JP4484996B2

JP4484996B2 - 多軸偏光子の製造方法

Info

Publication number: JP4484996B2
Application number: JP2000021312A
Authority: JP
Inventors: 裕之吉見
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 2000-01-31
Filing date: 2000-01-31
Publication date: 2010-06-16
Anticipated expiration: 2020-01-31
Also published as: JP2001215489A

Description

【０００１】
【発明の技術分野】
本発明は、視野角やコントラストや表示の均一性に優れる液晶表示装置を形成しうる多軸偏光子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ポリビニルアルコール系フィルムにヨウ素等を含有させて一軸延伸した偏光フィルムに透明保護層を設けてなる偏光板に光学補償用の位相差板を積層したものが知られていた（特許公報第２８４３４３１号）。これは、偏光板の視野角特性が液晶表示装置の視角変化に対する表示特性に影響することに鑑みて視野角による偏光軸の回転や透明保護層による複屈折を位相差板で補償するようにしたものである。
【０００３】
しかしながら、液晶セルには例えばツイストネマチック（ＴＮ）モードや垂直配向モード、水平配向モード等の各種のモードがあり、視野角の拡大等の光学補償にはそのモードに特有の補償特性が求められて、従来の偏光子ではそれらの要求に応じることが困難な問題点があった。
【０００４】
【発明の技術的課題】
本発明は、各種モードの液晶セルの光学補償に要求される特性に幅広く対応できる偏光子の開発を課題とする。
【０００５】
【課題の解決手段】
本発明は、二色性染料含有のリオトロピック性物質又はリオトロピック液晶性の二色性色素をコーティングする際に、回転する円盤状基材で剪断力を付加して同心円状の偏光軸を有する多軸偏光子を形成する工程と、二色性染料含有のリオトロピック性物質又はリオトロピック液晶性の二色性色素をコーティングする際に、スピンコートで剪断力を付加して放射状の偏光軸を有する多軸偏光子を形成する工程と、を含むことを特徴とする、組合せて用いる多軸偏光子の製造方法を提供するものである。
【０００６】
【発明の効果】
本発明によれば、曲線状や同心円状や放射状等の偏光軸を示す偏光子を得ることができ、その偏光軸の変化特性に基づいて偏光軸が視野角に対応して変化しうる多軸偏光子を得ることができる。ちなみに液晶表示装置におけるコントラストの補償ではどの方位から視認しても液晶セルの表裏に配置した偏光子が平行関係又はクロスニコル関係にあることが求められるが、本発明にては放射状の偏光軸を示すもの同士又はそれと同心円状の偏光軸を示すものとの組合せとすることで、全方位での偏光軸の平行関係又はクロスニコル関係を形成でき、これにより液晶表示装置における視角変化に対応した偏光軸の回転を達成して補償を実現することができる。
【０００７】
【発明の実施形態】
本発明による多軸偏光子は、二色性物質を保持してそれによる偏光軸の方向が相違するものからなる。その例を図１、図２に示した。１、２が多軸偏光子で、ｐが偏光軸であり、図１の例では二色性物質を介した偏光軸ｐが放射状に変化する。また図２の例では二色性物質を介した偏光軸ｐが同心円状に変化する。本発明においては二色性物質を介した偏光軸が従来の如く略一定方向に揃った状態でなければよい。従って方向が相違する偏光軸が例えば曲線状や同心円状や放射状等の任意なパターンで存在するものであってよい。
【０００８】
また方向相違の偏光軸が偏光子の全面に存在するものであってもよいし、部分的に存在するものであってもよい。さらに画素に対応するように区画化されたパターンで存在するものであってもよい。ＰＡＬＣディスプレイを形成するためのＡＳＭ方式では、かかる画素毎に偏光軸が同心円状に変化するものと放射状に変化するものとの組合せで用いることが補償精度の向上の点より好ましい。
【０００９】
多軸偏光子の形成は、偏光軸の方向を二色性物質の配置制御を介して相違させうる適宜な方法にて行うことができる。ちなみにその例としては、二色性染料含有のリオトロピック性物質やリオトロピック液晶性の二色性色素を剪断力の付与下にコーティングする方法や二色性染料含有の液晶ポリマーを配向膜や配向基材、電場や磁場等を介して配向させる方法などがあげられる。前者の方法ではコーティング時に付与する剪断力を介して二色性物質の配向状態を制御できて製造効率等の点より好ましい。
【００１０】
前記した二色性染料含有のリオトロピック性物質やリオトロピック液晶性の二色性色素や二色性染料含有の液晶ポリマーとしては、特に限定はなく適宜なものを１種又は２種以上を用いうる。ちなみにその二色性染料含有のリオトロピック性物質の具体例としては、ＷＯ９７／３９３８０号公報によるものなどがあげられ、偏光インク（Ｏｐｔｉｖａ社製、ＬＣポラライザー）などの市販品もある。
【００１１】
一方、リオトロピック液晶性の二色性色素の例としては、式：（クロモゲン）（ＳＯ_３Ｍ）ｎで表される水溶性の有機色素などがあげられ、これはクロモゲンがアゾや多環式化合物等からなって液晶性を付与し、スルホン酸又はその塩が水溶性を付与して全体としてリオトロピック液晶性を示す（特表平８−５１１１０９号公報）。ちなみにその具体例としては、下記の式（１）〜（７）で表される化合物などがあげられる。
【００１２】

【００１３】
前記の式（１）において、Ｒ１は水素又は塩素であり、Ｒは水素、アルキル基、ＡｒＮＨ又はＡｒＣＯＮＨである。アルキル基としては炭素数が１〜４個のもの、就中メチル基やエチル基が好ましく、アリール基（Ａｒ）としては置換又は無置換のフェニル基、就中４位を塩素で置換したフェニル基が好ましい。またＭはカチオンであり、水素イオン、ＬｉやＮａ、ＫやＣｓの如き第一族金属のイオン、アンモニウムイオンなどが好ましい（以下同じ）。
【００１４】

【００１５】
前記式（２）〜（４）において、Ａは式（ａ）又は（ｂ）で表されるものあり、そのＲ２は水素、アルキル基、ハロゲン又はアルコキシ基、Ａｒは置換又は無置換のアリール基、ｎは２又は３である。前記のアルキル基は炭素数が１〜４個のもの、就中メチル基又はエチル基が好ましく、ハロゲンは臭素又は塩素が好ましい。またアルコキシ基は炭素数が１又は２個のもの、就中メトキシ基が好ましく、アリール基は置換又は無置換のフェニル基、就中、無置換あるいは４位をメトキシ基、エトキシ基、塩素若しくはブチル基で、又は３位をメチル基で置換したフェニル基が好ましい。
【００１６】

【００１７】
前記の式（５）において、ｎは３〜５が好ましい。
【００１８】

【００１９】

【００２０】
上記の式：（クロモゲン）（ＳＯ_３Ｍ）ｎで表される有機色素は、そのクロモゲンにて安定な液晶相を示し、水やアセトン、アルコール、ジオキサンの如き水溶性有機溶媒に溶解し、その色素の１種又は２種以上を溶解させた例えば固形分濃度が１〜２０重量％の溶液にてコーティング液を形成することができる。
【００２１】
多軸偏光子には必要に応じてその片側又は両側に透明保護層を設けることができる。透明保護層の形成には、適宜な透明ポリマーからなるフィルムを用いることができ、そのポリマーについて特に限定はない。就中、透明性や機械的強度、熱安定性や水分遮蔽性等に優れるものが好ましく用いうる。また透明保護層は、フィルムに延伸処理や配向処理を施したものであってもよく、さらに液晶組成物をコートしたり含浸させたものなどであってもよい。
【００２２】
なお前記したポリマーの例としては、トリアセチルセルロースの如きアセテート系樹脂やポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートの如きポリエステル系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂やポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂やポリイミド系樹脂、ポリスルホン系樹脂やポリスチレン系樹脂、アクリル系樹脂やポリオレフィン系樹脂、ノルボルネン系樹脂やアリレート系樹脂、それらの変性物などがあげられる。透明保護層の厚さは、強度等に応じて適宜に決定しうるが一般には軽量化等を目的に３００μm以下、就中５〜２００μm、特に１０〜１５０μmとされる。透明保護層は、微粒子の含有によりその表面が微細凹凸構造に形成されていてもよい。
【００２３】
本発明による多軸偏光子は、液晶表示装置の形成などに好ましく用いうる。その実用に際しては、例えば液晶セル等の他部材との接着を目的に多軸偏光子の片側又は両側に粘着層を設けた形態や、位相差層等の適宜な光学層の１層又は２層以上と積層した形態などとして用いることもできる。位相差層等の光学層との積層は、液晶表示装置の製造過程で順次別個に積層する方式にても行いうるが、予め積層一体化することより光軸のズレ等による品質のバラツキが生じにくく、液晶表示装置の組立効率に優れるなどの利点を有している。
【００２４】
前記の粘着層には、例えばアクリル系やシリコーン系、ポリエステル系やポリウレタン系、ポリエーテル系やゴム系などの適宜なものを用いることができ特に限定はない。就中、耐熱性や光学特性などの点よりアクリル系のものが好ましく用いられる。粘着層には、必要に応じて例えば天然物や合成物の樹脂類、ガラス繊維やガラスビーズ、金属粉やその他の無機粉末等からなる充填剤や顔料、着色剤や酸化防止剤などの適宜な添加剤を配合することもできる。また微粒子を含有させて光拡散性を示す粘着層とすることもできる。また位相差板等との積層には適宜な接着剤を用いうるが、熱応力の抑制による光学特性の維持性などの点よりは粘着層が好ましく用いうる。
【００２５】
一方、位相差層の積層は、補償精度のより向上等を目的とする。その位相差層には適宜なものを用いることができ、特に限定はない。ちなみにその例としては、上記の透明保護層で例示の樹脂からなるフィルムの一軸や二軸等の延伸処理物や配向処理物、ディスコチック系やネマチック系等の液晶組成物を樹脂フィルムにコートしたものや含浸させたものなどがあげられる。光学的に透明で配向ムラの少ない位相差層が好ましい。
【００２６】
位相差層は、前記した延伸フィルムや液晶系等の適宜な組合せで２層以上を積層することもできる。多軸偏光子の偏光軸と位相差層の進相軸等の配置関係については特に限定はない。多軸偏光子の偏光軸の方向を平均化できる場合には、ＳＴＮ型液晶表示装置ではその平均偏光軸と進相軸が異なる角度となるように、ＴＮ型液晶表示装置では平均偏光軸と進相軸が平行関係又は直交関係となるように積層する方式が一般的である。
【００２７】
なお前記の光学層には、位相差層のほか例えば防眩層や反射防止層、帯電防止層や光拡散層ないし光拡散制御層、輝度向上層や反射層ないし半透過層などの液晶表示装置の形成に用いられる適宜なものを用いることができる。また上記した透明保護層や粘着層、位相差層等の光学層などの各層は、例えばサリチル酸エステル系化合物やベンゾフェノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物やシアノアクリレート系化合物、ニッケル錯塩系化合物等の紫外線吸収剤で処理する方式などにより紫外線吸収能をもたせることもできる。
【００２８】
多軸偏光子を用いての液晶表示装置の形成は、従来に準じて行いうる。すなわち液晶表示装置は一般に、液晶セルと多軸偏光子及び必要に応じての光学層や照明システム等の構成部品を適宜に組立てて駆動回路を組込むことなどにより形成されるが、本発明においては多軸偏光子を液晶セルの少なくとも片側に設ける点を除いて特に限定はなく、従来に準じうる。
【００２９】
従って液晶セルの片側又は両側に多軸偏光子を配置した液晶表示装置や、照明システムにバックライトあるいは反射板や半透過型反射板を用いてなる透過型や反射型、あるいは反射・透過両用型などの適宜な液晶表示装置を形成することができる。また液晶セルについても、例えばＴＮ型やＳＴＮ型、ＴＦＴ型や強誘電性液晶型などの任意なものを用いうる。
【００３０】
【実施例】
実施例１
トリアセチルセルロースフィルムのケン化処理面上に、二色性染料含有のリオトロピック液晶からなるブラック偏光インク（Ｏｐｔｉｖａ社製）をスピンコートして放射状の偏光軸を示す多軸偏光子（図１）を得た。
【００３１】
実施例２
トリアセチルセルロースフィルムのケン化処理面上に、前記のブラック偏光インクをコートする際に回転する円盤状基材で剪断力を付加して同心円状の偏光軸を示す多軸偏光子（図２）を得た。
【００３２】
比較例
ポリビニルアルコール系偏光フィルムからなる偏光板（日東電工社製、ＮＰＦ−Ｆ１２２５ＤＵ）を用いた。
【００３３】
評価試験
実施例１、２で得た多軸偏光子を積層して光の透過状態を調べた。また比較例の偏光子２枚をクロスニコルに配置して光の透過状態を調べた。その結果、実施例１、２の組合せでは視角を変えたどの方位にても良好な暗レベルが維持された。しかし比較例では偏光軸以外の方位で光漏れが発生し、暗レベルが低下した。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の説明図
【図２】他の実施例の説明図
【符号の説明】
１、２：多軸偏光子
ｐ：偏光軸

Claims

二色性染料含有のリオトロピック性物質又はリオトロピック液晶性の二色性色素をコーティングする際に、回転する円盤状基材で剪断力を付加して同心円状の偏光軸を有する多軸偏光子を形成する工程と、
二色性染料含有のリオトロピック性物質又はリオトロピック液晶性の二色性色素をコーティングする際に、スピンコートで剪断力を付加して放射状の偏光軸を有する多軸偏光子を形成する工程と、
を含むことを特徴とする、組合せて用いる多軸偏光子の製造方法。
請求項１において、前記コーティングを透明保護フィルムに対して行う多軸偏光子の製造方法。