JPH07110405A - 光学補償フィルム及びそれを用いた液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高速応答性ＳＴＮ−ＬＣＤの着色、視角特性
およびコントラストを大幅に改善しうる、低コストの光
学補償フィルム、及びそれを用いた液晶表示装置を提供
する。 【構成】 ポリスルフォン系重合体から成るフィルム上
に、該フィルムの法線方向に光軸を有する正の一軸性光
学異方層を設置した光学補償フィルム、及びそれを用い
た液晶表示装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高速応答性の液晶表示
装置の着色補正、および視野角特性改良のために用いら
れる光学補償フィルム、及びそれを用いた液晶表示装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は、低電圧、低消費電力で
ＩＣ回路への直結が可能であること、表示機能が多様で
あること、軽量化が可能であること等多くの特徴を有し
ており、ワードプロセッサやパーソナルコンピューター
等の表示装置として広く使用されている。その中で、液
晶分子のツイスト角が１６０°以上のツイステッドネマ
ティック液晶表示装置（以後ＳＴＮ−ＬＣＤ）は従来の
ツイスト角が９０°のツイステッドネマティック液晶表
示装置（ＴＮ−ＬＣＤ）に比べ、大容量表示が可能であ
り、現在液晶表示装置の主流となっている。

【０００３】しかしながらＳＴＮ−ＬＣＤには、表示画
像が青色あるいは黄色に着色する（ブルーモードあるい
はイエローモード）という問題があり、このため白黒表
示ではコントラスト、視認性が低く、またカラー化が極
めて困難であった。そこでこの着色を補償するために、
逆ねじりのＳＴＮ液晶セルを用いる二層液晶方式の白
黒、あるいは、カラー表示が提案されたが、複数の液晶
セルを用いるため、表示装置の重量、容積が大きくな
る、あるいはコストが高くなる等の問題点、また視角の
僅かな変化でコントラストが急激に低下する、あるいは
背景色が変化する等の、視角特性の劣化という別の問題
があった。

【０００４】この問題を解決するために、特開昭６３−
１６７３０３号、同６３−１６７３０４号、同６３−１
８９８０４号、同６３−２６１３０２号、同６３−１４
９６２４号、特開平１−２０１６０７号、同１−２０１
６０８号、同１−１０５２１７号、特開平２−２８５３
０３号、同２−５９７０２号、同２−２４４０６号、同
２−１４６００２号、同２−２５７１０３号、特開平３
−２３４０４号、同３−１２６０１２号、同３−１８１
９０５号、同３−１９４５０３号公報等に記載されてい
る様に、逆ねじりのＳＴＮ液晶のかわりに位相差板を用
いる方法が提案された。

【０００５】これらの方法によれば、ＳＴＮ−ＬＣＤの
着色が大幅に改善され、表示装置自身の重量、容積も著
しく小さくなり、コストも安くなるが、ＳＴＮ−ＬＣＤ
の視角特性についてはほとんど改良されなかった。

【０００６】そこで、この視角特性を改良するために、
特開平２−２８５３０３号、特開平２−１６０２０４号
公報、ＥＰ−０４８２６２０Ａ２、特開平５−１５７９
１１号公報に厚さ方向の屈折率が複屈折の光軸に垂直な
方向の屈折率よりも大きい複屈折フィルムを作成し、こ
れを位相差板として用いる方法が提案された。この方法
によれば視角によるコントラストの変化が小さくなり、
視角特性が改良されるが、その効果は未だ小さく、その
製造工程も複雑になるため、生産性を高くして、コスト
を低下させる事が難しかった。

【０００７】さらに特開平２−２５６０２３号、特開平
３−１４１３０３号、同３−１４１２２号、同３−２４
５０２号公報に、固有複屈折値が正と負のフィルムを各
々１枚づつ、あるいは積層したものを位相差板として用
いる方法が提案された。この方法によれば液晶セルの特
性に合わせて２枚のフィルムの複屈折を調整できるの
で、視角特性をより緻密に改良する事ができるが、別個
に作成した複屈折フィルムを２枚以上使う事が必要であ
り、それだけにコストも高くなる。また、特開平４−５
１１０１号公報には、固有複屈折値が負のフィルムのみ
を位相差板として用い、視野角の問題を改良する方法に
ついて開示されている。

【０００８】これらの方法は、従来のＬＣＤの視角特性
を大幅に改良することができるが、高速応答性のＬＣＤ
に対しては、正面の色味、コントラストを改良すること
が出来ず、更に視角特性についてもほとんど改良出来な
かった。この高速応答性のＬＣＤを正面から見た場合の
色味を補償し、コントラストを上げる方法としては、特
開平４−３６５００２号公報、特願平４−２８１８７１
号明細書に記載されているように高波長分散タイプのポ
リマ−フィルム、具体的にはポリスルフォン系重合体を
用いることが知られている。しかしながら、特開平５−
１５０１１６号公報にも記載があるように該ポリスルフ
ォン系重合体フィルムはＴｇが高いため、上述の特開平
２−２８５３０３号、特開平２−１６０２０４号公報、
ＥＰ−０４８２６２０Ａ２、特開平５−１５７９１１号
公報のような加熱変形を行う製造方法を、適用すること
は難しい。また、特開平５−２４１０１９号公報には、
熱可塑性のポリマ−フィルム上に高分子液晶をホメオト
ロピック配向させているが、電場による高分子液晶の配
向は長い時間を必要する上、高分子であるため、配向度
が大きくならない。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、高速
応答性のＳＴＮ−ＬＣＤの着色、視角特性、およびコン
トラストを大幅に改善しうる光学補償フィルムを大量
に、安価に提供する事である。また他の目的は、この光
学補償フィルムを用いて背景の着色、視角特性、および
コントラストの改良された液晶表示装置を提供する事で
ある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題は、（１）ポリ
スルフォン系重合体から成るフィルム上に、該フィルム
の法線方向に光軸を有する正の一軸性光学異方層を設置
したことを特徴とする光学補償フィルム。（２）ポリス
ルフォン系重合体から成るフィルムが、面内に光軸を有
し、かつ、正の一軸性を有することを特徴とする前記
（１）に記載の光学補償フィルム。（３）液晶セルを挟
んでその両側に配置された一対の偏光板と該液晶セルの
間の少なくとも一方に、前記（１）乃至（２）に記載の
光学補償フィルムを設けたことを特徴とする液晶表示装
置により達成された。

【００１１】本発明のポリスルフォン系重合体よりなる
複屈折フィルムは、例えば下記に示される基本骨格を有
し、単にこの基本骨格のみのホモポリマーだけでなく、
コポリマ−、それらの誘導体、ブレンド物等であっても
よい。また、これらポリスルフォン系重合体の合成手法
は特に限定されるものではなく、通常の方法が適用でき
る。

【００１２】

【化１】

【００１３】本発明において、フィルムの法線方向に光
軸を有する正の一軸性光学異方層に用いられる化合物
は、固有複屈折値を有する物質であれば特に限定はな
く、固有複屈折値の絶対値は小さくても、厚みを大きく
するか、分子配向を大きくすることによって、十分に利
用できるものであるが、それらの制約を受けないために
は、固有複屈折値は好ましくは、０．０２以上、より好
ましくは０．０４以上である。上記を満たす素材として
は、熱可塑性のプラスチックフィルム、特願平５−５８
２３号明細書に記載のある光異性化しうる化合物、また
は該化合物を含むポリマ−、あるいは液晶化合物等が挙
げられる。

【００１４】熱可塑性のプラスチックフィルムは、正ま
たは負の固有複屈折値を有するポリマ−から成り、具体
的には、特願平４−３２０４８０号明細書に記載されて
いる波長分散値が高い化合物が好ましい。フィルムの法
線方向に光軸を有するという観点から、二軸延伸によ
り、その性能の得られる固有複屈折値が負のポリマ−が
好ましい。

【００１５】また、上述の光異性化しうる化合物、また
は該化合物を含むポリマ−は、ポリスルフォン系重合体
フィルム上に塗設後、フィルム面に対して垂直方向から
光照射することにより、法線方向の光軸が簡単に得られ
るため、更に好ましい。

【００１６】また、液晶化合物については、低分子液晶
でも高分子液晶でも良いが、ポリスルフォン系重合体フ
ィルム上に塗設する場合の粘度の観点から、低分子液晶
が好ましい。低分子液晶の具体例としては、シッフ系液
晶、アゾキシ系液晶、シアノビフェニル系液晶、シアノ
フェニルシクロヘキサン系液晶、シアノフェニルエステ
ル系液晶、安息香酸フェニルエステル系液晶、シクロヘ
キサンカルボン酸フェニルエステル系液晶、フェニルピ
リミジン系液晶、フェニルジオキサン系液晶等が挙げら
れる。これら低分子液晶の光軸を法線方向とするために
は、電場、磁場等の通常の方法が適用出来るが、装置
上、複雑になることを避けるために、垂直配向膜をポリ
スルフォン系重合体フィルム上に設置することが好まし
い。ここで、垂直配向膜とは液晶分子を垂直方向へ配向
させる薄膜のことである。垂直配向膜の具体例として
は、ポリイミド膜、ＳｉＯ蒸着膜、シランカップリング
剤等が挙げられるが、これに限定されるものではない。

【００１７】以下、実施例によって発明を詳細に説明す
る。

【００１８】

【実施例】ポリスルフォンフィルム（ＦＮ−１）の調製 ポリスルフォン（商品名：ユ−デル Ｐ−３５００，ア
モコジャパン社製）５１．０ｇを塩化メチレン２４９．
０ｇ中に溶解した後、ステンレスバンド上に流延し、残
留揮発分が８％になるまで乾燥させた後、剥離し、更に
乾燥することにより、残留揮発分が３％で膜厚が７５μ
ｍのポリスルホンフィルム（ＰＳ−Ｆ１）を調製した。
ポリスルフォンフィルム（ＰＳ−Ｆ１）を１７３°Ｃの
温度条件下で３３％縦一軸延伸し、複屈折フィルム（Ｆ
Ｎ−１）を調製した。

【００１９】ポリカ−ボネ−トフィルム（ＦＮ−２）の
調製 ポリカ−ボネ−ト（商品名：レキサン）５１．０ｇを塩
化メチレン２４９．０ｇ中に溶解した後、ステンレスバ
ンド上に流延し、残留揮発分が８％になるまで乾燥させ
た後、剥離し、更に乾燥することにより、残留揮発分が
３％で膜厚が７５μｍのポリカ−ボネ−トフィルム（Ｐ
Ｓ−Ｆ２）を調製した。ポリカ−ボネ−トフィルム（Ｐ
Ｓ−Ｆ２）を１５０°Ｃの温度条件下で２０％縦一軸延
伸し、複屈折フィルム（ＦＮ−２）を調製した。

【００２０】光学補償フィルム（ＫＨ−１）の調製 ポリスルフォンフィルム（ＦＮ−１）上にＳｉＯ蒸着を
施し、その上に、低分子液晶（ＭＢＢＡ）を塗設した。
この後、５０℃まで加熱し、冷却することにより光学補
償フィルム（ＫＨ−１）を調整した。

【００２１】光学補償フィルム（ＫＨ−２）の調製 ポリスルフォンフィルム（ＦＮ−１）上に高分子化合物
（Ｋ−１）を塗設し、このフィルムを該フィルム面の法
線方向から光照射することにより光学補償フィルム（Ｋ
Ｈ−２）を調整した。

【００２２】光学補償フィルム（ＫＨ−３）の調製 ポリスルフォンフィルム（ＦＮ−１）上に高分子化合物
（Ｋ−２）を塗設し、該フィルムに１１０℃で、２０Ｋ
Ｖの電流電場を厚み方向に印加して、ホメオトロピック
配向させ、電場を印加したまま２５℃まで急冷すること
により光学補償フィルム（ＫＨ−３）を調整した。

【００２３】光学補償フィルム（ＫＨ−４）の調製 ポリカ−ボネ−トフィルム（ＦＮ−２）を用いること以
外は、光学補償フィルム（ＫＨ−３）と同様にして、光
学補償フィルム（ＫＨ−４）を調整した。

【００２４】

【化２】

【００２５】レタ−デ−ション値の視角依存性の評価 上記実施例で得られた複屈折フィルム、及び光学補償フ
ィルムについて、正面から見た場合のレタ−デ−ション
値（Ｒｅ（０））と光軸から４０°傾いた方向から見た
場合のレタ−デ−ション値（Ｒｅ（４０））の比、及び
波長分散値を測定した。但し、レタ−デ−ション値はエ
リプソメ−タ−ＡＥＰ−１００（島津製作所）を用いて
測定し、波長分散値は４５０ｎｍの光に対するレタ−デ
−ション値と５９０ｎｍの光に対するレタ−デ−ション
値の比である。結果を表１に示す。

【００２６】

【表１】

【００２７】液晶パネルによる視角依存性の評価 高速応答性の液晶ディスプレイを分解し、ＳＴＮ液晶セ
ルの視認側の光学補償フィルムの代わりに、上記実施例
にて作製した光学補償フィルムを、正面から見た場合の
コントラストが最大となるように光学軸を構成し、白黒
ディスプレイの液晶パネルを作製した。得られた液晶パ
ネルは、正面コントラストが高く、非常に広い視野角を
示した。

【００２８】これらの結果よりわかるように、本発明に
よれば高速応答性のＳＴＮ−ＬＣＤの着色、視角特性、
およびコントラストを大幅に改善した光学補償フィルム
が低コストで供給ができることがわかる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリスルフォン系重合体から成るフィル
   ム上に、該フィルムの法線方向に光軸を有する正の一軸
   性光学異方層を設置したことを特徴とする光学補償フィ
   ルム。
2. 【請求項２】 ポリスルフォン系重合体から成るフィル
   ムが、面内に光軸を有し、かつ、正の一軸性を有するこ
   とを特徴とする請求項１に記載の光学補償フィルム。
3. 【請求項３】 液晶セルを挟んでその両側に配置された
   一対の偏光板と該液晶セルの間の少なくとも一方に、請
   求項１乃至２に記載の光学補償フィルムを設けたことを
   特徴とする液晶表示装置。