JPH10339872A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JPH10339872A
JPH10339872A JP9167995A JP16799597A JPH10339872A JP H10339872 A JPH10339872 A JP H10339872A JP 9167995 A JP9167995 A JP 9167995A JP 16799597 A JP16799597 A JP 16799597A JP H10339872 A JPH10339872 A JP H10339872A
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liquid crystal
light
plate
display device
crystal display
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Tadayuki Kameyama
忠幸 亀山
Naoki Takahashi
直樹 高橋
Hironori Motomura
弘則 本村
Hisafumi Mihara
尚史 三原
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Original Assignee
Nitto Denko Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 消費電力の向上、正面輝度の低下を伴わずに
正面方向での白表示における色温度を容易に向上させう
る液晶表示装置、あるいは消費電力の向上、正面方向で
の白表示における色温度の変化を伴わずに正面輝度を容
易に向上させうる液晶表示装置の開発。 【解決手段】 透過型の液晶セル(2)の光源配置側
に、ヘイズ値1.5〜15%、60度グロス値35〜8
5%の凹凸型散乱層(31)を介して偏光板(3)を有
し、必要に応じて偏光分離板や1/4波長板を有する液
晶表示装置。 【効果】 バックライト等の光源からの入射光の正面方
向の透過率を低下させずに、液晶セル内の金属電極を介
した反射光を散乱反射させてその一部を再度セル内に入
射させて透過させ、金属電極等による反射光の一部を有
効利用できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の技術分野】本発明は、表示色特性や輝度に優れ
る透過型の液晶表示装置に関する。
【0002】
【発明の背景】従来、液晶セルの片側に偏光板や導光板
型光源を順次配置し、必要に応じてカラーフィルタや拡
散板、プリズムシートなどを組入れた液晶表示装置にお
ける白表示の色温度を光源の色温度を調節して目的値に
制御する際、消費電力の向上を伴う問題点があった。
【0003】すなわち消費電力を一定にして光源の色温
度を向上させた場合、液晶表示装置の正面方向の輝度が
低下し、色温度の向上と輝度の向上を両立させることが
困難な問題点があった。偏光板や導光板、カラーフィル
タや拡散板、プリズムシートなどの透過率の設計変更で
色温度を向上させうるが、その設計変更には多くの試行
錯誤を要し、前記した光源の色温度を向上させる方式が
最も簡単に設計変更できる利点を有している。
【0004】
【発明の技術的課題】本発明は、消費電力の向上、正面
輝度の低下を伴わずに正面方向での白表示における色温
度を容易に向上させうる液晶表示装置、あるいは消費電
力の向上、正面方向での白表示における色温度の変化を
伴わずに正面輝度を容易に向上させうる液晶表示装置の
開発を課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、透過型の液晶
セルの光源配置側に、ヘイズ値1.5〜15%、60度
グロス値35〜85%の凹凸型散乱層を介して偏光板を
有し、必要に応じて偏光分離板や1/4波長板を有する
液晶表示装置を提供するものである。
【0006】
【発明の効果】液晶セルと偏光板の間に前記特性の凹凸
型散乱層を配置することにより、バックライト等の光源
からの入射光の正面方向の透過率を低下させずに、従っ
て正面輝度の低下なく、液晶セル内の金属電極を介した
反射光を散乱反射させてその一部を再度セル内に入射さ
せ透過させることができる。
【0007】すなわち、液晶セルには金属電極が配線さ
れておりその部分は、セル内に入射した光を反射して透
過を遮る。従って例えば金属電極部以外の、セル入射光
が透過しうる開口率を70%としたとき、光源からの光
の偏光板を透過した光が液晶セルに入射し、その入射光
の70%がセルを透過し残る30%が金属電極等で反射
されてバックライト側に戻るが、その戻り光が凹凸型散
乱層に達したときレイリー散乱されてその一部が再度セ
ル内に入射し、セルを透過する。
【0008】前記の結果、金属電極等による反射光の一
部を有効利用できることとなり、液晶表示装置における
光源の色温度を向上させる容易な方法で消費電力の向上
や正面輝度の低下を伴わずに正面方向での白表示におけ
る色温度を向上させることができる。また従来と同じ光
源では消費電力の向上や正面方向での白表示における色
温度の変化を伴わずに正面輝度を向上させることができ
る。
【0009】また偏光分離板を介し光源からの入射光を
偏光として偏光板に供給するようにした場合には、偏光
板に吸収される光量を低減できて透過光量を増大でき、
光源からの入射光の利用効率のより向上を図ることがで
きる。さらに凹凸型散乱層の介在で液晶セルと偏光板の
スティッキング現象も防止することができる。かかるス
ティッキングは、シミ模様や色ムラの発生による表示品
位の低下原因となりやすい。
【0010】
【発明の実施形態】本発明の液晶表示装置は、透過型の
液晶セルの光源配置側に、ヘイズ値1.5〜15%、6
0度グロス値35〜85%の凹凸型散乱層を介して偏光
板を有し、必要に応じて偏光分離板や1/4波長板を有
するものからなる。図1、図2に本発明による液晶表示
装置を例示した。2が透過型液晶セル、3が液晶セルの
光源配置側の偏光板、31が凹凸型散乱層であり、1は
視認側の偏光板、4は導光板、5は1/4波長板、6は
偏光分離板である。
【0011】図1に例示の液晶表示装置では、導光板4
がその側面に配置した光源41からの入射光を底面等を
介し上面より出射し、その出射光が偏光板3を介し直線
偏光化されて凹凸型散乱層31、液晶セル2及び視認側
偏光板1を順次透過(初期)すると共に、液晶セル内の
金属電極等で反射された戻り光が凹凸型散乱層31に入
射した際にレイリー散乱されてその一部の光が再び液晶
セル2に入射して透過し、前記の初期透過光に加わって
表示目的を達成する。なおレイリー散乱では、長波長光
よりも短波長光が有効利用されやすい傾向を示す。
【0012】本発明において凹凸型散乱層は、光源から
の光の正面透過率を低下させず、かつ液晶セル内の金属
電極による反射光を散乱させて有効利用する点より、ヘ
イズ値が1.5〜15%、就中2〜10%であり、60
度グロス値、すなわち60度の正反射率を示すグロス値
が35〜85%、就中45〜75%のものとされる。
【0013】前記の正面透過率や反射光の有効利用の点
などより好ましい凹凸型散乱層は、表面の中心線平均粗
さが0.1〜0.5μm、就中0.2〜0.4μm、10
点平均粗さが1.2〜4.5μm、就中2〜3.5μm、
平均山谷間隔が50〜200μm、就中80〜150μm
のものである。
【0014】凹凸型散乱層は、図例の如く液晶セル2の
光源配置側における偏光板3との間に配置されるが、か
かる凹凸型散乱層は、偏光板3への透明保護層等の付設
層31として偏光板と一体的に設けられていてもよい
し、偏光板とは別体の表面粗面化フィルムなどとして設
けられていてもよく、適宜な層形態で設けることができ
る。
【0015】前記の偏光板への付設層は、例えば偏光板
上に微粒子を散布固着させたり、微粒子含有の樹脂液を
偏光板に塗工して透明保護層を付設する方式などにより
形成することができる。また表面粗面化フィルムは、例
えばフィルム上に微粒子を散布固着させたり、微粒子含
有の樹脂液を塗工する方式、微粒子含有の樹脂液をフィ
ルムに成形する方式などで片表面又は両表面に微細凹凸
構造を有するものとする方式などにより形成することが
できる。従って液晶表示装置の視認側にギラツキ防止を
目的に施すアンチグレア処理に準じた方式で形成するこ
とができる。
【0016】なお前記の微粒子には、例えば平均粒径が
0.01〜50μm、就中0.1〜20μm、特に0.2
〜10μmのシリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニ
ア、酸化錫、酸化インジウム、酸化カドミウム、酸化ア
ンチモン等の導電性のこともある無機系微粒子や、架橋
又は未架橋ポリマー等の有機系微粒子などの適宜なもの
を用いうる。
【0017】また凹凸型散乱層は、偏光板を介した直線
偏光の偏光状態の変化を可及的に防止する点などより、
例えば塗工層や無配向フィルム、配向しても複屈折の小
さいトリアセテートフィルムなどの如く位相差が可及的
に小さいこと、就中、位相差が50nm以下、特に30nm
以下であることが好ましい。凹凸型散乱層の厚さは適宜
に決定してよく、一般には300μm以下、就中1〜1
00μm以下、特に3〜50μmとされる。
【0018】偏光板としては、適宜なものを用いてよく
特に限定はないが一般には、偏光フィルムからなるもの
が用いられる。その例としては、ポリビニルアルコール
系や部分ホルマール化ポリビニルアルコール系、エチレ
ン・酢酸ビニル共重合体系部分ケン化物の如き親水性高
分子のフィルムにヨウ素及び/又は二色性染料を吸着さ
せて延伸したもの、ポリビニルアルコールの脱水処理物
やポリ塩化ビニルの脱塩酸処理物の如きポリエン配向フ
ィルムなどがあげられる。
【0019】就中、偏光度等の点より親水性高分子フィ
ルムにヨウ素及び/又は二色性染料を吸着させたものが
好ましく用いうる。偏光フィルムの厚さは通例5〜80
μmであるが、これに限定されない。用いる偏光板は、
偏光フィルムの片面又は両面を透明保護層等で被覆した
ものなどであってもよい。
【0020】本発明による液晶表示装置は、図2に例示
した如く必要に応じて液晶セル2の光源配置側に偏光板
3を介して偏光分離板6を有していてもよい。またさら
に、その偏光板3と偏光分離板6の間に1/4波長板5
を有していてもよい。
【0021】前記図例の液晶表示装置によれば、偏光分
離板がコレステリック液晶層からなり、上記した如く導
光板4の上面より出射した光のうち所定の円偏光が偏光
分離板6を透過し、所定外の円偏光が偏光分離板で反射
される。その反射光は、導光板に再入射して底面の反射
層42を介し反射され、戻り光として再び偏光分離板6
に入射する。
【0022】前記の偏光分離板による反射光は、導光板
の底面で反射される際に偏光状態が変化させられ、一部
又は全部の反射光が偏光分離板を透過しうる所定の円偏
光となる。従って偏光分離板による反射光は、その偏光
分離板を透過しうる所定の円偏光となるまで偏光分離板
と導光板との間に閉じ込められて、それらの間で反射を
繰り返す。偏光分離板より透過出射した円偏光は、上記
図1の液晶表示装置に準じて表示目的を達成する。
【0023】偏光分離板と導光板の反射層の間に閉じ込
められた反射光は、その間で反射を繰り返す内に所定の
円偏光に変換されて偏光分離板を透過しうる状態とな
り、入射光における当初より所定の状態にある円偏光と
共に出射されることより反射ロスによる光の未利用分が
低減され、光の利用効率を向上させることができる。
【0024】一方、図2の例の如く偏光分離板6の上に
1/4波長板5がある場合には、偏光分離板より出射し
た円偏光は、1/4波長板に入射して位相変化を受け、
その位相変化が1/4波長に相当する波長の光は直線偏
光に変換され、その他の波長の光は楕円偏光に変換され
る。その楕円偏光は、前記の直線偏光に変換された光の
波長に近いほど扁平な楕円偏光となる。その結果、1/
4波長板を介して偏光板3を透過しうる直線偏光成分を
多く含む状態の光が形成され、偏光板を介して凹凸型散
乱層31より出射されて、上記図1の液晶表示装置に準
じて表示目的を達成する。
【0025】従って偏光分離板が円偏光を出射する場合
には、1/4波長板を介し直線偏光成分の多い状態に変
換し、その直線偏光方向に透過軸を合致させて偏光板を
配置することにより偏光板による吸収を防止できて、吸
収ロスによる光の未利用分が低減され、光の利用効率を
向上させることができる。
【0026】本発明において偏光分離板としては、透過
と反射を介して所定状態とそれ以外の状態の偏光に分離
する適宜なものを用いることができ、分離する偏光は円
偏光や直線偏光などの任意な偏光状態のものであってよ
い。自然光等を左右の円偏光に分離する場合には、視野
角の広さに優れる透過型液晶表示装置を得る点などよ
り、一般に視角変化に対する光学特性の変化が小さい特
性を有するコレステリック液晶層が好ましく用いうる。
【0027】コレステリック液晶としては、適宜なもの
を用いることができ、特に限定はない。液晶層の重畳効
率や薄膜化などの点よりは液晶ポリマーの使用が有利で
ある。また複屈折の大きいコレステリック液晶分子ほど
選択反射の波長域が広くなって好ましい。コレステリッ
ク液晶層からなる偏光分離板として好ましく用いうるも
のは、コレステリック相を呈する液晶ポリマーのフィル
ムや、コレステリック液晶ポリマー層をフィルム等の透
明基材上に設けたものなどである。
【0028】ちなみに液晶ポリマーとしては、例えばポ
リエステル等の主鎖型液晶ポリマー、アクリル主鎖やメ
タクリル主鎖、シロキサン主鎖等からなる側鎖型液晶ポ
リマー、低分子カイラル剤含有のネマチック系液晶ポリ
マー、キラル成分導入の液晶ポリマー、ネマチック系と
コレステリック系の混合液晶ポリマーなどがあげられ
る。取扱い性の点より、ガラス転移温度が30〜150
℃の液晶ポリマーが好ましく用いうる。
【0029】コレステリック液晶層の形成は、従来の配
向処理に準じた方法で行いうる。ちなみにその例として
は、基板上にポリイミドやポリビニルアルコール等の膜
を形成してレーヨン布等でラビング処理したものや、S
iO2の斜方蒸着層等からなる適宜な配向膜の上に液晶
ポリマーを展開してガラス転移温度以上、等方相転移温
度未満に加熱し、液晶ポリマー分子がグランジャン配向
した状態でガラス転移温度未満に冷却してガラス状態と
し、当該配向が固定化された固化層を形成する方法など
があげられる。
【0030】前記の基板としては、例えばトリアセチル
セルロースやポリビニルアルコール、ポリイミドやポリ
アリレート、ポリエステルやポリカーボネート、ポリス
ルホンやポリエーテルスルホン、エポキシ系樹脂の如き
プラスチックからなるフイルム、あるいはガラス板など
の適宜なものを用いうる。基板上に形成した液晶ポリマ
ーの固化層は、基板がフィルムからなる場合にはそれと
の一体物としてそのまま偏光分離板に用いうるし、基板
より剥離してフィルム等からなる偏光分離板として用い
ることもできる。フィルムからなる基板との一体物とし
て形成する場合には、偏光の状態変化の防止性などの点
より、位相差が可及的に小さいフィルムを用いることが
好ましい。
【0031】液晶ポリマーの展開は、加熱溶融方式によ
ってもよいし、溶剤による溶液として展開することもで
きる。その溶剤としては、例えば塩化メチレンやシクロ
ヘキサノン、トリクロロエチレンやテトラクロロエタ
ン、N−メチルピロリドンやテトラヒドロフランなどの
適宜なものを用いうる。展開は、バーコーターやスピナ
ー、ロールコーター、グラビア印刷方式などの適宜な塗
工機にて行うことができる。展開に際しては、必要に応
じ配向膜を介したコレステリック液晶層の重畳方式など
も採ることができる。
【0032】コレステリック液晶層の厚さは、配向の乱
れや透過率低下の防止、選択反射性(円偏光二色性を示
す波長範囲)などの点より、0.5〜100μm、就中
1〜70μm、特に1〜50μmが好ましい。形成する偏
光分離板は、斜め入射光も含めた分離性能の均一化等の
点より平坦な層として形成されていることが好ましく、
2層以上の重畳層として形成されている場合でも各層は
平坦なものであることが好ましい。なおコレステリック
液晶層、ないし偏光分離板の形成に際しては、安定剤や
可塑剤、あるいは金属類などからなる種々の添加剤を必
要に応じて配合することができる。
【0033】コレステリック液晶層からなる偏光分離板
は、図2に例示の如く2層以上のコレステリック液晶層
61,62を有する重畳体として形成することもでき
る。重畳化は、分離機能の広波長域化や斜め入射光の波
長シフトに対処する点等より有利であり、その場合には
所定外の円偏光として反射する光の中心波長が異なる組
合せで重畳することが好ましい。すなわち単層のコレス
テリック液晶層では通例、選択反射性(円偏光二色性)
を示す波長域に限界があり、その限界は約100nmの波
長域に及ぶ広い範囲の場合もあるが、その波長範囲でも
液晶表示装置等に適用する場合に望まれる可視光の全域
には及ばないから、そのような場合に選択反射性の異な
るコレステリック液晶層を重畳させて円偏光二色性を示
す波長域を拡大させることができる。
【0034】ちなみにコレステリック液晶層の場合、そ
の液晶層に基づく選択反射の中心波長が300〜900
nmのものを同じ偏光方向の円偏光を反射する組合せで、
かつ選択反射の中心波長が異なる、就中それぞれ50nm
以上異なる組合せで用いて、その2〜6種類を重畳する
ことで広い波長域をカバーできる偏光分離板を効率的に
形成することができる。コレステリック液晶層の重畳に
は、製造効率や薄膜化などの点より液晶ポリマーの使用
が特に有利である。
【0035】従ってコレステリック液晶層からなる偏光
分離板としては、それが所定外の円偏光として反射しう
る光の波長域が導光板に基づく出射光等の光源の波長域
と可及的に一致したものが好ましく用いうる。光源光に
輝線スペクトル等の主波長がある場合には、その1種又
は2種以上の主波長に対してコレステリック液晶相等に
基づく反射光の波長を一致させることが偏光分離の効率
性等の点より次善策となり、必要重畳数の減少化等によ
る偏光分離板の薄層化にも有利である。その場合、反射
光の波長の一致の程度は、光源の1種又は2種以上の主
波長光に対してそれぞれ20nm以内の範囲とすることが
好ましい。
【0036】前記において、コレステリック液晶層を重
畳した偏光分離板とする場合、同じ偏光方向の円偏光を
反射するコレステリック液晶層の組合せで用いることを
指摘した。これは、各層で反射される円偏光の位相状態
を揃えて各波長域で異なる偏光状態となることを防止
し、利用できる状態の偏光の増量を目的とする。なお上
記した如く、コレステリック液晶としては適宜なものを
用いてよいが、位相差の大きいコレステリック液晶分子
ほど選択反射の波長域が広くなり、層数の軽減や大視野
角時の波長シフトに対する余裕などの点より好ましく用
いうる。
【0037】本発明において用いるコレステリック液晶
層からなる偏光分離板は、例えば低分子量体からなるコ
レステリック液晶層をフィルム等の透明基材で挾持した
セル形態、液晶ポリマーからなるコレステリック液晶層
を透明基材で支持した形態、コレステリック液晶層の液
晶ポリマーのフィルムからなる形態、それらの形態物を
適宜な組合せで重畳した形態などの適宜な形態とするこ
とができる。その場合、コレステリック液晶層をその強
度や操作性などに応じて1層又は2層以上の支持体で保
持することもできる。2層以上の支持体を用いる場合に
は、偏光の状態変化を防止する点などより例えば無配向
のフィルムや、配向しても複屈折の小さいトリアセテー
トフィルムなどの如く位相差が可及的に小さいものが好
ましく用いうる。
【0038】一方、本発明においては上記したように直
線偏光を分離する偏光分離板なども用いうる。かかる偏
光分離板は、所定偏光軸の直線偏光を透過し、それ以外
の光は反射するものであるが、その具体例としては、特
開平4−268505号公報やPCT No 95/1
7691に記載のものなどがあげられる。直線偏光を分
離する偏光分離板の使用方法は、上記したコレステリッ
ク液晶層からなる偏光分離板に準じることができる。
【0039】円偏光を分離する偏光分離板の上方に必要
に応じて配置する1/4波長板は、上記した如く偏光分
離板より出射した円偏光の位相を変化させて直線偏光成
分の多い状態に変換し、偏光板を透過しやすい光を得る
ことなどを目的とする。従って1/4波長板としては、
偏光分離板より出射した円偏光を、1/4波長の位相差
に相当して直線偏光を多く形成しうると共に、他の波長
の光を前記直線偏光と可及的にパラレルな方向に長径方
向を有し、かつ可及的に直線偏光に近い扁平な楕円偏光
に変換しうるものが好ましく用いうる。
【0040】前記の1/4波長板を用いることにより、
その出射光の直線偏光方向や楕円偏光の長径方向が偏光
板の透過軸と可及的に平行になるように配置して、偏光
板を透過しうる直線偏光成分の多い状態の光を得ること
ができる。1/4波長板は、適宜な材質で形成でき、透
明で均一な位相差を与えるものが好ましい。1/4波長
板の位相差は、偏光分離板より出射される円偏光の波長
域などに応じて適宜に決定しうる。ちなみに可視光域で
は波長550nmの光に対する1/4波長板が好ましい。
【0041】また位相差層は、視角によって着色する場
合があり、その着色を防止する点よりは、式:Nz
(nx−nz)/(nx−ny)で定義されるNzが、Nz
1.1を満足する屈折率楕円体からなる1/4波長板が
好ましく用いうる。なお前記の式において、nxは位相
差層の面内における最大屈折率、nyはnx方向に直交す
る方向の屈折率、nzは厚さ方向の屈折率を意味する。
【0042】1/4波長板は、単層の位相差層からなる
ものや、図2に例示した如く、1/4波長板として機能
しうる波長範囲の拡大を目的に、位相差が相違する2層
以上の位相差層51,52を重畳したものなどとして得
ることができる。ちなみに可視光域の広い範囲で1/4
波長板として機能しうる重畳型の1/4波長板として
は、例えば波長550nmの光に対して1/2波長の位相
差を与える位相差層と、1/4波長の位相差を与える位
相差層との組合せで複数の位相差層をそれらの光軸を交
差させた状態で重畳したものなどがあげられる。
【0043】前記において、視角による着色を防止した
重畳型の1/4波長板を得る点よりは、当該Nz≦1.
1を満足する1/4波長の位相差を与える位相差層と、
1/2波長の位相差を与える位相差層の1層又は2層以
上とを用いた重畳体とすることが好ましい。
【0044】上記の如く1/4波長板は、位相差層の単
層物や重畳体として得られるが、その位相差層の形成に
は例えば位相差フィルムなどが用いられる。位相差フィ
ルムは、高分子フィルムを一軸や二軸等で適宜に延伸処
理してなるフィルムや、液晶ポリマーフィルムなどとし
て得ることができる。その高分子フィルムや液晶ポリマ
ーフィルムとしては適宜なものを用いうる。
【0045】ちなみに前記の高分子フィルムの具体例と
しては、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリスルホ
ン、ポリエーテルスルホン、ポリビニルアルコール、ポ
リスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリプロピレ
ンやその他のポリオレフィン、酢酸セルロース系ポリマ
ー、ポリ塩化ビニル、ポリアリレート、ポリアミドの如
き適宜な透明プラスチックからなるフィルムなどがあげ
られる。
【0046】本発明による透過型液晶表示装置における
バックライトシステムは、従来に準じて形成することが
できる。就中、偏光分離板を配置した液晶表示装置の場
合には図2の例の如く、導光板4の側面に光源41を配
置してなるサイドライト型バックライトなどが好ましく
用いうる。すなわち上記したように偏光分離板は、偏光
分離板による反射光を偏光変換して出射光として再利用
することで反射ロスを防止し、その出射光を必要に応じ
1/4波長板を介し位相制御して偏光板透過性の直線偏
光成分をリッチに含む状態に変換することで偏光板によ
る吸収ロスを防止して光利用効率の向上をはかることを
目的とすものであるが、大面積化等も容易であることよ
りサイドライト型バックライトなどの適宜な面光源との
組合せで好ましく用いうる。
【0047】前記の導光板としては、図例の如く底面に
反射層42を有して光を上面側に出射するようにした適
宜なものを用いることができ、光を吸収なく効率的に出
射するものが好ましく用いられる。(冷,熱)陰極管等
の線状光源や発光ダイオード等の光源を導光板の側面に
配置し、その導光板に導光板内を伝送される光を拡散や
反射、回折や干渉等により板の片面側に出射するように
した、液晶表示装置で公知の導光板などはその例であ
る。
【0048】前記において、内部の伝送光を片面側に出
射するようにした導光板は、例えば透明又は半透明の樹
脂板の光出射面又はその底面にドット状やストライプ状
に拡散体を設けたものや、樹脂板の底面に凹凸構造、特
に微細プリズムの配列構造を付与したものなどとして得
ることができる。
【0049】一方の面側に光を出射する導光板は、それ
自体で偏光分離板で反射された光を偏光変換する機能を
有しうるが、導光板の底面に反射層42を設けることで
反射ロスをほぼ完全に防止することができる。拡散反射
層や鏡面反射層などの反射層は、偏光分離板で反射され
た光を偏光変換する機能に優れ、本発明においては好ま
しい。
【0050】ちなみに凹凸面等で代表される拡散反射層
は、その拡散に基づいて偏光状態がランダムに混在し偏
光の解消状態を形成する。またアルミニウムや銀等の蒸
着層、それを設けた樹脂板、金属箔などからなる金属面
で代表される鏡面反射層は、偏光が反射されるとその偏
光状態が反転する。
【0051】導光板の形成に際しては、光の出射方向を
制御するためのプリズムシート、均一な発光を得るため
の拡散板、漏れ光を戻すための反射手段、線状光源から
の出射光を導光板の側面に導くための光源ホルダなどの
補助手段を必要に応じ所定位置に1層又は2層以上配置
して適宜な組合せ体とされる。なお導光板の上面側(光
出射側)に配置したプリズムシートや拡散板、あるいは
導光板に付与したドットなどは拡散効果等で反射光の位
相を変化させる偏光変換手段として機能しうる。
【0052】透過型液晶表示装置は一般に、偏光板と液
晶セルとバックライト、及び必要に応じての偏光分離板
や1/4波長板、プリズムシートや拡散板、補償用位相
差板等の構成部品を適宜に組立てて駆動回路を組込むこ
となどにより形成される。本発明においては、液晶セル
と偏光板の間に凹凸型拡散層を設ける点を除いて特に限
定はなく、従来に準じて液晶表示装置を形成しうる。
【0053】液晶表示装置は、各構成部品を所定の配置
状態で組立てることにより形成しうるが、その組立て順
序等については特に限定はなく、例えば構成部品単位で
の組立て方式や複数の構成部品を予め積層したものを単
位とした組立て方式などの適宜な方式で形成することが
できる。
【0054】また液晶表示装置を形成する各構成部品
は、単に重ね置いて分離容易な状態にあってもよいし、
接着層を介して接着一体化されていてもよい。偏光軸の
如く光学軸の配置角度が問題となる場合などには、ズレ
等を防止するために接着一体化することが好ましい。偏
光分離板や1/4波長板や導光板等の構成部品が複数の
分離素材で形成される場合にも、予め接着一体物として
形成することもできる。なお接着層を介した接着一体化
は、各界面での反射ロスの防止、界面への異物侵入の防
止等による表示品位の低下予防などの点でも有効であ
る。
【0055】前記の接着層としては、適宜なものを用い
うるが、接着処理の簡便性などの点より粘着層が好まし
い。粘着層の形成には、例えばアクリル系重合体やシリ
コーン系ポリマー、ポリエステルやポリウレタン、ポリ
エーテルや合成ゴムなどの適宜なポリマーを用いてなる
粘着剤を用いうる。就中、光学的透明性や粘着特性、耐
候性などの点よりアクリル系粘着剤が好ましく用いう
る。
【0056】また粘着層としては、応力緩和性に優れる
もの、就中、緩和弾性率が2×105〜1×107dyn/c
m2、特に2×106〜8×106dyn/cm2のものが好まし
く用いられる。応力緩和性に優れる粘着層を介した接着
一体化によれば、光源からの熱で偏光板や偏光分離板や
1/4波長板等に生じる内部応力を緩和でき、光弾性変
形により発生する屈折率の変化を防止することができ
て、明るくて視認性や表示品位の信頼性に優れる液晶表
示装置の形成に有利である。
【0057】前記のアクリル系粘着剤を形成するアクリ
ル系重合体の具体例としては、例えばメチル基やエチル
基、n−プロピル基やイソプロピル基、n−ブチル基や
イソブチル基、ペンチル基やイソアミル基、ヘキシル基
やヘプチル基、シクロヘキシル基や2−エチルヘキシル
基、オクチル基やイソオクチル基、ノニル基やイソノニ
ル基、ラウリル基やドデシル基、デカニル基やイソデカ
ニル基の如きアルキル基、就中、炭素数が2〜14のア
ルキル基を有するアクリル酸エステルやメタクリル酸エ
ステルの1種又は2種以上を、必要に応じ改質用モノマ
ーの1種又は2種以上と共に重合処理したものなどがあ
げられる。
【0058】前記改質用モノマーの具体例としては、
(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチルや(メタ)ア
クリル酸2−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸
4−ヒドロキシブチルや(メタ)アクリル酸6−ヒドロ
キシヘキシル、(メタ)アクリル酸8−ヒドロキシオク
チルや(メタ)アクリル酸10−ヒドロキシデシル、
(メタ)アクリル酸12−ヒドロキシラウリルや(4−
ヒドロキシメチルシクロヘキシル)−メチルアクリレー
トの如きヒドロキシル基含有モノマー、アクリル酸やメ
タクリル酸、カルボキシエチルアクリレートやカルボキ
シペンチルアクリレート、イタコン酸やマレイン酸、ク
ロトン酸の如きカルボキシル基含有モノマー、無水マレ
イン酸や無水イタコン酸の如き酸無水物モノマー、2−
アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸の如き
スルホン酸基含有モノマー、2−ヒドロキシエチルアク
リロイルホスフェートの如き燐酸基含有モノマーなどが
あげられる。
【0059】また、(メタ)アクリルアミドやN−置換
(メタ)アクリルアミドの如きアミド系モノマー、N−
シクロヘキシルマレイミドやN−イソプロピルマレイミ
ド、N−ラウリルマレイミドやN−フェニルマレイミド
の如きマレイミド系モノマー、N−メチルイタコンイミ
ドやN−エチルイタコンイミド、N−ブチルイタコンイ
ミドやN−オクチルイタコンイミド、N−2−エチルヘ
キシルイタコンイミドやN−シクロヘキシルイタコンイ
ミド、N−ラウリルイタコンイミドの如きイタコンイミ
ド系モノマー、N−(メタ)アクリロイルオキシメチレ
ンスクシンイミドやN−(メタ)アクリロイル−6−オ
キシヘキサメチレンスクシンイミド、N−(メタ)アク
リロイル−8−オキシオクタメチレンスクシンイミドの
如きスクシンイミド系モノマー、酢酸ビニルやN−ビニ
ルピロリドン、N−ビニルカルボン酸アミド類やスチレ
ンの如きビニル系モノマー、ジビニルベンゼンの如きジ
ビニル系モノマー、1,4−ブチルジアクリレートや
1,6−ヘキシルジアクリレートの如きジアクリレート
系モノマー、(メタ)アクリル酸グリシジルやテトラヒ
ドロフルフリル(メタ)アクリレート、ポリエチレング
リコール(メタ)アクリレートやポリプロピレングリコ
ール(メタ)アクリレート、フッ素(メタ)アクリレー
トやシリコーン(メタ)アクリレートの如きアクリル酸
エステル系モノマー、メチル(メタ)アクリレートやオ
クタデシル(メタ)アクリレートの如き上記した主成分
をなすモノマーとは異なるエステル基を有する(メタ)
アクリル酸エステルなども改質用モノマーとしてあげら
れる。
【0060】上記した改質用モノマーにおいて、分子間
架橋剤と反応しうる官能基を有してアクリル系共重合体
の分子間架橋に関与しうるモノマー、例えば上記したカ
ルボキシル基含有モノマーや酸無水物モノマー、(メ
タ)アクリル酸グリシジルやヒドロキシル基含有モノマ
ーなどは好ましく用いうる。就中、カルボキシエチルア
クリレートや(メタ)アクリル酸6−ヒドロキシヘキシ
ルの如く架橋反応性に富むモノマーは、少量の共重合で
必要な架橋性を付与しうることから、得られるアクリル
系共重合体の緩和弾性率を上昇させにくく、特に好まし
く用いうる。
【0061】アクリル系重合体の調製方式は任意であ
り、溶液重合法や乳化重合法、塊状重合法や懸濁重合法
などの適宜な方式を採ることができる。その重合に際し
ては、例えばヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート
や(ポリ)エチレングリコールジ(メタ)アクリレー
ト、(ポリ)プロピレングリコールジ(メタ)アクリレ
ートやネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレー
ト、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレートやト
リメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペン
タエリスリトールトリ(メタ)アクリレートやジペンタ
エリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、エポキシ
アクリレートやポリエステルアクリレート、ウレタンア
クリレートなどの多官能系モノマーも用いうる。
【0062】重合処理に際しては必要に応じ重合開始剤
を用いうる。その使用量は、常法に準じることができ、
一般にはモノマー成分の0.001〜5重量%が用いら
れる。重合開始剤の例としては、過酸化ベンゾイルやt
-ブチルパーベンゾエイト、クメンヒドロパーオキシド
やジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ−n−
プロピルパーオキシジカーボネートやジ(2−エトキシ
エチル)パーオキシジカーボネート、t-ブチルパーオ
キシネオデカリエートやt-ブチルパーオキシビバレー
ト、(3,5,5−トリメチルヘキサノイル)パーオキ
シドやジプロピオニルパーオキシド、ジアセチルパーオ
キシドの如き有機過酸化物があげられる。
【0063】また2,2'−アゾビスイソブチロニトリル
や2,2'−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、1,
1'−アゾビス(シクロヘキサン1−カルボニトリル)
や2,2'−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリ
ル)、2,2'−アゾビス(2,4−ジメチル−4−メト
キシバレロニトリル)やジメチル2,2'−アゾビス(2
−メチルプロピオネート)、4,4'−アゾビス(4−シ
アノバレリック酸)や2,2'−アゾビス(2−ヒドロキ
シメチルプロピオニトリル)、2,2'−アゾビス[2−
(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]の如きアゾ
系化合物、過硫酸カリウムや過硫酸アンモニウムや過酸
化水素等、あるいはそれらと還元剤を併用したレドック
ス系開始剤なども重合開始剤としてあげられる。
【0064】耐湿熱性等の点より好ましく用いうるアク
リル系重合体は、その重量平均分子量が10以上、就中
20万以上、特に40万以上のものである。また、かか
るアクリル系重合体は必要に応じ分子間架橋剤等で架橋
処理して、分子量の増量等により粘着特性の改良を図る
こともできる。ちなみに分子間架橋剤の例としては、ト
リレンジイソシアネートやトリメチロールプロパントリ
レンジイソシアネート、ジフェニルメタントリイソシア
ネートの如き多官能イソシアネート系架橋剤、ポリエチ
レングリコールジグリシジルエーテルやジグリシジルエ
ーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテ
ルの如きエポキシ系架橋剤、その他、メラミン樹脂系架
橋剤や金属塩系架橋剤、金属キレート系架橋剤やアミノ
樹脂系架橋剤などの適宜なものを用いうる。
【0065】粘着層の厚さは適宜に決定してよい。一般
には、接着力や薄型化等の点より1〜500μm、就中
2〜200μm、特に5〜100μmとされる。なお粘着
層には必要に応じて、石油系樹脂やロジン系樹脂、テル
ペン系樹脂やクマロンインデン系樹脂、フェノール系樹
脂やキシレン系樹脂、アルキド系樹脂の如き粘着付与
剤、フタル酸エステルやリン酸エステル、塩化パラフィ
ンやポリブテン、ポリイソブチレンの如き軟化剤、ある
いはその他の各種充填剤や老化防止剤などの適宜な添加
剤を配合することができる。
【0066】本発明の透過型液晶表示装置における液晶
セルは、例えばツイストネマチック液晶やスーパーツイ
ストネマチック液晶、非ツイスト系の液晶や二色性物質
を液晶中に分散させたゲストホスト系の液晶、あるいは
強誘電性液晶などの適宜な液晶を用いたものであってよ
く、液晶の駆動方式も適宜なものであってよい。
【0067】液晶表示装置の形成に際しては、上記した
如く例えばプリズムシート等からなるプリズムアレイ
層、視認側の偏光板の上に設ける拡散板やアンチグレア
層、反射防止膜や保護層や保護板、あるいは液晶セルと
視認側又は/及びバックライト側の偏光板の間に設ける
補償用位相差板などの適宜な光学素子の1層又は2層以
上を適宜な位置に配置することができる。
【0068】前記したプリズムアレイ層は、光の出射方
向の制御を目的とする。従って導光板等の面光源の上
面、面光源上に配置した偏光分離板や1/4波長板や偏
光板の上面や層間などの液晶セルの視認背面側や視認側
の適宜な位置に1層又は2層以上を配置しうる。なお2
層以上を配置する場合には、アレイの配列が上下の層で
直交等の交差状態となるようにすることが出射方向の平
準化などの点より好ましい。
【0069】また拡散板は、光を拡散して輝度の均質化
や光放射方向の拡大等を目的とし、例えば図2の如く偏
光板1の上面、偏光分離板や面光源の上面などの液晶表
示装置の表面や内部の適宜な位置に1層又は2層以上を
配置しうる。拡散板7としては、凹凸型散乱層で例示し
た微細凹凸構造や導光板で例示した拡散構造等の適宜な
方式による拡散構造を有する透明フィルムなどの適宜な
ものを用いることができ、公知の拡散板のいずれも用い
うる。また補償用位相差板は、液晶セル等による複屈折
性を補償して表示の着色化防止などを目的とし、上記し
た1/4波長板に準じて延伸フィルムなどとして得るこ
とができる。
【0070】なお偏光分離板上に1/4波長板を配置す
る場合、その1/4波長板の進相軸又は遅相軸に対する
偏光板の偏光軸の配置角度は、1/4波長板の位相差特
性や、それに入射する円偏光の特性などに応じて適宜に
決定しうるが、光利用効率の向上等の点より1/4波長
板を介し直線偏光化された光の偏光方向に対し偏光板の
透過軸を可及的に平行に配置することが好ましい。
【0071】また本発明においては、液晶表示装置を形
成する偏光板や凹凸型散乱層、偏光分離板や1/4波長
板、あるいはその他の導光板や位相差板、拡散板や粘着
層等の形成部品を、例えばサリチル酸エステル系化合
物、ベンゾフェノール系化合物、ベンゾトリアゾール系
化合物、シアノアクリレート系化合物、ニッケル錯塩系
化合物等の紫外線吸収剤で処理する方式などにより紫外
線吸収能をもたせることもできる。
【0072】
【実施例】
実施例1 裏面に発泡ポリエステルからなる反射層を設けたポリメ
チルメタクリレートからなる厚さ5mmの導光板の側面に
直径4mmの冷陰極管を配置し、アルミニウム蒸着フィル
ムにてその導光板の側面と冷陰極管を包囲した後、導光
板の上面に拡散板を介して2層のプリズムシートをアレ
イの配列が直交するように配置し、その上に凹凸型散乱
層を付設した偏光板を介してTFT液晶セルと偏光板
(日東電工社製、EG1425DU)を配置して液晶表
示装置を得た。
【0073】なお前記の凹凸型散乱層を付設した偏光板
は、ポリビニルアルコール系偏光フィルムの両面に設け
た透明保護層の片面に、シリカ微粒子を付着させて凹凸
型散乱層を形成したものであり(日東電工社製、EG1
425AG30)、その凹凸型散乱層側を液晶セル側と
して配置した。また凹凸型散乱層は、ヘイズ値4%、6
0度グロス値60%、表面凹凸の中心線平均粗さ0.3
μm、10点平均粗さ2.8μm、平均山谷間隔120μ
mのものである。
【0074】実施例2 凹凸型散乱層を付設した偏光板とプリズムシートの間
に、400〜700nmの波長範囲で選択反射性を示す偏
光分離板と1/4波長板を順次配置し、かつ各層間に厚
さ20μmのアクリル系粘着層を配置してプレスで圧着
することにより接着一体化したほかは、実施例1に準じ
て液晶表示装置を得た。
【0075】なお前記の偏光分離板は、メタクリル系主
鎖の側鎖型ネマチック液晶ポリマーにカイラル剤(チッ
ソ社製、CM−32)を添加したテトラクロロエタン溶
液を、厚さ50μmのトリアセチルセルロースフィルム
のポリイミドラビング処理面上にスピンコート方式で塗
工し、150℃で10分間乾燥硬化させて厚さ5μmの
コレステリック液晶層を形成する方法で、鏡面状の選択
反射状態を呈する選択反射の中心波長が450nm、55
0nm、又は650nmの3種類のコレステリック液晶層付
設フィルムを得、それらを厚さ20μmのアクリル系粘
着層を介し圧着積層して一体化することにより得たもの
である。前記の選択反射の中心波長の調節は、カイラル
剤の添加量を変えることにより行った。
【0076】また1/4波長板は、厚さ100μmのポ
リカーボネートフィルムを160℃で1.05倍に一軸
延伸処理して得た波長550nmの光に対し1/4波長の
位相差を与える、延伸軸が17.5度となるように切り
出した位相差フィルムと、厚さ100μmのポリカーボ
ネートフィルムを160℃で1.09倍に一軸延伸処理
して得た波長550nmの光に対し1/2波長の位相差を
与える、延伸軸が80度となるように切り出した位相差
フィルムを厚さ20μmのアクリル系粘着層を介し圧着
積層して一体化することにより得たものである。
【0077】さらにアクリル系粘着層は、冷却管と窒素
導入管と温度計と撹拌装置を備えた反応容器に、アクリ
ル酸ブチル99.9重量部/アクリル酸6−ヒドロキシ
ヘキシル0.1重量部/2,2−アゾビスイソブチロニ
トリル0.3重量部を、酢酸エチル120重量部と共に
入れて窒素ガス気流下に60℃で4時間、ついで70℃
で2時間反応させて得た溶液に酢酸エチル114重量部
を加えて固形分濃度を30重量%に調節し、それに固形
分100重量部あたり0.3重量部のトリメチロールプ
ロパントリレンジイソシアネートを加えて得たアクリル
系粘着剤を、シリコーン系剥離剤で表面処理したポリエ
ステルフィルム製セパレータ上に塗工し、120℃で3
分間加熱乾燥して形成したものである。そのアクリル系
粘着層の緩和弾性率は、6×106dyne/cm2であった。
【0078】比較例1 凹凸型散乱層を付設した偏光板に代えて、凹凸型散乱層
を有しない表面がフラットな偏光板(EG1425D
U)を用いたほかは、実施例1に準じて液晶表示装置を
得た。
【0079】比較例2 凹凸型散乱層を付設した偏光板として、ヘイズ値28
%、60度グロス値19%、表面凹凸の中心線平均粗さ
0.3μm、10点平均粗さ4.6μm、平均山谷間隔4
0μmの凹凸型散乱層を有するもの(日東電工社製、E
G1425AS1)を用いたほかは、実施例2に準じて
液晶表示装置を得た。
【0080】比較例3 凹凸型散乱層を付設した偏光板に代えて、凹凸型散乱層
を有しない表面がフラットな偏光板(EG1425D
U)を用いたほかは、実施例2に準じて液晶表示装置を
得た。
【0081】評価試験 実施例、比較例で得た液晶表示装置の視認側におけるバ
ックライト点灯時の正面(画面垂直方向)の輝度と色温
度(白さ)を調べた。また表示ムラの原因となるスティ
ッキングの有無を調べた。その結果を次表に示した。
【0082】
【図面の簡単な説明】
【図1】液晶表示装置例の断面図
【図2】他の液晶表示装置例の断面図
【符号の説明】
1,3:偏光板(31:凹凸型散乱層) 2:液晶セ
ル 4:導光板(41:光源 42:反射層) 5:1/4波長板(51,52:位相差層) 6:偏光分離板(61,62:コレステリック液晶層)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三原 尚史 大阪府茨木市下穂積1丁目1番2号 日東 電工株式会社内

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 透過型の液晶セルの光源配置側に、ヘイ
    ズ値1.5〜15%、60度グロス値35〜85%の凹
    凸型散乱層を介して偏光板を有することを特徴とする液
    晶表示装置。
  2. 【請求項2】 請求項1において、凹凸型散乱層が表面
    の中心線平均粗さ0.1〜0.5μm、10点平均粗さ
    1.2〜4.5μm、平均山谷間隔50〜200μmのも
    のである液晶表示装置。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2において、1層又は2層
    以上のプリズムアレイ層を有する液晶表示装置。
  4. 【請求項4】 請求項1〜3において、液晶セルの光源
    配置側に偏光板を介して偏光分離板を有する液晶表示装
    置。
  5. 【請求項5】 請求項4において、偏光分離板の偏光板
    側に1/4波長板を有する液晶表示装置。
  6. 【請求項6】 請求項4又は5において、偏光分離板が
    1層又は選択反射の中心波長が異なる2層以上のコレス
    テリック液晶層からなる液晶表示装置。
  7. 【請求項7】 請求項4において、偏光分離板が所定偏
    光軸の直線偏光を透過させ、それ以外の光は反射するも
    のである液晶表示装置。
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