JP2004361787A - 位相差板および円偏光板 - Google Patents
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Abstract
【課題】可視光領域において幅広い波長領域に亘りλ／４のリターデーションを持つ位相差板および円偏光板を得ること。
【解決手段】リターデーションの波長分散比αが１．０以上１．０５未満かつリタデーションＲ（５５０ｎｍ）が４００ｎｍ以上５００ｎｍ未満である位相差板Ａ、およびαが１．０５以上１．１５未満かつＲ（５５０ｎｍ）が１９０ｎｍ以上２４０ｎｍ未満である位相差板Ｂ、およびαが１．０以上１．０５未満かつＲ（５５０ｎｍ）が１００ｎｍ以上１３０ｎｍ未満である位相差板Ｃの３枚をこの順に位相差板Ａの進相軸と位相差板Ｂの進相軸とのなす角は８０度以上９０度以下であり、位相差板Ａの進相軸と位相差板Ｃの進相軸とのなす角は４５度以上５５度以下となるよう積層して位相差板とし、また、この位相差板と偏光板とを積層して円偏光板とする。
【選択図】 なし
【解決手段】リターデーションの波長分散比αが１．０以上１．０５未満かつリタデーションＲ（５５０ｎｍ）が４００ｎｍ以上５００ｎｍ未満である位相差板Ａ、およびαが１．０５以上１．１５未満かつＲ（５５０ｎｍ）が１９０ｎｍ以上２４０ｎｍ未満である位相差板Ｂ、およびαが１．０以上１．０５未満かつＲ（５５０ｎｍ）が１００ｎｍ以上１３０ｎｍ未満である位相差板Ｃの３枚をこの順に位相差板Ａの進相軸と位相差板Ｂの進相軸とのなす角は８０度以上９０度以下であり、位相差板Ａの進相軸と位相差板Ｃの進相軸とのなす角は４５度以上５５度以下となるよう積層して位相差板とし、また、この位相差板と偏光板とを積層して円偏光板とする。
【選択図】 なし
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置等に用いられる位相差板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置のコントラストや視野角といった表示品位に対する要求レベルは近年ますます高くなっている。そのため装置を構成する重要部材である位相差板も従来にない高い性能を持つものが求められている。
【０００３】
とりわけ、反射型カラー液晶表示装置に必要な１／４波長板（λ／４板）には可視光領域の広い波長に亘ってλ／４のリターデーション、すなわちπ／２の位相差を持つという厳しい要求が課せられている。しかし、一般の透明媒体では光の波長が長くなるに従って屈折率や複屈折率は低下するのが通常であること、屈折率や複屈折率の波長依存性は一般に直線比例関係にはならないこと、などの理由から、理想的なλ／４板は未だ得られていないのが現状である。
【０００４】
この困難な課題を解決する手段として、例えば２枚のフィルムを重ねて用いる方法が提案されている（特許文献１、２）。この方法によれば、リターデーションが正の波長依存性を持つ、すなわち光の波長が長くなるに従ってリターデーションの値が増加するような位相差板を比較的簡便に作製することができる。しかし、既存のポリオレフィン、ポリビニルアルコール、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエーテルスルホン等のポリマーを用いこれら文献に記載の方法によって作製した位相差板では、可視光領域の全域に亘って位相差π／２を実現することは困難である。
【０００５】
また別な位相差板の例として、リターデーションの波長分散比α（α＝波長４５０ｎｍの光に対するリターデーションＲ（４５０ｎｍ）／波長５５０ｎｍの光に対するリターデーションＲ（５５０ｎｍ））が１．００〜１．０５で、リターデーションが大きい複屈折性フイルムと、前記αが１．０５〜１．２０で、リターデーションが小さい複屈折率フイルムとが、それらの光軸が交差した状態で積層されてなる位相差板が知られている（特許文献３）。この文献によれば、そのような位相差板は、可視光領域の全体に亘りλ／４板やλ／２板としてほぼ機能しうる。しかし、この文献に記載された位相差板では、長波長・短波長領域における位相差がπ／２から大きく低下しているため、可視光領域の全体に亘り十分な性能を持つとは言い難い。具体的には、上記の位相差板を偏光板と組み合わせて使った際の透過光は円偏光ではなく楕円偏光となるため、上記位相差板を用いて作製した液晶表示装置は赤や青の色漏れを起こし、良好なコントラストを得ることができないという問題がある。
【０００６】
【特許文献１】
特開平３−１３９１６号公報
【０００７】
【特許文献２】
特開平３−１３９１７号公報
【０００８】
【特許文献３】
特開平５−２７１１８号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、可視光領域において幅広い波長領域に亘りλ／４のリターデーションを持つ位相差板および上記の位相差板と偏光板とを積層して成る円偏光板を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前記課題の解決のため鋭意研究を重ねた結果、特定のα値を持つ位相差板を３枚積層することにより、リターデーションの波長分散特性に優れた位相差板が得られることを見出した。すなわち、
（１）リターデーションの波長分散比α（α＝波長４５０ｎｍの光に対するリターデーション（Ｒ（４５０ｎｍ））／波長５５０ｎｍの光に対するリターデーション（Ｒ（５５０ｎｍ）））が１．０以上１．０５未満かつＲ（５５０ｎｍ）が４００ｎｍ以上５００ｎｍ未満である位相差板Ａ、およびαが１．０５以上１．１５未満かつＲ（５５０ｎｍ）が１９０ｎｍ以上２４０ｎｍ未満である位相差板Ｂ、およびαが１．０以上１．０５未満かつＲ（５５０ｎｍ）が１００ｎｍ以上１３０ｎｍ未満である位相差板Ｃの３枚をこの順に積層してなり、位相差板Ａの進相軸と位相差板Ｂの進相軸とのなす角は８０度以上９０度以下であり、位相差板Ａの進相軸と位相差板Ｃの進相軸とのなす角は４５度以上５５度以下であることを特徴とする位相差板であり、
（２）位相差板ＡのＲ（５５０ｎｍ）と位相差板ＢのＲ（５５０ｎｍ）との差が２３０ｎｍ以上２６５ｎｍ以下であり、位相差板ＢのＲ（５５０ｎｍ）と位相差板ＣのＲ（５５０ｎｍ）との差が９５ｎｍ以上１２５ｎｍ以下であることを特徴とする上記（１）記載の位相差板であり、
（３）位相差板Ａおよび位相差板Ｃを構成する素材がポリオレフィン、ポリビニルアルコール、酢酸セルロース、ポリ塩化ビニル、ポリメチルメタクリレートおよびこれらの共重合体並びにこれらの混合物からなる群から選ばれたものであることを特徴とする上記（１）または（２）に記載の位相差板であり、
（４）位相差板Ｂを構成する素材がポリカーボネート、ポリホスホネート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリスチレン、ポリアリレートおよびこれらの共重合体並びにこれらの混合物からなる群から選ばれたものであることを特徴とする上記（１）または（２）に記載の位相差板であり、
（５）上記（１）〜（４）のいずれかに記載の位相差板と偏光板とを積層してなり、位相差板Ａの進相軸と偏光板の光学軸とのなす角は７０度以上８０度以下である円偏光板である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の位相差板に白色直線偏光が７０ないし８０度の偏光角をもって入射すると、リターデーションの波長分散比αが１．０以上１．０５未満かつＲ（５５０ｎｍ）が４００ｎｍ以上５００ｎｍ未満である位相差板Ａを透過した入射偏光は、波長により様々な楕円偏光状態に変換される。これら様々な偏光がαが１．０５以上１．１５未満かつＲ（５５０ｎｍ）が１９０ｎｍ以上２４０ｎｍ未満かつその進相軸と位相差板Ａの進相軸のなす角が８０度以上９０度以下である位相差板Ｂを透過すると、波長によらずある程度揃った偏光状態に変換される。さらにαが１．０以上１．０５未満かつＲ（５５０ｎｍ）が１００ｎｍ以上１３０ｎｍ未満かつその進相軸と位相差板Ａの進相軸のなす角が４５度以上５５度以下である位相差板Ｃを透過することで、透過光の偏光状態は波長によらずほぼ円偏光に変換される。
【００１２】
本発明の位相差板においては、以上のように３枚の位相差板が連携して白色直線偏光を白色円偏光に変換するため、個々の位相差板が持つべきα値やＲ（５５０ｎｍ）値あるいは光学軸どうしのなす角は、他の位相差板との関係で最適値が決定されるという特質がある。本発明者らは、位相差板相互の関係が、位相差板ＡのＲ（５５０ｎｍ）と位相差板ＢのＲ（５５０ｎｍ）との差が２３０ｎｍ以上２６５ｎｍ以下であり、位相差板ＢのＲ（５５０ｎｍ）と位相差板ＣのＲ（５５０ｎｍ）との差が９５ｎｍ以上１２５ｎｍ以下であるとき本発明の構成による位相差板は良好な波長分散特性を持つことを見出している。なお、位相差板ＡのＲ（５５０ｎｍ）と位相差板ＢのＲ（５５０ｎｍ）との差は２３５ｎｍ以上２６０ｎｍ以下であるのがより好ましく、位相差板ＢのＲ（５５０ｎｍ）と位相差板ＣのＲ（５５０ｎｍ）との差は１００ｎｍ以上１１５ｎｍ以下であるのがより好ましい。
【００１３】
また、位相差板ＡのＲ（５５０ｎｍ）と位相差板ＢのＲ（５５０ｎｍ）との差が上記の好ましい範囲内において大きな値を持つときは、位相差板ＢのＲ（５５０ｎｍ）と位相差板ＣのＲ（５５０ｎｍ）との差は上記の好ましい範囲内において大きな値を持つのが好ましい。逆に、位相差板ＡのＲ（５５０ｎｍ）と位相差板ＢのＲ（５５０ｎｍ）との差が上記の好ましい範囲内において小さな値を持つときは、位相差板ＢのＲ（５５０ｎｍ）と位相差板ＣのＲ（５５０ｎｍ）との差は上記の好ましい範囲内において小さな値を持つのが好ましい。これらは、３枚の位相差板の連携が好ましく機能するための条件である。これに加えて、位相差板Ａの進相軸と位相差板Ｂの進相軸とのなす角が８３度以上８７度以下であり、位相差板Ａの進相軸と位相差板Ｃの進相軸とのなす角が４８度以上５２度以下であれば、本発明の位相差板の特性は最も良好に発揮される。
【００１４】
位相差版Ａ、ＢおよびＣを作製するには、素材となるポリマーの溶液をガラス板上にキャスト、乾燥してキャストフィルムを作製し、これを適当な温度において一軸延伸するといった方法を用いることができるが、作製方法はこれに限定されるものではない。リターデーションの値は、フィルムの厚みもしくは延伸倍率によって調整することができる。リターデーションは複屈折率と光路長の積であるから、フィルム厚を増せばリターデーション値はそれに比例して増大する。また、延伸倍率を増せばフィルムを構成するポリマーの配向度が上昇するため複屈折率が増大し、その結果リターデーション値は大きくなる。
【００１５】
リターデーションの波長分散αの値は、延伸倍率に依存しない素材固有のパラメータであることが経験的に知られている。そのため、本発明の位相差板の性能を良好に発揮させるためには、位相差版Ａ、ＢおよびＣを構成する素材を適切に選択することが肝要である。
【００１６】
位相差板ＡおよびＣを構成する素材は、リターデーション波長分散の小さな素材であることが好ましく、ポリオレフィン、ポリビニルアルコール、酢酸セルロース、ポリ塩化ビニル、ポリメチルメタクリレートおよびこれらの共重合体並びにこれらの混合物からなる群から選ぶことができる。本発明においては、アモルファスポリオレフィン、ポリビニルアルコールおよびこれらの共重合体並びにこれらの混合物が好ましく用いられる。
【００１７】
位相差板Ｂを構成する素材は、リターデーション波長分散の大きな素材であることが好ましく、ポリカーボネート、ポリホスホネート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリスチレン、ポリアリレートおよびこれらの共重合体並びにこれらの混合物からなる群から選ぶことができる。本発明においては、ポリカーボネート、ポリホスホネート、ポリアリレートおよびこれらの共重合体並びにこれらの混合物が好ましく用いられる。
【００１８】
本発明の円偏光板を形成するには、本発明の位相差板と適当な偏光板とを積層すればよく、偏光板の構成は特に限定されない。一般には、ポリビニルアルコールのような親水性ポリマーからなるフィルムをヨウ素のような二色性染料で処理し延伸したものなどが用いられるが、これに限定されるものではない。位相差板Ａの進相軸と偏光板の光学軸とのなす角は、７０度以上８０度以下であることが好ましい。直線偏光の入射角は出力偏光状態にきわめて大きな影響があるため、良好な白色円偏光を得るためには、上記角度は７３度以上７８度以下であるのがより好ましく求められる。
【００１９】
本発明の位相差板あるいは円偏光板を構成する個々の位相差板あるいは偏光板を貼り合わせるために用いる粘着剤については、特にその種類を限定するものではないが、複屈折の小さいアクリル系粘着剤を好ましく用いることができる。
【００２０】
【実施例】
以下、本発明について実施例を用いてさらに詳細に説明する。ただし、本発明は係る実施例に限定されるものではない。
【００２１】
［リタデーション、波長分散比、楕円率の測定］
大塚電子（株）製のＲＥＴＳ−１１００を用いて測定した。
【００２２】
実施例１
［ポリビニルアルコール樹脂のフィルム化］
市販のポリビニルアルコールフィルム（三協化成（株）製、厚さ２００μｍ）を５重量％ホウ酸水溶液（３０℃）で幅方向自由一軸延伸し（延伸倍率：１．５５倍）、Ｒ（５５０）＝４５０ｎｍの配向フィルム（フィルム１Ａ）を得た。また、厚さ１００μｍの同種フィルムを同様の方法で１．２倍延伸し、Ｒ（５５０）＝１１０ｎｍの配向フィルム（フィルム１Ｃ）を得た。いずれのフィルムも進相軸は延伸方向に垂直であり、波長分散比αは１．０１５であった。
【００２３】
［ホスホネート・カーボネート共重合樹脂（ＰＰＨ）の合成］
窒素雰囲気下、常温で塩化メチレン（４０ｍｌ）中に１，１ビス（４−ヒドロキシフェニル）シクロヘキサン（４０ｍｍｏｌ）、およびトリエチルアミン（８８ｍｍｏｌ）を混合、攪拌した。この溶液にフェニルホスホン酸ジクロライド（３０ｍｍｏｌ）の１，２ジクロロエタン（９０ｍｌ）溶液を６０分間かけて滴下し、滴下終了後６０分間攪拌した。その後、濃度０．５７１ｍｏｌ／ｌであるトリホスゲンの１，２ジクロロエタン（５．８３ｍｌ）溶液を３０分かけて滴下し、滴下終了後６０分間攪拌した。反応溶液をヘキサン２０００ｍｌに投入して再沈し、ポリマーを濾取した後、（１）エタノール２０００ｍｌ、（２）水／エタノール＝１／１混合溶液２０００ｍｌ、（３）水２０００ｍｌの順で生成したポリマーを洗浄、乾燥して目的の樹脂粉末を収率９１％で得た。
【００２４】
［ホスホネート・カーボネート共重合樹脂のフィルム化］
樹脂粉末を塩化メチレンに溶解させ、ポリマー固形分濃度１５重量％のドープ溶液を作製した。このドープ溶液をガラス板上に製膜、乾燥させることによって厚さ５０μｍのキャストフィルムを得た。得られたキャストフィルムを温度１５０℃で幅方向自由１軸延伸し（延伸倍率：１．７倍）、Ｒ（５５０）＝２１５ｎｍの配向フィルム（フィルム１Ｂ）を得た。フィルム１Ｂの進相軸は延伸方向に垂直であり、α＝１．０９５であった。
【００２５】
［位相差板の作製］
フィルム１Ａの上に、フィルム１Ｂをその進相軸がフィルム１Ａの進相軸に対して８５度の角度をなすように重ね、さらにその上にフィルム１Ｃをその進相軸がフィルム１Ａの進相軸に対して５０度の角度をなすように重ね合わせ、位相差板を作製した。
【００２６】
［楕円率の測定］
大塚電子（株）製のＲＥＴＳ−１１００を用い、偏光子角度をフィルム１Ａの進相軸に対して７５度に設定して波長４００ｎｍから７００ｎｍまでの楕円率を測定したところ、図１に示すように、可視光領域の全域に亘り楕円率はほぼπ／４となった。
【００２７】
実施例２
［ポリビニルアルコール樹脂のフィルム化］
実施例１と同様の方法で、厚さ２００μｍのフィルムを１．６倍に延伸してＲ（５５０）＝５００ｎｍの配向フィルム（フィルム２Ａ）を、厚さ１００μｍのフィルムを１．２５倍に延伸してＲ（５５０）＝１２５ｎｍの配向フィルム（フィルム２Ｃ）を得た。いずれのフィルムも進相軸は延伸方向に垂直であり、α＝１．０１５であった。
【００２８】
［ポリカーボネート樹脂のフィルム化］
市販のポリカーボネート樹脂“タフロンＡ２２００”（出光石油化学（株）製）から成る厚さ１００μｍのフィルムを、延伸温度１８０℃で幅方向自由一軸延伸（延伸倍率：１．２倍）し、Ｒ（５５０）＝２４０ｎｍの配向フィルム（フィルム２Ｂ）を得た。フィルム２Ｂの進相軸は延伸方向に垂直であり、α＝１．０７４であった。
【００２９】
［位相差板の作製］
フィルム２Ａの上に、フィルム２Ｂをその進相軸がフィルム２Ａの進相軸に対して８５度の角度をなすように重ね、さらにその上にフィルム２Ｃをその進相軸がフィルム２Ａの進相軸に対して５０度の角度をなすように重ね合わせて位相差板を作製した。
【００３０】
［楕円率の測定］
実施例１と同様の方法で楕円率を測定したところ、図１に示すように、可視光領域の全域に亘り楕円率はほぼπ／４となった。
【００３１】
比較例
［ポリビニルアルコール樹脂のフィルム化］
実施例１と同様の方法で、厚さ２００μｍのフィルムを１．９倍に延伸してＲ（５５０）＝７００ｎｍのポリビニルアルコール配向フィルム（フィルム３Ａ）を得た。進相軸は延伸方向に垂直であり、α＝１．０１４であった。
【００３２】
［ポリカーボネート樹脂のフィルム化］
実施例２と同様の方法で、厚さ１００μｍのフィルムを１．５倍に延伸してＲ（５５０）＝５６０ｎｍの配向フィルム（フィルム３Ｂ）を得た。進相軸は延伸方向に垂直であり、波長分散比αは１．０７２であった。
【００３３】
［位相差板の作製］
フィルム３Ａの上に、フィルム３Ｂをその進相軸がフィルム３Ａの進相軸に垂直になるように重ね合わせて位相差板を作製した。
【００３４】
［楕円率の測定］
偏光子角度をフィルム３Ａの進相軸に対して４５度に設定した以外は実施例１と同様の方法で楕円率を測定したところ、図１に示すように、可視光領域の両端で楕円率がπ／４よりも低下しており、特に短波長側での落ち込みが大きく、位相差板として不十分な性能しか持たないことが確認された。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、可視光領域において幅広い波長領域に亘りλ／４のリターデーションを持つ位相差板および円偏光板が得られる。また，かかる位相差板あるいは円偏光板を用いてコントラストの良好な液晶表示装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例及び比較例で得た位相差板と偏光板とを組み合わせた円偏光板の円偏光特性を示すグラフ。
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置等に用いられる位相差板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置のコントラストや視野角といった表示品位に対する要求レベルは近年ますます高くなっている。そのため装置を構成する重要部材である位相差板も従来にない高い性能を持つものが求められている。
【０００３】
とりわけ、反射型カラー液晶表示装置に必要な１／４波長板（λ／４板）には可視光領域の広い波長に亘ってλ／４のリターデーション、すなわちπ／２の位相差を持つという厳しい要求が課せられている。しかし、一般の透明媒体では光の波長が長くなるに従って屈折率や複屈折率は低下するのが通常であること、屈折率や複屈折率の波長依存性は一般に直線比例関係にはならないこと、などの理由から、理想的なλ／４板は未だ得られていないのが現状である。
【０００４】
この困難な課題を解決する手段として、例えば２枚のフィルムを重ねて用いる方法が提案されている（特許文献１、２）。この方法によれば、リターデーションが正の波長依存性を持つ、すなわち光の波長が長くなるに従ってリターデーションの値が増加するような位相差板を比較的簡便に作製することができる。しかし、既存のポリオレフィン、ポリビニルアルコール、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエーテルスルホン等のポリマーを用いこれら文献に記載の方法によって作製した位相差板では、可視光領域の全域に亘って位相差π／２を実現することは困難である。
【０００５】
また別な位相差板の例として、リターデーションの波長分散比α（α＝波長４５０ｎｍの光に対するリターデーションＲ（４５０ｎｍ）／波長５５０ｎｍの光に対するリターデーションＲ（５５０ｎｍ））が１．００〜１．０５で、リターデーションが大きい複屈折性フイルムと、前記αが１．０５〜１．２０で、リターデーションが小さい複屈折率フイルムとが、それらの光軸が交差した状態で積層されてなる位相差板が知られている（特許文献３）。この文献によれば、そのような位相差板は、可視光領域の全体に亘りλ／４板やλ／２板としてほぼ機能しうる。しかし、この文献に記載された位相差板では、長波長・短波長領域における位相差がπ／２から大きく低下しているため、可視光領域の全体に亘り十分な性能を持つとは言い難い。具体的には、上記の位相差板を偏光板と組み合わせて使った際の透過光は円偏光ではなく楕円偏光となるため、上記位相差板を用いて作製した液晶表示装置は赤や青の色漏れを起こし、良好なコントラストを得ることができないという問題がある。
【０００６】
【特許文献１】
特開平３−１３９１６号公報
【０００７】
【特許文献２】
特開平３−１３９１７号公報
【０００８】
【特許文献３】
特開平５−２７１１８号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、可視光領域において幅広い波長領域に亘りλ／４のリターデーションを持つ位相差板および上記の位相差板と偏光板とを積層して成る円偏光板を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前記課題の解決のため鋭意研究を重ねた結果、特定のα値を持つ位相差板を３枚積層することにより、リターデーションの波長分散特性に優れた位相差板が得られることを見出した。すなわち、
（１）リターデーションの波長分散比α（α＝波長４５０ｎｍの光に対するリターデーション（Ｒ（４５０ｎｍ））／波長５５０ｎｍの光に対するリターデーション（Ｒ（５５０ｎｍ）））が１．０以上１．０５未満かつＲ（５５０ｎｍ）が４００ｎｍ以上５００ｎｍ未満である位相差板Ａ、およびαが１．０５以上１．１５未満かつＲ（５５０ｎｍ）が１９０ｎｍ以上２４０ｎｍ未満である位相差板Ｂ、およびαが１．０以上１．０５未満かつＲ（５５０ｎｍ）が１００ｎｍ以上１３０ｎｍ未満である位相差板Ｃの３枚をこの順に積層してなり、位相差板Ａの進相軸と位相差板Ｂの進相軸とのなす角は８０度以上９０度以下であり、位相差板Ａの進相軸と位相差板Ｃの進相軸とのなす角は４５度以上５５度以下であることを特徴とする位相差板であり、
（２）位相差板ＡのＲ（５５０ｎｍ）と位相差板ＢのＲ（５５０ｎｍ）との差が２３０ｎｍ以上２６５ｎｍ以下であり、位相差板ＢのＲ（５５０ｎｍ）と位相差板ＣのＲ（５５０ｎｍ）との差が９５ｎｍ以上１２５ｎｍ以下であることを特徴とする上記（１）記載の位相差板であり、
（３）位相差板Ａおよび位相差板Ｃを構成する素材がポリオレフィン、ポリビニルアルコール、酢酸セルロース、ポリ塩化ビニル、ポリメチルメタクリレートおよびこれらの共重合体並びにこれらの混合物からなる群から選ばれたものであることを特徴とする上記（１）または（２）に記載の位相差板であり、
（４）位相差板Ｂを構成する素材がポリカーボネート、ポリホスホネート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリスチレン、ポリアリレートおよびこれらの共重合体並びにこれらの混合物からなる群から選ばれたものであることを特徴とする上記（１）または（２）に記載の位相差板であり、
（５）上記（１）〜（４）のいずれかに記載の位相差板と偏光板とを積層してなり、位相差板Ａの進相軸と偏光板の光学軸とのなす角は７０度以上８０度以下である円偏光板である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の位相差板に白色直線偏光が７０ないし８０度の偏光角をもって入射すると、リターデーションの波長分散比αが１．０以上１．０５未満かつＲ（５５０ｎｍ）が４００ｎｍ以上５００ｎｍ未満である位相差板Ａを透過した入射偏光は、波長により様々な楕円偏光状態に変換される。これら様々な偏光がαが１．０５以上１．１５未満かつＲ（５５０ｎｍ）が１９０ｎｍ以上２４０ｎｍ未満かつその進相軸と位相差板Ａの進相軸のなす角が８０度以上９０度以下である位相差板Ｂを透過すると、波長によらずある程度揃った偏光状態に変換される。さらにαが１．０以上１．０５未満かつＲ（５５０ｎｍ）が１００ｎｍ以上１３０ｎｍ未満かつその進相軸と位相差板Ａの進相軸のなす角が４５度以上５５度以下である位相差板Ｃを透過することで、透過光の偏光状態は波長によらずほぼ円偏光に変換される。
【００１２】
本発明の位相差板においては、以上のように３枚の位相差板が連携して白色直線偏光を白色円偏光に変換するため、個々の位相差板が持つべきα値やＲ（５５０ｎｍ）値あるいは光学軸どうしのなす角は、他の位相差板との関係で最適値が決定されるという特質がある。本発明者らは、位相差板相互の関係が、位相差板ＡのＲ（５５０ｎｍ）と位相差板ＢのＲ（５５０ｎｍ）との差が２３０ｎｍ以上２６５ｎｍ以下であり、位相差板ＢのＲ（５５０ｎｍ）と位相差板ＣのＲ（５５０ｎｍ）との差が９５ｎｍ以上１２５ｎｍ以下であるとき本発明の構成による位相差板は良好な波長分散特性を持つことを見出している。なお、位相差板ＡのＲ（５５０ｎｍ）と位相差板ＢのＲ（５５０ｎｍ）との差は２３５ｎｍ以上２６０ｎｍ以下であるのがより好ましく、位相差板ＢのＲ（５５０ｎｍ）と位相差板ＣのＲ（５５０ｎｍ）との差は１００ｎｍ以上１１５ｎｍ以下であるのがより好ましい。
【００１３】
また、位相差板ＡのＲ（５５０ｎｍ）と位相差板ＢのＲ（５５０ｎｍ）との差が上記の好ましい範囲内において大きな値を持つときは、位相差板ＢのＲ（５５０ｎｍ）と位相差板ＣのＲ（５５０ｎｍ）との差は上記の好ましい範囲内において大きな値を持つのが好ましい。逆に、位相差板ＡのＲ（５５０ｎｍ）と位相差板ＢのＲ（５５０ｎｍ）との差が上記の好ましい範囲内において小さな値を持つときは、位相差板ＢのＲ（５５０ｎｍ）と位相差板ＣのＲ（５５０ｎｍ）との差は上記の好ましい範囲内において小さな値を持つのが好ましい。これらは、３枚の位相差板の連携が好ましく機能するための条件である。これに加えて、位相差板Ａの進相軸と位相差板Ｂの進相軸とのなす角が８３度以上８７度以下であり、位相差板Ａの進相軸と位相差板Ｃの進相軸とのなす角が４８度以上５２度以下であれば、本発明の位相差板の特性は最も良好に発揮される。
【００１４】
位相差版Ａ、ＢおよびＣを作製するには、素材となるポリマーの溶液をガラス板上にキャスト、乾燥してキャストフィルムを作製し、これを適当な温度において一軸延伸するといった方法を用いることができるが、作製方法はこれに限定されるものではない。リターデーションの値は、フィルムの厚みもしくは延伸倍率によって調整することができる。リターデーションは複屈折率と光路長の積であるから、フィルム厚を増せばリターデーション値はそれに比例して増大する。また、延伸倍率を増せばフィルムを構成するポリマーの配向度が上昇するため複屈折率が増大し、その結果リターデーション値は大きくなる。
【００１５】
リターデーションの波長分散αの値は、延伸倍率に依存しない素材固有のパラメータであることが経験的に知られている。そのため、本発明の位相差板の性能を良好に発揮させるためには、位相差版Ａ、ＢおよびＣを構成する素材を適切に選択することが肝要である。
【００１６】
位相差板ＡおよびＣを構成する素材は、リターデーション波長分散の小さな素材であることが好ましく、ポリオレフィン、ポリビニルアルコール、酢酸セルロース、ポリ塩化ビニル、ポリメチルメタクリレートおよびこれらの共重合体並びにこれらの混合物からなる群から選ぶことができる。本発明においては、アモルファスポリオレフィン、ポリビニルアルコールおよびこれらの共重合体並びにこれらの混合物が好ましく用いられる。
【００１７】
位相差板Ｂを構成する素材は、リターデーション波長分散の大きな素材であることが好ましく、ポリカーボネート、ポリホスホネート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリスチレン、ポリアリレートおよびこれらの共重合体並びにこれらの混合物からなる群から選ぶことができる。本発明においては、ポリカーボネート、ポリホスホネート、ポリアリレートおよびこれらの共重合体並びにこれらの混合物が好ましく用いられる。
【００１８】
本発明の円偏光板を形成するには、本発明の位相差板と適当な偏光板とを積層すればよく、偏光板の構成は特に限定されない。一般には、ポリビニルアルコールのような親水性ポリマーからなるフィルムをヨウ素のような二色性染料で処理し延伸したものなどが用いられるが、これに限定されるものではない。位相差板Ａの進相軸と偏光板の光学軸とのなす角は、７０度以上８０度以下であることが好ましい。直線偏光の入射角は出力偏光状態にきわめて大きな影響があるため、良好な白色円偏光を得るためには、上記角度は７３度以上７８度以下であるのがより好ましく求められる。
【００１９】
本発明の位相差板あるいは円偏光板を構成する個々の位相差板あるいは偏光板を貼り合わせるために用いる粘着剤については、特にその種類を限定するものではないが、複屈折の小さいアクリル系粘着剤を好ましく用いることができる。
【００２０】
【実施例】
以下、本発明について実施例を用いてさらに詳細に説明する。ただし、本発明は係る実施例に限定されるものではない。
【００２１】
［リタデーション、波長分散比、楕円率の測定］
大塚電子（株）製のＲＥＴＳ−１１００を用いて測定した。
【００２２】
実施例１
［ポリビニルアルコール樹脂のフィルム化］
市販のポリビニルアルコールフィルム（三協化成（株）製、厚さ２００μｍ）を５重量％ホウ酸水溶液（３０℃）で幅方向自由一軸延伸し（延伸倍率：１．５５倍）、Ｒ（５５０）＝４５０ｎｍの配向フィルム（フィルム１Ａ）を得た。また、厚さ１００μｍの同種フィルムを同様の方法で１．２倍延伸し、Ｒ（５５０）＝１１０ｎｍの配向フィルム（フィルム１Ｃ）を得た。いずれのフィルムも進相軸は延伸方向に垂直であり、波長分散比αは１．０１５であった。
【００２３】
［ホスホネート・カーボネート共重合樹脂（ＰＰＨ）の合成］
窒素雰囲気下、常温で塩化メチレン（４０ｍｌ）中に１，１ビス（４−ヒドロキシフェニル）シクロヘキサン（４０ｍｍｏｌ）、およびトリエチルアミン（８８ｍｍｏｌ）を混合、攪拌した。この溶液にフェニルホスホン酸ジクロライド（３０ｍｍｏｌ）の１，２ジクロロエタン（９０ｍｌ）溶液を６０分間かけて滴下し、滴下終了後６０分間攪拌した。その後、濃度０．５７１ｍｏｌ／ｌであるトリホスゲンの１，２ジクロロエタン（５．８３ｍｌ）溶液を３０分かけて滴下し、滴下終了後６０分間攪拌した。反応溶液をヘキサン２０００ｍｌに投入して再沈し、ポリマーを濾取した後、（１）エタノール２０００ｍｌ、（２）水／エタノール＝１／１混合溶液２０００ｍｌ、（３）水２０００ｍｌの順で生成したポリマーを洗浄、乾燥して目的の樹脂粉末を収率９１％で得た。
【００２４】
［ホスホネート・カーボネート共重合樹脂のフィルム化］
樹脂粉末を塩化メチレンに溶解させ、ポリマー固形分濃度１５重量％のドープ溶液を作製した。このドープ溶液をガラス板上に製膜、乾燥させることによって厚さ５０μｍのキャストフィルムを得た。得られたキャストフィルムを温度１５０℃で幅方向自由１軸延伸し（延伸倍率：１．７倍）、Ｒ（５５０）＝２１５ｎｍの配向フィルム（フィルム１Ｂ）を得た。フィルム１Ｂの進相軸は延伸方向に垂直であり、α＝１．０９５であった。
【００２５】
［位相差板の作製］
フィルム１Ａの上に、フィルム１Ｂをその進相軸がフィルム１Ａの進相軸に対して８５度の角度をなすように重ね、さらにその上にフィルム１Ｃをその進相軸がフィルム１Ａの進相軸に対して５０度の角度をなすように重ね合わせ、位相差板を作製した。
【００２６】
［楕円率の測定］
大塚電子（株）製のＲＥＴＳ−１１００を用い、偏光子角度をフィルム１Ａの進相軸に対して７５度に設定して波長４００ｎｍから７００ｎｍまでの楕円率を測定したところ、図１に示すように、可視光領域の全域に亘り楕円率はほぼπ／４となった。
【００２７】
実施例２
［ポリビニルアルコール樹脂のフィルム化］
実施例１と同様の方法で、厚さ２００μｍのフィルムを１．６倍に延伸してＲ（５５０）＝５００ｎｍの配向フィルム（フィルム２Ａ）を、厚さ１００μｍのフィルムを１．２５倍に延伸してＲ（５５０）＝１２５ｎｍの配向フィルム（フィルム２Ｃ）を得た。いずれのフィルムも進相軸は延伸方向に垂直であり、α＝１．０１５であった。
【００２８】
［ポリカーボネート樹脂のフィルム化］
市販のポリカーボネート樹脂“タフロンＡ２２００”（出光石油化学（株）製）から成る厚さ１００μｍのフィルムを、延伸温度１８０℃で幅方向自由一軸延伸（延伸倍率：１．２倍）し、Ｒ（５５０）＝２４０ｎｍの配向フィルム（フィルム２Ｂ）を得た。フィルム２Ｂの進相軸は延伸方向に垂直であり、α＝１．０７４であった。
【００２９】
［位相差板の作製］
フィルム２Ａの上に、フィルム２Ｂをその進相軸がフィルム２Ａの進相軸に対して８５度の角度をなすように重ね、さらにその上にフィルム２Ｃをその進相軸がフィルム２Ａの進相軸に対して５０度の角度をなすように重ね合わせて位相差板を作製した。
【００３０】
［楕円率の測定］
実施例１と同様の方法で楕円率を測定したところ、図１に示すように、可視光領域の全域に亘り楕円率はほぼπ／４となった。
【００３１】
比較例
［ポリビニルアルコール樹脂のフィルム化］
実施例１と同様の方法で、厚さ２００μｍのフィルムを１．９倍に延伸してＲ（５５０）＝７００ｎｍのポリビニルアルコール配向フィルム（フィルム３Ａ）を得た。進相軸は延伸方向に垂直であり、α＝１．０１４であった。
【００３２】
［ポリカーボネート樹脂のフィルム化］
実施例２と同様の方法で、厚さ１００μｍのフィルムを１．５倍に延伸してＲ（５５０）＝５６０ｎｍの配向フィルム（フィルム３Ｂ）を得た。進相軸は延伸方向に垂直であり、波長分散比αは１．０７２であった。
【００３３】
［位相差板の作製］
フィルム３Ａの上に、フィルム３Ｂをその進相軸がフィルム３Ａの進相軸に垂直になるように重ね合わせて位相差板を作製した。
【００３４】
［楕円率の測定］
偏光子角度をフィルム３Ａの進相軸に対して４５度に設定した以外は実施例１と同様の方法で楕円率を測定したところ、図１に示すように、可視光領域の両端で楕円率がπ／４よりも低下しており、特に短波長側での落ち込みが大きく、位相差板として不十分な性能しか持たないことが確認された。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、可視光領域において幅広い波長領域に亘りλ／４のリターデーションを持つ位相差板および円偏光板が得られる。また，かかる位相差板あるいは円偏光板を用いてコントラストの良好な液晶表示装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例及び比較例で得た位相差板と偏光板とを組み合わせた円偏光板の円偏光特性を示すグラフ。
Claims (5)
- リターデーションの波長分散比α（α＝波長４５０ｎｍの光に対するリターデーション（Ｒ（４５０ｎｍ））／波長５５０ｎｍの光に対するリターデーション（Ｒ（５５０ｎｍ）））が１．０以上１．０５未満かつＲ（５５０ｎｍ）が４００ｎｍ以上５００ｎｍ未満である位相差板Ａ、およびαが１．０５以上１．１５未満かつＲ（５５０ｎｍ）が１９０ｎｍ以上２４０ｎｍ未満である位相差板Ｂ、およびαが１．０以上１．０５未満かつＲ（５５０ｎｍ）が１００ｎｍ以上１３０ｎｍ未満である位相差板Ｃの３枚をこの順に積層してなり、位相差板Ａの進相軸と位相差板Ｂの進相軸とのなす角は８０度以上９０度以下であり、位相差板Ａの進相軸と位相差板Ｃの進相軸とのなす角は４５度以上５５度以下であることを特徴とする位相差板。
- 位相差板ＡのＲ（５５０ｎｍ）と位相差板ＢのＲ（５５０ｎｍ）との差が２３０ｎｍ以上２６５ｎｍ以下であり、位相差板ＢのＲ（５５０ｎｍ）と位相差板ＣのＲ（５５０ｎｍ）との差が９５ｎｍ以上１２５ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の位相差板。
- 位相差板Ａおよび位相差板Ｃを構成する素材がポリオレフィン、ポリビニルアルコール、酢酸セルロース、ポリ塩化ビニル、ポリメチルメタクリレートおよびこれらの共重合体並びにこれらの混合物からなる群から選ばれたものであることを特徴とする請求項１または２に記載の位相差板。
- 位相差板Ｂを構成する素材がポリカーボネート、ポリホスホネート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリスチレン、ポリアリレートおよびこれらの共重合体並びにこれらの混合物からなる群から選ばれたものであることを特徴とする請求項１または２に記載の位相差板。
- 請求項１から４のいずれかに記載の位相差板と偏光板とを積層してなり、位相差板Ａの進相軸と偏光板の光学軸とのなす角は７０度以上８０度以下である円偏光板。
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