(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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（ｎｘ＞ｎｙ＝ｎｚ）と＋Ｃ−プレート（ｎｘ＝ｎｙ＜ｎｚ）とを含む一対の補償フィルムが挟まれ、
ここで、ｎｘ、ｎｙは、面内屈折率を表し、ｎｚ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Ｒｉｎ＝ｄ×（ｎｘ−ｎｙ）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Ｒｔｈ＝ｄ×（ｎｚ−ｎｙ）を有し、
傾斜角７０°での最小のコントラスト比の値は２０：１以上であり、
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、ＩＰＳ液晶表示装置。
【請求項２】
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（ｎｘ＞ｎｙ＝ｎｚ）と＋Ｃ−プレート（ｎｘ＝ｎｙ＜ｎｚ）とを含む一対の補償フィルムが挟まれ、
ここで、ｎｘ、ｎｙは、面内屈折率を表し、ｎｚ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Ｒｉｎ＝ｄ×（ｎｘ−ｎｙ）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Ｒｔｈ＝ｄ×（ｎｚ−ｎｙ）を有し、
傾斜角７０°での最小のコントラスト比の値は２０：１以上であり、
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、ＩＰＳ液晶表示装置。
【請求項３】
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（ｎｘ＞ｎｙ＝ｎｚ）と＋Ｃ−プレート（ｎｘ＝ｎｙ＜ｎｚ）とを含む一対の補償フィルムが挟まれ、
ここで、ｎｘ、ｎｙは、面内屈折率を表し、ｎｚ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Ｒｉｎ＝ｄ×（ｎｘ−ｎｙ）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Ｒｔｈ＝ｄ×（ｎｚ−ｎｙ）を有し、
傾斜角７０°での最小のコントラスト比の値は２０：１以上であり、
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、ＩＰＳ液晶表示装置。
【請求項４】
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１乃至３のいずれか一項に記載のＩＰＳ液晶表示装置。
【請求項５】
＋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又は３に記載のＩＰＳ液晶表示装置。
【請求項６】
＋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１乃至３のいずれか一項に記載のＩＰＳ液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
１）液晶層面に平行な電場が印加できる電極により供給される両基板の間に水平配向を有する液晶層が挟まれている。
２）一枚以上のＡ−プレートとＣ−プレートが両偏光板に挟まれている。
３）Ａ−プレートの主光軸は、液晶層の主光軸に垂直である。
４）液晶層の位相差値がＲＬＣ、＋Ｃ−プレートの位相差値Ｒ＋Ｃ、Ａ−プレートの位相差値Ｒ＋Ａは、次式を満たすように決められる。
［数１］
ＲＬＣ：Ｒ＋Ｃ：Ｒ＋Ａ≒１：０．５：０．２５
５）Ａ−プレートとＣ−プレートの位相差値に対し偏光板の保護フィルムの厚み方向の位相差値の関係が示されていない（ＴＡＣ、ＣＯＰ、ＰＮＢ）。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第３８０７８３１号明細書
【特許文献２】米国特許第５１８９５３８号明細書
【特許文献３】米国特許第６１１５０９５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
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。
【００１３】
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（ｎｘ＞ｎｙ＝ｎｚ）と一つ以上の＋Ｃ−プレート（ｎｘ＝ｎｙ＜ｎｚ）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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、ＩＰＳ−ＬＣＤの基本構造を示す図である。
【図２】図２は、図１に示す基本構造のうちの偏光板の吸収軸とＩＰＳ−ＬＣＤパネルの液晶の光軸の配置図である。
【図３】図３は、位相差フィルムの屈折率を示す図である。
【図４】図４は、参考発明に係る視野角の補償フィルムを含むＩＰＳ−ＬＣＤの構造を示す図であって、第一のＩＰＳ−ＬＣＤの構造を示す。
【図５】図５は、参考発明に係る視野角の補償フィルムを含むＩＰＳ−ＬＣＤの構造を示す図であって、第二のＩＰＳ−ＬＣＤの構造を示す。
【図６】図６は、参考発明に係る視野角の補償フィルムを含むＩＰＳ−ＬＣＤの構造を示す図であって、第三のＩＰＳ−ＬＣＤの構造を示す。
【図７】図７は、参考発明に係る視野角の補償フィルムを含むＩＰＳ−ＬＣＤの構造を示す図であって、第四のＩＰＳ−ＬＣＤの構造を示す。
【図８】図８は、参考発明に係る視野角の補償フィルムを含むＩＰＳ−ＬＣＤの構造を示す図であって、第五のＩＰＳ−ＬＣＤの構造を示す。
【図９】図９は、参考発明に係る視野角の補償フィルムを含むＩＰＳ−ＬＣＤの構造を示す図であって、第六のＩＰＳ−ＬＣＤの構造を示す。
【図１０】図１０は、参考発明に係る視野角の補償フィルムを含むＩＰＳ−ＬＣＤの構造において、白色光を使用した時の全ての方位角に対する０°〜８０°の範囲の傾斜角でのコントラスト特性をシミュレーションした結果を示すグラフであって、第一のＩＰＳ−ＬＣＤの構造を示す。
【図１１】図１１は、参考発明に係る視野角の補償フィルムを含むＩＰＳ−ＬＣＤの構造において、白色光を使用した時の全ての方位角に対する０°〜８０°の範囲の傾斜角でのコントラスト特性をシミュレーションした結果を示すグラフであって、第二のＩＰＳ−ＬＣＤの構造を示す。
【図１２】図１２は、参考発明に係る視野角の補償フィルムを含むＩＰＳ−ＬＣＤの構造において、白色光を使用した時の全ての方位角に対する０°〜８０°の範囲の傾斜角でのコントラスト特性をシミュレーションした結果を示すグラフであって、第三のＩＰＳ−ＬＣＤの構造を示す。
【図１３】図１３は、参考発明に係る視野角の補償フィルムを含むＩＰＳ−ＬＣＤの構造において、白色光を使用した時の全ての方位角に対する０°〜８０°の範囲の傾斜角でのコントラスト特性をシミュレーションした結果を示すグラフであって、第四のＩＰＳ−ＬＣＤの構造を示す。
【図１４】図１４は、参考発明に係る視野角の補償フィルムを含むＩＰＳ−ＬＣＤの構造において、白色光を使用した時の全ての方位角に対する０°〜８０°の範囲の傾斜角でのコントラスト特性をシミュレーションした結果を示すグラフであって、第五のＩＰＳ−ＬＣＤの構造を示す。
【図１５】図１５は、参考発明に係る視野角の補償フィルムを含むＩＰＳ−ＬＣＤの構造を示す図であって、第七のＩＰＳ−ＬＣＤの構造を示す。
【図１６】図１６は、参考発明に係る視野角の補償フィルムを含むＩＰＳ−ＬＣＤの構造を示す図であって、第八のＩＰＳ−ＬＣＤの構造を示す。
【図１７】図１７は、本発明に係る視野角の補償フィルムを含むＩＰＳ−ＬＣＤの構造を示す図であって、第九のＩＰＳ−ＬＣＤの構造を示す。
【図１８】図１８は、本発明に係る視野角の補償フィルムを含むＩＰＳ−ＬＣＤの構造を示す図であって、第十のＩＰＳ−ＬＣＤの構造を示す。
【図１９】図１９は、参考発明に係る視野角の補償フィルムを含むＩＰＳ−ＬＣＤの構造を示す図であって、第十一のＩＰＳ−ＬＣＤの構造を示す。
【図２０】図２０は、参考発明に係る視野角の補償フィルムを含むＩＰＳ−ＬＣＤの構造を示す図であって、第十二のＩＰＳ−ＬＣＤの構造を示す。
【図２１】図２１は、本発明に係る視野角の補償フィルムを含むＩＰＳ−ＬＣＤの構造を示す図であって、第十三のＩＰＳ−ＬＣＤの構造を示す。
【図２２】図２２は、本発明に係る視野角の補償フィルムを含むＩＰＳ−ＬＣＤの構造を示す図であって、第十四のＩＰＳ−ＬＣＤの構造を示す。
【図２３】図２３は、参考発明に係る視野角の補償フィルムを含むＩＰＳ−ＬＣＤの構造を示す図であって、第十五のＩＰＳ−ＬＣＤの構造を示す。
【図２４】図２４は、参考発明に係る視野角の補償フィルムを含むＩＰＳ−ＬＣＤの構造を示す図であって、第十六のＩＰＳ−ＬＣＤの構造を示す。
【図２５】図２５は、本発明に係る視野角の補償フィルムを含むＩＰＳ−ＬＣＤの構造を示す図であって、第十七のＩＰＳ−ＬＣＤの構造を示す。
【図２６】図２６は、本発明に係る視野角の補償フィルムを含むＩＰＳ−ＬＣＤの構造を示す図であって、第十八のＩＰＳ−ＬＣＤの構造を示す。
【図２７】図２７は、参考発明に係る視野角の補償フィルムを含むＩＰＳ−ＬＣＤの構造において、白色光を使用した時の全ての方位角に対する０°〜８０°の範囲の傾斜角でのコントラスト特性をシミュレーションした結果を示すグラフであって、第七及び第八のＩＰＳ−ＬＣＤの構造を示す。
【図２８】図２８は、本発明に係る視野角の補償フィルムを含むＩＰＳ−ＬＣＤの構造において、白色光を使用した時の全ての方位角に対する０°〜８０°の範囲の傾斜角でのコントラスト特性をシミュレーションした結果を示すグラフであって、第九及び第十のＩＰＳ−ＬＣＤの構造を示す。
【図２９】図２９は、参考発明に係る視野角の補償フィルムを含むＩＰＳ−ＬＣＤの構造において、白色光を使用した時の全ての方位角に対する０°〜８０°の範囲の傾斜角でのコントラスト特性をシミュレーションした結果を示すグラフであって、第十一及び第十二のＩＰＳ−ＬＣＤの構造を示す。
【図３０】図３０は、本発明に係る視野角の補償フィルムを含むＩＰＳ−ＬＣＤの構造において、白色光を使用した時の全ての方位角に対する０°〜８０°の範囲の傾斜角でのコントラスト特性をシミュレーションした結果を示すグラフであって、第十三及び第十四のＩＰＳ−ＬＣＤの構造を示す。
【図３１】図３１は、参考発明に係る視野角の補償フィルムを含むＩＰＳ−ＬＣＤの構造において、白色光を使用した時の全ての方位角に対する０°〜８０°の範囲の傾斜角でのコントラスト特性をシミュレーションした結果を示すグラフであって、第十五及び第十六のＩＰＳ−ＬＣＤの構造を示す。
【図３２】図３２は、本発明に係る視野角の補償フィルムを含むＩＰＳ−ＬＣＤの構造において、白色光を使用した時の全ての方位角に対する０°〜８０°の範囲の傾斜角でのコントラスト特性をシミュレーションした結果を示すグラフであって、第十七及び第十八のＩＰＳ−ＬＣＤの構造を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明について詳述する。
図１にＩＰＳ−ＬＣＤの基本構造が示されている。
ＩＰＳ−ＬＣＤは、第一の偏光板１と、第二の偏光板２、及びＩＰＳ−ＬＣＤパネル３からなり、第一の偏光板の吸収軸４と第二の偏光板の吸収軸５とは相互垂直し、第一の偏光板の吸収軸４とＩＰＳ−ＬＣＤパネルの光軸６とは相互平行している。図２には、両偏光板の吸収軸４、５とＩＰＳ−ＬＣＤパネルの光軸６が示されている。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
ＩＰＳ−ＬＣＤにおける明状態は、直交偏光板の間でバックライトから入射された光を０°線偏光させ、この０°線偏光された光が液晶セルを通ることで９０°回転した線偏光になって透過する原理を用いる。０°線偏光された光が９０°回転した線偏光になるためには、液晶セルの位相差値が入射した光の波長の１／２になる必要がある。他の条件としては、ｒｅｖｅｒｓｅ−ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）、液晶セル内の液晶層の導波管（ｗａｖｅ  ｇｕｉｄｅ）特性を用いることで４００ｎｍになるように設計されている。液晶セルの位相差値の範囲は、用いる方式によって決められる。
【００２０】
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。
ＬＣＤは、電極対を含むアクティブマトリクス駆動電極のモードによってＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）、またはＳｕｐｅｒ−ＩＰＳ（Ｓｕｐｅｒ−Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ−Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）、またはＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ−Ｆｉｅｌｄ−Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）とに大別される。本発明においてＩＰＳ−ＬＣＤとすれば、Ｓｕｐｅｒ−ＩＰＳ、ＦＦＳ、ｒｅｖｅｒｓｅ−ＴＮ  ＩＰＳ等も含む。
【００２１】
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。
【００２２】
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ｎｘ８、ｙ軸方向の屈折率をｎｙ９、厚み方向の屈折率をｎｚ１０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。
三軸方向の屈折率のうちの二軸方向の屈折率が異なる場合を一軸性位相差フィルムといい、一軸性位相差フィルムは、次のように定義することができる。
【００２３】
（１）ｎｘ＞ｎｙ＝ｎｚ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。
式１
Ｒｉｎ＝ｄ×（ｎｘ−ｎｙ）
前記式中、ｄは、フィルムの厚みを表す。
＋Ａ−プレートは、厚み方向の位相差値（ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ  ｒｅｔａｒｄａｔｉｏｎ  ｖａｌｕｅ）がほぼ０であり、面内位相差値は、正の値を有するフィルムである。
【００２４】
（２）ｎｘ＝ｎｙ＜ｎｚ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。
式２
Ｒｔｈ＝ｄ×（ｎｘ−ｎｙ）
前記式中、ｄは、フィルムの厚みを表す。
＋Ｃ−プレート１１は、面内位相差値（ｉｎ−ｐｌａｎｅ  ｒｅｔａｒｄａｔｉｏｎ  ｖａｌｕｅ）がほぼ０であり、厚み方向の位相差値は、正の値を有するフィルムである。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
＋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。
【００３１】
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。
【００３２】
第一の参考態様は、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。
【００３３】
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。
ここで、Ａ−プレート１２は、５５０ｎｍ波長で３０〜５００ｎｍ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３０〜５００ｎｍの範囲の厚み方向の位相差値を有することが好ましい。
【００３４】
図４には、第一の参考態様に係る第一のＩＰＳ−ＬＣＤの補償フィルムの構造が例示されており、図５には、第一の参考態様に係る第二のＩＰＳ−ＬＣＤの補償フィルムの構造が例示されている。
図４及び図５にそれぞれ例示された第一のＩＰＳ−ＬＣＤの補償フィルムと第二の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１５と図１６は、同一の視野角特性を示す。
図４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１０及び表１に表している。
【００３５】
【表１】
0004663019.tif 000002
【００３６】
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。
コントラスト比の値は、画面の鮮明度を決め付ける因子であって、コントラスト比の値が大きければ大きいほど鮮明にみえる。傾斜角７０°を採択した理由は、傾斜角７０°で最も悪いＩＰＳ−ＬＣＤの特性を示すためである。視野角の補償フィルムを使用しないＩＰＳ−ＬＣＤの最小のコントラスト比の値は、１０：１以下である。前記表１は、傾斜角７０°でコントラスト比の値が改善されることを表す表であって、傾斜角７０°でのコントラスト比の値の改善は、全ての傾斜角でのコントラスト特性の改善がなされたことを意味するといえる。
【００３７】
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。
【００３８】
第二の参考態様は、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。
前記のような配置は、ＩＰＳ−ＬＣＤパネルの視野角特性に及ぼす影響が小さいため、直交偏光板の間に＋Ａ−プレートと＋Ｃ−プレートが挟まれた場合と類似する場合に近似させることができる。Ａ−プレートの光軸は、隣接している偏光板の吸収軸に直交する時に視野角の補償機能を果たすことから、Ａ−プレートは、第一の偏光板の吸収軸に直交して始めて視野角の補償フィルムとして機能するようになる。
【００３９】
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。
【００４０】
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）。
【００４１】
図６には、第二の参考態様に係る第三のＩＰＳ−ＬＣＤの補償フィルムの構造が例示されており、図７には、第二の参考態様に係る第四のＩＰＳ−ＬＣＤの補償フィルムの構造が例示されている。
図６及び図７にそれぞれ例示された第三のＩＰＳ−ＬＣＤの補償フィルムと第四の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６と図７は、同一の視野角特性を示す。
図６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１２及び表２に表している。
【００４２】
【表２】
0004663019.tif 000003
【００４３】
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。
【００４４】
【表３】
0004663019.tif 000004
【００４５】
前記第一の参考態様及び第二の参考態様では、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参考態様及び第二の参考態様を広げて、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、下記の第三の参考態様乃至第九の実施態様がある。
【００４６】
第三の参考態様は、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。
【００４７】
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）。
【００４８】
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）。
しかも、第二の＋Ｃ−プレート１１は、５５０ｎｍ波長で９０〜４００ｎｍの範囲の位相差値を有することが好ましい（表４参照）。
【００４９】
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。
図８には、第三の参考態様に係る第五のＩＰＳ−ＬＣＤの補償フィルムの構造が例示されており、図９には、第三の参考態様に係る第六のＩＰＳ−ＬＣＤの補償フィルムの構造が例示されている。
図８及び図９にそれぞれ例示された第五のＩＰＳ−ＬＣＤの補償フィルムと第六の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８と図９は、同一の視野角特性を示す。
図８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１４及び表４に表している。
【００５０】
【表４】
0004663019.tif 000005
【００５１】
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。
第四の参考態様は、第一の偏光板１と、第一の＋Ａ−プレート１１と、ＩＰＳパネル液晶セル３と、第二のＡ−プレート１３と、＋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、Ｃ−プレート１３は、５５０ｎｍ波長で５０〜４００ｎｍの範囲の位相差値を有することが好ましい。
【００５２】
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。
【００５３】
図１５には、第四の参考態様に係る第七のＩＰＳ−ＬＣＤの補償フィルムの構造が例示されており、図１６には、第四の参考態様に係る第八のＩＰＳ−ＬＣＤの補償フィルムの構造が例示されている。
図１５及び図１６にそれぞれ例示された第七のＩＰＳ−ＬＣＤの補償フィルムと第八の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１５と図１６は、同一の視野角特性を示す。
図１５と図１６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、表５及び図２７に示している。
【００５４】
【表５】
0004663019.tif 000006
【００５５】
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。
【００５６】
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。
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。
【００５７】
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。
図１７と図１８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、表６及び図２８に示している。
【００５８】
【表６】
0004663019.tif 000007
【００５９】
第六の参考態様は、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。
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１〜５００ｎｍの範囲の位相差値を有することが好ましい。
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。
【００６０】
図１９には、第六の参考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、第六の参考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。
図１９と図２０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、表７及び図２９に示している。
【００６１】
【表７】
0004663019.tif 000008
【００６２】
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。
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１〜５００ｎｍの範囲の位相差値を有することが好ましい。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
図２１と図２２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、表８及び図３０に示している。
【００６５】
【表８】
0004663019.tif 000009
【００６６】
第八の参考態様は、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。
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１〜５００ｎｍの範囲の位相差値を有することが好ましい。
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。
【００６７】
図２３には、第八の参考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、第八の参考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。
図２３と図２４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、表９及び図３１に示している。
【００６８】
【表９】
0004663019.tif 000010
【００６９】
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。
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１〜５００ｎｍの範囲の位相差値を有することが好ましい。
第一のＡ−プレート１１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。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。
【００７０】
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。
図２５と図２６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、表１０及び図３２に示している。
【００７１】
【表１０】
0004663019.tif 000011
【００７２】
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）。
ＩＰＳ−ＬＣＤの視野角補償特性は、偏光素子の保護のために使用される保護フィルムにより影響を受ける。一般に、偏光板は、偏光素子であるヨードで染着された延伸ＰＶＡ（Ｓｔｒｅｃｈｅｄ  ＰｏｌｙｖｉｎｙｌｅＡｌｃｈｏｌ）から作製され、偏光板に使用される保護フィルムとしては、厚み方向の位相差値を有するＴＡＣ（Ｔｒｉａｃｅｔａｔｅ  Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）、ＰＮＢ（ｐｏｌｙｎｏｂｏｎｅｎｅ）、厚み方向の位相差値がない無延伸ＣＯＰ（ｃｙｃｌｏ−ｏｌｅｆｉｎ）等が適用可能である。ＴＡＣフィルムのように、厚み方向の位相差値を有している保護フィルムを使用すれば、視野角補償特性が低下するという問題点がある。無延伸ＣＯＰのような等方性フィルムを偏光板の保護フィルムとして使用すれば、優れた視野角補償特性が確保できる。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
（例示１）
図４に示すように、ＩＰＳ−ＬＣＤは、２．９μｍのセルギャップ、プレティルト角は３°、誘電異方性△ε＝＋７、複屈折△η＝０．１の液晶で充填されたＩＰＳ液晶セルから構成されている。＋Ｃ−プレート１１は、ＵＶ硬化型垂直配向された液晶フィルムで作製され、５５０ｎｍ波長で厚み方向の位相差値はＲｔｈ＝１７４ｎｍである。Ａ−プレート１２は、延伸されたＰＣフィルムで作製され、面内位相差値はＲｉｎ＝５３ｎｍである。第一の偏光板１の内部保護フィルムとしては、等方性ＣＯＰを使用し、第二の偏光板２の内部保護フィルムとしては、厚み方向の位相差値がＲｔｈ＝−１３０ｎｍのＰＮＢフィルムを使用した。白色光を使用した時における、全ての方位角に対する０°〜８０°の範囲の傾斜角でのコントラスト特性を図１０に示した。
図１０において、円の中心は傾斜角が０の場合であり、円の半径が増すにつれて傾斜角が増すことを示す。図１０に円の半径が増すにつれて数値が増している２０、４０、６０、８０は、傾斜角（ｉｎｃｌｉｎａｔｉｏｎ  ａｎｇｌｅ）を示す。
【００７８】
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。
【００７９】
（例示２）
図５に示すように、ＩＰＳ−ＬＣＤは、２．９μｍのセルギャップ、プレティルト角は３°、誘電異方性△ε＝＋７、複屈折△η＝０．１の液晶で充填されたＩＰＳ液晶セルから構成されている。＋Ｃ−プレート１１は、ＵＶ硬化型垂直配向された液晶フィルムで作製され、５５０ｎｍ波長で厚み方向の位相差値はＲｔｈ＝７０ｎｍである。Ａ−プレート１２は、延伸されたＰＣフィルムで作製され、面内位相差値はＲｉｎ＝１１０ｎｍである。両偏光板１、２の内部保護フィルムとしては、厚み方向の位相差値がＲｔｈ＝−３２ｎｍの４０μｍ  ＴＡＣフィルムを使用した。
白色光を使用した時における、全ての方位角に対する０°〜８０°の範囲の傾斜角でのコントラスト特性を図１１に示した。図１１から分かるように、傾斜角８０°で５０：１以上の優れたコントラスト特性を示す。
【００８０】
（例示３）
図６に示すように、ＩＰＳ−ＬＣＤは、２．９μｍのセルギャップ、プレティルト角は３°、誘電異方性△ε＝＋７、複屈折△η＝０．１の液晶で充填されたＩＰＳ液晶セルから構成されている。＋Ｃ−プレート１１は、ＵＶ硬化型垂直配向された液晶フィルムで作製され、５５０ｎｍ波長で厚み方向の位相差値はＲｔｈ＝９１ｎｍである。Ａ−プレート１２は、延伸されたＰＣフィルムで作製され、面内位相差値はＲｉｎ＝１４８ｎｍである。両偏光板１、２の内部保護フィルムとしては、等方性フィルムであるＣＯＰ保護フィルムを使用した。白色光を使用した時における、全ての方位角に対する０°〜８０°の範囲の傾斜角でのコントラスト特性を図１２に示した。図１２から分かるように、傾斜角８０°で２００：１以上の優れたコントラスト特性を示す。
【００８１】
（例示４）
図７に示すように、ＩＰＳ−ＬＣＤは、２．９μｍのセルギャップ、プレティルト角は３°、誘電異方性△ε＝＋７、複屈折△η＝０．１の液晶で充填されたＩＰＳ液晶セルから構成されている。第一の＋Ｃ−プレート１１は、ＵＶ硬化型垂直配向された液晶フィルムで作製され、５５０ｎｍ波長で厚み方向の位相差値はＲｔｈ＝１７５ｎｍである。Ａ−プレート１２は、延伸されたＰＣフィルムで作製され、面内位相差値はＲｉｎ＝１７０ｎｍである。第一の偏光板の内部保護フィルムとしては、厚み方向の位相差値がＲｔｈ＝−３２ｎｍの４０μｍ  ＴＡＣを使用した。第二の偏光板の内部保護フィルムとしては、厚み方向の位相差値がＲｔｈ＝−６４ｎｍの８０μｍ  ＴＡＣを使用した。白色光を使用した時における、全ての方位角に対する０°〜８０°の範囲の傾斜角でのコントラスト特性を図１３に示した。図１３から分かるように、傾斜角８０°で５０：１以上の優れたコントラスト特性を示す。
【００８２】
（例示５）
図８、図９に示すように、ＩＰＳ−ＬＣＤは、２．９μｍのセルギャップ、プレティルト角は３°、誘電異方性△ε＝＋７、複屈折△η＝０．１の液晶で充填されたＩＰＳ液晶セルから構成されている。
第一のＣ−プレート１１は、ＵＶ硬化型垂直配向された液晶フィルムで作製され、面内位相差値はＲｉｈ＝１００ｎｍである。第二のＣ−プレート１４は、ＵＶ硬化型垂直配向された液晶フィルムで作製され、５５０ｎｍ波長で厚み方向の位相差値はＲｔｈ＝１７３ｎｍである。第二のＡ−プレート１２は、延伸されたＣＯＰフィルムで作製され、面内位相差値はＲｉｎ＝１２５ｎｍである。第一の偏光板と第二の偏光板の内部保護フィルムとしては、厚み方向の位相差値がＲｔｈ＝−６４ｎｍの８０μｍ  ＴＡＣフィルムを使用した。白色光を使用した時における、全ての方位角に対する０°〜８０°の範囲の傾斜角でのコントラスト特性を図１４に示した。図１４から分かるように、傾斜角８０°で２００：１以上の優れたコントラスト特性を示す。
【００８３】
（例示６）
図１５、図１６に示すように、ＩＰＳ−ＬＣＤは、３．１μｍのセルギャップ、プレティルト角は１°、誘電異方性△ε＝＋７、複屈折△η＝０．１の液晶で充填されたＩＰＳ液晶セルから構成されている。＋Ｃ−プレート１５は、ＵＶ硬化型垂直配向された液晶フィルムで作製され、５５０ｎｍ波長で厚み方向の位相差値はＲｔｈ＝６０ｎｍである。第二のＡ−プレート１３は、延伸されたＣＯＰフィルムで作製され、面内位相差値はＲｉｎ＝１６０ｎｍである。第一のＡ−プレート１１は、延伸されたＣＯＰフィルムで作製され、面内位相差値は、Ｒｉｎ＝８０ｎｍである。第一の偏光板１の内部保護フィルムとしては、厚み方向の位相差値がＲｔｈ＝−３０ｎｍの４０μｍ  ＴＡＣを使用し、第二の偏光板２の内部保護フィルムとしては、厚み方向の位相差値がほぼない無延伸等方性ＣＯＰフィルムを使用した。白色光を使用した時における、全ての方位角に対する０°〜８０°の範囲の傾斜角でのコントラスト特性を図２７に示した。
【００８４】
（例示７）
図１７、図１８に示すように、ＩＰＳ−ＬＣＤは、３．１μｍのセルギャップ、プレティルト角は１°、誘電異方性△ε＝＋７、複屈折△η＝０．１の液晶で充填されたＩＰＳ液晶セルから構成されている。第一のＡ−プレート１１は、延伸されたＣＯＰフィルムで作製され、面内位相差値はＲｔｈ＝１００ｎｍである。第一の＋Ｃ−プレート１６は、ＵＶ硬化型垂直配向された液晶フィルムで作製され、５５０ｎｍ波長で厚み方向の位相差値はＲｔｈ＝２０ｎｍである。第二のＡ−プレート１３は、延伸されたＣＯＰフィルムで作製され、面内位相差値はＲｉｎ＝１４０ｎｍである。第二の＋Ｃ−プレート１５は、ＵＶ硬化型垂直配向された液晶フィルムで作製され、５５０ｎｍ波長で厚み方向の位相差値はＲｔｈ＝９０ｎｍである。第一の偏光板１の内部保護フィルムとしては、厚み方向の位相差値がＲｔｈ＝−３０ｎｍの４０μｍ  ＴＡＣを使用し、第二の偏光板２の内部保護フィルムとしては、厚み方向の位相差値がほぼない無延伸等方性ＣＯＰフィルムを使用した。白色光を使用した時における、全ての方位角に対する０°〜８０°の範囲の傾斜角でのコントラスト特性を図２８に示した。
【００８５】
（例示８）
図１９、図２０に示すように、ＩＰＳ−ＬＣＤは、３．１μｍのセルギャップ、プレティルト角は１°、誘電異方性△ε＝＋７、複屈折△η＝０．１の液晶で充填されたＩＰＳ液晶セルから構成されている。第一のＡ−プレート１１は、延伸されたＣＯＰフィルムで作製され、面内位相差値はＲｉｎ＝２０ｎｍである。第一の＋Ｃ−プレート１６は、ＵＶ硬化型垂直配向された液晶フィルムで作製され、５５０ｎｍ波長で厚み方向の位相差値はＲｔｈ＝１１０ｎｍである。第二のＡ−プレート１３は、延伸されたＣＯＰフィルムで作製され、面内位相差値はＲｉｎ＝１３０ｎｍである。第二の＋Ｃ−プレート１５は、ＵＶ硬化型垂直配向された液晶フィルムで作製され、５５０ｎｍ波長で厚み方向の位相差値はＲｔｈ＝１７０ｎｍである。第一の偏光板１と第二の偏光板２の内部保護フィルムとしては、厚み方向の位相差値がＲｔｈ＝−３０ｎｍの４０μｍ  ＴＡＣを使用した。白色光を使用した時における、全ての方位角に対する０°〜８０°の範囲の傾斜角でのコントラスト特性を図２９に示した。
【００８６】
（例示９）
図２１、図２２に示すように、ＩＰＳ−ＬＣＤは、３．１μｍのセルギャップ、プレティルト角は１°、誘電異方性△ε＝＋７、複屈折△η＝０．１の液晶で充填されたＩＰＳ液晶セルから構成されている。第一のＡ−プレート１１は、延伸されたＣＯＰフィルムで作製され、面内位相差値はＲｉｎ＝７０ｎｍである。第一の＋Ｃ−プレート１６は、ＵＶ硬化型垂直配向された液晶フィルムで作製され、５５０ｎｍ波長で厚み方向の位相差値はＲｔｈ＝５０ｎｍである。第二のＡ−プレート１３は、延伸されたＣＯＰフィルムで作製され、面内位相差値はＲｉｎ＝９０ｎｍである。第二の＋Ｃ−プレート１５は、ＵＶ硬化型垂直配向された液晶フィルムで作製され、５５０ｎｍ波長で厚み方向の位相差値はＲｔｈ＝８０ｎｍである。第一の偏光板１の内部保護フィルムとしては、厚み方向の位相差値がＲｔｈ＝−５０ｎｍの８０μｍ  ＴＡＣを使用し、第二の偏光板２の内部保護フィルムとしては、厚み方向の位相差値がＲｔｈ＝−３０ｎｍの４０μｍ  ＴＡＣを使用した。白色光を使用した時における、全ての方位角に対する０°〜８０°の範囲の傾斜角でのコントラスト特性を図３０に示した。
【００８７】
（例示１０）
図２３、図２４に示すように、ＩＰＳ−ＬＣＤは、３．１μｍのセルギャップ、プレティルト角は１°、誘電異方性△ε＝＋７、複屈折△η＝０．１の液晶で充填されたＩＰＳ液晶セルから構成されている。第一のＡ−プレート１１は、延伸されたＣＯＰフィルムで作製され、面内位相差値はＲｉｎ＝６０ｎｍである。第一の＋Ｃ−プレート１６は、ＵＶ硬化型垂直配向された液晶フィルムで作製され、５５０ｎｍ波長で厚み方向の位相差値はＲｔｈ＝６０ｎｍである。第二のＡ−プレート１３は、延伸されたＣＯＰフィルムで作製され、面内位相差値はＲｉｎ＝１００ｎｍである。第二の＋Ｃ−プレート１５は、ＵＶ硬化型垂直配向された液晶フィルムで作製され、５５０ｎｍ波長で厚み方向の位相差値はＲｔｈ＝１２０ｎｍである。第一の偏光板１と第二の偏光板２の内部保護フィルムとしては、厚み方向の位相差値がＲｔｈ＝−５０ｎｍの８０μｍ  ＴＡＣを使用した。白色光を使用した時における、全ての方位角に対する０°〜８０°の範囲の傾斜角でのコントラスト特性を図３１に示した。
【００８８】
（例示１１）
図２５、図２６に示すように、ＩＰＳ−ＬＣＤは、３．１μｍのセルギャップ、プレティルト角は１°、誘電異方性△ε＝＋７、複屈折△η＝０．１の液晶で充填されたＩＰＳ液晶セルから構成されている。第一のＡ−プレート１１は、延伸されたＣＯＰフィルムで作製され、面内位相差値はＲｉｎ＝２５０ｎｍである。第一の＋Ｃ−プレート１６は、ＵＶ硬化型垂直配向された液晶フィルムで作製され、５５０ｎｍ波長で厚み方向の位相差値はＲｔｈ＝１００ｎｍである。第二のＡ−プレート１３は、延伸されたＣＯＰフィルムで作製され、面内位相差値はＲｉｎ＝１５０ｎｍである。第二の＋Ｃ−プレート１５は、ＵＶ硬化型垂直配向された液晶フィルムで作製され、５５０ｎｍ波長で厚み方向の位相差値はＲｔｈ＝３５０ｎｍである。第一の偏光板１と第二の偏光板２の内部保護フィルムとしては、厚み方向の位相差値がＲｔｈ＝−３０ｎｍの４０μｍ  ＴＡＣを使用した。白色光を使用した時における、全ての方位角に対する０°〜８０°の範囲の傾斜角でのコントラスト特性を図３２に示した。
【００８９】
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。
【符号の説明】
【００９０】
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
【図２】
0004663019.tif 000012
【図３】
0004663019.tif 000013
【図１】
0004663019.tif 000014
【図４】
0004663019.tif 000015
【図５】
0004663019.tif 000016
【図６】
0004663019.tif 000017
【図７】
0004663019.tif 000018
【図８】
0004663019.tif 000019
【図９】
0004663019.tif 000020
【図１０】
0004663019.tif 000021
【図１１】
0004663019.tif 000022
【図１２】
0004663019.tif 000023
【図１３】
0004663019.tif 000024
【図１４】
0004663019.tif 000025
【図１５】
0004663019.tif 000026
【図１６】
0004663019.tif 000027
【図１７】
0004663019.tif 000028
【図１８】
0004663019.tif 000029
【図１９】
0004663019.tif 000030
【図２０】
0004663019.tif 000031
【図２１】
0004663019.tif 000032
【図２２】
0004663019.tif 000033
【図２３】
0004663019.tif 000034
【図２４】
0004663019.tif 000035
【図２５】
0004663019.tif 000036
【図２６】
0004663019.tif 000037
【図２７】
0004663019.tif 000038
【図２８】
0004663019.tif 000039
【図２９】
0004663019.tif 000040
【図３０】
0004663019.tif 000041
【図３１】
0004663019.tif 000042
【図３２】
0004663019.tif 000043