JPH0313917A - 位相差板およびこれを用いた液晶電気光学素子 - Google Patents

位相差板およびこれを用いた液晶電気光学素子

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JPH0313917A
JPH0313917A JP1150078A JP15007889A JPH0313917A JP H0313917 A JPH0313917 A JP H0313917A JP 1150078 A JP1150078 A JP 1150078A JP 15007889 A JP15007889 A JP 15007889A JP H0313917 A JPH0313917 A JP H0313917A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野コ 本発明は位相差板およびこれを用いた液晶電気光学素子
に関する。
[従来の技術] 位相差板とは、複屈折性を有するフィルムあるいはシー
トであり、今日では液晶電気光学素子の光学補償板とし
ても広く用いられている。
例えば、従来のスーパーツィステッドネマチックモード
には表示に特有の色付きが存在したが、これに位相差板
を、1枚あるいは複数枚備えることでこの色付きを軽減
することが、特公昭64−519号で提案されている。
このような液晶表示モードを、以下FTNモードと呼ぶ
ことにする。
第2図に、従来のFTNモードを利用した液晶電気光学
素子の断面図を示す0図中、1は上側偏先板、2は液晶
セル、3は位相差板、4は下側偏光板である。液晶セル
の液晶8には、メルク社製のネマチック液晶ZLI−4
336を用いた。この液晶の波長590nmの光に対す
る複屈折率Δnは0.142である。セルギャップdは
6.3μm、リターデーションΔndは0.89μmで
ある。一方、位相差板にはポリカーボネート(以下PC
と呼ぶ)系樹脂の一軸延伸フイルムを用いた。そのΔn
 (590nm)は0.0039、dは145μm、Δ
ndは0.57μmである。
第3図の40には前記PCフィルムのリターデーション
の波長依存性を示した。ここでΔnの波長依存性を示す
パラメータyを、波長450nmの光に対するΔnと、
波長650nmの光に対するΔnの比で定義する。
y=Δn (450nm)/Δn (650nm)PC
のV値は約1.12である。
第4図には、従来の液晶電気光学素子の各軸の関係図を
示した。上側偏光板の偏光軸(吸収軸)方向10が液晶
セルの上基板のラビング方向11となす角度20を左4
5@ 液晶セルの液晶のねじれ角21を左230° 位
相差板の屈折率が最も大きくなる軸方向(−軸延伸フィ
ルムの延伸方向)13が液晶セルの下基板のラビング方
向12となす角度22を90″ 下側偏光板の偏光軸(
吸収軸)方向14が13となす角度23を左45とした
。
以上の条件のもとで作製した従来の液晶電気光学素子の
、オン時及びオフ時の分光特性を第7図に示す、その表
示コントラストは1:25程度である。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、従来の位相差板とこれを利用した液晶電
気光学素子には、位相差板による光学補償が不充分で、
液晶電気光学素子のオフ時の色付きが大きいという課題
があった。
本発明はこのような課題を解決するもので、その目的と
するところは、より完全な光学補償を可能にした位相差
板と、これを利用した表示の色付きが少ない液晶電気光
学素子とを提供することにある。
[課題を解決するための手段] 本発明の位相差板は、 a)2枚の高分子の延伸フィルムからなる位相差板にお
いて、 b)前記2枚のフィルムが、光学的に正の一軸性を有す
るフィルムと、光学的に負の一軸性を有するフィルムの
組み合わせであり、 C)フィルムの延伸方向力r互いに平行になるように積
層され、 d)フィルムの複屈折率Δnの波長依存性が互いに異な
っていることを特徴とする。
また、前記位相差板を構成する2枚の延伸フィルムのう
ち、Δnの波長依存性が大きいフィルムの方が、より大
きなリターデーションを有することを特徴とする。
一方本発明の位相差板を用いた液晶電気光学素子は、前
記位相差板と、液晶セルと、それらを挟んで両側に配置
された2枚の偏光板とからなることを特徴とする。
[作用] FTNモードの色付きは、位相差板のy値に依存する。
第6図は、前述の従来技術の諸条件のもとで、位相差板
のy値だけを1.0から1.7まで変化させたときのオ
フ時の色付きの変化を、CIEI931(x、y)座標
上に示したものである。図中央の*印は白色点であり、
この点に近いほど色付きが少ないことをあられす。この
場合はV″:1゜5で色付きが極小となる。yの最適値
はセル条件によっても若干異なるが、概ね従来の1.1
2よりも大きくした方が色付きが小さくなると云ってよ
い。
ところが、通常の高分子のV値は1.00〜1゜15の
範囲にあり、高分子の分子構造等を工夫しても1.2以
上の値を得るのは至難の技である。
本発明では2枚のフィルムを組み合わせることによって
、大きなV値を有する位相差板を得ることを可能にした
。
第3図の41と42には、それぞれ580μm厚のPC
の一軸延伸フイルムと2800μm厚のポリメタクリル
酸メチル(以下PMMAと呼ぶ)樹脂の一軸延伸フィル
ムのリターデーションの波長依存性を示した。PCとP
MMAのy値はそれぞれ1.12と1.06であるが、
延伸軸が平行になるように両者を重ね合わせることによ
って、43に示すようにy=1.30という高分散の位
相差板が得られる。これは、リターデーションの波長依
存性に単純な加成性があるためである。
なお、PCやポリプロピレン(以下PPと呼ぶ)は延伸
に伴い延伸方向の屈折率が大きくなって光学的に正の一
軸性を有するようになるが、PMMAやポリスチレン(
以下PSと呼ぶ)は逆に延伸方向の屈折率が小さくなっ
て光学的に負の一軸性を有するようになる。延伸フィル
ム2枚で大きなy値を有する位相差板を得ることは、P
CとPP、あるいはPSとPMMAといった組み合わせ
でも可能である。ところがこのように光学的性質の同じ
フィルムを組み合わせると、フィルム1枚の場合に比べ
て視角が狭くなるという問題がある0本発明では、PC
とPMMA、  あるいはpsとppというように光学
的性質の異なるフィルムを組み合わせることによって、
2枚のフィルムが補償しあい、より広い視角を得ること
を可能にした。これは、本出願人が既に特願昭63−1
98506号で提案した効果を利用したものである。
[実施例] 以下、実施例により本発明の詳細を示す。
(実施例1) 第1図に、本R明の位相差板の構成を示す。図中、フィ
ルム上に描かれた矢印は、その延伸方向を表わしている
。実施例1の位相差板は、580μm厚のPCの一軸延
伸フィルム30と、2800μm厚のPMMAの一軸延
伸フィルム31とを、その延伸方向が平行になるように
積層したものである。第3図の41と42には、−軸延
伸フィルム30および31のリターデーションの波長依
存性を示した。PCとPMMAのy値はそれぞれ1゜1
2と1.06であるが、延伸軸が平行になるように両者
を重ね合わせることによって、43に示すようにv=1
.30という高分散の位相差板を得た。
第2図に、本発明の液晶電気光学素子の断面図を示す。
図中、1は上側偏光板、2は液晶セル、3は位相差板、
4は下側偏光板である。液晶セルの液晶8には、従来と
同様メルク社製のSTN用ネマチック液晶ZLI−43
36を用いた。セルギャップdは6.3μm、リターデ
ーションΔndは0,89μmである。
第4図には、本発明の液晶電気光学素子の各軸の関係図
を示した。上側偏光板の偏光軸(吸収軸)方向10が液
晶セルの上基板のラビング方向11となす角度20を左
45° 液晶セルの液晶のねじれ角21を左230@ 
位相差板の合成屈折率が最も大きくなる軸方向(PCフ
ィルムの延伸方向)13が液晶セルの下基板のラビング
方向12となす角度22を90@ 下側偏光板の偏光軸
(吸収軸)方向14が13となす角度23を左45とし
た。
以上の条件のもとで作製した本発明の液晶電気光学素子
の、オン時及びオフ時の分光特性を第5図に示す、その
表示コントラストは1:28である。従来の液晶電気光
学素子に比較して、オフ時の色付きが改善されている点
に最大の特徴がある。
(実施例2) 実施例2の位相差板は、280μm厚のPSの一軸延伸
フイルムと、850μm厚のPPの一軸延伸フィルムと
を、その延伸方向が平行になるように積層したものであ
る。2枚のフィルムのリターデーションは、PSが22
80nm、PPが1710nmである。また、PSとP
PのV値はそれぞれ1.11と1.05であり、積層し
て得た位相差板のy値は1.31である。
実施例2のセル構成と軸関係は、全て実施例1と同様で
ある。但し、第4図において、位相差板の合成屈折率が
最も大きくなる軸方向1′3は、PSの延伸方向と垂直
な方向になる。
以上の条件のもとで作製した本発明の液晶電気光学素子
の、オン時及びオフ時の分光特性は、第5図に示した実
施例1の場合とほぼ同様であり、オフ時の色付きが大き
く改善されている。しかも実施例2の位相差板は、PS
のリターデーションがPPのそれよりも大きいために、
光学的に負の一軸性を有しており、これを用いた液晶電
気光学素子は実施例1のものよりも視角が広い、この効
果については、既に本出願人が特願平1−10405号
で明らかにしている。
なお以上の実施例において、2枚のフィルムは、延伸し
た後にラミネートすることを前提にしているが、あらか
じめラミネートしておいて、しかる後に2枚−緒に延伸
することも可能である。
[発明の効果] 以上述べたように、本発明によれば、より完全な光学補
償を可能にした位相差板と、これを利用した表示の色付
きが少ない液晶電気光学素子とを提供するとことができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の位相差板の構成を示す図である。 第2図は、本発明及び従来の液晶電気光学素子の断面図
である。 第3図は位相差板のリターデーションの波長依存性を示
す図である。 第4図は、本発明及び従来の液晶電気光学素子の各軸の
関係を示す図である。 第5図は、本発明の実施例1における液晶電気光学素子
のオン時及びオフ時の分光特性を示す図である。 第6図は、位相差板のy値がオフ時の色付きに及ぼす影
響を示す図である。 第7図は、従来の液晶電気光学素子のオン時及びオフ時
の分光特性を示す図である。 1、上側偏光板 2、液晶セル 3、位相差板 4、下側偏光板 5、液晶セルの上基板 6、液晶セルの下基板 7、透明電極 8、ねじれ配向をしたネマチック液晶 0、上側偏光板1の偏光軸(吸収軸)の方向1、液晶セ
ルの上基板5のラビング方向2、液晶セルの下基板6の
ラビング方向3、位相差板3の屈折率が最大となる軸方
向4、下側偏光板4の偏光軸(吸収軸)の方向0.10
が、11となす角度 1、液晶セルの液晶のねじれ角 2.1″2と13がなす角度 3.14が、13となす角度 0、PC(実施例2においてはPS)の−軸延伸フィル
ム 31、  PMMA (実施例2においてはpp)の−
軸延伸フィルム 40〜43.以下の位相差板のリターデーションの波長
依存性 40、  PC(145μm厚)の−軸延伸フィルム4
1、PC(580μm厚)の−軸延伸フィルム42、 
 PMMA (2800μm厚)の−軸延伸フィルム 43.41と42を第1図のように積み重ねてなる位相
差板 50、オン時の分光特性 51、オフ時の分光特性 以  上

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)a)2枚の高分子の延伸フィルムからなる位相差
    板において、 b)前記2枚のフィルムが、光学的に正の一軸性を有す
    るフィルムと、光学的に負の一軸性を有するフィルムの
    組み合わせであり、 c)フィルムの延伸方向が互いに平行になるように積層
    され、 d)フィルムの複屈折率Δnの波長依存性が互いに異な
    っていることを特徴とする位相差板。
  2. (2)前記位相差板を構成する2枚の延伸フィルムのう
    ち、Δnの波長依存性が大きいフィルムの方が、より大
    きなリターデーションを有することを特徴とする請求項
    1記載の位相差板。
  3. (3)前記位相差板と、液晶セルと、それらを挟んで両
    側に配置された2枚の偏光板とからなることを特徴とす
    る位相差板を用いた液晶電気光学素子。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5235450A (en) * 1990-09-28 1993-08-10 Sharp Kabushiki Kaisha Liquid crystal display apparatus with positive and negative phase plates with specific positions of slow axes
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WO2008001582A1 (en) 2006-06-28 2008-01-03 Sharp Kabushiki Kaisha Complex birefringent medium, polarizing plate, and liquid crystal device

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US7999893B2 (en) 2006-06-28 2011-08-16 Sharp Kabushiki Kaisha Complex birefringent medium, polarizing plate, and liquid crystal device

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