JP5538853B2 - 液晶表示装置 - Google Patents
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Description
ところで、正面CRは、白表示時及び黒表示時の2つの透過率(白輝度及び黒輝度)によって決定されるので、透過率を上昇するだけでは達成できない。白表示時の透過率を上昇できても、同時に黒表示時の透過率も上昇してしまうのでは、高CR化を達成することはできない。白表示時の透過率を改善可能な構造を採用して正面CRを高めるためには、その構造を採用することによる黒透過率の上昇を抑制することが重要である。
従来、これらの位相差フィルムが正面CRに与える影響としては、主に、位相差フィルムの軸ズレ及びヘイズによって正面CRが低下するという観点から検討がなされ、これらの影響を軽減するための技術が種々提案されている。
即ち、本発明は、従来知られていなかった、位相差フィルムを有する水平配向型液晶表示装置において、COA構造を採用することの問題点を解決することを課題とする。具体的には、本発明は、正面コントラストが改善された、COA構造の水平配向型液晶表示装置を提供することを課題とする。
[1] フロント側偏光子、リア側偏光子、フロント側偏光子とリア側偏光子との間に配置される液晶層、及び該液晶層とリア側偏光子との間に配置されるカラーフィルタ層を有し、前記リア側偏光子と前記カラーフィルタ層との間に配置される1層又は2層以上の位相差層が全体として(以下、リア側偏光子とカラーフィルタ層との間に配置される1層又は2層以上の位相差層の全体を「リア側位相差領域」という)、下記式(I)
(I): −90nm≦Rth(550)≦70nm
但し、Rth(λ)は、波長λnmにおける厚み方向のレターデーション(nm)を意味する;を満足し、並びに
前記液晶層が、前記カラーフィルタ層を備えたアレイ基板であるリア側基板と、前記アレイ基板に対向して配置された対向基板であるフロント側基板とに挟持されており、かつ、黒表示時に該液晶層の液晶分子が前記一対の基板の表面に対して平行に配向することを特徴とする液晶表示装置。
[2] 前記リア側位相差領域が、下記式(II)
(II): |Re(550)|≦300nm
を満足することを特徴とする[1]の液晶表示装置:
但し、Re(λ)は、波長λnmにおける面内レターデーション(nm)を意味する。
[3] 前記リア側位相差領域が、セルロースアシレート系フィルムからなる又はセルロースアシレート系フィルムを含むことを特徴とする[1]又は[2]の液晶表示装置。
[4] 前記リア側位相差領域が、アクリル系ポリマーフィルムからなる又はアクリル系ポリマーフィルムを含むことを特徴とする[1]〜[3]のいずれかの液晶表示装置。
[5] 前記リア側位相差領域が、ラクトン環単位、無水マレイン酸単位、及びグルタル酸無水物単位から選ばれる少なくとも1種の単位を含むアクリル系ポリマーを含有するアクリル系ポリマーフィルムからなる又は当該アクリル系ポリマーフィルムを含有する[4]の液晶表示装置。
[6] 前記リア側位相差領域が、環状オレフィン系ポリマーフィルムからなる、又は環状オレフィン系ポリマーフィルムを含むことを特徴とする[1]〜[5]のいずれかの液晶表示装置。
[7] 前記フロント側偏光子と前記液晶層との間に、1層又は2層以上の位相差層(以下、フロント側偏光子と液晶層との間に配置される1層又は2層以上の位相差層の全体を「フロント側位相差領域」という)を有することを特徴とする[1]〜[6]のいずれかの液晶表示装置。
[8] 前記フロント側位相差領域が、下記式(III)及び(IV)
(III): |Re(550)|≦300nm
(IV): |Rth(550)|≦300nm
を満足することを特徴とする[7]の液晶表示装置。
[9] 前記フロント側位相差領域が、1枚の二軸性の高分子フィルムからなる、又は1枚の二軸性の高分子フィルムを含むことを特徴とする[8]の液晶表示装置。
[10] 前記フロント側位相差領域が、1枚の一軸性の高分子フィルムからなる、又は1枚の一軸性の高分子フィルムを含むことを特徴とする[8]の液晶表示装置。
[11] 前記1枚の二軸性の高分子フィルム又は1枚の一軸性の高分子フィルムが、セルロースアシレート系フィルムであることを特徴とする[9]又は[10]の液晶表示装置。
[12] 前記1枚の二軸性の高分子フィルム又は1枚の一軸性の高分子フィルムが、環状オレフィン系ポリマーフィルムであることを特徴とする[9]又は[10]の液晶表示装置。
[13] 前記アレイ基板が、前記カラーフィルタ層を備えた画素を区画するブラックマトリクスを有するアレイ基板であることを特徴とする[1]〜[12]のいずれかの液晶表示装置。
まず、本明細書で用いられる用語について、説明する。
(レターデーション、Re及びRth)
本明細書において、Re(λ)及びRth(λ)は各々、波長λにおける面内のレターデーション(nm)及び厚さ方向のレターデーション(nm)を表す。Re(λ)はKOBRA 21ADH又はWR(王子計測機器(株)製)において波長λnmの光をフィルム法線方向に入射させて測定される。
測定されるフィルム等のサンプルが1軸又は2軸の屈折率楕円体で表されるものである場合には、以下の方法によりRth(λ)は算出される。
Rth(λ)は前記Re(λ)を、面内の遅相軸(KOBRA 21ADH又はWRにより判断される)を傾斜軸(回転軸)として(遅相軸がない場合にはフィルム面内の任意の方向を回転軸とする)のフィルム法線方向に対して法線方向から片側50度まで10度ステップで各々その傾斜した方向から波長λnmの光を入射させて全部で6点測定し、その測定されたレターデーション値と平均屈折率の仮定値及び入力された膜厚値を基にKOBRA 21ADH又はWRが算出する。
上記において、法線方向から面内の遅相軸を回転軸として、ある傾斜角度にレターデーションの値がゼロとなる方向をもつフィルムの場合には、その傾斜角度より大きい傾斜角度でのレターデーション値はその符号を負に変更した後、KOBRA 21ADH又はWRが算出する。
尚、遅相軸を傾斜軸(回転軸)として(遅相軸がない場合にはフィルム面内の任意の方向を回転軸とする)、任意の傾斜した2方向からレターデーション値を測定し、その値と平均屈折率の仮定値及び入力された膜厚値を基に、以下の式(X)及び式(XI)よりRthを算出することもできる。
上記のRe(θ)は法線方向から角度θ傾斜した方向におけるレターデーション値をあらわす。また、式中、nxは面内における遅相軸方向の屈折率を表し、nyは面内においてnxに直交する方向の屈折率を表し、nzはnx及びnyに直交する方向の屈折率を表す。dは膜厚を表す。
Rth(λ)は前記Re(λ)を、面内の遅相軸(KOBRA 21ADH又はWRにより判断される)を傾斜軸(回転軸)としてフィルム法線方向に対して−50度から+50度まで10度ステップで各々その傾斜した方向から波長λnmの光を入射させて11点測定し、その測定されたレターデーション値と平均屈折率の仮定値及び入力された膜厚値を基にKOBRA 21ADH又はWRが算出する。
上記の測定において、平均屈折率の仮定値は ポリマーハンドブック(JOHN WILEY&SONS,INC)、各種光学フィルムのカタログの値を使用することができる。平均屈折率の値が既知でないものについてはアッベ屈折計で測定することができる。主な光学フィルムの平均屈折率の値を以下に例示する:
セルロースアシレート(1.48)、シクロオレフィンポリマー(1.52)、ポリカーボネート(1.59)、ポリメチルメタクリレート(1.49)、ポリスチレン(1.59)である。
これら平均屈折率の仮定値と膜厚を入力することで、KOBRA 21ADH又はWRはnx、ny、nzを算出する。この算出されたnx,ny,nzよりNz=(nx−nz)/(nx−ny)が更に算出される。
また、本明細書において、位相差領域、位相差フィルム、及び液晶層等の各部材の光学特性を示す数値、数値範囲、及び定性的な表現(例えば、「同等」、「等しい」等の表現)については、液晶表示装置やそれに用いられる部材について一般的に許容される誤差を含む数値、数値範囲及び性質を示していると解釈されるものとする。
層または2層以上の位相差フィルムの総称である。
また、本明細書では、「フロント側」とは表示面側を意味し、「リア側」とはバックライト側を意味する。また、本明細書で「正面」とは、表示面に対する法線方向を意味し、「正面コントラスト(CR)」は、表示面の法線方向において測定される白輝度及び黒輝度から算出されるコントラストをいい、「視野角コントラスト(CR)」は、表示面の法線方向から傾斜した斜め方向(例えば、表示面に対して、方位角方向45度、極角方向60度で定義される方向)において測定される白輝度及び黒輝度から算出されるコントラストをいうものとする。
また、本明細書では、黒表示時に該液晶層の液晶分子が前記一対の基板の表面に対して平行に配向するモードを「水平配向型」といい、その例には、IPS型及びFFS型が含まれる。
図1に示す本発明の一例のIPS型液晶表示装置は、フロント側偏光子26、リア側偏光子24、フロント側偏光子26とリア側偏光子24との間に配置される液晶層10、液晶層10とリア側偏光子24との間に配置されるカラーフィルタ層12、リア側偏光子24とカラーフィルタ層12との間に配置されるリア側位相差領域20、及びフロント側偏光子26と液晶層10との間に配置されるフロント側位相差領域22を有する。図1に示すIPS型液晶表示装置が有する液晶セルLCは、液晶層10が、フロント側基板18とリア側基板16とによって挟持され、アレイ部材14及びカラーフィルタ層12が同一の基板、リア側基板16、上に配置されている、COA構造の液晶セルであり、黒表示時には、液晶層10の液晶分子は、リア側及びフロント側基板16、18の表面に対して平行に配向する。また液晶セルLCは、ブラックマトリックス(図示せず)を有していてもよく、その位置はリア側基板16上であっても、フロント側基板18上であってもよい。
従来の液晶表示装置では、フロント側位相差領域の位相差及びリア側位相差領域の位相差については、視野角補償のために、割り当てられるのが一般的であった。しかし、近年、液晶セルについては、カラーフィルタ層のみを例にとっても、RGB着色層の形成に利用される顔料の粒子径の微細化が進み、液晶セル中で生じる光の多重散乱が顕著に減少され、高コントラスト化が進んでいる。本発明者が鋭意検討した結果、かかる高コントラストの液晶セルでは、液晶セルに入射した際の偏光状態が散乱によって失われず、正面方向のコントラストに影響を与えることがわかった。なお、正面コントラストは黒表示時の光漏れに大きく依存する。黒表示時の輝度が低いほど、正面コントラストは高くなる。液晶セル外に配置される位相差フィルム等の位相差が、正面CRに与える影響については、本発明者が知る限りでは、従来なんら検討されていなかったと言える。
(I): −90nm≦Rth(550)≦70nm
を満足することにより、顕著に正面CRが改善されることを見出した。光が液晶セルに入射する前に通過する位相差領域全体の位相差が、上記式(I)を満足する限り、斜め方向から入射した光が、その後、液晶セル中のアレイ部材及びカラーフィルタ層で拡散もしくは回折等されて、法線方向に進む光となっても、黒表示時の正面方向の光漏れを過度に上昇させることなく、非COA構造の液晶セルを配置した一般的な構成の水平配向型液晶表示装置と比較して、正面CRを改善することができる。
なお、カラーフィルタ、ブラックマトリックス、TFTアレイでの光学現象による、黒表示時の光漏れの入射偏光状態依存性は、すべて同じ傾向を示すが、ブラックマトリックスの寄与は相対的に小さいため、本発明の液晶表示装置におけるブラックマトリックスの位置は、液晶セル内のいずれでもよいが、リア側偏光子と液晶層の間に位置することが好ましい。
アレイ部材およびCF部材で起こる散乱の程度は、アレイ部材およびCF部材で散乱が起こる直前の入射偏光の楕円率および楕円方位によって主に決定され、入射偏光の楕円率が小さいほど、および楕円方位がフロント側の偏光子の吸収軸方位に近づくほど、当該部材での散乱による光漏れの影響の程度は小さくなる。当該部材で散乱した光の偏光状態がフロント側偏光子で吸収される偏光状態に近いほど、黒表示時の光漏れを少なくでき、その結果、正面CRは高くなる。液晶層に入射する前に光が入射する部材、例えば、図3(a)中のアレイ部材54では、Retリアの絶対値が小さいほど、アレイ部材54に入射する偏光の楕円率が小さくなるので、アレイ部材54による光学現象による正面CR低下を抑制できる。しかし、液晶層を通過した後に光が入射する部材では、Retリアだけでなく液晶のレターデーションも、入射偏光の楕円率に影響する。IPS型では、黒表示時の液晶層のΔndは275〜550nmの間に設定されるので、結果的に、Retリアが小さいほど、液晶層を通過した後、部材に入射する偏光の楕円率が大きくなる。FFS型でも、液晶層の黒表示時のΔndは275〜550nmの間に設定されるので、同様である。よって、液晶層に入射した後に光が入射する部材、例えば、図3(a)中のカラーフィルタ52では、Retリアの絶対値を小さくしても、液晶層を通過すると光の楕円率が大きくなるので、カラーフィルタ52による正面CR低下を抑制できない。
一方、本発明に係る、図2(a)のIPS型液晶セルLCでは、正面CRに対する影響が大きい、CF部材及びアレイ部材がともに液晶層よりも光源側にあるため、Retリアの絶対値を小さくすると、カラーフィルタ12及びアレイ部材14の光学現象による正面CR低下を抑制できるので、液晶層のレターデーションに大きく影響される、従来のIPS型液晶表示装置と比較して、正面CRを改善することができる。
また、後述するフロント側位相差領域によって、一対の偏光板の偏光軸が直交配置からずれるのを補償する、フロント側位相差領域による視野角CRの改善効果とは区別されるものである。
(I): −90nm≦Rth(550)≦70nm
を満足することにより、驚くべきことに、上記問題点を解決し得ることがわかった。光がCOA構造の液晶セルLCに入射する前に通過する位相差領域全体の位相差が、上記式(I)を満足する限り、斜め方向から入射した光が、その後、液晶セル中のアレイ部材14及びカラーフィルタ層12で散乱もしくは回折等されて、法線方向に進む光となっても、並びに液晶層中の液晶分子の揺らぎの影響を受けても、黒表示時の正面方向の光漏れを過度に上昇させることなく、非COA構造の液晶セルを採用した水平配向型液晶表示装置と比較して、正面CRを改善することができる。本発明の効果は、COA構造を採用して開口率を拡大することのみによっては得られない効果であり、COA構造を採用するとともに、リア側位相差領域が上記式(I)を満足することによってはじめて得られる効果である。
なお、前述のように、カラーフィルタ、ブラックマトリックス、アレイ部材での光学現象による、黒表示時の光漏れの入射偏光状態依存性は、すべて同じ傾向を示すが、ブラックマトリックスの寄与は相対的に小さいため、COA構造の液晶表示装置におけるブラックマトリックスの位置は、液晶セル内のいずれでもよいが、高い正面CRを得るためには、リア側偏光子と液晶層の間に位置することが好ましい。
また、より高い正面CRを得るためには、図1中のリア側位相差領域20として配置されるフィルムのヘイズは、0.5以下が好ましく、0.3以下がより好ましく、0.2以下がさらに好ましい。なお、本明細書において、フィルムのヘイズの測定方法は以下の通りである。フィルム試料40mm×80mmを準備し、25℃,60%RHの環境下、ヘイズメーター(NDH−2000、日本電色工業(株)製)により、JIS K−6714に従って測定する。
(III): |Re(550)|≦300nm
(IV): |Rth(550)|≦300nm
を満足するのが好ましい。上記特性を満足するために、フロント側位相差領域22は、例えば、1枚もしくは2枚以上の二軸性の高分子フィルムからなっていてもよいし、1枚もしくは2枚以上の二軸性の高分子フィルムを含んでいてもよい。さらに、フロント側位相差領域22は、1枚もしくは2枚以上の一軸性の高分子フィルムを含んでいてもよい。
(II): |Re(550)|≦300nm
を満足する。Reが高い位相差フィルムをリア側に配置しても、Rthが前記式(I)を満足する限り、本発明の効果を得ることができる。一方、Reがある程度ある位相差フィルムをリア側に配置する場合は、リア側偏光子の吸収軸との関係等、他の部材の光学的軸との関係で軸合わせを厳密に行う必要が生じるであろう。このような観点から、前記リア側位相差領域が全体として、Reが低く、前記式(II)を満足していると、リア側位相差領域として利用する1枚又は2枚以上の位相差フィルムを液晶表示装置に組み込む際、軸合わせ等が容易となるので好ましい。
なお、COA構造については、上記特許文献1及び2の他、特開2007−240544号公報、特開2004−163979号公報等にも記載があり、本発明においては、いずれの構成も採用することができる。
1.リア側位相差領域及びフロント側位相差領域
本発明では、リア側偏光子と水平配向型液晶セル内のカラーフィルタ層との間に配置される1層又は2層以上の位相差層の全体を、「リア側位相差領域」という。リア側位相差領域は全体で、上記式(I)を満足する。上記式(II)をさらに満足するのが好ましい。
前記リア側位相差領域は、上記式(I)を満足し、より好ましくは、
|Rth(550)|≦70nm
を満足し、さらに好ましくは、
|Rth(550)|≦50nm
を満足し、よりさらに好ましくは、下記式:
|Rth(550)|≦20nm
を満足する。Rth(550)の絶対値が小さいほど、サークルムラの観点で好ましい。
また、一態様では、前記リア側位相差領域は、上記式(II)を満足するのが好ましく、より好ましくは、
0nm≦Re(550)≦200nm
を満足し、さらに好ましくは、
0nm≦Re(550)≦50nm
を満足し、よりさらに好ましくは、下記式:
0nm≦Re(550)≦20nm
を満足する。
フロント側位相差領域が、上記式(III)及び(IV)を満足するのが好ましいが、より好ましい態様について、具体的に説明する。
フロント側位相差領域22として、下記式(IX)を満足する位相差層を、その遅相軸をフロント側偏光子26の吸収軸に対して直交又は平行にして配置してもよい。
(IX) 100nm≦Re(550)≦300nm、且つ|Rth(550)|≦50nm
上記式(IX)を満足する位相差層については特に制限されず、種々の材料から作製することができる。例えば、式(IX)を満足する位相差層として、レターデーションを発現又は上昇させる作用を有する成分を添加したセルロースアシレート組成物を、フィルムとして成形した後、一軸延伸又は二軸延伸することによって作製したセルロースアシレート系フィルムを用いることができる。その他、ポリカーボネイトフィルム(商品名;日東電工NRZフィルム)やノルボルネン系フィルム(商品名:ゼオノア、アートン)を用いることができる。
・第1の例
第2位相差層は、前記式(VI)を満足する光学特性を示すとともに、その遅相軸が、フロント側偏光子26の吸収軸と直交であり、且つフロント側基板18の対向面の配向制御方向(ラビング軸)に対して平行である。及び第1位相差層は、下記式(V)を満足するとともに、その遅相軸が、第2位相差層の遅相軸に対して直交又は平行である。即ち、画面左右方向を0°、上下方向を90°の方向とした場合、リア側偏光子24の吸収軸は0°の方向、リア側基板16及びフロント側基板18の対向面に形成されたラビング軸は0°の方向、第1位相差層の遅相軸は0°又は90°の方向、第2位相差層の遅相軸は0°の方向、及びフロント側偏光子26の吸収軸は90°の方向に配置されている。
(V) −180nm≦Rth(550)≦−25nm、且つ0nm≦Re(550)≦10nm
(VI) 100nm≦Re(550)≦165nm、且つ55nm≦Rth(550)≦80nm
第1位相差層は、上記式(VI)を満足する光学特性を示すとともに、その遅相軸が、フロント側偏光子26の吸収軸と平行であり、且つフロント側基板18の対向面の配向制御方向(ラビング軸)に対して直交である。及び第2位相差層は、上記式(V)を満足するとともに、その遅相軸が、第1位相差層の遅相軸に対して直交又は平行である。即ち、画面左右方向を0°、上下方向を90°の方向とした場合、リア側偏光子24の吸収軸は0°の方向、リア側基板16及びフロント側基板18の対向面に形成されたラビング軸は0°の方向、第1位相差層の遅相軸は90°の方向、第2位相差層の遅相軸は0°又は90°の方向、及びフロント側偏光子26の吸収軸は90°の方向に配置されている。
第2位相差層は、下記式(VIII)を満足する光学特性を示すとともに、その遅相軸が、フロント側偏光子26の吸収軸と平行であり、且つフロント側基板18の対向面の配向制御方向(ラビング軸)に対して直交である。及び第1位相差層は、下記式(VII)を満足する光学特性を示すとともに、その遅相軸が、第2位相差層の遅相軸に対して直交又は平行である。即ち、画面左右方向を0°、上下方向を90°の方向とした場合、リア側偏光子24の吸収軸は0°の方向、リア側基板16及びフロント側基板18の対向面に形成されたラビング軸は0°の方向、第1位相差層の遅相軸は0°又は90°の方向、第2位相差層の遅相軸は90°の方向、及びフロント側偏光子26の吸収軸は90°の方向に配置されている。
(VII) 35nm≦Rth(550)≦135nm、且つ0nm≦Re(550)≦10nm
(VIII) 100nm≦Re(550)≦165nm、且つ−80nm≦Rth(550)≦−55nm
第1位相差層は、上記式(VIII)を満足する光学特性を示すとともに、その遅相軸が、フロント側偏光子26の吸収軸と直交であり、且つフロント側基板18の対向面の配向制御方向(ラビング軸)に対して平行である。及び第2位相差層は上記式(VII)を満足するとともに、その遅相軸は、第1位相差層の遅相軸に対して直交又は平行である。即ち、画面左右方向を0°、上下方向を90°の方向とした場合、リア側偏光子24の吸収軸は0°の方向、リア側基板16及びフロント側基板18の対向面に形成されたラビング軸は0°の方向、第1位相差層の遅相軸は0°の方向、第2位相差層の遅相軸は0°又は90°の方向、及びフロント側偏光子26の吸収軸は90°の方向に配置されている。
第2位相差層は、下記式(X)を満足する光学特性を示すとともに、その遅相軸が、フロント側偏光子26の吸収軸と直交であり、且つフロント側基板18の対向面の配向制御方向(ラビング軸)に対して平行である。及び第1位相差層は、下記式(XI)を満足するとともに、その遅相軸が、第2位相差層の遅相軸に対して平行である。即ち、画面左右方向を0°、上下方向を90°の方向とした場合、リア側偏光子24の吸収軸は0°の方向、リア側基板16及びフロント側基板18の対向面に形成されたラビング軸は0°の方向、第1位相差層の遅相軸は0°の方向、第2位相差層の遅相軸は0°の方向、及びフロント側偏光子26の吸収軸は90°の方向に配置されている。
(X) 250nm≦Re(550)≦300nm、且つ−120nm≦Rth(550)≦−18nm
(XI) 250nm≦Re(550)≦300nm、且つ18nm≦Rth(550)≦120nm
第2位相差層は、上記式(XI)を満足する光学特性を示すとともに、その遅相軸が、フロント側偏光子26の吸収軸と平行であり、且つフロント側基板18の対向面の配向制御方向(ラビング軸)に対して直交である。及び第1位相差層は、上記式(X)を満足するとともに、その遅相軸が、第2位相差層の遅相軸に対して平行である。即ち、画面左右方向を0°、上下方向を90°の方向とした場合、リア側偏光子24の吸収軸は0°の方向、リア側基板16及びフロント側基板18の対向面に形成されたラビング軸は0°の方向、第1位相差層の遅相軸は90°の方向、第2位相差層の遅相軸は90°の方向、及びフロント側偏光子26の吸収軸は90°の方向に配置されている。
第2位相差層及び第1位相差層の双方が、上記式(XI)を満足する光学特性を示すとともに、互いの遅相軸を直交にして積層されている。さらに、第2位相差層のその遅相軸は、フロント側偏光子26の吸収軸と平行であり、且つフロント側基板18の対向面の配向制御方向(ラビング軸)に対して直交である。即ち、画面左右方向を0°、上下方向を90°の方向とした場合、リア側偏光子24の吸収軸は0°の方向、リア側基板16及びフロント側基板18の対向面に形成されたラビング軸は0°の方向、第1位相差層の遅相軸は0°の方向、第2位相差層の遅相軸は90°の方向、及びフロント側偏光子26の吸収軸は90°の方向に配置されている。
第2位相差層及び第1位相差層の双方が、上記式(X)を満足する光学特性を示すとともに、互いの遅相軸を直交にして積層されている。さらに、第2位相差層のその遅相軸は、フロント側偏光子26の吸収軸と直交であり、且つフロント側基板18の対向面の配向制御方向(ラビング軸)に対して平行である。即ち、画面左右方向を0°、上下方向を90°の方向とした場合、リア側偏光子24の吸収軸は0°の方向、リア側基板16及びフロント側基板18の対向面に形成されたラビング軸は0°の方向、第1位相差層の遅相軸は90°の方向、第2位相差層の遅相軸は0°の方向、及びフロント側偏光子26の吸収軸は90°の方向に配置されている。
|Rth(450)|/|Rth(550)|≦1、及び
1≦|Rth(650)|/|Rth(550)|
を満足することと同義である。
リア側位相差領域のレターデーションが順波長分散性以外(逆波長分散性又は波長によらず一定)であると、順波長分散性である態様と比較して、正面の黒表示における青味付きを軽減(黒表示時の正面方向の色味付きの改善)できるので好ましい。
一方、フロント側位相差領域が逆波長分散性であると、視野角CR改善や、視野角色味付きの改善効果(黒表示時の斜め方向の色味付きの軽減効果)といった視野角特性が改善されるので好ましい。
なお、本明細書において、位相差フィルムのヘイズの測定方法は以下の通りである。位相差フィルム試料40mm×80mmを準備し、25℃,60%RHの環境下、ヘイズメーター(NDH−2000、日本電色工業(株)製)により、JIS K−6714に従って測定する。
セルロースアシレート系フィルム:
本明細書では、「セルロースアシレート系フィルム」とは、セルロースアシレートを主成分(全成分の50質量%以上)として含有するフィルムをいう。当該フィルムの作製に用いられるセルロースアシレートは、セルロースの水酸基の水素原子を、アシル基に置換したものである。前記セルロースアシレートはセルロースの水酸基がアシル化されたもので、その置換基はアシル基の炭素原子数が2のアセチル基から炭素原子数が22のものまでいずれも用いることができる。本発明において使用されるセルロースアシレートにおいて、セルロースの水酸基への置換度については特に限定されないが、セルロースの水酸基に置換する酢酸および/または炭素原子数3〜22の脂肪酸の結合度を測定し、計算によって置換度を得ることができる。測定方法としては、ASTMのD−817−91に準じて実施することができる。
前記セルロースアシレートは、セルロースアセテートであることが好ましいが、アセチル基に代えて、又はアセチル基とともに、アセチル基以外のアシル基で置換されていてもよい。中でも、アセチル、プロピオニル及びブチリル基から選ばれる少なくとも一種のアシル基を有するセルロースアシレートが好ましく、及びアセチル、プロピオニル及びブチリル基から選ばれる少なくとも二種のアシル基を有するセルロースアシレートがより好ましい。さらに、アセチル基と、プロピオニル及び/又はブチリル基とを有するセルロースアシレートが好ましく、アセチル基の置換度が1.0〜2.97で、プロピオニル及び/又はブチリル基の置換度が0.2〜2.5のセルロースアシレートがより好ましい。
セルロースアセテートにおいては、180〜550がより好ましく、180〜400がさらに好ましく、180〜350が特に好ましい。重合度が一定以下とすることによりセルロースアシレートのドープ溶液の粘度が高くなり、流延によりフィルム作製が困難になるのをより効果的に防止することができる。重合度を一定以上とすることにより、作製したフィルムの強度が低下してしまうのをより効果的に防止できる。平均重合度は、例えば、宇田らの極限粘度法(宇田和夫、斉藤秀夫、繊維学会誌、第18巻第1号、105〜120頁、1962年)により測定できる。この方法は、特開平9−95538号公報に詳細に記載されている。
また、本発明で好ましく用いられるセルロースアシレートの分子量分布はゲルパーミエーションクロマトグラフィーによって評価され、その多分散性指数Mw/Mn(Mwは質量平均分子量、Mnは数平均分子量)が小さく、分子量分布が狭いことが好ましい。具体的なMw/Mnの値としては、1.0〜3.0であることが好ましく、1.0〜2.0であることがさらに好ましく、1.0〜1.6であることが最も好ましい。
また本発明で用いられるセルロースアシレートは、70000〜230000の数平均分子量を有することが好ましく、75000〜230000の数平均分子量を有することがさらに好ましく、78000〜120000の数平均分子量を有することがよりさらに好ましい。
前記円盤状化合物はRthレターデーション発現性において前記棒状化合物よりも優れているため、特に大きなRthレターデーションを必要とする場合には好ましく使用される。2種類以上のレターデーション発現剤を併用してもよい。
前記レターデーション発現剤は、250〜400nmの波長領域に最大吸収を有することが好ましく、可視領域に実質的に吸収を有していないことが好ましい。
(1)円盤状化合物
前記円盤状化合物について説明する。円盤状化合物としては少なくとも二つの芳香族環を有する化合物を用いることができる。
本明細書において、「芳香族環」は、芳香族炭化水素環に加えて、芳香族性ヘテロ環を含む。本発明に用いることができる前記円盤状化合物としては、例えば、特開2008−181105号公報の[0038]〜[0046]に記載される化合物を挙げることができる。
環基であり;R4、R5及びR6は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アルケニル
基、アリール基又は複素環基である。
本発明では前述の円盤状化合物の他に直線的な分子構造を有する棒状化合物も好ましく用いることができる。本発明に用いることができる前記棒状化合物としては、例えば、特開2007−268898号公報の[0053]〜[0095]に記載される化合物を挙げることができる。
正の複屈折性化合物とは、分子が一軸性の配向をとって形成された層に光が入射したとき、前記配向方向の光の屈折率が前記配向方向に直交する方向の光の屈折率より大きくなるポリマーをいう。
このような正の複屈折性化合物としては、特に制限ないが、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等の固有複屈折値が正のポリマーを挙げることができ、ポリエーテルケトンおよびポリエステル系ポリマー等が好ましく、ポリエステル系ポリマーがより好ましい。
また炭素数8〜20の芳香族ジカルボン酸としては、フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、1,5−ナフタレンジカルボン酸、1,4−ナフタレンジカルボン酸、1,8−ナフタレンジカルボン酸、2,8−ナフタレンジカルボン酸および2,6−ナフタレンジカルボン酸等がある。
前記正の複屈折性化合物の両末端がカルボン酸やOH基とならないように、モノアルコール残基やモノカルボン酸残基で保護することが好ましい。
この場合、モノアルコールとしては炭素数1〜30の置換、無置換のモノアルコールが好ましく、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、ペンタノール、イソペンタノール、ヘキサノール、イソヘキサノール、シクロヘキシルアルコール、オクタノール、イソオクタノール、2−エチルヘキシルアルコール、ノニルアルコール、イソノニルアルコール、tert−ノニルアルコール、デカノール、ドデカノール、ドデカヘキサノール、ドデカオクタノール、アリルアルコール、オレイルアルコールなどの脂肪族アルコール、ベンジルアルコール、3−フェニルプロパノールなどの置換アルコールなどが挙げられる。
書房、昭和48年3月1日初版第1版発行)に詳細な記載がある。また、特開平05−155809号、特開平05−155810号、特開平5−197073号、特開2006−259494号、特開平07−330670号、特開2006−342227号、特開2007−003679号各公報などに記載されている素材を利用することもできる。
以下に、前記正の複屈折性化合物の具体例を記すが、本発明で用いることができる正の複屈折性化合物はこれらに限定されるものではない。
アクリル系ポリマーフィルムは、(メタ)アクリル酸エステルの少なくとも1種から誘導される繰り返し単位を有するアクリル系ポリマーを主成分とするフィルムである。当該アクリル系ポリマーフィルムの好ましい例は、(メタ)アクリル酸エステルから誘導される繰り返し単位とともに、ラクトン環単位、無水マレイン酸単位、及びグルタル酸無水物単位から選ばれる少なくとも1種の単位を含むアクリル系ポリマーである。このアクリル系ポリマーについては、一例として、特開2008−231234号公報や特開2008−9378号公報に詳細な記載があり、参照することができる。
環状オレフィン系ポリマーフィルムの原料及びその製造方法、並びに該原料を用いたフィルムの製造方法については、特開2006−293342号公報の[0098]〜[0193]に詳細な記載があり、本発明において参照することができる。リア側及びフロント側位相差領域を構成する位相差フィルムとして利用可能な環状オレフィン系ポリマーフィルムの例には、ノルボルネン系ポリマーフィルムが含まれ、市販のポリマーでは、アートン(JSR製)、ゼオノア(日本ゼオン製)などを用いることができる。
逐次流延法は、流延用支持体の上に先ず第1層用の流延用ドープを流延用ギーサから押出して、流延し、乾燥あるいは乾燥することなく、その上に第2層用の流延用ドープを流延用ギーサから押出して流延する要領で、必要なら第3層以上まで逐次ドープを流延・積層して、適当な時期に支持体から剥ぎ取って、乾燥しフィルムを成形する流延法である。
塗布法は、一般的には、コア層のフィルムを溶液製膜法によりフィルムに成形し、表層に塗布する塗布液を調製し、適当な塗布機を用いて、片面ずつまたは両面同時にフィルムに塗布液を塗布・乾燥して積層構造のフィルムを成形する方法である。
位相差層の作製に棒状液晶性化合物を用いた場合は、棒状液晶性分子の長軸の配向方向は、層面に対して垂直、平行、ハイブリット配向のいずれでもよく、所望の光学特性に応じて決定される。垂直又は平行に配向させる場合は、その長軸を層面へ投影した軸の平均方向が、配向軸に対して平行であるのが好ましい。また、位相差層の作製に円盤状液晶性化合物を用いた場合も同様であり、円盤状液晶性分子の円盤面の配向方向は、層面に対して垂直、平行、ハイブリッド配向のいずれでもよく、所望の光学特性に応じて決定される。前記位相差層の一例として、円盤状液晶性化合物を含有する組成物から形成され、層中において円盤状液晶性分子が、その短軸を支持体面へ投影した軸の平均方向が配向軸(例えば、ラビング軸)に対して平行である位相差層、及び該組成物から形成され、層中において、円盤状液晶性分子が、円盤面と層平面とのなす角(傾斜角)が深さ方向に変化する、ハイブリッド配向状態に固定された位相差層が挙げられる。
なお、液晶性分子の配向は、形成の際に利用する配向膜の性質、配向膜の表面に施されるラビング軸の方位、形成に用いられる液晶性組成物に含有される各材料の性質等によって調整することができる。
棒状液晶性分子としては、アゾメチン類、アゾキシ類、シアノビフェニル類、シアノフェニルエステル類、安息香酸エステル類、シクロヘキサンカルボン酸フェニルエステル類、シアノフェニルシクロヘキサン類、シアノ置換フェニルピリミジン類、アルコキシ置換フェニルピリミジン類、フェニルジオキサン類、トラン類及びアルケニルシクロヘキシルベンゾニトリル類が好ましく用いられる。
なお、棒状液晶性分子には、金属錯体も含まれる。また、棒状液晶性分子を繰り返し単位中に含む液晶ポリマーも、棒状液晶性分子として用いることができる。言い換えると、棒状液晶性分子は、(液晶)ポリマーと結合していてもよい。
棒状液晶性分子については、季刊化学総説第22巻液晶の化学(1994)日本化学会編の第4章、第7章及び第11章、及び液晶デバイスハンドブック日本学術振興会第142委員会編の第3章に記載がある。棒状液晶性分子の複屈折率は、0.001〜0.7の範囲にあることが好ましい。
ディスコティック液晶性化合物は、様々な文献(C.Destrade et al.,Mol.Crysr.Liq.Cryst.,vol.71,page 111(1981);日本化学会編、季刊化学総説、No.22、液晶の化学、第5章、第10章第2節(1994);B.Kohne et al.,Angew. Chem.Soc.Chem.Comm.,page 1794(1985);J.Zhang et al.,J.Am.Chem.Soc.,vol.116,page 2655(1994))等の文献に記載されているものを広く採用することができる。
D(−L−P)n
式中、Dはディスコティックコアであり、Lは二価の連結基であり、Pは重合性基であり、nは4〜12の整数である。
位相差層の厚さは、0.1〜10μmであることが好ましく、0.5〜5μmであることがさらに好ましい。
通常の液晶性化合物は空気界面側では傾斜して配向する性質を有するので、均一に垂直配向した状態を得るために、空気界面側においても液晶性化合物を垂直に配向制御することが必要である。この目的のために、空気界面側に偏在して、その排除体積効果や静電気的な効果によって液晶性化合物を垂直に配向させる作用を及ぼす化合物を液晶塗布液に配合させる。液晶性化合物を垂直に配向させる作用は、ディスコティック液晶性化合物においてはそのダイレクターの傾斜角度、すなわちダイレクターと塗布液晶空気側表面とがなす角度を減少させる作用に相当する。ディスコティック液晶性分子のダイレクターの傾斜角度を減少させる化合物としては、次に示すような、空気界面側に偏在させるためにF原子を複数結合したものや、スルホニル基やカルボキシル基を結合したものに、さらに液晶性分子に垂直に配向するような排除体積効果を与える剛直性の構造単位を結合した化合物が好ましく用いられる。
フロント側及びリア側に配置される偏光子については特に制限はない。通常用いられている直線偏光膜を利用することができる。直線偏光膜は、Optiva Inc.に代表される塗布型偏光膜、もしくはバインダーと、ヨウ素又は二色性色素からなる偏光膜が好ましい。直線偏光膜におけるヨウ素及び二色性色素は、バインダー中で配向することで偏光性能を発現する。ヨウ素及び二色性色素は、バインダー分子に沿って配向するか、もしくは二色性色素が液晶のような自己組織化により一方向に配向することが好ましい。現在、市販の偏光子は、延伸したポリマーを、浴槽中のヨウ素もしくは二色性色素の溶液に浸漬し、バインダー中にヨウ素、もしくは二色性色素をバインダー中に浸透させることで作製されるのが一般的である。
フロント側偏光子及びリア側偏光子のそれぞれの両面には、保護フィルムが貼合されているのが好ましい。但し、液晶セル側に配置される保護フィルムは、それぞれリア側位相差領域及びフロント側位相差領域の一部を構成するものとし、前者については、上記式(I)を満足することが要求される。後者についても、フロント側位相差領域の一部を構成し、態様によっては、視野角CRの改善に寄与する光学特性を単独でまたは他の層とともに示すことが要求される。
特開2007−127893号公報の[0223]〜[0226]の記載に従って、延伸フィルム(保護フィルムA)を作製した。この保護フィルムAの表面に、同公報の[0232]の記載に従って、易接着層コーティング組成物P−2を調製し、当該組成物を、同公報の[0246]に記載の方法に従って、前記延伸フィルムの表面に塗布して、易接着層を形成した。このフィルムをフィルム2として用いた。
市販のノルボルネン系ポリマーフィルム「ZEONOR ZF14−060」((株)オプテス製)の表面に、ソリッドステートコロナ処理機6KVA(ピラー(株)製)によりコロナ放電処理を行った。このフィルムをフィルム3として使用した。このフィルムの厚みは、60μmであった。
市販のシクロオレフィン系ポリマーフィルム「ARTON FLZR50」(JSR(株)製)の表面に、フィルム11と同様の方法でコロナ放電処理を行った。このフィルムをフィルム4として使用した。このフィルムの厚みは、50μmであった。
下記の組成物をミキシングタンクに投入し、加熱しながら攪拌して、各成分を溶解し、セルロースアシレート溶液を調製した。
<セルロースアシレート溶液の組成>
置換度2.86のセルロースアセテート 100質量部
メチレンクロライド 300質量部
メタノール 54質量部
1−ブタノール 11質量部
<添加剤溶液の組成>
メチレンクロライド 80質量部
メタノール 20質量部
下記の光学的異方性低下剤A−7 40質量部
このドープを支持体上に流延して、厚み80μmのセルロースアシレートフィルムを作製した。これをフィルム5として使用した。
市販のセルロースアシレート系フィルム、商品名 「フジタック TD80UL」(富士フイルム社製)を準備し、フィルム6として利用した。
特開2008−95027号公報記載の比較用化合物C-3の合成法において、中間体2に使用した4-メトキシ桂皮酸クロリドをベンゾイルクロリドに変更した以外は同様の方法により、セルロースアセテートベンゾエート21Aを合成した。
下記の原料をミキシングタンクに投入し、加熱しながら攪拌して、溶解し、セルロースアシレート溶液を有する溶液を調製した。
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セルロースアシレート溶液
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セルロースアセテートベンゾエート21A 100.0質量部
メチレンクロライド 403.0質量部
メタノール 60.2質量部
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下記表に記載のアシル基の種類、置換度のセルロースアシレートを調製した。これは、触媒として硫酸(セルロース100質量部に対し7.8質量部)を添加し、アシル置換基の原料となるカルボン酸を添加し40℃でアシル化反応を行った。この時、カルボン酸の種類、量を調整することでアシル基の種類、置換度を調整した。またアシル化後の40℃で熟成を行った。さらにこのセルロースアシレートの低分子量成分をアセトンで洗浄し除去した。なお、表中、Acとはアセチル基であり、CTAとは、セルローストリアセテート(アシル基がアセテート基のみからなるセルロースエステル誘導体)を意味する。
下記組成物をミキシングタンクに投入し、攪拌して各成分を溶解し、更に90℃に約10分間加熱した後、平均孔径34μmのろ紙および平均孔径10μmの焼結金属フィルターでろ過した。
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セルロースアシレート溶液
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下記表中のCTA 100.0質量部
トリフェニルホスフェイト(TPP) 7.8質量部
ビフェニルジフェニルホスフェイト(BDP) 3.9質量部
メチレンクロライド 403.0質量部
メタノール 60.2質量部
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次に上記方法で調製したセルロースアシレート溶液を含む下記組成物を分散機に投入し、マット剤分散液を調製した。
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マット剤分散液
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平均粒径16nmのシリカ粒子
(aerosil R972 日本アエロジル(株)製 2.0質量部
メチレンクロライド 72.4質量部
メタノール 10.8質量部
セルロースアシレート溶液 10.3質量部
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次に上記方法で調製したセルロースアシレート溶液を含む下記組成物をミキシングタンクに投入し、加熱しながら攪拌して溶解し、添加剤溶液を調製した。
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添加剤溶液
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レターデーション発現剤(1) 20.0質量部
メチレンクロライド 58.3質量部
メタノール 8.7質量部
セルロースアシレート溶液 12.8質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
ここで、表中及び上記の添加剤および可塑剤の略称は下記の通りである。
CTA:セルローストリアセテート、
TPP:トリフェニルホスフェイト、
BDP:ビフェニルジフェニルホスフェイト。
フィルム8と同様にして、但し最終的膜厚を変えて、フィルム9を作製した。
特開2007−286578号公報に記載の第2位相差領域Gと同様の方法で、但し最終的膜厚を変えて、フィルム10を作製した。
特開2007−286578号公報に記載の第2位相差領域Bと同様の方法で、但し最終的膜厚を変えて、フィルム11を作製した。
TOSHIBA社製の液晶パネル「37Z2000」に搭載されていたノルボルネン系フィルムを剥がし、フィルム2と同様の方法で、フィルム表面に易接着層を形成した。市販のセルロースアシレート系フィルム、商品名「フジタック TD80UL」(富士フイルム社製)を準備し、前記ノルボルネン系フィルムと貼合し、このフィルムをフィルム12として使用した。なお、このフィルムの膜厚は215μmであった。
作製したフィルム1〜12の特性を、下記表にまとめる。なお、各フィルムのRe(550)及びRth(550)は、試料30mm×40mmを、25℃、60%RHで2時間調湿し、KOBRA21ADH(王子計測機器(株)製)において波長550nmで測定し、フィルム1、5〜11については、平均屈折率の仮定値1.48及び膜厚を入力し算出した。また、それ以外のフィルムの場合は平均屈折率の仮定値として、フィルム3については1.53を、フィルム2については1.50を、フィルム4、12については1.52を用いた。
厚さ80μmのポリビニルアルコール(PVA)フィルムを、ヨウ素濃度0.05質量%のヨウ素水溶液中に30℃で60秒浸漬して染色し、次いでホウ酸濃度4質量%濃度のホウ酸水溶液中に60秒浸漬している間に元の長さの5倍に縦延伸した後、50℃で4分間乾燥させて、厚さ20μmの偏光膜を得た。
上記表に示すフィルムのうちセルロースアシレート類を含むフィルムについては、1.5モル/リットルで55℃の水酸化ナトリウム水溶液中に浸漬した後、水で十分に水酸化ナトリウムを洗い流した。その後、0.005モル/リットルで35℃の希硫酸水溶液に1分間浸漬した後、水に浸漬し希硫酸水溶液を十分に洗い流した。最後に試料を120℃で十分に乾燥させた。
各フィルム(フィルム1〜12)のいずれか2枚で、偏光膜を挟んで、粘着剤を用いて貼り合せ、双方の表面に保護フィルムを有する偏光板をそれぞれ作製した。なお、セルロースアシレート系フィルムについてはポリビニル系粘着剤を用い、それ以外のフィルムについてはアクリル系粘着剤を用いて偏光子と貼合した。組合せについては下記表に示す。
なお下記表中、「*1」を付したフィルムは、偏光膜よりさらに表示面側外側に配置される偏光板保護フィルムとして用いられた位相差フィルムを意味し、「*2」を付したフィルムは、液晶セルと偏光膜との間に配置される偏光板保護フィルムとして用いられた位相差フィルムを意味し、及び「*3」を付したフィルムは、偏光膜よりさらにバックライト側外側に配置される偏光保護フィルムとして用いられた位相差フィルムを意味する。下記のいずれの表でも同義である。
なお、フィルム7については、その面内遅相軸を、偏光子の透過軸と平行にして貼り合せた。フィルム1〜6、8〜12については、その面内遅相軸を、偏光子の透過軸と垂直にして貼り合せた。また、易接着層を有するフィルムについては、易接着層を偏光子の表面側にして貼り合せた。
(1)水平配向型液晶セル1〜4の準備
(1)−1 FFSモードの液晶セル1及び2の準備
図1及び図2に示す構成と同様のCOA構成のFFSモードの液晶セル1、及び図3に示す構成と同様の非COA構成のFFSモードの液晶セル2を作製した。液晶セル1と2は、カラーフィルタの位置が異なる以外は同様の方法で作製された液晶セルである。
なお、カラーフィルタは、着色感光性組成物に特開2009−144126号公報中に記載の実施例17、18及び19に記載の通り調製した組成物、並びに有機系現像液CD2000(富士フイルムエレクトロマテリアルズ社製)を用いて作製した。
作製した液晶セルのΔnd(550)をAXOMETRICS社製のAXOSCANと付属のソフトを使用して測定し、Δnd(550)が400nmであるものを選別し、液晶セル1および2として使用した。
図1及び図2に示す構成と同様のCOA構成のIPSモードの液晶セル3、及び図3に示す構成と同様の非COA構成のIPSモードの液晶セル4を作製した。液晶セル3と4は、カラーフィルタの位置が異なる以外は同様の方法で作製された液晶セルである。
なお、カラーフィルタは、着色感光性組成物に特開2009−144126号公報中に記載の実施例17、18及び19に記載の通り調製した組成物、並びに有機系現像液CD2000(富士フイルムエレクトロマテリアルズ社製)を用いて作製した。
作製した液晶セルのΔnd(550)をAXOMETRICS社製のAXOSCANと付属のソフトを使用して測定し、Δnd(550)が400nmであるものを選別し、液晶セル3および4として使用した。
作製した各液晶表示装置について、以下の評価を行った。
(2)−1 正面コントラスト比の測定
測定器(BM5A、TOPCON社製)を用いて、暗室において、パネル法線方向の黒表示及び白表示の輝度値を測定し、正面コントラスト(白輝度/黒輝度)を算出した。
このとき、測定器とパネル間の距離は700mmに設定した。
続いて、正面コントラスト比を、基準形態での正面コントラスト比を基に、次の式で算出した。
正面コントラスト比=実施形態での正面コントラスト/基準形態での正面コントラスト
なお、各液晶セルの基準形態は、フロント側およびリア側に同じ偏光板が貼合された、非COA構成の液晶セルとした。
測定器(BM5A、TOPCON社製)を用いて、暗室において、装置正面から極角方向60度において、方位角方向0度〜360度で10度毎に黒表示及び白表示の輝度値を測定し、視野角コントラスト(白輝度/黒輝度)を算出することで、液晶表示装置の視野角特性を評価した。
○:視野角コントラストがいずれも50以上であり、光漏れが認識できない
△:視野角コントラストの最小値が50未満15以上であり、わずかに光漏れが認識されるが許容できる程度
×:視野角コントラスト最小値が15未満であり、大きな光漏れが認識され許容できない。
作製した各液晶表示装置を温度40℃、相対湿度90%の環境下で4日間放置した。処理後、温度36℃、相対湿度20%の環境に移した。
その後、ライトテーブル上に前記パネルを置き、暗室で観察して、以下の基準でサークルムラを評価した。
◎:点灯させたライトテーブルの上に前記パネルを置いてから60時間以内に、光漏れが視認されない
○:光漏れがわずかに視認されるが、点灯させたライトテーブルの上に前記パネルを置いてから30時間以内に消失し、その後は光漏れが視認されない
△:光漏れが視認され、点灯させたライトテーブルの上に前記パネルを置いてから30時間以内には消失しないが、その後60時間以内に光漏れが消失する
×:光漏れが視認され、点灯させたライトテーブルの上に前記パネルを置いてから60時間では光漏れが消失しない(許容不可)
このことから、本発明の効果は、COA構造を採用するとともに、リア側位相差領域が、前記式(I)を満足することによってはじめて得られることは明らかである。
また、上記表に示す結果から、リア側位相差領域のRth(550)の絶対値が小さいほど、サークルムラが軽減されることが理解できる。
12 カラーフィルタ層
14 アレイ部材
16 リア側基板
18 フロント側基板
20 リア側位相差領域
22 フロント側位相差領域
24 リア側偏光子
26 フロント側偏光子
28 バックライトユニット
LC COA構造のIPS型液晶セル
PL1 リア側偏光板
PL2 フロント側偏光板
Claims (13)
- フロント側偏光子、リア側偏光子、フロント側偏光子とリア側偏光子との間に配置される液晶層、及び該液晶層とリア側偏光子との間に配置されるカラーフィルタ層を有し、前記リア側偏光子と前記カラーフィルタ層との間に配置される1層又は2層以上の位相差層が全体として(以下、リア側偏光子とカラーフィルタ層との間に配置される1層又は2層以上の位相差層の全体を「リア側位相差領域」という)、下記式(I)
(I): −40nm<Rth(550)≦40nm
但し、Rth(λ)は、波長λnmにおける厚み方向のレターデーション(nm)を意味する;を満足し、
前記液晶層が、前記カラーフィルタ層を備えたアレイ基板であるリア側基板と、前記アレイ基板に対向して配置された対向基板であるフロント側基板とに挟持されており、
前記フロント側偏光子と前記液晶層との間に、1層又は2層以上の位相差層(以下、フロント側偏光子と液晶層との間に配置される1層又は2層以上の位相差層の全体を「フロント側位相差領域」という)を有し、
前記フロント側位相差領域が、下記式(III)及び(IV)
(III): 0≦Re(550)≦300nm
(IV): −300nm≦Rth(550)≦12nmを満足し、
前記アレイ基板が、前記カラーフィルタ層を備えた画素を区画するブラックマトリクスを有し、
且つ、黒表示時に該液晶層の液晶分子が前記一対の基板の表面に対して平行に配向することを特徴とする液晶表示装置。 - 前記リア側位相差領域が、下記式(II)(II): |Re(550)|≦300nmを満足することを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置:
但し、Re(λ)は、波長λnmにおける面内レターデーション(nm)を意味する。 - 前記リア側位相差領域が、セルロースアシレート系フィルムからなる又はセルロースアシレート系フィルムを含むことを特徴とする請求項1又は2に記載の液晶表示装置。
- 前記リア側位相差領域が、アクリル系ポリマーフィルムからなる又はアクリル系ポリマーフィルムを含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
- 前記リア側位相差領域が、ラクトン環単位、無水マレイン酸単位、及びグルタル酸無水物単位から選ばれる少なくとも1種の単位を含むアクリル系ポリマーを含有するアクリル系ポリマーフィルムからなる又は当該アクリル系ポリマーフィルムを含有する請求項4に記載の液晶表示装置。
- 前記リア側位相差領域が、環状オレフィン系ポリマーフィルムからなる、又は環状オレフィン系ポリマーフィルムを含むことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
- 前記フロント側位相差領域が、−50nm≦Rth(550)≦0nmを満足することを特徴とする請求項1〜6に記載の液晶表示装置。
- 前記フロント側位相差領域が、1枚の二軸性の高分子フィルムからなる、又は1枚の二軸性の高分子フィルムを含むことを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
- 前記フロント側位相差領域が、1枚の一軸性の高分子フィルムからなる、又は1枚の一軸性の高分子フィルムを含むことを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
- 前記1枚の二軸性の高分子フィルム又は1枚の一軸性の高分子フィルムが、セルロースアシレート系フィルムであることを特徴とする請求項8又は9に記載の液晶表示装置。
- 前記1枚の二軸性の高分子フィルム又は1枚の一軸性の高分子フィルムが、環状オレフィン系ポリマーフィルムであることを特徴とする請求項8又は9に記載の液晶表示装置。
- 前記フロント側およびリア側位相差領域が、いずれも、以下の式を満たす、請求項1〜11のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
|Rth(450)|/|Rth(550)|≦1
1≦|Rth(650)|/|Rth(550)| - 前記フロント側位相差領域が1層の位相差層からなる、請求項1〜12のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
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