專利名稱：液晶顯示裝置及層疊偏振板以及偏振光光源裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種可以抑制黑顯示時的亮度、實現(xiàn)高對比度的透射型液晶顯示裝置 及其中使用的層疊偏振板以及偏振光光源裝置。
背景技術：
透射型液晶顯示裝置具有利用吸收軸直交即在直交尼科爾上配置的2張偏振板 夾持液晶單元的結構。如果從斜向方向觀察液晶顯示裝置，則2張偏振板的吸收軸所成的 角表觀上大于90°，所以產生光漏，不能得到黑顯示，從相對配置于直交尼科爾上的偏振板 的吸收軸的方位角45度的方向斜視時的光漏尤其顯著。為了解決這樣的問題，已知有在直交的2張偏振板之間插入相位差板等光學補償 層，通過變換偏振光狀態(tài)來抑制斜向方向的光漏的方法(例如專利文獻1、幻。但是，即使使 用光學補償層，也難以完全抑制斜視時的光漏。另外，即使利用光學補償層減低光漏，向液 晶單元斜向方向入射的光在構成液晶顯示裝置的TFT材料或防眩層等各種異形材料的界 面被折射、反射、衍射、散射，其一部分也在正面方向被配光，所以不僅斜向方向，還引起正 面對比度的低下。作為其他方法，也可以適用通過適用擴散板等將斜向方向的漏光配光于寬角度區(qū) 域的方法(例如專利文獻3)，但也向對比度本來高的正面方向配光，引起正面對比度的低 下，所以缺乏實用性。專利文獻1 日本特開平4-305602號公報專利文獻2 日本特開平4-371903號公報專利文獻3 日本特開2000-187205號公報

發(fā)明內容
本發(fā)明鑒于所述，其目的在于提供一種可以通過抑制斜向方向的光漏來使黑亮度 低下、進而還抑制向正面方向的配光引起的正面對比度的低下的透射型液晶顯示裝置及在 該透射型液晶顯示裝置中使用的層疊偏振板以及偏振光光源裝置。本發(fā)明人等進行了潛心研究，結果發(fā)現(xiàn)通過在透射型液晶顯示裝置的光源側配置 特定的偏振光層可以抑制向液晶單元入射的斜向方向的光，可以解決所述課題，以至完成 本發(fā)明。即，本發(fā)明涉及一種透射型液晶顯示裝置，其依次配置有光源BL、反射型直線偏振 光層1^1、雙折射層A、光源側吸收型直線偏振光層P1、液晶單元LC、辨識側直線偏振光層 P2，并滿足下述a c的全部。a.反射型直線偏振光層的透射軸與光源側吸收型直線偏振光層Pl的透射軸大致平行配置，b.所述雙折射層的厚度方向延遲(retardation) Rth滿足250nm6000nm，c.在從光源BL射出并透過反射型直線偏振光層Prl的直線偏振光中，正面方向的 光實際上其偏振光狀態(tài)不被雙折射層A變換，斜向方向的光的偏振光狀態(tài)被雙折射層A變換。進而，在本發(fā)明的透射型液晶顯示裝置中，優(yōu)選所述雙折射層A的正面延遲Re為 IOnm以上且IOOnm以下，雙折射層A的滯相軸與反射型直線偏振光層I^rl的透射軸所成的 角大致平行或大致垂直。進而，在本發(fā)明的透射型液晶顯示裝置中，優(yōu)選為所述雙折射層A的正面延遲Re 為20nm以下的結構。進而，在本發(fā)明的透射型液晶顯示裝置的一個實施方式中，優(yōu)選所述雙折射層A 的正面延遲Re及厚度方向延遲Rth滿足400nm ^ Rth_2XRe ^ 800nm的關系。進而，在本發(fā)明的透射型液晶顯示裝置中，優(yōu)選在所述雙折射層A與所述光源側 吸收型直線偏振光層Pi之間以使光源側吸收型直線偏振光層Pi與透射軸平行的方式具有 反射型直線偏振光層1^2。進而，在本發(fā)明的透射型液晶顯示裝置中，優(yōu)選在所述雙折射層A與所述光源側 吸收型直線偏振光層Pl之間及/或比所述辨識側直線偏振光層P2靠辨識側具有光擴散層。進而，在本發(fā)明的透射型液晶顯示裝置中，優(yōu)選利用粘合劑貼合一體化所述反射 型直線偏振光層Prl和所述雙折射層A、所述光源側吸收型直線偏振光層Pl。進而，本發(fā)明還涉及一種在所述透射型液晶顯示裝置中使用的層疊偏振板以及偏 振光光源裝置。


圖1是表示本發(fā)明的透射型液晶顯示裝置的構成截面的一例的示意圖。圖2是表示本發(fā)明的透射型液晶顯示裝置的各層的配置角度的一例。在各偏振光 層上標記的兩個箭頭表示各透射軸方向。圖3是表示在雙折射層A的作用下，正面方向的光保持其強度向液晶單元入射，斜 向方向的光向液晶單元的入射強度低下的基本原理的一例的示意圖。圖4是表示本發(fā)明的透射型液晶顯示裝置的構成截面的一例的示意圖。圖5是本發(fā)明的透射型液晶顯示裝置的各層的配置角度的一例。在各偏振光層上 標記的兩個箭頭表示各透射軸方向。圖6是表示在反射型直線偏振光層的作用下，光的循環(huán)效率上升的基本原理 的一例的示意圖。圖7是表示本發(fā)明的透射型液晶顯示裝置的構成截面的一例的示意圖。圖8是表示本發(fā)明的透射型液晶顯示裝置的構成截面的一例的示意圖。圖9是表示實施例1及雙折射層適用前的液晶顯示裝置中的黑亮度、白亮度、對比 度的視角特性的圖。圖10是表示實施例1及雙折射層適用前的液晶顯示裝置中方位角0°的黑亮度的極角依賴性的圖。實現(xiàn)表示本發(fā)明的實施例1，虛線表示適用前。 圖中，Pr 1-反射型直線偏振光層，Pr2-反射型直線偏振光層，Pl-光源側吸收型直 線偏振光層，P2-辨識側直線偏振光層，A-雙折射層，BL-光源，LC-液晶單元，Dl-光源側 光擴散層，D2-辨識側光擴散層。
具體實施例方式本發(fā)明的透射型液晶顯示裝置依次配置光源BL、反射型直線偏振光層ft~l、雙折 射層A、光源側吸收型直線偏振光層P1、液晶單元LC、辨識側直線偏振光層P2。反射型直線偏振光層Prl是透過從光源射出的自然偏振光中的特定方向的偏振 光且反射與其直交的方向的偏振光的偏振光層，可以使用柵極型偏振片、具有折射率差的2 種以上的材料構成的2層以上的多層薄膜層疊體、分光器等中使用的折射率不同的蒸鍍多 層薄膜、具有雙折射的2種以上的材料構成的2層以上的雙折射層多層薄膜層疊體、對使用 具有雙折射的2種以上的樹脂的2層以上的樹脂層疊體進行拉伸而成的構件等。其中，可 以優(yōu)選使用如特表平9-506837號公報等中記載的對使用具有雙折射的2種以上的樹脂的2 層以上的樹脂層疊體進行拉伸而成的構件。作為這樣的反射型直線偏振光層，例如可以舉 出3M公司作為商品名D-BEF出售的反射型直線偏振光層。雙折射層A具有變換所述反射型直線偏振光層Prl透過的直線偏振光的偏振光狀 態(tài)的作用。對于抑制斜向方向的光漏的原理如后所述，雙折射層A主要是實際上不變換正 面方向即極角θ為0°的光的偏振光狀態(tài)，變換斜向方向即極角θ不為0°的方向的光的 偏振光狀態(tài)的構件，在透射型液晶顯示裝置中，尤其優(yōu)選將光漏大的方向的入射直線偏振 光變換成與其直交的直線偏振光的構件。在此，為了不使正面方向的光的偏振光狀態(tài)變化，雙折射層A必需滿足(i)滯相軸 與反射型直線偏振光層Prl的吸收軸大致平行或大致垂直，或者(ii)實際上不具有正面延 遲即正面延遲Re為20nm以下的任意一種。另外，為了將斜向方向的光的偏振光狀態(tài)變換成與其直交的直線偏振光，以下是 必須的，即從該方向觀察時的雙折射層A的滯相軸與反射型直線偏振光層Prl的透射軸所 成的角為45°，而且，延遲為波長的一半，例如相對550nm的光，具有275nm的延遲。例如， 在通常的透射型液晶顯示裝置中，如果想要將光漏最大的方位角Φ 二45°、極角θ =60° 的方向的光變換成與其直交的直線偏振光，則可以優(yōu)選使用實際上不具有正面延遲、厚度 方向延遲為400 SOOnm的范圍內的雙折射層。此外，如上所述，實際上不具有正面延遲是 指正面延遲為20nm以下，更優(yōu)選正面延遲為IOnm以下。實際的液晶顯示裝置的光漏的角度依賴性因使用的液晶單元的種類或用于補償 液晶單元的雙折射的光學薄膜的存在等而不同，所以為了與其一致而必須決定雙折射層A 的光學特性。例如，在液晶單元為扭曲向列相(TN)液晶模式的情況下，如上所述，優(yōu)選在斜 向方向表現(xiàn)λ/2的延遲，從該觀點出發(fā)，優(yōu)選厚度方向延遲為250nm以上且IOOOnm以下， 更優(yōu)選為300nm以上且900nm以下，進而優(yōu)選為350nm以上且800nm以下。另外，在通常的透射型液晶顯示裝置中，為了有效地抑制光漏最大的方位角 (/)=45°、極角θ =60°方向的光漏，如上所述，優(yōu)選從該方位觀察雙折射層時的延遲為波 長的一半即相對波長^Onm的光的延遲接近275nm。從這樣的觀點出發(fā)，正面延遲Re及厚度方向延遲Rth優(yōu)選滿足下述(式1)，更優(yōu)選在下述(式幻，進而優(yōu)選滿足下述(式3)。400nm ( Rth_2 XRe ^ 800nm (式 1)450nm ( Rth_2 XRe ^ 750nm (式 2)
500nm ( Rth_2 XRe ^ 700nm (式 3)在有效地抑制方位角φ =45°的光漏的情況下，優(yōu)選正面延遲小。與此相對，為了 有效地抑制Φ =45°以外的光漏，也可以使用具有正面延遲的雙折射層。如果正面延遲過 大，則具有斜向方向尤其是Ψ =45°方向的光漏的抑制效果減小的趨勢，所以正面延遲優(yōu) 選為IOOnm以下，更優(yōu)選為90nm以下，進而優(yōu)選為80nm以下。另一方面，例如在液晶單元為垂直取向(VA)液晶模式的情況下，雙折射層A的厚 度方向延遲為500nm以上且6000nm以下，更優(yōu)選為600nm以上且5000nm以下，進而優(yōu)選為 600nm以上且4000歷以下。另外，正面延遲優(yōu)選為20nm以下、更優(yōu)選為IOnm以下。通過使 延遲在所述范圍，在液晶顯示裝置中顯示黑圖像時的斜向方向的光漏被減低，在顯示白圖 像時，相位差的干涉引起的畫面的著色被抑制。在此，在本說明書中，在將正面延遲設為Re、厚度方向延遲設為Rth、雙折射層的 面內的滯相軸方向的折射率設為ηχ、進向軸方向的折射率設為ny、厚度方向的折射率設為 nz、雙折射層的厚度設為d時，用Re = (nx-ny) XcURth = | (ηχ-ηζ) | Xd表示，只要沒有事 先說明，是指測定波長^Onm下的值。(| (ηχ-ηζ) |表示(ηχ-ηζ)的絕對值)雙折射層A只要具有所述特性即可，對其材料或制造方法沒有特別限定，例如可 以舉出將在可見光區(qū)域(380nm 780nm)以外具有選擇反射波長的膽甾醇型液晶的平面 (planar)取向狀態(tài)固定的材料；或將棒狀液晶的垂直排列(homeotropic)取向狀態(tài)固定的 材料；利用圓盤狀液晶的柱狀(columnar)取向或向列取向的材料；使負的單軸性結晶在面 內取向的材料；利用薄膜支撐或適當?shù)乩彀l(fā)生取向的聚合物層、由液晶聚合物等液晶材 料構成的取向薄膜、液晶材料的取向層而成的材料等。作為將在可見光區(qū)域以外具有選擇反射波長的膽留醇型液晶的平面取向狀態(tài)固 定的雙折射層，優(yōu)選在可見光區(qū)域沒有著色等，所以，必須在可見區(qū)域沒有選擇反射光。選 擇反射根本地由膽甾醇的手性間距(chiral pitch)和液晶的折射率決定。選擇反射的中 心波長的值也可以在近紅外區(qū)域，但由于受到旋光的影響等，發(fā)生稍微復雜的現(xiàn)象，所以更 優(yōu)選處于350nm以下的紫外部。作為將垂直排列取向狀態(tài)固定的雙折射層，可以使用利用電子射線或紫外線等 電離輻射照射或熱使在高溫下顯示向列液晶性的液晶性熱塑性樹脂或液晶單體和根據(jù) 需要添加的取向助劑聚合而成的聚合性液晶，或者它們的混合物。液晶性可以為溶致 (Iyotropic)或熱致性的任意一種，從控制的簡便性或單結構域的形成容易性的觀點出發(fā)， 優(yōu)選為熱致性的液晶。垂直排列取向可以通過在形成有垂直取向膜(長鏈烷基硅烷等)的 膜上涂設所述雙折射材料，使其表現(xiàn)液晶狀態(tài)，進而固定而得到。作為使用圓盤狀液晶的雙折射層，使具有分子的擴展的酞菁類或9，10-苯并菲類 化合物之類的具有負的單軸性的圓盤狀液晶材料表現(xiàn)向列相或柱狀相并固定而成的材料 作為液晶材料。作為負的單軸性無機層狀化合物，例如在特開平6-82777號公報等中所詳 述。作為使用發(fā)生取向的聚合物層的雙折射層，可以利用使用聚碳酸酯、降冰片烯系樹脂、聚乙烯醇、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯或其他多烯烴、聚丙烯酸酯、聚酰胺、 聚酰亞胺之類的適當?shù)木酆衔锊牧?，將這些聚合物材料作為溶液，在基材上涂敷并取向的 方法；拉伸處理由這些聚合物材料構成的薄膜的方法；沖壓這些聚合物材料的方法；從這 些聚合物材料發(fā)生平行取向而成的結晶體切出的方法等得到。這些雙折射層的正面延遲以及厚度方向延遲可以利用調整涂敷條件或拉伸條件、 厚度等公知的方法調整。作為光源側吸收型直線偏振光層P1，通常使用的是在吸收型直線偏振光層的一側 或兩側具有保護薄膜的偏振板。對吸收型直線偏振光層的種類沒有特別限制，可以使用各種吸收型直線偏振光 層。例如可以舉出在聚乙烯醇系薄膜、部分縮甲醛化的聚乙烯醇系薄膜、乙烯 醋酸乙烯酯 共聚物類部分皂化薄膜等親水性高分子薄膜上，吸附碘或二色性染料等二色性物質并單向 拉伸的薄膜；聚乙烯醇的脫水處理物或聚氯乙烯的脫鹽酸處理物等多烯系取向薄膜等。其 中，優(yōu)選由聚乙烯醇系薄膜和碘等二色性物質構成的偏振光層。對這些偏振光層的厚度沒 有特別限制，通常為5 80 μ m左右。將聚乙烯醇系薄膜用碘染色后經單向拉伸而成的偏振光層，例如，可以通過將聚 乙烯醇浸漬于碘的水溶液進行染色后拉伸至原長度的3至7倍來制作。根據(jù)需要，也可以 浸漬于可含硼酸或硫酸鋅、氯化鋅等的碘化鉀等的水溶液中。此外，根據(jù)需要，也可以在染 色前將聚乙烯醇系薄膜浸漬于水中水洗。通過水洗聚乙烯醇系薄膜，可以洗去聚乙烯醇系 薄膜表面上的污物和防粘連劑，除此之外，還可通過使聚乙烯醇系薄膜溶脹，防止染色斑等 不均勻現(xiàn)象。拉伸既可以在用碘染色之后進行，也可以一邊染色一邊進行拉伸，或者也可以 在拉伸之后用碘進行染色。也可以在硼酸或碘化鉀等的水溶液中或水浴中進行拉伸。作為形成設置在上述偏振光層的單面或雙面上的透明保護薄膜的材料，優(yōu)選使用 透明性、機械強度、熱穩(wěn)定性、水分遮蔽性、各向同性等優(yōu)良的材料?？梢耘e例為聚對苯二甲 酸乙二醇酯或聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯系聚合物；二乙酸纖維素或三乙酸纖維素等纖維 素系聚合物；聚甲基丙烯酸甲酯等丙烯酸系聚合物；聚苯乙烯或丙烯腈 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。此外，作為形成上述透明保護薄膜的聚合 物的例子，還可以舉例為聚乙烯、聚丙烯、具有環(huán)狀或降冰片烯結構的聚烯烴、乙烯 丙烯共 聚物之類的聚烯烴系聚合物；氯乙烯系聚合物；尼龍或芳香族聚酰胺等酰胺系聚合物；酰 亞胺系聚合物；砜系聚合物；聚醚砜系聚合物；聚醚醚酮系聚合物；聚苯硫醚系聚合物；乙 烯基醇系聚合物，偏氯乙烯系聚合物；乙烯醇縮丁醛系聚合物；芳酯系聚合物；聚甲醛系聚 合物；環(huán)氧系聚合物；或者上述聚合物的混合物等。透明保護薄膜還可以形成為丙烯酸系、 氨基甲酸酯系、丙烯酸氨基甲酸酯系、環(huán)氧系、硅酮系等熱固化型、紫外線固化型的樹脂的 固化層。另外，作為保護薄膜，可以舉出特開2001-343529號公報(W001/37007)中所 述的聚合物薄膜，如含有側鏈上具有取代和/或未取代亞胺基的熱塑性樹脂、和在側 鏈上具有取代和/或未取代苯基以及腈基的熱塑性樹脂的樹脂組合物，還可以使用在 特開2000-230016號公報、特開2001-151814號公報、特開2002-120326號公報、特 開2002-2M544號公報、特開2005-146084號公報、特開2006-171464號公報等中記載 的含有具有內酯環(huán)結構的(甲基)丙烯酸酯系樹脂的聚合物薄膜；在特開2004-70290號公報、特開2004-70296號公報、特開2004-163924號公報、特開2004-292812號公 報、特開2005-314534號公報、特開2006-131898號公報、特開2006-206881號公報、 特開2006-265532號公報、特開2006-283013號公報、特開2006-299005號公報、特開 2006-335902號公報等中記載的含有具有不飽和羧酸烷基酯的結構單元及戊二酸酐的結 構單元的丙烯酸樹脂的聚合物薄膜；在特開2006-309033號公報、特開2006-317560號公 報、特開2006-3^3 號公報、特開2006-3觀3；34號公報、特開2006-337491號公報、特開 2006-337492號公報、特開2006-337493號公報、特開2006-337569號公報等中記載的含有 具有戊二酰亞胺結構的熱塑性樹脂的薄膜等。這些薄膜的相位差小，光彈性模量小，所以可 以消除偏振板的變形引起的不均等不良情形，另外，由于透濕度小，所以加濕耐久性出色， 所以優(yōu)選?？梢赃m當確定保護薄膜的厚度，但一般從強度或操作性等作業(yè)性、薄層性等觀點 來看，其厚度為ι 500 μ m左右。特別優(yōu)選1 300 μ m，更優(yōu)選5 200 μ m。另外，保護薄膜最好盡量不著色。因此，優(yōu)選使用厚度方向延遲為90nm以下的保 護薄膜。通過使用這種厚度方向的延遲為90nm以下的薄膜，可以幾乎完全消除由保護薄膜 引起的偏振板的著色(光學著色)。厚度方向延遲進一步優(yōu)選為80nm以下，特別優(yōu)選70nm 以下。從偏振光特性和耐久性等觀點來看，作為保護薄膜優(yōu)選三乙酸纖維素等纖維素系 聚合物。特別優(yōu)選三乙酸纖維素薄膜。其中，當在偏振光層的兩側設置保護薄膜時，其內外 側可以使用由相同聚合物材料構成的保護薄膜，也可以使用由不同聚合物材料等構成的保 護薄膜。另外，在反射型直線偏振光層Prl側的保護薄膜具有延遲的情況下，優(yōu)選也考慮 該值來調整所述雙折射層A的正面延遲或厚度方向延遲。進而，從構件數(shù)的削減或光學設 計的容易性的觀點出發(fā)，通過使用所述雙折射層A作為所述反射型直線偏振光層Prl側的 保護薄膜，可以兼具保護薄膜和雙折射層的功能，所以優(yōu)選。上述偏振光層和保護薄膜通常借助水系粘合劑等粘附。作為水系粘合劑，可以例 示異氰酸酯系膠粘劑、聚乙烯醇系膠粘劑、明膠系膠粘劑、乙烯基系乳膠系、水系聚氨酯、水 系聚酯等。反射型直線偏振光層或吸收型直線偏振光層根據(jù)波長不同而其反射、吸收特性不 同，所以難以得到完全的中性色，例如使用碘的吸收型直線偏振光層由于其吸收特性而具 有紅褐色色調。另一方面，所述雙折射層A根據(jù)波長不同而延遲不同，即，由于具有波長分 散，所以在某波長下具有λ/2的延遲即相位差π，將入射直線偏振光變換成與其直交的直 線偏振光，而在其他波長下，相位差從η偏離，所以入射直線偏振光沒有被變換成與其直 交的直線偏振光，而被變換成橢圓偏振光。所以，這樣的波長的光泄漏，結果產生著色。在 本發(fā)明的透射型液晶顯示裝置中，通過使用這樣的雙折射層的波長分散引起的著色與反射 型直線偏振光層或吸收型直線偏振光層的反射、吸收特性引起的著色成為互補關系的雙折 射層，調整色調從而進行中性色化成為可能。雙折射層的波長分散可以利用其中使用的材 料的選擇或者層疊2層以上雙折射層、在特開平5-100114號公報、特開平5-27118號公報、 特開平5-27119號公報等中記載的方法調整。本發(fā)明的透射型液晶顯示裝置的構成截面和各層的配置分別如圖1、圖2所示。利用這樣的構成，正面方向的光保持其強度向液晶單元入射，與此相對，斜向方向的光向液晶 單元的入射強度低下，所以可以抑制斜向方向的光漏。利用圖3，通過追趕正面方向及斜向 方向的各光源的變化說明其原理。1)從光源BL供給的自然光的一部分rl向反射型直線偏振光層Prl垂直入射。2)反射型直線偏振光層Prl透過直線偏振光r3，反射其直交方向的直線偏振光 r2。3)直線偏振光r3透過雙折射層A。雙折射層A的滯相軸與直線偏振光r3的偏振 光面垂直或平行，或者，雙折射層A的正面延遲實際上為0，所以直線偏振光r3的偏振光狀 態(tài)不被變換，透過直線偏振光r4。4)透過雙折射層A的直線偏振光r4的偏振光方向與光源側吸收型直線偏振光層 Pi的透射軸方向平行，所以透過光源側吸收型直線偏振光層P1。5)透過光源側吸收型直線偏振光層Pl的直線偏振光r5向配置于其上的液晶單元 入射，被沒有損耗地傳送。6)另一方面，從光源供給的自然光的一部分rll斜向入射至反射型直線偏振光層 Prl07)反射型直線偏振光層Prl透過直線偏振光rl3，反射其直交方向的直線偏振光 rl2。8)直線偏振光rl3透過雙折射層A，被變換成根據(jù)入射角不同而不同的偏振光狀 態(tài)，但相對特定的入射角，雙折射層A具有λ /2的延遲，所以透過與直線偏振光rl3直交的 直線偏振光rl4。 9)透過雙折射層A的直線偏振光r 14的偏振光方向與光源側吸收型直線偏振光層 Pi的透射軸方向垂直，所以被光源側吸收型直線偏振光層Pi吸收。10)這樣，斜向方向的光沒有向液晶單元傳輸，所以可以抑制黑顯示時的斜向方向 的光漏。11)直線偏振光r2、rl2回到光源側，被循環(huán)，所以可以很有效地利用來自光源的光。進而，在本發(fā)明的透射型液晶顯示裝置中，優(yōu)選在所述雙折射層A與光源側吸收 型直線偏振光層Pl之間設置反射型直線偏振光層1^2，以使光源側吸收型直線偏振光層Pl 與透射軸平行地構成。這種情況下的構成截面與各層的配置分別如圖4、圖5所示。通過設 置反射型直線偏振光層1^2，來自光源的光的循環(huán)率上升，所以白亮度上升，可以提高對比 度。利用圖6，追隨正面方向及斜向方向的各光線的變化，說明通過具有所述反射型直線偏 振光層Pr2使來自光源的光的循環(huán)率上升的情況。1)從光源BL供給的自然光的一部分r21向反射型直線偏振光層Prl垂直入射。2)反射型直線偏振光層Prl透過直線偏振光r23，反射其直交方向的直線偏振光 r22。3)直線偏振光r23透過雙折射層A。雙折射層A的滯相軸與直線偏振光r23的偏 振光面垂直或平行，或者，雙折射層A的正面延遲實際上為0，所以直線偏振光r3的偏振光 狀態(tài)不被變換，透過直線偏振光r24。4)透過雙折射層A的直線偏振光的偏振光方向與反射型直線偏振光層Pr2的透射軸方向平行，所以透過直線偏振光層1^2。5)直線偏振光r25的偏振光方向與光源側吸收型直線偏振光層Pl的透射軸方向 平行，所以直接透過光源側吸收型直線偏振光層P1。6)透過光源側吸收型直線偏振光層Pl的直線偏振光r26向配置于其上的液晶單 元入射，被沒有損耗地傳送。7)另一方面，從光源供給的自然光的一部分r31斜向入射至反射型直線偏振光層 Prl08)反射型直線偏振光層Prl透過直線偏振光r33，反射其直交方向的直線偏振光 r32。9)直線偏振光r33透過雙折射層A，偏振光狀態(tài)被變換。此時，相對特定的入射角， 雙折射層A具有λ /2的延遲，所以透過與直線偏振光r33直交的直線偏振光r34。10)透過雙折射層A的直線偏振光r34的偏振光方向與反射型直線偏振光層Pr2 的透射軸方向垂直，所以不透過反射型直線偏振光層1^2，作為直線偏振光r35被反射。11)直線偏振光r35利用與3)相同的原理，在雙折射層A的作用下，透過與直線偏 振光r35直交的直線偏振光r36。12)直線偏振光r36的偏振光方向與反射型直線偏振光層Prl的透射軸方向平行， 所以透過直線偏振光r37，回到光源側，被循環(huán)。進而，直線偏振光r22、r32也同樣地回到 光源側，被循環(huán)，所以可以有效地利用來自光源的光。13)通過具有反射型直線偏振光層1^2，不僅從光源側被反射型直線偏振光層Prl 反射的直線偏振光r22、r32，而且暫時透過反射型直線偏振光層的光的一部分也作為 直線偏振光r37被循環(huán)，所以光的循環(huán)率上升。在本發(fā)明的透射型液晶顯示裝置中，為了防止牛頓環(huán)(Newton-Ring)引起的畫面 的虹斑，如圖7所示，可以在雙折射層A與光源側吸收型直線偏振光層Pl之間設置光源側 擴散層D1。從提高對比度的觀點出發(fā)，光源側光擴散層Dl優(yōu)選使用難以消除偏振光的層， 進而優(yōu)選使用后方散射小的層，例如可以作為擴散粘合劑層設置。作為擴散粘合劑層，可以 有效地使用在粘合劑中混合了不同折射率的粒子的材料等。例如可以優(yōu)選使用如在特開 2000-347006號公報、特開2000-347007號公報中所公開的微粒分散型擴散材料。進而，還 可以使用在透明的薄膜(樹脂)中混合了與該樹脂的折射率不同的粒子的材料或全息圖薄 片(hologram sheet)、微棱鏡陣列、微透鏡陣列等。所述各層的層疊可以只重疊，但從操作性或光的利用效率的觀點出發(fā)，優(yōu)選使用 膠粘劑或粘合劑層疊各層。這種情況下，從表面反射的抑制的觀點出發(fā)，優(yōu)選膠粘劑或粘合 劑是透明的，在可見光區(qū)域不具有吸收，折射率與各層的折射率盡可能地接近。從該觀點出 發(fā)，例如可以優(yōu)選使用丙烯酸系粘合劑等。進而，如上所述，也可以使用在粘合劑中混合了 折射率不同的粒子的擴散粘合層。在各層及粘接層、粘合層中，根據(jù)需要為了擴散力調節(jié)用而進一步添加粒子，付與 各向同性散射性，或可以適當?shù)靥砑幼贤饩€吸收劑、抗氧劑、為了付與制膜時的流平性的表 面活性劑等?？梢园凑找酝M行液晶顯示裝置的形成。即，液晶顯示裝置通常通過適當?shù)?組裝液晶單元和偏振板或光學薄膜及根據(jù)需要組裝的照明系統(tǒng)等構成零件，裝入驅動電路 等形成，而在本發(fā)明中，在液晶單元與光源之間配置反射型直線偏振光層1^1、雙折射層A、光源側吸收型直線偏振光層P1，并滿足所述條件，除此以外，沒有特別限定，可以按照以往 進行。作為液晶單元，例如可以舉出扭曲向列(TN)型、超扭曲向列(STN)型、或水平取 向(ECB)型、垂直取向(VA)型、面內變換(IPS, In-Plane Switching)、邊緣場開關(Fringe Field Switching)型、光學補償彎曲(Bend Nematic) (OCB)型、混合排列序列(HAN)型、強 介電性液晶(SSFLC)、反強介電性液晶(AFLC)的液晶單元等各種液晶單元。作為光源，可以使用正下方型背光燈、側燈型背光燈、面狀光源等。進而，在形成液 晶顯示裝置時，例如可以在適當?shù)奈恢门渲?層或2層以上例如擴散板、防眩層、防反射膜、 保護板、棱鏡陣列、透鏡陣列薄片、光擴散板等適宜的零件。辨識側直線偏振光層P2在液晶單元的辨識側被配置成光源側吸收型直線偏振光 層Pl與透射軸彼此大致直交。作為辨識側直線偏振光層P2，優(yōu)選使用吸收型直線偏振光 層，與光源側吸收型直線偏振光層Pl同樣，通常使用的是在吸收型直線偏振光層的一側或 兩側具有保護薄膜的層。辨識側直線偏振光層P2可以使用與光源側吸收型直線偏振光層 Pl相同的層，也可以使用不同的層。在上述保護薄膜的沒有粘接偏振光層的面上，可以實施硬涂層或防反射處理、防 粘連、以擴散或防眩為目的的處理。實施硬涂層處理的目的是防止偏振板的表面損壞等，例如可以通過在透明保護薄 膜的表面上附加由丙烯酸系、硅酮系等適當?shù)淖贤饩€固化型樹脂構成的硬度、滑動特性等 良好的固化被膜的方式等形成。實施防反射處理的目的是防止在偏振板表面的外光的反 射，可以通過形成基于以往的防反射薄膜等來完成。此外，實施防粘連處理的目的是防止與 相鄰層的粘附。另外，實施防眩處理的目的是防止外光在偏振板表面反射而干擾偏振板透過光的 辨識等，例如，可以通過采用噴砂方式或壓紋加工方式的粗面化方式以及配合透明微粒的 方式等適當?shù)姆绞?，向透明保護薄膜表面賦予微細凹凸結構來形成。作為在上述表面微細 凹凸結構的形成中含有的微粒，例如，可以使用平均粒徑為0. 5 50μ m的由二氧化硅、氧 化鋁、氧化鈦、氧化鋯、氧化錫、氧化銦、氧化鎘、氧化銻等構成的可具有導電性的無機系微 粒、由交聯(lián)或者未交聯(lián)的聚合物等組成的有機系微粒等透明微粒。當形成表面微細凹凸結 構時，微粒的使用量相對于100重量份的形成表面微細凹凸結構的透明樹脂，通常為大約 2 50重量份，優(yōu)選5 25重量份。還有，上述防反射層、防粘連層和防眩層等除了可以設置為透明保護薄膜自身以 外，還可以作為其他的光學層而與透明保護薄膜分開設置。在本發(fā)明的透射型液晶顯示裝置中，為了提高斜向方向的白亮度，擴大視角，如圖 8，優(yōu)選在辨識側直線偏振光層P2的辨識側，設置辨識側光擴散層D2。辨識側光擴散層D2 可以利用另外作為光學層層疊光擴散板、全息圖薄片(hologram sheet)、微棱鏡陣列、微透 鏡陣列等的方法，或使所述防眩層具有該功能的方法等形成。其中，優(yōu)選實際上不具有后方 散射的光擴散層，例如可以優(yōu)選使用如在特開2000-347006號公報、特開2000-347007號公 報中記載的光擴散板、濁度80% 90%的物體。另外，從抑制方位角的視角特性的不均從 而得到均一的顯示的觀點出發(fā)，如在特開2000-171619號公報等中所公開，也可以使用各 向異性光散射薄膜。
在本發(fā)明的透射型液晶顯示裝置中，為了提高圖像質量，也可以使用由各種高分 子材料或液晶材料等構成的光學薄膜作為光學補償層。這樣的光學補償層可以在光源側吸 收型直線偏振光層Pl與液晶單元之間及/或辨識側直線偏振光層P2與液晶單元之間配 置。光學補償層利可以根據(jù)液晶單元的模式(TN、VA、0CB、IPS等)適當?shù)剡x擇。對這樣的光學補償層的材料或制造方法等沒有特別限制，例如可以舉出將在可見 光區(qū)域(380nm 780nm)以外具有選擇反射波長的膽甾醇型液晶的平面取向狀態(tài)固定的材 料；或將棒狀液晶的垂直排列取向狀態(tài)固定的材料；利用圓盤狀液晶的柱狀取向或向列取 向的材料；使負的單軸性結晶在面內取向的材料；利用薄膜支撐或適當?shù)乩彀l(fā)生取向的 聚合物層、由液晶聚合物等液晶材料構成的取向薄膜、液晶材料的取向層而成的材料等。另 外，也可以使用將它們層疊2層或其以上的材料。實施例以下舉出實施例說明本發(fā)明，但本發(fā)明不限定于以下所示的實施例。此外，如下所述地求得正面延遲Re及厚度方向延遲Rth。使用自動雙折射測定裝置(王子計測機器株式會社制，自動雙折射計 K0BRA21ADH)，測定以測定波長550nm的正面方向及薄膜為滯相軸中心傾斜40°時的延遲， 從這些值算出面內折射率成為最大的方向、與其垂直的方向、薄膜的厚度方向的各折射率 nx、ny、nz。從這些值及厚度求得正面延遲(nx-ny) Xd、厚度方向延遲(ηχ-ηζ) Xd0此外，在測定雙折射層的延遲時，為了除去基材具有的雙折射的影響，通過從基材 剝離，使用粘合劑，向玻璃板上轉印來進行。[向TN型液晶單元的應用](實施例1)將光聚合性向列液晶單體[BASF公司制，商品名“PalioColor LC-242"]、手性劑 [BASF公司制，商品名“Pal ioCo 1 or LC-756 ”]、光聚合引發(fā)劑[千葉特殊化學藥品制，商品 名“IrgaCUre906”]及溶媒(環(huán)戊酮)調整配合成選擇反射波長成為350nm的涂敷液，使用 條錠，將該涂敷液在雙向拉伸PET薄膜上涂設成干燥后的厚度成為4 μ m，干燥溶液。然后， 將該液晶單體的溫度提高至各向同性轉變溫度，然后，緩慢冷卻，形成具有均一的取向狀態(tài) 的單體層。通過UV照射得到的單體層，固定取向狀態(tài)，得到雙折射層。該雙折射層的正面 延遲Re為lnm，厚度方向延遲Rth為660nm。接著，分解適用市售的反射偏振板[3M公司制，商品名“D-BEF”]的TN液晶模式的 19英寸監(jiān)視器[LG電子公司制，商品名“LX1951D”]，在液晶面板的背光燈側的吸收型直線 偏振板表面，使用丙烯酸系透明粘合劑，利用PET薄膜轉印所述雙折射層，然后再次組裝， 得到透射型液晶顯示裝置。(實施例2)在實施例1中，作為在向偏振板表面轉印雙折射層時使用的丙烯酸系粘合劑，使 用預先分散有粒徑4. 2 μ m的硅酮球粒子的光擴散粘合劑，得到透射型液晶顯示裝置。利用Conc^cope (autronic-MELCHERS GmbH制)評價實施例1的透射型液晶顯示 裝置以及適用雙折射層之前的透射型液晶顯示裝置的亮度、對比度特性、結果如圖9及圖 10所示。從二者的比較可知，利用本發(fā)明，斜視時的黑亮度的低下即光漏被減低。[向VA模式液晶單元的應用]
(實施例3)在安裝有機械式攪拌裝置、締恩斯特(Dean-Stark)裝置、氮氣導入管、溫度計及 冷凝管的反應容器(500mL)內，加入2，2’_雙(3，4_二羧基苯基)六氟丙烷酸二無水物[” 7 1J τ > F> (株)制]17.77g(40mmol)及 2，2-雙(三氟甲基)-4，4，-二氨基聯(lián) 苯基[和歌山精化工業(yè)(株)制]12.81g(40mmol)。接著，加入將異喹啉2. 58g(20mmol)溶 解于間苯酚275.21g所得的溶液，在23°C下攪拌(600rpm) 1小時，得到均一的溶液。接著， 使用油浴，將反應容器加溫成反應容器內的溫度成為180°C，邊保持溫度邊攪拌5小時，得 到黃色溶液。進而，進行3小時攪拌，然后停止加熱及攪拌，放冷，恢復至室溫時，聚合物成 為凝膠狀析出。向所述反應容器內的黃色溶液中加入丙酮，使所述凝膠完全地溶解，制作稀釋溶 液(7重量％ )。將該稀釋溶液在2L的異丙醇中邊攪拌邊每次少量加入時，白色粉末析出。 濾取該粉末，投入到1. 5L的異丙醇中進行清洗。進而再重復進行一次相同的操作，然后再 次濾取所述粉末。用60°C的空氣循環(huán)式恒溫烤箱將其干燥48小時，然后在150°C下干燥7 小時，得到下述結構式(I)的聚酰亞胺粉末(收率85%)。所述聚酰亞胺的聚合平均分子 量(Mw)為124，000，酰亞胺化率為99. 9%0
權利要求
1.一種透射型液晶顯示裝置，其特征在于，其依次配置有光源BL、反射型直線偏振光 層1^1、雙折射層A、光源側吸收型直線偏振光層P1、液晶單元LC、辨識側直線偏振光層P2， 并滿足下述a d的全部，a.反射型直線偏振光層的透射軸與光源側吸收型直線偏振光層Pl的透射軸大致 平行配置，b.所述雙折射層的厚度方向延遲Rth滿足250nm^ Rth ^ 6000nm,c.在從光源BL射出并透過反射型直線偏振光層Prl的直線偏振光中，正面方向的光實 際上其偏振光狀態(tài)不被雙折射層A變換，斜向方向的光的偏振光狀態(tài)被雙折射層A變換，d.所述雙折射層A的正面延遲Re為20nm以下。
2.根據(jù)權利要求1所述的透射型液晶顯示裝置，其中，所述雙折射層A的正面延遲Re及厚度方向延遲Rth滿足400nm ( Rth_2XRe ( 800nm 的關系。
3.根據(jù)權利要求1所述的透射型液晶顯示裝置，其中， 所述雙折射層A的厚度方向延遲Rth為600nm以上。
4.根據(jù)權利要求1 3中任意一項所述的透射型液晶顯示裝置，其中，在所述雙折射層A與所述光源側吸收型直線偏振光層Pl之間具有反射型直線偏振光 層1^2，光源側吸收型直線偏振光層Pl的透射軸與反射型直線偏振光層Pr2的透射軸平行。
5.根據(jù)權利要求1 3中任意一項所述的透射型液晶顯示裝置，其中，在所述雙折射層A與所述光源側吸收型直線偏振光層Pl之間具有光源側光擴散層Dl。
6.根據(jù)權利要求1 3中任意一項所述的透射型液晶顯示裝置，其中， 在比所述辨識側直線偏振光層P2靠辨識側具有辨識側光擴散層D2。
7.根據(jù)權利要求1 3中任意一項所述的透射型液晶顯示裝置，其中，利用粘合劑貼合一體化所述反射型直線偏振光層Prl和所述雙折射層A、所述光源側 吸收型直線偏振光層Pl。
8.一種層疊偏振板，其是在權利要求1 3中任意一項所述的透射型液晶顯示裝置中 使用的層疊偏振板，其中，依次配置反射型直線偏振光層1^1、雙折射層A、光源側吸收型直線偏振光層P1。
9.一種偏振光光源裝置，其是在權利要求1 3中任意一項所述的透射型液晶顯示裝 置中使用的偏振光光源裝置，其中，依次配置光源BL、反射型直線偏振光層ft~l、雙折射層A、光源側吸收型直線偏振光層P1。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種依次配置有光源(BL)、反射型直線偏振光層(Pr1)、具有規(guī)定的光學特性的雙折射層(A)、光源側吸收型直線偏振光層(P1)、液晶單元(LC)、辨識側直線偏振光層(P2)，該雙折射層具有規(guī)定的相位差特性的透射型液晶顯示裝置。在本發(fā)明的透射型液晶顯示裝置中，由于抑制斜向方向的光漏而黑亮度低下。另外，也可以抑制向正面方向的配光引起的正面對比度的低下。
文檔編號G02B5/30GK102087439SQ20111003510
公開日2011年6月8日 申請日期2008年6月17日 優(yōu)先權日2007年6月29日
發(fā)明者宮武稔, 山田敦, 石橋邦昭 申請人:日東電工株式會社