(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
片面又は両面に熱収縮性フィルムを接着した長尺で配向歪ムラが少なく位相差がほぼ０の透光性フィルムを、加熱処理による前記熱収縮性フィルムの収縮力の作用下に、ロール速比が１以下のロール延伸機にて処理して、前記の透光性フィルムを収縮させ、面内の主屈折率をｎx、ｎy、厚さ方向の主屈折率をｎz、かつｎx＞ｎyで厚さをｄとしたとき、ｎx＜ｎz及び（ｎx−ｎy）ｄ＜５００nmを満足する位相差板を得ることを特徴とする位相差板の連続製造法。
【請求項２】
請求項１において、加熱処理をロール加熱方式又は雰囲気加熱方式の少なくとも一方にて行う位相差板の連続製造法。
【請求項３】
請求項１又は２において、熱収縮性フィルム及び透光性フィルムが正の複屈折特性を示すポリマーからなる位相差板の連続製造法。
【請求項４】
請求項１〜３の一において、熱収縮性フィルムの長さ方向／幅方向に基づく寸法変化率比が１．５以下となる温度条件にて加熱処理を行う位相差板の連続製造法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の技術分野】
本発明は、液晶セルの光学補償による液晶表示装置の視角特性の改善などに好適な位相差板の連続製造法、及びその位相差板を用いた光学部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶による複屈折で表示装置を見る視角により表示色やコントラスト等が変化することの防止を目的に、液晶セルに対し位相差板を配置して複屈折に基づく光学特性を補償して視角特性を改善する技術が提案されている。従来、かかる補償用の位相差板としては、一軸延伸フィルムを積層したものやポリスチレン等の負の複屈折特性を示すポリマーからなる二軸延伸フィルムが知られていた。
【０００３】
しかしながら、前記の積層タイプでは積層工程を要することや延伸軸の交差角を高度に制御する必要のあることなどから製造効率に乏しく、積層で嵩高くなる問題点があった。また負の複屈折特性を示すポリマーからなる二軸延伸フィルムでは、耐熱性に乏しく位相差の変動問題等で液晶表示装置の形成に用いることが困難な問題点があった。
【０００４】
【発明の技術的課題】
本発明は、液晶セルによる複屈折を高度に補償できる薄型で良耐熱性の位相差板を効率よく得て、広い視角範囲でコントラストや白黒表示等の視認性に優れる液晶表示装置を得ることを課題とする。
【０００５】
【課題の解決手段】
本発明は、片面又は両面に熱収縮性フィルムを接着した長尺で配向歪ムラが少なく位相差がほぼ０の透光性フィルムを、加熱処理による前記熱収縮性フィルムの収縮力の作用下にロール速比が１以下のロール延伸機にて処理して前記の透光性フィルムを収縮させ、面内の主屈折率をｎx、ｎy、厚さ方向の主屈折率をｎz、かつｎx＞ｎyで厚さをｄとしたとき、ｎx＜ｎz及び（ｎx−ｎy）ｄ＜５００nmを満足する位相差板を得ることを特徴とする位相差板の連続製造法を提供するものである。
【０００６】
また本発明は、前記した位相差板と偏光板を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部材、及び液晶セルの片側又は両側に前記した位相差板、又はその位相差板と偏光板を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。
【０００７】
【発明の効果】
本発明によれば、液晶セルの複屈折に基づく視角による表示特性の変化を高度に補償できる薄型で良耐熱性の位相差板が製造効率よく得られ、広い視角範囲でコントラストや白黒表示等の視認性に優れる液晶表示装置を得ることができる。
【０００８】
【発明の実施形態】
本発明による製造法は、片面又は両面に熱収縮性フィルムを接着した長尺で配向歪ムラが少なく位相差がほぼ０の透光性フィルムを、加熱処理による前記熱収縮性フィルムの収縮力の作用下に、ロール速比が１以下のロール延伸機にて処理することにより前記の透光性フィルムを収縮させて、面内の主屈折率をｎx、ｎy、厚さ方向の主屈折率をｎz、かつｎx＞ｎyで厚さをｄとしたとき、ｎx＜ｎz及び（ｎx−ｎy）ｄ＜５００nmを満足する位相差板を連続に得るものである。
【０００９】
処理対象の透光性フィルムとしては、配向歪ムラが少なく位相差がほぼ０で光透過性の適宜なフィルムを用いることができる。透光性に優れ、就中、光透過率が７５％以上、特に８５％以上で配向ムラの少ないフィルムが好ましく用いうる。透光性フィルムを形成するポリマーについて特に限定はなく、適宜なものを用いうる。ポリマーは、そのフィルムを延伸処理した場合に示す延伸方向と屈折率の関係による複屈折特性で正負に分類しうるが、本発明にてはそのいずれも用いうる。
【００１０】
就中、処理効率や耐熱性等の点よりは、延伸方向の屈折率が高くなる正の複屈折特性を示すポリマーからなる透光性フィルムが好ましく用いうる。ちなみにそのポリマーの例としては、ポリカーボネート、ポリビニルアルコール、セルロース系ポリマー、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の如きポリエステル、ポリアリレート、ポリイミド、ノルボルネン系ポリマー、ポリスルホン、ポノエーテルスルホン、ポリエチレンやポリプロピレンの如きポリオレフィンなどがあげられる。就中、非晶質で耐熱性に優れるポリマーが好ましく用いうる。
【００１１】
透光性フィルムは、例えば流延法等のキャスティング法や押出法などの適宜な方式で形成したものであってよい。キャスティング法等の溶液製膜法が厚さムラや配向歪ムラ等の少ない透光性フィルムを得る点などより好ましい。透光性フィルムの厚さは、目的とする位相差等により適宜に決定しうるが、一般には１０〜５００μm、就中２０〜３００μmとされる。なお透光性フィルムは、連続製造を目的に巻回体等とした長尺体が用いられるが、その長さや幅は任意である。
【００１２】
透光性フィルムの片面又は両面に接着する熱収縮性フィルムは、その加熱による収縮力の伝達で透光性フィルムを収縮させてその位相差特性、特に厚さ方向の屈折率を制御することなどを目的とする。熱収縮性フィルムとしては、例えばポリマーフィルムの延伸処理物などからなる加熱処理にて収縮性を示す適宜なものを用いることができ、特に限定はない。透光性フィルムにおける位相差の制御性などの点よりは、上記に例示した正の複屈折特性を示すポリマーからなる熱収縮性フィルムが好ましく用いうる。
【００１３】
また収縮力の付与性などの点よりは、透光性フィルムのガラス転移温度付近にて熱収縮性を示す熱収縮性フィルムが好ましく用いうる。熱収縮性フィルムの収縮力は、例えばポリマーの種類や延伸倍率等の延伸条件、フィルム厚などにより制御することができる。加熱による収縮力がフィルム全面で可及的に均一な熱収縮性フィルムが透光性フィルムに均一な配向を付与する点などより好ましく用いうる。
【００１４】
熱収縮性フィルムと透光性フィルムの接着には、良密着による収縮力の伝播性などの点より接着剤を用いることが好ましい。その接着剤としては、熱収縮性フィルムの収縮処理時にはその収縮力を透光性フィルムに良好に伝達し、その処理後には透光性フィルムの処理物よりその光学特性を可及的に変質させないで処理後の熱収縮性フィルムを分離できるものが好ましく用いられる。
【００１５】
前記の点よりは、粘着層などが好ましく用いられる。その粘着層としては、例えばアクリル系やシリコーン系、ポリエステル系やポリウレタン系、ポリエーテル系やゴム系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。なお熱収縮性フィルムは、透光性フィルムの片面又は両面に同種又は異種のものをそれぞれ１層又は２層以上接着することができる。
【００１６】
透光性フィルムに接着した熱収縮性フィルムに対しては、加熱処理によりその収縮力を発現させるが、その加熱処理は適宜な方式で行うことができ、特に限定はない。一般には、ロール延伸機におけるロールを介した加熱方式や雰囲気加熱方式、あるいはそれらを併用した方式などが採られる。
【００１７】
熱収縮性フィルムの収縮力の作用下にロール延伸機による処理を安定に達成する点などよりは、熱収縮性フィルムの長さ方向（ＭＤ）／幅方向（ＴＤ）に基づく寸法変化率比が１．５以下となる温度条件にて加熱処理を行うことが好ましい。その寸法変化率比が１．５を超える加熱処理では、ロール間を走行する透光性フィルムに張力不足による蛇行が生じやすく、またロールの速比に則した透光性フィルムの変形が生じずにｎx＜ｎzの条件を満足させにくくなる。
【００１８】
前記の寸法変化率比を達成する点よりは、熱収縮性フィルムを形成するポリマーのガラス転移温度（Ｔｇ）に基づきＴｇ±２０℃の温度範囲で加熱処理することが好ましい。なお前記の寸法変化率比は、ＭＤ及びＴＤの収縮前の初期寸法を１として、加熱収縮後のＭＤ寸法／ＴＤ寸法で定義される。
【００１９】
前記において透光性フィルムの収縮処理に用いるロール延伸機については特に限定はなく、適宜な方式のものを用いうる。処理条件は、透光性フィルムの収縮を達成する点より１以下のロール速比とされる。得られる位相差板の屈折率等の位相差特性は、透光性フィルムの種類や厚さや厚さ変化率、収縮率や処理温度などにより制御することができる。
【００２０】
本発明による位相差板は、その単層物や同種又は異種の積層物などとして液晶セルの視野角の拡大やコントラストの向上等を目的とした複屈折による位相差の補償などに好ましく用いうる。特に液晶セルの複屈折の補償には、その補償特性などの点より面内の主屈折率をｎx、ｎy、厚さ方向の主屈折率をｎz、かつｎx＞ｎyで厚さをｄとしたとき、ｎx＜ｎz及びＲｅ＜５００nmを満足する位相差板が好ましく用いうる。なおＲｅは、（ｎx−ｎy）ｄにて定義される。
【００２１】
位相差板の実用に際しては、例えば位相差板の片面又は両面に粘着層を設けたものや、その粘着層を介して偏光板、又は等方性の透明な樹脂層やガラス層等からなる保護層を接着積層したものなどの２層又は３層以上の積層体からなる適宜な形態の光学部材として適用することもできる。
【００２２】
図１に位相差板１と偏光板３とを粘着層２を介し接着積層してなる光学部材を例示した。偏光板としては、適宜なものを用いてよく、その例としてはポリビニルアルコール系フィルムや部分ホルマール化ポリビニルアルコール系フィルム、エチレン・酢酸ビニル共重合体系部分ケン化フィルムの如き親水性高分子フィルムにヨウ素及び／又は二色性染料を吸着させて延伸したもの、ポリビニルアルコールの脱水処理物やポリ塩化ビニルの脱塩酸処理物の如きポリエン配向フィルム等からなる偏光フィルムなどがあげられる。
【００２３】
偏光板、特に偏光フィルムは、その片側又は両側に透明保護層を有するものであってもよい。また偏光板は、反射層を有する反射型のものであってもよい。反射型の偏光板は、視認側（表示側）からの入射光を反射させて表示するタイプの液晶表示装置などを形成するためのものであり、バックライト等の光源の内蔵を省略できて液晶表示装置の薄型化をはかりやすいなどの利点を有する。
【００２４】
前記の透明保護層は、ポリマーの塗布層や保護フィルムの積層物などとして適宜に形成でき、その形成には透明性や機械的強度、熱安定性や水分遮蔽性等に優れるポリマーなどが好ましく用いられる。その例としては、ポリエステル系樹脂やアセテート系樹脂、ポリエーテルサルホン系樹脂やポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂やポリイミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂やアクリル系樹脂、あるいはアクリル系やウレタン系、アクリルウレタン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樹脂などがあげられる。透明保護層は、微粒子の含有によりその表面が微細凹凸構造に形成されていてもよい。
【００２５】
また反射型偏光板の形成は、必要に応じ透明樹脂層等を介して偏光板の片面に金属等からなる反射層を付設する方式などの適宜な方式で行うことができる。その具体例としては、必要に応じマット処理した保護フィルム等の透明樹脂層の片面に、アルミニウム等の反射性金属からなる箔や蒸着膜を付設したものや、前記透明樹脂層の微粒子含有による表面微細凹凸構造の上に蒸着方式やメッキ方式等の適宜な方式で金属反射層を付設したものなどがあげられる。
【００２６】
なお位相差板と偏光板の積層に際して、それらの透過軸や進相軸等の光軸の配置角度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。ちなみにＳＴＮ型の液晶セルに適用する場合には、４５度等の斜め交叉角に配置する場合が多く、ＴＮ型の液晶セルに適用する場合には略平行又は略直交の交叉角に配置する場合が多い。
【００２７】
上記において位相差板と偏光板等との積層は、液晶表示装置の製造過程で順次別個に積層する方式にても行いうるが、前記の光学部材として予め積層することにより、品質の安定性や積層作業性等に優れて液晶表示装置の製造効率を向上させうる利点などがある。積層には、適宜な透明接着剤ないし粘着剤などを用いることができ、その接着剤等の種類について特に限定はない。屈折率が異なるものを積層する場合には、反射損の抑制などの点より中間の屈折率を有する接着剤等が好ましく用いられる。
【００２８】
また光学特性の変化防止の点よりは、積層の際に硬化や乾燥等で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。その点よりは、粘着層による積層方式が好ましい。その粘着層には、上記の熱収縮性フィルムの接着で例示したものなどの適宜なものを用いうる。就中、耐熱性や光学特性などの点よりアクリル系のものが好ましく用いられる。
【００２９】
なお粘着層には、必要に応じて例えば天然物や合成物の樹脂類、ガラス繊維やガラスビーズ、金属粉やその他の無機粉末等からなる充填剤や顔料、着色剤や酸化防止剤などの適宜な添加剤を配合することもできる。また微粒子を含有させて光拡散性を示す粘着層とすることもできる。
【００３０】
本発明による位相差板を用いての液晶表示装置の形成は、従来に準じて行うことができる。すなわち液晶表示装置は一般に、液晶セルと光学補償用の位相差板、及び必要に応じての偏光板や照明システム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の如く、本発明による位相差板を光学補償用のものに用いて、それを液晶セルの片側又は両側に設ける点を除いて特に限定はなく、従来に準じうる。
【００３１】
従って、液晶セルの片側又は両側に偏光板を配置した液晶表示装置や、照明システムにバックライトあるいは反射板を用いたものなどの適宜な液晶表示装置を形成することができる。偏光板を用いた液晶表示装置の場合、光学補償用の位相差板は液晶セルと偏光板、特に視認側の偏光板との間に配置することが補償効果の点などより好ましい。その配置に際しては、上記の光学部材としたものを用いることもできる。
【００３２】
図２、図３に偏光板を用いた液晶表示装置の構成例を示した。４が液晶セル、５がバックライトシステム、７が反射層である。なお６は光拡散板である。図２のものは両側に光学補償用の位相差板１を配置してなり、照明システムがバックライト型のものである。また図３のものは片側にのみ光学補償用の位相差板１を配置した照明システムが反射型のものである。
【００３３】
前記において液晶表示装置の形成部品は、積層一体化されていてもよいし、分離状態にあってもよい。また液晶表示装置の形成に際しては、例えば拡散板やアンチグレア層、反射防止膜、保護層や保護板などの適宜な光学素子を適宜に配置でき、それらを位相差板と予め積層した光学部材として配置することもできる。
【００３４】
なお位相差板は、その２枚以上を積層して用いうることを上記したが、これは補償効果の向上などを目的とし、その場合に本発明によるもの以外の位相差板との積層体とすることもできる。その位相差板としては、例えば上記した透光性フィルムの一軸や二軸等による延伸処理物、ディスコティック系やネマチック系等の液晶配向板などの適宜なものを用いうる。
【００３５】
また上記した位相差板や偏光板、透明保護層や粘着層などの各層は、例えばサリチル酸エステル系化合物やベンゾフェノール系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物やシアノアクリレート系化合物、ニッケル錯塩系化合物等の紫外線吸収剤で処理する方式などにより紫外線吸収能をもたせることもできる。
【００３６】
本発明による位相差板や光学部材は、視野角の拡大やコントラストの向上などの、液晶セルの複屈折による位相差の補償を目的にＴＮ型やＳＴＮ型等の複屈折を示す液晶セルを用いたＴＦＴ型やＭＩＭ型等の種々の表示装置などに好ましく用いうる。
【００３７】
なお光学補償用の位相差板としては、液晶セルの複屈折による位相差を広い視角範囲にわたり補償するものが好ましく用いられる。これにより、広い視角範囲にわたり着色防止等が達成される。適用する液晶セルは任意であるが、ＴＦＴ型液晶表示装置等を形成するためのＴＮ型やπ型などの液晶セルに好ましく適用することができる。
【００３８】
【実施例】
実施例１
ホスゲンとビスフェノールＡの重縮合物からなる分子量約８万のポリカーボネートの二塩化メチレンによる２０重量％溶液を、スチールドラム上に連続的に流延し、それを順次剥取って乾燥させ、厚さ６０μmで位相差がほぼ０のポリカーボネートフィルムを得た。
【００３９】
次に、前記フィルムの両面に１６２℃での寸法変化率比（ＭＤ／ＴＤ）が１．１５のポリエステルフィルムをアクリル系粘着層を介し接着し、ロール延伸機にてロール速比０．９７の条件で、かつロールの温度を１６２℃とした常温雰囲気で処理してポリカーボネートを収縮させた後ポリエステルフィルムを剥離して、位相差板を連続的に得た。
【００４０】
実施例２
１５０℃での寸法変化率比が１．２３のポリエステルフィルムを接着して、ロール速比０．９６、ロール温度１５０℃、雰囲気温度１５５℃で処理したほかは実施例１に準じて位相差板を連続的に得た。
【００４１】
実施例３
１５７℃での寸法変化率比が０．６８のポリスチレンフィルムを接着して、ロール速比０．８０、ロール温度常温、雰囲気温度１５７℃で処理したほかは実施例１に準じて位相差板を連続的に得た。
【００４２】
実施例４
１５８℃での寸法変化率比が１．２５のポリプロピレンフィルムを接着して、ロール速比０．９９、ロール温度常温、雰囲気温度１５８℃で処理したほかは実施例１に準じて位相差板を連続的に得た。
【００４３】
比較例１
１５７℃での寸法変化率比が１．０６のポリエステルフィルムを接着して、ロール速比１．１５、ロール温度常温、雰囲気温度１５８℃で処理したほかは実施例１に準じて位相差板を連続的に得た。
【００４４】
比較例２
１６５℃での寸法変化率比が１．５９のポリスチレンフィルムを接着して、ロール速比０．９８、ロール温度常温、雰囲気温度１６５℃で実施例１に準じ処理したが、走行に必要な張力が発生せずにフィルムが蛇行し得られた位相差板に折れシワが発生して実用に供せるものではなかった。
【００４５】
評価試験
実施例１〜４、比較例１で得た位相差板について、面内と厚さ方向の主屈折率ｎx、ｎy、ｎzを調べ（王子計測機器製、ＫＯＢＲＡ−２１ＡＤＨ；平行ニコル回転法原理）、その値よりＲｅ〔（ｎx−ｎy）ｄ〕を算出した。
【００４６】
前記の結果を次表に示した。
0004367868.tif 000002
【００４７】
ＴＮ型液晶セルの両側に、実施例１〜４で得た位相差板を介して偏光板を配置し、正面方向のコントラストと視角変化による表示特性を調べたところ、コントラストに優れて広い視角範囲で表示特性に変化はなく、視認性に優れる高表示品位の液晶表示装置であった。
【図面の簡単な説明】
【図１】光学部材例の断面図
【図２】液晶表示装置例の断面図
【図３】他の液晶表示装置例の断面図
【符号の説明】
１：位相差板
２：粘着層
３：偏光板
４：液晶セル
【図１】
0004367868.tif 000003
【図２】
0004367868.tif 000004
【図３】
0004367868.tif 000005