WO2022113978A1 - 液晶表示装置 - Google Patents

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WO2022113978A1
WO2022113978A1 PCT/JP2021/042924 JP2021042924W WO2022113978A1 WO 2022113978 A1 WO2022113978 A1 WO 2022113978A1 JP 2021042924 W JP2021042924 W JP 2021042924W WO 2022113978 A1 WO2022113978 A1 WO 2022113978A1
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liquid crystal
crystal display
display device
prism sheet
variable angle
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PCT/JP2021/042924
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千枝 森谷
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富士フイルム株式会社
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
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    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F21Y2105/10Planar light sources comprising a two-dimensional array of point-like light-generating elements
    • F21Y2105/14Planar light sources comprising a two-dimensional array of point-like light-generating elements characterised by the overall shape of the two-dimensional array
    • F21Y2105/16Planar light sources comprising a two-dimensional array of point-like light-generating elements characterised by the overall shape of the two-dimensional array square or rectangular, e.g. for light panels
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    • F21YINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10Light-emitting diodes [LED]

Definitions

  • the present invention relates to a liquid crystal display device.
  • Liquid crystal display devices are used in displays such as tablet PCs (Personal Computers) and smartphones, image display devices such as televisions and monitors, and various displays such as in-vehicle displays.
  • the liquid crystal display device uses a liquid crystal panel having a polarizing element on the incident side, a liquid crystal panel in which liquid crystal cells acting as an optical shutter are arranged in two dimensions, and a liquid crystal display panel having a polarizing element on the emitting side, and a surface called a backlight unit.
  • the liquid crystal display panel is irradiated with light (backlight) from the shape lighting device, and the light is modulated (on / off) by the liquid crystal cell to display images such as moving images and still images.
  • the liquid crystal display device Due to its configuration, the liquid crystal display device has low contrast when the image is observed from an oblique direction, and the visibility of the image is poor. Therefore, in the liquid crystal display device, a retardation film (optical compensation film) is provided on the emission side of the light from the liquid crystal panel to improve the contrast when observing the image from an oblique direction, and the visibility (viewing angle characteristic). Is improving.
  • a retardation film optical compensation film
  • Patent Document 1 has a polymer film containing a cycloolefin polymer and a liquid crystal layer provided adjacent to the polymer film, and the liquid crystal layer is a liquid crystal compound (liquid crystal compound) and a compound having a specific structure.
  • the liquid crystal composition is formed by using a liquid crystal composition containing, and the liquid crystal composition contains 0.5 to 7.0% by mass of a compound having a specific structure with respect to the mass of the liquid crystal compound, and a predetermined uneven distribution value is 20 to 20 to 80% retardation films are described.
  • the contrast when the image is observed from an oblique direction is improved by using such a retardation film in the liquid crystal display device, the highest contrast is still obtained when the image is observed from the front. be.
  • the effect of improving the contrast is constant in all directions regardless of the observation directions of up, down, left and right.
  • the driver who is the main observer, often observes the liquid crystal display device so as to look down from above. Therefore, in this case, it is important that the contrast is higher when the liquid crystal display device is observed from above than when the liquid crystal display device is observed from the front. That is, in an in-vehicle application in which the main observer is a driver, it is preferable that the liquid crystal display device has a higher contrast when observed from above.
  • An object of the present invention is to solve such a problem of the prior art, and a display image when an image is observed from that direction according to a main observation direction such as observation from above and observation from below.
  • An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device capable of selectively improving the contrast of the above.
  • a liquid crystal display device having a backlight unit.
  • the backlight unit has a light source and one or more prism sheets.
  • the prism sheet arranged farthest from the light source is a liquid crystal display device that tilts the traveling direction of the light transmitted through the prism sheet in one direction at a polar angle of 0.5 to 15 ° with respect to the normal direction. ..
  • the prism sheet arranged farthest from the light source has a flat surface and an uneven surface on the back surface side of the flat surface.
  • the liquid crystal display device according to [1], wherein the uneven surface has an inclined surface that is inclined with respect to the flat surface, and the angle formed by the inclined surface and the flat surface is 0.5 to 15 °.
  • the inclined surface of the uneven surface is long in the direction orthogonal to the inclined direction with respect to the flat surface.
  • the liquid crystal display device according to [2], wherein the uneven surface has a plurality of inclined surfaces arranged in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the inclined surface.
  • the liquid crystal display device according to [2] or [3], wherein the uneven surface has a convex portion including an inclined surface and an upright surface orthogonal to a flat surface.
  • the liquid crystal display device according to any one of [1] to [4], which has an IPS type liquid crystal panel as the liquid crystal panel.
  • the liquid crystal display device according to any one of [1] to [5], which has a retardation film.
  • In-plane retardation at a wavelength of 550 nm is Re (550)
  • in-plane retardation at a wavelength of 450 nm is Re (450)
  • thickness retardation at a wavelength of 550 nm is Rth (550)
  • the retardation film is Re (450) / Re (550) and Rth (450) / Rth (550) satisfy 1.00 to 1.18, and further.
  • Re (550) satisfies 100 to 170 nm and Rth (550) satisfies -50 to 50 nm, or Re (550) satisfies 240 to 310 nm and Rth (550) satisfies -50 to 50 nm, [6. ]
  • a liquid crystal display device capable of selectively improving the contrast of a displayed image when observing an image from that direction according to a main observation direction such as observation from above and observation from below.
  • FIG. 1 is a diagram conceptually showing an example of the liquid crystal display device of the present invention.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram for explaining the European in-vehicle standard.
  • FIG. 3 is a conceptual diagram for explaining the variable angle prism sheet.
  • FIG. 4 is a conceptual diagram for explaining the operation of the variable angle prism sheet.
  • FIG. 5 is a conceptual diagram for explaining the operation of the variable angle prism sheet.
  • FIG. 6 is a diagram conceptually showing another example of the liquid crystal display device of the present invention.
  • FIG. 7 is a conceptual diagram for explaining another example of the variable angle prism sheet.
  • the liquid crystal display device of the present invention will be described in detail.
  • the description of the constituent elements described below may be based on the representative embodiments of the present invention, but the present invention is not limited to such embodiments.
  • the figures shown below are conceptual diagrams for explaining the present invention. Therefore, in each figure, the shape, size, thickness of each member, and the positional relationship such as the arrangement position and the interval do not always match the actual device.
  • the numerical range represented by using "-" means a range including the numerical values before and after "-" as the lower limit value and the upper limit value.
  • FIG. 1 conceptually shows an example of the liquid crystal display device of the present invention.
  • the liquid crystal display device 10 of the present invention shown in FIG. 1 includes a planar illumination device 12, a first diffusion sheet 14, a prism sheet 16, a second diffusion sheet 18, a variable angle prism sheet 20, and an incident side polarizing plate. It has 24, a zero retardation layer 26, a liquid crystal panel 28, a retardation film 30, and an emission side polarizing plate 32.
  • the planar lighting device 12, the first diffusion sheet 14, the prism sheet 16, the second diffusion sheet 18, and the variable angle prism sheet 20 constitute a backlight unit in the liquid crystal display device of the present invention.
  • the incident side polarizing plate 24, the zero retardation layer 26, the liquid crystal panel 28, the retardation film 30, and the emitting side polarizing plate 32 are so-called liquid crystal display panels (liquid crystal display panels) in the liquid crystal display device of the present invention. It constitutes.
  • the backlight unit and the liquid crystal display panel both have various known members used in the known liquid crystal display device, if necessary, in addition to the members shown in the figure. You may.
  • variable angle prism sheet 20 which is a prism sheet most distant from the planar lighting device 12 (light source), has a traveling direction of transmitted light incident on and transmitted through the variable angle prism sheet 20 with respect to the normal direction. It is tilted in one direction with a polar angle of 0.5 to 15 °. That is, the variable angle prism sheet 20 changes the emission direction of the transmitted light incident from the normal direction by 0.5 to 15 ° in the polar angle with respect to the normal direction in one direction (deflection). be.
  • the emission direction of the transmitted light transmitted through the variable angle prism sheet 20 is also simply referred to as “the emission direction of the transmitted light”.
  • the liquid crystal display device 10 of the present invention is basically a known liquid crystal display device (liquid crystal display) except that the backlight unit has the variable angle prism sheet 20.
  • the planar lighting device 12 that serves as a light source for the backlight unit is a known planar lighting device used in a known liquid crystal display device. Therefore, the planar lighting device may be a so-called direct-type planar lighting device in which light sources such as LEDs (Light Emitting Diodes) are arranged two-dimensionally and the light emitted by the light sources is directed toward the liquid crystal display panel. good.
  • the planar lighting device uses a light guide plate, and the light of the light source is incident on the light guide plate from the end face, and the light is emitted from the main surface of the light guide plate toward the liquid crystal display panel, that is, so-called edge light type planar illumination. It may be a device.
  • the first diffusion sheet 14, the prism sheet 16 and the second diffusion sheet 18 are arranged in the irradiation direction of the backlight (plane illumination) from the surface illumination device 12. They are arranged in this order.
  • the first diffusion sheet 14 and the second diffusion sheet 18 are known diffusion sheets (diffusion plate, diffusion layer) used in the backlight unit of the liquid crystal display device. Therefore, as the first diffusion sheet 14 and the second diffusion sheet 18, cloudy glass, a transparent plate subjected to a roughened surface treatment such as sandblasting, and a resin such as polystyrene, polycarbonate, acrylic resin and methyl methacrylate / styrene copolymer.
  • Various known diffusion sheets used in the backlight unit of the liquid crystal display device such as a film obtained by diffusing diffusion beads such as polystyrene and acrylic on a base film made of a product, can be used.
  • the prism sheet 16 is also a prism sheet in which a plurality of long triangular prisms whose upper and lower surfaces are right-angled isosceles triangles are arranged in a direction orthogonal to the direction of the ridge line with the right angle facing downstream (on the liquid crystal display panel side).
  • Various known prism sheets used in the backlight unit of the liquid crystal display device such as (linear prism sheet), can be used.
  • the downstream is the downstream in the traveling direction of the light irradiated by the planar lighting device 12.
  • the backlight unit of the liquid crystal display device 10 shown in FIG. 1 has one prism sheet 16 sandwiched between two diffusion sheets, but the present invention is not limited thereto.
  • two prism sheets may be arranged with their ridges orthogonal to each other. Further, if necessary, it may have three or more diffusion sheets.
  • the variable angle prism sheet 20, which is a prism sheet arranged farthest from the planar lighting device 12 (light source) can be irradiated with sufficiently uniform light in the plane direction, the first diffusion sheet 14, the prism sheet 16 and the prism sheet 20 can be irradiated. It is not necessary to have one or more of the second diffusion sheets 18.
  • the variable angle prism sheet 20 is arranged downstream of the second diffusion sheet 18.
  • the variable angle prism sheet 20 has a configuration in which a plurality of triangular prisms having a right triangle on the upper surface and the lower surface are arranged in a direction orthogonal to the ridge line with the hypotenuse (longest side) facing the downstream side.
  • the planar illumination device 12 that is, the variable angle prism sheet 20, which is the prism sheet arranged farthest from the light source, is of transmitted light.
  • the emission direction is tilted in one direction with a polar angle of 0.5 to 15 ° with respect to the normal direction.
  • the variable angle prism sheet 20 will be described in detail later.
  • a liquid crystal display panel is located downstream of the backlight unit having the planar lighting device 12, the first diffusion sheet 14, the prism sheet 16, the second diffusion sheet 18, and the variable angle prism sheet 20. Be placed.
  • the liquid crystal display panel has an incident side polarizing plate 24, a zero retardation layer 26, a liquid crystal panel 28, a retardation film 30, and an emitting side polarizing plate 32.
  • This liquid crystal display panel is a known liquid crystal display panel used in a known liquid crystal display device.
  • the liquid crystal display panel may have various known members used for the known liquid crystal display panel, if necessary, in addition to the members shown in the figure.
  • the incident-side polarizing plate 24 transmits linearly polarized light in a predetermined direction among the backlights emitted from the backlight unit, and absorbs the other backlights.
  • the incident-side polarizing plate 24 is a known linear polarizing plate provided on the incident side of two polarizing plates provided across a liquid crystal panel in a known liquid crystal display device, and is generally an absorption type. A linear polarizing plate is used.
  • a zero retardation layer 26 is arranged downstream of the incident side polarizing plate 24, if necessary.
  • the zero retardation layer 26 is an optical element having an in-plane retardation of -10 to 10 nm at a wavelength of 550 nm and a thickness-direction retardation of -10 to 10 nm at a wavelength of 550 nm. be. That is, the zero retardation layer 26 is an optical element that hardly changes the polarization after passing through the zero retardation layer 26.
  • the liquid crystal display device 10 has the zero retardation layer 26, for example, when the liquid crystal panel 26 (liquid crystal cell) is of the IPS system, the change in the phase difference of light due to the liquid crystal panel 26 is compensated for, and the black display is performed.
  • Diagonal light leakage can be suppressed.
  • the in-plane retardation at a wavelength of 550 nm is simply "Re (550)”
  • the in-plane retardation at a wavelength of 450 nm is simply "Re (450)”
  • the thickness-wise retardation at a wavelength of 550 nm is used.
  • the retardation in the thickness direction at a wavelength of 450 nm is also simply referred to as “Rth (450)”.
  • a liquid crystal panel 28 is arranged downstream of the zero retardation layer 26.
  • the liquid crystal panel 28 is a known liquid crystal panel used in a known liquid crystal display device having a glass substrate, a transparent electrode, a TFT (Thin Film Transistor), a two-dimensionally arranged liquid crystal cell, a color filter, and the like. .. Therefore, there is no limitation on the type of liquid crystal panel (liquid crystal cell (TFT liquid crystal)), and known liquid crystal panels such as TN method (Twisted Nematic), VA method (Virtical Alignment), and IPS method (In Plane Switching) can be used. , Various, available.
  • the viewing angle can be widened, and the gradation characteristics are almost the same when observed from the front and when observed from an oblique direction, and the color and visual recognition of the image when observed from the front and when observed from an oblique direction.
  • the IPS type liquid crystal panel is preferably used because there is little change in sex.
  • a retardation film 30 is arranged downstream of the liquid crystal panel 28.
  • the retardation film 30 increases the viewing angle of the liquid crystal display device 10, that is, increases the contrast when observed from an oblique direction to improve visibility.
  • the retardation film 30 is also a known one used for expanding the viewing angle in a liquid crystal display device, such as a retardation film (optical compensation film) in which a positive A plate and a positive C plate are combined. It is available.
  • the retardation film 30 include a polymer film, preferably a stretched polymer film, a film formed by using a liquid crystal compound, and the like. Further, the retardation film 30 may be a single-layer type or a multi-layer type.
  • Re (450) / Re (550) and Rth (450) / Rth (550) are 1.00 or more
  • Re (450) / Re It may be a reverse dispersion (reverse wavelength dispersion) in which 550) and Rth (450) / Rth (550) are less than 1.00.
  • forward dispersion is preferable for the retardation film 30 in that the effect of improving the contrast when observed from a predetermined direction can be remarkably obtained when the variable angle prism sheet 20 is combined, which will be described later.
  • Re (450) / Re (550) and Rth (450) / Rth (550) satisfy 1.00 to 1.18.
  • Re (450) / Re (550) and Rth (450) / Rth (550) are more preferably satisfied with 1.00 to 1.14, and further preferably satisfied with 1.00 to 1.11. ..
  • the retardation film 30 preferably has Re (550) of 100 to 170 nm and Rth (550) of ⁇ 50 to 50 nm, Re (550) of 110 to 150 nm, and Rth (550). It is more preferable to satisfy ⁇ 40 to 30 nm, and it is further preferable to satisfy Re (550) at 115 to 145 nm and Rth (550) at ⁇ 35 to 20 nm.
  • the retardation film 30 preferably has Re (550) of 240 to 310 nm and Rth (550) of -50 to 50 nm, Re (550) of 250 to 290 nm, and Rth (550).
  • the retardation film 30 is preferably a ⁇ / 4 retardation film or a ⁇ / 2 retardation film.
  • Re ( ⁇ ) and Rth ( ⁇ ) represent in-plane retardation at wavelength ⁇ and retardation in the thickness direction, respectively. Unless otherwise specified, the wavelength ⁇ is 550 nm.
  • Re ( ⁇ ) and Rth ( ⁇ ) are values measured at a wavelength ⁇ in AxoScan (manufactured by Axometrics).
  • An emitting side polarizing plate 32 is arranged downstream of the retardation film 30.
  • the emitting side polarizing plate 32 transmits linearly polarized light in a predetermined direction and absorbs the other light among the light to be a display image transmitted through the retardation film 30.
  • the emitting side polarizing plate 32 is a known linear polarizing plate provided on the emitting incident side of the two polarizing plates provided with the liquid crystal panel interposed therebetween in a known liquid crystal display device, and is generally an absorption type. Linear polarizing plate of is used.
  • the backlight unit has one or more prism sheets and is a prism sheet arranged farthest from the planar lighting device 12 (light source).
  • the prism sheet 20 tilts the emission direction of the light transmitted through the variable angle prism sheet 20 in one direction at a polar angle of 0.5 to 15 ° with respect to the normal direction.
  • the normal direction is a direction orthogonal to the main surface of the sheet-like object, that is, the maximum surface, and in the illustrated example, the surface direction of the flat surface 20a and the surface direction of the uneven surface 20b (in-plane direction), which will be described later. ).
  • the liquid crystal display device 10 of the present invention corresponds to a main observation direction according to the application of the liquid crystal display device, such as observation from above and observation from below. , The contrast of the displayed image when observed from that direction can be improved.
  • the "prism sheet farthest from the light source” is the prism sheet farthest from the light source (plane lighting device 12) among the prism sheets included in the backlight unit.
  • the "prism sheet farthest from the light source” means, for example, when the backlight unit has three prism sheets, the prism sheets are counted from the light source toward the light irradiation direction (downstream). This is the third prism sheet.
  • the prism sheet farthest from the light source is referred to as a variable angle prism sheet 20.
  • this prism sheet is referred to as a variable angle prism sheet 20. Therefore, the backlight unit of the liquid crystal display device 10 of the present invention is located downstream of the variable angle prism sheet 20 as necessary within a range that does not impair the effect of the angle change of the transmitted light by the variable angle prism sheet 20 described later.
  • An optical member such as a light diffusing member may be provided.
  • the liquid crystal display device when a liquid crystal display device is used for an in-vehicle application in which the main observer is a driver, such as a car navigation system and an operation panel, the liquid crystal display device is often observed so as to look down from above. Therefore, in this case, the contrast when the liquid crystal display device is observed from above is more important than the observation of the liquid crystal display device from the front. That is, in an in-vehicle application in which the main observer is the driver, it is preferable that the contrast is higher when the liquid crystal display device is observed from above.
  • the liquid crystal display device is observed from above at a polar angle of 20 °, from below at a polar angle of 10 °, and from the right and left directions at a polar angle of 40 °.
  • the contrast is required to be 900 or higher.
  • This European vehicle standard ID19 contrast standard is conceptually shown in FIG. In FIG. 2, concentric circles represent polar angles. The innermost circle represents a pole angle of 10 °, the third circle from the inside represents a pole angle of 30 °, the seventh circle from the inside represents a pole angle of 70 °, and the outermost circle represents a pole angle of 90 °. Represents. The vertical and horizontal straight lines in the figure represent azimuths.
  • the straight line of 0 ° -180 ° is in the horizontal direction of the display screen, and the azimuth angle of 0 ° is on the right side of the display screen.
  • the straight line of 90 ° -270 ° is the vertical direction (vertical direction) of the display screen, and the azimuth angle of 90 ° is above the display screen.
  • the European in-vehicle standard ID19 contrast requires that the contrast be 900 or more when observed from above at a polar angle of 20 °, from below at a polar angle of 10 °, and from right to left at a polar angle of 40 °.
  • the contrast when observed from the quadrangular region indicated by the diagonal line in the range of the polar angle of 20 ° from the upper side, the polar angle of 10 ° from the lower side, and the polar angle of 40 ° from the left and right is 900 or more. It is required to be. In this case, the contrast when observing from the direction of the corner of the quadrangle shown by the diagonal line is important.
  • the contrast when the display image is observed from the direction of the polar angle 42 ° and the azimuth angle 23 ° the contrast when the display image is observed from the direction of the polar angle 42 ° and the azimuth angle 157 °, the polar angle 41. It means the contrast when the display image is observed from the direction of ° and the azimuth angle of 192 °, and the contrast when the display image is observed from the direction of the polar angle of 41 ° and the azimuth angle of 348 °.
  • a liquid crystal display device is often attached to the ceiling inside a car so that passengers in the rear seats of so-called one-box cars and minivans, passengers on buses, and the like watch movies and the like.
  • the occupant observes the liquid crystal display device so as to look up from below. Therefore, when the occupant of the rear seat is the main observer, it is preferable that the contrast is higher when the liquid crystal display device is observed from below.
  • the expansion of the viewing angle of the liquid crystal display device that is, the improvement of the contrast when the liquid crystal display device is observed from an oblique direction
  • the retardation film 30 optical compensation film
  • this method has the highest contrast improving effect when observed from the front of the display screen, that is, from the normal direction (extreme angle 0 °), and the contrast is substantially uniformly improved in all directions of up, down, left, and right. .. That is, the conventional method for improving the contrast of the liquid crystal display device cannot selectively improve the contrast when the display image is observed from this direction in response to the observation of the display image from a specific oblique direction. ..
  • the backlight unit has one or more prism sheets, and the planar lighting device 12, that is, the prism sheet arranged farthest from the light source is from the normal direction.
  • a variable angle prism sheet 20 is used in which the emission direction of the transmitted light incident and transmitted through the prism sheet is tilted in one direction at a polar angle of 0.5 to 15 ° with respect to the normal direction. That is, as conceptually shown in FIG. 3, the variable angle prism sheet 20 has a normal direction (single point chain line a) and an emission direction of transmitted light transmitted through the variable angle prism sheet 20 (single point chain line b). The emission direction of the transmitted light transmitted through the variable angle prism sheet 20 is tilted in one direction so that the angle ⁇ formed by the two is 0.5 to 15 °.
  • the contrast of the image can be selectively improved.
  • the contrast of the displayed image when the liquid crystal display device is observed from the downstream side in the traveling direction of the backlight can be selectively improved.
  • variable angle prism sheet 20 that inclines the emission direction of transmitted light in one direction with a polar angle of 0.5 to 15 ° with respect to the normal direction is used. Therefore, it is possible to selectively improve the contrast when observing from this direction corresponding to the observation of the liquid crystal display device from a specific oblique direction.
  • the contrast is improved, that is, the color tone caused by widening the viewing angle. Changes can also be suppressed.
  • the right direction in the figure is the upward direction on the display screen. That is, in FIGS. 1 and 3, the right direction in the figure is upward, that is, the azimuth angle is 90 °, and the left direction is downward, that is, the azimuth angle is 270 °.
  • the direction perpendicular to the paper surface in FIGS. 1 and 3 is the left-right direction on the display screen
  • the front direction of the paper surface is the right direction on the display screen, that is, the azimuth angle is 0 °
  • the back direction of the paper surface is the display screen.
  • the azimuth angle is 180 °.
  • the observation direction in which the contrast is 900 or more in the absence of the variable angle prism sheet is the direction in the range shown by A1 in the figure, for example, as shown in the image in FIG.
  • the emission direction of transmitted light is above the display screen (on the right side in the figure) with respect to the normal direction.
  • the tilting prism sheet 20 is arranged.
  • the observation direction in which the contrast is 900 or more can be moved to the observation direction from above shown by A2 in FIG. That is, in this case, the contrast when the liquid crystal display device is observed from above can be selectively improved.
  • variable angle prism sheet that tilts the traveling direction of transmitted light to the lower side of the display screen as the prism sheet that is farthest from the planar illumination device 12, the contrast when the displayed image is observed from below is selected. Can be improved.
  • variable angle prism sheet that tilts the traveling direction of transmitted light to the right of the display screen as the prism sheet that is farthest from the planar lighting device 12, the contrast when the displayed image is observed from the right direction. Can be selectively improved.
  • variable angle prism sheet that tilts the traveling direction of the transmitted light to the left of the display screen the contrast when the displayed image is observed from the left direction can be selectively improved.
  • the variable angle prism sheet 20 tilts the emission direction of transmitted light in one direction at a polar angle of 0.5 to 15 ° with respect to the normal direction. That is, as shown in FIG. 3, in the variable angle prism sheet 20, the angle ⁇ formed by the alternate long and short dash line a in the normal direction and the alternate long and short dash line b in the emission direction of transmitted light is 0.5 to 15 °. As such, the emission direction of the transmitted light is tilted in one direction. That is, the variable angle prism sheet 20 changes the emission direction of the transmitted light so that the angle ⁇ formed by the normal direction and the emission direction of the transmitted light is 0.5 to 15 °.
  • variable angle ⁇ of the transmitted light the angle of the polar angle formed by the normal direction and the emission direction of the transmitted light from the variable angle prism sheet 20 is also referred to as “the variable angle ⁇ of the transmitted light” for convenience.
  • the variable angle ⁇ of the transmitted light by the variable angle prism sheet 20 is preferably 2 to 14 °, more preferably 3 to 14 °.
  • angle change angle ⁇ of the transmitted light is less than 0.5 ° or exceeds 15 °, there will be inconveniences such as not being able to sufficiently obtain the effect of improving the contrast when observing from a predetermined direction.
  • the polar angle in the emission direction of the transmitted light with respect to the normal direction, that is, the variable angle ⁇ of the transmitted light can be determined by measuring the variable angle by transmission measurement using a goniophotometer (variable angle photometer) as an example. good.
  • a goniophotometer variable angle photometer
  • GP-5 manufactured by Murakami Color Technology Research Institute is exemplified.
  • variable angle prism sheet 20 There is no limitation on the variable angle prism sheet 20.
  • the variable angle prism sheet is such that the variable angle ⁇ of the transmitted light can be set to 0.5 to 15 ° in one direction, that is, the emission direction of the transmitted light with respect to the normal direction is 0 at a polar angle in one direction.
  • Various prism sheets can be used as long as they can be tilted by 5 to 15 °. As an example, as shown in FIG. 3, it has a flat flat surface 20a and an uneven surface 20b on the back surface side of the flat surface 20a, and has an inclined surface 20c in which the uneven surface 20b is inclined with respect to the flat surface 20a.
  • variable angle prism sheet 20 in which the angle ⁇ formed by the inclined surface 20c and the flat surface 20a is 0.5 to 15 °.
  • the angle ⁇ formed by the inclined surface 20c and the flat surface 20a is preferably 2 to 14 °, more preferably 3 to 14 °.
  • variable angle prism sheet 20 having such an inclined surface 20c
  • the angle formed by the incident direction and the outgoing direction, that is, the variable angle ⁇ of the transmitted light is preferably set to 0.5 to 15 ° in one direction. can.
  • the inclined surface 20c is long in a direction orthogonal to the inclined direction, and a plurality of inclined surfaces 20c are provided in a direction orthogonal to the longitudinal direction. It has an arranged shape.
  • the longitudinal direction of the inclined surface is a direction orthogonal to the paper surface.
  • the uneven surface 20b has a convex portion having an upright surface 20d orthogonal to the flat surface 20a in addition to the inclined surface 20c in the longitudinal direction of the inclined surface 20c. It has more than one in the direction orthogonal to.
  • variable angle prism sheet 20 of the illustrated example is a long triangular pillar having a shape of an upper surface and a lower surface of which one of the acute angles is a right triangle of 0.5 to 15 °, and an angle of 0.5 to.
  • a plurality of angles and right angles of 15 ° are arranged in a direction orthogonal to the ridge line toward the flat surface 20a.
  • variable angle prism sheet 20 in which a plurality of such variable angle prism sheets 20 having a plurality of inclined surfaces 20c, more preferably a right-angled triangular prism, are arranged, more preferably, the angle change of transmitted light is performed.
  • the angle ⁇ can be set to 0.5 to 15 ° in one direction.
  • variable angle prism sheet is not limited to having a plurality of inclined surfaces 20c.
  • the variable angle prism sheet has only one large inclined surface. May be.
  • variable angle prism sheet 20 is arranged with the flat surface 20a, which is a flat surface, on the incident side and the uneven surface 20b having the inclined surface 20c on the exit side. Is not limited to this. That is, in the present invention, as in the liquid crystal display device 40 conceptually shown in FIGS. 6 and 7, the uneven surface 20b having the inclined surface 20c is on the incident side, and the flat flat surface 20a on the flat surface is on the emitting side.
  • the prism sheet 20 may be arranged. At this time, in order to make the emission direction of the transmitted light the same direction as that of the liquid crystal display device shown in FIGS. 1 and 3, that is, above the display screen in the illustrated example, the light is tilted as shown in FIGS. 6 and 7.
  • the inclination direction of the surface 20c may be reversed.
  • the method for forming the variable angle prism sheet 20 is not limited, and a method of pressing a mold having right-angled triangular columnar irregularities having an inclined surface 20c against a sheet-like object to be the variable angle prism sheet 20 and a method of pressing the variable angle prism sheet 20.
  • a known method such as a method of applying a curable resin to a resin film to be a substrate and pressing a mold having right-angled triangular columnar irregularities having an inclined surface 20c against the resin to cure the resin. It may be produced.
  • liquid crystal display device of the present invention has been described in detail above, the present invention is not limited to the above examples, and various improvements and changes may be made without departing from the gist of the present invention. Of course.
  • Example 1 ⁇ Manufacturing of variable angle prism sheet 1> UV curable resin PAK-02 (manufactured by Toyo Gosei Co., Ltd.) was applied to one surface of a PET film (manufactured by Fujifilm). After that, a nickel alloy mold having a linear prism shape with a pitch of 300 ⁇ m and an inclination angle of 1 ° is pressed against it, and ultraviolet light is irradiated from the film side to cure the UV curable resin. Sheet 1 was produced.
  • the linear prism shape with an inclination angle of 1 ° is a long triangular pillar having an upper surface and a lower surface (bottom surface) which are right triangles with an angle of 1 °, and a PET film having an angle of 1 ° and a right angle. It is a shape formed by arranging a plurality of pieces in a direction orthogonal to the longitudinal direction toward the side. Further, the pitch of 300 ⁇ m means that in a right triangle on the upper and lower surfaces, the length of the side sandwiched between the angle of 1 ° and the right angle is 300 ⁇ m.
  • One side of the substrate was subjected to corona treatment with a discharge amount of 125 W ⁇ min / m 2 .
  • the polymerizable liquid crystal composition 1 prepared with the following composition was applied to the corona-treated surface with a wire bar of # 3.0. Then, for drying of the solvent of the composition and orientation aging of the liquid crystal compound, it was heated with warm air at 70 ° C. for 90 seconds.
  • Polymerizable liquid crystal composition 1 Liquid crystal compound L1 100.0 parts by mass Photopolymerization initiator S1 5.0 parts by mass Photopolymerization initiator S2 2.0 parts by mass Orientation aid A1 2.0 parts by mass Compound B1 4.5 parts by mass Compound C1 8.0 parts by mass Part
  • Leveling agent P1 0.3 part by mass acetone 438.5 part by mass PGMEA 48.7 part by mass ⁇ ⁇ PGMEA is propylene glycol monomethyl ether acetate.
  • Leveling agent P1 weight average molecular weight: 15000, the numerical value in the following formula indicates the content (mass%) of each repeating unit with respect to all repeating units. >
  • ⁇ Making protective film 1> The following composition was put into a mixing tank and stirred while heating to dissolve each component to prepare a cellulose acetate solution.
  • Cellulose acetate solution ⁇ Cellulose acetate with a vinegaring degree of 60.7 to 61.1% 100 parts by mass Triphenyl phosphate (plasticizer) 7.8 parts by mass Biphenyldiphenyl phosphate (plasticizer) 3.9 parts by mass Methylene chloride (first solvent) 336 parts by mass Part Methanol (second solvent) 29 parts by mass 1-butanol (third solvent) 11 parts by mass ⁇ ⁇
  • the protective film 1, the polyvinyl alcohol-based polarizing plate, and the retardation film 1 prepared above were bonded together in this order using an adhesive (SK Dyne, manufactured by Soken Kagaku Co., Ltd.) to prepare an exit-side polarizing plate of Example 1.
  • an adhesive S Dyne, manufactured by Soken Kagaku Co., Ltd.
  • the absorption axis of the polarizing plate and the slow axis of the retardation film 1 are arranged in parallel directions, and the liquid crystal layer side of the retardation film 1 is on the polarizing plate side.
  • the incident side polarizing plate was manufactured by similarly laminating the protective film 1, the polyvinyl alcohol-based polarizing plate, and the protective film 1.
  • a commercially available liquid crystal display device (iPad (registered trademark), manufactured by Apple Inc.) was disassembled, and the polarizing plates on both sides attached to the liquid crystal display device were peeled off.
  • the liquid crystal cell (liquid crystal panel) of this liquid crystal display device is an IPS system.
  • the substrate side of the retardation film 1 of the emitting side polarizing plate was bonded to the visual recognition side of the liquid crystal cell using the above-mentioned adhesive.
  • the polarizing plate on the incident side was attached to the backlight side of the liquid crystal cell using the above-mentioned adhesive.
  • the slow axis of the liquid crystal in the liquid crystal cell and the absorption axis of the polarizing plate on the exit side are orthogonal to each other, and the slow axis of the liquid crystal in the liquid crystal cell and the absorption axis of the polarizing plate on the incident side are parallel to each other. , They were pasted together so that they would be the same.
  • the variable angle prism sheet 1 was placed between the incident-side polarizing plate and the backlight unit used in the commercially available liquid crystal display device to produce the liquid crystal display device of Example 1.
  • variable angle prism sheet 2 was produced in the same manner as the variable angle prism sheet 1 except that the linear prism-shaped mold was changed to a mold having an inclination angle of 7 °.
  • a liquid crystal display device was produced in the same manner as in Example 1 except that the variable angle prism sheet 2 was used instead of the variable angle prism sheet 1.
  • variable angle prism sheet 3 was produced in the same manner as the variable angle prism sheet 1 except that the linear prism-shaped mold was changed to a mold having an inclination angle of 14 °.
  • a liquid crystal display device was produced in the same manner as in Example 1 except that the variable angle prism sheet 3 was used instead of the variable angle prism sheet 1.
  • Example 4 A retardation film was produced by the same method as in Example 1 except that the polymerizable liquid crystal composition 2 having the following composition was used instead of the polymerizable liquid crystal composition 1.
  • a liquid crystal display device was produced in the same manner as in Example 2 except that this retardation film was used.
  • Example 6 A liquid crystal display device was produced in the same manner as in Example 2 except that only the cycloleolefin polymer film used as the base material of the retardation film 1 was used as the retardation film.
  • Example 1 A liquid crystal display device was produced in the same manner as in Example 1 except that the variable angle prism sheet 1 was removed from the liquid crystal display device of Example 1.
  • variable angle prism sheet 4 was produced in the same manner as the variable angle prism sheet 1 except that the linear prism-shaped mold was changed to a mold having an inclination angle of 30 °.
  • a liquid crystal display device was produced in the same manner as in Example 1 except that the variable angle prism sheet 4 was used instead of the variable angle prism sheet 1 of Example 1.
  • Example 3 A liquid crystal display device was produced in the same manner as in Example 4 except that the variable angle prism sheet 2 was removed from the liquid crystal display device of Example 4.
  • Example 4 A liquid crystal display device was produced in the same manner as in Example 4 except that the variable angle prism sheet 4 (inclination angle 30 °) was used instead of the variable angle prism sheet 2 of Example 4.
  • Example 5 A liquid crystal display device was produced in the same manner as in Example 5 except that the variable angle prism sheet 2 was removed from the liquid crystal display device of Example 5.
  • Example 6 A liquid crystal display device was produced in the same manner as in Example 5 except that the variable angle prism sheet 4 (inclination angle 30 °) was used instead of the variable angle prism sheet 2 of Example 5.
  • variable angle of transmitted light of variable angle prism sheet The angle of variation of the transmitted light from the produced variable angle prism sheet was measured by transmission measurement using a goniometer (manufactured by Murakami Color Technology Laboratory, GP-5). As described above, the variable angle of the transmitted light from the variable angle prism sheet is the polar angle formed by the normal direction and the emission direction of the transmitted light transmitted through the variable angle prism sheet.
  • Contrast is measured by measuring the brightness (Yw) in the white display and the brightness (Yb) in the black display in various directions using the measuring machine EZ-Contrast XL88 (manufactured by ELDIM) for the manufactured liquid crystal display device.
  • the ratio (Yw / Yb) was calculated, and the angular difference between the direction having the highest contrast ratio and the normal direction (front) was measured.
  • the measurement was performed in 1 ° increments from an azimuth angle of 0 ° (horizontal direction) to 359 ° in the counterclockwise direction, and in 1 ° increments from a polar angle of 0 ° (normal direction (front)) to 88 °. ..
  • the evaluation criteria are as follows.
  • A: The angle difference between the direction with the highest contrast ratio and the normal direction is 0.5 to 15 °.
  • B The angle difference between the direction with the highest contrast ratio and the normal direction is less than 0.5 ° or more than 15 °.
  • the configuration without the variable angle prism sheet and the configuration with the variable angle prism sheet are Comparative Example 1 and Example 1, Comparative Example 3 and Example 4, and Comparative Example 5 and Example 5.
  • the evaluation criteria are as follows. A: Contrast improvement rate of the configuration having the variable angle prism sheet is 5% or more B: Contrast improvement rate of the configuration having the variable angle prism sheet is 1% or more and less than 5% C: Contrast improvement rate of the configuration having the variable angle prism sheet Is less than 1%
  • the liquid crystal display device of the present invention having the variable angle prism sheet having the variable angle of the transmitted light of 1 to 15 °, the liquid crystal display device of the comparative example not using the variable angle prism sheet.
  • the direction in which the maximum value of the contrast is obtained can be appropriately moved from the normal direction.
  • the polar angle 42 °, the azimuth angle 23 ° direction, and the polar angle 42 ° are suitable for the European vehicle-mounted standard ID19 contrast and the like.
  • the contrast when viewed from the azimuth 157 ° direction, the polar angle 41 °, the azimuth angle 192 °, and the polar angle 41 °, the azimuth angle 348 ° can be improved, and the change in color is small. can.
  • the Re (550) of the retardation film satisfies 100 to 170 nm and Rth (550) satisfies -50 to 50 nm, or Re ( By satisfying 550) of 240 to 310 nm and Rth (550) of -50 to 50 nm, it is possible to more preferably correspond to the European in-vehicle standard ID19 contrast and the like, and to reduce the change in color.

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Abstract

主たる観察方向に応じて、その方向から画像を観察した際のコントラストを、選択的に向上できる液晶表示装置の提供を課題とする。バックライトユニットが、光源と、1枚以上のプリズムシートとを有し、光源から最も遠くに配置されるプリズムシートは、プリズムシートを透過した光の進行方向を、法線方向に対して、極角で0.5~15°、一方向に傾けるものであることにより、課題を解決する。

Description

液晶表示装置
 本発明は、液晶表示装置に関する。
 タブレットPC(Personal Computer)およびスマートフォンなどのディスプレイ、テレビジョンおよびモニタ等の画像表示装置、ならびに、車載用のディスプレイ等の各種のディスプレイに、液晶表示装置が利用されている。
 液晶表示装置は、入射側偏光子、光シャッタとして作用する液晶セルを二次元的に配列してなる液晶パネル、および、出射側偏光子等を有する液晶ディスプレイパネルを用い、バックライトユニットと呼ばれる面状照明装置から光(バックライト)を液晶ディスプレイパネルに照射し、液晶セルによって光を変調(on/off)することによって、動画および静止画などの画像を表示する。
 液晶表示装置は、その構成上、斜め方向から画像を観察した際にコントラストが低く、画像の視認性が悪い。
 そのため、液晶表示装置では、液晶パネルからの光の出射側に位相差フィルム(光学補償フィルム)を設けて、斜め方向から画像を観察した際のコントラストを向上して、視認性(視野角特性)を向上している。
 このような位相差フィルムとしては、各種のものが提案されている。
 例えば、特許文献1には、シクロオレフィン系ポリマーを含むポリマーフィルムと、ポリマーフィルムに隣接して設けられる液晶層とを有し、液晶層が、液晶化合物(液晶性化合物)と、特定構造の化合物とを含有する液晶組成物を用いて形成され、液晶組成物が、特定構造の化合物を、液晶化合物の質量に対して0.5~7.0質量%含有し、所定の偏在値が20~80%である位相差フィルムが記載されている。
国際公開第2017/164004号
 特許文献1に記載される位相差フィルムをはじめとして、液晶表示装置に位相差フィルムを用いることにより、斜め方向から画像を観察した際におけるコントラストを向上して、斜め方向からの画像の視認性を高くできる。
 ここで、液晶表示装置において、このような位相差フィルムを用いて斜め方向から画像を観察した際におけるコントラストを向上しても、やはり、最もコントラストが高いのは、正面から画像を観察した場合である。また、位相差フィルムを用いた液晶表示装置では、コントラストの向上効果は、上下左右の観察方向によらず、全方位で一定である。
 しかしながら、液晶表示装置の用途によっては、特定の方向から画像を観察した場合のコントラストを、より向上するのが好ましい場合もある。
 例えば、カーナビゲーション、インストルメントパネルおよび操作パネルなど、車載用途に液晶表示装置を用いた場合、主たる観察者である運転者は、上方から見下ろすように液晶表示装置を観察する場合が多い。
 従って、この場合には、正面からの液晶表示装置の観察よりも、上方から液晶表示装置を観察した場合にコントラストが高いことが重要である。すなわち、主たる観察者が運転者である車載用途では、液晶表示装置は、上方から観察した場合に、よりコントラストが高いのが好ましい。
 しかしながら、現状の液晶表示装置では、特定の方向からの画像の観察に対応して、観察方向に応じてコントラストを向上できる装置は、知られていない。
 本発明の目的は、このような従来技術の問題点を解決することにあり、上方からの観察および下方からの観察など、主たる観察方向に応じて、その方向から画像を観察した際の表示画像のコントラストを、選択的に向上できる液晶表示装置を提供することにある。
 このような目的を達成するために、本発明は、以下の構成を有する。
 [1] バックライトユニットを有する液晶表示装置であって、
 バックライトユニットが、光源と、1枚以上のプリズムシートとを有し、
 光源から最も遠くに配置されるプリズムシートは、プリズムシートを透過した光の進行方向を、法線方向に対して極角で0.5~15°、一方向に傾けるものである、液晶表示装置。
 [2] 光源から最も遠くに配置されるプリズムシートは、平坦面と、平坦面の裏面側の凹凸面とを有し、
 凹凸面は、平坦面に対して傾斜する傾斜面を有し、かつ、傾斜面と平坦面とが成す角度が、0.5~15°である、[1]に記載の液晶表示装置。
 [3] 凹凸面の傾斜面は、平坦面に対する傾斜方向と直交する方向に長尺なものであり、
 凹凸面は、傾斜面を、傾斜面の長手方向と直交する方向に、複数、配列して有する、[2]に記載の液晶表示装置。
 [4] 凹凸面は、傾斜面と、平坦面と直交する直立面とを含む凸部を有する、[2]または[3]に記載の液晶表示装置。
 [5] 液晶パネルとして、IPS方式の液晶パネルを有する、[1]~[4]のいずれかに記載の液晶表示装置。
 [6] 位相差フィルムを有する、[1]~[5]のいずれかに記載の液晶表示装置。
 [7] 波長550nmにおける面内方向のレタデーションをRe(550)、波長450nmにおける面内方向のレタデーションをRe(450)、波長550nmにおける厚さ方向のレタデーションをRth(550)、波長450nmにおける厚さ方向のレタデーションをRth(450)、とした際に、
 位相差フィルムは、
 Re(450)/Re(550)およびRth(450)/Rth(550)が1.00~1.18を満たし、さらに、
 Re(550)が100~170nm、および、Rth(550)が-50~50nmを満たす、もしくは、Re(550)が240~310nm、および、Rth(550)が-50~50nmを満たす、[6]に記載の液晶表示装置。
 本発明によれば、上方からの観察および下方からの観察など、主たる観察方向に応じて、その方向から画像を観察した際の表示画像のコントラストを、選択的に向上できる液晶表示装置が提供される。
図1は、本発明の液晶表示装置の一例を概念的に示す図である。 図2は、欧州車載規格を説明するための概念図である。 図3は、変角プリズムシートを説明するための概念図である。 図4は、変角プリズムシートの作用を説明するための概念図である。 図5は、変角プリズムシートの作用を説明するための概念図である。 図6は、本発明の液晶表示装置の別の例を概念的に示す図である。 図7は、変角プリズムシートの別の例を説明するための概念図である。
 以下、本発明の液晶表示装置について詳細に説明する。
 以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。
 また、以下に示す図は、いずれも、本発明を説明するための概念的な図である。従って、各図において、各部材の形状、大きさ、厚さ、ならびに、配置位置および間隔などの位置関係等は、必ずしも実際の装置とは一致しない。
 なお、本明細書において、「~」を用いて表される数値範囲は、「~」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
 図1に、本発明の液晶表示装置の一例を概念的に示す。
 図1に示す本発明の液晶表示装置10は、面状照明装置12と、第1拡散シート14と、プリズムシート16と、第2拡散シート18と、変角プリズムシート20と、入射側偏光板24と、ゼロ位相差層26と、液晶パネル28と、位相差フィルム30と、出射側偏光板32とを有する。
 面状照明装置12、第1拡散シート14、プリズムシート16、第2拡散シート18、および、変角プリズムシート20は、本発明の液晶表示装置におけるバックライトユニットを構成するものである。また、入射側偏光板24、ゼロ位相差層26、液晶パネル28、位相差フィルム30、および、出射側偏光板32は、本発明の液晶表示装置における、いわゆる液晶ディスプレイパネル(液晶表示パネル)を構成するものである。
 なお、本発明の液晶表示装置10において、バックライトユニットおよび液晶ディスプレイパネルは、共に、図示した部材以外にも、必要に応じて、公知の液晶表示装置に用いられる公知の部材を、各種、有してもよい。
 後述するが、面状照明装置12(光源)から最も離間するプリズムシートである変角プリズムシート20は、変角プリズムシート20に入射して透過した透過光の進行方向を、法線方向に対して極角で0.5~15°、一方向に傾けるものである。すなわち、変角プリズムシート20は、法線方向から入射した透過光の出射方向を、法線方向に対して極角で0.5~15°、一方向に変角(偏角)するものである。
 以下の説明では、変角プリズムシート20を透過した透過光の出射方向を、単に『透過光の出射方向』ともいう。
 本発明の液晶表示装置10は、バックライトユニットが、この変角プリズムシート20を有する以外は、基本的に、公知の液晶表示装置(液晶ディスプレイ)である。
 図1に示す液晶表示装置10において、バックライトユニットの光源となる面状照明装置12は、公知の液晶表示装置に用いられる公知の面状照明装置である。
 従って、面状照明装置は、例えばLED(Light Emitting Diode)等の光源を二次元的に配列し、光源が出射した光を液晶ディスプレイパネルに向けて照射する、いわゆる直下型の面状照明装置でもよい。あるいは、面状照明装置は、導光板を用い、光源の光を端面から導光板に入射し、導光板の主面から液晶ディスプレイパネルに向けて光を照射する、いわゆるエッジライト方式の面状照明装置でもよい。
 図示例の液晶表示装置10のバックライトユニットにおいて、面状照明装置12からのバックライト(面状照明)の照射方向には、第1拡散シート14、プリズムシート16および第2拡散シート18が、この順番で配置される。
 第1拡散シート14および第2拡散シート18は、液晶表示装置のバックライトユニットに用いられる公知の拡散シート(拡散板、拡散層)である。
 従って、第1拡散シート14および第2拡散シート18としては、くもりガラス、サンドブラスト処理等の粗面化処理を施した透明板、ならびに、ポリスチレン、ポリカーボネート、アクリル樹脂およびメチルメタクリレート・スチレン共重合などの樹脂製のベースフィルムに、シリコーン系およびアクリル系などの拡散ビーズを拡散させたフィルム等、液晶表示装置のバックライトユニットで用いられている公知の拡散シートが、各種、利用可能である。
 プリズムシート16も、上下面が直角二等辺三角形である長尺な三角柱を、直角を下流(液晶ディスプレイパネル側)に向けて、稜線の方向と直交する方向に、複数、配列してなるプリズムシート(リニアプリズムシート)等、液晶表示装置のバックライトユニットで用いられている公知のプリズムシートが、各種、利用可能である。
 なお、本発明において、下流とは、面状照明装置12が照射した光の進行方向の下流である。
 なお、図1に示す液晶表示装置10のバックライトユニットは、2枚の拡散シートに挟まれて1枚のプリズムシート16を有するが、本発明は、これに制限はされない。
 例えば、2枚のプリズムシートを、稜線を直交して配置してもよい。また、必要に応じて、3枚以上の拡散シートを有してもよい。
 あるいは、面状照明装置12(光源)から最も遠くに配置されるプリズムシートである変角プリズムシート20に、面方向に十分に均一な光を照射できれば、第1拡散シート14、プリズムシート16および第2拡散シート18の1以上を有さなくてもよい。
 液晶表示装置10において、第2拡散シート18の下流には、変角プリズムシート20が配置される。
 変角プリズムシート20は、一例として、上面および下面が直角三角形である三角柱を、斜辺(最長辺)を下流側に向けて、稜線と直交する方向に、複数、配列した構成を有する。
 本発明の液晶表示装置10のバックライトユニットにおいて、1枚以上のプリズムシートのうち、面状照明装置12すなわち光源から最も遠くに配置されるプリズムシートである変角プリズムシート20は、透過光の出射方向を、法線方向に対して、極角で0.5~15°、一方向に傾けるものである。
 変角プリズムシート20に関しては、後に詳述する。
 図示例の液晶表示装置10において、面状照明装置12、第1拡散シート14、プリズムシート16、第2拡散シート18および変角プリズムシート20を有するバックライトユニットの下流には、液晶ディスプレイパネルが配置される。
 上述のように、液晶ディスプレイパネルは、入射側偏光板24と、ゼロ位相差層26と、液晶パネル28と、位相差フィルム30と、出射側偏光板32とを有する。この液晶ディスプレイパネルは、公知の液晶表示装置に用いられる公知の液晶ディスプレイパネルである。なお、本発明の液晶表示装置10において、液晶ディスプレイパネルは、図示した部材以外にも、必要に応じて、公知の液晶ディスプレイパネルに用いられる公知の部材を、各種、有してもよい。
 入射側偏光板24は、バックライトユニットから出射されたバックライトのうち、所定方向の直線偏光を透過し、それ以外を吸収するものである。
 入射側偏光板24は、公知の液晶表示装置において、液晶パネルを挟んで設けられる2枚の偏光板のうちの入射側に設けられる、公知の直線偏光板であり、一般的に、吸収型の直線偏光板が用いられる。
 入射側偏光板24の下流には、必要に応じて、ゼロ位相差層26が配置される。
 ゼロ位相差層26は、波長550nmにおける面内方向のレタデーションであるRe(550)が-10~10nm、波長550nmにおける厚さ方向のレタデーションであるRth(550)が-10~10nmの光学素子である。すなわち、ゼロ位相差層26は、ゼロ位相差層26を透過した後の偏光を、ほぼ、変化させない光学素子である。
 液晶表示装置10がゼロ位相差層26を有することにより、例えば液晶パネル26(液晶セル)がIPS方式である場合に、液晶パネル26による光の位相差の変化を補償して、黒表示時における斜め光漏れを抑制できる。
 なお、以下の説明では、波長550nmにおける面内方向のレタデーションを単に『Re(550)』、波長450nmにおける面内方向のレタデーションを単に『Re(450)』、波長550nmにおける厚さ方向のレタデーションを単に『Rth(550)』、波長450nmにおける厚さ方向のレタデーションを単に『Rth(450)』、ともいう。
 ゼロ位相差層26の下流には、液晶パネル28が配置される。
 液晶パネル28は、ガラス基板、透明電極、TFT(Thin Film Transistor)、二次元的に配列された液晶セル、および、カラーフィルタ等を有する、公知の液晶表示装置に用いられる公知の液晶パネルである。
 従って、液晶パネル(液晶セル(TFT液晶))の種類には制限はなく、TN方式(Twisted Nematic)、VA方式(Virtical Alignment)、および、IPS方式(In Plane Switching)等、公知の液晶パネルが、各種、利用可能である。
 中でも、視野角を広くできる、正面から観察した場合と斜め方向から観察した場合との階調特性がほぼ同じで、正面から観察した場合と斜め方向から観察した場合とにおける画像の色味および視認性の変化が少ない等の点で、IPS方式の液晶パネルは、好適に利用される。
 液晶パネル28の下流には、位相差フィルム30が配置される。
 位相差フィルム30は、液晶表示装置10の視野角の拡大、すなわち、斜め方向から観察した際におけるコントラストを高くして視認性を向上するものである。
 この位相差フィルム30も、正のAプレートと正のCプレートとを組み合わせた位相差フィルム(光学補償フィルム)など、液晶表示装置において、視野角を拡大するために用いられている公知のものが利用可能である。位相差フィルム30としては、例えば、ポリマーフィルム、好ましくは延伸処理が施されたポリマーフィルム、および、液晶化合物を用いて形成されたフィルム等が挙げられる。また、位相差フィルム30は、単層型でも複層型でもよい。
 また、位相差フィルム30は、Re(450)/Re(550)およびRth(450)/Rth(550)が1.00以上である順分散(順波長分散)でも、Re(450)/Re(550)およびRth(450)/Rth(550)が1.00未満である逆分散(逆波長分散)でもよい。しかしながら、後述する、変角プリズムシート20を組み合わせた際における、所定方向から観察した場合におけるコントラストの向上効果が顕著に得られる等の点で、位相差フィルム30は、順分散が好ましい。
 ここで、位相差フィルム30は、Re(450)/Re(550)およびRth(450)/Rth(550)が1.00~1.18を満たすのが好ましい。
 Re(450)/Re(550)およびRth(450)/Rth(550)が1.00~1.18を満たすことにより、後述する変角プリズムシート20を組み合わせた際における、所定方向から観察した場合におけるコントラストの向上効果が顕著に得られる等の点で好ましい。
 なお、Re(450)/Re(550)およびRth(450)/Rth(550)は、1.00~1.14を満たすのがより好ましく、1.00~1.11を満たすのがさらに好ましい。
 また、位相差フィルム30は、Re(550)が100~170nm、および、Rth(550)が-50~50nmを満たすのが好ましく、Re(550)が110~150nm、および、Rth(550)が-40~30nmを満たすのがより好ましく、Re(550)が115~145nm、および、Rth(550)が-35~20nmを満たすのがさらに好ましい。
 または、位相差フィルム30は、Re(550)が240~310nm、および、Rth(550)が-50~50nmを満たすのが好ましく、Re(550)が250~290nm、および、Rth(550)が-40~30nmを満たすのがより好ましく、Re(550)が255~285nm、および、Rth(550)が-30~20nmを満たすのがさらに好ましい。
 すなわち、位相差フィルム30は、λ/4位相差フィルム、または、λ/2位相差フィルムであるのが好ましい。
 なお、本発明において、Re(λ)およびRth(λ)は、各々、波長λにおける面内のレタデーションおよび厚さ方向のレタデーションを表す。特に記載がないときは、波長λは、550nmとする。
 本発明において、Re(λ)およびRth(λ)はAxoScan(Axometrics社製)において、波長λで測定した値である。AxoScanにて平均屈折率((nx+ny+nz)/3)と膜厚(d(μm))を入力することにより、
 遅相軸方向(°)
 Re(λ)=R0(λ)
 Rth(λ)=((nx+ny)/2-nz)×d
が算出される。
 なお、R0(λ)は、AxoScanで算出される数値として表示されるものであるが、Re(λ)を意味している。
 位相差フィルム30の下流には、出射側偏光板32が配置される。
 出射側偏光板32は、位相差フィルム30を透過した表示画像となる光のうち、所定方向の直線偏光を透過し、それ以外を吸収するものである。
 出射側偏光板32は、公知の液晶表示装置において、液晶パネルを挟んで設けられる2枚の偏光板のうちの出射入射側に設けられる、公知の直線偏光板であり、一般的に、吸収型の直線偏光板が用いられる。
 上述のように、本発明の液晶表示装置10において、バックライトユニットは、1枚以上のプリズムシートを有し、面状照明装置12(光源)から最も遠くに配置されるプリズムシートである変角プリズムシート20は、変角プリズムシート20を透過して出射する光の出射方向を、法線方向に対して極角で0.5~15°、一方向に傾けるものである。
 なお、法線方向とは、シート状物の主面すなわち最大面と直交する方向であり、図示例においては、後述する平坦面20aの面方向、および、凹凸面20bの面方向(面内方向)と直交する方向である。
 本発明の液晶表示装置10は、このような変角プリズムシート20を有することにより、上方からの観察、および、下方からの観察など、液晶表示装置の用途に応じた主たる観察方向に対応して、その方向から観察した際における表示画像のコントラストを向上できる。
 なお、本発明において、『光源から一番遠いプリズムシート』とは、バックライトユニットが有するプリズムシートの中で、最も光源(面状照明装置12)から遠いプリズムシートである。具体的には、『光源から一番遠いプリズムシート』とは、例えば、バックライトユニットが3枚のプリズムシートを有する場合には、光源から光の照射方向(下流)に向かってプリズムシートを数えて、3枚目のプリズムシートである。
 本発明においては、バックライトユニットが有するプリズムシートのうち、光源から一番遠いプリズムシートを、変角プリズムシート20とする。また、バックライトユニットがプリズムシートを1枚しか有さない場合には、このプリズムシートを変角プリズムシート20とする。
 従って、本発明の液晶表示装置10のバックライトユニットは、後述する変角プリズムシート20による透過光の変角の効果を損なわない範囲で、必要に応じて、変角プリズムシート20よりも下流に、光拡散部材などの光学部材を有してもよい。
 例えば、カーナビゲーションおよび操作パネルなど、主たる観察者が運転者である車載用途に液晶表示装置を用いた場合は、上方から見下ろすように液晶表示装置を観察する場合が多い。従って、この場合には、正面からの液晶表示装置の観察よりも、上方から液晶表示装置を観察した場合のコントラストが重要である。
 すなわち、主たる観察者が運転者である車載用途では、上方から液晶表示装置を観察した場合に、よりコントラストが高いのが好ましい。
 一例として、欧州車載規格ID19コントラストでは、液晶表示装置を、上方から極角20°で観察した場合、下方から極角10°で観察した場合、ならびに、右方向および左方向から極角40°で観察した場合に、コントラストが900以上であることが要求される。
 この欧州車載規格ID19コントラストの規格を、図2に概念的に示す。
 図2において、同心円は極角を表す。最も内側の円は極角10°を表し、内側から3つめの円は極角30°を表し、内側から7つ目の円は極角70°を表し、最も外側の円は極角90°を表す。また、図中縦方向および横方向の直線は、方位角を表す。0°-180°の直線は表示画面の横方向で、方位角0°が表示画面の右になる。90°-270°の直線は表示画面の上下方向(天地方向)で、方位角90°が、表示画面の上になる。
 上述のように、欧州車載規格ID19コントラストでは、上方から極角20°、下方から極角10°、ならびに、右左から極角40°で観察した場合に、コントラストが900以上であることが要求される。従って、図2において、上方から極角20°、下方から極角10°、および、左および右から極角40°の範囲である斜線で示す四角形の領域から観察した場合のコントラストが900以上であることが要求される。
 この際には、斜線で示す四角形の角部の方向から観察した際におけるコントラストが重要である。具体的には、極角42°、方位角23°の方向から表示画像を観察した場合のコントラスト、極角42°、方位角157°の方向から表示画像を観察した場合のコントラスト、極角41°、方位角192°の方向から表示画像を観察した場合のコントラスト、および、極角41°、方位角348°の方向から表示画像を観察した場合のコントラストを意味する。
 他方、例えば、いわゆるワンボックスカーおよびミニバン等の後部座席の乗員、および、バスの乗客などが映画等を鑑賞するため液晶表示装置は、車内の天井に取り付けられることが多い。
 この場合には、乗員(乗客)は、下方から見上げるように液晶表示装置を観察する。従って、後部座席の乗員が主たる観察者である際には、下方から液晶表示装置を観察した場合に、よりコントラストが高いのが好ましい。
 従来より、液晶表示装置の視野角の拡大、すなわち、液晶表示装置を斜め方向から観察した際におけるコントラストの向上は、液晶パネル28の出射側に、上述のような位相差フィルム30(光学補償フィルム)を設けることで行われている。
 しかしながら、この方法では、表示画面の正面、すなわち法線方向(極角0°)から観察した場合におけるコントラストの向上効果が最も高く、かつ、上下左右の全方位において、略均一にコントラストが向上する。
 すなわち、従来の液晶表示装置のコントラストの向上方法では、特定の斜め方向からの表示画像の観察に対応して、この方向から表示画像を観察した場合のコントラストを、選択的に向上することはできない。
 これに対して、本発明の液晶表示装置10は、バックライトユニットが1枚以上のプリズムシートを有し、面状照明装置12すなわち光源から最も遠くに配置されるプリズムシートは、法線方向から入射してプリズムシートを透過する透過光の出射方向を、法線方向に対して、極角で0.5~15°、一方向に傾ける変角プリズムシート20を用いる。
 すなわち、変角プリズムシート20は、図3に概念的に示すように、法線方向(一点鎖線a)と、変角プリズムシート20を透過して出射する透過光の出射方向(一点鎖線b)とが成す角度θが0.5~15°となるように、変角プリズムシート20を透過した透過光の出射方向を一方向に傾ける。
 本発明者の検討によれば、バックライトユニットから出射するバックライトの照射方向すなわちバックライトの指向性を調節することにより、バックライトの進行方向の下流側から液晶表示装置を観察した場合の表示画像のコントラスト選択的に向上できる。言い換えれば、液晶ディスプレイパネルへのバックライトの入射方向を調節することにより、バックライトの進行方向の下流側から液晶表示装置を観察した場合の表示画像のコントラストを選択的に向上できる。
 従って、バックライトユニットの光源から最も離間するプリズムシートとして、透過光の出射方向を、法線方向に対して極角で0.5~15°、一方向に傾ける変角プリズムシート20を用いることにより、特定の斜め方向からの液晶表示装置の観察に対応して、この方向から観察した場合のコントラストを、選択的に向上することができる。
 加えて、後に実施例でも示すが、変角プリズムシート20を用いて所定方向からの観察に対応してコントラストを向上することで、コントラストの向上すなわち視野角を広くすることに起因する色味の変化も抑制できる。
 例えば、図1および図3において、図中右方向が表示画面における上方向とする。すなわち、図1および図3において、図中右方向が上方すなわち方位角90°で、左方向が下方すなわち方位角270°である。
 なお、この場合には、図1および図3における紙面に垂直な方向が表示画面における左右方向で、紙面の手前方向が表示画面における右方向すなわち方位角0°で、紙面の奥手方向が表示画面における左方向すなわち方位角180°になる。
 この際において、変角プリズムシートが無い場合における、コントラストが900以上となる観察方向が、例えば図4にイメージを示すように、図中にA1で示す範囲の方向であったとする。
 このような液晶表示装置において、面状照明装置12から最も離間するプリズムシートとして、図3に示すように、透過光の出射方向を法線方向に対して表示画面の上方(図中右側)に傾ける変角プリズムシート20を配置する。これにより、図5にイメージを示すように、コントラストが900以上となる観察方向を、図5中にA2で示す上方からの観察方向に移動できる。すなわち、この場合には、液晶表示装置を上方から観察した場合におけるコントラストを、選択的に向上できる。
 逆に、面状照明装置12から最も離間するプリズムシートとして、透過光の進行方向を表示画面の下方に傾ける変角プリズムシートを用いることで、下方から表示画像を観察した場合におけるコントラストを、選択的に向上できる。
 同様に、面状照明装置12から最も離間するプリズムシートとして、透過光の進行方向を、表示画面の右方向に傾ける変角プリズムシートを用いることで、右方向から表示画像を観察した場合におけるコントラストを、選択的に向上できる。さらに、透過光の進行方向を、表示画面の左方向に傾ける変角プリズムシートを用いることで、左方向から表示画像を観察した場合におけるコントラストを、選択的に向上できる。
 本発明の液晶表示装置10において、変角プリズムシート20は、透過光の出射方向を、法線方向に対して極角で0.5~15°、一方向に傾けるものである。
 すなわち、変角プリズムシート20は、図3に示すように、法線方向である一点鎖線aと、透過光の出射方向である一点鎖線bとが成す角度θが0.5~15°となるように、透過光の出射方向を一方向に傾ける。すなわち、変角プリズムシート20は、法線方向と透過光の出射方向とが成す角度θが0.5~15°となるように、透過光の出射方向を変角する。
 以下の説明では、法線方向と、変角プリズムシート20からの透過光の出射方向とが成す極角の角度を、便宜的に『透過光の変角角度θ』ともいう。
 変角プリズムシート20による透過光の変角角度θは、2~14°が好ましく、3~14°がより好ましい。
 透過光の変角角度θが0.5°未満、もしくは、15°を超える場合には、所定方向から観察した場合におけるコントラストの向上効果を、十分に得ることができない等の不都合を生じる。
 なお、法線方向に対する透過光の出射方向の極角すなわち透過光の変角角度θは、一例として、ゴニオフォトメータ(変角光度計)を用いて、透過測定によって変角角度を測定すればよい。ゴニオフォトメータとしては、例えば、村上色彩技術研究所製のGP-5が例示される。
 変角プリズムシート20には、制限はない。変角プリズムシートは、透過光の変角角度θを一方向に0.5~15°とできるものであれば、すなわち、法線方向に対する透過光の出射方向を、一方向に極角で0.5~15°傾けることができるものであれば、各種のプリズムシートが利用可能である。
 一例として、図3に示すように、平面状の平坦面20aと、平坦面20aの裏面側の凹凸面20bとを有し、凹凸面20bが平坦面20aに対して傾斜する傾斜面20cを有し、かつ、傾斜面20cと平坦面20aとが成す角度φが0.5~15°である、変角プリズムシート20が例示される。
 傾斜面20cと平坦面20aとが成す角度φは、2~14°が好ましく、3~14°がより好ましい。
 このような傾斜面20cを有する変角プリズムシート20によれば、好適に、入射方向と出射方向とが成す角度、すなわち、透過光の変角角度θを一方向に0.5~15°にできる。
 図示例の変角プリズムシート20は、より好ましい態様として、傾斜面20cが、傾斜方向と直交する方向に長尺なものであり、かつ、長手方向と直交する方向に、複数の傾斜面20cを配列した形状を有する。図1および図3において、傾斜面の長手方向は、紙面と直交する方向である。
 加えて、図示例の変角プリズムシート20は、さらに好ましい態様として、凹凸面20bは、傾斜面20cに加え、平坦面20aと直交する直立面20dを有する凸部を、傾斜面20cの長手方向と直交する方向に、複数有する。
 すなわち、図示例の変角プリズムシート20は、好ましい態様として、上面および下面の形状が、鋭角の1つが0.5~15°の直角三角形である長尺な三角柱を、角度が0.5~15°である角および直角を平坦面20a側に向けて、稜線と直交する方向に、複数、配列してなるものである。
 このような、傾斜面20cを複数有する変角プリズムシート20、さらに好ましくは直角三角形状の三角柱を、複数、配列してなる変角プリズムシート20によれば、より好適に、透過光の変角角度θを一方向に0.5~15°にできる。
 本発明の液晶表示装置において、変角プリズムシートは、傾斜面20cを、複数、有するものに制限はされない。
 例えば、液晶表示装置すなわち変角プリズムシートの大きさ、傾斜面20cの角度、目的とする透過光の変角角度θによっては、変角プリズムシートが、大きな傾斜面を、1面のみ、有するものであってもよい。
 図1に示す液晶表示装置10は、平坦面である平坦面20aを入射側に、傾斜面20cを有する凹凸面20bを出射側にして、変角プリズムシート20を配置しているが、本発明は、これに制限はされない。
 すなわち、本発明は、図6および図7に概念的に示す液晶表示装置40ように、傾斜面20cを有する凹凸面20bを入射側に、平面である平坦面20aを出射側にして、変角プリズムシート20を配置してもよい。この際において、透過光の出射方向を、図1および図3に示す液晶表示装置と同方向すなわち図示例においては表示画面の上方にするためには、図6および図7に示すように、傾斜面20cの傾斜方向を逆にすればよい。
 なお、変角プリズムシート20の形成方法には、制限はなく、変角プリズムシート20となるシート状物に、傾斜面20cを有する直角三角柱状の凹凸を有する金型を押圧する方法、および、基板となる樹脂フィルムに硬化性の樹脂を塗布して、樹脂に傾斜面20cを有する直角三角柱状の凹凸を有する金型を押し当てて、樹脂を硬化する方法等、公知の方法を利用して作製すればよい。
 以上、本発明の液晶表示装置について詳細に説明したが、本発明は、上述の例に制限はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良および変更を行ってもよいのは、もちろんである。
 以下に実施例を挙げて本発明の特徴をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、試薬、使用量、物質量、割合、処理内容、および、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。
[実施例1]
<変角プリズムシート1の作製>
 PETフィルム(富士フイルム社製)の一面に、UV硬化樹脂PAK-02(東洋合成社製)を塗布した。その後、ピッチ300μm、傾斜角1°のリニアプリズム形状を有するニッケル合金製の金型を押し当て、フィルム側から紫外光を照射してUV硬化樹脂を硬化後、金型から剥離し、変角プリズムシート1を作製した。
 なお、傾斜角1°のリニアプリズム形状とは、1つの角の角度が1°の直角三角形である上面および下面(底面)を有する、長尺な三角柱を、1°の角および直角をPETフィルム側に向けて、長手方向と直交する方向に、複数、配列してなる形状である。また、ピッチ300μmとは、上下面の直角三角形において、角度が1°の角と、直角とに挟まれた辺の長さが300μmということである。
<位相差フィルム1の作製>
 基材として、シクロレオレフィンポリマーフィルム(Re=125nm、Rth=63nm、JSR株式会社製)を用いた。
 基材の片面に、放電量125W・min/m2でコロナ処理を施した。次いで、コロナ処理を施した面に、以下の組成で調製した重合性液晶組成物1を、#3.0のワイヤーバーで塗布した。
 次いで、組成物の溶媒の乾燥および液晶化合物の配向熟成のために、70℃の温風で90秒加熱した。
 次いで、窒素パージ下酸素濃度0.1%で40℃にて紫外線照射(300mJ/cm2)を行い、液晶化合物の配向を固定化して液晶層を形成し、実施例1の位相差フィルム1を作製した。
 得られた位相差フィルム1の位相差を測定したところ、面内レタデーションRe(550)は125nmであり、厚さ方向のレタデーションRth(550)は-25nmであった。また、Re(450)/Re(550)は1.01であり、Rth(450)/Rth(550)は1.06であった。
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重合性液晶組成物1
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液晶化合物L1                 100.0質量部
光重合開始剤S1                  5.0質量部
光重合開始剤S2                  2.0質量部
配向助剤A1                    2.0質量部
化合物B1                     4.5質量部
化合物C1                     8.0質量部
レベリング剤P1                  0.3質量部
アセトン                    438.5質量部
PGMEA                    48.7質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――
 なお、PGMEAとは、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(propyleneglycol monomethyl ether acetate)である。
・液晶化合物L1
 下記液晶化合物(RA)(RB)(RC)の83:15:2(質量比)の混合物
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
・光重合開始剤S1
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
・光重合開始剤S2
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
・配向助剤A1
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
・化合物B1
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
・化合物C1
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
 レベリング剤P1<重量平均分子量:15000、下記式中の数値は、全繰り返し単位に対する各繰り返し単位の含有量(質量%)を示す。>
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
<保護フィルム1の作製>
 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、セルロースアセテート溶液を調製した。
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セルロースアセテート溶液
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酢化度60.7~61.1%のセルロースアセテート  100質量部
トリフェニルホスフェート(可塑剤)         7.8質量部
ビフェニルジフェニルホスフェート(可塑剤)     3.9質量部
メチレンクロライド(第1溶剤)           336質量部
メタノール(第2溶剤)                29質量部
1-ブタノール(第3溶剤)              11質量部
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 別のミキシングタンクに、下記のレタデーション上昇剤(A)16質量部、メチレンクロライド92質量部、および、メタノール8質量部を投入し、加熱しながら攪拌して、レタデーション上昇剤溶液を調製した。
 セルロースアセテート溶液474質量部にレタデーション上昇剤溶液25質量部を混合し、充分に攪拌してドープを調製した。レタデーション上昇剤の添加量は、セルロースアセテート100質量部に対して、6.0質量部であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
 得られたドープを、バンド延伸機を用いて流延した。バンド上での膜面温度が40℃となってから、70℃の温風で1分乾燥し、バンドからフィルムを140℃の乾燥風で10分乾燥し、残留溶剤量が0.3質量%のトリアセチルセルロースフィルムを作製した。
 膜厚は41μmであった。このフィルムを保護フィルム1とする。
 保護フィルム1の位相差を測定した結果、Re=1nm、Rth=40nmであった。
<偏光板の作製>
 上記作製した保護フィルム1、ポリビニルアルコール系偏光板、位相差フィルム1をこの順に、粘着剤(総研科学社製、SKダイン)を用いて貼り合わせ、実施例1の出射側偏光板を作製した。このとき、偏光板の吸収軸と位相差フィルム1の遅相軸が平行な方向になり、かつ、位相差フィルム1の液晶層側が偏光板側になるように配置した。
 また、入射側偏光板は、保護フィルム1、ポリビニルアルコール系偏光板、保護フィルム1を同様に貼り合わせて作製した。
<液晶表示装置の作製>
 市販の液晶表示装置(iPad(登録商標)、Apple社製)を分解し、貼合されている両面の偏光板を剥がした。この液晶表示装置の液晶セル(液晶パネル)はIPS方式である。
 次に、出射側偏光板の位相差フィルム1における基材側を液晶セルの視認側に、上述の粘着剤を用いて貼り合わせた。
 次に、入射側偏光板を液晶セルのバックライト側に、上述の粘着剤を用いて貼り合わせた。この時、液晶セル内の液晶の遅相軸と出射側偏光板の吸収軸が直交な方向に、また、液晶セル内の液晶の遅相軸と入射側偏光板の吸収軸が平行な方向に、それぞれなるように貼り合わせた。
 次に、変角プリズムシート1を、入射側偏光板と、上記市販の液晶表示装置に用いられているバックライトユニットとの間に配置し、実施例1の液晶表示装置を作製した。
[実施例2]
 リニアプリズム形状の金型を、傾斜角7°の金型に変更した以外は、変角プリズムシート1と同様の方法で、変角プリズムシート2を作製した。
 変角プリズムシート1の代わりに変角プリズムシート2を使用した以外は、実施例1と同様にして、液晶表示装置を作製した。
[実施例3]
 リニアプリズム形状の金型を、傾斜角14°の金型に変更した以外は、変角プリズムシート1と同様の方法で、変角プリズムシート3を作製した。
 変角プリズムシート1の代わりに変角プリズムシート3を使用した以外は、実施例1と同様にして、液晶表示装置を作製した。
[実施例4]
 重合性液晶組成物1の代わりに、下記組成の重合性液晶組成物2を使用した以外は、実施例1と同様の方法で、位相差フィルムを作製した。
 この位相差フィルムを用いた以外は、実施例2と同様にして、液晶表示装置を作製した。
――――――――――――――――――――――――――――――――
重合性液晶組成物2
――――――――――――――――――――――――――――――――
液晶化合物L1                  80.0質量部
液晶化合物L2                  20.0質量部
光重合開始剤S1                  5.0質量部
光重合開始剤S2                  2.0質量部
配向助剤A1                    2.0質量部
化合物B1                     4.5質量部
化合物C1                     8.0質量部
レベリング剤P1                  0.3質量部
アセトン                    438.5質量部
PGMEA                    48.7質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――
・液晶化合物L2
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
[実施例5]
 位相差フィルム1の代わりに、シクロレオレフィンポリマーフィルム(Re=275nm、Rth=0nm、JSR社製)を位相差フィルムとして用いた以外は、実施例2と同様にして、液晶表示装置を作製した。
[実施例6]
 位相差フィルムとして、位相差フィルム1の基材として用いたシクロレオレフィンポリマーフィルムのみを用いた以外は、実施例2と同様にして、液晶表示装置を作製した。
[実施例7]
 位相差フィルム1の代わりに、シクロレオレフィンポリマーフィルム(Re=200nm、Rth=0nm、JSR社製)を位相差フィルムとして用いた以外は、実施例2と同様にして、液晶表示装置を作製した。
[比較例1]
 実施例1の液晶表示装置から変角プリズムシート1を除いた以外は、実施例1と同様にして、液晶表示装置を作製した。
[比較例2]
 リニアプリズム形状の金型を、傾斜角30°の金型に変更した以外は、変角プリズムシート1と同様の方法で、変角プリズムシート4を作製した。
 実施例1の変角プリズムシート1の代わりに変角プリズムシート4を使用した以外は、実施例1と同様にして、液晶表示装置を作製した。
[比較例3]
 実施例4の液晶表示装置から変角プリズムシート2を除いた以外は、実施例4と同様にして、液晶表示装置を作製した。
[比較例4]
 実施例4の変角プリズムシート2の代わりに、変角プリズムシート4(傾斜角30°)を使用した以外は、実施例4と同様にして、液晶表示装置を作製した。
[比較例5]
 実施例5の液晶表示装置から変角プリズムシート2を除いた以外は、実施例5と同様にして、液晶表示装置を作製した。
[比較例6]
 実施例5の変角プリズムシート2の代わりに変角プリズムシート4(傾斜角30°)を使用した以外は、実施例5と同様にして、液晶表示装置を作製した。
<評価>
<変角プリズムシートの透過光の変角角度>
 作製した変角プリズムシートからの透過光の変角角度を、ゴニオフォトメータ(村上色彩技術研究所製、GP-5)を用いて、透過測定によって測定した。
 なお、変角プリズムシートからの透過光の変角角度とは、上述のように、法線方向と、変角プリズムシートを透過した透過光の出射方向とが成す、極角の角度である。
<コントラスト最大値のズレ角度>
 作製した液晶表示装置について、測定機EZ-Contrast XL88(ELDIM社製)を用いて、様々な方向に対して、白表示における輝度(Yw)および黒表示における輝度(Yb)を測定して、コントラスト比(Yw/Yb)を算出し、最もコントラスト比が高い方向と、法線方向(正面)との角度差を測定した。
 なお、測定は、方位角0°(水平方向)から反時計方向に359°まで1°刻み、および、極角0゜(法線方向(正面))から88゜までの1゜刻みで行った。
 評価基準は以下のとおりである。
 A:最もコントラスト比が高い方向と、法線方向との角度差が0.5~15°
 B:最もコントラスト比が高い方向と、法線方向との角度差が0.5°未満、または、15°超
<欧州車載規格ID19コントラスト(欧州車載規格ID19)>
 上述したコントラスト最大値のズレ角度の測定結果から、極角42°、方位角23°の方向、極角42°、方位角157°の方向、極角41°、方位角192°の方向、および、極角41°、方位角348°の方向から観察したコントラストのうち、コントラストが最も小さい方向を選択し、変角プリズムシートが無い構成に対する、変角プリズムシートを有する構成のコントラスト向上率を算出した。
 なお、変角プリズムシートが無い構成と、変角プリズムシートを有する構成とは、比較例1と実施例1、比較例3と実施例4、および、比較例5と実施例5とである。
 評価基準は、以下のとおりである。
A:変角プリズムシートを有する構成のコントラスト向上率が5%以上
B:変角プリズムシートを有する構成のコントラスト向上率が1%以上5%未満
C:変角プリズムシートを有する構成のコントラスト向上率が1%未満
<色味変化>
 黒表示時の全方位角および全極角での色味変化を目視で評価した。
 評価基準は、以下のとおりである。
A:色味変化が非常に小さく、特に優れている
B:色味変化が小さく、優れている
C:色味変化が大きく、許容できない
 以上の結果を、下記の表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
 表1に示されるように、透過光の変角角度が1~15°である変角プリズムシートを有する本発明の液晶表示装置によれば、変角プリズムシートを用いない比較例の液晶表示装置に比して、コントラストの最大値が得られる方向を法線方向から適正に移動することができる。また、上記変角プリズムシートを有する本発明の液晶表示装置によれば、欧州車載規格ID19コントラスト等にも好適に対応して、極角42°、方位角23°の方向、極角42°、方位角157°の方向、極角41°、方位角192°の方向、および、極角41°、方位角348°の方向から見た際のコントラストも向上でき、さらに、色味の変化も小さくできる。
 また、実施例5と、実施例6および実施例7との比較より、位相差フィルムのRe(550)が100~170nm、および、Rth(550)が-50~50nmを満たす、もしくは、Re(550)が240~310nm、および、Rth(550)が-50~50nmを満たすことにより、より好適に欧州車載規格ID19コントラスト等に対応し、かつ、色味の変化も低減できる。
 一方、比較例2、4および6の液晶表示装置は、変角プリズムシートによる透過光の変角角度が大きすぎるため、法線方向からのコントラストの最大値が得られる方向の移動量が大きすぎ、また、欧州車載規格ID19コントラストへの対応も困難である。
 以上の結果より、本発明の効果は明らかである。
 車載用のディスプレイ等に好適に利用可能である。
  10,40 液晶表示装置
  12 面状照明装置
  14 第1拡散シート
  16 プリズムシート
  18 第2拡散シート
  20 変角プリズムシート
  20a 平坦面
  20b 凹凸面
  20c 傾斜面
  20d 直立面
  24 入射側偏光板
  26 ゼロ位相差層
  28 液晶パネル
  30 位相差フィルム
  32 出射側偏光板

Claims (7)

  1.  バックライトユニットを有する液晶表示装置であって、
     前記バックライトユニットが、光源と、1枚以上のプリズムシートとを有し、
     前記光源から最も遠くに配置される前記プリズムシートは、前記プリズムシートを透過した光の進行方向を、法線方向に対して極角で0.5~15°、一方向に傾けるものである、液晶表示装置。
  2.  前記光源から最も遠くに配置される前記プリズムシートは、平坦面と、平坦面の裏面側の凹凸面とを有し、
     前記凹凸面は、前記平坦面に対して傾斜する傾斜面を有し、かつ、前記傾斜面と前記平坦面とが成す角度が、0.5~15°である、請求項1に記載の液晶表示装置。
  3.  前記凹凸面の前記傾斜面は、前記平坦面に対する傾斜方向と直交する方向に長尺なものであり、
     前記凹凸面は、前記傾斜面を、前記傾斜面の長手方向と直交する方向に、複数、配列して有する、請求項2に記載の液晶表示装置。
  4.  前記凹凸面は、前記傾斜面と、前記平坦面と直交する直立面とを含む凸部を有する、請求項2または3に記載の液晶表示装置。
  5.  液晶パネルとして、IPS方式の液晶パネルを有する、請求項1~4のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
  6.  位相差フィルムを有する、請求項1~5のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
  7.  波長550nmにおける面内方向のレタデーションをRe(550)、波長450nmにおける面内方向のレタデーションをRe(450)、波長550nmにおける厚さ方向のレタデーションをRth(550)、波長450nmにおける厚さ方向のレタデーションをRth(450)、とした際に、
     前記位相差フィルムは、
     Re(450)/Re(550)およびRth(450)/Rth(550)が1.00~1.18を満たし、さらに、
     Re(550)が100~170nm、および、Rth(550)が-50~50nmを満たす、もしくは、Re(550)が240~310nm、および、Rth(550)が-50~50nmを満たす、請求項6に記載の液晶表示装置。
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