JP3474618B2 - 楕円偏光板及びそれを用いた液晶表示装置 - Google Patents

楕円偏光板及びそれを用いた液晶表示装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、複屈折の波長分散を容
易に制御出来る偏光板、及びそれを用いた楕円偏光板、
並びにコントラストの良好な液晶表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】液晶表示装置は、低電圧、低消費電力で
IC回路への直結が可能であること、表示機能が多様で
あること、軽量化が可能であること等多くの特徴を有し
ており、ワードプロセッサやパーソナルコンピューター
等の表示装置として広く使用されている。その中で、液
晶分子のツイスト角が160°以上のツイステッドネマ
ティック液晶表示装置(以後STN−LCD)は従来の
ツイスト角が90°のツイステッドネマティック液晶表
示装置(TN−LCD)に比べ、大容量表示が可能であ
り、現在液晶表示装置の主流となっている。
【0003】しかしながらSTN−LCDには、表示画
像が青色あるいは黄色に着色する(ブルーモードあるい
はイエローモード)という問題があり、このため白黒表
示ではコントラスト、視認性が低く、またカラー化が極
めて困難であった。そこでこの着色を補償するために、
逆ねじりのSTN液晶セルを用いる二層液晶方式の白
黒、あるいは、カラー表示が提案されたが、複数の液晶
セルを用いるため、表示装置の重量、容積が大きくな
る、あるいはコストが高くなる等の問題点、また視角の
僅かな変化でコントラストが急激に低下する、あるいは
背景色が変化する等の、視角特性の劣化という別の問題
があった。
【0004】この問題を解決するために、特開昭63−
167303号、同63−167304号、同63−1
89804号、同63−261302号、同63−14
9624号、特開平1−201607号、同1−201
608号、同1−105217号、特開平2−2853
03号、同2−59702号、同2−24406号、同
2−146002号、同2−257103号、特開平3
−23404号、同3−126012号、同3−181
905号、同3−194503号公報等に記載されてい
る様に、逆ねじりのSTN液晶のかわりに位相差板を用
いる方法が提案された。
【0005】これらの方法によれば、STN−LCDの
着色が大幅に改善され、表示装置自身の重量、容積も著
しく小さくなり、コストも安くなるが、STN−LCD
の視角特性についてはほとんど改良されなかった。
【0006】そこで、この視角特性を改良するために、
特開平2−285303号、特開平2−160204号
公報、EP−0482620A2、特開平5−1579
11号公報の方法が提案された。
【0007】さらに特開平2−256023号、特開平
3−141303号、同3−14122号、同3−24
502号公報に、固有複屈折値が正と負のフィルムを各
々1枚づつ、あるいは積層したものを位相差板として用
いる方法が提案された。これらの方法により、視角によ
るコントラストの変化が小さくなり、視角特性が改良さ
れた
【0008】これらの方法は、従来のLCDの視角特性
を大幅に改良することができるが、高速応答性のLCD
に対しては、正面の色味、コントラストを改良すること
が出来なかった。この高速応答性のLCDを正面から見
た場合の色味を補償し、コントラストを上げる方法とし
ては、特開平4−365002号公報、特願平4−28
1871号明細書に記載されているように高波長分散タ
イプのポリマ−フィルム、具体的にはポリスルフォン系
重合体を用いることが知られている。しかしながら、特
開平5−150116号公報にも記載があるように該ポ
リスルフォン系重合体フィルムはTgが高いため、加熱
変形を行う製造方法を新たに開発するには、コストと時
間がかかり、難しい。また、特開平2−120804
号、及び同5−27119号公報に、複屈折フィルムの
積層体により波長分散をコントロ−ルした位相差板の記
載があるが、同方法によると、偏光板の他に2枚の複屈
折フィルムが必要であり、コスト高となる。更に、特開
平5−27119号公報の実施例にあるように、高波長
分散の位相差板を得るためには、高レタ−デ−ション値
の複屈折フィルムを必要とし、フィルム面内のレタ−デ
−ション値の均一性、あるいは延伸時のシワ等、製造
上、困難を伴う。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、高速
応答性のSTN−LCDの着色、およびコントラストを
容易に改善しうる楕円偏光板を大量に、安価に提供する
事である。また他の目的は、この楕円偏光板を用いて背
景の着色、およびコントラストの改良された液晶表示装
置を提供する事である。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記課題は、(1)偏光
板と位相差フィルムとを積層した楕円偏光板において、
前記偏光板の少なくとも一方の保護フィルムが、波長5
90nmの光で測定したレターデーション値が30nm
乃至60nmの範囲であるトリアセチルセルロースから
成るプラスチックフィルムであり、前記位相差フイルム
の波長分散値が1.00以上であることを特徴とする楕
円偏光板;(2)前記位相差フィルムが、一軸延伸フィ
ルムである(1)に記載の楕円偏光板;一軸延伸フィル
ムがポリカーボネート系高分子からなるフィルムである
(1)に記載の楕円偏光板;(3)前記プラスチックフ
ィルムが、延伸されたトリアセチルセルロースフィルム
である(1)に記載の楕円偏光板;および(1)乃至
(3)のいずれか一つに記載の楕円偏光板を液晶セルの
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
示装置により達成された。
【0011】すなわち、高速応答性LCDには、複屈折
の波長分散の大きな位相差板が最適であるが、これは、
複屈折の波長分散の異なる複屈折フィルムを積層するこ
とにより、得ることができる。この積層タイプについて
は、特開平2−120804、同2−285304、同
5−27118、同5−27119、同5−45520
号公報に、ポリビニルアルコ−ルとポリカ−ボネ−ト、
ポリビニルアルコ−ルとポリメチルメタクリレ−ト、ポ
リプロピレンとポリカ−ボネ−ト等の積層により、波長
分散をコントロ−ルした記載がある。しかし、これらを
後述する偏光子と組み合わせて、楕円偏光板とした場合
は、これら2枚のフィルムの熱収縮率の違いや、湿度に
よる偏光子の偏光能の劣化等、偏光子に直接位相差板を
積層して楕円偏光板とするためには、新たに技術開発す
べき問題が山積みであり、現在のところ、偏光子にトリ
アセチルセルロ−ス(TAC)から成る保護フィルムを
貼り付けて偏光板とし、その上に位相差板を積層して楕
円偏光板とする以外に、耐久性に優れた楕円偏光板を作
成する方法はない。偏光子の両側に保護フィルムである
TACを貼り合わせた三層構成の偏光板に、複屈折の波
長分散の異なる複屈折フィルムを積層した二層構成の位
相差板を組み合わせた場合、楕円偏光板としては、少な
くとも五層構成以上になり、これらをアワ、異物、キズ
等の欠陥なく五層以上も積層することは難しく、コスト
も高くなる。
【0012】該TACフィルムを延伸したところ、下記
の式で表される波長分散特性は1.00以下となり、現
在、位相差フィルムとして公知のポリカ−ボネ−ト、ポ
リスチレン等の波長分散値が1.00以上のフィルムと
積層するだけで、所望の高波長分散特性を容易に得るこ
とができた。
【0013】 波長分散特性 : Re(450)/Re(590) Re(450):450nmの光で測定したレターデー
ション値 Re(590):590nmの光で測定したレターデー
ション値
【0014】このように、本発明のTACよりなるフィ
ルムは、低レターデーションを有していることに特徴が
あり、一軸延伸することによって得られる。そしてTA
Cフィルムは590nmの光に対するレターデーション
値として30nm以上あれば、公知のポリカーボネート
系位相差フィルムと積層することによりポリスルフォン
系高分子フィルムと同等の波長分散特性が得られる。前
述公知の実施例と同様にTACの延伸倍率が大きくなる
と、フィルム面内のレターデーション値の均一性が失わ
れたり、あるいはシワによる面状の悪化が起こるのでレ
ターデーション値の上限を60nm以下にするさらに
50nm以下にすることが好ましい。本発明のトリアセ
チルセルロースよりなるフィルムは、トリアセチルセル
ロース単体のフィルムであっても良いし、可塑剤等の添
加剤、または他のポリマーとのブレンド物であっても良
い。本発明の楕円偏光板に用いる一軸延伸フィルムのポ
リマーとしては、正、または負の固有複屈折を有するポ
リマーが好ましく、正の固有複屈折を有するポリマーの
具体例としては、ポリカーボネート、ポリアリレート、
ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリイミ
ド、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン等が好ま
しい。また、負の固有複屈折を有するポリマーの具体例
としては、ポリスチレン、ポリスチレン共重合体、ポリ
メチルメタクリレート、等が好ましい。固有複屈折が大
きく、溶液製膜により面状の均一なフィルムを作りやす
い高分子が好ましい。又、上記ポリマーは、単にホモポ
リマーだけでなく、コポリマー、それらの誘導体、ブレ
ンド物等であってもよい。
【0015】本発明に用いられる偏光子は、特に限定は
ないが、一般には、ポリビニルアルコ−ルの如き親水性
高分子からなるフィルムを、ヨウ素の如き二色性染料で
処理して延伸したものや、塩化ビニルの如きプラスチッ
クフィルムを処理してポリエンを配向させたものからな
ることが好ましい。本発明の楕円偏光板は、図1に示す
ように、上述した偏光板と一軸延伸フィルムすなわち位
相差フィルムとを積層したものである。この位相差フィ
ルムは、種々の光軸が適宜な角度となるように配置して
も良い。これらフィルムの積層は、アクリル系、SBR
系、シリコンゴム系等の透明な接着剤、ないし粘着剤を
用いて行うことが出来る。その接着剤等の種類について
は特に限定はない。構成部材の光学特性の変化防止の点
より、硬化や乾燥の際に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
のが好ましい。この方法により、トリアセチルセルロ−
スよりなるフィルムに若干のレタ−デ−ションを付与す
るだけで、現状の楕円偏光板と同じ構成で、高速応答性
のLCDの着色、コントラストの補償が可能になる。
【0016】本発明の液晶表示装置は、液晶セルの片側
または両側に、上記した楕円偏光板を設けたものであ
る。以下、実施例によって発明を詳細に説明する。
【0017】
【実施例】トリアセチルセルロ−スフィルム(HF−1)の作製 トリアセチルセルロ−スをメチレンクロライド/メタノ
−ル(=92/8wt%比)に、13wt%の濃度で溶
解し、可塑剤TPP/BDP=2/1(ここでTPP;
トリフェニルフォスフェ−ト、BDP;ビフェニルジフ
ェニルフォスフェ−ト)を、該トリアセチルセルロ−ス
に対して15wt%加えて、溶液流延法にてトリアセチ
ルセルロ−スフィルム(HF−0)を作製した。このフ
ィルムのレタ−デ−ション値は5nmであった。HF−
0を、140℃で30%延伸することにより、レタ−デ
−ション値(590nmの光で測定)が30nmのトリ
アセチルセルロ−スフィルム(HF−1)を作製した
【0018】位相差フィルム(CO−1)の作製 重量平均分子量8万のポリカ−ボネ−トの17%メチレ
ンクロライド溶液をステンレスバンド上に流延し、残留
揮発分が3%になった後、該フィルムを158℃の温度
条件で、15%縦一軸延伸することによりレタ−デ−シ
ョン値(590nmの光で測定)が410nmのポリカ
−ボネ−ト複屈折フィルム(CO−1)を得た。位相差フィルム(CO−2)の作製 重量平均分子量8万のポリカ−ボネ−トの17%メチレ
ンクロライド溶液をステンレスバンド上に流延し、残留
揮発分が3%になった後、該フィルムを158℃の温度
条件で、30%縦一軸延伸することによりレタ−デ−シ
ョン値(590nmの光で測定)が1300nmのポリ
カ−ボネ−ト複屈折フィルム(CO−2)を得た。
【0019】ポリプロピレンフィルム(PO−1)の作
厚さ100μmのポリプロピレンフィルムを140℃で
90%縦一軸延伸することによりレタ−デ−ション値
(590nmの光で測定)が900nmのポリプロピレ
ン複屈折フィルム(PO−1)を得た。
【0020】楕円偏光板、1、2、3の作成、及び耐湿
熱評価 上記実施例にて作製したフィルムを用いて、図2に示す
構成で、かつ表1のA及びBの組み合わせで楕円偏光板
−1、2、3を作製し、80℃/dry、60℃/90
%の温湿度条件で、500時間の耐久テストを行った。
その結果を表1に示す。
【0021】
【表1】
【0022】液晶パネルによる評価 高速応答性の液晶ディスプレイを分解し、STN液晶セ
ルの偏光板、及び位相差フィルムの代わりに、上記楕円
偏光板−1、2、3を組み込んで液晶パネルを作製し
た。得られた液晶パネルのコントラスト(数値の高い程
よい)、着色の有無の評価結果を表2に示す。
【0023】
【表2】
【0024】この結果からわかるように、本発明により
非常に安価に、また従来の構成を大きく変えることな
く、高速応答性のLCDのコントラストの向上や着色を
低減して表示品位を上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】楕円偏光板の構成の例を示した説明図である。
【図2】実施例の楕円偏光板の組み合わせを説明する図
である。

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 偏光板と位相差フィルムとを積層した楕
    円偏光板において、前記偏光板の少なくとも一方の保護
    フィルムが、波長590nmの光で測定したレターデー
    ション値が30nm乃至60nmの範囲であるトリアセ
    チルセルロースから成るプラスチックフィルムであり、
    前記位相差フイルムの波長分散値が1.00以上である
    ことを特徴とする楕円偏光板。
  2. 【請求項2】 前記位相差フィルムが、一軸延伸フィル
    ムであることを特徴とする請求項1に記載の楕円偏光
    板。
  3. 【請求項3】 一軸延伸フィルムがポリカーボネート系
    高分子からなるフィルムであることを特徴とする請求項
    2に記載の楕円偏光板。
  4. 【請求項4】 前記プラスチックフィルムが、延伸され
    たトリアセチルセルロースフィルムであることを特徴と
    する請求項1に記載の楕円偏光板。
  5. 【請求項5】 請求項1乃至4のいずれか一項に記載の
    楕円偏光板を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。
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