JP2013137545A - 視野角補償フィルム積層体及びこれを利用した面内切り替え液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ＩＰＳ−ＬＣＤ装置において、対角方向においてコントラスト比を著しく改善することができる視野角補償フィルム積層体を提供する。
【解決手段】上部基板、下部基板及び上記上部基板と下部基板の間に挿入される正の誘電率異方性を有する液晶で満たされた液晶セルを含む液晶パネルと、上記液晶パネルの両側に夫々配置される第１偏光板及び第２偏光板を含むＩＰＳ−ＬＣＤ装置において、上記液晶セル内の液晶の光軸は偏光板と平行な面内（ｉｎ−ｐｌａｎｅ）に位置し、上記第１偏光板と第２偏光板の吸収軸は互いに垂直であり、上記液晶パネルと第２偏光板の間に光軸が面内に存在する第１フィルム、及び光軸が厚さ方向に存在し、上記厚さ方向の光軸が面内（ｉｎ−ｐｌａｎｅ）方向に一定の角度で傾いている第２フィルムを含む視野角補償フィルム積層体で構成する。
【選択図】なし
【解決手段】上部基板、下部基板及び上記上部基板と下部基板の間に挿入される正の誘電率異方性を有する液晶で満たされた液晶セルを含む液晶パネルと、上記液晶パネルの両側に夫々配置される第１偏光板及び第２偏光板を含むＩＰＳ−ＬＣＤ装置において、上記液晶セル内の液晶の光軸は偏光板と平行な面内（ｉｎ−ｐｌａｎｅ）に位置し、上記第１偏光板と第２偏光板の吸収軸は互いに垂直であり、上記液晶パネルと第２偏光板の間に光軸が面内に存在する第１フィルム、及び光軸が厚さ方向に存在し、上記厚さ方向の光軸が面内（ｉｎ−ｐｌａｎｅ）方向に一定の角度で傾いている第２フィルムを含む視野角補償フィルム積層体で構成する。
【選択図】なし
Description
本発明は、視野角補償フィルム積層体に関するもので、より詳細には面内切り替え液晶表示装置（ｉｎ−ｐｌａｎｅ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙ、ＩＰＳ−ＬＣＤ）に適用され、対角方向におけるコントラスト比を改善することができる視野角補償フィルムの積層体に関する。
ＩＰＳ−ＬＣＤとは、初期の液晶配向がガラス基板と水平で電極に対して一定の角度を有するように配向され、電気場の方向がガラス基板に平行に形成されるＬＣＤをいい、液晶が垂直に配向されるＴＮ−モードに比べて液晶の屈折率異方性の差が小さく、視野角が広いという長所がある。
ＩＰＳ−ＬＣＤは、一対の電極を含むアクティブマトリックス駆動の電極のモードによってＩｎ−Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ（ＩＰＳ）、またはＳｕｐｅｒ Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ（Ｓｕｐｅｒ ＩＰＳ）、またはＦｒｉｎｇｅ Ｆｉｅｌｄ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ（ＦＦＳ）に区別されるが、本発明のＩＰＳ−ＬＣＤはこれらすべてを含む。
上記のように、ＩＰＳ−ＬＣＤは液晶が水平方向に配向されているため、視野角による屈折率異方性の変化は大きくないが、側面から見ると液晶の配列が非対称的で、左右側において色の変化が発生し、傾斜角に対して相対的に光の漏れが大きく、傾斜角において低いコントラスト比の値を示すという問題点があった。
特許文献１には、液晶セルと偏光板の間に負の二軸性フィルムと＋Ｃプレートを含む視野角補償フィルムを配置し、正面と傾斜角においてコントラスト特性を向上させ、色の変化を最小化するＩＰＳ−ＬＣＤ素子が開示されている。しかし、上記発明の場合にも対角方向におけるコントラスト比の値は依然として低いという問題点がある。
本発明は、正の誘電率異方性を有する液晶で満たされた面内切り替えモードの液晶表示装置において、対角方向を含む正面及び側面におけるコントラスト特性を向上させる視野角補償フィルム積層体及びこれを利用したＩＰＳ−ＬＣＤ装置を提供することを目的とする。
本発明の発明者は上記のような目的を達成するための研究を重ねた結果、正面コントラスト比を向上させるために使用される負の二軸性位相差フィルムまたは面内位相差値を有する一軸性位相差フィルムに、厚さ方向の光軸を有し、上記厚さ方向の光軸が面内方向にある程度傾いた一軸性液晶＋Ｃフィルムを積層した視野角補償フィルム積層体を使用すると、ＩＰＳ−ＬＣＤの対角方向におけるコントラスト特性を改善することができるということを見出し、本発明を完成した。
本発明は光軸が面内に存在する第１フィルムと、光軸が厚さ方向に存在し、上記厚さ方向の光軸が面内方向に一定の角度で傾いている第２フィルムを含む視野角補償フィルム積層体を提供する。
このとき、上記第２フィルムは、光軸が垂直方向に対して−５°から＋５°、さらには−３°から＋３°の角度で傾いていることが好ましい。
一方、本発明の視野角補償フィルム積層体の一具現例において、上記第１フィルムはｎｘ＞ｎｙ＝ｎｚである＋Ａフィルムであり、上記第２フィルムはｎｘ＝ｎｙ＜ｎｚである＋Ｃフィルムであることができる。このとき、上記＋Ａフィルムは５５０ｎｍ波長において５０ｎｍから１５０ｎｍの面内位相差値を有し、上記＋Ｃフィルムは５５０ｎｍ波長において５０ｎｍから２５０ｎｍの厚さ方向位相差値を有することが好ましい。
また、この場合、上記＋Ａフィルムは光軸が隣接した偏光板の吸収軸と垂直に配置されることもでき、光軸が隣接した偏光板の吸収軸に平行に配置されることもできる。
一方、本発明の視野角補償フィルム積層体のさらに他の具現例において、上記第１フィルムはｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚである−Ｂフィルムであり、上記第２フィルムはｎｘ＝ｎｙ＜ｎｚである＋Ｃフィルムであることができる。このとき、上記−Ｂフィルムは５５０ｎｍ波長において５０から１５０ｎｍの面内位相差値及び５０から２００ｎｍの厚さ方向位相差値を有し、上記＋Ｃフィルムは５５０ｎｍ波長において５０ｎｍから２５０ｎｍの厚さ方向位相差値を有することが好ましい。
また、上記第１フィルムはポリマー延伸フィルムであり、第２フィルムは液晶フィルムであることが好ましい。
本発明はまた、上部基板、下部基板及び上記上部基板と下部基板の間に挿入される正の誘電率異方性を有する液晶で満たされた液晶セルを含む液晶パネル、上記液晶パネルの両側に夫々配置される第１偏光板及び第２偏光板を含むＩＰＳ−ＬＣＤ装置において、上記液晶セル内の液晶の光軸は偏光板と平行な面内（ｉｎ−ｐｌａｎｅ）に位置し、上記第１偏光板と第２偏光板の吸収軸は互いに垂直で、上記液晶パネルと第２偏光板の間に光軸が面内に存在する第１フィルム及び光軸が厚さ方向に存在し、上記厚さ方向の光軸が面内方向に一定の角度で傾いている第２フィルムを含む視野角補償フィルム積層体を含むことを特徴とするＩＰＳ−ＬＣＤ装置を提供する。
このとき、上記液晶セルの位相差値は５５０ｎｍ波長において３００ｎｍから４００ｎｍであることが好ましい。
また、上記第１偏光板及び第２偏光板は保護フィルムに等方性フィルムを使用することが好ましく、このとき、上記等方性フィルムには無延伸ＣＯＰ（ｃｙｃｌｏ−ｏｌｅｆｉｎ ｐｏｌｙｍｅｒ）、無延伸アクリルフィルム、または位相差値の無いＴＡＣフィルムが使用されることができる。
一方、上記第２フィルムは光軸が垂直方向に対して−５°から＋５°、さらには−３°から＋３°の角度で傾いていることが好ましい。
上記した本発明のＩＰＳ−ＬＣＤ装置の一具現例において、上記液晶セルはスプレータイプの液晶配向を有し、上記第１フィルムはｎｘ＞ｎｙ＝ｎｚである＋Ａフィルムであり、上記第２フィルムはｎｘ＝ｎｙ＜ｎｚである＋Ｃフィルムであり、上記第１フィルムは光軸が第２偏光板の吸収軸と垂直に配置されることができる。
また、上記した本発明のＩＰＳ−ＬＣＤ装置の他の具現例において、上記液晶セルはホモジーニアスタイプの液晶配向を有し、上記第１フィルムは上記第１フィルムはｎｘ＞ｎｙ＝ｎｚである＋Ａフィルムであり、上記第２フィルムはｎｘ＝ｎｙ＜ｎｚである＋Ｃフィルムであり、上記第１フィルムは光軸が第２偏光板の吸収軸と平行に配置されることができる。
また、上記した本発明のＩＰＳ−ＬＣＤ装置のさらに他の具現例において、上記液晶セルはスプレータイプの液晶配向を有し、上記第１フィルムはｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚである−Ｂフィルムであり、上記第２フィルムはｎｘ＝ｎｙ＜ｎｚである＋Ｃフィルムであることができる。
本発明は、一定に傾いた厚さ方向の光軸を有するフィルムを含む一体型補償フィルムを使用し、液晶セル内の液晶配向に関わらず広い視野角特性を有するＩＰＳ−ＬＣＤ素子を提供することができるようにした。
また、ＩＰＳ−ＬＣＤに本発明の一体型補償フィルムを装着する場合、対角方向においてコントラスト比が向上し、色が変わるという問題を解決することができると期待される。
以下、本発明をより詳細に説明する。
本発明を説明する前に、一般的なＩＰＳ−ＬＣＤの基本構造と光軸配置図及び位相差フィルムと屈折率の関係を先ず説明する。
図１にＩＰＳ−ＬＣＤの基本構造が図示されている。図１に図示されたように、ＩＰＳ−ＬＣＤは、第１偏光板１０と第２偏光板３０及び液晶パネル２０から成り、上記液晶パネル２０は二枚の基板２１、２３の間に正の誘電率異方性を有する液晶が水平方向に配向されて満たされている液晶セル２２から成る。
また、図１に図示されたように、上記第１偏光板１０の吸収軸（←→）と第２偏光板３０の吸収軸（◎）は互いに垂直に配列されており、上記第１偏光板１０の吸収軸（←→）と液晶セル２２の光軸（＜−−−＞）は互いに平行に配列されている。通常バックライトは液晶セル２２の光軸が互いに平行に配置される第１偏光板１０に隣接して配置される。
一方、上記第１偏光板１０及び第２偏光板３０は、偏光フィルム（不図示）と上記偏光フィルム（不図示）の一面または両面に取り付けられる保護フィルム（不図示）から成る。偏光フィルムは非常に薄い延伸フィルムで、機械的、物理的外力により簡単に損傷するため、これを保護するための保護フィルムが取り付けられる。このような保護フィルムとしては一般的にＴＡＣ（Ｔｒｉａｃｅｔａｔｅ Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）フィルム、ＰＮＢ（Ｐｏｌｙｎｏｂｏｎｅｎｅ）フィルム、ＣＯＰ（Ｃｙｃｌｏ−Ｏｌｅｆｉｎ）フィルム等が使用される。
図２は、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説明するための図面である。便宜上、位相差フィルムのｘ軸方向の屈折率をｎｘ、ｙ軸方向の屈折率をｎｙ、ｚ軸方向の屈折率をｎｚとする。位相差フィルムの特性は上記屈折率の大きさによって決定され、３つの軸方向の屈折率のうち２つ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、３つの軸全ての屈折率が異なる場合を二軸性位相差フィルムとする。
一軸性フィルムは、ｎｘ≠ｎｙ＝ｎｚであるＡフィルムと、ｎｘ＝ｎｙ≠ｎｚであるＣフィルムとに分かれる。このとき、ｎｘ＞ｎｙ＝ｎｚである場合を＋Ａフィルムとし、ｎｘ＜ｎｙ＝ｎｚである場合を−Ａフィルムとする。また、ｎｘ＝ｎｙ＜ｎｚである場合を＋Ｃフィルムとし、ｎｘ＝ｎｙ＞ｎｚである場合を−Ｃフィルムとする。
一方、二軸性フィルムは一般的にＢフィルムで示し、特に、ｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚである場合を、−Ｂフィルムとする。
位相差フィルムの特性を示すために、一般的に面内位相差値（ｉｎ−ｐｌａｎｅ ｒｅｔａｒｄａｔｉｏｎ）Ｒｉｎと、厚さ方向位相差値（Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ ｒｅｔａｒｄａｔｉｏｎ vａｌｕｅ）Ｒｔｈが使用され、上記面内位相差値と厚さ方向位相差値は夫々下記式のように定義される。
式１）面内位相差値Ｒｉｎ＝（ｎｘ−ｎｙ ）×ｄ ｄ：フィルムの厚さ
式２）厚さ方向位相差値Ｒｔｈ＝（ｎｚ−ｎｙ ）×ｄ ｄ：フィルムの厚さ
式２）厚さ方向位相差値Ｒｔｈ＝（ｎｚ−ｎｙ ）×ｄ ｄ：フィルムの厚さ
以下、本発明の視野角補償フィルム積層体を図面を参照して説明する。
図３（ａ）から図３（ｃ）には、本発明の視野角補償フィルム積層体の多様な具現例が示されている。図３（ａ）から図３（ｃ）に図示されたように、本発明の視野角補償フィルム積層体は、光軸が面内に存在する第１フィルム、及び光軸が厚さ方向に存在し、上記厚さ方向の光軸が面内方向に一定の角度で傾いている第２フィルムから成る。
より具体的には、本発明の視野角補償フィルム積層体は図３（ａ）及び図３（ｃ）に図示されたように、＋Ａフィルム及び＋Ｃフィルムから成ることができ、図３（ｂ）に図示されたように、−Ｂフィルム及び＋Ｃフィルムから成ることもできる。このとき、上記＋Ａフィルム及び−Ｂフィルムの光軸は面内に存在し、＋Ｃフィルムの光軸は厚さ方向に存在し、一定の角度を成して面内方向に傾いていること特徴とする。
本発明が＋Ｃフィルムの光軸を面内方向に一定の角度で傾くように構成したことはＩＰＳ−ＬＣＤの液晶セル内の液晶配向と関係がある。上記したように、ＩＰＳ−ＬＣＤは液晶セルの内部に液晶が水平方向に配向されることを特徴とする。しかし、実質的にＩＰＳ−ＬＣＤ内部の液晶が正確に 水平を成すように液晶を配向することは不可能であり、大部分のＩＰＳ−ＬＣＤは５°以内のプレチルト角を有する。図４にはこのようなＩＰＳ−ＬＣＤ内の液晶配向形態が示されている。ＩＰＳ−ＬＣＤの液晶セルは、ガラス基板のラビング方向によって、図４（ａ）のようなホモジーニアス（Ｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓ）タイプの液晶セルとなることもでき、図４（ｂ）のようなスプレー（Ｓｐｌａｙ）タイプの液晶セルとなることもできる。どのようなタイプであれ、液晶が完全に水平に配向されないことがわかる。このように液晶が完全に水平に配向されず、プレチルト角を有するため、側面において液晶に光が透過される際に位相差値が異なる位相差非対称が発生する。
本発明はこのような点に着眼し、厚さ方向の位相差値を有する＋Ｃフィルムの光軸をある程度傾くように設計し、側面において液晶セル内の液晶がプレチルト角を有することによって発生する位相差非対称に対する光学補償が起きるようにした。
このとき、上記＋Ｃフィルムの光軸は垂直方向に対して±５°以内に傾くことが好ましく、さらに好ましくは±３°以内に傾くのがよい。＋Ｃフィルムの光軸の角度は使用されるＩＰＳ−ＬＣＤの液晶セルのプレチルト角によって異なり得るが、一般的に±５°を超えると、フィルムにより非対称的である位相差がさらに発生し、かえって性能を低下させた。一方、光軸の傾きの角度を±３°以内にすると、より優れたコントラスト比の改善効果を得ることができる。
一方、本発明において、上記第１フィルム、すなわち＋Ａフィルムまたは−Ｂフィルムは延伸されたポリマーフィルムから成ることが好ましい。例えば、上記＋Ａフィルムは一軸延伸されたＴＡＣフィルム、或いは一軸延伸されたアクリルフィルムまたは一軸延伸されたＣＯＰフィルム等であることができ、−Ｂフィルムは二軸延伸されたＴＡＣフィルム、或いは二軸延伸されたアクリルフィルムまたは二軸延伸されたＣＯＰフィルムであることができる。
また、上記第２フィルム、すなわち厚さ方向の光軸が一定の角度に傾いた＋Ｃフィルムは硬化された液晶物質で製造されることができる。すなわち、本発明の視野角補償フィルム積層体は、ポリマーフィルムから成る第１フィルム上に配向膜を塗布し、その上に液晶を所望のプレチルト角度を有するように配向 コーティングして第２フィルムを形成する方法によって製造されることができる。
一方、本発明において、上記＋Ａフィルムの面内位相差値は５５０ｎｍ波長において５０ｎｍ〜１５０ｎｍであり、上記＋Ｃフィルムの厚さ位相差値は５５０ｎｍ波長において５０ｎｍ〜２５０ｎｍの範囲であり、上記−Ｂフィルムは面内位相差値が５５０ｎｍ波長において５０〜１５０ｎｍであり、厚さ位相差値が−５０〜−２００ｎｍであることが好ましい。
また、本発明は、上記のような本発明の補償フィルム積層体を装着したＩＰＳ−ＬＣＤ装置を提供する。
本発明のＩＰＳ−ＬＣＤ装置は上部基板、下部基板及び上記上部基板と下部基板の間に挿入される正の誘電率異方性を有する液晶で満たされた液晶セルを含む液晶パネルと、上記液晶パネルの両側に夫々配置される第１偏光板及び第２偏光板を含むＩＰＳ−ＬＣＤ装置において、上記液晶セル内の液晶の光軸は偏光板と平行な面内（ｉｎ−ｐｌａｎｅ）に位置し、上記第１偏光板と第２偏光板の吸収軸は互いに垂直であり、上記液晶パネルと第２偏光板の間に光軸が面内に存在する第１フィルム及び光軸が厚さ方向に存在し、上記厚さ方向の光軸が面内（ｉｎ−ｐｌａｎｅ）方向に一定の角度で傾いている第２フィルムを含む視野角補償フィルム積層体を含むことをその特徴とする。
図５から図７には、本発明のＩＰＳ−ＬＣＤ装置の具体的な具現例が記載されている。以下、図面を参照して本発明の具現例を説明する。
先ず、図５（ａ）及び図５（ｂ）には、第１偏光板１０、一定の距離を置いて配置される上部基板２１と下部基板２３、及び上記基板の間に挿入される正の誘電率異方性を有する液晶で満たされた液晶セル２２から成る液晶パネル２０、及び第２偏光板３０を含み、上記第１偏光板１０と第２偏光板３０の吸収軸が互いに垂直であり、上記液晶パネル２０と第２偏光板３０の間に、第２偏光板を基準として＋Ａフィルム、＋Ｃフィルムの順に積層した補償フィルム積層体を含むＩＰＳ−ＬＣＤ素子が図示されている。
このとき、液晶パネルの液晶セル２２は、図５（ａ）に図示されたように、ホモジーニアスタイプであることもでき、図５（ｂ）に図示されたように、スプレータイプであることもできる。また、上記液晶セル２２の位相差値は５５０ｎｍ波長において約３００ｎｍ〜４００ｎｍの範囲の値を有する。
一方、上記補償フィルム積層体は、第２偏光板上に＋Ａフィルムと＋Ｃフィルムが順に積層された形態で形成され、このとき、上記＋Ｃフィルムは光軸が厚さ方向に形成され、偏光板の表面に垂直な方向に対して±５°、好ましくは±３°以内で傾くように形成される。また、＋Ａフィルムはその光軸が第２偏光の吸収軸（●）に対して垂直に配置される。
一方、上記＋Ａフィルムの面内位相差値は５５０ｎｍ波長において５０ｎｍ〜１５０ｎｍの範囲内であり、上記＋Ｃフィルムの厚さ位相差値は５５０ｎｍ波長において５０ｎｍ〜２５０ｎｍの範囲内にある。
図６（ａ）及び図６（ｂ）には本発明のＩＰＳ−ＬＣＤ装置の他の具現例が図示されている。
図６（ａ）及び図６（ｂ）に図示されたように、本発明のＩＰＳ−ＬＣＤ装置は第１偏光板１０、一定の距離を置いて配置される二枚の基板２１、２３、及び上記基板の間に挿入される正の誘電率異方性を有する液晶で満たされた液晶セル２２から成る液晶パネル２０、及び第２偏光板３０を含み、上記第１偏光板１０と第２偏光板３０の吸収軸が互いに垂直であり、上記液晶パネル２０と第２偏光板３０の間に、第２偏光板を基準として＋Ｃフィルム、＋Ａフィルムの順に積層された補償フィルム積層体を含んで成ることができる。
このとき、上記＋Ａフィルムの光軸は第２偏光板３０の吸収軸（●）が互いに平行に形成されることが好ましい。また、上記＋Ｃフィルムは光軸が厚さ方向に形成され、偏光板の表面に垂直な方向に対して±５°、好ましくは±３°以内で傾くように形成される。
一方、上記液晶パネルの液晶セル２２は図６（ａ）に図示されたように、ホモジーニアスタイプであることもでき、図６（ｂ）に図示されたように、スプレータイプであることもできる。また、上記液晶セル２２の位相差値は５５０ｎｍ波長において約３００ｎｍ〜４００ｎｍの範囲の値を有する。
一方、上記＋Ａフィルムの面内位相差値は５５０ｎｍ波長において５０ｎｍ〜１５０ｎｍの範囲であり、上記＋Ｃフィルムの厚さ位相差値は５５０ｎｍ波長において５０ｎｍ〜２５０ｎｍの範囲内であることが好ましい。
図７（ａ）及び図７（ｂ）には本発明のＩＰＳ−ＬＣＤ装置のさらに他の具現例が図示されている。
図７（ａ）及び図７（ｂ）に図示されたように、本発明のＩＰＳ−ＬＣＤ装置は第１偏光板１０、一定の距離を置いて配置される二枚の基板２１、２３、及び上記基板の間に挿入される正の誘電率異方性を有する液晶で満たされた液晶セル２２から成る液晶パネル２０、及び第２偏光板３０を含み、上記第１偏光板１０と第２偏光板３０の吸収軸が互いに垂直であり、上記液晶パネル２０と第２偏光板３０の間に、第２偏光板を基準として−Ｂフィルム、＋Ｃフィルムの順に積層された補償フィルム積層体を含んで成ることができる。
このとき、上記液晶パネルの液晶セル２２は図７（ａ）に図示されたように、ホモジーニアスタイプであることもでき、図７（ｂ）に図示されたように、スプレータイプであることもできる。また、上記液晶セル２２の位相差値は５５０ｎｍ波長において約３００ｎｍ〜４００ｎｍの範囲の値を有する。
一方、上記−Ｂフィルムの光軸は第２偏光板の吸収軸（●）と垂直に配置され、上記＋Ｃフィルムの光軸は厚さ方向に形成され、垂直方向に対して±５°、好ましくは±３°以内で傾く。
また、上記−Ｂフィルムの面内位相差値は５５０ｎｍ波長において５０〜１５０ｎｍであり、厚さ位相差値が５０〜２００ｎｍであり、上記＋Ｃフィルムの厚さ位相差値は５５０ｎｍ波長において５０ｎｍ〜２５０ｎｍの範囲 内であることが好ましい。
一方、ＩＰＳ−ＬＣＤの視野角補償特性は、偏光フィルムを保護するために使用される保護フィルムによっても影響を受ける。例えば、保護フィルムに厚さ方向の位相差を有するフィルムを使用する場合、視野角補償特性が低下するという問題が発生することがある。従って、本発明では、第１偏光板及び第２偏光板に使用される保護フィルムに無延伸ＣＯＰまたは位相差値の無いＴＡＣ或は無延伸アクリルフィルムのような等方性フィルムを使用することによって優れた視野角補償特性を確保することができるようにする。
上記保護フィルムは偏光フィルムの一面または好ましくは両面に備えられることができる。但し、第２偏光板の場合、偏光フィルムの一面にのみ上記等方性フィルムから成る保護フィルムを備え、補償フィルム積層体に積層される面には別途の保護フィルムを備えず、本発明の補償フィルム積層体を偏光フィルム上に直接積層し、保護フィルムの役割を果すようにすることができる。
［実施例１］
図５（ｂ）に図示されたような構造のＩＳＰ−ＬＣＤに対して方位角４５°、すべての傾斜角において最小コントラスト比値に対するシミュレーションを行った。
図５（ｂ）に図示されたような構造のＩＳＰ−ＬＣＤに対して方位角４５°、すべての傾斜角において最小コントラスト比値に対するシミュレーションを行った。
シミュレーション条件は以下の通りである。
（１）液晶セル：セル間隔３．３μｍ、プレチルト角１．４°、誘電率異方性Δε＝＋７，５５０ｎｍ波長において複屈折Δｎ＝０．１．スプレータイプ 配向
（２）第１偏光板及び第２偏光板：保護フィルムの厚さ＝８０μｍ、厚さ方向位相差なし
（３）＋Ａフィルム：フィルムの厚さ＝８０μｍ、Ｒｉｎ＝１５０ｎｍ
（４）＋Ｃフィルム：フィルムの厚さ＝１μｍ、Ｒｔｈ＝１００ｎｍ、光軸角度＋３°
（２）第１偏光板及び第２偏光板：保護フィルムの厚さ＝８０μｍ、厚さ方向位相差なし
（３）＋Ａフィルム：フィルムの厚さ＝８０μｍ、Ｒｉｎ＝１５０ｎｍ
（４）＋Ｃフィルム：フィルムの厚さ＝１μｍ、Ｒｔｈ＝１００ｎｍ、光軸角度＋３°
シミュレーション結果は図８のグラフに実線で示した。
［比較例１］
光軸が垂直方向に対して＋２０°傾いた＋Ｃフィルムを使用した点を除いては、実施例１と同一の条件でシミュレーションを行った。
シミュレーション結果は図８のグラフに‥‥‥線で示した。
光軸が垂直方向に対して＋２０°傾いた＋Ｃフィルムを使用した点を除いては、実施例１と同一の条件でシミュレーションを行った。
シミュレーション結果は図８のグラフに‥‥‥線で示した。
［比較例２］
光軸が垂直方向に対して＋２５°傾いた＋Ｃフィルムを使用した点を除いては、実施例１と同一の条件でシミュレーションを行った。
シミュレーション結果は図８のグラフに−‥−‥−線で示した。
光軸が垂直方向に対して＋２５°傾いた＋Ｃフィルムを使用した点を除いては、実施例１と同一の条件でシミュレーションを行った。
シミュレーション結果は図８のグラフに−‥−‥−線で示した。
［比較例３］
比較するために、補償フィルム積層体が挿入されないＩＰＳ−ＬＣＤに対してシミュレーションを行った。
比較するために、補償フィルム積層体が挿入されないＩＰＳ−ＬＣＤに対してシミュレーションを行った。
＜シミュレーション条件＞
（１）液晶セル：セル間隔３．３μｍ、プレチルト角１．４°、誘電率異方性Δε＝＋７，５５０ｎｍ波長において複屈折Δｎ＝０．１．スプレータイプ 配向
（２）第１偏光板及び第２偏光板：保護フィルムの厚さ＝８０μｍ、厚さ方向位相差なし
（１）液晶セル：セル間隔３．３μｍ、プレチルト角１．４°、誘電率異方性Δε＝＋７，５５０ｎｍ波長において複屈折Δｎ＝０．１．スプレータイプ 配向
（２）第１偏光板及び第２偏光板：保護フィルムの厚さ＝８０μｍ、厚さ方向位相差なし
シミュレーション結果は図８において−・−・−・−線で示した。
［比較例４］
比較するために、液晶セル内の液晶がプレチルト角を有さず、完全に水平 配向された理想的なＩＰＳ−ＬＣＤに対して方位角４５°、すべての傾斜角において最小コントラスト比値に対するシミュレーションを行った。
比較するために、液晶セル内の液晶がプレチルト角を有さず、完全に水平 配向された理想的なＩＰＳ−ＬＣＤに対して方位角４５°、すべての傾斜角において最小コントラスト比値に対するシミュレーションを行った。
＜シミュレーション条件＞
（１）液晶セル：セル間隔３．３μｍ、プレチルト角０°、誘電率異方性Δε＝＋７，５５０ｎｍ波長において複屈折Δｎ＝０．１．スプレータイプ配向
（２）第１偏光板及び第２偏光板：保護フィルムの厚さ＝８０μｍ、厚さ方向位相差なし
シミュレーション結果は図８において−−−−−線で示した。
（１）液晶セル：セル間隔３．３μｍ、プレチルト角０°、誘電率異方性Δε＝＋７，５５０ｎｍ波長において複屈折Δｎ＝０．１．スプレータイプ配向
（２）第１偏光板及び第２偏光板：保護フィルムの厚さ＝８０μｍ、厚さ方向位相差なし
シミュレーション結果は図８において−−−−−線で示した。
［実施例２］
図６（ａ）に図示されたような構造のＩＳＰ−ＬＣＤに対して方位角４５°、すべての傾斜角において最小コントラスト比値に対するシミュレーションを行った。
図６（ａ）に図示されたような構造のＩＳＰ−ＬＣＤに対して方位角４５°、すべての傾斜角において最小コントラスト比値に対するシミュレーションを行った。
＜シミュレーション条件＞
（１）液晶セル：セル間隔３．３μｍ、プレチルト角１．４°、誘電率異方性Δε＝＋７，５５０ｎｍ波長において複屈折Δｎ＝０．１．ホモジーニアスタイプ配向
（２）第１偏光板：保護フィルムの厚さ＝８０μｍ、厚さ方向位相差なし
（３）第２偏光板：保護フィルムの厚さ＝５０μｍ、Ｒｔｈ＝−３０ｎｍであるＴＡＣフィルム
（４）＋Ａフィルム：フィルムの厚さ＝８０μｍ、Ｒｉｎ＝１３０ｎｍ
（５）＋Ｃフィルム：フィルムの厚さ＝１μｍ、Ｒｔｈ＝１００ｎｍ、光軸角度 ３°
（１）液晶セル：セル間隔３．３μｍ、プレチルト角１．４°、誘電率異方性Δε＝＋７，５５０ｎｍ波長において複屈折Δｎ＝０．１．ホモジーニアスタイプ配向
（２）第１偏光板：保護フィルムの厚さ＝８０μｍ、厚さ方向位相差なし
（３）第２偏光板：保護フィルムの厚さ＝５０μｍ、Ｒｔｈ＝−３０ｎｍであるＴＡＣフィルム
（４）＋Ａフィルム：フィルムの厚さ＝８０μｍ、Ｒｉｎ＝１３０ｎｍ
（５）＋Ｃフィルム：フィルムの厚さ＝１μｍ、Ｒｔｈ＝１００ｎｍ、光軸角度 ３°
シミュレーション結果は図９のグラフに実線で示した。
［比較例５］
光軸が垂直方向に対して＋２０°傾いた＋Ｃフィルムを使用した点を除いては、実施例２と同一の条件でシミュレーションを行った。
シミュレーション結果は図９のグラフに‥‥‥線で示した。
光軸が垂直方向に対して＋２０°傾いた＋Ｃフィルムを使用した点を除いては、実施例２と同一の条件でシミュレーションを行った。
シミュレーション結果は図９のグラフに‥‥‥線で示した。
［比較例６］
光軸が垂直方向に対して＋２５°傾いた＋Ｃフィルムを使用した点を除いては、実施例２と同一の条件でシミュレーションを行った。
シミュレーション結果は図９のグラフに−‥−‥−線で示した。
光軸が垂直方向に対して＋２５°傾いた＋Ｃフィルムを使用した点を除いては、実施例２と同一の条件でシミュレーションを行った。
シミュレーション結果は図９のグラフに−‥−‥−線で示した。
［比較例７］
比較するために、補償フィルム積層体が挿入されないＩＰＳ−ＬＣＤに対してシミュレーションを行った。
シミュレーション結果は図９において−・−・−・−線で示した。
比較するために、補償フィルム積層体が挿入されないＩＰＳ−ＬＣＤに対してシミュレーションを行った。
シミュレーション結果は図９において−・−・−・−線で示した。
＜シミュレーション条件＞
（１）液晶セル：セル間隔３．３μｍ、プレチルト角１．４°、誘電率異方性Δε＝＋７，５５０ｎｍ波長において複屈折Δｎ＝０．１．ホモジーニアス タイプ配向
（２）第１偏光板：保護フィルムの厚さ＝８０μｍ、厚さ方向位相差なし
（３）第２偏光板：保護フィルムの厚さ＝５０μｍ、Ｒｔｈ＝−３０ｎｍであるＴＡＣフィルム
（１）液晶セル：セル間隔３．３μｍ、プレチルト角１．４°、誘電率異方性Δε＝＋７，５５０ｎｍ波長において複屈折Δｎ＝０．１．ホモジーニアス タイプ配向
（２）第１偏光板：保護フィルムの厚さ＝８０μｍ、厚さ方向位相差なし
（３）第２偏光板：保護フィルムの厚さ＝５０μｍ、Ｒｔｈ＝−３０ｎｍであるＴＡＣフィルム
［比較例８］
比較するために、液晶セル内の液晶がプレチルト角を有さず、完全に水平配向された理想的なＩＰＳ−ＬＣＤに対して方位角４５°、すべての傾斜角において最小コントラスト比値に対するシミュレーションを行った。
シミュレーション結果は図９において−−−−線で示した。
比較するために、液晶セル内の液晶がプレチルト角を有さず、完全に水平配向された理想的なＩＰＳ−ＬＣＤに対して方位角４５°、すべての傾斜角において最小コントラスト比値に対するシミュレーションを行った。
シミュレーション結果は図９において−−−−線で示した。
＜シミュレーション条件＞
（１）液晶セル：セル間隔３．３μｍ、プレチルト角０°、誘電率異方性Δε＝＋７，５５０ｎｍ波長において複屈折Δｎ＝０．１．ホモジーニアス タイプ配向
（２）第１偏光板：保護フィルムの厚さ＝８０μｍ、厚さ方向位相差なし
（３）第２偏光板：保護フィルムの厚さ＝５０μｍ、Ｒｔｈ＝−３０ｎｍであるＴＡＣフィルム
（１）液晶セル：セル間隔３．３μｍ、プレチルト角０°、誘電率異方性Δε＝＋７，５５０ｎｍ波長において複屈折Δｎ＝０．１．ホモジーニアス タイプ配向
（２）第１偏光板：保護フィルムの厚さ＝８０μｍ、厚さ方向位相差なし
（３）第２偏光板：保護フィルムの厚さ＝５０μｍ、Ｒｔｈ＝−３０ｎｍであるＴＡＣフィルム
［実施例３］
図７（ｂ）に図示されたような構造のＩＳＰ−ＬＣＤに対して方位角４５°、すべての傾斜角において最小コントラスト比値に対するシミュレーションを行った。
図７（ｂ）に図示されたような構造のＩＳＰ−ＬＣＤに対して方位角４５°、すべての傾斜角において最小コントラスト比値に対するシミュレーションを行った。
＜シミュレーション条件＞
（１）液晶セル：セル間隔３．３μｍ、プレチルト角１．４°、誘電率異方性Δε＝＋７，５５０ｎｍ波長において複屈折Δｎ＝０．１．スプレータイプ配向
（２）第１偏光板及び第２偏光板：保護フィルムの厚さ＝８０μｍ、厚さ方向位相差なし
（３）−Ｂフィルム：厚さ＝８０μｍ、Ｒｉｎ＝９０ｎｍ、Ｒｔｈ＝−７０ｎｍ
（４）＋Ｃフィルム：厚さ＝１μｍ、Ｒｔｈ＝１００ｎｍ、光軸角度３°
（１）液晶セル：セル間隔３．３μｍ、プレチルト角１．４°、誘電率異方性Δε＝＋７，５５０ｎｍ波長において複屈折Δｎ＝０．１．スプレータイプ配向
（２）第１偏光板及び第２偏光板：保護フィルムの厚さ＝８０μｍ、厚さ方向位相差なし
（３）−Ｂフィルム：厚さ＝８０μｍ、Ｒｉｎ＝９０ｎｍ、Ｒｔｈ＝−７０ｎｍ
（４）＋Ｃフィルム：厚さ＝１μｍ、Ｒｔｈ＝１００ｎｍ、光軸角度３°
シミュレーション結果は図１０のグラフに実線で示した。
［比較例９］
比較するために、補償フィルム積層体が挿入されないＩＰＳ−ＬＣＤに対してシミュレーションを行った。
シミュレーション結果は図１０において−・−・−・−線で示した。
比較するために、補償フィルム積層体が挿入されないＩＰＳ−ＬＣＤに対してシミュレーションを行った。
シミュレーション結果は図１０において−・−・−・−線で示した。
＜シミュレーション条件＞
（１）液晶セル：セル間隔３．３μｍ、プレチルト角１．４°、誘電率異方性Δε＝＋７，５５０ｎｍ波長において複屈折Δｎ＝０．１．スプレータイプ 配向
（２）第１偏光板及び第２偏光板：保護フィルムの厚さ＝８０μｍ、厚さ方向位相差なし
（１）液晶セル：セル間隔３．３μｍ、プレチルト角１．４°、誘電率異方性Δε＝＋７，５５０ｎｍ波長において複屈折Δｎ＝０．１．スプレータイプ 配向
（２）第１偏光板及び第２偏光板：保護フィルムの厚さ＝８０μｍ、厚さ方向位相差なし
［比較例１０］
比較するために、液晶セル内の液晶がプレチルト角を有さず、完全に水平配向された理想的なＩＰＳ−ＬＣＤに対して方位角４５°、すべての傾斜角において最小コントラスト比値に対するシミュレーションを行った。
シミュレーション結果は図１０において−−−−−線で示した。
比較するために、液晶セル内の液晶がプレチルト角を有さず、完全に水平配向された理想的なＩＰＳ−ＬＣＤに対して方位角４５°、すべての傾斜角において最小コントラスト比値に対するシミュレーションを行った。
シミュレーション結果は図１０において−−−−−線で示した。
＜シミュレーション条件＞
（１）液晶セル：セル間隔３．３μｍ、プレチルト角０°、誘電率異方性Δε＝＋７，５５０ｎｍ波長において複屈折Δｎ＝０．１．スプレータイプ配向
（２）第１偏光板及び第２偏光板：保護フィルムの厚さ＝８０μｍ、厚さ方向位相差なし
（１）液晶セル：セル間隔３．３μｍ、プレチルト角０°、誘電率異方性Δε＝＋７，５５０ｎｍ波長において複屈折Δｎ＝０．１．スプレータイプ配向
（２）第１偏光板及び第２偏光板：保護フィルムの厚さ＝８０μｍ、厚さ方向位相差なし
図８から１０により、本発明の視野角補償フィルム積層体を適用したＩＰＳ−ＬＣＤが、最も理想的なＩＰＳ−ＬＣＤに近い挙動を示すことがわかる。また、図８及び図９を通して、＋Ｃフィルムの光軸の傾斜角が大きくなると、逆に性能が落ちることがわかる。
Claims (16)
- 光軸が面内に存在する第１フィルムと、
光軸が厚さ方向に存在し、前記厚さ方向の光軸が垂直方向に対して−５°から＋５°の一定の角度で（ただし、０°を除く）面内方向に傾いている第２フィルムを含む視野角補償フィルム積層体。 - 前記第１フィルムはｎｘ＞ｎｙ＝ｎｚである＋Ａフィルムであり、前記第２フィルムはｎｘ＝ｎｙ＜ｎｚである＋Ｃフィルムであることを特徴とする請求項１に記載の視野角補償フィルム積層体。
- 前記＋Ａフィルムは５５０ｎｍ波長において５０ｎｍから１５０ｎｍの面内位相差値を有し、
前記＋Ｃフィルムは５５０ｎｍ波長において５０ｎｍから２５０ｎｍの厚さ方向位相差値を有することを特徴とする請求項２に記載の視野角補償フィルム積層体。 - 前記＋Ａフィルムは、光軸が隣接した偏光板の吸収軸と垂直に配置されることを特徴とする請求項２に記載の視野角補償フィルム積層体。
- 前記＋Ａフィルムは、光軸が隣接した偏光板の吸収軸に平行に配置されることを特徴とする請求項２に記載の視野角補償フィルム積層体。
- 前記第１フィルムはｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚである−Ｂフィルムであり、前記第２フィルムはｎｘ＝ｎｙ＜ｎｚである＋Ｃフィルムであることを特徴とする請求項１に記載の視野角補償フィルム積層体。
- 前記−Ｂフィルムは、５５０ｎｍ波長において５０から１５０ｎｍの面内位相差値及び−５０から−２００ｎｍの厚さ方向位相差値を有し、
前記＋Ｃフィルムは、５５０ｎｍ波長において５０ｎｍから２５０ｎｍの厚さ方向位相差値を有することを特徴とする請求項６に記載の視野角補償フィルム積層体。 - 前記第１フィルムはポリマーフィルムであり、第２フィルムは液晶フィルムであることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の視野角補償フィルム積層体。
- 上部基板、下部基板及び前記上部基板と下部基板の間に挿入される正の誘電率異方性を有する液晶で満たされた液晶セルを含む液晶パネルと、前記液晶パネルの両側に夫々配置される第１偏光板及び第２偏光板を含むＩＰＳ−ＬＣＤ装置において、
前記液晶セル内の液晶の光軸は偏光板と平行な面内（ｉｎ−ｐｌａｎｅ）に位置し、
前記第１偏光板と第２偏光板の吸収軸は互いに垂直であり、
前記液晶パネルと第２偏光板の間に光軸が面内に存在する第１フィルム、及び光軸が厚さ方向に存在し、前記厚さ方向の光軸が垂直方向に対して−５°から＋５°の一定の角度で（ただし、０°を除く）面内（ｉｎ−ｐｌａｎｅ）方向に傾いている第２フィルムを含む視野角補償フィルム積層体を含むことを特徴とするＩＰＳ−ＬＣＤ装置。 - 前記液晶セルの位相差値は、５５０ｎｍ波長において３００ｎｍから４００ｎｍであることを特徴とする請求項９に記載のＩＰＳ−ＬＣＤ装置。
- 前記第１偏光板及び第２偏光板は、保護フィルムとして等方性フィルムを使用することを特徴とする請求項９または１０に記載のＩＰＳ−ＬＣＤ装置。
- 前記等方性フィルムは、無延伸ＣＯＰ（ｃｙｃｌｏ−ｏｌｅｆｉｎ ｐｏｌｙｍｅｒ）または位相差値の無いＺｅｒｏ ＴＡＣフィルムであることを特徴とする請求項１１に記載のＩＰＳ−ＬＣＤ装置。
- 前記液晶セルはスプレータイプの液晶配向を有し、
前記第１フィルムはｎｘ＞ｎｙ＝ｎｚである＋Ａフィルムであり、
前記第２フィルムはｎｘ＝ｎｙ＜ｎｚである＋Ｃフィルムであり、
前記第１フィルムは光軸が第２偏光板の吸収軸と垂直に配置されることを特徴とする請求項９から１２のいずれか１項に記載のＩＰＳ−ＬＣＤ装置。 - 前記液晶セルはホモジーニアスタイプの液晶配向を有し、
前記第１フィルムはｎｘ＞ｎｙ＝ｎｚである＋Ａフィルムであり、
前記第２フィルムはｎｘ＝ｎｙ＜ｎｚである＋Ｃフィルムであり、
前記第１フィルムは、光軸が第２偏光板の吸収軸と平行に配置されることを特徴とする請求項９から１２のいずれか１項に記載のＩＰＳ−ＬＣＤ装置。 - 前記液晶セルはスプレータイプの液晶配向を有し、
前記第１フィルムはｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚである−Ｂフィルムであり、
前記第２フィルムはｎｘ＝ｎｙ＜ｎｚである＋Ｃフィルムであることを特徴とする請求項９から１２のいずれか１項に記載のＩＰＳ−ＬＣＤ装置。 - 前記第２フィルムの光軸の角度は、前記液晶セルのプレチルト角に対応づけられている請求項９から１５のいずれか１項に記載のＩＰＳ−ＬＣＤ装置。
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