JP2002229020A - 液晶ディスプレイ用バックライト装置 - Google Patents

液晶ディスプレイ用バックライト装置

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JP2002229020A
JP2002229020A JP2001024065A JP2001024065A JP2002229020A JP 2002229020 A JP2002229020 A JP 2002229020A JP 2001024065 A JP2001024065 A JP 2001024065A JP 2001024065 A JP2001024065 A JP 2001024065A JP 2002229020 A JP2002229020 A JP 2002229020A
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liquid crystal
chain
crystal display
backlight device
intrinsic birefringence
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JP2001024065A
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Kohei Arakawa
公平 荒川
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Fujifilm Holdings Corp
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Fuji Photo Film Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 可視光全域の広帯域でλ/4を達成し得るλ
/4波長板を備え、光源からの光量の利用効率が良化さ
れ、かつ量産性、性能安定性にも優れた液晶ディスプレ
イ用バックライト装置を提供する。 【解決手段】 光反射電極と発光層と透明電極と1/4
波長板及び直線偏光膜を有する円偏光板とがこの順に配
置された液晶ディスプレイ用バックライト装置であっ
て、前記1/4波長板が、単一層からなり、かつ波長λ
におけるレターデーション値Re(λ)がRe(450)<
Re(550)<Re(650)の特性を有することを特徴
とする液晶ディスプレイ用バックライト装置である。1
/4波長板が、固有複屈折値が正の材料と負の材料とを
含む混合材料、あるいは固有複屈折が正の一軸性を示す
鎖状部位と負の一軸性を示す鎖状部位とを有する共重合
体(好ましくは、グラフト共重合体)を含む組成物から
なる態様が好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶ディスプレイ
用バックライト装置に関し、特に、透過型液晶ディスプ
レイに好適に利用され得るバックライト装置に関する。
【0002】
【従来の技術】液晶ディスプレイについては、TN(Tw
isted Nematic)、IPS(In-PlaneSwitching)、FL
C(Ferroelectric Liquid Crystal)、OCB(Optica
lly Compensatory Bend)、STN(Supper Twisted Ne
matic)、(Vertically Aligned)、HAN(Hybrid Al
igned Nematic)のような様々な表示モードが提案され
ている。前記液晶ディスプレイにおいてはいずれも、基
本的には液晶セルと偏光素子とが必須の構成要素であ
り、偏光素子を通過した直線偏光に対して、液晶セル内
の(電圧印加時と無印加時とで異なる配向状態となる)
棒状液晶性分子が光学的に機能することによって、画像
が表示される。前記偏光素子は、偏光軸(透過軸)方向
と合致する直線偏光成分を透過し、偏光軸方向と直交す
る方向の直線偏光成分を吸収する機能を有する。そのた
め、光源からの光量の半分しか画像表示に利用すること
ができない。
【0003】この対策として、光源の光量を増加するこ
とによって、画像表示に利用される光量を増加させる方
法も考えられるが、光源の光量を増加させると、消費電
力を増加させるだけでなく、光源からの発熱による悪影
響が避けられず、光源の光量増加には限界がある。そこ
で、光源からの光量の利用効率を改善し得る液晶ディス
プレイ用バックライト装置が提案されている(特開平8
−146416号、同8−271731号、同10−3
19235号及び特表平10−513578号の各公報
に記載)。前記提案された液晶ディスプレイ用バックラ
イト装置は、反射板、光源、コレステリック液晶層及び
1/4波長板から構成され、前記コレステリック液晶層
が示す選択反射を利用して、光源からの光量の全てを画
像表示に利用することを可能としている。ところで、こ
こに使用される前記1/4波長板は、可視光全波長域に
おいて、レターデーションが波長の1/4であるという
広帯域特性が要求される。しかし、単一素材からなる1
/4波長板では、前記広帯域特性を有するとともに、液
晶ディスプレイに利用可能な耐久性を有するものは未だ
開発されておらず、前記特性を満たすために種々の工夫
が施されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】そのような1/4波長
板としては、例えば、特開平5−27118号、特開平
5−100114号、特開平10−68816号及び特
開平10−90521号等の各公報に提案されたものが
挙げられる。前記4つの公報に提案された1/4波長板
は、光学異方性の異なるポリマーフィルムを2枚積層し
て形成したものである。通常は、延伸したポリマーフィ
ルムを互いの延伸軸を一致させずに、所定の角度でずら
して積層して作製する。具体的には、積層するポリマー
フィルム各々について、延伸ポリマーフィルムの表面に
粘着材を塗工し粘着面を形成し、この粘着面に離型フィ
ルムを貼付した後、延伸軸に対して所定の角度でチップ
を切り出し、その後、切り出された各々のチップを貼合
して作製する。しかし、この方法は、積層するチップ状
のポリマーフィルム2枚を各々独立に作製する必要があ
り、さらに、各々のフィルムの作製工程が煩雑であると
ともに、各工程に種々の材料(粘着材、離型フィルム
等)を必要とし、製造コストが高くなることは避けられ
ない。また、チップを切り出した際に生じるカットくず
を完全にチップから除去することはできず、チップを貼
合する際に不具合が生じたり、また、チップの切り出し
の際及びチップの貼合の際に、軸ずれ等が生じ、製造物
の性能不良も生じ易いという問題がある。
【0005】他の広帯域特性を示す1/4波長板として
は、WO00/26705号公報に提案されたものが挙
げられる。前記提案された1/4波長板は単一フィルム
での1/4波長特性を達成しているものの、複屈折発現
性が低く、充分な1/4波長特性を得るために延伸倍率
も大きくし、且つフィルムの厚みを大きくする必要があ
る。フィルムを厚くすると、製造工程において、溶液製
膜の際に乾燥負荷が大きくなり、製膜速度を向上させる
ことができず、製造コストは増大する。
【0006】前述の1/4波長板についての問題は、こ
れを備える液晶ディスプレイ用バックライト装置の性能
を低下させる、若しくは製造コストを増大させるという
問題をも生じる要因となる。可視光全域の入射光に対し
て均一なλ/4を達成し得、しかも積層ではなく単一層
からなるλ/4波長板を備え、光量の利用が高効率であ
って、性能不良なく量産適性に優れた液晶ディスプレイ
用バックライト装置は、未だ提供されていないのが現状
である。
【0007】本発明は、前記従来における諸問題を解決
し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本
発明は、可視光全域の広帯域でλ/4を達成し得るλ/
4波長板を備え、光源からの光量の利用効率が良化さ
れ、かつ量産性、性能安定性にも優れた液晶ディスプレ
イ用バックライト装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の手段は以下の通りである。即ち、 <1> 反射板、光源、コレステリック液晶層及び1/
4波長板がこの順に配置された液晶ディスプレイ用バッ
クライト装置であって、前記1/4波長板が、単一層か
らなり、かつ波長450nm、550nm及び650n
mにおけるレターデーション値(Re(λ))をそれぞれ
Re(450)、Re(550)及びRe(650)と
したとき、Re(450)<Re(550)<Re(6
50)の特性を有することを特徴とする液晶ディスプレ
イ用バックライト装置である。
【0009】<2> 1/4波長板の波長450nm、
550nm及び650nmにおける「Re(λ)/波長
λ」の値が、それぞれ0.2〜0.3である前記<1>
に記載の液晶ディスプレイ用バックライト装置である。 <3> 1/4波長板が、固有複屈折値が正である材料
の少なくとも一種と、固有複屈折値が負である材料の少
なくとも一種とを含む混合材料からなる前記<1>又は
<2>に記載の液晶ディスプレイ用バックライト装置で
ある。
【0010】<4> 固有複屈折値が正である材料が、
ノルボルネン系樹脂である前記<3>に記載の液晶ディ
スプレイ用バックライト装置である。 <5> 固有複屈折値が負である材料が、スチレン系樹
脂である前記<3>又は<4>に記載の液晶ディスプレ
イ用バックライト装置である。
【0011】<6> 1/4波長板が、共重合体を含む
組成物からなり、該共重合体が、一軸性の配向規則を与
えた場合に、固有複屈折が正の一軸性を示す鎖状部位
と、固有複屈折が負の一軸性を示す鎖状部位とを有する
前記<1>又は<2>に記載の液晶ディスプレイ用バッ
クライト装置である。 <7> 共重合体が、主鎖及び該主鎖に側鎖として結合
するグラフト鎖を有するグラフト共重合体であって、前
記主鎖及びグラフト鎖の一方が固有複屈折が正の一軸性
を示す鎖状部位であり、他方が固有複屈折が負の一軸性
を示す鎖状部位である前記<6>に記載の液晶ディスプ
レイ用バックライト装置である。
【0012】<8> 主鎖が正の一軸性を示す鎖状部位
であり、グラフト鎖が負の一軸性を示す鎖状部位である
前記<7>に記載の液晶ディスプレイ用バックライト装
置である。 <9> 正の一軸性を示す鎖状部位が、ノルボルネン系
鎖である前記<6>〜<8>のいずれかに記載の液晶デ
ィスプレイ用バックライト装置である。 <10> 負の一軸性を示す鎖状部位が、スチレン系鎖
である前記<6>〜<9>のいずれかに記載の液晶ディ
スプレイ用バックライト装置である。
【0013】前記<1>に記載の液晶ディスプレイ用バ
ックライト装置によれば、その構成部材である1/4波
長板が、波長450nm、550nm及び650nmに
おけるレターデーション値(Re(450)、Re(5
50)及びRe(650))がRe(450)<Re
(550)<Re(650)を満たす関係にあるので、
可視光全域の広帯域に渡ってλ/4が達成され、その結
果、光源からの光量の利用効率を良化することができ
る。しかも、単一層からなるので、製造適性に優れ、低
コストに量産することが可能となる。前記<2>に記載
の液晶ディスプレイ用バックライト装置によれば、特に
波長450nm、550nm及び650nmにおける、
1/4波長板のRe(λ)/λがそれぞれ0.2〜0.3
の一定範囲内にあるので、可視光全域の広帯域において
λ/4が達成され、前記<1>と同様、光量の利用効率
及び量産性を向上させることができる。
【0014】前記<3>に記載の液晶ディスプレイ用バ
ックライト装置によれば、その構成部材である1/4波
長板が、固有複屈折値が正の材料と負の材料がブレンド
された混合材料からなり、両材料の固有複屈折には加成
性が成り立つので、二枚のポリマーフィルムを積層する
必要がなく、単層型で広帯域の1/4波長板を低コスト
かつ簡易に形成することができる。前記<4>に記載の
液晶ディスプレイ用バックライト装置によれば、ノルボ
ルネン系樹脂は、波長依存性の少ない正の固有複屈折値
を有しているので、負の材料と組合せて所望のレターデ
ーションに調整するのが容易であり、しかも光透過率特
性、耐熱性、寸度安定性、光弾性特性等を付与できる。
また、前記<5>に記載の液晶ディスプレイ用バックラ
イト装置によれば、正の材料に対し固有複屈折値の差の
大きいスチレン系樹脂(負の材料)を組合せるので、可
視光全域の広帯域にわたるλ/4の達成が可能となる。
【0015】前記<6>〜<8>に記載の液晶ディスプ
レイ用バックライト装置によれば、1/4波長板が、固
有複屈折が正の一軸性を示す鎖状部位と負の一軸性を示
す鎖状部位とを有する共重合体からなり、この場合も固
有複屈折の加成性が成り立つので、二枚のポリマーフィ
ルムを積層する必要がなく、しかも単一素材で低コスト
に、単層型で広帯域の1/4波長板を簡易に形成するこ
とができる。前記<9>に記載の液晶ディスプレイ用バ
ックライト装置によれば、前記<4>と同様、負の材料
と組合せる際のレターデーション調整が容易であり、し
かも光透過率特性、耐熱性、寸度安定性、光弾性特性等
を付与でき、また、前記<10>に記載の液晶ディスプ
レイ用バックライト装置によれば、前記<5>と同様、
可視光全域の広帯域にわたるλ/4の達成が可能とな
る。
【0016】
【発明の実施の形態】本発明の液晶ディスプレイ用バッ
クライト装置においては、該液晶ディスプレイ用バック
ライト装置を構成する1/4波長板が単一層で構成さ
れ、波長λにおけるレターデーション値Re(λ)がR
e(450)<Re(550)<Re(650)の特性
を備え、その好ましい態様として、前記1/4波長板が
固有複屈折値が正である材料と負である材料とを含む混
合材料(ポリマーブレンド材料)からなる態様と、前記
1/4波長板が正の固有複屈折を示す一軸性鎖状部位
と、負の固有複屈折を示す一軸性鎖状部位とを有する共
重合体を含む組成物からなる態様とがある。以下、本発
明の液晶ディスプレイ用バックライト装置について、詳
細に説明する。
【0017】図1に本発明の液晶ディスプレイ用バック
ライト装置の機能を説明するための断面模式図を示す。
尚、図1はあくまでも本発明の液晶ディスプレイ用バッ
クライト装置の機能を説明するための模式図であり、各
部材の形状及び構成については、模式的に表現してい
る。本発明の液晶ディスプレイ用バックライト装置は、
反射板(RP)、光源(LS)、コレステリック液晶層
(Ch)及び1/4波長板(λ/4)がこの順に配置さ
れて構成される。光源(LS)からコレステリック液晶
層(Ch)に出射した左回りの円偏光成分(2a)は、
コレステリック液晶層(Ch)を通過することができ、
通過した左回りの円偏光成分(3a)は、1/4波長板
(λ/4)によって直線偏光(4a)に変換される。す
なわち、2a→3a→4aの順序で直線偏光に変換され
る。一方、光源(LS)から反射板(RP)に出射した
右回りの円偏光成分(lb)は、反射板(RP)によっ
て左回りの円偏光成分(la)として反射される。反射
光は、光源(LS)を通過して、上記と同様にコレステ
リック液晶層(Ch)を通過し、直線偏光(4a)に変
換される。すなわち、lb→la→2a→3a→4aの
順序で直線偏光に変換される。
【0018】光源(LS)からコレステリック液晶層
(Ch)に出射した右回りの円偏光成分(2c)は、コ
レステリック液晶層(Ch)で反射され、右回りの円偏
光成分(2b)となる。反射光は、光源(LS)を通過
して、上記と同様に反射板(RP)で反射され、光源
(LS)を再び通過し、コレステリック液晶層(Ch)
を通過し、直線偏光(4a)に変換される。すなわち、
2c→2b→lb→la→2a→3a→4aの順序で直
線偏光に変換される。一方、光源(LS)から反射板
(RP)に出射した左回りの円偏光成分(ld)は、反
対板(RP)によって右回りの円偏光成分(lc)とし
て反射される。反射された光は、光源(LS)を通過し
て、上記と同様にコレステリック波晶層(Ch)で反射
され、光源(LS)を再び通過し、反射板(RP)で反
射され、光源(LS)を三度通過し、コレステリック液
晶層(Ch)を通過し、直線偏光(4a)に変換され
る。すなわち、ld→lc→2c→2b→lb→la→
2a→3a→4aの順序で直線偏光に変換される。以上
のように、光源(LS)からの光の全てが直線偏光(4
a)に変換され、液晶ディスプレイの画像表示に利用さ
れる。
【0019】以下、本発明の液晶ディスプレイ用バック
ライト装置を構成している各部材について説明する。 [1/4波長板]本発明に係る1/4波長板は、単一層
で構成され、波長450nm、550nm及び650n
mにおけるレターデーション値をRe(450)、Re
(550)及びRe(650)としたとき、Re(45
0)<Re(550)<Re(650)の特性を備えて
なる。上述のように、光源から入射する光量の利用効率
を可視光全域の広帯域において高めるには、波長450
nm、550nm及び650nmでのRe(λ)/λが一
定の範囲にあることが望まれ、各波長でのRe(λ)が上
記関係を満足することにより、発現するレターデーショ
ンの波長分散性を制御し、可視光全域の入射光に対し
て、Re(λ)/λをほぼ1/4とする位相差特性を得る
ことができる。また、単一の層より構成されるので、従
来必要であった、チップの切り出し及びその貼合等、煩
雑な工程を経ることなく製造が可能なため、これを備え
た液晶ディスプレイ用バックライト装置の量産性、性能
安定性の向上に寄与し得る。
【0020】本発明においては、波長λでのRe(λ)/
λとしては、波長450nm、550nm及び650n
mにおけるRe(450)、Re(550)及び Re(65
0)が、それぞれ0.2〜0.3にあること、換言すれ
ば、波長550nmにおけるRe(550)が110nm
〜165nmであり、波長の長さと正の相関を有するこ
とが好ましい。該範囲とすることで、位相差がほぼ1/
4となる特性が得られ、可視光全域において効果的に光
源からの入射光量の利用効率を高めることができる。中
でも、Re(λ)/λの値が、少なくとも波長450n
m、550nm及び650nmにおいて、各々0.23
〜0.27であることが好ましく、0.24〜0.26
にあることがより好ましい。
【0021】本発明に係る1/4波長板としては、固有
複屈折値が正である材料(以下、単に「正の材料」とい
うことがある。)の少なくとも一種と、固有複屈折値が
負である材料(以下、単に「負の材料」ということがあ
る。)の少なくとも一種とがブレンドされた混合材料
(ポリマーブレンド材料)からなる単一層で構成された
形態(第一形態)、或いは、正の固有複屈折を示す一軸
性鎖状部位と負の固有複屈折を示す一軸性鎖状部位とを
有する共重合体を含む組成物からなる単一層で構成され
た形態(第二形態)が好ましく、いずれの形態において
も、前記正の材料と負の材料とが同一の層に含有された
単層型の1/4波長板を作製することができる。以下、
前記形態ごとに順に詳述する。
【0022】ここで、固有複屈折値が正の材料及び負の
材料は、延伸処理等により分子配向方向が等しくなった
とき、その遅相軸が直交するため、発現するレターデー
ションは各々が有する特性が相殺された結果の複合体と
してのレターデーション(Re)となる。前記正の材料
と負の材料とを種々組合せることによって、及び/又
は、延伸条件等の作製条件を調整することにより、発現
するレターデーションの波長分散性を制御し、可視光全
域の入射光に対して、Re(λ)/λがほぼ1/4である
位相差特性を与えることができる。
【0023】前記第一形態の1/4波長板は、固有複屈
折値が正である材料の少なくとも一種と、固有複屈折値
が負である材料の少なくとも一種とをブレンドして含む
混合材料(ブレンド材料)からなる。ここで、前記「固
有複屈折値が正である材料」とは、分子が一軸性の配向
をとって形成された層に光が入射したとき、前記配向方
向の光の屈折率が前記配向方向に直交する方向の光の屈
折率より大きくなる材料をいう。一方、前記「固有複屈
折値が負のポリマー」とは、分子が一軸性の配向をとっ
て形成された層に光が入射したとき、前記配向方向の光
の屈折率が前記配向方向に直交する方向の光の屈折率よ
り小さくなる材料をいう。ブレンド材料の中でも、互い
の固有複屈折値の波長分散が異なっている正の樹脂(ポ
リマー)と負の樹脂(ポリマー)を組合わせたポリマー
ブレンドを使用するのが特に好ましい。
【0024】前記正の樹脂としては、例えば、オレフィ
ン系樹脂(例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ノ
ルボルネン系樹脂、シクロオレフィン系樹脂など)、ポ
リエステル系樹脂(例えば、ポリエチレンテレフタレー
ト、ポリブチレンテレフタレートなど)、ポリアリーレ
ンサルファイド系樹脂(例えば、ポリフェニレンサルフ
ァイドなど)、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリカー
ボネート系樹脂、ポリアリレート系樹脂、セルロースエ
ステル系樹脂(前記固有複屈折値が負であるものもあ
る)、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリスルホン系樹
脂、ポリアリルサルホン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹
脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂、あるいはこれらの
多元(二元、三元等)共重合樹脂などが挙げられる。こ
れらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用
してもよい。
【0025】上記樹脂の中でも、オレフィン系樹脂が好
ましく、該オレフィン系樹脂の中でも、光透過率特性、
耐熱性、寸度安定性、光弾性特性等の観点から、ノルボ
ルネン系樹脂が特に好ましい。前記オレフィン系樹脂と
しては、日本合成ゴム(株)製の「アートソー」、日本
ゼオン(株)製の「ゼオネックス」及び「ゼオノア」、
三井石油化学(株)製の「APO」等が好適に利用され
る。
【0026】前記ノルボルネン系樹脂は、ノルボルネン
骨格を繰り返し単位として有してなり、その具体例とし
ては、特開昭62−252406号公報、特開昭62−
252407号公報、特開平2−133413号公報、
特開昭63−145324号公報、特開昭63−264
626号公報、特開平1−240517号公報、特公昭
57−8815号公報、特開平5−39403号公報、
特開平5−43663号公報、特開平5−43834号
公報、特開平5−70655号公報、特開平5−279
554号公報、特開平6−206985号公報、特開平
7−62028号公報、特開平8−176411号公
報、特開平9−241484号公報等に記載されたもの
が好適に利用できるが、これらに限定されるものではな
い。また、これらは1種単独で使用してもよいし、2種
以上を併用してもよい。
【0027】本発明においては、前記ノルボルネン系樹
脂の中でも、下記構造式(I)〜(IV)のいずれかで表
される繰り返し単位を有するものが好ましい。
【0028】
【化1】
【0029】前記構造式(I)〜(IV)中、A、B、C
及びDは、それぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子又は
1価の有機基を表す。前記有機基としては、炭素数1〜
12の炭化水素基が好ましく、置換基で置換されていて
もよい。具体例としては、−(CH2)nCOOR1、−(C
2)nOCOR1、−(CH2)nOR1、−(CH2)nCN、
−(CH2)nCONR23、−(CH2)nX等が挙げられ
る。構造式中のB及びCは、互いに結合して環を形成し
ていてもよく、その場合の該環としては、環状アルキレ
ン基、−OC−O−CO−、−OC−NR4−CO−な
どが挙げられる。R1、R2、R3及びR4は、それぞれ独
立に置換基で置換されていてもよい炭素数1〜20の炭
化水素基を表す。Xは、SiR5 p3pを表す。R5は、
炭素数1〜10の炭化水素基を表し、該炭化水素基はハ
ロゲン原子で置換されていてもよい。Zは、ハロゲン原
子、−OCOR6又はOR6を表し、R6は、炭素数1〜
10の炭化水素基を表す。pは0〜3の整数を表し、n
は0〜10の整数を表す。
【0030】また、前記ノルボルネン系樹脂の中でも、
下記構造式(V)又は(VI)で表される化合物の少なく
とも1種と、これと共重合可能な不飽和環状化合物とを
メタセシス重合して得られる重合体を水素添加して得ら
れる水添重合体も好ましい。
【0031】
【化2】
【0032】前記構造式(V)及び(VI)中、A、B、
C及びDは、それぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子又
は1価の有機基を表し、前記構造式(I)〜(IV)にお
ける場合と同義である。
【0033】前記ノルボルネン系樹脂の重量平均分子量
としては、5,000〜1,000,000程度であ
り、8,000〜200,000が好ましい。
【0034】前記負の材料としては、例えば、樹脂(ポ
リマー)、ディスコティック液晶、ディスコティック液
晶ポリマー等種々のものが挙げられる。これらは、1種
単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
これらの中でも、樹脂(ポリマー)が好ましい。
【0035】前記負の樹脂(ポリマー)としては、例え
ば、ポリスチレン、スチレン系ポリマー(スチレン及び
/又はスチレン誘導体と他のモノマーとの共重合体)、
ポリアクリロニトリル系ポリマー、ポリメチルメタクリ
レート系ポリマー、セルロースエステル系ポリマー(前
記固有複屈折値が正であるものもある)、あるいはこれ
らの多元(二元、三元等)共重合ポリマーなどが挙げら
れる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以
上を併用してもよい。前記スチレン系ポリマーとして
は、スチレン及び/又はスチレン誘導体と、アクリルニ
トリル、無水マレイン酸、メチルメタクリレート及びブ
タジエンから選ばれる少なくとも1種との共重合体が好
ましい。
【0036】上記樹脂の中でも、ポリスチレン、スチレ
ン系ポリマー、ポリアクリロニトリル系ポリマー及びポ
リメチルメタクリレート系ポリマーの中から選択される
少なくとも1種が好ましく、これらの中でも、複屈折発
現性が高いという観点から、ポリスチレン及びスチレン
系ポリマーがより好ましく、耐熱性が高い点で、スチレ
ン及び/又はスチレン誘導体と無水マレイン酸との共重
合体が特に好ましい。また、前記樹脂は、ガラス転移点
が110℃以上(より好ましくは120℃以上)である
のが耐熱性の点で好ましい。
【0037】−正の材料と負の材料との好ましい組合せ
− 本発明において、前記固有複屈折値が正である材料と負
である材料とは、以下に示す条件を満たすことを指標と
して組合せるのが好ましい。波長450nm及び波長5
50nmにおけるレターデーション(Re)値の絶対値
をそれぞれRe(450)及びRe(550)としたと
き、前記正の材料の(Re(450)/Re(55
0))の値と、前記負の材料の(Re(450)/Re
(550))の値とが等しくならない(即ち、一方が他
方よりも小さいか又は大きい)組合せが好ましいものと
して挙げられる。より具体的には、両値の差が、0.0
3以上となる組合せが好ましく、0.05以上である組
合せがより好ましい。
【0038】更に、前記正の材料の(Re(450)/
Re(550))の値が、前記負の材料の(Re(45
0)/Re(550))の値よりも大きいときは、前記
正の材料のRe(550)の値が前記負の材料のRe
(550)の値よりも小さいこと、及び、前記正の材料
の(Re(450)/Re(550))の値が、前記負
の材料の(Re(450)/Re(550))の値より
も小さいときは、前記正の材料のRe(550)の値が
前記負の材料のRe(550)の値よりも大きいこと、
の一方を満たす組合せが好ましい。
【0039】次に、前記正の材料及び負の材料が各々樹
脂である場合の好ましい組合せについて説明する。固有
屈折値(Δn)の波長分散性が大きい樹脂を負の材料と
して使用する場合は、正の材料としてはΔnの波長分散
性が小さい樹脂を使用するのが好ましい。また、固有屈
折値(Δn)の波長分散性が小さい樹脂を負の材料とし
て使用する場合は、正の材料としてはΔnの波長分散性
が大きい樹脂を使用するのが好ましい。例えば、前記正
の材料としてノルボルネン系ポリマーを使用する場合
は、前記負の材料としては、その固有複屈折値の波長分
散が大きいものが好ましく、具体的には、波長450n
m及び波長550nmの固有複屈折値(Δn)を、各
々、Δn(450)及びΔn(550)としたとき、下
記関係式を満たす樹脂から選ばれるのが好ましい。 |Δn(450)/Δn(550)| ≧ 1.02 さらに、下記関係式を満たす樹脂から選ばれるのがより
好ましい。 |Δn(450)/Δn(550)| ≧ 1.05 尚、|Δn(450)/Δn(550)|の値は大きい
ほうが好ましいが、樹脂の場合一般的には2.0以下で
ある。
【0040】より具体的には、前記負の材料が、前記
(Re(450)/Re(550))の値が小さいポリ
メチルメタクリレート等の場合、これと組合せる前記正
の材料としては、ポリエチレンテレフタレート系ポリマ
ー、ポリフェニレンサルファイド系ポリマー、ポリカー
ボネート系ポリマー、ポリアリレート系ポリマー、ポリ
エーテルスルホン系ポリマー、ポリスルホン系ポリマ
ー、ポリアリルサルホン系ポリマー、ポリ塩化ビニル系
ポリマー、などが好ましい。また、前記負の材料が、前
記(Re(450)/Re(550))の値が大きいポ
リスチレン及びスチレン系ポリマー等の場合、これと組
合せる前記正の材料としては、オレフィン系ポリマー及
びシクロオレフィン系ポリマー(例えば、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ノルボルネン系ポリマー等)、セ
ルロースエステル系ポリマー、などが好ましい。中で
も、負の材料としてポリスチレン及び/又はスチレン系
ポリマーと、正の材料としてオレフィン系ポリマーの中
でもノルボルネン系ポリマーとの組合せが特に好まし
い。
【0041】また、正の材料と負の材料とは、相溶性の
あるものを組合わせて使用するのが好ましい。相溶性が
ないものを組合わせて使用する場合は、相溶化剤等の第
3成分を添加して相溶させることができる。第3成分を
添加することなく相溶可能な組合わせとしては、固有複
屈折値が正のノルボルネン系樹脂(JSR社製;「アー
トン」)と固有複屈折値が負のスチレンと無水マレイン
酸のランダムコポリマーとの組合わせ、固有複屈折値が
正のノルボルネン系樹脂(JSR社製;「アートン」)
と固有複屈折値が負の比較的分子量が小さいポリスチレ
ンとの組合わせ、固有複屈折値が正のポリフェニルエー
テルと固有複屈折値が負のポリスチレンとの組み合わせ
が、耐熱性、寸度安定性、透明性等の観点で好ましく利
用できる。中でも、ノルボルネン系樹脂とスチレン系ポ
リマー(共重合体を含む)との組合わせが最も好まし
い。
【0042】前記正の樹脂と負の樹脂とからなるポリマ
ーブレンドにおいて、負の樹脂の正の樹脂に対する配合
割合としては、両者の固有複屈折値の絶対値の大きさ
や、成形温度における複屈折性の発現性等により異な
り、一概に規定することはできないが、正の樹脂として
ノルボルネン系樹脂を使用した場合、質量比(ノルボル
ネン系樹脂:負の樹脂)で5:5〜9:1が好ましく、
7:3〜8:2が好ましい。正の樹脂として他の材料を
使用した場合も、質量比の好ましい範囲は一般的に同様
である。
【0043】本形態の1/4波長板は、前記ポリマーブ
レンドからなるフィルムに配向が付与されてなり、該配
向は、前記ポリマーブレンドからなるフィルム形成の
後、該フィルムを延伸することによって付与できる。フ
ィルムを延伸して、正の材料と負の材料との配向方向を
一致させると、各材料の固有複屈折値に由来する遅相軸
は互いに直交する。その結果、各ポリマー鎖は互いの複
屈折を打ち消し合うが、互いの固有複屈折値の波長分散
特性が異なるため、打ち消しの程度に波長依存性が生じ
る。前記ポリマーブレンドのブレンド比や延伸条件を選
ぶことにより、レタデーションの打ち消し合いの程度、
即ち波長λにおけるRe(λ)をRe(450)<Re
(550)<Re(650)を満たすように調整でき
る。更に、前記ポリマーブレンドのブレンド比や延伸条
件を選ぶことにより、Re(λ)/λが可視光全域でほ
ぼ一定の値となるように調整することができ、その結
果、可視光全域の入射光に対して、ほぼ均一の位相差特
性を与える。
【0044】前記第二形態の1/4波長板は、一軸性の
配向規則を与えた場合に、固有複屈折が正の一軸性を示
す鎖状部位と、固有複屈折が負の一軸性を示す鎖状部位
とを有する共重合体を含む組成物を用いて形成される。
この場合、固有複屈折とは、その素材に完全な一軸性を
付与した時に発現する複屈折を示すものである。通常の
配向では、完全な一軸性を示すケースは稀であり、不完
全なある配向での複屈折と固有複屈折との間には下記の
関係がある。 (複屈折)=(配向度)×(固有複屈折) ここで、(配向度)=<(3cos2θ−1)/2>
であり、θは、延伸方向(平均配向方向)と任意の鎖の
配向方向とのなす角度であり、上記式は、各鎖のケース
の平均値を意味する。配向度は、分子の配列で決定する
ため、波長には依存しない。したがって、固有複屈折基
準での、Δn(450)<Δn(550)<Δn(65
0)、即ち、Re(450)<Re(550)<Re
(650)の特性は、配向が不完全な一般的な場合の複
屈折においても成立することを意味する。前記組成物
は、前記共重合体を含み、本発明の効果を害しない範囲
内において更に適宜選択したその他の成分を必要に応じ
て含んでいてもよい。
【0045】前記共重合体は、一軸性の配向規則を与え
た場合に、固有複屈折が正の一軸性を示す鎖状部位と、
固有複屈折が負の一軸性を示す鎖状部位とを有する。し
たがって、既述の正と負の少なくとも二種の材料からな
る混合材料と同様に、一軸性の配向規則に従って、固有
複屈折が加成性を示す結果、単一素材を用いて広帯域で
λ/4を達成できる。
【0046】本発明においては、前記共重合体として
は、主鎖と該主鎖に側鎖としてグラフト結合するグラフ
ト鎖とを有するグラフト共重合体であるのが好ましく、
前記主鎖及びグラフト鎖の一方が前記正の一軸性を示す
鎖状部位であり、他方が負の一軸性を示す鎖状部位であ
るグラフト共重合体であるのがより好ましく、前記主鎖
が前記正の一軸性を示す鎖状部位であり、前記グラフト
鎖が前記負の一軸性を示す鎖状部位であるグラフト共重
合体であるのが特に好ましい。前記グラフト共重合体
は、主鎖及び該主鎖に側鎖としてグラフト結合するグラ
フト鎖とを有してなるが、前記正の一軸性を示す鎖状部
位に、前記負の一軸性を示す鎖状部位をグラフト重合さ
せることにより好適に得られる。
【0047】前記共重合体を構成する「固有複屈折が正
の一軸性を示す鎖状部位」としては、既述の第一形態で
挙げた「正の樹脂」に由来する分子鎖が好適に挙げられ
る。該正の一軸性を示す鎖状部位を構成する単量体とし
ては、前記正の樹脂の最小構成単位である各種モノマー
が挙げられ、オレフィン系化合物が好ましく、ノルボル
ネン系化合物がより好ましい。中でも、オレフィン系樹
脂に由来するオレフィン鎖が好ましく、該オレフィン鎖
の中でも、光透過率特性、耐熱性、寸度安定性、光弾性
特性等の観点から、ノルボルネン系樹脂に由来するノル
ボルネン鎖が特に好ましい。ノルボルネン系樹脂の好ま
しい態様も前記第一形態の場合と同様である。本発明に
おいては、前記ノルボルネン鎖の中でも、既述の構造式
(I)〜(IV)のいずれかで表されるノルボルネン骨格
を繰り返し単位として有する鎖が好ましい。また更に、
既述の構造式(V)又は(VI)で表される化合物の少な
くとも1種と、これと共重合可能な不飽和環状化合物と
をメタセシス重合して得られる重合体を水素添加して得
られる水添重合体に由来する鎖も好ましい。
【0048】前記共重合体における正の一軸性を示す鎖
状部位の割合としては、該共重合体に含まれる単量体の
種類によって異なり一概に規定することはできないが、
20〜90%が好ましく、30〜80%がより好まし
い。
【0049】前記共重合体を構成する「固有複屈折が負
の一軸性を示す鎖状部位」としては、既述の第一形態で
挙げた「負の樹脂」に由来する分子鎖が好適に挙げられ
る。該負の一軸性を示す鎖状部位を構成する単量体とし
ては、前記負の樹脂の最小構成単位である各種モノマー
が挙げられ、特にスチレン系化合物が好ましい。スチレ
ン系化合物としては、例えば、スチレン、α−メチルス
チレン、o−メチルスチレン、p−メチルスチレン、p
−ニトロスチレン、p−アミノスチレン、p−カルボキ
シスチレン、p−フェニルスチレン、2,5−ジクロロ
スチレン、p−t−ブチルスチレン、などが好適に挙げ
られる。前記負の一軸性を示す鎖を構成する単量体とし
ては、前記スチレン系化合物の外に他の化合物が含まれ
ていてもよく、該化合物としては、例えば、アクリロニ
トリル、メタクリロニトリル、α−クロロアクリロニト
リル、メタアクリル酸メチル、メタアクリル酸エチル、
アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸、ブ
タジエン、イソプレン、無水マレイン酸、酢酸ビニル、
エチレン、プロピレンなどが挙げられる。これらは、1
種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよ
い。
【0050】中でも、負の一軸性を示す鎖状部位として
は、スチレン系化合物鎖が好ましく、具体的には、複屈
折発現性が高いという観点から、スチレン鎖、スチレン
・無水マレイン酸共重合体鎖、スチレン・アクリロニト
リル共重合体鎖、及びスチレン・メチルメタクリレート
共重合体鎖から選択される少なくとも1種が好ましく、
更に耐熱性が高い点で、スチレン鎖及び/又はスチレン
・無水マレイン酸共重合体鎖が特に好ましい。また、耐
熱性の観点からは、「固有複屈折が負の一軸性を示す鎖
状部位」は、ガラス転移点が110℃以上(好ましくは
120℃以上)である負の樹脂に由来するものであるの
が好ましい。
【0051】前記グラフト重合の方法としては、特に制
限はなく、塊状重合、沈殿重合、乳化重合、溶液重合、
懸濁重合、などの公知の重合方法が好適に挙げられる。
これらの中でも、懸濁重合又は溶液重合が好ましい。
【0052】前記懸濁重合の手法としては、例えば「高
分子合成の実験法」(大津隆行、木下雅悦共著、化学同
人社)130頁及び146頁〜147頁に記載された方
法を参考にすることができる。前記懸濁重合によると、
前記共重合体は、無機塩類及び/又は水溶性ポリマー分
散剤の存在下、水系の分散媒を用いて油溶性開始剤によ
り開始された付加重合反応により、50μm以上の粒子
として得られる。
【0053】前記無機塩類は、分散安定化、単量体(モ
ノマー)の水溶化防止等の目的で用いられ、例えば、塩
化ナトリウム、塩化カリウム、塩化カルシウム、塩化マ
グネシウム、塩化アンモニウム、硫酸カリウム、硫酸カ
ルシウム、硫酸マグネシウム、硫酸アンモニウム、硫酸
アルミニウムカリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウ
ム、リン酸水素カルシウム、などが挙げられる。
【0054】前記水溶性ポリマー分散剤としては、例え
ば、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸ソーダ、ス
チレン−無水マレイン酸共重合体のアルカリ加水分解物
(例えばクラレ社製の「イソバン」)、アルギン酸ナト
リウム及び水溶性セルロース誘導体(三晶株式会社製の
「メイプロガット」、「ケルコSCS」、「クアーガ
ム」、ヘキストジャパン(株)製の「MH−K」)など
が挙げられる。
【0055】本発明においては、リン酸水素カルシウ
ム、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸ソーダ、ス
チレン・無水マレイン酸共重合体のアルカリ加水分解物
等を単独で使用する、あるいは、これらと、塩化ナトリ
ウム、塩化カリウム、塩化カルシウム、硫酸マグネシウ
ム等とを併用するのが好ましい。
【0056】前記懸濁重合に用いる重合開始剤として
は、水不溶性でかつ油溶性の重合開始剤が好ましく、例
えば、アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリ
ル)、アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビ
ス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−ア
ゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリ
ル)、2,2’−アゾビスイソ酪酸ジメチル、過酸化ベ
ンゾイル、過酸化ラウロイウル、過酸化−t−ブチル,
過酸化−t−アミル、過酸化クミル、t−ブチル過酸化
ベンゾエート、t−ブチル過酸化フェニルアセテート、
等が挙げられる。これらの中でも、過酸化物系の重合開
始剤が好ましい。
【0057】前記グラフト重合の際の重合温度として
は、グラフト重合を行う単量体(モノマー)の種類、沸
点、天井温度(重合と解重合とが平衡に達する温度)等
により異なり一概に規定することはできないが、通常、
0〜100℃であり、40〜90℃が好ましい。
【0058】前記懸濁重合の場合、まず、前記負の一軸
性を示す鎖状部位を構成する単量体、又は、前記負の一
軸性を示す鎖状部位を構成する単量体と前記正の一軸性
を示す鎖状部位となるポリマーとの混合物を、溶媒に溶
解して溶液を調製する。該溶媒としては、クロロホル
ム、四塩化炭素等のハロゲン化有機溶媒、ベンゼン、ト
ルエン等の芳香族炭化水素系溶媒、酢酸エチル、アセト
ン、などが挙げられる。次に、該溶液に、前記正の一軸
性を示す鎖状部位となるポリマーを、溶解させて混合溶
液を調製する。そして、該混合溶液に、前記無機塩類及
び/又は前記水溶性ポリマー分散剤を混合し分散し、更
に前記重合開始剤の存在下、良好な攪拌条件下で行うこ
とができる。
【0059】前記溶液重合の場合、まず、前記正の一軸
性を示す鎖状部位となるポリマーを溶媒に溶解させて溶
液を調製する。該溶媒としては、クロロホルム、四塩化
炭素等のハロゲン化有機溶媒、ベンゼン、トルエン等の
芳香族炭化水素系溶媒、酢酸エチル、アセトン、などが
挙げられる。これに、前記負の一軸性を示す鎖状部位を
構成する単量体を混合して混合溶液を調製する。そし
て、該混合溶液に前記重合開始剤を添加し、良好な攪拌
条件下で行うことができる。該溶液重合の温度として
は、用いた前記溶媒の種類によって異なり一概に規定す
ることはできないが、40℃以上が好ましい。
【0060】なお、前記懸濁重合又は前記溶液重合にお
いて、前記負の一軸性を示す鎖状部位を構成する単量体
は、前記正の一軸性を示す鎖状部位となるポリマーと、
予め、全量混合しておいてもよいし、一部を混合してお
いてもよいし、混合せず別々にしておいてもよい。ま
た、前記正の一軸性を示す鎖状部位となるポリマーを全
量反応容器に仕込んでおき、そこに前記負の一軸性を示
す鎖状部位を構成する単量体を滴下してもよい。また、
前記重合開始剤は、全量予め反応容器に添加しておいて
もよいし、分割して添加してもよく、溶液に溶解してか
らそれを反応容器に滴下してもよい。
【0061】以下に前記共重合体の合成例について説明
する。なお、前記共重合体の合成の方法は、該合成例に
何ら限定されるものではない。
【0062】(合成例1)特開平7−62028号公報
に記載の参考例1に従い、8−メチル−8−カルボキシ
ルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−
ドデセン、及び1−へキセンを用いたトルエン溶液中で
の溶液重合を、1−ヘキセンと、ドデセンモノマーとの
量比を変えて行い、分子量の異なる3種のポリマー、ポ
リノルボルネン(I)(Mw=133,000)、ポリ
ノルボルネン(II)(Mw=95,000)、ポリノル
ボルネン(III)(Mw=46,000)を得た。な
お、これら3種のポリマーは、前記正の一軸性を示す鎖
状部位となるポリマーである。
【0063】次に、攪拌装置及び還流冷却管を装備した
2リットル三口フラスコに、ポリアクリル酸ソーダ(数
平均重合度15,000)1.5g、亜硫酸水素ナトリ
ウム2gを入れ、蒸留水800mlを加えて溶解した。
一方、前記ポリノルボルネン(I)140gと、前記負
の一軸性を示す鎖を構成する単量体としてスチレン48
g及びアクリロニトリル12gとを、1,2−ジクロロ
エタン200mlに溶解した混合溶液を調製した。この
調製した混合溶液の内の10容量%を、前記2リットル
三口フラスコに更に添加し、これを窒素気流下、65℃
に加熱し、激しく攪拌した。
【0064】更にそこに、重合開始剤として過酸化ベン
ゾイル0.9gをイソプロピルアルコール30mlに溶
かしたものを添加し、1時間加熱攪拌した後、残りの前
記混合溶液を2時間かけて等速滴下した。滴下終了後、
1時間経たところで、過酸化ベンゾイル0.9gを溶解
したイソプロピルアルコール10mlを添加した。この
後、内温を75℃に昇温し、4時間加熱を続けた後、減
圧下、有機溶媒の留去を行った。冷却後、得られた分散
物を遠心ろ過により分離して、水及びメタノールで十分
に洗浄し、乾燥した。以上により、前記共重合体である
グラフト共重合体P−1を195g得た。得られたグラ
フト共重合体P−1の平均分子量は180,000であ
った。
【0065】同様にして、下記グラフト共重合体P−2
〜15を合成した。なお、以下において、「(A)」
は、前記正の一軸性を示す鎖状部位(主鎖)を表し、
「(B)」は、前記負の一軸性を示す鎖状部位(グラフ
ト鎖)を表す。得られたグラフト共重合体P−2〜15
は、主鎖である(A)にグラフト鎖である(B)がグラ
フト結合してなる構造を有する。括弧内の数値は、各単
量体の共重合比(質量)を表し、「(A)/(B)」の
数値は、質量百分率比を表す。
【0066】(グラフト共重合体P−2) (A)ポリノルボルネン(I) (B)スチレン/アクリロニトリル(75/25) (A):(B)=70/30 (グラフト共重合体P−3) (A)ポリノルボルネン(I) (B)スチレン/アクリロニトリル/α−メチルスチレ
ン(60/20/20) (A):(B)=70/30
【0067】(グラフト共重合体P−4) (A)ポリノルボルネン(I) (B)スチレン (A):(B)=75/25(グラフト共重合体P−
5) (A)ポリノルボルネン(II) (B)スチレン/アクリロニトリル(75/25) (A):(B)=70/30
【0068】(グラフト共重合体P−6) (A)ポリノルボルネン(II) (B)スチレン/アクリロニトリル(75/25) (A):(B)=50/50 (グラフト共重合体P−7) (A)ポリノルボルネン(II) (B)スチレン/アクリロニトリル(75/25) (A):(B)=30/70 (グラフト共重合体P−8) (A)ポリノルボルネン(II) (B)スチレン/アクリロニトリル(75/25) (A):(B)=20/80
【0069】(グラフト共重合体P−9) (A)ポリノルボルネン(II) (B)スチレン/無水マレイン酸(50/50) (A):(B)=50/50 (グラフト共重合体P−10) (A)ポリノルボルネン(II) (B)スチレン/p−メチルスチレン(75/25) (A):(B)=80/20
【0070】(グラフト共重合体P−11) (A)ポリノルボルネン(III) (B)スチレン/アクリロニトリル(75/25) (A):(B)=70/30 (グラフト共重合体P−12) (A)ポリノルボルネン(III) (B)スチレン/メチルメタクリレート(60/40) (A):(B)=65/35
【0071】(グラフト共重合体P−13) (A)ポリノルボルネン(III) (B)スチレン/メタクリロニトリル(75/25) (A):(B)=70/30 (グラフト共重合体P−14) (A)ポリノルボルネン(III) (B)スチレン/t−ブチルメタクリレート(80/2
0) (A):(B)=70/30 (グラフト共重合体P−15) (A)ポリノルボルネン(III) (B)スチレン/アクリロニトリル/α−メチルスチレ
ン(70/15・15) (A):(B)=75/25
【0072】本発明の1/4波長板は、前記共重合体を
1種単独で含む組成物を使用して形成してもよいし、前
記共重合体を2種以上を含む組成物を使用して形成して
もよく、また、前記共重合体と、前記主鎖であるノルボ
ルネン鎖(ノルボルネン系化合物を単量体として含むポ
リマー)、及び、前記グラフト鎖であるスチレン系化合
物鎖(スチレン系化合物を単量体として含むポリマー)
の少なくとも一方とを含む組成物を使用して形成しても
よい。
【0073】前記共重合体の前記組成物における含有量
としては、1〜100質量%が好ましく、5〜100質
量%がより好ましい。
【0074】前記共重合体の分子量としては、特に制限
はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前
記組成物を溶液化して1/4波長板を形成する場合に
は、重量平均分子量が5,000〜1,000,000
が好ましく、10,000〜500,000がより好ま
しい。
【0075】−他の成分− 他の成分としては、本発明の効果を害しない限り特に制
限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例え
ば相溶化剤などが好適に挙げられる。前記相溶化剤は、
前記正の材料と負の材料との混合物を含有する層を有す
る1/4波長板において、前記混合物が相分離を生じて
しまう場合等に好適に使用することができ、該相溶化剤
を使用することによって、前記固有複屈折値が正である
材料と負である材料との混合状態を良好にすることがで
きる。
【0076】前記1/4波長板は、種々の方法で製造す
ることができる。例えば、まず前記指標に従って、正の
材料と負の材料とを適宜選択し、配合比を決定し(必要
に応じて前記相溶化剤等を添加し)、配合する。その
後、この配合物を、任意の有機溶媒に溶解して塗布液を
調製し、該塗布液を支持体(又は仮支持体)上に塗布し
乾燥することにより成膜化して製造することができ(溶
液製膜法)、或いは、前記配合物をペレット化して溶融
押出し、成膜化して製造することもできる(押出成形
法)。
【0077】以上より得られた1/4波長板は、前述し
た広帯域1/4波長板としての所望のレターデーション
を示す場合はそのまま使用することができ、満たさない
場合は、更に延伸などのレターデーションを調整する工
程を付すことができる。前記延伸としては、機械的流れ
方向に延伸する縦一軸延伸、機械的流れ方向に直交する
方向に延伸する横一軸延伸(例えば、テンター延伸な
ど)などが好適に挙げられるが、延伸に異方性が存在す
れば二軸延伸であってもよい。ここで、延伸温度は、層
を構成する基本材料(正の材料及び負の材料)の最低ガ
ラス転移温度をTgminとしたとき、(Tgmin−20)
℃〜(Tgmin+10)℃に設定するのが好ましい。
【0078】前記負の樹脂と正の樹脂の重量比、延伸温
度及び延伸倍率等を調整することで、広帯域1/4波長
板としての特性を満足する1/4波長板を作製すること
ができる。以下に、前記第一形態による一例として、例
えば、固有複屈折値が正の材料としてノルボルネン系樹
脂を、固有複屈折値が負の樹脂としてポリスチレンを使
用する場合の調整方法の例を示す。ポリスチレン及びノ
ルボルネン系樹脂の溶融軟化温度を各々Ts及びTnと
する。Ts<Tnであるので、ここでTnに近い温度で
ノルボルネン系樹脂及びポリスチレンからなる層を延伸
すると、ポリスチレン分子の配向緩和は速く該分子は殆
ど配向しないため複屈折を有さず、その結果、層はノル
ボルネン系樹脂が示す波長分散とほぼ等しくなる。延伸
温度を低くするにしたがって、ポリスチレン分子は配向
するようになり層は複屈折を有するようになる。ポリス
チレンは固有複屈折値が負であるので、層の正のレター
デーションは減少する。レターデーションの減少割合
は、ポリスチレンの波長分散のため、短波長側が大きく
レターデーション減少し、Re(450)<Re(55
0)<Re(650)の特性が得られる。
【0079】延伸温度を制御することで、可視光波長全
域にわたって、Re/λがほぼ1/4である、広帯域1
/4波長板として機能する広帯域1/4波長板を作製す
ることができる。単層構造の1/4波長板についても同
様の操作により適切な延伸温度を決定し、広帯域1/4
波長板として機能する広帯域1/4波長板を作製するこ
とができる。
【0080】[光源]本発明の液晶ディスプレイ用バッ
クライト装置において、光源は通常の液晶ディスプレイ
に使用されている光源を用いることができる。面光源型
の光源が好ましく、例えば、導光板または拡散板の側面
に光源を配置した構成が好ましい。
【0081】[反射板]本発明の液晶ディスプレイ用バ
ックライト装置において、反射板は通常の液晶ディスプ
レイに使用されている反射板を用いることができる。反
射板は、入射した円偏光成分を偏光変換して(右回りを
左回りに変換または左回りを右回りに変換して)反射す
る機能を有する。通常の鏡と同様の反射機能を有するも
のであれば広く使用することができる。
【0082】[コレステリック液晶層]本発明の液晶デ
ィスプレイ用バックライト装置において、コレステリッ
ク液晶層は、液晶性分子の螺旋(図1では右回りである
が、左回りでもよい)とは逆回り(図1では左回り)の
円偏光成分を透過し、液晶性分子の螺旋と同じ回りの円
偏光成分を反射する。但し、通常の反射と異なり、円偏
光成分の向きは変化しない。前記コレステリック液晶層
は380nm〜780nmの可視波長領域で選択反射を
示すものが好ましい。コレステリック液晶層の選択反射
は、最も古くから知られている液晶の光学的性質の一つ
であって、様々な文献に記載がある。選択反射中心波長
が異なる複数のコレステリック液晶層を設けることが好
ましい。液晶ディスプレイ用バックライト装置に用いる
コレステリック液晶層については、特開平8−1464
16号、同8−271731号、同10−319235
号および特表平10−513578号の各公報に記載が
あり、本発明にも適用できる。
【0083】本発明の液晶ディスプレイ用バックライト
装置は、種々の液晶ディスプレイに適用可能である。例
えば、TN(Twisted Nematic)、IPS(In Plane Sw
itching)、FLC(Ferroelectric Liquid crysta
l)、OCB(Optically Compensatory Bend)、STN
(Supper Twisted Nematic)、VA(Vertically Align
ed)、HAN(Hybrid Aligned Nematic)のような様々
な表示モードの液晶ディスプレイに有効である。
【0084】
【実施例】以下に本発明の実施例を説明するが、本発明
はこれらの実施例に限定されるものではない。
【0085】(実施例1):第一形態 −1/4波長板− 固有複屈折値が正の材料として、ノルボルネン系樹脂
(JSR社製;「アートンF」)16質量部と、固有複
屈折値が負の材料としてスチレンと無水マレイン酸の共
重合体(積水化学社製;「ダイラーク232」)9質量
部とを、トルエンに溶解し、塗布液(25質量%)を調
製した。
【0086】前記塗布液をガラス板上にドクターブレー
ドを用いて流延し、乾燥した後、剥離して厚み120μ
mである透明フィルムを形成した。この透明フィルムを
140℃で38%一軸延伸して1/4波長板を作製し
た。この1/4波長板について、レターデーション測定
器(王子計測社製、KOBRA 21DH)を用いて、
レタデーションRe値の波長分散を計測した。その結果
を図2に示した。図2に示すように、該1/4波長板
は、波長450nm、550nm及び650nmにおけ
るレターデーション値(Re(450)、Re(55
0)及びRe(650))は、Re(450)<Re
(550)<Re(650)の特性を満たし、広帯域1
/4波長板特性を示した。また、得られた透明フィルム
の光弾性率を、日本分光製「M−150」を用いて測定
したところ、8ブルースターであった。
【0087】−液晶ディスプレイ用バックライト装置の
作製− コレステリックピッチが厚み方向に連続的に変化し、波
長400nm〜700nmの光に対して選択反射を有す
るコレステリック液晶フィルムと、作製した広帯域1/
4波長板とを貼り合せ、さらに、該1/4波長板の裏面
(コレステリック液晶フィルムが貼合されてない面)に
は市販の液晶ディスプレイの面状光源及び反射板を、面
状光源を前記1/4波長板側にして貼り合わせ、液晶デ
ィスプレイ用バックライト装置を作製した。このバック
ライト装置について、波長400〜700nmにおい
て、垂直入射光に対する平均偏光度を測定したところ、
95%であった。また、光源の光の利用効率は、偏光板
を単独で使用した場合の1.58倍であった。
【0088】(比較例1)実施例1において使用したノ
ルボルネン系樹脂を単独で製膜し、透明フィルム(厚み
105μm)を形成し、この透明フィルムを110℃で
20%一軸延伸した以外は、実施例1と同様にして1/
4波長板を作製し、実施例1と同様にRe値の波長分散
を計測した。その結果を図2に示した。更に、得られた
1/4波長板を用い、実施例1と同様にして液晶ディス
プレイ用バックライト装置を作製し、波長400〜70
0nmにおいて、垂直入射光に対する偏光度を評価した
が、波長550nm近辺以外では、直線偏光は得られな
かった。また、光源の光の利用効率は、偏光板を単独で
使用した場合の1.2倍であった。
【0089】(比較例2)実施例1において使用したス
チレン/無水マレイン酸共重合体を単独で製膜し、透明
フィルム(厚み101μm)を形成し、この透明フィル
ムを110℃で20%一軸延伸した以外は、実施例2と
同様にして1/4波長板を作製し、実施例1と同様にR
e値の波長分散を計測した。その結果を図2に示した。
更に、得られた1/4波長板を用い、実施例1と同様に
して液晶ディスプレイ用バックライト装置を作製し、波
長400〜700nmにおいて、垂直入射光に対する偏
光度を評価したが、波長550nm近辺以外では、直線
偏光は得られなかった。また、光源の光の利用効率は、
偏光板を単独で使用した場合の1.2倍であった。
【0090】(実施例2):第二形態 以下に示すように、1/4波長板を作製したこと以外、
実施例1と同様にして、液晶ディスプレイ用バックライ
ト装置を作製した。得られたバックライト装置につい
て、波長400〜700nmにおいて、垂直入射光に対
する平均偏光度を測定したところ、96%であった。ま
た、光源の光の利用効率は、偏光板を単独で使用した場
合の1.6倍であった。
【0091】〔1/4波長板の作製〕共重合体として、
前記グラフト共重合体P−1を塩化メチレン溶液に溶解
して塗布溶液(25質量%)を調製した。前記塗布溶液
をガラス板上にドクターブレードを用いて流延し、乾燥
した後、剥離して厚み104μmである透明フィルムを
形成した。この透明フィルムを150℃で23%一軸延
伸して1/4波長板を得た。この1/4波長板につい
て、レターデーション測定器(王子計測社製、KOBR
A 21DH)を用いて、レターデーションRe値の波
長分散を計測した。その結果を図3に示した。図3に示
すように、該1/4波長板は、波長450nm、550
nm及び650nmにおけるレターデーション値(Re
(450)、Re(550)及びRe(650))は、
Re(450)<Re(550)<Re(650)の特
性を満たし、広帯域1/4波長板特性を示した。また、
得られた透明フィルムの光弾性率を、日本分光製「M−
150」を用いて測定したところ、8ブルースターであ
った。
【0092】(比較例3)実施例2において、共重合体
をポリノルボルネン(I)に代え、透明フィルムの厚み
を105μmとし、該透明フィルムを155℃で36%
一軸延伸した以外は、実施例2と同様にして1/4波長
板を作製し、実施例1と同様にRe値の波長分散を計測
した。その結果を図3に示した。更に、得られた1/4
波長板を用い、実施例1と同様にして液晶ディスプレイ
用バックライト装置を作製し、波長400〜700nm
において、垂直入射光に対する偏光度を評価したが、波
長550nm近辺以外では、直線偏光は得られなかっ
た。また、光源の光の利用効率は、偏光板を単独で使用
した場合の1.2倍であった。
【0093】(比較例4)実施例1において、前記共重
合体をスチレン/アクリロニトリル(80/20)に代
え、透明フィルムの厚みを97μmとし、該透明フィル
ムを110℃で17%一軸延伸した以外は、実施例2と
同様にして1/4波長板を作製し、実施例1と同様にR
e値の波長分散を計測した。その結果を図3に示した。
更に、得られた1/4波長板を用い、実施例1と同様に
して液晶ディスプレイ用バックライト装置を作製し、波
長400〜700nmにおいて、垂直入射光に対する偏
光度を評価したが、波長550nm近辺以外では、直線
偏光は得られなかった。また、光源の光の利用効率は、
偏光板を単独で使用した場合の1.16倍であった。
【0094】
【発明の効果】本発明によれば、可視光全域の広帯域で
λ/4を達成し得るλ/4波長板を備え、光源からの光
量の利用効率が良化され、かつ量産性、性能安定性にも
優れた液晶ディスプレイ用バックライト装置を提供する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の液晶ディスプレイ用バックライト装
置の機能を説明するのに用いた図面である。
【図2】 実施例1、比較例1及び2において製造した
1/4波長板の可視光域におけるレターデーションの波
長分散特性を示すグラフである。
【図3】 実施例2、比較例3及び4において製造した
1/4波長板の可視光域におけるレターデーションの波
長分散特性を示すグラフである。
【符号の説明】
RP …反射板 LS …光源 Ch …コレステリック液晶層
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G09F 9/00 324 G09F 9/00 336J 336 G02F 1/1335 530 Fターム(参考) 2H049 BA02 BA03 BA05 BA07 BA42 BA43 BB03 BB47 BB48 BB63 BC03 BC22 2H088 HA17 HA21 HA28 JA05 JA13 JA14 MA06 MA20 2H091 FA11X FA11Z FA14Z FA41Z HA07 HA10 HA11 LA18 LA30 5G435 AA00 AA17 BB12 BB15 EE27 FF05 GG00 KK05 KK07

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 反射板、光源、コレステリック液晶層及
    び1/4波長板がこの順に配置された液晶ディスプレイ
    用バックライト装置であって、 前記1/4波長板が、単一層からなり、かつ波長450
    nm、550nm及び650nmにおけるレターデーシ
    ョン値(Re(λ))をそれぞれRe(450)、Re
    (550)及びRe(650)としたとき、Re(45
    0)<Re(550)<Re(650)の特性を有する
    ことを特徴とする液晶ディスプレイ用バックライト装
    置。
  2. 【請求項2】 1/4波長板の波長450nm、550
    nm及び650nmにおける「Re(λ)/波長λ」の値
    が、それぞれ0.2〜0.3である請求項1に記載の液
    晶ディスプレイ用バックライト装置。
  3. 【請求項3】 1/4波長板が、固有複屈折値が正であ
    る材料の少なくとも一種と、固有複屈折値が負である材
    料の少なくとも一種とを含む混合材料からなる請求項1
    又は2に記載の液晶ディスプレイ用バックライト装置。
  4. 【請求項4】 固有複屈折値が正である材料が、ノルボ
    ルネン系樹脂である請求項3に記載の液晶ディスプレイ
    用バックライト装置。
  5. 【請求項5】 固有複屈折値が負である材料が、スチレ
    ン系樹脂である請求項3又は4に記載の液晶ディスプレ
    イ用バックライト装置。
  6. 【請求項6】 1/4波長板が、共重合体を含む組成物
    からなり、該共重合体が、一軸性の配向規則を与えた場
    合に、固有複屈折が正の一軸性を示す鎖状部位と、固有
    複屈折が負の一軸性を示す鎖状部位とを有する請求項1
    又は2に記載の液晶ディスプレイ用バックライト装置。
  7. 【請求項7】 共重合体が、主鎖及び該主鎖に側鎖とし
    て結合するグラフト鎖を有するグラフト共重合体であっ
    て、前記主鎖及びグラフト鎖の一方が固有複屈折が正の
    一軸性を示す鎖状部位であり、他方が固有複屈折が負の
    一軸性を示す鎖状部位である請求項6に記載の液晶ディ
    スプレイ用バックライト装置。
  8. 【請求項8】 主鎖が正の一軸性を示す鎖状部位であ
    り、グラフト鎖が負の一軸性を示す鎖状部位である請求
    項7に記載の液晶ディスプレイ用バックライト装置。
  9. 【請求項9】 正の一軸性を示す鎖状部位が、ノルボル
    ネン系鎖である請求項6から8のいずれかに記載の液晶
    ディスプレイ用バックライト装置。
  10. 【請求項10】 負の一軸性を示す鎖状部位が、スチレ
    ン系鎖である請求項6から9のいずれかに記載の液晶デ
    ィスプレイ用バックライト装置。
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