(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カラー表示の液晶表示装置における色補償に用いる位相差板であり、カラー表示を形成する三基本色の画素に対応して異なる位相差の３種の領域がストライプ状に分布したものからなり、その３種の位相差相違領域のストライプ状分布における少なくとも２種の領域が一枚の延伸フィルムに対し加熱式又は薬液噴射式のドットプリンタを介し熱又は薬液のドットの集合による筋を付与したことに基づく分子配向度の相違にて形成されてなることを特徴とする位相差板。
【請求項２】
３種の領域の位相差がＲＧＢの三基本色の画素に対応するものである請求項１に記載の位相差板。
【請求項３】
片面又は両面に粘着層を有する請求項１又は２に記載の位相差板。
【請求項４】
上記１〜３の各請求項の一に記載の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積層偏光板。
【請求項５】
上記１〜３の各請求項の一に記載の位相差板を液晶セルの外側又は内側に有することを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、カラー表示における複屈折光の波長分散に対応して異なる位相差を付与する位相差板、及びそれを用いた楕円偏光板、並びにコントラストの良好なカラー表示品位に優れる液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＳＴＮ型等の液晶表示装置における液晶セルの複屈折性に基づく着色防止に用いる位相差板が知られていた。しかし従来の位相差板では、複屈折光の波長分散に対応できず、可視光全体にわたり着色防止の補償をできない問題点があった。そのため表示のコントラストがＴＦＴ方式の液晶装置に比べて１０〜２０％程度に留まっている現状である。
【０００３】
一方、前記した複屈折光の波長分散に対する補償不能の問題は、カラーフィルター等を介した液晶表示のカラー化に際して、赤や青の波長光に対して同じ位相差板では補償できないことを意味し、従って表示色を大きく変色させることを意味する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、液晶表示のカラー化において複屈折光の波長分散に対応できる位相差板を得て、良好なコントラストを示しカラーの表示品位に優れる液晶表示装置を得ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、カラー表示の液晶表示装置における色補償に用いる位相差板であり、カラー表示を形成する三基本色の画素に対応して異なる位相差の３種の領域がストライプ状に分布したものからなり、その３種の位相差相違領域のストライプ状分布における少なくとも２種の領域が一枚の延伸フィルムに対し加熱式又は薬液噴射式のドットプリンタを介し熱又は薬液のドットの集合による筋を付与したことに基づく分子配向度の相違にて形成されてなることを特徴とする位相差板、及びその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楕円偏光板並びに前記位相差板を液晶セルの外側又は内側に有す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。
【０００６】
【作用】
カラー表示を形成するＲＧＢ等の三基本色の画素に対応して異なる位相差の３種の領域をストライプ状に分布させる上記の構成により、複屈折光の屈折率差（△ｎ）と厚さ（ｄ）の積（△ｎｄ）で定義されるリタデーションを基本色ごとに設定できて、複屈折光の波長分散に対応することができる。
【０００７】
すなわち、当該波長分散では赤等の長波長側ほど複屈折光の位相差が減少する傾向にあり、従って例えば赤と青との波長光では赤色光に対して青色光よりも小さい位相差となるように補償する必要があるが、上記構成ではその三基本色毎にマッチした位相差で補償することができる。その結果、波長分散による変色を抑制できて良好なコントラストでカラーの表示品位に優れる液晶表示装置の形成が可能となる。
【０００８】
【実施例】
本発明の位相差板は、カラー表示の液晶表示装置における色補償に用いる位相差板であり、カラー表示を形成する三基本色の画素に対応して異なる位相差の３種の領域がストライプ状に分布し、その３種の位相差相違領域のストライプ状分布における少なくとも２種の領域が一枚の延伸フィルムに対し加熱式又は薬液噴射式のドットプリンタを介し熱又は薬液のドットの集合による筋を付与したことに基づく分子配向度の相違にて形成されたものからなる。その例を図１に示した。１が位相差板であり、１１，１２，１３が異なる位相差の領域である。なお２は、必要に応じて設けられる粘着層であり、３はセパレータである。
【０００９】
（削除）
【００１０】
製造効率などの点より位相差板の製造は、一枚の延伸フィルムにガラス転移温度以上の熱を部分的に付与して分子の配向度を部分的に低下させ、位相差を部分的に相違させる方法、あるいは一枚の延伸フィルムに、それを溶解又は膨潤させうる薬液を部分的に施与して分子の配向度を部分的に低下させ、位相差を部分的に相違させる方法により、図１に例示の如く分子配向度の相違に基づいて位相差が相違する３種の領域１１，１２，１３を分布形成する方法にて行う。かかる方法によれば、単層の連続フィルムからなる位相差板を得ることも容易である。
【００１１】
前記の延伸フィルムは、例えば高分子フィルムを一軸又は二軸等の適宜な方式で延伸処理することにより得ることができる。位相差制御の点などよりは、分子が可及的に均一に配向するなどして位相差の均一性に優れる延伸フィルムが好ましく用いうる。従って従来の位相差フィルムのいずれも用いうる。延伸フィルムを形成する高分子フィルムとしては、透明なプラスチックからなる適宜なフィルムを用いることができ、特に限定はない。
【００１２】
ちなみに前記高分子フィルムの例としては、ポリカーボネート系高分子、ポリアリレートやポリエチレンテレフタレートの如きポリエステル系高分子、ポリイミド系高分子、ポリスルホン系高分子、ポリエーテルスルホン系高分子、ポリスチレン系高分子、ポリエチレンやポリプロピレンの如きポリオレフィン系高分子、ポリビニルアルコール系高分子、酢酸セルロース系高分子、ポリ塩化ビニル系高分子、ポリメチルメタクリレート系高分子等の熱可塑性ポリマーなどからなるフィルムがあげられる。また液晶ポリマーからなるフィルムなどもあげられる。
【００１３】
前記において延伸フィルムにおける分子配向度の低下操作は、３種の位相差相違領域のストライプ状分布の形成を目的に、ドットプリンタを介してガラス転移温度（熱変形温度）以上の熱をドットを集合させて筋状に付与する方式、又は溶解若しくは膨潤させうる有機溶剤等の薬液をドットを集合させて筋状に施与（付与）する方式にて行う。熱と薬液の付与の両方式を併用することもできる。
【００１４】
分子配向度の低下で位相差が変化した領域のストライプ状の分布パターン、特に微細パターン、就中、細いストライプによるパターンの効率的形成の点などより、前記の方式では熱転写式プリンタやインクジェット式プリンタなどの適宜な加熱式又は薬液噴射式のドットプリンタにて熱又は薬液の付与を行う。
【００１５】
分子配向度を低下させて位相差を変化させる領域、すなわちドットプリンタを介し熱又は薬液のドットの集合による筋を付与する領域は、目的とするパターン、すなわちカラー表示を形成する三基本色の画素に対応した３種の位相差相違領域が分布してなるストライプパターンにおける少なくとも２種の位相差相違領域である。目的とするパターンにおける当該２種以外の領域は、元の延伸フィルムにおける分子配向度で残存していてもよいし、熱又は薬液のドットの集合による筋を付与して分子配向度を低下させた領域であってもよい。ドットプリンタを介した分子配向度の低下操作では、延伸フィルムに対するドットの付与を介して目的とするストライプパターンを直接形成でき、従って例えば目的とするパターン領域をレジスト等でマスキングする必要なく、目的の位置をドットを介して直接熱又は薬液で処理できて、前記の如く微細パターン等を効率的に形成することができる。
【００１６】
本発明の位相差板は、カラー表示の液晶表示装置における色補償に要求される位相差に応じて、カラー表示を形成する三基本色の画素に対応して異なる位相差の３種の領域を、上記した分子配向度の低下操作を介して一枚の延伸フィルム中にストライプ状に分布させたものである。カラー表示を形成する三基本色としては、ＲＧＢ（赤、緑、青）などが一般的であるが、本発明においてはこれに限定するものではない。
【００１７】
位相差板における３種の設定位相差は、ＲＧＢ等の色光の波長に応じて適宜に決定される。すなわち個々のタイプの液晶セルが示す複屈折光の波長分散における三基本色での分散特性などに応じて決定される。設定された３種の位相差領域のストライプ状の分布、すなわち位相差が相違する３種のストライプの配置パターンは、液晶表示装置の表示画素におけるＲＧＢ等の三基本色の配置パターンに対応したものとされる。
【００１８】
従って各位相差領域のストライプ状の分布パターンは、適用対象の液晶表示装置におけるカラー化方式などに応じて適宜に決定され、例えばストライプ状のカラーフィルターに準じたパターンなどがあげられる。ストライプ状のパターンにおける各位相差領域のサイズも画素の大きさなどに応じて適宜に決定される。
【００１９】
ちなみにカラーフィルターに準じたサイズのパターンは、例えば上記した熱転写式プリンタの解像度の調節やマスクサイズの調節などの位相差板の形成方法に応じた措置により容易に形成することができる。本発明においては上記したドットプリンタを介して、１／１０００〜１／１００mm２程度の微細な領域（ドット）による熱又は薬液を集合させてなる筋を有するストライプ状の位相差パターンの形成も容易である。
【００２０】
なお位相差が異なる領域を形成する際の位相差は分子配向度を低下させる程度で制御することができる。その分子配向度の低下程度の制御は、加熱温度又は加熱時間の調節等による熱量の制御方式、薬剤の種類による溶解度又は膨潤度の調節や処理時間の調節等による溶解又は膨潤の程度の制御方式などの適宜な方式で行うことができる。
【００２１】
本発明の位相差板は、１枚、あるいは同種又は異種の位相差板の２枚以上の積層体として実用に供しうる。光軸の交差状態を変える方式などで積層することにより、位相差の分布状態を変化させることができる。位相差板の厚さは、目的とするリタデーション値などに基づいて適宜に決定される。一般には、フィルムの単層物に基づき５００μm以下、就中５〜３００μmの厚さとされる。
【００２２】
本発明の位相差板は、カラー表示の液晶表示装置における色補償に用いるものであるが、その実用に際してはそのまま用いてもよいし、位相差パターンの保護などを目的にフィルムや樹脂コートなどからなる表面保護層を設けてもよい。また図１に例示の如く、被着体への接着等を目的とした粘着層２を予め付設した形態などとすることもできる。
【００２３】
なお粘着層は、位相差板の片面又は両面に設けることができる。粘着層の形成には、例えばゴム系粘着剤やアクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤やポリビニルエーテル系粘着剤などの適宜な粘着性物質を用いることができる。位相差パターンの変化防止等の点よりは、硬化や乾燥の際に高温プロセスや長時間処理を要しないものが好ましい。粘着層は、図１に例示の如く実用に供するまでの間、汚染防止等を目的にセパレータ３で保護カバーしておくことが好ましい。
【００２４】
さらに本発明の位相差板は、偏光板との積層体からなる楕円偏光板として実用に供することもできる。図２にその楕円偏光板を例示した。４が偏光板である。楕円偏光板とすることにより、それを用いて液晶表示装置の組立等を容易化することなどができる。なおかかる楕円偏光板は、設定位相差が１／４波長に相当する場合にはその部分が円偏光板として機能しうるものである。
【００２５】
偏光板としては適宜なものを用いることができ、特に限定はない。一般には、ポリビニルアルコールの如き親水性高分子からなるフィルムを、ヨウ素の如き二色性染料で処理して延伸したものや、ポリ塩化ビニルの如きプラスチックフィルムを処理してポリエンを配向させたものなどからなる偏光フィルム、あるいはその偏光フィルムを封止フィルムでカバーして保護したものなどが用いられる。
【００２６】
本発明の位相差板を用いた液晶表示装置の形成は、位相差板を液晶セルの外側又は内側に配置することにより行うことができる。その例を図３、図４に示した。５が液晶セルである。液晶セルとしては、特に限定はない。従ってＳＴＮ型等の公知の液晶セルのいずれも用いうる。
【００２７】
なお位相差板を液晶セルの外側に配置する場合、視認側における偏光板の内側に配置される。また位相差板を液晶セルの内側に配置する場合には、液晶に耐える材質の位相差板が用いられ、通例、液晶セルの視認側に配置される。その場合、位相差板を液晶セルのセル基板として用いることも可能である。
【００２８】
実施例１
厚さ６０μmのポリカーボネートフィルムを１５５℃で１．７倍に延伸処理したフィルムに熱転写式プリンタを介し０．４mj／dotと０．３mj／dotの熱量にて０．１mm間隔で加熱し、３種の位相差領域をストライプ状のパターンで有する位相差板を得た。
【００２９】
前記で得た位相差板のリタデーション値（△ｎｄ）特性を図５に示した。なお△ｎｄの最小部分が０．４mj／dotの熱量にて加熱処理した部分であり、△ｎｄが約５２０nmの中間部分が０．３mj／dotの熱量にて加熱処理した部分である。
【００３０】
【発明の効果】
本発明の位相差板によれば、カラー表示を形成するＲＧＢ等の三基本色の画素に対応して異なる位相差の３種の領域をストライプ状に配置でき、リタデーションを基本色ごとに設定できて複屈折光の波長分散に対応した色補償を達成でき、波長分散による変色を抑制できてコントラストが良好でカラーの表示品位に優れる液晶表示装置を得ることができる。またその場合にドットプリンタを介し、熱又は薬液のドットの集合による筋にて形状を制御したストライプパターンであるので、熱又は薬液によるストライプの形成にても位相差相違領域の間における位相差の変化を急峻なものとすることができる。ちなみに１／１０００〜１／１００mm２程度の微細な領域による熱又は薬液を集合させてなる筋に基づくストライプ状の位相差パターンの形成も容易であり、前記の画素対応配置に要求される画素の大きさに応じたサイズの３種の位相差領域による微細なストライプパターンをマスキングの必要なく延伸フィルムに対しドットを介して熱又は薬液を直接付与して効率的に形成できて量産性に優れている。
【図面の簡単な説明】
【図１】位相差板例の断面図
【図２】楕円偏光板例の断面図
【図３】液晶表示装置例の断面図
【図４】他の液晶表示装置例の断面図
【図５】実施例１の位相差板における位相差を示したグラフ
【符号の説明】
１：位相差板
１１，１２，１３：異なる位相差の領域
２：粘着層
４：偏光板
５：液晶セル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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