TWI461791B - 液晶顯示裝置 - Google Patents

液晶顯示裝置 Download PDF

Info

Publication number
TWI461791B
TWI461791B TW097106352A TW97106352A TWI461791B TW I461791 B TWI461791 B TW I461791B TW 097106352 A TW097106352 A TW 097106352A TW 97106352 A TW97106352 A TW 97106352A TW I461791 B TWI461791 B TW I461791B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
liquid crystal
film
crystal cell
polarizing plate
layer
Prior art date
Application number
TW097106352A
Other languages
English (en)
Other versions
TW200844577A (en
Inventor
Tsutomu Furuya
Mari Okamura
Hirohiko Yakabe
Original Assignee
Sumitomo Chemical Co
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 Sumitomo Chemical Co filed Critical Sumitomo Chemical Co
Publication of TW200844577A publication Critical patent/TW200844577A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI461791B publication Critical patent/TWI461791B/zh

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F1/00Devices 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
    • G02F1/01Devices 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 
    • G02F1/13Devices 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
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133528Polarisers
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F1/00Devices 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
    • G02F1/01Devices 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 
    • G02F1/13Devices 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
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/13363Birefringent elements, e.g. for optical compensation
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F1/00Devices 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
    • G02F1/01Devices 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 
    • G02F1/13Devices 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
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1343Electrodes
    • G02F1/134309Electrodes characterised by their geometrical arrangement
    • G02F1/134363Electrodes characterised by their geometrical arrangement for applying an electric field parallel to the substrate, i.e. in-plane switching [IPS]
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2320/00Control of display operating conditions
    • G09G2320/02Improving the quality of display appearance

Landscapes

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

Description

液晶顯示裝置
本發明是關於改良過防眩性之液晶顯示裝置及應用於該裝置之偏光板組。
基於輕量、薄型、低耗電量等的特徵,液晶顯示裝置已演進成應用在攜帶型電視、筆記型電腦等,現今,還演進成應用在大型電視等的影像觀賞用機器。電視顯像器等以顯示影像為目的所使用之液晶顯示裝置,辨認性、尤其從正面來觀看時對比度、及從斜面來觀看時的對比度,即是視角特性受到重視。為了要改良該視角特性,已提案有各種液晶槽的驅動模式。
本質上可擴大視角之液晶槽的驅動模式,列舉有例如光學補償彎曲(optically compensated bend:OCB)模式、垂直配向(vertical alignment:VA)模式、橫向電場切換(in plane switching:ISP)模式等。其中,習知的扭轉向列(twisted nematic:TN)模式的液晶槽是以朝向與基板面成垂直的方向施加電壓之縱向電壓,使液晶分子的配向狀態變更,相對於此,ISP模式則是以朝向與基板面成平行的方向施加電壓之橫向電場,使液晶分子的配向狀態變更。ISP模式係在無施加電壓的狀態下,液晶分子與基板面成平行配向,但並不是以TN模式的方式扭轉,而是大致相同方向配性。
這種ISP模式的液晶顯示裝置中,隔著液晶層只裝配直線偏光板的構成,從斜向來看該偏光板時,所裝設之直線偏光板的軸角度會偏離90度、及起因於液晶槽內之棒狀的液晶分子顯現複折射,會導致漏光,對比度明顯降低。
ISP模式的液晶顯示裝置中,為了要解決漏光,必須在液晶槽與直線偏光板之間裝設光學補償膜。用來補償ISP模式的液晶顯示裝置之視角變化造成之液晶層的複折射變化,已知:光學上既是負的單軸性且該光學軸在與膜面成平行的方向上之相位差板、或在厚度方向上配向之相位差板具有效果。例如,日本專利特開平10-54982號公報(日本專利文獻1)中揭示:ISP模式的液晶顯示裝置中,在液晶槽與至少其中一方的偏光板之間,配置光學上既是負的單軸性且該光學軸在與膜面成平行的方向上之光學補償薄片(相位差板)。另外,日本專利特開平11-133408號公報(日本專利文獻2)中揭示:在ISP模式的液晶顯示裝置之一對偏光板之間,即是在液晶槽與偏光板之間,配置既是正的單軸性且在與基板面成垂直的方向上具有光學軸之補償層(相位差板)。另外,本案提案人所提案的日本專利特開2005-309110號公報(日本專利文獻3)中則揭示:ISP模式的液晶顯示裝置中,在液晶槽與上下一對的偏光板之間,分別配置面內相位差值不同的相位差板。
在例如日本專利特開平7-230007號公報(日本專利 文獻4)中揭示,將具有熱收縮性的膜,以該熱收縮性膜的熱收縮方向與前述單軸延伸之熱可塑性樹脂膜的延伸方向成垂直的方式,黏貼在單軸延伸之熱可塑性樹脂膜的至少其中一面,經熱收縮過後,將熱收縮性膜予以剝離除去的方法,作為使樹脂膜在厚度方向上配向的方法。
一方面,以液晶顯示裝置為首的影像顯示裝置,外光反光到該畫像顯示面,辨認性會明顯受損,故重視畫質或辨認性之電視或個人電腦等的用途,通例是對顯示裝置表面進行防止該反光的處理。反光防止處理係在表面形成微細的凹凸以使入射光散亂,讓反光像混濁之所謂的防眩處理,很較廉價就可以實現,故適合用於大型的電腦或監視器、電視等的用途。
在例如日本專利特開2002-189106號公報(日本專利文獻5)中揭示,在浮雕鑄模與透明樹脂膜之間夾入電離放射線硬化型樹脂的狀態下,使該電離放射線硬化性樹脂硬化,以使三維10點平均粗度和三維粗度基準面上之相鄰凸部彼此間的平均距離,分別成為特定值的微細凹凸形成,將形成有該凹凸之電離放射線硬化性樹脂層設置在前述透明樹脂膜上的形態之防眩膜,作為這種施予防眩性的膜。
進而,在例如日本專利特開2004-90187號公報(日本專利文獻4)中揭示,經過將金屬電鍍層形成在浮雕滾輪的表面之步驟、將金屬電鍍層的表面予以鏡面研磨之步驟、利用陶瓷球珠來對經鏡面研磨過的金屬電鍍層面施予 噴吹處理之步驟、以及因應於所需進行剝離處理之步驟,製作浮雕滾輪之方法,作為用於製造表面具有凹凸的膜之滾輪的製造方法。
接著,過去一般為了要防止外光的反光且確保足夠的辨認性,所使用的防眩膜必須是10%以上之高濁度值,這種高濁度值的防眩膜,大多是用於筆記型電腦或電視等。然而,10%以上高濁度值的防眩膜,由於該寬廣的反射散亂特性,故會有亮室內所推測的對比度降低的問題點。另外,還會有液晶顯示裝置本來就存有之使暗室內所推測的對比度降低的問題點。
針對所遇到問題,本提案人所提案的日本專利特開2006-53371號公報(日本專利文獻7)中揭示,經由將微粒子碰撞研磨過的金屬之表面而形成凹凸,對該金屬的凹凸面施予無電解鍍鎳,作為凹凸表面經退火過的狀態之模具,將該模具的凹凸面轉印到透明樹脂膜上,以形成濁度很低,反射剖面達到特定的值之防眩膜。
本發明者針對上述ISP模式的液晶顯示裝置進行研究,以使達到改良成成更好的視角特性,並且如同前述日本專利文獻7中所揭示,一面以適合使用反射剖面經改良過的防眩膜的形態為基礎,一面達到更加提高防眩性能等。該結果發現:將偏光板配置在IPS模式之液晶槽的上下, 並且將相位差板至少配置一片在背面側偏光板與液晶槽基板之間,將從構成背面側偏光板之偏光鏡(polarizer)的液晶槽側表面起至液晶槽的背面側基板表面為止之間所存在之複折射層的相位差值設定在特定範圍,又使從構成前面側偏光板之偏光鏡的液晶槽側表面起至液晶槽的前面側基板表面為止之間的厚度方向相位差值趨近於零,然後在該顯示面側即是在辨認側,配置施予特定的光學特性且具有特定的表面形狀之防眩層,以使對比度等更加改良,而完成本發明。
於是,本發明的目的是針對IPS模式的液晶顯示裝置,改良視角特性,並且應用濁度值很低的防眩層,賦予高度的防眩性。本發明的另外一個目的是提供配置在IPS模式液晶槽的兩側,可以改良視角特性並且也賦予高度的防眩層之偏光板組。
即是本發明的液晶顯示裝置係具備有在相互平行的一對液晶槽基板之間封入液晶,該液晶與基板成平行且大致相同方向予以配向之液晶槽、及配置在該液晶槽的辨認側之前面側偏光板、及配置在該相反側之背面側偏光板;以藉由對液晶槽所施加之電壓的改變,使液晶之分子長軸的方向在與基板成平行的面內予以改變,進行顯示的方式所構成之所謂的IPS模式。
然後,在背面側偏光板與液晶槽之間,配置至少1片 相位差板,從構成背面側偏光板之偏光鏡(polarizer)的液晶槽側表面起至液晶槽的背面側基板表面為止之間所存在的包含有該相位差板之複折射層的厚度方向相位差R th的和為在-40 nm至+40 nm的範圍,且該兩的平面相位差R0 的和為在100 nm至300 nm的範圍。
另外,前面側偏光板具備有偏光鏡、及設置在與至少該液晶槽所相對向的面相反側之辨認側透明保護層;從偏光鏡的液晶槽側表面起至液晶槽的前面側基板表面為止之間的厚度方向相位差R th為在-10 nm至+40 nm的範圍。
上述辨認性側透明保護層具有防眩層,該防眩層則是表面形成有微細的凹凸,對於垂直入射光的濁度為5%以下,使用暗部與亮部的寬度為0.5 mm、1.0 mm以及2.0 mm的3種光學梳,以光的入射角45度所測定之反射鮮明度合計為50%以下,對於以入射角30°所入射的光,反射角30°的反射率R(30)為2%以下,反射角40°的反射率R(40)為0.003%以下,將反射角60度以上之任意方向的反射率設定為R(60以上),R(60以上)/R(30)的值為0.001以下,且以表面凹凸之凸部的頂點當作母點,將該表面予以凡羅諾伊(Voronoi)分割時所形成之多角形的平均面積為50 μm2 以上,1500 μm2 以下。
此處,當各別的膜中,將面內之遲相軸方向的折射率設為nx ,將面內與遲相軸成垂直方向的折射率設為ny ,厚度方向的折射率設為nz ,膜厚設定為d時,複折射層或 相位差板的平面相位差R0 和厚度方向相位差R th,分別定義為以下的式子(1)及式子(2)。
R0 =(nx -ny )×d---(1) Rth =〔(nx +ny )/2-nz 〕×d---(2)
換言之,平面相位差R0 為面內的折射率差乘上膜厚的值,厚度方向相位差Rth 為面內的平均折射率與厚度方向折射率的差乘上膜厚的值。
上述過本發明的液晶顯示裝置中,前面側偏光板可以在偏光鏡的液晶槽側表面設置透明保護層,也可以不在液晶槽側設置透明保護層。前面側偏光板為在該偏光鏡的液晶槽側表面具有透明保護層的情況,該透明保護層最好是由醋酸纖維素(cellulose acetate)系樹脂或降冰片烯(norbornene)系樹脂所組成,該厚度方向相位差R th為在-10 nm至+10 nm的範圍。
另外,前述的防眩層最好是以表面凹凸之凸部的頂點當作母點,將表面予以凡羅諾伊(Voronoi)分割時所形成之多角形的平均面積為300 μm2 以上,1000 μm2 以下。
上述的防眩層最好是可以由具有微細的凹凸之樹脂膜所構成,該具有微細的凹凸之樹脂膜則是經由例如將微粒子碰撞研磨過的金屬之表面而形成凹凸,對該金屬的凹凸面施予無電解鍍鎳來作為模具,將該模具的凹凸面轉印到透明樹脂膜上,接著從模具上剝離轉印有凹凸面的透明樹脂膜來取得。該透明樹脂膜係在例如透明的膜基材之表面 ,塗佈紫外線硬化型樹脂,將模具的凹凸轉印到該紫外線硬化型樹脂的表面並予以硬化即可構成。另外,該透明樹脂膜也可以例如由透明的熱可塑性樹脂所構成,以熱來將模具的凹凸轉印到該表面上。
進而,依據本發明,還提供組裝在液晶顯示裝置之上下偏光板組。該偏光板組是將以下的第1偏光板與第2偏光板組合在一起。
即是第1偏光板具備有偏光鏡及被設置在該至少其中一方的面之透明保護層;被設置在偏光鏡其中一方的面之透明保護層具有表面形成有微細的凹凸之防眩層,從偏光鏡的未設有防眩層側的該偏光鏡表面起至該外側最表面為止的厚度方向相位差R th為在-10 nm至+40 nm的範圍,前述防眩層則是對於垂直入射光的濁度為5%以下,使用暗部與亮部的寬度為0.5 mm、1.0 mm以及2.0 mm的3種光學梳,以光的入射角45°所測定之反射鮮明度合計為50%以下,對於以入射角30°所入射的光,反射角30°的反射率R(30)為2%以下,反射角40°的反射率R(40)為0.003%以下,將反射角60°以上之任意方向的反射率設定為R(60以上),R(60以上)/R(30)的值為0.001以下,且以表面凹凸之凸部的頂點當作母點,將該表面予以凡羅諾伊(Voronoi)分割時所形成之多角形的平均面積為50 μm2 以上,1500 μm2 以下之偏光板。
第2偏光板係具備有偏光鏡及相位差板;從偏光鏡的相位差板側表面起至該相位差板的相反側表面為止之間所 存在的包含有前述相位差板之複折射層的厚度方向相位差R th的和為-40 nm至40 nm的範圍,且該兩的平面相位差R0 的和為100 nm至300 nm的範圍之偏光板。
該偏光板組中,通常是第1偏光板配置在液晶槽的前面側(辨認側),第2偏光板配置在液晶槽的背面側。第1偏光板也可以在未設有防眩層側的面設置透明保護層,還可以不設置透明保護層。在未設有防眩層側具有透明保護層的情況,直到包含有該保護層的最表面為止之間的厚度方向相位差R th為-10 nm至+10 nm的範圍。另外,該偏光板組中,可以改成第1偏光板之未設有防眩層側的最表面、及第2偏光板的相位差板側最表面,分別設置黏接劑層,黏貼在液晶槽的正反兩面。
本發明的液晶顯示裝置比習知構成的液晶顯示裝置還要更可以高度地補償液晶層與偏光板的相位差,所以視角造成的漏光受到抑制,對比視角變大,視角造成的色差也受到抑制。另外,該液晶顯示裝置會呈顯高防眩性,並且將用於該裝置之防眩層的濁度值抑制在很低,所以成為對比很高,既亮又有優異的辨認性的液晶顯示裝置。進而,依據本發明,還提供應用於這種液晶顯示裝置之偏光板組。
以下,參照附圖來詳細說明本發明。首先,根據第1圖和第2圖來說明IPS模式(in plane switching:橫向電場切換模式)的原理。第1圖為表示IPS模式液晶顯示裝置的構成例之剖面模式圖。第2圖為表示針對常黑模式(normally black)的例子,用來說明IPS模式的原理之概略立體圖;第2(A)圖為表示無施加電壓時的狀態,第2(B)圖為表示施加電壓時的狀態。此外,第2圖中,為了要容易理解,各層分開來顯示。另外,第2(B)圖中,只針對與第2(A)圖不同狀態的部分附註圖號,有關與第2(A)圖相同狀態的部分,為了要避免圖面上變複雜,圖號則予以省略。
參考第1圖,形成IPS模式液晶顯示裝置的中心之液晶槽10係在一對液晶槽基板11、13之間夾持液晶層14。構成液晶層14的液晶分子15則是對於各液晶槽基板11、13的面大致成平行地進行配向。然後,夾著液晶槽10來分別配置偏光板20、30,形成為:來自被配置在該其中一方的外側(背面側)之背光80的光當中,僅與位於液晶槽10與背光80之間之偏光板20的透過軸成平行之直線偏光,會入射至液晶槽10。
其次,在第2(A)圖所示之無施加電壓的狀態下,液晶分子15是對於基板面既成平行又大致相同方向地進行配向。本例子中,液晶分子15則是對於背面側偏光板20的透過軸25大致成平行的方向地進行配向。在其中一方的基板(本例為下側基板)11上,呈梳齒狀平行地設 置電極12。在該狀態下,透過背面側偏光板20的直線偏光16,不會直接在偏光狀態下招致變更就通過液晶層14,在與入射時相同方向之直線偏光的狀態下,通過上側基板13。若使該上面所配置之前面側偏光板30的透過軸35與背面側偏光板20的透過軸26成垂直的話,通過上側基板13之直線偏光17a無法通過前面側偏光板30,形成為顯示黑狀態。
一方面,如第2(B)圖所示,基板面上成平行配置的電極12、12之間施加虛線所示的電場18,液晶分子15變成該長軸形成為沿著電場18進行配向,從背面側偏光板20的透過軸22逐漸偏離。該結果,入射直線偏光16通過液晶層14的期間,在偏光狀態下招致變更,通過液晶層之後,成為橢圓偏光17b,產生可以通過前面側偏光板30的透過軸35的成分,以此方式,形成為顯示亮狀態。
此外,第2圖中表示以背面側偏光板20的透過軸25與液晶分子15的長軸大致成平行的方式配置,以背面側偏光板30及前面側偏光板30的透過軸成垂直的方式配置的例子,不過即使以前面側偏光板30的透過軸35與液晶分子15的長軸大致成平行的配置,以夾著液晶槽的偏光板20、30的透過軸成垂直的方式配置,仍會獲得同樣的結果。總之,液晶分子15的長軸以對於任何一方偏光板的透過軸大致成平行的方式配置即可。此時,液晶分子15的長軸方向及任何一方偏光板的透過軸不必很嚴密地 設定成平行,寧可施加電場18時液晶分子15往一定的方向迴轉,偏離一定程度的角度,例如10度以內的角度。另外,大多是以一對偏光板20、30的透過軸成垂直的方式配置,無施加電壓時顯示黑狀態,施加電壓時顯示亮狀態之所謂的常黑模式,但若一對偏光板20、30的透過軸成平行地配置的話,無施加電壓時顯示亮狀態,施加電壓時顯示黑狀態之所謂的常白模式。
本發明係針對第1圖和第2圖所示之IPS模式的液晶顯示裝置,改良視角並且達到防眩性的改良,而第3圖中則是表示該層構造的例子之剖面模式圖。該例子中,在液晶槽10的辨認側配置前面側偏光板30,在該相反側配置背面側偏光板20。液晶槽10則是與先前參考第1圖說明過的同樣,在相互平行的一對液晶槽基板11、13之間封入液晶,形成液晶層14。液晶層14係在無施加電壓狀態下,液晶與基板11、13大致成平行且大致相同方向地進行配向。然後,形成為藉由對液晶槽所施加之電壓的變更,使液晶的分子長軸的方向在與基板成平行的面內產生改變,進行顯示。背面側偏光板20形成為夾著偏光鏡21來配置透明保護層22、23的構成。另外,有關前面側偏光板30,在第3(A)圖中表示在偏光鏡31的辨辨認側其中一面設有透明保護層33的例子,在第3(B)圖中表示在偏光鏡31的液晶槽表面設有透明保護層32,還在辨認側表面設有透明保護層33的例子。第3(A)圖與第3(B)圖僅有該前面側偏光板30的構成不同。
背面側偏光板20與液晶槽10之間配置至少1片相位差板40,使從構成背面側偏光板20之偏光鏡21的液晶槽側表面起至液晶槽10之背面側基板11的表面為止之間所存在的包含該相位差板40之複折射層的厚度方向相位差R th的和成為-40 nm至+40 nm的範圍,且使該兩的平面相位差R0 的和成為100 nm至300 nm的範圍。
另外,前面側偏光板30具備有偏光鏡31及設置在與至少該液晶槽10所相對向的面相反側之辨認側透明保護層33。偏光鏡31的液晶槽10所相對向的面,可以形成為如同第3(A)圖,不設置透明保護層,偏光鏡31直接與液晶槽基板13相貼合,也可以如同第3(B)圖,設置透明保護層32。偏光鏡31直接與液晶槽基板13相貼合的情況,偏光鏡31與液晶槽的前面側基板13之間的相位差為零,不過即使如同第3(B)圖在偏光鏡31與前面側基板13之間存在有透明保護層32的情況、或者存在有其他的層的情況,仍會使從偏光鏡31的液晶槽10側表面起至液晶槽之前面側基板13的表面之間的厚度方向相位差R th成為-10 nm至+40 nm的範圍。
進而,辨認側透明保護層33具有表面形成有微細的凹凸的防眩層50,該防眩層50是由對於垂直入射光的濁度為5%以下,使用暗部與亮部的寬度為0.5 mm、1.0 mm以及2.0 mm的3種光學梳,以光的入射角45度所測定之反射鮮明度合計為50%以下,又對於以入射角30°所入射的光,反射角30°的反射率R(30)為2%以下,反射角 40°的反射率R(40)為0.003%以下,將反射角60°以上之任意方向的反射率設定為R(60以上),R(60以上)/R(30)的值為0.001以下,且以表面凹凸之凸部的頂點當作母點,將該表面予以凡羅諾伊(Voronoi)分割時所形成之多角形的平均面積為50 μm2 以上,1500 μm2 以下所構成。第3圖係表示防眩層50與構成前面側偏光板30的辨認側透明保護層33成一體的構成,這種構成為理想的構成,當然也可以是在偏光鏡31上設置透明保護層,再在該上面設置防眩層的構成。有關防眩層50於後詳細說明。
背面側偏光板20與相位差板40之間、相位差板40與液晶槽10之間、前述前面側偏光板30與液晶槽10之間,通常是分別用黏接劑48來黏貼。黏接劑48一般是使用丙烯酸系等透明性優異的黏接劑。在背面側偏光板20的更加背面,通常設有用來將光供應給液晶槽10之背光80。
一般,一對偏光鏡21、31為將朝向膜面內成垂直的其中一方的方向振動之直線偏光予以透過,將朝向另一方的方向振動之直線偏光予以吸收的形式之偏光膜較佳。具體上,可以採用對聚乙烯醇系樹脂膜,施予單軸延伸及高二色性色素的染色,再施予硼酸交聯的偏光膜。包括有採用碘來作為高圓偏光二色性色素之碘系偏光鏡、或採用圓偏光二色性有機染料來作為高二色性色素之染料系偏光鏡,任何一種均可以採用。施予這樣的延伸及染色之聚乙烯 醇系偏光鏡中,延伸方向為吸收軸,面內與該垂直方向成垂直的方向為透過軸。
如同背面側偏光板20所示,在偏光鏡21的兩面設置透明保護層22、23的情況、或如同前面側偏光板30所示,在偏光鏡31的其中一面或兩面設置透明保護層32、33的情況,一般該兩透明保護層是由透明的樹脂膜所構成,使用例如以三醋酸纖維素(triacetylcellulos)為首的醋酸纖維素(cellulose acetate)系樹脂、將降冰片烯(norbornene)或如同二甲醇八氫化萘(dimethanooctahydronaphthalene)之多環式的環狀烯烴(olefin)當作主要之單體的環狀烯烴系樹脂、聚碳酸酯系樹脂等。這些當中,最好是使用醋酸纖維素(cellulose acetate)系樹脂(尤其,三醋酸纖維素(triacetylcellulos))或環狀烯烴(olefin)系樹脂。市售的環狀烯烴(olefin)系樹脂,包括有:日本JSR株式會社所販賣的“Arton(音譯,商品名)”、日本zeron(音譯)株式會社所販賣的“zeonoa(音譯,商品名)”或“zeonex(音譯,商品名)”等。
液晶槽10的背面側係在背面側偏光板20與液晶槽10之間配置至少1片相位差板40,使從偏光鏡21的液晶槽側表面起至液晶槽10之背面側基板11的表面為止之間所存在的包含該相位差板40之複折射層的厚度方向相位差R th的和成為-40 nm至+40 nm的範圍,且使該兩的平面相位差R0 的和成為100 nm至300 nm的範圍。R th的和超過±40 nm,視角所造成的色差會變大故並不理想, 又R0 的和脫離該範圍,視角造成的亮度和色差也會惡化故並不理想。
背面側偏光板20為在偏光鏡21的液晶槽10側表面具有透明保護層22的情況,該透明保護層一般是面內的主折射率nx 及ny 大致相同且幾乎沒有平面相位差,厚度方向的折射率nz 稍微小於主折射率nx 及ny ,具有負的單軸性,該光學軸會在大致法線方向上出現之所謂的負C-plate(negative C-plate)。
負C-plate中,厚度方向相位差R th取正的值。這種情況,使用具有nx ≧nz >ny 或nz >nx >ny 的折射率構造,將厚度方向相位差R th與偏光板之透明保護層的厚度方向相位差組合來達到前述條件,以成為大致零或負的值,作為配置在背面側偏光板20與液晶槽10之間的相位差板40即可。具體上可以列舉有:如同前述日本專利文獻4所揭示,熱可塑性樹脂膜向單軸延伸並且也向厚度方向配向之相位差板、或在聚乙烯等具有負的折射率方向異性的熱可塑性樹脂膜向單軸或雙軸延伸所獲得之所謂的負C-plate(也可以是雙軸性)、具有正的單軸性,光學軸在膜法線方向上之所謂的正C-plate,積層具有負的單軸性,光學軸在與膜面成平行的方向上之所謂的負-plate之相位差板等。
由以上的說明能明白,相位差板40必須至少配置1片,不過要達到所期望的相位差值,也可以將2片或更多組合在一起來使用。
另外,還可以將背面側偏光板20的液晶槽側透明保護層22予以省略,使相位差板40兼作為背面側偏光鏡21的保護層之功能。此情況,相位差板40本身的厚度方向相位差R th為從-40 nm至+40 nm的範圍,且平面相位差R0 的和為100 nm至300 nm的範圍即可。此情況,也可以使用如以上所述的熱可塑性樹脂膜向單軸延伸並且也向厚度方向配向之相位差板、或在雙軸性亦可的負A-plate、正C-plate,積層負A-plate之相位差板等。
針對相位差板40的材質進行說明,熱可塑性樹脂膜向單軸延伸並且也向厚度方向配向之膜,適合使用聚碳酸酯系樹脂。負A-plate適合使用苯乙烯系的樹脂或N-苯基馬林亞醯胺(N-phenylmaleimide)/α-烯烴(olefin)共聚物樹脂等。另外,負C-plate是經由在垂直配向膜上形成棒狀液晶化合物的層來取得。
另外,配置在背面側偏光板20與液晶槽10之間的相位差板40,以下的式子(3)所定義之Nz係數最好是在-0.5至+0.5的範圍,作為如同將nx 、ny 及nz 在導入之前的式子(1)和式子(2)時予以定義之三方向折射。
Nz=(nx -nz )/(nx -ny )---(3)
Nz係數為對於面內折射率差之面內最大折射率(遲相軸方向折射率)與厚度方向折射率的差之比值,也是向厚度方向配向的程度之指標。例如,正的單軸性且光學軸在面內之所謂的正A-plate(nx >ny ≒nz )中,成為Nz≒1,負的單軸性且光學軸在面內之所謂的負A-板(nx ≒nz >ny )中,成為Nz≒0。此外,使用由複數片所組成的積層物來作為相位差板40的情況,該積層物全體上的Nz係數最好是在上述範圍。
使用由複數片所組成的積層物來作為相位差板40的情況,這當中至少2片顯現平面相位差的情況,通例是以該顯現平面相位差之相位差的相位差板各別的遲相軸為相同方向的方式進行積層,形成作為基層物全體的平面相位差為各別的平面相位差值的和。背面側偏光板20具有液晶槽側透明保護層22的情況也是同樣,背面側偏光板20的液晶槽側透明保護層22顯現平面相位差的情況,通例是以該遲相軸與相位差板40的遲相軸為相同方向的方式進行積層。惟,透明保護層22的平面相位差為例如5 nm程度以下的話,該值事實上可以忽視,所以也可以不在乎該遲相軸方向。此外,積層物全體上的厚度方向相位差為所積層之各別的相位差板所呈現之厚度方向相位差的和。
另外,液晶槽10的前面側,也可以依期望,在前面側偏光板30與液晶槽10之間設置相位差板,但這樣的情況也會使從構成前面側偏光板30之偏光鏡31的液晶槽側表面起至液晶槽10的前面側基板13為止之間的厚度方向相位差R th成為-10 nm至+40 nm的範圍。當從前面側偏光鏡31的液晶槽側表面起至液晶槽10的前面側基板13為止之間的厚度方向相位差值為該範圍外時,配置在背面側之相位差板40所形成色補償並不適當,故從斜面來看畫面時的色相逐漸增綠的趨勢變強烈。
使用液晶槽10的前面側不配置相位差板,如同第3(B)圖所示也在液晶槽側具有透明保護層32的板來作為前面側偏光板30的情況,從前面側偏光鏡31的液晶槽側表面起至液晶槽10的前面側基板13為止之間所存在的複折射層,僅成為前面側偏光板30的液晶槽側透明保護層32。此情況,將液晶槽側透明保護層32的厚度方向相位差R th設定為-10 nm至+40 nm的範圍即可,但尤其是設定為-10 nm至+10 nm的範圍則更理想,再更理想的是設定為-5 nm至+5 nm的範圍。例如為環狀烯烴(olefin)系樹脂膜的話,實質上無配向且厚度方向相位差R th為10 nm以下,進而為5 nm以下的膜,市場上就可以取得。另外,有關三醋酸纖維素(triacetylcellulos)等的醋酸纖維素(cellulose acetate)系樹脂膜,也是實質上無配向且厚度方向相位差R th為10 nm以下,進而為5 nm以下的膜,市場上就可以取得。再則,即使是三醋酸纖維素(triacetylcellulos)等的醋酸纖維素(cellulose acetate)系樹脂膜之溶劑澆鑄膜,薄壁的板仍會使厚度方向相位差R th成為40 nm以下。
另外,也可以前面側偏光板30的液晶槽側不設置透明保護層,偏光鏡31直接透過黏接劑48等來黏貼在液晶槽10的前面側基板13。此情況,從前面側偏光鏡31的液晶槽側表面起至液晶槽10的前面側基板13為止的厚度方向相位差R th幾乎成為零。
膜的相位差值可以在例如透過黏接劑來將測定對象的 膜黏貼在玻璃板的狀態下,使用市售的相位差測定裝置,例如日本王子計測機器(株)製造的“KOBRA-21ADH”等,直接進行測定。如同上述的相位差測定裝置則是利用例如波長559 nm的單色光,以迴轉檢偏振法,測定該膜的平面相位差R0 ,一方面,以該膜的面內遲相軸當作傾斜軸,測定40°傾斜時的相位差值R40 ,利用膜的厚度d及膜的平均折射率n0 ,由以下的式子(1)、式子(4)以及式子(5),經數值計算,求出nx 、ny 以及nz ,將求出值代入到前述式子(2)中,算出厚度方向相位差R th。此外,式子(1)與先前所示的式子相同。
R0 =(nx -ny )×d---(1) (nx +ny +nz )/3=n0 ---(5)
此處
本發明的液晶顯示裝置中,背面側偏光板20及前面側偏光板30,通常是被配置成各別的吸收軸成垂直,成為常黑。另外,配置在背面側偏光板20與液晶槽10之間的相位差板40,配置成該遲相軸與背面側偏光板20的吸收軸大致成平行或大致成垂直即可,最好是配置成大致成垂直。進而,該相位差板40最好是配置成對於液晶槽10內的液晶層14在無施加電壓狀態下的遲相軸,即是對於液晶分子的長軸方向大致成平行。第4圖中的概略立體圖 為表示這種理想的軸關係。該例子中,對於液晶槽10在無施加電壓時之液晶層的遲相軸(液晶分子的長軸)19,背面側偏光板20的吸收軸26為大致成垂直,配置在背面側偏光板20與液晶槽10之間之相位差板40的遲相軸為大致成平行,前面側偏光板30的吸收軸36則大致成平行。背面側偏光板20的吸收軸26與前面側偏光板30的吸收軸36必然會成垂直關係。此處,偏光板20、30的吸收軸26、36為與第2圖所示的透過軸25、26,分別在面內成垂直的關係。
此外,本提案書中,「大致成平行」或「大致成垂直」中的「大致」是指以該處所述的配置(平行或垂直)為中心,容許±10°程度為止。
本發明中,還在與構成前面側偏光板30的偏光鏡31之面對液晶槽10側相反側的面,即是在顯示面(辨認面)側的表面,配置賦予特定的光學特性且具有特定的表面形狀之防眩層50。該防眩層50則是具有表面形成有多數個微細的凹凸之防眩面,對於垂直入射光的濁度為5%以下,使用暗部與亮部的寬度為0.5 mm、1.0 mm以及2.0 mm的3種光學梳,以光的入射角45度所測定之反射鮮明度合計為50%以下,對於以入射角30度所入射的光,反射角30度的反射率R(30)為2%以下,反射角40度的反射率R(40)為0.003%以下,且將反射角60度以上之任意方向的反射率設定為R(60以上),R(60以上)/R(30)的值為0.001以下,以表面凹凸之凸部的頂點 當作母點,將該表面予以凡羅諾伊(Voronoi)分割時所形成之多角形的平均面積為50 μm2 以上,1500 μm2 以下。該凡羅諾伊(Voronoi)分割時所形成之多角形的平均面積,最好是300 μm2 以上,更好的是1000 μm2 以上。
針對該防眩層50進行說明。防眩層50為具有表面形成有微細的凹凸之防眩面,也是設定為對於從該垂直方向所入射的光之濁度為5%以下。如此,防眩層50不論是否表面形成有凹凸而具有防眩性能,經由將濁度抑制在很低,就可以抑制應用於液晶顯示裝置時對比度的降低。
另外,防眩層50會使對於45°入射光的反射鮮明度成為50%以下。反射鮮明度是以JIS K 7105所規定的方法進行測定。該JIS的規定係暗部與亮部之寬度的比值為1:1,該寬度為0.125 mm、0.5 mm、1.0 mm以及2.0 mm的4種,作為用於測定像鮮明度的光學梳。其中,使用寬度0.125 mm的光學梳的情況,本發明所規定的防眩層中,因反射鮮明度很小,該測定值的誤差變大,所以使用寬度0.125 mm的光學梳的情況之測定值不加在像鮮明度的和中,而是以使用寬度0.5 mm、1.0 mm以及2.0 mm的3種之光學梳所測定之像鮮明度的和來稱為反射鮮明度。該定義下的情況,反射鮮明度的最大值為300%。該定義下的反射鮮明度超過50%,光源等的像則會反光,導致防炫性降低。
惟,反射鮮明度成為50%以下,則僅以反射鮮明度,不容易決定防眩性的優劣。理由是因上述的定義下的反射 鮮明度為50%以下的情況,使用寬度0.5 mm、1.0 mm以及2.0 mm的光學梳之個別的反射鮮明度頂多為10%~20%程度,測定誤差等導致反射鮮明度的偏差可以忽視之故。
於是,參考第5圖和第6圖來說明作為用來決定防眩性能的另一個指標所採用之反射率的角度依賴性。第5圖為以模式表示對於防眩層(防眩膜)之光的入射方向及反射方向之立體圖。本發明中,將對於與離防眩層10的法線55成30°的角度所入射之入射光56,往反射角30°的方向,即是往正反射方向57之反射光的反射率(也就是正反射率)設定為R(30)時,使R(30)成為2%以下。該正反射率R(30)為1.5%以下,尤其為1%以下則更理想。正反射率R(30)超過2%,無法獲得充分的防眩功能,辨認性則會降低。第5圖中,圖號58表示任意的反射角θ之反射光的方向,測定反射率時之反射光方向57、58為包含有入射光的方向56及膜法線55的面59內。
第6圖為將對於第5圖中與防眩層50的的法線55成角30°所入射的入射光56之反射光58之將反射角及反射率(反射率為對數比例)予以描繪出來之曲線圖的一個例子。將呈現這種反射角與反射率的關係之曲線圖或從該圖所解讀之每一反射角的反射率稱為反射剖面。如同該曲線圖所示,正反射率R(30)為對於以角30°所入射的反射光56之反射率的峰值,反射率會有愈偏離正反射方向則愈降低的趨勢。
另外,本發明中,對於第5圖中與防眩層50的法線55成角度30°所入射的入射光56,將反射角40°的反射率設定為R(40)時,使R(40)成為0.003%以下。R(40)高於0.003%,容易引發泛黃,所以R(40)最好是不要過大。一方面,R(40)過小則無法呈現充分的防眩特性,所以一般最好是0.00005%以上。唯,R(40)的理想範圍很難嚴密的定義。理由是反光或泛黃為目視下的主觀評估,最終要反映消費者的喜好之特性之故。
進而,本發明中,對於第5圖中與防眩層50的法線55成角度30°所入射的入射光56,將反射角60°以上之任意方向的反射率設定為R(60以上)時,使R(60以上)/R(30)的值成為0.001以下。R(60以上)/R(30)最好是0.0005以下,更好的是0.0002以下。此處,反射角60°以上的任意方向具體上是指反射角60°~90°之間。以後述的方法所製作的防眩膜,該具代表性的反射剖面如第6圖所示,將正反射方向的反射率設定為峰值,大多是隨著反射角增大而反射率遞減,該情況,將反射角60°的反射率設定為R(60),R(60)/R(30)則可以以R(60以上)/R(30)來代表。R(60以上)/R(30)的值超過0.001,則會在防眩層發生泛黃,辨認性因而降低。即是即使例如在防眩層配置在顯示裝置的最前面的狀態下顯示面顯示黑色的情況,仍會發生泛黃,該泛黃則是從周圍來獲得光而使顯示面全體變白。
第6圖所示之反射剖面的例子中,正反射率R(30) 約為0.4%,R(40)約為0.0006%,R(60)約為0.00003%。
另外,該防眩層除了要符合上述過的反射剖面之外,還要符合以表面凹凸之凸部的頂點當作母點來將該表面予以凡羅諾伊(Voronoi)分割時所形成之多角形的平均面積為50 μm2 以上,1500 μm2 以下,最好是300 μm2 以上,1000 μm2 以下,以作為形狀因子。
首先,針對將防眩層的凹凸表面之凸部的頂點予以求出的運算法進行說明。
著眼於防眩層的表面的任意點時,在該點的周圍,標高大於著眼點之點不存在,且該點的凹凸面的標高大於凹凸面之最高點的標高與最低點的標高的中間的情況,該點則為凸部的頂點。第7圖為以模式表示防眩膜之凸部判定的運算法之立體圖。根據該圖來更具體進行說明,著眼於防眩層表面的任意一個點61,以該點61為中心,描繪與防眩層基準面63成平行的半徑2 μm~5 μm的圓時,含在該圓的投影面64內之防眩層表面62上的點中,不存在標高大於所著眼的點61之點,且該點的凹凸面的標高大於凹凸面之最高點的標高與最低點的標高的中間的情況,判定該點61為凸部的頂點。此時,上述圓64的半徑,要求為不計數樣本表面的微細凹凸又不含複數個凸部的程度之大小,最好是3 μm程度。依據該手法,也可以決定每一凸部表面單位面積之凸部的數量。
為了要呈現不會發生反光或泛黃且有良好的辨認性, 該要求之凸部的頂點數量,最好是在200 μm×200 μm的區域內有50個以上,150個以下。凹凸表面的凸部數量很少的話,與高精度的畫像顯示裝置組合來使用的情況,會因與像素的干涉而發生耀眼,畫像因而變難看,所以並不理想。另外,凸部的數量很少也會降低質感。一方面,凸部的數量過大的話,結果200 μm×200 μm的區域內之凸部的數量,最好是120個以下,更好的是70個以上。
其次,針對凡羅諾伊(Voronoi)分割進行說明。凡羅諾伊圖為在平面上配置幾個點(母點)時,藉由該平面內的任意點與那個母點最接近所可以將該平面予以分割之圖,該分割即稱為羅諾伊分割。第8圖為以防眩層表面凹凸之凸部的頂點當作母點,將該表面予以凡羅諾伊分割的例子。第8圖中,四角的點65、66為母點,含有其中1個母點的各個多角形66、66為經由凡羅諾伊分割所形成的區域,也是被稱為凡羅諾伊區域或凡羅諾伊多角形的區域,以下則稱為凡羅諾伊多角形。該圖中,有關薄薄的塗滿周圍的部分67、67,於後進行說明。凡羅諾伊圖中,母點的數量與凡羅諾伊多角形的數量一致。此外,第8圖中,只對一部分的母點及凡羅諾伊多角形,附註引線及圖號,不過存在有多數個母點及凡羅諾伊多角形,從以上的說明及該圖應很容易理解。
當要求出以凸部的頂點為母點來進行凡羅諾伊分割所獲得之凡羅諾伊多角形的平均面積時,利用共軛焦點顯微鏡、微分干涉差顯微鏡(differential interference contrast microscope:DIC)、原子力顯微鏡(atomic force microscope:AFM)等的裝置來測定表面形狀,求出防眩層表面的各點的三維座標值後,經由以下所示的運算法來進行凡羅諾伊分割,求出凡羅諾伊多角形的平均面積。
即是依照上述的運算法,先求出防眩層的凹凸表面之凸部的頂點,再將該頂點投影在防眩層基準面。之後,將經測定表面形狀所得到的全部三維座標投影在該基準面,將該投影之全部的點歸屬在最接近的母點,進行凡羅諾伊分割,求出經分割所得到之各多角形的面積並予以平均,作為凡羅諾伊多角形的平均面積。為了要減少誤差,與測定視野的交界接觸之凡羅諾伊多角形,在測定時不予算入。即是第8圖中,與視野的交界接觸,薄薄的塗滿之凡羅諾伊多角形67、67,在平均面積進行算出時不予計數。另外,為了要減少誤差,最好是200 μm×200 μm以上的區域中測定3點以上,以該平均值來作為測定值。
本發明則是如先前所述,使以凹凸表面之凸部的頂點當作母點,將該表面予以凡羅諾伊分割時所形成之多角形的平均面積成為50 μm2 以上,1500 μm2 以下。最好是使該凡羅諾伊多角形的平均面積成為300 μm2 以上,1000 μm2 以下。該凡羅諾伊多角形的平均面積低於50 μm2 的情況,防眩層表面會成為陡峭的傾斜角度,結果是容易發生泛黃,所以並不理想。一方面,凡羅諾伊多角形的平均面積大於1500 μm2 的情況,凹凸表面形狀會變粗糙,應用於最近的高精度畫像顯示裝置時,容易發生耀眼,質感也會 降低,所以並不理想。
此處,使用所測定的三維座標,可以計算JIS B 0601(=ISO 4287)中規定之剖面曲線的算術平均高度Pa、最大剖面高度Pt。另外,防眩層凹凸面之各點的標高也能夠用柱狀圖來表示。此處,由於不會發生反光或泛黃,呈現良好的辨認性,剖面曲線的算術平均高度Pa最好是0.08 μm以上,0.15 μm以下,最大剖面高度Pt最好是0.4 μm以上,0.9 μm以下。凹凸表面的剖面曲線的算術平均高度Pa不到0.08 μm的情況,會有使防眩層表面成為大致平坦,無法顯現充分的防眩性能的趨勢。剖面曲線的算術平均高度Pa大於0.15 μm的情況,表面形狀會變粗糙,容易發生泛黃或耀眼等的問題。一方面,凹凸表面的剖面曲線的最大剖面高度Pt不到0.4 μm的情況,防眩層表面仍然會大致平坦,會有無法顯現充分的防眩性能的趨勢。剖面曲線的最大剖面高度Pt大於0.9 μm的情況,表面形狀仍然會變粗糙,會有容易發生泛黃或耀眼等的問題。
另外,防眩層凹凸面之各點的標高也能夠用柱狀圖來表示時,柱狀圖的峰值最好是以最高點(高度100%)與最低點(高度0%)的中間點(高度50%)為中心,存在於±20%以內的範圍。這點係代表柱狀圖的峰值最好是對於最高點的標高與最低點的標高之差(最大標高)設定在30%~70%的範圍。中間點起至±20%以內未存在峰值的情況,換言之,峰值顯現在對於最大標高大於70%的位置或 小於30%的位置的情況,結果是表面形狀會變粗糙,會有容易發生耀眼等的趨勢,又會有外觀的質感也降低的趨勢。
當要求出標高的柱狀圖時,先求出防眩層(防眩膜)表面的標高的最高點及最低點,再以測定點的標高與最低點的標高之差(該點的高度)除以最高點與最低點之差(最大標高),求出各點的相對高度。所得到的相對高度,最高點設定為100%,最低點設定為0%的柱狀圖來表示,求出柱狀圖的峰值位置。柱狀圖必須分割成峰值位置不會受到資料誤差的影響的程度,一般是分割成10~30程度較為適當。例如,最低點(高度0%)至最高點(高度100%)以5%的比例來分割,求出成為峰值的位置即可。
顯現如同上述的特性之構成防眩層的防眩面事實上為以並不平坦的面之凹凸完全覆蓋的形狀。具有這種表面形狀的防眩面,藉由例如經由將微粒子碰撞研磨過的金屬之表面而形成凹凸,對該金屬的凹凸面施予無電解鍍鎳來作為模具,將該模具的凹凸面轉印到透明樹脂膜,接著從模具上剝離轉印有凹凸面的透明樹脂膜的方法,有助於進行製造。
根據第9圖來說明適於以此方式製造防眩層(防眩膜)的方法。第9圖為以模式表示以使用金屬板的情況為例,製作表面具有凹凸的模具,再將該凹凸轉印到膜上來取得防眩膜為止的步驟之剖面圖。
第9(A)圖為表示鏡面研磨後之金屬基板71的表面 之圖,在該表面形成研磨面72。將微粒子碰撞鏡面研磨後的金屬表面,在表面形成凹凸。第9(B)圖為碰撞微粒子後之金屬基板71的剖面模式圖,經微粒子碰撞來形成部分球面狀之微細的凹面73。
進而,以此方式,對形成有微粒子所造成的凹凸之面,施予無電解鍍鎳,以使金屬表面的凹凸形狀退火。第9(C)圖為施予無電解鍍鎳後之剖面模式圖,在金屬基板71所形成之微細的凹面上,形成鍍鎳層74,該表面經由無電解鍍鎳,成為比第9(B)圖還要受到退火的狀態,換言之,成為凹凸形狀緩和的狀態。如此,對將微粒子碰撞金屬的表面所形成之部分球狀的微細凹面73,施予無電解鍍鎳,獲得實質上沒有平坦部,呈現理想的光學特性之防眩膜,而可以獲得形成有適合的凹凸之金屬模具。
第9(D)圖為表示將經由第9(C)圖的無電解鍍鎳所形成之模具的凹凸轉印到膜上的狀態之剖面模式圖;在金屬基板71上所形成之鍍鎳層74的凹凸面,形成樹脂層,而獲得轉印有該凹凸形狀之膜50。膜50可以由1片的熱可塑性透明樹脂來構成,此情況,在加熱的狀態下將熱可塑性透明樹脂膜抵觸在模具的凹凸面76,利用加熱壓模來予以賦形即可。另外,膜50係如同第9(D)圖的例子所示,也可以以在透明的基材膜51的表面,形成電離放射線硬化型樹脂層52的方式所構成,此情況是令電離放射線硬化型樹脂層52與模具的凹凸面76相接觸,照射電離放射線來使該電離放射線硬化型樹脂層52硬化,模 具的凹凸形狀則會轉印到電離放射線硬化型樹脂層52。有關這些膜於後詳細說明。第9(E)圖為表示第9(D)圖中模具上所形成的膜50從模具上剝離的狀態之剖面模式圖。
第9圖所示的方法中,可以適合用於製作模具之金屬,可以列舉出鋁、鐵、銅、不銹鋼等。即使是這些當中,仍有些會經微粒子碰撞而容易引發金屬表面變形,具體上最好是硬度不要太高,使用鋁、鐵、銅等較為理想。基於成本上的觀點,鋁或軟鐵會更加理想。金屬模具的形狀可以是平坦的金屬板,也可以是圓筒狀的金屬圓筒。若使用金屬圓筒來製作模具的話,可以以連續的圓筒狀來製造防炫膜。
這些金屬是以表面研磨過的狀態來碰撞微粒子,尤其,最好是研磨成接近鏡面的狀態。理由是為了要達到所期望的精度,金屬板或金屬圓筒大多會施予切削或研削等的機械加工,且大多會因而在金屬表面殘留加工痕之故。加工痕很深的狀態,即使碰撞微粒子來使金屬表面變形,仍會有加工痕比利用微粒子所形成的凹凸還要更深的情況,餘留有加工痕的影響,會對光學特性造成無法預期的影響。
金屬表面的研磨方法並沒有特別的限定,機械研磨法、電解研磨法、化學研磨法均可以採用。機械研磨法包括超精密加工法、研光法(lapping)、流體研磨法、拋光研磨法等。研磨後的表面粗度係以中心線平均粗度Ra表 示,最好是Ra為1 μm以下,更好的是Ra為0.5 μm以下,再更好的是Ra為0.1 μm以下。中心線平均粗度Ra過大,即使碰撞微粒子而使金屬表面變形,仍有可能會餘留有變形前之表面粗度的影響,所以並不理想。
Ra的下限並沒有特別的限制,但基於加工時間或加工成本的觀點,自然會有限度,所以並沒有特別予以指定的必要性。
對金屬的表面碰撞微粒子的方法,適合採用噴射加工法。噴射加工法包括噴砂法、珠粒噴擊法、液體搪磨(liquid honing)等。用於這些加工的粒子,接近球形的形狀比銳角的形狀還要更理想,又最好是加工中破碎不會出現銳角之硬質的粒子。符合這些條件的粒子,最好是使用球形的氧化鋯球珠或氧化鋁球珠之陶瓷系的粒子。另外,金屬系的粒子最好是鋼或不銹鋼製的球珠。進而,也可以使用樹脂黏合上黏著有陶瓷或金屬的粒子之粒子。
此處,使用平均粒徑為10~75 μm,最好是平均粒徑10~35 μm的球形微粒子,作為碰撞金屬表面的微粒子,可以製造出符合形狀因子之防眩膜,該形狀因子則是依據本發明所規定,包含有以凹凸表面之凸部的頂點當作母點,將該表面予以凡羅諾伊分割時所形成之多角形的平均面積為50 μm2 以上,1500 μm2 以下,最好是300 μm2 以上,1000 μm2 以下的要件。該為粒子為粒徑大致一致的粒子,即是該粒子為單分散粒子則更加理想。微粒子的平均粒徑過小的話,要在金屬表面形成足夠的凹凸會有困難, 除此之外,該表面的傾斜角度會變陡峭,容易發生泛黃。
一方面,微粒子的平均粒徑過小的話,表面凹凸會變粗糙,發生耀眼或降低質感。
以此方式,對形成有凹凸的金屬表面施予無電解鍍鎳,使凹凸的表面退火來製作金屬板。凹凸的退火程度係因基底金屬的種類、以噴吹等的手法等所獲得之凹凸的尺寸及深度、還會因電鍍的種類及厚度等而有所不同,故不能一概而論,但在控制退火程度下,最大的因子則為電鍍厚度。無電解鍍鎳的厚度很薄的話,使以噴吹等的手法等所獲得之凹凸的表面形狀退火則達不到充分的效果,將該凹凸形狀轉印到透明膜所形成之防眩膜的光學特性並不太理想。一方面,電鍍厚度過厚的話,生產性會變差。於是,無電解鍍鎳的厚度最好是3~70 μm,更好的是5 μm以上,50 μm以下。
最好是採用能夠既微細又均等厚度地電鍍在金屬板或金屬圓筒等的表面之無電解電鍍,尤其是電鍍層的硬度很高的無電解鍍鎳。更好的無電解鍍鎳,列舉有使用含有硫磺等的光澤劑之電鍍浴槽之所謂的光澤鍍鎳、鎳-磷合金電鍍(低磷型、中磷型、或高磷型)、磷-硼合金電鍍等。
先前技術欄中所舉出之日本專利文獻5所採用之工業用硬質鉻電鍍,尤其電解鍍鉻,會引起電場往金屬板或金屬圓筒的端部集中,造成中央部及端部的電鍍厚度不相同。因而,即使要以上述鼓風等的手法來橫跨板全面,形成 均等的深度的凹凸,電鍍後之凹凸的退火程度仍會因板的部位而有所不同,結果是所獲得之凹凸的深度不相同,故採用電解電鍍並不理想。
工業用硬質鉻電鍍會對電鍍表面造成粗糙,因這點而不宜用來製作防眩層用的金屬模具。即是為了要消除粗糙,一般是在工業用硬質鉻電鍍後進行表面研磨,不過如同後述,本發明並不宜研磨電鍍後的表面。
惟,對已有凹凸的金屬表面施予無電解鍍鎳之後,直到為了要提高表面硬度,而對最表面施予極薄的鍍鉻之所謂的快速鍍鎳為止並不否定。施予快速鍍鎳的情況,該快速鍍鎳的厚度,必須薄到不會損及基底之無電解鍍鎳的形狀的程度,最好是3 μm以下,更好的是1 μm以下。
另外,如同前述日本專利文獻6所揭示,電鍍後研磨金屬板或金屬圓筒也仍然不理想。其理由是經由研磨會在最表面形成平坦的部位,故有可能會導致光學特性的惡化、形狀的控制因子增加,故控制良好重現性的形狀會造成困難等之故。第10圖為將對碰撞微粒子所獲得之凹凸面施予無電解鍍鎳而退火過後的面予以研磨的情況,形成平坦面的金屬板之剖面模式圖,具體上為相當於從第9(C)圖起到研磨該鍍鎳層74的表面過後的狀態。形成在金屬71的表面之鍍鎳層74的表面凹凸當中76當中,一部分的凸部經由研磨被削除,形成平坦面79。
如同第9(C)圖,使用表面形成有凹凸的金屬模具,如同第9(D)圖所示,將該凹凸形狀轉印到膜50的表 面,形成防眩面。此時,可以以任意的方法來將模具的形狀轉印到膜表面。可以採用:例如加熱來將熱可塑性樹脂膜壓模在模具的凹凸面76,將模具的凹凸形狀轉印到熱可塑性樹脂膜的表面之方法、或將電離放射線硬化型樹脂塗佈在透明樹脂膜的表面,在未硬化的狀態下,讓該電離放射線硬化型樹脂塗佈層密貼於模具的凹凸面76,穿越膜地照射電離放射線來致使硬化,將模具的凹凸形狀76予以轉印之方法等。轉印後,如第9(E)圖所示,從模具上將膜予以剝離,獲得防眩膜50。基於防止表面受傷等機械強度的觀點,最好是採用使用電離放射線硬化型樹脂之方法。
此時所用的透明樹脂為實質上具有光學透明性的膜即可。具體上包括有:如同三醋酸纖維素(triacetylcellulos)、二醋酸纖維素(diacetylcellulos)、醋酸丙酸纖維素(cellulose acetate propionate)的纖維素系樹脂、環烯烴(cyclo olefin)系樹脂、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate)、聚碸(polysulfone)、聚醚碸(polyethersulfone)、聚氯乙烯(polyvinyl chloride)等。環烯烴(cyclo olefin)系樹脂為以如同降冰片烯(norbornene)或二甲醇八氫化萘(dimethanooctahydronaphthalene)之的環狀烯烴(olefin)當作主要的單體之樹脂,市售品包括有日本JSR株式會社所販賣之“Arton(商品名)”、日本zeron株式會社所販賣的“zeonoa(商品名)”或“zeonex(商品名)”等。
這些當中,由聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate)、聚碳酸酯、聚碸(polysulfone)、聚醚碸(polyethersulfone)、環烯烴(cyclo olefin)系樹脂等所組成之熱可塑性的透明樹脂膜,經由以適當的溫度壓模或壓貼於具有凹凸形狀的模具之後予以剝離,可以用於將模具表面的凹凸形狀轉印到膜表面。
一方面,使用電離放射線硬化型樹脂來轉印形狀的情況,電離放射線硬化型樹脂最好是採用分子內具有1個以上的醯氧基(acyloxy)之化合物,但為了要提高防眩面的機械強度,更好的是採用3官能以上的丙烯酸酯(acrylate),即是分子內具有3個以上的醯氧基(acyloxy)之化合物。
具體上列舉有:三甲基丙烷三丙稀酸酯(trimethylolpropane triacrylate)、三甲基乙烷三丙稀酸酯(trimethylolethane triacrylate)、甘油三丙烯酸酯(glycerol triacrylate)、季戊四醇三丙烯酸酯(pentaerythritol triacrylate)、季戊四醇四丙烯酸酯(pentaerythritol tetraacrylate)、雙季戊四醇六丙烯酸酯(dipentaerythritol hexaacrylate)等。另外,為了要對防眩面賦予可撓性以使不易破裂,最好也是採用分子內具有聚胺酯結合之丙烯酸酯化合物。具體上列舉有:如同三甲基丙烷二丙稀酸酯(trimethylolpropane diacrylate)或季戊四醇三丙烯酸酯(pentaerythritol triacrylate),分子內具有醯氧基(acyloxy)並且具有至少1個羥基( hydroxyl group)之化合物2個分子,如同六亞甲基二異氰酸酯(hexamethylene diisocyanate)或甲苯二異氰酸酯(tolylene diisocyanate),附加在二異氰酸酯(diisocyanate)化合物的構造之聚胺酯丙烯酸酯(urethane acrylate)。其他,也可以採用醚型丙烯酸酯系、酯型丙烯酸酯系等,經由電離放射線會引發自由基聚合並予以硬化之其他的丙烯酸系樹脂。
另外,環氧系或氧環丁烷系等,陽離子催化聚合性的電離放射線硬化型樹脂,也可以作為硬化後會賦型凹凸的樹脂來使用。此情況,採用例如如同1,4-雙〔(3-乙基(ethyl)-3-氧環丁烷甲氧基(oxetanyl methoxy))甲基(methyl)〕苯(benzene)或雙(3-乙基(ethyl)-3-氧環丁烷甲基(oxetanyl methyl))醚(ether),陽離子催化聚合性多官能氧環丁烷化合物、與如同(4-甲基苯(methylphenyl))〔4-(2-甲基丙基(methylpropyl)苯基(phenyl))〕碘鎓(iodonium)六氟磷酸(hexafluorophosphate)之陽離子催化起始劑的混合物。
經由照射紫外線使丙烯酸系的電離放射線硬化型樹脂硬化的情況,為了要受到照射紫外線時會產生自由基,開始進行聚合硬化反應,故添加紫外線自由基起始劑來使用。紫外線係從玻璃鑄模面側或從透明樹脂膜面側來照射,不過從透明樹脂膜面側來進行紫外線照射的情況,為了要在可透過膜的紫外線波長範圍開始進行自由基反應,採用 在從可視波範圍至紫外線範圍開始進行自由基反應之起始劑。
經由照射紫外線來開始進行自由基反應之紫外線自由基起始劑,當對1-羥基環己基苯基甲酮(hydroxycyclohexyl phenyl ketone)、2-甲基(methyl)-1-〔4-(甲硫基(methylthio))苯基(phenyl)〕-2-嗎啉丙烷(morpholino propane)-1-酮、2-羥基(hydroxy)-2-甲基(methyl)-1-苯基丙烷(phenylpropane)-1-酮等,其他還對穿越含有紫外線吸收劑的透明樹脂膜照射紫外線來使紫外線硬化型樹脂硬化的情況,適合採用雙(2,4,6-三甲苯甲醯基(trimethylbenzoyl))苯基氧化膦(phenyl phosphine oxide)、雙(2,6-二甲氧基苯甲醯基(dimethoxybenzoyl))-2,4,4-三甲基戊基氧化膦(trimethyl pentyl phosphine oxide)、2,4,6-三甲苯甲醯基二苯基氧化膦(trimethylbenzoyl diphenyl phosphine oxide)等,會對可視光範圍進行吸收之磷系的光自由基起始劑。
形成有表面具有微細凹凸的電鍍面之模具為平板狀的情況,在以模具凹凸面與塗布面接觸的方式來令模具凹凸面與塗佈了未硬化的電離放射線硬化型樹脂之透明樹脂膜密貼在一起的狀態下,從透明樹脂膜面側照射電離放射線,讓電離放射線硬化型樹脂硬化後,從模具上剝離黏在一起的基材膜,模具的形狀則會轉印到透明膜表面。
形成有表面具有微細凹凸的電鍍面之模具為圓筒狀, 且使用電離放射線硬化型樹脂來轉印模具的凹凸形狀的情況,透明樹脂膜,在塗有未硬化的電離放射線硬化型樹脂之面密貼於模具圓筒的狀態下,照射電離放射線,硬化後,從模具上剝離黏在一起的基材膜,則可以連續性地將該形狀轉印到透明膜表面。
電離放射線可以是紫外線或電子線,但基於操作的容易度或安全性,最好是使用紫外線。紫外線的光源最好是採用高壓水銀燈、金屬鹵素燈等,不過穿越含有紫外線吸收劑的透明基材照射的情況,尤其適合使用含有多數的可視光成分之金屬鹵素燈等。另外,使用日本Fusion社製造的“V-valve(商品名)”或“D-valve(商品名)”等也很理想。照射線量為使紫外線硬化型樹脂脫離模具就會固化的足夠線量即可,但為了更加使表面硬度提高,也可以離模後再度照射塗佈面側。
依據以上的方法所取得的防眩層(防眩膜),該濁度值為5%以下,濁度值為依JIS K 7136的規定,以(擴散透過率/全光線透過率)×100(%)表示之值。
如此,使用表面事實上並不是平坦面形成有微細的凹凸之金屬模具,將該形狀轉印到透明樹脂膜上的情況,所獲得的透明樹脂膜之防眩面,事實上也不是平坦面,形成有微細的凹凸。
以此方式所獲得的防眩層50係以該賦型處理過的面(防眩面)當作外側,即是不與偏光鏡30相面對側,積層在先前說明過之偏光鏡的其中一面,在偏光鏡30的另 一面,若有必要,積層例如由醋酸纖維素(cellulose acetate)系樹脂所組成的透明保護層,形成如同第3圖中的例子所示的構成之防眩性偏光板30。使用水性的黏接劑或丙烯酸黏接劑等之透明性優異的黏接劑則有助於積層。
另外,本發明也提供偏光板組,該偏光板組係具備有:第3圖中當作前面側偏光板30來表示之偏光鏡31、及被設置在該至少其中一方的面之透明保護層33;被設置在偏光鏡其中一方的面之透明保護層33,係具有表面形成有微細的凹凸之防眩層50,從偏光鏡31的未設置防眩層50側的偏光鏡31表面起至該外側最表面為止的厚度方向相位差R th為在-10 nm至+40 nm的範圍,防眩層50則是將對於垂直入射光之糢糊度為5%以下,使用暗部與亮部的寬度為0.5 mm、1.0 mm、2.0 mm的3種光學梳,以光的入射角45°所測定之反射鮮明度合計為50%以下,對於入射角30°所入射的光,反射角30°的反射率R(30)為2%以下,反射角40°的反射率R(40)為0.003%以下,將反射角60°以上之任意方向的反射率設定為R(60以上),R(60以上)/R(30)的值為0.001以下,且將以表面凹凸之凸部的頂點當作母點,將該表面予以凡羅諾伊(Voronoi)分割時所形成之多角形的平均面積為50 μm2 以上,1500 μm2 以下的偏光板作為第1偏光板,將當作背面側偏光板20表示,具備有偏光鏡21及相位差板40,從偏光鏡21的相位差板40側表面起至該相位差板 40的相反側表面為止之間所的包含有該相位差板40之複折射層的厚度方向相位差R th的和為-40 nm至+40 nm的範圍,且該兩的平面相位差R0 的和為100 nm至300 nm的範圍作為第2偏光板。該兩的具體構成及變更,已在先前參考第3圖進行說明過,其說明則省略。
該偏光板組可以貼合在液晶槽的正反兩面來使用。然後,可以改成在第1偏光板30的未設置防眩層50側的表面、及第2偏光板20的相位差板40側最表面,分別設置黏接劑層48,貼合在液晶槽10的正反兩面。
<實施例>
以下,以實施例來更具體說明本發明。本發明並不侷限這些例子。
(實施例1)
a:模具的製作 將直徑300 mm的鋁圓筒(依據JIS的A5056)的表面予以鏡面研磨。使用鼓風裝置(日本不二製作所株式會社販賣),以鼓風壓力0.1 MPa(表壓(gauge pressure),以下相同),對所取得之鏡面研磨鋁圓筒的外側表面,噴吹東嫘株式會社製造的氧化鋯球珠“TZ-SX-17”(商品名,平均粒徑20 μm),使表面形成凹凸。對所獲得之有凹凸的鋁圓筒進行無電解光澤鍍鎳加工,製作金屬模具。電鍍厚度設定為12 μm,電鍍後,使用日本FISCHER INSTRUMENT株式會社販賣的β線模厚測定器“FISCHER’S COOP(音譯)MMS”(商品名),測量電鍍厚度,結果為12.3 μm。
b:防眩膜的製作 將日本大日本油墨化學工業株式會社製造的光硬化型樹脂組成物“GRANDIC 806T”(商品名)溶解在乙酸乙酯(ethyl acetate)中,形成50重量%濃度的溶液,再將日本BASF社製造的光聚合起始劑“Rusilin(音譯)TPO”(商品名,化學名:2,4,6-三甲苯甲醯基二苯基氧化膦(trimethylbenzoyl diphenyl phosphine oxide)),每硬化性樹脂成分100重量%,添加5重量%,製作塗佈液。以乾燥後的塗佈厚度有5 μm的程度,將該塗佈液塗佈在厚度80 μm的三醋酸纖維素(triacetylcellulos:TAC)膜上,再在設定成60℃的乾燥機中經3分鐘進行乾燥。以使光硬化性樹脂組成物層成為鍍鎳層側的方式,利用橡膠圓筒,將乾燥後的膜推壓密貼到上述方式所製作之金屬模具的凹凸面。在這狀態下,以經h線(405 nm)換算光量成為200 mJ/cm2 的方式,從TAC膜側,照射強度20 mW/cm2 之高壓水銀燈的光,使光硬化型樹脂組成物層硬化。之後,從模具上剝離與硬化樹脂黏在一起的TAC膜,製作由表面具有凹凸的硬化樹脂與TAC膜的積層體所組成之透明的防眩膜。
使用以JIS 7136為基準之日本村上色彩技術研究所株式會社製造的濁度計“HM-150”,測定防眩膜的濁度 ,結果為0.9%。為了要防止曲翹,樣本使用光學上透明的黏接劑,以凹凸面成為表面的方式,黏貼在玻璃基板後,進行測定。
透過鮮明度係使用以JIS 7106為基準之日本須賀(音譯)試驗機株式會社製造的取像性測定器“ICM-1DP”來進行測定。當要測定時,為了要防止樣本的曲翹,使用光學上透明的黏接劑,以凹凸面成為表面的方式,黏貼在玻璃基板後,進行測定。在該狀態下,光從樣本(防眩膜)的背面射入,進行測定。結果如下。
反射鮮明度係使用與上述相同的取像性測定器“ICM-1DP”來進行測定。為了要防止樣本的曲翹,當要測定時,使用光學上透明的黏接劑,以凹凸面成為表面的方式,黏貼在玻璃基板後,進行測定。另外,為了要防止從正反面玻璃面反射,用水來將2 mm厚度的黑色丙烯酸樹脂板,密貼黏合在已貼有防眩膜之玻璃板的玻璃面,在該狀態下,光從樣本(防眩膜)側射入,進行測定。結果如下。
另外,反射率係從對於膜的法線成30°傾斜方向,對防眩膜的凹凸面,照射來自He-Ne雷射的平行光,進行測定包含膜的法線及照射方向的平面內之反射率的角度變化。反射率均使用日本橫河電機株式會社製造的“3292 03光學功率感測器”及“3292光學功率計”來進行測定。結果為:R(30)=0.374% R(40)=0.00064% R(60)/R(30)=0.00010
使用日本Sensofar社製造的共焦點顯微鏡“PL μ 2300”,測定防眩膜的表面。為了要防止樣本的曲翹,當要測定時,使用光學上透明的黏接劑,以凹凸面成為表面的方式,黏貼在玻璃基板後,進行測定。對物透鏡的倍率設定為50倍。以測定資料為基準,根據前述的運算法來進行計算,求出以表面凹凸的凸部頂點當作母點之凡羅諾伊多角形的平均面積,其結果為582 μm2 。另外,由三維座標資訊,確認:全面成為微細的凹凸,沒有存在平坦部。
將以上的模具製作條件、光學特性、以及表面形狀( 凡羅諾伊多角形的平均面積)歸納在表2中。
另外,以上述的表面形狀測定所得到的三維座標為基準,計算200 μm×200 μm的區域之凸部的頂點數量、剖面曲線的算術平均高度Pa和最大剖面高度Pt、以及標高的柱狀圖的峰值位置,將該詰果顯示在表3中。
c:防眩性偏光板的製作 聚乙烯醇-碘系直線偏光鏡的其中一面黏貼有由三醋酸纖維素(triacetylcellulos)所組成的保護膜之偏光板,在該保護膜側,以該凹凸面成為外側的方式,張貼b項所取得的防眩膜,製作防眩性偏光板。
d:偏光膜積層體的製作 以前述日本專利文獻4中所記載的方法,令聚碳酸酯膜予以厚度配向,製作配向成R0 =178 nm、R th=-34.2 nm之三維的相位差板。藉由黏接劑,將該相位差板,張貼在聚乙烯醇-碘系直線偏光鏡的兩面黏貼有由三醋酸纖維素(triacetylcellulos)所組成的保護膜之偏光板〔日本住友化學株式會社製造的單側保護膜的R th=55 nm、R0 =1 nm,“SUMIRAN(音譯)SRW842A”(商品名)〕,製作偏光膜基層體。此時,配置成相位差板的遲相軸與偏光板的吸收軸成垂直。
e:液晶顯示裝置的製作及評估 從搭載有IPS模式的液晶顯示裝置之市售的電視上〔日本日立製作所製造“W32L-H9000”〕,將正反兩面的偏光板予以剝離。前面側係以該偏光板的吸收軸與原本偏 光板的吸收軸方向一致的方式,在與該防眩層相反側,藉由黏接劑來黏貼上述c項所製作的防眩性偏光板,又背面側則是以該吸收軸與原本偏光板的吸收軸方向一致的方式,在相位差側,藉由黏接劑來黏貼上述d項所製作的偏光膜積層體,以取代該原本偏光板。以此方式,製作附防眩層的液晶顯示裝置。
將該液晶顯示裝置中之前面側偏光板與背面側偏光膜積層體的相位差值歸納在表1中。
該液晶顯示裝置的背光亮燈,以日本ELDIM社製造的液晶視角/色度特性測定裝置“EZ Contrast”,測定視角的對比變化,將該等的對比曲線顯示在第11圖中。該 等對比曲線中,畫面的右方向為0度,逆時鐘迴轉為正來顯示方位角(從0度到315度,每隔45度,顯示數字),又橫軸上「10」、「20」------、「80」是代表各別的方位角之對法線的傾斜角度。例如,圓的右端代表方位角為0度(畫面上的右側)且對法線傾斜接近90度的方向之對比,圓的中心代表畫面上之法線方向的對比。對比為100的曲線以「CR=100」表示,對比為200的曲線以「CR=200」表示,隨著比CR=200還要更往內側,依序為對比300、400,形成為對比逐一增加100之等對比曲線。正面方向的對比約為700。此外,此處所言及的對比為白顯示(對液晶槽施加電壓)時的亮度對黑顯示(未對液晶槽施加電壓)時的亮度之比值。
由目視觀察和第11圖中的等對比曲線得知:該液晶顯示裝置為視角的亮度變化很小,視角依賴性很小之裝置。
該液晶顯示裝置的背光在暗室內點燈,使用日本TOPCON(音譯)株式會社製造的亮度計“BM 5A”型,測定黑顯示狀態及白顯示狀態時液晶顯示裝置的亮度,算出對比。此處,對比係以白顯示時的亮度對黑顯示時的亮度之比值表示。該結果,暗室內的對比為697。其次,該評估轉移到亮室內,以目視來觀察反光狀態,作為黑顯示狀態。該結果,幾乎未觀察到反光,該液晶顯示裝置確認具有良好的防眩性。另外,還一併觀察亮室內之表面質感及泛黃。該評估結果歸納在表4中。
(實施例2)
前述實施例1中,即使將以與實施例1的b項同樣的方法所製作的防眩膜,直接作為保護膜以該凹凸面成為外側的方式,黏貼在使用聚乙烯醇-碘系直線偏光鏡之辨認側的面,以作為前面側偏光板,製作同樣的液晶顯示裝置,仍會得到與實施例1同樣的結果。
(實施例3和4)
如同表2來變更電鍍厚度,其他則是以與實施例1的a項同樣的方式,製作表面具有凹凸的金屬模具。使用各別的模具,以與實施例1的b項同樣的方式,製作由表面具有凹凸的硬化樹脂與TAC膜的積層體所組成之透明的防眩膜。將所獲得之防眩膜的光學特性與表面形狀(羅諾伊多角形的平均面積)顯示在表2中。另外,有關各別的膜,以與實施例1同樣的方式,求出凹部頂點的數量、剖面曲線的算數平均高度Pa和最大剖面高度Pt、以及標高的柱狀圖的峰值位置,將該結果顯示在表3中。進而,以與實施例1的c~e項同樣的方式,使用這些膜來製作附防眩層的液晶顯示裝置,評估該對比及防眩性,將結果顯示在表4中。
(比較例1~5)
有關使用於日本住友化學株式會社販賣的偏光板“ SUMIKARAN(音譯)”的防眩膜,充填物分散在紫外線硬化樹脂中而形成之防眩膜“AG1”、“AG3”、“AG5”、“AG6”以及“AG8”(分別為比較例1~比較例5),將各別的光學特性、及以表面凹凸的凸部頂點為母點之羅諾伊多角形的平均面積與實施例1、3及4的結果一併顯示在表2中。另外,有關這些膜,以求出羅諾伊多角形的平均面積時所獲得三維座標為基準,與實施例1同樣的方式,計算凸部的頂點數量、剖面曲線的算術平均高度Pa和最大剖面高度Pt、以及標高的柱狀圖的峰值位置,將該結果與實施例1、3及4的結果一併顯示在表3中。進而,與實施例1同樣的方式,使用這些防眩膜來製作附防眩層的液晶顯示裝置,評估該對比及防眩性,將結果與實施例1、3及4的結果一併顯示在表4中。
如表2及表4所示,濁度、反射剖面及表面形狀均符合本發明的規定之實施例1、3及4的樣本,呈現優異的防眩性(未反光),並且對比也很高,辨認性優異。另外,有關表面質感及防止泛黃,也呈現良好的結果。
一方面,比較例1及2中,由於R(30)為2%以下,R(40)為0.003%以下,又R(60)/R(30)為0.001以下,因而泛黃並沒有出現。但是,由於凡羅諾伊多角形的平均面積大於1500 μm2 ,因而質感差,防眩性也不充分。比較例3~5中,由於R(60)/R(30)大於0.001,因而發現泛黃。另外,比較例1~5均無關該濁度,比本發明的防眩膜還要更降低對比度。
10‧‧‧液晶槽
11、13‧‧‧液晶槽基板
12‧‧‧基板上的電極
14‧‧‧液晶層
15‧‧‧液晶分子
16‧‧‧入射至液晶槽的直線偏光
17a‧‧‧無施加電壓時從液晶槽所射出的直線偏光
17b‧‧‧施加電壓時從液晶槽所射出的橢圓偏光
19‧‧‧無施加電壓時液晶層的遲相軸(分子長軸)
18‧‧‧電場
20‧‧‧背面側偏光板
21‧‧‧背面側偏光鏡
25‧‧‧背面側偏光板的透過軸
22、23‧‧‧背面側偏光板的透明保護層
26‧‧‧背面側偏光板的吸收軸
30‧‧‧背面側偏光板
31‧‧‧背面側偏光鏡
35‧‧‧前面側偏光板的透過軸
32、33‧‧‧前面側偏光板的透明保護層
36‧‧‧前面側偏光板的吸收軸
40‧‧‧相位差板
46‧‧‧相位差板的遲相軸
48‧‧‧黏接劑層
50‧‧‧防眩層(防眩膜)
51‧‧‧透明膜基材
52‧‧‧電離放射線硬化型樹脂或該硬化物
55‧‧‧膜的法線
56‧‧‧入射光線方向
57‧‧‧正反射方向
58‧‧‧任意的反射方向
59‧‧‧包含有入射光線方向及膜的法線之面
θ‧‧‧反射角
61‧‧‧防眩膜上的任意點
62‧‧‧防眩膜表面
63‧‧‧膜基準面
64‧‧‧對以防眩膜上的任意點為中心之圓的膜基準面之投影圓
65‧‧‧凸部頂點的投影點(凡羅諾伊分割的母點)
67‧‧‧與不計數在平均值中的測定視角交界接觸之凡羅諾伊多角形
66‧‧‧凡羅諾伊多角形
71‧‧‧金屬基板
72‧‧‧研磨面
73‧‧‧碰撞微粒子所形成的凹面
74‧‧‧電鍍後餘留的凹凸面
80‧‧‧背光
79‧‧‧研磨電鍍後的表面時所產生之平坦面
第1圖為表示IPS模式液晶顯示裝置的構成例之剖面模式圖。
第2圖為用來說明IPS模式的原理,針對常黑模式(normally black)的例子所呈現之概略立體圖;第2(A)圖為表示無施加電壓時的狀態,第2(B)圖為表示施加電壓時的狀態。
第3圖為表示本發明的液晶顯示裝置的例子之剖面模式圖。
第4圖為表示第3圖所示之裝置的理想的軸關係之概略立體圖。
第5圖為以模式表示對於防眩層(防眩膜)之光的入 射方向及反射方向之概略立體圖。
第6圖為將對於與防眩層的的法線成30°的角度所入射的光之反射光的反射角及反射率(反射率為對數比例)予以描繪出來之圖形的一個例子。
第7圖為以模式表示防眩膜之凸部判定的運算法之立體圖。
第8圖為以防眩層表面凹凸之凸部頂點當作母點來予以凡羅諾伊分割時的例子。
第9圖為表示每一步驟上之製造防眩層的理想方法之剖面模式圖。
第10圖為表示無電解鍍鎳後表面經研磨過的狀態之剖面模式圖。
第11圖為表示實施例1所製作之液晶顯示裝置的等對比曲線之圖。
10‧‧‧液晶槽
11‧‧‧液晶槽基板
13‧‧‧液晶槽基板
14‧‧‧液晶層
20‧‧‧背面側偏光板
21‧‧‧背面側偏光鏡
22‧‧‧背面側偏光板的透明保護層
23‧‧‧背面側偏光板的透明保護層
30‧‧‧背面側偏光板
31‧‧‧背面側偏光鏡
32‧‧‧前面側偏光板的透明保護層
33‧‧‧前面側偏光板的透明保護層
40‧‧‧相位差板
48‧‧‧黏接劑層
50‧‧‧防眩層(防眩膜)
80‧‧‧背光

Claims (4)

  1. 一種液晶顯示裝置,是具備有在相互平行的一對液晶槽基板之間封入液晶,該液晶與基板成平行且大致相同方向予以配向之液晶槽、及配置在該液晶槽的辨認側之前面側偏光板、及配置在該相反側之背面側偏光板;以藉由對液晶槽所施加之電壓的改變,使液晶之分子長軸的方向在與基板成平行的面內予以改變,進行顯示的方式所構成之液晶顯示裝置,其特徵為:在背面側偏光板與液晶槽之間,配置至少1片相位差板,從構成背面側偏光板之偏光鏡(polarizer)的液晶槽側表面起至液晶槽的背面側基板表面為止之間所存在的包含有該相位差板之複折射層的厚度方向相位差R th的和為在-40nm至+40nm的範圍,且該等的平面相位差R0 的和為在100nm至300nm的範圍,前面側偏光板具備有偏光鏡、及設置在與該液晶槽所相對向的面相反側之辨認側透明保護層,於偏光鏡的液晶槽側表面不具有透明保護層,偏光鏡直接被貼合於液晶槽的前面側基板表面,該辨認側透明保護層具有防眩層,該防眩層則是表面形成有微細的凹凸,對於垂直入射光的濁度為0.4%以上2.3%以下,使用暗部與亮部的寬度為0.5mm、1.0mm以及2.0mm的3種光學梳,以光的入射角45度所測定之反 射鮮明度合計為50%以下,對於以入射角30度所入射的光,反射角30度的反射率R(30)為2%以下,反射角40度的反射率R(40)為0.003%以下,將反射角60度以上之任意方向的反射率設定為R(60以上),R(60以上)/R(30)的值為0.001以下,且以表面凹凸之凸部的頂點當作母點,將該表面予以凡羅諾伊(Voronoi)分割時所形成之多角形的平均面積為372μm2 以上,582μm2 以下。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之液晶顯示裝置,其中,防眩層係由具有微細的凹凸之樹脂膜所構成,該具有微細的凹凸之樹脂膜則是經由將平均粒徑10~35μm的微粒子碰撞研磨過的金屬之表面而形成凹凸,對該金屬的凹凸面施予無電解鍍鎳來作為模具,將該模具的凹凸面轉印到透明樹脂膜,接著從模具上剝離轉印有凹凸面的透明樹脂膜來取得。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之液晶顯示裝置,其中,透明樹脂膜為透明的膜基材之表面塗佈有紫外線硬化型樹脂之膜,模具的凹凸轉印到該紫外線硬化型樹脂的表面並予以硬化。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之液晶顯示裝置,其中,透明樹脂膜係由透明的熱可塑性樹脂所組成,模具的凹凸轉印到該表面。
TW097106352A 2007-02-28 2008-02-22 液晶顯示裝置 TWI461791B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007048929A JP5194486B2 (ja) 2007-02-28 2007-02-28 液晶表示装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW200844577A TW200844577A (en) 2008-11-16
TWI461791B true TWI461791B (zh) 2014-11-21

Family

ID=39786182

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW097106352A TWI461791B (zh) 2007-02-28 2008-02-22 液晶顯示裝置

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP5194486B2 (zh)
KR (1) KR20080080014A (zh)
CN (1) CN101271217B (zh)
TW (1) TWI461791B (zh)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100106838A (ko) * 2009-03-24 2010-10-04 동우 화인켐 주식회사 복합구성 편광판 세트 및 이를 포함하는 면상 스위칭 모드 액정표시장치
JP4848072B2 (ja) * 2009-03-30 2011-12-28 日本製紙ケミカル株式会社 防眩ハードコートフィルム
JP5644064B2 (ja) * 2009-06-09 2014-12-24 住友化学株式会社 液晶表示装置及びそれに用いる偏光板
JP2011248178A (ja) * 2010-05-28 2011-12-08 Sumitomo Chemical Co Ltd 液晶表示装置
CN102401915B (zh) * 2010-09-16 2016-04-06 住友化学株式会社 防眩薄膜及液晶显示装置
KR20120123840A (ko) * 2011-05-02 2012-11-12 삼성디스플레이 주식회사 액정 표시 장치
JP2012252084A (ja) * 2011-06-01 2012-12-20 Nitto Denko Corp 液晶パネルおよび液晶表示装置
JP2012252085A (ja) * 2011-06-01 2012-12-20 Nitto Denko Corp 液晶パネルおよび液晶表示装置
JP5677923B2 (ja) * 2011-09-28 2015-02-25 株式会社ジャパンディスプレイ 液晶表示装置
CN106796367B (zh) * 2014-09-05 2020-10-09 夏普株式会社 液晶显示面板
CN104950375A (zh) * 2015-06-19 2015-09-30 南京中电熊猫液晶显示科技有限公司 一种液晶显示器用的上偏光板、液晶显示器
JP6455545B2 (ja) * 2016-08-17 2019-01-23 住友化学株式会社 偏光板のセット
JP6854660B2 (ja) * 2017-02-03 2021-04-07 シャープ株式会社 反射防止膜の製造方法および型の製造方法
CN107728372B (zh) * 2017-10-31 2020-06-09 武汉华星光电技术有限公司 显示模组及其制作方法
WO2019131220A1 (ja) * 2017-12-28 2019-07-04 日東電工株式会社 偏光板のセットおよび液晶表示パネル

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006053371A (ja) * 2004-08-12 2006-02-23 Sumitomo Chemical Co Ltd 防眩フィルム、その製造方法、そのための金型の製造方法、及び表示装置
JP2006053511A (ja) * 2004-07-16 2006-02-23 Sumitomo Chemical Co Ltd 防眩性偏光フィルム積層体及びそれを用いた液晶表示装置
JP2006235576A (ja) * 2005-01-25 2006-09-07 Sumitomo Chemical Co Ltd 液晶表示装置及びそれに有用な偏光板のセット
TW200804882A (en) * 2006-05-26 2008-01-16 Sumitomo Chemical Co Polarizing film with adhesive, optical laminate, and set of polarizing films
TW200807014A (en) * 2006-06-15 2008-02-01 Nitto Denko Corp Hard-coated antiglare film, and polarizing plate and image display including the same

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006039270A (ja) * 2004-07-28 2006-02-09 Sumitomo Chemical Co Ltd 液晶表示装置及びそれに用いる防眩性偏光フィルム積層体
JP4739719B2 (ja) * 2004-10-01 2011-08-03 ダイセル化学工業株式会社 防眩性フィルム
TWI406770B (zh) * 2005-02-21 2013-09-01 Dainippon Printing Co Ltd Anti-glare optical laminate
JP2007003917A (ja) * 2005-06-24 2007-01-11 Konica Minolta Opto Inc 透過型液晶表示装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006053511A (ja) * 2004-07-16 2006-02-23 Sumitomo Chemical Co Ltd 防眩性偏光フィルム積層体及びそれを用いた液晶表示装置
JP2006053371A (ja) * 2004-08-12 2006-02-23 Sumitomo Chemical Co Ltd 防眩フィルム、その製造方法、そのための金型の製造方法、及び表示装置
JP2006235576A (ja) * 2005-01-25 2006-09-07 Sumitomo Chemical Co Ltd 液晶表示装置及びそれに有用な偏光板のセット
TW200804882A (en) * 2006-05-26 2008-01-16 Sumitomo Chemical Co Polarizing film with adhesive, optical laminate, and set of polarizing films
TW200807014A (en) * 2006-06-15 2008-02-01 Nitto Denko Corp Hard-coated antiglare film, and polarizing plate and image display including the same

Also Published As

Publication number Publication date
KR20080080014A (ko) 2008-09-02
JP5194486B2 (ja) 2013-05-08
CN101271217A (zh) 2008-09-24
JP2008209861A (ja) 2008-09-11
CN101271217B (zh) 2011-08-31
TW200844577A (en) 2008-11-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI461791B (zh) 液晶顯示裝置
TWI514016B (zh) 防眩偏光膜積層體及包含彼之液晶顯示器
KR101782653B1 (ko) 방현 필름 및 액정 표시 장치
US7939160B2 (en) Antiglare film and image display
CN108919409B (zh) 光学层积体、偏振片及其制造方法、图像显示装置及其制造方法和可见性改善方法
JP6118212B2 (ja) 液晶表示装置
TWI439761B (zh) 液晶顯示器以及其中所使用的防眩光偏光膜疊層板
JP2011081219A (ja) 防眩性ハードコートフィルム、それを用いた偏光板および画像表示装置
JP2010085504A (ja) 液晶表示装置
JPWO2006054695A1 (ja) 液晶表示装置
JP2019095661A (ja) 光学フィルムとその製造方法、偏光板および液晶表示装置
KR20160105667A (ko) 편광판 및 이를 포함하는 액정표시장치
KR20150096394A (ko) 방현성 편광판 및 화상 표시 장치
JP2018028667A (ja) 積層基材、積層体、偏光板、液晶表示パネルおよび画像表示装置
KR101758440B1 (ko) 액정표시장치용 모듈 및 이를 포함하는 액정표시장치
TWI746623B (zh) 偏光消除元件
JP6448182B2 (ja) 画像表示装置、偏光板複合体の製造方法、偏光板セットの製造方法、画像表示装置の製造方法及び画像表示装置の視認性改善方法
TWI765177B (zh) 防眩膜、偏光板及顯示裝置
JP2015057655A (ja) 防眩性ハードコートフィルム、それを用いた偏光板および画像表示装置、ならびに防眩性ハードコートフィルムの製造方法
JP7524926B2 (ja) 液晶表示装置
TW202417236A (zh) 光學用之塑膠膜、以及使用其之光學積層體、偏光板及影像顯示裝置

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees