JP2002228839A - 偏光板及び液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 反射層と偏光層を備え、従来品よりも薄くす
ることができる反射型偏光板を提供し、さらにはそれを
用いた薄肉の反射型又は半透過反射型液晶表示装置を提
供する。 【解決手段】 透明基板１の一方の面に反射層３が形成
され、 他方の面に厚み２０〜１,５００nm の偏光層５
が形成されている反射型偏光板が提供される。この偏光
板の偏光層５側には、さらに光拡散層７を設けることが
できる。これらの偏光板は、その偏光層５側を液晶セル
９に積層することによって、反射型又は半透過反射型の
液晶表示装置とすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、新規な超薄肉偏光
層を有する偏光板と、その偏光板を用いた液晶表示装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は、ノート型パーソナルコ
ンピュータ、ワードプロセッサー、机上パーソナルコン
ピュータ用モニタの他、液晶プロジェクター、液晶テレ
ビ、デジタルカメラ、電子手帳、携帯情報端末機器、ア
ミューズメント機器、文具機、携帯電話、カーナビゲー
ションシステムや、炊飯器、エアコン、電子レンジなど
の家庭電化製品等、多方面で利用されている。これに伴
い、液晶表示装置に対する要求も多岐にわたっており、
例えば、高輝度、高コントラスト、広視野角、視認性向
上、低消費電力、薄肉、軽量などが求められている。そ
して、偏光板／液晶セル／偏光板／反射板（又は半透過
反射板）の順に積層された反射型又は半透過反射型の液
晶表示装置は、低消費電力化に有効で、また比較的薄く
て軽いことから、携帯電話や携帯情報端末に多用されて
いる。

【０００３】液晶表示装置に用いられる偏光板は、通
常、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムにヨウ素又は
二色性直接染料を吸着配向させてなるヨウ素系偏光フィ
ルム又は染料系偏光フィルムの両面に、トリアセチルセ
ルロースフィルムのような透明保護フィルムを貼合した
ものが一般的であり、その厚みは、ポリビニルアルコー
ル系樹脂からなる偏光フィルム層だけで２０〜３０μm
前後、また透明保護フィルムの層を加えると全体で１９
０μm 前後になる。このような偏光フィルムは、例え
ば、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを一軸延伸
し、ヨウ素又はアゾ基を有する二色性直接染料を吸着配
向させ、ホウ酸含有水溶液中に浸漬することにより、製
造されている。

【０００４】一方、反射板又は半透過反射板には、マッ
ト処理された厚みが５０μm 前後の白色フィルムの片面
に、アルミニウム又は銀を蒸着して散乱型の反射板又は
半透過反射板としたものや、鏡面反射の反射板又は半透
過反射板と拡散層とを組み合わせたものが、よく用いら
れている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】近年、反射型又は半透
過反射型液晶表示装置については、より軽く、より薄く
することが求められており、これに伴って、偏光板と反
射板又は半透過反射板もより薄くすることが要求されて
いる。そこで本発明の目的は、反射層と偏光層を備え、
従来品よりも薄くすることができる反射型偏光板を提供
することにある。本発明者らは、かかる課題を解決すべ
く鋭意研究を行った結果、偏光層と反射層の層構成を工
夫することで、薄い反射型偏光板が製造しうることを見
出し、本発明に至った。

【０００６】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、透明
基板の一方の面に反射層が形成され、他方の面に厚み２
０〜１,５００nm の偏光層が形成されている反射型偏光
板を提供するものである。この反射型偏光板において、
その偏光層の上にはさらに光拡散層を設けることもでき
る。またこれらの反射型偏光板は、その偏光層側を液晶
セルに積層することで、反射型又は半透過反射型の液晶
表示装置とすることができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、適宜添付の図面も参照しな
がら、本発明を詳細に説明する。図１は、本発明に係る
偏光板の層構成の一例を模式的に示す断面図である。図
２は、本発明に係る偏光板の別の層構成例を模式的に示
す断面図である。図３は、図１の偏光板を液晶セルに積
層した場合の例を模式的に示す断面図である。図４は、
図２の偏光板を液晶セルに積層した場合の例を模式的に
示す断面図である。

【０００８】本発明に係る偏光板の基本的構成は、図１
に示す如く、透明基板１の一方の面に反射層３が形成さ
れ、他方の面に偏光層５が形成されたものである。ま
た、偏光層５の透明基板１と反対側の面には、図２に示
す如く、光拡散層７を設けることもできる。透明基板１
は例えば、透明な樹脂フィルムであることができる。具
体的には、セルロースアセテート系フィルム、ポリエス
テル系フィルム、ポリオレフィン系フィルム、アクリル
系フィルム、ポリカーボネート系フィルム、ポリアリレ
ート系フィルム、ポリエーテルサルフォン系フィルムな
どが挙げられる。セルロースアセテート系フィルムに
は、例えば、トリアセチルセルロースフィルム、ジアセ
チルセルロースフィルムなどがある。ポリエステル系フ
ィルムには、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポ
リエチレンナフタレートフィルム、ポリブチレンテレフ
タレートフィルムなどがある。ポリオレフィン系フィル
ムは、アモルファス（非晶性）のものが好ましく、特
に、ノルボルネンや多環ノルボルネン系モノマーのよう
な環状オレフィンの重合単位を有するものが好ましい。
また、環状オレフィンと鎖状オレフィンとの共重合体で
あってもよい。なかでも、ノルボルネン系の樹脂からな
るフィルムが有利に使用される。また、極性基が導入さ
れているものも有効である。これらの透明基板は、複屈
折性の小さいものが好ましい。

【０００９】透明基板１の厚みは、薄い方が好ましい
が、薄すぎると加工性が劣るため、例えば１０〜１５０
μm 程度、好ましくは２０〜１００μm 、より好ましく
は３０〜９０μm である。これらの透明基板は、紫外線
吸収剤などを含有していてもよい。このような透明基板
として、市販品を用いることもでき、市販のトリアセチ
ルセルロースフィルムとしては、例えば、コニカ（株）
から販売されている“コニカ UV80SF”、富士写真フィ
ルム（株）から販売されている“フジ SH80”などがあ
り、また、市販のアモルファスポリオレフィン系樹脂フ
ィルムとしては、積水化学工業（株）から販売されてい
る“SCA50”、ジェイエスアール（株）から販売されて
いる“アートン”、日本ゼオン（株）から販売されてい
る“ZEONEX”及び“ZEONOR”、三井化学（株）から販売
されている“ＡＰＯ”及び“アペル”などがある。

【００１０】透明基板１の片面には反射層３を、他方の
面には偏光層５を形成させるのであるが、それぞれの層
を形成させる順序は任意であって、透明基板１の一方の
面に反射層３を形成させた後、他方の面に偏光層５を形
成させてもよいし、透明基板１の一方の面に偏光層５を
形成させた後、他方の面に反射層３を形成させてもよ
い。また事情が許せば、反射層３と偏光層５を同時に形
成させてもよい。

【００１１】透明基板１の一方の面に形成される偏光層
５は、２０〜１,５００nm の厚みとする。このような超
薄肉の偏光層５は、平板状の色素を含有する水溶液の塗
付、乾燥によって設けることができる。具体的には、ア
ントラキノン系、フタロシアニン系、ポルフィリン系、
ナフタロシアニン系、キナクリドン系、ジオキサジン
系、インダンスレン系、アクリジン系、ペリレン系、オ
キサゾール系、ピラゾロン系、アクリドン系、ピランス
ロン系などの平板状色素が用いられる。偏光層５の厚み
は、２０〜１,５００nm であるが、好ましくは１００〜
１,０００nm であり、平板状色素の種類と得られる偏光
板の透過率によって、適宜選択される。

【００１２】偏光層５は、上記のような平板状色素を含
有する水溶液を透明基板１上に塗布し、乾燥することで
得られる。そこで、平板状色素は両親媒性であるのが好
ましく、具体的には、上記のような色素に、親水性の置
換基、例えばスルホン酸基を１個又は複数個有する構造
のものが挙げられる。塗布する水溶液は、上記平板状色
素の他に界面活性剤を含有するのが好ましく、適当な界
面活性剤としては、例えば、ポリエチレングリコール、
“Triton X-100”（ロームアンドハース社から販売され
ている非イオン界面活性剤）などが挙げられる。本発明
で用いるのに好適な平板状色素ないしは二色偏光子の例
は、特表平 8-511109 号公報（= WO 94/28073 ）に記載
されている。また、このような平板状色素を含有し、偏
光層とするのに好適な水溶液は、米国のオプティバ（Op
tiva）社から入手することができる。

【００１３】色素含有水溶液の塗布は、通常一般の方法
で行えばよく、例えば、マイヤーバーコート、グラビア
コート、ダイコート、ディップコート、噴霧、スクリー
ン印刷法などの印刷技術が用いられる。塗布後、溶媒
（水）を蒸発させることで、偏光層が形成できる。溶媒
の蒸発は、通常の乾燥方法で行えばよく、例えば、加熱
乾燥、常温乾燥、凍結乾燥、遠赤外乾燥などが挙げられ
る。

【００１４】一方、反射層３は、光が良好に反射される
よう、金属層で構成するのが好ましい。かかる金属層
は、例えば、アルミニウムや銀のような高反射率の金属
からなる層を形成することによって設けることができ
る。金属層の形成には、例えば、真空蒸着法、スパッタ
リング法、イオンプレーティング法など、金属薄膜を設
けるのに使われる通常の方法が採用できる。反射層３の
厚みは、通常１０〜１００nm程度であれば、実用上十分
な反射率を示す。反射層３は、ある程度の透過性を有す
るようにして、半透過反射層としてもよい。透過性を付
与するための金属層の厚みは、通常１０〜３０nm程度で
ある。

【００１５】金属層として銀からなる層を蒸着法などに
より設けた場合には、その金属層の劣化を防止するため
に、当該金属層の上又は／及び下に保護層を設けるのが
好ましい。かかる保護層としては、特に限定されない
が、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステ
ル樹脂、ウレタン樹脂又はアルキド樹脂の塗工膜などが
挙げられる。これらの保護用塗工膜は、例えば、ロール
コーティング、グラビアコーティング、スプレーコーテ
ィングなどの通常の方法で設けることができる。また、
酸化アルミニウムや酸化ケイ素などの無機物の薄膜も、
保護層として用いることができる。このような保護層を
設ける場合、その厚みは、通常５nm〜２０μm 程度の範
囲である。

【００１６】反射層３の反射面、すなわち透明基板１と
の境界面は、粗面化されていてもよい。例えば、反射層
３を形成する前の透明基板１の表面をサンドブラスト処
理する方法、無機微粒子又は有機微粒子を含有する塗工
液を透明基板１の表面にコートする方法などによって、
粗面化することができる。

【００１７】一方、反射層３の反射面がフラットな鏡面
の場合は、図２に示す如く、偏光層５の上に、無機微粒
子又は／及び有機微粒子を混合した樹脂からなる光拡散
層７を設けてもよい。この場合に用いる無機微粒子とし
ては、例えば、シリカ、炭酸カルシウムなどのほか、二
酸化チタンを被覆した合成又は天然雲母のようなパール
顔料、板状魚鱗箔、六角板状塩基性炭酸鉛のような真珠
光沢を有する微粒子などが挙げられ、また有機微粒子と
しては、例えば、ポリメチルメタクリレートビーズのよ
うなアクリル系ビーズ、架橋ポリスチレンビーズのよう
なポリスチレン系ビーズ、ポリカーボネート系ビーズ、
メラミン・ホルムアルデヒド樹脂系ビーズ、ベンゾグア
ナミン・ホルムアルデヒド樹脂系ビーズ、有機シリカ系
ビーズなどが挙げられる。微粒子の粒径は特に限定され
ないが、例えば、０.１〜５０μm程度、好ましくは１〜
２０μm 程度、より好ましくは１〜１０μm 程度であ
る。これらの微粒子は、それぞれ単独で用いてもよい
し、２種以上を組み合わせて用いてもよい。光拡散層７
を形成するための樹脂も特に限定されないが、例えば、
アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、ポ
リエステル系樹脂、アルキド樹脂などが挙げられる。こ
れらの樹脂は、粘着特性を有するものであってもよい。
微粒子と樹脂バインダーの組合せは適宜選択されるが、
両者の屈折率差が０.０１〜０.５となるような組合せを
選択するのが好ましい。微粒子と樹脂バインダーの混合
比も特に限定されないが、通常は例えば、樹脂バインダ
ー１００重量部に対して微粒子が０.０１〜７０重量部
となるように配合される。 光拡散層７を設ける場合、
その厚みは通常１〜１００μm 程度、好ましくは５〜３
０μm程度である。

【００１８】光拡散層７を形成するには、例えば、微粒
子と樹脂を混合した後、ロールコーティング、グラビア
コーティング、スプレーコーティングなど、通常の方法
で塗工すればよい。また、光拡散特性を有するフィルム
を積層することによって、光拡散層７を設けることもで
きる。この場合に用いられる光拡散性のフィルムとして
は、上記したのと同様の無機微粒子又は／及び有機微粒
子並びに樹脂を用い、微粒子を混合した樹脂をキャステ
ィングして得られるフィルム、微粒子を混合した樹脂を
基材フィルム表面にコーティングした後、基材フィルム
から剥離して得られるフィルム、それらフィルムの表面
をエンボス処理したフィルム、屈折率の異なる樹脂の混
合物を熱又は光硬化して得られるフィルムなどが挙げら
れる。このような光拡散性フィルムは、例えば、ヘイズ
値が５〜９９％のものであればよい。フィルムを積層す
る方法は特に限定されず、例えば、アクリル系粘着剤等
を用い、通常の方法で積層すればよい。

【００１９】かくして得られる反射型偏光板は、液晶セ
ルの裏面（視認側と反対側の面）に積層して、液晶表示
装置とすることができる。この際、反射型偏光板の偏光
層側で液晶セルに積層される。すなわち、図１に示すタ
イプの偏光板であれば、図３に示す如く、偏光層５側で
液晶セル９に積層される。また、図２に示すタイプの偏
光板であれば、図４に示す如く、偏光層５の上に設けら
れた光拡散層７側で液晶セル９に積層される。なお、反
射型偏光板の偏光層５又は光拡散層７と、液晶セル９と
の間には、必要に応じて位相差板を配置することもでき
る。さらに、液晶セル９の前面側（反射型偏光板が配置
された面とは反対側）には、通常、別の偏光板（図示せ
ず）が配置される。この前面側偏光板は、通常のポリビ
ニルアルコール系偏光子を含むものであってもよいが、
本発明に準じて、透明基板上にコーティングタイプの色
素系偏光層を２０〜１,５００nm の厚みで設けた偏光板
を用いれば、一層の薄肉化が可能となる。後者の場合、
通常は、偏光層が最表面となるように配置される。な
お、液晶セルの前面側にも、必要に応じて位相差板を配
置することができる。

【００２０】

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳細に説
明するが、本発明はこれらの実施例によって限定される
ものではない。なお、偏光層の偏光特性は、（株）島津
製作所製の分光光度計“UV2200”を用いて測定した。

【００２１】実施例１ 厚み約８０μm のトリアセチルセルロースフィルム（富
士写真フィルム（株）から入手した“フジ SH80”）の
片面に、平板構造の色素を含有する水溶液（オプティバ
社から入手した“LCP N013”）を、マイヤーバーの番手
No.３のバーコーターを用いて１００mm／sec の塗布速
度で塗布した後、室温（２０℃）で３０分間放置し、乾
燥させた。乾燥後の偏光層の厚みは５００nmであった。
得られたフィルム（偏光板）の偏光度は８３.５％、単
体透過率は４１.５％であった。

【００２２】実施例２ 実施例１で得られた偏光層付きフィルムの偏光層形成面
と反対側の面に、アルミニウムを約６０nmの厚みで蒸着
して、反射層を形成させた。

【００２３】実施例３ 厚み約５０μm のノルボルネン系樹脂フィルム（積水化
学工業（株）から入手した“SCA50”）に、平板構造の
色素を含有する水溶液（オプティバ社から入手した“LC
P N0015”）を、マイヤーバーの番手 No.５のバーコー
ターを用いて、５０mm／secの塗布速度で塗布した後、
室温（２０℃）で３０分間放置し、乾燥させた。乾燥後
の偏光層の厚みは約１,０００nm であった。得られたフ
ィルムの偏光度は８９.５％、単体透過率は３９.７％で
あった。次に、この偏光層付きフィルムの偏光層形成面
と反対側の面に、アルミニウムを約６０nmの厚みで蒸着
して、反射層を形成させた。

【００２４】実施例４ 実施例２で得られた反射型偏光板の偏光層側表面に拡散
粘着剤を塗布した後、この粘着剤を介してＴＮ型液晶セ
ルの下面に貼合した。ＴＮ型液晶セルの上面には、実施
例１で得られた偏光板を、その偏光層が液晶セル側とな
るように、粘着剤を介して貼合した。得られたＴＮ型液
晶表示装置は、薄く、表示も見やすかった。

【００２５】

【発明の効果】本発明の反射型偏光板は非常に薄く、軽
量であるため、携帯用の電子機器、例えば、携帯電話、
携帯情報端末機、スマートカード、ＩＣカードなどの液
晶表示装置に好適に用いることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る偏光板の層構成の一例を示す断面
模式図である。

【図２】本発明に係る偏光板の別の層構成例を示す断面
模式図である。

【図３】図１の偏光板を液晶セルに積層した場合の例を
示す断面模式図である。

【図４】図２の偏光板を液晶セルに積層した場合の例を
示す断面模式図である。

【符号の説明】

１……透明基板、 ３……反射層、 ５……偏光層、 ７……光拡散層、 ９……液晶セル。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H042 BA02 BA12 BA20 DA02 DA11 DA17 DA21 DB01 DC02 DE00 2H049 BA02 BA37 BB03 BB42 BB49 BB62 BB63 BC22 2H091 FA08X FA08Z FA16X FB02 LA30

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】透明基板の一方の面に反射層が形成され、
   他方の面に厚み２０〜１,５００nmの偏光層が形成され
   ていることを特徴とする偏光板。
2. 【請求項２】偏光層が、平板状の色素で構成される請求
   項１記載の偏光板。
3. 【請求項３】偏光層の上に光拡散層が形成されている請
   求項１又は２記載の偏光板。
4. 【請求項４】反射層と透明基板の境界面が粗面化されて
   いる請求項１又は２記載の偏光板。
5. 【請求項５】請求項１〜４のいずれかに記載の偏光板
   が、その偏光層側で液晶セルに積層されてなることを特
   徴とする液晶表示装置。
6. 【請求項６】該偏光板が積層された面とは反対側の液晶
   セル面に、前面側偏光板が配置されている請求項５記載
   の液晶表示装置。
7. 【請求項７】前面側偏光板が、透明基板上に厚み２０〜
   １,５００nm の色素系偏光層を形成したものである請求
   項６記載の液晶表示装置。