JP2013205688A - 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、バックライトユニットと、第1の偏光子と、液晶セルと、第2の偏光子と、異方性散乱層とをこの順に備える。液晶セルの表示特性は視野角依存性を有し、異方性散乱層は、バックライトユニットから出射された光のうち、液晶セルの実質的に法線方向に進行する光を透過し、それ以外の方向に進行する光を散乱する。液晶セルは、好ましくはTNモードである。
【選択図】図1
Description
好ましい実施形態においては、上記異方性散乱層は、第1の屈折率を有する第1の領域と;該第1の領域に分散した、上記液晶表示パネルの実質的に法線方向に延びる柱状の微細領域であり、該第1の屈折率よりも小さい第2の屈折率を有する、第2の領域と;を有する。
好ましい実施形態においては、上記異方性散乱層の上記第2の領域は空孔部である。さらに好ましい実施形態においては、上記異方性散乱層の上記第2の領域は貫通孔を含む。
好ましい実施形態においては、上記異方性散乱層中の上記第2の領域の存在比率は、体積基準で2%〜50%である。
好ましい実施形態においては、上記異方性散乱層のヘイズは10%〜80%である。
好ましい実施形態においては、上記液晶表示パネルの液晶層の液晶分子は、中間調表示において、該液晶表示パネルの法線方向に対して斜め方向に配向している。さらに好ましい実施形態においては、上記液晶表示パネルの表示モードはTNモードである。
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り、図2は、図1の液晶表示装置に用いられる液晶セルの概略断面図である。液晶表示装置100は、バックライトユニット10と、液晶表示パネル20と、異方性散乱層30とをこの順に備える。液晶表示パネル20は、液晶セル22と、液晶セル22の両側に配置された偏光板21、21’とを有する。偏光板21、21’は、代表的には、その吸収軸が互いに実質的に直交または平行となるようにして配置されている。偏光板21、21’の吸収軸の方向は、液晶表示パネルの表示モードに応じて適切に設定され得る。例えば、ノーマリーホワイトのねじれネマチック(TN)モードでは、偏光板21、21’はその吸収軸が互いに実質的に直交するように配置されている。また例えば、ノーマリーブラックの垂直配向(VA)モードにおいても、偏光板21、21’はその吸収軸が互いに実質的に直交するように配置されている。ここで、「実質的に直交」とは、2つの方向のなす角度が、90°±2.0°の範囲を包含し、好ましくは90°±1.0°であり、さらに好ましくは90°±0.5°である。また、「実質的に平行」とは、2つの方向のなす角度が、0°±2.0°の範囲を包含し、好ましくは0°±1.0°であり、さらに好ましくは0°±0.5°である。
液晶セル22は、一対のガラス基板221、221’と、該基板間に配された表示媒体としての液晶層222とを有する。一方の基板(アクティブマトリクス基板)221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)と、このスイッチング素子にゲート信号を与える走査線およびソース信号を与える信号線とが設けられている(いずれも図示せず)。他方のガラス基板(カラーフィルター基板)221’には、カラーフィルターが設けられる(図示せず)。なお、カラーフィルターは、アクティブマトリクス基板221に設けてもよい。基板221、221’の間隔(セルギャップ)は、スペーサー(図示せず)によって制御されている。基板221、221’の液晶層222と接する側には、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。該配向膜の形成方法としては、任意の適切な配向処理法が採用され得る。配向処理法の具体例としては、ラビング法、斜め蒸着法、光配向法等が挙げられる。
異方性散乱層30は、図1に示すとおり、視認側偏光板21’のさらに視認側に配置される。異方性散乱層30は、バックライトユニット10から出射された光のうち、液晶表示パネルの実質的に法線方向に進行する光を透過し、それ以外の方向に進行する光を散乱する。このような異方性散乱層を視認側偏光板の視認側に配置することにより、正面コントラスト比を高くすることができ、かつ、階調反転を抑制することができる。ここで、「実質的に法線方向」とは、法線方向から±20°傾いた方向を包含し、好ましくは±10°であり、より好ましくは±5°である。さらに、異方性散乱層30と視認側偏光板21’の偏光子との距離は短い方が好ましい。例えば、当該距離は、好ましくは1mm以下であり、より好ましくは500μm以下である。なお、当該距離は、異方性散乱層30の偏光板側表面と視認側偏光板21’の偏光子の異方性散乱層側表面との距離である。異方性散乱層30は、任意の適切な粘着剤または接着剤を介して視認側偏光板21’に貼り合わせられ得る。また、異方性散乱層30は、視認側偏光板21’の偏光子保護層を兼ねてもよい。この場合、視認側偏光板21’の偏光子保護層(後述)は省略されてもよい。異方性散乱層30は、独立した部材としての異方性散乱シートとして提供されてもよく、視認側偏光板と一体化されて異方性散乱層付偏光板として提供されてもよい。
バックライトユニット10としては、任意の適切な構成を採用することができる。例えば、バックライトユニットは、直下方式でもよく、サイドライト方式でもよい。図6は、直下方式のバックライトユニットを説明するための概略断面図である。このバックライトユニット10は、光源11と、反射フィルム12と、拡散板13と、プリズムシート14と、輝度向上フィルム15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得る。なお、図6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表示モードなど、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。例えば、バックライト側偏光板21に輝度向上フィルムを設ける場合には、輝度向上フィルム15は省略され得る。
偏光板21および21’としては、それぞれ、任意の適切な偏光板が採用され得る。偏光板は、代表的には、偏光子と、偏光子の片側または両側に配置された保護層とを有する。偏光子と保護層とは、任意の適切な粘着剤層または接着剤層を介して積層されている。
マイクロゲージ式厚み計(ミツトヨ社製)を用いて測定した。
(2)異方性散乱層の孔径
走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて直接測定した。
(3)異方性散乱層における空孔部の存在比率
走査型電子顕微鏡(SEM)の画像から面積比を測定し、体積基準に換算した。
(4)ヘイズ
JIS 7136で定める方法により、ヘイズメーター(村上色彩科学研究所社製、商品名「HN−150」)を用いて測定した。
(5)全光線透過率
ヘイズメーター(村上色彩科学研究所社製、商品名「HN−150」)を用いて測定した。
(6)す抜け透過率
平行光光源装置(中央精機社製、半値角2°)を用いて平行光を液晶パネルに照射し、散乱せずに透過する光の割合を、AUTRONIC MELCHERS社製コノスコープにて測定した。
(7)0°/40°拡散係数比
0°す抜け透過率をA、40°す抜け透過率をBとしたときに、(−lnB)/(−lnA)で算出した。
(8)白輝度
実施例および比較例で得られた液晶表示装置を全画面白表示となるようにし、AUTRONIC MELCHERS社製コノスコープにて正面方向の輝度を測定した。
(9)カラーシフト
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。極角0°〜60°、方位角0°〜360°のxy色相を1°おきにプロットし、最も距離の大きいもの同士の距離をカラーシフトとした。
(10)階調反転
実施例および比較例で得られた液晶表示装置で黒と白と中間の7階調のグレーを表示し、それぞれの輝度をAUTRONIC MELCHERS社製コノスコープにて90°−270°の方位で極角1°おきに測定し、いずれかの諧調に対して輝度が逆転した角度を階調反転が起きた角度とした。
市販のPETフィルム(厚み50μm、二軸延伸品)に加速器による加速イオンを照射した後、水酸化ナトリウム溶液によりエッチング処理を行い、貫通孔を有する多孔性フィルムAを得た。得られた多孔性フィルムAの特性を表1に示す。この多孔性フィルムAを異方性散乱層として用いた。
一方、TNモードの液晶表示装置(Acer社製、商品名「V173Dbm」)から液晶表示パネルを取り出した。取り出した液晶表示パネルの視認側の光学部材をすべて取り除き、液晶セルのガラス基板の表面を洗浄した後、市販の偏光板(日東電工社製、商品名「SEG1424NWL」)を貼り付けた。バックライト側偏光板は、液晶表示装置に組み込まれていたものをそのまま用いた。バックライト側偏光板には視野角拡大フィルム(富士フイルム社製、WVフィルム)が設けられていた。視認側偏光板とバックライト側偏光板とは、吸収軸が互いに直交するように貼り合わせた。このようにして得られた液晶表示パネルに、液晶表示装置に組み込まれていたバックライトユニットを取り付けた。バックライトユニットはサイドライト方式であった。次いで、視認側偏光板のさらに視認側に、上記で得られた多孔性フィルムAを粘着剤を介して貼り付け、異方性散乱層とした。このようにして液晶表示装置を作製した。得られた液晶表示装置を上記(8)〜(10)の評価に供した。結果を表2に示す。
表1に示すような多孔性フィルムBを異方性散乱層として用いたこと以外は実施例1と同様にして液晶表示装置を作製した。得られた液晶表示装置を上記(8)〜(10)の評価に供した。結果を表2に示す。
表1に示すような多孔性フィルムCを異方性散乱層として用いたこと以外は実施例1と同様にして液晶表示装置を作製した。得られた液晶表示装置を上記(8)〜(10)の評価に供した。結果を表2に示す。
表1に示すような多孔性フィルムDを異方性散乱層として用いたこと以外は実施例1と同様にして液晶表示装置を作製した。得られた液晶表示装置を上記(8)〜(10)の評価に供した。結果を表2に示す。
表1に示すような多孔性フィルムEを異方性散乱層として用いたこと以外は実施例1と同様にして液晶表示装置を作製した。得られた液晶表示装置を上記(8)〜(10)の評価に供した。結果を表2に示す。
異方性散乱層を設けなかったこと以外は実施例1と同様にして液晶表示装置を作製した。得られた液晶表示装置を上記(8)〜(10)の評価に供した。結果を表2に示す。なお、白輝度については比較例1の評価結果を相対的な基準とした。
異方性散乱層の代わりに、マトリクス中に分散した光拡散性微粒子を含む拡散粘着剤(日東電工社製、商品名「H40」、ヘイズ:40%)を配置したこと以外は実施例1と同様にして液晶表示装置を作製した。得られた液晶表示装置を上記(8)〜(10)の評価に供した。結果を表2に示す。
さらに、実施例1、比較例1および比較例2の液晶表示装置についての実際の表示を比較して説明する画像を図7に示す。図7から明らかなように、実施例1の液晶表示装置は、比較例1および2の液晶表示装置に比べて階調反転を顕著に抑制できていることがわかる。
さらに、実施例1および比較例1の液晶表示装置からそれぞれ視野角拡大フィルムを取り除いた液晶表示装置を作製し、上記(8)〜(10)の評価に供したところ、実施例1に対応する液晶表示装置は、いずれの項目においても比較例1に対応する液晶表示装置よりも優れていた。
20 液晶表示パネル
21、21’ 偏光板
22 液晶セル
30 異方性散乱層
31 第1の領域
32 第2の領域
100 液晶表示装置
Claims (8)
- バックライトユニットと、液晶表示パネルと、異方性散乱層とをこの順に備え、
該液晶表示パネルの表示特性が視野角依存性を有し、
該異方性散乱層が、該バックライトユニットから出射された光のうち、該液晶表示パネルの実質的に法線方向に進行する光を透過し、それ以外の方向に進行する光を散乱する、
液晶表示装置。 - 前記異方性散乱層が、
第1の屈折率を有する第1の領域と、
該第1の領域に分散した、前記液晶表示パネルの実質的に法線方向に延びる柱状の微細領域であり、該第1の屈折率よりも小さい第2の屈折率を有する、第2の領域と、
を有する、請求項1に記載の液晶表示装置。 - 前記異方性散乱層の前記第2の領域が空孔部である、請求項2に記載の液晶表示装置。
- 前記異方性散乱層の前記第2の領域が貫通孔を含む、請求項3に記載の液晶表示装置。
- 前記異方性散乱層中の前記第2の領域の存在比率が、体積基準で2%〜50%である、請求項2から4のいずれかに記載の液晶表示装置。
- 前記異方性散乱層のヘイズが、10%〜80%である、請求項1から5のいずれかに記載の液晶表示装置。
- 前記液晶表示パネルの液晶層の液晶分子が、中間調表示において、該液晶表示パネルの法線方向に対して斜め方向に配向している、請求項1から6のいずれかに記載の液晶表示装置。
- 前記液晶表示パネルの表示モードがTNモードである、請求項7に記載の液晶表示装置。
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