JPH09101413A - 偏光板及びそれを用いた液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 液晶パネルの照明に用いられている冷陰極蛍
光管の発光波長は透過させ、その波長以外の波長の外部
光は吸収するように選択された複数の染料を含むハード
コート層を表面に持つ偏光板が、液晶表示装置の視認光
路系内に配置されている。 【効果】 表示されている画像の明るさの減衰が少な
く、かつ、液晶表示装置の表示装置で反射される外部光
を大きく減衰させるので、明るいところでもコントラス
トが高く見やすい表示装置を提供することができる。フ
ィルタなどの部品点数の増加がなく、機械的信頼性も高
い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、防眩性を有する偏光板
及び、その偏光板を用いて見やすさを向上させた液晶表
示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶ディスプレイ装置などの表示装置
を、太陽光などが入射する明るいところで使用すると、
コントラストが低下して画像が見にくくなる。これは太
陽光などの外部光が液晶パネルなどの表示素子で反射し
て、表示されている画像とともに眼に入るからである。

【０００３】この反射光を低減させる工夫が従来から考
案されている。以下にその例を示す。

【０００４】（１）シャープ技報第５４号（１９９２年
１１月）３９〜４２ページには、表示装置表面での反射
を防ぐために反射防止膜を前面保護板に設ける技術が開
示されている。

【０００５】一方、（２）特開平３−１１６０２１号公
報には、表示装置の表示面側に配置した着色ガラスによ
って５００乃至６００ｎｍの波長の反射光を吸収して減
衰させる液晶表示装置が開示されている。また、（３）
特開平４ー１９４８０３号公報には、透明プラスチック
基板上に形成された吸収膜から成るフィルターが開示さ
れている。

【０００６】液晶表示装置においては、液晶パネルの前
面に前面保護板を配置する構造から、液晶パネルの偏光
板が直接外部に露出する構造に変わってきた。前面保護
板への外部光の映り込みや、表面反射による表示輝度の
低下を防ぐためである。そのため偏光板の表面には、傷
をつきにくくするためハードコート層が設けられるよう
になった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記
（１）の反射防止膜は、非常に高価なうえ、表示装置表
面での反射光は減衰させることはできるが、表示装置の
内部に入って反射してくる光を減衰させることができな
いという問題点がある。

【０００８】前記（２）のフィルターは着色ガラスであ
り、一般的にはネオジム等の希土類を含んでいる。希土
類化合物を含むプラスチックフィルターも考案されてい
るが、アクリルなどの透明樹脂に比べて高価になるとい
う問題点がある。一方、前記（３）のフィルターでは、
透明プラスチック基板上にネオジムを含む無機質膜が直
接形成されており、密着性が弱いという問題点がある。
希土類化合物は吸収係数が小さいため、分散させると厚
みを薄くできないからである。

【０００９】本発明はこの様な問題点を解決するもの
で、不要な波長領域の光を減衰させる安価で膜構成の変
わらない機械的信頼性の高い偏光板、及び、この偏光板
を用いて表示装置での反射光を減衰させ、コントラスト
を向上させた視認性に優れた液晶表示装置を提供するこ
とを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の偏光板
は、偏光板表面に特定の波長領域の光を吸収するハード
コート層が形成されていることを特徴とする。

【００１１】本発明の第２の偏光板は、偏光板表面に特
定の波長領域の光を吸収するハードコート層が形成さ
れ、更に反射防止層が積層されていることを特徴とす
る。

【００１２】本発明の第３の偏光板は、偏光板表面に特
定の波長領域の光を吸収し、かつ表面乱反射による防眩
効果を有するするハードコート層が形成されていること
を特徴とする。

【００１３】本発明の液晶表示装置は、前記第１乃至第
３の偏光板が、表示装置の視認光路系内に配置されてい
ることを特徴とする。

【００１４】

【作用】偏光板表面のハードコート層に特定の波長領域
の光を吸収する機能を付与するためには、塗布するハー
ドコート剤に表示装置の表示に関わっている波長以外の
不要な波長領域の光を吸収する成分を含ませる必要があ
る。この成分は吸収係数が高く、ハードコート剤に溶解
する染料が良い。複数の波長領域の光を減衰させるため
には、複数の染料を好ましい割合で含ませる。更に偏光
板表面での外部光の映り込み、及び反射が表示の視認性
を低下させないよう、反射防止層を積層させたり、表面
乱反射による防眩効果を施すと、視認性がより向上す
る。本発明の偏光板は構造的には、ハードコート層付き
偏光板と同じため、市場で入手できる偏光板と同じ信頼
性を持つことになる。

【００１５】液晶表示装置において表示に用いられてい
る波長以外の波長領域の光を吸収する本発明の偏光板
を、表示装置の光源から表示装置を見ている人の眼の間
までの光路内に配置すると、表示色は偏光板を透過して
眼に入る一方、表示色以外の光は偏光板で吸収される。
特に液晶表示装置の最表面に本偏光板を配置すると、液
晶表示装置の内部で反射される外部光は、眼に入るまで
に偏光板を２回通るので、２乗の吸収を受けることにな
り効果は大きい。また、本発明の液晶表示装置は反射防
止膜を備えているので表示表面での反射も抑えることが
できるので、コントラストの高い画像を見ることができ
る。また、本発明の液晶表示装置は防眩機能膜を備えて
いるので表示表面での外部光の映り込みを抑えることが
できるので、見やすい画像を得ることができる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて説明する。

【００１７】（実施例１）本発明の偏光板の第１の実施
例を説明する。

【００１８】図１に偏光板の断面を示す。基本構造とし
てヨウ素を含んだポリビニルアルコールからなる偏光層
１０をトリアセチルセルロースの透明フィルム（以下Ｔ
ＡＣフィルムと記す）１１で挟みこんでいる。

【００１９】ＴＡＣフィルム表面には厚さ３μｍのアク
リル系のハードコート層１２が形成されている。このハ
ードコート層にはアゾ系の染料が１重量％含有されてお
り、その透過率曲線を図７に示す。図７からわかるよう
に主に５７０〜６００ｎｍの光を吸収する。この波長領
域は人の眼の視感度の比較的高い波長領域であり、反射
光は、見る人にギラツキ感を与える。

【００２０】なお、ハードコート層はアクリル系に限定
されるものではないが、偏光板の耐久性から熱硬化樹脂
は用いることができず、光硬化樹脂である必要がある。

【００２１】（実施例２）本発明の表示装置の第１の実
施例を説明する。

【００２２】本実施例における液晶表示装置の構成の断
面図を図５に示す。実施例１で説明した偏光板５０、液
晶パネル５１、通常の偏光板５２、バックライト５３か
ら構成されている。液晶パネルはガラス基板に挟持され
た液晶や透明電極、カラーフィルタなどから構成されて
おり、バックライトは冷陰極蛍光管と導光板、反射板、
拡散板などから構成されている。偏光板は液晶パネルの
ガラス基板に接着剤５４を介して貼り付けられており、
偏光板５０の構成要素である特定の波長領域の光を吸収
するハードコート層が、最表面にくるように配置されて
いる。

【００２３】なお、液晶パネルやバックライトの構成は
本実施例の構成に、なんら限定を加えるものではない。

【００２４】バックライトからの光５５は液晶パネル５
１の照明に用いられ、偏光板５２、液晶パネル５１を透
過した光はさらに偏光板５０を透過して、表示装置を見
ている人の眼に入る。

【００２５】一方、太陽光などの外部光５６は一部は偏
光板５０の表面で反射し、残りは偏光板５０を通った
後、液晶パネル５１、偏光板５２、バックライト５３な
どの界面で反射し、再び偏光板５０を通って眼に入る。

【００２６】図８に、バックライトに用いている冷陰極
蛍光管の発光スペクトル８０、と偏光板５０の透過率曲
線７０を重ねて示した。図の左の縦軸は偏光板の透過率
を示しており、右の縦軸は冷陰極蛍光管の発光スペクト
ルの強度を示している。

【００２７】この図からわかるように、冷陰極蛍光管す
なわちバックライトの発光波長の光は若干吸収される
が、この偏光板５０によって１回しか減衰を受けないの
で、その大部分が偏光板を透過して眼に入る。従って、
液晶パネルに表示されている画像の明るさの減衰は少な
い。

【００２８】一方、液晶ディスプレイ装置の内部で反射
される外部光５６は、眼に入るまでに偏光板を２回通る
ので、透過率の２乗の吸収を受けることになり、５７０
〜６００ｎｍの波長領域の光は大きく減衰する。偏光板
を２回通る反射光に対する透過率曲線８１も図８に重ね
て示している。この曲線は透過率曲線７０で表される透
過率の値を２乗したものである。

【００２９】以上説明したように、本発明の偏光板によ
って、表示画像を暗くすることなく、表示装置内からの
反射光を大きく減衰させることができるので、明るいと
ころでもコントラストが高く見やすい表示装置を構成す
ることができた。また、別途カバーガラス、フィルタな
どの部品点数が増えず、安価で表面反射による有効な光
の減衰の少ない、優れた液晶表示装置を達成できた。

【００３０】（実施例３）本発明の偏光板の第２の実施
例を説明する。

【００３１】基本的な構造は実施例１と同じであるが、
図２に示すようにハードコート層表面に多層膜から成る
反射防止層２０が形成されており、可視光の広い波長範
囲で反射率を小さくしている。ＳｉＯ₂などの無機材料
からなる反射防止膜はＴＡＣフィルムへの密着性は良く
ないが、ハードコート層１２への密着性は良好であり、
ハードコート層１２は光吸収層としての機能と密着改良
層としての機能を合わせ持っている。なお、反射防止膜
は用途によっては多層膜ではなく単層膜でも良い。実施
例１と異なるのはハードコート層１２に含まれる染料で
あり、本実施例ではアゾ系の染料０．５重量％とポリメ
チン系の染料０．８重量％とが含まれている。ポリメチ
ン系の染料は、主に５００ｎｍ〜５３０ｎｍの波長の光
を吸収する。

【００３２】本実施例の偏光板の透過率曲線は、図９の
曲線９０のようになる。図９には実施例２で説明した液
晶ディスプレイ装置で用いられる冷陰極蛍光管の発光ス
ペクトル８０も重ねて描かれている。

【００３３】実施例１で説明した、アゾ系の染料だけを
含む偏光板では５７０〜６００ｎｍの波長の光の吸収だ
けであったが、ポリメチン系の染料を加えることによっ
て、二種類の染料による吸収が足し合わされたようなス
ペクトルとなり、５００〜５３０ｎｍの波長の光の吸収
も大きく吸収されるようになった。また、表面に反射防
止層が施されているため、偏光板表面での反射も小さく
抑えることができた。

【００３４】（実施例４）本発明の液晶表示装置の第２
の実施例を説明する。

【００３５】表示装置の構造は実施例２で説明した液晶
表示装置と同様であるが、前面偏光板５０として実施例
３で説明した偏光板を用いている。また、背面偏光板５
２として、実施例３で説明した染料を含むハードコート
層を有するものの、表面に多層膜から成る反射防止層２
０が形成されていない偏光板を用いた。

【００３６】実施例２で説明した、ハードコート層にア
ゾ系染料だけを含む偏光板を備えた液晶表示装置では、
液晶表示装置の内部で反射される外部光のうち主に５７
０〜６００ｎｍの波長範囲の光しか吸収できなかった
が、本実施例のように、ハードコート層にアゾ系染料と
ポリメチン系染料を含む偏光板を備えた液晶表示装置で
は、液晶表示装置の内部で反射される外部光のうち５０
０〜５３０ｎｍ及び５７０〜６００ｎｍの波長範囲の光
を大きく吸収することができる。しかも、図９からわか
るように冷陰極蛍光管の発光波長の光の減衰は少ない。

【００３７】また偏光板の表面、すなわち液晶表示装置
の表面で反射する外部光３６は反射防止膜で低減され
る。

【００３８】従って、本実施例の表示装置においても、
実施例３の偏光板を備えることによって、表示装置表面
での反射光を減らすとともに、表示画像を暗くすること
なく、表示に関係しない反射光、あるいは、表示装置内
部からの反射光を大きく減衰させることができるので、
明るいところでもコントラストが高く見やすい表示装置
を構成することができた。

【００３９】（実施例５）本発明の偏光板の第３の実施
例を説明する。

【００４０】構造は図３に示すような断面図であり、本
実施例ではＴＡＣフィルム表面にシリカ微粒子を含んだ
厚さ５μｍのアクリル系のハードコート層３０が形成さ
れている。表面乱反射による防眩効果をねらったもの
で、外部光の映り込みを防ぐ事ができる。シリカ粒子の
粒径や密度を変えることで、光沢度や曇度を調整するこ
とができる。またハードコート層にはキノン系の染料が
１重量％含有されており、その透過率曲線を図１０に示
す。図１０からわかるように主に５２０〜５８０ｎｍの
光を吸収する。この波長領域は人の眼の視感度の比較的
高い波長領域であり、眩しさの原因となっている。

【００４１】（実施例６）本発明の液晶表示装置の第３
の実施例を説明する。

【００４２】本実施例における液晶表示装置の構成の断
面図を図６に示す。実施例５で説明した偏光板５０、位
相差補償板６０、液晶パネル５１、通常の偏光板５２、
反射板６１から構成されている。液晶パネル、位相差補
償板、反射板などの位置関係は本実施例の構成に限定さ
れるものではない。

【００４３】太陽光や室内灯などの外部光６２は前面偏
光板５０を通った後、位相差補償板６０、液晶パネル５
１、背面偏光板５２を透過し、反射板６１で反射し、再
び偏光板、液晶パネル、位相差補償板、偏光板を通って
表示装置を見ている人の眼に入る。勿論、液晶表示装置
内部の界面で反射した光も、最終的には前面偏光板５０
を通って表示装置を見ている人の眼に入る。単にハード
コート層にシリカ微粒子が含まれているだけの偏光板
は、表面乱反射による外部光の映り込みは防げるもの
の、表示が白ボケして、コントラストが低下していた。
本液晶表示装置は人の眼の視感度の比較的高い波長領域
の光が吸収されているため、表面がぎらついて白ボケす
る現象は起こらなかった。

【００４４】以上説明したように、本発明の偏光板によ
って、表示のコントラストを低下せせることなく、防眩
効果を付与することができたので、明るいところでも見
やすい表示装置を構成することができた。また、別途カ
バーガラス、フィルタなどの部品点数が増えず、安価で
表面反射による有効な光の減衰の少ない、優れた液晶表
示装置を達成できた。

【００４５】（実施例７）本発明の偏光板の第４の実施
例を説明する。

【００４６】構造は図４に示すような断面であるり、本
実施例ではＴＡＣフィルム表面に転写による凹凸形状を
施した厚さ３μｍのアクリル系のハードコート層４０が
形成されている。表面乱反射による防眩効果をねらった
もので、外部光の映り込みを防ぐ事ができる。凹凸の大
きさや密度により、光沢度や曇度を調整することができ
る。更にハードコート層表面に多層膜から成る反射防止
層１３が形成されており、可視光の広い波長範囲で反射
率を小さくしている。またハードコート層にはアゾ系の
染料０．５重量％とポリメチン系の染料０．８重量％と
が含まれている。

【００４７】本実施例の偏光板の透過率曲線は、実施例
３同様に図９の曲線９０のようになる。図９には実施例
２で説明した液晶ディスプレイ装置で用いられる冷陰極
蛍光管の発光スペクトル８０も重ねて描かれている。発
光スペクトル以外の波長の光を吸収する機能の他に、反
射防止機能、外部光の映り込み防止機能がバランスよく
備わっている。

【００４８】

【発明の効果】本発明の偏光板は、適切に選ばれた複数
の染料を含んだハードコート剤から構成されているの
で、単純な構造でありながら所望の波長領域の光を吸収
できるという効果を有する。また安価で機械的信頼性が
高く、従来品と膜構成が変わらないため、すぐ現行の偏
光板と置き換えることができる。

【００４９】また、本発明の液晶表示装置は、光源から
眼までの光路内に、前記偏光板を備えている。このよう
な表示装置は、表示されている画像の明るさの減衰は少
なく、かつ、表示装置で反射される外部光は大きく減衰
させられるので、明るい場所でもコントラストが高く見
やすい、という効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１における偏光板の構成を示す
断面図。

【図２】本発明の実施例３における偏光板の構成を示す
断面図。

【図３】本発明の実施例５における偏光板の構成を示す
断面図。

【図４】本発明の実施例７における偏光板の構成を示す
断面図。

【図５】本発明の実施例２における液晶表示装置の構成
を示す断面図。

【図６】本発明の実施例６における液晶表示装置の構成
を示す断面図。

【図７】本発明の実施例１における偏光板の分光特性を
示す図。

【図８】本発明の実施例２で用いられる偏光板の分光特
性及び液晶表示装置で用いられる冷陰極蛍光管の発光ス
ペクトルを示す図。

【図９】本発明の実施例３の偏光板の分光特性及び液晶
表示装置で用いられる冷陰極蛍光管の発光スペクトルを
示す図。

【図１０】本発明の実施例７における偏光板の分光特性
を示す図。

【符号の説明】

１０ 偏光層 １１ ＴＡＣフィルム １２ 染料を含むハードコート層 ２０ 反射防止層 ３０ 染料と微粒子を含むハードコート層 ４０ 染料を含み表面に凹凸が施されたハードコート層 ５０ 前面偏光板 ５１ 液晶パネル ５２ 背面偏光板 ５３ バックライト ５４ 接着剤 ５５ バックライトからの光 ５６ 外部光 ６０ 位相差補償板 ６１ 反射板 ７０ 偏光板の分光特性を示す曲線 ８０ 冷陰極蛍光管の発光スペクトルを示す曲線 ８１ 偏光板の反射における分光特性を示す曲線 ９０ 偏光板の分光特性を示す曲線 １００ 偏光板の分光特性を示す曲線

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 偏光板表面に特定の波長領域の光を吸収
   するハードコート層が形成されていることを特徴とする
   偏光板。
2. 【請求項２】 前記ハードコート層が、単一あるいは複
   数の染料を含む光硬化型樹脂層であることを特徴とする
   請求項１記載の偏光板。
3. 【請求項３】 偏光板表面に特定の波長領域の光を吸収
   するハードコート層が形成され、更に反射防止層が積層
   されていることを特徴とする偏光板。
4. 【請求項４】 偏光板表面に特定の波長領域の光を吸収
   し、かつ表面乱反射による防眩効果を有するするハード
   コート層が形成されていることを特徴とする偏光板。
5. 【請求項５】 前記ハードコート層が、単一あるいは複
   数の染料と、微粒子を含む光硬化型樹脂層であることを
   特徴とする請求項４記載の偏光板。
6. 【請求項６】 前記ハードコート層が、単一あるいは複
   数の染料を含む光硬化型樹脂層であり、表面に凹凸形状
   が施されていることを特徴とする請求項４記載の偏光
   板。
7. 【請求項７】 請求項１乃至請求項６記載の偏光板が、
   表示装置の視認光路系内に配置されていることを特徴と
   する液晶表示装置。