JP2000313757A - Production of film phase plate - Google Patents

Production of film phase plate

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JP2000313757A
JP2000313757A JP11122108A JP12210899A JP2000313757A JP 2000313757 A JP2000313757 A JP 2000313757A JP 11122108 A JP11122108 A JP 11122108A JP 12210899 A JP12210899 A JP 12210899A JP 2000313757 A JP2000313757 A JP 2000313757A
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Japan
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phase plate
film phase
film
producing
liquid crystal
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JP11122108A
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Japanese (ja)
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Shoichi Ishihara
將市 石原
Katsuji Hattori
勝治 服部
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a film phase plate which is capable of controlling the phase difference at an optional place, comprising removing the in-plane unevenness in phase difference, and improving production yield. SOLUTION: This method for producing a film phase plate comprises at least either one of the following steps: contacting an organic gas, organic vapor or steam with the surface of a film phase plate, irradiating the surface of a film phase plate consisting mainly of a polymer with light, heating the surface of a film phase plate consisting mainly of a polymer, and partially applying pressure to the surface of a film phase plate.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示素子に用
いられる位相補償板、更に詳しくはフィルム位相板に関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a phase compensator used for a liquid crystal display device, and more particularly to a film phase plate.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に液晶表示素子中に入射した直線偏
光は液晶層中を楕円偏光の形で伝搬し、その偏光状態は
透過する光の波長によって異なる。位相補償板は前記偏
光状態を変え液晶表示素子出射端での各波長光に対する
偏光状態を制御する機能を有している。
2. Description of the Related Art In general, linearly polarized light incident on a liquid crystal display element propagates in the liquid crystal layer in the form of elliptically polarized light, and its polarization state varies depending on the wavelength of transmitted light. The phase compensator has a function of changing the polarization state and controlling the polarization state for each wavelength light at the emission end of the liquid crystal display element.

【0003】更に詳しくは次の3つの機能を有してい
る。
More specifically, it has the following three functions.

【0004】(1)液晶表示素子は、電圧V印加により
2枚の偏光板間に挟まれた液晶層の複屈折率Δnを変化
させその透過光強度Iを制御するものである。例えば、
ECB型液晶表示素子における光透過光強度Iは、入射
光強度をI0とすれば、 式(1):I=I0sin2(2θ)sin2(πdΔn
(V)/λ) で表されることが知られている(E.P.Raynes, D.K.Rowe
ll and I,A.Shanks: Mol.Cryst.Liq.Cryst. Lett., 34,
p.105(1976); D.Meyerhofer, Appl. Phys. Lett., 29,
p.691(1976))。
(1) The liquid crystal display element controls the transmitted light intensity I by changing the birefringence Δn of a liquid crystal layer sandwiched between two polarizing plates by applying a voltage V. For example,
The light transmission light intensity I in the ECB type liquid crystal display element is given by the following equation (1): I = I 0 sin 2 (2θ) sin 2 (πdΔn, where I 0 is the incident light intensity.
(V) / λ) (EPRaynes, DKRowe
ll and I, A. Shanks: Mol. Cryst. Liq. Cryst. Lett., 34,
p.105 (1976); D. Meyerhofer, Appl. Phys. Lett., 29,
p.691 (1976)).

【0005】ここにおいて、θは入射偏光方向とセル中
の通常光の振動方向とのなす角度、d、Δn(V)はそ
れぞれ液晶層厚と電圧V印加時の液晶層複屈折率、λは
入射光波長を表している。
Here, θ is the angle between the incident polarization direction and the direction of oscillation of the ordinary light in the cell, d and Δn (V) are the thickness of the liquid crystal layer and the birefringence of the liquid crystal layer when voltage V is applied, respectively, and λ is It represents the wavelength of the incident light.

【0006】この時、位相補償板として一軸性媒体を、
液晶層の光学的主軸方位に対して位相補償板主軸を平
行、あるいは垂直に配置することにより、セルの電圧−
透過率特性を高電圧側、または低電圧側にシフトさせる
ことが出来る。
At this time, a uniaxial medium is used as a phase compensator,
By arranging the principal axis of the phase compensator parallel or perpendicular to the optical principal axis direction of the liquid crystal layer, the cell voltage −
The transmittance characteristic can be shifted to a high voltage side or a low voltage side.

【0007】(2)また、STNモードのような複屈折
モードを利用する液晶表示素子では入射直線偏光が液晶
層中を伝搬する際に、各波長ごとに液晶層位相差dΔnが
異なるため、光出射端における透過光偏光状態が異なり
表示が着色してしまうという問題が発生する。
(2) In a liquid crystal display element utilizing a birefringent mode such as the STN mode, when the incident linearly polarized light propagates through the liquid crystal layer, the liquid crystal layer phase difference dΔn differs for each wavelength, so that light A problem arises in that the polarization state of the transmitted light at the emission end is different and the display is colored.

【0008】この時、捻れの向きが反対であること以
外、同一の特性・構造を有する液晶セルを近接する基板
表面での液晶分子の配向方位が直交するように配置する
ことにより液晶表示素子の着色現象を完全に無くするこ
とが出来る(奥村 治、永田光夫、和田啓志:テレビジ
ョン学会技術報告、11(27)、p.79 (1987)、K.Katoh,
Y.Endo, M.Akatsuka, M.Ohgawara and K.Sawada: Jap.
J.Appl.Phys. vol.26, No.11, Nov., 1987, pp..L1784-
L1786 ; N.Kimura, T.Shinomiya, K.Yamamoto, Y.Ichim
ura:SID'88 Digest p.49(1988))。
At this time, except that the directions of twist are opposite, liquid crystal cells having the same characteristics and structure are arranged so that the orientation directions of liquid crystal molecules on the adjacent substrate surface are orthogonal to each other. The coloring phenomenon can be completely eliminated (Okumura Osamu, Nagata Mitsuo, Wada Keishi: Technical Report of the Institute of Television Engineers of Japan, 11 (27), p.79 (1987), K. Katoh,
Y.Endo, M.Akatsuka, M.Ohgawara and K.Sawada: Jap.
J.Appl.Phys.vol.26, No.11, Nov., 1987, pp..L1784-
L1786; N.Kimura, T.Shinomiya, K.Yamamoto, Y.Ichim
ura: SID'88 Digest p.49 (1988)).

【0009】(3)液晶表示素子においては、パネル正
面での表示特性のみならず、斜め方向からの表示特性
(性能)も重要である。液晶表示素子における斜め方向
からの色付き、あるいは黒表示時における斜め方向での
光抜けは、偏光板交差角の斜め見込み角による実効的偏
光板交差角の変化(例えば、正面では2枚の偏光板の軸
を直交させておいても、軸45度の方位では、視角を大
きくしていくと実効的な偏光板の軸の交差角は90度よ
りも大きくなっていく)や、液晶層複屈折率の視角依存
性によるものである。
(3) In the liquid crystal display device, not only display characteristics in front of the panel but also display characteristics (performance) in oblique directions are important. Lighting in a liquid crystal display element from a diagonal direction or light leakage in a diagonal direction during black display is caused by a change in the effective crossing angle of the polarizing plate due to the oblique viewing angle of the crossing angle of the polarizing plate (for example, two polarizing plates in front). Even if the axes are perpendicular to each other, the effective crossing angle of the axes of the polarizing plates becomes larger than 90 degrees as the viewing angle is increased in the azimuth of 45 degrees, and the birefringence of the liquid crystal layer. This is due to the viewing angle dependence of the rate.

【0010】即ち、液晶層の二軸異方性は複屈折率楕円
体で表されるが、この主軸nxがセル基板面に対して傾
斜している場合、液晶層はセル正面に対して非対称な光
学特性を有している。また、このnx軸がセル基板面に
対して垂直になっている場合においても、斜め方向から
の実効的液晶層位相差は正面から次第に視角を傾けてい
くと、大きくなっていき表示品位が低下していく。
That is, the biaxial anisotropy of the liquid crystal layer is represented by a birefringent ellipsoid. When the principal axis nx is inclined with respect to the cell substrate surface, the liquid crystal layer is asymmetric with respect to the cell front. Optical characteristics. In addition, even when the nx axis is perpendicular to the cell substrate surface, the effective liquid crystal layer phase difference from an oblique direction becomes larger as the viewing angle is gradually inclined from the front, and the display quality deteriorates. I will do it.

【0011】位相補償層は、前記液晶層の複屈折性の視
角依存性を低減させる働きを有している。
The phase compensation layer has the function of reducing the viewing angle dependence of the birefringence of the liquid crystal layer.

【0012】表示用液晶セル位相差を補償するための位
相補償層としては、補償用液晶セルの使用が好ましく商
品化もなされてきたが、液晶表示素子重量の増加、厚さ
の増加、製造プロセスの困難さ、コストアップなどのた
め、フィルム位相板へと置き換わっていった。この背景
には、フィルム製造技術の進歩や、フィルム内分子の配
向制御技術の進歩が上げられる。
As the phase compensation layer for compensating the phase difference of the display liquid crystal cell, the use of a compensation liquid crystal cell has been preferred and commercialization has been carried out. It was replaced by a film phase plate due to the difficulty of the process and increased costs. Behind this are advances in film manufacturing technology and technologies for controlling the orientation of molecules in the film.

【0013】λ/4板に代表されるような位相変換素子
としての歴史は古いが、液晶表示素子用のフィルム位相
板としての研究が活発化したのは、STNモード型液晶
表示素子の無彩色にフィルム位相板で取り組み始めた頃
からである(長江、平方、小村、「位相板型白黒スーパ
ーTN液晶パネル」、テレビジョン学会技術報告、vol.
12, no.32, pp.29-34, 1988年8月、I. Fukuda, Y. Kota
ni, and T. Uchida :Rec. Int'l. Display Res. Conf.,
p.159 (1988)、福田一郎、小谷勇慶雄、内田龍男:電
子情報通信学会技術研究報告、88(350), p.17(198
9))。
Although the history as a phase conversion element typified by a λ / 4 plate is old, research on a film phase plate for a liquid crystal display element has been actively promoted in the achromatic color of an STN mode liquid crystal display element. Since the beginning of work on film phase plates (Nagae, Square, Komura, "Phase plate type black and white super TN liquid crystal panel", Technical Report of the Institute of Television Engineers of Japan, vol.
12, no.32, pp.29-34, August 1988, I. Fukuda, Y. Kota
ni, and T. Uchida: Rec.Int'l.Display Res.Conf.,
p.159 (1988), Ichiro Fukuda, Isao Kotani, Tatsuo Uchida: IEICE Technical Report, 88 (350), p.17 (198
9)).

【0014】補償用液晶セルからフィルム位相板への移
行に当たっては、液晶セルとフィルム位相板のそれぞれ
における屈折率異方性Δnの波長分散特性のマッチング
が重要である。フィルム位相板でのΔn波長分散は使用
する高分子材料に依存し、上記目的のため、ポリビニル
アルコール系、ポリカーボネート系、アクリル系、ポリ
エステル系など種々のフィルムが開発されてきた。
In the transition from the compensating liquid crystal cell to the film phase plate, it is important to match the wavelength dispersion characteristics of the refractive index anisotropy Δn in each of the liquid crystal cell and the film phase plate. The Δn wavelength dispersion in the film phase plate depends on the polymer material used, and various films such as polyvinyl alcohol, polycarbonate, acrylic, and polyester have been developed for the above purpose.

【0015】また、ポリプロピレンやポリビニルアルコ
ールのような波長分散特性が小さな材料とポリカーボネ
ートのような波長分散特性の大きな材料とを直交配置で
組み合わせることにより、長波長側でΔnが大きくなる
ような波長分散特性を有するフィルム位相板も開発され
ている(長塚辰樹、藤村保夫、吉見裕之、「STN-LCD用
位相差フィルム」:電子情報通信学会技術報告 EID91-4
3, p.29-34 (1991))。
Further, by combining a material having a small wavelength dispersion characteristic such as polypropylene or polyvinyl alcohol and a material having a large wavelength dispersion characteristic such as polycarbonate in an orthogonal arrangement, the wavelength dispersion which increases Δn on the long wavelength side can be obtained. Film phase plates with properties have also been developed (Tatsuki Nagatsuka, Yasuo Fujimura, Hiroyuki Yoshimi, "Phase difference film for STN-LCD": IEICE technical report EID91-4
3, p.29-34 (1991)).

【0016】さらに最近では、フィルム位相板光学特性
に液晶セルと同様の温度依存性を持たせることも可能と
なってきた(岡田豊和、「LCD用光学フィルム」、映像
情報メディア学会誌、vol.51, No.4, pp.431-434 (199
7))。
More recently, it has become possible to make the optical characteristics of a film phase plate have the same temperature dependence as a liquid crystal cell (Toyokazu Okada, "Optical Film for LCD", Journal of the Institute of Image Information and Television Engineers, vol. 51, No.4, pp.431-434 (199
7)).

【0017】一方、フィルム位相板屈折率の3次元方向
での制御に関しても、製造技術の進歩に伴い可能となっ
てきた。具体的には高分子フィルム延伸技術によりa)正
の一軸(nx>ny=nz)、b)負の一軸配向(nx=nz>
ny)、c)正の二軸配向(nx>ny>nz)、d)完全二軸
配向(nx=ny>nz)、e)垂直配向(nz>nx=ny)、
f)厚み方向に配向(nx>nz>ny)(Y.Fujimura, T.N
agatsuka, H.Yoshimi,S.Umemoto and T.Shimomura, SI
D'92 Digest, 397 (1992))等が製造されている。そし
て、正の複屈折性を有する延伸フィルムと負の複屈折性
を有する延伸フィルムとを積層することによりフィルム
位相差の視角依存性を任意に制御する技術も開発されて
いる(藤村保夫、長塚辰樹、吉見裕之、「偏光板、位相
差板」、電子材料、1991年11月、pp.53-57 ; Y.Fujimur
a, T.Nagatsuka, H.Yoshimi andT.Shimomura, SID'91 D
igest, 739 (1991))。また、高分子中に液晶分子を捻
れ配向させた後に、配向の固定化を行い捻れネマティッ
ク(TN)型液晶表示素子用のフィルム位相板も開発・
実用化されている(J.Mukai et al,. SID'94 Digest,
p.241(1994))。
On the other hand, with respect to the control of the refractive index of the film phase plate in the three-dimensional direction, it has become possible with the progress of manufacturing technology. Specifically, a) positive uniaxial (nx> ny = nz), b) negative uniaxial orientation (nx = nz>) by a polymer film stretching technique.
ny), c) positive biaxial orientation (nx>ny> nz), d) perfect biaxial orientation (nx = ny> nz), e) vertical orientation (nz> nx = ny),
f) Orientation in the thickness direction (nx>nz> ny) (Y. Fujimura, TN)
agatsuka, H. Yoshimi, S. Umemoto and T. Shimomura, SI
D'92 Digest, 397 (1992)). A technique has also been developed for arbitrarily controlling the viewing angle dependence of film retardation by laminating a stretched film having a positive birefringence and a stretched film having a negative birefringence (Yasuo Fujimura, Nagatsuka Tatsuki, Hiroyuki Yoshimi, "Polarizers, Retarders", Electronic Materials, November 1991, pp.53-57; Y.Fujimur
a, T. Nagatsuka, H. Yoshimi and T. Shimomura, SID'91 D
igest, 739 (1991)). We have also developed a film phase plate for twisted nematic (TN) type liquid crystal display devices by fixing the orientation after twisting the liquid crystal molecules in the polymer.
It has been put into practical use (J. Mukai et al ,. SID'94 Digest,
p.241 (1994)).

【0018】さらに最近では、高分子中に棒状低分子液
晶(Y.Inoue, T.Kurita, E.Yoda, T.Kaminade, T.Toyoo
ka Y.Kobori, Proceedings of the 5th International
Display Workshops, FMC2-4, pp.255-258, 1998)や、デ
ィスコティック液晶分子をハイブリッド状に配列させ、
固定化したフィルムも開発され、広視野角化を目的とし
てTN型液晶表示素子に実用化されている。
More recently, rod-like low-molecular liquid crystals (Y. Inoue, T. Kurita, E. Yoda, T. Kaminade, T. Toyoo)
ka Y. Kobori, Proceedings of the 5th International
Display Workshops, FMC2-4, pp.255-258, 1998) and discotic liquid crystal molecules are arranged in a hybrid form.
A fixed film has also been developed, and has been put to practical use in TN-type liquid crystal display devices for the purpose of increasing the viewing angle.

【0019】フィルム位相板に要求される特性として
は、液晶セルとフィルム位相板とのそれぞれの光学特
性を合わせると言う意味から、屈折率異方性の波長分散
の程度を合わせること(温度特性を含めて)や、3次元
方向での屈折率分布を液晶セルのそれに適合させるこ
と、位相差値のむらのない均質性(膜厚むらに換算し
て±2%以下)、耐熱性、耐湿熱性、高透過性、
加工性などが上げられる。
The characteristics required for the film phase plate include adjusting the degree of the wavelength dispersion of the refractive index anisotropy (the temperature characteristic is reduced) in order to match the respective optical characteristics of the liquid crystal cell and the film phase plate. ), Conforming the refractive index distribution in the three-dimensional direction to that of the liquid crystal cell, uniformity of phase difference value (± 2% or less in terms of film thickness unevenness), heat resistance, moisture heat resistance, High permeability,
Workability is improved.

【0020】一般的な一軸性フィルム位相板は、ポリカ
ーボネート樹脂を主原料として、ロール間縦延伸法、ロ
ール圧延法、あるいはテンター横延伸法により作製され
る。二軸性フィルム位相板においては、縦方向の延伸と
横方向の延伸とのバランス及びタイミングを調整するこ
とにより所望の位相板を得ることが出来る。また、低分
子液晶化合物を高分子中に配向させ固定化することによ
って成膜するタイプの位相板においては、予め支持体に
ポリイミド配向膜を成膜しラビング処理を施した後、高
分子液晶状態となった上記高分子を塗布し、所定の配向
状態で光重合を行い配向を固定化する。
A general uniaxial film phase plate is produced by using a polycarbonate resin as a main raw material by a longitudinal stretching method between rolls, a roll rolling method, or a transverse tenter stretching method. In a biaxial film phase plate, a desired phase plate can be obtained by adjusting the balance and timing between longitudinal stretching and transverse stretching. In addition, in the case of a phase plate of a type in which a low-molecular liquid crystal compound is formed by aligning and fixing a low-molecular liquid crystal compound in a polymer, a polyimide alignment film is formed on a support in advance, and rubbing treatment is performed. The above polymer is applied and subjected to photopolymerization in a predetermined orientation state to fix the orientation.

【0021】[0021]

【発明が解決しようとする課題】フィルム位相板に関し
ては、現在次に上げられるような課題が存在する。
Problems relating to the film phase plate present the following problems.

【0022】(1)液晶組成物の屈折率異方性Δn、お
よびその波長分散特性は一定の制約のもとではある程度
自由に調整可能であるが、パネルの光学設計の観点から
はΔnを任意に設定出来る訳ではない。そのような状況
のもとでは、実用的な意味に置いて、液晶層とフィルム
位相板の位相差dΔnの波長分散特性を一致させることは
困難である。
(1) The refractive index anisotropy Δn of the liquid crystal composition and its wavelength dispersion characteristics can be freely adjusted to some extent under certain restrictions, but from the viewpoint of the optical design of the panel, Δn is optional. Is not always possible. Under such circumstances, it is difficult to match the wavelength dispersion characteristics of the phase difference dΔn between the liquid crystal layer and the film phase plate in a practical sense.

【0023】(2)フィルム位相板製造技術の進展に伴
い、一般的には高精度(±2%以下)の膜厚制御(位相
差制御)が可能となっているものの、位相差が50nm
以下の低位相差フィルムに対しては、位相差の面内ムラ
が問題となる場合がある。
(2) Along with the development of film phase plate manufacturing technology, generally high-precision (± 2% or less) film thickness control (phase difference control) is possible, but the phase difference is 50 nm.
For the following low retardation films, in-plane unevenness of retardation may be a problem.

【0024】(3)ロールツーロールで製造する場合、
フィルム中央部と端部(周辺部)とでは光学特性が異な
り、製造歩留まりを大きく上げることが出来ない。
(3) When manufacturing by roll-to-roll,
The optical characteristics are different between the central portion and the end portion (peripheral portion) of the film, and the production yield cannot be greatly increased.

【0025】(4)低分子化合物の配向固定化技術によ
り、フィルム位相板の特性は格段に向上したが、補償用
液晶セルにおける液晶層の分子配列ほどには、その配列
を任意に制御出来ない。
(4) Although the characteristics of the film phase plate have been remarkably improved by the technique for fixing the orientation of the low-molecular compound, the arrangement cannot be controlled as arbitrarily as the molecular arrangement of the liquid crystal layer in the compensating liquid crystal cell. .

【0026】(5)各RGB画素ごとに位相差が変えら
れない。
(5) The phase difference cannot be changed for each RGB pixel.

【0027】上記課題のうち、本発明においては
(2)、(3)、(5)の各課題の解決を目的とする。
[0027] Of the above-mentioned problems, the present invention aims at solving the respective problems (2), (3) and (5).

【0028】[0028]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、第1の解決手段として、高分子を主体と
するフィルム位相板表面に、有機ガスあるいは有機蒸気
を接触させることにより、前記フィルム位相板の特性を
改質することを特徴とするフィルム位相板の製造方法を
用いるものであり、第2の解決手段として、高分子を主
体とするフィルム位相板表面に、水蒸気を接触させるこ
とにより、前記フィルム位相板の特性を改質することを
特徴とするフィルム位相板の製造方法を用いるものであ
り、第3の解決手段として、高分子を主体とするフィル
ム位相板表面に、光照射を行うことにより、前記フィル
ム位相板の特性を改質することを特徴とするフィルム位
相板の製造方法を用いるものであり、第4の解決手段と
して、高分子を主体とするフィルム位相板表面を加熱す
ることにより、前記フィルム位相板の特性を改質するこ
とを特徴とするフィルム位相板の製造方法を用いるもの
であり、第5の解決手段として、高分子を主体とするフ
ィルム位相板表面を、部分的に加圧処理を行うことによ
り、前記フィルム位相板の特性を改質することを特徴と
するフィルム位相板の製造方法を用いるものであり、第
6の解決手段として、前記フィルム位相板の改質におい
て、フィルム位相板表面に、有機ガスあるいは有機蒸気
を接触させる方法、水蒸気を接触させる方法、光照射を
行う方法、フィルム位相板表面を加熱処理する方法、お
よび部分的に加圧処理を行う方法から選ばれる2つ以上
の方法によりフィルム位相板の特性を改質することを特
徴とするフィルム位相板の製造方法を用いるものであ
る。
According to the present invention, as a first solution, an organic gas or an organic vapor is brought into contact with the surface of a film phase plate mainly composed of a polymer. A method for producing a film phase plate characterized by modifying the characteristics of the film phase plate is used. As a second solution, a water vapor is brought into contact with the surface of the film phase plate mainly composed of a polymer. The method for producing a film phase plate is characterized in that the characteristics of the film phase plate are modified by using the method described above. The method for producing a film phase plate is characterized by modifying the characteristics of the film phase plate by performing irradiation. As a fourth solution, a polymer mainly comprises a polymer. By heating the surface of the film phase plate, the method of manufacturing the film phase plate is characterized by modifying the characteristics of the film phase plate. As a fifth solution, a polymer mainly comprises A method for manufacturing a film phase plate, wherein a property of the film phase plate is modified by partially performing a pressure treatment on a surface of the film phase plate to be formed. As the modification of the film phase plate, a method of contacting an organic gas or an organic vapor on the surface of the film phase plate, a method of contacting water vapor, a method of performing light irradiation, a method of heat-treating the surface of the film phase plate, and A method for producing a film phase plate, comprising modifying the characteristics of a film phase plate by two or more methods selected from a method of performing a partial pressure treatment. It is those who are.

【0029】[0029]

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。フィルム位相差の測定は、オーク
製作所(株)製の微小複屈折測定装置ADR−150L
Cにて行った(測定温度:25℃)。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The measurement of the film phase difference is performed by a micro birefringence measuring device ADR-150L manufactured by Oak Manufacturing Co., Ltd.
C (measuring temperature: 25 ° C.).

【0030】(実施例1)日東電工(株)製位相差フィ
ルム(位相差100nm)を主軸方向、および主軸方向
に直交する方向の二方向に延伸処理することによりフィ
ルム位相板A0を作成した。フィルム位相板A0の位相
差Δndの面内分布を波長633nmの光に対して測定
したところ、図2の結果が得られた。この時の測定スポ
ット径は1mmであり、10mm間隔で測定を行った。
図2より明らかなように、フィルム位相板周囲の位相差
は、フィルム位相板中央の位相差に比べて大きくなって
おり、位相差の面内むらが発生している。図3は図2に
おけるY−Y’断面での位相差分布を表したものであ
る。
Example 1 A film phase plate A0 was prepared by stretching a retardation film (100 nm retardation) manufactured by Nitto Denko Corporation in two directions, a main axis direction and a direction orthogonal to the main axis direction. When the in-plane distribution of the phase difference Δnd of the film phase plate A0 was measured with respect to light having a wavelength of 633 nm, the result shown in FIG. 2 was obtained. The measurement spot diameter at this time was 1 mm, and measurement was performed at 10 mm intervals.
As is clear from FIG. 2, the phase difference around the film phase plate is larger than the phase difference at the center of the film phase plate, and in-plane unevenness of the phase difference occurs. FIG. 3 shows a phase difference distribution in a section taken along the line YY ′ in FIG.

【0031】次に、その透過率分布が図4で表される紫
外光用NDフィルターを介して、波長365nmの紫外
光をフィルム位相板A0に照射し、フィルム位相板A1
を作製した。この時の照射エネルギーは800mJ/c
2であった。図1に照射システムの概略を示す。
Next, the film phase plate A0 is irradiated with ultraviolet light having a wavelength of 365 nm through an ultraviolet light ND filter whose transmittance distribution is shown in FIG.
Was prepared. The irradiation energy at this time is 800 mJ / c
m 2 . FIG. 1 shows an outline of the irradiation system.

【0032】即ち、UV光源11より出射された紫外光
12は、レンズ群13により平行光線に変換されNDフ
ィルタ14を透過後、フィルム位相板15に入射する。
この時、フィルム位相板15の表層は、紫外光エネルギ
の大きさに応じて改質され等方的となるため、光照射部
分の位相差は小さくなる。
That is, the ultraviolet light 12 emitted from the UV light source 11 is converted into a parallel light by the lens group 13, passes through the ND filter 14, and then enters the film phase plate 15.
At this time, the surface layer of the film phase plate 15 is modified according to the magnitude of the ultraviolet light energy and becomes isotropic, so that the phase difference of the light irradiation portion is reduced.

【0033】フィルム位相板A1の位相差の面内分布は
図5の通りであり、面内均一性が大幅に向上しており、
フィルム位相板製造における歩留まりが向上するなど、
その実用的価値は極めて大きい。
The in-plane distribution of the phase difference of the film phase plate A1 is as shown in FIG. 5, and the in-plane uniformity is greatly improved.
For example, the yield in the production of film phase plates is improved,
Its practical value is extremely large.

【0034】本実施例による表面の改質はフィルム位相
板のごく表層のみであり、これによりフィルム透過率の
低下は認められなかった。
The modification of the surface according to this example was only on the very surface layer of the film phase plate, and no decrease in the film transmittance was observed.

【0035】本実験ではフィルム位相板全面に紫外光を
照射したが、面内に位相差の大きな部位が部分的にのみ
存在する場合には、紫外光をスポット的に照射すること
により位相差の面内むらを解消することが出来る。
In this experiment, the entire surface of the film phase plate was irradiated with ultraviolet light. However, when a portion having a large phase difference exists only partially in the plane, the ultraviolet light was spot-irradiated to irradiate the phase difference. In-plane unevenness can be eliminated.

【0036】(実施例2)JSR株式会社製アートンフ
ィルム位相板72(位相差30nm)に、図6に示され
る300μm×100μmの複数の開口部を有するマス
ク71を介して波長365nmの紫外光を30秒、45
秒、60秒と照射位置を変えながら照射し(ステップ1
10μm)、フィルム位相板B1を作製した。この時の
照射エネルギーは、それぞれ330mJ/cm2、22
0mJ/cm2、60mJ/cm2であった。本発明にお
けるプロセスの概略を図7に示す。
(Example 2) Ultraviolet light having a wavelength of 365 nm was applied to an arton film phase plate 72 (having a phase difference of 30 nm) manufactured by JSR Corporation through a mask 71 having a plurality of openings of 300 μm × 100 μm shown in FIG. 30 seconds, 45
Irradiation while changing the irradiation position to seconds and 60 seconds (Step 1
10 μm) to produce a film phase plate B1. The irradiation energy at this time was 330 mJ / cm 2 and 22 mJ / cm 2 , respectively.
The values were 0 mJ / cm 2 and 60 mJ / cm 2 . FIG. 7 shows an outline of the process in the present invention.

【0037】図8は紫外光照射位置を説明するための概
略図であり、図9は図8におけるX−X’断面で見た時
の位相差の分布を表したものである。図9より明らかな
ように、本実施例によれば、赤、緑、青の各画素に対応
してフィルム位相板の位相差を変えることができ、即
ち、各色光に対する位相差を揃えることができ、その実
用的価値は大きい。
FIG. 8 is a schematic diagram for explaining the position of irradiation with ultraviolet light, and FIG. 9 shows the distribution of the phase difference when viewed along the XX 'section in FIG. As is clear from FIG. 9, according to the present embodiment, the phase difference of the film phase plate can be changed corresponding to each of the red, green, and blue pixels, that is, the phase difference for each color light can be made uniform. Yes, its practical value is great.

【0038】(実施例3)JSR(株)製ノルボルネン
樹脂を射出成型により製膜し、ロール間で延伸操作を繰
り返すことにより、フィルム位相板C0を作製した。フ
ィルム位相板C0の位相差Δndの面内分布を波長63
3nmの光に対して測定したところ、表1の結果が得ら
れた。ここにおいて、位相差、(x、y)座標の単位
は、それぞれnm、mmである。表1より明らかなよう
に、フィルム位相板面内には、部分的に位相差の大きい
部分が存在することが分かる。本位相差の測定において
は、フィルム位相差測定場所(x、y)と位相差の値と
を対応させてデータ取りを行った。
Example 3 A film phase plate C0 was prepared by forming a film of norbornene resin manufactured by JSR Corporation by injection molding, and repeating the stretching operation between rolls. The in-plane distribution of the phase difference Δnd of the film phase plate C0 was
When measured with respect to light of 3 nm, the results shown in Table 1 were obtained. Here, the units of the phase difference and the (x, y) coordinates are nm and mm, respectively. As is clear from Table 1, it can be seen that a portion having a large phase difference exists in the plane of the film phase plate. In the measurement of the present retardation, data was acquired by associating the film retardation measurement location (x, y) with the value of the retardation.

【0039】次に、フィルム位相板C0を感熱プリンタ
にセットし、前記データに基づき位相差の大きな部分に
のみその大きさに対応させて通電加熱を行いフィルム位
相板C1とした。この時、加熱部は180℃になってお
り、本実施例で用いた樹脂のガラス転移温度(171
℃)以上とした。
Next, the film phase plate C0 was set in a thermal printer, and based on the data, only portions having a large phase difference were heated in accordance with the size to obtain a film phase plate C1. At this time, the temperature of the heating unit was 180 ° C., and the glass transition temperature (171 ° C.) of the resin used in this example was used.
° C) or higher.

【0040】その後、フィルム位相板C1における位相
差Δndの面内分布を測定したところ表2の結果が得ら
れた。(表1)および(表2)より明らかなように、本
発明によれば面内における位相差のばらつきを低減させ
ることができ、その実用的価値は大きい。
Thereafter, the in-plane distribution of the phase difference Δnd in the film phase plate C1 was measured, and the results shown in Table 2 were obtained. As is clear from (Table 1) and (Table 2), according to the present invention, the variation of the in-plane phase difference can be reduced, and its practical value is large.

【0041】本実施例では、プリンタヘッド部とフィル
ム位相板表面とを直接接触させて、熱伝導によりフィル
ム表面の改質(表面高分子配向のランダム化)を行った
が、赤外線照射により非接触でフィルム表面の特定部位
を加熱し、表面改質を行っても良いことは言うまでもな
い。
In this embodiment, the surface of the film is modified by heat conduction (randomization of surface polymer orientation) by bringing the printer head portion into direct contact with the surface of the film phase plate. Needless to say, a specific portion of the film surface may be heated to perform surface modification.

【0042】[0042]

【表1】 [Table 1]

【0043】[0043]

【表2】 [Table 2]

【0044】(実施例4)日東電工株式会社製フィルム
位相板(位相差200nm)に、図6に示されるマスク
を密着させ、60℃、トルエン飽和蒸気圧雰囲気下に6
0秒静置させフィルム位相板D1とした。その後、実施
例2と同様の手法にて、即ち、図8のX−X’方向での
フィルム位相板D1の位相差の面内分布を測定したとこ
ろ、図10の結果が得られた。本実施例の手法によって
も各画素ごとに位相差を制御することが可能であり、高
画質液晶表示素子の実現にとって極めて有効であること
が実証された。
Example 4 A mask shown in FIG. 6 was adhered to a film phase plate (having a phase difference of 200 nm) manufactured by Nitto Denko Corporation.
This was allowed to stand for 0 second to obtain a film phase plate D1. Then, when the in-plane distribution of the phase difference of the film phase plate D1 in the XX ′ direction of FIG. 8 was measured by the same method as in Example 2, the result of FIG. 10 was obtained. It is also possible to control the phase difference for each pixel by the method of the present embodiment, which proves to be extremely effective for realizing a high-quality liquid crystal display device.

【0045】本実施例では、有機溶剤としてトルエンを
用いたが、アセトンやメチルエチルケトン等の他のケト
ン類や、メタノール、エタノール、プロピルアルコール
等のアルコール類を用いても同様の効果が認められた。
In this example, toluene was used as the organic solvent. However, similar effects were observed when other ketones such as acetone and methyl ethyl ketone and alcohols such as methanol, ethanol and propyl alcohol were used.

【0046】また前記有機溶剤の代わりに、水蒸気を用
いても同様の結果が得られた、特に100℃以上での高
温水蒸気雰囲気、あるいは加圧雰囲気においての効果は
顕著であった。
Similar results were obtained when water vapor was used in place of the organic solvent. Particularly, the effect was remarkable in a high-temperature water vapor atmosphere at 100 ° C. or higher or a pressurized atmosphere.

【0047】[0047]

【発明の効果】以上より明らかなように、本発明によれ
ば、フィルム位相板位相差の面内ばらつきを低減させ
ることが出来る、フィルム位相板製造における歩留ま
りを向上させることが出来る、各画素ごとにフィルム
位相差を制御することができ、高性能液晶表示素子を提
供することが出来る、などその実用的価値は極めて大き
い。
As is clear from the above, according to the present invention, the in-plane variation of the phase difference of the film phase plate can be reduced and the yield in the production of the film phase plate can be improved. Its practical value is extremely high, for example, it is possible to control the film phase difference and to provide a high-performance liquid crystal display device.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明フィルム位相板製造方法の一実施例を説
明するためのシステム構成図
FIG. 1 is a system configuration diagram for explaining one embodiment of a method for producing a film phase plate of the present invention.

【図2】本発明フィルム位相板製造プロセスを行う前の
フィルム位相板の位相差の面内分布を示す図
FIG. 2 is a view showing an in-plane distribution of retardation of a film phase plate before a process of manufacturing the film phase plate of the present invention.

【図3】本発明フィルム位相板製造プロセスを行う前の
フィルム位相板の、一断面での位相差の分布を示す図
FIG. 3 is a view showing a distribution of a phase difference in one cross section of the film phase plate before the film phase plate manufacturing process of the present invention is performed.

【図4】本発明フィルム位相板製造方法の一実施例で用
いたNDフィルタの透過率分布を説明するための図
FIG. 4 is a view for explaining the transmittance distribution of an ND filter used in one embodiment of the method for producing a film phase plate of the present invention.

【図5】本発明フィルム位相板製造プロセスを行なった
後のフィルム位相板の位相差の面内分布を示す図
FIG. 5 is a view showing an in-plane distribution of retardation of the film phase plate after the film phase plate manufacturing process of the present invention is performed.

【図6】本発明フィルム位相板製造方法の一実施例で用
いたマスクパターンを説明するための図
FIG. 6 is a view for explaining a mask pattern used in one embodiment of the method for producing a film phase plate of the present invention.

【図7】本発明フィルム位相板製造方法の一実施例を説
明するためのプロセスフロー図
FIG. 7 is a process flow chart for explaining one embodiment of the method for producing a film phase plate of the present invention.

【図8】本発明フィルム位相板製造方法により作製され
たフィルム位相板の光照射部位を説明するための図
FIG. 8 is a view for explaining light-irradiated portions of a film phase plate produced by the method for producing a film phase plate of the present invention.

【図9】本発明フィルム位相板製造方法により作製され
たフィルム位相板の、一断面での位相差の分布を示す図
FIG. 9 is a diagram showing a distribution of retardation in one section of a film phase plate manufactured by the method of manufacturing a film phase plate of the present invention.

【図10】本発明フィルム位相板製造方法により作製さ
れた他のフィルム位相板の、一断面での位相差の分布を
示す図
FIG. 10 is a view showing a distribution of a phase difference in one cross section of another film phase plate produced by the method for producing a film phase plate of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 UV光源 12 紫外光 13 レンズ群 14 NDフィルタ 15,72 フィルム位相板 71 マスク DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 UV light source 12 Ultraviolet light 13 Lens group 14 ND filter 15, 72 Film phase plate 71 Mask

フロントページの続き Fターム(参考) 2H049 BA06 BC03 BC05 BC22 4F073 AA14 BA06 BB01 CA53 DA08 DA09 GA01 GA05 HA02 HA05 HA11 4J002 AA001 BK001 Continued on the front page F term (reference) 2H049 BA06 BC03 BC05 BC22 4F073 AA14 BA06 BB01 CA53 DA08 DA09 GA01 GA05 HA02 HA05 HA11 4J002 AA001 BK001

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】高分子を主体とするフィルム位相板表面
に、有機ガスあるいは有機蒸気を接触させることによ
り、前記フィルム位相板の特性を改質することを特徴と
するフィルム位相板の製造方法。
1. A method for producing a film phase plate, wherein the characteristics of the film phase plate are modified by bringing an organic gas or an organic vapor into contact with the surface of the film phase plate mainly composed of a polymer.
【請求項2】前記ガスあるいは前記有機蒸気がアルコー
ルであることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
フィルム位相板の製造方法。
2. The method for producing a film phase plate according to claim 1, wherein said gas or said organic vapor is alcohol.
【請求項3】前記ガスあるいは前記有機蒸気がケトンで
あることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のフィ
ルム位相板の製造方法。
3. The method for producing a film phase plate according to claim 1, wherein said gas or said organic vapor is ketone.
【請求項4】高分子を主体とするフィルム位相板表面
に、水蒸気を接触させることにより、前記フィルム位相
板の特性を改質することを特徴とするフィルム位相板の
製造方法。
4. A method for producing a film phase plate, comprising modifying the characteristics of the film phase plate by bringing water vapor into contact with the surface of the film phase plate mainly composed of a polymer.
【請求項5】高分子を主体とするフィルム位相板表面
に、光照射を行うことにより、前記フィルム位相板の特
性を改質することを特徴とするフィルム位相板の製造方
法。
5. A method for producing a film phase plate, comprising irradiating a surface of the film phase plate mainly composed of a polymer with light to thereby modify the characteristics of the film phase plate.
【請求項6】前記照射光主成分が、波長400nm以下
の光であることを特徴とする特許請求の範囲第5項記載
のフィルム位相板の製造方法。
6. The method according to claim 5, wherein the main component of the irradiation light is light having a wavelength of 400 nm or less.
【請求項7】高分子を主体とするフィルム位相板表面を
加熱することにより、前記フィルム位相板の特性を改質
することを特徴とするフィルム位相板の製造方法。
7. A method for producing a film phase plate, comprising heating a surface of a film phase plate mainly composed of a polymer to modify the characteristics of the film phase plate.
【請求項8】前記加熱手段が、赤外線照射によることを
特徴とする特許請求の範囲第7項記載のフィルム位相板
の製造方法。
8. The method according to claim 7, wherein said heating means is by infrared irradiation.
【請求項9】前記加熱手段が、高温媒体からの熱伝導に
よることを特徴とする特許請求の範囲第7項記載のフィ
ルム位相板の製造方法。
9. The method according to claim 7, wherein said heating means is based on heat conduction from a high-temperature medium.
【請求項10】高分子を主体とするフィルム位相板表面
を、部分的に加圧処理を行うことにより、前記フィルム
位相板の特性を改質することを特徴とするフィルム位相
板の製造方法。
10. A method for producing a film phase plate, wherein the surface properties of the film phase plate are modified by partially subjecting the surface of the film phase plate mainly composed of a polymer to a pressure treatment.
【請求項11】前記フィルム位相板の改質において、フ
ィルム位相板表面に、有機ガスあるいは有機蒸気を接触
させる方法、水蒸気を接触させる方法、光照射を行う方
法、フィルム位相板表面を加熱処理する方法、および部
分的に加圧処理を行う方法から選ばれる2つ以上の方法
によりフィルム位相板の特性を改質することを特徴とす
るフィルム位相板の製造方法。
11. A method of modifying the film phase plate, wherein a method of bringing an organic gas or an organic vapor into contact with the surface of the film phase plate, a method of contacting with water vapor, a method of irradiating light, and a heat treatment of the surface of the film phase plate. A method for producing a film phase plate, comprising modifying the properties of a film phase plate by two or more methods selected from a method and a method of partially performing a pressure treatment.
【請求項12】前記フィルム位相板の改質において、フ
ィルム位相板表面に接触させて、あるいは非接触でマス
クを配置し、特許請求の範囲第1項から第11項記載の
何れかの手段でフィルム位相板の特性を改質することを
特徴とするフィルム位相板の製造方法。
12. In the modification of the film phase plate, a mask is arranged so as to be in contact with the surface of the film phase plate or in a non-contact manner. A method for producing a film phase plate, comprising modifying characteristics of the film phase plate.
【請求項13】前記フィルム位相板の改質において、部
分的に特許請求の範囲第1項から第12項記載の何れか
の手段でフィルム位相板の特性を改質することを特徴と
するフィルム位相板の製造方法。
13. A film characterized in that, in the modification of the film phase plate, the characteristics of the film phase plate are partially modified by any one of claims 1 to 12. Phase plate manufacturing method.
【請求項14】前記フィルム位相板の改質において、フ
ィルム位相板の特性が、その面内において周期的に変化
していることを特徴とする特許請求の範囲第1項から第
13項記載のフィルム位相板の製造方法。
14. The film phase plate according to claim 1, wherein, in the modification of the film phase plate, characteristics of the film phase plate are periodically changed in a plane thereof. A method for producing a film phase plate.
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