JP2010039217A - 液晶パネル及び液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1の配向基板11と第2の配向基板12との間に液晶層13を有する液晶セル10と、該液晶セルの第1の配向基板側に配置された第1の偏光板21と、該液晶セルの第2の配向基板側に配置された第2の偏光板22と、液晶セル10と、該液晶セルの一方の側に配置された第1の偏光板21と、該液晶セルの他方の側に配置された第2の偏光板22と、該液晶セルと第1の偏光板との間に配置された第1の旋光素子31と、該液晶セルと第2の偏光板との間に配置された第2の旋光素子32と、を有し、該第1の旋光素子及び第2の旋光素子は、液晶分子の配向方向が層の厚み方向に沿って漸次連続的に変化しているカイラルネマティック液晶層であり、かつ、該液晶層が所定の厚みを有する液晶パネル。
【選択図】図2
Description
図2に、本発明の実施形態による液晶パネルの概略断面図を示す。本発明の液晶パネル100は、液晶セル10と、液晶セル10の一方の側に配置された第1の偏光板21と、液晶セル10の他方の側に配置された第2の偏光板22を有し、液晶セル10と第1の偏光板21との間に第1の旋光素子31、液晶セル10と第2の偏光板22との間に第2の旋光素子32を有する。
図5は本発明の従来の液晶パネルにおいて、光源からの光が各光学素子によって偏光状態を変化させながら視認側に到達する様子を模式的に示したものである。図5においては、液晶セル10がTNモードであり、かつ、液晶セルに電圧が印加されていない状態で白表示が得られるノーマリホワイトモードのOモード液晶パネルの場合を例として説明する。
第1の偏光板21は紙面左右方向に吸収軸3を有しているため、紙面左右方向の光を吸収し、紙面上下方向の直線偏光を透過光(r2)として射出する。
第1の偏光板21を透過した直線偏光は第1の旋光素子に入射する(r3)。第1の旋光素子が直線偏光の偏光方向を−45°回転させるものである場合、入射光(r3)は、−45°回転した直線偏光(r4)として射出する。
第1の旋光素子31によって偏光方向が変換された直線偏光は、液晶セル10に第1の配向基板11側から入射する(r5)。ツイステッド・ネマティック(TN)モードの液晶パネルにおいては、液晶セルに電界が存在しない状態で液晶分子が90°ツイスト配列に配向しているため、液晶層に入射した光は、液晶層の旋光作用によりその偏光方向が90°回転された光と(r6)なって、液晶セル10の第2の配向基板側から射出する。
液晶セル10から射出された直線偏光は、第2の旋光素子32に入射する(r7)。第2の旋光素子が直線偏光の偏光方向を−45°回転させるものである場合、入射光(r7)は、−45°回転した直線偏光(r8)として射出する。
第2の旋光素子32によって偏光方向が変換された直線偏光は、第2の偏光板22に入射する(r9)。第2の偏光板22は紙面左右方向に吸収軸4を有しているため、直線偏光(r9)は第2の偏光板22によって吸収されないため(r10)、視認側に到達し、明(白)表示が得られる。
ツイステッド・ネマティック(TN)モードの液晶パネルにおいては、液晶セルに電圧が印加されると、液晶分子が電界方向に配向するため、液晶セル中の液晶層が基板に対して垂直に配向する。そのため、液晶セルに入射した直線偏光(r5)は液晶分子の長軸の方向に沿って進むため入射光は偏光方向を変えずに液晶セルを射出する(r6’)
液晶セル10から射出された直線偏光は、第2の旋光素子32に入射する(r7’)。第2の旋光素子が直線偏光の偏光方向を−45°回転させるものである場合、入射光(r7)は、−45°回転した直線偏光(r8’)として射出する。
第2の旋光素子32によって偏光方向が変換された直線偏光は、第2の偏光板22に入射する(r9’)。第2の偏光板22は紙面左右方向に吸収軸4を有しているため、直線偏光(r9’)は第2の偏光板22によって吸収され、(r10)、視認側には到達しないため、暗(黒)表示が得られる。
以下、本発明の液晶パネルを構成する、液晶セル、偏光板及び旋光素子について説明する。
図2乃至図4を参照すると、上記液晶セル10は、液晶層13と、液晶層13の第1の偏光板21側に配置された第1の配向基板11と、液晶層13の第2の偏光板22側に配置された第2の配向基板12とを含む。一方の基板(アクティブマトリクス基板)には、好ましくは、液晶の電気光学特性を制御するスイッチング素子(代表的にはTFT)と、このスイッチング素子にゲート信号を与える走査線及びソース信号を与える信号線とが設けられる(いずれも図示せず)。他方の基板(カラーフィルター基板)には、カラーフィルター(図示せず)が設けられる。なお、カラーフィルターは、アクティブマトリクス基板に設けてもよい。あるいは、例えば、フィールドシーケンシャル方式のように液晶表示装置の照明手段として、RGBの3色光源(さらに、多色の光源を含んでいてもよい)が用いられる場合は、上記カラーフィルターは省略することができる。また、白黒の液晶表示装置の場合もカラーフィルターを省略することができる。2枚の基板の間隔(セルギャップ)は、スペーサー等によって制御できる。
本願明細書並びに特許請求の範囲において「偏光板」とは、自然光又は偏光を任意の偏光に変換し得る素子をいう。本発明の液晶パネルにおける第1の偏光板、及び第2の偏光板として用いられる偏光板は、特に制限されないが、好ましくは、自然光又は偏光を直線偏光に変換するものである。このような偏光板は、入射する光を直交する2つの偏光成分に分けたとき、そのうちの一方の偏光成分を透過させる機能を有し、且つ、他方の偏光成分を、吸収、反射、及び散乱させる機能から選ばれる少なくとも1つの機能を有する。
上記偏光板の自然光又は偏光を直線偏光に変換する機能は偏光子によって達成される。偏光板は偏光子に必要に応じてその片面又は両面に偏光子保護フィルムとしての透明フィルムを積層したものである。
偏光子の保護フィルムは、偏光子の傷付や劣化等を防止する目的で適宜用いられる。特に、ヨウ素系の偏光子や液晶性材料を用いた偏光子は、二色性物質の昇華を防止したり、フィルム強度を確保する観点から、両面に保護フィルムを有していることが好ましい。
偏光子と保護フィルムの積層方法は特に限定されないが、作業性や、光の利用効率の観点からは、接着剤や粘着剤を用いて各層を空気間隙なく積層することが望ましい。接着剤や粘着剤を用いる場合、その種類は特に制限されず、種々のものを用い得るが、偏光子と保護フィルムの積層には接着剤が好適に用いられる。
さらに、保護フィルムの偏光子を接着させない面には、ハードコート層や反射防止処理、スティッキング防止や、拡散ないしアンチグレアを目的とした表面処理層を設けてもよい。
本発明の液晶パネルにおいて、第1の旋光素子、並びに第2の旋光素子として用いられる旋光素子は、直線偏光をそれと方向の異なる直線偏光に変換するものである。「旋光」とは、偏光が媒質を進むにつれてその偏光面が回転する現象をいう。その回転角度は「旋光角」と称されるが、旋光角は上記の液晶セルにおける液晶層の配列やツイスト角、あるいは、液晶パネルにおける液晶セルの配置角度を考慮して、本発明の目的を達成し得る範囲において適宜選択できる。すなわち、液晶パネルにおける偏光板の吸収軸方向が画面の辺方向と平行または直交となるように、旋光角を選択することが好ましく、前述のような液晶層が90°のツイスト角を有するTNモードの液晶パネルにおいては、旋光素子が略45°の旋光角を有することが好ましい。このような略45°の旋光角を有する旋光素子は、TNモードの液晶パネルの場合に加えて、STNモードの液晶パネルの場合にも有用である。さらには、光学補償ベンド(OCB)モードや、ハイブリッド配向(HAN)モードのように、円偏光、あるいは楕円偏光を液晶セルに入射させる液晶パネルにおいても好適に採用することができる。
ただし、上記式(1)において、mは1以上の整数であり、Δnλは波長λにおける複屈折である。
旋光素子として、液晶分子の配向方向が層の厚み方向に沿って漸次連続的に変化している液晶層を含むものを用いる場合、旋光素子の一方の面と他方の面で液晶分子の配向方向が異なることとなるが、本発明の液晶パネルにおいては、図4に模式的に示すように、第1の旋光素子31の第1の偏光板21側の面における液晶分子の配向方向5aが、第1の偏光板21の吸収軸方向3と平行または直交であり、かつ、第2の旋光素子32の第2の偏光板22側の面における液晶分子の配向方向6aが、第2の偏光板22の吸収軸方向4と平行または直交であることが好ましい。また、第1の旋光素子31の第1の配向基板11側の面における液晶分子の配向方向5bが、第1の配向基板11の配向方向1と平行または直交であり、かつ、第2の旋光素子32の第1の配向基板12側の面における液晶分子の配向方向6bが、第2の配向基板12の配向方向2と平行または直交であることが好ましい。このような角度配置とすることで、本発明の液晶表示装置のコントラストを従来のものと遜色ないレベルとすることができる。また、第1の旋光素子31および第2の旋光素子32の旋光角は、上記の角度関係を満たすように、液晶パネルの設計に合わせて適宜選択することができる。
上記旋光素子としての液晶層の材料や製造方法は特に限定されないが、前述の如く液晶相がネマティック相である液晶性材料(ネマティック液晶性材料)が好適に用いられる。このような液晶性材料としては、例えば、液晶性ポリマーや液晶性モノマーが使用可能である。液晶性材料の液晶性の発現機構は、リオトロピックでもサーモトロピックでもどちらでもよい。
本発明の液晶パネルは、上記の液晶セル10、第1の偏光板21、第2の偏光板22、第1の旋光素子31、第2の旋光素子32を用いて、任意の適切な方法で形成し得る。また、本発明の液晶パネルは、上記以外の光学層やその他の部材を含むこともできる。その例としては、前述した反射防止層、スティッキング防止層、拡散層やアンチグレア層等の表面処理層や輝度向上フィルム等が挙げられる。また、光学等方性フィルムや位相差層(光学補償フィルム)等を含むこともできる。特に、本発明の液晶パネルにおいては、位相差層は第1の偏光板21と液晶セル10の間、及び、第2の偏光板22と液晶セル10の間のいずれか一方又は両方に位相差層を有することが好ましい。
位相差層としては、高分子材料を一軸又は二軸延伸処理してなる延伸位相差フィルム、液晶性ポリマーの配向フィルム、液晶性ポリマーの配向層をフィルムにて支持したもの等が挙げられる。延伸処理は、例えばロール延伸法、長間隙沿延伸法、テンター延伸法、チューブラー延伸法等により行うことができる。延伸倍率は、一軸延伸の場合には1.1〜3倍程度が一般的である。光学補償層の厚みも特に制限されないが、位相差板として延伸フィルムを採用する場合において、その厚みは一般的に10〜200μm、好ましくは20〜100μmである。
ディスコティック液晶層は、通常、重合性不飽和基を有するディスコティック液晶化合物の配向、硬化により形成される。ディスコティック液晶層は、液晶光学補償層として有用であり、視野角、コントラスト、明るさ等を向上させうる。ディスコティック液晶層は、ディスコティック液晶化合物が傾斜配向しているものが好適である。ディスコティック液晶層の厚さは、通常、0.5〜10μm程度である。
一方、光学的に正の一軸性を示す液晶材料としてはネマティック液晶化合物が挙げられる。ネマティック液晶化合物としては、ネマティック液晶性モノマー及び/又はポリマーが挙げられる。
本発明の液晶パネルに位相差層として液晶の光軸が傾斜配向した液晶層を用いる場合、その製造方法は特に限定されないが、透明支持体上にディスコティック又はネマティック液晶のハイブリッド配向層を形成する手段としては、例えば、電場や磁場等の印加下あるいは支持体をラビング処理したものや、配向膜を塗布してそれをラビング処理や紫外線照射することにより重合性液晶や高分子液晶を所定方向に配向させ、その後、前者の場合には光や熱、後者の場合には急冷により液晶の配向状態を固定化する等の方法を用いることができる。特に配向の均一性の観点からは、配向膜が形成された支持体上に液晶組成物を塗布し、必要に応じて固化(乾燥)、硬化によって配向を固定する方法を好適に用い得る。
位相差層は偏光板と液晶セルの間であれば、偏光板と旋光素子の間、旋光素子と偏光板の間のいずれに配置することもできる。従来の液晶パネルと同様の位相差層を用いて、光学補償を行う観点からは、液晶セルと旋光素子の間に位相差層を配置することが好ましい。一方、偏光板と旋光素子の間に位相差層を配置する場合は、液晶パネルにおいて、偏光板と位相差層の光学軸が平行又は直交に配置される構成を好適に採用し得る。そのため、偏光板と位相差層が積層された積層偏光板をロール・トゥー・ロールで作製することができる点において、生産性に優れる。
前記輝度向上フィルムとしては、特に限定されず、例えば、誘電体の多層薄膜や、屈折率異方性が相違する薄膜フィルムの多層積層体のような、所定の偏光方向の直線偏光を透過して、他の光を反射する特性を示すもの等が使用できる。このような輝度向上フィルムとしては、例えば、3M社製の商品名「D-BEF」等が挙げられる。また、コレステリック液晶層、特にコレステリック液晶性ポリマーの配向フィルムや、その配向層をフィルム基材上に支持したもの等が使用できる。これらは、左右一方の円偏光を反射して、他の光は透過する特性を示すものであり、例えば、日東電工社製の商品名「PCF350」、Merck社製の商品名「Transmax」等が挙げられる。
各部材は、それぞれ接着剤層や粘着剤層等を介して積層することが好ましい。その場合、接着剤又は粘着剤は透明で、可視光領域に吸収を有さず、屈折率は、各層の屈折率と可及的に近いことが表面反射の抑制の観点より望ましい。接着剤としては、偏光子と保護フィルムの積層において前記したもの等を好適に用い得る。また、粘着剤としては、アクリル系重合体、シリコーン系ポリマー、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリエーテル、フッ素系やゴム系等のポリマーをベースポリマーとするものを適宜に選択して用いることができる。特に、アクリル系粘着剤の如く光学的透明性に優れ、適度な濡れ性と凝集性と接着性の粘着特性を示して、耐候性や耐熱性等に優れるものが好ましく用いうる。
本発明において、液晶パネルの形成順序は特に限定されず、各部材を順次別個に積層する方式にて形成してもよく、予めいくつかの部材を積層したものを用いることもできる。また、その積層順序は特に制限されないが、本発明においては、偏光板と旋光素子、及び必要に応じて表面処理層や位相差層、輝度向上フィルム等を積層した積層偏光板を予め用意し、これを液晶セルと積層することによって、品質の安定性や組立の作業性に優れたものとすることができる。
本発明の液晶表示装置は、上記液晶パネルと、光源、若しくは反射板等の液晶パネルに光を供給する手段とを有する。本発明の液晶表示装置の一例として、光源を備える透過型液晶表示装置について説明する。図12は、本発明の好ましい実施形態による液晶表示装置の概略断面図である。この液晶表示装置300は、液晶パネル100と、液晶パネル100の一方の側に配置されたバックライトユニット200とを少なくとも備える。なお、図示例では、バックライトユニットとして、直下方式が採用された場合を示しているが、これは例えば、サイドライト方式のものであってもよい。
(旋光角)
旋光素子の旋光角はシンテック社製の商品名「OPTIPRO」にて測定した。
旋光素子の厚みは大塚電子社製の膜厚計(商品名「MCPD2000」にて測定した。
液晶表示装置の電源をONにしてバックライト点灯の1時間後に、液晶パネルを黒表示として、ELDIM社製の商品名「EZ−contrast」を用いて各視角における透過率およびY値を測定した。なお、透過率およびY値は液晶表示装置のバックライト単体(液晶パネルを介さない場合)の輝度を基準(100%)としたものである。
[製造例1]
(液晶塗布液の調製)
99.956重量部のネマティック液晶性材料[BASF社製の商品名「Paliocolour LC242」(Δn545=0.1)]、0.0444重量部のカイラル剤[BASF社製の商品名「Paliocolour LC756」]、5重量部のUV重合開始剤[チバ・ジャパン製の商品名「イルガキュア907」]、0.5重量部のレベリング剤[ビッグ・ケミー社製の商品名「BYK370」]を、216重量部のトルエンに溶解し、濃度31.6重量%の液晶塗布液Aを調製した。
得られた液晶塗布液を、#14のワイヤーバーを用いてポリビニルアルコールの配向膜上に塗布した。これを90℃のオーブンで3分間乾燥させながら液晶層を配向させ、300mJ/cm2のUV光を照射することによって硬化し、旋光素子を得た。得られた旋光素子を旋光素子Aとする。得られた旋光素子Aの膜厚は4.42μmであった。
(液晶塗布液の調製及び液晶層の形成)
表3に示すように液晶塗布液における液晶性材料およびカイラル剤の含有量を変更した以外は、前記製造例1と同様にして液晶塗布液Bを調製した。得られた液晶塗布液Bを#28のワイヤーバーを用いてポリビニルアルコールの配向膜上に塗布した。これを90℃のオーブンで5分間乾燥させて液晶層を乾燥させながら液晶層を配向させ、300mJ/cm2のUV光を照射することによって硬化し、旋光素子を得た。得られた旋光素子を旋光素子Bとする。得られた旋光素子Bの膜厚は9.06μmであった。
(液晶塗布液の調製及び液晶層の形成)
表3に示すように晶塗布液における液晶性材料およびカイラル剤の含有量を変更した以外は、前記製造例1と同様にして液晶塗布液Cを調製した。
(液晶層の形成)
得られた液晶塗布液Cを#21のワイヤーバーを用いてポリビニルアルコールの配向膜上に塗布した。これを90℃のオーブンで5分間乾燥させながら液晶層を配向させ、300mJ/cm2のUV光を照射することによって硬化し、液晶固化層(液晶の捩れ角22.5°の液晶層)とした。得られた液晶固化層の上に、さらに液晶塗布液Cを#21のワイヤーバーを用いて塗布した後、再度90℃のオーブンで5分間乾燥させ、300mJ/cm2のUV光を照射することによって硬化して、液晶の捩れ角45°の液晶層を作製した。これを旋光素子Cとする。得られた旋光素子Cの膜厚は13.66μmであった。
(液晶塗布液の調製及び液晶層の形成)
表3に示すように塗布液の組成を変更した以外は、前記製造例1と同様にして液晶塗布液Dを調製した。得られた液晶塗布層Dを、#28のワイヤーバーを用いて上記製造例3と同様にして液晶層の塗布、乾燥、硬化を2回繰り返し、液晶の捩れ角45°の液晶層を作製した。これを旋光素子Dとする。得られた旋光素子Dの膜厚は18.24μmであった。
(液晶塗布液の調製及び液晶層の形成)
表3に示すように塗布液の組成を変更した以外は、前記製造例1と同様にして液晶塗布液Eを調製した。
(液晶層の形成)
得られた液晶塗布液Eを#23のワイヤーバーを用いてポリビニルアルコールの配向膜上に塗布した。これを90℃のオーブンで5分間乾燥させながら液晶層を配向させ、300mJ/cm2のUV光を照射することによって硬化し、液晶固化層(液晶の捩れ角15°の液晶層)とした。得られた液晶固化層の上に、さらに液晶塗布液Eを#23のワイヤーバーを用いて塗布した後、乾燥、硬化する工程を2回繰り返し、液晶の捩れ角45°の液晶層を作製した。これを旋光素子Eとする。得られた旋光素子Eの膜厚は22.80μmであった。
(液晶塗布液の調製及び液晶層の形成)
表3に示すように塗布液の組成を変更した以外は、前記製造例1と同様にして液晶塗布液Fを調製した。得られた液晶塗布層Fを、#28のワイヤーバーを用いて上記製造例5と同様にして液晶層の塗布、乾燥、硬化を3回繰り返し、液晶の捩れ角45°の液晶層を作製した。これを旋光素子Fとする。得られた旋光素子Fの膜厚は27.39μmであった。
前記製造例1において、ネマティック液晶性材料として「Paliocolour LC242」に代えて、下記の化合物(Δn545=0.3)を用い、液晶塗布液G〜Lの組成比、および塗布に用いるワイヤーバーの番手、塗布回数を表2の通りとした以外は製造例1と同様にして、液晶の捩れ角45°の液晶層を作製した。これらをそれぞれ旋光素子G〜Kとする。
前記製造例3において、ネマティック液晶性材料として「Paliocolour LC242」に代えて、下記の化合物(Δn545=0.3)を用い、液晶塗布液L、M、Nの組成比、および塗布に用いるワイヤーバーの番手を表2の通りとした以外は製造例3と同様にして、液晶層の塗布、乾燥、硬化を繰り返し、液晶の捩れ角45°の液晶層を作製した。これらをそれぞれ旋光素子L、M、Nとする。
上記製造例1〜6の旋光素子の作製に用いたネマティック液晶性材料によって、液晶層の捩れ角度(旋光角)が45°の旋光素子を作製した場合において、旋光素子の厚みdを種々に変更した場合における波長545nmでの透過率T(%)およびY値(%)を、前記式(2)および(3)に基づいて計算した。計算結果を、横軸:厚み、縦軸:透過率TまたはY値のグラフに表したものを図13に示す。なお、図13の(a)と(b)は同一のグラフの横軸(厚み)のスケールを変更したものである。
上記製造例7〜14の旋光素子の作製に用いたネマティック液晶性材料によって、液晶層の捩れ角度(旋光角)が45°の旋光素子を作製した場合において、旋光素子の厚みdを種々に変更した場合における波長545nmにおける透過率T(%)およびY値(%)を、前記式(2)および(3)に基づいて計算した。計算結果を、横軸:厚み、縦軸:透過率TまたはY値のグラフに表したものを図14に示す。なお、図14の(a)と(b)は同一のグラフの横軸(厚み)のスケールを変更したものである。
[比較例1]
(旋光素子を備える偏光板の作製)
上記製造例1で得られた旋光素子Aを、偏光子の両面に保護フィルムとして実質的に光学等方性(正面位相差が0.5nm以下、厚み方向位相差が1.0nm以下)の透明フィルムが積層された市販の偏光板[日東電工製 商品名「NPF SIG1423DU」、単体透過率:42.6%、偏光度:99.99%、]に、偏光板の吸収軸方向と、旋光素子の偏光板と対向する側の面における液晶分子の配向方向が平行となるように、アクリル系の粘着剤を用いて転写を行い、偏光板の上に、捩れ角45°の旋光素子が積層された積層偏光板Aを作製した。なお、旋光素子を偏光板に積層するに際しては、旋光素子作製時の配向膜側の面が偏光板と対向するように2回の転写を行った。
位相差層として、トリアセチルセルロース基材フィルム上に、架橋性ポリビニルアルコールフィルムからなる配向膜を介して紫外線硬化性のディスコティック液晶化合物が傾斜配向した光学補償フィルム[富士フィルム製 商品名「ワイドビューフィルムEA」]を用いた。この位相差層を前記の旋光素子を備える偏光板に、アクリル系の粘着剤を用いて積層して積層偏光板を得た。なお、両者の積層に際しては、旋光素子と位相差層のトリアセチルセルロース基材フィルムが対向するように、かつ、位相差層の配向膜のラビング方向と、旋光素子の位相差層と対向する側の界面における液晶の配向方向が平行となるように積層をおこなった。得られた積層偏光板の積層順序、及び偏光板の吸収軸を角度の基準(0°)として位相差層側から見た場合の配置関係は表3に示す通りである。
TNモード液晶パネルを備える市販の液晶表示装[BENQ社製 商品名「FP74VW」]の液晶セルの上下に配置されていた光学フィルムを全て取り除いて、上記液晶セルのガラス面(表裏)を洗浄した液晶セルを用いた。かかる液晶セルは、2枚の基板の配向方向が直交しており、その方向は液晶セルの長辺方向とのなす角が+45°、−45°であった。
[実施例1〜10、比較例2〜4]
(旋光素子を備える偏光板の作製)
上記比較例1において、旋光素子Aに代えて表7に示すように旋光素子B〜Nを用いた以外は比較例1と同様にして、旋光素子を偏光板に転写し、旋光素子を備える偏光板を作製し、これを用いた積層偏光板の作製、及び液晶パネル、並びに液晶表示装置の作製をおこなった。
(積層偏光板の作製)
前記と同様の市販の偏光板(日東電工製 商品名「NPF SIG1423DU」)及び、位相差層(富士フィルム製 商品名「ワイドビューフィルムEA」)を偏光板の吸収軸と、位相差層の配向膜のラビング方向とが平行となるようにアクリル系の粘着剤を用いて積層して、積層偏光板を得た。
得られた積層偏光板を用い、液晶パネルの積層順序、及び配置関係を表5に示す通りに変更した以外は、前記比較例1と同様にして、液晶表示装置を作製した。
(延伸位相差フィルムを備える偏光板の作製)
前記と同様の市販の偏光板(日東電工製 商品名「NPF SIG1423DU」)に、 一軸延伸されてなる、545nmにおける位相差が273nmであり、Nz係数が1であるポリカーボネートフィルム[カネカ製 商品名「エルメックRフィルム」]を、上記偏光板の吸収軸方向と延伸位相差フィルムの遅相軸方向のなす角が22.5°となるように、アクリル系の粘着剤を用いて積層して、延伸位相差フィルムを備える偏光板を作製した。
位相差層として、前記と同様の光学補償フィルム[富士フィルム製 商品名「ワイドビューフィルムEA」]を用いた。この位相差層を前記の延伸位相差フィルムを備える偏光板に、アクリル系の粘着剤を用いて積層して積層偏光板を得た。なお、両者の積層に際しては、位相差層のトリアセチルセルロース基材フィルムが対向するように、かつ、位相差層の配向膜のラビング方向と、延伸位相差フィルムの遅相軸方向のなす角が22.5°、かつ、偏光板の吸収軸とのなす角が45°となるように積層した。
上記で得られた積層偏光板を用い、積層順序、及び配置関係を表6に示す通りに変更した以外は、前記比較例1と同様にして、液晶パネル及び液晶表示装置を作製した。
前記比較例5において、延伸ポリカーボネートフィルムに代えて、一軸延伸されてなる、545nmにおける位相差が273nmであり、Nz係数が1であるノルボルネン系樹脂フィルム(オプテス製 商品名「ゼオノアフィルム」)を用いた以外は比較例3と同様にして、積層偏光板の作製し、及び液晶パネル並びに液晶表示装置の作製をおこなった。
上記の実施例1〜10、比較例1〜6、及び参考例3の液晶パネルの形成に用いた旋光素子(あるいは位相差板)の種類、及び液晶表示装置のY値(%)の測定結果を表7に示す。また、Y値の測定結果の視野角分布(コーン図)を図15〜31、及びに示す。なお、表7及び図15〜31においては、液晶表示装置の長辺方向(右側)を方位角の基準(0°)、画面の法線方向(正面視)を極角の基準(0°)として表している。
2 配向(ラビング)方向
3 吸収軸(方向)
4 吸収軸(方向)
5a、5b 液晶分子の配向方向
6a、6b 液晶分子の配向方向
10 液晶セル
11 基板
12 基板
13 液晶層
21 偏光板
22 偏光板
31 旋光素子
32 旋光素子
41 位相差層
42 位相差層
81 光源
82 反射フィルム
83 拡散板
84 プリズムシート
100 液晶パネル
200 光源
300 液晶表示装置
Claims (10)
- 第1の配向基板と第2の配向基板との間に液晶層を有する液晶セルと
該液晶セルの第1の配向基板側に配置された第1の偏光板と、
該液晶セルの第2の配向基板側に配置された第2の偏光板と、
該液晶セルと第1の偏光板との間に配置された第1の旋光素子と、
該液晶セルと第2の偏光板との間に配置された第2の旋光素子と、を有し、
該第1の旋光素子及び第2の旋光素子は、液晶分子の配向方向が層の厚み方向に沿って漸次連続的に変化しているカイラルネマティック液晶層であり、かつ、該カイラルネマティック液晶層を形成するネマティック液晶性材料の波長545nmにおける複屈折Δn545と液晶層の厚みdの積が、1400nm以上である、液晶パネル。 - 前記第1の旋光素子の前記第1の偏光板側の面における液晶分子の配向方向が、第1の偏光板の吸収軸方向と平行または直交であり、かつ、前記第2の旋光素子の前記第2の偏光板側の面における液晶分子の配向方向が、第2の偏光板の吸収軸方向と平行または直交である、請求項1記載の液晶パネル。
- 前記第1の旋光素子の前記液晶セル側の面における液晶分子の配向方向が、前記液晶セルの第1の配向基板の配向方向と平行または直交であり、かつ、前記第2の旋光素子の前記液晶セル側の面における液晶分子の配向方向が、前記液晶セルの第2の配向基板の配向方向と平行または直交である、請求項1または2記載の液晶パネル。
- 前記第1の旋光素子及び第2の旋光素子におけるカイラルネマティック液晶層の捩れ角が略45°である、請求項1〜3のいずれか記載の液晶パネル。
- 前記第1の偏光板の吸収軸方向と第2の偏光板の吸収軸方向が平行である、請求項1〜4のいずれか記載の液晶パネル。
- 前記液晶セルがTNモードの液晶セルである、請求項1〜5のいずれか記載の液晶パネル。
- 前記液晶セルと、前記第1の旋光素子との間に、第1の位相差層を有し、かつ、前記液晶セルと、前記第2の旋光素子との間に、第2の位相差層を有する、請求項1〜6のいずれか記載の液晶パネル。
- 前記第1の位相差層、及び第2の位相差層が、液晶の光軸がハイブリッド配向した液晶層を有する、請求項7記載の液晶パネル。
- 前記第1の偏光板、及び第2の偏光板が矩形であり、矩形の長辺方向と、偏光板の吸収軸方向が平行又は直交である、請求項1〜8のいずれか記載の液晶パネル。
- 請求項1〜9のいずれか記載の液晶パネルを有する液晶表示装置。
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