特許 5808805 複合構成偏光板セット及びこれを備えたＩＰＳモード液晶表示装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5808805

(24)【登録日】2015年9月18日

(45)【発行日】2015年11月10日

(54)【発明の名称】複合構成偏光板セット及びこれを備えたＩＰＳモード液晶表示装置

(51)【国際特許分類】

   G02B 5/30 20060101AFI20151021BHJP

   G02F 1/1335 20060101ALI20151021BHJP

   G02F 1/13363 20060101ALI20151021BHJP

【ＦＩ】

   G02B5/30

   G02F1/1335 510

   G02F1/13363

【請求項の数】6

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2013-518234(P2013-518234)

(86)(22)【出願日】2011年6月21日

(65)【公表番号】特表2013-531277(P2013-531277A)

(43)【公表日】2013年8月1日

(86)【国際出願番号】KR2011004527

(87)【国際公開番号】WO2012002667

(87)【国際公開日】20120105

【審査請求日】2014年4月8日

(31)【優先権主張番号】10-2011-0035583

(32)【優先日】2011年4月18日

(33)【優先権主張国】KR

(31)【優先権主張番号】10-2010-0062466

(32)【優先日】2010年6月30日

(33)【優先権主張国】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】503454506

【氏名又は名称】東友ファインケム株式会社

【氏名又は名称原語表記】ＤＯＮＧＷＯＯ ＦＩＮＥ−ＣＨＥＭ ＣＯ．， ＬＴＤ．

(74)【代理人】

【識別番号】100100158

【弁理士】

【氏名又は名称】鮫島 睦

(74)【代理人】

【識別番号】100068526

【弁理士】

【氏名又は名称】田村 恭生

(74)【代理人】

【識別番号】100138863

【弁理士】

【氏名又は名称】言上 惠一

(74)【代理人】

【識別番号】100145403

【弁理士】

【氏名又は名称】山尾 憲人

(72)【発明者】

【氏名】リュ・ヒョンスン

(72)【発明者】

【氏名】キム・スンフン

(72)【発明者】

【氏名】イ・トッキュ

【審査官】 吉川 陽吾

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２００７／０２９７８８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００９−０３１４０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１０８５５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０５３４３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２１０８１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２３３０１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−３５０３７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０４２２９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２６７３３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２５１４３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２３２８７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１０／０２６８３２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１１−０９５４０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０１５２９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２３０１１５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｂ ５／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

保護フィルム、偏光子、及び１軸延伸されたポジティブＡプレートの順で積層された上側偏光板と、１軸延伸されたポジティブＡプレート、偏光子、及び保護フィルムの順で積層された下側偏光板とを含み、
前記上側偏光板及び下側偏光板のポジティブＡプレートは、それぞれ正面位相差値（Ｒ０）が１０〜１００ｎｍで、屈折率比（ＮＺ）が０.９〜１.１であり、その遅相軸が隣接した偏光子の吸収軸と平行になるように配置される複合構成偏光板セット。

【請求項2】

前記ポジティブＡプレートは、正面位相差値（Ｒ０）が１０〜８０ｎｍである請求項１に記載の複合構成偏光板セット。

【請求項3】

前記ポジティブＡプレートは、正面位相差値（Ｒ０）が５０〜８０ｎｍである請求項２に記載の複合構成偏光板セット。

【請求項4】

前記ポジティブＡプレートは三酢酸セルロース（ＴＡＣ）、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）、シクロオレフィンコポリマー（ＣＯＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリスルホン（ＰＳＦ）及びポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）からなる群から選ばれたもので製造されるものである請求項１に記載の複合構成偏光板セット。

【請求項5】

前記上側偏光板と下側偏光板の各吸収軸は互いに直交するように構成された請求項１に記載の複合構成偏光板セット。

【請求項6】

請求項１〜５のいずれか１項に記載の複合構成偏光板セットを備えるＩＰＳモード液晶表示装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、高温多湿な環境に長時間露出した場合でも物理的変化に対する抵抗性に優れており、最初に設計した位相差補償効果を維持することができる複合構成偏光板セットと、これを備えたＩＰＳモード液晶表示装置に関する。

【背景技術】

【0002】

液晶表示装置（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙ；ＬＣＤ）は、一般的な画像表示装置として広く使われている。
このような液晶表示装置のモードは、液晶の初期配列、電極構造及び液晶の物性によって分類される。現在、最も多く使われている液晶表示装置のモードとしてはツイステッドネマチック（ＴＮ）、垂直配向(ＶＡ)、面内スイッチング(ＩＰＳ) などがある。さらに、電圧無印加の時に光を透過するか否かによって、ノーマルブラックまたはノーマルホワイトモードに分類される。そして、液晶のドメイン及び初期配列によって、ＶＡモードはＰＶＡ（Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ ＶＡ）モード、ＳＰＶＡ（Ｓｕｐｅｒ ＰＶＡ）モード及びＭＶＡ（ｍｕｌｔｉｄｏｍａｉｎ ＶＡ）モードに、ＩＰＳモードはＳ−ＩＰＳモードまたはＦＦＳモードに分類される。

【0003】

面内スイッチングモード（以下、「ＩＰＳモード」という）は、液晶分子が非駆動状態で液晶基板表面に実質的に水平で、且つ均一な配列を有する。ＩＰＳモードは下側偏光板の透過軸と液晶分子の進相軸（Ｆａｓｔ ａｘｉｓ）との方向が正面で一致するとき、斜め方向でも下側偏光板の透過軸と液晶分子の進相軸は一致する。これにより、ＩＰＳモード液晶表示装置において、下側偏光板を通過した光は偏光状態が変化せず液晶を通過するため、上・下側に配列される偏光板によって非駆動状態において暗状態を具現することができる。

【0004】

ＩＰＳモード液晶表示装置は、光の偏光状態変化を補償する光学フィルムを使用しなくても広い視野角を得ることができるため、当然ながら透過率と全体画面で均一な画質及び視野角が確保されて、大型かつ高級ディスプレイで使用される。
従来のＩＰＳモード液晶表示装置は、液晶が含まれている液晶セルと、上記液晶セルの両面に光を偏光させるための偏光子と、上記偏光子の片面または両面には三酢酸セルロース（ＴＡＣ、Ｔｒｉａｃｅｔａｔｅ Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）フィルムからなる偏光子保護フィルムが備えられる。この構成では、液晶が暗(Ｂｌａｃｋ)状態を表示するときに、下側偏光板に備えられた偏光子によって偏光された光は、三酢酸セルロースにより斜め方向で楕円偏光され、この楕円偏光された光は液晶セル内で偏光が増幅されて、光漏れとともに光が多様な色を有する。

【0005】

近来、ＩＰＳモード液晶表示装置には、大型化とともに光漏れ及び多様な色を有する現象を改善して広い視野角を確保することが求められている。
これにより、ＩＰＳモード液晶表示装置では、一方の偏光子（ＰＶＡ）と液晶セルとの間に等方性保護フィルムを備え、他方の偏光子（ＰＶＡ）と液晶セルとの間には互いに異なる光学特性を有する２つ以上の位相差フィルムを積層させるか、または１つのＺ軸配向（厚み方向配向）フィルムを備える。上記位相差フィルムは、液晶表示装置の光学特性（コントラスト比など）を向上するために無延伸フィルムを使用する。

【0006】

しかし、無延伸フィルムは光学特性の向上を容易にするが、高温及び多湿な外部環境下で物理的変化に対するフィルムの物性が敏感に反応して、位相差及び視感度の変化が生じるという問題がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明は、高温多湿な環境に長時間露出した場合でも物理的変化に対する抵抗性に優れて、最初に設計された位相差補償効果を維持することができる複合構成偏光板セットを提供しようとする。
また、本発明は、視野角の確保が可能であり、且つ全波長に対する均等な透過率を維持することにより、特に斜め方向で優れた色感を表すことができるＩＰＳモード液晶表示装置を提供しようとする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は、保護フィルム、偏光子、及び１軸延伸されたポジティブＡプレートの順で積層された上側偏光板と、１軸延伸されたポジティブＡプレート、偏光子、及び保護フィルムの順で積層された下側偏光板とを含み、上側偏光板及び下側偏光板のポジティブＡプレートはそれぞれ正面位相差値（Ｒ０）が１０〜１００ｎｍであり、その遅相軸が隣接した偏光子の吸収軸と平行になるように配置される複合構成偏光板セットを提供する。
上記ポジティブＡプレートは正面位相差値（Ｒ０）が１０〜８０ｎｍであることができる。好ましくは、上記ポジティブＡプレートは正面位相差値（Ｒ０）が１０〜５０ｎｍであることができる。

【0009】

上記ポジティブＡプレートは屈折率比（ＮＺ）が０.９〜１.１であることができる。
上記ポジティブＡプレートは三酢酸セルロース（ＴＡＣ）、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）、シクロオレフィンコポリマー（ＣＯＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリスルホン（ＰＳＦ）及びポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）からなる群から選ばれたもので製造することができる。
上記上側偏光板と下側偏光板の各吸収軸は互いに直交するものであることができる。

【0010】

また、本発明は、上記複合構成偏光板セットを備えるＩＰＳモード液晶表示装置を提供する。

【発明の効果】

【0011】

本発明は、高温多湿な環境に長時間露出した場合でも物理的変化に対する抵抗性に優れており、最初に設計された位相差補償効果を維持することができる複合構成偏光板を提供することができる。

【0012】

また、本発明は、上記偏光板を含めて高温多湿な環境下でも優れた視野角の確保が可能なＩＰＳモード液晶表示装置を提供することができる。
また、本発明は、全波長に対して均等な透過率を示して、斜め方向においても優れた色感を持つＩＰＳモード液晶表示装置を提供することができる。

【0013】

また、本発明は、複合構成偏光板セットまたは複合構成偏光板セットを備えた液晶表示装置が熱帯地方、海と接した地域、赤道近傍など、高温多湿な地域を経て運送されたり、このような地域で使用される場合に、有用に活用することができる。

【0014】

また、本発明は、より優れた鮮明度のために熱発生量の多いバックライトを使用するか、または液晶表示装置の薄型化に伴って偏光板とバックライトの距離が近くなる場合でも効果的に活用することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明に係るＩＰＳモード液晶表示装置の構造を示す斜視図である。

【図2】本発明に係る位相差フィルムの屈折率を説明するための模式図である。

【図3】本発明に係る位相差フィルムと偏光板の延伸方向（ｏｒｉｅｎｔｅｄ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）を説明するために製造過程での機械方向（ＭＤ）を示す模式図である。

【図4】本発明の座標系におけるΦ、θの表現を説明するための模式図である。

【図5】本発明に係る実施例１〜７及び比較例１〜４で使用された各複合構成偏光板の偏光度を測定したものである。

【図6】本発明に係る実施例１〜７及び比較例１〜４で使用された各複合構成偏光板の位相差変化量を示すものである。

【図7a】実施例１で製造されたＩＰＳモード液晶表示装置を高温多湿のチャンバに投入した後に測定された波長による透過率変化を示すものである。

【図7b】比較例１で製造されたＩＰＳモード液晶表示装置を高温多湿のチャンバに投入した後に測定された波長による透過率変化を示すものである。

【図7c】比較例３で製造されたＩＰＳモード液晶表示装置を高温多湿のチャンバに投入した後に測定された波長による透過率変化を示すものである。

【図8a】実施例６、比較例１、４で製造された各ＩＰＳモード液晶表示装置の偏光状態変化を示すものである。

【図8b】実施例５で製造されたＩＰＳモード液晶表示装置の偏光状態変化を示すものである。

【図8c】比較例２で製造されたＩＰＳモード液晶表示装置の偏光状態変化を示すものである。

【図9】本発明に係る実施例１〜７及び比較例１で製造された各ＩＰＳモード液晶表示装置の全ての視角からの透過率を示したものである。

【図10】本発明に係る実施例８で製造されたＩＰＳモード液晶表示装置の偏光状態変化を示したものである。

【図11】本発明に係る実施例８で製造されたＩＰＳモード液晶表示装置の全ての視角からの透過率を示したものである。

【図12】本発明に係る実施例９で製造されたＩＰＳモード液晶表示装置の偏光状態変化を示したものである。

【図13】本発明に係る実施例９で製造されたＩＰＳモード液晶表示装置の全ての視角からの透過率を示したものである。

【発明を実施するための形態】

【0016】

本発明は、高温多湿な環境に長時間露出した場合でも物理的変化に対する抵抗性に優れており、最初に設計された位相差補償効果を維持することができる複合構成偏光板セットと、これを備えたＩＰＳモード液晶表示装置に関する。

【0017】

以下、本発明の複合構成偏光板セットを具体的に説明する。
本発明の複合構成偏光板セットは、保護フィルム、偏光子、及び１軸延伸されたポジティブＡプレートの順で積層された上側偏光板と、１軸延伸されたポジティブＡプレート、偏光子、及び保護フィルムの順で積層された下側偏光板とを含む。
上側偏光板及び下側偏光板のポジティブＡプレートは、それぞれ正面位相差値（Ｒ０）が１０〜１００ｎｍ、屈折率比（ＮＺ）が０.９〜１.１である。また、その遅相軸は隣接した偏光子の吸収軸と平行になるように配置される。
偏光子とは、入射する自然光を所望する単一偏光状態（線偏光状態）に変える役目をする光学フィルムであって、当分野で一般的に偏光機能を遂行するものであれば特に限定されない。

【0018】

上記偏光子は、例えばポリビニルアルコール（ＰＶＡ）フィルムをヨウ素や二色性染料で染色して、それを一定方向に延伸して製造することができる。また、透明基板上に、偏光機能を有する微細なパターンの導電性格子があり、該格子の谷と山に絶縁層がコーティングされている薄型偏光板などを使用することができる。
偏光子を構成するポリビニルアルコール系樹脂は、ポリ酢酸ビニル系樹脂を鹸化することで製造することができる。ポリ酢酸ビニル系樹脂としては、酢酸ビニルの単独重合体であるポリ酢酸ビニル、酢酸ビニルと共重合可能な他の単量体との共重合体などが挙げられる。上記酢酸ビニルと共重合可能な他の単量体の具体例としては、不飽和カルボン酸類、不飽和スルホン酸類、オレフィン類、ビニルエーテル類、アンモニウム基を持つアクリルアミド類などが挙げられる。

【0019】

また、ポリビニルアルコール系樹脂は変性されたものであることができるが、例えばアルデヒド類に変性されたポリビニルポルマールまたはポリビニルアセタールなども使用することができる。ポリビニルアルコール系樹脂の鹸化率は、通常８５〜１００モル％、好ましくは９８モル％以上であることができる。 また、ポリビニルアルコール系樹脂の重合度は通常１,０００〜１０,０００、好ましくは１,５００〜５,０００である。
このようなポリビニルアルコール系樹脂を膜に形成させて偏光子として使用する。ポリビニルアルコール系樹脂の膜形成方法は特に制限されず、公知の多様な方法を利用することができる。ポリビニルアルコール系樹脂の膜厚みは特に制限されず、例えば１０〜１５０μｍであることができる。

【0020】

偏光子は、通常、上記のようなポリビニルアルコール系フィルムを１軸延伸する工程、二色性色素で染色して吸着させる工程、ホウ酸水溶液で処理する工程及び水洗と乾燥工程を経て製造される。
ポリビニルアルコール系フィルムを１軸延伸する工程は染色の前、染色と同時、または染色の後に遂行することができる。１軸延伸が染色の後に遂行される場合はホウ酸処理前、またはホウ酸処理中に遂行することもできる。勿論、これらのうち、複数個の段階で１軸延伸を遂行することも可能である。１軸延伸は周速の異なるロールまたは熱ロールを使用することができ、大気中で延伸する乾式延伸であることもあり、溶媒で膨潤させた状態で延伸する湿式延伸であることもある。延伸比は通常３〜８倍である。

【0021】

延伸されたポリビニルアルコール系フィルムを二色性色素で染色する工程は、例えば二色性色素を含有する水溶液にポリビニルアルコール系フィルムを浸漬する方法を利用することができる。二色性色素は、具体的にヨウ素または二色性染料が用いられる。また、ポリビニルアルコール系フィルムは染色の前に水に予め浸漬して膨潤させることが好ましい。

【0022】

二色性色素としてヨウ素を利用する場合は、通常、ヨウ素及びヨウ化カリウムを含有する染色用水溶液にポリビニルアルコール系フィルムを浸漬して染色する方法を利用することができる。通常、染色用水溶液においてのヨウ素の含量は、水（蒸溜水）１００重量部に対して０.０１〜１重量部であり、ヨウ化カリウムの含量は水１００重量部に対して０.５〜２０重量部である。染色用水溶液の温度は通常２０〜４０℃であり、浸漬時間、例えば染色時間は通常２０〜１,８００秒である。
一方、二色性色素として二色性有機染料を利用する場合は、通常、水溶性の二色性有機染料を含む染色用水溶液にポリビニルアルコール系フィルムを浸漬して染色する方法を利用することができる。染色用水溶液においての二色性有機染料の含量は、水１００重量部に対して通常１×１０^-４〜１０重量部であり、１×１０^-３〜１重量部であることが好ましい。染色用水溶液は硫酸ナトリウムなどの無機塩を染色補助剤としてさらに含有することができる。染色用水溶液の温度は通常２０〜８０℃であり、浸漬時間、例えば染色時間は通常１０〜１,８００秒である。

【0023】

染色されたポリビニルアルコール系フィルムをホウ酸処理する工程は、ホウ酸含有水溶液に浸漬することで遂行することができる。通常、ホウ酸含有水溶液においてのホウ酸の含量は水１００重量部に対して２〜１５重量部であり、５〜１２重量部であることが好ましい。二色性色素としてヨウ素を利用した場合のホウ酸含有水溶液はヨウ化カリウムを含有することが好ましく、その含量は、通常、水１００重量部に対して０.１〜１５重量部であり、５〜１２重量部であることが好ましい。ホウ酸含有水溶液の温度は５０℃以上、好ましくは５０〜８５℃、より好ましくは６０〜８０℃であり、浸漬時間は ６０〜１,２００秒、好ましくは１５０〜６００秒、より好ましくは２００〜４００秒である。

【0024】

ホウ酸処理の後、ポリビニルアルコール系フィルムは水洗及び乾燥される。水洗処理はホウ酸処理されたポリビニルアルコール系フィルムを水に浸漬することで遂行することができる。水洗処理時の水の温度は５〜４０℃であり、浸漬時間は１〜１２０秒である。水洗後に乾燥して偏光子を得る。乾燥処理は、通常、熱風乾燥器や遠赤外線加熱器を利用して遂行することができ、乾燥処理温度は通常３０〜１００℃、好ましくは５０〜８０℃であり、乾燥時間は通常６０〜６００秒、好ましくは１２０〜６００秒である。
偏光子の厚みは５〜４０μｍであることができる。

【0025】

本発明で１軸延伸されたポジティブＡプレートは正面位相差値（Ｒ０）が１０〜１００ｎｍである。上記ポジティブＡプレートは屈折率比（ＮＺ）が０.９〜１.１である。
上記ポジティブＡプレートの正面位相差値（Ｒ０）は広視野角を確保するために考慮された最適の範囲であり、１０ｎｍ〜１００ｎｍ、好ましくは５０ｎｍ〜８０ｎｍである。
また、ポジティブＡプレートは理論的には屈折率比（ＮＺ）が１.０の場合を意味するが、現実的にはフィルムの製造工程上、屈折率比（ＮＺ）が１.０であるポジティブＡプレートを製造することは非常に困難である。それで通常、当業界では屈折率比（ＮＺ）が１.０である場合と実質的に同一特性を有することができる屈折率比（ＮＺ）範囲もポジティブＡプレートとして取り扱っている。

【0026】

本発明は、実質的なポジティブＡプレートの屈折率比（ＮＺ）範囲を０.９〜１.１とする。
ポジティブＡプレートの光学特性は可視光線領域内の全波長に対して下記の数式１〜３で定義される。
光源の波長に対する言及がない場合は、波長５８９ｎｍの光に対する光学特性である。ここで、Ｎｘは面内方向で屈折率が最大である軸方向の屈折率であり、Ｎｙは面内方向でＮｘと垂直方向の屈折率であり、Ｎｚは厚み方向の屈折率であり、それらは以下に説明するように図２に示される。

【0027】

【数1】

【0028】

【数2】

【0029】

【数3】

【0030】

本明細書では、上記Ｒｔｈは厚み方向の位相差（遅延：ｒｅｔａｒｄａｔｉｏｎ）であり、厚み方向における面内平均屈折率との差を示すものである。これは実質的な位相差とは言えない参考値である。
Ｒ０は正面位相差であり、光がフィルムをノーマル方向（垂直方向）で通過したときの実質的な位相差である。
ＮＺは屈折率比であり、これをもって位相差フィルムのプレートの種類を区分することができる。

【0031】

位相差フィルムに適用されるプレートの種類は、フィルムの面内方向に光軸（光は位相差が存在せずに伝搬する）を有するＡプレート；面と垂直方向の光軸を有するＣプレート；及び光軸が２つ存在する場合は二軸性プレートに区分される。

【0032】

本発明のポジティブＡプレートは正（＋）の屈折率特性を有するフィルムからなることができる。具体的に三酢酸セルロース（ＴＡＣ）、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）、シクロオレフィンコポリマー（ＣＯＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリスルホン（ＰＳＦ）及びポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）からなる群から選ばれたものを使用することができる。
本発明のポジティブＡプレートは外部環境の物理的変化に対する抵抗性を維持するために上記正（＋）の屈折率特性を有するフィルムを１軸延伸して製造される。上記延伸されたフィルムは、フィルムを構成する高分子の配列が変形されるので無延伸されたフィルムに比べて外部環境の物理的変化に対する敏感度が低下される。

【0033】

延伸は固定端延伸と自由端延伸とに分けられる。固定端延伸とはフィルムを延伸する間に延伸する方向以外の長さを固定する方式である。自由端延伸とはフィルムを延伸する間に延伸方向以外の方向に対して自由度を付与する方式である。
本発明のポジティブＡプレートは自由端であって、１軸延伸する。
また、延伸以外に追加工程を適用して遅相軸（Ｓｌｏｗ Ａｘｉｓ）の方向、位相差値及びＮＺの値を制御することができ、この追加工程は当分野で一般的に適用される工程であって特に限定しない。

【0034】

１軸延伸されたポジティブＡプレートはその遅相軸が下側偏光板の偏光子の吸収軸と互いに平行になるように配置する。偏光機能が与えられたポリビニルアルコール（ＰＶＡ）からなる偏光子は、偏光板の構成のうち高温多湿な外部環境で最も敏感に反応する。よって、ポジティブＡプレートの遅相軸と偏光子の吸収軸を平行になるように配置して物理的挙動が同じ方向に生じられるように誘導することで、外部環境に対する物理的抵抗性を向上することができる。

【0035】

保護フィルムは、偏光子が機械的に弱いためそれを保護するためのフィルムを通称するものである。
保護フィルムは透明性、機械的強度、熱安定性、遮水性及び等方性などに優れたフィルムを使用することができる。上記保護フィルムはこれを構成する樹脂の種類によって透湿度が変わるので、これを考慮して適宜選択することが好ましい。
保護フィルムは、具体的にポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンイソフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどのポリエステル系樹脂；ジアセチルセルロース、トリアセチルセルロースなどのセルロース系樹脂；ポリカーボネート系樹脂；ポリメチル（メタ）アクリレート、ポリエチル（メタ）アクリレートなどのアクリル系樹脂；ポリスチレン、アクリロニトリル−スチレン共重合体などのスチレン系樹脂；ポリエチレン、ポリプロピレン、シクロ系またはノルボルネン構造を持つポリオレフィン、エチレン−プロピレン共重合体などのポリオレフィン系樹脂；塩化ビニル系樹脂；ナイロン、方向族ポリアミドなどのアミド系樹脂；イミド系樹脂；ポリエーテルスルホン系樹脂；スルホン系樹脂；ポリエテルエテルケトン系樹脂；硫化ポリフェニレン系樹脂；ビニルアルコール系樹脂；塩化ビニリデン系樹脂；ビニルブチラール系樹脂；アリレート系樹脂；ポリオキシメチレン系樹脂；エポキシ系樹脂などのような熱可塑性樹脂からなる群から選ばれたフィルムを使用することができ、上記熱可塑性樹脂のブレンド物からなるフィルムも使用することができる。また、（メタ）アクリル系、ウレタン系、アクリルウレタン系、エポキシ系、シリコーン系などの熱硬化性樹脂または紫外線硬化型樹脂からなるフィルムを使用することもできる。

【0036】

保護フィルムのうち、上記熱可塑性樹脂の含量は５０〜１００重量％、好ましくは５０〜９９重量％、より好ましくは６０〜９８重量％、最も好ましくは７０〜９７重量％である。含量が５０重量％未満の場合は熱可塑性樹脂が有している本来の高透明性を十分発現できないことがある。

【0037】

偏光板は、通常、ロール・ツー・ロール（Ｒｏｌｌ−Ｔｏ−Ｒｏｌｌ）工程、及びシート・ツー・シート（Ｓｈｅｅｔ−ｔｏ−Ｓｈｅｅｔ）工程を用いて製造される。歩留まり及び製造工程上の効率性などを考慮してロール・ツー・ロール工程を適用するのが好ましく、特にＰＶＡ偏光子の吸収軸の方向が常にＭＤ方向に固定されるので、この適用が効果的である。

【0038】

本発明による複合構成偏光板セットは高温多湿な環境に長時間露出した場合でも物理的変化に対する抵抗性に優れており、最初に設計された位相差補償効果を維持することができる。一例として５０℃、８０％ＲＨ下で３日間露出した後の正面位相差値（Ｒ０）の変化量は０.５ｎｍ未満であり、厚み方向位相差値（Ｒｔｈ）の変化量は 1ｎｍ未満である。

【0039】

本発明の上記複合構成偏光板セットをＩＰＳモード液晶表示装置に使用することができる。

【0040】

液晶セルは、電圧が無印加された状態で視認側の右側水平方向を基準に反時計回りを正（＋）方向にしたとき、液晶配向方向が９０°(Ｓ−ＩＰＳ）または液晶配向方向が０°(ＦＦＳ）であるものを使用することができる。
Ｓ−ＩＰＳは、下記の数式４で定義されるパネル位相差値（△ｎ×ｄ）値が５８９ｎｍ波長において３００ｎｍ〜３３０ｎｍ範囲であり、ＦＦＳは３７０〜４００ｎｍ範囲である。

【0041】

【数4】

【0042】

本発明の上側偏光板の吸収軸は下側偏光板の吸収軸と互いに直交するように構成される。このとき下側偏光板の偏光子の吸収軸は視認側の正面から見たとき、垂直方向に位置するのが好ましい。
バックライトユニットから近い下側偏光板の偏光子の吸収軸が垂直方向であると、下側偏光板を通過した光は水平方向に偏光される。水平方向に偏光された光はパネルの電圧が印加された液晶セルを通過して明状態になったときに、光は垂直方向に進んで、吸収軸が水平方向である視認側の上側偏光板を通過する。このとき、視認側で吸収軸が水平方向である偏光サングラスを掛けている人も液晶表示装置から出た光を認知することができる。
しかし、バックライトユニットから近い下側偏光板の偏光子の吸収軸が水平方向であると、偏光サングラスを掛けた人には画像が見えなくなる。

【0043】

また、大型の液晶表示装置の場合、視認側で画像がよく見えるようにするために水平方向に広い液晶表示装置を使用する。これは人間の主視野角が垂直方向より水平方向が広いことを考慮したのであって、広告用などの特殊目的の液晶表示装置を除いた一般的な液晶表示装置では４:３タイプまたは１６:９タイプで製作される。

【0044】

本発明の視野角補償の効果はポアンカレ球上に各光学層を通過するときの偏光状態変化を示すことで分かる。
ポアンカレ球は特定視角における偏光状態の変化を表現する方法である。これは液晶表示装置の内部に備えられたそれぞれの光学素子を通過するときの偏光状態の変化を示すことができる。このとき、液晶表示装置の内部に入射される光は偏光された光を使用し、入射される光は液晶表示装置の内部を通過して特定視角に沿って出射される。
本発明において「特定視角」とは、図４に示した半円座標系でΦ＝４５゜、θ＝６０゜の方向である。上記方向に出射される光の偏光状態の変化を全波長に対してポアンカレ球上に示すことで波長分散性を確認することができる。

【0045】

また、高温多湿な環境下に露出した後、上記特定視角（斜め方向）における色感は図７ａ〜図７ｃの波長による透過率で確認することができる。
本発明は、上側偏光板と下側偏光板に延伸された特定のポジティブＡプレートを備えることにより、３００〜７８０ｎｍ波長で均一な透過率を示すので、正面だけでなく斜め方向でも色感が優秀である。

【0046】

以下、本発明を理解しやすくするために好ましい実施例を提示するが、下記の実施例は本発明を例示するだけのものであり、本発明の範疇及び技術思想範囲内で多様な変更及び修正が可能であることは当業者にとって明白であり、かかる変形及び修正が添付された特許請求の範囲に属することも当然である。

【実施例1】

【0047】

＜実施例１＞
本発明に係る各光学フィルム、液晶セル及びバックライトなどの実測データを、図１に示すような積層と共にＴＥＣＨ ＷＩＺ ＬＣＤ １Ｄ（サナイシステム、韓国）に使用した。図１の構造を以下に具体的に説明する。

【0048】

バックライトユニット４０側から下側偏光板１０と、電圧無印加状態で視認側の右側水平方向を基準に反時計回りを正（＋）方向にしたとき、液晶配向方向が９０゜であるＩＰＳモード液晶セル３０及び上側偏光板２０で構成した。上記下側偏光板１０は液晶セル側からポジティブＡプレート１４と、偏光子１１及び保護フィルム１３を積層した。上側偏光板２０は液晶セル側からポジティブＡプレート２４と、偏光子２１及び保護フィルム２３を積層した。

【0049】

視認側の右側水平方向を基準に反時計回りを正（＋）方向にしたとき、下側偏光板１０の偏光子１１の吸収軸１２は９０゜であり、上側偏光板２０の偏光子２１の吸収軸２２は０゜になるように構成した。
液晶セルはＬＧ Ｄｉｓｐｌａｙ社製の４２インチパネルＬＣ４２０ＷＵ５に適用されたものを使用した。

【0050】

一方、本発明の実施例で使われたそれぞれの光学フィルム及びバックライトは下記のような光学的物性を有している。
下側偏光板１０の偏光子１１及び上側偏光板２０の偏光子２１は延伸されたＰＶＡをヨウ素で染色して偏光子機能を付与した。上記偏光子の偏光性能は３７０〜７８０ｎｍの可視光線領域で視感度の偏光度が９９.９％以上であり、視感度のグループ透過率は４１％ 以上である。

【0051】

上記視感度の偏光度と視感度のグループ透過率は波長による透過軸の透過率をＴＤ（λ）、波長による吸収軸の透過率をＭＤ（λ）、ＪＩＳ Ｚ ８７０１：１９９９に定義された視感度の補償値を

としたとき、下記の数式５〜９で定義される。ここで、Ｓ(λ)は光源スペクトラムであり、光源はＣ光源である。

【0052】

【数5】

【0053】

【数6】

【0054】

【数7】

【0055】

【数8】

【0056】

【数9】

【0057】

５８９.３ｎｍの光源で、上側偏光板のポジティブＡプレート２４と下側偏光板のポジティブＡプレート１４は、それぞれ正面位相差値（Ｒ０）が５０ｎｍであり、厚み方向位相差値（Ｒｔｈ）が２５ｎｍであり、屈折率比（ＮＺ）が１.０であるものを使用した。上記上側偏光板内の偏光子２１の吸収軸２２とポジティブＡプレート２４の遅相軸２５は平行であり、下側偏光板内の偏光子１１の吸収軸１２とポジティブＡプレート１４の遅相軸１５は直交している。

【0058】

上側偏光板のポジティブＡプレート２４と下側偏光板のポジティブＡプレート１４は自由端延伸する１軸延伸工程で上記の光学特性を有するように製造した。
また、上側偏光板２０の外側保護フィルム２３及び下側偏光板１０の外側保護フィルム１３として、入射光５８９.３ｎｍに対して厚み方向位相差値（Ｒｔｈ）が５０ｎｍである三酢酸セルロース（ＴＡＣ）を使用した。バックライトユニット４０としては３２インチＴＶ ＬＣ３２０ＷＸ４ モデル（ＬＧ. ＰＨＩＬＩＰＳ ＬＣＤ 社製）に搭載された実測データを使用した。

【実施例2】

【0059】

＜実施例２＞
上記実施例１と同様に構成されるが、上側偏光板２０のポジティブＡプレート２４は正面位相差値（Ｒ０）が５０ｎｍであり、厚み方向位相差値（Ｒｔｈ）が２５ｎｍであり、屈折率比（ＮＺ）が１.０であるものを使用した。
また、下側偏光板１０のポジティブＡプレート１４は正面位相差値（Ｒ０）が８０ｎｍであり、厚み方向位相差値（Ｒｔｈ）が４０ｎｍであり、屈折率比（ＮＺ）が１.０であるものを使用してＩＰＳモード液晶表示装置を製造した。

【実施例3】

【0060】

＜実施例３＞
上記実施例１と同様に構成されるが、上側偏光板２０のポジティブＡプレート２４は正面位相差値（Ｒ０）が８０ｎｍであり、厚み方向位相差値（Ｒｔｈ）が４０ｎｍであり、屈折率比（ＮＺ）が１.０であるものを使用した。
また、下側偏光板１０のポジティブＡプレート１４は正面位相差値（Ｒ０）が８０ｎｍであり、厚み方向位相差値（Ｒｔｈ）が４０ｎｍであり、屈折率比（ＮＺ）が１.０であるものを使用してＩＰＳモード液晶表示装置を製造した。

【実施例4】

【0061】

＜実施例４＞
上記実施例１と同様に構成されるが、上側偏光板２０のポジティブＡプレート２４は正面位相差値（Ｒ０）が８０ｎｍであり、厚み方向位相差値（Ｒｔｈ）が４０ｎｍであり、屈折率比（ＮＺ）が１.０であるものを使用した。
また、下側偏光板１０のポジティブＡプレート１４は正面位相差値（Ｒ０）が５０ｎｍであり、厚み方向位相差値（Ｒｔｈ）が２５ｎｍであり、屈折率比（ＮＺ）が１.０であるものを使用してＩＰＳモード液晶表示装置を製造した。

【実施例5】

【0062】

＜実施例５＞
上記実施例１と同様に構成されるが、上側偏光板２０のポジティブＡプレート２４は正面位相差値（Ｒ０）が３０ｎｍであり、厚み方向位相差値（Ｒｔｈ）が１５ｎｍであり、屈折率比（ＮＺ）が１.０であるものを使用した。
また、下側偏光板１０のポジティブＡプレート１４は正面位相差値（Ｒ０）が３０ｎｍであり、厚み方向位相差値（Ｒｔｈ）が１５ｎｍであり、屈折率比（ＮＺ）が１.０であるものを使用してＩＰＳモード液晶表示装置を製造した。

【実施例6】

【0063】

＜実施例６＞
上記実施例１と同様に構成されるが、上側偏光板２０のポジティブＡプレート２４は正面位相差値（Ｒ０）が１０ｎｍであり、厚み方向位相差値（Ｒｔｈ）が５ｎｍであり、屈折率比（ＮＺ）が１.０であるものを使用した。
また、下側偏光板１０のポジティブＡプレート１４は正面位相差値（Ｒ０）が１０ｎｍであり、厚み方向位相差値（Ｒｔｈ）が５ｎｍであり、屈折率比（ＮＺ）が１.０であるものを使用してＩＰＳモード液晶表示装置を製造した。

【実施例7】

【0064】

＜実施例７＞
上記実施例１と同様に構成されるが、上側偏光板２０のポジティブＡプレート２４は正面位相差値（Ｒ０）が１００ｎｍであり、厚み方向位相差値（Ｒｔｈ）が５０ｎｍであり、屈折率比（ＮＺ）が１.０であるものを使用した。
また、下側偏光板１０のポジティブＡプレート１４は正面位相差値（Ｒ０）が１００ｎｍであり、厚み方向位相差値（Ｒｔｈ）が５０ｎｍであり、屈折率比（ＮＺ）が１.０であるものを使用してＩＰＳモード液晶表示装置を製造した。

【実施例8】

【0065】

＜実施例８＞
上記実施例１と同様に構成されるが、上側偏光板のポジティブＡプレート２４と下側偏光板のポジティブＡプレート１４はそれぞれ正面位相差値（Ｒ０）が５０ｎｍであり、厚み方向位相差値（Ｒｔｈ）が２０ｎｍであり、屈折率比（ＮＺ）が０.９であるものを使用してＩＰＳモード液晶表示装置を製造した。

【実施例9】

【0066】

＜実施例９＞
上記実施例１と同様に構成されるが、上側偏光板のポジティブＡプレート２４と下側偏光板のポジティブＡプレート１４はそれぞれ正面位相差値（Ｒ０）が５０ｎｍであり、厚み方向位相差値（Ｒｔｈ）が３０ｎｍであり、屈折率比（ＮＺ）が１.１であるものを使用してＩＰＳモード液晶表示装置を製造した。

【0067】

＜比較例１＞
上記実施例１と同様に構成されるが、上側偏光板と下側偏光板のポジティブＡプレート２４、１４の代りに正面位相差値（Ｒ０）が1ｎｍであり、厚み方向位相差値（Ｒｔｈ）が２ｎｍである等方性保護フィルムをそれぞれ使用してＩＰＳモード液晶表示装置を製造した。

【0068】

＜比較例２＞
上記実施例１と同様に構成されるが、上側偏光板内の偏光子２１の吸収軸２２とポジティブＡプレート２４の遅相軸２５は直交するように、下側偏光板内の偏光子１１の吸収軸１２とポジティブＡプレート１４の遅相軸１５は直交するように構成してＩＰＳモード液晶表示装置を製造した。

【0069】

＜比較例３＞
上記実施例１と同様に構成されるが、上側偏光板２０のポジティブＡプレート２４は正面位相差値（Ｒ０）が５０ｎｍであり、厚み方向位相差値（Ｒｔｈ）が２５ｎｍであり、屈折率比（ＮＺ）が１.０であるものを使用した。
また、下側偏光板１０のポジティブＡプレート１４の代りに正面位相差値（Ｒ０）が１ｎｍであり、厚み方向位相差値（Ｒｔｈ）が２ｎｍである等方性保護フィルムを使用してＩＰＳモード液晶表示装置を製造した。

【0070】

＜比較例４＞
上記実施例１と同様に構成されるが、上側偏光板２０のポジティブＡプレート２４の代りに正面位相差値（Ｒ０）が１ｎｍであり、厚み方向位相差値（Ｒｔｈ）が２ｎｍである等方性保護フィルムを使用した。
また、下側偏光板１０のポジティブＡプレート１４は正面位相差値（Ｒ０）が５０ｎｍであり、厚み方向位相差値（Ｒｔｈ）が２５ｎｍであり、屈折率比（ＮＺ）が１.０であるものを使用してＩＰＳモード液晶表示装置を製造した。

【0071】

＜試験例＞
上記実施例及び比較例で製造された複合構成偏光板セット及び液晶表示装置の特性を下記の方法で測定した。
（１）液晶表示装置の偏光度
３０×３０ｍｍ大きさの偏光板をＶ７１００を用いて偏光度を測定した。
（２）複合構成偏光板セットの位相差変化量
５０℃の温度、８０％ＲＨのチャンバ（高温多湿のチャンバ）に複合構成偏光板セットを投入して、３日経過後の位相差量をそれぞれ測定した。
（３）液晶表示装置の偏光状態変化
ポアンカレ球上でΦ＝４５゜、θ＝６０゜斜め方向の偏光状態変化を測定した。
（４）複合構成偏光板セットのシミの発生有無
５０℃の温度、８０％ＲＨのチャンバ（高温多湿のチャンバ）に複合構成偏光板セットを投入して、３日経過した後のシミの発生有無を目視で確認した。
［シミの発生程度の基準］
○：殆ど発生しない △：普通 ×：たくさん発生する

【0072】

図５は実施例１〜７及び比較例１〜４で製造された液晶表示装置の偏光度を測定したものである。偏光度は延伸有無にかかわらず同等範囲を示すことが確認できる。

【0073】

図６は実施例１〜７及び比較例１〜４で使われた複合構成偏光板セットの位相差変化量を示したものである。上記図６から、延伸有無によって、高温多湿のチャンバに投入前後の正面位相差値及び厚み方向位相差値の変化量が大きく変わることが確認できる。位相差値の変化量は無延伸フィルムを使用した場合、延伸フィルムを使用した場合に比べて格段に大きいことが分かる。
また、延伸フィルムと無延伸フィルムの組合が延伸フィルムの組合に比べて位相差値の変化量が大きいことが確認できる。

【0074】

また、下記の表１は実施例１〜７及び比較例１の複合構成偏光板セットのシミの発生程度を確認したものである。表１から、本発明の複合構成偏光板セットを使用した実施例１〜７のシミの発生程度が格段に低いことが確認できる。

【0075】

【表1】

【0076】

図７ａ〜図７ｃは実施例１、比較例１及び３で製造されたＩＰＳ液晶表示装置を高温多湿のチャンバに投入した後、波長による透過率変化を測定して示したものである。このとき、青色経路の波長は４３０ｎｍであり、赤色経路の波長は６３０ｎｍであり、緑色経路の波長は４３０ｎｍである。
図７をみると、実施例1の複合構成偏光板セットは高温多湿のチャンバに投入した後でも全波長（３００〜７８０ｎｍ）で均一な透過率を示す。一方、比較例１及び３では波長による透過率の差が存在することが確認できる。よって、上記の実施例１は波長による透過率変化が低いため正面及び斜め方向における色感が優秀である。

【0077】

図８ａは実施例６、比較例１及び４で製造された液晶表示装置の偏光状態変化を示したものである。上記図８ａをみると、等方性フィルムを使用した比較例1と実施例６が同じ視感を示すことが確認できる。このとき、上記図８ａはポアンカレ球上で５５０ｎｍの光源を基準とし、下側偏光板１０の偏光子１１を通過したとき（偏光状態１）、ポジティブＡプレート１４（偏光状態２）、液晶セル３０（偏光状態３）及びポジティブＡプレート２４（偏光状態４）の順で通過した偏光状態の変化である。
図８ｂは実施例５で製造された液晶表示装置の偏光状態である。上記図８ｂの偏光状態をみると、図８ａと同じ視感を示すことが分かる（図９参照）。
図８ｃは比較例２で製造された液晶表示装置の偏光状態である。上記図８ｃは偏光子の吸収軸と位相差フィルムの遅相軸が互いに直交しており、本発明とは偏光状態変化が全然違うように示されたことが確認できる。図８ｃの偏光状態は視野角の確保及び視感度の変化が大きいことが予想される。

【0078】

図９は実施例１〜７及び比較例1の全ての視角からの透過率をシミュレーションしたものであって、等方性フィルムを使用した比較例１と同じ視感を示すことが確認できる。
図１０〜１３は実施例８及び実施例９で製造されたＩＰＳモード液晶表示装置の偏光状態変化及び全ての視角からの透過率を示したものであって、実施例５と非常に似ていることが確認できる。

【0079】

即ち、屈折率比（ＮＺ）が０.９及び１.１であるプレートは屈折率比（ＮＺ）が１.０であるポジティブＡプレートと実質的に同じ特性を示すことが確認できる。
なお、本明細書の開示内容は、以下の態様を含み得る。
（態様１）
保護フィルム、偏光子、及び１軸延伸されたポジティブＡプレートの順で積層された上側偏光板と、１軸延伸されたポジティブＡプレート、偏光子、及び保護フィルムの順で積層された下側偏光板とを含み、
前記上側偏光板及び下側偏光板のポジティブＡプレートは、それぞれ正面位相差値（Ｒ０）が１０〜１００ｎｍであり、その遅相軸が隣接した偏光子の吸収軸と平行になるように配置される複合構成偏光板セット。
（態様２）
前記ポジティブＡプレートは、正面位相差値（Ｒ０）が１０〜８０ｎｍである態様１に記載の複合構成偏光板セット。
（態様３）
前記ポジティブＡプレートは、正面位相差値（Ｒ０）が１０〜５０ｎｍである態様２に記載の複合構成偏光板セット。
（態様４）
前記ポジティブＡプレートは、屈折率比（ＮＺ）が０.９〜１.１である態様１に記載の複合構成偏光板セット。
（態様５）
前記ポジティブＡプレートは三酢酸セルロース（ＴＡＣ）、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）、シクロオレフィンコポリマー（ＣＯＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリスルホン（ＰＳＦ）及びポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）からなる群から選ばれたもので製造されるものである態様１に記載の複合構成偏光板セット。
（態様６）
前記上側偏光板と下側偏光板の各吸収軸は互いに直交するように構成された態様１に記載の複合構成偏光板セット。
（態様７）
請求項１〜６のいずれか１項に記載の複合構成偏光板セットを備えるＩＰＳモード液晶表示装置。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7a】

【図7b】

【図7c】

【図8a】

【図8b】

【図8c】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】