JPWO2008075538A1 - ツイステッドネマチック方式液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、光学フィルムを用いて視野角を拡大することができるツイステッドネマチック方式液晶表示装置を提供する。このツイステッドネマチック方式液晶表示装置は、液晶セルの両面を、偏光膜とそれを挟む２枚の偏光板保護フィルムとからなる、視認側から第１および第２の偏光板で挟まれた構造を有し、液晶セル中の液晶のツイスト角が１１５±２２°であって、かつ第１の偏光板および第２の偏光板の液晶セル側の偏光板保護フィルムのＲｏおよびＲｔが、下記式で表されることを特徴とする。１５≦Ｒｏ≦７０７０≦Ｒｔ≦２００なお、Ｒｏ＝（ｎｘ−ｎｙ）×ｄＲｔ＝（（ｎｘ＋ｎｙ）／２−ｎｚ）×ｄ（式中、ｎｘは偏光板保護フィルムの面内の遅相軸方向の屈折率を、ｎｙは面内で遅相軸に直交する方向の屈折率を、ｎｚは厚み方向の屈折率を、ｄは偏光板保護フィルムの厚み（ｎｍ）をそれぞれ表す。波長は５９０ｎｍである。）

Description

本発明は、ツイステッドネマチック方式（以下、ＴＮモードと略す）液晶表示装置の光学補償フィルムに閲し、詳しくは、ＴＮモード液晶表示装置の視野角拡大フィルムに関する。

ＴＮモード液晶表示装置は、その構造上視野角が狭いことから、視野角を拡大するための光学補償フィルム（以下、視野角拡大フィルムと呼ぶ）が通常使用されている。この視野角拡大フィルムとしては、延伸によって得られる光学補償フィルムを使用することが提案されたが、この方法では視野角は拡がらなかった（非特許文献１）。

ＴＮモードの液晶表示装置には、偏光板の透過軸と液晶を配向させるための液晶セルのラビング軸とを関連付けて調整することにより、達成することができる視野角、そして視野角調整のしやすさに差のあることが経験的に知られている。

偏光板の透過軸と液晶のラビング軸を平行に使用するｏ−モード液晶セルが、偏光板の透過軸と液晶のラビング軸を垂直に使用するｅ−モード液晶セルよりも、達成することができる視野角のレベルは若干劣るものの、調整の容易さから通常用いられている。

市場では、このｏ−モードの液晶セルと、セルロースエステルフィルム上にディスコティック液晶を塗布したものが、広範に使用されている（非特許文献２）。

このディスコティック液晶塗布型の視野角拡大フィルムは、横から見た際に色味が黄色くなる欠点があり改善が求められていた。

即ち、上記ディスコティック液晶塗布型の視野角拡大フィルムのように、光軸が存在しない視野角拡大フィルムを用いた場合、表示装置の白表示の際の色味変化が大きくなることがあり、観察角度を変えたとき、特に横方向から見たとき、表示画面が黄緑がかった色に変化（黄緑ムラ）することが確認されている。

また、ディスコティック液晶塗布型視野角拡大フィルムは、液晶を配向させ、配向を紫外線照射によって固定化するプロセスを用いるが、紫外線硬化により１分子あたり３箇所以上の架橋が起こることから非常に硬度が高く、それゆえにバックライトの熟等に対する耐久性に劣り、いわゆる額縁ムラが発生して大きな問題となっている。

黄色く着色する問題については、ＴＮモードの画像表示高速化にともなって、液晶セルのセルギャップが狭くなることにより、相対的に軽減されてきたが、上下方向の視野角が十分に拡がらないことも、課題として浮上してきた。

そして、ディスコティック液晶塗布型の視野角拡大フィルムは、ディスコティック液晶を常に一定に配向させるという非常に高度の生産技術を必要とするため、極めて高価であり、市場ではディスコティック液晶を使用しない汎用性のある視野角拡大フィルムが求められていた。
Ｈ．Ｌ．Ｏｎｇ，Ｊａｐａｎ Ｄｉｓｐｌａｙ ９２，ｐ．２４７（１９９２） 富士写真フィルム研究報告、Ｎｏ４６、５１（２００１）

本発明は、ディスコティック液晶層を有することなく、延伸フィルムのみからなる視野角拡大フィルムによって視野角を拡大した、汎用性のある液晶表示装置を提供することを目的とする。

本発明の上記課題は以下の構成により達成される。

１．液晶セルの両面を、偏光膜とそれを挟む２枚の偏光板保護フィルムとからなる、視認側から第１および第２の偏光板で挟まれた構造を有するツイステッドネマチック方式液晶表示装置において、液晶セル中の液晶のツイスト角が１１５±２２°であって、かつ第１の偏光板および第２の偏光板の液晶セル側の偏光板保護フィルムのＲｏおよびＲｔが、下記式で表されることを特徴とするツイステッドネマチック方式液晶表示装置。

１５≦Ｒｏ≦７０
７０≦Ｒｔ≦２００
なお、Ｒｏ＝（ｎｘ−ｎｙ）×ｄ
Ｒｔ＝（（ｎｘ＋ｎｙ）／２−ｎｚ）×ｄ
（式中、ｎｘは偏光板保護フィルムの面内の遅相軸方向の屈折率を、ｎｙは面内で遅相軸に直交する方向の屈折率を、ｎｚは厚み方向の屈折率を、ｄは偏光板保護フィルムの厚み（ｎｍ）をそれぞれ表す。波長は５９０ｎｍである。）
２．前記液晶セルが、３５０≦Δｎ×ｄ≦５５０であることを特徴とする前記１記載のツイステッドネマチック方式液晶表示装置。

Δｎ：液晶セル中の液晶の複屈折
ｄ ：液晶セルギャップ（ｎｍ）
３．前記液晶表示装置において第１の偏光板の透過軸と第１の偏光板に近い側の液晶セル基板のラビング軸の成す角度が３．５±３°であることを特徴とする前記１または２記載のツイステッドネマチック方式液晶表示装置。

４．前記液晶表示装置が、ノーマリーホワイトであることを特徴とする前記１〜３いずれかの項に記載のツイステッドネマチック方式液晶表示装置。

本発明によれば、延伸フィルムによってＴＮ方式液晶表示の視野角を容易に拡大することができる。

本発明の実施態様の代表例図である。 本発明の偏光板の液晶のツイスト角、ラビング軸および透過軸との関係を示す図である。

符号の説明

１ 第１偏光板保護フィルム
２ 第１偏光膜（透過軸を有する３．５±３°）
３ 第２偏光板保護フィルム
４ 視認側ガラスセル基板
５ 視認側液晶配向層（ラビング軸基準０°を有する）
６ 液晶層（ｄ：液晶セルギャップ）
７ バックライト側液晶配向層（ラビング軸１１５±２２°を有する）
８ バックライト側ガラスセル基板
９ 第３偏光板保護フィルム
１０ 第２偏光膜（透過軸９３．５±３°を有する）
１１ 第４偏光板保護フィルム
１３ 第１の偏光板
１４ ＴＮ方式液晶セル
１５ 第２の偏光板
１６ 第１の偏光板の透過軸（３．５±３°）
１７ 視認側液晶配向層のラビング軸（基準０°）
１８ バックライト側液晶配向層のラビング軸（１１５±２２°）
１９ 第２の偏光板の透過軸（９３．５±３°）

本発明は、ＴＮモードにおける液晶セルの液晶のツイスト角を、通常のツイスト角である９０°よりも若干ずらすことで、ｏ−モードだけでなく、ＴＮモードでは視野角を拡大することが困難であるとされていたｅ−モードにおいても、延伸タイプの光学補償フィルムを使用することによって、視野角を拡大することのできることを見出したものである。

本発明では、前記ディスコティック液晶塗布型の視野角拡大フィルムのように、光軸が存在しない視野角拡大フィルムの替わりに、光軸を有するフィルムを用いることで前記観察方向を変化させた時の黄緑色への変化を抑えることが出来、観察方向を変化させた時の色味の変化が劇的に抑えることが出来るものである。

光軸が存在する場合、光軸方向から対象物（層もしくはフィルムなど）を観察した場合、観察方向から位相差がゼロに見えることになる。そのため、対象物を全方向から位相差測定すれば原理的には光軸が確認できることになるが、本発明における光軸の確認はエリプソメータを用いて行った。

具体的には面内遅層軸および進相軸を傾斜軸として±８０°の範囲で位相差測定を行い、リターデーションがゼロになる方向があるか否かで判断した。本発明においては、この範囲でリターデーションがゼロになる方向が存在すれば光軸を有しており、そうでなければ光軸が存在しない、と定義する。また、一軸、二軸の定義は一般的な定義と同じく、光軸の本数で定義するものとする。

以下本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
＜液晶セルおよびツイスト角＞
本発明の液晶セルは、２枚の液晶セル基板、一般的にはガラス基板が用いられるが、このセル基板の間に液晶を挟む構造が採用されている。

ガラス基板には、液晶を一定方向に並べるためにラビング処理という配向処理が施され、液晶はこのラビングされた方向つまりラビング軸にそって規則正しく配向し、通常は対向する２枚のガラス基板のラビング軸を９０°とすることによってツイスト角を９０°としている。

本発明の液晶のツイスト角は、通常９０°としている対向する２枚のガラス基板上の配向膜のラビング軸を、９０°から敢えてずらし１１５±２２°とすることを特徴とする。
このように若干ずらすことが延伸フィルムによる視野角拡大を生むこととなる。

なお、本発明においては、視認側に近い配向膜のラビング軸を基準の０°としている。

また、通常、第１の偏光板の透過軸は、第１の偏光板に近い側の液晶セル基板のラビング軸とは０°（ｅ−モードの場合）、または９０°（ｏ−モードの場合）を成すが、本発明では、３．５±３°（ｅ−モードの場合）、または９３．５±３°（ｏ−モードの場合）であることが好ましく、さらには３．５±３°（ｅ−モードの場合）であることが好ましい。

ツイスト角の９０°からのずれおよび偏光板の透過軸とラビング軸とのずれは、時計回りでも、反時計回りでもよく、絶対値としてずれていることが重要である。

本発明の液晶表示装置においては、通常の液晶表示装置と同様に２枚の偏光板はクロスニコルつまり透過軸が９０°の状態で対向される。

本発明のラビング処理は、通常行われているラビング処理をそのまま採用することができる。

《液晶セルギャップ》
本発明における液晶セルギャップとは、２枚のガラス基板の間に注入された液晶層厚みの平均値をいう。

本発明は、この液晶セルギャップが一定の範囲である場合に特に効果が大きく、好ましくは３５０≦Δｎ×ｄ≦５５０（ｎｍ）の場合である。特に好ましくは、４００≦Δｎ×ｄ≦５００（ｎｍ）である。

Δｎ：液晶セル中の液晶の複屈折
ｄ ：液晶セルギャップ（ｎｍ）
液晶セルギャップは、セルギャップ測定装置ＲＥＴＳ−１２００（大塚電子（株）製）を用いて測定した。

＜偏光板＞
本発明の偏光板は、偏光膜の両面を偏光板保護フィルムで挟む構成をとり、一般的な方法で作製することが出来る。

通常は、偏光板保護フィルムをアルカリ鹸化処理し、沃素溶液中に浸漬延伸して作製した偏光膜の少なくとも一方の面に、完全鹸化型ポリビニルアルコール水溶液を用いて貼り合わせることで作製されるが、本発明の偏光板においてもこの方法を採用することが好ましい。

《偏光膜》
本発明の偏光膜は、材料としては特に制限されず、各種のものを使用できる。たとえば、ポリビニルアルコール系フィルム、部分ホルマール化ポリビニルアルコール系フィルム、エチレン・酢酸ビニル共重合体系部分ケン化フィルム等の親水性高分子フィルムに、ヨウ素や二色性染料等の二色性物質を吸着させて一軸延伸したもの、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等のポリエン系配向フィルム等が挙げられる。

これらのなかでもポリビニルアルコール系フィルムを延伸して二色性材料（沃素、染料）を吸着・配向したものが好適に用いられる。偏光膜の厚さも特に制限されないが、１０〜８０μｍ程度が一般的である。

ポリビニルアルコール系フィルムをヨウ素で染色し一軸延伸した偏光膜は、たとえば、ポリビニルアルコールをヨウ素の水溶液に浸潰することによって染色し、元長の３〜７倍に延伸することで作製することができる。

必要に応じてホウ酸やヨウ化カリウムなどの水溶液に浸漬することもできる。さらに必要に応じて染色の前にポリビニルアルコール系フィルムを水に浸潰して水洗してもよい。

ポリビニルアルコール系フィルムを水洗することで、ポリビニルアルコール系フィルム表面の汚れやブロッキング防止剤を洗浄することができるほかに、ポリビニルアルコール系フィルムを膨潤させることで染色のムラなどの不均一を防止する効果もある。

延伸はヨウ素で染色した後に行っても良いし、染色しながら延伸してもよく、また延伸してからヨウ素で染色してもよい。ホウ酸やヨウ化カリウムなどの水溶液中や水浴中でも延伸することができる。

この延伸操作によって偏光膜および偏光板の透過軸が決定される。透過軸は延伸方向に一致する。

《偏光板保護フィルム》
本発明の液晶セル側の偏光板保護フィルムは、Ｒｏ、Ｒｔが下記の範囲にある。

１５≦Ｒｏ≦７０
７０≦Ｒｔ≦２００
なお、Ｒｏ＝（ｎｘ−ｎｙ）×ｄ
Ｒｔ＝（（ｎｘ＋ｎｙ）／２−ｎｚ）×ｄ
（式中、ｎｘは偏光板保護フィルムの面内の遅相軸方向の屈折率を、ｎｙは面内で遅相軸に直交する方向の屈折率を、ｎｚは厚み方向の屈折率を、ｄは偏光板保護フィルムの厚み（ｎｍ）をそれぞれ表す。）
Ｒｏ、Ｒｔは自動複屈折率計ＫＯＢＲＡ−２１ＡＤＨ（王子計測機器（株）製）を用いて、２３℃、５５％ＲＨの環境下で、偏光板保護フィルムの５９０ｎｍにおける複屈折率を測定し求めることができる。

本発明の液晶セル側の偏光板保護フィルムの膜厚は、１０〜６５μｍであることが好ましく、１０〜４５μｍであることがさらに好ましい。

本発明の液晶セルを挟む２枚の偏光板における液晶セル側の２枚の偏光板保護フィルムのＲｏ、Ｒｔ総計と液晶セルギャップとは、下記の関係を満足することが好ましい。
（Δｎ×ｄ）×０．３５≦総計（Ｒｏ＋Ｒｔ）≦（Δｎ×ｄ）×０．８５
好ましくは、下記の関係である。この関係においては、上下の視野角も十分に拡げることができる。
（Δｎ×ｄ）×０．５０≦総計（Ｒｏ＋Ｒｔ）≦（Δｎ×ｄ）×０．７０
本発明の偏光板保護フィルムの波長分散性は、下記の関係を満足することが好ましい。０．８０≦Ｒｏ（４８０）／Ｒｏ（６３０）≦０．９７
０．８５≦Ｒｔ（４８０）／Ｒｔ（６３０）≦０．９８
なお、Ｒｏ（４８０）は４８０ｎｍの波長で測定したＲｏ、Ｒｏ（６３０）は６３０ｎｍの波長で測定したＲｏを表す。Ｒｔ（４８０）、Ｒｔ（６３０）の同様である。

本発明の液晶セル側以外の偏光板保護フィルムには、本発明の偏光板保護フィルムを用
いても、別の偏光板保護フィルムを用いてもよい。市販のセルロースエステルフィルム（例えば、コニカミノルタタック：コニカミノルタオプト（株）製、フジタック：富士フィルム（株）製）等が好ましく用いられる。

本発明の液晶セル側以外の偏光板保護フィルムは、Ｒｏが０〜２０ｎｍで、Ｒｔが−５０〜５０ｎｍの光学的に等方性の偏光板保護フィルムであることが好ましい。

また該偏光板保護フィルムには８〜２０μｍの厚さのハードコート層もしくはアンチグレア層を有することも好ましい。

〔偏光板保護フィルムの構成〕
本発明の偏光板保護フィルムは、ポリマーフィルムに、可塑剤、紫外線吸収剤、粒子、リターデーション制御剤等の添加剤を含有するという構成を基本的に有している。

本発明に係る偏光板保護フィルムは、機能として光学補償フィルムの用途を兼ねる。つまり、偏光膜を挟む偏光板保護フィルムであって、かつ光学補償フィルムとして液晶セル側の偏光板保護フィルムとして使用されることが好ましい。

〔偏光板保護フィルムを構成するポリマー〕
上記の性質を有していればポリマーフィルムに特に限定はないが、例えば、セルロースジアセテートフィルム、セルローストリアセテートフィルム、セルロースアセテートプチレートフィルム、セルロースアセテートプロピオネートフィルム等のセルロースエステル系フィルム、ポリエステル系フィルム、ポリカーボネート系フィルム、ポリアリレート系フィルム、ポリスルホン（ポリエーテルスルホンも含む）系フィルム、ポリエチレンテレフクレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステルフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、セロファン、ポリ塩化ビニリデンフィルム、ポリビニルアルコールフィルム、エチレンビニルアルコールフィルム、シンジオタクティックポリスチレン系フィルム、ポリカーボネートフィルム、シクロオレフィン系ポリマーフィルム（アートン（ＪＳＲ社製）、ゼオネックス、ゼオノア（以上、日本ゼオン社製））、ポリメチルペンテンフィルム、ポリエーテルケトンフィルム、ポリエーテルケトンイミドフィルム、ポリアミドフィルム、フッ素樹脂フィルム、ナイロンフィルム、ポリメチルメメタクリレートフィルム、アクリルフィルム等を挙げることが出来る。

中でも、セルロースエステル系フィルム、シクロオレフィンポリマーフィルム、ポリカーポネート系フィルム、ポリスルホン（ポリエーテルスルホンを含む）系フィルムが好ましく、本発明においては、特にセルロースエステル系フィルム、シクロオレフィンポリマーフィルムが、製造上、コスト面、透明性等の観点から好ましく用いられる。特には、接着性の観点からセルロースエステル系フィルムであることが好ましい。

これらのフィルムは、溶融流延製膜で製造されたフィルムであっても、溶液流延製膜で製造されたフィルムであってもよい。

〔セルロースエステルフィルム〕
本発明に好ましく使用されるセルロースエステルは置換基が下記のような構成であることが好ましい。

アセチル基の置換度をＸ、プロピオニル基またはブチリル基の置換度をＹとした時、ＸとＹが下記の範囲にあるセルロースの混合脂肪酸エステルを有するものが好ましく用いられる。

式（Ｉ） ２．０≦Ｘ＋Ｙ≦２．７
式（II） ０．１０≦Ｙ≦１．２
更に２．４≦Ｘ＋Ｙ≦２．６、１．４≦Ｘ≦２．３、（総アシル基置換度＝Ｘ＋Ｙ）が好ましい。

中でも２．４≦Ｘ＋Ｙ≦２．６、１．７≦Ｘ≦２．３、０．１≦Ｙ≦０．９のセルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレート（総アシル基置換度＝Ｘ＋Ｙ）が好ましい。

アシル基で置換されていない部分は通常水酸基として存在している。これらのセルロースエステルは公知の方法で合成することが出来る。

セルロース分子はグルコースユニットが多数連結したものからなっており、グルコースユニットに３個の水酸基がある。この３個の水酸基にアシル基が誘導された数を置換度（モル％）という。

例えば、セルローストリアセテートはグルコースユニットの３個の水酸基全てにアセチル基が結合している（実際には２．６〜３．０）。

本発明に用いられるセルロースエステルとしては、前述のようにセルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレート、またはセルロースアセテートプロピオネートブチレートのようなアセチル基の他にプロピオネート基またはブチレート基が結合したセルロースの混合脂肪酸エステルが特に好ましく用いられる。

また所望の置換度に調整するために、置換度の異なる種類のセルロースエステルを混合してもよく、その場合は、混合比に応じて総置換度を計算すれば良い。

尚、プロピオネート基を置換基として含むセルロースアセテートプロピオネートは耐水性に優れ、液晶画像表示装置用のフィルムとして有用である。アシル基の置換度の測定方法はＡＳＴＭ−Ｄ８１７−９６の規定に準じて測定することが出来る。

セルロースエステルの数平均分子量は、４００００〜２０００００が、成型した場合の機械的強度が強く、かつ、溶液流延法の場合は適度なドープ粘度となり好ましく、更に好ましくは、５００００〜１５００００である。また、重量平均分子量（Ｍｗ）／数平均分子量（Ｍｎ）が１．４〜４．５の範囲であることが好ましい。

〈セルロースエステルフィルムの作製方法〉
本発明の偏光板保護フィルムの作製は、セルロースエステル及び前記可塑剤などの添加剤を溶剤に溶解させてドープを調製する工程、ドープをベルト状若しくはドラム状の金属支持体上に流延する工程、流延したドープをウェブとして乾燥する工程、金属支持体から剥離する工程、延伸する工程、更に乾燥する工程、得られたフィルムを更に熱処理する工程、冷却後巻き取る工程により通常の方法によって行われる。

また、溶剤に溶解させることなる熱溶融による作製方法を採用することもできる。

本発明の偏光板保護フィルムは固形分中に好ましくはセルロースエステルを７０〜９５質量％含有するものである。

共流延法によって多層構成とした偏光板保護フィルムも好ましく用いることが出来る。偏光板保護フィルムが多層構成の場合でも可塑剤を含有する層を有しており、それがコア層、スキン層、若しくはその両方であってもよい。

本発明の偏光板保護フィルムは、具体的には、１００〜５０００ｍ程度の長さのものを示し、通常、ロール状で提供される形態のものである。また、本発明の偏光板保護フィルムの幅は１ｍ以上であることが好ましく、更に好ましくは１．４ｍ以上であり、特に１．４〜４ｍであることが好ましい。

〔シクロオレフィンポリマーフィルム〕
本発明の偏光板保護フィルムを形成するポリマーとしては、セルロースエステルの他にシクロオレフィンポリマーフィルムであることが好ましい。具体的には、日本ゼオン（株）製ゼオネックス、ゼオノア、ＪＳＲ（株）製アートン、三井化学（株）製アペルなどが好ましく用いられる。

本発明で使用されるシクロオレフィンポリマーの分子量は、使用目的に応じて適宜選択されるが、シクロヘキサン溶液（重合体樹脂が溶解しない場合はトルエン溶液）のゲル・パーミューション・クロマトグラフ法で測定したポリイソプレンまたはポリスチレン換算の重量平均分子量で、通常、５０００〜５０００００、好ましくは８０００〜２０００００、より好ましくは１００００〜１０００００の範囲であるときに、成形体の機械的強度、及び成形加工性とが高度にバランスされて好適である。

〈シクロオレフィンポリマーフィルムの作製方法〉
シクロオレフィンポリマーフィルムの作製方法は格別な限定はなく、加熱溶融作製法、溶液流延法のいずれも用いることが出来る。

加熱溶融作製法は、更に詳細に、押し出し作製法、プレス作製法、インフレーション作製法、射出作製法、ブロー作製法、延伸作製法などに分類できるが、これらの方法の中でも、機械強度、表面精度等に優れたフィルムを得るためには、押し出し作製法、インフレーション作製法、及びプレス作製法が好ましく、押し出し作製法が最も好ましい。

シクロオレフィンポリマーフィルムを本発明の偏光板保護フィルムにするには、前述したセルロースエステルフィルムと同様な製造法により得ることが出来、フィルムを少なくとも一軸方向に延伸することにより得られる。

尚、実質的な一軸延伸、例えば、分子の配向に影響のない範囲で延伸した後、分子を配向させるべく一軸方向に延伸する二軸延伸であってもよい。延伸するには前記テンタ一装置等を用いることが好ましい。

〔紫外線吸収剤〕
本発明に用いられる、液晶セル側の偏光板保護フィルムには紫外線吸収剤を用いても良い。

その場合、紫外線吸収剤は特に限定されないが、例えばオキシベンゾフェノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、サリチル酸エステル系化合物、ベンゾフェノン系化合物、シアノアクリレート系化合物、トリアジン系化合物、ニッケル錯塩系化合物、無機粉体等が挙げられる。高分子型の紫外線吸収剤としてもよい。

〔粒子〕
本発明に使用される粒子としては、無機化合物の例として、二酸化珪素、二酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、炭酸カルシウム、炭酸カルシウム、タルク、クレイ、焼成カオリン、焼成ケイ酸カルシウム、水和ケイ酸カルシウム、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸マグネシウム及びリン酸カルシウムを挙げることができる。

粒子は珪素を含むものが濁度が低くなる点で好ましく、特に二酸化珪素が好ましい。

粒子の一次粒子の平均粒径は５〜５０ｎｍが好ましく、更に好ましいのは７〜２０ｎｍである。これらは主に粒径０．０５〜０．３μｍの２次凝集体として含有されることが好ましい。

セルロースエステルフィルム中のこれらの粒子の含有量は０．０５〜１質量％であることが好ましく、特に０．１〜０．５質量％が好ましい。共流延法による多層構成のセルロースエステルフィルムの場合は、表面にこの添加量の粒子を含有することが好ましい。

二酸化珪素の粒子は、例えば、アエロジルＲ９７２、Ｒ９７２Ｖ、Ｒ９７４、Ｒ８１２、２００、２００Ｖ、３００、Ｒ２０２、ＯＸ５０、ＴＴ６００、ＮＡＸ５０（以上日本アエロジル（株）製）の商品名で市販されており、使用することができる。

酸化ジルコニウムの粒子は、例えば、アエロジルＲ９７６及びＲ８１１（以上日本アエロジル（株）製）の商品名で市販されており、使用することができる。

ポリマーの例として、シリコーン樹脂、フッ素樹脂及びアクリル樹脂を挙げることができる。シリコーン樹脂が好ましく、特に三次元の網状構造を有するものが好ましく、例えば、トスパール１０３、同１０５、同１０８、同１２０、同１４５、同３１２０及び同２４０（以上東芝シリコーン（株）製）の商品名で市販されており、使用することができる。

〔酸化防止剤、熱劣化防止剤〕
酸化防止剤、熱劣化防止剤としては、通常知られているものを使用することができる。特に、ラクトン系、イオウ系、フェノール系、二重結合系、ヒンダードアミン系、リン系化合物のものを好ましく用いることができる。

ラクトン系化合物としては、例えば、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ株式会社から、ＨＰ−１３６という商品名で市販されているものが好ましい。

上記フェノール系化合物としては、２，６−ジアルキルフェノールの構造を有するものが好ましく、例えば、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ株式会社、”Ｉｒｇａｎｏｘ１０７６”、”Ｉｒｇａｎｏｘ１０１０”という商品名で市販されているものが好ましい。

上記リン系化合物は、例えば、住友化学株式会社から、”ＳｕｍｉｌｉｚｅｒＧＰ”、株式会社ＡＤＥＫＡからＡＤＫ ＳＴＡＢ ＰＥＰ−２４Ｇ”、”ＡＤＫ ＳＴＡＢ ＰＥＰ−３６”及び”ＡＤＫ ＳＴＡＢ ３０１０”、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ株式会社から”ＩＲＧＡＦＯＳ Ｐ−ＥＰＱ”、堺化学株式会社から“ＧＳＹ−Ｐ１０１”という商品名で市販されているものが好ましい。

上記ヒンダードアミン系化合物は、例えば、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ株式会社から、”Ｔｉｎｕｖｉｎ１４４”及び”Ｔｉｎｕｖｉｎ７７０”、株式会社ＡＤＥＫＡから”ＡＤＫ ＳＴＡＢ ＬＡ−５２”という商品名で市販されているものが好ましい。

上記イオウ系化合物は、例えば、住友化学株式会社から、”Ｓｕｍｉｌｉｚｅｒ ＴＰＬ−Ｒ”及び”Ｓｕｍｉｌｉｚｅｒ ＴＰ−Ｄ”という商品名で市販されているものが好ましい。

上記二重結合系化合物は、住友化学工業株式会社から、”Ｓｕｍｉｌｉｚｅｒ ＧＭ”及び”Ｓｕｍｉｌｉｚｅｒ ＧＳ”という商品名で市販されているものが好ましい。

これらの酸化防止剤等は、適宜添加する量が決められるが、一般には、フィルムの主原料である樹脂に対して、０．０５〜２０質量％の範囲で添加される。

〔可塑剤〕
本発明に係る偏光板保護フィルムにセルロースエステルフィルムを用いる場合、柔軟性、透湿性、寸法安定性の観点から、下記のような可塑剤を含有するのが好ましい。用いられる可塑剤としては特に限定はないが、フィルムにヘイズを発生させたりフィルムからブリードアウト或いは揮発しないように、セルロース誘導体と水素結合等によって相互作用可能である官能基を有していることが好ましい。

本発明に用いられる可塑剤としては、リン酸エステル系可塑剤、非リン酸エステル系可塑剤が好ましく用いられる。

〔レターデーション制御剤〕
本発明の偏光板保護フィルムは、液晶表示品質の向上のために、フィルム中にレターデーション制御剤を添加したり、配向膜を形成して液晶層を設け、偏光板保護フィルムと液晶層由来のレターデーションを複合化したりすることにより光学補償能を付与することが出来る。

レターデーションを調節するために添加する化合物は、欧州特許９１１，６５６Ａ２号明細書に記載されているような、二つ以上の芳香族環を有する芳香族化合物をレターデーション制御剤として使用することも出来る。例えば、棒状化合物が挙げられる。

〔棒状化合物〕
本発明の偏光板保護フィルムは、溶液の紫外線吸収スペクトルの最大吸収波長（λｍａｘ）が２５０ｎｍより短波長である棒状化合物を含有させることが好ましい。

レターデーション値制御剤の機能の観点では、棒状化合物は、少なくとも一つの芳香族環を有することが好ましく、少なくとも二つの芳香族環を有することが更に好ましい。

棒状化合物は、直線的な分子構造を有することが好ましい。直線的な分子構造とは、熱力学的に最も安定な構造において棒状化合物の分子構造が直線的であることを意味する。

熱力学的に最も安定な構造は、結晶構造解析または分子軌道計算によって求めることが出来る。例えば、分子軌道計算ソフト（例、ＷｉｎＭＯＰＡＣ２０００、富士通（株）製）を用いて分子軌道計算を行い、化合物の生成熱が最も小さくなるような分子の構造を求めることが出来る。

分子構造が直線的であるとは、上記のように計算して求められる熱力学的に最も安定な構造において、分子構造の角度が１４０度以上であることを意味する。棒状化合物は、液晶性を示すことが好ましい。

棒状化合物は、加熱により液晶性を示す（サーモトロピック液晶性を有する）ことが更に好ましい。液晶相は、ネマチィク相またはスメクティック相が好ましい。

また二種類以上の芳香族化合物を併用してもよい。該芳香族化合物の芳香族環には、芳香族炭化水素環に加えて、芳香族性ヘテロ環を含む。芳香族性ヘテロ環であることが特に好ましく、芳香族性ヘテロ環は一般に、不飽和ヘテロ環である。中でも１，３，５−トリアジン環が特に好ましい。

＜液晶表示装置＞
本発明の液晶表示装置を形成する前記液晶セルの種類は、ＴＮモードである。

本発明の液晶表示装置は、本発明の液晶セル、偏光板を含む以外は、特に制限されない。また、さらに光源を有してもよく、前記光源としては、特に制限されないが、例えば、光のエネルギーが有効に使用できることから、例えば、偏光を出射する平面光源であることが好ましい。

本発明の実施態様の例を、図１、図２を使用して説明する。１３は本発明に係る第１の偏光板、１５は本発明に係る第２の偏光板である。それぞれの偏光板は、偏光膜２，１０を２枚の偏光板保護フィルムにより挟む構造を有する（偏光膜２は第１偏光板保護フィルム１および第２偏光板保護フィルム３により挟み、偏光膜１０は第３偏光板保護フィルム９および第４偏光板保護フィルム１１により挟む）。

第２偏光板保護フィルム３および第３偏光板保護フィルム９のＲｏ、Ｒｔが１５≦Ｒｏ≦７０、７０≦Ｒｔ≦２００の範囲に存在する。

１４はＴＮ方式液晶セルを表し、該セルは、２枚のガラスセル基板４，８により挟まれた空間に液晶層６を有する。液晶層６の平均厚みが液晶セルギャップである。

ガラスセル基板４、８には液晶を配向するための配向層５、７が設けられており、配向層にはラビング処理が施されている。そして液晶のツイスト角は対向するラビング処理の方向つまりラビング軸の成す角度と一致し、配向膜５のラビング軸（基準０°とする）と配向膜７のラビング軸の成す角度が１１５±２２°である。

第１の偏光板１３の透過軸（偏光膜２の透過軸と等しい）と液晶配向層５のラビング軸の成す角度が３．５±３°であり、第２の偏光板１５の透過軸（偏光膜１０の透過軸と等しい）と液晶配向層７のラビング軸の成す角度が、３．５±３°である。

なお、第１の偏光板と第２の偏光板は、クロスニコル（互いの透過軸が９０°を成す）になるように配置される。

以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

実施例１
＜ＴＮモード液晶セルの作製＞
液晶セルは、セルギャップ（ｄ）４．５μｍとし、正の誘電率異方性を持つ液晶材料を基板間に滴下注入で封入し、液晶層のΔｎ×ｄを４５０ｎｍとした（Δｎは液晶材料の複屈折）。表示エリアは１０．４型である。

液晶セルのツイスト角（対向するラビング軸同士の成す角度）は表１に示したように調整した。

＜セルロースエステルフィルムの作製＞
本発明の方法により、溶液流延製膜法によるセルロースアセテートプロピオネート樹脂
よりなる光学フィルムを製造した。

（ドープの調製）
まず、セルロースアセテートプロピオネートのドープを、以下のように調製した。

セルロースアセテートプロピオネート １００質量部
（アセチル基置換度１．９５、プロピオニル基置換度０．７、）
トリフェニルホスフェート １０質量部
エチルフタリルエチルグリコレート ２質量部
チヌビン３２６（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製） １質量部
ＡＥＲＯＳＩＬ ２００Ｖ（日本アエロジル社製） ０．１質量部
メチレンクロライド ３００質量部
エタノール ４０質量部
上記の材料を、順次密閉容器中に投入し、容器内温度を２０℃から８０℃まで昇温した後、温度を８０℃に保ったままで３時間攪拌を行なって、セルロースアセテートプロピオネートを完全に溶解した。その後、攪拌を停止し、液温を４３℃まで下げた。このドープを濾紙（安積濾紙株式会社製、安積濾紙Ｎｏ．２４４）を使用して濾過し、ドープＣ１を調製した。

日本精線（株）製のファインメットＮＦで上記ドープ液を濾過し、ベルト流延装置を用い、温度２２℃、２ｍ幅でステンレスバンド支持体に均一に流延した。ステンレスバンド支持体で、残留溶剤量が１０５％になるまで溶媒を蒸発させ、剥離張力１６２Ｎ／ｍでステンレスバンド支持体上から剥離した。

剥離したセルロースエステルのウェブを３５℃で溶媒を蒸発させ、１．６ｍ幅にスリットし、その後、テンターで幅方向に１．１倍に延伸しながら、１３５℃の乾燥温度で乾燥させた。

このときテンターで延伸を始めたときの残留溶剤量は１０％であった。テンターで延伸後１３０℃で幅手張力を緩和して幅保持を開放した後、１２０℃、１３０℃の乾燥ゾーンを多数のロールで搬送させながら乾燥を終了させ、１．４ｍ幅にスリットし、フィルム両端に幅１０ｍｍ高さ７μｍのナーリング加工を施し、初期張力２２０Ｎ／ｍ、終張力１１０Ｎ／ｍで内径６インチコアに巻き取り、セルロースエステルフィルム試料１を得た。

ステンレスバンド支持体の回転速度とテンターの運転速度から算出されるＭＤ方向の延伸倍率は１．１倍であった。

セルロースエステルフィルム試料１の残留溶剤量は各々０．１％未満であり、膜厚は４０μｍであった。Ｒｏ、Ｒｔは表１に示す。

そのほか、セルロースエステルフィルム試料１作製の延伸条件等製造条件を変更、調整することにより、表１記載の種々のＲｏ、Ｒｔを有する他の偏光板保護フィルムであるセルロースエステルフィルム試料を作製した。

（Ｒｏ、Ｒｔの測定）
アッベ屈折率計（４Ｔ）を用いてフィルムの平均屈折率を測定した。

自動複屈折計ＫＯＢＲＡ−２１ＡＤＨ（王子計測機器（株）製）を用いて、２３℃、５５％ＲＨの環境下２４時間放置したフィルム試料において、同環境下、波長が５９０ｎｍにおけるフィルムのリターデーション測定を行った。

上述の平均屈折率と市販のマイクロメーターを用いて測定したフィルム膜厚を入力し、下記式による面内リターデーション（Ｒｏ）及び厚み方向のリターデーション（Ｒｔ）の値を得た。

Ｒｏ＝（ｎｘ−ｎｙ）×ｄ
Ｒｔ＝｛（ｎｘ＋ｎｙ）／２−ｎｚ｝×ｄ
（ここで、セルロースエステルフィルムの面内の遅相軸方向の屈折率をｎｘ、面内で遅相軸に直交する方向の屈折率をｎｙ、フィルムの厚さ方向の屈折率をｎｚ、ｄはフィルムの厚み（ｎｍ）をそれぞれ表す。）
《偏光板の作製》
厚さ１２０μｍの長尺ロールポリビニルアルコールフィルムを沃素１質量部、ホウ酸４質量部を含む水溶液１００質量部に浸漬し、５０℃で５倍に搬送方向に延伸して偏光膜を作った。次に、この偏光膜の片面に下記の条件でアルカリケン化処理した前記セルロースエステルフィルム試料１を偏光板保護フィルムとして完全ケン化型ポリビニルアルコール５％水溶液を接着剤として貼り、更に偏光膜のもう一方の面に同様にアルカリケン化処理したコニカミノルタオプト社製ＫＣ４ＵＸを貼り合わせ、乾燥して偏光板１を作製した。

（アルカリケン化処理）
ケン化工程 ２Ｍ−ＮａＯＨ ５０℃ ９０秒
水洗工程 水 ３０℃ ４５秒
中和工程 １０質量％ＨＣｌ ３０℃ ４５秒
水洗工程 水 ３０℃ ４５秒
ケン化処理後、水洗、中和、水洗の順に行い、次いで８０℃で乾燥を行った。

《液晶表示装置の作製》
上記作製した偏光板１をセルロースエステルフィルム試料１側を上記で作製した液晶セルの両側のガラス面に所定のツイスト角度で貼合し、液晶表示装置１−１を作製した。第１の偏光板と第２の偏光板は、クロスニコルになるように液晶セルに貼合した。なお、所定のツイスト角度は視認側から見て、時計回りになるように調整した。第１の偏光板の透過軸と第１の偏光板に近い側の液晶セル基板のラビング軸の成す角度は３．５°に調整した。

尚、表１では第１の偏光板、及び第２の偏光板の液晶セル側の偏光板保護フィルムを、各々第２偏光板保護フィルム、第３偏光板保護フィルムとした。

他の液晶表示装置１−２〜１−２６も同様にして作製し、これらについて左右上下の視野角について下記のような評価をした。

（視野角測定）
本発明における視野角は測定機（ＥＺ−Ｃｏｎｔｒａｓｔ１６０Ｄ、ＥＬＤＩＭ社製）を用いて、黒表示（Ｌ１）から白表示（Ｌ８）までの８段階で視野角（コントラスト比が１０以上で黒側の階調反転のない範囲）を測定した。

表１から明らかなように、本発明によればＴＮモード液晶表示装置において視野角を容易に拡大することができる。

実施例２
実施例１の液晶表示装置１−１の構成で、液晶セルのΔｎ×ｄを、ｄを調整することによって表２に記載したように変化させた以外は同様にして、液晶表示装置２−１〜２−５を作製し、視野角測定を行った。

表２から明らかな通り、Δｎ×ｄが３５０〜５５０（ｎｍ）の範囲にあるときには、視角特性が更に優れることが示されている。

実施例３
実施例１の液晶表示装置１−１の構成で、第１の偏光板の透過軸と第１の偏光板に近い側の液晶セル基板のラビング軸の成す角度を表３のように変化させた液晶表示装置３−１〜３−７を作製し、視野角を評価した。

表３から明らかな通り、第１の偏光板の透過軸と第１の偏光板に近い側の液晶セル基板のラビング軸の成す角度が本発明の好ましい範囲内であると、視角特性が更に優れることが示されている。

実施例４
実施例１の液晶表示装置１−１の構成で作製した液晶表示装置４−１、及び第１偏光板の第２偏光板保護フィルムおよび第２偏光板の第３偏光板保護フィルムに光軸を有さないフィルムであるＷＶフィルムＳＡ（富士フィルム（株）製）を使用した液晶表示装置４−２を同時に下記項目の評価を行った。結果を表４に示す。

（黄緑ムラ）
黄緑ムラは、作製した液晶表示装置を白色表示し、下記方法で色味６０°の変化を測定し評価した。

色味６０°の変化の測定はコニカミノルタセンシング（株）分光輝度色度計ＣＳ２０００と自作の回転台を用い、市販のパネルに本発明の偏光板保護フィルム、偏光板を貼合したものについては白表示で、自作の液晶セルにおいては３色光源（ハクバ製ライトビュアー７０００ＰＲＯ）を用い、光源の色を基準として色味６０°の変化を測定した。

最大の色味変化として、ｘ−ｙ座標の各々の座標軸における変化量の絶対値を各々Δｘ、Δｙとしたとき、下記基準で評価した。

○：Δｘ＜０．０２かつΔｙ＜０．０１
△：０．０２≦Δｘ＜０．２かつ０≦Δｙ＜０．２を満たすか、
または０≦Δｘ＜０．２かつ０．０１≦Δｙ＜０．２
×：Δｘ≧０．２またはΔｙ≧０．２
（額縁故障）
作製した各液晶表示装置を１０００時間点灯した後、黒表示での画面周辺の光漏れ（額縁故障）の有無を目視で確認した。

○：周辺の光漏れは全く認められない
△：周辺の光漏れが認められる
×：周辺の光漏れが著しい

光軸のあるフィルムを用いた本発明の液晶表示装置４−１の方が、黄緑ムラ、額縁故障に優れることが示されている。

Claims (4)

1. 液晶セルの両面を、偏光膜とそれを挟む２枚の偏光板保護フィルムとからなる、視認側から第１および第２の偏光板で挟まれた構造を有するツイステッドネマチック方式液晶表示装置において、液晶セル中の液晶のツイスト角が１１５±２２°であって、かつ第１の偏光板および第２の偏光板の液晶セル側の偏光板保護フィルムのＲｏおよびＲｔが、下記式で表されることを特徴とするツイステッドネマチック方式液晶表示装置。
   １５≦Ｒｏ≦７０
   ７０≦Ｒｔ≦２００
   なお、Ｒｏ＝（ｎｘ−ｎｙ）×ｄ
   Ｒｔ＝（（ｎｘ＋ｎｙ）／２−ｎｚ）×ｄ
   （式中、ｎｘは偏光板保護フィルムの面内の遅相軸方向の屈折率を、ｎｙは面内で遅相軸に直交する方向の屈折率を、ｎｚは厚み方向の屈折率を、ｄは偏光板保護フィルムの厚み（ｎｍ）をそれぞれ表す。波長は５９０ｎｍである。）
2. 前記液晶セルが、３５０≦Δｎ×ｄ≦５５０であることを特徴とする請求の範囲第１項記載のツイステッドネマチック方式液晶表示装置。
   Δｎ：液晶セル中の液晶の複屈折
   ｄ ：液晶セルギャップ（ｎｍ）
3. 前記液晶表示装置において第１の偏光板の透過軸と第１の偏光板に近い側の液晶セル基板のラビング軸の成す角度が３．５±３°であることを特徴とする請求の範囲第１項または第２項記載のツイステッドネマチック方式液晶表示装置。
4. 前記液晶表示装置が、ノーマリーホワイトであることを特徴とする請求の範囲第１項〜第３項いずれかの項に記載のツイステッドネマチック方式液晶表示装置。