JP2002090531A - 光学シート、偏光板及び液晶表示装置 - Google Patents
光学シート、偏光板及び液晶表示装置Info
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Abstract
軸からズレた方位で斜視しても光漏れを抑制しうる部材
を開発して広範囲な視野角でコントラストに優れ表示品
位の良好な垂直配向型の液晶表示装置を得ること。 【解決手段】 厚さ方向の屈折率をnz、面内の屈折率
をnx、nyとしたとき、nx>nyでNz=(nx−nz)
/(nx−ny)、フィルム厚がdであるとして、Nzが
0.1〜0.4で(nx−ny)dが200〜350nmで
ある位相差フィルム(11、13)の片面に、nx≒ny
>nzの屈折率異方性を示し厚さが10μm以下の透明層
(12、14)を有する光学シート、その光学シート
(1)と偏光フィルム(2)の積層体からなる偏光板及
び垂直配向型液晶セル(3)の両側に前記偏光板をその
透明層をセル側としてクロスニコルに配置してなる液晶
表示装置。
Description
偏光板間の光遮断を広範囲な方位角で達成できて、視野
角やコントラストに優れる良表示品位の垂直配向型液晶
表示装置を形成しうる光学シートに関する。
において法線(正面)方向では透過軸と吸収軸が正常に
機能して光の遮断が達成される場合においても、光軸に
交差するズレ方位で視認すると光漏れが生じその視認の
斜視角度を大きくするほど漏れ光が徐々に強くなる問題
点があった。かかる問題は、偏光板を液晶セルの両側に
偏光子と検光子の関係で機能するように配置して液晶表
示装置を形成した場合に、光軸からズレた方位で斜視す
ると光漏れにより表示が低コントラスト化して表示品位
が低下する難点として表出する。
向し透過時の複屈折で光漏れを生じて表示品位が低下し
やすいTN型液晶セル等に対し、液晶分子がセル基板に
対し略垂直に配向して光が偏光面の変化を殆ど生じずに
透過するため、セルの両側に偏光板をクロスニコルに配
置することで外部電圧無印加の非駆動時にセル基板に垂
直な表示パネルの正面(法線)方向において光遮断が達
成され良好な黒表示が形成されやすい垂直配向型(V
A)の液晶セルにあって、仮に特開昭62−21042
3号公報が教示するnx=ny>nzの屈折率異方性を示
す位相差板で斜視による液晶セルの複屈折を補償したと
しても、前記した偏光板に基づく問題のため偏光板の光
軸からズレた方位で斜視すると光漏れを生じてコントラ
ストが低下する問題点があった。
た偏光板間における光軸からズレた方位で斜視しても光
漏れを抑制しうる部材を開発して、広範囲な視野角でコ
ントラストに優れ表示品位の良好な垂直配向型の液晶表
示装置を得ることを目的とする。
の軸方向における屈折率をnz、Z軸に垂直な面内の一
方向をX軸としてその軸方向における屈折率をnx、Z
軸とX軸に垂直な方向をY軸としてその軸方向における
屈折率をnyとしたとき、X軸が面内の最大屈折率方向
で、Nz=(nx−nz)/(nx−ny)、フィルム厚が
dであるとして、Nzが0.1〜0.4であり、かつ
(nx−ny)dが200〜350nmである位相差フィル
ムの片面に、nx≒ny>nzの屈折率異方性を示し厚さ
が10μm以下の透明層を有することを特徴とする光学
シートを提供するものである。
ィルムの積層体からなることを特徴とする偏光板、及び
垂直配向型液晶セルの両側に前記偏光板をその透明層を
セル側として有し、かつセル両側の前記偏光板がクロス
ニコルに配置され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。
明保護層等に用いて偏光板を形成し、その偏光板を垂直
配向型の液晶セルの両側にクロスニコルに配置すること
で斜視による液晶セルの複屈折を補償しつつ、偏光板の
光軸方向では従来と同様に光を遮断し、光軸からズレた
方位でも光漏れを抑制して広範囲な視野角でコントラス
トに優れ表示品位の良好な垂直配向型の液晶表示装置を
形成することができる。また光学シートは、偏光フィル
ムの透明保護層として用いることができて偏光板や液晶
表示装置の薄型化を図ることができる。
向をZ軸としてその軸方向における屈折率をnz、Z軸
に垂直な面内の一方向をX軸としてその軸方向における
屈折率をnx、Z軸とX軸に垂直な方向をY軸としてそ
の軸方向における屈折率をnyとしたとき、X軸が面内
の最大屈折率方向で、Nz=(nx−nz)/(nx−n
y)、フィルム厚がdであるとして、Nzが0.1〜0.
4であり、かつ(nx−ny)dが200〜350nmであ
る位相差フィルムの片面に、nx≒ny>nzの屈折率異
方性を示し厚さが10μm以下の透明層を有するものか
らなる。
それであり、11、13が位相差フィルム、12、14
が透明層である。なお図は、液晶表示装置としたものを
示しており、2が偏光フィルムで21はその透明保護
層、3が垂直配向型の液晶セルである。
d、厚さ方向をZ軸としてその軸方向における屈折率を
nz、Z軸に垂直な面内の一方向をX軸としてその軸方
向における屈折率をnx、Z軸とX軸に垂直な方向をY
軸としてその軸方向における屈折率をnyとしたとき、
X軸を面内の最大屈折率方向として式:(nx−nz)/
(nx−ny)で定義されるNzが0.1〜0.4、好ま
しくは0.2〜0.3であり、かつ式:(nx−ny)d
に基づく位相差が200〜350nm、好ましくは250
〜280nmのものが用いられる。
なものであってよく、特に限定はない。ちなみにその例
としてはポリカーボネートやポリアリレート、ポリスル
ホンやポリプロピレン等のポリオレフィン、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等のポリ
エステル、ノルボルネン系ポリマーやアクリル系ポリマ
ー、スチレン系ポリマーやセルロース系ポリマー、それ
らポリマーの2種又は3種以上を混合したポリマーなど
があげられる。
例えば高分子フィルムを一軸や二軸等の適宜な方式で延
伸処理してなる延伸フィルムなどとして得ることができ
る。ポリマー種や延伸条件等の変更で位相差等の光学特
性を制御でき、光透過率に優れて配向ムラや位相差ムラ
の少ないものが好ましい。また位相差フィルムは、高分
子フィルムに熱収縮性フィルムを接着し加熱によるその
熱収縮性フィルムの収縮力の作用下に厚さ方向の屈折率
を制御したものであってもよく、さらに2層以上の位相
差層を重畳して光学特性を制御したものなどであっても
よい。
厚さ方向をZ軸としてその軸方向における屈折率をn
z、Z軸に垂直な面内の一方向をX軸としてその軸方向
における屈折率をnx、Z軸とX軸に垂直な方向をY軸
としてその軸方向における屈折率をnyとしたとき、nx
≒ny>nzの屈折率異方性を示し厚さが10μm以下の
ものである。nx≒nyは、透明層の|nx−ny|と厚さ
の積による位相差に基づいて10nm以下の範囲でのバラ
ツキを許容することを意味し、従ってnx=nyの場合も
含まれる。
り、光学シートの薄型化を達成でき偏光フィルムの透明
保護層として用いうるものとすることができる。透明層
は、前記の屈折率異方性を示す適宜な材料かつ方式にて
形成することができる。柔軟な薄層を容易に形成する点
などよりは有機材料を用いたコーティング方式が好まし
い。そのコーティングにはグラビア方式やダイ方式、デ
ィッピング方式などの適宜な方式を採ることができ、別
のフィルムに設けたコーティング液層又はコーティング
膜を転写する方式なども採りうる。
ny>nzの屈折率異方性を容易に達成する点より透明層
の形成に好ましく用いうる材料は、例えばコレステリッ
ク液晶ポリマーやカイラル剤配合のネマチック液晶ポリ
マー、光や熱等による重合処理で斯かる液晶ポリマーを
形成する化合物などからなるコレステリック液晶層を形
成しうるものである。就中、明るい表示を実現する点よ
り好ましく用いうるコレステリック液晶層を形成しうる
材料は、可視光域で選択反射特性を示さないものであ
る。
旋配向状態に基づいて平均屈折率をnc、螺旋ピッチを
Pとしたとき、螺旋軸に平行に入射した波長ncPの光
を中心波長としてその近傍の波長光の一部を左右一方の
円偏光として選択的に反射する特性を示す。従ってその
選択反射光域が可視光域に現れると表示に利用できる光
が減少して不利となる。コレステリック液晶層の形成に
際してはラビング処理等による配向膜、電場や磁場等の
印加による配向処理などの適宜な配向処理方式を適用す
ることができる。
中0.5μm以上、特に1μm以上が一般的である。また
透明層のnx≒ny>nzによる屈折率異方性は、nzがn
xとnyよりも小さいことを意味するが、その屈折率差に
ついては特に限定はなく補償対象の垂直配向型液晶セル
による複屈折特性などに応じて適宜に決定することがで
きる。
と積層しても上記した光漏れ防止の効果を奏しうるが、
薄型化や柔軟性による取扱性などの点より好ましい偏光
板は図例の如く、斯かる光学シート1を透明保護層とし
て偏光フィルム2の片面に積層したものである。特に垂
直配向型液晶セルの補償効果の高度化の点より図例の如
く、光学シート1の透明層12、14を有しない側にそ
の位相差フィルム11、13のX軸方向(面内の最大屈
折率方向)と吸収軸が可及的に直交するように偏光フィ
ルムを積層したものである。
アルコールや部分ホルマール化ポリビニルアルコール、
エチレン・酢酸ビニル共重合体部分ケン化物の如き親水
性ポリマーからなるフィルムにヨウ素及び/又はアゾ系
やアントラキノン系、テトラジン系等の二色性染料など
からなる二色性物質を吸着させて延伸配向処理したもの
などの従来に準じた適宜なものを用いることができ、特
に限定はない。
あってもよいが光学軸のズレ防止や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。
その固着積層には例えば透明接着層を介した接着方式な
どの適宜な方式を適用することができる。その接着剤等
の種類について特に限定はなく、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。斯かる点よ
りは親水性ポリマー系接着剤や粘着層が好ましく用いう
る。
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。なお粘着層は、液晶セ
ル等の被着体への接着を目的に偏光板の片面又は両面に
必要に応じて設けることもできる。その場合、粘着層が
表面に露出するときにはそれを実用に供するまでの間、
セパレータ等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。
シートを有しない側が露出する場合には、補強、耐熱性
や耐湿性の向上等を目的にその面に透明保護層を設ける
こともできる。その透明保護層は、トリアセチルセルロ
ース等の適宜な樹脂の塗布層や樹脂フィルムのラミネー
ト層などとして従来に準じて形成でき、拡散化や粗面化
用等の微粒子を含有していてもよい。
保護層に準じた耐水性等の各種目的の保護層や表面反射
の防止等を目的とした反射防止層又は/及び防眩処理層
などの適宜な機能層を有するものとして形成することも
できる。その反射防止層は、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。また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
な方式で形成することができる。
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。
ば液晶表示装置の形成などの適宜な目的に好ましく用い
うる。特に光学シートの透明層を有しない側にその位相
差フィルムの面内最大屈折率方向と吸収軸が可及的に直
交するように偏光フィルムを積層した偏光板は、垂直配
向型液晶セルの光学補償に好ましく用いうる。斯かる液
晶表示装置は図例の如く、垂直配向型液晶セル3の両側
に当該偏光板をその透明層12、14をセル側としてク
ロスニコルに配置することにより形成することができ
る。
達成する点より好ましい偏光板は、液晶セルの両側に配
置した偏光板における透明層の厚さ方向位相差の絶対値
の和が液晶セルの厚さ方向位相差の絶対値の0.5〜
1.3倍、就中0.7〜1.0倍となるものである。な
お透明層の厚さ方向位相差は、透明層の{(nx+ny)
/2−nz}と層厚の積で定義される。
向型液晶セルの両側にクロスニコルに配置する点を除い
て特に限定はなく、従来に準じて液晶表示装置を形成す
ることができる。従って液晶セルの駆動方式等について
は特に限定はない。また液晶表示装置の形成に際しては
必要に応じ、位相差板や光拡散板、バックライトや集光
シート、反射板等などの適宜な光学素子を適宜に配置す
ることができる。
5で、(nx−ny)dが260nmの位相差フィルムの片
面にラビング配向膜を形成し、その上にコレステリック
液晶(大日本インキ社製、CB−15)を塗布し乾燥さ
せてnx≒ny>nzの屈折率異方性を示す厚さ5μmのコ
ーティング膜からなる透明層を形成して光学シートを得
た。
含む水溶液中で染色した後、ホウ酸を含む水溶液中で周
速の異なるロール間にて一軸延伸して得た偏光フィルム
の片面にポリビニルアルコール系接着剤を介し前記光学
シートの延伸フィルム露出側を接着し、偏光フィルムの
他面にトリアセチルセルロースフィルムをポリビニルア
ルコール系接着剤を介し接着して偏光板を得た。光学シ
ートはその延伸フィルムの面内最大屈折率方向(nx)
が偏光フィルムの吸収軸と直交するように積層した。
に光学シート側をセル側としてクロスニコルに配置して
液晶表示装置を形成した。この場合、液晶セルの両側に
配置した偏光板における透明層の厚さ方向位相差の絶対
値の和は、液晶セルの厚さ方向位相差の絶対値の0.8
倍であった。得られた液晶表示装置について、クロスニ
コルに配置の偏光板の光軸に対し45度ズレた方位にお
いて法線に対し70度の傾斜角により斜視した場合のコ
ントラスト比を測定したところ(以下同じ)、C/R=
12であった。
用いたほかは実施例1に準じ偏光板を得、それを用いて
液晶表示装置を形成した。その所定斜視方向のコントラ
スト比はC/R=2であった。
zの屈折率異方性を示し、かつ厚さ方向位相差の絶対値
が液晶セルの厚さ方向位相差の絶対値に対して0.8倍
となる位相差フィルムを片側の偏光板と液晶セルの間に
介在させて補償タイプとしたほかは比較例1に準じ液晶
表示装置を形成した。その所定斜視方向のコントラスト
比はC/R=6であった。
Claims (7)
- 【請求項1】 厚さ方向をZ軸としてその軸方向におけ
る屈折率をnz、Z軸に垂直な面内の一方向をX軸とし
てその軸方向における屈折率をnx、Z軸とX軸に垂直
な方向をY軸としてその軸方向における屈折率をnyと
したとき、X軸が面内の最大屈折率方向で、Nz=(nx
−nz)/(nx−ny)、フィルム厚がdであるとし
て、Nzが0.1〜0.4であり、かつ(nx−ny)d
が200〜350nmである位相差フィルムの片面に、n
x≒ny>nzの屈折率異方性を示し厚さが10μm以下の
透明層を有することを特徴とする光学シート。 - 【請求項2】 請求項1において、透明層が有機材料の
コーティング膜からなる光学シート。 - 【請求項3】 請求項1又は2において、透明層がコレ
ステリック液晶層からなる光学シート。 - 【請求項4】 請求項1〜3に記載の光学シートと偏光
フィルムの積層体からなることを特徴とする偏光板。 - 【請求項5】 請求項4において、光学シートの透明層
を有しない側にその位相差フィルムのX軸方向と吸収軸
が直交するように偏光フィルムを有する偏光板。 - 【請求項6】 垂直配向型液晶セルの両側に請求項5に
記載の偏光板をその透明層をセル側として有し、かつセ
ル両側の前記偏光板がクロスニコルに配置されてなるこ
とを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項7】 請求項6において、液晶セルの両側に配
置した偏光板における透明層の{(nx+ny)/2−n
z}と層厚の積で定義される厚さ方向位相差の絶対値の
和が液晶セルの厚さ方向位相差の絶対値の0.5〜1.
3倍である液晶表示装置。
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