偏振片、圖像顯示裝置和圖像顯示裝置的明處對(duì)比度的改善方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及偏振片、圖像顯示裝置和圖像顯示裝置的明處對(duì)比度(明所3 y卜歹只卜)的改善方法。
【【背景技術(shù)】】
[0002]在液晶顯示裝置中，在液晶盒的圖像顯示面?zhèn)韧ǔＥ渲糜衅衿?。偏振片通常由偏振元件和保護(hù)膜構(gòu)成，該偏振元件為利用碘等進(jìn)行染色并進(jìn)行拉伸得到的聚乙烯醇膜等，該保護(hù)膜被貼合在偏振元件的單面，用于保護(hù)偏振元件。
[0003]以往，作為保護(hù)膜，使用由以三乙酰纖維素為代表的纖維素酯形成的膜。這是基于如下等的優(yōu)點(diǎn):纖維素酯的透明性、光學(xué)各向同性?xún)?yōu)異，并且具有適度的透水性，因而在制造偏振片時(shí)可以使殘留在偏振元件中的水分透過(guò)纖維素酯膜而干燥。
[0004]但是，由于纖維素酯的透濕度過(guò)高，因而在進(jìn)行耐濕試驗(yàn)時(shí)具有褪色所致的透過(guò)率上升、或帶來(lái)偏光度的降低等問(wèn)題。為了解決該問(wèn)題，提出了使用環(huán)烯烴樹(shù)脂作為保護(hù)膜的偏振片(例如參照日本特開(kāi)平6-51117號(hào)公報(bào))。除此以外，為了提高耐久性，還希望使用比纖維素酯膜的價(jià)格低廉、在市場(chǎng)中容易獲得或可通過(guò)簡(jiǎn)易的方法來(lái)制造的通用性膜作為保護(hù)膜，例如，作為纖維素酯膜的替代品，進(jìn)行了利用聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯等聚酯膜的嘗試(例如參照日本特開(kāi)2007-279243號(hào)公報(bào))。
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【發(fā)明內(nèi)容】
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[0005]【發(fā)明處要解決的課題】
[0006]然而，在嘗試將具備由各種材料形成的保護(hù)膜的偏振片用于顯示裝置中時(shí)，發(fā)現(xiàn)在使用由聚酯膜、代表性地由聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯形成的偏振片用保護(hù)膜的情況下，顯示裝置的明處對(duì)比度提高到能夠以目視感知的程度。本申請(qǐng)發(fā)明人對(duì)于這一點(diǎn)反復(fù)進(jìn)行了深入研宄，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，保護(hù)膜的快軸與聚酯膜所通常具有的雙折射率相關(guān)，該保護(hù)膜的快軸與顯示裝置的明處對(duì)比度的提高具有相關(guān)關(guān)系。更詳細(xì)地說(shuō)，發(fā)現(xiàn)下述的組合能夠?qū)︼@示裝置的明處對(duì)比度帶來(lái)很大的影響，該組合為組裝到顯示裝置中的狀態(tài)下的保護(hù)膜的快軸的方向本身與進(jìn)一步的下述相對(duì)關(guān)系的組合，該相對(duì)關(guān)系為該保護(hù)膜的快軸的方向與偏振元件的吸收軸的方向的相對(duì)關(guān)系。于是本申請(qǐng)發(fā)明人基于所得到的技術(shù)思想進(jìn)一步進(jìn)行了研宄，結(jié)果令人吃驚地發(fā)現(xiàn)，甚至對(duì)于由以往作為光學(xué)各向同性材料使用的纖維素酯等材料形成的保護(hù)膜來(lái)說(shuō)，通過(guò)特意使之具有雙折射率，尚且能夠提高組裝了含有該保護(hù)膜的偏振片的顯示裝置的明處對(duì)比度。本發(fā)明是基于本發(fā)明人的這樣的技術(shù)思想而進(jìn)行的，其目的在于，通過(guò)使用含有具有雙折射率的保護(hù)膜的偏振片、或者通過(guò)對(duì)于由本來(lái)不具有雙折射率的材料形成的偏振片用保護(hù)膜特意有目的地賦予雙折射率，以改善該偏振片顯示裝置的對(duì)比度。
[0007]【解決課題的手段】
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方式，提供一種偏振片，其是具備偏振元件和透光性膜的偏振片，該透光性膜設(shè)置在上述偏振元件的單面、在面內(nèi)具有雙折射性；該偏振片的特征在于，在上述透光性膜的面內(nèi)的折射率最大的方向?yàn)槁S方向、上述面內(nèi)的與上述慢軸方向正交的方向?yàn)榭燧S方向，當(dāng)設(shè)慢軸方向的折射率為nx、設(shè)快軸方向的折射率為ny、設(shè)上述透光性膜的平均折射率為N時(shí)，上述透光性膜滿(mǎn)足下式(I)的關(guān)系，
[0009]nx>N>ny…(I)
[0010]上述偏振元件和上述透光性膜是按照上述透光性膜的快軸方向與上述偏振元件的吸收軸方向這兩者沿水平方向的方式被配置著。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的另一方式，提供一種圖像顯示裝置，其具備上述的偏振片，上述偏振片是按照上述透光性膜的快軸方向與上述偏振元件的吸收軸方向這兩者沿水平方向的方式被配置著。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的又一方式，提供一種圖像顯示裝置的明處對(duì)比度的改善方法，其特征在于，將上述的偏振片按照上述透光性膜的快軸方向與上述偏振片中的上述偏振元件的吸收軸方向這兩者沿水平方向的方式配置于圖像顯示裝置中。
[0013]【發(fā)明的效果】
[0014]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方式的偏振片，由于特意使用具有雙折射率的透光性膜、該透光性膜滿(mǎn)足上述式(I)、并且偏振元件和透光性膜按照上述透光性膜的快軸方向與偏振元件的吸收軸方向這兩者沿水平方向的方式被配置，因而與使用光學(xué)各向同性的透光性膜的情況相比，能夠提高明處對(duì)比度。
[0015]根據(jù)本發(fā)明另一方式的圖像顯示裝置，由于偏振片按照上述透光性膜的快軸方向與偏振元件的吸收軸方向這兩者沿水平方向的方式被配置著，因而可提高明處對(duì)比度。
[0016]根據(jù)本發(fā)明又一方式的圖像顯示裝置的明處對(duì)比度的改善方法，由于將偏振片按照上述透光性膜的快軸方向與偏振元件的吸收軸方向這兩者沿水平方向的方式配置于圖像顯示裝置中，因而可提高明處對(duì)比度。
【【附圖說(shuō)明】】
[0017]圖1為實(shí)施方式的偏振片的縱截面圖。
[0018]圖2為實(shí)施方式的偏振元件的俯視圖。
[0019]圖3為實(shí)施方式的透光性膜的俯視圖。
[0020]圖4是作為實(shí)施方式的圖像顯示裝置的一例的液晶顯示屏的示意性構(gòu)成圖。
【【具體實(shí)施方式】】
[0021]下面參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的偏振片進(jìn)行說(shuō)明。圖1為本實(shí)施方式的偏振片的縱截面圖，圖2為本實(shí)施方式的偏振元件的俯視圖，圖3為本實(shí)施方式的透光性膜的俯視圖。需要說(shuō)明的是，在本說(shuō)明書(shū)中，“膜”、“片”、“板”等術(shù)語(yǔ)僅僅是基于稱(chēng)呼的不同，并不是要相互區(qū)分開(kāi)。因此，例如“膜”是也包括還可被稱(chēng)為片或板的部件的概念。作為一個(gè)具體例，在“光學(xué)膜”也包括被稱(chēng)作“光學(xué)片”或“光學(xué)板”等的部件。
[0022]《偏振片》
[0023]如圖1所示，偏振片10具備偏振元件11、設(shè)置在偏振元件11的單面的透光性膜12、以及功能層13，該功能層13設(shè)置在透光性膜12的與設(shè)有偏振元件11的面相反的一側(cè)的面上。本發(fā)明的偏振片只要具備偏振元件和透光性膜即可，也可以不具備功能層。偏振片10可以用于圖像顯示裝置中。在偏振片10用于圖像顯示裝置中的情況下，偏振片10優(yōu)選按照透光性膜12相對(duì)于偏振元件11位于觀(guān)察者側(cè)的方式被配置，并且優(yōu)選偏振片10被配置在比圖像顯示裝置的顯示元件更靠近觀(guān)察側(cè)。
[0024]<偏振兀件>
[0025]偏振元件11具有吸收軸，如圖2所示，偏振元件11是按照偏振元件的吸收軸方向沿水平方向的方式被配置的元件?！捌裨奈蛰S方向沿水平方向”是指偏振元件的吸收軸方向相對(duì)于水平方向處于小于±10°的范圍內(nèi)。偏振元件11優(yōu)選按照偏振元件的吸收軸方向相對(duì)于水平方向?yàn)樾∮凇?°的范圍內(nèi)的方式被配置著。
[0026]作為偏振元件11，例如可以舉出利用碘等進(jìn)行染色并進(jìn)行拉伸而成的聚乙烯醇膜、聚乙烯醇縮甲醛膜、聚乙烯醇縮乙醛膜、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物系皂化膜等。
[0027]<透光性膜>
[0028]透光性膜12發(fā)揮出作為用于保護(hù)偏振元件11的保護(hù)膜的功能。透光性膜12在面內(nèi)具有雙折射性。關(guān)于透光性膜是否在面內(nèi)具有雙折射性，在波長(zhǎng)550nm的折射率方面，將Λ n (Iix-1iy) ^ 0.0005的情況視為具有雙折射性，將Δη〈0.0005的情況視為沒(méi)有雙折射性。雙折射率可以使用王子計(jì)測(cè)機(jī)器社制造的KOBRA-WR，將測(cè)定角設(shè)為0°且將測(cè)定波長(zhǎng)設(shè)為552.1nm來(lái)進(jìn)行測(cè)定。此時(shí)，雙折射率計(jì)算中需要膜厚、平均折射率。膜厚例如可使用千分尺(Digimatic Micrometer、Mitutoyo社制造)或電子千分尺(ANRITSU社制造)進(jìn)行測(cè)定。平均折射率可以使用Abbe折射率計(jì)或橢偏儀進(jìn)行測(cè)定。
[0029]通常作為各向同性材料已知的由三乙酰纖維素構(gòu)成的TD80UL_M(富士膠片社制造)、由環(huán)烯烴聚合物構(gòu)成的ZF16-100(日本Zeon社制造)的Δη根據(jù)上述測(cè)定方法分別為0.0000375,0.00005，判斷為不具有雙折射性(各向同性)。
[0030]此外，作為測(cè)定雙折射的方法，可以使用兩片偏振片，求出透光性基材的取向軸方向(主軸的方向)，利用Abbe折射率計(jì)(Atago社制造NAR-4T)求出相對(duì)于取向軸方向正交的兩個(gè)軸的折射率(nX、ny);也可以在背面貼合黑色聚氯乙烯絕緣帶(黒匕'二一少亍一例如Yamato Vinyl Tape No200-38_21 38mm寬)，之后使用分光光度計(jì)(V7100型、自動(dòng)絕對(duì)反射率測(cè)定單元、VAR-7010日本分光社制造)，采用偏光測(cè)定:S偏光，對(duì)于S偏光，測(cè)定使慢軸平行的情況以及使快軸平行的情況的5度反射率，通過(guò)下式計(jì)算出慢軸與快軸的各波長(zhǎng)的折射率(nx、ny)。
[0031]R(% ) = (l-n)2/(l+n)2
[0032]對(duì)于透光性膜12來(lái)說(shuō)，在透光性膜12的面內(nèi)的折射率最大的方向?yàn)槁S方向，面內(nèi)的與上述慢軸方向正交的方向?yàn)榭燧S方向，當(dāng)設(shè)慢軸方向的折射率為nx、設(shè)快軸方向的折射率為ny、設(shè)透光性膜的平均折射率為N時(shí)，該透光性膜12滿(mǎn)足下式(I)的關(guān)系。
[0033]nx>N>ny…(I)
[0034]透光性膜12的平均折射率N由下式⑵表示。
[0035]N= (nx+ny+nz)/3...(2)
[0036]式(2)中，nxS慢軸方向的折射率、η ,為快軸方向的折射率、η ζ為透光性膜的厚度方向的折射率。
[0037]透光性膜12中，NZ系數(shù)優(yōu)選滿(mǎn)足下式(3)。
[0038]NZ = (nx-nz) / (nx_ny)〈2.0...(3)
[0039]式(3)中，nxS慢軸方向的折射率、η ,為快軸方向的折射率、η ζ為透光性膜的厚度方向的折射率。
[0040]如圖3所示，透光性膜12按照透光性膜12的快軸方向沿水平方向的方式被配置。即，偏振片10按照透光性膜12的快軸方向與偏振元件11的吸收軸方向這兩者沿水平方向的方式被配置。因而，透光性膜12的快軸相對(duì)于水平方向和偏振元件11的吸收軸這兩者進(jìn)行位置確定。需要說(shuō)明的是，“透光性膜的快軸方向沿水平方向”是指透光性膜的快軸方向相對(duì)于水平方向處于小于±10°的范圍內(nèi)。此處，在本說(shuō)明書(shū)中，在從正面觀(guān)察透光性膜時(shí)，將透光性膜的快軸相對(duì)于水平方向偏離到順時(shí)針?lè)较虻那闆r作為+方向，將透光性膜的快軸相對(duì)于水平方向偏離到逆時(shí)針?lè)较虻那闆r作為-方向。對(duì)于透光性膜12而言，透光性膜的快軸方向優(yōu)選按照相對(duì)于水平方向?yàn)樾∮凇?°的范圍的方式被配置著。
[0041]透光性膜12設(shè)置在偏振元件11的單面即可，優(yōu)選粘貼在偏振元件11的單面。
[0042]對(duì)于透光性膜12來(lái)說(shuō)，透光性膜12的慢軸方向的折射率ηχ和作為與上述慢軸方向正交的方向的快軸方向的折射率ny之差Δη優(yōu)選為0.01以上0.30以下。這是由于，若折射率差Δη小于0.01，則將慢軸和快軸設(shè)于水平方向時(shí)的反射率差減小，所得到的明處對(duì)比度提高的效果變小。另一方面，若折射率差Δη超過(guò)0.30，則需要過(guò)度提高拉伸倍率，因而容易產(chǎn)生開(kāi)裂、破損等，作為工業(yè)材料的實(shí)用性可能會(huì)顯著降低。折射率差Λη的下限優(yōu)選為0