CN108292057A - 液晶显示装置 - Google Patents

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末房映子
北村吉绍
木村启介
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Nitto Denko Corp
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Abstract

本发明提供在显示画面与最表面之间具有台阶、该台阶难以识别并且能够实现明亮的显示的液晶显示装置。本发明的液晶显示装置具备：液晶单元；第1起偏器，其配置于液晶单元的背面侧；第2起偏器，其配置于液晶单元的视觉辨认侧；盖板，其配置于第2起偏器的视觉辨认侧，在与液晶单元的显示区域对应的位置处具有透射部；第1光学补偿层，其以覆盖透射部的方式配置于盖板的视觉辨认侧，Re(550)为100nm～180nm；及第3起偏器，其配置于第1光学补偿层的视觉辨认侧。第1光学补偿层的慢轴方向与第3起偏器的吸收轴方向所成的角度为35°～55°或125°～145°。

Description

液晶显示装置
技术领域
本发明涉及液晶显示装置。
背景技术
液晶显示装置被用于以电视机、智能型手机、计算机显示器、数码相机为代表的广泛的用途中，该用途呈进一步扩大的趋势。其结果是，根据液晶显示装置的用途，液晶显示装置采用嵌入至各种构造物中的形态。作为这样的用途的具体例，可列举出：铁路车辆的运行信息画面(例如，客车的下一站向导显示)、配设于汽车的仪表板或控制台上的各种仪表或导航***等显示部、飞机的驾驶舱的各种仪表、以及配设于医院、警卫室或战斗指挥所等的监视器。在此种形态下，因液晶显示装置的保护及/或设计上的要求，具有与液晶显示装置的显示区域对应的透射部的盖板可根据需要配置于液晶显示装置的视觉辨认侧。在此种形态下，嵌入有液晶显示装置的部分的最表面(例如，框体、墙壁、监视台、或根据需要而配置的盖板的最表面)与显示画面之间产生台阶，根据用途及/或状况，有时该台阶会对视觉辨认性产生影响。为了使该台阶难以识别，提出了在视觉辨认侧配置中性密度滤光器的技术(专利文献1)。然而，在该技术中，虽然难以识别出台阶，但存在显示画面本身变暗的问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第5877433号说明书
发明内容
发明所要解决的课题
本发明是为了解决上述以往的课题而做出的，其目的在于提供在显示画面与最表面之间具有台阶，该台阶难以识别并且能够实现明亮的显示的液晶显示装置。
用于解决课题的手段
本发明的液晶显示装置具备：液晶单元；第1起偏器，其配置于该液晶单元的背面侧；第2起偏器，其配置于该液晶单元的视觉辨认侧；盖板，其配置于该第2起偏器的视觉辨认侧，在与该液晶单元的显示区域对应的位置处具有透射部；第1光学补偿层，其以覆盖该透射部的方式配置于该盖板的视觉辨认侧，Re(550)为100nm～180nm；及第3起偏器，其配置于该第1光学补偿层的视觉辨认侧。该第1光学补偿层的慢轴方向与该第3起偏器的吸收轴方向所成的角度为35°～55°或125°～145°。
在一个实施方式中，上述液晶显示装置在上述盖板与上述第2起偏器之间进一步具备Re(550)为100nm～180nm的第2光学补偿层。
在一个实施方式中，通过上述第1光学补偿层及上述第3起偏器获得的圆偏振光的偏振方向与通过上述第2起偏器及上述第2光学补偿层获得的圆偏振光的偏振方向为相同方向。
在一个实施方式中，上述第1光学补偿层及上述第2光学补偿层满足Re(450)＜Re(550)的关系。
在一个实施方式中，上述盖板的上述透射部为开口部，该开口部被粘合剂填充。
在一个实施方式中，上述粘合剂的折射率为1.30～1.70。
发明效果
根据本发明，在显示画面与最表面之间具有台阶的液晶显示装置中，通过在台阶的视觉辨认侧配置起偏器及所谓的λ/4板，能够维持显示画面的亮度，并且使台阶难以识别而改善视觉辨认性。
附图说明
图1是本发明的一实施方式的液晶显示装置的概略剖面图。
图2是本发明的另一实施方式的液晶显示装置的概略剖面图。
图3是本发明的又一实施方式的液晶显示装置的概略剖面图。
图4是本发明的又一实施方式的液晶显示装置的概略剖面图。
图5是本发明的又一实施方式的液晶显示装置的概略剖面图。
图6是本发明的又一实施方式的液晶显示装置的概略剖面图。
图7是本发明的又一实施方式的液晶显示装置的概略剖面图。
图8是本发明的又一实施方式的液晶显示装置的概略剖面图。
图9是本发明的又一实施方式的液晶显示装置的概略剖面图。
图10是本发明的又一实施方式的液晶显示装置的概略剖面图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明，但本发明并不限定于这些实施方式。
(用语及符号的定义)
本说明书中的用语及符号的定义如下。
(1)折射率(nx、ny、nz)
“nx”是面内的折射率成为最大的方向(即，慢轴方向)的折射率，“ny”是在面内与慢轴正交的方向(即，快轴方向)的折射率，“nz”是厚度方向的折射率。
(2)面内相位差(Re)
“Re(λ)”是在23℃下利用波长λnm的光测定而得的面内相位差。当将层(膜)的厚度设为d(nm)时，Re(λ)通过式：Re＝(nx-ny)×d而求出。例如，“Re(550)”是在23℃下利用波长550nm的光测定而得的面内相位差。
(3)厚度方向的相位差(Rth)
“Rth(λ)”是在23℃下利用波长λnm的光测定而得的厚度方向的相位差。当将层(膜)的厚度设为d(nm)时，Rth(λ)通过式：Rth＝(nx-nz)×d而求出。例如，“Rth(550)”是在23℃下利用波长550nm的光测定而得的厚度方向的相位差。
(4)Nz系数
Nz系数通过Nz＝Rth/Re而求出。
(5)实质上正交或平行
“实质上正交”及“大致正交”的表述包含2个方向所成的角度为90°±10°的情况，优选为90°±7°，进一步优选为90°±5°。“实质上平行”及“大致平行”的表述包含2个方向所成的角度为0°±10°的情况，优选为0°±7°，进一步优选为0°±5°。进而，在本说明书中，仅称为“正交”或“平行”时，可包含实质上正交或实质上平行的状态。
A.液晶显示装置的整体构成
图1是本发明的一实施方式的液晶显示装置的概略剖面图。液晶显示装置100具备：液晶单元10；第1起偏器20，其配置于液晶单元10的背面侧；第2起偏器30，其配置于液晶单元10的视觉辨认侧；盖板40，其配置于第2起偏器30的视觉辨认侧；第1光学补偿层50，其配置于盖板40的视觉辨认侧；及第3起偏器60，其配置于第1光学补偿层50的视觉辨认侧。盖板40在与液晶单元10的显示区域对应的位置处具有透射部42。透射部包含物理透射部(例如开口部)及光学透射部(例如透明部)。在图示例中显示开口部。第1光学补偿层50(及作为结果，第3起偏器60)以覆盖盖板40的透射部42的方式配置。根据本发明的实施方式，通过以覆盖盖板的透射部的方式将第3起偏器配置于最表面侧，使装置最表面与显示画面之间的台阶难以识别，其结果是，能够改善液晶显示装置的视觉辨认性。更详细而言，因起偏器所特有的透射率而能够使台阶难以识别，并且起偏器能使特定方向的偏振光高效地透射，因而与使光整体减少的中性密度滤光器相比，能够维持显示画面的亮度。进而，在盖板的透射部为开口部的情况下，通过覆盖该开口部而使最表面变得平坦，由此能够使台阶难以识别。以下，有时将“使台阶难以识别”称为“减少视觉性台阶”。
第1光学补偿层50的Re(550)为100nm～180nm，优选为110nm～170nm，更优选为120nm～160nm。第1光学补偿层50的慢轴方向与第3起偏器60的吸收轴方向所成的角度为35°～55°，优选为38°～52°，更优选为42°～48°，进一步优选为约45°。或者，该角度为125°～145°，优选为128°～142°，更优选为132°～138°，进一步优选为约135°。若角度为此种范围，则通过第1光学补偿层与第3起偏器的组合，能够实现优异的圆偏振光功能及抗反射功能。其结果是，能够维持实用上可容许的显示画面的亮度，并且显著减少视觉性台阶。即，与例如通过使用中性密度滤光器降低透射率而减少视觉性台阶的情况下相比，能够不降低透射率而减少视觉性台阶。第1光学补偿层及第3起偏器可分别作为单独的构件导入至液晶显示装置，也可以作为第1光学补偿层与第3起偏器的层叠体(即，圆偏振片)导入至液晶显示装置。
在本发明的实施方式的液晶显示装置中，第2起偏器30的吸收轴方向与第3起偏器60的吸收轴方向可根据目的具有任意的适当的角度。进而，在本发明的实施方式的液晶显示装置中，第1起偏器20的吸收轴方向与第2起偏器30的吸收轴方向实质上正交或平行，代表性而言实质上正交。
本发明的实施方式的液晶显示装置可为所谓的O模式，也可以为所谓的E模式。“O模式的液晶显示装置”是指在液晶单元的光源侧配置的起偏器的吸收轴方向与液晶单元的初始取向方向实质上平行的液晶显示装置。“E模式的液晶显示装置”是指在液晶单元的光源侧配置的起偏器的吸收轴方向与液晶单元的初始取向方向实质上正交的液晶显示装置。“液晶单元的初始取向方向”是指在不存在电场的状态下，液晶层所含的液晶分子进行取向的结果所产生的液晶层的面内折射率变成最大的方向(即，慢轴方向)。
图2是本发明的另一实施方式的液晶显示装置的概略剖面图。液晶显示装置101在第2起偏器30与盖板40之间进一步具备第2光学补偿层70。第2光学补偿层70的Re(550)为100nm～180nm，优选为110nm～170nm，更优选为120nm～160nm。第2光学补偿层70的慢轴方向与第2起偏器30的吸收轴方向所成的角度为35°～55°，优选为38°～52°，更优选为42°～48°，进一步优选为约45°。或者，该角度为125°～145°，优选为128°～142°，更优选为132°～138°，进一步优选为约135°。第1光学补偿层50的慢轴方向与第2光学补偿层70的慢轴方向优选为能够以使通过第1光学补偿层50及第3起偏器60获得的圆偏振光的偏振方向与通过第2起偏器30及第2光学补偿层70获得的圆偏振光的偏振方向成为相同方向的方式设定。具体而言，在通过第1光学补偿层50及第3起偏器60获得的圆偏振光为左圆偏振光的情况下，能够以使通过第2起偏器30及第2光学补偿层70获得的圆偏振光也成为左圆偏振光的方式调整慢轴的角度；在通过第1光学补偿层50及第3起偏器60获得的圆偏振光为右圆偏振光的情况下，能够以使通过第2起偏器30及第2光学补偿层70获得的圆偏振光也成为右圆偏振光的方式调整慢轴的角度。例如，在第3起偏器60的吸收轴方向及第2起偏器30的吸收轴方向分别为0°、第1光学补偿层50的慢轴方向为45°的情况下，第2光学补偿层70的慢轴方向可设定为-45°。通过进一步具备此种第2光学补偿层，能够成为显示画面的亮度与视觉性台阶的平衡更优异的液晶显示装置。
在图2的实施方式中，第1光学补偿层及第2光学补偿层的构成材料、光学特性及厚度等可相同，也可以不同。在一个实施方式中，第1光学补偿层及第2光学补偿层分别满足Re(450)＜Re(550)的关系。通过使光学补偿层满足此种关系，实现优异的抗反射功能，其结果是，能够减少视觉性台阶。
图3是本发明的又一实施方式的液晶显示装置的概略剖面图。液晶显示装置102中，粘合剂填充盖板40的开口部。粘合剂可仅填充开口部，也可以为在盖板40与第1光学补偿层50之间设置的粘合剂层80的一部分。若为此种构成，则将由开口部形成的空气层排除，因而能够抑制层界面处的反射及/或折射。其结果是，能够进一步改善显示画面的亮度，进一步显著地减少视觉性台阶。另外，在盖板具有光学透射部(透明部)的情况下，该透明部可由粘合剂构成。粘合剂的折射率优选为1.30～1.70，更优选为1.40～1.60，进一步优选为1.45～1.55。通过将粘合剂的折射率设为此种范围，能够进一步抑制层界面处的反射及/或折射，能够成为显示画面的亮度与视觉性台阶的平衡进一步优异的液晶显示装置。
图5是本发明的又一实施方式的液晶显示装置的概略剖面图。液晶显示装置104中，盖板40弯曲，第1光学补偿层50及第3起偏器60沿盖板40弯曲。盖板40可以以任意的适当的形态弯曲。具体而言，可以以使视觉辨认侧变凸的方式弯曲，也可以以使视觉辨认侧变凹的方式弯曲。此外，也可以以盖板40的面内的任一方向为轴而弯曲。进而，可整体弯曲，也可以仅一部分弯曲。进而，也可以如图6所示的液晶显示装置105那样，使液晶单元10、第1起偏器20、及第2起偏器30沿盖板40弯曲。盖板弯曲的本实施方式的液晶显示装置104及105的设计的选择范围较广，商业价值较大。
图7是本发明的又一实施方式的液晶显示装置的概略剖面图。液晶显示装置106中，粘合剂填充盖板40的开口部。粘合剂可仅填充开口部，也可以为在盖板40与第1光学补偿层50之间设置的粘合剂层80的一部分。进而，液晶显示装置106中，盖板40弯曲，粘合剂将因盖板40弯曲而产生的盖板40与第2起偏器30之间的间隙填充。若为此种构成，则能够抑制因盖板40弯曲而引起的机械强度的降低。
图8是本发明的又一实施方式的液晶显示装置的概略剖面图。液晶显示装置107具备：液晶单元10A；第1起偏器20A，其配置于液晶单元10A的背面侧；第2起偏器30A，其配置于液晶单元10A的视觉辨认侧；液晶单元10B；第1起偏器20B，其配置于液晶单元10B的背面侧；第2起偏器30B，其配置于液晶单元10B的视觉辨认侧；盖板40，其配置于第2起偏器30A及30B的视觉辨认侧；第1光学补偿层50，其配置于盖板40的视觉辨认侧；及第3起偏器60，其配置于第1光学补偿层50的视觉辨认侧。液晶显示装置107的盖板40在与液晶单元10A的显示区域对应的位置处具备第1透射部42A，在与液晶单元10B的显示区域对应的位置处具备第2透射部42B。液晶显示装置107具有与各液晶单元对应的2个显示画面，通过以覆盖盖板的2个透射部的方式将第3起偏器配置于最表面侧，使装置最表面与2个显示画面之间的台阶难以识别，能够改善2个显示画面的视觉辨认性。另外，虽然以具有2个显示画面及对应的2个液晶单元的液晶显示装置为例进行了说明，但本发明的液晶显示装置也可以具有3个以上的显示画面及对应的液晶单元。
图9是本发明的又一实施方式的液晶显示装置的概略剖面图。本实施方式的液晶显示装置108与液晶显示装置107同样地具有2个显示画面。进而，在本实施方式中，盖板40在透射部42A与透射部42B之间的弯折部90处弯折，第1光学补偿层50及第3起偏器60沿盖板40弯折。由此，液晶显示装置108能够使用2个显示画面朝不同的方向显示图像。另外，在本发明的液晶显示装置中，也可以使盖板具有多个弯折部，隔着各弯折部而具有3个以上的显示画面及对应的液晶单元。
本发明的实施方式的液晶显示装置例如可装入(代表性而言为嵌入)到各种构造物中而使用。作为构造物的具体例，可列举出：建筑构造物(例如，警卫室或战斗指挥所的墙壁)、铁路车辆(例如，门上部的墙壁)、汽车(例如，仪表板、控制台)、飞机(例如，驾驶舱)、家电及AV(audiovisual，视听)设备。
本发明的实施方式的液晶显示装置就实用性而言进一步具备背光单元(未图示)。背光单元代表性而言包含光源及导光板。背光单元可进一步具备任意的适当的其他构件(例如扩散片、棱镜片)。
本发明的实施方式的液晶显示装置也可以进一步具备任意的适当的其他构件。例如，也可以进一步配置其他光学补偿层(相位差膜)。其他光学补偿层的光学特性、数量、组合、配置位置等可根据目的及所希望的光学特性等而适当选择。此外，例如也可以在最表面配置各种表面处理层。作为表面处理层的具体例，可列举出：防眩层、抗反射层、硬涂层。也可以配置多个表面处理层。表面处理层的种类、数量、组合等可根据目的适当选择。
可将上述实施方式适当组合，也可以将上述实施方式中的结构置换成光学上等效的结构。例如也可以如图4那样，将图2的实施方式与图3的实施方式组合。具体而言，图4的液晶显示装置103将第2光学补偿层70及填充盖板的开口部的粘合剂组合而具备这些结构。此外，例如也可以将图示例的盖板的开口部用透明部进行置换。此外，例如也可以如图10那样，将图6的实施方式与图8的实施方式组合。具体而言，图10的液晶显示装置109具备液晶单元10A及液晶单元10B，各构成弯曲，盖板40在与液晶单元10A的显示区域对应的位置处具备第1透射部42A，在与液晶单元10B的显示区域对应的位置处具备透射部42B。
本说明书中未记载的事项可采用本领域周知惯用的液晶显示装置的结构。
以下，对构成液晶显示装置的各构件及光学膜进行说明。
B.液晶单元
液晶单元10具有一对基板11、11'、及夹持于该基板间的作为显示介质的液晶层12。在通常的构成中，在一个基板中设置有滤色器及黑色矩阵，在另一个基板中设置有控制液晶的电光特性的开关元件、对该开关元件赋予门信号的扫描线及赋予源信号的信号线、以及像素电极及对置电极。上述基板的间隔(单元间隙)通过间隔物等而控制。在上述基板的与液晶层相接的一侧，例如可设置由聚酰亚胺形成的取向膜等。
在一个实施方式中，液晶层包含在不存在电场的状态下垂面排列(homeotropicalignment)地取向的液晶分子。“垂面排列地取向的液晶分子”是指作为经取向处理的基板与液晶分子的相互作用的结果，上述液晶分子的取向矢量相对于基板平面垂直地取向的状态的液晶分子。此种液晶层(作为结果，液晶单元)代表性而言呈现nz>nx＝ny的三维折射率。作为使用呈现此种三维折射率的液晶层的驱动模式的代表例，可列举出垂直取向(VA)模式。VA模式包含多畴VA(MVA)模式。
在另一实施方式中，液晶层包含在不存在电场的状态下沿面排列(homogeneousalignment)地取向的液晶分子。“沿面排列地取向的液晶分子”是指作为经取向处理的基板与液晶分子的相互作用的结果，上述液晶分子的取向矢量相对于基板平面平行并且同样地取向的状态的液晶分子。此种液晶层(作为结果，液晶单元)代表性而言呈现nx>ny＝nz的三维折射率。作为使用呈现此种三维折射率的液晶层的驱动模式的代表例，可列举出平面转换(IPS)模式、边缘场转换(FFS)模式等。另外，上述IPS模式包含采用V字型电极或锯齿状电极等的超级平面转换(S-IPS)模式及超高级平面转换(AS-IPS)模式。此外，上述FFS模式包含采用V字型电极或锯齿状电极等的高级边缘场转换(A-FFS)模式及超边缘场转换(U-FFS)模式。
C.起偏器
作为第1起偏器、第2起偏器及第3起偏器(以下，有时一并简称为起偏器)，可采用任意的适当的起偏器。例如，形成起偏器的树脂膜可为单层的树脂膜，也可以为二层以上的层叠体。
作为由单层的树脂膜构成的起偏器的具体例，可列举出：对聚乙烯醇(PVA)系膜、部分缩甲醛化PVA系膜、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物系部分皂化膜等亲水性高分子膜施加利用碘或二色性染料等二色性物质的染色处理及拉伸处理而成的起偏器、PVA的脱水处理物或聚氯乙烯的脱氯化氢处理物等多烯系取向膜等。就光学特性优异而言，优选使用利用碘对PVA系膜进行染色并且单轴拉伸而获得的起偏器。
上述利用碘的染色例如通过将PVA系膜浸渍至碘水溶液中而进行。上述单轴拉伸的拉伸倍率优选为3～7倍。拉伸可在染色处理后进行，也可以在染色的同时进行。此外，也可以在拉伸后进行染色。根据需要，对PVA系膜施加溶胀处理、交联处理、洗涤处理、干燥处理等。例如通过在染色之前将PVA系膜浸渍至水中进行水洗，从而不仅能够洗涤PVA系膜表面的污渍或抗黏连剂，而且能够使PVA系膜溶胀而防止染色不均等。
起偏器的厚度优选为1μm～80μm，更优选为10μm～50μm，进一步优选为15μm～40μm，特别优选为20μm～30μm。若起偏器的厚度为此种范围，则能够成为高温高湿下的耐久性优异的液晶显示装置。
起偏器优选为在波长380nm～780nm的任一波长下表现出吸收二色性。起偏器的单体透射率优选为40.0％～46.0％，更优选为41.0％～44.0％。起偏器的偏振度优选为97.0％以上，更优选为99.0％以上，进一步优选为99.9％以上。
第1起偏器20、第2起偏器30及第3起偏器60也可以分别在至少一个面上设置有保护层(未图示)。即，第1起偏器20、第2起偏器30及第3起偏器60也可以分别作为偏振片装入到液晶显示装置中。另外，第3起偏器60也可以如上所述作为圆偏振片装入到液晶显示装置中。
保护层由能作为起偏器的保护层使用的任意的适当的膜形成。作为成为该膜的主成分的材料的具体例，可列举出：三乙酰纤维素(TAC)等纤维素系树脂、或聚酯系、聚乙烯醇系、聚碳酸酯系、聚酰胺系、聚酰亚胺系、聚醚砜系、聚砜系、聚苯乙烯系、聚降冰片烯系、聚烯烃系、(甲基)丙烯酸系、乙酸酯系等透明树脂等。此外，也可以列举出：(甲基)丙烯酸系、氨基甲酸酯系、(甲基)丙烯酸氨基甲酸酯系、环氧系、硅酮系等热固化型树脂或紫外线固化型树脂等。此外，例如也可以列举出硅氧烷系聚合物等玻璃质系聚合物。此外，也可以使用日本特开2001-343529号公报(WO01/37007)所记载的聚合物膜。作为该膜的材料，例如可使用含有在侧链具有取代或未取代的亚氨基的热塑性树脂、以及在侧链具有取代或未取代的苯基及腈基的热塑性树脂的树脂组合物，例如可列举出具有由异丁烯及N-甲基马来酰亚胺形成的交替共聚物以及丙烯腈-苯乙烯共聚物的树脂组合物。该聚合物膜例如可为上述树脂组合物的挤出成形物。
保护层的厚度代表性而言为5mm以下，优选为1mm以下，更优选为1μm～500μm，进一步优选为5μm～150μm。另外，在实施了表面处理的情况下，保护层的厚度为包含表面处理层的厚度在内的厚度。
在第1起偏器20、第2起偏器30及/或第3起偏器60的液晶单元侧设置有保护层(以下称为内侧保护层)的情况下，该内侧保护层优选为光学各向同性。“光学各向同性”是指面内相位差Re(550)为0nm～10nm，厚度方向的相位差Rth(550)为-10nm～+10nm。内侧保护层只要为光学各向同性，便可由任意的适当的材料构成。该材料例如可从关于保护层的上述的材料中适当选择。
内侧保护层的厚度优选为5μm～200μm，更优选为10μm～100μm，进一步优选为15μm～95μm。
D.盖板
在液晶显示装置被装入到构造物中而使用的情况下，关于盖板40，代表性而言，可根据该液晶显示装置的保护及/或设计上的要求而设置。因此，关于盖板40，代表性而言，以不妨碍液晶显示装置的显示功能的方式具有与液晶单元的显示区域对应的透射部42。如上所述，透射部包含物理透射部(例如开口部)及光学透射部(例如透明部)。
盖板可由任意的适当的材料构成。作为构成材料的代表例，可列举出树脂。这是因为树脂作为盖板具有适当的强度，并且容易成形为所希望的形状且容易形成开口部。作为树脂的具体例，可列举出：聚芳酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚酯、聚芳基醚酮、聚酰胺酰亚胺、聚酯酰亚胺、聚乙烯醇、聚富马酸酯、聚醚砜、聚砜、降冰片烯树脂、聚碳酸酯树脂、纤维素树脂及聚氨酯。这些树脂可单独使用，也可以组合使用。
在一个实施方式中，盖板具有遮光性。遮光性可通过在成形盖板时在上述树脂中调配遮光性材料(例如炭黑)而赋予。在盖板具有开口部的实施方式中，关于盖板，代表性而言，除开口部以外的整体具有遮光性。在盖板具有透明部的实施方式中，关于盖板，代表性而言，除透明部以外的整体具有遮光性。此时，只要除透明部以外的部分使用调配有遮光性材料的树脂即可。
盖板的厚度优选为0.1mm～5mm，更优选为0.3mm～3mm。若为此种厚度，则能够实现作为液晶显示装置的保护构件适当的强度。根据本发明，如上所述，能够消除因盖板的此种厚度而产生的物理性台阶，并且显著地减少视觉性台阶。
E.第1光学补偿层
如上所述，第1光学补偿层50的面内相位差Re(550)为100nm～180nm，优选为110nm～170nm，更优选为120nm～160nm。若第1光学补偿层的面内相位差为此种范围，则通过以相对于第3起偏器的吸收轴方向如上所述成35°～55°(尤其是约45°)或125°～145°(尤其是约135°)的角度的方式设定第1光学补偿层的慢轴方向，能够实现优异的圆偏振光功能及抗反射功能。其结果是，能够维持实用上可容许的显示画面的亮度，并且显著地减少视觉性台阶。
第1光学补偿层代表性而言折射率特性呈现nx＞ny≥nz或nx＞nz>ny的关系。第1光学补偿层的Nz系数优选为0.3～2.0，更优选为0.5～1.5，进一步优选为0.5～1.3。通过满足此种关系，能够达成更优异的抗反射特性。
第1光学补偿层可呈现相位差值根据测定光的波长而变大的逆分散波长特性，也可以呈现相位差值根据测定光的波长而变小的正波长分散特性，也可以呈现相位差值几乎不根据测定光的波长变化的平坦的波长分散特性。第1光学补偿层优选为呈现逆分散波长特性。通过呈现此种特性，可不进一步使用所谓的λ/2板，仅利用第1光学补偿层而遍及特定的波长频带地实现抗反射功能。该情形时，第1光学补偿层的面内相位差满足Re(450)<Re(550)的关系。Re(450)/Re(550)优选为0.8以上且低于1，更优选为0.8以上且0.95以下。进而，第1光学补偿层的面内相位差优选满足Re(550)<Re(650)的关系。Re(550)/Re(650)优选为0.8以上且低于1，更优选为0.8以上且0.95以下。
第1光学补偿层代表性而言为由能够实现上述特性的任意的适当的树脂形成的相位差膜。作为形成该相位差膜的树脂，例如可列举出：聚芳酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚酯、聚芳基醚酮、聚酰胺酰亚胺、聚酯酰亚胺、聚乙烯醇、聚富马酸酯、聚醚砜、聚砜、降冰片烯树脂、聚碳酸酯树脂、纤维素树脂及聚氨酯。这些树脂可单独使用，也可以组合使用。优选为聚芳酯、降冰片烯树脂或聚碳酸酯树脂。
聚芳酯优选为由下述式(I)表示。
[化1]
(I)
式(I)中，A及B分别表示取代基，为卤素原子、碳原子数为1～6的烷基、取代或未取代的芳基，A及B可相同也可以不同。a及b表示对应的A及B的取代数，分别为1～4的整数。D为共价键、CH2基、C(CH3)2基、C(CZ3)2基(此处，Z为卤素原子)、CO基、O原子、S原子、SO2基、Si(CH2CH3)2基、N(CH3)基。R1为碳原子数为1～10的直链或支链的烷基、取代或未取代的芳基。R2为碳原子数为2～10的直链或支链的烷基、取代或未取代的芳基。R3、R4、R5及R6分别独立地为氢原子、碳原子数为1～4的直链或支链的烷基，R3、R4、R5及R6可相同也可以不同。p1为0～3的整数，p2为1～3的整数，n为2以上的整数。
上述降冰片烯系树脂是以降冰片烯系单体为聚合单元进行聚合而得的树脂。作为该降冰片烯系单体，例如可列举出：降冰片烯及其烷基及/或烷叉基取代体，例如5-甲基-2-降冰片烯、5-二甲基-2-降冰片烯、5-乙基-2-降冰片烯、5-丁基-2-降冰片烯、5-乙叉基-2-降冰片烯等、它们的卤素等极性基取代体；二环戊二烯、2,3-二氢二环戊二烯等；二甲桥八氢萘、其烷基及/或烷叉基取代体、及卤素等极性基取代体，例如6-甲基-1,4:5,8-二甲桥-1,4,4a,5,6,7,8,8a-八氢萘、6-乙基-1,4:5,8-二甲桥-1,4,4a,5,6,7,8,8a-八氢萘、6-亚乙基-1,4:5,8-二甲桥-1,4,4a,5,6,7,8,8a-八氢萘、6-氯-1,4:5,8-二甲桥-1,4,4a,5,6,7,8,8a-八氢萘、6-氰基-1,4:5,8-二甲桥-1,4,4a,5,6,7,8,8a-八氢萘、6-吡啶基-1,4:5,8-二甲桥-1,4,4a,5,6,7,8,8a-八氢萘、6-甲氧基羰基-1,4:5,8-二甲桥-1,4,4a,5,6,7,8,8a-八氢萘等；环戊二烯的三聚物～四聚物，例如4,9:5,8-二甲桥-3a,4,4a,5,8,8a,9,9a-八氢-1H-苯并茚、4,11:5,10:6,9-三甲桥-3a,4,4a,5,5a,6,9,9a,10,10a,11,11a-十二氢-1H-环戊二烯并蒽等。上述降冰片烯系树脂也可以为降冰片烯系单体与其他单体的共聚物。
作为上述聚碳酸酯树脂，只要能够获得本发明的效果，则可使用任意的适当的聚碳酸酯树脂。聚碳酸酯树脂优选包含来自芴系二羟基化合物的结构单元、来自异山梨醇系二羟基化合物的结构单元、以及来自选自由脂环式二醇、脂环式二甲醇、二、三或聚乙二醇、及亚烷基二醇或螺二醇组成的组中的至少一种二羟基化合物的结构单元。聚碳酸酯树脂优选包含来自芴系二羟基化合物的结构单元、来自异山梨醇系二羟基化合物的结构单元、来自脂环式二甲醇的结构单元、及/或来自二、三或聚乙二醇的结构单元；进一步优选包含来自芴系二羟基化合物的结构单元、来自异山梨醇系二羟基化合物的结构单元、及来自二、三或聚乙二醇的结构单元。聚碳酸酯树脂也可以根据需要包含来自其他二羟基化合物的结构单元。另外，本发明中可优选地使用的聚碳酸酯树脂的详细情况例如记载于日本特开2014-10291号公报、日本特开2014-26266号公报中，该记载作为参考而援引至本说明书中。
上述聚碳酸酯树脂的玻璃化转变温度优选为110℃以上且180℃以下，更优选为120℃以上且165℃以下。若玻璃化转变温度过低，则存在耐热性变差的倾向，可能会在膜成形后引起尺寸变化，此外，存在降低所获得的液晶显示装置的图像质量的情况。若玻璃化转变温度过高，则存在膜成形时的成形稳定性变差的情况，此外，存在损害膜的透明性的情况。另外，玻璃化转变温度依据JIS K 7121(1987)而求出。
上述聚碳酸酯树脂的分子量能够以比浓粘度表示。比浓粘度通过使用二氯甲烷作为溶剂，将聚碳酸酯浓度精密地调制为0.6g/dL，在温度20.0℃±0.1℃下使用乌氏粘度管而测定。比浓粘度的下限通常优选为0.30dL/g，更优选为0.35dL/g以上。比浓粘度的上限通常优选为1.20dL/g，更优选为1.00dL/g，进一步优选为0.80dL/g。若比浓粘度小于上述下限值，则存在产生成形品的机械强度变小的问题的情况。另一方面，若比浓粘度大于上述上限值，则成形时的流动性降低，存在产生生产性或成形性降低的问题的情况。
相位差膜代表性而言通过将树脂膜朝至少一个方向拉伸而制作。
作为上述树脂膜的形成方法，可采用任意的适当的方法。例如可列举出：熔融挤出法(例如T模成形法)、流延涂布法(例如流延法)、压延成形法、热压法、共挤压法、共熔融法、多层挤出、吹塑成形法等。优选使用T模成形法、流延法及吹塑成形法。
树脂膜(未拉伸膜)的厚度可根据所希望的光学特性、下述拉伸条件等设定为任意的适当的值。优选为50μm～300μm。
上述拉伸可采用任意的适当的拉伸方法、拉伸条件(例如拉伸温度、拉伸倍率、拉伸方向)。具体而言，可单独使用自由端拉伸、固定端拉伸、自由端收缩、固定端收缩等各种拉伸方法，也可以同时或依次使用这些拉伸方法。关于拉伸方向，也可以沿水平方向、垂直方向、厚度方向、对角方向等各种方向或维度进行。拉伸的温度相对于树脂膜的玻璃化转变温度(Tg)，优选为Tg-30℃～Tg+60℃，更优选为Tg-10℃～Tg+50℃。
通过适当选择上述拉伸方法、拉伸条件，能够获得具有上述所希望的光学特性(例如折射率特性、面内相位差、Nz系数)的相位差膜。
在一个实施方式中，相位差膜通过使长条状的树脂膜沿相对于长度方向为角度θ的方向连续地斜向拉伸而制作。通过采用斜向拉伸，能够获得具有相对于膜的长度方向为角度θ的取向角(在角度θ的方向具有慢轴)的长条状的拉伸膜，例如，在与起偏器的层叠时能够进行卷对卷，从而能够简化制造工序。起偏器的吸收轴因其制造方法而表现于长条状膜的长度方向或宽度方向，因而上述角度θ可为第3起偏器的吸收轴与第1光学补偿层的慢轴所成的角度。
作为用于斜向拉伸的拉伸机，例如可列举出可向横向及/或纵向施加左右不同的速度的进给力或拉伸力或拉取力的拉幅式拉伸机。拉幅式拉伸机有横向单轴拉伸机、同时双轴拉伸机等，只要能够使长条状的树脂膜连续地斜向拉伸，则可使用任意的适当的拉伸机。
相位差膜(拉伸膜，即第1光学补偿层)的厚度优选为20μm～100μm，更优选为20μm～80μm，进一步优选为20μm～65μm。若为此种厚度，则能够获得上述所希望的面内相位差及Nz系数。
F.第2光学补偿层
第2光学补偿层的光学特性、构成材料、厚度等如关于第1光学补偿层的上述E项中所说的那样。第2光学补偿层可与第1光学补偿层相同，也可以不同。
G.第1光学补偿层及第2光学补偿层的光学上等效的变化例
第1光学补偿层也可以为第1光学补偿层与所谓的λ/2板的层叠体。同样地，第2光学补偿层也可以为第2光学补偿层与λ/2板的层叠体。若为此种构成，则能够遍及较宽的波长频带地实现优异的圆偏振光功能及抗反射功能。
λ/2板优选为折射率特性呈现nx>ny≥nz的关系。λ/2板的面内相位差Re(550)优选为190nm～360nm，更优选为220nm～330nm。
λ/2板的慢轴与第1光学补偿层的慢轴或第2光学补偿层的慢轴的关系优选以使通过λ/2板后的偏振方向与第1光学补偿层或第2光学补偿层的慢轴所成的角度变得适当的方式进行调整。例如，在λ/2板的慢轴位于相对于第3起偏器的吸收轴为右旋侧(0°～+180°)的情况下，第1光学补偿层的慢轴的轴角度相对于通过λ/2板后的偏振方向优选为+40°～+50°，更优选为+43°～+47°，进一步优选为+45°。此外，例如，在λ/2板的慢轴位于相对于第3起偏器的吸收轴为左旋侧(-180°～0°)的情况下，第1光学补偿层的慢轴的轴角度相对于通过λ/2板后的偏振方向优选为-40°～-50°，更优选为-43°～-47°，进一步优选为-45°。关于第2光学补偿层及第2起偏器，也可以应用同样的关系。此处，+x°是指相对于成为基准的方向顺时针地变成x°，-x°是指相对于成为基准的方向逆时针地变成x°。
λ/2板代表性而言与第1光学补偿层及第2光学补偿层同样地为树脂膜的拉伸膜。
H.粘合剂
在一个实施方式中，如上所述，盖板40的透射部为开口部，该开口部被粘合剂填充。其结果是，将由开口部形成的空气层排除，因而能够抑制层界面处的反射及/或折射。其结果是，能够维持显示画面的亮度，并且进一步显著地减少视觉性台阶。
如上所述，粘合剂的折射率优选为1.30～1.70，更优选为1.40～1.60，进一步优选为1.45～1.55。通过将粘合剂的折射率设为此种范围，能够进一步抑制层界面处的反射及/或折射，能够成为显示画面的亮度与视觉性台阶的平衡更优异的液晶显示装置。
粘合剂的折射率与与该粘合剂邻接的层的折射率之差优选为0.20以下，更优选为0～0.15。通过将粘合剂的折射率与邻接的层的折射率之差设为此种范围，能够进一步促进将粘合剂的折射率设为特定的范围的情况下的上述效果。
如上所述，粘合剂可仅填充开口部，也可以为设置于盖板40与第1光学补偿层50之间的粘合剂层80的一部分。在后者的情况下，粘合剂层的厚度(与盖板的开口部对应的部分以外的厚度)可根据目的、粘接力等适当设定。粘合剂层的厚度优选为1μm～500μm，更优选为1μm～200μm，进一步优选为1μm～100μm。
粘合剂层可由具有如上所述的特性的任意的适当的粘合剂构成。作为具体例，可列举出以丙烯酸系聚合物、硅酮系聚合物、聚酯、聚氨酯、聚酰胺、聚醚、氟系聚合物、橡胶系聚合物等为基础聚合物的粘合剂。优选为以丙烯酸系聚合物为基础聚合物的粘合剂(丙烯酸系粘合剂)。这是因为优异的光学透明性、适度的粘合特性(润湿性、凝聚性及粘接性)、以及优异的耐候性及耐热性优异。
实施例
以下，通过实施例对本发明进行具体说明，但本发明并不受这些实施例限定。另外，各特性的测定方法如下。
(1)物理性台阶
对于利用实施例及比较例获得的液晶显示装置，确认有无视觉辨认侧表面的凹凸。
(2)视觉性台阶
在使利用实施例及比较例获得的液晶显示装置实际上显示图像的状态下，通过目视确认台阶。根据以下的基准进行评价。
A：未实质识别出台阶，图像的视觉辨认完全不存在问题
B：虽然识别出台阶，但并不实质性影响图像的视觉辨认
C：识别出对图像的视觉辨认产生异样感的台阶
D：明确地识别出对图像的视觉辨认产生较大影响的程度的台阶
(3)显示画面的亮度
测定将利用实施例及比较例获得的液晶显示装置设为整个画面进行白显示时的亮度。使用将比较例1的亮度设为100％时的亮度比，根据以下的基准进行评价。
A：亮度比超过60％
B：亮度比为40％～60％
C：亮度比为20％～40％
D：亮度比低于20％
[实施例1]
(i)偏振片
准备3片市售的偏振片(日东电工公司制造，制品名“CWQ1463VCUHC”)，设为第1偏振片(起偏器)、第2偏振片(起偏器)及第3偏振片(起偏器)。
(ii)第1光学补偿层的制作
利用依据日本特开2014-26266号公报的实施例1的方法获得相位差膜。所获得的相位差膜的Re(550)为147nm，Nz系数为1.0，Re(450)/Re(550)为0.89，厚度为40μm。
(iii)盖板
使用市售的甲基丙烯酸系树脂片(日东树脂工业公司制造，制品名“Flat N-885”，厚度1.0mm)，将与下述液晶单元的显示区域对应的部分进行冲裁而制成开口部。
(iv)液晶单元
从Century公司制造的制品名“plus one”(IPS模式)取出液晶面板，进而将贴附于液晶单元的上下的光学膜除去，对光学膜去除面进行洗涤。使用如此获得的液晶单元。
(v)液晶显示装置的制作
在液晶单元的一个面上，从液晶单元侧起依次贴合上述(i)的偏振片(第2起偏器)、上述(iii)的盖板、上述(ii)的相位差膜(第1光学补偿层)及上述(i)的偏振片(第3起偏器)。盖板以使开口部与液晶单元的显示区域对应的方式贴合。相位差膜(第1光学补偿层)与盖板通过通常的丙烯酸系粘合剂而贴合，未通过粘合剂填充开口部。进而，在液晶单元的另一个面上贴合上述(i)的偏振片(第1起偏器)。此处，以第1起偏器的吸收轴与第2起偏器的吸收轴正交、第2起偏器的吸收轴与第3起偏器的吸收轴平行、第1光学补偿层的慢轴与第3起偏器的吸收轴所成的角度成为45°的方式贴合各个光学膜。进而，将从上述(iv)的“plus one”取出的背光单元装入到第1起偏器的外侧，制作了液晶显示装置。对所获得的液晶显示装置进行上述(1)～(3)的评价。将结果示于表1。
[实施例2]
在第2起偏器与盖板之间进一步设置第2光学补偿层，除此以外与实施例1同样地制作液晶显示装置。具体而言，将与实施例1的(ii)相同的相位差膜设为第2光学补偿层，贴合于第2起偏器与盖板之间。此处，以使第1光学补偿层的慢轴与第2光学补偿层的慢轴实质上正交的方式进行贴合。将所获得的液晶显示装置供至与实施例1相同的评价。将结果示于表1。
[实施例3]
利用粘合剂填充盖板的开口部，除此以外与实施例1同样地制作液晶显示装置。将所获得的液晶显示装置供至与实施例1相同的评价。将结果示于表1。
[实施例4]
利用粘合剂填充盖板的开口部，除此以外与实施例2同样地制作液晶显示装置。将所获得的液晶显示装置供至与实施例1相同的评价。将结果示于表1。
[比较例1]
未设置第3起偏器及第1光学补偿层，即，将盖板设为最外层，除此以外与实施例1同样地制作液晶显示装置。将所获得的液晶显示装置供至与实施例1相同的评价。将结果示于表1。
[比较例2]
贴合市售的中性密度滤光器(Fuji Film公司制造，制品名“Neutral DensityFilter ND-0.5”，透射率36％)代替第3起偏器及第1光学补偿层，除此以外与实施例1同样地制作液晶显示装置。将所获得的液晶显示装置供至与实施例1相同的评价。将结果示于表1。
[比较例3]
将Fuji Film公司制造的制品名“Neutral Density Filter ND-0.8”(透射率18％)用作中性密度滤光器，除此以外与比较例2同样地制作液晶显示装置。将所获得的液晶显示装置供至与实施例1相同的评价。将结果示于表1。
[比较例4]
未设置第1光学补偿层，除此以外与实施例1同样地制作液晶显示装置。将所获得的液晶显示装置供至与实施例1相同的评价。将结果示于表1。
[表1]
*亮度的括号内为将比较例1的亮度设为100％的情况下的亮度比(％)
由表1可知，本发明的实施例的液晶显示装置能够消除物理性台阶，并且视觉性台阶与显示画面的亮度的平衡优异。将盖板设为视觉辨认侧最外层的比较例1的液晶显示装置虽然显示画面明亮，但未消除物理性台阶，并且视觉性台阶低劣至对视觉辨认性产生影响的程度。使用中性密度滤光器的比较例2的液晶显示装置虽然消除了物理性台阶，但显示画面的亮度及视觉性台阶均不良。未设置光学补偿层(λ/4板)的比较例3的液晶显示装置虽然显示画面明亮，但视觉性台阶不良。进而，对实施例1与实施例3、及实施例2与实施例4进行比较可知，通过利用粘合剂填充开口部，能够进一步改善亮度。
产业上的可利用性
本发明的液晶显示装置可用于便携型信息终端(PDA)、移动电话、时钟、数码相机、便携式游戏机等便携式设备；计算机显示器、笔记本电脑、复印机等OA(OfficeAutomation，办公自动化)设备；摄像机、液晶电视机、微波炉、AV设备等家庭用电气设备；后部监视器、汽车导航***用监视器、汽车音响等车载用设备；商业店铺用信息用监视器等展示设备；监视用监视器等警备设备；护理用监视器、医疗用监视器等护理/医疗设备等各种用途。特别是本发明的液晶显示装置能以嵌入至构造物中的形态良好地使用。
符号说明
10 液晶单元
20 第1起偏器
30 第2起偏器
40 盖板
50 第1光学补偿层
60 第3起偏器
70 第2光学补偿层
80 粘合剂层
100 液晶显示装置

Claims (6)

1.一种液晶显示装置，其具备：
液晶单元；
第1起偏器，其配置于该液晶单元的背面侧；
第2起偏器，其配置于该液晶单元的视觉辨认侧；
盖板，其配置于该第2起偏器的视觉辨认侧，在与该液晶单元的显示区域对应的位置处具有透射部；
第1光学补偿层，其以覆盖该透射部的方式配置于该盖板的视觉辨认侧，该第1光学补偿层的Re(550)为100nm～180nm；及
第3起偏器，其配置于该第1光学补偿层的视觉辨认侧，
该第1光学补偿层的慢轴方向与该第3起偏器的吸收轴方向所成的角度为35°～55°或125°～145°。
2.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中，在所述盖板与所述第2起偏器之间进一步具备Re(550)为100nm～180nm的第2光学补偿层。
3.根据权利要求2所述的液晶显示装置，其中，通过所述第1光学补偿层及所述第3起偏器获得的圆偏振光的偏振方向与通过所述第2起偏器及所述第2光学补偿层获得的圆偏振光的偏振方向为相同方向。
4.根据权利要求2或3所述的液晶显示装置，其中，所述第1光学补偿层及所述第2光学补偿层满足Re(450)＜Re(550)的关系。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的液晶显示装置，其中，所述盖板的所述透射部为开口部，该开口部被粘合剂填充。
6.根据权利要求5所述的液晶显示装置，其中，所述粘合剂的折射率为1.30～1.70。
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