JPH09318815A - 光学フィルムの製造方法、積層偏光板及び液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液晶表示装置における視認性の視角変化によ
る低下を広範囲の方位で防止でき、品質に優れる大面積
の光学フィルムも容易に安定して形成できる製造方法を
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】 透光性フィルムの表裏面に、その表裏で
当該透光性フィルムのガラス転移温度付近における熱収
縮率が異なる熱収縮性フィルムを接着剤を介し密着させ
て、その熱収縮性フィルムの熱収縮条件下に透光性フィ
ルムを延伸処理する光学フィルムの製造方法。 【効果】 遅相軸又は進相軸の一方又は両方の軸上の法
線面を基準とした左右の斜め透過光における複屈折によ
る位相差の差が大きい、当該左右で非対称な位相差特性
を示す、視角特性の改善に有用な光学フィルムが得られ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】本発明は、液晶セルの表示コントラ
ストや表示色の視角特性等の改善に好適な光学フィルム
の製造方法、並びにその光学フィルムを用いた積層偏光
板及び液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ツイストネマチック（ＴＮ）型やスーパ
ーツイストネマチック（ＳＴＮ）型の液晶セルを用いた
ＴＦＴ型やＭＩＭ型等の液晶表示装置が、応答速度性や
表示コントラスト性等に着目されてワードプロセッサや
パーソナルコンピュータ等のＯＡ機器などの種々の装置
の表示手段として広く普及しているが、見る角度（視
角）、特に斜めからの視角でのコントラストの低下や画
面の着色化等による視認性の低下が大きく、その視角特
性の改善が強く要望されている。

【０００３】従来、前記の視角特性の改善方法として
は、位相差板を配置する方法が知られていた（特開平４
−２２９８２８号公報、特開平４−２５８９２３号公
報）。しかしながら、全方位での視角特性の改善が困難
で、ある方位での視角特性の改善効果に乏しい問題点が
あった。

【０００４】一方、屈折率楕円体の主屈折率方向を法線
方向に対し傾斜させて液晶分子のチルトに対処しうるよ
うにした位相差板を配置する方法も提案されている（特
開平６−７５１１６公報）。しかしながら、その位相差
板の形成が困難な問題点があった。また、押出し成形の
ロッドを中心軸に沿って斜めに切出した主軸方向の三屈
折率が全て異なる位相差板を配置する方法も提案されて
いる（特開平６−１７４９２０公報）。しかしながら、
液晶表示装置等に必要な面積を有するものが得られにく
い問題点があった。

【０００５】さらに、周速の異なるロールを介した剪断
力で延伸処理してなる光学軸が法線方向に対して傾斜し
た位相差板を配置する方法も提案されている（特開平６
−２２２２１３公報）。しかしながら、付与できる剪断
力や延伸配向温度に乏しくて前記光学軸の傾斜角度が小
さく、かつその角度のバラツキが大きくて視角特性の改
善効果に乏しく、表面にロールとの接触傷が発生しやす
くて表示品位を低下させる問題点などがあった。

【０００６】

【発明の技術的課題】本発明は、液晶表示装置における
視認性の視角変化による低下を広範囲の方位で防止で
き、品質に優れる大面積の光学フィルムも容易に安定し
て形成できる製造方法を得て、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。

【０００７】

【課題の解決手段】本発明は、透光性フィルムの表裏面
に、その表裏で当該透光性フィルムのガラス転移温度付
近における熱収縮率が異なる熱収縮性フィルムを接着剤
を介し密着させて、その熱収縮性フィルムの熱収縮条件
下に透光性フィルムを延伸処理することを特徴とする光
学フィルムの製造方法を提供するものである。

【０００８】

【発明の効果】上記により、遅相軸又は進相軸の一方又
は両方の軸上の法線面を基準とした左右の斜め透過光に
おける複屈折による位相差の差が大きい、当該左右で非
対称な位相差特性を示す光学フィルムを得ることがで
き、その光学フィルムを用いて作用機構は不明であるが
液晶セルの複屈折に基づく視角による視認性の変化を広
範囲の方位にわたり高度に補償できて、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。また品質に優れる大面積の光学フィルムも容易
に安定して形成することができる。

【０００９】

【発明の実施形態】本発明の製造方法は、透光性フィル
ムの表裏面に、その表裏で当該透光性フィルムのガラス
転移温度付近における熱収縮率が異なる熱収縮性フィル
ムを接着剤を介し密着させて、その熱収縮性フィルムの
熱収縮条件下に透光性フィルムを延伸処理して光学フィ
ルムを得るものである。

【００１０】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。光透
過率が７０％以上、就中８０％以上、特に８５％以上の
透光性に優れるフィルムが好ましく用いうる。就中、ポ
リカーボネートやポリアリレート、ポリスルホンやポリ
エチレンテレフタレート、ポリエーテルスルホンやポリ
ビニルアルコール、ポリエチレンないしポリプロピレン
の如きポリオレフィンやセルロース系ポリマー、ポリス
チレンやポリメチルメタクリレート、ポリ塩化ビニルや
ポリ塩化ビニリデン、ポリアミドなどからなる透光性フ
ィルムが好ましく用いうる。

【００１１】光学フィルムの形成に用いる透光性フィル
ムは、キャスティング法の如き溶液製膜法や押出法等の
適宜な方式で形成したものであってよく、また自由端又
は固定端による一軸延伸処理物や二軸延伸処理物、厚さ
方向に配向したフィルム等の如く延伸処理等による配向
フィルムなどであってもよい。

【００１２】透光性フィルムの厚さは、目的とする光学
フィルムの位相差特性などにより適宜に決定することが
できる。位相差は、複屈折の屈折率差（△ｎ）とフィル
ム厚（ｄ）の積（△ｎ×ｄ）として求めることができ
る。透光性フィルムないし光学フィルムの一般的な厚さ
は、５〜５００μm、就中１０〜３５０μm、特に２０〜
２００μmである。

【００１３】透光性フィルムの表裏面に接着剤を介して
密着させる熱収縮性フィルムは、その収縮力の伝達によ
り透光性フィルムの位相差特性を制御することなどを目
的とする。従ってその熱収縮性フィルムとしては、透光
性フィルムを配向処理できる温度、すなわち透光性フィ
ルムのガラス転移温度以上、かつ溶融温度未満で熱収縮
性を示すものが用いられる。

【００１４】さらに本発明にては、透光性フィルムのガ
ラス転移温度付近における熱収縮率が異なる熱収縮性フ
ィルムの組合せで透光性フィルムの表裏面に接着する。
これにより、その熱収縮性フィルムの熱収縮条件下に透
光性フィルムを延伸処理した際に、熱収縮性フィルムの
熱収縮力が透光性フィルムの表裏で異なる状態に作用し
て透光性フィルムの配向に影響し、遅相軸又は進相軸の
一方又は両方の軸上の法線面を基準とした斜め透過光に
おける複屈折による位相差が、当該法線面の左右で相違
する光学フィルムを得ることができる。

【００１５】透光性フィルムの表裏における熱収縮性フ
ィルムの熱収縮率差は、目的とする光学フィルムの位相
差特性などにより適宜に決定しうるが、一般には１％以
上、就中３％以上、特に５％以上の熱収縮率差が生じる
組合せとされる。透光性フィルムのガラス転移温度付近
の熱収縮率が５％以上の熱収縮性フィルムと２％以下の
熱収縮性フィルムの組合せが透光性フィルムの安定した
延伸処理性などの点より特に好ましい。従って熱収縮性
フィルムの一方には、熱収縮性を示さないフィルムも用
いうる。

【００１６】熱収縮性フィルムは、プラスチックフィル
ムの延伸物などとして得ることができ、そのプラスチッ
クとしては目的とする透光性フィルムの処理温度などに
応じて適宜なものを用いることができて、特に限定はな
い。熱収縮性フィルムにおける熱収縮力の相違は、例え
ばプラスチックの種類や延伸倍率等の延伸条件などを変
えることによりもたせることができる。熱収縮力がフィ
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。

【００１７】なお前記した、透光性フィルムの表裏面に
熱収縮性フィルムを密着させるための接着剤としては、
熱収縮性フィルムの熱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。

【００１８】前記の点よりは、感圧接着剤などが好まし
く用いられる。その感圧接着剤としては、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。

【００１９】表裏面に熱収縮性フィルムを接着した透光
性フィルムの延伸処理は、上記した透光性フィルムの配
向温度下に一軸や二軸等による適宜な方式で行うことが
できる。その延伸倍率等の延伸条件により透光性フィル
ムの延伸物の位相差特性などを制御することができる。

【００２０】光学フィルムは、前記した透光性フィルム
の延伸物として得ることもできるし、その延伸物をさら
に一軸や二軸等による適宜な方式で延伸処理して位相差
特性等を制御したものとして得ることもできる。本発明
において視角特性の改善方位の広さなどの点より好まし
い光学フィルムは、図１に例示の如く、遅相軸又は進相
軸の一方又は両方の軸上の法線面１１を基準とした傾斜
角（θ）が４０度において、当該法線面の左右の斜め透
過光１２，１３における複屈折による位相差の差が５０
nm以上のものである。かかる位相差の差が５０nm未満で
は、視角特性の改善効果、特に改善方位の拡大効果に乏
しい場合がある。なお図中の１が光学フィルムである。

【００２１】また本発明において、表示ムラの発生防止
やコントラストの低下防止などの点より好ましい光学フ
ィルムは、フィルム面に垂直な（正面方向の）透過光の
位相差の最大値と最小値の差が１０nm以下、就中７nm以
下、特に５nm以下のものである。

【００２２】本発明の光学フィルムは、単層物や同種又
は異種の積層物などとして液晶セルの複屈折による視角
特性の補償に好ましく用いうる。その実用に際しては、
偏光板との積層物や位相差板との積層物、等方性の透明
な樹脂層やガラス層等からなる保護層との積層物などの
適宜な形態で用いることができる。偏光板等との積層
は、光学フィルムや偏光板等を液晶表示装置の製造過程
で順次別個に積層することによっても形成しうるが、前
記の如く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
る利点等がある。

【００２３】図２に、光学フィルム１と偏光板３とを感
圧接着剤２を介し接着積層してなる積層偏光板を例示し
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。

【００２４】偏光板、就中、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。

【００２５】前記の透明保護層は、プラスチックの塗布
層や保護フィルムの積層物などとして適宜に形成してよ
く、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プラスチック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。

【００２６】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
式やメッキ方式など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。

【００２７】上記した光学フィルムと積層されることの
ある位相差板としては、ポリカーボネートやポリビニル
アルコール、ポリスチレンやポリメチルメタクリレー
ト、ポリプロピレンやその他のポリオレフィン、ポリア
リレートやポリアミドの如き適宜なプラスチックからな
るフィルムを延伸処理してなる複屈折性フィルムなどが
あげられる。

【００２８】位相差板は、一軸延伸フィルムや厚さ方向
に配向したフィルム、また遅相軸方向の屈折率をｎ_x、
進相軸方向のそれをｎ_y、厚さ方向のそれをｎ_zとしたと
きに例えばｎ_x＞ｎ_y＞ｎ_z等の特性を示す二軸延伸フィ
ルムや、ｎ_x＝ｎ_y＞ｎ_zやｎ_x＝ｎ_y＜ｎ_z等の特性を示す
一軸延伸光学楕円体などの適宜な位相差特性を示すもの
であってよい。

【００２９】上記において、光学フィルムと偏光板等と
の積層には、例えば上記に例示の透明な感圧接着剤など
の適宜な接着剤を用いることができ、その種類について
は特に限定はない。光学フィルム等の光学特性の変化を
防止する点より、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
要しないものが望ましい。また加熱や加湿条件下に剥離
等を生じないものが好ましく用いうる。

【００３０】かかる点より、（メタ）アクリル酸ブチル
や（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチ
ルや（メタ）アクリル酸の如きモノマーを成分とする重
量平均分子量が１０万以上で、ガラス転移温度が０℃以
下のアクリル系ポリマーからなるアクリル系感圧接着剤
が特に好ましく用いうる。またアクリル系感圧接着剤
は、透明性や耐候性や耐熱性などに優れる点よりも好ま
しい。なお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。

【００３１】接着剤には、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接着剤層とする
こともできる。

【００３２】なお上記した光学フィルムや偏光板、位相
差板や透明保護層や接着剤層などの各層は、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。

【００３３】本発明の光学フィルムを用いての液晶表示
装置の形成は、従来に準じて行いうる。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光学フィル
ム、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、本発明においては本発明の光学フィルム
を光学補償用に用いて、それを液晶セルの少なくとも片
側に設ける点を除いて特に限定はなく、従来に準じう
る。

【００３４】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、光学補償用の光学フィルムは液晶セルと偏光
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
積層偏光板としたものを用いることもできる。

【００３５】図３、図４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、６が反射層である。なお７は光拡散板である。
図３のものは両側に光学補償用の光学フィルムが配置し
てある照明システムがバックライト型のものであり、図
４のものは片側にのみ光学補償用の光学フィルムが配置
してある照明システムが反射型のものである。

【００３６】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することができる。

【００３７】本発明の光学フィルムは、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に好ましく用いうる。その場合、
光学フィルムや偏光板、さらには位相差板の吸収軸や遅
相軸等の光学軸の配置関係については、例えば平行関係
や直交関係、その他の交差関係などに任意に設定するこ
とができる。

【００３８】

【実施例】

実施例１ 厚さ１００μmの透明ポリカーボネートフィルムの片面
に、１６０℃での熱収縮率が５％の二軸延伸ポリエステ
ルフィルムを、他面に当該熱収縮率が２％のポリアリレ
ートフィルムを厚さ２０μmのアクリル系感圧接着剤層
を介して接着し、１６０℃のオーブン内で１．１２倍に
延伸処理後、熱収縮性フィルムをアクリル系感圧接着剤
層と共に剥離して光学フィルムを得た。

【００３９】比較例１ 厚さ１００μmの透明ポリカーボネートフィルムを１６
０℃の雰囲気下、周速の異なるロール間を通過させて
１．１５倍に延伸処理して光学フィルムを得た。

【００４０】比較例２ 厚さ１００μmの透明ポリカーボネートフィルムを駆動
系を有するロール間に供給して剪断処理した。なおロー
ルの一方は、表面温度１５０℃、周速２．８ｍ／分、他
方は表面温度１５０℃、周速１．９ｍ／分の条件とし
た。

【００４１】評価試験 実施例、比較例で得た光学フィルムについて下記の特性
を調べた。 位相差 正面方向及び遅相軸方向に±４０度傾斜させたときの位
相差を調べた（オーク社製、ＡＤＲ−１００ＸＹ）。

【００４２】バラツキ １００mm角内の正面方向の位相差を１０mm間隔で１００
点測定し、その最大値と最小値の差を求めた。

【００４３】傷 光学フィルムの外観を目視観察して傷の有無を調べた。

【００４４】前記の結果を次表に示した。

【００４５】表より、実施例１では法線面を基準とした
左右の斜め透過光の位相差の差が大きくて非対称性に優
れると共に、面内での位相差のバラツキが小さく、品質
も良好であるのに対し、比較例１では左右の斜め透過光
の位相差に差がなくて通常の一軸延伸物の特性を示し、
比較例２では左右の斜め透過光の位相差の差が小さい上
に、面内での位相差のバラツキが大きく、ロールとの接
触による傷付きがあることがわかる。

【図面の簡単な説明】

【図１】光学フィルム例の断面図

【図２】積層偏光板例の断面図

【図３】液晶表示装置例の断面図

【図４】他の液晶表示装置例の断面図

【符号の説明】

１：光学フィルム ２：接着剤層 ３：偏光板 ４：液晶セル

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透光性フィルムの表裏面に、その表裏で
   当該透光性フィルムのガラス転移温度付近における熱収
   縮率が異なる熱収縮性フィルムを接着剤を介し密着させ
   て、その熱収縮性フィルムの熱収縮条件下に透光性フィ
   ルムを延伸処理することを特徴とする光学フィルムの製
   造方法。
2. 【請求項２】 請求項１において、光学フィルムが垂直
   透過光の位相差の最大値と最小値の差が１０nm以下のも
   のである製造方法。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載の製造方法による
   光学フィルムの１枚又は２枚以上と偏光板との感圧接着
   剤を介した積層体からなることを特徴とする積層偏光
   板。
4. 【請求項４】 請求項３において、感圧接着剤のガラス
   転移温度が０℃以下である積層偏光板。
5. 【請求項５】 請求項３又は４に記載の積層偏光板を液
   晶セルの少なくとも片側に有することを特徴とする液晶
   表示装置。