JPH08201628A - 位相差補償板およびその製造方法 - Google Patents

位相差補償板およびその製造方法

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JPH08201628A
JPH08201628A JP7008832A JP883295A JPH08201628A JP H08201628 A JPH08201628 A JP H08201628A JP 7008832 A JP7008832 A JP 7008832A JP 883295 A JP883295 A JP 883295A JP H08201628 A JPH08201628 A JP H08201628A
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JP
Japan
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resin film
refractive index
film
phase difference
thickness
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JP7008832A
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English (en)
Inventor
Minoru Suezaki
穣 末崎
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Sekisui Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 種々の樹脂を用いて大面積のフィルムを容易
に形成することができ、フィルム平面と厚さ方向におけ
る3軸方向での屈折率を制御した位相差補償板およびそ
の製造方法を提供する。 【構成】 加熱溶融したポリサルホン樹脂フィルム1を
押出しながら、厚さを一定のまま、幅方向に圧縮すると
共に、長手方向に延伸する工程を含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、複屈折の補償に好適な
位相差補償板およびその製造方法に関し、特に、液晶表
示装置に用いられる位相差補償板およびその製造方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】近年、パーソナルコンピューターやワー
プロ等の液晶表示装置に、表示容量の増大、画面の大型
化に対応でき、高コントラストを実現できるSTN液晶
が用いられている。STN液晶を用いた液晶表示装置
は、STN液晶の複屈折性による楕円偏光で表示色が主
として青色や黄色に着色する。このため、STN液晶の
複屈折による位相差を補償することにより表示色を白黒
表示にすることが検討されている。
【0003】位相差を補償する手段としては、液晶表示
セルと同じ構成で位相差のみを逆位相とした補償液晶セ
ルを用いるD−STN方式、複屈折性フィルムを用いる
F−STN方式等がある。このうち、F−STN方式は
D−STN方式に比べて、軽量化、薄型化が図れ、コス
トメリットも含め望ましい表示装置である。F−STN
方式の位相差補償板として使用される複屈折性フィルム
は、従来より非結晶性の熱可塑性樹脂フィルム(シート
を含む)を延伸する方法により形成される。
【0004】ところが、通常の延伸フィルムを位相差補
償板として用いた液晶表示装置の場合、位相差補償板に
対して、垂直方向に視点がある場合には、良好な白黒表
示が得られるものの、斜め方向に視点を移した場合、再
び、着色が現れたりコントラストが低下してしまう。そ
こで、フィルム平面内の2軸における屈折率に加えて、
厚さ方向における屈折率を制御した3軸屈折率制御によ
り視野角特性の向上を図った位相差補償板が、たとえば
特開平2−47629号公報、特開平2−160204
公報および特開平5−157911号公報に提案されて
いる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前述した位
相差補償板においては、次のような問題点があることが
本発明者により見い出された。すなわち、特開平2−4
7629号公報に開示される位相差補償板は、延伸方向
における屈折率が減少する負の屈折率特性を示す樹脂か
らなるフィルムを一軸延伸したものであるが、負の屈折
率特性を示す樹脂の種類が少ないため、複屈折率や位相
差値の波長依存性を考えた場合、選択の幅が狭く、ま
た、延伸に生じる各方向における屈折率の差が小さい。
【0006】特開平2−160204号公報に開示され
る位相差補償板は、押出成形ロッドをスライスすること
により、厚さ方向に分子配向した板を得、さらに、この
板に延伸を施すことにより、3軸方向での屈折率を制御
している。しかし、このような位相差補償板は製造効率
が劣る他、厚み精度の制御や大面積フィルムの形成が困
難である。
【0007】特開平5−157911号公報に開示され
る位相差補償板は、樹脂フィルムに収縮性フィルムを積
層し、この積層体を加熱延伸すると同時に、延伸方向と
直角方向に収縮力を付与することにより厚さ方向に分子
配向させ、屈折率を制御したものであるが、熱収縮フィ
ルムの積層が必要であることから、プロセスが煩雑化
し、コストアップとなる。
【0008】本発明の目的は、前述した問題点に鑑み、
種々の樹脂を用いて大面積のフィルムを容易に形成する
ことができ、フィルム平面と厚さ方向における3軸方向
での屈折率を制御した位相差補償板およびその製造方法
を提供することにある。本発明の前記ならびにその他の
目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面か
ら明らかになるであろう。
【0009】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明の概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。 (1)本発明の位相差補償板は、樹脂フィルムの長手方
向の屈折率Nx 、幅方向の屈折率Ny および厚さ方向の
屈折率Nz の間に、Nx >Nz >Ny またはNx <Nz
<Ny の関係を有するものである。 (2)本発明の位相差補償板の製造方法は、加熱溶融し
た樹脂フィルムを押出しながら、前記樹脂フィルムの厚
さを一定のまま、前記樹脂フィルムを幅方向に圧縮する
と共に、長手方向に延伸する工程を含むものである。
【0010】
【作 用】前述した手段によれば、加熱溶融した樹脂フ
ィルムを押出しながら、厚さを一定のまま、幅方向に圧
縮すると共に、長手方向に延伸することにより、樹脂フ
ィルムの長手方向の屈折率Nx 、幅方向の屈折率Ny 、
厚さ方向の屈折率Nz がNx >Nz >Ny またはNx <
Nz <Ny の関係にそれぞれ制御された大面積の位相差
補償板が、種々の樹脂フィルムを用いて容易に得られ
る。
【0011】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。また、実施例を説明するための全図におい
て同一の機能を有するものは同一の符号を付け、その繰
り返しの説明は省略する。 〔実施例1〕図1は位相差補償板の製造装置のX−Y軸
方向の断面図、図2は位相差補償板の製造装置のZ軸方
向の断面図を示す。
【0012】図1および図2において、位相差補償板の
製造装置は、樹脂フィルム、たとえば、ポリサルホン樹
脂フィルム1を適当な圧力で押出す押出機2と、ポリサ
ルホン樹脂フィルム1を延伸または収縮し、フィルムの
形態を付与するダイ3と、ダイ3の下流側に周設され、
ポリサルホン樹脂フィルム1を冷却する冷却管4とから
構成されている。
【0013】位相差補償板は、かかる構成の製造装置を
用いて製造される。まず、380℃に加熱溶融したポリ
サルホン樹脂フィルム1を押出機2より圧力180kg
/cm2 で押出し、ダイ3内に圧入する。ポリサルホン
樹脂フィルム1はダイ3のA部で幅を広げ厚みを縮小
し、フィルムの形態が付与される。その後、ポリサルホ
ン樹脂フィルム1は厚さを一定にして、ダイ3のB部で
徐々に幅方向(Y軸方向)に圧縮されると同時に、幅方
向の圧縮応力によるフロー速度の増加に伴って押出方向
(X軸方向)に延伸される。
【0014】これにより、押出方向のポリサルホン樹脂
フィルム1の樹脂分子は配向し、幅方向のポリサルホン
樹脂フィルム1の樹脂分子は圧縮応力により幅方向に対
して直角に配向する。一方、ポリサルホン樹脂フィルム
1の厚さは一定に保たれることから、厚さ方向(Z軸方
向)における樹脂分子鎖の配向の変化は小さい。従っ
て、樹脂が正の屈折率特性を持つ場合には、押出方向に
おける屈折率Nxが増加し、幅方向における屈折率Ny
は減少する。他方、厚さ方向における屈折率Nz は殆ど
変化しないから、Nz はNx とNy の間であり、Nx >
Nz >Nyなる関係にある3軸方向に屈折率が制御され
たフィルムが得られる。
【0015】また、樹脂が負の屈折率を有する場合に
は、押出方向における屈折率Nx が減少し、幅方向にお
ける屈折率Ny が増加し、Nx <Nz <Ny の関係にあ
るフィルムが得られる。かかるポリサルホン樹脂フィル
ム1は、ダイ3のC部で冷却管4によりTg以下に冷却
されることにより、ポリサルホン樹脂フィルム1の樹脂
内部における分子配向が凍結され、3軸方向に屈折率の
異方性を有する位相差補償板が得られた。
【0016】こうして形成された位相差補償板の厚さ
は、80μmであり、押出方向の屈折率Nx は1.63
9、幅方向の屈折率Ny は1.632、厚さ方向の屈折
率Nzは1.634であった。また、レターデーション
値(R0 )は543nm、延伸軸を中心に45°回転さ
せて測定したレターデーション値(R1 )は494nm
であった。これらの値より、位相差補償板の|R0 −R
1 |/R0 ×100で示す視野角特性値は9であった。
【0017】この位相差補償板の表示品質を評価するた
めに、STN型液晶セルの両側に一対の偏光板を平行ニ
コル状態に配設し、上偏光板と液晶セルとの間に偏光板
の偏光軸に対して延伸軸が約45°の角度をなすように
位相差補償板を配置して液晶表示素子を構成した。この
液晶表示素子について着色がなく、かつコントラスト比
が10:1以上である角度を測定したところ、液晶表示
素子の垂直軸から左右に60°〜60°、上下方向に4
0°〜35°の範囲であった。
【0018】〔実施例2〕ポリカーボネート樹脂フィル
ム5を樹脂温度380℃、押出圧力180kg/cm2
で実施例1と同様の工程によりフィルムの形態を付与し
た。ただし、フィルムの厚さは100μmとした。形成
した位相差補償板の押出方向の屈折率Nx は1.58
7、幅方向の屈折率Ny は1.582、厚さ方向の屈折
率Nz は1.584であった。
【0019】また、レターデーション値(R0 )は48
0nm、延伸軸を中心に45°回転させて測定したレタ
ーデーション値(R1 )は439nmであった。これら
の値より、位相差補償板の|R0 −R1 |/R0 ×10
0で示す視野角特性値は9であった。この位相差補償板
の表示品質を評価するために、STN型液晶セルの両側
に一対の偏光軸に対して延伸軸が約45°の角度をなす
ように位相差補償板を配置して液晶表示素子を構成し
た。この液晶表示素子について着色がなく、かつコント
ラスト比が10:1以上である角度を測定したところ、
液晶表示素子の垂直軸から左右に50°〜50°、上下
方向に40°〜30°の範囲であった。
【0020】〔比較例1〕リップ間隙100μmの通常
のTダイより押出成形したポリサルホン樹脂フィルムを
190℃で縦一軸に1.3倍に延伸した。延伸後の膜厚
は80μmであった。形成した位相差補償板の押出方向
の屈折率Nx は1.639、幅方向の屈折率Ny は1.
631、厚さ方向の屈折率Nz は1.630であった。
【0021】また、レターデーション値(R0 )は64
0nm、延伸軸を中心に45°回転させて測定したレタ
ーデーション値(R1 )は499nmであった。これら
の値より、位相差補償板の|R0 −R1 |/R0 ×10
0で示す視野角特性値は22であった。この位相差補償
板について、実施例1と同様にして液晶表示素子を構成
し、着色がなく、かつコントラスト比が10:1以上で
ある角度を測定したところ、液晶表示素子の垂直軸から
左右に40°〜40°、上下方向に30°〜20°の範
囲であった。
【0022】〔比較例2〕リップ間隙180μmの通常
のTダイより押出成形したポリカーボネート樹脂フィル
ムを160℃で縦一軸に1.3倍に延伸した。延伸後の
膜厚は150μmであった。形成した位相差補償板の押
出方向の屈折率Nx は1.588、幅方向の屈折率Ny
は1.582および厚さ方向の屈折率Nz は1.582
であった。
【0023】また、レターデーション値(R0 )は60
2nm、延伸軸を中心に45°回転させて測定したレタ
ーデーション値(R1 )は482nmであった。これら
の値より、位相差補償板の|R0 −R1 |/R0 ×10
0で示す視野角特性値は20であった。この位相差補償
板について、実施例2と同様にして液晶表示素子を構成
し、着色がなく、かつコントラスト比が10:1以上で
ある角度を測定したところ、液晶表示素子の垂直軸から
左右に40°〜40°、上下方向に30°〜20°の範
囲であった。
【0024】このように、本実施例によれば、加熱溶融
した樹脂フィルム(ポリサルホン樹脂フィルム1、ポリ
カーボネート樹脂フィルム5)を押出しながら、厚さを
一定に保ったまま、幅方向に圧縮すると共に、長手方向
に延伸するので、樹脂フィルムの押出方向の屈折率Nx
、幅方向の屈折率Ny 、厚さ方向の屈折率Nz がNx>
Nz >Ny またはNx <Nz <Ny の関係に制御された
大面積の位相差補償板を簡便かつ効率的に形成すること
ができる。さらに、かかる位相差補償板を用いた液晶表
示素子の視野角特性を向上することができる。
【0025】以上、本発明者によってなされた発明を、
実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実
施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない
範囲で、種々変更可能であることは、言うまでもない。
本実施例は、樹脂フィルムとして、ポリサルホン樹脂お
よびポリカーボネート樹脂を用いたが、この他に複屈折
性を有する押出成形可能な熱可塑性樹脂であればよく、
正の複屈折性を有するものとしては、たとえば、ポリビ
ニルアルコール、ポリメタクリル酸メチル、ポリアリレ
ート、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエチレ
ン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンオキサイ
ド、ジアセチルセルロース、トリアセチルセルロース、
ポリエステル等を用いてもよい。
【0026】また、負の複屈折性を有するものとして
は、たとえば、スチレン系重合体、メタクリル酸メチル
系重合体、ポリスチレン、スチレン・アクリロニトリル
共重合体、ポリメタクリル酸メチル、スチレン・メタク
リル酸メチル共重合体等を用いてもよい。また、押出し
による延伸を行なう場合、ダイ3の内面を潤滑剤で被覆
することにより、ポリサルホン樹脂フィルム1およびポ
リカーボネート樹脂フィルム5等の樹脂フィルムとダイ
3の内面との摩擦が著しく低下し、樹脂フィルムのダイ
3との界面でのフロー速度と樹脂フィルム内部のフロー
速度とが、概ね等しくなる、いわゆるプラグフローに近
い状態が得られる。これにより、低圧で押出成形が可能
になると共に、延伸によるX,Y,Z軸の各方向での分
子の配向が円滑かつ均一に行なわれる。また、互いに非
接着性の熱可塑性樹脂フィルムを多層押出すことによ
り、同時に複数枚の位相差補償板が形成される。
【0027】
【発明の効果】本願によって開示される発明によって得
られる効果を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
本発明によれば、加熱溶融した樹脂フィルムを押出しな
がら、厚さを一定のまま、幅方向に圧縮すると共に、長
手方向に延伸加工するので、樹脂フィルムの長手方向、
幅方向及び厚さ方向の屈折率がそれぞれ制御された大面
積の位相差補償板を、種々の樹脂フィルムを用いて容易
かつ効率的に形成することができ、STN液晶表示装置
において良好な視野角特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例である位相差補償板の製造装置
のX−Y軸方向の断面図。
【図2】本発明の実施例である位相差補償板の製造装置
のZ軸方向の断面図。
【符号の説明】
1…ポリサルホン樹脂フィルム 2…押出機 3…ダイ 4…冷却管 5…ポリカーボネート樹脂フィルム

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 樹脂フィルムの長手方向の屈折率をNx
    、幅方向の屈折率をNy 、厚さ方向の屈折率をNz と
    するとき、Nx >Nz >Ny またはNx <Nz<Ny の
    関係を有することを特徴とする位相差補償板。
  2. 【請求項2】 加熱溶融した樹脂フィルムを押出しなが
    ら、前記樹脂フィルムの厚さを一定のまま、前記樹脂フ
    ィルムを幅方向に圧縮すると共に、長手方向に延伸する
    工程を含むことを特徴とする位相差補償板の製造方法。
JP7008832A 1995-01-24 1995-01-24 位相差補償板およびその製造方法 Pending JPH08201628A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999061952A1 (fr) * 1998-05-28 1999-12-02 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Element d'afficheur reflectif a cristaux liquides

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999061952A1 (fr) * 1998-05-28 1999-12-02 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Element d'afficheur reflectif a cristaux liquides

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