JP5265614B2 - 円偏光板 - Google Patents
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Description
(A)nx>ny>nzの関係を満たすλ/4板を用いる方法
(B)nx>nz>nyの関係を満たすλ/4板とnx=ny>nzの関係を満たす位相差フィルム(いわゆるネガティブCプレート)を組み合わせて用いる方法
(C)(B)の構成に加えて、nx>nz>nyの関係を満たすλ/2板を1枚又は2枚組み合わせて用いる方法
以下に本発明を詳述する。
Rxy=(72−9.6×ΔNz1) (1)
Rxz=Rlc−137.5×(Nzq1+Nzq2−1) (2)
Γq1(45、60)=140+56.1×(Nzq1−0.5) (3)
Γlc(45、60)=0.408×Rlc (4)
Γr3(45、60)=0.408×Rxz (5)
Γq2(45、60)=140−56.1×(Nzq2−0.5) (6)
+Γq1(45、60)−Γlc(45、60)+Γr3(45、60)−Γq2(45、60)=0 (7)
本発明に用いられる複屈折層としては、材料や光学的性能について特に限定されず、例えば、ポリマーフィルムを延伸したもの、液晶性材料の配向を固定したもの、無機材料から構成される薄板等を用いることができる。
第一種の複屈折層としては、固有複屈折が正の材料を成分として含むフィルムを延伸加工したもの等を適宜用いることができる。このように、第一種の複屈折層は、2層以上の複屈折層が積層されたものであってもよいが、容易、かつ低コストに作製する観点からは、単層(単一のフィルムから形成されたもの)であることが好ましい。固有複屈折が正の材料としては、例えば、ポリカーボネート、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリビニルアルコール、ノルボルネン、トリアセチルセルロース、ジアチルセルロース等が挙げられる。
第二種の複屈折層としては、固有複屈折が負の材料を成分として含むフィルムを延伸加工したもの、固有複屈折が正の材料を成分として含むフィルムを熱収縮性フィルムの収縮力の作用下で延伸加工したもの等を適宜用いることができる。なかでも、製造方法の簡便化の観点からは、固有複屈折が負の材料を成分として含むフィルムを延伸加工したものが好ましい。このように、第二種の複屈折層は、2層以上の複屈折層が積層されたものであってもよいが、容易、かつ低コストに作製する観点からは、単層(単一のフィルムから形成されたもの)であることが好ましい。固有複屈折が負の材料としては、例えば、ポリスチレン、ポリビニルナフタレン、ポリビニルビフェニル、ポリビニルピリジン、ポリメチルメタクリレート、ポリメチルアクリレート、N置換マレイミド共重合体、フルオレン骨格を有するポリカーボネート、トリアセチルセルロース(特にアセチル化度の小さいもの)等が挙げられる。
第三種の複屈折層としては、固有複屈折が正の材料を成分として含むフィルムを延伸加工したもの、コレステリック(カイラルネマチック)液晶やディスコチック液晶等の液晶性材料を塗布したもの、ポリイミドやポリアミド等を含む非液晶性材料を塗布したもの等を適宜用いることができる。このように、第三種の複屈折層は、2層以上の複屈折層が積層されたものであってもよいが、容易、かつ低コストに作製する観点からは、単層(単一のフィルムから形成されたもの)であることが好ましい。
第一及び第二のλ/4板については、第一種、第二種及び第三種の複屈折層と同様のものを適宜用いることができる。第一及び第二のλ/4板についても、2層以上の複屈折層が積層されたものであってもよいが、容易、かつ低コストに作製する観点からは、単層(単一のフィルムから形成されたもの)であることが好ましい。
偏光子としては、例えば、ポリビニルアルコール(PVA)フィルムに二色性を有するヨウ素錯体等の異方性材料を吸着配向させたもの等を適宜用いることができる。
液晶セルとしては、液晶セル中の液晶分子を基板面に垂直に配向させることで黒表示を行うものでさえあればよく、そのような液晶セルの表示モードとしては、例えば、VAモード等が挙げられる。VAモードには、MVAモード、CPAモード、PVAモード、BVAモード、ReverseTNモード等が含まれる。また、液晶セルの駆動形式としては、TFT方式(アクティブマトリクス方式)のほか、単純マトリクス方式(パッシブマトリクス方式)、プラズマアドレス方式等であってもよい。液晶セルの構成としては、例えば、それぞれに電極が形成された一対の基板間に液晶を狭持し、それぞれの電極間に電圧を印加することで表示を行うものが挙げられる。
デュアル・リターダー・ローテート方式のポーラリメータ(Axometrics社製、商品名:Axo−scan)を用いて測定した。Rxyは複屈折層の法線方向から実測した。nx、ny、nz、Rxz及びNzは、複屈折層の法線方向、法線方向から−50°〜50°傾斜した各斜め方向から位相差を測定し、公知の屈折率楕円体式のカーブフィッティングにより算出した。傾斜方位は面内遅相軸と直交する方位とした。また、nx、ny、nz、Rxz及びNzは、カーブフィッティングの計算条件として与える平均屈折率=(nx+ny+nz)/3に依存するが、各複屈折層の平均屈折率を1.5に統一して計算した。実際の平均屈折率が1.5と異なる複屈折層についても平均屈折率1.5を想定して換算した。
視野角測定装置(ELDIM社製、商品名:EZContrast160)を用いて測定した。光源にはシャープ社製液晶テレビ(商品名:LC37−GH1)搭載のバックライトを用いた。方位45°、極60°の斜め方向における白表示と黒表示の輝度を測定し、その比をCR(45、60)とした。また、方位0°、極60°の斜め方向における白表示と黒表示の輝度を測定し、その比をCR(0、60)とした。
図14は、実施例1の液晶表示装置の構成を模式的に示す斜視図である。
本発明に係る実施例1の液晶表示装置は、図14に示すように、TACフィルム101、第一の偏光子111、第一種の複屈折層151、第一のλ/4板181、VAモード液晶セル131、第三種の複屈折層171、第二のλ/4板182、第二種の複屈折層161、第二の偏光子112、TACフィルム102をこの順に積層して得られたVAモードの液晶表示装置である。
NB:ノルボルネン
PC:ポリカーボネート
PMMA:ポリメチルメタクリレート
NM:N置換マレイミド共重合体
ChLC:コレステリック液晶
PI:ポリイミド
TAC:トリアセチルセルロース
Z:等方性フィルム
本発明に係る実施例2〜3の液晶表示装置は、第一種及び第二種の複屈折層151、161の位相差Rxy及びNz係数を変更したことを除いては、実施例1と同様の液晶表示装置である。本実施例の各種複屈折層151、161、171、λ/4板181、182、偏光子111、112、液晶セル131の光学特性及び軸設定については表4に示す通りである。
本発明に係る実施例4の液晶表示装置は、第一及び第二のλ/4板181、182のNz係数を変更したことを除いては、実施例1と同様の液晶表示装置である。本実施例の各種複屈折層151、161、171、λ/4板181、182、偏光子111、112、液晶セル131の光学特性及び軸設定については表4に示す通りである。
本発明に係る実施例5の液晶表示装置は、第二種の複屈折層161の材料を変更したことを除いては、実施例1と同様の液晶表示装置である。本実施例の各種複屈折層151、161、171、λ/4板181、182、偏光子111、112、液晶セル131の光学特性及び軸設定については表4に示す通りである。
本発明に係る実施例6〜7の液晶表示装置は、第三種の複屈折層171の材料を変更したことを除いては、実施例1と同様の液晶表示装置である。本実施例の各種複屈折層151、161、171、λ/4板181、182、偏光子111、112、液晶セル131の光学特性及び軸設定については表4に示す通りである。
図15は、実施例8の液晶表示装置の構成を模式的に示す斜視図である。
本発明に係る実施例8の液晶表示装置は、第一及び第二のλ/4板181、182の位相差Rxz及びNz係数を変更したことと、第三種の複屈折層171を省いたことを除いては、実施例1と同様の液晶表示装置である。本実施例の各種複屈折層151、161、λ/4板181、182、偏光子111、112、液晶セル131の光学特性及び軸設定については表5に示す通りである。
本発明に係る実施例9の液晶表示装置は、第二のλ/4板182の位相差Rxz及びNz係数を0未満に変更したことと、第三種の複屈折層171の位相差Rxzを変更したことを除いては、実施例1と同様の液晶表示装置である。本実施例の各種複屈折層151、161、171、λ/4板181、182、偏光子111、112、液晶セル131の光学特性及び軸設定については表6に示す通りである。
本発明に係る実施例10の液晶表示装置は、第二種の複屈折層161及び第二のλ/4板182の材料を変更したことを除いては、実施例9と同様の液晶表示装置である。本実施例の各種複屈折層151、161、171、λ/4板181、182、偏光子111、112、液晶セル131の光学特性及び軸設定については表6に示す通りである。
本発明に係る実施例11の液晶表示装置は、第三種の複屈折層171の材料を変更したことを除いては、実施例9と同様の液晶表示装置である。本実施例の各種複屈折層151、161、171、λ/4板181、182、偏光子111、112、液晶セル131の光学特性及び軸設定については表6に示す通りである。
図16は、実施例12の液晶表示装置の構成を模式的に示す斜視図である。本発明に係る実施例12の液晶表示装置は、第三種の複屈折層171を2層に分割し、液晶セルの一方の側に第一の第三種の複屈折層172を配置し、他方の側に第二の第三種の複屈折層173を配置したことを除いては、実施例7と同様の液晶表示装置である。本実施例の各種複屈折層151、161、172、173、λ/4板181、182、偏光子111、112、液晶セル131の光学特性及び軸設定については表7に示す通りである。
図17は、実施例13の液晶表示装置の構成を模式的に示す斜視図である。本発明に係る実施例13の液晶表示装置は、第三種の複屈折層171を2層に分割し、液晶セルの一方の側に第一の第三種の複屈折層174を配置し、他方の側に第二の第三種の複屈折層175を配置したことを除いては、実施例11と同様の液晶表示装置である。本実施例の各種複屈折層151、161、174、175、λ/4板181、182、偏光子111、112、液晶セル131の光学特性及び軸設定については表7に示す通りである。
図18は、比較例1の液晶表示装置の構成を模式的に示す斜視図である。
比較例1の液晶表示装置は、図18に示すように、TACフィルム103、第一の偏光子113、TACフィルム105、第一のλ/4板183、VAモード液晶セル132、第二のλ/4板184、TACフィルム106、第二の偏光子114、TACフィルム104をこの順に積層して得られたVAモードの液晶表示装置である。本比較例のTACフィルム105、106、λ/4板183、184、偏光子113、114、液晶セル132の光学特性及び軸設定については表8に示す通りである。本比較例のλ/4板183、184は、nx>ny>nzの関係を満たす。また、本比較例の液晶表示装置は、第一の偏光子113の吸収軸を90°と設定した場合は視野角の左右対称性が得られなかったため、吸収軸を70°に設定し直した。この非対称性の原因は、第一の偏光子113と第二の偏光子114との間の複屈折媒体の円複屈折(旋光性)の視角依存が大きいためと考えられる。
図19は、比較例2の液晶表示装置の構成を模式的に示す斜視図である。
比較例2の液晶表示装置は、図19に示すように、TACフィルム103、第一の偏光子115、TACフィルム105、第一のλ/4板185、VAモード液晶セル132、第三種の複屈折層176、第二のλ/4板186、TACフィルム106、第二の偏光子116、TACフィルム104をこの順に積層して得られたVAモードの液晶表示装置である。本比較例のTACフィルム105、106、λ/4板185、186、偏光子115、116、液晶セル132の光学特性及び軸設定については表8に示す通りである。本比較例のλ/4板185、186は、nx>nz>nyの関係を満たす。
図20は、比較例3の液晶表示装置の構成を模式的に示す斜視図である。
比較例3の液晶表示装置は、図20に示すように、TACフィルム103、第一の偏光子115、等方性フィルム191、λ/2板(HWP)201、第一のλ/4板187、VAモード液晶セル132、第三種の複屈折層177、第二のλ/4板188、等方性フィルム192、第二の偏光子116、TACフィルム104をこの順に積層して得られたVAモードの液晶表示装置である。本比較例の第三種の複屈折層177、λ/2板201、λ/4板187、188、偏光子115、116、液晶セル132の光学特性及び軸設定については表8に示す通りである。本比較例のλ/4板187、188及びλ/2板201は、nx>nz>nyの関係を満たす。
図21は、比較例4の液晶表示装置の構成を模式的に示す斜視図である。
比較例4の液晶表示装置は、図21に示すように、TACフィルム107、第一の偏光子117、第一の二軸性位相差フィルムr4、VAモード液晶セル133、第二の二軸性位相差フィルムr5、第二の偏光子118、TACフィルム108をこの順に積層して得られたVAモードの液晶表示装置である。本比較例の二軸性位相差フィルムr4、r5、偏光子117、118、液晶セル133の光学特性及び軸設定については表9に示す通りである。本比較例の液晶表示装置は、直線偏光VAモードの液晶表示装置である。
比較例5〜6の液晶表示装置は、二軸性位相差フィルムr4、r5の位相差Rxy、Nz係数、及び、液晶セルのRlcを変更したことを除いては、比較例4と同様の液晶表示装置である。本比較例の二軸性位相差フィルムr4、r5、偏光子117、118、液晶セル133の光学特性及び軸設定については表9に示す通りである。
各例の液晶表示装置のコントラスト視野角を測定し、CR(45、60)及びCR(0、60)を下記表4〜9に整理した。
本発明に係る実施例1〜13の液晶表示装置のCR(45、60)は、比較例1〜2のCR(45、60)よりも高い値が得られ、目視評価においても比較例1〜2よりも優れたコントラスト視野角を有していた。比較例3の液晶表示装置は、優れたコントラスト視野角を有していたが、製造の難しいnx>nz>nyに制御された二軸性位相差フィルムを3枚も用いている。また、比較例4〜6の液晶表示装置は、優れたコントラスト視野角を有していたが、直線偏光VAモードのため、白表示の輝度が本発明に係る実施例1〜13の液晶表示装置のそれよりも15%程度低かった。
2 複屈折層
11、111、113、115、117 第一の偏光子
12、112、114、116、118 第二の偏光子
31、131、132、133 VAモード液晶セル
101、102、103、104、105、106、107、108 TACフィルム
151 第一種の複屈折層
161 第二種の複屈折層
171、172、173、174、175、176、177 第三種の複屈折層
181、183、185、187、q1 第一のλ/4板
182、184、186、188、q2 第二のλ/4板
191、192 等方性フィルム
201 λ/2板
r1、r4 第一の二軸性位相差フィルム
r2、r2’、r5 第二の二軸性位相差フィルム
r3 第三種の複屈折層
Claims (5)
- 偏光子、第一種の複屈折層、及び、λ/4板をこの順に有する円偏光板であって、
該第一種の複屈折層は、Nz>0.9を満たし、面内遅相軸が該偏光子の吸収軸に対して直交し、
該λ/4板は、面内遅相軸が該偏光子の吸収軸に対して略45°の角度をなす
ことを特徴とする円偏光板。 - 前記第一種の複屈折層は、1.1≦Nz≦4.0を満たすことを特徴とする請求項1記載の円偏光板。
- 前記第一種の複屈折層の二軸性パラメータΔNz1を|Nz−1|と定義するとき、前記第一種の複屈折層は、2.0≦Nz≦4.0を満たし、かつ、−15+(72−9.6×ΔNz1)≦Rxy≦15+(72−9.6×ΔNz1)を満たすことを特徴とする請求項1又は2記載の円偏光板。
- 前記第一種の複屈折層は、2.3≦Nz≦3.3を満たすことを特徴とする請求項2又は3記載の円偏光板。
- 前記第一種の複屈折層は、正の固有複屈折を持つ材料で構成されることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の円偏光板。
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