JPH02256023A - 液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
メクテイツクを使った液晶表示装置に関するものである
。
結が可能であること、表示機能が多様であること、高生
産性軽量化が可能であること等の多くの特長を有し、そ
の用途は拡大してきた。
拡大が遅れている分野も存在している。
表示における最も大きな問題は表示画面の着色と視角が
狭いというところにある。
デイスプレィのカラー表示化の必要条件であることはも
ちろんのこと、白黒表示化に対しても強いニーズがあシ
、液晶二枚重ね方式が考案されている。しかし液晶二枚
重ねに伴う高コスト化を解消するため一枚の高分子フィ
ルムを延伸して複屈折性を付与した位相差フィルムの利
用が注目を集め始めている。
スプレィの面に垂直な方向については着色の除去がほぼ
達成できるものの斜めからデイスプレィを見7’C場合
には、わずかな角度変化による着色や画面の表示内存が
消失するという視角特性の問題点が顕在化し位相差フィ
ルム利用に関する重大な課題となっている。
液晶表示装置を提供する友めに研究を重ね次結果完成さ
れ次ものである。本発明は上記問題点の原因がフィルム
の複屈折値と厚みの積として定義されるレターデーショ
ンの視角依存性にあることに着眼し、視角変化に伴うフ
ィルム内の光路長と複屈折値が反比例の関係になる複数
枚のフィルム構成にすることによってレターデーショ/
の視角依存性がなくなるという推論のもとに検討を重ね
た結果、フィルムの法線方向に実質的に光軸又は光線軸
を有すると共に光透過性を有する少くとも7枚のフィル
ムと正の固有複屈折値を有すると共に光透過性ヲ有する
高分子の一軸延伸フイルムを液晶セルと偏光板の間に挿
入することにより液晶表示装置における視角依存性をほ
ぼ完全に除去し得ることを突き止め本発明の光取に至つ
九ものである。即ち本発明は、 (1)光透過性を有するフィルム(A)が、該フィルム
の法線方向を基準として周囲1r以内に少くとも7本の
光軸又は光線軸を有するか又は該フィルムの法線方向の
屈折率をηTH%長手方向の屈折率ヲ1MDX@方向の
屈桁方向ηTDとしたときいずれかであり、少くとも7
枚の該フィルム(A)と正の固有複屈折値t−有すると
共に光透過性を有する高分子から形放される尖くとも一
枚の一軸延伸フイルム(B)t−液晶セルと偏光板の間
に挿入してなる液晶表示装置。
が実質的に面配向してなるフィルムであること−fl¥
j徴とする前記(1)記載の液晶表示装置。
高分子の二軸配向フィルムであることを特徴とする前記
(1)〜(2)記載の液晶表示装置。
子の一軸配向フイルムー枚をその配向方向を互いに直交
させるように組合せたフィルムであることを特徴とする
前記(1)〜(2)記載の、液晶表示装置。
子の溶液製膜フィルムであることe%徴とする前記(1
)〜(2)記載の液晶表示装置。
る液晶分子が面配向してなること’?%徴とする前記(
1)〜(2)記載の液晶表示装置。
リル酸エステル系重合体から形成されたものであること
を特徴とする前記(1)〜(5)記載の液晶表示装置。
がフィルム面の法線方向に実質的に配向してなること′
ljI:w徴とする前記(1)記載の液晶表示装置。
分子が、フィルム面の法線方向に実質的に配向してなる
ことを特徴とする前記(1)及び(8)記載の液晶表示
装置。
に使用される偏光板の液晶セル側に予め保護フィルムと
して配設されていること′fte微とする前記(1)〜
(9)記載の液晶表示装置。
延伸し友複屈折フィルム又は負の固有複屈折値を肩する
フィルムであっても配向によって形態複屈折が大きく、
結果的に正の複屈折t−Wするフィルムにおいては、入
射ビームが延伸方向に直交する面會通る場合、複屈折値
は入射角Vcあまり依存せず一定に近い値をとるか又は
増大する。
れる一軸延伸フィルムにおいては、入射角とフィルム面
に対する法線との為す角度が増大することによるフィル
ム内の光路増大に伴ってレターデーショ/が一層増大し
、視角が狭くなってしまう。
した場合、延伸軸に直交する断面において分子配列がラ
ンダム化するため入射ビームと法線との為す角度の増大
に伴って複屈折値が急激に減少する。又、この場合、斜
入射角度増大に伴うフィルム内の光路増大によってもレ
ターデーショ/の急激な減少を避けれないことによシ視
角が狭くなる。
を有するフィルム又は膜とは該面の垂直方向には複屈折
値がゼロ近傍即ちレターデーションはほぼゼロであり、
斜入射によって複屈折性が発現し、且つレターデーショ
ンが変化するものであるが、本発明におけるフィルムは
実質的に面の垂直方向に光軸又は光線軸を有するもので
あれは良い。より詳細には核部の法線方向から周囲弘3
0以内に少くとも7つの光軸又は光線軸金有するもので
あれば良く、従って垂直方向のレターデーションがゼロ
でないものも含まれる。又、仮シに元軸又は光線軸が周
囲弘J6以内にない場合でもフィルムの面方向の屈折率
をη□、フィルム長手方向の屈折重金η・MD、フィル
ムの幅方向の屈折率をむ。とじたとき ′7MD+1“D >Oの条件を満たす場合?’rH
− 本発明の対象となる。さて、紋フィルムと正の固有複屈
折値’kWする高分子から形成される一軸延伸フイルム
の積層体においては、入射単色光ビームを該フィルム面
の法線方向から一軸延伸フイルムの延伸軸に直交する方
向に傾けて斜入射した場合、斜入射の几めの光路増大に
起因するレターデーションの増大を抑制し、一定に保つ
と共に1法線方向から延伸方向への入射においては、レ
ターデーショ/の急激な減少全防止し、一定に保つとい
う篤くべき効果があると共に、液晶表示装置に組み入れ
た場合に視野角が大幅に拡大することが認められた。
コレステリック液晶又はヌメクテイツク液晶を使った液
晶表示装置における液晶セルの複屈折性に起因する着色
現象をなくすと共に視野角、高コントラスト域の拡大を
可能とする液晶表示装置に関するものであり、正の固有
複屈折値を有すると共に光透過性に!する高分子から形
成される少くとも一枚の一軸延伸フイルムによって液晶
セルの垂直方向におけるレターデーショ/の補[−可能
にする。又、斜入射におけるレターデーションの補償は
、核−軸延伸フィルムとフィルムの法線方向に元軸又は
光線軸ヲ有するフィルムとの相乗的効果によって補償す
るものである。これらのフィルムの積層順序に関する相
対的位置関係は特に制限はなく、液晶セルと偏光板の間
に配置されれば良い。又、液晶セルのどちら側におかれ
ても良いし、複数枚のフィルムが液晶をはさむように配
置されることも許される。又、正の固有複屈折値を有す
る一軸延伸フイルムと負の固有複屈折値を有する高分子
から形成される法線方向に元軸又は光線軸を有するフィ
ルムの両方あるいは一方が偏光板の液晶サイドの保腹フ
ィルムの代用として使用することで視野角拡大の機能拡
大と共に低コスト化を実現できる。
ムだけでなくある基材に塗布された膜状物も含筐れる。
でなく二軸性が付与されたものも含まれる。即ち分子の
配向に異方性があることによ#)複屈折性tiし、液晶
セルの少くとも垂直方向における位相差を補償する機能
ヲ有するもの金言う。
を利用した縦−軸延伸、この場合幅方向の収縮即ちネッ
キングを許す場合も、ま次制限する場合も含まれる。更
に二軸延伸において、直交する方向の延伸倍率に差があ
る場合等延伸方法に全く制限がないが、好ましい方法は
、ロール間の間隔/フィルム幅の比を3以上、更に好1
しく113以上にとり10−以上のネッキングを許した
縦−軸延伸又はランター法による横一軸延伸である。
光板に利用されるPVA(ポリビニルアルコール)の延
伸等で知られているようにロール間の間隔を狭くすると
延伸ムラが生じやすくなる。
’tNするフィルムの補償効果を若干減じる可能性があ
るため最適の態様ではない。
複屈折値をMする高分子は光の透過性が70%以上であ
ることが好ましく、他に特別な制約はないが、と9わけ
ポリカーボネート、ボリアリレート、ポリエチレンテレ
フタレート、ポリエーテルスルホン、ポリフェニン/サ
ルファイド、ポリフェニン/オキサイド、ポリアリルス
ルホ/、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリオレフイ
/、ポリアクリロニトリル、セルロース、ポリエステル
等が好IL<、特にポリカーボネート系高分子が好まし
い。
に延伸によって形態複屈折が上1わり、結果的に正の複
屈折値を有する素材も含1れる。
ー、それらの誘導体、ブレンド物等も含まれる。
は、特に制約はないが、ポリステレ/系重合体、アクリ
ル酸エステル系重合体、メタアクリル酸エステル系重合
体、アクリロニトリル系重合体及びメタアクリロニトリ
ル系重合体が好ましく、ポリステレ/系重合体が一つの
観点即ち固有複屈折値の絶対値が大きいこと、透明性に
優れていることから最も好ましい。
誘導体のホモポリマー、スチレ/及びスチレン誘導体と
のコポリマー ブレンド物である。
チルスチレン、p−メテルスチレy、p−クロロスチレ
ン、p−フェニルスチレ/、コ、!−ジクロロスチレン
等が挙げられる。スチレン及びスチレン誘導体(以下S
Tと略す)とのコポリマー、ブレンド物は、STと良好
な成膜性、透明性、耐水性、耐熱性、クリヤーカット性
、作業性を有するものであれば特に限定されるものでは
ないが、例えは、コポリマーとしては、ST/アクリロ
ニトリル、S’l”/メタアクリロニトリル、ST/メ
タアクリル酸メチル、ST/メタアクリル酸エチル、S
T/α−クロルアクリロニトリル、ST/アクリル酸メ
チル、ST/アクリル酸エチル、ST/アクリル酸ブチ
ル、ST/アクリル酸、ST/メタクリル酸、ST/ブ
タジェン、ST/インプレ/、8 T /無水マレイン
酸、ST/酢酸ビニル、コポリマー及びステレノ/スチ
レン誘導体コポリマー等が、挙げられる。勿論、以上に
挙げた二元コポリマー以外に三元以上のコポリマーも使
用することが出来る。また、ブレンド物は上記のヌチレ
ンホモボリマー、ヌチレン誘導体ホモポリマー及びヌチ
レン及びヌテレ/誘導体コポリマー間のブレンドは勿論
として、スチレ/及びスチレン誘導体からなるポリマー
(以下FATと略す)と、PSTとを含まないポリマー
とのブレンドも使用できる。これらのブレンドは一例と
してP S T/7’チルセルロースPST/クマロン
樹脂がある。
ム面を面に対して垂直な方向から見た場合配向パラメー
ターでゼロ近傍をとり、フィルムのカット面方向から見
た場合に配向パラメーターがゼロより大きいフィルムを
意味する。
液製膜における溶媒蒸発過程での厚み収縮において起こ
るものである。これらのフィルムV!、実質的にフィル
ムの法線方向に光軸’kNL、液晶表示の視野角拡大の
機能を有する。またこれらと同等の機能は負の固有複屈
折値を有する高分子の一軸延伸フイルムー枚Thff1
交させても得られることが分かつ次。この場合該−軸延
伸フイルムは常に重ねられて使われる必要はなく、1l
fJ枚の−軸延伸フィルムの間に正の固有複屈折値’に
!する一軸延伸フイルム’!i−挿入するなど配置につ
いての制限はない。上記態様の中で溶媒蒸発によって厚
み収縮を起こし面配向を得友負の固有複屈折値を有する
高分子から形成されたフィルムは強制的な延伸と異な9
、分子の面配向が均一であシ光学的ムラを生じないとい
う点で最も優れている。
フィルムは正の固有複屈折値を有する分子全フィルム面
の法線方向に配向させることによっても得られる。配向
の方法ハ、高分子フィルムの場合には浴融押し出しによ
る製膜過程においてフィルム両サイドに電極を設は高電
圧を印加して配向させる。しかしこの方法においては一
〇MV/m以上の高電界が必要であり、場合によっては
絶縁破壊が生じるケースもある。従って好ましい方法は
液晶モノマーを配向させて後に固定する方法が得策であ
る。例えは紫外線、可視光線等で重合する化合物と液晶
性モノマーを混合し、1!場の中で液晶上ツマ−の配向
全維持しつり重曾?進行させ固定する方法等が好ましい
。又、液晶性モノマーそのものが光重合性tiするもの
であっても構わない。
又は光線軸上Mするものを縦−軸延伸フィルムと組み合
わせて利用するところにあるのであってその具体的手段
に制約はない。
量を万、固有複屈折値0,10≠のポリカーボネート全
二塩化メチレ/に溶解し10−溶液とした。該溶液をス
チールドラム上に流延し連続的に剥ぎとって厚さり03
m1幅300mmの透明なポリカーボネートフィルム(
PCフィルム)を得た。該フィルム2/7o 0Cの温
度条件テンターにより33慢延伸したところ厚さ2♂μ
m、レータ−チーショアjAOnrnの位相差フイにム
が得られた。
イルムGss/ t < / tOμm)をiね&bせ
レターデーショ/の視角依存性を波長63λ、J’nm
の単色光を使って島津製作所製複屈折計ARP−100
で測定し次ところ表−ノのようにレターデーショ/がほ
とんど角度に依存しなくなった。It上記−枚のフィル
ムtl−8TN液晶セルと検光子側の偏光板の間に介挿
した場合、その介挿順序、重ね合わせの相対角度にさほ
ど関係なく、視角範囲が大幅に良くなり300以上傾け
ても表示画面も明瞭に見ることができた。
/フィルムはη□=ハjt!j、ηMD=/ 、 J4
AJ、ηTD=”お弓でありりた。
リカーボネートフィルムのレターデーションの角度依存
性を実施例−7と同様の方法で測定した。又、液晶セル
との組み合わせでは視野角は、201′以下であり次。
、D=i、、trλであシつた。
施例/と同様の方法で測定した。結果を表−/に示す。
近いため液晶の位相差を補償するフィルムとしては利用
できなかった。
ルム両サイドを固定せずに周速の異なるローラを利用し
て/700Cの温度下で延伸倍率−タ襲の縦延伸を行つ
之。
%、フィルム送シ速度は、2m7m1n、フィルム巻き
取シ速度は一、 t m / m I nであった。
リスチレンフィルム0P8−10を重ね合わせ、実施例
ノと同様の方法レターデーションを測定し次ところレタ
ーデーションの角!依存性は小さかった。
液晶セル側の保!!フィルムとして使い、ボリスチレ/
の二軸延伸フィルム1sTN液晶セルと検光子の間に介
挿した場合、視野角が大幅に増大し300以上傾けても
画面を明瞭に見ることができた。
=/、3弘3、ηTD=/、j4t2でありD つた。
ションの角度依存性を測定した結果を表−7に示す。
00以下であり次。
の光学特注全表−7に示す。該フィルムのみでは法線方
向のレターデーショ/がゼロに近い友め液晶の位相差を
補償するフィルムとしては利用できなかつ友。
)ルエンとMEK(メチルエチルケト/)の/:/混合
溶媒中に10wt%溶解し、実施例/のポリカーボネー
トフィルムと同様に溶液製膜し、厚さ100μmのボリ
ヌチレ/フィルムを得た。該フィルム2枚と実施例−で
得たポリカーボネーi積層し液晶セルと検光子の間に介
挿したところ画像は鮮明で視野角も大幅に増大した。又
、該ポリステレ/フィルムは一軸延伸せず溶媒蒸発過程
における厚み内線による面配向形成のため複屈折の局所
ムラに相当するムラがほとんどなく品質の高い画質が得
られた。この場合もJOo傾けても画像は鮮明でフィル
ム積層体の光学的特性も表−7のように良好であった。
、j4#、’7TD=/、j4J’でろりコ た。
を調べたところ表−7のようになった。
晶セルの位相差を補償することはできなかった。
温度下で1oo−の縦−軸延伸を行った。該フィルム2
枚を直交させS’l”N液晶セルと検光子の間に介挿し
次。又、実施例/で得たポリカーボネートフィルムを液
晶セルと偏光子の間に介挿した。
ィルムー枚を直交させたものと該ポリカーボネートを積
層し次光学的特注を表−/に示す。
M&、 ηTD=/、!3りでありた。
交した積層体の光学的特注を表−ノに示す。又、該フィ
ルム単体ではSTN液晶セルの着色を除去できず光学補
償フィルムとしては不適当てろつ几。
0を二塩化メテレ/に溶解しIr多浴溶液した。該溶液
をスチールドラム上に流延し連続的に剥ぎとって厚さ1
0μm1幅toonmの透明なボリアリレートフィルム
を得た。
を利用して/りj ’Cの温度下で延伸倍″43!%ノ
Jft延伸を行った。このときネッキング″4は/l−
であった。又、ロール間の間隔は3mでフィルム送シ速
度は4tm/minであった。得られたフィルムと実施
例3で得たポリスチレンフィルム−枚と積層しSTN液
晶セルと検光子の間に介挿した。視角範囲は大幅に改良
され4Lo0以上傾けても表示画面を明瞭に見ることが
できた。
ィルムとして使用し′fI:、場合視野角ViJO”以
下であった。
示したところ、画面は赤紫色を示し視野角も狭く200
以上で画像は不鮮明となった。
有するか コ ムと正の固有複屈折値ヲ有する高分子の一軸延伸フイル
ムとの組み会せによって一軸延伸フイルム単独のレター
デーショ/の視角依存性を著しく改善すると共にネマテ
ィック、コレステリック又はヌメクテイツク液晶セルに
位相差フィルムとして利用するとき視野角が著しく改善
する。
Claims (10)
- (1)光透過性を有するフィルム(A)が、該フィルム
の法線方向を基準として周囲45°以内に少くとも1本
の光軸又は光線軸を有するか又は、該フィルムの法線方
向の屈折率をη_T_H、長手方向の屈折率をη_M_
D、幅方向の屈折率をη_T_Dしたときη_T_H=
(η_M_D+η_T_D)/2>0の条件を満たすか
のいずれかであり、少くとも1枚の該フィルム(A)と
正の固有複屈折値を有すると共に光透過性を有する高分
子から形成される少くとも一枚の一軸延伸フィルム(B
)とを液晶セルと偏光板の間に挿入してなる液晶表示装
置。 - (2)フィルム(A)が負の固有複屈折値を有する分子
が実質的に面配向してなるフィルムであることを特徴と
する請求項(1)記載の液晶表示装置。 - (3)フィルム(A)が負の固有複屈折値を有する高分
子の二軸配向フィルムであることを特徴とする請求項(
1)〜(2)記載の液晶表示装置。 - (4)フィルム(A)が負の固有複屈折値を有する高分
子の一軸配向フィルム一枚をその配向方向を互いに直交
させるように組合せたフィルムであることを特徴とする
請求項(1)〜(2)記載の液晶表示装置。 - (5)フィルム(A)が負の固有複屈折値を有する高分
子の溶液製膜フィルムであることを特徴とする請求項(
1)〜(2)記載の液晶表示装置。 - (6)フィルム(A)が負の固有複屈折値を有する液晶
分子が面配向してなることを特徴とする請求項(1)〜
(2)記載の液晶表示装置。 - (7)フィルム(A)がポリスチレン系重合体又はアク
リル酸エステル系重合体から形成されたものであること
を特徴とする請求項(1)〜(5)記載の液晶表示装置
。 - (8)フィルム(A)が正の固有複屈折値を有する分子
が、フィルム面の法線方向に実質的に配向してなること
を特徴とする請求項(1)記載の液晶表示装置。 - (9)フィルム(A)が正の固有複屈折値を有する液晶
分子が、フィルム面の法線方向に実質的に配向してなる
ことを特徴とする請求項(1)及び(8)記載の液晶表
示装置。 - (10)フィルム(A)の少くとも一枚が液晶表示装置
に使用される偏光板の液晶セル側に予め保護フィルムと
して配設されていることを特徴とする請求項(1)〜(
9)記載の液晶表示装置。
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