JPH04139401A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、特異な屈折特性を有する合成樹脂製の光学シ
ートを用いた液晶表示装置（以下ｒＬＣＤＪ　と略称す
る）に関する。

〔従来の技術〕

従来、合成樹脂製の光学シートとしては、例えばスーパ
ー　ツィステッド　ネマチック（ＳＴＮ：　５ｕｐｅｒ
　Ｔｗｉｓｔｅｄ　Ｎｅｍａｔｉｃ　）液晶を用いたＬ
ＣＤにおける位相差補償シートか知られている。

上記位相差補償シートについて更に説明すると、ＳＴＮ
液晶のＬＣＤにおいて白黒表示を実現するためには、Ｓ
ＴＮ液晶の複屈折による着色を除く必要がある。この方
法として、光学補償用の液晶セルを更に重ねて液晶の着
色を消す２層セル方式が実用されているが、光学補償用
セルは高価であり、また装置が厚く重くなるばかりか、
光線の透過率か低下するので、より強い光源を必要とす
る等の欠点を有する。

このような２層セル方式の欠点を解決する方法として、
光学補償用の液晶セルに近い光学特性を有する合成樹脂
製の光学シートで置き換える方法かある。この光学シー
トか位相差補償シートで、これは複屈折特性を持ち、透
明度の高いシートであることが必要である。

表示の色ムラは、シートの厚さ、複屈折特性の均一性で
決まるため、この位相差補償シートの均一性か重要とな
る。

上記位相差補償シートの製造は、ベースとなるシートを
加熱後又は加熱しながら延伸成形することで行われる。

即ち、縦方向と横方向の延伸割合に差を持たせることで
シートに垂直に光を当てた場合の光の複屈折率差（△ｎ
）を持たせ、この△ｎにシートの厚みｄを掛けた値、即
ちリターデションＲ＝△ｎ−ｄを補償する液晶セルと同
じに合わせることで行われている。

光学シートを２枚、光軸をずらせて重ねて位相差補償シ
ートとすることが特に好ましいことも報告されている。

（ＴＶ学会技術報告、１２　（３２）、〔発明か解決し
ようとする課題〕 ところで、上記従来の位相差補償シートとして用いられ
ている光学シートは、液晶セル及び位相差補償シートに
対して垂直に見た場合の位相差を補償するものであるか
、液晶で発生する位相差は、液晶セル及び位相差補償シ
ートに対して垂直に見た場合と、斜めに見た場合とて異
なる。

即ち、液晶セル及び位相差補償シートに対して垂直に見
ても、斜めに見ても、同様に位相差補償がなされること
か好ましいが、現状ではこれに差を生じてしまっている
問題かある。

本発明は、上記問題点を解消し得る特性を光学シートに
付与すると共に、ＬＣＤをより見やすいものとすること
をその解決すべき課題とするものである。

〔課題を解決するための手段及び作用〕上記課題を解決
するために本発明において講じられた手段を説明する。

本発明は、配向された透明合成樹脂から成る光学シート
の少くとも２枚から成る位相差補償シートを用いた液晶
表示装置であり、１軸延伸したとき延伸方向の屈折率か
大きくなる樹脂の光学シトと、前記屈折率か小さくなる
樹脂の光学シートを組合せた位相差補償シートを用いた
液晶表示装置である。

合成樹脂は、樹脂の構造に基づく基本性能として、１軸
延伸した時に延伸方向の屈折率と延伸方向と直角方向の
屈折率に差か生じ、°延伸方向の屈折率が大きくなる樹
脂と、小さくなる樹脂かある。

本発明は、この延伸方向の屈折率か大きくなる樹脂の光
学シートと、延伸方向の屈折率が小さくなる樹脂の光学
シートを組合せた位相差補償シートを用いた液晶表示装
置である。

本発明に良好に使用できる合成樹脂は次の物である。

延伸方向の屈折率か大きくなる樹脂（以後Ａ樹脂とする
）：ポリカーボネート、ポリビニルアルコール、ポリエ
ステル、ポリフッ化ビニリデン、ポリプロピレン及びこ
れ等のブレンド等、延伸方向の屈折率が小さ（なる樹脂
（以後Ｂ樹脂とする）：メタクリル樹脂、ポリスチレン
系樹脂、スチレン−アクリロニトリル共重合体（以後Ａ
Ｓと略称）、スチレン−メチルメタクリレート共重合体
、及びこれ等樹脂のブレンド等、Ａ樹脂としてはポリカ
ーボネート、ポリビニルアルコールが特に好ましい。

ポリカーボネートとしては、ビスフェノールＡから合成
される芳香族ポリカーボネートが適している。

Ｂ樹脂としては特に、メチルメタクリレート（以後ＭＭ
Ａと略称）を主体とした樹脂か、透明性、硬さ、剛性等
から好ましい。特にＭＭＡか４０重量９６以上のものか
好ましい。更に好ましくはＭＭＡか４０〜９５重量％の
ものである。

上記ＭＭＡ系の樹脂としては、例えばポリメチるメタク
リレート（以下ｒＰＭＭＡＪ　という）、ＭＭＡとアル
キルアクリレートの共重合体（以下ｒＣｏ　（ＭＭＡ−
ＡＡ）Ｊ　という）、ＭＭＡとスチレンの共重合体、Ｍ
ＭＡ−無水マレイン酸−スチレン系三元系共重合体、Ｍ
ＭＡ−アクリルアミド共重合体及びこれらの重合体のブ
レンド体が挙げられる。

上記ブレンド体の例としては、ＰＭＭＡ−ＡＳ系、Ｃｏ
　（ＭＭＡ−ＡＡ）−ＡＳ系、Ｃｏ（ＭＭＡ−ＡＡ）−
ポリフッ化ビニリデン系等が挙げられる。

更に本発明に好ましいＢ樹脂として、スチレン−ブチル
アクリレート共重合体（以後ＢＡＳと略称）が良好に使
用できる。ＢＡＳは他樹脂との相溶性に優れ、ブレンド
として光弾性係数を適度に調整できる。例えばＢＡＳと
スチレンーブタジェンブロック共重合体のブレンド等は
良好に使用できる。同様にアルキルアクリレートとスチ
レン系の各種共重合体、あるいはそれ等のブレンドは本
発明に良好に使用できる。

本発明に述べる延伸には、１軸延伸と２軸延伸か含まれ
る。ただし、２軸延伸には、縦横の延伸倍率か異る２軸
延伸（以後不均一２軸延伸と略称）、各方向の延伸倍率
か等しい均−多軸延伸等か含まれる。

１軸延伸シートは、１軸方向に延伸したシートで、その
延伸倍率は必要に応じて決められる。すなわち、必要と
するＲ値、シートの厚さ、樹脂の光弾性係数等により決
められる。一般的には１．１倍〜５倍の延伸倍率から選
択される。

不均一２軸延伸シートは、２軸延伸される縦横の延伸倍
率か異るシートであり、好ましくはシート面内で延伸倍
率か最大な方向（以後、主配向方向と呼ぶ）での延伸倍
率りの平均値りとシート面内で主配向方向に垂直な方向
での延伸倍率ｄの平溝たす延伸シートである。

１軸延伸シート及び不均一２軸延伸シートのＲ値は一般
に１００〜６００ｎｍか良好に使用される。

均一多軸延伸シートとはシート面に平行な各方向の屈折
率ｎが均一で、シート面に垂直に光を当てた場合に光学
的に均一なシートである。すなわち、シート面に平行な
各方向の屈折率のうち最大の屈折率ｎ０１．と最小の屈
折率ｎ。１゜、の差か小さいシートであり、そして、シ
ート厚みｄ方向の屈折率（ｎ、）か平面方向の屈折率と
異るシートである。好ましくは （ｎ　１Ｉａｘ　　ｎ　ｗｉｊ”　ａ　＜２０　ｎｍ（
ここにｄはシート厚みを表す。） を満たすシートである。更に好ましくは（ｎ、、ｘ　−
ｎ、、、）・ｄ　＜１５　ｎｍを満たすシートである。

本発明のｎ、、ｎア、ｎ□１、ｎ、、ｉｎ及びｎ２の各
屈折率の測定は、次の方法で測定した。

測定器：（ｌ！り才−り製作所要、 ＴＦＭ−１２０ＡＦＴ型顕微偏光分光 光度計 測定法：次の方程式により算出 Ｒｏ　＝（ｎ　Ｘ　　ｎ　ｙ）　・ｄ Ｒｔ　＝　（ｎ　、　−ｎ　、）−（ｄ／ｃｏｓα）ｎ
　ａ２　”　ｎ　ｘ”ＣＯ５２（１＋　ｎ　ｘ”５ｉｎ
２（Ｚｎ　０ｓ　　ｎａ　＝ｓｉｎ　　θ ｎ　；無配向状態の屈折率 Ｒｔ　、試料のＲの傾斜測定値 Ｒｏ：試料のＲの垂直測定値 θ　：傾斜測定時のステージの傾斜角 ｄ　；試料の厚み 本発明の光学シートの厚みは、１ｍｍ以下が好ましく、
更に好ましくは１０μｍ〜１ｍｍ、最も好ましくは５０
μ［１１〜２００μｍである。

また、本発明では、平面状の光学シートの他に、必要に
応じて曲面状の光学シートとすることもできる。

本発明はＡ樹脂の光学シートとＢ樹脂の光学シートを組
合せることにより液晶表示を見やす（したものであるか
、Ａ樹脂の延伸シートとＢ樹脂の延伸シートの組合せと
しては第１表に示す組合せかある。光学シートの組合せ
は２枚のシートを組合せる場合と、３枚のシートを組合
せる場合かある。

第　　１　　表 第１表に示す本発明のうち、ＮｆｌｌＳＮＣＬ２、Ｎα
３、Ｎα４、Ｎα５、Ｎα８が好ましく、更に好ましい
のはＮ［Ｌ２とＮα３である。

本発明を図面を用いて説明する。

第１図は合成樹脂延伸シートの延伸方向と屈折率の関係
を説明する図である。

第２図〜第４図は本発明に用いる光学シートにつきＬＣ
Ｄの視角とＲ値の関係を示す。

第５図はＬＣＤの構成を示す。

第１図に於て、合成樹脂１軸延伸シート（厚みｄ）の延
伸方向（Ｘ方向）の屈折率ｎｘ、延伸方向と直角方向（
Ｘ方向）の屈折率ｎア、シート厚み方向の屈折率（ｎｘ
　、ｎｘ’　）はそれぞれ異る。

延伸シートの垂直方向から見た時のＲ値は（ｎ。

−ｎア）・ｄて表され、ｎ８、ｎ、′は無関係である。

しかし、垂直方向から傾いた角度で見た時の該延伸シー
トのＲ値は、ｎ　＊　、ｎｙ　、ｎｚ　、ｎｘ　’等が
関係してくる。Ａ樹脂はｎ、＞ｎアてあり、Ｂ樹脂はｎ
工くｎアである。

第２図は、本発明て述べるＡ樹脂であるポリビニルアル
コールの１軸延伸シートから成る次の値を持つ位相差補
償シートである。

１軸延伸倍率　２倍 延伸シート厚み　２５μｍ Ｒ＝５１８ｎｍ ｎ、　　１．５２５４６ ｎ　、　　１．５０４７４ ｎ　ｔｌ、　４９９８０ ｎ　ｔ　’　１，５０３６９ このｌ軸延伸シートを延伸軸方向（Ｘ方向）に傾けた場
合と、延伸方向と直角方向（Ｘ方向）に傾けた場合のＲ
値の変化を垂直方向（θ＝０°）のＲ値との比Ｒ（θ）
／Ｒ（θ＝０°）で示した。

延伸方向に傾けるとＲ（θ）／Ｒ（θ＝０°）は小さく
なり、延伸方向と直角方向に傾けるとＲ（θ）／Ｒ（θ
＝０°）は大きくなる。

第３図は、本発明て述へるＢ樹脂である次のＰＭＭＡと
Ｃｏ　（ＭＭＡ−ＡＡ）−ＡＳブレンドについて同様に
Ｒ（θ）／Ｒ（θ＝０°）を示した。

ＰＭＭＡ　　ｌ軸延伸（延伸倍率　４倍）シート厚み　
０．２５ｍｍ Ｒ＝　９０　ｎｍ ｎ、　　　１．４８９７９ ｎ　、　　　１．４９０１８ ｎ、　　　１．４９００３ ｎｘ　　’　　１．４９０７４ Ｃｏ　（ＭＭＡ−ＡＡ）−ＡＳブレンドｌ軸延伸（延伸
倍率　３倍） シート厚み　０．３３皿 Ｒ＝５６６ｎｍ ｎ、　　１．４８８８０ ｎア　１．４９０５２ ｎ、　　１．４９０６８ ｎ、　’　１．４９０４０ Ｂ樹脂は延伸方向に傾けるとＲ（θ）／Ｒ（θ＝０゜は
大きくなり、Ａ樹脂とは逆の傾向を示す。

ＬＣＤに使用される液晶（Ｌ　Ｃ）も同様に視角により
Ｒ（θ）／Ｒ（θ＝０６）か変化し、ＬＣの種類、厚み
等により異るか、その値は一般に位相差補償シートより
はるかに小さい。

従って、位相差補償シートは視角によるＲ（θ）／Ｒ（
θ＝００）の変化かできるだけ小さいシートか好ましい
とされている。

しかし、延伸シートで一定値以上のＲ値を出そうとする
と、必然的にｎｚ　、ｎｔ　’か変化し、視角依存性、
すなわちＲ（θ）／Ｒ（θ＝００）値の変化か大きくな
る。

本発明では、Ｒ（θ）／Ｒ（θ＝０６）の変化か互に逆
方向であるＡ樹脂とＢ樹脂の延伸シートを組合せること
によりＲ（θ）／Ｒ（θ＝００）値の変化を調節し、Ｌ
ＣＤの視野角を広げるものである。

第４図に於いて、第２図に示したＡ樹脂のポリビニルア
ルコールの１軸延伸シートに、Ｂ樹脂から成る次の値を
有する不均一２軸延伸シートを重ねると第４図に示すＲ
（θ）／Ｒ（θ＝０°）値の変化か小さいシートが得ら
れる。

（ｎ　、　−ｎ　、）・ｄ　＝３７４　ｎｍ（ｎ、’　
−ｎ、）・ｄ＝２９２　ｎｍ第５図はＬＣＤの構造を示
す。面光源ｌから出た光は偏光フィルム２を通り、ＬＣ
セル３を通り、本発明に係る光学シート４．５を通り、
偏光フィルム６を通り、画像化される。

７は反射層８を有する導光板、９は拡散シート、１０は
ガラス板、１１はＳＴＮ液晶、１２は前面板、１３は光
源である。

５ＴＮ−ＬＣＤては１軸延伸シートを２枚積層して使用
することか、コントラスト比が高いＬＣＤが得られる。

第４図に示す様にＡ樹脂の位相シートとＢ樹脂の位相シ
ートを組合せることにより、更に視野角を広げることか
できる。

現在、Ａ樹脂（特にポリカーボネートとポリビニルアル
コール）の１軸延伸シートを２枚使用することか広く使
用されているか、この場合、その１枚にＢ樹脂、特にＭ
ＭＡ系樹脂の１軸延伸シトを使用することか特に好まし
い。叉、Ａ樹脂の１軸延伸シート１枚あるいは２枚にＢ
樹脂の均一多軸延伸シート１枚を積層してｎ２を調節す
ることか良好に使用できる。

しかし、本発明に最も好ましい組合せはＡ樹脂とＢ樹脂
のｌ軸延伸シートと不均一２軸延伸シートの２枚積層で
ある。不均一２軸延伸ノートの縦横の延伸倍率を適度に
調節することにより、最適のｎ、、ｎア、ｎ、　、ｎ、
’を得ることかできる。

本発明に述へる光学シートは各種延伸方法により成形で
きる。引張延伸法、ロール圧延法、圧縮延伸法等が必要
に応じて使用できる。均一多軸延伸シートは特開昭６３
−３００２２１号公報等に示された圧縮延伸法か特に良
好に使用できる。

〔発明の効果〕

本発明により、コントラスト比か高く、視野角の広いＬ
ＣＤが得られるようになった。

【図面の簡単な説明】

第１図は合成樹脂延伸シートの延伸方向と屈折率の関係
を説明する図である。第２〜４図は本発明に用いる光学
シートにつきＬＣＤの視角とＲ値の関係を示す。第５図
は本発明のＬＣＤの構成を示す。 特許出願人　　旭化成工業株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、１軸延伸したときの延伸方向の屈折率か大きくなる
   透明合成樹脂を延伸して配向せしめた光学シートと前記
   屈折率が小さくなる透明合成樹脂を延伸して配向せしめ
   た光学シートを組合わせた位相差補償シートを用いた液
   晶表示装置。