２軸性位相差補償フィルム及びこれを用いて製造される垂直配向液晶表示装置
【課題】２軸性位相差補償特性を有する補償フィルム及び前記補償フィルムを用いて視野角特性を改善することができる垂直配向液晶表示装置に関する。
【解決手段】フィルムの面上における屈折率ｎｘ、ｎｙと厚み方向の屈折率ｎｚがｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚであり、可視光の範囲内で波長が増加するほど面上の位相差値が増加する逆波長分散特性を有し、厚み方向の位相差値の絶対値が減少する正常波長分散特性の負の値を有し、前記垂直配向パネルの厚み方向の位相差値を含む厚み方向の位相差値の総合が可視光の範囲内で波長に比例する３０ｎｍ〜１５０ｎｍの範囲の値を有する２軸性位相差補償フィルムを前記垂直配向パネルと上、下部偏光板の間に配置して位相差補償特性を有するＶＡ−ＬＣＤセルを構成する。
【解決手段】フィルムの面上における屈折率ｎｘ、ｎｙと厚み方向の屈折率ｎｚがｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚであり、可視光の範囲内で波長が増加するほど面上の位相差値が増加する逆波長分散特性を有し、厚み方向の位相差値の絶対値が減少する正常波長分散特性の負の値を有し、前記垂直配向パネルの厚み方向の位相差値を含む厚み方向の位相差値の総合が可視光の範囲内で波長に比例する３０ｎｍ〜１５０ｎｍの範囲の値を有する２軸性位相差補償フィルムを前記垂直配向パネルと上、下部偏光板の間に配置して位相差補償特性を有するＶＡ−ＬＣＤセルを構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２軸性位相差補償特性を有する補償フィルム（bi−axial retardation compensation film）及び前記補償フィルムを用いて視野角特性を改善することができる垂直配向液晶表示装置（Vertically aligned liquid crystal display；以下、ＶＡ−ＬＣＤという）に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術によれば、電圧が印加されていない状態でＶＡ−ＬＣＤの暗状態（Black state）を補償するため−Ｃ−Ｐｌａｔｅ補償フィルム及びＡ−Ｐｌａｔｅ補償フィルムとが主に使用され、前記−Ｃ−Ｐｌａｔｅ補償フィルムが使用されたＶＡ−ＬＣＤについての公知技術が記載されたことがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
しかし、前記−Ｃ−Ｐｌａｔｅ補償フィルムが含まれたＶＡ−ＬＣＤは暗状態の補償が完全になされないため、傾斜角で光漏れが生じるという短所がある。
【０００４】
一方、従来のまた他の技術によれば、−Ｃ−Ｐｌａｔｅ補償フィルムとＡ−Ｐｌａｔｅ補償フィルムとを全て含むＶＡ−ＬＣＤについての公知技術が記載されたことがある（例えば、特許文献２参照。）。
【０００５】
前記−Ｃ−Ｐｌａｔｅ補償フィルムとＡ−Ｐｌａｔｅ補償フィルムとを全て含むＶＡ−ＬＣＤは電圧が印加されていない状態のＶＡ−ＬＣＤの暗（Black）状態の補償がさらによくできた。
【０００６】
しかし、前記のような従来の技術には、暗状態の完璧な補償のためには正面と傾斜角でコントラストの改善及び色変化の改善を要するという問題点が内在されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第４、８８９、４１２号
【特許文献２】米国特許第６、１４１、０７５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、正または負の誘電率異方性を有する液晶から詰められたＶＡ−ＬＣＤに２軸性位相差補償フィルムを使用してＶＡ−ＬＣＤの正面と傾斜角でコントラスト特性を高め、かつ傾斜角で暗状態の色変化を最小化させることによって、視野角特性を改善することができる２軸性位相差補償フィルム及びそれを用いた無色（Achromatic）のＶＡ−ＬＣＤを提供することにその目的がある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記の目的を達成するために本発明は、面上における屈折率ｎｘ、ｎｙと厚み方向の屈折率ｎｚがｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚであり、面上の位相差値Ｒｉｎ＝（ｎｘ−ｎｙ）×ｄ＞０（ここで、ｄはフィルムの厚み）を有し、厚み方向の位相差値Ｒｔｈ＝（ｎｚ−ｎｙ）×ｄ＜０（ここで、ｄはフィルムの厚み）を有する２軸性位相差補償フィルムを提供する。
【００１０】
前記２軸性位相差補償フィルムは、４００ｎｍ、５５０ｎｍ、７００ｎｍの波長でそれぞれの面上の位相差値Ｒｉｎ、４００、Ｒｉｎ、５５０、Ｒｉｎ、７００に対し、２つの波長４００ｎｍ、５５０ｎｍにおける波長分散特性Ｒｉｎ、４００／Ｒｉｎ、５５０が０．４〜０．９の範囲の値を有し、２つの波長５５０ｎｍ、７００ｎｍにおける波長分散特性Ｒｉｎ、７００／Ｒｉｎ、５５０が１．１〜１．８の範囲の値を有することができる。
【００１１】
前記２軸性位相差補償フィルムは、面上の位相差値Ｒｉｎが５５０ｎｍの波長で３０ｎｍ〜１５０ｎｍの範囲の値を有することができる。
【００１２】
前記２軸性位相差補償フィルムは、４００ｎｍ、５５０ｎｍ、７００ｎｍの波長でそれぞれの厚み方向の位相差値Ｒｔｈ、４００、Ｒｔｈ、５５０、Ｒｔｈ、７００に対し、２つの波長４００ｎｍ、５５０ｎｍにおける波長分散特性Ｒｔｈ、４００／Ｒｔｈ、５５０が１．０５〜１．４の範囲の値を有し、２つの波長５５０ｎｍ、７００ｎｍにおける波長分散特性Ｒｔｈ、７００／Ｒｔｈ、５５０が０．５〜０．９５の範囲の値を有することができる。
【００１３】
前記２軸性位相差補償フィルムは、厚み方向の位相差値Ｒｔｈが５５０ｎｍの波長で−５０ｎｍ〜−５００ｎｍの範囲の値を有することができる。
【００１４】
前記２軸性位相差補償フィルムは、固有の正の複屈折の値を有する第１のモノマー（monomer）と固有の負の複屈折の値を有する第２のモノマー（monomer）とを共重合（co‐polymerization）して調製されたポリマーで伸長して製造できる。
【００１５】
前記２軸性位相差補償フィルムは、固有の正の複屈折の値を有する第１のモノマー（monomer）と固有の負の複屈折の値を有する第２のモノマー（monomer）とを混合して調製されたポリマーで伸長して製造できる。
【００１６】
前記２軸性位相差補償フィルムは、波長による面上の位相差値Ｒｉｎ及び厚み方向の位相差値Ｒｔｈの依存性の異なる少なくとも２枚以上の位相差フィルムを積層して製造されたものでもある。
【００１７】
また、本発明は上、下部のガラス基板の間に誘電率異方性が負（Δε＜０）、または正（Δε＞０）である液晶を注入して垂直配向パネルを形成し、前記垂直配向パネルを中心にその上、下部に吸収軸が相互に直交する上、下部偏光板をそれぞれ配置して３〜８μｍの範囲のセルギャップを保持するマルチドメイン垂直配向モード（ＭＶＡ）またはキラル添加剤（chiral additive）を使用する垂直配向モードの液晶表示素子（ＶＡ−ＬＣＤ）において、前記垂直配向パネルと上、下部偏光板との間に面上における屈折率ｎｘ、ｎｙと厚み方向の屈折率ｎｚがｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚである２軸性位相差補償フィルムを配置して液晶セルを構成し、前記２軸性位相差補償フィルムはその光軸（Optical Axis）が隣接した偏光板の吸収軸に垂直に配置され、可視光の範囲内で波長が増加するほど面上の位相差値が増加する逆波長分散（reversed wavelength dispersion）特性を有し、可視光の範囲内で波長が増加するほど厚み方向の位相差値の絶対値が減少する正常波長分散（normal wavelength dispersion）特性の負の値を有することを特徴とする垂直配向液晶表示装置を提供することに他の目的がある。
【００１８】
前記本発明による垂直配向液晶表示装置の第１の実施例は前記垂直配向パネルと上部偏光板との間または垂直配向パネルと下部偏光板との間中のいずれか一ヶ所に前記２軸性位相差補償フィルムを配置して液晶セルを構成する。
【００１９】
前記本発明による垂直配向液晶表示装置の第２の実施例は前記垂直配向パネルと上部偏光板との間及び垂直配向パネルと下部偏光板との間にそれぞれ前記２軸性位相差補償フィルムを１つずつ配置して液晶セルを構成する。
【００２０】
特に、前記垂直配向液晶表示装置に適用される２軸性位相差補償フィルムはそれと垂直配向パネルを含む厚み方向の位相差値の合計が可視光の範囲内で波長に比例する３０ｎｍ〜１５０ｎｍの範囲であることを特徴とする。
【００２１】
前記垂直配向液晶表示装置において、電圧が印加されていない状態における前記垂直配向パネルの液晶分子の方向子が有するプレチルト角（pretilt angle）が７５〜９０°、望ましくは８７〜９０°または８９〜９０°である。
【００２２】
前記垂直配向液晶表示装置において、前記垂直配向パネルの液晶層の位相差値が５５０ｎｍの波長で、８０ｎｍ〜４００ｎｍの範囲であり、望ましくは８０ｎｍ〜３００ｎｍである。
【００２３】
前記垂直配向液晶表示装置において、電圧印加時の前記垂直配向パネルの液晶分子の方向子（director）は前記偏光板の吸収軸と４５°をなすものが望ましい。
【００２４】
本発明のこれらの目的と特徴及び長所は添付図面及び次の詳細な説明を参照することによって、より容易に理解できるだろう。
【００２５】
以下、添付された図面を参照して本発明の構成及び作用に対して詳細に説明すれば、次の通りである。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１の実施例による２軸性位相差補償フィルムを有するＶＡ−ＬＣＤセルの斜視図である。
【図２】本発明の第２の実施例による２軸性位相差補償フィルムを有するＶＡ−ＬＣＤセルの斜視図である。
【図３】本発明による２軸性位相差補償フィルムの屈折率を図示した参考図である。
【図４】本発明に適用された２軸性位相差補償フィルムの厚み方向の位相差値の波長分散特性と面上の位相差値の波長分散特性の依存性を示したグラフである。
【図５】本発明による２軸性位相差補償フィルムを適用したＶＡ−ＬＣＤの暗状態（black state）の視野角による透過図（ａ）と一般の２軸性位相差補償フィルムを適用したＶＡ−ＬＣＤの暗状態の視野角による透過図（ｂ）をシミュレーションした結果である。
【図６】４５°の方位角で０°〜７０°の範囲の傾斜角を２°の間隙で変更しながら、白色光を使用した時の本発明による２軸性位相差補償フィルムを適用したＶＡ−ＬＣＤに対する暗（black）状態の色変化（ａ）と一般の２軸性位相差補償フィルムを適用したＶＡ−ＬＣＤの暗状態の色変化（ｂ）とをシミュレーションした結果である。
【図７】本発明による２軸性位相差補償フィルムを適用したＶＡ−ＬＣＤの波長による暗状態の透過図（ａ）と一般の２軸性位相差補償フィルムを適用したＶＡ−ＬＣＤの波長による暗状態の透過図（ｂ）とをシミュレーションした結果である。
【図８】全ての方位角で０°〜８０°の範囲の傾斜角に対し、白色光を使用した時の第１の実施例のＶＡ−ＬＣＤの構造に対するコントラスト非をシミュレーションした結果である。
【図９】全ての方位角で０°〜８０°の範囲の傾斜角に対し、白色光を使用した時の第１の実施例の変形例のＶＡ−ＬＣＤの構造に対するコントラスト非をシミュレーションした結果である。
【図１０】４５°の方位角で０°〜８０°の範囲の傾斜角を２°の間隙で変更しながら、白色光を使用した時の第１の実施例の変形例のＶＡ−ＬＣＤの構造に対する暗（black）状態に対する色変化をシミュレーションした結果である。
【図１１】全ての方位角で０°〜８０°の範囲の傾斜角に対し、白色光を使用した時の第２の実施例のＶＡ−ＬＣＤの構造に対するコントラスト非をシミュレーションした結果である。
【図１２】４５°の方位角で０°〜８０°の範囲の傾斜角を２°の間隙で変更しながら、白色光を使用した時の第２の実施例のＶＡ−ＬＣＤの構造に対する暗（black）状態に対する色変化をシミュレーションした結果である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図１ａと図１ｂ及び図２は、本発明により具現できるＶＡ−ＬＣＤの各実施例を例示したものであって、垂直配向（ＶＡ）パネル１３を中心にして吸収軸が相互に直交するように配置された２つの偏光板１１、１２の間に２軸性位相差補償フィルム１４、１４ａ、１４ｂを配置してＶＡ−ＬＣＤセルを構成した形態をそれぞれ例示している。ここで、前記偏光板１１、１２は固有の厚み方向の位相差値を有するＴＡＣ（triacetate cellulose）保護フィルムを有し、または厚み方向の位相差値を有しないその他の保護フィルムを含んで構成されることができる。
【００２８】
図１の（ａ）と（ｂ）は、２軸性位相差補償フィルム１４を１つ使用して垂直配向パネル１３と相互に直交する２つの上、下部偏光板１１、１２との間に配置し、３〜８μｍのセルギャップを保持するように構成した第１の実施例によるＶＡ−ＬＣＤセルの構造である。
【００２９】
図１の（ａ）は第１の実施例の最も基本的なの形態であって、２軸性位相差補償フィルム１４を垂直配向パネル１３と下部偏光板１１との間に配置したものを例示しており、ここで前記２軸性位相差補償フィルム１４の光軸１４ｃが前記下部偏光板１１の吸収軸１１ｃに垂直に配置された状態を例示している。
【００３０】
図１の（ｂ）は、第１の実施例の他の変形例であって、２軸性位相差補償フィルム１４を垂直配向パネル１３と上部偏光板１２との間に配置したものを例示しており、ここで前記２軸性位相差補償フィルム１４の光軸１４ｃが前記上部偏光板１２の吸収軸１２ｃに垂直に配置された状態を例示している。
【００３１】
図２は、２軸性位相差補償フィルム１４ａ、１４ｂの２つを垂直配向パネル１３と相互に直交する２つの上、下部偏光板１１、１２との間にそれぞれ配置して３〜８μｍのセルギャップを保持するように構成した第２の実施例によるＶＡ−ＬＣＤセルの構造であって、図２は１つの２軸性位相差補償フィルム１４ａを垂直配向パネル１３と下部偏光板１１との間に配置し、もう１つの２軸性位相差補償フィルム１４ｂを垂直配向パネル１３と上部偏光板１２との間に配置したものを例示しており、ここで前記垂直配向パネル１３と下部偏光板１１との間に配置された２軸性位相差補償フィルム１４ａはその光軸１４ｃが下部偏光板１１の吸収軸１１ｃに垂直に配置され、前記垂直配向パネル１３と上部偏光板１２との間に配置された２軸性位相差補償フィルム１４ｂはその光軸１４ｃが前記上部偏光板１２の吸収軸１２ｃに垂直に配置された状態を例示している。
【００３２】
図３は、本発明による２軸性位相差補償フィルム（bi‐axial retardation compensation film）の屈折率を示している。
【００３３】
前記図３に図示したように、本発明による２軸性位相差補償フィルム１４は ｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚの屈折率を有する。ここで、ｎｘはフィルムの面に平行なｘ軸方向の屈折率、ｎｙはフィルムの面に平行なｙ軸方向の屈折率、ｎｚはフィルムの面に垂直である厚み方向の屈折率を示す。
【００３４】
前記２軸性位相差補償フィルムは次のような主な特性を有する。
【００３５】
前記２軸性位相差補償フィルムの面上の位相差値（in‐plane retardation value）Ｒｉｎ＝ｄ×（ｎｘ−ｎｙ）（ここで、ｄはフィルムの厚み）は可視光の範囲内で波長が増加するほど位相差値が増加する逆波長分散（reversed wavelength dispersion）特性を有する。
【００３６】
前記２軸性位相差補償フィルムの厚み方向の位相差値Ｒｔｈ＝ｄ×（ｎｚ−ｎｙ）（ここで、ｄはフィルムの厚み）は負の値であって、可視光の範囲内で波長が増加するほど厚み方向の位相差値の絶対値が減少する正常波長分散（normal wavelength dispersion）特性を有しなければならない。
【００３７】
図４は、本発明による２軸性位相差補償フィルムの波長による位相差値の依存性を図示した参考図であって、前記２軸性位相差補償フィルムの厚み方向の位相差値の波長分散特性Ｒｔｈ、λ／Ｒｔｈ、５５０と、面上の位相差値の波長分散特性Ｒｉｎ、λ／Ｒｉｎ、５５０とを図示している。
【００３８】
前記図４に図示したことによれば、本発明による２軸性位相差補償フィルムにおいて面上の位相差値の適正の波長分散特性は２つの波長４００ｎｍ、５５０ｎｍで相対的な位相差比の値Ｒｉｎ、４００／Ｒｉｎ、５５０が０．４〜０．９の範囲の値を有しなければならなく、５５０ｎｍ、７００ｎｍで相対的な位相差比の値Ｒｉｎ、７００／Ｒｉｎ、５５０が１．１〜１．８の範囲の値を有しなければならない。ここで、Ｒｉｎ、４００は４００ｎｍの波長で面上の位相差値、Ｒｉｎ、５５０は５５０ｎｍの波長で面上の位相差値、Ｒｉｎ、７００は７００ｎｍの波長で面上の位相差値を示す。
【００３９】
前記本発明による２軸性位相差補償フィルムはその面上の位相差値Ｒｉｎ、５５０＝ｄ×（ｎｘ−ｎｙ）の適正範囲は５５０ｎｍの波長で３０ｎｍ〜１５０ｎｍである。
【００４０】
また、前記本発明による２軸性位相差補償フィルムの厚み方向の位相差値の適正の波長分散特性は、２つの波長４００ｎｍ、５５０ｎｍで相対的な位相差比の値Ｒｔｈ、４００／Ｒｔｈ、５５０が１．０５〜１．４の範囲の値を有しなければならなく、２つの波長５５０ｎｍ、７００ｎｍで相対的な位相差比の値Ｒｔｈ、７００／Ｒｔｈ、５５０が０．５〜０．９５の範囲の値を有しなければならない。
【００４１】
前記厚み方向の位相差値Ｒｔｈ、５５０＝ｄ×（ｎｚ−ｎｙ）の適正範囲は５５０ｎｍの波長で−５０ｎｍ〜−５００ｎｍである。
【００４２】
従って、前記本発明による２軸性位相差補償フィルムを使用して図１aと図１ｂ及び図２に図示したような垂直配向液晶表示装置を製造するようになると、傾斜角でＶＡ−ＬＣＤの暗状態（black state）の完全な補償が可能であり、暗状態、明状態、ＲＧＢ色の色変化を最小化させることができるようになる。
【００４３】
図５は、本発明による２軸性位相差補償フィルムを適用したＶＡ−ＬＣＤの暗状態（black state）の視野角による透過図（ａ）と、既存の２軸性位相差補償フィルムを適用したＶＡ−ＬＣＤの暗状態の視野角による透過図（ｂ）とを比較した結果であって、本発明による２軸性位相差補償フィルムを適用した場合に暗状態（black state）の補償特性がより優秀であることが分かる。
【００４４】
参考に、既存の２軸性位相差補償フィルムとしてはポリカボネート（polycarbonate）位相差フィルムを使用し、波長分散特性、Ｒｔｈ、４００／Ｒｔｈ,５５０＝Ｒｉｎ、４００／Ｒｉｎ、５５０＝１．１５を使用した。
【００４５】
図６は方位角で０°〜７０°の範囲の傾斜角を２°の間隙で変更しながら、白色光を使用した時の本発明に使用された２軸性位相差補償フィルムを適用したＶＡ−ＬＣＤに対する暗（black）状態の色変化（ａ）と、既存の２軸性位相差補償フィルムを適用したＶＡ−ＬＣＤの暗状態の色変化（ｂ）とを比較した結果であって、本発明による２軸性位相差補償フィルムを使用した場合に遥かに小さい暗状態の色変化を現すことが分かる。
【００４６】
既存の２軸性位相差補償フィルムを使用する場合より、本発明による位相差フィルムを使用した時の暗状態で低い透過度及び暗状態で小さい色変化を現す理由は波長による透過度の変化が一定（flat）であるからである。
【００４７】
本発明による２軸性位相差補償フィルムを製造する方法としては、位相差値の波長依存性の異なる既存のフィルムを２〜３つ積層すれば、製造が可能である。
【００４８】
また、前記の本発明による２軸性位相差補償フィルムは、固有の正の複屈折の値を有する第１のモノマー（monomer）と、固有の負の複屈折の値を有する第２のモノマー（monomer）とを共重合（co‐polymerization）して調製されたポリマーまたは前記第１のモノマー（monomer）と第２のモノマー（monomer）とを混合して調製されたポリマーで伸長して製造可能であることは勿論である。
【００４９】
次は前記本発明の２軸性位相差補償フィルムを使用して具現可能であるＶＡ−ＬＣＤの多様な実施例の中で一部をサンプルとして選定して実施したコントラスト特性測定実験であって、本発明の各実施例によるコントラスト特性向上程度を下記の実験例を通してより易しく理解できるだろう。しかし、本実験例はただ本発明をより易しく理解させるために提供するものであって、本発明がこれらの実験例により限られるものではない。
【実施例】
【００５０】
＜実験例１＞
本実験例のサンプルは２軸性位相差補償フィルムの１つを適用して具現した第１の実施例による図１（ａ）のＶＡ−ＬＣＤを使用した。３μｍのセルギャップを有するＶＡ−パネルを含んでおり、プレチルト角は８９°、誘電率異方性はΔε＝ −４．９、屈折率異方性はΔｎ = ０．０９７９、波長分散特性はΔｎ４００／Δｎ５５０ = １．０９６である。従って、ＶＡ−パネルの厚み方向の位相差値はＲＶＡ、５５０ = ２９７ｎｍである。前記２軸性位相差補償フィルムはポリカボネート（polycarbonate）系列の材料で製造され、厚み方向の位相差値はＲｔｈ（５５０ｎｍ）＝ −２７０ｎｍであり、面上の位相差値はＲｉｎ（５５０ｎｍ）＝ ６７ｎｍである。厚み方向の位相差値の波長分散特性はＲｔｈ（４５０ｎｍ）／Ｒｔｈ（５５０ｎｍ）＝１．１５であり、面上の位相差値の波長分散特性はＲｉｎ（４５０ｎｍ）／Ｒｉｎ（５５０ｎｍ）＝０．６５２である。
【００５１】
前記２軸性位相差補償フィルムを使用して補償されたＶＡ−ＬＣＤのコントラスト特性をシミュレーションした結果を図８に示し、前記２軸性位相差補償フィルムを使用して補償されたＶＡ−ＬＣＤの暗状態の色変化を図６の（ａ）に示した。
【００５２】
＜実験例１のその他の変形例＞
本実験例のサンプルは２軸性位相差補償フィルムの１つを適用して具現した第１の実施例による図１（ｂ）のＶＡ−ＬＣＤを使用した。３μｍセルギャップを有するＶＡ−パネルを含んでおり、プレチルト角は８９°、誘電率異方性はΔε＝ −４．９、屈折率異方性はΔｎ = ０．０９７９、波長分散特性はΔｎ４００／Δｎ５５０ = １．０９６である。従って、ＶＡ−パネルの厚み方向の位相差値はＲＶＡ、５５０ = ２９７ｎｍである。前記２軸性位相差補償フィルムはＴＡＣ（Triacetate cellulose）系列の材料で製造され、厚み方向の位相差値はＲｔｈ（５５０ｎｍ）＝−２４１ｎｍであり、面上の位相差値はＲｉｎ（５５０ｎｍ）＝４４ｎｍである。厚み方向の位相差値の波長分散特性はＲｔｈ（４５０ｎｍ）／Ｒｔｈ（５５０ｎｍ）＝１．１２であり、面上の位相差値の波長分散特性はＲｉｎ（４５０ｎｍ）／Ｒｉｎ（５５０ｎｍ）＝０．６１である。
【００５３】
前記２軸性位相差補償フィルムを使用して補償されたＶＡ−ＬＣＤのコントラスト特性をシミュレーションした結果を図９に示し、また前記２軸性位相差補償フィルムを使用して補償されたＶＡ−ＬＣＤの暗状態の色変化を図１０に示した。
【００５４】
下記の表１は前記第１の実験例の第１の変形例において使用されたサンプルとそれに比較される条件の比較例に対するコントラスト測定値の比較表であって、５５０ｎｍの波長でＶＡ−パネルの厚み方向の位相差値ＲＶＡと２軸性位相差補償フィルムの厚み方向の位相差値Ｒｔｈ及び２つの位相差値ＲＶＡ、Ｒｔｈの合計 ＲTOTAL、２軸性位相差補償フィルムの面上の位相差値Ｒｉｎがそれぞれ２９７、−２４０、＋４６、９０である第１のサンプルと２９７、−１００、＋１９７、０である第２のサンプルとを比較したものであり、７０°の傾斜角で最小コントラストがそれぞれ１６０、５に測定された。
【００５５】
【表１】
【００５６】
前記表１においては、特に７０°の傾斜角で最小コントラストを測定した値を表しているが、その理由は７０°の傾斜角で視野角特性が最も悪く現し、その以外の角ではこれより優秀なコントラスト特性を現すからである。従って、それ以外の他の傾斜角におけるコントラストはそれより向上されることが分かる。
【００５７】
＜実験例２＞
本実験例のサンプルは２軸性位相差補償フィルムの２つを適用して具現した第２の実施例による図２のＶＡ−ＬＣＤを使用した。３μｍセルギャップを有するＶＡ−パネルを含んでおり、プレチルト角は８９°、誘電率異方性はΔε＝ −４．９、屈折率異方性はΔｎ = ０．０９７９、波長分散特性はΔｎ４００／Δｎ５５０ = １．０９６である。したがって、ＶＡ−パネルの厚み方向の位相差値はＲＶＡ、５５０ = ２９７ｎｍである。前記２枚の２軸性位相差補償フィルムのそれぞれはポリカボネート（polycarbonate）系列の材料で製造され、厚み方向の位相差値はＲｔｈ（５５０ｎｍ）＝−１１９ｎｍであり、面上の位相差値はＲｉｎ（５５０ｎｍ）＝４４ｎｍである。厚み方向の位相差値の波長分散特性はＲｔｈ（４５０ｎｍ）／Ｒｔｈ（５５０ｎｍ）＝１．２４であり、面上の位相差値の波長分散特性はＲｉｎ（４５０nm）／Ｒｉｎ（５５０nm）＝０．５８５である。
【００５８】
前記２軸性位相差補償フィルムを使用して補償されたＶＡ−ＬＣＤのコントラスト特性をシミュレーションした結果を図１１に示し、また前記２軸性位相差補償フィルムを使用して補償されたＶＡ−ＬＣＤの暗状態の色変化を図１２に示した。
【００５９】
以上の本発明によれば、２軸性位相差補償フィルムを備えたＶＡ−ＬＣＤはＶＡ−ＬＣＤの傾斜角で完全な暗（black）状態の補償が可能であり、暗（black）状態、明（white）状態及びＲＧＢ状態で色変化を最小化させ視野角特性を向上させることができるようになる。
【００６０】
前記の本発明は記載された具体例を中心に詳細に説明されたが、本発明の範疇及び技術思想の範囲内で当業者により多様な変形及び修正が可能であることは勿論であり、このような変形及び修正が添付された特許請求の範囲に属することは当然である。
【符号の説明】
【００６１】
１１：下部偏光板
１１ｃ：下部偏光版の吸収軸
１２：上部偏光板
１２ｃ：上部偏光版の吸収軸
１３：垂直配向パネル
１４、１４ａ、１４ｂ：２軸性位相差補償フィルム
１４ｃ、２４ｃ、３４ｃ：２軸性位相差補償フィルムの光軸
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２軸性位相差補償特性を有する補償フィルム（bi−axial retardation compensation film）及び前記補償フィルムを用いて視野角特性を改善することができる垂直配向液晶表示装置（Vertically aligned liquid crystal display；以下、ＶＡ−ＬＣＤという）に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術によれば、電圧が印加されていない状態でＶＡ−ＬＣＤの暗状態（Black state）を補償するため−Ｃ−Ｐｌａｔｅ補償フィルム及びＡ−Ｐｌａｔｅ補償フィルムとが主に使用され、前記−Ｃ−Ｐｌａｔｅ補償フィルムが使用されたＶＡ−ＬＣＤについての公知技術が記載されたことがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
しかし、前記−Ｃ−Ｐｌａｔｅ補償フィルムが含まれたＶＡ−ＬＣＤは暗状態の補償が完全になされないため、傾斜角で光漏れが生じるという短所がある。
【０００４】
一方、従来のまた他の技術によれば、−Ｃ−Ｐｌａｔｅ補償フィルムとＡ−Ｐｌａｔｅ補償フィルムとを全て含むＶＡ−ＬＣＤについての公知技術が記載されたことがある（例えば、特許文献２参照。）。
【０００５】
前記−Ｃ−Ｐｌａｔｅ補償フィルムとＡ−Ｐｌａｔｅ補償フィルムとを全て含むＶＡ−ＬＣＤは電圧が印加されていない状態のＶＡ−ＬＣＤの暗（Black）状態の補償がさらによくできた。
【０００６】
しかし、前記のような従来の技術には、暗状態の完璧な補償のためには正面と傾斜角でコントラストの改善及び色変化の改善を要するという問題点が内在されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第４、８８９、４１２号
【特許文献２】米国特許第６、１４１、０７５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、正または負の誘電率異方性を有する液晶から詰められたＶＡ−ＬＣＤに２軸性位相差補償フィルムを使用してＶＡ−ＬＣＤの正面と傾斜角でコントラスト特性を高め、かつ傾斜角で暗状態の色変化を最小化させることによって、視野角特性を改善することができる２軸性位相差補償フィルム及びそれを用いた無色（Achromatic）のＶＡ−ＬＣＤを提供することにその目的がある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記の目的を達成するために本発明は、面上における屈折率ｎｘ、ｎｙと厚み方向の屈折率ｎｚがｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚであり、面上の位相差値Ｒｉｎ＝（ｎｘ−ｎｙ）×ｄ＞０（ここで、ｄはフィルムの厚み）を有し、厚み方向の位相差値Ｒｔｈ＝（ｎｚ−ｎｙ）×ｄ＜０（ここで、ｄはフィルムの厚み）を有する２軸性位相差補償フィルムを提供する。
【００１０】
前記２軸性位相差補償フィルムは、４００ｎｍ、５５０ｎｍ、７００ｎｍの波長でそれぞれの面上の位相差値Ｒｉｎ、４００、Ｒｉｎ、５５０、Ｒｉｎ、７００に対し、２つの波長４００ｎｍ、５５０ｎｍにおける波長分散特性Ｒｉｎ、４００／Ｒｉｎ、５５０が０．４〜０．９の範囲の値を有し、２つの波長５５０ｎｍ、７００ｎｍにおける波長分散特性Ｒｉｎ、７００／Ｒｉｎ、５５０が１．１〜１．８の範囲の値を有することができる。
【００１１】
前記２軸性位相差補償フィルムは、面上の位相差値Ｒｉｎが５５０ｎｍの波長で３０ｎｍ〜１５０ｎｍの範囲の値を有することができる。
【００１２】
前記２軸性位相差補償フィルムは、４００ｎｍ、５５０ｎｍ、７００ｎｍの波長でそれぞれの厚み方向の位相差値Ｒｔｈ、４００、Ｒｔｈ、５５０、Ｒｔｈ、７００に対し、２つの波長４００ｎｍ、５５０ｎｍにおける波長分散特性Ｒｔｈ、４００／Ｒｔｈ、５５０が１．０５〜１．４の範囲の値を有し、２つの波長５５０ｎｍ、７００ｎｍにおける波長分散特性Ｒｔｈ、７００／Ｒｔｈ、５５０が０．５〜０．９５の範囲の値を有することができる。
【００１３】
前記２軸性位相差補償フィルムは、厚み方向の位相差値Ｒｔｈが５５０ｎｍの波長で−５０ｎｍ〜−５００ｎｍの範囲の値を有することができる。
【００１４】
前記２軸性位相差補償フィルムは、固有の正の複屈折の値を有する第１のモノマー（monomer）と固有の負の複屈折の値を有する第２のモノマー（monomer）とを共重合（co‐polymerization）して調製されたポリマーで伸長して製造できる。
【００１５】
前記２軸性位相差補償フィルムは、固有の正の複屈折の値を有する第１のモノマー（monomer）と固有の負の複屈折の値を有する第２のモノマー（monomer）とを混合して調製されたポリマーで伸長して製造できる。
【００１６】
前記２軸性位相差補償フィルムは、波長による面上の位相差値Ｒｉｎ及び厚み方向の位相差値Ｒｔｈの依存性の異なる少なくとも２枚以上の位相差フィルムを積層して製造されたものでもある。
【００１７】
また、本発明は上、下部のガラス基板の間に誘電率異方性が負（Δε＜０）、または正（Δε＞０）である液晶を注入して垂直配向パネルを形成し、前記垂直配向パネルを中心にその上、下部に吸収軸が相互に直交する上、下部偏光板をそれぞれ配置して３〜８μｍの範囲のセルギャップを保持するマルチドメイン垂直配向モード（ＭＶＡ）またはキラル添加剤（chiral additive）を使用する垂直配向モードの液晶表示素子（ＶＡ−ＬＣＤ）において、前記垂直配向パネルと上、下部偏光板との間に面上における屈折率ｎｘ、ｎｙと厚み方向の屈折率ｎｚがｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚである２軸性位相差補償フィルムを配置して液晶セルを構成し、前記２軸性位相差補償フィルムはその光軸（Optical Axis）が隣接した偏光板の吸収軸に垂直に配置され、可視光の範囲内で波長が増加するほど面上の位相差値が増加する逆波長分散（reversed wavelength dispersion）特性を有し、可視光の範囲内で波長が増加するほど厚み方向の位相差値の絶対値が減少する正常波長分散（normal wavelength dispersion）特性の負の値を有することを特徴とする垂直配向液晶表示装置を提供することに他の目的がある。
【００１８】
前記本発明による垂直配向液晶表示装置の第１の実施例は前記垂直配向パネルと上部偏光板との間または垂直配向パネルと下部偏光板との間中のいずれか一ヶ所に前記２軸性位相差補償フィルムを配置して液晶セルを構成する。
【００１９】
前記本発明による垂直配向液晶表示装置の第２の実施例は前記垂直配向パネルと上部偏光板との間及び垂直配向パネルと下部偏光板との間にそれぞれ前記２軸性位相差補償フィルムを１つずつ配置して液晶セルを構成する。
【００２０】
特に、前記垂直配向液晶表示装置に適用される２軸性位相差補償フィルムはそれと垂直配向パネルを含む厚み方向の位相差値の合計が可視光の範囲内で波長に比例する３０ｎｍ〜１５０ｎｍの範囲であることを特徴とする。
【００２１】
前記垂直配向液晶表示装置において、電圧が印加されていない状態における前記垂直配向パネルの液晶分子の方向子が有するプレチルト角（pretilt angle）が７５〜９０°、望ましくは８７〜９０°または８９〜９０°である。
【００２２】
前記垂直配向液晶表示装置において、前記垂直配向パネルの液晶層の位相差値が５５０ｎｍの波長で、８０ｎｍ〜４００ｎｍの範囲であり、望ましくは８０ｎｍ〜３００ｎｍである。
【００２３】
前記垂直配向液晶表示装置において、電圧印加時の前記垂直配向パネルの液晶分子の方向子（director）は前記偏光板の吸収軸と４５°をなすものが望ましい。
【００２４】
本発明のこれらの目的と特徴及び長所は添付図面及び次の詳細な説明を参照することによって、より容易に理解できるだろう。
【００２５】
以下、添付された図面を参照して本発明の構成及び作用に対して詳細に説明すれば、次の通りである。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１の実施例による２軸性位相差補償フィルムを有するＶＡ−ＬＣＤセルの斜視図である。
【図２】本発明の第２の実施例による２軸性位相差補償フィルムを有するＶＡ−ＬＣＤセルの斜視図である。
【図３】本発明による２軸性位相差補償フィルムの屈折率を図示した参考図である。
【図４】本発明に適用された２軸性位相差補償フィルムの厚み方向の位相差値の波長分散特性と面上の位相差値の波長分散特性の依存性を示したグラフである。
【図５】本発明による２軸性位相差補償フィルムを適用したＶＡ−ＬＣＤの暗状態（black state）の視野角による透過図（ａ）と一般の２軸性位相差補償フィルムを適用したＶＡ−ＬＣＤの暗状態の視野角による透過図（ｂ）をシミュレーションした結果である。
【図６】４５°の方位角で０°〜７０°の範囲の傾斜角を２°の間隙で変更しながら、白色光を使用した時の本発明による２軸性位相差補償フィルムを適用したＶＡ−ＬＣＤに対する暗（black）状態の色変化（ａ）と一般の２軸性位相差補償フィルムを適用したＶＡ−ＬＣＤの暗状態の色変化（ｂ）とをシミュレーションした結果である。
【図７】本発明による２軸性位相差補償フィルムを適用したＶＡ−ＬＣＤの波長による暗状態の透過図（ａ）と一般の２軸性位相差補償フィルムを適用したＶＡ−ＬＣＤの波長による暗状態の透過図（ｂ）とをシミュレーションした結果である。
【図８】全ての方位角で０°〜８０°の範囲の傾斜角に対し、白色光を使用した時の第１の実施例のＶＡ−ＬＣＤの構造に対するコントラスト非をシミュレーションした結果である。
【図９】全ての方位角で０°〜８０°の範囲の傾斜角に対し、白色光を使用した時の第１の実施例の変形例のＶＡ−ＬＣＤの構造に対するコントラスト非をシミュレーションした結果である。
【図１０】４５°の方位角で０°〜８０°の範囲の傾斜角を２°の間隙で変更しながら、白色光を使用した時の第１の実施例の変形例のＶＡ−ＬＣＤの構造に対する暗（black）状態に対する色変化をシミュレーションした結果である。
【図１１】全ての方位角で０°〜８０°の範囲の傾斜角に対し、白色光を使用した時の第２の実施例のＶＡ−ＬＣＤの構造に対するコントラスト非をシミュレーションした結果である。
【図１２】４５°の方位角で０°〜８０°の範囲の傾斜角を２°の間隙で変更しながら、白色光を使用した時の第２の実施例のＶＡ−ＬＣＤの構造に対する暗（black）状態に対する色変化をシミュレーションした結果である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図１ａと図１ｂ及び図２は、本発明により具現できるＶＡ−ＬＣＤの各実施例を例示したものであって、垂直配向（ＶＡ）パネル１３を中心にして吸収軸が相互に直交するように配置された２つの偏光板１１、１２の間に２軸性位相差補償フィルム１４、１４ａ、１４ｂを配置してＶＡ−ＬＣＤセルを構成した形態をそれぞれ例示している。ここで、前記偏光板１１、１２は固有の厚み方向の位相差値を有するＴＡＣ（triacetate cellulose）保護フィルムを有し、または厚み方向の位相差値を有しないその他の保護フィルムを含んで構成されることができる。
【００２８】
図１の（ａ）と（ｂ）は、２軸性位相差補償フィルム１４を１つ使用して垂直配向パネル１３と相互に直交する２つの上、下部偏光板１１、１２との間に配置し、３〜８μｍのセルギャップを保持するように構成した第１の実施例によるＶＡ−ＬＣＤセルの構造である。
【００２９】
図１の（ａ）は第１の実施例の最も基本的なの形態であって、２軸性位相差補償フィルム１４を垂直配向パネル１３と下部偏光板１１との間に配置したものを例示しており、ここで前記２軸性位相差補償フィルム１４の光軸１４ｃが前記下部偏光板１１の吸収軸１１ｃに垂直に配置された状態を例示している。
【００３０】
図１の（ｂ）は、第１の実施例の他の変形例であって、２軸性位相差補償フィルム１４を垂直配向パネル１３と上部偏光板１２との間に配置したものを例示しており、ここで前記２軸性位相差補償フィルム１４の光軸１４ｃが前記上部偏光板１２の吸収軸１２ｃに垂直に配置された状態を例示している。
【００３１】
図２は、２軸性位相差補償フィルム１４ａ、１４ｂの２つを垂直配向パネル１３と相互に直交する２つの上、下部偏光板１１、１２との間にそれぞれ配置して３〜８μｍのセルギャップを保持するように構成した第２の実施例によるＶＡ−ＬＣＤセルの構造であって、図２は１つの２軸性位相差補償フィルム１４ａを垂直配向パネル１３と下部偏光板１１との間に配置し、もう１つの２軸性位相差補償フィルム１４ｂを垂直配向パネル１３と上部偏光板１２との間に配置したものを例示しており、ここで前記垂直配向パネル１３と下部偏光板１１との間に配置された２軸性位相差補償フィルム１４ａはその光軸１４ｃが下部偏光板１１の吸収軸１１ｃに垂直に配置され、前記垂直配向パネル１３と上部偏光板１２との間に配置された２軸性位相差補償フィルム１４ｂはその光軸１４ｃが前記上部偏光板１２の吸収軸１２ｃに垂直に配置された状態を例示している。
【００３２】
図３は、本発明による２軸性位相差補償フィルム（bi‐axial retardation compensation film）の屈折率を示している。
【００３３】
前記図３に図示したように、本発明による２軸性位相差補償フィルム１４は ｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚの屈折率を有する。ここで、ｎｘはフィルムの面に平行なｘ軸方向の屈折率、ｎｙはフィルムの面に平行なｙ軸方向の屈折率、ｎｚはフィルムの面に垂直である厚み方向の屈折率を示す。
【００３４】
前記２軸性位相差補償フィルムは次のような主な特性を有する。
【００３５】
前記２軸性位相差補償フィルムの面上の位相差値（in‐plane retardation value）Ｒｉｎ＝ｄ×（ｎｘ−ｎｙ）（ここで、ｄはフィルムの厚み）は可視光の範囲内で波長が増加するほど位相差値が増加する逆波長分散（reversed wavelength dispersion）特性を有する。
【００３６】
前記２軸性位相差補償フィルムの厚み方向の位相差値Ｒｔｈ＝ｄ×（ｎｚ−ｎｙ）（ここで、ｄはフィルムの厚み）は負の値であって、可視光の範囲内で波長が増加するほど厚み方向の位相差値の絶対値が減少する正常波長分散（normal wavelength dispersion）特性を有しなければならない。
【００３７】
図４は、本発明による２軸性位相差補償フィルムの波長による位相差値の依存性を図示した参考図であって、前記２軸性位相差補償フィルムの厚み方向の位相差値の波長分散特性Ｒｔｈ、λ／Ｒｔｈ、５５０と、面上の位相差値の波長分散特性Ｒｉｎ、λ／Ｒｉｎ、５５０とを図示している。
【００３８】
前記図４に図示したことによれば、本発明による２軸性位相差補償フィルムにおいて面上の位相差値の適正の波長分散特性は２つの波長４００ｎｍ、５５０ｎｍで相対的な位相差比の値Ｒｉｎ、４００／Ｒｉｎ、５５０が０．４〜０．９の範囲の値を有しなければならなく、５５０ｎｍ、７００ｎｍで相対的な位相差比の値Ｒｉｎ、７００／Ｒｉｎ、５５０が１．１〜１．８の範囲の値を有しなければならない。ここで、Ｒｉｎ、４００は４００ｎｍの波長で面上の位相差値、Ｒｉｎ、５５０は５５０ｎｍの波長で面上の位相差値、Ｒｉｎ、７００は７００ｎｍの波長で面上の位相差値を示す。
【００３９】
前記本発明による２軸性位相差補償フィルムはその面上の位相差値Ｒｉｎ、５５０＝ｄ×（ｎｘ−ｎｙ）の適正範囲は５５０ｎｍの波長で３０ｎｍ〜１５０ｎｍである。
【００４０】
また、前記本発明による２軸性位相差補償フィルムの厚み方向の位相差値の適正の波長分散特性は、２つの波長４００ｎｍ、５５０ｎｍで相対的な位相差比の値Ｒｔｈ、４００／Ｒｔｈ、５５０が１．０５〜１．４の範囲の値を有しなければならなく、２つの波長５５０ｎｍ、７００ｎｍで相対的な位相差比の値Ｒｔｈ、７００／Ｒｔｈ、５５０が０．５〜０．９５の範囲の値を有しなければならない。
【００４１】
前記厚み方向の位相差値Ｒｔｈ、５５０＝ｄ×（ｎｚ−ｎｙ）の適正範囲は５５０ｎｍの波長で−５０ｎｍ〜−５００ｎｍである。
【００４２】
従って、前記本発明による２軸性位相差補償フィルムを使用して図１aと図１ｂ及び図２に図示したような垂直配向液晶表示装置を製造するようになると、傾斜角でＶＡ−ＬＣＤの暗状態（black state）の完全な補償が可能であり、暗状態、明状態、ＲＧＢ色の色変化を最小化させることができるようになる。
【００４３】
図５は、本発明による２軸性位相差補償フィルムを適用したＶＡ−ＬＣＤの暗状態（black state）の視野角による透過図（ａ）と、既存の２軸性位相差補償フィルムを適用したＶＡ−ＬＣＤの暗状態の視野角による透過図（ｂ）とを比較した結果であって、本発明による２軸性位相差補償フィルムを適用した場合に暗状態（black state）の補償特性がより優秀であることが分かる。
【００４４】
参考に、既存の２軸性位相差補償フィルムとしてはポリカボネート（polycarbonate）位相差フィルムを使用し、波長分散特性、Ｒｔｈ、４００／Ｒｔｈ,５５０＝Ｒｉｎ、４００／Ｒｉｎ、５５０＝１．１５を使用した。
【００４５】
図６は方位角で０°〜７０°の範囲の傾斜角を２°の間隙で変更しながら、白色光を使用した時の本発明に使用された２軸性位相差補償フィルムを適用したＶＡ−ＬＣＤに対する暗（black）状態の色変化（ａ）と、既存の２軸性位相差補償フィルムを適用したＶＡ−ＬＣＤの暗状態の色変化（ｂ）とを比較した結果であって、本発明による２軸性位相差補償フィルムを使用した場合に遥かに小さい暗状態の色変化を現すことが分かる。
【００４６】
既存の２軸性位相差補償フィルムを使用する場合より、本発明による位相差フィルムを使用した時の暗状態で低い透過度及び暗状態で小さい色変化を現す理由は波長による透過度の変化が一定（flat）であるからである。
【００４７】
本発明による２軸性位相差補償フィルムを製造する方法としては、位相差値の波長依存性の異なる既存のフィルムを２〜３つ積層すれば、製造が可能である。
【００４８】
また、前記の本発明による２軸性位相差補償フィルムは、固有の正の複屈折の値を有する第１のモノマー（monomer）と、固有の負の複屈折の値を有する第２のモノマー（monomer）とを共重合（co‐polymerization）して調製されたポリマーまたは前記第１のモノマー（monomer）と第２のモノマー（monomer）とを混合して調製されたポリマーで伸長して製造可能であることは勿論である。
【００４９】
次は前記本発明の２軸性位相差補償フィルムを使用して具現可能であるＶＡ−ＬＣＤの多様な実施例の中で一部をサンプルとして選定して実施したコントラスト特性測定実験であって、本発明の各実施例によるコントラスト特性向上程度を下記の実験例を通してより易しく理解できるだろう。しかし、本実験例はただ本発明をより易しく理解させるために提供するものであって、本発明がこれらの実験例により限られるものではない。
【実施例】
【００５０】
＜実験例１＞
本実験例のサンプルは２軸性位相差補償フィルムの１つを適用して具現した第１の実施例による図１（ａ）のＶＡ−ＬＣＤを使用した。３μｍのセルギャップを有するＶＡ−パネルを含んでおり、プレチルト角は８９°、誘電率異方性はΔε＝ −４．９、屈折率異方性はΔｎ = ０．０９７９、波長分散特性はΔｎ４００／Δｎ５５０ = １．０９６である。従って、ＶＡ−パネルの厚み方向の位相差値はＲＶＡ、５５０ = ２９７ｎｍである。前記２軸性位相差補償フィルムはポリカボネート（polycarbonate）系列の材料で製造され、厚み方向の位相差値はＲｔｈ（５５０ｎｍ）＝ −２７０ｎｍであり、面上の位相差値はＲｉｎ（５５０ｎｍ）＝ ６７ｎｍである。厚み方向の位相差値の波長分散特性はＲｔｈ（４５０ｎｍ）／Ｒｔｈ（５５０ｎｍ）＝１．１５であり、面上の位相差値の波長分散特性はＲｉｎ（４５０ｎｍ）／Ｒｉｎ（５５０ｎｍ）＝０．６５２である。
【００５１】
前記２軸性位相差補償フィルムを使用して補償されたＶＡ−ＬＣＤのコントラスト特性をシミュレーションした結果を図８に示し、前記２軸性位相差補償フィルムを使用して補償されたＶＡ−ＬＣＤの暗状態の色変化を図６の（ａ）に示した。
【００５２】
＜実験例１のその他の変形例＞
本実験例のサンプルは２軸性位相差補償フィルムの１つを適用して具現した第１の実施例による図１（ｂ）のＶＡ−ＬＣＤを使用した。３μｍセルギャップを有するＶＡ−パネルを含んでおり、プレチルト角は８９°、誘電率異方性はΔε＝ −４．９、屈折率異方性はΔｎ = ０．０９７９、波長分散特性はΔｎ４００／Δｎ５５０ = １．０９６である。従って、ＶＡ−パネルの厚み方向の位相差値はＲＶＡ、５５０ = ２９７ｎｍである。前記２軸性位相差補償フィルムはＴＡＣ（Triacetate cellulose）系列の材料で製造され、厚み方向の位相差値はＲｔｈ（５５０ｎｍ）＝−２４１ｎｍであり、面上の位相差値はＲｉｎ（５５０ｎｍ）＝４４ｎｍである。厚み方向の位相差値の波長分散特性はＲｔｈ（４５０ｎｍ）／Ｒｔｈ（５５０ｎｍ）＝１．１２であり、面上の位相差値の波長分散特性はＲｉｎ（４５０ｎｍ）／Ｒｉｎ（５５０ｎｍ）＝０．６１である。
【００５３】
前記２軸性位相差補償フィルムを使用して補償されたＶＡ−ＬＣＤのコントラスト特性をシミュレーションした結果を図９に示し、また前記２軸性位相差補償フィルムを使用して補償されたＶＡ−ＬＣＤの暗状態の色変化を図１０に示した。
【００５４】
下記の表１は前記第１の実験例の第１の変形例において使用されたサンプルとそれに比較される条件の比較例に対するコントラスト測定値の比較表であって、５５０ｎｍの波長でＶＡ−パネルの厚み方向の位相差値ＲＶＡと２軸性位相差補償フィルムの厚み方向の位相差値Ｒｔｈ及び２つの位相差値ＲＶＡ、Ｒｔｈの合計 ＲTOTAL、２軸性位相差補償フィルムの面上の位相差値Ｒｉｎがそれぞれ２９７、−２４０、＋４６、９０である第１のサンプルと２９７、−１００、＋１９７、０である第２のサンプルとを比較したものであり、７０°の傾斜角で最小コントラストがそれぞれ１６０、５に測定された。
【００５５】
【表１】
【００５６】
前記表１においては、特に７０°の傾斜角で最小コントラストを測定した値を表しているが、その理由は７０°の傾斜角で視野角特性が最も悪く現し、その以外の角ではこれより優秀なコントラスト特性を現すからである。従って、それ以外の他の傾斜角におけるコントラストはそれより向上されることが分かる。
【００５７】
＜実験例２＞
本実験例のサンプルは２軸性位相差補償フィルムの２つを適用して具現した第２の実施例による図２のＶＡ−ＬＣＤを使用した。３μｍセルギャップを有するＶＡ−パネルを含んでおり、プレチルト角は８９°、誘電率異方性はΔε＝ −４．９、屈折率異方性はΔｎ = ０．０９７９、波長分散特性はΔｎ４００／Δｎ５５０ = １．０９６である。したがって、ＶＡ−パネルの厚み方向の位相差値はＲＶＡ、５５０ = ２９７ｎｍである。前記２枚の２軸性位相差補償フィルムのそれぞれはポリカボネート（polycarbonate）系列の材料で製造され、厚み方向の位相差値はＲｔｈ（５５０ｎｍ）＝−１１９ｎｍであり、面上の位相差値はＲｉｎ（５５０ｎｍ）＝４４ｎｍである。厚み方向の位相差値の波長分散特性はＲｔｈ（４５０ｎｍ）／Ｒｔｈ（５５０ｎｍ）＝１．２４であり、面上の位相差値の波長分散特性はＲｉｎ（４５０nm）／Ｒｉｎ（５５０nm）＝０．５８５である。
【００５８】
前記２軸性位相差補償フィルムを使用して補償されたＶＡ−ＬＣＤのコントラスト特性をシミュレーションした結果を図１１に示し、また前記２軸性位相差補償フィルムを使用して補償されたＶＡ−ＬＣＤの暗状態の色変化を図１２に示した。
【００５９】
以上の本発明によれば、２軸性位相差補償フィルムを備えたＶＡ−ＬＣＤはＶＡ−ＬＣＤの傾斜角で完全な暗（black）状態の補償が可能であり、暗（black）状態、明（white）状態及びＲＧＢ状態で色変化を最小化させ視野角特性を向上させることができるようになる。
【００６０】
前記の本発明は記載された具体例を中心に詳細に説明されたが、本発明の範疇及び技術思想の範囲内で当業者により多様な変形及び修正が可能であることは勿論であり、このような変形及び修正が添付された特許請求の範囲に属することは当然である。
【符号の説明】
【００６１】
１１：下部偏光板
１１ｃ：下部偏光版の吸収軸
１２：上部偏光板
１２ｃ：上部偏光版の吸収軸
１３：垂直配向パネル
１４、１４ａ、１４ｂ：２軸性位相差補償フィルム
１４ｃ、２４ｃ、３４ｃ：２軸性位相差補償フィルムの光軸
【特許請求の範囲】
【請求項１】
面上における屈折率ｎｘ、ｎｙと厚み方向の屈折率ｎｚがｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚであり、面上の位相差値Ｒｉｎ＝（ｎｘ−ｎｙ）×ｄ＞０（ここで、ｄはフィルムの厚み）を有し、厚み方向の位相差値Ｒｔｈ＝（ｎｚ−ｎｙ）×ｄ＜０（ここで、ｄはフィルムの厚み）を有することを特徴とする２軸性位相差補償フィルム。
【請求項２】
４００ｎｍ、５５０ｎｍ、７００ｎｍの波長でそれぞれの面上の位相差値Ｒｉｎ、４００、Ｒｉｎ、５５０、Ｒｉｎ、７００に対し、
２つの波長４００ｎｍ、５５０ｎｍにおける波長分散特性Ｒｉｎ、４００／Ｒｉｎ、５５０が０．４〜０．９の範囲の値を有し、２つの波長５５０ｎｍ、７００ｎｍにおける波長分散特性Ｒｉｎ、７００／Ｒｉｎ、５５０が１．１〜１．８の範囲の値を有することを特徴とする請求項１に記載の２軸性位相差補償フィルム。
【請求項３】
５５０ｎｍの波長における前記面上の位相差値Ｒｉｎが３０ｎｍ〜１５０ｎｍの範囲の値を有することを特徴とする請求項１に記載の２軸性位相差補償フィルム。
【請求項４】
４００ｎｍ、５５０ｎｍ、７００ｎｍの波長でそれぞれの厚み方向の位相差値Ｒｔｈ、４００、Ｒｔｈ、５５０、Ｒｔｈ、７００に対し、
２つの波長４００ｎｍ、５５０ｎｍにおける波長分散特性Ｒｔｈ、４００／Ｒｔｈ、５５０が１．０５〜１．４の範囲の値を有し、２つの波長５５０ｎｍ、７００ｎｍにおける波長分散特性Ｒｔｈ、７００／Ｒｔｈ、５５０が０．５〜０．９５の範囲の値を有することを特徴とする請求項１に記載の２軸性位相差補償フィルム。
【請求項５】
５５０ｎｍの波長における前記厚み方向の位相差値Ｒｔｈは−５０ｎｍ〜−５００ｎｍの範囲の値を有することを特徴とする請求項１に記載の２軸性位相差補償フィルム。
【請求項６】
固有の正の複屈折の値を有する第１のモノマーと固有の負の複屈折の値を有する第２のモノマーとを共重合して調製されたポリマーで伸長して製造されたことを特徴とする請求項１に記載の２軸性位相差補償フィルム。
【請求項７】
固有の正の複屈折の値を有する第１のモノマーと固有の負の複屈折の値を有する第２のモノマーとを混合して調製されたポリマーで伸長して製造されたことを特徴とする請求項１に記載の２軸性位相差補償フィルム。
【請求項８】
面上の位相差値Ｒｉｎ及び厚み方向の位相差値Ｒｔｈの異なる依存性を有する少なくとも２枚以上の位相差フィルムを積層して製造されたことを特徴とする請求項１に記載の２軸性位相差補償フィルム。
【請求項９】
上、下部のガラス基板の間に誘電率異方性が負（ Δε＜０）、または正（Δε＞０）である液晶を注入して垂直配向パネルを形成し、前記垂直配向パネルを中心にその上、下部に吸収軸が相互に直交する上、下部偏光板をそれぞれ配置して３〜８μｍの範囲のセルギャップを保持する多重ドメイン垂直配向モード（ＭＶＡ）またはキラル添加剤を使用する垂直配向モードの液晶表示素子（ＶＡ−ＬＣＤ）において、
前記垂直配向パネルと上、下部偏光板との間に面上における屈折率ｎｘ、ｎｙと厚み方向の屈折率ｎｚがｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚである２軸性位相差補償フィルムを配置して液晶セルを構成し、
前記２軸性位相差補償フィルムはその光軸が隣接した偏光板の吸収軸と垂直に配置され、可視光の範囲内で波長が増加するほど面上の位相差値が増加する逆波長分散特性を有し、可視光の範囲内で波長が増加するほど厚み方向の位相差値の絶対値が減少する正常波長分散特性の負の値を有することを特徴とする２軸性位相差補償フィルムを有する垂直配向液晶表示装置。
【請求項１０】
前記垂直配向パネルと上部偏光板との間または垂直配向パネルと下部偏光板との間中のいずれか一ヶ所に前記２軸性位相差補償フィルムを配置して液晶セルを構成することを特徴とする請求項９に記載の２軸性位相差補償フィルムを有する垂直配向液晶表示装置。
【請求項１１】
前記垂直配向パネルと上部偏光板との間及び垂直配向パネルと下部偏光板との間にそれぞれ前記２軸性位相差補償フィルムを配置して液晶セルを構成することを特徴とする請求項９に記載の２軸性位相差補償フィルムを有する垂直配向液晶表示装置。
【請求項１２】
前記２軸性位相差補償フィルムと前記垂直配向パネルとを含む厚み方向の位相差値の総合が可視光の範囲内で波長に比例する３０ｎｍ〜１５０ｎｍの範囲の値を有することを特徴とする請求項９に記載の２軸性位相差補償フィルムを有する垂直配向液晶表示装置。
【請求項１３】
電圧が印加されていない状態における前記垂直配向パネルの液晶分子の方向子は前記垂直配向パネルの上、下部ガラス基板の間で、７５〜９０°の範囲のプレチルト角を有することを特徴とする請求項１２に記載の２軸性位相差補償フィルムを有する垂直配向液晶表示装置。
【請求項１４】
前記プレチルト角が８７〜９０°であることを特徴とする請求項１３に記載の２軸性位相差補償フィルムを有する垂直配向液晶表示装置。
【請求項１５】
前記プレチルト角が８９〜９０°であることを特徴とする請求項１３に記載の２軸性位相差補償フィルムを有する垂直配向液晶表示装置。
【請求項１６】
前記垂直配向パネルの液晶層の位相差値が５５０ｎｍの波長で、８０ｎｍ〜４００ｎｍの範囲を有することを特徴とする請求項１２に記載の２軸性位相差補償フィルムを有する垂直配向液晶表示装置。
【請求項１７】
前記垂直配向パネルの液晶層の位相差値が５５０ｎｍの波長で、８０ｎｍ〜３００ｎｍの範囲を有することを特徴とする請求項１６に記載の２軸性位相差補償フィルムを有する垂直配向液晶表示装置。
【請求項１８】
電圧印加時の前記垂直配向パネルの液晶分子の方向子が前記偏光板の吸収軸と４５°をなすことを特徴とする請求項１２に記載の２軸性位相差補償フィルムを有する垂直配向液晶表示装置。
【請求項１】
面上における屈折率ｎｘ、ｎｙと厚み方向の屈折率ｎｚがｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚであり、面上の位相差値Ｒｉｎ＝（ｎｘ−ｎｙ）×ｄ＞０（ここで、ｄはフィルムの厚み）を有し、厚み方向の位相差値Ｒｔｈ＝（ｎｚ−ｎｙ）×ｄ＜０（ここで、ｄはフィルムの厚み）を有することを特徴とする２軸性位相差補償フィルム。
【請求項２】
４００ｎｍ、５５０ｎｍ、７００ｎｍの波長でそれぞれの面上の位相差値Ｒｉｎ、４００、Ｒｉｎ、５５０、Ｒｉｎ、７００に対し、
２つの波長４００ｎｍ、５５０ｎｍにおける波長分散特性Ｒｉｎ、４００／Ｒｉｎ、５５０が０．４〜０．９の範囲の値を有し、２つの波長５５０ｎｍ、７００ｎｍにおける波長分散特性Ｒｉｎ、７００／Ｒｉｎ、５５０が１．１〜１．８の範囲の値を有することを特徴とする請求項１に記載の２軸性位相差補償フィルム。
【請求項３】
５５０ｎｍの波長における前記面上の位相差値Ｒｉｎが３０ｎｍ〜１５０ｎｍの範囲の値を有することを特徴とする請求項１に記載の２軸性位相差補償フィルム。
【請求項４】
４００ｎｍ、５５０ｎｍ、７００ｎｍの波長でそれぞれの厚み方向の位相差値Ｒｔｈ、４００、Ｒｔｈ、５５０、Ｒｔｈ、７００に対し、
２つの波長４００ｎｍ、５５０ｎｍにおける波長分散特性Ｒｔｈ、４００／Ｒｔｈ、５５０が１．０５〜１．４の範囲の値を有し、２つの波長５５０ｎｍ、７００ｎｍにおける波長分散特性Ｒｔｈ、７００／Ｒｔｈ、５５０が０．５〜０．９５の範囲の値を有することを特徴とする請求項１に記載の２軸性位相差補償フィルム。
【請求項５】
５５０ｎｍの波長における前記厚み方向の位相差値Ｒｔｈは−５０ｎｍ〜−５００ｎｍの範囲の値を有することを特徴とする請求項１に記載の２軸性位相差補償フィルム。
【請求項６】
固有の正の複屈折の値を有する第１のモノマーと固有の負の複屈折の値を有する第２のモノマーとを共重合して調製されたポリマーで伸長して製造されたことを特徴とする請求項１に記載の２軸性位相差補償フィルム。
【請求項７】
固有の正の複屈折の値を有する第１のモノマーと固有の負の複屈折の値を有する第２のモノマーとを混合して調製されたポリマーで伸長して製造されたことを特徴とする請求項１に記載の２軸性位相差補償フィルム。
【請求項８】
面上の位相差値Ｒｉｎ及び厚み方向の位相差値Ｒｔｈの異なる依存性を有する少なくとも２枚以上の位相差フィルムを積層して製造されたことを特徴とする請求項１に記載の２軸性位相差補償フィルム。
【請求項９】
上、下部のガラス基板の間に誘電率異方性が負（ Δε＜０）、または正（Δε＞０）である液晶を注入して垂直配向パネルを形成し、前記垂直配向パネルを中心にその上、下部に吸収軸が相互に直交する上、下部偏光板をそれぞれ配置して３〜８μｍの範囲のセルギャップを保持する多重ドメイン垂直配向モード（ＭＶＡ）またはキラル添加剤を使用する垂直配向モードの液晶表示素子（ＶＡ−ＬＣＤ）において、
前記垂直配向パネルと上、下部偏光板との間に面上における屈折率ｎｘ、ｎｙと厚み方向の屈折率ｎｚがｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚである２軸性位相差補償フィルムを配置して液晶セルを構成し、
前記２軸性位相差補償フィルムはその光軸が隣接した偏光板の吸収軸と垂直に配置され、可視光の範囲内で波長が増加するほど面上の位相差値が増加する逆波長分散特性を有し、可視光の範囲内で波長が増加するほど厚み方向の位相差値の絶対値が減少する正常波長分散特性の負の値を有することを特徴とする２軸性位相差補償フィルムを有する垂直配向液晶表示装置。
【請求項１０】
前記垂直配向パネルと上部偏光板との間または垂直配向パネルと下部偏光板との間中のいずれか一ヶ所に前記２軸性位相差補償フィルムを配置して液晶セルを構成することを特徴とする請求項９に記載の２軸性位相差補償フィルムを有する垂直配向液晶表示装置。
【請求項１１】
前記垂直配向パネルと上部偏光板との間及び垂直配向パネルと下部偏光板との間にそれぞれ前記２軸性位相差補償フィルムを配置して液晶セルを構成することを特徴とする請求項９に記載の２軸性位相差補償フィルムを有する垂直配向液晶表示装置。
【請求項１２】
前記２軸性位相差補償フィルムと前記垂直配向パネルとを含む厚み方向の位相差値の総合が可視光の範囲内で波長に比例する３０ｎｍ〜１５０ｎｍの範囲の値を有することを特徴とする請求項９に記載の２軸性位相差補償フィルムを有する垂直配向液晶表示装置。
【請求項１３】
電圧が印加されていない状態における前記垂直配向パネルの液晶分子の方向子は前記垂直配向パネルの上、下部ガラス基板の間で、７５〜９０°の範囲のプレチルト角を有することを特徴とする請求項１２に記載の２軸性位相差補償フィルムを有する垂直配向液晶表示装置。
【請求項１４】
前記プレチルト角が８７〜９０°であることを特徴とする請求項１３に記載の２軸性位相差補償フィルムを有する垂直配向液晶表示装置。
【請求項１５】
前記プレチルト角が８９〜９０°であることを特徴とする請求項１３に記載の２軸性位相差補償フィルムを有する垂直配向液晶表示装置。
【請求項１６】
前記垂直配向パネルの液晶層の位相差値が５５０ｎｍの波長で、８０ｎｍ〜４００ｎｍの範囲を有することを特徴とする請求項１２に記載の２軸性位相差補償フィルムを有する垂直配向液晶表示装置。
【請求項１７】
前記垂直配向パネルの液晶層の位相差値が５５０ｎｍの波長で、８０ｎｍ〜３００ｎｍの範囲を有することを特徴とする請求項１６に記載の２軸性位相差補償フィルムを有する垂直配向液晶表示装置。
【請求項１８】
電圧印加時の前記垂直配向パネルの液晶分子の方向子が前記偏光板の吸収軸と４５°をなすことを特徴とする請求項１２に記載の２軸性位相差補償フィルムを有する垂直配向液晶表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−１１３３１３（Ｐ２０１２−１１３３１３Ａ）
【公開日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１４４０６（Ｐ２０１２−１４４０６）
【出願日】平成２４年１月２６日（２０１２．１．２６）
【分割の表示】特願２００５−５１８７４９（Ｐ２００５−５１８７４９）の分割
【原出願日】平成１６年１月２７日（２００４．１．２７）
【出願人】（５００２３９８２３）エルジー・ケム・リミテッド (1,221)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年１月２６日（２０１２．１．２６）
【分割の表示】特願２００５−５１８７４９（Ｐ２００５−５１８７４９）の分割
【原出願日】平成１６年１月２７日（２００４．１．２７）
【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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