(57)【要約】  本発明は、偏光膜および前記偏光膜の第１面に保護フィルムとして備えられた二軸性位相差フィルムを含み、前記偏光膜の吸収軸と前記二軸性位相差フィルムの光軸は垂直であることを特徴とする一体型偏光板を提供する。また、本発明は、吸収軸が相互垂直の第１偏光板と第２偏光板との間に負の誘電率異方性を有する液晶を満たした液晶セルを備えている垂直配向液晶表示装置であって、前記第１偏光板として前記一体型偏光板を用いることを特徴とする垂直配向液晶表示装置を提供する。
2008530586.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏光膜および前記偏光膜の第１面に保護フィルムとして備えられた二軸性位相差フィルムを含み、前記偏光膜の吸収軸と前記二軸性位相差フィルムの光軸とは垂直であることを特徴とする一体型偏光板。
【請求項２】
前記偏光膜は、ヨードまたは二色性染料が着色されたポリビニルアルコール（ＰＶＡ）フィルムである請求項１に記載の一体型偏光板。
【請求項３】
前記二軸性位相差フィルムは、５５０ｎｍの波長が使われるとき面上の位相差値が４０ｎｍ〜１１０ｎｍであり、厚さ方向位相差値が−３００ｎｍ〜−１８０ｎｍである請求項１に記載の一体型偏光板。
【請求項４】
前記二軸性位相差フィルムは、延伸されたシクロオレフィンフィルム、延伸されたトリアセテートセルロースフィルム、延伸されたポリノルボルネンフィルム、および二軸性液晶フィルムからなる群から選択されるフィルムである請求項１に記載の一体型偏光板。
【請求項５】
前記偏光膜と二軸性位相差フィルムとは、接着剤または粘着剤によって貼り合わせられる請求項１に記載の一体型偏光板。
【請求項６】
前記偏光膜の第１面の反対面である第２面に保護フィルムをさらに備える請求項１に記載の一体型偏光板。
【請求項７】
前記偏光膜の第２面上の保護フィルムは、厚さ方向位相差がないか若しくは負の厚さ方向位相差値を有するフィルム、または二軸性位相差フィルムである請求項６に記載の一体型偏光板。
【請求項８】
前記偏光膜の第２面上の保護フィルムは、トリアセテートセルロース（ＴＡＣ）フィルム、開環重合（ｒｉｎｇ  ｏｐｅｎｉｎｇ  ｍｅｔａｔｈｅｓｉｓ  ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ；ＲＯＭＰ）で製造されたポリノルボルネン系フィルム、開環重合された環型オレフィン系重合体に再び水素添加して得られたＨＲＯＭＰ（ｒｉｎｇ  ｏｐｅｎｉｎｇ  ｍｅｔａｔｈｅｓｉｓ  ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ  ｆｏｌｌｏｗｅｄ  ｂｙ  ｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｉｏｎ）重合体フィルム、ポリエステルフィルム、または付加重合（ａｄｄｉｔｉｏｎ  ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ）で製造されたポリノルボルネン系フィルムからなる群から選択される請求項６に記載の一体型偏光板。
【請求項９】
垂直配向液晶表示装置用である請求項１に記載の一体型偏光板。
【請求項１０】
吸収軸が相互垂直の第１偏光板と第２偏光板との間に負の誘電率異方性を有する液晶分子を満たした液晶セルを備えている垂直配向液晶表示装置であって、前記第１偏光板が偏光膜および前記偏光膜の前記液晶セルと接する第１面に内部保護フィルムとして備えられた二軸性位相差フィルムを含み、前記偏光膜の吸収軸と前記二軸性位相差フィルムの光軸が垂直の一体型偏光板であることを特徴とする垂直配向液晶表示装置。
【請求項１１】
前記第１偏光板の偏光膜は、ヨードまたは二色性染料が着色されたポリビニルアルコール（ＰＶＡ）フィルムである請求項１０に記載の垂直配向液晶表示装置。
【請求項１２】
前記二軸性位相差フィルムは、５５０ｎｍの波長が使われるとき面上の位相差値が４０ｎｍ〜１１０ｎｍであり、厚さ方向位相差値が−３００ｎｍ〜−１８０ｎｍである請求項１０に記載の垂直配向液晶表示装置。
【請求項１３】
前記二軸性位相差フィルムは、延伸されたシクロオレフィンフィルム、延伸されたトリアセテートセルロースフィルム、延伸されたポリノルボルネンフィルム、および二軸性液晶フィルムからなる群から選択されるフィルムである請求項１０に記載の垂直配向液晶表示装置。
【請求項１４】
前記第１偏光板の偏光膜の液晶セルに接する第１面の反対面である第２面、第２偏光板の偏光膜の液晶セルに接する第１面、および第２偏光板の偏光膜の第１面の反対面の第２面のうち、少なくとも１つの面に保護フィルムをさらに備える請求項１０に記載の垂直配向液晶表示装置。
【請求項１５】
前記第１偏光板の偏光膜の液晶セルに接する第１面の反対面である第２面、第２偏光板の偏光膜の液晶セルに接する第１面、および第２偏光板の偏光膜の第１面の反対面の第２面のうち、少なくとも１つの面に備えられる保護フィルムは、厚さ方向位相差がないか若しくは負の厚さ方向位相差値を有するフィルム、または二軸性位相差フィルムである請求項１４に記載の垂直配向液晶表示装置。
【請求項１６】
前記第１偏光板の偏光膜の液晶セルに接する第１面の反対面の第２面、第２偏光板の偏光膜の液晶セルに接する第１面、および第２偏光板の偏光膜の第１面の反対面の第２面のうち、少なくとも１つの面に備えられる保護フィルムは、トリアセテートセルロース（ＴＡＣ）フィルム、開環重合（ｒｉｎｇ  ｏｐｅｎｉｎｇ  ｍｅｔａｔｈｅｓｉｓ  ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ；ＲＯＭＰ）で製造されたポリノルボルネン系フィルム、開環重合された環型オレフィン系重合体を再び水素添加して得られたＨＲＯＭＰ（ｒｉｎｇ  ｏｐｅｎｉｎｇ  ｍｅｔａｔｈｅｓｉｓ  ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ  ｆｏｌｌｏｗｅｄ  ｂｙ  ｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｉｏｎ）重合体フィルム、ポリエステルフィルム、または付加重合（ａｄｄｉｔｉｏｎ  ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ）で製造されたポリノルボルネン系フィルムである請求項１４に記載の垂直配向液晶表示装置。
【請求項１７】
前記第２偏光板の偏光膜の液晶セルに接する第１面に厚さ方向位相差が−６０以上０以下のフィルムを保護フィルムとして備えた請求項１０に記載の垂直配向液晶表示装置。
【請求項１８】
前記第２偏光板の偏光膜の液晶セルに接する第１面に厚さ方向位相差が０であるフィルムを保護フィルムとして備えた請求項１０に記載の垂直配向液晶表示装置。
【請求項１９】
前記第２偏光板の偏光膜の液晶セルに接する第１面に未延伸シクロオレフィン、未延伸トリアセテートセルロース、および未延伸ポリノルボルネンからなる群から選択されるものからなる保護フィルムをさらに備える請求項１０に記載の垂直配向液晶表示装置。
【請求項２０】
前記第２偏光板が偏光膜および前記偏光膜の前記液晶セルと接する第１面に内部保護フィルムとして備えられた二軸性位相差フィルムを含み、前記偏光膜の吸収軸と前記二軸性位相差フィルムの光軸が垂直の一体型偏光板であることを特徴とする請求項１０に記載の垂直配向液晶表示装置。
【請求項２１】
前記垂直配向液晶表示装置は、ＭＶＡ  （ｍｕｌｔｉｄｏｍａｉｎ  ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ  ａｌｉｇｎｅｄ）モード、ＰＶＡ（Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ  Ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ  Ａｌｉｇｎｅｄ）またはキラル添加剤を用いるＶＡ（ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ  ａｌｉｇｎｅｄ）モードを利用し、液晶セルのセルギャップが２．５〜８μｍであることを特徴とする請求項１０に記載の垂直配向液晶表示装置。
【請求項２２】
バックライトを第１偏光板側または第２偏光板側に備える請求項１０に記載の垂直配向液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、偏光板およびこれを含む垂直配向液晶表示装置（Ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ  ａｌｉｇｎｅｄ  ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｄｉｓｐｌａｙ、ＶＡ−ＬＣＤ）に関するものである。より詳しくは、保護フィルムとして一面に二軸性位相差フィルムを備えた一体型偏光板、およびこの一体型偏光板を液晶セルの一面に配置し、正面と傾斜角での視野角特性を改善させながら、より単純化した構造と製造工程を有することができる垂直配向液晶表示装置（以下、ＶＡ−ＬＣＤという）に関するものである。
【０００２】
本出願は、２００５年６月９日に韓国特許庁に提出された韓国特許出願第１０−２００５−００４９３２５号の出願日の利益を主張し、その全ての内容は本明細書に含まれている。
【背景技術】
【０００３】
一般的に液晶表示装置のような電子ディスプレイに最も広く用いられているヨード型と呼ばれる偏光膜は、ポリビニルアルコール系ポリマーを主成分にするポリマーフィルムをヨウ素−ヨウ化カリウムなどの水溶液に含浸させ、これを延伸配向させることによって製造されている。
【０００４】
前記ヨード型偏光膜は、水の存在や加熱によって偏光性能が損傷するため、通常はその両面に保護フィルムを付ける。したがって、偏光板はその両面の保護フィルムをその基本構成としている。
【０００５】
偏光膜の両面に積層される２つの保護フィルムは、主成分のポリマーの種類や膜厚さ、物理的特性などが実質的に同一のものが粘着されることが一般的である。最近、保護フィルムに光学補償性や位相差およびその制御性、防眩性などの機能性の付与が求められていて、偏光板の偏光膜の両面に対して膜厚さや物理的特性などが互いに異なる保護フィルムを粘着する対応が図れている。
【０００６】
前述した偏光膜としては、ポリビニルアルコール系ポリマーフィルムが広く用いられており、このような偏光膜の保護フィルムとしては、低い複屈折性、透明性、容易な取り扱い性の観点でセルロースアセテートフィルムなどのセルロースアシレートフィルムが広く用いられている。セルロースアシレートフィルムは、透明性と適当な透湿性を有し、機械的強度が大きいという特性を有する。
【０００７】
両側に保護フィルムを有する偏光板を含むＶＡ−ＬＣＤにおいて、その視野角特性を低下させる原因は大きく２つが挙げられる。その第１の原因は直交偏光板の視野角依存性であり、第２の原因はＶＡ−ＬＣＤパネルの複屈折特性の視野角依存性といえる。
【０００８】
このようなＶＡ−ＬＣＤの視野角特性を改善させるために、偏光板と液晶セルとの間に視野角補償のための補償フィルムまたは位相差フィルムのＡ−プレートおよび／またはＣ−プレートが配置される。光学的に＋Ｃ−フィルム（ｎｘ＝ｎｙ＜ｎｚ）としての特性を有する液晶セルでの位相差特性を補償するために、ＶＡ−ＬＣＤでは＋Ａ−プレートと−Ｃ−プレートの２枚の補償フィルムを偏光板と液晶セルとの間に配置する方法が一般的に用いられている。
【０００９】
一方、補償フィルムの積層構造を最大限減らして、その製造工程をも短縮させるための努力の一環として、一枚の補償フィルムを用いた構造がＵＳ４，８８９，４１２に記載されている。具体的に、前記文献には−Ｃ−プレート補償フィルムを含むＶＡ−ＬＣＤが提示されており、−Ｃ−プレートはその主要機能として電圧が印加されない状態でＶＡ−ＬＣＤの暗状態（Ｂｌａｃｋ）を補償するように構成されている。ところが、このように−Ｃ−プレート補償フィルムのみ含んだＶＡ−ＬＣＤは完全に補償されないため、傾斜角で光の漏れが発生する短所がある。
【００１０】
そして、一枚の二軸性位相差フィルムを視野角補償フィルムとして用いた場合は、ＪＰ２００３２６８７０に公開されたものがある。この文献によれば、図１の断面図に示しているように、偏光フィルム１１ａと内部保護フィルムのＴＡＣフィルム１１ｂとからなる偏光板１１とそれに隣接した液晶セル６との間に二軸性位相差フィルム４を挿入して視野角を補償させている。ところが、暗状態の傾斜角７５°での最小コントラストは１１：１に留まる。
【００１１】
そして、上述した通り、視野角補償フィルムに−Ｃ−プレートと＋Ａ−プレート補償フィルムとを全て含むＶＡ−ＬＣＤに関しては、ＵＳ６，１４１，０７５に公開されたものがある。しかし、２枚の視野角補償フィルムを用いる場合、一枚の補償フィルムを用いる場合より補償はさらによくできるが、その積層構造とそれにともなう製造工程がより複雑になって、暗状態で傾斜角７５°での最小コントラストは１６：１に留まる。
【００１２】
したがって、ＶＡ−ＬＣＤの視野角を補償するための構造において、最も簡潔な積層構造と製造工程とをなせるように一枚の位相差フィルムを用いるが、従来の一枚の−Ｃ−プレートを用いる場合より、価格的により一層低減した構成を有しながら、比較優位の光学水準を満足でき、一枚の位相差フィルムを用いても従来の２枚の補償フィルムを用いる場合に比べて、同等以上の光学水準を満足させられる位相差フィルムが必要になった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、上述したような問題を解決するために案出されたもので、本発明の目的は光学補償フィルムの役割と偏光板の役割を同時にすることができる一体型偏光板を提供することにある。
【００１４】
また、本発明は、前記一体型偏光板を用いることによって価格競争力が優れ、製造工程が簡素化されながらも、従来のものと同等以上の水準のコントラスト特性を有する垂直配向液晶表示装置（ＶＡ−ＬＣＤ）を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記目的を達成するために、本発明は、偏光膜および前記偏光膜の第１面に保護フィルムとして備えられた二軸性位相差フィルムを含み、前記偏光膜の吸収軸と前記二軸性位相差フィルムの光軸とは垂直であることを特徴とする一体型偏光板を提供する。このような一体型偏光板は、好ましくは垂直配向液晶表示装置用として用いられる。
【００１６】
また、本発明は、吸収軸が相互垂直の第１偏光板と第２偏光板との間に負の誘電率異方性を有する液晶を満たした液晶セルを備えている垂直配向液晶表示装置であって、前記第１偏光板が偏光膜および前記偏光膜の前記液晶セルと接する第１面に内部保護フィルムとして備えられた二軸性位相差フィルムを含み、前記偏光膜の吸収軸と前記二軸性位相差フィルムの光軸が垂直の一体型偏光板であることを特徴とする垂直配向液晶表示装置を提供する。
【００１７】
本発明に係わる垂直配向液晶表示装置において、前記第２偏光板も偏光膜および前記偏光膜の前記液晶セルと接する第１面に内部保護フィルムとして備えられた二軸性位相差フィルムを含み、前記偏光膜の吸収軸と前記二軸性位相差フィルムの光軸は垂直の一体型偏光板であり得る。
【００１８】
以下、本発明について詳細に説明すれば次の通りである。
【００１９】
本発明に係わる一体型偏光板は偏光膜および前記偏光膜の第１面に保護フィルムとして備えられた二軸性位相差フィルムを含み、前記偏光膜の吸収軸と前記二軸性位相差フィルムの光軸は垂直であることを特徴とする。
【００２０】
前記偏光膜としては、ヨードまたは二色性染料を含むポリビニルアルコール（ＰＶＡ）からなるフィルムを用いることができる。前記偏光膜は、ＰＶＡフィルムにヨードまたは二色性染料を染着させて製造されるが、この製造方法は特に限定されない。本発明において、偏光膜は保護フィルムを含まない状態を意味し、偏光板は偏光膜と保護フィルムとを含む状態を意味する。
【００２１】
本発明では、前記二軸性位相差フィルム（ｂｉａｘｉａｌ  ｒｅｔａｒｄａｔｉｏｎ  ｆｉｌｍ）を偏光膜の第１面に保護フィルムとして備えることによって、簡単な構造で偏光板の保護フィルム機能だけでなく視野角補償機能を達成することができる。特に、本発明に係わる一体型偏光板は、上記のような構造によって従来の偏光板の保護フィルムと視野角補償フィルムとを共に用いる場合に比べて、同等またはそれ以上の光学水準を達成することができる。
【００２２】
図２を参照して、ＶＡ−ＬＣＤの視野角補償のために用いられる位相差フィルムの屈折率を詳しく見れば、次の通りである。
【００２３】
面上屈折率のうちｘ軸方向の屈折率をｎｘ、ｙ軸方向の屈折率をｎｙ、厚さ（ｄ）方向屈折率をｎｚとする時、屈折率の大きさによって位相差フィルムの特性が決定されるが、三軸方向の屈折率のうち三軸方向の屈折率が全て相異した場合を二軸性位相差フィルムとし、この時の二軸性位相差フィルムは次の通り定義できる。
【００２４】
（１）ｎｘ≠ｎｙ＞ｎｚである時、−二軸性位相差フィルムとし、数学式１によって定義された面上の位相差値（Ｒｉｎ、ｉｎ−ｐｌａｎｅ  ｒｅｔａｒｄａｔｉｏｎ  ｖａｌｕｅ）の大きさはＲｉｎ＞０である。
【００２５】
［数学式１］
Ｒｉｎ＝ｄ×（ｎｘ−ｎｙ）
（ここで、ｄはフィルムの厚さを示す）
【００２６】
そして、数学式２によって定義された厚さ方向位相差値（Ｒｔｈ、ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ  ｒｅｔａｒｄａｔｉｏｎ  ｖａｌｕｅ）の大きさはＲｔｈ＜０である。
【００２７】
［数学式２］
Ｒth＝ｄ×（ｎｚ−ｎｙ）
（ここでｄはフィルムの厚さを示す）
【００２８】
（２）ｎｘ≠ｎｚ＞ｎｙである時、＋二軸性位相差フィルムとし、面上の位相差値と厚さ方向位相差値とは前記数学式１、２と同一であり、Ｒｉｎ＞０、かつ、Ｒｔｈ＞０を示す。
【００２９】
前記二軸性位相差フィルムは、５５０ｎｍ波長で４０ｎｍ〜１１０ｎｍ範囲の面上の位相差値を有することが好ましく、５５０ｎｍ波長で−３００ｎｍ〜−１８０ｎｍの厚さ方向位相差値を有することが好ましい。
【００３０】
本発明において、前記二軸性位相差フィルムとしては、延伸されたシクロオレフィンフィルム、延伸されたトリアセテートセルロースフィルム、延伸されたポリノルボルネンフィルム、二軸性液晶フィルムなどが使用可能である。
【００３１】
本発明の一体型偏光板において、保護フィルムとして二軸性位相差フィルムが備えられた前記偏光膜の第１面の反対面の第２面に保護フィルムが備えられることが好ましい。この時、保護フィルムとしては、厚さ方向位相差がないか、負の厚さ方向位相差値を有するフィルムを用いることができる。また、前記偏光膜の第２面にも偏光膜の第１面のように保護フィルムとして二軸性位相差フィルムが備えられる。本発明において、前記偏光膜の第１面と第２面には同一の保護フィルムが用いられることもでき、相異した保護フィルムが用いられることもできる。
【００３２】
前記偏光膜の第２面の保護フィルムとしては、例えばトリアセテートセルロース（ＴＡＣ）フィルム、開環重合（ｒｉｎｇ  ｏｐｅｎｉｎｇ  ｍｅｔａｔｈｅｓｉｓ  ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ；ＲＯＭＰ）で製造されたポリノルボルネン系フィルム、開環重合された環型オレフィン系重合体に再び水素添加して得られたＨＲＯＭＰ（ｒｉｎｇ  ｏｐｅｎｉｎｇ  ｍｅｔａｔｈｅｓｉｓ  ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ  ｆｏｌｌｏｗｅｄ  ｂｙ  ｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｉｏｎ）重合体フィルム、ポリエステルフィルム、または付加重合（ａｄｄｉｔｉｏｎ  ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ）で製造されたポリノルボルネン系フィルムなどであり得る。以外にも透明な高分子材料で製造されたフィルムが保護フィルムなどとして用いられるが、これらの例にのみ限定されることはない。
【００３３】
本発明の一体型偏光板において、保護フィルムと偏光膜は当技術分野に知られている方法で貼り合わせることができる。
【００３４】
例えば、保護フィルムと偏光膜との貼り合わせは接着剤を用いた接着方式によってなされる。すなわち、先ず偏光膜の保護フィルムまたは偏光膜のＰＶＡフィルムの表面上にロールコータ、グラビアコータ、バーコータ、ナイフコータ、またはキャピラリコータなどを用いて接着剤をコーティングする。接着剤が完全に乾燥される前に保護フィルムと偏光膜とを貼り合わせロールで加熱圧着したり、常温圧着したりして貼り合わせる。ホットメルト型接着剤を用いる場合には加熱圧着ロールを使わなければならない。
【００３５】
前記保護フィルムと偏光膜の貼り合わせの際、使用可能な接着剤は、一液型または二液型のＰＶＡ接着剤、ポリウレタン系接着剤、エポキシ系接着剤、スチレンブタジエンゴム系（ＳＢＲ系統）接着剤、またはホットメルト型接着剤などがあるが、これらの例にのみ限定されることはない。ポリウレタン系接着剤を用いる場合、光によって黄変しない脂肪族イソシアネート系化合物を用いて製造されたポリウレタン系接着剤を用いることが好ましい。一液型または二液型のドライラミネート用接着剤またはイソシアネートと水酸基との反応性が比較的低い接着剤を用いる場合にはアセテート系溶剤、ケトン系溶剤、エーテル系溶剤、または芳香族系溶剤などで希釈した溶液型接着剤を用いることもできる。この時、接着剤粘度は５０００ｃｐｓ以下の低点度型のものが好ましい。前記接着剤は、保存安定性が優れながらも、４００〜８００ｎｍでの光透過度が９０％以上のものが好ましい。
【００３６】
十分な粘着力を発揮することができれば粘着剤も用いられる。粘着剤は、貼り合わせ後熱または紫外線によって十分に硬化が生じて機械的強度が接着剤水準まで向上することが好ましく、界面接着力も大きくて粘着剤が取付けられた両側フィルムのうち何れか一方が破壊されなければ剥離しない程度の粘着力を有することが好ましい。
【００３７】
使用可能な粘着剤の具体的な例としては、光学透明性が優れた天然ゴム、合成ゴムまたはエラストマ、塩化ビニル／酢酸ビニル共重合体、ポリビニルアルキルエーテル、ポリアクリレート、変性ポリオレフィン系粘着剤などと、ここにイソシアネートなどの硬化剤を添加した硬化型粘着剤を挙げられる。
【００３８】
本発明に係わる一体型偏光板は、垂直配向液晶表示装置に用いる場合、偏光板の保護フィルムとして用いられた二軸性位相差フィルムが液晶層の複屈折率による位相差を補償する効率に優れる。
【００３９】
また、本発明は、前記一体型偏光板を含む垂直配向液晶表示装置を提供する。具体的に、本発明に係わる垂直配向液晶表示装置は、吸収軸が相互垂直の第１偏光板と第２偏光板との間に負の誘電率異方性を有する液晶を満たした液晶セルを備えている垂直配向液晶表示装置であって、前記第１偏光板が偏光膜および前記偏光膜の液晶セルと接する第１面に内部保護フィルムとして備えられた二軸性位相差フィルムを含み、前記偏光膜の吸収軸と前記二軸性位相差フィルムの光軸とが垂直の一体型偏光板であることを特徴とする。
【００４０】
本発明の液晶表示装置は、液晶セルの中の液晶の光軸が偏光板と垂直の垂直配向液晶表示装置（ＶＡ−ＬＣＤ）であって、第１偏光板１１、２枚の基板の間に負の誘電率異方性（Δε＜０）を有する液晶が満たされた垂直配向された液晶セル６および第２偏光板１２を備え、第１偏光板の吸収軸３と第２偏光板の吸収軸９が垂直している。
【００４１】
前記垂直配向液晶表示装置において、前記液晶セルは電圧がオン（ＯＮ）またはオフ（ＯＦＦ）状態で液晶セルの屈折率がｎｘ≒ｎｙ＜ｎｚの関係を満足することが好ましい。また、前記液晶セルとしては、第１の基板と第２の基板に電極対を含むリッジ（ｒｉｄｇｅ）が液晶層に隣接した表面上に形成されてマルチドメイン（ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ）を成しているＭＶＡ（ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ  ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ  ａｌｉｇｎｅｄ）モード、電極にパターンを形成して電圧印加時にマルチドメイン構造を形成するＰＶＡ（Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ  Ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ  ａｌｉｇｎｅｄ）モード、またはカイラル添加剤を用いるＶＡ（ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ  ａｌｉｇｎｅｄ）モードを用いることができる。液晶セルのセルギャップは２．５〜８μｍであることが好ましい。
【００４２】
ＶＡ−ＬＣＤにおいて、明状態（ｗｈｉｔｅ  ｓｔａｔｅ）は、直交偏光板状態でバックライトから入射した光を０°直線偏光させ、０°直線偏光した光が液晶層を通過した後に９０°回転した直線偏光になって透過する原理を用いる。０°直線偏光した光が９０°回転した直線偏光になるには、液晶セルの位相差値が入射した光波長の１／２になってのみ可能である。
【００４３】
前記第１偏光板の偏光膜の第１面に内部保護フィルムとして備えられた二軸性位相差フィルムは、Ｒｉｎ＞０であり、Ｒｔｈ＜０である−二軸性位相差フィルム、またはＲｉｎ＞０であり、Ｒｔｈ＞０である＋二軸性位相差フィルムである。
【００４４】
前記二軸性位相差フィルムは、５５０ｎｍ波長で４０ｎｍ〜１１０ｎｍ範囲の面上の位相差値を有することが好ましく、５５０ｎｍ波長で−３００ｎｍ〜−１８０ｎｍの厚さ方向位相差値を有することが好ましい。
【００４５】
本発明において、前記二軸性位相差フィルムとしては、延伸されたシクロオレフィンフィルム、延伸されたトリアセテートセルロースフィルム、延伸されたポリノルボルネンフィルム、二軸性液晶フィルムなどが使用可能である。
【００４６】
本発明の垂直配向液晶表示装置において、前記第１偏光板の偏光膜の液晶セルと接する第１面の反対面の第２面、第２偏光板の偏光膜の液晶セルと接する第１面、および第２偏光板の偏光膜の第２面には、保護フィルムが備えられることが好ましい。この時、保護フィルムとしては、厚さ方向位相差がないか、負の厚さ方向位相差値を有するフィルムを用いることができる。第１偏光板の偏光膜の第２面、第２偏光板の偏光膜の第１面および第２面にも前記第１偏光板の偏光膜の第１面のように保護フィルムとして二軸性位相差フィルムが備えられる。これら保護フィルムは、全て同一の保護フィルムが用いられることもでき、相異した保護フィルムが用いられることもできる。
【００４７】
第１偏光板の偏光膜の第２面、第２偏光板の偏光膜の第１面および第２面の保護フィルムとしては、例えばトリアセテートセルロース（ＴＡＣ）フィルム、開環重合（ｒｉｎｇ  ｏｐｅｎｉｎｇ  ｍｅｔａｔｈｅｓｉｓ  ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ；ＲＯＭＰ）で製造されたポリノルボルネン系フィルム、開環重合された環型オレフィン系重合体を再び水素添加して得られたＨＲＯＭＰ（ｒｉｎｇ  ｏｐｅｎｉｎｇ  ｍｅｔａｔｈｅｓｉｓ  ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ  ｆｏｌｌｏｗｅｄ  ｂｙ  ｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｉｏｎ）重合体、ポリエステルフィルム、または付加重合（ａｄｄｉｔｉｏｎ  ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ）で製造されたポリノルボルネン系フィルムなどであり得る。以外にも透明な高分子材料で製造されたフィルムが保護フィルムなどとして用いられるが、これらの例にのみ限定されることはない。
【００４８】
特に、前記第２偏光板において、偏光膜の液晶セルと接する第１面に備えられる保護フィルム、すなわち第２偏光板の内部保護フィルムは厚さ方向位相差が−６０以上０以下のフィルムを用いるのが好ましく、厚さ方向位相差が０であるフィルムを用いるのが好ましく、具体的に未延伸シクロオレフィン、未延伸トリアセテートセルロース、および未延伸ポリノルボルネンであることが好ましい。このような材料からなるフィルムが第２偏光板の内部保護フィルムとして用いられ、第１偏光板の内部保護フィルムとして二軸性位相差フィルムが用いられる場合、他の組合せに比べて、より一層優れた光学物性を達成することができる。
【００４９】
本発明に係わる垂直配向液晶表示装置において、前記第２偏光板が偏光膜および前記偏光膜の前記液晶セルと接する第１面に内部保護フィルムとして備えられた二軸性位相差フィルムを含む一体型偏光板である場合、前記偏光膜の吸収軸と前記二軸性位相差フィルムの光軸とは垂直することが好ましい。
【００５０】
本発明に係わる液晶表示装置は、バックライトを第１偏光板側に備えることもでき、第２偏光板側に備えることもできる。
【００５１】
本発明により二軸性位相差フィルム４が第１偏光板１１の内部保護フィルムに適用された第１実施態様を図３を介して調べれば次の通りである。二軸性位相差フィルム４は、第１偏光板１１の偏光膜のＰＶＡ２とＶＡ液晶セル６との間に配置されており、二軸性位相差フィルムの光軸５は、第１偏光板の偏光膜のＰＶＡの吸収軸３と垂直して置かれている。この時、バックライトは第２偏光板１２と隣接しており、観察者の位置は第１偏光板１１に隣接している。
【００５２】
図４に例示した本発明の第２実施態様に係わるＶＡ−ＬＣＤの構造を調べれば次の通りである。二軸性位相差フィルム４は、第１偏光板１１の偏光膜のＰＶＡ２とＶＡ液晶セル６との間に配置されており、この時、二軸性位相差フィルム４の光軸５は、第１偏光板の偏光膜の吸収軸３と垂直して置かれている。この時、バックライトは第１偏光板１１と隣接しており、観察者の位置は第２偏光板１２に隣接している。
【発明の効果】
【００５３】
本発明に係わる垂直配向液晶表示装置（ＶＡ−ＬＣＤ）は、二軸性位相差フィルムを第１偏光板の内部保護フィルムとして用いることによって、既存のものと同等以上の視野角補償特性確保が可能であり、構造を単純化して製造工程を単純化させられるため、既存の構造に比べて価格競争力を確保できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５４】
以下、下記の実施例を介して、本発明をより詳しく説明するが、本発明の範囲が実施例に限定されるのではない。
【００５５】
実施例１
図３の構造を有する第１実施態様において、ＶＡ液晶セル６はセルギャップが２．９μｍ、プレチルト角が８９°、誘電率異方性Δεが−４．９、複屈折Δｎが０．０９９である液晶で満たされたＶＡ液晶セル６で構成する。
【００５６】
第１偏光板１１の内部保護フィルムの二軸性位相差フィルム４は、厚さが８０μｍのシクロオレフィン（ＣＯＰ、ｃｙｃｌｏ−ｏｌｅｆｉｎ  Ｐｏｌｙｍｅｒ）フィルムを用い、その面上の位相差値Ｒｉｎと厚さ方向位相差値は下記表１のようである。
【００５７】
第２偏光板１２の内部保護フィルム７は、厚さが８０μｍで厚さ位相差が−５６ｎｍのトリアセテートセルロース（ＴＡＣ、ｔｒｉａｃｅｔａｔｅ  ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）または厚さが５０μｍで厚さ位相差が−３０ｎｍのトリアセテートセルロースを用いた。
【００５８】
第１偏光板と第２偏光板の外部保護フィルムは、内部保護フィルムと同一なものを用いた。
【００５９】
白色光を用いた時、全ての動径角に対する０°〜８０°範囲の傾斜角でコントラスト特性を下記表１および図７に示す。
【００６０】
図７では傾斜角７５°でコントラスト特性が２５：１であって、従来の液晶表示装置のコントラスト特性に比べて同等以上を示した。
【００６１】
【表１】
2008530586.tif 000003
【００６２】
実施例２
図４の構造を有する本発明の第２実施態様で、ＶＡ液晶セル６はセルギャップが２．９μｍ、プレチルト角が８９°、誘電率異方性Δεが−４．９、複屈折Δｎが０．０９９である液晶で満たされたＶＡ液晶セル６で構成する。
【００６３】
第１偏光板１１の内部保護フィルムの二軸性位相差フィルム４の面上の位相差値Ｒｉｎは６０ｎｍで、厚さ方向位相差値は−２２０ｎｍである。この時、二軸性位相差フィルム４は、シクロオレフィン（ＣＯＰ）を用い、第２偏光板１２の内部保護フィルム７としては厚さが８０μｍのトリアセテートセルロース（ＴＡＣ）フィルムを用いた。
【００６４】
第１偏光板と第２偏光板の外部保護フィルムは内部保護フィルムと同一なものを用いた。
【００６５】
白色光を用いた時、全ての動径角に対する０°〜８０°範囲の傾斜角でコントラスト特性を図８に示す。
【００６６】
図８では傾斜角７５°でコントラスト特性が２３：１を示した。
【００６７】
比較例１
図５に開示した構造は、本発明に係わる実施例１や実施例２との比較のために、各々別途の内部保護フィルムを備えた第１偏光板１１および第２偏光板１２を有するＶＡ−ＬＣＤにおいて、第１偏光板１１とＶＡ液晶セル６との間に二軸性位相差フィルム４を配置した。この時に用いられたＶＡ液晶セル６は、実施例１や実施例２と同一のものを用いた。すなわち、ＶＡ−パネル６としてそのセルギャップが２．９μｍ、プレチルト角が８９°、誘電率異方性Δεが−４．９、複屈折Δｎが０．０９９である液晶で満たされたＶＡ液晶セル６で構成する。
【００６８】
第１偏光板１１に隣接した二軸性位相差フィルム４の面上の位相差値Ｒｉｎは６０ｎｍで、厚さ方向位相差値は−１９０ｎｍである。第１偏光板１１および第２偏光板１２は全て内部保護フィルムおよび外部保護フィルムであって、厚さが８０μｍで厚さ方向位相差値が−５６ｎｍのトリアセテートセルロース（ＴＡＣ）フィルムを用いた。
【００６９】
白色光を用いた時、全ての動径角に対する０°〜８０°範囲の傾斜角でコントラスト特性を図９に示す。
【００７０】
上記の通り、第１偏光板１１の内部保護フィルムを８０μｍＴＡＣで用い、液晶セル６と第１偏光板１１との間に二軸性位相差フィルム４を添加する場合、図９で傾斜角７５°でのコントラスト特性が１１：１に過ぎないことが分かった。
【００７１】
比較例２
図６の構造に係る比較例２は、各々内部保護フィルムを有する第１偏光板１１と第２偏光板１２およびその間に配置されるＶＡ液晶セル６の間にＡ−プレート１５と−Ｃ−プレート１７による２枚の位相差フィルム１５，１７が配置される構造である。この時、実験に用いられたＶＡ−パネル６は、セルギャップが２．９μｍ、プレチルト角が８９°、誘電率異方性Δεが−４．９、複屈折Δｎが０．０９９である液晶で満たされたＶＡ液晶セル６で構成する。
【００７２】
第２偏光板１２に隣接した−Ｃ−プレート１７は液晶フィルムで作られ、５５０ｎｍ波長での厚さ方向位相差値Ｒｔｈが−１６５ｎｍである。第１偏光板１１に隣接したＡ−プレート１５は面上の位相差値Ｒｉｎが９０ｎｍである。第１偏光板１および第２偏光板３の内部保護フィルムおよび外部保護フィルムは、全て厚さが８０μｍで、厚さ方向位相差値が−５６ｎｍのトリアセテートセルロース（ＴＡＣ）フィルムを用いた。
【００７３】
白色光を用いた時、全ての動径角に対する０°〜８０°範囲のコントラスト特性を図１０に示し、傾斜角７５°でのコントラスト特性が１６：１である。
【００７４】
実施例３〜実施例７
下記表２は、吸収軸が相互垂直の第１偏光板と第２偏光板との間に垂直配向液晶セルを備え、バックライトが前記第２偏光板側に配置されている液晶表示装置において、前記偏光板の内部保護フィルムの種類にともなう傾斜角７５°でのコントラスト特性を示したものである。
【００７５】
ここで、ＶＡ液晶セルは、セルギャップが２．９μｍ、プレチルト角が８９°、誘電率異方性Δεが−４．９、複屈折Δｎが０．０９９である液晶で満たされたＶＡ液晶セルで構成する。また、第１偏光板と第２偏光板の外部保護フィルムは、内部保護フィルムと同一のものを用いた。
【００７６】
【表２】
2008530586.tif 000004
【００７７】
実施例３〜実施例５は、一体型偏光板の位置にともなうコントラスト特性を評価したものである。実施例３〜５において、各々の白色を用いた時、全ての動径角に対する０°〜８０°範囲の傾斜角でコントラスト特性を図１１〜図１３に示す。
【００７８】
図１４は実施例４、実施例６および実施例７について傾斜角７５゜で全ての動径角に対するコントラスト比特性を示すグラフである。コントラスト比特性は、動径角の見る方向に応じて変わり、全ての動径角のうち最小コントラスト比は、視野角特性が最も悪く現れる角度で、最小コントラスト比特性が優れるほど視野角特性が優れることを示す。これを介して、いずれか１つの偏光板の内部保護フィルムとして二軸性フィルムを用い、他の残り１つの偏光板の内部保護フィルムとして厚さ方向の位相差値が０のフィルムを用いる場合、最も優れた効果を示すということを確認できる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】従来の二軸性位相差フィルムを補償フィルムとして用いたＶＡ−ＬＣＤ構造の一例を示す断面図である。
【図２】位相差フィルムの屈折率を示す図面である。
【図３】本発明の第１実施態様に係わるＶＡ−ＬＣＤ構造を概略的に示す図面である。
【図４】本発明の第２実施態様に係わるＶＡ−ＬＣＤ構造を概略的に示す図面である。
【図５】比較例１に対するＶＡ−ＬＣＤ構造を概略的に示す図面である。
【図６】比較例２に対するＶＡ−ＬＣＤ構造を概略的に示す図面である。
【図７】全ての動径角において、０°〜８０°範囲の傾斜角に対し、白色光を用いた時の本発明の第１実施態様に係わるＶＡ−ＬＣＤ構造に対するコントラスト比をシミュレーションした結果を示す図面である。
【図８】全ての動径角において、０°〜８０°範囲の傾斜角に対し、白色光を用いた時の本発明の第２実施態様に係わるＶＡ−ＬＣＤ構造に対するコントラスト比をシミュレーションした結果を示す図面である。
【図９】全ての動径角において、０°〜８０°範囲の傾斜角に対し、白色光を用いた時の比較例１のＶＡ−ＬＣＤ構造に対するコントラスト比を示す実験結果の図面である。
【図１０】全ての動径角において、０°〜８０°範囲の傾斜角に対し、白色光を用いた時の比較例２のＶＡ−ＬＣＤ構造に対するコントラスト比を示す実験結果の図面である。
【図１１】全ての動径角において、０°〜８０°範囲の傾斜角に対し、白色光を用いた時の実施例３のＶＡ−ＬＣＤ構造に対するコントラスト比を示す実験結果の図面である。
【図１２】全ての動径角において、０°〜８０°範囲の傾斜角に対し、白色光を用いた時の実施例４のＶＡ−ＬＣＤ構造に対するコントラスト比を示す実験結果の図面である。
【図１３】全ての動径角において、０°〜８０°範囲の傾斜角に対し、白色光を用いた時の実施例５のＶＡ−ＬＣＤ構造に対するコントラスト比を示す実験結果の図面である。
【図１４】実施例４、実施例６および実施例７のＶＡ−ＬＣＤ構造に対するコントラスト比を比較する図面である。
【符号の説明】
【００８０】
１  外部保護フィルム
２  ＰＶＡ（ｐｏｌｙ  ｖｉｎｙｌ  ａｌｃｏｈｏｌ）
４  二軸性フィルム
６  液晶セル
７  内部保護フィルム
８  ＰＶＡ
１０  外部保護フィルム
１１  第１偏光板
１１ａ  偏光膜
１１ｂ  ＴＡＣ（ｔｒｉａｃｅｔｙｌ  ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）フィルム
１２  第２偏光板
１２ａ  偏光膜
１２ｂ  ＴＡＣフィルム
１５  Ａ−プレート
【図１】
2008530586.tif 000005
【図２】
2008530586.tif 000006
【図３】
2008530586.tif 000007
【図４】
2008530586.tif 000008
【図５】
2008530586.tif 000009
【図６】
2008530586.tif 000010
【図７】
2008530586.tif 000011
【図８】
2008530586.tif 000012
【図９】
2008530586.tif 000013
【図１０】
2008530586.tif 000014
【図１１】
2008530586.tif 000015
【図１２】
2008530586.tif 000016
【図１３】
2008530586.tif 000017
【図１４】
2008530586.tif 000018
【国際調査報告】
2008530586.tif 000019
2008530586.tif 000020