(57)【要約】【課題】構成が簡単で容易に製造することができ、優れた視野角特性を有する半透過型液晶表示装置を提供する。【解決手段】表示面側の偏光子Ａと、その偏光子の吸収軸と略直交する吸収軸を有するもう１枚の偏光子Ｂから構成される一対の偏光子の間に、透過領域と反射領域とを有する垂直配向型の液晶セルを有する半透過型液晶表示装置であって、液晶セルと偏光子Ａとの間、及び、液晶セルと偏光子Ｂとの間に、各それぞれ１枚の負の一軸性を有する層Ａ及びＢを備えてなることを特徴とする半透過型液晶表示装置。【選択図】図１
2007248884.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示面側の偏光子Ａと、その偏光子の吸収軸と略直交する吸収軸を有するもう１枚の偏光子Ｂから構成される一対の偏光子の間に、透過領域と反射領域とを有する垂直配向型の液晶セルを有する半透過型液晶表示装置であって、液晶セルと偏光子Ａとの間、及び、液晶セルと偏光子Ｂとの間に、それぞれ１枚の負の一軸性を有する層Ａ及びＢを備えてなることを特徴とする半透過型液晶表示装置。
【請求項２】
負の一軸性を有する層Ａ及びＢの液晶セルから遠い側に、それぞれ１枚のλ／４板を備え、２枚のλ／４板の遅相軸が略直交し、かつ、一方のλ／４板の遅相軸と表示面側の偏光子の吸収軸とが約４５°の角度をなす請求項１に記載の半透過型液晶表示装置。
【請求項３】
負の一軸性を有する層Ａ及びＢの両方の厚さ方向レターデーションＲth（＝{(ｎx＋ｎy)／２−ｎz}×ｄ；ただし、ｎx、ｎyは層面内の主屈折率の平均値、ｎzは層厚さ方向の主屈折率の平均値、ｄは層の厚さである。）が、４０ｎｍ〜１５０ｎｍである請求項１又は２に記載の半透過型液晶表示装置。
【請求項４】
負の一軸性を有する層ＡのＲthが８０ｎｍ〜１３０ｎｍであり、負の一軸性を有する層ＢのＲthが４０ｎｍ〜１５０ｎｍである請求項３に記載の半透過型液晶表示装置。
【請求項５】
λ／４板の両方のＲthが、６５ｎｍ〜７５ｎｍである請求項２〜４のいずれか１項に記載の半透過型液晶表示装置。
【請求項６】
λ／４板の両方が、幅方向に４５°の方向に遅相軸を有する長尺のλ／４板を、所定の大きさに切り取って得られたものである請求項２〜５のいずれか１項に記載の半透過型液晶表示装置。
【請求項７】
負の一軸性を有する層Ａ及びＢの少なくとも一方が、脂環式構造を有するポリマーのフィルムを二軸延伸してなる層である請求項１〜６のいずれか１項に記載の半透過型液晶表示装置。
【請求項８】
負の一軸性を有する層Ａ及びＢの少なくとも一方が、光学異方性材料を支持基体に配向させてなる層である請求項１〜６のいずれか１項に記載の半透過型液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半透過型液晶表示装置に関する。さらに詳しくは、本発明は、構成が簡単で容易に製造することができ、優れた視野角特性を有する半透過型液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶（ＬＣ）表示装置の液晶は、陰極線管（ＣＲＴ）表示装置のＣＲＴ、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）表示装置のＥＬ素子などとは異なり、自らは発光しない。そのために、液晶表示装置には、バックライトなどの発光体からの光や、太陽光などの周囲光が利用される。発光体を使用するものとして透過型液晶表示装置が、周囲光を利用するものとして反射型液晶表示装置が挙げられる。透過型液晶表示装置は、液晶セルの背面に設けたバックライト又は側面に設けたエッジライトを光源として使用するが、周囲光が強い屋外などでは、表示画面が見づらい場合がある。反射型液晶表示装置は、液晶セル内に反射板を設け、周囲光のみにより表示を行うが、周囲光の弱い場所では十分に鮮明な画像が形成されにくい。このために、携帯情報端末、デジタルカメラ、ビデオカメラなどの屋外でも屋内でも使用される機器には、透過光と反射光の双方を利用する半透過型液晶表示装置が多く用いられ、半透過型液晶表示装置の開発とその改良が進められている。
特許文献１では、透過表示と反射表示を組み合わせた液晶表示装置において、黒表示の場合に光漏れが発生せず、十分な黒レベルが得られる液晶表示装置として、反射機能を有する領域と透過機能を有する領域とが形成された一方基板と、対向電極が形成された他方基板の間に液晶層が挟持された液晶表示装置において、他方基板の液晶層とは反対の面に設けられた第１の偏光手段、一方基板の液晶層とは反対の面に設けられた第２の偏光手段、第１の偏光手段と液晶層の間に設けられ、直線偏光を円偏光とする第１の位相差板、第２の偏光手段と液晶層の間に設けられ、直線偏光を円偏光とする第２の位相差板、第１の偏光手段と液晶層の間に設けられ、第１の位相差板の屈折率異方性の波長依存性を補償する第３の位相差板を有する液晶表示装置が提案されている。
また、特許文献２では、屋外での視認性と暗い状況下での視認性を両立させ、視野角の拡大やコントラストの向上などの高い表示品質を実現した半透過型液晶表示装置として、複数の画素を備え、第１電極を備える第１基板と、第２電極を備える第２基板との間に、垂直配向型の液晶が封入された液晶表示装置であって、各画素領域は反射領域と透過領域とを有し、反射領域においては、液晶層へ入射された光の位相差を制御する液晶層の厚さで規定されるギャップが、反射領域でのギャップを透過領域でのギャップよりも小さくするためのギャップ調整部を有し、画素領域内に液晶の配向方向を１画素領域内で分割するための配向制御部を有し、第１基板と第２基板には、λ／４板とλ／２板がそれぞれ設けられている半透過型液晶表示装置が提案されている。
しかし、これらの液晶表示装置においてもなお視野角特性が不十分であって、画像を正面から眺める場合は問題はないが、黒表示のときに側方から観察すると光漏れが認められ、さらに、構造が複雑であって、製造に手間がかかる。
【特許文献１】特開２０００−３５５７０号公報
【特許文献２】特開２００６−１１３６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、構成が簡単で容易に製造することができ、優れた視野角特性を有する半透過型液晶表示装置を提供することを目的としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明者は、上記の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、透過領域と反射領域を有する垂直配向型の液晶セルを有する半透過型液晶表示装置において、液晶セルと表示面側の偏光子との間、及び、液晶セルと反表示面側の偏光子との間に、各１枚の負の一軸性を有する層を設けることにより、構成が簡略化された半透過型液晶表示装置とすることができ、しかもこの半透過型液晶表示装置は、優れたコントラスト視野角特性を有することを見いだし、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、
（１）表示面側の偏光子Ａと、その偏光子の吸収軸と略直交する吸収軸を有するもう１枚の偏光子Ｂから構成される一対の偏光子の間に、透過領域と反射領域とを有する垂直配向型の液晶セルを有する半透過型液晶表示装置であって、液晶セルと偏光子Ａとの間、及び、液晶セルと偏光子Ｂとの間に、それぞれ１枚の負の一軸性を有する層Ａ及びＢを備えてなることを特徴とする半透過型液晶表示装置、
（２）負の一軸性を有する層Ａ及びＢの液晶セルから遠い側に、それぞれ１枚のλ／４板を備え、２枚のλ／４板の遅相軸が略直交し、かつ、一方のλ／４板の遅相軸と表示面側の偏光子の吸収軸とが約４５°の角度をなす(１)に記載の半透過型液晶表示装置、
（３）負の一軸性を有する層Ａ及びＢの両方の厚さ方向レターデーションＲth（＝{(ｎx＋ｎy)／２−ｎz}×ｄ；ただし、ｎx、ｎyは層面内の主屈折率の平均値、ｎzは層厚さ方向の主屈折率の平均値、ｄは層の厚さである。）が、４０ｎｍ〜１５０ｎｍである(１)又は(２)に記載の半透過型液晶表示装置、
（４）負の一軸性を有する層ＡのＲthが８０ｎｍ〜１３０ｎｍであり、負の一軸性を有する層ＢのＲthが４０ｎｍ〜１５０ｎｍである(３)に記載の半透過型液晶表示装置、
（５）λ／４板の両方のＲthが、６５ｎｍ〜７５ｎｍである(２)〜(４)のいずれか１項に記載の半透過型液晶表示装置、
（６）λ／４板の両方が、幅方向に４５°の方向に遅相軸を有する長尺のλ／４板を、所定の大きさに切り取って得られたものである(２)〜(５)のいずれか１項に記載の半透過型液晶表示装置、
（７）負の一軸性を有する層Ａ及びＢの少なくとも一方が、脂環式構造を有するポリマーのフィルムを二軸延伸してなる層である(１)〜(６)のいずれか１項に記載の半透過型液晶表示装置、及び、
（８）負の一軸性を有する層Ａ及びＢの少なくとも一方が、光学異方性材料を支持基体に配向させてなる層である(１)〜(６)のいずれか１項に記載の半透過型液晶表示装置、
を提供するものである。
【発明の効果】
【０００５】
本発明の半透過型液晶表示装置は、透過領域と反射領域を有する垂直配向型の液晶セルを、表示面側と反表示面側で挟む偏光板の構成が簡単で、偏光子フィルムと延伸フィルムをロールツーロールで積層して得られる長尺の偏光板フィルムから偏光板を切り出して作製することができるので、容易かつ経済的に製造することができる。本発明の半透過型液晶表示装置は、簡単な構成を有するにもかかわらず、従来の半透過型液晶表示装置に比べて、透過領域のコントラスト視野角特性が大きく向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明の半透過型液晶表示装置は、表示面側の偏光子Ａと、その吸収軸と略直交する吸収軸を有するもう１枚の偏光子Ｂから構成される一対の偏光子の間に、透過領域と反射領域とを有する垂直配向型の液晶セルを有する半透過型液晶表示装置であって、液晶セルと偏光子Ａとの間、及び、液晶セルと偏光子Ｂとの間に、それぞれ１枚の負の一軸性を有する層Ａ及びＢを備えてなる半透過型液晶表示装置である。本発明の半透過型液晶表示装置は、負の一軸性を有する層Ａ及びＢの液晶セルから遠い側に、それぞれ１枚のλ／４板を備え、表示面側から見て、２枚のλ／４板の互いの遅相軸が略直交し、かつ、一方のλ／４板の遅相軸と表示面側の偏光子の吸収軸とが約４５°の角度をなすことが好ましい。
図１は、本発明の半透過型液晶表示装置の一態様の構成を示す説明図である。本態様の装置は、表示面側の偏光子１と反表示面側（バックライト側）の偏光子２との間に、透過領域と反射領域とを有する垂直配向型の液晶セル３を有する。本図において、偏光子の矢印は吸収軸を表す。図において、角度は、表示面側の偏光子の吸収軸から、反時計回りに測定した角度として表す。表示面側の偏光子１の吸収軸の角度を０°としたとき、反表示面側の偏光子２の吸収軸の角度は９０°であり、両者は直交している。液晶セルと表示面側の偏光子との間には負の一軸性を有する層４が備えられ、液晶セルと反表示面側の偏光子との間にも負の一軸性を有する層５が備えられている。負の一軸性を有する層の液晶セルから遠い側に、表示面側にλ／４板６、反表示面側にλ／４板７が備えられている。本図において、λ／４板の矢印は遅相軸を表す。表示面側の偏光子１の吸収軸の角度を０°としたとき、λ／４板６の遅相軸の角度は１３５°であり、λ／４板７の遅相軸の角度は４５°であり、２枚のλ／４板の遅相軸が直交している。図１に示す態様の半透過型液晶表示装置には、偏光子Ａの表示面側の最外層と、偏光子Ｂの反表示面側（バックライト側）の最外層に、それぞれ保護フィルム８及び９が設けられている。
【０００７】
本発明の半透過型液晶表示装置は、透過領域と反射領域を有する垂直配向型の液晶セルの両側に負の一軸性を有する層を備えた極めて簡単な構成であり、容易に経済的に製造することができる。本発明装置は、良好なコントラスト視野角特性を有する。本発明装置は、負の一軸性を有する層の液晶セルから遠い側に、それぞれ１枚のλ／４板を備え、２枚のλ／４板の遅相軸を略直交させ、一方のλ／４板の遅相軸と表示面側の偏光子の吸収軸のなす角度を約４５°とすることにより、コントラスト視野角特性がいっそう向上し、特に透過領域のコントラスト視野角特性が良好となる。なお、本発明において略直交とは、直交からの誤差角度が３°以内を意味するものである。また、本発明において約４５°とは、４５°からの誤差角度が３°以内を意味するものである。
本発明の半透過型液晶表示装置は、負の一軸性を有する層の厚さ方向レターデーションＲthが４０ｎｍ〜１５０ｎｍであることが好ましい。厚さ方向レターデーションＲthは、次式で表される値である。
Ｒth ＝ {(ｎx＋ｎy)／２−ｎz}×ｄ
ただし、ｎx、ｎyは層面内の主屈折率の平均値、ｎzは層厚さ方向の主屈折率の平均値、ｄは層の厚さである。負の一軸性を有する層の厚さ方向レターデーションＲthが４０ｎｍ〜１５０ｎｍであると、液晶表示装置の黒表示時の表示画面を、正面から観察しても、斜めから観察しても、同程度のコントラストを有する画像を得ることができる。
【０００８】
本発明の半透過型液晶表示装置は、負の一軸性を有する層Ａの厚さ方向レターデーションＲthが８０ｎｍ〜１３０ｎｍであり、負の一軸性を有する層Ｂの厚さ方向レターデーションＲthが４０ｎｍ〜１５０ｎｍであることがより好ましい。負の一軸性を有する層Ａの厚さ方向レターデーションＲthが８０ｎｍ〜１３０ｎｍであると、晴天の屋外で液晶表示装置の表示画面を観察した場合の、視野角特性が向上する。また、負の一軸性を有する層Ｂの厚さ方向レターデーションＲthが４０ｎｍ〜１５０ｎｍであると、室内で液晶表示装置の表示画面を観察した場合の、視野角特性が向上する。
本発明の半透過型液晶表示装置は、負の一軸性を有する層の正面レターデーションＲeが、−５ｎｍ〜５ｎｍであり、−３ｎｍ〜３ｎｍであることが好ましく、−１ｎｍ〜１ｎｍであることがより好ましい。正面レターデーションＲeは、次式で表される値である。
Ｒe ＝ (ｎx−ｎy)×ｄ
ただし、ｎx、ｎyは層面内の主屈折率の平均値、ｄは層の厚さである。負の一軸性を有する層の正面レターデーションＲeが−５ｎｍ〜５ｎｍであると、液晶表示装置の黒表示時の表示画面を、正面から観察しても、斜めから観察しても、同程度のコントラストを有する画像を得ることができる。
【０００９】
本発明に用いる負の一軸性を有する層は、平均厚さが、１〜２００μｍであることが好ましく、３０〜２００μｍであることがより好ましく、３０〜１００μｍであることがさらに好ましい。また、負の一軸性を有する層の幅方向の厚さムラは、最大値と最小値の差で３μｍ以下であることが好ましく、２μｍ以下であることがより好ましい。
【００１０】
本発明に用いる負の一軸性を有する層は、透明な板状物であるが、その少なくとも一方が、透明樹脂からなる層を二軸延伸することによって、又はディスコチック液晶などの光学異方性材料を支持基体に配向させることによって、得られたものであることが好ましい。
【００１１】
負の一軸性を有する層を二軸延伸によって得るために用いる透明樹脂としては、所望の波長に対して透明な樹脂であればよく、例えば、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリイミド樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリスルホン樹脂、ボリアリレート樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ジアセチルセルロース、トリアセチルセルロース、ポリスチレン樹脂、ポリアクリル樹脂、脂環式構造を有するポリマーなどを挙げることができる。これらの中で、脂環式構造を有するポリマーを好適に用いることができる。
脂環式構造を有するポリマーとしては、例えば、ノルボルネン系樹脂、単環の環状オレフィン系樹脂、環状共役ジエン系樹脂、ビニル脂環式炭化水素系樹脂、これらの樹脂の水素化物などを挙げることができる。これらの中で、ノルボルネン系樹脂は、透明性と成形性が良好なために好適に用いることができる。
ノルボルネン系樹脂としては、例えば、ノルボルネン構造を有する単量体の開環重合体若しくはノルボルネン構造を有する単量体と他の単量体との開環共重合体又はそれらの水素化物、ノルボルネン構造を有する単量体の付加重合体若しくはノルボルネン構造を有する単量体と他の単量体との付加共重合体又はそれらの水素化物などを挙げることができる。
【００１２】
透明樹脂は、ガラス転移温度が、８０℃以上であることが好ましく、１００〜２５０℃であることがより好ましい。透明樹脂の光弾性係数Ｃの絶対値は、１０×１０-12Ｐａ-1以下であることが好ましく、７×１０-12Ｐａ-1以下であることがより好ましく、４×１０-12Ｐａ-1以下であることがさらに好ましい。光弾性係数Ｃは、複屈折をΔｎ、応力をσとしたとき、Ｃ＝Δｎ／σで表される値である。光弾性係数Ｃの絶対値が１０×１０-12Ｐａ-1以下であると、透明樹脂からなる延伸フィルムを半透過型液晶表示装置に適用した場合に、表示画面の端部の色相が変化する現象を抑えることができる。
本発明に用いる透明樹脂には、顔料や染料などの着色剤、蛍光増白剤、分散剤、熱安定剤、光安定剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、酸化防止剤、滑剤、溶剤などの配合剤を適宜配合することができる。
【００１３】
透明樹脂からなる層を二軸延伸する方法に特に制限はなく、例えば、縦方向に延伸したのちに横方向に延伸する逐次二軸延伸と、縦方向と横方向に同時に延伸する同時二軸延伸のいずれをも行うことができる。透明樹脂からなる層の縦方向の延伸倍率と横方向の延伸倍率を適宜選択することにより、層面内の主屈折率ｎxと主屈折率ｎyが略等しく、層厚さ方向の主屈折率ｎzが異なる負の一軸性を有するフィルムを得ることができる。なお、主屈折率ｎxと主屈折率ｎyが略等しいとは、ｎxとｎyの差の絶対値が０.０１以下であることを言う。
【００１４】
また、負の一軸性を有する層を得るために用いる、前記の光学異方性材料としては、その主屈折率値ｎx'、ｎy'、及びｎz'のうち、少なくとも１つが他と異なる値を有するものであればよく、例えば、式［１］で示されるディスコチック液晶化合物とエチレンオキシド変性トリメチロールプロパントリアクリレートの共重合体、合成ヘクトライトと第四級アンモニウム化合物との複合体からなる有機粘土複合体、式［２］で示されるフッ素化ポリイミド、式［３］で示されるポリエーテルエーテルケトン、ｎx'＞ｎy'＝ｎz'の特性を有する化合物（支持基材に塗布すると、コレステリック構造を形成して配向してｎx＝ｎy＞ｎzの特性を有する層となるもの等）などを挙げることができる。
【化１】
2007248884.tif 000003
【００１５】
光学異方性材料を配向させるために用いる支持基体は、透明ガラスや前記透明樹脂などからなる透明な板であればよいが、前記脂環式構造を有するポリマーのフィルム、又はトリアセチルセルロースフィルムであることが好ましい。また、本発明の液晶表示装置を薄型化できる観点から、後述するλ／４板を支持基体とすることもできる。光学異方性材料を配向させる方法に特に制限はなく、例えば、光学異方性材料を溶剤に溶解させた塗布液を得、これを支持基体に膜状に塗布し、乾燥させる方法がある。
【００１６】
本発明の半透過型液晶表示装置は、λ／４板の厚さ方向レターデーションＲthが、６５ｎｍ〜７５ｎｍであることが好ましく、６７ｎｍ〜７３ｎｍであることがより好ましい。λ／４板の厚さ方向レターデーションＲthが６５ｎｍ〜７５ｎｍであると、液晶表示装置の黒表示時の表示画面を、正面から観察しても、斜めから観察しても、同程度のコントラストを有する画像を得ることができる。
本発明の半透過型液晶表示装置は、λ／４板の正面レターデーションＲeが、１３０ｎｍ〜１５０ｎｍであり、１３５ｎｍ〜１４５ｎｍであることが好ましい。λ／４板の正面レターデーションＲeが１３０ｎｍ〜１５０ｎｍであると、優れた階調表示を有する画像を得ることができる。
【００１７】
本発明に用いるλ／４板は、平均厚さが、３０〜２００μｍであることが好ましく、３０〜１６０μｍであることがより好ましく、３０〜１５０μｍであることがさらに好ましい。また、λ／４板の幅方向の厚さムラは、最大値と最小値の差で３μｍ以下であることが好ましく、２μｍ以下であることがより好ましい。
【００１８】
本発明に用いるλ／４板は、透明な板状物であるが、幅方向に４５°の方向に遅相軸を有する長尺のλ／４板を、所定の大きさに切り取って得られたものであることが好ましい。幅方向に４５°の方向に遅相軸を有する長尺のλ／４板を用いることにより、長尺の偏光子フィルム、長尺のλ／４板及び長尺の負の一軸性を有するフィルムをロールツーロールで積層して、長尺の偏光板フィルムとし、長尺の偏光板フィルムから必要な寸法のフィルム片を切り出して、半透過型液晶表示装置の偏光板を得ることができる。このために、各種の延伸フィルムを必要な角度に合わせて切り出したのち、バッチ貼合することにより偏光板とする従来の方法に比べて、はるかに簡単かつ容易に偏光板を得ることができる。なお、本発明において長尺とは、フィルムの幅方向に対し少なくとも５倍程度以上の長さを有するものを言い、好ましくは１０倍もしくはそれ以上の長さを有し、具体的にはロール状に巻回されて保管または運搬される程度の長さを有するものを言う。
【００１９】
本発明に用いる幅方向に４５°の方向に遅相軸を有する長尺のλ／４板は、長尺のフィルム（以下、原反フィルムということがある。）を幅方向に対して斜交する角度の方向に延伸することにより得ることができる（以下、このような延伸を、斜め延伸ということがある）。この長尺のλ／４板の製造方法は、長尺のλ／４板のＲth値を後述する範囲にしやすい観点から、長尺フィルムを原反ロールから巻き出す工程；原反フィルムの両端を把持手段により把持する工程；予熱ゾーン、延伸ゾーン及び固定ゾーンを通過させて原反フィルムを幅方向に対して斜交する角度の方向に延伸して延伸フィルムを得る工程；延伸フィルムの両端を把持手段から解放する工程；及び延伸フィルムを巻き取る工程を含む方法であることが好ましく、両端の把持手段の走行速度を略等しく、かつ、各工程中を通じて一定にすることを含む方法であることがより好ましい。
【００２０】
図２は、本発明に用いる長尺のλ／４板の製造方法の説明図である。図２の右側の原反ロール（図示されない。）から原反フィルムが巻き出され、原反フィルムの両端をクリップなどの把持手段（図示されない。）で把持し、矢印４８の方向に原反フィルムが送り込まれる。原反フィルムは、先ず予熱ゾーンに入る。予熱ゾーンでは、原反フィルムの幅Ｗ0を変えることなく、原反フィルムの温度を上げる。予熱ゾーンにおける加熱温度は、原反フィルムの材質によって適宜選択することができ、通常は原反フィルムを構成する樹脂材料のガラス転移温度をＴgとしたとき、Ｔg−３０℃〜Ｔg＋２０℃であることが好ましい。
加熱された原反フィルムは、延伸ゾーンに入って延伸される。延伸は、一対の把持手段間の距離が変化し始めることによって開始される。図２に示す態様においては、Ｓ１及びＳ２において一対の把持手段間の距離が広がり始める。この拡がり始めた点における一対の把持手段が、図２中左側に走行し、この一対の把持手段間の距離が変わらなくなる点Ｅ１及びＥ２で延伸が終了する。両端の把持手段は走行速度が略等しく一定であるので、Ｓ１からＥ１までの走行距離と、Ｓ２からＥ２までの走行距離は等しい。把持手段の走行速度は適宜選択することができるが、通常は１〜１００ｍ／分であることが好ましい。把持手段の走行パターンは特に制限はなく、図２に示す態様では、直線を基調にして予熱ゾーンと延伸ゾーンの境目及び延伸ゾーンと固定ゾーンの境目の２箇所で屈曲した走行パターンとなっているが、曲線を基調にした走行パターンとすることもできる。延伸ゾーンの温度は、通常はＴg−２０℃〜Ｔg＋２０℃であることが好ましい。幅方向の厚さムラを減少するために、延伸ゾーンにおいて幅方向に温度差をつけることができ、把持手段付近の温度をフィルム中央部よりも高めにすることが好ましい。延伸されたフィルムは、次いで固定ゾーンに入る。固定ゾーンにおいては、延伸された状態を保ちつつ、フィルムの温度を下げる。固定ゾーンの温度は、通常はＴg−４０℃〜Ｔg＋２０℃の温度であることが好ましい。
【００２１】
固定ゾーンを通過したフィルムは、矢印４９の方向に送り出され、巻芯（図示しない。）に巻き取られ、巻回体となる。フィルムが送り出される方向は、巻芯に巻き取る方向と同じである。フィルムを送り込む方向４８と送り出される方向４９とは、角度θkをなしており、予熱ゾーン、延伸ゾーン及び固定ゾーンを通過する間に、角度θｋだけフィルムが曲げられる。この曲げ角度θk、延伸ゾーンでの拡がり角度などの値を変更することによって、フィルムの幅方向に対して斜交する方向への延伸方向を調整することができる。送り出されたフィルムの幅はＷ1となり、幅方向にＲ（＝Ｗ1／Ｗ０）倍に変形される。幅方向の変形倍率Ｒは、適宜調整することができるが、長尺のλ／４板のＲth値を後述する範囲にするためには、Ｒが１.２〜１.６であることが好ましい。延伸終了点を結んだ線Ｅ１−Ｅ２と延伸終了点通過後のフィルム幅方向とがなす劣角（以下、延伸角度ということがある）θeは、適宜調整することができるが、長尺のλ／４板のＲthを後述する範囲にするためには、θeを３５〜４５°とすることが好ましい。
幅方向の変形倍率Ｒは、ｃｏｓθkよりも大きいことが好ましく、１以上であることがより好ましい。Ｒの好ましい下限ｃｏｓθkは、延伸フィルムに皺が発生するおそれがある限界を示すものである。図２において、幅Ｗ0のフィルムが、曲げ角度θkで曲げられると、送り出されるフィルムは幅Ｗ1になるが、幅Ｗ0と同じ向きでの長さＬは、Ｗ1をｃｏｓθkで除した値になる。長さＬが、送り込んだ原反フィルムの幅Ｗ0以下になると、フィルムにたるみが生じ、皺が発生する原因となる。
【００２２】
本発明に用いる長尺のλ／４板の製造に用いる原反フィルムは、透明樹脂からなる長尺フィルムである。この透明樹脂としては、前述の透明樹脂と同じものを挙げることができる。
本発明に用いる原反フィルムは、単層フィルムであっても、多層フィルムであってもよい。また、原反フィルムは、巻芯に巻き取られた原反ロールとして供給することが好ましい。本発明に用いる原反フィルムは、光学的等方性のフィルムである必要はなく、光学的異方性（複屈折性）のフィルムであってもよいが、光学的等方性のフィルムであることが好ましい。なお、光学的等方性のフィルムとは、Ｒeが５０ｎｍ未満のフィルムのことを指し、延伸されていないフィルムであることが好ましい。
【００２３】
本発明に用いる偏光子フィルムは、直角に交わる二つの直線偏光の一方を透過するフィルムである。偏光子フィルムとしては、例えば、ポリビニルアルコールフィルムやエチレン酢酸ビニル部分ケン化フィルムなどの親水性高分子フィルムに、ヨウ素や二色性染料などの二色性物質を吸着させて一軸延伸させたフィルム、前記の親水性高分子フィルムを一軸延伸して二色性物質を吸着させたフィルム、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などのポリエン配向フィルム、グリッド偏光子フィルムや異方性多層フィルムなどの反射性偏光フィルムなどを挙げることができる。偏光子フィルムの厚さは、５〜８０μｍであることが好ましい。
【００２４】
本発明において、偏光子の保護フィルムとしては、透明性、機械的強度、熱安定性、水分遮蔽性などに優れたフィルムを好適に用いることができる。このようなフィルムの素材としては、例えば、トリアセチルセルロースなどのセルロースアセテート、脂環式オレフィンポリマー、ポリオレフィン重合体、ポリカーボネート重合体、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル重合体、ポリ塩化ビニル重合体、ポリスチレン重合体、ポリアクリロニトリル重合体、ポリスルホン重合体、ポリエーテルスルホン重合体、ポリアミド重合体、ポリイミド重合体、アクリル重合体などを挙げることができる。
【００２５】
長尺の偏光板フィルムを得るための好適な製造方法としては、例えば、λ／４板のロール及び偏光子フィルムのロールからそれぞれ同時にフィルムを引き出しながら、長尺のλ／４板と長尺の偏光子フィルムとを密着させる方法を挙げることができる。λ／４板と偏光子フィルムとの接着面には、接着剤を介在させることができる。λ／４板と偏光子フィルムとを密着させる方法としては、例えば、２本の平行に並べられたロールのニップにλ／４板と偏光子フィルムを重ねて通し、圧着する方法などを挙げることができる。
本発明において、λ／４板は、幅方向に４５°の方向に遅相軸を有する斜め延伸により得られた長尺のλ／４板を、所定の大きさに切り取って得ることができる（例えば、長尺のλ／４板の長手方向に対して垂直又は平行な方向に沿って切り取ることによって得ることができる）。長尺のλ／４板は、単独で所定の大きさに切り取ることもできるが、長尺の保護フィルム、長尺の偏光子フィルム、斜め延伸により得られた長尺のλ／４板及び長尺の負の一軸性を有する層をこの順に積層して貼り合わせて得られた長尺の偏光板フィルムを、所定の大きさに切り取ることが好ましい。
【００２６】
本発明の液晶表示装置は、光源の一つとしてバックライトを有するが、他にも、例えばプリズムアレイシート、レンズアレイシート、光拡散板や輝度向上フィルム等の適宜な部品を適当な位置に一層又は二層以上配置することができる。
本発明の液晶表示装置においては、バックライトとして、冷陰極管、水銀平面ランプ、発光ダイオード、ＥＬなどを用いることができる。
【実施例】
【００２７】
以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限定されるものではない。
製造例１
脂環式構造を有するポリマー〔日本ゼオン(株)、ゼオノア(登録商標)１４２０〕を溶融押出して、図２に示す延伸機にて斜め延伸することにより、厚さが５５μｍであり、遅相軸がフィルムの長手方向に対して４５°の角度をなし、正面レターデーションＲeが１３８ｎｍ、厚さ方向レターデーションＲthが６９ｎｍである正の一軸性を有するフィルムを製膜した。なお、変形倍率Ｒは１.４にし、延伸角度θeは４０°にした。このフィルムを、斜め延伸フィルム１Ａとする。
脂環式構造を有するポリマー〔日本ゼオン(株)、ゼオノア(登録商標)１４２０〕を溶融押出して、逐次二軸延伸することにより、厚さが６０μｍであり、正面レターデーションＲeが１ｎｍ、厚さ方向レターデーションＲthが１０４ｎｍである負の一軸性を有するフィルムを製膜した。このフィルムを、二軸延伸フィルム１Ｂとする。
トリアセチルセルロースフィルムは、厚さ８０μｍの市販品（コニカミノルタ社製、商品名「ＫＣ８ＵＸ２Ｍ」）を用いた。このフィルムを、ＴＡＣフィルムとする。
ヨウ素で染色したポリビニルアルコールフィルムを一軸延伸して、厚さ２５μｍの偏光子フィルムを製膜し、直ちにロールツーロールで接着剤を用いてＴＡＣフィルムと積層し、偏光子フィルムの吸収軸と斜め延伸フィルム１Ａの遅相軸が１３５°の角度をなすように積層し、さらに二軸延伸フィルム１Ｂを積層して偏光板フィルムとし、この偏光板フィルムから一辺が偏光子フィルムの吸収軸と平行な５ｃｍ×５ｃｍのフィルム片を切り出して偏光板１を得た。
製造例２
脂環式構造を有するポリマー〔日本ゼオン(株)、ゼオノア(登録商標)１４２０〕を溶融押出して、逐次二軸延伸することにより、厚さが６４μｍであり、正面レターデーションＲeが２ｎｍ、厚さ方向レターデーションＲthが４６ｎｍである負の一軸性を有するフィルムを製膜した。このフィルムを、二軸延伸フィルム２Ｂとする。
二軸延伸フィルム１Ｂの代わりに、二軸延伸フィルム２Ｂを用いて、偏光子フィルムの吸収軸と斜め延伸フィルム１Ａの遅相軸が４５°の角度をなすように積層した以外は、製造例１と同様にして、偏光板フィルムを作製し、この偏光板フィルムから一辺が偏光子フィルムの吸収軸と垂直な５ｃｍ×５ｃｍのフィルム片を切り出して偏光板２を得た。
【００２８】
製造例３
脂環式構造を有するポリマー〔日本ゼオン(株)、ゼオノア(登録商標)１４２０〕を溶融押出して、縦一軸延伸することにより、厚さが５０μｍであり、正面レターデーションＲeが２７７ｎｍ、厚さ方向レターデーションＲthが１３８ｎｍである正の一軸性を有するフィルムを製膜した。このフィルムを、縦延伸フィルム１Ｃとする。
脂環式構造を有するポリマー〔日本ゼオン(株)、ゼオノア(登録商標)１４２０〕を溶融押出して、縦一軸延伸することにより、厚さが６５μｍであり、正面レターデーションＲeが１３９ｎｍ、厚さ方向レターデーションＲthが７０ｎｍである正の一軸性を有するフィルムを製膜した。このフィルムを、縦延伸フィルム２Ｃとする。
製造例１と同様にして、ヨウ素で染色したポリビニルアルコールフィルムを一軸延伸して、厚さ２５μｍの偏光子フィルムを製膜し、直ちに偏光子フィルムの両面にＴＡＣフィルムをロールツーロールで積層して、ＴＡＣ積層偏光子フィルムを得た。
ＴＡＣ積層偏光子フィルムから、一辺が偏光子の吸収軸と平行な５ｃｍ×５ｃｍのフィルム片を切り出した。また、縦延伸フィルム１Ｃから一辺が遅相軸と１０５°の角度をなす５ｃｍ×５ｃｍのフィルム片と、縦延伸フィルム２Ｃから一辺が遅相軸と１６５°の角度をなす５ｃｍ×５ｃｍのフィルム片と、二軸延伸フィルム１Ｂから５ｃｍ×５ｃｍのフィルム片とを切り出した。
ＴＡＣ積層偏光子フィルムの吸収軸と、縦延伸フィルム１Ｃの遅相軸が１０５°の角度をなし、縦延伸フィルム２Ｃの遅相軸が１６５°の角度をなすように積層し、さらに二軸延伸フィルム１Ｂを積層し、これらの４枚のフィルムを接着剤を用いて貼着して、偏光板３を得た。
製造例４
製造例３で得られたＴＡＣ積層偏光子フィルムから、一辺が偏光子の吸収軸と垂直な５ｃｍ×５ｃｍのフィルム片を切り出した。また、縦延伸フィルム１Ｃから一辺が遅相軸と１５°の角度をなす５ｃｍ×５ｃｍのフィルム片と、縦延伸フィルム２Ｃから一辺が遅相軸と７５°の角度をなす５ｃｍ×５ｃｍのフィルム片とを切り出した。
ＴＡＣ積層偏光子フィルムの吸収軸と、縦延伸フィルム１Ｃの遅相軸が７５°の角度をなし、縦延伸フィルム２Ｃの遅相軸が１５°の角度をなすように積層し、これらの３枚のフィルム片を接着剤を用いて貼着して、偏光板４を得た。
製造例５
脂環式構造を有するポリマー〔日本ゼオン(株)、ゼオノア(登録商標)１４２０〕を溶融押出して、逐次二軸延伸することにより、厚さが５５μｍであり、正面レターデーションＲeが１３７ｎｍ、厚さ方向レターデーションＲthが１８１ｎｍである二軸性を有するフィルムを製膜した。このフィルムを、二軸延伸フィルム３Ｂとする。
製造例３で得られたＴＡＣ積層偏光子フィルムから、一辺が偏光子の吸収軸と垂直な５ｃｍ×５ｃｍのフィルム片を切り出した。また、二軸延伸フィルム３Ｂから、一辺が遅相軸と１３５°の角度をなす５ｃｍ×５ｃｍのフィルム片を切り出した。
ＴＡＣ積層偏光子フィルムの吸収軸と、二軸延伸フィルム３Ｂの遅相軸が１３５°の角度をなすように積層し、２枚のフィルムを接着剤を用いて貼着して、偏光板５を得た。
【００２９】
実施例１
透過領域と反射領域を有し、セルの厚さが透過領域２.７４μｍ、反射領域１.３７μｍであり、誘電異方性が負であり、波長５５０ｎｍにおける屈折率異方性Δｎが０.０９であり、プレチルト角が８８°である垂直配向型の半透過型液晶セルを用い、表示面側に製造例１で得られた偏光板１を積層し、反表示面側に製造例２で得られた偏光板２を積層して、図３に示す構成を有する液晶表示装置を作製した。なお、図３、図６及び図９において、図中の矢印は、偏光子では吸収軸を示し、延伸フィルムでは遅相軸を示す。
得られた液晶表示装置の表示特性を、照度２０ルクスの暗い部屋で目視で評価すると、正面から見た場合も、極角４０°以内の斜め方向から見た場合も、表示画面は良好かつ均質であった。得られた液晶表示装置の表示特性を、照度２,０００ルクスの明るい部屋で目視で評価すると、正面から見た場合も、極角４０°以内の斜め方向から見た場合も、表示画面は良好かつ均質であった。
この液晶表示装置について、シミュレーションにより得られた透過領域のコントラスト図を図４に示し、反射領域のコントラスト図を図５に示す。
【００３０】
比較例１
実施例１と同じ垂直配向型の半透過型液晶セルを用い、表示面側に製造例３で得られた偏光板３を積層し、反表示面側に製造例４で得られた偏光板４を積層して、図６に示す構成を有する液晶表示装置を作製した。
得られた液晶表示装置の表示特性を、照度２０ルクスの暗い部屋で目視で評価すると、正面から見た場合は、表示画面は良好かつ均質であったが、極角が４０°を超える斜め方向から見た場合は、黒表示品位が悪く、コントラストが低かった。得られた液晶表示装置の表示特性を、照度２,０００ルクスの明るい部屋で目視で評価すると、正面から見た場合も、極角４０°以内の斜め方向から見た場合も、表示画面は良好かつ均質であった。
この液晶表示装置について、シミュレーションにより得られた透過領域のコントラスト図を図７に示し、反射領域のコントラスト図を図８に示す。
比較例２
実施例１と同じ垂直配向型の半透過型液晶セルを用い、表示面側に製造例５で得られた偏光板５を積層し、反表示面側に製造例４で得られた偏光板４を積層して、図９に示す構成を有する液晶表示装置を作製した。
得られた液晶表示装置の表示特性を、照度２０ルクスの暗い部屋で目視で評価すると、正面から見た場合は、表示画面は良好かつ均質であったが、極角が４０°を超える斜め方向から見た場合は、黒表示品位が悪く、コントラストが低かった。得られた液晶表示装置の表示特性を、照度２,０００ルクスの明るい部屋で目視で評価すると、正面から見た場合も、極角４０°以内の斜め方向から見た場合も、表示画面は良好かつ均質であった。
この液晶表示装置について、シミュレーションにより得られた透過領域のコントラスト図を図１０に示し、反射領域のコントラスト図を図１１に示す。
図３に見られるように、液晶セルと表示面側の偏光子との間、及び、液晶セルと反表示面側の偏光子との間に、各１枚の負の一軸性のフィルムを備えてなる実施例１の半透過型液晶表示装置は、図６及び図９の従来の半透過型液晶表示装置に比べて、簡単な構成であり、容易かつ経済的に製造することができる。しかも、図４、図７及び図１０から分かるように、実施例１の半透過型液晶表示装置は、液晶セルと表示面側の偏光子との間にのみ負の一軸性のフィルムを有する比較例１の半透過型液晶表示装置、及び、負の一軸性のフィルムを有しない比較例２の半透過型液晶表示装置に比べて、透過領域のコントラスト視野角特性が優れている。また、図５、図８及び図１１から分かるように、実施例１の半透過型液晶表示装置は、比較例１〜２の半透過型液晶表示装置と比較して、反射領域のコントラスト視野角特性は同等又はそれ以上である。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明の半透過型液晶表示装置は、透過領域と反射領域を有する垂直配向型の液晶セルを表示面側と反表示面側で挟む偏光板の構成が簡単で、偏光子フィルムと延伸フィルムをロールツーロールで積層して得られる長尺の偏光板フィルムから偏光板を切り出して作製することができるので、容易かつ経済的に製造することができる。本発明の半透過型液晶表示装置は、簡単な構成を有するにもかかわらず、従来の半透過型液晶表示装置に比べて、透過領域のコントラスト視野角特性が大きく向上し、反射領域のコントラスト視野角特性は同等又はそれ以上であるので、携帯情報端末、デジタルカメラ、ビデオカメラなどの屋外でも屋内でも使用される機器の表示装置として好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の半透過型液晶表示装置の一態様の構成を示す説明図である。
【図２】本発明に用いる長尺のλ／４板の製造方法の説明図である。
【図３】本発明の半透過型液晶表示装置の一態様の構成を示す説明図である。
【図４】図３の半透過型液晶表示装置の透過領域のコントラスト図である。
【図５】図３の半透過型液晶表示装置の反射領域のコントラスト図である。
【図６】従来の半透過型液晶表示装置の一例の構成を示す説明図である。
【図７】図６の半透過型液晶表示装置の透過領域のコントラスト図である。
【図８】図６の半透過型液晶表示装置の反射領域のコントラスト図である。
【図９】従来の半透過型液晶表示装置の他の例の構成を示す説明図である。
【図１０】図９の半透過型液晶表示装置の透過領域のコントラスト図である。
【図１１】図９の半透過型液晶表示装置の反射領域のコントラスト図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  表示面側の偏光子
２  反表示面側の偏光子
３  垂直配向型の液晶セル
４  負の一軸性を有する層
５  負の一軸性を有する層
６  λ／４板
７  λ／４板
８  保護フィルム
９  保護フィルム
４８  フィルムの送り込み方向
４９  フィルムの送り出し方向
Ｗ0  延伸前の幅
Ｗ1  延伸後の幅
θk  曲げ角度
θe  延伸角度
Ｓ１、Ｓ２  延伸開始点
Ｅ１、Ｅ２  延伸終了点
Ａ  予熱ゾーン
Ｂ  延伸ゾーン
Ｃ  固定ゾーン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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