偏振片、图像显示装置和图像显示装置的明处对比度的改善方法
【专利说明】
【技术领域】
[0001]本发明涉及偏振片、图像显示装置和图像显示装置的明处对比度(明所3 y卜歹只卜)的改善方法。
【【背景技术】】
[0002]在液晶显示装置中，在液晶盒的图像显示面侧通常配置有偏振片。偏振片通常由偏振元件和保护膜构成，该偏振元件为利用碘等进行染色并进行拉伸得到的聚乙烯醇膜等，该保护膜被贴合在偏振元件的单面，用于保护偏振元件。
[0003]以往，作为保护膜，使用由以三乙酰纤维素为代表的纤维素酯形成的膜。这是基于如下等的优点:纤维素酯的透明性、光学各向同性优异，并且具有适度的透水性，因而在制造偏振片时可以使残留在偏振元件中的水分透过纤维素酯膜而干燥。
[0004]但是，由于纤维素酯的透湿度过高，因而在进行耐湿试验时具有褪色所致的透过率上升、或带来偏光度的降低等问题。为了解决该问题，提出了使用环烯烃树脂作为保护膜的偏振片(例如参照日本特开平6-51117号公报)。除此以外，为了提高耐久性，还希望使用比纤维素酯膜的价格低廉、在市场中容易获得或可通过简易的方法来制造的通用性膜作为保护膜，例如，作为纤维素酯膜的替代品，进行了利用聚对苯二甲酸乙二醇酯等聚酯膜的尝试(例如参照日本特开2007-279243号公报)。
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【发明内容】
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[0005]【发明处要解决的课题】
[0006]然而，在尝试将具备由各种材料形成的保护膜的偏振片用于显示装置中时，发现在使用由聚酯膜、代表性地由聚对苯二甲酸乙二醇酯形成的偏振片用保护膜的情况下，显示装置的明处对比度提高到能够以目视感知的程度。本申请发明人对于这一点反复进行了深入研宄，结果发现，保护膜的快轴与聚酯膜所通常具有的双折射率相关，该保护膜的快轴与显示装置的明处对比度的提高具有相关关系。更详细地说，发现下述的组合能够对显示装置的明处对比度带来很大的影响，该组合为组装到显示装置中的状态下的保护膜的快轴的方向本身与进一步的下述相对关系的组合，该相对关系为该保护膜的快轴的方向与偏振元件的吸收轴的方向的相对关系。于是本申请发明人基于所得到的技术思想进一步进行了研宄，结果令人吃惊地发现，甚至对于由以往作为光学各向同性材料使用的纤维素酯等材料形成的保护膜来说，通过特意使之具有双折射率，尚且能够提高组装了含有该保护膜的偏振片的显示装置的明处对比度。本发明是基于本发明人的这样的技术思想而进行的，其目的在于，通过使用含有具有双折射率的保护膜的偏振片、或者通过对于由本来不具有双折射率的材料形成的偏振片用保护膜特意有目的地赋予双折射率，以改善该偏振片显示装置的对比度。
[0007]【解决课题的手段】
[0008]根据本发明的一个方式，提供一种偏振片，其是具备偏振元件和透光性膜的偏振片，该透光性膜设置在上述偏振元件的单面、在面内具有双折射性；该偏振片的特征在于，在上述透光性膜的面内的折射率最大的方向为慢轴方向、上述面内的与上述慢轴方向正交的方向为快轴方向，当设慢轴方向的折射率为nx、设快轴方向的折射率为ny、设上述透光性膜的平均折射率为N时，上述透光性膜满足下式(I)的关系，
[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轴方向与上述偏振元件的吸收轴方向这两者沿水平方向的方式被配置着。
[0011]根据本发明的另一方式，提供一种图像显示装置，其具备上述的偏振片，上述偏振片是按照上述透光性膜的快轴方向与上述偏振元件的吸收轴方向这两者沿水平方向的方式被配置着。
[0012]根据本发明的又一方式，提供一种图像显示装置的明处对比度的改善方法，其特征在于，将上述的偏振片按照上述透光性膜的快轴方向与上述偏振片中的上述偏振元件的吸收轴方向这两者沿水平方向的方式配置于图像显示装置中。
[0013]【发明的效果】
[0014]根据本发明的一个方式的偏振片，由于特意使用具有双折射率的透光性膜、该透光性膜满足上述式(I)、并且偏振元件和透光性膜按照上述透光性膜的快轴方向与偏振元件的吸收轴方向这两者沿水平方向的方式被配置，因而与使用光学各向同性的透光性膜的情况相比，能够提高明处对比度。
[0015]根据本发明另一方式的图像显示装置，由于偏振片按照上述透光性膜的快轴方向与偏振元件的吸收轴方向这两者沿水平方向的方式被配置着，因而可提高明处对比度。
[0016]根据本发明又一方式的图像显示装置的明处对比度的改善方法，由于将偏振片按照上述透光性膜的快轴方向与偏振元件的吸收轴方向这两者沿水平方向的方式配置于图像显示装置中，因而可提高明处对比度。
【【附图说明】】
[0017]图1为实施方式的偏振片的纵截面图。
[0018]图2为实施方式的偏振元件的俯视图。
[0019]图3为实施方式的透光性膜的俯视图。
[0020]图4是作为实施方式的图像显示装置的一例的液晶显示屏的示意性构成图。
【【具体实施方式】】
[0021]下面参照附图对本发明的实施方式的偏振片进行说明。图1为本实施方式的偏振片的纵截面图，图2为本实施方式的偏振元件的俯视图，图3为本实施方式的透光性膜的俯视图。需要说明的是，在本说明书中，“膜”、“片”、“板”等术语仅仅是基于称呼的不同，并不是要相互区分开。因此，例如“膜”是也包括还可被称为片或板的部件的概念。作为一个具体例，在“光学膜”也包括被称作“光学片”或“光学板”等的部件。
[0022]《偏振片》
[0023]如图1所示，偏振片10具备偏振元件11、设置在偏振元件11的单面的透光性膜12、以及功能层13，该功能层13设置在透光性膜12的与设有偏振元件11的面相反的一侧的面上。本发明的偏振片只要具备偏振元件和透光性膜即可，也可以不具备功能层。偏振片10可以用于图像显示装置中。在偏振片10用于图像显示装置中的情况下，偏振片10优选按照透光性膜12相对于偏振元件11位于观察者侧的方式被配置，并且优选偏振片10被配置在比图像显示装置的显示元件更靠近观察侧。
[0024]<偏振兀件>
[0025]偏振元件11具有吸收轴，如图2所示，偏振元件11是按照偏振元件的吸收轴方向沿水平方向的方式被配置的元件。“偏振元件的吸收轴方向沿水平方向”是指偏振元件的吸收轴方向相对于水平方向处于小于±10°的范围内。偏振元件11优选按照偏振元件的吸收轴方向相对于水平方向为小于±5°的范围内的方式被配置着。
[0026]作为偏振元件11，例如可以举出利用碘等进行染色并进行拉伸而成的聚乙烯醇膜、聚乙烯醇缩甲醛膜、聚乙烯醇缩乙醛膜、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发挥出作为用于保护偏振元件11的保护膜的功能。透光性膜12在面内具有双折射性。关于透光性膜是否在面内具有双折射性，在波长550nm的折射率方面，将Λ n (Iix-1iy) ^ 0.0005的情况视为具有双折射性，将Δη〈0.0005的情况视为没有双折射性。双折射率可以使用王子计测机器社制造的KOBRA-WR，将测定角设为0°且将测定波长设为552.1nm来进行测定。此时，双折射率计算中需要膜厚、平均折射率。膜厚例如可使用千分尺(Digimatic Micrometer、Mitutoyo社制造)或电子千分尺(ANRITSU社制造)进行测定。平均折射率可以使用Abbe折射率计或椭偏仪进行测定。
[0029]通常作为各向同性材料已知的由三乙酰纤维素构成的TD80UL_M(富士胶片社制造)、由环烯烃聚合物构成的ZF16-100(日本Zeon社制造)的Δη根据上述测定方法分别为0.0000375,0.00005，判断为不具有双折射性(各向同性)。
[0030]此外，作为测定双折射的方法，可以使用两片偏振片，求出透光性基材的取向轴方向(主轴的方向)，利用Abbe折射率计(Atago社制造NAR-4T)求出相对于取向轴方向正交的两个轴的折射率(nX、ny);也可以在背面贴合黑色聚氯乙烯绝缘带(黒匕'二一少亍一例如Yamato Vinyl Tape No200-38_21 38mm宽)，之后使用分光光度计(V7100型、自动绝对反射率测定单元、VAR-7010日本分光社制造)，采用偏光测定:S偏光，对于S偏光，测定使慢轴平行的情况以及使快轴平行的情况的5度反射率，通过下式计算出慢轴与快轴的各波长的折射率(nx、ny)。
[0031]R(% ) = (l-n)2/(l+n)2
[0032]对于透光性膜12来说，在透光性膜12的面内的折射率最大的方向为慢轴方向，面内的与上述慢轴方向正交的方向为快轴方向，当设慢轴方向的折射率为nx、设快轴方向的折射率为ny、设透光性膜的平均折射率为N时，该透光性膜12满足下式(I)的关系。
[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慢轴方向的折射率、η ,为快轴方向的折射率、η ζ为透光性膜的厚度方向的折射率。
[0037]透光性膜12中，NZ系数优选满足下式(3)。
[0038]NZ = (nx-nz) / (nx_ny)〈2.0...(3)
[0039]式(3)中，nxS慢轴方向的折射率、η ,为快轴方向的折射率、η ζ为透光性膜的厚度方向的折射率。
[0040]如图3所示，透光性膜12按照透光性膜12的快轴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的快轴方向与偏振元件11的吸收轴方向这两者沿水平方向的方式被配置。因而，透光性膜12的快轴相对于水平方向和偏振元件11的吸收轴这两者进行位置确定。需要说明的是，“透光性膜的快轴方向沿水平方向”是指透光性膜的快轴方向相对于水平方向处于小于±10°的范围内。此处，在本说明书中，在从正面观察透光性膜时，将透光性膜的快轴相对于水平方向偏离到顺时针方向的情况作为+方向，将透光性膜的快轴相对于水平方向偏离到逆时针方向的情况作为-方向。对于透光性膜12而言，透光性膜的快轴方向优选按照相对于水平方向为小于±5°的范围的方式被配置着。
[0041]透光性膜12设置在偏振元件11的单面即可，优选粘贴在偏振元件11的单面。
[0042]对于透光性膜12来说，透光性膜12的慢轴方向的折射率ηχ和作为与上述慢轴方向正交的方向的快轴方向的折射率ny之差Δη优选为0.01以上0.30以下。这是由于，若折射率差Δη小于0.01，则将慢轴和快轴设于水平方向时的反射率差减小，所得到的明处对比度提高的效果变小。另一方面，若折射率差Δη超过0.30，则需要过度提高拉伸倍率，因而容易产生开裂、破损等，作为工业材料的实用性可能会显著降低。折射率差Λη的下限优选为0