JP5497546B2 - 液晶パネルおよび液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、液晶パネルおよび該液晶パネルを用いた液晶表示装置に関する。

液晶表示装置市場は急速に拡大しており、ＴＶ用途としては直線偏光型液晶表示装置が、モバイル用途としては直線偏光型液晶表示装置および円偏光型液晶表示装置の両方が普及している。

このような状況下において、最近では、明室でも表示品質に優れた大型の液晶表示装置が求められている。このような液晶表示装置を実現するためには、円偏光モード等を利用して液晶パネル等における反射を抑制する必要があるが、その際に、斜め方向の視野角を補償することは直線偏光モードに比べて困難であり、直線偏光モードのように精度よく視野角を補償できないという問題がある。

このような問題に対しては、λ／４板と偏光子とを所定の位置関係に配置することにより、コントラストを向上させることが知られているが（特許文献１）、視野角をより高い精度で補償することが求められている。

特開２００９−３７０４９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、円偏光モードを利用して液晶パネル等における反射を抑制する場合において、少ない枚数の光学補償層で視野角が精度よく補償された液晶パネルおよび液晶表示装置を提供することにある。

すなわち、本発明によれば、液晶パネルが提供される。該液晶パネルは、第１の偏光子と、λ／４板として機能する第１の光学補償層と、液晶セルと、λ／４板として機能する第２の光学補償層と、第２の偏光子とを、視認側からこの順に備え、該第１の偏光子と該第１の光学補償層との間、または、該第２の光学補償層と該第２の偏光子との間にｎｚ＞ｎｘ＞ｎｙの屈折率の関係を有する第３の光学補償層を備え、該第３の光学補償層の位相差波長分散値（Ｒｅ_３［４５０］／Ｒｅ_３［５５０］）が、０．８４〜１．０３である。
好ましい実施形態においては、上記第１の光学補償層および第２の光学補償層の位相差波長分散特性（Ｒ_４０°［４５０］／Ｒ_４０°［５５０］）がそれぞれ、０．９〜１．０５である。
好ましい実施形態においては、上記液晶セルの位相差波長分散特性（Ｒ_４０°［４５０］／Ｒ_４０°［５５０］）が、０．９〜１．０５である。
好ましい実施形態においては、上記第１の光学補償層および第２の光学補償層のＮｚ係数がそれぞれ、１．８〜２．４である。
好ましい実施形態においては、上記第３の光学補償層のＮｚ係数が、−２．０〜−０．１である。
好ましい実施形態においては、上記第３の光学補償層が上記第２の光学補償層と上記第２の偏光子との間に設けられており、上記第１の偏光子の吸収軸と上記第１の光学補償層の遅相軸とのなす角度が略４５°であり、上記第１の光学補償層の遅相軸と上記第２の光学補償層の遅相軸とが略直交であり、上記第２の偏光子の吸収軸と上記第３の光学補償層の遅相軸とが略平行である。
好ましい実施形態においては、上記第３の光学補償層が上記第１の偏光子と上記第１の光学補償層との間に設けられており、上記第１の偏光子の吸収軸と上記第１の光学補償層の遅相軸とのなす角度が略４５°であり、上記第１の光学補償層の遅相軸と上記第２の光学補償層の遅相軸とが略直交であり、上記第１の偏光子の吸収軸と上記第３の光学補償層の遅相軸とが略平行である。
本発明の別の局面によれば、液晶表示装置が提供される。該液晶表示装置は、上記液晶パネルを有する。

本発明によれば、円偏光モードを利用して液晶パネル等における反射を抑制する場合において、３枚という少ない枚数の光学補償層で視野角（特に、偏光板の軸方向ではない方位における視野角）が精度よく補償された液晶パネルおよび液晶表示装置が提供され得る。

（ａ）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り、（ｂ）は、本発明の別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モードの液晶セルにおける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。

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）面内位相差（Ｒｅ）
面内位相差（Ｒｅ）は、２３℃、特に明記しなければ波長５５０ｎｍにおける層（フィルム）の面内位相差値をいう。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。なお、本明細書において、Ｒｅ［λ］と示したときは、２３℃、波長λｎｍにおける層（フィルム）の面内位相差をいう。
（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５５０ｎｍ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＋ｎｙ）／２−ｎｚ｝×ｄによって求められる。なお、本明細書において、Ｒｔｈ［λ］と示したときは、２３℃、波長λｎｍにおける層（フィルム）の厚み方向の位相差をいう。
（４）Ｎｚ係数
Ｎｚ係数は、Ｎｚ＝（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）によって求められる。
（５）λ／４板
λ／４板とは、光ビームの偏光面を回転させる役目をする電子光学的な複屈折板であり、互いに直角な方向に振動する直線偏光間に１／４波長の光路差を生じさせる機能を有するものをいう。すなわち、常光線成分と異常光線成分との間の位相が４分の１サイクルずれるように作用し、円偏光を平面偏光に（または、平面偏光を円偏光に）変換するものをいう。
（６）位相差波長分散
位相差波長分散値（α）は、式：Ｒｅ［４５０］／Ｒｅ［５５０］から算出される値である。また、位相差波長分散特性（β）とは、式：Ｒ_４０°［４５０］／Ｒ_４０°［５５０］から算出される値である。なお、本明細書において、Ｒ_４０°［λ］と示したときは、２３℃、波長λｎｍにおける、極角４０°、進相軸方向を方位角０°として方位角４５°から測定した場合の層（フィルム）の位相差を意味する。
（７）添え字
本明細書に記載される用語や記号に付される添え字の「１」〜「３」は、それぞれ第１〜第３の光学補償層を表し、「ｃｅｌｌ」は液晶セルを表す。

Ａ．液晶パネルの概略
図１（ａ）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１（ａ）において、液晶パネル１００は、第１の偏光子１０と、λ／４板として機能する第１の光学補償層２０と、液晶セル３０と、λ／４板として機能する第２の光学補償層４０と、ｎｚ＞ｎｘ＞ｎｙの屈折率の関係を有する第３の光学補償層５０と、第２の偏光子６０とを、視認側（図中では、上側）からこの順に有する。また、図１（ｂ）は、本発明の別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１（ｂ）において、液晶パネル１００’は、第１の偏光子１０と、ｎｚ＞ｎｘ＞ｎｙの屈折率の関係を有する第３の光学補償層５０と、λ／４板として機能する第１の光学補償層２０と、液晶セル３０と、λ／４板として機能する第２の光学補償層４０と、第２の偏光子６０とを、視認側（図中では、上側）からこの順に有する。本発明においては、第３の光学補償層５０の位相差波長分散値（Ｒｅ_３［４５０］／Ｒｅ_３［５５０］）が０．８４〜１．０３とされている。図示しないが、必要に応じて、第１の偏光子１０および第２の偏光子６０の液晶セルと反対側に保護層が設けられ得る。同様に、第１の偏光子１０および第２の偏光子６０の液晶セル側に保護層が設けられ得る。偏光子に隣接する光学補償層が偏光子の保護層として機能し得る場合、液晶セル側の保護層は設けられなくてもよい。液晶セル側に保護層を設けないことにより、液晶パネルの薄型化に寄与し得る。

上記第１の偏光子と第１の光学補償層とは、その吸収軸と遅相軸とが任意の適切な角度を規定するようにして積層されている。上記第１の偏光子の吸収軸と上記第１の光学補償層の遅相軸とのなす角度は、好ましくは略４５°である。本明細書において、「略４５°」とは、４５°±５．０°の範囲を包含し、好ましくは４５°±３．０°、さらに好ましくは４５°±１．０°である。

上記第１の光学補償層と第２の光学補償層とは、互いの遅相軸が任意の適切な角度を規定するようにして積層されている。上記第１の光学補償層の遅相軸と上記第２の光学補償層の遅相軸とは、好ましくは略直交である。なお、本明細書において、「略直交」とは、９０°±５．０°の範囲を包含し、好ましくは９０°±３．０°、さらに好ましくは９０°±１．０°である。

上記第３の光学補償層は、その遅相軸が隣接する偏光子の吸収軸と任意の適切な角度を規定するようにして積層されている。上記第３の光学補償層の遅相軸と隣接する偏光子の吸収軸とは、好ましくは略平行である。具体的には、第３の光学補償層が上記第２の光学補償層と上記第２の偏光子との間に設けられる場合（図１（ａ）の場合）、第３の光学補償層の遅相軸と上記第２の偏光子の吸収軸とは、好ましくは略平行である。また、第３の光学補償層が上記第１の偏光子と上記第１の光学補償層との間に設けられる場合（図１（ｂ）の場合）、第３の光学補償層の遅相軸と上記第１の偏光子の吸収軸とは、好ましくは略平行である。なお、本明細書において、「略平行」とは、０°±５．０°の範囲を包含し、好ましくは０°±３．０°、さらに好ましくは０°±１．０°である。

上記第１の偏光子と第２の偏光子とは、代表的には、互いの吸収軸が略直交となるように積層されている。

上記のとおり、従来の液晶パネルでは、斜め方向の視野角補償が不十分であったが、本発明者らの検討によれば、これは、斜め方向の視野角補償をする際、緑色光（５５０ｎｍ）が視認側の偏光子で吸収されるように光学補償層の位相差を設計することが一般的であるところ、液晶層や光学補償層の位相差が波長によって異なるために、視認側の偏光子に入射する直前での緑色光の偏光状態と青色光（４５０ｎｍ）の偏光状態とが異なり、その結果、青色光が偏光子で完全に吸収されないために生じる青色の光漏れが原因の１つであることが分かった。さらに、本発明者らは、ｎｚ＞ｎｘ＞ｎｙの屈折率の関係を有する第３の光学補償層の位相差波長分散を適切に設定することによって、液晶セルやλ／４板の位相差波長分散を調整する場合よりも該青色の光漏れをより効果的に防止し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明においては、上記のような軸関係で各光学部材を配置し、かつ、第３の光学補償層の位相差波長分散値を０．８４〜１．０３の範囲とすることにより、円偏光モードにおいて斜め方向の光漏れをより一層抑制して、斜め方向のコントラストに特に優れた液晶パネルおよび液晶表示装置を得ることができる。このような効果が奏される理由は、例えば、ポアンカレ球を用いて以下のように説明することができる；液晶セルおよびλ／４板は、ポアンカレ球上でＳ３−Ｓ２座標の変位（Ｓ１座標は一定）またはＳ３−Ｓ１座標の変位（Ｓ２座標は一定）を生じさせるのに対し、ｎｚ＞ｎｘ＞ｎｙの屈折率の関係を有する光学補償層は、Ｓ１、Ｓ２、およびＳ３の全ての座標の変位を生じさせるので、偏光子の吸収軸における偏光状態に対して、ポアンカレ球上の各波長（青色光、赤色光）のＳ１およびＳ２座標の偏光状態のバラツキを生じさせる。その際、ｎｚ＞ｎｘ＞ｎｙの屈折率の関係を有する光学補償層の位相差波長分散を所定の範囲に設定することにより、各波長に作用する位相差によるポアンカレ球上での座標の変位を小さくして、青色光と緑色光の偏光状態のバラツキを低減することが可能となる。その結果、偏光子でより多くの光が吸収されて、光漏れを抑制することができる。

Ｂ．第１の光学補償層
第１の光学補償層２０は、λ／４板として機能する。第１の光学補償層の面内位相差Ｒｅ_１は、好ましくは８０〜２００ｎｍ、さらに好ましくは１００〜１８０ｎｍ、特に好ましくは１２０〜１６０ｎｍである。第１の光学補償層の厚み方向の位相差Ｒｔｈ_１は、好ましくは１００〜３８０ｎｍ、さらに好ましくは１２０〜３６０ｎｍ、特に好ましくは１５０〜３４０ｎｍである。好ましくは、第１の光学補償層は、ｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚの屈折率の関係を有する。第１の光学補償層のＮｚ係数は、好ましくは１．８〜２．４である。このような光学特性を有することにより、第１の光学補償層は、λ／４板として機能するとともに、液晶セルに対する光学補償を好適に行い得る。

第１の光学補償層の位相差波長分散特性（Ｒ_４０°［４５０］／Ｒ_４０°［５５０］）をβ_１としたとき、β_１は、好ましくは０．９〜１．０５であり、さらに好ましくは０．９〜１．０４である。このような位相差波長分散特性β_１を有する第１の光学補償層を用いることにより、円偏光モードにおいて斜め方向の光漏れがより効果的に抑制され、視野角が精度よく補償された液晶パネルおよび液晶表示装置が得られ得る。

第１の光学補償層は、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、上記光学特性を有する光学補償層が好適に得られることから、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、ポリビニルアセタール系樹脂、セルロース系樹脂等が挙げられる。

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。

上記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。延伸温度および延伸倍率は、高分子フィルムの種類、所望の光学特性等に応じて適宜設定され得る。得られた延伸フィルムの厚みは、代表的には２０〜１００μｍ、好ましくは２０〜８０μｍ、である。

Ｃ．第２の光学補償層
第２の光学補償層４０は、λ／４板として機能する。第２の光学補償層の面内位相差Ｒｅ_２は、好ましくは８０〜２００ｎｍ、さらに好ましくは１００〜１８０ｎｍ、特に好ましくは１２０〜１６０ｎｍである。第２の光学補償層の厚み方向の位相差Ｒｔｈ_２は、好ましくは１００〜３８０ｎｍ、さらに好ましくは１２０〜３６０ｎｍ、特に好ましくは１５０〜３４０ｎｍである。好ましくは、第２の光学補償層は、ｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚの屈折率の関係を有する。第２の光学補償層のＮｚ係数は、好ましくは１．８〜２．４である。このような光学特性を有することにより、第２の光学補償層は、λ／４板として機能するとともに、液晶セルに対する光学補償を好適に行い得る。

第２の光学補償層の位相差波長分散特性（Ｒ_４０°［４５０］／Ｒ_４０°［５５０］）をβ_２としたとき、β_２は、好ましくは０．９〜１．０５であり、さらに好ましくは０．９〜１．０４である。このような位相差波長分散特性β_２を有する第２の光学補償層を用いることにより、円偏光モードにおいて斜め方向の光漏れがより効果的に抑制され、視野角が精度よく補償された液晶パネルおよび液晶表示装置が得られ得る。

第２の光学補償層は、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の形成材料および延伸フィルムの作製方法としては、第１の光学補償層と同様の形成材料および作製方法が採用され得る。１つの好ましい実施形態においては、第２の光学補償層は、第１の光学補償層と同じ形成材料および作製方法を用いて得られ得る。この場合、第２の光学補償層は、第１の光学補償層と同様の光学特性を有し得る。

Ｄ．第３の光学補償層
第３の光学補償層５０は、ｎｚ＞ｎｘ＞ｎｙの屈折率の関係を有する。第３の光学補償層の面内位相差Ｒｅ_３は、好ましくは３０〜２００ｎｍ、さらに好ましくは４５〜１８０ｎｍ、特に好ましくは６０〜１５０ｎｍである。第３の光学補償層の厚み方向の位相差Ｒｔｈ_３は、好ましくは−３００〜−１０ｎｍ、さらに好ましくは−２５０〜−２０ｎｍ、特に好ましくは−２００〜−５０ｎｍである。第３の光学補償層のＮｚ係数は、好ましくは−２．０〜−０．１であり、さらに好ましくは−１．８〜−０．１である。このような位相差を有する第３の光学補償層を用いることにより、偏光子の斜め方向の光漏れがより好適に補償され得る。

第３の光学補償層の位相差波長分散値（Ｒｅ_３［４５０］／Ｒｅ_３［５５０］）をα_３としたとき、α_３は、０．８４〜１．０３であり、好ましくは０．８４５〜１．０２５である。このような位相差波長分散値α_３を有する第３の光学補償層を用いることにより、視認側の偏光子に入射する直前の各波長の光（青色光、緑色光等）の偏光状態のバラツキが低減されるので、偏光子でより多くの光が吸収される。その結果、光漏れが抑制され、特に斜め方向のコントラストに優れた液晶パネルおよび液晶表示装置が得られ得る。

第３の光学補償層は、上記位相差波長分散値を満足し得る範囲において、任意の適切な材料から形成され得る。好ましくは、第３の光学補償層は、熱可塑性樹脂を主成分とする高分子フィルムの延伸フィルムであり得る。該熱可塑性樹脂としては、好ましくは、負の固有複屈折を示すポリマーが用いられる。負の固有複屈折を示すポリマーを用いることにより、ｎｚ＞ｎｘ＞ｎｙの屈折率の関係を有する位相差フィルムを簡便に得ることができる。ここで、「負の固有複屈折を示す」とは、ポリマーを延伸等により配向させた場合に、その延伸方向の屈折率が相対的に小さくなることをいう。換言すると、延伸方向と直交する方向の屈折率が大きくなることをいう。負の固有複屈折を示すポリマーとしては、例えば、芳香環やカルボニル基などの分極異方性の大きい化学結合や官能基が、側鎖に導入されたポリマーが挙げられる。具体的には、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、マレイミド系樹脂等が挙げられる。

上記負の固有複屈折を示すポリマーは、他のモノマーが共重合されていてもよい。他のモノマーが共重合されることにより、脆性や成形加工性、耐熱性が改善され得る。また、波長分散特性を調整することもできる。当該他のモノマーとしては、例えば、エチレン、プロピレン、１−ブテン、１，３−ブタジエン、２−メチル−１−ブテン、２−メチル−１−ペンテン、１−ヘキセン等のオレフィン；アクリロニトリル；アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル等の（メタ）アクリレート；無水マレイン酸；酢酸ビニル等のビニルエステル；ノルボルネン系モノマー等が挙げられる。

上記高分子フィルムは、必要に応じて、任意の適切な添加剤をさらに含有し得る。添加剤の具体例としては、可塑剤、熱安定剤、光安定剤、滑剤、抗酸化剤、紫外線吸収剤、難燃剤、着色剤、帯電防止剤、相溶化剤、架橋剤、増粘剤等が挙げられる。添加剤の種類および含有量は、目的に応じて適宜設定され得る。添加剤の含有量は、代表的には、高分子フィルムの全固形分１００重量部に対して３〜１０重量部程度である。添加剤の含有量が過度に多くなると、高分子フィルムの透明性が損なわれたり、添加剤が高分子フィルム表面から滲み出したりする場合がある。

上記延伸フィルムは、上記高分子フィルムを任意の適切な延伸条件で延伸することにより得られ得る。延伸方法の具体例としては、縦一軸延伸法、横一軸延伸法、縦横逐次二軸延伸法、縦横同時二軸延伸法等が挙げられる。好ましくは、横一軸延伸法、縦横逐次二軸延伸法、縦横同時二軸延伸法が用いられる。延伸温度および延伸倍率は、高分子フィルムの種類、所望の光学特性等に応じて適宜設定され得る。

以上、負の固有複屈折を示すポリマーを用いて第３の光学補償層を得る方法について述べてきたが、第３の光学補償層は正の固有複屈折を示すポリマーを用いて得ることもできる。正の固有複屈折を示すポリマーを用いて第３の光学補償層を得る方法としては、例えば、厚み方向の屈折率を増大させる延伸方法を用いることができる。具体的には、正の固有複屈折を示すポリマーを含有するフィルムの片面または両面に熱収縮性フィルムを接着して、加熱処理を行う方法が挙げられる。当該フィルムを、加熱処理による熱収縮性フィルムの収縮力の作用下で収縮させて、当該フィルムの長さ方向および幅方向を収縮させることにより、厚み方向の屈折率を増大させ得、ｎｚ＞ｎｘ＞ｎｙの屈折率の関係を有する第３の光学補償層を得ることができる。

第３の光学補償層の厚みは、所望の面内位相差および厚み方向位相差が得られるように適切に設定され得る。該厚みは、代表的には２０μｍ〜２００μｍであり、好ましくは２０μｍ〜１６０μｍ、さらに好ましくは２０μｍ〜１５０μｍである。

Ｅ．液晶セル
液晶セル３０は、一対の基板３１、３１’と、基板３１、３１’間に挟持された表示媒体としての液晶層３２とを有する。一方の基板（カラーフィルター基板）３１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）３１’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３１’側に設けてもよい。上記基板３１、３１’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。上記基板３１、３１’の液晶層３２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。

上記液晶セルの駆動モードとしては、任意の適切な駆動モードが採用され得る。好ましくは、ＶＡモードである。図２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２（ａ）に示すように、電圧無印加時には、液晶分子は基板３１、３１’面に略垂直（法線方向）に配向する。ここで、「略垂直」とは、液晶分子の配向ベクトルが法線方向に対して傾いている場合、すなわち、液晶分子がチルト角を有する場合も包含する。当該チルト角（法線からの角度）は、好ましくは１０°以下、さらに好ましくは５°以下、特に好ましくは１°以下である。このような範囲のチルト角を有することにより、コントラストに優れ得る。また、動画表示特性が向上し得る。このような略垂直配向は、例えば、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３１’の面から光を入射させると、第２の偏光子６０を通過して液晶層３２に入射した直線偏光の光は、略垂直配向している液晶分子の長軸の方向に沿って進む。液晶分子の長軸方向には実質的に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、第２の偏光子６０と直交する偏光軸を有する第１の偏光子１０で吸収される。これにより電圧無印加時において暗状態の表示が得られる（ノーマリブラックモード）。図２（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平行に配向する。この状態の液晶分子は、第２の偏光子６０を通過して液晶層３２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°変換した直線偏光となるので、第１の偏光子１０を透過して明状態の表示が得られる。再び電圧無印加状態にすると配向規制力により暗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第１の偏光子１０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。

液晶セルの位相差波長分散特性（Ｒ_４０°［４５０］／Ｒ_４０°［５５０］）をβ_ｃｅｌｌとしたとき、β_ｃｅｌｌは、好ましくは０．９〜１．０５であり、さらに好ましくは０．９２〜１．０２である。このような位相差波長分散特性β_ｃｅｌｌを有する液晶セルを用いることにより、円偏光モードにおいて斜め方向の光漏れがより効果的に抑制され、視野角が精度よく補償された液晶パネルおよび液晶表示装置が得られ得る。なお、液晶セルの位相差波長分散特性β_ｃｅｌｌは、例えば、用いる液晶分子の種類、ＲＧＢカラーフィルターの厚みを変えてセルギャップを調整すること等によって、調整することができる。

Ｆ．偏光子
第１の偏光子１０および第２の偏光子６０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、１〜８０μｍ程度である。

ポリビニルアルコール系フィルムにヨウ素を吸着させて一軸延伸した偏光子は、例えば、ポリビニルアルコールをヨウ素の水溶液に浸漬することによって染色し、元長の３〜７倍に延伸することで作製することができる。必要に応じてホウ酸や硫酸亜鉛、塩化亜鉛等を含んでいても良いし、ヨウ化カリウムなどの水溶液に浸漬することもできる。さらに必要に応じて染色の前にポリビニルアルコール系フィルムを水に浸漬して水洗しても良い。

ポリビニルアルコール系フィルムを水洗することでポリビニルアルコール系フィルム表面の汚れやブロッキング防止剤を洗浄することができるだけでなく、ポリビニルアルコール系フィルムを膨潤させることで染色のムラなどの不均一を防止する効果もある。延伸はヨウ素で染色した後に行っても良いし、染色しながら延伸しても良いし、また延伸してからヨウ素で染色しても良い。ホウ酸やヨウ化カリウムなどの水溶液中や水浴中でも延伸することができる。

Ｇ．保護層
上記保護層は、偏光子の保護層として使用できる任意の適切なフィルムで形成される。当該フィルムの主成分となる材料の具体例としては、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）等のセルロース系樹脂や、ポリエステル系、ポリビニルアルコール系、ポリカーボネート系、ポリアミド系、ポリイミド系、ポリエーテルスルホン系、ポリスルホン系、ポリスチレン系、ポリノルボルネン系、ポリオレフィン系、（メタ）アクリル系、アセテート系等の透明樹脂等が挙げられる。また、（メタ）アクリル系、ウレタン系、（メタ）アクリルウレタン系、エポキシ系、シリコーン系等の熱硬化型樹脂または紫外線硬化型樹脂等も挙げられる。この他にも、例えば、シロキサン系ポリマー等のガラス質系ポリマーも挙げられる。また、特開２００１−３４３５２９号公報（ＷＯ０１／３７００７）に記載のポリマーフィルムも使用できる。このフィルムの材料としては、例えば、側鎖に置換または非置換のイミド基を有する熱可塑性樹脂と、側鎖に置換または非置換のフェニル基ならびにニトリル基を有する熱可塑性樹脂を含有する樹脂組成物が使用でき、例えば、イソブテンとＮ−メチル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が挙げられる。当該ポリマーフィルムは、例えば、上記樹脂組成物の押出成形物であり得る。

偏光子の液晶セル側に保護層を設ける場合、該保護層（内側保護層）は、光学的に等方性を有することが好ましい。具体的には、内側保護層の厚み方向の位相差Ｒｔｈ［５５０］は、好ましくは−２０ｎｍ〜＋２０ｎｍ、さらに好ましくは−１０ｎｍ〜＋１０ｎｍ、特に好ましくは−６ｎｍ〜＋６ｎｍ、最も好ましくは−３ｎｍ〜＋３ｎｍである。内側保護層の面内位相差Ｒｅ［５５０］は、好ましくは０ｎｍ以上１０ｎｍ以下、さらに好ましくは０ｎｍ以上６ｎｍ以下、特に好ましくは０ｎｍ以上３ｎｍ以下である。このような光学的に等方性を有する保護層を形成し得るフィルムの詳細は、特開２００８−１８０９６１号公報に記載されており、その記載は本明細書に参考として援用される。

Ｈ．液晶パネルの製造方法
本発明の液晶パネルは、上記各層（フィルム）を積層することにより得られる。積層方法としては、任意の適切な方法を採用し得る。具体的には、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る。当該粘着剤層としては、代表的には、アクリル系粘着剤層が挙げられる。アクリル系粘着剤層の厚みは、好ましくは１〜３０μｍ、さらに好ましくは３〜２５μｍである。当該接着剤層としては、例えば、ポリエステル系接着剤層、ポリウレタン系接着剤層、ポリビニルアルコール系接着剤層、エポキシ系接着剤層が挙げられる。接着剤層の厚みは、好ましくは０．１〜１０μｍ、さらに好ましくは０．２〜８μｍである。

上述のように、偏光子に隣接する光学補償層が該偏光子の保護層として機能し得る場合、これらの偏光子と光学補償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得る。偏光子と光学補償層との積層に用いられる接着剤としては、クニックの発生を抑制する観点から、例えば、ポリビニルアルコール系樹脂、架橋剤および金属化合物コロイドを含む接着剤が挙げられる。このような接着剤については、特開２００８−１８０９６１号公報に記載されており、その記載は本明細書に参考として援用される。

Ｉ．液晶表示装置
本発明の液晶表示装置は、上記液晶パネルを有する。代表的には、本発明の液晶表示装置は、上記液晶パネルの裏側（視認側の反対側）に、輝度向上フィルム、プリズムシート、導光板およびバックライト等をさらに有する。本発明の液晶表示装置において、上記液晶パネルは任意の適切な方法で配置される。

本発明の液晶表示装置は、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、液晶テレビ、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・医療機器に好適に用いられる。

以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例によって限定されるものではない。

［実施例１−７、比較例１−３］
表１に示す構成（軸角度は視認側の第１の偏光子の吸収軸を基準（０°）として表示）の液晶パネルから保護層を除いたものをシミュレーションモデルとしてシミュレーションを実施し、斜め方向のコントラストを算出した。シミュレーションの結果を表２に示す。

［実施例８−１４、比較例４−６］
表３に示す構成（軸角度は視認側の第１の偏光子の吸収軸を基準（０°）として表示）の液晶パネルから保護層を除いたものをシミュレーションモデルとしてシミュレーションを実施し、斜め方向のコントラストを算出した。シミュレーションの結果を表４に示す。

上記シミュレーションには、シンテック社製、液晶表示器用シミュレーター「ＬＣＤ ＭＡＳＴＥＲ Ｖｅｒ．６．０８４」を用いた。ＬＣＤ Ｍａｓｔｅｒの拡張機能を使用して４分割のマルチドメインで計算し、２×２計算によって極角６０°、方位角４５°、１３５°、２２５°、および３１５°の４方位の値の平均値を斜め方向のコントラストとして算出した。なお、白表示時に液晶セルに印加する電圧を６．０Ｖとし、黒表示時に印加する電圧を０．０Ｖとし、セルギャップを３．５μｍとした。なお、表１および表３に示す液晶パネルを構成する各部材の光学特性を表５に示す。

表２および４に示されるとおり、各光学部材が所定の位置関係で配置され、かつ、第３の光学補償層の位相差波長分散値が所定の範囲に調整された実施例の液晶パネルでは、斜め方向のコントラストが高くなっており、このことから、斜め方向の光漏れが抑制され、視野角が精度よく補償されることがわかる。一方、第３の光学補償層の位相差波長分散値が所定の範囲外である比較例の液晶パネルでは、斜め方向のコントラストが実施例の液晶パネルに比べて低くなっており、視野角補償が不十分であることがわかる。

本発明の液晶パネルおよび液晶表示装置は、液晶テレビ等に好適に適用され得る。

１００、１００’ 液晶パネル
１０ 第１の偏光子
２０ 第１の光学補償層
３０ 液晶セル
４０ 第２の光学補償層
５０ 第３の光学補償層
６０ 第２の偏光子

Claims (3)

1. 第１の偏光子と、λ／４板として機能する第１の光学補償層と、ＶＡモードの液晶セルと、λ／４板として機能する第２の光学補償層と、ｎｚ＞ｎｘ＞ｎｙの屈折率の関係を有する第３の光学補償層と、第２の偏光子とを、視認側からこの順に備え、
   該第３の光学補償層の位相差波長分散値（Ｒｅ_３［４５０］／Ｒｅ_３［５５０］）が、０．８４〜１．０３であり、
   該第１の光学補償層および該第２の光学補償層の位相差波長分散特性（Ｒ _４０° ［４５０］／Ｒ _４０° ［５５０］）がそれぞれ、０．９〜１．０５であり、
   該液晶セルの位相差波長分散特性（Ｒ _４０° ［４５０］／Ｒ _４０° ［５５０］）が、０．９〜１．０５であり、
   該第１の光学補償層および該第２の光学補償層のＮｚ係数がそれぞれ、１．８〜２．４であり、
   該第３の光学補償層のＲｅ _３ ［５５０］が３０〜２００ｎｍであり、Ｒｔｈ _３ ［５５０］が−３００〜−１０ｎｍであり、Ｎｚ係数が−２．０〜−０．１であり、
   該第１の偏光子の吸収軸と該第２の偏光子の吸収軸とが略直交であり、
   該第１の偏光子の吸収軸と該第１の光学補償層の遅相軸とのなす角度が略４５°であり、
   該第１の光学補償層の遅相軸と該第２の光学補償層の遅相軸とが略直交であり、
   該第３の光学補償層の遅相軸と第２の偏光子の吸収軸とが略平行である、液晶パネル。
2. 第１の偏光子と、ｎｚ＞ｎｘ＞ｎｙの屈折率の関係を有する第３の光学補償層と、λ／４板として機能する第１の光学補償層と、ＶＡモードの液晶セルと、λ／４板として機能する第２の光学補償層と、第２の偏光子とを、視認側からこの順に備え、
   該第３の光学補償層の位相差波長分散値（Ｒｅ _３ ［４５０］／Ｒｅ _３ ［５５０］）が、０．８４〜１．０３であり、
   該第１の光学補償層および該第２の光学補償層の位相差波長分散特性（Ｒ _４０° ［４５０］／Ｒ _４０° ［５５０］）がそれぞれ、０．９〜１．０５であり、
   該液晶セルの位相差波長分散特性（Ｒ _４０° ［４５０］／Ｒ _４０° ［５５０］）が、０．９〜１．０５であり、
   該第１の光学補償層および該第２の光学補償層のＮｚ係数がそれぞれ、１．８〜２．４であり、
   該第３の光学補償層のＲｅ _３ ［５５０］が３０〜２００ｎｍであり、Ｒｔｈ _３ ［５５０］が−３００〜−１０ｎｍであり、Ｎｚ係数が−２．０〜−０．１であり、
   該第１の偏光子の吸収軸と該第２の偏光子の吸収軸とが略直交であり、
   該第１の偏光子の吸収軸と該第１の光学補償層の遅相軸とのなす角度が略４５°であり、
   該第１の光学補償層の遅相軸と該第２の光学補償層の遅相軸とが略直交であり、
   該第３の光学補償層の遅相軸と第１の偏光子の吸収軸とが略平行である、液晶パネル。
3. 請求項１または２に記載の液晶パネルを有する、液晶表示装置。
   
   

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