JP2001166134A - 位相差板、光学補償偏光板及び液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光軸のバラツキが少ない二軸延伸フィルムを
得て正面及び斜視方向の広い視角範囲でコントラスト等
の表示品位に優れる液晶表示装置を形成しうる位相差板
の開発。 【解決手段】 二軸延伸フィルムからなり、法線方向の
位相差をＲ１、遅相軸を回転軸として法線方向を基準に
４０度傾斜させた状態での垂直方向の位相差をＲ２とし
てそれらによるＲ２／Ｒ１をβとしたとき、Ｒ１≦１０
００nm、β≧１．１２を満足し、かつ面内における遅相
軸の角度のバラツキが±３度以内である位相差板（１、
１１）、その位相差板と偏光板（２、２１）との積層体
からなる光学補償偏光板及び前記の位相差板又はそれと
偏光板を液晶セル（３）の少なくとも片側に有する液晶
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、広い視角範囲で表示品位
に優れる液晶表示装置などを形成しうる、正面と斜視方
向の位相差と光軸を制御した位相差板に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、液晶セルの複屈折による位相差を
正面及び斜視方向の広い角度で補償して広い視角範囲で
表示品位に優れる液晶表示装置を形成しうるようにした
位相差板としては、正の複屈折性を示すポリマーからな
るフィルムを二軸延伸処理したものが知られていた。か
かる位相差板は、ＴＦＴ型液晶表示装置の補償などに用
いられている。しかしながら従来の二軸延伸フィルムか
らなる位相差板では、光軸のバラツキが大きくてコント
ラスト等の補償効果に乏しい問題点があった。

【０００３】

【発明の技術課題】本発明は、光軸のバラツキが少ない
二軸延伸フィルムを得て正面及び斜視方向の広い視角範
囲でコントラスト等の表示品位に優れる液晶表示装置を
形成しうる位相差板の開発を目的とする。

【０００４】

【課題の解決手段】本発明は、二軸延伸フィルムからな
り、法線方向の位相差をＲ１、遅相軸を回転軸として法
線方向を基準に４０度傾斜させた状態での垂直方向の位
相差をＲ２としてそれらによるＲ２／Ｒ１をβとしたと
き、Ｒ１≦１０００nm、β≧１．１２を満足し、かつ面
内における遅相軸の角度のバラツキが±３度以内である
ことを特徴とする位相差板、並びにその位相差板と偏光
板との積層体からなることを特徴とする光学補償偏光
板、及び前記の位相差板又はそれと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
を提供するものである。

【０００５】

【発明の効果】本発明によれば、正面及び斜視の広い視
角範囲で液晶セルによる位相差を補償してコントラスト
等の表示品位に優れる液晶表示装置を形成しうる位相差
板を得ることができ、これは前記した所定のＲ１とβと
光軸のズレを満足させたことによる。すなわち位相差
は、複屈折光の屈折率差（△ｎ）と光路長（ｄ）の積
（△ｎｄ）にて定義されるが、その場合に前記のβは位
相差の角度依存特性を意味することより、Ｒ１≦１００
０nmで、かつ光軸のバラツキを制御した小さいズレとす
ることによりＴＮ型やπ型やＶＡ型等のＴＦＴ型液晶表
示装置などの特に正面方向における位相差を高度に補償
して高いコントラストや表示の均質性を達成でき、かつ
β≧１．１２を満足させることにより斜視方向における
位相差を高度に補償して表示品位を向上させることがで
きる。

【０００６】前記において光軸の小さいズレの達成は、
長尺フィルムの長手（縦）方向と幅（横）方向の延伸倍
率比を制御して横／縦の延伸倍率比を小さくし、延伸温
度等の制御下に前記のＲ１とβを満足させつつ縦方向に
遅相軸が現れるように二軸延伸加工したことによるもの
と考えらる。ちなみに従来の如く拡幅化を目的に縦方向
よりも横方向の延伸倍率が大きくなるように二軸延伸加
工する方式では、大きいボーイング歪みの発生で光軸が
バラツキやすく、遅相軸が幅方向に現れて上記特性の付
与が困難である。

【０００７】

【発明の実施形態】本発明による位相差板は、法線方向
の位相差をＲ１、遅相軸を回転軸として法線方向を基準
に４０度傾斜させた状態での垂直方向の位相差をＲ２と
してそれらによるＲ２／Ｒ１をβとしたとき、Ｒ１≦１
０００nm、β≧１．１２を満足し、かつ面内における遅
相軸の角度のバラツキ（光軸のズレ）が±３度以内の二
軸延伸フィルムからなる。

【０００８】位相差板としては、前記したＲ１とβと光
軸のズレを満足するものが用いられが、それを形成する
ポリマーについては特に限定はなく、光透過性の適宜な
ものからなっていてよい。就中、光透過率が７５％以
上、特に８５％以上の透光性に優れるフィルムを形成し
うるポリマーが好ましい。また耐熱性に優れる位相差板
を得る点よりは、延伸方向の屈折率が高くなる正の複屈
折性を示すポリマーからなるものが好ましい。

【０００９】ちなみに前記した正の複屈折性を示すポリ
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、セルロース系樹脂、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、ノルボルネン系樹脂、ポリス
ルホン、ポリエーテルスルホン、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。

【００１０】上記した位相差特性等を示す位相差板の形
成は、例えばポリマーからなるフィルムを同時方式や逐
次方式等の適宜な方式で二軸延伸処理することにより行
うことができ、その場合に厚さ方向の屈折率を制御する
こともできる。処理対象のフィルムには、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
成したものを用いうる。就中キャスティング法等の溶液
製膜法による厚さムラや配向歪ムラ等の少ないフィルム
が好ましく用いうる。

【００１１】フィルム厚は、目的とする位相差板の位相
差特性などにより適宜に決定することができる。一般に
は５〜５００μm、就中１０〜４００μm、特に２０〜３
００μmの厚さとされる。なお処理対象のフィルムは、
無配向のものであってもよいし、予め適宜な配向処理を
施した配向フィルムであってもよい。

【００１２】上記のＲ１とβと光軸のズレを満足する二
軸延伸加工は、例えばフィルムを形成するポリマーのガ
ラス転移温度近傍、特にガラス転移温度以上の温度で、
長尺フィルムの長手（縦）方向と幅（横）方向の延伸倍
率が横方向よりも縦方向の方が大きくなるように制御し
つつ、殊に横方向の延伸倍率を５０％以下、就中４０％
以下、特に３０％以下に制御しつつ縦方向に遅相軸が現
れるように処理する方式などにより行うことができる。

【００１３】なお上記したフィルムの厚さ方向の屈折率
制御は、例えばフィルムの片面又は両面に１枚又は２枚
以上の熱収縮性フィルムを粘着層等を介して接着し、加
熱によるその熱収縮性フィルムの収縮力をフィルムに付
加してその収縮力の作用下にフィルムを縦又は横の一方
向又は両方向に延伸又は収縮させる方法などにより行う
ことができる。

【００１４】本発明において好ましい位相差板は、複屈
折による位相差と遅相軸等の配向軸のバラツキが可及的
に小さく、就中そのフィルム面に垂直な法線方向の透過
光における位相差のバラツキが１０nm以下、特に５nm以
下で、配向軸のバラツキが２．５度以下、特に２．０度
以下に形成されたものである。なお上記のＲ１やβ等の
特性は、フィルムの種類や厚さ、延伸倍率や延伸温度等
の条件を変える方式などにて制御することができる。

【００１５】本発明による位相差板は、ＴＦＴ型液晶セ
ルなどの視野角の拡大やコントラストの向上などを目的
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。その実用に際しては、例えば液晶セル等の他部材と
接着することを目的にその片面又は両面に粘着層を設け
たものや位相差特性の制御等を目的に同種又は異種の位
相差板を積層したもの、偏光板と積層して光学補償偏光
板としたものなどの適宜な形態の光学部材として適用す
ることができる。図１にその例を示した。１、１１が位
相差板、１２、１３が粘着層である。なお図は、液晶表
示装置としたものを例示しており、２、２１は偏光板、
３は液晶セル、２２、２３は粘着層である。

【００１６】前記の粘着層には、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
ーテル系やゴム系などの適宜なものを用いることができ
特に限定はない。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。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。

【００１７】光学補償偏光板は、図例の如く位相差板
１、１１と偏光板２、２１を積層したものである。偏光
板との積層は、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、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。積層に際し
位相差板と偏光板の遅相軸や透過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。また積層には上記粘着層等の適宜な接着剤を用いう
る。

【００１８】前記の偏光板にも適宜なものを用いうる。
ちなみにその例としては、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。

【００１９】また偏光板は、前記した偏光フィルムの片
側又は両側に透明保護層を有するものであってもよい。
さらに偏光板は、反射層やハーフミラー等を有する反射
型や半透過型のものなどであってもよい。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。

【００２０】前記の透明保護層は、ポリマーの塗布層や
保護フィルムの接着層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。

【００２１】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。半透過型偏光板は、前記の
反射層をハーフミラー等の半透過型のものとすることに
より得ることができる。

【００２２】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
物やベンゾフェノン系化合物、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。

【００２３】本発明による位相差板や光学補償偏光板
は、例えば正面（法線）方向でのコントラストの低下を
防止した斜視方向の位相差の補償や、正面方向と斜視方
向の位相差の補償等のＴＮ型やＳＴＮ型やπ型等の各種
の液晶セルにおける複屈折による視角特性の補償などに
好ましく用いうる。

【００２４】位相差板や光学補償偏光板を用いての液晶
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、それを必要に応じ偏光板
と共に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。

【００２５】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
あるいは反射板や半透過型反射板を用いてなる透過型や
反射型、あるいは反射・透過両用型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図例の如く視認
側又は／及び視認背面側の液晶セル３と偏光板２、２１
の間、特に視認側の偏光板２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。

【００２６】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。かかる
素子は、位相差板や光学補償偏光板と積層してなる上記
した光学部材の形態にて液晶表示装置の形成に供するこ
ともできる。また液晶表示装置の形成には、本発明によ
る位相差以外の位相差板を併用でき、その位相差板には
例えば上記の位相差板で例示したポリマーの一軸や二軸
等の延伸フィルム、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。

【００２７】

【実施例】実施例１ ホスゲンとビスフィノール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２０重量％二塩化メチレン
溶液をスチールドラム上に流延し、それを連続的に剥ぎ
取って乾燥させて得た厚さ７０μmで位相差がほぼ０の
長尺フィルムを同時二軸延伸機を介し１６２℃で縦方向
４４％、横方向２０％の二軸延伸加工を施して位相差板
を得た。

【００２８】実施例２ ロール延伸機にて１５８℃で縦方向３０％の一軸延伸加
工を施した後、テンターにて１８０℃で横方向２３％の
一軸延伸加工を施す逐次二軸延伸方式としたほかは実施
例１に準じて位相差板を得た。

【００２９】実施例３ ロール延伸機にて１６０℃で縦方向２３％の一軸延伸加
工を施した後、テンターにて１６３℃で横方向５％の一
軸延伸加工を施す逐次二軸延伸方式としたほかは実施例
１に準じて位相差板を得た。

【００３０】比較例１ 同時二軸延伸機を介し１６２℃で縦方向２０％、横方向
３２％の二軸延伸加工を施したほかは実施例１に準じて
位相差板を得た。

【００３１】比較例２ ロール延伸機にて１５８℃で縦方向１５％の一軸延伸加
工を施した後、テンターにて１８０℃で横方向２３％の
一軸延伸加工を施す逐次二軸延伸方式としたほかは実施
例１に準じて位相差板を得た。

【００３２】評価試験 実施例、比較例で得た位相差板について、平行ニコル回
転法を原理とする位相差計（王子計測機器社製、ＫＯＢ
ＲＡ２１−ＡＤＨ）にて位相差、遅相軸方向及びそのバ
ラツキを測定してそれより上記したβを算出した。また
π型液晶セルの両側に実施例、比較例で得た位相差板を
介し偏光板を配置して、正面方向のコントラストを調べ
た。

【００３３】前記の結果を次表に示した。 Ｒ１ β 遅相軸 ズレ（度） コントラスト 実施例１ ２３０ １．５６ 縦方向 ±１．５ １２０：１ 実施例２ ４２ １．９３ 縦方向 ±２．０ １００：１ 実施例３ ５７０ １．１５ 縦方向 ±１．０ １５０：１ 比較例１ ２５４ １．４３ 横方向 ±４．５ ５０：１ 比較例２ ４７ １．７７ 横方向 ±６．０ ２０：１

【００３４】実施例１〜３で得た位相差板を偏光板と接
着してそれをＴＮ型液晶セルの両面に偏光板が外側とな
るように接着して液晶表示装置を形成し、その表示特性
を調べたところ、正面と斜視の広い視角範囲で白黒表示
の着色化が防止され、コントラストにも優れて良好な表
示品位であった。前記の結果と表より、所定のＲ１とβ
と光軸のズレを満足する位相差板とすることにより、正
面及び斜視の広い視角範囲で液晶セルによる位相差を補
償して表示品位に優れる液晶表示装置を形成できること
がわかる。

【図面の簡単な説明】

【図１】液晶表示装置例（光学補償偏光板例）の断面
図。

【符号の説明】

１、１１：位相差板 ２、２１：偏光板 ３：液晶セル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 近藤 誠司 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 BB43 BB44 BB49 BC03 BC22 2H091 FA08X FA08Z FA11X FA11Z FA14Z FB02 FC09 FC23 FD06 GA16 GA17 LA17 LA19

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 二軸延伸フィルムからなり、法線方向の
   位相差をＲ１、遅相軸を回転軸として法線方向を基準に
   ４０度傾斜させた状態での垂直方向の位相差をＲ２とし
   てそれらによるＲ２／Ｒ１をβとしたとき、Ｒ１≦１０
   ００nm、β≧１．１２を満足し、かつ面内における遅相
   軸の角度のバラツキが±３度以内であることを特徴とす
   る位相差板。
2. 【請求項２】 請求項１において、正の複屈折性を示す
   ポリマーからなり、長尺フィルムに基づく長手方向に遅
   相軸を有する位相差板。
3. 【請求項３】 請求項１又は２において、片側又は両側
   に粘着層を有する位相差板。
4. 【請求項４】 請求項１〜３に記載の位相差板と偏光板
   との積層体からなることを特徴とする光学補償偏光板。
5. 【請求項５】 請求項１〜３に記載の位相差板又はそれ
   と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。