JP2008517321A

JP2008517321A - ２枚の負（−）の二軸性位相差フィルムと＋ｃプレートを用いたｉｐｓ液晶表示装置

Info

Publication number: JP2008517321A
Application number: JP2007536627A
Authority: JP
Inventors: ビョン−クン・ジョン; セルゲイ・ビリャエフ; ニコライ・マリモネンコ; ジュン−ウォン・チャン; ス−ジン・ジャン; サン−チョル・ハン
Original assignee: LG Chem Ltd
Current assignee: LG Chem Ltd
Priority date: 2005-06-14
Filing date: 2006-06-13
Publication date: 2008-05-22
Anticipated expiration: 2026-06-13
Also published as: US7605895B2; KR20060130502A; EP1891477A4; EP1891477A1; JP4546536B2; CN100507680C; KR100769447B1; TW200704984A; CN101061425A; US20060285051A1; EP1891477B1; TWI305280B; WO2006135179A1

Abstract

本発明は、２枚の負（−）の二軸性位相差フィルムと＋Ｃプレートを用いた光学補償フィルムとを含むＩＰＳ-ＬＣＤに関するものである。本発明によれば、ＩＰＳ-ＬＣＤの正面と傾斜角でコントラスト特性が大きく向上して、暗状態で視野角によるカラー変化が最小化される効果があり、優れた視野角補償特性を得ることができる。

Description

本発明は光学補償フィルムであって、２枚の負（−）の二軸性位相差フィルムと＋Ｃプレートを用いたＩＰＳ-ＬＣＤ（ｉｎ−ｐｌａｎｅｓｗｉｔｃｈｉｎｇｌｉｑｕｉｄｃｒｙｓｔａｌｄｉｓｐｌａｙ）に関するものである。具体的には、正の誘電率異方性を有する液晶(Δε＞０)が置かれたＩＰＳ-ＬＣＤの視野角特性を改善するための光学補償フィルムとして２枚の負（−）の二軸性位相差フィルムと１枚の＋Ｃプレートを用いるものに関するものである。その結果、正面と傾斜角で高いコントラスト特性と広い視野角特性を示して、暗状態で低い色変化を有するＩＰＳ-ＬＣＤを提供することができる。

本出願は、２００５年６月１４日に韓国特許庁に提出された韓国特許出願第１０−２００５−００５０８５６号の出願日の利益を主張し、その内容の全ては本明細書に含まれる。

従来、一般的な液晶表示装置として互いに対向する基板の間で正の誘電率異方性を有する液晶をねじって水平配向させた、いわゆるＴＮモードの液晶表示装置を用いてきた。しかし、ＴＮ（ＴｗｉｓｔＮｅｍａｔｉｃ）モードではその駆動特性によって暗状態を表わす場合にも、基板の近くの液晶分子に起因する複屈折によって発生した光漏洩が完全な暗状態表示を難しくしていた。一方、最近の光視野角を改善するために導入される様々なモードの液晶表示装置の中で、ＩＰＳ-ＬＣＤは、液晶分子が非駆動状態において基板面にほぼ水平で均一な配列を有するため、光が偏光板によってほとんど変化を起こさず本来の状態のまま液晶層を通過でき、その結果、基板上部面と下部面上の偏光板の配列によって、非駆動状態でほぼ完全な暗状態を表示できる。

このようなＩＰＳ-ＬＣＤは、一般的に光学フィルムを使わずに広い視野角を得ることができ、自然な透過率が保障されて画質および視野角が画面全体に均一であるという長所がある。したがって、ＩＰＳ-ＬＣＤは、１８インチ級以上の高級機種で主に用いられている。これに対してＶＡ（ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙａｌｉｇｎｅｄ）モードの液晶表示装置は、応答速度が速いという長所がある代わりに、位相差と光漏れ現象を解決するために液晶セルと偏光板との間に位相差フィルムを使わなければならず、そのため透過率が低下し、特に外部圧力作用時には液晶動力学の問題で均一性と安定性が低下するという短所がある。

ＶＡモード液晶表示装置が有する位相差問題と光漏れ現象を解決するための位相差フィルムの適用例として、特許文献１、特許文献２、特許文献３等に少なくとも１枚の一軸性または二軸性位相差フィルムからなる第１位相差板と第２位相差板とを、第１および第２偏光板と液晶セルの間に配置した例が多様に記載されている。このような視野角補償に用いられる位相差フィルムでは面上の位相差（Ｒ_in）を補償するためのＡプレートや厚さ方向の位相差（Ｒ_th）を補償するためのＣ−プレートなどが適切に配置され、視野角を補償する。

そして、ＩＰＳ-ＬＣＤに視野角向上のために光学位相差フィルムを用いた例として、特許文献４、特許文献５、または本出願の発明者による特許文献６には＋Ａプレートと＋Ｃプレートを液晶層と偏光板との間に配置して、視野角特性をより向上させた例が記載されている。

当技術分野では前述した従来技術の構造とは異なる、より新しくて多様な積層構造と位相差値の設定などによって、既存よりさらに広い視野角を得ようとする努力が継続的に行われている。
特開２００３−２６２８６９号公報特開２００３−２６２８７０号公報特開２００３−２６２８７１号公報大韓民国特許出願公開２００５−００３１９４０号明細書大韓民国特許出願公開２００３−００７９７０５号明細書大韓民国特許出願公開２００５−００３９５８７号明細書

本発明は、上述したような技術的問題を解決するために案出されたものであり、本発明の目的は正の誘電率異方性を有する液晶を満たしたＩＰＳ-ＬＣＤで正面と傾斜角でのコントラスト特性を向上させ、暗状態での視野角変化に伴うカラーの変化を最小化することができ、従来よりもさらに広い視野角を提供できる新規の位相差フィルムの積層構造を含むＩＰＳ-ＬＣＤを提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明は２枚の基板の間に正の誘電率異方性(Δε＞０)を有する液晶が水平に配向して置かれた液晶セルが、吸収軸が互いに直交する第１偏光板と第２偏光板との間に配置されたＩＰＳ-ＬＣＤにおいて、前記液晶セルと第２偏光板との間にはａ）前記液晶セルに接するように配置されるが、光軸が液晶セルの光軸に垂直になるように配置される第１負（−）の二軸性位相差フィルム、ｂ）前記第２偏光板に接するように配置されるが、光軸が第２偏光板の吸収軸に垂直に配置される第２負（−）の二軸性位相差フィルム、ｃ）前記第１負（−）の二軸性位相差フィルムと第２負（−）の二軸性位相差フィルムとの間に配置される＋Ｃプレートが備えられることを特徴とするＩＰＳ-ＬＣＤを提供する。

本発明において、バックライトは第１偏光板側に配置されることもでき、第２偏光板側に配置されることもできるが、前記第１偏光板は液晶表示装置のバックライト側に隣接して配置されることが好ましい。また、第１偏光板の吸収軸は前記液晶セルの光軸と平行または垂直であることが可能であるが、平行であることが好ましい。

前記＋Ｃプレートの厚さ方向の位相差値は、第１負（−）の二軸性位相差フィルムと第２負（−）の二軸性位相差フィルムとの厚さ方向の位相差値の合計の絶対値より大きくなければならない関係、すなわちＲ_th、_＋c＞｜Ｒ_th, _biaxial｜の関係を満たすことが好ましい。また、前記第１負（−）の二軸性位相差フィルムと第２負（−）の二軸性位相差フィルムは各々５５０ｎｍの波長で、その面上の位相差値が２０ｎｍから１００ｎｍまでの範囲を有し、前記＋Ｃプレートは５５０ｎｍの波長でその厚さ方向の位相差値が５０ｎｍから５００ｎｍまでの範囲を有することが好ましい。

前記第２の負（−）の二軸性位相差フィルムは、偏光板の内部保護フィルムとして使用され得る。前記＋Ｃプレートは、ポリマー材料、またはＵＶ硬化された液晶フィルムとして製作され得る。

本発明によれば、ＩＰＳ-ＬＣＤの正面と傾斜角でコントラスト特性が最大５８．６：１まで向上し、暗状態で視野角によるカラー変化が最小化される効果があって、優れた視野角補償特性を得ることができる。

以下、本発明に対し詳細に説明すれば次の通りである。本発明の好ましい実施形態を示すのに先立って、図１〜図３を通して一般的なＩＰＳ-ＬＣＤの基本構造と光軸配置図、および位相差フィルムの屈折率関係を先ず説明することにする。

図１は、ＩＰＳ-ＬＣＤの基本的な構造を示す断面図であり、第１偏光板１と第２偏光板２との間には面上のスイッチモードの液晶セル３が配置されている。前記液晶セル３は、２枚のガラス基板の間に正の誘電率異方性(Δε＞０)を有する液晶が図に示すように水平に配向して満たされている。

ＩＰＳ-ＬＣＤでの偏光板吸収軸と液晶の光軸は、その断面形態を示す図１と光軸配置を示す図２に示される。第１偏光板１と第２偏光板２の吸収軸である参照符号４と５は互いに垂直に配置されており、第１偏光板１の吸収軸４と面上のスイッチモードの液晶セル３の光軸６は互いに平行するように配置されている。通常、面上のスイッチモードの液晶セル３と光軸が互いに平行するように配置する第１偏光板１は、バックライトに隣接するように配置されることが好ましい。

図３は、視野角補償のために用いられる位相差フィルムの屈折率関係を示すための図面である。ｘ軸方向の屈折率をｎ_x８、ｙ軸方向の屈折率をｎ_y９、ｚ軸方向の屈折率をｎ_z１０とすると、これらの各方向の屈折率の大きさによって位相差フィルムの特性が決定される。三軸方向の屈折率の中で二本の軸方向の屈折率が異なる場合を一軸性位相差フィルムとし、一軸性位相差フィルムは次のように定義することができる。

ｎ_x＞ｎ_y＝ｎ_zである時、＋Ａプレートとし、面上に置かれた２つの屈折率差と板の厚さとを用いて面上の位相差値を定義する。すなわち、面上の位相差値（Ｒ_in）はＲ_in＝ｄ×(ｎ_x−ｎ_y)で示され、この時ｄはフィルムの厚さを示す。

そして、ｎ_x＝ｎ_y＜ｎ_zである時、＋Ｃプレートとし、面上の屈折率と厚さ方向の屈折率差と板の厚さとを用いて、厚さ方向の位相差値をＲ_th＝ｄ×(ｎ_z−ｎ_y)のように定義し、この時ｄはフィルムの厚さを示す。前記＋Ｃプレートは面上の位相差値が約０であり、厚さ方向の位相差値は正の値を有するフィルムである。＋Ｃプレートフィルムの波長分散特性は、正常波長分散特性、フラット波長分散特性、逆波長分散特性を有することができる。

上記のような一軸性位相差フィルムとは異なり、二軸性位相差フィルムは三軸方向の屈折率の中で三軸方向の屈折率が全て異なる場合を指し、二軸性位相差フィルムは次の通り定義される。

ｘ軸方向の屈折率ｎ_x８、ｙ軸方向の屈折率ｎ_y９、厚さ方向屈折率をｎ_z１０として、ｎ_x＞ｎ_y＞ｎ_zである時、負（−）の二軸性位相差フィルムという。二軸性位相差フィルムは面上の位相差値(Ｒ_in＝ｄ×(ｎ_x−ｎ_y))と厚さ方向の位相差値(Ｒ_th＝ｄ×(ｎ_z−ｎ_y))を同時に有し、ここでｄはフィルムの厚さを示す。

上記のような定義を有する＋Ｃプレートと負（−）の二軸性位相差フィルムを本発明によって適切に配置し、視野角をより向上させる好ましい実施形態が図４の分解平面図に示されている。

図４に示す好ましい実施形態では、第１と第２の負（−）の二軸性位相差フィルム１１、１３と、その間に＋Ｃプレート１２を配置した光学補償フィルムが面上のスイッチモード液晶セル３と第２偏光板２との間に配置されている。

吸収軸が互いに直交する第１偏光板１と第２偏光板２との間に置かれた面上のスイッチモード液晶セル３は、液晶分子７が液晶セルの基板と平行するように配列され、ラビング方向に整列している。このような構造において、第１偏光板１は液晶表示装置のバックライトと隣接して配置されるが、この場合、第１偏光板１の吸収軸４と液晶セルのラビング方向が平行する時Ｏ−モードＩＰＳ-ＬＣＤとし、バックライトと隣接した第１偏光板１の吸収軸４が液晶セルのラビング方向と垂直になる時Ｅ−モードＩＰＳ-ＬＣＤという。

第１偏光板１と第２偏光板２とは、偏光素子として延伸ＰＶＡを用いることができる。また、前記第１偏光板１および第２偏光板２の偏光素子を保護するために、一面または両面に保護フィルムとして厚さ方向の位相差値を有するＴＡＣフィルム、厚さ方向の位相差値を有するＰＮＢフィルム、厚さ方向の位相差値がないＣＯＰフィルム、または厚さ方向の位相差値がないＴＡＣフィルムを含むことができる。厚さ方向の位相差値を有するＴＡＣフィルムのように厚さ方向の位相差値を有する保護フィルムを使えば視野角補償特性が低下する問題点が生じることがあり、無延伸ＣＯＰ、または厚さ方向の位相差値が低いＴＡＣのような等方性フィルムを偏光板保護フィルムとして用いれば、優れた視野角補償特性を確保することができる。

特に、前記偏光板の内部保護フィルム、すなわち液晶セル側に配置される偏光板の保護フィルムとしては、透過性、機械的強度、熱安定性、水分遮蔽性、等方性などに優れていることが好ましい。前記偏光板の内部保護フィルムでは、厚さ方向の位相差値が０か負の厚さ方向の位相差値を有するフィルムを用いることができる。具体的な例としては、ポリエチレンテレフタレートおよびポリエチレンフタルレートのようなポルリエステル系ポリマー、ジアセチルセルロースおよびトリアセチルセルロースのようなセルロース系ポリマー、ポリメチルメタクリレートのようなアクリル系ポリマー、ポリスチレンおよびアクリロニトリル−スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）のようなスチレン系ポリマー、またはポリカーボネート系ポリマー等で形成されたフィルムを用いることができる。また、ポリオレフィン系ポリマー、ビニールクロライド系ポリマー、ナイロンと芳香族ポリアミドのようなアミド系ポリマー、ビニールアルコール系ポリマー、ビニリデンクロライド系ポリマー、ビニールブチラル系ポリマー、アリレート系ポリマー、ポリオキシメチレン系ポリマー、エポキシ系ポリマーまたは前記ポリマーの混合ポリマー等で形成されたフィルムを用いることもできる。また、アクリル系、ウレタン系、アクリルウレタン系、エポキシ系およびシリコン系のような熱硬化性または紫外線硬化性樹脂を含むフィルムが用いられる。

一方、本発明の核心的な構成である位相差フィルムに対して説明すると、第１負（−）の二軸性位相差フィルム１１は面上のスイッチモード液晶セル３に隣接するように配置され、第２負（−）の二軸性位相差フィルム１３は第２偏光板２に隣接するように配置され、＋Ｃプレート１２は第１負（−）の二軸性位相差フィルム１１と第２負（−）の二軸性位相差フィルム１３の間に配置される。この時、第１負（−）の二軸性位相差フィルム１１の光軸１４は液晶セル３の光軸に垂直に配置され、第２負（−）の二軸性位相差フィルム１３の光軸１５は第２偏光板２の吸収軸５と垂直に配置される。第１偏光板１の吸収軸４が液晶セル３の光軸６と平行な場合、第１負（−）の二軸性位相差フィルム１１の光軸１４は第２偏光板２の吸収軸５と平行になるように配置される。

前記第１および第２負（−）の二軸性位相差フィルム１１、１３に使用可能なフィルムとしては、一軸延伸されたＴＡＣ、一軸延伸されたＰＮＢ、二軸延伸されたＰＣ、二軸延伸されたＣＯＰ、二軸性液晶フィルム等が使用可能である。本発明では２枚の負（−）の二軸性位相差フィルムを視野角補償フィルムとして用いることによって、対角線方向の視野角特性を大きく向上させられる。

前記＋Ｃプレート１２は、ポリマー材料、またはＵＶ硬化した液晶フィルムで製作される。具体的には垂直配向された液晶フィルム、二軸延伸されたＰＣ、二軸延伸されたＣＯＰなどで製作される。

ＩＰＳ−ＬＣＤの視野角補償のために用いられる第１、および第２負（−）の二軸性位相差フィルム１１、１３の位相差値は、＋Ｃプレート１２の厚さ方向の位相差値との間にＲ_th,＋Ｃ＞｜Ｒ_{th, biaxial}｜の関係、すなわち＋Ｃプレート１２の厚さ方向の位相差値が第１負（−）の二軸性位相差フィルム１１と第２負（−）の二軸性位相差フィルム１３の厚さ方向の位相差値の合計絶対値より大きくなければならないという関係を満たすことが好ましい。前記第１負（−）の二軸性位相差フィルム１１と第２負（−）の二軸性位相差フィルム１３は各々５５０ｎｍの波長で、その面上の位相差値が２０ｎｍから１００ｎｍの範囲を有することが好ましく、前記＋Ｃプレート１２は５５０ｎｍの波長でその厚さ方向の位相差値が５０ｎｍから５００ｎｍの範囲を有することが好ましい。

本発明において、第２偏光板２が別途の内部保護フィルムを持たず、第２偏光板２側に配置される第２負（−）の二軸性位相差フィルム１３が第２偏光板の内部保護フィルムの役割を兼ねることができる。

本発明に係わる液晶表示素子は、前記液晶セル３と第１偏光板１との間に前述したような第１負（−）の二軸性位相差フィルム、＋Ｃプレート、および第２負（−）の二軸性位相差フィルムをさらに含むことができる。この場合、前記第１負（−）の二軸性位相差フィルムは液晶セルに接するように配置されるが、光軸が液晶セルの光軸に垂直に配置され、前記第２負（−）の二軸性位相差フィルムは第１偏光板に接するように配置されるが、光軸が第１偏光板の吸収軸に垂直なように配置され、前記＋Ｃプレートは前記１負（−）の二軸性位相差フィルムと第２負（−）の二軸性位相差フィルムとの間に配置される。

前記のように液晶セル３と第１偏光板１との間に第１負（−）の二軸性位相差フィルム、＋Ｃプレート、および第２負（−）の二軸性位相差フィルムが配置される場合、第１偏光板側に配置される第２負（−）の二軸性位相差フィルムは第１偏光板の内部保護フィルムの役割を兼ねることができる。

上のような配置を有する位相差フィルムの面上の位相差値と厚さ方向の位相差値を多様に変化させ、シミュレーションした実施例を下記表１、表２、表３、表４に整理した。

（実施例１）
表１に示すＩＰＳ−ＬＣＤは、セルギャップ３．４μｍ、プレチルト角２゜、誘電率異方性Δε＝＋７、複屈折Δｎ＝０．１である液晶として満たしたＩＰＳ液晶セルを用いた。第１負（−）の二軸性位相差フィルム１１としては二軸延伸されたＣＯＰフィルムを用い、このフィルムの面上の位相差値、および厚さ方向の位相差値を下記表１に示す。第２負（−）の二軸性位相差フィルム１３としては二軸延伸されたＣＯＰフィルムを用い、このフィルムの面上の位相差値および厚さ方向の位相差値を下記表１に示す。＋Ｃプレート１２ではＵＶ硬化した垂直配向液晶フィルムを用い、これは位相差値Ｒ_th＝３１０ｎｍを有する。第１偏光板１は、位相差値が約０であるＣＯＰ内部保護フィルム、および厚さ８０μｍのＴＡＣ外部保護フィルムを含む。第２偏光板２は厚さ８０μｍのＴＡＣ外部保護フィルムを含み、前記第２負（−）の二軸性位相差フィルム１３が第２偏光板２の内部保護フィルムの役割を兼ねる。

図５は、前記表１の中で下記のような条件（実施例１−９）ですべての動径角に対して０°〜８０°の範囲の傾斜角に対し白色光を用いた時のコントラスト比をシミュレーションした結果を示すものであり、この場合７５゜傾斜角で最小コントラスト比の値に対しシミュレーションした結果は５５．３：１であった。

（実施例２）
下の表２に示すＩＰＳ−ＬＣＤは、セルギャップ３．４μｍ、プレチルト角２゜、誘電率異方性Δε＝＋７、複屈折Δｎ＝０．１である液晶を満たしたＩＰＳ液晶セルを用いた。第１負（−）の二軸性位相差フィルム１１では二軸延伸されたＣＯＰフィルムを用い、その面上の位相差値、および厚さ方向の位相差値を下記表２図に示す。第２負（−）の二軸性位相差フィルム１３では二軸延伸されたＣＯＰフィルムを用い、その面上の位相差値、および厚さ方向の位相差値を下記表２図に示す。＋Ｃプレート１２はＵＶ硬化した垂直配向液晶フィルムとして、これの位相差値はＲ_th＝３２０ｎｍである。第１偏光板１は、位相差値が約０であるＣＯＰ内部保護フィルム、および厚さ８０μｍのＴＡＣ外部保護フィルムを含んだ。第２偏光板２は厚さ８０μｍのＴＡＣ外部保護フィルムを含み、前記第２負（−）の二軸性位相差フィルム１３が第２偏光板２の内部保護フィルムの役割を兼ねる。

図６は、表２の条件の中で下記ような条件（実施例２−９）ですべての動径角に対して０°〜８０°の範囲の傾斜角に対し白色光を用いた時のコントラスト比をシミュレーションした結果を示すものであり、この場合７５゜傾斜角で最小コントラスト比の値に対しシミュレーションした結果は５８．６：１であった。

（実施例３）
下の表３に示すＩＰＳ−ＬＣＤは、セルギャップ３．４μｍ、プレチルト角２゜、誘電率異方性Δε＝＋７、複屈折Δｎ＝０．１である液晶を満たしたＩＰＳ液晶セルを用いた。第１負（−）の二軸性位相差フィルム１１としては二軸延伸されたＣＯＰフィルムを用い、これの面上の位相差値および厚さ方向の位相差値は下記表３に示す。第２負（−）の二軸性位相差フィルム１３としては二軸延伸されたＣＯＰフィルムを用い、これの面上の位相差値および厚さ方向の位相差値は下記表３に示す。＋Ｃプレート１２ではＵＶ硬化した垂直配向液晶フィルムを用い、これの位相差値はＲ_th＝３３０ｎｍである。第１偏光板は位相差値が約０であるＣＯＰ内部保護フィルムおよび厚さ８０μｍのＴＡＣ外部保護フィルムを含んだ。第２偏光板２は、厚さ８０μｍのＴＡＣ外部保護フィルムを含み、前記第２負（−）の二軸性位相差フィルム１３が第２偏光板２の内部保護フィルムの役割を兼ねる。

図７は、表３の条件の中で下記ような条件（実施例３−１０）ですべての動径角に対して０°〜８０°の範囲の傾斜角に対し白色光を用いた時のコントラスト比をシミュレーションした結果を示すものであり、この場合７５゜傾斜角で最小コントラスト比の値に対しシミュレーションした結果は５９．４：１であった。

（実施例４）
下の表４に示すＩＰＳ−ＬＣＤは、セルギャップ３．４μｍ、プレチルト角２゜、誘電率異方性Δε＝＋７、複屈折Δｎ＝０．１である液晶を満たしたＩＰＳ液晶セルを用いた。第１負（−）の二軸性位相差フィルム１１としては二軸延伸されたＣＯＰフィルムを用い、このフィルムは面上の位相差値がＲ_in＝５０ｎｍであり、厚さ方向の位相差値がＲ_th＝−１１５ｎｍである。第２負（−）の二軸性位相差フィルム１３としては二軸延伸されたＣＯＰフィルムを用い、このフィルムは面上の位相差値がＲ_in＝５０ｎｍであり、厚さ方向の位相差値がＲ_th＝−１１５ｎｍである。＋Ｃプレート１２ではＵＶ硬化した垂直配向液晶フィルムとして、位相差値Ｒ_th＝３３０ｎｍであるフィルムを用いた。第１偏光板１は位相差値が約Ｒ_th＝−３０ｎｍの５０μｍＴＡＣ、または位相差値が約Ｒ_th＝−５０ｎｍの８０μｍＴＡＣ内部保護フィルムおよび厚さ８０μｍのＴＡＣ外部保護フィルムを含んだ。第２偏光板２は厚さ８０μｍのＴＡＣ外部保護フィルムを含み、前記第２負（−）の二軸性位相差フィルム１３が第２偏光板２の内部保護フィルムの役割を兼ねる。

図８は、表４の条件の中で下記のような条件（実施例４−２）ですべての動径角に対し白色光を用いた時のコントラスト比をシミュレーションした結果を示すものであり、この場合７５゜傾斜角で最小コントラスト比の値に対しシミュレーションした結果は２４．４：１であった。

図９は、下記の表のように図８と同一の条件（実施例４−３）で第１偏光板１の内部保護フィルムの厚さ方向の位相差値（Ｒ_th）だけを別にした条件ですべての動径角に対し白色光を用いた時のコントラスト比をシミュレーションした結果を示すものであり、この場合７５゜傾斜角で最小コントラスト比の値に対しシミュレーションした結果は１１：１であった。

（比較例１）
下の表５に示すＩＰＳ−ＬＣＤは、セルギャップ３．４μｍ、プレチルト角２゜、誘電率異方性Δε＝＋７、複屈折Δｎ＝０．１である液晶を満たしたＩＰＳ液晶セルを用いた。第２負（−）の二軸性位相差フィルム１３としては二軸延伸されたＣＯＰフィルムを用い、その面上の位相差値および厚さ方向の位相差値は下記表５に示す。＋Ｃプレート１２としてはＵＶ硬化した垂直配向液晶フィルムとして、位相差値がＲ_th＝１２０ｎｍであるフィルムを用いた。第１負（−）の二軸性位相差フィルム１１は使わなかった。第１偏光板は厚さ方向の位相差値が−５０ｎｍの８０μｍＴＡＣフィルムを内部保護フィルムおよび外部保護フィルムとして用い、前記第２負（−）の二軸性位相差フィルム１３が第２偏光板２の内部保護フィルムの役割を兼ねる。

この時、傾斜角７５゜での最小コントラスト比は３０：１である。この値を前記実施例４−１で製造した液晶表示素子に対する傾斜角７５゜での最小コントラスト比（５８．６：１）と比較する時、非常に低い数値であることがわかる。

一般的なＩＰＳ-ＬＣＤの基本構造を示すための断面図である。図１の断面構造を有するＩＰＳ-ＬＣＤの偏光板の吸収軸と液晶の光軸間の配置関係を示すための配置図である。位相差フィルムの屈折率定義を示すための図面である。本発明に係わる好ましい実施形態を示すための分解平面図である。本発明に係わる実施例１−９に対し、すべての動径角で０°〜８０°の範囲の傾斜角に対し白色光を用いた時のコントラスト比をシミュレーションした結果を示す図面である。本発明に係わる実施例２−９に対し、すべての動径角で０°〜８０°の範囲の傾斜角に対し白色光を用いた時のコントラスト比をシミュレーションした結果を示す図面である。本発明に係わる実施例３−１０に対し、すべての動径角で０°〜８０°の範囲の傾斜角に対し白色光を用いた時のコントラスト比をシミュレーションした結果を示す図面である。本発明に係わる実施例４−２に対し、すべての動径角で０°〜８０°の範囲の傾斜角に対し白色光を用いた時のコントラスト比をシミュレーションした結果を示す図面である。本発明に係わる実施例４−３に対し、すべての動径角で０°〜８０°の範囲の傾斜角に対し白色光を用いた時のコントラスト比をシミュレーションした結果を示す図面である。

符号の説明

１第１偏光板
２第２偏光板
３面上のスイッチモード液晶セル
４第１偏光板の吸収軸
５第２偏光板の吸収軸
６ラビング方向
７液晶分子
８Ｘ軸方向屈折率
９Ｙ軸方向屈折率
１０Ｚ軸方向屈折率
１１第１負（−）の二軸性位相差フィルム
１２＋Ｃプレート
１３第２負（−）の二軸性位相差フィルム
１４、１５光軸

Claims

２枚の基板の間に正の誘電率異方性(Δε＞０)を有する液晶を水平配向に置いた液晶セルが、吸収軸が互いに直交する第１偏光板と第２偏光板との間に配置されたＩＰＳ-ＬＣＤにおいて、前記液晶セルと第２偏光板との間にはａ）前記液晶セルに接するように配置されるが、光軸が液晶セルの光軸に垂直に配置される第１負（−）の二軸性位相差フィルム、ｂ）前記第２偏光板に接するように配置されるが、光軸が第２偏光板の吸収軸に垂直に配置される第２負（−）の二軸性位相差フィルム、およびｃ）前記第１負（−）の二軸性位相差フィルムと第２負（−）の二軸性位相差フィルムとの間に配置される＋Ｃプレートが備わったことを特徴とするＩＰＳ-ＬＣＤ。
前記＋Ｃプレートの厚さ方向の位相差値が、第１負（−）の二軸性位相差フィルムと第２負（−）の二軸性位相差フィルムとの厚さ方向の位相差値の合計の絶対値より大きいことを特徴とする、請求項１に記載のＩＰＳ-ＬＣＤ。
前記第１負（−）の二軸性位相差フィルムは５５０ｎｍの波長で、その面上の位相差値が２０ｎｍから１００ｎｍまでの範囲内の値を有することを特徴とする、請求項１に記載のＩＰＳ-ＬＣＤ。
前記第２負（−）の二軸性位相差フィルムは５５０ｎｍの波長で、その面上の位相差値が２０ｎｍから１００ｎｍまでの範囲内の値を有することを特徴とする、請求項１に記載のＩＰＳ-ＬＣＤ。
前記＋Ｃプレートは５５０ｎｍの波長で、その厚さ方向の位相差値が５０ｎｍから５００ｎｍまでの範囲内の値を有することを特徴とする、請求項１に記載のＩＰＳ-ＬＣＤ。
前記第１または第２負（−）の二軸性位相差フィルムは、一軸延伸されたＴＡＣ（ＵｎｉａｘｉａｌｓｔｒｅｔｃｈｅｄＴｒｉａｃｅｔａｔｅｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）、一軸延伸されたＰＮＢ（ＵｎｉａｘｉａｌｓｔｒｅｔｃｈｅｄＰｏｌｙｎｏｒｂｏｒｎｅｎｅ）、二軸延伸されたＰＣ（ｂｉａｘｉａｌｓｔｒｅｔｃｈｅｄＰｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）、二軸延伸されたＣＯＰ（Ｃｙｃｌｏ−ＯｌｅｆｉｎＰｏｌｙｍｅｒ）およびＵＶ硬化型二軸性液晶フィルムのうち少なくともいずれか１つであることを特徴とする、請求項１に記載のＩＰＳ-ＬＣＤ。
前記＋Ｃプレートは垂直に配向したＵＶ硬化型液晶フィルム、およびポリマーフィルムのうち少なくともいずれか１つであることを特徴とする、請求項１に記載のＩＰＳ-ＬＣＤ。
前記第１偏光板、または第２偏光板は一面、または両面に保護フィルムを備えることを特徴とする、請求項１に記載のＩＰＳ-ＬＣＤ。
前記保護フィルムは、厚さ方向の位相差値を有するＴＡＣ（ＴｒｉａｃｅｔａｔｅＣｅｌｌｕｌｏｓｅ）フィルム、厚さ方向の位相差値を有するＰＮＢ（Ｐｏｌｙｎｏｂｏｎｅｎｅ）フィルム、厚さ方向の位相差値がないＣＯＰフィルムおよび厚さ方向の位相差値がないＴＡＣフィルム中で選択されるのを特徴とする、請求項８に記載のＩＰＳ-ＬＣＤ。
前記第１偏光板、または第２偏光板は液晶セル側に備わった内部保護フィルムを含み、この内部保護フィルムは厚さ方向の位相差値が０か負の厚さ方向の位相差値を有することを特徴とする、請求項１に記載のＩＰＳ-ＬＣＤ。
前記第１偏光板、または第２偏光板の内部保護フィルムは、ポリエステル系ポリマー、セルロース系ポリマー、アクリル系ポリマー、スチレン系ポリマー、ポリカーボネート系ポリマー、ポリオレフィン系ポリマー、ビニールクロライド系ポリマー、アミド系ポリマー、ビニールアルコール系ポリマー、ビニリデンクロライド系ポリマー、ビニールブチラル系ポリマー、アリレート系ポリマー、ポリオキシメチレン系ポリマー、エポキシ系ポリマー、ウレタン系樹脂、アクリルウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂およびシリコン系樹脂、およびこれらの混合ポリマーから選択されるものを含むフィルムであることを特徴とする、請求項１０に記載のＩＰＳ-ＬＣＤ。
前記第２負（−）の二軸性位相差フィルムが第２偏光板の内部保護フィルムとして用いられることを特徴とする、請求項１に記載のＩＰＳ-ＬＣＤ。
前記第１偏光板側、または第２偏光板側にバックライトを備えることを特徴とする、請求項１に記載のＩＰＳ-ＬＣＤ。
前記第１偏光板がバックライト側に備えられることを特徴とする、請求項１３に記載のＩＰＳ-ＬＣＤ。
前記第１偏光板の吸収軸は前記液晶セルの光軸と平行または垂直にあることを特徴とする、請求項１に記載のＩＰＳ-ＬＣＤ。
前記液晶セルと第１偏光板の間にさらにｄ）前記液晶セルに接するように配置されるが、光軸が液晶セルの光軸に垂直に配置される第１負（−）の二軸性位相差フィルム、ｅ）前記第１偏光板に接するように配置されるが、光軸が第１偏光板の吸収軸に垂直に配置される第２負（−）の二軸性位相差フィルム、およびｆ）前記第１負（−）の二軸性位相差フィルムと第２負（−）の二軸性位相差フィルムとの間に配置される＋Ｃプレートが備えられるを特徴とする、請求項１に記載のＩＰＳ-ＬＣＤ。
前記第２負（−）の二軸性位相差フィルムが第１偏光板の内部保護フィルムとして用いられることを特徴とする、請求項１６に記載のＩＰＳ-ＬＣＤ。