(57)【要約】【課題】    偏光層と複屈折層とを備えつつも効率よく製造することができる楕円偏光板を提供する。【解決手段】  楕円偏光板１０は、入射した自然光を直線偏光に変換する偏光層１３と、偏光層１３により変換された直線偏光を旋光する旋光層１２と、旋光層１２により旋光された直線偏光を楕円偏光に変換する複屈折層１１と、が積層されてなる。複屈折層１１及び偏光層１３は、複屈折層１１の遅相軸と偏光層１３の吸収軸とが平行となるように設けられている。【選択図】図１
2004199045.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射した自然光を直線偏光に変換する偏光層と、該偏光層により変換された直線偏光を旋光する旋光層と、該旋光層により旋光された直線偏光を楕円偏光に変換する複屈折層と、が積層されてなり、
上記偏光層及び上記複屈折層は、該偏光層の吸収軸と該複屈折層の遅相軸とが平行となるように、又は、直交するように設けられていることを特徴とする光学フィルム。
【請求項２】
入射した自然光を直線偏光に変換する偏光層と、該偏光層により変換された直線偏光を回転させる中間複屈折層と、該中間複屈折層により回転された直線偏光を楕円偏光に変換する外側複屈折層と、が積層されてなり、
上記偏光層及び上記外側複屈折層は、該偏光層の吸収軸と該外側複屈折層の遅相軸とが平行となるように、又は、直交するように設けられていることを特徴とする光学フィルム。
【請求項３】
請求項２に記載された光学フィルムにおいて、
上記中間複屈折層が液晶性ポリマーのコーティング層で形成されていることを特徴とする光学フィルム。
【請求項４】
画像表示用の液晶表示パネルと、該液晶表示パネルの少なくとも一方側に積層するように設けられた光学フィルムと、を備えた液晶表示装置であって、
上記光学フィルムは、偏光層と、旋光層と、複屈折層と、が積層されてなり、該偏光層及び該複屈折層が、該偏光層の吸収軸と該複屈折層の遅相軸とが平行となるように、又は、直交するように設けられていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項５】
画像表示用の液晶表示パネルと、該液晶表示パネルの少なくとも一方側に積層するように設けられた光学フィルムと、を備えた液晶表示装置であって、
上記光学フィルムは、偏光層と、中間複屈折層と、外側複屈折層と、が積層されてなり、該偏光層及び該外側複屈折層が、該偏光層の吸収軸と該外側複屈折層の遅相軸とが平行となるように、又は、直交するように設けられていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項６】
請求項４又は５に記載された液晶表示装置において、
上記液晶表示パネルは、その外形が矩形であり、
上記光学フィルムは、上記偏光層の吸収軸が上記液晶表示パネルのいづれかの側辺に沿うように設けられていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項７】
請求項５に記載された液晶表示装置において、
上記中間複屈折層が液晶性ポリマーのコーティング層で形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、偏光層だけでなく複屈折層をも有する光学フィルム及びそれを備えた液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、軽量薄型で高コントラスト、高輝度、低消費電力を特徴とすることから、パーソナルコンピュータ、ＰＤＡ、携帯電話等々の表示画面に広く使われている。液晶表示装置では、表示の更なる高コントラスト化、広視野角化、高輝度化のため、表示面に偏光板だけでなく種々の複屈折フィルムを設けてそれらを改善する手段が提案されている。例えば、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic）型の液晶表示装置の光学補償板として、着色防止、コントラストの向上が図られている。また、ＳＴＮ、ＴＮ、ＥＣＢを問わず液晶表示パネル内部に反射板を持たせた反射型又は半透過型の液晶表示装置では、円偏光の特性を利用している為、表面、裏面、若しくは両面の偏光板にλ／４の位相差を有する複屈折フィルムを貼り合わせた円偏光板（光学フィルム）が使用されている。このような偏光板と複屈折フィルムとを組み合わせた楕円偏光板は、このように、現在では、ＳＴＮ型のみならず、あらゆる液晶表示装置に採用されている。
【０００３】
ところで、偏光板は、光学機能を持つ偏光子と、それを両面から保護する保護フィルムとの３層で構成されている。偏光子は、通常、成膜されたポリビニルアルコール（ＰＶＡ）のフィルムに二色性機能のあるヨウ素や二色性色素を吸着させ、ホウ素化合物等で架橋処理した後にロール間延伸などの縦一軸延伸を施したもので構成されている。保護フィルムは、熱安定性や水分遮断性に優れたトリアセチルセルロースロール（ＴＡＣ）やノルボルネン系樹脂のフィルムで構成されている。偏光板は、かかる偏光子の両面にそれぞれ接着剤を介して保護フィルムが貼り合わせられ、ロール状に巻かれたフィルムとして製造される。ここで、偏光板の吸収軸の方向は偏光子の延伸方向に一致するためロールの流れ方向（ＭＤ方向）となる。
【０００４】
また、複屈折フィルムは、ポリカーボネイト系樹脂、ノルボルネン系樹脂などの熱可塑性フィルムにロール間延伸、圧延延伸等の縦延伸やテンターによる横延伸を施したもので構成され、ロール状に巻かれたフィルムとして製造される。ここで、複屈折フィルムの遅相軸の方向は、延伸方向に一致するため縦延伸の場合にはロールの流れ方向（ＭＤ方向）となり、横延伸の場合には直交方向（ＴＤ方向）となる。なお、上記複屈折フィルムの遅相軸方向は正の光学異方性を持つ場合であり、負の光学異方性を持つ物質の場合は逆にする。
【０００５】
偏光板と複屈折フィルムとを積層してなる楕円偏光板は、偏光板の吸収軸と複屈折フィルムの遅相軸とが平行又は直交していると複屈折フィルムの効果を全く得ることができず、単に偏光板としてしか機能しない。このため、かかる楕円偏光板では、偏光板の吸収軸と複屈折フィルムの遅相軸とが平行又は直交以外の角度で交差するように偏光板と複屈折フィルムとが貼り合わされている。従って、上記のようにロール状に巻かれた偏光板のロール及び複屈折フィルムのロールからそれぞれ偏光板及び複屈折フィルムを引き出して連続的にそれらを貼り合わせるロールトゥロール貼合を行うことによっては楕円偏光板を製造することができない。
【０００６】
現在の楕円偏光板の製造方法は、各々、ロールから引き出された偏光板及び複屈折フィルムをそれぞれ所定の光軸角度になるようにシート状に切りだし、そのシートとシートとを貼り合わせる、又は、偏光板及び位相差フィルムの一方だけをロールから引き出してシートに切断し、他方のロールから引き出したフィルムにそのシートを貼り合わせる、というものである。この方法は、生産効率が悪く、また、フィルムの利用効率が非常に悪いという問題点がある。
【０００７】
また、偏光板又は複屈折フィルムを斜め延伸したものを作成することも考えられるが、非常に複雑な力が作用するために光軸の一軸性が悪く、楕円偏光板の特性が面内で不均一となってしまうことが考えられる。
【０００８】
さらに、下記特許文献１及び２には、偏光板と旋光層と複屈折性フィルムとを順に積層してなる光学補償フィルムが開示されている。しかし、これらの文献のものは、ＳＴＮ等の複屈折性液晶表示パネルの複屈折性だけでなく、旋光性を補償するフィルムであり、後述する本発明の目的とは大きく違い、偏光層の吸収軸と複屈折層の遅相軸との関係について全く記載されていない。
【特許文献１】特開平６−７５２１４号公報
【特許文献２】特開平６−７５２２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、偏光層と複屈折層とを備えつつも効率よく製造することができる光学フィルム、及び、それを備えた液晶表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題の解決する本発明の光学フィルムは、入射した自然光を直線偏光に変換する偏光層と、該偏光層により変換された直線偏光を旋光する旋光層と、該旋光層により旋光された直線偏光を楕円偏光に変換する複屈折層と、が積層されてなり、
上記偏光層及び上記複屈折層は、該偏光層の吸収軸と該複屈折層の遅相軸とが平行となるように、又は、直交するように設けられていることを特徴とする。
【００１１】
このような光学フィルムによれば、偏光層と複屈折層との間に旋光層が設けられているので、偏光層の吸収軸と複屈折層の遅相軸とが平行、又は、直交しているにもかかわらず、偏光層からの直線偏光を旋光層で旋光して複屈折層で楕円偏光とすることができる。そして、このような光学フィルムは、ロール状に巻かれた偏光板のロール及び複屈折フィルムのロールからそれぞれ偏光板及び複屈折フィルムを引き出し、それらの間に旋光層が設けられるようにして連続的にそれらを貼り合わせるロールトゥロール貼合を行うことにより効率よく製造することができる。
【００１２】
ここで、「楕円偏光」には、「円偏光」も含まれる。
【００１３】
本発明の光学フィルムを用いた本発明の液晶表示装置は、画像表示用の液晶表示パネルと、該液晶表示パネルの少なくとも一方側に積層するように設けられた光学フィルムと、を備えたものであって、
上記光学フィルムは、偏光層と、旋光層と、複屈折層と、が積層されてなり、該偏光層及び該複屈折層が、該偏光層の吸収軸と該複屈折層の遅相軸とが平行となるように、又は、直交するように設けられていることを特徴とする。
【００１４】
このような液晶表示装置によれば、偏光層と複屈折層との間に旋光層が設けられているので、偏光層の吸収軸と複屈折層の遅相軸とが平行、又は、直交していているにもかかわらず、偏光層からの直線偏光が複屈折層で楕円偏光にすることができる。
【００１５】
本発明の液晶表示装置は、上記液晶表示パネルの外形が矩形であり、上記光学フィルムの上記偏光層の吸収軸が上記液晶表示パネルのいづれかの側辺に沿うように設けられているものであってもよい。
【００１６】
このような液晶表示装置によれば、ロールトゥロール貼合で製造された長尺の光学フィルムに対してその長さ方向に対して角度を有するようなカットをする必要がなく、無駄を生じることなく各液晶表示パネル用の光学フィルムを切り出すことができる。また、予め偏光板のロール及び複屈折フィルムのロールを液晶表示パネルの幅に一致させるスリット加工をしておき、それらをロールトゥロール貼合して光学フィルム母体を製造するようにすれば、液晶表示パネルへの光学フィルムの貼合をラベラー方式で行うことが可能であり、液晶表示装置を効率よく製造することができる。
【００１７】
上記課題を解決する本発明の他の光学フィルムは、入射した自然光を直線偏光に変換する偏光層と、該偏光層により変換された直線偏光を回転させる中間複屈折層と、該中間複屈折層により回転された直線偏光を楕円偏光に変換する外側複屈折層と、が積層されてなり、
上記偏光層及び上記外側複屈折層は、該偏光層の吸収軸と該外側複屈折層の遅相軸とが平行となるように、又は、直交するように設けられていることを特徴とする。
【００１８】
このような光学フィルムによれば、偏光層と外側複屈折層との間に中間複屈折層が設けられているので、偏光層の吸収軸と外側複屈折層の遅相軸とが平行、又は、直交していているにもかかわらず、偏光層からの直線偏光を中間複屈折層で回転させ外側複屈折層で楕円偏光とすることができる。そして、このような光学フィルムは、ロール状に巻かれた偏光板のロール及び外側複屈折フィルムのロールからそれぞれ偏光板及び外側複屈折フィルムを引き出し、それらの間に延伸軸を有さない中間複屈折層を貼り合わせることで任意の楕円偏光を作り得る楕円偏光版をロールトゥロール貼合を行うことにより効率よく製造することができる。
【００１９】
ここで「楕円偏光」には、「円偏光」も含まれる。また、中間複屈折層には、基準となる波長（重視したい波長：例えば４６０ｎｍや５５０ｎｍ）の１／２波長のレターデーションを有するものであればよい。さらに、偏光層の吸収軸と中間複屈折層の遅相軸との交差角θについては、偏光層により変換された直線偏光を外側複屈折層に入射させたい角度まで回転させる角度αの１／２に設定すればよい（θ＝α／２）。
【００２０】
本発明の他の光学フィルムは、上記中間複屈折層が液晶性ポリマーのコーティング層で形成されているものであってもよい。
【００２１】
上記構成によれば、液晶ポリマーのコーティング層で作成するため、液晶の配向方向（光軸方向）をロールの流れ方向に対して任意に設定でき、本願の課題であるロールトゥロール貼合を行うことができる。液晶性ポリマーとしては一軸性の液晶（例えばネマティック液晶）が好適である。
【００２２】
本発明の他の光学フィルムを用いた本発明の他の液晶表示装置は、画像表示用の液晶表示パネルと、該液晶表示パネルの少なくとも一方側に積層するように設けられた光学フィルムと、を備えたものであって、
上記光学フィルムは、偏光層と、中間複屈折層と、外側複屈折層と、が積層されてなり、該偏光層及び該外側複屈折層が、該偏光層の吸収軸と該外側複屈折層の遅相軸とが平行となるように、又は、直交するように設けられていることを特徴とする。
【００２３】
このような液晶表示装置によれば、偏光層と外側複屈折層との間に中間複屈折層が設けられているので、偏光層の吸収軸と外側複屈折層の遅相軸とが平行、又は、直交していているにもかかわらず、偏光層からの直線偏光が外側複屈折層で楕円偏光にすることができる。
【００２４】
ここで、中間複屈折層は、基準となる波長（重視したい波長：例えば４６０ｎｍや５５０ｎｍ）の１／２波長のレターデーションを有するものであればよい。また、偏光層の吸収軸と中間複屈折層の遅相軸との交差角θについては、偏光層により変換された直線偏光を外側複屈折層に入射させたい角度まで回転させる角度αの１／２に設定すればよい（θ＝α／２）。
【００２５】
本発明の他の液晶表示装置は、上記液晶表示パネルの外形が矩形であり、上記光学フィルムの上記偏光層の吸収軸が上記液晶表示パネルのいづれかの側辺に沿うように設けられているものであってもよい。
【００２６】
このような液晶表示装置によれば、ロールトゥロール貼合で製造された長尺の光学フィルムに対してその長さ方向に対して角度を有するようなカットをする必要がなく、無駄を生じることなく各液晶表示パネル用の光学フィルムを切り出すことができる。また、予め偏光板のロール及び複屈折フィルムのロールを液晶表示パネルの幅に一致させるスリット加工をしておき、それらをロールトゥロール貼合して光学フィルム母体を製造するようにすれば、液晶表示パネルへの光学フィルムの貼合をラベラー方式で行うことが可能であり、液晶表示装置を効率よく製造することができる。
【発明の効果】
【００２７】
以上説明したように、本発明の光学フィルムであれば、ロール状に巻かれた偏光板のロール及び複屈折フィルムのロールからそれぞれ偏光板及び複屈折フィルムを引き出し、それらの間に旋光層が設けられるようにして連続的にそれらを貼り合わせるロールトゥロール貼合を行うことにより効率よく製造することができる。
【００２８】
また、本発明の他の光学フィルムによれば、ロール状に巻かれた偏光板のロール及び外側複屈折フィルムのロールからそれぞれ偏光板及び外側複屈折フィルムを引き出し、それらの間に延伸軸を有さない中間複屈折層を貼り合わせることで任意の楕円偏光を作り得る楕円偏光版をロールトゥロール貼合を行うことにより効率よく製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
（実施形態１）
本発明の実施形態１に係る楕円偏光板１０について図面に基づいて詳細に説明する。なお、本実施形態１では楕円偏光板１０とするが、もちろん円偏光板であってもよい。
【００３０】
図１は、本発明の実施形態１に係る楕円偏光板（光学フィルム）１０の断面図である。図２Ａは、その楕円偏光板１０の光軸配置（偏光層側から見た平面図である）を示す図である。
【００３１】
この楕円偏光板１０は、複屈折層１１、旋光層１２及び偏光層１３を順に粘着層１４（もしくは接着剤層）を介して積層した構成のものである。
【００３２】
複屈折層１１は、例えばポリカーボネイト樹脂、ノルボルネン樹脂、ポリサルホン樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエステル樹脂、セルロース系樹脂などの熱可塑性樹脂からなる未延伸の樹脂フィルム（原反フィルム）を延伸して複屈折フィルムとしたもので構成されている。原反フィルムとしては、通常、厚みなどの均一性に優れる溶剤キャスト法により製造されたものが用いられる。延伸方法としては、例えばロール間縦一軸延伸法、テンター横一軸延伸法、ロール間縦一軸延伸法などの延伸法が用いられるが、高い均一延伸ができるテンター延伸法、ロール間延伸法が好ましく用いられる。また、これらの延伸法で縦方向と横方向との２回延伸した二軸性の複屈折フィルムであってもかまわない。
【００３３】
旋光層１２は、特開平１０−９０５２１号公報で示されているように複屈折フィルムの積層によっても構成できるが、層数が多くなり好ましくない。旋光層１２としては、モーガンの条件を満たすカイラルネマティック液晶からなる旋光フィルムを用いるのが好ましい。旋光層１２に用いられるモーガン条件を満たす液晶ポリマー材料としては、所定量の光学活性な物質が配合されるか、或いは、液晶ポリマーの側鎖又は主鎖などの分子鎖中に光学活性な基を有し、且つ、その配向状態を用意に固定化できるものが好ましく用いられる。かかる旋光フィルムは、ポリイミドやポリビニルアルコールで形成された平坦な薄膜の基板上にラビング処理を施し、そのラビング処理した基板上に、適宜の溶媒に液晶性ポリマーを溶解させた溶液を、スピンコート法、ロールコート法、フローコート法、プリント法、ディップコート法、流延成膜法等の適宜な方法で塗布し、それを乾燥処理して溶媒を除去する方法、または、溶媒を使用せずに、液晶性ポリマーを等方相を呈する状態に加熱溶解させ、その温度を維持しつつ薄膜を形成する方法によって形成することができる。なお、ラビング処理は、例えばポリエステル繊維やポリアミド繊維等の布等で基板表面を擦る方式などにより行われる。また、複屈折フィルムや後述の偏光板の透明保護フィルム上に液晶性ポリマーの層を形成して旋光層１２を構成するようにしてもよい。さらに、旋光層１２としてＴＮ型の液晶表示パネルを利用することも可能ではあるが現実的ではない。
【００３４】
偏光層１３は、２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等からなる偏光子の片側又は両側に、適宜の接着層、例えばビニルアルコール系ポリマー等からなる接着剤を介して保護層となる透明保護フィルムを接着したものからなる。偏光子としては、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等のビニルアルコール系ポリマーよりなるフィルムにヨウ素や二色性染料等よりなる二色性物質による染色処理、延伸処理及び架橋処理等を適宜な順序や方式で施したものなど、自然光を入斜させると直線偏光を透過する適宜なものを用いることできる。また、偏光子の片側又は両側に設ける透明な保護層となる保護フィルム素材としては、トリアセチルセルロースなどのアセレート樹脂、ノルボルネン系樹脂、ポリカーボネイト樹脂、アクリル系樹脂等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
【００３５】
複屈折層１１及び偏光層１３は、複屈折層１１の遅相軸と偏光層１３の吸収軸とが平行となるように設けられている（複屈折層１１の遅相軸と偏光層１３の吸収軸とが垂直となるように設けてもよい）。また、旋光層１２は、例えば、モーガン条件を満たすカイラルネマティック液晶層からなる旋光フィルムが用いられ、その複屈折層１１側の面の光軸（フィルムへのラビング方向）が複屈折層１１の遅相軸に対して角度αをなし、且つ、その偏光層１３側の面の光軸が偏光層１３の吸収軸と一致するように設けられている（偏光層１３側の面の光軸が偏光層１３の吸収軸と直交するように設けられていてもよい）。この楕円偏光板１０は、偏光層１３側から入射した光のうち所定の直線偏光だけを偏光層１３で透過させ、その直線偏光を旋光層１２でその偏光方向を所定の角度回転させ（旋光）、その直線偏光を複屈折層１１で楕円偏光に変換して出射する。
【００３６】
このように本発明の楕円偏光板１０によれば、複屈折層１１と偏光層１３との間に旋光層１２が設けられているので、複屈折層１１の遅相軸と偏光層１３の吸収軸とが平行、又は、直交していているにもかかわらず、偏光層１３からの直線偏光を旋光層１２で旋光して複屈折層１１で楕円偏光として出射させることができる。
【００３７】
図３は、かかる楕円偏光板１０の製造方法を示す。以下、その製造方法を説明する。
【００３８】
まず、ロール状に巻かれた偏光板のロール及び複屈折フィルムのロール、並びに、旋光フィルムのロールをそれぞれ準備する。このとき、旋光フィルムのロールとして、その偏光板に接触する側の光軸（液晶高分子の光軸）が偏光板の吸収軸に平行になる、または、直交するものを選択する。ここで、偏光板の吸収軸の方向は、偏光子の延伸方向に一致するためロールの流れ方向（ＭＤ方向）である。また、複屈折フィルムの遅相軸の方向は、延伸方向に一致するため縦延伸の場合にはロールの流れ方向（ＭＤ方向）、横延伸の場合には直交方向（ＴＤ方向）である。なお、上記複屈折フィルムの遅相軸方向は正の光学異方性を持つ場合であり、負の光学異方性を持つ物質の場合は逆にする。
【００３９】
次いで、偏光板のロール及び旋光フィルムのロールからそれぞれを引き出して粘着剤（もしくは接着剤）を介してそれらをロールトゥロール貼合により連続的に貼り合わせ、それをロール状に巻き取って旋光層１２を設けた偏光板のロールを得る。
【００４０】
次いで、図３（ａ）に示すように、旋光層１２を設けた偏光板のロール２３及び複屈折フィルムのロール２１からそれぞれを引き出して粘着剤（もしくは接着剤）を介してそれらをロールトゥロール貼合により連続的に貼り合わせ、それをロール状に巻き取って長尺の楕円偏光板１０のロール２０を得る。製造された楕円偏光板１０のロール２０は、偏光層１３の吸収軸の方向と長さ方向とが一致すると共に、複屈折フィルムの遅相軸の方向が縦延伸の場合には長さ方向に一致し（吸収軸と遅相軸とが平行）、横延伸の場合には幅方向に一致した（吸収軸と遅相軸とが垂直）ものとなる。なお、図３（ｂ）に示すように、予め複屈折フィルムに旋光層１２を設けておくようにしてもよく、また、図３（ｃ）に示すように、偏光板のロール２３及び複屈折フィルムのロール２１、並びに、旋光フィルムのロール２２からそれぞれを引き出して旋光フィルムを挟むようにしてそれらをロールトゥロール貼合により連続的に貼り合わせるようにしてもよい。
【００４１】
そして、楕円偏光板１０のロール２０から使用目的に応じた形状の楕円偏光板１０を切り出す。
【００４２】
このように本発明の楕円偏光板１０は、偏光板のロール及び複屈折フィルムのロールからそれぞれ偏光板及び複屈折フィルムを引き出し、それらの間に旋光層１２が設けられるようにして連続的にそれらを貼り合わせるロールトゥロール貼合を行うことにより効率よく製造することができる。
【００４３】
図４Ａ〜４Ｃは、以上のような楕円偏光板１０が液晶表示パネル３１の表示面側に積層された液晶表示装置３０を示す。具体的には、図４Ａは液晶表示モニター、図４Ｂは携帯電話、及び、図４ＣはＰＤＡをそれぞれ示す。
【００４４】
この液晶表示装置３０のように、液晶表示パネル３１の外形が矩形の場合には、偏光層１３の吸収軸が液晶表示パネル３１のいづれかの側辺に沿うように楕円偏光板１０が設けられることが好ましい。この場合、側辺がロールの長さ方向沿うように楕円偏光板１０が切り出されることとなるので、楕円偏光板１０のロール２０に対してその長さ方向に対して角度を有するようなカットをする必要がなく、無駄を生じることなく各液晶表示パネル３１用の楕円偏光板１０を切り出すことができる。また、予め偏光板のロール２３及び複屈折フィルム２１のロールを液晶表示パネル３１の幅に一致させるスリット加工をしておき、それらをロールトゥロール貼合して楕円偏光板１０のロール２０を製造するようにすれば、液晶表示パネル３１への楕円偏光板１０の貼合をラベラー方式で行うことが可能であり、液晶表示装置３０を効率よく製造することができる。
【００４５】
（実施形態２）
本発明の実施形態２に係る楕円偏光板１０について図面に基づいて詳細に説明する。図２Ｂは、本発明の実施形態２に係る楕円偏光板１０の光軸配置（偏光層側から見た平面図である）を示す図である。なお、楕円偏光板１０や液晶表示装置３０の外観構成は実施形態１と同一であるので、便宜上、図１、３及び４Ａ〜４Ｃを用いて説明する。また、本実施形態２では楕円偏光板１０とするが、もちろん円偏光板であってもよい。
【００４６】
この楕円偏光板１０は、外側複屈折層１１、中間複屈折層１２及び偏光層１３を順に粘着層１４（もしくは接着剤層）を介して積層した構成のものである。
【００４７】
外側複屈折層１１は、例えばポリカーボネイト樹脂、ノルボルネン樹脂、ポリサルホン樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエステル樹脂、セルロース系樹脂などの熱可塑性樹脂からなる未延伸の樹脂フィルム（原反フィルム）を延伸して複屈折フィルムとしたもので構成されている。原反フィルムとしては、通常、厚みなどの均一性に優れる溶剤キャスト法により製造されたものが用いられる。延伸方法としては、例えばロール間縦一軸延伸法、テンター横一軸延伸法、ロール間縦一軸延伸法などの延伸法が用いられるが、高い均一延伸ができるテンター延伸法、ロール間延伸法が好ましく用いられる。また、これらの延伸法で縦方向と横方向との２回延伸した二軸性の複屈折フィルムであってもかまわない。
【００４８】
中間複屈折層１２は、レターデーションがλ／２ｎｍ（λは最も重視したい光の波長）の一軸性の液晶コーティング層１層からなる複屈折フィルムで構成するのが好ましい。中間複屈折層１２に用いられる液晶材料としては、光学活性な物質や光学活性な基を含まない液晶性ポリマー、例えば一軸性の液晶（例えばネマティック液晶）であって、その配向状態を容易に固定化できるものが好ましく用いられる。かかる複屈折フィルムは、ポリイミドやポリビニルアルコールで形成された平坦な薄膜の基板上にラビング処理を施し、そのラビング処理した基板上に、適宜の溶媒に液晶を溶解させた溶液を、スピンコート法、ロールコート法、フローコート法、プリント法、ディップコート法、流延成膜法等の適宜な方法で塗布し、それを乾燥処理して溶媒を除去することによりコーティング層とする方法によって形成することができる。このように、中間複屈折層１２が液晶性ポリマーのコーティング層で形成されていれば、中間複屈折層１２を延伸することなく作成することが可能であり、ラビング処理の方向により中間複屈折層１２の遅相軸方向をロールの流れ方向に対して任意に設定できるので、ロールトゥロール貼合を行うことができる。なお、ラビング処理は、例えばポリエステル繊維やポリアミド繊維等の布等で基板表面を擦る方式などにより行われる。また液晶コーティング層の光軸はラビング処理された方向に平行、もしくは直行方向となる。
【００４９】
偏光層１３は、２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等からなる偏光子の片側又は両側に、適宜の接着層、例えばビニルアルコール系ポリマー等からなる接着剤を介して保護層となる透明保護フィルムを接着したものからなる。偏光子としては、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等のビニルアルコール系ポリマーよりなるフィルムにヨウ素や二色性染料等よりなる二色性物質による染色処理、延伸処理及び架橋処理等を適宜な順序や方式で施したものなど、自然光を入斜させると直線偏光を透過する適宜なものを用いることできる。また、偏光子の片側又は両側に設ける透明な保護層となる保護フィルム素材としては、トリアセチルセルロースなどのアセレート樹脂、ノルボルネン系樹脂、ポリカーボネイト樹脂、アクリル系樹脂等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
【００５０】
外側複屈折層１１及び偏光層１３は、外側複屈折層１１の遅相軸と偏光層１３の吸収軸とが平行となるように設けられている（外側複屈折層１１の遅相軸と偏光層１３の吸収軸とが垂直となるように設けてもよい）。また、中間複屈折層１２は、例えば、一軸性の液晶コーティング層１層からなる複屈折フィルムが用いられ、レターデーションは基準となる波長（重視したい波長：例えば４６０ｎｍや５５０ｎｍ）の１／２波長のレターデーションを有するものであればよい。さらに、偏光層１３の吸収軸と中間複屈折層１２の遅相軸との交差角θについては、偏光層１３により変換された直線偏光を外側複屈折層１１に入射させたい角度まで回転させる角度αの１／２に設定すればよい（θ＝α／２）。この楕円偏光板１０は、偏光層１３側から入射した光のうち所定の直線偏光だけを偏光層１３で透過させ、その直線偏光を中間複屈折層１２でその偏光方向を所定の角度回転させ、その直線偏光を外側複屈折層１１で楕円偏光に変換して出射する。
【００５１】
このように本発明の楕円偏光板１０によれば、外側複屈折層１１と偏光層１３との間に中間複屈折層１２が設けられているので、外側複屈折層１１の遅相軸と偏光層１３の吸収軸とが平行、又は、直交していているにもかかわらず、偏光層１３からの直線偏光を中間複屈折層１２で回転させて外側複屈折層１１で楕円偏光として出射させることができる。
【００５２】
次に、かかる楕円偏光板１０の製造方法について説明する。
【００５３】
まず、ロール状に巻かれた偏光板のロール及び外側複屈折フィルムのロール、並びに、中間複屈折フィルムのロールをそれぞれ準備する。このとき、中間複屈折フィルムのロールとして、基準となる波長（重視したい波長：例えば４６０ｎｍや、５５０ｎｍ）の１／２波長のレターデーションを有するものを用い、光軸（液晶高分子の光軸）を、偏光板の吸収軸（または透過軸）に対して、回転させたい角度αの１／２に設定すればよい。ここで、偏光板の吸収軸の方向は、偏光子の延伸方向に一致するためロールの流れ方向（ＭＤ方向）である。また、外側複屈折フィルムの遅相軸の方向は、延伸方向に一致するため縦延伸の場合にはロールの流れ方向（ＭＤ方向）、横延伸の場合には直交方向（ＴＤ方向）である。なお、上記外側複屈折フィルムの遅相軸方向は正の光学異方性を持つ場合であり、負の光学異邦性を持つ物質の場合は逆になる。
【００５４】
次いで、偏光板のロール及び中間複屈折フィルムのロールからそれぞれを引き出して粘着剤（もしくは接着剤）を介してそれらをロールトゥロール貼合により連続的に貼り合わせ、それをロール状に巻き取って中間複屈折層を設けた偏光板のロールを得る。
【００５５】
次いで、図３（ａ）に示すように、中間複屈折層を設けた偏光板のロール２３及び外側複屈折フィルムのロール２１からそれぞれを引き出して粘着剤（もしくは接着剤）を介してそれらをロールトゥロール貼合により連続的に貼り合わせ、それをロール状に巻き取って長尺の楕円偏光板１０のロール２０を得る。製造された楕円偏光板１０のロール２０は、偏光層１３の吸収軸の方向と長さ方向とが一致すると共に、外側複屈折フィルムの遅相軸の方向が縦延伸の場合には長さ方向に一致し（吸収軸と遅相軸とが平行）、横延伸の場合には幅方向に一致した（吸収軸と遅相軸とが垂直）ものとなる。なお、上記外側複屈折フィルムの遅相軸方向は正の光学異方性を持つ場合であり、負の光学異方性を持つ物質の場合は逆になる。また、図３（ｂ）に示すように、予め外側複屈折フィルムに中間複屈折層を設けておくようにしてもよく、さらに、図３（ｃ）に示すように、偏光板のロール２３及び外側複屈折フィルムのロール２１、並びに、外側複屈折フィルムのロール２２からそれぞれを引き出して中間複屈折フィルムを挟むようにしてそれらをロールトゥロール貼合により連続的に貼り合わせるようにしてもよい。
【００５６】
そして、楕円偏光板１０のロール２０から使用目的に応じた形状の楕円偏光板１０を切り出す。
【００５７】
このように本発明の楕円偏光板１０は、ロール状に巻かれた偏光板のロール２３及び外側複屈折フィルムのロール２２からそれぞれ偏光板及び外側複屈折フィルムを引き出し、それらの間に延伸軸を有さない中間複屈折フィルムを貼り合わせることで任意の楕円偏光を作り得る楕円偏光版１０をロールトゥロール貼合を行うことにより効率よく製造することができる。
【００５８】
以上のような楕円偏光板１０は、図４Ａ〜４Ｃに示す液晶表示モニターや携帯電話やＰＤＡといった液晶表示装置３０の液晶表示パネル３１の表示面側に積層するように設けられる。このとき、液晶表示パネル３１の外形が矩形の場合には、偏光層１３の吸収軸が液晶表示パネル３１のいづれかの側辺に沿うように楕円偏光板１０が設けられることが好ましい。この場合、側辺がロールの長さ方向沿うように楕円偏光板１０が切り出されることとなるので、楕円偏光板１０のロール２０に対してその長さ方向に対して角度を有するようなカットをする必要がなく、無駄を生じることなく各液晶表示パネル用の楕円偏光板１０を切り出すことができる。また、予め偏光板のロール２３及び複屈折フィルム２１のロールを液晶表示パネル３１の幅に一致させるスリット加工をしておき、それらをロールトゥロール貼合して楕円偏光板１０のロール２０を製造するようにすれば、液晶表示パネル３１への楕円偏光板１０の貼合をラベラー方式で行うことが可能であり、液晶表示装置３０を効率よく製造することができる。
【実施例】
【００５９】
以下に具体的に行った実施例について説明する。
【００６０】
（評価サンプル）
＜本発明例１＞
図５Ａは、本発明例１の楕円偏光板１０の断面構成図である。図６Ａは、その光軸の配置を示す図である。本発明例１は、円偏光板を例として、偏光層１３と複屈折層１１（ここでは１／４λ板）の間に旋光角が４５度である旋光層１２を挟み込んだ例である（なお、旋光角度については、所望の特性にあわせて調整すればよい。）。
【００６１】
この楕円偏光板１０は、通常使用されている汎用の偏光板（日東電工社製  商品名：ＨＥＧ１４２５ＤＵ）と、ポリカーボネイト樹脂を一軸延伸したレターデーション１４０ｎｍの位相差板からなる複屈折フィルムとを、ツイスト角４５°の旋光フィルムを介し粘着剤を用いて貼合したものであり、偏光板が偏光層１３を、旋光フィルムが旋光層１２を、複屈折フィルムが複屈折層１１を、及び、粘着剤が粘着層１４をそれぞれ構成したものである。なお、偏光板として、偏光板のロールから側辺がその長さ方向及び幅方向に沿うように切り出された一辺３０ｃｍの正方形のものを使用した。複屈折フィルムとして、複屈折フィルムのロールから側辺がその長さ方向及び幅方向に沿うように切り出された一辺３０ｃｍの正方形のものを使用した。粘着剤として、アクリル樹脂系のものを使用した。また、旋光フィルムは以下のようにして作製した。液晶高分子に光学活性物質を混合させたカイラルネマティック液晶を、フェノール・テトラクロロエタン混合溶媒に混ぜ合わせ調整した。トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルム１２ａにその長さ方向にラビング処理を施した。そのＴＡＣフィルム１２ａの上に上記溶液を連続的に塗工し乾燥した後、２００℃で３０分間熱処理を行って配向処理を完了させ、それを室温まで冷却した。
【００６２】
この楕円偏光板１０の製造に際しては、偏光板の吸収軸と旋光フィルムのラビング軸（液晶高分子の光軸＝旋光フィルムの光軸）が平行となるように、偏光板と旋光フィルムのＴＡＣフィルム１２ａ側面とを貼合した。また、偏光板の吸収軸と位相差板の遅相軸とが平行となるように、旋光フィルムの液晶ポリマー層１２ｂ側面と複屈折フィルムとを貼合した。
【００６３】
＜本発明例２＞
図５Ｂは、本発明例２の楕円偏光板１０の断面構成図である。図６Ｂは、その光軸の配置を示す図である。本発明例２は、円偏光板を例として、偏光層１３と外側複屈折層１１（ここでは１／４λ板）との間に中間複屈折層１２を挟み込んだものであって、偏光層１３からの直線偏光の回転角が４５度になるように（外側複屈折層１１への入射角が外側複屈折層１１の遅相軸（進相軸）に対して４５度で直線偏光が入射するように）、中間複屈折層１２の光軸と偏光層１３の吸収軸との交差角を２２．５度に設定した例を示す（なお、この交差角については、所望の特性にあわせて調整可能である。）。
【００６４】
この楕円偏光板１０は、通常使用されている汎用の偏光板（日東電工社製  商品名：ＨＥＧ１４２５ＤＵ）と、ポリカーボネイト樹脂を一軸延伸したレターデーション１４０ｎｍの位相差板からなる外側複屈折フィルムとを、一軸性の液晶性ポリマーコーティングフィルム（レターデーション２７０ｎｍで偏光板の吸収軸に対して光軸が２２．５°の交差角をなしている）を介し粘着剤を用いて貼合したものであり、偏光板が偏光層１３を、一軸性の液晶ポリマーコーティングフィルムが中間複屈折層１２を、複屈折フィルムが外側複屈折層１１を、及び、粘着剤が粘着層１４をそれぞれ構成したものである。なお、偏光板として、偏光板のロールから側辺がその長さ方向及び幅方向に沿うように切り出された一辺３０ｃｍの正方形のものを使用した。外側複屈折フィルムとして、外側複屈折フィルムのロールから側辺がその長さ方向及び幅方向に沿うように切り出された一辺３０ｃｍの正方形のものを使用した。粘着剤として、アクリル樹脂系のものを使用した。また、一軸性の液晶ポリマーコーティングフィルムは以下のようにして作製した。液晶高分子（ネマティック液晶）を、フェノール・テトラクロロエタン混合溶媒に混ぜ合わせ調整した。トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルム１２ａにその長さ方向と交差角２２．５°の方向にラビング処理を施した。そのＴＡＣフィルム１２ａの上に上記溶液を連続的に塗工し乾燥した後、２００℃で３０分間熱処理を行って配向処理を完了させ、それを室温まで冷却した。
【００６５】
この楕円偏光板１０の製造に際しては、偏光板の吸収軸と一軸性の液晶ポリマーコーティングフィルムのラビング軸（液晶高分子の光軸）が２２．５°となるように、偏光板と中間複屈折フィルムのＴＡＣフィルム１２ａ側面とを貼合した。また、偏光板の吸収軸と位相差板の遅相軸とが平行となるように、中間複屈折フィルムの液晶ポリマー層１２ｂ側面と外側複屈折フィルムとを貼合した。
【００６６】
＜従来例＞
図７は、従来例の楕円偏光板１０’の断面構成図である。図８は、その光軸の配置を示す図である。
【００６７】
この楕円偏光板１０’は、本発明例で使用した汎用の偏光板（ＨＥＧ１４２５ＤＵ）とレターデーション１４０ｎｍのポリカーボネイトの位相差板である複屈折フィルムとを、偏光板の吸収軸と複屈折フィルムの遅相軸とが交差角４５度で交差するように貼合したものである。
【００６８】
（評価及び結果）
＜光学特性＞
本発明例１、本発明例２及び従来例のそれぞれについて、偏光層側から自然光を入射したときの複屈折層又は外側複屈折層からの出射光の楕円率を調べたところ、表１に示す結果となった。
【００６９】
本発明例１では、波長４００ｎｍ、５００ｎｍ及び６５０ｎｍの光について楕円率がそれぞれ０．４９、０．９６及び０．７３である。これに対して、従来例では、波長４００ｎｍ、５００ｎｍ及び６５０ｎｍの光について楕円率がそれぞれ０．４９、０．９６及び０．７２である。つまり、本発明例１と従来例とはほぼ同じ特性を示しているのが分かる。
【００７０】
また、本発明例２では、波長４００ｎｍ、５００ｎｍ及び６５０ｎｍの光について楕円率がそれぞれ０．６１、０．８９及び０．８３である。これより、本発明例２は、波長の広帯域で円偏光となり従来例よりも円偏光板としては優れていることが分かる。これは、本発明例２では、中間複屈折層の波長分散性と外側複屈折層の波長分散性とが打ち消しあうためであると考えられる。
【００７１】
【表１】
2004199045.tif 000003
【００７２】
＜偏光板及び複屈折フィルムの利用率＞
本発明例１では、図６に示すように、旋光フィルムが用いられているので、正方形の偏光板及び複屈折フィルムを重ねるようにして楕円偏光板１０が構成され、無駄なくきっちりと貼合することで面積９００ｃｍ2の楕円偏光板１０を得ることができ、偏光板及び複屈折フィルムの利用効率が１００％であった。
【００７３】
本発明例２でも、中間複屈折層が設けられているので、同様に、偏光板及び外側複屈折フィルムの利用効率が１００％であった。
【００７４】
一方、従来例では、偏光板の吸収軸と複屈折フィルムの遅相軸とが交差角４５度で交差するように貼合する必要があったため、楕円偏光板１０の面積は７４６ｃｍ2であり、偏光板及び複屈折フィルムの利用効率が８２．９％であった。つまり、偏光板及び複屈折フィルムの約１７％が楕円偏光板１０’として利用されなかった。
【００７５】
＜液晶表示パネルへの適用性＞
本発明例１の楕円偏光板１０を外形が矩形の液晶表示パネルに貼合する場合、偏光板の吸収軸が楕円偏光板１０の側辺に沿っているので、楕円偏光板１０を偏光板の吸収軸が液晶表示パネルの側辺に沿うように液晶表示パネルに貼り付けることにより、楕円偏光板１０を斜角に切断する必要がなく、液晶表示パネルのサイズにもよるが、楕円偏光板１０の利用効率を最大１００％とすることが可能である。
【００７６】
本発明例２でも、同様に、楕円偏光板１０の利用効率を最大１００％とすることが可能である。
【００７７】
一方、従来例の楕円偏光板１０’を外形が矩形の液晶表示パネルに貼合する場合、楕円偏光板１０’が正方形ではなく、偏光板の吸収軸が液晶表示パネルの側辺に沿うように楕円偏光板１０’を液晶表示パネルに貼り付けようとすると、使用することができない部分が生じてしまうため楕円偏光板１０’の利用効率が１００％未満となる。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
以上説明したように、本発明は、偏光層だけでなく複屈折層をも有する光学フィルム及びそれを備えた液晶表示装置について有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の実施形態１及び２に係る楕円偏光板の断面図である。
【図２Ａ】本発明の実施形態１に係る楕円偏光板の光軸配置を示す説明図である。
【図２Ｂ】本発明の実施形態２に係る楕円偏光板の光軸配置を示す説明図である。
【図３】本発明の実施形態１及び２に係る楕円偏光板の製造方法を示す説明図である。
【図４Ａ】本発明の実施形態１及び２に係る液晶表示装置（液晶表示モニター）を示す説明図である。
【図４Ｂ】本発明の実施形態１及び２に係る液晶表示装置（携帯電話）を示す説明図である。
【図４Ｃ】本発明の実施形態１及び２に係る液晶表示装置（ＰＤＡ）を示す説明図である。
【図５Ａ】本発明例１の楕円偏光板の断面図である。
【図５Ｂ】本発明例２の楕円偏光板の断面図である。
【図６Ａ】本発明例１の楕円偏光板の光軸の配置を示す説明図である。
【図６Ｂ】本発明例２の楕円偏光板の光軸の配置を示す説明図である。
【図７】従来例の楕円偏光板の断面図である。
【図８】従来例の楕円偏光板の光軸の配置を示す説明図である。
【符号の説明】
【００８０】
１０、１０’  楕円偏光板
１１，１１’  複屈折層，外側複屈折層
１２  旋光層，中間複屈折層
１２ａ  ＴＡＣフィルム
１２ｂ  液晶ポリマー層
１３，１３’  偏光層
１４，１４’  粘着層
２０  楕円偏光板のロール
２１  偏光板のロール
２２  旋光フィルムのロール，中間複屈折フィルムのロール
２３  複屈折フィルムのロール，外側複屈折フィルムのロール
３０  液晶表示装置
３１  液晶表示パネル
【図１】
2004199045.tif 000004
【図２Ａ】
2004199045.tif 000005
【図２Ｂ】
2004199045.tif 000006
【図３】
2004199045.tif 000007
【図４Ａ】
2004199045.tif 000008
【図４Ｂ】
2004199045.tif 000009
【図４Ｃ】
2004199045.tif 000010
【図５Ａ】
2004199045.tif 000011
【図５Ｂ】
2004199045.tif 000012
【図６Ａ】
2004199045.tif 000013
【図６Ｂ】
2004199045.tif 000014
【図７】
2004199045.tif 000015
【図８】
2004199045.tif 000016