TWI279609B - Optical film and liquid crystal display - Google Patents

Description

1279609 玖、發明說明： 【明戶斤屬^^ 頁3 技術領域 本發明係有關於一種積層有偏光板與相位差膜之光學 5 膜。本發明之光學膜適用於以所謂IPS模式來動作之液晶顯 示裝置’特別是適用於透射型液晶顯示裝置。 L 前 】 背景技術

以往，液晶顯示裝置主要係使用將具有正介電常數異 10 方性之液晶扭轉水平定向於彼此相對之基板間之所謂TN 模式之液晶顯示裝置，然而，TN模式中，於其驅動特性上 即便欲進行黑顯示，但由於基板旁之液晶分子而造成雙折 射’結果會產生漏光，要進行完全之黑顯示是困難的。相 對於此’由於IPS模式之液晶顯示裝置於非驅動狀態下具有 15 液晶分子相對於基板面略呈平行之同質定向，因此光幾乎 不會改變其偏光面而通過液晶層，結果，藉由將偏光板配 置於基板之上下方，於非驅動狀態下可進行大致完全之黑 色顯示。 然而’於IPS模式中，雖然於面板法線方向可進行大致 2〇 元全之黑色顯不，然而’從與法線方向錯位之方向觀察面 板時’在與配置於液晶晶胞上下方之偏光板之光軸方向錯 位之方向上，產生偏光板特性上無法避免之漏光，結果會 造成視野角縮小之問題。即，在保護膜使用一般所使用之 三乙酿纖維素(TAC)膜之偏光板中，會因TAC膜所具有之雙 5 1279609 折射性而產生視野角縮小之問題。

為了解決該問題，係使用藉由相位差膜來補償從傾斜 方向觀察時所產生之偏光板幾何學上之軸錯位之偏光板 (例如參照日本專利公開公報特開平4 一 305602號公報、特 5開平4 —371903號公報）。前述專利公報中所揭示之偏光板 係使用相位差膜來作為偏光子之保護膜，然而，前述專利 公報中所揭示之相位差膜不易實現IPS模式之液晶顯示裝 置之充分廣大視野角。 【發明内容；| 10 發明之揭示 本發明之目的係提供一種光學膜，其係積層有偏光板 與相位差膜者，且應用在以IPS模式來動作之液晶顯示裝置 時，可實現於廣大範圍具有高對比率且容易觀看之顯示。

又，本發明之目的係提供一種以ips模式來動作之液晶 15顯不裝置，且邊液晶顯示裝置利用前述光學膜並可實現於 廣大範圍具有高對比率且容易觀看之顯示。 發明人為了解決前述課題反覆銳意檢討之結果，發現 如下所示之光學膜而完成本發明。 即，本發明係有關於一種液晶顯示裝置用光學膜，係 20積層為偏光板之吸收軸與相位差膜之滞後相位轴正交或平 行之光學膜’其特徵在於：前述偏光板係於偏光子之雙面 上積層透明保護膜，且在將該透明保護膜面内之面内折射 率為最大之方向設為X轴，與x轴垂直之方向設為，膜 厚度方向設為Z軸，且將各軸方向於55〇nm之折射率設為 6 1279609 ηχι、nyi、叫， 膜厚度設為dKnm)時，則面内相位差Rei = (狀厂nyDxdAlOnm以下，且厚度方向相位差Rth= {(nXl + 1^)/2-叫} x d係30〜l〇〇nm，又，前述相位差膜在將 該膜面内之面内折射率為最大之方向設為X軸，與X軸垂直 5 之方向設為Y軸，膜厚度方向設為Z軸，且將各軸方向於 550nm之折射率設為tlx!、ny2、吨，膜厚度設為d2(nm)時， 則以Nz = (nx2 — nz2)/(nx2 — ny2)表示之Nz值滿足〇丨〜〇 8， 且面内相位差Re2 = (nx2 — ny2)xd2係60〜3〇〇nm。

前述本發明之光學膜在以正交泥科爾稜晶狀態下配置 10具有别述預疋相位差值之保濩膜之偏光板時，可藉由前述 特定相位差膜，解除與光軸錯位之方向上之漏光，且適合 應用在如IPS模式之液晶顯示裝置，特別是具有補償於液晶 層傾斜方向之對比降低之機能。前述光學膜係積層為偏光 板之吸收軸與相位差膜之滞後相位軸正交。 15 前述偏光板之透明保護膜係面内相位差ReWOnm以

下，較佳者為6n„m下，且厚度方向相位差肌係3〇〜 H)〇nm ’較⑽為3G〜6()nm。對於偏光子之透明保護膜為 具有這些相位差者而言，本發明為可藉由相位差膜得到補 償效果高之光學膜者。透明保_之厚度山並無特殊之限 20制，通常為500卿以下，且以卜咖帅為佳特別是以$ 〜200μιη為佳。 相位餘係可述Νζ值為〇1〜〇·8，且面内相位差 60〜3_m。若由提高補償機能之觀點來看則㈣ 〇.2以上’且以G.加上尤佳，另—方面，Nz值宜為〇6 7 1279609

且以0·55以下尤佳。若由提高補償機能之觀點來看，則面 内相位差Re?宜為i23nm以上，且以128nm以上尤佳，另_ 方面，本發明之光學膜係例如應用在IPS模式液晶顯示裝 置，然而，若僅於IPS模式液晶顯示裝置中之液晶晶胞單側 5使用該光學膜，則相位差膜之面内相位差Re2宜為1〇〇〜 160nm ’此時，面内相位差Re2宜為ι5〇ηηι以下，且以 以下尤佳。另，雖如後述，然而，若於IPS模式液晶顯示裝 置中之液晶晶胞兩側使用光學膜，則配置於入射側之光學 膜所使用之相位差膜宜使用面内相位差Rq小於配置於目 10視側之光學膜所使用之相位差膜者。相位差膜之厚度屯並 播特殊之限制，然而通常為40〜1 ΟΟμπχ，較佳者為5〇〜 70μηι。 前述光學膜宜應用在IPS模式液晶顯示裝置，且該IPS 模式液晶顯示裝置係使用於550nm之相位差值在無施加電 15 壓時為230〜360nm之IPS模式之液晶晶胞。

本發明之光學膜宜應用在IPS模式液晶顯示裝置，構成 IPS模式之液晶晶胞之材料並無特殊之限制，可適當地使用 一般所使用者，然而，若由可適當地賦予藉由相位差膜之 補償機能之觀點來看，則適合應用液晶晶胞於550nm之相位 20 差值在無施加電壓時為230〜360nm者。前述液晶晶胞於 550nm之相位差值在無施加電壓時宜為230〜360nm，且以 250〜280nm尤佳。

又，本發明係有關於一種透射型液晶顯示裝置，包含 有：液晶晶胞’係由一對爽持液晶層之基板所構成且以IPS 8 1279609 模式來驅動者；及一對偏光板，係以正交狀態配置於該液 晶晶胞兩側者，其特徵在於：至少其中一偏光板係配置成 使前述光學膜之相位差膜側為液晶晶胞側。 於前述透射型液晶顯示裝置中，若僅將前述光學膜配 5置於目視側之晶胞基板，則以於無施加電壓狀態下將液晶 晶胞内之液晶物質之異常光折射率方向與入射側之偏光板 吸收轴構成平行狀態者為佳。

於前述透射型液晶顯示裝置中，若僅將前述光學膜配 置於入射側之晶胞基板，則以於無施加電壓狀態下液晶晶 10胞内之液晶物質之異常光折射率方向與前述光學膜之偏光 板吸收軸為正交狀態者為佳。 如前所述，將前述光學膜配置於目視側或入射側之晶 胞基板時，若由降低用以控制偏光之相位差膜之波長分散 影響之觀點來看，則前述光學膜宜使用偏光板之吸收軸與 15相位差膜之滯後相位軸積層為正交者。

又，於透射型液晶顯示裝置中，若將前述光學膜配置 於目視側及入射側之晶胞基板，則以於無施加電壓狀態下 液晶晶胞内之液晶物質之異常光折射率方向與入射側之前 述光學膜之偏光板吸收軸為正交狀態者為佳。 20 如則所述，將前述光學膜配置於目視側及入射側之晶 胞基板時，若由降低用以控制偏光之相位差膜之波長分散 影響之觀點來看，則前述光學膜宜使用偏光板之吸收轴與 相位差膜之滯後相位軸積層為平行者。 此犄配置於入射側晶胞基板之光學膜之相位差膜之 9 1279609 面内相位差私宜小於g己置於目視側日日日胞基板之光學膜之 相位差膜之面内相位差Re2。 、，本發明之IPS模式之液晶顯示裝置中，藉由將積層有偏 光板與相位差狀本發明光學膜配置於lps模式之液晶晶 胞之任-側表面或雙面上’可降低IPS模式之液晶顯示裝置 :以在所產生之黑顯不時之漏光。這些ips模式之液晶顯示 衣置係於王方位具有南對比率且可實;見於廣大視野角容易 觀看之顯示。 圖式簡單說明 10 w(A)、1⑻圖係本發明林膜域面圖之-例 第2圖係本發明液晶顯示裳置之示意圖。 第3圖係本發明液晶顯示裝置之示意圖。 第4圖係本發明液晶顯示裝置之示意圖。 C實施方式3 15發明之較佳實施形態 一壯μ 叫机月枣發明之光學膜及圖ί 不I置。如第1圖所示，本發

之先子膜3係於偏光板U 層相位差膜2。偏光板丨係使用 if 、偏先子1a之雙面上積j 逯明保護Mlb者。又，顯示於 20 抱土^ 於早面積層相位差膜時之例- 偏先板1之吸收軸與相位差 或平行，第1㈧圖係積衫相料係積層為』 偏来子第⑻圖係積層為和 偏先子⑽特叙_，可制錢 偏光子可列舉如··使、牛例卜 從/、次一色性染料等二 ?畏乙烯醇系膜、部分甲 ⑨物貝及Pi 丨刀甲H甲醇化聚乙_系膜、^ 10 1279609 乙酸乙烯共聚物系部分I化膜等親水性高分子膜上而單軸 拉伸者，聚乙烯醇之脫水處理物或聚氣乙稀之脫鹽酸處理 物等多稀系定向膜等。其中，以由聚乙埽醇系膜與峨等二色性物質所構成之偏光子為佳。這些偏光子之厚度並無特 5 殊之限制，一般而言為5〜80μπι。 10 15 20 藉由碘將聚乙烯醇系膜染色並單軸拉伸之偏光子可藉 由如將聚乙烯醇浸潰在碘之水溶液中來染色，並拉伸為原 長度之3〜7倍來製作，亦可依需要浸潰於硼酸或可含有硫 酸辞、氯化鋅等之蛾化斜等水溶液中。再者，亦可依需^ 於染色前將聚乙烯醇系膜浸潰於水中水洗。藉由水、先^ 烯醇系膜，可洗淨聚乙烯醇系膜表面之髒污或防黏劑，此 外，藉由使聚乙烯醇系膜潤脹，也有防止染色不均勺等 均一之效果。拉伸可於藉碘染色後進行，亦可一面穴色不 面進行拉伸，或是拉伸後再以蛾來染色。另， ’刀、可於蝴酸 或碘化鉀等水溶液中或水浴中進行拉伸。 設置於前述㉟光子之透明保S膜並無特殊之限制，可使用前述面内相位差Rei為1 〇nm以下且厚产方白才 、，為30〜lOOnm者。形成這些透明保護膜之材料可列舉 對苯二甲紅二S旨或聚苯旨等聚s旨系聚+合°物聚 二乙醯纖維素或三乙醯纖維素等纖維素系聚人物耳 丙烯酸f酯等丙烯酸系聚合物、聚苯乙烯或 K甲基 4内締腸·笨乙 烯共聚物(AS樹脂）等苯乙烯系聚合物、聚碳酸酯系取人 等。又，具有聚乙烯、聚丙烯、環系或者降冰片稀 聚烯烴、如乙烯·丙烯共聚物之聚烯烴系聚合物^

11 1279609 系聚合物、聚醯胺纖維或芳香族聚醯胺等醯胺系聚合物、 隨亞胺系聚合物、颯系聚合物、聚醚諷系聚合物、聚醚醚 酉同系聚合物、聚笨硫系聚合物、乙烯醇系聚合物、偏氯乙 烯系聚合物、乙烯丁縮醛系聚合物、烯丙酯系聚合物、聚 5甲駿系聚合物、環氧系聚合物或前述聚合物之摻合物等亦 為形成前述透明保護層之聚合物之例子。透明保護膜亦可 形成作為丙烯酸系、胺基甲酸酯系、丙烯酸胺基曱酸酯系、 每氧系、聚矽氧系等熱硬化型、紫外線硬化型樹脂硬化層。 月^述透明保護膜之材料宜使用一般作為偏光子之透明保護 10膜所使用之三乙醯纖維素。該等透明保護膜可適當地拉伸 處理為前述面内相位差Rei、厚度方向相位差Rth。 亦可對未接著前述透明保護膜之偏光子之面施行硬層 或防止反射處理、以防黏著、擴散或防眩光等為目的之處 理。 15 硬層處理係以防止偏光板表面損傷等為目的而施行 者，舉例言之，可藉由下述方式等來形成，即：使利用丙 稀酸系、聚石夕氧系等適當之紫外線硬化型樹脂來達成之硬 度或滑動特性等優異之硬化薄贿加於透日祕護膜表面 者。防止反射處理係以防止於偏光板表面之外在光線反射 為目的而施行者，且可藉由形成如習知之防止反射膜等來 達成。又，防黏著處理係以防止與鄰接層間之密著為目的 而施行者。 又’防眩光處理係以防止外在光線於偏光板表面反射 而阻礙偏光板透射光之視界等為目㈣施行者，舉例言 12 l27%〇9

可藉由下述方式來賦予透明保護膜表面微細凹凸結 構，即·藉由喷砂方式或壓紋加工方式來達成之粗面化方 弋或透明祕粒子之摻合方式等。前述表面微細凹凸結構之 s圯成中所含有之微粒子係使用如由平均粒徑0.5〜50μπι之 氧化ί夕、氧化銘、一氧化鈦、氧化結、氧化錫、氧化銦、 氣化鎘、氧化銻等所構成且亦具有導電性之無機系微粒 子、由父聯或未交聯聚合物等所構成之有機系微粒子等透 明微粒子。在形成表面微細凹凸結構時，一般而言，微粒 子之使用量係相對於形成表面微細凹凸結構之透明樹脂 10 1〇0重量份為2〜50重量份，且以5〜25重量份為佳。防眩光 層亦可兼作用以使偏光板透射光擴散而擴大視角等之擴散 層（視角擴大機能等）之用。 另，前述防止反射層、防黏層、擴散層或防眩光層等 除了可設置於透明保護膜本身之外，亦可另外設置為光學 15層而有別於透明保護膜。

於前述偏光子與透明保護膜間之接著處理係使用異氰 酸酯系接著劑、聚乙烯醇系接著劑、明膠系接著劑、乙烯 基系乳膠系、水系聚酯等。 相位差膳並無特殊之限制，可使用前述Νζ值為〇·1〜0·8 20 且面内相位差Re2為60〜3OOnm者，例如，可列舉如：高分 子聚合物膜之雙折射性膜、液晶聚合物之定向膜等。 高分子聚合物可列舉如：聚碳酸酯、聚丙烯等聚烯烴、 聚對苯二甲酸乙二酯、聚苯二甲酸乙二酯等聚酯、聚降冰 片烯等脂環式聚烯烴、聚乙烯醇、聚乙烯丁縮醛、聚甲基 13 1279609 乙浠醚、聚羥乙基丙稀酸酯、羥乙基纖維素、羥丙基纖維 素、甲基纖維素、聚細丙i旨、聚礙、聚醚礙、聚笨硫、聚 苯醚、聚浠丙颯、聚乙烯醇、聚醯胺、聚醯亞胺、聚氣乙 晞、纖維素糸聚合物或該等聚合物之二元系、三元系之各 5種共聚物、接枝共聚物、摻合物等。相位差膜可藉由利用 將高分子聚合物膜朝面方向雙軸拉伸之方法、朝面方向單 軸或雙軸拉伸且亦朝厚度方向拉伸之方法等來控制厚度方 向之折射率而得。又，可藉由下述方法等而得，即：在藉 由於高分子聚合物膜上接著熱收縮膜並加熱所造成之該收 10縮力作用下，將聚合物膜進行拉伸處理或/及收縮處理並使 其傾斜定向者。 液晶性聚合物可列舉如：賦予液晶定向性之共軛性直 線狀原子團（液晶原）導入聚合物之主鏈或側鏈之主鏈型或 側鏈型之各種聚合物等。主鏈型之液晶性聚合物之具體例 15可列舉如：藉由賦予撓曲性之間隔基部結合液晶原基之結 構之如肖列疋向性聚醋系液晶性聚合物、圓盤狀聚合物 或扭層聚合物等。侧鏈型液晶性聚合物之具體例可列舉 如·將聚石夕氧燒、聚丙稀酸S旨、聚甲基丙烯酸醋或聚丙二 &L作為主鏈骨架’且側鏈具有由透過間隔基部賦予向列定 20向性之對位取代環狀化合物單位所構成之液 晶原部者等， 且闕隔基部係由共輕性原子團所構成 。該等液晶性聚合 物之定向膜係於如研磨處理形成於玻璃板上之聚醯亞胺或 乙^等镜勝主 、’寻膝表面者、傾斜蒸鍍氧化矽者等之定向處理 面上擴展液晶性聚合物之溶液，並藉由熱處理來使液晶聚 14 1279609 合物定向者，特別是以使其傾斜定向者為佳。 前述相位差膜與偏光板之積層法並無特殊之限制，可 藉由黏著劑層等來進行。形成黏著層之黏著劑並無特殊之 限制，可適當地選擇使用如將丙烯酸系聚合體、聚矽氧系 聚合物、聚酯、聚胺基甲酸酯、聚醯胺、聚醚、氟系或橡 膠系等之聚合物作為基礎聚合物者，特別是宜使用如丙稀 酸系黏著劑般具有優異光學透明性且展現適度之濕潤性、 破聚性與接著性之黏著特性而具有優異耐氣候性或耐熱性 專者。 光學膜或黏著劑層等之各層亦可為藉由以紫外線吸收 μ處理之方㈣方絲㈣紫外線吸收能者等，該紫外線 吸收劑可為·水揚酸_系化合物或苯并苯紛系化合物，以 及笨并三氮唾系化合物、氰基丙烯酸s旨系化合物或鎳錯趟 系化合物等。 孤 15 20 ^發明之光學膜適合用於lps模式之液晶顯示裝置。 弋之液曰曰顯示裝置係具有液晶晶胞，該液晶晶胞包含 、土板係夾持液晶層者；電極群，係形成於前述 一對基板之一鈿表·、 考，液晶組成物質層，係夾持於前述基板 間且具有介雷里 电/、方性者；定向控制層，係形成於前述一 基板之對面且用 a 乂使則述液晶組成物質之分子排列朝預定 方向排列者；及 、 ’ °動機構’係用以於前述電極群施加驅動 電壓者。前述带 ,电極群係相對於前述定向控制層及前述液晶 組成物質層之界 r/L^ ’卸’主要具有如施加平行電場般配置之排 列結構0如前所 上、 % ’垓液晶晶胞係以於550nm之相位差值在 15 1279609 然施加電壓時為230〜360nm者為佳。 本發明之光學膜3係配置於液晶晶胞之目視侧、入射側 之至> 一側。第2圖係將光學膜3配置於目視側，第3圖係將 光學膜3配置於人射側之例子，第4圖係將光學膜3配置於目 5視側及入射側之例子。又，如第2、3、4圖所示，光學膜3 宜為將相位差膜2側構成液晶晶胞4側者。 弟2 3圖中，光學膜係使用偏光板1之吸收軸與相位差 膜2之⑽後相位軸積層為正交者。配置光學膜3之液晶晶胞4 之相對側配置有偏光板1。配置於液晶晶胞4之基板兩側之 10偏光板1之吸收軸與光學膜3(偏光板υ之吸收軸配置成正交 狀態。偏光板1係使用與光學膜3所使用者相同之偏光子以 之雙面上積層有透明保護膜2b者。 如第2圖所不，將光學膜3配置於lps模式之液晶晶胞4 之目視側時，相對於目視側，於相對側（光入射側）之液晶晶 胞4之基板上，宜將偏光板丨配置成於無施加電壓狀態下液 曰曰晶胞4内之液晶物質之異常光折射率方向與偏光板i 之吸 收軸呈平行狀態。 又，如第3圖所示，將光學膜3配置於lps模式之液晶晶 胞4之光入射側時，宜於目視側之液晶晶胞4之基板上配置 偏光板1，且配置成於無施加電壓狀態下液晶晶胞4内之液 曰曰物質之異常光折射率方向與光學膜3之偏光板丨之吸收軸 呈正交狀態。 第4圖甲，光學膜3係使用偏光板丨之吸收軸與相位差膜 之AJT後相位軸積層為平行者。配置於液晶晶胞4之基板兩 16 1279609 侧之光+齡(偏光板1)之吸⑽係 ，所示，將光學膜3配置於IPS模式之液晶==兩^^ 且配置成於無施加電壓狀態 異常光折射率方向與入射側之前 曰曰、 收轴呈平行狀態。 之偏絲！之吸 前述光學臈、偏光板在實用上可與其他光學層積層來 使用。該鮮層並無特殊之限制，例如可使_或_ 上相位差板(包含1/2或1/4等之波長板)等可用於形成液晶 顯示裝置等之光學層，特別是宜為偏光板上更積層有亮度 10 提昇膜之偏光板。 以下說明於偏光板上更積層有相位差板之擴圓偏光板 或圓偏光板。當欲將直線偏光改變為橢圓偏光或圓偏光， 將橢圓偏光或圓偏光改變為直線偏光，或是改變直線偏光 之偏光方向時，則使用相位差板等，特別是改變直線偏光 15為圓偏光或改變圓偏光為直線偏光之相位差板係使用所謂 !/4波長板（亦稱作λ/4板）。通常，1/2波長板（亦稱作λ/2板） 係用於改變直線偏光之偏光方向者。 橢圓偏光板可有效地使用於補償（防止）因液晶顯示裝 置液晶層之雙折射所產生之顯色（藍或黃等）而構成為無前 20 述顯色之黑白顯示之情況等。再者，業經控制三次元之折 射率者亦可補償（防止）自傾斜方向看液晶顯示裝置之畫面 時產生之顯色，因此較為理想。圓偏光板可有效地使用於 如調整圖像為彩色顯示之反射型液晶顯示裝置之圖像色調 之情況等，且亦具有防止反射之機能。 17 1279609 黏合偏光板與亮度提昇膜之偏光板通常設置於液晶晶 胞之内側面使用。亮度提昇膜係顯示如下述之特性，即： 若藉由來自液晶顯示裝置等之背光或内側之反射等射入自 然光，則使預定偏光軸之直線偏光或預定方向之圓偏光反 5射而其他光透射，積層亮度提昇膜與偏光板之偏光板係使 來自背光等光源之光射入而得到預定偏光狀態之透射光， 同時前述預定偏光狀態以外之光無法透射而反射。於該亮 度提昇膜面反射之光更透過設置於其後側之反射層等反轉 而再度射人梵度提昇膜，其-部分或全部作為狀偏光狀 1〇態之光而透射以增加透射亮度提昇膜之光量，同時供給不 易為偏光子吸收之偏光而增加可利用於液晶顯示圖像顯示 等之光量，藉此使亮度提昇。即，若不使用亮度提昇膜而 藉由背光等從液晶晶胞内側通過偏光子而射入光時，則具 有與偏光子之偏光軸不一致之偏光方向之光幾乎被偏光子 I5吸收而不會透射偏光子。即，雖然依據所使用之偏光子特 性而有所不同，但一般而言50%之光會為偏光子所吸收， 該部分則使可利用於液晶圖像顯示等之光量減少且圖像變 暗。亮度提昇膜使具有被偏光子吸收之偏光方向之光不射 入偏光子而先藉亮度提昇膜反射，再透過設置於其後側之 20反射層等反轉後再射入亮度提昇膜且反覆進行，由於哀产 提羿膜僅透射使於該兩者間反射、反轉之光之偏光方向成 為f通過偏光子之偏光方向之偏光，並供給至偏光子，因 此，背光等之光可有效地使用於液晶顯示裝置之圖像顯 示，且可使畫面變亮。 1279609 於亮度提昇膜與前述反射層等之間亦可設置擴散板。 藉由亮度提昇膜反射之偏光狀態之光趨向前述反射層等， 但藉由所没置之擴散板均勻地使通過之光擴散，同時解除 偏光狀悲且成為非偏光狀態。即，擴散板使偏光返回原來 5之自然光狀態。該非偏光狀態，即，自然光狀態之光趨向 反射層等’且透過反射層等反射，再通過擴散板而再射入 亮度提昇膜並反覆進行。依此，藉由於亮度提昇膜與前述 反射層等之間設置用以使偏光返回原來之自然光狀態之擴 政板’可維持顯不畫面之明党度’同時減少顯不畫面明亮 10度之不均並提供均勻且明亮之畫面。藉由設置該擴散板， 初次之入射光可適當地增加反射之反覆次數，且與擴散板 之擴散機能相輔相成而可提供均勻明亮之顯示畫面。 前述亮度提昇膜可使用以下適當之物質，這些物質， 舉例言之，包括：如介電體之多層薄膜或折射率異方性不 15同之薄膜之多層積層體之展現透射預定偏光軸之直線偏光 而反射其他光之特性者(3M公司製造，D — BEF等）；如扭層 液晶聚合物之定向膜或於膜基材上支持其定向液晶層之展 現反射向左繞或向右繞之任一者之圓偏光而其他光透射之 特性者（日東電工公司製造，PCF350或Merck公司製造， 20 Transmax等）等。 因此，透射前述預定偏光軸之直線偏光型式之亮度提 昇膜可措由使該透射光與偏光轴一致而直接射入偏光板， 來抑制因偏光板造成之吸收損耗且可有效地透射。另一方 面，如扭層液晶層投下圓偏光型式之亮度提昇膜亦可直接 19 1279609 射入偏光子，但就抑制吸收損耗方面來說，宜藉由相位差 板使該圓偏光直線偏光化並射入偏光板。另，藉由使用1/4 波長板作為其相位差板，可將圓偏光變換為直線偏光。 於可見光領域等廣大波長範圍中，具有作為1/4波長板 5機能之相位差板可藉由重疊，例如相對於波長550nm之淺色 光具有1/4波長板機能之相位差層與展現其他相位差特性 之相位差層，例如具有1/2波長板機能之相位差層方式等而 得，因此，配置於偏光板與亮度提昇膜間之相位差板可由i 層或2層以上之相位差層構成。 10 另，扭層液晶層亦可藉由作成一反射波長相異之物質 之組合來構成重®2層或3層以上之配置結構，得到於可見 光領域等廣大波長範圍中反射圓偏光者，藉此，可得到廣 大波長範圍之透射圓偏光。 又，偏光板亦可如前述偏光分離型偏光板般，由積層 15偏光板與2層或3層以上之光學層者所構成，因此，亦可為 組合前述反射型偏光板或半透射型偏光板與相位差板之反 射型橢圓偏光板或半透射型橢圓偏光板等。 積層前述光學層之光學膜、偏光板亦可藉由在液晶顯 示裝置等之製造過程中依序個別地積層之方式來形成，而 20預先積層作為光學膜者係具有品質安定性或組裝作業性等 優異而可提昇液晶顯示裝置等之製造裎序之優點。積層時 可使用黏著層等適當之接著手段。於接著前述偏光板與其 他光學層時，該等光學軸可依照作為目的之相位差特性等 而構成適當之配置角度。 ' 20 1279609 液晶顯示裝置之形成γ /成了依照以往之標準進行。液晶顯 示裝置一般係藉由適當地組裝依需要加入之照明系統等構 成零件並裝入驅動電路而形成，於本發明中，除了使用前 述光學膜方面外並益特疾夕 …寻殊之限制，可依照以往之標準。液 5晶晶胞除了前述所舉之ΐρς；輪^ 式之外，可使用如VA型、斤型 等任意型式者。 又液曰曰顯不裝置可形成使用照明系統或反射板者等 適田之液曰曰顯不裝置。再者，在形成液晶顯示裝置時，可 於適當位置上配置1層或2層以上之適當之零件，例如：擴 10政板防眩光層、防止反射膜、保護板、棱鏡陣列、透鏡 陣列片、光擴散板、背光等。 實施例 以下利用實施例具體說明本發明，然而本發明並不限 定於該等實施例。 15 利用自動雙折射測定裝置（王子記測機器股份有限公 司製造，自動雙折射計KOBRA21ADH)來計測透明保護膜 於550nm之折射率nx、ny、ηζ，並算出面内相位差Rei、厚 度方向相位差Rth。又，相位差膜亦同樣地來計測且算出 Nz、面内相位差Rq。又，液晶晶胞於550nm之無施加電壓 20 時之相位差值係藉由塞拿蒙法來測定。 實施例1 (偏光板之製作） 利用接著劑，於使碘吸附於聚乙烯醇系膜並進行拉伸 之膜（偏光子：20μηι)之雙面上積層三乙醯纖維素（TAC)膜 21 1279609 (透明保護膜：80μιη)。TAC膜係面内相位差Rei : 4nm，厚 度方向相位差Rth : 50nm。 (光學膜） 藉由拉伸聚碳酸S旨膜’得到厚度45μιη、面内相位差Re2 5為14〇nm、Νζ=0·5之相位差膜。利用黏著劑，將該相位差 膜與如述偏光板積層為相位差膜之滞後相位軸與偏光板之 吸收軸呈正交狀態，並製作光學膜。 (液晶顯示裝置） 使用於550nm之相位差值為28〇nm之IPS模式液晶晶 1〇胞，且如第3圖所示，藉由黏著劑將光學膜之相位差膜側積 層為IPS模式之液晶晶胞之光入射側面。另一方面，藉由黏 者劑將偏光板積層於液晶晶胞之相對側面並製作液晶顯示 裝置。又，積層為入射側偏光板（光學膜)之吸收軸與液晶晶 胞内之液晶所具有之異常光折射率方向呈正交。相位差膜 15 (光學膜)之滯後相位軸係與目視側偏光板之吸收軸平行。入 射側偏光板（光學膜）之吸收軸與目視側偏光板之吸收軸呈 正交狀態。 (評價） 將該液晶顯示裝置設置於背光上，且於相對於正交之 20偏光板光軸之方位方向45度測定從法線方向傾斜7〇度方向 之對比率時，對比率=50。對比率之測定係使用EZ Contrast(ELDIM公司製造）來進行。 實施例2 (光學膜） 22 1279609 藉由拉伸聚碳酸酯膜，得到厚度46μπ1、面内相位差Re2 為140nm、Νζ=0·3之相位差膜。利用黏著劑，將該相位差 膜及與實施例1中所使用者相同之前述偏光板積層為相位 差膜之滞後相位軸與偏光板之吸收轴呈正交狀態，並製作 5 光學膜。 (液晶顯示裝置） 使用於550nm之相位差值為280nm之IPS模式液晶晶

胞’且如第2圖所示，藉由黏著劑將光學膜之相位差膜側積 層為IPS模式之液晶晶胞之目視側面。另一方面，藉由黏著 10劑將偏光板積層於液晶晶胞之相對側面並製作液晶顯示裝 置。又’積層為入射側偏光板（光學膜）之吸收轴與液晶晶胞 内之液晶所具有之異常光折射率方向呈平行。相位差膜（光 學膜）之滯後相位軸係與入射側偏光板之吸收軸平行。目視 側偏光板（光學膜）之吸收軸與入射側偏光板之吸收軸呈正 15 交狀態。 (評價）

將該液晶顯示裝置設置於背光上，且於相對於正交之 偏光板光轴之方位方向45度測定從法線方向傾斜7〇度方向 之對比率時，對比率=45。 20實施例3 (偏光板之製作） 利用接著劑，於使碘吸附於聚乙烯醇系膜並進行拉伸 之膜（偏光子：20μηι)之雙面上積層三乙醯纖維素（TAC)膜 (透明保護膜：40μιη)。TAC膜係面内相位差Rei : lnm，厚 23 1279609 度方向相位差Rth ·· 38nm。 (光學膜） 藉由拉伸聚碳酸酯膜，得到厚度5〇μιη、面内相位差Re2 為120nm、Νζ=0·5之相位差膜(χ〇。又，藉由拉伸聚碳酸 5酯膜’得到厚度48μιη、面内相位差Re2為24〇nm、Νζ=〇·5 之相位差膜(υ〖）。利用黏著劑，將該等相位差膜(Χι)、（Υι) 與前述偏光板積層為正交之相位差膜(Χι)、（Υι)之滯後相位 軸分別與偏光板之吸收軸呈平行狀態，並製作光學膜(Χι)、 (Υ〇。 10 (液晶顯示裝置） 使用於550nm之相位差值為3〇〇nm之lps模式液晶晶 胞，且如第4圖所示’藉由黏著劑將光學膜(χ〇之相位差膜 (ΧΟ側積層為n>S模式之液晶晶胞之光人射側面。另一方 面，藉由黏著劑將光學膜(Yl)之相位差膜⑺)側積層於液晶 晶胞之相對側面並製作液晶顯示襄置。又，積層為入射侧 光學膜(X丨)之偏光板吸收軸與液晶晶胞内之液晶所呈有之 異常光折射率方向呈平行。人射側光學膜(A)之偏光板吸收 軸與目視側光學膜(Yl)之偏光板吸收軸呈正交狀離。 (評價） ^ 20 將該液晶顯示裝置設置於背光上，且於相對於正交之 偏先板練之方位方向45度測定從法線方向傾斜職方向 之對比率日Τ ’對比率45。 實施例4 (光學膜) 24 1279609 藉由拉伸聚碳酸酯膜，得到厚度49μπι、面内相位差Re2 為80nm、Νζ=0·5之相位差膜(χ2)。又，藉由拉伸聚碳酸酯 膜’仔到厚度48μηι、面内相位差Re2為240nm、Νζ = 0.5之 相位差膜(Υ2)。利用黏著劑，將該等相位差膜(Χ2)、（γ2)與 5實施例3中製作之偏光板積層為正交之相位差膜(Χ2)、（γ2) 之滯後相位軸分別與偏光板之吸收軸呈平行狀態，並製作 光學膜(Χ2)、（Υ2)。 (液晶顯示裝置） 使用於550nm之相位差值為3〇〇nm之IPS模式液晶晶 10胞，且如第4圖所示，藉由黏著劑將光學膜(χ2)之相位差膜 (X2)側積層為IPS模式之液晶晶胞之光入射側面。另一方 面，藉由黏著劑將光學膜(Y2)之相位差膜(γ2)側積層於液晶 晶胞之相對側面並製作液晶顯示裝置。又，積層為入射側 光學膜(X2)之偏光板吸收轴與液晶晶胞内之液晶所具有之 15異常光折射率方向呈平行。入射侧光學膜(X2)之偏光板吸收 軸與目視側光學膜(Υ2)之偏光板吸收軸呈正交狀態。 (評價） 將該液晶顯示裝置設置於背光上，且於相對於正交之 偏光板光軸之方位方向45度測定從法線方向傾斜7〇度方向 20 之對比率時，對比率=55。 實施例5 (光學膜） 藉由拉伸聚碳酸酯膜，得到厚度5〇μπι、面内相位差私 為POnm'Nz^iU之相位差膜(I)。又，藉由拉伸聚碳酸酯 25 1279609 膜，得到厚度48μηι、面内相位差Rq為24〇nm、Nz=〇 5之 相位差膜(Y3)。利用黏著劑，將該等相位差膜(Χ3)、（γ3)與 實施例3中所製作之偏光板積層為正交之相位差膜(χ3)、（γ3) 之滯後相位軸分別與偏光板之吸收軸呈平行狀態，並製作 5 光學膜(x3)、。 (液晶顯示裝置） 使用於550nm之相位差值為3〇〇nmiipg模式液晶晶 胞，且如第4圖所示，藉由黏著劑將光學膜(X3)之相位差膜 (¾)側積層為IPS模式之液晶晶胞之光入射側面。另一方 10面，藉由黏著劑將光學膜(Y3)之相位差膜(Y3)側積層於液晶 晶胞之相對側面並製作液晶顯示裝置。又，積層為入射側 光學膜(X3)之偏光板吸收軸與液晶晶胞内之液晶所具有之 異常光折射率方向呈平行。入射側光學膜⑹之偏光板吸收 軸與目視側光學膜(Υ3)之偏光板吸收軸呈正交狀態。 15 (評價） " 將該液晶顯示裝置設置於背光上，且於相對於正交之 偏光板光軸之方位方向45度測定從法線方向傾斜兀度方向 之對比率時，對比率=50。 比較例4 20 (液晶顯示裝置） 藉由黏著劑將實施例1中所製作之偏光板積層於與實 施例1相同之IPS模式液晶晶胞之雙面上並製作液晶顯示裝 置。又，配置於液晶晶胞雙面上之偏光板係配置成吸收轴 相互正交。 26 1279609 (評價） 將該液晶顯示裝置設置於背光上，且於相對於正交之 偏光板光軸之方位方向45度測定從法線方向傾斜70度方向 之對比率時，對比率=10。 5 比較例5 (光學膜） 藉由拉伸聚碳酸酯膜，得到厚度50μιη、面内相位差Re2 為140nm、Nz= 1之相位差膜。利用黏著劑，將該相位差膜 與實施例1中所製作之偏光板積層為相位差膜之滯後相位 10 軸與偏光板之吸收軸呈正交狀態，並製作光學膜。 (液晶顯示裝置） 除了實施例1中光學膜使用依前述製作之光學膜外，其 他構成與實施例1相同，並製作液晶顯示裝置。 (評價） 15 將該液晶顯示裝置設置於背光上，且於相對於正交之 偏光板光軸之方位方向45度測定從法線方向傾斜70度方向 之對比率時，對比率=11。 產業上之可利用性 本發明作為光學膜是有用的，且該光學膜適用於以所 20 謂IPS模式來動作之液晶顯示裝置，特別是適用於透射型液 晶顯不裝置。 I：圖式簡單說明3 第1(A)、1(B)圖係本發明光學膜之截面圖之一例。 第2圖係本發明液晶顯示裝置之示意圖。 27 1279609 第3圖係本發明液晶顯示裝置之示意圖。 第4圖係本發明液晶顯示裝置之示意圖。 【圖式之主要元件代表符號表】 1.. .偏光板 la. ..偏光子 lb. ..透明保護膜 2.. .相位差膜 3.. .光學膜 4.. .液晶晶胞 28

Claims (1)

1279609- 第9212687〇號專利申請案

拾、申請專利範圍： 1· 一種液晶顯示裝置用光學膜，係積層為偏光板之吸收軸 與相位差膜之滯後相位軸正交或平行之光學膜，其特徵 在於： 5 前述偏光板係於偏光子之雙面上積層透明保護 ·) 膜，且在將該透明保護膜面内之面内折射率為最大之方 向設為X軸，與X軸垂直之方向設為γ軸，膜厚度方向設 為Z軸，且將各軸方向於550nm之折射率設為nXl、nyi、 ηζ!，膜厚度設為djnm)時，則前述偏光板之面内相位差 10 以下，且厚度方向相位差Rth f:i 二{ (nxi + nyi)/2 —ηζι } X d係30〜l〇〇nm，又，前述相 位差膜在將該膜面内之面内折射率為最大之方向設為X ' 轴，與X軸垂直之方向設為Y軸，膜厚度方向設為z軸， | 且將各轴方向於550nm之折射率設為nX2、ny2、nz2，膜 15 厚度設為d2(nm)時，則前述相位差膜以Nz = (nx2 — 太 nZ2)/(nX2—ny2)表示之Nz值滿足0·1〜〇·8，且面内相位差 Re2 = (nx2 —ny2)xd2係 60〜300nm。 2·如申請專利範圍第1項之光學膜，係應用在使用IPS模式 之液晶晶胞之IPS模式液晶顯示裝置者。 ☆ 20 3·如申請專利範圍第2項之光學膜，係應用在IPS模式液晶 顯示裝置者，且該IPS模式液晶顯示裝置係使用於550nm 之相位差值在無施加電壓時為230〜360nm之IPS模式之 液晶晶胞。 4· 一種透射型液晶顯示裝置，包含有： 29 1279609 Q 门 -、一:Η· ; 修(氣)正替携 液曰曰晶胞’係由_對夾躲晶層之基板所構成且以 ^ IPS模式來驅動者；及 對偏光板，係以正交狀態配置於該液晶晶胞兩側 者， 5 其特徵在於： 至v其中一偏光板係將如申請專利範圍第2項之光 學膜配置成使該光學膜之相位差膜側為液晶晶胞側。

广ip 5.如申晴專利範圍第4項之透射型液晶顯示装置，其中於 目視側之晶胞基板上配置有如申請專利範圍第2項之光 1〇 子膜且於加電壓狀態下前述液晶晶胞内之液晶物 質之異常光折射率方向與入射側之前述偏光板之吸收 軸為平行狀態。 6·如申請專利範圍第4項之透射型液晶顯示裳置，其中於 入射側之晶胞基板上配置有如申請專利範圍第2項之光 15 學膜，且於無施加電壓狀態下前述液晶晶胞内之液晶物 質之異常光折射率方向與前述光學膜之前述偏光板吸 收軸為正交狀態。 7·如申請專利範圍第5或6項之透射型液晶顯示裝置，其中 刚述光學膜係積層為前述偏光板之吸收轴與相位差膜 20 之滯後相位軸正交。 8.如申請專利範圍第4項之透射型液晶顯示裝置，其中於 目視側及人射側之晶胞基板上配置有如中請專利範圍 第2項之光子膜，且於無施加電屢狀態下液晶晶胞内之 液晶物質之異常光折射率方向與入射側之前述光學膜 30

1279609 之前述偏光板吸收軸為平行狀態。 9.如申請專利範圍第8項之透射型液晶顯示裝置，其中前 述光學膜係積層為前述偏光板之吸收軸與相位差膜之 滯後相位軸平行。 5 10.如申請專利範圍第8或9項之透射型液晶顯示裝置，其中 配置於入射側晶胞基板之光學膜之相位差膜之面内相 位差Re2係小於配置於目視側晶胞基板之光學膜之相位 差膜之面内相位差Re2。 31