CN101389984A - 宽视角复合偏振板及液晶显示装置 - Google Patents

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CN101389984A CNA200780006073XA CN200780006073A CN101389984A CN 101389984 A CN101389984 A CN 101389984A CN A200780006073X A CNA200780006073X A CN A200780006073XA CN 200780006073 A CN200780006073 A CN 200780006073A CN 101389984 A CN101389984 A CN 101389984A
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Abstract

本发明提供一种宽视角复合偏振板，其中，在薄膜面内表示相位差的透明基材的一面、形成有为正的单轴性且向薄膜法线方向具有光学轴的光学各向异性层的光学补偿薄膜上，层叠线偏振板，在使所述光学补偿薄膜的光学各向异性层侧成为接合面的情况下，构成该光学补偿薄膜的透明基材的迟相轴与所述线偏振板的吸收轴成为大致平行，在使所述光学补偿薄膜的透明基材侧成为接合面的情况下，该透明基材的迟相轴与所述线偏振板的吸收轴大致正交。

Description

宽视角复合偏振板及液晶显示装置
技术领域
本发明涉及一种可以用于扩展横电场方式(IPS模式)的液晶显示装置的视角的复合偏振板以及使用其的横电场方式的液晶显示装置。
背景技术
近年来，由于低消耗电力、低电压工作、轻型、薄型等各种优点，液晶显示装置(LCD)作为移动电话、移动信息终端(个人数字助理(PersonalDigital Assistant)：PDA)、个人电脑或电视机等信息用器件的用途正在快速地增加。伴随着液晶及其相关技术的发展，提出了各种方式的显示装置，正在消除应答速度或对比度、窄视角之类的液晶显示装置的问题点。
在这些液晶显示装置中，横电场方式的液晶显示装置是具有夹持液晶的一对透明基板的液晶单元和夹持该单元并配置于两侧的一对偏振板，液晶与基板面平行且向大致相同的方向取向，接着，配置与一对透明基板中的至少一方基板的内侧(液晶层侧)平行的梳齿状电极，利用向该电极间施加的电压的变化，使液晶的分子长轴的方向在与基板平行的面内变化，控制通过前面侧偏振板的光并进行显示，从而构成。
为了补偿这种横电场方式的液晶显示装置的双折射从而改善视角，如SID 00 DIGEST，p.1094-1097(T.Ishinabe et al.，‘新型高消色差宽视角偏振片(Novel Wide Viewing Angle Polarizer with High Achromaticity)’，SID 00DIGEST，p.1094-1097(2000年)(表1))所记载，已知厚度取向的相位差板是有效的。另一方面，在特开平11—133408号公报中，提出了通过对横电场方式的液晶显示装置，配置具有正的单轴性的光学各向异性并在与基板面垂直的方向具有光学轴的补偿层，来改善视角。
另外，还已知通过涂敷液晶性化合物等来显示相位差。例如，在特开2004—264345号公报中，公开有在拉伸薄膜或由涂敷层构成的光学各向异性层上，直接层叠内含已取向的液晶性化合物的相位差层而成的相位差薄膜，尽管没有记载横电场方式的液晶显示装置，但有旨在该液晶性化合物优选相对面方向倾斜的方向倾斜并取向的记载。进而，在特开2005—165239号公报中，公开有在透明基材上形成垂直取向膜，在其上使分子形状为棒状的聚合性液晶发生垂直(homeotropic)取向，并使其交联的结构的光学元件。在专利文献3中，打算在液晶单元的基板玻璃上设置这样的光学元件。
那么，如上所述，液晶显示装置通常在液晶单元的两侧配置偏振板。因此，如上所述，需要在偏振板上层叠用于光学补偿的薄膜，作为光学补偿薄膜一体型偏振板供给。但是，在至今提出的光学薄膜的构成中，还没有充分地消除色移或色调反转等问题，需要进一步最优化。
发明内容
本发明的目的之一在于，提供一种可以用于扩展横电场方式的液晶显示装置的视角的光学补偿薄膜与线偏振板被一体化的复合偏振板。本发明的另一个目的在于，提供一种采用形成有为正的单轴性且在薄膜法线方向具有光学轴的光学各向异性层的光学补偿薄膜，在使其与线偏振板层叠的情况下，对于扩展横电场方式的液晶显示装置的视角为有效的配置的复合偏振板。进而，本发明的另一个目的在于，将这些复合偏振板适用于横电场方式的液晶显示装置，从而实现视角的扩大。
即，如果利用本发明，则可以提供一种宽视角复合偏振板，其中，在薄膜面内显示相位差的透明基材的一面形成有为正的单轴性且向薄膜法线方向具有光学轴的光学各向异性层的光学补偿薄膜上，层叠线偏振板，从而使二者一体化，在使所述光学补偿薄膜的光学各向异性层侧成为接合面的情况下，构成光学补偿薄膜的透明基材的迟相轴与所述线偏振板的吸收轴成为大致平行，在使所述光学补偿薄膜的透明基材侧成为接合面的情况下，该透明基材的迟相轴与所述线偏振板的吸收轴大致正交。
在该宽视角复合偏振板中，在薄膜面内显示相位差的透明基材优选为从纤维素系树脂薄膜、环状聚烯烃系树脂薄膜及聚碳酸酯系树脂薄膜中选择的透明树脂薄膜拉伸而成的结构。
另外，光学各向异性层例如可以由内含棒状的液晶性化合物的涂敷层形成，尤其优选由内含向列液晶性化合物的涂敷层形成。另一方面，光学各向异性层也可以为侧链型液晶性高分子化合物的侧链在薄膜法线方向取向的结构。
构成所述的宽视角复合偏振板的线偏振板除了可以为在偏振片的两面上贴合透明保护薄膜的结构以外，为在偏振片的一面贴合透明保护薄膜而成的结构，在没有贴合该透明保护薄膜的偏振片面与所述光学补偿薄膜层叠也是有效的。另外，在光学补偿薄膜与线偏振板之间夹持1张或其以上的相位差薄膜。
进而，如果利用本发明，还提供具备所述任意一种宽视角复合偏振板与横电场方式的液晶单元的液晶显示装置。在该液晶显示装置中，如下所述是有利的，即：在横电场方式的液晶单元的一面，在其光学补偿薄膜侧，贴合所述宽视角复合偏振板，在该宽视角复合偏振板的外侧，配置背光灯，在所述液晶单元的另一面，贴合前面侧偏振板，从构成该前面侧偏振板的偏振片到液晶单元为止之间，面内相位差及厚度方向相位差均大致为0。
附图说明
图1是表示光学补偿薄膜的层叠状态的立体图(A)及表示光学各向异性层的折射率椭球的立体图(B)。
图2是表示复合偏振板的层叠状态的立体图。
图3是表示液晶显示装置的层叠状态的立体图。
图4是表示比较例1及3的液晶显示装置的层结构与轴关系的立体图。
图5是表示比较例2及4的液晶显示装置的层结构与轴关系的立体图。
图6是表示实施例1及3的液晶显示装置的层结构与轴关系的立体图。
图7是表示实施例2及4的液晶显示装置的层结构与轴关系的立体图。
图8是比较例1的等对比度曲线。
图9是比较例2的等对比度曲线。
图10是实施例1的等对比度曲线。
图11是实施例2的等对比度曲线。
图12是比较例3的等对比度曲线。
图13是比较例4的等对比度曲线。
图14是实施例3的等对比度曲线。
图15是实施例4的等对比度曲线。
图中，10—复合偏振板，11—透明基材，12—透明基材的迟相轴，13—为正的单轴性且在薄膜法线方向具有光学轴的光学各向异性层，15—光学补偿薄膜，17—线偏振板，18—线偏振板的吸收轴，20—横电场方式液晶单元，21—没有施加电压时的液晶的长轴方向(取向方向)，30—上(前面侧)偏振板，31—上(前面侧)偏振板的吸收轴。
具体实施方式
以下参照附图详细说明本发明。在本发明中，将在薄膜面内显示相位差的透明基材的一面形成有为正的单轴性且在薄膜法线方向具有光学轴的光学各向异性层而成的构件作为光学补偿薄膜。在图1(A)中用模式立体图显示该状态。即，在透明基材11的一面形成表示这样的光学特性的光学各向异性层13，构成光学补偿薄膜15。在该图中，光学补偿薄膜15以长尺的辊状被提供，以其长径方向作为x轴，以与x轴正交的方向(宽度方向)为y轴，于是厚度方向就为z轴。在图1(B)中用立体图表示该光学各向异性层13的折射率椭球。在图1(B)中，x轴、y轴及z轴的意义与同(A)相同。如图所示，光学各向异性层为正的单轴性且在薄膜法线方向具有光学轴。表示这样的光学特性的构件通常被称为阳性(positive)C—板。光学轴是指不产生双折射的方向，在图1(B)所示的折射率椭球中，从z轴观察时的椭体截面成为圆，该方向(薄膜法线方向)成为光学轴。
透明基材11只要为透明即可，但特别优选使用热塑性的树脂薄膜。作为能够成为透明基材11的热塑性树脂，例如可以举出三醋酸纤维素或二乙酰基纤维素、乙酸丁酸纤维素、丙酸纤维素之类的纤维素系纤维，以降冰片烯之类的环状烯烃作为单体的环状聚烯烃系树脂，聚碳酸酯系树脂，多芳基化物系树脂，聚酯系树脂，丙烯酸系树脂，聚砜(polysulfide)系树脂等。其中，从成本上低廉，透明性或可加工性出色，相位差的显示性好，另外能够容易地获得均一的薄膜出发，优选使用纤维素系树脂、环状聚烯烃系树脂及聚碳酸酯型树脂。作为环状聚烯烃系树脂的市售品，可以举出能够从JIS株式会社获得的“ア—トン”或能够从日本ゼオン株式会社获得的“ゼオネックス”及“ゼオノア”。
即使透明基材11实际上在面内没有表示出相位差即光学上为各向同性，但只要在其上形成为正的单轴性且在薄膜法线方向上具有光学轴的光学各向异性层而成为光学补偿薄膜，并在其任意面上层叠线偏振板，就可以得到横电场方式的液晶显示装置的视角扩大程度的效果，但在本发明中，为了进一步提高这种视角扩大效果，将透明基材11构成为在薄膜面内表示相位差。为了使透明基材11表现出薄膜面内的相位差，只要按照常规方法拉伸上面例示的各种热塑性树脂即可。
在薄膜面内表示相位差的透明基材11的面内相位差优选在50～350nm左右的范围中，对应液晶显示装置需要的特性来选择，进而更优选在90～160nm左右的范围。另外，透明基材11的厚度优选为10～300μm左右，进而优选为10～150μm左右，尤其更优选为10～100μm左右。
在透明基材11的一面形成为正的单轴性且在薄膜法线方向具有光学轴的光学各向异性层13。作为提供这样的光学特性的物质，可以举出分子结构为棒状的液晶性化合物或侧链型液晶性高分子化合物。
分子结构为棒状的液晶性化合物在某范围的温度下显示液晶性，而且是分子结构为细长的棒状的液晶性化合物。只要这样的棒状结构的长度方向在透明基材11的表面上被固定于法线方向即可。另外，侧链型液晶性高分子化合物在柔软的主链上借助柔软链，结合作为侧链的使其表现液晶性的作为中核单元的直线状原子团基，例如，可以举出将聚丙烯酸酯或聚甲基丙烯酸酯、聚硅氧烷、聚丙二酸酯等为主链骨架，根据需要借助由共轭性的原子团构成的间隔件部，作为侧链具有作为旁取代的环状化合物等的残基的直线状原子团基的化合物等。与棒状液晶性化合物相同，作为侧链的直线状原子团基的长度方向在透明基材11的表面被固定于法线方向即可。
在分子结构为棒状的液晶性化合物中，优选向列液晶性化合物。例如可以在聚合物中使向列液晶性化合物发生分散取向，成为光学各向异性层13，但如果考虑到取向的稳定性等，优选使用在某温度范围中显示向列液晶相而且在分子内至少含有2个聚合性官能团的多官能化合物，在使其在法线方向上取向的状态下使其聚合，从而成为光学各向异性层13。
作为多官能的向列液晶性化合物，例如可以举出如下(1)～(5)所示的化合物。在这些式中，n表示2～6的整数。
接着，对使光学各向异性层发生取向的方法进行说明。首先，为了使向列液晶性化合物等棒状的液晶性化合物在薄膜法线方向上取向，例如可以使用垂直取向膜。即，首先，在透明基材11上形成垂直取向膜，在其上涂敷含有棒状的液晶性化合物的涂敷液，使其干燥。接着，只要该液晶性化合物被加热至表示液晶相的温度，棒状的液晶性化合物就在薄膜法线方向上发生取向。作为垂直取向膜，例如可以使用有机硅烷膜、氟系硅酮树脂膜、聚酰亚胺树脂膜等。
在涂敷含有棒状的液晶性化合物的涂敷液从而形成光学各向异性层13时，优选使这些液晶性化合物溶解于溶剂而成为涂敷液，将其涂敷于透明基材11上。作为溶剂，只要适当选择能够溶解这些液晶性化合物的有机溶剂即可。
如上所述，将含有聚合性的向列液晶性化合物的涂敷液涂敷于形成有垂直取向膜的透明基材11上，在向列液晶性化合物已经垂直取向的状态下使其聚合，固定其取向，由此可以使其为正的单轴性且光学轴成为薄膜法线方向。这种情况下，优选与聚合性的向列液晶性化合物一起配合光聚合引发剂，利用光照射尤其紫外线照射使其聚合。
作为为此使用的光聚合引发剂，例如可以举出苯偶酰(别名联苯甲酰)、苄基二甲基酮缩醇、2—羟基—2—甲基—1—苯基丙—1—酮、1—羟基环己基苯基酮、2—甲基—1—[4—(甲基硫代)苯基]—2—吗啉代丙—1—酮、2—苄基—2—二甲胺基—1—(4—吗啉代苯基)丁—1—酮、苯偶姻异丙醚、苯偶姻异丁醚、二苯甲酮、苯酰苯甲酸甲酯、4—苯甲酰—4’—甲基二苯基硫化物、2—氯噻吨酮、2，4—二乙基噻吨酮、1—氯—4—丙氧基噻吨酮、2，4，6—三甲基苯甲酰二苯基氧化膦等。
另外，例如也可以利用将棒状的液晶性化合物、优选向列液晶性化合物与聚合物一起溶解于溶媒从而成为含有液晶性化合物和聚合物的溶液，将其涂敷于基板上，对基板面沿垂直方向施加用于垂直取向的电场或磁场并同时使其干燥的方法，形成为正的单轴性且在薄膜法线方向具有光学轴的光学各向异性层。
这种情况下，可以采用以下方法，也就是，作为基板使用玻璃板等无机质基板，在其上形成加入聚合物的光学各向异性层，将其转印到在薄膜面内表示相位差的透明基材11等。
另一方面，在使用侧链型液晶性高分子化合物的情况下，可以将如上所述的侧链型液晶性高分子化合物成形为薄膜，通过对其进行双向拉伸，使液晶性的侧链发生垂直取向。即，从侧链型液晶性高分子化合物，利用挤压成形等形成薄膜。接着，如果沿薄膜长径方向及宽度方向同时或依次拉伸，则将含有直线状原子团基的侧链按照其折射率在薄膜法线方向变大的方式取向。
只要将这样所形成的由侧链型液晶性高分子化合物构成的双向拉伸薄膜贴合在于薄膜面内表示相位差的透明基材11即可。
如上所述地进行，可以得到在透明基材11的一面形成有为正的单轴性且在薄膜法线方向具有光学轴的光学各向异性层13的光学补偿薄膜15。在此，光学各向异性层13在薄膜法线方向具有光学轴，所以其面内相位差大致成为0，但厚度方向相位差优选在—50～—250nm左右的范围、尤其是—50～—160nm左右的范围，对应液晶显示装置需要的特性选择。此外，面内相位差只要在0±10nm左右的范围中即可。另外，光学各向异性层13的厚度只要在0.2～20μm左右的范围、优选在0.2～5μm左右、进而优选在0.5～1.5μm左右的范围中，调整成能够表现目前厚度方向相位差即可。
面内相位差(设为R0)及厚度方向相位差(设为Rth)，在将对象薄膜或层的面内迟相轴方向的折射率设为nx、在面内与迟相轴正交的方向(进相轴方向)的折射率设为ny、厚度方向的折射率设为nz、还有膜厚设为d时，分别用下式(I)及(II)定义。
R0＝(nx—ny)×d           (I)
Rth＝[(nx+ny)/2—nz]×d  (II)
可以如下所述地求得透明基材11、在其一面形成有光学各向异性层13的光学补偿薄膜15、进而其光学各向异性层13的相位差。首先，可以使用市售的相位差测定装置例如王子计测仪器(株)制的“KOBRA—21ADH”等，直接测定对象薄膜的面内相位差R0。具体而言，例如借助粘合剂将测定对象薄膜贴合于玻璃板上。在该状态下，如上所述使用相位差测定装置，在波长为559nm的单色光下利用旋转检偏振器法，测定该薄膜的面内相位差R0。另一方面，使用将该薄膜的面内迟相轴作为倾斜轴使其倾斜40度后测定的相位差值R40、薄膜的厚度d及薄膜的平均折射率n0，从以下式(III)～(V)，利用数值计算，求得nx、ny及nz，将这些代入所述式(II)中，可以算出厚度方向相位差Rth。
R0＝(nx—ny)×d             (III)
R40＝(nx—ny’)×d/cos(Φ)   (IV)
(nx+ny+nz)/3＝n0             (V)
在此，
Φ＝sin-1[sin(40°)/n0]
ny’＝ny×nz/[ny2×sin2(Φ)+nz2×cos2(Φ)]1/2
那么，这样就求得透明基材11的面内相位差(设为R0base)及厚度方向相位差(设为Rthbase)以及在透明基材11的一面形成有光学各向异性层13的光学补偿薄膜15的面内相位差(R0total)及厚度方向相位差(Rthtotal)，可以从这些，利用下述式(VI)及(VII)算出光学各向异性层13的面内相位差(设为R00c)及厚度方向相位差(Rthoc)。
R00c＝R0total—R0base           (VI)
Rth0c＝Rthtotal—Rthbase        (VII)
在如上所述构成的光学补偿薄膜15上层叠线偏振板，成为本发明的宽视角复合偏振板。此时发现：根据光学补偿薄膜15对线偏振板的接合面是透明基材11侧还是光学各向异性层13侧，透明基材11和线偏振板的轴关系就变得很重要。
图2(A)及(B)表示在薄膜面内表示相位差的透明基材11的一面形成有光学各向异性层13的光学补偿薄膜15与线偏振板17层叠从而构成宽视角复合偏振板10的状态、及各自的轴关系。即，在本发明中，如图2(A)所示，在薄膜面内显示相位差的透明基材11的一面形成有光学各向异性层13的光学补偿薄膜15的光学各向异性层13侧，成为对线偏振板17的接合面的情况下，使构成光学补偿薄膜15的透明基材11的迟相轴12与线偏振板17的吸收轴18大致平行。另一方面，如图2(B)所示，在薄膜面内表示相位差的透明基材11的一面形成有光学各向异性层13的光学补偿薄膜15的透明基材11侧，成为对线偏振板17的接合面的情况下，使构成光学补偿薄膜15的透明基材11的迟相轴12与线偏振板17的吸收轴18大致正交。
在该关系相反的情况下，即，在光学补偿薄膜15的光学各向异性层13侧成为对线偏振板17的接合面，而使构成光学补偿薄膜15的透明基材11的迟相轴12与线偏振板17的吸收轴18正交的情况，或者，在光学补偿薄膜15的透明基材11侧成为对线偏振板17的接合面，而使构成光学补偿薄膜15的透明基材11的迟相轴12与线偏振板17的吸收轴18平行的情况，对于横电场方式的液晶显示装置而言难以得到充分的视角扩大效果。
此外，在本说明书中，称为“大致平行”或者“大致正交”时的“大致”优选实际上是在此记载的配置(平行或正交，即0度或90度)，但允许以该角度为中心的±10度左右的偏离。
在图2中例示的宽视角复合偏振板10中，线偏振板17只要透过向在薄膜面内正交的一个方向振动的直线偏振光，吸收向另一个方向振动的直线偏振光即可。具体而言，可以在偏振片的一面或两面贴合透明保护薄膜。偏振片例如可以构成为在聚乙烯醇系树脂薄膜上吸附取向二色性色素，作为二色性色素，通常可以使用碘或二色性的有机染料。作为透明保护薄膜，例如可以优选使用三醋酸纤维素或二乙酰基纤维素、乙酸丁酸纤维素、丙酸纤维素之类的纤维素系树脂，以降冰片烯之类的环状烯烃为单体的环状聚烯烃系树脂等。
在本发明中，将线偏振板17构成为在偏振片的一面贴合有透明保护薄膜，且按照没有贴合该透明保护薄膜的偏振片面成为光学补偿薄膜15侧的方式层叠时，从可以减薄复合偏振板，使偏振片与光学补偿薄膜15之间存在的层的相位差(特别是厚度方向相位差Rth)的影响消失等点出发，是特别有利的。
光学补偿薄膜15与线偏振板17的层叠使用粘接剂。粘接剂可以为例如聚乙烯醇系树脂的水溶液之类的水溶液，也可以为表示粘弹性的压敏粘接剂。
另外，在本发明的宽视角复合偏振板10中，在光学补偿薄膜15与线偏振板17之间，根据需要也可以配置相位差薄膜。这种情况下，相位差薄膜可以只为1张，根据需要，也可以使用2张或以上。
进而，本发明的宽视角复合偏振板根据其用途不同，也可以设置防反射层、防眩层、光扩散层、带电防止层、亮度改善薄膜等在该领域公知的各种光学功能层。
如上所述地构成的宽视角复合偏振板适用于横电场方式的液晶单元，在扩大其视角上是有效的。图3以模式的立体图表示配置有本发明的宽视角复合偏振板10的液晶显示装置的基本层结构。即，本发明的液晶显示装置具备在上面说明的宽视角复合偏振板10和横电场方式的液晶单元20。宽视角复合偏振板10如目前所述，层叠有在透明基材的一面形成有光学各向异性层的光学补偿薄膜15和线偏振板17，在其光学补偿薄膜15侧，贴合于液晶单元20。在液晶单元20的另一面配置有另一个偏振板30。
如在背景技术一项中已述，横电场方式的液晶单元20自身为公知的构件，省略对其详细结构的说明，但其构成为：在单元内，在无施加电压状态下，液晶分子与基板面平行，沿大致相同的方向取向，在上下一对透明单元基板中的至少一个基板的内侧(液晶层侧)配置平行的梳齿状的电极，利用向该电极间施加的电压的变化，使液晶的分子长轴的方向在与基板平行的面内变化，控制通过前面侧偏振板的光，从而进行显示。那么，构成宽视角复合偏振板10的线偏振板17与另一个偏振板30被配置成各自的吸收轴正交，是通例；另外，任意一方偏振板的吸收轴被配置成与液晶单元20内的液晶分子在无施加电压状态下的长轴方向(取向方向)大致一致，是通例。
在该液晶显示装置中，使宽视角复合偏振板10成为背面侧是有利的，这种情况下，在宽视角复合偏振板10的外侧(线偏振板17的外侧)配置背光灯。那么，在另一个偏振板30侧观察显示。
与参照附图并对线偏振板17进行说明的内容相同，在夹持液晶单元20配置的一对偏振板中，一个偏振板30(在上面的有利例中成为前面侧偏振板)可以构成为在偏振片的一面或两面贴合透明保护薄膜。尤其，即使在从构成该偏振板30的偏振片到液晶单元20之间存在透明保护薄膜的情况下，面内相位差及厚度方向相位差也均大致为0，具体而言为0±10nm左右，从宽视角化的角度出发，是优选的。在纤维素系树脂薄膜或环状聚烯烃系树脂薄膜的市售品中，存在这样的面内相位差及厚度方向相位差均大致为0的薄膜。
以下基于实施例对本发明进行具体说明，但本发明并非被实施例所限制。
[比较例1]
(a)复合偏振板的制作
从积水化学工业(株)获得：在降冰片烯系的树脂薄膜进行单向拉伸而成的透明基材的一面，形成有为正的单轴性且在薄膜法线方向具有光学轴的由涂敷层构成的光学各向异性层的光学补偿薄膜。该光学补偿薄膜整体具有43.2μm的厚度。另外，厂家测定值表示为：透明基材的R0＝140nm、Rth＝70nm，光学各向异性层的R0＝0nm、Rth＝—114nm，接着，在层叠状态下的R0＝140nm、Rth＝—44nm。用前面所述的方法测定在层叠状态下的相位差，其结果可以得到大致相同的结果。
另外准备在聚乙烯醇薄膜上吸附取向碘的偏振片的一面贴合由三醋酸纤维素构成的透明保护薄膜而成的线偏振板。接着，将该线偏振板的聚乙烯醇偏振片侧与所述的光学补偿薄膜的透明基材层侧成为接合面，借助聚乙烯醇系粘接剂贴合，并使线偏振板的吸收轴与光学补偿薄膜的透明基材层迟相轴成为平行，作成复合偏振板。
(b)液晶显示装置的制作及评价
准备线偏振板，其是在聚乙烯醇薄膜上吸附取向碘的偏振片的一面上贴合由纤维素系树脂构成的无取向的透明保护薄膜[富士胶片(株)制的“Z—TAC”、R0＝2nm，Rth＝0nm]，在另一面上贴合由三醋酸纤维素构成的透明保护薄膜的线偏振板。
在横电场方式的液晶单元[(株)日立制作所制的“W000 7000”]的前面(辨识侧)单元基板上，将在前面准备的两面贴合有透明保护薄膜的线偏振板在其无取向的保护薄膜侧借助丙烯酸系压敏粘接剂进行贴合。在背面(背光灯侧)单元基板上，将在所述(a)中制作的复合偏振板以从单元基板侧起光学补偿薄膜及线偏振板的顺序仍然借助丙烯酸系压敏粘接剂进行贴合。此时，在前面(辨识侧)，配置成线偏振板的吸收轴与无施加电压时的液晶分子的长轴方向(取向方向)平行，另外，前面侧线偏振板与背面侧线偏振板的各自的吸收轴正交。
在此制作的液晶显示装置的层结构及轴关系如图4所示。即，在横电场方式液晶单元20的前面配置上偏振板30，其吸收轴31成为与无施加电压时的液晶分子的长轴方向(取向方向)21平行。另外，在液晶单元20的背面配置复合偏振板10，该复合偏振板10是：在面内表示相位差的透明基材11上形成有为正的单轴性且在薄膜法线方向具有光学轴的光学各向异性层13的光学补偿薄膜15与在一面具有透明保护薄膜的聚乙烯醇—碘系线偏振板17，按照前者的透明基材11的面和后者的聚乙烯醇偏振片面为接合面，而且透明基材11的迟相轴12与线偏振板17的吸收轴18平行的方式层叠。并且，配置成上偏振板30的吸收轴31与背面侧线偏振板17的吸收轴18正交。
从该液晶显示装置的背面点亮背光灯，目视观察视角引起的亮度变化(光漏)，结果如表1所示。
另外，用ELDIM公司制的液晶视角·色度特性测定装置“EZ Contrast”测定由制作的液晶显示装置的视角引起的对比度变化，其等对比度曲线如图8所示。在该等对比度曲线中，将画面的右方向设为0度，以逆时针旋转为正，显示方位角(从0度到315度，每隔45度显示数字)，另外，在横轴具有“10”、“20”……、“70”表示各方位角从法线的倾斜角度(仰角)。例如，圆的右端表示方位角为0度(画面的右侧)、仰角为80度的方向的对比度，圆的中心表示仰角为0度即画面的法线方向的对比度。在对比度为100的曲线加以“CR＝100”的显示，随着由其向内侧，依次成为对比度200、300……、700的各等对比度曲线。以下出现的表示等对比度曲线的图9～图15也为相同的意义，所以对这些图省略详细说明。
此外，在此所述对比度是白显示(向液晶单元的施加电压)时的亮度对黑显示(向液晶单元的无施加电压)时的亮度之比。
从目视观察及图8的等对比度曲线可知，该液晶显示装置因视角引起的亮度变化大，视角依赖性高。
[比较例2]
(a)复合偏振板的制作
将光学补偿薄膜的光学各向异性层侧作为接合面，并按照使线偏振板的吸收轴与光学补偿薄膜的透明基材迟相轴正交的方式，借助聚乙烯醇系粘接剂，贴合线偏振板与光学补偿薄膜，除此以外，与比较例1的(a)同样地进行，制作复合偏振板。
(b)液晶显示装置的制作及评价
将液晶单元背面侧的复合偏振板变为在所述(a)中制作的复合偏振板，除此以外，与比较例1(b)同样地进行，制作液晶显示装置。该液晶显示装置的层结构及轴关系如图5所示。即，在横电场方式液晶单元20的前面配置上偏振板30，其吸收轴31成为与无施加电压时的液晶分子的长轴方向(取向方向)21平行。另外，在液晶单元20的背面配置复合偏振板10，该复合偏振板10，将在面内表示相位差的透明基材11上形成有为正的单轴性且在薄膜法线方向具有光学轴的光学各向异性层13的光学补偿薄膜15与在一面具有透明保护薄膜的聚乙烯醇—碘系线偏振板17，按照前者的光学各向异性层13和后者的聚乙烯醇偏振片面作为接合面，而且透明基材11的迟相轴12与线偏振板17的吸收轴18正交的方式层叠。接着，配置成上偏振板30的吸收轴31与背面侧线偏振板17的吸收轴18正交。
对于该液晶显示装置，从背面点亮背光灯，用与比较例1相同的方法评价。目视观察的结果如表1所示，另外，等对比度曲线如图9所示。从目视观察及图9的等对比度曲线可知，与比较例1的液晶显示装置相比，该液晶显示装置尽管有若干视角扩展，但作为因视角引起的亮度变化(视角依赖性)，为大致相同程度。
[实施例1]
(a)复合偏振板的制作
将与在比较例1(a)中使用的相同的线偏振板与光学补偿薄膜，按照线偏振板的聚乙烯醇偏振片侧和光学补偿薄膜的光学各向异性层侧作为接合面，且偏振板的吸收轴与光学补偿薄膜的透明基材迟相轴正交的方式，借助聚乙烯醇系粘接剂进行贴合，来制成复合偏振板。
(b)液晶显示装置的制作及评价
将液晶单元背面侧的复合偏振板变为在所述(a)中制作的复合偏振板，除此以外，与比较例1(b)同样地进行，制作液晶显示装置。该液晶显示装置的层结构及轴关系如图6所示。即，在横电场方式液晶单元20的前面配置上偏振板30，其吸收轴31成为与无施加电压时的液晶分子的长轴方向(取向方向)21平行。另外，在液晶单元20的背面配置复合偏振板10，该复合偏振板10，将在面内表示相位差的透明基材11上形成有为正的单轴性且在薄膜法线方向具有光学轴的光学各向异性层13的光学补偿薄膜15与在一面具有透明保护薄膜的聚乙烯醇—碘系线偏振板17，按照前者的光学各向异性层13和后者的聚乙烯醇偏振片面作为接合面，而且透明基材11的迟相轴12与线偏振板17的吸收轴18平行的方式进行层叠。并且，按照上偏振板30的吸收轴31与背面侧线偏振板17的吸收轴18正交的方式配置。
对于该液晶显示装置，从背面点亮背光灯，用与比较例1相同的方法评价。目视观察的结果如表1所示，另外，等对比度曲线如图10所示。从目视观察及图10的等对比度曲线可以确认，与比较例1及比较例2的液晶显示装置相比，该液晶显示装置的因视角引起的亮度变化被大幅度地改善。
[实施例2]
(a)复合偏振板的制作
按照将光学补偿薄膜的透明基材层侧作为接合面，并且使线偏振板的吸收轴与光学补偿薄膜的透明基材迟相轴正交的方式，借助聚乙烯醇系粘接剂来贴合线偏振板与光学补偿薄膜，除此以外，与实施例1(a)同样地进行，制作复合偏振板。
(b)液晶显示装置的制作及评价
将液晶单元背面侧的复合偏振板变为在所述(a)中制作的复合偏振板，除此以外，与实施例1(b)同样地进行，制作液晶显示装置。该液晶显示装置的层结构及轴关系如图7所示。即，在横电场方式液晶单元20的前面配置上偏振板30，其吸收轴31成为与无施加电压时的液晶分子的长轴方向(取向方向)21平行。另外，在液晶单元20的背面配置复合偏振板10，就该复合偏振板10而言，将在面内表示相位差的透明基材11上形成有为正的单轴性且在薄膜法线方向具有光学轴的光学各向异性层13的光学补偿薄膜15与在一面具有透明保护薄膜的聚乙烯醇—碘系线偏振板17，按照前者的透明基材11的面和后者的聚乙烯醇偏振片面作为接合面，而且透明基材11的迟相轴12与线偏振板17的吸收轴18正交的方式层叠。接着，配置成上偏振板30的吸收轴31与背面侧线偏振板17的吸收轴18正交。
对于该液晶显示装置，从背面点亮背光灯，用与实施例1相同的方法评价。目视的评价结果如表1所示，另外，等对比度曲线如图11所示。从目视观察及图11的等对比度曲线可以确认，该液晶显示装置的因视角引起的亮度变化少，尽管与实施例1的液晶显示装置相比，略微观察到斜向方向的光漏，但大致为良好。
[比较例3]
(a)复合偏振板的制作
准备在聚乙烯醇薄膜上吸附取向碘的偏振片的两面上贴合有由三醋酸纤维素构成的透明保护薄膜(透明保护层一面的R0＝1nm，Rth＝65nm)的线偏振板[住友化学(株)制的“SRX842A”]。于是，在该线偏振板的一个保护薄膜侧，将与在比较例1(a)中使用的相同的光学补偿薄膜按照其透明基材层侧作为接合面且使线偏振板的吸收轴与光学补偿薄膜的透明基材迟相轴平行的方式，借助聚乙烯醇系粘接剂进行贴合，制成复合偏振板。
(b)液晶显示装置的制作及评价
将液晶单元背面侧的复合偏振板变为在所述(a)中制作的复合偏振板，除此以外，与比较例1(b)同样地进行，制作液晶显示装置。该液晶显示装置的层结构及轴关系与图4相同。不过，在该例中，作为上偏振板30，使用的是在聚乙烯醇—碘系偏振片的两面贴合由三醋酸纤维素构成的透明保护薄膜而成的上偏振板。对于该液晶显示装置，从背面点亮背光灯，用与比较例1相同的方法评价。目视的观察结果如表1所示，另外，等对比度曲线如图12所示。从目视观察及图12的等对比度曲线可知，该液晶显示装置的因视角引起的亮度变化大，视角依赖性高，与比较例1及2为相同程度。
[比较例4]
(a)复合偏振板的制作
按照将光学补偿薄膜的光学各向异性层侧作为接合面并且使线偏振板的吸收轴与光学补偿薄膜的透明基材迟相轴正交的方式，借助聚乙烯醇系粘接剂来贴合线偏振板与光学补偿薄膜，除此以外，与比较例3(a)同样地进行，制作复合偏振板。
(b)液晶显示装置的制作及评价
将液晶单元背面侧的复合偏振板变为在所述(a)中制作的复合偏振板，除此以外，与比较例3(b)同样地进行，制作液晶显示装置。该液晶显示装置的层结构及轴关系与图5相同。不过，在该例中，作为上偏振板30，使用的是在聚乙烯醇—碘系偏振片的两面贴合由三醋酸纤维素构成的透明保护薄膜而成的上偏振板。对于该液晶显示装置，从背面点亮背光灯，用与比较例1相同的方法评价。目视的观察结果如表1所示，另外，等对比度曲线如图13所示。从目视观察及图13的等对比度曲线可知，与比较例3的液晶显示装置相比，该液晶显示装置尽管视角扩展若干，但作为因视角引起的亮度变化(视角依赖性)，为大致相同程度。
[实施例3]
(a)复合偏振板的制作
按照将光学补偿薄膜的光学各向异性层侧作为接合面，并且使线偏振板的吸收轴与光学补偿薄膜的透明基材迟相轴平行的方式，借助聚乙烯醇系粘接剂来贴合线偏振板与光学补偿薄膜，除此以外，与比较例3(a)同样地进行，制作复合偏振板。
(b)液晶显示装置的制作及评价
将液晶单元背面侧的复合偏振板变为在所述(a)中制作的复合偏振板，除此以外，与比较例3(b)同样地进行，制作液晶显示装置。该液晶显示装置的层结构及轴关系与图6相同。不过，在该例中，作为上偏振板30，使用的是在聚乙烯醇—碘系偏振片的两面贴合由三醋酸纤维素构成的透明保护薄膜而成的上偏振板。对于该液晶显示装置，从背面点亮背光灯，用与比较例1相同的方法评价。目视的观察结果如表1所示，另外，等对比度曲线如图14所示。从目视观察及图14的等对比度曲线可以确认，与比较例3及比较例4的液晶显示装置相比，该液晶显示装置因视角引起的亮度变化被大幅度地改善。
[实施例4]
(a)复合偏振板的制作
按照将光学补偿薄膜的透明基材层侧作为接合面，并且使线偏振板的吸收轴与光学补偿薄膜的透明基材迟相轴正交的方式，借助聚乙烯醇系粘接剂来贴合线偏振板与光学补偿薄膜，除此以外，与实施例3(a)同样地进行，制作复合偏振板。
(b)液晶显示装置的制作及评价
将液晶单元背面侧的复合偏振板变为在所述(a)中制作的复合偏振板，除此以外，与实施例3(b)同样地进行，制作液晶显示装置。该液晶显示装置的层结构及轴关系与图7相同。不过，在该例中，作为上偏振板30，使用的是在聚乙烯醇—碘系偏振片的两面贴合由三醋酸纤维素构成的透明保护薄膜而成的上偏振板。对于该液晶显示装置，从背面点亮背光灯，用与比较例1相同的方法评价。目视的观察结果如表1所示，另外，等对比度曲线如图15所示。从目视观察及图15的等对比度曲线可以确认，该液晶显示装置因视角引起的亮度变化少，为与实施例3相同程度。
将以上比较例1～4及实施例1～4中的主要条件和目视观察的结果归纳于表1。
Figure A200780006073D00211
*1与偏振板的接合面 B：透明基材层
                   C：光学各向异性层
*2光漏             ◎：良好
                   ○：稍微可见斜向方向的光漏，大致为良好
                   △：有斜向方向的光漏
                   ×：斜向方向的光漏大
另外，在各实施例及比较例中，按每方位角45度，读取可以得到对比度100的倾斜角度(仰角)，结果如表2所示。可知，实施例与比较例相比，方位角45度—225度方向及135度—315度方向的视角总的来说变宽了。
可以得到对比度100的倾斜角度
Figure A200780006073D00221
本发明的复合偏振板可以有效地扩展横电场方式的液晶显示装置的视角。另外，适用该复合偏振板的液晶显示装置的视角变宽。

Claims (9)

1.一种宽视角复合偏振板，其中，
在薄膜面内表现出相位差的透明基材的一面形成有为正的单轴性且沿薄膜法线方向具有光学轴的光学各向异性层的光学补偿薄膜上，层叠线偏振板，
在使所述光学补偿薄膜的光学各向异性层侧成为接合面的情况下，构成该光学补偿薄膜的透明基材的迟相轴与所述线偏振板的吸收轴成为大致平行，
在使所述光学补偿薄膜的透明基材侧成为接合面的情况下，该透明基材的迟相轴与所述线偏振板的吸收轴大致正交。
2.根据权利要求1所述的宽视角复合偏振板，其中，
在薄膜面内表示相位差的透明基材为从纤维素系树脂薄膜、环状聚烯烃系树脂薄膜及聚碳酸酯系树脂薄膜中选择的透明树脂薄膜被拉伸而成的透明基材。
3.根据权利要求1或2所述的宽视角复合偏振板，其中，
光学各向异性层由含有棒状的液晶性化合物的涂敷层形成。
4.根据权利要求3所述的宽视角复合偏振板，其中，
光学各向异性层由含有向列液晶性化合物的涂敷层形成。
5.根据权利要求1或2所述的宽视角复合偏振板，其中，
光学各向异性层的侧链型液晶性高分子化合物的侧链在薄膜法线方向取向。
6.根据权利要求1所述的宽视角复合偏振板，其中，
线偏振板是在偏振片的一面贴合透明保护薄膜而成的，并且按照没有贴合该透明保护薄膜的偏振片面成为光学补偿薄膜侧的方式，与所述光学补偿薄膜层叠。
7.根据权利要求1所述的宽视角复合偏振板，其中，
在光学补偿薄膜与线偏振板之间夹持有相位差薄膜。
8.一种液晶显示装置，其中，
具备：
权利要求1～7中任意一项所述的宽视角复合偏振板和横电场方式的液晶单元。
9.根据权利要求8所述的液晶显示装置，其中，
在横电场方式的液晶单元的一面，将所述宽视角复合偏振板在其光学补偿薄膜侧进行贴合，并且在该宽视角复合偏振板的外侧配置背光灯；在所述液晶单元的另一面，贴合前面侧偏振板，并且从构成该前面侧偏振板的偏振片到液晶单元为止之间，面内相位差及厚度方向相位差均大致为0。
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PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Open date: 20090318