KR20190131576A - 액정 표시 장치 - Google Patents

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KR20190131576A
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유키 나카무라
마사아키 스즈키
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Abstract

본 발명은, 흑색 표시 시에 경사 방향에서 시인했을 때의 광누출, 및 색조 변화가 억제된 액정 표시 장치를 제공한다. 본 발명의 액정 표시 장치는, 액정 셀, 및 액정 셀을 협지하여 배치된 한 쌍의 편광판을 적어도 포함하는 액정 표시 장치이고, 액정성 화합물의 틸트각이 1.0° 이하이며, 한 쌍의 편광판의 사이에, 액정 셀의 각 화소 영역 상에 배치된 각 컬러 필터를, 액정 셀보다 시인 측에 포함하고, 각 컬러 필터의 Rth가 소정의 요건을 충족시키며, 한 쌍의 편광판 중, 시인 측에 배치되는 편광판은, 액정 셀 측으로부터 광학 보상층 및 편광자를 포함하고, 광학 보상층이 소정의 요건을 충족시킨다.

Description

액정 표시 장치
본 발명은, 액정 표시 장치에 관한 것이다.
IPS(In-Plane Switching)형 및 FFS(Fringe Field Switching)형의 액정 표시 장치는, TN(Twisted Nematic)형 및 VA(Vertical Alignment)형과 같이 상하 기판 간에 전계를 인가하여, 액정성 화합물의 상승에 의하여 구동하는 모드가 아니라, 기판면에 대략 평행한 성분을 포함하는 전계에 의하여 액정성 화합물을 기판면 내 방향으로 응답시키는 횡전계(橫電界) 방식이라고 불리는 방식(모드)이다.
또, IPS형 및 FFS형은, 그 구조로부터 원리적으로 시야각에 대한 제한이 적은 방식이기 때문에, 시야각이 넓은 데다 색도 변이·색조 변화가 적은 것과 같은 특성을 갖는 구동 방식으로서 알려져 있다.
이들 횡전계 방식의 액정 표시 장치에 관해서는, 특허문헌 1에 있어서, 흑색 표시의 경사 방향에 있어서의 색조 변화를 저감시키기 위하여, 편광판, 액정층, 컬러 필터, 및 광학 보상 부재를 조합한 구성이 개시되어 있다.
일본 공개특허공보 2014-016642호
한편, 최근, 경사 방향에서 액정 표시 장치를 시인(視認)했을 때의 흑색 표시의 광누출, 및 색조 변화에 관해서는, 보다 추가적인 향상이 요구되고 있다.
본 발명자는 특허문헌 1에 기재된 액정 표시 장치에 관하여 검토를 행한바, 상기 특성을 충분하게는 충족시키지 않아, 추가적인 개량이 필요한 것을 발견했다.
본 발명은, 상기 실정을 감안하여, 흑색 표시 시에 경사 방향에서 시인했을 때의 광누출, 및 색조 변화가 억제된 액정 표시 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명은, 종래 기술의 문제점에 대하여 예의 검토한 결과, 소정의 구조의 액정 표시 장치이면, 상기 과제를 해결할 수 있는 것을 발견했다.
즉, 이하의 구성에 의하여 상기 목적을 달성할 수 있는 것을 발견했다.
(1) 적어도 한쪽이 전극을 갖는 대향 배치된 한 쌍의 기판과, 한 쌍의 기판 간에 배치되어, 배향 제어된 액정성 화합물을 포함하는 액정층을 갖고, 전극에 의하여, 전극을 갖는 기판에 대하여 평행한 성분을 갖는 전계가 형성되는 액정 셀, 및
액정 셀을 협지(挾持)하여 배치된 한 쌍의 편광판을 적어도 포함하는, 액정 표시 장치이며,
액정성 화합물의 틸트각이 1.0° 이하이고,
액정 셀이, 제1 화소 영역, 제2 화소 영역, 및 제3 화소 영역을 적어도 포함하며,
한 쌍의 편광판 사이에, 액정 셀의 제1 화소 영역 상에 배치된 제1 컬러 필터와, 액정 셀의 제2 화소 영역 상에 배치된 제2 컬러 필터와, 액정 셀의 제3 화소 영역 상에 배치된 제3 컬러 필터를, 액정 셀보다 시인 측에 포함하고,
제1 컬러 필터의 최대 투과율을 나타내는 파장을 λ1, 제2 컬러 필터의 최대 투과율을 나타내는 파장을 λ2, 및 제3 컬러 필터의 최대 투과율을 나타내는 파장을 λ3이라고 했을 때, λ1<λ2<λ3의 관계를 충족시키며,
제1 컬러 필터의 파장 λ1에 있어서의 두께 방향의 리타데이션 Rth(λ1), 제2 컬러 필터의 파장 λ2에 있어서의 두께 방향의 리타데이션 Rth(λ2), 및 제3 컬러 필터의 파장 λ3에 있어서의 두께 방향의 리타데이션 Rth(λ3)이, 후술하는 식 (1)~(3)의 요건을 충족시키고,
한 쌍의 편광판 중, 시인 측에 배치되는 편광판은, 액정 셀 측으로부터 광학 보상층 및 편광자를 포함하며,
광학 보상층의 면내 지상축(遲相軸)과 편광자의 흡수축은 평행이고,
광학 보상층의, 파장 450nm에 있어서의 면내 리타데이션 Re(450), 및 파장 550nm에 있어서의 면내 리타데이션 Re(550)이, 후술하는 식 (4)의 요건을 충족시키는, 액정 표시 장치.
(2) 후술하는 식 (5)의 요건을 충족시키는, (1)에 기재된 액정 표시 장치.
(3) 후술하는 식 (5-1)의 요건을 충족시키는, (1) 또는 (2)에 기재된 액정 표시 장치.
(4) 광학 보상층이, 액정 셀 측으로부터 순서대로, 제1 광학 보상층과 제2 광학 보상층을 포함하고,
제1 광학 보상층의, 파장 550nm에 있어서의 면내 리타데이션 Re1(550), 및 파장 550nm에 있어서의 두께 방향의 리타데이션 Rth1(550)이, 후술하는 식 (8) 및 (9)의 요건을 충족시키며,
제2 광학 보상층의, 파장 550nm에 있어서의 면내 리타데이션 Re2(550), 및 파장 550nm에 있어서의 두께 방향의 리타데이션 Rth2(550)이, 후술하는 식 (10) 및 (11)의 요건을 충족시키는, (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 기재된 액정 표시 장치.
(5) 제1 광학 보상층이 포지티브 A 플레이트이며, 제2 광학 보상층이 포지티브 C 플레이트인, (4)에 기재된 액정 표시 장치.
(6) 제1 광학 보상층이 λ/4층인, (5)에 기재된 액정 표시 장치.
(7) 제2 광학 보상층의, 파장 450nm에 있어서의 두께 방향의 리타데이션 Rth2(450), 및 파장 550nm에 있어서의 두께 방향의 리타데이션 Rth2(550)이, 후술하는 식 (12)의 요건을 충족시키는, (4) 내지 (6) 중 어느 하나에 기재된 액정 표시 장치.
(8) 제1 광학 보상층과 제2 광학 보상층 중 적어도 한쪽이, 액정성 화합물이 배향한 상태에서 고정화한 필름인, (4) 내지 (7) 중 어느 하나에 기재된 액정 표시 장치.
(9) 제1 광학 보상층이, 봉상 액정성 화합물이 기판면에 대하여 수평 방향으로 배향한 상태에서 고정화한 필름인, (8)에 기재된 액정 표시 장치.
(10) 제2 광학 보상층이, 봉상 액정성 화합물이 기판면에 대하여 수직 방향으로 배향한 상태에서 고정화한 필름인, (8) 또는 (9)에 기재된 액정 표시 장치.
(11) 광학 보상층이 1층이며,
광학 보상층의, 파장 550nm에 있어서의 면내 리타데이션 Re1(550), 및 파장 550nm에 있어서의 두께 방향의 리타데이션 Rth1(550)이, 후술하는 식 (6) 및 (7)의 요건을 충족시키는, (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 기재된 액정 표시 장치.
(12) 광학 보상층이, 폴리바이닐알코올계 접착제를 통하여 편광자와 접착하고 있는, (1) 내지 (11) 중 어느 하나에 기재된 액정 표시 장치.
(13) 광학 보상층이, 활성 에너지선의 조사 또는 가열에 의하여 경화되는 경화성 접착제 조성물을 통하여, 편광자와 직접 접착하고 있는, (1) 내지 (12) 중 어느 하나에 기재된 액정 표시 장치.
(14) 한 쌍의 편광판 중, 시인 측과는 반대 측에 배치되는 편광판이, 액정 셀 측으로부터 적어도 보호 필름과 편광자를 이 순서로 포함하는, (1) 내지 (13)에 기재된 액정 표시 장치.
(15) 보호 필름의 파장 550nm에 있어서의 두께 방향의 리타데이션 Rth(550)이, 후술하는 식 (13)의 요건을 충족시키는, (14)에 기재된 액정 표시 장치.
본 발명에 의하면, 흑색 표시 시에 경사 방향에서 시인했을 때의 광누출, 및 색조 변화가 억제된 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태의 일례를 나타내는 모식도이다.
이하, 본 발명에 대하여 상세하게 설명한다.
이하에 기재하는 구성 요건의 설명은, 본 발명의 대표적인 실시형태에 근거하여 이루어지는 경우가 있지만, 본 발명은 이와 같은 실시형태에 제한되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, "~"를 이용하여 나타나는 수치 범위는, "~"의 전후에 기재되는 수치를 하한값 및 상한값으로서 포함하는 범위를 의미한다.
또, 본 명세서에 있어서, 편광판이란, 편광자의 적어도 한쪽의 표면에 보호 층 또는 기능층이 배치된 것을 말하고, 편광자와 편광판은 구별하여 이용한다.
또, 본 명세서에 있어서, 평행 및 직교란, 엄밀한 의미에서의 평행 및 직교를 의미하는 것이 아니라, 각각 평행 또는 직교로부터 ±5°의 범위를 의미한다.
또, 본 명세서에 있어서, "(메트)아크릴레이트"는, 아크릴레이트 및 메타크릴레이트 중 어느 하나를 의미하는 표기이고, "(메트)아크릴"은, 아크릴 및 메타크릴 중 어느 하나를 의미하는 표기이며, "(메트)아크릴로일"은, 아크릴로일 및 메타크릴로일 중 어느 하나를 의미하는 표기이다.
본 명세서에 있어서, Re(λ) 및 Rth(λ)는, 각각 파장 λ에 있어서의 면내의 리타데이션 및 두께 방향의 리타데이션을 나타낸다. 특별한 기재가 없을 때에는, 파장 λ는, 550nm로 한다.
본 발명에 있어서, Re(λ) 및 Rth(λ)는, AxoScan OPMF-1(옵토 사이언스사제)에 있어서, 파장 λ로 측정한 값이다. AxoScan으로 평균 굴절률((nx+ny+nz)/3)과 막두께(d(μm))를 입력함으로써,
면내 지상축 방향(°)
Re(λ)=R0(λ)
Rth(λ)=((nx+ny)/2-nz)×d가 산출된다.
또, 본 발명에 있어서 Nz는, 위상차층의 파장 550nm의 면내 리타데이션 Re(550) 및 두께 방향의 리타데이션 Rth(550)에 의하여, Nz 팩터=Rth(550)/Re(550)+0.5로 정의된다.
본 발명에 있어서, 굴절률 nx, ny 및 nz는, 아베 굴절계(NAR-4T, 아타고(주)제)를 사용하고, 광원으로 나트륨 램프(λ=589nm)를 이용하여 측정한다.
또, 파장 의존성을 측정하는 경우는, 다파장 아베 굴절계 DR-M2(아타고(주)제)로, 간섭 필터와의 조합으로 측정할 수 있다.
또, 폴리머 핸드북(JOHN WILEY & SONS, INC), 각종 광학 필름의 카탈로그의 값을 사용할 수도 있다.
주된 광학 필름의 평균 굴절률의 값을 이하에 예시한다: 셀룰로스아실레이트(1.48), 사이클로올레핀 폴리머(1.52), 폴리카보네이트(1.59), 폴리메틸메타크릴레이트(1.49), 폴리스타이렌(1.59)이다.
이하, 본 발명의 실시형태를, 도면을 참조하여 설명한다.
도 1에 나타내는 액정 표시 장치는, 액정 셀(7~9), 액정 셀을 협지하여 배치된 상측 편광판(16(1~6))과 하측 편광판(17(10~13)), 및 하측 편광판(17)의 더 외측에, 백라이트 유닛(14)을 포함한다. 액정 셀(7~9)은, 액정 셀 상측 기판(7)과 액정 셀 하측 기판(9)과, 이들에 협지되는 액정층(8)을 포함한다. 하측 기판(9)은, 그 대향면에, 전극층(도 1 중, 도시하지 않음)을 갖고, 전극층은, 기판(9)의 표면에 대하여 평행한 전계를 액정층에 공여 가능하게 구성되어 있다. 전극층은, 통상 투명한 인듐틴옥사이드(ITO)로 이루어진다. 기판(9)의 전극층 상 및 기판(7)의 대향면에는, 액정성 화합물(8)의 배향을 제어하는 배향층(도 1 중 도시하지 않음)이 형성되고, 액정성 화합물(8)의 배향 방향이 제어되어 있다. 배향층은 표시의 대칭성을 유지하기 위하여, UV(ultra violet) 배향층인 것이 바람직하다.
도 1에 있어서, 액정 셀은, 상측 편광판(16)과 하측 편광판(17)의 사이에 배치된다. 상측 편광판(16)은, 보호 필름 1과, 편광자(2)와, 광학 보상층(15(4~5))을 포함한다. 하측 편광판(17)은, 편광자(11)와, 그 양면에 배치된 보호 필름(10 및 13)을 포함한다.
상측 편광판(16)과 하측 편광판(17)은, 상측 편광판(16) 중의 편광자(2)의 흡수축(3) 및 하측 편광판(17) 중의 편광자(11)의 흡수축(12)이 직교하도록 배치된다. 상측 편광판(16)을 시인 측의 편광판으로 한 경우, 상측 편광판(16) 중의 편광자(2)의 흡수축(3)은, 전압 무인가 시(OFF 상태)에 있어서의, 액정 셀 내의 액정성 화합물(8)의 이상광(異常光) 굴절률 방향과 직교하도록 적층하는 것이 바람직하다.
또한, 도 1에는 나타내지 않지만, 액정 셀 상측 기판(7) 상(액정 셀 상측 기판(7)의 시인 측(상측 편광자 측)의 표면 상)에는, 청색 컬러 필터(이후, "BCF"라고도 함), 녹색 컬러 필터(이후, "GCF"라고도 함), 및 적색 컬러 필터(이후, "RCF"라고도 함)가 배치되어 있다.
또, 액정 셀은, 상술한 BCF, GCF 및 RCF가 각각 배치되는 3개의 화소 영역을 포함한다.
상기 BCF, GCF 및 RCF는, 본 발명의 액정 표시 장치의 제1 컬러 필터, 제2 컬러 필터, 및 제3 컬러 필터에 각각 상당한다. 또, 액정 셀 중의 3개의 화소 영역은, 본 발명의 액정 표시 장치 중의 액정 셀에 포함되는 제1 화소 영역, 제2 화소 영역, 및 제3 화소 영역에 각각 상당한다.
도 1에 있어서, 하측 편광판(22)의 외측에 배치된 백라이트 유닛(14)으로부터 광이 입사하는 경우를 생각한다. 전극(도 1 중 도시하지 않음)에 구동 전압을 인가하지 않는 비구동 상태(OFF 상태)에서는, 액정층 중의 액정성 화합물(8)은, 액정 셀 상측 기판(7) 및 액정 셀 하측 기판(9)의 면에 대하여 대략 평행으로, 또한 그 장축을 편광자(11)의 흡수축(12)에 대하여 대략 평행으로 하여 배향하고 있다. 이 상태에서는, 편광자(11)에 의하여 소정의 편광 상태가 된 광은, 액정성 화합물(8)의 복굴절 효과를 받지 않고, 그 결과 편광자(2)의 흡수축(3)에 의하여 흡수된다. 이때, 흑색 표시가 된다. 이에 대하여, 전극(도 1 중 도시하지 않음)에 구동 전압을 인가한 구동 상태(ON 상태)에서는, 기판에 대하여 평행한 성분을 포함하는 전계가 형성되고, 액정성 화합물(8)은 그 장축을 전계의 방향에 일치시켜 배향한다. 그 결과, 편광자(11)에 의하여 소정의 편광 상태가 된 광은, 액정성 화합물(8)의 복굴절 효과에 의하여 편광 상태가 변화하고, 그 결과 편광자(2)를 통과한다. 이때, 백색 표시가 된다.
본 발명의 액정 표시 장치에 있어서는, BCF, GCF 및 RCF의 두께 방향의 리타데이션 Rth를 화소 영역마다 제어하고, 또한 광학 보상층의 위상차 및 파장 분산성을 소정의 범위로 함으로써, 흑색 표시 시에 경사 방향에서 시인했을 때의 광누출 및 색조 변화가 억제되어 있다.
이하, 상기 액정 표시 장치에 포함되는 각 부재에 대하여 상세하게 설명한다.
<액정 셀>
도 1에 나타내는 액정 표시 장치 중의 액정 셀은, 적어도 한쪽이 전극을 갖는 대향 배치된 한 쌍의 기판과, 기판 간에 배치되어, 배향 제어된 액정성 화합물을 포함하는 액정층을 갖는다.
기판(액정 셀 상측 기판 및 액정 셀 하측 기판에 해당)의 내측의 대향면의 쌍방에, 액정성 화합물을 배향시키는 배향층을 배치하는 것이 바람직하다. 또, 2매의 기판 간의 거리(셀 갭)를 유지하기 위한 기둥상 또는 구상의 스페이서를, 액정층 내에 배치하는 것이 일반적이다.
그 외에, 반사판, 집광 렌즈, 휘도 향상 필름, 발광층, 형광층, 인광층, 반사 방지막, 방오막(防汚膜), 및 하드 코트막 등을 액정 셀 내에 배치해도 된다.
기판으로서는, 투명 유리 기판이 바람직하다. 또한, 액정 셀용 기판으로서는, 보다 견고하고 고온에 견디는 실리콘 유리 기판, 또는 플라스틱 기판을 이용해도 된다.
액정층을 구성하는 액정성 화합물의 종류는, 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 액정성 화합물로서, 네마틱 액정성 화합물(예를 들면, 유전율 이방성 Δε이 정(正)인 네마틱 액정성 화합물)을 이용해도 된다. 또한, 네마틱 액정성 화합물의 유전율 이방성 Δε은, 그 값이 큰 편이, 구동 전압을 저감시킬 수 있고, 굴절률 이방성 Δn은 작은 편이 액정층의 두께(갭)를 두껍게 할 수 있으며, 액정성 화합물의 봉입(封入) 시간이 단축되고, 또한 갭 편차를 줄일 수 있다.
액정층의 두께(갭)는, 2.8μm 초과 4.5μm 미만이 바람직하다.
액정층의 리타데이션(Δn·d)을 0.25μm 초과 0.40μm 미만으로 하면, 가시광의 범위 내에서 파장 의존성이 거의 없는 투과율 특성이 보다 용이하게 얻어진다.
또, 액정성 화합물이 원래의 배향 방향으로부터 수평 방향으로 45° 회전했을 때, 최대 투과율이 얻어진다.
또한, 액정층의 두께(갭)는, 통상 폴리머 비즈로 제어할 수 있다. 폴리머 비즈 이외에도, 유리 비즈, 파이버, 및 수지제의 기둥상 스페이서를 이용해도 된다.
일반적으로, IPS 방식에 있어서는, 종래의 TN 방식으로 대표되는 종전계(縱電界) 방식과 달리 기판면과의 계면 틸트가 원리적으로 필요 없고, 계면 틸트각이 작을수록 시야각 특성이 양호한 것이 알려져 있다.
본 발명의 액정 표시 장치 중의 액정층에 있어서는, 액정성 화합물의 틸트각은 1.0° 이하이다. 하한값은 특별히 제한되지 않지만, 0°를 들 수 있다. 또한, 상기 틸트각이란, 액정성 화합물의 장축과, 기판 표면이 이루는 각도를 의도한다.
상기 틸트각을 실현하기 위해서는, 상술한 바와 같이, 배향층을 이용하는 양태를 들 수 있다. 종래의 양산 기술에 있어서는, 폴리이미드 등의 고분자막으로 이루어지는 배향 제어층 상을 러빙 처리하고, 액정 배향능(초기 배향)을 부여하여, 배향층을 형성한다. 한편, 러빙용 천은, 굵기가 10~30μm 정도의 가는 섬유를 묶어 구성되어 있으며, 실질적으로는 이 가는 섬유 한 가닥 한 가닥이, 배향층의 국소적인 부분에 일정 방향의 전단력을 부여함으로써 액정 배향능을 부여하는 처리가 이루어진다. IPS 방식에서의 전극 간격도 상기 섬유의 직경과 동일한 정도의 10~30μm 정도이기 때문에, 단차 근방의 러빙은 충분히 이루어지지 않아, 배향이 흐트러지기 쉽다. 이 배향의 흐트러짐은 콘트라스트비의 저하, 및 휘도나 색조의 불균일성과 같은 화질의 저하를 일으킨다. 이들 러빙 배향 처리의 문제를 해결하는 방법으로서, 편광한 자외선 등을 고분자막의 표면에 조사하여, 러빙 처리를 하지 않고 액정성 화합물을 배향시키는 광배향법이 제안되고 있다. 예를 들면, 일본 공개특허공보 2005-351924호에 있어서, 광배향법을 이용하여 액정성 화합물의 틸트각을 1.0° 이하로 하는 것이 기재되어 있으며, 본 발명에 있어서도 광배향법을 이용하는 것이 바람직하다.
액정 셀은, 상술한 바와 같이, BCF, GCF, 및 RCF가 그 표면 상에 배치되어, 각각의 컬러 필터에 대응한 화소 영역을 포함한다. 바꾸어 말하면, 액정 셀은, 복수의 화소 영역을 포함하고, 각 화소 영역에 대응하도록 액정 셀 상에 BCF, GCF, 및 RCF가 배치되어 있다.
또한, 통상, 컬러 표시를 행하는 액정 표시 장치에서는, 광의 3원색(적색, 녹색, 및 청색)의 서브픽셀(화소 영역)이 1세트가 되어, 1화소를 형성한다. 또, 3색 이상의 서브픽셀로 1화소를 형성하는 경우도 있다.
<컬러 필터>
도 1에 나타내는 액정 표시 장치는, 한 쌍의 편광판의 사이에, 액정 셀의 각 화소 영역 상에 배치된 컬러 필터를 포함한다. 보다 구체적으로는, 액정 셀 중의 액정 셀 상측 기판 상에, BCF, GCF, 및 RCF가 배치되어 있다. 또한, BCF, GCF, 및 RCF는, 모두 시인 측(상측 편광판 측)에 배치된다.
또한, BCF는 청색 영역(파장 420~490nm)에 최대 투과율을 나타내는 컬러 필터이고, GCF는 녹색 영역(파장 495~570nm)에 최대 투과율을 나타내는 컬러 필터이며, RCF는 청색 영역(파장 580~700nm)에 최대 투과율을 나타내는 컬러 필터이다.
또한, 본 명세서에 있어서 "최대 투과율"이란, 가시광 영역(400~700nm)에 있어서의 최대의 투과율을 의미한다.
BCF의 최대 투과율을 나타내는 파장을 λ1(nm), GCF의 최대 투과율을 나타내는 파장을 λ2(nm), RCF의 최대 투과율을 나타내는 파장을 λ3(nm)이라고 하면, λ1<λ2<λ3의 관계를 충족시키고 있다.
또, BCF의 파장 λ1에 있어서의 두께 방향의 리타데이션 Rth(λ1), GCF의 파장 λ2에 있어서의 두께 방향의 리타데이션 Rth(λ2), 및 RCF의 파장 λ3에 있어서의 두께 방향의 리타데이션 Rth(λ3)은, 식 (1)~(3)의 요건을 충족시킨다.
식 (1) Rth(λ1)≤Rth(λ3)
식 (2) Rth(λ2)≤Rth(λ3)
식 (3) Rth(λ2)≤25nm
그 중에서도, 식 (5)의 요건을 충족시키는 것이 바람직하고, 식 (5-1)의 요건을 충족시키는 것이 보다 바람직하다.
식 (5) (Rth(λ1)-5nm)≤Rth(λ2)
식 (5-1) Rth(λ1)≤Rth(λ2)
또, 식 (3-1)의 요건을 충족시키는 것이 바람직하고, 식 (3-2)의 요건을 충족시키는 것이 바람직하다.
식 (3-1) 0nm≤Rth(λ2)≤20nm
식 (3-2) 0nm≤Rth(λ1)≤10nm
Rth(λ1)은, 상기 식 (1)의 요건을 충족시키고 있으면 특별히 제한되지 않지만, -20~20nm인 것이 바람직하고, -10~10nm인 것이 보다 바람직하다.
Rth(λ3)은, 상기 식 (1) 및 식 (2)의 요건을 충족시키고 있으면 특별히 제한되지 않지만, 0~35nm인 것이 바람직하고, 10~25nm인 것이 보다 바람직하다.
상기 요건을 달성하는 방법은 특별히 제한되지 않지만, 예를 들면 식 (1)~식 (3)의 요건을 충족시키는 방법으로서는, 컬러 필터의 두께를 변화시켜, 각 컬러 필터의 Rth를 조정하는 방법을 들 수 있다.
또, 컬러 필터의 Rth는, 컬러 필터 내에 리타데이션 상승제 또는 저하제를 첨가함으로써 조정해도 된다.
리타데이션 상승제로서는, 일반식 (X)으로 나타나는 화합물 및 이에 유사한 화합물을 들 수 있다.
[화학식 1]
Figure pct00001
리타데이션 저하제로서는, 일반식 (XI)로 나타나는 화합물을 들 수 있다.
[화학식 2]
Figure pct00002
상기 일반식 (XI) 중, R11은 알킬기 또는 아릴기를 나타내고, R12 및 R13은, 각각 독립적으로, 수소 원자, 알킬기 또는 아릴기를 나타낸다. 또, R11, R12 및 R13의 탄소수의 총합은, 10 이상이 바람직하다. R11, R12 및 R13은 치환기를 갖고 있어도 되고, 치환기로서는 불소 원자, 알킬기, 아릴기, 알콕시기, 설폰기 또는 설폰아마이드기가 바람직하며, 알킬기, 아릴기, 알콕시기, 설폰기 또는 설폰아마이드기가 보다 바람직하다.
또, 알킬기는 직쇄상이어도 되고, 분기쇄상이어도 되며, 환상이어도 된다. 알킬기의 탄소수는, 1~25가 바람직하고, 6~25가 보다 바람직하며, 6~20이 더 바람직하다. 알킬기로서는, 예를 들면 메틸기, 에틸기, 프로필기, 아이소프로필기, 뷰틸기, 아이소뷰틸기, t-뷰틸기, 아밀기, 아이소아밀기, t-아밀기, 헥실기, 사이클로헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 바이사이클로옥틸기, 노닐기, 아다만틸기, 데실기, t-옥틸기, 운데실기, 도데실기, 트라이데실기, 테트라데실기, 펜타데실기, 헥사데실기, 헵타데실기, 옥타데실기, 노나데실기, 및 다이데실기를 들 수 있다.
아릴기의 탄소수는, 6~30이 바람직하고, 6~24가 보다 바람직하다. 아릴기로서는, 페닐기, 바이페닐기, 터페닐기, 나프틸기, 바이나프틸기, 또는 트라이페닐페닐기가 바람직하다.
컬러 필터(BCF, GCF, RCF)의 제작 방법은 특별히 제한되지 않고, 예를 들면 착색 감광성 수지 조성물을 스핀 코터 등으로 도포 후, 포토리소그래피 공정으로 패터닝하는 착색 레지스트법, 및 래미네이트법 등을 들 수 있다. 착색 레지스트법과 같은 도포 공정을 포함하는 형성 방법으로는, 도포량을 조정함으로써, 두께가 다른 컬러 필터를 형성할 수 있다. 또, 래미네이트법으로는, 두께가 다른 전사 재료를 이용함으로써, 두께가 다른 컬러 필터를 형성할 수 있다.
또한, 각 컬러 필터 간에는, 필요에 따라, 블랙 매트릭스를 배치해도 된다. 블랙 매트릭스를 제작하는 방법은 특별히 제한되지 않고, 공지의 방법을 들 수 있다.
또한, 상기에서는 도 1에 나타내는 액정 표시 장치 중에 포함되는 BCF, GCF 및 RCF에 대하여 주로 상세하게 설명했지만, 이 양태에는 제한되지 않고, BCF, GCF 및 RCF는 다른 색의 컬러 필터여도 된다. 즉, 본 발명의 액정 표시 장치에 있어서는, 액정 셀의 각 화소 영역(제1 화소 영역~제3 화소 영역) 상에 배치된 제1 컬러 필터와, 제2 컬러 필터와, 제3 컬러 필터가 적어도 포함되어 있으며, 제1 컬러 필터의 파장 λ1에 있어서의 두께 방향의 리타데이션 Rth(λ1), 제2 컬러 필터의 파장 λ2에 있어서의 두께 방향의 리타데이션 Rth(λ2), 및 제3 컬러 필터의 파장 λ3에 있어서의 두께 방향의 리타데이션 Rth(λ3)이, 식 (1)~(3)의 요건을 충족시키고 있으면, BCF, GCF 및 RCF 이외의 다른 색의 컬러 필터여도 된다.
식 (1) Rth(λ1)≤Rth(λ3)
식 (2) Rth(λ2)≤Rth(λ3)
식 (3) Rth(λ2)≤25nm
<편광판>
도 1에 나타내는 액정 표시 장치는, 한 쌍의 편광판을 포함한다.
한 쌍의 편광판 중, 시인 측에 배치되는 편광판(상측 편광판)은, 액정 셀 측으로부터 광학 보상층 및 편광자를 포함한다. 또한, 편광자의 흡수축과 광학 보상층의 면내 지상축은, 평행이 되도록 배치된다.
또, 상술한 바와 같이, 도 1 중의 상측 편광판은, 편광자의 광학 보상층과 역측(逆側)의 표면에 보호 필름을 포함한다. 또한, 보호 필름 대신에 경화 수지층을 배치해도 된다.
한 쌍의 편광판 중, 시인 측과는 반대 측에 배치되는 편광판(하측 편광판)은, 편광자와, 그 양면에 배치된 보호 필름을 포함한다.
또한, 상기 보호 필름은, 임의의 부재이며, 액정 표시 장치에 포함되어 있지 않아도 된다.
이하, 각 부재에 대하여 상세하게 설명한다.
(광학 보상층)
광학 보상층은, 1층 또는 2층 이상으로 구성되고, 후술하는 식 (4)로 나타나는 특성을 갖는다. 그 중에서도, 광학 보상층은, 역파장 분산성(면내 리타데이션이, 측정 파장이 커짐에 따라 커지는 특성)을 나타내는 것이 바람직하다.
광학 보상층의, 파장 450nm에 있어서의 면내 리타데이션 Re(450), 및 파장 550nm에 있어서의 면내 리타데이션 Re(550)은, 식 (4)의 요건을 충족시킨다.
식 (4) Re(450)/Re(550)<0.95
그 중에서도, 식 (4-1)의 요건을 충족시키는 것이 바람직하다.
식 (4-1) 0.75≤Re(450)/Re(550)≤0.93
식 (4-2) 0.80≤Re(450)/Re(550)≤0.90
광학 보상층은, 상술한 바와 같이, 1층으로 구성되어 있어도 되고, 2층 이상으로 구성되어 있어도 된다. 본 발명에서는 1층 또는 2층의 광학 보상층으로 구성되어 있는 것이 바람직하다.
1층 구성의 경우에는 제1 광학 보상층만, 2층 구성의 경우에는 제1 광학 보상층과 제2 광학 보상층으로 이루어진다. 또한, 어느 층 구성의 경우여도, 광학 보상층 전체적으로 상기 식 (4)를 만족하고, 광학 보상층의 면내 지상축은 액정 셀에 대하여 동일한 측에 배치되는 편광자의 흡수축(시인 측 편광판 중의 편광자의 흡수축)과 평행이다.
광학 보상층으로서는, 제조의 용이함 등의 관점에서, 폴리머 필름, 또는 액정성 조성물을 이용하여 형성되는 필름이 바람직하다.
폴리머 필름으로서는, 셀룰로스아실레이트계 필름, 사이클로올레핀계 폴리머 필름(사이클로올레핀계 폴리머를 이용한 폴리머 필름), 또는 아크릴계 폴리머 필름이 바람직하다. 아크릴계 폴리머 필름으로서는, 락톤환 단위, 무수 말레산 단위, 및 글루타르산 무수물 단위로부터 선택되는 적어도 1종의 단위를 포함하는 아크릴계 폴리머를 포함하는 것이 바람직하다.
폴리머 필름의 두께는, 액정 표시 장치의 박형화의 점에서, 광학 특성, 기계 물성, 및 제조 적성을 저해하지 않는 한은 얇은 것이 바람직하며, 구체적으로는 1~150μm가 바람직하고, 1~70μm가 보다 바람직하며, 1~30μm가 더 바람직하다.
액정성 조성물을 이용하여 형성되는 필름이란, 액정성 화합물을 포함하는 조성물을 이용하여 형성되는 필름이며, 액정성 화합물이 배향한 상태에서 고정화한 필름이 바람직하다. 그 중에서도, 중합성기를 갖는 액정성 화합물을 포함하는 조성물을 도포하여 도막을 형성하고, 도막 중의 액정성 화합물을 배향시키며, 경화 처리를 실시하여 액정성 화합물의 배향을 고정화하여 이루어지는 필름이 보다 바람직하다.
액정성 화합물로서는, 봉상 액정성 화합물 및 원반상 액정성 화합물을 들 수 있으며, 배향 상태를 고정화하기 위하여 중합성기를 갖고 있는 것이 바람직하다.
이하, 광학 보상층의 구체적인 양태에 대하여 상세하게 설명한다.
(광학 보상층이 1층으로 이루어지는 경우)
광학 보상층이 1층으로 이루어지는 경우, 제1 광학 보상층만으로 형성되고, 제1 광학 보상층에 있어서는, 파장 550nm에 있어서의 면내 리타데이션 Re1(550), 및 파장 550nm에 있어서의 두께 방향의 리타데이션 Rth1(550)이, 식 (6) 및 (7)의 요건을 충족시키는 것이 바람직하다.
식 (6) 200nm≤Re1(550)≤320nm
식 (7) -40nm≤Rth1(550)≤40nm
제1 광학 보상층은, 예를 들면 일본 공개특허공보 2007-298960에 기재된 바와 같이, 고분자 필름의 편면 또는 양면에 수축성 필름을 첩합(貼合)하여, 가열 연신함으로써 제작하는 것도 가능하다.
제1 광학 보상층의 두께는, 1~150μm가 바람직하고, 1~70μm가 보다 바람직하며, 1~30μm가 더 바람직하다.
(광학 보상층이 2층으로 이루어지는 구성)
광학 보상층이 2층으로 이루어지는 경우, 제1 광학 보상층이 nx>ny≥nz의 2축 필름(B-플레이트 또는 정의 A 플레이트), 제2 광학 보상층이 nx≒ny<nz의 [준]1축성 필름(정의 [준]C 플레이트)의 2층으로 이루어지는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 제1 광학 보상층의, 파장 550nm에 있어서의 면내 리타데이션 Re1(550), 및 파장 550nm에 있어서의 두께 방향의 리타데이션 Rth1(550)이, 식 (8) 및 (9)의 요건을 충족시키고,
식 (8) 80nm≤Re1(550)≤200nm
식 (9) 20nm≤Rth1(550)≤150nm
제2 광학 보상층의, 파장 550nm에 있어서의 면내 리타데이션 Re2(550), 및 파장 550nm에 있어서의 두께 방향의 리타데이션 Rth2(550)이, 식 (10) 및 (11)의 요건을 충족시키는 것이 바람직하다.
식 (10) 0nm≤Re2(550)≤40nm
식 (11) -160nm≤Rth2(550)≤-40nm
본 양태에 있어서, 제1 광학 보상층이 액정 셀 측, 제2 광학 보상층이 편광자 측에 배치된다.
제1 광학 보상층은, 하기를 충족시키는 것이 보다 바람직하다.
100nm≤Re1(550)≤150nm
50nm≤Rth1(550)≤120nm
제1 광학 보상층은, 용융 성막 방식 및 용액 성막 방식 등의 적절한 방식으로 제조한 폴리머 필름(예를 들면, 셀룰로스아실레이트 필름, 환상 폴리올레핀 필름, 및 폴리카보네이트 필름)을, 예를 들면 롤의 원주 속도 제어에 의한 세로 연신 방식, 텐터에 의한 가로 연신 방식, 및 2축 연신 방식 등에 의하여, 연신 처리함으로써 얻어진다. 보다 구체적으로는, 일본 공개특허공보 2005-338767호의 기재를 참조할 수 있다. 또, 액정성 화합물의 배향 상태를 고정하여 원하는 위상차를 갖는 층을 형성하는 것도 가능하다. 즉, 제1 광학 보상층은, 액정성 화합물이 배향한 상태에서 고정화한 필름인 것이 바람직하고, 봉상 액정성 화합물이 기판면에 대하여 수평 방향으로 배향한 상태에서 고정화한 필름인 것이 보다 바람직하다.
액정성 화합물로서는, 역분산의 파장 분산성을 나타내는 액정성 화합물을 이용하는 것도 바람직하다. 예를 들면, WO2017/043438호 팸플릿에 기재되는 역분산의 파장 분산성을 나타내는 액정성 화합물을 들 수 있다.
광학 보상층이 2층으로 이루어지는 경우, 제1 광학 보상층의 두께는, 1~80μm가 바람직하고, 1~40μm가 보다 바람직하며, 1~25μm가 특히 바람직하다.
광학 보상층이 2층으로 이루어지는 경우, 제1 광학 보상층은, 포지티브 A 플레이트인 것이 바람직하다.
포지티브 A 플레이트의 제조 방법은, 예를 들면 일본 공개특허공보 2008-225281호, 및 일본 공개특허공보 2008-026730호의 기재를 참조할 수 있다.
또한, 본 명세서에 있어서, 포지티브 A 플레이트는 이하와 같이 정의한다. 포지티브 A 플레이트(정의 A 플레이트)는, 필름의 면내 지상축 방향(면내에서의 굴절률이 최대가 되는 방향)의 굴절률을 nx, 면내 지상축과 면내에서 직교하는 방향의 굴절률을 ny, 두께 방향의 굴절률을 nz로 했을 때, 식 (A1)의 관계를 충족시키는 것이다. 또한, 포지티브 A 플레이트는 Rth가 정의 값을 나타낸다.
식 (A1) nx>ny≒nz
또한, 상기 "≒"이란, 양자가 완전하게 동일한 경우뿐만 아니라, 양자가 실질적으로 동일한 경우도 포함한다. "실질적으로 동일한"이란, 예를 들면 (ny-nz)×d(단, d는 필름의 두께임)가, -10~10nm, 바람직하게는 -5~5nm인 경우도 "ny≒nz"에 포함된다.
또, 상기의 정의에서, 포지티브 A 플레이트는 Nz=Rth(550)/Re(550)+0.5≒1.0을 충족시킨다.
상기 포지티브 A 플레이트는, λ/4층인 것이 바람직하다.
λ/4층은, 특정 파장 λnm에 있어서의 면내 리타데이션 Re(λ)가 Re(λ)≒λ/4를 충족시키는 판(위상차 필름)을 말한다.
이 식은, 가시광역 중 어느 하나의 파장(예를 들면, 550nm)에 있어서 달성되어 있으면 되지만, 파장 550nm에 있어서의 면내 리타데이션 Re(550)이, 110nm≤Re(550)≤160nm의 관계를 충족시키는 것이 바람직하고, 110nm≤Re(550)≤150nm를 충족시키는 것이 보다 바람직하다.
제2 광학 보상층은, 하기를 충족시키는 것이 보다 바람직하다.
0nm≤Re2(550)≤20nm
-140nm≤Rth2(550)≤-80nm
제2 광학 보상층의, 파장 450nm에 있어서의 두께 방향의 리타데이션 Rth2(450), 및 파장 550nm에 있어서의 두께 방향의 리타데이션 Rth2(550)은, 식 (12)의 요건을 충족시키는 것이 바람직하다.
식 (12) Rth2(450)/Rth2(550)≤1.00
Rth2(450)/Rth2(550)은 0.95 미만인 것이 보다 바람직하며, 0.90 이하인 것이 더 바람직하다. 하한은 특별히 제한되지 않지만, 0.75 이상인 경우가 많다.
제2 광학 보상층은, 폴리머 필름(예를 들면, 셀룰로스아실레이트 필름, 환상 폴리올레핀 필름, 및 폴리카보네이트 필름)의 면내 리타데이션을 발현시키지 않도록 성막하고, 열수축 필름 등을 이용하여 두께(nz) 방향으로 연신하는 방법으로 얻을 수 있다.
또, 액정성 화합물의 배향 상태를 고정하여 원하는 위상차를 갖는 층을 형성하는 것도 가능하다. 즉, 제2 광학 보상층은, 액정성 화합물이 배향한 상태에서 고정화한 필름인 것이 바람직하고, 봉상 액정성 화합물이 기판면에 대하여 수직 방향으로 배향한 상태에서 고정화한 필름인 것이 보다 바람직하다.
액정성 화합물로서는, 역분산의 파장 분산성을 나타내는 액정성 화합물을 이용하는 것도 바람직하다. 예를 들면, WO2017/043438호 팸플릿에 기재되는 역분산의 파장 분산성을 나타내는 액정성 화합물을 들 수 있다.
제2 광학 보상층의 두께는, 1~80μm가 바람직하고, 1~40μm가 보다 바람직하며, 1~25μm가 더 바람직하다.
제2 광학 보상층은, 포지티브 C 플레이트인 것이 바람직하다.
포지티브 C 플레이트의 제조 방법은, 예를 들면 일본 공개특허공보 2017-187732호, 일본 공개특허공보 2016-053709호, 및 일본 공개특허공보 2015-200861호의 기재를 참조할 수 있다.
또한, 본 명세서에 있어서, 포지티브 C 플레이트는 이하와 같이 정의한다. 포지티브 C 플레이트(정의 C 플레이트)는, 필름의 면내 지상축 방향(면내에서의 굴절률이 최대가 되는 방향)의 굴절률을 nx, 면내 지상축과 면내에서 직교하는 방향의 굴절률을 ny, 두께 방향의 굴절률을 nz로 했을 때, 식 (A2)의 관계를 충족시키는 것이다. 또한, 포지티브 C 플레이트는 Rth가 부(負)의 값을 나타낸다.
식 (A2) nx≒ny<nz
또한, 상기 "≒"이란, 양자가 완전하게 동일한 경우뿐만 아니라, 양자가 실질적으로 동일한 경우도 포함한다. "실질적으로 동일한"이란, 예를 들면 (nx-ny)×d(단, d는 필름의 두께임)가, -10~10nm, 바람직하게는 -5~5nm인 경우도 "nx≒ny"에 포함된다.
또, 포지티브 C 플레이트에서는, 상기의 정의에서, Re≒0이 된다.
광학 보상층은, 액정성 화합물을 포함하는 조성물을 이용하여 형성되는 필름이 2층 적층된 구성인 것도 바람직하다.
(편광자)
편광자의 종류는 특별히 제한되지 않고, 자연광을 특정 직선 편광으로 변환하는 기능을 갖는 이른바 직선 편광자이면 된다.
편광자로서는, 예를 들면 흡수형 편광자를 들 수 있으며, 보다 구체적으로는, 아이오딘계 편광자, 이색성 염료를 이용한 염료계 편광자, 및 폴리엔계 편광자를 들 수 있다.
편광자의 두께는, 3~60μm가 바람직하고, 5~30μm가 보다 바람직하며, 5~15μm가 더 바람직하다.
(보호 필름)
보호 필름은 특별히 제한되지 않고, 예를 들면 셀룰로스아실레이트 필름(예를 들면, 셀룰로스트라이아세테이트 필름, 셀룰로스다이아세테이트 필름, 셀룰로스아세테이트뷰티레이트 필름, 셀룰로스아세테이트프로피오네이트 필름), 폴리메틸메타크릴레이트 등의 폴리아크릴계 수지 필름, 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀 필름, 폴리에틸렌테레프탈레이트 및 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스터계 수지 필름, 폴리에터설폰 필름, 폴리유레테인계 수지 필름, 폴리에스터 필름, 폴리카보네이트 필름, 폴리설폰 필름, 폴리에터필름, 폴리메틸펜텐 필름, 폴리에터케톤 필름, (메트)아크릴나이트릴 필름, 사이클로올레핀계 폴리머 필름(노보넨계 수지(아톤: 상품명, JSR사제)와, 비정질 폴리올레핀(제오넥스: 상품명, 닛폰 제온사제)을 들 수 있다. 그 중에서도, 셀룰로스아실레이트 필름이 바람직하다.
보호 필름의 광학 특성은, 하기 식을 충족시키는 것이 바람직하다.
0nm≤Re3(550)≤10nm
-40nm≤Rth3(550)≤40nm
또, 도 1의 보호 필름(10)과 같이, 편광자와 액정 셀의 사이에 보호 필름을 배치하는 경우에는, 굴절률의 대략 등방성(等方性)인 보호 필름을 이용하는 것이 바람직하고, 구체적으로는 하기 식을 충족시키는 것이 보다 바람직하다.
0nm≤Re3(550)≤5nm
-20nm≤Rth3(550)≤10nm
또, 한 쌍의 편광판 중, 시인 측과는 반대 측에 배치되는 편광판이, 액정 셀 측으로부터 보호 필름과 편광자를 이 순서로 포함하는 경우, 보호 필름의 파장 550nm에 있어서의 두께 방향의 리타데이션 Rth(550)이, 식 (13)의 요건을 충족시키는 것이 바람직하다.
식 (13) Rth3(550)≤0nm
그 중에서도, 식 (13-1)의 요건을 충족시키는 것이 보다 바람직하다.
식 (13-1) -10nm≤Rth3(550)≤0nm
특히, 최근 액정 셀 중의 액정 셀 하측 기판이 소정의 Rth를 나타내는 경우(예를 들면, Rth가 0nm 초과 10nm 이하를 나타내는 경우)가 있으며, 이와 같은 경우에는, 식 (13)의 요건을 충족시키는 것이 바람직하다.
편광자와 광학 보상층과의 적층, 및 편광자와 보호 필름과의 적층에는, 접착제를 이용할 수 있다. 접착제층의 두께는, 0.01~30μm가 바람직하고, 0.01~10μm가 보다 바람직하며, 0.05~5μm가 더 바람직하다.
접착제로서, 수계 접착제, 즉 접착제 성분이 물에 용해 또는 분산되어 있는 접착제를 들 수 있으며, 폴리바이닐알코올계 접착제가 바람직하다. 폴리바이닐알코올계 접착제로서는, 폴리바이닐알코올계 수지 수용액으로 이루어지는 접착제가 바람직하다.
폴리바이닐알코올계 접착제 중의 폴리바이닐알코올계 수지로서는, 아세트산 바이닐의 단독 중합체인 폴리아세트산 바이닐을 비누화 처리하여 얻어지는 바이닐알코올 호모폴리머 외에, 아세트산 바이닐과 이에 공중합 가능한 다른 단량체와의 공중합체를 비누화 처리하여 얻어지는 바이닐알코올계 공중합체, 또한 그들의 수산기를 부분적으로 변성한 변성 폴리바이닐알코올계 중합체를 들 수 있다.
폴리바이닐알코올계 접착제에는, 다가 알데하이드, 수용성 에폭시 화합물, 멜라민계 화합물, 지르코니아 화합물, 아연 화합물, 및 글리옥실산염 등이 가교제로서 첨가되어 있어도 된다.
폴리바이닐알코올계 접착제를 이용한 경우, 그로부터 얻어지는 접착제층의 두께는 통상, 1μm 이하이다.
접착제로서, 활성 에너지선의 조사 또는 가열에 의하여 경화되는 경화성 접착제 조성물을 들 수 있다. 보다 구체적으로는, 활성 에너지선의 조사 또는 가열에 의하여 경화되는, 양이온 중합성 화합물을 포함하는 경화성 접착제 조성물, 및 라디칼 중합성 화합물을 포함하는 경화성 접착제 조성물 등을 들 수 있다. 양이온 중합성 화합물로서는, 에폭시기 또는 옥세탄일기를 갖는 화합물을 들 수 있다. 에폭시 화합물은, 분자 내에 적어도 2개의 에폭시기를 갖는 것이면 특별히 제한되지 않고, 예를 들면 일본 공개특허공보 2004-245925호에 상세하게 설명되어 있는 화합물을 들 수 있다.
라디칼 중합성 화합물로서는, (메트)아크릴로일기 또는 바이닐기 등의 불포화 이중 결합을 갖는 라디칼 중합성 화합물이면 특별히 제한되지 않고, 단관능 라디칼 중합성 화합물, 분자 내에 2개 이상의 중합성기를 갖는 다관능 라디칼 중합성 화합물, 수산기를 갖는 (메트)아크릴레이트, 아크릴아마이드, 및 아크릴로일모폴린 등을 들 수 있으며, 이들 화합물을 단독으로 이용해도 되고, 조합하여 이용해도 된다. 예를 들면, 일본 공개특허공보 2015-011094호에 상세하게 설명되어 있는 화합물을 이용할 수 있다. 또, 라디칼 중합성 화합물과 양이온 중합성 화합물을 조합하여 이용할 수도 있다.
경화성 접착제 조성물을 이용하는 경우에는, 첩합 롤을 이용하여 필름을 첩합한 후, 필요에 따라 건조를 행하고, 활성 에너지선을 조사하거나 또는 가열함으로써 경화성 접착제 조성물을 경화시킨다. 활성 에너지선의 광원은 특별히 제한되지 않지만, 파장 400nm 이하에 발광 분포를 갖는 활성 에너지선이 바람직하고, 구체적으로는 저압 수은등, 중압 수은등, 고압 수은등, 초고압 수은등, 케미컬 램프, 블랙라이트 램프, 마이크로웨이브 여기 수은등, 또는 메탈할라이드 램프가 보다 바람직하다.
또, 편광자와 광학 보상층 또는 보호 필름을 접착제로 첩합함에 있어서, 접착 강도 향상, 및 접착제의 젖음성을 개선할 목적으로, 광학 보상층 또는 보호 필름의, 편광자와 대향하는 면에 표면 처리(예를 들면 글로 방전 처리, 코로나 방전 처리, UV 처리)를 실시해도 되고, 이접착층(易接着層)을 형성해도 된다.
이접착층 및 그 제조 방법으로서는, 일본 공개특허공보 2007-127893호, 및 일본 공개특허공보 2007-127893호의 기재를 참조할 수 있다.
실시예
이하, 실시예에 근거하여 본 발명을 구체적으로 설명한다. 이하의 실시예에 나타내는 재료, 시약, 물질량과 그 비율, 및 조작 등은 본 발명의 취지로부터 벗어나지 않는 한 적절히 변경할 수 있다. 따라서, 본 발명은 이하의 실시예에 제한되는 것은 아니다.
<IPS 모드 액정 셀의 제작>
먼저, 2매의 유리 기판의 사이에 액정층을 갖고, 기판의 간격(갭; d)이 약 4.0μm인 IPS 모드 액정 셀을 제작했다. 액정층 중의 액정성 화합물의 Δn은 0.08625이며, Δn·d의 값은 표 1에 나타낸다. 또한, 액정 셀을 형성할 때에, 유리 기판에 대하여 일본 공개특허공보 2005-351924호의 실시예 11을 참고로 하여 광배향 처리를 실시하여 배향층을 형성하고, 액정 셀 내의 액정성 화합물을 배향시켰다. 액정성 화합물의 기판면과의 틸트각은, 0.1°였다. 액정 셀의 시인 측의 기판 상에, Rth의 값이 다른 청색 컬러 필터, 녹색 컬러 필터, 및 적색 컬러 필터를 형성하고, 표 1에 나타내는 액정 셀 1~7을 형성했다. 청색 컬러 필터의 최대 투과율을 나타내는 파장을 λ1, 녹색 컬러 필터의 최대 투과율을 나타내는 파장을 λ2, 및 적색 컬러 필터의 최대 투과율을 나타내는 파장을 λ3으로 한바, 각 액정 셀에 있어서, 각 파장은 λ1<λ2<λ3의 관계를 충족시켰다. 또, 형성한 액정 셀 상에 배치한 각 컬러 필터의 각 파장에 있어서의 Rth를 표 1에 정리하여 나타낸다.
또한, 각 컬러 필터의 Rth의 값의 조정은, 컬러 필터의 두께를 조정하거나 컬러 필터층의 형성 재료에, 리타데이션 상승제(예를 들면 상기 일반식 (X)의 화합물) 또는 저하제(예를 들면, 상기 일반식 (XI)의 화합물)를 첨가하거나, 그 첨가량을 조정함으로써 행했다.
또한, 액정 셀 1~6에 관해서는, 리어 측 기판(액정 셀 하측 기판)의 Rth(550)이 0nm였다.
또, 액정 셀 7에 관해서는, 먼저, iMac(Apple사제)의 액정 셀을 분해하여, 리어 측의 기판을 얻었다. 이 리어 측 기판의 위상차를 측정한 결과, Re(550)=0nm, Rth(550)=6nm였다. 이 리어 측 기판과, 컬러 필터가 배치되는 측(시인 측)의 기판을 이용하여 액정 셀 7을 제작했다.
[표 1]
Figure pct00003
<실시예 1>
(보호 필름 1의 제작)
하기의 조성물을 믹싱 탱크에 투입하고 교반하여, 코어층 셀룰로스아실레이트 도프 1을 조제했다.
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코어층 셀룰로스아실레이트 도프 1
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아세틸 치환도 2.88의 셀룰로스아세테이트 100질량부
하기 에스터 올리고머 A 10질량부
하기 편광자 내구성 개량제 4질량부
하기 자외선 흡수제 2질량부
메틸렌 클로라이드(제1 용매) 430질량부
메탄올(제2 용매) 64질량부
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·에스터 올리고머 A(분자량 MW: 750)
[화학식 3]
Figure pct00004
·편광자 내구성 개량제
[화학식 4]
Figure pct00005
·자외선 흡수제
[화학식 5]
Figure pct00006
상기의 코어층 셀룰로스아실레이트 도프 1의 90질량부에 하기의 매트제 용액을 10질량부 첨가하여, 외층 셀룰로스아실레이트 도프 1을 조제했다.
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외층 셀룰로스아실레이트 도프 1
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평균 입자 사이즈 20nm의 실리카 입자
(AEROSIL R972, 닛폰 에어로질(주)제)
2질량부
메틸렌 클로라이드(제1 용매) 76질량부
메탄올(제2 용매) 11질량부
코어층 셀룰로스아실레이트 도프 1 1질량부
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상기 코어층 셀룰로스아실레이트 도프 1과 그 양측으로 외층 셀룰로스아실레이트 도프 1을 3층 동시에 유연구(流延口)로부터 20℃의 드럼 상에 유연했다. 용제 함유율 대략 20질량%인 상태에서 필름을 박리하여, 필름의 폭방향의 양단을 텐터 클립으로 고정하고, 잔류 용제가 3~15%인 상태에서, 가로 방향으로 1.1배 연신하면서 건조했다. 그 후, 열처리 장치의 롤 사이에 얻어진 필름을 반송함으로써, 추가로 건조하여, 두께 40μm의 셀룰로스아실레이트 필름 1을 제작하고, 보호 필름 1로 했다. 보호 필름 1의 위상차를 측정한 결과, Re(550)=2nm, Rth(550)=7nm였다.
(보호 필름 2의 제작)
하기의 조성물을 믹싱 탱크에 투입하고, 교반하여, 코어층 셀룰로스아실레이트 도프 2를 조제했다.
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코어층 셀룰로스아실레이트 도프 2
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아세틸 치환도 2.88의 셀룰로스아세테이트 100질량부
하기 폴리에스터 12질량부
상기 편광자 내구성 개량제 4질량부
메틸렌 클로라이드(제1 용매) 430질량부
메탄올(제2 용매) 64질량부
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·폴리에스터(수평균 분자량 800)
[화학식 6]
Figure pct00007
상기의 코어층 셀룰로스아실레이트 도프 2의 90질량부에 하기의 매트제 용액을 10질량부 첨가하여, 외층 셀룰로스아실레이트 도프 2를 조제했다.
--------------------------------------------------------------
매트제 용액
--------------------------------------------------------------
평균 입자 사이즈 20nm의 실리카 입자
(AEROSIL R972, 닛폰 에어로질(주)제)
2질량부
메틸렌 클로라이드(제1 용매) 76질량부
메탄올(제2 용매) 11질량부
코어층 셀룰로스아실레이트 도프 1질량부
--------------------------------------------------------------
상기 코어층 셀룰로스아실레이트 도프 2와 상기 외층 셀룰로스아실레이트 도프 2를 평균 구멍 직경 34μm의 여과지 및 평균 구멍 직경 10μm의 소결 금속 필터로 여과한 후, 상기 코어층 셀룰로스아실레이트 도프 2와 그 양측으로 외층 셀룰로스아실레이트 도프 2를 3층 동시에 유연구로부터 20℃의 드럼 상에 유연했다(밴드 유연기).
이어서, 용제 함유율 대략 20질량%인 상태에서 필름을 박리하여, 필름의 폭방향의 양단을 텐터 클립으로 고정하고, 가로 방향으로 연신 배율 1.1배로 연신하면서 건조했다.
그 후, 열처리 장치의 롤 사이에 얻어진 필름을 반송함으로써, 추가로 건조하여, 두께 40μm의 셀룰로스아실레이트 필름 2를 제작하고, 보호 필름 2로 했다. 보호 필름 2의 위상차를 측정한 결과, Re(550)=1nm, Rth(550)=-5nm였다.
(보호 필름 3의 제작)
상기 셀룰로스아실레이트 필름 2의 유연 막두께를 변경한 것 이외에는 동일한 방법으로, 두께 20μm의 셀룰로스아실레이트 필름 3을 제작하여, 보호 필름 3으로 했다. 보호 필름 3의 위상차를 측정한 결과, Re=1nm, Rth=-2nm였다.
(보호 필름 4의 제작)
〔PMMA(폴리메타크릴산 메틸) 도프의 제작〕
하기의 도프 조성물을 믹싱 탱크에 투입하고, 교반하여, PMMA 도프를 조제했다.
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PMMA 도프
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PMMA 수지 100질량부
스미라이저 GS(스미토모 가가쿠사제) 0.1질량부
다이클로로메테인 426질량부
메탄올 64질량부
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〔PMMA 필름의 제작〕
상술한 PMMA 도프를 스테인리스제의 밴드(유연 지지체)에 유연 다이로부터 균일하게 유연했다(밴드 유연기). 얻어진 유연막 중의 잔류 용매량이 20질량%가 된 시점에서, 유연 지지체로부터 유연막을 박리하여, 얻어진 필름의 폭방향의 양단을 텐터 클립으로 고정하고, 가로 방향으로 연신 배율 1.1배로 연신하면서 건조했다. 그 후, 얻어진 필름을 열처리 장치의 롤 사이를 반송함으로써, 추가로 건조하여, 두께 40μm의 PMMA 필름을 제작하고, 보호 필름 4로 했다. 보호 필름 4의 위상차를 측정한 결과, Re(550)=0nm, Rth(550)=-2nm였다.
(보호 필름의 비누화 처리)
상기 제작한 보호 필름 1 및 2를, 2.3mol/L의 수산화 나트륨 수용액에, 55℃에서 3분간 침지했다. 실온의 수세 욕조 중에서 세정하고, 30℃에서 0.05mol/L의 황산을 이용하여 중화했다. 재차, 실온의 수세 욕조 중에서 세정하고, 또한 100℃의 온풍으로 건조하여, 보호 필름 표면의 비누화 처리를 행했다.
(광학 보상층의 제작)
일본 공개특허공보 2012-155308호의 실시예 3의 기재를 참고로, 광배향막용 도포액 1을 조제했다.
하기 조성의 액정층 형성용 조성물 1을 조제했다.
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액정층 형성용 조성물 1
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액정성 화합물 R2 42.00질량부
액정성 화합물 R3 42.00질량부
중합성 화합물 B2 16.00질량부
중합 개시제 P3 0.50질량부
계면 활성제 S3 0.15질량부
하이솔브 MTEM(도호 가가쿠 고교사제) 2.00질량부
NK 에스터 A-200(신나카무라 가가쿠 고교사제) 1.00질량부
메틸에틸케톤 424.8질량부
-------------------------------------------------------------
·액정성 화합물 R2
[화학식 7]
Figure pct00008
·액정성 화합물 R3
[화학식 8]
Figure pct00009
중합성 화합물 B2
[화학식 9]
Figure pct00010
중합 개시제 P3
[화학식 10]
Figure pct00011
계면 활성제 S3
[화학식 11]
Figure pct00012
상기 제작한 보호 필름 3의 편측의 면에, 먼저 조제한 광배향막용 도포액 1을 바 코터로 도포했다. 도포 후, 광배향막용 도포액 1이 도포된 보호 필름 3을 120℃의 핫플레이트 상에서 2분간 건조하여 용제를 제거하고, 도막을 형성했다. 얻어진 도막을 편광 자외선 조사(10mJ/cm2, 초고압 수은 램프 사용)함으로써, 광배향막을 형성했다.
이어서, 광배향막 상에, 먼저 조제한 액정층 형성용 조성물 1을 바 코터로 도포하고, 조성물층을 형성했다. 형성한 조성물층을 핫플레이트 상에서 일단 110℃까지 가열한 후, 60℃로 냉각시켜 배향을 안정화시켰다. 그 후, 60℃로 유지하고, 질소 분위기하(산소 농도 100ppm)에서 자외선 조사(500mJ/cm2, 초고압 수은 램프 사용)에 의하여 배향을 고정화하여, 두께 2μm의 제1 광학 보상층을 제작했다. 얻어진 제1 광학 보상층의 면내 리타데이션(Re)은 140nm이며, Re(450)/Re(550)은 0.86이었다.
상기 제작한 제1 광학 이방성층의 도포 측의 면을 방전량 150W·min/m2로 코로나 처리를 행하고, 이하의 액정층 형성용 조성물 2를 이용하여, 상기와 동일한 절차로, 제1 광학 보상층 상에 제2 광학 보상층을 제작하여, 광학 보상층 1을 얻었다.
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액정층 형성용 조성물 2
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액정성 화합물 R1 50.0질량부
액정성 화합물 R2 33.3질량부
액정성 화합물 R3 16.7질량부
화합물 B1 1.5질량부
단량체 K1 4.0질량부
중합 개시제 P1 5.0질량부
중합 개시제 P2 2.0질량부
계면 활성제 S1 0.4질량부
계면 활성제 S2 0.5질량부
아세톤 200.0질량부
프로필렌글라이콜모노메틸에터아세테이트 50.0질량부
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·액정성 화합물 R1
하기 액정성 화합물 (RA)(RB)(RC)의 83:15:2(질량비)의 혼합물
[화학식 12]
Figure pct00013
·액정성 화합물 R2
[화학식 13]
Figure pct00014
·액정성 화합물 R3
[화학식 14]
Figure pct00015
·화합물 B1
[화학식 15]
Figure pct00016
·단량체 K1: A-TMMT(신나카무라 가가쿠 고교 주식회사)
·중합 개시제 P1
[화학식 16]
Figure pct00017
·중합 개시제 P2
[화학식 17]
Figure pct00018
·계면 활성제 S1
[화학식 18]
Figure pct00019
·계면 활성제 S2(중량 평균 분자량: 11,200)
[화학식 19]
Figure pct00020
(편광판의 제작)
상기 제작한 비누화 처리한 보호 필름 1, 폴리바이닐알코올계 편광자, 광학 보상층 1을, 편광자의 흡수축과 광학 보상층 1의 지상축이 평행한 방향이 되도록, 접착제를 이용하여 첩합하고, 실시예 1의 상측 편광판을 제작했다. 이때, 광학 보상층 1의 제2 광학 보상층 측이 편광자 측이 되도록 첩합했다. 접착제로서는, PVA((주)구라레제, PVA-117H) 3% 수용액을 이용했다. 이때, 편광자와 광학 보상층은, 실용상 충분한 접착성이었다.
또, 하측 편광판은 비누화 처리한 보호 필름 1, 폴리바이닐알코올계 편광자, 비누화 처리한 보호 필름 2를 동일하게 첩합하여 제작했다.
(액정 표시 장치의 제작)
상기 제작한 액정 셀에, 상기 상측 편광판 및 하측 편광판을, 각각 광학 보상층 1 및 보호 필름 2가 액정 셀 측이 되도록 소켄 가가쿠사제 SK2057을 이용하여 첩합하고, 실시예 1의 액정 표시 장치를 제작했다. 이때, 셀 내의 액정성 화합물의 지상축과 상측 편광판의 흡수축이 직교인 방향, 셀 내의 액정성 화합물의 지상축과 하측 편광판의 흡수축이 평행한 방향이 되도록 첩합했다.
<실시예 2~6>
WO2016/002722호의 실시예 1에 기재된 광배향막 형성 재료를 조제하고, 이것을 광배향막용 도포액으로서 이용하여, 액정성 화합물의 혼합비와 광학 보상층의 막두께를 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법으로 제1 광학 보상층 및 제2 광학 보상층을 제작했다. 제작한 광학 보상층의 제2 광학 보상층 측을 동일하게 하여 편광자에 첩합한 후, 편광판으로부터 보호 필름 3을 박리함으로써 2층의 광학 보상층만이 접착된 편광판을 제작했다. 이 편광판을 이용하여, 실시예 1과 동일한 방법으로, 실시예 2의 액정 표시 장치를 제작했다.
또한, 액정성 화합물의 혼합비와 광학 보상층의 막두께를 변경함으로써 위상차를 조정하고, 액정 셀을 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법으로, 실시예 3~6에 기재된 액정 표시 장치를 제작했다.
<실시예 7>
하측 편광판을, 비누화 처리한 보호 필름 1 및 폴리바이닐알코올계 편광자를 첩합하고, 보호 필름이 편면만인 하측 편광판을 제작했다. 이 하 편광판의 보호 필름이 없는 면을 액정 셀 측에 첩합하고, 표 1에 나타내는 액정 셀 및 광학 보상층을 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법으로, 실시예 7의 액정 표시 장치를 제작했다.
또한, 광학 보상층에 관해서는, 상기 실시예 2~6과 동일하게, 액정성 화합물의 혼합비와 광학 보상층의 막두께를 변경하여, 소정의 특성의 광학 보상층을 얻었다.
<실시예 8>
액정성 화합물의 혼합비와 광학 보상층의 막두께를 변경함으로써 위상차를 조정하고, 액정 셀을 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법으로, 실시예 8에 기재된 액정 표시 장치를 제작했다.
<실시예 9>
하기 화합물을 기재된 비율로 혼합하여, 접착제액 A를 조제했다.
아로닉스 M-220(도아 고세이 주식회사제): 20질량부
4-하이드록시뷰틸아크릴레이트(닛폰 가세이 주식회사제): 40질량부
아크릴산-2-에틸헥실(미쓰비시 가가쿠 주식회사제): 40질량부
Irgacure 907(BASF제): 1.5질량부
KAYACURE DETX-S(닛폰 가야쿠 주식회사제): 0.5질량부
보호 필름 4의 편광자 첩합면을 방전량 125W·min/m2로 코로나 처리하고 나서, 접착제액 A를, 두께 0.5μm가 되도록 도설(塗設)했다. 그 후, 접착제 도포면을 실시예 7로 제작한 편면 보호 필름 부착 편광판의 편광자면과 첩합하고, 대기 분위기하 40℃에서, 보호 필름 4로부터 자외선을 300mJ/cm2 조사했다. 그 후, 60℃에서 3분간 건조함으로써 하측 편광판을 제작했다. 이 하 편광판의 보호 필름 4 측을 액정 셀에 첩합한 것 이외에는, 실시예 8과 동일한 방법으로, 실시예 9의 액정 표시 장치를 제작했다.
<실시예 10>
실시예 1에서 제작한 하측 편광판을 이용한 것 이외에는, 실시예 8과 동일한 방법으로, 실시예 10의 액정 표시 장치를 제작했다.
<비교예 1>
미연신 사이클로올레핀 폴리머 필름(JSR(주)제 상품명: 아톤 필름)의 1축 연신을 행하고, Re=110nm, Rth=55nm, 막두께 24μm의 사이클로올레핀 폴리머(표 2 중의 제1 광학 보상층에 해당)를 제작했다.
이 폴리머 필름의 편면을 방전량 125W·min/m2로 코로나 처리를 행하고, 코로나 처리를 행한 면에 이하의 조성으로 조제한 액정층 형성용 조성물 3을, #3.0의 와이어 바로 도포했다.
이어서, 조성물층의 용매의 건조 및 액정성 화합물의 배향 숙성을 위하여, 70℃의 온풍으로 90초간 가열했다. 질소 퍼지하, 산소 농도 0.1%로 40℃에서 자외선 조사(300mJ/cm2)를 행하고, 액정성 화합물의 배향을 고정화하여, 광학 보상층(표 2 중의 제1 광학 보상층에 해당)을 제작했다.
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액정층 형성용 조성물 3
-------------------------------------------------------------
액정성 화합물 R1 100.0질량부
배향 조제(助劑) A1 2.0질량부
화합물 B1 4.5질량부
단량체 K1 4.0질량부
중합 개시제 P1 5.0질량부
중합 개시제 P2 2.0질량부
계면 활성제 S1 0.4질량부
계면 활성제 S2 0.5질량부
아세톤 386.4질량부
프로필렌글라이콜모노메틸에터아세테이트 71.0질량부
메탄올 14.2질량부
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·배향 조제 A1
[화학식 20]
Figure pct00021
제작한 광학 보상층에 대하여, Re, Rth를 상술한 방법에 따라 측정했다. 결과를 하기 표 2에 나타낸다.
상기에서 얻어진 광학 보상층을 이용하여, 액정 셀의 종류를 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 절차에 따라, 액정 표시 장치를 제작했다.
또한, 비교예 1의 상측 편광판은 액정 셀 측으로부터 순서대로 제2 광학 보상층, 제1 광학 보상층, 편광자의 순서가 되도록 적층되어 있으며, 또한 상측 편광자의 흡수축과 광학 보상층의 지상축이 직교인 방향이었다.
<비교예 2, 4>
광학 보상층의 Re 및 Rth를 표 2에 나타내는 대로 변경하고, 또한 상측 편광자의 흡수축과 광학 보상층의 지상축의 관계를 표 2에 나타내는 바와 같이 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 절차에 따라, 액정 표시 장치를 제작했다.
<비교예 3>
액정 셀의 종류를 변경한 것 이외에는, 실시예 10과 동일한 절차에 따라, 액정 표시 장치를 제작했다.
<액정 표시 장치의 광학 성능>
제작한 액정 표시 장치를 각각 확산 광원 위에 배치하고, 하기 방법에 의하여, 흑색 표시의 광누출과 색조를 측정했다. 평가 결과를 하기 표 2에 나타낸다.
제작한 액정 표시 장치를 하 편광판이 확산 광원 측이 되도록, 확산 광원 위에 배치하고, 측정기 "EZ-Contrast XL88"(ELDIM사제)을 이용하여, 방위각 0°(수평 방향)로부터 반시계 방향으로 359°까지 1°간격, 및 극각 0°(정면 방향)로부터 88°까지의 1°간격의 흑색 표시에 있어서의 휘도, 색조를 측정했다.
광누출의 평가에 관해서는, 극각 60°에서의 최대 휘도를 정면 방향의 휘도에서 나눈 수치 X(극각 60°에서의 최대 휘도/정면 방향의 휘도)를 산출하고, 이하의 기준에 따라 평가했다.
또, 색조 변화에 관해서는, 극각 60°에 있어서의 색조(극각 60°에서 방위각 0°로부터 반시계 방향으로 359°까지 1°간격으로 측정했을 때의 각 색조)를 u'v' 평면에 플롯하고, Δu'와 Δv'로 그려지는 장방형의 대각선의 길이인 수치 Y를 산출하고, 이하의 기준에 따라, 평가했다.
A: 수치 X가 1.4 이하
B: 수치 X가 1.4 초과 1.7 이하
C: 수치 X가 1.7 초과 2.0 이하
D: 수치 X가 2.0 초과
A: 수치 Y가 0.09 이하
B: 수치 Y가 0.09 초과 0.11 이하
C: 수치 Y가 0.11 초과 0.13 이하
D: 수치 Y가 0.13 초과
또한, 표 2 중, "대향 측 보호 필름"란은, 액정 셀과, 시인 측과는 반대 측에 배치되는 편광자와의 사이에 배치되는 보호 필름의 Rth(550)을 나타내고, "없음"이란 해당하는 보호 필름이 없는 것을 의도한다.
[표 2]
Figure pct00022
표 2에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 액정 표시 장치이면, 원하는 효과가 얻어지는 것이 확인되었다.
그 중에서도, 실시예 1~6의 비교로부터, 식 (5)의 요건을 충족시키는 것이 바람직하고, 식 (5-1)의 요건을 충족시키는 것이 보다 바람직하다.
또, 실시예 8~10의 비교로부터, 액정 셀의 리어 측 기판의 Rth(550)이 0 이외인 경우, 보호 필름의 Rth3(550)의 값은 식 (13)을 충족시키는 것이 바람직하다.
또한, 상기 실시예 1~10의 양태에 있어서, 하기에 기재된 방법으로 편광자와 광학 보상층을 접착한 경우도, 양호한 접착성이 얻어지며, 상술한 PVA 3% 수용액으로 접착한 경우와 동일한 표시 성능이 얻어졌다.
광학 보상층의 편광자 첩합면을 방전량 125W·min/m2로 코로나 처리하고 나서, 실시예 9에서 제작한 접착제액 A를, 두께 0.5μm가 되도록 도설했다. 그 후, 접착제 도포면을 편광자와 첩합하고, 대기 분위기하 40℃에서 광학 보상층 측으로부터 자외선을 300mJ/cm2 조사했다. 그 후, 60℃에서 3분간 건조했다.
1 상측 보호 필름
2 편광자
3 편광자의 흡수축
4 제2 광학 보상층
5 제1 광학 보상층
6 제1 광학 보상층의 면내 지상축
7 액정 셀 상측 기판
8 액정성 화합물(액정층)
9 액정 셀 하측 기판
10 보호 필름
11 편광자
12 편광자의 흡수축
13 보호 필름
14 백라이트 유닛
15 광학 보상층
16 상측 편광판
17 하측 편광판

Claims (15)

  1. 적어도 한쪽이 전극을 갖는 대향 배치된 한 쌍의 기판과, 상기 한 쌍의 기판 간에 배치되어, 배향 제어된 액정성 화합물을 포함하는 액정층을 갖고, 상기 전극에 의하여, 상기 전극을 갖는 기판에 대하여 평행한 성분을 갖는 전계가 형성되는 액정 셀, 및
    상기 액정 셀을 협지하여 배치된 한 쌍의 편광판을 적어도 포함하는, 액정 표시 장치로서,
    상기 액정성 화합물의 틸트각이 1.0° 이하이고,
    상기 액정 셀이, 제1 화소 영역, 제2 화소 영역, 및 제3 화소 영역을 적어도 포함하며,
    상기 한 쌍의 편광판의 사이에, 상기 액정 셀의 상기 제1 화소 영역 상에 배치된 제1 컬러 필터와, 상기 액정 셀의 상기 제2 화소 영역 상에 배치된 제2 컬러 필터와, 상기 액정 셀의 상기 제3 화소 영역 상에 배치된 제3 컬러 필터를, 상기 액정 셀보다 시인 측에 포함하고,
    상기 제1 컬러 필터의 최대 투과율을 나타내는 파장을 λ1, 상기 제2 컬러 필터의 최대 투과율을 나타내는 파장을 λ2, 및 상기 제3 컬러 필터의 최대 투과율을 나타내는 파장을 λ3이라고 했을 때, λ1<λ2<λ3의 관계를 충족시키며,
    상기 제1 컬러 필터의 파장 λ1에 있어서의 두께 방향의 리타데이션 Rth(λ1), 상기 제2 컬러 필터의 파장 λ2에 있어서의 두께 방향의 리타데이션 Rth(λ2), 및 상기 제3 컬러 필터의 파장 λ3에 있어서의 두께 방향의 리타데이션 Rth(λ3)이, 식 (1)~(3)의 요건을 충족시키고,
    식 (1) Rth(λ1)≤Rth(λ3)
    식 (2) Rth(λ2)≤Rth(λ3)
    식 (3) Rth(λ2)≤25nm
    상기 한 쌍의 편광판 중, 시인 측에 배치되는 편광판은, 상기 액정 셀 측으로부터 광학 보상층 및 편광자를 포함하며,
    상기 광학 보상층의 면내 지상축과 상기 편광자의 흡수축은 평행이고,
    상기 광학 보상층의, 파장 450nm에 있어서의 면내 리타데이션 Re(450), 및 파장 550nm에 있어서의 면내 리타데이션 Re(550)이, 식 (4)의 요건을 충족시키는, 액정 표시 장치.
    식 (4) Re(450)/Re(550)<0.95
  2. 청구항 1에 있어서,
    식 (5)의 요건을 충족시키는, 액정 표시 장치.
    식 (5) (Rth(λ1)-5nm)≤Rth(λ2)
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    식 (5-1)의 요건을 충족시키는, 액정 표시 장치.
    식 (5-1) Rth(λ1)≤Rth(λ2)
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광학 보상층이, 상기 액정 셀 측으로부터 순서대로, 제1 광학 보상층과 제2 광학 보상층을 포함하고,
    상기 제1 광학 보상층의, 파장 550nm에 있어서의 면내 리타데이션 Re1(550), 및 파장 550nm에 있어서의 두께 방향의 리타데이션 Rth1(550)이, 식 (8) 및 (9)의 요건을 충족시키며,
    식 (8) 80nm≤Re1(550)≤200nm
    식 (9) 20nm≤Rth1(550)≤150nm
    상기 제2 광학 보상층의, 파장 550nm에 있어서의 면내 리타데이션 Re2(550), 및 파장 550nm에 있어서의 두께 방향의 리타데이션 Rth2(550)이, 식 (10) 및 (11)의 요건을 충족시키는, 액정 표시 장치.
    식 (10) 0nm≤Re2(550)≤40nm
    식 (11) -160nm≤Rth2(550)≤-40nm
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제1 광학 보상층이 포지티브 A 플레이트이며, 상기 제2 광학 보상층이 포지티브 C 플레이트인, 액정 표시 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제1 광학 보상층이 λ/4층인, 액정 표시 장치.
  7. 청구항 4 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 광학 보상층의, 파장 450nm에 있어서의 두께 방향의 리타데이션 Rth2(450), 및 파장 550nm에 있어서의 두께 방향의 리타데이션 Rth2(550)이, 식 (12)의 요건을 충족시키는, 액정 표시 장치.
    식 (12) Rth2(450)/Rth2(550)<0.95
  8. 청구항 4 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 광학 보상층과 상기 제2 광학 보상층 중 적어도 한쪽이, 액정성 화합물이 배향한 상태에서 고정화한 필름인, 액정 표시 장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 제1 광학 보상층이, 봉상 액정성 화합물이 기판면에 대하여 수평 방향으로 배향한 상태에서 고정화한 필름인, 액정 표시 장치.
  10. 청구항 8 또는 청구항 9에 있어서,
    상기 제2 광학 보상층이, 봉상 액정성 화합물이 기판면에 대하여 수직 방향으로 배향한 상태에서 고정화한 필름인, 액정 표시 장치.
  11. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광학 보상층이 1층이며,
    상기 광학 보상층의, 파장 550nm에 있어서의 면내 리타데이션 Re1(550), 및 파장 550nm에 있어서의 두께 방향의 리타데이션 Rth1(550)이, 식 (6) 및 (7)의 요건을 충족시키는, 액정 표시 장치.
    식 (6) 200nm≤Re1(550)≤320nm
    식 (7) -40nm≤Rth1(550)≤40nm
  12. 청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광학 보상층이, 폴리바이닐알코올계 접착제를 통하여 상기 편광자와 접착하고 있는, 액정 표시 장치.
  13. 청구항 1 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광학 보상층이, 활성 에너지선의 조사 또는 가열에 의하여 경화되는 경화성 접착제 조성물을 통하여, 상기 편광자와 직접 접착하고 있는, 액정 표시 장치.
  14. 청구항 1 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 한 쌍의 편광판 중, 시인 측과는 반대 측에 배치되는 편광판이, 액정 셀 측으로부터 적어도 보호 필름과 편광자를 이 순서로 포함하는, 액정 표시 장치.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 보호 필름의 파장 550nm에 있어서의 두께 방향의 리타데이션 Rth(550)이, 식 (13)의 요건을 충족시키는, 액정 표시 장치.
    식 (13) Rth3(550)≤0nm
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