JP2006119623A - 楕円偏光板及び液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 液晶セルが正確に光学的に補償され、高いコントラストを有し、且つ黒表示時の視角方向に依存した色づきが軽減された液晶表示装置、特にVAモードの液晶表示装置を提供すること。
【解決手段】 少なくとも、第1偏光膜と、第1偏光膜の吸収軸と遅相軸が直交又は平行となるように配置した第1位相差膜と、第2位相差膜と、液晶層を一対の基板で挟んだ液晶セルと第2偏光膜を含み、黒表示時に該液晶層の液晶分子が前記一対の基板の表面に対して略垂直に配向する液晶表示装置であって、前記第1位相差膜が、面内のレターデーションReと厚み方向のレターデーションRthを用いて Nz=Rth/Re+0.5で定義されるNz値が0.3〜0.7で、かつ面内のレターデーションReが150〜400nmであって、且つ前記第2位相差膜の面内のレターデーションReが0〜30nmであって、厚み方向のレターデーションRthが、150nm〜400nmである液晶表示装置である。
【選択図】 なし
【解決手段】 少なくとも、第1偏光膜と、第1偏光膜の吸収軸と遅相軸が直交又は平行となるように配置した第1位相差膜と、第2位相差膜と、液晶層を一対の基板で挟んだ液晶セルと第2偏光膜を含み、黒表示時に該液晶層の液晶分子が前記一対の基板の表面に対して略垂直に配向する液晶表示装置であって、前記第1位相差膜が、面内のレターデーションReと厚み方向のレターデーションRthを用いて Nz=Rth/Re+0.5で定義されるNz値が0.3〜0.7で、かつ面内のレターデーションReが150〜400nmであって、且つ前記第2位相差膜の面内のレターデーションReが0〜30nmであって、厚み方向のレターデーションRthが、150nm〜400nmである液晶表示装置である。
【選択図】 なし
Description
本発明は、楕円偏光板及びそれを用いた液晶表示装置に関する。
液晶表示装置は、通常、液晶セル及び偏光板を有する。前記偏光板は、一般的に保護膜及び偏光膜を有し、例えば、ポリビニルアルコールフイルムからなる偏光膜をヨウ素にて染色し、延伸を行い、その両面を保護膜にて積層して得られる。透過型液晶表示装置では、偏光板を液晶セルの両側に取り付け、さらには一枚以上の光学補償フイルムを配置することもある。反射型液晶表示装置では、通常、反射板、液晶セル、一枚以上の光学補償フイルム、偏光板の順に配置する。液晶セルは、液晶性分子、それを封入するための二枚の基板及び液晶性分子に電圧を加えるための電極層からなる。液晶セルは、液晶性分子の配向状態の違いで、ON、OFF表示を行い、透過及び反射型いずれにも適用できる、TN(Twisted Nematic)、IPS(In−Plane Switching)、OCB(Optically Compensatory Bend)、VA(Vertically Aligned)、ECB(Electrically Controlled Birefringence)のような表示モードが提案されている。
この様なLCDの中でも、高い表示品位が必要な用途については、正の誘電率異方性を有するネマチック液晶分子を用い、薄膜トタンジスタにより駆動する90度ねじれネマチック型液晶表示装置(以下、TNモードという)が主に用いられている。しかしながら、TNモードは正面から見た場合には優れた表示特性を有するものの、斜め方向から見た場合にコントラストが低下したり、階調表示で明るさが逆転する階調反転等が起こることにより表示特性が悪くなるという視野角特性を有しており、この改良が強く要望されている。
近年、この視野角特性を改良するLCDの方式として、負の誘電率異方性を有するネマチック液晶分子を用い、電圧を印加しない状態で液晶分子の長軸を基板に略垂直な方向に配向させ、これを薄膜トランジスタにより駆動する垂直配向ネマチック型液晶表示装置(以下、VAモードという)が提案されている(特許文献1参照)。このVAモードは、正面から見た場合の表示特性がTNモードと同様に優れているのみならず、視野角補償用位相差フイルムを適用することで広い視野角特性を発現する。VAモードでは、フイルム面に垂直な方向に光学軸を有する負の一軸性位相差膜を2枚、液晶セルの上下に用いることでより広い視野角特性を得ることができ、このLCDに更に面内のレターデーション値が50nmである正の屈折率異方性を有する一軸配向性位相差膜を用いることで、更により広い視野角特性を実現できることも知られている(非特許文献1参照)。
しかしながら、3枚の位相差膜を用いること(非特許文献1参照)は生産コストの上昇を伴うだけでなく、多数のフイルムを貼り合わせるために歩留まりの低下を引き起こすなどの問題がある。また、延伸フイルムの積層には粘着層を用いるため、温湿度変化により粘着層が収縮してフイルム間の剥離や反りといった不良が発生することがある。これらを改善する方法として、位相差フイルムの枚数を減らす方法(特許文献2参照)やコレステリック液晶層を用いる方法(特許文献3参照)が開示されている。しかしながら、これらの方法でも複数のフイルムを貼り合わせる必要があり、薄層化、生産コスト低減という点では不十分で、黒表示時の偏光板の斜め方向からの光漏れが可視光領域で完全に抑えられてはおらず、視野角が十分に拡大していないという問題があった。さらに重要なことには、黒表示の偏光板の斜め方向の入射光に対しては、可視光のすべての波長において完全な光漏れの補償をすることが難しく、そのため色ずれの方位角方向依存性が発生するという問題があった。また、位相差膜のレターデーションの波長分散を制御することで光漏れを防ぐという方法も提案されているが(特許文献4参照)、光りぬけを抑える効果は不十分であるという問題があった。
本発明の課題は、液晶セルが正確に光学的に補償され、高いコントラストを有し、且つ黒表示時の視角方向に依存した色づきが軽減された液晶表示装置、特にVAモードの液晶表示装置を提供することである。また、本発明は、液晶セル、特にVAモードの液晶セルを光学的に補償し、コントラストの改善及び黒表示時の視角方向に依存した色づきの軽減に寄与する楕円偏光板を提供することを課題とする。
前記課題を解決するための手段は、以下の通りである。
(1) 偏光膜と、該偏光膜の両面に配置された保護膜と、少なくとも一方の保護膜に隣接して配置された位相差膜とを有する楕円偏光板であって、
前記偏光膜の吸収軸と前記位相差膜の遅相軸とが直交又は平行し、
前記位相差膜が、面内のレターデーションReと厚み方向のレターデーションRthを用いて Nz=Rth/Re+0.5で定義されるNz値が0.3〜0.7で、且つ面内のレターデーションReが150〜400nmであって、及び
前記位相差膜に隣接した前記保護膜がセルロースアシレートを含有するとともに、厚み方向のレターデーションRthが−30nm〜30nmである楕円偏光板。
(2) 前記位相差膜に隣接する保護膜の厚さが、50μm以下である(1)の楕円偏光板。
(3) 前記セルロースアシレートを含有する保護膜が、アシル置換度が2.85〜3.00のセルロースアシレートに、Re及びRthを低下させる化合物を少なくとも1種、セルロースアシレート固形分に対して0.01〜30重量%含む(1)又は(2)の楕円偏光板。
(4) 少なくとも、第1偏光膜と、第1偏光膜の吸収軸と遅相軸とを直交又は平行にして配置された第1位相差膜と、第2位相差膜と、液晶層を一対の基板で挟んだ液晶セルと、第2偏光膜とを含み、黒表示時に該液晶層の液晶分子が前記一対の基板の表面に対して略垂直に配向する液晶表示装置であって、
前記第1位相差膜が、面内のレターデーションReと厚み方向のレターデーションRthを用いて Nz=Rth/Re+0.5で定義されるNz値が0.3〜0.7であるとともに、面内のレターデーションReが150〜400nmであって、且つ
前記第2位相差膜の面内のレターデーションReが0〜30nmであるとともに、厚み方向のレターデーションRthが150nm〜400nmである液晶表示装置。
(5)前記第1偏光膜、前記第1位相差膜、前記第2位相差膜及び前記液晶セルが、この順序で配置された(4)の液晶表示装置。
(6) 前記第1偏光膜、前記第1位相差膜、前記液晶セル及び前記第2位相差膜が、この順序で配置された(4)の液晶表示装置。
(7) 前記第1位相差膜及び前記第2位相差膜の少なくとも一方が液晶性物質を配向固定した光学異方性膜である(4)〜(6)のいずれかの液晶表示装置。
(8) 第1偏光膜を挟んで配置された一対の保護膜を有し、該一対の保護膜のうち液晶層に近い側の保護膜の厚み方向のレターデーションRthが−30nm〜30nmである(4)〜(7)のいずれかの液晶表示装置。
(9) 第1偏光膜を挟んで配置された一対の保護膜を有し、該一対の保護膜のうち液晶層に近い側の保護膜が、アシル置換度が2.85〜3.00のセルロースアシレート及びRe及びRthを低下させる化合物を少なくとも1種を前記セルロースアシレート固形分に対して0.01〜30重量%含有するセルロースアシレートフイルムからなる(4)〜(8)のいずれかの液晶表示装置。
(10) 前記第1偏光膜の保護膜のうち液晶層に近い側の保護膜の厚さが、50μm以下である(8)又は(9)の液晶表示装置。
(1) 偏光膜と、該偏光膜の両面に配置された保護膜と、少なくとも一方の保護膜に隣接して配置された位相差膜とを有する楕円偏光板であって、
前記偏光膜の吸収軸と前記位相差膜の遅相軸とが直交又は平行し、
前記位相差膜が、面内のレターデーションReと厚み方向のレターデーションRthを用いて Nz=Rth/Re+0.5で定義されるNz値が0.3〜0.7で、且つ面内のレターデーションReが150〜400nmであって、及び
前記位相差膜に隣接した前記保護膜がセルロースアシレートを含有するとともに、厚み方向のレターデーションRthが−30nm〜30nmである楕円偏光板。
(2) 前記位相差膜に隣接する保護膜の厚さが、50μm以下である(1)の楕円偏光板。
(3) 前記セルロースアシレートを含有する保護膜が、アシル置換度が2.85〜3.00のセルロースアシレートに、Re及びRthを低下させる化合物を少なくとも1種、セルロースアシレート固形分に対して0.01〜30重量%含む(1)又は(2)の楕円偏光板。
(4) 少なくとも、第1偏光膜と、第1偏光膜の吸収軸と遅相軸とを直交又は平行にして配置された第1位相差膜と、第2位相差膜と、液晶層を一対の基板で挟んだ液晶セルと、第2偏光膜とを含み、黒表示時に該液晶層の液晶分子が前記一対の基板の表面に対して略垂直に配向する液晶表示装置であって、
前記第1位相差膜が、面内のレターデーションReと厚み方向のレターデーションRthを用いて Nz=Rth/Re+0.5で定義されるNz値が0.3〜0.7であるとともに、面内のレターデーションReが150〜400nmであって、且つ
前記第2位相差膜の面内のレターデーションReが0〜30nmであるとともに、厚み方向のレターデーションRthが150nm〜400nmである液晶表示装置。
(5)前記第1偏光膜、前記第1位相差膜、前記第2位相差膜及び前記液晶セルが、この順序で配置された(4)の液晶表示装置。
(6) 前記第1偏光膜、前記第1位相差膜、前記液晶セル及び前記第2位相差膜が、この順序で配置された(4)の液晶表示装置。
(7) 前記第1位相差膜及び前記第2位相差膜の少なくとも一方が液晶性物質を配向固定した光学異方性膜である(4)〜(6)のいずれかの液晶表示装置。
(8) 第1偏光膜を挟んで配置された一対の保護膜を有し、該一対の保護膜のうち液晶層に近い側の保護膜の厚み方向のレターデーションRthが−30nm〜30nmである(4)〜(7)のいずれかの液晶表示装置。
(9) 第1偏光膜を挟んで配置された一対の保護膜を有し、該一対の保護膜のうち液晶層に近い側の保護膜が、アシル置換度が2.85〜3.00のセルロースアシレート及びRe及びRthを低下させる化合物を少なくとも1種を前記セルロースアシレート固形分に対して0.01〜30重量%含有するセルロースアシレートフイルムからなる(4)〜(8)のいずれかの液晶表示装置。
(10) 前記第1偏光膜の保護膜のうち液晶層に近い側の保護膜の厚さが、50μm以下である(8)又は(9)の液晶表示装置。
以下、本発明の作用を説明する。VAモードの液晶表示装置は、電圧無印加時、即ち黒表示時に、液晶が基板面に対して垂直配向する液晶層を有する液晶セルと、該液晶セルを挟持し、且つ互いの透過軸方向を直交させて配置された二枚の偏光板とを有する。電圧無印加時に、セルの法線方向に進む光が入射した場合、入射側の偏光板を通過した光は、直線偏光状態を維持したまま、液晶セルを通過し、出射側の偏光板において完全に遮光される。その結果、コントラストの高い画像を表示できる。しかし、光が、セルの法線方向でない斜め方向から入射する場合、入射光は液晶セルの垂直配向した液晶層を通過する際に、斜め方向のレターデーションの影響を受け、その偏光状態が変化する。さらに、偏光板の見かけの透過軸が直交配置からずれる。この2つの要因のため、斜め方向からの入射光は、出射側の偏光板で完全に遮光されず、黒表示時に光抜けが生じ、コントラストを低下させることになる。
図1に、本発明の作用を説明するための構成例についての模式図を示す。図1の構成は、液晶セル13と偏光板11との間に第1位相差膜14と、第2位相差膜15とを配置した構成である。液晶セル13は、一対の基板と該基板に挟持される液晶層とを有し、該液晶層中の分子は、黒表示時に前記一対の基板の表面に対して略垂直に配向する。第1位相差膜14は、面内のレターデーションReと厚み方向のレターデーションRthを用いて Nz=Rth/Re+0.5で定義されるNz値が0.3〜0.7で、かつ面内のレターデーションReが150〜400nmの関係を満たす光学特性を有する。第2位相差膜15の面内のレターデーションReが0〜30nmであって、厚み方向のレターデーションRthが、150nm〜400nmの関係を満たす光学特性を有する。
この構成において、光が斜め方向から入射する場合、前記液晶セル13を通過した入射光は、第2位相差膜15との組み合わせによって入射光の偏光状態を殆どそのまま維持することができる。続いて第1位相差膜14を通過する際に、斜め方向のレターデーションの影響を受け、その偏光状態が出射側の偏光板の見かけの吸収軸に略一致する。これらの位相補償の際に、第2位相差膜15と液晶セル13とが、それらの位相差の波長分散が小さくなる方向で組み合わせられていること、及び入射偏光状態を維持した光は第1位相差膜14で受ける波長分散効果を小さくできることから、従来の液晶表示装置と比較して、黒表示の視角コントラストが格段に向上されるとともに、さらに黒表示の視角方向における色づきも格段に軽減される。なお、図1に従って、本発明の作用を説明したが、液晶セル13と第2位相差膜15との配置が入れ替わった構成についても、同様に本発明の作用を説明できる。本発明の範囲は、液晶層の表示モードによって限定されず、VAモード、IPSモード、ECBモード、TNモード及びOCBモード等、いずれの表示モードの液晶層を有する液晶表示装置にも用いることができる。
本発明は、本発明者らの鋭意検討の結果得られた知見に基づいて完成されたものであり、特にVAモードの液晶セルの黒状態の視角補償をほぼ全ての波長において可能にするものである。その結果、本発明の液晶表示装置は、黒表示時の斜め方向の光抜けが軽減され、視野角コントラストが著しく改善されている。また、本発明の液晶表示装置は、黒表示時の斜め方向の光抜けをほぼ全ての可視光波長領域で抑えることができるため、従来問題であった視野角に依存した黒表示時の色ずれが大きく改善されている。
以下、本発明の液晶表示装置の構成、及び液晶表示装置に使用可能な種々の部材の好ましい光学特性や部材に用いられる材料、その製造方法等について、詳細に説明する。
本明細書において、Re、Rthは各々、波長550nmにおける面内のレターデーションおよび厚さ方向のレターデーションを表す。ReはKOBRA 21ADH(王子計測機器(株)製)において波長550nmの光をフイルム法線方向に入射させて測定される。Rthは前記Re、面内の遅相軸(KOBRA 21ADHにより判断される)を傾斜軸(回転軸)としてフイルム法線方向に対して+40°傾斜した方向から波長550nmの光を入射させて測定したレターデーション値、および面内の遅相軸を傾斜軸(回転軸)としてフイルム法線方向に対して−40°傾斜した方向から波長550nmの光を入射させて測定したレターデーション値の計3つの方向で測定したレターデーション値を基にKOBRA 21ADHが算出する。ここで平均屈折率の仮定値はポリマーハンドブック(JOHN WILEY&SONS,INC)、各種光学フイルムのカタログの値を使用することができる。平均屈折率の値が既知でないものについてはアッベ屈折計で測定することができる。主な光学フイルムの平均屈折率の値を以下に例示する: セルロースアシレート(1.48)、シクロオレフィンポリマー(1.52)、ポリカーボネート(1.59)、ポリメチルメタクリレート(1.49)、ポリスチレン(1.59)である。これら平均屈折率の仮定値と膜厚を入力することで、KOBRA 21ADHはnx、ny、nzを算出する。また、Rthの符号は面内の遅相軸を傾斜軸(回転軸)としてフイルム法線方向に対して+20°傾斜した方向から波長550nmの光を入射させて測定したレターデーション値がReを超える場合を正とし、Reを下回る場合を負とする。但し、|Rth/Re|が9以上の試料では、回転自由台座付きの偏光顕微鏡を用いて、面内の進相軸を傾斜軸(回転軸)としてフイルム法線方向に対して+40°傾斜した状態で、偏光板の検板を用いて決定できる試料の遅相軸がフイルム平面に平行にある場合を負とし、また遅相軸がフイルムの厚み方向にある場合を正とする。
なお、本明細書において、「平行」あるいは「直交」とは、厳密な角度±5゜未満の範囲内であることを意味する。厳密な角度との誤差は、4゜未満であることが好ましく、3゜未満であることがより好ましい。また、「遅相軸」は、屈折率が最大となる方向を意味する。また、「可視光領域」とは、380nm〜780nmのことをいう。さらに屈折率及び位相差の測定波長は特別な記述がない限り、可視光域のλ=550nmでの値である。
本明細書において「偏光板」とは、特に断らない限り、長尺の偏光板及び液晶装置に組み込まれる大きさに裁断された(本明細書において、「裁断」には「打ち抜き」及び「切り出し」等も含むものとする)偏光板の両者を含む意味で用いられる。また、本明細書では、「偏光膜」及び「偏光板」を区別して用いるが、「偏光板」は「偏光膜」の少なくとも片面に該偏光膜を保護する透明保護膜を有する積層体のことを意味するものとする。
[VAモード液晶セル]
図2を用いて、本発明をVAモードの液晶表示装置に適用した実施形態について説明する。図2に示す液晶表示装置は、液晶セル(4a,5,4b)を挟持して配置された上側偏光膜2aと下側偏光膜8aとを有し、上側偏光膜と液晶セルの間に本発明の第1位相差膜3aが、下側偏光膜8aと液晶セルの間に第2位相差膜6が位置する。また、第1位相差膜3aと透明保護フイルム1bは1枚のフイルムで両方の機能をもたせることもできる。同様に、第2位相差膜6と透明保護フイルム7aも1枚のフイルムで両方の機能をもたせることもできる。
図2を用いて、本発明をVAモードの液晶表示装置に適用した実施形態について説明する。図2に示す液晶表示装置は、液晶セル(4a,5,4b)を挟持して配置された上側偏光膜2aと下側偏光膜8aとを有し、上側偏光膜と液晶セルの間に本発明の第1位相差膜3aが、下側偏光膜8aと液晶セルの間に第2位相差膜6が位置する。また、第1位相差膜3aと透明保護フイルム1bは1枚のフイルムで両方の機能をもたせることもできる。同様に、第2位相差膜6と透明保護フイルム7aも1枚のフイルムで両方の機能をもたせることもできる。
液晶セルは、上側基板4a及び下側基板4bと、これらに挟持される液晶分子5から形成される液晶層からなる。基板4a及び4bの液晶分子5に接触する表面(以下、「内面」という場合がある)には、配向膜(不図示)が形成されていて、電圧無印加状態もしくは低印加状態における液晶分子5の配向が垂直方向に制御されている。また、基板4a及び4bの内面には、液晶分子5からなる液晶層に電圧を印加可能な透明電極(不図示)が形成されている。本発明では、液晶層の厚さd(μm)と屈折率異方性Δnとの積Δn・dは、0.1〜1.0μmとするのが好ましい。さらに、Δn・dの最適値は0.2〜1.0μmとするのがより好ましく、0.2〜0.5μmとするのがさらに好ましい。これらの範囲では白表示輝度が高く、黒表示輝度が小さいことから、明るくコントラストの高い表示装置が得られる。用いる液晶材料については特に制限されないが、上下基板間に電界が印加される態様では、電界方向に垂直に液晶分子5が応答するような、誘電率異方性が負の液晶材料を使用する。また電極を基板4a及び4bのいずれか一方にのみ形成し、電界が基板面に平行の横方向に印加される場合は、液晶材料は正の誘電率異方性を有するものを使用することができる。
例えば、液晶セルをVAモードの液晶セルとする場合は、上下基板4a及び4b間に、誘電異方性が負で、Δn=0.0813、Δε=−4.6程度のネマチック液晶材料などを用いることができる。液晶層の厚さdについては特に制限されないが、前記範囲の特性の液晶を用いる場合、3.5μm程度に設定することができる。厚さdと屈折率異方性Δnの積Δn・dの大きさにより白表示時の明るさが変化するので、最大の明るさを得るためには、Δn・dは0.2〜0.5μmの範囲になるように設定するのが好ましい。
なお、VAモードの液晶表示装置では、TNモードの液晶表示装置で一般的に使われているカイラル材の添加は、動的応答特性を劣化させるため用いることは少ないが、配向不良を低減するために添加されることもある。また、マルチドメイン構造とする場合には、各ドメイン間の境界領域の液晶分子の配向を調整するのに有利である。マルチドメイン構造とは、液晶表示装置の一画素を複数の領域に分割した構造をいう。例えば、VAモードにおいて、白表示時には液晶分子5が傾斜しているので、傾斜方向とその逆方向では、斜めから観察した時の液晶分子5の複屈折の大きさが異なり、輝度や色調に差が生じるが、マルチドメイン構造にすると、輝度や色調の視野角特性が改善されるので好ましい。具体的には、画素のそれぞれを液晶分子の初期配向状態が互いに異なる2以上(好ましくは4又は8)の領域で構成して平均化することで、視野角に依存した輝度や色調の偏りを低減することができる。また、それぞれの画素を、電圧印加状態において液晶分子の配向方向が連続的に変化する互いに異なる2以上の領域から構成しても同様の効果が得られる。
一画素内で液晶分子5の配向方向が異なる領域を複数形成するには、例えば、電極にスリットを設けたり、突起を設け、電界方向を変えたり、電界密度に偏りを持たせる等の方法を利用することができる。全方向で均等な視野角を得るにはこの分割数を多くすればよいが、4分割あるいは8分割以上とすることで、ほぼ均等な視野角が得られる。特に8分割時は偏光板吸収軸を任意の角度に設定できるので好ましい。各ドメインの領域境界では、液晶分子5が応答し難い傾向がある。VAモード等のノーマリーブラックモードでは、黒表示が維持されるため、輝度低下が問題となる。そこで液晶材料にカイラル剤を添加してドメイン間の境界領域を小さくすることが可能である。一方、ノーマリーホワイトモードでは白表示状態が維持されるため、正面コントラストが低下する。そこで、その領域を覆うブラックマトリックスなどの遮光層を設けるとよい。
偏光膜2a及び8aの吸収軸2b及び8bが、互いに実質的に直交しているように配置する。偏光膜2a及び8aと、液晶セルとの間配置された第1位相差膜3a及び第2位相差膜6は、後述する様に、例えば、複屈折性の高分子フイルムや、透明支持体と該透明支持体上に形成された液晶分子からなる光学異方性層の積層体などからなる。なお、第1位相差膜3aの面内遅相軸3bは、より近くに位置する偏光膜2aの吸収軸2bと実質的に平行若しくは直交するように配置するのが好ましい。一方、第2位相差膜6の面内遅相軸(不図示)はRe値0を超え遅相軸が確認できる場合は、より近くに位置する偏光膜8aの吸収軸8bと実質的に平行若しくは直交するように配置するのが好ましい。かかる関係で配置すると、光学補償フイルム3a又は6が、法線方向からの入射光に対してレターデーションを生じさせて、光漏れを生じさせることがなく、且つ斜め方向からの入射光に対しては本発明の効果を充分に奏することができる。
図2の液晶表示装置において、保護膜1b又は保護膜7aはなくてもよい。但し、保護膜1bがない場合は、第1位相差膜3aが、後述する特定の光学特性を有するとともに、偏光膜2aを保護する機能も兼ね備えている必要がある。保護膜1bを配置する場合は、該保護膜の厚み方向のレターデーションRthは、−30nm〜30nmであることが好ましく、−10nm〜10nmであることがより好ましい。また、保護膜7aを配置する場合は、該保護膜の厚み方向のレターデーションRthの好ましい範囲は、黒表示時の液晶セルのRthと第2位相差膜6のRthの差の値を中心とした±30nmの範囲が好ましく、±10nmの範囲がより好ましい。また、保護膜1b及び保護膜7aは、その厚みが薄いのが好ましく、具体的には60μm以下であるのが好ましく、50μm以下であるのが好ましい。
なお、図2の態様では、第1位相差膜3aは、液晶セルの位置を基準にして、液晶セルと視認側の偏光膜2aとの間に配置されていてもよいし、液晶セルと背面側の偏光膜8aとの間に配置されていてもよい。いずれの態様においても、第2位相差膜6と第1位相差膜3aとで液晶セルを挟んだ配置にする。
液晶セル基板4a及び4bのそれぞれの透明電極(不図示)に駆動電圧を印加しない非駆動状態では、液晶層中の液晶分子5は、基板4a及び4bの面に対して概略垂直に配向し、その結果、通過する光の偏光状態はほとんど変化しない。吸収軸2bと8bは直交しているので、下側(例えば背面電極)から入射した光は、偏光膜8aによって偏光され、偏光状態を維持したまま液晶セルを通過し、偏光膜2aによって遮断される。すなわち、図2の液晶表示装置では、非駆動状態において理想的な黒表示を実現する。これに対し、透明電極(不図示)に駆動電圧を印加した駆動状態では、液晶分子5は基板4a及び4bの面に平行な方向に傾斜し、通過する光はかかる傾斜した液晶分子5により偏光状態を変化させる。従って、下側(例えば背面電極)から入射した光は、偏光膜8aによって偏光され、さらに液晶セルを通過することによって偏光状態が変化し、偏光膜2aを通過する。すなわち、電圧印加した駆動状態において白表示が得られる。
本発明の他の実施形態を図3に示す。図3中、図2と同一の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。図3に示す液晶表示装置では、第2位相差膜6の位置が入れ替わり、第2位相差膜6が、第1位相差膜3aと液晶セルとの間の位置に配置される。二枚の偏光膜の光軸配置及び第1位相差膜3aと第2位相差膜6の光軸配置関係は前述の図2と同様である。
図3の液晶表示装置においても、上記と同様、保護膜1b又は保護膜7aはなくてもよい。但し、保護膜1bがない場合は、第1位相差膜3aが、後述する特定の光学特性を有するとともに、偏光膜2aを保護する機能も兼ね備えている必要がある。保護膜1bを配置する場合は、該保護膜の厚み方向のレターデーションRthは、−30nm〜30nmであることが好ましく、−10nm〜10nmであることがより好ましい。また、保護膜7aを配置する場合は、該保護膜の厚み方向のレターデーションRthの好ましい範囲は、黒表示時の液晶セルのRthと第2位相差膜6のRthの差の値を中心とした±30nmの範囲が好ましく、±10nmの範囲がより好ましい。また、保護膜1b及び保護膜7aは、その厚みが薄いのが好ましく、具体的には60μm以下であるのが好ましく、50μm以下であるのがより好ましい。
なお、図3の態様では、第1位相差膜3a及び第2位相差膜6は、液晶セルの位置を基準にして、液晶セルと視認側の偏光膜2aとの間に配置されていてもよいし、液晶セルと背面側の偏光膜8aとの間に配置されていてもよい。いずれの態様においても、第2位相差膜6が液晶セルにより近くなるように配置する。
本発明の液晶表示装置は、図1〜図3に示す構成に限定されず、他の部材を含んでいてもよい。例えば、液晶セルと偏光膜との間にカラーフィルターを配置してもよい。また、透過型として使用する場合は、冷陰極あるいは熱陰極蛍光管、あるいは発光ダイオード、フィールドエミッション素子、エレクトロルミネッセント素子を光源とするバックライトを背面に配置することができる。また、液晶層とバックライトとの間に、反射型偏光板や拡散板、プリズムシートや導光板を配置することもできる。また、上記した様に、本発明の液晶表示装置は、反射型であってもよく、かかる場合は、偏光板は観察側に1枚配置したのみでよく、液晶セル背面あるいは液晶セルの下側基板の内面に反射膜を配置する。もちろん前記光源を用いたフロントライトを液晶セル観察側に設けることも可能である。
本発明の液晶表示装置の種類については特に限定されず、画像直視型、画像投影型及び光変調型のいずれの液晶表示装置も含まれる。TFTやMIMのような3端子又は2端子半導体素子を用いたアクティブマトリクス液晶表示装置が本発明は有効である。もちろん時分割駆動と呼ばれるSTN型に代表されるパッシブマトリクス液晶表示装置でも有効である。
次に、第1位相差膜、第2位相差膜、楕円偏光板等、本発明の液晶表示装置に使用可能な種々の部材の、光学特性、原料、製造方法等について、より詳細に説明する。
[第1位相差膜]
本発明において、第1位相差膜は、液晶表示装置、特にVAモードの液晶表示装置の視野角コントラストの拡大、及び視野角に依存した色ずれの軽減に寄与する。前記第1位相差膜は、観察者側の偏光板と液晶セルとの間に配置しても、背面側の偏光板と液晶セルとの間に配置してもよいし、双方に配置してもよい。例えば、独立の部材として液晶表示装置内部に組み込むこともできるし、また、偏光膜を保護する保護膜に、前記光学特性を付与して光学補償フイルムとしても機能させて、偏光板の一部材として、液晶表示装置内部に組み込むこともできる。
[第1位相差膜]
本発明において、第1位相差膜は、液晶表示装置、特にVAモードの液晶表示装置の視野角コントラストの拡大、及び視野角に依存した色ずれの軽減に寄与する。前記第1位相差膜は、観察者側の偏光板と液晶セルとの間に配置しても、背面側の偏光板と液晶セルとの間に配置してもよいし、双方に配置してもよい。例えば、独立の部材として液晶表示装置内部に組み込むこともできるし、また、偏光膜を保護する保護膜に、前記光学特性を付与して光学補償フイルムとしても機能させて、偏光板の一部材として、液晶表示装置内部に組み込むこともできる。
本発明において、第1位相差膜は、偏光膜の吸収軸とその遅相軸とを直交状態で配置した場合に、斜め入射光に対する偏光吸収軸の直交状態からのズレに基づく光漏れを、色着き少なく解消することができる。前記第1位相差膜が、面内のレターデーションReと厚み方向のレターデーションRthを用いて Nz=Rth/Re+0.5で定義されるNz値が0.3〜0.7で、かつ面内のレターデーションReが150〜400nmである。Nz値は補償機能の点から0.40〜0.60、さらには0.45〜0.55であるのが好ましい。一方、面内のレターデーションReは補償機能の点から200nm〜350nm、さらには250nm〜300nm以下であるのが好ましい。位相差フイルムの厚さdは特に制限されないが、通常40〜100μm程度、好ましくは50〜70μmである。
本発明において、前記第1位相差膜は、前記光学特性を有する限り、その材料及び形態については特に制限されない。例えば、複屈折ポリマーフイルムからなる位相差膜、透明支持体上に高分子化合物を塗布後に加熱した膜、及び透明支持体上に低分子あるいは高分子液晶性化合物を塗布もしくは転写することによって形成された位相差層を有する位相差膜など、いずれも使用することができる。また、それぞれを積層して使用することもできる。
複屈折ポリマーフイルムとしては、複屈折特性の制御性や透明性、耐熱性に優れるもの、光弾性が小さいものが好ましい。この場合、用いる高分子材料としては均一な二軸配向が達成できる高分子であれば特に制限はないが、溶液流延法や押出し成形方式で製膜できるものが好ましく、ノルボルネン系高分子、ポリカーボネート系高分子、ポリアリレート系高分子、ポリエステル系高分子、ポリサルフォン等の芳香族系高分子、ポリプロピレン等のポリオレフィン、セルロースアシレート、又は、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。
フイルムの二軸配向は、押出し成形方式や流延製膜方式等の適宜な方式で製造した当該フイルムを、例えばロールによる縦延伸方式、テンターによる横延伸方式や二軸延伸方式などにより、延伸処理することにより行うことができる。また、面方向に一軸又は二軸に延伸し、厚さ方向にも延伸する方法等により厚さ方向の屈折率を制御することにより得られる。また高分子ポリマーフイルムに熱収縮フイルムを接着して加熱によるその収縮力の作用下にポリマーフイルムを延伸処理又は/及び収縮処理して配向させる方法等により得られる(例 特開平5−157911号公報、特開平11−125716号公報、特開2001−13324号公報)。前記のロールによる縦延伸方式では加熱ロールを用いる方法や雰囲気を加熱する方法、それらを併用する方法等の適宜な加熱方法を採ることができる。またテンターによる二軸延伸方式では全テンター方式による同時二軸延伸方法や、ロール・テンター法による逐次二軸延伸方法などの適宜な方法を採ることができる。 また、配向ムラや位相差ムラの少ないものが好ましい。その厚さは、位相差等により適宜に決定しうるが、一般的には薄型化の点より1〜300μmが好ましく、10〜200μmがより好ましく、20〜150μmがさらに好ましい。
液晶性ポリマーとしては、たとえば、液晶配向性を付与する共役性の直線状原子団(メソゲン)がポリマーの主鎖や側鎖に導入された主鎖型や側鎖型の各種のものなどがあげられる。主鎖型の液晶性ポリマーの具体例としては、屈曲性を付与するスペーサ部でメソゲン基を結合した構造の、例えばネマチック配向性のポリエステル系液晶性ポリマー、ディスコティックポリマーやコレステリックポリマーなどがあげられる。側鎖型の液晶性ポリマーの具体例としては、ポリシロキサン、ポリアクリレート、ポリメタクリレート又はポリマロネートを主鎖骨格とし、側鎖として共役性の原子団からなるスペーサ部を介してネマチック配向付与性のパラ置換環状化合物単位からなるメソゲン部を有するものなどがあげられる。これら液晶性ポリマーの配向フイルムは、たとえば、ガラス板上に形成したポリイミドやポリビニルアルコール等の薄膜の表面をラビング処理したもの、酸化珪素を斜方蒸着したものなどの配向処理面上に液晶性ポリマーの溶液を展開して熱処理することにより、液晶ポリマーを配向させたもの、特に傾斜配向させたものが好ましい。
前記第1位相差膜と、偏光膜又は該偏光膜の保護膜に積層する際は、偏光膜の吸収軸と第1位相差膜の遅相軸とを直交又は平行となるように連続貼り合わせて形成することが軸の貼合精度の点で好ましい。
前記第1位相差膜と、偏光膜又は該偏光膜の保護膜に積層する際は、偏光膜の吸収軸と第1位相差膜の遅相軸とを直交又は平行となるように連続貼り合わせて形成することが軸の貼合精度の点で好ましい。
[第2位相差膜]
本発明において、第2位相差膜の面内の屈折率nxとnyが実質的に等しいのが好ましく、その差は0.05以下であるのが好ましく、0.02以下であるのがより好ましく、0.01以下であるのがさらに好ましい。また、第2位相差膜が、保護膜を兼ねる場合(例えば、図2及び図3の偏光膜8の保護膜7aが無い場合)は、面内のレターデーションReが、30nm以下であるのが好ましい。20nm以下であることがより好ましく、10nm以下であることがさらに好ましい。また、第2位相差膜の厚み方向のレターデーションRthは、150nm〜400nmであり、180nm〜350nmであるのがより好ましく、240nm〜320nmであるのがさらに好ましい。保護膜7aを配置する場合の第2位相差膜のRthは、黒表示時の液晶セルのRthと該保護膜の厚み方向の位相差Rthの差の値を中心とした±50nmの範囲が好ましく、±30nmの範囲がより好ましい、±10nmの範囲が最も好ましい。
なお、本態様では、第2位相差膜の遅相軸の配置については特に限定されないが、第2位相差膜のReが5nmを超える場合は、第2位相差膜は、その遅相軸を、より近い位置に配置される偏光膜の透過軸と直交若しくは平行にして配置されるのが好ましい。
本発明において、第2位相差膜の面内の屈折率nxとnyが実質的に等しいのが好ましく、その差は0.05以下であるのが好ましく、0.02以下であるのがより好ましく、0.01以下であるのがさらに好ましい。また、第2位相差膜が、保護膜を兼ねる場合(例えば、図2及び図3の偏光膜8の保護膜7aが無い場合)は、面内のレターデーションReが、30nm以下であるのが好ましい。20nm以下であることがより好ましく、10nm以下であることがさらに好ましい。また、第2位相差膜の厚み方向のレターデーションRthは、150nm〜400nmであり、180nm〜350nmであるのがより好ましく、240nm〜320nmであるのがさらに好ましい。保護膜7aを配置する場合の第2位相差膜のRthは、黒表示時の液晶セルのRthと該保護膜の厚み方向の位相差Rthの差の値を中心とした±50nmの範囲が好ましく、±30nmの範囲がより好ましい、±10nmの範囲が最も好ましい。
なお、本態様では、第2位相差膜の遅相軸の配置については特に限定されないが、第2位相差膜のReが5nmを超える場合は、第2位相差膜は、その遅相軸を、より近い位置に配置される偏光膜の透過軸と直交若しくは平行にして配置されるのが好ましい。
前記第2位相差膜は、前記光学特性を有する限り、その材料について特に制限はない。例えば、複屈折ポリマーフイルムからなる位相差膜、及び透明支持体上に低分子あるいは高分子液晶性化合物を塗布もしくは転写することによって形成された位相差層を有する位相差膜など、いずれも使用することができる。また、それぞれを積層して使用することもできる。
上記光学特性を有する複屈折ポリマーフイルムからなる位相差膜は、高分子フイルムを一軸及び二軸延伸することでも容易に形成できる(例 特開2002−139621号公報、特開2002−146045号公報)。また、延伸することなしに流延するだけでこの光学特性を発現するセルロースアシレート類を好適に用いることができる。かかるセルロースアシレートとして、特開2000−275434号公報、特開2001−166144号公報、特開2002−161144号公報、特開2002−90541号公報に記載されているものを用いることができる。高分子フイルムの材料は、一般に合成ポリマー(例、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ノルボルネン樹脂、セルロースアシレート)が用いられる。
上記光学特性を有する液晶性化合物から形成された位相差層は、キラル構造単位を含んだ棒状コレステリック液晶性組成物を、支持体上もしくは仮支持体上に塗布し、その螺旋軸を基板に略垂直に配向させた後、固定化することによって形成することができる。前記位相差層を仮支持体上に形成した場合は、支持体上に転写することで作製することができる。また、複屈折が負のディスコティック液晶性化合物を水平配向(ダイレクターは基板に垂直)させて、固定した位相差層、及びポリイミド高分子を基板上に流延固定した位相差層も、同様に用いることができる。さらに、一枚の位相差層のみならず複数の位相差層を積層して、上記光学特性を示す第2位相差膜を構成することもできる。また、支持体と位相差層との積層体全体で上記光学特性を満たすようにして、第2位相差膜を構成してもよい。
ディスコティック液晶性化合物から形成された位相差層を含む第2位相差膜は、ディスコティック液晶性化合物あるいは重合性開始剤や空気界面水平配向剤(例 特願2003−388308号公報に記載)及び前述の他の添加剤を含む塗布液を、支持体の上に形成された水平配向膜の上に塗布することで形成することができる。ディスコティック液晶層を水平に配向させるための配向膜としては有機酸や塩などの固形分含有量が0.1質量%未満のポリビニルアルコールやポリイミド、ポリアミド、アクリルなどの高分子配向膜を使用できる。配向膜を形成後にラビングは行なってもよいが、行なわなくてもよい。
その他、使用可能なディスコティック液晶性化合物の例、塗布液の調製に用いる溶媒の例、塗布方法の例、重合性開始剤及び重合性モノマー等の他の材料、及び位相差層の形成に用いられる支持体については、特願2004−37835号公報に記載を同様に用いることができる。
その他、使用可能なディスコティック液晶性化合物の例、塗布液の調製に用いる溶媒の例、塗布方法の例、重合性開始剤及び重合性モノマー等の他の材料、及び位相差層の形成に用いられる支持体については、特願2004−37835号公報に記載を同様に用いることができる。
[偏光板]
本発明では、偏光膜と、該偏光膜を挟持する一対の保護膜とからなる偏光板を用いることができる。例えば、ポリビニルアルコールフイルム等からなる偏光膜をヨウ素にて染色し、延伸を行い、その両面を保護フイルムにて積層して得られる偏光板を用いることができる。該偏光板は液晶セルの外側に配置される。偏光膜と該偏光膜を挟持する一対の保護膜とからなる一対の偏光板を、液晶セルを挟持して配置させるのが好ましい。
本発明では、偏光膜と、該偏光膜を挟持する一対の保護膜とからなる偏光板を用いることができる。例えば、ポリビニルアルコールフイルム等からなる偏光膜をヨウ素にて染色し、延伸を行い、その両面を保護フイルムにて積層して得られる偏光板を用いることができる。該偏光板は液晶セルの外側に配置される。偏光膜と該偏光膜を挟持する一対の保護膜とからなる一対の偏光板を、液晶セルを挟持して配置させるのが好ましい。
偏光子は、特に制限されず、各種のものを使用できる。偏光子としては、たとえば、ポリビニルアルコール系フイルム、部分ホルマール化ポリビニルアルコール系フイルム、エチレン・酢酸ビニル共重合体系部分ケン化フイルム等の親水性高分子フイルムに、ヨウ素や二色性染料等の二色性物質を吸着させて一軸延伸したもの、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等ポリエン系配向フイルム等があげられる。これらのなかでもポリビニルアルコール系フイルムとヨウ素などの二色性物質からなる偏光子が好適である。これら偏光子の厚さは特に制限されないが、一般的に、5〜80μm程度である。
ポリビニルアルコール系フイルムをヨウ素で染色し一軸延伸した偏光子は、たとえば、ポリビニルアルコールをヨウ素の水溶液に浸漬することによって染色し、元長の3〜7倍に延伸することで作製することができる。必要に応じてホウ酸や硫酸亜鉛、塩化亜鉛等を含んでいてもよいヨウ化カリウムなどの水溶液に浸漬することもできる。さらに必要に応じて染色の前にポリビニルアルコール系フイルムを水に浸漬して水洗してもよい。ポリビニルアルコール系フイルムを水洗することでポリビニルアルコール系フイルム表面の汚れやブロッキング防止剤を洗浄することができるほかに、ポリビニルアルコール系フイルムを膨潤させることで染色のムラなどの不均一を防止する効果もある。延伸はヨウ素で染色した後に行っても良いし、染色しながら延伸してもよいし、また延伸してからヨウ素で染色してもよい。ホウ酸やヨウ化カリウムなどの水溶液中や水浴中でも延伸することができる。
本発明に関連する透明保護膜、偏光膜からなる偏光板の光学的性質及び耐久性(短期、長期での保存性)は、市販のスーパーハイコントラスト品(例えば、株式会社サンリッツ社製HLC2−5618等)同等以上の性能を有することが好ましい。具体的には、可視光透過率が42.5%以上で、偏光度{(Tp−Tc)/(Tp+Tc)}1/2≧0.9995(但し、Tpは平行透過率、Tcは直交透過率)であり、60℃、湿度90%RH雰囲気下に500時間及び80℃、ドライ雰囲気下に500時間放置した場合のその前後における光透過率の変化率が絶対値に基づいて3%以下、更には1%以下、偏光度の変化率は絶対値に基づいて1%以下、更には0.1%以下であることが好ましい。
[偏光膜用保護膜]
偏光膜用保護膜は、可視光領域に吸収が無く、光透過率が80%以上であり、複屈折性に基づくレターデーションが小さいものが好ましい。偏光膜の吸収軸と透明保護膜の配向軸が平行でない態様では、特に透明保護膜のレターデーション値が一定値以上であると、偏光軸と透明保護膜の配向軸(遅相軸)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。従って、透明保護膜の、面内のReが0〜30nmが好ましく、0〜15nmがより好ましく、0〜5nmが最も好ましい。また、第1位相差膜に近い偏光膜保護膜の厚み方向のレターデーションRthは、色味補償の効果の点で−30nm〜30nmであることが好ましく、−20nm〜20nmであることがより好ましく、−10nm〜10nmであることが最も好ましい。
偏光膜用保護膜は、可視光領域に吸収が無く、光透過率が80%以上であり、複屈折性に基づくレターデーションが小さいものが好ましい。偏光膜の吸収軸と透明保護膜の配向軸が平行でない態様では、特に透明保護膜のレターデーション値が一定値以上であると、偏光軸と透明保護膜の配向軸(遅相軸)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。従って、透明保護膜の、面内のReが0〜30nmが好ましく、0〜15nmがより好ましく、0〜5nmが最も好ましい。また、第1位相差膜に近い偏光膜保護膜の厚み方向のレターデーションRthは、色味補償の効果の点で−30nm〜30nmであることが好ましく、−20nm〜20nmであることがより好ましく、−10nm〜10nmであることが最も好ましい。
また、液晶セルに近い側に配置される透明保護膜7aを配置する場合は、該保護膜(図2及び図3中の透明保護膜1b及び7a)の厚み方向のレターデーションRthの好ましい範囲は、黒表示時の液晶セルのRthと第2位相差膜6のRthの差の値を中心とした±30nmの範囲が好ましく、±10nmの範囲がより好ましい。支持体と、該支持体上に液晶性化合物からなる光学異方性層とからなる積層体を第1又は第2位相差膜として利用する場合は、保護膜が光学異方性層の支持体を兼ねていてもよい。
また、保護膜の厚みは、特に液晶セル側に配置される保護膜の厚さは、Rthを小さくするという観点から、50μm以下であるのが好ましく、40μm以下であるのがより好ましく、30μm以下があるのがさらに好ましい。但し、保護膜が上記光学特性を満たすために複数の層からなる場合は、厚みの好ましい範囲はこの範囲に限定されない。
保護膜には、上記特性を満足するフイルムであればいずれも好適に使用することができるが、偏光膜の耐久性の観点からは、セルロースアシレートやノルボルネン系のフイルムを含んでいるのがより好ましい。また、屈折率異方性の波長分散特性の観点からは、光の波長によらず屈折率異方性が略一定若しくは、短波長側で屈折率異方性が小さいセルロースアシレートが最も好ましい。
ノルボルネン系高分子としては、ノルボルネン及びその誘導体、テトラシクロドデセン及びその誘導体、ジシクロペンタジエン及びその誘導体、メタノテトラヒドロフルオレン及びその誘導体などのノルボルネン系モノマーの主成分とするモノマーの重合体であり、ノルボルネン系モノマーの開環重合体、ノルボルネン系モノマーとこれと開環共重合可能なその他のモノマーとの開環共重合体、ノルボルネン系モノマーの付加重合体、ノルボルネン系モノマーとこれと共重合可能なその他のモノマーとの付加共重合体、及びの水素添加物などが挙げられる。これらの中でも、耐熱性、機械的強度等の観点から、ノルボルネン系モノマーの開環重合体水素化物が最も好ましい。ノルボルネン系重合体、単環の環状オレフィンの重合体又は環状共役ジエンの重合体の分子量は、使用目的に応じて適宜選択されるが、シクロヘキサン溶液(重合体樹脂が溶解しない場合はトルエン溶液)のゲル・パーミエーション・クロマトグラフィーで測定したポリイソプレン又はポリスチレン換算の重量平均分子量で、通常5,000〜500,000、好ましくは8,000〜200,000、より好ましくは10,000〜100,000の範囲であるときに、フイルムの機械的強度及び成形加工性が高度にバランスされて好適である。
セルロースアシレートとしては、そのアシル基が脂肪族基でもアリル基でもよく特に限定されない。それらは、例えばセルロースのアルキルカルボニルエステル、アルケニルカルボニルエステルあるいは芳香族カルボニルエステル、芳香族アルキルカルボニルエステルなどであり、それぞれさらに置換された基を有していてもよく、総炭素数が22以下のエステル基が好ましい。これらの好ましいセルロースアシレートとしては、エステル部の総炭素数が22以下のアシル基(例えば、アセチル、プロピオニル、ブチロイル、バレル、ヘプタノイル、オクタノイル、デカノイル、ドデカノイル、トリデカノイル、ヘキサデカノイル、オクタデカノイルなど)、アリルカルボニル基(アクリル、メタクリルなど)、アリールカルボニルキ(ベンゾイル、ナフタロイルなど)、シンナモイル基を挙げることが出来る。これらの中でも、セルロースアセテート、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートステアレート、セルロースアセテートベンゾエートなどであり、混合エステルの場合はその比率は特に限定されないが、好ましくはアセテートが総エステルの30モル%以上であることが好ましい。
これらの中では、写真用グレードのものが好ましく、市販の写真用グレードのものは粘度平均重合度、置換度等の品質を満足して入手することができる。写真用グレードのセルローストリアセテートのメーカーとしては、ダイセル化学工業(株)(例えばLT−20,30,40,50,70,35,55,105など)、イーストマンコダック社(例えば、CAB−551−0.01、CAB−551−0.02、CAB−500−5、CAB−381−0.5、CAB−381−02、CAB−381−20、CAB−321−0.2、CAP−504−0.2、CAP−482−20、CA−398−3など)、コートルズ社、ヘキスト社等があり、いずれも写真用グレードのセルロースアシレートを使用できる。また、フイルムの機械的特性や光学的な特性を制御する目的で、可塑剤、界面活性剤、レターデーション調節剤、UV吸収剤などを混合することができる(参考資料:特開2002−277632、特開2002−182215)。
本発明では、透明保護膜、特に、液晶セル側に配置される透明保護膜は、アシル置換度が2.85〜3.00のセルロースアシレートと、Re及びRthを低下させるのに寄与する化合物を該セルロースアシレートの固形分に対して0.01〜30質量%含有するセルロースアシレートフイルムからなるのが好ましい。前記Re及びRthを低下させるのに寄与する化合物としては、 N−メチル−N−フェニル−ベンズアミド、トリフェニルメタノール、N−フェニル−ベンゼンスルホンアミド、シクロヘキサンカルボン酸シクロヘキシルメチルアミド、4−メチル−N−フェニル−ベンゼンスルホンアミド、シクロヘキサンカルボン酸ジシクロヘキシルアミド等が挙げられる。前記セルロースアシレートに前記性質の化合物を前記範囲で添加してセルロースアシレートフイルムを作製することにより、面内のReが0〜30nm程度で、Rthが−30nm〜30nm程度の特性の透明保護膜用フイルムを作製することができる。
透明樹脂をシート又はフイルム状に成形する方法は、例えば、加熱溶融成形法及び溶液流延法のいずれも用いることができる。加熱溶融成形法は、さらに詳細に、押出成形法、プレス成形法、インフレーション成形法、射出成形法、ブロー成形法、延伸成形法などに分類できるが、これらの方法の中でも、機械的強度、表面精度等に優れたフイルムを得るためには、押出成形法、インフレーション成形法及びプレス成形法が好ましく、押出成形法が最も好ましい。成形条件は、使用目的や成形方法により適宜選択されるが、加熱溶融成形法による場合は、シリンダー温度が、好ましくは100〜400℃、より好ましくは150〜350℃の範囲で適宜設定される。上記シート又はフイルムの厚みは、好ましくは10〜300μm、より好ましくは30〜200μmである。
上記シート又はフイルムの延伸は、該透明樹脂のガラス転移温度をTgとするとき、好ましくはTg−30℃からTg+60℃の温度範囲、より好ましくはTg−10℃からTg+50℃の温度範囲にて、少なくとも一方向に好ましくは1.01〜2倍の延伸倍率で行う。延伸方向は少なくとも一方向であればよいが、その方向は、シートが押出成形で得られたものである場合には、樹脂の機械的流れ方向(押出方向)であることが好ましく、延伸方法は自由収縮一軸延伸法、幅固定一軸延伸法、二軸延伸法などが好ましい。光学特性の制御はこの延伸倍率と加熱温度を制御することによって行なうことができる。
上記シート又はフイルムの延伸は、該透明樹脂のガラス転移温度をTgとするとき、好ましくはTg−30℃からTg+60℃の温度範囲、より好ましくはTg−10℃からTg+50℃の温度範囲にて、少なくとも一方向に好ましくは1.01〜2倍の延伸倍率で行う。延伸方向は少なくとも一方向であればよいが、その方向は、シートが押出成形で得られたものである場合には、樹脂の機械的流れ方向(押出方向)であることが好ましく、延伸方法は自由収縮一軸延伸法、幅固定一軸延伸法、二軸延伸法などが好ましい。光学特性の制御はこの延伸倍率と加熱温度を制御することによって行なうことができる。
セルロースアシレートフイルムのRthを小さくする方法として、セルロースアシレートに十分に相溶し、化合物自身が棒状の構造や平面性の構造を持たない化合物をフイルムに混合することが有効である。具体的には芳香族基のような平面性の官能基を複数持っている場合、それらの官能基を同一平面ではなく、非平面に持つような構造が有利である。光学異方性を低下させる化合物のうち、オクタノール−水分配係数(logP値)が0ないし7である化合物がセルロースアシレートへの相溶性の観点で好ましい。logP値が7を超える化合物は、セルロースアシレートとの相溶性に乏しく、フイルムの白濁や粉吹きを生じやすい。また、logP値が0よりも小さな化合物は親水性が高いために、セルロースアセテートフイルムの耐水性を悪化させる場合がある。logP値としてさらに好ましい範囲は1ないし6であり、特に好ましい範囲は1.5ないし5である。オクタノール−水分配係数(logP値)の測定は、JIS 日本工業規格Z7260−107(2000)に記載のフラスコ浸とう法により実施することができる。
また光学異方性を低下させる化合物は、分子量が150以上3000以下であることが好ましく、170以上2000以下であることがより好ましく、200以上1000以下であることが特に好ましい。これらの分子量の範囲であれば、特定のモノマー構造であっても良いし、そのモノマーユニットが複数結合したオリゴマー構造、ポリマー構造でも良い。光学異方性を低下させる化合物は、好ましくは、25℃で液体であるか、融点が25〜250℃の固体であり、さらに好ましくは、25℃で液体であるか、融点が25〜200℃の固体である。また光学異方性を低下させる化合物は、セルロースアシレートフイルム作製のドープ流延、乾燥の過程で揮散しないことが好ましい。光学異方性を低下させる化合物の添加量は、セルロースアシレートの0.01ないし30質量%であることが好ましく、1ないし25質量%であることがより好ましく、5ないし20質量%であることが特に好ましい。光学異方性を低下させる化合物は、単独で用いても、2種以上化合物を任意の比で混合して用いてもよい。光学異方性を低下させる化合物を添加する時期はドープ作製工程中の何れであってもよく、ドープ調製工程の最後に行ってもよい。
好適に用いることの出来る化合物としては、特開平11−246704号公報、特開2001−247717号公報、特願2003−379975号明細書に記載の化合物などが挙げられる。また、セルロースアシレートフイルムの厚みを小さくすることによっても、Rthを小さくすることができる。
保護膜とその上に設けられる層(接着層、配向膜あるいは位相差層)との接着を改善するため、フイルムに表面処理(例、グロー放電処理、コロナ放電処理、紫外線(UV)処理、火炎処理)を実施してもよい。透明支持体の上に、接着層(下塗り層)を設けてもよい。また、透明支持体や長尺の透明支持体には、搬送工程でのすべり性を付与したり、巻き取った後の裏面と表面の貼り付きを防止するために、平均粒径が10〜100nm程度の無機粒子を固形分重量比で5%〜40%混合したポリマー層を支持体の片側に塗布や支持体との共流延によって形成したものを用いることが好ましい。
保護膜は、通常、ロール形態で供給され、長尺の偏光膜に対して、長手方向が一致するようにして連続して貼り合わされることが好ましい。ここで、保護膜の配向軸(遅相軸)は何れの方向であってもよく、操作上の簡便性から、保護膜の配向軸は、長手方向に平行であることが好ましい。なお、保護膜の遅相軸と偏光膜の吸収軸が互いに平行であると、偏光板の寸法変化やカール防止といった偏光板の機械的安定性を向上させることができる。偏光膜及び一対の保護膜の合計3つのフイルムの少なくとも2つの軸、一方の保護膜の遅相軸と偏光膜吸収軸、あるいは2枚の保護フイルムの遅相軸などが実質的に平行であれば同じ効果が得られる。
[接着剤]
偏光膜と保護膜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PVA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。
偏光膜と保護膜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PVA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。
また、本発明は、偏光膜と、該偏光膜の両面に配置された保護膜と、少なくとも一方の保護膜に隣接して配置された位相差膜とを有する楕円偏光板であって、前記偏光膜の吸収軸と前記位相差膜の遅相軸とが直交又は平行し、前記位相差膜が、面内のレターデーションReと厚み方向のレターデーションRthを用いてNz=Rth/Re+0.5で定義されるNz値が0.3〜0.7であるとともに、面内のレターデーションReが150〜400nmであり、且つ前記位相差膜に隣接した前記保護膜がセルロースアシレートを含有するとともに、厚み方向のレターデーションRthが−30nm〜30nmである楕円偏光板にも関する。本発明の楕円偏光板の作製に利用可能な偏光膜及び透明保護膜については、上記した通りであり、好ましい範囲も同様である。また、本発明の楕円偏光板の作製に利用可能な位相差膜については、上述の第1位相差膜の光学特性の好ましい範囲、作製のために用いられる材料、作製方法等がそのまま適用される。
本発明の楕円偏光板の構成例は、例えば、図2中に示す、透明保護膜1a、偏光膜2a、透明保護膜1b及び第1位相差膜3aの積層体;図3中に示す、透明保護膜1a、偏光膜2a、透明保護膜1b及び第1位相差膜3aの積層体、並びに透明保護膜1a、偏光膜2a、透明保護膜1b、第1位相差膜3a及び第2位相差膜6の積層体である。
以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、試薬、物質量とその割合、操作等は本発明の趣旨から逸脱しない限り適宜変更することができる。従って、本発明の範囲は以下の具体例に制限されるものではない。
<液晶セル1の作製>
液晶セルは、基板間のセルギャップを3.6μmとし、負の誘電率異方性を有する液晶材料(「MLC6608」、メルク社製)を基板間に滴下注入して封入し、基板間に液晶層を形成して作製した。液晶層のレターデーション(即ち、前記液晶層の厚さd(μm)と屈折率異方性Δnとの積Δn・d)を300nmとした。なお、液晶材料は配向膜(「JALS−2021−R1」、JSR社製)を基板に塗布し、液晶を垂直配向させた。この様にして、VAモードの液晶セル1を作製した。
液晶セルは、基板間のセルギャップを3.6μmとし、負の誘電率異方性を有する液晶材料(「MLC6608」、メルク社製)を基板間に滴下注入して封入し、基板間に液晶層を形成して作製した。液晶層のレターデーション(即ち、前記液晶層の厚さd(μm)と屈折率異方性Δnとの積Δn・d)を300nmとした。なお、液晶材料は配向膜(「JALS−2021−R1」、JSR社製)を基板に塗布し、液晶を垂直配向させた。この様にして、VAモードの液晶セル1を作製した。
<第1位相差膜1の作製>
厚さ80μm、Reが250nmのポリカーボネートフイルムの両面に、一軸延伸ポリエステルフイルム製の熱収縮性フイルムをその遅相軸が直交するようにアクリル系粘着層を介して接着し、これを160℃に加熱して熱収縮性フイルムを収縮させながら幅方向テンター延伸装置を用いて、幅方向の長さを調節した後、熱収縮性のフイルムを剥がして、第1位相差膜1を得た。
厚さ80μm、Reが250nmのポリカーボネートフイルムの両面に、一軸延伸ポリエステルフイルム製の熱収縮性フイルムをその遅相軸が直交するようにアクリル系粘着層を介して接着し、これを160℃に加熱して熱収縮性フイルムを収縮させながら幅方向テンター延伸装置を用いて、幅方向の長さを調節した後、熱収縮性のフイルムを剥がして、第1位相差膜1を得た。
自動複屈折率計(KOBRA−21ADH、王子計測機器(株)社製)を用いて、Reの光入射角度依存性を測定し、これらの光学特性を算出したところ、第1位相差膜1はReが270nm、Rthが0nmで、Nzが0.50であることが確認できた。
<第2位相差膜1の作製>
下記の組成物をミキシングタンクに投入し、加熱しながら攪拌して、各成分を溶解し、下記の組成を有するセルロースアセテート溶液を調製した。
セルロースアセテート溶液の組成
酢化度60.9%のセルロースアセテート 100質量部
トリフェニルホスフェート(可塑剤) 7.8質量部
ビフェニルジフェニルホスフェート(可塑剤) 3.9質量部
メチレンクロライド(第1溶媒) 300質量部
メタノール(第2溶媒) 54質量部
1−ブタノール(第3溶媒) 11質量部
別のミキシングタンクに、下記のレターデーション上昇剤16質量部、メチレンクロライド80質量部及びメタノール20質量部を投入し、加熱しながら攪拌して、レターデーション上昇剤溶液を調製した。セルロースアセテート溶液487質量部にレターデーション上昇剤溶液11質量部を混合し、十分に攪拌してドープを調製した。
下記の組成物をミキシングタンクに投入し、加熱しながら攪拌して、各成分を溶解し、下記の組成を有するセルロースアセテート溶液を調製した。
セルロースアセテート溶液の組成
酢化度60.9%のセルロースアセテート 100質量部
トリフェニルホスフェート(可塑剤) 7.8質量部
ビフェニルジフェニルホスフェート(可塑剤) 3.9質量部
メチレンクロライド(第1溶媒) 300質量部
メタノール(第2溶媒) 54質量部
1−ブタノール(第3溶媒) 11質量部
別のミキシングタンクに、下記のレターデーション上昇剤16質量部、メチレンクロライド80質量部及びメタノール20質量部を投入し、加熱しながら攪拌して、レターデーション上昇剤溶液を調製した。セルロースアセテート溶液487質量部にレターデーション上昇剤溶液11質量部を混合し、十分に攪拌してドープを調製した。
得られたドープを、バンド流延機を用いて流延した。バンド上での膜面温度が40℃となってから、60℃の温風で1分間乾燥し、フイルムをバンドから剥ぎ取った。次にフイルムを140℃の乾燥風で10分間乾燥し、厚さ100μmの膜を作製した。
さらに、160℃で二軸延伸処理を行なって、厚さ80μmの位相差膜を得た。
このフイルムの光学特性は自動複屈折率計(KOBRA−21ADH、王子計測機器(株)製)を用いて、Reの光入射角度依存性を測定することにより求めたところ、Re=4nm、Rth=295nmであった。このフイルムを第2位相差膜1とした。
さらに、160℃で二軸延伸処理を行なって、厚さ80μmの位相差膜を得た。
このフイルムの光学特性は自動複屈折率計(KOBRA−21ADH、王子計測機器(株)製)を用いて、Reの光入射角度依存性を測定することにより求めたところ、Re=4nm、Rth=295nmであった。このフイルムを第2位相差膜1とした。
<第2位相差膜2の作製>
《配向膜の形成》
次に、フジタックTD80UF(Re=2nm、Rth=45nm)の表面を
けん化処理した。けん化処理は、2.0Nの水酸化カリウム溶液(25℃)に、
前記フイルムを2分間浸漬した後、硫酸で中和し、純水で水洗し、その後乾燥さ
せることで行った。このけん化した表面の表面エネルギーを接触法により求めた
ところ、63mN/mであった。けん化処理したフイルムの一方の表面に、下記
の組成の塗布液を#16のワイヤーバーコーターで28ml/m2塗布した。
配向膜塗布液組成
下記の変性ポリビニルアルコール 20質量部
水 361質量部
メタノール 119質量部
グルタルアルデヒド(架橋剤) 0.5質量部
《配向膜の形成》
次に、フジタックTD80UF(Re=2nm、Rth=45nm)の表面を
けん化処理した。けん化処理は、2.0Nの水酸化カリウム溶液(25℃)に、
前記フイルムを2分間浸漬した後、硫酸で中和し、純水で水洗し、その後乾燥さ
せることで行った。このけん化した表面の表面エネルギーを接触法により求めた
ところ、63mN/mであった。けん化処理したフイルムの一方の表面に、下記
の組成の塗布液を#16のワイヤーバーコーターで28ml/m2塗布した。
配向膜塗布液組成
下記の変性ポリビニルアルコール 20質量部
水 361質量部
メタノール 119質量部
グルタルアルデヒド(架橋剤) 0.5質量部
《液晶性化合物を含む第2位相差膜2の形成》
製作した配向膜上に、下記の組成のディスコティック液晶を含む塗布液を塗布した。
ディスコティック液晶層の塗布液組成
円盤状液晶性化合物(1)*1 32.6質量%
下記の化合物2 0.15質量%
エチレンオキサイド変成トリメチロールプロパントリアクリレート
(V#360、大阪有機化学(株)製) 3.2質量%
増感剤(カヤキュアーDETX、日本化薬(株)製) 0.4質量%
光重合開始剤(イルガキュアー907、チバガイギー社製)1.1質量%
メチルエチルケトン 62.0質量%
1 : 円盤状液晶性化合物(1)として、1,2,1',2',1'',2''−トリス[4、5−ジ(ビニルカルボニルオキシブトキシベンゾイルオキシ)フェニレン(特開平8−50206号公報、段落0044に記載の例示化合物TE−8の(8)、m=4)を用いた。
製作した配向膜上に、下記の組成のディスコティック液晶を含む塗布液を塗布した。
ディスコティック液晶層の塗布液組成
円盤状液晶性化合物(1)*1 32.6質量%
下記の化合物2 0.15質量%
エチレンオキサイド変成トリメチロールプロパントリアクリレート
(V#360、大阪有機化学(株)製) 3.2質量%
増感剤(カヤキュアーDETX、日本化薬(株)製) 0.4質量%
光重合開始剤(イルガキュアー907、チバガイギー社製)1.1質量%
メチルエチルケトン 62.0質量%
1 : 円盤状液晶性化合物(1)として、1,2,1',2',1'',2''−トリス[4、5−ジ(ビニルカルボニルオキシブトキシベンゾイルオキシ)フェニレン(特開平8−50206号公報、段落0044に記載の例示化合物TE−8の(8)、m=4)を用いた。
その後、130℃の乾燥ゾーンで2分間加熱乾燥し、円盤状化合物を配向させた。次に、130℃で120W/cm高圧水銀灯を用いて、4秒間UV照射し円盤状化合物を重合させた。その後、室温まで放冷して、厚さ3.4μm、フジタックTD80UFを偏光板保護膜としてその上に形成された第2位相差膜2を形成した。次に自動複屈折率計(KOBRA−21ADH、王子計測機器(株)社製)を用いて、Reの光入射角度依存性を測定し、予め単独で測定したフジタックTD80UFの寄与を差し引いて光学特性を算出したところ、Re=0nm、Rth=250nmであることが確認できた。この円盤状液晶性化合物は±2°の範囲で水平配向していた。
<第2位相差膜3の作製>
フジタックTD80UFの表面をけん化処理せず、さらに配向膜塗布液組成の変性ポリビニルアルコールを市販のポリビニルアルコール(MP-203 クラレ社製)に変えた以外は第2位相差膜2と同様に作製し、フジタックTD80UFを偏光板保護膜としてその上に形成された第2位相差膜3を得た。これも同様の測定を行い、Re=0nm、Rth=252nmであることを確認した。
フジタックTD80UFの表面をけん化処理せず、さらに配向膜塗布液組成の変性ポリビニルアルコールを市販のポリビニルアルコール(MP-203 クラレ社製)に変えた以外は第2位相差膜2と同様に作製し、フジタックTD80UFを偏光板保護膜としてその上に形成された第2位相差膜3を得た。これも同様の測定を行い、Re=0nm、Rth=252nmであることを確認した。
<偏光板保護膜1の作製>
(偏光板保護膜1)
下記の組成物をミキシングタンクに投入し、加熱しながら攪拌して、各成分を溶解し、セルロースアセテート溶液Aを調製した。
<セルロースアセテート溶液A組成>
置換度2.86のセルロースアセテート 100質量部
トリフェニルホスフェート(可塑剤) 7.8質量部
ビフェニルジフェニルホスフェート(可塑剤) 3.9質量部
メチレンクロライド(第1溶媒) 300質量部
メタノール(第2溶媒) 54質量部
1−ブタノール 11質量部
(偏光板保護膜1)
下記の組成物をミキシングタンクに投入し、加熱しながら攪拌して、各成分を溶解し、セルロースアセテート溶液Aを調製した。
<セルロースアセテート溶液A組成>
置換度2.86のセルロースアセテート 100質量部
トリフェニルホスフェート(可塑剤) 7.8質量部
ビフェニルジフェニルホスフェート(可塑剤) 3.9質量部
メチレンクロライド(第1溶媒) 300質量部
メタノール(第2溶媒) 54質量部
1−ブタノール 11質量部
別のミキシングタンクに、下記の組成物を投入し、加熱しながら攪拌して、各成分を溶解し、添加剤溶液B−1を調製した。
<添加剤溶液B−1組成>
メチレンクロライド 80質量部
メタノール 20質量部
下記の光学的異方性低下剤 40質量部
<添加剤溶液B−1組成>
メチレンクロライド 80質量部
メタノール 20質量部
下記の光学的異方性低下剤 40質量部
セルロースアセテート溶液Aを477質量部に、添加剤溶液B−1の40質量部を添加し、充分に攪拌して、ドープを調製した。ドープを流延口から0℃に冷却したドラム上に流延した。溶媒含有率70質量%の状態で剥ぎ取り、フイルムの巾方向の両端をピンテンター(特開平4−1009号公報の図3に記載のピンテンター)で固定し、溶媒含有率が3〜5質量%の状態で、横方向(機械方向に垂直な方向)の延伸率が3%となる間隔を保ちつつ乾燥した。その後、熱処理装置のロール間を搬送することにより、さらに乾燥し、厚み40μmの偏光板保護膜1を作製した。
自動複屈折率計(KOBRA−21ADH、王子計測機器(株)社製)を用いて、Reの光入射角度依存性を測定し、光学特性を算出したところ、Reが1nm、Rthが3nmであることが確認できた。
自動複屈折率計(KOBRA−21ADH、王子計測機器(株)社製)を用いて、Reの光入射角度依存性を測定し、光学特性を算出したところ、Reが1nm、Rthが3nmであることが確認できた。
<偏光板Aの作製>
次に延伸したポリビニルアルコールフイルムにヨウ素を吸着させて偏光膜を製作し、市販のセルロースアセテートフイルム(フジタックTD80UF、富士写真フイルム(株)製、厚さ80μm、Re=2nm、Rth=48nm)にケン化処理を行い、ポリビニルアルコール系接着剤を用いて、偏光膜の片面に貼り付けた。同様にして前記製作の偏光板保護膜1を偏光膜のもう片面にポリビニルアルコール系接着剤を用いて貼り付けた。続いてこの偏光板保護膜1側に製作した第1位相差膜1をその遅相軸が偏光膜の透過軸と平行になるようにアクリル系接着剤を用いて貼合し、偏光板Aを形成した。
次に延伸したポリビニルアルコールフイルムにヨウ素を吸着させて偏光膜を製作し、市販のセルロースアセテートフイルム(フジタックTD80UF、富士写真フイルム(株)製、厚さ80μm、Re=2nm、Rth=48nm)にケン化処理を行い、ポリビニルアルコール系接着剤を用いて、偏光膜の片面に貼り付けた。同様にして前記製作の偏光板保護膜1を偏光膜のもう片面にポリビニルアルコール系接着剤を用いて貼り付けた。続いてこの偏光板保護膜1側に製作した第1位相差膜1をその遅相軸が偏光膜の透過軸と平行になるようにアクリル系接着剤を用いて貼合し、偏光板Aを形成した。
<偏光板Bの作製>
同様にして偏光膜を製作し、フジタックTD80UFにケン化処理を行い、ポリビニルアルコール系接着剤を用いて、偏光膜の片面に貼り付けた。さらに同様にして前記製作の第2位相差膜膜1をTD80UFのMD方向と偏光膜の吸収軸が平行になるように偏光膜のもう片面に貼り付け偏光板Bを形成した。
同様にして偏光膜を製作し、フジタックTD80UFにケン化処理を行い、ポリビニルアルコール系接着剤を用いて、偏光膜の片面に貼り付けた。さらに同様にして前記製作の第2位相差膜膜1をTD80UFのMD方向と偏光膜の吸収軸が平行になるように偏光膜のもう片面に貼り付け偏光板Bを形成した。
<偏光板Cの作製>
同様にして偏光膜を製作し、フジタックTD80UFにケン化処理を行い、ポリビニルアルコール系接着剤を用いて、偏光膜の片面に貼り付けた。さらに同様にして前記製作の第2位相差膜膜2をTD80UFのMD方向と偏光膜の吸収軸が平行になるように、且つTD80UF側が偏光膜側になるように偏光膜のもう片面に貼り付け偏光板Cを形成した。
同様にして偏光膜を製作し、フジタックTD80UFにケン化処理を行い、ポリビニルアルコール系接着剤を用いて、偏光膜の片面に貼り付けた。さらに同様にして前記製作の第2位相差膜膜2をTD80UFのMD方向と偏光膜の吸収軸が平行になるように、且つTD80UF側が偏光膜側になるように偏光膜のもう片面に貼り付け偏光板Cを形成した。
<偏光板Dの作製>
前述の偏光板Aの第1位相差膜1側にアクリル系接着剤を用いて第2位相差膜3を貼合し、続いて支持体のTD80UFを剥離することによって、円盤状液晶性化合物を含んだ第2位相差膜3のみを偏光板A上に転写して、偏光板Dを形成した。
前述の偏光板Aの第1位相差膜1側にアクリル系接着剤を用いて第2位相差膜3を貼合し、続いて支持体のTD80UFを剥離することによって、円盤状液晶性化合物を含んだ第2位相差膜3のみを偏光板A上に転写して、偏光板Dを形成した。
[実施例1]
<液晶表示装置1の作製>
これを、前記で作製したVAモードの液晶セル1の一方に、接着剤を用いて、偏光板Aを、偏光膜の吸収軸が液晶セルのいずれか一辺の方向と平行になるように、且つ第1位相差膜1面側が液晶セル側になるように貼り付けた。続いて、液晶セル1のもう一方の側に偏光板Bを第2位相差膜1面側が液晶セル側になるよう、且つクロスニコルの配置で貼り付け、液晶表示装置1を作製した。
このように作製した液晶表示装置の漏れ光を液晶表示装置の背面側にバックライトを点灯させて黒表示において測定した。左斜め方向で極角60°から観察した際の漏れ光は0.02%と極めて小さいものであった。さらに極角60°で液晶表示装置を回転させて、黒表示時の色味変化が感知されないことを目視で確認した。
<液晶表示装置1の作製>
これを、前記で作製したVAモードの液晶セル1の一方に、接着剤を用いて、偏光板Aを、偏光膜の吸収軸が液晶セルのいずれか一辺の方向と平行になるように、且つ第1位相差膜1面側が液晶セル側になるように貼り付けた。続いて、液晶セル1のもう一方の側に偏光板Bを第2位相差膜1面側が液晶セル側になるよう、且つクロスニコルの配置で貼り付け、液晶表示装置1を作製した。
このように作製した液晶表示装置の漏れ光を液晶表示装置の背面側にバックライトを点灯させて黒表示において測定した。左斜め方向で極角60°から観察した際の漏れ光は0.02%と極めて小さいものであった。さらに極角60°で液晶表示装置を回転させて、黒表示時の色味変化が感知されないことを目視で確認した。
[実施例2]
<液晶表示装置2の作製>
次に前記で作製した液晶セル1の一方に、接着剤を用いて、偏光板Aを、偏光膜の吸収軸が液晶セルのいずれか一辺の方向と平行になるように、且つ第1位相差膜1面側が液晶セル側になるように貼り付けた。続いて、液晶セル1のもう一方の側に偏光板Cを第2位相差膜2面側が液晶セル側になるよう、且つクロスニコルの配置で貼り付け、液晶表示装置2を作製した。
このように作製した液晶表示装置の漏れ光を液晶表示装置の背面側にバックライトを点灯させて黒表示において測定した。左斜め方向で極角60°から観察した際の漏れ光は0.02%と極めて小さいものであった。さらに極角60°で液晶表示装置を回転させて、黒表示時の色味変化が感知されないことを目視で確認した。
<液晶表示装置2の作製>
次に前記で作製した液晶セル1の一方に、接着剤を用いて、偏光板Aを、偏光膜の吸収軸が液晶セルのいずれか一辺の方向と平行になるように、且つ第1位相差膜1面側が液晶セル側になるように貼り付けた。続いて、液晶セル1のもう一方の側に偏光板Cを第2位相差膜2面側が液晶セル側になるよう、且つクロスニコルの配置で貼り付け、液晶表示装置2を作製した。
このように作製した液晶表示装置の漏れ光を液晶表示装置の背面側にバックライトを点灯させて黒表示において測定した。左斜め方向で極角60°から観察した際の漏れ光は0.02%と極めて小さいものであった。さらに極角60°で液晶表示装置を回転させて、黒表示時の色味変化が感知されないことを目視で確認した。
[実施例3]
<液晶表示装置3の作製>
次に前記で作製した液晶セル1の一方に、接着剤を用いて、偏光板Dを、偏光膜の吸収軸が液晶セルのいずれか一辺の方向と平行になるように、且つ第2位相差膜3面側が液晶セル側になるように貼り付けた。続いて、液晶セル1のもう一方の側に市販の偏光板(HLC2−5618、(株)サンリッツ製)をクロスニコルの配置で貼り付け、液晶表示装置3を作製した。
このように作製した液晶表示装置の漏れ光を液晶表示装置の背面側にバックライトを点灯させて黒表示において測定した。左斜め方向で極角60°から観察した際の漏れ光は0.02%と極めて小さいものであった。さらに極角60°で液晶表示装置を回転させて、黒表示時の色味変化が感知されないことを目視で確認した。
<液晶表示装置3の作製>
次に前記で作製した液晶セル1の一方に、接着剤を用いて、偏光板Dを、偏光膜の吸収軸が液晶セルのいずれか一辺の方向と平行になるように、且つ第2位相差膜3面側が液晶セル側になるように貼り付けた。続いて、液晶セル1のもう一方の側に市販の偏光板(HLC2−5618、(株)サンリッツ製)をクロスニコルの配置で貼り付け、液晶表示装置3を作製した。
このように作製した液晶表示装置の漏れ光を液晶表示装置の背面側にバックライトを点灯させて黒表示において測定した。左斜め方向で極角60°から観察した際の漏れ光は0.02%と極めて小さいものであった。さらに極角60°で液晶表示装置を回転させて、黒表示時の色味変化が感知されないことを目視で確認した。
[実施例4]
<液晶表示装置4の作製>
延伸したポリビニルアルコールフイルムにヨウ素を吸着させて偏光膜を製作し、市販のフジタックTD80UFにケン化処理を行い、ポリビニルアルコール系接着剤を用いて、偏光膜の両面に貼り付けた。続いて第1位相差膜1をその遅相軸が偏光膜の透過軸と平行になるようにアクリル系接着剤を用いて貼合し、偏光板Eを形成した。この偏光板Eを前記で作製した液晶セル1の一方に、接着剤を用いて、偏光膜の吸収軸が液晶セルのいずれか一辺の方向と平行になるように、且つ第1位相差膜1面側が液晶セル側になるように貼り付けた。続いて、液晶セル1のもう一方の側に偏光板Bを第2位相差膜1面側が液晶セル側になるよう、且つクロスニコルの配置で貼り付け、液晶表示装置4を作製した。
このように作製した液晶表示装置の漏れ光を液晶表示装置の背面側にバックライトを点灯させて黒表示において測定した。左斜め方向で極角60°から観察した際の漏れ光は0.16%であった。即ち、第1位相差膜1と偏光膜との間に配置された透明保護フイルムのRthが−30〜30nmである液晶表示装置1〜3の方が、第1位相差膜1と偏光膜との間に配置された透明保護フイルムのRthが48nmである液晶表示装置4と比較して、斜め方向からの漏れ光が極めて小さく、優れていた。
<液晶表示装置4の作製>
延伸したポリビニルアルコールフイルムにヨウ素を吸着させて偏光膜を製作し、市販のフジタックTD80UFにケン化処理を行い、ポリビニルアルコール系接着剤を用いて、偏光膜の両面に貼り付けた。続いて第1位相差膜1をその遅相軸が偏光膜の透過軸と平行になるようにアクリル系接着剤を用いて貼合し、偏光板Eを形成した。この偏光板Eを前記で作製した液晶セル1の一方に、接着剤を用いて、偏光膜の吸収軸が液晶セルのいずれか一辺の方向と平行になるように、且つ第1位相差膜1面側が液晶セル側になるように貼り付けた。続いて、液晶セル1のもう一方の側に偏光板Bを第2位相差膜1面側が液晶セル側になるよう、且つクロスニコルの配置で貼り付け、液晶表示装置4を作製した。
このように作製した液晶表示装置の漏れ光を液晶表示装置の背面側にバックライトを点灯させて黒表示において測定した。左斜め方向で極角60°から観察した際の漏れ光は0.16%であった。即ち、第1位相差膜1と偏光膜との間に配置された透明保護フイルムのRthが−30〜30nmである液晶表示装置1〜3の方が、第1位相差膜1と偏光膜との間に配置された透明保護フイルムのRthが48nmである液晶表示装置4と比較して、斜め方向からの漏れ光が極めて小さく、優れていた。
[比較例1]
<液晶表示装置5の作製>
作製したVAモード液晶セル1の両面に、一方の偏光膜の吸収軸と液晶セルのラビング方向とが直交になるようにした市販の偏光板(HLC2−5618、(株)サンリッツ製)をクロスニコルの配置で貼り付け、液晶表示装置5を作製した。さらに、左斜め方向60°方向での漏れ光を測定したところ、3.19%極めて大きいものであった。また色味が方位によって青から緑に変化することが認められた。
<液晶表示装置5の作製>
作製したVAモード液晶セル1の両面に、一方の偏光膜の吸収軸と液晶セルのラビング方向とが直交になるようにした市販の偏光板(HLC2−5618、(株)サンリッツ製)をクロスニコルの配置で貼り付け、液晶表示装置5を作製した。さらに、左斜め方向60°方向での漏れ光を測定したところ、3.19%極めて大きいものであった。また色味が方位によって青から緑に変化することが認められた。
1a、1b、7a、7b 偏光膜用保護膜
2a、8a 偏光膜
2b、8b 偏光膜の偏光吸収軸
3a 第1位相差膜
3b 第1位相差膜の遅相軸
4a、4b セル基板
5 液晶分子
6 第2位相差膜
11、12 偏光板
13 液晶セル
14 第1位相差膜
15 第2位相差膜
2a、8a 偏光膜
2b、8b 偏光膜の偏光吸収軸
3a 第1位相差膜
3b 第1位相差膜の遅相軸
4a、4b セル基板
5 液晶分子
6 第2位相差膜
11、12 偏光板
13 液晶セル
14 第1位相差膜
15 第2位相差膜
Claims (10)
- 偏光膜と、該偏光膜の両面に配置された保護膜と、少なくとも一方の保護膜に隣接して配置された位相差膜とを有する楕円偏光板であって、
前記偏光膜の吸収軸と前記位相差膜の遅相軸とが直交又は平行し、
前記位相差膜が、面内のレターデーションReと厚み方向のレターデーションRthを用いて Nz=Rth/Re+0.5で定義されるNz値が0.3〜0.7であるとともに、面内のレターデーションReが150〜400nmであり、且つ
前記位相差膜に隣接した前記保護膜が、セルロースアシレートを含有するとともに、厚み方向のレターデーションRthが−30nm〜30nmである楕円偏光板。 - 前記位相差膜に隣接する保護膜の厚さが、50μm以下である請求項1に記載の楕円偏光板。
- 前記セルロースアシレートを含有する保護膜が、アシル置換度が2.85〜3.00のセルロースアシレートに、Re及びRthを低下させる化合物を少なくとも1種、セルロースアシレート固形分に対して0.01〜30重量%含む請求項1又は2に記載の楕円偏光板。
- 少なくとも、第1偏光膜と、第1偏光膜の吸収軸と遅相軸とを直交又は平行にして配置された第1位相差膜と、第2位相差膜と、液晶層を一対の基板で挟んだ液晶セルと、第2偏光膜とを含み、黒表示時に該液晶層の液晶分子が前記一対の基板の表面に対して略垂直に配向する液晶表示装置であって、
前記第1位相差膜が、面内のレターデーションReと厚み方向のレターデーションRthを用いて Nz=Rth/Re+0.5で定義されるNz値が0.3〜0.7であるとともに、面内のレターデーションReが150〜400nmであって、且つ
前記第2位相差膜の面内のレターデーションReが0〜30nmであるとともに、厚み方向のレターデーションRthが150nm〜400nmである液晶表示装置。 - 前記第1偏光膜、前記第1位相差膜、前記第2位相差膜及び前記液晶セルが、この順序で配置された請求項4に記載の液晶表示装置。
- 前記第1偏光膜、前記第1位相差膜、前記液晶セル及び前記第2位相差膜が、この順序で配置された請求項4に記載の液晶表示装置。
- 前記第1位相差膜及び前記第2位相差膜の少なくとも一方が液晶性物質を配向固定した光学異方性膜である請求項4〜6のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
- 第1偏光膜を挟んで配置された一対の保護膜を有し、該一対の保護膜のうち液晶層に近い側の保護膜の厚み方向のレターデーションRthが−30nm〜30nmである請求項4〜7のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
- 第1偏光膜を挟んで配置された一対の保護膜を有し、該一対の保護膜のうち液晶層に近い側の保護膜が、アシル置換度が2.85〜3.00のセルロースアシレート及びRe及びRthを低下させる化合物を少なくとも1種を前記セルロースアシレート固形分に対して0.01〜30重量%含有するセルロースアシレートフイルムからなる請求項4〜8のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
- 前記第1偏光膜の保護膜のうち液晶層に近い側の保護膜の厚さが、50μm以下である請求項8又は9に記載の液晶表示装置。
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JP2005273954A JP2006119623A (ja) | 2004-09-21 | 2005-09-21 | 楕円偏光板及び液晶表示装置 |
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- 2005-09-21 JP JP2005273954A patent/JP2006119623A/ja active Pending
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