(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学補償偏光板を透過型のＴＮ液晶セルの視認側又は両側に有する液晶表示装置であって、前記光学補償偏光板は、偏光板と１層又は２層以上の複屈折層と、散乱の最強となる方位角が前記ＴＮ液晶セルの下方向となるように方位角により拡散角が相違する散乱異方性フィルムとを、散乱異方性フィルム／偏光板／複屈折層の順序で少なくとも有する積層体からなることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
請求項１において、前記光学補償偏光板は、複屈折層が面内の屈折率をｎx、ｎy、厚さ方向の屈折率をｎzとしたとき、ｎx＞ｎy≧ｎz、ｎx＝ｎy＞ｎz、ｎx≧ｎz＞ｎy若しくはｎz＞ｎx≧ｎyを満足する延伸フィルム、又はその延伸フィルム若しくは等方性フィルムに複屈折性の塗工層を設けたものからなる液晶表示装置。
【請求項３】
請求項２において、前記光学補償偏光板は、複屈折層がフィルム厚をｄとしたとき、ｎx＞ｎy≧ｎzで（ｎx−ｎy）・ｄ＜１００nmかつ（ｎx−ｎz）・ｄ＜１００nmを満足する延伸フィルムと、ｎx≧ｎy＞ｎzで（ｎx−ｎy）・ｄ＜１００nmかつ（ｎx−ｎz）・ｄ＜１００nmを満足するフィルムにディスコチック系若しくはネマチック系の液晶によるスプレイ構造の塗工層を設けたものとの一方又は両方からなる液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の技術分野】
本発明は、ＴＮ液晶による複屈折を高度に補償して視野角やコントラストに優れる透過型の液晶表示装置を形成しうる光学補償偏光板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
薄くて軽く消費電力の低さに優れること等に着目されてＴＮ液晶等を用いた透過型液晶表示装置がＯＡ機器、車載用のＴＶやナビゲーション、ビデオカメラ等のディスプレイに広く普及する中、斜視方向での色調変化や階調表示の反転（階調反転）、黒表示が白っぽくなる黒浮きやコントラストの低下などによる良視認視野角の狭さの改善が求められている。
【０００３】
従来、前記の改善策としては光学異方性素子を用いる方式（特開平７−１２０６１９号公報、特開平７−１５９６１４号公報）や、光拡散板を用いる方式（特開平６−８２７７６号公報）にては改善効果が不充分であるとして、位相差板と全方位型の光拡散層を併用する方式（特開平１０−１０５１３号公報）が提案されていた。しかしながら正面（法線）方向のコントラストが低下し、また全体的な輝度や画像鮮明性の低下も生じて総体的に表示品位を低下させる問題点があった。
【０００４】
【発明の技術的課題】
本発明は、正面方向のコントラストの低下及び全体的な輝度や画像鮮明性の低下が少なくて、色調変化や階調反転しない視野角が広くてそのコントラストにも優れており総体的な表示品位に優れる透過型の液晶表示装置を形成できる光学補償偏光板の開発を目的とする。
【０００５】
【課題の解決手段】
本発明は、ＴＮ液晶セルの視認側に使用される光学補償偏光板であって、偏光板と１層又は２層以上の複屈折層と、散乱の最強となる方位角が前記ＴＮ液晶セルの下方向となるように方位角により拡散角が相違する散乱異方性フィルムとを、散乱異方性フィルム／偏光板／複屈折層の順序で少なくとも有する積層体からなることを特徴とする光学補償偏光板、及びその光学補償偏光板を透過型の液晶セルの片側又は両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】
【発明の効果】
本発明によれば、複屈折層による液晶の複屈折による位相差の高度な補償と、散乱異方性フィルムによる光の特定方向への優位な拡散により複屈折層による色付きを低減できて表示品位の良好な表示光を広い視野角で、かつ方位角の均等性よく供給できる光学補償偏光板を得ることができる。また散乱異方性フィルムを偏光板と複屈折層の間に配置した場合には外交反射を半分以下に抑制できて画面の白呆けを抑制することもできる。その結果、斯かる光学補償偏光板を用いて正面方向や斜視方向のコントラストや輝度や画像鮮明性に優れ、色調変化や階調反転を生じない視野角が広くて表示品位に優れる透過型の液晶表示装置を形成することができる。
【０００７】
ちなみに前記においてＮＷモードのＴＮ液晶セルからなる透過型液晶表示装置では、補償効果の方位角不足で下方向の改善効果に乏しく、特に中間調の反転が生じやすくて上左右方向に比べ下方向の視野角が狭くなりやすい。その場合に上記した従来技術の如く全方位型の光拡散層で光を拡散させるとバックライトによる照明光が拡げられて全体的な輝度が低下すると共に、正面方向のコントラストが低下する。
【０００８】
しかし上記の如く本発明による散乱異方性フィルムを介し下方向への光拡散を優位に生じさせ、正面方向では光拡散を生じにくくすることで斜視での黒浮きを抑制してコントラストを向上でき、下方向等の補償不足を生じやすい方向での階調反転しない角度を拡大できて全体的な輝度低下や正面方向でのコントラスト低下を抑制でき、下方向での視野角を改善することができる。
【０００９】
【発明の実施形態】
本発明による光学補償偏光板は、偏光板と１層又は２層以上の複屈折層と、方位角により拡散角が相違する散乱異方性フィルムを少なくとも有する積層体からなる。その例を図１、図２に示した。１が光学補償偏光板であり、１１が偏光板、１２、１３が複屈折層、１４が散乱異方性フィルムである。なお図は液晶表示装置を形成するための透過型液晶表示パネルとしたものを示しており、２が液晶層２２を透明セル基板２１、２３で狭持してなる透過型の液晶セル、３が複屈折層３１、３２と偏光板３３からなるバックライト側の光学素子である。従って図例では光学補償偏光板１が視認側に配置されている。
【００１０】
液晶セルを介した表示光の可視化を目的とする偏光板としては、適宜なものを用いることができその種類について特に限定はない。就中、所定振動面の直線偏光を透過し、他の光は吸収する特性を示す吸収型の偏光板が高い偏光度の点などより好ましく用いうる。ちなみにその例としてはポリビニルアルコール系や部分ホルマール化ポリビニルアルコール系、エチレン・酢酸ビニル共重合体系部分ケン化物の如き親水性高分子のフィルムにヨウ素及び／又は二色性染料等の二色性物質を吸着させて延伸配向処理した偏光フィルムやポリエン配向の偏光フィルム、リオトロピック液晶等をフィルムにコーティングしたものなどがあげられる。
【００１１】
また偏光板は、前記偏光フィルムの片面又は両面に透明保護層を設けたものなどであってもよい。透明保護層は、偏光フィルムの補強、耐熱性や耐湿性の向上などの種々の目的で設けられ、透明なポリマーの塗布層やフィルムのラミネート層などとして形成することができる。なお透明保護層を形成する透明ポリマーには、トリアセチルセルロースの如き従来に準じた適宜なものを用いうる。また透明保護層は、光学補償偏光板を形成する複屈折層としてのフィルムや散乱異方性フィルムに兼ねさせることもできる。これは光学補償偏光板の薄型化や液晶表示装置の組立効率の向上に有利である。
【００１２】
図１の例の如く偏光板１１を液晶表示装置の表面に設ける場合には、その外表面に必要に応じて表面反射の防止等を目的とした反射防止層や防眩処理層を設けた偏光板も用いうる。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ポリマー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したものであってよい。
【００１３】
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。
【００１４】
複屈折層は、液晶セルの複屈折による位相差を補償して視野角の改善を目的とするものである。従って補償すべき位相差等に応じて適宜な特性を示す複屈折層を用いうる。補償効果の点より好ましく用いうる複屈折層は、面内の屈折率をｎx、ｎy、厚さ方向の屈折率をｎzとしたとき（以下同じ）、ｎx＞ｎy≧ｎz、ｎx＝ｎy＞ｎz、ｎx≧ｎz＞ｎy又はｎz＞ｎx≧ｎyを満足する延伸フィルムである。またその延伸フィルム又は位相差を生じないか位相差が小さい等方性フィルムに複屈折性の塗工層を設けた複屈折層も好ましく用いうる。等方性フィルムにディスコチック系又はネマチック系の液晶によるスプレイ構造の塗工層を設けた複屈折層は、ＷＶフィルム（商品名、富士写真フイルム社製）やＮＨフィルム（商品名、日本石油化学社製）として市販されている。
【００１５】
前記において特に好ましく用いうる複屈折層は、フィルム厚をｄとしたとき（以下同じ）、ｎx＞ｎy≧ｎzであると共に、（ｎx−ｎy）・ｄ＜１００nm、かつ（ｎx−ｎz）・ｄ＜１００nmを満足する延伸フィルムである。またｎx≧ｎy＞ｎzであると共に、（ｎx−ｎy）・ｄ＜１００nm、かつ（ｎx−ｎz）・ｄ＜１００nmを満足するフィルムにディスコチック系又はネマチック系の液晶によるスプレイ構造の塗工層を設けた複屈折層も特に好ましく用いうる。
【００１６】
複屈折層は、光学補償偏光板に１層又は２層以上を組込むことができる。従って前記した好ましく用いうる複屈折層においてもその１層又は２層以上を用いうる。一般に２層以上の複屈折層の組合せによる複合化にて新たな位相差特性を付与でき、液晶の複屈折による位相差や液晶の配向状態等の違いによる複屈折特性の相違、その視角による位相差変化等に対する補償精度を高めることができる。ちなみに大きな斜視角ではコントラストが大きく低下する場合や白表示で着色が発生する場合、あるいは黒表示で変色して黒浮きする場合などの補償効果に不足するときに他の屈折率特性や位相差特性を示す複屈折層を付加することで斯かる問題による視野角特性を改善できる場合もある。
【００１７】
複屈折層としての上記した屈折率特性を示す延伸フィルム等のフィルムとしては、適宜な透明ポリマーからなるものを用いることができ特に限定はない。ちなみに前記透明ポリマーの例としては、ポリカーボネートやポリアリレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートの如きポリエステルやポリスルホン、ポリプロピレンの如きオレフィン系ポリマーやノルボルネン系ポリマー、アクリル系ポリマーやスチレン系ポリマー、トリアセチルセルロースの如き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。。
【００１８】
延伸フィルムは、各種のポリマーからなるフィルムを一軸や二軸等の適宜な方式で延伸処理して分子を配向させることにより形成することができ、光透過率に優れて配向ムラや位相差ムラの少ないものが好ましく用いうる。延伸フィルムの屈折率特性は、フィルムを形成するポリマー種の変更や延伸条件の変更等にて制御することができる。
【００１９】
ちなみにｎx＞ｎy＝ｎzの屈折率特性は、一軸延伸処理等にて効率よく付与でき、ｎx＞ｎy＞ｎzの屈折率特性は、二軸延伸処理等にて効率よく付与することができる。また厚さ方向の屈折率の制御は、フィルムに熱収縮性フィルムを接着し加熱処理下にその熱収縮性フィルムの収縮力を処理対象のフィルムに作用させて延伸処理する方式などにより行うことができる。
【００２０】
一方、上記した延伸フィルムや等方性フィルムに複屈折性の塗工層を設けてなる複屈折層の形成は、例えば当該延伸フィルム等の片面又は両面に液晶ポリマーの溶液を塗工する方式ないし含浸させる方式や、重合性の液晶モノマーを塗工ないし含浸させてそれを熱や紫外線等で重合処理する方式などにより行うことができる。延伸フィルムの如く膨潤や加熱等で屈折率等の光学特性が変化するおそれのある場合には、別体のフィルム上に形成したコーティング膜を接着層等を介して転写接着する方式にて延伸フィルム等の上に複屈折性の塗工層を設けることもできる。
【００２１】
前記の液晶ポリマーや液晶モノマーとしては、例えばディスコチィク系やネマチック系、コレステリック系やスメクチック系のものなどの適宜なものを１種又は２種以上を用いることができる。塗工層からなる液晶層の配向処理には必要に応じ、電場や磁場等を印加する方式、配向膜等を介して行う方式などの従来に準じた適宜な方式を採ることができる。
【００２２】
前記においてｎx≧ｎy＞ｎzで（ｎx−ｎy）・ｄ＜１００nmかつ（ｎx−ｎz）・ｄ＜１００nmを満足するフィルムに複屈折性の塗工層を設ける場合には、ディスコチック系又はネマチック系の液晶によるスプレイ構造の塗工層を設けることが特に好ましい。斯かる複屈折層は、光学軸が層平面の法線方向に対し傾斜配向したスプレイ構造の液晶層とフィルムの当該屈折率／位相差特性によりＴＮ液晶に対する高度な補償で視野角の拡大効果に優れている。
【００２３】
２層以上の複屈折層を光学補償偏光板に組込む場合、それらの複屈折層は中間に他の光学層が介在する状態にあってもよいが、一般には補償効果の安定性などの点より図例の如く必要に応じ接着層を介した隣接位置に配置される。２層以上の複屈折層におけるそれらの遅相軸ないし進相軸の配置角度は任意である。スプレイ構造の複屈折層を用いる場合には補償効果の点より、その光学軸の傾斜方向と複屈折層全体における面内の最大屈折率方向が可及的に直交状態（９０度）にあることが好ましい。
【００２４】
また光学補償偏光板における複屈折層の進相軸等と偏光板の透過軸等との配置関係については特に限定はなく、適宜に決定することができる。一般には偏光板の透過軸と複屈折層を総合した面内最大屈折率方向を平行関係又は直交関係に配置することが、正面方向の特性には影響を与えずに視角が変化する斜視方向の特性を制御して視野角の拡大等を図る点より好ましい。
【００２５】
なお複屈折層の厚さは、目的とする位相差特性などに応じて適宜に決定することができる。一般にはフィルムないし延伸フィルムからなる場合、１〜５００μm、就中３〜３５０μm、特に５〜２５０μm、コーティング膜の場合には１００μm以下、就中２０μm以下、特に０．１〜１０μmの厚さとされるが、これに限定されない。
【００２６】
光学補償偏光板の形成に用いる散乱異方性フィルムは、方位角により拡散角が相違するものであり、これを用いることで斜視での黒浮きを抑制できてコントラストを向上させることができ、下方向等の補償不足を生じやすい方向での階調反転を生じない角度を拡大することができる。また複屈折層に基づく色付きも低減することができる。散乱異方性フィルムは、例えばルミスティ（商品名、住友化学社製）やスペックルを記録したフィルムからなるスペックルグラムとして得ることができ、また複屈折特性が相違する微小領域を分散含有する透光性樹脂からなるフィルムとして得ることができる。
【００２７】
前記した微小領域分散含有の透光性樹脂からなる散乱異方性フィルムの形成は例えば透光性樹脂の１種又は２種以上と、微小領域を形成するための前記透光性樹脂とは複屈折特性が相違する例えばポリマー類や液晶類等の透明性に優れる適宜な材料の１種又は２種以上を混合して、透光性樹脂中に当該材料を微小領域の状態で分散含有するフィルムを形成した後、必要に応じ延伸処理等による適宜な配向処理で複屈折性が相違する領域を形成する方式などにて行うことができる。
【００２８】
前記の透光性樹脂としては、適宜な透明性のものを用いることができ、特に限定はない。ちなみにその例としてはポリエステル系樹脂、ポリスチレンやアクリロニトリル・スチレン共重合体（ＡＳポリマー類）の如きスチレン系樹脂、ポリエチレンやポリプロピレン、エチレン・プロピレン共重合体やシクロ系ないしノルボルネン構造を有するポリオレフィンの如きオレフィン系樹脂やカーボネート系樹脂、アクリル系樹脂や塩化ビニル系樹脂、セルロース系樹脂やアミド系樹脂、イミド系樹脂やスルホン系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂やポリエーテルエーテルケトン系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂やビニルアルコール系樹脂、塩化ビニリデン系樹脂やビニルブチラール系樹脂、アリレート系樹脂やポリオキシメチレン系樹脂、シリコーン系樹脂やウレタン系樹脂、それらのブレンド物、あるいはフェノール系やメラミン系、アクリル系やウレタン系、ウレタンアクリル系やエポキシ系やシリコーン系等の熱硬化型ないし紫外線硬化型のポリマーなどがあげられる。
【００２９】
従って透光性樹脂は、成形歪み等による配向複屈折を生じにくいものであってもよいし（等方性ポリマー）、生じやすいもであってもよい（異方性ポリマー）。可視光域での透明性に優れる樹脂が好ましく用いうる。また耐熱性の点より好ましく用いうる樹脂は、加重たわみ温度が８０℃以上で、かつガラス転移温度が１１０℃以上、就中１１５℃以上、特に１２０℃以上のものである。なお前記の加重たわみ温度は、ＪＩＳ  Ｋ  ７２０７に準じ、１８．５kgf／cm２の曲げ応力を加熱浴中の高さ１０mmの試験片に加えながら２℃／分で伝熱媒体を昇温させ、試験片のたわみ量が０．３２mmに達したときの伝熱媒体の温度にて定義される。
【００３０】
微小領域を形成するための材料としては、例えばポリマー類と液晶類の組合せ、等方性ポリマーと異方性ポリマーの組合せ、異方性ポリマー同士の組合せなどの如く透光性樹脂との組合せで複屈折特性が相違する領域を形成するポリマー類や液晶類等などの適宜なものを用いうる。微小領域の分散分布性などの点よりは、相分離する組合せとすることが好ましく、組合せる材料の相溶性により分散分布性を制御することができる。相分離は、例えば非相溶性の材料を溶媒にて溶液化する方式や、非相溶性の材料を加熱溶融下に混合する方式などの適宜な方式で行うことができる。
【００３１】
前記の組合せにて延伸方式により配向処理する場合、ポリマー類と液晶類の組合せ及び等方性ポリマーと異方性ポリマーの組合せでは任意な延伸温度や延伸倍率にて、異方性ポリマー同士の組合せでは延伸条件を適宜に制御することにより目的の散乱異方性フィルムを形成することができる。なお異方性ポリマーでは延伸方向の屈折率変化の特性に基づいて正負に分類されるが、本発明においては正負いずれの異方性ポリマーも用いることができ、正同士や負同士、あるいは正負の組合せのいずれにても用いうる。
【００３２】
前記のポリマー類としては、上記した透光性樹脂などがあげられる。一方、液晶類の例としては、シアノビフェニル系やシアノフェニルシクロヘキサン系、シアノフェニルエステル系や安息香酸フェニルエステル系、フェニルピリミジン系やそれらの混合物の如き室温又は高温でネマチック相やスメクチック相を呈する低分子液晶や架橋性液晶モノマー、あるいは室温又は高温でネマチック相やスメクチック相を呈する液晶ポリマーなどがあげられる。前記の架橋性液晶モノマーは通例、配向処理した後、熱や光等による適宜な方式で架橋処理されてポリマーとされる。
【００３３】
耐熱性や耐久性等に優れる散乱異方性フィルムを得る点よりは、ガラス転移温度が５０℃以上、就中８０℃以上、特に１２０℃以上のポリマー類や、架橋性液晶モノマーないし液晶ポリマーが好ましく用いうる。その液晶ポリマーとしては主鎖型や側鎖型等の適宜なものを用いることができ、その種類について特に限定はない。粒径分布の均一性に優れる微小領域の形成性や熱的安定性、フィルムへの成形性や配向処理の容易性などの点より好ましく用いうる液晶ポリマーは、重合度が８以上、就中１０以上、特に１５〜５０００のものである。
【００３４】
液晶ポリマーを用いての散乱異方性フィルムの形成は、例えば透光性樹脂の１種又は２種以上と、微小領域を形成するための液晶ポリマーの１種又は２種以上を混合し、液晶ポリマーを微小領域の状態で分散含有するフィルムを形成して適宜な方式で配向処理し、複屈折性が相違する領域を形成する方法などにて行うことができる。その場合、配向処理による散乱異方性の制御性などの点よりは、ガラス転移温度が５０℃以上で、併用の透光性樹脂のガラス転移温度よりも低い温度域でネマチック液晶相を呈する液晶性の熱可塑性樹脂が好ましく用いうる。
【００３５】
前記液晶性の熱可塑性樹脂には主鎖型や側鎖型の適宜な液晶ポリマーの１種又は２種以上を用いることができ、特に限定はない。ちなみに側鎖型の液晶ポリマーの例としては、液晶ポリマーの主鎖を形成する骨格基としてポリアクリレート類やポリメタクリレート類、ポリ−α−ハロアクリレート類やポリ−α−シアノアクリレート類、ポリアクリルアミド類やポリアクリロニトリル類、ポリメタクリロニトリル類やポリアミド類、ポリエステル類やポリウレタン類、ポリエーテル類やポリイミド類、ポリシロキサン類等からなる線状や分岐状や環状等の適宜な連結鎖に、液晶性を付与する側鎖を有するものなどがあげられる。
【００３６】
前記の側鎖としては、例えばエチレン基やプロピレン基、ブチレン基やペンチレン基、ヘキシレン基やオクチレン基、デシレン基やウンデシレン基、ドデシレン基やオクタデシレン基、エトキシエチレン基やメトキシブチレン基等の主鎖より分岐するスペーサ基又はそのエーテル結合基（−Ｏ−）を介して、ネマチック液晶で公知の液晶配向性を付与するメソゲン基を有するものなどがあげられる。なお側鎖の末端基は、例えばシアノ基やアルキル基、アルケニル基やアルコキシ基、オキサアルキル基や水素の１個以上がフッ素又は塩素にて置換されたハロアルキル基やハロアルコキシ基やハロアルケニル基等の適宜なものであってよい。
【００３７】
ネマチック配向性の液晶ポリマーを用いた散乱異方性フィルムの形成は、例えばフィルムを形成するための透光性樹脂と、その透光性樹脂のガラス転移温度よりも低い温度域でネマチック液晶相を呈するガラス転移温度が５０℃以上、就中６０℃以上、特に７０℃以上の液晶ポリマーを混合して、液晶ポリマーを微小領域の状態で分散含有するフィルムを形成した後、その微小領域を形成する液晶ポリマーを加熱処理してネマチック液晶相に配向させ、その配向状態を冷却固定する方法などにて行うことができる。
【００３８】
上記した微小領域を分散含有するフィルム、すなわち配向処理対象のフィルムの形成は、例えばキャスティング法や押出成形法、射出成形法やロール成形法、流延成形法などの適宜な方式にて得ることができ、モノマー状態で展開しそれを加熱処理や紫外線等の放射線処理などにより重合してフィルム状に製膜する方式などにても行うことができる。
【００３９】
微小領域の均等分布性に優れる散乱異方性フィルムを得る点などよりは、溶媒を介した形成材の混合液をキャスティング法や流延成形法等にて製膜する方式が好ましい。その場合、溶媒の種類や混合液の粘度、混合液展開層の乾燥速度などにより微小領域の大きさや分布性などを制御することができる。ちなみに微小領域の小面積化には混合液の低粘度化や混合液展開層の乾燥速度の急速化などが有利である。
【００４０】
配向処理対象のフィルムの厚さは、適宜に決定しうるが、一般には配向処理性などの点より１μm〜３mm、就中５μm〜１mm、特に１０〜５００μmとされる。なおフィルムの形成に際しては、例えば分散剤や界面活性剤、紫外線吸収剤や色調調節剤、難燃剤や離型剤、酸化防止剤などの適宜な添加剤を配合することができる。
【００４１】
配向処理は、例えば１軸や２軸、逐次２軸やＺ軸等による延伸処理方式や圧延方式、ガラス転移温度又は液晶転移温度以上の温度で電場又は磁場を印加して急冷し配向を固定化する方式や製膜時に流動配向させる方式、等方性ポリマーの僅かな配向に基づいて液晶を自己配向させる方式などの、配向により屈折率を制御しうる適宜な方式の１種又は２種以上を用いて行うことができる。従って得られた散乱異方性フィルムは、延伸フィルムであってもよいし、非延伸フィルムであってもよい。なお延伸フィルムとする場合には、脆性の透光性樹脂も用いうるが、延び性に優れる透光性樹脂が特に好ましく用いうる。
【００４２】
また微小領域が液晶ポリマーからなる場合には、例えばフィルム中に微小領域として分散分布する液晶ポリマーがネマチック相等の目的とする液晶相を呈する温度に加熱して溶融させ、それを配向規制力の作用下に配向させて急冷し、配向状態を固定化する方式などにても行うことができる。微小領域の配向状態は、可及的にモノドメイン状態にあることが光学特性のバラツキ防止などの点より好ましい。前記の配向規制力としては、例えばフィルムを適宜な倍率で延伸処理する方式による延伸力やフィルム形成時のシェアリング力、電界や磁界などの、液晶ポリマーを配向させうる適宜な規制力を適用でき、その１種又は２種以上の規制力を作用させて液晶ポリマーの配向処理を行うことができる。
【００４３】
従って散乱異方性フィルムにおける微小領域以外の部分は、複屈折性を示すものであってもよいし、等方性のものであってもよい。散乱異方性フィルムの全体が複屈折性を示すものは、フィルム形成用の透光性樹脂に配向複屈折性のものを用いて上記した製膜過程における分子配向などにより得ることができ、必要に応じ例えば延伸処理等の公知の配向手段を加えて複屈折性を付与ないし制御することができる。また微小領域以外の部分が等方性の散乱異方性フィルムは、例えばフィルム形成用の透光性樹脂に等方性のものを用いて、そのフィルムを当該透光性樹脂のガラス転移温度以下の温度領域で延伸処理する方式などにより得ることができる。
【００４４】
本発明において好ましく用いうる散乱異方性フィルムは、微小領域と透光性樹脂との面内光軸方向における屈折率差△ｎ１、△ｎ２を、直線偏光の最大透過率を示す軸方向に直交する方向において０．０３〜０．５（△ｎ１）とし、最大透過率の軸方向において０．０３未満（△ｎ２）としたものである。これにより△ｎ１方向での散乱性に優れ、△ｎ２方向での偏光状態の維持性及び直進透過性に優れるものとすることができて良好な散乱異方性をもたせることができる。
【００４５】
直線偏光の散乱異方性の点より直線偏光の散乱性を示す△ｎ１方向における好ましい屈折率差△ｎ１は、０．０３５〜０．４５、就中０．０４０〜０．４０、特に０．０５〜０．３０である。その場合に後方散乱（拡散反射）を抑制して散乱光を前方に進行させる点より微小領域の体積占有率を３０％以下、就中０．５〜２８％、特に１〜２５％とすることが好ましい。
【００４６】
さらに微小領域の大きさ、特に散乱方向である△ｎ１方向の長さも後方散乱に関係し、可視散乱光を前方に進行させる点よりは△ｎ１方向における微小領域の長さを可視光の波長以上、就中０．０５〜１００μm、特に０．５〜５０μmとすることが好ましい。また微小領域は、前記散乱効果等の均質性などの点より可及的に均等に分散分布していることが好ましい。なお微小領域は、通例ドメインの状態で散乱異方性フィルム中に存在するが、その△ｎ２方向等の長さについては特に限定はない。
【００４７】
光の利用効率や視認性等の点より好ましい散乱異方性フィルムは、△ｎ１方向における直線偏光の拡散反射率が２０％以下、就中１０％以下、特に５％以下で、その△ｎ１方向における直線偏光の全光線透過率が７０％以上、就中８０％以上、特に９０％以上であり、直線偏光が散乱を受けにくい△ｎ２方向における直線偏光の全光線透過率が８０％以上、就中８５％以上、特に９０％以上のものである。
【００４８】
また視野角の改善効果、特に下方向等の特定方向の視野角の改善効果の点より好ましい散乱異方性フィルムは、フィルム面の法線に対し３０度傾斜した方向の斜視において、ヘイズ値が最大となる方位角におけるヘイズ値をＨz(０)、その方位角より前記斜視角を維持したまま９０度、１８０度又は２７０度回転した方位角におけるヘイズ値をそれぞれＨz(90)、Ｈz(180)、Ｈz(270)としたとき、Ｈz(０)／Ｈz(180)＞２、０．８３＜Ｈz(90)／Ｈz(270)＜１．２、かつ０．６７＜Ｈz(90)／Ｈz(180)＜１．５を満足するものである。
【００４９】
なお前記において微小領域の各光軸方向と微小領域以外の部分との屈折率差は、フィルムを形成する透光性樹脂が光学的等方性のものである場合には、微小領域の各光軸方向の屈折率とフィルムの平均屈折率との差を意味し、フィルムを形成する透光性樹脂が光学的異方性のものである場合には、フィルムの主光軸方向と微小領域の主光軸方向とが通常は一致しているためそれぞれの軸方向における各屈折率の差を意味する。
【００５０】
散乱異方性フィルムは、その単層体としても用いうるし、その２層以上を積層した重畳体としても用いうる。その重畳化は厚さ増加以上の相乗的な散乱効果を発揮させることができて有利である。重畳体は、△ｎ１方向又は△ｎ２方向等の任意な配置角度で当該フィルムを重畳したものであってよいが、散乱効果の拡大などの点よりは△ｎ１方向が上下の層で平行関係となるように重畳したものが好ましい。
【００５１】
散乱異方性フィルムの重畳数は、２層以上の適宜な数とすることができる。また重畳する当該フィルムは、△ｎ１又は△ｎ２等が同じものであってもよいし、異なるものであってもよい。なお△ｎ１方向等における上下の層での平行関係は、可及的に平行であることが好ましいが、作業誤差によるズレなどは許容される。△ｎ１方向等にバラツキがある場合にはその平均方向に基づく。
【００５２】
本発明による光学補償偏光板を形成する偏光板や１層又は２層以上の複屈折層、散乱異方性フィルムやその重畳体等の各層は、単に重ね置いた分離容易状態にあってもよいが、層間の屈折率差調節による反射の抑制や光学系のズレ防止、ゴミ等の異物の侵入防止などの点よりその一部、就中、全部が接着層を介して密着一体化されていることが好ましい。
【００５３】
前記の密着一体化には、例えばホットメルト系や粘着系等の透明な接着剤などの適宜なものを用いることができ接着剤等の種類について特に限定はない。反射損を抑制する点よりは被着体との屈折率差が可及的に小さい接着層が好ましく、偏光板等を形成するポリマーにて接着することもできる。また構成部材の光学特性の変化防止等の点よりは、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。斯かる点よりは粘着層が好ましく用いうる。
【００５４】
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。特にメチル基やエチル基やブチル基等の炭素数が２０以下のアルキル基を有する（メタ）アクリル酸のアルキルエステルと、（メタ）アクリル酸や（メタ）アクリル酸ヒドロキシエチル等の改良成分からなるアクリル系モノマーを、ガラス転移温度が０℃以下となる組合せにて共重合してなる、重量平均分子量が１０万以上のアクリル系重合体をベースポリマーとするアクリル系粘着剤などが好ましく用いられる。
【００５５】
粘着層の付設は、例えば適宜な溶媒に粘着剤成分を溶解又は分散させて粘着剤液を調製し、それを流延方式や塗工方式等の適宜な展開方式で偏光板等の被着体上に直接付設する方式、あるいは前記に準じセパレータ上に粘着層を形成してそれを被着体上に移着する方式などの適宜な方式で行うことができる。設ける粘着層は異なる組成又は種類等のものの重畳層であってもよい。
【００５６】
また粘着層は、液晶セル等への接着を目的に光学補償偏光板外面の片面又は両面に必要に応じて設けることもできる。粘着層が表面に露出する場合には、それを実用に供するまでの間、セパレータなど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。粘着層等の接着層の厚さは、接着力等に応じて適宜に決定でき、一般には１〜５００μm、就中５〜１００μmとされる。
【００５７】
光学補償偏光板の形成に際し散乱異方性フィルムは、適宜な位置に配置することができる。ちなみに散乱異方性フィルムを偏光板と複屈折層の間に配置した場合、外交反射を半分以下に抑制できて画面の白呆けを抑制することもできる。また補償効果等の点よりは必要に応じ接着層を介して図１、２の例の如く、偏光板１１に隣接して又は複屈折層１３に隣接して設けることが好ましい。従ってその場合には、偏光板１１又は複屈折層１２、１３が中間層として位置する形態となる。なお光学補償偏光板の形成に際しては液晶表示装置の形成に用いられることのあるその他の光学素子を適宜な位置に必要に応じて配置することができる。
【００５８】
本発明による光学補償偏光板は、液晶、特にＴＮ液晶による複屈折に対する補償を兼ねる偏光板などとして透過型の液晶表示装置の形成に好ましく用いうる。液晶表示装置は一般に、偏光板や補償板や液晶セル、必要に応じてのバックライトや反射板等の構成部品を適宜に組立てて駆動回路を組込むことなどにより形成されるが、本発明においては上記した光学補償偏光板を用いる点を除いて特に限定はなく、従来に準じて形成することができる。
【００５９】
従って本発明による光学補償偏光板を用いることで、それを配置した側における偏光板と補償板を省略することができる。また光学補償偏光板は、その散乱異方性フィルムによる散乱ないし拡散の強い方位角が補償効果に不足する方向と対応するように配置することが視野角の改善の点より有利である。透過型の液晶表示装置を形成する場合、光学補償偏光板は液晶セルの片側又は両側に配置しうるが、一般には補償効果等の点より図１、２の如く透過型の液晶セル２の視認側に設けられる。
【００６０】
前記の場合、光学補償偏光板は補償効果等の点より通例、その複屈折層が液晶セルと偏光板の間に位置するように配置される。よって散乱異方性フィルムは、図１の如く複屈折層１３と液晶セル２の間に位置してもよいし、図２の如く偏光板１１の外側に位置してもよい。なお透過型の液晶セルには、図例の如くガラス板等からなる透明セル基板２１、２３の間に各種の液晶層２２を狭持してシール剤等を介し封入してなる適宜なものを用いうる。セル内には透明電極や配向膜を設けることが一般的であり、カラーフィルター層を設けてカラー表示できるようにしたものなどであってもよい。
【００６１】
また透過型の液晶表示装置では通例、図例の如く液晶セル２の両側に偏光板１１、３３を配置してなる形態の液晶表示パネルをバックライト上に配置したものとして形成されるが、そのバックライトにはサイドライト型導光板等の適宜な照明光源を用いることができ、プリズムシート等の光路制御板を設けたものなどであってもよい。なお図例の如く液晶セルのバックライト側に光学補償偏光板を用いない場合、その偏光板３３と液晶セルの間には必要に応じ複屈折層からなる１層又は２層以上の補償板３１、３２を配置することもできる。
【００６２】
【実施例】
例１
ノートＰＣ用のＮＷモードによる透過型のＴＮ液晶セルの両側に、ＷＶフィルム（富士写真フイルム社製）を介し偏光板（日東電工社製、ＳＥＧ１４２５ＤＵ）をＯ−モードとなるようにアクリル系粘着層を介し接着積層して透過型液晶表示パネルを形成した。
【００６３】
例２
液晶セル（２）と各ＷＶフィルム（１２、３２）の間にアクリル系粘着層を介し二軸延伸フィルム（１３、３１）をその遅相軸と偏光板（１１、３３）の吸収軸が直交するように接着介在させたほかは例１に準じて透過型液晶表示パネルを形成した。前記の二軸延伸フィルムは、厚さ１００μmのノルボルネン系樹脂フィルム（ＪＳＲ社製、アートン）をテンター延伸機にて１８０℃で１．０５倍に延伸処理したものであり、ｎx＞ｎy＞ｎzの屈折率特性を有し波長５９０nmの単色光による（ｎx−ｎy）・ｄが３０nm、（ｎx−ｎz）・ｄが４０nmのものである。なお屈折率等は、自動複屈折計（王子計測機器社製、ＫＯＢＲＡ−２１ＡＤＨ）にて測定した。
【００６４】
例３
視認側の偏光板（１１）の上にルミスティ（１４：住友化学社製）をその散乱の最強となる方位角が液晶セルの下方向となるようにアクリル系粘着層を介し接着積層したほかは例２に準じて透過型液晶表示パネル（図２）を得た。従って液晶セルの視認側に本発明による光学補償偏光板（１）が形成されている。
【００６５】
評価試験
例１〜３で得た透過型液晶表示パネルをサイドライト型導光板からなる面光源の上に配置して液晶表示装置を形成し、コントラスト測定器（ＥＬＤＩＭ社製、ＥＺContrast）にてその表示コントラストの視野角特性を調べ、その結果を等コントラスト曲線にて図３、図４に示した。また上下方向で視角を変えた場合の各階調における輝度変化を調べ、その結果を図５、図６に示した。図５、６においてＬ１〜８が黒白とその間の濃淡のグレイ状態による各階調状態を意味し、Ｌ１が黒表示状態、Ｌ８が白表示状態、Ｌ２〜７が黒白間をほぼ等分した濃淡のグレイ表示状態である。
【００６６】
さらに正面方向のコントラスト、上下左右方向のコントラスト１０基準の視野角特性、及び下方向における階調反転角を調べ、次表に示した。
0004462522.tif 000002
【００６７】
以上の結果より、実施例である例３では例１、２と比べ正面方向のコントラストが若干低下するものの下方向の階調反転角が大幅に改善されていること、及び特開平１０−１０５１３号公報の実施例による正面方向のコントラスト（１６１．６）に比べて正面方向のコントラストが大幅に改善されていることがわかり、総合的に例３では輝度やコントラスト等に優れて良視認の広い視野角の得られていることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【図１】液晶表示装置例の断面図
【図２】他の液晶表示装置例の断面図
【図３】例１、２の等コントラスト曲線
【図４】例３の等コントラスト曲線
【図５】例１、２の輝度の視野角特性
【図６】例３の輝度の視野角特性
【符号の説明】
１：光学補償偏光板
１１：偏光板  １２，１３：複屈折層  １４：散乱異方性フィルム
２：液晶セル
２１，２３：透明セル基板  ２２：液晶層
３：光学素子
３１，３２：複屈折層  ３３：偏光板
【図１】
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【図２】
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【図３】
0004462522.tif 000005
【図４】
0004462522.tif 000006
【図５】
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【図６】
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