JP2007025668A - 偏光フィルム及びその製造方法、並びにこれを有する液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】厚さ減少と収率増大を達成しかつ異物混入の問題を解決することのできる偏光フィルム及びその製造方法、並びにこれを有する液晶表示装置を提供する。
【解決手段】偏光フィルム１０は、第１方向に延伸した位相差層１２と、第２方向に延伸し、前記位相差層１２上に形成された偏光子層１４と、前記偏光子層１４上に形成された透明保護フィルム１５とを有する。また、液晶表示装置は、液晶層を具備する液晶パネルと、互いに異なる方向に延伸した第１位相遅延層及び第１偏光子層を有し、前記液晶パネルの下面に配置された下部光学フィルム積層体と、互いに異なる方向に延伸した第２位相遅延層及び第２偏光子層を有し、前記液晶パネル上に配置された上部光学フィルム積層体とを有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、偏光フィルム及びその製造方法、並びにこれを有する液晶表示装置に関し、より詳細には、厚さ減少と収率増大を達成し、かつ異物混入問題を解決できる偏光フィルム及びその製造方法、並びにこれを有する液晶表示装置に関する。

一般的に、反射型液晶表示装置（Ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ ｔｙｐｅ ＬＣＤ）は、外部から入射される自然光を用いるので、暗い位置では、光量の減少によって表示が暗くなるので、表示される画像がよく見えないという短所があった。

また、透過型液晶表示装置（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｖｅ ｔｙｐｅ ＬＣＤ）は、バックライトアセンブリなどの装置から入射される人口光を用いるので、明るい位置であれ暗い位置であれ表示される画像を認識することできるが、光源の分量だけ電力の消費が大きくなり、特に電池によって動作させる携帯用表示装置などには適合しないという短所がある。
このような短所を解決するために、上記の反射型液晶表示装置と透過型液晶表示装置とを併用する反射透過型液晶表示装置（Ｔｒａｎｓ−Ｒｅｆｌｃｔｉｖｅ ｔｙｐｅ ＬＣＤ）がある。

反射透過型液晶表示装置にて用いられる偏光フィルムは、透過型液晶表示装置にて用いられる偏光フィルムに比べて４〜１０倍ぐらい高価である。また、透過型偏光フィルムの厚さが１３５μｍである反面、反射透過型偏光フィルムの厚さは２６０μｍであるので、２倍ぐらい厚い。

反射透過型偏光フィルムは、上記の厚さだけでなく、５種ほどあるフィルムを３回に及ぶＰＳＡ（Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ Ａｄｈｅｓｉｖｅ）ラミネーティング工程を通して、管理しなければならない。
従って、異物混入の発生に弱く、資材受給及び加工、ラミネート時の収率の問題などのため、元資材コストに比べてコストが上昇するという問題点があった。

そこで、本発明は上記従来の偏光フィルムにおける問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、厚さ減少と収率増大とを達成しかつ異物混入の問題を解決することのできる偏光フィルムを提供することにある。
また、本発明の他の目的は、上記偏光フィルムの製造方法を提供することにある。
また、本発明の更に他の目的は、上記偏光フィルムを有する液晶表示装置を提供することにある。

上記目的を達成するためになされた本発明による偏光フィルムは、第１方向に延伸した位相差層と、第２方向に延伸し、前記位相差層上に形成された偏光子層と、前記偏光子層上に形成された透明保護フィルムとを有することを特徴とする。

上記目的を達成するためになされた本発明による偏光フィルムの製造方法は、第１方向に延伸した偏光子フィルムの背面に第２方向に延伸した位相差フィルムをラミネートする段階と、前記偏光フィルムの上面に透明保護フィルムをラミネートする段階と、前記ラミネートされた透明保護フィルムの上面に表面処理フィルムをラミネートする段階と、前記ラミネートされた表面処理フィルムの上面と前記位相差フィルム背面のそれぞれに離形フィルムをラミネートする段階とを有することを特徴とする。

上記目的を達成するためになされた本発明による液晶表示装置は、液晶層を具備する液晶パネルと、互いに異なる方向に延伸した第１位相遅延層及び第１偏光子層を有し、前記液晶パネルの下面に配置された下部光学フィルム積層体と、互いに異なる方向に延伸した第２位相遅延層及び第２偏光子層を有し、前記液晶パネル上に配置された上部光学フィルム積層体とを有することを特徴とする。

また、上記目的を達成するためになされた本発明による液晶表示装置は、上部基板と、液晶層と、スイッチング素子と、該スイッチング素子に連結された画素電極と、該画素電極上に形成され外部光を反射する反射領域と内部光を透過させる透過領域を定義する反射板とを具備し、前記上部基板との合体を通じて前記液晶層を収容する下部基板と、前記下部基板の下面側に形成される第１圧力感知粘着層と、第１方向に延伸し、前記第１圧力感知粘着層下に形成される第１位相差層と、第２方向に延伸され、前記第１位相差層下に形成される第１偏光子層と、該第１偏光子層下に形成される第１透明保護フィルムとを具備する下部光学フィルム積層体と、前記上部基板の上面側に形成される第２圧力感知粘着層と、第３方向に延伸され、前記第２圧力感知層上に形成される第２位相差層と、第４方向に延伸し、前記第２位相差層上に形成される第２偏光子層と、該第２偏光子層上に形成される第２透明保護フィルムとを具備する上部光学フィルム積層体とを有することを特徴とする。

本発明に係る偏光フィルム及びその製造方法、並びにこれを有する液晶表示装置によれば、偏光フィルムにおいて、表面処理層の反対側に偏光子層の延伸方向とは異なる延伸方向を有するλ／４位相遅延のような位相差フィルムを配置することで、偏光フィルムの厚さ減少と収率増大を達成することができ、異物混入の問題を解決することができるという効果がある。

次に、本発明に係る偏光フィルム及びその製造方法、並びにこれを有する液晶表示装置を実施するための最良の形態の具体例を図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の実施形態による偏光フィルムを説明するための断面図である。
図１を参照すると、本発明の実施形態による偏光フィルム１０は、圧力感知粘着層（ＰＳＡ：Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ Ａｄｈｅｓｉｖｅ ｌａｙｅｒ）１１、位相差層１２、接着層１３、偏光子層（またはポリビニルアルコール（ＰＶＡ）層）１４、透明保護フィルム１５、表面処理層１６、第１離形フィルム１７、及び第２離形フィルム１８を含む。透明保護フィルム１５は、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）層であってもよい。

圧力感知粘着層１１は、粘着剤を含んでフィルム形態からなり、外部から提供される圧力に応答して粘着動作を行う。粘着剤としては、屈折率が１．４６〜１．５２の範囲にあるアクリル系やゴム系の粘着剤、または粘着剤に屈折率を調整するためにジルコニアなどの微粒子を含有させた粘着剤などを用いてもよい。

位相差層１２は、第１方向に延伸し、圧力感知粘着層１１上に形成され、直線偏光を円偏光に変えるか、円偏光を直線偏光に変える役割を果たす。

位相差層１２の具体的な例としては、ポリカーボネートやポリビニルアルコール、ポリスチレンやポリメチルメタクリレート、ポリプロピレンやその他のポリオレフィン、ポリアリレートやポリアミドのような適当なポリマからなるフィルムを延伸処理して構成される複屈折性フィルムや液晶ポリマの配向フィルム、フィルムで支持された液晶ポリマ層などを挙げることができる。位相差層１２は、λ／４位相差フィルムであってもよい。また、位相差層１２は、１軸性フィルムで形成してもよく、２軸性フィルムで形成してもよい。

一例として、位相差層１２が１軸性フィルム（または、１軸性位相差板）で構成される場合、平面方向のリターデイション（Ｒｏ）は８０〜１６０ｎｍである。
他の例として、位相差層１２が２軸性フィルム（または、２軸性位相差板）で構成される場合、厚さ方向のリターデイション（Ｒｔｈ）は、８０〜１６０ｎｍであり、平面方向リターデイション（Ｒｏ）は１００〜２００ｎｍである。２軸性とはｙ軸方向の屈折率（ｎｙ）とｚ軸方向の屈折率（ｎｚ）が異なることを示す。

即ち、位相差層１２の面内における最大屈折率の方向をｘ軸方向、それと直交する面内における軸をｙ軸方向、厚さ方向をｚ軸方向にしてそれぞれの軸方向における屈折率をｎｘ、ｎｙ及びｎｚにしたとき、ｎｙ≠ｎｚになることを示す。
１軸性とは、ｙ軸方向屈折率（ｎｙ’）とｚ軸方向の屈折率（ｎｚ’）が同一であることを示す。即ち、位相差層１２の面内における最大屈折率の方向をｘ軸方向、それと直交する面内の軸をｙ軸方向、厚さ方向をｚ方向にしてそれぞれの軸方向における屈折率をｎｘ’、ｎｙ’、及びｎｚ’にしたとき、ｎｙ’＝ｎｚ’になることを示す。また、１軸性はｎｘ’＝ｎｙ’を満たすこともできる。

ここで、２軸性位相差層の平面方向のリターデイション（Ｒｏ）及び厚さ方向のリターデイション（Ｒｔｈ）は、下記の数式１及び数式２によって定義される。
（数１）
Ｒｏ＝（ｎｘ−ｎｙ）ｄ
（数２）
Ｒｔｈ＝｛（ｎｘ＋ｎｙ）／２−ｎｚ｝ｄ
ここで、ｎｘは、面内の遅相軸（即ち、最大屈折率の値を提供する方向）における屈折率であり、ｎｙは、面内の進相軸（即ち、最小屈折率の値を提供する方向）における屈折率であり、ｎｚは、位相差層の深さ方向における屈折率である。ｄは、位相差層の厚さ（ｎｍ）である。

ここで、ｎｙ’＝ｎｚ’を満たす１軸性のリターデイション（Ｒｏ’）は、下記の数式３によって定義される。例えば、ｎｙ’＝ｎｚ’を満たす１軸性位相差層は“Ａ−ｐｌａｔｅ”と呼ぶ。
（数３）
Ｒｏ’＝（ｎｘ’−ｎｙ’）ｄ

また、ｎｘ’＝ｎｙ’を満たす１軸性位相差層のリターデイション（Ｒｔ’）は、下記の数式４によって定義される。例えば、ｎｘ’＝ｎｙ’を満たす一軸性位相差層は“Ｃ−ｐｌａｔｅ”と呼ぶ。
（数４）
Ｒｔｈ’＝（ｎｚ’−ｎｙ’）ｄ

一方、接着層１３は、接着剤を含んで位相差層１２と偏光子層１４との接着力を向上させる。接着剤としては、屈折率が１．４６〜１．５２の範囲にあるポリビニルアルコール（ＰＶＡ）系接着剤またはウレタン系接着剤を用いてもよい。ポリビニルアルコール系接着剤としては、ポリビニルアルコール、部分鹸化処理したポリ酢酸ビニル、カルボキシル基やアセトアセチル基に変性したポリビニルアルコール、ホルミル化処理したポリビニルアルコール、または接着剤にホウ酸、ホウ砂、グルタルアルデヒド、メラニン、窒酸などの水溶性架橋剤を添加した接着剤などを挙げることができる。ウレタン系接着剤としては、ポリオールやポリイソシアネートからなる反応性接着剤やポリウレタン溶液やポリウレタンエマルジョンなどを挙げることができる。

偏光子層１４は、第２方向に延伸し、位相差層１２上に形成される。透明保護フィルム１５は、偏光子層１４上に形成される。透明保護フィルム１５は、例として、トリアセテート系樹脂が一般的に用いられるが、これに限定されることはない。偏光特性や耐久性などの点から望ましいものを用いることができる透明保護フィルム１５は、たとえば、表面をアルカリなどで鹸化処理したトリアセチルセルロース（ｔｒｉａｃｅｔｙｌｃｅｌｌｕｌｏｓｅ：ＴＡＣ）フィルムである。また、偏光フィルムの両側に透明保護フィルムを形成する場合、その表裏にて他のポリマなどで形成される透明保護フィルムを用いてもよい。

表面処理層１６は、透明保護フィルム１５上に形成される。表面処理層１６は、ハードコート処理された層、反射防止層（ａｎｔｉｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ：ＡＲ）やスティキング防止（ａｎｔｉｓｔｉｃｋｉｎｇ）層、アンチグレア（ａｎｔｉｇｌａｒｅ：ＡＧ）層であってもよい。

上記のハードコート処理は、偏光板表面の損傷防止などを目的に実施されるものであって、例えば、シリコン系などの適切な紫外線硬化型樹脂による硬度やスライディング性が優秀な硬化皮膜を形成することである。

スティキング防止層は、隣接する他のフィルム等との密着防止のために処理した層である。
アンティグレア処理は、偏光板の表面で外光が反射して偏光板透過光の視認を阻害することを防止するための目的で実施されるものであって、例えば、サンドブラスタ方式やエンボス加工方式などの方式で表面に微細凹凸構造を付与して形成することができる。
また、表面処理層１６に透明微粒子を含ませてアンティグレア層を形成することもできる。
透明微粒子には、例えば、平均粒子直径が０．５〜２０μｍであるシリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、スズ酸化物、インジウム酸化物、カドミウム酸化物、アンモニウム酸化物などを挙げることができ、導電性を有する無機系微粒子を用いてもよく、また、架橋または未架橋のポリマ粒子形状物などで形成される有機系微粒子などを用いてもよい。透明微粒子の使用量は、透明樹脂１００質量部当り２〜７０質量部、特に５〜５０質量部が一般的である。アンチグレア層は、偏光板による透過光を拡散して視覚を拡大するための拡散層（視覚補償機能など）を兼ねてもよい。

図１では、透明保護フィルム１５及び表面処理層１６が互いに異なるように形成されることを示したが、本発明の目的を阻害しない限り、表面処理層１６を省略し、透明保護フィルム１５に上記のハードコート処理、スティキング処理、アンチグレア処理などを行うこともできる。

第１離形フィルム１７は、圧力感知粘着層１１の下面に形成され、第２離形フィルム１８は、表面処理層１６の上面に形成される。第１離形フィルム１７及び第２離刑フィルム１８は、外部からの異物流入を遮断するために形成される。

図２は、図１に示した反射透過型偏光フィルムの製造方法を説明するための概略構成図である。
図２を参照すると、反射透過型偏光フィルムの製造装置５０は、透明保護フィルム巻出部５１、偏光フィルム（偏光子層）巻出部５２、第１ラミネーティング部５３、第１接着フィルム巻出部５４、位相差フィルム（位相差層）巻出部５５、第２接着フィルム巻出部５６、第２ラミネーティング部５７、表面処理フィルム（表面処理層）巻出部５８、及び第３ラミネーティング部５９を含む。

透明保護フィルム巻出部５１は、ロールタイプに巻かれた透明保護フィルム１５を第１ラミネーティング部５３に提供し、偏光フィルム巻出部５２は、ロールタイプに巻かれた偏光フィルム（偏光子層）１４を第１ラミネーティング部５３に提供し、第１ラミネーティング部５３は、透明保護フィルム１５と偏光フィルム（偏光子層）１４をラミネートした後、第２ラミネーティング部５７に提供する。

偏光フィルム（偏光子層）１４は、第２方向に延伸し、ロールタイプに巻かれている。
第１接着フィルム巻出部５４は、ロールタイプに巻かれた第１接着フィルム１３を第２ラミネーティング部５７に提供し、位相差フィルム（位相差層）巻出部５５は、ロールタイプに巻かれた位相差フィルム（位相差層）１２を第２ラミネーティング部５７に提供し、第２接着フィルム巻出部５６は、ロールタイプに巻かれた第２接着フィルム１１を第２ラミネーティング部５７に提供する。

位相差フィルム（位相差層）１２は、第２方向とは異なる第１方向に延伸し、ロールタイプに巻かれている。偏光フィルム（偏光子層）１４が延伸した第２方向と位相差フィルム（位相差層）１２が延伸した第１方向は、平面上から観察するとき、約４５±１０°の角度を有して交差する。位相差フィルム（位相差層）１２は、λ／４位相差フィルムである。位相差フィルム（位相差層）１２は、８０〜１６０ｎｍの平面方向のリタデーション（Ｒｏ）を有する１軸性フィルムであってもよい。位相差フィルム（位相差層）１２は、８０〜１６０ｎｍの厚さ方向のリターデイション（Ｒｔｈ）と、１００〜２００ｎｍの平面方向のリタデーション（Ｒｏ）を有する２軸性フィルムであってもよい。

第２接着フィルム１１は、フィルム形態に構成され、外圧によって粘着機能を行う圧力感知粘着層である。
第２ラミネーティング部５７は、ラミネートされた透明保護フィルム１５と偏光フィルム（偏光子層）１４の下面に第１接着フィルム１３、位相差フィルム（位相差層）１２、第２接着フィルム１１を順次にラミネートした後、第３ラミネーティング部５９に提供する。

表面処理フィルム巻出部５８は、ロールタイプに巻かれた表面処理フィルム（表面処理層）１６を第３ラミネーティング部５９に提供する。
第３ラミネーティング部５９は、第２ラミネーティング部５７にて提供されるラミネートされたフィルムの透明保護フィルム１５の上面に表面処理フィルム（表面処理層）１６をラミネートして、本発明による偏光フィルムを完成する。

図２に示していないが、圧力感知粘着層１１の下面に、図１に示した第１離形フィルム１７を提供する第１離形フィルム巻出部と、表面処理層１６の上面に図１に示した第２離形フィルム１８を提供する第２離形フィルム巻出部を更に配置することができる。

図２では、第１ラミネーティング部乃至第３ラミネーティング部をそれぞれ具備するもの示したが、これは説明の便宜のために分離しただけであり、二つ以下のラミネーティング部または四つ以上のラミネーティング部を通じて本発明による位相差層と偏光子層の方向が異なる偏光フィルムを製造することができることは自明である。

図３は、本発明の実施形態による液晶表示装置を説明するための概略断面図である。
図３を参照すると、液晶表示装置は、アレイ基板１００と、カラーフィルタ基板２００、アレイ基板１００とカラーフィルタ基板２００との間に形成された液晶層３００と、アレイ基板１００の下に形成された下部光学フィルム積層体４００と、カラーフィルタ基板２００上に形成された上部光学フィルム積層体５００を含む。

アレイ基板１００は、第１透明基板１０５上に形成されたゲート電極１１０、ゲート電極１１０及び透明基板１０５上に形成されたゲート絶縁膜１１２、半導体層１１４、オーミックコンタクト層１１６、ソース電極１２０、及びドレイン電極１３０を含むスイッチング素子（ＴＦＴ）と、スイッチング素子を覆い、ドレイン電極１３０の一部を露出させ、かつ厚薄に形成された有機絶縁層１４４を含む。ここで、有機絶縁層１４４の表面には反射効率を高めるために複数の突出部と溝を形成することが望ましい。

アレイ基板１００は、有機絶縁層１４４上に一部領域が開口されてコンタクトホール１４１を通じてドレイン電極１３０に連結される画素電極１５０と、スイッチング素子（ＴＦＴ）全体をカバーし、かつ形成された層間絶縁膜１５２と、層間絶縁膜１５２上に形成された反射板１６０を含み、反射板１６０が形成された領域を反射領域として定義し、反射板１６０が形成されていない透過窓１４５を透過領域として定義する。

画素電極１５０は、光を透過させる一種の透過電極であって、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）やスズ酸化物（ＴＯ）またはインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）が用いられる。図示していないが、画素電極１５０を形成する前にスイッチング素子（ＴＦＴ）から一定距離に離隔される領域に別途のキャパシタ配線を形成してキャパシタ配線と画素電極とでストレージキャパシタ（Ｃｓｔ）を定義する。

反射板１６０は、層間絶縁膜１５２の上部領域のうち、反射領域に対応する領域に形成される。図面上には、反射板１６０と画素電極１５０が層間絶縁膜１５２によって離隔され、電気的に絶縁されることを示したが、層間絶縁膜１５２の一部を除去して反射板１６０と画素電極１５０とを連結することもできる。

カラーフィルタ基板２００は、第２透明基板２０５上にＲ，Ｇ、Ｂそれぞれ画素領域を定義するブラックマトリクス層（図示せず）と、ブラックマトリクス層によって定義される領域に形成されたカラーフィルタ層２１０と、ブラックマトリクス層とカラーフィルタ層２１０を保護するために塗布された保護層（図示せず）を含む。勿論、上記のブラックマトリクス層を形成しなくても隣接するカラーフィルタ層２１０を互いに重ねる方式を通じてブラックマトリクス機能を付与することもできる。また、保護層の上部、即ち、液晶層３００に近接する面に共通電極層（図示せず）を更に形成することもできる。

一方、液晶層３００は、アレイ基板１００とカラーフィルタ基板２００との間に形成され、アレイ基板１００の画素電極１５０とカラーフィルタ基板２００の共通電極層（図示せず）との間で形成される電界に応答して液晶の配列を変化させ、カラーフィルタ基板２００を経由する外部光を透過させるか、透過窓１４５を経由する内部光を透過させる。

液晶層３００は、反射領域のコンタクトホール１４１が形成された領域に対応する液晶層と、コンタクトホール１４１が形成されない領域に対応する液晶層と、透過領域に対応する液晶層にそれぞれ区分することができ、区分するそれぞれの液晶層は、互いに異なるセルギャップを有する。ここで、コンタクトホール１４１が形成された領域に対応する液晶層のセルギャップをｄ１とし、コンタクトホール１４１が未形成の領域に対応する液晶層のセルギャップをｄ２とし、透過窓１４５に対応する液晶層のセルギャップをｄ３とするとき、ｄ２＜ｄ１≦ｄ３の条件を満たす。

特に、液晶層３００を構成する液晶分子の異方性屈折率をΔｎとし、セルギャップをｄとするとき、反射領域のコンタクトホール１４１が形成された領域には、有機絶縁層１４４が形成されないので、液晶層３００は、Δｎｄ１の光学特性を有し、コンタクトホール１４１が形成されない領域にはより厚い厚さの有機絶縁層１４４が形成されるので、液晶層３００は、Δｎｄ２の光学特性を有し、透過領域にはより薄い厚さの有機絶縁層１４４が形成されるので、透過領域に対応する液晶層３００は、Δｎｄ３の光学特性を有する。

反射領域と透過領域に対する最適のセルギャップは、液晶層３００を形成する液晶分子や液晶層３００の上下両側に具備される光学フィルム積層体の条件によって異なるが、反射領域に対応するセルギャップ（ｄ２）は、１．７μｍより小さく、透過領域に対応するセルギャップ（ｄ３）は、３．３μｍより小さいことが望ましい。

また、液晶層３００に具備される液晶は、ホモジニアス配向して、液晶分子のツイスト角を０°に設計する。
ツイスト角を０°に設計するためには、アレイ基板１００に具備される配向膜（図示せず）を図の観察者の観点から第１方向である右側方向にラビング処理し、カラーフィルタ基板２００に具備される配向膜（図示せず）を第１方向の反対方向である第２方向、即ち、左側方向にラビング処理するか、その反対の場合も可能である。

以上、アレイ基板１００に画素電極１５０を、カラーフィルタ基板２００に共通電極層（図示せず）を形成して液晶層３００の両端間に電圧を印加する方式を説明したが、カラーフィルタ基板２００に共通電極層を形成しない場合、例えば、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードやＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ Ｆｉｅｌｄ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードのようにＣＥ（Ｃｏ−ｐｌａｎｎａｒ Ｅｌｃｔｒｏｄｅ）のモードを採用する液晶表示装置にも同様に採用することができる。

下部光学フィルム積層体４００は、アレイ基板１００の下に順次形成された第１圧力感知粘着層（ＰＳＡ）４１０、第１λ／４位相差フィルム４２０、第１偏光子層４３０、及び第１透明保護フィルム４４０を含む。第１λ／４位相差フィルム４２０の延伸方向と第１偏光子層４３０の延伸方向とは、平面状から観察するとき、４５±１０°に交差する。

上部光学フィルム積層体５００は、カラーフィルタ基板２００上に順次形成された第２圧力感知粘着層（ＰＳＡ）５１０、第２λ／４位相差フィルム５２０、第２偏光子層５３０、及び第２透明保護フィルム５４０を含む。第２λ／４位相差フィルム５２０の延伸方向と第２偏光子層５３０の延伸方向は、平面状から観察するとき４５±１０°に交差する。

図４及び図５は、上述した図３の液晶表示装置の動作原理を説明するための概略図である。特に、多重セルギャップ反射透過型液晶表示装置に電圧の未印加時、ホワイトカラーを示すノーマリホワイトモードの液晶を具備することを示す。

＜反射モードの動作時＞
図３及び図４を参照すると、反射モードの動作時、液晶に加えられる電圧がないとき、外部入射光が第２偏光子層５３０を通過した後、線偏光になり、再び第２λ／４位相差フィルム５２０を通過して左円偏光になる。勿論、右円偏光になるようにしてもよい。

円偏光が液晶層３００を通過する時、液晶層３００は、液晶に加えられる電圧がないため水平配列状態を維持するので、このような水平配列状態の液晶層３００によって左円偏光は、位相がλ／４だけ変わって線偏光になった後、線偏光が反射板（ＡｌＮｄ）１６０に反射され、液晶層３００を再び通過しながらλ／４だけ位相が変わって左円偏光になる。反射モードに対応する液晶層３００は、図３で示したようにΔｎｄ２の光学特性を有する。

左円偏光が第２λ／４位相差フィルム５２０を通過すると、最初に入射した光と同一の線偏光に変換された後、第２偏光子層５３０を経由して光が透過してホワイトカラーを表示する。

一方、液晶層３００に加えられる電圧があるとき、外部入射光が第２偏光子層５３０を通過した後で線偏光になり、再び第２λ／４位相差フィルム５２０を通過して左円偏光になる。

左円偏光が液晶層３００を通過するとき、液晶層３００は、液晶に加えられた電圧によって垂直配列されるので、左円偏光をそのまま通過させ、液晶層３００を通過した左円偏光は、反射板１６０に反射されて右円偏光になり、右円偏光は液晶層３００を再び通過して第２λ／４位相差フィルム５２０によって位相がλ／４だけ変わってλ／４遅延された線偏光になる。線偏光を第２偏光子層５３０がブロックすることにより光が消失されブラックカラーを表示する。

＜透過モードの動作時＞
図３及び図５を参照すると、透過モードの動作時、液晶層３００に加えられる電圧がないとき、バックライトアセンブリ（図示せず）から提供された光は、第１偏光子層４３０を通じて線偏光に変換され、第１λ／４位相差フィルム４２０によって右円偏光に変換され、透明電極１５０を経由して液晶層３００に照射される。透過モードに対応する液晶層３００は、図３で示したようにΔｎｄ３の光学特性を有する。Δｎｄ３は、反射モードに対応する液晶層３００の光学特性であるΔｎｄ２の約２倍である。

右円偏光が照射される液晶層３００には、電圧が印加されないので、水平配列状態を維持し、水平配列された液晶層３００によって左円偏光に変換した後、第２λ／４位相差フィルム５２０によって位相がλ／４だけ変換して線偏光になる。ここで、変換された線偏光は、第２偏光子層５３０を通過してホワイトカラーを表示する。

一方、液晶層３００に加えられる電圧があるとき、バックライトアセンブリから提供された光は、第１偏光子層４３０を通過しながら線偏光に変換され、第１λ／４位相差フィルム４２０によって右側偏光に変換された後、透明電極１５０を経由して液晶層３００に照射される。

右円偏光が照射される液晶層３００には電圧が印加されるので、液晶は垂直配列され、垂直配列された液晶層３００によって右円偏光をそのまま維持し、かつ第２λ／４位相差フィルム５２０に照射される。

第２λ／４位相差フィルム５２０に照射された右円偏光は、線偏光に変換した後、第２偏光子層５３０に照射され、第２偏光子層５３０に照射された線偏光はブロックされ、光が消失されるのでブラックカラーを表示する。

以上、説明したように、本発明では、基板に最近接する圧力感知粘着層上に第１方向に延伸する位相差層と、位相差層上に第２方向に延伸する偏光子層を形成し、偏光子層上に透明保護フィルムを形成して反射透過型偏光フィルムが完成する。偏光子層の延伸方向とは異なる延伸方向を有するλ／４位相差フィルムを一体に配置することで、偏光フィルムの厚さ減少と収率増大を達成することができ、異物混入の問題を解決することもできる。

尚、本発明は、上述の実施形態に限られるものではない。本発明の技術的範囲から逸脱しない範囲内で多様に変更実施することが可能である。

本発明の実施形態による反射透過型偏光フィルムを説明するための断面図である。 図１に示した反射透過型偏光フィルムの製造方法を説明するための概略構成図である。 本発明の実施形態による液晶表示装置を説明するための概略断面図である。 図３の液晶表示装置の動作原理を説明するための概略図である。 図３の液晶表示装置の動作原理を説明するための概略図である。

符号の説明

１０ 偏光フィルム
１１ 圧力感知粘着層（ＰＳＡ）
１２ 位相差層
１３ 接着層
１４ 偏光子層（ＰＶＡ）
１５ 透明保護フィルム（ＴＡＣ）
１６ 表面処理層
１７ 第１離形フィルム
１８ 第２離形フィルム
５０ 反射透過型偏光フィルムの製造装置
５１ 透明保護フィルム巻出部
５２ 偏光フィルム（偏光子層）巻出部
５３ 第１ラミネーティング部
５４ 第１接着フィルム巻出部
５６ 第２接着フィルム巻出部
５７ 第２ラミネーティング部
５５ 位相差フィルム巻出部
５９ 第３ラミネーティング部
５８ 表面処理フィルム（表面処理層）巻出部
１００ アレイ基板
１０５ 第１透明基板
１１０ ゲート電極
１１２ ゲート絶縁膜
１１４ 半導体層
１１６ オーミックコンタクト層
１２０ ソース電極
１３０ ドレイン電極
１４１ コンタクトホール
１４４ 有機絶縁層
１４５ 透過窓
１５０ 画素電極
１５２ 層間絶縁膜
１６０ 反射板
２００ カラーフィルタ基板
２０５ 第２透明基板
２１０ カラーフィルタ層
３００ 液晶層
４００ 下部光学フィルム積層体
４１０ 第１圧力感知粘着層（ＰＳＡ）
４２０ 第１λ／４位相差フィルム
４３０ 第１偏光子層
４４０ 第１透明保護フィルム
５００ 上部光学フィルム積層体
５１０ 第２圧力感知粘着層（ＰＳＡ）
５２０ 第２λ／４位相差フィルム
５３０ 第２偏光子層
５４０ 第２透明保護フィルム

Claims (26)

1. 第１方向に延伸した位相差層と、
   第２方向に延伸し、前記位相差層上に形成された偏光子層と、
   前記偏光子層上に形成された透明保護フィルムとを有することを特徴とする偏光フィルム。
2. 前記第１方向と第２方向は、平面上にて４５±１０°に交差することを特徴とする請求項１に記載の偏光フィルム。
3. 前記位相差層の厚さは、４０μｍであることを特徴とする請求項１に記載の偏光フィルム。
4. 前記偏光子層の厚さは、２０μｍであることを特徴とする請求項１に記載の偏光フィルム。
5. 前記透明保護フィルムは、アセテートセルロース系フィルムよりなり、その厚さは４０μｍであることを特徴とする請求項１に記載の偏光フィルム。
6. 前記位相差層は、λ／４位相遅延フィルムであることを特徴とする請求項１に記載の偏光フィルム。
7. 前記位相差層は、８０〜１６０ｎｍの平面方向のリターデイション（ｒｅｔａｒｄａｔｉｏｎ）（Ｒｏ）を有する１軸性フィルムであることを特徴とする請求項１に記載の偏光フィルム。
8. 前記位相差層は、８０〜１６０ｎｍの厚さ方向のリターデイション（Ｒｔｈ）と、１００〜２００ｎｍの平面方向のリタデーション（Ｒｏ）を有する２軸性フィルムであることを特徴とする請求項１に記載の偏光フィルム。
9. 前記偏光子層とは反対側の前記位相差層上に配置される圧力感知粘着層を更に有することを特徴とする請求項１に記載の偏光フィルム。
10. 前記位相差層と偏光子層との間に介在する接着特性向上層を更に有することを特徴とする請求項９に記載の偏光フィルム。
11. 前記接着特性向上層は、圧力感知粘着層であることを特徴とする請求項１０に記載の偏光フィルム。
12. 前記接着特性向上層は、接着剤よりなることを特徴とする請求項１０に記載の偏光フィルム。
13. 前記圧力感知粘着層の厚さは、４０μｍであることを特徴とする請求項９に記載の偏光フィルム。
14. 前記透明保護フィルム上に配置される表面処理層を更に有することを特徴とする請求項１に記載の偏光フィルム。
15. 前記圧力感知粘着層の下面に形成された第１離形フィルムと、
    前記表面処理層の表面に形成された第２離形フィルムとを更に有することを特徴とする請求項１４に記載の偏光フィルム。
16. 前記表面処理層は、アンチリフレクタ（ａｎｔｉｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）層であることを特徴とする請求項１４に記載の偏光フィルム。
17. 前記表面処理層は、アンチグレア（ａｎｔｉｇｌａｒｅ）層であることを特徴とする請求項１４に記載の偏光フィルム。
18. 第１方向に延伸した偏光子フィルムの背面に第２方向に延伸した位相差フィルムをラミネートする段階と、
    前記偏光フィルムの上面に透明保護フィルムをラミネートする段階と、
    前記ラミネートされた透明保護フィルムの上面に表面処理フィルムをラミネートする段階と、
    前記ラミネートされた表面処理フィルムの上面と前記位相差フィルム背面のそれぞれに離形フィルムをラミネートする段階とを有することを特徴とする偏光フィルムの製造方法。
19. 前記第１方向と第２方向は、平面上で４５±１０°に交差することを特徴とする請求項１８に記載の偏光フィルムの製造方法。
20. 前記位相差フィルムをラミネートする段階と、前記透明保護フィルムをラミネートする段階は、同時に行われることを特徴とする請求項１８に記載の偏光フィルムの製造方法。
21. 液晶層を具備する液晶パネルと、
    互いに異なる方向に延伸した第１位相遅延層及び第１偏光子層を有し、前記液晶パネルの下面に配置された下部光学フィルム積層体と、
    互いに異なる方向に延伸した第２位相遅延層及び第２偏光子層を有し、前記液晶パネル上に配置された上部光学フィルム積層体とを有することを特徴とする液晶表示装置。
22. 前記下部光学フィルム積層体は、前記液晶パネルの下面側に形成される第１圧力感知粘着層を更に含み、
    前記第１位相差層は第１方向に延伸し、前記第１圧力感知粘着層の下に形成され、
    前記第１偏光子層は第２方向に延伸し、前記第１位相差層の下に形成されることを特徴とする請求項２１に記載の液晶表示装置。
23. 前記下部光学フィルム積層体は、前記第１偏光子層の下に形成される第１透明保護フィルムを更に含むことを特徴とする請求項２２に記載の液晶表示装置。
24. 前記上部光学フィルム積層体は、前記液晶パネルの上面側に形成される第２圧力感知粘着層を更に含み、
    前記第２位相差層は、第３方向に延伸し、前記第２圧力感知粘着層上に形成され、
    前記第２偏光子層は、第４方向に延伸し、前記第２位相差層上に形成されることを特徴とする請求項２１に記載の液晶表示装置。
25. 前記上部光学フィルム積層体は、前記第２偏光子層上に形成される第２透明保護フィルムを更に含むことを特徴とする請求項２４に記載の液晶表示装置。
26. 上部基板と、
    液晶層と、
    スイッチング素子と、該スイッチング素子に連結された画素電極と、該画素電極上に形成され外部光を反射する反射領域と内部光を透過させる透過領域を定義する反射板とを具備し、前記上部基板との合体を通じて前記液晶層を収容する下部基板と、
    前記下部基板の下面側に形成される第１圧力感知粘着層と、第１方向に延伸し、前記第１圧力感知粘着層下に形成される第１位相差層と、第２方向に延伸され、前記第１位相差層下に形成される第１偏光子層と、該第１偏光子層下に形成される第１透明保護フィルムとを具備する下部光学フィルム積層体と、
    前記上部基板の上面側に形成される第２圧力感知粘着層と、第３方向に延伸され、前記第２圧力感知層上に形成される第２位相差層と、第４方向に延伸し、前記第２位相差層上に形成される第２偏光子層と、該第２偏光子層上に形成される第２透明保護フィルムとを具備する上部光学フィルム積層体とを有することを特徴とする液晶表示装置。
    

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