JP2003149634A

JP2003149634A - 液晶表示素子

Info

Publication number: JP2003149634A
Application number: JP2001346224A
Authority: JP
Inventors: Toshio Nakajima; 登志雄中島
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 2001-11-12
Filing date: 2001-11-12
Publication date: 2003-05-21

Abstract

(57)【要約】【課題】液晶セルのカールが少ないため液晶ディスプ
レイの表示に及ぼす影響が小さく、かつ輝度向上フィル
ムと偏光板との密着不良による光の利用効率低下の問題
が生じない、薄型の液晶表示素子を提供する。【解決手段】２枚のセル基板から形成される液晶セル
の上側（視認側）と下側に、それぞれ偏光板を配置して
なり、かつ前記下側に、偏光板と輝度向上フィルムとが
積層一体化された複合偏光板を有する液晶表示素子にお
いて、前記液晶表示素子を温度２３℃、６０％ＲＨの条
件下で７日間放置後の液晶セルのカール量（Ｃ）が、当
該液晶セルの対角長さ（Ｓ）に対して、Ｃ／Ｓ≦０．０
０３の関係を満たす。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶ディスプレイ
（ＬＣＤ）、特に薄さが要求されるノートパソコン用Ｌ
ＣＤ、携帯端末用ＬＣＤ、携帯電話用ＬＣＤに用いられ
る液晶表示素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＬＣＤは、パソコン等に使用されてお
り、近年、急激にその需要が増加している。ＬＣＤを薄
くするために、ＬＣＤを構成する部材全てを薄くする検
討が行なわれている。これまで最も顕著に薄型化が進め
られてきたのがバックライトであり、その中でも特に導
光板とランプ（冷陰極管（ＣＣＦＬ）やＬＥＤなど）が
挙げられる。また、液晶セル側においては、液晶封じの
ためのガラス板やプラスチック板を薄くすることが進め
られてきた。更に、近年は、液晶セルの両側に貼りあわ
せる偏光板を薄くする手段が採られている。

【０００３】一方、バックライトの薄型化や表示の高精
細化はパネルの低輝度化に繋がり、近年のＬＣＤパネル
の高輝度化に対しては逆行することに繋がっている。そ
こで必要なパネル輝度を補うために、輝度向上フィルム
を用いるのが一般的となってきている。輝度向上フィル
ムは大きく分けて直線偏光分離型と円偏光分離型に分か
れるが、使い方は基本的に同じであり、下側偏光板とバ
ックライトの間に設置して用いることができる。しかし
ながら、詳細には次の２つの使い方がある。

【０００４】先ず第１の方法は、バックライトの中で使
う方法である。バックライトの構成は一般的には導光板
の下側に反射板、上側に拡散板や集光（レンズ）シート
などが用いられているが、上側のシートに加えて用いる
のが一般的である。そして、更に一般的には、上側シー
ト（群）の一番上側に用いる。第２の方法は、輝度向上
フィルムを下側偏光板と貼り合わせて使用する方法であ
る。

【０００５】これら２つの方法において、第１の方法の
問題点としては、液晶セルの下側偏光板と接触すること
による密着（スティッキング）ムラ発生や傷発生、更に
耐久信頼性でのシワ発生等が起こり、更に光学特性的に
も第２の方法に比べて輝度向上特性が最大３％程度低下
することが起こる（界面反射による）。そして、これら
の問題を解決するのが第２の方法であり、下側偏光板と
貼り合わせることにより輝度向上フィルムが固定される
こと、更に界面が無くなることがその理由である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、第２の
方法を採用する場合には次のような新たな問題が生じる
のである。上述したように、ＬＣＤの薄型化推進のため
に液晶セルの薄型化が進行しており、特にガラス板の薄
型化やプラスチック板の採用がそれである。ガラス板は
従来０．５ｍｍ〜１ｍｍ厚のものが使われていたが、こ
こに来て０．５ｍｍ以下のガラス板の採用が進んでい
る。また、プラスチック板の場合では０．４ｍｍ厚から
現在では０．２ｍｍ厚のものが検討されている状況であ
る。

【０００７】このように液晶セルに用いるガラス板やプ
ラスチック板が薄型化すると、液晶セルの上下に用いる
偏光板において、下側偏光板に輝度向上フィルムを貼り
合わせて用いた場合には、液晶セル全体がカールすると
いう問題が生じるのである。輝度向上フィルムは通常１
００〜３００μｍ程度の厚みがあり、下側偏光板と一体
化した場合には、上側偏光板との厚み差が１．５〜２．
５倍程度にまで拡大するために、偏光板や輝度向上フィ
ルムなどが加熱や吸湿などによる膨張・収縮して、液晶
セル全体がカールを起こしてしまうのである。液晶セル
がカールすると表示自体に影響を及ぼしたり、バックラ
イトヘの密着の影響が生じたりするために非常に大きな
問題となるのである。

【０００８】そこで、本発明者らは鋭意検討した結果、
下側偏光板の厚みを工夫すること、更に詳細にいえば偏
光板の保護フィルムの厚みを工夫することにより、薄い
ガラス板やプラスチック板を用いた場合でも液晶セルの
カールを抑えられることを見出し、本発明を完成するに
至った。

【０００９】本発明は、前記従来の問題を解決するた
め、液晶セルのカールが少ないため液晶ディスプレイの
表示に及ぼす影響が小さく、かつ輝度向上フィルムと偏
光板との密着不良による光の利用効率低下の問題が生じ
ない、薄型の液晶表示素子を提供することを目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の液晶表示素子は、２枚のセル基板から形成
される液晶セルの上側（視認側）と下側（バックライト
側）に、それぞれ偏光板（偏光子の片面又は両面に保護
フィルムを貼り合わせたもの）を配置してなり、かつ前
記下側に、偏光板と輝度向上フィルムとが積層一体化さ
れた複合偏光板を有する液晶表示素子において、前記液
晶表示素子を２３℃、６０％ＲＨの条件下で７日間放置
後の液晶セルのカール量（Ｃ）が、当該液晶セルの対角
長さ（Ｓ）に対して、Ｃ／Ｓ≦０．００３の関係を満た
すことを特徴とする。本構成によれば、液晶セルのカー
ルを実質的に問題のないレベルまで抑えることができ
る。

【００１１】前記においては、セル基板がガラス板又は
プラスチック板であり、その厚さが０．５ｍｍ以下であ
ることが好ましい。

【００１２】また前記においては、上側に配置した上側
偏光板が、防眩処理及び／又は低反射処理が施されたも
のであってもよく、実用上の理由から、防眩処理及び低
反射処理の双方が施されたものであることが好ましい。

【００１３】また前記においては、輝度向上フィルム
が、薄膜を多層積層した直線偏光分離タイプの輝度向上
フィルムであるか、又はコレステリック液晶とλ／４板
を積層した円偏光分離タイプの輝度向上フィルムである
ことが好ましい。

【００１４】また前記においては、上側に配置した上側
偏光板の保護フィルムの厚さが、７０〜９０μｍの範囲
であり、かつ下側に配置した偏光板の保護フィルムの厚
さが、２０〜５０μｍの範囲であることが好ましい。

【００１５】また前記においては、上側に配置した上側
偏光板の保護フィルムの厚さと、下側に配置した偏光板
の保護フィルムの厚さが、共に２０〜５０μｍの範囲で
あることが好ましい。

【００１６】また前記においては、保護フィルムが、ト
リアセチルセルロースを９０％以上含むフィルムである
ことが好ましい。

【００１７】また前記においては、輝度向上フィルム
が、表面に凹凸を有し、その表面粗さが中心線平均粗さ
（Ｒａ）に基づいて０．０３μｍ以上であることが好ま
しい。

【００１８】また前記においては、下側に配置した下側
偏光板が、偏光板と輝度向上フィルムと位相差フィルム
とが積層一体化されたものであるか、又は偏光板と輝度
向上フィルムと視角補償フィルムとが積層一体化された
ものであることが好ましい。

【００１９】偏光板の保護フィルムとして用いるプラス
チックフィルムに要求される光学特性は、透明性に加え
て、位相差が低いことや光弾性係数が低いこと等であ
る。このような特性を満たすフィルムは、芳香環を含ま
ない構造であることが多く、そのため一般的には弾性率
が低い。現在、偏光板用保護フィルムとして最も一般的
に使われているプラスチックフィルムは、トリアセチル
セルロースフィルムであり、主として８０μｍと４０μ
ｍの厚みのものが用いられている。ここで、厚さ８０μ
ｍのフィルムと厚さ４０μｍのフィルムは、弾性率はほ
ぼ同じであるが、フィルムとしての腰の強さは厚み差程
度に存在するため、前者のフィルムは液晶セルをカール
させる力を有するが、後者のフィルムは殆んどカールさ
せる力を有さない。従って、厚さ８０μｍの保護フィル
ムを用いて作製した偏光板と、厚さ４０μｍの保護フィ
ルムを用いて作製した偏光板とでは、結果的に腰の強さ
が大きく異なり、しかもこのカールさせる力は、トリア
セチルセルロース等の保護フィルムが加熱された場合或
いは吸湿した場合、膨張・収縮時に発生するため、偏光
板の保護フィルムとして厚さ８０μｍのフィルムを用い
ればカールが問題となるが、厚さ４０μｍのフィルムを
用いれば、カールは実質的に問題にならないレベルにな
ることを解明した。

【００２０】即ち、本発明の第１の液晶表示素子は、２
枚のセル基板から形成される液晶セルの上側（視認側）
と下側（バックライト側）に、それぞれ偏光板（偏光子
の片面又は両面に保護フィルムを貼り合わせたもの）を
配置してなり、かつ前記下側に、偏光板と輝度向上フィ
ルムとが積層一体化された複合偏光板を有する液晶表示
素子において、上側に配置した上側偏光板の保護フィル
ムの厚さが７０〜９０μｍの範囲であり、下側に配置し
た下側偏光板の保護フィルムの厚さが２０〜５０μｍの
範囲であることを特徴とする。

【００２１】また、本発明の第２の液晶表示素子は、２
枚のセル基板から形成される液晶セルの上側（視認側）
と下側（バックライト側）に、それぞれ偏光板（偏光子
の片面又は両面に保護フィルムを貼り合わせたもの）を
配置してなり、かつ前記下側に、偏光板と輝度向上フィ
ルムとが積層一体化された複合偏光板を有する液晶表示
素子において、上側に配置した上側偏光板の保護フィル
ムの厚さと、下側に配置した下側偏光板の保護フィルム
の厚さが、共に２０〜５０μｍの範囲であることを特徴
とする。

【００２２】

【発明の実施の形態】本発明の液晶表示素子は、２枚の
セル基板から形成される液晶セルの上側（視認側）と下
側に、それぞれ偏光板を配置してなり、かつ前記下側
に、偏光板と輝度向上フィルムとが積層一体化された複
合偏光板を有する液晶表示素子において、前記液晶表示
素子を一定条件下にて放置後の液晶セルのカール量
（Ｃ）が、当該液晶セルの対角長さ（Ｓ）に対して、Ｃ
／Ｓ≦０．００３の関係を満たすものである。この程度
のカールであれば、実用上液晶ディスプレイの表示に影
響を及ぼさない。

【００２３】液晶セル基板としては、通常この用途に用
いられるガラス板やプラスチック板を用いることがで
き、液晶表示素子を薄型化する観点から、厚さ０．５ｍ
ｍ以下のものが好ましい。

【００２４】ここで、プラスチック基板としては、透明
性と機械的強度を有していれば特に限定されず、従来公
知のものを全て使用できる。プラスチック基板を形成す
る樹脂としては、例えば、ポリカーボネート、ポリアリ
レート、ポリエーテルスルホン、ポリエステル、ポリス
ルホン、ポリメチルメタクリレート、ポリエーテルイミ
ド、ポリアミド等の熱可塑性樹脂や、エポキシ系樹脂、
不飽和ポリエステル、ポリジアリルフタレート、ポリイ
ソボニルメタクリレート等の熱硬化性樹脂などを挙げる
ことができる。かかる樹脂は、１種又は２種以上を用い
ることができ、他成分との共重合体や混合物として用い
ることもできる。

【００２５】本発明において、偏光板は、二色性物質含
有のポリビニルアルコール系フィルム等からなる偏光子
の両側に、適宜の接着層を介して保護層となる透明保護
フィルムを積層したものからなる。

【００２６】偏光子としては、例えば、ポリビニルアル
コールや部分ホルマール化ポリビニルアルコールなどの
従来に準じた適宜なビニルアルコール系ポリマーよりな
るフィルムに、ヨウ素や二色性染料等よりなる二色性物
質による染色処理や延伸処理や架橋処理等の適宜な処理
を適宜な順序や方式で施してなり、自然光を入射させる
と直線偏光を透過する適宜なものを用いることができ
る。特に、光透過率や偏光度に優れるものが好ましい。
偏光子の厚さは、１〜３０μｍ、特に８〜２５μｍが好
ましい。

【００２７】偏光子の両側に設ける透明保護層となる保
護フィルム素材としては、適宜な透明フィルムを用いる
ことができる。中でも、透明性や機械的強度、熱安定性
や水分遮蔽性等に優れるポリマーからなるフィルム等が
好ましく用いられる。そのポリマーの例としては、例え
ば、ポリエステル系樹脂、アセテート系樹脂、ポリノル
ボルネン系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリカ
ーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹
脂、ポリオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、あるいは
アクリル系、ウレタン系、エポキシ系、シリコーン系等
の熱硬化型ないし紫外線硬化型の樹脂等が挙げられ、こ
れらは単独で又は２種以上組み合せて使用できる。中で
も、表面をアルカリなどでケン化処理したトリアセチル
セルロースを主成分とし、これを９０質量％以上含むも
のが好ましい。なお偏光子の両側に透明保護フィルムを
設ける場合、その表裏で異なるポリマー等からなる透明
保護フィルムを用いてもよい。

【００２８】保護層に用いられる透明保護フィルムは、
本発明の目的を損なわない限り、ハードコート処理やア
ンチリフレクション処理（低反射処理）、スティッキン
グの防止や拡散ないしアンチグレア（防眩）等を目的と
した処理などを施したものであってもよい。ハードコー
ト処理は、偏光板表面の傷付き防止などを目的に施され
るものであり、例えばシリコーン系などの適宜な紫外線
硬化型樹脂による硬度や滑り性等に優れる硬化皮膜を、
透明保護フィルムの表面に付加する方式などにて形成す
ることができる。

【００２９】一方、アンチリフレクション処理（低反射
処理）は偏光板表面での外光の反射防止を目的に施され
るものであり、従来に準じた反射防止膜などの形成によ
り達成することができる。またスティッキング防止は隣
接層との密着防止を目的に、アンチグレア処理（防眩処
理）は偏光板の表面で外光が反射して偏光板透過光の視
認を阻害することの防止などを目的に施されるものであ
り、例えばサンドブラスト方式やエンボス加工方式等に
よる粗面化方式や、透明微粒子を含有した塗工液をコー
ティングする方式などの適宜な方式にて、透明保護フィ
ルムの表面に微細凹凸構造を付与することにより形成す
ることができる。

【００３０】前記の透明微粒子には、例えば平均粒径が
０．５〜２０μｍのシリカやアルミナ、チタニアやジル
コニア、酸化錫や酸化インジウム、酸化カドミウムや酸
化アンチモン等が挙げられ、導電性を有する無機系微粒
子を用いてもよく、また、架橋又は未架橋のポリマー粒
状物等からなる有機系微粒子などを用いることもでき
る。透明微粒子の使用量は、透明樹脂１００質量部あた
り２〜７０質量部、とくに５〜５０質量部が一般的であ
る。

【００３１】透明微粒子配合のアンチグレア層は、透明
保護層そのものとして、あるいは透明保護層表面への塗
工層などとして設けることができる。アンチグレア層
は、偏光板透過光を拡散して視角を拡大するための拡散
層（視角補償機能など）を兼ねるものであってもよい。
なお上記した反射防止層やスティッキング防止層、拡散
層やアンチグレア層等は、それらの層を設けたシートな
どからなる光学層として透明保護層とは別体のものとし
て設けることもできる。

【００３２】本発明において偏光子と保護層である透明
保護フィルムとの接着処理は、特に限定されるものでは
ないが、例えば、ビニルアルコール系ポリマーからなる
接着剤、あるいは、ホウ酸やホウ砂、グルタルアルデヒ
ドやメラミン、シュウ酸などのビニルアルコール系ポリ
マーの水溶性架橋剤から少なくともなる接着剤などを介
して行うことができる。特に、ポリビニルアルコール系
フィルムとの接着性が最も良好である点で、ポリビニル
アルコール系接着剤を用いることが好ましい。かかる接
着層は、水溶液の塗布乾燥層などとして形成しうるが、
その水溶液の調製に際しては必要に応じて、他の添加剤
や、酸等の触媒も配合することができる。

【００３３】本発明による偏光板は、実用に際して他の
光学層と積層した光学部材として用いることができる。
その光学層については特に限定はないが、例えば反射板
や半透過反射板、位相差板（１／２波長板、１／４波長
板などのλ板も含む）、視角補償フィルムや輝度向上フ
ィルムなどの、液晶表示装置等の形成に用いられことの
ある適宜な光学層の１層又は２層以上を用いることがで
き、特に、前述した本発明の偏光子と保護層からなる偏
光板に、更に反射板又は、半透過反射板が積層されてな
る反射型偏光板又は半透過反射板型偏光板、前述した本
発明の偏光子と保護層からなる偏光板に、更に位相差板
が積層されている楕円又は、円偏光板、前述した本発明
の偏光子と保護層からなる偏光板に、更に視角補償フィ
ルムが積層されている複合偏光板、あるいは、前述した
本発明の偏光子と保護層からなる偏光板に、更に輝度向
上フィルムが積層されている複合偏光板が好ましい。

【００３４】前記の反射板について説明すると、反射板
は、それを偏光板に設けて反射型偏光板を形成するため
のものであり反射型偏光板は、通常液晶セルの裏側に設
けられ、視認側（表示側）からの入射光を反射させて表
示するタイプの液晶表示装置などを形成でき、バックラ
イト等の光源の内蔵を省略できて液晶表示装置の薄型化
をはかりやすいなどの利点を有する。

【００３５】反射型偏光板の形成は、必要に応じ上記し
た透明保護フィルム等を介して偏光板の片面に金属等か
らなる反射層を付設する方式などの適宜な方式にて行う
ことができる。ちなみにその具体例としては、必要に応
じマット処理した透明保護フィルムの片面に、アルミニ
ウム等の反射性金属からなる箔や蒸着膜を付設して反射
層を形成したものなどが挙げられる。

【００３６】また微粒子を含有させて表面微細凹凸構造
とした上記の透明保護フィルムの上にその微細凹凸構造
を反映させた反射層を有する反射型偏光板などもあげら
れる。表面微細凹凸構造の反射層は、入射光を乱反射に
より拡散させて指向性やギラギラした見栄えを防止し、
明暗のムラを抑制しうる利点などを有する。透明保護フ
ィルムの表面微細凹凸構造を反映させた微細凹凸構造の
反射層の形成は、例えば真空蒸着方式、イオンプレーテ
ィング方式、スパッタリング方式等の蒸着方式やメッキ
方式などの適宜な方式で、金属を透明保護フィルムの表
面に直接付設する方法などにより行うことができる。

【００３７】また反射板は、上記した偏光板の透明保護
フィルムに直接付設する方式に代えて、その透明保護フ
ィルムに準じた適宜なフィルムに反射層を設けてなる反
射シートなどとして用いることもできる。反射板の反射
層は、通常、金属からなるので、その反射面がフィルム
や偏光板等で被覆された状態の使用形態が、酸化による
反射率の低下防止、ひいては初期反射率の長期持続の点
や、保護層の別途付設の回避の点などから好ましい。

【００３８】なお半透過型偏光板は、上記において反射
層を光を反射し、かつ透過するハーフミラー等の半透過
型の反射層とすることにより得ることができる。半透過
型偏光板は、通常液晶セルの裏側に設けられ、液晶表示
装置などを比較的明るい雰囲気で使用する場合には、視
認側（表示側）からの入射光を反射させて画像を表示
し、比較的暗い雰囲気においては、半透過型偏光板のバ
ックサイドに内蔵されているバックライト等の内蔵光源
を使用して画像を表示しするタイプの液晶表示装置など
を形成できる。すなわち、半透過型偏光板は、明るい雰
囲気下では、バックライト等の光源使用のエネルギーを
節約でき、比較的暗い雰囲気下においても内蔵光源を用
して使用できるタイプの液晶表示装置などの形成に有用
である。

【００３９】次に、前述した本発明の偏光子と保護層か
らなる偏光板に、更に位相差板が積層されている楕円又
は、円偏光板について説明する。

【００４０】直線偏光を楕円又は、円偏光に変えたり、
楕円又は、円偏光を直線偏光に変えたり、あるいは直線
偏光の偏光方向を変える場合に、位相差板などが用いら
れ、特に、直線偏光を楕円又は、円偏光に変えたり、楕
円又は、円偏光を直線偏光に変える位相差板としては、
いわゆる１／４波長板（λ／４板とも言う）が用いられ
る。１／２波長板（λ／２板とも言う）は、通常、直線
偏光の偏光方向を変える場合に用いられる。

【００４１】楕円偏光板は、ＳＴＮ形液晶表示装置の液
晶層の複屈折によって生じた着色（青又は黄）を補償し
て、前記着色のない白黒表示にする場合などに有効に用
いられる。更に、３次元の屈折率を制御したものは、液
晶表示装置の画面を斜め方向から見た際に生じる着色も
補償（防止）することができ好ましい。円偏光板は、例
えば画像がカラー表示になる反射型液晶表示装置の画像
の色調を整える場合などに有効に用いられ、また、反射
防止の機能も有する。

【００４２】前記位相差板の具体例としては、ポリカー
ボネートやポリビニルアルコール、ポリスチレンやポリ
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、ポリアリレートやポリアミドの如き適宜な
ポリマーからなるフィルムを延伸処理してなる複屈折性
フィルムや液晶ポリマーの配向フィルム、液晶ポリマー
の配向層をフィルムにて支持したものなどが挙げられ
る。また、傾斜配向フィルムとしては、例えばポリマー
フィルムに熱収縮性フィルムを接着して加熱によるその
収縮力の作用下にポリマーフィルムを延伸処理又は／及
び収縮処理したものや液晶ポリマーを斜め配向させたも
のなどが挙げられる。

【００４３】次に、前述した本発明の偏光子と保護層か
らなる偏光板に、更に視角補償フィルムが積層されてい
る偏光板について説明する。

【００４４】視角補償フィルムは、液晶表示装置の画面
を画面に垂直でなく、やや斜めの方向から画面を見た場
合でも、画像が比較的鮮明に見えるように視角を広げる
ためのフィルムである。

【００４５】このような視角補償フィルムとしては、ト
リアセチルセルロースフィルムなどにディスコティック
液晶を塗工したものや、位相差板が用いられる。通常の
位相差板がその面方向に一軸に延伸された複屈折を有す
るポリマーフィルムが用いられるのに対し、視角補償フ
ィルムとして用いられる位相差板は、面方向に二軸に延
伸された複屈折を有するポリマーフィルムとか、面方向
に一軸に延伸され厚さ方向にも延伸された厚さ方向の屈
折率を制御した傾斜配向ポリマーフィルムのような２方
向延伸フィルムなどが用いられる。傾斜配向フィルムと
しては、前述したように、例えばポリマーフィルムに熱
収縮性フィルムを接着して加熱によるその収縮力の作用
下にポリマーフイルムを延伸処理又は／及び収縮処理し
たものや液晶ポリマーを斜め配向させたものなどがあげ
られる。位相差板の素材原料ポリマーは、先の位相差板
で説明したポリマーと同様のものが用いられる。

【００４６】前述した本発明の偏光子と保護層からなる
偏光板に、輝度向上フィルムを貼り合わせた複合偏光板
は、通常液晶セルの裏側サイドに設けられて使用され
る。輝度向上フィルムは、液晶表示装置などのバックラ
イトや裏側からの反射などにより自然光が入射すると所
定偏光軸の直線偏光又は所定方向の円偏光を反射し、他
の光は透過する特性を示すもので、輝度向上フィルムを
前述した偏光子と保護層とからなる偏光板と積層した複
合偏光板は、バックライト等の光源からの光を入射させ
て所定偏光状態の透過光を得ると共に、前記所定偏光状
態以外の光は透過せずに反射される。この輝度向上フィ
ルム面で反射した光を更にその後ろ側に設けられた反射
層等を介し反転させて輝度向上板に再入射させ、その一
部又は全部を所定偏光状態の光として透過させて輝度向
上フィルムを透過する光の増量を図ると共に、偏光子に
吸収されにくい偏光を供給して液晶画像表示等に利用し
うる光量の増大を図ることにより輝度を向上させうるも
のである。すなわち、輝度向上フイルムを使用せずに、
バックライトなどで液晶セルの裏側から偏光子を通して
光を入射した場合には、偏光子の偏光軸に一致していな
い偏光方向を有する光はほとんど偏光子に吸収されてし
まい、偏光子を透過してこない。すなわち、用いた偏光
子の特性にもよっても異なるが、およそ５０％の光が偏
光子に吸収されてしまい、その分、液晶画像表示等に利
用しうる光量が減少し、画像が暗くなる。輝度向上フィ
ルムは、偏光子に吸収される様な偏光方向を有する光を
偏光子に入射させずに輝度向上フィルムで一旦反射さ
せ、更にその後ろ側に設けられた反射層等を介し反転さ
せて輝度向上板に再入射させることを繰り返し、この両
者間で反射、反転している光の偏光方向が偏光子を通過
し得るような偏光方向になった偏光を輝度向上フィルム
は、透過させ、偏光子に供給するので、バックライトな
どの光りを効率的に液晶表示装置の画像の表示に使用で
き、画面を明るくすることができるのである。

【００４７】前記の輝度向上フィルムとしては、例えば
誘電体の多層薄膜や屈折率異方性が相違する薄膜フィル
ムの多層積層体の如き、所定偏光軸の直線偏光を透過し
て他の光は反射する特性を示すもの（３Ｍ社製「Ｄ−Ｂ
ＥＦ」等）、コレステリック液晶層、特にコレステリッ
ク液晶ポリマーの配向フィルムやその配向液晶層をフィ
ルム基材上に支持したもの（日東電工社製「ＰＣＦ」、
Ｍｅｒｃｋ社製「Ｔｒａｎｓｍａｘ」）の如き、左回り
又は右回りのいずれか一方の円偏光を反射して他の光は
透過する特性を示すものなどの適宜なものを用いること
ができる。

【００４８】従って前記した所定偏光軸の直線偏光を透
過するタイプの輝度向上フィルムでは、その透過光をそ
のまま偏光板に偏光軸を揃えて入射させることにより偏
光板による吸収ロスを抑制しつつ効率よく透過させるこ
とができる。一方、コレステリック液晶層の如く円偏光
を透過するタイプの輝度向上フィルムでは、そのまま偏
光子に入射させることもできるが、吸収ロスを抑制する
点よりはその透過円偏光を位相差板を介し直線偏光化し
て偏光板に入射させることが好ましい。ちなみにその位
相差板として１／４波長板を用いることにより、円偏光
を直線偏光に変換することができる。

【００４９】可視光域等の広い波長範囲で１／４波長板
として機能する位相差板は、例えば波長５５０ｎｍの光
等の単色光に対して１／４波長板として機能する位相差
層と他の位相差特性を示す位相差層、例えば１／２波長
板として機能する位相差層とを重畳する方式などにより
得ることができる。従って偏光板と輝度向上フィルムの
間に配置する位相差板は、１層又は２層以上の位相差層
からなるものであってよい。

【００５０】なおコレステリック液晶層についても、反
射波長が相違するものの組合せにして２層又は３層以上
重畳した配置構造とすることにより、可視光域等の広い
波長範囲で円偏光を反射するものを得ることができ、そ
れに基づいて広い波長範囲の透過円偏光を得ることがで
きる。

【００５１】なお、本発明の複合偏光板は、上記した偏
光分離型偏光板の如く偏光板と２層又は３層以上の光学
層とを積層したものからなっていてもよい。従って上記
の輝度向上フィルムを積層一体化した複合偏光板に、更
に視角補償フィルムを積層一体化させたものなどであっ
てもよい。２層又は３層以上の光学層を積層した光学部
材は、液晶表示装置等の製造過程で順次別個に積層する
方式にても形成しうるものであるが、予め積層して光学
部材としたものは、品質の安定性や組立作業性等に優れ
て液晶表示装置などの製造効率を向上させうる利点があ
る。なお積層には、粘着層等の適宜な接着手段を用いる
ことができる。

【００５２】本発明による（複合）偏光板や光学部材に
は、液晶セル等の他部材と接着するための粘着層を設け
ることもできる。その粘着層は、アクリル系等の従来に
準じた適宜な粘着剤にて形成することができる。就中、
吸湿による発泡現象や剥がれ現象の防止、熱膨張差等に
よる光学特性の低下や液晶セルの反り防止、ひいては高
品質で耐久性に優れる液晶表示装置の形成性などの点よ
り、吸湿率が低くて耐熱性に優れる粘着層であることが
好ましい。また微粒子を含有して光拡散性を示す粘着層
などとすることもできる。粘着層は必要に応じて必要な
面に設ければよく、例えば、本発明の偏光子と保護層か
らなる偏光板の保護層について言及するならば、必要に
応じて、保護層の片面又は両面に粘着層を設ければよ
い。

【００５３】上記の（複合）偏光板や光学部材に設けた
粘着層が表面に露出する場合には、その粘着層を実用に
供するまでの間、汚染防止等を目的にセパレータにて仮
着カバーすることが好ましい。セパレータは、上記の透
明保護フィルム等に準じた適宜な薄葉体に、必要に応じ
シリコーン系や長鎖アルキル系、フッ素系や硫化モリブ
デン等の適宜な剥離剤による剥離コートを設ける方式な
どにより形成することができる。

【００５４】なお上記の偏光板や光学部材を形成する偏
光子や透明保護フィルム、光学層や粘着層などの各層
は、例えばサリチル酸エステル系化合物やベンゾフェノ
ン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物やシアノアク
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の適宜な方式により紫外線吸収
能をもたせたものなどであってもよい。

【００５５】本発明による液晶表示素子は、液晶表示装
置等の各種装置の形成などに好ましく用いることができ
る。液晶表示装置は、本発明による液晶表示素子を配置
してなる透過型や反射型、あるいは半透過反射型等の従
来に準じた適宜な構造を有するものとして形成すること
ができる。従って液晶表示装置を形成する液晶セルは任
意であり、例えば薄膜トランジスタ型に代表されるアク
ティブマトリクス駆動型のもの、ツイストネマチック型
やスーパーツイストネマチック型に代表される単純マト
リクス駆動型のものなどの適宜なタイプの液晶セルを用
いたものであってよい。

【００５６】また液晶セルの両側に偏光板や光学部材を
設ける場合、それらは同じものであってもよいし、異な
るものであってもよい。さらに液晶表示装置の形成に際
しては、例えばプリズムアレイシートやレンズアレイシ
ート、光拡散板やバックライトなどの適宜な部品を適宜
な位置に１層又は２層以上配置することができる。

【００５７】

【実施例】以下、実施例及び比較例を用いて本発明を更
に具体的に説明する。

【００５８】（実施例１〜８、比較例１〜４）厚さ２５
μｍの偏光子の両面に、ポリビニルアルコール系接着剤
を用いて、表１に示す構成にて、厚さ８０μｍと厚さ４
０μｍのトリアセチルセルロースフィルムを貼り合せて
ヨウ素系の吸収型偏光板（上側偏光板、下側偏光板）を
作製した。これとは別に、直線偏光タイプ（３Ｍ社Ｄ−
ＢＥＦ、Ｒａ：０．１５μｍ）と円偏光タイプ（日東電
工製ＰＣＦ、Ｒａ：０．１２μｍ）の２種の輝度向上フ
ィルムを準備した。

【００５９】厚さ０．４ｍｍのガラス基板又は厚さ０．
２ｍｍのプラスチック基板（エポキシ樹脂製）を用いた
１５インチサイズの液晶セルの、上側にはアクリル系粘
着剤を介して偏光板のみを貼り合せ、下側には偏光板と
輝度向上フィルムを感圧性接着剤で一体化したものを、
偏光板と基板が接するようにアクリル系粘着剤を介して
貼り合せて液晶表示素子を作製した。

【００６０】その後、液晶表示素子を、温度２３℃、６
０％ＲＨの条件下で１週間放置した後にカール量を測定
した。測定は、カールの凸面を水平台の上に置き、台か
ら最もカールの大きい端面までの高さを測量してカール
値とした。カールはカール値を液晶セルサイズで割った
値Ｃ／Ｓで示した。結果を表１に示す。

【００６１】[ 使用可否の判断基準 ] ○：液晶セルのカールが小さいためバックライトとの密
着が生じることなく、表示に悪影響がない ×：液晶セルがカールしてバックライトと密着すること
によりモアレやムラを生じ、表示に悪影響を及ぼす

【００６２】

【表１】液晶セルの上側液晶セルの下側液晶セル評価結果上側偏光板下側偏光板輝度向上フィルム保護フィ総保護フィ総偏光分離総板の厚カール使用ルム厚厚ルム厚厚タイプ厚種類みＣ／Ｓ可否（μｍ）(μｍ) (μｍ) (μｍ) (μｍ) （mm）実施例１ 80 210 40 130 直線偏光 160 カ゛ラス 0.4 0.0019 ○ 実施例２ 80 210 40 130 直線偏光 160 エホ゜キシ 0.2 0.0025 ○ 実施例３ 80 210 40 130 円偏光 170 カ゛ラス 0.4 0.0017 ○ 実施例４ 80 210 40 130 円偏光 170 エホ゜キシ 0.2 0.0022 ○ 実施例５ 40 130 40 130 直線偏光 160 カ゛ラス 0.4 0.0023 ○ 実施例６ 40 130 40 130 直線偏光 160 エホ゜キシ 0.2 0.0029 ○ 実施例７ 40 130 40 130 円偏光 170 カ゛ラス 0.4 0.0021 ○ 実施例８ 40 130 40 130 円偏光 170 エホ゜キシ 0.2 0.0027 ○ 比較例１ 80 210 80 210 直線偏光 160 カ゛ラス 0.4 0.0052 × 比較例２ 80 210 80 210 直線偏光 160 エホ゜キシ 0.2 0.0065 × 比較例３ 80 210 80 210 円偏光 170 カ゛ラス 0.4 0.0049 × 比較例４ 80 210 80 210 円偏光 170 エホ゜キシ 0.2 0.0061 × 註）偏光板及び輝度向上フィルムの総厚は、粘（接）着層の厚みも含む。

【００６３】表１から明らかなように、下側偏光板又は
上下偏光板に厚さ４０μｍの保護フィルムを用いた実施
例１〜８の液晶表示素子は、ガラス基板、プラスチック
基板いずれを用いた場合も、液晶セルのカール量が少な
く、実用上問題ないレベルであることが確認された。一
方、上下偏光板に厚さ８０μｍの保護フィルムを用いた
比較例１〜４の液晶表示素子は、輝度向上フィルムの種
類や基板の種類を変えてみても、いずれの場合も液晶セ
ルのカール量が０．００４９以上と高い値を示し、実質
的に使用に耐えないレベルであることが確認できた。

【００６４】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明は、２枚の
セル基板から形成される液晶セルの上側（視認側）と下
側に、それぞれ偏光板を配置してなり、かつ前記下側
に、偏光板と輝度向上フィルムとが積層一体化された複
合偏光板を有する液晶表示素子において、上側偏光板と
下側偏光板に用いる保護フィルムの厚さを調整すること
により、液晶セルのカール量を少なくすることができ
る。そのため液晶ディスプレイの表示に及ぼす影響が小
さく、かつ輝度向上フィルムと偏光板との密着不良によ
る光の利用効率低下の問題が生じない、明るい表示を実
現できる、薄型の液晶表示素子を提供することができ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０９Ｆ 9/00 ３２４Ｇ０９Ｆ 9/00 ３２４５Ｇ４３５３３８３３８ 9/35 9/35 Ｆターム(参考） 2H042 BA02 BA03 BA13 BA20 2H049 BA02 BA03 BA07 BA27 BA42 BA43 BB03 BB33 BB43 BB52 BB63 BC22 2H090 JB03 JB07 JB10 JC14 JC18 JD05 JD15 JD18 KA18 MA04 2H091 FA10Z FB02 FC11 FC25 FC29 FD07 FD14 FD22 HA18 LA04 LA11 LA12 LA13 5C094 AA03 AA36 AA42 AA43 AA55 BA43 DA12 DA13 ED14 HA08 JA01 JA08 5G435 AA01 AA08 AA17 BB12 BB15 FF05 HH02 LL08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】２枚のセル基板から形成される液晶セル
の上側（視認側）と下側に、それぞれ偏光板を配置して
なり、かつ前記下側に、偏光板と輝度向上フィルムとが
積層一体化された複合偏光板を有する液晶表示素子にお
いて、前記液晶表示素子を２３℃、６０％ＲＨの条件下で７日
間放置後の液晶セルのカール量（Ｃ）が、当該液晶セル
の対角長さ（Ｓ）に対して、Ｃ／Ｓ≦０．００３の関係
を満たすことを特徴とする液晶表示素子。
【請求項２】セル基板が、ガラス板又はプラスチック
板であり、その厚さが０．５ｍｍ以下である請求項１に
記載の液晶表示素子。
【請求項３】上側に配置した上側偏光板が、防眩処理
及び／又は低反射処理が施されたものである請求項１又
は２に記載の液晶表示素子。
【請求項４】輝度向上フィルムが、薄膜を多層積層し
た直線偏光分離タイプの輝度向上フィルムである請求項
１〜３のいずれかに記載の液晶表示素子。
【請求項５】輝度向上フィルムが、コレステリック液
晶とλ／４板を積層した円偏光分離タイプの輝度向上フ
ィルムである請求項１〜３のいずれかに記載の液晶表示
素子。
【請求項６】上側に配置した上側偏光板の保護フィル
ムの厚さが、７０〜９０μｍの範囲であり、かつ下側に
配置した偏光板の保護フィルムの厚さが、２０〜５０μ
ｍの範囲である請求項１〜５のいずれかに記載の液晶表
示素子。
【請求項７】上側に配置した上側偏光板の保護フィル
ムの厚さと、下側に配置した偏光板の保護フィルムの厚
さが、共に２０〜５０μｍの範囲である請求項１〜５の
いずれかに記載の液晶表示素子。
【請求項８】保護フィルムが、トリアセチルセルロー
スを９０％以上含むフィルムである請求項６又は７に記
載の液晶表示素子。
【請求項９】輝度向上フィルムが、表面に凹凸を有
し、その表面粗さが中心線平均粗さに基づいて０．０３
μｍ以上である請求項１〜８のいずれかに記載の液晶表
示素子。
【請求項１０】下側に配置した下側偏光板が、偏光板
と輝度向上フィルムと位相差フィルムとが積層一体化さ
れたものである請求項１〜９のいずれかに記載の液晶表
示素子。
【請求項１１】下側に配置した下側偏光板が、偏光板
と輝度向上フィルムと視角補償フィルムとが積層一体化
されたものである請求項１〜９のいずれかに記載の液晶
表示素子。
【請求項１２】２枚のセル基板から形成される液晶セ
ルの上側（視認側）と下側に、それぞれ偏光板を配置し
てなり、かつ前記下側に、偏光板と輝度向上フィルムと
が積層一体化された複合偏光板を有する液晶表示素子に
おいて、上側に配置した上側偏光板の保護フィルムの厚さが７０
〜９０μｍの範囲であり、下側に配置した下側偏光板の
保護フィルムの厚さが２０〜５０μｍの範囲であること
を特徴とする液晶表示素子。
【請求項１３】２枚のセル基板から形成される液晶セ
ルの上側（視認側）と下側に、それぞれ偏光板を配置し
てなり、かつ前記下側に、偏光板と輝度向上フィルムと
が積層一体化された複合偏光板を有する液晶表示素子に
おいて、上側に配置した上側偏光板の保護フィルムの厚
さと、下側に配置した下側偏光板の保護フィルムの厚さ
が、共に２０〜５０μｍの範囲であることを特徴とする
液晶表示素子。