광학 이방성막, 그 제조 방법 및 액정 표시 장치 document_id A220517008713

본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로, 특히 수평 방향으로 배향한 액정 분자에 횡방향의 전계를 인가함으로써 표시를 행하는 인-플레인 스위칭 (In-Plane Switching) 모드의 액정 표시 장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 액정 표시 장치, 특히 IPS 모드의 액정 표시 장치의 시야각 특성의 개선에 기여하는 광학 이방성막에 관한 것이다. 액정 표시 장치로는, 2 장의 직교된 편광판 사이에 네마틱 액정을 비틀림 배열시킨 액정층을 끼우고, 전계를 기판에 대하여 수직 방향으로 작용시키는 방식, 이른바 TN 모드가 널리 사용되고 있다. 이 방식에서는, 흑색 표시시에 액정이 기판에 대하여 입상하기 때문에, 경사 방향에서 보면 액정 분자에 의한 복굴절이 발생하여 광 누설이 일어난다. 이 문제에 대하여 액정성 분자가 하이브리드 배향한 필름을 사용함으로써 액정 셀을 광학적으로 보상하여, 이 광 누설을 방지하는 방식이 실용화되어 있다. 그러나, 액정성 분자를 사용하더라도 액정 셀을 문제없이 완전하게 광학적으로 보상하기가 매우 어려워, 화면 하방향에서의 계조 반전을 완전히 억제할 수 없다는 문제가 생겼다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 횡전계를 액정에 대하여 인가하는, 이른바 인-플레인 스위칭 (IPS) 모드에 의한 액정 표시 장치나, 유전율 이방성이 부(負)인 액정을 수직 배향시키고 패널 내에 형성된 돌기나 슬릿 전극에 의해 배향 분할한 수직 배향 (VA) 모드가 제안되어 실용화되어 있다. 최근, 이들 패널은 모니터 용도에 머무르지 않고 TV 용도로서 개발이 진행되고 있으며, 그에 따라 화면의 휘도가 크게 향상되고 있다. 이 때문에, 이들 동작 모드에서 종래에 문제가 되지 않았던, 흑색 표시시의 대향 각도 위치 경사 입사 방향에서의 미소한 광 누설이 표시 품질의 저하 원인으로서 나타나고 있다. 이 색조나 흑색 표시의 시야각을 개선하는 수단의 하나로서, 액정층과 편광판 사이에 복굴절 특성을 갖는 광학 보상 재료를 배치하는 것이 IPS 모드에 있어서도 검토되고 있다. 예를 들어, 경사시 액정층의 리타데이션의 증감을 보상하는 작용을 갖는 광축이 서로 직교하는 복굴절 매체를 기판과 편광판 사이에 배치함으로써, 백색 표시 또는 중간조 표시를 경사 방향에서 직시한 경우의 착색을 개선할 수 있는 것이 개시되어 있다 (특허문헌 1 참조). 또한, 부의 고유 복굴절을 갖는 스티렌계 폴리머나 디스코틱 액정성 화합물로 이루어지는 광학 보상 필름을 사용하는 방법 (특허문헌 2, 3, 4 참조) 이나, 광학 보상 필름으로서 복굴절이 정(正)이고 광학축이 필름의 면내에 있는 막과 복굴절이 정이며 광학축이 필름의 법선 방향에 있는 막을 조합하는 방법 (특허문헌 5 참조), 리타데이션이 1/2 파장의 2 축성 광학 보상 시트를 사용하는 방법 (특허문헌 6 참조), 편광판의 보호막으로서 부의 리타데이션을 갖는 막을 사용하고, 이 표면에 정의 리타데이션을 갖는 광학 보상층을 형성하는 방식 (특허문헌 7 참조) 이 제안되어 있다. 그러나, 종래 제안된 방식의 대부분은, 액정 셀 중의 액정의 복굴절 이방성을 상쇄시켜 시야각을 개선하는 방식이기 때문에, 직교 편광판을 경사 방향에서 본 경우, 편광축 교차 각도가 직교에서 어긋난 것에 기인하는 광 누설을 충분히 해결할 수 없다는 문제가 있다. 또한, 이 광 누설을 보상할 수 있는 방식이라도, 액정 셀을 문제없이 완전하게 광학적으로 보상하기는 매우 어렵다. 또, 연신 복굴절 폴리머 필름에 의해 광학 보상하는 IPS 모드 액정 셀용 광학 보상 시트에서는 복수의 필름을 사용할 필요가 있고, 그 결과, 광학 보상 시트의 두께가 증가하여 표시 장치의 박형화에 불리하다. 또한, 연신 필름의 적층에는 점착층을 사용하기 때문에, 온습도 변화에 의해 점착층이 수축하여 필름간 박리나 휨과 같은 불량이 발생하는 경우가 있었다. 또, 액정 재료를 사용하여 광학 이방성 재료를 형성하는 경우에는 네마틱상으로 고정화시키는 것이 일반적이지만, 최근 모니터의 표시 특성에 대한 요구가 엄격해지고 있어, 네마틱상으로 고정시킨 광학 이방성 재료에서는 미크로한 균일성이 충분하지 않아 개선이 요구되고 있다. 특허문헌 8, 9 및 10 에는, 액정 재료를 스멕틱상으로 고정시킨 광학 이방성 재료가 개시되어 있다. 특허문헌 8 및 9 에서는 스멕틱상의 배향에 특수한 배향 처리를 필요로 하거나, 유리 기판 상에서 위상차 영역을 제작하는 등, 공업적 레벨에서의 제조에는 부적합하였다. 또한 특허문헌 10 에서는, 고분자 액정 재료를 수직 배향시키고 있기 때문에, 배향에 긴 시간이 걸려 역시 공업적 레벨에서의 제조에는 적합하지 않다.