JP2006195441A - 液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 ポリカーボネート系樹脂およびスチレン系樹脂を含有する高分子フィルムを延伸して得られる光学フィルムであって、当該光学フィルムは、光弾性係数が2.0×10-11〜6.0×10-11m2/Nで、かつ、Nz係数がNz≦0.9で、かつ、正面位相差がRe≧80nm、を満足するように三次元屈折率が制御されている光学フィルム(1)と、光学的に正の一軸性を示す光学フィルム(2)と、光学的に負の一軸性を示す材料により形成された光学フィルム(3)、が積層され、液晶セルの両側に、偏光板とともに実装されていることを特徴とする液晶表示装置。
【選択図】 図7
Description
されている。かかる広帯域位相差板としては、複数の光学異方性を有するポリマーフィルムを光軸を交差させて積層してなる積層フィルムが提案されている。これら積層フィルムでは2層または複数枚の延伸フィルムの光軸を交差させて広帯域化を実現している(たとえば、特許文献3、特許文献4、特許文献5参照。)。
当該光学フィルムは、光弾性係数が2.0×10-11〜6.0×10-11m2/Nであり、かつ、
フィルム面内の屈折率が最大となる方向をX軸、X軸に垂直な方向をY軸、フィルムの厚さ方向をZ軸とし、それぞれの軸方向の屈折率をnx1、ny1、nz1とし、フィルム厚みをd1(nm)とした場合に、
Nz=(nx1−nz1)/(nx1−ny1)で表されるNz係数が、Nz≦0.9、
かつ、正面位相差(Re)=(nx1−ny1)×d1が、Re≧80nm、
を満足するように三次元屈折率が制御されている光学フィルム(1)と、
フィルム面内の屈折率が最大となる方向をX軸、X軸に垂直な方向をY軸、フィルムの厚さ方向をZ軸とし、それぞれの軸方向の屈折率をnx2、ny2、nz2とした場合に、
nx2>ny2≒nz2、を満足する、光学的に正の一軸性を示す光学フィルム(2)
と、
光学的に負の一軸性を示す材料により形成され、かつ当該材料が傾斜配向している部位を含む光学フィルム(3)、が積層されている積層光学フィルムが、
液晶セルの両側に、偏光板とともに、実装されていることを特徴とする液晶表示装置、に関する。
実施例により何ら制限されるものではない。各例の光学フィルム(延伸後)等の特性は下
記方法により測定した。
日本分光社製のエリプソメーター(M220)を用いて、室温(23℃)にて、幅2cmの光学フィルムに1×10-6〜30×10-6の応力を付加したときの応力屈折率を測定し、これらをプロットし、応力複屈折Δn=cδ、からc:光弾性係数(m2/N)を算出した。ただし、δ:応力(N/m2)である。
光学フィルムの屈折率の測定は、フィルム面内と厚さ方向の主屈折率nx、ny、nzを自動複屈折測定装置(王子計測機器株式会社製,自動複屈折計)により、λ=590nmにおける特性を測定した。得られた屈折率値から、Nz=(nx−nz)/(nx−ny)を求めた。また屈折率値と光学フィルム厚み(d:nm)から、正面位相差(Re)=(nx−ny)×d、厚み方向の位相差=(nx−nz)×d、を求めた。
セイコー電子製のDSC5500を用いて20ml/分の窒素気流下、10℃/分の昇温速度で測定した。
ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法(ポリスチレンスタンダード)により、TOSOH社製のHLC−8120GPCシステムを用いて、テトロヒドロフラン可溶分の重量平均分子量を算出した。
光学フィルム(3)において、傾斜配向している光学材料の平均光軸と光学フィルム(3)の法線方向からなす傾斜角度は、光学フィルム(3)を遅相軸を軸として、左右に−50°〜50°傾け、前記測定装置で位相差を測定し、最小の位相差を示す角度の絶対値とした。また前記測定においては、測定器の光源からの光の入射方向とフィルム面内に対する法線が一致した時の測定角を0°とした。
(三次元屈折率が制御された光学フィルム(1))
ポリカーボネート系樹脂とスチレン系樹脂を含有する高分子フィルムとして、鐘淵化学工業(株)製の製品名:PFフィルム(厚み55μm)を用いた。ポリカーボネート系樹脂は2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン由来と1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン由来のものが含まれており、その配合割合は重量比で40:60であった。また高分子フィルム中の、スチレン系樹脂(重量平均分子量10000)の含有割合は20重量%であった。
厚さ100μmのノルボルネン系フィルム(JSR株式会社製,製品名アートン)を、170℃で1.5倍に一軸延伸した。得られた延伸フィルムは、厚さ:75μm、正面位相差:270nm、厚み方向の位相差:270nm、Nz係数1.0であった。なお、光弾性係数:1.0×10-11、Tg:170℃であった。これを以降、光学フィルム(2−1)とする。
富士写真フィルム株式会社製のWVSA128(厚さ:80μm)を用いた。当該フィルムは、ディスコティック液晶を支持体に塗布することにより作製されたものであり、正面位相差:33nm、厚み方向の位相差:160nmであり、傾斜配向している平均光軸の傾斜角度:20°、であった。
上記光学フィルム(1)、光学フィルム(2−1)および光学フィルム(3)を粘着剤層(アクリル系粘着剤,厚さ30μm)を介して積層して、図1に示すような積層光学フィルムを得た。次いで、前記積層光学フィルムの光学フィルム(2−1)側に粘着剤層(アクリル系粘着剤,厚さ30μm)を介して偏光板(P:日東電工(株)製,TEG5465DU)を積層して、図4に示すような楕円偏光板(P1−1)を得た。楕円偏光板(P1−1)のサイズは、120mm×160mmとした。前記楕円偏光板(P1−1)は、長辺を0°とした場合に反時計回りに、光学フィルム(1)の遅相軸のなす角度は0°、光学フィルム(2−1)の遅相軸のなす角度は65°、偏光板の吸収軸のなす角度は175°となるようにした。光学フィルム(3)の遅相軸のなす角度は90°となるようにした。
上記楕円偏光板(P1−1)を、図7の反射半透過型TFT−TN型液晶表示装置の液晶セルの両側(視認側およびバックライト側)に実装した。楕円偏光板(P1−1)はいずれも、偏光板側が液晶セル(L)側から最も離れた積層位置となるように実装した。なお、液晶セルの両側の楕円偏光板(P1−1)は、各偏光板(P)の吸収軸が、10°となるように配置した。
(積層光学フィルムおよび楕円偏光板)
光学フィルム(1)、光学フィルム(2−1)および光学フィルム(3)はいずれも実施例1と同様のものを用いた。これらを粘着剤層(アクリル系粘着剤,厚さ30μm)を介して積層して、図1に示すような積層光学フィルムを得た。次いで、前記積層光学フィルムの光学フィルム(2−1)側に粘着剤層(アクリル系粘着剤,厚さ30μm)を介して偏光板(P:日東電工(株)製,TEG5465DU)を積層して、図4に示すような楕円偏光板(P1−2)を得た。楕円偏光板(P1−2)のサイズは、120mm×160mmとした。前記楕円偏光板(P1−2)は、長辺を0°とした場合に反時計回りに、光学フィルム(1)の遅相軸のなす角度は0°、光学フィルム(2−1)の遅相軸のなす角度は65°、偏光板の吸収軸のなす角度は75°となるようにした。光学フィルム(3)の遅相軸のなす角度は90°となるようにした。
上記楕円偏光板(P1−2)を、図7の反射半透過型TFT−TN型液晶表示装置の液晶セルの視認側に、実施例1で用いた楕円偏光板(P1−1)を液晶セルのバックライト側に実装した。楕円偏光板(P1−1)および楕円偏光板(P1−2)はいずれも、偏光板側が液晶セル(L)側から最も離れた積層位置となるように実装した。なお、液晶セルの両側の楕円偏光板(P1−1)および楕円偏光板(P1−2)は、各偏光板(P)の吸収軸が、70°となるように配置した。
(光学的に正の一軸性を示す光学フィルム(2))
厚さ400μmのポリカーボネートフィルムを、170℃で1.23倍に一軸延伸した。得られた延伸フィルムは、厚さ:22μm、正面位相差:250nm、厚み方向の位相差:255nm、Nz係数1.0であった。なお、光弾性係数:9.0×10-11であった。これを以降、光学フィルム(2−2)とする。
光学フィルム(1)および光学フィルム(3)はいずれも実施例1と同様のものを用いた。光学フィルム(2−2)は、上記で作製したものを用いた。そして、これらを粘着剤層(アクリル系粘着剤,厚さ30μm)を介して積層して、図1に示すような積層光学フィルムを得た。次いで、前記積層光学フィルムの光学フィルム(2−2)側に粘着剤層(アクリル系粘着剤,厚さ30μm)を介して偏光板(P:日東電工(株)製,TEG5465DU)を積層して、図4に示すような楕円偏光板(P1−3)および楕円偏光板(P1−4)を得た。楕円偏光板(P1−3)および楕円偏光板(P1−4)のサイズは、120mm×160mmとした。前記楕円偏光板(P1−3)は、長辺を0°とした場合に反時計回りに、光学フィルム(1)の遅相軸のなす角度は0°、光学フィルム(2−2)の遅相軸のなす角度は65°、偏光板の吸収軸のなす角度は75°となるようにした。光学フィルム(3)の遅相軸のなす角度は90°となるようにした。前記楕円偏光板(P1−4)は、長辺を0°とした場合に反時計回りに、光学フィルム(1)の遅相軸のなす角度は0°、光学フィルム(2−2)の遅相軸のなす角度は65°、偏光板の吸収軸のなす角度は175°となるようにした。光学フィルム(3)の遅相軸のなす角度は90°となるようにした。
上記楕円偏光板(P1−3)を、図7の反射半透過型TFT−TN型液晶表示装置の液晶セルの視認側に、楕円偏光板(P1−4)を、液晶セルのバックライト側に実装した。楕円偏光板(P1−3)および楕円偏光板(P1−4)はいずれも、偏光板側が液晶セル(L)側から最も離れた積層位置となるように実装した。なお、液晶セルの両側の楕円偏光板(P1−3)および楕円偏光板(P1−4)は、各偏光板(P)の吸収軸が、70°となるように配置した。
(光学的に正の一軸性を示す光学フィルム(2))
厚さ100μmのノルボルネン系フィルム(JSR株式会社製,製品名アートン)を、170℃で1.3倍に一軸延伸した。得られた延伸フィルムは、厚さ:80μm、正面位相差:140nm、厚み方向の位相差:140nm、Nz係数1.0であった。これを光学フィルム(2−3)とした。
上記光学フィルム(2−3)、実施例1で用いた光学フィルム(2−1)および偏光板(P)を、図8に示すように、光学フィルム(2−3)/光学フィルム(2−1)/偏光板(P)、の順に粘着剤層(アクリル系粘着剤,厚さ30μm)を介して積層して楕円偏光板(P2)を得た。
実施例1において、視認側に用いた楕円偏光板(P1−1)を、上記楕円偏光板(P2)に変えたこと以外は、実施例1と同様の液晶表示装置とした。上記楕円偏光板(P2)も、偏光板側が液晶セル(L)側から最も離れた積層位置となるように実装した。かかる液晶表示装置は、図9に示す通りである。
(液晶表示装置)
実施例1において、バックライト側に用いた楕円偏光板(P1−1)を、比較例1に記載の楕円偏光板(P2)に変えたこと以外は、実施例1と同様の液晶表示装置とした。上記楕円偏光板(P2)も、偏光板側が液晶セル(L)側から最も離れた積層位置となるように実装した。かかる液晶表示装置は、図10に示す通りである。
実施例および比較例で作製した液晶表示装置について下記評価を行なった。結果を表1に示す。
上記液晶表示装置に、白画像、黒画像を表示させて、ELDIM社製のEZcontrast160Dにて、正面および上下左右、視野角0〜70°におけるXYZ表示系におけるY値、x値、y値を測定した。
40°傾斜したとき色度(x40,y40)の色度変化量を比較評価した。色度変化量は下記
式にて求めた。結果を表1に示す。
色度変化量=√{(x40−x0)2+(y40−y0)2}
2:光学的に正の一軸性を示す光学フィルム(2)
3:負の一軸性を示す材料を傾斜配向している部位を含む光学フィルム(3)
P:偏光板
L:液晶セル
BL:バックライト
Claims (10)
- ポリカーボネート系樹脂およびスチレン系樹脂を含有する高分子フィルムを延伸して得られる光学フィルムであって、
当該光学フィルムは、光弾性係数が2.0×10-11〜6.0×10-11m2/Nであり、かつ、
フィルム面内の屈折率が最大となる方向をX軸、X軸に垂直な方向をY軸、フィルムの厚さ方向をZ軸とし、それぞれの軸方向の屈折率をnx1、ny1、nz1とし、フィルム厚みをd1(nm)とした場合に、
Nz=(nx1−nz1)/(nx1−ny1)で表されるNz係数が、Nz≦0.9、
かつ、正面位相差(Re)=(nx1−ny1)×d1が、Re≧80nm、
を満足するように三次元屈折率が制御されている光学フィルム(1)と、
フィルム面内の屈折率が最大となる方向をX軸、X軸に垂直な方向をY軸、フィルムの厚さ方向をZ軸とし、それぞれの軸方向の屈折率をnx2、ny2、nz2とした場合に、
nx2>ny2≒nz2、を満足する、光学的に正の一軸性を示す光学フィルム(2)
と、
光学的に負の一軸性を示す材料により形成され、かつ当該材料が傾斜配向している部位を含む光学フィルム(3)、が積層されている積層光学フィルムが、
液晶セルの両側に、偏光板とともに、実装されていることを特徴とする液晶表示装置。 - 光学フィルム(1)の材料である、スチレン系樹脂の重量平均分子量が2万以下であることを特徴とする請求項1記載の液晶表示装置。
- 光学フィルム(1)のガラス転移温度が110〜180℃の範囲であることを特徴とする請求項1または2記載の液晶表示装置。
- 光学フィルム(2)が、ノルボルネン系ポリマーを含有する高分子フィルムを延伸して得られる光学フィルム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。
- 光学フィルム(2)が、ポリカーボネート系樹脂およびスチレン系樹脂を含有する高分子フィルムを延伸して得られる光学フィルムであって、
当該光学フィルムは、光弾性係数が0.5×10-11〜6.0×10-11m2/N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。 - 光学フィルム(3)を形成する、光学的に負の一軸性を示す材料が、ディスコティック液晶化合物であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の液晶表示装置。
- 光学フィルム(3)を形成する、光学的に負の一軸性を示す材料は、その平均光軸と光学フィルム(3)の法線方向からなす傾斜角度が、5°〜50°の範囲で傾斜配向し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。
- 積層光学フィルムは、光学的に正の一軸性を示す光学フィルム(2)と、光学的に負の一軸性を示す材料を傾斜配向している部位を含む光学フィルム(3)との間に、三次元屈折率を制御した光学フィルム(1)が配置さ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。
- 積層光学フィルムは、光学フィルム(3)の側を液晶セル側に配置することを特徴とする請求項8記載の液晶表示装置。
- 積層光学フィルムは、偏光板よりも液晶セル側になるように配置されていることを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の液晶表示装置。
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