JP5650911B2 - 液晶表示素子 - Google Patents
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また、本発明の他の観点によれば、第1及び第2の透明基板と、前記第1及び第2の透明基板間に挟持された、リターデーションが300nm以上1200nm以下の基板に対して垂直、又は略垂直配向する液晶層と、前記第1の透明基板の前記液晶層とは反対側に配置された、第1、第2の光学フィルムであって、双方ともAプレートの光学特性を有する、または一方がAプレートの光学特性を有し、他方が負の二軸光学異方性を有する第1、第2の光学フィルムと、前記第1及び第2の光学フィルムの前記第1の透明基板とは反対側に配置された第1の偏光板と、前記第2の透明基板の前記液晶層とは反対側に前記第1の偏光板とクロスニコルに配置された第2の偏光板とを有し、前記第2の光学フィルムは、前記第1の透明基板と前記第1の光学フィルムとの間に配置され、前記第1の光学フィルムの面内遅相軸と前記第1の偏光板の吸収軸とは直交するように配置され、前記第1の光学フィルムの面内遅相軸と前記第2の光学フィルムの面内遅相軸とは直交するように配置され、前記第1の光学フィルムの面内方位の位相差Re1は、前記第2の光学フィルムの面内方位の位相差Re2よりも大きく、前記第1の光学フィルムの厚さ方向位相差をRth1、前記第2の光学フィルムの厚さ方向位相差をRth2とすると、Re1/2<Rth1=Rth2≦500nmである時、20.975+2114.6/Rth1<Re1≦31.389+6440.4/Rth1の関係を有する液晶表示素子が提供される。
更に、本発明の他の観点によれば、第1及び第2の透明基板と、前記第1及び第2の透明基板間に挟持された、リターデーションが300nm以上1200nm以下の基板に対して垂直、又は略垂直配向する液晶層と、光学フィルムにおける面内屈折率をnx、ny、厚さ方向の屈折率をnzとし、Nzファクタを、Nz=(nx−nz)/(nx−ny)と定義した時、前記第1の透明基板の前記液晶層とは反対側に配置された、Nz=0である負のAプレート又は0<Nz<1である正の二軸光学異方性を有する第1の光学フィルムと、負の二軸光学異方性を有する第2の光学フィルムと、前記第1及び第2の光学フィルムの前記第1の透明基板とは反対側に配置された第1の偏光板と、前記第2の透明基板の前記液晶層とは反対側に前記第1の偏光板とクロスニコルに配置された第2の偏光板とを有し、前記第2の光学フィルムは、前記第1の透明基板と前記第1の光学フィルムとの間に配置され、前記第1の光学フィルムの面内遅相軸と前記第1の偏光板の吸収軸とは直交するように配置され、前記第1の光学フィルムの面内遅相軸と前記第2の光学フィルムの面内遅相軸とは直交するように配置され、前記第1の光学フィルムの面内方位の位相差Re1は、前記第2の光学フィルムの面内方位の位相差Re2よりも大きく、前記第1の光学フィルムの厚さ方向位相差をRth1、前記第2の光学フィルムの厚さ方向位相差をRth2とすると、Re1/2<Rth1=Rth2≦500nmである時、20.975+2114.6/Rth1<Re1≦31.389+6440.4/Rth1の関係を有する液晶表示素子が提供される。
18.427+4278.3/Rth≦Re1≦29.81+5466.7/Rth ・・式(1)
また、背景透過率が0.1%以下の場合は、以下の式(2)によって最小二乗フィッティング出来ることが分かった。ただし、Re1/2<Rth1=Rth2≦500nmである。
20.975+2114.6/Rth≦Re1≦31.389+6440.4/Rth ・・式(2)
また、図1に示す液晶表示素子構造において、偏光板10を構成するTACフィルム2を取り除き、第1の光学フィルム8が偏光板の偏光層1に直接接着した構造に関しても同様に探査した。図3(B)にその探査結果を示す。図3(A)と同様に、網掛けの領域が背景透過率0.05%以下、斜線を施した領域が0.1%の領域を示している。TACフィルム2が無いほうが、同じRthにおいてRe1が大きくなる傾向が見られる。各領域の境界線は図3(A)に示した場合と同様に、反比例の関係にあり、フィッティング可能であった。
17.412+9117.2/Rth≦Re1≦26.115+11079/Rth ・・式(3)
また、背景透過率が0.1%以下の場合は、以下の式(4)によって最小二乗フィッティング出来ることが分かった。ただし、90nm≦Rth1=Rth2≦500nmである。
17.647+7620.7/Rth≦Re1≦25.88+12575/Rth ・・式(4)
本発明の実施例では、Re1>0及びRe2>0の条件における液晶表示素子に関して説明しているので、図3(A)及び(B)に示したRe1の範囲とは異なる。少なくとも、Re1は上記式(1)〜(4)で示した下限よりも大きい必要がある。したがって、図3(A)に示した偏光板にTACフィルムが存在する条件下で、背景透過率0.05%以下にしたい場合は、Re1>18.427+4278.3/Rth、背景透過率0.1%以下にしたい場合は、Re1>20.975+2114.6/Rthである必要がある。また、図3(B)に示した偏光板にTACフィルムが存在しない条件下で、背景透過率0.05%以下にしたい場合は、Re1>17.412+9117.2/Rth、背景透過率0.1%以下にしたい場合は、Re1>17.647+7620.7/Rthである必要がある。
Δnd=600−0.75×Re・・式(5)
Rth=300nm(Rth1+Rth2=600nm)の時、
Δnd=885.01−1.0743×Re1・・式(6)
Rth=440nm(Rth1+Rth2=880nm)の時、
Δnd=1203−1.3581×Re1・・式(7)
また、これらは以下の式(8)により全てのプロットがフィッティング可能であることが分かった。
Δnd=(185.18+2.3179×Rth)−(0.34619+0.0023303×Rth)×Re1=(185.18+2.3179×((Rth1+Rth2)/2))−(0.34619+0.0023303×((Rth1+Rth2)/2))×Re1・・式(8)
一方、図5(B)においては、各Rthにて以下の式(9)〜(11)によりフィッティング可能であった。なお、切片及び傾きは、いずれもTACフィルムありの場合(図5(A))に比べて小さい。
Δnd=517.5−0.375×Re1…式(9)
Rth=300nm(Rth1+Rth2=600nm)の時、
Δnd=812.03−0.64665×Re1…式(10)
Rth=440nm(Rth1+Rth2=880nm)の時、
Δnd=1119.1−0.82418×Re1…式(11)
また、これらは以下の式(12)により全てのプロットがフィッティング可能であることが分かった。
Δnd=(107.65+2.3105×Rth)−(0.089358+0.001715×Rth)×Re1=(107.65+2.3105×((Rth1+Rth2)/2))−(0.089358+0.001715×((Rth1+Rth2)/2))×Re1 …式(12)
以上のΔndの関数数式(5)〜(12)は、Re1、Re2、Rthが最適な組み合わせ、右方位40°又は50°の背景透過率が最小で重なる、すなわち等しくなる組み合わせである。実際の液晶表示素子においては、その透過率は外観上許容できる範囲となるので、上記数式(5)〜(12)によるΔndよりも少なくとも±50nm、好ましくは±100nmは許容される。
2 TACベースフィルム
3 第1の光学フィルム
4 上側ガラス基板
5 垂直配向液晶層
6 下側ガラス基板
7 第2の光学フィルム
8 第1の光学フィルム
9 第2の光学フィルム
10 上側偏光板
11 ネガティブCプレート
20 下側偏光板
30 垂直配向液晶セル
Fab 上側偏光板偏光層吸収軸
Rab 下側偏光板偏光層吸収軸
SA1 第1の光学フィルムの面内遅相軸
SA2 第2の光学フィルムの面内遅相軸
Claims (4)
- 第1及び第2の透明基板と、
前記第1及び第2の透明基板間に挟持された、リターデーションが300nm以上1200nm以下の基板に対して垂直、又は略垂直配向する液晶層と、
前記第1の透明基板の前記液晶層とは反対側に配置された、負の二軸光学異方性を有する第1及び第2の光学フィルムと、
前記第1及び第2の光学フィルムの前記第1の透明基板とは反対側に配置された第1の偏光板と、
前記第2の透明基板の前記液晶層とは反対側に前記第1の偏光板とクロスニコルに配置された第2の偏光板と
を有し、
前記第2の光学フィルムは、前記第1の透明基板と前記第1の光学フィルムとの間に配置され、
前記第1の光学フィルムの面内遅相軸と前記第1の偏光板の吸収軸とは直交するように配置され、
前記第1の光学フィルムの面内遅相軸と前記第2の光学フィルムの面内遅相軸とは直交するように配置され、
前記第1の光学フィルムの面内方位の位相差Re1は、前記第2の光学フィルムの面内方位の位相差Re2よりも大きく、
前記第1の光学フィルムの厚さ方向位相差をRth1、前記第2の光学フィルムの厚さ方向位相差をRth2とすると、Re1/2<Rth1=Rth2≦500nmである時、20.975+2114.6/Rth1<Re1≦31.389+6440.4/Rth1の関係を有する液晶表示素子。 - 前記液晶層のリターデーションをΔndとすると、前記液晶層が、
Δnd=(185.18+2.3179×((Rth1+Rth2)/2))−(0.34619+0.0023303×((Rth1+Rth2)/2))×Re1で、上記Δnd±100nmの範囲内である請求項1に記載の液晶表示素子。 - 第1及び第2の透明基板と、
前記第1及び第2の透明基板間に挟持された、リターデーションが300nm以上1200nm以下の基板に対して垂直、又は略垂直配向する液晶層と、
前記第1の透明基板の前記液晶層とは反対側に配置された、第1、第2の光学フィルムであって、双方ともAプレートの光学特性を有する、または一方がAプレートの光学特性を有し、他方が負の二軸光学異方性を有する第1、第2の光学フィルムと、
前記第1及び第2の光学フィルムの前記第1の透明基板とは反対側に配置された第1の偏光板と、
前記第2の透明基板の前記液晶層とは反対側に前記第1の偏光板とクロスニコルに配置された第2の偏光板と
を有し、
前記第2の光学フィルムは、前記第1の透明基板と前記第1の光学フィルムとの間に配置され、
前記第1の光学フィルムの面内遅相軸と前記第1の偏光板の吸収軸とは直交するように配置され、
前記第1の光学フィルムの面内遅相軸と前記第2の光学フィルムの面内遅相軸とは直交するように配置され、
前記第1の光学フィルムの面内方位の位相差Re1は、前記第2の光学フィルムの面内方位の位相差Re2よりも大きく、
前記第1の光学フィルムの厚さ方向位相差をRth1、前記第2の光学フィルムの厚さ方向位相差をRth2とすると、Re1/2<Rth1=Rth2≦500nmである時、20.975+2114.6/Rth1<Re1≦31.389+6440.4/Rth1の関係を有する液晶表示素子。 - 第1及び第2の透明基板と、
前記第1及び第2の透明基板間に挟持された、リターデーションが300nm以上1200nm以下の基板に対して垂直、又は略垂直配向する液晶層と、
光学フィルムにおける面内屈折率をnx、ny、厚さ方向の屈折率をnzとし、Nzファクタを、Nz=(nx−nz)/(nx−ny)と定義した時、前記第1の透明基板の前記液晶層とは反対側に配置された、Nz=0である負のAプレート又は0<Nz<1である正の二軸光学異方性を有する第1の光学フィルムと、負の二軸光学異方性を有する第2の光学フィルムと、
前記第1及び第2の光学フィルムの前記第1の透明基板とは反対側に配置された第1の偏光板と、
前記第2の透明基板の前記液晶層とは反対側に前記第1の偏光板とクロスニコルに配置された第2の偏光板と
を有し、
前記第2の光学フィルムは、前記第1の透明基板と前記第1の光学フィルムとの間に配置され、
前記第1の光学フィルムの面内遅相軸と前記第1の偏光板の吸収軸とは直交するように配置され、
前記第1の光学フィルムの面内遅相軸と前記第2の光学フィルムの面内遅相軸とは直交するように配置され、
前記第1の光学フィルムの面内方位の位相差Re1は、前記第2の光学フィルムの面内方位の位相差Re2よりも大きく、
前記第1の光学フィルムの厚さ方向位相差をRth1、前記第2の光学フィルムの厚さ方向位相差をRth2とすると、Re1/2<Rth1=Rth2≦500nmである時、20.975+2114.6/Rth1<Re1≦31.389+6440.4/Rth1の関係を有する液晶表示素子。
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