JP2021501366A - 積層体およびこれを含む液晶表示装置 - Google Patents

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Abstract

本出願は、第1の偏光回転層と、第2の偏光回転層と、前記第1の偏光回転層および前記第2の偏光回転層の間に備えられたポジティブCプレート(positive C plate)とを含み、前記第1の偏光回転層は、第1のλ/2波長板(half wave plate)および第1のλ/4波長板(quarter wave plate)を含み、前記第2の偏光回転層は、第2のλ/2波長板(half wave plate)および第2のλ/4波長板(quarter wave plate)を含むものである積層体およびこれを含む液晶表示装置に関する。

Description

本出願は、2018年6月5日付で韓国特許庁に提出された韓国特許出願第10−2018−0064884号の出願日の利益を主張し、その内容のすべては本明細書に組み込まれる。
本出願は、積層体およびこれを含む液晶表示装置に関する。
最近、情報ディスプレイに関する関心が高まり、携帯可能な情報媒体を利用しようとする要求が高まるにつれ、既存の表示装置であるブラウン管(Cathode Ray Tube;CRT)を代替する軽量薄膜型平板表示装置(Flat Panel Display;FPD)に関する研究および商業化が重点的に行われている。特に、このような平板表示装置のうち、液晶表示装置(Liquid Crystal Display;LCD)は、液晶の光学的異方性を利用してイメージを表現する装置であって、解像度とカラー表示および画質などで優れていて、ノートパソコンやデスクトップモニタなどに活発に適用されている。
このような液晶表示装置は、共通電極と画素電極に印加された電圧の差によって液晶層の液晶分子を駆動する。
液晶は、誘電率異方性と屈折率異方性の特徴がある。誘電率異方性は、電場によって誘導される分極の程度が液晶の長軸および短軸方向に応じて異なることをいい、屈折率異方性は、液晶の長軸および短軸方向に応じて異なる屈折率値を有することをいい、光が液晶分子を通過する時、方向によって感じる屈折率が異なるので、偏光状態を変化させる原因になる。
これによって、液晶表示装置は、液晶層を挟んで互いに向かい合う面で形成された一対の透明絶縁基板からなる液晶パネルを必須の構成要素とし、各電界生成電極間の電場の変化により液晶分子の分極を人為的に調節し、この時、変化する光の透過率を利用して様々な画像を表示する。
この時、液晶パネルの上部および下部にそれぞれ偏光板が位置するが、偏光板は、透過軸と一致する偏光成分の光を透過させて、2つの偏光板の透過軸の配置と液晶の配列特性によって光の透過程度を決定する。
従来の液晶表示装置に用いられる偏光板は、ヨウ素と吸着力が良いポリビニルアルコール(Poly Vinyl Alcohol;PVA)を用いて、これを延伸によりヨウ素イオンを整列したPVA延伸型が主に使用されている。
本出願は、偏光板の大きさの制約性を解消することができ、正面CR特性が向上した液晶表示装置を提供しようとする。
本出願の一実施態様は、
第1の偏光回転層と、
第2の偏光回転層と、
前記第1の偏光回転層および前記第2の偏光回転層の間に備えられたポジティブCプレート(positive C plate)とを含み、
前記第1の偏光回転層は、第1のλ/2波長板(half wave plate)および第1のλ/4波長板(quarter wave plate)を含み、前記第2の偏光回転層は、第2のλ/2波長板(half wave plate)および第2のλ/4波長板(quarter wave plate)を含むものである積層体を提供する。
また、本出願の他の実施態様は、
上部偏光板と、下部偏光板と、前記上部偏光板および前記下部偏光板の間に備えられる液晶パネルとを含み、
前記上部偏光板および前記下部偏光板は、吸収軸が互いに平行となるように備えられ、
前記上部偏光板および前記液晶パネルの間に、第1の偏光回転層、ポジティブCプレート(positive C plate)、および第2の偏光回転層を順に含み、
前記第1の偏光回転層は、第1のλ/2波長板(half wave plate)および第1のλ/4波長板(quarter wave plate)を含み、前記第2の偏光回転層は、第2のλ/2波長板(half wave plate)および第2のλ/4波長板(quarter wave plate)を含み、
前記液晶パネルは、垂直配向液晶モードである液晶表示装置を提供する。
本出願の一実施態様によれば、液晶表示装置の上部偏光板および下部偏光板の吸収軸を互いに平行に形成することにより、偏光板下地の幅による偏光板の大きさの制約性を解消することができる。
また、本出願の一実施態様によれば、上部偏光板と液晶パネルとの間に上記第1の偏光回転層、ポジティブCプレート、および第2の偏光回転層を含むことにより、上記第1の偏光回転層、ポジティブCプレート、および第2の偏光回転層が下部偏光板と液晶パネルとの間に備えられる場合よりも、側面光の散乱によるブラック(black)輝度を減少して正面CR(contrast ratio)を上昇させることができる。
さらに、本出願の一実施態様によれば、上記第1の偏光回転層および第2の偏光回転層の間にポジティブCプレートを含むことにより、視野角におけるCR(contrast ratio)の減少を最小化することができる。
本出願の一実施態様に係る液晶表示装置の構造を概略的に示す図である。 本出願の一実施態様に係る実験例5の液晶表示装置の構造を概略的に示す図である。 本出願の一実施態様に係る実験例1の液晶表示装置の全方位CRを示す図である。 本出願の一実施態様に係る実験例2の液晶表示装置の全方位CRを示す図である。 本出願の一実施態様に係る実験例3の液晶表示装置の全方位CRを示す図である。 本出願の一実施態様に係る実験例4の液晶表示装置の全方位CRを示す図である。 本出願の一実施態様に係る実験例5の液晶表示装置の全方位CRを示す図である。
以下、本出願の好ましい実施形態を説明する。しかし、本出願の実施形態は種々の異なる形態に変形可能であり、本出願の範囲が以下に説明する実施形態に限定されるものではない。また、本出願の実施形態は、当該技術分野における平均的な知識を有する者に本出願をさらに完全に説明するために提供されるものである。
本明細書において、ある部分がある構成要素を「含む」とする時、これは、特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除くのではなく、他の構成要素をさらに包含できることを意味する。
従来の液晶表示装置は、上部偏光板および下部偏光板のうちいずれか1つの偏光板の吸収軸は0度、もう1つの偏光板の吸収軸は90度にして、上部偏光板と下部偏光板の吸収軸が互いに直交した。しかし、偏光板の吸収軸が90度の場合には、偏光板の横長さが偏光板を製造するロールの幅に制限されて、製品の大きさの拡大に制約要素になる。現在の偏光板を製造するロールの最大幅は約2,600mmであり、これは、21:9基準のテレビの最大の大きさが約110インチ水準である。
このような偏光板の大きさが制限されることを改善するために、ポリビニルアルコール(PVA)フィルムを横延伸して偏光板ロールの吸収軸をTDに形成する方法が提案された。しかし、この場合にも、横延伸均一性の低下によるシミが発生することがあり、延伸比の低下による偏光度が低下することがある。
そこで、本出願では、液晶表示装置の上部偏光板および下部偏光板の吸収軸をすべて0度に形成することにより、偏光板下地の幅による偏光板の大きさの制約性を解消した。
本出願の一実施態様に係る積層体は、第1の偏光回転層と、第2の偏光回転層と、上記第1の偏光回転層および第2の偏光回転層の間に備えられたポジティブCプレート(positive C plate)とを含み、上記第1の偏光回転層は、第1のλ/2波長板(half wave plate)および第1のλ/4波長板(quarter wave plate)を含み、上記第2の偏光回転層は、第2のλ/2波長板(half wave plate)および第2のλ/4波長板(quarter wave plate)を含む。
また、本出願の一実施態様に係る液晶表示装置は、上部偏光板と、下部偏光板と、上記上部偏光板および下部偏光板の間に備えられる液晶パネルとを含み、上記上部偏光板および下部偏光板は、吸収軸が互いに平行となるように備えられ、上記上部偏光板および液晶パネルの間に、第1の偏光回転層、ポジティブCプレート(positive C plate)、および第2の偏光回転層を順に含み、上記第1の偏光回転層は、第1のλ/2波長板(half wave plate)および第1のλ/4波長板(quarter wave plate)を含み、上記第2の偏光回転層は、第2のλ/2波長板(half wave plate)および第2のλ/4波長板(quarter wave plate)を含み、上記液晶パネルは、垂直配向液晶モードである。
本出願の一実施態様において、上記上部偏光板および下部偏光板は、吸収軸が互いに平行となるように備えられる。前述のように、偏光板下地の幅による偏光板の大きさの制約性を解消するために、上記上部偏光板および下部偏光板の吸収軸は、すべて0度であってもよい。
本出願の一実施態様において、上記下部偏光板および液晶パネルの間に第1の偏光回転層、ポジティブCプレート、および第2の偏光回転層を含む場合よりも、上記上部偏光板および液晶パネルの間に第1の偏光回転層、ポジティブCプレート、および第2の偏光回転層を含む方がより好ましい。
本出願の一実施態様において、上記上部偏光板および下部偏光板は、液晶パネルを基準として、液晶パネルの下部であるTFTガラス面に付着するものを下部偏光板とし、反対側である液晶パネルの上部に付着するものを上部偏光板とする。
バックライトユニット(BLU)から出光して下部偏光板に入射する光がパネルの下板でのCell内部の散乱によって、正面におけるブラック輝度の上昇要素がある。この場合、下板のretardationがないほど、上板の偏光子によって散乱光が吸収できるので、上記下部偏光板および液晶パネルの間に第1の偏光回転層、ポジティブCプレート、および第2の偏光回転層を含む場合よりも、上記上部偏光板および液晶パネルの間に第1の偏光回転層、ポジティブCプレート、および第2の偏光回転層を含む場合に、側面光の散乱によるブラック輝度が減少して正面CRが上昇する。
本出願の一実施態様において、上記第1の偏光回転層の第1のλ/4波長板は、上記ポジティブCプレート側に備えられ、上記第2の偏光回転層の第2のλ/4波長板は、上記ポジティブCプレート側に備えられる。
したがって、本出願の一実施態様に係る積層体は、第1のλ/2波長板/第1のλ/4波長板/ポジティブCプレート/第2のλ/4波長板/第2のλ/2波長板の積層構造であってもよい。また、本出願の一実施態様に係る液晶表示装置は、上部偏光板/第1のλ/2波長板/第1のλ/4波長板/ポジティブCプレート/第2のλ/4波長板/第2のλ/2波長板/液晶パネル/下部偏光板の積層構造であってもよい。
本出願の一実施態様において、上記第1の偏光回転層の第1のλ/2波長板の光軸と上記上部偏光板の吸収軸とのなす角度は10度〜20度であってもよく、12.5度〜17.5度であってもよいし、上記第1の偏光回転層の第1のλ/4波長板の光軸と上記上部偏光板の吸収軸とのなす角度は70度〜80度であってもよく、72.5度〜77.5度であってもよい。
また、本出願の一実施態様において、上記第2の偏光回転層の第2のλ/4波長板の光軸と上記上部偏光板の吸収軸とのなす角度は10度〜20度であってもよく、12.5度〜17.5度であってもよいし、上記第2の偏光回転層の第2のλ/2波長板の光軸と上記上部偏光板の吸収軸とのなす角度は70度〜80度であってもよく、72.5度〜77.5度であってもよい。
上記角度を外れる場合、90度線偏光変換がされないため(例えば、0度→90度)、上部偏光板の吸収軸と直交せず、blackで光漏れが発生してC/Rの低下が発生する。理想的な光軸角度として、上記第1の偏光回転層の第1のλ/2波長板の光軸と上記上部偏光板の吸収軸とのなす角度は15度であり、第1のλ/4波長板の光軸と上記上部偏光板の吸収軸とのなす角度は75度である。また、理想的な光軸角度として、上記第2の偏光回転層の第2のλ/4波長板の光軸と上記上部偏光板の吸収軸とのなす角度は15度であり、第1のλ/2波長板の光軸と上記上部偏光板の吸収軸とのなす角度は75度である。上記範囲を設定した理由は、一般的な光学フィルムの製作公差を考慮した事項である。
上記第1のλ/2波長板および第2のλ/2波長板は、当技術分野で知られた材料を用いることができ、特に限定されるものではない。例えば、ポリオレフィン(ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリノルボルネンなど)、非晶質ポリオレフィン、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリアミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトン、ポリケトンスルフィド、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリフェニレンオキシド、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリアリーレート、ポリメチルメタクリレート、ポリメタクリレート、ポリアクリレート、ポリスチレン、セルロース系重合体(トリアセチルセルロースなど)、PVA、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ノルボルネン系樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、塩化ビニル系樹脂、塩化ビニリデン系樹脂などをそれぞれ単独でまたは2種以上混合して使用することができるが、これのみに限定されるものではない。
上記第1のλ/2波長板および第2のλ/2波長板は、これらの樹脂組成物を製膜し、一軸延伸または二軸延伸などを行うことにより得ることができる。また、上記第1のλ/2波長板および第2のλ/2波長板として、液晶性重合体または液晶性単量体を配向させた配向フィルムを用いることもできる。
上記第1のλ/2波長板および第2のλ/2波長板は、e−rayとo−rayとの間の相対位相差がπとなるように位相差をλ/2で実現したretarderである。位相差は、△ndで表してもよいし、材料の△nに応じて厚さを調整して製作することができる。
上記第1のλ/4波長板および第2のλ/4波長板は、当技術分野で知られた材料を用いることができ、特に限定されるものではない。例えば、一軸延伸されたシクロオレフィン系フィルム、一軸延伸されたポリエチレンテレフタレートフィルム、一軸延伸されたポリカーボネートフィルム、または液晶フィルムなどからなる。
上記第1のλ/4波長板および第2のλ/4波長板は、これらの樹脂組成物を製膜し、一軸延伸または二軸延伸などを行うことにより得ることができる。また、上記第1のλ/4波長板および第2のλ/4波長板として、液晶性重合体または液晶性単量体を配向させた配向フィルムを用いることもできる。
上記第1のλ/4波長板および第2のλ/4波長板は、e−rayとo−rayとの間の相対位相差がπ/2となるようにしたフィルムである。線偏光を円偏光にするか、円偏光を線偏光にする。
本出願の一実施態様において、上記第1の偏光回転層および第2の偏光回転層の間には、ポジティブCプレートが備えられる。
本出願において、上記ポジティブCプレートは、n>n=nの屈折率分布を有するフィルムを意味する。この時、nは、フィルムの面方向の屈折率が最大になる方向の屈折率であり、nは、フィルムの面方向において、n方向の垂直方向の屈折率であり、nは、フィルムの厚さ方向の屈折率である。
上記ポジティブCプレートは、当技術分野で知られたものを用いることができ、特に制限されるわけではない。より具体的には、上記ポジティブCプレートは、高分子フィルムを適切な方法で配向させることにより製造されるか、重合性コレステリック液晶化合物を基板の一面に塗工し、一定の方向に配向させた後、硬化させて製造できる。上記重合性コレステリック液晶化合物を用いる場合には、基板としてゼロ(zero)位相差フィルムを用いることができる。本出願において、上記ゼロ位相差フィルムとは、光が透過しても実質的な位相差が発生しないフィルムを意味することとする。
一般的に用いられるポジティブCプレートは、垂直配向液晶層であり、実質的に垂直配向された液晶を含む液晶高分子層を意味し、上記高分子層は、いわばポジティブCプレートの特性を示すことができる。上記ポジティブCプレートの特性は、その遅相軸方向の屈折率(n)と遅相軸方向の屈折率(n)とが実質的に同一であり、厚さ方向の屈折率(n)が遅相軸方向の屈折率(n)に比べて大きい場合(n>n)を意味することができる。上記遅相軸方向の屈折率(n)と遅相軸方向の屈折率(n)の同一は、実質的な同一であり、したがって、工程誤差などによって発生する微細な差がある場合も、実質的な同一の範疇に含まれる。また、垂直配向液晶層は、ポジティブCプレートの特性を示す限り、一部の垂直配向されない液晶を含んでもよい。さらに、分散特性が正の分散特性または逆の分散特性を有することができる。
上記ポジティブCプレートは、550nmにおいて下記数式1で表される厚さ方向位相差値(Rth)が50nm〜200nmであってもよい。また、上記ポジティブCプレートは、550nmにおいて下記数式2で表される正面位相差値(R)が−5nm〜5nmであってもよく、0であってもよい。
[数式1]
th=[n−(n+n)/2]×d
[数式2]
=(n−n)×d
上記数式1および2中、
は、ポジティブCプレートの面方向の屈折率が最大になる方向の屈折率であり、
は、ポジティブCプレートの面方向において、n方向の垂直方向の屈折率であり、
は、ポジティブCプレートの厚さ方向の屈折率であり、
dは、ポジティブCプレートの厚さである。
上記位相差値を外れる場合には、視野角の非対称による正面のブラック(black)輝度が増加してC/Rの低下が発生することがある。
本出願の一実施態様において、上記第2の偏光回転層と液晶パネルとの間に第1の視野角補償フィルムを追加的に含むことができ、上記第1の視野角補償フィルムは、ネガティブBプレート(negative B plate)を含むことができる。
本出願において、上記ネガティブBプレートは、n>n>nの屈折率分布を有するフィルムを意味する。この時、nは、フィルムの面方向の屈折率が最大になる方向の屈折率であり、nは、フィルムの面方向において、n方向の垂直方向の屈折率であり、nは、フィルムの厚さ方向の屈折率である。
上記ネガティブBプレートは、550nmにおいて下記数式3で表される厚さ方向位相差値(Rth)が−230nm〜−330nmであってもよい。また、上記ネガティブBプレートは、550nmにおいて下記数式4で表される正面位相差値(R)が10nm〜110nmであってもよい。
[数式3]
th=[n−(n+n)/2]×d
[数式4]
=(n−n)×d
上記数式3および4中、
は、ネガティブBプレートの面方向の屈折率が最大になる方向の屈折率であり、
は、ネガティブBプレートの面方向において、n方向の垂直方向の屈折率であり、
は、ネガティブBプレートの厚さ方向の屈折率であり、
dは、ネガティブBプレートの厚さである。
本出願の一実施態様において、上記液晶パネルおよび下部偏光板の間に第2の視野角補償フィルムを追加的に含むことができ、上記第2の視野角補償フィルムは、ポジティブAプレート(positive A plate)およびネガティブCプレート(negative C plate)を含むことができる。
本出願において、上記ポジティブAプレートは、n>n=nの屈折率分布を有するフィルムを意味し、上記ネガティブCプレートは、n=n>nの屈折率分布を有するフィルムを意味する。この時、nは、フィルムの面方向の屈折率が最大になる方向の屈折率であり、nは、フィルムの面方向において、n方向の垂直方向の屈折率であり、nは、フィルムの厚さ方向の屈折率である。
上記ポジティブAプレートは、550nmにおいて下記数式5で表される正面位相差値(R)が90nm〜190nmであってもよい。
[数式5]
=(n−n)×d
上記数式5中、
は、ポジティブAプレートの面方向の屈折率が最大になる方向の屈折率であり、
は、ポジティブAプレートの面方向において、n方向の垂直方向の屈折率であり、
dは、ポジティブAプレートの厚さである。
上記位相差値を外れる場合には、視野角で垂直配向された液晶の位相差の補償が完全になされず、ブラックステート(black state)で光漏れによるC/Rの低下が発生することがある。
上記ネガティブCプレートは、550nmにおいて下記数式6で表される厚さ方向位相差値(Rth)が−160nm〜−260nmであってもよい。また、上記ポジティブCプレートは、550nmにおいて下記数式7で表される正面位相差値(R)が−5nm〜5nmであってもよく、0であってもよい。
[数式6]
th=[n−(n+n)/2]×d
[数式7]
=(n−n)×d
上記数式6および7中、
は、ネガティブCプレートの面方向の屈折率が最大になる方向の屈折率であり、
は、ネガティブCプレートの面方向において、n方向の垂直方向の屈折率であり、
は、ネガティブCプレートの厚さ方向の屈折率であり、
dは、ネガティブCプレートの厚さである。
本出願の一実施態様において、上記第1のλ/2波長板、第2のλ/2波長板、第1のλ/4波長板、および第2のλ/4波長板の波長分散性は、それぞれ独立に、正分散性またはフラット(flat)分散性であってもよい。特に、上記第1のλ/2波長板、第2のλ/2波長板、第1のλ/4波長板、および第2のλ/4波長板の波長分散性がそれぞれ正分散性の場合には、フラット分散性の場合よりも、正面C/R特性がより優れることができる。
上記正分散性は、入射光の波長が大きくなるに伴って発生する位相差値が小くなる特性を有することを意味し、上記フラット分散性は、入射光の波長に関係なく類似する程度の位相差値が発生する特性を有することを意味する。
本出願の一実施態様において、上記第1のλ/4波長板のR(450)/R(550)値は、上記第1のλ/2波長板のR(450)/R(550)値より大きく、上記第2のλ/4波長板のR(450)/R(550)値は、上記第2のλ/2波長板のR(450)/R(550)値より大きいことが好ましい。上記R(450)は、450nmにおける正面位相差値を意味し、R(550)は、550nmにおける正面位相差値を意味し、上記正面位相差値(R)は、下記数式8で表されてもよい。
[数式8]
=(n−n)×d
上記数式8中、
は、第1のλ/2波長板、第2のλ/2波長板、第1のλ/4波長板、または第2のλ/4波長板の面方向の屈折率が最大になる方向の屈折率であり、
は、第1のλ/2波長板、第2のλ/2波長板、第1のλ/4波長板、または第2のλ/4波長板の面方向において、n方向の垂直方向の屈折率であり、
dは、第1のλ/2波長板、第2のλ/2波長板、第1のλ/4波長板、または第2のλ/4波長板の厚さである。
より具体的には、理想的な値としては、上記第1のλ/4波長板および第2のλ/4波長板のR(450)/R(550)値はそれぞれ1.21であってもよく、上記第1のλ/2波長板および第2のλ/2波長板のR(450)/R(550)値はそれぞれ1.08であってもよい。
本出願の一実施態様において、上記上部偏光板、下部偏光板、液晶パネル、第1のλ/2波長板、第1のλ/4波長板、ポジティブCプレート、第2のλ/4波長板、第2のλ/2波長板などの接合は、水系接着剤またはUV硬化型接着剤を用いて接合することができ、PSA粘着剤を用いて接合することもできる。
本出願において、上記上部偏光板および下部偏光板は、それぞれ独立に、ヨウ素および二色性染料のうちの少なくとも1つ以上が染着されたポリビニルアルコール系偏光板であってもよい。
上記ポリビニルアルコール系偏光板の製造方法の例として、ヨウ素および/または二色性染料が染着されたポリビニルアルコール系偏光子を用意するステップと、上記偏光子の一面に保護フィルムを積層させるステップとを含む方法を用いることができる。例えば、これに限定されるものではないが、上記ポリビニルアルコール系偏光子を用意するステップは、ポリビニルアルコール系(Polyvinyl alcohol)ポリマーフィルムをヨウ素および/または二色性染料で染着する染着ステップと、上記ポリビニルアルコール系フィルムと染料とを架橋させる架橋ステップと、上記ポリビニルアルコール系フィルムを延伸する延伸ステップとにより行われる。
上記偏光子を保護するためのフィルムとして、偏光子の一面に付着する透明フィルムをいうものであり、機械的強度、熱安定性、水分遮蔽性、等方性などに優れたフィルムを用いることができる。例えば、トリアセチルセルロース(TriAcethyl Cellulose;TAC)のようなアセテート系、ポリエステル系、ポリエーテルスルホン系、ポリカーボネート系、ポリアミド系、ポリイミド系、ポリオレフィン系、シクロオレフィン系、ポリウレタン系、およびアクリル系樹脂フィルムなどを用いることができるが、これに限定するものではない。
また、上記保護フィルムは、等方性フィルムであってもよく、位相差のような光学補償機能が付与された異方性フィルムであってもよいし、1枚から構成されるか、または2枚以上が接合されて構成されたものであってもよい。さらに、上記保護フィルムは、未延伸、一軸または二軸延伸されたフィルムでもよいし、保護フィルムの厚さは、一般的には1μm〜500μm、好ましくは1μm〜300μmであるのが良い。
一方、上記ポリビニルアルコール系偏光子の一面に保護フィルムを積層するステップは、偏光子に保護フィルムを接合するもので、接着剤を用いて接合することができる。この時、当該技術分野でよく知られているフィルムの貼り合わせ方法により行われ、例えば、ポリビニルアルコール系接着剤のような水系接着剤、ウレタン系接着剤などのような熱硬化性接着剤、エポキシ系接着剤などのような光陽イオン硬化型接着剤、アクリル系接着剤などのような光ラジカル硬化型接着剤のように、当該技術分野でよく知られている接着剤を用いて行われる。
本出願の一実施態様に係る液晶表示装置は、バックライトユニットを追加的に含むことができる。上記バックライトユニットは、液晶パネルに光を供給する役割を果たし、上記バックライトユニットの光源としては、CCFL(cold cathode fluorescent lamp)、EEFL(external electrode fluorescent lamp)、HCFL(hot cold fluorescent lamp)の蛍光ランプまたはLED(light emitting diode)のうちのいずれか1つを適用することができる。
本出願の一実施態様において、上記液晶パネルは、VA(Vertical Alignment)モードの液晶パネルであってもよい。
本出願の一実施態様に係る液晶表示装置は、以下の構造を有することができるが、これのみに限定されるものではない。
1)上部偏光板/第1のλ/2波長板/第1のλ/4波長板/ポジティブCプレート/第2のλ/4波長板/第2のλ/2波長板/液晶パネル/下部偏光板の構造
2)上部偏光板/第1のλ/2波長板/第1のλ/4波長板/ポジティブCプレート/第2のλ/4波長板/第2のλ/2波長板/ネガティブBプレート/液晶パネル/下部偏光板の構造
3)上部偏光板/第1のλ/2波長板/第1のλ/4波長板/ポジティブCプレート/第2のλ/4波長板/第2のλ/2波長板/液晶パネル/ネガティブCプレート/ポジティブAプレート/下部偏光板
また、液晶表示装置を構成するその他の構成、例えば、上部および下部基板(ex.カラーフィルタ基板またはアレイ基板)などの種類も特に制限されず、この分野で公知の構成が制限なく採用可能である。
以下、実施例を通じて本発明についてより詳細に説明する。下記の実施例は本発明の理解のためのものであり、これによって本発明を限定しない。
<実施例>
<実験例1>
吸収軸が0度に形成されたPVA層に、光軸が15度である第1のλ/2波長板、光軸が75度である第1のλ/4波長板、ポジティブCプレート、光軸が15度である第2のλ/4波長板、光軸が75度である第2のλ/2波長板、およびネガティブBプレートを順に積層した。上記貼り合わされた積層体をVAパネルの上部に付着させ、VAパネルの反対側には、吸収軸が0度に形成された一般の偏光板が位置するように構成した。
この時、上記第1のλ/2波長板および第2のλ/2波長板は、それぞれ波長分散性がR(450)/R(550)=1.08であるλ/2波長板を適用した。さらに、上記第1のλ/4波長板および第2のλ/4波長板は、それぞれ波長分散性がR(450)/R(550)=1.21であるλ/4波長板を適用した。すなわち、上記第1のλ/2波長板および第2のλ/2波長板は、波長分散性が正分散性であるλ/2波長板を適用し、上記第1のλ/4波長板および第2のλ/4波長板は、波長分散性が正分散性であるλ/4波長板を適用した。
また、上記ポジティブCプレートは、厚さ方向位相差値が140nmであり、正面位相差値が0であるポジティブCプレートを適用した。さらに、上記ネガティブBプレートは、厚さ方向位相差値が−280nmであり、正面位相差値が60nmであるネガティブBプレートを適用した。
上記実験例1の構造は、下記の図1に概略的に示した。
<実験例2>
実験例1において、厚さ方向位相差値が182nmであり、正面位相差値が0であるポジティブCプレートを適用したことを除けば、実験例1と同様に行った。
<実験例3>
実験例1において、上記第1のλ/2波長板および第2のλ/2波長板として、波長分散性がR(450)/R(550)=1であるλ/2波長板を適用し、上記第1のλ/4波長板および第2のλ/4波長板として、波長分散性がR(450)/R(550)=1であるλ/4波長板を適用したことを除けば、実験例1と同様に行った。すなわち、上記第1のλ/2波長板および第2のλ/2波長板は、波長分散性がフラット(flat)分散性であるλ/2波長板を適用し、上記第1のλ/4波長板および第2のλ/4波長板は、波長分散性がフラット(flat)分散性であるλ/4波長板を適用した。
<実験例4>
実験例1において、上記第1のλ/4波長板および第2のλ/4波長板として、波長分散性がR(450)/R(550)=1.08であるλ/4波長板を適用したことを除けば、実験例1と同様に行った。
<実験例5>
下記の図2の構造のように、ポジティブCプレートを適用せず、実験例1と同様に行った。
上記実験例1〜5に対して、Techwiz LCD 1Dプログラムを用いてシミュレーションを進行させた。
上記実験例1の液晶表示装置の全方位CRを下記の図3に示し、上記実験例2の液晶表示装置の全方位CRを下記の図4に示した。
また、上記実験例3の液晶表示装置の全方位CRを下記の図5に示し、上記実験例4の液晶表示装置の全方位CRを下記の図6に示し、上記実験例5の液晶表示装置の全方位CRを下記の図7に示した。
さらに、上記実験例1〜4の液晶表示装置の正面C/Rは、下記表1にまとめた。
上記実験例1および実験例3を比較すれば、λ/2波長板とλ/4波長板の波長分散性がフラット(flat)なものに比べて、正分散の場合が、正面C/R特性に優れていることが分かる。また、上記実験例1および実験例4を比較すれば、正分散を有するλ/2波長板とλ/4波長板との組み合わせの場合には、R(450)/R(550)の比率が、λ/2波長板よりも、λ/4波長板がより大きい場合に、正面C/R特性に優れていることが分かる。さらに、図2、3および7に示すように、実験例1、2および5の全方位C/Rを比較すれば、ポジティブCプレートの位相差値の調整により視野角C/R特性を増大させることができ、方位角による非対称性を調整できることが分かる。
上記結果のように、本出願の一実施態様によれば、液晶表示装置の上部偏光板および下部偏光板の吸収軸を互いに平行に形成することにより、偏光板下地の幅による偏光板の大きさの制約性を解消することができる。
また、本出願の一実施態様によれば、上部偏光板と液晶パネルとの間に上記第1の偏光回転層、ポジティブCプレート、および第2の偏光回転層を含むことにより、上記第1の偏光回転層、ポジティブCプレート、および第2の偏光回転層が下部偏光板と液晶パネルとの間に備えられる場合よりも、側面光の散乱によるブラック(black)輝度を減少して正面CR(contrast ratio)を上昇させることができる。
さらに、本出願の一実施態様によれば、上記第1の偏光回転層および第2の偏光回転層の間にポジティブCプレートを含むことにより、視野角におけるCR(contrast ratio)の減少を最小化することができる。
10:上部偏光板
20:下部偏光板
30:液晶パネル
40:第1のλ/2波長板
50:第1のλ/4波長板
60:ポジティブCプレート
70:第2のλ/2波長板
80:第2のλ/4波長板
90:ネガティブBプレート

Claims (20)

  1. 第1の偏光回転層と、
    第2の偏光回転層と、
    前記第1の偏光回転層および前記第2の偏光回転層の間に備えられたポジティブCプレート(positive C plate)とを含み、
    前記第1の偏光回転層は、第1のλ/2波長板(half wave plate)および第1のλ/4波長板(quarter wave plate)を含み、前記第2の偏光回転層は、第2のλ/2波長板(half wave plate)および第2のλ/4波長板(quarter wave plate)を含むものである積層体。
  2. 前記第1の偏光回転層の第1のλ/4波長板は、前記ポジティブCプレート側に備えられ、
    前記第2の偏光回転層の第2のλ/4波長板は、前記ポジティブCプレート側に備えられるものである、請求項1に記載の積層体。
  3. 前記ポジティブCプレートは、550nmにおいて下記数式1で表される厚さ方向位相差値(Rth)が50nm〜200nmであり、550nmにおいて下記数式2で表される正面位相差値(R)が−5nm〜5nmである、請求項1または請求項2に記載の積層体:
    [数式1]
    th=[n−(n+n)/2]×d
    [数式2]
    =(n−n)×d
    前記数式1および2中、
    は、ポジティブCプレートの面方向の屈折率が最大になる方向の屈折率であり、
    は、ポジティブCプレートの面方向において、n方向の垂直方向の屈折率であり、
    は、ポジティブCプレートの厚さ方向の屈折率であり、
    dは、ポジティブCプレートの厚さである。
  4. 前記第1のλ/4波長板のR(450)/R(550)値は、前記第1のλ/2波長板のR(450)/R(550)値より大きく、
    前記第2のλ/4波長板のR(450)/R(550)値は、前記第2のλ/2波長板のR(450)/R(550)値より大きく、
    前記R(450)は、450nmにおける正面位相差値を意味し、R(550)は、550nmにおける正面位相差値を意味し、前記正面位相差値(R)は、下記数式8で表されるものである、請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の積層体:
    [数式8]
    =(n−n)×d
    前記数式8中、
    は、第1のλ/2波長板、第2のλ/2波長板、第1のλ/4波長板、または第2のλ/4波長板の面方向の屈折率が最大になる方向の屈折率であり、
    は、第1のλ/2波長板、第2のλ/2波長板、第1のλ/4波長板、または第2のλ/4波長板の面方向において、n方向の垂直方向の屈折率であり、
    dは、第1のλ/2波長板、第2のλ/2波長板、第1のλ/4波長板、または第2のλ/4波長板の厚さである。
  5. 上部偏光板と、下部偏光板と、前記上部偏光板および前記下部偏光板の間に備えられる液晶パネルとを含み、
    前記上部偏光板および前記下部偏光板は、吸収軸が互いに平行となるように備えられ、
    前記上部偏光板および前記液晶パネルの間に、第1の偏光回転層、ポジティブCプレート(positive C plate)、および第2の偏光回転層を順に含み、
    前記第1の偏光回転層は、第1のλ/2波長板(half wave plate)および第1のλ/4波長板(quarter wave plate)を含み、前記第2の偏光回転層は、第2のλ/2波長板(half wave plate)および第2のλ/4波長板(quarter wave plate)を含み、
    前記液晶パネルは、垂直配向液晶モードである液晶表示装置。
  6. 前記第1の偏光回転層の第1のλ/4波長板は、前記ポジティブCプレート側に備えられ、
    前記第2の偏光回転層の第2のλ/4波長板は、前記ポジティブCプレート側に備えられるものである、請求項5に記載の液晶表示装置。
  7. 前記第1の偏光回転層の第1のλ/2波長板の光軸と前記上部偏光板の吸収軸とのなす角度は10度〜20度であり、
    前記第1の偏光回転層の第1のλ/4波長板の光軸と前記上部偏光板の吸収軸とのなす角度は70度〜80度である、請求項5または請求項6に記載の液晶表示装置。
  8. 前記第2の偏光回転層の第2のλ/4波長板の光軸と前記上部偏光板の吸収軸とのなす角度は10度〜20度であり、
    前記第2の偏光回転層の第2のλ/2波長板の光軸と前記上部偏光板の吸収軸とのなす角度は70度〜80度である、請求項5〜請求項7のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
  9. 前記ポジティブCプレートは、550nmにおいて下記数式1で表される厚さ方向位相差値(Rth)が50nm〜200nmであり、550nmにおいて下記数式2で表される正面位相差値(R)が−5nm〜5nmである、請求項5〜請求項8のいずれか一項に記載の液晶表示装置:
    [数式1]
    th=[n−(n+n)/2]×d
    [数式2]
    =(n−n)×d
    前記数式1および2中、
    は、ポジティブCプレートの面方向の屈折率が最大になる方向の屈折率であり、
    は、ポジティブCプレートの面方向において、n方向の垂直方向の屈折率であり、
    は、ポジティブCプレートの厚さ方向の屈折率であり、
    dは、ポジティブCプレートの厚さである。
  10. 前記第2の偏光回転層および前記液晶パネルの間に第1の視野角補償フィルムを追加的に含むものである、請求項5〜請求項9のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
  11. 前記第1の視野角補償フィルムは、ネガティブBプレート(negative B plate)を含むものである、請求項10に記載の液晶表示装置。
  12. 前記ネガティブBプレートは、550nmにおいて下記数式3で表される厚さ方向位相差値(Rth)が−230nm〜−330nmであり、550nmにおいて下記数式4で表される正面位相差値(R)が10nm〜110nmである、請求項11に記載の液晶表示装置:
    [数式3]
    th=[n−(n+n)/2]×d
    [数式4]
    =(n−n)×d
    前記数式3および4中、
    は、ネガティブBプレートの面方向の屈折率が最大になる方向の屈折率であり、
    は、ネガティブBプレートの面方向において、n方向の垂直方向の屈折率であり、
    は、ネガティブBプレートの厚さ方向の屈折率であり、
    dは、ネガティブBプレートの厚さである。
  13. 前記液晶パネルおよび前記下部偏光板の間に第2の視野角補償フィルムを追加的に含むものである、請求項5〜請求項12のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
  14. 前記第2の視野角補償フィルムは、ポジティブAプレート(positive A plate)およびネガティブCプレート(negative C plate)を含むものである、請求項13に記載の液晶表示装置。
  15. 前記ポジティブAプレートは、550nmにおいて下記数式5で表される正面位相差値(R)が90nm〜190nmである、請求項14に記載の液晶表示装置:
    [数式5]
    =(n−n)×d
    前記数式5中、
    は、ポジティブAプレートの面方向の屈折率が最大になる方向の屈折率であり、
    は、ポジティブAプレートの面方向において、n方向の垂直方向の屈折率であり、
    dは、ポジティブAプレートの厚さである。
  16. 前記ネガティブCプレートは、550nmにおいて下記数式6で表される厚さ方向位相差値(Rth)が−160nm〜−260nmであり、550nmにおいて下記数式7で表される正面位相差値(R)が−5nm〜5nmである、請求項14または請求項15に記載の液晶表示装置:
    [数式6]
    th=[n−(n+n)/2]×d
    [数式7]
    =(n−n)×d
    前記数式6および7中、
    は、ネガティブCプレートの面方向の屈折率が最大になる方向の屈折率であり、
    は、ネガティブCプレートの面方向において、n方向の垂直方向の屈折率であり、
    は、ネガティブCプレートの厚さ方向の屈折率であり、
    dは、ネガティブCプレートの厚さである。
  17. 前記第1のλ/2波長板、前記第2のλ/2波長板、前記第1のλ/4波長板、および前記第2のλ/4波長板の波長分散性は、それぞれ正分散性である、請求項5〜請求項16のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
  18. 前記第1のλ/4波長板のR(450)/R(550)値は、前記第1のλ/2波長板のR(450)/R(550)値より大きく、
    前記第2のλ/4波長板のR(450)/R(550)値は、前記第2のλ/2波長板のR(450)/R(550)値より大きく、
    前記R(450)は、450nmにおける正面位相差値を意味し、R(550)は、550nmにおける正面位相差値を意味し、前記正面位相差値(R)は、下記数式8で表されるものである、請求項5〜請求項17のいずれか一項に記載の液晶表示装置:
    [数式8]
    =(n−n)×d
    前記数式8中、
    は、第1のλ/2波長板、第2のλ/2波長板、第1のλ/4波長板、または第2のλ/4波長板の面方向の屈折率が最大になる方向の屈折率であり、
    は、第1のλ/2波長板、第2のλ/2波長板、第1のλ/4波長板、または第2のλ/4波長板の面方向において、n方向の垂直方向の屈折率であり、
    dは、第1のλ/2波長板、第2のλ/2波長板、第1のλ/4波長板、または第2のλ/4波長板の厚さである。
  19. 前記上部偏光板および前記下部偏光板は、それぞれ独立に、ヨウ素および二色性染料のうちの少なくとも1つ以上が染着されたポリビニルアルコール系偏光板である、請求項5〜請求項18のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
  20. 前記液晶パネルは、VA(Vertical Alignment)モードの液晶パネルである、請求項5〜請求項19のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
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