JP2002090514A - 半透過反射板、半透過型偏光板及びそれを用いた液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】光の利用効率に優れる視認性良好な半透過反射
板、半透過型偏光板及びそれを用いた液晶表示装置を提
供する。 【解決手段】半透過反射性フィルムの少なくとも片面に
透明な合成樹脂を主成分とする粘接着層を設け、その粘
接着層の中に透光性のフィラーを含有させた半透過反射
板であって、前記合成樹脂の屈折率をＡ、前記フィラー
の屈折率をＢとした場合、その屈折率比Ｂ／Ａを０．９
０≦Ｂ／Ａ≦１．１０とする。

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（以
下、ＬＣＤと略称することがある。）に使用される半透
過反射板、半透過型偏光板及びそれを用いた液晶表示装
置に関する。

【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の用
途は広がってきており、近年はモニター用途にも使用さ
れるようになってきている。

【０００３】ＬＣＤに使用する偏光板は、例えば、ポリ
ビニルアルコール（以下、ＰＶＡと略称することがあ
る。）フィルムを、二色性を有するヨウ素又は二色性染
料で染色する染色工程、ホウ酸やホウ砂等で架橋する架
橋工程、及び一軸延伸する延伸工程の後に乾燥し、トリ
アセチルセルロース（以下、ＴＡＣと略称することがあ
る。）フィルム等の保護層と貼り合わせて製造されてい
る。なお、染色、架橋、延伸の各工程は、別々に行なう
必要はなく同時に行なってもよく、また、各工程の順番
も任意でよい。

【０００４】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られる。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る。特に、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型偏光板、
偏光子と保護層からなる偏光板に、更に位相差板が積層
されている楕円偏光板又は円偏光板、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、或いは、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偏光板などが用
いられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来より上記ＬＣＤの
表示特性を向上させるために上記半透過反射板を偏光板
に積層して用いていた。この偏光板に半透過反射板を積
層してな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する。即ち、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い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。

【０００６】ところで、半透過型偏光板に用いられる半
透過反射板としては、金属膜からなるハーフミラー、又
はオパール板や偏光板の用途などにはパール顔料等を含
有した合成樹脂板などが用いられてきた。

【０００７】しかし、金属膜からなるハーフミラーは、
高反射性のアルミニウムや銀の蒸着膜などであり、高い
指向性（鏡面）反射を有するものの、金属によって１０
％以上もの光が吸収されてしまい、光の利用効率の観点
よりは好ましくない。また、パール顔料等を含有した合
成樹脂板は、誘電体の屈折率差を利用して拡散反射させ
るものであり、光の利用効率的にはロスがなく望ましい
が、反射光は非常に強い拡散性を有しているため、液晶
パネルなどを形成したときには拡散された光の一部が空
気界面との全反射によってガラス基板内に閉じこめら
れ、カラーフィルターや偏光板などによって吸収され、
パネル表面より放出される光量が激減してしまうといっ
た問題点があった。

【０００８】そこで、本発明は光の利用効率を落とすこ
となく光の反射、半透過の両機能の発揮を可能とする半
透過反射板、半透過型偏光板及びそれを用いた液晶表示
装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
本発明の半透過反射板は、半透過反射性フィルムの少な
くとも片面に透明な合成樹脂を主成分とする粘接着層を
設け、その粘接着層の中に透光性のフィラーを含有させ
た半透過反射板であって、前記合成樹脂の屈折率をＡ、
前記フィラーの屈折率をＢとした場合、その屈折率比Ｂ
／Ａが、０．９０≦Ｂ／Ａ≦１．１０であることを特徴
とする。

【００１０】これにより、ディスプレイ用途などに好適
な、光の利用効率に優れる視認性良好な半透過反射板を
得ることができる。

【００１１】また、本発明の半透過反射板において、無
定形のフィラーに比べて粘着剤の中に均一性よく分散さ
せる観点より、前記フィラーが、球状であることが好ま
しい。

【００１２】また、本発明の半透過反射板は、前記半透
過反射性フィルムが、少なくとも２種類の屈折率の異な
る透光性ポリマー材料からなる多層積層構造を有するこ
とが好ましい。

【００１３】また、本発明の半透過反射板は、前記半透
過反射性フィルムが、コレステリック液晶ポリマーの配
向によるグランジャン構造を有することが好ましい。

【００１４】これにより、コレステリックの選択反射
（非吸収の鏡面反射）と、屈折率差を適当な範囲内に制
御した粒子分散型の光拡散層を併用することで、非吸収
でありながら、全反射による損失を最低限に抑えた半透
過反射板を得ることができる。

【００１５】また、本発明の半透過反射板は、少なくと
も１つ以上の選択反射波長を３８０〜７２０ｎｍの間に
有し、鉛直上方より観測したときの色相が無彩色である
ことが好ましい。

【００１６】また、本発明の半透過反射板は、全光線透
過率が１〜５０％であることが好ましい。

【００１７】また、本発明の半透過反射板は、前記透明
な合成樹脂が、アクリル系合成樹脂であることが好まし
い。

【００１８】また、本発明の半透過反射板は、前記半透
過反射板に位相差フィルムを積層することが好ましい。

【００１９】また、本発明の半透過反射板は、前記半透
過反射板に金属薄膜を有する反射板又は光吸収物質を含
有した光吸収層を設けることが好ましい。

【００２０】次に、本発明の半透過型偏光板は、前記半
透過反射板に偏光層を積層したことを特徴とする。

【００２１】更に、本発明の液晶表示装置は、前記半透
過型偏光板を液晶セルの裏側に配置したことを特徴とす
る。

【００２２】

【発明の実施の形態】本発明は、半透過反射性フィルム
に屈折率差を適当な範囲に制御した粒子分散型の光拡散
層を設けることにより、光の利用効率に優れ、視認性良
好な半透過反射板、半透過型偏光板及びそれを用いた液
晶表示装置を提供するものである。

【００２３】即ち、本発明は、半透過反射性フィルムの
少なくとも片面に透明な合成樹脂を主成分とする粘接着
層を設け、その粘接着層の中に透光性のフィラーを含有
させた半透過反射板であって、前記合成樹脂の屈折率を
Ａ、前記フィラーの屈折率をＢとした場合、その屈折率
比Ｂ／Ａを０．９０≦Ｂ／Ａ≦１．１０とすることによ
り、全反射による損失を最低限に抑えた半透過反射板を
得られることを確認した。上記範囲外のときは、必要以
上に光散乱されるため、全反射で閉じこめられる光の量
が増加し、利用効率の点から望ましくない。

【００２４】積層する光拡散層は透明合成樹脂中に屈折
率の異なる球状フィラーを含有するものであって、合成
樹脂の屈折率とフィラーの屈折率との比が、０．９５〜
１．０５であることが全反射抑制の観点より、さらに望
ましい。

【００２５】フィラーの粒径は全反射抑制と良好な視認
性の観点より、０．５μｍ以上、１００μｍ以下である
ことが望ましく、１μｍ以上、２０μｍ以下であること
がさらに望ましい。

【００２６】金属薄膜による鏡面反射と前記光拡散層と
の併用では、全反射による損失は抑えられるものの、金
属による吸収が無視できず、光利用効率の観点からは好
ましくない。

【００２７】反射と透過のバランスは、鏡面反射フィル
ムによって任意に設定可能である。多層膜、コレステリ
ック液晶層いずれの場合も、多層構造の厚みによって制
御が可能である。

【００２８】反射色、透過色も多層膜の各層の厚みによ
って制御可能である。例えば、バックライトの発光スペ
クトルに合わせて選択反射波長をずらすことにより、非
常に高い透過と反射のバランスを設定することが可能で
ある。

【００２９】反射板として良好な視認性を得るために
は、反射色を無彩色とすることが望ましく、例えば反射
板鉛直上方より確認したときの色相が照明光の色相から
大きくずれないことが望ましい。無彩色の目安として同
じ照明下で測定した標準白色板（ＢａＳＯ₄）と反射板
の色差が、ＣＩＥ１９７６ Ｌ^*ａ^*ｂ^*表色系で測定、
計算された△Ｅ^*ａｂの値で４０以下、好ましくは２０
以下、さらに好ましくは１０以下であることが望まし
い。ここで、△Ｅ^*ａｂは、 △Ｅ^*ａｂ＝｛（△Ｌ^*）²＋（△ａ^*）²＋（△ｂ^*）²｝
^1/2 の式で定義される。

【００３０】半透過反射板として良好な特性を得るため
には半透過反射板の透過光量を出来る限り高くすること
が望ましいが、これはもちろん反射光量とのトレードオ
フの関係にあるので、ＣＩＥ表色系での測定においてＹ
値が１％以上、９０％以下、望ましくは５％以上、６０
％以下、さらに望ましくは１０％以上、５０％以下であ
ることが好ましい。

【００３１】液晶表示装置などでバックライトとしてＬ
ＥＤなどの輝線スペクトルを有する光源を用いる場合に
は、その波長に対する透過率のみ高く設定しておけば、
反射の明るさや彩度を大きく悪化することのない半透過
反射板を得ることが可能である。その場合も透過率は１
０％以上、望ましくは２０％以上であることが望まし
い。

【００３２】特表平９−５０６９８５号公報、特開平６
−２８１８１４号公報などに記載の半透過反射板が、反
射光及び透過光に偏光特性を有する場合は、偏光板や位
相差板との光軸を特定の角度に設定して積層することで
液晶表示パネルの半透過反射板として特に好ましい特性
を与えることが出来る。例えば、半透過反射板がコレス
テリック液晶層を有するものである場合、反射光は円偏
光であり、その選択反射波長に相当するλ／４板を積層
することで直線偏光に変換することが可能である。更
に、偏光度を補うためにその上にλ／４板の遅相軸方向
と４５°又は１３５°で吸収型の直線偏光子を配置する
こともできる。なお、軸角度は、コレステリック液晶層
のねじれ方向による。

【００３３】また、反射率や透過率を補助的に調整する
目的で、上記半透過反射板又は半透過型偏光板に金属薄
膜より形成される反射板や光吸収層を積層しても良い。

【００３４】本発明で用いる偏光板の基本的な構成は、
二色性物質含有のポリビニルアルコール系偏光フィルム
等からなる偏光子の片側又は両側に、適宜の接着層、例
えばビニルアルコール系ポリマー等からなる接着層を介
して保護層となる透明保護フィルムを接着したものから
なる。

【００３５】偏光子（偏光フイルム）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う
る。特に、光透過率や偏光度に優れるものが好ましい。

【００３６】偏光子（偏光フィルム）の片側又は両側に
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うる。そのポリマーの例として
トリアセチルセルロースの如きアセテート系樹脂が一般
的に用いられるが、これに限定されるものではない。

【００３７】偏光特性や耐久性などの点より、特に好ま
しく用いうる透明保護フィルムは、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フィルムであ
る。なお、偏光フィルム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。

【００３８】前記偏光子（偏光フィルム）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
どを介して行なうことができる。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。

【００３９】次に、前述した偏光子と保護層からなる偏
光板に、更に位相差板（位相差フィルム）が積層されて
いる楕円偏光板または円偏光板について説明する。

【００４０】直線偏光を楕円偏光または円偏光に変えた
り、楕円偏光また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、直線偏光を楕円偏光または円偏光に
変えたり、楕円偏光また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、スーパーツイストネマチッ
ク（ＳＴＮ）型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（防止）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。

【００４２】前記位相差板（位相差フィルム）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】

【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。

【００４４】（実施例１）複屈折を示さない厚さ５０μ
ｍの三酢酸セルロースフィルムの上に、厚さ０．１μｍ
のポリビニルアルコール層を設けてレーヨン布でラビン
グ処理して配向膜を形成し、その配向膜上にアクリル系
サーモトロピックコレステリック液晶ポリマーの２０質
量％テトラヒドロフラン溶液をワイヤバーにて塗工して
乾燥させた。その後、１５０±２℃で５分間加熱配向処
理した後、室温で放冷して厚さ１．５μｍのコレステリ
ック液晶ポリマー層を形成し、円偏光二色性を示す波長
域が（Ａ）６５０〜７５０ｎｍ、（Ｂ）５５０〜６５０
ｎｍ、（Ｃ）４５０〜５５０ｎｍ及び（Ｄ）３５０〜４
５０ｎｍで、右円偏光を鏡面的に反射する４種のコレス
テリック液晶ポリマー層を得た。

【００４５】次に、前記の（Ａ）と（Ｂ）のコレステリ
ック液晶ポリマー層をその液晶面同士を密着させて１５
０±２℃で２分間加熱圧着処理した後、その（Ｂ）側の
三酢酸セルロースフィルムを剥離し、その液晶ポリマー
層の露出面に（Ｃ）のコレステリック液晶ポリマー層を
その液晶面同士を密着させて１５０±２℃で２分間加熱
圧着処理した後、同様にして（Ｄ）のコレステリック液
晶ポリマー層も加熱圧着処理して、厚さ方向に螺旋ピッ
チが変化して円偏光二色性を示す波長域が４００〜７０
０ｎｍのコレステリック液晶層を有する半透過反射性フ
ィルムを得た。

【００４６】次いで、この半透過反射性フィルムの液晶
層側に、屈折率１．４７の透明アクリル粘着剤中に屈折
率１．５７（屈折率比１．０７）のメラミン−ホルムア
ルデヒド共重合体樹脂からなる粒径２μｍの球形フィラ
ーを固形分の質量比で２０％含有した粘着剤を積層して
本発明の半透過反射板を得た。

【００４７】（実施例２）実施例１の半透過反射性フィ
ルムに位相差が１４０ｎｍの延伸ポリカーボネートフィ
ルムからなる１／４波長板をアクリル系粘着剤を介し重
畳して得られた半透過型偏光板に、実施例１で用いたフ
ィラーを充填した粘着剤を積層して本発明の半透過型偏
光板を得た。

【００４８】（比較例１）平滑なポリエチレンテレフタ
レート（ＰＥＴ）フィルムの片面に真空蒸着器を用いて
アルミニウムを抵抗加熱蒸着した半透過反射性フィルム
を用いた以外は実施例１と同様にして半透過反射板を得
た。なお、アルミニウムの膜厚は透過率が１０％となる
ように約２００ｎｍとした。

【００４９】（比較例２）比較例１の半透過反射性フィ
ルムのアルミニウム蒸着面にアクリル系粘着層を介して
市販の沃素系偏光板（透過率４１％、偏光度９９％）を
積層し半透過型偏光板を得た。

【００５０】（評価）反射時の評価はミノルタ社製色彩
色差計ＣＲ−２００を用いて拡散照明下０°受光方式で
測定したときのＬ^*、△Ｅ^*ａｂを用いた。ここで、Ｌ^*
とは、反射での明るさを意味する。

【００５１】透過時の評価は島津製作所製積分球式分光
光度計ＭＰＳ−２０００を用いて測定した全光線透過率
Ｙ値を用いた。なお、実施例、比較例の半透過反射板及
び半透過型偏光板は、市販の厚さ１．３ｍｍのガラス板
に貼り合わせて測定を実施した。その測定結果を表１に
示す。

【００５２】

【表１】

【００５３】表１より明らかなように、実施例１の半透
過反射板及び実施例２の半透過型偏光板は、比較例のそ
れに比べて、反射、透過のバランスで光の利用効率に優
れ、反射光の色相も比較的無彩色であることが分かる。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明は、半透過
反射性フィルムの少なくとも片面に透明な合成樹脂を主
成分とする粘接着層を設け、その粘接着層の中に透光性
のフィラーを含有させた半透過反射板であって、前記合
成樹脂の屈折率をＡ、前記フィラーの屈折率をＢとした
場合、その屈折率比Ｂ／Ａを０．９０≦Ｂ／Ａ≦１．１
０とすることで、光の利用効率に優れる視認性良好な半
透過反射板、半透過型偏光板及びそれを用いた液晶表示
装置を提供でき、その工業的価値は大である。

───────────────────────────────────────────────────── 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 9/00 ３２４ Ｇ０９Ｆ 9/00 ３２４ (72)発明者 大須賀 達也 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 (72)発明者 原 和孝 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 Ｆターム(参考） 2H042 BA02 BA20 DA01 DA21 DB01 DE04 2H091 FA08X FA08Z FA11X FA11Z FA14Z FD06 FD14 LA16 5G435 AA03 BB12 BB15 BB16 FF03 FF05 LL07

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半透過反射性フィルムの少なくとも片面
   に透明な合成樹脂を主成分とする粘接着層を設け、その
   粘接着層の中に透光性のフィラーを含有させた半透過反
   射板であって、前記合成樹脂の屈折率をＡ、前記フィラ
   ーの屈折率をＢとした場合、その屈折率比Ｂ／Ａが、
   ０．９０≦Ｂ／Ａ≦１．１０であることを特徴とする半
   透過反射板。
2. 【請求項２】 前記フィラーが、球状である請求項１に
   記載の半透過反射板。
3. 【請求項３】 前記半透過反射性フィルムが、少なくと
   も２種類の屈折率の異なる透光性ポリマー材料からなる
   多層積層構造を有する請求項１に記載の半透過反射板。
4. 【請求項４】 前記半透過反射性フィルムが、コレステ
   リック液晶ポリマーの配向によるグランジャン構造を有
   する請求項１に記載の半透過反射板。
5. 【請求項５】 少なくとも１つ以上の選択反射波長を３
   ８０〜７２０ｎｍの間に有し、鉛直上方より観測したと
   きの色相が無彩色である請求項１〜４のいずれかに記載
   の半透過反射板。
6. 【請求項６】 全光線透過率が１〜５０％である請求項
   １〜５のいずれかに記載の半透過反射板。
7. 【請求項７】 前記透明な合成樹脂が、アクリル系合成
   樹脂である請求項１〜６のいずれかに記載の半透過反射
   板。
8. 【請求項８】 請求項１〜７のいずれかに記載の半透過
   反射板に位相差フィルムを積層した半透過反射板。
9. 【請求項９】 請求項１〜８のいずれかに記載の半透過
   反射板に金属薄膜を有する反射板又は光吸収物質を含有
   した光吸収層を設けた半透過反射板。
10. 【請求項１０】 請求項１〜９のいずれかに記載の半透
    過反射板に偏光層を積層したことを特徴とする半透過型
    偏光板。
11. 【請求項１１】 請求項１０に記載の半透過型偏光板を
    液晶セルの裏側に配置したことを特徴とする液晶表示装
    置。