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JP2003121641A - 積層位相差板、偏光部材及び液晶表示装置 - Google Patents

積層位相差板、偏光部材及び液晶表示装置

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Publication number
JP2003121641A
JP2003121641A JP2001312161A JP2001312161A JP2003121641A JP 2003121641 A JP2003121641 A JP 2003121641A JP 2001312161 A JP2001312161 A JP 2001312161A JP 2001312161 A JP2001312161 A JP 2001312161A JP 2003121641 A JP2003121641 A JP 2003121641A
Authority
JP
Japan
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liquid crystal
layer
laminated
retardation
optical retardation
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
JP2001312161A
Other languages
English (en)
Inventor
Shinichi Sasaki
伸一 佐々木
Hisashi Yamaoka
尚志 山岡
Naho Murakami
奈穂 村上
Hiroyuki Yoshimi
裕之 吉見
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 JP2001312161A priority Critical patent/JP2003121641A/ja
Priority to TW091123099A priority patent/TWI235847B/zh
Priority to US10/265,142 priority patent/US6829026B2/en
Priority to KR1020020061656A priority patent/KR100629045B1/ko
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Abstract

(57)【要約】 【課題】視角特性を改善して高コントラストなＶＡ型等
の液晶表示装置を形成しうる、薄くて量産性に優れる位
相差板を得ること。 【解決手段】正の複屈折特性を示す熱可塑性樹脂からな
る位相差層Ａと、選択反射の波長域が３５０nm以下であ
るコレステリック液晶の配向固化層からなる位相差層Ｂ
との積層体からなり、面内の主屈折率をｎx、ｎy、厚さ
方向の屈折率をｎz、層厚をｄ、Ｒｅ＝（ｎx−ｎy）×
ｄ、Ｒth＝（ｎx−ｎz）×ｄとしたとき、前記積層体の
Ｒｅが１０nm以上で、かつＲth−Ｒｅが５０nm以上であ
る積層位相差板、その積層位相差板と偏光板の積層体か
らなる偏光部材及び前記の積層位相差板又は偏光部材を
液晶セルの少なくとも片側に配置してなる液晶表示装
置。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の技術分野】本発明は、垂直配向（ＶＡ）型等の
液晶表示装置の視野角特性の改善に好適な積層位相差板
に関する。
【０００２】
【発明の背景】液晶セルの複屈折性を補償して、全方位
で優れた表示品位を示す液晶表示装置の形成には、斜視
方向に関係する面内の２方向ｘ、ｙと法線方向ｚの３方
向の主屈折率ｎx、ｎy、ｎzを制御した位相差板が必要
となる。特にＶＡ型やＯＣＢ型の液晶表示装置では、３
方向の主屈折率がｎx＞ｎy＞ｎzの関係を満足する位相
差板が必要である。
【０００３】従来、前記のｎx、ｎy、ｎzを制御した位
相差板としては一軸延伸フィルムを面内の遅相軸方向が
直交するように積層してなる積層位相差板や高分子フィ
ルムをテンターによる横延伸又は二軸延伸してなる単層
の位相差板が知られていた。
【０００４】しかしながら前者の積層位相差板では、２
枚のフィルムの積層で嵩高くなると共に、厚さ精度の高
いフィルムを要してその量産性に乏しい問題点があっ
た。他方、後者の単層位相差板では得られる位相差値の
範囲が狭く、厚さ方向の位相差値が法線方向のそれより
も著しく大きくなる場合に、必要な位相差値を得るため
に当該積層位相差板に準じて２枚以上を積層する必要が
あり、やはり嵩高問題が発生すると共に、連続製造が困
難で製造プロセスが複雑化する問題点があった。
【０００５】
【発明の技術的課題】本発明は、視角特性を改善して高
コントラストなＶＡ型等の液晶表示装置を形成しうる、
薄くて量産性に優れる位相差板を得ることを目的とす
る。
【０００６】
【課題の解決手段】本発明は、正の複屈折特性を示す熱
可塑性樹脂からなる位相差層Ａと、選択反射の波長域が
３５０nm以下であるコレステリック液晶の配向固化層か
らなる位相差層Ｂとの積層体からなり、面内の主屈折率
をｎx、ｎy、厚さ方向の屈折率をｎz、層厚をｄ、Ｒｅ
＝（ｎx−ｎy）×ｄ、Ｒth＝（ｎx−ｎz）×ｄとしたと
き、波長５９０nmの光に基づいて、前記積層体のＲｅが
１０nm以上で、かつＲth−Ｒｅが５０nm以上であること
を特徴とする積層位相差板、及びその積層位相差板と偏
光板の積層体からなることを特徴とする偏光部材、並び
に前記の積層位相差板又は偏光部材を液晶セルの少なく
とも片側に配置してな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。
【０００７】
【発明の効果】本発明によれば、液晶等の位相差層形成
素材をコーティングする方式にて製造効率よく形成でき
てフィルムの積層処理が不要であり、薄さに優れる高品
質な積層位相差板を量産性よく得ることができ、それを
用いて液晶セルの視野角を高度に改善することができ
る。
【０００８】
【発明の実施形態】本発明による積層位相差板は、正の
複屈折特性を示す熱可塑性樹脂からなる位相差層Ａと、
選択反射の波長域が３５０nm以下であるコレステリック
液晶の配向固化層からなる位相差層Ｂとの積層体からな
り、面内の主屈折率をｎx、ｎy、厚さ方向の屈折率をｎ
z、層厚をｄ、Ｒｅ＝（ｎx−ｎy）×ｄ、Ｒth＝（ｎx−
ｎz）×ｄとしたとき、波長５９０nmの光に基づいて、
前記積層体のＲｅが１０nm以上で、かつＲth−Ｒｅが５
０nm以上であるものからなる。
【０００９】位相差層Ａは、正の複屈折特性を示す熱可
塑性樹脂にて形成される。すなわちその樹脂によるフィ
ルムを一軸延伸した場合に、その延伸方向の屈折率をｎ
a、面内で延伸方向に直交する方向の屈折率をｎbとした
とき、ｎa＞ｎbの特性を示す熱可塑性樹脂にて形成され
る。
【００１０】前記の熱可塑性樹脂については特に限定は
なく、正の複屈折特性を示す適宜な透明樹脂を用いう
る。ちなみにその例としては、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、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、ノル
ボルネン系ポリマーやセルロース系ポリマー、それらポ
リマーの２種又は３種以上を混合したポリマーなどがあ
げられる。就中、複屈折特性の制御性や透明性、耐熱性
に優れるものが好ましい。
【００１１】位相差層Ａは、押出し成形方式や流延製膜
方式等の適宜な方式で製造した当該熱可塑性樹脂からな
るフィルムを、例えばロールによる縦延伸方式、テンタ
ーによる横延伸方式や二軸延伸方式などにより、延伸処
理することにより形成することができる。延伸温度は、
処理対象のフィルムのガラス転移温度（Ｔｇ）の近傍、
就中Ｔｇ以上〜融点未満が好ましい。
【００１２】前記のロールによる縦延伸方式では加熱ロ
ールを用いる方法や雰囲気を加熱する方法、それらを併
用する方法等の適宜な加熱方法を採ることができる。ま
たテンターによる二軸延伸方式では全テンター方式によ
る同時二軸延伸方法や、ロール・テンター法による逐次
二軸延伸方法などの適宜な方法を採ることができる。
【００１３】位相差層Ａは、配向ムラや位相差ムラの少
ないものが好ましい。その厚さは、位相差等により適宜
に決定しうるが、一般には薄型化の点より１〜３００μ
m、就中１０〜２００μm、特に２０〜１５０μmとされ
る。
【００１４】位相差層Ｂは、選択反射の波長域が３５０
nm以下のコレステリック液晶を配向させ、その配向状態
を固定した固化層として形成される。位相差層Ｂの厚さ
も位相差等により適宜に決定しうるが、一般には薄型化
の点より２０μm以下、就中０．１〜１５μm、特に０．
５〜１０μmとされる。
【００１５】前記した選択反射の波長域が３５０nm以下
のコレステリック液晶の使用は、可視光域の光を選択反
射させないで透過させることにより、明るい表示を実現
することを目的とする。すなわちコレステリック液晶
は、その螺旋配向状態に基づいて平均屈折率をｎc、螺
旋ピッチをＰとしたとき、螺旋軸に平行に入射した波長
ｎc・Ｐの光を中心波長として、その近傍の波長光の一
部を左右一方の円偏光として選択的に反射する特性を示
す。従ってその選択反射光域が可視光域に現れると、表
示に利用できる光が減少して不利となるため、その防止
を目的とする。
【００１６】コレステリック液晶としては、例えば特開
平３−６７２１９号公報や特開平３−１４０９２１号公
報、特開平５−６１０３９号公報や特開平６−１８６５
３４号公報、特開平９−１３３８１０号公報などに記載
された、前記の選択反射特性を示す適宜なものを用いう
る。配向固化層の安定性等の点より好ましく用いうるも
のは、例えばコレステリック液晶ポリマーやカイラル剤
配合のネマチック液晶ポリマー、光や熱等による重合処
理で斯かる液晶ポリマーを形成する化合物などからなる
コレステリック液晶層を形成しうるものである。
【００１７】位相差層Ｂは、例えば透明な支持基材上に
コレステリック液晶をコーティングする方法などにより
形成することができる。その場合、位相差の制御等を目
的に必要に応じて同種又は異種のコレステリック液晶を
重ね塗りする方式なども採ることができる。コーティン
グ処理には、例えばグラビア方式やダイ方式、ディッピ
ング方式などの適宜な方式を採ることができる。また積
層位相差板の形成に際しては、支持基材上に設けたコー
ティング液層又はコーティング膜を、必要に応じ接着層
等を介して位相差層Ａ上に転写接着する方式なども採る
ことができる。
【００１８】前記の支持基材にはポリマーからなるフィ
ルムなどの適宜なものを用いうる。積層位相差板は、そ
の支持基材と一体化したものであってもよいし、支持基
材を有しない状態のものであってもよい。支持基材との
一体化物とする場合には、例えばトリアセチルセルロー
スフィルムの如く、複屈折が可及的に小さい支持基材が
好ましく用いられる。なお前記した支持基材を有しない
状態のものは、例えば支持基材上に離型剤による処理面
を設けて、その上に位相差層Ｂを形成した後、離型剤処
理面を介して支持基材を分離する方法などにより得るこ
とができる。
【００１９】前記において位相差層Ｂを形成する場合に
は、液晶を配向させるための手段が採られる。その配向
手段については特に限定はなく、液晶化合物を配向させ
うる適宜な手段を採ることができる。ちなみにその例と
してはポリマー等の有機化合物からなるラビング処理膜
や無機化合物の斜方蒸着膜、マイクログルーブを有する
膜、あるいはω−トリコサン酸やジオクタデシルメチル
アンモニウムクロライド、ステアリル酸メチルの如き有
機化合物のラングミュア・ブロジェット法によるＬＢ膜
を累積させた膜などからなる配向膜を設け、その配向膜
上に液晶をコーティングして配向させる方式があげられ
る。
【００２０】また延伸フィルム上に液晶をコーティング
して配向させる方式（特開平３−９３２５号公報）、電
場や磁場等の印加下に液晶を配向させる方式、光の照射
で配向機能が生じる配向膜による方式などもあげられ
る。前記した延伸フィルムやラビング処理膜では、積層
位相差板を形成する位相差層Ａの表面を必要に応じラビ
ング処理して、それを配向機能具備の支持基材として用
いる位相差層兼用方式も採ることができる。
【００２１】従って位相差層Ｂの支持を位相差層Ａに兼
ねさせることもできる。この場合には、特に薄型の積層
位相差板とすることができる。なお液晶の配向状態は、
可及的に均一であることが好ましく、またその配向状態
で固定された固化層であることが好ましい。
【００２２】積層位相差板は、位相差層Ａと、位相差層
Ｂとを積層することにより形成することができる。その
積層順序については特に限定はない。形成する積層位相
差板は、面内の主屈折率（遅相軸及び進相軸の方向）を
ｎx、ｎy、厚さ方向の屈折率をｎz、層厚をｄ、Ｒｅ＝
（ｎx−ｎy）×ｄ、Ｒth＝（ｎx−ｎz）×ｄとしたと
き、波長５９０nmの光に基づいて（以下同じ）、Ｒｅが
１０nm以上、就中２０〜１０００nm、特に２５〜５００
nmで、かつＲth−Ｒｅが５０nm以上、就中７０〜１５０
０nm、特に１００〜８００nmの積層体である。
【００２３】前記した位相差特性を示す積層位相差板と
することにより、ＶＡ型やＯＣＢ型等の各種液晶セルの
複屈折を補償して、視野角やコントラストに優れる液晶
表示装置を形成することができる。斯かる位相差特性を
示す積層体は、例えばＲｅが２０〜３００nmで、かつＲ
th／Ｒｅが１．０〜５０の位相差層Ａと、Ｒｅが０〜２
０nmで、かつＲthが３０〜５００nmの位相差層Ｂを用い
る方法などにより得ることができる。
【００２４】積層位相差板は、偏光板との積層体からな
る偏光部材として実用に供することもできる。偏光板と
しては、例えばポリビニルアルコールや部分ホルマール
化ポリビニルアルコール、エチレン・酢酸ビニル共重合
体部分ケン化物の如き親水性ポリマーからなるフィルム
に、ヨウ素及び／又はアゾ系やアントラキノン系、テト
ラジン系等の二色性染料などからなる二色性物質を吸着
させ、延伸配向処理してなる偏光フィルムなどの、従来
に準じた適宜なものを用いることができ、特に限定はな
い。また偏光板は、偏光フィルムの片側又は両側に透明
フィルム等からなる透明保護層を有するものであっても
よい。その場合、その透明保護層は、薄型化等を目的に
本発明による積層位相差板に兼ねさせることもできる。
【００２５】偏光板に隣接する位相差層は、そのＡ及び
Ｂのいずれであってもよい。積層位相差板と偏光板は、
分離状態にあってもよいが、光学軸のズレ防止やゴミ等
の異物の侵入防止などの点より、固着処理されているこ
とが好ましい。その固着積層には、例えば透明接着層を
介した接着方式などの適宜な方式を適用することができ
る。その接着剤等の種類について特に限定はなく、構成
部材の光学特性の変化防止などの点より、接着処理時の
硬化や乾燥の際に高温のプロセスを要しないものが好ま
しく、長時間の硬化処理や乾燥時間を要しないものが望
ましい。斯かる点よりは、親水性ポリマー系接着剤や粘
着層が好ましく用いうる。
【００２６】ちなみに前記粘着層の形成には、例えばア
クリル系重合体やシリコーン系ポリマー、ポリエステル
やポリウレタン、ポリエーテルや合成ゴムなどの適宜な
ポリマーを用いてなる透明粘着剤を用いることができ
る。就中、光学的透明性や粘着特性、耐候性などの点よ
り、アクリル系粘着剤が好ましい。
【００２７】なお粘着層は、液晶セル等の被着体への接
着を目的に、積層位相差板や偏光部材の片面又は両面に
必要に応じて設けることもできる。その場合、粘着層が
表面に露出するときには、それを実用に供するまでの
間、セパレータ等を仮着して粘着層表面の汚染等を防止
することが好ましい。
【００２８】偏光部材は、その片側又は両側に、上記の
透明保護層に準じた耐水性等の各種目的の保護層や、表
面反射の防止等を目的とした反射防止層又は／及び防眩
処理層などの、適宜な機能層を有するものとして形成す
ることもできる。その反射防止層は、例えばフッ素系ポ
リマーのコート層や多層金属蒸着膜等の光干渉性の膜な
どとして、適宜に形成することができる。また防眩処理
層も、例えば微粒子含有の樹脂塗工層やエンボス加工、
サンドブラスト加工やエッチング加工等の適宜な方式
で、表面に微細凹凸構造を付与するなどにより表面反射
光が拡散する適宜な方式で形成することができる。
【００２９】なお前記の微粒子には、例えば平均粒径が
０．５〜２０μmのシリカや酸化カルシウム、アルミナ
やチタニア、ジルコニアや酸化錫、酸化インジウムや酸
化カドミウム、酸化アンチモン等の導電性のこともある
無機系微粒子や、ポリメチルメタクリレートやポリウレ
タの如き適宜なポリマーからなる架橋又は未架橋の有機
系微粒子などの適宜なものを１種又は２種以上用いう
る。また上記した接着層ないし粘着層は、斯かる微粒子
を含有して光拡散性を示すものであってもよい。
【００３０】本発明による積層位相差板や偏光部材は、
例えば液晶表示装置の形成などの適宜な目的に用いるこ
とができ、特に液晶セルの光学補償に好ましく用いるこ
とができる。斯かる液晶表示装置は、液晶セルの片側又
は両側に当該積層位相差板又は当該偏光部材を配置する
ことにより形成することができる。液晶表示装置の形成
に際しては、必要に応じ光拡散板、バックライト、集光
シート、反射板等などの適宜な光学素子を適宜に配置す
ることができる。
【００３１】
【実施例】実施例１ ポリエステルフィルム（ＰＥＴ）を加熱ロールを介して
縦延伸し、Ｒｅが５０nmで、Ｒthが５１nmの位相差層Ａ
を得た。 一方、上記式で表されるネマティック液晶性化合物と、
下記式で表されるカイラル剤を選択反射波長が２９０〜
３１０nmとなるように混合し、それに光重合開始剤を添
加してなるコレステリック型液晶液を二軸延伸ＰＥＴフ
ィルム上にコーティングし、８０℃で３分間熱処理後、
紫外線を照射して架橋処理し、厚さが２．６μmで、Ｒ
ｅが０nm、Ｒthが１９８nmの位相差層Ｂを得、それを厚
さ１５μmのアクリル系粘着層を介し前記の位相差層Ａ
と積層し、二軸延伸ＰＥＴフィルムを剥離して積層位相
差板を連続製造プロセスにて得た。
【００３２】実施例２ 位相差層Ａとして、ノルボルネン系樹脂フィルムをテン
ターにて横延伸してなるＲｅが５０nmで、Ｒthが１０８
nmのものを用いると共に、位相差層Ｂとして、厚さが
２．０μmで、Ｒｅが１nm、Ｒthが１４２nmのものを用
いたほかは、実施例１に準じて積層位相差板を得た。
【００３３】実施例３ トリアセチルセルロースフィルムをテンターで横延伸し
て得た、Ｒｅが５０nmで、Ｒthが６８nmの位相差層Ａの
上に１重量％ポリビニルアルコール溶液を塗布し、９０
℃で乾燥させて厚さ約０．０１μmの皮膜を形成し、そ
の表面をラビング処理して配向膜を形成した後、その上
に実施例１と同じコレステリック型液晶液をコーティン
グし、それを９０℃で１分間熱処理して紫外線架橋を行
い、厚さが２．５μmで、Ｒｅが０nm、Ｒthが１８５nm
の位相差層Ｂを形成して、積層位相差板を連続製造プロ
セスにて得た。
【００３４】比較例 ノルボルネン系樹脂よりなるＲｅが２４７nmで、厚さが
７７μmの一軸延伸フィルムの上に、厚さ２５μmのアク
リル系粘着層を設けた位相差板の打抜き片と、ノルボル
ネン系樹脂よりなるＲｅが１９９nmで、厚さが８３μm
の一軸延伸フィルムからなる位相差板の打抜き片を、そ
れらの面内遅相軸が直交するように接着して、積層位相
差板を得た。 評価試験
【００３５】実施例、比較例で得た積層位相差板につい
て平行ニコル回転法を原理とする測定機（王子計測機器
社製、ＫＯＢＲＡ−２１ＡＤＨ）を用いて、ＲｅとＲth
を測定した。その結果を次表に示した。なお表には、積
層位相差板の厚さも示した。
【００３６】 Ｒｅ(nm) Ｒth(nm) 厚さ(μm) 実施例１ ５０ ２４９ ７８ 実施例２ ５１ ２５０ ９７ 実施例３ ５０ ２５３ ４７ 比 較 例 ４８ ２４７ １８５
【００３７】表より、ほぼ等価なＲｅとＲthを有する積
層位相差板を得ようとした場合に、実施例では比較例と
比べて約半分に薄型化できることが判る。また実施例で
は位相差層Ａ、Ｂの形成からそれらの積層までを連続製
造プロセスにて実施できることも判る。以上より、本発
明によれば薄型軽量で、かつ生産性に優れ、しかも視認
性に優れる高品位表示の液晶表示素子を形成しうる従来
と同等の位相差特性を示す積層位相差板を得られること
が判る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村上 奈穂 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 吉見 裕之 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 BA05 BA06 BA42 BA43 BB03 BB44 BB51 BC03 BC22 2H091 FA08X FA08Z FA11X FA11Z FA12X FA12Z FA50X FB02 FD06 FD14 KA02 LA12 LA17 LA19 4F006 AA02 AA11 AA12 AA31 AA35 AA36 AA40 AB05 AB20 AB24 AB32 AB35 AB37 AB43 AB62 AB64 AB65 AB74 AB76 BA00 BA01 BA06 CA00 CA05 DA04 EA04 EA06

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 正の複屈折特性を示す熱可塑性樹脂から
    なる位相差層Ａと、選択反射の波長域が３５０nm以下で
    あるコレステリック液晶の配向固化層からなる位相差層
    Ｂとの積層体からなり、面内の主屈折率をｎx、ｎy、厚
    さ方向の屈折率をｎz、層厚をｄ、Ｒｅ＝（ｎx−ｎy）
    ×ｄ、Ｒth＝（ｎx−ｎz）×ｄとしたとき、波長５９０
    nmの光に基づいて、前記積層体のＲｅが１０nm以上で、
    かつＲth−Ｒｅが５０nm以上であることを特徴とする積
    層位相差板。
  2. 【請求項２】 請求項１において、位相差層ＡのＲｅが
    ２０〜３００nmで、かつＲth／Ｒｅが１．０以上であ
    り、位相差層ＢのＲｅが０〜２０nmで、かつＲthが３０
    〜５００nmである積層位相差板。
  3. 【請求項３】 請求項１又は２において、積層体の片面
    又は両面に粘着層を有する積層位相差板。
  4. 【請求項４】 請求項１〜３に記載の積層位相差板と偏
    光板との積層体からなることを特徴とする偏光部材。
  5. 【請求項５】 請求項１〜３に記載の積層位相差板を液
    晶セルの少なくとも片側に配置してなることを特徴とす
    る液晶表示装置。
  6. 【請求項６】 請求項４に記載の偏光部材を液晶セルの
    少なくとも片側に配置してなることを特徴とする液晶表
    示装置。
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