JPWO2012032982A1 - 位相差板の製造方法、位相差板、および液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
Description
しかしながら、このような液晶表示装置を斜め方向から観察した場合には、一対の偏光板の吸収軸が見かけ上直交よりも大きな角度(鈍角)で交わることにより、その結果光漏れが生じる。すなわち、液晶表示装置を斜め方向から観察した場合の黒表示が、正面方向から観察した場合の黒表示に比べて不完全になるため、液晶表示装置を斜め方向から観察した場合には、液晶表示装置を正面方向から観察した場合に比べてコントラストが低下するという問題がある。
(1)位相差板の製造方法であって、
固有複屈折が正である樹脂Aを含有する樹脂層aと、前記樹脂層aの一方の面に設けられ、固有複屈折が負である樹脂Bを含有する樹脂層bとを備える積層体を形成する工程と、
前記積層体を温度T1で一方向に延伸する第一延伸工程と、
前記第一延伸工程の後に、温度T1より低い温度T2において前記の延伸方向に略直交する他方向へ延伸して、位相差板を得る第二延伸工程と、を備え、
前記位相差板において、延伸処理が施された前記樹脂層aの遅相軸は、延伸処理が施された前記樹脂層bの遅相軸とそれぞれ互いに略平行であり、
延伸処理が施された前記樹脂層aにおいて、その面内レターデーションをRea、そのNZ係数をNZaとして、
延伸処理が施された前記樹脂層bにおいて、その面内レターデーションをReb、そのNZ係数をNZbとして、
式1〜式4を満足する位相差板の製造方法。
30nm<Rea<60nm ・・・式1
2.0<NZa<5.0 ・・・式2
60nm<Reb<90nm ・・・式3
−2.0<NZb<−0.5 ・・・式4
固有複屈折が正である樹脂Aを含有する樹脂層aと、前記樹脂層aの一方の面に設けられ、固有複屈折が負である樹脂Bを含有する樹脂層bと、前記樹脂層bにおける前記樹脂層aとは反対側の面に設けられ、固有複屈折が正である樹脂Cを含有する樹脂層cとを備える積層体を形成する工程と、
前記積層体を温度T1で一方向に延伸する第一延伸工程と、
前記第一延伸工程の後に、温度T1より低い温度T2において前記の延伸方向に略直交する他方向へ延伸して、位相差板を得る第二延伸工程と、を備え、
前記位相差板において、延伸処理が施された前記樹脂層aの遅相軸は、延伸処理が施された前記樹脂層bの遅相軸、および延伸処理が施された前記樹脂層cの遅相軸とそれぞれ互いに略平行であり、
延伸処理が施された前記樹脂層aにおいて、その面内レターデーションをRea、そのNZ係数をNZaとして、
延伸処理が施された前記樹脂層bにおいて、その面内レターデーションをReb、そのNZ係数をNZbとして、
延伸処理が施された前記樹脂層cにおいて、その面内レターデーションをRec、そのNZ係数をNZcとして、
式5〜式10を満足する位相差板の製造方法。
30nm<Rea<60nm ・・・式5
2.0<NZa<5.0 ・・・式6
70nm<Reb<110nm ・・・式7
−2.0<NZb<−0.5 ・・・式8
10nm<Rec<30nm ・・・式9
2.0<NZc<5.0 ・・・式10
前記一対の偏光板のいずれかと前記液晶セルとの間に配置される前記位相差板を備える液晶表示装置。
本発明の位相差板は、固有複屈折が正である樹脂Aを含有する樹脂層aと、前記樹脂層aの一方の面に設けられ、固有複屈折が負である樹脂Bを含有する樹脂層bとを備える積層体、あるいは、前記樹脂層aと前記樹脂層bに加え、前記樹脂層bにおける前記樹脂層aとは反対側の面に設けられ、固有複屈折が正である樹脂Cを含有する樹脂層cとを備える積層体(以下、適宜「位相差板製造用積層体」という。)を形成する工程(積層体形成工程)と、前記積層体を温度T1で一方向に延伸する第一延伸工程と、前記第一延伸工程の後に、温度T1より低い温度T2において前記の延伸方向に略直交する他方向へ延伸して、位相差板を得る第二延伸工程とを備える製造方法により製造される。
位相差板製造用積層体は、前記樹脂層aと前記樹脂層b、あるいは前記樹脂層aと前記樹脂層bと前記樹脂層cとを、この順に積層する積層体であれば特に限定されない。特に、樹脂Aと樹脂B、あるいは樹脂Aと樹脂Bと樹脂Cとを、共押出し法または共流延法により製造することが好ましく、この中でも、後述する観点から共押出し法が好ましい。
樹脂Aは、固有複屈折が正である熱可塑性樹脂であることが好ましい。
樹脂Aに含まれる重合体の例を挙げると、ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン重合体;ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル重合体;ポリフェニレンサルファイド等のポリアリーレンサルファイド重合体;ポリビニルアルコール重合体、ポリカーボネート重合体、ポリアリレート重合体、セルロースエステル重合体、ポリエーテルスルホン重合体、ポリスルホン重合体、ポリアリルサルホン重合体、ポリ塩化ビニル重合体、ノルボルネン重合体、棒状液晶ポリマーなどが挙げられる。なお、これらの重合体は1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。また、重合体は単独重合体でもよく共重合体でもよい。これらの中でも、位相差発現性、低温での延伸性、および樹脂層aと樹脂層a以外の層との接着性の観点からポリカーボネート重合体が好ましい。
樹脂Bは、固有複屈折が負である熱可塑性樹脂であることが好ましい。
樹脂Bに含まれる重合体の例を挙げると、スチレン又はスチレン誘導体の単独重合体または他のモノマーとの共重合体を含むポリスチレン系重合体;ポリアクリロニトリル重合体、ポリメチルメタクリレート重合体、あるいはこれらの多元共重合ポリマーなどが挙げられる。また、ポリスチレン系重合体に含まれる他のモノマーとしては、例えば、アクリロニトリル、無水マレイン酸、メチルメタクリレート、及びブタジエンが好ましいものとして挙げられる。なお、これらの重合体は1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、位相差発現性が高いという観点から、ポリスチレン系重合体が好ましく、さらに耐熱性が高いという点で、スチレン又はスチレン誘導体と無水マレイン酸との共重合体が特に好ましい。
樹脂Cは、前記樹脂Aと同様とすることができる。すなわち、樹脂Cとしては、前記樹脂Aの項で説明された条件を満たす樹脂のうち任意の樹脂を用いてもよい。樹脂Cは、特に、樹脂Aと同じ樹脂とすることが好ましい。樹脂Aと樹脂Cとを同じ樹脂とすることにより、位相差板製造用積層体または位相差板に、撓みや反りが生じることを抑えることができる利点がある。
冷却ドラムの数は特に制限されないが、通常は2本以上である。また、冷却ドラムの配置方法としては、例えば、直線型、Z型、L型などが挙げられるが特に制限されない。またダイスの開口部から押出された溶融樹脂の冷却ドラムへの通し方も特に制限されない。
位相差板製造用積層体は、温度T1及びT2という異なる温度で互いに略直交する異なる方向に延伸することにより、樹脂層a、樹脂層b、樹脂層cのそれぞれにおいて各温度T1及びT2並びに延伸方向に応じて位相差が生じる。このようにして、樹脂層aに生じた位相差と、樹脂層bに生じた位相差と、樹脂層cに生じた位相差とが合成され、本発明の位相差板では、樹脂層a、樹脂層b、および樹脂層cの積層体全体が、Nx>Nz>Nyの関係を満たす位相差板とすることができる。ここで、Nxは面内の遅相軸方向の屈折率を表し、Nyは面内で遅相軸方向に直交する方向の屈折率を表し、Nzは厚み方向の屈折率を表す。これにより、偏光板補償機能が発現する。
温度T1及びT2のうちの一方(通常は温度T1)でX軸方向に一軸延伸したときには遅れ、
温度T1及びT2のうちの他方(通常は温度T2)でX軸方向に一軸延伸したときには進む、
との要件(以下、適宜「要件P」という。)を満たすことが好ましい。
本発明に係る位相差板製造用積層体はこれらの性質を利用した積層体であり、通常、遅相軸または進相軸の現れ方が延伸温度に依存するフィルムである。このような位相差の発現の温度依存性は、例えば、樹脂A、樹脂B及び樹脂Cの光弾性係数並びに各層の厚み比などの関係を調整することで調整できる。
このように、一方向への延伸(即ち、一軸延伸)によって樹脂層a、樹脂層bおよび樹脂層cのそれぞれに発現するX軸方向の屈折率nXとY軸方向の屈折率nYとの差と、樹脂層aの厚みの総和と、樹脂層bの厚みの総和と、樹脂層cの厚みの総和とを調整することで、要件P(即ち、XZ偏光のYZ偏光に対する位相が、温度T1及びT2の一方でX軸方向に一軸延伸したときには遅れ、温度T1及びT2の他方でX軸方向に一軸延伸したときには進む、という要件)を満たす位相差板製造用積層体を得ることができる。
なお、樹脂脂Aと樹脂Cが同じ樹脂である場合において、樹脂層aの厚みと樹脂層cの厚みの比である「樹脂層aの厚み/樹脂層cの厚み」は、偏光板の光漏れを補償する観点から、1.5/1以上であることが好ましい。また、樹脂層cの厚み精度を維持する観点から、「樹脂層aの厚み/樹脂層cの厚み」は10/1以下であることが好ましい。
なお、厚みのばらつきは、上記で測定した測定値の算術平均値Taveを基準とし、測定した厚みTの内の最大値をTmax、最小値をTminとして、以下の式から算出する。
厚みのばらつき(μm)=Tave−Tmin、及び
Tmax−Tave のうちの大きい方。
この断面プロファイルに、平均線を引き、この平均線から線状凹部の底までの長さが線状凹部深さ、また平均線から線状凸部の頂までの長さが線状凸部高さとなる。平均線とプロファイルとの交点間の距離が幅となる。これら線状凹部深さ及び線状凸部高さの測定値からそれぞれ最大値を求め、その最大値を示した線状凹部又は線状凸部の幅をそれぞれ求める。以上から求められた線状凹部深さ及び線状凸部高さの最大値、その最大値を示した線状凹部の幅及び線状凸部の幅を、そのフィルムの線状凹部の深さ、線状凸部の高さ及びそれらの幅とする。
第一延伸工程では、位相差板製造用積層体を温度T1で一方向に延伸する。即ち、位相差板製造用積層体を温度T1で一軸延伸する。温度T1で延伸すると、樹脂層a〜cのそれぞれにおいて、位相差板製造用積層体の構成、延伸温度T1及び延伸倍率などに応じて位相差が生じ、樹脂層a〜b(樹脂層cを含む場合には樹脂層cも含む)を含む位相差板製造用積層体全体としても位相差を生じる。この際、例えば位相差板製造用積層体が要件Pを満たす場合には、XZ偏光のYZ偏光に対する位相は、遅れるか、若しくは進むことになる。
第一延伸工程の後、第二延伸工程を行う。第二延伸工程では、第一延伸工程で一方向に延伸した位相差板製造用積層体を、第一延伸工程での延伸方向とは略直交する方向へ延伸する。ここで、本発明において、略直交するとは、なす角度が通常85°以上、好ましくは89°以上、通常95°以下、好ましくは91°以下であることをいう。
例えば特許文献1記載の技術では樹脂フィルムに対して収縮性フィルムによる収縮力を付与することで所望の位相差板を得ていたが、収縮の方向及び程度の制御が煩雑であった。また、収縮性フィルムを用いる方法では収縮力の大きさが収縮性フィルムの膜厚や収縮時の条件等により変動するため収縮の精度調整が困難であり、幅広の位相差板を製造することが難しかった。これに対し、上述した位相差板の製造方法では位相差板製造用積層体に対して延伸を行うだけでよいため、工程がシンプルであり製造方法として簡便である。また、上述した位相差板の製造方法であれば収縮は必要ではなく延伸だけを行えばよく、また延伸は精度調整が比較的容易であるため、位相差板の広幅化が容易である。
さらに、例えば異なる位相差を有するフィルムを別々に用意し、それらを貼り合わせて偏光板補償機能を有する位相差板を製造することも考えられるが、その場合には貼り合わせ角度を精密に調整することになり、その調整が煩雑であった。また、貼り合わせのために接着剤を用いると接着剤の硬化のための装置及び時間を設けることになり、煩雑であった。これに対し、上述した位相差板の製造方法であれば、位相差板製造用積層体を用意した後で延伸を行っているため貼り合わせ角度の調整が不要であり、製造に要する手間が少なく簡便であるので、生産性の向上が期待できる。さらに、貼り合わせ角度の調整が不要であることから遅相軸の方向精度の向上が容易であり、製品の高品質化も期待できる。
本発明の位相差板の製造方法においては、上述した第一延伸工程及び第二延伸工程以外にその他の工程を行うようにしてもよい。
例えば、位相差板製造用積層体を延伸する前に、位相差板製造用積層体を予め加熱する工程(予熱工程)を設けてもよい。位相差板製造用積層体を加熱する手段としては、例えば、オーブン型加熱装置、ラジエーション加熱装置、又は液体中に浸すことなどが挙げられる。中でもオーブン型加熱装置が好ましい。予熱工程における加熱温度は、通常は延伸温度−40℃以上、好ましくは延伸温度−30℃以上であり、通常は延伸温度+20℃以下、好ましくは延伸温度+15℃以下である。なお延伸温度とは、加熱装置の設定温度を意味する。
上述した製造方法により、本発明の位相差板が得られる。
前述した第一延伸工程および第二延伸工程を経て得られる位相差板は、各延伸工程の延伸条件により、(1)延伸後の樹脂層aの遅相軸、延伸後の樹脂層bの遅相軸、および延伸後の樹脂層cの遅相軸が互いに略平行である態様、(2)延伸後の樹脂層aおよび樹脂層cの遅相軸が、延伸後の樹脂層bの遅相軸と略直交する態様、の2つの態様が考えられる。本発明においては、(1)延伸後の樹脂層aの遅相軸、延伸後の樹脂層bの遅相軸、および延伸後の樹脂層cの遅相軸が互いに略平行である。なお、本発明において、「略平行」とは、なす角度が0°の場合(真に平行な場合)に加えて、なす角度が±5°の範囲内、好ましくは±1°の範囲内であることをいう。
30nm<Rea<60nm ・・・式1
2.0<NZa<5.0 ・・・式2
60nm<Reb<90nm ・・・式3
−2.0<NZb<−0.5 ・・・式4
本発明の位相差板の樹脂層aの面内レターデーションReaは、通常30nmより大きく、好ましくは40nmより大きく、通常60nm未満、好ましくは50nm未満である。
30nm<Rea<60nm ・・・式5
2.0<NZa<5.0 ・・・式6
70nm<Reb<110nm ・・・式7
−2.0<NZb<−0.5 ・・・式8
10nm<Rec<30nm ・・・式9
2.0<NZc<5.0 ・・・式10
本発明の位相差板の樹脂層aの面内レターデーションReaは、通常30nmより大きく、好ましくは40nmより大きく、通常60nm未満、好ましくは50nm未満である。
前記の各層のレターデーションは、J.A.Woollam社製分光エリプソメーターM−2000Uを用いて、位相差板の表面をプラスチック用研磨布で研磨し、単層にした状態で、Nx、Ny、Nzを求めることにより算出できる。
本発明の位相差板は優れた偏光板補償機能を有するため、それ単独であるいは他の部材と組み合わせて、液晶表示装置に適用することができる。
また、本発明の位相差板は1枚を単独で用いてもよく、2枚以上を用いてもよい。
さらに、本発明の位相差板を液晶表示装置に設ける場合、更に別の位相差板と組み合わせて用いてもよい。例えば本発明の位相差板をバーチカルアラインメント方式の液晶セルを備えた液晶表示装置に設ける場合、一対の偏光子の間に、本発明の位相差板に加えて視野角特性を改善するための別の位相差板を設けるようにしてもよい。
本発明の位相差板は、上述した以外の用途に用いることも可能である。
例えば、本発明の位相差板の面内レターデーションReを120nm〜160nmとすることによって本発明の位相差板を1/4波長板とし、この1/4波長板を直線偏光子と組み合わせれば、円偏光板とすることができる。この際、1/4波長板の遅相軸と直線偏光子の吸収軸とのなす角度は45±2°にすることが好ましい。
(1)厚みの測定方法
フィルムの膜厚は、接触式の厚み計を用いて測定した。
フィルムを構成する各層の層厚は、フィルムをエポキシ樹脂に包埋したのち、ミクロトーム(大和工業社製、製品名「RUB−2100」)を用いてスライスし、走査電子顕微鏡を用いて断面を観察し、測定した。
位相差板を構成する各層の面内位相差及び厚み方向位相差は、J.A.Woollam社製分光エリプソメーターM−2000Uを用いて、測定波長550nmで、位相差板の表面をプラスチック用研磨布で研磨して各層を単層にした状態として、各層の長手方向の屈折率Nx、幅方向の屈折率Ny及び厚み方向の屈折率Nzをそれぞれ求め、各層の厚みTh(nm)とこれらの値を用いて、次式より面内位相差(Rea,Reb,Rec)、NZ係数(NZa,NZb,NZc)を算出した。
Rea(Reb,Rec)=|Nx−Ny|×Th
NZa(NZb,NZc)=(Nx−Nz)/(Nx−Ny)
得られた位相差板を、インプレーンスイッチング(IPS)モードの液晶表示装置の液晶セルに隣接する位置に配置して、表示特性を目視により観察する。また、4×4マトリクスを用いた光学シミュレーションによりコントラストを計算し、コントラスト図として表示する。
二種二層の共押出成形用のフィルム成形装置を準備し、ポリカーボネート樹脂(旭化成社製、ワンダーライトPC−115、ガラス転移温度145℃)のペレットを、ダブルフライト型のスクリューを備えた一方の一軸押出機に投入して、溶融させた。
スチレン−無水マレイン酸共重合体樹脂(NovaChemicals社製、DylarkD332、ガラス転移温度135℃)のペレットをダブルフライト型のスクリューを備えたもう一方の一軸押出機に投入して、溶融させた。なお、前記ポリカーボネート樹脂の1mm厚での全光線透過率は90%であり、前記スチレン−無水マレイン酸共重合体樹脂の1mm厚での全光線透過率は89%である。
製造例1と同様の手順で、厚みのみ相違する位相差板製造用積層体2を得た。位相差板製造用積層体2は、ポリカーボネート樹脂層(樹脂層a:16μm)と、スチレン−無水マレイン酸共重合体樹脂層(樹脂層b:142μm)とからなる幅1350mmで、かつ厚み158μmであった。
製造例1と同様の手順で、厚みのみ相違する位相差板製造用積層体3を得た。位相差板製造用積層体3は、ポリカーボネート樹脂層(樹脂層a:16μm)と、スチレン−無水マレイン酸共重合体樹脂層(樹脂層b:125μm)とからなる幅1350mmで、かつ厚み141μmであった。
製造例1と同様の手順で、厚みのみ相違する位相差板製造用積層体4を得た。位相差板製造用積層体4は、ポリカーボネート樹脂層(樹脂層a:9μm)と、スチレン−無水マレイン酸共重合体樹脂層(樹脂層b:142μm)とからなる幅1350mmで、かつ厚み151μmであった。
製造例1と同様の手順で、厚みのみ相違する位相差板製造用積層体5を得た。位相差板製造用積層体5は、ポリカーボネート樹脂層(樹脂層a:24μm)と、スチレン−無水マレイン酸共重合体樹脂層(樹脂層b:142μm)とからなる幅1350mmで、かつ厚み166μmであった。
製造例1と同様の手順で、厚みのみ相違する位相差板製造用積層体6を得た。位相差板製造用積層体6は、ポリカーボネート樹脂層(樹脂層a:16μm)と、スチレン−無水マレイン酸共重合体樹脂層(樹脂層b:109μm)とからなる幅1350mmで、かつ厚み125μmであった。
製造例1と同様の手順で、厚みのみ相違する位相差板製造用積層体7を得た。位相差板製造用積層体7は、ポリカーボネート樹脂層(樹脂層a:16μm)と、スチレン−無水マレイン酸共重合体樹脂層(樹脂層b:192μm)とからなる幅1350mmで、かつ厚み208μmであった。
製造例1と同様の手順で、厚みのみ相違する位相差板製造用積層体8を得た。位相差板製造用積層体8は、ポリカーボネート樹脂層(樹脂層a:9μm)と、スチレン−無水マレイン酸共重合体樹脂層(樹脂層b:109μm)とからなる幅1350mmで、かつ厚み118μmであった。
製造例1と同様の手順で、厚みのみ相違する位相差板製造用積層体9を得た。位相差板製造用積層体9は、ポリカーボネート樹脂層(樹脂層a:24μm)と、スチレン−無水マレイン酸共重合体樹脂層(樹脂層b:192μm)とからなる幅1350mmで、かつ厚み216μmであった。
製造例1で得られた積層体1をテンター横一軸延伸機に供給し、延伸温度155℃、延伸倍率3.5で横方向に延伸した(第一延伸工程)。続いて、延伸されたフィルムを縦一軸延伸機に供給し、延伸温度127℃、延伸倍率1.2で縦方向に延伸して、位相差板1を得た(第二延伸工程)。
得られた位相差板1は、樹脂層aの遅相軸と、樹脂層bの遅相軸の遅相軸とが互いに略平行であった。また、得られた位相差板1について、樹脂層aの面内レターデーションRea及びNZ係数NZa、樹脂層bの面内レターデーションReb及びNZ係数NZbを測定した。結果を表2に示す。得られた位相差板1は、式1〜式4を満たしていた。
また、得られた位相差板1を、IPSモードの液晶表示装置の液晶セルに隣接する位置に配置して、表示特性を目視で評価すると、画面を正面からみた場合でも、全方位から極角80度以内の斜めの方向から見た場合も、表示は良好かつ均一であった。この液晶表示装置について4×4マトリックスを用いた光学シミュレーションにより得られたコントラストを表2に、コントラスト等高線図を図2に示す。
製造例2で得られた積層体2をテンター横一軸延伸機に供給し、延伸温度155℃、延伸倍率2.8で横方向に延伸した(第一延伸工程)。続いて、延伸されたフィルムを縦一軸延伸機に供給し、延伸温度128℃、延伸倍率1.2で縦方向に延伸して、位相差板2を得た(第二延伸工程)。
得られた位相差板2は、樹脂層aの遅相軸と、樹脂層bの遅相軸の遅相軸とが互いに略平行であった。また、得られた位相差板1について、樹脂層aの面内レターデーションRea及びNZ係数NZa、樹脂層bの面内レターデーションReb及びNZ係数NZbを測定した。結果を表2に示す。得られた位相差板2は、式1〜式4を満たしていた。
また、得られた位相差板2を、IPSモードの液晶表示装置の液晶セルに隣接する位置に配置して、表示特性を目視で評価すると、画面を正面からみた場合でも、全方位から極角80度以内の斜めの方向から見た場合も、表示は良好かつ均一であった。この液晶表示装置について4×4マトリックスを用いた光学シミュレーションにより得られたコントラストを表2に、コントラスト等高線図を図3に示す。
製造例3で得られた積層体3をテンター横一軸延伸機に供給し、延伸温度155℃、延伸倍率2.8で横方向に延伸した(第一延伸工程)。続いて、延伸されたフィルムを縦一軸延伸機に供給し、延伸温度128℃、延伸倍率1.25で縦方向に延伸して、位相差板3を得た(第二延伸工程)。
得られた位相差板3は、樹脂層aの遅相軸と、樹脂層bの遅相軸の遅相軸とが互いに略平行であった。また、得られた位相差板3について、樹脂層aの面内レターデーションRea及びNZ係数NZa、樹脂層bの面内レターデーションReb及びNZ係数NZbを測定した。結果を表2に示す。得られた位相差板3は、式1〜式4を満たしていた。
また、得られた位相差板3を、IPSモードの液晶表示装置の液晶セルに隣接する位置に配置して、表示特性を目視で評価すると、画面を正面からみた場合でも、全方位から極角80度以内の斜めの方向から見た場合も、表示は良好かつ均一であった。この液晶表示装置について4×4マトリックスを用いた光学シミュレーションにより得られたコントラストを表2に、コントラスト等高線図を図4に示す。
製造例4〜9で得られた積層体4〜9を、それぞれテンター横一軸延伸機に供給し、延伸温度155℃、延伸倍率2.8で横方向に延伸した(第一延伸工程)。続いて、延伸されたフィルムを縦一軸延伸機に供給し、延伸温度128℃、延伸倍率1.2で縦方向に延伸して、位相差板4〜9を得た(第二延伸工程)。
得られた位相差板4〜9は、樹脂層aの遅相軸と、樹脂層bの遅相軸とが互いに略平行であった。また、得られた位相差板4〜9について、樹脂層aの面内レターデーションRea及びNZ係数NZa、樹脂層bの面内レターデーションReb及びNZ係数NZbを測定した。結果を表2に示す。得られた位相差板4〜9は、式1〜式4を満足していなかった。
また、得られた位相差板4〜9を、前述の要領で表示特性を目視で評価すると、画面を極角80度以内の斜めの方向から見た場合に光抜けが見られた。また、位相差板4〜9は、色ムラが顕著に見られ表示が不均一であった。この液晶表示装置について4×4マトリックスを用いた光学シミュレーションにより得られたコントラストを表2に、コントラスト等高線図を図5〜図10に示す。
二種三層の共押出成形用のフィルム成形装置を準備し、ポリカーボネート樹脂(旭化成社製、ワンダーライトPC−110、ガラス転移温度145℃)のペレットを、ダブルフライト型のスクリューを備えた一方の一軸押出機に投入して、溶融させた。
スチレン−無水マレイン酸共重合体樹脂(NovaChemicals社製、DylarkD332、ガラス転移温度135℃)のペレットをダブルフライト型のスクリューを備えたもう一方の一軸押出機に投入して、溶融させた。
製造例10と同様の手順で、厚みのみ相違する位相差板製造用積層体11を得た。位相差板製造用積層体11は、ポリカーボネート樹脂層(樹脂層a:17μm)と、スチレン−無水マレイン酸共重合体樹脂層(樹脂層b:184μm)と、ポリカーボネート樹脂層(樹脂層c:9μm)とからなる幅1350mmで、かつ厚み210μmであった。
製造例10と同様の手順で、厚みのみ相違する位相差板製造用積層体12を得た。位相差板製造用積層体12は、ポリカーボネート樹脂層(樹脂層a:17μm)と、スチレン−無水マレイン酸共重合体樹脂層(樹脂層b:178μm)と、ポリカーボネート樹脂層(樹脂層c:7μm)とからなる幅1350mmで、かつ厚み202μmであった。
製造例10と同様の手順で、厚みのみ相違する位相差板製造用積層体13を得た。位相差板製造用積層体13は、ポリカーボネート樹脂層(樹脂層a:16μm)と、スチレン−無水マレイン酸共重合体樹脂層(樹脂層b:153μm)と、ポリカーボネート樹脂層(樹脂層c:6μm)とからなる幅1350mmで、かつ厚み175μmであった。
製造例10と同様の手順で、厚みのみ相違する位相差板製造用積層体14を得た。位相差板製造用積層体14は、ポリカーボネート樹脂層(樹脂層a:24μm)と、スチレン−無水マレイン酸共重合体樹脂層(樹脂層b:178μm)と、ポリカーボネート樹脂層(樹脂層c:7μm)とからなる幅1350mmで、かつ厚み209μmであった。
製造例10と同様の手順で、厚みのみ相違する位相差板製造用積層体15を得た。位相差板製造用積層体15は、ポリカーボネート樹脂層(樹脂層a:9μm)と、スチレン−無水マレイン酸共重合体樹脂層(樹脂層b:178μm)と、ポリカーボネート樹脂層(樹脂層c:7μm)とからなる幅1350mmで、かつ厚み194μmであった。
製造例10と同様の手順で、厚みのみ相違する位相差板製造用積層体16を得た。位相差板製造用積層体16は、ポリカーボネート樹脂層(樹脂層a:17μm)と、スチレン−無水マレイン酸共重合体樹脂層(樹脂層b:233μm)と、ポリカーボネート樹脂層(樹脂層c:7μm)とからなる幅1350mmで、かつ厚み257μmであった。
製造例10と同様の手順で、厚みのみ相違する位相差板製造用積層体17を得た。位相差板製造用積層体17は、ポリカーボネート樹脂層(樹脂層a:17μm)と、スチレン−無水マレイン酸共重合体樹脂層(樹脂層b:130μm)と、ポリカーボネート樹脂層(樹脂層c:7μm)とからなる幅1350mmで、かつ厚み154μmであった。
製造例10と同様の手順で、厚みのみ相違する位相差板製造用積層体18を得た。位相差板製造用積層体18は、ポリカーボネート樹脂層(樹脂層a:17μm)と、スチレン−無水マレイン酸共重合体樹脂層(樹脂層b:178μm)と、ポリカーボネート樹脂層(樹脂層c:2μm)とからなる幅1350mmで、かつ厚み197μmであった。
製造例10と同様の手順で、厚みのみ相違する位相差板製造用積層体19を得た。位相差板製造用積層体19は、ポリカーボネート樹脂層(樹脂層a:17μm)と、スチレン−無水マレイン酸共重合体樹脂層(樹脂層b:178μm)と、ポリカーボネート樹脂層(樹脂層c:13μm)とからなる幅1350mmで、かつ厚み208μmであった。
製造例10と同様の手順で、厚みのみ相違する位相差板製造用積層体20を得た。位相差板製造用積層体20は、ポリカーボネート樹脂層(樹脂層a:24μm)と、スチレン−無水マレイン酸共重合体樹脂層(樹脂層b:233μm)と、ポリカーボネート樹脂層(樹脂層c:7μm)とからなる幅1350mmで、かつ厚み264μmであった。
製造例10と同様の手順で、厚みのみ相違する位相差板製造用積層体21を得た。位相差板製造用積層体21は、ポリカーボネート樹脂層(樹脂層a:9μm)と、スチレン−無水マレイン酸共重合体樹脂層(樹脂層b:130μm)と、ポリカーボネート樹脂層(樹脂層c:2μm)とからなる幅1350mmで、かつ厚み141μmであった。
製造例10で得られた積層体10をテンター横一軸延伸機に供給し、延伸温度155℃、延伸倍率3.5で横方向に延伸した(第一延伸工程)。続いて、延伸されたフィルムを縦一軸延伸機に供給し、延伸温度127℃、延伸倍率1.2で縦方向に延伸して、位相差板10を得た(第二延伸工程)。
得られた位相差板10は、樹脂層aの遅相軸と、樹脂層bの遅相軸と、樹脂層cの遅相軸とが互いに略平行であった。また、得られた位相差板10について、樹脂層aの面内レターデーションRea及びNZ係数NZa、樹脂層bの面内レターデーションReb及びNZ係数NZb、樹脂層cの面内レターデーションRec及びNZ係数NZcを測定した。結果を表2に示す。得られた位相差板10は、式5〜式10を満たしていた。
また、得られた位相差板10を、IPSモードの液晶表示装置の液晶セルに隣接する位置に配置して、表示特性を目視で評価すると、画面を正面からみた場合でも、全方位から極角80度以内の斜めの方向から見た場合も、表示は良好かつ均一であった。この液晶表示装置について4×4マトリックスを用いた光学シミュレーションにより得られたコントラストを表2に、コントラスト等高線図を図11に示す。
製造例11で得られた積層体11をテンター横一軸延伸機に供給し、延伸温度155℃、延伸倍率2.8で横方向に延伸した(第一延伸工程)。続いて、延伸されたフィルムを縦一軸延伸機に供給し、延伸温度128℃、延伸倍率1.2で縦方向に延伸して、位相差板11を得た(第二延伸工程)。
得られた位相差板11は、樹脂層aの遅相軸と、樹脂層bの遅相軸と、樹脂層cの遅相軸とが互いに略平行であった。また、得られた位相差板11について、樹脂層aの面内レターデーションRea及びNZ係数NZa、樹脂層bの面内レターデーションReb及びNZ係数NZb、樹脂層cの面内レターデーションRec及びNZ係数NZcを測定した。結果を表2に示す。得られた位相差板11は、式5〜式10を満たしていた。
また、得られた位相差板11を、IPSモードの液晶表示装置の液晶セルに隣接する位置に配置して、表示特性を目視で評価すると、画面を正面からみた場合でも、全方位から極角80度以内の斜めの方向から見た場合も、表示は良好かつ均一であった。この液晶表示装置について4×4マトリックスを用いた光学シミュレーションにより得られたコントラストを表2に、コントラスト等高線図を図12に示す。
製造例12で得られた積層体12をテンター横一軸延伸機に供給し、延伸温度155℃、延伸倍率2.8で横方向に延伸した(第一延伸工程)。続いて、延伸されたフィルムを縦一軸延伸機に供給し、延伸温度128℃、延伸倍率1.2で縦方向に延伸して、位相差板12を得た(第二延伸工程)。
得られた位相差板12は、樹脂層aの遅相軸と、樹脂層bの遅相軸と、樹脂層cの遅相軸とが互いに略平行であった。また、得られた位相差板12について、樹脂層aの面内レターデーションRea及びNZ係数NZa、樹脂層bの面内レターデーションReb及びNZ係数NZb、樹脂層cの面内レターデーションRec及びNZ係数NZcを測定した。結果を表2に示す。得られた位相差板12は、式5〜式10を満たしていた。
また、得られた位相差板12を、IPSモードの液晶表示装置の液晶セルに隣接する位置に配置して、表示特性を目視で評価すると、画面を正面からみた場合でも、全方位から極角80度以内の斜めの方向から見た場合も、表示は良好かつ均一であった。この液晶表示装置について4×4マトリックスを用いた光学シミュレーションにより得られたコントラストを表2に、コントラスト等高線図を図13に示す。
製造例13で得られた積層体13をテンター横一軸延伸機に供給し、延伸温度155℃、延伸倍率2.8で横方向に延伸した(第一延伸工程)。続いて、延伸されたフィルムを縦一軸延伸機に供給し、延伸温度128℃、延伸倍率1.25で縦方向に延伸して、位相差板13を得た(第二延伸工程)。
得られた位相差板13は、樹脂層aの遅相軸と、樹脂層bの遅相軸と、樹脂層cの遅相軸とが互いに略平行であった。また、得られた位相差板13について、樹脂層aの面内レターデーションRea及びNZ係数NZa、樹脂層bの面内レターデーションReb及びNZ係数NZb、樹脂層cの面内レターデーションRec及びNZ係数NZcを測定した。結果を表2に示す。得られた位相差板13は、式5〜式10を満たしていた。
また、得られた位相差板13を、IPSモードの液晶表示装置の液晶セルに隣接する位置に配置して、表示特性を目視で評価すると、画面を正面からみた場合でも、全方位から極角80度以内の斜めの方向から見た場合も、表示は良好かつ均一であった。この液晶表示装置について4×4マトリックスを用いた光学シミュレーションにより得られたコントラストを表2に、コントラスト等高線図を図14に示す。
製造例14〜21で得られた積層体14〜21を、それぞれテンター横一軸延伸機に供給し、延伸温度155℃、延伸倍率2.8で横方向に延伸した(第一延伸工程)。続いて、延伸されたフィルムを縦一軸延伸機に供給し、延伸温度128℃、延伸倍率1.2で縦方向に延伸して、位相差板14〜21を得た(第二延伸工程)。
得られた位相差板14〜21は、樹脂層aの遅相軸と、樹脂層bの遅相軸と、樹脂層cの遅相軸と互いに略平行であった。また、得られた位相差板14〜21について、樹脂層aの面内レターデーションRea及びNZ係数NZa、樹脂層bの面内レターデーションReb及びNZ係数NZb、樹脂層cの面内レターデーションRec及びNZ係数NZcを測定した。結果を表2に示す。得られた位相差板14〜21は、式5〜式10を満足していなかった。
また、得られた位相差板14〜21を、前述の要領で表示特性を目視で評価すると、画面を極角80度以内の斜めの方向から見た場合に、光抜けが見られた。この液晶表示装置について4×4マトリックスを用いた光学シミュレーションにより得られたコントラストを表2に、コントラスト等高線図を図15〜図22に示す。
表2から分かるように、所定の層構成を有する積層体を第一延伸工程及び第二延伸工程を行うことにより、樹脂層aの面内レターデーションRea及びNZ係数NZa、樹脂層bの面内レターデーションReb及びNZ係数NZbが、式1〜4を満たす位相差板、あるいは、樹脂層aの面内レターデーションRea及びNZ係数NZa、樹脂層bの面内レターデーションReb及びNZ係数NZb、樹脂層cの面内レターデーションRec及びNZ係数NZcが式5〜10を満たす位相差板を製造できる。また、式1〜4または式5〜10を満たす実施例1〜7においては、全方位コントラストが大きいことから十分な光学補償機能が発揮されていることが分かる。
Claims (9)
- 位相差板の製造方法であって、
固有複屈折が正である樹脂Aを含有する樹脂層aと、前記樹脂層aの一方の面に設けられ、固有複屈折が負である樹脂Bを含有する樹脂層bとを備える積層体を形成する工程と、
前記積層体を温度T1で一方向に延伸する第一延伸工程と、
前記第一延伸工程の後に、温度T1より低い温度T2において前記の延伸方向に略直交する他方向へ延伸して、位相差板を得る第二延伸工程と、を備え、
前記位相差板において、延伸処理が施された前記樹脂層aの遅相軸は、延伸処理が施された前記樹脂層bの遅相軸とそれぞれ互いに略平行であり、
延伸処理が施された前記樹脂層aにおいて、その面内レターデーションをRea、そのNZ係数をNZaとして、
延伸処理が施された前記樹脂層bにおいて、その面内レターデーションをReb、そのNZ係数をNZbとして、
式1〜式4を満足する位相差板の製造方法。
30nm<Rea<60nm ・・・式1
2.0<NZa<5.0 ・・・式2
60nm<Reb<90nm ・・・式3
−2.0<NZb<−0.5 ・・・式4 - 位相差板の製造方法であって、
固有複屈折が正である樹脂Aを含有する樹脂層aと、前記樹脂層aの一方の面に設けられ、固有複屈折が負である樹脂Bを含有する樹脂層bと、前記樹脂層bにおける前記樹脂層aとは反対側の面に設けられ、固有複屈折が正である樹脂Cを含有する樹脂層cとを備える積層体を形成する工程と、
前記積層体を温度T1で一方向に延伸する第一延伸工程と、
前記第一延伸工程の後に、温度T1より低い温度T2において前記の延伸方向に略直交する他方向へ延伸して、位相差板を得る第二延伸工程と、を備え、
前記位相差板において、延伸処理が施された前記樹脂層aの遅相軸は、延伸処理が施された前記樹脂層bの遅相軸、および延伸処理が施された前記樹脂層cの遅相軸とそれぞれ互いに略平行であり、
延伸処理が施された前記樹脂層aにおいて、その面内レターデーションをRea、そのNZ係数をNZaとして、
延伸処理が施された前記樹脂層bにおいて、その面内レターデーションをReb、そのNZ係数をNZbとして、
延伸処理が施された前記樹脂層cにおいて、その面内レターデーションをRec、そのNZ係数をNZcとして、
式5〜式10を満足する位相差板の製造方法。
30nm<Rea<60nm ・・・式5
2.0<NZa<5.0 ・・・式6
70nm<Reb<110nm ・・・式7
−2.0<NZb<−0.5 ・・・式8
10nm<Rec<30nm ・・・式9
2.0<NZc<5.0 ・・・式10 - 請求項1または2に記載の位相差板の製造方法であって、
前記樹脂Aのガラス転移点温度TgAと、前記樹脂Bのガラス転移点温度TgBとがTgA>TgB+5℃の関係を満足する位相差板の製造方法。 - 請求項1〜3のいずれかに記載の位相差板の製造方法であって、前記第一延伸工程での延伸倍率が2倍〜4倍であり、前記第二延伸工程での延伸倍率が1.1倍〜2倍である位相差板の製造方法。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の位相差板の製造方法であって、前記積層体が長尺のフィルムである位相差板の製造方法。
- 請求項5に記載の位相差板の製造方法であって、前記第一延伸工程で横方向に延伸し、前記第二延伸工程で縦方向に延伸する位相差板の製造方法。
- 請求項1〜6のいずれかに記載の製造方法により得られる位相差板。
- 各吸収軸が略直交するように配置される一対の偏光板と、前記一対の偏光板の間に設けられる液晶セルと、を備える液晶表示装置であって、
前記一対の偏光板のいずれかと前記液晶セルとの間に配置される請求項7に記載の位相差板を備える液晶表示装置。 - 前記液晶セルの表示モードがインプレーンスイッチング方式である請求項8に記載の液晶表示装置。
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