JP2003057635A - 液晶表示装置およびその製造方法 - Google Patents

液晶表示装置およびその製造方法

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Keiichi Taguchi
慶一 田口
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Abstract

(57)【要約】 【課題】ベンド配向セルやHANモードに用いられる偏
光板及びλ/4板の得率及び生産性を上げ、廃棄物を減
少させ、薄膜化させた液晶表示装置、更にはロール状の
λ/4板とロール状の直線偏光膜とを積層する際に、積
層角度がずれることにより生じる光漏れが改善された液
晶表示装置とその製造方法を提供する。 【解決手段】一対の表面に配向膜を有する透明電極付き
基板の間に、ネマチック液晶の層が封入されてなる液晶
セルと、ポリマーフィルムからなるλ/4板と、偏光板
とからなり、ネマチック液晶の配向ベクトルの基板に対
する角度が液晶セルに付与される電圧の変化により変化
する反射型液晶表示装置において、該λ/4板および該
偏光板が、ロール状のλ/4板と吸収軸が長手方向に対
し45°傾斜しているロール状偏光板とが貼り合わせら
れて一体化されたロールから打ち抜かれて形成されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、反射型液晶表示装
置、特にベンド配向の形成が可能な液晶セルを有する液
晶表示装置に関する。更には、偏光板の吸収軸が長手方
向に対し傾斜しているロール状偏光板を用いた反射型液
晶表示装置およびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】日本語ワードプロセッサやディスクトッ
プパソコン等のOA機器の表示装置の主流であるCRT
は、薄型軽量、低消費電力という大きな利点をもった液
晶表示装置に置き替わってきている。現在普及している
液晶表示装置(以下LCDと称す)の多くは、ねじれネ
マティック液晶を用いている。このような液晶を用いた
表示方式としては、複屈折モードと旋光モードとの2つ
の方式に大別できる。
【0003】複屈折モードを用いたLCDは、液晶分子
配列がねじれ角90°を超えるねじれを示すもので、急
崚な電気光学特性をもつため、能動素子(薄膜トランジ
スタやダイオード)が無くても単純なマトリクス状の電
極構造でも時分割駆動により大容量の表示が得られる。
しかし、応答速度が遅く(数百ミリ秒)、諧調表示が困
難という欠点を持ち、能動素子を用いた液晶表示装置
(TFT−LCDやMIM−LCDなど)の表示性能を
越えるまでにはいたらない。
【0004】TFT−LCDやMIM−LCDには、液
晶分子の配列状態が90°ねじれる旋光モードの表示方
式(TN型液晶表示装置)が用いられている。この表示
方式は、応答速度が数+ミリ秒程度であり、高い表示コ
ントラストを示すことから他の方式のLCDと比較して
最も有力な方式である。しかし、ねじれネマティック液
晶を用いているために、表示方式の原理上、見る方向に
よって表示色や表示コントラストが変化するといった視
角特性上の問題があり、CRTの表示性能を越えるまで
にはいたらない。
【0005】図1に、TN型液晶表示装置用の液晶セル
の拡大断面図を示す。この液晶セルは、透明電極を有す
る基板14a、14bの間に形成された同一平面で非対
称のディレクタ領域(場)12(液晶層を構成する)を
有する。基板と接しているディレクタ(即ち配向ベクト
ル;液晶分子の配向方向を示す(一般に長軸方向の)単
位ベクトル)を、表面接触ディレクタ16と呼ぶ。他の
どのディレクタも、バルクディレクタ13と呼ぶ。液晶
セル11の各位置における複屈折と光透過の程度は、光
線と光線が進む付近のディレクタとの角度の関数であ
る。最小の複屈折は、光線が付近のディレクタに対して
平行に進む時に発生し、一方、最大の複屈折は、光線が
付近のディレクタに垂直に進む時に発生する。例えば、
液晶セル11を角度15で通過する光線18は、光線1
8の方向が大多数のディレクタ13及び16とある程度
平行の関係にあるので、最小の有効複屈折を示す。しか
しながら、液晶セル11を反対側の角度15で通過する
光線17は、光線17の方向が大多数のディレクタ13
及び16とほぼ非平行の関係にあるので、最大の有効複
屈折を示す。
【0006】複屈折の増加は当然レターデーションの増
加を与えるので、液晶表示装置の視角に依存する表示画
像の色やコントラストの変化が発生する。
【0007】上記の視角特性を改善する(視野角を拡大
する)ため、位相差膜(光学補償シート)を偏光板とT
N−液晶セルとの間に設置することが考えられ、これま
でにも、種々の光学補償シートが提案されている。光学
補償シートの設置は、ある程度視野角の拡大をもたらし
たが、CRT代替を検討するほどの広い視野角は実現し
ていない。
【0008】最近、本質的に視野角の拡大が可能な液晶
セルが、提案されていた(例、特開平7−84254号
公報、フラットパネルディスプレー(150〜154
頁、1995)及び米国特許第5410422号明細
書)。上記液晶セルは、ベンド配向可能な液晶を有し、
対称のセルである。図2に、上記液晶セルの拡大断面図
を示す。この液晶セルは、透明電極を有する基板24
a、24bの間に形成された「自己補償」ディレクタ領
域(場)22a、22b(液晶層を構成する)を有す
る。この二つのディレクタ領域は、透明電極を有する基
板24a、24bの途中の中心線23に関して対称に配
置されている。ディレクタ領域(場)22a、22b
は、表面接触ディレクタ26a、26bと、バルクディ
レクタ28a、28bを、それぞれ有する。例えば、透
明電極を有する基板24a、24bが、自己補償ディレ
クタ領域22a、22bを維持する電圧を受けており、
この状態で、液晶セル21を角度29で通過する光線2
7は、ディレクタ領域22aでは、光線27の方向が大
多数のディレクタ26a及び28aとある程度平行の関
係にあるので、このディレクタ領域22aでは最小の有
効複屈折(即ち、最小のレターデーション)を示し、そ
して、光線27は、ディレクタ領域22bでは光線27
の方向が大多数のディレクタ26b及び28bとほぼ非
平行の関係にあるので、この領域22bでは最小の有効
複屈折(即ち、最小のレターデーション)を示す。従っ
て、液晶セル21を角度29で通過する光線27につい
ては、有効複屈折はディレクタ領域22aでは小さくな
っているが、ディレクタ領域22bでは大きくなってい
る。従って、全体の有効複屈折は、光の入射角度が変化
しても、その変化は少ない。また、液晶セル21を反対
側の角度29で通過する光線20についても、光線27
と同様な効果が得られる。
【0009】前述のように、ベンド配向を形成すること
ができる液晶を用いた液晶セル(以下、ベンド配向セル
とも言う)は、対称セルであり、本質的に拡大した視野
角を示す。しかしながら、上記複屈折は補償しなければ
ならず、前記のフラットパネルディスプレー(150〜
154頁、1995)及び米国特許第5410422号
明細書には、負の複屈折補償板あるいは二軸延伸ポリマ
ーフィルムの使用が記載されている。
【0010】さらに、第42回春の応用物理学会(29
a−SZC−20、1995年)に見られるように、こ
の考え方を反射型LCDに応用したHANモード(Hybri
d-aligned-nematic mode) の液晶セルが提案されてい
る。即ち、このHANモード液晶セルは、上記ベンド配
向セルの上側(即ち、ディレクタ領域22a)を利用し
ている。図3に、上記HANモード液晶セルの拡大断面
図を示す。ディレクタ領域32は、透明電極を有する基
板33a、33bの間に形成されている。ディレクタ領
域32は、表面接触ディレクタ36とバルクディレクタ
38を有する。液晶セル31を角度35で通過する光線
34は、大多数のディレクタ36及び38とほぼ非平行
の関係にあるので、最大の有効複屈折を示し、そして、
基板33bで反射した光線35は、大多数のディレクタ
36及び38とある程度平行の関係にあるのでより低い
複屈折を示す。光線34と反射した光線34により得ら
れる有効負屈折は、上記ベンド液晶セルにおけるのと同
様なものである。
【0011】このようなHANモード液晶セルには、λ
/4板と偏光膜と組み合わせて使用する場合が多い。λ
/4板と偏光膜とを、λ/4板の面内の遅相軸と偏光膜
の透過軸との角度が実質的に45゜になるように傾けて
貼り合わされている。このため、λ/4板もしくは偏光
板のどちらかを、ロール状態から45°方向に打ち抜
き、貼り合せる必要がある。しかしながら45゜方向に
打ち抜いたときには、ロールの端付近で使用できない部
分が発生し、特に大サイズのでは、得率が小さくなると
いう問題があった。また、廃棄物が増えると言う問題が
あった。更に、貼り合せる際、偏光板とλ/4板をパネ
ル毎に貼り合わせる必要があり、煩雑であった。また、
偏光板の保護膜は、通常40〜80μmの厚みがあり、
λ/4板と貼り合わせた際の厚みは200μm以上とな
りかなりの厚みを有していた。更に、複数のフイルム
を、角度を厳密に調整しながら積層する製造工程が必要
で、角度がずれることにより光漏れが生じ、黒部の色表
示が黄もしくは青になる現象があった。
【0012】従来から、フィルム搬送方法に対しポリマ
ーの配向軸を所望の角度傾斜させる方法がいくつか提案
されている。特開2000−9912号公報において、
プラスチックフィルムを横または縦に一軸延伸しつつ、
その延伸方向の左右を異なる速度で前期延伸方向とは相
違する縦または横方向に引っ張り延伸して、配向軸を前
記一軸延伸方向に対し傾斜させることが提案されてい
る。また、特開平3−182701号公報において、連
続フィルムの左右両耳端に走行方向とθの角度をなす左
右対のフィルム保持ポイントを複数対有し、フィルムの
走行につれて、各々の対ポイントがθの方向に延伸でき
る機構により、フィルムの走行方向に対し任意の角度θ
の延伸軸を有するフィルムを製造する方法が提案されて
いる。更に、特開平2−113920公報において、フ
ィルムの両端部を、所定走行区間内におけるチャックの
走行距離が異なるようにように配置されたテンターレー
ル上を走行する2列のチャック間に把持して走行させる
ことによりフィルムの長さ方向と斜交する方向に延伸す
る製造方法が提案されている。しかしながら、これらの
方法では、左右で搬送速度差をつけねばならず、これに
起因するツレシワ、フィルム寄りが発生し、偏光板には
不都合であり、更に望ましい傾斜角度(45゜)を得る
ことが困難であった。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】本発明者は、反射型液
晶表示装置、特にベンド配向セル、中でもHANモード
セルと組み合わせて用いられる偏光板とλ/4板につい
て、それぞれ打ち抜き、45°傾けて貼り合せる無駄を
省けないか検討してきた。その結果、偏光板の吸収軸を
傾け、ロール形態どうしでλ/4と貼り合せられること
により上記問題が解決できることが分った。本発明の目
的は、反射型液晶表示装置、特にベンド配向セル、中で
もHANモードに用いられる偏光板及びλ/4板の得
率、生産性を上げ、廃棄物を減少させ、薄膜化させた液
晶表示装置を提供することにある。本発明の他の目的
は、ロール状のλ/4板とロール状の直線偏光膜とを積
層するさいに、積層角度がずれることにより生じる光漏
れが改善された液晶表示装置を提供することにある。本
発明の他の目的は、上記液晶表示装置の製造方法を提供
することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、以
下の液晶表示装置およびその製造方法により達成され
る。 1.一対の表面に配向膜を有する透明電極付き基板の間
に、少なくともネマチック液晶の層が封入されてなる液
晶セルと、一枚以上のポリマーフィルムからなるλ/4
板と、偏光板とが設けられており、且つネマチック液晶
の配向ベクトルの基板に対する角度が液晶セルに付与さ
れる電圧の変化により変化する反射型液晶表示装置にお
いて、該λ/4板および該偏光板が、ロール状のλ/4
板と吸収軸が長手方向に対し45°傾斜しているロール
状偏光板とが貼り合わせられて一体化されたロールから
打ち抜いたものであることを特徴とする液晶表示装置。 2.一対の表面に配向膜を有する透明電極付き基板の間
に、少なくともネマチック液晶の層が封入されてなる液
晶セルと、一枚以上のポリマーフィルムからなるλ/4
板と、偏光板とが設けられており、そしてネマチック液
晶の層がベンド配向を示すものであり、且つネマチック
液晶の配向ベクトルの基板に対する角度が液晶セルに付
与される電圧の変化により変化する反射型液晶表示装置
において、該λ/4板および該偏光板が、ロール状のλ
/4板と吸収軸が長手方向に対し45°傾斜しているロ
ール状偏光板とが貼り合わせられて一体化されたロール
から打ち抜いたものであることを特徴とする液晶表示装
置。 3.ロール状偏光板が、偏光膜の少なくとも片面に保護
膜が貼り合わせられており、保護膜の遅相軸と偏光膜の
吸収軸との角度が実質的に45゜であることを特徴とす
る偏光板である上記1または2に記載の液晶表示装置。 4.ロール状偏光板が、連続的に供給されるポリビニル
アルコールフィルムの両端を保持手段により保持し、該
保持手段をフィルムの長手方向に進行させつつ張力を付
与して延伸して作成されたものであることを特徴とする
上記1〜3のいずれかに記載の液晶表示装置。 5.ロール状偏光板が、連続的に供給されるポリビニル
アルコールフィルムの一方端の実質的な保持開始点から
実質的な保持解除点までの保持手段の軌跡L1及び該ポ
リビニルアルコールフィルムのもう一端の実質的な保持
開始点から実質的な保持解除点までの保持手段の軌跡L
2と、二つの実質的な保持解除点の距離Wが、下記式
(1)を満たし、かつ該ポリビニルアルコールフィルム
の支持性を保ち、該ポリビニルアルコールフィルムを揮
発分率が5%以上の雰囲気下で延伸し、その後収縮させ
揮発分率を低下させて作成されたものであることを特徴
とする上記4に記載の液晶表示装置。 式(1):|L2−L1|>0.4W 6.ロール状偏光板が、ポリビニルアルコールフィルム
を揮発分率が10%以上の雰囲気下で2〜10倍に一旦
延伸した後、10%以上収縮させることにより作成さ
れ、かつ作成された偏光板のフィルム長手方向と透過軸
方向の傾斜角が45゜であることを特徴とする上記5に
記載の液晶表示装置。 7.液晶セルと偏光板との間に光学補償層が設けられて
いることを特徴とする上記1〜6のいずれかに記載の液
晶表示装置。 8.反射防止層が設けられていることを特徴とする上記
1〜7のいずれかに記載の液晶表示装置。 9.一対の表面に配向膜を有する透明電極付き基板の間
に、少なくともネマチック液晶の層が封入されてなる液
晶セルと、一枚以上のポリマーフィルムからなるλ/4
板と、偏光板とからなり、且つネマチック液晶の配向ベ
クトルの基板に対する角度が、液晶セルに付与される電
圧の変化により変化する反射型液晶表示装置の製造方法
において、ロール状のλ/4板と吸収軸が長手方向に対
し45°傾斜しているロール状偏光板とが貼り合わせら
れて一体化したロールから、λ/4板と該偏光板との一
体チップを打ち抜き、該チップのλ/4板側の面と該液
晶セルとを貼り合わせることを特徴とする液晶表示装置
の製造方法。
【0015】
【発明の実施の形態】以下本発明をさらに詳細に説明す
る。 <液晶セル>液晶セルは、一般に一対の表面に配向膜が
形成された透明電極を有する基板、そしてその基板間に
封入されたネマチック液晶の層からなる。ベンド配向セ
ルでは、一般に電圧が付与された液晶セル内でベンド配
向をすることができる液晶を使用する。そしてネマチッ
ク液晶の配向ベクトルの基板に対する角度が、液晶セル
に付与される電圧の変化により変化する。通常、ネマチ
ック液晶の配向ベクトルの基板に対する角度が、液晶セ
ルに付与される電圧の増加により増加し、複屈折が低下
する。この複屈折の変化により画像が与えられる。
【0016】本発明のHANモード反射型LCDに使用
されるネマチック液晶は、一般に電圧付与によりハイブ
リッド配列を形成することができる液晶である。HAN
モードは、すでに液晶表示装置の分野において良く知ら
れている。HANモードセルは、図3に示すように、下
側基板がベンド配向セルの中心線の位置に配置された構
造である。そして下側基板の配向膜は、ネマチック液晶
をホメオトロピック配向させることができる層である。
そのような配向膜の例としては、無機蒸着膜、界面活性
剤の層、有機シランの層等を挙げることができる。
【0017】<偏光板>吸収軸が長手方向に対し45°
傾斜しているロール状偏光板について説明する。図4お
よび図5に、ポリマーフィルムを斜め延伸する方法の例
が、概略平面図として示されている。延伸方法は、
(a)で示される原反フィルムを矢印(イ)方向に導入
する工程、(b)で示される幅方向延伸工程、及び
(c)で示される延伸フィルムを次工程、即ち(ロ)方
向に送る工程を含む。以下「延伸工程」と称するとき
は、これらの(a)〜(c)工程を含んで、延伸方法を
行うための工程全体を指す。フィルムは(イ)の方向か
ら連続的に導入され、上流側から見て左側の保持手段に
B1点で初めて保持される。この時点ではいま一方のフ
ィルム端は保持されておらず、幅方向に張力は発生しな
い。つまり、B1点は実質的な保持開始点(以下、「実
質保持開始点」という)には相当しない。実質保持開始
点は、フィルム両端が初めて保持される点で定義され
る。実質保持開始点は、より下流側の保持開始点A1
と、A1から導入側フィルムの中心線51(図4)また
は61(図5)に略垂直に引いた直線が、反対側の保持
手段の軌跡53(図4)または63(図5)と交わる点
C1の2点で示される。この点を起点とし、両端の保持
手段を実質的に等速度で搬送すると、単位時間ごとにA
1はA2,A3…Anと移動し、C1は同様にC2,C
3…Cnに移動する。つまり同時点に基準となる保持手
段が通過する点AnとCnを結ぶ直線が、その時点での
延伸方向となる。
【0018】この方法では、図4、図5のようにAnは
Cnに対し次第に遅れてゆくため、延伸方向は、搬送方
向垂直から徐々に傾斜していく。本発明の実質的な保持
解除点(以下、「実質保持解除点」という)は、より上
流で保持手段から離脱するCx点と、Cxから次工程へ
送られるフィルムの中心線52(図4)または62(図
5)に略垂直に引いた直線が、反対側の保持手段の軌跡
54(図4)または64(図5)と交わる点Ayの2点
で定義される。最終的なフィルムの延伸方向の角度は、
実質的な延伸工程の終点(実質保持解除点)での左右保
持手段の行程差Ay−Ax(すなわち|L1−L2|)
と、実質保持解除点の距離W(CxとAyの距離)との
比率で決まる。従って、延伸方向が次工程への搬送方向
に対しなす傾斜角θは tanθ=W/( Ay−Ax)、即ち、 tanθ=W/|L1−L2| を満たす角度である。図4及び図5の上側のフィルム端
は、Ay点の後も58(図4)または68(図5)まで
保持されるが、もう一端が保持されていないため新たな
幅方向延伸は発生せず、58および68は本発明の実質
保持解除点ではない。
【0019】以上のように、フィルムの両端にある実質
保持開始点は、左右各々の保持手段への単純な噛み込み
点ではない。二つの実質保持開始点は、上記で定義した
ことをより厳密に記述すれば、左右いずれかの保持点と
他の保持点とを結ぶ直線がフィルムを保持する工程に導
入されるフィルムの中心線と略直交している点であり、
かつこれらの二つの保持点が最も上流に位置するものと
して定義される。同様に、二つの実質保持解除点は、左
右いずれかの保持点と他の保持点とを結ぶ直線が、次工
程に送りだされるフィルムの中心線と略直交している点
であり、しかもこれら二つの保持点が最も下流に位置す
るものとして定義される。ここで、略直交とは、フィル
ムの中心線と左右の実質保持開始点、あるいは実質保持
解除点を結ぶ直線が、90±0.5゜であることを意味
する。
【0020】テンター方式の延伸機を用いて本発明のよ
うに左右の行程差を付けようとする場合、レール長など
の機械的制約により、しばしば保持手段への噛み込み点
と実質保持開始点に大きなずれが生じたり、保持手段か
らの離脱点と実質保持解除点に大きなずれが生ずること
があるが、上記定義する実質保持開始点と実質保持解除
点間の工程が式(1)の関係を満たしていれば目的は達
成される。
【0021】上記において、得られる延伸フィルムにお
ける配向軸の傾斜角度は、(c)工程の出口幅Wと、左
右の二つの実質的保持手段の行程差|L1−L2|の比
率で制御、調整することができる。本発明に用いられる
偏光膜では、長手方向に対し45゜配向したフィルムが
求められる。この場合、45゜に近い配向角を得るため
に、下記式(2)を満たすことが好ましく、 式(2) 0.9W<|L1−L2|<1.1W さらに好ましくは、下記式(3)を満たすことが好まし
い。 式(3) 0.97W<|L1−L2|<1.03W
【0022】具体的な延伸工程の構造は、式(1)を満
たす限り、図4〜9に例示するように、設備コスト、生
産性を考慮して任意に設計できる。
【0023】延伸工程へのフィルム導入方向(イ)と、
次工程へのフィルム搬送方向(ロ)のなす角度は、任意
の数値が可能であるが、延伸前後の工程を含めた設備の
総設置面積を最小にする観点からは、この角度は小さい
方がよく、3゜以内が好ましく、0.5゜以内がさらに
好ましい。例えば図4、図7に例示するような構造で、
この値を達成することができる。このようにフィルム進
行方向が実質的に変わらない方法では、保持手段の幅を
拡大するのみでは、本発明で用いられる偏光膜として好
ましい長手方向に対して45゜の配向角を得るのは困難
である。そこで、図4の如く、一旦延伸した後、収縮さ
せる工程を設けることで、|L1−L2|を大きくする
ことができる。延伸率は1.1〜10.0倍が望まし
く、より望ましくは2〜10倍であり、その後の収縮率
は10%以上が望ましい。また、図7に示すように、延
伸−収縮を複数回繰り返すことも、|L1−L2|を大
きくできるため好ましい。
【0024】また、延伸工程の設備コストを最小に抑え
る観点からは、保持手段の軌跡の屈曲回数、屈曲角度は
小さい程良い。この観点からは、図5、図6、図8に例
示する如くフィルム両端を保持する工程の出口における
フィルムの進行方向と、フィルムの実質延伸方向のなす
角が、20〜70゜傾斜するようにフィルム進行方向を
フィルム両端を保持させた状態で屈曲させることが好ま
しい。
【0025】両端を保持しつつ張力を付与しフィルムを
延伸する装置としては、いわゆる図4〜図8のようなテ
ンター装置が好ましい。また、従来型の2次元的なテン
ターの他に、図9のように螺旋状に両端の把持手段に行
路差を付ける延伸工程を用いることもできる。
【0026】テンター型の延伸機の場合、クリップが固
定されたチェーンがレールに沿って進む構造が多いが、
左右不均等な延伸方法をとると、結果的に図1及び2に
例示される如く、工程入口、出口でレールの終端がず
れ、左右同時に噛み込み、離脱をしなくなることがあ
る。この場合、実質工程長L1,L2は、上に述べたよ
うに単純な噛み込み−離脱間の距離ではなく、既に述べ
たように、あくまでフィルムの両端を保持手段が保持し
ている部分の行程長である。
【0027】延伸工程出口でフィルムの左右に進行速度
差があると、延伸工程出口におけるシワ、寄りが発生す
るため、左右のフィルム把持手段の搬送速度差は、実質
的に同速度であることが求められる。速度差は好ましく
は1%以下であり、さらに好ましくは0.5%未満であ
り、最も好ましくは0.05%未満である。ここで述べ
る速度とは、毎分当たりに左右各々の保持手段が進む軌
跡の長さのことである。一般的なテンター延伸機等で
は、チェーンを駆動するスプロケット歯の周期、駆動モ
ータの周波数等に応じ、秒以下のオーダーで発生する速
度ムラがあり、しばしば数%のムラを生ずるが、これら
はここで述べた速度差には該当しない。
【0028】また、左右の行程差が生じるに従って,フ
ィルムにシワ、寄りが発生する。この問題を解決するた
めに、本発明では、ポリマーフィルムの支持性を保ち、
揮発分率が5%以上の状態を存在させて延伸、その後収
縮させ揮発分率を低下させることを特徴としている。揮
発分を含有させる方法としては、フィルムをキャストし
溶剤・水を含有させる、延伸前に溶剤・水などに浸漬・
塗布・噴霧する、延伸中に溶剤・水を塗布することなど
が上げられる。ポリビニルアルコールなどの親水性ポリ
マーフィルムは、高温高湿雰囲気下で水を含有するの
で、高湿雰囲気下で調湿後延伸、もしくは高湿条件下で
延伸することにより揮発分を含有させることができる。
これらの方法以外でも、ポリマーフィルムの揮発分を5
%以上にさせることができれば、いかなる手段を用いて
も良い。
【0029】好ましい揮発分率は、ポリマーフィルムの
種類によって異なる。揮発分率の最大は、ポリマーフィ
ルムの支持性を保つ限り可能である。ポリビニルアルコ
ールでは揮発分率として10%〜100%が好ましい。
セルロースアシレートでは、10%〜200%が好まし
い。
【0030】また、延伸ポリマーフィルムの収縮は、延
伸時・延伸後のいずれの工程でも行って良い。フィルム
を収縮させる手段としては、温度を掛けることにより、
揮発分を除去する方法などが挙げられるが、フィルムを
収縮させればいかなる手段を用いても良い。
【0031】このように、(i)少なくともフィルム幅
方向に1.1〜20.0倍に延伸し、(ii)フィルム両
端の保持装置の長手方向進行速度差を1%以下とし、
(iii)フィルム両端を保持する工程の出口におけるフ
ィルムの進行方向とフィルムの実質的延伸方向のなす角
が、20〜70゜傾斜するようにフィルム進行方向をフ
ィルム両端を保持させた状態で屈曲させ、(iv)ポリマ
ーフィルムの支持性を保ち、揮発分率が5%以上の状態
を存在させて延伸、その後収縮させ揮発分率を低下させ
る、ことからなる延伸方法は、本発明で用いられる好ま
しい態様である。
【0032】保持手段の軌跡を規制するレールには、し
ばしば大きい屈曲率が求められる。急激な屈曲によるフ
ィルム把持手段同士の干渉、あるいは局所的な応力集中
を避ける目的から、屈曲部では把持手段の軌跡が円弧を
描くようにすることが望ましい。
【0033】延伸前のフィルムの厚味は特に限定されな
いが、フィルム保持の安定性、延伸の均質性の観点か
ら、1μm〜1mmが好ましく、20〜200μmが特
に好ましい。
【0034】吸収軸の傾斜角度が長手方向に対し40〜
50゜である偏光膜は、本発明用偏光板として好ましく
用いられる。さらに好ましくは44〜46゜である。
【0035】延伸の対象とするポリマーフィルムに関し
ては特に制限はないが、偏光膜用に用いられることか
ら、PVAが最も好ましい。PVAは、通常、ポリ酢酸
ビニルをケン化したものであるが、例えば不飽和カルボ
ン酸、不飽和スルホン酸、オレフィン類、ビニルエーテ
ル類のように酢酸ビニルと共重合可能な成分を含有して
も構わない。また、アセトアセチル基、スルホン酸基、
カルボキシル基、オキシアルキレン基等を含有する変性
PVAも用いることができる。
【0036】PVAのケン化度は特に限定されないが、
溶解性等の観点から80〜100mol%が好ましく、
90〜100mol%が特に好ましい。またPVAの重
合度は特に限定されないが、1000〜10000が好
ましく、1500〜5000が特に好ましい。
【0037】PVAを染色して偏光膜が得られるが、染
色工程は気相または液相吸着により行われる。液相で行
う場合の例として、ヨウ素を用いる場合には、ヨウ素−
ヨウ化カリウム水溶液にPVAフィルムを浸漬させて行
われる。ヨウ素は0.1〜20g/l、ヨウ化カリウム
は1〜100g/l、ヨウ素とヨウ化カリウムの重量比
は1〜100が好ましい。染色時間は30〜5000秒
が好ましく、液温度は5〜50℃が好ましい。染色方法
としては浸漬だけでなく、ヨウ素あるいは染料溶液の塗
布あるいは噴霧等、任意の手段が可能である。染色工程
は、本発明の延伸工程の前後いずれに置いても良いが、
適度に膜が膨潤され延伸が容易になることから、延伸工
程前に液相で染色することが特に好ましい。
【0038】ヨウ素の他に二色性色素で染色することも
好ましい。二色性色素の具体例としては、例えばアゾ系
色素、スチルベン系色素、ピラゾロン系色素、トリフェ
ニルメタン系色素、キノリン系色素、オキサジン系色
素、チアジン系色素、アントラキノン系色素等の色素系
化合物をあげることができる。水溶性のものが好ましい
が、この限りではない。又、これらの二色性分子にスル
ホン酸基、アミノ基、水酸基などの親水性置換基が導入
されていることが好ましい。二色性分子の具体例として
は、例えばシー.アイ.ダイレクト.イエロー12、シ
ー.アイ.ダイレクト.オレンジ39、シー.アイ.ダ
イレクト.オレンジ72、シー.アイ.ダイレクト.レ
ッド 39、シー.アイ.ダイレクト.レッド79、シ
ー.アイ.ダイレクト.レッド 81、シー.アイ.ダ
イレクト.レッド 83、シー.アイ.ダイレクト.レ
ッド 89 、シー.アイ.ダイレクト.バイオレット
48、シー.アイ.ダイレクト.ブルー 67、シ
ー.アイ.ダイレクト.ブルー90、シー.アイ.ダイ
レクト.グリーン 59、シー.アイ.アシッド.レッ
ド 37等が挙げられ、さらに特開平1−161202
号、特開平1−172906号、特開平1−17290
7号、特開平1−183602号、特開平1−2481
05号、特開平1−265205号、特開平7−261
024号、の各公報記載の色素等が挙げられる。これら
の二色性分子は遊離酸、あるいはアルカリ金属塩、アン
モニウム塩、アミン類の塩として用いられる。これらの
二色性分子は2種以上を配合することにより、各種の色
相を有する偏光子を製造することができる。偏光素子ま
たは偏光板として偏光軸を直交させた時に黒色を呈する
化合物(色素)や黒色を呈するように各種の二色性分子
を配合したものが単板透過率、偏光率とも優れており好
ましい。
【0039】PVAを延伸して偏光膜を製造する過程で
は、PVAに架橋させる添加物を用いることが好まし
い。特に本発明の斜め延伸法を用いる場合、延伸工程出
口でPVAが十分に硬膜されていないと、工程のテンシ
ョンでPVAの配向方向がずれてしまうことがあるた
め、延伸前工程あるいは延伸工程で架橋剤溶液に浸漬、
または溶液を塗布して架橋剤を含ませるのが好ましい。
架橋剤としては、米国再発行特許第232897号に記
載のものが使用できるが、ホウ酸類が最も好ましく用い
られる。
【0040】また、PVA,ポリ塩化ビニルを脱水、脱
塩素することによりポリエン構造をつくり、共役二重結
合により偏光を得るいわゆるポリビニレン系偏光膜の製
造にも、この延伸法は好ましく用いることができる。
【0041】本発明で製造された偏光膜は、両面あるい
は片面に保護膜を貼り付けて偏光板として用いられる。
保護膜の種類は特に限定されず、セルロースアセテー
ト、セルロースアセテートブチレート、セルロースプロ
ピオネート等のセルロースエステル類、ポリカーボネー
ト、ポリオレフィン、ポリスチレン、ポリエステル等を
用いることができるが、保護フィルムのレターデーショ
ン値が一定値以上であると、偏光軸と保護フィルムの配
向軸が斜めにずれているため、直線偏光が楕円偏光に変
化し、好ましくない。このため保護フィルムのレターデ
ーションは低いことが好ましい。例えば、632.8n
mにおいて10nm以下が好ましく、5nm以下がさら
に好ましい。このような低レターデーションを得るため
には、保護フィルムとして使用するポリマーはセルロー
ストリアセテートが特に好ましい。また、ゼオネック
ス、ゼオノア(共に日本ゼオン(株)製)、ARTON
(JSR(株)製)のようなポリオレフィン類も好まし
く用いられる。その他、例えば特開平8−110402
号公報あるいは特開平11−293116号公報に記載
されているような非複屈折性光学樹脂材料が挙げられ
る。保護膜の遅相軸と偏光膜の吸収軸との角度は、実質
的に45°であることが好ましい。
【0042】偏光膜と保護層との接着剤は特に限定され
ないが、PVA系樹脂(アセトアセチル基、スルホン酸
基、カルボキシル基、オキシアルキレン基等の変性PV
Aを含む)やホウ素化合物水溶液等が挙げられ、中でも
PVA系樹脂が好ましい。接着剤層厚みは乾燥後に0.
01〜10μmが好ましく、0.05〜5μmが特に好
ましい。
【0043】本発明の偏光板は、液晶表示装置のコント
ラストを高める観点から、透過率は高い方が好ましく、
偏光度は高い方が好ましい。透過率は好ましくは550
nmで30%以上が好ましく、40%以上がさらに好ま
しい。偏光度は550nmで95.0%以上が好まし
く、99%以上がさらに好ましく、特に好ましくは9
9.9%以上である。
【0044】<λ/4板>本発明に用いられるλ/4板
は、少なくとも波長590nmで測定したレターデーシ
ョン値(Re590)が120〜160nmである必要
があり、単枚もしくは複数枚で構成されていても良い。
好ましくは、広い波長領域でλ/4が達成され、単枚
で、ロール状のポリマーフィルムであることが好まし
い。
【0045】具体的には、特開平5−27118号およ
び同5−27119号の各公報記載の、レターデーショ
ンが大きい複屈折性フイルムと、レターデーションが小
さい複屈折率フイルムとを、それらの光軸が直交するよ
うに積層させた位相差板で、二枚のフイルムのレターデ
ーションの差が可視光域の全体にわたりλ/4であれ
ば、位相差板は理論的には、可視光域の全体にわたりλ
/4板として機能する。また、特開平10−68816
号公報に、特定波長においてλ/4となっているポリマ
ーフィルムと、それと同一材料からなり同じ波長におい
てλ/2となっているポリマーフィルムとを積層させ
て、広い波長領域でλ/4が得られる位相差板が開示さ
れている。特開平10−90521号公報にも、二枚の
ポリマーフィルムを積層することにより広い波長領域で
λ/4を達成できる位相差板も用いることができる。
【0046】本発明で用いられる得に好ましいλ/4板
は、単枚ポリマーフィルムで、具体的には、特開200
0−137116号公報および国際公開WO00/26
705号に記載の一枚のポリマーフィルムで測定波長が
短いほど位相差が小さくなる位相差板である。
【0047】以下、本発明で好ましく用いられるλ/4
板について詳しく説明する。λ/4板は、波長450n
mで測定したレターデーション値(Re450)が10
0〜125nmであり、かつ波長590nmで測定した
レターデーション値(Re590)が120〜160n
mであり、そして、Re590−Re450≧2nmの
関係を満足する。Re590−Re450≧5nmであ
ることがさらに好ましく、Re590−Re450≧1
0nmであることが最も好ましい。波長450nmで測
定したレターデーション値(Re450)が108〜1
20nmであり、波長550nmで測定したレターデー
ション値(Re550)が125〜142nmであり、
波長590nmで測定したレターデーション値(Re5
90)が130〜152nmであり、そして、Re59
0−Re550≧2nmの関係を満足することが好まし
い。Re590−Re550≧5nmであることがさら
に好ましく、Re590−Re550≧10nmである
ことが最も好ましい。また、Re550−Re450≧
10nmであることも好ましい。レターデーション値
(Re)は、下記式に従って算出する。 レターデーション値(Re)=(nx−ny)×d 式中、nxは、λ/4板の面内の遅相軸方向の屈折率
(面内の最大屈折率)であり;nyは、λ/4板の面内
の遅相軸に垂直な方向の屈折率であり;そして、dは、
λ/4板の厚さ(nm)である。
【0048】さらに、λ/4板は、下記式を満足する一
枚のポリマーフィルムからなることが好ましい。 1≦(nx−nz)/(nx−ny)≦2 式中、nxは、λ/4板の面内の遅相軸方向の屈折率で
あり;nyは、λ/4板の面内の遅相軸に垂直な方向の
屈折率であり;そして、nzは、λ/4板の厚み方向の
屈折率である。λ/4板を構成する一枚のポリマーフィ
ルムの厚さは、5〜1000μmであることが好まし
く、10〜500μmであることがより好ましく、40
〜200μmであることがさらに好ましく、70〜12
0μmであることが最も好ましい。以上のような光学的
性質を有するλ/4板は、以下に述べる材料と方法によ
り製造することができる。
【0049】[λ/4板に用いられるポリマーフィル
ム]ポリマーフィルムのポリマーとしては、セルロース
エステルが好ましく、セルロースの低級脂肪酸エステル
がさらに好ましい。低級脂肪酸とは、炭素原子数が6以
下の脂肪酸を意味する。炭素原子数は、2(セルロース
アセテート)、3(セルロースプロピオネート)または
4(セルロースブチレート)であることが好ましい。セ
ルロースアセテートが特に好ましい。セルロースアセテ
ートプロピオネートやセルロースアセテートブチレート
のような混合脂肪酸エステルを用いてもよい。セルロー
スアセテートの平均酢化度(アセチル化度)は、45.
0〜62.5%であることが好ましく、55.0〜6
1.0%であることがさらに好ましく、59.0〜6
0.0%であることが最も好ましい。
【0050】[レターデーション上昇剤]各波長におけ
るレターデーション値を調整するため、レターデーショ
ン上昇剤をポリマーフィルムに添加することができる。
レターデーション上昇剤は、ポリマー100質量部に対
して、0.05〜20質量部の範囲で使用することが好
ましく、0.1〜10質量部の範囲で使用することがよ
り好ましく、0.2〜5質量部の範囲で使用することが
さらに好ましく、0.5〜2質量部の範囲で使用するこ
とが最も好ましい。二種類以上のレターデーション上昇
剤を併用してもよい。レターデーション上昇剤は、25
0〜400nmの波長領域に最大吸収を有することが好
ましい。レターデーション上昇剤は、可視領域に実質的
に吸収を有していないことが好ましい。
【0051】レターデーション上昇剤としては、少なく
とも二つの芳香族環を有する化合物を用いることが好ま
しい。本明細書において、「芳香族環」は、芳香族炭化
水素環に加えて、芳香族性ヘテロ環を含む。芳香族炭化
水素環は、6員環(すなわち、ベンゼン環)であること
が特に好ましい。芳香族性ヘテロ環は一般に、不飽和ヘ
テロ環である。芳香族性ヘテロ環は、5員環、6員環ま
たは7員環であることが好ましく、5員環または6員環
であることがさらに好ましい。芳香族性ヘテロ環は一般
に、最多の二重結合を有する。ヘテロ原子としては、窒
素原子、酸素原子および硫黄原子が好ましく、窒素原子
が特に好ましい。芳香族性ヘテロ環の例には、フラン
環、チオフェン環、ピロール環、オキサゾール環、イソ
オキサゾール環、チアゾール環、イソチアゾール環、イ
ミダゾール環、ピラゾール環、フラザン環、トリアゾー
ル環、ピラン環、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジ
ン環、ピラジン環および1,3,5−トリアジン環が含
まれる。芳香族環としては、ベンゼン環、フラン環、チ
オフェン環、ピロール環、オキサゾール環、チアゾール
環、イミダゾール環、トリアゾール環、ピリジン環、ピ
リミジン環、ピラジン環および1,3,5−トリアジン
環が好ましい。
【0052】レターデーション上昇剤が有する芳香族環
の数は、2〜20であることが好ましく、2〜12であ
ることがより好ましく、2〜8であることがさらに好ま
しく、2〜6であることが最も好ましい。二つの芳香族
環の結合関係は、(a)縮合環を形成する場合、(b)
単結合で直結する場合および(c)連結基を介して結合
する場合に分類できる(芳香族環のため、スピロ結合は
形成できない)。結合関係は、(a)〜(c)のいずれ
でもよい。
【0053】(a)の縮合環(二つ以上の芳香族環の縮
合環)の例には、インデン環、ナフタレン環、アズレン
環、フルオレン環、フェナントレン環、アントラセン
環、アセナフチレン環、ビフェニレン環、ナフタセン
環、ピレン環、インドール環、イソインドール環、ベン
ゾフラン環、ベンゾチオフェン環、インドリジン環、ベ
ンゾオキサゾール環、ベンゾチアゾール環、ベンゾイミ
ダゾール環、ベンゾトリアゾール環、プリン環、インダ
ゾール環、クロメン環、キノリン環、イソキノリン環、
キノリジン環、キナゾリン環、シンノリン環、キノキサ
リン環、フタラジン環、プテリジン環、カルバゾール
環、アクリジン環、フェナントリジン環、キサンテン
環、フェナジン環、フェノチアジン環、フェノキサチイ
ン環、フェノキサジン環およびチアントレン環が含まれ
る。ナフタレン環、アズレン環、インドール環、ベンゾ
オキサゾール環、ベンゾチアゾール環、ベンゾイミダゾ
ール環、ベンゾトリアゾール環およびキノリン環が好ま
しい。(b)の単結合は、二つの芳香族環の炭素原子間
の結合であることが好ましい。二以上の単結合で二つの
芳香族環を結合して、二つの芳香族環の間に脂肪族環ま
たは非芳香族性複素環を形成してもよい。
【0054】(c)の連結基も、二つの芳香族環の炭素
原子と結合することが好ましい。連結基は、アルキレン
基、アルケニレン基、アルキニレン基、−CO−、−O
−、−NH−、−S−またはそれらの組み合わせである
ことが好ましい。組み合わせからなる連結基の例を以下
に示す。なお、以下の連結基の例の左右の関係は、逆に
なってもよい。 c1:−CO−O− c2:−CO−NH− c3:−アルキレン−O− c4:−NH−CO−NH− c5:−NH−CO−O− c6:−O−CO−O− c7:−O−アルキレン−O− c8:−CO−アルケニレン− c9:−CO−アルケニレン−NH− c10:−CO−アルケニレン−O− c11:−アルキレン−CO−O−アルキレン−O−CO
−アルキレン− c12:−O−アルキレン−CO−O−アルキレン−O−
CO−アルキレン−O− c13:−O−CO−アルキレン−CO−O− c14:−NH−CO−アルケニレン− c15:−O−CO−アルケニレン−
【0055】芳香族環および連結基は、置換基を有して
いてもよい。置換基の例には、ハロゲン原子(F、C
l、Br、I)、ヒドロキシル、カルボキシル、シア
ノ、アミノ、ニトロ、スルホ、カルバモイル、スルファ
モイル、ウレイド、アルキル基、アルケニル基、アルキ
ニル基、脂肪族アシル基、脂肪族アシルオキシ基、アル
コキシ基、アルコキシカルボニル基、アルコキシカルボ
ニルアミノ基、アルキルチオ基、アルキルスルホニル
基、脂肪族アミド基、脂肪族スルホンアミド基、脂肪族
置換アミノ基、脂肪族置換カルバモイル基、脂肪族置換
スルファモイル基、脂肪族置換ウレイド基および非芳香
族性複素環基が含まれる。
【0056】アルキル基の炭素原子数は、1〜8である
ことが好ましい。環状アルキル基よりも鎖状アルキル基
の方が好ましく、直鎖状アルキル基が特に好ましい。ア
ルキル基は、さらに置換基(例、ヒドロキシ、カルボキ
シ、アルコキシ基、アルキル置換アミノ基)を有してい
てもよい。アルキル基の(置換アルキル基を含む)例に
は、メチル、エチル、n−ブチル、n−ヘキシル、2−
ヒドロキシエチル、4−カルボキシブチル、2−メトキ
シエチルおよび2−ジエチルアミノエチルが含まれる。
アルケニル基の炭素原子数は、2〜8であることが好ま
しい。環状アルケニル基よりも鎖状アルケニル基の方が
好ましく、直鎖状アルケニル基が特に好ましい。アルケ
ニル基は、さらに置換基を有していてもよい。アルケニ
ル基の例には、ビニル、アリルおよび1−ヘキセニルが
含まれる。アルキニル基の炭素原子数は、2〜8である
ことが好ましい。環状アルキケニル基よりも鎖状アルキ
ニル基の方が好ましく、直鎖状アルキニル基が特に好ま
しい。アルキニル基は、さらに置換基を有していてもよ
い。アルキニル基の例には、エチニル、1−ブチニルお
よび1−ヘキシニルが含まれる。
【0057】脂肪族アシル基の炭素原子数は、1〜10
であることが好ましい。脂肪族アシル基の例には、アセ
チル、プロパノイルおよびブタノイルが含まれる。脂肪
族アシルオキシ基の炭素原子数は、1〜10であること
が好ましい。脂肪族アシルオキシ基の例には、アセトキ
シが含まれる。アルコキシ基の炭素原子数は、1〜8で
あることが好ましい。アルコキシ基は、さらに置換基
(例、アルコキシ基)を有していてもよい。アルコキシ
基の(置換アルコキシ基を含む)例には、メトキシ、エ
トキシ、ブトキシおよびメトキシエトキシが含まれる。
アルコキシカルボニル基の炭素原子数は、2〜10であ
ることが好ましい。アルコキシカルボニル基の例には、
メトキシカルボニルおよびエトキシカルボニルが含まれ
る。アルコキシカルボニルアミノ基の炭素原子数は、2
〜10であることが好ましい。アルコキシカルボニルア
ミノ基の例には、メトキシカルボニルアミノおよびエト
キシカルボニルアミノが含まれる。
【0058】アルキルチオ基の炭素原子数は、1〜12
であることが好ましい。アルキルチオ基の例には、メチ
ルチオ、エチルチオおよびオクチルチオが含まれる。ア
ルキルスルホニル基の炭素原子数は、1〜8であること
が好ましい。アルキルスルホニル基の例には、メタンス
ルホニルおよびエタンスルホニルが含まれる。脂肪族ア
ミド基の炭素原子数は、1〜10であることが好まし
い。脂肪族アミド基の例には、アセトアミドが含まれ
る。脂肪族スルホンアミド基の炭素原子数は、1〜8で
あることが好ましい。脂肪族スルホンアミド基の例に
は、メタンスルホンアミド、ブタンスルホンアミドおよ
びn−オクタンスルホンアミドが含まれる。脂肪族置換
アミノ基の炭素原子数は、1〜10であることが好まし
い。脂肪族置換アミノ基の例には、ジメチルアミノ、ジ
エチルアミノおよび2−カルボキシエチルアミノが含ま
れる。脂肪族置換カルバモイル基の炭素原子数は、2〜
10であることが好ましい。脂肪族置換カルバモイル基
の例には、メチルカルバモイルおよびジエチルカルバモ
イルが含まれる。脂肪族置換スルファモイル基の炭素原
子数は、1〜8であることが好ましい。脂肪族置換スル
ファモイル基の例には、メチルスルファモイルおよびジ
エチルスルファモイルが含まれる。脂肪族置換ウレイド
基の炭素原子数は、2〜10であることが好ましい。脂
肪族置換ウレイド基の例には、メチルウレイドが含まれ
る。非芳香族性複素環基の例には、ピペリジノおよびモ
ルホリノが含まれる。レターデーション上昇剤の分子量
は、300〜800であることが好ましいレターデーシ
ョン上昇剤の具体例は、特開2000−111914
号、同2000−275434号、国際公開WO00/
65384号等に記載されている。λ/4板は、偏光板
の保護膜を兼ねていてもよい。
【0059】[赤外線吸収剤]各波長におけるレターデ
ーション値を調整するため、赤外線吸収剤をポリマーフ
ィルムに添加することができる。赤外線吸収剤は、ポリ
マー100質量部に対して、0.01〜5質量部の範囲
で使用することが好ましく、0.02〜2質量部の範囲
で使用することがより好ましく、0.05〜1質量部の
範囲で使用することがさらに好ましく、0.1〜0.5
質量部の範囲で使用することが最も好ましい。二種類以
上の赤外線吸収剤を併用してもよい。赤外線吸収剤は、
750〜1100nmの波長領域に最大吸収を有するこ
とが好ましく、800〜1000nmの波長領域に最大
吸収を有することがさらに好ましい。赤外線吸収剤は、
可視領域に実質的に吸収を有していないことが好まし
い。
【0060】赤外線吸収剤としては、赤外線吸収染料ま
たは赤外線吸収顔料を用いることが好ましく、赤外線吸
収染料を用いることが特に好ましい。赤外線吸収染料に
は、有機化合物と無機化合物が含まれる。有機化合物で
ある赤外線吸収染料を用いることが好ましい。有機赤外
線吸収染料には、シアニン化合物、金属キレート化合
物、アミニウム化合物、ジイモニウム化合物、キノン化
合物、スクアリリウム化合物およびメチン化合物が含ま
れる。赤外線吸収染料については、色材、61〔4〕2
15−226(1988)、および化学工業、43−5
3(1986、5月)に記載がある。
【0061】赤外線吸収機能あるいは吸収スペクトルの
観点で染料の種類を検討すると、ハロゲン化銀写真感光
材料の技術分野で開発された赤外線吸収染料が優れてい
る。ハロゲン化銀写真感光材料の技術分野で開発された
赤外線吸収染料には、ジヒドロペリミジンスクアリリウ
ム染料(米国特許5380635号明細書および特願平
8−189817号明細書記載)、シアニン染料(特開
昭62−123454号、同3−138640号、同3
−211542号、同3−226736号、同5−31
3305号、同6−43583号の各公報、特願平7−
269097号明細書および欧州特許0430244号
明細書記載)、ピリリウム染料(特開平3−13864
0号、同3−211542号の各公報記載)、ジイモニ
ウム染料(特開平3−138640号、同3−2115
42号の各公報記載)、ピラゾロピリドン染料(特開平
2−282244号記載)、インドアニリン染料(特開
平5−323500号、同5−323501号の各公報
記載)、ポリメチン染料(特開平3−26765号、同
4−190343号の各公報および欧州特許37796
1号明細書記載)、オキソノール染料(特開平3−93
46号明細書記載)、アントラキノン染料(特開平4−
13654号公報記載)、ナフタロシアニン色素(米国
特許5009989号明細書記載)およびナフトラクタ
ム染料(欧州特許568267号明細書記載)が含まれ
る。
【0062】[ポリマーフィルムの製造]ソルベントキ
ャスト法によりポリマーフィルムを製造することが好ま
しい。ソルベントキャスト法では、ポリマーを有機溶媒
に溶解した溶液(ドープ)を用いてフィルムを製造す
る。有機溶媒は、炭素原子数が3〜12のエーテル、炭
素原子数が3〜12のケトン、炭素原子数が3〜12の
エステルおよび炭素原子数が1〜6のハロゲン化炭化水
素から選ばれる溶媒を含むことが好ましい。エーテル、
ケトンおよびエステルは、環状構造を有していてもよ
い。エーテル、ケトンおよびエステルの官能基(すなわ
ち、−O−、−CO−および−COO−)のいずれかを
二つ以上有する化合物も、有機溶媒として用いることが
できる。有機溶媒は、アルコール性水酸基のような他の
官能基を有していてもよい。二種類以上の官能基を有す
る有機溶媒の場合、その炭素原子数は、いずれかの官能
基を有する化合物の規定範囲内であればよい。
【0063】炭素原子数が3〜12のエーテル類の例に
は、ジイソプロピルエーテル、ジメトキシメタン、ジメ
トキシエタン、1,4−ジオキサン、1,3−ジオキソ
ラン、テトラヒドロフラン、アニソールおよびフェネト
ールが含まれる。炭素原子数が3〜12のケトン類の例
には、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケト
ン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノンおよびメチ
ルシクロヘキサノンが含まれる。炭素原子数が3〜12
のエステル類の例には、エチルホルメート、プロピルホ
ルメート、ペンチルホルメート、メチルアセテート、エ
チルアセテートおよびペンチルアセテートが含まれる。
二種類以上の官能基を有する有機溶媒の例には、2−エ
トキシエチルアセテート、2−メトキシエタノールおよ
び2−ブトキシエタノールが含まれる。ハロゲン化炭化
水素の炭素原子数は、1または2であることが好まし
く、1であることが最も好ましい。ハロゲン化炭化水素
のハロゲンは、塩素であることが好ましい。ハロゲン化
炭化水素の水素原子が、ハロゲンに置換されている割合
は、25〜75モル%であることが好ましく、30〜7
0モル%であることがより好ましく、35〜65モル%
であることがさらに好ましく、40〜60モル%である
ことが最も好ましい。メチレンクロリドが、代表的なハ
ロゲン化炭化水素である。二種類以上の有機溶媒を混合
して用いてもよい。
【0064】一般的な方法でポリマー溶液を調製でき
る。一般的な方法とは、0℃以上の温度(常温または高
温)で、処理することを意味する。溶液の調製は、通常
のソルベントキャスト法におけるドープの調製方法およ
び装置を用いて実施することができる。なお、一般的な
方法の場合は、有機溶媒としてハロゲン化炭化水素(特
にメチレンクロリド)を用いることが好ましい。ポリマ
ーの量は、得られる溶液中に10〜40質量%含まれる
ように調整する。ポリマーの量は、10〜30質量%で
あることがさらに好ましい。有機溶媒(主溶媒)中に
は、後述する任意の添加剤を添加しておいてもよい。溶
液は、常温(0〜40℃)でポリマーと有機溶媒とを攪
拌することにより調製することができる。高濃度の溶液
は、加圧および加熱条件下で攪拌してもよい。具体的に
は、ポリマーと有機溶媒とを加圧容器に入れて密閉し、
加圧下で溶媒の常温における沸点以上、かつ溶媒が沸騰
しない範囲の温度に加熱しながら攪拌する。加熱温度
は、通常は40℃以上であり、好ましくは60〜200
℃であり、さらに好ましくは80〜110℃である。
【0065】各成分は予め粗混合してから容器に入れて
もよい。また、順次容器に投入してもよい。容器は攪拌
できるように構成されている必要がある。窒素ガス等の
不活性気体を注入して容器を加圧することができる。ま
た、加熱による溶媒の蒸気圧の上昇を利用してもよい。
あるいは、容器を密閉後、各成分を圧力下で添加しても
よい。加熱する場合、容器の外部より加熱することが好
ましい。例えば、ジャケットタイプの加熱装置を用いる
ことができる。また、容器の外部にプレートヒーターを
設け、配管して液体を循環させることにより容器全体を
加熱することもできる。容器内部に攪拌翼を設けて、こ
れを用いて攪拌することが好ましい。攪拌翼は、容器の
壁付近に達する長さのものが好ましい。攪拌翼の末端に
は、容器の壁の液膜を更新するため、掻取翼を設けるこ
とが好ましい。容器には、圧力計、温度計等の計器類を
設置してもよい。容器内で各成分を溶剤中に溶解する。
調製したドープは冷却後容器から取り出すか、あるい
は、取り出した後、熱交換器等を用いて冷却する。
【0066】冷却溶解法により、溶液を調製することも
できる。冷却溶解法では、通常の溶解方法では溶解させ
ることが困難な有機溶媒中にもポリマーを溶解させるこ
とができる。なお、通常の溶解方法でポリマーを溶解で
きる溶媒であっても、冷却溶解法によると迅速に均一な
溶液が得られるとの効果がある。冷却溶解法では最初
に、室温で有機溶媒中にポリマーを撹拌しながら徐々に
添加する。ポリマーの量は、この混合物中に10〜40
質量%含まれるように調整することが好ましい。ポリマ
ーの量は、10〜30質量%であることがさらに好まし
い。さらに、混合物中には後述する任意の添加剤を添加
しておいてもよい。
【0067】次に、混合物を−100〜−10℃(好ま
しくは−80〜−10℃、さらに好ましくは−50〜−
20℃、最も好ましくは−50〜−30℃)に冷却す
る。冷却は、例えば、ドライアイス・メタノール浴(−
75℃)や冷却したジエチレングリコール溶液(−30
〜−20℃)中で実施できる。このように冷却すると、
ポリマーと有機溶媒の混合物は固化する。冷却速度は、
4℃/分以上であることが好ましく、8℃/分以上であ
ることがさらに好ましく、12℃/分以上であることが
最も好ましい。冷却速度は、速いほど好ましいが、10
000℃/秒が理論的な上限であり、1000℃/秒が
技術的な上限であり、そして100℃/秒が実用的な上
限である。なお、冷却速度は、冷却を開始する時の温度
と最終的な冷却温度との差を冷却を開始してから最終的
な冷却温度に達するまでの時間で割った値である。
【0068】さらに、これを0〜200℃(好ましくは
0〜150℃、さらに好ましくは0〜120℃、最も好
ましくは0〜50℃)に加温すると、有機溶媒中にポリ
マーが溶解する。昇温は、室温中に放置するだけでもよ
し、温浴中で加温してもよい。加温速度は、4℃/分以
上であることが好ましく、8℃/分以上であることがさ
らに好ましく、12℃/分以上であることが最も好まし
い。加温速度は、速いほど好ましいが、10000℃/
秒が理論的な上限であり、1000℃/秒が技術的な上
限であり、そして100℃/秒が実用的な上限である。
なお、加温速度は、加温を開始する時の温度と最終的な
加温温度との差を加温を開始してから最終的な加温温度
に達するまでの時間で割った値である。以上のようにし
て、均一な溶液が得られる。なお、溶解が不充分である
場合は冷却、加温の操作を繰り返してもよい。溶解が充
分であるかどうかは、目視により溶液の外観を観察する
だけで判断することができる。
【0069】冷却溶解法においては、冷却時の結露によ
る水分混入を避けるため、密閉容器を用いることが望ま
しい。また、冷却加温操作において、冷却時に加圧し、
加温時の減圧すると、溶解時間を短縮することができ
る。加圧および減圧を実施するためには、耐圧性容器を
用いることが望ましい。なお、セルロースアセテート
(酢化度:60.9%、粘度平均重合度:299)を冷
却溶解法によりメチルアセテート中に溶解した20質量
%の溶液は、示差走査熱量測定(DSC)によると、3
3℃近傍にゾル状態とゲル状態との疑似相転移点が存在
し、この温度以下では均一なゲル状態となる。従って、
この溶液は疑似相転移温度以上、好ましくはゲル相転移
温度プラス10℃程度の温度で保存する必要がある。た
だし、この疑似相転移温度は、セルロースアセテートの
平均酢化度、粘度平均重合度、溶液濃度や使用する有機
溶媒により異なる。
【0070】調製したポリマー溶液(ドープ)から、ソ
ルベントキャスト法によりポリマーフィルムを製造す
る。ドープは、ドラムまたはバンド上に流延し、溶媒を
蒸発させてフイルムを形成する。流延前のドープは、固
形分量が18〜35%となるように濃度を調整すること
が好ましい。ドラムまたはバンドの表面は、鏡面状態に
仕上げておくことが好ましい。ソルベントキャスト法に
おける流延および乾燥方法については、米国特許233
6310号、同2367603号、同2492078
号、同2492977号、同2492978号、同26
07704号、同2739069号、同2739070
号、英国特許640731号、同736892号の各明
細書、特公昭45−4554号、同49−5614号、
特開昭60−176834号、同60−203430
号、同62−115035号の各公報に記載がある。ド
ープは、表面温度が10℃以下のドラムまたはバンド上
に流延することが好ましい。流延した2秒以上風に当て
て乾燥することが好ましい。得られたフイルムをドラム
またはバンドから剥ぎ取り、さらに100から160℃
まで逐次温度を変えた高温風で乾燥して残留溶剤を蒸発
させることもできる。以上の方法は、特公平5−178
44号公報に記載がある。この方法によると、流延から
剥ぎ取りまでの時間を短縮することが可能である。この
方法を実施するためには、流延時のドラムまたはバンド
の表面温度においてドープがゲル化することが必要であ
る。本発明に従い調製した溶液(ドープ)は、この条件
を満足する。製造するフイルムの厚さは、40〜120
μmであることが好ましく、70〜100μmであるこ
とがさらに好ましい。
【0071】ポリマーフィルムには、機械的物性を改良
するため、または乾燥速度を向上するために、可塑剤を
添加することができる。可塑剤としては、リン酸エステ
ルまたはカルボン酸エステルが用いられる。リン酸エス
テルの例には、トリフェニルフォスフェート(TPP)
およびトリクレジルホスフェート(TCP)が含まれ
る。カルボン酸エステルとしては、フタル酸エステルお
よびクエン酸エステルが代表的である。フタル酸エステ
ルの例には、ジメチルフタレート(DMP)、ジエチル
フタレート(DEP)、ジブチルフタレート(DB
P)、ジオクチルフタレート(DOP)、ジフェニルフ
タレート(DPP)およびジエチルヘキシルフタレート
(DEHP)が含まれる。クエン酸エステルの例には、
O−アセチルクエン酸トリエチル(OACTE)および
O−アセチルクエン酸トリブチル(OACTB)が含ま
れる。その他のカルボン酸エステルの例には、オレイン
酸ブチル、リシノール酸メチルアセチル、セバシン酸ジ
ブチル、種々のトリメリット酸エステルが含まれる。フ
タル酸エステル系可塑剤(DMP、DEP、DBP、D
OP、DPP、DEHP)が好ましく用いられる。DE
PおよびDPPが特に好ましい。可塑剤の添加量は、セ
ルロースエステルの量の0.1〜25質量%であること
が好ましく、1〜20質量%であることがさらに好まし
く、3〜15質量%であることが最も好ましい。
【0072】ポリマーフィルムには、劣化防止剤(例、
酸化防止剤、過酸化物分解剤、ラジカル禁止剤、金属不
活性化剤、酸捕獲剤、アミン)を添加してもよい。劣化
防止剤については、特開平3−199201号、同5−
1907073号、同5−194789号、同5−27
1471号、同6−107854号の各公報に記載があ
る。劣化防止剤の添加量は、調製する溶液(ドープ)の
0.01〜1質量%であることが好ましく、0.01〜
0.2質量%であることがさらに好ましい。添加量が
0.01質量%未満であると、劣化防止剤の効果がほと
んど認められない。添加量が1質量%を越えると、フィ
ルム表面への劣化防止剤のブリードアウト(滲み出し)
が認められる場合がある。特に好ましい劣化防止剤の例
としては、ブチル化ヒドロキシトルエン(BHT)を挙
げることができる。
【0073】ポリマーフィルムは、さらに延伸処理によ
り屈折率(面内の遅相軸方向の屈折率nx、面内の遅相
軸に垂直な方向の屈折率nyおよび厚み方向の屈折率n
z)を調整することが好ましい。固有複屈折率が正であ
ると、ポリマー鎖が配向した方向に屈折率が高くなる。
このような固有複屈折率が正のポリマーを延伸すると、
通常、屈折率は、nx>ny>nzとなる。これは、面
内の方向に配向したポリマー鎖が、延伸によってx成分
が多くなり、z成分が最も小さくなるためである。これ
により、1≦(nx−nz)/(nx−ny)の関係を
満足することができる。さらに、(nx−nz)/(n
x−ny)≦2の関係を満足するためには、一軸延伸の
延伸倍率を制御するか、あるいはアンバランスな二軸延
伸を実施して屈折率を調整すればよい。具体的には、最
大の延伸倍率SAと、その延伸方向に垂直な方向の延伸
倍率SBとが、1<SA/SB≦3の関係を満足するよ
うに、一軸延伸またはアンバランス二軸延伸を実施すれ
ばよい。延伸倍率は、延伸する前の長さを1とする場合
の相対的な値である。SBは、1未満の値となる(言い
換えると収縮する)場合もある。上記式の関係を満足す
れば、SBは1未満の値であってもよい。さらに、延伸
倍率は、正面レターデーションがλ/4となるように調
整する。延伸処理は、同時処理であっても、逐次処理で
あってもよい。
【0074】以上のようにして、ロール状のポリマーフ
ィルムからなるλ/4板が得られる。本発明で用いられ
るλ/4板は、本発明で使用される偏光板と、λ/4板
の面内の遅相軸と偏光板の吸収軸との角度が実質的に4
5゜になるように積層する。本発明において、偏光板の
吸収軸がロール状の長手方向に対して実質的に45°傾
いており、λ/4板の遅相軸はロール状の長手方向に対
して実質的に傾いていない。実質的に45゜とは、40
〜50゜であることを意味する。また、実質的に傾いて
いないとは、−5℃〜5°であることを意味する。λ/
4板の面内の遅相軸と偏光板の吸収軸との角度は、41
〜49゜であることが好ましく、42〜48゜であるこ
とがより好ましく、43〜47゜であることがさらに好
ましく、44〜46゜であることが最も好ましい。
【0075】偏光板とλ/4板とを積層した反対側の面
には、透明保護膜を設けることが好ましい。透明保護膜
は、透明な(光透過率が80%以上の)ポリマーを用い
て製造することが好ましい。透明なポリマーとしては、
ポリオレフィン、セルロースアセテート、ポリカーボネ
ート、ポリアリレート、ポリスルホンあるいはポリエー
テルスルホンを用いることができる。市販の透明ポリマ
ーまたは透明ポリマーフィルムを用いてもよい。透明保
護膜の遅相軸と偏光膜の吸収軸との角度は、実質的に4
5°であることが好ましい。
【0076】偏光板、偏光膜とλ/4板あるいは偏光膜
と透明保護膜とは、接着剤を用いて貼り合わせる。接着
剤としては、ポリビニルアルコール系樹脂またはホウ素
化合物の水溶液が好ましく、ポリビニルアルコール系樹
脂が特に好ましい。ポリビニルアルコール系樹脂として
は、アルコール以外の官能基(例、アセトアセチル、ス
ルホ、カルボキシル、アルコキシ基)を導入した変性ポ
リビニルアルコールを用いてもよい。接着剤の厚さは、
乾燥後に0.01〜10μmであることが好ましく、
0.05〜5μmであることがさらに好ましい。
【0077】図10に従来の偏光板打ち抜きの例を、図
11に本発明の偏光板とλ/4板をロール状態で席相さ
せた場合の打ち抜きする例を示す。従来の偏光板は、図
10に示されるように、偏光の吸収軸171すなわち延
伸軸が長手方向172と一致しているのに対し、本発明
の偏光板は、図11に示されるように、偏光の吸収軸1
81すなわち延伸軸が長手方向182に対して45゜傾
斜しており、この角度がλ/4板に貼り合わせる際の偏
光板の吸収軸と、λ/4板自身の長手方向とのなす角度
に一致しているため、打ち抜き工程において、偏光板と
λ/4板をそれぞれ打ち抜いた後に貼り合わせる作業は
不要となる。しかも図11からわかるように、本発明の
偏光板とλ/4板の積層フィルムは切断が長手方向に沿
って一直線であるため、打ち抜かず長手方向に沿ってス
リットすることによっても製造可能であるため、生産性
も格段に優れている。
【0078】<光学補償層>本発明の液晶表示装置に、
正面コントラストを低下させずに、表示コントラスト及
び表示色の視角特性を改善するために、液晶層とλ/4
板との間に光学補償層を設けても良い。光学補償層とし
ては、液晶セルと偏光板との間に配置され、透明支持体
およびその上に設けられたディスコティック構造単位を
有する化合物からなる光学異方層から構成され、該光学
補償層の法線方向から傾いた方向にレターデーションの
絶対値を示し、そして、上記透明支持体が、該透明支持
体面の法線方向に光軸を有し、さらに下記の条件を満足
することを特徴とする光学補償層が好ましい。 20≦{(nx+ny)/2−nz}×d2≦400 [但し、nx及びnyは、支持体の面内の主屈折率を表わ
し、nzは厚み方向の主屈折率を表わし、d2は支持体の
nm換算の厚みを表わす]。上記の光学補償層におい
て、光学異方層のディスコティック構造単位の円盤面
が、透明支持体面に対して傾いており、且つ該ディスコ
ティック構造単位の円盤面と透明支持体とのなす角度
が、光学異方層の深さ方向に変化していることが好まし
く、また透明支持体と光学異方層との間に、配向膜が形
成されていることが好ましい。具体的には、特開平09
−197397号公報に記載の光学補償シートを利用で
きる。
【0079】<反射防止層>本発明に用いられる反射防
止層は、液晶表示装置(LCD)、プラズマディスプレ
イパネル(PDP)、エレクトロルミネッセンスディス
プレイ(ELD)や陰極管表示装置(CRT)のような
様々な画像表示装置に設けられているような、一般のも
のが使用できる。反射防止層は、液晶表示装置の最上層
に設けることが好ましい。用いられる反射防止層の具体
例を以下に記す。一般的なものとしては従来から知られ
ている金属酸化物の透明薄膜を積層させた多層膜があ
る。金属酸化物の透明薄膜は、化学蒸着(CVD)法や
物理蒸着(PVD)法、特に物理蒸着法の一種である真
空蒸着法により形成されている。蒸着法に代えて、無機
微粒子の塗布により形成された反射防止膜も用いられ
る。特公昭60−59250号公報は、微細空孔と微粒
子状無機物とを有する反射防止層を開示している。反射
防止層は、塗布により形成される。微細空孔は、層の塗
布後に活性化ガス処理を行い、ガスが層から離脱するこ
とによって形成される。特開昭59−50401号公報
に記載の、支持体、高屈折率層および低屈折率層の順に
積層した反射防止膜も用いることができる。同公報は、
支持体と高屈折率層の間に中屈折率層を設けた反射防止
膜も開示している。低屈折率層は、ポリマーまたは無機
微粒子の塗布により形成されている。
【0080】特開平2−245702号公報に記載の、
二種類以上の超微粒子(例えば、MgF2とSiO2)を
混在させて、膜厚方向にその混合比を変化させた反射防
止膜も用いることができる。混合比を変化させることに
より屈折率を変化させ、上記特開昭59−50401号
公報に記載されている高屈折率層と低屈折率層を設けた
反射防止膜と同様の光学的性質を得ている。超微粒子
は、エチルシリケートの熱分解で生じたSiO2により
接着している。エチルシリケートの熱分解では、エチル
部分の燃焼によって、二酸化炭素と水蒸気も発生する。
特開平2−245702号公報の第1図に示されている
ように、二酸化炭素と水蒸気が層から離脱することによ
り、超微粒子の間に間隙が生じている。特開平7−48
527号公報に記載の、多孔質シリカよりなる無機微粉
末とバインダーとを含有する反射防止膜を用いることも
できる。
【0081】また、実質的にハロゲン化炭化水素系溶媒
を含まず、炭素原子数2〜12のエーテル、炭素原子数
3〜12のケトンおよび炭素原子数2〜12のエステル
からなる群より選ばれる溶媒を少なくとも用いてセルロ
ースアシレートを溶解した溶液を流延して得られるセル
ロースアシレートフイルム支持体と、屈折率が支持体の
屈折率よりも低い低屈折率層とを有する反射防止フイル
ムも用いることができる。
【0082】<反射型液晶表示装置>図12は、反射型
液晶表示装置の基本的な構成を示す模式図である。図1
2に示す反射型液晶表示装置は、下から順に、下基板
1、反射電極2、下配向膜3、液晶層4、上配向膜5、
透明電極6、上基板7、λ/4板8、そして偏光板9か
らなる。下基板1と反射電極2が反射板を構成する。下
配向膜3〜上配向膜5が液晶セルを構成する。カラー表
示の場合には、さらにカラーフィルター層を設ける。カ
ラーフィルター層は、反射電極2と下配向膜3との間、
または上配向膜5と透明電極6との間に設けることが好
ましい。図12に示す反射電極2の代わりに透明電極を
用いて、別に反射板を取り付けてもよい。透明電極と組
み合わせて用いる反射板としては、金属板が好ましい。
反射板の表面が平滑であると、正反射成分のみが反射さ
れて視野角が狭くなる場合がある。そのため、反射板の
表面に凹凸構造(特許275620号公報記載)を導入
することが好ましい。反射板の表面が平坦である場合は
(表面に凹凸構造を導入する代わりに)、直線偏光膜の
片側(セル側あるいは外側)に光拡散フイルムを取り付
けてもよい。光学補償層を設ける場合は上基板7とλ/
4板8の間に設けることが好ましい。また、反射防止層
を設ける場合には、偏光板9の上層に設けることが好ま
しい。
【0083】|Δn1 ×d1 |(Δn1 は液晶セルの液
晶層の複屈折を表わし、d1 はその厚さを表わす)で表
わされる液晶セルの液晶層のレターデーション(Re)
は、一般に300〜31000nmである。ベンド配向
セルにおいては、レターデーションは、一般に700〜
2000nmであり、800〜1800nmが好まし
い。HANモードセルにおいては、レターデーション
は、一般に350〜1000nmであり、400〜90
0nmが好ましい。
【0084】
【実施例】以下、実施例に基づき本発明を具体的に説明
するが、本発明は実施例に限定されて解釈されるもので
はない。
【0085】(実施例1) <HAN型液晶セルの作製>ITO電極付きのガラス基
板にポリイミド膜を配向膜として設け、ラビング処理を
行った。ITO電極付きのガラス基板をもう一枚用意
し、SiO蒸着膜を配向膜として設けた。この2枚のガ
ラス基板を配向膜同士が対向するように配置し、セルギ
ャップ5μmで接合し、メルク社製液晶ZLI1132
(Δn=0.1396)を注入し、HAN型液晶セルを
作製した。得られた液晶セルの液晶層のレターデーショ
ン(Re2)は、698nmである。
【0086】<偏光板の作製>PVAフィルムをヨウ素
2.0g/l、ヨウ化カリウム4.0g/lの水溶液に
25℃にて240秒浸漬し、さらにホウ酸10g/lの
水溶液に25℃にて60秒浸漬後、図5の形態のテンタ
ー延伸機に導入し、5.3倍に延伸し、テンターを延伸
方向に対し図5の如く屈曲させ、以降幅を一定に保ち、
収縮させながら80℃雰囲気で乾燥させた後テンターか
ら離脱した。延伸開始前のPVAフィルムの含水率は3
1%で、乾燥後の含水率は1.5%であった。左右のテ
ンタークリップの搬送速度差は、0.05%未満であ
り、導入されるフィルムの中心線と次工程に送られるフ
ィルムの中心線のなす角は、46゜であった。ここで|
L1−L2|は0.7m、Wは0.7mであり、|L1
−L2|=Wの関係にあった。テンター出口における実
質延伸方向Ax−Cxは、次工程へ送られるフィルムの
中心線62に対し45゜傾斜していた。テンター出口に
おけるシワ、フィルム変形は観察されなかった。さら
に、保護膜として、PVA((株)クラレ製PVA−1
17H)3%水溶液を接着剤として両面ケン化処理した
富士写真フイルム(株)製フジタック(セルローストリ
アセテート、レターデーション値3.0nm)と片面を
貼り合わせ、さらに80℃で乾燥して有効幅650mm
の偏光板を得た。得られた偏光板の吸収軸方向は、長手
方向に対し45゜傾斜していた。この偏光板の550n
mにおける透過率は43.7%、偏光度は99.97%
であった。また、保護膜の遅相軸は、長手方向に平行で
あった。
【0087】<λ/4板の作製>室温において、平均酢
化度59.0%のセルロースアセテート120質量部、
トリフェニルホスフェート9.36質量部、ビフェニル
ジフェニルホスフェート4.68質量部、下記のレター
デション上昇剤1.00質量部、メチレンクロリド54
3.14質量部、メタノール99.35質量部およびn
−ブタノール19.87質量部を混合して、溶液(ドー
プ)を調製した。
【0088】
【化1】
【0089】得られたドープを、ガラス板上に流延し、
室温で1分間乾燥後、45℃で5分間乾燥させた。乾燥
後の溶剤残留量は30質量%であった。セルロースアセ
テートフイルムをガラス板から剥離し、適当な大きさに
切断した後、130℃で流延方向とは平行な方向に延伸
した。延伸方向と垂直な方向は、自由に収縮できるよう
にした。延伸後、そのままの状態で120℃で30分間
乾燥した後、延伸フイルムを取り出した。延伸後の溶剤
残留量は0.1質量%であった。得られたフイルムの厚
さは、101μmであった。また、エリプソメーター
(M−150、日本分光(株)製)を用いて、波長45
0nm、550nmおよび590nmにおけるレターデ
ーション値(Re)を測定したところ、それぞれ、11
9.3nm、137.2nmおよび142.7nmであ
った。従って、このセルロースアセテートフイルムは、
広い波長領域でλ/4を達成していた。このようにし
て、ロール状のλ/4板を作製した。さらに、アッベ屈
折率計による屈折率測定と、レターデーションの角度依
存性の測定から、波長550nmにおける面内の遅相軸
方向の屈折率nx、面内の遅相軸に垂直な方向の屈折率
nyおよび厚み方向の屈折率nzを求め、(nx−n
z)/(nx−ny)の値を計算したところ、1.60
であった。
【0090】<偏光板とλ/4板の貼り合わせ>作製し
たロール状の片面保護膜付き偏光板の保護膜が付いてい
ない側と、作成したロール状のλ/4をロールtoロー
ルで積層した。さらに図11の如く310×233mm
サイズに裁断したところ、91.5%の面積効率で辺に
対し45゜吸収軸が傾斜した偏光板とλ/4板の一体チ
ップを得ることができた。また、膜厚は、200μmで
あった。
【0091】<反射型液晶装置の作製>市販の反射型液
晶装置の反射板に、HAN型液晶セルを貼り付け、次
に、偏光板とλ/4板の一体チップのλ/4板側の面を
貼り付けた。
【0092】(比較例1)HAN型液晶セルの作製、λ
/4板の作製を実施例1と同様に行った。市販のヨウ素
系偏光板(HLC2−5618、幅650mm、(株)
サンリッツ製)を比較例1の偏光板とした。
【0093】<偏光板とλ/4板の貼り合わせ>この偏
光板を辺に対し吸収軸が45゜になるよう図10の如く
310×233mmサイズに裁断したところ、面積効率
は64.7%となった。λ/4板も、同様な大きさで切
り出し、それぞれのチップを貼り合わせた。膜厚は28
0μmであった。
【0094】<反射型液晶表示装置の作製>市販の反射
型液晶装置の反射板に、HAN型液晶セル、偏光板とλ
/4板の一体チップを貼り付けた。
【0095】以上実施例1、比較例1で作成した反射型
液晶表示装置の黒表示状態での色味を比較すると、比較
例1では青味を帯びており、品位において劣る。また、
実施例1は比較例1と比較して、貼り付けの手間、偏光
板の得率、膜厚において優れている。
【0096】(実施例2) <反射防止膜の作製> (1)内層用セルロースアセテート溶液の調製 攪拌羽根を有する20リットルのステンレス製溶解タン
クに、セルローストリアセテート以外の下記成分をよく
攪拌しつつ、セルローストリアセテート粉体を徐々に添
加し、全体が10kgになるように仕込んだ。添加後、
室温(25℃)にて3時間放置して、セルローストリア
セテートを膨潤させた。なお、溶媒である塩化メチレン
ン、メタノールおよびn−ブタノールは、すべてその含
水率が0.2質量%以下のものを使用した。
【0097】 [セルローストリアセテート溶液の成分] 平均粒径2mmのセルローストリアセテート粉体(置換度2.83、粘度平均 重合度320、含水率0.4質量%、メチレンクロライド溶液中6質量%の粘度 305mPa・s) 20質量部 塩化メチレン 54.4質量部 メタノール 10.2質量部 n−ブタノール 3.4質量部 ジペンタエリスリトールヘキサセテート 6質量部 トリフェニルフォスフェート 6質量部 粒径20nmのシリカ微粒子 0.1質量部 (2,4−ビス−(n−オクチルチオ)−6−(4−ヒドロキシ−3,5−ジ −tert−ブチルアニリノ)−1,3,5−トリアジン 0.1質量部 2−(2’−ヒドロキシ−3’,5’−ジ−tert−ブチルフェニル)−5 −クロルベンゾトリアゾール 0.1質量部 2−(2’−ヒドロキシ−3’,5’−ジ−tert−アミルフェニル)−5 −クロルベンゾトリアゾール 0.1質量部 C1225OCH2CH2O−P(=O)−(OK)2 0.05質量部
【0098】(2)内層用セルローストリアセテートド
ープの調製 (1)で得られたセルローストリアセテート溶液をスク
リューポンプで送液して、180℃、1MPaに加温加
圧した加熱部分を3分間通過させた後50℃に冷却し、
絶対濾過精度0.01mmの濾紙(東洋濾紙(株)製、
#63)で濾過して、内層用セルローストリアセテート
ドープを作製した。
【0099】(3)外層用セルローストリアセテートド
ープの調製 上記(1)の内層用セルローストリアセテート溶液の調
製において、セルローストリアセテートを19質量部、
塩化メチレンを55.4質量部に変更する以外は同様に
して外層用セルローストリアセテートドープを作製し
た。
【0100】(4)セルロースアシレートフィルム支持
体の作製 上記(2)、(3)で作製したドープを、三層共流延ダ
イを用い、内層用セルロースアシレートドープが内側
に、外層用セルロースアシレートドープが両外側になる
ように配置して金属支持体上に同時に吐出させて重層流
延した後、流延膜を支持体から剥ぎ取り、乾燥して、三
層構造のセルロースアセテートフィルム積層体(内層の
厚さ:74μm、各表面の層の厚さ:3μm)を製造し
た。70℃で3分、130℃で5分乾燥した後、ガラス
板からフィルムを剥ぎ取り、そして160℃、30分で
段階的に乾燥して溶剤を蒸発させ、厚さ80μmのセル
ロースアシレートフィルム支持体を作製した。このよう
にして、ハロゲン化炭化水素を全く含まない工程で支持
体を製造することができた。
【0101】(5)低屈折率層用塗布液の調製 屈折率1.42の熱架橋性含フッ素ポリマー(JN−7
228、固形分濃度6%、JSR(株)製)210gに
シリカゾル(MEK−ST、平均粒径10〜20nm、
固形分濃度30質量%、日産化学(株)製)18g、お
よびメチルエチルケトン200gを添加、攪拌の後、孔
径1μmのポリプロピレン製フィルターでろ過して、低
屈折率層用塗布液を調製した。
【0102】(6)反射防止フィルムの作製 セルロースアシレートフィルム支持体上に、低屈折率層
用塗布液をバーコーターを用いて塗布し、80℃で5分
乾燥後、120℃で10分間加熱してポリマーを架橋さ
せ、厚さ0.1μmの低屈折率層を形成し、反射防止フ
ィルムを作製した。低屈折率層の屈折率は、1.42で
あった。
【0103】<視野角補償フィルムの作製>直鎖アルキ
ル変性PVA(MP−203、クラレ(株)製)30g
に水130g、メタノール40gを加えて、攪拌、溶解
した後、孔径30μmのポリプロピレン製フィルターで
ろ過して、配向層用塗布液を調製した。ゼラチン薄膜
(0.1μm)の下塗り層を有する100μmの厚さの
トリアセチルセルロースフィルム(富士写真フイルム
(株)製)に、上記配向層用塗布液をバーコーターを用
いて塗布し、60℃で乾燥した後、MD方向に対して4
5度の方向にラビング処理を行って、厚さ0.5μmの
配向層を形成した。次いで、液晶性ディスコティック化
合物として下記構造の化合物LC−1を1.6g、フェ
ノキシジエチレングリコールアクリレート(M−10
1、東亜合成(株)製)0.4g、セルロースアセテー
トブチレート(CAB531−1、イーストマンケミカ
ル社製)0.05gおよび光重合開始剤(イルガキュア
ー907、チバガイギー社製)0.01gを3.65g
のメチルエチルケトンに溶解した後、孔径1μmのポリ
プロピレン製フィルターでろ過して、光学異方層用塗布
液を調製した。
【0104】
【化2】
【0105】前記配向層上に、上記光学異方層用塗布液
をバーコーターを用いて塗布し、120℃で乾燥の後さ
らに3分間加熱、液晶の熟成を行ってディスコティック
化合物を配向させた後、120℃のまま160W/cm
の空冷メタルハライドランプ(アイグラフィックス
(株)製)を用いて、照度400mW/cm2、照射量
300mJ/cm2の紫外線を照射して塗布層を硬化さ
せ、厚さ1.8μmの光学異方層を形成することによ
り、視野角補償フィルムを作製した。
【0106】市販の反射型液晶装置の反射板に、実施例
1で作製したHAN型液晶セル、上記の視野角補償フィ
ルム、実施例1で作製した偏光板とλ/4板の一体型チ
ップを偏光板を上にして貼り付け、さらに上記の反射防
止膜を低屈折率層を上にして貼り付けた。以上のように
して作製した反射型液晶表示装置は、黒表示状態で良好
な色味を示し、視野角依存性が少なく、また表面反射も
著しく低かった。
【0107】
【発明の効果】本発明によれば、反射型液晶表示装置、
特にベンド配向セル、中でもHANモードに用いられる
偏光板及びλ/4板の得率と生産性を上げ、廃棄物を減
少させ、薄膜化させた液晶表示装置が提供される。さら
に、本発明によれば、ロール状のλ/4板とロール状の
直線偏光膜とを積層するさいに、積層角度がずれること
により生じる光漏れが改善された液晶表示装置が提供さ
れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】TN型液晶表示装置用の液晶セルの拡大模式断
面図である。
【図2】フラットパネルディスプレーに用いられ、ベン
ド配向可能な液晶を有する対称の液晶セルの拡大模式断
面図である。
【図3】HANモードセルの拡大模式断面図である。
【図4】ポリマーフィルムを斜め延伸する方法の一例を
示す概略平面図である。
【図5】ポリマーフィルムを斜め延伸する方法の一例を
示す概略平面図である。
【図6】ポリマーフィルムを斜め延伸する方法の一例を
示す概略平面図である。
【図7】ポリマーフィルムを斜め延伸する方法の一例を
示す概略平面図である。
【図8】ポリマーフィルムを斜め延伸する方法の一例を
示す概略平面図である。
【図9】ポリマーフィルムを斜め延伸する方法の一例を
示す概略平面図である。
【図10】従来の偏光板を打ち抜く様子を示す概略平面
図である。
【図11】本発明に用いる偏光板を打ち抜く様子を示す
概略平面図である。
【図12】本発明の反射型液晶表示装置の基本構成を示
す概略断面図である。
【符号の説明】
1 下基板 2 反射電極 3 下配向膜 4 液晶層 5 上配向膜 6 透明電極 7 上基板 8 λ/4板 9 直線偏光膜 11、21 液晶セル 14a、14b、24a、24b、33a、33b 透
明電極を有する基板 12、22a、22b、32 ディレクタ領域(場) 16、26a、26b、36 表面接触ディレクタ 13、28a、28b、38 バルクディレクタ 15、29、35 角度 17、18、20、27、34 光線 23 中心線 51 導入側フィルムの中央線 52 次工程に送られるフィルムの中央線 53 フィルム保持手段の軌跡(左) 54 フィルム保持手段の軌跡(右) 55 導入側フィルム 56 次工程に送られるフィルム 57、57’ 左右のフィルム保持開始(噛み込み)点 58、58’ 左右のフィルム保持手段からの離脱点 61 導入側フィルムの中央線 62 次工程に送られるフィルムの中央線 63 フィルム保持手段の軌跡(左) 64 フィルム保持手段の軌跡(右) 65 導入側フィルム 66 次工程に送られるフィルム 67、67’ 左右のフィルム保持開始(噛み込み)点 68、68’ 左右のフィルム保持手段からの離脱点 73,83,93,103 フィルム保持手段の軌跡
(左) 74,84,94,104 フィルム保持手段の軌跡
(右) 75,85,95,105 導入側フィルム 76,86,96,106 次工程に送られるフィルム 171 吸収軸(延伸軸) 172 長手方向 181 吸収軸(延伸軸) 182 長手方向 (イ) フィルム導入方向 (ロ) 次工程へのフィルム搬送方向 (a) フィルムを導入する工程 (b) フィルムを延伸する工程 (c) 延伸フィルムを次工程へ送る工程 A1 フィルムの保持手段への噛み込み位置とフィルム
延伸の起点位置(実質保持開始点:右) B1 フィルムの保持手段への噛み込み位置(左) C1 フィルム延伸の起点位置(実質保持開始点:左) Cx フィルム離脱位置とフィルム延伸の終点基準位置
(実質保持解除点:左) Ay フィルム延伸の終点基準位置(実質保持解除点:
右) |L1−L2| 左右のフィルム保持手段の行程差 W フィルムの延伸工程終端における実質幅 θ 延伸方向とフィルム進行方向のなす角
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) B29L 7:00 B29L 7:00 11:00 11:00 Fターム(参考) 2H049 BA02 BA06 BA07 BB03 BB43 BB65 BC03 BC13 BC14 BC22 2H091 FA08 FA11 FD10 FD12 HA06 LA03 LA11 LA12 LA13 LA16 4F210 AA19 AE10 AG01 AH73 QC02 QD01 QG01 QG18

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一対の表面に配向膜を有する透明電極付
    き基板の間に、少なくともネマチック液晶の層が封入さ
    れてなる液晶セルと、一枚以上のポリマーフィルムから
    なるλ/4板と、偏光板とが設けられており、且つネマ
    チック液晶の配向ベクトルの基板に対する角度が液晶セ
    ルに付与される電圧の変化により変化する反射型液晶表
    示装置において、 該λ/4板および該偏光板が、ロール状のλ/4板と吸
    収軸が長手方向に対し45°傾斜しているロール状偏光
    板とが貼り合わせられて一体化されたロールから打ち抜
    いたものであることを特徴とする液晶表示装置。
  2. 【請求項2】 一対の表面に配向膜を有する透明電極付
    き基板の間に、少なくともネマチック液晶の層が封入さ
    れてなる液晶セルと、一枚以上のポリマーフィルムから
    なるλ/4板と、偏光板とが設けられており、そしてネ
    マチック液晶の層がベンド配向を示すものであり、且つ
    ネマチック液晶の配向ベクトルの基板に対する角度が液
    晶セルに付与される電圧の変化により変化する反射型液
    晶表示装置において、 該λ/4板および該偏光板が、ロール状のλ/4板と吸
    収軸が長手方向に対し45°傾斜しているロール状偏光
    板とが貼り合わせられて一体化されたロールから打ち抜
    いたものであることを特徴とする液晶表示装置。
  3. 【請求項3】 ロール状偏光板が、偏光膜の少なくとも
    片面に保護膜が貼り合わせられており、保護膜の遅相軸
    と偏光膜の吸収軸との角度が実質的に45゜であること
    を特徴とする偏光板である請求項1または2に記載の液
    晶表示装置。
  4. 【請求項4】 ロール状偏光板が、連続的に供給される
    ポリビニルアルコールフィルムの両端を保持手段により
    保持し、該保持手段をフィルムの長手方向に進行させつ
    つ張力を付与して延伸して作成されたものであることを
    特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の液晶表示装
    置。
  5. 【請求項5】 ロール状偏光板が、連続的に供給される
    ポリビニルアルコールフィルムの一方端の実質的な保持
    開始点から実質的な保持解除点までの保持手段の軌跡L
    1及び該ポリビニルアルコールフィルムのもう一端の実
    質的な保持開始点から実質的な保持解除点までの保持手
    段の軌跡L2と、二つの実質的な保持解除点の距離W
    が、下記式(1)を満たし、かつ該ポリビニルアルコー
    ルフィルムの支持性を保ち、該ポリビニルアルコールフ
    ィルムを揮発分率が5%以上の状態を存在させて延伸
    し、その後収縮させ揮発分率を低下させて作製されたも
    のであることを特徴とする請求項4に記載の液晶表示装
    置。 式(1):|L2−L1|>0.4W
  6. 【請求項6】 ロール状偏光板が、ポリビニルアルコー
    ルフィルムを揮発分率が10%以上の雰囲気下で2〜1
    0倍に一旦延伸した後、10%以上収縮させることによ
    り作成され、かつ作成された偏光板のフィルム長手方向
    と透過軸方向の傾斜角が45゜であることを特徴とする
    請求項5に記載の液晶表示装置。
  7. 【請求項7】 液晶セルと偏光板との間に光学補償層が
    設けられていることを特徴とする請求項1〜6のいずれ
    かに記載の液晶表示装置。
  8. 【請求項8】 反射防止層が設けられていることを特徴
    とする請求項1〜7のいずれかに記載の液晶表示装置。
  9. 【請求項9】 一対の表面に配向膜を有する透明電極付
    き基板の間に、少なくともネマチック液晶の層が封入さ
    れてなる液晶セルと、一枚以上のポリマーフィルムから
    なるλ/4板と、偏光板とからなり、且つネマチック液
    晶の配向ベクトルの基板に対する角度が、液晶セルに付
    与される電圧の変化により変化する反射型液晶表示装置
    の製造方法において、 ロール状のλ/4板と吸収軸が長手方向に対し45°傾
    斜しているロール状偏光板とが貼り合わせられて一体化
    したロールから、λ/4板と該偏光板との一体チップを
    打ち抜き、該チップのλ/4板側の面と該液晶セルとを
    貼り合わせることを特徴とする液晶表示装置の製造方
    法。
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