JP2002156624A

JP2002156624A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP2002156624A
Application number: JP2000349475A
Authority: JP
Inventors: Kohei Arakawa; 公平荒川
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 2000-11-16
Filing date: 2000-11-16
Publication date: 2002-05-31

Abstract

(57)【要約】【課題】軽量化及び薄層化が可能であり、且つ簡易な
構成の液晶表示装置を提供する。【解決手段】一対の基板１２ａ及び１２ｂと、前記一
対の基板に挟持された液晶層１８とを備え、且つ前記一
対の基板１２ａ及び１２ｂのうち一方の基板１２ａが１
／４波長板特性を有することを特徴とする液晶表示装置
１０である。液晶表示装置１０に入射した光は、液晶層
１８における液晶分子の配向によって変調されるととも
に、１／４波長板特性を有する基板１２ａを透過するこ
とによって位相差を与えられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置に関
し、より詳細には、携帯電話、携帯情報端末等に利用可
能な液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は、一般的に、透明電極が
形成された一対の透明基板を、前記透明電極を対向させ
て配置し、前記一対の基板間に液晶を封入して形成され
た液晶セルを備える。前記透明電極に電圧を印加するこ
とによって、液晶を配向させて光の透過性を制御し、画
像を表示している。従来、液晶表示装置には、画像の輝
度向上への要求が強く、輝度向上を目的とする改良が種
々行われている。例えば、特開平１０−１８６３５７号
公報には、位相差板を使用することで、光の利用効率を
向上させ、高輝度な画像表示が可能な液晶表示装置が提
案されている。

【０００３】さらに、近年では、液晶表示装置には、携
帯電話及び携帯情報端末用途に適する性能が特に要求さ
れ、即ち、液晶表示装置の軽量化及び薄層化への要求が
強くなっている。ところで、液晶表示装置では、液晶を
封入する一対の基板としては、従来、主にガラスが用い
られている。ガラスは光学的に等方性を有し、耐薬品性
及び耐熱性が高い点で基板用途に適している。しかし、
ガラスは、プラスチック材料等と比較して、耐衝撃性に
劣り又は加工容易性に劣り、さらに、液晶表示装置の軽
量化及び薄層化への妨げとなる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】液晶表示装置において
は、ガラス基板の代替としてプラスチックフィルムが注
目されている。しかし、プラスチックフィルムは、延伸
処理等を施されることによって複屈折性が容易に発現し
てしまうため、従来は、複屈折性を発現せずに、又は複
屈折性を無くすことによって、ガラスと同様に光学的等
方性を満たすプラスチックフィルムを作製し、これを基
板として用いることが種々提案されてきた。ガラス基板
の代替としてのみならず、液晶表示装置に必要な位相差
板等の光学的特性をも満たすプラスチックフィルムを基
板として使用できれば、液晶表示装置の軽量化及び薄層
化に応えることができるのみならず、部材の省略による
装置の簡略化も可能となり有利である。

【０００５】本発明は、前記問題点に鑑みなされたもの
であって、軽量化及び薄層化が可能であり、且つ簡易な
構成の液晶表示装置を提供することを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、請求項１に記載の液晶表示装置は、一対の基板と、
前記一対の基板に挟持された液晶層とを備えた液晶表示
装置において、前記一対の基板の少なくとも一方の基板
が１／４波長板特性を有することを特徴とする。

【０００７】請求項１に記載の液晶表示装置では、液晶
を挟持する支持体の一方が１／４波長板としての特性を
有する。従って、輝度向上等を目的として１／４波長板
を別途配置する必要がなく、より簡易な構成にすること
ができる。さらに、前記１／４波長板特性を有する基板
としてプラスチックフィルムを用いることにより、軽量
化及び薄層化が可能となり、さらに耐衝撃性が向上す
る。

【０００８】請求項２に記載の液晶表示装置は、請求項
１に記載の液晶表示装置において、前記一対の基板のう
ち前記１／４波長板特性を有する基板に対してより外側
に配置される光反射部材と、他の基板に対してより外側
に配置される偏光板とを備えたことを特徴とする。

【０００９】請求項２に記載の液晶表示装置では、一の
偏光板により白黒表示を行うことができるので、入射光
が複数の偏光板を繰り返し透過することによる光の損失
を抑制することができる。従って、光の利用効率を向上
させることができ、高輝度の表示が可能となる。

【００１０】請求項３に記載の液晶表示装置は、請求項
１又は２に記載の液晶表示装置において、前記一対の基
板のうち１／４波長板特性を有する基板の波長λにおけ
るレターデーションＲｅ（λ）と波長λとが、波長λ＝
４５０ｎｍ、５５０ｎｍ及び６５０ｎｍにおいて、各々
下記関係式を満たすことを特徴とする。０．２ ≦ Ｒｅ（λ）／λ ≦ ０．３

【００１１】請求項３に記載の液晶表示装置では、前記
１／４波長板特性を有する基板として、可視光全域の光
にして１／４波長板として機能する広帯域１／４波長板
を使用している。従って、カラー画像を表示する際も鮮
明な色調を有する画像を表示することができる。

【００１２】請求項４に記載の液晶表示装置は、請求項
１から３のいずれか１項に記載の液晶表示装置におい
て、前記一対の基板のうち１／４波長板特性を有する基
板が、少なくとも一方の表面にガスバリヤ層を有し、高
温・高湿度雰囲気における酸素ガス透過性が１０ミリリ
ットル／ｍ²・ｄａｙ・ＭＰａ以下であることを特徴と
する。

【００１３】請求項４に記載の液晶表示装置では、前記
１／４波長板特性を有する基板はガスバリヤ層を備えて
いるので、前記基板がプラスチックフィルムからなる場
合も、酸素ガスによる液晶分子の劣化を防止することが
でき、耐久性を向上させることができる。

【００１４】前記１／４波長板特性を有する基板は、固
有複屈折値が正である材料と負である材料とを含有する
構成とすることができる。さらに、前記１／４波長板特
性を有する基板は、固有複屈折値が正の材料からなる第
一の層と、固有複屈折値が負の材料からなる第二の層と
を有し、前記第一の層及び前記第二の層は複屈折を有
し、且つ前記第一の層及び前記第二の層の遅相軸を互い
に直交させて積層してなる構成とすることができる。前
記前記固有複屈折値が正の材料はノルボルネン系ポリマ
ーであるのが好ましく、前記固有複屈折値が負の材料は
ポリスチレン又はスチレン系ポリマーであるのが好まし
い。特に、前記スチレン系ポリマーが、スチレン及び／
又はスチレン誘導体と、アクリロニトリル、無水マレイ
ン酸、メチルメタクリレート及びブタジエンから選ばれ
る少なくとも１種との共重合体であるのが好ましい。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１に本発明の一実施形態として
の液晶表示装置１０の概略断面図を示す。液晶表示装置
１０は、一対の透明基板１２ａ及び１２ｂと透明基板１
２ａ及び１２ｂに挟持された液晶層１８とを備える。透
明基板１２ａ及び１２ｂには、各々、液晶層１８との間
に透明電極層１４及び透明配向膜１６が順次形成されて
いる。透明基板１２ａの背面には光反射層２０が配置さ
れ、また透明基板１２ｂの表面には偏光板２２が配置さ
れている。透明基板１２ａの光反射膜２０と接する側の
表面には、透明なガスバリヤ層１９が形成されている。
透明基板１２ａは１／４波長板としての特性を有する。

【００１６】透明電極層層１４は、ＩＴＯ等の金属酸化
物からなり、例えば、ストライプ状又はセグメント状に
パターニングされていてもよい。透明な配向膜１６はポ
リイミド、ＰＶＡ等の有機ポリマーからなる。液晶層１
８に含有される液晶分子の配向を制御する目的で形成さ
れるが、液晶分子の配向を他の方法で制御可能の場合は
なくてもよい。

【００１７】透明基板１２ａは延伸プラスチックフィル
ムからなり、１／４波長板としての特性を有する。例え
ば、後述する正の複屈折値を有する材料からなる層と負
の複屈折値を有する材料からなる層との積層体の延伸フ
ィルム等が挙げられる。透明基板１２ｂはガラス基板で
あってもプラスチックフィルムであってもよいが、軽量
化及び薄層化が可能な点及び耐衝撃性が高い点で、プラ
スチックフィルムが好ましい。透明基板１２ｂがプラス
チックフィルムからなる場合は、該プラスチックフィル
ムは複屈折性を示さないフィルムであるのが好ましい。

【００１８】液晶層１８は、ねじれ配向状態のネマチッ
ク型液晶層である。透明電極層１４間に電圧を印加しな
い状態では、透明基板１２ａ側の配向膜１６と接する液
晶分子と透明基板１２ｂ側の配向膜１６と接する液晶分
子とは、４５°ツイストした配向をとる。一方、透明電
極層１４間に液晶飽和電圧より高い電圧を供与すると、
液晶分子は透明基板１２ａ及び１２ｂに垂直に配向す
る。又、偏光板２２の偏光軸と、１／４波長板である透
明基板１２ａの異方性軸とは、同一平面上に投影した際
に、４５°の角度をなして交差する様に配置されてい
る。

【００１９】次に、液晶表示装置１０の画像表示特性に
ついて説明する。透明電極層１４間に電圧を供与しない
状態で、偏光板２２に光が入射すると、入射した光のう
ち偏光板２２の偏光軸に平行な直線偏光成分のみが透過
し、液晶層１８に入射する。液晶層１８において液晶分
子は４５°ツイスト配向しているので、入射した直線偏
光成分は液晶分子の配向により４５°回転する。液晶層
１８からの出射した直線偏光の偏光方向は透明基板１２
ａの異方性軸と平行になり、直線偏光は位相差を与えら
れることなく透明基板１２ａをそのまま透過する。その
後、光反射層２０で反射された後、透明基板１２ａを透
過し、再び液晶層１８に入射する。液晶層１８に入射し
た直線偏光は液晶分子の配向により−４５°回転するの
で、その偏光方向は偏光板２２の偏光軸と平行になり、
偏光板２２を透過でき、明るい白表示となる。

【００２０】一方、透明電極層１４間に液晶飽和電圧よ
り高い電圧を供与した状態で、偏光板２２に光が入射す
ると、同様に入射した光のうち偏光板２２の偏光軸に平
行な直線偏光成分のみが透過し、液晶層１８に入射す
る。液晶層１８において液晶分子は配向していなので、
直線偏光はその偏光方向が回転することなくそのまま透
明基板１２ａに入射し、透明基板１２ａが有する１／４
波長板特性により位相差を与えられる。その後、光反射
層２０で反射されて、再び透明基板１２ａを通過し、位
相差を与えられる。即ち、偏光板２２を透過した直線偏
光成分が再び偏光板２２に到達するまでに、１／４波長
板である透明基板１２ａを２度通過するので、直線偏光
の偏光方向は９０°回転している。反射され再び偏光板
２２を通過する直線偏光成分は、偏光板２２の偏光軸と
９０°の角度をなしているので、偏光板２２を透過する
ことができず、黒表示となる。

【００２１】上記では、白黒表示についてのみ記載した
が、液晶飽和電圧未満の電圧を印加することにより、中
間調表示が可能となる。また、例えば、基板１２ｂと偏
光板２２との間にカラーフィルタを配置することによ
り、多色の画像表示が可能となる。

【００２２】本発明の液晶表示装置は、その他の部材を
備えていてもよい。例えば、偏光板の表面に保護層を備
えていてもよい。また、透明基板１２ａ及び１２ｂ間に
所定の間隙を与えるスペーサを備えていてもよく、さら
に、液晶分子を封入して液晶層を形成するためのシール
部材等を備えていてもよい。

【００２３】本実施の形態では、一の偏光板のみを使用
しているので、光が偏光板を繰り返し通過することに起
因する光の損失を抑制することができる。その結果、光
の利用効率が向上し、高輝度な表示が可能となる。さら
に、本実施の形態では、基板が１／４波長板を兼ねてい
るので、より簡易な構成で明るい表示が可能な反射型液
晶表示装置を構成することができる。さらに、１／４波
長板を延伸フィルム等のプラスチックフィルムで構成す
ることにより、軽量化及び薄層化を達成することができ
る。

【００２４】尚、偏光板２２の偏光軸と１／４波長板
（基板１２ａ）の異方性軸との角度は４５°に限定され
ず、液晶層１８のツイスト角度に応じて、変化させるこ
とができる。

【００２５】次に、１／４波長板としての特性を有する
基板（以下、単に「１／４波長基板」という場合があ
る）について、詳細に説明する。前記１／４波長基板と
しては、従来公知の１／４波長板を広く利用することが
できる。前記１／４波長基板は広帯域１／４波長板とし
ての特性を有しているのが好ましく、具体的には、波長
λにおけるレターデーションＲｅ（λ）と波長λとが、
波長λ＝４５０ｎｍ、５５０ｎｍ及び６５０ｎｍにおい
て、各々下記関係式を満たしているのが好ましい。０．２ ≦ Ｒｅ（λ）／λ ≦ ０．３

【００２６】前記１／４波長基板は、その光弾性率が２
０ブルースター以下であるのが好ましく、１０ブルース
ター以下であるのがより好ましく、５ブルースター以下
であるのがさらに好ましい。例えば、前記１／４波長基
板を光反射層と貼合する場合、貼合の際にかかる応力に
は偏りがあり、中央部と比較して端部においてより大き
な応力がかかる。その結果、前記基板のレターデーショ
ンに違いが生じ、端部は白っぽく光抜けし、表示特性を
低下させる場合がある。前記１／４波長基板の光弾性率
が前記範囲内にあると、貼合の際に応力の偏りがある場
合も、部分的にレターデーションに差が生じるのを抑制
できるので好ましい。

【００２７】前記１／４波長基板を、固有複屈折値が正
である材料と固有複屈折値が負である材料とを使用して
構成すると、互いの波長分散特性を相殺させることがで
き、配合量及び延伸条件等を調整することにより、広帯
域の１／４波長基板を作製できるので好ましい。また、
固有複屈折値が正である材料と固有複屈折値が負である
材料とを用いると、共押出し及び延伸処理等を利用する
ことにより簡易な工程によって広帯域１／４波長基板を
作製可能となるので好ましい。尚、前記１／４波長基板
は、前記固有複屈折値が正である材料と負である材料と
を単一の層に含有させて構成してもよいし、各々を別々
の層に含有させ、該層を積層して構成してもよい。

【００２８】−固有複屈折値が正である材料− 本発明において、「固有複屈折値が正である材料」（以
下、単に「正の材料」という場合がある）とは、分子が
一軸性の秩序をもって配向したときに、光学的に正の一
軸性を示す特性を有する材料をいう。例えば、前記正の
材料が樹脂である場合では、分子が一軸性の配向をとっ
て形成された層に光が入射したとき、前記配向方向の光
の屈折率が前記配向方向に直交する方向の光の屈折率よ
り大きくなる樹脂をいう。前記正の材料としては、オレ
フィン系ポリマー（例えば、ポリエチレン、ポリプロピ
レン、ノルボルネン系ポリマー、シクロオレフィン系ポ
リマーなど）、ポリエステル系ポリマー（例えば、ポリ
エチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート
など）、ポリアリーレンサルファイド系ポリマー（例え
ば、ポリフェニレンサルファイドなど）、ポリビニルア
ルコール系ポリマー、ポリカーボネート系ポリマー、ポ
リアリレート系ポリマー、セルロースエステル系ポリマ
ー（前記固有複屈折値が負であるものもある）、ポリエ
ーテルスルホン系ポリマー、ポリスルホン系ポリマー、
ポリアリルサルホン系ポリマー、ポリ塩化ビニル系ポリ
マー、あるいはこれらの多元（二元、三元等）共重合ポ
リマーなどが挙げられる。これらは、１種単独で使用し
てもよいし、２種以上を併用してもよい。本発明におい
ては、これらの中でも、オレフィン系ポリマーが好まし
く、オレフィン系ポリマーの中でも、光透過率特性、耐
熱性、寸度安定性、光弾性特性等の観点から、ノルボル
ネン系ポリマーが特に好ましい。前記オレフィン系ポリ
マーとしては、日本合成ゴム製の「アートソー」、日本
ゼオン製の「ゼオネックス」および「ゼオノア」、三井
石油化学製の「ＡＰＯ」等が好適に利用される。

【００２９】前記ノルボルネン系ポリマーは、ノルボル
ネン骨格を繰り返し単位として有してなり、その具体例
としては、特開昭６２−２５２４０６号公報、特開昭６
２−２５２４０７号公報、特開平２−１３３４１３号公
報、特開昭６３−１４５３２４号公報、特開昭６３−２
６４６２６号公報、特開平１−２４０５１７号公報、特
公昭５７−８８１５号公報、特開平５−３９４０３号公
報、特開平５−４３６６３号公報、特開平５−４３８３
４号公報、特開平５−７０６５５号公報、特開平５−２
７９５５４号公報、特開平６−２０６９８５号公報、特
開平７−６２０２８号公報、特開平８−１７６４１１号
公報、特開平９−２４１４８４号公報等に記載されたも
のが好適に利用できるが、これらに限定されるものでは
ない。また、これらは、１種単独で使用してもよいし、
２種以上を併用してもよい。

【００３０】本発明においては、前記ノルボルネン系ポ
リマーの中でも、下記構造式（Ｉ）〜（IV）のいずれか
で表される繰り返し単位を有するものが好ましい。

【００３１】

【化１】

【００３２】前記構造式（Ｉ）〜（IV）中、Ａ、Ｂ、Ｃ
及びＤは、各々独立して、水素原子又は１価の有機基を
表す。

【００３３】また、前記ノルボルネン系ポリマーの中で
も、下記構造式（Ｖ）または(VI）で表される化合物の
少なくとも１種と、これと共重合可能な不飽和環状化合
物とをメタセシス重合して得られる重合体を水素添加し
て得られる水添重合体も好ましい。

【００３４】

【化２】

【００３５】前記構造式中、Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤは、各々
独立して、水素原子又は１価の有機基を表す。

【００３６】前記ノルボルネン系ポリマーの重量平均分
子量としては、５，０００〜１，０００，０００程度で
あり、８，０００〜２００，０００が好ましい。

【００３７】−固有複屈折値が負である材料− 本発明において、「固有複屈折値が負である材料」（以
下、単に「負の材料」という場合がある）とは、分子が
一軸性の秩序をもって配向したときに、光学的に負の一
軸性を示す特性を有する材料をいう。例えば、前記負の
材料が樹脂である場合、分子が一軸性の配向をとって形
成された層に光が入射したとき、前記配向方向の光の屈
折率が前記配向方向に直交する方向の光の屈折率より小
さくなる樹脂をいう。前記負の材料としては、ポリスチ
レン、ポリスチレン系ポリマー（スチレン及び／又はス
チレン誘導体と他のモノマーとの共重合体）、ポリアク
リロニトリル系ポリマー、ポリメチルメタクリレート系
ポリマー、セルロースエステル系ポリマー（前記固有複
屈折値が正であるものもある）、あるいはこれらの多元
（二元、三元等）共重合ポリマーなどが挙げられる。こ
れらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用
してもよい。前記ポリスチレン系ポリマーとしては、ス
チレン及び／又はスチレン誘導体と、アクリルニトリ
ル、無水マレイン酸、メチルメタクリレートおよびブタ
ジエンから選ばれる少なくとも１種との共重合体が好ま
しい。本発明においては、これらの中でも、ポリスチレ
ン、ポリスチレン系ポリマー、ポリアクリロニトリル系
ポリマー及びポリメチルメタクリレート系ポリマーの中
から選択される少なくとも１種が好ましく、これらの中
でも、複屈折発現性が高いという観点から、ポリスチレ
ン及びポリスチレン系ポリマーがより好ましく、耐熱性
が高い点で、スチレン及び／又はスチレン誘導体と無水
マレイン酸との共重合体が特に好ましい。

【００３８】前記ポリスチレン系ポリマーとしては、市
販品を使用してもよく、具体的には、スチレン−無水マ
レイン酸共重合樹脂の市販品として、ノバケミカル社製
の「ダイラークＤ３３２」等が好ましく使用される。

【００３９】−正の材料と負の材料との好ましい組合せ
− 本発明において、前記固有複屈折値が正である材料と負
である材料とは、以下に示す条件を満たすことを指標と
して組合せるのが好ましい。波長４５０ｎｍ及び波長５
５０ｎｍにおけるレターデーション（Ｒｅ）値の絶対値
をそれぞれＲｅ（４５０）及びＲｅ（５５０）としたと
き、前記正の材料の（Ｒｅ（４５０）／Ｒｅ（５５
０））の値と、前記負の材料の（Ｒｅ（４５０）／Ｒｅ
（５５０））の値とが等しくならない（即ち、一方が他
方よりも小さいか又は大きい）組合せが好ましいものと
して挙げられる。より具体的には、両値の差が、０．０
３以上となる組合せが好ましく、０．０５以上である組
合せがより好ましい。

【００４０】更に、前記正の材料の（Ｒｅ（４５０）／
Ｒｅ（５５０））の値が、前記負の材料の（Ｒｅ（４５
０）／Ｒｅ（５５０））の値よりも大きいときは、前記
正の材料のＲｅ（５５０）の値が前記負の材料のＲｅ
（５５０）の値よりも小さいこと、及び、前記正の材料
の（Ｒｅ（４５０）／Ｒｅ（５５０））の値が、前記負
の材料の（Ｒｅ（４５０）／Ｒｅ（５５０））の値より
も小さいときは、前記正の材料のＲｅ（５５０）の値が
前記負の材料のＲｅ（５５０）の値よりも大きいこと、
の一方を満たす組合せが好ましい。

【００４１】次に、前記正の材料および負の材料が各々
樹脂である場合の好ましい組合せについて説明する。固
有屈折値（Δｎ）の波長分散性が大きい樹脂を負の材料
として使用する場合は、正の材料としてはΔｎの波長分
散性が小さい樹脂を使用するのが好ましい。また、固有
屈折値（Δｎ）の波長分散性が小さい樹脂を負の材料と
して使用する場合は、正の材料としてはΔｎの波長分散
性が大きい樹脂を使用するのが好ましい。例えば、前記
正の材料としてノルボルネン系ポリマーを使用する場合
は、前記負の材料としては、その固有複屈折値の波長分
散が大きいものが好ましく、具体的には、波長４５０ｎ
ｍおよび波長５５０ｎｍの固有複屈折値（Δｎ）を、各
々、Δｎ（４５０）およびΔｎ（５５０）としたとき、
下記関係式を満たす樹脂から選ばれるのが好ましい。｜Δｎ（４５０）／Δｎ（５５０）｜ ≧ １．０２さらに、下記関係式を満たす樹脂から選ばれるのがより
好ましい。｜Δｎ（４５０）／Δｎ（５５０）｜ ≧ １．０５尚、｜Δｎ（４５０）／Δｎ（５５０）｜の値は大きい
ほうが好ましいが、樹脂の場合一般的には２．０以下で
ある。

【００４２】より具体的には、前記負の材料が、前記
（Ｒｅ（４５０）／Ｒｅ（５５０））の値が小さいポリ
メチルメタクリレート等の場合、これと組合せる前記正
の材料としては、ポリエチレンテレフタレート系ポリマ
ー、ポリフェニレンサルファイド系ポリマー、ポリカー
ボネート系ポリマー、ポリアリレート系ポリマー、ポリ
エーテルスルホン系ポリマー、ポリスルホン系ポリマ
ー、ポリアリルサルホン系ポリマー、ポリ塩化ビニル系
ポリマー、などが好ましい。また、前記負の材料が、前
記（Ｒｅ（４５０）／Ｒｅ（５５０））の値が大きいポ
リスチレン及びポリスチレン系ポリマー等の場合、これ
と組合せる前記正の材料としては、オレフィン系ポリマ
ー及びシクロオレフィン系ポリマー（例えば、ポリエチ
レン、ポリプロピレン、ノルボルネン系ポリマー等）、
セルロースエステル系ポリマー、などが好ましい。中で
も、負の材料としてポリスチレン及び／またはポリスチ
レン系ポリマーと、正の材料としてオレフィン系ポリマ
ーの中でもノルボルネン系ポリマーとの組合せが特に好
ましい。

【００４３】前記１／４波長基板は、少なくとも片側の
表面にガスバリヤ層を備えているのが好ましい。ガスバ
リヤ層を備えていると、酸素等による液晶分子の劣化を
抑制し、長期間にわたって高輝度な画像表示が可能とな
る。前記ガスバリヤ層は、ガス、特に酸素に対するバリ
ヤ性を有する層である。高温・高湿度雰囲気における酸
素ガス透過性が１０ミリリットル／ｍ²・ｄａｙ・ＭＰ
ａ以下であるのが好ましい。前記ガスバリヤ層の酸素ガ
ス透過性は、より好ましくは５ミリリットル／ｍ²・ｄ
ａｙ・ａｔｍであり、さらに好ましくは３ミリリットル
／ｍ²・ｄａｙ・ａｔｍである。尚、本発明において、
酸素ガス透過性は、ＪＩＳＫ−７１２６Ｂ法に従い、
例えば、ＭＯＣＯＮ社製ＯＸ−ＴＲＡＮ２／２０ＭＨ等
を用いて測定した値を、前記ＳＩ単位に換算したものを
示す。また、本発明において「高温・高湿度」とは、温
度６０℃及び湿度９０％ＲＨのことをいう。

【００４４】前記ガスバリヤ層は、有機材料からなる層
であっても、無機材料からなる層であってもよい。無機
材料からなる層は特に高いガスバリヤ性を有するので、
無機材料を用いるとガスバリヤ層を薄層化できる点で好
ましい。ガスバリヤ性を有する層を形成可能な有機材料
としては、塩化ビニリデンポリマー、ＰＶＡ等が挙げら
れる。ガスバリヤ性を有する層を形成可能な無機材料と
しては、金属酸化物が挙げられ、具体的には、Ｉｎ及び
Ｓｎの合金酸化物、ＳｉＯ_x（ｘ＝１．０〜２．
０））、Ａｌ₂Ｏ₃、ＺｎＯ等が挙げられる。また、Ｓｉ
ＡｌＯＮ、ＳｉＡｌＮ等のケイ素アルミ系化合物も好ま
しく用いられる。前記ガスバリヤ層は、有機材料から構
成する場合、塗布方法等を利用して形成することがで
き、無機材料から構成する場合、真空蒸着法、スパッタ
リング法及びイオンプレーティング法等を利用して形成
することができる。また、前記ガスバリヤ層を無機材料
から構成する場合、膜厚は１０ｎｍ〜５００ｎｍである
のが好ましく、２０ｎｍ〜１００ｎｍであるのがより好
ましい。

【００４５】前記正の材料と負の材料とを利用した１／
４波長特性を有する基板としては、固有複屈折値が正の
樹脂と負の樹脂とのポリマーブレンドからなるブレンド
層と、前記ブレンド層上に形成されたガスバリヤ層とを
有する基板が挙げられる。前記基板は、前記正の材料と
負の材料とのブレンドポリマー（必要に応じて相溶化剤
を含有する）を、任意の有機溶媒に溶解して塗布液を調
製し、該塗布液を仮支持体上に塗布し乾燥することによ
り成膜化して製造することができる（溶液製膜法）。あ
るいは、前記配合物をペレット化して溶融押出し、成膜
化して製造することもできる（押出成形法）。レターデ
ーションは、延伸処理を施すことによって所望の範囲と
することができる。延伸処理としては、機械的流れ方向
に延伸する縦一軸延伸、機械的流れ方向に直交する方向
に延伸する横一軸延伸（例えば、テンター延伸など）な
どが好適に挙げられるが、若干であれば二軸延伸を行っ
てもよい。

【００４６】前記正の材料と負の材料とを利用した１／
４波長特性を有する基板の他の例としては、積層型の基
板が挙げられる。具体的には、固有複屈折値が正の樹脂
（以下、単に「正の樹脂」という場合がある）からなる
層と固有複屈折値が負の樹脂（以下、単に「負の樹脂」
という場合がある）からなる層と、ガスバリヤ層とを積
層した構成の基板が挙げられる。正の樹脂からなる層と
負の樹脂からなる層とは複屈折を有し、その遅相軸を互
いに直交させて積層されている。即ち、各々の層に含有
される正の樹脂の分子の配向方向と前記負の樹脂の配向
方向とは一致している。従って、前記基板のレターデー
ションは、正の樹脂からなる層と負の樹脂からなる層の
各レターデーションの和となるので、遅相軸を互いに直
交させて積層することによって、短波長側のレターデー
ションは小さく、且つ長波長側のレターデーションを大
きくすることができる。その結果、波長λにおけるレタ
ーデーションＲｅ（λ）と波長との比Ｒｅ（λ）／λ
を、可視光全域においてほぼ一定（好ましくは０．２以
上０．３以下）にすることができる。

【００４７】また、前記積層型の１／４波長基板は、正
または負の樹脂からなる第三および第四の層を有してい
てもよい。特に、断面が対称性を有する構成が好まし
く、例えば、固有複屈折値が正、負、および正の樹脂か
らなる層を順次積層した態様及び固有複屈折値が負、
正、および負の樹脂からなる層を順次積層した態様が好
ましい。また、３層構造の態様では、固有複屈折値の符
号が一致した樹脂からなる層については、互いの遅相軸
を一致させて積層されているのが好ましい。さらに、固
有複屈折値の符号が一致した樹脂は、同一の材料である
のが好ましい。

【００４８】前記正の樹脂からなる層と前記負の樹脂か
らなる層との間に、双方の層の接着性を向上させる層
（以下、「接着層」という場合がある）を配置してもよ
い。該層には、前記正の樹脂および前記負の樹脂の双方
と親和性がある材料が使用され得る。例えば、前記正の
樹脂としてノルボルネン系ポリマーを使用し、且つ前記
負の樹脂としてポリスチレン（またはポリスチレン系ポ
リマー）を使用した場合、前記接着層は、オレフィン系
ポリマー及びポリスチレン（またはスチレン系ポリマ
ー）のいずれかの成分を有する層であり、ガラス転移点
が前記正の樹脂および負の樹脂のガラス転移点と比較し
て５℃以下（より好ましくは１０℃以下）低いポリマー
からなる層であるのが好ましい。但し、これに限定され
るものではない。尚、前記接着層の複屈折と厚みとの積
は小さいほうが好ましい。

【００４９】前記積層型の１／４波長基板は、種々の方
法で製造することができる。中でも、正の樹脂と負の樹
脂とを共押出しし、前記正の樹脂からなる第１の層と前
記負の樹脂からなる第２の層とを積層して積層体を作製
し、さらに、前記積層体を延伸し、レターデーションを
調整して作製するのが好ましい。

【００５０】前記積層体を形成する工程では、例えば、
押出し機中に、正の樹脂と負の樹脂を各々格納し、加熱
および加圧して、各々流動状態とし、それをダイから各
々連続的に押出して、積層体にする。引き続き、該積層
体をニップロールのニップ部に連続的に挿通させて、圧
着してもよい。前記積層体を延伸してレターデーション
を調整する工程は、種々の延伸機を用いて実施すること
ができる。例えば、機械的流れ方向に延伸する縦一軸延
伸、機械的流れ方向に直交する方向に延伸するテンター
延伸などが好適に利用できる他、厚み方向制御のため、
ニ軸性を付与することも可能である。ここで、延伸温度
は、層を構成する基本材料（正の樹脂および負の樹脂）
の最低ガラス転移温度をＴｇ_minとしたとき、（Ｔｇ_min
−２０）℃〜（Ｔｇ_min）℃に設定するのが好ましい。

【００５１】Ｒｅ（４５０）＜Ｒｅ（５５０）＜Ｒｅ
（６５０）の特性を満たすには、固有複屈折値が負の樹
脂と正の樹脂について、重量比、延伸温度および延伸倍
率等を調整することで制御できる。例えば、固有複屈折
値が正の樹脂としてノルボルネン系ポリマーを、固有複
屈折値が負の樹脂としてポリスチレンを使用する場合の
調整方法の例を示す。ポリスチレンおよびノルボルネン
系ポリマーの溶融軟化温度を各々ＴｓおよびＴｎとす
る。Ｔｓ＜Ｔｎであるので、Ｔｎに近い温度で、ノルボ
ルネン系ポリマーからなる層とポリスチレンからなる層
との積層体を延伸すると、ポリスチレン分子の配向緩和
が速く、ポリスチレンからなる層の分子は殆ど配向せ
ず、ポリスチレンからなる層は複屈折を有しない。その
結果、ノルボルネン系ポリマーからなる層とポリスチレ
ンからなる層とを積層した積層フィルムは、ノルボルネ
ン系ポリマーからなる層が示す波長分散にほぼ等しくな
る。延伸温度を低くするにしたがって、ポリスチレン分
子は配向するようになり、ポリスチレンからなる層は複
屈折を有するようになる。ポリスチレンからなる層のレ
ターデーションは負であるので、ノルボルネン系ポリマ
ーからなる層が有する正のレターデーションは減少す
る。レターデーションの減少割合は、ポリスチレンの波
長分散のため、短波長側が大きくレターデーション減少
し、結果として、Ｒｅ（４５０）＜Ｒｅ（５５０）＜Ｒ
ｅ（６５０）の特性が得られる。延伸温度を制御するこ
とで、可視光波長全域にわたって、Ｒｅ（λ）／λを一
定とし、広帯域にわたって、均一な位相差特性を示す位
相差板とすることができる。また、延伸倍率調整で広帯
域１／４波長特性を得ることができる。

【００５２】正の樹脂からなる層と負の樹脂からなる層
との間に前記接着層を有する１／４波長基板を形成する
際には、前記接着層を構成している樹脂として、前記延
伸温度より低温の溶融軟化温度を有する樹脂を使用する
のが好ましい。具体的には、ガラス転移点が低い樹脂を
使用するのが好ましく、前記固有複屈折値が正の樹脂及
び前記固有複屈折値が負の樹脂に対して、５℃以上低い
ガラス転移温度を有する樹脂を使用するのがより好まし
く、更に好ましくは２０℃以上である。

【００５３】その他、１／４波長基板には、ＷＯ００／
２６７０５号明細書に記載の変性ポリカーボネートから
なる１／４波長板、特開２０００−２０６３３１号公報
に記載の２つの光学異方性層の積層体、特開平１０−３
１０３７０号公報及び特開平１０−１３７１１６号公報
等に記載の酢酸セルロース等を使用することもできる。

【００５４】

【実施例】以下、実施例により本発明をより詳細に説明
するが、本発明は以下の実施例によってなんら限定され
るものではない。

【００５５】図１と同様の構成の液晶表示装置を作製し
た。まず、基板１２ａとして以下の１／４波長基板を作
製した。固有複屈折値が正の樹脂として、シクロオレフ
ィン系ノルボルネン樹脂（商品名「ゼオノア１４２０
Ｒ」；日本ゼオン社製）、固有複屈折値が負の樹脂とし
て、ポリスチレン（商品名「ＨＦ−７７」；エーアンド
エムスチレン社製）を使用した。これらの樹脂について
は、予め窒素パージ下で乾燥させ、水分量を低下させた
ものを使用した。尚、波長４５０ｎｍ、波長５５０ｎｍ
におけるレターデーション（Ｒｅ）の絶対値をそれぞれ
Ｒｅ（４５０）、Ｒｅ（５５０）としたとき、前記シク
ロオレフィン系ノルボルネン樹脂の（Ｒｅ（４５０）／
Ｒｅ（５５０））の値は１．００５であり、前記ポリス
チレンの（Ｒｅ（４５０）／Ｒｅ（５５０））の値は
１．０８０であり、両値は同一ではなく、その差は０．
０７５である。

【００５６】前記樹脂を押出し装置（東洋精機製の「Ｌ
ＡＢＯＰＬＡＳＴＯＭＩＬＩ」）の内部に格納し、共
押し出しして３層構成の積層体（ノルボルネン系樹脂／
ポリスチレン／ノルボルネン系樹脂）を作製し、引き続
き延伸処理を施し、１／４波長板を作製した。前記押出
し装置のダイスには２台の押出し機が取り付けられ、各
々に格納された樹脂ホッパーが、ダイス内部で合流する
構造となっている。一の押出し機には２つの開口部があ
り、ダイス内部では、一方の押出し機から押出された樹
脂ホッパー１を中心として、他方の押出し機（２つの開
口部を有する）の２つの開口部から押出された樹脂ホッ
パー２が樹脂ホッパー１の両側から合流する構造となっ
ている。また、ダイスの下部には、複数のロールが配置
され、ダイスから押出された３層構造の積層体の厚み制
御が可能に構成されている。

【００５７】一方の押出し機に前記ポリスチレンのホッ
パー及び２つの開口部を有する他方の押出し機に前記ノ
ルボルネン系樹脂のホッパーを各々格納し、ノルボルネ
ン系樹脂／ポリスチレン／ノルボルネン系樹脂からなる
３層構造の溶融成形フィルムを作製した。積層フィルム
の厚みに関しては、複数のロールの周速制御により調整
し、１０２μｍの厚みの積層フィルムを得た。得られた
積層フィルムを９５℃の雰囲気で１９％の延伸処理を施
し、延伸フィルムを得た。得られた１９％延伸フィルム
について、Ｒｅの波長依存性を王子計測製「ＫＯＢＲＡ
２１ＤＨ」にて各々測定したところ、前記延伸フィル
ムは、可視光全域にわたってＲｅが波長の１／４を示す
広帯域１／４波長板特性を有していることがわかった。
また、得られた延伸フィルムについて、光弾性率を日本
分光製「Ｍ−１５０」を用いて測定したところ８ブルー
スターであった。これを１／４波長基板１２ａとした。

【００５８】次に、得られた基板１２ａのノルボルネン
系樹脂層上にＳｉＯ_1.8をスパッタリングして、厚さ約
５０ｎｍのガスバリア膜１９を形成した。次いで、前記
ガスバリヤ層１９が形成されていない側のノルボルネン
系樹脂層上に、ＩＴＯをスパッタリングして厚さ約１０
０ｎｍの透明導電性薄膜１４を形成し、エッチングによ
りストライプ状にパターン化した。得られた基板１２ａ
のシート抵抗値は２０Ω／□であり、温度６０℃及び湿
度９０％ＲＨにおける酸素ガス透過性は７ミリリットル
／ｍ²・ｄａｙ・ＭＰａであった。

【００５９】基板１２ｂとして、基板１２ａの作製にお
いて、延伸処理を施す前の積層体フィルムを用いた。前
記積層フィルムに、基板１２ｂと同様にガスバリヤ層
（図１中不図示）及び透明導電性膜１４を形成した。

【００６０】偏光板２２は、偏光板２２の偏光軸及び基
板１２ａの異方性軸を同一平面に投影した際に、４５°
の角度で交差する様に配置した。また、基板１２ａ及び
１２ｂを、透明導電性膜１４を対向させてスペーサ（図
１中不図示）により所定の間隔で配置し、該間隔に液晶
分子を封入し、液晶層１８を形成した。液晶分子は、透
明導電性膜１４に電圧を供与しない状態では、基板１２
ａ及び１２ｂ上に形成されたポリアミド配向膜１６によ
って、基板１２ａ側の配向膜１６と接する液晶分子と基
板１２ｂ側の配向膜１６と接する液晶分子が４５°ツイ
ストした配向をとる。一方、透明導電性膜１４に液晶飽
和電圧を超える電圧を供与した状態では、液晶分子は基
板１２ａ及び１２ｂに垂直に配向する。

【００６１】これらの部材を貼合して、図１に示す構成
の液晶表示装置１０を作製した。この液晶表示装置１０
は、透明導電性薄膜１４に電圧を供与しない状態では黒
を表示し、透明導電性薄膜１４に液晶飽和電圧を超える
電圧を供与した状態では明るい白を表示した。従って、
液晶表示装置１０は、別途位相差板を配置することな
く、良好な白黒表示が可能であった。さらに、基板１２
ａ及び１２ｂはいずれもプラスチックフィルムであるの
で、非常に薄層であり且つ軽量であった。また、基板に
ガラスを使用していないので、耐衝撃性にも優れてい
た。

【００６２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、軽
量化及び薄層化が可能であり、且つ簡易な構成の液晶表
示装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係わる液晶表示装置の概
略断面図である。

【符号の説明】

１０液晶表示装置１２ａ透明基板（１／４波長板）１２ｂ透明基板１４透明電極層１６透明配向膜１８液晶層１９ガスバリヤ層２０光反射層２２偏光板

フロントページの続きＦターム(参考） 2H049 BA07 BA42 BB03 BB44 BB46 BB47 BB48 BC22 2H090 HB08Y JA16 JA19 JB03 JB07 JB13 JC07 JD11 KA05 LA08 LA09 2H091 FA08X FA11Z FA14Z FD06 GA06 GA16 HA07 KA02 LA13

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一対の基板と、前記一対の基板に挟持さ
れた液晶層とを備えた液晶表示装置において、前記一対
の基板の少なくとも一方の基板が１／４波長板特性を有
することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】前記一対の基板のうち前記１／４波長板特
性を有する基板よりも外側に配置された光反射部材と、
他の基板に対してより外側に配置された偏光板とを備え
た請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】前記一対の基板のうち１／４波長板特性
を有する基板の波長λにおけるレターデーションＲｅ
（λ）と波長λとが、波長λ＝４５０ｎｍ、５５０ｎｍ
及び６５０ｎｍにおいて、各々下記関係式を満たすこと
を特徴とする請求項１又は２に記載の液晶表示装置。０．２ ≦ Ｒｅ（λ）／λ ≦ ０．３
【請求項４】前記一対の基板のうち１／４波長板特性
を有する基板が、少なくとも一方の表面にガスバリヤ層
を有し、高温・高湿度雰囲気における酸素ガス透過性が
１０ミリリットル／ｍ²・ｄａｙ・ＭＰａ以下であるこ
とを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記
載の液晶表示装置。
【請求項５】前記一対の基板のうち１／４波長板特性
を有する基板が、固有複屈折値が正である材料と負であ
る材料とを含有してなることを特徴とする請求項１から
４までのいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項６】前記一対の基板のうち１／４波長板特性
を有する基板が、固有複屈折値が正の材料からなる第一
の層と、固有複屈折値が負の材料からなる第二の層とを
有し、前記第一の層及び前記第二の層は複屈折を有し、
且つ前記第一の層及び前記第二の層の遅相軸を互いに直
交させて積層してなることを特徴とする請求項５に記載
の液晶表示装置。
【請求項７】前記固有複屈折値が正の材料がノルボル
ネン系ポリマーであることを特徴とする請求項５又は６
に記載の液晶表示装置。
【請求項８】前記固有複屈折値が負の材料がポリスチ
レン又はスチレン系ポリマーであることを特徴とする請
求項５から７までのいずれか１項に記載の液晶表示装
置。
【請求項９】前記スチレン系ポリマーが、スチレン及
び／又はスチレン誘導体と、アクリロニトリル、無水マ
レイン酸、メチルメタクリレート及びブタジエンから選
ばれる少なくとも１種との共重合体であることを特徴と
する請求項８に記載の液晶表示装置。