JP2003075824A - 光学部材及び液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光学フィルムを個別に作製し貼付すると、粘
着剤および保護フィルムが必要である。そのため、液晶
表示装置が厚型となり、さらに液晶表示装置製造におい
て異物混入などの欠陥が生じる。 【解決手段】 本発明の製造方法を用いて光学層を粘着
剤を介さずに直接積層し、樹脂基板を作製することによ
り、絶縁基板と、保護フィルムと、粘着剤とを除去する
ことができる。また、異物混入などの光学フィルム製造
時の不良を改善することが可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置に使
用する光学部材に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年携帯情報端末などの急速な普及によ
って、それに搭載される画像表示装置に対しても薄型軽
量が必須である。

【０００３】しかし、現在の液晶表示装置で画像を表示
させるためには、液晶を介して対向する一対の絶縁性基
板の他に、偏光板や位相差板などが積層し貼付された光
学部材を用いなければならない。従来、光透過型液晶表
示装置においては、このような貼合された光学部材が液
晶パネルの表裏に設置され、また、反射型液晶表示装置
においても、液晶パネルの表側表面に設けられているの
が一般的である。

【０００４】そして、例えば、偏光板や位相差板のよう
な光学部材は、従来、液晶表示装置の光学設計の自由度
を確保するため、或いは、これら光学部材のコストを下
げるために、別々に製造し液晶表示装置を製造する際に
貼付される。

【０００５】前述のように光透過型液晶表示装置を形成
するには液晶パネル表裏に各光学部材を貼りあわせてい
く。図１に従来用いられている貼合された光学部材の簡
略化した側断面図を示す。例えば、図１の貼合された光
学部材９において、入射光をある一方向の直線偏光光に
変換する偏光板７は、ヨウ素あるいは染料からなり偏光
性を与える偏光素子と、それを配列、固定させるため一
軸延伸されたＰＶＡなどの偏光基体（偏光素子と偏光基
体とを合わせて偏光フィルム４と呼ぶ）と、他の光学部
材と貼り合わせるための粘着剤２と、偏光基体を保護す
る無配向の透明基板１（以下保護フィルム）、例えばト
リアセチルセルロース、とから構成されている。したが
って、偏光板７の厚さには偏光に実際必要とされる偏光
フィルム４自体だけでなく保護フィルム１や粘着剤２の
厚さが含まれていることになる。同様に、位相差板８
も、本来の機能を果たす位相差フィルム５を粘着材２と
保護フィルム１でサンドイッチして構成されている。偏
光選択反射板６についても同様の構成である。

【０００６】図２には、図１の光学部材１０を用いて作
製される液晶表示素子の簡略化した側断面図を示す。こ
の図において、例えば、０．５ｍｍのガラス基板２枚で
ほぼ決定される液晶パネル１０の厚さは１.０ｍｍであ
る。そして、保護フィルム６０μｍと偏光フィルム２０
〜９０μｍと粘着剤３０μｍとから形成される偏光板７
と、保護フィルム６０μｍと位相差フィルム６０μｍと
粘着剤３０μｍとからなる位相差板８とを前記液晶パネ
ル表裏両面に付加することにより、約１．７ｍｍの液晶
表示素子となる。さらに、高輝度とするために液晶パネ
ル裏面に、図２に示されるようなＰＣＦなどの偏光選択
反射板６を貼付した場合には約２．０ｍｍの液晶表示素
子となってしまう。つまり、光学部材９が厚膜化するこ
とは、液晶表示素子全体の厚さを増やすことになる。

【０００７】また、図１の従来の粘着剤２を用いた貼合
光学部材９を使用した場合には、粘着剤２での光の位相
ずれにより、光学的に高精度の偏光板を作製することが
できない。

【０００８】さらに、光学部材９の光学層３，４，５や
粘着剤２、保護フィルム１は絶縁性を有しており、光学
部材製造時に帯電が生じる。その結果、各光学部材３，
４，５を互いに接着したときに静電気による異物混入な
どが問題となっている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】前述したように、携帯
情報端末に搭載される小型軽量液晶表示装置を実現する
ためには、液晶表示装置本体のみならず、付随する光学
部材の薄型化が必要である。しかし、偏光板や位相差板
を別々に製造した後貼付する方法では、劣化を抑えるた
めの保護フィルムや粘着剤が必要不可欠であるのが現状
である。また、液晶表示素子で用いられる液晶を保持す
るための絶縁性基板が厚く、最大限軽量化できているわ
けではない。

【００１０】また、粘着剤を複数の光学部材間に必要と
するため、光学的に高精度の光学部材を作製することが
できない。

【００１１】さらに、光学部材を構成する保護フィル
ム、光学フィルム、および粘着剤が絶縁性であるため、
帯電を起こし、各光学部材を貼付する際に静電気による
異物混入などの不良が発生していた。

【００１２】本発明では、上記の問題を改善し、薄型化
した光学部材およびその光学部材を用いた液晶表示素子
を提案する。また、上記のような粘着剤による影響や異
物混入などの不良を改善するための積層光学部材とその
製造方法を提案するものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の光学部材は、偏
光を制御する少なくとも２層の光学層を粘着剤を介さず
に直接積層した複合偏光制御フィルムと、複合偏光制御
フィルムの一方の表面上に貼付された保護フィルムとを
有することを特徴とする。この光学部材は、従来個別に
光学フィルムを作製する際に必要であった、保護フィル
ムと粘着剤を必要としない。つまり、空気と接する複合
偏光制御フィルムの片方の表面のみに保護フィルムを設
ける構造となっている。したがって、粘着剤および保護
フィルムと合計で（（光学部材数）−１）＊２層を省く
ことが可能となる。例えば、偏光板および位相差板を貼
り合わせた場合においては、約０．１ｍｍの薄型化が実
現される。この際、複合偏光制御フィルムの保護フィル
ムと反対側表面上には粘着剤を設けることも可能であ
る。また、本発明の光学部材では、各光学層間の保護フ
ィルムと粘着剤での光の偏光状態の変化がなく効率よく
偏光性を保つことができる。

【００１４】本発明の樹脂基板は、複合偏光制御フィル
ムと、複合偏光制御フィルムの一方の表面上に保護フィ
ルムと、複合偏光制御フィルムの他方の表面上に透光性
導電薄膜とを有することを特徴とする。また、本発明の
樹脂基板を使用することによって、液晶表示素子の粘着
剤による偏光状態変化はなくなることになる。さらに本
発明の樹脂基板を用いることにより、光学フィルムの帯
電が原因で生じる光学フィルム間および、絶縁基板と光
学フィルム間の異物混入を改善できる。

【００１５】また本発明の液晶表示素子においては、液
晶を介して対向し、一主面上に導電性薄膜を有する絶縁
性基板の電極パターニングと一致するように樹脂基板の
透明性導電薄膜をパターニングしておくことによって、
液晶表示素子が作製され、液晶表示素子は従来の液晶表
示素子に比べ、少なくとも０．６ｍｍ薄型とすることが
できる。このような液晶表示素子は反射型液晶表示素子
として用いることができる。

【００１６】また本発明の液晶表示素子では、複合偏光
制御フィルムを、前記樹脂基板を用いて構成される液晶
表示素子の裏面に貼付することにより、通常光透過型と
呼ばれる液晶表示素子を実現することを提案している。
また、本発明の複合偏光制御フィルムを用い、さらに液
晶表示素子の裏面側に、例えば偏光板の光学的性質を有
する光学層と、位相差板の光学的性質を有する光学層と
を積層したものを用いた場合には、複合偏光制御フィル
ム厚さは、従来の複合光学フィルムに比べ約０．１ｍｍ
薄くすることができる。したがって、樹脂基板と偏光板
と位相差板とからなる複合偏光制御素子が設けられた光
透過型液晶表示素子の場合、従来用いられる液晶表示素
子に比べ約０．７ｍｍ薄くすることができる。つまり、
２．０ｍｍの液晶表示素子が１．３ｍｍまで薄型化する
ことが可能になる。また、液晶を保持するための絶縁性
基板に従来用いられているガラス基板を用いないので、
液晶表示素子全体の重量が軽量となる。

【００１７】また、本発明の複合偏光制御フィルム製造
方法は、光学層上への第二の光学層を作製する製造方法
において、延伸された光学フィルム上に液晶性プレポリ
マーを塗布する工程と、プレポリマーを高分子化する工
程とからなることを特徴とする。本発明の製造方法によ
れば、第一層目の保護フィルムと第二層の粘着剤を必要
としない。したがって、粘着剤による偏光の位相ずれを
改善することができる。また、各光学フィルムを貼付す
る際の異物混入を防止することが可能となる。

【００１８】

【発明の実施の形態】図３に本発明の光学部材の簡略化
した側断面図を示す。本発明の光学部材１６は少なくと
も２層の光学層と、該光学層の一方の表面上に保護フィ
ルム１１を貼合した構造になっている。光学層は照明装
置あるいは外光からの入射光の偏光状態の制御を行うた
めに必要であり、本実施例では、位相差フィルム１５
と、偏光フィルム１４と、偏光選択反射フィルム１３と
を設けている。偏光フィルム１４は通常用いられるもの
でよい。この偏光フィルム１４上にコレステリック液晶
プレポリマーを塗布し、熱あるいは光によりポリマー化
する本発明の製造方法を用いて偏光選択反射フィルム１
３を形成する。偏光フィルム１４は延伸されたＰＶＡを
含むので、ポリマー化したコレステリック液晶はＰＶＡ
上に配向を揃えることができる。そして、偏光選択反射
フィルム１３に入射する自然光あるいは照明光は円偏光
となって次の光学層に進入する。また、偏光フィルム１
４の、偏光選択反射フィルムと反対の表面上には同様の
工程で位相差フィルム１５を設けることによって、積層
された複合偏光制御フィルムを作製する。位相差フィル
ム１５の材料は、用途に応じて選択すればよい。例え
ば、広視野が必要であれば、液晶性を有する円盤状化合
物とか棒状化合物のプレポリマーを用いても構わない。
また、位相差フィルム１５を必要層数積層する場合にも
同様の製造手法で実現される。前記の手法で得られた複
合偏光制御フィルムの偏光選択反射フィルム１３側表面
には保護フィルム１１を、位相差フィルム１５側表面に
は粘着剤１２を使用することで本発明の光学部材１６を
製造することができる。

【００１９】図４には、本発明の光学部材および樹脂基
板を配置してなる液晶表示装置の簡略化した側断面図を
示す。図４は樹脂基板２３と、対向電極基板２１と、光
学部材１６とから構成されている。光学部材１６につい
ては前記同様であるので略す。

【００２０】偏光フィルム１８は前記同様通常のものを
使用してよい。偏光フィルム１８の片方の表面には前記
同様位相差フィルム１９が積層される。これも位相差フ
ィルム１９の必要層数分だけ積層を繰り返すことが可能
である。さらに、位相差フィルム１９表面には透明導電
性薄膜２０を形成する。透明導電性薄膜２０の材料は、
ＩＴＯであってもそれ以外の高分子導電材料であっても
問題ない。透明導電性薄膜２０は液晶表示装置の駆動方
法により決められる形状にパターニングされる。例えば
アクティブマトリックス駆動の場合には、透明導電性薄
膜は表示部全面に形成する。また単純マトリックス駆動
の場合には、透明導電性薄膜はストライプ状に加工す
る。また、この樹脂基板２３と対向する絶縁性基板２１
上には、トランジスタや配線など、液晶の駆動に必要な
回路が配置されていることは勿論である。これら樹脂基
板と絶縁性基板を対向させ液晶層２２を介在させること
により、少なくとも反射型液晶表示素子の構成となる。
さらに、絶縁性基板２１の裏面側に光学部材１６を貼合
することによって、光透過型液晶表示素子となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の貼合された光学フィルムを示す図

【図２】従来の光学フィルムの実施例を示す図

【図３】本発明の複合偏光制御フィルムを示す図

【図４】本発明の実施例を示す図

【符号の説明】

１，１１，１７ 保護フィルム ２，１２ 粘着剤 ３，４，５，１３，１４，１５，１８，１９ 光学層光
学フィルム ９ 光学部材 １０ 液晶パネル １６ 本発明の光学部材 ２０ 透光性導電薄膜 ２１ 絶縁性基板 ２２ 液晶層 ２３ 樹脂基板

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H049 BA02 BA03 BA05 BA06 BA42 BA43 BB03 BB52 2H091 FA08X FA08Z FB02 FD07 GA01 GA02 GA13 GA16 GA17 LA07 LA12

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 偏光状態を制御する少なくとも２層の光
   学層を、粘着剤を介さずに直接積層した複合偏光制御フ
   ィルムと、前記複合偏光制御フィルムの表面上に貼付さ
   れた保護フィルムとを有することを特徴とする光学部
   材。
2. 【請求項２】 偏光の反射特性を制御し、一方向の偏光
   成分のみを選択透過し他方の偏光成分を反射する光学層
   を有することを特徴とする請求項１に記載の光学部材。
3. 【請求項３】 入射光を定められた角度の直線偏光にす
   ることを特徴とする請求項１に記載の光学部材。
4. 【請求項４】 入射光の位相を補償することを特徴とす
   る請求項１に記載の光学部材。
5. 【請求項５】 請求項１に記載の光学部材と、前記光学
   部材の他方の表面上に形成された透明導電性薄膜とを有
   することを特徴とする樹脂基板。
6. 【請求項６】 請求項５に記載の樹脂基板と、一主面上
   に少なくとも絶縁ゲート型トランジスタと、前記絶縁ゲ
   ート型トランジスタのゲート電極も兼ねる走査線と、ソ
   ース配線も兼ねる信号線と、ドレイン配線に接続された
   絵素電極とを有する単位絵素が二次元のマトリクスに配
   列された絶縁基板との間に液晶を充填してなる液晶表示
   素子。
7. 【請求項７】 透明導電性薄膜が信号線電極を形成する
   請求項５に記載の樹脂基板と、一主面上に透明導電性の
   走査電極が形成された絶縁基板との間に液晶を狭持して
   なる液晶表示素子。
8. 【請求項８】 請求項６または７に記載の液晶表示素子
   と、前記液晶表示素子の絶縁基板表面上に貼付された複
   合偏光制御フィルムと、保護フィルムとからなる液晶表
   示装置。
9. 【請求項９】 第一の光学層の表面に液晶性プレポリマ
   ーを塗布する工程と、前記液晶性プレポリマーを高分子
   化させて第二の光学層を形成する工程を備えた請求項１
   に記載の複合偏光制御フィルムの製造方法。