JP2013029562A - 積層光学フィルム、それを用いた液晶パネルおよび液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】優れた白表示時の輝度、広視野角および優れたコントラストを兼ね備えた液晶表示装置を実現することができる積層光学フィルムおよび液晶パネルを提供すること。
【解決手段】本発明の積層光学フィルム１０は、偏光子１１と、正面位相差が９０ｎｍ〜１８０ｎｍで、Ｎｚ係数が０．９を超え１．３以下の光学補償層１２とを備え、偏光子１１の吸収軸と光学補償層１２の遅相軸とのなす角度が４０°〜５０°である。本発明の積層光学フィルム１０は、ノーマリーホワイト方式で、マルチドメインＶＡモードの液晶セルに用いられる。
【選択図】図１

Description

本発明は、積層光学フィルム、それを用いた液晶パネルおよび液晶表示装置に関する。

液晶表示装置（ＬＣＤ）は、液晶分子の電気光学特性を利用して、文字や画像を表示する装置であり、携帯電話やノートパソコン、液晶テレビ等として広く普及している。ＬＣＤには、通常、液晶セルの両側に偏光板が配置された液晶パネルが用いられている。液晶セルの駆動モードとして、バーティカル・アラインメント（ＶＡ）モードが知られている。ＶＡモードの液晶セルでは、液晶分子は、電圧無印加時には基板面に対して略垂直に配向するため、光はその偏光面をほとんど変化させることなく液晶層を通過する。したがって、電圧無印加時には、液晶パネル法線方向においてはほぼ完全な黒表示を可能とするが（ノーマリーブラック方式）、法線方向からずれた方向（斜め方向）から液晶パネルを観察すると、液晶層の有する複屈折の影響を受けて光漏れが発生し、視野角が狭くなるという問題がある。そこで、斜め方向から液晶パネルを観察する場合に生じる液晶層の複屈折を補償する目的で、偏光板と液晶セルとの間に光学補償層が配置されている（例えば、特許文献１参照）。しかし、これによりＬＣＤの広視野角化を実現しても、電圧印加時における白表示時の輝度は十分ではない。

また、電圧印加時に異なる方向に液晶分子を倒すことにより広視野角化を実現するマルチドメインＶＡ（ＭＶＡ）モードの液晶セルが知られている。例えば、一画素毎に、液晶セルの長手方向を基準として反時計回りに４５°、１３５°、２２５°、３１５°の４方向に液晶分子を倒すことにより、画素を複数のドメインに分割する。このように、液晶セルに、異なる方向を向いて並んだ液晶分子を存在させることで、特定の方向にのみ視野が限られることがなく、広視野角化が実現される。ここで、全ての液晶分子を所望の方向に倒すことができれば白表示時の輝度は高くなるが、全ての液晶分子の倒れる方向を所望の方向に制御することは、現実的には不可能である。このため、バックライト側の偏光子を通過した直線偏光の一部が液晶セル内に閉じ込められてしまい、白表示時の輝度は十分ではない。

ＬＣＤの白表示時の輝度を向上させる方法として、冷陰極管の本数を増やす等して、バックライトの光量を上げる方法が挙げられる。しかし、この方法では、バックライトの発熱量の増大により、ＬＣＤの構成部材に悪影響を及ぼし、表示品位が低下する。また、輝度向上フィルムを用いる方法も挙げられるが、コスト面に問題がある。

特開２００４−４６０６５号公報

本発明は上記従来の課題を解決するためになされたものであり、その主たる目的は、優れた白表示時の輝度、広視野角および優れたコントラストを兼ね備えた液晶表示装置を実現することができる積層光学フィルムおよび液晶パネルを提供することにある。

本発明の積層光学フィルムは、偏光子と、正面位相差が９０ｎｍ〜１８０ｎｍで、Ｎｚ係数が０．９を超え１．３以下の光学補償層とを備え、該偏光子の吸収軸と該光学補償層の遅相軸とのなす角度が４０°〜５０°であり、ノーマリーホワイト方式で、マルチドメインＶＡモードの液晶セルに用いられる。
本発明の別の局面によれば、液晶パネルが提供される。この液晶パネルは、液晶セルと、該液晶セルの少なくとも片側に配置された上記積層光学フィルムとを備える。
好ましい実施形態においては、上記積層光学フィルムが、上記液晶セルの両側それぞれに配置され、各積層光学フィルムの光学補償層の遅相軸のなす角度が８５°〜９５°である。
好ましい実施形態においては、上記液晶セルの黒表示時の平均正面位相差が１９０ｎｍ〜３９０ｎｍである。
本発明のさらに別の局面によれば、液晶表示装置が提供される。この液晶表示装置は、上記液晶パネルを備える。

本発明によれば、低コストで、優れた白表示時の輝度、広視野角および優れたコントラストを兼ね備えた液晶表示装置を実現することができる。その結果、得られる液晶表示装置は、屋外での視認性に優れる。

本発明の好ましい実施形態による積層光学フィルムの概略断面図である。 本発明の好ましい実施形態による液晶パネルの概略断面図である。 ＶＡモードの液晶セルの液晶層の液晶分子の配向状態を説明する概略断面図である。 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。

以下、本発明の好ましい実施形態について説明するが、本発明はこれらの実施形態には限定されない。

（用語および記号の定義）
本明細書における用語および記号の定義は下記の通りである。
（１）屈折率（ｎｘ、ｎｙ、ｎｚ）
「ｎｘ」は面内の屈折率が最大になる方向（すなわち、遅相軸方向）の屈折率であり、「ｎｙ」は面内で遅相軸と直交する方向（すなわち、進相軸方向）の屈折率であり、「ｎｚ」は厚み方向の屈折率である。
（２）正面位相差（Ｒｅ）
正面位相差（Ｒｅ）は、２３℃、特に明記しなければ波長５９０ｎｍにおける層（フィルム）の正面位相差値をいう。Ｒｅは、層（フィルム）の厚みをｄ（ｎｍ）としたとき、Ｒｅ＝（ｎｘ−ｎｙ）×ｄによって求められる。
（３）厚み方向の位相差（Ｒｔｈ）
厚み方向の位相差（Ｒｔｈ）は、２３℃、特に明記しなければ波長５９０ｎｍにおける層（フィルム）の厚み方向の位相差値をいう。Ｒｔｈは、層（フィルム）の厚みをｄ（ｎｍ）としたとき、Ｒｔｈ＝（ｎｘ−ｎｚ）×ｄによって求められる。
（４）Ｎｚ係数
Ｎｚ係数は、Ｎｚ＝Ｒｔｈ／Ｒｅによって求められる。

Ａ．積層光学フィルム
Ａ−１．積層光学フィルムの全体構成
図１は、本発明の好ましい実施形態による積層光学フィルムの概略断面図である。この積層光学フィルム１０は、偏光子１１と光学補償層１２と透明高分子フィルム１３とを備える。図示例では、偏光子１１の片側に光学補償層１２が配置され、偏光子１１のもう片側に透明高分子フィルム１３が配置されている。本図示例では、光学補償層１２および透明高分子フィルム１３は、偏光子１１の保護層として機能し得る。光学補償層１２が保護層として機能することで、積層光学フィルム（液晶パネル）の薄型化に寄与し得る。なお、図示しないが、偏光子１１と光学補償層１２との間に保護層を備えていてもよい。また、本発明の積層光学フィルムは、任意の適切な他の光学補償層をさらに備えていてもよい。

上記光学補償層１２は、その面内に遅相軸を有する。光学補償層１２は、目的、適用される液晶パネルの構成等に応じて、その遅相軸が偏光子１１の吸収軸に対して任意の適切な角度をなすように配置される。好ましくは、光学補償層１２は、その遅相軸が偏光子１１の吸収軸に対して好ましくは４０°〜５０°、より好ましくは４３°〜４７°、さらに好ましくは４５°の角度をなすように配置される。このような位置関係で偏光子１１と光学補償層１２とを配置させることにより、画面コントラストが向上され、広視野角化された液晶表示装置を得ることができる。

上記各層（構成部材）は、代表的には、任意の適切な接着層を介して積層されている。接着層としては、例えば、接着剤層、粘着剤層、アンカーコート層が挙げられる。接着層は、これらの単層体であってもよいし、積層体であってもよい。

本発明の積層光学フィルムの全体厚みは、代表的には５０μｍ〜１０００μｍであり、好ましくは８０μｍ〜５００μｍ、より好ましくは１００μｍ〜３００μｍである。以下、本発明の積層光学フィルムを構成する各層の詳細について説明する。

Ａ−２．偏光子
上記偏光子は、代表的には、ヨウ素が吸着配向されたポリビニルアルコール系樹脂フィルムである。偏光子は、例えば、ヨウ素を含有するポリビニルアルコール系樹脂を含む高分子フィルムを延伸して得ることができる。偏光子のヨウ素含有量は、代表的には１．８重量％〜５．０重量％であり、好ましくは２．０重量％〜４．０重量％である。偏光子は、好ましくは、カリウムを含む。カリウムの含有量は、代表的には０．２重量％〜１．０重量％であり、好ましくは０．３重量％〜０．９重量％、より好ましくは０．４重量％〜０．８重量％である。偏光子は、好ましくは、ホウ素を含む。ホウ素の含有量は、代表的には０．５重量％〜３．０重量％であり、好ましくは１．０重量％〜２．８重量％、より好ましくは１．５重量％〜２．６重量％である。

上記ポリビニルアルコール系樹脂は、例えば、ビニルエステル系モノマーを重合して得られるビニルエステル系重合体をケン化することで得ることができる。ポリビニルアルコール系樹脂のケン化度は、好ましくは９５．０モル％〜９９．９モル％である。このようなポリビニルアルコール系樹脂を用いることで、より耐久性に優れた偏光子を得ることができる。ポリビニルアルコール系樹脂の平均重合度は、目的に応じて、任意の適切な値が選択され得る。平均重合度は、好ましくは１２００〜３６００である。なお、平均重合度は、例えば、ＪＩＳ Ｋ ６７２６（１９９４年版）に準じて求めることができる。

上記ポリビニルアルコール系樹脂を含む高分子フィルムを得る方法としては、任意の適切な成形加工法が採用され得る。成形加工法としては、例えば、特開２０００−３１５１４４号公報［実施例１］に記載の方法が挙げられる。

上記ポリビニルアルコール系樹脂を含む高分子フィルムは、好ましくは、可塑剤および界面活性剤の少なくとも一方を含む。可塑剤としては、例えば、エチレングリコールやグリセリン等の多価アルコール等が挙げられる。界面活性剤としては、例えば、非イオン界面活性剤等が挙げられる。可塑剤および界面活性剤の含有量は、好ましくは、上記ポリビニルアルコール系樹脂１００重量部に対して、１重量部〜１０重量部である。可塑剤および界面活性剤は、例えば、偏光子の染色性や延伸性をより一層向上させる。

上記ポリビニルアルコール系樹脂を含む高分子フィルムとしては、例えば、市販のフィルムをそのまま用いることもできる。市販のフィルムとしては、例えば、（株）クラレ製の商品名「クラレビニロンフィルム」、東セロ（株）製の商品名「トーセロビニロンフィルム」、日本合成化学工業（株）製の商品名「日合ビニロンフィルム」等が挙げられる。

Ａ−３．光学補償層
上記光学補償層は、その正面位相差（Ｒｅ）が、好ましくは９０ｎｍ〜１８０ｎｍ、より好ましくは１２０ｎｍ〜１６０ｎｍである。上記光学補償層のＮｚ係数は、好ましくは０．９を超え１．３以下である。このような光学補償層を用いることにより、画面コントラストが向上され、広視野角化された液晶表示装置を得ることができる。

１つの実施形態においては、上記光学補償層は、好ましくは、ｎｘ＞ｎｙ＝ｎｚの屈折率分布を有する。ここで、「ｎｙ＝ｎｚ」は、ｎｙとｎｚが厳密に等しい場合のみならず、ｎｙとｎｚが実質的に等しい場合も包含する。すなわち、Ｎｚ係数（Ｒｔｈ／Ｒｅ）が、０．９を超え１．１未満であることをいう。

ｎｘ＞ｎｙ＝ｎｚの屈折率分布を有する光学補償層を形成する材料としては、任意の適切な材料が採用され得る。例えば、液晶材料が好ましく、液晶相がネマチック相である液晶材料（ネマチック液晶）がさらに好ましい。液晶材料を用いることにより、得られる光学補償層のｎｘとｎｙとの差を非液晶材料に比べて格段に大きくし得る。その結果、所望の正面位相差を得るための光学補償層の厚みを格段に小さくし得、得られる積層光学フィルムおよび液晶パネルの薄型化に寄与し得る。このような液晶材料としては、例えば、液晶ポリマーや液晶モノマーが使用可能である。液晶材料の液晶性の発現機構は、リオトロピックでもサーモトロピックでもどちらでもよい。液晶の配向状態は、好ましくはホモジニアス配向である。液晶ポリマーおよび液晶モノマーは、それぞれ単独で用いてもよく、組み合わせて用いてもよい。

上記液晶材料が液晶モノマーである場合、例えば、重合性モノマーおよび／または架橋性モノマーであることが好ましい。これは、液晶モノマーを重合または架橋させることによって、液晶モノマーの配向状態を固定できるためである。液晶モノマーを配向させた後に、例えば、液晶モノマー同士を重合または架橋させれば、それによって上記配向状態を固定することができる。ここで、重合によりポリマーが形成され、架橋により３次元網目構造が形成されることとなるが、これらは非液晶性である。したがって、形成された光学補償層は、例えば、液晶性化合物に特有の温度変化による液晶相、ガラス相、結晶相への転移が起きることはない。その結果、光学補償層は、温度変化に影響されない、極めて安定性に優れた光学補償層となる。なお、液晶モノマーおよび光学補償層の形成方法の具体例としては、特開２００６−１７８３８９号公報に記載のモノマーおよび形成方法が挙げられる。

光学補償層の厚みは、所望の光学特性が得られるように設定され得る。光学補償層が液晶材料で形成される場合、その厚みは、好ましくは０．５μｍ〜１０μｍ、より好ましくは０．５μｍ〜８μｍ、さらに好ましくは０．５μｍ〜５μｍである。

ｎｘ＞ｎｙ＝ｎｚの屈折率分布を有する光学補償層は、高分子フィルムを延伸処理することによっても形成され得る。具体的には、樹脂の種類、延伸条件（例えば、延伸温度、延伸倍率、延伸方向）、延伸方法等を適切に選択することにより、上記所望の光学特性（例えば、屈折率分布、正面位相差）を有する光学補償層が得られ得る。より具体的には、延伸温度は、好ましくは１２０℃〜１８０℃、より好ましくは１４０〜１７０℃である。延伸倍率は、好ましくは１．０５〜２．０倍、さらに好ましくは１．３倍〜１．６倍である。延伸方法としては、例えば、横一軸延伸が挙げられる。

光学補償層が高分子フィルムを延伸処理することによって形成される場合、その厚みは、好ましくは１０μｍ〜１００μｍ、より好ましくは２０μｍ〜８０μｍ、さらに好ましくは３０μｍ〜６０μｍである。

上記高分子フィルムを形成する樹脂としては、任意の適切な樹脂が採用され得る。具体例としては、ノルボルネン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、セルロース系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリスルホン系樹脂等の正の複屈折フィルムを構成する樹脂が挙げられる。これらの中でも、ノルボルネン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂が好ましい。

上記ノルボルネン系樹脂は、ノルボルネン系モノマーを重合単位として重合される樹脂である。当該ノルボルネン系モノマーとしては、例えば、ノルボルネン、およびそのアルキルおよび／またはアルキリデン置換体、例えば、５−メチル−２−ノルボルネン、５−ジメチル−２−ノルボルネン、５−エチル−２−ノルボルネン、５−ブチル−２−ノルボルネン、５−エチリデン−２−ノルボルネン等、これらのハロゲン等の極性基置換体；ジシクロペンタジエン、２，３−ジヒドロジシクロペンタジエン等；ジメタノオクタヒドロナフタレン、そのアルキルおよび／またはアルキリデン置換体、およびハロゲン等の極性基置換体、例えば、６−メチル−１，４：５，８−ジメタノ−１，４，４ａ，５，６，７，８，８ａ−オクタヒドロナフタレン、６−エチル−１，４：５，８−ジメタノ−１，４，４ａ，５，６，７，８，８ａ−オクタヒドロナフタレン、６−エチリデン−１，４：５，８−ジメタノ−１，４，４ａ，５，６，７，８，８ａ−オクタヒドロナフタレン、６−クロロ−１，４：５，８−ジメタノ−１，４，４ａ，５，６，７，８，８ａ−オクタヒドロナフタレン、６−シアノ−１，４：５，８−ジメタノ−１，４，４ａ，５，６，７，８，８ａ−オクタヒドロナフタレン、６−ピリジル−１，４：５，８−ジメタノ−１，４，４ａ，５，６，７，８，８ａ−オクタヒドロナフタレン、６−メトキシカルボニル−１，４：５，８−ジメタノ−１，４，４ａ，５，６，７，８，８ａ−オクタヒドロナフタレン等；シクロペンタジエンの３〜４量体、例えば、４，９：５，８−ジメタノ−３ａ，４，４ａ，５，８，８ａ，９，９ａ−オクタヒドロ−１Ｈ−ベンゾインデン、４，１１：５，１０：６，９−トリメタノ−３ａ，４，４ａ，５，５ａ，６，９，９ａ，１０，１０ａ，１１，１１ａ−ドデカヒドロ−１Ｈ−シクロペンタアントラセン等が挙げられる。上記ノルボルネン系樹脂は、ノルボルネン系モノマーと他のモノマーとの共重合体であってもよい。

上記ポリカーボネート系樹脂としては、好ましくは、芳香族ポリカーボネートが用いられる。芳香族ポリカーボネートは、代表的には、カーボネート前駆物質と芳香族２価フェノール化合物との反応によって得ることができる。カーボネート前駆物質の具体例としては、ホスゲン、２価フェノール類のビスクロロホーメート、ジフェニルカーボネート、ジ−ｐ−トリルカーボネート、フェニル−ｐ−トリルカーボネート、ジ−ｐ−クロロフェニルカーボネート、ジナフチルカーボネート等が挙げられる。これらの中でも、ホスゲン、ジフェニルカーボネートが好ましい。芳香族２価フェノール化合物の具体例としては、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３，５−ジメチルフェニル）プロパン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）メタン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）エタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）ブタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３，５−ジメチルフェニル）ブタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３，５−ジプロピルフェニル）プロパン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）シクロヘキサン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン等が挙げられる。これらは単独で、または２種以上組み合わせて用いてもよい。好ましくは、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）シクロヘキサン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサンが用いられる。特に、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパンと１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサンとを共に使用することが好ましい。

別の実施形態においては、上記光学補償層は、ｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚの屈折率分布を有する。ｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚの屈折率分布を有する光学補償層は、任意の適切な材料で形成され得る。具体例としては、高分子フィルムの延伸フィルムが挙げられる。当該高分子フィルムを形成する樹脂としては、好ましくは、ノルボルネン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂である。これらの樹脂の詳細については、上述したとおりである。延伸フィルムの作製方法としては、任意の適切な方法を採用し得る。延伸方法としては、例えば、横一軸延伸、固定端二軸延伸、逐次二軸延伸が挙げられる。固定端二軸延伸の具体例としては、高分子フィルムを長手方向に走行させながら、短手方向（横方向）に延伸させる方法が挙げられる。この方法は、見かけ上は横一軸延伸であり得る。延伸温度は、好ましくは１３５℃〜１６５℃、さらに好ましくは１４０℃〜１６０℃である。延伸倍率は、好ましくは１．２倍〜３．２倍、さらに好ましくは１．３倍〜３．１倍である。この場合、光学補償層の厚みは、代表的には２０μｍ〜８０μｍ、好ましくは２５μｍ〜７５μｍ、さらに好ましくは３０μｍ〜６０μｍである。

ｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚの屈折率分布を有する光学補償層を形成する材料の別の具体例としては、非液晶性材料が挙げられる。好ましくは、非液晶性ポリマーである。具体的には、ポリアミド、ポリイミド、ポリエステル、ポリエーテルケトン、ポリアミドイミド、ポリエステルイミド等のポリマーが好ましい。これらのポリマーは、いずれか一種類を単独で使用してもよいし、２種以上の混合物として使用してもよい。これらの中でも、高透明性、高配向性、高延伸性であることから、ポリイミドが特に好ましい。

代表的には、基材フィルムに上記非液晶ポリマーの溶液を塗工して、溶媒を除去することにより光学補償層は形成され得る。当該光学補償層の形成方法において、好ましくは、光学的二軸性（ｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚ）を付与するための処理（例えば、延伸処理）が行われる。このような処理を行うことにより、面内に屈折率の差（ｎｘ＞ｎｙ）を確実に付与し得る。なお、上記ポリイミドの具体例および光学補償層の形成方法の具体例としては、特開２００４−４６０６５号公報に記載のポリマーおよび光学補償フィルムの製造方法が挙げられる。この場合、光学補償層の厚みは、代表的には０．１μｍ〜１０μｍ、好ましくは０．１μｍ〜８μｍ、さらに好ましくは０．１μｍ〜５μｍである。

Ａ−４．透明高分子フィルム
上記透明高分子フィルムの形成材料は、特に限定されないが、透明性に優れるポリマーが好ましい。例えば、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）等のアセテート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリオレフィン樹脂、アクリル樹脂、ポリノルボルネン樹脂（例えば、商品名「ＡＲＴＯＮ」（ＪＳＲ社製）、商品名「ＺＥＯＮＯＲ」、商品名「ＺＥＯＮＥＸ」（日本ゼオン社製）等）、セルロース樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリアクリル樹脂や、これらの混合物等が挙げられる。また、液晶ポリマー等も使用できる。さらに、例えば、特開２００１−３４３５２９号公報（ＷＯ ０１／３７００７号）に記載されているような、側鎖に置換イミド基または非置換イミド基を有する熱可塑性樹脂と、側鎖に置換フェニル基または非置換フェニル基とニトリル基とを有する熱可塑性樹脂との混合物等も使用できる。具体例としては、イソブテンとＮ−メチレンマレイミドからなる交互共重合体と、アクリロニトリル・スチレン共重合体とを有する樹脂組成物等である。これらの形成材料の中でも、例えば、透明フィルムを形成した際の複屈折率を、相対的により一層低く設定できる材料が好ましく、具体的には、上述の側鎖に置換イミド基または非置換イミド基を有する熱可塑性樹脂と、側鎖に置換フェニル基または非置換フェニル基とニトリル基とを有する熱可塑性樹脂との混合物が好ましい。上記の樹脂の中では、ＴＡＣ等のセルロース系ポリマーフィルム、ノルボルネン系ポリマーフィルム（「ＡＲＴＯＮ」（ＪＳＲ）、「ＺＥＯＮＯＲ」、「ＺＥＯＮＥＸ」（日本ゼオン）等）が代表的なものとして挙げられる。

上記透明高分子フィルムの厚みは、代表的には１０μｍ〜１０００μｍであり、好ましくは２０μｍ〜５００μｍであり、より好ましくは３０μｍ〜１００μｍである。

Ｂ．液晶パネル
Ｂ−１．液晶パネルの全体構成
図２は、本発明の好ましい実施形態による液晶パネルの概略断面図である。この液晶パネル１００は、液晶セル２０と；液晶セル２０の一方の側に配置された本発明の積層光学フィルム１０と；液晶セル２０の他方の側に配置された積層光学フィルム１０とを備える。図示するように、積層光学フィルム１０は、その偏光子１１より光学補償層１２が液晶セル２０側となるように配置されている。積層光学フィルム１０は、代表的には、任意の適切な粘着剤層を介して液晶セル２０に設けられている。

好ましくは、液晶セル２０の両側それぞれに配置された偏光子１１，１１は、互いの吸収軸が平行となるように配置されている。液晶セル２０の両側それぞれに配置された光学補償層１２，１２は、互いの遅相軸が直交するように配置されている。このような位置関係で配置させることにより、優れた白表示時の輝度と、広視野角および優れたコントラストとを兼ね備えた液晶表示装置を得ることができる。なお、本明細書において、「平行」とは、実質的に平行となる場合も包含する。ここで、「実質的に平行」とは、なす角度が０°〜５°である場合を包含し、好ましくは０°〜３°、より好ましくは０°〜１°、さらに好ましくは０°〜０．５°である。本明細書において、「直交」とは、実質的に直交する場合も包含する。ここで、「実質的に直交」とは、なす角度が８５°〜９５°である場合を包含し、好ましくは８７°〜９３°、より好ましくは８９°〜９１°、さらに好ましくは８９．５°〜９０．５°である。

Ｂ−２．液晶セル
液晶セル２０は、一対の基板２１，２１’と、基板２１，２１’間に挟持された表示媒体としての液晶層２２とを有する。代表的には、一方の基板（カラーフィルター基板）には、カラーフィルターおよびブラックマトリクス（いずれも図示せず）が設けられている。他方の基板（アクティブマトリクス基板）には、液晶の電気光学特性を制御するスイッチング素子（代表的にはＴＦＴ）（図示せず）と、このスイッチング素子にゲート信号を与える走査線（図示せず）およびソース信号を与える信号線（図示せず）と、画素電極（図示せず）とが設けられている。なお、カラーフィルターは、アクティブマトリクス基板に設けてもよい。例えば、フィールドシーケンシャル方式のように液晶表示装置の照明手段として、ＲＧＢの３色光源（さらに、多色の光源を含んでもよい）が用いられる場合には、カラーフィルターは省略してもよい。

基板２１，２１’の間隔（セルギャップ）は、代表的には、スペーサー（図示せず）によって制御されている。セルギャップは、例えば、１．０μｍ〜７．０μｍである。基板２１，２１’の液晶層２２に接する側には、例えば、ポリイミドからなる配向膜（図示せず）が設けられている。例えば、パターニングされた透明基板によって形成されるフリンジ電界を利用して、液晶分子の初期配向が制御される場合には、配向膜は省略してもよい。

上記液晶セルは、電圧無印加時において、ｎｚ＞ｎｘ＝ｎｙの屈折率分布を有することが好ましい。ここで、「ｎｘ＝ｎｙ」は、ｎｘとｎｙが厳密に等しい場合のみならず、ｎｘとｎｙが実質的に等しい場合も包含する。具体的には、Ｒｅが１０ｎｍ未満であることをいう。電圧無印加時の液晶セルの厚み方向の位相差（Ｒｔｈ）は、例えば、液晶分子の複屈折率および上記セルギャップを調整することにより、適宜、設定される。電圧印加時（黒表示時）の液晶セルの平均正面位相差は、好ましくは１９０ｎｍ〜３９０ｎｍである。

電圧無印加時において屈折率分布がｎｚ＞ｎｘ＝ｎｙの関係を示し得る液晶セルの駆動モードとしては、ＶＡモードが挙げられる。図３は、ＶＡモードにおける液晶分子の配向状態を説明する概略断面図である。図３（ａ）に示すように、電圧無印加時には、液晶分子は基板２１、２１’面に略垂直に配向する。このような垂直配向は、垂直配向膜（図示せず）を形成した基板間に負の誘電率異方性を有するネマチック液晶を配することにより実現され得る。このような状態で一方の基板２１の面から光を入射させると、一方の偏光子１１を通過して液晶層２２に入射した直線偏光の光は、垂直配向している液晶分子の長軸方向に沿って進む。液晶分子の長軸方向には複屈折が生じないため入射光は偏光方位を変えずに進み、他方の偏光子１１を透過する。これにより電圧無印加時において明状態の表示（白表示）が得られる（ノーマリーホワイト方式）。図３（ｂ）に示すように、電極間に電圧が印加されると、液晶分子の長軸が基板面に略平行に配向する。この状態の液晶分子は、一方の偏光子１１を通過して液晶層２２に入射した直線偏光の光に対して複屈折性を示し、入射光の偏光状態は液晶分子の傾きに応じて変化する。所定の最大電圧印加時において液晶層を通過する光は、例えばその偏光方位が９０°回転させられた直線偏光となるので、他方の偏光子１１で吸収され暗状態の表示（黒表示）が得られる。再び電圧無印加状態にすると配向規制力により明状態の表示に戻すことができる。また、印加電圧を変化させて液晶分子の傾きを制御して他方の偏光子１１からの透過光強度を変化させることにより階調表示が可能となる。

上記液晶セルでは、好ましくは、マルチドメイン方式が採用される。例えば、一画素毎に、液晶セルの長手方向を基準として反時計回りに４５°、１３５°、２２５°、３１５°の４方向に液晶分子が倒され、画素が複数のドメインに分割されている。このように、液晶セルに、異なる方向を向いて並んだ液晶分子を存在させることで、特定の方向にのみ視野が限られることがなく、広視野角化が実現される。

Ｃ．液晶表示装置
本発明の液晶表示装置は、上記液晶パネルを備える。図４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。液晶表示装置２００は、液晶パネル１００と、液晶パネルの一方の側に配置されたバックライトユニット８０とを備える。なお、図４では、バックライトユニット８０は直下方式を採用した場合を示しているが、例えば、サイドライト方式を採用してもよい。

図示例のように、直下方式を採用する場合、バックライトユニット８０は、光源８１と、反射フィルム８２と、拡散板８３と、プリズムシート８４と、輝度向上フィルム８５とを備える。サイドライト方式を採用する場合、好ましくは、バックライトユニットは、上記の構成に加え、導光板と、ライトリフレクターとを備える。なお、図４に例示した各光学部材は、液晶表示装置の照明方式や液晶セルの駆動モードなど、用途に応じてその一部が省略され得るか、または、他の光学部材に代替され得る。

上記液晶表示装置は、液晶パネルの背面から光を照射して画面を見る透過型であってもよいし、液晶パネルの視認側から光を照射して画面を見る反射型であってもよいし、透過型と反射型の両方の性質を併せ持つ半透過型であってもよい。

本発明の積層光学フィルム、液晶パネルおよび液晶表示装置は、例えば、パソコンモニター、ノートパソコン、コピー機等のＯＡ機器、携帯電話、時計、デジタルカメラ、携帯情報端末（ＰＤＡ）、携帯ゲーム機等の携帯機器、ビデオカメラ、テレビ、電子レンジ等の家庭用電気機器、バックモニター、カーナビゲーションシステム用モニター、カーオーディオ等の車載用機器、商業店舗用インフォメーション用モニター等の展示機器、監視用モニター等の警備機器、介護用モニター、医療用モニター等の介護・医療機器等に好適に用いられ得る。

１０ 積層光学フィルム
１１ 偏光子
１２ 光学補償層
１３ 透明高分子フィルム
２０ 液晶セル
１００ 液晶パネル
２００ 液晶表示装置

Claims (5)

1. 偏光子と、
   正面位相差が９０ｎｍ〜１８０ｎｍで、Ｎｚ係数が０．９を超え１．３以下の光学補償層とを備え、
   該偏光子の吸収軸と該光学補償層の遅相軸とのなす角度が４０°〜５０°であり、
   ノーマリーホワイト方式で、マルチドメインＶＡモードの液晶セルに用いられる、
   積層光学フィルム。
2. 液晶セルと、
   該液晶セルの少なくとも片側に配置された請求項１に記載の積層光学フィルムとを備える、
   液晶パネル。
3. 前記積層光学フィルムが、前記液晶セルの両側それぞれに配置され、
   各積層光学フィルムの光学補償層の遅相軸のなす角度が８５°〜９５°である、
   請求項２に記載の液晶パネル。
4. 前記液晶セルの黒表示時の平均正面位相差が１９０ｎｍ〜３９０ｎｍである、請求項２または３に記載の液晶パネル。
5. 請求項２から４のいずれかに記載の液晶パネルを備える、液晶表示装置。

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