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JP2001324614A - 積層偏光素子及びこれを備えた液晶表示装置 - Google Patents

積層偏光素子及びこれを備えた液晶表示装置

Info

Publication number
JP2001324614A
JP2001324614A JP2000142677A JP2000142677A JP2001324614A JP 2001324614 A JP2001324614 A JP 2001324614A JP 2000142677 A JP2000142677 A JP 2000142677A JP 2000142677 A JP2000142677 A JP 2000142677A JP 2001324614 A JP2001324614 A JP 2001324614A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polarizing element
film
liquid crystal
laminated
oriented
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000142677A
Other languages
English (en)
Inventor
Hisashi Yamaoka
尚志 山岡
Hiroyuki Yoshimi
裕之 吉見
Yuichi Nishikoji
裕一 西小路
Tomoaki Masuda
友昭 増田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nitto Denko Corp
Original Assignee
Nitto Denko Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nitto Denko Corp filed Critical Nitto Denko Corp
Priority to JP2000142677A priority Critical patent/JP2001324614A/ja
Publication of JP2001324614A publication Critical patent/JP2001324614A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Liquid Crystal (AREA)
  • Polarising Elements (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】高い正面コントラスト比を示しかつ広い視野角
特性を有する積層偏光素子及びこれを備えた液晶表示装
置を提供する。 【解決手段】二色性物質含有ポリビニルアルコールフィ
ルムを延伸配向してなる偏光フィルム又は延伸配向され
たポリエン構造を有する偏光フィルムと、二色性物質を
流動配向により配向させた偏光素子を積層する。二色性
物質を流動配向により配向させた偏光素子は、二色性色
素のリオトロピック液晶相から流動配向し固定した偏光
素子又はリオトロピック液晶性を示す二色性物質からな
る偏光素子であることが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、広視野角、高コン
トラスト及び均一性の高い表示性能を有する積層偏光素
子及びこれを備えた液晶表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】LCDは、パソコン等に使用されてお
り、近年、急激に増加している。LCDの用途は広がっ
てきており、近年モニター用途にも使用される様になっ
てきている。このLCDに使用される偏光板は、一般的
にはPVAフィルムを二色性を有するヨウ素又は染料で
染色した後、ほう酸やほう砂等で架橋して偏光板を作製
する。尚、染色工程および架橋工程にて一軸延伸を行う
が、この延伸は工程中に行ってもよいし、その工程の前
後にて行ってもよい。染色工程および架橋工程の後、通
常、乾燥機等を用いて乾燥し、接着剤を用いてトリアセ
チルセルロース(TAC)フィルム等の保護層と貼り合
わせて製造される。
【0003】ところで、近年LCDの大型化、ハイコン
トラスト化が進み、偏光板の高品質化が要請されてお
り、液晶の持つ複屈折異方性を光学的に補償すること
で、より高精度の液晶パネルの改善が要請されている。
とくに、ツイストネマチックモード、垂直配向モード、
水平配向モード等においては広視野角化のために光学補
償フィルムを用いた検討がされている。
【0004】従来、光学補償フィルムは液晶の持つ複屈
折を光学的に補償することを目的としている。しかし、
液晶パネルの視野角に影響を与えるものに、偏光素子そ
のものの視野角特性がある。偏光フィルムの視野角補償
としては、特許第2843431号公報に開示されてい
るように、位相差フィルムを用いて広視野角化すること
が提案されている。
【0005】しかしながら、これは視野角による偏光軸
の回転と偏光フィルムの保護層の複屈折を補償するもの
であるが、パネルのモードによっては不十分であること
もある。
【0006】WO97/39380号明細書及び特表平
8−511109号公報に開示されている二色性色素の
リオトロピック液晶相から流動配向により形成した偏光
素子は、広い視野角でコントラストが高いことが確認さ
れている。
【0007】しかしながら、これはヨウ素或いは二色性
色素を吸着または分散させた延伸ポリビニルアルコール
フィルムの偏光フィルムと比較すると正面のコントラス
ト比(平行透過率/直交透過率)が低く、パネルによっ
ては不十分である。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記従来の
問題を解決するため、広視野角であり、かつ高コントラ
スト及び均一性の高い表示性能を有する積層偏光素子及
びこれを備えた液晶表示装置を提供することを目的とす
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
本発明の積層偏光素子は、二色性物質含有ポリビニルア
ルコールフィルムを延伸配向してなる偏光フィルム又は
延伸配向されたポリエン構造を有する偏光フィルムと、
二色性物質を流動配向により配向させた偏光素子を積層
したことを特徴とする。
【0010】前記においては、二色性物質を流動配向に
より配向させた偏光素子が、二色性色素のリオトロピッ
ク液晶相から流動配向し固定した偏光素子又はリオトロ
ピック液晶性を示す二色性物質からなる偏光素子である
ことが好ましい。
【0011】また前記においては、吸収軸の方位角が0
°,0°における平行透過率(A)と、0°及び90°
における直交透過率(B)のコントラスト比が、方位角
45°方向に傾斜角60°で傾斜したとき10以上であ
り、かつ正面のコントラスト比が55以上であることが
好ましい。
【0012】本発明においては、前記のいずれかの積層
偏光素子の少なくとも片面に、さらに感圧性接着剤を形
成したことが好ましい。
【0013】また本発明においては、前記のいずれかの
積層偏光素子に、さらに光学異方性を有する複屈折補償
機能を有するフィルムを積層したことが好ましい。
【0014】次に本発明の液晶表示装置は、前記のいず
れかの積層偏光素子を液晶表示パネルの少なくとも片側
に備えたことを特徴とする。
【0015】
【発明の実施の形態】本発明は、二色性物質含有ポリビ
ニルアルコールフィルムを延伸配向した偏光フィルムと
二色性色素をリオトロピック液晶相から流動配向で配向
させた偏光素子を積層することにより、高い正面コント
ラスト比を示すとともに広い視野角でコントラスト比が
維持できる積層偏光素子を提供することである。
【0016】本発明に使用される二色性物質を含有した
ポリビニルアルコール系偏光フィルムは、特に二色性物
質に限定はない。一般には、ポリビニルアルコールフィ
ルムにヨウ素や二色性染料を染色または分散して、ホウ
酸などの水溶液中で2〜10倍程度延伸した偏光フィル
ムが挙げられる。延伸配向されたポリエン構造はポリビ
ニルアルコールの脱水反応により形成することができ
る。
【0017】二色性色素をリオトロピック液晶相から流
動配向で配向させた偏光素子は、W097/39380
号明細書及び特表平8−511109号公報に示されて
いるような(OPTIVA)社製LC POLARIZE
R(商品名)が好適に用いられる。
【0018】とくに前記したリオトロピック液晶性の二
色性色素としては、例えば式:(クロモゲン)(SO3
M)nで表される水溶性の有機色素などがあげられ、こ
れはクロモゲンがアゾや多環式化合物等からなって液晶
性を付与し、スルホン酸又はその塩が水溶性を付与して
全体としてリオトロピック液晶性を示す(特表平8−5
11109号公報)。
【0019】なお前記した二色性色素の具体例として
は、下記の式(1)〜(7)で表される化合物などがあ
げられる。
【0020】
【化1】
【0021】前記の式(1)において、R1は水素又は
塩素であり、Rは水素、アルキル基、ArNH又はAr
CONHである。アルキル基としては炭素数が1〜4個
のもの、とくにメチル基やエチル基が好ましく、アリー
ル基(Ar)としては置換又は無置換のフェニル基、と
くに4位を塩素で置換したフェニル基が好ましい。また
Mはカチオンであり、水素イオン、LiやNa,KやC
sの如き第一族金属のイオン、アンモニウムイオンなど
が好ましい(以下同じ)。
【0022】
【化2】
【0023】
【化3】
【0024】
【化4】
【0025】前記式(2)〜(4)において、Aは式
(a)又は(b)で表されるものあり、そのR2は水
素、アルキル基、ハロゲン又はアルコキシ基、A、は置
換又は無置換のアリール基、nは2又は3である。前記
のアルキル基は炭素数が1〜4個のもの、とくにメチル
基又はエチル基が好ましく、ハロゲンは臭素又は塩素が
好ましい。またアルコキシ基は炭素数が1又は2個のも
の、とくにメトキシ基が好ましく、アリール基は置換又
は無置換のフェニル基、とくに無置換あるいは4位をメ
トキシ基、エトキシ基、塩素若しくはブチル基で、又は
3位をメチル基で置換したフェニル基が好ましい。
【0026】
【化5】
【0027】前記の式(5)において、nは3〜5が好
ましい。
【0028】
【化6】
【0029】
【化7】
【0030】上記の式:(クロモゲン)(SO3M)n
表される有機色素は、そのクロモゲンにて安定な液晶相
を示し、水やアセトン、アルコール、ジオキサンの如き
水溶性有機溶媒に溶解し、その色素の1種又は2種以上
を溶解させた例えば固形分濃度が1〜20重量%の溶液
をドクターブレード方式等のせん断力が作用する適宜な
塗工方式で塗工することで配向処理でき、その配向固化
層が二色性の偏光機能を示す。
【0031】ポリビニルアルコールフィルムからなる偏
光フィルムと流動配向偏光子とを積層させるための接着
剤は、特に限定はないが、紫外線硬化型や熱硬化型透明
樹脂などが用いられる。また、保護層を形成する場合
は、特に限定はなくセルロース系フィルム、アクリル系
フィルム、ノルボルネン系フィルム、オレフィン系、ポ
リエステル系、ポリカーボネート系、マレイミド系およ
びこれらを変性したものなどが挙げられる。保護層は、
これらのフィルムを延伸、配向などの処理がされたり、
液晶組成物や複屈折性微粒子などを塗布、含浸し配向さ
れたものであっても良い。
【0032】さらに、補償フィルム(位相差フィルム)
を付加してより高品位のパネルを実現することができ
る。位相差フィルムには高分子フィルムを延伸、配向し
たものが挙げられる。位相差フィルムに用いる高分子フ
ィルムは特に限定はないが、光学的に透明で配向ムラの
少ないものが好適に用いられる。例えば、ポリカーボネ
ート、ポリアリレート、ポリスルホン、ポリオレフィン
系、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタ
レートに代表されるポリエステル系、ノルボルネン系、
アクリル系、ポリスチレン系、セルロース系、マレイミ
ド系およびこれらを変性したものなどが挙げられる。さ
らに、これらのフィルムを延伸、配向などの処理がされ
たり、ネマチック液晶、ディスコチック液晶、コレステ
リック液晶などの液晶組成物、無機層状化合物、無機針
状化合物などの複屈折性微粒子、蛍光増白剤などの蛍光
物質を塗布、含浸し配向されたものであっても良い。配
向は、一軸延伸、二軸延伸、ラビング処理、偏光紫外線
処理などの方法がある。
【0033】粘着偏光素子に用いられる感圧性接着剤
は、特に限定しないがアクリル系のものが好適に用いら
れる。
【0034】偏光フィルムと位相差フィルムを積層する
にあたって、各々の透過軸、進相軸の関係は特に限定は
ない。一般に、STN型LCDでは異なる角度で積層
し、TN型LCDでは略平行または略直交にする場合が
多い。
【0035】より高精度に補償するため、位相差フィル
ムを複数枚用いる場合もある。この場合、同じ種類の位
相差フィルムを組み合わせる場合と、異なる種類の位相
差フィルムを組み合わせる場合もある。
【0036】
【実施例】以下実施例により本発明をさらに具体的に説
明する。
【0037】(実施例1)二色性物質を含有したポリビ
ニルアルコールフィルムからなる偏光フィルム(日東電
工社製F5225DU)に、二色性色素含有のリオトロ
ピック液晶水溶液(Optiva社製、LCポラライザ
ー、固形分濃度16.7重量%)をワイヤーバー(N
o.5)を用いて、偏光フィルムの吸収軸と同軸になる
ようにコーティングした後、40℃で乾燥させて、厚さ
1.8μmの偏光素子を形成することにより、積層偏光
子を得た。
【0038】(実施例2)二色性物質を含有したポリビ
ニルアルコールフィルムとして、日東電工社製HEG5
425DUを用いた以外は、実施例1と同様に積層偏光
子を得た。
【0039】(比較例1)二色性色素含有のリオトロピ
ック液晶水溶液(Optiva社製、LCポラライザ
ー、固形分濃度16.7重量%)をトリアセチルセルロ
ースフィルム(富士写真フィルム社製、TD−80U)
にワイヤーバー(No.7)にてコーティングした後、
40℃で乾燥させて、厚さ2.6μmの偏光素子を得
た。
【0040】(比較例2)日東電工社製F1225DU
のみの偏光フィルムを用いた。
【0041】(比較例3)日東電工社製HEG1425
DUのみの偏光フィルムを用いた。
【0042】(評価方法及び結果)平行透過率と直交透
過率のコントラスト比の視野角特性は、ELDIM社製
EZContrastを用いて測定した。平行透過率の視野角特性
をON状態とし、直交透過率の視野角特性をOFF状態
としてコントラスト比の視野角特性を計算した。
【0043】このとき、平行透過率は吸収軸の方位角が
0°と0°に設置し、直交透過率は吸収軸の方位角が0°
と90°に設置した。特に、実施例1、2双び比較例1の
測定はLCポラライザーをコーティングした面に感圧性
接着剤を形成し、ガラス板の両面に貼り合わせて行っ
た。比較例2と3もガラス板の両面に貼り合わせて測定
した。結果を表1に示す。
【0044】
【表1】
【0045】表1から、比較例1〜3に比較して実施例
1〜2は、正面コントラストが高くかつ45°方位に傾
斜したときのコントラストも高いため、広い視野角特性
を有する高コントラスト偏光フィルムであった。
【0046】これに対して比較例1は、広い視野角特性
を有するが、正面コントラストが低いため低コントラス
ト偏光フィルムであった。
【0047】また比較例2〜3は視野角が狭い従来の偏光
板であった。
【0048】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
二色性物質含有ポリビニルアルコールフィルム系偏光フ
ィルム又は延伸配向されたポリエン構造を有する偏光フ
ィルムと、二色性色素を流動配向で配向させた偏光素子
を積層することにより、高い正面コントラスト比を示し
かつ広い視野角特性を有する積層偏光素子及びこれを備
えた液晶表示装置を得ることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西小路 裕一 大阪府茨木市下穂積1丁目1番2号 日東 電工株式会社内 (72)発明者 増田 友昭 大阪府茨木市下穂積1丁目1番2号 日東 電工株式会社内 Fターム(参考) 2H049 BA02 BA06 BA25 BA27 BA47 BB03 BB23 BB27 BB28 BB33 BB43 BB44 BB46 BB47 BB48 BB49 BB51 BC03 BC14 BC22 2H091 FA08Y FA11X FD06 FD15 LA17 LA19

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】二色性物質含有ポリビニルアルコールフィ
    ルムを延伸配向してなる偏光フィルム又は延伸配向され
    たポリエン構造を有する偏光フィルムと、二色性物質を
    流動配向により配向させた偏光素子を積層したことを特
    徴とする積層偏光素子。
  2. 【請求項2】二色性物質を流動配向により配向させた偏
    光素子が、二色性色素のリオトロピック液晶相から流動
    配向し固定した偏光素子又はリオトロピック液晶性を示
    す二色性物質からなる偏光素子である請求項1に記載の
    積層偏光素子。
  3. 【請求項3】吸収軸の方位角が0°,0°における平行
    透過率(A)と、0°及び90°における直交透過率
    (B)のコントラスト比が、方位角45°方向に傾斜角
    60°で傾斜したとき10以上であり、 かつ正面のコントラスト比が55以上である請求項1ま
    たは2に記載の積層偏光素子。
  4. 【請求項4】請求項1〜3のいずれかに記載の積層偏光
    素子の少なくとも片面に、さらに感圧性接着剤を形成し
    たことを特徴とする積層偏光素子。
  5. 【請求項5】請求項1〜3のいずれかに記載の積層偏光
    素子に、さらに光学異方性を有する複屈折補償機能を有
    するフィルムを積層したことを特徴とする積層偏光素
    子。
  6. 【請求項6】請求項1〜5のいずれかに記載の積層偏光
    素子を液晶表示パネルの少なくとも片側に備えたことを
    特徴とする液晶表示装置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005189569A (ja) * 2003-12-26 2005-07-14 Hitachi Ltd 液晶表示装置
JP2007156322A (ja) * 2005-12-08 2007-06-21 Nitto Denko Corp 偏光子、及び光学フィルム、及び液晶パネル、及び画像表示装置
JP2009104151A (ja) * 2008-12-05 2009-05-14 Jsr Corp 位相差膜、位相差素子、偏光板、およびこれらを使用した液晶表示素子
JP2009104152A (ja) * 2008-12-05 2009-05-14 Jsr Corp 位相差膜、位相差素子、偏光板、およびこれらを使用した液晶表示素子

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