TW200914937A - Liquid crystal display device, laminated polarizing plate and polarizing light source device - Google Patents

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200914937 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於—種抑制黑顯科之亮度、實現高對比声 之透光型液晶顯示裝置，及於其中使用之積層偏光板與: 光光源裝置。 【先前技術】 ' 透光型液晶顯示裝置含有以吸收軸正交，即配置為正交 @ S之2塊偏光板狹持液晶單元之結構。#自斜方向觀看 f 液晶顯示裝置，貝1) 2塊偏光板之吸收軸所成之角於外觀上 變付大於90。’因此存在產生漏光，未能獲得黑顯示之問 題’特別是對於酉己置為正交偏光之偏光板的吸收車由，自方 位角45度之方向斜視之情形時的漏光顯著。 為解決如此之問題，已知藉由於正交之2塊偏光板之間 插入相位差板等光學補償層，轉換偏光狀態而抑制斜方向 之漏光的方法（例如專利文獻丨、2)。然而，即使使用光學 〔 補償層，亦難以完全抑制斜視時之漏光。又，雖然可藉由 光學補彳員層減低漏光，但於斜方向入射至液晶單元之光， 於構成液晶顯示裝置之TFT材料或防眩層等各種異形材料 界面產生折射、反射、繞射、散射，其一部分於正面方 - 向亦產生配光，因此存在不僅導致斜方向對比度降低，而 且導致正面對比度降低的問題。 作為其他之方法，亦可適用藉由應用擴散板等，將斜方 向之漏光配光於較廣之角度區域的方法（例如專利文獻3)， 但於原本對比度較高之正面方向亦配光，導致正面對比度 132350.doc -6- 200914937 降低，故實用性差。 專利文獻1.曰本專利特開平4_3〇56〇2號公報 專利文獻2.日本專利特開平4_3719〇3號公報 專利文獻3 .日本專利特開2〇〇〇_1872〇5號公報 【發明内容】 [發明所欲解決之問題] 本發明係鑒於上述，目的在於提供一種藉由抑制斜方向 之漏光而使最黑亮度降低，進而抑制由於正面方向之配光 所引起之正面對比度降低的透光型液晶顯示裝置、及該透 光型液晶顯示裝置中使用之積層偏光板與偏光光源裝置。 [解決問題之技術手段] 本發明者等人，進行銳意研究之結果，發現藉由於透光 型液晶顯示裝置之光源侧配置特定之偏光層，抑制入射至 液晶單元的斜方向之光，可解決上述課題，從而完成本發 明。即，本發明係關於一種透光型液晶顯示裝置，其依序 配置有光源BL、反射型直線偏光層ρΓι、雙折射層a、光 源側吸收型直線偏光層P1、液晶單元LC、可視側直線偏 光層P2，且滿足下述a〜c所有條件： a. 反射型直線偏光層Pr 1之透射軸與光源側吸收型直線偏 光層P1之透射轴大致平行地配置； b. 上述雙折射層之厚度方向延遲Rth滿足25〇 6000 nm ； c. 自光源BL出射、透過反射型直線偏光層Prl之直線偏 光中，正面方向之光並不由於雙折射層Α而實質性轉換其 132350.doc 200914937 偏光狀態，斜方向之光由於雙折射層A而轉換偏光狀態。 進而，於本發明之透光型液晶顯示裝置中，較好的是上 述雙折射層A之正面延遲Re為10 nm以上、1〇〇 nm以下， 雙折射層A之慢軸與反射型直線偏光層Prl之透射軸所成之 角為大致平行或者大致垂直。 又，於本發明之透光型液晶顯示裝置中，使上述雙折射 ' 層A之正面延遲Re為20 nm以下者亦係較好之構成。 ^ t 進而，於本發明之透光型液晶顯示裝置的一實施形態 中’較好的是上述雙折射層A之正面延遲Re及厚度方向延 遲 Rth滿足 400 nm S Rth-2xRe $ 800 nm之關係。 進而，於本發明之透光型液晶顯示裝置中，較好的是於 上述雙折射層A與上述光源側吸收型直線偏光層p 1之間， 以光源側吸收型直線偏光層P1與透射軸平行之方式含有反 射型直線偏光層Pr2。 進而，於本發明之透光型液晶顯示裝置中，較好的是於 L 上述雙折射層A與上述光源側吸收型直線偏光層ρι之間及/ 或於上述可視側直線偏光層P2之可視側含有光擴散層。 進而，於本發明之透光型液晶顯示裝置中，較好的是藉 由黏著劑將上述反射型直線偏光層P r 1與上述雙折射層A、 上述光源側吸收型直線偏光層p 1貼合一體化。 進而’本發明係關於一種於上述透光型液晶顯示裝置中 使用之積層偏光板與偏光光源裝置。 【實施方式】 本發明之透光型液晶顯示裝置係依序配置有光源BL、 132350.doc 200914937 反射型直線偏光層Prl、雙折射層A、光源側吸收型直線偏 光層P1、液晶單元LC、可視側直線偏光層P2者。 反射型直線偏光層Prl係透過自光源出射之自然偏光中 特疋方向之偏光，反射與其正交之方向之偏光的偏光層， 可使用栅格型偏光元件、具有折射率差之2種以上材料而 成的2層以上多層薄膜積層體、分光鏡等中使用的折射率 不同之蒸鍍多層薄膜、具有雙折射之2種以上材料而成的2 層以上雙折射層多層薄膜積層體、將使用具有雙折射之2 種以上樹脂而成的2層以上樹脂積層體延伸而成者等。其 中，可適宜使用如日本專利特表平9_5〇6837號公報等中所 揭示之，將使用具有雙折射之2種以上樹脂而成的2層以上 樹脂積層體延伸而成者。作為如此之反射型直線偏光層， 例如可列舉由ThreeM公司作為商品名D_BEF而銷售者。 雙折射層A具有轉換透過上述反射型直線偏光層prl之直 線偏光的偏光狀態之作用。關於抑制斜方向之漏光的原理 如後述，需要雙折射層A並不實質性轉換正面方向、即極 角Θ為0。之光的偏光狀態，而轉換斜方向、即極角㊀並不為 〇之方向之光的偏光狀態，特別是於透光型液晶顯示裝置 中將漏光較大之方向的入射直線偏光轉換為與其正交之直 線偏光者較好。 其中，為不使正面方向之光的偏光狀態變化，雙折射層 A必而滿足以下任意條彳：⑴慢軸與反射型直線偏光層ρη 之吸收軸大致平行或大致垂直，或者（Η)實質上並不具有 正面延遲，即正面延遲以為2〇11111以下。 132350.doc 200914937 為將斜方向之光的偏光狀態轉換為與其正交之直線 ，光’必需成為如下者，即自其方向觀看時雙折射層A之 丨又轴與反射型直線偏光層prl之透射軸所成之角為Μ。，且 延遲為波長之—半’例如相對於550 nm之光具有275咖之 延遲者。例如，於通常之透光型液晶顯示裝置中，若欲將 漏光最大之方位角…極一方向的光轉:: 與其正交之直線偏光，則可較好地使用實質上並不具有正 面延遲，且厚度方向延遲為4〇〇〜8〇〇 nm之範圍内者。再 者所。月只質上並不具有正面延遲，如上所述，係指正面 延遲為2〇nm以下，更好的是正面延遲為1〇11爪以下。 實際之液晶顯示裝置，由於所使用之液晶單元之種類， 或者用以補償液晶單元之雙折射的光學薄膜之存在等，漏 光之角度依存性不同，因此需要決定雙折射層八之光學特 性以與其吻合。例如，液晶單元為扭轉向列（TN)液晶模式 之情形時，如上所述，較好的是於斜方向上表現出λ/2之 延遲，自相關觀點考慮，較好的是厚度方向延遲為25〇 以上、1000 nm以下，更好的是300 nm以上、9〇〇 以 下’進一步較好的是350 nm以上、800 nm以下。 又，於通常之透光型液晶顯示裝置中，為有效地抑制漏 光最大之方位角φ = 45。、極角0=6〇。方向之漏光，如上所 述，較好的是自該方位觀察雙折射層之情形時的延遲為波 長之一半，即相對於波長55〇 nm之光的延遲為275 nm& 右。自如此之觀點考慮，正面延遲以及厚度方向延遲Rth 較好的是滿足下述（式1),更好的是滿足下述（式2)，進而 132350.doc -10- 200914937 更好的是滿足下述（式3)。 400$ Rth-2xReS 800(式 1) 45 0$ Rth-2xReS 750(式 2) 500$ Rth-2xReS 700(式 3) 於有效抑制方位角# = 45°方向之漏光之情形時，較好的 是正面延遲較小。相對於此，為有效抑制彡=45°以外之漏 光，亦可使用具有正面延遲之雙折射層。若正面延遲過度 大，則存在減少斜方向特別是# = 4 5 °方向之漏光之抑制效 果的傾向，因此較好的是正面延遲為100 nm以下，更好的 是9 0 nm以下，進而更好的是80nm以下。 另一方面，例如液晶單元為垂直配向（VA)液晶模式之情 形時，雙折射層A較好的是厚度方向延遲為500 nm以上、 6000 nm以下，更好的是600 nm以上、5000 nm以下，進而 更好的是600 nm以上、4000 nm以下。又，正面延遲較好 的是20 nm以下，更好的是10 nm以下。藉由使延遲為上述 範圍，於液晶顯示裝置顯示黑影像之情形時減低斜方向之 漏光，於顯示白影像之情形時，抑制由於相位差之幹涉所 造成之晝面帶色。 其中，於本說明書中，正面延遲Re、厚度方向延遲 Rth，於設雙折射層之面内的慢軸方向之折射率為nx、快 軸方向之折射率為ny、厚度方向之折射率為nz、雙折射層 之厚度為 d時，以 Re=(nx-ny)xd、Rth=|(nx-nz)|xd表示， 並無特別之限定，係指測定波長為550 nm下之值（|(nx-nz)| 表示（nx-nz)之絕對值）。 132350.doc -11 - 200914937 雙折射層A若係具有上述特性者，則其材料或製造方法 並無特別之限定，例如可列舉：固定於可見光區域（38〇 nm〜780 nm)以外具有選擇反射波長之膽固醇型液晶之平面 配向狀態者、固定棒狀液晶之垂直配向狀態者、利用盤狀 液晶之柱狀配向或向列配向者、使負的單軸性結晶於面内 配向者、配向之聚合物層、包含液晶聚合物等液晶材料之 配向薄膜、以薄膜支撐液晶材料之配向層者，或者將其等 適宜延伸而成者等。 作為固定於可見光區域（38〇 nm〜78〇 nm)以外具有選擇 反射波長之膽固醇型液晶之平面配向狀態者，較理想的是 於可見光區域内並無帶色等，因此必需使選擇反射光不在 可見區域内。選擇反射由膽固醇之手性間距與液晶之折射 率根本决疋。選擇反射之中心波長之值亦可於近紅外區 域，但因受到旋光之影響等，故產生稿複雜之現象，故更 理想的是350 nm以下之紫外區域。 、作為固定垂直配向狀態者’可使用於高溫下顯示出向列 液晶性之液晶性熱可塑樹脂或藉由電子束或紫外線等之電 離放射線照射或熱使液晶單體與視需要之配 叙聚合性液晶、或其等之混合物。液晶性可為溶致二 了為熱致型之任意者’自控制之簡便性或易於形成單嘴之 觀點考慮，較理想的是熱致型液晶。垂直配向例如可藉由 如下^式獲得：於形成垂直配向膜（長鏈烧基石夕貌等）之膜 上塗設上述雙折射材料，使其表現出液晶狀態而固定。、 作為使用盤狀液晶者，係使作為液晶材料的於面内具有 132350.doc •12- 200914937 分子變寬之醜菁類或聯伸三苯類化合物之類的具有負的單 軸性之盤狀液晶材料，表現出向列相或柱狀相而固定者。 作為負的單軸性無機層狀化合物，詳見例如曰本專 平6-82777號公報等。 、開 作為使用配向之聚合物層者，可使用聚碳酸醋、降冰片 烯系樹脂、聚乙稀醇、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲醋、聚 2稀或其他聚婦烴、聚芳、聚酿胺、聚醯亞胺之類的適 、纟聚合物材料，藉由如下方法而獲得：將其等聚合物材料 製成/合液於基材上塗層使其配向之方法；將包含豆等聚 合物材料之薄膜進行延伸處理之方法；廢製其等聚^物材 料之方法；將其等聚合物材料自平行配向之結晶體切出之 方法等。 其等雙折射層之正面延遲以及厚度方向延遲可藉由調整 塗佈條件或者延伸條件、厚度等公知之方法進行調整。 作為光源側及收型直線偏光層ρ i，通常一般使用於吸收 型直線偏光層之單側或兩側具有保護膜之偏光板。 吸收型直線偏光層之種類並無特別之限制，可使用各種 直線偏光層。例如可列舉於聚乙稀醇系薄膜、部分縮甲搭 化聚乙稀醇系4膜、乙稀•乙酸乙稀醋共聚物系部分驗化 /專膜等親水性⑥分子薄膜上吸附有埃或二色性染料等二色 性物質並進行了單軸延伸者，聚乙稀醇之脫水處理物或聚 氣乙烯之脫氯化氫處理物等聚烯系配向薄膜等。其等中較 合適的疋包含聚乙烯醇系薄膜與碘等二色性物質之偏光 層。其等偏光層之厚度並無特別之限制，通常為5〜80 μη1 132350.doc -13· 200914937 左右。 將聚乙稀醇系薄膜以硬染色並進行單軸延伸之偏光層， 例如可«乙烯醇浸潰於破之水溶液巾而進行染色，延伸 至原長之3〜7倍，藉此進行製作。亦視需要可浸潰於峨化 鉀專之水溶液中，該水溶液亦可含有或亞硫酸辞、氣 化鋅等。$而，亦可視需要於染色之前將聚乙烯醇系薄膜 浸潰於水中加以水洗。#由水洗聚乙烯醇系薄膜，可清洗 聚乙稀醇系相表面之污垢或抗結塊劑，並且具有使聚乙 稀醇系薄膜膨潤而防止染色不均等不均句之效果。延伸可 於以蛾進仃$色之後進;^亍，亦可一面進行染色一面進行延 伸’且亦可於延伸後以硬進行染色。亦可於爛酸或峨化钟 專水溶液中或者水浴中進行延伸。 作為形成设置於上述偏光層之單層或雙面之透明保護薄 膜的材料，較好的是透明性'機械強度、熱穩定性、防水 性、等向性等優異者。例如可列舉聚對苯二甲酸乙二酯或 聚奈二甲酸乙二酯等聚酯系聚合物，二乙酸纖維素或三乙 酸纖維素等纖維素系聚合物，聚甲基丙稀酸甲酯等丙烯酸 系t合物’聚苯乙烯或丙稀腈·苯乙烯共聚物（As樹脂）等 苯乙烯系聚合物’聚碳酸酯系聚合物等。又，聚乙烯、聚 丙烯、環系或具有降冰片烯結構之聚烯烴、乙烯•丙烯共 聚物之類的聚烯烴系聚合物、氯乙烯系聚合物、尼龍或芳 香族聚酿胺等酸胺基系聚合物、酿亞胺系聚合物 '硬系聚 合物、聚醚颯系聚合物、聚醚醚酮系聚合物、聚苯硫醚系 t合物、乙烯醇系聚合物、偏二氯乙稀系聚合物、乙烯醇 132350.doc -14- 200914937 縮丁搭系聚合物、芳酯系聚合物、聚甲醛系聚合物、環氧 系聚合物、或上述聚合物之摻合物等亦可列舉為形成上述 透明保護薄膜之聚合物之例。透明保護薄膜亦可形成為丙 稀酸系、胺基甲酸酯系、丙烯酸胺基甲酸酯系、環氧系、 聚石夕氧系等熱硬化型、紫外線硬化型樹脂之硬化層。 又，作為保護薄膜，亦可使用：日本專利特開2〇〇1_ 343529號公報（WO 01/37007)等中揭示之含有如下樹脂組 合物之聚合物薄膜，該樹脂組合物含有支鏈具有經取代及 /或未經取代之亞胺基的熱可塑性樹脂、支鏈具有經取代 及/或未經取代之苯基以及腈基之熱可塑性樹脂；日本專 利特開2000-230016號公報、日本專利特開2〇〇1_151814號 公報、日本專利特開2002_12〇326號公報、日本專利特開 2002-254544號公報、日本專利特開2〇〇5_146〇84號公報、 曰本專利特開2006-171464號公報等中揭示之含有具有内 酿環狀構造之（曱基）丙烯酸系樹脂之聚合物薄膜；日本專 利特開2004-70290號公報、日本專利特開2〇〇4_7〇296號公 報、日本專利特開2004-163924號公報、日本專利特開 2004-292812號公報、日本專利特開2005_314534號公報、 曰本專利特開2006-13 1 898號公報、日本專利特開2〇〇6_ 206881號公報、日本專利特開2〇〇6_265532號公報、曰本 專利特開2006-283013號公報、日本專利特開2006-299005 虓公報、曰本專利特開2006-335902號公報等中揭示之含 有具有不飽和羧酸烷基酯結構單元及戊二酸酐之結構單元 之丙烯酸樹脂的聚合物薄膜；日本專利特開2〇〇6_3〇9〇33 132350.doc -15- 200914937 號公報、曰本專利特開2006-3 17560號公報、曰本專利特 開2006-328329號公報、日本專利特開2006_328334號公 報、曰本專利特開2006_337491號公報、日本專利特開 2006-337492號公報、日本專利特開2〇〇6_337493號公報、 曰本專利特開2006-337569號公報等中揭示之含有具有戊 二醯亞胺結構之熱可塑性樹脂的薄膜等。其等薄膜相位差 小，光彈性係數小，因此可消除由於偏光板之變形所造成 之不均等異常，且透濕度小，因此於加濕耐久性優異之方 面較好。 保濩薄膜之厚度可適宜決定，自強度或操作性等作業 性、薄層性等方面考慮通常為^500 μηι左右。特別是 1〜300 較好，更好的是5〜200 μηι。 又，保護薄膜較好的是儘可能不帶色。因此，較好的是 使用厚度方向延遲為90 nm以下之保護薄膜。藉由使用該 厚度方向延遲為9〇 nm以下者，可基本消除由保護薄膜所 G 引起之偏光板著色（光學性著色）。厚度方向延遲更好的是 80 nm以下’特別好的是70 nm以下。 . 作為保護薄膜，自偏光特性或耐久性等方面考慮，較好 的是三乙酸纖維素等纖維素系聚合物。特別適宜的是三乙 ’ 酸纖維素薄膜。再者，於低#爲+ a / t /士 丹嘗於偏先層之兩側設置保護薄膜之情 形時，其表裏可使用包含相同聚合物材料之保護薄膜亦 可使用包含不同之聚合物材料等的保護薄膜。 又，於反射型直線偏光層Prl側之保護薄膜具有延 情形時，較好的是考慮其值，調整上述雙折射層Α之正面 132350.doc 16- 200914937 延遲或厚度方向延遲。進而，作為上述反射型直線偏光層 Prl側之保護薄膜，藉由使用上述雙折射層A，可兼具保護 薄膜與雙折射層之功能，自削減部件數 '光學設計之容易 性的觀點考慮係較好之構成。 上述偏光層與保護薄膜通常經由水系黏著劑等密著。作 為水系接著劑，可例示異氰酸酯系接著劑、聚乙烯醇系接 著劑、明膠系接著劑、乙烯系乳膠系、水系聚胺基甲酸 酯、水系聚酯等。 反射型直線偏光層或吸收型直線偏光層，由於波長其反 射、吸收特性不同，因此難以獲得完全_性色，例如使用 碘之吸收型直線偏光層由於其吸收特性，具有栗色之色 調。另一方面，上述雙折射層八由於波長而延遲不同，即 具有波長分散，因此於某些波長下具有；1/2之延遲，即相 位差7Γ，雖然將入射直線偏光轉換成與其正交之直線偏 光，但於其他波長下，相位差自π偏移，因此入射直線偏 光並未轉換為與其正交之直線偏光，轉換為橢圓偏光。因 此，如此之波長之光產生漏光，結果產生著色。於本發明 之透光型液晶顯示裝置中，藉由使用如此之雙折射層的波 長分散所造成之著色與反射型直線偏光層或吸收型直線偏 光層之反射、吸收特性所造成之著色成為補色關係之雙折 射層’可調整色調’使其中性色化。雙折射層之波長分 散，亦可藉由選擇其中使用之材料，或者積層2層以上之 雙折射層，曰本專利特開平5_1〇〇114號公報、日本專利特 開平5-2·號公報、日本專利特開平5_2川9號公報等中 132350.doc -17- 200914937 揭示之方法進行調整。 本發明之透光型液晶顯示裝置的構成剖面與各層之配置 刀別如圖1、圖2所示。藉由如此之構成，正面方向之光保 持其強度而入射至液晶單元，相對於此，斜方向之光入射 至液晶單元之入射強度降低，因此可抑制斜方向之漏光。 藉由圖3,按照正面方向以及斜方向之各光線的變化順序 而說明其原理。 1) 自光源BL供給之自然光的一部*rl垂直入射至反射型 直線偏光層Prl。 2) 反射型直線偏光層pri透過直線偏光r3，反射其正交方 向之直線偏光r2。 3) 直線偏光r3透過雙折射層a。雙折射層a，其慢軸與直 線偏光r3之偏光面垂直或平行，或者雙折射層人之正面延 遲實質上為零，因此直線偏光13並不轉換偏光狀態，透過 直線偏光r4。 4) 透過雙折射層A之直線偏光r4的偏光方向與光源側吸 收型直線偏光層P1之透射軸方向平行，因此完全通過光源 側吸收型直線偏光層P 1。 5) 透過光源側吸收型直線偏光層P1之直線偏光r5入射至 配置於其上之液晶單元，無損失地傳送。 6) 另一方面，自光源供給之自然光的一部分rl丨傾斜入射 至反射型直線偏光層Prl。 7) 反射型直線偏光層Prl透過直線偏光rl3，反射其正交 方向之直線偏光rl2。 132350.doc •18· 200914937 8)直線偏光rl3透過雙折射層A，由於入射角轉換為不同 之偏光狀態，但對於特定之入射角，雙折射層A具有又/2 之延遲，因此透過與直線偏光rl3正交之直線偏光"4。 9 )透過雙折射層A之直線偏光Γ丨4的偏光方向與光源側吸 收型直線偏光層p 1之透射軸方向垂直，因此被光源側吸收 型直線偏光層P1吸收。 10) 如上所述，斜方向之光並未傳送至液晶單元，因此 可抑制黑顯示時於斜方向之漏光。 11) 直線偏光r2、rl2返回至光源側被再利用，因此可效 率良好地利用來自光源之光。 進而，於本發明之透光型液晶顯示裝置中，於上述雙折 射層A與光源側吸收型直線偏光層ρι之間，以與光源側吸 收型直線偏光層P1透射軸平行之方式設置反射型直線偏光 層Pr2亦係較好之構成。此情形時之構成剖面與各層之配 置分別如圖4、圖5所示。藉由設置反射型直線偏光層 pr2，可提昇來自光源之光的再利用率，因此可使最白亮 度提昇，提尚對比度。藉由圖6，按照正面方向以及斜方 向之各光線之變化，對藉由具有上述反射型直線偏光層 Pr2而使來自光源之光的再利用率提高加以說明。 1) 自光源BL供給之自然光的一部分r21，垂直入射至反 射型直線偏光層Prl。 2) 反射型直線偏光層Pri透過直線偏光r23，反射其正交 方向之直線偏光r22。 3) 直線偏光r23透過雙折射層a。雙折射層a，其慢轴與 132350.doc -19- 200914937 直線偏光r2 3之偏光面垂直或平行，或者雙折射層a之正面 延遲實質上為零’因此直線偏光r3並不轉換偏光狀態，透 過直線偏光r24。 4) 透過雙折射層A之直線偏光Γ24的偏光方向與反射型直 線偏光層Pr2透射軸方向平行，因此透過直線偏光r25。 5) 直線偏光r25之偏光方向與光源側吸收型直線偏光層 P1之透射軸方向平行，因此完全通過光源侧吸收型直線偏 光層P1。 6) 透過光源侧吸收型直線偏光層p i之直線偏光r26入射 至配置於其上之液晶單元，無損失地傳送。 7) 另一方面，自光源供給之自然光的一部分r3 1傾斜入 射至反射型直線偏光層prl。 8) 反射型直線偏光層pri透過直線偏光r33，反射其正交 方向之直線偏光r32。 9) 直線偏光r33透過雙折射層a，轉換偏光狀態。此時， 對於特定之入射角，雙折射層A具有λ /2之延遲，因此透 過與直線偏光r33正交之直線偏光!*34。 10) 透過雙折射層A之直線偏光r34的偏光方向與反射型 直線偏光層Pr2之透射軸方向垂直，因此不能透過反射型 直線偏光層Pr2，作為直線偏光r3 5)反射。 11) 直線偏光r35，以與3)相同之原理，藉由雙折射層 A’透過與直線偏光!*35正交之直線偏光。^。 12) 直線偏光!*36之偏光方向與反射型直線偏光層prl之透 射軸方向平行，因此透過直線偏光r37，返回至光源側被 132350.doc -20- 200914937 再利用。進而，直線偏光r22、γ32亦同樣地返回至光源側 被再利用，因此可效率良好地利用來自光源之光。 13)藉由具有反射型直線偏光層pr2，不僅自光源側被反 射型直線偏光層Prl反射之直線偏*r22、f32被再利用，而 且暫時透過反射型直線偏光層Prl之光的一部分亦被再利 用為直線偏光r37，因此可提昇光之再利用率。 於本發明之透光型液晶顯示裝置中，為防止由於牛頓環 斤引起之里面的虹不均（rainb〇w unevenness)，可如圖7所 不般於雙折射層A與可視側直線偏光層ρι之間設置光源側 光擴散層D)。光源側光擴散層D丨自提高對比度之觀點考 慮，較好的是使用難以消除偏光者，進而可適宜使用背向 散射較小者，例如可設置為擴散黏著劑層。作為擴散黏著 劑層’有效地使用於黏著劑中混合有不同折射率之粒子者 等例如’可適宜使用曰本專利特開2000-347006號公 報、日本專利特開2000-347007號公報中揭示之微粒子分 放型擴散材料。進而，亦可使用於透明薄膜（樹脂）中混合 有與該樹脂折射率不同之粒子者或者全像片薄板、微稜鏡 陣列、微透鏡陣列等。 上述各層之積層，亦可重疊放置，自作業性或光之利用 效率之觀點考慮，較理想的是使用接著劑或者黏著劑將各 層積層。於此情形時，接著劑或黏著劑透明，於可見光區

LjL· ^不具有吸收，自抑制表面反射之觀點考慮較理想的是 折射率與各層之折射率儘可能的接近。自該觀點考慮，例 較好地使用丙稀酸系黏著劑等。進而，如上所述，亦 I32350,doc •21- 200914937 可使用於黏著劑中混合有折射率不同之粒子的擴散黏著 層。 各層及接著層、黏著層中’可視需要為了擴散度調整用 而進而添加粒子以賦予等方性散射性，或者可適宜添加紫 外線吸收劑、氧化抑制劑、用以賦予成膜時之平坦性的界 面活性劑等。液晶顯示裝置之形成…先前為基準而進 行。即，液晶顯示裝置通常係藉由將液晶單元與偏光板或 光學薄膜、以及視需要之照明系統等構成零件適宜組裝， 組入驅動電料而形成，於本發明中，於液晶^與光源 之間，以滿；i上述條件之方式配置反射型直線偏光層 ΡΠ、雙折射層A、光源側吸收型直線偏光層ρι，除此之外 並無特別之限定，可以先前為基準。 作為液晶單it，例如可列舉扭轉向列（TN)模式、超扭轉 向列（STN)模式，或者水平配向（ECB)模式、垂直配向陶 模式、橫向電場切換（IPS)模式、邊界電場切換（ffs)模 式、彎曲向列(〇CB)模式、混合配向(HAN)模式、鐵電液 晶（SSFLC)模式、反強介電液晶（aflc)模式之液晶單元等 各種液晶單元。 "作為光源’可使用直下型背光源、側光型背光源、面狀 光源等。it而，於形成液晶顯示裝置時，例如可於適宜之 位置配置1層或2層以上擴散板、防眩層、抗反射膜、保護 板、稜鏡陣列、透鏡陣列、光擴散板等適宜之零件。 、可視側直線偏光層P2，以與光源側吸收型直線偏光層Μ 透射軸互相大致正交之方式配置於液晶單元之可視側。作 132350.doc -22. 200914937 為可視侧直線偏光層P2,較好的是使用吸收型直線偏光 層’以與光源側吸收型直線偏光層PI相同，通常使用於吸 收型直線偏光層之單側或兩側具有保護薄膜者。可視側直 線偏光層P2可使用與光源側吸收型直線偏光層叫目同者， 亦可使用不同者。 未接著上述保護薄媒之偏光層之面，可係硬塗層或者實 施有如下處理者··抗反射處理、防黏、以擴散或者防眩為 目的之處理。 硬塗處理係以防止偏光板表面受損傷等為目的而實施 者’例如可藉由將丙_系、聚石夕氧系等適宜之紫外線硬 化型樹脂所形成之硬度或光滑特性等優異之硬化被膜附加 於透明保護薄膜之表面的方式等而形成。抗反射處理係以 防止於偏先板表面之外光反射為目的而實 成以先前為基準之抗反射胺莖品、去上 精由^ 时… 抗反射膜4而達成。又，防黏處理係以 防止與鄰接層密著而實施。 目處理係以防止於偏光板之表面反射外光而阻礙 、錢光板透過光等為目的而實施者，例如可藉由如下之 適宜方式於透明保嘴笼 成：利用喷沙方力賦予微細凹凸結構而形 透明微粒子之方式等。:為口:方式之粗面化方式或者調配 中所含有之微粒子，例:面微細凹凸結構之形成 包含二氧化石夕、氧化1 徑為〇.5〜5〇心之 化姻、氧化錦、氧化錄等—乳化欽、氧化錯、氧化锡、氧 包含交聯或未交聯之有導電性之無機系微粒子， 聚。物#之有機系微粒子等透明微粒 132350.doc -23- 200914937 子。形成表面微細凹凸結構之情形時，微粒子之使用量相 對於形成表面微細凹凸結構之透明樹脂i 〇〇重量份，通常 為2〜50重量份左右，較好的是5〜25重量份。 再者，上述抗反射層、防黏層、防眩層等，可設為透明 保護薄膜本身，此外亦可設為與透明保護薄膜不同者作為 其他光學層。 >於本發明之透光型液晶顯示裝置中，為使斜方向之最白 儿度提呵，擴大視角，較好的是自可視側直線偏光層μ於 可視側，如圖8所示般設置可視側光擴散層D2。可視側光 擴散層D2，可藉由將光散射板、全像片薄板、微棱鏡陣 列、微透鏡陣列等積層為其他光學層之方法，或者使上述 防眩層具有其功能之方法等而形成。其中，較好的是實質 上並不具有背向散射之光擴散層，例如可適宜使用日本專 利特開2000-347006號公報、日本專利特開2〇〇〇_347〇〇7號 公報中揭示之光散射板，濁度為8〇%〜9〇%者。又’自抑制 由於方位角所引起之視角特性之偏差，獲得均勻之顯示之 觀點考慮，亦可使用日本專利特開2〇〇〇171619號公報等 中揭示之異向性光散射薄膜。 於本發明之透光型液晶顯示裝置中，為提高晝質，亦可 使用包含各種高分子材料或液晶材料等之光學薄膜作為光 學補償層。如此之光學補償層可配置於光源側吸收型直線 偏光層P1與液晶單元之間及/或可視側直線偏光層P2與液 晶單元之間。光學補償層可很據液晶單元之模式（TN、 VA、〇CB、ips等）適宜選擇。 132350.doc -24- 200914937 如此之光學補償層之材料或製造方法並無特別之限制， 例如固定於可見光區域（380 nm〜780 nm)以外具有選擇反 射波長的膽固醇型液晶之平面配向狀態者，或者固定棒狀 液晶之垂直配向狀態者，利用盤狀液晶之柱狀配向或向列 配向者，使負的單軸性結晶於面内配向者，配向之聚合物 層，包含液晶聚合物等液晶材料之配向薄膜，以薄膜支撐 液晶材料之配向層者，或者將其等適宜延伸者等。又，亦 可使用將其專積層2層或其以上者。 實施例 以下，列舉實施例對本發明加以說明，但本發明並不受 以下所示之實施例限制。 再者，正面延遲Re及厚度方向延遲Rth以如下之方式求 出。 使用自動雙折射測定裝置（王子測量機器（股）製造，自動 雙折射計KOBRA21ADH)，測定於測定波長550 nm下之正 面方向及將薄膜以慢軸中心傾斜40。時之延遲，由其等值 算出面内折射率成為最大之方向、與其垂直之方向、薄膜 之尽度方向各自之折射率nx、ny、nz。由其等值及厚度 d ’求出正面延遲：（nx_ny)xd、厚度方向延遲：（ηχ_ηζ)χ d ° 再者’於測定雙折射層之延遲時，為除去基材具有之雙 折射的影響，藉由將其自基材上剝離，使用黏著劑轉印至 玻璃板上而進行。 [於TN模式液晶單元中之應用] 132350.doc -25- 200914937 (實施例1) 將調整調配光聚合性向列液晶單體[BASF公司製造、商 品名「PalioColor LC-242」）、手性劑[BASF公司製造、商 品名「PalioColor LC-756」]、光聚合引發劑[汽巴精化股 份有限公司製造、商品名「Irgacure 906」]及溶劑（環戊 酮）以使選擇反射波長成為350 nm之塗佈液，使用線棒塗 佈於雙軸延伸PET膜上以使乾燥後之厚度成為4 //m，使 溶液乾燥。其後，將溫度上升至該液晶單體之等向性轉移 溫度之後，緩緩冷卻形成具有均勻之配向狀態之單體層。 藉由對所得之單體層進行UV照射而固定配向狀態獲得雙 折射層。該雙折射層之正面延遲Re為1 nm、厚度方向延遲 Rth為 660 nm。 其次’分解市售之應用有反射偏光板[ThreeM公司製 造、商品名「D-BEF」]之TN液晶模式之19吋顯示器[LG電 子公司製造、商品名「LX1951D」]，於液晶面板之背光 源側的吸收型直線偏光板表面上，使用丙烯酸系透明黏著 劑，藉由PET膜轉印上述雙折射層之後，再次組裝獲得透 光型液晶顯示裝置。 (實施例2 ) 於實施例1中’作為將雙折射層轉印至偏光板表面時使 用之丙烯酸系黏著劑，使用預先分散有粒徑為4.2 y m之 聚矽氧球粒子的光擴散黏著劑，獲得透光型液晶顯示裝 置。 以 ConoScope(autronic-MELCHERS GmbH製造）評價實施 132350.doc -26- 200914937 例1之透光型液晶顯示裝置以及應用雙折射層之前之透光 型液晶顯示裝置的亮度、對比度特性，將結果顯示於圖9 及圖1 〇中。自兩者之比較可知藉由本發明可降低斜視時之 隶黑党度，即減低漏光。 [於VA模式液晶單元中之應用] (實施例3) 於安裝有機械式攪拌裝置、迪恩-斯達克裝置、氮氣導 入管、溫度計以及冷凝管之反應容器（5〇〇 mL)内添加2,2,_ 雙（3,4-二羧基苯基）六氟丙烷二酐[(：1打41^(][叩&11)[[製 造]17.77 g(40 mmol)、及2,2_雙（三氟曱基）_4,4,_二胺基聯 苯[和歌山精化工業股份有限公司製造]12 81 g(4〇 mmol)。繼而，添加於間曱酚275·21 g中溶解有異喹啉258 g(20 mmol)之溶液，於23。〇下攪拌i小時（6〇〇 rpm)獲得均 勻之溶液。繼而，使用油浴將反應容器加熱至反應容器内 之溫度成為180，一面保持溫度一面攪袢5小時，獲得黃色 溶液。進而攪拌3小時之後’停止加熱及揽拌，放置冷卻 恢復至室溫，聚合物成為凝膠狀而析出。 於上述反應容器内之黃色溶液中添加丙酮，使上述凝膠 完全溶解，製作稀釋溶液（7重量％)…面持錢拌，一面 將該稀釋溶液每次少量地添加於2 L之異丙醇中，析出白 色粉末。絲該粉末，將其投人至15 L之異丙醇中進行清 洗進而’再重複一次相同之操作，進行清洗後，再次滤 取上述粉末。將其於6代之空氣循環式恆溫烘箱中乾燥48 J時之後’於15GC下乾燥7小時’獲得下述結構式⑴之聚 132350.doc -27- 200914937 醯亞胺粉末（產率85%)。上述聚醯亞胺之聚合平均分子量 (Mw)為124,000’醯亞胺化率為99 9%。 [化1]

將上述聚酿亞胺粉末溶解於曱基異丁基_中，製備15重 量之聚醯亞胺溶液。將該溶液，藉由刮刀式塗佈機於一 p 個方向上塗佈於厚度為75 μιη之聚對苯二甲酸乙二酯薄膜 [曰本東麗股份有限公司製造，商品名r lumirror S27-E」] 之表面上。繼而’於12〇 °c之空氣循環式乾燥烘箱中加以 乾燥而使溶劑蒸發，剝離上述聚對苯二曱酸乙二酯薄膜， 製作包含厚度為5 μιη之聚醯亞胺的雙折射層。該雙折射層 之正面延遲Re為1 nm、厚度方向延遲Rth為2〇〇〇 nm。 繼而’分解市售之應用有反射偏光板[ThreeM公司製 造、商品名「D-BEF」]之VA液晶模式之20吋電視[SONY I 公司製造、商品名「KDL-20J3000」]，於液晶面板背光源 側之吸收型直線偏光板表面，使用丙烯酸系透明黏著劑， 積層3牧上述包含聚醯亞胺之雙折射層進行貼合之後，再 次組裝液晶電視獲得透光型液晶顯示裝置。再者，積層3 枚包含聚醯亞胺之雙折射層進行貼合而成之雙折射層的正 面延遲Re為3nm，厚度方向延遲Rth為600 nm。 (實施例4) 於上述實施例3中，使用積層有5牧包含聚醯亞胺之雙折 射層者’代替使用積層有3枚包含聚醯亞胺之雙折射層 132350.doc -28· 200914937 者’除此之外以與實施例3相同之方式推> ^ 、 ^ 刁式進仃，獲得透光型 液晶顯示裝置。再者，積層5枚包含乎硫 歎醯亞胺之雙折射層 進行貼合而成之雙折射層的正面延遲^為5 延遲 Rth為 1000 nm。 nm，厚度方向 (實施例5)

於上述實施例3中，使用積層有1〇枚包含聚醯亞胺之雙 折射層者，代替使用積層有3牧包含聚醯亞胺之雙折射層 者，除此之外以與實施例3相同之方式進行，獲得透光型 液晶顯示裝置。再者’積層10枚包含聚醯亞胺之雙折射層 進行貼合而成之雙折射層的正面延遲以為1〇 nm，厚度方 向延遲Rth為2000 nm。 (實施例6) 於上述實施例3中’使用積層有丨5枚包含聚醯亞胺之雙 折射層者，代替使用積層有3枚包含聚醯亞胺之雙折射層 者，除此之外以與實施例3相同之方式進行，獲得透光型 液晶顯示裝置。再者，積層15牧包含聚醯亞胺之雙折射層 進行貼合而成之雙折射層的正面延遲“為^ nm，厚度方 向延遲Rth為3000 nm。 (實施例7) 於上述實施例3中，使用積層有20牧包含聚醯亞胺之雙 折射層者，代替使用積層有3枚包含聚醯亞胺之雙折射層 者’除此之外以與實施例3相同之方式進行，獲得透光型 液晶顯示裝置。再者，積層2〇牧包含聚醯亞胺之雙折射層 進行貼合而成之雙折射層的正面延遲以為2〇 nm，厚度方 132350.doc -29- 200914937 向延遲Rth為4000 nm。 (比較例1) 於上述實施例3中，僅使用1枚包含聚醯亞胺之雙折射 層，代替使用積層有3枚包含聚醯亞胺之雙折射層者，除 此之外以與實施例3相同之方式進行，獲得透光型液晶顯 示裝置。 (比較例2 ) 直接使用市售之應用有反射偏光板[ThreeM公司製造、 ( 商品名「D-BEF」]之VA液晶模式之20吋電視[SONY公司 製造、商品名「KDL-20J3000」]。 使上述實施例3〜7及比較例1〜2之透光型液晶顯示裝置顯 示黑影像，藉由[autronic-MELCHERS GmbH製造之商品名 「ConoScope」]，於方位角為0〜360°之範圍測定極角60° 下之亮度（最黑亮度）。將各液晶顯示裝置之極角60°、方位 角0〜3 60°之範圍的亮度之最大值示於表1。 雙折射層之Rth(nm) 亮度(cd/cm2) 實施例3 600 2.592 實施例4 1000 2.848 實施例5 2000 2.940 實施例6 3000 3.122 實施例7 4000 2.715 比較例1 200 3.398 比較例2 - 3.397 如表1所示，於厚度方向延遲較小之比較例1中，與未使 132350.doc -30- 200914937 用雙折射層之比較例2相比，未見最黑亮度降低之效果， 相對於此，於實施例中，於極角60。方向之最黑亮度降 低。如上所述，本發明之液晶顯示裝置可抑制斜方向之漏 光，結果可實現對比度較高之影像顯示。 【圖式簡單說明】 圖1係表示本發明之透光型液晶顯示裝置的構成剖面之 • 一例的概念圖。 圖2係表示本發明之透光型液晶顯示裝置之各層的配置 角度之一例。各偏光層上標記之雙箭頭表示各自之透射轴 方向。 圖3係表示藉由雙折射層a，使正面方向之光保持其強户 而入射至液晶單元，自斜方向之光入射至液晶單元的入射 強度降低的基本原理之一例之概念圖。 圖4係表示本發明之透光型液晶顯示裝置的構成剖面之 一例之概念圖。 U 圖5係表示本發明之透光型液晶顯示裝置之各層的配置 角度之一例。各偏光層上標記之雙箭頭表示各自之透射軸 方向。 圖6係表示藉由反射型直線偏光層pr2使光之再利用效率 上升的基本原理之一例之概念圖。 圖7係表示本發明之透光型液晶顯示裝置的構成剖面 一例之概念圖。 圖8係表示本發明之透光型液晶顯示裝置的構成 一例之概念圖。 132350.doc •31- 200914937 圖9係表示實施例丨及應用雙折射層前之液晶顯示裝置的 最黑亮度、最白亮度、對比度之視角特性之圖。 圖10係表示實施例u應用雙折射層前之液晶顯 的於方位角0。下之最黑亮度之極角依存性 、直 本發明之實施例1，虛線表示應用前 【主要元件符號說明】 圖。實線表示

雙折射層 光源

A

BL D1 光源側 D2 可視側 LC 液晶單 P1 光源側 P2 可視側 Prl 反射型 Pr2 反射型 光擴散層 光擴散層 元 吸收型直線偏光層 直線偏光層 直線偏光層 直線偏光層

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Claims (1)

1. 200914937 十、申請專利範圍： 1. 一種透光型液晶顯示裝置，其依序配置有光源（BL)、反 射型直線偏光層（Prl)、雙折射層（A)、光源側吸收型直 線偏光層（P1)、液晶單元（LC)、可視側直線偏光層 (P2) ’且滿足下述（a)〜（c)所有條件： (a) 反射型直線偏光層（prl)之透射轴與光源側吸收型直 線偏光層（Ρ1)之透射軸大致平行地配置； (b) 上述雙折射層之厚度方向延遲（Rth)滿足25〇 nmg Rth $ 6000 nm ; (c) 自光源（BL)出射、透過反射型直線偏光層（prl)之直 線偏光中，正面方向之光並不由於雙折射層（A)而實質性 轉換其偏光狀態，斜方向之光由於雙折射層（A)而轉換偏 光狀態。 2. 如睛求項1之透光型液晶顯示裝置，其中上述雙折射層 (A)之正面延遲（Re)為1〇 nm以上、1〇〇 nm以下，雙折射 層（A)之慢軸與上述反射型直線偏光層（Pr丨）之透射軸所 成之角大致平行或者大致垂直。 3. 如凊求項1之透光型液晶顯示裝置，其中上述雙折射層 (A)之正面延遲（Re)為2〇 nm以下。 4. 如請求項1至3中任一項之透光型液晶顯示裝置，其中上 述雙折射層（A)之正面延遲（Re)及厚度方向延遲（Rth)滿足 400 nmg Rth-2xRe$ 800 nm之關係。 5. 如請求項1至3中任一項之透光型液晶顯示裝置，其中於 上述雙折射層（A)與上述光源側吸收型直線偏光層（ρ 1)之 132350.doc 200914937 間’以光源側吸收型直線偏光層（P1)與透射軸平行之方 式含有反射型直線偏光層（Pr2)。 6. 如請求項1至3中任一項之透光型液晶顯示裝置，其中於 上述雙折射層（A)與上述光源側吸收型直線偏光層（p 1)之 間含有光源側光擴散層（D1)。 7. 如請求項1至3中任一項之透光型液晶顯示裝置，其中自 上述可視侧直線偏光層（P2)於可視側含有可視側光擴散 層（D2)。 8. 如請求項1至3中任一項之透光型液晶顯示裝置，其中藉 由黏著劑將上述反射型直線偏光層（prl)與上述雙折射層 (A)、上述光源側吸收型直線偏光層（p丨）貼合一體化。 9. 一種積層偏光板’其係如請求項1至8中任一項之透光型 液晶顯示裝置中使用之積層偏光板’其依序配置有反射 型直線偏光層（Prl)、雙折射層（a)、光源側吸收型直線 偏光層（P1)。 10 _ —種偏光光源裝置’其係如請求項1至8中任一項之透光 型液晶顯示裝置中使用之偏光光源裝置，其依序配置有 光源（BL)、反射型直線偏光層（Prl)、雙折射層、光 源側吸收型直線偏光層（P1)。 132350.doc -2-