JP2010055118A - 垂直配向液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】視野角特性を改善する。
【解決手段】傾斜角において暗状態の光漏れを最小化させることにより、正面と傾斜角で高いコントラスト特性を有する垂直配向液晶表示装置を提供する。吸収軸が相互垂直である第１偏光板と第２偏光板との間に負の誘電率異方性を有する液晶を満たす液晶セルを備えている垂直配向液晶表示装置において、一枚の＋Ａプレートと一枚の−Ｃプレートとを第１偏光板と液晶セルとの間に含み、第２偏光板と液晶セルとの間に＋Ａプレートをもう一枚さらに含み、第１偏光板に隣接した＋Ａプレートの光軸は第１偏光板の吸収軸に垂直であり、第２偏光板に隣接した＋Ａプレートの光軸は第２偏光板の吸収軸に平行である垂直配向液晶表示装置を提供する。また、二軸性位相差フィルムを第１偏光板と液晶セルとの間に含み、一枚の＋Ａプレートを第２偏光板と液晶セルとの間に含み、＋Ａプレートの光軸が第２偏光板の吸収軸と平行である垂直配向液晶表示装置を提供する。
【選択図】図２
【解決手段】傾斜角において暗状態の光漏れを最小化させることにより、正面と傾斜角で高いコントラスト特性を有する垂直配向液晶表示装置を提供する。吸収軸が相互垂直である第１偏光板と第２偏光板との間に負の誘電率異方性を有する液晶を満たす液晶セルを備えている垂直配向液晶表示装置において、一枚の＋Ａプレートと一枚の−Ｃプレートとを第１偏光板と液晶セルとの間に含み、第２偏光板と液晶セルとの間に＋Ａプレートをもう一枚さらに含み、第１偏光板に隣接した＋Ａプレートの光軸は第１偏光板の吸収軸に垂直であり、第２偏光板に隣接した＋Ａプレートの光軸は第２偏光板の吸収軸に平行である垂直配向液晶表示装置を提供する。また、二軸性位相差フィルムを第１偏光板と液晶セルとの間に含み、一枚の＋Ａプレートを第２偏光板と液晶セルとの間に含み、＋Ａプレートの光軸が第２偏光板の吸収軸と平行である垂直配向液晶表示装置を提供する。
【選択図】図２
Description
本発明は垂直配向液晶表示装置（Ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ ａｌｉｇｎｅｄ ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙ、ＶＡ−ＬＣＤ）に関するものである。より詳しくは視野角補償フィルムを用いて正面と傾斜角におけるコントラスト特性を改善させた垂直配向液晶表示装置（以下、ＶＡ−ＬＣＤという）に関するものである。
ＶＡ−ＬＣＤの視野角特性を低下させる原因は大きく２つあり、第一は直交偏光板の視野角依存性、第二はＶＡ−ＬＣＤパネルの複屈折特性の視野角依存性である。
視野角補償フィルムとして−Ｃプレート（ｐｌａｔｅ）補償フィルムを含むＶＡ−ＬＣＤは特許文献１で公開されており、−Ｃプレート補償フィルムの主要機能は電圧の印加されていない状態でＶＡ−ＬＣＤの暗状態（ｂｌａｃｋ）を補償することである。−Ｃプレート補償フィルムのみが含まれたＶＡ−ＬＣＤは完全に補償されていないため、傾斜角において光漏れが生じるという短所がある。
視野角補償フィルムとして−Ｃプレートと＋Ａプレート補償フィルムとを共に含むＶＡ−ＬＣＤに対しては特許文献２に公開されたものがあり、電圧の印加されていない状態のＶＡ−ＬＣＤの暗（Ｂｌａｃｋ）状態補償が−Ｃプレート補償フィルムのみが含まれたＶＡ−ＬＣＤよりよくなされているが、暗状態（ｂｌａｃｋ）において傾斜角７０度での最小コントラストは２０：１に過ぎないから、完璧な補償のためには正面と傾斜角におけるコントラストの改善が必要な状態である。
従って、本発明者は前記視野角の低下原因を補償するために、既存の一枚の＋Ａプレートと一枚の−Ｃプレートのみを使用する場合には視野角特性の改善に限界があることを認識し、本発明に至ることになった。
前記のような問題点を解決するために、本発明は傾斜角において暗（ｂｌａｃｋ）状態の光漏れを最小化させることにより、正面と傾斜角において高いコントラスト特性を有する垂直配向液晶表示装置（ＶＡ−ＬＣＤ）を提供することを目的とする。
前記の目的を達成するために本発明は、
吸収軸が相互垂直である第１偏光板と第２偏光板との間に負の誘電率異方性を有する液晶を満たす液晶セルを備えている垂直配向液晶表示装置において、
一枚の＋Ａプレートと一枚の−Ｃプレートとを第１偏光板と液晶セルとの間に含み、一枚の＋Ａプレートを第２偏光板と液晶セルとの間に含み、第１偏光板に隣接した＋Ａプレートの光軸は第１偏光板の吸収軸に垂直であり、第２偏光板に隣接した＋Ａプレートの光軸は第２偏光板の吸収軸に平行であることを特徴とする垂直配向液晶表示装置を提供する。
吸収軸が相互垂直である第１偏光板と第２偏光板との間に負の誘電率異方性を有する液晶を満たす液晶セルを備えている垂直配向液晶表示装置において、
一枚の＋Ａプレートと一枚の−Ｃプレートとを第１偏光板と液晶セルとの間に含み、一枚の＋Ａプレートを第２偏光板と液晶セルとの間に含み、第１偏光板に隣接した＋Ａプレートの光軸は第１偏光板の吸収軸に垂直であり、第２偏光板に隣接した＋Ａプレートの光軸は第２偏光板の吸収軸に平行であることを特徴とする垂直配向液晶表示装置を提供する。
また、本発明は吸収軸が相互垂直である第１偏光板と第２偏光板との間に負の誘電率異方性を有する液晶を満たす液晶セルを備えている垂直配向液晶表示装置において、
二軸性位相差フィルムを第１偏光板と液晶セルとの間に含み、一枚の＋Ａプレートを第２偏光板と液晶セルとの間に含み、＋Ａプレートの光軸が第２偏光板の吸収軸と平行であることを特徴とする垂直配向液晶表示装置を提供する。
二軸性位相差フィルムを第１偏光板と液晶セルとの間に含み、一枚の＋Ａプレートを第２偏光板と液晶セルとの間に含み、＋Ａプレートの光軸が第２偏光板の吸収軸と平行であることを特徴とする垂直配向液晶表示装置を提供する。
以下、本発明について詳細に説明すると次の通りである。
本発明の液晶表示装置は、液晶セル内の液晶の光軸が偏光板と垂直である垂直配向液晶表示装置（ＶＡ−ＬＣＤ）であって、第１偏光板１、二枚のガラス基板間に負の誘電率異方性（Δε＜０）を有する液晶が満たされる垂直配向した液晶セル８及び第２偏光板３を備え、第１偏光板の吸収軸２と第２偏光板の吸収軸４とが垂直をなしている。
前記垂直配向液晶表示装置は、第一基板と第二基板とに電極対を含むリッジ（Ｒｉｄｇｅ）が液晶層に隣接した表面上に形成されてマルチドメイン（ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ）をなしているＭＶＡ（ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ ａｌｉｇｎｅｄ）モードまたはカイラル添加剤を使用するＶＡ（ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ ａｌｉｇｎｅｄ）モードを用いることができる。
前記液晶セルのセルギャップ（ｇａｐ）は２．５〜８μｍである。
ＶＡ−ＬＣＤにおいて、明状態（ｗｈｉｔｅ ｓｔａｔｅ）は直交偏光板の状態でバックライト（ｂａｃｋｌｉｇｈｔ）から入射された光を０°線偏光させ、０°線偏光された光が液晶層を通過した後に９０°回転された線偏光になって透過される原理を用いる。０°線偏光された光が９０°回転された線偏光になるとすると位相差値が入射された光の波長の１／２になれば可能である。
本発明はＶＡ−ＬＣＤの視野角補償のために位相差フィルムとして、第１偏光板と液晶セルの間に＋Ａプレート、−Ｃプレートを組み合わせたり、二軸性位相差フィルム（ｂｉ−ａｘｉａｌ ｒｅｔａｒｄａｔｉｏｎ ｆｉｌｍ）を使用し、これと共に第２偏光板に隣接して＋Ａプレートを使用して、広い視野角特性の具現を可能にする。
図１を参照して、ＶＡ−ＬＣＤの視野角補償のために使用される位相差フィルムの屈折率を調べると次の通りである。
面内の屈折率のうち、ｘ軸方向の屈折率をｎｘ（１３）、ｙ軸方向の屈折率をｎｙ（１４）、厚みｄ方向の屈折率をｎｚ（１５）とした場合、屈折率の大きさに応じて位相差フィルムの特性が決定される。
３軸方向の屈折率のうち、２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いい、３軸方向の屈折率の全てが異なる場合を二軸性位相差フィルムといい、この際一軸性位相差フィルムは次のように定義する。
（１）ｎｘ＞ｎｙ＝ｎｚのとき、＋Ａプレートといい、面内にある２屈折率の差とフィルムの厚さを用いて下記数学式１により面内の位相差値（Ｒｉｎ、ｉｎ−ｐｌａｎｅ ｒｅｔａｒｄａｔｉｏｎ ｖａｌｕｅ）を定義する。
［数学式１］
Ｒｉｎ＝ｄ×（ｎｘ−ｎｙ）
（式中、ｄはフィルムの厚さを示す）
Ｒｉｎ＝ｄ×（ｎｘ−ｎｙ）
（式中、ｄはフィルムの厚さを示す）
（２）ｎｘ＝ｎｙ＞ｎｚのとき、−Ｃプレートといい、面内の屈折率と厚み方向の屈折率との差とフィルムの厚さを用いて下記数学式２により厚み方向の位相差値（Ｒｔｈ、ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ ｒｅｔａｒｄａｔｉｏｎ ｖａｌｕｅ）を定義する。
［数学式２］
Ｒｔｈ＝ｄ×（ｎｚ−ｎｙ）
（式中、ｄはフィルムの厚さを示す）
Ｒｔｈ＝ｄ×（ｎｚ−ｎｙ）
（式中、ｄはフィルムの厚さを示す）
＋Ａプレートは厚み方向の位相差値がほぼ０であり、面内の位相差値は正の値を有するフィルムである。ＶＡ−ＬＣＤ補償のために使用される＋Ａプレートのうち、第１偏光板に隣接して使用される＋Ａプレート（以下Ａ１プレートという）の面内の位相差値は５５０ｎｍ波長において５０ｎｍ乃至３００ｎｍ範囲の値でなければならず、傾斜角における光漏れを最小化させるために第２偏光板に隣接して使用する＋Ａプレート（以下Ａ２プレートという）の面内の位相差値は５５０ｎｍ波長において３０ｎｍ乃至６００ｎｍ範囲内の値でなければならない。
＋ＡプレートとしてはポリマーフィルムまたはＵＶ硬化型液晶フィルムなどを使用することができる。
−Ｃプレートは面内の位相差値がほぼ０であり、厚み方向の位相差値は負の値のフィルムである。
ＶＡ−ＬＣＤ補償のために使用される−Ｃプレートの厚み方向の位相差値は５５０ｎｍにおいて−５００ｎｍ乃至−３０ｎｍ範囲内の値でなければならない。
−ＣプレートとしてはポリマーフィルムまたはＵＶ硬化型液晶フィルムなどを使用することができる。
視野角補償フィルムで２枚の＋Ａプレートと−Ｃプレートとを含むＶＡ−ＬＣＤの構造が図２、図３に例示されており、視野角補償フィルムで二軸性フィルムと＋Ａプレートとを含むＶＡ−ＬＣＤの構造が図４、図５に例示されている。
また、本発明はＶＡ−ＬＣＤの視野角補償偏光板の設計時、偏光板の内部保護フィルムは０または負の厚み方向の位相差値を有するため、位相差フィルムとして機能を有することができ、偏光板の内部保護フィルムが厚み方向の位相差値を有する場合と有していない場合とで、それぞれ２枚の＋Ａプレートと−Ｃプレート、あるいは二軸性位相差フィルムと＋Ａプレートの設計値が異なるようになる。
内部保護フィルムとしては、未延伸シクロオレフィン（ｃｙｃｌｏ−ｏｌｅｆｉｎ、ＣＯＰ）、未延伸トリアセテートセルロース（ｔｒｉａｃｅｔａｔｅｃｅｌｌｕｌｏｓｅ、ＴＡＣ）、未延伸ポリノルボネン（ｐｏｌｙｎｏｒｂｏｎｅｎｅ、ＰＮＢ）などが使用できる。
保護フィルムによって２枚の＋Ａプレートと−Ｃプレート、そして二軸性フィルムと＋Ａプレートとの設計値がどのように異なるのかを下記表１及び表２に示した。
本発明の第１実施態様は図２に示したように＋ＡプレートであるＡ１プレート５と−Ｃプレート７とが液晶セル８と第１偏光板１との間に配置されており、もう一つの＋ＡプレートであるＡ２プレート９が第２偏光板３と液晶セル８との間に配置されているＬＣＤ素子である。
Ａ１プレート５と−Ｃプレート７とが液晶層８と第１偏光板１との間に配置されており、液晶層８とＡ１プレート５との間に−Ｃプレート７が配置されており、この際Ａ１プレートの光軸６は隣接した第１偏光板の吸収軸２に垂直である方向に置く。そしてＡ２プレートの光軸１０は隣接した第２偏光板の吸収軸４に平行に置き、これによって広い視野角補償が可能である。
この際、バックライトは第２偏光板３と隣接しており、画面をみる方向は第１偏光板１と隣接した方向である。
このような補償設計において、第１偏光板１と液晶セル８との間に位置したＡ１プレート５は５５０ｎｍ波長において５０ｎｍ乃至３００ｎｍ範囲の面内の位相差値を有するものが好ましく、−Ｃプレート７は５５０ｎｍ波長において−５００ｎｍ乃至−３０ｎｍ範囲の厚み方向の位相差値を有するものが好ましい。そして、第２偏光板と液晶セルとの間に位置したもう一つの＋ＡプレートであるＡ２プレート９は５５０ｎｍ波長において３０ｎｍ乃至６００ｎｍ範囲の面内の位相差値を有するものが好ましい。
このような配置下において、実際位相差フィルムの実際値を適用したときのシミュレーション結果を図６及び表１に示した。
前記表１から偏光板の内部保護フィルムで使用した等方性ＣＯＰはシクロオレフィンであって厚さは５０μｍである。一方、偏光板の内部保護フィルムで使用した厚さ４０μｍのＴＡＣはトリアセテートセルロースであって位相差は−２８ｎｍであり、厚さ８０μｍのＴＡＣは位相差−５６ｎｍのトリアセテートセルロースである。
表１にはＶＡ−ＬＣＤ構造に対してシミュレーションを通じて得られた７０°におけるコントラスト割合の値（明状態と暗状態との割合の値）が記載されている。
コントラスト割合の値は画面の鮮明度を決める因子であってコントラスト割合の値が大きいほど画面が鮮明にみえる。傾斜角７０°を採択した理由は傾斜角７０°においてＶＡ−ＬＣＤの示す特性が最も悪いからである。
視野角補償フィルムを使用していないＶＡ−ＬＣＤの最小コントラスト割合の値は１０：１以下である。これに比べて上の表１は、本発明のＶＡ−ＬＣＤの場合、傾斜角７０°においてコントラスト割合の値が改善されることを示し、７０°傾斜角においてコントラスト割合の値が改善されたことはあらゆる角においてコントラスト特性が改善されたということを示すものと同一であるといえる。
図３に例示された第２のＶＡ−ＬＣＤの補償フィルムを有する構造を調べてみれば次の通りである。
Ａ１プレート５と−Ｃプレート７とは第１偏光板１とＶＡ液晶セル８との間に配置されており、Ａ１プレート５が第１偏光板１に隣接するように配置されている。Ａ１プレートの光軸６は第１偏光板の吸収軸２と垂直になるように配置されている。この際、バックライトは第１偏光板１に隣接するように置いており、観察者は第２偏光板３に隣接している。
このような配置下において、実際位相差フィルムの設計値を適用したときのシミュレーション結果は図７に示している。
本発明の第２実施態様は二軸性位相差フィルム１１が液晶層８と第１偏光板１との間に配置されており、この際二軸性位相差フィルムの光軸１２は隣接した第１偏光板の吸収軸２に垂直である方向に置かれ、＋Ａプレート９が液晶層８と第２偏光板３との間に配置され、この際＋Ａプレートの光軸１０は隣接した第２偏光板の吸収軸４に平行に配置されており、これによって広い視野角補償の可能なＬＣＤ素子である。
このような補償設計において、第１偏光板１と液晶セル８との間に位置した二軸性位相差フィルムは５５０ｎｍ波長において３０ｎｍ乃至２００ｎｍ範囲の面内の位相差値を有するものが好ましく、５５０ｎｍ波長において−３００ｎｍ乃至−５０ｎｍの厚み方向の位相差値を有するものが好ましい。そして、第２偏光板３と液晶セル８との間に位置した＋Ａプレート９は５５０ｎｍ波長において３０ｎｍ乃至６００ｎｍの面内の位相差値を有するものが好ましい。
二軸性位相差フィルムとしては延伸されたシクロオレフィン、延伸されたトリアセテートセルロース、延伸されたポリノルボネン、二軸性液晶フィルムなどが用いられる。
図４に例示された第３のＶＡ−ＬＣＤの補償フィルムを有する構造を調べると次の通りである。
二軸性位相差フィルム１１は第１偏光板１とＶＡ液晶セル８との間に配置されており、この際二軸性位相差フィルムの光軸１２は第１偏光板の吸収軸２と垂直に置かれている。この際、バックライトは第２偏光板３と隣接しており、画面をみる方向は第１偏光板１に隣接した方向である。
このような配置下において実際位相差フィルムの設計値を適用したときのコントラスト特性に対するシミュレーション結果を図８及び表２に示した。
前記表１から偏光板の内部保護フィルムとして使用した等方性ＣＯＰはシクロオレフィンであって厚さは５０μｍである。一方、偏光板の内部保護フィルムとして使用した厚さ４０μｍのＴＡＣはトリアセテートセルロースであって位相差は−２８ｎｍであり、厚さ８０μｍのＴＡＣは位相差−５６ｎｍのトリアセテートセルロースである。
図５に例示された第４のＶＡ−ＬＣＤの補償フィルムを有する構造を調べてみれば次の通りである。
二軸性位相差フィルム１１は第１偏光板１とＶＡ液晶セル８との間に配置されており、この際二軸性位相差フィルムの光軸１２は第１偏光板の吸収軸２と垂直に置かれている。この際、バックライトは第１偏光板１と隣接しており、画面を見る方向は第２偏光板３に隣接した方向である。
このような配置下において実際位相差フィルムの設計値を適用したときのコントラスト特性に対するシミュレーション結果を図９に示した。
以下、下記の実施例を通じて本発明をより詳細に説明するが、本発明の範囲が実施例に限られるものではない。
＜実施例１＞
（第１のＶＡ−ＬＣＤ構造）
図２に対してＶＡ−パネルはセルギャップが２．９μｍ、プレチルト（ｐｒｅ−ｔｉｌｔ）角が９０°、誘電率異方性（△ε）が−４．９、複屈折（△ｎ）が０．０９９である液晶から満たされるＶＡ液晶セル８から構成されている。−Ｃプレート７は液晶フィルムから製作され、５５０ｎｍ波長において厚み方向の位相差値（Ｒｔｈ）は−２４０ｎｍであり、第１偏光板１に隣接したＡ１プレート５は面内の位相差値（Ｒｉｎ）が９０ｎｍであり、第２偏光板３に隣接したＡ２プレート９は面内の位相差値（Ｒｉｎ）が３４０ｎｍである。第１偏光板１、第２偏光板３の内部保護フィルムは共に厚さが４０μｍであり、厚み方向の位相差値が−２８ｎｍであるトリアセテートセルロース（ＴＡＣ、Ｔｒｉａｃｅｔａｔｅ ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）フィルムを使用した。
（第１のＶＡ−ＬＣＤ構造）
図２に対してＶＡ−パネルはセルギャップが２．９μｍ、プレチルト（ｐｒｅ−ｔｉｌｔ）角が９０°、誘電率異方性（△ε）が−４．９、複屈折（△ｎ）が０．０９９である液晶から満たされるＶＡ液晶セル８から構成されている。−Ｃプレート７は液晶フィルムから製作され、５５０ｎｍ波長において厚み方向の位相差値（Ｒｔｈ）は−２４０ｎｍであり、第１偏光板１に隣接したＡ１プレート５は面内の位相差値（Ｒｉｎ）が９０ｎｍであり、第２偏光板３に隣接したＡ２プレート９は面内の位相差値（Ｒｉｎ）が３４０ｎｍである。第１偏光板１、第２偏光板３の内部保護フィルムは共に厚さが４０μｍであり、厚み方向の位相差値が−２８ｎｍであるトリアセテートセルロース（ＴＡＣ、Ｔｒｉａｃｅｔａｔｅ ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）フィルムを使用した。
白色光を使用したときで、あらゆる動径角に対する０°〜８０°範囲の傾斜角においてコントラスト特性を図６に示した。
図６において、円の中心は傾斜角が０°の場合であり、円の半径が増加するほど傾斜角が増加されることを示す。図６において、円の半径が増加するほどこれに比例して表示された数値の２０、４０、６０、８０は傾斜角（ｉｎｃｌｉｎａｔｉｏｎ ａｎｇｌｅ）を示す。
円周に沿って表記された数値の０°〜３６０°は動径角（Ａｚｉｍｕｔｈ ａｎｇｌｅ）を示す。第２偏光板が動径角０°方向に配置されており、第１偏光板は９０°方向に配置されているとき、あらゆる視野方向（傾斜角０°から８０°、動径角０°から３６０°）におけるコントラスト特性を示した結果である。偏光板のみを使用するＶＡ−ＬＣＤは傾斜角７０°において１０：１以下のコントラスト特性を示す反面、図６では傾斜角７０°においてもコントラスト特性が８６：１以上であって優秀なコントラスト特性を示した。
＜実施例２＞
（第２のＶＡ−ＬＣＤ構造）
図３に対してＶＡ−パネルはセルギャップが２．９μｍ、プレチルト角が９０°、誘電率異方性（△ε）が−４．９、複屈折（△ｎ）が０．０９９である液晶から満たされるＶＡ液晶セル８から構成されている。−Ｃプレート７は液晶フィルムから製作され、５５０ｎｍ波長における厚み方向の位相差値（Ｒｔｈ）は−１８０ｎｍであり、第１偏光板１に隣接したＡ１プレート５は面内の位相差値（Ｒｉｎ）が１２０ｎｍであり、第２偏光板３に隣接したＡ２プレート９は面内の位相差値（Ｒｉｎ）が８０ｎｍである。第１偏光板１、第２偏光板３の内部保護フィルムは共に厚さが８０μｍであり、厚み方向の位相差値が−５６ｎｍであるトリアセテートセルロース（ＴＡＣ、Ｔｒｉａｃｅｔａｔｅ ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）フィルムを使用した。
（第２のＶＡ−ＬＣＤ構造）
図３に対してＶＡ−パネルはセルギャップが２．９μｍ、プレチルト角が９０°、誘電率異方性（△ε）が−４．９、複屈折（△ｎ）が０．０９９である液晶から満たされるＶＡ液晶セル８から構成されている。−Ｃプレート７は液晶フィルムから製作され、５５０ｎｍ波長における厚み方向の位相差値（Ｒｔｈ）は−１８０ｎｍであり、第１偏光板１に隣接したＡ１プレート５は面内の位相差値（Ｒｉｎ）が１２０ｎｍであり、第２偏光板３に隣接したＡ２プレート９は面内の位相差値（Ｒｉｎ）が８０ｎｍである。第１偏光板１、第２偏光板３の内部保護フィルムは共に厚さが８０μｍであり、厚み方向の位相差値が−５６ｎｍであるトリアセテートセルロース（ＴＡＣ、Ｔｒｉａｃｅｔａｔｅ ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）フィルムを使用した。
白色光を使用したとき、あらゆる動径角に対する０°〜８０°範囲の傾斜角においてコントラスト特性を図７に示した。
図７では、傾斜角７０°においてもコントラスト特性が８８：１以上であって優秀なコントラスト特性を示した。
＜実施例３＞
（第３のＶＡ−ＬＣＤ構造）
図４に対してＶＡ−パネルはセルギャップが２．９μｍ、プレチルト角が９０°、誘電率異方性（△ε）が−４．９、複屈折（△ｎ）が０．０９９である液晶から満たされるＶＡ液晶セル８から構成されている。
（第３のＶＡ−ＬＣＤ構造）
図４に対してＶＡ−パネルはセルギャップが２．９μｍ、プレチルト角が９０°、誘電率異方性（△ε）が−４．９、複屈折（△ｎ）が０．０９９である液晶から満たされるＶＡ液晶セル８から構成されている。
第１偏光板１に隣接した二軸性位相差フィルム１１の面内の位相差値（Ｒｉｎ）は７０ｎｍであり、厚み方向の位相差値は−１４０ｎｍである。第２偏光板３に隣接した＋Ａプレート９の面内の位相差値は３０ｎｍである。第１偏光板１の内部保護フィルムは厚さが４０μｍであり、厚み方向の位相差値が−２８ｎｍであるトリアセテートセルロース（ＴＡＣ、Ｔｒｉａｃｅｔａｔｅ ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）フィルムを使用し、第２偏光板３の内部保護フィルムは厚さが８０μｍであり、厚み方向の位相差値が−５６ｎｍであるトリアセテートセルロース（ＴＡＣ、Ｔｒｉａｃｅｔａｔｅ ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）フィルムを使用した。
白色光を使用したとき、あらゆる動径角に対する０°〜８０°範囲の傾斜角においてコントラスト特性を図８に示した。
図８では、傾斜角７０°においてもコントラスト特性が５７：１以上であって優秀なコントラスト特性を示した。
＜実施例４＞
（第４のＶＡ−ＬＣＤ構造）
図５に対してＶＡ−パネルはセルギャップが２．９μｍ、プレチルト角が９０°、誘電率異方性（△ε）が−４．９、複屈折（△ｎ）が０．０９９である液晶から満たされるＶＡ液晶セル８から構成されている。
（第４のＶＡ−ＬＣＤ構造）
図５に対してＶＡ−パネルはセルギャップが２．９μｍ、プレチルト角が９０°、誘電率異方性（△ε）が−４．９、複屈折（△ｎ）が０．０９９である液晶から満たされるＶＡ液晶セル８から構成されている。
第１偏光板１に隣接した二軸性位相差フィルム１１の面内の位相差値（Ｒｉｎ）は６０ｎｍであり、厚み方向の位相差値は−１９０ｎｍである。第２偏光板３に隣接した＋Ａプレート９の面内の位相差値は３０ｎｍである。第１偏光板１及び第２偏光板３の内部保護フィルムとして、共に厚さが５０μｍであり、等方性であるシクロオレフィン（ＣＯＰ、ｃｙｃｌｏ−ｏｌｅｆｉｎ）フィルムを使用した。
白色光を使用したとき、あらゆる動径角に対する０°〜８０°範囲の傾斜角においてコントラスト特性を図９に示した。
＜比較例１＞
実験に使用されたＶＡ−パネルはセルギャップが２．９μｍ、プレチルト角が８９°、誘電率異方性（△ε）が−４．９、複屈折（△ｎ）が０．０９９である液晶から満たされるＶＡ液晶セル８から構成されている。
実験に使用されたＶＡ−パネルはセルギャップが２．９μｍ、プレチルト角が８９°、誘電率異方性（△ε）が−４．９、複屈折（△ｎ）が０．０９９である液晶から満たされるＶＡ液晶セル８から構成されている。
第１偏光板１に隣接した二軸性位相差フィルム１１の面内の位相差値（Ｒｉｎ）は３２ｎｍであり、厚み方向の位相差値は−１５０ｎｍである。第１偏光板１及び第２偏光板３の内部保護フィルムとして、共に厚さが８０μｍであり、厚み方向の位相差値が−５６ｎｍであるトリアセテートセルロース（ＴＡＣ、Ｔｒｉａｃｅｔａｔｅ ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）フィルムを使用した。
白色光を使用したとき、あらゆる動径角に対する０°〜８０°範囲の傾斜角においてコントラスト特性を図１０に示した。
前記のように液晶セルと第２偏光板との間に＋Ａプレートを使用していない場合、図１０で傾斜角７０°におけるコントラスト特性が１０：１に過ぎないということがわかった。
＜比較例２＞
図１１に対してＶＡ−パネルはセルギャップが２．９μｍ、プレチルト角が９０°、誘電率異方性（△ε）が−４．９、複屈折（△ｎ）が０．０９９である液晶から満たされるＶＡ液晶セル８から構成されている。−Ｃプレート７は液晶フィルムから製作され、５５０ｎｍ波長において厚み方向の位相差値（Ｒｔｈ）は−１２０ｎｍであり、第１偏光板１に隣接したＡ１プレート５は面内の位相差値（Ｒｉｎ）が５０ｎｍであり、第２偏光板３の吸収軸に光軸が垂直であるＡ２プレート９は面内の位相差値（Ｒｉｎ）が７０ｎｍである。第１偏光板１、第２偏光板３の内部保護フィルムは共に厚さが８０μｍであり、厚み方向の位相差値が−５６ｎｍであるトリアセテートセルロース（ＴＡＣ、Ｔｒｉａｃｅｔａｔｅ ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）フィルムを使用した。
図１１に対してＶＡ−パネルはセルギャップが２．９μｍ、プレチルト角が９０°、誘電率異方性（△ε）が−４．９、複屈折（△ｎ）が０．０９９である液晶から満たされるＶＡ液晶セル８から構成されている。−Ｃプレート７は液晶フィルムから製作され、５５０ｎｍ波長において厚み方向の位相差値（Ｒｔｈ）は−１２０ｎｍであり、第１偏光板１に隣接したＡ１プレート５は面内の位相差値（Ｒｉｎ）が５０ｎｍであり、第２偏光板３の吸収軸に光軸が垂直であるＡ２プレート９は面内の位相差値（Ｒｉｎ）が７０ｎｍである。第１偏光板１、第２偏光板３の内部保護フィルムは共に厚さが８０μｍであり、厚み方向の位相差値が−５６ｎｍであるトリアセテートセルロース（ＴＡＣ、Ｔｒｉａｃｅｔａｔｅ ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）フィルムを使用した。
白色光を使用したとき、あらゆる動径角に対する０°〜８０°範囲の傾斜角においてコントラスト特性を図１２に示した。
図１２では、傾斜角７０°においてもコントラスト特性が８０：１以上であって、図２、３に対する光学特性と似ている水準を示す。
しかし、図１１の構造は工程上効率の劣る構造である。図２、３の構造は第２偏光板の吸収軸とこれに隣接したＡ２プレートの光軸が平行に付いた場合であるが、Ａプレートの光軸はＭＤ（Ｍａｃｈｉｎｅ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）であるため、ｒｏｌｌ ｔｏ ｒｏｌｌで工程作業が可能である。反面、図１１の構造は第２偏光板の吸収軸とこれに隣接したＡ２プレートの光軸が垂直であるため単板に切断し、回転させて合板をしなければならないという工程上の不便が伴う。
従って、図１１の構造は図２、３の構造に比べて工程及び単価の側面から有利な効果を有することができない。
本発明の垂直配向液晶表示装置（ＶＡ−ＬＣＤ）は視野角補償フィルムの配置設計による視野角補償効果が優秀であって、さらに広い視野角特性が具現できる。本発明の垂直配向液晶表示装置は正面と傾斜角において高いコントラスト特性を有する。
１ 第１偏光板
２ 吸収軸
３ 第２偏光板
４ 吸収軸
５ Ａ１プレート
６ Ａ１プレートの光軸
７ −Ｃプレート
８ 液晶セル
９ Ａ２プレート
１０ Ａ２プレートの光軸
１１ 二軸性位相差フィルム
１２ 二軸性位相差フィルムの光軸
２ 吸収軸
３ 第２偏光板
４ 吸収軸
５ Ａ１プレート
６ Ａ１プレートの光軸
７ −Ｃプレート
８ 液晶セル
９ Ａ２プレート
１０ Ａ２プレートの光軸
１１ 二軸性位相差フィルム
１２ 二軸性位相差フィルムの光軸
Claims (10)
- 吸収軸が相互垂直である第１偏光板と第２偏光板との間に負の誘電率異方性を有する液晶を満たす液晶セルを備えている垂直配向液晶表示装置において、
二軸性位相差フィルムを第１偏光板と液晶セルとの間に含み、一枚の＋Ａプレートを第２偏光板と液晶セルとの間に含み、＋Ａプレートの光軸が第２偏光板の吸収軸と平行であることを特徴とする垂直配向液晶表示装置。 - ５５０ｎｍ波長において二軸性位相差フィルムの面内の位相差値が３０ｎｍ乃至２００ｎｍであり、厚み方向の位相差値が−３００ｎｍ乃至−５０ｎｍであることを特徴とする請求項１に記載の垂直配向液晶表示装置。
- ５５０ｎｍ波長において第２偏光板に隣接した＋Ａプレートの面内の位相差値が３０ｎｍ乃至６００ｎｍであることを特徴とする請求項１に記載の垂直配向液晶表示装置。
- 第１偏光板と第２偏光版との内部保護フィルムの厚み方向の位相差値が０または負の値を有することを特徴とする請求項１に記載の垂直配向液晶表示装置。
- 二軸性位相差フィルムを偏光板の内部保護フィルムとして使用することを特徴とする請求項１に記載の垂直配向液晶表示装置。
- ＋ＡプレートはポリマーフィルムまたはＵＶ硬化型液晶フィルムであることを特徴とする請求項１に記載の垂直配向液晶表示装置。
- −ＣプレートはポリマーフィルムまたはＵＶ硬化型液晶フィルムであることを特徴とする請求項１に記載の垂直配向液晶表示装置。
- 二軸性位相差フィルムは延伸されたシクロオレフィン、延伸されたトリアセテートセルロース、延伸されたポリノルボネンまたは二軸性液晶フィルムであることを特徴とする請求項１に記載の垂直配向液晶表示装置。
- 第１偏光板と第２偏光板との内部保護フィルムが未延伸シクロオレフィン、未延伸トリアセテートセルロース、未延伸ポリノルボネンであることを特徴とする請求項１に記載の垂直配向液晶表示装置。
- 前記垂直配向液晶表示装置はＭＶＡ（ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ ａｌｉｇｎｅｄ）モードまたはカイラル添加剤を使用するＶＡ（ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ ａｌｉｇｎｅｄ）モードを用いて、液晶セルのセルギャップが２．５〜８μｍであることを特徴とする請求項１に記載の垂直配向液晶表示装置。
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