JPH095521A - 光学補償フィルムおよび液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】フィルム１枚で視角特性を改善することのでき
る量産性に優れた光学補償フィルム、およびそれを用い
た液晶表示装置を得る。 【構成】旋光モードツイストネマチック型の液晶表示装
置の視野角補償板として用いられる光学補償フィルムで
あって、波長５５０ｎｍの光で測定した膜面内方向の屈
折率をｎｘ（遅相軸）とｎｙ（進相軸）、それらに直交
する方向である膜厚方向の屈折率をｎｚ、膜厚をｄ（ｎ
ｍ）とした場合に、Ｒ＝（ｎｘ−ｎｙ）×ｄおよびＫ＝
（ｎｚ−（ｎｘ＋ｎｙ）／２）×ｄで表される光学特性
が、０≦Ｒ＜８０（ｎｍ）かつ−３００＜Ｋ＜−１４０
（ｎｍ）となる特性を有すると光学補償フィルムにおい
て、面配向パラメータとして定義される値が０．００６
５以上となる高分子樹脂を、溶液流延法により製膜して
得た光学補償フィルム。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、旋光モードツイストネ
マチック型の液晶表示装置の視野角補償板として用いら
れる光学補償フィルムに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、液晶表示素子は、薄型軽量、低消
費電力という大きな利点を持つため、パーソナルコンピ
ュータやワードプロセッサ、携帯型電子手帳等の表示装
置に積極的に用いられている。液晶表示素子の原理は数
多く提案されているが、現在普及している液晶表示素子
のほとんどは、ねじれネマチック型の液晶を用いてい
る。このような液晶を用いた表示方式は、複屈折モード
と旋光モードの２つの方式に大別される。

【０００３】複屈折モードであるスーパーツイストネマ
チック（ＳＴＮ）方式は急峻な電気光学特性を持つこと
により、単純マトリックスで駆動できるため、比較的低
価格で市場に供給されているが、かかる方式では偏光板
を介して直線偏光とした入射光が液晶セルによる複屈折
で楕円偏光となり、それを偏光板を介して見た場合には
デイスプレイが着色して見えるといった問題がある。そ
のため、液晶セル透過後の楕円偏光を直線に戻して着色
を防止すべく、液晶セルと偏光板の間に延伸フィルム等
からなる位相差板を介在させるＦ−ＳＴＮ方式が提案さ
れている。

【０００４】一方、旋光モードであるツイストネマチッ
ク（ＴＮ）方式は９０゜のねじれネマチック液晶からな
り、応答速度が数十ミリ秒と速く、高いコントラスト比
と良好な階調表示性を示すことから、薄膜トランジスタ
ー等のスイッチング素子を各画素ごとに配備した液晶表
示素子として、液晶テレビ等の高精細、高速性が要求さ
れる用途で使用されている。

【０００５】しかし、このようなスイッチング素子と組
み合わせたＴＮ方式の液晶表示素子でも、見る方向によ
ってはコントラスト比が変化するといった視角依存性を
持つという難点があった。

【０００６】ＴＮ方式の液晶表示素子の視角特性を改善
する多くの方法が提案されている。例えば、特開平４−
１６１９２８号公報では、２枚の偏光板の間にＴＮ方式
液晶セルと、光学軸が液晶セルの表示面に対して略垂直
である光学異方素子を配置することにより、視角特性を
改善する方法が提案されている。また、かかる光学異方
素子に対し、より具体的に提案している例としては、第
１６回液晶討論会講演予稿集Ｐ２３６の記載がある。こ
こでは２枚の偏光板の間にＴＮ方式液晶セルと、ポリカ
ーボネートを材質とした一軸性位相差フィルムを、光学
軸が直交するように２枚積層されたものを配置すること
により、視角特性を改善する方法を提案している。面内
の屈折率が厚み方向の屈折率より大きなフィルムを得る
方法としては、特開平６−８２７７９号公報に示される
ように、無機層状化合物を用いる方法が開示されてい
る。

【０００７】これら膜厚方向に光学軸を有する位相差板
を用いて視角特性を改善する方式の特徴は、液晶セルに
対して正面から入射した光に液晶セルが与える位相差
と、斜め方向から入射した光に液晶セルが与える位相差
とが、液晶セル中の液晶配向のため異なりこれが視角特
性を決定する原因である点に注目し、位相差板により特
に斜め方向から液晶セルに入射した光の位相差を補償す
るところにある。

【０００８】一方、液晶セルの１つの画素を複数に分割
し、視角特性を向上させる画素分割法も提案されてい
る。１つの画素を複数に分割する方法としては、電界制
御によるものや配向膜の工夫によるもの等各種提案され
ている。さらに、このような画素分割されたセルと光学
補償フィルムを組み合わせてさらに表示品位を向上させ
る方法も提案されている。

【０００９】以上、述べてきたように、９０゜ＴＮ方式
の視角特性を光学補償板により改善するための光学特性
については開示されているものの、現実にその光学補償
フィルムの光学特性、量産性等を同時に満足するフィル
ムは得られていないのが現状であった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】前述の特開平４−１６
１９２８号公報では、かかる光学異方素子の材質や製造
方法については詳細に言及していない。また、前述の第
１６回液晶討論会講演予稿集Ｐ２３６記載の方法では、
位相差フィルムを２枚使うことから、透過率をロスし、
かつコストもかかるといった課題を有する。さらに、フ
ィルムを２軸延伸することにより、膜平面方向には光学
軸が存在しないが、膜厚方向には光学軸が存在するとい
ったフィルムを得ることは、現状ではプロセス上困難で
あり、生産性に劣るといった課題を有する。また、特開
平６−８２７７９号公報で開示されているような無機層
状化合物をフィルム上に形成する方法では、コストがか
かることが課題である。

【００１１】さらに、高分子樹脂を適当な溶媒に溶か
し、キャスト法により製膜して透明性、平滑性、光学的
均一性に優れたフィルムを光学用途に応用することはす
でに公知であるが、量産性に問題のあるような特殊なキ
ャスト製膜条件を採用せずに、本発明の光学特性を有す
る光学補償フィルムを得ることは困難であった。

【００１２】透明なフィルムを用いた場合、面内の屈折
率だけならば、延伸により制御することは可能であり、
さらに、膜厚方向の屈折率を大きくする方法についても
開示されているが、９０゜ツイストネマチックモードの
視野角改善用フィルムとして必要とされる光学的に負で
あり膜厚方向の屈折率を小さく制御する方法について
は、いまだ光学特性および量産性等の点で満足したもの
が無いのが現状であった。

【００１３】このように従来の光学補償フィルムでは、
旋光モードツイストネマチック型液晶表示装置におい
て、フィルム１枚で視角特性改善用光学補償板として必
要な特性を有するものを得ることが困難であった。すな
わち測定光５５０ｎｍにおける光透過率が８０％以上、
かつ、測定光５５０ｎｍで測定した膜面内方向の屈折率
をｎｘ（遅相軸），ｎｙ（進相軸）、それらに直交する
方向である膜厚方向の屈折率をｎｚ、膜厚をｄ（ｎｍ）
とした場合、Ｒ＝（ｎｘ−ｎｙ）×ｄおよびＫ＝（ｎｚ
−（ｎｘ＋ｎｙ）／２）×ｄで表される光学特性が、０
≦Ｒ＜８０（ｎｍ）かつ−３００＜Ｋ＜−１４０（ｎ
ｍ）である光学補償フィルムを得ることが困難であっ
た。

【００１４】本発明はかかる課題を解決して、前記特性
を有し、旋光モードツイストネマチック型液晶表示装置
において、フィルム１枚で視角特性を改善することので
きる量産性に優れた光学補償フィルム、およびそれを用
いた液晶表示装置を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の光学補償フィル
ムは、旋光モードツイストネマチック型の液晶表示装置
の視野角補償板として用いられる光学補償フィルムであ
って、波長５５０ｎｍの光で測定した膜面内方向の屈折
率をｎｘ（遅相軸）とｎｙ（進相軸）、それらに直交す
る方向である膜厚方向の屈折率をｎｚ、膜厚をｄ（ｎ
ｍ）とした場合に、Ｒ＝（ｎｘ−ｎｙ）×ｄおよびＫ＝
（ｎｚ−（ｎｘ＋ｎｙ）／２）×ｄで表される光学特性
が、０≦Ｒ＜８０（ｎｍ）かつ−３００＜Ｋ＜−１４０
（ｎｍ）となる特性を有すると光学補償フィルムにおい
て、面配向パラメータとして定義される値が０．００６
５以上となる高分子樹脂を、溶液流延法により製膜した
ものであることを特徴としている。

【００１６】一部強誘電性液晶を用いた液晶表示装置も
供給されているが、現在の液晶表示装置のほとんどはツ
イストネマチック方式である。本発明における光学補償
フィルムは、液晶の旋光性を利用したモードである９０
゜ツイストネマチック液晶セルの視野角補償板として用
いられる。

【００１７】９０゜ツイストネマチックモードでは、偏
光板配置により電圧非印加状態で光透過状態となるノー
マリーホワイトモードと、電圧非印加状態で暗状態とな
るノーマリーブラックモードがある。液晶テレビやノー
トブックタイプのパーソナルコンピュータ等において用
いられる薄膜トランジスター付９０゜ツイストネマチッ
ク型高精細液晶表示装置では、広視野角と高速応答性の
観点から、液晶材料の複屈折率ΔｎＬＣとセルギャップ
ｄ（μｍ）との積ΔｎＬＣ・ｄが、比較的小さい値にお
いて決定される。ノーマリーブラックモードは低電圧駆
動が利点であるが、暗状態における着色やコントラスト
の低さから現状の表示装置ではあまり採用されておら
ず、現在の表示装置の多くはノーマリーホワイトモード
である。前述した高品位が要求される９０゜ツイストネ
マチックセルのΔｎＬＣ・ｄは、ノーマリーホワイトモ
ード、ノーマリーブラックモードで値が異なるが、前者
では０．４μｍ、後者では０．４８μｍ近傍で決定され
る。これらは９０゜ツイストネマチックモードの画素分
割法でもほぼ同様である。ΔｎＬＣには測定波長による
分散があるが、通常人間の視感度の最も高い５５０ｎｍ
またはその近傍の波長の光で測定した値を採用する場合
が多い。

【００１８】かかる光学補償フィルムの光学的異方性は
三次元屈折率ｎｘ，ｎｙ，ｎｚで表現される。ここでｎ
ｘ，ｎｙはそれぞれ面内方向の遅相軸、進相軸方向の屈
折率とし、ｎｚは膜厚方向の屈折率とする。また、これ
らｎｘ，ｎｙ，ｎｚの屈折率を有する軸はそれぞれ直交
し、ｎｘ，ｎｙはほぼフィルム面内方向と平行であると
する。フィルム製膜条件によって、ｎｘ，ｎｙ方向とフ
ィルム面内方向が完全に平行とならない場合もあるが、
ここではそのなす角は±１０゜以内であるとする。

【００１９】三次元屈折率を用いると、本発明の光学補
償フィルムの異方性を記述する上で重要なＲ（ｎｍ），
Ｋ（ｎｍ）の値は、それぞれＲ＝（ｎｘ−ｎｙ）×ｄ、
Ｋ＝（ｎｚ−（ｎｘ＋ｎｙ）／２）×ｄで表される。Ｒ
値はフィルム面内垂直方位から入射した光で測定した一
般にリタデーションと呼ばれる値であり、これにより面
内の異方性が表現される。また、Ｋ値は膜厚方向の屈折
率と、面内屈折率の平均との差であるので、面内方向に
対する膜厚方向の異方性の大きさを表現することができ
る。

【００２０】三次元屈折率はアッベ屈折率計等によって
も直接求められるが、本発明で用いる値は、フィルムを
光学的に三次元屈折率楕円体であると仮定して、レター
デーションの入射角依存性から計算で求める方法を採用
した。すなわち、上記の屈折率ｎｘ，ｎｙ，ｎｚを用い
ると、

【００２１】

【数１】

【００２２】

【数２】

【００２３】であるが、光学補償フィルムの平均屈折率
ｎ＝（ｎｘ＋ｎｙ＋ｎｚ）／３を他の方法で決定した
後、入射角θにおけるリタデーションＲ（θ）を入射角
を変えて測定し、式（１）と式（２）より屈折率ｎｘ、
ｎｙ、ｎｚを決定する。Δｎ（θ）は、入射角θにおけ
るみかけの複屈折率、ｄは膜厚（ｎｍ）である。

【００２４】リタデーションの測定方法は数多く提案さ
れている。本発明においては、正確にリタデーション値
を求められる方法であれば、いかなる原理に基づくもの
であっても構わないが、正確に測定できるリタデーショ
ンの範囲は、測定方法によって異なっているのが現状で
あるので注意を要する。三次元屈折率は測定波長により
異なるが、ここでは波長５５０ｎｍで測定した値を用い
る。

【００２５】本発明における光学補償フィルムの光学補
償機構はＫとＲで効果が異なる。実際のフィルムはＲ，
Ｋ値ともに０では無い値を有するので、この２つの効果
を完全に分離することは困難な場合もあるが、ここでは
２つの値による効果の違いを説明する。

【００２６】Ｋ値の効果、特にＫ値が負の値を取るとき
の効果は、電圧印加状態において、液晶が電場に応答し
て立ち上がった状態で膜厚方向に屈折率が大きい光学的
に正となった液晶セルに対して、膜厚方向の屈折率が面
内方向の屈折率に対して小さい、光学的に２軸性かつ負
である光学補償フィルムにより、特に斜め方向から入射
した光に対して光学補償し視角特性を改善するものであ
る。

【００２７】また、本発明の光学補償フィルムを９０゜
ツイストネマチックモード液晶表示装置に用いれば、Ｒ
値と液晶セルおよび偏光板との貼り合わせ角度を最適化
することにより、視角補償だけでなく駆動電圧も低下さ
せることができる。これは、通常の９０゜ツイストネマ
チック液晶セルを用いたときのみならず、画素分割法セ
ルとの組み合わせにおいても有効である。特にノーマリ
ーホワイトモードにおいて、ある電圧では、膜厚方向に
立ち上がらない液晶が存在することにより十分な黒レベ
ルが得られないとき、それをＲ値によって光学的に補償
することにより正面での黒レベルを改良、すなわち、駆
動電圧を下げることが可能である。

【００２８】本発明の光学補償フィルムの光学的異方性
は、波長５５０ｎｍの光で測定した０≦Ｒ＜８０（ｎ
ｍ）かつ−３００＜Ｋ＜−１４０（ｎｍ）であることが
必要である。

【００２９】前述したように、高品位な９０゜ツイスト
ネマチックモード表示装置は、そのΔｎＬＣ・ｄが測定
光５５０ｎｍでおよそ４００〜５００ｎｍに設定され
る。この値は電圧印加状態において液晶が完全に垂直方
向に配向した場合においては、液晶セルのＫ値となる
が、実際には完全に垂直配向しないので電圧印加状態の
Ｋ値はこれよりも小さい値となる。通常、高品位な９０
゜ＴＮモードでは階調表示も行うので、光学補償フィル
ムのＫ値の最適化は単純ではない。しかし、階調表示も
考慮に入れて検討した結果、光学補償フィルムのＫ値範
囲が、−３００＜Ｋ＜−１４０（ｎｍ）の範囲であれば
前述のΔｎＬＣ・ｄを有する液晶セルの視角特性を改善
する効果の大きいことが判った。Ｋ値がこの範囲を逸脱
すると補償効果は小さくなる。厳密に言うならば、Δｎ
ＬＣ・ｄの値により目的に応じて上記範囲内でＫ値を最
適化することが好ましい。

【００３０】一方、Ｒ値であるが、視野角補償だけを目
的とするならば、Ｒ値はできるだけ小さい方が好まし
い。具体的には０≦Ｒ＜２０（ｎｍ）であることが好ま
しい。２０≦Ｒ＜８０（ｎｍ）であっても、偏光板の偏
光軸または吸収軸と、光学補償フィルムの遅相軸をでき
るだけ平行になるように設置すれば、正面コントラスト
の低下等の問題は防ぐことができる。もちろん、０≦Ｒ
＜２０（ｎｍ）であってもできるだけ偏光板の偏光軸ま
たは吸収軸と光学補償フィルムの遅相軸は平行である方
が好ましい。Ｒ≧８０（ｎｍ）の場合にはこの貼り合わ
せ角度がわずかにずれた場合でも、貼り合わせ角度によ
っては正面コントラスト低下等の問題が生じるため生産
性において好ましくない。

【００３１】また、特にノーマリーホワイトモードにお
いて、視角補償だけでなく、正面の黒レベル改善による
駆動電圧の低下効果と視角特性改善を目的とする場合に
は、２０≦Ｒ＜８０（ｎｍ）の範囲にＲがあることが好
ましい。この範囲以下では補償効果は小さく、これ以上
の値は必要がない。これは画素分割法でもノーマリーホ
ワイトであれば同様である。ただしこの場合には偏光
板、液晶セルのラビング方向との貼り合わせ角度が重要
であり、Ｒ値が上記範囲であっても最適化されなくては
駆動電圧低下効果は得られず、むしろコントラスト等の
低下を引き起こす場合もある。Ｒ値が上記範囲にあれ
ば、貼り合わせ角度の最適化による駆動電圧低下効果は
得られる。

【００３２】また、以上の三次元屈折率はすべて波長５
５０ｎｍの光で測定した値について述べてきたが、本用
途に用いられるような透明性の高い樹脂でも、三次元屈
折率の波長分散はあるものの、複屈折モードで問題とな
る液晶材料と位相差板の複屈折率波長分散性のマッチン
グについてはそれほど問題とならない。すなわち、本用
途では人間の視感度が最も高い５５０ｎｍで、三次元屈
折率および貼り合わせ角度等を最適化しておけばよく、
樹脂の三次元屈折率波長分散による影響は小さい。より
具体的には、４５０，５５０ｎｍで測定したＫ，Ｒ値を
それぞれＫ（４５０ｎｍ），Ｋ（５５０ｎｍ），Ｒ（４
５０ｎｍ），Ｒ（５５０ｎｍ）とした場合、０．９０＜
Ｋ（４５０ｎｍ）／Ｋ（５５０ｎｍ）＜１．２５、０．
９０＜Ｒ（４５０ｎｍ）／Ｒ（５５０ｎｍ）＜１．２５
であることが好ましく、より好ましくは０．９５＜Ｋ
（４５０ｎｍ）／Ｋ（５５０ｎｍ）＜１．１０、０．９
５＜Ｒ（４５０ｎｍ）／Ｒ（５５０ｎｍ）＜１．１０で
ある。

【００３３】また、偏光板には偏光度の入射角度依存性
があるが、これを補償するため、位相差フィルムを偏光
板に貼り合わせ、偏光特性の入射角度依存性を補償する
という技術が開示されている。このような偏光板の偏光
度入射角度依存性を補償した位相差フィルムを偏光板に
貼り合わせた状態の偏光板を、本発明の光学補償フィル
ムを用いた液晶表示装置で偏光板として使用しても良
い。

【００３４】さらに、本発明の光学補償フィルムは透明
でなくてはならない。ヘーズは１％以下であることが必
要で好ましくは０．６％以下である。また、透過率は５
５０ｎｍの測定光で８０％以上であることが必要であ
り、４００〜７００ｎｍの範囲で透過率８０％以上であ
ることが好ましい。人間の目で観察して着色のないフィ
ルムを使うことが好ましい。

【００３５】また、フィルムの膜厚は５０μｍから１８
０μｍの範囲で設定され、厚みムラは光学的不均一性の
原因の１つであるから±５％以内であることが好まし
く、より好ましくは±３％以内である。

【００３６】これら上記特性を満足する光学補償フィル
ムを作るためには、樹脂および製膜法の選択が重要であ
る。本発明の光学補償フィルムは光学特性の均一性の点
で、溶液流延法により製造される。透明フィルムを製膜
する方法としてはその他に溶融押し出し法等が公知の技
術として知られているが、光学的均一性、異物混入、ゲ
ル状物質の発生等の問題のため好ましい方法ではない。

【００３７】溶液流延法は、溶媒に樹脂を溶解しダイか
ら平面基板上に流延し、乾燥させることによって製膜す
る方法であり、溶媒に可溶であればほとんどの樹脂をフ
ィルム化することができる。本発明者らがこの製膜条件
と樹脂の種類について鋭意検討したところ、製膜条件に
よっても前述のＫ，Ｒ値はある程度変化するが、特に今
回の発明のような負のＫ値をもちその絶対値が比較的大
きいものを量産性良く得るためには、樹脂の選択が非常
に重要であることが判った。さらに言うならば、膜厚方
向の屈折率ｎｚを面内方向の屈折率ｎｘ，ｎｙに近づけ
るというＫ値を大きくすることは、熱による配向緩和等
製膜条件を工夫することにより可能であるが、ｎｚを小
さくしてｎｘ，ｎｙとの差を大きくすることは溶液流延
製膜方法の最適化だけでは困難であるが、樹脂の選択に
より容易に制御できることが判った。

【００３８】本発明において樹脂の選択は面配向パラメ
ータＺにより決定される。すなわちＺ≧０．００６５で
あることが必要である。このＺの決定法を以下に示す。 １． 溶媒をメチレンクロライドとし、樹脂を溶解させ
濃度４．０ｇ／ｄｌ（グラム／デシリットル）の溶液を
作成する。 ２． １．の溶液をスピンコート法にてガラス基板上に
流延させ樹脂薄膜を形成させる。スピンコート条件は温
度２０℃でガラス基板上に０．５ｇ滴下後、４０００ｒ
ｐｍで３０秒間回転させた後、３秒間の減速期間を設け
停止させる。ガラス基板は良く洗浄したものを用い、そ
のリタデーションはガラス基板の垂直入射角度を０゜と
して、０゜から斜め入射５０゜までの範囲で０．１ｎｍ
未満のものを用いる。測定波長は５５０ｎｍの光とす
る。 ３． ２．のガラス基板上樹脂薄膜の膜厚ｄ（ｎｍ）を
測定する。測定する点は次の４．でリタデーション測定
する光のスポット径内の異なる点を３点測定し平均値を
採用するものとする。 ４． ガラス基板に垂直な方位を０゜とし、ガラス基板
面内で直交するｘ，ｙ軸を任意に設定し、ｘ，ｙ軸を含
みガラス基板と直交する平面内において、５０゜の斜め
入射の際のリタデーション（ｎｍ）を測定し、それぞれ
の値をＲｘ（５０゜），Ｒｙ（５０゜）とする。測定光
の波長は５５０ｎｍとする。 ５． ３，４で測定した値を用い、面配向パラメータＺ
を、Ｚ＝｜（Ｒｘ（５０゜）＋Ｒｙ（５０゜））｜／
（２ｄ）と定義する。

【００３９】こうして定義された面配向パラメータＺを
用いれば、樹脂固有の膜厚方向の配向のし易さ、すなわ
ちｎｚの小さくなり易さ（本発明の光学補償フィルムに
おいては前述したとおり、ｎｘ，ｎｙに比べて、ｎｚが
小さい方が好ましい）を表現することができる。この方
法を用いれば溶液流延法における樹脂の面配向し易さを
表現可能で、目的のＫ値を得るためには樹脂の選択が重
要な因子であり、Ｚを用いて樹脂の選択を行うことがで
きる。

【００４０】なおここで測定法は、樹脂薄膜の膜厚が１
００〜６００ｎｍ程度、Ｒ（５０゜）が１〜５ｎｍ程度
であるので、この程度の値を精度良く測定できることが
必要である。膜厚測定法としては触針式表面形状測定法
や光学的な手法、位相差測定法としては消光位置検出法
であるセナルモン法や偏光変調法が好ましい。本発明で
の樹脂薄膜の膜厚測定は触針式表面形状測定装置である
テンコール・インスツルメント・ジャパン社製の商品名
「ａｌｐｈａ−ｓｔｅｐ２００」、および位相差測定に
は偏光変調法を測定原理とする日本分光社製の商品名
「Ｍ−１５０」を用いた。

【００４１】なお、位相差測定の際のスポット径は垂直
入射の状態で、ガラス基板上において直径７ｍｍ以下と
なることが好ましい。ガラス基板の位相差は樹脂薄膜の
位相差とともに測定されてしまうため、上記条件を満足
することが必要であり、できるだけ小さいことが好まし
い。

【００４２】本発明における光学補償フィルムを製膜す
るための溶液流延法の製膜条件としては、溶液をキャス
テイングドラムまたはキャステイングベルト等の支持体
上に流延し、溶媒含有量が少なくとも２０重量％以下に
なるまで支持体上にてフィルムを乾燥させる工程１と、
次に溶媒を含んだフィルムを剥離し、テンター式乾燥機
等フィルムを支持体から剥がして搬送しながら乾燥させ
る工程２からなる溶液流延法において、工程１における
雰囲気温度Ｔ１（℃）は１５≦Ｔ１≦５０の間で乾燥を
行い、工程２においては、溶媒を含むことによる見かけ
の樹脂のガラス転移温度をＴｇ’（℃）とした場合、乾
燥温度を溶媒含有量が５重量％以上までは（Ｔｇ’−５
０）≦Ｔ２≦（Ｔｇ’＋５０）の温度範囲で、また、溶
媒含有量が５重量％未満では（Ｔｇ’−５０）≦Ｔ３≦
（Ｔｇ’＋２０）の温度範囲でそのＴｇ’の推移に合わ
せて連続的または逐次的に昇温して乾燥させることが必
要である。溶液濃度は用いる樹脂により粘度が異なるの
で、その都度変更しなくてはならないが、濃度は３重量
％から３０重量％の間で設定される。また、必要とする
Ｒ値によっても異なるが、乾燥工程において生じるフィ
ルムにかかる張力は０．５〜５ｋｇ／平方ｃｍの範囲で
あることが好ましい。

【００４３】フィルム中に残留する溶媒量は１重量％以
下であることが必要であり、より好ましくは０．５重量
％以下である。上記製膜法における乾燥時間は最終的な
フィルム残留溶媒量により決定される。残留溶媒量の測
定法は乾燥重量法や核磁気共鳴スペクトル法等により決
定される。

【００４４】溶媒は特に限定しないが、メチレンクロラ
イド、ジオキソラン等樹脂を溶解させ製膜性に問題がな
いならば公知のものが利用できる。

【００４５】必要とされるＲ，Ｋ値を得るためには、こ
れらの範囲内において条件はより細かく設定されるが、
本目的のＫ値を得るためには、面配向パラメータＺ≧
０．００６５である樹脂を用いる必要がある。本発明で
規定される面配向パラメータＺとフィルムのＫ値とは相
関がある。

【００４６】延伸工程を伴わない通常の溶液流延法にお
いては、支持体上に溶液が流延され溶媒が蒸発する比較
的早い段階ではＫ値が負に大きく、乾燥工程において配
向緩和によりｎｚがｎｘ，ｎｙに近づく。従って面配向
パラメータが上記条件を満足しない場合には−３００ｎ
ｍ＜Ｋ＜−１４０ｎｍを得ることが困難となる。面配向
パラメータが大きいほどＫ値は負でその絶対値は大きく
なる傾向にあるが、Ｋ値が−３００ｎｍより小さくなっ
てしまう場合には製膜工程において上記範囲内で乾燥温
度を高く設定し、配向を緩和させることにより制御可能
である。面配向パラメータが０．００６５よりも小さい
領域では、Ｋ値を上記範囲で得ることは上記流延製膜法
の条件下では困難であり、生産性に劣る特殊な条件や延
伸工程を加える等の必要性が生じてしまう。

【００４７】面配向パラメータＺは樹脂の骨格と分子量
に大きく影響される。同じ分子骨格であれば分子量の高
い方が、Ｚの大きい傾向にある。また、多くの樹脂につ
いて検討した結果、ポリアリレート骨格を有するもの
が、比較的大きなＺ値を取ることが判った。以下の構造
式（１）〜（７）に本発明の光学補償フィルムにおいて
好ましい樹脂骨格を示すが、構造はこれらに限定されな
い。これらは単独の重合体でも共重合体またはブレンド
でもよい。以下の構造においても分子量が大きい方が好
ましいが、分子量が大きくなりすぎると製膜性等に問題
が生じる場合もあるので、製膜性についても勘案する必
要がある。構造式（１）ではポリスチレン換算で分子量
４．５万以上１０万以下が好ましい。構造式（２），
（３）ではポリスチレン換算で分子量２万以上が好まし
い。また、耐熱性の観点から、光学補償フィルムのガラ
ス転移点温度は１３０℃以上であることが好ましい。

【００４８】

【化１】

【００４９】

【化２】

【００５０】

【化３】

【００５１】

【化４】

【００５２】

【化５】

【００５３】

【化６】

【００５４】

【化７】

【００５５】

【実施例１】構造式（１）の繰り返し構造を有し、ポリ
スチレン換算分子量が６７０００のポリカーボネート樹
脂をメチレンクロライドに溶かして１５重量％溶液を作
成し、キャステイングベルトの支持体上にダイより流延
し、溶媒含有量が少なくとも１８重量％以下になるまで
支持体上にてフィルムを乾燥させる工程１と、次に溶媒
を含んだフィルムを剥離し、テンター式乾燥機によりフ
ィルムを搬送しながら乾燥させる工程２からなる溶液流
延法において、工程１における雰囲気温度Ｔ１（℃）は
１８≦Ｔ１≦３５の間で乾燥を行い、工程２において
は、溶媒を含むことによる見かけの樹脂のガラス転移温
度をＴｇ’（℃）とした場合、乾燥温度を溶媒含有量が
５重量％以上までは（Ｔｇ’−１０）≦Ｔ２≦（Ｔｇ’
＋２０）の温度範囲で、また、溶媒含有量が５重量％未
満では（Ｔｇ’−２０）≦Ｔ３≦（Ｔｇ’＋２０）の温
度範囲でそのＴｇ’の推移に合わせて連続的または逐次
的に昇温して乾燥させた。得られたフィルムの特性はＫ
＝−１５０ｎｍ，Ｒ＝５０ｎｍであった。Ｒ，Ｋ値の決
定に際し、位相差測定には日本分光社製の商品名「Ｍ−
１５０」を、平均屈折率の測定はアタゴ社製のアッベ屈
折率計商品名「２Ｔ」を用いた。また、ヘーズは０．３
％、残留溶媒量は乾燥重量法で０．３重量％、膜厚は電
子マイクロメータを用いて８５μｍであった。一方、こ
の樹脂を用いて前記した方法で面配向パラメータを測定
したところＺ＝０．００６８であった。

【００５６】

【実施例２】構造式（２）の繰り返し構造を有し、ポリ
スチレン換算分子量が２２０００のポリアリレート樹脂
をメチレンクロライドに溶かして１９重量％溶液を作成
し、実施例１と同様の条件で溶液流延法によりフィルム
を製膜した。実施例１と同様に測定した結果、得られた
フィルムの特性はＫ＝−２５０ｎｍ，Ｒ＝２０ｎｍであ
った。また、ヘーズは０．３％，残留溶媒量は乾燥重量
法で０．３重量％、膜厚は電子マイクロメータを用いて
９０μｍであった。一方、面配向パラメータをこの樹脂
を用いて測定したところＺ＝０．００９９であった。

【００５７】

【実施例３】構造式（３）で、ｍ：ｎ＝３７：６３（モ
ル％）の繰り返し構造を有し、ポリスチレン換算分子量
が２７０００のポリアリレート、ポリカーボネート共重
合樹脂をメチレンクロライドに溶かして２０重量％溶液
を作成し、実施例１と同様の条件で溶液流延法によりフ
ィルムを製膜した。実施例１と同様に測定した結果、得
られたフィルムの特性はＫ＝−１９０ｎｍ，Ｒ＝８ｎｍ
であった。また、ヘーズは０．３％，残留溶媒量は乾燥
重量法で０．３重量％、膜厚は電子マイクロメータを用
いて９２μｍであった。一方、面配向パラメータをこの
樹脂を用いて測定したところＺ＝０．００７４であっ
た。

【００５８】

【比較例１】ポリスチレン換算分子量が２００００のト
リアセチルセルロース樹脂をメチレンクロライドに溶か
して１０重量％溶液を作成し、実施例１と同様の条件で
溶液流延法によりフィルムを製膜した。実施例１と同様
に測定した結果、得られたフィルムの特性はＫ＝−４０
ｎｍ，Ｒ＝５ｎｍであり、本発明の目的を満足するもの
が得られなかった。また、ヘーズは０．３％，残留溶媒
量は乾燥重量法で０．４重量％、膜厚は電子マイクロメ
ータを用いて８９μｍであった。一方、面配向パラメー
タをこの樹脂を用いて測定したところＺ＝０．００１４
であった。

【００５９】

【実施例４】液晶材料にはカイラル剤を少量ドープした
メルク社製の商品名「ＺＬＩ４７９２」を用い、セルギ
ャップ４．８μｍ、プレチルト角２゜、ツイスト角９０
゜の条件で液晶セルを作成し、偏光板をノーマリーホワ
イトモードとなるように設置し、液晶表示装置を作成し
た。観測側の反対側にはバックライトを配置し、透過に
て評価したところ、正面でのルミナンスによるコントラ
ストが５０以上を得るために必要な電圧は４．６Ｖ以上
であった。また、８階調表示を行い、階調反転、黒潰
れ、白抜け等が比較的少なく、コントラストが１０以上
の視野角範囲を測定したところ、上下左右方向でそれぞ
れ１０゜、１０゜、２５゜、２５゜であった。

【００６０】次に実施例２で製膜した光学補償フィルム
を、フィルムの遅相軸と液晶セルの観測側のラビング方
向に合わせて、観測側偏光板と液晶セルとの間に配置し
同様に評価した。正面でのルミナンスによるコントラス
トが５０以上を得るために必要な電圧は４．６Ｖ以上で
あった。また、８階調表示を行い、階調反転、黒潰れ、
白抜け等が比較的少なく、コントラストが１０以上の視
野角範囲を測定したところ、上下左右方向でそれぞれ１
０゜、１０゜、４０゜、４０゜であった。また、特に光
学補償フィルムを用いたことによる色調の変化について
は問題ではなかった。

【００６１】

【実施例５】実施例１で製膜した光学補償フィルムを用
いる以外は実施例４と同様に、光学補償フィルムの効果
を視野角の評価により行った。正面でのルミナンスによ
るコントラストが５０以上を得るために必要な電圧は
４．６Ｖ以上であった。また、８階調表示を行い、階調
反転、黒潰れ、白抜け等が比較的少なく、コントラスト
が１０以上の視野角範囲を測定したところ、上下左右方
向でそれぞれ１０゜、１０゜、３０゜、３０゜であっ
た。また、特に光学補償フィルムを用いたことによる色
調の変化については問題ではなかった。

【００６２】

【比較例２】比較例１で製膜した光学補償フィルムを用
いる以外は実施例４と同様に、光学補償フィルムの効果
を視野角の評価により行った。正面でのルミナンスによ
るコントラストが５０以上を得るために必要な電圧は
４．６Ｖ以上であった。また、８階調表示を行い、階調
反転、黒潰れ、白抜け等が比較的少なく、コントラスト
が１０以上の視野角範囲を測定したところ、上下左右方
向でそれぞれ１０゜、１０゜、２５゜、２５゜であり、
光学補償フィルムによる効果は確認されなかった。

【００６３】

【実施例６】実施例４で作成した液晶セルを用い、バッ
クライト側偏光板偏光軸、バックライト側液晶セルラビ
ング方向をそれぞれ４５゜、観測側偏光板偏光軸、観測
側液晶セルラビング方向をそれぞれ１３５゜として貼り
合わせ、実施例１で製膜した光学補償フィルムを観測側
偏光板と液晶セルの間に、光学補償フィルムの遅相軸が
１５０゜となるように貼り合わせ、ノーマリーホワイト
液晶表示装置を作成し、実施例４と同様に評価を行っ
た。正面でのルミナンスによるコントラストが５０以上
を得るために必要な電圧は３．８Ｖ以上であった。ま
た、８階調表示を行い、階調反転、黒潰れ、白抜け等が
比較的少なく、コントラストが１０以上の視野角範囲を
測定したところ、上下左右方向でそれぞれ１０゜、１０
゜、３０゜、３０゜であった。低駆動電圧化と視野角補
償効果を確認した。また、特に光学補償フィルムを用い
たことによる色調の変化については問題ではなかった。

【００６４】

【実施例７】バックライト側基板における配向膜のラビ
ング方向をそれぞれ４５゜、２２５゜、観測側基板の配
向膜のラビング方向をそれぞれ１３５゜、３１５゜と１
つの画素を２つに分割し、貼り合わせ方法は、バックラ
イト側基板のラビング方向４５゜と観測側の配向膜のラ
ビング方向１３５゜を、また同様に２２５゜と３１５゜
を合わせるよう貼り合わされる画素配向分割セルを作成
した。液晶材料は実施例４と同様のものを用いた。ツイ
スト角は９０゜、プレチルト角は３゜とした。バックラ
イト側偏光板偏光軸は４５゜、観測側偏光板偏光軸は１
３５゜で貼り合わせたノーマリーホワイト液晶表示装置
を作成し、実施例４と同様に評価した。正面でのルミナ
ンスによるコントラストが５０以上を得るために必要な
電圧は５Ｖ以上であった。また、８階調表示を行い、階
調反転、黒潰れ、白抜け等が比較的少なく、コントラス
トが１０以上の視野角範囲を測定したところ、上下左右
方向でそれぞれ３０゜、３０゜、４０゜、４０゜であっ
た。

【００６５】また、この液晶表示装置の観測側偏光板と
液晶セルの間に、実施例４で製膜した光学補償フィルム
を、遅相軸が１５０゜となるように貼り合わせ実施例４
と同様の方法で評価した。正面でのルミナンスによるコ
ントラストが５０以上を得るために必要な電圧は４．５
Ｖ以上であった。また、８階調表示を行い、階調反転、
黒潰れ、白抜け等が比較的少なく、コントラストが１０
以上の視野角範囲を測定したところ、上下左右方向でそ
れぞれ３０゜、３０゜、４５゜、４５゜であった。画素
配向分割セルにおいても低駆動電圧化と視野角補償効果
を確認した。また、特に光学補償フィルムを用いたこと
による色調の変化については問題ではなかった。

【００６６】

【発明の効果】本発明は、旋光モードのツイストネマチ
ック型液晶表示装置において用いられる、０≦Ｒ＜８０
（ｎｍ）かつ−３００＜Ｋ＜−１４０（ｎｍ）の特性を
有する視野角補償板として用いられる光学補償フィルム
において、特定された面配向パラメータを有する高分子
樹脂を用いかつ溶液流延法により製膜されたフィルムを
用いることにより、高品質でかつ生産性に優れた視野角
補償板を提供することができるといった効果を有する。

【００６７】さらにこうした本発明の光学補償フィルム
を視野角補償板として用いた旋光モードツイストネマチ
ック型の液晶表示装置において、従来複数の一軸延伸位
相差フィルムを使用しても得ることが困難であった光学
特性を、光学補償フィルムを１枚だけ使用することで得
ることができるため、低コストの液晶表示装置を生産性
良く得ることができる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 旋光モードツイストネマチック型の液晶
   表示装置の視野角補償板として用いられる光学補償フィ
   ルムであって、波長５５０ｎｍの光で測定した膜面内方
   向の屈折率をｎｘ（遅相軸）とｎｙ（進相軸）、それら
   に直交する方向である膜厚方向の屈折率をｎｚ、膜厚を
   ｄ（ｎｍ）とした場合に、Ｒ＝（ｎｘ−ｎｙ）×ｄおよ
   びＫ＝（ｎｚ−（ｎｘ＋ｎｙ）／２）×ｄで表される光
   学特性が、０≦Ｒ＜８０（ｎｍ）かつ−３００＜Ｋ＜−
   １４０（ｎｍ）となる特性を有すると光学補償フィルム
   において、面配向パラメータとして定義される値が０．
   ００６５以上となる高分子樹脂を、溶液流延法により製
   膜したものであることを特徴とする光学補償フィルム。
2. 【請求項２】 請求項１記載の光学補償フィルムを、視
   野角補償板として用いたことを特徴とする旋光モードツ
   イストネマチック型の液晶表示装置。