JP2000206328A - 位相差板、その連続製造法、光学部材及び液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液晶セルによる複屈折を高度に補償できる薄
型で良耐熱性の位相差板を効率よく得て、広い視角範囲
でコントラストや白黒表示等の視認性に優れる液晶表示
装置を得ること。 【解決手段】 片面又は両面に熱収縮性フィルムを接着
した長尺の透光性フィルムを、加熱処理による前記熱収
縮性フィルムの収縮力の作用下に、ロール速比が１以下
のロール延伸機にて処理して前記の透光性フィルムを収
縮させる位相差板の連続製造法、面内の主屈折率をｎ
x、ｎy、厚さ方向の主屈折率をｎz、かつｎx＞ｎyで厚
さをｄとしたとき、ｎx＜ｎz及び（ｎx−ｎy）ｄ＜５０
０nmを満足する位相差板、それらの位相差板（１）と偏
光板（３）を少なくとも有する積層体からなる光学部材
及び液晶セルの片側又は両側に前記した位相差板又はそ
れと偏光板を有する液晶表示装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】本発明は、液晶セルの光学補償によ
る液晶表示装置の視角特性の改善などに好適な位相差板
とその連続製造法、及びその位相差板を用いた光学部材
に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶による複屈折で表示装置を見る視角
により表示色やコントラスト等が変化することの防止を
目的に、液晶セルに対し位相差板を配置して複屈折に基
づく光学特性を補償して視角特性を改善する技術が提案
されている。従来、かかる補償用の位相差板としては、
一軸延伸フィルムを積層したものやポリスチレン等の負
の複屈折特性を示すポリマーからなる二軸延伸フィルム
が知られていた。

【０００３】しかしながら、前記の積層タイプでは積層
工程を要することや延伸軸の交差角を高度に制御する必
要のあることなどから製造効率に乏しく、積層で嵩高く
なる問題点があった。また負の複屈折特性を示すポリマ
ーからなる二軸延伸フィルムでは、耐熱性に乏しく位相
差の変動問題等で液晶表示装置の形成に用いることが困
難な問題点があった。

【０００４】

【発明の技術的課題】本発明は、液晶セルによる複屈折
を高度に補償できる薄型で良耐熱性の位相差板を効率よ
く得て、広い視角範囲でコントラストや白黒表示等の視
認性に優れる液晶表示装置を得ることを課題とする。

【０００５】

【課題の解決手段】本発明は、片面又は両面に熱収縮性
フィルムを接着した長尺の透光性フィルムを、加熱処理
による前記熱収縮性フィルムの収縮力の作用下にロール
速比が１以下のロール延伸機にて処理して前記の透光性
フィルムを収縮させることを特徴とする位相差板の連続
製造法及び面内の主屈折率をｎx、ｎy、厚さ方向の主屈
折率をｎz、かつｎx＞ｎyで厚さをｄとしたとき、ｎx＜
ｎz及び（ｎx−ｎy）ｄ＜５００nmを満足することを特
徴とする位相差板を提供するものである。

【０００６】また本発明は、前記した位相差板と偏光板
を少なくとも有する積層体からなることを特徴とする光
学部材、及び液晶セルの片側又は両側に前記した位相差
板、又はその位相差板と偏光板を有することを特徴とす
る液晶表示装置を提供するものである。

【０００７】

【発明の効果】本発明によれば、液晶セルの複屈折に基
づく視角による表示特性の変化を高度に補償できる薄型
で良耐熱性の位相差板が製造効率よく得られ、広い視角
範囲でコントラストや白黒表示等の視認性に優れる液晶
表示装置を得ることができる。

【０００８】

【発明の実施形態】本発明による製造法は、片面又は両
面に熱収縮性フィルムを接着した長尺の透光性フィルム
を、加熱処理による前記熱収縮性フィルムの収縮力の作
用下に、ロール速比が１以下のロール延伸機にて処理す
ることにより前記の透光性フィルムを収縮させて位相差
板を連続に得るものである。

【０００９】処理対象の透光性フィルムとしては、光透
過性の適宜なフィルムを用いることができ、特に限定は
ない。透光性に優れ、就中、光透過率が７５％以上、特
に８５％以上で配向ムラの少ないフィルムが好ましく用
いうる。透光性フィルムを形成するポリマーについても
特に限定はなく、適宜なものを用いうる。ポリマーは、
そのフィルムを延伸処理した場合に示す延伸方向と屈折
率の関係による複屈折特性で正負に分類しうるが、本発
明にてはそのいずれも用いうる。

【００１０】就中、処理効率や耐熱性等の点よりは、延
伸方向の屈折率が高くなる正の複屈折特性を示すポリマ
ーからなる透光性フィルムが好ましく用いうる。ちなみ
にそのポリマーの例としては、ポリカーボネート、ポリ
ビニルアルコール、セルロース系ポリマー、ポリエチレ
ンテレフタレートやポリエチレンナフタレートの如きポ
リエステル、ポリアリレート、ポリイミド、ノルボルネ
ン系ポリマー、ポリスルホン、ポノエーテルスルホン、
ポリエチレンやポリプロピレンの如きポリオレフィンな
どがあげられる。就中、非晶質で耐熱性に優れるポリマ
ーが好ましく用いうる。

【００１１】透光性フィルムは、例えば流延法等のキャ
スティング法や押出法などの適宜な方式で形成したもの
であってよい。キャスティング法等の溶液製膜法が厚さ
ムラや配向歪ムラ等の少ない透光性フィルムを得る点な
どより好ましい。透光性フィルムの厚さは、目的とする
位相差等により適宜に決定しうるが、一般には１０〜５
００μm、就中２０〜３００μmとされる。なお透光性フ
ィルムは、連続製造を目的に巻回体等とした長尺体が用
いられるが、その長さや幅は任意である。

【００１２】透光性フィルムの片面又は両面に接着する
熱収縮性フィルムは、その加熱による収縮力の伝達で透
光性フィルムを収縮させてその位相差特性、特に厚さ方
向の屈折率を制御することなどを目的とする。熱収縮性
フィルムとしては、例えばポリマーフィルムの延伸処理
物などからなる加熱処理にて収縮性を示す適宜なものを
用いることができ、特に限定はない。透光性フィルムに
おける位相差の制御性などの点よりは、上記に例示した
正の複屈折特性を示すポリマーからなる熱収縮性フィル
ムが好ましく用いうる。

【００１３】また収縮力の付与性などの点よりは、透光
性フィルムのガラス転移温度付近にて熱収縮性を示す熱
収縮性フィルムが好ましく用いうる。熱収縮性フィルム
の収縮力は、例えばポリマーの種類や延伸倍率等の延伸
条件、フィルム厚などにより制御することができる。加
熱による収縮力がフィルム全面で可及的に均一な熱収縮
性フィルムが透光性フィルムに均一な配向を付与する点
などより好ましく用いうる。

【００１４】熱収縮性フィルムと透光性フィルムの接着
には、良密着による収縮力の伝播性などの点より接着剤
を用いることが好ましい。その接着剤としては、熱収縮
性フィルムの収縮処理時にはその収縮力を透光性フィル
ムに良好に伝達し、その処理後には透光性フィルムの処
理物よりその光学特性を可及的に変質させないで処理後
の熱収縮性フィルムを分離できるものが好ましく用いら
れる。

【００１５】前記の点よりは、粘着層などが好ましく用
いられる。その粘着層としては、例えばアクリル系やシ
リコーン系、ポリエステル系やポリウレタン系、ポリエ
ーテル系やゴム系等の適宜なものを用いることができ、
その種類について特に限定はない。なお熱収縮性フィル
ムは、透光性フィルムの片面又は両面に同種又は異種の
ものをそれぞれ１層又は２層以上接着することができ
る。

【００１６】透光性フィルムに接着した熱収縮性フィル
ムに対しては、加熱処理によりその収縮力を発現させる
が、その加熱処理は適宜な方式で行うことができ、特に
限定はない。一般には、ロール延伸機におけるロールを
介した加熱方式や雰囲気加熱方式、あるいはそれらを併
用した方式などが採られる。

【００１７】熱収縮性フィルムの収縮力の作用下にロー
ル延伸機による処理を安定に達成する点などよりは、熱
収縮性フィルムの長さ方向（ＭＤ）／幅方向（ＴＤ）に
基づく寸法変化率比が１．５以下となる温度条件にて加
熱処理を行うことが好ましい。その寸法変化率比が１．
５を超える加熱処理では、ロール間を走行する透光性フ
ィルムに張力不足による蛇行が生じやすく、またロール
の速比に則した透光性フィルムの変形が生じずにｎx＜
ｎzの条件を満足させにくくなる。

【００１８】前記の寸法変化率比を達成する点よりは、
熱収縮性フィルムを形成するポリマーのガラス転移温度
（Ｔｇ）に基づきＴｇ±２０℃の温度範囲で加熱処理す
ることが好ましい。なお前記の寸法変化率比は、ＭＤ及
びＴＤの収縮前の初期寸法を１として、加熱収縮後のＭ
Ｄ寸法／ＴＤ寸法で定義される。

【００１９】前記において透光性フィルムの収縮処理に
用いるロール延伸機については特に限定はなく、適宜な
方式のものを用いうる。処理条件は、透光性フィルムの
収縮を達成する点より１以下のロール速比とされる。得
られる位相差板の屈折率等の位相差特性は、透光性フィ
ルムの種類や厚さや厚さ変化率、収縮率や処理温度など
により制御することができる。

【００２０】本発明による位相差板は、その単層物や同
種又は異種の積層物などとして液晶セルの視野角の拡大
やコントラストの向上等を目的とした複屈折による位相
差の補償などに好ましく用いうる。特に液晶セルの複屈
折の補償には、その補償特性などの点より面内の主屈折
率をｎx、ｎy、厚さ方向の主屈折率をｎz、かつｎx＞ｎ
yで厚さをｄとしたとき、ｎx＜ｎz及びＲｅ＜５００nm
を満足する位相差板が好ましく用いうる。なおＲｅは、
（ｎx−ｎy）ｄにて定義される。

【００２１】位相差板の実用に際しては、例えば位相差
板の片面又は両面に粘着層を設けたものや、その粘着層
を介して偏光板、又は等方性の透明な樹脂層やガラス層
等からなる保護層を接着積層したものなどの２層又は３
層以上の積層体からなる適宜な形態の光学部材として適
用することもできる。

【００２２】図１に位相差板１と偏光板３とを粘着層２
を介し接着積層してなる光学部材を例示した。偏光板と
しては、適宜なものを用いてよく、その例としてはポリ
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
にヨウ素及び／又は二色性染料を吸着させて延伸したも
の、ポリビニルアルコールの脱水処理物やポリ塩化ビニ
ルの脱塩酸処理物の如きポリエン配向フィルム等からな
る偏光フィルムなどがあげられる。

【００２３】偏光板、特に偏光フィルムは、その片側又
は両側に透明保護層を有するものであってもよい。また
偏光板は、反射層を有する反射型のものであってもよ
い。反射型の偏光板は、視認側（表示側）からの入射光
を反射させて表示するタイプの液晶表示装置などを形成
するためのものであり、バックライト等の光源の内蔵を
省略できて液晶表示装置の薄型化をはかりやすいなどの
利点を有する。

【００２４】前記の透明保護層は、ポリマーの塗布層や
保護フィルムの積層物などとして適宜に形成でき、その
形成には透明性や機械的強度、熱安定性や水分遮蔽性等
に優れるポリマーなどが好ましく用いられる。その例と
しては、ポリエステル系樹脂やアセテート系樹脂、ポリ
エーテルサルホン系樹脂やポリカーボネート系樹脂、ポ
リアミド系樹脂やポリイミド系樹脂、ポリオレフィン系
樹脂やアクリル系樹脂、あるいはアクリル系やウレタン
系、アクリルウレタン系やエポキシ系やシリコーン系等
の熱硬化型、ないし紫外線硬化型の樹脂などがあげられ
る。透明保護層は、微粒子の含有によりその表面が微細
凹凸構造に形成されていてもよい。

【００２５】また反射型偏光板の形成は、必要に応じ透
明樹脂層等を介して偏光板の片面に金属等からなる反射
層を付設する方式などの適宜な方式で行うことができ
る。その具体例としては、必要に応じマット処理した保
護フィルム等の透明樹脂層の片面に、アルミニウム等の
反射性金属からなる箔や蒸着膜を付設したものや、前記
透明樹脂層の微粒子含有による表面微細凹凸構造の上に
蒸着方式やメッキ方式等の適宜な方式で金属反射層を付
設したものなどがあげられる。

【００２６】なお位相差板と偏光板の積層に際して、そ
れらの透過軸や進相軸等の光軸の配置角度については特
に限定はなく、適宜に決定することができる。ちなみに
ＳＴＮ型の液晶セルに適用する場合には、４５度等の斜
め交叉角に配置する場合が多く、ＴＮ型の液晶セルに適
用する場合には略平行又は略直交の交叉角に配置する場
合が多い。

【００２７】上記において位相差板と偏光板等との積層
は、液晶表示装置の製造過程で順次別個に積層する方式
にても行いうるが、前記の光学部材として予め積層する
ことにより、品質の安定性や積層作業性等に優れて液晶
表示装置の製造効率を向上させうる利点などがある。積
層には、適宜な透明接着剤ないし粘着剤などを用いるこ
とができ、その接着剤等の種類について特に限定はな
い。屈折率が異なるものを積層する場合には、反射損の
抑制などの点より中間の屈折率を有する接着剤等が好ま
しく用いられる。

【００２８】また光学特性の変化防止の点よりは、積層
の際に硬化や乾燥等で高温のプロセスを要しないものが
好ましく、長時間の硬化処理や乾燥時間を要しないもの
が望ましい。その点よりは、粘着層による積層方式が好
ましい。その粘着層には、上記の熱収縮性フィルムの接
着で例示したものなどの適宜なものを用いうる。就中、
耐熱性や光学特性などの点よりアクリル系のものが好ま
しく用いられる。

【００２９】なお粘着層には、必要に応じて例えば天然
物や合成物の樹脂類、ガラス繊維やガラスビーズ、金属
粉やその他の無機粉末等からなる充填剤や顔料、着色剤
や酸化防止剤などの適宜な添加剤を配合することもでき
る。また微粒子を含有させて光拡散性を示す粘着層とす
ることもできる。

【００３０】本発明による位相差板を用いての液晶表示
装置の形成は、従来に準じて行うことができる。すなわ
ち液晶表示装置は一般に、液晶セルと光学補償用の位相
差板、及び必要に応じての偏光板や照明システム等の構
成部品を適宜に組立てて駆動回路を組込むことなどによ
り形成されるが、本発明においては上記の如く、本発明
による位相差板を光学補償用のものに用いて、それを液
晶セルの片側又は両側に設ける点を除いて特に限定はな
く、従来に準じうる。

【００３１】従って、液晶セルの片側又は両側に偏光板
を配置した液晶表示装置や、照明システムにバックライ
トあるいは反射板を用いたものなどの適宜な液晶表示装
置を形成することができる。偏光板を用いた液晶表示装
置の場合、光学補償用の位相差板は液晶セルと偏光板、
特に視認側の偏光板との間に配置することが補償効果の
点などより好ましい。その配置に際しては、上記の光学
部材としたものを用いることもできる。

【００３２】図２、図３に偏光板を用いた液晶表示装置
の構成例を示した。４が液晶セル、５がバックライトシ
ステム、７が反射層である。なお６は光拡散板である。
図２のものは両側に光学補償用の位相差板１を配置して
なり、照明システムがバックライト型のものである。ま
た図３のものは片側にのみ光学補償用の位相差板１を配
置した照明システムが反射型のものである。

【００３３】前記において液晶表示装置の形成部品は、
積層一体化されていてもよいし、分離状態にあってもよ
い。また液晶表示装置の形成に際しては、例えば拡散板
やアンチグレア層、反射防止膜、保護層や保護板などの
適宜な光学素子を適宜に配置でき、それらを位相差板と
予め積層した光学部材として配置することもできる。

【００３４】なお位相差板は、その２枚以上を積層して
用いうることを上記したが、これは補償効果の向上など
を目的とし、その場合に本発明によるもの以外の位相差
板との積層体とすることもできる。その位相差板として
は、例えば上記した透光性フィルムの一軸や二軸等によ
る延伸処理物、ディスコティック系やネマチック系等の
液晶配向板などの適宜なものを用いうる。

【００３５】また上記した位相差板や偏光板、透明保護
層や粘着層などの各層は、例えばサリチル酸エステル系
化合物やベンゾフェノール系化合物、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。

【００３６】本発明による位相差板や光学部材は、視野
角の拡大やコントラストの向上などの、液晶セルの複屈
折による位相差の補償を目的にＴＮ型やＳＴＮ型等の複
屈折を示す液晶セルを用いたＴＦＴ型やＭＩＭ型等の種
々の表示装置などに好ましく用いうる。

【００３７】なお光学補償用の位相差板としては、液晶
セルの複屈折による位相差を広い視角範囲にわたり補償
するものが好ましく用いられる。これにより、広い視角
範囲にわたり着色防止等が達成される。適用する液晶セ
ルは任意であるが、ＴＦＴ型液晶表示装置等を形成する
ためのＴＮ型やπ型などの液晶セルに好ましく適用する
ことができる。

【００３８】

【実施例】実施例１ ホスゲンとビスフェノールＡの重縮合物からなる分子量
約８万のポリカーボネートの二塩化メチレンによる２０
重量％溶液を、スチールドラム上に連続的に流延し、そ
れを順次剥取って乾燥させ、厚さ６０μmで位相差がほ
ぼ０のポリカーボネートフィルムを得た。

【００３９】次に、前記フィルムの両面に１６２℃での
寸法変化率比（ＭＤ／ＴＤ）が１．１５のポリエステル
フィルムをアクリル系粘着層を介し接着し、ロール延伸
機にてロール速比０．９７の条件で、かつロールの温度
を１６２℃とした常温雰囲気で処理してポリカーボネー
トを収縮させた後ポリエステルフィルムを剥離して、位
相差板を連続的に得た。

【００４０】実施例２ １５０℃での寸法変化率比が１．２３のポリエステルフ
ィルムを接着して、ロール速比０．９６、ロール温度１
５０℃、雰囲気温度１５５℃で処理したほかは実施例１
に準じて位相差板を連続的に得た。

【００４１】実施例３ １５７℃での寸法変化率比が０．６８のポリスチレンフ
ィルムを接着して、ロール速比０．８０、ロール温度常
温、雰囲気温度１５７℃で処理したほかは実施例１に準
じて位相差板を連続的に得た。

【００４２】実施例４ １５８℃での寸法変化率比が１．２５のポリプロピレン
フィルムを接着して、ロール速比０．９９、ロール温度
常温、雰囲気温度１５８℃で処理したほかは実施例１に
準じて位相差板を連続的に得た。

【００４３】比較例１ １５７℃での寸法変化率比が１．０６のポリエステルフ
ィルムを接着して、ロール速比１．１５、ロール温度常
温、雰囲気温度１５８℃で処理したほかは実施例１に準
じて位相差板を連続的に得た。

【００４４】比較例２ １６５℃での寸法変化率比が１．５９のポリスチレンフ
ィルムを接着して、ロール速比０．９８、ロール温度常
温、雰囲気温度１６５℃で実施例１に準じ処理したが、
走行に必要な張力が発生せずにフィルムが蛇行し得られ
た位相差板に折れシワが発生して実用に供せるものでは
なかった。

【００４５】評価試験 実施例１〜４、比較例１で得た位相差板について、面内
と厚さ方向の主屈折率ｎx、ｎy、ｎzを調べ（王子計測
機器製、ＫＯＢＲＡ−２１ＡＤＨ；平行ニコル回転法原
理）、その値よりＲｅ〔（ｎx−ｎy）ｄ〕を算出した。

【００４６】前記の結果を次表に示した。 ｎx ｎy ｎz d(μm) Re(nm) 実施例１ 1.5848 1.5842 1.5860 ８５ ５５ 実施例２ 1.5846 1.5844 1.5860 ７０ １４ 実施例３ 1.5850 1.5830 1.5870 ８４ １７０ 実施例４ 1.5845 1.5815 1.5890 ９０ ２７１ 比較例１ 1.5873 1.5814 1.5863 ７９ ４７１

【００４７】ＴＮ型液晶セルの両側に、実施例１〜４で
得た位相差板を介して偏光板を配置し、正面方向のコン
トラストと視角変化による表示特性を調べたところ、コ
ントラストに優れて広い視角範囲で表示特性に変化はな
く、視認性に優れる高表示品位の液晶表示装置であっ
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】光学部材例の断面図

【図２】液晶表示装置例の断面図

【図３】他の液晶表示装置例の断面図

【符号の説明】

１：位相差板 ２：粘着層 ３：偏光板 ４：液晶セル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ２９Ｌ 9:00 11:00 (72)発明者 河原 聡 大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号日東電 工株式会社内 (72)発明者 亀山 忠幸 大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号日東電 工株式会社内 (72)発明者 九鬼 弘明 大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号日東電 工株式会社内 (72)発明者 吉見 裕之 大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号日東電 工株式会社内 Ｆターム(参考） 2H049 BA06 BA42 BB03 BB42 BB43 BB44 BB46 BB47 BB49 BB51 BC03 BC09 BC22 2H091 FA08X FA08Z FA11X FA11Z FA14Z FA31X FA31Z FA37X FA37Z FB02 HA07 HA10 LA16 LA17 4F100 AK25G AK41A AK41C AK45B AR00A AR00C AS00D AT00B BA02 BA03 BA04 BA06 BA07 CB05 EJ372 EJ422 GB41 JA03A JA03C JA11D JN01B JN18A JN18B JN18C YY00 4F210 AA24 AA28 AG03 AH73 RA01 RC02 RG02 RG04

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 片面又は両面に熱収縮性フィルムを接着
   した長尺の透光性フィルムを、加熱処理による前記熱収
   縮性フィルムの収縮力の作用下に、ロール速比が１以下
   のロール延伸機にて処理して、前記の透光性フィルムを
   収縮させることを特徴とする位相差板の連続製造法。
2. 【請求項２】 請求項１において、加熱処理をロール加
   熱方式又は雰囲気加熱方式の少なくとも一方にて行う位
   相差板の連続製造法。
3. 【請求項３】 請求項１又は２において、熱収縮性フィ
   ルム及び透光性フィルムが正の複屈折特性を示すポリマ
   ーからなる位相差板の連続製造法。
4. 【請求項４】 請求項１〜３において、熱収縮性フィル
   ムの長さ方向／幅方向に基づく寸法変化率比が１．５以
   下となる温度条件にて加熱処理を行う位相差板の連続製
   造法。
5. 【請求項５】 面内の主屈折率をｎx、ｎy、厚さ方向の
   主屈折率をｎz、かつｎx＞ｎyで厚さをｄとしたとき、
   ｎx＜ｎz及び（ｎx−ｎy）ｄ＜５００nmを満足すること
   を特徴とする位相差板。
6. 【請求項６】 請求項１〜４に記載の連続製造法による
   又は請求項５に記載の位相差板と偏光板を少なくとも有
   する積層体からなることを特徴とする光学部材。
7. 【請求項７】 液晶セルの片側又は両側に、請求項１〜
   ４に記載の連続製造法による若しくは請求項５に記載の
   位相差板、又はそれと偏光板を有することを特徴とする
   液晶表示装置。