JPH05346507A - 複屈折性フィルムの製造方法およびそれを用いた液晶表示装置 - Google Patents

複屈折性フィルムの製造方法およびそれを用いた液晶表示装置

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JPH05346507A
JPH05346507A JP4154974A JP15497492A JPH05346507A JP H05346507 A JPH05346507 A JP H05346507A JP 4154974 A JP4154974 A JP 4154974A JP 15497492 A JP15497492 A JP 15497492A JP H05346507 A JPH05346507 A JP H05346507A
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JP
Japan
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film
liquid crystal
plastic film
poor solvent
refractive index
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JP4154974A
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Inventor
Taku Nakamura
卓 中村
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Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】STN−LCDの着色および視角特性を大幅に
改善しうる複屈折性フィルムを、簡単な工程により、低
コストでかつ高い生産性のもとに製造する。 【構成】正の固有複屈折を有するプラスチックフィルム
を、延伸した後貧溶媒中で膨潤させる、あるいは逆に貧
溶媒中で膨潤させた後延伸する工程を経る事を特徴とす
る、複屈折性フィルムの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、厚み方向の主屈折率
が、面に平行な2つの主屈折率の少なくともいずれか一
方よりも大きい複屈折性フィルムの製造方法、および当
該フィルムを用いる液晶表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】液晶表示装置は、低電圧、低消費電力で
IC回路への直結が可能であること、表示機能が多様で
あること、軽量化が可能であること等多くの特徴を有し
ており、ワードプロセッサやパーソナルコンピューター
等の表示装置として広く使用されている。その中で、液
晶分子のツイスト角が160°以上のスーパーツイステ
ッドマティック液晶表示装置(以後STN−LCD)は
従来のツイスト角が90°のツイステッドネマティック
液晶表示装置(TN−LCD)に比べ、大容量表示が可
能であり、高速応答性に優れている事から、現在液晶表
示装置の主流となっている。
【0003】しかしながらSTN−LCDは、表示画像
が青色あるいは黄色に着色する(ブルーモードあるいは
イエローモード)ため、白黒表示ではコントラスト、視
認性が低いという問題、またカラー化が極めて困難とい
う別の問題もあった。そこでこの着色を補償するため
に、逆ねじりのSTN液晶セルを用いる二層液晶方式の
白黒、あるいは、カラー表示が提案されたが、複数の液
晶セルを用いるため、表示装置の重量、容積が大きくな
る、あるいはコストが高くなる等の問題点、また視角の
僅かな変化でコントラストが急激に低下する、あるいは
背景色が変化する等の、視角特性に関する別の問題があ
った。
【0004】この問題を解決するために、特開昭63−
167303号、同63−167304号、同63−1
89804号、同63−261302号、同63−14
9624号、特開平1−201607号、同1−201
608号、同1−105217号、特開平2−2853
03号、同2−59702号、同2−24406号、同
2−146002号、同2−257103号、特開平3
−23404号、同3−126012号、同3−181
905号、同3−194503号等の公報に記載されて
いる様に、逆ねじりのSTN液晶のかわりに位相差板を
用いる方法が提案された。
【0005】これらの方法によれば、STN−LCDに
よる表示画像の着色が大幅に改善され、表示装置自身の
重量、容積も著しく小さくなり、コストも安くなる事が
わかったが、STN−LCDの視角特性についてはほと
んど改良されなかった。
【0006】そこで、この視角特性を改良するために、
特開平2−285303号公報に電場配向によって、厚
さ方向の屈折率が複屈折の光軸に垂直な方向の屈折率よ
りも大きい複屈折性フィルムを作成し、これを位相板と
して用いる方法が提案された。この方法によれば視角に
よるコントラストの変化が小さくなり、視角特性が改良
されるが、その効果はいまだ小さく、また溶融したポリ
カーボネートに高電圧を長時間にわたって印加する必要
があり、その製造工程も複雑になるため、コストを低下
させる事が難しかった。また、特開平2−160204
号公報に、押し出し成形によって得られる棒状のポリカ
ーボネートを板状に切り取って、研磨したものを位相板
として用いる方法が提案されているが、この方法では、
大面積の位相板を低コストで生産する事が極めて難しか
った。
【0007】さらに特開平2−256023号、特開平
3−141303号、同3−14122号、同3−24
502号公報に、固有複屈折率が正と負のフィルムを各
々1枚づつ、あるいは積層したものを位相差板として用
いる方法が提案されている。この方法によれば液晶セル
の特性に合わせて、2枚のフィルムの複屈折性を調整す
る事により、視角特性を改良する事ができるが、別個に
作成した複屈折性フィルムを2枚以上使う事が必要であ
り、それだけコストも高くなる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ST
N−LCDの着色および視角特性を大幅に改善しうる複
屈折性フィルムを、簡単な工程により、低コストでかつ
高い生産性のもとに製造する製造方法を提案する事にあ
る。また、本発明は、表示画像における着色が少く、コ
ントラスト、視認性に優れ、視角特性が良好な液晶表示
装置を提供する事を目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題は、視角特性に
優れた複屈折性フィルム、即ち、該複屈折性フィルムの
厚み方向の屈折率が、面に平行な主屈折率の少なくとも
一方よりも大きくなる前記の複屈折性フィルムの製造に
おいて、正の固有複屈折を有するプラスチックフィルム
を延伸した後、該プラスチックフィルムを貧溶媒中に浸
漬して膨潤させる工程を経る事、あるいはその逆に、正
の固有複屈折を有するプラスチックフィルムを貧溶媒中
に浸漬して膨潤させた後、延伸する工程を経る事、さら
に正の固有複屈折を有するプラスチックフィルムを延伸
した後、貧溶媒中に浸漬して膨潤させ、もう一度延伸す
る工程を経る事を特徴とする、厚み方向の主屈折率が、
面に平行な主屈折率の少なくともいずれか一方よりも大
きい、複屈折フィルムの製造方法により達成された。す
なわち、本発明により該複屈折性フィルムの厚み方向の
屈折率を大きくできたことについては以下のように考え
ている。
【0010】本発明の複屈折性フィルムの原材料である
ポリマーとしては、正の固有複屈折を有するポリマーが
好ましく、具体的には、ポリカーボネート、ポリアリレ
ート、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリ
イミド、等が好ましく、特に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
等、固有複屈折値が大きく溶液流延法により面状の均質
なフィルムを作りやすいポリマーが好ましい。又、上記
ポリマーは、単にホモポリマーだけでなく、コポリマ
ー、それらの誘導体、ブレンド物等であってもよい。こ
れらの原材料ポリマーを用い、溶融押出法、溶液流延法
あるいはカレンダー法などにより、まずプラスチックフ
ィルムを作る。このプラスチックフィルムをさらに一軸
延伸すると、延伸した方向(X方向)にポリマー鎖が配
向し、それと垂直な幅方向(Y方向)および厚み方向
(Z方向)では、X方向へのポリマー鎖の配向に伴い、
ポリマー鎖のYおよびZ方向への配向が減少し、結果と
して延伸方向の主屈折率(nX )が、それと垂直な幅方
向の主屈折率(nY )および厚み方向の主屈折率
(nZ )よりも大きいフィルムが得られる。この場合、
3つの屈折率nX 、nY 、nZ の関係は、nX >nY
Z であり、厚み方向の主屈折率nZ は、面に平行な主
屈折率nX 、nY のいずれよりも小さい。
【0011】本発明における延伸は、通常よく行なわれ
ている一軸延伸であって、延伸温度は、プラスチックフ
ィルムのTg−20℃からTg+50℃の範囲が好まし
い。すなわち延伸温度がTgよりはるかに低い場合、延
伸にムラが生じたり、フィルムが白濁するなどで光学特
性が著しく劣化する。逆に延伸温度がTgよりかなり高
いと、分子鎖が配向しても熱緩和が起るため、屈折率の
異方性が得られなくなる。本発明のプラスチックフィル
ムの原材料ポリマーとしてポリカーボネートを用いた場
合、Tgは150℃前後であるから、延伸温度は130
℃から200℃の範囲が好ましく、特に140℃から1
70℃の範囲がさらに好ましい。
【0012】また延伸倍率は、原材料ポリマーの屈折率
異方性の発現性と最も関係が深く、発現性の大きなポリ
マーでは小さい延伸倍率で良いが、発現性の小さなポリ
マーでは、大きな延伸倍率を必要とする。ポリカーボネ
ートは屈折率異方性の発現しやすいポリマーであり、延
伸倍率は2%〜200%が好ましく、特に5%〜80%
がより好ましい。
【0013】次にこの延伸したプラスチックフィルム
を、原材料ポリマーの貧溶媒中に浸漬して膨潤させる。
この場合膨潤は主として厚み方向(Z方向)に起るの
で、それによりZ方向へポリマー鎖が一部配向し、結果
として厚み方向の屈折率nZ が大きくなり、nX >nZ
≧nY あるいはnZ ≧nX >nY とする事ができる。さ
らにこのプラスチックフィルムを再び延伸して、延伸方
向の主屈折率(nX )をより大きくする事もできる。こ
こで用いる貧溶媒は原材料ポリマーによって異なるが、
例えばポリカーボネートを用いる場合には、トルエン、
アセトン、酢酸エチル、メタノールなどの溶媒が好まし
い。また膨潤度をコントロールするために、これらの貧
溶媒中に、良溶媒、例えばジオキサン、テトラヒドロフ
ラン、塩化メチレンなどの溶媒を混合する事も出来る。
【0014】さらに前述した工程を逆にする事もでき
る。すなわちプラスチックフィルムを先ず貧溶媒に浸漬
して膨潤させる。次いでそのまま、あるいは乾燥させて
含まれている貧溶媒を一部または全量蒸発させた後、延
伸する事により、厚み方向の屈折率が、面に平行な主屈
折率の少なくともいずれか一方よりも大きい複屈折性フ
ィルムを作る事が出来る。
【0015】また、本発明の複屈折性のフィルムは、光
の透過性が70%以上で、実質的に透明で無彩色である
ことが好ましく、更に光の透過性が90%以上で、実質
的に透明で無着色であることが好ましい。また、本発明
の複屈折性のフィルム中で配向した分子が、LCDの製
造工程や熱による配向緩和を防ぐために本発明の複屈折
性フィルムに用いるポリマーのガラス転移点は、好まし
くは105℃以上、より好ましくは110℃以上であ
る。ポリマーの分子量は特別に小さいものでなければ特
に大きな制約はないが、好ましくは重量平均分子量が1
万から100万の範囲で、特に好ましくは3万から70
万の範囲である。ポリマーの合成方法は通常行われるど
んな方法でも適用可能である。
【0016】本発明によって得られる複屈折性フィルム
は液晶表示装置の位相差板として用いられる。複屈折フ
ィルムは厚み方向の主屈折率が面に平行な主屈折率の少
なくともいずれか一方よりも大きい複屈折性フィルム、
あるいは厚み方向の主屈折率が面に平行な主屈折率の少
なくともいずれか一方よりも小さく他の一方よりも大き
い複屈折性フィルムから成る。位相差板は、必要に応じ
同種、あるいは他種の複屈折性フィルムおよび他の偏向
フィルムや保護フィルム等の、一軸延伸フィルムや、二
軸延伸フィルムの積層体として形成してもよい。同種あ
るいは他の複屈折性フィルムとの積層により、各複屈折
性フィルムにおける複屈折率の波長特性を制御すること
ができ、複屈折性の液晶セルにおける位相差の高度な補
償が可能になる。図1に、複屈折性フィルムを積層して
成る位相差板を例示した。1が複屈折性フィルム、2が
接着層、3が偏向フィルム、Aが入射光側を表わす。積
層する複屈折性フィルムの組み合わせや積層数、光軸の
交差角度などにより、位相差板における複屈折の波長特
性等を変えることができる。従って、積層数等について
は必要な複屈折率の波長性、ないし補償すべき位相差な
どに応じ適宜に決定してよい。しかしながら、吸収損失
や積層界面における反射損失などによる透過率や視認性
の低下を抑制する点からは、積層数が少ないほど有利で
ある。
【0017】本発明の液晶表示装置は位相差板を、複屈
折性の液晶セルの片側又は両側に配置したものである。
図2および図3にその構成を例示した。4が保護フィル
ムを表わす。なお図2および図3に示した液晶表示装置
の下部が視認側である。
【0018】液晶表示装置に用いる複屈折性フィルム
は、複屈折性の液晶セルにおける位相差を補償するもの
である。これにより、着色が防止されてコントラスト、
視角特性が改良された白黒表示およびカラー表示が達成
される。その場合、液晶セルの複屈折率の波長特性も含
め、高度な補償を達成しうる位相差板が好ましく用いら
れる。以下、実施例によって発明を詳細に説明する。
【0019】
【実施例】
実施例1 複屈折性フィルム(A)、(B)の作成 ポリカーボネート(重量平均分子量約5.5万)17
g、ドデシルホスフェート0.0017gを塩化メチレ
ン83gに溶解した塗布液(A)を作成し、水平にした
ステンレス板上にこの塗布液(A)を520ml/m2にな
る様に流延した。20分間室温で放置して乾燥した後、
この塗膜をステンレス板から剥離し、金属の枠にはりつ
けて、70℃で20分、さらに110℃で15時間乾燥
を行った。乾燥の終った塗膜を155℃の温度条件下で
長さが130%になる様に延伸し、得られたフィルム
(A)を、トルエン/メタノール=40/60wt%の
混合溶媒中に1分間浸漬し、80℃の真空乾燥器中で2
時間乾燥して、本発明の複屈折性フィルム(B)を作成
した。
【0020】実施例2 複屈折性フィルム(C)の作成 実施例1で作成したフィルム(A)を、ジオキサン/メ
タノール=50/50wt%の混合溶媒中に1分間浸漬
し、80℃の真空乾燥器中で2時間乾燥した後、152
℃の温度条件下で、長さが150%になる様に延伸し、
本発明の複屈折性フィルム(C)を作成した。 複屈折の評価 前記のようにして作成した複屈折性フィルム(A)、
(B)、(C)について、波長630nmの光を用い
て、延伸方向、幅方向、および厚み方向の屈折率n X
Y 、nZ を測定した結果を表1にまとめた。
【0021】
【表1】
【0022】表1より、本発明の複屈折性フィルム
(B)、(C)は、nX >nZ >nY となっているが、
比較例のフィルムはnX >nY >nZ となっている事が
わかる。
【0023】液晶表示装置における視角依存性の評価 前記の複屈折性フィルム(A)、(B)、(C)および
STN液晶セルを用いて、図3に示す構成の液晶表示装
置を作製した。得られた液晶表示装置の上下左右30°
の方向から測定した駆動状態と非駆動状態におけるコン
トラストを表2にまとめた。
【0024】
【表2】
【0025】表2から、本発明の複屈折性フィルムを用
いた液晶表示装置は、視角によるコントラストの変化が
小さく、良好な視角特性を有している事がわかる。
【図面の簡単な説明】
【図1】複屈折性フィルムと偏光フィルムとを積層した
位相差板の断面。
【図2】片側に位相差板を設けた液晶表示装置の断面。
【図3】両側に位相差板を設けた液晶表示装置の断面。
【符号の説明】
1: 複屈折性フィルム 2: 接着層 3: 偏光フィルム 4: 液晶セル 5: 保護フィルム

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 正の固有複屈折を有するプラスチックフ
    ィルムを延伸した後、該プラスチックフィルムを貧溶媒
    中に浸漬して膨潤させる工程を経る事を特徴とする、厚
    み方向の主屈折率が、面に平行な2つの主屈折率の少な
    くともいずれか一方よりも大きい複屈折性フィルムの製
    造方法。
  2. 【請求項2】 正の固有複屈折を有するプラスチックフ
    ィルムを、貧溶媒中に浸漬して膨潤させた後、延伸する
    工程を経る事を特徴とする、厚み方向の主屈折率が、面
    に平行な主屈折率の少なくともいずれか一方よりも大き
    い複屈折性フィルムの製造方法。
  3. 【請求項3】 正の固有複屈折を有するプラスチックフ
    ィルムを延伸した後、該プラスチックフィルムを貧溶媒
    中に浸漬して膨潤させ、再び延伸する工程を経る事を特
    徴とする、厚み方向の主屈折率が、面に平行な主屈折率
    の少なくともいずれか一方よりも大きい複屈折性フィル
    ムの製造方法。
  4. 【請求項4】 一対の偏光フィルムの間に少なくとも液
    晶セルおよび請求項1、2、あるいは3に記載の製造方
    法による複屈折性フィルムを含む事を特徴とする液晶表
    示装置。
JP4154974A 1992-06-15 1992-06-15 複屈折性フィルムの製造方法およびそれを用いた液晶表示装置 Pending JPH05346507A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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