピラゾール系スクアリリウム化合物としては、［化１
２］に示す一般式（III）の化合物が代表例として挙げ
られる。

【００５１】

【化１２】［式（III）中、Ｙ₁は、水素原子、置換基を有していて
もよいアルキル基又は置換基を有していてもよいアリー
ル基を表し、それぞれのＹ₁は同じであっても異なって
いてもよい。Ｙ₂は、水素原子、置換基を有していても
よいアルキル基、置換基を有していてもよいアミノ基、
置換基を有していてもよいアルコキシカルボニル基を表
し、それぞれのＹ₂は同じであっても異なっていてもよ
い。Ｘは−Ｏ−又は−ＮＨ−基を表す。］

【００５２】より具体的には、［化１３］に示す一般式
（III−１）〜（III−８）の化合物が代表例として挙げ
られる。

【００５３】

【化１３】

【００５４】ここで、これらのスクアリリウム系化合物
は、例えばAngew. Chem. 77 680-681(1965)記載の方法
によって、あるいはそれに準じて製造することができ
る。また、これらテトラアザポルフィリン系色素は、J.
Gen.Chem.USSR vol.47,1954-1958(1977)に記載されてい
る方法に準じて製造することができる。

【００５５】さらに、この発明において色再現性を更に
向上させ、鮮やかな表示画像を得るためには波長４００
ｎｍ付近をも選択的に吸収する色素を該色素分散層に配
合することが好ましい。

【００５６】この色素としては、例えば、［化１４］に
示す一般式（IV）のジピラゾリルメチン系色素が好適で
ある。

【００５７】

【化１４】［式（IV）中、Ｒ⁹は、置換基を有していてもよいアル
キル基、置換基を有していてもよいアリール基又は水素
原子を示し、Ｒ¹⁰は、置換基を有していてもよいアリキ
ル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基
を有していてもよいアルコキシカルボニル基、置換基を
有していてもよいアリール基、アリールオキシ基、置換
基を有していてもよいアリールオキシカルボニル基、置
換基を有していてもよいアミノ基又は水素原子を示し、
Ｒ¹¹は、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基
を有していてもよいシクロアルキル基、置換基を有して
いてもよいアリール基又は水素原子を示し、Ｘは、酸素
原子又はＮＨ基を示し、これらのＲ¹⁰、Ｒ¹¹、及びＸ
は、両方のピラゾール環の間で互いに異なっていてもよ
い。］

【００５８】より具体的には、［化１５］に示す一般式
（IV−１）〜（IV−９）の化合物が代表例として挙げら
れる。

【００５９】

【化１５】

【００６０】ここで、これらピラゾリルメチン系化合物
は、例えばLiebigs Ann. Chem.,1680-1688(1976)記載の
方法、あるいはそれに準じて製造することができる。

【００６１】この発明において、可視光線域に於ける照
明光のスペクトル分布を精密に制御するため、有機色素
が分散した領域が設けられることは前述した通りである
が、有機色素は吸収スペクトルの制御性には優れている
ものの、光や熱による劣化を受け易い問題がある。その
ため、この発明においては、有機色素が分散した領域に
は紫外線吸収作用やフリーラジカル安定化作用、酸化防
止作用等の機能を有する、いわゆる紫外線吸収剤及び／
又は光安定剤が配されることが好ましい。ここで、代表
的には、有機系紫外線吸収剤（ベンゾフェノン系、ベン
ゾトリアゾール系、オギザニリド系、ホルムアミジン
系）、無機系紫外線吸収剤、ヒンダードアミン系光安定
剤、アリールエステル系光安定剤、フェノール系酸化防
止剤、イオウ系酸化防止剤、リン系酸化防止剤が挙げら
れ、これらを光学特性が犠牲にならない程度に適量配合
し、有機色素の劣化を抑えることが好ましい。

【００６２】より具体的には、例えば有機系紫外線吸収
剤としては、２−（２‘−ヒドロキシ−５’−ｔ−ブチ
ルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（２‘−ヒドロ
キシ−３’，５‘−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ベンゾト
リアゾール、２−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェ
ノン、２−ヒドロキシ−４−ｎ−オクチルオキシベンゾ
フェノン、フェニルサルシレート、４−ｔ−ブチルフェ
ニルサルシレート、２，５−ジ−ｔ−ブチルフェニル−
４−ヒドロキシ安息香酸ｎ−ヘキサデシルエステル、
２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル−３’，５’−ジ−ｔ
−ブチル−４‘−ヒドロキシベンゾエート等を挙げるこ
とができる。

【００６３】更に、無機系紫外線吸収剤としては、酸化
チタン、酸化亜鉛、酸化セリウム、酸化鉄、硫酸バリウ
ム等を挙げることができる。ここで、紫外線吸収剤とし
ては、透過率が５０％となる波長が３５０〜４２０ｎｍ
であることが好ましく、より好ましくは３６０〜４００
ｎｍであり、３５０ｎｍより短波長では紫外線吸収能が
弱く、４２０ｎｍより長波長では着色が強くなり好まし
くない。

【００６４】また、上述のように有機色素が分散した領
域中に紫外線吸収剤及び／又は光安定剤を配合する態様
の他にも、光劣化に重大な影響を及ぼす紫外線を吸収す
る層を別途設け、これによって有機色素の劣化を抑える
態様も実施可能である。即ち、有機色素が分散した領域
を紫外線吸収及び／又は反射層で挟み込む態様等が実施
可能である。

【００６５】これらの有機色素を用い、前述したスペク
トル特性を実現するべく有機色素が分散した領域が設け
られることで、この発明に用いるに好適な偏光フィルム
が得られるのであり、例えば、偏光フィルムを構成する
ポリビニルアルコール樹脂中にこの発明の有機色素を分
散させる等の態様も実施することができる。しかしなが
ら、この発明において有機色素が分散した領域を得る最
も好適な方法としては、図１に示すように、偏光フィル
ム１１ａの表面に樹脂コーティング層１２が設けられ、
該樹脂コーティング層１２中に有機色素が分散している
態様が挙げられる。

【００６６】これによってコーティング膜厚や分散性が
制御し易いため、光学特性（透過スペクトル特性）の管
理が容易であり、しかも、低コストであるからである。
代表例としては、光及び／又は熱硬化性樹脂中に有機色
素を分散させた態様、溶媒中にバインダー樹脂と該有機
色素を分散させ、塗工後、溶媒を蒸発させてバインダー
樹脂のみを残留させる方法等が挙げられる。

【００６７】ここで、光硬化性樹脂としては単官能アク
リレート、単官能メタクリレート、多官能アクリレー
ト、多官能メタクリレート等が代表的であり、有機色素
の分散性に優れた光重合性モノマーを選択し、アセトフ
ェノン系、ベンゾイン系、ベンゾフェノン系等の光重合
開始剤を用いて紫外光を照射し、所望の光吸収特性を有
する有機色素が分散した領域を得ることが可能である。

【００６８】また、バインダー樹脂として好適なものを
例示すれば、ポリアクリレート系樹脂、ポリカーボネー
ト系樹脂、エチレン−ビニルアルコール系共重合樹脂、
エチレン−酢酸ビニル系共重合樹脂、ＡＳ樹脂、ポリエ
ステル系樹脂等が挙げられる。

【００６９】さらに、この発明の偏光フィルムは液晶セ
ルのガラス基板にラミネートして用いられるため、粘着
材が片面に配されるが、該粘着剤層中に前記有機色素が
分散した態様をとることも可能である。この様な態様で
は、新たに有機色素を分散させる為のコーティング層を
設ける必要がないため、構造が簡略化することができる
利点がある。

【００７０】この発明の偏光フィルムには、光拡散機能
を賦与することができる。即ち、従来型の液晶ディスプ
レイに見られる背面光源手段（バックライト）の光学系
中には、通常、光を拡散する作用を有した調光シート
（光拡散シート）が配されて、導光体のパターン見え等
を防止し、面光源の品質を向上させていた。しかしなが
ら、これらの光拡散層は通常、略透明な樹脂ビーズを透
明なフィルム上にコーティングして得られているのであ
り、前述の偏光フィルム上に有機色素分散層をコーティ
ングするプロセスと極めて類似した加工を行っているの
であり、本発明においては、何もこれらを別個に行う必
要はなく、図１に示される如く、偏光フィルム１１ａ上
にコーティングする塗工液に略透明なビーズ１３と有機
色素を混在させ、コートすることによって、行程が省略
出来るばかりでなく、調光シートが削減され、液晶ディ
スプレイが薄型化できる利点も生まれるのである。

【００７１】この光拡散性の好適な範囲としては、図４
（ａ）に示される如く、該光拡散性を有する偏光フィル
ム１１ｇにレーザービーム１４等のコリメート光を入射
させた時に、図４（ｂ）に示される如く、該光拡散層を
透過した光束の出射角度分布の半値幅として定義され
る、拡散角を用いて表され、該拡散角の値が好ましくは
１°〜１２０°、より好ましくは５°〜９０°、さらに
好ましくは１０°〜６０°として与えられる。

【００７２】より具体的には、シリカ、ポリアクリレー
ト、ポリスチレン、シリコーンに代表される略球形のビ
ーズを上記の拡散角となるように配合、分散して、偏光
フィルム表面に均一にコーティングすることで、図１に
示される如く、球形のビーズ１３がバックライト１０か
らの照明光を拡散する効果を果たすのである。これによ
って、適度にギラツキ感やパターン見えが抑えられ、し
かも、偏光フィルムの導光体への密着も抑制できるため
極めて好都合である。

【００７３】また、この他にも、光拡散性をこの発明の
偏光フィルムに賦与する方法は、各種の態様が挙げら
れ、例えば、偏光フィルム表面をマット処理し光拡散層
を得る態様、偏光フィルム中にガラスパウダー等の高屈
折率微粒子を分散させる、若しくは偏光フィルム自体を
発泡させることによって屈折率差を発生させ、光拡散層
を得る態様、等が挙げられる。

【００７４】

【実施例】以下、この発明を実施例により、さらに詳細
に説明するが、この発明は、その要旨を越えない限り、
以下の実施例に限定されるものではない。

【００７５】（実施例１）市販のヨウ素系偏光フィルム
（透過率４４％、偏光度９９．９％）を基材とし、バイ
ンダー樹脂であるポリメチルメタクリレート樹脂（三菱
レイヨン製、ダイヤナールＢＲ−８０）の２５ｗｔ％ト
ルエン溶液に対して、式Ｉ−３５なるジフェニルスクア
リリウム系化合物をバインダー樹脂分に対して０．１６
０ｗｔ％、式III−３なるピラゾール系スクアリリウム
化合物を０．０５３ｗｔ％、平均粒径３５μｍなるアク
リル樹脂製の球形ビーズをバインダー樹脂分に対して７
８ｗｔ％それぞれ混合して、塗工液を調製し、該塗工液
をバーコーティング法によって該偏光フィルム上に塗
工、乾燥し、秤量４．８ｇ／ｍ²（バインダー樹脂分換
算）にて均一に塗工後、溶媒を乾燥し、この発明の偏光
フィルムを得た。該偏光フィルムにアフォーカル型光学
系によってビーム径を拡大したＨｅ−Ｎｅレーザーのコ
リメート光を入射し、各出射角度における出射光量分布
を図４の如く測定した結果、拡散角は１７度であり、こ
の発明に用いるに好適な光拡散性を有する偏光フィルム
が得られていることを確認した。

【００７６】図１に示される如く、該有機色素が分散し
た領域を有する偏光フィルムを透過型アクティブマトリ
クス駆動ツイステッドネマチックモード液晶パネル（１
５．１インチサイズ）の背面に貼り付け、前面には通常
の偏光フィルムを貼り付けて液晶パネルを得た。更に冷
陰極管を光源とするサイドライト型面光源装置をバック
ライト光源として液晶ディスプレイ装置を構成した。バ
ックライトを点灯し、上記液晶パネルをＲＧＢ各色が点
灯するようにドライブして、各色点灯時の色度値を輝度
計（トプコム製ＢＭ−７）を用いて測定した結果を表１
に示す。

【００７７】色再現性が向上したため、画像が鮮やかで
引き締まった表示となり、ＤＶＤ（デジタルビデオディ
スク）やテレビジョン画像の表示を行った際にも違和感
がない液晶ディスプレイ装置が得られた。

【００７８】また、ジフェニルスクアリリウム化合物で
はカラーフィルターのオーバーラップ点から１３ｎｍの
位置に光吸収半値幅２５ｎｍの光吸収ピークを有し、ま
た、ピラゾール系スクアリリウム化合物ではオーバーラ
ップ点から８ｎｍの位置に光吸収半値幅４１ｎｍの光吸
収ピークを有しており、しかも、該有機色素が分散した
領域において形成される光吸収ピークは２個だけであっ
た為、不要なスペクトルがカットされず、極めて効率よ
く色再現性を低下させる発光スペクトルがカットされて
いることが確認された。

【００７９】（実施例２）市販のヨウ素系偏光フィルム
（透過率４４％、偏光度９９．９％）を基材とし、バイ
ンダー樹脂であるポリメチルメタクリレート樹脂（三菱
レイヨン製、ダイヤナールＢＲ−８０）の２０ｗｔ％ジ
メトキシエタン溶液に対して、式II−２なるテトラアザ
ポルフィリン系化合物をバインダー樹脂分に対して０．
１１３ｗｔ％、式III−３なるピラゾール系スクアリリ
ウム化合物を０．０５３ｗｔ％、平均粒径１２μｍなる
ガラス製の球形ビーズをバインダー樹脂分に対して１５
０ｗｔ％、２−（２‘−ヒドロキシ−５’−ｔ−ブチル
フェニル）ベンゾトリアゾールからなる紫外線吸収剤を
０．３ｗｔ％それぞれ混合して、塗工液を調製し、該塗
工液をバーコーティング法によって該偏光フィルム上に
塗工、乾燥し、秤量３．９ｇ／ｍ²（バインダー樹脂分
換算）にて均一に塗工後、溶媒を乾燥し、この発明の偏
光フィルムを得た。該偏光フィルムにアフォーカル型光
学系によってビーム径を拡大したＨｅ−Ｎｅレーザーの
コリメート光を入射し、各出射角度における出射光量分
布を図４の如く測定した結果、拡散角は２１度であり、
この発明に用いるに好適な光拡散性を有する偏光フィル
ムが得られていることを確認した。

【００８０】図１に示される如く、該有機色素が分散し
た領域を有する偏光フィルムを透過型アクティブマトリ
クス駆動ツイステッドネマチックモード液晶パネル（１
５．１インチサイズ）の背面に貼り付け、前面には通常
の偏光フィルムを貼り付けて液晶パネルを得た。更に冷
陰極管を光源とするサイドライト型面光源装置をバック
ライト光源として液晶ディスプレイ装置を構成した。バ
ックライトを点灯し、上記液晶パネルをＲＧＢ各色が点
灯するようにドライブして、各色点灯時の色度値を輝度
計（トプコム製ＢＭ−７）を用いて測定した結果を表１
に示す。

【００８１】色再現性が向上したため、画像が鮮やかで
引き締まった表示となり、ＤＶＤ（デジタルビデオディ
スク）やテレビジョン画像の表示を行った際にも違和感
がない液晶ディスプレイ装置が得られた。

【００８２】また、テトラアザポルフィリン系化合物で
はカラーフィルターのオーバーラップ点から８ｎｍの位
置に光吸収半値幅３２ｎｍの光吸収ピークを有し、ま
た、ピラゾール系スクアリリウム化合物ではオーバーラ
ップ点から８ｎｍの位置に光吸収半値幅４０ｎｍの光吸
収ピークを有しており、しかも、該有機色素が分散した
領域において形成される光吸収ピークは２個だけであっ
た為、不要なスペクトルがカットされず、極めて効率よ
く色再現性を低下させる発光スペクトルがカットされて
いることが確認された。

【００８３】（比較例）実施例記載の液晶ディスプレイ
装置において、有機色素および透明ビーズが分散した領
域を偏光フィルム上に設けなかったことの他は実施例１
と同様にして液晶ディスプレイ装置を作成し、評価を行
った。結果を表１に示す。

【００８４】

【表１】

【００８５】

【発明の効果】以上のように、この発明の偏光フィルム
を用いることによって、液晶ディスプレイ装置の高い発
光効率を保ちながらブラウン管に比較しても遜色のない
色再現性を賦与することが可能となった。したがって、
この発明は、低消費電力で環境負荷の小さい液晶テレビ
を大量に普及せしめ、二酸化炭素の大幅な削減を可能と
するものであり、産業上の利用価値が極めて高いもので
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る偏光フィルムを使用した透過型
液晶ディスプレイ装置の概略分解斜視図である。

【図２】カラーフィルターの各色の分光透過率特性図で
ある。

【図３】この発明における偏光フィルターの分光透過率
（吸収率）の特性を示す図である。

【図４】（ａ）（ｂ）は拡散角の説明図である。

【符号の説明】

１０バックライト１１液晶パネル１１ａ偏光フィルム１１ｂ、１１ｆガラス基板１１ｃＴＦＴゲートアレー１１ｄ液晶層１１ｅカラーフィルター１１ｇ偏光フィルム１２樹脂コーティング層１３ビーズ１４レーザービーム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H042 BA02 BA03 BA20 2H048 BA02 BA45 BA66 BB02 BB04 BB10 BB42 CA04 CA15 CA19 CA23 CA24 CA27 2H049 BA02 BA17 BA27 BB03 BB12 BB63 BB66 BC22 2H091 FA02Y FA08X FA08Z FA16Z FB02 LA16 LA20

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】有機色素が分散した領域からなる可視光線
域における特定波長の光吸収機能を有し、かつ、各特定
波長に対応する有機色素の光吸収半値幅が６０ｎｍ以下
である、透過型若しくは半透過型液晶ディスプレイに用
いられる偏光フィルム。
【請求項２】前記有機色素が分散した領域からなる可
視光線域における光吸収ピークの個数が、１以上３未満
であることを特徴とする請求項１に記載の偏光フィル
ム。
【請求項３】表面に樹脂コーティング層が設けられ、
かつこの樹脂コーティング層中に前記有機色素が分散し
ていることを特徴とする請求項１又は２に記載の偏光フ
ィルム。
【請求項４】拡散角１°〜１２０°の光拡散機能を有
することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の
偏光フィルム。
【請求項５】前記有機色素が分散した領域に、紫外線
吸収剤及び／又は光安定剤を配合していることを特徴と
する請求項１〜４のいずれかに記載の偏光フィルム。
【請求項６】冷陰極管及び／又は熱陰極管からなる光
源と、前記光源光を略均一な面光源に変換する光均一化
手段とを具備する背面光源手段と、偏光フィルムと、カ
ラーフィルターを具備する液晶ディスプレイ装置におい
て、偏光フィルムが請求項１〜５のいずれかに記載の偏光フ
ィルムであり、前記有機色素が分散した領域からなる可
視光線域における光吸収ピークが、前記カラーフィルタ
ー各色の分光透過率特性におけるオーバーラップ点から
±３０ｎｍの範囲に位置することを特徴とする液晶ディ
スプレイ装置。
【請求項７】前記カラーフィルターは顔料分散方式カ
ラーフィルターであることを特徴とする請求項６に記載
の液晶ディスプレイ装置。
【請求項８】前記有機色素はスクアリウム系及び／又
はテトラアザポルフィリン系からなることを特徴とする
請求項６又は７に記載の液晶ディスプレイ装置。