KR20080039966A - 액정 패널 및 액정 표시 장치 - Google Patents

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닛토덴코 가부시키가이샤
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Abstract

경사 방향의 콘트라스트비가 높고, 또한, 보는 각도에 따른 색 변화가 작은 액정 표시 장치를 제공하는 것.
액정 셀과, 그 액정 셀의 일방의 측에 배치된 제 1 편광자와, 그 액정 셀의 타방의 측에 배치된 제 2 편광자와, 그 액정 셀과 그 제 1 편광자 사이에 배치된 제 1 의 O 플레이트와, 그 액정 셀과 그 제 2 편광자 사이에 배치된 제 2 의 O 플레이트와, 그 액정 셀과 그 제 1 의 O 플레이트 사이에 배치된 제 1 이축성 위상차층과, 그 액정 셀과 그 제 2 의 O 플레이트 사이에 배치된 제 2 이축성 위상차층을 구비하고, 그 제 1 및 제 2 의 O 플레이트가, 하이브리드 배열로 배향시킨 봉 형상 액정 화합물의 고화층 또는 경화층이며, 그 봉 형상 액정 화합물의 편광자측의 틸트각 (θP) 이, 이축성 위상차층측의 틸트각 (θB) 보다 큰 액정 패널.
콘트라스트비, 액정 표시 장치, 액정 셀, 편광자, O 플레이트

Description

액정 패널 및 액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL PANEL AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY UNIT}
기술분야
본 발명은, 경사 방향의 콘트라스트비가 높은 액정 표시 장치에 관한 것이다.
배경기술
액정 표시 장치 (이하, LCD) 는, 액정 분자의 전기 광학 특성을 이용하여, 문자나 화상을 표시하는 소자이다. 그 LCD 의 구동 모드 중 하나로서, 트위스티드·네마틱 (TN) 모드가 있다. 종래, TN 모드의 LCD 는, 상하 방향의 시야각이 좁다는 결점이 있어, 경사 방향으로부터 화면을 보면, 문자나 화상의 선명함이 현저하게 저하된다는 과제가 있다. 이 과제를 해결하기 위해서, 예를 들어, 이른바 O 플레이트와 이축성 위상차층을 사용한 액정 표시 장치가 제안되어 있다 (예를 들어, 특허 문헌 1 참조). 그러나, 종래의 액정 패널을 구비하는 액정 표시 장치에 있어서는, 상하 방향의 시야각이 좁아진다는 결점은 충분히 개선되어 있지 않다. 특히, 다양한 신장의 사용자를 대상으로 하는, 자동차나 선박의 계기류, 전시용 디스플레이, 상업용 터치 패널 디스플레이 등의 용도에서는, 그 개선이 특히 요망되고 있다.
특허 문헌 1 : 일본 공개특허공보 2001-100031호
발명의 개시
발명이 해결하고자 하는 과제
본 발명은 상기 종래의 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 그 목적은, 경사 방향의 콘트라스트비가 높고, 또한, 보는 각도에 따른 색 변화가 작은 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.
과제를 해결하기 위한 수단
본 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위하여, 예의 검토한 결과, 이하에 나타내는 액정 패널에 의해 상기 목적을 달성할 수 있는 것을 알아내고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
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 액정 셀과 그 제 1 편광자 사이에 배치된 제 1 의 O 플레이트와；그 액정 셀과 그 제 2 편광자 사이에 배치된 제 2 의 O 플레이트와；그 액정 셀과 그 제 1 의 O 플레이트 사이에 배치된 제 1 이축성 위상차층과；그 액정 셀과 그 제 2 의 O 플레이트 사이에 배치된 제 2 이축성 위상차층을 구비한다. 제 1 및 제 2 의 O 플레이트는, 하이브리드 배열로 배향시킨 봉 형상 액정 화합물의 고화층 또는 경화층이며, 그 봉 형상 액정 화합물의 편광자측의 틸트각 (θP) 이, 이축성 위상차층측의 틸트각 (θB) 보다 크다.
바람직한 실시형태에 있어서는, 상기 봉 형상 액정 화합물의 편광자측의 틸트각 (θP) 과 이축성 위상차층측의 틸트각 (θB) 의 차 (θP - θB) 는, 20°∼ 90 °이다.
바람직한 실시형태에 있어서는, 상기 봉 형상 액정 화합물의 편광자측의 틸트각 (θP) 은, 20°∼ 90°이다.
바람직한 실시형태에 있어서는, 상기 액정 셀은, 액정층과, 그 액정층의 상기 제 1 편광자측에 배치된 제 1 기판과 그 액정층의 상기 제 2 편광자측에 배치된 제 2 기판을 포함한다. 그 제 1 기판 및 그 제 2 기판은, 각각, 액정층측에 배향막을 갖는다.
바람직한 실시형태에 있어서는, 상기 액정층은, 전계가 존재하지 않는 상태에서, 트위스트 배열로 배향된 액정 분자를 포함한다.
바람직한 실시형태에 있어서는, 상기 제 1 편광자의 흡수축은, 상기 제 2 편광자의 흡수축과 실질적으로 직교한다.
바람직한 실시형태에 있어서는, 상기 제 1 의 O 플레이트의 지상축은, 상기 제 1 편광자의 흡수축과 실질적으로 평행이고, 상기 제 2 의 O 플레이트의 지상축은, 상기 제 2 편광자의 흡수축과 실질적으로 평행이다.
바람직한 실시형태에 있어서는, 상기 봉 형상 액정 화합물의 디렉터 방향을 상기 액정 셀면에 투영시킨 방향은, 상기 액정 셀의 배향 처리 방향과 실질적으로 동일하다.
바람직한 실시형태에 있어서는, 상기 제 1 의 O 플레이트 및/또는 상기 제 2 의 O 플레이트의 파장 590㎚ 에 있어서의 면내 위상차값 (Re [590]) 은, 50㎚ ∼ 200㎚ 이다.
바람직한 실시형태에 있어서는, 상기 제 1 이축성 위상차층의 지상축은, 상기 제 1 편광자의 흡수축과 실질적으로 직교하고, 상기 제 2 이축성 위상차층의 지상축은, 상기 제 2 편광자의 흡수축과 실질적으로 직교한다.
바람직한 실시형태에 있어서는, 상기 제 1 이축성 위상차층 및/또는 상기 제 2 이축성 위상차층의 파장 590㎚ 에 있어서의 면내 위상차값 (Re [590]) 은, 50㎚ ∼ 200㎚ 이다.
바람직한 실시형태에 있어서는, 상기 제 1 이축성 위상차층 및/또는 상기 제 2 이축성 위상차층의 Nz 계수는, 1.1 ∼ 6.0 이다.
바람직한 실시형태에 있어서는, 상기 제 1 이축성 위상차층 및/또는 상기 제 2 이축성 위상차층은, 노르보르넨계 수지를 함유하는 위상차 필름을 포함한다.
본 발명의 다른 국면에 의하면, 액정 표시 장치가 제공된다. 이 액정 표시 장치는, 상기의 액정 패널을 포함한다.
발명의 효과
본 발명에 의하면, 각 위상차층의 광학 특성과 배치의 조합에 의한 상승적 작용에 의해, 경사 방향의 콘트라스트비가 높고, 또한, 보는 각도에 따른 색 변화가 작은 액정 표시 장치를 얻을 수 있다. 특히, 표시 장치의 상하 방위로부터 경사 방향으로 화면을 보았을 경우에, 종래의 액정 패널과 비교하여, 콘트라스트비가 현저히 높은 액정 표시 장치를 얻을 수 있다.
도면의 간단한 설명
도 1 은 본 발명의 액정 패널의 개략 단면도이다.
도 2 는 도 1 의 액정 패널의 개략 사시도이다.
도 3 은 하이브리드 배열에 있어서의 봉 형상 액정 화합물 분자의 대표적인 배열 상태를 설명하는 모식도이다.
도 4 는 본 발명의 바람직한 실시형태에 의한 액정 표시 장치의 개략 단면도이다.
도 5 는 실시예 1 의 액정 패널의 각층의 광학적인 축 관계를 나타내는 모식도이다.
도 6 은 실시예 1 의 액정 표시 장치의 콘트라스트 등고선도이다.
도 7 은 비교예 1 의 액정 표시 장치의 콘트라스트 등고선도이다.
도 8 은 비교예 2 의 액정 표시 장치의 콘트라스트 등고선도이다.
도 9 은 비교예 3 의 액정 표시 장치의 콘트라스트 등고선도이다.
도 10 은 비교예 4 의 액정 표시 장치의 콘트라스트 등고선도이다.
도 11 은 실시예 1 및 비교예 1 ∼ 4 의 액정 표시 장치의 극각 40°에 있어서의 콘트라스트비의 방위각 의존성을 나타내는 그래프이다.
도 12 는 실시예 1 및 비교예 4 의 액정 표시 장치의 방위각 40°에 있어서의 색차 (ΔE) 의 방위각 의존성을 나타내는 그래프이다.
부호의 설명
1, 2 배향 처리 (러빙) 방향
3, 4 흡수축
5, 6 지상축
7, 8 디렉터 방향
7＇, 8＇ 배향 방향
10 액정 셀
11 제 1 기판
12 제 2 기판
13 액정층
21 제 1 편광자
22 제 2 편광자
31 제 1 의 O 플레이트
32 제 2 의 O 플레이트
33 봉 형상 액정 화합물
41 제 1 이축성 위상차층
42 제 2 이축성 위상차층
80 백라이트 유닛
81 광원
82 반사 필름
83 확산판
84 프리즘 시트
85 휘도 향상 필름
100 액정 패널
200 액정 표시 장치
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
[A. 본 발명의 액정 패널의 개요]
도 1 은, 본 발명의 액정 패널의 개략 단면도이다. 도 2 는, 이 액정 패널의 개략 사시도이다. 또한, 보기 쉽게 하기 위해서, 도 1 및 도 2 의 각 구성 부재의 세로, 가로 및 두께 비율은, 실제와는 상이한 것에 유의하고자 한다. 이 액정 패널 (100) 은, 액정 셀 (10) 과, 액정 셀 (10) 의 일방의 측에 배치된 제 1 편광자 (21) 와, 액정 셀 (10) 의 타방의 측에 배치된 제 2 편광자 (22) 를 구비한다. 액정 셀 (10) 과 제 1 편광자 (21) 사이에는, 제 1 의 O 플레이트 (31) 및 제 1 이축성 위상차층 (41) 이 배치되어 있다. 제 1 이축성 위상차층 (41) 은, 액정 셀 (10) 과 제 1 의 O 플레이트 (31) 사이에 배치되어 있다. 액정 셀 (10) 과 제 2 편광자 (22) 사이에는, 제 2 의 O 플레이트 (32) 및 제 2 이축성 위상차층 (42) 이 배치되어 있다. 제 2 이축성 위상차층 (42) 은, 액정 셀 (10) 과 제 2 의 O 플레이트 (32) 사이에 배치되어 있다.
상기 제 1 및 제 2 의 O 플레이트는, 대표적으로는, 하이브리드 배열로 배향된 봉 형상 액정 화합물의 고화층 또는 경화층이다. 또한, 상기 봉 형상 액정 화합물의 편광자측의 틸트각 (θP) 은, 이축성 위상차층측의 틸트각 (θB) 보다 크다. 또한, O 플레이트의 상세에 대해서는, 후술하는 D 항에서 설명한다.
이와 같은 구성의 액정 패널은, 액정 표시 장치의 화면에 흑화상을 표시한 경우에, 정면 및 경사 방향으로 백라이트로부터의 광이 누설되는 것을 방지할 수 있다. 결과적으로, 경사 방향의 콘트라스트비를 높게 할 수 있고, 특히, 표시 장치의 상하 방위로부터 경사 방향으로 화면을 보았을 경우에 콘트라스트비가 현격하게 높은 액정 표시 장치를 얻을 수 있다. 또, 본 발명의 액정 패널은, 액정 분자가 경사 배향된 영역을 포함하는 액정층을 구비하는 액정 셀의 광학 보상에 대해, 특히 우수한 효과를 나타낸다.
또한, 실용적으로는, 제 1 및/또는 제 2 편광자의 상기 O 플레이트를 구비하는 측과는 반대측에는, 임의의 보호층이나 표면 처리층이 배치될 수 있다. 또, 상기 액정 패널의 구성 부재 사이에는, 임의의 접착층이 형성될 수 있다. 「접착층」이란, 서로 이웃하는 부재와의 면과 면을 접합시켜, 실용상 충분한 접착력과 접착 시간으로 일체화시키는 것을 말한다. 상기 접착층을 형성하는 재료로는, 예를 들어, 접착제, 점착제, 앵커 코터제를 들 수 있다. 상기 접착층은, 피착체의 표면에 앵커 코터제가 형성되고, 그 위에 접착제층 또는 점착제층이 형성된 것과 같은 다층 구조이어도 된다. 또, 눈으로 볼 때 인지할 수 없는 얇은 층 (헤어 라인이라고도 한다) 이어도 된다. 이하, 본 발명의 구성 부재의 상세에 대하여 설명하는데, 본 발명은, 하기의 특정한 실시형태에만 한정되는 것은 아니다.
[B. 액정 셀]
도 1 을 참조하면, 상기 액정 셀 (10) 은, 액정층 (13) 과, 액정층 (13) 의 제 1 편광자 (21) 측에 배치된 제 1 기판 (11) 과, 액정층 (13) 의 제 2 편광자 (22) 측에 배치된 제 2 기판 (12) 을 포함한다. 일방의 기판 (액티브 매트릭스 기판) 에는, 바람직하게는, 액정의 전기 광학 특성을 제어하는 스위칭 소자 (대표적으로는 TFT) 와, 이 스위칭 소자에 게이트 신호를 주는 주사선 및 소스 신호를 주는 신호선이 형성된다 (모두 도시 생략). 타방의 기판 (컬러 필터 기판) 에는 컬러 필터가 형성된다. 또한, 컬러 필터는 액티브 매트릭스 기판에 설치해도 된다. 혹은, 예를 들어, 필드 시퀀셜 방식과 같이 액정 표시 장치의 조명 수단으로서 RGB 의 3 색 광원 (추가로 다색의 광원을 함유하고 있어도 된다) 이 사용되는 경우에는, 상기 컬러 필터는 생략될 수 있다. 2 매의 기판의 간격 (셀 갭) 은 스페이서 (도시 생략) 에 의해 제어된다.
상기 제 1 기판 및 상기 제 2 기판은, 바람직하게는, 각각 액정층 (13) 측에 배향막을 갖는다. 배향막은, 1 개의 실시형태에 있어서는, 그 표면에 배향 처리가 실시되어 있다. 상기 배향 처리는, 기판의 표면에 있어서 액정 분자를 일정한 배열 상태로 하는 처리이면, 임의의 방법이 채용될 수 있다. 상기 배향 처리로는, 바람직하게는, 폴리이미드 등의 고분자막을 도포하고, 그것을 나일론인 폴리에스테르 등의 섬유로 한 방향으로 문지르는 러빙법이 이용된다. 상기 배향 처리 방향은, 예를 들어, 배향 처리로서 러빙법이 이용되는 경우에는 러빙 방향이다.
상기 액정층은, 바람직하게는, 전계가 존재하지 않는 상태에서, 트위스트 배열로 배향된 액정 분자를 함유한다. 상기 트위스트 배열은, 일반적으로는, 액 정층 중의 액정 분자가, 양방의 기판면에 대해 대략 평행으로 배열되고, 그 배열 방위가 양 기판면에서 소정의 각도 (예를 들어, 90°또는 270°) 비틀려 있는 것을 말한다. 이와 같은 배열 상태의 액정층을 구비하는 액정 셀은, 대표적으로는, 트위스티드·네마틱 (TN) 모드 또는 슈퍼·트위스티드·네마틱 (STN) 모드의 액정 셀이다. 본 발명에 있어서는, TN 모드의 액정 셀이 바람직하다. 본 발명에 사용되는 각 구성 부재의 특성이 상승 효과적으로 발휘되어, 매우 우수한 광학 보상이 실현될 수 있기 때문이다. 예를 들어, TN 모드의 액정 셀은, 시판되는 액정 표시 장치에 탑재되는 것을 그대로 사용할 수 있다. TN 모드를 채용한 시판되는 액정 표시 장치로는, 예를 들어, BENQ 사 제조 17 인치형 액정 모니터 상품명「FP71E＋」, 델사 제조 15 인치형 액정 모니터 상품명「1503FP」등을 들 수 있다.
[C. 편광자]
본 명세서에 있어서「편광자」란, 자연광이나 편광으로부터 임의의 편광으로 변환할 수 있는 소자를 말한다. 본 발명에 사용되는 편광자는, 특별히 제한은 없지만, 바람직하게는, 자연광 또는 편광을 직선 편광으로 변환하는 것이다. 이와 같은 편광자는, 입사하는 광을 직교하는 2 개의 편광 성분으로 나누었을 때, 그 중의 일방의 편광 성분을 투과시키는 기능을 갖고, 또한, 타방의 편광 성분을, 흡수, 반사, 및 산란시키는 기능에서 선택되는 적어도 1 개의 기능을 갖는다.
본 발명에 사용되는 제 1 및 제 2 편광자는, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 것이면, 임의의 적절한 것이 선택될 수 있다. 상기 제 1 및 제 2 편광자는, 각각 동일해도 되고 상이해도 된다. 예를 들어, 상기의 각 편광자는, 단층 혹 은 다층의 편광막이어도 되고, 또는 기재와 편광막을 포함하는 적층체, 혹은, 편광막을 2 매 이상의 기재에, 임의의 접착층을 개재하여 샌드위치한 것 (이른바, 편광판) 이어도 된다. 상기의 각 편광자의 두께는, 통상적으로 5㎛ ∼ 100㎛ 이다. 상기의 각 편광자는, 시판되는 편광판을 그대로 사용할 수도 있다. 시판되는 편광판으로는, 예를 들어, 닛토 전공 (주) 제조 상품명「NPF SEG1425DU」나, 동사 제조 상품명「NPF SIG1423DU」등을 들 수 있다.
상기 제 1 편광자의 흡수축과 상기 제 2 편광자의 흡수축의 관계는, 대표적으로는, 서로 실질적으로 직교 또는 평행이다. 예를 들어, 노멀리 화이트 방식의 액정 표시 장치에서는, 서로의 흡수축은 실질적으로 평행이고, 노멀리 블랙 방식의 액정 표시 장치에서는, 서로의 흡수축은 실질적으로 직교한다. 바람직하게는, 상기 제 1 편광자의 흡수축은, 상기 제 2 편광자의 흡수축과 실질적으로 직교한다 (즉, 노멀리 화이트 방식의 액정 표시 장치로 하는 것이 바람직하다). 또한, 본 명세서에 있어서「실질적으로 직교」란, 광학적인 2 개의 축이 이루는 각도가, 90°± 1°인 경우를 포함하고, 바람직하게는 90°± 0.5°이다. 또,「실질적으로 평행」이란, 광학적인 2 개의 축이 이루는 각도가, 0°± 1°인 경우를 포함하고, 바람직하게는 0°± 0.5°이다.
상기 제 1 및 제 2 편광자는, 파장 590㎚ 에 있어서의 투과율 (단체 투과율이라고도 한다) 이 41％ 이상이고, 파장 590㎚ 에 있어서의 편광도가 99.8％ 이상인 것이 바람직하다. 또한, 이론상의 상한은, 단체 투과율이 50％ 이고, 편광도가 100％ 이다. 단체 투과율 및 편광도를 상기의 조건으로 함으로써, 정면 방향의 콘트라스트비가 높은 액정 표시 장치를 얻을 수 있다.
[D. O 플레이트]
본 명세서에 있어서「O 플레이트」란, 분자가 경사 배열로 배향된 위상차층을 말한다. 본 발명에 있어서는, 제 1 및 제 2 의 O 플레이트는, 상기와 같이 하이브리드 배열로 배향시킨 봉 형상 액정 화합물의 고화층 또는 경화층 (즉, 위상차층) 이다. 본 명세서에 있어서「하이브리드 배열」이란, 상기 봉 형상 액정 화합물의 경사 각도 (틸트각) 가 두께 방향에서 연속적 또는 간헐적으로 증가 또는 감소하고 있는 상태인 것을 말하며, 편광자측의 틸트각 (θP) 이 이축성 위상차층측의 틸트각 (θB) 과 상이한 것이다. 여기에서, 틸트각 (θ) 이란, 인접하는 층면과 봉 형상 액정 화합물 분자가 이루는 각도를 나타내며, 당해 분자가 면내에 평행으로 배열되어 있는 경우를 0°로 한다. 하이브리드 배열에 있어서의 봉 형상 액정 화합물 분자의 대표적인 배열 상태를 도 3 에 모식적으로 나타낸다. 상기 제 1 의 O 플레이트와 상기 제 2 의 O 플레이트는, 각각 동일해도 되고 상이해도 된다. 상기 제 1 및 제 2 의 O 플레이트의 두께는, 통상적으로 0.1㎛ ∼ 10㎛ 이고, 바람직하게는 0.5㎛ ∼ 5㎛ 이다.
본 발명에 있어서는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 상기 봉 형상 액정 화합물의 편광자측의 틸트각 (θP) 은, 이축성 위상차층측의 틸트각 (θB) 보다 크다. 상기 봉 형상 액정 화합물의 편광자측의 틸트각 (θP) 과 이축성 위상차층측의 틸 트각 (θB) 의 차 (Δθ = θP - θB) 는 바람직하게는 20°∼ 90°이고, 더욱 바람직하게는 40°∼ 85°이며, 특히 바람직하게는 60°∼ 80°이다.
상기 봉 형상 액정 화합물의 편광자측의 틸트각 (θP) 은, 바람직하게는 20°∼ 90°이고, 더욱 바람직하게는 40°∼ 85°이며, 특히 바람직하게는 60°∼ 80°이다. 상기 이축성 위상차층측의 틸트각 (θB) 은, 바람직하게는 0°∼ 10°이고, 특히 바람직하게는 0°∼ 5°이다.
또한, 봉 형상 액정 화합물의 인접하는 층면에 대한 틸트각은, 하기 식 (I) 및 (Ⅱ) 에 나타내는 바와 같이, Journal of Applied Physics Vol.38 (1999 년) P.748 에 기재된 Witte 식에, 미리 측정한 ne, no, 및 위상차값 (지상축과 평행 방향으로, 극각 -40°∼ ＋40°(법선 방향을 0°로 한다) 에 5°씩 측정한 각각의 값) 을 대입시켜 구할 수 있다. 여기에서, θair 는 봉 형상 액정 화합물의 일방의 측 (예를 들어, 공기 계면) 의 틸트각을 나타내고, θAL 은 타방의 측 (예를 들어, 기재 또는 배향막) 계면의 틸트각을 나타낸다. d 는 하이브리드 배열로 배향시킨 봉 형상 액정 화합물의 고화층 또는 경화층의 두께를 나타낸다. ne 는 봉 형상 액정 화합물의 이상광 굴절률을 나타내고, no 는 봉 형상 액정 화합물의 상광 (常光) 굴절률을 나타낸다.
[수학식 1]
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도 1 을 참조하면, 제 1 의 O 플레이트 (31) 는, 제 1 편광자 (21) 와 제 1 이축성 위상차층 (41) 사이에 배치되고, 제 2 의 O 플레이트 (32) 는, 제 2 편광자 (22) 와 제 2 이축성 위상차층 (42) 사이에 배치된다.
상기 제 1 의 O 플레이트의 지상축은, 바람직하게는, 상기 제 1 편광자의 흡수축과 실질적으로 평행이다. 상기 제 2 의 O 플레이트의 지상축은, 바람직하게는 상기 제 2 편광자의 흡수축과 실질적으로 평행이다. 또한, 본 명세서에 있어서「지상축」이란, 면내 굴절률의 최대가 되는 방향을 말한다. 이와 같은 축 관계로 배치함으로써, 보다 적절한 액정 셀의 광학 보상이 행하여져, 경사 방향의 콘트라스트비가 높은 액정 표시 장치를 얻을 수 있다.
상기 봉 형상 액정 화합물의 디렉터 방향을 액정 셀면에 투영시킨 방향 (배향 방향이라고도 한다) 은, 바람직하게는, 상기 액정 셀의 배향 처리 방향과 실질적으로 동일하다. 본 명세서에 있어서「디렉터 방향」이란, 통계적으로 본 액정 분자 전체의 배열 방위를 의미하며, 평균 경사 각도 (θave . = (θP ＋ θB) / 2) 라고도 한다. 여기에서 상기 θave . 는, 이축성 위상차층면과의 이루는 각도를 나타내며, 면내에 평행인 경우를 0°로 한다. 또한, 상기 배향 방향은, 그 O 플레이트의 지상축과 실질적으로 평행이다. 또한 상기 배향 방향은, 바람직하게는 인접하는 액정 셀 기판의 러빙 방향과 실질적으로 평행이다.
상기 평균 경사 각도 (θave .) 는, 바람직하게는 10°∼ 45°이고, 더욱 바람직하게는 15°∼ 42°이며, 특히 바람직하게는 20°∼ 40°이다. 평균 경사 각도를 상기의 범위로 함으로써, 보다 적절한 액정 셀의 광학 보상이 행하여져, 경사 방향의 콘트라스트비가 높은 액정 표시 장치를 얻을 수 있다.
상기 제 1 의 O 플레이트 및/또는 상기 제 2 의 O 플레이트의 파장 590㎚ 에 있어서의 투과율 (T [590]) 은, 바람직하게는 85％ 이상이고, 더욱 바람직하게는 90％ 이상이다.
상기 제 1 의 O 플레이트 및/또는 상기 제 2 의 O 플레이트의 파장 590㎚ 에 있어서의 면내 위상차값 (Re [590]) 은, 액정 표시 장치가 노멀리 화이트 방식인 경우, 흑표시시 (전압 인가시) 의 액정 셀의 위상차값과 실질적으로 동일해지도록, 적의 적절한 값으로 설정된다. 상기 제 1 의 O 플레이트 및/또는 상기 제 2 의 O 플레이트의 Re [590] 은, 바람직하게는 50㎚ ∼ 200㎚ 이고, 더욱 바람직하게는 70㎚ ∼ 180㎚ 이며, 특히 바람직하게는 90㎚ ∼ 160㎚ 이다. 면내 위상차값을 상기의 범위로 함으로써, 보다 적절한 액정 셀의 광학 보상이 행하여져, 경사 방향의 콘트라스트비가 높은 액정 표시 장치를 얻을 수 있다. 또한, 본 명세서에 있어서, 면내 위상차값 (Re [λ]) 이란, 23℃ 에서 파장 λ(㎚) 에 있어서의 면내 위상차값을 말한다. Re [λ] 는, 필름의 두께를 d(㎚) 로 했을 때, Re [λ] = (nx - ny) × d 에 의해 구할 수 있다.
본 명세서에 있어서「봉 형상 액정 화합물」이란, 분자 구조 중에 메소겐기를 갖고, 그 메소겐기의 타원에 있어서 가장 긴 직경 방향의 굴절률이, 짧은 축 방향에 비해 큰 것이며, 가열, 냉각 등의 온도 변화에 의하거나, 또는 일정량의 용매의 작용에 의해, 액정상을 나타내는 화합물을 말한다. 「고화층」은, 연화, 용융 또는 용액 상태의 액정성 조성물을 냉각시켜 굳어진 상태인 것을 말하고,「경화층」은, 액정성 조성물의 일부 또는 전부가, 열, 촉매, 광 및/또는 방사선에 의해 가교되어, 불용불융 또는 난용난융 상태가 된 것을 말한다.
상기 봉 형상 액정 화합물은, 임의의 적절한 것이 선택될 수 있다. 바람직하게는, 상기 봉 형상 액정 화합물은, 실온에서는 결정 또는 유리 상태를 나타내고, 고온으로 하면 네마틱 액정상을 발현하는 것이다. 상기 봉 형상 액정 화합물은, 성막 전에는 액정상을 나타내지만, 성막 후에는, 예를 들어, 가교 반응에 의해 메시 구조를 형성하여, 액정상을 나타내지 않게 되는 것이어도 된다. 상기와 같은 성질의 봉 형상 액정 화합물을 이용하면, 예를 들어, 액정상을 나타내는 상태에서, 하이브리드 배열을 형성한 후, 냉각 내지 가교에 의해 그 배열 상태를 고정시킬 수 있다.
상기 메소겐기는, 액정상을 형성하기 위해서 필요한 구조 부분으로서, 통상적으로, 고리형 단위를 포함한다. 상기 메소겐기의 구체예로는, 예를 들어, 비페닐기, 페닐벤조에이트기, 페닐시클로헥산기, 아족시벤젠기, 아조메틴기, 아조벤젠기, 페닐피리미딘기, 디페닐아세틸렌기, 디페닐벤조에이트기, 비시클로헥산기, 시클로헥실벤젠기, 터페닐기 등을 들 수 있다. 또한, 이들의 고리형 단위의 말단은, 예를 들어, 시아노기, 알킬기, 알콕시기, 할로겐기 등의 치환기를 가지고 있어도 된다. 그 중에서도, 고리형 단위 등으로 이루어지는 메소겐기로는, 비페닐기, 페닐벤조에이트기를 갖는 것이 바람직하게 이용된다.
상기 봉 형상 액정 화합물은, 메소겐기를 주쇄 및/또는 측쇄에 갖는 고분자 물질 (고분자 액정) 이어도 되고, 분자 구조의 일부분에 메소겐기를 갖는 저분자 물질 (저분자 액정) 이어도 된다. 고분자 액정은, 액정 상태에서 냉각시켜 분자의 배향 상태를 고정화할 수 있기 때문에, 필름 성형의 생산성이 높다는 특징을 갖는다. 저분자 액정은, 배향성이 우수하기 때문에, 투명성이 높은 위상차층이 얻어지기 쉽다는 특징을 갖는다.
상기 봉 형상 액정 화합물은, 바람직하게는, 분자 구조의 일부분에 적어도 1 개 이상의 가교성 관능기를 갖는다. 가교 반응에 의해, 기계적 강도가 증가하여, 내구성이 우수한 위상차층이 얻어지기 때문이다. 상기 가교성 관능기로는, 예를 들어, 아크릴로일기, 메타크릴로일기, 에폭시기, 비닐에테르기 등을 들 수 있다. 상기 봉 형상 액정 화합물은, 시판되는 것을 그대로 사용할 수도 있다. 혹은, 시판 또는 합성된 봉 형상 액정 화합물에, 그밖의 액정 화합물이나, 중합 개시제나 레벨링제 등의 임의의 첨가제를 첨가하여, 액정성 조성물로서 사용할 수도 있다. 시판되는, 가교성 관능기를 갖는 봉 형상 액정 화합물로는, 예를 들어, BASF 사 제조 상품명「Paliocolor LC242」, HUNTSMAN 사 제조 상품명「CB483」등을 들 수 있다.
상기 봉 형상 액정 화합물을 하이브리드 배열로 배향시키는 방법으로는, 임의의 적절한 배향 처리법이 선택될 수 있다. 하나의 실시형태로는, 상기 제 1 및 제 2 의 O 플레이트는, 다음의 공정 A1 ∼ E1 을 포함하는 제법에 의해 제작될 수 있다.
(A1) 2 개의 기판을 준비하고, 일방의 기판에는 제 1 배향 처리를 실시하고, 타방의 기판에 제 2 배향 처리를 실시하는 공정 (단, 제 1 배향 처리와 제 2 배향 처리는 동일하지 않다)
(B1) 봉 형상 액정 화합물과 용제를 함유하는 도공액을 조제하는 공정,
(C1) 2 개의 기판의 배향 처리된 측을 각각 내측으로 하고, 그 사이에, 봉 형상 액정 화합물과 용제를 함유하는 도공액을 샌드위치하여 적층체를 형성하는 공정,
(D1) 그 적층체를 그 봉 형상 액정 화합물이 액정 상태를 나타내는 온도 범위 (액정 온도 범위) 로 가열하는 공정,
(E1) 적층체를 액정 온도 범위 이하로 냉각시키는 공정.
여기에서, 제 1 및 제 2 배향 처리는, 각각 독립적으로, 수직 배향 처리, 수평 배향 처리, 또는 경사 배향 처리이다.
별도의 실시형태로는, 상기 제 1 및 제 2 의 O 플레이트는, 다음의 공정 A2 ∼ E2 를 포함하는 제법에 의해 제작될 수 있다.
(A2) 기판에 배향 처리를 실시하는 공정,
(B2) 봉 형상 액정 화합물과 용제를 함유하는 도공액을 조제하는 공정,
(C2) 상기 도공액을, 상기 기판의 배향 처리된 표면에 도공하여, 적층체를 형성하는 공정,
(D2) 상기 도공액의 기판측과는 반대측의 계면을 공기에 접촉시킨 상태로 하여, 그 적층체를 액정 온도 범위로 가열하는 공정,
(E2) 그 적층체를 액정 온도 범위 이하로 냉각시키는 공정.
여기에서, 배향 처리는, 수직 배향 처리, 수평 배향 처리, 또는 경사 배향 처리이다. 이들의 처리 중 어느 것를 선택할지는, 사용하는 봉 형상 액정 화합물의 종류나 화학적 성질에 따라 적절하게 결정될 수 있다.
본 발명의 액정 패널에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 의 O 플레이트의, 봉 형상 액정 화합물의 편광자측의 틸트각 (θP) 및 이축성 위상차층측의 틸트각 (θB) 은, 예를 들어, 상기 공정 A1 ∼ E1 또는 공정 A2 ∼ E2 의 조건이나, 봉 형상 액정 화합물, 또는 그것을 함유하는 조성물의 종류에 따라 적절하게 증가 내지 감소시킬 수 있다.
상기 배향 처리법으로는, 적의 적절한 방법이 채용될 수 있다. 상기 배향 처리법은, 예를 들어, (A) 기재의 표면에 배향제를 흡착시켜, 배향제층 (배향막이라고도 한다) 을 형성하는 방법, (B) 기재 또는 기재 상에 형성된 배향막의 표면 을 형상적으로 변화시키는 방법, (C) 기재 또는 기재 상에 형성된 배향막의 표면에 광을 조사하는 방법 (광 배향법이라고도 한다) 등을 들 수 있다. 이들 가운데, 배향 처리법으로서, 바람직하게는 광 배향법이다. 광 배향법은, 정전기, 티끌, 먼지 등의 발생이 매우 적은 프로세스이기 때문에, 품질이 우수한 위상차층을 제작할 수 있다. 또한 광을 조사하는 방향·방위에 의해, 위상차층 중의 봉 형상 액정 화합물의 틸트각이나, 지상축 방향을 임의로 제어할 수 있다는 특징이 있다.
상기 수직 배향 처리용의 배향제로는, 특별히 제한은 없지만, 예를 들어, 레시틴, 바사미드 100, 옥타데실말론산, 유기 실란, 테트라플루오로에틸렌, 폴리이미드, 스테아르산 등이 이용될 수 있다. 상기 수평 배향 처리용의 배향제로는, 특별히 제한은 없지만, 예를 들어, 카본, 폴리옥시에틸렌, 바사미드 125, 폴리비닐알코올, 폴리이미드, 2 염기성 카르복실산 크롬 착물, 유기 실란, 아세틸렌, 2 염기성 지방산, 크라운에테르 등이 이용될 수 있다.
광 배향법용의 배향제 (형성된 막은, 광 배향막이라고도 한다) 는, 바람직하게는, 분자 구조 중에 적어도 1 개 이상의 광 반응성 관능기를 갖는 화합물을 함유하는 것이다. 그러한 배향제는, 예를 들어, 광 이성화 반응, 광 개폐 고리 반응, 광 이량화 반응, 광 분해 반응, 광 플리스 전이 반응 등의 광 화학 반응을 일으키는 광 반응성 관능기를 갖는 화합물을 함유하는 것이 사용된다. 광 이성화 반응을 일으키는 광 반응성 관능기로는, 예를 들어, 아조벤젠기, 스틸벤기, α-히드라조노-β-케토에스테르기, 신나메이트기, 벤질리덴프탈이미딘기, 레티노인산 등을 들 수 있다. 광 이량화 반응을 일으키는 광 반응성 관능기로는, 예를 들어, 신나메이트기, 벤질리덴프탈이미딘기, 칼콘기, 쿠마린기, 스티릴피리딘기, 안트라센기 등을 들 수 있다.
상기 광 배향막의 표면에 광을 조사하는 조건은, 광 배향막에 사용되는 광 반응성 관능기를 갖는 화합물의 광 화학 반응의 종류에 따라, 적의 적절한 방법이 선택될 수 있다. 광 조사에 사용되는 광원으로는, 초고압 수은 램프, 플래시 UV 램프, 고압 수은 램프, 저압 수은 램프, 딥 UV 램프, 크세논램프, 메탈할라이드 램프 등을 들 수 있다. 상기 광원의 파장은, 바람직하게는 210㎚ ∼ 380㎚ 이다. 또한, 이 광의 조사 광량은, 파장 365㎚ 에서 측정한 값이 바람직하게는 5mJ/㎠ ∼ 500mJ/㎠ 이다. 상기 광원의 파장은, 광 배향막의 광 분해 반응을 억제하기 위해서, 100㎚ ∼ 200㎚ 의 영역을 필터 등으로 커트하여 사용하는 것이 바람직하다. 상기의 조건이면, 봉 형상 액정 화합물을 균일하게 하이브리드 배열로 배향시킬 수 있다.
상기 봉 형상 액정 화합물과 용제를 함유하는 도공액을 조제하는 방법은, 임의의 적절한 방법이 채용될 수 있다. 여기에서「도공액」이란, 용액 또는 분산액을 나타낸다. 상기 용매는, 예를 들어, 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로헥사논, 시클로펜타논, 2-펜타논, 2-헥사논, 디에틸에테르, 테트라히드로푸란, 디옥산, 아니솔, 아세트산 에틸, 아세트산 부틸, 톨루엔, 자일렌, 클로로포름, 디클로로메탄, 디클로로에탄, 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드, 메틸셀로솔브 등을 들 수 있다. 이들 용매는, 단독으로, 또는 2 종류 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 상기 봉 형상 액정 화합물의 농도는, 바람직하게는 5 중량％ ∼ 40 중량％ 이다.
상기 봉 형상 액정 화합물과 용제를 함유하는 도공액을 도공하는 방법은, 적의 적절한 코터를 사용한 도공 방식이 채용될 수 있다. 상기 코터로는, 예를 들어, 리버스 롤 코터, 정회전 롤 코터, 그라비아 코터, 나이프 코터, 로드 코터, 슬롯 다이 코터, 슬롯 오리피스 코터, 커튼 코터, 파운텐 코터, 에어 독터 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, 리버스 롤 코터, 정회전 롤 코터, 그라비아 코터, 로드 코터, 슬롯 다이 코터, 슬롯 오리피스 코터, 커튼 코터, 및 파운텐 코터 있다. 상기 코터는, 도공액의 농도 변화를 막기 위해서, 클로즈드 애플리케이터를 이용한 코터 헤드를 사용하는 것이 바람직하다. 상기의 코터를 사용한 도공 방식이면, 두께 편차가 작은 고화층을 얻을 수 있다.
상기 하이브리드 배열로 배향시킨 봉 형상 액정 화합물의 고화층을 형성하는 방법은, 임의의 적절한 방법이 채용될 수 있다. 상기 고화층의 형성 방법으로는, 예를 들어, 상기 공정 A1 ∼ E1 을 포함하는 방법이나, 상기 공정 A2 ∼ E2 를 포함하는 방법을 들 수 있다. 상기 공정 D1 또는 D2 에 있어서의 가열 온도는, 바람직하게는, 30℃ 이상 또한 액정상 - 등방상 전이 온도 (Ti) 이하이며, 더욱 바람직하게는 30℃ ∼ 120℃ 이다. 상기 가열 수단으로는, 예를 들어, 열풍 또는 냉풍이 순환하는 공기 순환식 항온 오븐, 마이크로파 혹은 원적외선 등을 이용한 히터, 온도 조절용으로 가열된 롤, 히트 파이프 롤 또는 금속 벨트 등을 사용한 가열 방법이나 온도 제어 방법을 들 수 있다. 상기 가열 시간 (건조 시간) 은, 통상적으로, 1 분 ∼ 20 분이다. 또한, 등방상 전이 온도 (Ti) 는, 상기 봉 형상 액정 화합물 또는 그것을 함유하는 액정성 조성물의 샘플을, 편광 현미경 관찰함으로써 구할 수 있다.
상기 하이브리드 배열로 배향시킨 봉 형상 액정 화합물의 경화층을 형성하는 방법은, 임의의 적절한 방법이 선택될 수 있다. 상기 경화층의 형성 방법은, 바람직하게는, 분자 구조의 일부분에 적어도 1 개 이상의 가교성 관능기를 갖는 봉 형상 액정 화합물 (가교성 봉 형상 액정 화합물이라고도 한다) 을 사용하거나, 또는 가교성 화합물과 봉 형상 액정 화합물을 함유하는 조성물 (가교성 조성물이라고도 한다) 을 이용하여 가교시키는 방법이다. 가교 방법의 구체예로는, 열에 의한 방법, 에너지선 (예를 들어, 가시광선, 자외선, 방사선) 을 조사하는 방법을 들 수 있다. 바람직하게는, 자외선을 조사하는 방법이다. 배향 상태가 우수한 경화층이 얻어지기 때문이다. 이 경우, 상기 자외선을 조사하는 시기는, 고화층이 형성된 후나, 또는 고화가 진행하는 과정인 것이 바람직하다.
상기 자외선을 조사하는 방법에 있어서 상기 봉 형상 액정 화합물을 경화시키는 조건은, 가교성 봉 형상 액정 화합물 또는 가교성 조성물의 광 화학 반응의 종류에 따라, 임의의 적절한 방법이 선택될 수 있다. 광 조사에 사용되는 광원으로는, 상기 광 배향법을 위해서 예시한 것으로부터, 적절하게 선택될 수 있다. 상기 광원의 파장은, 바람직하게는, 210㎚ ∼ 380㎚ 이다. 또한, 이 광의 조 사광량은, 파장 310㎚ 로 측정한 값이, 바람직하게는 30mJ/㎠ ∼ 1000mJ/㎠ 이다. 상기 광원의 파장은, 광 배향막이나 봉 형상 액정 화합물의 광 분해 반응을 억제하기 위해서, 100㎚ ∼ 200㎚ 의 영역을 필터 등으로 커트하여 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 광 조사되는 가교성 봉 형상 액정 화합물 또는 가교성 조성물의 주위의 분위기를, 질소 등의 불활성 가스로 치환하는 것이 바람직하다. 상기의 조건이면, 두께 균일성이 우수한 경화층을 형성할 수 있다.
[E. 이축성 위상차층]
본 명세서에 있어서「이축성 위상차층」이란, 굴절률 타원체가 nx ＞ ny ＞ nz 의 관계를 만족하는 것이다. 여기에서, nx 는 지상축 방향의 굴절률이고, ny 는 지상축에 직교하는 면내 굴절률 방향 (진상축 방향이라고도 한다) 이며, nz 는 두께 방향의 굴절률을 나타낸다. 이와 같은 이축성 위상차층은, 10㎚ ＜ Re [590]＜ Rth [590] 을 만족한다.
상기 제 1 이축성 위상차층과 상기 제 2 이축성 위상차층은, 각각 동일해도 되고 상이해도 된다. 상기 제 1 및 제 2 이축성 위상차층은, 단층 혹은 다층의 위상차층이어도 되고, 또는 기재와 위상차층을 포함하는 적층체이어도 된다. 혹은, 상기 이축성 위상차층은, 상기 서술한 O 플레이트의 기재를 겸하고 있어도 된다. 이축성 위상차층이, 상기 O 플레이트의 기재를 겸하는 경우, 상기 이축성 위상차층의 일방의 면에는, 봉 형상 액정 화합물을 배향시키기 위해서 배향 처리가 실시되어 있어도 되고, 또는 배향막을 가지고 있어도 된다. 상기 제 1 및 제 2 이축성 위상차층의 두께는, 통상적으로 0.5㎛ ∼ 100㎛ 이다.
도 1 을 참조하면, 제 1 이축성 위상차층 (41) 은 제 1 의 O 플레이트 (31) 와 제 1 기판 (11) 사이에 배치되고, 제 2 이축성 위상차층 (42) 은 제 2 의 O 플레이트 (32) 와 제 2 기판 (12) 사이에 배치된다.
도 2 를 참조하여, 상기 제 1 및 제 2 이축성 광학 소자의 바람직한 실시형태에 대해 설명한다. 제 1 이축성 위상차층 (41) 의 지상축 (5) 은, 제 1 편광자 (21) 의 흡수축 (3) 과 실질적으로 직교하며, 제 2 이축성 위상차층 (42) 의 지상축 (6) 은, 제 2 편광자 (22) 의 흡수축 (4) 과 실질적으로 직교한다. 제 1 이축성 위상차층 (41) 의 지상축 (5) 은, 제 2 이축성 위상차층 (42) 의 지상축 (6) 과 실질적으로 직교한다. 제 1 이축성 위상차층 (41) 의 지상축 (5) 은, 제 1 기판 (11) 의 러빙 방향 (1) 과 실질적으로 직교하며, 제 2 이축성 위상차층 (41) 의 지상축 (6) 은, 제 2 기판 (12) 의 러빙 방향 (2) 과 실질적으로 직교한다. 이와 같은 축 관계로 배치함으로써, 보다 적절한 액정 셀의 광학 보상이 행하여져, 경사 방향의 콘트라스트비가 높은 액정 표시 장치를 얻을 수 있다.
상기 제 1 이축성 위상차층 및/또는 상기 제 2 이축성 위상차층의 파장 590㎚ 에 있어서의 투과율 (T [590]) 은, 바람직하게는 85％ 이상이고, 더욱 바람직하게는 90％ 이상이다.
상기 제 1 이축성 위상차층 및/또는 상기 제 2 이축성 위상차층의 파장 590㎚ 에 있어서의 면내 위상차값 (Re [590]) 은, 바람직하게는 50㎚ ∼ 200㎚ 이고, 더욱 바람직하게는 80㎚ ∼ 180㎚ 이며, 특히 바람직하게는 100㎚ ∼ 160㎚ 이다.
상기 제 1 이축성 위상차층의 Re [590]B1 과, 상기 제 1 의 O 플레이트의 Re [590]O1 의 차 (Re [590]B1 - Re [590]O1) 는, 바람직하게는 0㎚ ∼ 60㎚ 이고, 더욱 바람직하게는 10㎚ ∼ 50㎚ 이다. 상기 제 2 이축성 위상차층의 Re [590]B2 와, 상기 제 2 의 O 플레이트의 Re [590]O2 의 차 (Re [590]B2 - Re [590]O2) 는, 바람직하게는 0㎚ ∼ 60㎚ 이고, 더욱 바람직하게는 10㎚ ∼ 50㎚ 이다. 면내 위상차값을 상기의 범위로 함으로써, 보다 적절한 액정 셀의 광학 보상이 행하여져, 경사 방향의 콘트라스트비가 높은 액정 표시 장치를 얻을 수 있다.
상기 제 1 이축성 위상차층 및/또는 상기 제 2 이축성 위상차층의 파장 590㎚ 에 있어서의 두께 방향의 위상차값 (Rth [590]) 은, 굴절률 타원체가 nx ＞ ny ＞ nz 의 관계를 만족하는 범위에서, 바람직하게는 80㎚ ∼ 360㎚ 이고, 더욱 바람직하게는 100㎚ ∼ 320㎚ 이며, 특히 바람직하게는 120㎚ ∼ 280㎚ 이다. 또한, 본 명세서에 있어서, 두께 방향의 위상차값 (Rth [λ]) 이란, 23℃ 에서 파장 λ(㎚) 에 있어서의 두께 방향의 위상차값을 말한다. Rth [λ] 는, 필름의 두께를 d(㎚) 로 했을 때, Rth [λ] = (nx - nz) × d 에 의해 구할 수 있다. 두께 방향의 위상차값을 상기의 범위로 함으로써, 보다 적절한 액정 셀의 광학 보상이 행하여져, 경사 방향의 콘트라스트비가 높은 액정 표시 장치를 얻을 수 있다.
상기 제 1 이축성 위상차층 및/또는 상기 제 2 이축성 위상차층의 Nz 계수는, 바람직하게는 1.1 ∼ 6.0 이고, 더욱 바람직하게는 1.1 ∼ 4.0 이며, 특히 바람직하게는 1.2 ∼ 2.0 이다. 상기 Nz 계수는, 식；Rth [590]/Re [590] 에 의 해 구해진다. Nz 계수를 상기의 범위로 함으로써, 보다 적절한 액정 셀의 광학 보상이 행하여져, 경사 방향의 콘트라스트비가 높은 액정 표시 장치를 얻을 수 있다.
상기 제 1 및/또는 제 2 이축성 위상차층을 형성하는 재료로는, 상기의 광학 특성을 만족하는 것이면, 임의의 적절한 것이 선택될 수 있다. 바람직하게는, 상기 제 1 및/또는 제 2 이축성 위상차층은, 열가소성 수지를 함유하는 위상차 필름을 포함한다. 상기 열가소성 수지로는, 특별히 제한은 없지만, 예를 들어, 노르보르넨계 수지, 셀룰로오스계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리술폰계 수지, 폴리에테르술폰계 수지, 폴리에테르에테르케톤계 수지, 폴리알릴레이트계 수지, 폴리아미드이미드계 수지, 폴리이미드계 수지 등을 들 수 있다. 상기의 열가소성 수지는, 단독으로, 또는 2 종 이상을 조합하여 사용된다.
바람직하게는, 상기 제 1 및/또는 제 2 이축성 위상차층은, 노르보르넨계 수지를 함유하는 위상차 필름을 포함한다. 본 명세서에 있어서「노르보르넨계 수지」란, 출발 원료 (모노머) 의 일부 또는 전부에, 노르보르넨 고리를 갖는 노르보르넨계 모노머를 이용하여 얻어지는 (공) 중합체를 말한다. 상기「(공) 중합체」는, 호모폴리머 또는 공중합체 (코폴리머) 를 나타낸다. 상기 위상차 필름은, 통상적으로 시트상으로 성형된 고분자 필름을 연신하여 제작된다.
상기 노르보르넨계 수지는, 출발 원료로서 노르보르넨 고리 (노르보르난 고리에 이중 결합을 갖는 것) 를 갖는 노르보르넨계 모노머가 사용된다. 상기 노르보르넨계 수지는, (공) 중합체 상태에서는, 구성 단위에 노르보르난 고리를 가지 고 있어도 되고 갖지 않아도 된다. (공) 중합체 상태에서 구성 단위에 노르보르난 고리를 갖는 노르보르넨계 수지는, 예를 들어, 테트라시클로[4.4.12,5.17,10.0]데카-3-엔, 8-메틸테트라시클로[4.4.12,5.17,10.0]데카-3-엔, 8-메톡시카르보닐테트라시클로[4.4.12,5.17,10.0]데카-3-엔 등의 모노머를 이용하여 얻어진다. (공) 중합체 상태에서 구성 단위에 노르보르난 고리를 갖지 않는 노르보르넨계 수지는, 예를 들어, 개열에 의해 5 원자 고리가 되는 모노머를 이용하여 얻어진다. 상기 개열에 의해 5 원자 고리가 되는 모노머로는, 예를 들어, 노르보르넨, 디시클로펜타디엔, 5-페닐노르보르넨 등이나 그들의 유도체 등을 들 수 있다. 상기 노르보르넨계 수지가 공중합체인 경우, 그 분자의 배열 상태는 특별히 제한은 없고, 랜덤 공중합체이어도 되고, 블록 공중합체이어도 되며, 그래프트 공중합체이어도 된다.
상기 노르보르넨계 수지로는, 예를 들어, (A) 노르보르넨계 모노머의 개환 (공) 중합체를 수소 첨가한 수지, (B) 노르보르넨계 모노머를 부가 (공) 중합시킨 수지 등을 들 수 있다. 상기 노르보르넨계 모노머의 개환 공중합체는, 1 종 이상의 노르보르넨계 모노머와, α-올레핀류, 시클로알켄류, 및/또는 비공액 디엔류와의 개환 공중합체를 수소 첨가한 수지를 함유한다. 상기 노르보르넨계 모노머를 부가 공중합시킨 수지는, 1 종 이상의 노르보르넨계 모노머와, α-올레핀류, 시클로알켄류 및/또는 비공액 디엔류와의 부가형 공중합시킨 수지를 함유한다.
상기 노르보르넨계 모노머의 개환 (공) 중합체를 수소 첨가한 수지는, 노르보르넨계 모노머 등을 메타세시스 반응시켜, 개환 (공) 중합체를 얻고, 추가로 당 해 개환 (공) 중합체를 수소 첨가하여 얻을 수 있다. 구체적으로는, 예를 들어, 일본 공개특허공보 평11-116780호의 단락 [0059] ∼ [0060] 에 기재된 방법, 일본 공개특허공보 2001-350017호의 단락 [0035] ∼ [0037] 에 기재된 방법 등을 들 수 있다. 상기 노르보르넨계 모노머를 부가 (공) 중합시킨 수지는, 예를 들어, 일본 공개특허공보 소61-292601호의 실시예 1 에 기재된 방법에 의해 얻을 수 있다.
상기 노르보르넨계 수지의 중량 평균 분자량 (Mw) 은, 테트라히드로푸란 용매에 의한 겔 투과형 크로마토그래프 (GPC) 법으로 측정한 값이, 바람직하게는 20,000 ∼ 500,000 이다. 상기 노르보르넨계 수지의 유리 전이 온도 (Tg) 는, 바람직하게는 120℃ ∼ 170℃ 이다. 상기의 수지이면, 우수한 열안정성을 갖고, 연신에 의해 면내 및 두께 방향의 위상차값을 제어하기 쉬운 고분자 필름을 얻을 수 있다. 또한, 유리 전이 온도 (Tg) 는, JIS K 7121 에 준한 DSC 법에 의해 산출되는 값이다.
상기 노르보르넨계 수지를 함유하는 고분자 필름을 얻는 방법으로는, 임의의 적절한 성형 가공법이 채용될 수 있다. 바람직하게는, 상기 성형 가공법은, 솔벤트 캐스팅법 또는 용융 압출법이다. 평활성, 광학 균일성이 우수한 고분자 필름을 얻을 수 있기 때문이다.
상기 노르보르넨계 수지를 함유하는 고분자 필름은, 임의의 적절한 첨가제를 추가로 함유할 수 있다. 상기 첨가제로는, 예를 들어, 가소제, 열안정제, 광 안정제, 활제, 항산화제, 자외선 흡수제, 난연제, 착색제, 대전 방지제, 상용화제, 가교제, 및 증점제 등을 들 수 있다. 상기 첨가제의 함유량은, 바람직하게는, 상기 노르보르넨계 수지 100 중량부에 대해서, 0 을 초과 10 중량부 이하이다.
상기 노르보르넨계 수지를 함유하는 고분자 필름은, 시판되는 필름을 그대로 사용할 수 있다. 혹은, 시판되는 필름에 연신 처리 및/또는 수축 처리 등의 2 차적 가공을 실시한 것을 사용할 수 있다. 시판되는 노르보르넨계 수지를 함유하는 고분자 필름으로는, 예를 들어, JSR (주) 제조 아톤 시리즈 (상품명；ARTON F, ARTON FX, ARTON D) 나, (주) 오프테스 제조 제오노아 시리즈 (상품명；ZEONOR ZF14, ZEONOR ZF16) 등을 들 수 있다.
상기 고분자 필름을 연신하는 방법으로는, 목적에 따라, 임의의 적절한 연신 방법이 채용될 수 있다. 상기 연신 방법으로는, 예를 들어, 세로 1 축 연신법, 가로 1 축 연신법, 가로세로 동시 2 축 연신법, 가로세로 축차 2 축 연신법 등을 들 수 있다. 상기 고분자 필름을 연신하는 수단으로는, 롤 연신기, 텐터-연신기, 및 2 축 연신기 등의 임의의 적절한 연신기가 이용될 수 있다. 바람직하게는, 상기 연신기는, 온도 제어 수단을 구비한다. 가열하여 연신을 행하는 경우에는, 연신기의 내부 온도는 연속적으로 변화시켜도 되고 단계적으로 변화시켜도 된다. 연신 공정은, 1 회이어도 되고, 2 회 이상으로 분할해도 된다. 연신 방향은, 필름의 길이 방향 (MD 방향) 이어도 되고, 폭 방향 (TD 방향) 이어도 된다. 또, 일본 공개특허공보 2003-262721호의 도 1 에 기재된 연신법을 이용하여, 경사 방향으로 연신 (기울기 연신) 해도 된다.
상기 고분자 필름을 연신하는 온도 (연신 온도) 는, 목적에 따라 적절하게 설정될 수 있다. 바람직하게는, 연신은, 고분자 필름의 유리 전이 온도 (Tg) 에 대해, Tg＋1℃ ∼ Tg＋30℃ 의 범위에서 실시한다. 이와 같은 조건을 선택함으로써, 위상차값이 균일해지기 쉽고, 또한, 위상차 필름이 결정화 (백탁) 되기 어려워진다. 상기 연신 온도는, 바람직하게는 100℃ ∼ 180℃ 이고, 더욱 바람직하게는 120℃ ∼ 160℃ 이다. 상기 연신 온도의 제어 수단으로는, 예를 들어, 열풍 또는 냉풍이 순환하는 공기 순환식 항온 오븐, 마이크로파 또는 원적외선을 이용한 히터, 온도 조절용으로 가열된 롤, 히트 파이프 롤, 금속 벨트 등을 들 수 있다. 또한, 유리 전이 온도는, JIS K 7121 (1987) 에 준한 DSC 법에 의해 구할 수 있다.
상기 고분자 필름을 연신하는 배율 (연신 배율) 은, 목적으로 하는 위상차값에 따라 적절하게 선택될 수 있다. 상기 연신 배율은, 바람직하게는 1 을 초과 4 배 이하이고, 더욱 바람직하게는 1 을 초과 3.5 배 이하이며, 특히 바람직하게는 1 을 초과 3 배 이하이다. 또, 연신시의 전송 속도는, 특별히 제한은 없지만, 기계 정밀도, 안정성 등으로부터 바람직하게는 0.5m/분 ∼ 30m/분이다. 상기의 연신 조건이면, 목적으로 하는 위상차값을 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 균일성이 우수한 위상차 필름을 얻을 수 있다.
[F. 액정 표시 장치]
본 발명의 액정 표시 장치는, 상기 액정 패널을 포함한다. 본 발명의 액정 표시 장치는, 액정 패널의 배면으로부터 광을 조사하여 화면을 보는 투과형이어도 되고, 액정 패널의 시인측으로부터 광을 조사하여 화면을 보는 반사형이어도 된 다. 혹은, 상기 액정 표시 장치는, 투과형과 반사형의 양방의 성질을 겸비하는 반투과형이어도 된다.
본 발명의 액정 표시 장치의 일례로서 투과형 액정 표시 장치에 대해 설명한다. 도 4 는, 본 발명의 바람직한 실시형태에 의한 액정 표시 장치의 개략 단면도이다. 또한, 보기 쉽게 하기 위해서, 도 4 의 각 구성 부재의 세로, 가로 및 두께의 비율은, 실제와는 상이한 것에 유의하고자 한다. 이 액정 표시 장치 (200) 는, 액정 패널 (100) 과, 액정 패널 (100) 의 일방의 측에 배치된 백라이트 유닛 (80) 을 적어도 구비한다. 또한, 도시예에서는, 백라이트 유닛으로서 직하 방식이 채용되었을 경우를 나타내고 있지만, 이것은 예를 들어, 사이드 라이트 방식인 것이어도 된다.
직하 방식이 채용되는 경우, 상기 백라이트 유닛 (80) 은, 바람직하게는, 광원 (81) 과, 반사 필름 (82) 과, 확산판 (83) 과, 프리즘 시트 (84) 와, 휘도 향상 필름 (85) 을 구비한다. 사이드 라이트 방식이 채용되는 경우, 바람직하게는, 백라이트 유닛은, 상기의 구성에 나아가, 추가로 도광판과 라이트 반사경을 구비한다. 또한, 도 4 에 예시한 광학 부재는, 본 발명의 효과가 얻어지는 한, 액정 표시 장치의 조명 방식이나 액정 셀의 구동 모드 등, 용도에 따라 그 일부가 생략될 수 있거나, 또는, 그 밖의 광학 부재로 대체될 수 있다.
본 발명의 액정 표시 장치는, 극각 40°, 방위각 0°∼ 360°의 콘트라스트비의 평균값이, 바람직하게는 60 이상이고, 더욱 바람직하게는 70 ∼ 150 이다. 또한, 상기 액정 표시 장치는, 극각 40°, 방위각 0°∼ 360°의 콘트라스트비의 최대값이, 바람직하게는 160 이상이고, 더욱 바람직하게는 170 ∼ 250 이다. 나아가 상기 액정 표시 장치는, 극각 40°, 방위각 0°∼ 360°의 콘트라스트비의 최소값이, 바람직하게는 20 이상이고, 더욱 바람직하게는 25 ∼ 55 이다. 본 발명의 액정 표시 장치는, 종래의 액정 표시 장치에 비해, 이와 같이 현저히 우수한 표시 특성을 나타낸다.
[G. 용도]
본 발명의 액정 표시 장치는, 임의의 적절한 용도로 사용된다. 그 용도는, 예를 들어, PC 모니터, 노트 PC, 복사기 등의 OA 기기, 휴대전화, 시계, 디지털 카메라, 휴대 정보 단말 (PDA), 휴대 게임기 등의 휴대기기, 비디오 카메라, 텔레비젼, 전자 렌지 등의 가정용 전기기기, 백 모니터, 카 내비게이션 시스템용 모니터, 카 오디오 등의 차재용 기기, 상업 점포용 인포메이션용 모니터 등의 전시기기, 감시용 모니터 등의 경비기기, 개호 (介護) 용 모니터, 의료용 모니터 등의 개호·의료기기 등이다.
바람직하게는, 본 발명의 액정 표시 장치의 용도는, 텔레비젼이다. 상기 TV 의 화면 사이즈는, 바람직하게는 와이드 17 인치형 (373㎜ × 224㎜) 이상이고, 더욱 바람직하게는 와이드 23 인치형 (499㎜ × 300㎜) 이상이며, 특히 바람직하게는 와이드 32 인치형 (687㎜ × 412㎜) 이상이다.
실시예
본 발명에 대해, 이상의 실시예 및 비교예를 이용하여 추가적으로 설명한다. 또한, 본 발명은, 이들의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 또한, 실시예 에서 사용한 각 분석 방법은, 이하와 같다.
(1) 봉 형상 액정 화합물의, 계면의 틸트각의 측정 방법：
Journal of Applied Physics Vol.38 (1999 년) P.748 에 기재된 Witte 의 식에, ne, no, 및 위상차값 (지상축과 평행하게, 극각 -40°∼ ＋40°(법선 방향을 0°로 한다) 에 5°씩 측정한 각각의 값) 을 대입하여 구하였다. 또한, 위상차값은, 분광 엘립소미터 [닛폰 분광 (주) 제조 제품명「M-220」] 을 이용하여, 파장 590㎚, 23℃ 에서 측정한 값을 이용하였다. 또, ne 및 no 는, 아베 굴절률계 [아타고 (주) 제조 제품명「DR-M4」] 를 사용하여 측정한 값을 이용하였다.
(2) 편광자의 단체 투과율의 측정：
분광 광도계 [무라카미 색채 기술 연구소 (주) 제조 제품명「DOT-3」] 를 이용하여, JIS Z 8701-1982 의 2 도 시야 (C 광원) 에 의해, 시감도 보정을 실시한 Y 값을 측정하였다.
(3) 편광자의 편광도의 측정：
분광 광도계 [무라카미 색채 기술 연구소 (주) 제조 제품명「DOT-3」] 를 이용하여, 편광자의 평행 투과율 (H0) 및 직교 투과율 (H90) 을 측정하여, 식：편광도 (％) = ｛(H0 - H90) / (H0 ＋ H90)｝1/2 × 100 에서 구하였다. 상기 평행 투과율 (H0) 은, 동일한 종류의 2 매의 편광자를 서로의 흡수축이 평행이 되도록 중첩시켜 제작한 평행형 적층 편광자의 투과율의 값이다. 또, 상기 직교 투과율 (H90) 은, 동일한 종류의 2 매의 편광자를 서로의 흡수축이 직교하도록 중첩시켜 제작한 직교형 적층 편광자의 투과율의 값이다. 또한, 이들의 투과율은, JlS Z 8701-1982 의 2 도 시야 (C 광원) 에 의해, 시감도 보정을 실시한 Y 값이다.
(4) 위상차값 (Re [λ], Rth [λ]), Nz 계수, T [590] 의 측정 방법：
오우지 계측 기기 (주) 제조 상품명「KOBRA21-ADH」를 이용하여, 23℃ 에서 측정하였다. 또한, 평균 굴절률은, 아베 굴절률계 [아타고 (주) 제조 제품명「DR-M4」] 를 사용하여 측정한 값을 이용하였다.
(5) 두께의 측정 방법：
두께가 10㎛ 미만인 경우, 박막용 분광 광도계 [오오츠카 전자 (주) 제조 제품명「순간 멀티 측광 시스템 MCPD-2000」] 을 사용하여 측정하였다. 두께가 10㎛ 이상인 경우, 안리츠 제조 디지털 마이크로미터「KC-351C 형」을 사용하여 측정하였다.
(6) 분자량의 측정 방법：
겔 투과형 크로마토크래프 (GPC) 법으로부터 폴리스티렌을 표준 시료로서 산출하였다. 구체적으로는, 이하의 장치, 기구 및 측정 조건에 의해 측정하였다. 또한, 샘플은,
·측정 샘플：시료를 테트라히드푸란에 용해하여 0.1 중량％ 의 용액으로 하고, 하룻밤 정치 (靜置) 한 후, 0.45㎛ 의 멤브레인 필터로 여과액을 사용하였다.
·분석 장치：TOSOH 제조「HLC-8120GPC」
·칼럼：TSKgel SuperHMH / H4000 / H3000 / H2000
·칼럼 사이즈：각 6.0㎜I.D. × 150㎜
·용리액：테트라히드로푸란
·유량：0.6ml/min.
·검출기：RI
·칼럼 온도：40℃
·주입량：20㎕
(7) 유리 전이 온도 (Tg) 의 측정 방법：
시차 주사 열량계 [세이코 (주) 제조 제품명「DSC-6200」] 을 사용하여, JIS K 7121 (1987) (플라스틱의 전이 온도의 측정 방법) 에 준한 방법에 의해 구하였다. 구체적으로는, 3㎎ 의 샘플을, 질소 분위기 하 (가스의 유량；80ml/분) 에서 승온 (가열 속도；10℃／분) 시켜 2 회 측정하여, 2 번째의 데이터를 채용하였다. 열량계는, 표준 물질 (인듐) 을 사용하여 온도 보정을 실시하였다.
(8) 콘트라스트비의 측정 방법：
23℃ 의 암실에서 백라이트를 점등시킨 후 30 분 경과한 후, ELDIM 사 제조 제품명「EZ Contrast160D」를 이용하여, 백화상 및 흑화상을 표시한 경우의 XYZ 표시계의 Y 값을 측정하였다. 백화상에 있어서의 Y 값 (YW) 과, 흑화상에 있어서의 Y 값 (YB) 으로부터, 경사 방향의 콘트라스트비「YW/YB」를 산출하였다. 또한, 액정 패널의 긴 변을 방위각 0°로 하고, 법선 방향을 극각 0°로 하였다.
(9) 컬러 시프트량 (색차：ΔE) 의 측정 방법：
23℃ 의 암실에서 백라이트를 점등시킨 후 30 분 경과한 후, 측정을 실시하 였다. 액정 표시 장치에, 흑화상을 표시시켜, ELDIM 사 제조 제품명「EZ Contrast160D」를 이용하여, 방위각 0°∼ 360°, 극각 60°방향에 있어서의 CIE1976L*a*b* 색 공간에서 정의되는 휘도 L*, 그리고 색 좌표 a* 및 b* 를 측정하였다. 경사 방향의 컬러 시프트량 (색차：ΔE) 은, 식：｛(L*)2 ＋ (a*)2 ＋ (b*)2｝1/ 2 로부터 산출하였다.
[액정 셀의 준비]
[참고예 1]
TN 모드의 액정 셀을 포함하는 액정 표시 장치 [BENQ (주) 제조 17 인치형 액정 모니터 (제품 번호：FP71＋)」] 로부터, 액정 패널을 취출하여, 액정 셀의 상하에 배치되어 있던 광학 필름을 모두 제거하고, 상기 액정 셀의 유리면 (표리) 을 세정하였다. 이와 같이 하여 제작한 액정 셀을 액정 셀 (A) 로 하였다.
[제 1 및 제 2 편광자의 준비]
[참고예 2]
시판되는 편광판 [닛토 전공 (주) 상품명「SIG1423DU」] 를 그대로 사용하였다. 이 편광판은, 편광막의 양측에 트리아세틸셀룰로오스를 주성분으로 하는 보호층을 구비한다. 상기 편광막의 보호층은, 실질적으로 등방성을 갖고, Re [590] 은 0.5㎚ 이고, Rth [590] 은 1.0㎚ 이다. 상기 편광판의 단체 투과율은 42.6％ 이고, 편광도는 99.99％ 이었다. 후술하는 실시예에서는, 이 편광판을 2 매 이용하여, 각각을 편광판 (A), 편광판 (B) 으로 하였다 (즉, 제 1 편광자와 제 2 편광자에 동일한 특성의 것을 사용하였다).
[제 1 및 제 2 의 O 플레이트의 제작]
[참고예 3]
두께 80㎛ 의, 하드코터 처리된 트리아세틸셀룰로오스를 주성분으로 하는 고분자 필름 [닛토 전공 (주) 제조] 의 표면에, 광 배향막용의 배향제 [Rolic 사 제조 상품명「ROF103」] 를 스핀코터에서 도공 (조건；3000rpm 로 1 분간) 하고, 100℃ 의 공기 순환식 항온 오븐으로 10 분간 건조시켜, 두께 70㎚ 의 광 배향막을 형성하였다. 다음으로, 이 광 배향막에, 기판 평면에 대해 경사 방향 140°로부터 편광 적외광을 조사 (조사량：100mJ/㎠) 하고, 경사 배향 처리를 실시하였다. 다음으로, 분자 구조 중에 2 개의 가교성 관능기를 갖는 봉 형상 액정 화합물과 중합 개시제를 함유하는 액정성 조성물 [Rolic 사 제조 상품명「ROP5101」(액정 온도 범위 30℃ ∼ 57℃)] 과, 시클로펜타논을 함유하는 도공액 (농도；20 중량％) 을 조제하였다. 다음으로, 이 도공액을 상기 광 배향막의 표면에 도공하고, 그 도공액의 기판측과는 반대측의 계면을 공기에 접촉시킨 상태로 하여, 50℃ 로 가열하고, 그 온도에서 2 분간 유지하여, 하이브리드 배열로 배향시킨 봉 형상 액정 화합물의 고화층을 형성하였다. 또한 이 고화층에, 질소 분위기 하에서 자외선을 조사 (조사량：500mJ/㎠：365㎚) 시켜, 기재 상에 두께 1.1㎛ 의 경화층을 형성하였다. 상기 경화층은, T [590] = 90％, Re [590] = 110㎚, 공기 계면의 틸트각 (θair) = 0°, 기재 계면의 틸트각 (θAL) = 70°, 평균 경사각 = 35°이었다. 후술하는 실시예에서는, 이 경화층을 2 매 이용하여 각각을 경화층 (A), 경화층 (B) 으로 하였다 (즉, 제 1 의 O 플레이트와 제 2 의 O 플레이트에 동일한 특성의 것을 사용하였다).
[제 1 및 제 2 이축성 위상차층의 제작]
[참고예 4]
두께 100㎛ 의 노르보르넨계 수지를 함유하는 고분자 필름 [(주) 오프테스 제조 상품명「제오노아 ZF14」(Tg = 136℃)] 을, 텐터-연신기를 이용하여, 고정단 가로 1 축 연신법에 의해, 150℃ 에서 필름의 폭 방향으로 2.56 배 연신하였다. 얻어진 위상차 필름은, 두께 35㎛, 투과율 = 92％, Re [590] = 120㎚, Rth [590] = 180㎚, Nz 계수 = 1.5 이었다. 후술하는 실시예에서는, 이 위상차 필름을 2 매 이용하여 각각을 위상차 필름 (A), 위상차 필름 (B) 으로 하였다 (즉, 제 1 이축성 위상차층과 제 2 이축성 위상차층에 동일한 특성의 것을 사용하였다).
[액정 패널 및 액정 표시 장치의 제작]
[실시예 1]
참고예 1 에서 얻어진 액정 셀 (A) 의 시인측의 표면에, 제 1 이축성 위상차층으로서 위상차 필름 (A) 을, 그 지상축과 액정 셀의 긴 변 방향의 이루는 각도가 135°가 되도록, 아크릴계 점착제 (두께：20㎛) 를 개재하여 적층시켰다. 다음으로, 이 위상차 필름 (A) 의 표면에, 제 1 의 O 플레이트로서 경화층 (A) 을, 그 배향 방향과 액정 셀의 긴 변 방향의 이루는 각도가 45°가 되도록, 기재를 제거하면서 아크릴계 점착제 (두께：20㎛) 를 개재하여 전사시켰다. 다음으로, 상기 경화층 (A) 의 표면에, 제 1 편광자로서 편광판 (A) 을, 그 흡수축과 액정 셀의 장변 방향의 이루는 각도가 45°가 되도록, 아크릴계 점착제 (두께：20㎛) 를 개재하여 적층시켰다. 이 때, 상기 경화층 (A) 중의, 봉 형상 액정 화합물의 편광자측의 틸트각 (θP) 은 70°이고, 이축성 위상차층측의 틸트각 (θB) 은 0°이다. 또, 상기 봉 형상 화합물의 배향 방향은, 상기 액정 셀의 배향 처리 (러빙) 방향과 실질적으로 동일하다. 상기 제 1 의 O 플레이트의 지상축은, 상기 제 1 편광자의 흡수축과 실질적으로 평행이다. 상기 제 1 이축성 위상차층의 지상축은, 상기 제 1 편광자의 흡수축과 실질적으로 직교한다.
계속해서, 상기 액정 셀 (A) 의 백라이트측의 표면에, 제 2 이축성 위상차층으로서 위상차 필름 (B) 을, 그 지상축과 액정 셀의 긴 변 방향의 이루는 각도가 45°가 되도록, 아크릴계 점착제 (두께：20㎛) 를 개재하여 적층시켰다. 다음으로, 이 위상차 필름 (B) 의 표면에, 제 2 의 O 플레이트로서 경화층 (B) 을, 그 배향 방향과 액정 셀의 장변 방향의 이루는 각도가 135°가 되도록, 기재를 제거하면서 아크릴계 점착제 (두께：20㎛) 를 개재하여 전사시켰다. 다음으로, 상기 경화층 (B) 의 표면에, 제 2 편광자로서 편광판 (B) 을, 그 흡수축과 액정 셀의 긴 변 방향의 이루는 각도가 135°가 되도록, 아크릴계 점착제 (두께：20㎛) 를 개재하여 적층시켰다. 이 때, 상기 경화층 (B) 중의, 봉 형상 액정 화합물의 편광자측의 틸트각 (θP) 은 70°이고, 이축성 위상차층측의 틸트각 (θB) 은 0°이다. 또, 상기 봉 형상 화합물의 배향 방향은, 상기 액정 셀의 배향 처리 (러빙) 방 향과 실질적으로 동일하다. 상기 제 2 의 O 플레이트의 지상축은, 상기 제 2 편광자의 흡수축과 실질적으로 평행이다. 상기 제 2 이축성 위상차층의 지상축은, 상기 제 2 편광자의 흡수축과 실질적으로 직교한다. 상기 제 1 편광자의 흡수축은, 상기 제 2 편광자의 흡수축과 실질적으로 직교한다. 또한, 각 구성 부재의 첩착 각도는, 액정 셀의 긴 변 방향을 0°로 하여, 반시계 방향으로 구한 값이다.
이와 같이 제작한 액정 패널 (A) 을, 원래의 액정 표시 장치의 백라이트 유닛과 결합하여, 액정 표시 장치 (A) 를 제작하였다. 도 5 는, 액정 패널 (A) 의 각 층의 광학적인 축 관계를 나타내는 모식도이다. 상기 액정 표의 장치 (A) 의 백라이트 유닛의 광원을 점등시켜, 30 분 경과한 후, 콘트라스트비를 측정하였다. 이 액정 표시 장치 (A) 의 표시 특성을 표 1 에 나타낸다. 도 6 은, 상기 액정 표시 장치 (A) 의 콘트라스트 등고선도이다.
액정 표시 장치 경사 방향의 콘트라스트비 (방위각 0°∼360°, 극각 40°)
평균값 최대값 최소값
실시예 1 A 110.8 211.3 39.8
비교예 1 H 5.7 11.6 2.3
비교예 2 I 20.4 47.5 2.3
비교예 3 J 16.1 95.7 3.2
비교예 4 K 45.9 171.4 6.6
[비교예 1]
제 1 이축성 위상차층 및 제 2 이축성 위상차층을 사용하지 않았던 것 이외에는, 실시예 1 과 동일한 방법으로 액정 패널 (H) 및 액정 표시 장치 (H) 를 제작하였다. 또한, 제 1 및 제 2 의 O 플레이트로서 사용한 각 경화층은, 액정 셀의 시인측 및 백라이트측에 각각 전사시켰다. 이 액정 표시 장치 (H) 의 표시 특성을 표 1 에 나타낸다. 도 7 은, 상기 액정 표시 장치 (H) 의 콘트라스트 등고선도이다.
[비교예 2]
제 1 의 O 플레이트 및 제 2 의 O 플레이트를 이용하지 않았던 것 이외에는, 실시예 1 과 동일한 방법으로 액정 패널 (I) 및 액정 표시 장치 (I) 를 제작하였다. 이 액정 표시 장치 (I) 의 표시 특성을 표 1 에 나타낸다. 도 8 은, 상기 액정 표시 장치 (I) 의 콘트라스트 등고선도이다.
[비교예 3]
제 1 이축성 위상차층을 제 1 편광자와 제 1 의 O 플레이트 사이에 배치하고, 제 2 이축성 위상차층을 제 2 편광자와 제 2 의 O 플레이트 사이에 배치한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여, 액정 패널 (J) 및 액정 표시 장치 (J) 를 제작하였다. 즉, 액정 셀의 상하에 있어서, 이축성 위상차층과 O 플레이트의 배치 순서를 각각 반대로 한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여, 액정 패널 (J) 및 액정 표시 장치 (J) 를 제작하였다. 이 액정 표시 장치 (J) 의 표시 특성을 표 1 에 나타낸다. 도 9 는, 상기 액정 표시 장치 (J) 의 콘트라스트 등고선도이다.
[비교예 4]
경화층 (B) 중의, 봉 형상 액정 화합물의 편광자측의 틸트각 (θP) 을 0°, 이축성 위상차층측의 틸트각 (θB) 을 70°가 되도록, 제 1 및 제 2 의 O 플레이트를 적층시킨 것 이외에는, 실시예 1 과 동일한 방법으로, 액정 패널 (K) 및 액정 표시 장치 (K) 를 제작하였다. 즉, O 플레이트에 있어서의 봉 형상 액정 화합물의 경사 방향을 실시예 1 과는 반대로 하였다. 구체적으로는, 경화층 (A) 및 경화층 (B) 을 각각, 미리 그 밖의 기재에 전사시키고, 이어서, 위상차 필름 (A 및 B) 에 전사시켰다. 이 액정 표시 장치 (K) 의 표시 특성을 표 1 에 나타낸다. 도 10 은, 상기 액정 표시 장치 (K) 의 콘트라스트 등고선도이다.
[평가]
도 11 은, 실시예 1 및 비교예 1 ∼ 4 의 액정 표시 장치의 극각 40°에 있어서의 콘트라스트비의 방위각 의존성을 나타낸다. 도 11 로부터 명백한 바와 같이, 실시예 1 의 액정 표시 장치는, 경사 방향의 콘트라스트비가 높았다. 특히, 이 액정 표시 장치는 종래 과제인 표시 장치의 상하 방위 (도 11 중, 방위각 90°및 270°) 로부터 비스듬하게 보았을 때의 콘트라스트비가, 매우 높은 것을 알 수 있다. 한편, 비교예 1 ∼ 3 의 액정 표시 장치는, 경사 방향의 어느 방위에서 보아도 콘트라스트비가 낮았다. 비교예 4 의 액정 표시 장치는, 표시 장치의 좌우의 방위 (도 11 중, 방위각 0°및 180°) 로부터 보았을 때의 콘트라스트비는 높지만, 콘트라스트비의 방위각 의존성이 크고, 시인자에게 위화감을 주는 것이었다. 게다가 표시 장치의 상하 방위로부터 비스듬하게 보았을 때의 콘트라스트비도 불충분하였다.
도 12 는, 실시예 1 및 비교예 4 의 액정 표시 장치의 방위각 40°에 있어서의 색차 (ΔE) 의 방위각 의존성을 나타낸다. 도 12 로부터 명백한 바와 같이, 실시예 1 의 액정 표시 장치는, 경사 방향의 컬러 시프트량 (색차：ΔE) 이 작았다. 이로부터, 실시예 1 의 액정 표시 장치는, 보는 각도에 따라 색 변화가 작은 우수한 표시 특성을 나타내는 것을 알 수 있다. 실시예 1 과 비교예 4 를 비교하면 명백한 바와 같이, O 플레이트와 이축성 위상차층의 배치 순서가, 보는 각도에 따른 색 변화가 작은 표시 특성을 얻기 위해서 중요하다는 것을 알 수 있다.
산업상이용가능성
이상과 같이, 본 발명의 액정 패널은, 예를 들어, 액정 표시 장치의 표시 특성 향상에 매우 유용하다.

Claims (14)

  1. 액정 셀과,
    상기 액정 셀의 일방의 측에 배치된 제 1 편광자와,
    상기 액정 셀의 타방의 측에 배치된 제 2 편광자와,
    상기 액정 셀과 상기 제 1 편광자 사이에 배치된 제 1 의 O 플레이트와,
    상기 액정 셀과 상기 제 2 편광자 사이에 배치된 제 2 의 O 플레이트와,
    상기 액정 셀과 상기 제 1 의 O 플레이트 사이에 배치된 제 1 이축성 위상차층과,
    상기 액정 셀과 상기 제 2 의 O 플레이트 사이에 배치된 제 2 이축성 위상차층을 구비하고,
    상기 제 1 및 제 2 의 O 플레이트가, 하이브리드 배열로 배향된 봉 형상 액정 화합물의 고화층 또는 경화층이며, 상기 봉 형상 액정 화합물의 편광자측의 틸트각 (θP) 이, 이축성 위상차층측의 틸트각 (θB) 보다 큰, 액정 패널.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 봉 형상 액정 화합물의 편광자측의 틸트각 (θP) 과 이축성 위상차층측의 틸트각 (θB) 의 차 (θP - θB) 가, 20°∼ 90°인, 액정 패널.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 봉 형상 액정 화합물의 편광자측의 틸트각 (θP) 이, 20°∼ 90°인, 액정 패널.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액정 셀이, 액정층과, 그 액정층의 상기 제 1 편광자측에 배치된 제 1 기판과 상기 액정층의 상기 제 2 편광자측에 배치된 제 2 기판을 포함하고,
    상기 제 1 기판 및 상기 제 2 기판이, 각각, 액정층 측에 배향막을 갖는, 액정 패널.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액정층이, 전계가 존재하지 않는 상태에서, 트위스트 배열로 배향된 액정 분자를 포함하는, 액정 패널.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 편광자의 흡수축이, 상기 제 2 편광자의 흡수축과 실질적으로 직교하는, 액정 패널.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 의 O 플레이트의 지상축이, 상기 제 1 편광자의 흡수축과 실질적으로 평행이고, 상기 제 2 의 O 플레이트의 지상축이, 상기 제 2 편광자의 흡수축과 실질적으로 평행인, 액정 패널.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 봉 형상 액정 화합물의 디렉터 방향을 상기 액정 셀면에 투영시킨 방향이, 상기 액정 셀의 배향 처리 방향과 실질적으로 동일한, 액정 패널.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 의 O 플레이트 및/또는 상기 제 2 의 O 플레이트의 파장 590㎚ 에 있어서의 면내 위상차값 (Re [590]) 이, 50㎚ ∼ 200㎚ 인, 액정 패널.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 이축성 위상차층의 지상축이, 상기 제 1 편광자의 흡수축과 실질적으로 직교하고, 상기 제 2 이축성 위상차층의 지상축이, 상기 제 2 편광자의 흡수축과 실질적으로 직교하는, 액정 패널.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 이축성 위상차층 및/또는 상기 제 2 이축성 위상차층의 파장 590㎚ 에 있어서의 면내 위상차값 (Re [590]) 이, 50㎚ ∼ 200㎚ 인, 액정 패널.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 이축성 위상차층 및/또는 상기 제 2 이축성 위상차층의 Nz 계수가, 1.1 ∼ 6.0 인, 액정 패널.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 이축성 위상차층 및/또는 상기 제 2 이축성 위상차층이, 노르보르넨계 수지를 함유하는 위상차 필름을 포함하는, 액정 패널.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 기재된 액정 패널을 포함하는, 액정 표시 장치.
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