JPH11125716A - 位相差板、その製造方法、楕円偏光板及び液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 厚さ方向の屈折率を含む位相差の制御を安定
に、かつ幅広い位相差範囲にて精度よく行えて、目的と
する種々の位相差を示す位相差板が効率よく得られる製
造方法を開発して、各種液晶セルの多様な複屈折特性に
応じた補償を達成できる位相差ムラの少ない位相差板や
楕円偏光板、及び広い視野角で良好な視認性を示してコ
ントラストに優れる液晶表示装置を得ること。 【解決手段】 一軸延伸フィルムに収縮性フィルムを接
着し、加熱による前記収縮性フィルムに基づく収縮力の
作用下に前記一軸延伸フィルムの位相差を変化させる位
相差板の製造方法、及び一軸延伸フィルムにおける厚さ
方向の屈折率を変化させたものからなる位相差板
（１）、前記方法による位相差板の上に偏光板を積層し
てなる楕円偏光板、並びに液晶セルの少なくとも片側
に、前記方法による少なくとも１枚の位相差板と偏光板
を有する液晶表示装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】本発明は、液晶表示装置の視野角の
拡大やコントラストの向上等の表示性能の向上に有用な
位相差板、その製造方法、及びそれを用いてなる楕円偏
光板に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、厚さ方向の屈折率を含めた位相差
の制御を目的に、無延伸の高分子フィルムに熱収縮性フ
ィルムを接着してその収縮力の作用下に高分子フィルム
を延伸処理する位相差板の製造方法が知られていた（特
開平５−１５７９１１号公報）。厚さ方向の屈折率を含
めた位相差の制御は、液晶表示装置の視野角の拡大など
を目的とする。

【０００３】すなわち液晶表示装置の斜視方向では偏光
板を透過した直線偏光が液晶セルによる複屈折で楕円偏
光化して着色問題が発生し、その着色の防止には液晶セ
ルの複屈折による位相差を補償する必要があり、そのた
めには厚さ方向の屈折率が制御された位相差板が必要と
なる。一軸や二軸等の通例の延伸処理では厚さ方向の屈
折率の制御は困難である。

【０００４】しかしながら、上記した製造方法では、厚
さ方向の屈折率を含めた位相差の制御性に乏しい問題点
があった。すなわち当該位相差の制御には、熱収縮性フ
ィルムの収縮を制御しつつ高分子フィルムを延伸して配
向処理する必要があるが、その場合に高分子フィルムの
延伸温度条件と熱収縮性フィルムの収縮温度条件とがガ
ラス転移温度等の関係で合致せず、収縮不足や配向不足
などを生じて位相差（複屈折性）を付与できなかった
り、大きい位相差ムラ等を生じたり、制御しうる位相差
の幅が狭いなどの問題点があった。

【０００５】

【発明の技術的課題】本発明は、厚さ方向の屈折率を含
む位相差の制御を安定に、かつ幅広い位相差範囲にて精
度よく行うことができ、目的とする種々の位相差を示す
位相差板を効率よく得ることができる製造方法を開発し
て、各種液晶セルの多様な複屈折特性に応じた補償を達
成できる位相差ムラの少ない位相差板や楕円偏光板、及
び広い視野角で良好な視認性を示してコントラストに優
れる液晶表示装置を得ることを課題とする。

【０００６】

【課題の解決手段】本発明は、一軸延伸フィルムに収縮
性フィルムを接着し、加熱による前記収縮性フィルムに
基づく収縮力の作用下に前記一軸延伸フィルムの位相差
を変化させることを特徴とする位相差板の製造方法、及
び一軸延伸フィルムにおける厚さ方向の屈折率を変化さ
せたものからなることを特徴とする位相差板を提供する
ものである。

【０００７】また本発明は、前記方法による位相差板の
片面又は両面に粘着層を有することを特徴とする位相差
板、前記方法による少なくとも１枚の位相差板と偏光板
との積層体からなることを特徴とする楕円偏光板、及び
液晶セルの少なくとも片側に、前記方法による少なくと
も１枚の位相差板と偏光板を有することを特徴とする液
晶表示装置を提供するものである。

【０００８】

【発明の効果】本発明によれば、一軸延伸フィルムを用
いたことによりその配向特性を利用して位相差を幅広い
範囲で制御することができる。ちなみに一軸延伸フィル
ムの配向方向（延伸方向）と収縮性フィルムの配向方向
（収縮方向）を合致させて処理した場合には、当初の一
軸延伸フィルムのときよりも位相差を大きくでき、一軸
延伸フィルムの配向方向と収縮性フィルムの配向方向を
直交ないし交差させて処理した場合には、当初の一軸延
伸フィルムのときよりも位相差を小さくすることができ
る。従って厚さ方向の屈折率を含む位相差の制御を幅広
い位相差範囲で行うことができ、目的とする種々の位相
差を示す位相差板を効率よく得ることができる。

【０００９】また本発明による製造方法は、処理の安定
性と精度に優れ、その処理により当初の一軸延伸フィル
ムにおける位相差のバラツキを低減して位相差ムラの少
ない位相差板を得ることができる。前記の結果、各種液
晶セルの多様な複屈折特性に応じた補償を達成できる位
相差精度に優れる位相差板や楕円偏光板を得て、広い視
野角で良好な視認性を示してコントラストに優れる高表
示性能の液晶表示装置を得ることができる。

【００１０】

【発明の実施形態】本発明の製造方法は、一軸延伸フィ
ルムに収縮性フィルムを接着し、加熱による前記収縮性
フィルムに基づく収縮力の作用下に前記一軸延伸フィル
ムの位相差を変化させて位相差板を得るものである。

【００１１】前記の方法により、一軸延伸フィルムにお
ける厚さ方向の屈折率を変化させた位相差板が得られこ
れは通例、遅相軸方向と進相軸方向の屈折率をｎ_x、ｎ_y
とし、厚さ方向の屈折率をｎ_zとしてｎ_x＞ｎ_yとしたと
き、（ｎ_x−ｎ_z）／（ｎ_x−ｎ_y）で定義されるＮz（以
下同じ）が０＜Ｎz＜１を満足する特性を示す。かかる
Ｎz特性を示す位相差板は、位相差の視角による変化が
小さく、複屈折性の液晶セルに適用してコントラストや
白黒表示域等の視認性を向上させることができる。

【００１２】一軸延伸フィルムとしては、例えばキャス
ティング法や押出法等の適宜な方式で形成した高分子フ
ィルムを一軸延伸処理したものが用いられる。その一軸
延伸処理は、例えば周速の異なるロール間を介した縦一
軸延伸やテンターによる幅方向の横一軸延伸、圧延ロー
ルを介した固定端一軸延伸などの適宜な方式で行ったも
のであってよい。配向ムラの少ないものが好ましく用い
うる。一軸延伸フィルムの厚さは、目的とする位相差な
どに応じて適宜に決定しうるが、一般には５〜５００μ
m、就中１０〜３００μm、特に２０〜２００μmであ
る。

【００１３】また一軸延伸フィルムを形成する高分子
は、任意であり、正負いずれの複屈折特性を示す高分子
からなっていてもよい。透明性に優れるフィルムを形成
する高分子が好ましい。なお前記した正の複屈折特性を
示す高分子とは、負の複屈折特性を示す高分子とは反対
に、延伸方向の屈折率が増大するもの（分子の配向方向
に遅相軸が表れるもの）をいう。

【００１４】ちなみに前記した正の複屈折特性を示す高
分子としては、例えばポリカーボネートやポリアリレー
ト、ポリスルホンやポリオレフィン、ＰＥＴ、ポリエチ
レンナフタレートの如きポリエステル、ノルボルネン系
ポリマーやポリビニルアルコール、酢酸セルロースやポ
リイミド等の汎用高分子があげられる。

【００１５】一方、負の複屈折特性を示す高分子として
は、例えばポリスチレンやスチレン系共重合体、ポリメ
チルメタクリレートやメチルメタクリレート系共重合体
などがあげられる。就中、ポリスチレンやスチレン・ア
クリロニトリル共重合体、スチレン・メタクリル酸共重
合体やスチレン・メチルメタクリレート共重合体、スチ
レン・ブタジエン共重合体やスチレン・無水マレイン酸
共重合体の如きスチレン系共重合体が好ましく用いられ
る。

【００１６】一軸延伸フィルムに接着する収縮性フィル
ムは、加熱により収縮させてその収縮力を一軸延伸フィ
ルムに作用させ、一軸延伸フィルムの配向状態を変化さ
せて厚さ方向の屈折率の変化と共に位相差を変化させる
ことを目的とする。従ってその収縮性フィルムとして
は、一軸や二軸等の適宜な方式で延伸処理した高分子フ
ィルムなどを用いうる。

【００１７】位相差の変化性などの点より好ましく用い
うる収縮性フィルムは、ポリエステルやポリスチレン、
ポリエチレンやポリプロピレン、ポリ塩化ビニルやポリ
塩化ビニリデンの如き高分子からなリ、処理対象の一軸
延伸フィルムよりも収縮率が５％以上、就中１０％以上
大きいもの、特に幅方向（延伸方向と直交する方向）に
おいて当該収縮率を示すものである。また一軸延伸フィ
ルムのガラス転移温度付近で収縮力を発生する収縮性フ
ィルムが好ましい。

【００１８】収縮性フィルムは、一軸延伸フィルムの片
面又は両面に接着することができる。その場合、一軸延
伸フィルムの配向方向に対する収縮性フィルムの配向方
向の配置角度は任意であり、平行又は直交ないし交差状
態の適宜な配置角度を採ることができる。上記したよう
に、その配置角度により与える位相差の変化を制御する
ことができる。なお一軸延伸フィルムの両面に収縮性フ
ィルムを接着する場合にも、表裏の収縮性フィルムにお
ける配向方向は揃えてもよいし、揃えなくてもよい。

【００１９】一軸延伸フィルムと収縮性フィルムの接着
処理は、フィルム自体の粘着力や粘着剤などの剥離可能
な適宜な接着手段にて行うことができる。加熱により収
縮性フィルムを収縮させる際、一軸延伸フィルムは適宜
な方向に延伸させてもよいし、寸法が維持されるように
保持してもよい。また一軸延伸フィルムが適宜な方向に
収縮するように処理してもよい。本発明にては、一軸延
伸フィルムに収縮性フィルムの収縮力を作用させること
で、一軸延伸フィルムの厚さ方向の屈折率と共に位相差
を変化させることができる。

【００２０】目的とする位相差板における屈折率の制
御、ひいては位相差の制御は、収縮性フィルムの加熱時
における収縮力や、一軸延伸フィルムに対する幅方向
（延伸方向と直交する方向）等の収縮方向を調節するこ
とにより行うことができる。なお得られた位相差板は通
例、収縮性フィルムを剥離除去して実用に供される。

【００２１】上記のように本発明による位相差板は、一
軸延伸フィルムにおける厚さ方向の屈折率を変化させた
ものからなり、その屈折率変化、又はそれと面内の屈折
率変化によって位相差を変化させたものからなる。かか
る位相差板１は、図１や図２に例示の如く、その１枚を
用いて単層の位相差板３として用いうるし、２枚以上の
位相差板１を用いた積層位相差板３としても用いうる。

【００２２】位相差板の積層により、その光軸の交差角
度に基づいて各位相差板による位相差を重畳ないし加減
でき、複屈折による位相差の波長依存性に対する補償範
囲の拡大などをはかることができる。なお２枚以上の位
相差板を用いる場合、本発明によるＮzが同じ位相差板
の組合せであってもよいし、Ｎzが異なる位相差板の組
合せであってもよい。また本発明による位相差板と本発
明によらない位相差板の組合せであってもよい。

【００２３】位相差板の積層に際しては、ズレによる位
相差特性の変化の防止などの点より、図２に例示した如
く粘着層２を介して接着処理することが好ましい。他物
品との接着を目的とした粘着層２は、図１に例示した如
く予め位相差板１の片面又は両面に設けておくこともで
きる。なお図中の２１は、粘着層を保護カバーするセパ
レータである。

【００２４】前記の粘着層は、例えばゴム系やアクリル
系、シリコーン系やポリアミド系、ポリエステル系やウ
レタン系などの適宜な透明粘着剤を用いて形成すること
ができ、その粘着剤の種類については特に限定はない。
就中、耐候性等に優れるアクリル系粘着剤が好ましく用
いうる。屈折率が異なるものを積層する場合には、中間
の屈折率を有する粘着層が反射損の抑制などの点より好
ましく用いうる。

【００２５】本発明による位相差板は、その少なくとも
１枚と偏光板を積層してなる楕円偏光板として実用に供
することもできる。その例を図３に示した。５が楕円偏
光板で、３が位相差板、４が偏光板であり、２は必要に
応じての粘着層である。図例では、位相差板３と偏光板
４を粘着層２を介して接着してあり、さらに位相差板３
の外側に液晶セル等に接着するための粘着層２が付設し
てある。

【００２６】前記の偏光板には適宜なものを用いうるが
一般には、偏光フィルムからなるものが用いられる。偏
光フィルムの例としては、ポリビニルアルコール系や部
分ホルマール化ポリビニルアルコール系、エチレン・酢
酸ビニル共重合体系部分ケン化物の如き親水性高分子の
フィルムにヨウ素及び／又は二色性染料を吸着させて延
伸したもの、ポリビニルアルコールの脱水処理物やポリ
塩化ビニルの脱塩酸処理物の如きポリエン配向フィルム
などがあげられる。

【００２７】偏光フィルムの厚さは通例５〜８０μmで
あるが、これに限定されない。偏光板は、偏光フィルム
の片面又は両面を透明保護層等で被覆したものなどであ
ってもよい。かかる透明保護層等は、偏光フィルムの補
強や耐熱性の向上、偏光フィルムを湿度等より保護する
ことなどの種々の目的を有するものであってよい。透明
保護層は、樹脂の塗布層や樹脂フィルムのラミネート層
などとして形成でき、拡散化や粗面化用等の微粒子を含
有していてもよい。

【００２８】位相差板と偏光板の積層に際し、その進相
軸と透過軸の配置角度について特に限定はないが、一般
にはＳＴＮ型液晶セル用では交差させて、ＴＮ型液晶セ
ル用では略直交又は略平行となるように行われる。また
位相差板と偏光板は、必要に応じ接着されるがその接着
には、例えば上記した位相差板の積層で例示した粘着層
などの適宜なものを用いうる。

【００２９】本発明による位相差板や楕円偏光板は、種
々の目的に用いうるが、特に液晶表示装置の形成に好ま
しく用いうる。図４、図５にその液晶表示装置を例示し
た。５が楕円偏光板、６が液晶セルである。図４のもの
は両側に楕円偏光板を配置してあり、図５のものは片側
にのみ楕円偏光板を配置してある。

【００３０】図例の如く本発明による液晶表示装置は、
液晶セル６の片側又は両側に少なくとも１枚の位相差板
３と偏光板４を有するものからなる。その形成には、位
相差板と偏光板を別個に用いてもよいし、上記した楕円
偏光板５として用いてもよい。位相差板の配置位置は、
偏光板の内外のいずれであってもよいが、補償効果等の
点よりは液晶セルと偏光板の間に位相差板を配置した構
造が好ましい。

【００３１】液晶表示装置の形成に用いる位相差板とし
ては、液晶セルの位相差を広い視角範囲にわたり補償す
るもの、就中、厚さをｄとした場合に１００nm＜（ｎ_x
−ｎ_y）ｄ＜１０００nmであるもの、すなわち位相差が
１００〜１０００nmのものが好ましい。これにより広い
視野角にわたり着色を防止することができる。

【００３２】なお、用いる液晶セルは任意である。例え
ば、薄膜トランジスタ型に代表されるアクティブマトリ
クス駆動型のもの、ツイストネマチック型やスーパーツ
イストネマチック型に代表される単純マトリクス駆動型
のものなどがあげられる。

【００３３】

【実施例】

実施例１ 厚さ７０μmのポリカーボネートフィルムを周速の異な
るロール間に導入し１．２倍に縦一軸延伸処理して得た
一軸延伸フィルムの両面に、一軸延伸ポリエステルフィ
ルムからなる収縮性フィルムを延伸方向を揃えてアクリ
ル系粘着層を介し接着し、その積層体をテンター延伸機
にて１６０℃に加熱し収縮性フィルムを収縮させて、幅
方向の長さを当初に対し０．９８倍としたのち、収縮性
フィルムをアクリル系粘着層と共に剥離して、位相差板
を得た。

【００３４】前記の一軸延伸フィルムは、ｎ_x１．５８
６０、ｎ_y及びｎ_z１．５８４５、Ｎz１のものであり、
その位相差は、１１０nm（波長４４０nm、以下同じ）で
あった。また位相差の精度は３nmであった。なお位相差
の精度は、３００mm角のフイルムにおける任意な２０点
の位相差を測定し、その最大値と最小値の差に基づく
（以下同じ）。

【００３５】実施例２ 収縮性フィルムの延伸方向と、一軸延伸フィルムの延伸
方向が直交するように配置したほかは実施例１に準じて
位相差板を得た。

【００３６】比較例 ポリカーボネートからなるｎ_x及びｎ_y１．５８５、ｎ_z
１．５８４、厚さ７０μmの無延伸フィルムに実施例１
に準じて収縮性フィルムを接着し、それを周速の異なる
１６０℃のロール間に導入し０．９５倍に縦一軸延伸処
理して位相差板を得た。

【００３７】評価試験 実施例、比較例で得た位相差板におけるｎ_x、ｎ_y、
ｎ_z、Ｎz、位相差、その精度、及び色ムラを調べた。な
お色ムラは、３００mm角の拡散反射板と偏光板の間に位
相差板をその遅相軸が偏光板の延伸軸（透過軸）と４５
度の交差角となるように配置し、偏光板上での色状態を
目視観察することにより調べた。

【００３８】前記の結果を次表に示した。

【図面の簡単な説明】

【図１】位相差板例の断面図

【図２】他の位相差板例の断面図

【図３】楕円偏光板例の断面図

【図４】液晶表示装置例の断面図

【図５】他の液晶表示装置例の断面図

【符号の説明】

１，３：位相差板 ２：粘着層 ４：偏光板 ５：楕円偏光板 ６：液晶セル

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一軸延伸フィルムに収縮性フィルムを接
   着し、加熱による前記収縮性フィルムに基づく収縮力の
   作用下に前記一軸延伸フィルムの位相差を変化させるこ
   とを特徴とする位相差板の製造方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の方法による位相差板の
   片面又は両面に粘着層を有することを特徴とする位相差
   板。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の方法による少なくとも
   １枚の位相差板と、偏光板との積層体からなることを特
   徴とする楕円偏光板。
4. 【請求項４】 液晶セルの少なくとも片側に、請求項１
   に記載の方法による少なくとも１枚の位相差板と偏光板
   を有することを特徴とする液晶表示装置。
5. 【請求項５】 一軸延伸フィルムにおける厚さ方向の屈
   折率を変化させたものからなることを特徴とする位相差
   板。