JP2000162436A - 位相差フィルムの製造方法、光学部材及び液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 面内及び厚さ方向の屈折率を高度に制御でき
て目的とする位相差への制御性に優れ、面内における位
相差や配向軸のバラツキが小さくてその均一性に優れる
位相差フィルムを効率よく製造できる方法の開発。 【解決手段】 縦横両方向に伸縮できる同時二軸延伸機
にて片面又は両面に熱収縮性フィルムを接着した透光性
フィルムを保持して、その延伸機による伸縮力と熱収縮
性フィルムによる熱収縮力との作用下に透光性フィルム
を少なくとも一方向に収縮させる位相差フィルム（１）
の製造方法、及びそれ（１）に粘着層（２）又はそれを
介し偏光板（３）を有してなる光学部材、並びにその光
学部材を液晶パネルの少なくとも片側に有する液晶表示
装置。 【効果】 面内及び厚さ方向の屈折率を高度に、しかも
広範囲に制御できて、光学特性の均一性に優れる位相差
フィルムを効率よく得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】本発明は、位相差の制御性に優れて
液晶表示装置の視野角やコントラストの改善に好適な位
相差フィルムの製造方法、及びその位相差フィルムを用
いた光学部材に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置の視野角の拡大やコントラ
ストの向上が求められる中、それを実現しうる液晶パネ
ルの複屈折による位相差を補償できる位相差板の提供が
要望されている。従来、位相差板の位相差を制御する方
法としては、一軸や二軸等による延伸方法、透光性フィ
ルムに熱収縮性フィルムを接着しその熱収縮力の作用下
に延伸処理して厚さ方向の位相差を制御した位相差フィ
ルムを得る方法が知られていた（特開平５−１５７９１
１号公報）。

【０００３】しかしながら、一軸や二軸等による延伸方
法では補償板に要求される厚さ方向の屈折率を制御でき
ず、熱収縮性フィルムの接着方法ではその収縮力と透光
性フィルムの変形性とが相互に延伸温度で変化して延伸
状態の制御が難しく、屈折率を制御できない領域も存在
することに加えて、位相差や配向軸がバラツキやすく総
じて目的とする面内及び厚さ方向の屈折率に制御するこ
とが難しい問題点があった。

【０００４】

【発明の技術的課題】本発明は、面内及び厚さ方向の屈
折率を高度に制御できて目的とする位相差への制御性に
優れ、面内における位相差や配向軸のバラツキが小さく
てその均一性に優れる位相差フィルムを効率よく製造で
きる方法の開発を課題とする。

【０００５】

【課題の解決手段】本発明は、縦横両方向に伸縮できる
同時二軸延伸機にて片面又は両面に熱収縮性フィルムを
接着した透光性フィルムを保持して、その延伸機による
伸縮力と熱収縮性フィルムによる熱収縮力との作用下に
透光性フィルムを少なくとも一方向に収縮させることを
特徴とする位相差フィルムの製造方法、及びその位相差
フィルムに粘着層又はそれを介し偏光板を有してなる光
学部材、並びにその光学部材を液晶パネルの少なくとも
片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、同時二軸延伸機による
伸縮力と熱収縮性フィルムの収縮力との同時作用で面内
及び厚さ方向の屈折率を高度に、しかも広範囲に制御で
きて目的とする位相差への制御性に優れ、面内における
位相差や配向軸のバラツキも小さくて光学特性の均一性
に優れる位相差フィルムを効率よく得ることができる。

【０００７】

【発明の実施形態】本発明による製造方法は、縦横両方
向に伸縮できる同時二軸延伸機にて片面又は両面に熱収
縮性フィルムを接着した透光性フィルムを保持して、そ
の延伸機による伸縮力と熱収縮性フィルムによる熱収縮
力との作用下に透光性フィルムを少なくとも一方向に収
縮させて位相差フィルムを得るものである。

【０００８】縦横両方向に伸縮できる同時二軸延伸機と
しては、例えば透光性フィルムの幅方向と長さ方向の両
方向の長さを同時に変化させ得るようにした適宜なもの
を用いることができ、従来の同時二軸延伸機のいずれも
用いうる。ちなみにその例としては、レール幅制御方式
やパンタグラフ方式やリニアモータによる走行速度制御
方式などの適宜な方式の組合せで、フィルムの横方向長
さを制御すると共に、フィルム端を保持したクリップ等
の間隔を変化させてフィルムの縦方向長さを制御するよ
うにしたものなどがあげられる。

【０００９】透光性フィルムとしては、光透過性の適宜
なフィルムを用いることができ、特に限定はない。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。就
中、ポリカーボネートやポリアリレト、ポリスルホンや
ＰＥＴないしポリエチレンナフタレートの如きポリエス
テル、ポリエーテルスルホンやポリビニルアルコール、
ポリエチレンないしポリプロピレンの如きポリオレフィ
ンやセルロース系ポリマー、ポリスチレンやポリメチル
メタクリレート、ポリ塩化ビニルやポリ塩化ビニリデ
ン、ポリアミドやノルボルネン系ポリマーなどからなる
透光性フィルムが好ましく用いうる。

【００１０】透光性フィルムの厚さは、目的とする位相
差フィルムの位相差特性などにより適宜に決定すること
ができる。位相差は、複屈折の屈折率差（△ｎ）とフィ
ルム厚（ｄ）の積（△ｎ×ｄ）として求めることができ
る。透光性フィルムの一般的な厚さは、５〜５００μ
m、就中１０〜３５０μm、特に２０〜２００μmであ
る。

【００１１】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、その熱収縮力の伝達により透光性
フィルムの位相差特性、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、
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。就中、熱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
縮性を示すものが好ましく用いられる。

【００１２】なお熱収縮性フィルムは、例えばプラスチ
ックフィルムの延伸物などとして得ることができる。熱
収縮性フィルムにおける熱収縮力の相違は、例えばプラ
スチックの種類や延伸倍率等の延伸条件などを変えるこ
とによりもたせることができる。熱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い。

【００１３】熱収縮性フィルムと透光性フィルムの接着
には、良密着による熱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
縮性フィルムの熱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。

【００１４】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。

【００１５】なお透光性フィルムの両面に熱収縮性フィ
ルムを接着する場合、その表裏における熱収縮性フィル
ムは、同じものであってもよいし、熱収縮率等の熱収縮
特性が相違するものであってもよい。

【００１６】熱収縮性フィルムを接着した透光性フィル
ムの処理は、同時二軸延伸機による伸縮力と熱収縮性フ
ィルムによる熱収縮力とを作用させて透光性フィルムを
その縦横の一方向又は両方向に収縮させることにより行
われる。すなわち透光性フィルムを配向処理できる温
度、例えばそのガラス転移温度から溶融温度未満の温度
に加熱して熱収縮性フィルムによる熱収縮力を作用させ
つつ、その熱収縮力による透光性フィルムの収縮を、同
時二軸延伸機による伸縮力、特にその伸力にて制御して
透光性フィルムをその縦横の一方向又は両方向に収縮さ
せる処理が施される。

【００１７】前記による透光性フィルムの収縮、就中、
縦横の一方向か両方向かの収縮方向やその収縮度等を制
御することにより、面内及び厚さ方向の屈折率を変化さ
せることができ、透過光、就中、斜め透過光の複屈折に
よる位相差を高度に制御できて目的とする位相差特性を
示す位相差フィルムを得ることができる。

【００１８】なお上記の収縮処理にて得た位相差フィル
ムは、そのまま実用に共することもできるし、それにさ
らに延伸処理等を加えて位相差特性を調節したものとし
て実用に共することもできる。本発明による好ましい位
相差フィルムは、複屈折による位相差と配向軸のバラツ
キが可及的に小さく、就中そのフィルム面に垂直な（正
面方向の）透過光における位相差のバラツキが１０nm以
下、特に５nm以下で、配向軸のバラツキが５度以下、特
に３度以下に形成されたものである。

【００１９】本発明による位相差フィルムは、その単層
物や同種又は異種の積層物などとして液晶パネルの視野
角の拡大やコントラストの向上など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。その実用
に際しては、例えば位相差フィルム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適宜な形態の光学部材として適用
することもできる。

【００２０】前記した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、前記の如く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。なお粘着層には、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
用いることができ、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。

【００２１】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。

【００２２】図１に位相差フィルム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】前記した透明保護層は、プラスチックの塗
布層や保護フィルムの積層物などとして適宜に形成して
よく、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プラスチック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】なお位相差フィルム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型の液晶パネ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
パネ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】位相差フィルムは、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ては本発明によるも
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、例えば上記の透光性フィルムで例示
のプラスチック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。

【００２８】なお上記した位相差フィルムや偏光板、位
相差板や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。

【００２９】本発明による液晶表示装置は、位相差フィ
ルムを用いた光学部材を液晶パネルの少なくとも片側に
有するものであり、その形成は従来に準じうる。すなわ
ち液晶表示装置は一般に、液晶パネルと光学補償用の位
相差フィルム、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、本発明においては本発明によ
る位相差フィルムを光学補償用に用いて、それを液晶パ
ネルの少なくとも片側に設ける点を除いて特に限定はな
く、従来に準じうる。

【００３０】従って、液晶パネ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フィルムは液晶パネル
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。

【００３１】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が液晶パネル、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フィルムを
配置し、照明システムがバックライト型のものであり、
図３のものは片側にのみ光学補償用の位相差フィルムを
配置し、照明システムが反射型のものである。

【００３２】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することができる。

【００３３】本発明による位相差フィルムや光学部材
は、視野角の拡大やコントラストの向上などの、液晶パ
ネルの複屈折による位相差の補償を目的にＴＮ型やＳＴ
Ｎ型等の複屈折を示す液晶パネルを用いたＴＦＴ型やＭ
ＩＭ型等の種々の表示装置に好ましく用いうる。

【００３４】

【実施例】実施例１ 遅相軸方向の屈折率をｎx、進相軸方向の屈折率をｎy、
厚さ方向の屈折率をｎz、フィルム厚をｄとして、（ｎx
−ｎy）ｄが５０nmで、（ｎx−ｎz）ｄが−１００nmの
位相差特性を示すものを得ることを目的に、厚さ７０μ
mの透明ポリカーボネートフィルムの両面に、二軸延伸
ポリエステルフィルムからなる熱収縮性フィルムを弱接
着力型のアクリル系粘着層を介して接着し、それを同時
二軸延伸機で保持して１５８℃の温度雰囲気下、縦横二
方向の収縮処理を施して、フィルムの長さ方向が０．９
７倍、幅方向が０．９４倍に収縮した状態に制御して目
的の位相差フィルムを得た。

【００３５】比較例 （ｎx−ｎy）ｄが５０nmで、（ｎx−ｎz）ｄが−１００
nmの位相差特性を示すものを得ることを目的に、厚さ７
０μmの透明ポリカーボネートフィルムの両面に二軸延
伸ポリエステルフィルムからなる熱収縮性フィルムを弱
接着力型のアクリル系粘着層層を介して接着したもの
を、１５５℃にて速度の異なるロール間を通過させて
０．９５倍に収縮させた後、それをテンター延伸機にて
０．９８倍に延伸処理して、目的の位相差フィルムを得
た。

【００３６】評価試験 実施例、比較例で得た位相差フィルムについて下記の特
性を調べた。 位相差バラツキ ３００mm角内における任意な２０点の（ｎx−ｎy）ｄを
測定し、その最大値と最小値の差を求めた。

【００３７】配向軸バラツキ ３００mm角内における任意な２０点の配向軸の角度を測
定し、その最大値と最小値の差を求めた。

【００３８】位相差ムラ クロスニコルに配置した偏光板の間に、３００mm角の位
相差フィルムを光軸の交叉角が０度又は４５度となるよ
うに配置し、透過光の状態を目視観察してその均一性を
調べた。

【００３９】加工性 製造過程における加工状態を調べた。

【００４０】前記の結果を次表に示した。 ＊：ロール延伸時に発生

【００４１】表より、実施例では面内での位相差及び配
光軸のバラツキが小さく、位相差ムラもなくて加工性に
優れ、良好な品質のものを安定して得られることがわか
る。なお液晶パネルに実装した場合にも、表示性能に優
れていた。

【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：位相差フィルム ２：粘着層 ３：偏光板 ４：液晶パネル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐々木 伸一 大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号 日東 電工株式会社内 Ｆターム(参考） 2H049 BA02 BA06 BB03 BB42 BB43 BB44 BB46 BB49 BB51 BB63 BC02 BC03 BC22 2H091 FA08X FA08Z FA11X FA11Z FA14Z FA31X FA37X FB08 FC07 FC22 FC29 GA16 GA17 LA17 LA19

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 縦横両方向に伸縮できる同時二軸延伸機
   にて片面又は両面に熱収縮性フィルムを接着した透光性
   フィルムを保持して、その延伸機による伸縮力と熱収縮
   性フィルムによる熱収縮力との作用下に透光性フィルム
   を少なくとも一方向に収縮させることを特徴とする位相
   差フィルムの製造方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の製造方法による位相差
   フィルムの片面又は両面に粘着層を有してなることを特
   徴とする光学部材。
3. 【請求項３】 請求項２において、粘着層を介し偏光板
   を有してなる光学部材。
4. 【請求項４】 請求項３又は４に記載の光学部材を液晶
   パネルの少なくとも片側に有することを特徴とする液晶
   表示装置。