JP4953517B2 - Manufacturing method of polarizing plate and liquid crystal display device - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の技術分野】
本発明は、液晶表示パネルの側面より入射させた光を効率よく視認方向に光路変換して薄型軽量で明るく、像の乱れが少なくて見易い表示の液晶表示装置を形成しうる偏光板の製造方法に関する。
【０００２】
【発明の背景】
光出射手段を具備する光学フィルムと偏光フィルムを接着してなる偏光板を液晶セルの視認側表面に設けてなる液晶表示パネルの側面より光を入射させ、パネル内の伝送光を前記の光出射手段を介し反射させてパネルを照明するようにした外光・照明両用式の反射型液晶表示装置が提案されていた（特開２０００−１４７４９９号公報）。これはそれまでのサイドライト型導光板よりも遙かに薄い光学フィルムにて液晶表示パネルの照明システムを実現してその薄型軽量化を達成すると共に、散乱反射光を照明に利用するもの（特開平５−１５８０３３号公報）に比べて照明光の指向性を高めて明るい表示を達成したものである。
【０００３】
従来、前記において光学フィルムと偏光フィルムの接着一体化処理は、光学フィルムと偏光フィルムのそれぞれをまず所定のサイズと角度で裁断した後、それらの単板毎に光学フイルムと偏光フイルムとを接着する方法が採られていた。そのため裁断から一体化処理までの工程数が多い上に、裁断時のサイズずれ、接着時の位置ずれや光学軸のずれが起こりやすい問題点があった。位置ずれや光学軸のずれは、コントラストの低下や着色発生の原因となると共に、光出射手段への入射角が変化し出射光が観察者方向に向かわないため液晶表示が暗くなり総じて表示品位が大きく低下する。
【０００４】
【発明の技術的課題】
本発明は、裁断時のサイズずれ及び接着時の位置ずれや光学軸のずれが発生しにくく、かつ光学フィルムと偏光フィルムの接着一体化物からなる所定サイズのものを少ない工程数で効率よく形成でき、液晶表示パネルの側面より入射させた光を効率よく視認方向に光路変換して薄型軽量で明るく、見易い表示の液晶表示装置を形成しうる偏光板の開発を課題とする。
【０００５】
【課題の解決手段】
本発明は、フィルム面に対する傾斜角が３５〜４８度の光路変換斜面を具備する凹部の複数からなる光出射手段を有する矩形状の領域よりなる単位の複数を長尺の透明フィルムの片面に、各領域の辺の方向が透明フィルムの長辺方向に対して平行又は垂直となるように設けてなる光学フィルムと、長辺方向に光学軸を有する長尺の偏光フィルムとをそれらの長辺方向が平行となるように、かつ光学フィルムの光出射手段を有する面が外側となるように接着層を介し圧着して積層体を連続的に形成し、前記積層体を裁断して、前記の領域単位からなる積層片を得ることを特徴とする偏光板の製造方法、及びその偏光板を光学フィルムによる光出射手段を有する側が外側となるように液晶セルの少なくとも片側に配置してなることを特徴とする液晶表示装置を提供するものである。
【０００６】
【発明の効果】
本発明の製造方法によれば、長尺の光学フィルムと偏光フィルムを用いて所定サイズの単位体を一括して接着処理することにより、所定サイズに裁断した単板毎の接着処理を回避できて単位体に位置ずれや光学軸のずれが発生しにくく裁断時のサイズずれも生じにくい。その結果、光学フィルムと偏光フィルムの接着一体化物からなる所定サイズの偏光板を少ない工程数で効率よく、かつ品質のバラツキが少ない状態で形成することができる。またその偏光板を用いて液晶表示パネルの側面より入射させた光を効率よく視認方向に光路変換して薄型軽量で明るく、見易い表示の液晶表示装置を形成することができる。
【０００７】
【発明の実施形態】
本発明による製造方法は、フィルム面に対する傾斜角が３５〜４８度の光路変換斜面を具備する凹部の複数からなる光出射手段を有する矩形状の領域よりなる単位の複数を長尺の透明フィルムの片面に、各領域の辺の方向が透明フィルムの長辺方向に対して平行又は垂直となるように設けてなる光学フィルムと、長辺方向に光学軸を有する長尺の偏光フィルムとをそれらの長辺方向が平行となるように、かつ光学フィルムの光出射手段を有する面が外側となるように接着層を介し圧着して積層体を連続的に形成し、前記積層体を裁断して、前記の領域単位からなる積層片としての偏光板を得るものである。
【０００８】
前記した製造方法の工程例を図１に示した。また図２に光学フィルムの例を示した。さらに図３、４に光出射手段を形成する凹部の例を示した。１が光学フィルム（長尺の透明フィルム）で、１０がその矩形状領域、２が偏光フィルム、Ａが凹部で、ａがその光路変換斜面である。なお図１は斜視図、図２は平面図、図３、４は凹部の光路変換斜面に対する横断面を示す側面図である。また図３、４において１Ｃは接着層、１Ｄは偏光フィルム層である。
【０００９】
光学フィルム１における矩形状領域１０は、図８に例示した如く側面に光源５１を有する液晶セルのセル平面に沿う方向にその光出射手段の形成面が外側となるように配置し、前記光源による側面方向からの入射光ないしその伝送光を光路変換斜面ａを介し反射させて裏面側（偏光フィルム層側）に、従って液晶表示パネルの視認方向に光路変換して偏光フィルム層１Ｄより出射させ、その出射光を液晶表示パネル等の照明光（表示光）として利用できるようにすることを目的とする。
【００１０】
光学フィルムを形成する長尺の透明フィルムは、光源等を介して入射させる光の波長域に応じそれに透明性を示す適宜な材料の１種又は２種以上を用いて形成することができる。ちなみに可視光域では例えばアクリル系樹脂やポリカーボネート系樹脂、セルロース系樹脂やノルボルネン系樹脂等で代表される透明樹脂、熱や紫外線、電子線等の放射線で重合処理しうる硬化型樹脂などがあげられる。なお「長尺」は、フィルムの厚さ方向に対して直交する２辺方向の一辺の長さが他辺よりも大きいことを意味する（以下同じ）。
【００１１】
光路変換斜面への入射効率を高めて明るくてその均一性に優れる表示の液晶表示装置を得る点より透明フィルムの好ましい屈折率は、液晶セル、特にそのセル基板と同等以上、就中１．４９以上、特に１．５２以上である。またフロントライト方式とする場合の表面反射を抑制する点よりは１．６以下、就中１．５６以下、特に１．５４以下の屈折率であることが好ましい。なお斯かる屈折率は、可視光域の場合、Ｄ線に基づくことが一般的であるが、入射光の波長域に特異性などがある場合には前記に限定されずその波長域に応じることもできる（以下同じ）。
【００１２】
また輝度ムラや色ムラを抑制して表示ムラの少ない液晶表示装置を得る点より好ましい透明フィルムは、複屈折を示さないか複屈折の小さいもの就中、面内の平均位相差が３０nm以下のものである。位相差の小さい透明フィルムとすることにより偏光フィルム層等を介した直線偏光が入射した場合にその偏光状態を良好に維持できて表示品位の低下防止に有利である。
【００１３】
表示ムラ防止の点より透明フィルムにおける面内の好ましい平均位相差は、２０nm以下、就中１５nm以下、特に１０nm以下であり、その位相差の場所毎のバラツキが可及的に小さいものがより好ましい。さらに接着処理にて透明フィルムに発生しやすい内部応力を抑制してその内部応力による位相差の発生を防止する点よりは光弾性係数の小さい材料からなる透明フィルムが好ましい。加えて透明フィルムの厚さ方向の平均位相差も５０nm以下、就中３０nm以下、特に２０nm以下であることが表示ムラ防止等の点より好ましい。
【００１４】
斯かる低位相差の透明フィルムの形成は、例えば既成のフィルムを焼鈍処理する方式等にて内部の光学歪みを除去する方式などの適宜な方式にて行いうる。好ましい形成方式は、キャスティング方式にて位相差の小さい透明フィルムを形成する方式である。透明フィルムにおける前記の位相差は、可視域の光、特に波長５５０nmの光に基づくものであることが好ましい。なお上記した面内の平均位相差は、（ｎx−ｎy）×ｄにて定義され、厚さ方向の平均位相差は、｛（ｎx＋ｎy）／２−ｎz｝×ｄにて定義される。ただしｎxは、フィルム面内において最大の屈折率を示す方向の平均屈折率、ｎyは、フィルム面内においてｎx方向に直交する方向の平均屈折率、ｎzは、フィルムの厚さ方向の平均屈折率、ｄはフィルムの平均厚さを意味する。
【００１５】
透明フィルムは通例、単層物として形成されるが、同種又は異種の材料からなる積層体などとして形成されていてもよい。透明フィルムの厚さは、適宜に決定できて特に限定はないが、薄型軽量化等の点よりは５〜５００μm、就中１０〜３００μm、特に２０〜１００μmが好ましい。斯かる厚さとすることで打ち抜き処理等によるサイズ加工も容易に行うことができる。
【００１６】
光学フィルムは、図２の例の如く透明フィルム１の片面に、上記した出射特性を得るための光出射手段を有する矩形状の領域１０よりなる単位の複数を、その各領域の辺の方向が透明フィルムの長辺方向（矢印）に対して平行又は垂直となるように設けることにて形成される。斯かる平行又は垂直関係の設定は、長辺方向に光学軸を有する長尺の偏光フィルムと光学フィルムをそれらの長辺方向が平行となるように接着した場合に、当該矩形状領域１０の辺の方向が偏光フィルムの光学軸に対して平行又は垂直関係となることを目的とする。前記した領域の辺の平行又は垂直関係は、透明フィルムに設ける矩形状領域の全てで同じ状態に統一することが好ましい。
【００１７】
各矩形状領域のサイズは、適用する液晶セルのサイズ等に応じて適宜に決定することができる。打ち抜き方式等にて効率よく裁断する点よりはサイズを統一した矩形状領域を一定の間隔で設けることが好ましい。矩形状領域は、実質的に四辺形であればよく、辺の交点は直角であってもよいし、丸み処理等が施されて直角でない状態にあってもよい。
【００１８】
光学フィルム（透明フィルム）の矩形状領域内に設ける光出射手段は、図３、４の例の如くフィルム面に対する傾斜角θ１が３５〜４８度の光路変換斜面ａを具備する凹部Ａの複数にて形成される。ちなみに図３の例では断面二等辺三角形の凹部からなり、二面の光路変換斜面ａを具備する。一方、図４の例ではフィルム面に対する傾斜角θ１が３５〜４８度の光路変換斜面ａと当該傾斜角θ２が大きい立面ｂを具備する断面略三角形の凹部からなる。なお凹部は、光学フィルム内に凹んでいること（溝）を意味する。
【００１９】
前記により液晶セルの側面等に配置した光源による側面方向からの入射光ないしその伝送光を光路変換斜面ａを介し透明フィルムの光出射手段を有しない裏面側、従って偏光フィルム層側に光路変換して、液晶セル等に対し法線方向の指向性に優れる光を光源光の利用効率よく透明フィルムから出射させて偏光フィルム層に入射させることができる。光路変換斜面の当該傾斜角が３５度未満では液晶セルの視認背面側に反射板を配置して当該光路変換光を反射させた場合に、その反射光に基づく表示光の液晶表示パネルより出射する角度が３０度を越えることとなり視認に不利となる。一方、光路変換斜面の当該傾斜角が４８度を超えると全反射されずに斜面から光洩れが生じやすくなり光利用効率が低下する。
【００２０】
前記において光路変換斜面による反射方式に代えて、表面を粗面化した光出射手段による散乱反射方式とした場合には垂直な方向に反射しにくく液晶表示パネルから正面方向より大きく傾いた方向に出射されて液晶表示が暗く、コントラストに乏しくなる。光路変換斜面を介し効率よく全反射させて透明フィルムの裏面よりフィルム面の法線方向に指向性よく出射させ、液晶セルを効率よく照明して明るくて見やすい液晶表示を達成する点より光路変換斜面の好ましい当該傾斜角θ１は３８〜４５度、就中４０〜４３度である。
【００２１】
光出射手段は、図５〜７に平面図として例示した如く一辺から他辺にわたり連続した凹部や、不連続に断続する凹部の複数からなるものとして形成することができる。凹部は、前記した連続又は不連続の状態にてその光路変換斜面に基づいて図５の例の如く平行に分布していてもよいし、図６の例の如く不規則に分布していてもよく、さらに図７の例の如く仮想中心に対してピット状に配置された分布状態にあってもよい。また凹部は、その光路変換斜面に対する横断面に基づいて例えば略三角形〜略五角形等の適宜な形態を有するものであってよい。一般にはサイズの小型化による視覚性の低減や製造効率などの点より図３、４の例の如く断面略三角形の凹部とされる。なお前記略三角形等の「略」は、辺の角度変化や辺の交点からなる角の円化等の変形を許容することを意味する。
【００２２】
複数の凹部の配置状態は、その形態などに応じて適宜に決定することができる。上記したように光路変換斜面ａは、照明モードにおいて光源による側面方向からの入射光を透明フィルムの裏面方向に反射して光路変換するものであることより、斯かる光路変換斜面を具備する凹部を全光線透過率が７５〜９２％でヘイズが４〜２０％となるように透明フィルムの片面に分布させることが、光源を介した側面方向からの光を光路変換して液晶セルを効率よく照明する面光源を得て明るくてコントラストに優れる液晶表示を達成する点より好ましい。斯かる全光線透過率とヘイズの特性は、凹部のサイズや分布密度等の制御にて達成でき、例えば透明フィルムにおける光出射手段の形成面に占める光出射手段の投影面積に基づく占有面積を１／１００〜１／８、就中１／５０〜１／１０、特に１／３０〜１／１５とすることにより達成することができる。
【００２３】
より具体的には光路変換斜面のサイズが大きいと観察者にその斜面の存在が認識されやすくなって表示品位を大きく低下させやすくなり、液晶セルに対する照明の均一性も低下しやすくなること等も考慮して図５の例の如く連続する凹部を平行に分布させる場合、その繰返しピッチを２mm以下、就中２０μm〜１mm、特に５０〜５００μmとし、光路変換斜面のフィルム面に対する投影幅を４０μm以下、就中３〜２０μm、特に５〜１５μmとすることが好ましい。なお連続する凹部の平行分布は、矩形状領域の一辺に対して平行であってもよいし、３０度以内の交差状態で配列していてもよい。後者は、液晶セルの画素との干渉によるモアレの防止等に有効である。またモアレ防止は、平行配列の繰返しピッチの調節にても行うことができ、従って当該繰返しピッチは変化していてもよく一定ピッチでなくてもよい。
【００２４】
一方、図６、７の例の如く不連続な凹部を平行に又は不規則に分布させる場合や、仮想中心に対してピット状に分布させる場合には前記した特性の達成に加え光路変換斜面による反射効率も考慮して、光路変換斜面の長さを凹部の深さの５倍以上、就中８以上、特に１０以上の凹部とすることが好ましい。また光路変換斜面の長さは５００μm以下、就中２００μm以下、特に１０〜１５０μm、凹部の深さ及び幅は２μm〜１００μm、就中５〜８０μm、特に１０〜５０μmとすることが好ましい。なお前記の長さは、光路変換斜面の長辺方向の長さ、すなわち凹部の溝の連続方向に基づき、深さは透明フィルムの光出射手段形成面を基準とする。また幅は、光路変換斜面の長辺方向と深さ方向とに直交する方向の長さに基づく。
【００２５】
なお凹部を形成する面であって所定傾斜角の光路変換斜面ａを満足しない面、例えば図４における光路変換斜面ａに対向する立面ｂ等は、セル側面方向からの入射光を裏面より出射することに寄与するものではなく、表示品位や光伝送ないし光出射に可及的に影響しないことが好ましい。ちなみにフィルム面に対する立面の傾斜角θ２が小さいとフィルム面に対する投影面積が大きくなり、図８に例示した如く偏光板３を視認側に配置するフロントライト方式による外光モードではその立面による表面反射光が観察方向に戻って表示品位を阻害しやすくなる。
【００２６】
従って立面等の当該傾斜角θ２は大きいほど有利であり、それによりフィルム面に対する投影面積を小さくできて全光線透過率の低下等を抑制でき、また光路変換斜面と立面による頂角も小さくできて表面反射光を低減できその反射光を偏光板の平面方向（フィルム面方向）に傾けることができて液晶表示への影響を抑制することができる。斯かる点より立面等の好ましい傾斜角θ２は５０度以上、就中６０度以上、特に７５〜９０度である。
【００２７】
凹部Ａを形成する斜面は、直線面や屈折面や湾曲面等の適宜な面形態に形成されていてよい。また凹部の断面形状は、その傾斜角等がシートの全面で一定な形状であってもよいし、吸収ロスや先の光路変換による伝送光の減衰に対処して偏光板上での発光の均一化を図ることを目的に光が入射する側の側面から遠離るほど凹部を大きくしてもよい。また一定ピッチの凹部とすることもできるし、図６、７の例の如く光が入射する側（矢印）の側面から遠離るほど徐々にピッチを狭くして凹部の分布密度を多くしたものとすることもできる。さらにランダムピッチにて偏光板上での発光の均一化を図ることもでき、ランダムピッチは画素との干渉によるモアレの防止の点よりも有利である。よって光出射手段は、ピッチに加えて形状等も異なる凹の組合せからなっていてもよい。
【００２８】
凹部における光路変換斜面は、図３、４の例の如く液晶セルの側面方向より入射させる光の方向（矢印）に対面していることが出射効率の向上の点より好ましい。従って線状光源を用いる場合には図５、６に例示の如く光路変換斜面は、矩形状領域の一辺に対する方向又は一定の方向を向いていることが好ましい。また発光ダイオード等の点状光源を用いる場合には図７の例の如く光路変換斜面は、その点状光源の発光中心の方向を向いていることが好ましい。
【００２９】
凹部の断続端の形状等については特に限定はないが、その部分への入射光の低減化等による影響の抑制の点より３０度以上、就中４５度以上、特に６０度以上の斜面とすることが好ましい。また矩形状領域は、光出射手段を形成する凹部部分を除きその表裏面が可及的に平滑な平坦面であること、就中±２度以下の角度変化、特に０度の平坦面であることが好ましい。またその角度変化が長さ５mmあたり１度以内であることが好ましい。斯かる平坦面とすることにより矩形状領域を形成するフィルム面の大部分を角度変化が２度以下の平滑面とすることでき、液晶セルの内部を伝送する光を効率よく利用できて画像を乱さない均一な光出射を達成することができる。また偏光フィルムとの接着処理のしやすさ等の点よりも好ましい。
【００３０】
上記したように図７に例示した如き凹部Ａのピット状配置は、点状光源を液晶表示パネルの側面等に配置し、その点状光源による側面方向からの放射状の入射光ないしその伝送光を光路変換斜面ａを介し光路変換して偏光板を可及的に均一に発光させ、液晶セル等に対し法線方向の指向性に優れる光を光源光の利用効率よく偏光板から出射させることを目的とする。従ってそのピット状配置は、点状光源の配置が容易となるように偏光板の端面又はその外側に仮想中心が形成されるように行うことが好ましい。仮想中心は、同じ又は異なる偏光板端面に対して一箇所又は二箇所以上形成することができる。
【００３１】
光学フィルムの形成は、例えば熱可塑性樹脂からなる透明フィルムを所定の光出射手段を有する矩形状領域の１個又は複数を形成しうる金型に加熱下に押付て形状を転写する方法、加熱溶融させた熱可塑性樹脂あるいは熱や溶媒を介して流動化させた樹脂を所定の光出射手段を有する矩形状領域の１個又は複数を形成しうる金型に充填する方法、熱や紫外線、あるいは電子線等の放射線で重合処理しうる液状樹脂を所定の光出射手段を有する矩形状領域の１個又は複数を形成しうる型に充填ないし流延して重合処理する方法などの適宜な方法で行うことができる。前記の方法は、光出射手段具備の矩形状領域を有する状態に透明フィルムを一体成形して透明フィルムと光出射手段具備の矩形状領域を同体に有するものの形成に特に有利である。
【００３２】
光出射手段具備の矩形状領域を有する透明フィルムの好ましい形成方法は例えば、透明フィルムの片面に紫外線ないし放射線等で重合処理しうる硬化型樹脂を塗工し、その塗工層を金型における光出射手段具備の矩形状領域の形成面に密着させて紫外線や放射線等の照射により硬化処理したのち金型よりその透明フィルムを剥離回収する方法や、前記の硬化型樹脂を金型における光出射手段具備の矩形状領域の形成面に充填し、その充填層の上に透明フィルムを密着配置して紫外線や放射線等の照射により充填層を硬化処理したのち金型よりその透明フィルムを剥離回収する方法の如く、所定の光出射手段具備の矩形状領域を形成しうる金型を介して透明フィルムの片面に光出射手段具備の矩形状領域を付加する方法である。従ってこの場合には、図３、４の例の如く透明フィルム１Ｂにそれとは別体の光出射手段形成層１Ａを付設したものが形成される。
【００３３】
前記において後者の透明フィルムに光出射手段形成層を付加する方法の場合、付加する光出射手段形成層と透明フィルムの屈折率差が大きいと界面反射等にて出射効率が大きく低下する場合があり、それを防止する点より透明フィルムと光出射手段形成層との屈折率差を可及的に小さくすること、就中０．１０以内、特に０．０５以内とすることが好ましい。またその場合、透明フィルムよりも付加する光出射手段形成層の屈折率を高くすることが出射効率の点より好ましい。なお光出射手段形成層の形成には、透明フィルムに準じ入射光の波長域に応じた適宜な透明材料を用いうる。
【００３４】
上記において金型が光出射手段を有する矩形状領域の１個又は複数を形成しうるものである場合、その金型を用いて上記の操作を繰り返すことにより所定数（複数）の矩形状領域を有する光学フィルムを形成することができる。なお図３、４の例では透明な基材フィルム１Ｂに光出射手段形成層１Ａを付設したものを示したが、上記のように基材フィルムを省略した形態の光出射手段形成層の単層物からなる透明フィルムであってもよい。
【００３５】
光学フィルムの矩形状領域における光出射手段形成面には必要に応じて外光の表面反射による視認阻害の防止を目的としたノングレア処理や反射防止処理、傷付き防止を目的としたハードコート処理などを施すことができる。斯かる処理を施した矩形状領域を有する偏光板は、特にフロントライト方式に好ましく用いうる。ノングレア処理は、サンドブラスト方式やエンボス加工方式等の粗面化方式、シリカ等の前記した透明粒子を配合した樹脂の塗工方式などの種々の方式で表面を微細凹凸構造化することにより施すことができる。また反射防止処理は、干渉性の蒸着膜を形成する方式などにて施すことができる。更にハードコート処理は、硬化型樹脂等の硬質樹脂を塗工する方式などにて施すことができる。ノングレア処理や反射防止処理やハードコート処理は、その１種又は２種以上の処理を施したフィルムの接着方式などにても施すことができる。
【００３６】
偏光板は、図１、３、４に例示の如く光学フィルム１と、長辺方向に光学軸（矢印）を有する長尺の偏光フィルム２とをそれらの長辺方向が平行となるように、かつ光学フィルムの光出射手段を有する面が外側となるように接着層１Ｃを介し接着して積層体とし、その積層体を裁断して矩形状領域の単位からなる積層片３（偏光板）を得ることにより形成することができる。
【００３７】
偏光フィルムとしては適宜なものを用いることができ特に限定はない。高度な直線偏光の入射による良好なコントラスト比の表示を得る点などよりは、例えばポリビニルアルコール系フィルムや部分ホルマール化ポリビニルアルコール系フィルム、エチレン・酢酸ビニル共重合体系部分ケン化フィルムの如き親水性高分子フィルムにヨウ素や二色性染料等の二色性物質を吸着させて延伸したものからなる吸収型偏光フィルムなどの如く偏光度の高いものが好ましく用いうる。
【００３８】
用いる偏光フィルムは、その片側又は両側に従来に準じた透明保護層を設けたものなどであってもよい。その透明保護層の形成には、透明性や機械的強度、熱安定性や水分遮蔽性などに優れて、上記した透明フィルムに準じた屈折率を有するものが好ましく用いられる。従って光学フィルムを偏光フィルムの透明保護層を兼ねるものとして設けることができる。この場合には液晶表示装置等をより薄型軽量化することができる。
【００３９】
光学フィルムと偏光フィルムを接着するための接着層は、それらフィルムの一方又は両方の接着処理面に設けることができる。斯かる接着層を介した接着処理は、光出射手段を形成する凹部Ａの光路変換斜面ａを介した反射効率、ひいては側面方向よりの入射光の有効利用による輝度向上などを目的とする。その目的の点より透明フィルムとの屈折率差が小さい接着層とすることが好ましい。全反射を抑制して液晶セル伝送光の矩形状領域への入射効率を高め、明るくてその均一性に優れる表示の液晶表示装置を得る点より好ましい接着層は、透明フィルムよりも０．０７低い屈折率以上の屈折率を有して液晶セルのセル基板よりも高いかそれに近い屈折率を有するものである。
【００４０】
ちなみに液晶セルのセル基板よりも低い屈折率では側面からの入射光がその伝送の際に全反射を受けやすい。セル基板には通例、樹脂板や光学ガラス板が用いられ無アルカリガラス板の場合、その屈折率は１．５１〜１．５２程度が一般的であるから理想的にはそれ以上の屈折率を有する接着層を介し接着処理することで、セルより矩形状領域に入射しうる角度を有する伝送光の殆どを接着界面で全反射させずに矩形状領域に入射させることができる。全反射に基づく閉込め作用で出射できない損失光量の抑制による表示輝度や面内での明るさの均一性の向上などの点より、接着層や液晶セルや透明フィルム等の光透過型光学層の間の各界面における好ましい屈折率差は、０．１５以内、就中０．１０以内、特に０．０５以内である。従って接着層の好ましい屈折率は、１．４９以上、就中１．５０以上、特に１．５１以上である。
【００４１】
接着層の形成には、例えば紫外線や放射線等の照射又は加熱で硬化する接着剤などの適宜なものを用いることができ、特に限定はない。簡便接着性等の取扱性や内部応力の発生を抑制する応力緩和性などの点よりは粘着層が好ましく用いうる。その粘着層の形成には、例えばゴム系やアクリル系、ビニルアルキルエーテル系やシリコーン系、ポリエステル系やポリウレタン系、ポリエーテル系やポリアミド系、スチレン系などの適宜なポリマーをベースポリマーとする粘着剤などを用いうる。就中アクリル酸ないしメタクリル酸のアルキルエステルを主体とするポリマーをベースポリマーとするアクリル系粘着剤の如く透明性や耐候性や耐熱性などに優れるものが好ましく用いられる。
【００４２】
また接着層は、それに例えばシリカやアルミナ、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ノンモン等の導電性のこともある無機系粒子や、架橋又は未架橋ポリマー等の有機系粒子などの適宜な透明粒子を１種又は２種以上含有させて光拡散型のものとすることもできる。
【００４３】
光学フィルムとの積層体とする場合に偏光フィルムの長辺方向における光学軸は、吸収軸とすることが一般的であるがこれに限定されず透過軸であってもよい。また光学フィルムと偏光フィルムの接着処理は、適宜な方式にて行うことができる。一般には光出射手段が凹部からなり押し潰されるおそれが少ないことより図１の例の如く圧着ローラ４、５などを介した連続接着処理方式が製造効率等の点より好ましい。なお凹部からなる光出射手段は、凸部形よりも前記の如く損傷防止に優れることに加えて光入射効率等に優れる有利性も有している。
【００４４】
光学フィルムと偏光フィルムの積層体の裁断は、その積層体より光学フィルムにおける矩形状領域をその単位毎に切り出してその単位体としての積層片からなる偏光板３を得ることを目的とする。裁断処理は、打ち抜き方式等の適宜な方式にて行うことができる。また裁断処理は、積層体の形成とは別工程にて行うこともできるし、接着手段の後続に裁断手段を設けて積層体を連続的に形成しつつそれと同時進行で順次裁断処理施して偏光板を連続的に製造する方式とすることもできる。
【００４５】
前記において裁断処理に際しては図２に例示した如く、積層体の光学フィルムにおける矩形状領域単位１０の複数毎に例えば十字形１１などからなる適宜な位置特定用のマークを設けて、その位置特定用マークの認識手段を介し裁断位置を検知して積層体を裁断処理することもできる。これによりば裁断位置を素早く、正確に決定できて偏光板の裁断形状や品質の画一性を高めることができる。形成する位置特定用のマークは、前記の如く任意であり、積層体を形成する光学フィルムと偏光フィルムの一方又は両方に設けることができる。また斯かるマークは、積層体とする前の光学フィルム等に予め設けることもできるし、積層体とした後に設けることもできる。
【００４６】
上記した積層体又は偏光板にはその偏光フィルムの側に他部材と接着するための透明な接着層を必要に応じて設けることができる。その接着層は、上記した積層体の場合に準じることができる。また斯かる接着層は、積層体とする前の偏光フィルムに予め設けることもできるし、積層体又は偏光板とした後に設けることもできる。なお斯かる接着層に対してはそれを実用に供するまでの間、異物の混入等の防止を目的に剥離シートを仮着してカバーしておくことが好ましい。
【００４７】
本発明による偏光板は、その光出射手段（光路変換斜面）を介して光源による側面方向からの入射光ないしその伝送光を視認に有利な垂直性に優れる方向（法線方向）に光路変換して光の利用効率よく出射し、また外光に対しても良好な透過性を示すものとすることができて、例えば明るくて見やすい薄型軽量の反射型や透過型の外光・照明両用式の液晶表示装置などの種々の装置を形成することができる。その液晶表示装置の例を図８に示した。図は反射式による外光・照明両用式の液晶表示装置の例である。２０、３０が液晶セルにおけるセル基板、４０が液晶層、３１が反射層である。
【００４８】
図例の如く液晶表示装置は、偏光板３をその光出射手段を有する側が外側となるように液晶セルの少なくとも片側に配置することにより形成することができる。その場合、照明機構は、図例の如く液晶セルの１又は２以上の側面、特に偏光板３を配置した側のセル基板２０の１又は２以上の側面に１個又は２個以上の光源５１を配置することにより形成することができる。その場合、偏光板を接着層を介し液晶セル等に接着することが明るい表示を達成する点より好ましい。
【００４９】
前記照明機構の形成に際し図７の例の如きピット状配置の光出射手段を有する偏光板の場合には、点状光源による放射状入射光を効率よく利用して明るい表示を達成する点よりピット状配置の光出射手段の仮想中心を含む垂直線上における液晶セルの側面に点状光源を配置することが好ましい。仮想中心に対応した点状光源の斯かる配置に際しては、光出射手段の仮想中心が偏光板の端面にあるかその外側にあるかに応じて図８の例の如くセル基板２０の点状光源を配置する側を突出させる方式などの適宜な対応策を採ることができる。
【００５０】
液晶セルの側面に配置する光源としては適宜なものを用いることができ、例えば前記した発光ダイオード等の点状光源のほか、（冷，熱）陰極管等の線状光源、点状光源を線状や面状等に配列したアレイ体、あるいは点状光源と線状導光板を組合せて点状光源からの入射光を線状導光板を介し線状光源に変換するようにしたものなどが好ましく用いうる。
【００５１】
また光源は、偏光板の光路変換斜面が対面することとなるセル側面に配置することが出射効率の点より好ましい。上記したピット状配置の場合も含めて光路変換斜面が光源に対して可及的に垂直に対面するように配置することにより光源を介した側面からの入射光を効率よく面光源に変換して高効率に発光させることができる。従って図３の例の如く二面の光路変換斜面ａを有する矩形状領域１０の場合には、セル基板の対向する側面の両方に光源を配置することもできる。またピット状配置の場合には偏光板における光出射手段の仮想中心に対応した１個所又は２個所以上に点状光源を配置することもできる。
【００５２】
光源は、その点灯による照明モードでの視認を可能とするものであり、外光・照明両用式の液晶表示装置の場合に外光による外光モードにて視認するときには点灯の必要がないので、その点灯・消灯を切り替えうるものとされる。その切り替え方式には任意な方式を採ることができ、従来方式のいずれも採ることができる。なお光源は、発光色を切り替えうる異色発光式のものであってもよく、また異種の光源を介して異色発光させうるものとすることもできる。
【００５３】
図８の例の如く光源５１に対しては、必要に応じ発散光を液晶セルの側面に導くためにそれを包囲するリフレクタ５２などの適宜な補助手段を配置した組合せ体とすることもできる。リフレクタとしては高反射率の金属薄膜を付設した樹脂シートや白色シートや金属箔などの適宜な反射シートを用いうる。リフレクタは、その端部をセル基板等の端部に接着する方式などにて光源の包囲を兼ねる固定手段として利用することもできる。
【００５４】
液晶表示装置は一般に、液晶シャッタとして機能する液晶セルとそれに付随の駆動装置、フロントライト又はバックライト（偏光板）及び必要に応じての反射層や補償用位相差板等の構成部品を適宜に組立てることなどにより形成される。本発明においては上記した偏光板と光源を用いて照明機構を形成する点を除いて特に限定はなく、従来のフロントライト型やバックライト型のものに準じて形成することができる。従って用いる液晶セルについては特に限定はなく、図例の如くセル基板２０、３０間に封止材４１を介し液晶４０を封入し、その液晶等による光制御を介して表示光を得るようにした適宜な反射型や透過型のものを用いることができる。
【００５５】
ちなみに前記した液晶セルの具体例としては、ＴＮ型液晶セルやＳＴＮ型液晶セル、ＩＰＳ型液晶セルやＨＡＮ型液晶セル、ＯＣＢ型液晶セルやＶＡ型液晶セルの如きツイスト系や非ツイスト系、ゲストホスト系や強誘電性液晶系の液晶セル、あるいは内部拡散式等の光拡散型の液晶セルなどがあげられる。また液晶の駆動方式も例えばアクティブマトリクス方式やパッシブマトリクス方式などの適宜なものであってよい。液晶の駆動は通例、図８の例の如くセル基板の内側に設けた電極２１、３１を介して行われる。
【００５６】
反射型の液晶表示装置では反射層の配置が必須であるが、その配置位置については図８に例示の如く液晶セルの内側に設けることもできるし、液晶セルの外側に設けることもできる。従って図８の例で電極３１は反射層も兼ねている。反射層についは例えばアルミニウムや銀、金や銅やクロム等の高反射率金属の粉末をバインダ樹脂中に含有する塗工層や蒸着方式等による金属薄膜の付設層、その塗工層や付設層を基材で支持した反射シート、金属箔や透明導電膜、誘電体多層膜などの従来に準じた適宜な反射層として形成することができる。透過型の液晶表示装置で外光・照明両用式のものとする場合に偏光板の外側に配置する反射層についても前記に準じて適宜なものとすることができる。
【００５７】
一方、透過型の液晶表示装置は、液晶セルの視認背面側に偏光板を配置することにより形成しうる。その場合、光出射手段の背面側（外側）に反射層を設けることにより光路変換斜面等から洩れる光を反射させて液晶セルの方向に戻すことでセル照明に利用でき輝度の向上を図ることができる。このときその反射層を拡散反射面とすることで反射光を拡散させて正面方向に向けることができ、視認により有効な方向に向けることができる。また前記の反射層を設けることで透過型で、かつ外光・照明両用式の液晶表示装置として利用することもできる。
【００５８】
なお前記において反射層を液晶セルの外側に配置する場合、そのセル基板や電極は、液晶表示を可能とするために透明基板や透明電極として形成することが必要である。一方、図８の例の如く液晶セルの内部に反射層を兼ねる電極３１を設ける場合には、液晶表示を可能とするためにその視認側のセル基板２０や電極２１は透明基板や透明電極として形成する必要があるが、背面側のセル基板３０はその反射層３１と同様に透明である必要はなく、不透明体にて形成されていてもよい。
【００５９】
セル基板の厚さについては、特に限定はなく液晶の封入強度や配置する光源の大きさなどに応じて適宜に決定しうる。一般には光伝送効率と薄型軽量性のバランスなどの点より１０μm〜５mm、就中５０μm〜２mm、特に１００μm〜１mmの厚さとされる。またセル基板の厚さは、光源を配置する側と配置しない側とで相違していてもよいし、同厚であってもよい。
【００６０】
液晶セルの形成に際しては必要に応じ図８の例の如く、液晶を配向させるためのラビング膜等の配向膜２２、３２やカラー表示を実現するためのカラーフィルタ２３、低屈折率層２４、位相差板２５などを設けることができる。配向膜は液晶層に隣接するように配置し、カラーフィルタはセル基板と電極の間に配置する方式が一般的である。なお直線偏光を介した表示光の制御を目的に本発明による偏光板を有しない液晶セルの側に偏光フィルムを必要に応じて配置することもできる。従って偏光板ないし偏光フィルムは、液晶セルの視認側及び背面側の一方又は両方の適宜な位置に配置することができる。
【００６１】
前記した低屈折率層は、光源を介した側面方向よりの入射光を界面反射させて光源より遠離る方向の後方に効率よく伝送し、後方にある光路変換斜面ａにも光が効率よく入射してセル表示面の全面での明るさの均一性の向上を目的とする。低屈折率層は、フッ素化合物等の無機物や有機物からなる適宜な低屈折率材料による透明層として形成でき、その配置位置は図８の例の如く光源５１を配置したセル基板２０の内側、すなわち基板の偏光板付設側とは反対の面がセル表示の明るさの向上の点より好ましい。またセル基板よりも屈折率が０．０１以上、就中０．０２〜０．１５、特に０．０５〜０．１０低い低屈折率層がセル表示の明るさの向上の点より好ましい。
【００６２】
液晶表示装置の形成に際しては必要に応じ、上記したノングレア層等のほかに光拡散層や位相差板などの適宜な光学層の１層又は２層以上を付加した液晶表示パネルとすることもできる。光拡散層は、表示光の拡散による表示範囲の拡大や発光の平準化による輝度の均一化、液晶セル内の伝送光の拡散による偏光板への入射光量の増大などを目的とする。なお前記の付加する光学層は、必要に応じ接着層等を介し偏光板と積層一体化して液晶セルに適用することもできる。
【００６３】
光拡散層は、上記のノングレア層に準じた表面微細凹凸構造を有する塗工層や拡散シートなどによる適宜な方式にて設けることができる。光拡散層は、接着層に透明粒子を配合して接着層を兼ねる層として配置することもでき、これにより液晶表示装置の薄型化を図かることができる。光拡散層は、偏光板と視認側のセル基板の間などの適宜な位置に１層又は２層以上を配置することができる。
【００６４】
また前記した位相差板は、光学補償による視野角の拡大や着色防止等を目的とし通例、図８の如く視認側又は／及び背面側の偏光板等とセル基板の間に配置される。補償用の位相差板には波長域などに応じて適宜なものを用いることができ１層又は２層以上の位相差層の重畳層として形成されていてもよい。位相差板は、適宜な透明ポリマーからなるフィルムを一軸や二軸等の適宜な方式で延伸処理してなる複屈折性フィルム、ネマチック系やディスコティック系等の適宜な液晶ポリマーの配向フィルムやその配向層を透明基材で支持したものなどとして得ることができ、熱収縮性フィルムの加熱収縮力の作用下に厚さ方向の屈折率を制御したものなどであってもよい。
【００６５】
なお上記した図８の反射式液晶表示装置において外光・照明両用による視認は、光源５１の点灯による照明モードにおいて図例の矢印の如く、偏光板３の裏面より出射した光が液晶セルを経由してその反射層３１で反射された後、液晶セル内を逆経由して偏光板に至り凹部Ａ以外の部分より透過した表示光が視認される。一方、光源の消灯による外光モードにおいては偏光板３の光出射手段形成面における凹部以外の部分より入射した光が反射層３１を介し前記に準じ液晶セル内を逆経由して偏光板に至り凹部以外の部分より透過した表示光が視認される。
【００６６】
他方、透過式液晶表示装置において外光・照明両用による視認は、光源の点灯による照明モードにおいて背面側に配置した偏光板の偏光フィルム層より出射した光が液晶セル内に入射し偏光フィルム等を透過した表示光が視認される。また光源の消灯による外光モードでは、視認側表面より入射した外光が液晶セルを透過して偏光板に至りその光出射手段形成面の凹部以外の部分より入射した光が背面に設けた反射層を介し反転し、液晶セル内を逆経由して透過した表示光が視認される。
【００６７】
本発明において、上記した液晶表示装置を形成する各部品は、全体的又は部分的に積層一体化されて固着されていてもよいし、分離容易な状態に配置されていてもよい。界面反射の抑制によるコントラストの低下防止などの点よりは固着状態にあることが好ましく、少なくとも偏光板と液晶セルが固着密着状態にあることが好ましい。前記の固着処理には粘着剤等の適宜な透明接着剤を用いることができ、その透明接着層に透明粒子等を含有させて拡散機能を示す接着層などとすることもできる。
【００６８】
また前記の形成部品、特に視認側のそれに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により紫外線吸収能をもたせることもできる。
【００６９】
【実施例】
実施例１
ポリカーボネート（ＰＣ）からなる厚さ６０μmの長尺透明フィルムに、アプリケータを用いて紫外線硬化性のアクリル系樹脂を約１００μmの厚さで塗工しつつ、その塗工層を予め所定形状に加工した金型にゴムローラにてフィルムの長辺方向と平行となるように密着させると共に余分な樹脂と気泡を押し出した後、メタルハライドランプにて紫外線を照射し硬化させて金型から剥離する操作を一定の間隔で順次繰り返して、光出射手段具備の矩形状領域よりなる単位の複数を長尺透明フィルムの片面に一定の間隔で有し、かつ透明フィルムの長辺方向に対して各領域の長辺の方向が平行で、短辺の方向が垂直な状態にある光学フィルムを得た。なお硬化後の紫外線硬化性樹脂の屈折率を測定したところ１．５１５であった。
【００７０】
前記の矩形状領域は、幅３０mm、長さ４０mmであり、幅方向にわたり連続した光路変換斜面がピッチ２１０μmで長さ方向に平行に配列し、その斜面とそれに対向する面との間で断面三角形を形成する凹部の複数からなる光出射手段を有するものである。なおフィルム面に対する光路変換斜面の投影幅は１０μmで、傾斜角は４２．５度であり、対向面の傾斜角は約７５度である。また光出射手段を形成した面における凹部以外の部分からなる平坦面の面積は、光路変換斜面とその対向面の和の１２倍以上である。さらにこの光学フィルムの全光線透過率とヘイズを測定したところ、それぞれ８９％と７％であった。
【００７１】
次に長辺方向に吸収軸を有するポリビニルアルコール系の長尺偏光フィルムをそれに設けた屈折率が１．５１５のアクリル系粘着層を介し前記の光学フィルムと、それらの長辺方向が平行となるように、かつ光学フィルムの光出射手段を有する面が外側となるように圧着ローラを介し接着して積層体を連続的に形成しつつ（図１）、その圧着ローラの後続に配置したトムソン刃打ち抜き装置を介し前記の領域単位毎に順次打ち抜いて、その積層片からなる偏光板を連続的に得た。その打ち抜きに際してはテレビカメラとパソコンによる画像認識システムにて位置制御を行って位置ずれが生じないようにした。
【００７２】
比較例
実施例１に準じ光学フィルムを形成しその単体物について領域単位毎に順次打ち抜いた。また偏光フィルムについてもその単体物について実施例１に準じトムソン刃にて所定のサイズに打ち抜いた。次にそれら光学フィルムと偏光フィルムの打ち抜き片を各辺を揃えて単板毎に接着し実施例１に準じた偏光板を得た。
【００７３】
評価試験
実施例、比較例の製造方法において１０００枚の偏光板を製造するために要する時間を調べた。その結果を次表に示した。

【００７４】
前記の表より１０００枚の偏光板を製造するための所要時間は、実施例では約４０分間であるのに対し、比較例では約５時間であることがわかる。なお実施例では現実に１０００枚の偏光板を製造したが、比較例では単板毎の接着処理工程において１００枚の偏光板への接着処理に約１時間を要したため、その所要時間を１０倍して１０００枚分の偏光板への接着処理に要する時間とした。
【００７５】
一方、実施例、比較例で得た偏光板より各３０枚を無差別に抽出し、それらにについて光学軸の軸ずれと位置ずれを顕微鏡にて測定した。その結果を次表に示した。なお表中のＸは軸ずれと位置ずれの平均値で、σはそれらの標準偏差であり、ＮＧは０．４度以上の軸ずれと０．３mm以上の位置ずれを示した不良品の数である。

【００７６】
前記の表より実施例では軸ずれ及び位置ずれの発生は全く認められなかったが、比較例では平均による軸ずれが０．１度、位置ずれが０．２mm発生しており、かつ０．４度以上の軸ずれと０．３mm以上の位置ずれを示して不良品となるものも存在していることがわかる。
【００７７】
なお実施例において積層体の切断の際に画像認識システムを使用していないと切断位置が徐々にずれて開始より約３０分経過後に不良品となることがわかった。従って画像認識システムを使用しない場合には３０分経過毎に積層体をセットし直す必要があり、所要時間が大きくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】製造工程の説明斜視図
【図２】光学フィルムの説明平面図
【図３】積層体（凹部）の説明側面図
【図４】他の積層体（凹部）の説明側面図
【図５】光出射手段の説明平面図
【図６】他の光出射手段の説明平面図
【図７】さらに他の光出射手段の説明平面図
【図８】反射型液晶表示装置の説明側面図
【符号の説明】
３：偏光板（積層片）
１：光学フィルム
１０：光出射手段を有する矩形状領域
Ａ：凹部 ａ：光路変換斜面
２：偏光フィルム
１ｃ：接着層
１Ｄ：偏光フィルム層
２０、３０：セル基板 ４０：液晶層 ５１：光源[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing a polarizing plate capable of forming a liquid crystal display device that is thin, light, bright, easy to view, with less image disturbance by efficiently changing the optical path of light incident from the side surface of the liquid crystal display panel in the viewing direction. About.
[0002]
BACKGROUND OF THE INVENTION
Light is incident from a side surface of a liquid crystal display panel in which a polarizing plate formed by adhering an optical film having a light emitting means and a polarizing film is provided on the viewing side surface of the liquid crystal cell, and the transmitted light in the panel is emitted from the light. An external light / illumination type reflection type liquid crystal display device has been proposed which illuminates the panel by reflecting through means (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-147499). This realizes a liquid crystal display panel illumination system with an optical film that is much thinner than the conventional sidelight type light guide plate and achieves its thin and light weight, and uses scattered reflected light for illumination. Compared with Kaihei 5-15833), the directivity of the illumination light is increased to achieve a bright display.
[0003]
Conventionally, in the above, the optical film and the polarizing film are bonded and integrated by first cutting each of the optical film and the polarizing film at a predetermined size and angle, and then bonding the optical film and the polarizing film to each single plate. The method was taken. For this reason, there are many steps from cutting to integration processing, and there are also problems that a size shift at the time of cutting, a position shift at the time of bonding, and an optical axis shift are likely to occur. Misalignment and optical axis misalignment cause deterioration of contrast and coloring, and the incident angle to the light emitting means changes and the emitted light is not directed toward the viewer, resulting in a darker liquid crystal display and overall display quality. Decrease significantly.
[0004]
[Technical Problem of the Invention]
The present invention is less likely to cause a size shift at the time of cutting, a position shift at the time of bonding, or a shift of the optical axis, and can efficiently form a predetermined size made of an integrated integrated film of an optical film and a polarizing film with a small number of steps. An object of the present invention is to develop a polarizing plate capable of forming a thin, light, bright, and easy-to-view liquid crystal display device by efficiently changing the optical path of light incident from the side surface of the liquid crystal display panel in the viewing direction.
[0005]
[Means for solving problems]
In the present invention, a plurality of units composed of a rectangular region having a light emitting means comprising a plurality of concave portions each having an optical path changing slope with an inclination angle of 35 to 48 degrees with respect to the film surface are provided on one side of a long transparent film. An optical film provided so that the direction of the side of each region is parallel or perpendicular to the long-side direction of the transparent film, and a long polarizing film having an optical axis in the long-side direction. Through the adhesive layer so that the surface of the optical film having the light emitting means is outside. Crimp A laminated body is formed continuously, and the laminated body is cut to obtain a laminated piece comprising the above-mentioned region units, and a light emitting means using the optical film for the polarizing plate. A liquid crystal display device is provided, which is arranged on at least one side of a liquid crystal cell so that the side having the outer side is the outer side.
[0006]
【Effect of the invention】
According to the manufacturing method of the present invention, it is possible to avoid a bonding process for each single plate cut to a predetermined size by performing a bonding process on a unit of a predetermined size using a long optical film and a polarizing film. It is difficult for the unit body to be displaced and the optical axis to be displaced. As a result, it is possible to efficiently form a polarizing plate of a predetermined size made of an adhesive integrated product of an optical film and a polarizing film with a small number of steps and with little variation in quality. Further, by using the polarizing plate, light incident from the side surface of the liquid crystal display panel can be efficiently converted in the viewing direction to form a thin, light, bright and easy-to-view liquid crystal display device.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the manufacturing method according to the present invention, a plurality of units composed of a rectangular region having a light emitting means composed of a plurality of concave portions each having an optical path changing slope with an inclination angle of 35 to 48 degrees with respect to the film surface is formed of a long transparent film. An optical film provided on one side so that the direction of the side of each region is parallel or perpendicular to the long side direction of the transparent film, and a long polarizing film having an optical axis in the long side direction. Through the adhesive layer so that the long side direction is parallel and the surface of the optical film having the light emitting means is outside. Crimp A laminated body is continuously formed, and the laminated body is cut to obtain a polarizing plate as a laminated piece composed of the region units.
[0008]
A process example of the manufacturing method described above is shown in FIG. FIG. 2 shows an example of the optical film. Further, FIGS. 3 and 4 show examples of recesses for forming light emitting means. 1 is an optical film (long transparent film), 10 is a rectangular region, 2 is a polarizing film, A is a recess, and a is an optical path changing slope. 1 is a perspective view, FIG. 2 is a plan view, and FIGS. 3 and 4 are side views showing a cross section of the concave portion with respect to the optical path changing slope. 3 and 4, 1C is an adhesive layer, and 1D is a polarizing film layer.
[0009]
The rectangular region 10 in the optical film 1 is arranged such that the light emitting means is formed in the direction along the cell plane of the liquid crystal cell having the light source 51 on the side as illustrated in FIG. Incident light from the side surface direction or its transmitted light is reflected through the optical path changing slope a to change the optical path to the back side (polarizing film layer side), and thus in the viewing direction of the liquid crystal display panel, and to be emitted from the polarizing film layer 1D. It is an object of the present invention to make it possible to use the emitted light as illumination light (display light) for a liquid crystal display panel or the like.
[0010]
The long transparent film that forms the optical film can be formed using one or two or more kinds of appropriate materials that exhibit transparency according to the wavelength range of light incident through a light source or the like. Incidentally, in the visible light region, for example, transparent resins represented by acrylic resins, polycarbonate resins, cellulose resins, norbornene resins, and curable resins that can be polymerized by radiation such as heat, ultraviolet rays, electron beams, etc. . “Long” means that the length of one side in the two-side direction orthogonal to the thickness direction of the film is longer than the other side (the same applies hereinafter).
[0011]
The refractive index of the transparent film is preferably equal to or higher than that of a liquid crystal cell, particularly its cell substrate, in particular 1.49, in order to obtain a liquid crystal display device that is bright and excellent in its uniformity by increasing the incident efficiency on the light path conversion slope. Above, especially 1.52 or more. In addition, the refractive index is preferably 1.6 or less, particularly 1.56 or less, particularly 1.54 or less, from the viewpoint of suppressing surface reflection when the front light system is used. Note that such a refractive index is generally based on D-rays in the visible light region, but is not limited to the above when there is specificity in the wavelength region of incident light, and depends on the wavelength region. Yes (the same applies below).
[0012]
In addition, a transparent film that is preferable from the viewpoint of obtaining a liquid crystal display device with less display unevenness by suppressing unevenness in brightness and color is a film that does not exhibit birefringence or has small birefringence, and has an in-plane average retardation of 30 nm or less. Is. By using a transparent film having a small phase difference, when linearly polarized light is incident through a polarizing film layer or the like, the polarization state can be maintained well, which is advantageous for preventing deterioration in display quality.
[0013]
From the viewpoint of preventing display unevenness, the preferable average retardation in the plane of the transparent film is 20 nm or less, especially 15 nm or less, particularly 10 nm or less, and it is more preferable that the variation of the retardation is as small as possible. . Furthermore, a transparent film made of a material having a small photoelastic coefficient is preferable from the viewpoint of suppressing internal stress that is likely to occur in a transparent film by adhesion treatment and preventing the occurrence of a phase difference due to the internal stress. In addition, the average retardation in the thickness direction of the transparent film is preferably 50 nm or less, more preferably 30 nm or less, particularly 20 nm or less from the viewpoint of preventing display unevenness.
[0014]
Such a low retardation transparent film can be formed by an appropriate method such as a method of removing internal optical distortion by a method of annealing an existing film. A preferable forming method is a method of forming a transparent film having a small phase difference by a casting method. The retardation in the transparent film is preferably based on visible light, particularly light having a wavelength of 550 nm. The in-plane average phase difference is defined by (nx−ny) × d, and the average phase difference in the thickness direction is defined by {(nx + ny) / 2−nz} × d. Where nx is the average refractive index in the direction showing the maximum refractive index in the film plane, ny is the average refractive index in the direction perpendicular to the nx direction in the film plane, and nz is the average refractive index in the thickness direction of the film. , D means the average thickness of the film.
[0015]
The transparent film is usually formed as a single layer, but may be formed as a laminate made of the same or different materials. The thickness of the transparent film can be appropriately determined and is not particularly limited, but is preferably 5 to 500 μm, more preferably 10 to 300 μm, and particularly preferably 20 to 100 μm from the viewpoint of thinning and lightening. With such a thickness, size processing by punching or the like can be easily performed.
[0016]
As shown in the example of FIG. 2, the optical film has a plurality of units composed of rectangular regions 10 each having a light emitting means for obtaining the above-described emission characteristics on one side of the transparent film 1. It is formed by being provided so as to be parallel or perpendicular to the long side direction (arrow) of the transparent film. Such parallel or vertical setting is performed when the long polarizing film having the optical axis in the long side direction and the optical film are bonded so that the long side directions thereof are parallel to each other. Is intended to be parallel or perpendicular to the optical axis of the polarizing film. The parallel or vertical relationship between the sides of the above-described region is preferably unified in the same state in all rectangular regions provided in the transparent film.
[0017]
The size of each rectangular area can be appropriately determined according to the size of the liquid crystal cell to be applied. It is preferable to provide rectangular regions with a uniform size at regular intervals, rather than efficiently cutting with a punching method or the like. The rectangular region may be substantially a quadrilateral, and the intersection of the sides may be a right angle, or may be in a state where the rounding process or the like is performed and the angle is not a right angle.
[0018]
The light emitting means provided in the rectangular region of the optical film (transparent film) is provided in a plurality of recesses A having an optical path changing slope a having an inclination angle θ1 of 35 to 48 degrees with respect to the film surface as in the examples of FIGS. Formed. Incidentally, in the example of FIG. 3, it comprises a recess having an isosceles triangle cross section and has two optical path conversion inclined surfaces a. On the other hand, in the example of FIG. 4, the optical path conversion inclined surface a having an inclination angle θ <b> 1 of 35 to 48 degrees with respect to the film surface and a concave portion having a substantially triangular cross section having an elevation surface b having a large inclination angle θ <b> 2. In addition, a recessed part means that it is recessed in the optical film (groove).
[0019]
As described above, the incident light from the side surface by the light source arranged on the side surface of the liquid crystal cell or the transmitted light is optically converted through the optical path changing slope a to the back surface side having no light emitting means of the transparent film, and thus to the polarizing film layer side. Thus, light that is excellent in directivity in the normal direction with respect to the liquid crystal cell or the like can be emitted from the transparent film with high utilization efficiency of the light source light and incident on the polarizing film layer. When the angle of inclination of the optical path conversion slope is less than 35 degrees, when a reflection plate is arranged on the viewing back side of the liquid crystal cell and the optical path conversion light is reflected, the display light based on the reflected light is emitted from the liquid crystal display panel. The angle exceeds 30 degrees, which is disadvantageous for visual recognition. On the other hand, when the inclination angle of the optical path conversion slope exceeds 48 degrees, light leakage is likely to occur from the slope without being totally reflected, and the light use efficiency is lowered.
[0020]
In the above case, instead of the reflection method by the light path changing slope, when the scattering reflection method by the light emitting means having a rough surface is used, it is difficult to reflect in the vertical direction and is emitted from the liquid crystal display panel in a direction inclined more than the front direction. As a result, the liquid crystal display becomes dark and the contrast becomes poor. Light path change slope from the point that it is totally reflected through the light path change slope and emits with good directivity from the back side of the transparent film in the normal direction of the film surface to efficiently illuminate the liquid crystal cell and achieve a bright and easy-to-read liquid crystal display The preferred inclination angle θ1 is 38 to 45 degrees, especially 40 to 43 degrees.
[0021]
The light emitting means can be formed of a plurality of concave portions that are continuous from one side to the other side as illustrated in plan views in FIGS. The recesses may be distributed in parallel as in the example of FIG. 5 based on the optical path changing slope in the continuous or discontinuous state as described above, or may be irregularly distributed as in the example of FIG. In addition, as in the example of FIG. 7, it may be in a distributed state arranged in a pit shape with respect to the virtual center. Moreover, a recessed part may have appropriate forms, such as a substantially triangle-a substantially pentagon, based on the cross section with respect to the optical path change slope. In general, from the viewpoint of reduction in visibility due to size reduction and manufacturing efficiency, the concave portion has a substantially triangular cross section as in the examples of FIGS. Note that “substantially” such as the substantially triangular shape means that deformation such as a change in the angle of the side or a rounding of the corner formed by the intersection of the sides is allowed.
[0022]
The arrangement state of the plurality of recesses can be appropriately determined according to the form and the like. As described above, the light path conversion inclined surface a reflects the incident light from the side surface direction by the light source in the illumination mode to the back surface direction of the transparent film, thereby converting the light path, so that the recess having the light path conversion inclined surface is provided. Distributing light on one side of the transparent film so that the total light transmittance is 75 to 92% and the haze is 4 to 20%, and the liquid crystal cell is efficiently illuminated by changing the light path from the side direction through the light source. It is preferable from the point of obtaining a surface light source that achieves a bright and excellent liquid crystal display. Such characteristics of total light transmittance and haze can be achieved by controlling the size and distribution density of the recesses. For example, the occupied area based on the projected area of the light emitting means on the formation surface of the light emitting means in the transparent film is 1 / 100 to 1/8, especially 1/50 to 1/10, especially 1/30 to 1/15.
[0023]
More specifically, if the size of the light path changing slope is large, the presence of the slope is easily recognized by the observer, the display quality is likely to be greatly reduced, and the uniformity of illumination for the liquid crystal cell is likely to be lowered. In consideration of the case where the continuous concave portions are distributed in parallel as in the example of FIG. 5, the repetition pitch is 2 mm or less, especially 20 μm to 1 mm, especially 50 to 500 μm, and the projected width of the optical path conversion slope on the film surface is 40 μm or less. In particular, it is preferably 3 to 20 μm, particularly 5 to 15 μm. The parallel distribution of the continuous recesses may be parallel to one side of the rectangular region, or may be arranged in an intersecting state within 30 degrees. The latter is effective in preventing moire due to interference with the pixels of the liquid crystal cell. Further, moire prevention can also be performed by adjusting the repetition pitch of the parallel arrangement, and therefore the repetition pitch may be changed or not constant.
[0024]
On the other hand, when discontinuous recesses are distributed in parallel or irregularly as shown in the examples of FIGS. 6 and 7, or when distributed in a pit shape with respect to the virtual center, in addition to the achievement of the above-described characteristics, the optical path conversion slope is used. Considering the reflection efficiency, it is preferable that the length of the optical path conversion slope is 5 times or more, especially 8 or more, especially 10 or more of the depth of the recess. Further, it is preferable that the length of the optical path conversion slope is 500 μm or less, especially 200 μm or less, particularly 10 to 150 μm, and the depth and width of the recess is 2 μm to 100 μm, especially 5 to 80 μm, especially 10 to 50 μm. The length is based on the length of the long-side direction of the optical path conversion slope, that is, the continuous direction of the groove of the recess, and the depth is based on the light emitting means forming surface of the transparent film. The width is based on the length in the direction orthogonal to the long side direction and the depth direction of the optical path conversion slope.
[0025]
Note that a surface that forms a recess and does not satisfy the optical path conversion inclined surface a having a predetermined inclination angle, such as an elevation surface b that faces the optical path conversion inclined surface a in FIG. 4, emits incident light from the cell side surface from the back surface. It is preferable that the display quality, light transmission, and light emission are not affected as much as possible. Incidentally, when the inclination angle θ2 of the vertical surface with respect to the film surface is small, the projected area with respect to the film surface becomes large, and in the external light mode by the front light system in which the polarizing plate 3 is arranged on the viewing side as illustrated in FIG. The reflected light returns to the observation direction and the display quality is liable to be hindered.
[0026]
Accordingly, it is advantageous that the inclination angle θ2 of the vertical surface is larger, so that the projected area on the film surface can be reduced and the decrease in the total light transmittance can be suppressed, and the apex angle due to the optical path conversion slope and the vertical surface is also small. Thus, the surface reflected light can be reduced, and the reflected light can be tilted in the plane direction (film surface direction) of the polarizing plate, thereby suppressing the influence on the liquid crystal display. From this point, the preferred inclination angle θ2 such as an elevation is 50 degrees or more, especially 60 degrees or more, particularly 75 to 90 degrees.
[0027]
The slope forming the recess A may be formed in an appropriate surface form such as a straight surface, a refractive surface, or a curved surface. In addition, the cross-sectional shape of the recess may be a shape whose inclination angle is constant over the entire surface of the sheet, or uniform emission of light on the polarizing plate in response to absorption loss and attenuation of transmitted light due to the previous optical path conversion. The concave portion may be enlarged as the distance from the side surface on which light is incident is increased for the purpose of achieving the above. In addition, it is possible to make the recesses with a constant pitch, or as shown in FIGS. 6 and 7, the pitch is gradually narrowed away from the side of the light incident side (arrow) to increase the distribution density of the recesses. You can also Further, the light emission on the polarizing plate can be made uniform at a random pitch, and the random pitch is more advantageous than the point of preventing moire due to interference with pixels. Therefore, the light emitting means may be composed of concave combinations having different shapes and the like in addition to the pitch.
[0028]
It is preferable from the viewpoint of improving the emission efficiency that the light path changing slope in the recess faces the direction (arrow) of the incident light from the side surface direction of the liquid crystal cell as in the examples of FIGS. Therefore, when a linear light source is used, it is preferable that the optical path changing slope is directed in a direction with respect to one side of the rectangular region or a certain direction as illustrated in FIGS. When a point light source such as a light emitting diode is used, it is preferable that the light path changing inclined surface is directed to the direction of the light emission center of the point light source as in the example of FIG.
[0029]
The shape of the intermittent end of the recess is not particularly limited, but the slope is 30 degrees or more, especially 45 degrees or more, particularly 60 degrees or more from the viewpoint of suppressing the influence by reducing the incident light to the part. It is preferable. In addition, the rectangular region is a flat surface that is as smooth as possible except for the concave portion forming the light emitting means, and is an angle change of ± 2 degrees or less, especially a flat surface of 0 degrees. It is preferable. The angle change is preferably within 1 degree per 5 mm length. By adopting such a flat surface, most of the film surface forming the rectangular region can be made a smooth surface with an angle change of 2 degrees or less, and the light transmitted through the liquid crystal cell can be efficiently used to display an image. Uniform light emission without disturbance can be achieved. Moreover, it is more preferable than points, such as the ease of an adhesive process with a polarizing film.
[0030]
As described above, the pit-like arrangement of the recesses A illustrated in FIG. 7 is that the point light source is arranged on the side surface of the liquid crystal display panel, and the radial incident light or the transmitted light from the side direction by the point light source is transmitted. By changing the optical path through the optical path changing slope a, the polarizing plate emits light as uniformly as possible, and the light having excellent directivity in the normal direction to the liquid crystal cell or the like is emitted from the polarizing plate efficiently using the light source light. Objective. Therefore, the pit-like arrangement is preferably performed so that a virtual center is formed on the end face of the polarizing plate or on the outside thereof so that the arrangement of the point light sources is facilitated. The virtual center can be formed at one place or two places or more with respect to the same or different polarizing plate end faces.
[0031]
The optical film is formed by, for example, pressing a transparent film made of a thermoplastic resin onto a mold capable of forming one or a plurality of rectangular regions having predetermined light emitting means under heating, transferring the shape, and heating and melting. A method of filling a mold capable of forming one or a plurality of rectangular regions having a predetermined light emitting means with heat-treated thermoplastic resin or resin fluidized through heat or a solvent, heat, ultraviolet rays, or electrons A liquid resin that can be polymerized by radiation such as a line is filled with a mold that can form one or a plurality of rectangular regions having a predetermined light emitting means, or is cast by an appropriate method such as a method of polymerizing. be able to. The above method is particularly advantageous for forming a transparent film integrally formed with a rectangular region having a light emitting means by integrally forming a transparent film in a state having a rectangular region having a light emitting means.
[0032]
A preferable method for forming a transparent film having a rectangular region provided with light emitting means is, for example, coating a curable resin that can be polymerized with ultraviolet rays or radiation on one side of the transparent film, and applying the coating layer to the light in the mold. A method of peeling and recovering the transparent film from the mold after being cured by irradiation with ultraviolet rays or radiation after being in close contact with the formation surface of the rectangular region provided with the emitting means, or the light emitting means in the mold A method of filling a forming surface of a rectangular region provided, placing a transparent film on the filling layer, and curing the filling layer by irradiation with ultraviolet rays or radiation, and then peeling and collecting the transparent film from a mold As described above, the rectangular region having the light emitting means is added to one surface of the transparent film through a mold capable of forming the rectangular region having the predetermined light emitting means. Therefore, in this case, as shown in FIGS. 3 and 4, the transparent film 1B is provided with the light emitting means forming layer 1A separate from the transparent film 1B.
[0033]
In the case of the method of adding the light emitting means forming layer to the latter transparent film in the above, if the difference in refractive index between the light emitting means forming layer to be added and the transparent film is large, the emission efficiency may be greatly reduced due to interface reflection or the like. From the viewpoint of preventing this, it is preferable to make the difference in refractive index between the transparent film and the light emitting means forming layer as small as possible, particularly within 0.10, particularly within 0.05. In that case, it is preferable from the viewpoint of the emission efficiency that the refractive index of the light emission means forming layer to be added is higher than that of the transparent film. For the formation of the light emitting means forming layer, an appropriate transparent material corresponding to the wavelength range of incident light can be used according to the transparent film.
[0034]
In the above, when the mold can form one or a plurality of rectangular regions having light emitting means, a predetermined number (a plurality) of rectangular regions can be obtained by repeating the above operation using the mold. The optical film which has can be formed. 3 and 4 show the transparent base film 1B provided with the light emitting means forming layer 1A, but a single layer of the light emitting means forming layer in which the base film is omitted as described above. A transparent film made of a material may be used.
[0035]
Non-glare treatment, antireflection treatment for preventing visual obstruction due to surface reflection of external light, hard coat treatment for preventing scratches, etc., if necessary, on the light emitting means forming surface in the rectangular area of the optical film Can be applied. A polarizing plate having a rectangular region subjected to such treatment can be preferably used particularly for a front light system. The non-glare treatment can be performed by making the surface a fine concavo-convex structure by various methods such as a roughening method such as a sand blasting method or an embossing method, a coating method of a resin containing the above-mentioned transparent particles such as silica. it can. The antireflection treatment can be performed by a method of forming an interfering vapor deposition film. Further, the hard coat treatment can be performed by a method of applying a hard resin such as a curable resin. The non-glare treatment, the antireflection treatment and the hard coat treatment can be applied to a film adhesion method or the like subjected to one or more treatments.
[0036]
As shown in FIGS. 1, 3 and 4, the polarizing plate includes an optical film 1 and a long polarizing film 2 having an optical axis (arrow) in the long side direction so that the long side directions thereof are parallel to each other. In addition, the laminated body 3 (polarizing plate) composed of units of rectangular regions is formed by bonding the adhesive film 1C through the adhesive layer 1C so that the surface having the light emitting means of the optical film is outside, and cutting the laminated body. It can be formed by obtaining.
[0037]
As the polarizing film, any suitable one can be used and there is no particular limitation. Higher hydrophilicity such as polyvinyl alcohol film, partially formalized polyvinyl alcohol film, ethylene / vinyl acetate copolymer partially saponified film, etc. A film having a high degree of polarization, such as an absorptive polarizing film formed by stretching a film obtained by adsorbing a dichroic substance such as iodine or a dichroic dye on a molecular film, can be preferably used.
[0038]
The polarizing film to be used may be one in which a transparent protective layer according to the prior art is provided on one side or both sides thereof. For the formation of the transparent protective layer, a layer having excellent transparency, mechanical strength, thermal stability, moisture shielding property, etc. and having a refractive index according to the above-described transparent film is preferably used. Therefore, the optical film can be provided as a transparent protective layer for the polarizing film. In this case, the liquid crystal display device and the like can be made thinner and lighter.
[0039]
The adhesive layer for adhering the optical film and the polarizing film can be provided on one or both adhesion-treated surfaces of the films. The purpose of the bonding process through the bonding layer is to improve the reflection efficiency through the optical path changing slope a of the concave portion A forming the light emitting means, and to improve the luminance by effectively using incident light from the side surface direction. It is preferable to use an adhesive layer having a small difference in refractive index from the transparent film in view of the purpose. The preferred adhesive layer is 0.07 lower than that of the transparent film from the viewpoint of suppressing the total reflection and increasing the incident efficiency of the transmission light of the liquid crystal cell to the rectangular region, and obtaining a bright liquid crystal display device having excellent uniformity. It has a refractive index equal to or higher than the refractive index and has a refractive index higher than or close to that of the cell substrate of the liquid crystal cell.
[0040]
Incidentally, when the refractive index is lower than that of the cell substrate of the liquid crystal cell, the incident light from the side surface is easily subjected to total reflection during the transmission. In general, a resin plate or an optical glass plate is used as the cell substrate, and in the case of a non-alkali glass plate, the refractive index is generally about 1.51 to 1.52, so that the refractive index is ideally higher. By performing the adhesive treatment through the adhesive layer, most of the transmitted light having an angle that can be incident on the rectangular region from the cell can be incident on the rectangular region without being totally reflected by the adhesive interface. From the viewpoint of improving the display brightness and uniformity of brightness in the surface by suppressing the amount of light that cannot be emitted by the confinement action based on total reflection, the light transmission type optical layer such as an adhesive layer, a liquid crystal cell, or a transparent film is used. The preferred refractive index difference at each interface is within 0.15, in particular within 0.10, in particular within 0.05. Therefore, the preferable refractive index of the adhesive layer is 1.49 or more, especially 1.50 or more, particularly 1.51 or more.
[0041]
For the formation of the adhesive layer, for example, an appropriate material such as an adhesive that cures by irradiation or heating with ultraviolet rays or radiation can be used, and there is no particular limitation. An adhesive layer can be preferably used in terms of handling properties such as simple adhesiveness and stress relaxation properties that suppress the generation of internal stress. For the formation of the adhesive layer, for example, an adhesive having a base polymer of an appropriate polymer such as rubber, acrylic, vinyl alkyl ether, silicone, polyester, polyurethane, polyether, polyamide, styrene, etc. Etc. can be used. Among them, those having excellent transparency, weather resistance, heat resistance and the like, such as an acrylic pressure-sensitive adhesive mainly composed of a polymer mainly composed of an alkyl ester of acrylic acid or methacrylic acid, are preferably used.
[0042]
In addition, the adhesive layer includes, for example, inorganic particles such as silica, alumina, titania, zirconia, tin oxide, indium oxide, cadmium oxide, and nonmony oxide, and organic particles such as a crosslinked or uncrosslinked polymer. One kind or two or more kinds of appropriate transparent particles may be contained to obtain a light diffusion type.
[0043]
In the case of a laminate with an optical film, the optical axis in the long side direction of the polarizing film is generally an absorption axis, but is not limited thereto, and may be a transmission axis. Further, the adhesion treatment between the optical film and the polarizing film can be performed by an appropriate method. In general, since the light emitting means is formed of a concave portion and is less likely to be crushed, a continuous adhesion treatment method via the pressure rollers 4, 5 as shown in the example of FIG. 1 is preferable from the viewpoint of manufacturing efficiency. Note that the light emitting means including the concave portion has the advantage of being excellent in light incident efficiency and the like in addition to being excellent in preventing damage as described above.
[0044]
The purpose of cutting the laminated body of the optical film and the polarizing film is to cut out a rectangular region of the optical film for each unit from the laminated body to obtain a polarizing plate 3 composed of laminated pieces as the unit body. The cutting process can be performed by an appropriate method such as a punching method. In addition, the cutting process can be performed in a separate process from the formation of the laminated body, or a cutting means is provided after the bonding means to continuously form the laminated body, and the cutting process is sequentially performed at the same time to perform polarization. It is also possible to use a method of continuously manufacturing the plate.
[0045]
In the above-described cutting process, as illustrated in FIG. 2, an appropriate position specifying mark made of, for example, a cross 11 is provided for each of the plurality of rectangular area units 10 in the optical film of the laminated body. The laminated body can also be cut by detecting the cutting position via the mark recognition means. Accordingly, the cutting position can be determined quickly and accurately, and the uniformity of the cutting shape and quality of the polarizing plate can be enhanced. The mark for specifying the position to be formed is arbitrary as described above, and can be provided on one or both of the optical film and the polarizing film forming the laminate. Moreover, such a mark can be provided in advance on an optical film or the like before forming a laminated body, or can be provided after forming a laminated body.
[0046]
If necessary, a transparent adhesive layer for adhering to other members can be provided on the side of the polarizing film on the laminate or polarizing plate. The adhesive layer can conform to the case of the above-described laminate. Moreover, such an adhesive layer can be provided in advance on a polarizing film before forming a laminate, or can be provided after forming a laminate or a polarizing plate. It should be noted that it is preferable to temporarily cover the adhesive layer with a release sheet for the purpose of preventing foreign matters from being mixed in until the adhesive layer is put into practical use.
[0047]
The polarizing plate according to the present invention optically changes the incident light from the side surface direction by the light source or the transmitted light through the light emitting means (optical path changing slope) in the direction (normal direction) excellent in perpendicularity advantageous for visual recognition. The light can be emitted efficiently, and can exhibit good transparency to external light. For example, it is a bright and easy-to-see thin and lightweight reflective type and transmissive type of external light and illumination type. Various devices such as a liquid crystal display device can be formed. An example of the liquid crystal display device is shown in FIG. The figure shows an example of an external light / illumination type liquid crystal display device of a reflection type. 20 and 30 are cell substrates in the liquid crystal cell, 40 is a liquid crystal layer, and 31 is a reflective layer.
[0048]
As shown in the figure, the liquid crystal display device can be formed by disposing the polarizing plate 3 on at least one side of the liquid crystal cell so that the side having the light emitting means is outside. In that case, as shown in the figure, the illumination mechanism includes one or more light sources 51 on one or more side surfaces of the liquid crystal cell, particularly on one or more side surfaces of the cell substrate 20 on the side where the polarizing plate 3 is disposed. Can be formed. In that case, it is preferable to adhere the polarizing plate to a liquid crystal cell or the like via an adhesive layer from the viewpoint of achieving bright display.
[0049]
In the case of the polarizing plate having the light emitting means arranged in the pit form as shown in the example of FIG. 7 in forming the illumination mechanism, the pit shape is obtained from the point that a bright display is achieved by efficiently using the radial incident light from the point light source. It is preferable to arrange a point light source on the side surface of the liquid crystal cell on the vertical line including the virtual center of the arranged light emitting means. In such an arrangement of the point light sources corresponding to the virtual center, the point light source of the cell substrate 20 as shown in the example of FIG. 8 depends on whether the virtual center of the light emitting means is on the end face of the polarizing plate or on the outside thereof. Appropriate countermeasures such as a method of projecting the side where the slab is placed can be taken.
[0050]
An appropriate light source can be used as the light source disposed on the side surface of the liquid crystal cell. For example, in addition to the above-described point light source such as a light emitting diode, a linear light source such as a (cold, heat) cathode tube, or a point light source can be used. An array body arranged in a shape or a plane, or a combination of a point light source and a linear light guide plate to convert incident light from the point light source into a linear light source via the linear light guide plate is preferable. Can be used.
[0051]
In addition, it is preferable from the viewpoint of emission efficiency that the light source is disposed on the side surface of the cell where the optical path changing slope of the polarizing plate faces. Incident light from the side surface through the light source can be efficiently converted into a surface light source by arranging the light path conversion slope so as to face the light source as perpendicularly as possible, including the case of the pit arrangement described above. Light can be emitted with high efficiency. Therefore, in the case of the rectangular region 10 having the two optical path changing slopes a as in the example of FIG. 3, the light sources can be arranged on both of the opposing side surfaces of the cell substrate. In the case of the pit arrangement, the point light sources can be arranged at one place or two or more places corresponding to the virtual center of the light emitting means in the polarizing plate.
[0052]
The light source is capable of visual recognition in the illumination mode by lighting, and in the case of an external light / illumination type liquid crystal display device, it is not necessary to turn on when viewing in the external light mode by external light. It can be switched on and off. As the switching method, any method can be adopted, and any of the conventional methods can be adopted. The light source may be of a different color light emission type capable of switching the emission color, or may be capable of emitting different color light via different light sources.
[0053]
As shown in the example of FIG. 8, the light source 51 may be a combined body in which appropriate auxiliary means such as a reflector 52 surrounding the light source 51 are arranged to guide the divergent light to the side surface of the liquid crystal cell as necessary. As the reflector, an appropriate reflecting sheet such as a resin sheet, a white sheet, or a metal foil provided with a highly reflective metal thin film can be used. The reflector can also be used as a fixing means that also serves as an enclosure for the light source, such as by bonding its end to the end of a cell substrate or the like.
[0054]
In general, a liquid crystal display device includes a liquid crystal cell that functions as a liquid crystal shutter, a driving device associated therewith, a front light or a backlight (polarizing plate), and necessary components such as a reflective layer and a compensation retardation plate. It is formed by assembling. In the present invention, there is no particular limitation except that the illumination mechanism is formed using the polarizing plate and the light source described above, and it can be formed according to a conventional front light type or backlight type. Accordingly, the liquid crystal cell to be used is not particularly limited. As shown in the figure, the liquid crystal 40 is sealed between the cell substrates 20 and 30 through the sealing material 41, and display light is obtained through light control by the liquid crystal or the like. An appropriate reflection type or transmission type can be used.
[0055]
Incidentally, specific examples of the liquid crystal cell described above include TN type liquid crystal cell, STN type liquid crystal cell, IPS type liquid crystal cell, HAN type liquid crystal cell, OCB type liquid crystal cell and VA type liquid crystal cell, twist type, non-twist type, guest. Examples of the liquid crystal cell include a host system and a ferroelectric liquid crystal system, and a light diffusion type liquid crystal cell such as an internal diffusion type. Also, the liquid crystal driving method may be an appropriate one such as an active matrix method or a passive matrix method. The liquid crystal is usually driven through electrodes 21 and 31 provided inside the cell substrate as in the example of FIG.
[0056]
In the reflective liquid crystal display device, the arrangement of the reflective layer is essential, but the arrangement position can be provided inside the liquid crystal cell as illustrated in FIG. 8, or can be provided outside the liquid crystal cell. Therefore, in the example of FIG. 8, the electrode 31 also serves as a reflective layer. As for the reflective layer, for example, a coating layer containing a powder of a high reflectance metal such as aluminum, silver, gold, copper or chromium in a binder resin, or a metal thin film attached layer by a vapor deposition method, the coating layer or the attached layer. Can be formed as an appropriate reflective layer according to the prior art such as a reflective sheet, a metal foil, a transparent conductive film, and a dielectric multilayer film. In the case of a transmissive liquid crystal display device for both external light and illumination, the reflective layer disposed outside the polarizing plate can also be made appropriate in accordance with the above.
[0057]
On the other hand, a transmissive liquid crystal display device can be formed by disposing a polarizing plate on the viewing back side of the liquid crystal cell. In that case, by providing a reflective layer on the back side (outside) of the light emitting means, the light leaking from the optical path changing slope is reflected and returned to the direction of the liquid crystal cell, so that it can be used for cell illumination and the luminance can be improved. it can. At this time, by making the reflection layer a diffuse reflection surface, the reflected light can be diffused and directed in the front direction, and can be directed in an effective direction by visual recognition. Further, by providing the reflective layer, the liquid crystal display device can be used as a transmissive type and an external light / illumination type liquid crystal display device.
[0058]
In the above, when the reflective layer is disposed outside the liquid crystal cell, the cell substrate or electrode needs to be formed as a transparent substrate or transparent electrode in order to enable liquid crystal display. On the other hand, when the electrode 31 also serving as a reflective layer is provided inside the liquid crystal cell as in the example of FIG. 8, the cell substrate 20 and the electrode 21 on the viewing side are used as a transparent substrate or a transparent electrode to enable liquid crystal display. Although it is necessary to form it, the cell substrate 30 on the back side does not need to be transparent like the reflective layer 31 and may be formed of an opaque body.
[0059]
The thickness of the cell substrate is not particularly limited and can be appropriately determined according to the sealing strength of the liquid crystal, the size of the light source to be arranged, and the like. In general, the thickness is 10 μm to 5 mm, especially 50 μm to 2 mm, especially 100 μm to 1 mm, in view of the balance between light transmission efficiency and thin and light weight. The thickness of the cell substrate may be different between the side where the light source is arranged and the side where the light source is not arranged, or may be the same thickness.
[0060]
When forming the liquid crystal cell, as shown in the example of FIG. 8, alignment films 22 and 32 such as a rubbing film for aligning liquid crystals, a color filter 23 for realizing color display, a low refractive index layer 24, and a layer as necessary. A phase difference plate 25 or the like can be provided. In general, the alignment film is disposed adjacent to the liquid crystal layer, and the color filter is disposed between the cell substrate and the electrode. For the purpose of controlling the display light via linearly polarized light, a polarizing film can be disposed on the liquid crystal cell side that does not have the polarizing plate according to the present invention, if necessary. Accordingly, the polarizing plate or the polarizing film can be disposed at an appropriate position on one or both of the viewing side and the back side of the liquid crystal cell.
[0061]
The low refractive index layer described above efficiently reflects the incident light from the side direction through the light source to the rear in the direction far away from the light source, and the light is efficiently incident on the rear optical path conversion slope a. Thus, the object is to improve the uniformity of brightness over the entire cell display surface. The low refractive index layer can be formed as a transparent layer made of an appropriate low refractive index material made of an inorganic material or an organic material such as a fluorine compound, and the arrangement position thereof is the inside of the cell substrate 20 on which the light source 51 is arranged as in the example of FIG. The surface opposite to the polarizing plate-attached side of the substrate is preferable from the viewpoint of improving the brightness of the cell display. Further, a low refractive index layer having a refractive index of 0.01 or more, especially 0.02 to 0.15, particularly 0.05 to 0.10, is preferable from the viewpoint of improving the brightness of the cell display.
[0062]
When forming a liquid crystal display device, if necessary, a liquid crystal display panel having one or more appropriate optical layers such as a light diffusing layer and a retardation plate in addition to the above-described non-glare layer may be used. . The purpose of the light diffusion layer is to expand the display range by diffusing the display light, to make the luminance uniform by leveling light emission, and to increase the amount of light incident on the polarizing plate by diffusing the transmitted light in the liquid crystal cell. The optical layer to be added can be applied to a liquid crystal cell by being laminated and integrated with a polarizing plate via an adhesive layer or the like, if necessary.
[0063]
The light diffusing layer can be provided by an appropriate method using a coating layer or a diffusing sheet having a surface fine concavo-convex structure according to the non-glare layer. The light diffusing layer can also be arranged as a layer that also serves as an adhesive layer by blending transparent particles in the adhesive layer, whereby the liquid crystal display device can be thinned. One layer or two or more layers of the light diffusion layer can be disposed at an appropriate position such as between the polarizing plate and the cell substrate on the viewing side.
[0064]
In addition, the above-described retardation plate is usually disposed between the polarizing plate on the viewing side or / and the back side and the cell substrate as shown in FIG. 8 for the purpose of expanding the viewing angle by optical compensation and preventing coloring. An appropriate retardation plate can be used in accordance with the wavelength region or the like, and the compensation retardation plate may be formed as a superposed layer of one or more retardation layers. The retardation plate is a birefringent film obtained by stretching a film made of an appropriate transparent polymer by an appropriate method such as uniaxial or biaxial, an appropriate liquid crystal polymer alignment film such as a nematic or discotic type, and the like. The alignment layer may be obtained by supporting it with a transparent substrate, or may be one in which the refractive index in the thickness direction is controlled under the action of the heat shrinkage force of the heat shrinkable film.
[0065]
In the above-described reflective liquid crystal display device of FIG. 8, visual recognition using both external light and illumination is such that light emitted from the back surface of the polarizing plate 3 passes through the liquid crystal cell as shown by an arrow in the illumination mode in which the light source 51 is turned on. Then, after being reflected by the reflective layer 31, the display light transmitted through the portion other than the concave portion A is visually recognized through the liquid crystal cell via the reverse direction to the polarizing plate. On the other hand, in the external light mode by turning off the light source, the light incident from the portion other than the concave portion on the light emitting means forming surface of the polarizing plate 3 reaches the polarizing plate via the reflective layer 31 and reversely through the liquid crystal cell according to the above. Display light transmitted from a portion other than the concave portion is visually recognized.
[0066]
On the other hand, in the transmissive liquid crystal display device, visual recognition using both external light and illumination is such that light emitted from the polarizing film layer of the polarizing plate arranged on the back side enters the liquid crystal cell in the illumination mode by turning on the light source and enters the polarizing film or the like. The transmitted display light is visually recognized. In the external light mode by turning off the light source, the external light incident from the viewing side surface passes through the liquid crystal cell and reaches the polarizing plate, and the light incident from the portion other than the concave portion of the light emitting means forming surface is reflected on the back surface. Display light that is inverted through the layers and transmitted through the liquid crystal cell in the reverse direction is visually recognized.
[0067]
In the present invention, each component forming the above-described liquid crystal display device may be laminated or integrated as a whole or partially and fixed, or may be arranged in an easily separated state. From the standpoint of preventing reduction in contrast due to suppression of interfacial reflection, it is preferably in a fixed state, and at least the polarizing plate and the liquid crystal cell are preferably in a fixed and intimate contact state. An appropriate transparent adhesive such as a pressure-sensitive adhesive can be used for the fixing treatment, and the transparent adhesive layer can contain transparent particles or the like to form an adhesive layer exhibiting a diffusion function.
[0068]
In addition, the above-mentioned formed parts, particularly those on the viewing side, can be treated with ultraviolet absorbers such as salicylic acid ester compounds, benzophenone compounds, benzotriazole compounds, cyanoacrylate compounds, nickel complex compounds, etc. Can also be given.
[0069]
【Example】
Example 1
While applying a UV curable acrylic resin with a thickness of about 100μm to a long transparent film of polycarbonate (PC) with a thickness of 60μm using an applicator, the coating layer is processed into a predetermined shape in advance. Fixed operation of peeling from the mold by applying a metal halide lamp to the mold after it is adhered to the mold so that it is parallel to the long side of the film with a rubber roller and extruding excess resin and air bubbles A plurality of units composed of rectangular regions provided with light emitting means are repeatedly arranged at regular intervals on one side of the long transparent film, and the long side of each region with respect to the long side direction of the transparent film An optical film was obtained in which the directions were parallel and the directions of the short sides were perpendicular. In addition, it was 1.515 when the refractive index of the ultraviolet curable resin after hardening was measured.
[0070]
The rectangular region has a width of 30 mm and a length of 40 mm, and optical path conversion slopes continuous in the width direction are arranged in parallel in the length direction at a pitch of 210 μm, and a cross-sectional triangle between the slope and the surface facing it. It has a light-emitting means consisting of a plurality of recesses that form. The projected width of the optical path conversion slope with respect to the film surface is 10 μm, the tilt angle is 42.5 degrees, and the tilt angle of the facing surface is about 75 degrees. Moreover, the area of the flat surface which consists of parts other than a recessed part in the surface in which the light-projection means was formed is 12 times or more of the sum of an optical path conversion slope and its opposing surface. Furthermore, when the total light transmittance and haze of this optical film were measured, they were 89% and 7%, respectively.
[0071]
Next, the above-mentioned optical film and the long side direction thereof are parallel to each other through an acrylic adhesive layer having a refractive index of 1.515 provided with a polyvinyl alcohol-type long polarizing film having an absorption axis in the long side direction. And a Thomson blade arranged after the pressure roller while continuously forming a laminate (FIG. 1) by adhering via a pressure roller so that the surface of the optical film having the light emitting means is outside. Punches were sequentially punched for each region unit through a punching device, and a polarizing plate composed of the laminated pieces was continuously obtained. At the time of punching, position control was performed by an image recognition system using a TV camera and a personal computer to prevent positional displacement.
[0072]
Comparative example
An optical film was formed according to Example 1, and the single body was sequentially punched for each region unit. Also, the polarizing film was punched into a predetermined size with a Thomson blade according to Example 1 for the single body. Next, the optical film and the punched piece of the polarizing film were aligned with each side and bonded to each single plate to obtain a polarizing plate according to Example 1.
[0073]
Evaluation test
The time required for producing 1000 polarizing plates in the production methods of Examples and Comparative Examples was examined. The results are shown in the following table.

[0074]
From the above table, it can be seen that the time required for producing 1000 polarizing plates is about 40 minutes in the example, and about 5 hours in the comparative example. In the example, 1000 polarizing plates were actually manufactured, but in the comparative example, it took about 1 hour for the bonding process to 100 polarizing plates in the bonding process for each single plate. Thus, the time required for the adhesion process to 1000 polarizing plates was set.
[0075]
On the other hand, 30 sheets were extracted indiscriminately from the polarizing plates obtained in Examples and Comparative Examples, and the optical axis misalignment and positional misalignment were measured with a microscope. The results are shown in the following table. In the table, X is an average value of the axis deviation and the position deviation, σ is a standard deviation thereof, and NG is the number of defective products showing an axis deviation of 0.4 degrees or more and a position deviation of 0.3 mm or more. It is.

[0076]
According to the above table, in the examples, no occurrence of axial deviation or positional deviation was observed, but in the comparative example, the average axial deviation was 0.1 degree, the positional deviation was 0.2 mm, and 0.4 mm. It can be seen that there are some defective products that show an axial misalignment of more than 50 degrees and a misalignment of 0.3 mm or more.
[0077]
In the examples, it was found that if the image recognition system was not used when cutting the laminate, the cutting position gradually shifted and became defective after about 30 minutes from the start. Therefore, when the image recognition system is not used, it is necessary to reset the laminated body every 30 minutes, which increases the required time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory perspective view of a manufacturing process.
FIG. 2 is an explanatory plan view of an optical film.
FIG. 3 is an explanatory side view of a laminated body (concave portion).
FIG. 4 is an explanatory side view of another laminated body (concave part).
FIG. 5 is an explanatory plan view of light emitting means.
FIG. 6 is an explanatory plan view of another light emitting means.
FIG. 7 is an explanatory plan view of still another light emitting means.
FIG. 8 is an explanatory side view of a reflective liquid crystal display device.
[Explanation of symbols]
3: Polarizing plate (laminate)
1: Optical film
10: Rectangular area having light emitting means
A: Concave part a: Optical path conversion slope
2: Polarizing film
1c: Adhesive layer
1D: Polarizing film layer
20, 30: Cell substrate 40: Liquid crystal layer 51: Light source

Claims (9)

フィルム面に対する傾斜角が３５〜４８度の光路変換斜面を具備する凹部の複数からなる光出射手段を有する矩形状の領域よりなる単位の複数を長尺の透明フィルムの片面に、各領域の辺の方向が透明フィルムの長辺方向に対して平行又は垂直となるように設けてなる光学フィルムと、長辺方向に光学軸を有する長尺の偏光フィルムとをそれらの長辺方向が平行となるように、かつ光学フィルムの光出射手段を有する面が外側となるように接着層を介し圧着して積層体を連続的に形成し、前記積層体を裁断して、前記の領域単位からなる積層片を得ることを特徴とする偏光板の製造方法。A plurality of units consisting of a rectangular region having light emitting means comprising a plurality of concave portions each having an optical path changing slope with an inclination angle of 35 to 48 degrees with respect to the film surface are formed on one side of a long transparent film, and the sides of each region An optical film provided so that the direction of the transparent film is parallel or perpendicular to the long-side direction of the transparent film and a long polarizing film having an optical axis in the long-side direction are parallel to each other in the long-side direction. Thus, a laminated body is continuously formed by pressure-bonding through an adhesive layer so that the surface having the light emitting means of the optical film is on the outside, and the laminated body is cut to form a laminated body composed of the region units. A method for producing a polarizing plate, comprising obtaining a piece. 請求項１において、光出射手段を形成する凹部がその光路変換斜面に対する横断面に基づいて略三角形である偏光板の製造方法。  2. The method of manufacturing a polarizing plate according to claim 1, wherein the concave portion forming the light emitting means is substantially triangular based on a cross section with respect to the optical path changing slope. 請求項２において、光出射手段を形成する凹部における光路変換斜面の長辺方向の長さが５００μｍ以下で凹部の深さの５倍以上であり、かつ凹部の深さが１００μｍ以下で、光路変換斜面の長辺方向と深さ方向とに直交する方向の幅が１００μｍ以下である偏光板の製造方法。  3. The optical path conversion according to claim 2, wherein the length of the long-side direction of the optical path changing slope in the concave portion forming the light emitting means is 500 μm or less and is not less than 5 times the depth of the concave portion, and the concave depth is 100 μm or less. The manufacturing method of the polarizing plate whose width | variety of the direction orthogonal to the long side direction and depth direction of a slope is 100 micrometers or less. 請求項３において、光出射手段を形成する凹部における光路変換斜面に対向する面がフィルム面に対する傾斜角６０〜９０度の立面からなる偏光板の製造方法。  4. The method for producing a polarizing plate according to claim 3, wherein a surface facing the optical path changing slope in the concave portion forming the light emitting means is an elevation surface having an inclination angle of 60 to 90 degrees with respect to the film surface. 請求項１〜４のいずれか一項において、光出射手段を形成する凹部がその光路変換斜面に基づいて平行又は不規則に、あるいは仮想中心に対してピット状に配置されてなる偏光板の製造方法。  5. A polarizing plate according to claim 1, wherein the concave portions forming the light emitting means are arranged in parallel or irregularly on the basis of the optical path changing slope, or in a pit shape with respect to the virtual center. Method. 請求項１〜５のいずれか一項において、接着層が屈折率１．４９以上の粘着層である偏光板の製造方法。  The method for producing a polarizing plate according to claim 1, wherein the adhesive layer is an adhesive layer having a refractive index of 1.49 or more. 請求項１〜６のいずれか一項において、積層体が光学フィルムにおける矩形状領域単位の複数毎に位置特定用のマークを有する偏光板の製造方法。  The method for producing a polarizing plate according to any one of claims 1 to 6, wherein the laminate has a position specifying mark for each of a plurality of rectangular region units in the optical film. 請求項７において、位置特定用マークの認識手段を介して積層体を裁断処理する偏光板の製造方法。  8. The method for manufacturing a polarizing plate according to claim 7, wherein the laminated body is cut through the position identifying mark recognition means. 請求項１〜８のいずれか一項に記載の製造方法による偏光板をその光学フィルムによる光出射手段を有する側が外側となるように液晶セルの少なくとも片側に配置してなることを特徴とする液晶表示装置。  9. A liquid crystal comprising: a polarizing plate produced by the manufacturing method according to claim 1 disposed on at least one side of a liquid crystal cell so that the side having the light emitting means of the optical film is on the outside. Display device.

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