JP2001272538A - 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】 面内での位相差特性のバラツキが小さくて薄
型性にも優れており、正面及び斜視の広い視角範囲で位
相差を補償して表示品位に優れる液晶表示装置を形成し
うる位相差板の開発。 【解決手段】 正の複屈折性を示すポリマーによる単層
の延伸フィルムからなり、それをクロスニコルの偏光板
間にその偏光板面上での平均光透過率が最小となる状態
に配置した場合に、その面上での光透過率のバラツキが
０．１０％以下である位相差板、それと偏光板との積層
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に積層してなる液晶表示装置。 【効果】 コントラストや画面表示の均一性に優れる液
晶表示装置を形成しうる位相差板を単層の延伸フィルム
として得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】本発明は、正面と斜視の広い視角範
囲で表示品位に優れる薄型の液晶表示装置などを形成し
うる位相差板に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、正の複屈折特性を示すポリマーに
よる一軸延伸フィルムからなる位相差板をその延伸軸が
直交するように積層した重畳型の位相差板が知られてい
た。これは、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ものであ
り、ＴＮ方式やＶＡ方式等を含むＴＦＴ型液晶表示装置
などに用いられている。

【０００３】しかしながら延伸フィルムの積層工程等を
要して製造効率に乏しく、積層にて厚型化して得られる
液晶表示装置を嵩高高重量化すると共に、面内での位相
差特性のバラツキが大きくてコントラスト等のバラツキ
原因となり表示品位を低下させる問題点があった。

【０００４】

【発明の技術課題】本発明は、面内での位相差特性のバ
ラツキが小さくて薄型性にも優れており、正面及び斜視
の広い視角範囲で位相差を補償して表示品位に優れる液
晶表示装置を形成しうる位相差板の開発を目的とする。

【０００５】

【課題の解決手段】本発明は、正の複屈折性を示すポリ
マーによる単層の延伸フィルムからなり、それをクロス
ニコルの偏光板間にその偏光板面上での平均光透過率が
最小となる状態に配置した場合に、その面上での光透過
率のバラツキが０．１０％以下であることを特徴とする
位相差板、それ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
偏光板を液晶セルに積層してな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。

【０００６】

【発明の効果】本発明によれば、面内での位相差特性の
バラツキが小さくてコントラストや画面表示の均一性に
優れると共に、液晶の複屈折による位相差を正面及び斜
視の広い視角範囲で高度に補償して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単層の延伸フィルム
として得ることができ、その製造効率に優れると共に、
液晶表示装置を薄型軽量化することができる。

【０００７】

【発明の実施形態】本発明による位相差板は、正の複屈
折性を示すポリマーによる単層の延伸フィルムからな
り、それをクロスニコルの偏光板間にその偏光板面上で
の平均光透過率が最小となる状態に配置した場合に、そ
の面上での光透過率のバラツキが０．１０％以下である
ものからなる。

【０００８】位相差板を形成する正の複屈折性を示すポ
リマーについては特に限定はなく、光透過性の適宜なも
のを１種又は２種以上用いうる。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。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を用いることにより耐
熱性に優れる位相差板を得ることができる。

【０００９】ちなみに前記した正の複屈折性を示すポリ
マーの具体例としては、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】位相差板は、ポリマーを例えば流延法等の
キャスティング法や、押出法などの適宜な方式でフィル
ム化しそれを延伸処理して位相差特性を制御した延伸フ
ィルムとすることにより得ることができる。就中、前記
のフィルム化にはキャスティング法等の溶液製膜法が厚
さムラや配向歪ムラ等の少ないフィルムを得る点より好
ましく用いうる。

【００１１】また延伸処理には、逐次方式や同時方式等
による二軸延伸方式、横延伸方式等の一軸延伸方式など
の適宜な方式の１種又は２種以上を適用することができ
る。延伸処理温度は、処理操作の制御性による位相差の
高精度化などの点よりポリマーフィルムのガラス転移温
度の近傍、就中ガラス転移温度以上とすることが好まし
い。

【００１２】本発明による位相差板は、それをクロスニ
コルの偏光板間にその偏光板面上での平均光透過率が最
小となる状態に配置した場合に、その面上での光透過率
のバラツキが０．１０％以下となるものであるが、かか
る位相差板は、面内における位相差と配向軸のバラツキ
を可及的に小さくすることにより形成することができ
る。就中、位相差板面に垂直な正面方向（法線方向）の
透過光における面内での位相差のバラツキが１０nm以
下、特に５nm以下で、かつ面内での配向軸のバラツキが
５度以下、特に３度以下としたものが好ましい。

【００１３】上記した延伸処理にて延伸フィルム（位相
差板）に付与する位相差特性については、補償目的の液
晶セル等に応じて適宜に決定することができる。一般に
正面と斜視の広範囲の補償には、ＴＮ型の液晶セルでは
正面方向のコントラストを維持しつつ斜視方向の位相差
を補償する必要があり、π型の液晶セルでは正面と斜視
方向の位相差を補償する必要がある。

【００１４】前記において本発明では、面内の屈折率を
ｎx、ｎy、厚さ方向の屈折率をｎz、層厚をｄとし、ｎx
＞ｎy、（ｎx−ｎy）ｄ＝Ｒｅ及び（ｎx−ｎz）／（ｎx
−ｎy）＝Ｎｚとしたとき、Ｒｅ≦５００nm、かつＮｚ
≧１．５を満足する位相差特性を付与した延伸フィルム
とすることでＴＮ方式やＶＡ方式やπ方式を含むＴＦＴ
型液晶セルの正面と斜視の広範囲、特に斜視方向を高度
に補償できる単層の延伸フィルムからなる位相差板とす
ることができ、延伸フィルムの積層による厚型化を回避
することができる。

【００１５】前記したＲｅとＮｚ特性の制御は、ポリマ
ーの種類やそのフィルム厚、延伸の温度や倍率等の条件
を調節することにより行うことができ、二軸延伸方式に
よる場合には短軸（横）方向の延伸倍率を５０％以下に
制御することで前記のＲｅとＮｚ特性を容易に達成する
ことができる。位相差板の厚さは、目的とする位相差特
性などにより適宜に決定することができる。一般には薄
型化等の点より５〜３００μm、就中１０〜２００μm、
特に２０〜１５０μmの厚さとされる。

【００１６】本発明による位相差板は、液晶セルの視野
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、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
形態にて用いることができる。

【００１７】前記した粘着層の形成には、例えばアクリ
ル系重合体やシリコーン系ポリマー、ポリエステルやポ
リウレタン、ポリエーテルや合成ゴムなどの適宜なポリ
マーを用いてなる透明粘着剤を用いることができる。就
中、光学的透明性や粘着特性、耐候性などの点よりアク
リル系粘着剤が好ましい。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。粘着層が表面に露出する場
合には、それを実用に供するまでの間、セパレータなど
を仮着して粘着層表面の汚染等を防止することが好まし
い。

【００１８】前記した偏光板との積層による光学補償偏
光板の形成は、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進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。一般には偏光板の透過軸と位相差板の面内最大屈折
率方向を平行関係又は直交関係に配置することが、正面
方向の特性に影響を与えずに斜視方向の特性を制御して
視野角の拡大等を図る点より好ましい。

【００１９】光学補償偏光板の形成には、適宜な偏光板
を用いることができ、その種類について特に限定はな
い。就中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の如く、所定振動面の
直線偏光を透過し、他の光は吸収する特性を示す吸収型
の偏光板が高い偏光度の達成などの点より好ましく用い
うる。

【００２０】前記の偏光板は、偏光フィルムの片側又は
両側に透明保護層を設けたものなどであってもよい。透
明保護層は、偏光フィルムの補強、耐熱性や耐湿性の向
上などの種々の目的で設けられ、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。ちなみにその例としてはポ
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。

【００２１】透明保護層は、樹脂の塗布層や樹脂フィル
ムのラミネート層などとして形成でき、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。
また透明保護層は、位相差板に兼ねさせることもでき、
その場合には光学補償偏光板、ひいては液晶表示装置を
より薄型化することができる。なお前記の微粒子には、
例えば平均粒径が０．５〜２０μmのシリカや酸化カル
シウム、アルミナやチタニア、ジルコニアや酸化錫、酸
化インジウムや酸化カドミウム、酸化アンチモン等の導
電性のこともある無機系微粒子や、ポリメチルメタクリ
レートやポリウレタの如き適宜なポリマーからなる架橋
又は未架橋の有機系微粒子などの適宜なものを１種又は
２種以上用いうる。

【００２２】また偏光板は、特に位相差板を設けない側
に表面反射の防止などを目的に反射防止層や防眩処理層
が設けられたものであってもよい。反射防止層は、例え
ばフッ素系ポリマーのコート層や多層金属蒸着膜等の光
干渉性の膜などとして適宜に形成することができる。一
方、防眩処理層も、例えば微粒子含有の樹脂塗工層やエ
ンボス加工、サンドブラスト加工やエッチング加工等の
適宜な方式で表面に微細凹凸構造を付与するなどにより
表面反射光が拡散する適宜な方式で形成したものであっ
てよい。

【００２３】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。

【００２４】反射型偏光板の形成は、必要に応じ透明保
護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透明保護層
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、前記透明保護層の微粒子含有に
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。

【００２５】光学補償偏光板を形成する位相差層と偏光
板は、分離状態にあってもよいが、層間の屈折率差調節
による反射の抑制や光学系のズレ防止、ゴミ等の異物の
侵入防止などの点より固着処理されていることが好まし
い。その固着処理には例えば透明な接着剤などの適宜な
ものを用いることができる。構成部材の光学特性の変化
防止などの点より、接着処理時の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。かかる点より
は粘着層が好ましく用いうる。

【００２６】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。

【００２７】本発明による位相差板は、例えば正面方向
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、正面と斜視方向の位相差の補償等の、ＴＮ型や
ＳＴＮ型、π型やＶＡ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。位
相差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。

【００２８】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。

【００２９】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の間、
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、上記の光学
補償偏光板としたものを用いることもできる。

【００３０】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、反射防止膜やプリズムシート、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、位相差板と積層してなる上記
した形態にて液晶表示装置の形成に供することもでき
る。

【００３１】

【実施例】実施例１ ホスゲンとビスフェノール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、厚さ７０μmで位相差がほぼ０の長尺
フィルムを得、それを同時二軸延伸方式にて１６２℃で
縦（長さ）方向３０％、横（幅）方向２０％の延伸処理
を施して位相差板を連続して得た。

【００３２】実施例２ 逐次二軸延伸方式にて１６０℃で縦方向２５％、１７０
℃で横方向４０％の延伸処理を施したほかは実施例１に
準じて位相差板を得た。

【００３３】実施例３ 横一軸延伸方式にて１６５℃で横方向１２％の延伸処理
を施したほかは実施例１に準じて位相差板を得た。

【００３４】比較例１ 逐次二軸延伸方式にて１６０℃で縦方向８２％、横方向
５５％の延伸処理を施したほかは実施例１に準じて位相
差板を得た。

【００３５】比較例２ 市販の二軸延伸ポリプロピレンフィルムからなる位相差
板を用いた。

【００３６】評価試験 実施例、比較例で得た位相差板について、それを偏光度
９９．９５％の偏光板をクロスニコルに配置した間にそ
の偏光板面上での平均光透過率が最小となる方向で挿入
し、その面上での光透過率のバラツキを調べた（村上色
彩技術研究所社製、ＣＭＳ−５００）。また平行ニコル
回転法を原理とする位相差計（王子計測機器社製、ＫＯ
ＢＲＡ２１−ＡＤＨ）にて位相差板の位相差を測定して
それより上記したＲｅとＮｚを算出した。

【００３７】前記の結果を次表に示した。 光透過率のバラツキ（％） Ｒｅ(nm) Ｎｚ 実施例１ ０．０８ ８９ ７．２ 実施例２ ０．０２ １９ １５．６ 実施例３ ０．０３ ６４ ２．５ 比較例１ ０．６６ １１７ ６．０ 比較例２ １．４２ ２７１ ２．１

【００３８】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型又はＶＡ型の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
囲でコントラストに優れて良好な表示品位であった。こ
れより本発明による位相差板を用いて液晶セルによる位
相差を広い視角範囲で補償して表示品位に優れる液晶表
示装置を形成しうることがわかる。

【図面の簡単な説明】

【図１】液晶表示装置例の断面図

【符号の説明】

１：位相差板 ２：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 Ｆターム(参考） 2H049 BA02 BA03 BA04 BA06 BA42 BB03 BB43 BB44 BB48 BB49 BB51 BC03 BC22 2H091 FA11X FB02 FC08 FD14 HA07 LA19 LA30 5C094 AA06 AA12 AA55 BA43 DA12 DA13 ED14 ED20 JA11 5G435 AA01 BB12 DD11 FF02 KK07

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 正の複屈折性を示すポリマーによる単層
   の延伸フィルムからなり、それをクロスニコルの偏光板
   間にその偏光板面上での平均光透過率が最小となる状態
   に配置した場合に、その面上での光透過率のバラツキが
   ０．１０％以下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、面内の屈折率をｎ
   x、ｎy、厚さ方向の屈折率をｎz、層厚をｄとし、ｎx＞
   ｎy、（ｎx−ｎy）ｄ＝Ｒｅ及び（ｎx−ｎz）／（ｎx−
   ｎy）＝Ｎｚとしたとき、Ｒｅ≦５００nm、かつＮｚ≧
   １．５を満足する位相差板。
3. 【請求項３】 請求項１又は２において、片面又は両面
   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に積層してなることを特徴とする液
   晶表示装置。