JPH04311903A

JPH04311903A - 位相差板および液晶表示装置

Info

Publication number: JPH04311903A
Application number: JP3078986A
Authority: JP
Inventors: Toyokazu Okada; 岡田　豊和; Kazuaki Sakakura; 坂倉　和明; Koji Azuma; 浩二東; Akiko Shimizu; 朗子清水
Original assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date: 1991-04-11
Filing date: 1991-04-11
Publication date: 1992-11-04
Anticipated expiration: 2016-08-27
Also published as: JP3203490B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液晶表示装置等に用いら
れる新規な位相差板に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】位相差板は特開昭６３−１８９８０４号
公報、特開平１−９６６２３号公報、特開平１−１１８
８０５号公報等に示されているように光学的均質性と耐
久性を備え、一軸配向性を有する高分子フィルムであっ
て、液晶表示装置の表示品質を向上させるための光学補
償板として用いられている。位相差板を用いたＳＴＮ型
液晶表示装置は、液晶セルを２枚積層した二層式ＳＴＮ
型液晶表示装置に比べ、軽い、薄い、安価である等の長
所を持つ反面、視野角特性が悪い、白黒のレベルが劣っ
ている等の短所を有していた。これらの短所は位相差板
を２枚積層する等の方法によりかなり改良されてきたが
、視野角特性については今だ満足できるレベルに達して
いない。

【０００３】液晶表示装置の視野角特性は液晶セルの複
屈折性の角度依存性のみならず、位相差板の複屈折性、
即ちレターデーションの角度依存性に大きく依存してお
り、従来の位相差板ではレターデーションの角度変化が
小さい程好ましいことが知られている。近年、特開平２
−１９１９１４号公報、特開平２−２８５３０３号公報
等に示されているように、一軸延伸時に延伸軸に垂直な
方向にフィルムを収縮させる方法や、ポリマーの液状物
を電界の印加下で製膜したフィルムを延伸することによ
り複屈折率特性を制御する方法等様々な方法を用いるこ
とにより、位相差板のレターデーションの角度変化を小
さくして視野角特性を改良する検討がなされているが、
これらの方法には量産性に課題があるものが多く、また
視野角特性の大幅な向上が期待できるものは少ない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明はこれまでにな
い良好な視野角特性を有するのみならず量産性に富む位
相差板を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは以上の問題
を解決するために鋭意検討した結果、光学的に正の屈折
率異方性を有する複屈折性フィルムと負の屈折率異方性
を有する複屈折性フィルムを各々のフィルム面内の遅相
軸が同一方向になるように積層して用いることにより、
視野角特性の良好な位相差板が得られることを発見し、
本発明に至ったものである。

【０００６】複屈折性フィルムの視野角特性を評価する
には、セナルモンコンペンセーターを装備した偏光顕微
鏡において、正の屈折率異方性を有する複屈折性フィル
ムの場合には遅相軸を、また負の屈折率異方性を有する
複屈折性フィルムの場合には進相軸をそれぞれ回転軸と
して傾斜させた状態で測定したレターデーション（Ｒ）
　と水平な状態で測定したレターデーション（Ｒ０）の
比（Ｒ／Ｒ０）が１．１０となるときの傾斜角（θ１．
１０）を用い、この値をそのフィルムの視野角と称する
。レターデーションの角度変化が小さいほどこのθ１．
１０　　が大きく、すなわち視野角特性が良いというこ
とになる。

【０００７】従来の位相差板の視野角は縦一軸延伸法に
よって延伸したものでは３７〜４２°、完全一軸配向性
を持たせた場合でも４２°であり、テンター延伸法で延
伸したものでは２０〜３７°のものしか得られていない
。

【０００８】本発明者らは、フィルム面内の遅相軸を回
転軸として傾斜させて測定した場合には正の屈折率異方
性を有する複屈折性フィルムのレターデーションの変化
量が正であるのに対して負の屈折率異方性を有する複屈
折性フィルムでは負であり、同様に進相軸を軸として傾
斜させて測定した場合には正の屈折率異方性を有する複
屈折性フィルムのレターデーションの変化量が負である
のに対して負の屈折率異方性を有する複屈折性フィルム
では正であるという現象に着目し、この二種類のフィル
ムを遅相軸が同一方向になるように積層して用いた場合
、傾斜させることによって各々のフィルムに生じるレタ
ーデーションの変化を互いに補償し合うため全体のレタ
ーデーションの変化が非常に小さくなり、視野角特性の
優れた位相差板が得られることを見出した。すなわち、
本発明は、光学的に正の屈折率異方性を有する複屈折性
フィルムと負の屈折率異方性を有する複屈折性フィルム
を、各々のフィルム面内の遅相軸が同一方向になるよう
に積層することによって得られ、フィルム面に垂直方向
から測定したレターデーション　（Ｒ０）と、遅相軸を
回転軸として垂直軸からθ度傾斜させた方向から測定し
たレターデーション（Ｒ）の比（Ｒ／Ｒ０　）が１．１
０となる角度（θ１．１０）が４２°以上である位相差
板である。

【０００９】本発明に用いる正の屈折率異方性を有する
複屈折性フィルムとしては、例えばポリカーボネート系
樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリエステル共重
合体等のポリエステル系樹脂、ナイロン６、ナイロン６
６等のポリアミド系樹脂、ポリサルフォン、ポリエーテ
ルサルフォン、ポリアリレートおよびこれらの変性物等
よりなるフィルムを延伸等により配向させたものが挙げ
られる。また、本発明に用いる負の屈折率異方性を有す
る複屈折性フィルムとしては、例えばポリメチルメタク
リレート、（メタ）アクリル酸メチルを主成分として他
のエチレン系コモノマーを共重合させて得られる（メタ
）アクリル酸メチル共重合体等のポリ（メタ）アクリレ
ート系樹脂、ポリスチレン、スチレンを主成分として他
のエチレン系コモノマーを共重合させて得られるスチレ
ン系共重合体等のポリスチレン系樹脂、およびこれらの
変性物等よりなるフィルムを延伸等により配向させたも
のが挙げられる。中でも複屈折の発現性、強度、耐熱性
等の点を考慮すると、正の屈折率異方性を有する複屈折
性フィルムとしては、ポリカーボネート、ポリサルフォ
ン、ポリエーテルサルフォン、負の屈折率異方性を有す
る複屈折性フィルムとしては、ポリスチレン、ポリメチ
ルメタクリレートが好ましい。

【００１０】本発明に用いる正または負の屈折率異方性
を有するフィルムを配向させて複屈折性フィルムを得る
ための延伸方法としては、レターデーションの均質性が
得られる延伸方法であれば、テンター延伸法、ロール間
延伸法、ロール間圧縮延伸法等公知の方法のいずれを用
いてもよいが、均質性の点および二軸配向性を付与する
点からテンター延伸法が最も好ましい。

【００１１】本発明においては、正および負の屈折率異
方性を有する複屈折性フィルムを貼合して積層フィルム
としたものを使用するが、貼合するための接着剤または
粘着剤としては、透明性および耐久性に優れたものであ
れば公知のものを利用することができる。図１は本発明
による位相差板の例として、正および負の屈折率異方性
を有する複屈折性フィルムをそれぞれ１枚ずつ用いたも
のを示したものである。

【００１２】本発明による位相差板のレターデーション
は、積層する正および負の屈折率異方性を有した複屈折
性フィルムそれぞれのレターデーション（Ｒ１　、Ｒ２
　）を加え合わせた値（Ｒ’＝Ｒ１　＋Ｒ２　）となる
。また、θ１．１０は積層する正および負の屈折率異方
性を有した複屈折性フィルムそれぞれのレターデーショ
ンの値（Ｒ１　、Ｒ２　）およびそれぞれの視野角特性
を調節して積層することにより、単独の位相差板がそれ
ぞれ持つθ１．１０から６０°を越える値まで任意に設
定が可能である。

【００１３】このとき、正および負の屈折率異方性を有
する複屈折性フィルムとして視野角が３７〜４２°であ
る比較的良好な視野角特性を有するフィルムを用いた場
合には、任意の視野角特性を有する位相差板を得るため
には正と負の屈折率異方性を有するフィルムのレターデ
ーションにかなりの差があるものを積層することが必要
となる。特に、積層して５００ｎｍ以下のレターデーシ
ョンを有するような位相差板で４２〜６０°の視野角の
ものを得るには、正負どちらか一方の屈折率異方性を有
する複屈折性フィルムとしてレターデーションが４０ｎ
ｍ以下のものを使用することが必要になるが、一般に５
０ｎｍ以下のレターデーションを有する複屈折性フィル
ムを通常の延伸方法で均質性を持って得ることは非常に
困難であるため、量産性に問題がある。

【００１４】それに対して本発明においては、正または
／および負の屈折率異方性を有する複屈折性フィルムと
して視野角２０〜３７°と視野角特性のあまり良くない
二軸配向性を有するフィルムを用いることにより、各々
のフィルムのレターデーションの差が大きくなくとも積
層品の視野角特性を広い範囲で自由に調節することが可
能であるため、任意の視野角特性、特に４２〜６０°の
視野角を有する位相差板を容易に得ることができる。こ
のことより、フィルムの配向の均質性は確保できるが面
内二軸配向性が避けられなかったテンター延伸法によっ
て作製した複屈折性フィルムを用いた場合には、光学的
均質性と良好な任意の視野角特性を合わせ持った非常に
優れた位相差板を得ることができるため、この技術は非
常に有効である。

【００１５】本発明の位相差板を液晶表示装置に装着す
る方法は特に限定されるものではなく、例えば第１図に
示した位相差板の片面または両面に粘着剤等を施し、液
晶セルまたは／および偏光板と貼合する等の方法を用い
ればよい。

【００１６】

【発明の効果】

【００１７】本発明に用いる正および負の屈折率異方性
を有する複屈折性フィルムとしては、視野角特性が近い
二種類の複屈折性フィルムを積層するだけで良好な視野
角特性が得られるため、個々のフィルムの視野角特性が
特に良好である必要はない。そのため、従来の位相差板
の視野角特性を上げるために完全一軸配向性を持たせた
り、厚み方向の配向性を制御するといった必要性はなく
、逆に従来視野角が２０〜３７°しかなく視野角特性が
悪いと言われていた面内二軸配向性を有する複屈折性フ
ィルムを用いた場合にも、容易に視野角を４２°以上に
向上できおのおののフィルム単独の場合に比較して視野
角特性を飛躍的に向上させることができ、これを光学補
償板として用いることにより、液晶表示装置の表示特性
を著しく向上させることができる。

【００１８】

【実施例】以下実施例により本発明を詳細に説明するが
、本発明はこれに限定されるものではない。

【００１９】なお、各々のフィルムおよび積層品のレタ
ーデーション（Ｒ１，Ｒ２　，Ｒ’）は前述の偏光顕微
鏡を用いて測定した。視野角については前述の方法に従
い、正の屈折率異方性を有する複屈折性フィルムの場合
には遅相軸を、また負の屈折率異方性を有する複屈折性
フィルムの場合には進相軸をそれぞれ回転軸として傾斜
させた状態で測定したレターデーション（Ｒ）と水平な
状態で測定したレターデーション（Ｒ０）の比の値（Ｒ
／Ｒ０）が１．１０になるときの傾斜角（θ１．１０）
で表したが、例外として傾斜角が０〜６０°の範囲にお
いてＲ／Ｒ０　が１．１０未満であるフィルムについて
は、傾斜角が４０°の場合の比の値（Ｒ４０／Ｒ０）を
用いた。

【００２０】実施例１ポリカーボネートフィルムをテンター延伸法により２０
０℃で１．７倍延伸し、Ｒ１　＝２２２ｎｍ、θ１．１
０＝２６．５°、厚さ７２μｍである複屈折性フィルム
を得た。また、ポリスチレンフィルムをテンター延伸法
により１２５℃で２．５倍延伸し、Ｒ２　＝２２０ｎｍ
、θ１．１０＝２７．５°、厚さ１７４μｍである複屈
折性フィルムを得た。この２つのフィルムを各々の遅相
軸が同一方向になるように積層したところ、Ｒ’＝４４
３ｎｍ、Ｒ４０／Ｒ０　＝１．０２であるレターデーシ
ョンの角度依存性の非常に小さい位相差板が得られた。

【００２１】実施例２ポリカーボネートフィルムをテンター延伸法により２０
０℃で２．１倍延伸し、Ｒ１　＝３９２ｎｍ、θ１．１
０＝２５．０°、厚さ７５μｍである複屈折性フィルム
を得た。また、ポリスチレンフィルムをテンター延伸法
により１２５℃で２．０倍延伸し、Ｒ２　＝１９８ｎｍ
、θ１．１０＝２７．３°、厚さ１９６μｍである複屈
折性フィルムを得た。この２つのフィルムを各々の遅相
軸が同一方向になるように積層したところ、Ｒ’＝５９
２ｎｍ、θ１．１０＝４５．２°である位相差板が得ら
れた。

【００２２】実施例３ポリサルフォンフィルムをテンター延伸法により２１０
℃で１．５倍延伸し、Ｒ１　＝３７９ｎｍ、θ１．１０
＝３１．３、厚さ１１５μｍである複屈折性フィルムを
得た。また、ポリメチルメタクリレートシートをテンタ
ー延伸法により１３０℃で２．０倍延伸し、Ｒ２　＝１
４８ｎｍ、θ１．１０＝２５．０°、厚さ１１４２μｍ
である複屈折性フィルムを得た。この２つのフィルムを
各々の遅相軸が同一方向になるように積層したところ、
Ｒ’＝５２７ｎｍ、θ１．１０＝５０．０°である位相
差板が得られた。

【００２３】実施例４ポリカーボネートフィルムをテンター延伸法により２０
０℃で１．７倍延伸し、Ｒ１　＝２２７ｎｍ、θ１．１
０＝２５．２°、厚さ８０μｍである複屈折性フィルム
を得た。また、ポリスチレンフィルムを縦一軸延伸法に
より１２２℃で１．５倍延伸し、Ｒ２　＝３７３ｎｍ、
θ１．１０＝３９．５°、厚さ１７５μｍである複屈折
性フィルムを得た。この２つのフィルムを各々の遅相軸
が同一方向になるように積層したところ、Ｒ’＝５４９
ｎｍ、θ１．１０＝４７．３°である位相差板が得られ
た。

【００２４】実施例５ポリカーボネートフィルムを縦一軸延伸法により１９７
℃で１．７倍延伸し、Ｒ１　＝３０８ｎｍ、θ１．１０
＝４０．２°、厚さ６７μｍである複屈折性フィルムを
得た。また、ポリスチレンフィルムをテンター延伸法に
より１２５℃で２．５倍延伸し、Ｒ２　＝２４２ｎｍ、
θ１．１０＝２８．０°、厚さ１５３μｍである複屈折
性フィルムを得た。この２つのフィルムを各々の遅相軸
が同一方向になるように積層したところＲ’＝５３０ｎ
ｍ、θ１．１０＝４９．１°である位相差板が得られた
。

【００２５】比較例１ポリカーボネートフィルムを縦一軸延伸法により１９８
℃で１．８倍延伸して複屈折性フィルムを得た。このフ
ィルムは、Ｒ＝４３７ｎｍでθ１．１０＝４１．０°で
あった。

【００２６】比較例２ポリカーボネートフィルムをテンター延伸法により１９
５℃で２．０倍延伸して複屈折性フィルムを得た。この
フィルムは、Ｒ＝５９０ｎｍでθ１．１０＝３１．９°
であった。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明による位相差板の一例の構成を示
す縦の断面図である。

【図２】図２は本発明による位相差板を用いたＳＴＮ型
液晶表示装置の一例を示す縦の断面図である。

【符号の説明】

１．正の屈折率異方性を有する複屈折性高分子フィルム
２．負の屈折率異方性を有する複屈折性高分子フィルム
３．接着剤または粘着剤４．位相差板５．偏光板６．ＳＴＮ液晶セル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光学的に正の屈折率異方性を有する複屈折
性フィルムと負の屈折率異方性を有する複屈折性フィル
ムを、各々のフィルム面内の遅相軸が同一方向になるよ
うに積層することによって得られ、フィルム面に垂直方
向から測定したレターデーション　（Ｒ０）と、遅相軸
を回転軸として垂直軸からθ度傾斜させた方向から測定
したレターデーション（Ｒ）の比（Ｒ／Ｒ０　）が１．
１０となる角度（θ１．１０）が４２°以上である位相
差板。
【請求項２】フィルム面に垂直方向から測定したレター
デーション　（Ｒ０）と、遅相軸を回転軸として垂直軸
からθ度傾斜させた方向から測定したレターデーション
（Ｒ）の比（Ｒ／Ｒ０　）が１．１０となる角度（θ１
．１０）が、３７°以下の二軸配向性を有する正の屈折
率異方性を有する複屈折性フィルムと、フィルム面に垂
直方向から測定したレターデーション　（Ｒ０）と、進
相軸を回転軸として垂直軸からθ度傾斜させた方向から
測定したレターデーション（Ｒ）の比（Ｒ／Ｒ０　）が
１．１０となる角度（θ１．１０）が、３７°以下の二
軸配向性を有する負の屈折率異方性を有する複屈折性フ
ィルムを用いることを特徴とする請求項１記載の位相差
板。
【請求項３】θ１．１０が３７°以下の二軸配向性を有
する正の屈折率異方性を有する複屈折性フィルムと、θ
１．１０が３７°以上４２°以下の一軸配向性を有する
負の屈折率異方性を有する複屈折性フィルムを用いるこ
とを特徴とする請求項１記載の位相差板。
【請求項４】θ１．１０が３７°以上４２°以下の一軸
配向性を有する正の屈折率異方性を有する複屈折性フィ
ルムと、θ１．１０が３７°以下の二軸配向性を有する
負の屈折率異方性を有する複屈折性フィルムを用いるこ
とを特徴とする請求項１記載の位相差板。
【請求項５】請求項１に記載の位相差板を積層してなる
液晶表示装置。