KR101014587B1 - 액정 패널 및 액정 표시 장치 - Google Patents

액정 패널 및 액정 표시 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101014587B1
KR101014587B1 KR1020087025495A KR20087025495A KR101014587B1 KR 101014587 B1 KR101014587 B1 KR 101014587B1 KR 1020087025495 A KR1020087025495 A KR 1020087025495A KR 20087025495 A KR20087025495 A KR 20087025495A KR 101014587 B1 KR101014587 B1 KR 101014587B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
liquid crystal
optical element
polarizer
crystal panel
crystal cell
Prior art date
Application number
KR1020087025495A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20090033827A (ko
Inventor
준조 미야자키
쇼우이치 마츠다
다츠키 나가츠카
Original Assignee
닛토덴코 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 닛토덴코 가부시키가이샤 filed Critical 닛토덴코 가부시키가이샤
Publication of KR20090033827A publication Critical patent/KR20090033827A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101014587B1 publication Critical patent/KR101014587B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/30—Polarising elements
    • G02B5/3083—Birefringent or phase retarding elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/28—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising
    • G02B27/281—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising used for attenuating light intensity, e.g. comprising rotatable polarising elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/30—Polarising elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/13363—Birefringent elements, e.g. for optical compensation
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/13363—Birefringent elements, e.g. for optical compensation
    • G02F1/133634—Birefringent elements, e.g. for optical compensation the refractive index Nz perpendicular to the element surface being different from in-plane refractive indices Nx and Ny, e.g. biaxial or with normal optical axis
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2323/00—Functional layers of liquid crystal optical display excluding electroactive liquid crystal layer characterised by chemical composition
    • C09K2323/03—Viewing layer characterised by chemical composition
    • C09K2323/031—Polarizer or dye
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/13363—Birefringent elements, e.g. for optical compensation
    • G02F1/133635—Multifunctional compensators
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2413/00—Indexing scheme related to G02F1/13363, i.e. to birefringent elements, e.g. for optical compensation, characterised by the number, position, orientation or value of the compensation plates
    • G02F2413/02—Number of plates being 2
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2413/00—Indexing scheme related to G02F1/13363, i.e. to birefringent elements, e.g. for optical compensation, characterised by the number, position, orientation or value of the compensation plates
    • G02F2413/07—All plates on one side of the LC cell
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2413/00—Indexing scheme related to G02F1/13363, i.e. to birefringent elements, e.g. for optical compensation, characterised by the number, position, orientation or value of the compensation plates
    • G02F2413/12—Biaxial compensators

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Polarising Elements (AREA)

Abstract

비스듬한 방향의 콘트라스트 비가 높고, 광 누설이 적고, 비스듬한 방향의 컬러 시프트가 작으며, 매우 박형인 액정 패널 및 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 액정 패널은, 액정 셀과, 그 액정 셀의 일방의 측에 배치된 제 1 편광자와, 그 액정 셀의 타방의 측에 배치된 제 2 편광자와, 그 제 1 편광자와 그 액정 셀 사이에 배치된 제 1 광학 소자와, 그 제 1 광학 소자와 그 액정 셀 사이에 배치된 제 2 광학 소자를 구비하고, 그 제 1 광학 소자가, 실질적으로 광학적으로 부의 1 축성을 갖고, 그 제 2 광학 소자가, nx ＞ nz ＞ ny 의 굴절률 타원체를 나타내고, -SO3M 기 및/또는 -COOM 기 (M 은 쌍이온을 나타낸다) 를 갖는 1 종 이상의 다환식 화합물로 형성된다.
굴절률 타원체, 액정셀, 액정 패널, 다환식 화합물, 광학 소자

Description

액정 패널 및 액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL PANEL AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
기술분야
본 발명은, 액정 셀과 편광자와 광학 소자를 갖는 액정 패널에 관한 것이다. 또, 본 발명은, 상기 액정 패널을 사용한 액정 표시 장치에 관한 것이다.
배경기술
액정 표시 장치는 박형, 경량, 저소비 전력 등의 특징이 주목되고, 휴대 전화나 시계 등의 휴대 기기, PC 모니터나 노트 PC 등의 OA 기기, 비디오 카메라나 액정 텔레비전 등의 가정용 전기 제품 등에 널리 보급되어 있다. 이것은, 화면을 보는 각도에 따라 표시 특성이 변화되거나 고온이나 극저온 등에서 작동하지 않거나 하는 따위의 결점이, 기술 혁신에 의해 극복되고 있기 때문이다. 그런데, 용도가 여러 방면에 걸치면, 각각의 용도에 따라 상이한 특성이 요구되게 된다. 예를 들어, 종래의 액정 표시 장치에 있어서는, 시야각 특성은, 백색/흑색 표시의 콘트라스트 비가, 비스듬한 방향에서 10 정도이면 된다고 여겨져 왔다. 이 정의는, 신문이나 잡지 등의 흰 종이 위에 인쇄된 검은 잉크의 콘트라스트 비에서 유래한다. 그러나, 거치 타입 대형 텔레비전 용도에서는, 동시에 몇 사람이 화면을 보게 되기 때문에, 상이한 시야각에서도 잘 보이는 디스플레이가 요구된다. 즉, 백색/흑색 표시의 콘트라스트 비는, 예를 들어 20 이상이 필요로 되고 있다. 또, 디스플레이가 대형이 되면, 화면을 보는 사람은 움직이지 않아도 화면의 네 모서리를 보는 경우에 다른 시각 방향에서 보는 것과 동일한 것이 되기 때문에, 액정 패널의 화면 전체에 걸쳐 표시에 불균일이 없으며, 표시가 균일한 것이 중요해지고 있다.
현재, 액정 셀을 구비한 액정 표시 장치 (예를 들어 텔레비전 용도) 는, 구동 모드 중 하나로서, 인플레인 스위칭 (IPS) 방식을 널리 채용하고 있다. 이 방식의 특징은, 전계가 존재하지 않는 상태에서 호모지니어스 배향된 액정 분자를 횡전계에 의해 구동시킴으로써 선명한 색채의 표시가 얻어지는 것이다. 그러나, 종래의 IPS 방식의 액정 셀을 구비한 액정 표시 장치는 비스듬한 방향에서 콘트라스트 비가 저하되거나, 보는 각도에 수반하여 변화하는 화상의 색채 (비스듬한 방향의 컬러 시프트라고도 한다) 가 발생하는 등, 표시 특성의 악화가 문제가 되고 있다.
그래서, 이 문제를 해결하기 위해서, nx ＞ nz ＞ ny 의 굴절률 분포를 나타내는 λ/2 판 (단, 필름의 지상축 방향, 진상축 방향 및 두께 방향의 굴절률을 각각 nx, ny, nz 로 한다) 을 사용함으로써, 비스듬한 방향의 표시 특성을 개선할 수 있는 것이 개시되어 있다 (예를 들어, 특허 문헌 1).
상기의 nx ＞ nz ＞ ny 의 굴절률 분포를 나타내는 λ/2 판은, 고분자 필름의 양측에 수축성 필름을 접착시켜, 두께 방향으로 팽창하도록 연신하여 제작된다. 이 때문에, 제작되는 λ/2 판은 두께가 커져, 액정 표시 장치의 박형화를 곤란하게 하는 원인이 되고 있다.
특허 문헌 1 : 일본 공개특허공보 2006-72309호
발명의 개시
발명이 해결하고자 하는 과제
본 발명의 과제는, 비스듬한 방향의 콘트라스트 비가 높고, 광 누설이 적고, 비스듬한 방향의 컬러 시프트가 작으며, 매우 박형인 액정 패널 및 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.
과제를 해결하기 위한 수단
본 발명의 액정 패널은,
액정 셀과, 그 액정 셀의 일방의 측에 배치된 제 1 편광자와, 그 액정 셀의 타방의 측에 배치된 제 2 편광자와, 그 제 1 편광자와 그 액정 셀 사이에 배치된 제 1 광학 소자와, 그 제 1 광학 소자와 그 액정 셀 사이에 배치된 제 2 광학 소자를 구비하고,
그 제 1 광학 소자가, 실질적으로 광학적으로 부 (負) 의 1 축성을 갖고,
그 제 2 광학 소자가, nx ＞ nz ＞ ny 의 굴절률 타원체를 나타내고, -SO3M 기 및/또는 -COOM 기 (M 은 쌍이온을 나타낸다) 를 갖는 1 종 이상의 다환식 화합물로 형성된다.
바람직한 실시형태에 있어서는 상기 다환식 화합물이 복소환을 갖는다.
바람직한 실시형태에 있어서는 상기 다환식 화합물이 갖는 복소환 중의 헤테로 원자로서 질소 원자가 포함된다.
바람직한 실시형태에 있어서는 상기 다환식 화합물이 일반식 (1) 로 표시된다.
[화학식 1]
Figure 112008072432976-pct00001
(일반식 (1) 중, M 은 쌍이온을 나타내고, k, l 은 각각 독립적으로 0 ∼ 4 의 정수이고, k 와 l 의 합은 0 ∼ 4 의 정수이고, m, n 은 각각 독립적으로 0 ∼ 6 의 정수이고, m 과 n 의 합은 0 ∼ 6 의 정수이고, k, l, m, n 은 동시에 0 이 아니다)
바람직한 실시형태에 있어서는, 상기 제 2 광학 소자의 Nz 계수가 0.05 ∼ 0.45 이다.
바람직한 실시형태에 있어서는, 상기 제 2 광학 소자의 23℃ 에 있어서의 파 장 590㎚ 에 있어서의 면내 위상차 Re [590] 가 100㎚ ∼ 300㎚ 이다.
바람직한 실시형태에 있어서는, 상기 제 2 광학 소자의 두께가 0.05㎛ ∼ 10㎛ 이다.
바람직한 실시형태에 있어서는, 상기 제 1 광학 소자의 23℃ 에 있어서의 파장 590㎚ 에서 측정한 두께 방향 위상차 Rth [590] 가 10㎚ ∼ 100㎚ 이다.
바람직한 실시형태에 있어서는, 상기 제 1 광학 소자가 셀룰로오스에스테르를 주성분으로 하는 고분자 필름을 포함한다.
바람직한 실시형태에 있어서는, 상기 제 2 광학 소자의 지상축이 상기 제 1 편광자의 흡수축과 실질적으로 직교하고 있다.
바람직한 실시형태에 있어서는, 상기 제 2 편광자와 상기 액정 셀 사이에, 실질적으로 광학적으로 등방성을 갖는 제 3 광학 소자가 배치되어 있다.
바람직한 실시형태에 있어서는, 상기 제 3 광학 소자의 23℃ 에 있어서의 파장 590㎚ 에서 측정한 두께 방향 위상차값 Rth [590] 의 절대값이 10㎚ 이하이다.
바람직한 실시형태에 있어서는, 상기 제 3 광학 소자가, 셀룰로오스에스테르, 노르보르넨계 모노머의 개환 중합체를 수소 첨가한 시클로올레핀계 수지, 노르보르넨계 모노머와 α-올레핀 모노머의 부가 공중합체, 및, 말레이미드계 모노머와 올레핀 모노머의 부가 공중합체에서 선택되는 적어도 1 개를 주성분으로 하는 고분자 필름을 포함한다.
바람직한 실시형태에 있어서는 상기 액정 셀의 구동 모드가 IPS 모드이다.
본 발명의 다른 국면에 의하면, 액정 표시 장치가 제공된다. 이 액정 표 시 장치는 상기 액정 패널을 포함한다.
발명의 효과
본 발명에 의하면, 비스듬한 방향의 콘트라스트 비가 높고, 광 누설이 적고, 비스듬한 방향의 컬러 시프트가 작으며, 매우 박형인 액정 패널 및 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.
상기 효과는 특정한 광학 특성을 갖는 제 1 광학 소자, 제 2 광학 소자 및 제 3 광학 소자와 액정 셀을 특정한 위치 관계로 배치하는 것, 및, nx ＞ nz ＞ ny 의 굴절률 타원체를 나타내는 제 2 광학 소자를, 특정 다환식 화합물로 형성함으로써, 발현할 수 있게 된다.
도면의 간단한 설명
도 1 은 본 발명의 바람직한 실시형태에 의한 액정 패널의 개략 단면도이다.
도 2(a) 는 도 1 의 액정 패널이 O 모드를 채용하는 경우의 개략 사시도이고, (b) 는 도 1 의 액정 패널이 E 모드를 채용하는 경우의 개략 사시도이다.
도 3 은 본 발명에 사용되는 편광자의 대표적인 제조 공정의 개념을 나타내는 모식도이다.
도 4 는 본 발명의 바람직한 실시형태에 의한 액정 표시 장치의 개략 단면도이다.
도 5 는 실시예 1 에서 얻어진 액정 패널의 레이더 차트 도면이다.
도 6 은 비교예 1 에서 얻어진 액정 패널의 레이더 차트 도면이다.
부호의 설명
10 액정 셀
11, 11' 기판
12 액정층
21 제 1 편광자
22 제 2 편광자
30 제 1 광학 소자
40 제 2 광학 소자
60, 60' 보호층
70, 70' 표면 처리층
80 휘도 향상 필름
110 프리즘 시트
120 도광판
130 램프
100 액정 패널
200 조출 (繰出) 부
210 요오드 수용액욕
220 붕산과 요오드화칼륨을 함유하는 수용액의 욕 (浴)
230 요오드화칼륨을 함유하는 수용액욕
240, 309 건조 수단
250 편광자
260 권취 (卷取) 부
301 제 1 조출부
302 고분자 필름
303 제 2 조출부
304, 306, 315, 317 수축성 필름
307, 308 라미네이트 롤
314 제 1 권취부
316 제 2 권취부
319 제 3 권취부
400 액정 표시 장치
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
본 명세서에 있어서, 면내의 굴절률은 지상축 방향, 진상축 방향을 각각 nx, ny 로 하고, 두께 방향 굴절률은 nz 로 한다. 또한, 지상축 방향이란, 면내의 굴절률이 최대가 되는 방향을 말한다.
본 명세서에 있어서, 예를 들어, ny = nz 란, ny 와 nz 가 완전하게 동일한 경우 뿐만 아니라, ny 와 nz 가 실질적으로 동일한 경우도 포함한다.
본 명세서에 있어서, 「실질적으로 직교」란, 2 개의 축 (예를 들어, 편광자의 흡수축과 다른 편광자의 흡수축) 이 이루는 각도가 90°± 2.0°인 경우를 포함하고, 바람직하게는 90°± 1.0°이고, 더욱 바람직하게는 90°± 0.5°이다.
본 명세서에 있어서, 「실질적으로 평행」이란, 2 개의 축 (예를 들어, 위상 차 필름의 지상축과 편광자의 흡수축) 이 이루는 각도가 0°± 2.0°인 경우를 포함하고, 바람직하게는 0°± 1.0°이고, 더욱 바람직하게는 0°± 0.5°이다.
A. 액정 패널 전체의 개략
도 1 은 본 발명의 바람직한 실시형태에 의한 액정 패널의 개략 단면도이다. 도 2(a) 는 이 액정 패널이 O 모드를 채용하는 경우의 개략 사시도이고, 도 2(b) 는 이 액정 패널이 E 모드를 채용하는 경우의 개략 사시도이다. 또한, 보기 쉽게 하기 위해서, 도 1 그리고 도 2(a) 및 도 2(b) 에 있어서의 각 구성 부재의 세로, 가로 및 두께의 비율은 실제와는 상이하게 기재되어 있는 것에 유의해야 한다. 이 액정 패널 (100) 은 전계가 존재하지 않는 상태에서 호모지니어스 배향된 액정 분자를 포함하는 액정층을 구비하는 액정 셀 (10) 과, 액정 셀 (10) 의 일방의 측 (도 2(a) 에서는 시인측) 에 배치된 제 1 편광자 (21) 와, 액정 셀 (10) 의 타방의 측 (도 2(a) 에서는 백라이트측) 에 배치된 제 2 편광자 (22) 와, 제 1 편광자 (21) 와 액정 셀 (10) 사이에 배치된 제 1 광학 소자 (30) 및 제 2 광학 소자 (40) 를 구비한다. 또한, 실용적으로는, 제 1 편광자 (21) 와 제 2 편광자 (22) 의 외측에는, 임의의 적절한 보호층 (도시 생략) 이 배치될 수 있다. 또한, 바람직하게는, 제 1 편광자 (21) 의 흡수축과 제 2 편광자 (22) 의 흡수축은 실질적으로 직교하고 있고, 제 1 편광자 (21) 의 흡수축과 제 2 광학 소자 (40) 의 지상축은 실질적으로 직교하고 있다.
제 1 광학 소자 (30) 는, 실질적으로 광학적으로 부의 1 축성을 갖는다. 제 2 광학 소자 (40) 는, nx ＞ nz ＞ ny 의 굴절률 타원체를 나타내고, -SO3M 기 및/또는 -COOM 기 (M 은 쌍이온을 나타낸다) 를 갖는 1 종 이상의 다환식 화합물로 형성된다. 제 3 광학 소자 (50) 는 실질적으로 광학적으로 등방성을 갖는다. 이와 같은 특정한 광학 소자를 액정 셀에 각각 적층함으로써, 매우 양호한 광학 보상이 실시되고, 그 결과, 액정 표시 장치의 비스듬한 방향의 콘트라스트 비가 높고, 또한, 비스듬한 방향의 컬러 시프트량이 작은 액정 표시 장치를 실현할 수 있다.
바람직하게는, 제 2 편광자 (22) 는, 그 흡수축이 액정 셀 (10) 의 초기 배향 방향과 실질적으로 평행이 되도록 배치된다. 제 1 편광자 (21) 는 그 흡수축이 액정 셀 (10) 의 초기 배향 방향과 실질적으로 직교하도록 배치된다.
본 발명의 액정 패널은 소위 O 모드이어도 되고, 소위 E 모드이어도 된다. 「O 모드의 액정 패널」이란, 액정 셀의 백라이트측에 배치된 편광자의 흡수축과 액정 셀의 초기 배향 방향이 서로 평행한 것을 말한다. 「E 모드의 액정 패널」이란, 액정 셀의 백라이트측에 배치된 편광자의 흡수축과 액정 셀의 초기 배향 방향이 서로 직교하고 있는 것을 말한다. O 모드의 액정 패널의 경우, 바람직하게는 도 2(a) 와 같이, 제 1 편광자 (21), 제 1 광학 소자 (30) 및 제 2 광학 소자 (40) 는 액정 셀 (10) 의 시인측에 배치되고, 제 2 편광자 (22) 는 액정 셀 (10) 의 백라이트측에 배치된다. E 모드의 액정 패널의 경우, 바람직하게는 도 2(b) 와 같이, 제 1 편광자 (21), 제 1 광학 소자 (30) 및 제 2 광학 소자 (40) 는 액정 셀 (10) 의 백라이트측에 배치되고, 제 2 편광자 (22) 는 액정 셀 (10) 의 시인측에 배치된다. 본 발명에 있어서는, 도 2(a) 에 나타내는 바와 같은 O 모드가 바람직하다. O 모드의 배치 쪽이, 보다 양호한 광학 보상이 실현되기 때문이다. 보다 구체적으로는, O 모드의 배치에 있어서는, 위상차 필름을 포함하는 제 2 광학 소자가 백라이트로부터 먼 측에 배치되므로, 백라이트의 열에 의한 악영향을 받기 어렵고, 표시 불균일이 작은 액정 표시 장치를 얻을 수 있다.
본 발명의 액정 패널은 상기의 실시형태에 한정되지 않고, 예를 들어, 도 1 에 나타낸 각 구성 부재 사이에 다른 구성 부재 (예를 들어, 등방성의 광학 점착제나 등방성 필름) 가 배치된 것이어도 된다. 이하, 본 발명의 액정 패널의 구성 부재에 대해 상세하게 설명한다.
B. 액정 셀
도 1 을 참조하면, 본 발명에 사용되는 액정 셀 (10) 은, 1 쌍의 기판 (11, 11') 과, 기판 (11, 11') 의 사이에 협지된 표시 매체로서의 액정층 (12) 을 갖는다. 일방의 기판 (액티브 매트릭스 기판) (11') 에는, 액정의 전기 광학 특성을 제어하는 스위칭 소자 (대표적으로는 TFT) 와, 이 스위칭 소자에 게이트 신호를 부여하는 주사선 및 소스 신호를 부여하는 신호선이 형성되어 있다 (모두 도시 생략). 타방의 기판 (컬러 필터 기판) (11) 에는, 컬러 필터 (도시 생략) 및 블랙 매트릭스 (도시 생략) 가 형성된다. 또한, 컬러 필터는 액티브 매트릭스 기판 (11') 에 형성해도 된다. 기판 (11, 11') 의 간격 (셀 갭) 은, 스페이서 (도시 생략) 에 의해 제어되고 있다. 기판 (11, 11') 의 액정층 (12) 과 접하 는 측에는, 예를 들어 폴리이미드로 이루어지는 배향막 (도시 생략) 이 형성되어 있다.
상기 액정층 (12) 은, 바람직하게는 전계가 존재하지 않는 상태에서 호모지니어스 배향시킨 액정 분자를 포함한다. 이와 같은 액정층 (결과적으로, 액정 셀) 은 대표적으로는 nx ＞ ny = nz 의 굴절률 분포를 나타낸다.
「액정 셀의 초기 배향 방향」이란, 전계가 존재하지 않는 상태에서, 액정층에 포함되는 액정 분자가 배향된 결과 발생하는 액정층의 면내 굴절률이 최대가 되는 방향을 말한다. 이와 같은 굴절률 분포를 나타내는 액정층을 사용하는 구동 모드의 대표예로서는, 인플레인 스위칭 (IPS) 모드, 프린지 필드 스위칭 (FFS) 모드 및 강유전성 액정 (FLC) 모드 등을 들 수 있다. 이와 같은 구동 모드에 사용되는 액정의 구체예로서는, 네마틱 액정, 스멕틱 액정을 들 수 있다. 예를 들어, IPS 모드 및 FFS 모드에는 네마틱 액정이 사용되고, FLC 모드에는 스멕틱 액정이 사용된다.
상기 IPS 모드는, 전압 제어 복굴절 (ECB : Electrically Controlled Birefringnence) 효과를 이용하여, 전계가 존재하지 않는 상태에서 호모지니어스 배향시킨 액정 분자를, 예를 들어, 금속으로 형성된 대향 전극과 화소 전극에서 발생시킨 기판에 평행한 전계 (횡전계라고도 한다) 에서 응답시킨다. 보다 구체적으로는, 예를 들어, 테크노 타임즈사 출판「월간 디스플레이 7 월호」 p.83 ∼ p.88 (1997 년판) 이나, 닛폰 액정 학회 출판 「액정 vol.2 No.4」p.303 ∼ p.316 (1998 년판) 에 기재되어 있는 바와 같이, 노멀리 블랙 방식에서는, 액정 셀의 전 계 무인가시의 배향 방향과 일방 측의 편광자의 흡수축을 일치시켜, 상하의 편광판을 직교 배치시키면, 전계가 없는 상태에서 완전하게 흑색 표시가 된다. 전계가 있을 때에는 액정 분자가 기판에 평행을 유지하면서 회전 동작함으로써, 회전각에 따른 투과율을 얻을 수 있다. 또한, 상기의 IPS 모드는, V 자형 전극 또는 지그재그 전극 등을 채용한, 슈퍼ㆍ인플레인 스위칭 (S-IPS) 모드나, 어드밴스드ㆍ슈퍼ㆍ인플레인 스위칭 (AS-IPS) 모드를 포함한다. 상기와 같은 IPS 모드를 채용한 시판되는 액정 표시 장치로서는, 예를 들어, 히타치 제작소 (주) 20V 형 와이드 액정 텔레비전 상품명 「Wooo」, 이야마 (주) 19 형 액정 디스플레이 상품명「ProLite E481S-1」, (주) 나나오 제조 17 형 TFT 액정 디스플레이 상품명 「Flex Scan L565」 등을 들 수 있다.
상기 FFS 모드는, 전압 제어 복굴절 효과를 이용하여, 전계가 존재하지 않는 상태에서 호모지니어스 분자 배열로 배향시킨 액정 분자를, 예를 들어, 투명 도전체로 형성된 대향 전극과 화소 전극에서 발생시킨 기판에 평행한 전계 (횡전계라고도 한다) 에서 응답시키는 것을 말한다. 또한, FFS 모드에 있어서의 횡전계는 프린지 전계라고도 한다. 이 프린지 전계는, 투명 도전체로 형성된 대향 전극과 화소 전극의 간격을 셀 갭보다 좁게 설정함으로써 발생시킬 수 있다. 보다 구체적으로는, SID (Society for Information Display) 2001 Digest, p.484-p.487 이나, 일본 공개특허공보 2002-031812호에 기재되어 있는 바와 같이, 노멀리 블랙 방식에서는, 액정 셀의 전계 무인가시의 배향 방향과 일방 측의 편광자의 흡수축을 일치시켜, 상하의 편광판을 직교 배치시키면, 전계가 없는 상태에서 완전하게 흑색 표시가 된다. 전계가 있을 때에는, 액정 분자가 기판에 평행을 유지하면서 회전 동작함으로써, 회전각에 따른 투과율을 얻을 수 있다. 또한, 상기의 FFS 모드는, V 자형 전극 또는 지그재그 전극 등을 채용한, 어드밴스드ㆍ프린지 필드 스위칭 (A-FFS) 모드나, 울트라ㆍ프린지 필드 스위칭 (U-FFS) 모드를 포함한다. 상기와 같은 FFS 모드를 채용한 시판되는 액정 표시 장치로서는, 예를 들어, Motion Computing 사 타블렛 PC 상품명「M1400」을 들 수 있다.
상기 FLC 모드는, 예를 들어, 강유전성 키랄 스멕틱 액정을 두께 1㎛ ∼ 2㎛ 정도의 전극 기판 사이에 봉입한 경우에, 2 개의 안정적인 분자 배향 상태를 나타낸다는 성질을 이용한다. 보다 구체적으로는, 인가 전압에 의해, 상기 강유전성 키랄 스멕틱 액정 분자를 기판에 평행한 면내에서 회전시켜 응답시킨다. 이 FLC 모드는, 상기 IPS 모드나 상기 FFS 모드와 동일한 원리로 흑백 표시를 얻을 수 있다. 또한, 상기 FLC 모드는, 다른 구동 모드와 비교하여 응답 속도가 빠르다는 특징을 갖는다. 또한, 본 명세서에 있어서, 상기 FLC 모드는 표면 안정화 (SS-FLC) 모드, 반강유전성 (AFLC) 모드, 고분자 안정화 (PS-FLC) 모드 및 V 자 특성 (V-FLC) 모드를 포함한다.
상기 호모지니어스 배향시킨 액정 분자란, 배향 처리된 기판과 액정 분자의 상호 작용 결과로서, 상기 액정 분자의 배향 벡터가 기판 평면에 대해 평행 또한 일정하게 배향된 상태인 것을 말한다. 또한, 본 명세서에 있어서는, 상기 배향 벡터가 기판 평면에 대해 조금 기울어져 있는 경우, 즉 상기 액정 분자가 프리틸트를 가지는 경우도 호모지니어스 배향에 포함된다. 액정 분자가 프리틸트를 가 지는 경우에는, 그 프리틸트 각은 20°이하인 것이 콘트라스트 비를 높게 유지하고, 양호한 표시 특성이 얻어지는 점에서 바람직하다.
상기 네마틱 액정으로서는, 목적에 따라 임의의 적절한 네마틱 액정이 채용될 수 있다. 예를 들어, 네마틱 액정은, 유전율 이방성이 정 (正) 인 것이어도, 부인 것이어도 된다. 유전율 이방성이 정인 네마틱 액정의 구체예로서는, 머크사 제조 상품명 「ZLI-4535」를 들 수 있다. 유전율 이방성이 부인 네마틱 액정의 구체예로서는, 머크사 제조 상품명 「ZLI-2806」을 들 수 있다. 또, 상기 네마틱 액정의 상광 굴절률 (no) 과 이상광 굴절률 (ne) 의 차이, 즉 복굴절률 (ΔnLC) 은 상기 액정의 응답 속도나 투과율 등에 의해 임의로 설정할 수 있는데, 통상적으로 0.05 ∼ 0.30 인 것이 바람직하다.
상기 스멕틱 액정으로서는, 목적에 따라 임의의 적절한 스멕틱 액정이 채용될 수 있다. 바람직하게는 스멕틱 액정은, 분자 구조의 일부에 부제 탄소 원자를 갖고, 강유전성을 나타내는 것 (강유전 액정이라고도 한다) 이 사용된다. 강유전성을 나타내는 스멕틱 액정의 구체예로서는, p-데실록시벤질리덴-p'-아미노-2-메틸부틸신나메이트, p-헥실옥시벤질리덴-p'-아미노-2-클로로프로필신나메이트, 4-o-(2-메틸)부틸레졸실리덴-4'-옥틸아닐린을 들 수 있다. 또, 시판되는 강유전성 액정으로서는, 머크사 제조 상품명 ZLI-5014-000 (전기 용량 2.88nF, 자발 분극 -2.8C/㎠), 머크사 제조 상품명 ZLI-5014-100 (전기 용량 3.19nF, 자발 분극 -20.0C/㎠), 휙스트사 제조 상품명 FELIX-008 (전기 용량 2.26nF, 자발 분극 -9.6C/㎠) 등을 들 수 있다.
상기 액정 셀의 셀 갭 (기판 간격) 으로서는, 목적에 따라 임의의 적절한 셀 갭이 채용될 수 있다. 셀 갭은 바람직하게는 1.0㎛ ∼ 7.0㎛ 이다. 상기의 범위 내이면, 응답 시간을 짧게 할 수 있고, 양호한 표시 특성을 얻을 수 있다.
C. 편광자
본 명세서에 있어서, 편광자란, 자연광 또는 편광을 임의의 편광으로 변환할 수 있는 광학 필름을 말한다. 본 발명의 편광판에 사용되는 편광자로서는, 임의의 적절한 편광자가 채용될 수 있다. 바람직하게는, 자연광 또는 편광을 직선 편광으로 변환하는 필름이 사용된다.
상기 편광자의 두께로서는, 임의의 적절한 두께가 채용될 수 있다. 편광자의 두께는 대표적으로는 5㎛ ∼ 80㎛ 이고, 바람직하게는 10㎛ ∼ 50㎛ 이고, 더욱 바람직하게는 20㎛ ∼ 40㎛ 이다. 상기의 범위이면 광학 특성이나 기계적 강도가 우수하다.
C-1. 편광자의 광학 특성
상기 편광자의 23℃ 에서 측정한 파장 440㎚ 의 투과율 (단체 투과율이라고도 한다) 은, 바람직하게는 41％ 이상, 더욱 바람직하게는 43％ 이상이다. 또한, 단체 투과율의 이론적인 상한은 50％ 이다. 또, 편광도는 바람직하게는 99.8％ ∼ 100％ 이고, 더욱 바람직하게는, 99.9％ ∼ 100％ 이다. 상기의 범위이면, 액정 표시 장치에 사용하였을 때에 정면 방향의 콘트라스트 비를 한층 더 높게 할 수 있다.
상기 단체 투과율 및 편광도는, 분광 광도계 [무라카미 색채 기술 연구소 (주) 제조 제품명 「DOT-3」] 를 사용하여 측정할 수 있다. 상기 편광도의 구체적인 측정 방법으로서는, 상기 편광자의 평행 투과율 (H0) 및 직교 투과율 (H90) 을 측정하여, 식 : 편광도 (％) = {(H0 - H90) / (H0 + H90)}1/2 × 100 으로부터 구할 수 있다. 상기 평행 투과율 (H0) 은, 동일한 편광자 2 장을 서로의 흡수축이 평행이 되도록 중첩하여 제작한 평행형 적층 편광자의 투과율 값이다. 또, 상기 직교 투과율 (H90) 은, 동일한 편광자 2 장을 서로의 흡수축이 직교하도록 중첩하여 제작한 직교형 적층 편광자의 투과율 값이다. 또한, 이들 투과율은, JIS Z8701-1982 의 2 도 시야 (C 광원) 에 의해, 시감도 보정을 실시한 Y 값이다.
C-2. 편광자의 배치 수단
도 1 그리고 도 2(a) 및 도 2(b) 를 참조하면, 제 1 편광자 (21) 및 제 2 편광자 (22) 를 배치하는 방법으로서는, 목적에 따라 임의의 적절한 방법이 채용될 수 있다. 바람직하게는, 상기 제 1 편광자 (21) 및 제 2 편광자 (22) 는, 액정 셀에 대향하는 측의 표면에 접착제층 또는 점착제층 (도시 생략) 을 형성하고, 제 1 편광자 (21) 는 제 1 광학 소자 (30) 의 표면에, 제 2 편광자 (22) 는 제 3 광학 소자 (50) 의 표면에 접착된다. 이와 같이 함으로써, 액정 표시 장치에 사용하였을 때에 콘트라스트를 높게 할 수 있다.
상기 접착제 또는 점착제의 두께는 사용 목적이나 접착력 등에 따라 적절히 결정할 수 있으며, 접착제의 바람직한 두께의 범위는, 일반적으로는 0.1㎛ ∼ 50㎛ 이고, 바람직하게는 0.1㎛ ∼ 20㎛ 이고, 특히 바람직하게는 0.1㎛ ∼ 10㎛ 이다. 점착제의 바람직한 두께의 범위는, 일반적으로는 1㎛ ∼ 100㎛ 이고, 바람직하게는 5㎛ ∼ 80㎛ 이며, 특히 바람직하게는 10㎛ ∼ 50㎛ 이다.
상기 접착제 또는 점착제층을 형성하는 접착제 또는 점착제로서는, 피착체의 종류에 따라 임의의 적절한 접착제 또는 점착제가 채용될 수 있다. 접착제로서는, 특히 편광자에 폴리비닐알코올계 수지를 주성분으로 하는 고분자 필름이 사용된 경우에는 수성 접착제가 바람직하게 사용된다. 특히 바람직하게는, 폴리비닐알코올계 수지를 주성분으로 하는 것이 사용된다.
바람직하게는, 상기 제 1 편광자 (21) 는 그 흡수축이 제 2 편광자 (22) 의 흡수축과 실질적으로 직교하도록 배치된다. 실질적으로 직교하는 각도 범위에서 벗어나는 정도가 커질수록, 액정 표시 장치에 사용하였을 때에 콘트라스트가 저하되는 경향이 있다.
C-3. 편광자에 사용되는 광학 필름
상기 편광자는, 예를 들어 2 색성 물질을 포함하는 폴리비닐알코올계 수지를 주성분으로 하는 고분자 필름의 연신 필름으로 이루어진다. 상기 폴리비닐알코올계 수지를 주성분으로 하는 고분자 필름은, 예를 들어, 일본 공개특허공보 2000-315144호 [실시예 1] 에 기재된 방법에 의해 제조된다.
상기 폴리비닐알코올계 수지로서는, 비닐에스테르계 모노머를 중합하여 얻어진 비닐에스테르계 중합체를 비누화하고, 비닐에스테르 단위를 비닐알코올 단위로 한 것을 사용할 수 있다. 상기 비닐에스테르계 모노머로서는 예를 들어, 포름산비닐, 아세트산비닐, 프로피온산비닐, 발레르산비닐, 라우르산비닐, 스테아르산비닐, 벤조산비닐, 피발산비닐, 버서틱산 (versatic acid) 비닐 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 바람직하게는 아세트산비닐이다.
상기 폴리비닐알코올계 수지의 평균 중합도로서는, 임의의 적절한 평균 중합도가 채용될 수 있다. 평균 중합도는 바람직하게는 1200 ∼ 3600 이고, 더욱 바람직하게는 1600 ∼ 3200 이고, 가장 바람직하게는 1800 ∼ 3000 이다. 또한, 폴리비닐알코올계 수지의 평균 중합도는, JIS K 6726-1994 에 준한 방법에 의해 측정할 수 있다.
상기 폴리비닐알코올계 수지의 비누화도는, 편광자의 내구성의 관점에서 바람직하게는 90.0 몰％ ∼ 99.9 몰％ 이고, 더욱 바람직하게는 95.0 몰％ ∼ 99.9 몰％ 이고, 가장 바람직하게는 98.0 몰％ ∼ 99.9 몰％ 이다.
상기 비누화도란, 비누화에 의해 비닐알코올 단위로 변환될 수 있는 단위 중에서, 실제로 비닐알코올 단위로 비누화되어 있는 단위의 비율을 나타낸 것이다. 또한, 폴리비닐알코올계 수지의 비누화도는, JIS K 6726-1994 에 준하여 구할 수 있다.
본 발명에 사용되는 폴리비닐알코올계 수지를 주성분으로 하는 고분자 필름은, 바람직하게는 가소제로서 다가 알코올을 함유할 수 있다. 상기 다가 알코올로서는 예를 들어, 에틸렌글리콜, 글리세린, 프로필렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 테트라에틸렌글리콜, 트리메틸올프로판 등을 들 수 있다. 이들은, 단독으로 또는 2 종 이상을 조합하여 사용될 수 있다. 본 발명에 있어서는, 연신성, 투명성, 열안정성 등의 관점에서 에틸렌글리콜 또는 글리세린이 바람직하게 사용된다.
본 발명에 있어서의 다가 알코올의 사용량으로서는, 폴리비닐알코올계 수지의 전체 고형분 100 에 대해, 바람직하게는 1 ∼ 30 (중량비) 이고, 더욱 바람직하게는 3 ∼ 25 (중량비) 이고, 가장 바람직하게는 0.05 ∼ 0.3 (중량비) 이다. 상기의 범위이면, 염색성이나 연신성을 한층 더 향상시킬 수 있다.
상기 2 색성 물질로서는, 임의의 적절한 2 색성 물질이 채용될 수 있다. 구체적으로는, 요오드 또는 2 색성 염료 등을 들 수 있다. 본 명세서에 있어서는, 「2 색성」이란, 광축 방향과 그것에 직교하는 방향의 2 방향에서 광의 흡수가 상이한 광학적 이방성을 말한다.
상기 2 색성 염료로서는, 예를 들어, 레드 BR, 레드 LR, 레드 R, 핑크 LB, 루빈 BL, 보르도 GS, 스카이블루 LG, 레몬 옐로우, 블루 BR, 블루 2R, 네이비 RY, 그린 LG, 바이올렛 LB, 바이올렛 B, 블랙 H, 블랙 B, 블랙 GSP, 옐로우 3G, 옐로우R, 오렌지 LR, 오렌지 3R, 스칼렛 GL, 스칼렛 KGL, 콩고 레드, 브릴리언트 바이올렛 BK, 수프라 블루 G, 수프라 블루 GL, 수프라 오렌지 GL, 다이렉트 스카이블루, 다이렉트 퍼스트 오렌지 S 및 퍼스트 블랙 등을 들 수 있다.
편광자의 제조 방법의 일례에 대해, 도 3 을 참조하여 설명한다. 도 3 은 본 발명에 사용되는 편광자의 대표적인 제조 공정의 개념을 나타내는 모식도이다. 예를 들어, 폴리비닐알코올계 수지를 주성분으로 하는 고분자 필름 (201) 은, 조출부 (200) 로부터 풀려나와, 요오드 수용액욕 (210) 중에 침지되어 속도비가 상이한 롤 (211 및 212) 에 의해 필름 길이 방향으로 장력이 부여되면서 팽윤 및 염색 공정에 제공된다. 다음으로, 붕산과 요오드화칼륨을 함유하는 수용액의 욕 (220) 중에 침지되어 속도비가 상이한 롤 (221 및 222) 에 의해 필름 길이 방향으로 장력이 부여되면서 가교 처리에 제공된다. 가교 처리된 필름은, 롤 (231 및 232) 에 의해, 요오드화칼륨을 함유하는 수용액욕 (230) 중에 침지되어 수세 처리에 제공된다. 수세 처리된 필름은, 건조 수단 (240) 에 의해 건조됨으로써 수분율이 조절되고, 권취부 (260) 에서 감겨진다. 편광자 (250) 는, 이들 공정을 거쳐, 상기 폴리비닐알코올계 수지를 주성분으로 하는 고분자 필름을 원래 길이의 5 ∼ 7 배로 연신함으로써 얻을 수 있다.
상기 편광자의 수분율로서는, 임의의 적절한 수분율이 채용될 수 있다. 바람직하게는 수분율은 5％ ∼ 40％ 이고, 더욱 바람직하게는 10％ ∼ 30％ 이며, 가장 바람직하게는 20％ ∼ 30％ 이다.
또한, 본 발명의 액정 패널에 있어서, 액정 셀의 양측에 배치되는 편광자는 동일해도 되고 각각 상이해도 된다.
D. 제 1 광학 소자
도 1 그리고 도 2(a) 및 도 2(b) 를 참조하면, 제 1 광학 소자 (30) 는 제 1 편광자 (21) 와 제 2 광학 소자 (40) 사이에 배치된다. 이와 같은 형태에 의하면, 당해 제 1 광학 소자가 편광자의 셀측 보호층으로서 기능하게 되어, 편광자의 열화를 방지하고, 결과적으로 액정 표시 장치의 표시 특성을 장시간 높게 유지할 수 있다. 이 제 1 광학 소자 (30) 는 실질적으로 광학적으로 부의 1 축성을 갖는다. 광학적으로 부의 1 축성을 갖는 광학 소자는, 이상적으로는 법선 방향으로 광축을 갖는다.
본 명세서에 있어서,「실질적으로 광학적으로 부의 1 축성을 갖는다」란, 굴절률 분포가 nx = ny ＞ nz 를 만족시키는 것을 말한다 (네거티브 C 플레이트라고도 한다). 상기 굴절률 분포는, 엄밀하게 nx = ny 에 한정되지 않고, 액정 표시 장치의 표시 특성에 실용상 악영향을 미치지 않을 정도로 면내의 굴절률 차이가 작은 것 (nx ≒ ny) 이면 된다.
본 발명에 있어서, 상기 제 1 광학 소자는, 상기 제 2 광학 소자와 조합하여 액정 패널의 비스듬한 방향의 광 누출을 저감시키 위해 사용된다. 통상적으로 2 장의 편광자를 서로의 흡수축이 직교하도록 액정 셀의 양측에 배치한 액정 패널은, 정면 방향에서는 광 누출은 발생하기 어렵지만, 비스듬한 방향에서는 광 누출이 발생하여, 각 편광자의 흡수축을 0°, 90°로 한 경우에 비스듬한 방향의 45°방위에서 광 누출량이 최대가 되는 경향이 있다. 이 광 누출량을 저감시킴으로써, 결과적으로 비스듬한 방향의 콘트라스트 비를 높여 비스듬한 방향의 컬러 시프트량을 작게 할 수 있다.
D-1. 제 1 광학 소자의 광학 특성
본 발명에 사용되는 제 1 광학 소자의 23℃ 에 있어서의 파장 590㎚ 에서 측정한 면내의 위상차값 (Re [590]) 은, 바람직하게는 0㎚ ∼ 10㎚ 이고, 보다 바람직하게는 0㎚ ∼ 5㎚ 이며, 더욱 바람직하게는 0㎚ ∼ 3㎚ 이다. Re [590] 는, d(㎚) 를 광학 소자의 두께로 하였을 때, 식 : Re [590] = (nx - ny) × d 에 의해 구할 수 있다. 상기 제 1 광학 소자의 Re [590] 를 상기의 범위로 함으로써, 후술하는 제 2 광학 소자와 조합한 경우에 액정 셀의 우수한 광학 보상이 실현된다.
본 발명에 사용되는 제 1 광학 소자의 23℃ 에 있어서의 파장 590㎚ 에서 측정한 Rth [590] 는, 바람직하게는 10㎚ ∼ 100㎚ 이고, 보다 바람직하게는 20㎚ ∼ 80㎚ 이며, 더욱 바람직하게는 30㎚ ∼ 50㎚ 이다. Rth [590] 는, d(㎚) 를 광학 소자의 두께로 하였을 때, 식 : Rth [590] = (nx - nz) × d 에 의해 구할 수 있다. 상기 제 1 광학 소자의 Rth [590] 를 상기의 범위로 함으로써, 후술하는 제 2 광학 소자와 조합한 경우에 액정 셀의 우수한 광학 보상이 실현된다.
D-2. 제 1 광학 소자의 배치 수단
도 1 그리고 도 2(a) 및 도 2(b) 를 참조하면, 상기 제 1 광학 소자 (30) 를 제 1 편광자 (21) 와 제 2 광학 소자 (40) 사이에 배치하는 방법으로서는, 목적에 따라 임의의 적절한 방법이 채용될 수 있다. 바람직하게는, 상기 제 1 광학 소자 (30) 는, 그 양면에 접착제층 또는 점착제층을 형성하여 제 1 편광자 (21) 및 제 2 광학 소자 (40) 에 접착시킨다. 각 광학 소자의 간극을 이와 같이 접착제층 또는 점착제층으로 채움으로써, 액정 표시 장치에 장착하였을 때에 각 광학 소자의 광학축의 관계가 어긋나는 것을 방지하거나, 각 광학 소자끼리가 스쳐서 손상되거나 하는 것을 방지할 수 있다. 또, 각 광학 소자의 층 사이의 계면 반사를 줄여, 액정 표시 장치에 사용하였을 때에 정면 방향 및 비스듬한 방향의 콘트라스 트 비를 높게 할 수 있다.
상기 접착제층 또는 점착제층의 두께는, 사용 목적이나 접착력 등에 따라 적당하게 적절한 범위로 결정할 수 있다. 접착제의 바람직한 두께의 범위는, 바람직하게는 0.1㎛ ∼ 50㎛ 이고, 더욱 바람직하게는 0.1㎛ ∼ 20㎛ 이며, 특히 바람직하게는 0.1㎛ ∼ 10㎛ 이다. 점착제의 바람직한 두께의 범위는, 바람직하게는 1㎛ ∼ 100㎛ 이고, 더욱 바람직하게는 5㎛ ∼ 80㎛ 이며, 특히 바람직하게는 10㎛ ∼ 50㎛ 이다.
상기 접착제 또는 점착제층을 형성하는 접착제 또는 점착제로서는, 임의의 적절한 접착제 또는 점착제가 채용될 수 있다. 접착제로서는, 예를 들어, 열가소성 접착제, 핫멜트 접착제, 고무계 접착제, 열경화성 접착제, 모노머 반응형 접착제, 무기계 접착제, 천연물 접착제 등을 들 수 있다. 점착제로서는, 예를 들어, 용제형 점착제, 비수계 에멀션형 점착제, 수계형 점착제, 핫멜트형 점착제, 액상 경화형 점착제, 경화형 점착제, 캘린더법에 의한 점착제 등을 들 수 있다.
상기 제 1 광학 소자 (30) 는, nx 와 ny 가 완전하게 동일한 경우에는 면내에 위상차값을 발생시키지 않기 때문에, 지상축은 검출되지 않아, 제 1 편광자 (21) 의 흡수축 및 제 2 광학 소자 (40) 의 지상축과는 관계 없이 배치될 수 있다. nx 와 ny 가 실질적으로 동일해도, nx 와 ny 가 약간 상이한 경우에는 지상축이 검출되는 경우가 있다. 이 경우, 바람직하게는 상기 제 1 광학 소자 (30) 는, 그 지상축이 제 1 편광자 (21) 의 흡수축과 실질적으로 평행 또는 직교하도록 배치된다. 직교 또는 평행에서 벗어나는 정도가 커질수록, 액정 표시 장치에 사용 하였을 때에 콘트라스트가 저하되는 경향이 있다.
D-3. 제 1 광학 소자의 구성
제 1 광학 소자의 구성 (적층 구조) 은, 상기 D-1 항에 기재된 광학 특성을 만족시키는 것이면 특별히 제한은 없다. 구체적으로는, 제 1 광학 소자는 위상차 필름 단독이어도 되고, 2 장 이상의 위상차 필름으로 구성되는 적층체이어도 된다. 바람직하게는, 제 1 광학 소자는 단독의 위상차 필름이다. 편광자의 수축 응력이나 백라이트의 열에 의한 위상차값의 어긋남이나 불균일을 저감시키고, 또한 액정 패널을 얇게 할 수 있기 때문이다. 제 1 광학 소자가 적층체인 경우에는, 접착제층이나 점착제층을 포함해도 된다. 적층체가 2 장 이상의 위상차 필름을 포함하는 경우에는, 이들 위상차 필름은 동일해도 되고 상이해도 된다. 또한, 위상차 필름의 상세한 내용에 대해서는 D-4 항에서 후술한다.
제 1 광학 소자에 사용되는 위상차 필름의 Rth [590] 는, 사용되는 위상차 필름의 장수에 의해 적절히 선택할 수 있다. 예를 들어, 제 1 광학 소자가 위상차 필름 단독으로 구성되는 경우에는, 위상차 필름의 Rth [590] 는 제 1 광학 소자의 Rth [590] 와 동등하게 하는 것이 바람직하다. 따라서, 상기 제 1 광학 소자를 제 1 편광자나 제 2 광학 소자에 적층할 때에 사용되는 점착제층이나 접착제층 등의 위상차값은, 가능한 한 작은 것이 바람직하다. 또, 예를 들어, 제 1 광학 소자가 2 장 이상의 위상차 필름을 포함하는 적층체인 경우에는, 각각의 위상차 필름의 Rth [590] 의 합계가, 제 1 광학 소자의 Rth [590] 와 동등해지도록 설계하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 2 장의 위상차 필름을 적층하여 Rth [590] 가 40㎚ 인 제 1 광학 소자를 제작하는 경우에는, 각각의 위상차 필름의 Rth [590] 를 20㎚ 로 할 수 있다. 또는, 일방의 위상차 필름의 Rth [590] 를 10㎚ 로 하고, 타방의 위상차 필름의 Rth [590] 를 30㎚ 로 할 수도 있다. 2 장의 위상차 필름을 적층하는 경우에는, 각각의 위상차 필름의 지상축이 서로 직교하도록 배치하는 것이 바람직하다. Re [590] 를 작게 할 수 있기 때문이다. 또한, 여기서는 간단히 하기 위해, 위상차 필름이 2 장 이하인 경우에 대해서만 나타냈지만, 3 장 이상의 위상차 필름을 포함하는 적층체에 대해서도 본 발명이 적용 가능하다는 것은 말할 필요도 없다.
상기 제 1 광학 소자의 전체 두께는, 바람직하게는 10㎛ ∼ 200㎛ 이고, 보다 바람직하게는 20㎛ ∼ 120㎛ 이며, 더욱 바람직하게는 30㎛ ∼ 60㎛ 이다. 상기 제 1 광학 소자는 상기의 두께 범위로 함으로써, 액정 표시 장치의 박형화에 공헌할 수 있다.
D-4. 제 1 광학 소자에 사용되는 위상차 필름
제 1 광학 소자에 사용되는 위상차 필름으로서는 특별히 제한은 없지만, 투명성, 기계적 강도, 열안정성, 수분 차폐성 등이 우수하고, 변형에 의해 광학적인 불균일이 잘 발생되지 않는 것이 바람직하게 사용된다.
상기 위상차 필름의 두께는 목적에 따라 적절히 선택될 수 있다. 당해 두께는, 바람직하게는 5㎛ ∼ 100㎛ 이고, 더욱 바람직하게는 10㎛ ∼ 90㎛ 이며, 특히 바람직하게는 15㎛ ∼ 60㎛ 이다. 상기의 범위이면, 기계적 강도나 광학 균일성이 우수하고, 상기 D-1 항에 기재된 광학 특성을 만족시키는 위상차 필름을 얻을 수 있다.
상기 위상차 필름의 광 탄성 계수의 절대값 (C [590] (㎡/N)) 은, 바람직하게는 1 × 10-12 ∼ 200 × 10-12 이고, 더욱 바람직하게는 1 × 10-12 ∼ 50 × 10-12 이며, 가장 바람직하게는 1 × 10-12 ∼ 30 × 10-12 이다. 광 탄성 계수의 절대값은 작을수록, 액정 표시 장치에 사용하였을 때에 편광자의 수축 응력이나 백라이트의 열에 의한 위상차값의 어긋남이나 불균일이 발생되기 어렵게 하여, 표시 균일성이 우수한 액정 표시 장치를 얻을 수 있다.
상기 위상차 필름의 23℃ 에 있어서의 파장 590㎚ 의 광으로 측정한 투과율은, 바람직하게는 80％ 이상이고, 더욱 바람직하게는 85％ 이상이며, 특히 바람직하게는 90％ 이상이다. 제 1 광학 소자도 동일한 광 투과율을 갖는 것이 바람직하다.
상기 위상차 필름으로서 바람직하게는, 열가소성 수지를 주성분으로 하는 고분자 필름이다. 상기 열가소성 수지는 비정성 (非晶性) 폴리머이어도 되고, 결정성 폴리머이어도 된다. 비정성 폴리머는 투명성이 우수하다는 이점을 갖고, 결정성 폴리머는 강성, 강도, 내약품성이 우수하다는 이점을 갖는다. 또, 상기 열가소성 수지를 주성분으로 하는 고분자 필름은, 연신되어 있어도 되고, 연신되어 있지 않아도 된다.
상기 열가소성 수지로서는, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리노르보르넨, 폴리염화비닐, 셀룰로오스에스테르, 폴리스티렌, ABS 수지, AS 수지, 폴리메타크릴산 메틸, 폴리아세트산비닐, 폴리염화비닐리덴 등의 범용 플라스틱 ; 폴리아미드, 폴리아세탈, 폴리카보네이트, 변성 폴리페닐렌에테르, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 범용 엔지니어링 플라스틱 ; 폴리페닐렌술파이드, 폴리술폰, 폴리에테르술폰, 폴리에테르에테르케톤, 폴리아릴레이트, 액정 폴리머, 폴리아미드이미드, 폴리이미드, 폴리테트라플루오로에틸렌 등의 슈퍼 엔지니어링 플라스틱 등을 들 수 있다. 상기의 열가소성 수지는 단독으로 또는 2 종 이상을 조합하여 사용된다. 또, 상기의 열가소성 수지는, 임의의 적절한 폴리머 변성을 실시하고 나서 사용할 수도 있다. 상기 폴리머 변성의 예로서는, 공중합, 가교, 분자 말단, 입체 규칙성 등의 변성을 들 수 있다. 제 1 광학 소자에 사용되는 위상차 필름으로서 특히 바람직하게는, 셀룰로오스에스테르를 주성분으로 하는 고분자 필름이다.
상기 셀룰로오스에스테르로서는, 임의의 적절한 셀룰로오스에스테르가 채용될 수 있다. 구체예로서는, 셀룰로오스아세테이트, 셀룰로오스프로피오네이트, 셀룰로오스부틸레이트 등의 유기산 에스테르 등을 들 수 있다. 또, 상기 셀룰로오스에스테르는, 예를 들어, 셀룰로오스의 수산기의 일부가 아세틸기와 프로피오닐기로 치환된 혼합 유기산 에스테르이어도 된다. 상기 셀룰로오스에스테르는, 예를 들어, 일본 공개특허공보 2001-188128호 [0040] ∼ [0041] 에 기재된 방법에 의해 제조된다.
상기 셀룰로오스에스테르의 중량 평균 분자량 (Mw) 은, 바람직하게는 20,000 ∼ 300,000 이고, 더욱 바람직하게는 50,000 ∼ 250,000 이며, 특히 바람직하게는 70,000 ∼ 200,000 이다. 상기의 범위이면, 열안정성, 기계적 강도가 우수한 투명 필름을 얻을 수 있다.
상기 열가소성 수지를 주성분으로 하는 고분자 필름을 얻는 방법으로서는, 임의의 적절한 성형 가공법이 사용될 수 있다. 예를 들어, 압축 성형법, 트랜스퍼 성형법, 사출 성형법, 압출 성형법, 블로우 성형법, 분말 성형법, FRP 성형법 및 캐스팅법 등에서 적당하게 적절한 것이 선택될 수 있다. 이들 제법 중에서도, 캐스팅법이 바람직하다. 평활성이 높고, Re [590] 가 작고, 양호한 광학 균일성 (예를 들어, 위상차값이 면내에서도 두께 방향에서도 균일한 것) 을 갖는 위상차 필름을 얻을 수 있기 때문이다. 상기 캐스팅법은, 구체적으로는, 주성분이 되는 열가소성 수지, 가소제, 첨가제 등을 함유하는 수지 조성물을 용제에 용해시킨 농후 용액 (도프) 을 탈포시켜서, 엔드리스 스테인리스 벨트 또는 회전 드럼 표면에 균일하게 박막상으로 유연하고, 용제를 증발시켜 필름을 제조하는 방법이다.
상기 열가소성 수지를 주성분으로 하는 고분자 필름의 성형시에 채용되는 조건은, 수지의 조성이나 종류, 성형 가공법 등에 의해 적절히 선택될 수 있다. 상기 캐스팅법의 경우, 사용되는 용제로서는 시클로펜타논, 시클로헥사논, 메틸이소부틸케톤, 톨루엔, 아세트산에틸, 디클로로메탄, 클로로포름, 테트라히드로푸란 등을 들 수 있다. 이들 용제는, 광학 균일성이 높은 위상차 필름을 얻을 수 있다. 또, 상기 용제의 건조 온도는, 바람직하게는 50℃ ∼ 250℃ 이고, 더욱 바람직하게는 80℃ ∼ 150℃ 이다. 상기의 범위로 함으로써, Re [590] 가 작고, 광학 균일성이 높은 위상차 필름을 얻을 수 있다. Rth [590] 는, 건조 조건이나 형성 후의 필름 두께 등에 의해 적절히 조정할 수 있다.
상기 열가소성 수지를 주성분으로 하는 고분자 필름에는, 임의의 적절한 첨가제를 추가로 함유할 수 있다. 첨가제의 구체예로서는, 가소제, 열안정제, 광안정제, 활제, 항산화제, 자외선 흡수제, 난연제, 착색제, 대전 방지제, 상용화제, 가교제 및 증점제 등을 들 수 있다. 사용되는 첨가제의 종류 및 양은, 목적에 따라 적절히 설정될 수 있다. 예를 들어, 상기 첨가제의 함유량은, 고분자 필름의 전체 고형분 100 에 대해 바람직하게는 10 (중량비) 이하이고, 더욱 바람직하게는 5 (중량비) 이하이며, 가장 바람직하게는 3 (중량비) 이하이다.
일 실시형태에 있어서는, 상기 제 1 광학 소자에 사용되는 위상차 필름은 연신 필름이다. 예를 들어, 상기 제 1 광학 소자에 사용되는 위상차 필름은, 열가소성 수지를 주성분으로 하는 고분자 필름의 연신 필름으로 구성되어도 된다. 본 명세서에 있어서,「연신 필름」이란 적당한 온도에서 미연신 필름에 장력을 부가하거나 또는 미리 연신된 필름에 다시 장력을 부가하여, 특정 방향으로 분자의 배향을 높인 플라스틱 필름을 말한다.
상기 연신 필름을 형성하는 방법으로서는, 임의의 적절한 연신 방법이 채용될 수 있다. 구체예로서는, 종 1 축 연신법, 횡 1 축 연신법, 종횡 동시 2 축 연신법, 종횡 축차 2 축 연신법 등을 들 수 있다. 연신 수단으로서는, 롤 연신기, 텐터 연신기나 2 축 연신기 등의 임의의 적절한 연신기가 사용될 수 있다. 또, 상기 가열 연신을 실시하는 경우에는 온도를 연속적으로 변화시켜도 되고, 단 계적으로 변화시켜도 된다. 또, 연신 공정을 2 회 이상으로 분할해도 된다.
또, 상기 열가소성 수지를 주성분으로 하는 고분자 필름은, 상기 서술한 외에도 시판되는 광학 필름을 그대로 사용할 수도 있다. 또, 시판되는 광학 필름에 연신 처리 및/또는 완화 처리 등의 2 차 가공을 실시하고 나서 사용해도 된다. 시판되는 셀룰로오스에스테르를 주성분으로 하는 고분자 필름으로서는, 구체적으로는, 후지 사진 필름 (주) 제조 상품명 「후지택 시리즈」(TD, UZ 등) 등을 예시할 수 있다.
E. 제 2 광학 소자
도 1 및 도 2 를 참조하면, 제 2 광학 소자 (40) 는 제 1 광학 소자 (30) 와 액정 셀 (10) 사이에 배치된다.
본 발명에 있어서, 상기 제 2 광학 소자는, 상기 제 1 광학 소자와 조합하여 액정 패널의 비스듬한 방향의 광 누출을 저감시키기 위해 사용된다. 통상적으로 2 장의 편광자를 서로의 흡수축이 직교하도록 액정 셀의 양측에 배치한 액정 패널은, 정면 방향에서는 광 누출은 발생하기 어렵지만, 비스듬한 방향에서는 광 누출이 발생하여, 각 편광자의 흡수축을 0°, 90°로 한 경우에, 비스듬한 방향의 45°방위에서 광 누출량이 최대가 되는 경향이 있다. 이 광 누출량을 저감시킴으로써, 결과적으로 비스듬한 방향의 콘트라스트 비를 높여 비스듬한 방향의 컬러 시프트량을 작게 할 수 있다.
E-1. 제 2 광학 소자의 광학 특성
본 발명에 사용되는 제 2 광학 소자는, nx ＞ nz ＞ ny 의 굴절률 타원체를 나타낸다.
본 발명에 사용되는 제 2 광학 소자의 23℃ 에 있어서의 파장 590㎚ 에 있어서의 면내 위상차 Re [590] 는, 바람직하게는 100㎚ ∼ 300㎚ 이고, 보다 바람직하게는 130㎚ ∼ 270㎚ 이며, 더욱 바람직하게는 160㎚ ∼ 230㎚ 이다. 이들 범위에서, 전술한 제 1 광학 소자의 Rth [590] 의 값에 따라 적당하게 적절한 값이 선택될 수 있다.
제 1 광학 소자의 Rth [590] 와 제 2 광학 소자의 Re [590] 의 합은, 바람직하게는 [(λ/2)-100]㎚ ∼ [(λ/2)+100]㎚ 이고, 보다 바람직하게는 [(λ/2)-80]㎚ ∼ [(λ/2)+80]㎚ 이며, 더욱 바람직하게는 [(λ/2)-50]㎚ ∼ [(λ/2)+50]㎚ 이다. 제 1 광학 소자의 Rth [590] 와 제 2 광학 소자의 Re [590] 의 합을 (λ/2)㎚ 에 가까워지게 할수록, 광 누출을 줄일 수 있게 된다.
일반적으로, 광학 소자 (또는 위상차 필름) 의 위상차값은 파장에 의존하여 변화하는 경우가 있다. 이것을 광학 소자 (또는 위상차 필름) 의 파장 분산 특성이라고 한다. 본 명세서에 있어서, 상기 파장 분산 특성은, 23℃ 에 있어서의 파장 480㎚ 및 590㎚ 의 광으로 측정한 면내 위상차값의 비 : Re [480] / Re [590] 에 의해 구할 수 있다.
본 발명에 사용되는 제 2 광학 소자의 Re [480] / Re [590] 는, 바람직하게는 0.8 ∼ 1.2 이고, 더욱 바람직하게는 0.8 ∼ 1.1 이며, 특히 바람직하게는 0.8 ∼ 1.05 이다. 상기의 범위 내에서 값이 작을수록, 가시광의 넓은 영역에서 위상차값이 일정해지 때문에, 액정 표시 장치에 사용한 경우에 광 누출되는 광에 파 장의 편향이 잘 발생되지 않아, 액정 표시 장치의 비스듬한 방향의 컬러 시프트량을 한층 더 작게 할 수 있다.
본 발명에 사용되는 제 2 광학 소자의 Rth [590] 는, 0 ＜ Rth [590] ＜ Re [590] 를 만족시키는 범위에 있어서, 바람직하게는 30㎚ ∼ 130㎚ 이고, 보다 바람직하게는 40㎚ ∼ 120㎚ 이다. 상기 Rth 는, 후술하는 두께 방향의 위상차값 (Rth [590]) 과 면내 위상차값 (Re [590]) 의 비 (Nz 계수라고도 한다) 를 고려하여, 적절히 선택될 수 있다.
본 명세서에 있어서, Rth [590] / Re [590] 는, 23℃ 에 있어서의 파장 590㎚ 의 광으로 측정한 두께 방향 위상차값 Rth [590] 와 면내 위상차값 Re [590] 의 비 (Nz 계수라고도 한다) 를 말한다.
상기 제 2 광학 소자의 Nz 계수는, 바람직하게는 0.05 ∼ 0.45 이고, 보다 바람직하게는 0.1 ∼ 0.4 이고, 더욱 바람직하게는 0.2 ∼ 0.4 이며, 특히 바람직하게는 0.25 ∼ 0.35 이다.
E-2. 제 2 광학 소자의 배치 수단
도 1 그리고 도 2(a) 및 도 2(b) 를 참조하면, 상기 제 2 광학 소자 (40) 를 제 1 광학 소자 (30) 와 액정 셀 (10) 사이에 배치하는 방법으로서는, 목적에 따라 임의의 적절한 방법이 채용될 수 있다. 바람직하게는, 제 1 광학 소자 (보다 바람직하게는, 표면에 비누화 처리를 실시한 제 1 광학 소자) 의 표면에 제 2 광학 소자를 형성하는 리오트로픽 액정 수용액을 도공하여, 제 1 광학 소자 상에 제 2 광학 소자를 형성시킨다. 이와 같이 도공에 의해 제 2 광학 소자를 형성시킴으 로써, 두께가 매우 얇은 제 2 광학 소자로 할 수 있게 된다.
바람직하게는, 상기 제 2 광학 소자 (40) 는, 그 지상축이 제 1 편광자 (21) 의 흡수축과 실질적으로 직교하도록 배치된다. 직교에서 벗어나는 정도가 커질수록, 액정 표시 장치에 사용하였을 때에 콘트라스트가 저하되는 경향이 있다.
E-3. 제 2 광학 소자의 구성
제 2 광학 소자의 구성 (적층 구성) 은, 상기 E-1 항에 기재된 광학 특성을 만족시키는 것이면 특별히 제한은 없다. 구체적으로는, 제 2 광학 소자는 단독층이어도 되고, 복수 층이어도 된다. 또한, 제 2 광학 소자를 형성시키는 재료 등의 상세한 내용에 대해서는, E-4 항에서 후술한다.
상기 제 2 광학 소자의 전체 두께는, 바람직하게는 0.05㎛ ∼ 10㎛ 이고, 보다 바람직하게는 0.1㎛ ∼ 5㎛ 이며, 더욱 바람직하게는 0.2㎛ ∼ 3㎛ 이다. 본 발명에 있어서의 제 2 광학 소자는, 도공에 의해 형성되는 층 (코팅층) 으로서 얻어지므로, 상기와 같은 매우 얇은 두께로 할 수 있다. 이로써, 액정 표시 장치의 박형화에 공헌할 수 있다.
E-4. 제 2 광학 소자에 사용되는 재료
제 2 광학 소자는, -SO3M 기 및/또는 -COOM 기 (M 은 쌍이온을 나타낸다) 를 갖는 1 종 이상의 다환식 화합물로 형성된다. -SO3M 기는, 술폰산기 또는 술폰산염기를 나타낸다. -COOM 기는, 카르복실산기 또는 카르복실산염기를 나타낸다.
본 발명에 있어서, M 으로서는 예를 들어, 수소 원자, 알칼리 금속 원자, 알칼리 토금속 원자, 금속 이온, 또는 치환 혹은 무치환의 암모늄 이온을 들 수 있다. 상기 금속 이온으로서는, 예를 들어, Ni2+, Fe3+, Cu2+, Ag+, Zn2+, Al3+, Pd2+, Cd2+, Sn2+, Co2+, Mn2+, Ce3+ 등을 들 수 있다.
상기 다환식 화합물은, 바람직하게는 용액 상태에서 액정상을 나타내는 것이다 (즉, 리오트로픽 액정). 상기 액정상은, 배향성이 우수하다는 점에서 바람직하게는 네마틱 액정상이다.
상기 다환식 화합물은, 분자 구조 중에 바람직하게는 방향환 및/또는 복소환을 2 이상 갖는 유기 화합물이고, 보다 바람직하게는 방향환 및/또는 복소환을 3 개 ∼ 8 개 갖는 유기 화합물이고, 더욱 바람직하게는 방향환 및/또는 복소환을 4 개 ∼ 6 개 갖는 유기 화합물이다. 특히 바람직하게는, 상기 다환식 화합물은 분자 구조 중에 복소환을 필수로 포함한다. 또, 복소환 중의 헤테로 원자로서는 임의의 적절한 헤테로 원자를 선택할 수 있다. 헤테로 원자로서 바람직하게는 질소 원자이다.
상기 다환식 화합물은, 바람직하게는 일반식 (1) 로 나타내는 화합물이다.
[화학식 2]
Figure 112008072432976-pct00002
(일반식 (1) 중, M 은 쌍이온을 나타내고, k, l 은 각각 독립적으로 0 ∼ 4 의 정수이고, k 와 l 의 합은 0 ∼ 4 의 정수이고, m, n 은 각각 독립적으로 0 ∼ 6 의 정수이고, m 과 n 의 합은 0 ∼ 6 의 정수이고, k, l, m, n 은 동시에 0 이 아니다)
본 발명에 있어서, 일반식 (1) 로 나타내는 다환식 화합물은, 바람직하게는 k = 0, l = 0, m = 0, n = 1 ∼ 2 이다. 구체적으로는, 아세나프토[1,2-b]퀴녹살린-2-술폰산, 아세나프토[1,2-b]퀴녹살린-2,5-디술폰산이 바람직하다.
본 발명에 있어서의 제 2 광학 소자를 얻기 위해서는, 바람직하게는, 아세나프토[1,2-b]퀴녹살린-2-술폰산 및 아세나프토[1,2-b]퀴녹살린-2,5-디술폰산을 모두 함유하는 리오트로픽 액정 수용액을 제 1 광학 소자 (보다 바람직하게는, 표면에 비누화 처리를 실시한 제 1 광학 소자) 의 표면에 도공하여 형성한다.
일반식 (1) 로 나타내는 아세나프토[1,2-b]퀴녹살린 유도체는, 일반식 (2) 로 나타내는 바와 같이, 아세나프토[1,2-b]퀴녹살린 화합물을 황산, 발연 황산, 클로로술폰산으로 술폰화함으로써 얻을 수 있다.
[화학식 3]
Figure 112008072432976-pct00003
(일반식 (2) 중, M 은 쌍이온을 나타내고, k, l 은 각각 독립적으로 0 ∼ 4 의 정수이고, k 와 l 의 합은 0 ∼ 4 의 정수이고, m, n 은 각각 독립적으로 0 ∼ 6 의 정수이고, m 과 n 의 합은 0 ∼ 6 의 정수이고, k, l, m, n 은 동시에 0 이 아니다)
일반식 (1) 로 나타내는 아세나프토[1,2-b]퀴녹살린 유도체는, 일반식 (3) 으로 나타내는 바와 같이, 벤젠-1,2-디아민 화합물과 아세나프토퀴논 화합물의 축합 반응에 의해서도 얻을 수 있다.
[화학식 4]
Figure 112008072432976-pct00004
(일반식 (3) 중, M 은 쌍이온을 나타내고, k, l 은 각각 독립적으로 0 ∼ 4 의 정수이고, k 와 l 의 합은 0 ∼ 4 의 정수이고, m, n 은 각각 독립적으로 0 ∼ 6 의 정수이고, m 과 n 의 합은 0 ∼ 6 의 정수이고, k, l, m, n 은 동시에 0 이 아니다)
E-5. 제 2 광학 소자의 형성
본 발명의 제 2 광학 소자는, 임의의 적절한 방법으로 형성할 수 있다. 바람직하게는, 다음의 (1) ∼ (3) 의 공정을 포함하는 방법에 의해 제작된다.
(1) -SO3M 기 및/또는 -COOM 기 (M 은 쌍이온을 나타낸다) 를 갖는 1 종 이상의 다환식 화합물과 용매를 함유하고, 네마틱 액정상을 나타내는 용액을 조제하는 공정,
(2) 적어도 일방의 표면이 친수화 처리된 기재를 준비하는 공정,
(3) 상기 공정 (2) 에서 준비한 기재의 친수화 처리된 표면에, 상기 공정 (1) 에서 조제한 용액을 도공하고, 건조시키는 공정.
이와 같은 방법에 의하면, 제 2 광학 소자와 기재를 적어도 구비하는 적층 필름을 얻을 수 있다. 본 발명에 있어서는, 상기 기재는 제 1 광학 소자가 해당될 수 있다.
상기 공정 (1) 에 있어서, 상기 용액은, 바람직하게는 -SO3M 기 및/또는 -COOM 기의 치환 위치가 상이한 2 종류 이상의 다환식 화합물을 용매에 용해시켜 조제된다. 상기 용액에 함유되는 다환식 화합물의 종류는, 불순물로서 미량으로 함유되는 것을 제외하고, 바람직하게는 2 종류 이상이고, 더욱 바람직하게는 2 종류 ∼ 6 종류이며, 특히 바람직하게는 2 종류 ∼ 4 종류이다.
상기 용매는, 상기 다환식 화합물을 용해시켜 네마틱 액정상을 발현시키기 위해 사용된다. 상기 용매는, 임의의 적절한 것이 선택될 수 있다. 상기 용매는, 예를 들어, 물 등의 무기 용제이어도 되고, 알코올류, 케톤류, 에테르류, 에스테르류, 지방족 및 방향족 탄화수소류, 할로겐화 탄화수소류, 아미드류, 셀로솔브류 등의 유기 용제이어도 된다. 상기 용매로서는, 예를 들어, n-부탄올, 2-부탄올, 시클로헥사놀, 이소프로필알코올, t-부틸알코올, 글리세린, 에틸렌글리콜, 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로헥사논, 시클로펜타논, 2-펜타논, 2-헥사논, 디에틸에테르, 테트라히드로푸란, 디옥산, 아니솔, 아세트산에틸, 아세트산부틸, 락트산메틸, n-헥산, 벤젠, 톨루엔, 자일렌, 클로로포름, 디클로로메탄, 디클로로에탄, 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드, 메틸셀로솔브, 에틸 셀로솔브 등을 들 수 있다. 이들 용매는 단독으로 또는 2 종류 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 용매는, 바람직하게는 물이다. 상기 물의 전기 전도율은, 바람직하게는 20μS/㎝ 이하이고, 더욱 바람직하게는 0.001μS/㎝ ∼ 10μS/㎝ 이며, 특히 바람직하게는 0.01μS/㎝ ∼ 5μS/㎝ 이다. 상기 물의 전기 전도율의 하한값은, 0μS/㎝ 이다. 물의 전기 전도율을 상기의 범위로 함으로써, 높은 면내의 복굴절률을 갖는 제 2 광학 소자가 얻어질 수 있다.
상기 용액 중의 다환성 화합물의 농도는, 사용하는 다환식 화합물의 종류에 따라, 네마틱 액정상을 나타내는 범위로 적절히 조제될 수 있다. 상기 용액 중의 다환성 화합물의 농도는, 바람직하게는 5 중량％ ∼ 40 중량％ 이고, 보다 바람직하게는 5 중량％ ∼ 35 중량％ 이며, 더욱 바람직하게는 5 중량％ ∼ 30 중량％ 이다. 용액의 농도를 상기 범위로 함으로써, 그 용액은 안정적인 액정 상태를 형성할 수 있다. 상기 네마틱 액정상은, 편광 현미경으로 관찰되는 액정상의 광학 모양에 의해 확인, 식별할 수 있다.
상기 용액은, 임의의 적절한 첨가제를 추가로 함유할 수 있다. 상기 첨가제로서는, 예를 들어, 계면 활성제, 가소제, 열안정제, 광안정제, 활제, 항산화제, 자외선 흡수제, 난연제, 착색제, 대전 방지제, 상용화제, 가교제 및 증점제 등을 들 수 있다. 상기 첨가제의 첨가량은, 바람직하게는 용액 100 중량부에 대해 0 중량부를 초과하고 10 중량부 이하이다.
상기 용액은, 계면 활성제를 추가로 함유할 수 있다. 계면 활성제는, 다 환식 화합물의 기재 표면에 대한 젖음성, 도공성을 향상시키기 위해 사용된다. 상기 계면 활성제는, 바람직하게는 비이온 계면 활성제이다. 상기 계면 활성제의 첨가량은, 바람직하게는 용액 100 중량부에 대해 0 중량부를 초과하고 5 중량부 이하이다.
상기 공정 (2) 에 있어서의 「친수화 처리」란, 기재의 물의 접촉각을 저하시키는 처리를 말한다. 상기 친수화 처리는, 다환성 화합물을 도공하는 기재 표면의 젖음성, 도공성을 향상시키기 위해 사용된다. 상기 친수화 처리는, 기재의 23℃ 에 있어서의 물의 접촉각을, 처리 전에 비해 바람직하게는 10％ 이상 저하시키는 처리이고, 보다 바람직하게는 15％ ∼ 80％ 저하시키는 처리이며, 더욱 바람직하게는 20％ ∼ 70％ 저하시키는 처리이다. 또한, 이 저하시키는 비율 (％) 은, 식 : {(처리 전의 접촉각 - 처리 후의 접촉각) / 처리 전의 접촉각} × 100 에 의해 구해진다.
상기 친수화 처리는, 기재의 23℃ 에 있어서의 물의 접촉각을, 처리 전에 비해 바람직하게는 5°이상 저하시키는 처리이고, 보다 바람직하게는 10°∼ 65°저하시키는 처리이며, 더욱 바람직하게는 20°∼ 65°저하시키는 처리이다.
상기 친수화 처리는, 기재의 23℃ 에 있어서의 물의 접촉각을 바람직하게는 5°∼ 60°로 하는 처리이고, 보다 바람직하게는 5°∼ 50°로 하는 처리이며, 더욱 바람직하게는 5°∼ 45°로 하는 처리이다. 기재의 물의 접촉각을 상기 범위로 함으로써, 높은 면내의 복굴절률을 나타내고, 또한 두께 편차가 작은 제 2 광학 소자가 얻어질 수 있다.
상기 친수화 처리는, 임의의 적절한 방법이 채용될 수 있다. 상기 친수화 처리는, 예를 들어 건식 처리이어도 되고, 습식 처리이어도 된다. 건식 처리로서는, 예를 들어, 코로나 처리, 플라즈마 처리 및 글로우 방전 처리 등의 방전 처리, 화염 처리, 오존 처리, UV 오존 처리, 자외선 처리 및 전자선 처리 등의 전리 활성선 처리 등을 들 수 있다. 습식 처리로서는, 예를 들어, 물이나 아세톤 등의 용매를 사용한 초음파 처리, 알칼리 처리, 앵커코트 처리 등을 들 수 있다. 이들 처리는 1 종만 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.
바람직하게는, 상기 친수화 처리는 코로나 처리, 플라즈마 처리, 알칼리 처리 또는 앵커코트 처리이다. 상기의 친수화 처리이면, 높은 배향성을 갖고, 또한 두께 편차가 작은 제 2 광학 소자를 얻을 수 있다. 상기 친수화 처리의 조건, 예를 들어, 처리 시간이나 강도 등은, 기재의 물의 접촉각이 상기의 범위가 되도록 적당하게 적절히 조정될 수 있다.
상기 코로나 처리는, 대표적으로는, 접지된 유전체 롤과 절연된 전극 사이에 고주파, 고전압을 인가함으로써, 전극 사이의 공기가 절연 파괴되고 이온화되어 발생하는 코로나 방전 내에 기재를 통과시킴으로써, 기재 표면을 개질하는 처리이다. 상기 플라즈마 처리는, 대표적으로는, 저압의 불활성 가스나 산소, 할로겐 가스 등 무기 기체 중에서 글로우 방전을 일으키면, 기체 분자의 일부가 이온화되어 발생하는 저온 플라즈마 내에 기재를 통과시킴으로써, 기재 표면을 개질하는 처리이다. 상기 초음파 세정 처리는, 대표적으로는, 물이나 유기 용매 중에 기재를 침지시키고 초음파를 쐼으로써, 기재 표면의 오염물을 제거하고, 기재의 젖음성을 개선하는 처리이다. 상기 알칼리 처리는, 대표적으로는, 염기성 물질을 물 또는 유기 용제에 용해시킨 알칼리 처리액에 기재를 침지시킴으로써, 기재 표면을 개질하는 처리이다. 상기 앵커코트 처리는, 대표적으로는, 기재 표면에 앵커코트제를 도공하는 처리이다.
본 발명에 사용되는 기재는, 상기 다환성 화합물과 용매를 함유하는 용액을 균일하게 유연하기 위해 사용된다. 상기 기재는 임의의 적절한 것이 선택될 수 있다. 본 발명에 있어서는, 상기 기재는 제 1 광학 소자가 바람직하게 해당될 수 있다.
상기 공정 (3) 에 있어서의, 용액의 도공 속도는 바람직하게는 50㎜/초 이상이고, 더욱 바람직하게는 100㎜/초 이상이다. 도공 속도를 상기의 범위로 함으로써, 본 발명에 사용되는 용액에 다환성 화합물이 배향됨에 있어서 적합한 전단력이 가해져, 높은 면내의 복굴절률을 갖고, 또한 두께 편차가 작은 제 2 광학 소자가 얻어질 수 있다.
상기 용액을 기재의 표면에 도공하는 방법으로서는, 임의의 적절한 코터를 사용한 도공 방식이 채용될 수 있다. 상기 코터로서는, 예를 들어, 바 코터, 리버스 롤 코터, 정회전 롤 코터, 그라비아 코터, 나이프 코터, 로드 코터, 슬롯 다이 코터, 슬롯 오리피스 코터, 커튼 코터, 파운틴 코터, 에어닥터 코터, 키스 코터, 딥 코터, 비드 코터, 블레이드 코터, 캐스트 코터, 스프레이 코터, 스핀 코터, 압출 코터, 핫멜트 코터 등을 들 수 있다. 상기 코터는, 바람직하게는 바 코터, 리버스 롤 코터, 정회전 롤 코터, 그라비아 코터, 로드 코터, 슬롯 다이 코터, 슬롯 오리피스 코터, 커튼 코터 및 파운틴 코터이다. 상기의 코터를 사용한 도공 방식이면, 두께가 매우 얇고, 두께 편차가 작은 제 2 광학 소자를 얻을 수 있다.
상기 용액을 건조시키는 방법은, 임의의 적절한 방법이 채용될 수 있다. 건조 방법은, 예를 들어, 열풍 또는 냉풍이 순환하는 공기 순환식 항온 오븐, 마이크로파 또는 원적외선 등을 이용한 히터, 온도 조절용으로 가열된 롤, 히트 파이프 롤 또는 금속 벨트 등의 건조 수단을 들 수 있다.
상기 용액을 건조시키는 온도는 상기 용액의 등방상 전이 온도 이하이며, 저온에서 고온으로 서서히 승온시켜 건조시키는 것이 바람직하다. 상기 건조 온도는 바람직하게는 10℃ ∼ 80℃ 이고, 보다 바람직하게는 20℃ ∼ 60℃ 이다. 상기의 온도 범위이면 두께 편차가 작은 제 2 광학 소자를 얻을 수 있다.
상기 용액을 건조시키는 시간은, 건조 온도나 용매의 종류에 따라 적절히 선택될 수 있는데, 두께 편차가 작은 복굴절 필름을 얻기 위해서는, 바람직하게는 1 분 ∼ 30 분이고, 보다 바람직하게는 1 분 ∼ 10 분이다.
본 발명의 제 2 광학 소자는, 상기 (1) ∼ (3) 의 공정 후에 하기 공정 (4) 를 추가로 실시하여 제작해도 된다.
(4) 상기 공정 (3) 에서 얻어진 필름에, 알루미늄염, 바륨염, 납염, 크롬염, 스트론튬염, 및 분자 내에 2 개 이상의 아미노기를 갖는 화합물염으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 화합물염을 함유하는 용액을 접촉시키는 공정.
본 발명에 있어서, 상기 공정 (4) 는, 얻어지는 제 2 광학 소자를 물에 대해 불용화 또는 난용화시키기 위해 사용된다. 상기 화합물염으로서는, 예를 들어, 염화알루미늄, 염화바륨, 염화납, 염화크롬, 염화스트론튬, 4,4'-테트라메틸디아미노디페닐메탄염산염, 2,2'-디피리딜염산염, 4,4'-디피리딜염산염, 멜라민염산염, 테트라아미노피리미딘염산염 등을 들 수 있다. 이와 같은 화합물염이면, 내수성이 우수한 제 2 광학 소자가 얻어질 수 있다.
상기의 화합물염을 함유하는 용액의 화합물염의 농도는, 바람직하게는 3 중량％ ∼ 40 중량％ 이고, 보다 바람직하게는 5 중량％ ∼ 30 중량％ 이다. 제 2 광학 소자를 상기 범위의 농도의 화합물염을 함유하는 용액과 접촉시킴으로써, 내구성이 우수한 것이 얻어질 수 있다.
상기 공정 (3) 에서 얻어진 제 2 광학 소자를 상기 화합물염을 함유하는 용액과 접촉시키는 방법으로서는, 예를 들어, 당해 제 2 광학 소자의 표면에 상기 화합물염을 함유하는 용액을 도공하는 방법, 당해 제 2 광학 소자를 상기 화합물염을 함유하는 용액에 침지시키는 방법 등, 임의의 방법이 채용될 수 있다. 이들 방법이 채용되는 경우, 얻어진 제 2 광학 소자는 물 또는 임의의 용제로 세정하는 것이 바람직하고, 또한 건조시킴으로써, 기재와 제 2 광학 소자의 계면 밀착성이 우수한 적층체가 얻어질 수 있다.
F. 제 3 광학 소자
본 발명의 액정 패널은, 제 2 편광자와 액정 셀 사이에, 실질적으로 광학적으로 등방성을 갖는 제 3 광학 소자가 배치되어 있어도 된다. 이와 같이 제 3 광학 소자가 배치되어 있으면, 당해 제 3 광학 소자가 편광자의 셀측 보호층으로서 기능하게 되어, 편광자의 열화를 방지하고, 결과적으로 액정 표시 장치의 표시 특성을 장시간 높게 유지할 수 있다. 본 명세서에 있어서, 「실질적으로 광학적으로 등방성을 갖는다」란, 면내의 주굴절률을 nx, ny 로 하고, 두께 방향의 굴절률을 nz 로 하였을 때, 굴절률 분포가 nx = ny = nz 를 만족시키는 것을 말한다. 또한, 명세서에 있어서, nx, ny 및 nz 는, 각각 완전하게 동일한 경우뿐만 아니라, nx, ny 및 nz 가 실질적으로 동일한 경우 (nx ≒ ny ≒ nz) 도 포함한다. 여기서, 「nx, ny 및 nz 가 실질적으로 동일한 경우」란, 예를 들어, 면내의 위상차값 (Re [590]) 이 10㎚ 이하이고, 두께 방향의 위상차값 (Rth [590]) 의 절대값이 10㎚ 이하인 것을 포함한다.
본 발명의 액정 패널이 상기 제 3 광학 소자를 구비하고 있는 경우, 당해 제 3 광학 소자는, 액정 표시 장치의 표시 특성에 미치는 악영향을 배제하기 위해 사용된다. 통상적으로 호모지니어스 배향된 액정 분자를 포함하는 액정층 (결과적으로 액정 셀) 은, 셀 갭과 액정층의 복굴절률의 곱에 상등하는 위상차를 갖는다. 이 액정층의 위상차는, 제 3 광학 소자의 위상차와 상승적으로 작용하여, 액정 표시 장치의 표시 특성에 큰 악영향을 미치는 경우가 있다. 구체적으로는, 상기 제 3 광학 소자의 두께 방향의 위상차값의 절대값이 10㎚ 를 초과하는 경우에는, 액정 표시 장치의 광 누출이 발생하여, 비스듬한 방향의 콘트라스트 비가 작아지고, 비스듬한 방향의 컬러 시프트량이 커지는 경향이 있다. 제 3 광학 소자의 면내 및 두께 방향의 위상차값을 작게 함으로써, 상기 액정층의 위상차가 액정 표시 장치의 표시 특성에 미치는 악영향을 배제할 수 있다. 결과적으로, 제 1 광학 소자와 제 2 광학 소자의 조합에 의한 광학 보상이 충분히 발휘되어, 양호한 표시 특성을 갖는 액정 표시 장치를 얻을 수 있다.
F-1. 제 3 광학 소자의 광학 특성
본 발명에 사용될 수 있는 제 3 광학 소자의 Re [590] 는, 가능한 한 작은 것이 바람직하다. Re [590] 는 바람직하게는 5㎚ 이하이고, 보다 바람직하게는 3㎚ 이하이다. 상기의 범위이면, 액정 표시 장치의 비스듬한 방향의 콘트라스트 비를 높이고, 비스듬한 방향의 컬러 시프트량을 작게 할 수 있다.
상기 제 3 광학 소자의 Rth [590] 도, 가능한 한 작은 것이 바람직하다. Rth [590] 의 절대값은 바람직하게는 7㎚ 이하이고, 보다 바람직하게는 5㎚ 이하이다. 상기의 범위로 함으로써, 액정 표시 장치의 표시 특성에 미치는 Rth 에서 기인하는 악영향을 배제할 수 있어, 액정 표시 장치의 비스듬한 방향의 콘트라스트 비를 높이고, 비스듬한 방향의 컬러 시프트량을 작게 할 수 있다.
F-2. 제 3 광학 소자의 배치 수단
제 3 광학 소자를 액정 셀과 제 2 편광자 사이에 배치하는 방법으로서는, 목적에 따라 임의의 적절한 방법이 채용될 수 있다. 바람직하게는, 상기 제 3 광학 소자는 그 양측에 접착제층 또는 점착제층 (도시 생략) 을 형성하여, 액정 셀 및 제 2 편광자에 접착시킨다. 각 광학 소자의 간극을 이와 같이 접착제층 또는 점착제층으로 채움으로써, 액정 표시 장치에 장착하였을 때에, 각 광학 소자의 광학축의 관계가 어긋나는 것을 방지하거나, 각 광학 소자끼리가 스쳐서 손상되거나 하는 것을 방지할 수 있다. 또, 각 광학 소자의 층 사이의 계면 반사를 줄 여, 액정 표시 장치에 사용하였을 때에 정면 방향 및 비스듬한 방향의 콘트라스트 비를 높게 할 수 있다.
상기 접착제층 또는 점착제층의 두께, 및 접착제층 또는 점착제층을 형성하는 접착제 또는 점착제의 종류는 상기 D-2 항에 기재한 것과 동일한 범위, 동일한 것이 채용될 수 있다.
상기 제 3 광학 소자는, nx 와 ny 가 완전하게 동일한 경우에는, 면내에 위상차값을 발생시키지 않기 때문에, 지상축은 검출되지 않아, 제 2 편광자의 흡수축과는 관계 없이 배치될 수 있다. nx 와 ny 가 실질적으로 동일해도, nx 와 ny 가 약간 상이한 경우에는 지상축이 검출되는 경우가 있다. 이 경우, 바람직하게는 상기 제 3 광학 소자는, 그 지상축이 제 2 편광자의 흡수축과 실질적으로 평행 또는 직교하도록 배치된다. 직교 또는 평행에서 벗어나는 정도가 커질수록, 액정 표시 장치에 사용하였을 때에 콘트라스트가 저하되는 경향이 있다.
F-3. 제 3 광학 소자의 구성
제 3 광학 소자의 구성 (적층 구조) 은, 상기 F-1 항에 기재된 광학적 특성을 만족시키는 것이면 특별히 제한은 없다. 상기 제 3 광학 소자는, 단독의 광학 필름이어도 되고, 2 장 이상의 광학 필름의 적층체이어도 된다. 제 3 광학 소자가 적층체인 경우에는, 상기 광학 필름을 접착시키기 위한 접착제층이나 점착제층을 포함해도 된다. 제 3 광학 소자가 실질적으로 광학적으로 등방성을 갖는 한에 있어서, 상기 광학 필름은 등방성 필름이어도 되고, 위상차 필름이어도 된다. 예를 들어, 2 장의 위상차 필름을 적층하는 경우, 각 위상차 필름은 각각 의 지상축이 서로 직교하도록 배치하는 것이 바람직하다. 이와 같이 배치함으로써, 면내의 위상차값을 작게 할 수 있다. 또, 각 위상차 필름은, 두께 방향의 위상차값의 정부 (正負) 가 서로 반대인 필름을 적층하는 것이 바람직하다. 이와 같이 적층함으로써, 두께 방향의 위상차값을 작게 할 수 있다.
상기 제 3 광학 소자의 전체 두께는, 바람직하게는 20㎛ ∼ 500㎛ 이고, 보다 바람직하게는 20㎛ ∼ 400㎛ 이며, 더욱 바람직하게는 20㎛ ∼ 200㎛ 이다. 상기의 두께 범위로 함으로써, 액정 표시 장치의 박형화에 공헌할 수 있다.
F-4. 제 3 광학 소자에 사용되는 광학 필름
제 3 광학 소자에 사용되는 광학 필름으로서 바람직하게는, 등방성 필름이다. 본 명세서에 있어서는, 「등방성 필름」이란, 3 차원적으로 방향에 따라 광학적으로 차이가 작아, 복굴절 등의 이방적인 광학적 성질을 실질적으로 나타내지 않는 필름을 말한다. 또한, 「이방적인 광학적 성질을 실질적으로 나타내지 않는다」란, 복굴절이 약간 있는 경우라도 액정 표시 장치의 표시 특성에 실용상 악영향을 미치지 않는 경우에는 등방성에 포함시킨다는 취지이다. 제 3 광학 소자에 사용되는 등방성 필름으로서는 특별히 제한은 없지만, 투명성, 기계적 강도, 열안정성, 수분 차폐성 등이 우수하고, 변형에 의해 광학적인 불균일이 잘 발생되지 않는 것이 바람직하게 사용된다.
상기 등방성 필름의 두께는, 목적이나 제 3 광학 소자의 적층 구조에 따라 적절히 선택될 수 있다. 바람직하게는 20㎛ ∼ 200㎛ 이고, 보다 바람직하게는 20㎛ ∼ 180㎛ 이며, 더욱 바람직하게는 20㎛ ∼ 150㎛ 이다. 상기의 범위이 면, 기계적 강도나 광학 균일성이 우수하고, 상기 F-1 항에 기재된 광학 특성을 만족시키는 광학 필름을 얻을 수 있다.
상기 등방성 필름의 광 탄성 계수의 절대값 (C [590] (㎡/N)) 은, 바람직하게는 1 × 10-12 ∼ 100 × 10-12 이고, 보다 바람직하게는 1 × 10-12 ∼ 50 × 10-12 이고, 더욱 바람직하게는 1 × 10-12 ∼ 30 × 10-12 이며, 특히 바람직하게는 1 × 10-12 ∼ 8 × 10-12 이다. 광 탄성 계수의 절대값은 작을수록, 액정 표시 장치에 사용하였을 때에 편광자의 수축 응력이나 백라이트의 열에 의한 위상차값의 어긋남이나 불균일이 발생되기 어렵게 하여, 표시 균일성이 우수한 액정 표시 장치를 얻을 수 있다.
상기 등방성 필름의 23℃ 에 있어서의 파장 590㎚ 의 광으로 측정한 투과율은, 바람직하게는 80％ 이상이고, 보다 바람직하게는 85％ 이상이며, 더욱 바람직하게는 90％ 이상이다. 제 3 광학 소자도 동일한 광 투과율을 갖는 것이 바람직하다.
상기 등방성 필름으로서 바람직하게는, 열가소성 수지를 주성분으로 하는 고분자 필름의 연신 필름이다. 상기 열가소성 고분자로서는, 예를 들어, 상기 D-4 항에 기재한 것 등, 임의의 적절한 것이 선택될 수 있다. 제 3 광학 소자에 사용되는 등방성 필름으로서 보다 바람직하게는, 셀룰로오스에스테르, 노르보르넨계 모노머의 개환 중합체를 수소 첨가한 시클로올레핀계 수지, 노르보르넨계 모노머와 α-올레핀 모노머의 부가 공중합체, 및 말레이미드계 모노머와 올레핀 모노머 의 부가 공중합체에서 선택되는 적어도 1 개의 수지를 주성분으로 하는 고분자 필름이다.
상기 셀룰로오스에스테르는, 임의의 적절한 셀룰로오스에스테르가 채용될 수 있다. 구체예로서는, 셀룰로오스아세테이트, 셀룰로오스프로피오네이트, 셀룰로오스부틸레이트 등의 유기산 에스테르 등을 들 수 있다. 또, 상기 셀룰로오스에스테르는, 예를 들어, 셀룰로오스의 수산기의 일부가 아세틸기와 프로피오닐기로 치환된 혼합 유기산 에스테르이어도 된다. 상기 셀룰로오스에스테르를 주성분으로 하는 것으로서, Re [590] 및 Rth [590] 가 모두 작은 고분자 필름을 얻기 위해서는, 캐스팅법에 의해 성형되는 것이 바람직하고, Re [590] 및 Rth [590] 는 성형 조건, 필름 두께 등에 의해 적절히 조정할 수 있다. 당해 필름은, 예를 들어, 일본 공개특허공보 평7-112446호의 실시예 1 에 기재된 방법에 의해 얻을 수 있다. 또, 시판되는 필름을 시클로펜타논과 같은 케톤계 용제로 팽윤시킨 후 건조 처리를 실시함으로써, 처리 전의 Rth [590] 를 작게 하여 얻을 수도 있다.
상기 노르보르넨계 모노머의 개환 중합체를 수소 첨가한 시클로올레핀계 수지로서는, 임의의 적절한 수지를 채용할 수 있다. 예를 들어, 노르보르넨계 모노머의 개환 중합체를 수소 첨가한 시클로올레핀계 수지를 주성분으로 하는 고분자 필름으로서, 닛폰 제온 (주) 제조 상품명 「제오넥스 시리즈」(480, 480R 등), 동사 제조 상품명 「제오노아 시리즈」(ZF14, ZF16 등), JSR (주) 제조 상품명 「아톤 시리즈」(ARTON G, ARTON F 등) 등을 들 수 있다. 상기 노르보르넨계 모노머의 개환 중합체를 수소 첨가한 시클로올레핀계 수지를 주성분으로 하는 것으로 서, Re [590] 및 Rth [590] 가 모두 작은 고분자 필름을 얻기 위해서는, 압출 성형법에 의해 성형되는 것이 바람직하고, Re [590] 및 Rth [590] 는 성형 조건, 필름 두께 등에 의해 적절히 조정할 수 있다. 구체적으로 예를 들어, 당해 필름은, 예를 들어 일본 공개특허공보 평4-301415호의 실시예 1 에 기재된 방법에 의해 얻을 수 있다.
상기 노르보르넨계 모노머와 α-올레핀 모노머의 부가 공중합체는, 예를 들어, 일본 공개특허공보 소61-292601호의 실시예 1 에 기재된 방법에 의해 얻을 수 있다.
상기 등방성 필름으로서는, 상기 서술한 재료 외에도, 일본 공개특허공보 2001-253960호에 기재된 9,9-비스(4-히드록시페닐)플루오렌을 측쇄에 갖는 폴리카보네이트계 수지나, (주) N·T·S 출판 「옵티컬 폴리머 재료의 개발·응용 기술」 2003 년판 p.194 ∼ p.207 에 기재된 정의 배향 복굴절을 나타내는 폴리머를 구성하는 모노머와, 부의 배향 복굴절을 나타내는 폴리머를 구성하는 모노머의 랜덤 공중합체나, 이방성 저분자 또는 복굴절성 결정을 도프한 폴리머 등을 들 수 있다.
G. 액정 표시 장치
본 발명의 액정 패널은, 퍼스널 컴퓨터, 액정 텔레비전, 휴대 전화, 휴대 정보 단말 (PDA) 등의 액정 표시 장치나, 유기 일렉트로 루미네선스 디스플레이 (유기 EL), 프로젝터, 프로젝션 텔레비전, 플라즈마 텔레비전 등의 화상 표시 장치에 사용할 수 있다. 그 중에서도, 본 발명의 액정 패널은 액정 표시 장치에 바람직하게 사용되고, 액정 텔레비전에 특히 바람직하게 사용된다.
도 4 는, 본 발명의 바람직한 실시형태에 의한 액정 표시 장치의 개략 단면도이다. 이 액정 표시 장치 (400) 는 본 발명의 액정 패널 (100) 과, 액정 패널 (100) 의 양측에 배치된 보호층 (60, 60') 과, 보호층 (60, 60') 의 더욱 외측에 배치된 표면 처리층 (70, 70') 과, 표면 처리층 (70') 의 외측 (백라이트측) 에 배치된, 휘도 향상 필름 (80), 프리즘 시트 (110), 도광판 (120) 및 램프 (130) 를 구비한다. 상기 표면 처리층 (70, 70') 으로서는, 하드 코트 처리, 반사 방지 처리, 스티킹 방지 처리, 확산 처리 (안티글레어 처리라고도 한다) 등을 실시한 처리층이 사용된다. 또, 상기 휘도 향상 필름 (80) 으로서는, 편광 선택층을 갖는 편광 분리 필름 (예 : 스미토모 3M (주) 제조 상품명「D-BEF 시리즈」) 등이 사용된다. 이들 광학 부재를 사용함으로써, 더욱 표시 특성이 높은 표시 장치를 얻을 수 있다. 또, 다른 실시형태에 있어서는, 도 4 에 예시한 광학 부재는, 본 발명을 만족시키는 한에 있어서, 사용되는 액정 셀의 구동 모드나 용도에 따라 그 일부가 생략되거나, 또는 다른 광학 부재로 대체될 수 있다.
H. 본 발명의 액정 패널의 용도
본 발명의 액정 패널 및 액정 표시 장치가 사용되는 용도는 특별히 제한은 없지만, PC 모니터, 노트 PC, 복사기 등의 OA 기기, 휴대 전화, 시계, 디지털 카메라, 휴대 정보 단말 (PDA), 휴대 게임기 등의 휴대 기기, 비디오 카메라, 액정 텔레비전, 전자렌지 등의 가정용 전기 기기, 백 모니터, 카 내비게이션 시스템용 모니터, 카 오디오 등의 차재용 기기, 상업 점포용 인포메이션용 모니터 등의 전시 기기, 감시용 모니터 등의 경비 기기, 개호용 모니터, 의료용 모니터 등의 개호· 의료 기기 등의 각종 용도에 사용할 수 있다.
실시예
본 발명에 대해, 이상의 실시예 및 비교예를 사용하여 추가로 설명한다. 또한, 본 발명은 이들 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 또한, 실시예에서 사용한 각 분석 방법은 이하와 같다.
(1) 편광자의 단체 투과율, 편광도의 측정 방법:
분광 광도계 [무라카미 색채 기술 연구소 (주) 제조 제품명「DOT-3」] 를 사용하여, 23℃ 에서 측정하였다.
(2) 두께의 측정 방법:
두께가 10㎛ 미만인 경우, 박막용 분광 광도계 [오오츠카 전자 (주) 제조 제품명 「순간 멀티 측광 시스템 MCPD-2000」] 를 사용하여 측정하였다. 두께가 10㎛ 이상인 경우, 안리츠 제조 디지털 마이크로미터「KC-351C 형」을 사용하여 측정하였다.
(3) 위상차값 (Re, Rth) 의 측정 방법:
평행 니콜 회전법을 원리로 하는 위상차계 [오지 계측 기기 (주) 제조 제품명「KOBRA21-ADH」] 를 사용하여, 23℃ 에 있어서의 파장 590㎚ 의 광으로 측정하였다. 또한, 파장 분산 측정에 대해서는 파장 480㎚ 의 광도 사용하였다.
(4) 물의 접촉각의 측정 방법:
고액 계면 해석 장치 [쿄와 계면 과학 (주) 제조 제품명「Drop Master 300」] 를 사용하여 기재에 액을 적하한 후, 5 초간 경과한 후의 접촉각을 측정하였 다. 측정 조건은 정적 접촉각 측정이다. 물은 초순수를 사용하고, 액적은 0.5㎕ 로 하였다. 각각의 기재에 대해, 반복 횟수 10 회의 평균값을 측정값으로 하였다.
(5) 전기 전도도의 측정 방법:
농도를 0.05 중량％ 로 조제한 수용액으로 용액 전도율계 [쿄토 전자 공업 (주) 제조 제품명「CM-117」] 의 전극을 세정한 후, 전극에 접속된 1㎤ 의 용기에 시료를 채우고, 표시된 전기 전도도가 일정한 값을 나타낸 것을 측정값으로 하였다.
(6) 컬러 시프트의 측정
ELDIM 사 제조 상품명「EZ Contrast 160D」를 사용하여, 방위각 45°방향에서 극각 (極角) 을 0°∼ 80°로 변화시켜 액정 표시 장치의 색조를 측정하고, XY 색도도 상에 플롯하였다. 또한, 극각 60°방향에서 방위각 0°∼ 360°로 변화시켜 액정 표시 장치의 색조를 측정하였다.
(7) 콘트라스트의 측정
액정 표시 장치에 백색 화상 및 흑색 화상을 표시시키고, ELDIM 사 제조 상품명「EZ Contrast 160D」에 의해 측정하였다.
[참고예 1]: 편광자의 제작
폴리비닐알코올을 주성분으로 하는 고분자 필름 [쿠라레 (주) 제조 상품명「9P75R (두께 : 75㎛, 평균 중합도 : 2,400, 비누화도 99.9 몰％)」] 을 30℃ ± 3℃ 로 유지한 요오드와 요오드화칼륨 배합의 염색욕에서, 롤 연신기를 사용하여 염 색하면서 2.5 배로 1 축 연신하였다. 이어서, 60℃ ± 3℃ 로 유지한 붕산과 요오드화칼륨 배합의 수용액 중에서 가교 반응을 실시하면서, 폴리비닐알코올 필름의 원래 길이의 6 배가 되도록 1 축 연신하였다. 얻어진 필름을 50℃ ± 1℃ 의 공기 순환식 항온 오븐 내에서 30 분간 건조시켜, 수분율 26％, 두께 28㎛, 편광도 99.9％, 단체 투과율 43.5％ 의 편광자 P1 및 P2 를 얻었다.
[참고예 2]: 편광자 보호 필름의 제작
트리아세틸셀룰로오스 필름 (후지 사진 필름 (주) 제조 상품명 「후지택 UZ (두께 80㎛)」) 을 편광자 보호 필름으로서 사용하였다.
[참고예 3]: 제 1 광학 소자의 제작
트리아세틸셀룰로오스 필름 (후지 사진 필름 (주) 제조 상품명 「ZRF80S (두께 80㎛)」) 을 수산화나트륨을 용해시킨 수용액에 침지시켜, 필름 표면에 알칼리 처리 (비누화 처리) 를 실시하였다. 알칼리 처리 후 필름의 23℃ 에 있어서의 물의 접촉각은 42.2°(처리 전에는 64.6°) 이었다.
[참고예 4]: 아세나프토[1,2-b]퀴녹살린 (QAN) 의 합성
교반기를 구비한 반응 용기에 5L 의 빙초산과 정제된 490g 의 아세나프텐퀴논을 첨가하고, 질소 버블링하에서 15 분간 교반하여, 아세나프텐퀴논 용액을 얻었다. 동일하게, 교반기를 구비한 다른 반응 용기에 7.5L 의 빙초산과 275g 의 o-페닐렌디아민을 첨가하고, 질소 버블링하에서 15 분간 교반하여, o-페닐렌디아민 용액을 얻었다. 그 후, 질소 분위기하에서 교반하면서 o-페닐렌디아민 용액을 아세나프텐퀴논 용액에 1 시간에 걸쳐서 서서히 첨가하고, 그 후 3 시간 교반을 계 속함으로써 반응시켰다. 얻어진 반응액에 이온 교환수를 첨가한 후, 침전물을 여과하여 비정제 생성물을 얻었다. 이 비정제 생성물을 가열한 빙초산으로 재결정시켜, 정제된 QAN 을 얻었다.
[참고예 5]: 아세나프토[1,2-b]퀴녹살린-2-술폰산 (2-sulfo-QAN) 의 합성
참고예 4 에서 얻어진 QAN 300g 을 2.1L 의 30％ 발연 황산에 첨가하고 실온에서 48 시간 교반하여, 반응시켰다. 얻어진 용액을 40 ∼ 50℃ 로 유지하면서, 4.5L 의 이온 교환수를 첨가하여 희석시키고, 다시 3 시간 교반하였다. 침전물을 여과하여 2-sulfo-QAN 을 얻었다.
반응 경로를 식 (4) 에 나타낸다.
[화학식 5]
Figure 112008072432976-pct00005
[참고예 6]: 아세나프토[1,2-b]퀴녹살린-2,5-디술폰산 (2,5-sulfo-QAN) 의 합성
참고예 4 에서 얻어진 QAN 300g 을 2.1L 의 30％ 발연 황산에 첨가하고 실온에서 24 시간 교반 후, 125℃ 로 가열하고 32 시간 교반하여, 반응시켰다. 얻어진 용액을 40 ∼ 50℃ 로 유지하면서, 4.5L 의 이온 교환수를 첨가하여 희석시키고, 다시 3 시간 교반하였다. 침전물을 여과하고, 황산으로 재결정을 실시하여 2,5-sulfo-QAN 을 얻었다.
반응 경로를 식 (5) 에 나타낸다.
[화학식 6]
Figure 112008072432976-pct00006
[참고예 7]: 리오트로픽 액정 수용액의 조제
참고예 5 에서 얻어진 2-sulfo-QAN 과 참고예 6 에서 얻어진 2,5-sulfo-QAN 을 30L 의 이온 교환수 (전기 전도도 : 0.1μS/㎝) 에 용해시키고, 또 수산화나트륨 수용액을 첨가하여 중화시켰다. 얻어진 수용액은 공급 탱크에 넣고, 역침투막 필터 (닛토 덴코 (주) 제조, 상품명「NTR-7430 필터 엘리먼트」) 를 구비한 고압 RO 엘리먼트 시험 장치를 사용하여, 액량이 일정해지도록 역침투수를 첨가하면서 순환 여과하여, 폐수의 전기 전도도가 10μS/㎝ 가 될 때까지 잔존 황산 제거를 실시하였다. 다음으로, 이 수용액을 로터리 이베포레이터를 사용하여, 수용액 중의 다환식 화합물의 농도가 23 중량％ 가 되도록 조정하였다. 이와 같이 하여 얻어진 수용액을 편광 현미경으로 관찰하면, 23℃ 에서 리오트로픽 액정상을 나타냈다. 액체 크로마토그래프 분석에 의해, 수용액 중의 2-sulfo-QAN 의 나트륨염과 2,5-sulfo-QAN 의 나트륨염의 조성비를 정량한 결과, 조성비는 2-sulfo-QAN 의 나트륨염 : 2,5-sulfo-QAN 의 나트륨염 = 45 : 55 이었다.
반응 경로를 식 (6), (7) 에 나타낸다.
[화학식 7]
Figure 112008072432976-pct00007
[화학식 8]
Figure 112008072432976-pct00008
[참고예 8]: 제 3 광학 소자의 제작
시판되는 셀룰로오스에스테르를 주성분으로 하는 고분자 필름 (후지 사진 필름 (주) 제조, 상품명「ZRF80S」) 을 제 3 광학 소자로 하였다. 제 3 광학 소자의 Re [590] = 0㎚, Rth [590] = 1㎚ 이었다.
[참고예 9]: IPS 모드의 액정 셀의 제작
IPS 모드의 액정 셀을 포함하는 액정 표시 장치 [SONY 제조 KLV-17HR2] 로부 터 액정 패널을 꺼내어, 액정 셀의 상하에 배치되어 있던 편광판을 제거하고, 상기 액정 셀의 유리면 (표리) 을 세정하였다.
[실시예 1]
참고예 3 에서 얻어진 제 1 광학 소자의 알칼리 처리한 표면에, 참고예 7 에서 얻어진 리오트로픽 액정 수용액을 바 코터 (BOSHMAN 제조, 와이어 바 H1.5) 를 사용하여 도공하고, 23℃ 의 항온실 내에서 도공 표면에 바람을 분사하면서 건조시킨 후, 다시 40℃ 의 공기 순환식 건조 오븐 내에서 3 분간 건조시켰다. 그 결과, 제 1 광학 소자의 표면에 굴절률 타원체가 nx ＞ nz ＞ ny 의 관계를 나타내는 제 2 광학 소자를 얻었다. 얻어진 제 2 광학 소자의 두께는 0.65㎛, Re [590] = 197㎚, Nz 계수 = 0.34 이었다.
참고예 1 에서 얻어진 편광자의 일방의 면에 참고예 2 에서 얻어진 편광자 보호 필름을, 다른 일방의 면에 상기에서 얻어진 제 1 광학 소자/제 2 광학 소자 적층체의 제 1 광학 소자측을 롤-투-롤로 접착시켜, 편광판 (A) 를 얻었다. 이 때, 제 2 광학 소자의 지상축이 편광자의 흡수축과 실질적으로 직교하도록 배치하였다.
한편, 참고예 1 에서 얻어진 편광자의 일방의 면에 참고예 2 에서 얻어진 편광자 보호 필름을, 다른 일방의 면에 참고예 8 에서 얻어진 제 3 광학 소자를 롤-투-롤로 접착시켜, 편광판 (B) 를 얻었다.
참고예 9 에서 얻어진 액정 셀의 시인측 표면에 상기 편광판 (A) 를, 백라이트측 표면에 상기 편광판 (B) 를, 아크릴계 점착제 (두께 20㎛) 를 통하여 적층하 였다. 이 때, 편광판 (A) 중의 편광자의 흡수축이 편광판 (B) 중의 편광자의 흡수축과 실질적으로 직교하도록 배치하였다. 이와 같이 하여, 액정 패널 (1) 을 얻었다.
얻어진 액정 패널 (1) 의 콘트라스트, 광 누설, 컬러 시프트를 나타내는 레이더 차트를 도 5 에 나타낸다.
도 5 에 나타내는 바와 같이, 액정 패널 (1) 은, 비스듬한 방향의 콘트라스트 비가 높고, 광 누설이 적고, 비스듬한 방향의 컬러 시프트가 작다.
[비교예 1]
참고예 1 에서 얻어진 편광자의 양방의 면에 참고예 2 에서 얻어진 편광자 보호 필름을 롤-투-롤로 접착시켜, 편광판 (C) 를 얻었다.
참고예 9 에서 얻어진 액정 셀의 시인측 및 백라이트측의 표면에 상기 편광판 (C) 를, 아크릴계 점착제 (두께 20㎛) 를 통하여 적층하였다. 이 때, 시인측의 편광판 (C) 중의 편광자의 흡수축이 백라이트측의 편광판 (C) 중의 편광자의 흡수축과 실질적으로 직교하도록 배치하였다. 이와 같이 하여, 액정 패널 (C1) 을 얻었다.
얻어진 액정 패널 (C1) 의 콘트라스트, 광 누설, 컬러 시프트를 나타내는 레이더 차트를 도 6 에 나타낸다.
도 6 에 나타내는 바와 같이, 액정 패널 (C1) 은, 실시예 1 에서 얻어진 액정 패널 (1) 에 비해, 비스듬한 방향의 콘트라스트 비가 낮고, 광 누설이 많고, 비스듬한 방향의 컬러 시프트가 크다.
산업상이용가능성
이상과 같이, 본 발명의 액정 패널은 비스듬한 방향의 콘트라스트 비가 높고, 광 누설이 적고, 비스듬한 방향의 컬러 시프트가 작으며, 매우 박형으로 할 수 있으므로, 박형 액정 표시 장치의 표시 특성 향상에 매우 유용하다고 할 수 있다. 본 발명의 액정 패널은, 액정 표시 장치 및 액정 텔레비전에 바람직하게 사용된다.

Claims (15)

  1. 액정 셀과, 상기 액정 셀의 일방의 측에 배치된 제 1 편광자와, 상기 액정 셀의 타방의 측에 배치된 제 2 편광자와, 상기 제 1 편광자와 상기 액정 셀 사이에 배치된 제 1 광학 소자와, 상기 제 1 광학 소자와 상기 액정 셀 사이에 배치된 제 2 광학 소자를 구비하고,
    상기 제 1 광학 소자가, 실질적으로 광학적으로 부 (負) 의 1 축성을 갖고,
    상기 제 2 광학 소자가, nx ＞ nz ＞ ny 의 굴절률 타원체를 나타내고, -SO3M 기 및/또는 -COOM 기 (M 은 쌍이온을 나타낸다) 를 갖는 1 종 이상의 다환식 화합물로 형성되는, 액정 패널.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 다환식 화합물이 복소환을 갖는, 액정 패널.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 다환식 화합물이 갖는 복소환 중의 헤테로 원자로서 질소 원자가 포함되는, 액정 패널.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 다환식 화합물이 일반식 (1) 로 표시되는, 액정 패널.
    [화학식 1]
    Figure 112008072432976-pct00009
    (일반식 (1) 중, M 은 쌍이온을 나타내고, k, l 은 각각 독립적으로 0 ∼ 4 의 정수이고, k 와 l 의 합은 0 ∼ 4 의 정수이고, m, n 은 각각 독립적으로 0 ∼ 6 의 정수이고, m 과 n 의 합은 0 ∼ 6 의 정수이고, k, l, m, n 은 동시에 0 이 아니다)
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 광학 소자의 Nz 계수가 0.05 ∼ 0.45 인, 액정 패널.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 광학 소자의 23℃ 에 있어서의 파장 590㎚ 에 있어서의 면내 위상차 Re [590] 가 100㎚ ∼ 300㎚ 인, 액정 패널.
  7. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 광학 소자의 두께가 0.05㎛ ∼ 10㎛ 인, 액정 패널.
  8. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 광학 소자의 23℃ 에 있어서의 파장 590㎚ 에서 측정한 두께 방향 위상차 Rth [590] 가 10㎚ ∼ 100㎚ 인, 액정 패널.
  9. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 광학 소자가 셀룰로오스에스테르를 함유하는 고분자 필름을 포함하는, 액정 패널.
  10. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 광학 소자의 지상축이 상기 제 1 편광자의 흡수축과 실질적으로 직교하고 있는, 액정 패널.
  11. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 편광자와 상기 액정 셀 사이에, 실질적으로 광학적으로 등방성을 갖는 제 3 광학 소자가 배치되어 있는, 액정 패널.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 3 광학 소자의 23℃ 에 있어서의 파장 590㎚ 에서 측정한 두께 방향 위상차값 Rth [590] 의 절대값이 10㎚ 이하인, 액정 패널.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 3 광학 소자가, 셀룰로오스에스테르, 노르보르넨계 모노머의 개환 중합체를 수소 첨가한 시클로올레핀계 수지, 노르보르넨계 모노머와 α-올레핀 모노머의 부가 공중합체, 및, 말레이미드계 모노머와 올레핀 모노머의 부가 공중합체에서 선택되는 적어도 1 개를 함유하는 고분자 필름을 포함하는, 액정 패널.
  14. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액정 셀의 구동 모드가 IPS 모드인, 액정 패널.
  15. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 액정 패널을 포함하는, 액정 표시 장치.
KR1020087025495A 2007-02-15 2008-01-18 액정 패널 및 액정 표시 장치 KR101014587B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2007-034840 2007-02-15
JP2007034840A JP2008197536A (ja) 2007-02-15 2007-02-15 液晶パネルおよび液晶表示装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20090033827A KR20090033827A (ko) 2009-04-06
KR101014587B1 true KR101014587B1 (ko) 2011-02-16

Family

ID=39689883

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020087025495A KR101014587B1 (ko) 2007-02-15 2008-01-18 액정 패널 및 액정 표시 장치

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20090168000A1 (ko)
EP (1) EP2012178A4 (ko)
JP (1) JP2008197536A (ko)
KR (1) KR101014587B1 (ko)
CN (1) CN101542367A (ko)
TW (1) TW200837407A (ko)
WO (1) WO2008099637A1 (ko)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7976741B2 (en) * 2007-02-12 2011-07-12 Ichia Technologies, Inc. Method of manufacturing light guide plate of keypad
JP2011170234A (ja) * 2010-02-22 2011-09-01 Sumitomo Chemical Co Ltd 液晶表示装置
JP4691205B1 (ja) * 2010-09-03 2011-06-01 日東電工株式会社 薄型高機能偏光膜を含む光学フィルム積層体の製造方法
CN102232489B (zh) * 2011-07-05 2012-11-21 中国科学院东北地理与农业生态研究所 一种野家杂猪促生长饲料添加剂
JP2013101420A (ja) * 2011-11-07 2013-05-23 Japan Display West Co Ltd 表示装置及び電子機器
US11435610B2 (en) 2014-11-17 2022-09-06 Alphamicron Incorporated Method for producing a flexible electro-optic cell

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005338815A (ja) 2004-04-30 2005-12-08 Fuji Photo Film Co Ltd 偏光板一体型光学補償フィルム、その製造方法、及び液晶表示装置
JP2006011369A (ja) 2004-05-26 2006-01-12 Nitto Denko Corp 液晶表示装置
JP2006301739A (ja) 2005-04-15 2006-11-02 Prism:Kk 帳票印刷システム

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2619856B2 (ja) 1985-06-21 1997-06-11 三井石油化学工業株式会社 光学材料
JP3284558B2 (ja) 1991-03-29 2002-05-20 日本ゼオン株式会社 熱可塑性飽和ノルボルネン系樹脂シート及びその製造方法
JP3285437B2 (ja) 1993-10-18 2002-05-27 富士写真フイルム株式会社 偏光板用保護膜の製造方法及び偏光板
JP4037011B2 (ja) 1998-11-05 2008-01-23 株式会社リコー プリンタ選択装置、プリンタ選択方法および記憶媒体
JP4641604B2 (ja) 1999-10-21 2011-03-02 コニカミノルタホールディングス株式会社 光学フィルム及びその製造方法並びにそれを用いた液晶表示装置
KR100671509B1 (ko) 2000-06-01 2007-01-19 비오이 하이디스 테크놀로지 주식회사 프린지 필드 구동 액정표시장치
JP3499838B2 (ja) 2001-03-13 2004-02-23 帝人化成株式会社 高屈折率低複屈折性ポリカーボネート樹脂から形成された位相差フィルム用フィルムおよびその利用
US7045177B2 (en) * 2003-11-21 2006-05-16 Nitto Denko Corporation Sulfoderivatives of acenaphtho[1,2-b]quinoxaline, lyotropic liquid crystal and anisotropic film on their base
JP3841306B2 (ja) * 2004-08-05 2006-11-01 日東電工株式会社 位相差フィルムの製造方法
JP3926824B2 (ja) * 2004-11-29 2007-06-06 日東電工株式会社 液晶パネル及び液晶表示装置
JP3851919B2 (ja) * 2004-12-20 2006-11-29 日東電工株式会社 液晶パネルおよび液晶表示装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005338815A (ja) 2004-04-30 2005-12-08 Fuji Photo Film Co Ltd 偏光板一体型光学補償フィルム、その製造方法、及び液晶表示装置
JP2006011369A (ja) 2004-05-26 2006-01-12 Nitto Denko Corp 液晶表示装置
JP2006301739A (ja) 2005-04-15 2006-11-02 Prism:Kk 帳票印刷システム

Also Published As

Publication number Publication date
JP2008197536A (ja) 2008-08-28
US20090168000A1 (en) 2009-07-02
CN101542367A (zh) 2009-09-23
TW200837407A (en) 2008-09-16
EP2012178A4 (en) 2010-06-02
EP2012178A1 (en) 2009-01-07
WO2008099637A1 (ja) 2008-08-21
KR20090033827A (ko) 2009-04-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101015084B1 (ko) 액정 패널 및 액정 표시 장치
KR100752093B1 (ko) 편광판, 편광판의 제조 방법, 및 모두 이를 이용하는 액정패널, 액정 텔레비전, 및 액정 표시 장치
KR100734797B1 (ko) 액정 패널 및 액정 표시 장치
KR100717100B1 (ko) 액정 패널 및 액정 표시 장치
KR101096844B1 (ko) Ｌｃｄ용 보상 필름
KR100848528B1 (ko) 편광 소자, 액정 패널, 액정 ｔｖ 및 액정 표시 장치
JP3883134B2 (ja) 液晶表示装置
KR100795743B1 (ko) 액정 패널 및 액정 표시 장치
KR20080092415A (ko) 액정 패널 및 액정 표시 장치
KR101014587B1 (ko) 액정 패널 및 액정 표시 장치
KR20060051897A (ko) 위상차 필름 일체형 편광판 및 위상차 필름 일체형편광판의 제조방법
JP4697775B2 (ja) 液晶パネルおよび液晶表示装置
JP4530276B2 (ja) 偏光素子、液晶パネルおよび液晶表示装置
KR100905681B1 (ko) 액정 패널 및 그것을 이용한 액정 표시 장치
JP2009163210A (ja) 光学フィルム、それを用いた液晶パネルおよび液晶表示装置
JP3967764B2 (ja) 液晶パネルおよび液晶表示装置
JP5048279B2 (ja) 液晶パネル及び液晶表示装置
JP2007213093A (ja) 液晶パネルおよび液晶表示装置
JP2006133626A (ja) 液晶表示装置
JP2009163211A (ja) 光学フィルム、それを用いた液晶パネルおよび液晶表示装置
JP2009265174A (ja) 光学フィルムの製造方法、光学フィルム、偏光板、液晶パネルおよび液晶表示装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140117

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150119

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160119

Year of fee payment: 6

LAPS Lapse due to unpaid annual fee