JP2007164125A - 液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の液晶表示装置は、一方にカラーフィルターが設けられた一対の基板と、該基板間に配された表示媒体としての液晶層とを有する液晶セルと;少なくとも光学補償層を有する光学補償素子とを備え、該カラーフィルターが設けられた基板のヘイズ値が、10%より大きく、該光学補償素子が、該液晶層を基準にして、該カラーフィルターと反対側に配されている。
【選択図】図1
Description
該カラーフィルターが設けられた基板のヘイズ値は、10%より大きく、
該光学補償素子は、該液晶層を基準にして、該カラーフィルターと反対側に配されている。
図1は、本発明の好ましい実施形態による液晶表示装置の概略断面図である。図2は、この液晶表示装置に用いられるアクティブマトリクス基板の概略断面図であり、図3は、図2のアクティブマトリクス基板の概略平面図である。図2は、図3のII−II線による断面に対応する。
Aligned Microcell)モードが挙げられる。VAモードおよびOCBモードが好ましい。本発明の光学補償素子20と組み合わせると、視野角補償および斜め方向のコントラストの改善が著しいからである。
図6は、本発明に用いられる光学補償素子20の好ましい一例を説明する概略断面図である。光学補償素子20は、光学補償層21と、必要に応じて偏光子22および/または透明保護層23とを有する。以下、それぞれについて詳細を説明する。
光学補償層21のフィルム面内位相差(正面位相差)Δndは、液晶セルの表示モードに対応して最適化され得る。例えば、Δndの下限は、好ましくは5nm以上、さらに好ましくは10nm以上、最も好ましくは15nm以上である。Δndが5nm未満の場合には、斜め方向のコントラストが低下する場合が多い。一方、Δndの上限は、好ましくは400nm以下、より好ましくは300nm以下、さらに好ましくは200nm以下、特に好ましくは150nm以下、とりわけ好ましくは100nm以下、最も好ましくは80nm以下である。Δndが400nmを超えると、視野角が小さくなる場合が多い。より具体的には、液晶セルがVAモードを採用する場合には、Δndは、好ましくは5〜150nm、さらに好ましくは10〜100nm、最も好ましくは15〜80nmである。液晶セルがOCBモードを採用する場合には、Δndは、好ましくは5〜400nm、さらに好ましくは10〜300nm、最も好ましくは15〜200nmである。なお、Δndは、式:Δnd=(nx−ny)×dで求められる。ここで、nxは光学補償層の遅相軸方向の屈折率であり、nyは光学補償層の進相軸方向の屈折率であり、d(nm)は光学補償層の厚みである。代表的には、Δndは、波長590nmの光を用いて測定される。遅相軸は、フィルム面内の屈折率が最大になる方向をいい、進相軸は、面内で遅相軸に垂直な方向をいう。
光学補償層を構成する材料としては、上記のような光学特性が得られる限りにおいて任意の適切な材料が採用され得る。例えば、このような材料としては、非液晶性材料が挙げられる。特に好ましくは、非液晶性ポリマーである。このような非液晶性材料は、液晶性材料とは異なり、基板の配向性に関係なく、それ自身の性質によりnx>nz、ny>nzという光学的一軸性を示す膜を形成し得る。その結果、配向基板のみならず未配向基板も使用され得る。さらに、未配向基板を用いる場合であっても、その表面に配向膜を塗布する工程や配向膜を積層する工程等を省略することができる。
上記の通り、光学補償素子20は、必要に応じて偏光子22をさらに有する。図6(a)〜(c)に示すように、偏光子22は光学補償層21が液晶セル10側になるように配置される。光学補償素子が偏光子を有する場合には、偏光板30を省略することができるので、液晶表示装置の薄型化に寄与し得る。偏光子を有する光学補償素子は、いわゆる位相差板付偏光板と同等の部材として提供され得る。
上記の通り、光学補償素子20は、必要に応じて透明保護層23をさらに有する。図6(a)〜(c)に示すように、透明保護層23は、偏光子22の外側に(すなわち、最外層として)配置される。透明保護層を設けることにより、偏光子の劣化が防止され得る。さらに、必要に応じて、別の透明保護層が、光学補償層21と偏光子22との間(図6(b)参照)、および/または、光学補償層21と液晶セル10との間に配置され得る(図6(c)参照)。
次に、光学補償素子の製造方法(光学補償層の形成方法)について説明する。光学補償素子の製造方法としては、上記のような光学特性を有する光学補償素子が得られる限りにおいて任意の適切な方法が採用され得る。代表的な製造方法は、基材フィルムに上記非液晶性ポリマーの溶液を塗工する工程と、当該溶液中の溶媒を除去して非液晶性ポリマーの層を形成する工程とを含む。光学補償素子が光学補償層(光学補償フィルム)単独で構成される場合には、形成された光学補償層を基材フィルムから剥がして光学補償素子を得る。光学補償素子が偏光子と光学補償層とを有する場合には、上記製造方法は、光学補償層が形成されていない基材フィルムの面に偏光子を貼り合わせる工程をさらに含む。
試料フィルムの屈折率nx、nyおよびnzを、自動複屈折測定装置(王子計測機器株式会社製,自動複屈折計KOBRA21−ADH)により計測し、面内位相差Δndおよび厚み方向位相差Rthを算出した。測定温度は23℃、測定波長は590nmであった。
(2)ヘイズの測定
(株)村上色彩技術研究所製「ヘーズメーター」HM−150型を使用し、室温で測定を行った。
(3)カラーシフトの測定
ELDIM社製 商品名 「EZ Contrast160D」を用いて、方位角0〜360°に変化させて、極角を60°方向にした液晶表示装置の色調を測定し、XY色度図上にプロットした。
(4)コントラスト比の測定
作製した液晶表示装置に白画像および黒画像を表示させ、ELDIM社製 商品名
「EZ Contrast160D」により測定した。
2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン二無水物(6FDA)と、2,2’−ビス(トリフルオロメチル)−4,4’−ジアミノビフェニル(TFMB)とから合成された下記式(6)で表される重量平均分子量(Mw)70,000のポリイミドを、メチルイソブチルケトンに溶解して、15質量%のポリイミド溶液を調製した。なお、ポリイミドの調製等は、文献(F. Li et al. Polymer40 (1999) 4571−4583)の方法を参照した。一方、トリアセチルセルロース(TAC)フィルム(富士写真フィルム社製、商品名TF80UL、厚み80μm)を、固定端横延伸によって175℃で1.3倍に横延伸して、厚み75μmの延伸TACフィルムを作製し、基材フィルムとした。そして、この基材フィルム上に上記ポリイミド溶液を塗工し、これを100℃で10分間乾燥した。その結果、基材フィルム上に光学補償層を有する積層フィルムを得た。光学補償層の厚みは6μm、Δn(=nx−nz)は約0.04であった。光学補償層の厚み方向の位相差は245nmであり、面内位相差は55nmであった。光学補償層は、nx>ny>nzの光学特性を有していた。
一方、ポリビニルアルコールフィルムを、ヨウ素を含む水溶液中で染色した後、ホウ酸を含む水溶液中で速比の異なるロール間にて6倍に一軸延伸して偏光子を作製した。この偏光子と上記積層フィルムとを接着剤を介して貼り合わせた。このとき、基材(保護層)と偏光子とが隣接するようにして貼り合わせた。また、偏光子の吸収軸と光学補償層の遅相軸とが直交するようにして貼り合わせた。さらに、積層フィルムが貼り合わされていない偏光子の面に接着剤を介して、一般的に用いられるTACフィルム(富士写真フィルム社製、商品名TF80UL、厚み80μm)を貼り合わせた。このようにして、TAC保護層/偏光子/TAC保護層/光学補償層(ポリイミド層)の構造を有する偏光板一体型積層光学フィルムAを得た。
実施例1で用いた液晶セルの視認側(すなわち、液晶層を基準にしてカラーフィルターと同じ側)には、実施例1で用いた積層光学フィルムAを、アクリル系粘着剤(厚み20μm)を介して貼り付けた。なお、積層光学フィルムAの光学補償層が液晶セルに隣接するように貼り付けた。次いで、上記液晶セルのバックライト側(すなわち、液晶層を基準にしてカラーフィルターと反対側)には、上記偏光板Dを、アクリル系粘着剤(厚み20μm)を介して貼り付けて液晶パネルを作製した。この液晶パネルに用いられているカラーフィルターが設けられた基板のヘイズ値は、16.2%であった。得られた液晶パネルを用いて液晶表示装置(C1)を作製した。得られた液晶表示装置(C1)のカラーシフトの測定結果を、図8に示す。さらに、この液晶表示装置におけるコントラストを実施例1と同様にして測定した。極角と(斜め方向のコントラスト/正面方向のコントラスト)との関係を図10に示す。
SEC製26インチ液晶モニターKDL−L26RX2(VAモードの液晶セルを搭載)から液晶セルを取り外して用いたこと以外は、実施例1と同様にして液晶パネルを作製した。この液晶パネルに用いられているカラーフィルターが設けられた基板のヘイズ値は、2.8%であった。得られた液晶パネルを用いて液晶表示装置(C2)を作製した。得られた液晶表示装置(C2)のカラーシフトの測定結果を、図9に示す。さらに、この液晶表示装置におけるコントラストを実施例1と同様にして測定した。極角と(斜め方向のコントラスト/正面方向のコントラスト)との関係を図10に示す。
図7〜9から明らかなように、実施例1の液晶表示装置は、色度x、yの大小関係が方位角によらずほぼx>yの関係にあるのに対し、比較例1および2の液晶表示装置は、方位角によって色度x、yの大小関係が逆転している。このように色度x、yの大小関係が逆転することで、人間の目には色変化が大きく感じられる。さらに、図10から明らかなように、本発明の液晶表示装置は、比較例の液晶表示装置に比べて斜め方向のコントラスト低下の度合いが小さいことが判る。
20 光学補償素子
30、30’ 偏光板
11、11’ ガラス基板
12 液晶層
13 カラーフィルター
100 液晶表示装置
Claims (7)
- 一方にカラーフィルターが設けられた一対の基板と、該基板間に配された表示媒体としての液晶層とを有する液晶セルと;少なくとも光学補償層を有する光学補償素子とを備え、
該カラーフィルターが設けられた基板のヘイズ値が、10%より大きく、
該光学補償素子が、該液晶層を基準にして、該カラーフィルターと反対側に配されている
液晶表示装置。 - 前記カラーフィルターが視認側に配置され、前記光学補償素子がバックライト側に配置されている、請求項1に記載の液晶表示装置。
- 前記液晶セルがVAモードまたはOCBモードである、請求項1または2に記載の液晶表示装置。
- 前記光学補償層が非液晶材料から形成されている、請求項1から3のいずれかに記載の液晶表示装置。
- 前記非液晶材料が、ポリイミド、ポリアミド、ポリエステル、ポリエーテルケトン、ポリアミドイミドおよびポリエステルイミドからなる群から選択される少なくとも1つのポリマーである、請求項4に記載の液晶表示装置。
- 前記光学補償層がnx>ny>nzの屈折率分布を有する、請求項1から5のいずれかに記載の液晶表示装置。
- 前記光学補償層の厚みが1〜20μmである、請求項1から6のいずれかに記載の液晶表示装置。
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