【手続補正書】
【提出日】平成17年2月9日(2005.2.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】            明細書
【発明の名称】        光拡散円偏光板及びこれを用いた液晶表示装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏光フィルムと、少なくとも２枚の位相差フィルムと、少なくとも１枚の光拡散フィルムとを貼り合わせて一体としたことを特徴とする光拡散円偏光板。
【請求項２】
偏光フィルムは、その表面に反射防止膜が設けられている請求項１記載の光拡散円偏光板。
【請求項３】
偏光フィルムは、その表面に防眩処理が施されている請求項１記載の光拡散円偏光板。
【請求項４】
防眩処理によるヘーズ値が１０％以下である請求項３記載の光拡散円偏光板。
【請求項５】
偏光フィルムと、少なくとも１枚の位相差が１／２波長である位相差フィルムと、少なくとも１枚の位相差が１／４波長である位相差フィルムと、少なくとも１枚の光拡散フィルムとが貼り合わされている請求項１〜４のいずれかに記載の光拡散円偏光板。
【請求項６】
偏光フィルムと、位相差が１／２波長である位相差フィルムと、位相差が１／４波長である位相差フィルムとが貼り合わされており、偏光フィルムの吸収軸と、位相差が１／２波長である位相差フィルムの遅相軸と、位相差が１／４波長である位相差フィルムの遅相軸とが、それぞれ平行でも直交でもない角度をなしている請求項１〜４のいずれかに記載の光拡散円偏光板。
【請求項７】
偏光フィルムの吸収軸を基準に、反時計回りを正として、
(1) 位相差が１／２波長である位相差フィルムの遅相軸は−１０°〜−２０°であり、位相差が１／４波長である位相差フィルムの遅相軸は−７０°〜−８０°であるか、
(2) 位相差が１／２波長である位相差フィルムの遅相軸は７０°〜８０°であり、位相差が１／４波長である位相差フィルムの遅相軸は１０°〜２０°であるか、
(3) 位相差が１／２波長である位相差フィルムの遅相軸は１０°〜２０°であり、位相差が１／４波長である位相差フィルムの遅相軸は７０°〜８０°であるか、又は
(4) 位相差が１／２波長である位相差フィルムの遅相軸は−７０°〜−８０°であり、位相差が１／４波長である位相差フィルムの遅相軸は−１０°〜−２０°である
請求項６記載の光拡散円偏光板。
【請求項８】
光拡散フィルムは、その最大ヘーズ値が３０％〜９０％の範囲にある請求項１〜７のいずれかに記載の光拡散円偏光板。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の光拡散円偏光板を用いた液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光拡散円偏光板及びこれを用いた液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置（以下、ＬＣＤと表わす）は、厚みが薄い、軽量、低消費電力などの特徴により、携帯用機器の表示素子などに広く用いられている。現在最もよく用いられているＬＣＤは、バックライトを搭載した透過型ＬＣＤであり、このバックライトの光により明るい表示を得ているため、低消費電力といっても携帯機器の電池に大きな負担となっている。この消費電力をより低くするためにバックライトを用いない反射型ＬＣＤとして、位相差フィルムを用いる方式が開発されている。中でも、ネマチック液晶を４５°ねじったＴＮ型液晶セルと円偏光板とを組み合わせたものが注目されている。円偏光板としては通常、偏光フィルムと位相差が１／４波長である位相差フィルムとを、偏光フィルムの吸収軸と位相差フィルムの遅相軸が４５°となるように貼り合わせたものが知られているが、反射板での反射光を十分にカットして黒表示を得るために、偏光フィルムと、少なくとも１枚の位相差が１／２波長である位相差フィルムと、少なくとも１枚の位相差が１／４波長である位相差フィルムとを貼り合わせた積層円偏光板を用いることが提案されている。しかしながら、円偏光板を改良しても反射板が鏡面の場合には良好な白表示が得られないため、反射板に拡散反射機能が必要となる。この拡散反射板を液晶セルの外側に形成する構成のほか、ＴＮ液晶セル内の下電極を拡散反射板としても機能するように形成したものを用いる構成も開発されている。しかしながら、セル内の拡散反射板は作製に手間がかかるため、量産性に課題がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このように、反射型ＬＣＤに円偏光板を用いる場合においては、十分な黒表示と白表示を両立させることができる量産性に優れた光学フィルムが見いだされていない状況にあった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
かかる状況に鑑み、本発明者らは、偏光フィルムと位相差フィルムと光拡散フィルムを貼り合わせて一体とした光拡散円偏光板を開発することができ、本発明を完成するに至った。
【０００５】
すなわち本発明は、偏光フィルムと、少なくとも２枚の位相差フィルムと、少なくとも１枚の光拡散フィルムとを貼り合わせて一体とした光拡散円偏光板である。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明に用いる偏光フィルムは、偏光能を有するフィルム状のものであれば特に制限はなく、液晶表示装置の要求特性に合わせて最適なものを選択すればよい。例えば、耐久性の要求よりもコントラストや色再現性が必要な場合には、偏光性能に優れるヨウ素系偏光フィルムを用いればよく、また耐久性が必要な場合には、染料系偏光フィルムを用いればよい。
【０００７】
偏光フィルムの表面処理については、反射型ＬＣＤの場合には外光を利用するという点で、なるべく多くの外光が入射するようにして液晶表示装置の画像を見ることになるが、外光の映り込みによる画質の低下を抑制するために、反射防止処理が必要である。反射防止処理としては、誘電体多層膜による反射防止膜や表面に凹凸を設けた防眩処理が用いられるが、外光の映り込みを見えなくするには、表面に凹凸を設けた防眩処理が好ましい。防眩処理の中でも、反射型ＬＣＤに用いるには外光を有効に利用することが必要なため、拡散が大きくなく、液晶セルになるべく多くの光が到達できるヘーズ値があまり大きくないものが好ましい。好ましいヘーズ値は１０％以下である。また、防眩処理がある場合には表示画像も拡散を受けるため、表示画像のにじみが大きくならないように、凹凸が細かい高精細防眩処理が好ましい。さらに、防眩処理を用いる場合には外光の表面での拡散反射がコントラストを低下させるため、この表面での外光の反射を抑制するための反射防止処理を施すことがより好ましい。防眩処理と組み合わせる反射防止処理としては、誘電体が３層程度の反射防止処理が、価格的に好ましい例として挙げられる。
【０００８】
本発明に用いる位相差フィルムは、透明性に優れ、均一なものであれば特に制限されないが、フィルムの製造のしやすさなどの点で、熱可塑性の高分子を延伸したフィルムからなるものが好ましく用いられる。熱可塑性高分子としては、セルロース系高分子、ポリカーボネート系高分子、ポリアリレート系高分子、ポリエステル系高分子、アクリル系高分子、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォンなどを例示することができる。中でもポリカーボネート系高分子フィルムは、コスト的に安価で均一なフィルムが入手可能であるため、好ましく用いられる。延伸原反フィルムの製膜方法としては、溶剤キャスト法やフィルムの残留応力を小さくできる精密押出法などを用いることができるが、均一性の点で溶剤キャスト法が好ましく用いられる。特にＲｂ値が小さいフィルムを作製するには、溶剤キャスト法が好ましい。延伸方法は、特に制限がなく、均一な光学特性が得られるロール間縦一軸延伸法、テンター横一軸延伸法などが適用できる。これらの位相差フィルムの厚みも、特に制限はないが、通常、約５０μｍ〜５００μｍのものが用いられる。
【０００９】
また、円偏光板を得るための位相差フィルムとしては、通常、位相差が１／４波長である位相差フィルム（以下λ／４フィルム）が用いられているが、完全円偏光が得られる波長が限られた範囲になる。広い波長範囲で円偏光を得る方法としては、偏光フィルムと、少なくとも１枚の位相差が１／２波長である位相差フィルム（以下λ／２フィルム）と、少なくとも１枚のλ／４フィルムを積層する方法がある。用いる位相差フィルムの枚数を増やすことで、より広い波長範囲で円偏光を得ることができるが、貼り合わせ枚数が増加するにつれ、材料費の増加や収率の低下があるため、偏光フィルムと１枚のλ／２フィルムと１枚のλ／４フィルムを貼り合わせた円偏光板が、価格対性能として好ましい。
【００１０】
λ／２フィルムのフィルム面内のレターデーション値（Ｒ1/2）及び λ／４フィルムのフィルム面内のレターデーション値（Ｒ1/4）については、Ｒ1/2＝２５０nm〜３００nm、Ｒ1/4＝１２０nm〜１５５nmである。また、Ｒ1/2とＲ1/4の間で｜Ｒ1/2×０.５−Ｒ1/4｜が１０nm以下の関係を満足することがより好ましい。位相差フィルムのレターデーション値の傾斜角依存性については、特に制限はないが、Ｎｚ係数で０〜２の範囲のものが用いられる。液晶セルの設計上、液晶分子がガラス基板の法線方向に近い方向に配向したときに黒表示とする場合においては、液晶の複屈折による光もれをより低減し、液晶分子の複屈折を補償できるように、Ｎｚ係数が１よりも大きい位相差フィルムとすることが好ましい。
【００１１】
偏光フィルムと、少なくとも１枚のλ／２フィルムと、少なくとも１枚のλ／４フィルムを貼り合わせるに際しての積層順序及び角度設定は、広い波長範囲で円偏光板として機能するような設定であれば、特に制限はない。特に１枚のλ／２フィルムと１枚のλ／４フィルムを用いる場合には、偏光フィルム−λ／２フィルム−λ／４フィルムの順序で、偏光フィルムの吸収軸と、λ／２フィルムの遅相軸と、λ／４フィルムの遅相軸が、それぞれ平行でも直交でもない角度となるように積層する。この場合の好ましい積層角度を、偏光フィルムの吸収軸を基準にして、反時計回りを正として位相差フィルムの遅相軸の角度で定義する。第１の設定としてはλ／２フィルムが−１０°〜−２０°、λ／４フィルムが−７０°〜−８０°であり、第２の設定としてはλ／２フィルムが７０°〜８０°、λ／４フィルムが１０°〜２０°である。第３の設定としてはλ／２フィルムが１０°〜２０°、λ／４フィルムが７０°〜８０°であり、第４の設定としてはλ／２フィルムが−７０°〜−８０°、λ／４フィルムが−１０°〜−２０°である。
【００１２】
本発明において用いる光拡散フィルムは、後方散乱が小さく、鏡面反射板の上に積層した場合に、白色に見えるものであれば、特に制限されない。光拡散フィルムの拡散性については、特定の角度で散乱特性を示す異方性を有するものでも、角度により異方性をほとんど示さないようなものでもよく、用途により適宜設定される。また、散乱強度については、最大のヘーズ値として３０％〜９０％のものが好ましい。ヘーズ値が３０％よりも小さいと、拡散効果が不足し、鏡面反射板の上に積層した場合に白色化が不十分となる場合があり、ヘーズ値が９０％を越えると、画像のにじみが強くなりすぎる場合がある。
【００１３】
偏光フィルムと位相差フィルムと光拡散フィルムの積層構成については、特に制限はないが、光拡散フィルムが偏光フィルムの表面に貼り合わせられた場合には、幾分かの光拡散フィルムの後方散乱により、黒表示の輝度が上がってコントラストの低下を招くため、その影響が小さい偏光フィルムの位相差フィルム側に貼り合わせる構成が好ましく採用される。光拡散フィルムを偏光フィルムと位相差フィルムの間に貼り合わせる構成も適用できるが、反射板との距離の関係で、拡散光の経路により画像がにじむ場合があるので、このような場合には、偏光フィルムと位相差フィルムの貼り合わせ品の位相差フィルムの面に光拡散フィルムを貼り合わせる構成を採用すれば、反射板との距離を短くすることができ、画像のにじみを低減することができる。
【００１４】
偏光フィルム、位相差フィルム、光拡散フィルムの貼り合わせは、光学フィルムの貼合に通常用いられる透明性に優れたアクリル系粘着剤などを用いて実施する。粘着剤の厚みは、通常１５μｍ〜３０μｍである。
【００１５】
【発明の効果】
本発明の拡散円偏光板は、反射型ＬＣＤの優れた白黒表示性能、及びこの結果から得られるカラー化した場合の優れた色再現性を、優れた量産性で実現できるものである。
【００１６】
【実施例】
以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、実施例における位相差フィルムのレターデーション値の測定は、偏光顕微鏡を用いて波長５４６nmの単色光で常法により行った。レターデーション値の角度依存性は、王子計測器（株）製の KOBRA-21ADHを用いて測定した。また、表示特性については、液晶セルに換えてレターデーションが約２７０nmの位相差フィルムを鏡の上に粘着剤を用いて積層したものを用い、その上にフィルムを粘着剤で積層して、目視により評価した。
【００１７】
実施例１
偏光フィルム（SQ-1852AP0-AG1、住友化学工業(株)製：アクリル系粘着剤厚み＝約２５μｍ）とλ／２フィルム（SEF-460275B7、住友化学工業(株)製： Ｒ1/2＝２７４nm、Ｎｚ＝１.１０ 、アクリル系粘着剤厚み＝約２５μｍ）を、偏光フィルムの吸収軸とλ／２フィルムの遅相軸が−７５°となるように偏光フィルムの粘着剤により貼合する。次にλ／４フィルム（SEF-460138E7、住友化学工業(株)製：Ｒ1/4＝１３１nm、Ｎｚ＝１.１９、アクリル系粘着剤厚み＝約２５μｍ）を、偏光フィルムの吸収軸とλ／４フィルムの遅相軸が−１５°となるようにλ／２フィルムの粘着剤により貼合する。次に、光拡散フィルム（ルミスティー X-2030 、最大ヘーズ値＝９０％、アクリル系粘着剤厚み＝約２５μｍ）をλ／４フィルムの粘着剤により貼合し、偏光フィルム−λ／２フィルム−λ／４フィルム−光拡散フィルムの構成である拡散円偏光板を得た。この拡散円偏光板の特性を前記の方法で目視により評価したところ、位相差フィルムが無い部分は黒く、位相差フィルムがある部分は白い良好な表示が確認された。
【００１８】
実施例２
偏光フィルム（SQ-1852AP0-AG3-AR 、住友化学工業(株)製：アクリル系粘着剤厚み＝約２５μｍ）と光拡散フィルム（ルミスティー X-2030 、最大ヘーズ値＝９０％、アクリル系粘着剤厚み＝約２５μｍ）を、偏光フィルムの粘着剤により貼合する。次に、λ／２フィルム（SEF-460275B7、住友化学工業(株)製：Ｒ1/2＝２７４nm、Ｎｚ＝１.１０、アクリル系粘着剤厚み＝約２５μｍ）を、偏光フィルムの吸収軸とλ／２フィルムの遅相軸が
１５°となるように光拡散フィルムの粘着剤により貼合した。さらに、λ／４フィルム
（SEF-460138E7、住友化学工業(株)製：Ｒ1/4＝１３１nm、Ｎｚ＝１.１９、アクリル系粘着剤厚み＝約２５μｍ）を、偏光フィルムの吸収軸とλ／４フィルムの遅相軸が７５°となるようにλ／２フィルムの粘着剤により貼合し、偏光フィルム−光拡散フィルム−λ／２フィルム−λ／４フィルムの構成である拡散円偏光板を得た。この拡散円偏光板の特性を前記の方法で目視により評価したところ、位相差フィルムが無い部分は黒く、位相差フィルムがある部分は白い良好な表示が確認された。
【００１９】
比較例１
実施例１において用いたのと同じ偏光フィルム、λ／４フィルム及び光拡散フィルムを用いて、実施例１と同じ角度で貼合し、偏光フィルム−λ／４フィルム−光拡散フィルムの構成である拡散円偏光板を得た。この拡散円偏光板の特性を前記の方法で目視により評価した。位相差フィルムがある部分は白く良好であったが、位相差フィルムが無い部分は濃紫色となり、表示特性が劣るものであった。
【００２０】
比較例２
実施例１において用いたのと同じ偏光フィルム、λ／２フィルム及びλ／４フィルムを用いて、実施例１と同じ角度で貼合し、偏光フィルム−λ／２フィルム−λ／４フィルムの構成である円偏光板を得た。この円偏光板の特性を前記の方法で目視により評価した。位相差フィルムが無い部分は黒く良好であったが、位相差フィルムがある部分は鏡面となって白くならず、表示特性が劣るものであった。