Ips liquid crystal display comprising compensation film for angular field of view using positive a-plate and positve c-plate |
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| 申请号 | JP2009058089 | 申请日 | 2009-03-11 | 公开(公告)号 | JP2009122715A | 公开(公告)日 | 2009-06-04 |
| 申请人 | Lg Chem Ltd; エルジー・ケム・リミテッド; | 发明人 | JEON BYOUNG KUN; SERGEY BELYAEV; YU JEONG SU; NIKOLAY MALIMONENKO; | ||||
| 摘要 | PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an IPS-LCD which has high-contrast characteristic and a low color shift at front and at an inclination angle, by minimizing light leakage in a black state at the inclination angle. SOLUTION: The present invention relates to the IPS liquid crystal display which improves the contrast characteristics at the front and at an inclination angle thereof, and design conditions and manufacture of the compensation film for angular field of view, by using a positive A-plate and a positive C-plate of a positive uniaxial retardation film, while minimizing color shifts, according to the viewing angles in the black state. COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT | ||||||
| 权利要求 | 第一の偏光板と、正の誘電異方性（△ε＞０）を有する液晶で充填された水平配向された液晶セル、及び第二の偏光板を備え、 液晶セル内の液晶の光軸が偏光板に平行な面内に配置されているＩＰＳ液晶表示装置であって、 第一の偏光板の吸収軸と第二の偏光板の吸収軸とが直交し、液晶セル内の液晶の光軸が第一の偏光板の吸収軸に平行し、 第二の偏光板と液晶セルとの間に、＋Ａ−プレート（ｎ ｘ ＞ｎ ｙ ＝ｎ ｚ ）と＋Ｃ−プレート（ｎ ｘ ＝ｎ ｙ ＜ｎ ｚ ）とを含む一対の補償フィルムが挟まれ、ここで、前記＋Ａ−プレートの光軸は、（ａ）＋Ａ−プレートが第二の偏光板に隣接している場合には、この第二の偏光板の吸収軸に直交し、（ｂ）＋Ａ−プレートが液晶セルに隣接している場合には、第二の偏光板の吸収軸に平行しており、 ここで、ｎ ｘ 、ｎ ｙは、面内屈折率を表し、ｎ ｚは、フィルムの厚み方向の屈折率を表し、 ＋Ａ−プレートは、面内位相差値Ｒ ｉｎ ＝ｄ×（ｎ ｘ −ｎ ｙ ）を有し、ここで、ｄは、位相差フィルムの厚みを表し、 ＋Ｃ−プレートは、厚み方向の位相差値Ｒ ｔｈ ＝ｄ×（ｎ ｚ −ｎ ｙ ）を有することを特徴とするＩＰＳ液晶表示装置。 第一の偏光板、液晶セル、＋Ｃ−プレート、＋Ａ−プレート、第二の偏光板の順に配され、＋Ａ−プレートの光軸が第二の偏光板の吸収軸に直交しており、 液晶セルの位相差値は、５５０ｎｍ波長で２００〜４５０ｎｍの範囲であり、 ＋Ａ−プレートは、５５０ｎｍ波長で３０〜５００ｎｍの範囲の面内位相差値を有し、 ＋Ｃ−プレートは、５５０ｎｍ波長で３０〜５００ｎｍの範囲の厚み方向の位相差値を有することを特徴とする、請求項１に記載のＩＰＳ液晶表示装置。 第一の偏光板、液晶セル、＋Ａ−プレート、＋Ｃ−プレート、第二の偏光板の順に配され、＋Ａ−プレートの光軸が第二の偏光板の吸収軸に平行しており、 液晶セルの位相差値は、５５０ｎｍ波長で２００〜４５０ｎｍの範囲であり、 ＋Ａ−プレートは、５５０ｎｍ波長で５０〜２００ｎｍの範囲の面内位相差値を有し、 ＋Ｃ−プレートは、５５０ｎｍ波長で８０〜３００ｎｍの範囲の厚み方向の位相差値を有することを特徴とする、請求項１に記載のＩＰＳ液晶表示装置。 第一の偏光板、第一の＋Ｃ−プレート、液晶セル、＋Ａ−プレート、第二の＋Ｃ−プレート、第二の偏光板の順に配され、＋Ａ−プレートの光軸が第二の偏光板の吸収軸に平行しており、 液晶セルの位相差値は、５５０ｎｍ波長で２００〜４５０ｎｍの範囲であり、 ＋Ａ−プレートは、５５０ｎｍ波長で５０〜２００ｎｍの範囲の面内位相差値を有し、 第一の＋Ｃ−プレートは、５５０ｎｍ波長で１０〜４００ｎｍの範囲の厚み方向の位相差値を有し、かつ、第二の＋Ｃ−プレートは、５５０ｎｍ波長で９０〜４００ｎｍの範囲の位相差値を有することを特徴とする、請求項１に記載のＩＰＳ液晶表示装置。 第一の偏光板、第一の＋Ａ−プレート、液晶セル、第二の＋Ａ−プレート、＋Ｃ−プレート、第二の偏光板の順に配され、第一の＋Ａ−プレートの光軸が第一の偏光板の吸収軸に平行し、第二の＋Ａ−プレートの光軸が第二の偏光板の吸収軸に平行しており、 液晶セルの位相差値は、５５０ｎｍ波長で２００〜４５０ｎｍの範囲であり、 ＋Ｃ−プレートは、５５０ｎｍ波長で５０〜４００ｎｍの範囲の位相差値を有し、 第一の＋Ａ−プレートと第二の＋Ａ−プレートは、それぞれ５５０ｎｍ波長で１〜５００ｎｍの範囲の位相差値を有することを特徴とする、請求項１に記載のＩＰＳ液晶表示装置。 第一の偏光板、第一の＋Ｃ−プレート、第一の＋Ａ−プレート、液晶セル、第二の＋Ａ−プレート、第二の＋Ｃ−プレート、第二の偏光板の順に配され、第一の＋Ａ−プレートの光軸が第一の偏光板の吸収軸に平行し、第二の＋Ａ−プレートの光軸が第二の偏光板の吸収軸に平行しており、 液晶セルの位相差値は、５５０ｎｍ波長で２００〜４５０ｎｍの範囲であり、 第一の＋Ａ−プレートと第二の＋Ａ−プレートは、それぞれ５５０ｎｍ波長で１〜５００ｎｍの範囲の位相差値を有し、かつ、 第一の＋Ｃ−プレートと第二の＋Ｃ−プレートは、それぞれ５５０ｎｍ波長で１〜５００ｎｍの範囲の位相差値を有することを特徴とする、請求項１に記載のＩＰＳ液晶表示装置。 第一の偏光板、第一の＋Ａ−プレート、第一の＋Ｃ―プレート、液晶セル、第二の＋Ｃ−プレート、第二の＋Ａ−プレート、第二の偏光板の順に配され、第一の＋Ａ−プレートの光軸が第一の偏光板の吸収軸に平行し、第二の＋Ａ−プレートの光軸が第二の偏光板の吸収軸に直交しており、 液晶セルの位相差値は、５５０ｎｍ波長で２００〜４５０ｎｍの範囲であり、 第一の＋Ａ−プレートと第二の＋Ａ−プレートは、それぞれ５５０ｎｍ波長で１〜５００ｎｍの範囲の位相差値を有し、かつ、 第一の＋Ｃ−プレートと第二の＋Ｃ−プレートは、それぞれ５５０ｎｍ波長で１〜５００ｎｍの範囲の位相差値を有することを特徴とする、請求項１に記載のＩＰＳ液晶表示装置。 第一の偏光板、第一の＋Ｃ−プレート、第一の＋Ａ―プレート、液晶セル、第二の＋Ｃ−プレート、第二の＋Ａ−プレート、第二の偏光板の順に配され、第一の＋Ａ−プレートの光軸が第一の偏光板の吸収軸に平行し、第二の＋Ａ−プレートの光軸が第二の偏光板の吸収軸に直交しており、 液晶セルの位相差値は、５５０ｎｍ波長で２００〜４５０ｎｍの範囲であり、 第一の＋Ａ−プレートと第二の＋Ａ−プレートは、それぞれ５５０ｎｍ波長で１〜５００ｎｍの範囲の位相差値を有し、かつ、 第一の＋Ｃ−プレートと第二の＋Ｃ−プレートは、それぞれ５５０ｎｍ波長で１〜５００ｎｍの範囲の位相差値を有することを特徴とする、請求項１に記載のＩＰＳ液晶表示装置。 第一の偏光板、第一の＋Ａ−プレート、第一の＋Ｃ―プレート、液晶セル、第二の＋Ａ−プレート、第二の＋Ｃ−プレート、第二の偏光板の順に配され、第一の＋Ａ−プレートの光軸が第一の偏光板の吸収軸に平行し、第二の＋Ａ−プレートの光軸が第二の偏光板の吸収軸に平行しており、 液晶セルの位相差値は、５５０ｎｍ波長で２００〜４５０ｎｍの範囲であり、 第一の＋Ａ−プレートと第二の＋Ａ−プレートは、それぞれ５５０ｎｍ波長で１〜５００ｎｍの範囲の位相差値を有し、かつ、 第一の＋Ｃ−プレートと第二の＋Ｃ−プレートは、それぞれ５５０ｎｍ波長で１〜５００ｎｍの範囲の位相差値を有することを特徴とする、請求項１に記載のＩＰＳ液晶表示装置。 第一の偏光板、第一の＋Ａ−プレート、第一の＋Ｃ―プレート、液晶セル、第二の＋Ａ−プレート、第二の＋Ｃ−プレート、第二の偏光板の順に配され、第一の＋Ａ−プレートの光軸が第一の偏光板の吸収軸に直交し、第二の＋Ａ−プレートの光軸が第二の偏光板の吸収軸に平行しており、 液晶セルの位相差値は、５５０ｎｍ波長で２００〜４５０ｎｍの範囲であり、 第一の＋Ａ−プレートと第二の＋Ａ−プレートは、それぞれ５５０ｎｍ波長で１〜５００ｎｍの範囲の位相差値を有し、かつ、 第一の＋Ｃ−プレートと第二の＋Ｃ−プレートは、それぞれ５５０ｎｍ波長で１〜５００ｎｍの範囲の位相差値を有することを特徴とする、請求項１に記載のＩＰＳ液晶表示装置。 第一の偏光板の内部保護フィルムと第二の偏光板の内部保護フィルムのいずれか一方、または両方は、０または負の厚み方向の位相差値を有することを特徴とする、請求項２乃至１０のいずれか一項に記載のＩＰＳ液晶表示装置。 ＋Ａ−プレートは、一つ以上の偏光板の内部保護フィルムとして使用されることを特徴とする、請求項２、５、および７乃至１０のいずれか一項に記載のＩＰＳ液晶表示装置。 ＋Ｃ−プレートは、一つ以上の偏光板の内部保護フィルムとして使用されることを特徴とする、請求項３乃至６、および、８乃至１０のいずれか一項に記載のＩＰＳ液晶表示装置。 |
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| 说明书全文 | 本発明は、液晶表示装置（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙ；ＬＣＤ）、具体的には正の誘電異方性を有する液晶（△ε＞０）で充填されたＩＰＳ液晶表示装置（Ｉｎ−ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙ ；ＩＰＳ−ＬＣＤ）の視野角特性を改善するために、＋Ａ−プレートと＋Ｃ−プレートを用いた補償フィルムを含む液晶表示装置に係る。 ＩＰＳ−ＬＣＤについては、特許文献１に発表されたことがあり、前記特許では、視野角の補償フィルムが使用されていない。 視野角の補償フィルムを使用していないＩＰＳ−ＬＣＤでは、傾斜角の暗状態における相対的に大きな光漏れのため、低いコントラスト比の値を示すという短所がある。 Ａ−プレートと正の二軸性位相差フィルムを使用する一般的な形態のＬＣＤの視野角の補償フィルムについては、特許文献２に発表されたことがある。 また、特許文献３には、＋ＣプレートとＡ−プレートを使用したＩＰＳ−ＬＣＤ補償フィルムが開示されている。 前記特許に開示されている内容を要約してみれば、次の通りである。 特許文献３においてＡ−プレートとＣ−プレートを使用した主な目的は、ＩＰＳ−ＬＣＤの明状態の色ずれを補償することにある。 この場合、ＩＰＳ−ＬＣＤの明状態の色ずれは、実質的に低減するが、傾斜角での暗状態の光漏れは依然として高い状態を維持する。 かかる理由から、傾斜角でのＩＰＳ−ＬＣＤのコントラスト比の値が相対的に低いという短所を有する。 最近では、明状態の色ずれを低減するために他の方法が用いられている。 ジグザグ状パターンに構成することで二つの領域に分けられるように構成された電極構造を用いて明状態の色ずれを最小化することができるという技術が確立されている。 本発明は、傾斜角での暗状態の光漏れを最小化することにより正面及び傾斜角での高いコントラスト特性、低い色ずれ（Ｃｏｌｏｒ Ｓｈｉｆｔ）を有するＩＰＳ−ＬＣＤを提供することを目的とする。 ＩＰＳ−ＬＣＤの視野角特性を低下させる原因は、次の二つに大別され、その一つは、直交偏光板の視野角依存性、もう一つは、ＩＰＳ−ＬＣＤパネルの複屈折特性の視野角依存性である。 従って、本発明者らは、このような二つの原因に起因する視野角の低下を補償するためには、＋Ａ−プレートと＋Ｃ−プレートが必要であることを認識し、前記二枚の位相差フィルムを設計し、広視野角特性を実現しようとする。 また、本発明者らは、適宜の視野角の補償のためには、偏光板とＩＰＳ−ＬＣＤパネルとの間における＋Ａ−プレートと＋Ｃ−プレートの配置順によって＋Ａ−プレートの光軸方向を適宜に決める必要があることを見出し、本発明を完成するに至った。 本発明は、＋Ａ−プレートと＋Ｃ−プレートを用いて前記問題点を解決するＩＰＳ液晶表示装置（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ；ＩＰＳ−ＬＣＤ）を提供することをその目的とする。 具体的に、本発明は、第一の偏光板と、正の誘電異方性（△ε＞０）を有する液晶で充填された水平配向されたＩＰＳ−ＬＣＤパネル、及び第二の偏光板を備え、ＩＰＳ−ＬＣＤパネル内の液晶の光軸が偏光板に平行な面内に置かれているＩＰＳ液晶表示装置であって、第一の偏光板の吸収軸と第二の偏光板の吸収軸が垂直であり、ＩＰＳ−ＬＣＤパネル内の液晶の光軸が第一の偏光板の吸収軸に平行であり、暗状態（ｄａｒｋ ｓｔａｔｅ）での視野角の補償のために一つ以上の＋Ａ−プレート（ｎ ｘ ＞ｎ ｙ ＝ｎ ｚ ）と一つ以上の＋Ｃ−プレート（ｎ ｘ ＝ｎ ｙ ＜ｎ ｚ ）を偏光板とＩＰＳ−ＬＣＤパネルの間に含み、＋Ａ−プレートと＋Ｃ−プレートの配置順によって＋Ａ−プレートの光軸が調節されたことを特徴とするＩＰＳ液晶表示装置を提供する。 本発明の一実施態様は、第二の偏光板２とＩＰＳ−ＬＣＤとの間に挟まれ＋Ａ−プレートと＋Ｃ−プレートからなる一対の補償フィルムを含み、ここで、前記＋Ａ−プレートの光軸は、（ａ）＋Ａ−プレートが第二の偏光板に隣接している場合には、この第二の偏光板の吸収軸５に直交し、（ｂ）＋Ａ−プレートがＩＰＳ−ＬＣＤパネル３に隣接している場合には、第二の偏光板の吸収軸５に平行している。 一方、更には、第一の偏光板１とＩＰＳ−ＬＣＤパネル３との間に挟まれたＡ−プレートの光軸は、第一の偏光板の吸収軸に平行または直交してもよい。 偏光板だけを用いたＩＰＳ−ＬＣＤは、傾斜角７０°で１０：１以下のコントラスト特性を示すのに対し、本発明において＋Ａ−プレートと＋Ｃ−プレートを用いて達成したい傾斜角７０°での最小のコントラスト比の値は２０：１以上であることが好ましく、最も好ましくは、５０：１である。 以下、本発明について詳述する。 本発明に係る補償フィルムが使用される液晶表示装置は、第一の偏光板１と、両ガラス基板１５、１６の間に正の誘電異方性（△ε＞０）を有する液晶で充填された水平配向されたＩＰＳ−ＬＣＤパネルの液晶セル３、及び第二の偏光板２を備え、液晶セル内の液晶の光軸６が偏光板１、２に平行な面内に置かれている液晶表示装置であって、第一の偏光板の吸収軸４と第二の偏光板の吸収軸５とが垂直し、ＩＰＳ−ＬＣＤパネル内の液晶の光軸６が第一の偏光板の吸収軸４に平行し、第一の基板１５と第二の基板１６のいずれか一方は、電極対を含むアクティブマトリクス駆動電極（ａｃｔｉｖｅ ｍａｔｒｉｘ ｄｒｉｖｅ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）が液晶層に隣接している表面内に形成されている。 本発明のＩＰＳ−ＬＣＤにおける液晶セルの位相差値は、５５０ｎｍ波長で２００〜４５０ｎｍの範囲であることが好ましい。 本発明のＬＣＤは、多重に液晶を配向させるか、または印加される電圧によって多重領域に分けられるものを含む。 本発明は、ＩＰＳ−ＬＣＤの視野角の補償のために＋Ａ−プレートと＋Ｃ−プレートとを組み合わせて使用することを特徴とする。 ＩＰＳ−ＬＣＤの視野角の補償のために＋Ａ−プレートと＋Ｃ−プレートとを組み合わせる場合、広い視野角特性の実現が可能である。 図３を参照して、ＩＰＳ−ＬＣＤの視野角の補償のために使用される位相差フィルムの屈折率をみてみれば、面内屈折率のうちのｘ軸方向の屈折率をｎ ｘ ８、ｙ軸方向の屈折率をｎ ｙ ９、厚み方向の屈折率をｎ ｚ １０とし、屈折率の大きさによって位相差フィルムの特性が決め付けられる。 （１）ｎ ｘ ＞ｎ ｙ ＝ｎ ｚである時、＋Ａ−プレートといい、面内に置かれた両屈折率の差とフィルムの厚みを用いて面内位相差値（ｉｎ−ｐｌａｎｅ ｒｅｔａｒｄａｔｉｏｎ ｖａｌｕｅ）を定義する。 （２）ｎ ｘ ＝ｎ ｙ ＜ｎ ｚである時、＋Ｃ−プレートといい、面内屈折率と厚み方向の屈折率の差とフィルムの厚みを用いて厚み方向の位相差値（ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ ｒｅｔａｒｄａｔｉｏｎ ｖａｌｕｅ）を定義する。 ＩＰＳ−ＬＣＤの補償のために、使用されるＡ−プレートの面内位相差値は、５５０ｎｍの波長で３０〜５００ｎｍの範囲の値を有することが好ましく、使用される＋Ｃ−プレートの厚み方向の位相差値は、５５０ｎｍで３０〜５００ｎｍの範囲の値を有することが好ましい。 ＩＰＳ−ＬＣＤの暗状態での光漏れは、主に偏光板に起因し、一部は、ＩＰＳ−ＬＣＤパネルに起因する。 従って、ＩＰＳ−ＬＣＤの補償のために必要な位相差値の範囲は、偏光板の光漏れの補償に必要な範囲を若干広げたものと同じである。 直交偏光板の状態で光漏れを最小化するための＋Ａ−プレートの位相差値の範囲は、５０〜３００ｎｍの範囲であり、＋Ｃ−プレートの位相差値の範囲は、略５０〜３００ｎｍの範囲であり、ＩＰＳ−ＬＣＤパネルを考慮した場合には、若干その範囲が広がる。 このような理由から、ＩＰＳ−ＬＣＤの視野角の補償のために必要な＋Ａ−プレートの位相差値の範囲及び＋Ｃ−プレートの位相差値の範囲は、それぞれ略３０〜５００ｎｍの範囲になる。 位相差フィルムは、正常波長分散特性（ｎｏｒｍａｌ ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ）、フラット波長分散特性（ｆｌａｔ ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ）、逆波長分散特性（ｒｅｖｅｒｓｅ ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ）等の波長分散特性を持っていればよい。 ＩＰＳ−ＬＣＤにおける本発明に係る＋Ｃ−プレート１１と＋Ａ−プレート１２を含む視野角の補償フィルムの構造が、図４乃至図９、図１５乃至図２６に例示されている。 直交偏光板の間に挟まれたＩＰＳ−ＬＣＤパネル３は、液晶分子７がＩＰＳ−ＬＣＤパネルの基板１５、１６に平行して配されており、ラビング方向（液晶分子を一方向に並べるべく基板表面処理を施した方向）に揃っている。 視野角の補償機能を果たすためには、位相差フィルムは、ＩＰＳ液晶セル３と各偏光板１、２との間に挟まれている必要がある。 位相差フィルムの光軸１３は、隣接している偏光板の吸収軸５に平行にまたは垂直していればよい。 ＋Ｃ−プレートの光軸は、偏光板に垂直しているため、考慮する必要がなく、＋Ａ−プレートの光軸と偏光板の吸収軸とがなす角度だけが視野角の特性に影響する。 ＋Ａ−プレートの光軸の方向は、下記の実施態様で提示された如く、位相差フィルムの配置順によって決められる。 また、本発明は、ＩＰＳ−ＬＣＤの視野角の補償のための偏光板の設計時、偏光板の内部保護フィルムが位相差フィルムとしての機能を合わせ持っており、偏光板の内部保護フィルムが厚み方向の位相差値をもっている場合と厚み方向の位相差値をもっていない場合とに分けて考慮し設計に反映する。 偏光板の保護フィルムが厚み方向の位相差値をもっていない場合に、＋Ａ−プレートと＋Ｃ−プレートの設計値が変わる。 下記の表１乃至表１０は、保護フィルムによって＋Ａ−プレートと＋Ｃ−プレートの設計値の変わり具合を示す例を表している。 本発明の第一の実施態様は、第一の偏光板１と、ＩＰＳパネル液晶セル３と、＋Ｃ−プレート１１と、Ａ−プレート１２、及び第二の偏光板２の順に配されており、Ａ−プレートの光軸１３が第二の偏光板の吸収軸５に垂直していることを特徴とするＬＣＤ素子を提供する。 前記のような配置順、即ち、Ａ−プレートが偏光板に隣接しており、＋Ｃ−プレートがＡ−プレートの次に配されている場合には、Ａ−プレートの光軸が隣接している偏光板の吸収軸に垂直している時のみ補償が行われ、平行している場合には、特性を低下させる。 図４には、第一の実施態様に係る第一のＩＰＳ−ＬＣＤの補償フィルムの構造が例示されており、図５には、第一の実施態様に係る第二のＩＰＳ−ＬＣＤの補償フィルムの構造が例示されている。 表１には、ＩＰＳ−ＬＣＤの構造に対し７０°の傾斜角でのコントラスト比の値（明状態と暗状態の比の値）を、シミュレーションを通じて求めた値が表されている。 図５に示すような配置下において実際の位相差フィルムの設計値を適用した時におけるシミュレーションの結果を、図１１に示している。 本発明の第二の実施態様は、第一の偏光板１と、ＩＰＳパネル液晶セル３と、Ａ−プレート１２と、＋Ｃ−プレート１１、及び第二の偏光板２の順に配されており、Ａ−プレートの光軸１３が第二の偏光板の吸収軸５に平行していることを特徴とするＬＣＤ素子を提供する。 ここで、Ａ−プレート１２は、５５０ｎｍ波長で５０〜２００ｎｍの範囲の面内位相差値を有することが好ましい。 また、＋Ｃ−プレート１１は、５５０ｎｍ波長で８０〜３００ｎｍの範囲の位相差値を有することが好ましい。 理想的な直交偏光板の光漏れを補償するためには、Ａ−プレートの位相差値は１３０ｎｍ程度が好ましく、＋Ｃ−プレートの厚み方向の位相差値は１００〜２００ｎｍの範囲が好ましい。 偏光板の内部保護フィルムが、負の厚み方向の位相差値を有する位相差フィルムの機能を果たす場合には、Ａ−プレートの位相差値が８０ｎｍ程度が好ましく、＋Ｃ−プレートの位相差値は、１００〜２００ｎｍの範囲の値を有する。 ＩＰＳ−ＬＣＤの場合、ＩＰＳ−ＬＣＤパネルが位相差値を有するため、＋Ｃ−プレートの位相差値に応じて５０〜２００ｎｍの位相差値を有する＋Ａ−プレートを使用することが好ましく、＋Ａ−プレートの面内位相差値に応じて厚み方向の位相差値が８０〜３００ｎｍの範囲を有する＋Ｃ−プレートを使用することが好ましい（表２参照）。 図６には、第二の実施態様に係る第三のＩＰＳ−ＬＣＤの補償フィルムの構造が例示されており、図７には、第二の実施態様に係る第四のＩＰＳ−ＬＣＤの補償フィルムの構造が例示されている。 図７に示すような配置下において実際の位相差フィルムの設計値を適用した時におけるコントラスト特性に関するシミュレーションの結果を、図１３及び表３に表している。 前記第一の実施態様及び第二の実施態様では、第二の偏光板と液晶セルとの間だけにＡ−プレートとＣ−プレートを挟んでいる場合を示しているが、視野角の補償のために第一の実施態様及び第二の実施態様を広げて、第一の偏光板と液晶セルとの間にもＡ−プレート及び／またはＣ−プレートを更に挟むことができ、その非制限的な例として、下記の第三の実施態様乃至第九の実施態様がある。 本発明の第三の実施態様は、第一の偏光板１と、第一の＋Ｃ−プレート１１と、ＩＰＳパネル液晶セル３と、Ａ−プレート１２と、第二の＋Ｃ−プレート１４、及び第二の偏光板２の順に配されており、Ａ−プレートの光軸１３が第二の偏光板の吸収軸５に平行していることを特徴とするＬＣＤ素子を提供する。 ここで、Ａ−プレート１２は、５５０ｎｍ波長で５０〜２００ｎｍの範囲の値を有することが好ましい。 理想的な直交偏光板の光漏れを補償するためには、Ａ−プレートの位相差値は１３０ｎｍ程度が好ましく、偏光板の内部保護フィルムが、負の厚み方向の位相差値を有する位相差フィルムの機能を果たす場合には、Ａ−プレートの位相差値は８０ｎｍ程度が好ましい。 ＩＰＳ−ＬＣＤの場合、ＩＰＳ−ＬＣＤパネルが位相差値を有するため、厚み方向の位相差値に応じて５０〜２００ｎｍの位相差値を有するＡ−プレートを使用することが好ましい（表４参照）。 また、第一の＋Ｃ−プレート１１は、５５０ｎｍ波長で１０〜４００ｎｍの範囲の値を有することが好ましい。 理想的な直交偏光板の光漏れを補償するためには、Ａ−プレートの位相差値は１３０ｎｍ程度が好ましく、＋Ｃ−プレートの厚み方向の位相差値は１００〜２００ｎｍの範囲が好ましい。 偏光板の内部保護フィルムが、負の厚み方向の位相差値を有する位相差フィルムの機能を果たす場合には、Ａ−プレートの位相差値は８０ｎｍ程度が好ましく、＋Ｃ−プレートの位相差値は、１００〜２００ｎｍの範囲の値を有する。 ＩＰＳ−ＬＣＤの場合、ＩＰＳ−ＬＣＤパネルが位相差値を有するため、＋Ａ−プレートの面内位相差値に応じて厚み方向の位相差値が８０〜３００ｎｍを有する＋Ｃ−プレートを使用することが好ましい。 偏光板の内部保護フィルムが大きな負の厚み方向の位相差値を有する場合には、１０〜４００ｎｍの範囲の＋Ｃ−プレートを使用することが好ましい（表４参照）。 表４に表すシミュレーションの結果は、第二の＋Ｃ−プレートが５５０ｎｍ波長で９０〜４００ｎｍの値を有する時に非常に優れたコントラスト特性を示す。 本発明に係る構造は、観察者、バックライトの相対的な位置とは関係なく、両偏光板と液晶との相対的な位置だけが重要である。 第一のＡ−プレート１１は、５５０ｎｍ波長で１〜５００ｎｍの範囲の位相差値を有することが好ましい。 第二のＡ−プレート１３は、５５０ｎｍ波長で１〜５００ｎｍの範囲の位相差値を有することが好ましい。 図１５には、第四の実施態様に係る第七のＩＰＳ−ＬＣＤの補償フィルムの構造が例示されており、図１６には、第四の実施態様に係る第八のＩＰＳ−ＬＣＤの補償フィルムの構造が例示されている。 本発明の第五の実施態様は、第一の偏光板１と、第一の＋Ｃ−プレート１６と、第一の＋Ａ−プレート１１と、ＩＰＳパネル３と、第二の＋Ａ−プレート１３と、第二の＋Ｃ−プレート１５、及び第二の偏光板２の順に配されており、第一のＡ−プレートの光軸１２は、第一の偏光板の吸収軸４に平行し、第二のＡ−プレートの光軸１４は、第二の偏光板の吸収軸６に平行していることを特徴とするＬＣＤ素子を提供する。 ここで、第一の＋Ｃ−プレート１６は、５５０ｎｍ波長で１〜５００ｎｍの範囲の位相差値を有することが好ましい。 第二の＋Ｃ−プレート１５は、５５０ｎｍ波長で１〜４００ｎｍの範囲の位相差値を有することが好ましい。 図１７には、第五の実施態様に係る第九のＩＰＳ−ＬＣＤの補償フィルムの構造が例示されており、図１８には、第五の実施態様に係る第十のＩＰＳ−ＬＣＤの補償フィルムの構造が例示されている。 図１７及び図１８にそれぞれ例示された第九のＩＰＳ−ＬＣＤの補償フィルムと第十のＩＰＳ−ＬＣＤの補償フィルムは、その構造は相互同一であり、光源は相互逆に配されている。 図１７と図１８は、同一の視野角特性を示す。 本発明の第六の実施態様は、第一の偏光板１と、第一の＋Ａ−プレート１１と、第一の＋Ｃ−プレート１６と、ＩＰＳ−ＬＣＤパネル３と、第二の＋Ｃ−プレート１５と、第二の＋Ａ−プレート１３、及び第二の偏光板の順に配されており、第一のＡ−プレートの光軸１２は、第一の偏光板の吸収軸４に平行し、第二のＡ−プレートの光軸１４は、第二の偏光板の吸収軸６に直交していることを特徴とするＬＣＤ素子を提供する。 図１９には、第六の実施態様に係る第十一のＩＰＳ−ＬＣＤの補償フィルムの構造が例示されており、図２０には、第六の実施態様に係る第十二のＩＰＳ−ＬＣＤの補償フィルムの構造が例示されている。 図１９及び図２０にそれぞれ例示された第十一のＩＰＳ−ＬＣＤの補償フィルムと第十二のＩＰＳ−ＬＣＤの補償フィルムは、その構造は相互同一であり、光源は相互逆に配されている。 図１９と図２０は、同一の視野角特性を示す。 本発明の第七の実施態様は、第一の偏光板１と、第一の＋Ｃ−プレート１６と、第一の＋Ａ−プレート１１と、ＩＰＳ−ＬＣＤパネル３と、第二の＋Ｃ−プレート１５と、第二の＋Ａ−プレート１３、及び第二の偏光板の順に配されており、第一のＡ−プレートの光軸１２は、第一の偏光板の吸収軸４に平行し、第二のＡ−プレートの光軸１４は、第二の偏光板の吸収軸６に直交していることを特徴とするＬＣＤ素子を提供する。 第一のＡ−プレート１１は、５５０ｎｍ波長で１〜５００ｎｍの範囲の位相差値を有することが好ましい。 第二のＡ−プレート１３は、５５０ｎｍ波長で１〜５００ｎｍの範囲の位相差値を有することが好ましい。 図２１には、第七の実施態様に係る第十三のＩＰＳ−ＬＣＤの補償フィルムの構造が例示されており、図２２には、第七の実施態様に係る第十四のＩＰＳ−ＬＣＤの補償フィルムの構造が例示されている。 図２１及び図２２にそれぞれ例示された第十三のＩＰＳ−ＬＣＤの補償フィルムと第十四のＩＰＳ−ＬＣＤの補償フィルムは、その構造は相互同一であり、光源は相互逆に配されている。 図２１と図２２は、同一の視野角特性を示す。 本発明の第八の実施態様は、第一の偏光板１と、第一の＋Ａ−プレート１１と、第一の＋Ｃ−プレート１６と、ＩＰＳ−ＬＣＤパネル３と、第二の＋Ａ−プレート１３と、第二の＋Ｃ−プレート１５、及び第二の偏光板の順に配されており、第一のＡ−プレートの光軸１２は、第一の偏光板の吸収軸４に平行し、第二のＡ−プレートの光軸１４は、第二の偏光板の吸収軸６に平行していることを特徴とするＬＣＤ素子を提供する。 図２３には、第八の実施態様に係る第十五のＩＰＳ−ＬＣＤの補償フィルムの構造が例示されており、図２４には、第八の実施態様に係る第十六のＩＰＳ−ＬＣＤの補償フィルムの構造が例示されている。 図２３及び図２４にそれぞれ例示された第十五のＩＰＳ−ＬＣＤの補償フィルムと第十六のＩＰＳ−ＬＣＤの補償フィルムは、その構造は相互同一であり、光源は相互逆に配されている。 図２３と図２４は、同一の視野角特性を示す。 本発明の第九の実施態様は、第一の偏光板１と、第一の＋Ａ−プレート１１と、第一の＋Ｃ−プレート１６と、ＩＰＳ−ＬＣＤパネル３と、第二の＋Ａ−プレート１３と、第二の＋Ｃ−プレート１５、及び第二の偏光板の順に配されており、第一のＡ−プレートの光軸１２は、第一の偏光板の吸収軸４に直交し、第二のＡ−プレートの光軸１４は、第二の偏光板の吸収軸６に平行していることを特徴とするＬＣＤ素子を提供する。 図２５には、第九の実施態様に係る第十七のＩＰＳ−ＬＣＤの補償フィルムの構造が例示されており、図２６には、第九の実施態様に係る第十八のＩＰＳ−ＬＣＤの補償フィルムの構造が例示されている。 図２５及び図２６にそれぞれ例示された第十七のＩＰＳ−ＬＣＤの補償フィルムと第十八のＩＰＳ−ＬＣＤの補償フィルムは、その構造は相互同一であり、光源は相互逆に配されている。 図２５と図２６は、同一の視野角特性を示す。 対角線方向は、偏光板の吸収軸に対し４５°の方向を示し、直交偏光板の状態でＩＰＳ−ＬＣＤの視野角特性が最も悪い方向である。 本発明により二枚の位相差フィルムをＩＰＳ−ＬＣＤに視野角の補償フィルムとして適用した場合、対角線方向の視野角特性が改善される（図１０乃至図１４、図２７乃至図３２のコントラスト特性参照）。 一方、第一の偏光板と第二の偏光板の内部保護フィルムは、延伸しないＣＯＰ、４０μｍ ＴＡＣ、８０μｍ ＴＡＣ、ＰＮＢよりなる群から選ばれる材料で作製されることが好ましく、特に、第一の偏光板１の内部保護フィルムは、厚み方向の位相差値が０であるＣＯＰまたは４０μｍ ＴＡＣを使用することが好ましい。 第一の偏光板の内部保護フィルムとしてＣＯＰ（内部保護フィルムの厚み方向の位相差値が０である場合）を使用した場合に最も優れたコントラスト特性を示す。 第一の偏光板の内部保護フィルムとしてＣＯＰとＴＡＣを使用した場合の７０°でのコントラスト特性を比較した結果を、表１乃至表１０に表している。 表１乃至表１０から分かるように、偏光板の内部保護フィルムとしてＣＯＰまたは４０μｍ ＴＡＣを使用した時に最も優れた特性を示す。 Ａ−プレート１２として使用可能な位相差フィルムとしては、一軸延伸されたＰＣ（Ｕｎｉａｘｉａｌ ｓｔｒｅｔｃｈｅｄ Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）、一軸延伸されたＣＯＰ、ネマチック液晶（Ｎｅｍａｔｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）または円盤状液晶（Ｄｉｓｃｏｔｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）を使用した液晶フィルム等が使用可能である。 Ｃ−プレート１１として使用可能なフィルムとしては、垂直配向された液晶フィルム（Ｈｏｍｅｏｔｒｏｐｉｃ ａｌｉｇｎｅｄ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｆｉｌｍ）、二軸延伸されたＰＣ（ｂｉａｘｉａｌ ｓｔｒｅｔｃｈｅｄ Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）等が可能である。 ＋Ｃ−プレートは、ポリマーフィルムまたはＵＶ硬化型液晶フィルムで作製すればよい。 一方、偏光板は、外部保護フィルム、ＰＶＡ−Ｉ（ヨードが染着された延伸ＰＶＡ）、内部保護フィルムからなる。 このうち、内部保護フィルムとしては、ＴＡＣ等が使用されているが、これに取って代わって＋Ａ−プレートフィルムまたは＋Ｃ−プレートフィルムを偏光板の内部保護フィルムとして使用することができる。 （例示１） 円周に沿って記された数値０から３３０までは、方位角（Ａｚｉｍｕｔｈａｌ Ａｎｇｌｅ）を示す。 上偏光板が方位角０°方向に下偏光板が９０°の方向に配されている偏光板における、全ての視野方向（傾斜角０°から８０°、方位角０°から３６０°）でのコントラスト特性を示す結果である。 偏光板だけを使用したＩＰＳ−ＬＣＤは、傾斜角８０°で１０：１以下のコントラスト特性を示すのに対し、図１０は、傾斜角８０°で１００：１以上の優れたコントラスト特性を示す。 （例示２） （例示３） （例示４） （例示５） （例示６） （例示７） （例示８） （例示９） （例示１０） （例示１１） 本発明によれば、＋Ａ−プレートと＋Ｃ−プレートを使用してＩＰＳ液晶表示装置の正面と傾斜角でのコントラスト特性を向上し、暗状態での視野角による色ずれを最小化することができる。 １ 第一の偏光板 ２ 第二の偏光板 ３ ＩＰＳ−ＬＣＤパネル ４ 第一の偏光板の吸収軸 ５ 第二の偏光板の吸収軸 ６ ＩＰＳ−ＬＣＤパネルの光軸 １５ ガラス基板 １６ ガラス基板 |
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