液晶顯示裝置的制作方法

專利名稱：液晶顯示裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及液晶顯示裝置。更詳細地，涉及使用了偏光元件的保護膜、相位差膜等膜狀部件的液晶顯示裝置。
背景技術：
液晶顯示裝置廣泛用作以計算機或者電視機為首的各種信息處理裝置中的顯示裝置，尤其是近年來，液晶電視等領域中需求急劇增加。對于這種液晶顯示裝置，隨著市場的擴大，強烈希望顯示質量的進一步提高和制造成本的降低等。
在這種狀況下，作為對提高顯示質量有效的技術，提出了所謂的垂直取向(VA)模式的液晶顯示裝置(例如，參考特開平11-258605號公報、特開平10-153802號公報和特開2000-131693號公報)。VA模式的液晶顯示裝置在沒有施加電壓的狀態下，在對置的基板間使具有負的介電常數各向異性的液晶垂直取向。根據VA模式的液晶顯示裝置，由于在正面方向上，液晶顯示單元幾乎不示出雙折射性和旋光性，所以通過在液晶顯示單元的兩側正交配置兩片偏光元件，從而在沒有施加電壓狀態下，實現了大致完全的黑顯示，并可以得到非常高的對比度。但是，在傾斜方向中，因液晶顯示單元示出雙折射性，從而具有表觀相位差，另外，由于兩片偏光元件的幾何學上的相對關系也不是表觀上正交，所以產生漏光，導致對比度下降。因此，在VA模式的液晶顯示裝置中，謀求擴大視野角作為技術問題被舉出。對此，為了消除傾斜方向上的液晶顯示單元的相位差或保持偏光元件的正交性，公知的是在VA模式的液晶顯示裝置上設置相位差膜的技術。例如，在特開平11-258605號公報、特開平10-153802號公報和特開2000-131693號公報等中公開了在VA模式的液晶顯示單元的兩側配置偏光元件，在該偏光元件和液晶顯示單元之間至少配置一片相位差膜，由此擴大視野角的技術。
另外，作為對提高顯示質量有效的技術，提出了所謂的橫向電場(ISP)模式的液晶顯示裝置(例如，參考特開平6-160878號公報和特開平11-305217號公報)。IPS模式的液晶顯示裝置將橫向電場施加到在表面實施了平行取向處理的上下兩片基板之間夾著液晶的水平取向液晶顯示單元上，而在與基板大致平行的面內使液晶分子旋轉動作進行顯示。ISP模式的液晶顯示裝置中，液晶分子與基板始終保持大致平行地改變液晶分子和偏光元件所成的角度進行顯示，所以，具有在傾斜方向中液晶顯示單元的雙折射的變化小，視野角廣的優點。但是，在ISP模式的液晶顯示裝置中，由于與VA模式的液晶顯示裝置一樣，正交配置兩片偏光元件，所以在傾斜方向中，兩片偏光元件的幾何學上的相對關系表觀上不正交，因此產生漏光，導致對比度降低。為了抑制該對比度的降低，探討了在ISP模式的液晶顯示裝置中也設置相位差膜的技術。例如，在特開平11-305217號公報等中，公開了在偏光元件和液晶顯示單元之間配置控制了面內方向和厚度方向的相位差的相位差膜的技術。
這些液晶模式的液晶顯示裝置中，作為偏光元件，一般使用在沿一個方向進行了分子取向的聚乙烯醇系樹脂膜等透明高分子膜上使碘元素或二色性染料等二色性物質吸附取向的元件。但是，這種偏光元件在機械強度、耐熱性和耐濕性方面有改善的余地。因此，一般在偏光元件的兩側或單側經粘接層等粘貼透明的保護膜，從而實現確保偏光元件的耐久性。因此，上述的相位差膜通常經膠粘層粘貼到偏光元件上所粘貼的保護膜外側。
現有技術中，作為保護膜廣泛使用三乙酰基纖維素膜(下面稱作“TAC”)。但是，由于TAC膜透濕性高，所以為了充分確保偏光元件的耐濕性，存在進一步改善的余地。因此，為了進一步提高高溫高濕下的偏光元件的耐久性等，作為保護膜，提出了使用水蒸汽的不透過性等比由降冰片烯(ノルボルネン)系樹脂構成的膜等TAC膜更突出的膜的技術(例如，參考特開2004-309717號公報、特開平6-51117號公報、特開2002-196132號公報、特開2001-235625號公報、特開2002-221619號公報、特開2002-174729號公報和特開平11-223728號公報)。進而，為了減少構成膜的片數和提高顯示質量等，還提出了使用由降冰片烯系樹脂構成的膜等，使保護膜具有相位差膜功能的技術。(例如，參考特開平8-43812號公報和特開平8-240714號公報)。另外，對于相位差膜，從雙折射(相位差)特性的穩定性的觀點來看，公開了減小吸水率和光彈性系數的技術(例如，參考特開2001-91744號公報)。
但是，使液晶顯示裝置的顯示質量進一步提高之外，對于偏光元件的耐久性，尚有提高的余地。
另外，在由聚乙烯醇系樹脂膜構成的偏光元件上粘貼保護膜時，由于聚乙烯醇系樹脂在干燥狀態下變脆，所以在使用TAC膜作為保護膜的情況下，最好使用在使偏光元件含有水分的狀態下進行粘合后，在粘合后進行水分的干燥去除的方法。但是，當使用由降冰片烯系樹脂構成的膜等透濕性低的膜來作為保護膜時，干燥去除粘合后的水分較困難這一點尚有鉆研的余地。

發明內容
本發明鑒于上述現狀而作出的，其目的是提供一種偏光元件具有較高的耐久性，并且顯示質量的耐久性較好的液晶顯示裝置。
本發明人在對液晶顯示單元和偏光元件之間的區域上具有相位差膜等至少一個膜狀部件的液晶顯示裝置進行了各種研究后，著眼于偏光元件的耐久性尚有改善的余地，并能夠進一步改善顯示質量。例如，圖5所示的液晶顯示裝置具有在液晶顯示單元10的兩側依次層積配置了厚度約為20um的膠粘層42、由聚碳酸酯(下面，也稱作“PC”)等構成的相位差膜62、厚度約為20um的膠粘層42、由TAC構成的保護膜61、粘接層41、以聚乙烯醇(下面，也稱作“PVA”)為基體材料的偏光元件21、22、粘接層41和由TAC構成的保護膜61的結構，但是，其中膠粘層42、由PC等構成的相位差膜62、和由TAC構成的保護膜61中的任何一個耐熱特性或者耐濕特性等耐久性都較低，可能會對偏光元件21、22的耐久性產生惡劣影響。
與此相對，本發明人研究了(1)如圖6所示的液晶顯示裝置那樣，將由PC等構成的相位差膜62置換為由耐久性更好的降冰片烯系樹脂等構成的相位差膜35；(2)如圖7所示的液晶顯示裝置那樣，除了上述(1)的結構之外，將由TAC構成的保護膜61置換為由耐久性更好的降冰片烯系樹脂等構成的保護膜36；(3)如圖8所示的液晶顯示裝置那樣，除了上述(2)的結構之外，使由降冰片烯系樹脂等構成的保護膜還兼有作為相位差膜的功能，并逐層減少相位差膜和膠粘劑層等。并且，發現了通過使至少一個液晶顯示單元和偏光元件之間的區域的膜狀部件滿足光彈性系數的絕對值小于10×10-8cm2/N和吸水率小于2.0％，從而可以充分提高膜狀部件的耐久性，并提高液晶顯示裝置的顯示特性。
進一步，本發明人發現除了上述結構之外，通過進一步減少偏光元件和保護膜之間的粘接層或膠粘層中的吸濕，可以進一步提高偏光元件的耐久性。即，當經厚度小于10um的膠粘層和/或粘接層將膜狀部件粘合到偏光元件上，并且與其他膜狀部件粘合時，經厚度小于10um的膠粘層和/或粘接層也粘合到其他膜狀部件，通過采用這種結構，從而可以提供偏光元件的耐久性突出且顯示特性好的液晶顯示裝置，并且聯想到可以出色解決上述問題，從而提出了本發明。
即，本發明涉及這樣一種液晶顯示裝置，具有在相對的兩個基板之間夾著液晶的液晶顯示單元、分別設置在其兩側的偏光元件、和在至少一個液晶顯示單元和偏光元件之間的區域上設置的至少一個膜狀部件，上述偏光元件由吸附取向了碘元素或二色性染料的聚乙烯醇系樹脂膜構成；當上述膜狀部件經厚度小于10um的膠粘層和/或粘接層粘合到偏光元件，并且與其他膜狀部件粘合時，也經由厚度小于10um的膠粘層和/或粘接層粘合到其他膜狀部件；該液晶顯示裝置中，至少一個液晶顯示單元和偏光元件之間的區域的膜狀部件滿足光彈性系數的絕對值小于10×10-8cm2/N以及吸水率小于2.0％。根據本發明的液晶顯示裝置，可以提供一種提高PVA系樹脂膜構成的偏光元件的耐久性，并且顯示質量的耐久性好的液晶顯示裝置。


圖1是模式地表示具有在偏光元件的兩側配置了保護膜的結構的、本發明的液晶顯示裝置之一例的截面圖，(a)表示將低光彈性系數、低吸水率的膜用于第一和第三保護膜的方式，(b)表示將低彈性系數、低吸水率的膜用于第一保護膜的方式，(c)表示將低彈性系數、低吸水率的膜用于第三保護膜的方式。
圖2是說明本發明的液晶顯示裝置中的、偏光元件21的最大寬度L和畫面(液晶顯示裝置的顯示有效區域50)的最大寬度L’之間的最佳關系用的平面圖。
圖3是說明本發明的液晶顯示裝置中的、偏光元件21的最大寬度L和邊框(bezel)51的開口部的最大寬度l之間的最佳關系用的平面圖。
圖4-1是說明在本發明的液晶顯示裝置中，由邊框51來支撐固定由液晶顯示單元10等構成的層積體的狀態用的截面圖。
圖4-2是從觀察面側觀察使用于本發明的液晶顯示裝置的邊框51和由液晶顯示單元10等構成的層積體時的平面圖。
圖5是模式地表示現有的液晶顯示裝置的結構之一例的截面圖。
圖6是模式地表示對圖5的液晶顯示裝置改進了相位差膜材質的結構之截面圖。
圖7是模式地表示對圖6的液晶顯示裝置改進了偏光元件的保護膜材質后的結構之截面圖。
圖8是模式地表示對圖7的液晶顯示裝置使偏光元件的保護膜和相位差膜一體化后的結構之截面圖。
具體實施例方式
本發明中，經厚度小于10um的膠粘層和/或粘接層將膜狀部件粘合到偏光元件(偏光子)或其他的膜狀部件上。如果使用膠粘層或粘接層來層積粘合由不同樹脂等不同材質構成的膜(這里，還包含構成液晶顯示單元的基板玻璃等)，并在高溫高濕環境下對該膜進行耐久性試驗，則容易產生發泡或者層間剝離等缺陷。由于由不同材質構成的膜分別進行不同的伸縮和膨脹，故該缺陷在位于其間的膠粘層或粘接層上產生翹曲，其結果，所產生的層內或層間的間隙中流入水是主要原因。另外，由于同樣的原因，如果與吸附取向了碘元素或二色性染料的聚乙烯醇系樹脂膜構成的偏光元件相鄰的膠粘劑或粘接劑吸水后，則引起偏光元件的膨脹或者溶解等，容易產生偏光元件的脫色、偏光度降低等問題。由于這種理由，構成液晶顯示裝置的各部分的粘合最好使用在高溫高濕環境下很難吸濕、盡可能薄的膠粘層或粘接層，通過使膠粘層和/或粘接層的厚度小于10um，可以使偏光元件的耐久性變充分。更理想的膠粘層和粘接層的厚度是小于2um。
另外，所謂粘接是指粘合同種或不同種的固體面與面，并進行一體化的狀態。通常，所謂粘接層是在粘合時具有流動性的液體，但是此后，通過加熱處理或化學反應變為固體而發揮粘接力。另一方面，所謂粘貼是指在常溫下僅短時間施加一點壓力來進行粘接，并一體化為可以從較硬的平滑面剝離的程度的狀態。通常，膠粘層是膠狀的軟性固體，發揮粘貼力，而不產生如粘接劑那樣的狀態變化。
本發明中，最好經厚度小于10um的粘接層，將膜狀部件粘合到偏光元件或者其他膜狀部件。若膠粘層過薄，則不能得到充分的粘貼力，所以為了明確液晶顯示裝置所要求的耐久性試驗，通常選擇20～50um的厚度，若比10um薄，則粘接力低，所以在一般的液晶顯示裝置中，可能會造成粘貼力不充分。另一方面，粘接層的厚度即使小于等于10um，也可以得到較實用的充分的粘接力。另外，在多數情況下，構成液晶顯示裝置的各部件的粘合不希望發生層間剝離。從這些觀點來看，本發明在變薄膠粘層或粘接層時，與膠粘層相比，最好選擇粘接層。
但是，在將偏光膜或者相位差膜等粘合到液晶顯示單元的情況下，由于通常液晶顯示單元比膜貴幾倍，所以當發生粘合錯誤時，僅剝離膜并可以重新利用(也稱作“重做”)液晶顯示單元的便利性得到重視，故粘合最好使用膠粘層而不是粘接層。因此，本發明中，與液晶顯示單元的粘合也可以使用厚度為10um以上的膠粘層，除此之外的粘合，使用厚度小于10um的膠粘層和/或粘接層。因此，本發明中，在液晶顯示單元的觀察面側基板和觀察面側偏光元件之間的區域存在的、厚度為10um以上的膠粘層或粘接層的層數總和為1以下，同樣，在液晶顯示單元的背面側基板和背面側偏光元件之間的區域存在的、厚度為10um以上的膠粘層或粘接層的層數總和為1以下。另外，本申請說明書中“以上”和“以下”包含該數值。
上述液晶顯示裝置中至少一個液晶顯示單元和偏光元件之間的區域的膜狀部件滿足光彈性系數的絕對值小于10×10-8cm2/N和吸水率小于2.0％。通過使膜狀部件的光彈性系數的絕對值小于10×10- 8cm2/N，可以使在高溫環境下放置時的膜狀部件的相位差變化等特性變化充分小，并可以實現耐久性好的液晶顯示裝置。上述光彈性系數的絕對值在室溫(約23℃)中，可以使用在波長550nm的光下測量出的值。光彈性系數絕對值的更理想的上限是5×10-8cm2/N。另外，通過使吸水率小于2.0％，抑制了在高濕環境下放置時的膜狀部件的吸濕，可以充分抑制膜狀部件中的相位差變化等特性變化和偏光元件中的缺陷，可以實現耐久性突出的液晶顯示裝置。上述吸水率根據JIS K6911“熱固化性塑料一般試驗方法”，使用在23℃的水中浸泡了24小時后測量出的質量的變化率。吸水率的更理想的上限是1.0％。
作為上述光彈性系數的絕對值小于10×10-8cm2/N和吸水率小于2.0％的膜狀部件，例如可以列舉由降冰片烯系樹脂構成的保護膜(下面，也稱作降冰片烯膜)等。根據降冰片烯等，可以兼作保護膜和相位差膜，另外，由于熱和水分的影響引起的相位差變化較小，因而可以有效地提高液晶顯示裝置的顯示質量的耐濕熱性。
作為本發明的液晶顯示裝置的結構，必須具有上述結構，同時，液晶顯示裝置也可以具有通常具有的結構，其他結構并沒有特別限定。例如，本發明可以適用于這樣一種液晶顯示裝置整體，無需通過液晶的驅動方式進行特別限定，而是在一對基板之間夾著液晶，并通過向形成于各個基板上的電極之間施加電壓，從而進行顯示。
下面詳細說明本發明的液晶顯示裝置中的最佳方式。
當將相對液晶顯示單元的觀察面側基板的法線方向的對比度比定義為CR(0)，將與方向角Ф方向的該法線方向傾斜了60度方向的對比度比定義為CR(Ф，60)時，上述液晶顯示裝置在Ф＝0～360度的所有方位角中，最好滿足CR(Ф，60)/CR(0)≥0.025。由此，可以充分滿足液晶顯示裝置所要求的視野角特性。作為滿足上述對比度特性的液晶顯示裝置，例如有VA模式或IPS模式的液晶顯示單元、以及在與至少一個偏光元件之間的區域上配置了相位差膜的顯示裝置等。比[CR(Ф，60)/CR(0)]的值更理想的下限是0.040。
另外，本發明中，除了偏光元件的耐久性提高之外，為了實現薄型化和制造成本的降低，最好配置在液晶顯示單元和偏光元件之間的區域上的膜狀部件的數量較少。因此，偏光元件的保護膜最好具有作為相位差膜的功能，而同時具有偏光元件的保護作用、以及消除傾斜方向上的液晶顯示單元的相位差和保持偏光元件的正交性的作用。即，粘合在上述偏光元件的膜狀部件最好是示出雙折射性的保護膜。由此，偏光元件的保護膜兼有作為相位差膜的功能，液晶顯示裝置的薄型化和低成本化成為可能，同時可以通過減少容易吸濕的膠粘層的數目來提高可靠性。另外，在該情況下，最好不在至少一個液晶顯示單元和偏光元件之間的區域上配置表示其他雙折射性的膜狀部件。本發明的液晶顯示裝置中，整體考慮液晶顯示單元的厚度方向的相位差值和其他各膜狀部件的配置方式或厚度方向的相位差值等來確定粘合到偏光元件上的膜狀部件中的厚度方向的相位差，但并未特別限定。另外，對于面內方向的相位差，也與厚度方向的相位差一樣，考慮液晶顯示裝置整體來確定。
尤其是，最好將上述光彈性系數的絕對值小于10×10-8cm2/N和吸水率小于2.0％的膜狀部件配置在液晶顯示單元的背面側。即，在上述液晶顯示裝置中，最好至少僅在液晶顯示單元的背面側基板和背面側偏光元件之間的區域上設置光彈性系數的絕對值小于10×10- 8cm2/N和吸水率小于2.0％的膜狀部件。這是因為，由于在透過型和透過反射兩用型(半透過型)的液晶顯示裝置中，液晶顯示單元的背面側比液晶顯示單元的觀察面側更接近于背照光，所以暴露于高溫環境下。進一步，滿足上述特性的膜狀部件除了設置在液晶顯示單元的背面側基板和背面側偏光元件之間的區域上，還設置在液晶顯示單元的觀察面側基板和觀察面側偏光元件之間的區域上，根據該結構，由于都不含有抗熱和抗水分較差的膜狀部件，所以可以特別有效地提高液晶顯示裝置的顯示質量的耐久性。
上述液晶顯示裝置最好分別經厚度小于10um的膠粘層和/或粘接層將第一保護膜粘合到觀察面側偏光元件的液晶顯示單元側，將第二保護膜粘合到觀察面側，將第三保護膜粘合到背面側偏光元件的液晶顯示單元側，將第四保護膜粘合到背面側。根據這種方式，可以有效地提高觀察面側和背面側的偏光元件的耐久性。作為這種方式，例如可以列舉圖1(a)～(c)所示的方式。另外，在本發明中，如上所述，也可以采用將光彈性系數的絕對值小于10×10-8cm2/N和吸水率小于2.0％的膜狀部件配置在液晶顯示單元兩側的方式(圖1(a))，可以是僅配置在液晶顯示單元的觀察面側的方式(圖1(b))，也可以是僅配置在液晶顯示單元的背面側的方式(圖1(c))。
另外，上述第一和第三保護膜最好示出雙折射性，還具有作為相位差膜的功能。
在上述液晶顯示裝置中，最好第一保護膜和第二保護膜的組合、以及第三保護膜和第四保護膜的組合中的至少一個由透濕度不同的樹脂構成。由此，即使將由透濕度低的樹脂構成的保護膜粘合到一個偏光元件的情況下，也可以較容易去除偏光元件內部的水分，并可以確保偏光元件的操作性，同時可以充分確保偏光元件和保護膜的粘接強度。由于構成偏光元件的PVA在干燥狀態下非常脆，操作困難，所以通常在含有很多水分的狀態下與保護膜粘合。另外，例如象如降冰片烯系樹脂那樣，由吸水率低、且水分的影響所帶來的相位差變化較小的樹脂構成的保護膜一般透濕性很低。因此，在將這種透濕度低的膜用作偏光元件的保護膜的情況下，偏光元件的耐濕性提高，相反，若兩側的保護膜的透濕度過低，則不能充分去除粘合時的水分，殘留在內部，而往往不能充分得到保護膜和偏光元件之間的粘接強度。與此相對，在上述方式中，通過在偏光元件的一個面上粘合由降冰片烯系樹脂之外的樹脂等構成的膜作為保護膜，從而保護膜之間透濕度差，水分很難在內部殘留。上述透濕度(水蒸汽透過度)可以根據JIS K 7129“塑料膜和薄片的水蒸氣透過度試驗方法”，使用在溫度40℃、濕度90％的條件下放置24小時后測出的值。上述組合下的保護膜之間的透濕度的差最好是200g/m2·24hr以上。透濕度低一側的保護膜的透濕度最好是100g/m2·24hr以下，透濕度高一側的保護膜的透濕度最好是300g/m2·24hr以上。
上述液晶顯示裝置最好滿足下述式(1)和下述式(2)中至少一個。
第一保護膜的透濕度＜第二保護膜的透濕度(1)第三保護膜的透濕度＜第四保護膜的透濕度(2)通過使第一保護膜的透濕度比第二保護膜的透濕度小，或第三保護膜的透濕度比第四保護膜的透濕度小，從而，在具有保護膜/偏光元件/保護膜結構的層積膜粘合到液晶顯示單元上之后，可以向外部放出偏光元件內部的水分，確保偏光元件的操作性，同時可以更充分地確保偏光元件和保護膜的粘接強度。
上述液晶顯示單元中大部分的液晶分子相對于基板大致垂直地取向，并且在面內相位差大致為零的狀態下進行黑顯示，上述液晶顯示裝置在通過下述式(3)來定義已校正的厚度方向相位差R時，第一保護膜的已校正厚度方向相位差R1、第三保護膜的已校正厚度方向相位差R3、以及黑顯示狀態下的液晶顯示單元的已校正厚度方向相位差Rlc最好滿足下述式(4)的關系。
R＝(1.3-0.6×na)×Rxz+(0.7-0.3×na)×Rxy(3)上述式(3)中，na表示對波長550nm的光的平均折射率，Rxz表示對波長550nm的光的厚度方向相位差，Rxy表示對波長550nm的光的面內方向相位差。
0nm≤R1+R3-Rlc≤35nm (4)另外，上述平均折射率na用下述式(5)來定義，上述面內方向相位差Rxy用下述式(6)來定義，上述厚度方向相位差Rxz用下述式(7)來定義。
na＝(nx+ny+nz)/3 (5)Rxy＝(nx-ny)×d (6)Rxz＝(nx-nz)×d (7)上述是(5)～(7)中，nx、ny表示對波長550nm的光的面內方向的主折射率(nx≥ny)，nz表示對波長550nm的光的厚度方向的主折射率，d表示厚度。
本發明可以適用于具有垂直取向模式(VA模式)的液晶顯示單元的標準黑色模式的液晶顯示裝置，通過滿足上述式(4)，可以充分進行傾斜方向的視野角補償，并在廣視野角范圍內得到較好的顯示質量。即，上述式(4)表示VA模式中的相位差的設計指針。為了在上述式(4)中，使VA模式中的視野角補償更有效，而使用在上述式(3)中定義的已校正厚度方向相位差R。
這里，詳細說明在上述式(4)中，使用由上述式(3)定義的已校正厚度方向相位差R的理由。
首先，VA模式中的視野角補償的主要目的之一是消除即使從正面方向看時大致為零，而若從傾斜方向看，則大致不為零的液晶顯示單元在黑顯示狀態下的相位差。為了實現該目的，需要適當設計相位差膜的相位差，現有技術中，通過調整表示從正上方觀察時的相位差的Rxy、(虛擬地)、表示從正橫向觀察時的相位差的Rxz或Rth＝[(nx+ny)/2-nz]×d＝Rxz-Rxy/2等進行了設計。其中，尤其是多數情況下，使用了使液晶顯示單元的Rth和相位差膜的Rth的總和大致相等的方法。但是，現有的方法中，實現消除從傾斜方向觀察時的相位差這一本來目的，但設計值和實際效果的誤差變大了。這是因為，例如即使是具有相同Rth的相位差膜，若Rxy不同，則從傾斜方向觀察時的有效相位差也不同。因此，為了對實際的效果進行更高精度的設計，使用從實際傾斜方向觀察時的有效相位差R很有效。這時，作為傾斜方向，例如方位角Ф＝45度，仰角＝60度(與基板面法線方向傾斜60度的方向)是合適的。但是，在面板制造、相位差膜領域，事實上Rxy、Rxz、Rth數據下的操作已經標準化，相位差膜購入時所添加的數據片也記載了這些數據。因此，本發明人對方便地根據這些數據來估計有效相位差R的算式進行了探討，并從各種實驗和計算等研究結果中發現了上述式(3)。其中，上述式(3)中，除了Rxy和Rxz之外，還使用了從膜的樹脂名即可清楚知道的平均折射率na。因此，本發明中，分別對相位差膜和液晶顯示單元，從上述式(3)求出有效相位差R，使其總和處于滿足上述式(4)的范圍內，從而可以得到充分實用的視野角。
最好上述第一和第三保護膜中，至少已校正厚度方向相位差較大的膜的光彈性系數的絕對值小于10×10-8cm2/N。通過使保護膜的光彈性系數的絕對值小于10×10-8cm2/N，可以充分減小在高溫環境下放置時的相位差變化等特性變化，但是，在第一保護膜和第三保護膜中已校正厚度方向相位差不同的情況下，特別地，通過減小已校正厚度方向相位差較大一方的保護膜的光彈性系數，由此可以特別有效地抑制作為液晶顯示裝置整體觀察時放置在高溫環境下時的特性變化，并能夠特別有效地提高液晶顯示裝置的耐久性。
最好上述第一和第三保護膜中，至少已校正的厚度方向相位差較大的膜吸水率小于2.0％。通過使保護膜的吸水率小于2.0％，可以使在高濕環境下放置時的相位差變化等特性變化充分小，但是在第一保護膜和第三保護膜中已校正厚度方向相位差不同的情況下，尤其是通過減小已校正厚度方向相位差較大的保護膜中的吸水率，可以特別有效地抑制作為液晶顯示裝置整體觀察時在高濕環境下放置時的特性變化，并能夠特別有效地提高液晶顯示裝置的耐久性。
最好上述第一～第四保護膜中，至少一個膜的透濕度為100g/m2·24hr以下。由此，由于在高濕環境下放置時等，可以降低透過保護膜的水分的量，所以偏光元件的耐久性或保護膜的相位差的穩定性提高，能夠實現顯示質量的耐久性突出的液晶顯示裝置。透濕度的更理想的上限是80g/m2·24hr。
尤其是最好將上述透濕度為100g/m2·24hr以下的保護膜配置在至少一個液晶顯示單元和偏光元件之間的區域上。即，最好上述第一和第三保護膜中，至少一者的透濕度為100g/m2·24hr。由此，在將具有保護膜/偏光元件/保護膜結構的層積膜粘合到液晶顯示單元后，向外部放出偏光元件內部的水分變得容易，可以確保偏光元件的操作性，同時可以更充分地確保偏光元件和保護膜的粘接強度。
最好上述第一～第四保護膜中至少一個由降冰片烯系樹脂構成。根據由降冰片烯系樹脂構成的保護膜，可以兼作保護膜和相位差膜。另外，由于降冰片烯系樹脂構成的保護膜的光彈性系數、吸水率和透濕度等特性具有適合于本發明的值，所以可以抑制由于熱和水分的影響所造成的相位差變化和吸濕，從而可以實現顯示質量的耐濕熱性突出的液晶顯示裝置。另外，所謂降冰片烯系樹脂是包含降冰片烯、或聚合其電介質或鹽而得到的聚合物作為主成份的樹脂。
另外，本發明人發現若將液晶顯示裝置投入到非常嚴格的耐久性試驗，則可能會從偏光元件的吸收軸方向的端部慢慢產生破裂。因此，上述液晶顯示裝置最好具有通過在偏光元件的外圍區域產生破裂而防止顯示質量降低用的單元，具體地，最好采用如下方式(1)與保護膜相鄰的偏光元件的吸收軸方向的最大寬度，比該方向上的液晶顯示裝置的顯示有效區域的最大寬度大；(2)具有邊框，且與保護膜相鄰的偏光元件的吸收軸方向的最大寬度比該方向上的邊框的開口區域的最大寬度大；(3)通過防水性的密封劑來覆蓋與同保護膜相鄰的偏光元件的吸收軸方向相交的外圍端面。另外，采用組合了(1)～(3)的方式更理想。另外，上述(1)～(3)的方式最好適用于粘合了透濕度為100g/m2·24hr以下的保護膜的偏光元件。這是因為，在粘合透濕度較低的保護膜的情況下，需要使偏光元件干燥到某種程度進行粘合，尤其是偏光元件容易產生破裂。
根據上述(1)的方式，如圖2所示例的那樣，在與保護膜(圖中未示)相鄰的偏光元件21的吸收軸方向，通過使偏光元件21的最大寬度L比畫面(液晶顯示裝置的顯示有效區域50)的最大寬度L’大，從而可以防止在偏光元件的外圍區域上產生的破裂對液晶顯示裝置的顯示質量產生惡劣影響。另外，在液晶電視等具有較大型畫面的液晶顯示裝置中，當將與保護膜相鄰的偏光元件的吸收軸方向(下面，僅稱作“吸收軸方向”)的最大寬度設為L，將吸收軸方向的液晶顯示裝置的顯示有效區域的最大寬度設為L’時，滿足L-L’≥4mm更理想，這時，超過液晶顯示裝置的顯示有效區域而在吸收軸方向上形成的保護膜的外圍區域最好每單側為2mm以上。液晶顯示裝置最好滿足L-L’≥10mm。
根據上述(2)的方式，如圖3所示那樣，通過用邊框51來遮蓋與保護膜(圖中未示)相鄰的偏光元件21的外圍區域，從而可以防止偏光元件的外圍區域上產生的破裂對液晶顯示裝置的顯示質量產生惡劣影響。另外，在液晶電視等具有較大型畫面的液晶顯示裝置等中，當設吸收軸方向的最大寬度為L，吸收軸方向上的邊框的開口區域的最大寬度為l時，液晶顯示裝置滿足L-l≥4mm更理想，這時，超過邊框的開口區域而沿吸收軸方向形成的保護膜的外圍區域最好每單側超過2mm以上。液晶顯示裝置滿足L-l≥10mm更理想。
根據上述(3)的方式，通過密封處理與保護膜相鄰的偏光元件的端面，可以防止偏光元件上產生破裂，并能夠防止液晶顯示裝置的顯示質量降低。
下面公開實施方式，更詳細地說明本發明，但是本發明并不僅限于這些實施方式。
首先，說明本實施方式中的液晶顯示裝置的結構。
本實施方式的液晶顯示裝置如圖1中所示的概要那樣，具有下述結構從觀察面側依次經膠粘劑42或粘接劑41來粘合第二保護膜32、第一偏光元件21、第一保護膜31或31a、液晶顯示單元10、第三保護膜33或33a、第二偏光元件22和第四保護膜34，并夾持在具有對應于液晶顯示裝置的有效顯示區域的開口部之邊框(框狀部件)上，從而實現一體化。另外，液晶顯示單元10具有在相對置的觀察面側基板11和背面側基板13之間夾著液晶12而構成的結構。
下面，說明本實施方式中的液晶顯示裝置的各結構要素。
(1-1)保護膜兼相位差膜本實施方式中，作為第一～第四保護膜，使用了下述表1所示的膜的任意一個。在下表1中，樹脂名NB表示降冰片烯系樹脂，TAC表示三乙酰基纖維素樹脂，PC表示聚碳酸酯樹脂。平均折射率na、面內方向相位差Rxy、厚度方向相位差Rxz和已校正厚度方向相位差R分別用上述式(3)和(5)～(7)來定義。透濕度記載了使用具有下述表1中所示厚度的膜所測量出的值。另外，在下述表1所示的膜中，在形成膜時，實施縱向單軸、橫向單軸、縱橫同時兩軸、或縱橫依次兩軸等延伸處理，來進行面內方向相位差Rxy或厚度方向相位差Rxz的調整。另外，利用膜厚度越厚，透濕度越低，膜厚度越薄，透濕度越高的情況進行透濕度的調整。
表1

本發明中，并未特別限定保護膜等膜狀部件的材質，最好使用吸水率(或透濕度)和光彈性系數兩者都較低的透明薄膜樹脂。另外，一般吸水率和透濕度具有較強的關聯性，多數情況下，吸水率越大，透濕度越高的關系成立。作為滿足上述特性的透明薄膜樹脂，例如，可以列舉非晶性聚烯烴系樹脂膜。非晶性聚烯烴樹脂是將降冰片烯、多環降冰片烯系單體等環狀烯烴作為聚合單位所具有的樹脂，其中，尤其廣為人知的是(熱可塑性飽和)降冰片烯系樹脂，JSR公司銷售了商品名“ア-トン”，日本ゼオン公司銷售了商品名“ZEONBX”和“ZEONOR”、三井化學公司銷售了商品名“アペル”等。這些樹脂可以通過溶劑流延(cast)法、熔體擠出法等來形成膜。在本實施方式中，作為膜N-1～17的材料，使用了降冰片烯樹脂(下面，也稱作“NB”)。
本發明中，作為保護薄膜等膜狀部件的材質，可以使用光彈性系數低且吸水率(或透濕度)高的透明膜樹脂。作為滿足上述特性的透明薄膜樹脂，例如可以列舉三乙酰基纖維素樹脂(TAC)。TAC作為最一般的偏光元件的保護膜使用。在本實施方式中，作為膜T-1～3的材料，使用了TAC。
進一步，本發明中，作為保護膜等膜狀部件的材質，也可以使用吸水率(或透濕度)低且光彈性系數高的透明薄膜樹脂。作為滿足上述特性的透明薄膜樹脂，例如可以列舉聚碳酸酯樹脂(PC)。在本實施方式中，作為膜P-1的材料，使用了PC。
TAC和PC分別可以通過溶劑流延(cast)法、熔體擠出法等來形成膜。
(1-2)偏光元件在本實施方式中，作為偏光元件，使用了吸附取向了碘元素或二色性染料的PVA系樹脂膜。PVA系偏光元件5是將PVA膜延伸到5倍，在浸到配合了碘元素和碘化鉀的溶液并進行染色后，通過在由硼酸和碘化鉀構成的水溶液中進行交聯處理來進行制作。另外，偏光元件和各保護膜的粘合，通過使用在偏光元件中包含了若干水分的狀態下，經以水為主要溶劑的粘接劑進行層積后，使水分干燥的方法來進行。
(1-3)膠粘劑和粘接劑在本實施方式中，作為膠粘劑，使用了丙烯酸系膠粘劑。膠粘劑層的厚度為20um。另外，作為粘接劑，使用了PVA系粘接劑或尿烷系粘接劑。粘接劑的厚度為1um以下。
(1-4)液晶顯示單元在本實施方式中，作為液晶顯示單元，使用了如下模式的液晶顯示單元，即大多數的液晶分子相對基板大致垂直地取向，并在面內相位差大致為零的狀態下進行黑顯示的垂直取向(VA)模式中，將一個象素內分割成4個區域，按每個區域使液晶分子大致水平地取向并進行白顯示的多區域垂直取向(MVA)模式。另外，液晶顯示單元的厚度方向相位差Rlc在黑顯示狀態下，設定為-260nm、-290nm或-320nm中的任意一個。液晶顯示單元的面內方向相位差Rxy在黑顯示狀態下，設定為大致0nm。液晶顯示單元的平均折射率na為1.50，對角線長度為30英寸。作為基板，使用了玻璃基板。
(1-5)邊框如圖4-1所示，邊框51是在液晶顯示裝置內用于支撐固定液晶顯示單元10、偏光元件21、22、膜狀部件(圖中未示出)等的部件(框)。在本實施方式中，使用了如圖4-2所示那樣的具有用于使液晶顯示裝置的顯示區域露出的四邊形開口部的金屬制邊框51。邊框51具有作為覆蓋液晶顯示單元10周圍的邊緣部的前面部、和在該前面部的周圍，相對于前面部在背面側彎曲成直角的側面部，截面形成為大致L字狀。因此，將四邊形的開口部設置在前面部。另外，邊框51由外框部51a和內框部51b兩個構成，通過夾在外框部51a和內框部51b之間，來支撐固定液晶顯示單元10。另外，邊框51通過擠壓成形來形成。
(1-6)密封劑本實施方式中，在一部分的實施例中，用密封劑來覆蓋(coating)偏光元件的外圍端面中與吸收軸方向相交的外圈端面。作為密封劑，使用氟元素系的防水材料，使用刷毛來涂敷形成。
下面，說明改變本實施方式的液晶顯示裝置中的各構成要素而制作出的各實施例。另外，將對應于各實施例的液晶顯示裝置的結構整理為下述表2和3。表中，將厚度20um的丙烯酸系膠粘層簡寫為“A粘20”，將厚度為1um以下的PVA系統粘接劑簡寫為“P接1”、將厚度1um以下的尿烷系粘接劑簡寫為“U接1”。
表2

(※1)光彈性系數的絕對值為10×10-8cm2/N以上，或吸水率為2.0％以上的薄膜狀部件表3

(※1)光彈性系數的絕對值為10×10-8cm2/N以上，或吸水率為2.0％以上的薄膜狀部件
(2-1)相位差較大的膜為一片的情形在本實施例中，制作了從觀察面側依次層積配置T-1來作為第二保護膜、厚度為1um以下的PVA系粘接劑來作為粘接層、吸收軸角度為0度的PVA系偏光元件來作為第一偏光元件、厚度為1um以下的PVA系粘接劑來作為粘接層、T-1來作為第一保護膜、厚度為20um的丙烯酸系膠粘劑來作為膠粘層、觀察面側基板、Rlc＝-290nm的液晶層、背面側基板、厚度為20um的丙烯酸系膠粘劑來作為膠粘層、N-15來作為第三保護膜，厚度為1um以下的尿烷系粘接劑來作為粘接層、吸收軸角度為90度的PVA系偏光元件來作為第二偏光元件、厚度為1um以下的尿烷系粘接劑來作為粘接層、和N-10來作為第四保護膜而形成的液晶顯示裝置。
另外，當設沿吸收軸方向測量出的偏光元件的最大寬度為L，沿同一方向測出的液晶顯示裝置的顯示有效區域的最大寬度為L’時，在第一偏光元件中，設L-L’＝2mm、第二偏光元件中，設L-L’＝2mm。進一步，在沿吸收軸方向測量出的偏光元件的最大寬度為L，同一方向上測量出的邊框的開口區域的最大寬度為l時，在第一偏光元件中，設L-l＝2mm；第二偏光元件中，設L-l＝2mm。此外，第一和第二偏光元件都不進行密封處理。
(實施例2)在本實施方式中，除了使用N-8作為第三保護膜，使用T-1作為第四保護膜，使用了厚度為1um以下的PVA系粘接劑作為粘接第二偏光元件和第四保護膜的粘接層之外，與實施例1同樣，制作了液晶顯示裝置。
(2-2)相位差較大的膜為兩片的情形(實施例3)在本實施方式中，制作了從觀察面側依次層積配置N-10作為第二保護膜、厚度為1um以下的尿烷系粘接劑作為粘接層、吸收軸角度為0度的PVA系偏光元件作為第一偏光元件、厚度為1um以下的尿烷系粘接劑作為粘接層、N-12來作為第一保護膜、厚度為20um的丙稀酸系膠粘劑作為膠粘層、觀察面側基板、Rlc＝-290nm的液晶層、背面側基板、厚度為20um的丙稀酸系膠粘劑作為膠粘層、N-12作為第三保護膜、厚度為1um以下的尿烷系粘接劑來作為粘接層、吸收軸角度為90度的PVA系偏光元件作為第二偏光元件、厚度為1um以下的尿烷系粘接劑來作為粘接層、N-10來作為第四保護膜后形成的液晶顯示裝置。
另外，在第一偏光元件中，設L-L’＝2mm，第二偏光元件中，設L-L’＝2mm。進一步，在第一偏光元件中，設L-l＝2mm，在第二偏光元件中，設L-l＝2mm。另外，第一和第二偏光元件都不進行密封處理。
(實施例4)在本實施例中，除了使用N-5來作為第一保護膜，使用N-5來作為第二保護膜、使用N-5來作為第三保護膜、使用N-1來作為第四保護膜之外，其他均與實施例3相同來制作液晶顯示裝置。
(實施例5)在本實施例中，除了使用N-5作為第一保護膜、使用T-1作為第二保護膜、使用N-5作為第三保護膜、使用T-1作為第四保護膜、使用厚度為1um以下的PVA系粘接劑作為粘接第一偏光元件和第二保護膜的粘接層和粘接第二偏光元件和第四保護膜的粘接層之外，其他均與實施例3相同地來制作液晶顯示裝置。
(2-3)不將NB系保護膜選擇配置在已校正厚度方向相位差R較大一側或背面側的情形(實施例6)在本實施例中，制作了從觀察面側，依次層積配置T-1來作為第二保護膜、厚度為1um以下的PVA系粘接劑來作為粘接層、吸收軸角度為0度的PVA系偏光元件來作為第一偏光元件、厚度為1um以下的PVA系粘接劑來作為粘接層、T-3來作為第一保護膜、厚度為20um的丙稀酸系膠粘劑來作為膠粘層、觀察面側基板、Rlc＝-290nm的液晶層、背面側基板、厚度為20um的丙稀酸系粘接劑來作為粘接層、N-1來作為第三保護膜、厚度為1um以下的尿烷系粘接劑來作為粘接層、吸收軸角度為90度的PVA系偏光元件來作為第二偏光元件、厚度為1um以下的PVA系粘接劑來作為粘接層、T-1來作為第四保護膜而形成的液晶顯示裝置。
另外，在第一偏光元件中，設L-L’＝2mm，第二偏光元件中，設L-L’＝2mm。進一步，在第一偏光元件中，設L-l＝2mm，在第二偏光元件中，設L-l＝2mm。另外，第一和第二偏光元件都不進行密封處理。
(實施例7)在本實施例中，使用N-8來作為第一保護膜、使用T-1來作為第三保護膜、使用厚度為1um以下的尿烷系粘接劑來作為粘接第一偏光元件和第一保護膜的粘接層、使用厚度為1um以下的PVA系粘接劑來作為粘接第二偏光元件和第三保護膜的粘接層。另外，第一偏光元件中，設L-L’＝2mm，第二偏光元件中，設L-L’＝2mm。進一步，在第一偏光元件中，設L-l＝2mm，在第二偏光元件中，設L-l＝2mm。除此之外，與實施例6相同地來制作液晶顯示裝置。
(2-4)通過一片相位差較大的NB系保護膜，在可充分確保視野角的邊界附近進行相位差設計的情形(實施例8)在本實施例中，制作了從觀察面側依次層積配置T-1來作為第二保護膜、厚度為1um以下的PVA系粘接劑來作為粘接層、吸收軸角度為0度的PVA系偏光元件來作為第一偏光元件、厚度為1um以下的尿烷系粘接劑來作為粘接層、N-1來作為第一保護膜、厚度為20um的丙稀酸系膠粘劑來作為膠粘層、觀察面側基板、Rlc＝-290nm的液晶層、背面側基板、厚度為20um的丙稀酸系膠粘劑來作為膠粘層、N-6來作為第三保護膜、厚度為1um以下的尿烷系粘接劑來作為粘接層、吸收軸角度為90度的PVA系偏光元件來作為第二偏光元件、厚度為1um以下的PVA系粘接劑來作為粘接層、T-1來作為第四保護膜后形成的液晶顯示裝置。
另外，在第一偏光元件中，設L-L’＝2mm，第二偏光元件中，設L-L’＝2mm。進一步，在第一偏光元件中，設L-l＝2mm，在第二偏光元件中，設L-l＝2mm。另外，第一和第二偏光元件都不進行密封處理。
(實施例9)在本實施例中，除了使用N-3來作為第三保護膜之外，其他與實施例8相同地來制作液晶顯示裝置。
(2-5)通過兩片相位差較大的NB系保護膜，在可充分確保視野角的邊界附近進行相位差設計的情形(實施例10)在本實施例中，除了使用N-16來作為第一和第三保護膜之外，其他與實施例8相同地來制作液晶顯示裝置。
(2-6)改變了液晶顯示單元的Rlc的情形(實施例11)在本實施例中，制作了從觀察面側依次層積配置T-1來作為第二保護膜、厚度為1um以下的PVA系粘接劑來作為粘接層、吸收軸角度為0度的PVA系偏光元件來作為第一偏光元件、厚度為1um以下的PVA系粘接劑來作為粘接層、T-1來作為第一保護膜、厚度為20um的丙稀酸系膠粘劑來作為膠粘層、觀察面側基板、Rlc＝-320nm的液晶層、背面側基板、厚度為20um的丙稀酸系粘接劑來作為粘接層、N-14來作為第三保護膜、厚度為1um以下的尿烷系粘接劑來作為粘接層、吸收軸角度為90度的PVA系偏光元件來作為第二偏光元件、厚度為1um以下的PVA系粘接劑來作為粘接層、T-1來作為第四保護膜而形成的液晶顯示裝置。
另外，在第一偏光元件中，設L-L’＝2mm，第二偏光元件中，設L-L’＝2mm。進一步，在第一偏光元件中，設L-l＝2mm，在第二偏光元件中，設L-l＝2mm。另外，第一和第二偏光元件都不進行密封處理。
(實施例12)在本實施例中，使用N-4來作為第一和第三保護膜、使用厚度為1um以下的尿烷系粘接劑來作為粘接第一偏光元件和第一保護膜的粘接層。除此之外與實施例11相同地來制作液晶顯示裝置。
(實施例13)在本實施例中，除了液晶顯示單元使用Rlc＝-260nm的液晶層，使用N-9來作為第三保護膜之外，其他與實施例11相同地來制作液晶顯示裝置。
(2-7)對偏光元件實施了破裂對策的情形(實施例14)在本實施例中，制作了從觀察面側依次層積配置T-1來作為第二保護膜、厚度為1um以下的PVA系粘接劑來作為粘接層、吸收軸角度為0度的PVA系偏光元件來作為第一偏光元件、厚度為1um以下的PVA系粘接劑來作為粘接層、T-1來作為第一保護膜、厚度為20um的丙稀酸系膠粘劑來作為膠粘層、觀察面側基板、Rlc＝-290nm的液晶層、背面側基板、厚度為20um的丙稀酸系膠粘劑來作為膠粘層、N-8來作為第三保護膜、厚度為1um以下的尿烷系粘接劑來作為粘接層、吸收軸角度為90度的PVA系偏光元件來作為第二偏光元件、厚度為1um以下的PVA系粘接劑來作為粘接層、T-1來作為第四保護膜而形成的液晶顯示裝置。
另外，在第一偏光元件中，設L-L’＝2mm，第二偏光元件中，設L-L’＝10mm。進一步，在第一偏光元件中，設L-l＝2mm，在第二偏光元件中，設L-l＝2mm。另外，第一和第二偏光元件都不進行密封處理。
(實施例15)在本實施例中，使用N-1來作為第二和第四保護膜、使用N-5來作為第一和第三保護膜、使用厚度為1um以下的尿烷系粘接劑來作為全部粘接層。另外，在第一偏光元件中，設L-L’＝2mm，第二偏光元件中，設L-L’＝2mm。進一步，在第一偏光元件中，設L-l＝10mm，在第二偏光元件中，設L-l＝10mm。另外，第一和第二偏光元件都不進行密封處理。除此之外與實施例14相同地來制作液晶顯示裝置。
(實施例16)在本實施例中，使用N-1來作為第二和第四保護膜、使用N-5來作為第一和第三保護膜、使用厚度為1um以下的尿烷系粘接劑來作為所有粘接層。另外，在第二偏光元件中，設L-l’＝2mm。進一步，設第一偏光元件的吸收軸角度為45度，設第二偏光元件的吸收軸角度為135度。并且，對第一和第二偏光元件兩者進行了密封處理。除此之外與實施例14相同地來制作液晶顯示裝置。
(實施例17)在本實施例中，使用N-5來作為第一和第三保護膜、使用厚度為1um以下的尿烷系粘接劑來作為粘接層。另外，第一偏光元件中，設L-L’＝10mm。進一步，在第一偏光元件中，設L-l＝10mm，在第二偏光元件中，設L-l＝10mm。并且，對第一和第二偏光元件兩者進行了密封處理。除此之外與實施例14相同地來制作液晶顯示裝置。
下面，說明改變本實施方式的液晶顯示裝置中的各結構要素來制作出的各比較例和參考例。另外，將對應于各比較例和參考例的液晶顯示裝置的結構歸納為下述表4。
表4

(※1)光彈性系數的絕對值為10×10-8cm2/N以上，或吸水率為2.0％以上的薄膜狀部件；(※2)除第一和第三保護薄膜之外，全部加上具有相位差的薄膜的相位差
(3-1)通過厚度為20um以上的丙稀酸系膠粘劑來粘合偏光元件和保護膜的情形(比較例1)在本比較例中，制作了從觀察面側依次層積配置T-1來作為第二保護膜、厚度為1um以下的PVA系粘接劑來作為粘接層、吸收軸角度為0度的PVA系偏光元件來作為第一偏光元件、厚度為1um以下的PVA系粘接劑來作為粘接層、T-1來作為第一保護膜、厚度為20um的丙稀酸系膠粘劑來作為膠粘層、觀察面側基板、Rlc＝-290nm的液晶層、背面側基板、厚度為20um的丙稀酸系粘接劑來作為粘接層、N-15來作為第三保護膜、厚度為20um以下的丙稀酸系膠粘劑來作為膠粘層、吸收軸角度為90度的PVA系偏光元件來作為第二偏光元件、厚度為1um以下的尿烷系粘接劑來作為粘接層、N-10來作為第四保護膜而形成的液晶顯示裝置。
另外，在第一偏光元件中，設L-L’＝2mm，第二偏光元件中，設L-L’＝2mm。進一步，在第一偏光元件中，設L-l＝2mm，在第二偏光元件中，設L-l＝2mm。另外，第一和第二偏光元件都不進行密封處理。
(比較例2)在本比較例中，使用N-10來作為第二保護膜、使用N-12來作為第一和第三保護膜，并代替粘接層，全部使用厚度為20um的丙稀酸系膠粘劑。除此之外與比較例1相同地來制作液晶顯示裝置。
(比較例3)在本比較例中，除了使用厚度為50um的丙稀酸系粘接劑來作為膠粘層之外，其他與比較例2相同地來制作液晶顯示裝置。
(3-2)在偏光元件之間包含兩層以上厚度超過10um的膠粘層，且包含TAC的情形(比較例4)在本比較例中，對于上述液晶顯示裝置的基本結構，在背面側基板和第三保護膜之間經膠粘劑配置了相位差膜。具體地，制作了從觀察面側依次層積配置T-1來作為第二保護膜、厚度為1um以下的PVA系粘接劑來作為粘接層、吸收軸角度為0度的PVA系偏光元件來作為第一偏光元件、厚度為1um以下的PVA系粘接劑來作為粘接層、T-1來作為第一保護膜、厚度為20um的丙稀酸系膠粘劑來作為膠粘層、觀察面側基板、Rlc＝-290nm的液晶層、背面側基板、厚度為20um的丙稀酸系膠粘劑來作為膠粘層、N-13來作為第三保護膜、厚度為1um以下的PVA系粘接劑來作為粘接層、吸收軸角度為90度的PVA系偏光元件來作為第二偏光元件、厚度為1um以下的PVA系粘接劑來作為粘接層、T-1來作為第四保護膜而形成的液晶顯示裝置。
另外，在第一偏光元件中，設L-L’＝2mm，第二偏光元件中，設L-L’＝2mm。進一步，在第一偏光元件中，設L-l＝2mm，在第二偏光元件中，設L-l＝2mm。另外，第一和第二偏光元件都不進行密封處理。
(比較例5)在本比較例中，對于上述液晶顯示裝置的基本結構，在第一保護膜和觀察面側基板之間、以及背面側基板和第三保護膜之間經膠粘劑配置了相位差膜。具體地，除了在第一保護膜和觀察面側基板之間的區域上使用厚度為20um的丙稀酸系膠粘劑來作為膠粘層、使用N-2來作為相位差膜、使用厚度為20um的丙稀酸系膠粘劑來作為膠粘層、使用N-2來作為在背面側基板和第三保護膜之間設置的相位差膜之外，其他與比較例4相同地來制作液晶顯示裝置。
(3-3)在偏光元件之間使用了光彈性系數和吸水率較大的保護膜的情形(比較例6)在本比較例中，制作了從觀察面側依次層積配置T-1來作為第二保護膜、厚度為1um以下的PVA系粘接劑來作為粘接層、吸收軸角度為0度的PVA系偏光元件來作為第一偏光元件、厚度為1um以下的PVA系粘接劑來作為粘接層、T-1來作為第一保護膜、厚度為20um的丙稀酸系膠粘劑來作為膠粘層、觀察面側基板、Rlc＝-290nm的液晶層、背面側基板、厚度為20um的丙稀酸系粘接劑來作為粘接層、P-1來作為第三保護膜、厚度為1um以下的尿烷系粘接劑來作為粘接層、吸收軸角度為90度的PVA系偏光元件來作為第二偏光元件、厚度為1um以下的PVA系粘接劑來作為粘接層、T-1來作為第四保護膜而形成的液晶顯示裝置。
另外，在第一偏光元件中，設L-L’＝2mm，在第二偏光元件中，設L-L’＝2mm。進一步，在第一偏光元件中，設L-l＝2mm，在第二偏光元件中，設L-l＝2mm。另外，第一和第二偏光元件都不進行密封處理。
(比較例7)在本比較例中，除了使用T-2來作為第三保護膜、使用厚度為1um以下的PVA系粘接劑來作為將第四保護膜與第二偏光元件粘接的粘接層之外，其他與比較例6相同地來制作液晶顯示裝置。
(3-4)改變了液晶顯示單元的Rlc的情形(參考例1)在本參考例中，制作了從觀察面側依次層積配置T-1來作為第二保護膜、厚度為1um以下的PVA系粘接劑來作為粘接層、吸收軸角度為0度的PVA系偏光元件來作為第一偏光元件、厚度為1um以下的PVA系粘接劑來作為粘接層、T-1來作為第一保護膜、厚度為20um的丙稀酸系膠粘劑來作為膠粘層、觀察面側基板、Rlc＝-290nm的液晶層、背面側基板、厚度為20um的丙稀酸系粘接劑來作為粘接層、N-11來作為第三保護膜、厚度為1um以下的尿烷系粘接劑來作為粘接層、吸收軸角度為90度的PVA系偏光元件來作為第二偏光元件、厚度為1um以下的PVA系粘接劑來作為粘接層、T-1來作為第四保護膜而形成的液晶顯示裝置。
另外，在第一偏光元件中，設L-L’＝2mm，第二偏光元件中，設L-L’＝2mm。進一步，在第一偏光元件中，設L-l＝2mm，在第二偏光元件中，設L-l＝2mm。另外，第一和第二偏光元件都不進行密封處理。
(參考例2)在本參考例中，除了使用N-17來作為第三保護膜之外，其他與參考例1相同地來制作液晶顯示裝置。
(參考例3)在本參考例中，除了使用N-7來作為第一和第三保護膜、使用厚度為1um以下的尿烷系粘接劑來作為將第一保護膜與第一偏光元件粘接的粘接層之外，其他與參考例1相同地來制作液晶顯示裝置。
(評價方法)下面，說明實施例、比較例和參考例中得到的液晶顯示裝置的評價方法。作為評價項目，分別針對對比度比、白點(白拔け)、耐濕性、偏光元件的破裂、發泡·剝離進行確認。表5表示了各評價的結果。
(4-1)對比度比的評價將大型液晶顯示裝置用的背照光系統用作光源，在仰角0度(相對觀察面側基板的基板面的法線方法)下測量黑顯示亮度和白顯示亮度，進一步，在仰角60度(沿方位角Ф方向與法線方法傾斜60度的方向)下，將方位角Ф在0～360度內以5度為單位進行改變，同時分別測量黑顯示亮度和白顯示亮度。從黑顯示亮度和白顯示亮度的比(白色顯示亮度/黑色顯示亮度)求出仰角為0度下的對比度比CR(0)和仰角60度下的對比度比CR(Ф、60)。對比度比CR(Ф、60)根據方位角而變化，在下述表5中表示了CR(Ф、60)/CR(0)的最小值。
另外，在CR(Ф、60)/CR(0)的最小值為0.025以上時，得到了充分實用的視野角。
(4-2)白點的評價在80℃干燥條件下進行1000小時的保存試驗后，按包含顯示有效區域的4個角部和中央部的3×3的矩陣狀來測量9點的黑顯示亮度，將其最大值/平均值設為C1。另外，在60℃ 90％RH條件下進行了1000小時的保存試驗后，進行同樣的測量并將最大值/平均值設為C2。從C1和C2的值中，根據下面的評價基準進行對于白點的評價。另外，光源與對比度比的評價相同，都使用了大型液晶顯示裝置用的背照光系統。
◎C1和C2同時為1.3以下○C1和C2同時為1.7以下△C1和C2同時為2.0以下×C1和C2的任意一個比2.0大(4-3)耐濕性的評價在50℃ 95％RH條件下進行了1000小時保存試驗后，通過與上述(4-1)對比度比的評價相同的方法，在顯示有效區域的中央部測量CR(0)，并將與保存試驗前的CR(0)的比設為C3。通過目測評價外觀，來確認有無偏光元件的端部中的脫色等缺陷。從C3的值和目測評價的結果，根據下面的評價基準，進行對耐濕性的評價。
◎C3為0.90以上，且端部沒有缺陷○C3為0.85以上，且端部沒有缺陷△C3為0.80以上，且端部沒有缺陷
×C3小于0.80，且端部有缺陷(4-4)偏光元件(PVA)的破裂的評價在60℃ 95％RH條件下進行48小時的加濕試驗后，交替重復地在-35℃(1小時)和70℃(1小時)下反復進行的熱沖擊試驗最長進行到循環400次。并且，進行在顯示有效區域內是否產生了偏光元件的破裂等缺陷的目測確認，并根據下面的評價基準，對偏光元件的破裂進行評價。
◎在400次循環的試驗后，顯示有效區域內沒有缺陷○在300次循環的試驗后，顯示有效區域內沒有缺陷△在200次循環的試驗后，顯示有效區域內沒有缺陷×在200次循環的試驗后，顯示有效區域內有缺陷(4-5)發泡、剝離的評價分別使用不同的樣本進行(a)80℃干燥條件下的最長1000小時的保存試驗；(b)在50℃ 95％RH條件下的最長1000小時的保存試驗；(c)交替在-35℃(1小時)和70℃(1小時)下反復循環進行最長達400次的熱沖擊試驗。并且，對于各試驗后的樣本，進行是否產生了發泡、剝離等缺陷的目測確認，并根據下面的評價基準，進行對發泡、剝離的評價。
○在持續到最長試驗時間/循環次數的所有三個試驗中，沒有產生發泡、剝離或僅在顯示有效區域外的端面部分產生△在持續到最長試驗時間/循環次數的一半的時間/達到循環次數的所有三個試驗中，沒有產生發泡、剝離或僅在顯示有效區域外的端面部分產生×在持續到最長試驗時間/循環次數的一半的時間/一致繼續到達到循環次數的任意一個試驗中，在顯示有效區域內產生了發泡、剝離。
表5

(評價總結)如表5所示，由于在實施例中，保護膜和偏光元件的粘合使用厚度1um以下的粘接層，而作為保護膜，使用光彈性系數的絕對值、吸水率和透濕度較小的NB系樹脂膜，所以與比較例相比，耐久性(白點、耐濕性、PVA破裂、發泡、剝離)較好。由于實施例3～5、8～10、12使用了NB樹脂來作為第一和第三保護膜，所以耐久性特別好。由于實施例6和7使用了NB系樹脂膜，但是作為已校正厚度方向相位差R較大一側的保護膜、或容易受到背照光所產生的熱的影響之背面側(區域B)的保護膜，使用TAC膜，因而與其他實施例相比，耐久性降低若干。實施例8～10中，改變NB系樹脂膜的相位差設計，在實施例11～13中，改變了液晶顯示單元的相位差設計，但是都可以得到充分的顯示質量。在實施例14～17中，由于對PVA系偏光元件實施了破裂對策，所以PVA破裂的評價較高。
另一方面，由于在比較例1～3中，保護膜和偏光元件的粘合使用了厚度為20um以下的膠粘層，所以顯示質量高，但是耐久性的評價差，尤其是耐濕性、PVA破裂和發泡、剝離的評價較低。比較例4、5中，由于作為第一～第四保護膜和相位差膜，使用了耐熱濕性較低的TAC膜，所以顯示質量好，但是耐久性差，尤其是白點和耐濕性的評價較低。在比較例6、7中，由于作為第一～第四保護膜，使用了耐濕性低的TAC膜和/或耐熱性低的PC膜，所以耐久性的評價差，尤其是白點和耐濕性的評價較低。
如上所述，實施例在顯示質量(傾斜方向上的對比度比)、耐久性(白點、耐濕性、PVA破裂、發泡、剝離)方面與比較例相比總體上較好。另外，由于在實施例中，偏光元件的保護膜兼作為相位差膜，所以可以減小與構成液晶顯示裝置的膜數和粘合工時數，實現低成本、外形薄。從以上的理由來看，如本實施例那樣構成液晶顯示裝置非常有效。
另外，參考例在耐久性方面與比較例相比總體上較好，但是由于沒有滿足0nm≤R1+R3+Rlc≤35nm的條件，所以顯示質量較差。
權利要求
1.一種液晶顯示裝置，具有在相對置的兩個基板之間夾著液晶的液晶顯示單元、分別設置在其兩側的偏光元件、以及設置在至少一個液晶顯示單元和偏光元件之間的區域上的至少一個膜狀部件，其特征在于該偏光元件由吸附取向了碘元素或二色性染料的聚乙烯醇系樹脂膜構成；該膜狀部件在經厚度小于10um的膠粘層和/或粘接層粘合到偏光元件，并且與其他膜狀部件粘合的情況下，也經厚度小于10um的膠粘層和/或粘接層粘合到其他膜狀部件；該液晶顯示裝置中至少一個液晶顯示單元和偏光元件之間的區域的膜狀部件滿足光彈性系數的絕對值小于10×10-8cm2/N和吸水率小于2.0％。
2.根據權利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于當將相對于液晶顯示單元的觀察面側基板的法線方向的對比度比定義為CR(0)，將與方位角Φ方向的從該法線方向傾斜了60度方向的對比度比定義為CR(Φ、60)時，所述液晶顯示裝置在Φ＝0～360度的所有方位角中，滿足CR(Φ，60)/CR(0)≥0.025。
3.根據權利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于粘合在所述偏光元件上的膜狀部件是表示雙折射性的保護膜。
4.根據權利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于所述液晶顯示裝置至少在液晶顯示單元的背面側基板和背面側偏光元件之間的區域上僅設置光彈性系數的絕對值小于10×10-8cm2/N和吸水率小于2.0％的膜狀部件。
5.根據權利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于所述液晶顯示裝置分別經厚度小于10um的膠粘層和/或粘接層將第一保護膜粘合到觀察面側偏光元件的液晶顯示單元側，將第二保護膜粘合到觀察面側，將第三保護膜粘合到背面側偏光元件的液晶顯示單元側，將第四保護膜粘合到背面側。
6.根據權利要求5所述的液晶顯示裝置，其特征在于所述液晶顯示裝置中第一保護膜和第二保護膜的組合、以及第三保護膜和第四保護膜的組合中的至少一者由透濕度不同的樹脂構成。
7.根據權利要求6所述的液晶顯示裝置，其特征在于所述液晶顯示裝置滿足下述式(1)和下述式(2)中至少一個。式1第一保護膜的透濕度＜第二保護膜的透濕度(1)式2第三保護膜的透濕度＜第四保護膜的透濕度(2)8.根據權利要求5所述的液晶顯示裝置，其特征在于當大部分的液晶分子相對于基板大致垂直地取向且在面內相位差大致為零的狀態下，所述液晶顯示單元進行黑顯示；所述液晶顯示裝置在通過下述式(3)定義了已校正厚度方向相位差R時，第一保護膜的已校正厚度方向相位差R1、第三保護膜的已校正厚度方向相位差R3、以及黑顯示狀態下的液晶顯示單元的已校正厚度方向相位差Rlc滿足下述式(4)的關系。式3R＝(1.3-0.6×na)×Rxz+(0.7-0.3×na)×Rxy(3)式(3)中，na表示對波長550nm的光的平均折射率，Rxz表示對波長550nm的光的厚度方向相位差，Rxy表示對波長550nm的光的面內方向相位差。式40nm≤R1+R3-Rlc≤35nm (4)9.根據權利要求5所述的液晶顯示裝置，其特征在于所述第一和第三保護膜中，至少已校正厚度方向相位差較大的膜之光彈性系數的絕對值小于10×10-8cm2/N。10.根據權利要求5所述的液晶顯示裝置，其特征在于所述第一和第三保護膜中，至少已校正厚度方向相位差較大的膜的吸水率小于2.0％。11.根據權利要求5所述的液晶顯示裝置，其特征在于所述第一～第四保護膜中，至少一個保護膜的透濕度小于等于100g/m2·24hr。12.根據權利要求11所述的液晶顯示裝置，其特征在于所述第一和第三保護膜中，至少一個保護膜的透濕度小于等于100g/m2·24hr。13.根據權利要求5所述的液晶顯示裝置，其特征在于所述第一～第四保護膜中至少一個保護膜由降冰片烯系樹脂構成。
14.根據權利要求5所述的液晶顯示裝置，其特征在于所述液晶顯示裝置中，與保護膜相鄰的偏光元件的吸收軸方向的最大寬度比該方向的液晶顯示裝置的顯示有效區域之最大寬度還大。
15.根據權利要求5所述的液晶顯示裝置，其特征在于所述液晶顯示裝置具有邊框，且與保護膜相鄰的偏光元件的吸收軸方向的最大寬度比該方向中的邊框之開口區域的最大寬度還大。
16.根據權利要求5所述的液晶顯示裝置，其特征在于所述液晶顯示裝置由防水性的密封劑來覆蓋與同保護膜相鄰的偏光元件的吸收軸方向相交的外圍端面。
全文摘要
本發明的液晶顯示裝置用基板具有在相對置的兩個基板之間夾著液晶的液晶顯示單元、分別設置在其兩側的偏光元件、和在至少一個液晶顯示單元和偏光元件之間的區域上設置的至少一個膜狀部件，上述偏光元件由聚乙烯醇系樹脂膜構成，上述膜狀部件經厚度小于10um的膠粘層和/或粘接層粘合到偏光元件上，并且當與其他膜狀部件粘合的情況下，還經由厚度小于10um的膠粘層和/或粘接層粘合到其他膜狀部件，上述液晶顯示裝置中，至少一個液晶顯示單元和偏光元件之間的區域的膜狀部件滿足光彈性系數的絕對值小于10×10
文檔編號G02B1/04GK1808240SQ20061000613
公開日2006年7月26日 申請日期2006年1月19日 優先權日2005年1月19日
發明者坂井彰, 長谷川雅浩, 四宮時彥, 山田祐一郎 申請人:夏普株式會社