JP6952779B2 - 液晶表示装置 - Google Patents
液晶表示装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6952779B2 JP6952779B2 JP2019530621A JP2019530621A JP6952779B2 JP 6952779 B2 JP6952779 B2 JP 6952779B2 JP 2019530621 A JP2019530621 A JP 2019530621A JP 2019530621 A JP2019530621 A JP 2019530621A JP 6952779 B2 JP6952779 B2 JP 6952779B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid crystal
- optical compensation
- layer
- compensation layer
- film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL 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
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
- G02F1/13363—Birefringent elements, e.g. for optical compensation
- G02F1/133634—Birefringent elements, e.g. for optical compensation the refractive index Nz perpendicular to the element surface being different from in-plane refractive indices Nx and Ny, e.g. biaxial or with normal optical axis
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/20—Filters
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/30—Polarising elements
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL 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
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
- G02F1/133509—Filters, e.g. light shielding masks
- G02F1/133514—Colour filters
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL 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
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
- G02F1/133528—Polarisers
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL 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
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
- G02F1/13363—Birefringent elements, e.g. for optical compensation
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL 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
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1343—Electrodes
- G02F1/134309—Electrodes characterised by their geometrical arrangement
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL 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
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1343—Electrodes
- G02F1/134309—Electrodes characterised by their geometrical arrangement
- G02F1/134363—Electrodes characterised by their geometrical arrangement for applying an electric field parallel to the substrate, i.e. in-plane switching [IPS]
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL 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
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/137—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL 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
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
- G02F1/13356—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors characterised by the placement of the optical elements
- G02F1/133562—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors characterised by the placement of the optical elements on the viewer side
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL 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
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
- G02F1/13356—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors characterised by the placement of the optical elements
- G02F1/133567—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors characterised by the placement of the optical elements on the back side
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL 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
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
- G02F1/13363—Birefringent elements, e.g. for optical compensation
- G02F1/133633—Birefringent elements, e.g. for optical compensation using mesogenic materials
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL 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
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
- G02F1/13363—Birefringent elements, e.g. for optical compensation
- G02F1/133638—Waveplates, i.e. plates with a retardation value of lambda/n
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL 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
- G02F2413/00—Indexing scheme related to G02F1/13363, i.e. to birefringent elements, e.g. for optical compensation, characterised by the number, position, orientation or value of the compensation plates
- G02F2413/01—Number of plates being 1
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL 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
- G02F2413/00—Indexing scheme related to G02F1/13363, i.e. to birefringent elements, e.g. for optical compensation, characterised by the number, position, orientation or value of the compensation plates
- G02F2413/02—Number of plates being 2
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Geometry (AREA)
- Polarising Elements (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
- Optical Filters (AREA)
Description
また、IPS型およびFFS型は、その構造から原理的に視野角への制限が少ない方式であるため、視野角が広い上に色度変移および色調変化が少ないといった特性を持つ駆動方式として知られている。近年では、テレビ用途以外に携帯端末用の表示装置から業務用の高精細および高画質用途まで多岐に渡って普及している。
ただし、この構成では偏光子に起因する補償は検討されておらず、特に斜め方向からの視認における光漏れによるコントラスト低下が生じ、カラーシフトに対しては光学補償をする必要が生じる。このため、表示装置中に光学異方性層を配置させることで、表示装置全体として補償が検討された横電界方式の液晶表示装置が提案されている(例えば、特許文献2、3)。
液晶セルは、少なくとも一方が電極を有する対向配置された一対の基板と、一対の基板間に配置され、配向制御された液晶層とを有し、電極により、電極を有する基板に対し平行な成分を持つ電界が形成されており、
第一偏光子の吸収軸は、第一光学補償層の遅相軸と平行であり、
配向制御された液晶層の黒表示時の遅相軸と第二偏光子の吸収軸とが直交し、
第一光学補償層の波長550nmにおける面内レターデーションRe1(550)および膜厚方向のレターデーションRth1(550)が下記式(1)、(2)を満たし、
式(1):80nm≦Re1(550)≦320nm
式(2):−80nm≦Rth1(550)≦150nm
液晶層と第二偏光子の間に、膜厚方向のレターデーションを有する層が少なくとも1つ存在し、
液晶層と第二偏光子との間の面内レターデーションの合計Re_total(550)および膜厚方向のレターデーションの合計Rth_total(550)が下記式(3)、(4)を満たすことを特徴とする液晶表示装置。
式(3):0nm≦Re_total(550)≦10nm
式(4):Rth_total(550)≦0nm
(2) 液晶層と第二偏光子との間に、膜厚方向のレターデーションを有するカラーフィルタを少なくとも有する、(1)に記載の液晶表示装置。
(3) 液晶層と第二偏光子との間に、第二光学補償層を少なくとも有する、(1)または(2)に記載の液晶表示装置。
(4) 液晶層と第二偏光子との間に、液晶層側から順に、膜厚方向のレターデーションを有するカラーフィルタと第二光学補償層とを少なくとも有する、(1)〜(3)のいずれかに記載の液晶表示装置。
(5) 第二光学補償層の波長550nmにおける面内レターデーションRe2(550)および膜厚方向のレターデーションRth2(550)が下記式(5)、(6)を満たす、(3)または(4)に記載の液晶表示装置。
式(5):0nm≦Re2(550)≦10nm
式(6):−100nm≦Rth2(550)≦0nm
(6) 第二光学補償層が、液晶性化合物が配向した状態で固定化したフィルムである、(3)〜(5)のいずれかに記載の液晶表示装置。
(7) 第二光学補償層が、棒状液晶性化合物が基板面に対して垂直方向に配向した状態で固定化したフィルムである、(6)に記載の液晶表示装置。
(8) 第一光学補償層の波長550nmにおける面内レターデーションRe1(550)に対する、波長450nmにおける面内レターデーションRe1(450)の比が、下記式(7)を満たす、(1)〜(7)のいずれかに記載の液晶表示装置。
式(7):0.95≦Re1(450)/Re1(550)≦1.30
(9) 第一光学補償層が2層からなり、
液晶セル側から、第一光学補償層a、および、第一光学補償層bの順に積層されている、(1)〜(8)のいずれかに記載の液晶表示装置。
(10) 第一光学補償層aの波長550nmにおける面内レターデーションRe1a(550)および膜厚方向のレターデーションRth1a(550)が下記式(8)、(9)を満たし、
式(8):80nm≦Re1a(550)≦200nm
式(9):20nm≦Rth1a(550)≦150nm
第一光学補償層bの波長550nmにおける面内レターデーションRe1b(550)および膜厚方向のレターデーションRth1b(550)が下記式(10)、(11)を満たす、(9)に記載の液晶表示装置。
式(10):0nm≦Re1b(550)≦40nm
式(11):−180nm≦Rth1b(550)≦−60nm
(11) 第一光学補償層bの波長550nmにおける膜厚方向レターデーションRth1b(550)に対する、波長450nmにおける膜厚方向レターデーションRth1b(450)の比が、下記式(12)を満たす、(9)または(10)に記載の液晶表示装置。
式(12):Rth1b(450)/Rth1b(550)≦1.00
(12) 第一光学補償層aが、シクロオレフィン系ポリマーを含むポリマーフィルムである、(9)〜(11)のいずれかに記載の液晶表示装置。
(13) 第一光学補償層bが、液晶性化合物が配向した状態で固定化したフィルムである、(9)〜(12)のいずれかに記載の液晶表示装置。
(14) 第一光学補償層bが、棒状液晶性化合物が基板面に対して垂直方向に配向した状態で固定化したフィルムである、(13)に記載の液晶表示装置。
(15) 第一光学補償層が、ポリビニルアルコール系接着剤を介して、第一偏光子と直接着している、(1)〜(14)のいずれかに記載の液晶表示装置。
(16) 第一光学補償層が、活性エネルギー線の照射または加熱により硬化する硬化性接着剤組成物を介して、第一偏光子と直接接着している、(1)〜(14)のいずれかに記載の液晶表示装置。
(17) さらに、第一偏光子の第一光学補償層側とは反対側に、バックライトをさらに有する、(1)〜(16)のいずれかに記載の液晶表示装置。
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。
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ーデーションおよび厚さ方向のレターデーションを表す。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 OPMF−1(オプトサイエンス社製)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。
本発明において、屈折率Nx、NyおよびNzは、アッベ屈折計(NAR−4T、アタゴ(株)製)を使用し、光源にナトリウムランプ(λ=589nm)を用いて測定する。
また、波長依存性を測定する場合は、多波長アッベ屈折計DR−M2(アタゴ(株)製)にて、干渉フィルタとの組合せで測定できる。
また、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もできる。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。
式(3):0nm≦Re_total(550)≦10nm
式(4):Rth_total(550)≦0nm
膜厚方向のレターデーションは上記式(3)、(4)を満たしてさえいれば、液晶層6と第二偏光子2との間には、液晶セルの液晶セル上側基板5、後述の第二光学補償層4、および、その他部材または保護フィルムのいずれが存在していてもよく、それらの全てに含まれていてもよい。また、液晶セル上側基板5単独で上記式(3)、(4)を満たす場合には、第二光学補償層4を用いない構成であってもよい。
なお、Re_total(550)は、以下の式(3−1)を満たすことが好ましく、式(3−2)を満たすことがより好ましい。
式(3−1):0nm≦Re_total(550)≦5nm
式(3−2):0nm≦Re_total(550)≦3nm
なお、Rth_total(550)は、以下の式(4−1)を満たすことが好ましく、式(4−2)を満たすことがより好ましい。
式(4−1):−50nm≦Rth_total(550)≦0nm
式(4−2):−35nm≦Rth_total(550)≦−5nm
液晶セルは、第二偏光板16と第一偏光板17との間に配置される。
第二偏光板16中の第二偏光子の吸収軸3および第一偏光板17中の第一偏光子11の吸収軸12は、互いに直交になるように配置される。
第一偏光板17中の第一偏光子11の吸収軸12は、電圧無印加時(OFF状態)における、液晶セル内の液晶性分子6の遅相軸方向と直交するように配置されている。
式(1):80nm≦Re1(550)≦320nm
式(2):−80nm≦Rth1(550)≦150nm
、第一光学補償層15は第一光学補償層a8と第一光学補償層b10との二層からなり、第一光学補償層a8の遅相軸9と、第一偏光子11の吸収軸12とは互いに平行な方向に配置されている。
また、第一光学補償層15の波長550nmにおける面内レターデーションRe1(550)に対する、波長450nmにおける面内レターデーションRe1(450)の比は、下記式(7)を満たすことが好ましい。
式(7):0.95≦Re1(450)/Re1(550)≦1.30
式(8):80nm≦Re1a(550)≦200nm
式(9):20nm≦Rth1a(550)≦150nm
式(10):0nm≦Re1b(550)≦40nm
式(11):−180nm≦Rth1b(550)≦−60nm
なお、後述するように、第一光学補償層15は、一層から構成されていてもよい。
式(5):0nm≦Re2(550)≦10nm
式(6):−100nm≦Rth2(550)≦0nm
本発明では、液晶層6と第二偏光子2の間の膜厚方向のレターデーションを制御し、かつ光学補償層の位相差を所定の範囲にすることで、黒表示時に発生する斜め視野の光漏れや着色、いわゆるカラーシフトが軽減されている。
[液晶材料]
本発明の液晶表示装置に用いられる液晶層を構成する液晶材料については特に制限されない。図1に示す構成の液晶表示装置には、例えば、液晶材料として、誘電率異方性△εが正のネマチック液晶を用いてもよい。液晶層の厚み(ギャップ)は、2.8μm超4.5μm未満程度とするのが好ましい。液晶層のレターデーション(Δn・d)を0.25μm超0.40μm未満とすると、可視光の範囲内で波長依存性が殆どない透過率特性がより容易に得られる。液晶性分子がもとの配向方向から水平方向に45度回転したとき最大透過率を得ることができる。なお、液晶層の厚み(ギャップ)はポリマービーズで制御している。もちろん、ガラスビーズ、ファイバー、および、樹脂製の柱状スペーサでも同様のギャップを得ることができる。また、液晶材料は、ネマチック液晶であれば、特に限定したものではない。誘電率異方性△εは、その値が大きいほうが、駆動電圧が低減でき、屈折率異方性△nは小さいほうが液晶層の厚み(ギャップ)を厚くでき、液晶の封入時間が短縮され、かつギャップばらつきを少なくすることができる。
本発明の液晶表示装置に用いる液晶セルは、少なくとも一方が電極を有する対向配置された一対の基板と、基板間に配置され、配向制御された液晶層とを有する。液晶セル用基板の内側の対向面の双方に、液晶分子を配向させる配向膜を形成するのが好ましい。また、いずれか一方の対向面に、カラーフィルタを形成するのが好ましい。さらに、液晶セルの内側に偏光子を配置してもよいし、液晶層のレターデーションの光学補償に寄与する光学異方性層を配置してもよい。また、2枚の基板間の距離(セルギャップ)を保持するための柱状または球状のスペーサを配置するのが一般的である。その他、反射板、集光レンズ、輝度向上フィルム、発光層、蛍光層、燐光層、反射防止膜、防汚膜、および、ハードコート膜等をセル内に配置してもよい。
また、1画素を複数の領域に分割するマルチドメインと呼ばれる構造にして、色バランスの調整や視野角特性の平均化を行ってもよい。
本発明では、液晶セルの一対の基板の一方の対向面に、カラーフィルタが配置される。カラーフィルタについては特に制限されないが、例えば、赤色(R)、緑色(G)、および、青色(B)の各層を含むカラーフィルタを配置するのが好ましい。
これに対し、ブラックマトリクスを最後に形成すれば、ブラックマトリクスの周囲は着色画素で囲まれていて、断面からは現像液が浸透しにくいため、サイドエッチが起こりにくく、光学濃度の高いブラックマトリクスを形成できるという大きな利点がある。
さらに、着色画素形成用の着色層の形成をラミネート法で行う場合は、先にブラックマトリクスを形成すると、着色画素が形成されるべき場所がブラックマトリクスでほぼ格子状に閉じられているため、ラミネート時に気泡を巻き込み易いという問題があるが、後にブラックマトリックスを形成すれば、かかる問題は生じないので好ましい。
レターデーション上昇剤の代表例としては、下記一般式(X)で表される化合物およびこれに類似する化合物が挙げられる。
アリール基の炭素原子数は6〜30が好ましく、6〜24がより好ましい。アリール基の具体例としては、例えば、フェニル基、ビフェニル基、テルフェニル基、ナフチル基、ビナフチル基、および、トリフェニルフェニル基が挙げられる。
本発明の第一光学補償層は、既知の横電界方式の補償に用いられる補償能をもつものを使うことができ、λ/2板程度の位相差を有するフィルムが好ましく用いられる。ここで、λは、波長であり、本発明では550nmである。λ/2板程度の位相差を有するフィルムは、λ/2±30%の位相差を有するフィルムが好ましく、λ/2±15%の位相差を有するフィルムがより好ましい。
第一光学補償層は、1層から構成されていてもよいし、2層以上で構成されていてもよい。第一光学補償層は下記式(1)および(2)を満足することが好ましい。また、第一光学補償層の遅相軸は液晶セルに対して同じ側に配置される偏光子の吸収軸と平行になるように配置されることが好ましい。
式(1):80nm≦Re1(550)≦320nm
式(2):−80nm≦Rth1(550)≦150nm
さらに、第一光学補償層は式(7)を満足していることが好ましい。
式(7):0.95≦Re1(450)/Re1(550)≦1.30
ポリマーフィルムとしては、セルロースアシレート系フィルム、環状オレフィン系ポリマーフィルム、および、アクリル系ポリマーフィルムから選択されることが好ましい。また、アクリル系ポリマーフィルムとしては、ラクトン環単位、無水マレイン酸単位、およ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ことが好ましい。
液晶組成物中の液晶性化合物は円盤状液晶性化合物および棒状液晶性化合物等の既知の化合物を用いることができ、配向状態を固定化するために重合性基を有していることが好ましい。つまり、液晶組成物は、重合性液晶組成物であることが好ましい。
第一光学補償層は、上記ポリマーフィルムと、液晶組成物を用いて形成される層とを積層した積層体であってもよい。また、重合性基を有する液晶性化合物を含有する組成物から形成される層を剥離するなどにより、単層で光学補償層として用いることもできる。
ポリマーフィルムの厚みとしては、装置の厚みを減じる目的等で光学特性、機械物性、および、製造適性を損ねない限りは薄膜化されることが好ましく、1〜150μmが好ましく、1〜70μmがより好ましく、1〜30μmが特に好ましい。
以下、第一光学補償層が1層からなる構成と、2層からなる構成について例示する。
第一光学補償層が1層からなる場合、第一光学補償層単独でλ/2板程度の位相差を有するフィルムが好ましい。具体的には下記を満たすことが好ましい。
200nm≦Re1(550)≦320nm
−40nm≦Rth1(550)≦40nm
製造方法としては、例えば芳香族アシル基で置換されたセルロースアシレートであるセルロースアセテートベンゾエートを用いたフィルムの場合では、セルロースアセテートベンゾエートを溶媒に溶解させたドープを成膜用の金属支持体上に流延し、溶媒を乾燥してフィルムを得て、このフィルムを1.3〜1.9倍の大きな延伸倍率で延伸してセルロース分子鎖を配向させて得ることができる。
また、第一光学補償層は、例えば、特開平5−157911号公報、及び、特開2006−72309号公報に記載のように、高分子フィルムの片面又は両面に収縮性フィルムを貼り合わせて、加熱延伸することにより作製することも可能である。
2層構成の場合には、第一光学補償層aおよび第一光学補償層bからなり、第一光学補償層aがnx>ny≧nzの2軸フィルム(B−プレートまたは正のA-プレート)、第一光学補償層bがnx≒ny<nzの[準]一軸性フィルム(正の[準]C-プレート)の2層からなることが好ましい。具体的には、第一光学補償層aの波長550nmにおける面内レターデーションRe1a(550)および膜厚方向のレターデーションRth1a(550)が下記式(8)、(9)を満たし、第一光学補償層bの波長550nmにおける面内レターデーションRe1b(550)および膜厚方向のレターデーションRth1b(550)が下記式(10)、(11)を満たすことが好ましい。
式(8):80nm≦Re1a(550)≦200nm
式(9):20nm≦Rth1a(550)≦150nm
式(10):0nm≦Re1b(550)≦40nm
式(11):−180nm≦Rth1b(550)≦−60nm
本態様において、第一光学補償層aがセル基板側、第一光学補償層bが偏光子側に配置することが好ましい。
第一光学補償層aは、下記式(8−1)を満たすことがより好ましく、式(9−1)を満たすことがより好ましい。
式(8−1):100nm≦Re1(550)≦150nm
式(9−1):50nm≦Rth1(550)≦120nm
第一光学補償層の厚さとしては、1〜80μmが好ましく、1〜40μmがより好ましく、1〜25μmが特に好ましい。
第一光学補償層bは、下記式(10−1)を満たすことがより好ましく、式(11−1)を満たすことがより好ましい。
式(10−1):0nm≦Re2(550)≦20nm
式(11−1):−140nm≦Rth2(550)≦−80nm
式(12):Rth1b(450)/Rth1b(550)≦1.00
なお、Rth1b(450)/Rth2(550)の下限は特に制限されず、0.80以上の場合が多く、0.85以上の場合がより多い。
第一光学補償層bの厚さとしては、1〜80μmが好ましく、1〜40μmがより好ましく、1〜25μmが特に好ましい。
第一光学補償層としては、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、上記ポリマーフィルムに隣接して設けられる液晶層からなる2層構成であることが好ましい。
液晶層と第二偏光子との間の合計レターデーションを適切な範囲に調整するため、本発明では第二光学補償層を有することが好ましい。第二光学補償層としては任意の位相差を有する既知のフィルムを用いることができるが、膜厚方向のレターデーションを有することが好ましく、nx≒ny<nzの[準]一軸性フィルム(正の[準]C-プレート)であることがより好ましい。第二光学補償層のレターデーションは液晶層と第二偏光子との間の合計レターデーションが所定の範囲内でありさえすれば特に限定されないが、下記式(5)および(6)を満足することが好ましい。
式(5):0nm≦Re2(550)≦10nm
式(6):−100nm≦Rth2(550)≦0nm
また、第二光学補償層は、下記式(5−1)を満たすことがより好ましく、式(6−1)を満たすことがより好ましく、式(6−2)を満たすことが特に好ましい。
式(5−1):0nm≦Re2(550)≦5nm
式(6−1):−60nm≦Rth2(550)≦−20nm
式(6−2):−50nm≦Rth2(550)≦−30nm
式(13):Rth2(450)/Rth2(550)≦1.00
なお、Rth2(450)/Rth2(550)の下限は特に制限されず、0.80以上の場合が多く、0.85以上の場合がより多い。
液晶材料を用いる場合、偏光子の上に液晶層を直接形成してもよいし、形成した液晶層を偏光子に接着剤または粘着剤で貼合していてもよい。また、支持体と液晶層を含む2層以上の構成であってもよく、偏光子の保護フィルムに液晶層を接着剤または粘着剤で貼合する構成でもよい。液晶層を貼合した後、支持体を剥離して液晶単独の層を形成しても良い。
第二光学補償層の厚さとしては、1〜80μmが好ましく、1〜40μmがより好ましく、1〜25μmが特に好ましい。
偏光板は、少なくとも偏光子を有し、必要に応じて、光学補償層または保護フィルムが積層されている。第一光学補償層を含む偏光板の場合には、偏光子の吸収軸と、第一光学補償層の遅相軸は平行になるように積層する。偏光子の光学補償層と逆側の表面には、保護フィルムを設けてもよいし、硬化樹脂層を配置してもよいし、液晶表示装置の別の部材と直接貼りあわせてもよい。また、光学補償層と偏光子との間、または、光学補償層の偏光子とは反対側の表面に、粘着剤または接着剤を介して保護フィルムを配置してもよい。
ポリビニルアルコール系樹脂水溶液からなる接着剤において、ポリビニルアルコール系樹脂には、酢酸ビニルの単独重合体であるポリ酢酸ビニルをケン化処理して得られるビニルアルコールホモポリマーのほか、酢酸ビニルとこれに共重合可能な他の単量体との共重合体をケン化処理して得られるビニルアルコール系共重合体、さらにそれらの水酸基を部分的に変性した変性ポリビニルアルコール系重合体などがある。
この接着剤には、多価アルデヒド、水溶性エポキシ化合物、メラミン系化合物、ジルコニア化合物、亜鉛化合物、および、グリオキシル酸塩等が架橋剤として添加されていてもよい。水系接着剤を用いた場合、それから得られる接着剤層の厚みは通常、1μm以下である。
ラジカル重合性化合物としては、(メタ)アクリロイル基またはビニル基等の不飽和二重結合を有するラジカル重合性化合物であれば特に限定されず、単官能ラジカル重合性化合物、分子内に2個以上の重合性基を有する多官能ラジカル重合性化合物、水酸基を有する(メタ)アクリレート、アクリルアミド、および、アクリロイルモルフォリン等が挙げられ、これらの化合物を単独で用いても、組み合わせて用いてもよい。例えば、特開2015−11094号公報に詳細に説明されている化合物を用いることができる。また、ラジカル重合性化合物とカチオン重合性化合物を組み合わせて用いることもできる。
偏光板が有する偏光子は、特に限定はなく、自然光を特定の直線偏光に変換する機能を有するいわゆる直線偏光子であればよい。偏光子としては、特に限定されないが、吸収型偏光子を利用することができる。例えば、ヨウ素系偏光子、二色性染料を利用した染料系偏光子、およびポリエン系偏光子のいずれも用いることができる。
保護フィルムの材料としては特に限定されず、例えばセルロースアシレート(例えば、セルローストリアセテート、セルロースジアセテート、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネート)、ポリメチルメタクリレート等のポリアクリル系樹脂、ポリエチレンおよびポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレートおよびポリエチレンナフタレート等のポリエステル系樹脂、ポリエーテルスルホンフィルム、ポリウレタン系樹脂、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリエーテル、ポリメチルペンテン、ポリエーテルケトン、(メタ)アクリルニトリル、並びに、脂環式構造を有するポリマー(ノルボルネン系樹脂(アートン:商品名、JSR社製、非晶質ポリオレフィン(ゼオネックス:商品名、日本ゼオン社製))が挙げられる。
0nm≦Re(550)≦10nm
−40nm≦Rth(550)≦40nm
また、偏光子と液晶セルとの間に保護フィルムを配置する場合には、下記式を満たすことがより好ましい。
0nm≦Re(550)≦5nm
−10nm≦Rth(550)≦10nm
<IPSモード液晶表示装置の作製>
まず、2枚のガラス基板の間に液晶層を有し、基板の間隔(ギャップ;d)が4.0μmのIPSモード液晶セル1を作製した。液晶層のΔnは0.08625とし、液晶層のΔn・dの値は320nmであった。液晶セルの基板の視認側の内面に、Rthの値が異なる種々カラーフィルタ層を形成し、表1に示すIPSモード液晶セルをそれぞれ作製した。
なお、Rthの値は、カラーフィルタ層の厚みを調整したり、カラーフィルタ層の形成材料に、レターデーション上昇剤(例えば上記一般式(X)の化合物)又は低下剤(例えば、上記一般式(XI)の化合物)を添加したり、添加量を調整することで行なった。また、いずれの液晶セルもカラーフィルタのRthが可視光領域においてほぼ一定になるようにして作製した。
第一光学補償層aとして未延伸シクロオレフィンポリマーフィルム(JSR(株)製 商品名:アートンフィルム)の一軸延伸を行い、Re=130nm、Rth=65nm、膜厚24μmのシクロオレフィンポリマーを作製した。
このポリマーフィルムの片面を放電量150W・min/m2でコロナ処理を行い、コロナ処理を行った面に以下の組成で調製した液晶層形成用組成物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性化合物の配向熟成のために、70℃の温風で90秒加熱した。得られた塗膜に対して、窒素パージ下酸素濃度100ppmで40℃にて紫外線照射(300mJ/cm2)を行い、液晶性化合物の配向を固定化して液晶層(第一光学補償層bに該当)を形成して、第一光学補償層1を作製した。
液晶層形成用組成物1
―――――――――――――――――――――――――――――――――
液晶性化合物R1 100.0質量部
配向助剤A1 2.0質量部
化合物B1 4.5質量部
単量体K1 8.0質量部
重合開始剤P1 5.0質量部
重合開始剤P2 2.0質量部
界面活性剤S1 0.4質量部
界面活性剤S2 0.5質量部
アセトン 426.0質量部
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 49.0質量部
メタノール 14.7質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
下記液晶性化合物(RA)(RB)(RC)の83:15:2(質量比)の混合物
〔コア層セルロースアシレートドープ1の作製〕
下記の各成分をミキシングタンクに投入し攪拌して、各成分を溶解し、コア層セルロースアシレートドープ1を調製した。
―――――――――――――――――――――――――――――――
コア層セルロースアシレートドープ1
―――――――――――――――――――――――――――――――
アセチル置換度2.88のセルロースアセテート 100質量部
下記エステルオリゴマーA 10質量部
下記偏光子耐久性改良剤 4質量部
下記紫外線吸収剤 2質量部
メチレンクロライド(第1溶媒) 430質量部
メタノール(第2溶媒) 64質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――
上記のコア層セルロースアシレートドープ1の90質量部に下記のマット剤溶液を10質量部加え、外層セルロースアシレートドープ1を調製した。
――――――――――――――――――――――――――――――――
外層セルロースアシレートドープ1
――――――――――――――――――――――――――――――――
平均粒子サイズ20nmのシリカ粒子
(AEROSIL R972、日本アエロジル(株)製) 2質量部
メチレンクロライド(第1溶媒) 76質量部
メタノール(第2溶媒) 11質量部
コア層セルロースアシレートドープ1 1質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――
上記コア層セルロースアシレートドープ1とその両側に外層セルロースアシレートドープ1とを、3層同時に流延口から20℃のドラム上に流延した。ドラム上のフィルムの溶媒含有率が略20質量%の状態でドラム上からフィルムを剥ぎ取り、得られたフィルムの幅方向の両端をテンタークリップで固定し、フィルム中の残留溶媒が3〜15%の状態で、フィルムを横方向に1.1倍延伸しつつ乾燥した。その後、得られたフィルムを熱処理装置のロール間を搬送することにより、さらに乾燥し、厚さ40μmのセルロースアシレートフィルム1を作製し、保護フィルム1とした。保護フィルム1の位相差を測定した結果、Re=2nm、Rth=7nmであった。
〔コア層セルロースアシレートドープ2の作製〕
下記の各成分をミキシングタンクに投入し、攪拌して、各成分を溶解し、コア層セルロースアシレートドープ2を調製した。
――――――――――――――――――――――――――――――――
コア層セルロースアシレートドープ2
――――――――――――――――――――――――――――――――
アセチル置換度2.88のセルロースアセテート 100質量部
下記ポリエステル 12質量部
上記偏光子耐久性改良剤 4質量部
メチレンクロライド(第1溶媒) 430質量部
メタノール(第2溶媒) 64質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――
上記のコア層セルロースアシレートドープ2の90質量部に下記のマット剤溶液を10質量部加え、外層セルロースアシレートドープ2を調製した。
――――――――――――――――――――――――――――――――
マット剤溶液
――――――――――――――――――――――――――――――――
平均粒子サイズ20nmのシリカ粒子
(AEROSIL R972、日本アエロジル(株)製) 2質量部
メチレンクロライド(第1溶媒) 76質量部
メタノール(第2溶媒) 11質量部
コア層セルロースアシレートドープ 1質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――
上記コア層セルロースアシレートドープ2と上記外層セルロースアシレートドープ2を平均孔径34μmのろ紙および平均孔径10μmの焼結金属フィルタでろ過した後、上記コア層セルロースアシレートドープ2とその両側に外層セルロースアシレートドープ2とを3層同時に流延口から20℃のドラム上に流延した(バンド流延機)。
次いで、ドラム上のフィルムの溶媒含有率が略20質量%の状態でドラム上からフィルムを剥ぎ取り、フィルムの幅方向の両端をテンタークリップで固定し、フィルムを横方向に延伸倍率1.1倍で延伸しつつ乾燥した。
その後、得られたフィルムを熱処理装置のロール間を搬送することにより、さらに乾燥し、厚み40μmのセルロースアシレートフィルム2を作製し、保護フィルム2とした。保護フィルム2の位相差を測定した結果、Re=1nm、Rth=−5nmであった。
上記作製した保護フィルム1および2を、2.3mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液に、55℃で3分間浸漬した。その後、浸漬した保護フィルム1および2を取り出して、室温の水洗浴槽中で洗浄し、30℃で0.05mol/Lの硫酸を用いて中和した。再度、得られた保護フィルム1および2を室温の水洗浴槽中で洗浄し、さらに100℃の温風で乾燥し、浸漬した保護フィルム1および2の表面の鹸化処理を行った。
上記作製したけん化処理した保護フィルム1、ポリビニルアルコール系偏光子、第一光学補償層1を、偏光子の吸収軸と第一光学補償層の遅相軸とが平行な方向になり、かつ、第一光学補償層の液晶層側が偏光子側になるように、接着剤を用いて貼り合わせ、実施例1の第一偏光板を作製した。接着剤としては、PVA((株)クラレ製、PVA−117H)3%水溶液を用いた。
また、第二偏光板はけん化処理した保護フィルム1、ポリビニルアルコール系偏光子、けん化処理した保護フィルム2を同様に貼り合わせて作製した。このとき、偏光子と光学補償層は、実用上十分な接着性であった。
上記作製した液晶セルに、第一偏光板および第二偏光板を、それぞれ第一光学補償層、保護フィルム2が液晶セル側になるように総研科学社製SK2057を用いて貼り合わせ、実施例1の液晶表示装置を作製した。このとき、液晶セル内の液晶層の遅相軸と第一偏光板の吸収軸が直交な方向であり、セル内の液晶層の遅相軸と第二偏光板の吸収軸が平行な方向になるように貼り合わせた。また、液晶セルのカラーフィルタが配置されていない側に第一偏光板を貼り合わせ、カラーフィルタが配置されている側に第二偏光板を貼り合わせた。
作製した液晶表示装置を第二偏光板が上側になるように拡散光源上に配置し(言い換えれば、第一偏光板の液晶セル側とは反対側に拡散光源を配置し)、下記の方法により、黒表示の光漏れと色味を測定した。評価結果を下記表2に示す。
作製した液晶表示装置を拡散光源の上に配置し、測定機“EZ−Contrast XL88”(ELDIM社製)を用いて、極角60°で固定して、方位角0°(水平方向)から反時計方向に359°まで1°刻みの黒表示における光漏れおよび色味変化を測定した。
B:光漏れが少なく、優れている
C:光漏れがやや多いが、実用上問題ない
D:光漏れが多く、許容できない
A:色味変化が非常に少なく、特に優れている
B:色味変化が少なく、優れている
C:色味変化がやや多いが、実用上問題ない
D:色味変化が多く、許容できない
液晶セルの種類、第一光学補償層aのRe(550)およびRth(550)、並びに、第一光学補償層bのRth(550)を上記表2に示すように変更した以外は、実施例1と同様の方法で、実施例2〜3、および、比較例1〜2の液晶表示装置を作製し、評価を行った。結果を上記表2に示す。
第一光学補償層aは表1に示すRe(550)、Rth(550)となるように、未延伸JSR(株)製アートンフィルムの、延伸処理を行い、各実施例および比較例の第一光学補償層を作製した。
<液晶層が剥離可能な光学フィルムの作製>
TAC(セルロース系ポリマーフィルム;富士フイルム社製TG40)に下表のとおりに作製した液晶層形成用組成物2を、#1.2のワイヤーバーで塗布した。組成物の溶媒の乾燥および液晶性化合物の配向熟成のために、40℃の温風で60秒加熱した。続いて、得られた塗膜に対して、窒素パージ下酸素濃度100ppmで40℃にて紫外線照射(300mJ/cm2)を行い、液晶性化合物の配向を固定化し、液晶層(第二光学補償層に該当)がTAC支持体から剥離可能な光学フィルムを作製した。
液晶層形成用組成物2
―――――――――――――――――――――――――――――――――
液晶性化合物R1 100質量部
配向助剤A1 2質量部
単量体K2 8質量部
重合開始剤P1 2質量部
重合開始剤P2 4質量部
界面活性剤S1 0.4質量部
界面活性剤S3 0.3質量部
高分子化合物C1 5質量部
トルエン 621質量部
メチルエチルケトン 69質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
上記第二偏光板を用いて、液晶セルの種類、第一光学補償層aのRe(550)およびRth(550)、および、第一光学補償層bのRth(550)を上記表2に示すように変更した以外は、実施例1と同様の方法で、実施例4の液晶表示装置を作製し、上述した評価を行った。結果を上記表2に示す。
剥離可能な光学フィルムの液晶層の厚み変さらにより、Rthを上記表2に示す値に変更し、さらに、第一光学補償層aおよび第一光学補償層bのReおよびRthを上記表2に示す値に変更した以外は、実施例4と同様の方法で、実施例5〜7、比較例3の液晶表示装置を作製し、評価を行った。結果を上記表2に示す。
第一光学補償層bを下記液晶層形成組成物3を用いて形成し、液晶セルの種類、第一光学補償層aのReおよびRth、並びに、第二光学補償層のReおよびRthを上記表2に示すように変更した以外は、実施例4と同様の方法で、実施例8の液晶表示装置を作製した。
なお、下記液晶性化合物の混合比をおよび液晶層の膜厚を変更することで実施例9〜14の第一光学補償層bを作製し、液晶セルの種類、第一光学補償層aのReおよびRthを上記表2に示すように変更した以外は、上記と同様の方法で、液晶表示装置を作製した。結果を上記表2に示す。
なお、液晶層形成用組成物3を塗布した後の組成物の溶媒の乾燥および液晶性化合物の配向熟成を、40℃の温風で90秒行い、得られた塗膜に対して、窒素パージ下、酸素濃度100ppmで40℃にて紫外線照射(300mJ/cm2)を行った。
―――――――――――――――――――――――――――――――――
液晶層形成用組成物3
―――――――――――――――――――――――――――――――――
液晶性化合物R1 28.0質量部
液晶性化合物R2 10.0質量部
液晶性化合物R3 54.0質量部
液晶性化合物R4 8.0質量部
化合物B1 4.5質量部
単量体K2 16.0質量部
重合開始剤P1 5.0質量部
重合開始剤P2 2.0質量部
界面活性剤S1 0.4質量部
界面活性剤S2 0.5質量部
アセトン 296.6質量部
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 77.0質量部
メタノール 11.6質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
<保護フィルム3の作製>
〔PMMA(ポリメタクリル酸メチル)ドープの作製〕
下記のドープ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、PMMAドープを調製した。
―――――――――――――――――――――――――――――――
PMMAドープ
―――――――――――――――――――――――――――――――
PMMA樹脂 100質量部
スミライザーGS(住友化学社製) 0.1質量部
ジクロロメタン 426質量部
メタノール 64質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――
前述のPMMAドープをステンレス製のバンド(流延支持体)に流延ダイから均一に流延した(バンド流延機)。流延膜中のフィルムの残留溶媒量が20質量%になった時点で流延支持体からフィルムを流延膜として剥離した。剥ぎ取ったフィルムの幅方向の両端をテンタークリップで固定し、フィルムの横方向に延伸倍率1.1倍で延伸しつつ乾燥した。その後、得られたフィルムを熱処理装置のロール間を搬送することにより、さらに乾燥し、厚み40μmのPMMAフィルムを作製し、保護フィルム3とした。保護フィルム3の位相差を測定したところ、Re(550)=1nm、Rth(550)=−3nmであった。
上記第二偏光板を用いて、液晶セルの種類、第一光学補償層aのRe(550)およびRth(550)、並びに、第一光学補償層bのRe(550)およびRth(550)を上記表2に示すように変更した以外は、実施例1と同様の方法で、実施例15の液晶表示装置を作製し、上述した評価を行った。結果を上記表2に示す。
未延伸シクロオレフィンポリマーフィルム(JSR(株)製 商品名:アートンフィルム、Re=2nm、Rth=5nm)支持体上に、液晶層形成用組成物1を用いて液晶層を形成した。このフィルムを第二光学補償層として用い、液晶層側にポリビニルアルコール系偏光子をPVA((株)クラレ製、PVA−117H)3%水溶液で貼合することにより、保護フィルム1、偏光子、液晶層、および、未延伸シクロオレフィンポリマーフィルムの順に積層した、第二偏光板を作製した。
上記第二偏光板を用いて、液晶セルの種類、第一光学補償層aのRe(550)およびRth(550)、並びに、第一光学補償層bのRe(550)およびRth(550)を上記表2に示すように変更した以外は、実施例1と同様の方法で、実施例16の液晶表示装置を作製し、上述した評価を行った。結果を上記表2に示す。
未延伸シクロオレフィンポリマーフィルム(JSR(株)製 商品名:アートンフィルム、Re=2nm、Rth=5nm)支持体上に、液晶層形成用組成物3を用いて液晶層を形成した。このフィルムを第二光学補償層として用いた以外は、実施例16と同様の方法で、実施例17の液晶表示装置を作製し、評価を行った。結果を上記表2に示す。
第一光学補償層を特開2006−72309号公報に記載の方法で作製し、遅相軸が偏光子の吸収軸と平行になるように貼り合わせた以外は、実施例17と同様の方法で、実施例18の液晶表示装置を作製した。結果を上記表2に示す。
(接着剤の調製)
下記化合物を記載の比率で混合し、接着剤液Aを作製した。
アロニックスM−220(東亞合成株式会社製):20質量部
4−ヒドロキシブチルアクリレート(日本化成株式会社製):40質量部
アクリル酸−2−エチルヘキシル(三菱化学株式会社製):40質量部
Irgacure907(BASF製):1.5質量部
KAYACURE DETX−S(日本化薬株式会社製):0.5質量部
2 第二偏光子
3 第二偏光子の吸収軸
4 第二光学補償層
5 液晶セルの上側基板
6 液晶性分子(液晶層)
7 液晶セルの下側基板
8 第一光学補償層a
9 第一光学補償層aの遅相軸
10 第一光学補償層b
11 第一偏光子
12 第一偏光子の吸収軸
13 第一偏光子の外側保護フィルム
14 バックライトユニット
15 第一光学補償層
16 第二偏光板
17 第一偏光板
Claims (16)
- 少なくとも第一偏光子、第一光学補償層、液晶セル、および、第二偏光子をこの順に有する液晶表示装置であって、
前記液晶セルは、少なくとも一方が電極を有する対向配置された一対の基板と、前記一対の基板間に配置され、配向制御された液晶層とを有し、前記電極により、前記電極を有する基板に対し平行な成分を持つ電界が形成されており、
前記第一偏光子の吸収軸は、前記第一光学補償層の遅相軸と平行であり、
前記配向制御された液晶層の黒表示時の遅相軸と前記第一偏光子の吸収軸とが直交し、
前記第一偏光子の吸収軸と前記第二偏光子の吸収軸とが直交し、
前記第一光学補償層の波長550nmにおける面内レターデーションRe1(550)および膜厚方向のレターデーションRth1(550)が下記式(1)、(2)を満たし、
式(1):80nm≦Re1(550)≦320nm
式(2):−80nm≦Rth1(550)≦150nm
前記液晶層と前記第二偏光子の間に、膜厚方向のレターデーションを有する層が少なくとも1つ存在し、
前記液晶層と前記第二偏光子との間に、膜厚方向のレターデーションを有するカラーフィルタを少なくとも有し、
前記液晶層と前記第二偏光子との間の面内レターデーションの合計Re_total(550)および膜厚方向のレターデーションの合計Rth_total(550)が下記式(3)、(4)を満たすことを特徴とする液晶表示装置。
式(3):0nm≦Re_total(550)≦10nm
式(4):Rth_total(550)≦0nm - 前記液晶層と前記第二偏光子との間に、第二光学補償層を少なくとも有する、請求項1に記載の液晶表示装置。
- 前記液晶層と前記第二偏光子との間に、前記液晶層側から順に、膜厚方向のレターデーションを有するカラーフィルタと第二光学補償層とを少なくとも有する、請求項1または2に記載の液晶表示装置。
- 前記第二光学補償層の波長550nmにおける面内レターデーションRe2(550)および膜厚方向のレターデーションRth2(550)が下記式(5)、(6)を満たす、請求項2または3に記載の液晶表示装置。
式(5):0nm≦Re2(550)≦10nm
式(6):−100nm≦Rth2(550)≦0nm - 前記第二光学補償層が、液晶性化合物が配向した状態で固定化したフィルムである、請求項2〜4のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
- 前記第二光学補償層が、棒状液晶性化合物が基板面に対して垂直方向に配向した状態で固定化したフィルムである、請求項5に記載の液晶表示装置。
- 前記第一光学補償層の波長550nmにおける面内レターデーションRe1(550)に対する、波長450nmにおける面内レターデーションRe1(450)の比が、下記式(7)を満たす、請求項1〜6のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
式(7):0.95≦Re1(450)/Re1(550)≦1.30 - 前記第一光学補償層が2層からなり、
前記液晶セル側から、第一光学補償層a、および、第一光学補償層bの順に積層されている、請求項1〜7のいずれか1項に記載の液晶表示装置。 - 前記第一光学補償層aの波長550nmにおける面内レターデーションRe1a(550)および膜厚方向のレターデーションRth1a(550)が下記式(8)、(9)を満たし、
式(8):80nm≦Re1a(550)≦200nm
式(9):20nm≦Rth1a(550)≦150nm
前記第一光学補償層bの波長550nmにおける面内レターデーションRe1b(550)および膜厚方向のレターデーションRth1b(550)が下記式(10)、(11)を満たす、請求項8に記載の液晶表示装置。
式(10):0nm≦Re1b(550)≦40nm
式(11):−180nm≦Rth1b(550)≦−60nm - 前記第一光学補償層bの波長550nmにおける膜厚方向レターデーションRth1b(550)に対する、波長450nmにおける膜厚方向レターデーションRth1b(450)の比が、下記式(12)を満たす、請求項8または9に記載の液晶表示装置。
式(12):Rth1b(450)/Rth1b(550)≦1.00 - 前記第一光学補償層aが、シクロオレフィン系ポリマーを含むポリマーフィルムである、請求項8〜10のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
- 前記第一光学補償層bが、液晶性化合物が配向した状態で固定化したフィルムである、請求項8〜11のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
- 前記第一光学補償層bが、棒状液晶性化合物が基板面に対して垂直方向に配向した状態で固定化したフィルムである、請求項12に記載の液晶表示装置。
- 前記第一光学補償層が、ポリビニルアルコール系接着剤を介して、前記第一偏光子と直接着している、請求項1〜13のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
- 前記第一光学補償層が、活性エネルギー線の照射または加熱により硬化する硬化性接着剤組成物を介して、前記第一偏光子と直接接着している、請求項1〜13のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
- さらに、前記第一偏光子の前記第一光学補償層側とは反対側に、バックライトをさらに有する、請求項1〜15のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017141952 | 2017-07-21 | ||
JP2017141952 | 2017-07-21 | ||
PCT/JP2018/027322 WO2019017483A1 (ja) | 2017-07-21 | 2018-07-20 | 液晶表示装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2019017483A1 JPWO2019017483A1 (ja) | 2020-07-09 |
JP6952779B2 true JP6952779B2 (ja) | 2021-10-20 |
Family
ID=65016633
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019530621A Active JP6952779B2 (ja) | 2017-07-21 | 2018-07-20 | 液晶表示装置 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US20200142234A1 (ja) |
JP (1) | JP6952779B2 (ja) |
WO (1) | WO2019017483A1 (ja) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102167213B1 (ko) * | 2018-06-01 | 2020-10-20 | 주식회사 엘지화학 | 액정 표시 장치 |
JP7404029B2 (ja) * | 2019-10-25 | 2023-12-25 | 住友化学株式会社 | 光学積層体 |
JP2021067868A (ja) * | 2019-10-25 | 2021-04-30 | 住友化学株式会社 | 偏光子複合体及び光学積層体 |
JP7408346B2 (ja) * | 2019-10-25 | 2024-01-05 | 住友化学株式会社 | 光学積層体 |
JP2021182109A (ja) * | 2020-05-20 | 2021-11-25 | シャープ株式会社 | 曲面表示装置 |
WO2022069397A1 (de) | 2020-09-30 | 2022-04-07 | Sioptica Gmbh | Schaltbarer lichtfilter und seine verwendung |
CN112099270A (zh) | 2020-09-30 | 2020-12-18 | 京东方科技集团股份有限公司 | 水平电场型的显示面板及显示装置 |
WO2022140983A1 (zh) | 2020-12-28 | 2022-07-07 | 京东方科技集团股份有限公司 | 液晶显示面板及其制作方法、显示装置 |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4689286B2 (ja) | 2004-02-16 | 2011-05-25 | 富士フイルム株式会社 | 液晶表示装置 |
US20070076155A1 (en) * | 2005-09-09 | 2007-04-05 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Optical film, optical compensation film, polarizing plate and liquid crystal display |
JP4619913B2 (ja) * | 2005-09-28 | 2011-01-26 | 富士フイルム株式会社 | 光学補償フィルム、偏光板、および液晶表示装置 |
CN101321811B (zh) * | 2005-11-25 | 2011-12-21 | 富士胶片株式会社 | 纤维素酰化物薄膜及其制备方法、纤维素衍生物薄膜及使用其的光学补偿薄膜、加有光学补偿薄膜的偏振片、偏振片和液晶显示装置 |
JP5036209B2 (ja) | 2006-04-07 | 2012-09-26 | 富士フイルム株式会社 | 液晶表示装置 |
US20080309854A1 (en) * | 2007-06-15 | 2008-12-18 | Zhibing Ge | Wide Viewing Angle and Broadband Circular Polarizers for Transflective Liquid Crystal Displays |
JP2010107953A (ja) | 2008-10-03 | 2010-05-13 | Sumitomo Chemical Co Ltd | Ipsモード液晶表示装置用の偏光板およびipsモード液晶表示装置 |
KR101253048B1 (ko) * | 2008-12-31 | 2013-04-12 | 엘지디스플레이 주식회사 | 광시야각 액정표시소자 |
US20120194766A1 (en) * | 2011-02-01 | 2012-08-02 | Fujifilm Corporation | Ips or ffs-mode liquid-crystal display device |
US8842243B2 (en) * | 2011-02-01 | 2014-09-23 | Fujifilm Corporation | IPS or FFS-mode liquid-crystal display device |
JP2013238770A (ja) * | 2012-05-16 | 2013-11-28 | Fujifilm Corp | 液晶表示装置 |
JP2015025830A (ja) * | 2013-03-29 | 2015-02-05 | 富士フイルム株式会社 | 液晶表示装置 |
-
2018
- 2018-07-20 WO PCT/JP2018/027322 patent/WO2019017483A1/ja active Application Filing
- 2018-07-20 JP JP2019530621A patent/JP6952779B2/ja active Active
-
2020
- 2020-01-09 US US16/738,142 patent/US20200142234A1/en not_active Abandoned
- 2020-12-10 US US17/117,864 patent/US11131886B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US11131886B2 (en) | 2021-09-28 |
JPWO2019017483A1 (ja) | 2020-07-09 |
US20210096412A1 (en) | 2021-04-01 |
WO2019017483A1 (ja) | 2019-01-24 |
US20200142234A1 (en) | 2020-05-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6952779B2 (ja) | 液晶表示装置 | |
US11243436B2 (en) | Liquid crystal display device | |
JP4708287B2 (ja) | 光学フィルムの製造方法、光学フィルム、偏光板、転写材料、液晶表示装置、及び偏光紫外線露光装置 | |
JP4772528B2 (ja) | 転写材料、それを用いた液晶セル用基板の製造方法及びカラーフィルタ、ならびに液晶表示装置 | |
US10739641B2 (en) | Liquid crystal display device | |
WO2021177308A1 (ja) | 視角制御システムおよび画像表示装置 | |
WO2018180938A1 (ja) | 表示装置、及び、表示装置の製造方法 | |
WO2018186500A1 (ja) | 偏光素子、円偏光板および画像表示装置 | |
JP4928985B2 (ja) | 液晶表示装置 | |
WO2019167926A1 (ja) | 積層体、有機電界発光装置、液晶表示装置 | |
JP2008242041A (ja) | 液晶表示装置、及びカラーフィルタ | |
WO2019124439A1 (ja) | 液晶表示装置 | |
JP2020170147A (ja) | 液晶表示装置 | |
KR101312130B1 (ko) | 액정 표시 장치용 기판의 제조 방법, 액정 표시 장치용기판 및 액정 표시 장치 | |
JP2007072032A (ja) | 光学異方性フィルム及びその製造方法、ならびにそれを用いた偏光板及び液晶表示装置 | |
JP2007248837A (ja) | 光学異方性膜、光学補償シート、それを用いた偏光板、転写材料、ならびに液晶表示装置 | |
JP2007072262A (ja) | 光学フィルムの製造方法、光学フィルム、偏光板、転写材料及び液晶表示装置 | |
JP7145958B2 (ja) | 液晶表示装置 | |
JP6726924B2 (ja) | 光学フィルム、光学フィルムの製造方法 | |
JP2010091654A (ja) | 液晶表示装置及びそれに用いる偏光板のセット | |
WO2019203192A1 (ja) | 偏光素子、円偏光板および画像表示装置 | |
WO2022181414A1 (ja) | 積層体、映り込み防止システム、および、画像表示装置 | |
JP2007163646A (ja) | 液晶セル用基板、ならびに液晶表示装置 | |
JP2007164049A (ja) | カラーフィルタ基板および液晶表示装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200108 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20201130 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210119 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210317 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20210921 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210928 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6952779 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |