視野角及び色特性に優れたＥＣＢ−ＬＣＤ
本発明は、第１の基板と、第２の基板と、当該第１の基板と当該第２の基板との間に介在される正の誘電率異方性を有する液晶を含みセルのギャップが１〜５μｍでありＥＣＢモードで駆動される液晶セルと、を含む液晶パネルと；上記第１の基板の上部に位置し第１の吸収軸を有する第１の偏光素子と；上記第２の基板の下部に位置し第２の吸収軸を有する第２の偏光素子と；上記第１の基板と上記第１の偏光素子との間に介在される第１の液晶フィルムと；上記第２の基板と上記第２の偏光素子との間に介在される第２の液晶フィルムと；を含み、上記第１の液晶フィルムは、第１の基材と、当該第１の基材の一面にネマチック液晶が面上方向から厚さ方向に最大傾斜角が２０〜９０°となるようにスプレイ配向してなる第１の液晶層と、を含み、上記第２の液晶フィルムは、第２の基材と、当該第２の基材の一面にネマチック液晶が水平配向してなる第２の液晶層と、を含む、ＥＣＢ−ＬＣＤ装置に関する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半透過反射型ＥＣＢ−ＬＣＤに関し、より詳細には、視野角と色特性に優れ、生産コストの低いＥＣＢ−ＬＣＤに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＥＣＢ−ＬＣＤ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｃｏｎｔｒｏｌｌａｂｌｅ Ｂｒｉｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）は、電気的に液晶の複屈折を調節する液晶表示装置である。一般に、従来のＥＣＢ−ＬＣＤは、透過部と反射部とからなる半透過反射型からなり、当該透過部は、暗い環境でバックライトを用いて画面が見られるように構成されており、反射部は、明るい環境で外光を用いて画面が見られるように構成されている。
【０００３】
このような半透過反射型ＬＣＤは、透過モードと反射モードにおいて光が同一の光路を通るように構成されなければならず、このため、液晶パネルと偏光板との間に無色性円偏光子（ＡＱＷＦ、Ａｃｈｒｏｍａｔｉｃ Ｑｕａｒｔｅｒ Ｗａｖｅ Ｆｉｌｍ）が付着される。上記無色性円偏光子は、相違する位相差値及び光軸を有する二枚の位相差フィルムを組み合わせて形成されることができ、この際、上記二枚の位相差フィルムは、光軸が約３０〜８０°の角度をなすように付着される。
【０００４】
しかしながら、このような従来のＥＣＢ−ＬＣＤは、光源側偏光板に付着される位相差フィルムと視聴者側偏光板に付着される位相差フィルムがなす角度がそれぞれ異なり、位相差フィルム間の夾角が非常に大きいため、単板で積層して製作する場合、フィルムの損失が非常に大きく、工程が複雑で不良率が高く、製作コストが高いという問題があった。
【０００５】
従来技術の場合、一般に位相差フィルムの光軸が縦軸方向に製作され、偏光板と位相差フィルムの光軸がなす角度で裁断し合板して製作する過程を経る。例えば、偏光板の吸収軸に対し、第一の位相差フィルム（λ／２）が１５°をなし、第二の位相差フィルム（λ／４）が７５°をなす場合、当該二枚のフィルムをそれぞれ光軸が１５°及び７５°となるように裁断しなければならない。この際、裁断角度が偏光板の吸収軸に対してそれぞれ１５°及び７５°となるため、多数のフィルム損失が生じ、原材料コスト及び製造コストが上昇するようになる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記のような問題点を解決するためのもので、構造が単純で製作が容易であり、生産コストが低く、且つ視野角特性及び色特性に優れたＥＣＢ−ＬＣＤを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施形態によると、第１の基板と、第２の基板と、当該第１の基板と当該第２の基板との間に介在される正の誘電率異方性を有する液晶を含みセルのギャップが１〜５μｍでありＥＣＢモードで駆動される液晶セルと、を含む液晶パネルと；上記第１の基板の上部に位置し第１の吸収軸を有する第１の偏光素子と；上記第２の基板の下部に位置し第２の吸収軸を有する第２の偏光素子と；上記第１の基板と上記第１の偏光素子との間に介在される第１の液晶フィルムと；上記第２の基板と上記第２の偏光素子との間に介在される第２の液晶フィルムと；を含み、上記第１の液晶フィルムは、第１の基材と、当該第１の基材の上にネマチック液晶が面上方向から厚さ方向に最大傾斜角が２０〜９０°となるようにスプレイ配向してなる第１の液晶層と、を含み、上記第２の液晶フィルムは、第２の基材と、当該第２の基材の上にネマチック液晶が水平配向してなる第２の液晶層と、を含む、ＥＣＢ−ＬＣＤ装置を提供する。
【０００８】
上記第１の基材及び／又は上記第２の基材は、一軸性位相差フィルム、負の二軸性位相差フィルム又は等方性フィルムであることができる。上記一軸性位相差フィルムは、例えば、一軸延伸ＣＯＰ（Ｃｙｃｌｏ Ｏｌｅｆｉｎ Ｐｏｌｙｍｅｒ）フィルム、一軸延伸ＰＣ（Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）フィルム及び一軸延伸アクリレートフィルムからなる群から選択される１重であり、上記二軸性位相差フィルムは、例えば、二軸延伸ＣＯＰ（Ｃｙｃｌｏ Ｏｌｅｆｉｎ Ｐｏｌｙｍｅｒ）フィルム、一軸延伸ＴＡＣ（ＴｒｉＡｃｅｔｙｌ Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）フィルム、二軸延伸ＰＣ（Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）フィルム及び二軸延伸ＰＭＭＡフィルムからなる群から選択される１重であり、上記等方性フィルムは、例えば、無延伸ＣＯＰ（Ｃｙｃｌｏ Ｏｌｅｆｉｎ Ｐｏｌｙｍｅｒ）フィルム、無延伸アクリレートフィルム及び無延伸ＰＭＭＡフィルムからなる群から選択される１重であることができる。
【０００９】
上記第１の基材及び／又は上記第２の基材として一軸性位相差フィルムを用いる場合、当該一軸性位相差フィルムは、５５０ｎｍの波長で面上位相差値が２００〜３００ｎｍ程度であることが好ましい。
【００１０】
上記第１の基材及び／又は上記第２の基材として負の二軸性位相差フィルムを用いる場合、当該二軸性位相差フィルムは、５５０ｎｍの波長で面上位相差値が２００〜３００ｎｍ程度であり、厚さ方向位相差値が−５〜−１００ｎｍ程度であることが好ましい。
【００１１】
上記第１の液晶層の面上位相差値は、５０〜１５０ｎｍ程度であることが好ましく、上記第２の液晶層の面上位相差値は、５０〜１５０ｎｍ程度であることが好ましい。
【００１２】
この場合、上記第１の基材の光軸と上記第１の液晶層の光軸がなす角度は、４０〜８０°又は−４０〜−８０°程度であることが好ましく、上記第２の基材と第２の液晶層の光軸がなす角度は、４０〜８０°又は−４０〜−８０°程度であることが好ましい。
【００１３】
上記第１の基材と上記第１の液晶層との間及び／又は上記第２の基材と上記第２の液晶層との間には、配向膜がさらに含まれることができ、この際、当該配向膜は、アクリル系配向膜や、ポリノルボルネン系シアネート又はポリイミド系シアネートを含む光配向膜であることができる。
【００１４】
上記第１の偏光素子と上記第１の液晶フィルムとの間及び上記第２の偏光素子と上記第２の液晶フィルムとの間には、内部保護フィルムが挿入されることができる。
【００１５】
本発明の他の実施形態によると、第１の基板と、第２の基板と、当該第１の基板と当該第２の基板との間に介在される正の誘電率異方性を有する液晶を含みセルのギャップが１〜５μｍでありＥＣＢモードで駆動される液晶セルと、を含む液晶パネルと；上記第１の基板の上部に位置し第１の吸収軸を有する第１の偏光素子と；上記第２の基板の下部に位置し第２の吸収軸を有する第２の偏光素子と；上記第１の基板と上記第１の偏光素子との間に介在される第１の液晶フィルムと；上記第２の基板と上記第２の偏光素子との間に介在される第２の液晶フィルムと；を含み、上記第１の液晶フィルムは、５５０ｎｍの波長で面上位相差値が２００〜３００ｎｍの一軸性位相差フィルムからなる第１の基材と、当該第１の基材の上にネマチック液晶が面上方向から厚さ方向に最大傾斜角が２０〜９０°となるようにスプレイ配向してなり当該第１の基材の光軸と４０〜８０°又は−４０〜−８０°の角度をなす光軸を有し面上位相差値が５０〜１５０ｎｍの第１の液晶層と、を含み、上記第２の液晶フィルムは、５５０ｎｍの波長で面上位相差値が２００〜３００ｎｍの一軸性位相差フィルムからなる第２の基材と、当該第２の基材の上にネマチック液晶が水平配向してなり当該第２の基材の光軸と４０〜８０°又は−４０〜−８０°の角度をなす光軸を有し面上位相差値が５０〜１５０ｎｍの第２の液晶層と、を含む、ＥＣＢ−ＬＣＤ装置を提供する。
【００１６】
上記第１の偏光素子と上記第１の液晶フィルムとの間及び上記第２の偏光素子と上記第２の液晶フィルムとの間には、内部保護フィルムが挿入されることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のＥＣＢ−ＬＣＤは、その構造が単純で製作が容易であり、生産コストが低くて価格競争力に優れ、且つ従来に比べて視野角及び色特性に優れている。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明のＥＣＢ−ＬＣＤの構造を示す図である。
【図２】本発明の実施例１のＥＣＢ−ＬＣＤの視野角特性を示す図である。
【図３】本発明の実施例２のＥＣＢ−ＬＣＤの視野角特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照して本発明をより具体的に説明する。
【００２０】
図１には、本発明のＥＣＢ−ＬＣＤの構成が概略的に示されている。図１に示されるように、本発明のＥＣＢ−ＬＣＤは、液晶パネル１０と、第１の偏光素子２０と、第２の偏光素子３０と、第１の液晶フィルム４０と、第２の液晶フィルム５０と、を含んでなる。
【００２１】
本発明のＥＣＢ−ＬＣＤの各構成要素を詳述する。
【００２２】
（１）液晶パネル１０
本発明の液晶パネル１０は、ＥＣＢモードで作動される半透過反射型液晶パネルで、当該技術分野で用いられる一般のＥＣＢモードの半透過反射型液晶パネルであれば特に制限されるものではない。
【００２３】
例えば、本発明の液晶パネル１０は、一定の間隔をおいて対向配置される第１及び第２の基板１２、１６と、当該第１の基板１２と当該第２の基板１６との間に介在される液晶セル１４と、を含んでなり、この際、上記第１及び第２の基板１２、１６には上記液晶セル１４を駆動するための電極等の動作素子が形成され、上記液晶セル１４には正の誘電率異方性（Δε＞０）を有する液晶が注入され、上記液晶セル１４のギャップは１〜５μｍ程度であることができる。
【００２４】
（２）第１の偏光素子２０及び第２の偏光素子３０
第１の偏光素子２０は、上記液晶パネル１０の第１の基板１２の上部に位置し、第２の偏光素子３０は、上記液晶パネル１０の第２の基板１６の下部に位置する。上記第１の偏光素子２０及び上記第２の偏光素子３０は、上記液晶セル１４の駆動に応じて特定方向に偏光された光を透過させるか又は遮断することにより明又は暗を具現するようにするためのもので、当該第１の偏光素子の吸収軸と当該第２の偏光素子の吸収軸は、一般に８０〜１２０°の角度をなすように配置される。
【００２５】
本発明において、上記第１の偏光素子２０及び上記第２の偏光素子３０は、保護フィルムなしに偏光フィルムのみからなっていても良く、偏光素子の一面又は両面に保護フィルムが付着されていても良い。この際、上記保護フィルムとしては、当該技術分野で一般に用いられる保護フィルム、例えば、ＴＡＣフィルム、ＰＥフィルム、ＰＥＴフィルム等を用いることができる。
【００２６】
（３）第１の液晶フィルム４０及び第２の液晶フィルム５０
第１の液晶フィルム４０及び第２の液晶フィルム５０は、半透過反射機能を具現すると共にＥＣＢ−ＬＣＤの視野角及び色特性を補償するための補償フィルムである。上記半透過反射機能は、λ／２位相差板とλ／４位相差板とを組み合わせることで具現されることができる。一方、一般にＥＣＢ−ＬＣＤの場合、暗状態で傾斜角で光漏れが生じて視野角特性が低下するが、このような光漏れは、傾斜角で液晶セルと偏光板とが直交していないことから生じる。このような光漏れが生じると、明暗比が低下し色変化を誘発して視野角特性が落ちる。したがって、本発明では、偏光素子と液晶セルとの間に、視野角補償機能を行うことができる第１の液晶フィルム４０と第２の液晶フィルム５０とを挿入することにより、上述した問題点を解決した。
【００２７】
本発明では、２種の液晶フィルムを用い、便宜上、第１の偏光素子と第１の基板との間に挿入される液晶フィルムを第１の液晶フィルムといい、第２の偏光素子と第２の偏光板との間に挿入される液晶フィルムを第２の液晶フィルムという。
【００２８】
まず、第１の液晶フィルム４０について説明する。上記第１の液晶フィルム４０は、上述したように第１の基板１２と第１の偏光素子２０との間に介在され、第１の基材４２と当該第１の基材４２の一面に形成される第１の液晶層４４とからなる。
【００２９】
上記第１の基材４２は、正の一軸性位相差フィルム、負の二軸性位相差フィルム及び等方性フィルムのいずれか一つからなることができる。なお、上記正の一軸性位相差フィルムとは、ｘ軸方向の屈折率をｎｘ、ｙ軸方向の屈折率をｎｙ、ｚ軸方向の屈折率をｎｚというと、ｎｘ＞ｎｙ＝ｎｚを満足するフィルムをいい、上記負の二軸性位相差フィルムとは、ｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚを満足するフィルムをいい、上記等方性フィルムとは、ｎｘ＝ｎｙ＝ｎｚを満足するフィルムをいう。
【００３０】
この際、上記一軸性位相差フィルムとしては、例えば、一軸延伸ＣＯＰ（Ｃｙｃｌｏ Ｏｌｅｆｉｎ Ｐｏｌｙｍｅｒ）フィルム、一軸延伸ＰＣ（Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）フィルム又は一軸延伸アクリレートフィルムを用いることができる。上記第１の基材として一軸性位相差フィルムを用いる場合、当該一軸性位相差フィルムは、５５０ｎｍの波長で面上位相差値が２００〜３００ｎｍ程度であることが好ましい。
【００３１】
上記二軸性位相差フィルムとしては、例えば、二軸延伸ＣＯＰ（Ｃｙｃｌｏ Ｏｌｅｆｉｎ Ｐｏｌｙｍｅｒ）フィルム、一軸延伸ＴＡＣ（ＴｒｉＡｃｅｔｙｌ Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）フィルム、二軸延伸ＰＣ（Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）フィルム又は二軸延伸ＰＭＭＡフィルムを用いることができる。上記第１の基材として二軸性位相差フィルムを用いる場合、当該二軸性位相差フィルムは、５５０ｎｍの波長で面上位相差値が２００〜３００ｎｍ程度であり、厚さ方向位相差値が−５〜−１００ｎｍ程度であることが好ましい。
【００３２】
上記等方性フィルムとしては、例えば、無延伸ＣＯＰ（Ｃｙｃｌｏ Ｏｌｅｆｉｎ Ｐｏｌｙｍｅｒ）フィルム、無延伸アクリレートフィルム又は無延伸ＰＭＭＡフィルムを用いることができる。
【００３３】
上記第１の液晶層４４は、上記第１の基材４２の上にネマチック液晶をスプレイ配向して形成される。スプレイ配向したネマチック液晶では、ディレクター（ｄｉｒｅｃｔｏｒ）が厚さ方向に連続的に変わるため、液晶ディレクターの配向が定義できるパラメーターが要求される。スプレイ配向したネマチック液晶のプレチルト角（ｐｒｅｔｉｌｔ ａｎｇｌｅ）をθ１といい、最大傾斜角（ｍａｘｉｕｍ ｔｉｌｔ ａｎｇｌｅ）をθ２といい、プレチルト角と最大傾斜角との間にネマチック液晶分布を記述するディレクタープロファイル係数をαといい、液晶層がディレクター分布の異なるＮ個の層からなると仮定すると、上記第１の液晶層は、下記式１で定義されることができる。
【００３４】
［数１］
θ（ｉ）＝（ｄ×ｉ／Ｎ）α×（θ２−θ１）＋θ１
【００３５】
上記式１中、θ（ｉ）は、厚さによる傾斜角の変化を示すためのもので、０からｄまでをＮ個の層に分ける時、ｉ番目層における傾斜角分布を意味する。例えば、θ（３）は、液晶層をＮ個の層に分ける時、３番目層における傾斜角分布を意味する。
【００３６】
上記式１では、α値が１であれば、液晶のディレクター分布（液晶分子の傾斜角分布）が一定の線形分布を示し、１より小さければ、液晶のディレクター分布が初期には緩やかに上昇し最大傾斜角近傍では急激に変化することを示し、１より大きければ、液晶のディレクター分布が初期には急激に変化し最大傾斜角近傍では緩やかに変化することを示す。
【００３７】
上記液晶のディレクター分布は、ＥＣＢ−ＬＣＤの視野角補償フィルムの光特性を決め、角度による位相差分布及び各視野角における光軸を決める重要な値である。
【００３８】
本発明において、上記第１の液晶層は、液晶のチルト角が面上方向から厚さ方向に最大傾斜角θ２が２０°以上、好ましくは２０〜９０°程度となるようにスプレイ配向することが好ましい。上記最大傾斜角が２０°未満の場合は、視野角補償機能が微弱であるためである。
【００３９】
また、上記第１の液晶層は、平均傾斜角が３５°以上、好ましくは３５〜９０°となるようにスプレイ配向することが好ましい。ここで、平均傾斜角とは、プレチルト角、中間傾斜角及び最大傾斜角の平均値をいう。例えば、１μｍでコーティングされた液晶フィルムを三つの層に分ける場合、プレチルト角を２°、第一の層の傾斜角を３°、第二の層の傾斜角を４°、第三の層の傾斜角を５°とすると、平均傾斜角は、（２＋３＋４＋５）／４＝３．５°である。上記平均傾斜角が３５°未満であると、ＥＣＢ−ＬＣＤの視野角補償機能が顕著に低下する。
【００４０】
また、上記第１の液晶層は、５０〜１５０ｎｍ程度の面上位相差値を有することが好ましく、上記第１の基材の光軸と上記第１の液晶層の光軸がなす角度は、４０〜８０°又は−４０〜−８０°程度であることが好ましい。上記第１の液晶層の面上位相差値及び光軸が上記値の範囲を満足する場合、無色性円偏光子（ＡＱＷＦ、Ａｃｈｒｏｍａｔｉｃ Ｑｕａｒｔｅｒ Ｗａｖｅ Ｆｉｌｍ）の機能を円滑に行うことができるためである。
【００４１】
この際、上記面上位相差値（Ｒｉｎ）は、下記式２で定義される値である。下記式２中、ｄは、液晶層の厚さ、ｎｘは、ｘ軸方向の屈折率、ｎｙは、ｙ軸方向の屈折率を意味する。
【００４２】
［数２］
Ｒｉｎ＝ｄ×（ｎｘ−ｎｙ）
【００４３】
次に、第２の液晶フィルム５０について説明する。上記第２の液晶フィルム５０は、第２の基板１６と第２の偏光素子３０との間に介在され、第２の基材５２と当該第２の基材５２の一面に形成される第２の液晶層５４とからなる。
【００４４】
上記第２の基材５２は、上述した第１の基材４２と同様に正の一軸性位相差フィルム、負の二軸性位相差フィルム及び等方性フィルムのいずれか一つからなることができ、当該正の一軸性位相差フィルム、当該負の二軸性位相差フィルム及び当該等方性フィルムの詳細は、上述した第１の基材と同様である。
【００４５】
上記第２の液晶層５４は、ネマチック液晶が水平配向してなり、正の面上位相差値を有する。上記第２の液晶層５４の面上位相差値は、第２の基材の種類等に応じて変わるが、一般に５０〜１５０ｎｍ程度であることが好ましい。
【００４６】
基材に応じて、無色性円偏光板が作られる適正値は少しずつ変わるが、無色性円偏光子が作られる位相差の範囲は５０〜１５０ｎｍとほぼ同一である。
【００４７】
この場合、上記第２の基材の面上方向の光軸と上記第２の液晶層の光軸がなす角度は、±４０〜±８０°程度であることが好ましい。
【００４８】
上記第１の液晶フィルム及び上記第２の液晶フィルムは、それぞれ基材と液晶層との間に液晶層に配向を与えるための配向膜をさらに含むことができる。本発明では、便宜上、第１の基材と第１の液晶層との間に挿入される配向膜を第１の配向膜といい、第２の基材と第２の液晶層との間に挿入される配向膜を第２の配向膜という。上記第１の配向膜及び／又は上記第２の配向膜としては、当該技術分野で一般に用いられる配向膜、例えば、ラビング配向膜や光配向膜を用いることができ、より具体的には、アクリル系配向膜等のラビング配向膜や、ポリノルボルネン系シアネート又はポリイミド系シアネートを含む光配向膜等を用いることができる。
【００４９】
上記のように構成された本発明のＥＣＢ−ＬＣＤ装置の場合、基材フィルム上に液晶層が形成された液晶フィルムを補償フィルムとして用いるため、従来のように二枚の位相差フィルムを角度を合わせて合板する工程を行う必要がなく、その結果、従来に比べて製造が容易であり製造コストも低いという長所がある。また、上記のように構成された本発明のＥＣＢ−ＬＣＤは、従来のＥＣＢ−ＬＣＤに比べて視野角及び色特性に優れている。
【実施例】
【００５０】
以下、具体的な実施例を示して本発明をより詳細に説明する。
【００５１】
＜実施例１＞
バックライト／第１の偏光素子／第１の内部保護フィルム／第１の液晶フィルム／ＥＣＢ−ＬＣＤパネル／第２の液晶フィルム／第２の内部保護フィルム／第２の偏光素子の順に配列されたＥＣＢ−ＬＣＤの正面コントラスト比及び視野角特性を第１の液晶フィルムと第２の液晶フィルムの基材及び液晶層の面上位相差値により測定した。
【００５２】
上記第１の内部保護フィルムとしては、厚さ方向位相差値が−３０ｎｍである厚さ５０μｍのＴＡＣフィルムを用い、上記第１の液晶フィルムとしては、厚さ２７０ｎｍの一軸延伸ＣＯＰフィルム（第１の基材）上に液晶をスプレイ配向したフィルムを用いた。この際、上記第１の偏光素子と上記第１の基材の光軸は−１５°、上記第１の基材と上記第１の液晶層の光軸は６０°の角度をなすように構成されている。
【００５３】
上記第２の内部保護フィルムとしては、厚さ方向位相差値が−３０ｎｍである厚さ５０μｍのＴＡＣフィルムを用い、上記第２の液晶フィルムとしては、厚さ２７０ｎｍの一軸延伸ＣＯＰフィルム（第２の基材）上にネマチック液晶を水平配向したフィルムを用いた。この際、上記第２の偏光素子と上記第２の基材の光軸は６７．５°、上記第２の基材の光軸と上記第２の液晶層の光軸は−６７．５°の角度をなすように構成されている。
【００５４】
なお、上記液晶パネルの液晶セルの位相差値は、３３０ｎｍであり、当該位相差値は、５５０ｎｍの波長を用いて測定した。
【００５５】
測定結果を下記表１−１〜表１−５に示した。なお、図２は、本実施例１のＥＣＢ−ＬＣＤにおける視野角特性を示すもので、動径角０〜３６０°、方位角０〜８０°の範囲における明暗比が示されている。破線（−・−・−）で表示された部分は、明暗比が１０：１以上の領域である。
【００５６】
【表１−１】
【００５７】
【表１−２】
【００５８】
【表１−３】
【００５９】
【表１−４】
【００６０】
【表１−５】
【００６１】
＜実施例２＞
バックライト／第１の偏光素子／第１の液晶フィルム／ＥＣＢ−ＬＣＤパネル／第２の液晶フィルム／第２の偏光素子の順に配列されたＥＣＢ−ＬＣＤの正面コントラスト比及び視野角特性を第１の液晶フィルムと第２の液晶フィルムの基材及び液晶層の面上位相差値により測定した。
【００６２】
上記第１の液晶フィルムとしては、厚さ２７０ｎｍの一軸延伸ＣＯＰフィルム（第１の基材）上に液晶をスプレイ配向（第１の液晶層）したフィルムを用いた。この際、上記第１の基材は、上記第１の偏光素子の吸収軸に対して光軸が６７．５°となるように配置され、上記第１の液晶層の光軸は、上記第１の偏光素子の吸収軸と同様に配置された。
【００６３】
上記第２の液晶フィルムとしては、厚さ２７０ｎｍの一軸延伸ＣＯＰフィルム（第２の基材）上にネマチック液晶を水平配向（第２の液晶層）したフィルムを用いた。この際、上記第２の基材は、光軸が上記第２の偏光素子の吸収軸に対して１５°の角度をなすように配置され、上記第２の液晶層は、光軸が上記第２の基材の光軸に対して６０°の角度をなすように配置された。
【００６４】
なお、上記液晶パネルの液晶セルの位相差値は、３３０ｎｍであり、当該位相差値は、５５０ｎｍの波長を用いて測定した。
【００６５】
測定結果を下記表２−１〜表２−７に示した。なお、図３は、本実施例２のＥＣＢ−ＬＣＤにおける視野角特性を示すもので、動径角０〜３６０°、方位角０〜８０°の範囲における明暗比が示されている。破線（−・−・−）で表示された部分は、明暗比が１０：１以上の領域である。
【００６６】
【表２−１】
【００６７】
【表２−２】
【００６８】
【表２−３】
【００６９】
【表２−４】
【００７０】
【表２−５】
【００７１】
【表２−６】
【００７２】
【表２−７】
【００７３】
＜比較例＞
比較のために、従来の補償フィルムを用いた場合のＥＣＢ−ＬＣＤの正面明暗比（正面ＣＲ）及び視野角を測定した。この際、上部偏光板の上に配置される補償フィルムとしては、面上位相差値が２７０ｎｍである１／２波長板と面上位相差値が１１０ｎｍである１／４波長板との組合体を用い、下部偏光板の下に配置される補償フィルムとしては、面上位相差値が２７０ｎｍである１／２波長板とスプレイ配向した液晶フィルムからなる１／４波長板との組合体を用いた。この際、上記上部偏光板の上に配置される補償フィルムにおいて、１／２波長板と１／４波長板の光軸は６０°の角度をなすように配置され、上記下部偏光板の下に配置される補償フィルムにおいて、１／２波長板と１／４波長板の光軸は６７．５°をなすように配置された。
【００７４】
上記のような従来の補償フィルムを用いるＥＣＢ−ＬＣＤの正面明暗比（正面ＣＲ）は、２３７：１であり、視野角特性は、下記表３に示す通りである。
【００７５】
【表３】
【００７６】
上記表１〜表３に示すように、実施例１及び２のＥＣＢ−ＬＣＤは、比較例のＥＣＢ−ＬＣＤに比べて同等以上の光学特性を有し、位相差フィルムと液晶フィルムとを一体化することにより、裁断損失を最小化し生産コストを節減することができるようにした。
【符号の説明】
【００７７】
１０ 液晶パネル
２０ 第１の偏光素子
３０ 第２の偏光素子
４０ 第１の液晶フィルム
５０ 第２の液晶フィルム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半透過反射型ＥＣＢ−ＬＣＤに関し、より詳細には、視野角と色特性に優れ、生産コストの低いＥＣＢ−ＬＣＤに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＥＣＢ−ＬＣＤ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｃｏｎｔｒｏｌｌａｂｌｅ Ｂｒｉｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）は、電気的に液晶の複屈折を調節する液晶表示装置である。一般に、従来のＥＣＢ−ＬＣＤは、透過部と反射部とからなる半透過反射型からなり、当該透過部は、暗い環境でバックライトを用いて画面が見られるように構成されており、反射部は、明るい環境で外光を用いて画面が見られるように構成されている。
【０００３】
このような半透過反射型ＬＣＤは、透過モードと反射モードにおいて光が同一の光路を通るように構成されなければならず、このため、液晶パネルと偏光板との間に無色性円偏光子（ＡＱＷＦ、Ａｃｈｒｏｍａｔｉｃ Ｑｕａｒｔｅｒ Ｗａｖｅ Ｆｉｌｍ）が付着される。上記無色性円偏光子は、相違する位相差値及び光軸を有する二枚の位相差フィルムを組み合わせて形成されることができ、この際、上記二枚の位相差フィルムは、光軸が約３０〜８０°の角度をなすように付着される。
【０００４】
しかしながら、このような従来のＥＣＢ−ＬＣＤは、光源側偏光板に付着される位相差フィルムと視聴者側偏光板に付着される位相差フィルムがなす角度がそれぞれ異なり、位相差フィルム間の夾角が非常に大きいため、単板で積層して製作する場合、フィルムの損失が非常に大きく、工程が複雑で不良率が高く、製作コストが高いという問題があった。
【０００５】
従来技術の場合、一般に位相差フィルムの光軸が縦軸方向に製作され、偏光板と位相差フィルムの光軸がなす角度で裁断し合板して製作する過程を経る。例えば、偏光板の吸収軸に対し、第一の位相差フィルム（λ／２）が１５°をなし、第二の位相差フィルム（λ／４）が７５°をなす場合、当該二枚のフィルムをそれぞれ光軸が１５°及び７５°となるように裁断しなければならない。この際、裁断角度が偏光板の吸収軸に対してそれぞれ１５°及び７５°となるため、多数のフィルム損失が生じ、原材料コスト及び製造コストが上昇するようになる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記のような問題点を解決するためのもので、構造が単純で製作が容易であり、生産コストが低く、且つ視野角特性及び色特性に優れたＥＣＢ−ＬＣＤを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施形態によると、第１の基板と、第２の基板と、当該第１の基板と当該第２の基板との間に介在される正の誘電率異方性を有する液晶を含みセルのギャップが１〜５μｍでありＥＣＢモードで駆動される液晶セルと、を含む液晶パネルと；上記第１の基板の上部に位置し第１の吸収軸を有する第１の偏光素子と；上記第２の基板の下部に位置し第２の吸収軸を有する第２の偏光素子と；上記第１の基板と上記第１の偏光素子との間に介在される第１の液晶フィルムと；上記第２の基板と上記第２の偏光素子との間に介在される第２の液晶フィルムと；を含み、上記第１の液晶フィルムは、第１の基材と、当該第１の基材の上にネマチック液晶が面上方向から厚さ方向に最大傾斜角が２０〜９０°となるようにスプレイ配向してなる第１の液晶層と、を含み、上記第２の液晶フィルムは、第２の基材と、当該第２の基材の上にネマチック液晶が水平配向してなる第２の液晶層と、を含む、ＥＣＢ−ＬＣＤ装置を提供する。
【０００８】
上記第１の基材及び／又は上記第２の基材は、一軸性位相差フィルム、負の二軸性位相差フィルム又は等方性フィルムであることができる。上記一軸性位相差フィルムは、例えば、一軸延伸ＣＯＰ（Ｃｙｃｌｏ Ｏｌｅｆｉｎ Ｐｏｌｙｍｅｒ）フィルム、一軸延伸ＰＣ（Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）フィルム及び一軸延伸アクリレートフィルムからなる群から選択される１重であり、上記二軸性位相差フィルムは、例えば、二軸延伸ＣＯＰ（Ｃｙｃｌｏ Ｏｌｅｆｉｎ Ｐｏｌｙｍｅｒ）フィルム、一軸延伸ＴＡＣ（ＴｒｉＡｃｅｔｙｌ Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）フィルム、二軸延伸ＰＣ（Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）フィルム及び二軸延伸ＰＭＭＡフィルムからなる群から選択される１重であり、上記等方性フィルムは、例えば、無延伸ＣＯＰ（Ｃｙｃｌｏ Ｏｌｅｆｉｎ Ｐｏｌｙｍｅｒ）フィルム、無延伸アクリレートフィルム及び無延伸ＰＭＭＡフィルムからなる群から選択される１重であることができる。
【０００９】
上記第１の基材及び／又は上記第２の基材として一軸性位相差フィルムを用いる場合、当該一軸性位相差フィルムは、５５０ｎｍの波長で面上位相差値が２００〜３００ｎｍ程度であることが好ましい。
【００１０】
上記第１の基材及び／又は上記第２の基材として負の二軸性位相差フィルムを用いる場合、当該二軸性位相差フィルムは、５５０ｎｍの波長で面上位相差値が２００〜３００ｎｍ程度であり、厚さ方向位相差値が−５〜−１００ｎｍ程度であることが好ましい。
【００１１】
上記第１の液晶層の面上位相差値は、５０〜１５０ｎｍ程度であることが好ましく、上記第２の液晶層の面上位相差値は、５０〜１５０ｎｍ程度であることが好ましい。
【００１２】
この場合、上記第１の基材の光軸と上記第１の液晶層の光軸がなす角度は、４０〜８０°又は−４０〜−８０°程度であることが好ましく、上記第２の基材と第２の液晶層の光軸がなす角度は、４０〜８０°又は−４０〜−８０°程度であることが好ましい。
【００１３】
上記第１の基材と上記第１の液晶層との間及び／又は上記第２の基材と上記第２の液晶層との間には、配向膜がさらに含まれることができ、この際、当該配向膜は、アクリル系配向膜や、ポリノルボルネン系シアネート又はポリイミド系シアネートを含む光配向膜であることができる。
【００１４】
上記第１の偏光素子と上記第１の液晶フィルムとの間及び上記第２の偏光素子と上記第２の液晶フィルムとの間には、内部保護フィルムが挿入されることができる。
【００１５】
本発明の他の実施形態によると、第１の基板と、第２の基板と、当該第１の基板と当該第２の基板との間に介在される正の誘電率異方性を有する液晶を含みセルのギャップが１〜５μｍでありＥＣＢモードで駆動される液晶セルと、を含む液晶パネルと；上記第１の基板の上部に位置し第１の吸収軸を有する第１の偏光素子と；上記第２の基板の下部に位置し第２の吸収軸を有する第２の偏光素子と；上記第１の基板と上記第１の偏光素子との間に介在される第１の液晶フィルムと；上記第２の基板と上記第２の偏光素子との間に介在される第２の液晶フィルムと；を含み、上記第１の液晶フィルムは、５５０ｎｍの波長で面上位相差値が２００〜３００ｎｍの一軸性位相差フィルムからなる第１の基材と、当該第１の基材の上にネマチック液晶が面上方向から厚さ方向に最大傾斜角が２０〜９０°となるようにスプレイ配向してなり当該第１の基材の光軸と４０〜８０°又は−４０〜−８０°の角度をなす光軸を有し面上位相差値が５０〜１５０ｎｍの第１の液晶層と、を含み、上記第２の液晶フィルムは、５５０ｎｍの波長で面上位相差値が２００〜３００ｎｍの一軸性位相差フィルムからなる第２の基材と、当該第２の基材の上にネマチック液晶が水平配向してなり当該第２の基材の光軸と４０〜８０°又は−４０〜−８０°の角度をなす光軸を有し面上位相差値が５０〜１５０ｎｍの第２の液晶層と、を含む、ＥＣＢ−ＬＣＤ装置を提供する。
【００１６】
上記第１の偏光素子と上記第１の液晶フィルムとの間及び上記第２の偏光素子と上記第２の液晶フィルムとの間には、内部保護フィルムが挿入されることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のＥＣＢ−ＬＣＤは、その構造が単純で製作が容易であり、生産コストが低くて価格競争力に優れ、且つ従来に比べて視野角及び色特性に優れている。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明のＥＣＢ−ＬＣＤの構造を示す図である。
【図２】本発明の実施例１のＥＣＢ−ＬＣＤの視野角特性を示す図である。
【図３】本発明の実施例２のＥＣＢ−ＬＣＤの視野角特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照して本発明をより具体的に説明する。
【００２０】
図１には、本発明のＥＣＢ−ＬＣＤの構成が概略的に示されている。図１に示されるように、本発明のＥＣＢ−ＬＣＤは、液晶パネル１０と、第１の偏光素子２０と、第２の偏光素子３０と、第１の液晶フィルム４０と、第２の液晶フィルム５０と、を含んでなる。
【００２１】
本発明のＥＣＢ−ＬＣＤの各構成要素を詳述する。
【００２２】
（１）液晶パネル１０
本発明の液晶パネル１０は、ＥＣＢモードで作動される半透過反射型液晶パネルで、当該技術分野で用いられる一般のＥＣＢモードの半透過反射型液晶パネルであれば特に制限されるものではない。
【００２３】
例えば、本発明の液晶パネル１０は、一定の間隔をおいて対向配置される第１及び第２の基板１２、１６と、当該第１の基板１２と当該第２の基板１６との間に介在される液晶セル１４と、を含んでなり、この際、上記第１及び第２の基板１２、１６には上記液晶セル１４を駆動するための電極等の動作素子が形成され、上記液晶セル１４には正の誘電率異方性（Δε＞０）を有する液晶が注入され、上記液晶セル１４のギャップは１〜５μｍ程度であることができる。
【００２４】
（２）第１の偏光素子２０及び第２の偏光素子３０
第１の偏光素子２０は、上記液晶パネル１０の第１の基板１２の上部に位置し、第２の偏光素子３０は、上記液晶パネル１０の第２の基板１６の下部に位置する。上記第１の偏光素子２０及び上記第２の偏光素子３０は、上記液晶セル１４の駆動に応じて特定方向に偏光された光を透過させるか又は遮断することにより明又は暗を具現するようにするためのもので、当該第１の偏光素子の吸収軸と当該第２の偏光素子の吸収軸は、一般に８０〜１２０°の角度をなすように配置される。
【００２５】
本発明において、上記第１の偏光素子２０及び上記第２の偏光素子３０は、保護フィルムなしに偏光フィルムのみからなっていても良く、偏光素子の一面又は両面に保護フィルムが付着されていても良い。この際、上記保護フィルムとしては、当該技術分野で一般に用いられる保護フィルム、例えば、ＴＡＣフィルム、ＰＥフィルム、ＰＥＴフィルム等を用いることができる。
【００２６】
（３）第１の液晶フィルム４０及び第２の液晶フィルム５０
第１の液晶フィルム４０及び第２の液晶フィルム５０は、半透過反射機能を具現すると共にＥＣＢ−ＬＣＤの視野角及び色特性を補償するための補償フィルムである。上記半透過反射機能は、λ／２位相差板とλ／４位相差板とを組み合わせることで具現されることができる。一方、一般にＥＣＢ−ＬＣＤの場合、暗状態で傾斜角で光漏れが生じて視野角特性が低下するが、このような光漏れは、傾斜角で液晶セルと偏光板とが直交していないことから生じる。このような光漏れが生じると、明暗比が低下し色変化を誘発して視野角特性が落ちる。したがって、本発明では、偏光素子と液晶セルとの間に、視野角補償機能を行うことができる第１の液晶フィルム４０と第２の液晶フィルム５０とを挿入することにより、上述した問題点を解決した。
【００２７】
本発明では、２種の液晶フィルムを用い、便宜上、第１の偏光素子と第１の基板との間に挿入される液晶フィルムを第１の液晶フィルムといい、第２の偏光素子と第２の偏光板との間に挿入される液晶フィルムを第２の液晶フィルムという。
【００２８】
まず、第１の液晶フィルム４０について説明する。上記第１の液晶フィルム４０は、上述したように第１の基板１２と第１の偏光素子２０との間に介在され、第１の基材４２と当該第１の基材４２の一面に形成される第１の液晶層４４とからなる。
【００２９】
上記第１の基材４２は、正の一軸性位相差フィルム、負の二軸性位相差フィルム及び等方性フィルムのいずれか一つからなることができる。なお、上記正の一軸性位相差フィルムとは、ｘ軸方向の屈折率をｎｘ、ｙ軸方向の屈折率をｎｙ、ｚ軸方向の屈折率をｎｚというと、ｎｘ＞ｎｙ＝ｎｚを満足するフィルムをいい、上記負の二軸性位相差フィルムとは、ｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚを満足するフィルムをいい、上記等方性フィルムとは、ｎｘ＝ｎｙ＝ｎｚを満足するフィルムをいう。
【００３０】
この際、上記一軸性位相差フィルムとしては、例えば、一軸延伸ＣＯＰ（Ｃｙｃｌｏ Ｏｌｅｆｉｎ Ｐｏｌｙｍｅｒ）フィルム、一軸延伸ＰＣ（Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）フィルム又は一軸延伸アクリレートフィルムを用いることができる。上記第１の基材として一軸性位相差フィルムを用いる場合、当該一軸性位相差フィルムは、５５０ｎｍの波長で面上位相差値が２００〜３００ｎｍ程度であることが好ましい。
【００３１】
上記二軸性位相差フィルムとしては、例えば、二軸延伸ＣＯＰ（Ｃｙｃｌｏ Ｏｌｅｆｉｎ Ｐｏｌｙｍｅｒ）フィルム、一軸延伸ＴＡＣ（ＴｒｉＡｃｅｔｙｌ Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）フィルム、二軸延伸ＰＣ（Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）フィルム又は二軸延伸ＰＭＭＡフィルムを用いることができる。上記第１の基材として二軸性位相差フィルムを用いる場合、当該二軸性位相差フィルムは、５５０ｎｍの波長で面上位相差値が２００〜３００ｎｍ程度であり、厚さ方向位相差値が−５〜−１００ｎｍ程度であることが好ましい。
【００３２】
上記等方性フィルムとしては、例えば、無延伸ＣＯＰ（Ｃｙｃｌｏ Ｏｌｅｆｉｎ Ｐｏｌｙｍｅｒ）フィルム、無延伸アクリレートフィルム又は無延伸ＰＭＭＡフィルムを用いることができる。
【００３３】
上記第１の液晶層４４は、上記第１の基材４２の上にネマチック液晶をスプレイ配向して形成される。スプレイ配向したネマチック液晶では、ディレクター（ｄｉｒｅｃｔｏｒ）が厚さ方向に連続的に変わるため、液晶ディレクターの配向が定義できるパラメーターが要求される。スプレイ配向したネマチック液晶のプレチルト角（ｐｒｅｔｉｌｔ ａｎｇｌｅ）をθ１といい、最大傾斜角（ｍａｘｉｕｍ ｔｉｌｔ ａｎｇｌｅ）をθ２といい、プレチルト角と最大傾斜角との間にネマチック液晶分布を記述するディレクタープロファイル係数をαといい、液晶層がディレクター分布の異なるＮ個の層からなると仮定すると、上記第１の液晶層は、下記式１で定義されることができる。
【００３４】
［数１］
θ（ｉ）＝（ｄ×ｉ／Ｎ）α×（θ２−θ１）＋θ１
【００３５】
上記式１中、θ（ｉ）は、厚さによる傾斜角の変化を示すためのもので、０からｄまでをＮ個の層に分ける時、ｉ番目層における傾斜角分布を意味する。例えば、θ（３）は、液晶層をＮ個の層に分ける時、３番目層における傾斜角分布を意味する。
【００３６】
上記式１では、α値が１であれば、液晶のディレクター分布（液晶分子の傾斜角分布）が一定の線形分布を示し、１より小さければ、液晶のディレクター分布が初期には緩やかに上昇し最大傾斜角近傍では急激に変化することを示し、１より大きければ、液晶のディレクター分布が初期には急激に変化し最大傾斜角近傍では緩やかに変化することを示す。
【００３７】
上記液晶のディレクター分布は、ＥＣＢ−ＬＣＤの視野角補償フィルムの光特性を決め、角度による位相差分布及び各視野角における光軸を決める重要な値である。
【００３８】
本発明において、上記第１の液晶層は、液晶のチルト角が面上方向から厚さ方向に最大傾斜角θ２が２０°以上、好ましくは２０〜９０°程度となるようにスプレイ配向することが好ましい。上記最大傾斜角が２０°未満の場合は、視野角補償機能が微弱であるためである。
【００３９】
また、上記第１の液晶層は、平均傾斜角が３５°以上、好ましくは３５〜９０°となるようにスプレイ配向することが好ましい。ここで、平均傾斜角とは、プレチルト角、中間傾斜角及び最大傾斜角の平均値をいう。例えば、１μｍでコーティングされた液晶フィルムを三つの層に分ける場合、プレチルト角を２°、第一の層の傾斜角を３°、第二の層の傾斜角を４°、第三の層の傾斜角を５°とすると、平均傾斜角は、（２＋３＋４＋５）／４＝３．５°である。上記平均傾斜角が３５°未満であると、ＥＣＢ−ＬＣＤの視野角補償機能が顕著に低下する。
【００４０】
また、上記第１の液晶層は、５０〜１５０ｎｍ程度の面上位相差値を有することが好ましく、上記第１の基材の光軸と上記第１の液晶層の光軸がなす角度は、４０〜８０°又は−４０〜−８０°程度であることが好ましい。上記第１の液晶層の面上位相差値及び光軸が上記値の範囲を満足する場合、無色性円偏光子（ＡＱＷＦ、Ａｃｈｒｏｍａｔｉｃ Ｑｕａｒｔｅｒ Ｗａｖｅ Ｆｉｌｍ）の機能を円滑に行うことができるためである。
【００４１】
この際、上記面上位相差値（Ｒｉｎ）は、下記式２で定義される値である。下記式２中、ｄは、液晶層の厚さ、ｎｘは、ｘ軸方向の屈折率、ｎｙは、ｙ軸方向の屈折率を意味する。
【００４２】
［数２］
Ｒｉｎ＝ｄ×（ｎｘ−ｎｙ）
【００４３】
次に、第２の液晶フィルム５０について説明する。上記第２の液晶フィルム５０は、第２の基板１６と第２の偏光素子３０との間に介在され、第２の基材５２と当該第２の基材５２の一面に形成される第２の液晶層５４とからなる。
【００４４】
上記第２の基材５２は、上述した第１の基材４２と同様に正の一軸性位相差フィルム、負の二軸性位相差フィルム及び等方性フィルムのいずれか一つからなることができ、当該正の一軸性位相差フィルム、当該負の二軸性位相差フィルム及び当該等方性フィルムの詳細は、上述した第１の基材と同様である。
【００４５】
上記第２の液晶層５４は、ネマチック液晶が水平配向してなり、正の面上位相差値を有する。上記第２の液晶層５４の面上位相差値は、第２の基材の種類等に応じて変わるが、一般に５０〜１５０ｎｍ程度であることが好ましい。
【００４６】
基材に応じて、無色性円偏光板が作られる適正値は少しずつ変わるが、無色性円偏光子が作られる位相差の範囲は５０〜１５０ｎｍとほぼ同一である。
【００４７】
この場合、上記第２の基材の面上方向の光軸と上記第２の液晶層の光軸がなす角度は、±４０〜±８０°程度であることが好ましい。
【００４８】
上記第１の液晶フィルム及び上記第２の液晶フィルムは、それぞれ基材と液晶層との間に液晶層に配向を与えるための配向膜をさらに含むことができる。本発明では、便宜上、第１の基材と第１の液晶層との間に挿入される配向膜を第１の配向膜といい、第２の基材と第２の液晶層との間に挿入される配向膜を第２の配向膜という。上記第１の配向膜及び／又は上記第２の配向膜としては、当該技術分野で一般に用いられる配向膜、例えば、ラビング配向膜や光配向膜を用いることができ、より具体的には、アクリル系配向膜等のラビング配向膜や、ポリノルボルネン系シアネート又はポリイミド系シアネートを含む光配向膜等を用いることができる。
【００４９】
上記のように構成された本発明のＥＣＢ−ＬＣＤ装置の場合、基材フィルム上に液晶層が形成された液晶フィルムを補償フィルムとして用いるため、従来のように二枚の位相差フィルムを角度を合わせて合板する工程を行う必要がなく、その結果、従来に比べて製造が容易であり製造コストも低いという長所がある。また、上記のように構成された本発明のＥＣＢ−ＬＣＤは、従来のＥＣＢ−ＬＣＤに比べて視野角及び色特性に優れている。
【実施例】
【００５０】
以下、具体的な実施例を示して本発明をより詳細に説明する。
【００５１】
＜実施例１＞
バックライト／第１の偏光素子／第１の内部保護フィルム／第１の液晶フィルム／ＥＣＢ−ＬＣＤパネル／第２の液晶フィルム／第２の内部保護フィルム／第２の偏光素子の順に配列されたＥＣＢ−ＬＣＤの正面コントラスト比及び視野角特性を第１の液晶フィルムと第２の液晶フィルムの基材及び液晶層の面上位相差値により測定した。
【００５２】
上記第１の内部保護フィルムとしては、厚さ方向位相差値が−３０ｎｍである厚さ５０μｍのＴＡＣフィルムを用い、上記第１の液晶フィルムとしては、厚さ２７０ｎｍの一軸延伸ＣＯＰフィルム（第１の基材）上に液晶をスプレイ配向したフィルムを用いた。この際、上記第１の偏光素子と上記第１の基材の光軸は−１５°、上記第１の基材と上記第１の液晶層の光軸は６０°の角度をなすように構成されている。
【００５３】
上記第２の内部保護フィルムとしては、厚さ方向位相差値が−３０ｎｍである厚さ５０μｍのＴＡＣフィルムを用い、上記第２の液晶フィルムとしては、厚さ２７０ｎｍの一軸延伸ＣＯＰフィルム（第２の基材）上にネマチック液晶を水平配向したフィルムを用いた。この際、上記第２の偏光素子と上記第２の基材の光軸は６７．５°、上記第２の基材の光軸と上記第２の液晶層の光軸は−６７．５°の角度をなすように構成されている。
【００５４】
なお、上記液晶パネルの液晶セルの位相差値は、３３０ｎｍであり、当該位相差値は、５５０ｎｍの波長を用いて測定した。
【００５５】
測定結果を下記表１−１〜表１−５に示した。なお、図２は、本実施例１のＥＣＢ−ＬＣＤにおける視野角特性を示すもので、動径角０〜３６０°、方位角０〜８０°の範囲における明暗比が示されている。破線（−・−・−）で表示された部分は、明暗比が１０：１以上の領域である。
【００５６】
【表１−１】
【００５７】
【表１−２】
【００５８】
【表１−３】
【００５９】
【表１−４】
【００６０】
【表１−５】
【００６１】
＜実施例２＞
バックライト／第１の偏光素子／第１の液晶フィルム／ＥＣＢ−ＬＣＤパネル／第２の液晶フィルム／第２の偏光素子の順に配列されたＥＣＢ−ＬＣＤの正面コントラスト比及び視野角特性を第１の液晶フィルムと第２の液晶フィルムの基材及び液晶層の面上位相差値により測定した。
【００６２】
上記第１の液晶フィルムとしては、厚さ２７０ｎｍの一軸延伸ＣＯＰフィルム（第１の基材）上に液晶をスプレイ配向（第１の液晶層）したフィルムを用いた。この際、上記第１の基材は、上記第１の偏光素子の吸収軸に対して光軸が６７．５°となるように配置され、上記第１の液晶層の光軸は、上記第１の偏光素子の吸収軸と同様に配置された。
【００６３】
上記第２の液晶フィルムとしては、厚さ２７０ｎｍの一軸延伸ＣＯＰフィルム（第２の基材）上にネマチック液晶を水平配向（第２の液晶層）したフィルムを用いた。この際、上記第２の基材は、光軸が上記第２の偏光素子の吸収軸に対して１５°の角度をなすように配置され、上記第２の液晶層は、光軸が上記第２の基材の光軸に対して６０°の角度をなすように配置された。
【００６４】
なお、上記液晶パネルの液晶セルの位相差値は、３３０ｎｍであり、当該位相差値は、５５０ｎｍの波長を用いて測定した。
【００６５】
測定結果を下記表２−１〜表２−７に示した。なお、図３は、本実施例２のＥＣＢ−ＬＣＤにおける視野角特性を示すもので、動径角０〜３６０°、方位角０〜８０°の範囲における明暗比が示されている。破線（−・−・−）で表示された部分は、明暗比が１０：１以上の領域である。
【００６６】
【表２−１】
【００６７】
【表２−２】
【００６８】
【表２−３】
【００６９】
【表２−４】
【００７０】
【表２−５】
【００７１】
【表２−６】
【００７２】
【表２−７】
【００７３】
＜比較例＞
比較のために、従来の補償フィルムを用いた場合のＥＣＢ−ＬＣＤの正面明暗比（正面ＣＲ）及び視野角を測定した。この際、上部偏光板の上に配置される補償フィルムとしては、面上位相差値が２７０ｎｍである１／２波長板と面上位相差値が１１０ｎｍである１／４波長板との組合体を用い、下部偏光板の下に配置される補償フィルムとしては、面上位相差値が２７０ｎｍである１／２波長板とスプレイ配向した液晶フィルムからなる１／４波長板との組合体を用いた。この際、上記上部偏光板の上に配置される補償フィルムにおいて、１／２波長板と１／４波長板の光軸は６０°の角度をなすように配置され、上記下部偏光板の下に配置される補償フィルムにおいて、１／２波長板と１／４波長板の光軸は６７．５°をなすように配置された。
【００７４】
上記のような従来の補償フィルムを用いるＥＣＢ−ＬＣＤの正面明暗比（正面ＣＲ）は、２３７：１であり、視野角特性は、下記表３に示す通りである。
【００７５】
【表３】
【００７６】
上記表１〜表３に示すように、実施例１及び２のＥＣＢ−ＬＣＤは、比較例のＥＣＢ−ＬＣＤに比べて同等以上の光学特性を有し、位相差フィルムと液晶フィルムとを一体化することにより、裁断損失を最小化し生産コストを節減することができるようにした。
【符号の説明】
【００７７】
１０ 液晶パネル
２０ 第１の偏光素子
３０ 第２の偏光素子
４０ 第１の液晶フィルム
５０ 第２の液晶フィルム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基板と、第２の基板と、当該第１の基板と当該第２の基板との間に介在される正の誘電率異方性を有する液晶を含みセルのギャップが１〜５μｍでありＥＣＢモードで駆動される液晶セルと、を含む液晶パネルと、
前記第１の基板の上部に位置し第１の吸収軸を有する第１の偏光素子と、
前記第２の基板の下部に位置し第２の吸収軸を有する第２の偏光素子と、
前記第１の基板と前記第１の偏光素子との間に介在される第１の液晶フィルムと、
前記第２の基板と前記第２の偏光素子との間に介在される第２の液晶フィルムと
を含み、
前記第１の液晶フィルムは、第１の基材と、当該第１の基材の一面にネマチック液晶が面上方向から厚さ方向に最大傾斜角が２０〜９０°となるようにスプレイ配向してなる第１の液晶層と、を含み、
前記第２の液晶フィルムは、第２の基材と、当該第２の基材の一面にネマチック液晶が水平配向してなる第２の液晶層と、を含む、ＥＣＢ−ＬＣＤ装置。
【請求項２】
前記第１の基材又は前記第２の基材は、一軸性位相差フィルム、負の二軸性位相差フィルム又は等方性フィルムである、請求項１に記載のＥＣＢ−ＬＣＤ装置。
【請求項３】
前記一軸性位相差フィルムは、一軸延伸ＣＯＰ（Ｃｙｃｌｏ Ｏｌｅｆｉｎ Ｐｏｌｙｍｅｒ）フィルム、一軸延伸ＰＣ（Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）フィルム及び一軸延伸アクリレートフィルムからなる群から選択される１重である、請求項２に記載のＥＣＢ−ＬＣＤ装置。
【請求項４】
前記負の二軸性位相差フィルムは、二軸延伸ＣＯＰ（Ｃｙｃｌｏ Ｏｌｅｆｉｎ Ｐｏｌｙｍｅｒ）フィルム、一軸延伸ＴＡＣ（ＴｒｉＡｃｅｔｙｌ Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）フィルム、二軸延伸ＰＣ（Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）フィルム及び二軸延伸ＰＭＭＡフィルムからなる群から選択される１重である、請求項２に記載のＥＣＢ−ＬＣＤ装置。
【請求項５】
前記二軸性位相差フィルムは、５５０ｎｍの波長で面上位相差値が２００〜３００ｎｍであり、厚さ方向位相差値が−５〜−１００ｎｍである、請求項４に記載のＥＣＢ−ＬＣＤ装置。
【請求項６】
前記等方性フィルムは、無延伸ＣＯＰ（Ｃｙｃｌｏ Ｏｌｅｆｉｎ Ｐｏｌｙｍｅｒ）フィルム、無延伸アクリレートフィルム及び無延伸ＰＭＭＡフィルムからなる群から選択される１重である、請求項２に記載のＥＣＢ−ＬＣＤ装置。
【請求項７】
前記一軸性位相差フィルムは、５５０ｎｍの波長で面上位相差値が２００〜３００ｎｍである、請求項２に記載のＥＣＢ−ＬＣＤ装置。
【請求項８】
前記第１の液晶層及び前記第２の液晶層は、５５０ｎｍの波長で面上位相差値が５０〜１５０ｎｍである、請求項１に記載のＥＣＢ−ＬＣＤ装置。
【請求項９】
前記第１の基材と前記第１の液晶層の光軸がなす角度が４０〜８０°又は−４０〜−８０°である、請求項１に記載のＥＣＢ−ＬＣＤ装置。
【請求項１０】
前記第２の基材と前記第２の液晶層の光軸がなす角度が４０〜８０°又は−４０〜−８０°である、請求項１に記載のＥＣＢ−ＬＣＤ装置。
【請求項１１】
前記第１の基材と前記第１の液晶層との間には、第１の配向膜が含まれる、請求項１に記載のＥＣＢ−ＬＣＤ装置。
【請求項１２】
前記第２の基材と前記第２の液晶層との間には、第２の配向膜が含まれる、請求項１に記載のＥＣＢ−ＬＣＤ装置。
【請求項１３】
前記第１の配向膜又は前記第２の配向膜は、アクリル系配向膜である、請求項１１又は１２に記載のＥＣＢ−ＬＣＤ装置。
【請求項１４】
前記第１の配向膜又は前記第２の配向膜は、光配向膜である、請求項１１又は１２に記載のＥＣＢ−ＬＣＤ装置。
【請求項１５】
前記光配向膜は、ポリノルボルネン系シアネート又はポリイミド系シアネートを含む、請求項１４に記載のＥＣＢ−ＬＣＤ装置。
【請求項１６】
前記第１の偏光素子と前記第１の液晶フィルムとの間及び前記第２の偏光素子と前記第２の液晶フィルムとの間には、内部保護フィルムが挿入される、請求項１に記載のＥＣＢ−ＬＣＤ装置。
【請求項１７】
前記第１の液晶層は、液晶の平均傾斜角が３５°以上である、請求項１に記載のＥＣＢ−ＬＣＤ装置。
【請求項１８】
第１の基板と、第２の基板と、当該第１の基板と当該第２の基板との間に介在される正の誘電率異方性を有する液晶を含みセルのギャップが１〜５μｍでありＥＣＢモードで駆動される液晶セルと、を含む液晶パネルと、
前記第１の基板の上部に位置し第１の吸収軸を有する第１の偏光素子と、
前記第２の基板の下部に位置し第２の吸収軸を有する第２の偏光素子と、
前記第１の基板と前記第１の偏光素子との間に介在される第１の液晶フィルムと、
前記第２の基板と前記第２の偏光素子との間に介在される第２の液晶フィルムと
を含み、
前記第１の液晶フィルムは、５５０ｎｍの波長で面上位相差値が２００〜３００ｎｍの一軸性位相差フィルムからなる第１の基材と、当該第１の基材の上にネマチック液晶が面上方向から厚さ方向に最大傾斜角が２０〜９０°となるようにスプレイ配向してなり当該第１の基材の光軸と４０〜８０°又は−４０〜−８０°の角度をなす光軸を有し面上位相差値が５０〜１５０ｎｍの第１の液晶層と、を含み、
前記第２の液晶フィルムは、５５０ｎｍの波長で面上位相差値が２００〜３００ｎｍの一軸性位相差フィルムからなる第２の基材と、当該第２の基材の上にネマチック液晶が水平配向してなり当該第２の基材の光軸と４０〜８０°又は−４０〜−８０°の角度をなす光軸を有し面上位相差値が５０〜１５０ｎｍの第２の液晶層と、を含む、ＥＣＢ−ＬＣＤ装置。
【請求項１９】
前記第１の偏光素子と前記第１の液晶フィルムとの間及び前記第２の偏光素子と前記第２の液晶フィルムとの間には、内部保護フィルムが挿入される、請求項１８に記載のＥＣＢ−ＬＣＤ装置。
【請求項２０】
前記第１の液晶層は、液晶の平均傾斜角が３５°以上である、請求項１８に記載のＥＣＢ−ＬＣＤ装置。
【請求項１】
第１の基板と、第２の基板と、当該第１の基板と当該第２の基板との間に介在される正の誘電率異方性を有する液晶を含みセルのギャップが１〜５μｍでありＥＣＢモードで駆動される液晶セルと、を含む液晶パネルと、
前記第１の基板の上部に位置し第１の吸収軸を有する第１の偏光素子と、
前記第２の基板の下部に位置し第２の吸収軸を有する第２の偏光素子と、
前記第１の基板と前記第１の偏光素子との間に介在される第１の液晶フィルムと、
前記第２の基板と前記第２の偏光素子との間に介在される第２の液晶フィルムと
を含み、
前記第１の液晶フィルムは、第１の基材と、当該第１の基材の一面にネマチック液晶が面上方向から厚さ方向に最大傾斜角が２０〜９０°となるようにスプレイ配向してなる第１の液晶層と、を含み、
前記第２の液晶フィルムは、第２の基材と、当該第２の基材の一面にネマチック液晶が水平配向してなる第２の液晶層と、を含む、ＥＣＢ−ＬＣＤ装置。
【請求項２】
前記第１の基材又は前記第２の基材は、一軸性位相差フィルム、負の二軸性位相差フィルム又は等方性フィルムである、請求項１に記載のＥＣＢ−ＬＣＤ装置。
【請求項３】
前記一軸性位相差フィルムは、一軸延伸ＣＯＰ（Ｃｙｃｌｏ Ｏｌｅｆｉｎ Ｐｏｌｙｍｅｒ）フィルム、一軸延伸ＰＣ（Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）フィルム及び一軸延伸アクリレートフィルムからなる群から選択される１重である、請求項２に記載のＥＣＢ−ＬＣＤ装置。
【請求項４】
前記負の二軸性位相差フィルムは、二軸延伸ＣＯＰ（Ｃｙｃｌｏ Ｏｌｅｆｉｎ Ｐｏｌｙｍｅｒ）フィルム、一軸延伸ＴＡＣ（ＴｒｉＡｃｅｔｙｌ Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）フィルム、二軸延伸ＰＣ（Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）フィルム及び二軸延伸ＰＭＭＡフィルムからなる群から選択される１重である、請求項２に記載のＥＣＢ−ＬＣＤ装置。
【請求項５】
前記二軸性位相差フィルムは、５５０ｎｍの波長で面上位相差値が２００〜３００ｎｍであり、厚さ方向位相差値が−５〜−１００ｎｍである、請求項４に記載のＥＣＢ−ＬＣＤ装置。
【請求項６】
前記等方性フィルムは、無延伸ＣＯＰ（Ｃｙｃｌｏ Ｏｌｅｆｉｎ Ｐｏｌｙｍｅｒ）フィルム、無延伸アクリレートフィルム及び無延伸ＰＭＭＡフィルムからなる群から選択される１重である、請求項２に記載のＥＣＢ−ＬＣＤ装置。
【請求項７】
前記一軸性位相差フィルムは、５５０ｎｍの波長で面上位相差値が２００〜３００ｎｍである、請求項２に記載のＥＣＢ−ＬＣＤ装置。
【請求項８】
前記第１の液晶層及び前記第２の液晶層は、５５０ｎｍの波長で面上位相差値が５０〜１５０ｎｍである、請求項１に記載のＥＣＢ−ＬＣＤ装置。
【請求項９】
前記第１の基材と前記第１の液晶層の光軸がなす角度が４０〜８０°又は−４０〜−８０°である、請求項１に記載のＥＣＢ−ＬＣＤ装置。
【請求項１０】
前記第２の基材と前記第２の液晶層の光軸がなす角度が４０〜８０°又は−４０〜−８０°である、請求項１に記載のＥＣＢ−ＬＣＤ装置。
【請求項１１】
前記第１の基材と前記第１の液晶層との間には、第１の配向膜が含まれる、請求項１に記載のＥＣＢ−ＬＣＤ装置。
【請求項１２】
前記第２の基材と前記第２の液晶層との間には、第２の配向膜が含まれる、請求項１に記載のＥＣＢ−ＬＣＤ装置。
【請求項１３】
前記第１の配向膜又は前記第２の配向膜は、アクリル系配向膜である、請求項１１又は１２に記載のＥＣＢ−ＬＣＤ装置。
【請求項１４】
前記第１の配向膜又は前記第２の配向膜は、光配向膜である、請求項１１又は１２に記載のＥＣＢ−ＬＣＤ装置。
【請求項１５】
前記光配向膜は、ポリノルボルネン系シアネート又はポリイミド系シアネートを含む、請求項１４に記載のＥＣＢ−ＬＣＤ装置。
【請求項１６】
前記第１の偏光素子と前記第１の液晶フィルムとの間及び前記第２の偏光素子と前記第２の液晶フィルムとの間には、内部保護フィルムが挿入される、請求項１に記載のＥＣＢ−ＬＣＤ装置。
【請求項１７】
前記第１の液晶層は、液晶の平均傾斜角が３５°以上である、請求項１に記載のＥＣＢ−ＬＣＤ装置。
【請求項１８】
第１の基板と、第２の基板と、当該第１の基板と当該第２の基板との間に介在される正の誘電率異方性を有する液晶を含みセルのギャップが１〜５μｍでありＥＣＢモードで駆動される液晶セルと、を含む液晶パネルと、
前記第１の基板の上部に位置し第１の吸収軸を有する第１の偏光素子と、
前記第２の基板の下部に位置し第２の吸収軸を有する第２の偏光素子と、
前記第１の基板と前記第１の偏光素子との間に介在される第１の液晶フィルムと、
前記第２の基板と前記第２の偏光素子との間に介在される第２の液晶フィルムと
を含み、
前記第１の液晶フィルムは、５５０ｎｍの波長で面上位相差値が２００〜３００ｎｍの一軸性位相差フィルムからなる第１の基材と、当該第１の基材の上にネマチック液晶が面上方向から厚さ方向に最大傾斜角が２０〜９０°となるようにスプレイ配向してなり当該第１の基材の光軸と４０〜８０°又は−４０〜−８０°の角度をなす光軸を有し面上位相差値が５０〜１５０ｎｍの第１の液晶層と、を含み、
前記第２の液晶フィルムは、５５０ｎｍの波長で面上位相差値が２００〜３００ｎｍの一軸性位相差フィルムからなる第２の基材と、当該第２の基材の上にネマチック液晶が水平配向してなり当該第２の基材の光軸と４０〜８０°又は−４０〜−８０°の角度をなす光軸を有し面上位相差値が５０〜１５０ｎｍの第２の液晶層と、を含む、ＥＣＢ−ＬＣＤ装置。
【請求項１９】
前記第１の偏光素子と前記第１の液晶フィルムとの間及び前記第２の偏光素子と前記第２の液晶フィルムとの間には、内部保護フィルムが挿入される、請求項１８に記載のＥＣＢ−ＬＣＤ装置。
【請求項２０】
前記第１の液晶層は、液晶の平均傾斜角が３５°以上である、請求項１８に記載のＥＣＢ−ＬＣＤ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公表番号】特表２０１３−５２１５３１（Ｐ２０１３−５２１５３１Ａ）
【公表日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５５６０３３（Ｐ２０１２−５５６０３３）
【出願日】平成２３年７月１５日（２０１１．７．１５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＫＲ２０１１／００５２４１
【国際公開番号】ＷＯ２０１２／００８８０２
【国際公開日】平成２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【出願人】（５００２３９８２３）エルジー・ケム・リミテッド (1,221)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月１５日（２０１１．７．１５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＫＲ２０１１／００５２４１
【国際公開番号】ＷＯ２０１２／００８８０２
【国際公開日】平成２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【出願人】（５００２３９８２３）エルジー・ケム・リミテッド (1,221)
【Ｆターム（参考）】
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