(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＩＰＳ液晶ディスプレイの光学補償用光学フィルムであって、
位相差が正常波長分散特性を有する負の二軸性位相差層と、
前記負の二軸性位相差層の下部に存在し、位相差が正常波長分散特性を有する垂直配向液晶層と、
前記垂直配向液晶層の下部に、前記垂直配向液晶層に隣接して存在し、前記垂直配向液晶層との屈折率の差の絶対値が０.１以上であり、厚さが１００ｎｍ〜２００ｎｍの範囲内にある、位相差が逆波長分散特性を有する等方性層と、
を含み、
前記負の二軸性位相差層および前記垂直配向液晶層の厚さ方向の位相差の合計が正の値を有し、
遅相軸方向の屈折率をＮｘ、進相軸方向の屈折率をＮｙ、および厚さ方向の屈折率をＮｚとした場合、
前記負の二軸性位相差層の厚さ方向の位相差はＲｔｈ＝ｄ×(Ｎｚ−Ｎｙ)で表され、
前記負の二軸性位相差層は、Ｎｘ＞Ｎｙ＞Ｎｚの関係を満足する、光学フィルム。
【請求項２】
前記等方性層は、前記垂直配向液晶層の下部に存在する請求項１に記載の光学フィルム。
【請求項３】
前記負の二軸性位相差層は、５５０ｎｍの波長の光に対する面上位相差(Ｒｉｎ)が、２０ｎｍ〜３００ｎｍの範囲内にある請求項１または２に記載の光学フィルム。
【請求項４】
前記負の二軸性位相差層は、５５０ｎｍの波長の光に対する厚さ方向の位相差(Ｒｔｈ)が、−４００ｎｍ〜−５ｎｍの範囲内にある請求項１から３のいずれか１項に記載の光学フィルム。
【請求項５】
前記負の二軸性位相差層は、アクリルポリマーフィルムまたは環型オレフィンポリマーフィルムである請求項１から４のいずれか１項に記載の光学フィルム。
【請求項６】
前記垂直配向液晶層の厚さ方向の位相差と前記負の二軸性位相差層の厚さ方向の位相差の数値の合計が、２０ｎｍ以上である請求項１から５のいずれか１項に記載の光学フィルム。
【請求項７】
前記等方性層の屈折率が１.５以上である請求項１から６のいずれか１項に記載の光学フィルム。
【請求項８】
前記等方性層の屈折率が１.４以下である請求項１から６のいずれか１項に記載の光学フィルム。
【請求項９】
前記等方性層は、ＩＴＯ(Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ)、ＺｎＳ、酸化チタン、シリコーン改質フルオロポリマー、酸化ケイ素粒子またはシリコーン物質を含む請求項１から８のいずれか１項に記載の光学フィルム。
【請求項１０】
偏光子及び前記偏光子の一側に配置されている請求項１から９のいずれか１項に記載の光学フィルムを含む複合偏光板。
【請求項１１】
光学フィルムの前記負の二軸性位相差層が前記垂直配向液晶層に比べて前記偏光子に近く配置されており、前記負の二軸性位相差層の遅相軸が前記偏光子の光吸収軸と成す角度が、８０度〜１００度の範囲内にある請求項１０に記載の複合偏光板。
【請求項１２】
光学フィルムの前記垂直配向液晶層が前記負の二軸性位相差層に比べて前記偏光子に近く配置されており、前記負の二軸性位相差層の遅相軸が前記偏光子の光吸収軸と成す角度が、１７０度〜１９０度の範囲内にある請求項１０に記載の複合偏光板。
【請求項１３】
請求項１から９のいずれか１項に記載の光学フィルムまたは請求項１０から１２のいずれか１項に記載の複合偏光板を含む液晶ディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学フィルム、複合偏光板及び液晶ディスプレイ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
代表的なディスプレイ装置であるＬＣＤ(Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ)は、液晶分子を含む液晶セルを有する。液晶セルに含まれる液晶分子は複屈折を有し、このような複屈折により液晶ディスプレイを見る位置によって光の屈折率の差が発生し、その結果、液晶ディスプレイを観察する際に、観察位置によって具現される画面の品質が落ちる問題点がある。このような問題点を考慮して液晶ディスプレイに適用できる多様な光学補償フィルムなど位相差フィルムが提案されている(例えば、特許文献１及び特許文献２)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】韓国公開特許第２０１３−０１０１３２７号公報
【特許文献２】韓国公開特許第２０１３−０００３０７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、光学フィルム、複合偏光板及び液晶ディスプレイ装置を提供する。本発明は、多様な液晶ディスプレイ、特に、いわゆる面上スイッチング(ＩＰＳ：Ｉｎ ｐｌａｎｅ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ)液晶ディスプレイの光学補償に効果的に適用できる光学フィルムまたは複合偏光板及びそれを含む液晶ディスプレイ装置を提供することを一つの主要な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
例示的な光学フィルムは、負の二軸性位相差層と垂直配向液晶層を含み、前記負の二軸性位相差層または垂直配向液晶層との屈折率の差が０.１以上の等方性層を含むことができる。
【０００６】
特定しない限り、本発明で用語「屈折率」または「位相差(ｒｅｔａｒｄａｔｉｏｎ)」は、５５０ｎｍの波長の光に対する屈折率または位相差を意味する。また、前記等方性層と負の二軸性位相差層または垂直配向液晶層の屈折率の差で、前記位相差層または液晶層の屈折率は、平均屈折率、すなわち、後述する遅相軸方向の屈折率(Ｎｘ)、進相軸方向の屈折率(Ｎｙ)及び厚さ方向の屈折率(Ｎｚ)の平均値({Ｎｘ＋Ｎｙ＋Ｎｚ}/３)を意味する。
【０００７】
本発明で用語「負の二軸性位相差層」は、前記層の遅相軸方向の屈折率(Ｎｘ)、進相軸方向の屈折率(Ｎｙ)及び厚さ方向の屈折率(Ｎｚ)が、Ｎｘ ＞ Ｎｙ ＞ Ｎｚの関係を満足する位相差層を意味することができる。
【０００８】
前記遅相軸方向は、位相差層の面上で一番高い屈折率を示す方向であり、進相軸方向は、位相差層の面上で前記遅相軸方向と直交する方向であり、厚さ方向は、前記遅相軸及び進相軸に直交する方向を意味することができる。例えば、図１において、位相差層１００のＸ軸方向を遅相軸方向とする場合、それに直交するＹ軸方向が進相方向であり、Ｘ軸及びＹ軸に直交するＺ軸方向が厚さ方向である。
【０００９】
また、本発明で用語「垂直配向液晶層」は、実質的に垂直配向された液晶を含む液晶高分子層を意味し、前記高分子層は、いわゆる＋Ｃプレートの特性を示すことができる。前記＋Ｃプレートの特性は、その遅相軸方向の屈折率(Ｎｘ)と進相軸方向の屈折率(Ｎｙ)が実質的に同一であり、厚さ方向の屈折率(Ｎｚ)が進相軸方向の屈折率(Ｎｙ)に比べて大きい場合(Ｎｚ ＞ Ｎｙ)を意味することができる。前記遅相軸方向の屈折率(Ｎｘ)と進相軸方向の屈折率(Ｎｙ)の同一は、実質的な同一であり、したがって、工程誤差などによって発生する微細な差がある場合も実質的に同一な範疇に含まれる。また、垂直配向液晶層は、＋Ｃプレートの特性を示す限り、一部垂直配向されない液晶を含んでもよい。
【００１０】
また、本発明で用語「等方性層」は、その遅相軸方向の屈折率(Ｎｘ)、進相軸方向の屈折率(Ｎｙ)及び厚さ方向の屈折率(Ｎｚ)が全て実質的に同一な場合を意味することができる。前記同一も実質的な同一であり、したがって、各屈折率間の工程誤差などによって発生する微細な差がある場合も前記同一の範疇に含まれる。
【００１１】
光学フィルムで垂直配向液晶層は、負の二軸性位相差層の下部に存在することができる。また、前記等方性層は、前記位相差層と液晶層との間、前記位相差層の上部または前記液晶層の下部に存在することができる。図２及び図３は、例示的な光学フィルムの断面図として、図２は、負の二軸性位相差層１０と垂直配向液晶層２０の間に等方性層３０が存在する場合であり、図３は、負の二軸性位相差層１０の下部に垂直配向液晶層２０と等方性層３０が順次存在する場合である。図示していないが、等方性層３０は、負の二軸性位相差層１０の上部に存在してもよい。
【００１２】
本発明で用語「上部」または「下部」は、前記位相差層、液晶層及び等方性層など光学フィルムまたは複合偏光板などに含まれる層間の相互位置関係を設定するための概念であり、実際適用過程などで該当層が必ず上部または下部方向に向けていることを意味することではない。
【００１３】
このような構造の位相差層は、多様な液晶ディスプレイの補償フィルムで有用に使用することができ、特に、いわゆるＩＰＳ液晶ディスプレイの暗(ｂｌａｃｋ)状態の傾斜角で発生する光漏洩を最小化させ、高いコントラストの割合を確保し、色変化(ｃｏｌｏｒ ｓｈｉｆｔ)を抑制することができる補償フィルムで有用に使用されることができる。
【００１４】
光学フィルムに含まれる負の二軸性位相差層は、５５０ｎｍの波長の光に対する面上位相差(Ｒｉｎ)が２０ｎｍ〜３００ｎｍの範囲内にある。前記面上位相差(Ｒｉｎ)は、他の例示で、約２５ｎｍ以上、３０ｎｍ以上、３５ｎｍ以上、４０ｎｍ以上、４５ｎｍ以上、５０ｎｍ以上、５５ｎｍ以上、６０ｎｍ以上、６５ｎｍ以上、７０ｎｍ以上、８０ｎｍ以上、９０ｎｍ以上、１００ｎｍ以上または１１０ｎｍ以上である。また、前記面上位相差(Ｒｉｎ)は、他の例示で、約２５０ｎｍ以下、約２４０以下、約２３０ｎｍ以下、約２２０ｎｍ以下、約２１０ｎｍ以下、約２００ｎｍ以下、約１９０ｎｍ以下、約１８０ｎｍ以下、約１７０ｎｍ以下、約１６０ｎｍ以下、約１５０ｎｍ以下、約１４０ｎｍ以下または約１３０ｎｍ以下である。このような面上位相差(Ｒｉｎ)で、光学フィルムは、液晶ディスプレイ、特に、ＩＰＳ液晶ディスプレイに適用されて目的とする機能を効果的に実行することができる。本発明で用語「面上位相差」は、下記数式１で計算することができる。
【００１５】
[数式１]
Ｒｉｎ ＝ ｄ×(Ｎｘ − Ｎｙ)
【００１６】
数式１で、Ｒｉｎは、面上位相差であり、ｄは、該当層の厚さであり、Ｎｘは該当層の遅相軸方向の屈折率(５５０ｎｍ波長基準)であり、Ｎｙは、該当層の進相軸方向の屈折率(５５０ｎｍ波長基準)である。
【００１７】
負の二軸性位相差層は、５５０ｎｍの波長の光に対する厚さ方向の位相差(Ｒｔｈ)が−４００ｎｍ〜−５ｎｍの範囲内にある。前記厚さ方向の位相差(Ｒｔｈ)は、他の例示で、約−３５０ｎｍ以上、−３００ｎｍ以上、−２５０ｎｍ以上、−２００ｎｍ以上、約−１５０ｎｍ以上、−１００ｎｍ以上、−８０ｎｍ以上または−６０ｎｍ以上である。また、前記厚さ方向の位相差(Ｒｔｈ)は、他の例示で、約−１０ｎｍ以下、約−１５ｎｍ以下、約−２０ｎｍ以下、−２５ｎｍ以下、−３０ｎｍ以下、−３５ｎｍ以下または−４０ｎｍ以下である。このような厚さ方向の位相差(Ｒｔｈ)で、光学フィルムは、液晶ディスプレイ、特に、ＩＰＳ液晶ディスプレイに適用されて目的とする機能を効果的に実行することができる。本発明で用語「厚さ方向の位相差」は、下記数式２で計算することができる。
【００１８】
［数式２］
Ｒｔｈ ＝ ｄ×(Ｎｚ − Ｎｙ)
【００１９】
数式２で、Ｒｔｈは、厚さ方向の位相差であり、ｄは、該当層の厚さであり、Ｎｚは、該当層の厚さ方向の屈折率(５５０ｎｍ波長基準)であり、Ｎｙは、該当層の進相軸方向の屈折率(５５０ｎｍ波長基準)である。
【００２０】
負の二軸性位相差層は、いわゆる正常波長分散特性(ｎｏｒｍａｌ ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ)、フラット波長分散特性(ｆｌａｔ ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ)または逆波長分散特性(ｒｅｖｅｒｓｅ ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ)を有することができ、一つの例示で、正常波長分散特性を有することができる。
【００２１】
負の二軸性位相差層では、公知された多様な素材を使用することができる。位相差層関連分野では、上記のような特性を示す多様な種類の位相差層が知られている。一つの例示で、前記位相差層は、高分子フィルムであることができる。公知された方式として高分子フィルムに延伸などを実行して位相差を付与する方式が知られている。高分子フィルムでは、ＴＡＣ(ｔｒｉａｃｅｔｙｌｅ ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ)フィルムのようなセルロースフィルム、ＰＮＢ(ｐｏｌｙ(ｎｏｒｂｏｒｎｅｎｅ)フィルムのような環型オレフィンポリマーフィルム、ＰＣ(ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ)フィルムのようなポリエステルフィルムまたはアクリルポリマーフィルムなどを使用することができる。前記高分子フィルムは、位相差を付与するために一軸または二軸延伸されたフィルムであることができる。
【００２２】
負の二軸性位相差層の厚さは、特別に限定されない。但し、前記目的する位相差の達成可能性や製品への適用可能性などを考慮して、前記厚さは、約１μｍ〜１００μｍの範囲内で定まることができる。前記厚さは、他の例示で、５μｍ以上、１０μｍ以上、１５μｍ以上または約２０μｍ以上である。前記厚さは、他の例示で、約９０μｍ以下、約８０μｍ以下、約７０μｍ以下、約６０μｍ、約５０μｍ以下、約４０μｍ以下または約３０μｍ以下である。
【００２３】
光学フィルムに含まれる垂直配向液晶層は、上述のように、実質的に垂直配向された液晶を含む液晶高分子層であり、これは＋Ｃプレートの特性を示すことができる。＋Ｃプレートの特性を示すことができる実質的に垂直配向された液晶高分子層自体は、多様に公知されている。このような垂直配向液晶層は、上述の５５０ｎｍ 波長の光に対する面上位相差(Ｒｉｎ)が実質的に０ｎｍである。但し、上述のように、工程誤差などによって垂直配向液晶層の場合にも遅相軸方向の屈折率(Ｎｘ)と進相軸方向の屈折率(Ｎｙ)がある程度差がある場合もある。したがって、垂直配向液晶層で、前記面上位相差(Ｒｉｎ)は、−１０ｎｍ〜１０ｎｍ、−５ｎｍ〜５ｎｍまたは−３ｎｍ〜３ｎｍの範囲内にあることができる。
【００２４】
垂直配向液晶層は、５５０ｎｍの波長の光に対する厚さ方向の位相差(Ｒｔｈ)が正の値を有する。本発明で前記垂直配向液晶層の厚さ方向位相差は、前記位相差と前記負の二軸性位相差層の厚さ方向の位相差の総合数値が正の数値を有することができる範囲で定まることができる。例えば、前記数値の合計、すなわち、垂直配向液晶層の厚さ方向の位相差(Ｒｔｈ)(５５０ｎｍ波長基準)と負の二軸性位相差層の厚さ方向の位相差(Ｒｔｈ)(５５０ｎｍ波長基準)の合計は、０ｎｍ超過、５ｎｍ以上、１０ｎｍ以上、１５ｎｍ以上、２０ｎｍ以上、２５ｎｍ以上、３０ｎｍ以上、３５ｎｍ以上、４０ｎｍ以上、４５ｎｍ以上、５０ｎｍ以上、６０ｎｍ以上、７０ｎｍ以上、７５ｎｍ以上または８０ｎｍ以上である。また、前記合計は、５００ｎｍ以下、４５０ｎｍ以下、４００ｎｍ以下、３５０ｎｍ以下、３００ｎｍ以下、２６０ｎｍ以下、２３０ｎｍ以下、２００ｎｍ以下、１８０ｎｍ以下、１６０ｎｍ以下、１４０ｎｍ以下、１２０ｎｍ以下、１００ｎｍ以下または９０ｎｍ以下である。このような範囲は、液晶ディスプレイの光学補償、特に、ＩＰＳ液晶ディスプレイの光学補償において重要である。
【００２５】
垂直配向液晶層の厚さ方向の位相差範囲は、前記合計値を満たす限り、特別に限定されるものではなく、例えば、約５０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲内にあることができる。前記厚さ方向の位相差(Ｒｔｈ)は、他の例示で、約１００ｎｍ以上または１１０ｎｍ以上である。厚さ方向の位相差(Ｒｔｈ)は、他の例示で、約４５０ｎｍ以下、約４００ｎｍ以下、約３５０ｎｍ以下、約３００ｎｍ以下、約２５０ｎｍ以下、約２００ｎｍ以下または約１５０ｎｍ以下である。
【００２６】
垂直配向液晶層は、いわゆる正常波長分散特性(ｎｏｒｍａｌ ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ)、フラット波長分散特性(ｆｌａｔ ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ)または逆波長分散特性(ｒｅｖｅｒｓｅ ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ)を有することができ、一つの例示で、正常波長分散特性を有することができる。
【００２７】
上述のように、＋Ｃプレートの特性を示す垂直配向液晶層自体は、多様に公知されており、本発明では、このような公知の素材のうち前記特性を有する適切な種類を選択して使用することができる。
【００２８】
垂直配向液晶層の厚さは、特別に限定されず、前記目的する位相差範囲や製品への適用可能性などを考慮して適正範囲で定まることができる。
【００２９】
光学フィルムには、等方性層が含まれる。等方性層は、前記負の二軸性位相差層または垂直配向液晶層との屈折率の差の絶対値が０.１以上であり、厚さが１００ｎｍ〜２００ｎｍ、１００ｎｍ〜１９５ｎｍ、１００ｎｍ〜１９０ｎｍ、１００ｎｍ〜１８５ｎｍ、１００ｎｍ〜１８０ｎｍまたは１００ｎｍ〜１７５ｎｍの範囲内にあることができる。このような等方性層は、光が前記光学フィルムを透過する際に、いわゆる偏光回転及び薄膜干渉現象を誘導し、全体的な光学フィルムの光特性を液晶ディスプレイ、特に、ＩＰＳ液晶ディスプレイの光学補償に適合するように調節することができる。等方性層の前記屈折率の差の絶対値と厚さは、光学フィルムの全体的な構造、すなわちう、負の二軸性位相差層と垂直配向液晶層を含む構造において重要な意味を有する。すなわち、等方性層の前記屈折率の差の絶対値と厚さが前記範囲に存在しない場合、光学フィルムの光特性が液晶ディスプレイの光学補償に適合するように調節されにくい。
【００３０】
等方性層は、前記負の二軸性位相差層または垂直配向液晶層との屈折率の差の絶対値が、約０.１以上であり、他の例示で、約０.１５以上または約０.２以上である。前記絶対値は、他の例示で、約１以下、約０.９以下、約０.８以下、約０.７以下、約０.６以下、約０.５以下、約０.４以下または約０.３以下である。上記のような範囲の屈折率の差を有しながら１００ｎｍ〜２００ｎｍの厚さを有する等方性層は、光学フィルムの光特性を適切に制御することができる。
【００３１】
等方性層の屈折率は、上記のような屈折率差の絶対値を有する限り、特別に限定されるものではない。前記等方性層の屈折率は、前記位相差層または液晶層に比べて高い場合があり、反対に低い場合もある。一つの例示で、前記等方性層は、前記位相差層または液晶層に比べて高い屈折率を有することができ、この場合、屈折率の範囲は、約１.５以上、約１.６以上、約１.７以上または約１.７５以上である。上記の場合、屈折率は、他の例示で、約２.５以下、約２以下、約１.９以下または約１.８５以下である。他の例示で、前記等方性層は、前記位相差層または液晶層に比べて低い屈折率を有することができ、この場合、屈折率の範囲は、約１.４以下、約１.３５以下または約１.３以下である。上記の場合、屈折率は、他の例示で、約１.１以上、約１.２以上または約１.２５以上である。
【００３２】
等方性層の素材は、上記のような屈折率を有しながら実質的に等方性であるものであれば、特別に限定されない。例えば、等方性層が高屈折層の場合には、前記等方性層は、ＩＴＯ(Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ)、ＺｎＳまたは酸化チタンなどを含む層であることができる。また、等方性層が低屈折層の場合には、前記等方性層は、例えば、米国特許出願公開第２００６／０１４８８２４号明細書などに公知されているシリコーン改質フルオロポリマー、酸化ケイ素ナノ粒子またはＬＳＳ−２２３３−１０−ＰＳＴ(Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｙ Ｌｉｍｉｔｅｄ)などの商品名で公知されているもののようなシリコーン物質などを含むことができる。前記記載した物質以外にも光学フィルムの平均屈折率と屈折率差が０.１以上であり、等方性を有する物質であれば、いずれも等方性物質層を構成する物質で使用することができる。
【００３３】
上記のような素材を使用して等方性層を形成する方式は、特別に限定されない。例えば、等方性層が無機材料の層の場合に、公知のスパッタリング、真空蒸着などの方式を適用するか、ゾルゲルコーティングなどの方式を適用することができ、等方性層が有機材料の場合には、いわゆるｉＣＶＤなどのような蒸着方式や湿式または乾式コーティング方式を適用することができる。
【００３４】
本発明の光学フィルムは、上述した位相差層、液晶層及び等方性層の外にも必要な場合に他の層をさらに含むことができる。例えば、前記光学フィルムは、前記液晶層と隣接して配置されている垂直配向層をさらに含むことができる。垂直配向液晶層の種類は、特別な限定されず、公知の垂直配向液晶層を全て使用することができる。
【００３５】
また、本発明は、複合偏光板に関する。本発明の複合偏光板は、偏光子と前記偏光子の一側に配置されている前記光学フィルムを含むことができる。このような偏光板は、液晶ディスプレイ用、例えば、ＩＰＳ液晶ディスプレイ用偏光板であることができる。また、前記偏光板は、視認側偏光板であることができる。本発明で用語「視認側偏光板」は、液晶ディスプレイに含まれる偏光板のうち観察者側により近く配置されている偏光板を意味する。
【００３６】
本発明の偏光板に適用される偏光子の種類は、特別に限定されず、公知の偏光子を使用することができる。例えば、前記偏光子は、ヨウ素などの二色性物質が吸着配向されているポリビニルアルコール系フィルムなどであるか、あるいはリオトロピック液晶化合物のコーティング層であるか、反応性液晶組成物と二色性染料を含むホストゲスト(ｈｏｓｔ ｇｕｅｓｔ)型液晶組成物のコーティング層であることができる。
【００３７】
複合偏光板で光学フィルムは、前記負の二軸性位相差層が前記垂直配向液晶層に比べて前記偏光子に近く配置されているか、あるいは反対に前記垂直配向液晶層が前記負の二軸性位相差層に比べて前記偏光子に近く配置されていることができる。
【００３８】
前記光学フィルムの負の二軸性位相差層が前記液晶層に比べて前記偏光子に近く配置されている場合には、前記負の二軸性位相差層の遅相軸が前記偏光子の光吸収軸と約８０度〜１００度、約８５度〜９５度または約９０度を成している。反対に光学フィルムの垂直配向液晶層が前記位相差層に比べて前記偏光子に近く配置されている場合には、前記負の二軸性位相差層の遅相軸が前記偏光子の光吸収軸と約１７０度〜１９０度、約１７５〜約１８５度または約１８０度を成している。位相差層の遅相軸をこの範囲で調節することで、前記複合偏光板が液晶ディスプレイ、特に、ＩＰＳ液晶ディスプレイの光学補償に効果的に適用されることができる。
【００３９】
本発明で複合偏光板は、上述した偏光子及び光学フィルムの外にも必要な場合に他の層をさらに含むことができる。例えば、前記複合偏光板は、前記偏光子の一側または両側に配置された偏光子保護フィルムを含むことができる。前記偏光子保護フィルムの種類は、特別に限定されない。また、複合偏光板は、前記保護フィルムを必ず含む必要はない。例えば、前記光学フィルムが前記保護フィルムの役目を実行することができ、この場合、前記光学フィルムは、内部保護フィルムで使用することができる。本発明で用語「内部保護フィルム」は、複合偏光板が液晶ディスプレイに適用された時に、液晶セルと偏光子の間に配置される保護フィルムを意味することができる。
【００４０】
本発明は、前記光学フィルムまたは複合偏光板を含む液晶ディスプレイ、例えば、ＩＰＳ液晶ディスプレイに関する。本発明で用語「ＩＰＳ液晶ディスプレイ」には、一般的なＩＰＳモードはもちろん、いわゆるＳＩＰＳ(Ｓｕｐｅｒ Ｉｎ Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ)またはＦＦＳ(Ｆｒｉｎｇｅ Ｆｉｅｌｄ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ)モードで呼称される液晶ディスプレイも含まれることができる。前記液晶ディスプレイは、少なくとも順次配置された視認側偏光板、液晶セル及び下部偏光板を含むことができる。前記用語「視認側偏光板」は、下部偏光板に比べて観察者に近く配置される偏光板を意味することができる。光学フィルムが含まれる場合に、前記光学フィルムは、前記視認側偏光板と液晶セルの間に配置されることができる。
【００４１】
前記光学フィルムは、その負の二軸性位相差層がその垂直配向液晶層に比べて前記視認側偏光板に近く配置されるか、あるいは反対に垂直配向液晶層が前記位相差層に比べて前記視認側偏光板に近く配置されていることができる。位相差層が視認側偏光板により近く配置される場合に、前記位相差層の遅相軸は、前記視認側偏光板の光吸収軸と約８０度〜１００度、約８５度〜９５度または約９０度を成している。反対に垂直配向液晶層が前記位相差層に比べて前記視認側偏光板に近く配置されている場合には、前記負の二軸性位相差層の遅相軸は、前記視認側偏光板の光吸収軸と約１７０度〜１９０度、約１７５度〜１８５度または約１８０度を成している。位相差層の遅相軸をこの範囲で調節することで、液晶ディスプレイ、特に、ＩＰＳ液晶ディスプレイの光学補償に効果的に適用されることができる。
【００４２】
一方、前記複合偏光板が液晶ディスプレイに含まれる場合には、前記複合偏光板は前記ディスプレイの視認側偏光板で使用されることができ、このような場合に、複合偏光板の偏光子と液晶セルの間に光学フィルムが配置されることができる。
【００４３】
本発明の液晶ディスプレイに含まれる他の構成の種類やその配置などは、特別に限定されず、液晶ディスプレイ分野で適用される一般的な事項を適用することができる。
【００４４】
例えば、前記液晶ディスプレイがＩＰＳ液晶ディスプレイである場合に、前記液晶セルは、前記視認側及び下部偏光板の面と平行な面上に光軸(例えば、遅相軸)が存在する水平配向された液晶を含むことができ、前記液晶は、正の誘電率異方性または負の誘電率異方性を有することができる。また、前記視認側及び下部偏光板の光吸収軸は、お互いに直交するように配置されることができる。また、ＩＰＳ液晶ディスプレイは、いわゆるＯモードまたはＥモードの液晶ディスプレイであることができ、これによって、暗(ｂｌａｃｋ)状態で前記水平配向された液晶を含む液晶セルの光軸(例えば、遅相軸)は、前記下部偏光板の光吸収軸と平行であるか、あるいは直交するように配置されることができる。
【発明の効果】
【００４５】
本発明は、多様な液晶ディスプレイ、特に、いわゆる面上スイッチング(ＩＰＳ：Ｉｎ ｐｌａｎｅ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ)液晶ディスプレイの光学補償に効果的に適用することができる光学フィルムまたは複合偏光板及びそれを含む液晶ディスプレイを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】位相差層または液晶層の遅相軸、進相軸及び厚さ方向を表示するための例示的な図である。
【図２】光学フィルムの構造を例示的に示した断面図である。
【図３】光学フィルムの構造を例示的に示した断面図である。
【図４】各実施例の光学フィルムの特性を示した図である。
【図５】各実施例の光学フィルムの特性を示した図である。
【図６】各実施例の光学フィルムの特性を示した図である。
【図７】各実施例の光学フィルムの特性を示したである。
【図８】実施例及び比較例の波長分散特性を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
以下、実施例及び比較例を通じて前記光学フィルムなどを具体的に説明するが、前記光学フィルムなどの範囲は、下記提示された実施例に限定されるものではない。
【００４８】
１．位相差特性の評価
実施例及び比較例の位相差層または液晶層の面上または厚さ方向の位相差と波長による位相差特性などは、１６個のミュラーマトリクス(Ｍｕｌｌｅｒ Ｍａｔｒｉｘ)を測定することができるＡｘｏＳｃａｎ (Ａｘｏｍｅｔｒｉｃｓ社製)を使用して測定した。波長による位相差特性以外の面上または厚さ方向の位相差は、５５０ｎｍ波長の光を基準で測定した。ＡｘｏＳｃａｎを使用して製造社のマニュアルによって１６個のミュラーマトリクスを求めて、これを通じて位相差を抽出した。
【００４９】
２．層厚さの評価
実施例及び比較例で等方性層の厚さなど試料の厚さは、Ｆｉｌｍｅｔｒｉｃｓ社製のＦ２０を使用して製造社のマニュアルによって測定した。
【００５０】
実施例１．
負の二軸性位相差層として、面上位相差(基準波長：５５０ｎｍ)が約１２０ｎｍであり、厚さ方向の位相差(基準波長：５５０ｎｍ)が約−４５ｎｍであるアクリルポリマーフィルム(厚さ：約２５μｍ、屈折率：約１.５１)の一面に公知の方式で垂直配向膜を形成し、更に垂直配向可能な反応性液晶化合物(ＲＭ：Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｍｅｓｏｇｅｎ)を前記垂直配向膜上で配向及び重合させて、厚さ方向の位相差が約＋１３０ｎｍである垂直配向液晶層(屈折率：約１.５５)を形成した。その後、前記垂直配向液晶層の上部にＩＴＯ(Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ)層を公知のスパッタリング方式で蒸着し、屈折率が約１.８であり、厚さが約１００ｎｍである等方性層を形成した。次いで、前記アクリルポリマーフィルムの垂直配向液晶層が形成されない面に公知のＰＶＡ(ｐｏｌｙ(ｖｉｎｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ))系列の吸収型偏光子を、前記偏光子の光吸収軸が前記アクリルポリマーフィルムの遅相軸と直交するように付着して複合偏光板を製造し、この複合偏光板をＩＰＳモードの液晶セルに視認側偏光板で付着して液晶ディスプレイを製作した。製作された液晶ディスプレイは、前記複合偏光板の外にも液晶セルの前記複合偏光板が配置された側とは反対側に下部偏光板及びバックライトユニットを順次含んでおり、前記複合偏光板と下部偏光板の光吸収軸は、お互いに垂直であった。前記液晶セルは、水平配向された液晶を含み、面上位相差は、約２９５ｎｍ前後の範囲であった。前記水平配向された液晶の遅相軸は、暗(ｂｌａｃｋ)状態で前記複合偏光板の光吸収軸と垂直であった。図４は、Ｅｌｄｉｍ社製のＥＺ ｃｏｎｔｒａｓｔ １６０Ｒを使用して前記複合偏光板の傾斜角での色変化を測定した写真である。前記光学フィルム(アクリルフィルム、垂直配向液晶層及びＩＴＯ層の積層体)の波長分散特性は、図８に示した。図４及び図８から、前記積層体または複合偏光板は、いわゆるフラットな波長分散特性に準ずる優秀な波長分散特性を示しながら、視野角での補償効果も卓越なことを確認することができる。図８を参照すれば、前記実施例１及び後述する他の実施例の波長分散特性が、ほとんど類似な水準で重なって確認されることが分かる。また、後述する比較例３及び比較例４の図面もお互いに似ている傾向を有し、実施例とは異なるパターンで重なって確認されている。
【００５１】
実施例２.
垂直配向液晶層の上部にＩＴＯ(Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ)層を約１４３ｎｍの厚さで形成したこと以外は、実施例１と同様に光学フィルム、複合偏光板及びＩＰＳ液晶ディスプレイを製造した。図５は、Ｅｌｄｉｍ社製のＥＺ ｃｏｎｔｒａｓｔ １６０Ｒを使用して前記複合偏光板の傾斜角での色変化を測定した写真である。前記光学フィルム(アクリルフィルム、垂直配向液晶層及びＩＴＯ層の積層体)の波長分散特性は、図８に示した。図５及び図８から、前記積層体または複合偏光板は、いわゆるフラットな波長分散特性に準ずる優秀な波長分散特性を示しながら、視野角での補償効果も卓越であることを確認することができる。
【００５２】
実施例３．
垂直配向液晶層の上部にＩＴＯ(Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ)層を約１５４ｎｍの厚さで形成したこと以外は、実施例１と同様に光学フィルム、複合偏光板及びＩＰＳ液晶ディスプレイを製造した。図６は、Ｅｌｄｉｍ社製のＥＺ ｃｏｎｔｒａｓｔ １６０Ｒを使用して前記複合偏光板の傾斜角での色変化を測定した写真である。前記光学フィルム(アクリルフィルム、垂直配向液晶層及びＩＴＯ層の積層体)の波長分散特性は、図８に示した。図６及び図８から、前記積層体または複合偏光板は、いわゆるフラットな波長分散特性に準ずる優秀な波長分散特性を示しながら、視野角での補償効果も卓越であることを確認することができる。
【００５３】
実施例４.
垂直配向液晶層の上部にＩＴＯ(Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ)層を約１７０ｎｍの厚さで形成したこと以外は、実施例１と同様に光学フィルム、複合偏光板及びＩＰＳ液晶ディスプレイを製造した。図７は、Ｅｌｄｉｍ社製のＥＺ ｃｏｎｔｒａｓｔ １６０Ｒを使用して前記複合偏光板の勾配角での色変化を測定した写真である。前記光学フィルム(アクリルフィルム、垂直配向液晶層及びＩＴＯ層の積層体)の波長分散特性は、図８に示した。図７及び図８から、前記積層体または複合偏光板は、いわゆるフラットな波長分散特性に準ずる優秀な波長分散特性を示しながら、視野角での補償効果も卓越であることを確認することができる。
【００５４】
比較例１.
アクリルポリマーフィルム上に垂直配向層と垂直配向液晶層を形成しないで直接ＩＴＯ(Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ)層を約２００ｎｍの厚さで形成したこと以外は、実施例１と同様に光学フィルム、複合偏光板及びＩＰＳ液晶ディスプレイを製造した。これに対して、前記実施例と同一な視野角での補償効果を測定したが、適切な補償効果が発揮されず、傾斜角での光漏出が顕著に発生した。
【００５５】
比較例２．
垂直配向液晶層上状にＩＴＯ(Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ)層を形成しないこと以外は、実施例１と同様に光学フィルム、複合偏光板及びＩＰＳ液晶ディスプレイを製造した。これに対して、前記実施例と同様に視野角での補償効果を測定したが、適切な補償効果が発揮されず、傾斜角での光漏出が顕著に発生した。
【００５６】
比較例３．
垂直配向液晶層の上部にＩＴＯ(Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ)層を約９０ｎｍの厚さで形成したこと以外は、実施例１と同様に光学フィルム、複合偏光板及びＩＰＳ液晶ディスプレイを製造した。これに対して、前記実施例と同様に視野角での補償効果を測定したが、適切な補償効果が発揮されず、傾斜角での光漏出が顕著に発生した。また、図８に示したように、波長分散特性も、いわゆる正波長分散特性が現われて適切な補償が行われないことを予測することができる。
【００５７】
比較例４．
垂直配向液晶層の上部にＩＴＯ(Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ)層を約２１０ｎｍの厚さで形成したこと以外は、実施例１と同様に光学フィルム、複合偏光板及びＩＰＳ液晶ディスプレイを製造した。これに対して、前記実施例と同様に視野角での補償効果を測定したが、適合な補償効果が発揮されず、傾斜角での光漏出が顕著に発生した。また、図８に示したように、波長分散特性も、いわゆる正波長分散特性が現われて適切な補償が行われないことを予測することができる。
【符号の説明】
【００５８】
１００：負の二軸性位相差層または垂直配向液晶層
１０：負の二軸性位相差層
２０：垂直配向液晶層
３０：等方性層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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