TWI611222B - 複合偏光板及液晶顯示裝置 - Google Patents
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Abstract
提供複合偏光板及使用該複合偏光板之液晶顯示裝置,該複合偏光板係包含吸收型偏光板、以及積層在該吸收型偏光板上的反射型偏光板,吸收型偏光板的視感度校正單體穿透率為41.8至43.5%,反射型偏光板的在波長450至550nm中之視感度校正垂直穿透率為4%以下。
Description
本發明係有關在吸收型偏光板上積層反射型偏光板而成的複合偏光板、及使用該複合偏光板之液晶顯示裝置。
偏光板係廣泛地使用於液晶顯示裝置,尤其是近年來已廣泛使用於如智慧型手機、平板型終端機等各種行動裝置(中小型液晶顯示裝置)。偏光板通常係使用吸收型偏光板,其係在於聚乙烯醇系樹脂膜吸附配向二色性色素之偏光片(直線偏光片)的單面或兩面貼合保護膜而成者。
隨著液晶顯示裝置在行動裝置的擴展,而日益有偏光板的薄膜輕量化、成本降低之要求,另一方面也有改善液晶顯示裝置的顯示品質之要求。對比(contrast)為顯示品質之一。顯示裝置的對比係定義如下述式:顯示裝置的對比=(白顯示時的亮度)/(黑顯示時的亮度)
對比越高,係意指黑白分明而可獲得更清晰的影像之意,常使用作為顯示裝置的辨視性指標之一。此外,其他
的顯示品質係可列舉如亮度(顯示畫面的明亮度)。隨著近年來液晶面板之高精細化,對液晶顯示裝置的高亮度之要求亦高。
有關液晶顯示裝置的高對比化或高亮度化的專利文獻,有例如日本專利第5147014號公報及日本特開2001-228332號公報。
就改善對比的手法之一而言,有使吸收型偏光板之偏光性能,亦即單體穿透率及偏光度提升的方法。不過,若藉由提高偏光度而提高對比,則會使單體穿透率、甚至亮度降低,反之若為了提高亮度而使單體穿透率變大,則會使偏光度與對比降低,故係難以僅藉由控制吸收型偏光板的偏光性能而圖謀使高亮度與高對比同時成立。
在日本專利第5147014號公報中的提案,係為了提高液晶顯示裝置的對比,而將背光的發光波長特性與吸收型偏光板所具有的偏光片之單體對比的波長依存性設為某種特定關係,但仍難以同時獲得高亮度與高對比之兩者。
另一方面,如日本特開2001-228332號公報所記載,為了提高液晶顯示裝置的亮度而在背光側的吸收型偏光板與背光之間配置反射型偏光板(也可稱為亮度提升膜)的技術係為習知。不過,雖然為了提高亮度而使用單體穿透率高者作為吸收型偏光板,但在將其與反射型偏光
板組合時,會有使黑顯示的漏光增加而使對比降低的問題。
本發明的目的,係提供一種複合偏光板及使用該複合偏光板之液晶顯示裝置,該複合偏光板係將吸收型偏光板與反射型偏光板組合而成者,其可實現高亮度且高對比的液晶顯示裝置。
本發明提供以下表示的複合偏光板及液晶顯示裝置。
[1]一種複合偏光板,係包含吸收型偏光板、以及積層在該吸收型偏光板上的反射型偏光板,其中,前述吸收型偏光板的視感度校正單體穿透率為41.8至43.5%,前述反射型偏光板的在波長450至550nm中之視感度校正垂直穿透率為4%以下。
[2]如[1]所述之複合偏光板,其中,前述吸收型偏光板的視感度校正單體穿透率為42.6至43.5%。
[3]如[1]或[2]所述之複合偏光板,其中,前述吸收型偏光板的視感度校正偏光度為99.9%以上。
[4]如[1]至[3]中任一項所述之複合偏光板,其中,前述反射型偏光板的反射軸與前述吸收型偏光板的吸收軸所形成之角度為0±4°。
[5]如[1]至[4]中任一項所述之複合偏光板,其中,前述吸
收型偏光板係包含偏光片、以及積層在該偏光片之至少一面的樹脂膜。
[6]如[5]所述之複合偏光板,其中,前述吸收型偏光板係包含前述偏光片、在該偏光片之一面透過接著劑層而積層的乙酸纖維素系樹脂膜、以及在該偏光片之另一面透過接著劑層而積層的環狀聚烯烴系樹脂膜。
[7]如[5]所述之複合偏光板,其中,前述吸收型偏光板係包含前述偏光片、以及在該偏光片之一面透過接著劑層而積層的乙酸纖維系樹脂膜或環狀聚烯烴系樹脂膜,前述反射型偏光板係透過黏着劑層或接著劑層而積層在前述偏光片的另一面、或前述乙酸纖維系樹脂膜或前述環狀聚烯烴系樹脂膜之面。
[8]一種液晶顯示裝置,係依序包含背光、如[1]至[7]中任一項所述之複合偏光板、以及液晶單元(liquid crystal cell),其中,前述複合偏光板係配置成使其吸收型偏光板成為前述液晶電池側。
[9]如[8]所述之液晶顯示裝置,其中,在前述背光積層前述液晶電池並在前述背光為點燈之狀態下所測定的發光光譜
中,將藍色、綠色、黃色及紅色的發光波峰波長(emission peak wavelength)中的發光強度分別設為L(Bmax)、L(Gmax)、L(Ymax)及L(Rmax)時,係滿足下述式(1)或下述式(2):L(Bmax)/L(Ymax)>1 (1)
L(Bmax)/L(Gmax)>1,且L(Bmax)/L(Rmax)>1 (2)
若藉由本發明的複合偏光板,可實現高亮度且高對比的液晶顯示裝置。
1、2、3‧‧‧複合偏光板
5‧‧‧偏光片
10‧‧‧第1保護膜
15‧‧‧第1接著劑層
20‧‧‧第2保護膜
25‧‧‧第2接著劑層
30、40‧‧‧黏著劑層
50‧‧‧液晶單元
60‧‧‧背光
100、110、120‧‧‧吸收型偏光板
200‧‧‧反射型偏光板
第1圖係表示本發明的複合偏光板之層構成的一例之概略剖面圖。
第2圖(a)、2(b)係表示本發明的複合偏光板之層構成的另一例之概略剖面圖。
第3圖係表示本發明的液晶顯示裝置之層構成的一例之概略剖面圖。
第4圖係表示在CCFL型的背光積層液晶單元而測定的發光光譜之一例的圖。
第5圖係表示在高顯色型LED的背光積層液晶單元而測定的發光光譜之一例的圖。
第6圖係表示在模擬白色型LED的背光積層液晶單元而測定的發光光譜之一例的圖。
第1圖係表示本發明的複合偏光板之層構成的一例之概略剖面圖。如第1圖表示的複合偏光板1,本發明的複合偏光板係包含吸收型偏光板100、以及積層在其上的反射型偏光板200。複合偏光板1中的吸收型偏光板100,係具備偏光片5、在其一面透過第1接著劑層15而積層的第1保護膜10、以及在其另一面透過第2接著劑層25而積層的第2保護膜20之附雙面保護膜的偏光板。反射型偏光板200可透過黏著劑層30而積層在吸收型偏光板100上。
如第2圖(a)及(b)所示,吸收型偏光板亦可為附單面保護膜的偏光板。亦即,第2圖(a)表示的複合偏光板2中之吸收型偏光板110,係具備偏光片5、以及在其一面透過第1接著劑層15而積層的第1保護膜10之附單面保護膜的偏光板。反射型偏光板200,係透過黏著劑層30而積層在偏光片5的與第1保護膜10相反側之面上。另一方面,第2圖(b)表示的構成複合偏光板3之吸收型偏光板120,也是具備偏光片5、以及在其一面透過第1接著劑層15而積層的第1保護膜10者,但反射型偏光板200係透過黏著劑層30而積層在第1保護膜10之外面。
複合偏光板1、2、3,並且也可具有在第1保護膜10、偏光片5及/或反射型偏光板200的外面所積層的其他光學層或黏著劑層等。
吸收型偏光板100、110、120之視感度補正單體穿透率Ty為41.8至43.5,並以42.6至43.5為佳,而以42.9至43.5為更佳。藉此,以使反射型偏光板200的在波長450至550nm中的視感度校正垂直穿透率為4%以下為前提,而可製成可能實現高亮度且高對比的液晶顯示裝置之複合偏光板。如Ty未達41.8%時,會使穿透率太低而不能獲得足夠的高亮度。如Ty超過43.5%時,則使對比降低。
此外,若為了改善液晶顯示裝置的對比時,則吸收型偏光板100、110、120係以視感度校正偏光度Py為99.9%以上為佳。視感度校正單體穿透率Ty及視感度校正偏光度Py的測定方法,可依照下述實施例之項目所述。
偏光片5,係具備將具有與其吸收軸平行的振動面之直線偏光予以吸收,且使具有與吸收軸垂直的(與傳動軸平行的)振動面之直線偏光穿透的性質之吸收型偏光片,可適用於在聚乙烯醇系樹脂膜吸附配向二色性色素的偏光膜。偏光片5係例如可依據包含下述步驟的方法製造:將聚乙烯醇系樹脂膜予以單軸延伸的步驟;藉由以二色性色素將聚乙烯醇系樹脂膜染色而吸附二色性色素的步驟;以硼酸水溶液處理已吸附二色性色素的聚乙烯醇系樹脂膜之步驟;以及在以硼酸水溶液處理後的水洗步驟。
聚乙烯醇(polyvinyl alcohol)系樹脂膜係可使用將聚乙酸乙烯酯系樹脂予以皂化者。就聚乙酸乙烯酯系樹脂而言,除了可列舉屬於乙酸乙烯酯的均聚物之聚乙酸乙烯酯以外,亦可列舉如與可與乙酸乙烯酯共聚合的其他單體之共聚合物等。可與乙酸乙烯酯共聚合的其他單體之例,係包含不飽和羧酸類、烯烴類、乙烯醚類、不飽和磺酸類及具有銨基的(甲基)丙烯醯胺類等。本說明書中的「(甲基)丙烯酸」係指選自丙烯酸及甲基丙烯酸的至少一方之意。「(甲基)丙烯醯基」也是相同。
聚乙烯醇系樹脂的皂化度,通常是85至100莫耳%左右,並以98莫耳%以上為佳。聚乙烯醇系樹脂可經改質,例如也可使用經醛類改質的聚乙烯醇縮甲醛(polyvinyl formal)或聚乙烯醇縮醛(polyvinyl acetal)等。聚乙烯醇系樹脂的平均聚合度,通常是1,000至10,000左右,並以1,500至5,000左右為佳。聚乙烯醇系樹脂的平均聚合度係依據JIS K 6726而求得。
將此種聚乙烯醇系樹脂製膜而成者,可作為偏光片5(偏光膜)的生膜而使用。將聚乙烯醇系樹脂製膜的方法,並無特別的限制,可採用已知的方法。聚乙烯醇系生膜的膜厚,係例如10至150μm左右。
聚乙烯醇系樹脂膜的單軸延伸,可在二色性色素的染色前、與染色同時、或在染色後進行。在染色後進行單軸延伸時,此單軸延伸也可在硼酸處理前或硼酸處理中進行。此外,也可在此等複數個階段中進行單軸延
伸。
在單軸延伸時,可在周速不同的滾輪間於單軸延伸,也可用熱滾輪於單軸延伸。此外,單軸延伸係可為在大氣中進行延伸的乾式延伸,也可為使用溶劑在使聚乙烯醇系樹脂膜膨脹之狀態下進行延伸的濕式延伸。延伸倍率通常是3至8倍左右。
以二色性色素將聚乙烯醇系樹脂膜染色的方法,係可採用例如將該膜浸泡在含有二色性色素的水溶液中之方法。二色性色素係可使用碘或二色性有機染料。又,聚乙烯醇系樹脂膜係以在染色處理前施予水中浸泡處理為佳。
以碘進行的染色處理,通常可採用將聚乙烯醇系樹脂膜浸泡在含有碘及碘化鉀的水溶液中之方法。此水溶液中的碘含量,係相當於在水100重量份中為0.01至1重量份左右。碘化鉀的含量係相當於在水100重量份中為0.5至20重量份左右。此外,此水溶液的溫度係20至40℃左右。另一方面,以二色性有機染料進行的染色處理,通常係採用將聚乙烯醇系樹脂膜浸泡在含有二色性有機染料的水溶液中之方法。含有二色性有機染料的水溶液係也可含有硫酸鈉等無機鹽作為染色助劑。此水溶液中的二色性有機染料之含量,係可為相當於在水100重量份中為1×10-4至10重量份左右。此水溶液的溫度係20至80℃左右。
在以二色性色素染色後的硼酸處理,通常
係採用將已染色的聚乙烯醇系樹脂膜浸泡在含有硼酸的水溶液中之方法。使用碘作為二色性色素時,此含有硼酸的水溶液係以含有碘化鉀為佳。含有硼酸的水溶液中之硼酸量,係相當於在水100重量份中為2至15重量份左右。此水溶液中的碘化鉀之量,係相當於在水100重量份中為0.1至15重量份左右。此水溶液的溫度係可為50℃以上,例如50至85℃。
硼酸處理後的聚乙烯醇系樹脂膜,通常係經水洗處理。水洗處理係例如可藉由將經硼酸處理的聚乙烯醇系樹脂浸泡在水中而進行。水洗處理中的水之溫度通常是5至40℃左右。
水洗後施予乾燥處理,而得到偏光片5。乾燥處理係可利用熱風乾燥機或遠紅外線加熱器進行。偏光片5的厚度雖然可為50μm左右以下,但就複合偏光板及液晶顯示裝置的薄膜化之觀點而言,係以20μm以下為佳,並以15μm以下為更佳。偏光片5的厚度通常是2μm以上。
在藉由上述方法獲得之偏光片5中,將視感度校正單體穿透率Ty及視感度校正偏光度Py調整成上述設定的或較佳的數值範圍內之具體方法,係可列舉:例如調整染色處理中所使用的水溶液中之二色性色素的濃度或染色溫度、染色時間,或調整乾燥處理中的溫度或時間之方法。
第1及第2保護膜10、20係分別可為由具有透光性(以光學性透明為佳)的樹脂所構成之膜,該具有透光性的樹脂係例如為:如鏈狀聚烯烴系樹脂(聚丙烯系樹脂等)、環狀聚烯烴系樹脂(降冰片烯系樹脂等)等聚烯烴系樹脂;如三乙酸纖維素、二乙酸纖維素等乙酸纖維素系樹脂;聚酯系樹脂;聚碳酸酯系樹脂;(甲基)丙烯酸系樹脂;聚苯乙烯系樹脂;或此等之混合物、共聚合物等熱可塑性樹脂。附雙面保護膜之吸收型偏光板100中,第1保護膜10與第2保護膜20可以是由相互同種的樹脂所構成之保護膜,也可以是由不同種的樹脂所構成之保護膜。
第1及/或第2保護膜10、20,也可以是兼具如相位差膜般的光學機能之保護膜。例如,可藉由將由上述熱可塑性樹脂所構成之膜予以延伸(單軸延伸或二軸延伸等)、或在該膜上形成液晶層等,而作成賦與任意相位差值的相位差膜。
就鏈狀聚烯烴系樹脂而言,除了可列舉如聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂等鏈狀聚烯烴之均聚物以外,亦可列舉如由2種以上的鏈狀烯烴所構成之共聚合物。
環狀聚烯烴系樹脂係將環狀烯烴作為聚合單元而聚合的樹脂之總稱。環狀聚烯烴系樹脂之具體例,可列舉如:環狀烯烴之開環(共)聚合物,環狀烯烴之加成聚合物,環狀烯烴與如乙烯、丙烯等鏈狀烯烴之共聚合物(具代表性者為無規共聚合物),及將此等經不飽和羧酸或
其衍生物改質的接枝聚合物,以及該等樹脂之氫化物等。其中,以使用降冰片烯或多環降冰片烯系單體等降冰片烯系單體作為環狀烯烴的降冰片烯系樹脂為佳。
乙酸纖維素系樹脂係纖維素的部份或完全乙酸酯化物,可列舉:例如三乙酸纖維素(TAC)、二乙酸纖維素、纖維素乙酸酯丙酸酯等。
聚酯系樹脂係具有酯鍵的上述乙酸纖維素系樹脂以外之樹脂,通常是由多元羧酸或其衍生物與多元醇的聚縮合物所構成者。多元羧酸或其衍生物係可使用二羧酸或其衍生物,可列舉:例如對苯二甲酸、間苯二甲酸、對苯二甲酸二甲酯、萘二甲酸二甲酯等。多元醇係可使用二醇,可列舉:例如乙二醇、丙二醇、丁二醇、新戊二醇、環己烷二甲醇等。
聚酯系樹脂的具體例係包含聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸丁二酯、聚對苯二甲酸丙二酯、聚對萘二甲酸丙二酯、聚環己烷對苯二甲酸二甲酯、聚環己烷對萘二甲酸二甲酯。
聚碳酸酯系樹脂係由透過碳酸酯基而結合有單體單元之聚合物所構成。聚碳酸酯系樹脂係可為如同將聚合物骨架修飾的被稱為改質聚碳酸酯之樹脂、或共聚合聚碳酸酯等。
(甲基)丙烯酸系樹脂係以具有(甲基)丙烯醯基的化合物為主構成單體之樹脂。(甲基)丙烯酸系樹脂的
具體例係包含:例如聚甲基丙烯酸甲酯等聚(甲基)丙烯酸酯;甲基丙烯酸甲酯-(甲基)丙烯酸共聚合物;甲基丙烯酸甲酯-(甲基)丙烯酸酯共重合體;甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸酯-(甲基)丙烯酸共聚合物;(甲基)丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚合物(MS樹脂等);甲基丙烯酸甲酯與具有脂環族羥基的化合物之共聚合物(例如甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸環己酯共聚合物、甲基丙烯酸甲酯-(甲基)丙烯酸降冰片酯共聚合物等)。較佳係使用以如聚(甲基)丙烯酸甲酯等聚(甲基)C1-6烷酯為主成份之聚合物,更佳係使用以甲基丙烯酸甲酯為主成份的(50至100重量%,並以70至100重量%為佳)甲基丙烯酸甲酯系樹脂。
在第1及/或第2保護膜10、20的與偏光片5相反側的表面,也可形成如硬塗層、防眩層、抗反射層、抗靜電層、防污層等表面處理層(塗層)。
就複合偏光板及液晶顯示裝置的薄膜化之觀點而言,第1及第2保護膜10、20的厚度係以90μm以下為佳,並以50μm以下為更佳,而以40μm以下為又更佳。就強度及使用性之觀點而言,該厚度通常是5μm以上。
吸收型偏光板的較佳實施形態之例,可列舉:例如第1保護膜10為環狀聚烯烴系樹脂膜(降冰片烯系樹脂膜等),且第2保護膜20為乙酸纖維素系樹脂膜(TAC膜等)的附雙面保護膜之吸收型偏光板100;以及第1保護膜10為環狀聚烯烴系樹脂膜(降冰片烯系樹脂膜等)或乙酸
纖維素系樹脂膜(TAC膜等)的附單面保護膜之吸收型偏光板110、120等。此等實施形態中,第1保護膜10也可為具有配合液晶單元的類型等之面內相位差值及/或厚度方向相位差值之相位差膜。
將貼合在偏光片5上的至少一個保護膜作成透濕度低的樹脂膜,也是較佳的實施形態之一。藉此,可防止偏光片5在高濕度環境下或高溫高濕度環境下的光學特性劣化。該保護膜的透濕度,在40℃、90%RH的環境下,係以400g/m2‧24hr以下為佳,並以300g/m2‧24hr以下為更佳,而以100g/m2‧24hr以下為又更佳,而以50g/m2‧24hr以下為尤佳。
形成第1及第2接著劑層15、25的接著劑,係可使用水性接著劑或活性能量線硬化性接著劑等。形成第1接著劑層15的接著劑與形成第2接著劑層25的接著劑,可以是同一種類,也可以是不同種類。
水性接著劑係可列舉如由聚乙烯醇系樹脂水溶液所構成之接著劑、水性二液型胺酯系乳液接著劑等。其中,以使用由聚乙烯醇系樹脂水溶液所成之接著劑為適宜。
就聚乙烯醇系樹脂而言,除了可使用將屬於乙酸乙烯酯的均聚物之聚乙酸乙烯酯予以皂化處理而得的乙烯醇均聚物以外,也可使用將乙酸乙烯酯與可與其共
聚合的其他單體之共聚合物予以皂化處理而得的聚乙烯醇系共聚合物,或將該等的羥基予以部份改質而得之改質聚乙烯醇系共聚合物等。水性接著劑係可含有多元醛、水溶性環氧化合物、三聚氰胺系化合物、氧化鋯化合物、鋅化合物等添加劑。
使用水性接著劑時,較佳係在將偏光片5與保護膜貼合之後,為了去除水性接著劑中所含有的水而實施使其乾燥之乾燥步驟。乾燥步驟後,也可設置以例如20至45℃左右的溫度使其固化之固化步驟。
上述活性能量線硬化性接著劑,係指藉由照射如紫外線等活性能量線而硬化的接著劑,可列舉:例如含有聚合性化合物及光聚合起始劑者、含有光反應性樹脂者、含有黏結劑樹脂及光反應性交聯劑者。聚合性化合物係可列舉如光硬化性環氧系單體、光硬化性(甲基)丙烯酸系單體、光硬化性胺酯系單體等光聚合性單體、或來自光聚合性單體的寡聚物。光聚合起始劑係可列舉如含有藉由照射如紫外線等活性能量線而產生如中性自由基、陰離子自由基、陽離子自由基等活性種之物質者。含有聚合性化合物及光聚合起始劑的活性能量線硬化性接著劑,係可適用含有光硬化性環氧系單體及光陽離子聚合起始劑者。
使用活性能量線硬化性接著劑時,在將偏光片5與保護膜貼合之後,視需要而進行乾燥步驟,然後進行藉由照射活性能量線而使活性能量線硬化性接著劑硬化的硬化步驟。活性能量線的光源並無特別的限制,係以
在波長400nm以下具有發光分布的紫外線為佳,具體上,可使用低壓水銀燈、中壓水銀燈、高壓水銀燈、超高壓水銀燈、化學燈、黑光燈(black light lamp)、微波激發水銀燈、鹵化金屬燈等。
在使用接著劑貼合偏光片5與保護膜之前,可視需要而對偏光片5的貼合面及/或保護膜的貼合面施予表面活化處理,例如電漿處理、電暈處理、紫外線照射處理、火焰處理、皂化處理等。
在吸收型偏光板100、110中之第1保護膜10的外面、或吸收型偏光板120中之偏光片5的外面,也可積層用以將複合偏光板貼合於其他構件(例如適用於液晶顯示裝置時的液晶單元或其他光學膜)之黏著劑層。形成黏著層的黏著劑,通常是由以(甲基)丙烯酸系樹脂、苯乙烯系樹脂、聚矽氧系樹脂等作為基質聚合物,並在其中添加如異氰酸酯化合物、環氧化合物、氮丙啶化合物等交聯劑之黏著劑組成物所構成。並且,也可更進一步含有微粒而作成顯示光散射性的黏著劑層。黏著劑層的厚度雖然可以是1至40μm,但較佳係在不損及加工性、耐久性的特性之範圍內以薄質的方式形成,具體上是以3至25μm為佳。
形成黏著劑層的方法並無特別的限制,可在保護膜面塗布含有以上述基質聚合物為首的各成份之黏著劑組成物(黏著劑溶液)並使其乾燥而形成黏著劑層,也
可在隔膜(separator,亦為離型膜)上形成黏著劑層之後,再將此黏著劑層轉貼到保護膜面。在保護膜面形成黏著劑層時,也可視需要而對保護膜的貼合面及/或黏著劑層的貼合面施予表面活化處理,例如電漿處理、電暈處理等。
也可在吸收型偏光板100、110中的第1保護膜10的外面,或吸收型偏光板120中的偏光片5的外面,例如透過接著劑層或黏著劑層而積層具有吸收型偏光板以外的光學機能之光學膜。此光學膜可列舉如:在基材表面塗布液晶性化合物而使其配向的光學補償膜;由聚碳酸酯系樹脂或環狀聚烯烴系樹脂所構成的相位差膜等。
藉由在上述偏光片5(偏光膜)之單面透過第1接著劑層15依常法貼合第1保護膜10,可得到第2圖(a)及(b)表示的附單面保護膜之吸收型偏光板110、120。只要在偏光片5的另一面透過第2接著劑層25而貼合第2保護膜20,即可得到第1圖表示的附雙面保護膜之吸收型偏光板100。在獲得吸收型偏光板100時,可同時將第1保護膜及第2保護膜10、20貼合,也可逐次地貼合。
不限於將保護膜貼合在由單體(單獨)膜所構成的偏光片5之方法,也可利用用以支撐製程中的聚乙烯醇系樹脂層及偏光片的基材膜而製作吸收型偏光板。此方法係記載於例如日本特開2012-103466號公報等。此時,附單面保護膜的吸收型偏光板110、120,係可藉由例如依
序包含下述步驟的方法而製造:樹脂層形成步驟,係藉由在基材膜的至少一面塗布含有聚乙烯醇系樹脂的塗布液後,使其乾燥而形成聚乙烯醇系樹脂層,而得到積層膜;延伸步驟,係將積層膜予以單軸延伸而得到延伸膜;染色步驟,係以二色性色素將延伸膜的聚乙烯醇系樹脂層染色而形成偏光片5,藉此而得到偏光性積層膜;第1貼合步驟,係在偏光性積層膜的偏光片5上貼合第1保護膜10而得到貼合膜;以及剝離步驟,係從貼合膜剝離去除基材膜而得到附單面保護膜之吸收型偏光板110、120。
製作第1圖表示的附雙面保護膜之吸收型偏光板100時,在剝離步驟之後,更進一步包含第2貼合步驟,其係在吸收型偏光板110、120的偏光片5側之面貼合第2保護膜20。
反射型偏光板200,係具有將背光予以分離成穿透偏光與反射偏光或散射偏光的機能之偏光轉換元件。藉由將反射型偏光板200配置在吸收型偏光板100、110、120上,而可提高背光的利用効率,故可提高液晶顯示裝置的亮度。並且,只要依照本發明,將反射型偏光板200的在波長450至550nm中之視感度校正垂直穿透率T(450-550)設為4%以下,即可防止從藍色區域至視感度高的波長區域
之漏光,故以吸收型偏光板100、110、120的視感度校正單體穿透率Ty為41.8至43.5%作為前提,並以42.6至43.5%為佳(以視感度校正偏光度Py為99.9%以上為佳),即可製成可能實現高亮度且高對比的液晶顯示裝置之複合偏光板。反射型偏光板200係也可使用市售品。
視感度校正垂直穿透率T(450-550)是越小越好,具體而言,係以3.5%以下為佳,並以3.0%以下為更佳,而以2.5%以下為又更佳,而以2.0%以下為特佳。T(450-550)的測定方法係依照下述實施例之項目所述。
反射型偏光板200係可為例如異向性反射偏光片。異向性反射偏光片之一例,係使一方的振動方向之直線偏光穿透並使另一方的振動方向之直線偏光反射的異向性多層薄膜,其具體例為3M製的「DBEF」(日本特開平4-268505號公報等)。異向性反射偏光子的另一例,係膽固醇型液晶層與λ/4板之複合物,其具體例為日東電工製的「PCF」(日本特開平11-231130號公報等)。異向性反射偏光子的又另一例,係反射柵偏光片,其具體例為對金屬施予微細加工而在可見光區域也射出反射偏光的金屬格子反射偏光片(美國專利第6288840號說明書等)、將金屬微粒添加在高分子基體中並予以延伸之膜(日本特開平8-184701號公報)。
反射型偏光板200的厚度雖然可為10至100μm左右,但就複合偏光板及液晶顯示裝置之薄膜化之觀點而言,係以10至50μm為佳。反射型偏光板200,通常
是如第1圖及第2圖(a)及(b)所示般可透過黏著劑層30而積層在吸收型偏光板100、110、120上。惟,反射型偏光板200也可使用接著劑(透過接著劑層)而貼合在吸收型偏光板100、110、120上。第1圖中,反射型偏光板200係透過黏著劑層30而積層在第2保護膜20上,第2圖(a)中,反射型偏光板200係透過黏著劑層30而積層在偏光片5上,第2圖(b)中,反射型偏光板200係透過黏著劑層30而積層第1保護膜10上。在反射型偏光板200的與黏著劑層30為相反側之面,也可設置如硬塗層、防眩層、光擴散層、具有1/4波長的相位差值等相位差層的光學層。此外,也可透過黏著劑層而積層如前述的保護膜或相位差膜。
反射型偏光板200,係以使其反射軸與吸收型偏光板100、110、120之吸收軸所形成之角度α呈平行或略平行之方式積層在吸收型偏光板100、110、120上為佳。所謂平行或略平行,具體而言是指上述角度α為0±4°。若角度α為上述範圍內,係有利於防止黑顯示時的漏光,從而提高液晶顯示裝置的對比。角度α的測定方法係依照下述實施例之項目所述。
若使用在吸收型偏光板100、110、120上積層反射型偏光板200的本發明之複合偏光板1、2、3,即可提高適用該等複合偏光板之液晶顯示裝置的亮度及對比。液晶顯示裝置的亮度,係可藉由市售的亮度計或分光放射計而測
定。以此等測定裝置測定的亮度值,係經視感度校正者。
另一方面,液晶顯示裝置的亮度及對比,係可實際地建構液晶顯示裝置並直接測定或評估其亮度及對比,但也可對於複合偏光板的在各波長λ中的穿透率(Tx(λ)或Ty(λ))乗以「液晶單元與背光之組合」中的在各波長λ之發光強度(P(λ)),以進行視感度校正的白顯示時之亮度L(=下述式(3)的分子)、以及該白顯示時的亮度L與黑顯示時的亮度(=下述式(3)之分母)之比所定義的對比SCR,分別作為指標而評估。作為此等指標之亮度L及對比SCR,可以是在380至780nm的波長範圍中之值,分別設為L(380-780)、SCR(380-780)。L(380-780)、SCR(380-780)越大,液晶顯示裝置的亮度、對比亦高。
式(3)中,右邊之分子係在波長380至780nm中的P(λ)‧y(λ)‧TX(λ)之累積值,分母是在波長380至780nm中的P(λ)‧y(λ)‧Ty(λ)之累積值。在本發明中,SCR(380-780)的實際測定中之此等累積值,係分別作為以5nm刻度測定在波長380至780nm中的P(λ)‧y(λ)‧Ty(λ)、P(λ)‧y(λ)‧Ty(λ)時之和而求得。
上述式(3)中,P(λ)係在背光上積層液晶單
元並在背光為點燈的狀態下所測定之發光強度,y(λ)係2度視野等色函數(明視覺中的比視感度函數)。此外,Tx(λ)及Ty(λ)係分別以下述式(4)及(5)表示:Tx(λ)=0.5×[Tp(λ)2+Tc(λ)2]/100 (4)
TY(λ)=0.5×[Tp(λ)×Tc(λ)]/100 (5)
上述式(4)及(5)中,Tp(λ)係以入射波長λ nm之直線偏光與平行尼科爾鏡(parallel nicol)的關係所測定之複合偏光板的穿透率(%),Tc(λ)係以入射波長λ nm之直線偏光與交叉尼科爾鏡(crossed nichol)的關係所測定之複合偏光板的穿透率(%)。Tp(λ)及Tc(λ)的測定裝置係使用分光光度計。若欲更正確評估Tc(λ)值,則必須利用可測定至更高吸光度區域的分光光度計,具體而言是利用可測定吸光度7至8左右的分光光度計。此種分光光度計係可列舉如日本分光股份有限公司製之分光光度計「V7100」等。使直線偏光光入光的方法,通常已知使用由方解石等所構成之偏光稜鏡的方法,偏光稜鏡的消光比是設為10-5以下。
當複合偏光板中含有的保護膜實質上不具有相位差特性時(具體而言是指面內相位差值及/或厚度方向相位值為10nm以下時)、及即使具有相位差特性但其遅相軸係與偏光片之吸收軸平行或垂直時,該複合偏光板可直接就使用作為SCR(380-780)的測定試樣。另一方面,當保護膜具有相位差特性、且其遲相軸係以不與偏光片的吸收軸平行也不垂直的方式貼合在偏光片時,由於會因其相
位差而不能正確測定Tp(λ)、Tc(λ),故是以在從吸收型偏光板剝離去除具有相位差特性的保護膜者上積層反射型偏光板者、或與吸收型偏光板所含有者相同的偏光片上積層反射型偏光板者作為測定試樣。
就液晶顯示裝置的對比之觀點而言,本發明的複合偏光板係以SCR(380-780)為30,000以上為佳,並以40,000以上更佳。
參照表示本發明的液晶顯示裝置之層構成的一例之第3圖,本發明的液晶顯示裝置係依序包含背光60、上述本發明的複合偏光板、以及液晶單元50。第3圖係使用第1圖表示的複合偏光板1作為複合偏光板之例。複合偏光板1、2、3,係以使其吸收型偏光板100、110、120成為液晶單元50側的方式,亦即以使反射型偏光板200成為背光60側的方式配置。複合偏光板1、2、3係可透過黏著劑層40而積層在液晶單元50上。液晶單元的驅動方式,雖然可為以往即知的方式,但較佳的是橫向電場效應(IPS,即In-Plane-Switching)型、垂直配向(VA,即Vertical Alignment)型。
在背光60上不積層複合偏光板而積層液晶單元50,並在背光60點燈時通過液晶單元50而發光之光譜,係在全波長下並不一樣,而是依波長而存在有強弱。此強弱,係依據來自背光的發光光譜與液晶單元50所具有
的彩色濾光片之設計而決定。
第4圖至第6圖係表示在背光上積層液晶單元並在背光為點燈的狀態下所測定之發光光譜之例。第4圖是背光係使用冷陰極管(cold cathode fluorescent lamp:CCFL)之例,第5圖是使用高顯色型的發光二極體(light emitting diode:LED)之例,第6圖是使用模擬白色型的LED之例。由於液晶單元的彩色濾光片之設計是在液晶顯示裝置的色彩製作上為很重要,故雖然依各公司而設計有所不同,但大多是由紅(R)、綠(G)、藍(B)的三色所構成者。由於依據背光類型而致發光原理有所不同,故在背光上積層液晶單元時的發光光譜之形狀也會成為若干程度具有特徵性者。
在背光上積層液晶單元時的發光光譜之形狀,可大致分為二種類型。一種類型是如第4圖及第5圖所示,係包含藍(B)、綠(G)及紅(R)的三個發光波峰之類型(以下,亦稱為BGR型)。另一種類型則如第6圖,係包含藍(B)及黃(Y)的二個發光波峰之類型(以下,亦稱為BY型)。
若藉由本發明的複合偏光板,不論發光光譜為任何一種類型均可實現高亮度且高對比之液晶顯示裝置,但在藍色區域的發光強度高之發光光譜中,本發明為特別有效。亦即,當欲將複合偏光板所具備的吸收型偏光板之視感度校正單體穿透率Ty設為較高而得到高亮度時,通常吸收型偏光板中的藍色區域之吸光度會變低,此波長區域的光在黑顯示時特別有容易造成漏光之傾向,但
若藉由將T(450-550)設為4%以下的本發明,則因可有效防止從發光強度強的藍色區域至視感度高的波長區域之漏光,故可提供高亮度且高對比的液晶顯示裝置。
在背光上積層液晶單元並在背光為點燈之狀態下所測定的發光光譜中,藍色區域的發光強度高之發光光譜是具體而言係指在BY型中滿足下述式(1):L(Bma)/L(Ymax)>1 (1),並且在BGR型中滿足下述式(2):L(Bmax)/L(Gmax)>1,且L(Bmax)/L(Rmax)>1 (2)
上述式(1)及(2)中,Bmax、Gmax、Ymax及Rmax係分別表示藍色、綠色、黃色及紅色的發光波峰波長,L(Bmax)、L(Gmax)、L(Ymax)及L(Rmax)係分別表示發光波峰波長Bmax、Gmax、Ymax及Rmax中的發光強度。
例如手機電話的液晶顯示裝置等LED之背光型者,如第5圖及第6圖所示,其波峰明顯,非常容易理解,但在大型液晶電視等所見到的CCFL型之背光中,如第4圖所示,其1色有由細小的複數個波峰所構成之情形。因此,Bmax係在發光波峰波長為380至500nm之間的發光波峰內,積分面積成為最大的波峰之發光波峰波長。關於波峰波長,並不將如雜訊般的微細的跳躍等算為波峰,係視需要而進行適當的常態分布近似等擬合方式而決定。同樣地,Gmax及Ymax係在發光波峰波長為500至570nm之間的發光波峰內,積分面積成為最大的波峰之發光波峰波長,Rmax係在發光波峰波長為570至700nm的發
光波峰內,積分面積成為最大的波峰之發光波峰波長。
又,一般而言,在背光上積層液晶單元並在背光為點燈的狀態下所測定的發光光譜,係在BY型中滿足下述式(6):(Ymax-550)<(550-Bmax) (6),並且在BGR型中滿足下述式(7):(Rmax-550)<(550-Bmax) (7)
上述式(6)及(7)中的「550」,係考慮到人的肉眼感度最高之波長約為550nm之光,此等式係指在測定經視感度校正的亮度時,相較於紅光或黃光,藍光是被測量成較弱之意。尤其在背光是使用白色LED等的如手機電話或PDA等行動用途的液晶顯示裝置中,在其原理上,為了能限制到長波長側的波峰,故滿足式(1)及(6)、或式(2)及(7)的趨勢高。不過,即便在使用CCFL型背光之大型電視等中,就色彩製作等之觀點而言,也以滿足該式為佳。
以下,雖然是表示實施例及比較例以更具體的說明本發明,但本發明並不侷限於此等例之範圍。
利用Nikon股份有限公司製的數位測微計「MH-15M」測定。
單體穿透率及偏光度,係分別定義如下述式:單體穿透率(λ)=0.5×(Tp(λ)+Tc(λ))
偏光度(λ)=100×(Tp(λ)-Tc(λ))/(Tp(λ)+Tc(λ))
Tp(λ)係以入射波長λ nm的直線偏光與平行尼科爾鏡的關係所測定之偏光板的穿透率(%),Tc(λ)係以入射波長λ nm的直線偏光與交叉尼科爾鏡的關係所測定之偏光板的穿透率(%)。
視感度校正單體穿透率Ty及視感度校正偏光度Py,係對於各波長各自求得的單體穿透率(λ)及偏光度(λ),以JIS Z 8701之2度視野(C光源)進行視感度校正者,並且是使用附積分球之分光光度計[日本分光股份有限公司製的「V7100」,2度視野;C光源]所測定。又,測定是用吸收型偏光板單體進行。測定時,係設置成使入射光入射至與反射型偏光板貼合之面相反側。此外,Ty及Py係在波長380至780nm的範圍中以5nm刻度進行測定。
在波長450至550nm中的視感度校正垂直穿透率T(450-550),係以JIS Z 8701的2度視野(C光源)進行視感度校正之值,並且是使用附積分球之分光光度計[日本分光股份有限公司製的「V7100」,2度視野;C光源]測定。具體而言,係利用此分光光度計求得在波長450至550nm的範圍中之Tp(λ)及Tc(λ),並依照上述式(5),在波長450至
550nm的範圍中以5nm刻度(d λ=5nm)計算出Ty(λ),藉由下述式(8)求得視感度校正垂直穿透率T(450-550):
上述式(8)中,P’(λ)是標準光(C光源)的分光光譜,y(λ)是2度視野色匹配函數(明視覺中的比視感度函數)。又,測定是用反射型偏光板單體進行。測定時,係設置成使入射光入射至與吸收型偏光板貼合之面。
反射型偏光板的反射軸與吸收型偏光板的吸收軸所形成之角度α,係從複合偏光板中將反射型偏光板與吸收型偏光板予以分離,並將同一邊作為基準邊,利用王子計測機器股份有限公司製的自動雙折射計「KOBRA-WPR」且以旋轉分析儀法測定反射型偏光板的反射軸及吸收型偏光板的吸收軸,依照下述式(9)計算出:α=(反射型偏光板的反射軸角度)-(吸收型偏光板的吸收軸角度) (9)
藉由乾式延伸,將厚度30μm的聚乙烯醇膜(平均聚合
度約2,400,皂化度99.9莫耳%以上)予以單軸延伸至約4倍,並且維持在緊張狀態下而浸泡於40℃的純水中40秒之後,在碘/碘化鉀/水的重量比為0.04/5.7/100的水溶液中於28℃浸泡30秒,進行染色處理。然後,在碘化鉀/硼酸/水的重量比為11.0/6.2/100的水溶液中於70℃浸泡120秒。繼而,用8℃的純水清洗15秒之後,以保持300N的張力狀態,於60℃乾燥50秒,然後於75℃乾燥20秒,獲得在聚乙烯醇膜中吸附配向碘的厚度12μm之偏光片。
相對於水100重量份,溶解3重量份的羧基改質聚乙烯醇[購自Kuraray股份有限公司的商品名「KL-318」],在該水溶液中添加1.5重量份的屬於水溶性環氧樹脂之聚醯胺環氧系添加劑[購自田岡化学工業股份有限公司的商品名「Sumirez Resin 650(30)」,固形份濃度30重量%的水溶液],調製水性接著劑。將此水性接著劑塗布在上述(1)獲得的偏光片之一面,藉由夾輥,將厚度25μm的三乙酸纖維素膜(TAC)[Konica Minolta Opto股份有限公司公司製的「KC2UA」,無相位差特性]透過接著劑層而貼合作為保護膜,同時在另一面透過由相同的水性接著劑所構成之接著劑層貼合面內相位差值10nm以下且23μm厚的降冰片烯系樹脂膜[日本Zeon股份有限公司製的「ZEONOR」]。一邊將張力保持在280N/m,一邊在貼合5秒後對該貼合物於60℃施予乾燥處理220秒,繼而於80℃施予乾燥處理125
秒,而獲得視感度校正單體穿透率Ty為43.5%、視感度校正偏光度Py為99.97%的吸收型偏光板。然後,在降冰片烯系樹脂膜的外面貼合厚度25μm的薄片狀黏著劑[Lintec股份有限公司製的「# 7」]。
在上述(2)獲得的吸收型偏光板之TAC膜側的外面,透過厚度25μm的薄片狀黏著劑[Lintec股份有限公司製的「# 7」],貼合在波長450至550nm中的視感度校正垂直交穿透率T(450-550)為1.81%的反射型偏光板,並使使反射型偏光板的反射軸相對於吸收型偏光板的吸收軸所形成之角度成為逆時針4°,而獲得複合偏光板。
除了使用T(450-550)為2.42%者作為反射型偏光板以外,其餘與實施例1同樣操作,獲得複合偏光板。
除了使用T(450-550)為2.84%者作為反射型偏光板以外,其餘與實施例1同樣操作,獲得複合偏光板。
除了使用T(450-550)為3.48%者作為反射型偏光板以外,其餘與實施例1同樣操作,獲得複合偏光板。
除了在染色處理步驟中,使用碘/碘化鉀/水之重量比為0.044/5.7/100的水溶液,且使吸收型偏光板的視感度校正單體穿透率Ty成為43.0%、視感度校正偏光度Py成為99.99%以外,其餘與實施例4同樣操作,獲得複合偏光板。
除了貼合反射型偏光板,且使反射型偏光板的反射軸相對於吸收型偏光板的吸收軸所形成之角度成為逆時針5°以外,其餘與實施例4同樣操作,獲得複合偏光板。
除了在染色處理步驟中,使用碘/碘化鉀/水之重量比為0.061/5.7/100的水溶液,且使吸收型偏光板的視感度校正單體穿透率Ty成為42.3%、視感度校正偏光度Py成為99.99%以外,其餘與實施例4同樣操作,獲得複合偏光板。
除了在染色處理步驟中,使用碘/碘化鉀/水之重量比為0.069/5.7/100的水溶液,且使吸收型偏光板的視感度校正單體穿透率Ty成為41.8%、視感度校正偏光度Py成為100.00%以外,其餘與實施例4同樣操作,獲得複合偏光板。
除了使用T(450-550)為4.37%者作為反射型偏光板以外,其餘與實施例1同樣操作,獲得複合偏光板。
除了在染色處理步驟中,使用碘/碘化鉀/水之重量比為0.031/5.7/100的水溶液,且使吸收型偏光板的視感度校正單體穿透率Ty成為44.0%、視感度校正偏光度Py成為99.80%以外,其餘與實施例4同樣操作,獲得複合偏光板。
除了使用T(450-550)為5.20%者作為反射型偏光板以外,其餘與實施例1同樣操作,獲得複合偏光板。
如上所述,液晶顯示裝置的亮度可依據亮度L(380-780)來評估。L(380-780)越大時,液晶顯示裝置的亮度越高。L(380-780)係與上述式(3)中的右邊之分子同義,在波長380至780nm的範圍中以5nm刻度(d λ=5nm)依上述說明的方法測定Tp(λ)及Tc(λ),並依照上述式(3)及(4)求得之。P(λ)係使用在下述背光1上積層下述VA型液晶單元者之發光光譜(第6圖)。將結果表示於表2中。
如上所述,液晶顯示裝置的對比可依據對比SCR(380-b
780)來評估。SCR(380-780)越大時,液晶顯示裝置的對比越高。在波長380至780nm的範圍中以5nm刻度(d λ=5nm)依上述說明的方法測定Tp(λ)及Tc(λ),並依照上述式(3)至(5)求得SCR(380-780)。上述式(3)中的P(λ)係使用在下述背光1上積層下述VA型液晶單元者之發光光譜(第6圖)。將結果表示於表2中。
此外,除了P(λ)是使用在下述背光2上積層下述VA型液晶單元者之發光光譜(第5圖)以外,係與上述同樣地操作而求得L’(380-780)及SCR’(380-780)。將結果表示於表2中。
背光1係模擬白色型LED背光。將在其上積層VA型液晶單元並在使背光1為點燈的狀態下所測定之發光光譜表示於第6圖中。此外,背光2是高顯色型LED背光。將在其上積層VA型液晶單元並在使背光2為點燈的狀態下所測定之發光光譜表示於第5圖中。發光光譜的測定係使用TOPCON製的分光放射計「SR-UL1」。將由此等發光光譜所求得的發光光譜特性整理於下述表1中。
1‧‧‧複合偏光板
5‧‧‧偏光片
10‧‧‧第1保護膜
15‧‧‧第1接著劑層
20‧‧‧第2保護膜
25‧‧‧第2接著劑層
30‧‧‧黏著劑層
100‧‧‧吸收型偏光板
200‧‧‧反射型偏光板
Claims (8)
- 一種複合偏光板,係包含吸收型偏光板、以及積層在該吸收型偏光板上之反射型偏光板,其中,前述吸收型偏光板的視感度校正單體穿透率為41.8至43.5%,前述反射型偏光板的在波長450至550nm中之視感度校正垂直穿透率為4%以下,前述反射型偏光板的反射軸與前記吸收型偏光板的吸收軸所形成之角度為0±4°。
- 如申請專利範圍第1項所述之複合偏光板,其中,前述吸收型偏光板的視感度校正單體穿透率為42.6至43.5%。
- 如申請專利範圍第1項所述之複合偏光板,其中,前述吸收型偏光板的視感度校正偏光度為99.9%以上。
- 如申請專利範圍第1項所述之複合偏光板,其中,前述吸收型偏光板係包含偏光片、以及積層在該偏光片之至少一面的樹脂膜。
- 如申請專利範圍第4項所述之複合偏光板,其中,前述吸收型偏光板係包含前述偏光片、在該偏光片之一面透過接著劑層而積層的乙酸纖維素系樹脂膜、以及在另一面透過接著劑層而積層的環狀聚烯烴系樹脂膜。
- 如申請專利範圍第4項所述之複合偏光板,其中,前述吸收型偏光板係包含前述偏光片、以及在該偏光片之一面透過接著劑層而積層的乙酸纖維素系樹脂 膜或環狀聚烯烴系樹脂膜,前述反射型偏光板係透過黏著劑層或接著劑層而積層在前述偏光片的另一面、或前述乙酸纖維素系樹脂膜或前述環狀聚烯烴系樹脂膜的面。
- 一種液晶顯示裝置,係依序包含背光、申請專利範圍第1至6項中任一項所述之複合偏光板、以及液晶單元,其中,前述複合偏光板係配置成使其吸收型偏光板成為前述液晶單元側。
- 如申請專利範圍第7項所述之液晶顯示裝置,其中,在前述背光上積層前述液晶單元並在使前述背光為點燈的狀態下所測定之發光光譜中,將藍色、綠色、黃色及紅色的發光波峰波長中的發光強度分別設為L(Bmax)、L(Gmax)、L(Ymax)及L(Rmax)時,係滿足下述式(1)或下述式(2):L(Bmax)/L(Ymax)>1 (1) L(Bmax)/L(Gmax)>1,且L(Bmax)/L(Rmax)>1 (2)。
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