JP4789139B2 - 液晶パネルおよびそれを用いた液晶表示装置 - Google Patents
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Description
図1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。図2は、このパネルに用いられるアクティブマトリクス基板の概略断面図であり、図3は、図2のアクティブマトリクス基板の概略平面図である。図2は、図3のII−II線による断面に対応する。
Symmetric Aligned Microcell)モードが挙げられる。VAモードおよびOCBモードが好ましい。本発明に用いられる光学補償層20およびバックライト部40と組み合わせると、カラーシフト、黒表示における光漏れおよび斜め方向のコントラストの改善が著しいからである。
上記バックライト部40は、一般的には、光源と、必要に応じて拡散手段(例えば、拡散層、拡散板)、散乱手段(例えば、散乱板)、反射手段(例えば、乳白板のような反射板)および/または偏光手段とを有する。本発明においては、バックライト部40は、パネル長手方向を横方向としたときに横長楕円形の輝度分布を有する光を発する。このような輝度分布を有する限り、バックライト部から発せられる光は、自然光であってもよく偏光であってもよい。本明細書において「横長楕円形の輝度分布」とは、全方位等輝度等高線において所定値以上の輝度を表示する横方向(0°−180°方向)の極角Xが、当該所定値以上の輝度を表示する縦方向(90°−270°方向)の極角Yよりも大きいような輝度分布をいう。このような輝度分布の例としては、図6または図7に示すような輝度分布が挙げられる。このような輝度分布であれば、いずれのタイプの輝度分布を有する光を発するバックライト部を用いても、特定の光学補償層を液晶セルの視認側に配置することにより、斜め方向のコントラストにきわめて優れ、黒表示における光漏れが小さく、かつ、カラーシフトが小さい液晶パネルが得られる。
B−1.光学補償層の光学特性および全体的な構成
光学補償層20のフィルム面内位相差(正面位相差)Δndは、液晶セルの表示モードに対応して最適化され得る。例えば、Δndの下限は、好ましくは5nm以上、さらに好ましくは10nm以上、最も好ましくは15nm以上である。Δndが5nm未満の場合には、斜め方向のコントラストが低下する場合が多い。一方、Δndの上限は、好ましくは400nm以下、より好ましくは300nm以下、さらに好ましくは200nm以下、特に好ましくは150nm以下、とりわけ好ましくは100nm以下、最も好ましくは80nm以下である。Δndが400nmを超えると、視野角が小さくなる場合が多い。より具体的には、液晶セルがVAモードを採用する場合には、Δndは、好ましくは5〜150nm、さらに好ましくは10〜100nm、最も好ましくは15〜80nmである。液晶セルがOCBモードを採用する場合には、Δndは、好ましくは5〜400nm、さらに好ましくは10〜300nm、最も好ましくは15〜200nmである。なお、Δndは、式:Δnd=(nx−ny)×dで求められる。ここで、nxは光学補償層の遅相軸方向の屈折率であり、nyは光学補償層の進相軸方向の屈折率であり、d(nm)は光学補償層の厚みである。代表的には、Δndは、波長590nmの光を用いて測定される。遅相軸は、フィルム面内の屈折率が最大になる方向をいい、進相軸は、面内で遅相軸に垂直な方向をいう。
光学補償層を構成する材料としては、上記のような光学特性が得られる限りにおいて任意の適切な材料が採用され得る。例えば、このような材料としては、非液晶性材料が挙げられる。特に好ましくは、非液晶性ポリマーである。このような非液晶性材料は、液晶性材料とは異なり、基板の配向性に関係なく、それ自身の性質によりnx>nz、ny>nzという光学的一軸性を示す膜を形成し得る。その結果、配向基板のみならず未配向基板も使用され得る。さらに、未配向基板を用いる場合であっても、その表面に配向膜を塗布する工程や配向膜を積層する工程等を省略することができる。
次に、光学補償層の形成方法について説明する。光学補償層の形成方法としては、上記のような光学特性を有する光学補償層が得られる限りにおいて任意の適切な方法が採用され得る。代表的な製造方法は、基材フィルムに上記非液晶性ポリマーの溶液を塗工する工程と、当該溶液中の溶媒を除去して光学補償層を形成する工程とを含む。代表的には、基材上に光学補償層が形成された積層体は、光学補償層が形成されていない側が任意の適切な粘着剤層を介して偏光子に貼り合わせられる。その結果、基材は偏光子の保護層となる。
上記第1および第2の偏光子30および30’としては、目的に応じて任意の適切な偏光子が採用され得る。例えば、ポリビニルアルコール系フィルム、部分ホルマール化ポリビニルアルコール系フィルム、エチレン・酢酸ビニル共重合体系部分ケン化フィルム等の親水性高分子フィルムに、ヨウ素や二色性染料等の二色性物質を吸着させて一軸延伸したもの、ポリビニルアルコールの脱水処理物やポリ塩化ビニルの脱塩酸処理物等ポリエン系配向フィルム等が挙げられる。これらのなかでも、ポリビニルアルコール系フィルムにヨウ素などの二色性物質を吸着させて一軸延伸した偏光子が、偏光二色比が高く特に好ましい。これら偏光子の厚さは特に制限されないが、一般的に、5〜80μm程度である。第1および第2の偏光子30および30’は同一であってもよく、異なっていてもよい。
実用的には、第1および第2の偏光子30および30’の外側には、透明保護層が設けられる。さらに、必要に応じて、第1の偏光子30の液晶セル側および/または第2の偏光子30’の光学補償層側に別の透明保護層が設けられ得る。
試料フィルムの屈折率nx、nyおよびnzを、自動複屈折測定装置(王子計測機器株式会社製,自動複屈折計KOBRA21−ADH)により計測し、面内位相差Δndおよび厚み方向位相差Rthを算出した。測定温度は23℃、測定波長は590nmであった。
(2)カラーシフトの測定
ELDIM社製 商品名 「EZ Contrast160D」を用いて、極角を0°〜80°に変化させて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。方位角は、実施例1および比較例1では0°、30°、45°、60°および90°とし、実施例2および比較例2では45°とした。
(3)光漏れの測定
作製した液晶表示装置に黒画像を表示させ、ELDIM社製 商品名 「EZ Contrast160D」を用いて、極角を−70°〜70°に変化させて測定した。
(4)輝度の測定
ELDIM社製、商品名「EZ Contrast160D」を用いて、全方位、極角0°〜90°に変化させて測定した。
2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン二無水物(6FDA)と、2,2’−ビス(トリフルオロメチル)−4,4’−ジアミノビフェニル(TFMB)とから合成された下記式(6)で表される重量平均分子量(Mw)70,000のポリイミドを、メチルイソブチルケトンに溶解して、15質量%のポリイミド溶液を調製した。なお、ポリイミドの調製等は、文献(F. Li et al. Polymer40 (1999) 4571−4583)の方法を参照した。一方、厚み80μmのトリアセチルセルロース(TAC)フィルムを、固定端横延伸によって175℃で1.3倍に横延伸して、厚み75μmの延伸TACフィルムを作製し、基材フィルムとした。そして、この基材フィルム上に上記ポリイミド溶液を塗工し、これを100℃で10分間乾燥した。その結果、基材フィルム上に光学補償層を有する光学フィルムAを得た。光学補償層の厚みは6μm、Δn(=nx−nz)は約0.04であった。光学補償層の厚み方向の位相差は245nmであり、面内位相差は55nmであった。光学補償層は、nx>ny>nzの光学特性を有していた。なお、基材フィルム(延伸TACフィルム)のΔnは約0.0006であった。
ポリビニルアルコールフィルムを、ヨウ素を含む水溶液中で染色した後、ホウ酸を含む水溶液中で速比の異なるロール間にて6倍に一軸延伸して偏光子を得た。得られた偏光子を、上記光学フィルムAの基材フィルムの光学補償層が形成されていない面に積層した。このとき、光学補償層の進相軸と偏光子の吸収軸とが互いに実質的に平行となるようにして積層した。さらに、偏光子の光学フィルムAと積層されない面に市販のTACフィルム(厚み40μm)〔富士写真フィルム(株)製 商品名「UZ−TAC」〕を保護層として積層し、積層体(偏光板)Bを得た。
積層体Bをバックライト側に配置し、TAC保護層/偏光子/TAC保護層の構成を有する偏光板を視認側に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実施例1と同様の評価に供した。カラーシフトの測定結果を図9(b)に、光漏れの測定結果を図10に示す。
積層体Bをバックライト側に配置し、TAC保護層/偏光子/TAC保護層の構成を有する偏光板を視認側に配置したこと以外は実施例2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のカラーシフトを測定した。測定結果を図11(b)に示す。
11、11’ ガラス基板
12 液晶層
20 光学補償層
30、30’ 偏光板
40 バックライト部
100 液晶表示装置
Claims (7)
- パネル長手方向を横方向としたときに、全方位等輝度等高線において所定値以上の輝度を表示する横方向(0°−180°方向)の極角Xが、当該所定値以上の輝度を表示する縦方向(90°−270°方向)の極角Yよりも大きい横長楕円形の輝度分布を有する光を発するバックライト部と、第1の偏光子と、液晶セルと、nx>ny>nzの屈折率分布を有する光学補償層と、第2の偏光子とをバックライト側からこの順に備える、液晶パネル。
- 前記光学補償層が、2<Nz<20のNz係数を有する、請求項1に記載の液晶パネル。
- 前記光学補償層が、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、およびポリエステルイミドから選択される少なくとも1種の非液晶ポリマー材料から形成されている、請求項1または2に記載の液晶パネル。
- 前記光学補償層の進相軸と前記第2の偏光子の吸収軸とが平行である、請求項1から3のいずれかに記載の液晶パネル。
- 前記光学補償層の厚みが1〜20μmである、請求項1から4のいずれかに記載の液晶表示装置。
- 前記液晶セルの駆動モードが、VAモードまたはOCBモードである、請求項1から5のいずれかに記載の液晶パネル。
- 請求項1から6のいずれかに記載の液晶パネルを含む、液晶表示装置。
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