TW200903056A - Liquid crystal panel and liquid crystal display - Google Patents

Description

200903056 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種液晶面板， 傾斜方向之對比度之液曰面板x 糸關於一種提高 液曰曰面板。又’係關於-種且備液曰 面板之液晶顯示裝置。 ，、備液日日 • 【先前技術】 * 用於可顯示彩色圖像之液晶顯示裝置中的液曰單元* :係使用紅、綠、藍之3原色彩色渡光單二= f ^進行彩色顯示液晶中之光的折射率針對每種 顏色而不同，因此自傾斜方向觀看液晶顯示裝置時，存在 如下問題：根據觀看角度不同而看到液晶顯示裝置之晝面 著色為不同顏色的色彩偏移。為了防止該色彩偏移，：出 有具有多間隙結構之液晶單元。其係針對每種顏色而改變 液晶層之厚度、即單元間隙之技術。然而，即使使用具有 多間隙結構之液晶單元，亦無法改善液晶顯示裝置之缺點 即對比度下降。作為改善對比度之技術，提出有下述技 雜ί :於位於單元間隙較厚之區域與單元間隙較薄之區域的 邊界之傾斜區域中配置遮光膜（例如，專利文獻其係利 ' 料過傾斜區域之光或於傾冑區域反射之光^方止對比度 - 下降的技術。 另一方面，對於用於必需動晝顯示之電視接收機等中的 液晶顯示裝置，轉變*TN(Twisted Nematic，扭轉向列）方 式或STN(Super Twisted Nematic，超扭轉向列）方式，近年 來，VA(Vertically-Aligned，垂直配向）方式或 Ips(In ρι咖 131738.doc 200903056

Switching，共平面切換）方式成為主流。其中，ips方式係 使液晶層所含有之液晶分子水平配向，於其面内使配向方 向發生變化之方式。因此，液晶分子於液晶單元中不會向 傾斜方向配向，故而由觀看畫面之角度所引起的光學特性 之變化較小，與VA方式相比，可獲得廣視角。另—方 面，存在較之VA方式而對比度較低之問題。此處，lps方 式中有稱作e模式之方式與稱作〇模式之方式。其中，〇模 式中，配置於光源側、即液晶單元之液晶層側的偏光元 件，使吸收軸朝向於與未施加電壓之狀態下水平配向之液 晶分子的長軸方向大致平行之方向Q因此，由於自光源所 發出之全方位光透過偏光元件而產生之直線偏振光並未 改變偏光狀態及偏光方向而到達設置於視認側、即液晶單 疋之彩色濾光單元側的偏光元件。設置於彩色濾光單元側 之偏光元件使吸收軸朝向與液晶分子之長軸方向大致正交 之方向，故而通過該偏光元件時，傾斜方向之對比度降 低。 專利文獻1 :曰本專利特開2004-354745號公報 【發明内容】 發明所欲解決之問題 將專利文獻1之技術應用於IPS方式 _〇模式之液晶面板 中’可抑制由於在傾斜區域中光穿透或反射所引起之對比 度下降。另一方面，因直線偏振光之偏光方向不同所致之 傾斜方向之對比度降低並未改善。 本發明係鑒於上述實際情況而製成者，其目的在於提供 131738.doc 200903056 一種液晶面板及包含該液曰 履日日面板之液晶顯示裝置，上述液 晶面板係IPS方式-〇楔式夕彩 、 偶式之杉色液晶面板，且具有可抑制

並改善因將直線偏振光變換A 文供马橢圓偏振光所致傾斜方向之 對比度降低之多間隙結構。 解決問題之技術手段 本發明之液晶面板包括·潘- 液日日早兀，其具備：具有不同 顏色之複數個彩色濾光覃开. _ ,及與上述複數個彩色濾光單 几接觸而設，並於與各個 Γ 卜 個上迷複數個彩色遽光單元接觸的 母一區域設定不同厚；#， 厚度進而包含水平配向之液晶分子之 f晶f，弟1偏光元件’其設置於上述液晶單元之上述複 個杉色遽光車元側，並使吸收軸朝向與上述液晶分子未 施加電壓時的長軸方向大致 其設置於上述液晶單元之上、”向’第2偏光元件， …之上述液晶層側，並使吸收軸朝向 與上述液日日分子之^_ 女/ L_ 之長軸方向大致平行的方向；以及

膜，其設置於上诚涪曰® ώ L 上这液曰曰層與上述第2偏光元件之間，並且 面内方向之折射率大致相同， 且厚度方向之折射率小於面 内方向之折射率。 根據上述構成，由於液 日/、矛2偏九π件之間具有 内方向之折射率大致相同、 有面 二』 旱度方向之折射率小於面内方 向之折射率的相位差腹，妙而丄 、 藉由相位差膜，將通過第2 藉由通過、Γ曰線偏振光變換為橢圓偏振光’該橢圓偏振光 ::: 變換為直線偏振光，透過第1偏光元 改善傾斜方向之對比度。再 係指與相位差 ▲ 所明面内方向 膜之厚度方向正父的平面内之各方 13I738.doc 200903056 又’彩色濾光單元係指為了進行彩色顯示而設於液晶單 元内之構件’係包含攙有染料或顏料之樹脂膜的構件。亦 包含僅以投入有染料或顏料之樹脂膜所構成者及進而具備 保護該樹脂膜之保護層者等。 較好的是本發明之液晶面板對應複數個彩色濾光單元之 各個厚度而設定液晶層之厚度。

根據上述構成，對應複數個彩色濾光單元之各個厚度而 »又疋液晶層之厚度，故而藉由設定複數個彩色濾光單元之 各個厚度’可設定)夜晶層之厚度。因此，可容易地針對每 種光色而使液晶層單元中之光的相位差合理化。 較好的是：本發明之液晶面板之複數個彩色濾光單元包 ，藍色衫色濾光單元、’彔色彩色濾光單元及紅色彩色濾光 單兀’且接觸藍色彩色濾光單元之區域的液晶層厚度小於 接觸綠色彩色漶光單元及紅色彩色濾光單元之區域的液晶 層厚度，錢於綠色彩㈣、光單元之區域的液晶層厚度為 對應於紅色彩色濾光單元之區域的液晶層厚度以下。 根據上述構成’接觸藍色彩色遽光單元之液晶層之厚产 小於接觸綠色彩色據光單元及紅色彩色濾光單元之液晶： 厚又故而’可使藍色光的相位延遲小於綠色及紅 相位延遲。又，對應於綠色 對應於紅色彩…液晶層厚度在 “色，慮先…液晶層厚度以下，故而可使綠 色先之相位延遲等於或小於紅色光之相位延遲 制傾斜方向之色彩偏移。 11 p 相對於綠色光即波長 較好的是，本發明之液晶面板中 131738.doc 200903056 550 nm之光的上述液晶單元之面内相位差值Re[55〇]以 Re[5 50]=(nx55〇-ny55〇)xdG …⑴ 表示（其中，nX55〇係相對於波長55〇 之光的上述液晶層 面内的慢軸方向之主折射率，ηΥ55〇係相對於波長55〇 nm之 光的上述液晶層面内的快軸方向之主折射率，心係接觸綠 色彩色遽光單元之區域的上述液晶層厚度）； 且相對於藍色光即波長450 nm之光的上述液晶單元之面 内相位差值Re[450]以

Re[450] = (nx45〇-ny45〇)xdB …⑺ 表示（其中，係相對於波長45〇 nm之光的上述液晶層 面内的杈軸方向之主折射率，ny45。係相對於波長45〇 nm之 光的上述液晶層面内的快軸方向之主折射率，心係接觸藍 色彩色濾光單元之區域的上述液晶層厚度）； 且上述面内相位差值Re[55〇]及上述面内相位差值 Re [450]滿足

Re[450]<Re[550] …(3) 之關係。 根據上述構成’液晶層之面内相位差值Re[55G]及面内 相位差值Re[45〇]滿足式（3)之關係，故而通過液晶層之綠 色光相對於藍色光而產生相位延遲。因此，可抵消相位差 、卩中所產生之藍色光相對於綠色光的相位延遲。再 者’面内相值係表示與液晶層之厚度方向正交之平面 内的慢軸與快軸之相位差值。又，慢軸表示同一平面内主 折射率最大之方向，快軸表示與慢軸正交之方向。 131738.doc 200903056 較好的是，本發明之液晶面板中，相對於綠色光即波長 55〇nm之光的上述相位差膜厚度方向之相位差值Rth[55〇]& Rth[5 5 0] = (nx55〇-nz55〇)xd …⑷ 表示（其中，nx55❽係相對於波長55〇 nm之光的上述相位差 膜面内的慢軸方向之主折射率，nZs5〇係相對於波長55〇 nm 之光的上述相位差膜厚度方向的快軸方向之主折射率，d 係相位差膜之厚度）； 且上述相位差值Rth[550]在 20 nm^Rth[550]^80 nm ...⑺ 之範圍内。 右相位差膜之Rth[550]小於20 nm，則有傾斜方向之對比 度下降之虞，若Rth[550]大於8〇nm，則有傾斜方向之色彩 偏移增大之虞。因此，根據上述構成，nma 上80 nm以下，故而可抑制傾斜方向之色彩偏移，並且可 改善傾斜方向之對比度。 本發明之液晶面板可較好地用於液晶顯示裝置中。 發明之效果 藉由本發明，可提供一種液晶面板，其係lps方式_〇模 式之彩色液晶面板，且具有改善傾斜方向之對比度的多間 隙結構。 【實施方式】 以下，按照圖1〜圖5說明將本發明具體化之液晶面板及 液晶顯示裝置的一實施形態。 圖1係本實施形態之液晶顯示裝置之概略剖面圖。該液 131738.doc 200903056 曰曰，、.、員不裝置300至少具備：液晶面板2〇〇、配置於液晶面板 200之一側的背光模組80。 才木用直下方式時，背光模組80較好的是至少具備光源 反射薄膜82、擴散板83、稜鏡片84、及亮度提昇薄臈 85具體而吕，背光模組8〇係以於反射薄模^與擴散板μ 之門夾持光源8 1之方式而構成，於擴散板83之光源8工的相 反側依序積層稜鏡片84與亮度提昇薄膜85之順序而積層該 等由此而構成。於該結構之背光模組80的亮度提昇薄膜 85上積層液晶面板2〇〇，從而構成液晶顯示裝置。藉由該 結構，自转'81所入射之光的一部分直接到達擴散板83， 所入射之光的其他部分藉由反射薄膜82而反射後，到達擴 散板83，進而經由稜鏡片84與亮度提昇薄膜85而到達液晶 面板200。 如圖2所示，液晶面板2〇〇係依序積層第2偏光元件8、相 位差膜2、液晶單元1〇及第丨偏光元件丨而構成。各層可經 由任意適當之黏接層而積層。作為黏接層，例如可列舉黏 著劑層、黏接劑層。以第2偏光元件8成為背光模組8〇側之 方式將液晶面板2 0 0積層於背光模組8 〇上。 液晶單元10係下述構成：於視認側之玻璃基板3上積層 彩色濾光單元6，於該彩色濾光單元6與背光源側的玻璃基 板7之間夹入液晶層5。於該液晶單元1〇之彩色濾光單元6 側（視認側）設置第i偏光元件丨。又，於該液晶單元1〇之液 晶層5側（背光源側）設置上述相位差膜2及第2偏光元件8。 彩色濾光單元6由藍色彩色濾光單元6B、綠色彩色渡光 131738.doc •12- 200903056 ^6G、紅色彩色遽光單讀構成，且依序變薄。此 -，玻璃基板3與玻璃基板7之間的距離固定，故而液晶層 5之厚度對應於複數個彩色攄光單元之各個厚度而進行設 定。因此，液晶層5之厚度中，接觸藍色彩色遽光單元紐 之表面之區域的厚度dB最小，接觸綠色彩色滤光單元犯之 表面之區域之厚度dG、對應於接觸紅色彩色遽光單元從之 表面之區域的部分之厚度dR依序增大。即，液晶單元⑽ 用下述多間隙結構：具有針對每個接觸複數個彩色濾光單 元之區域而設定不同厚度的液晶層5。厚度4較好的是厶5 μιη以上未滿3.3 μηι。厚度心較好的是3 3 μιη〜3 8 。厚 度dR較好的是3.3 μηι〜4,0 μηι。 該彩色濾光單元若為分別具有藍、綠、及紅之光的3原 色者’則可使用任思適當者。較好的是紅色彩色濾光單元 在590 nm〜780 nm之波長下顯示透過率的之最大值、綠色 彩色濾光單元在520 nm〜580 nm之波長下顯示透過率之最 大值、藍色衫色滤光早元在400 nm〜480 nm之波長下顯示 透過率之最大值者。各色之最大透過率較好的是在以 上。 液晶層5包含水平配向之液晶分子。此處，「水平配向」 係指上述液晶分子之配向向量相對於基板平面而平行且同 樣配向之狀態者。再者’本說明書中，上述水平配向亦包 括液晶分子相對於玻璃基板平面而稍稍傾斜之情形、即液 晶分子具有預傾角之情形。 因液晶層5包含水平配向之液晶分子，故而於液晶層5 131738.doc 200903056 中，將面内之慢轴的折射率設為⑽、快軸的折射率設為 ny、將液晶層之厚度設為d時，產生以 …

Re=(nx-ny)xd …（6) '示之面内相位差。該相位差可藉由改變液晶層之厚心 而設定。更具體而言’藉由使接觸藍色彩色渡光單元紐之 表面的區域之厚度dB充分小於接觸綠色彩色據光單元⑹之 表面的區域之厚度dG，可使波長為55Q _之光的面内之相 位差值Re[55〇]大於波長為45〇㈣之面内的相位差值 Re[450] 〇 作為用於IPS方式之液晶的具體例，可列舉向列型液 晶。作為向列型液晶，根據目的可採用任意適當之向列型 液晶。例>，向列型液晶既可為介電常數各向異性為正 者’亦可為介電常數各向異性為負者。作為介電常數各向 異性為正的向列型液晶之具體例，可列舉默克公司製造之 商名ZLI 4535」。作為介電常數各向異性為負的向列 型液晶之具體例，彳列舉默克公司製造之商品名「zli_ 28〇6j。又，上述向列型液晶之尋常光折射率（no)與非尋常

光折射率(ne)之差、即雙折射率(〜)可根據上述液晶LC 之響應速度及透過率等而任意設定，通常較好的是 〇.〇5〜0.30。 IPS方式係利用電場控制複折射效應（ECB · Eiectricaiiy Controlled Birefringence) ’例如利用由金屬形成之對向電 f與像素電極所產生之平行於基板的電場（亦稱作橫電 昜）使於不存在電場之狀態下所水平配向的向列型液晶 131738.doc -14- 200903056 響應。更具體而言’例如，如TECHN〇 7細8公司出版 月刊DISPLAY7月號」p. 83〜p 88(1997年版）、或日本液 晶學會出版「液晶VoI. 2N〇. 4」ρ 3〇3〜p 3i6(i998年版） 中所揭示’常黑方式中，若使液晶單元之未施加電場時的 配向方向肖一側之偏《元件<吸收轴一彡、且使上下之偏 光板正交配置’則於無電場之狀態下完全成為黑顯示。有 電場時’液晶分子-邊保持平行於基板，—邊旋轉動作， 藉此可獲得對應於旋轉角之透過率。再者，上述之ips方 式包含採用V字㈣極或鑛齒狀電極等之超級板内切換（§_ IPS，Super In-Plane Switching)方式、及先進超級板内切 換（AS-IPS，Advanced Super In-Piane Switching)方式作 為採用上述IPS方式之市售的液晶顯示裝置，例如可列 舉：日立製作所股份有限公司之20V型寬螢幕液晶電視商 品名「Wooo」、飯山（iiyamaw^份有限公司之19型液晶顯 示器商品名「ProLite E481S-1」、NANAO股份有限公司 製造之I7型TFT液晶顯示器商品名「FlexScan ί565」 等。 將第1偏光元件1配置為其吸收軸方向與液晶層5之未施 加電壓之狀態下的配向方向（初始配向方向）大致正交即 90。±2。。又，將第2偏光元件8配置為其吸收軸方向與液晶 層5之配向方向大致平行即〇。±2。。因此，第1偏光元件1與 第2偏光元件8配置為相互大致正交。藉由將兩個偏光元件 配置為s亥配置’液晶面板2 0 0成為〇模式之ip $液晶面板。 再者’第1偏光元件1及第2偏光元件8可使用任音者。又， 131738.doc -15- 200903056 亦可使用於偏光兀件之單側或兩側具備保護薄膜之偏光 板。作為市售之偏光板，可列舉曰東電工公司製造之商品 名「NPF.SEG1224DU」等。 相位差膜2係以面内方向之折射率無差異、厚度方向之 折射率小於㈣方向之折射率為特徵之所謂的負c板的相 位差臈…係將該相位差臈2之慢軸的折射率設為⑽、 快轴的折射率設為ny、厚度方向的折射率設為ηζ時，滿足 nx=ny>nz ---(7) 之關係的薄膜。式⑺中’面内方向之折射率無差異，故而 慢軸之折射率nx及快軸的折射率ny相等，大於厚度方向之 折射率nz。再者，折射率及折射率ny存在1〇 nm以下的 差時，考慮到折射率狀及折射率町實質上相等，則式亦 成立。因此，折射率狀及折射率町具有10 nm以下之差的 相位差膜亦將厚度方向之折射率小於面内方向之折射率作 為必要條件而包含於負c板中。 又’較好的是，相位差膜2相對於綠色光即波長為550 nm之光的厚度方向之相位差值Rth[55〇]以

Rth[55 0]=(nx55〇-nz55〇)xd …(4) 表示’（其中，nxw係相對於波長55〇 nm2光的相位差膜 之面内的慢軸方向之主折射率，⑽係相對於波長55〇聰 之光的相位差膜之厚度方向的快軸方向之主折射率， 相位差膜之厚度。） 並且上述相位差值Rth[550]在 20 nm^Rth[550]^80 nm …（5) 131738.doc 16 200903056 之範圍内。 若Rth[550]小於20 nm，則有傾斜方向之對比度下降之 虞，Rth[55G]大於8G nm，财傾斜方向之色彩偏移增大之 虞如式（5)所不，藉由使相位差膜之尺叫55〇]為_以 上80 nm以下，可抑制傾斜方向之色彩偏移，並且可改善 傾斜方向之對比度。進而較好的以上6〇_以下， 尤好的是30 nm以上50 nm以下。

上述相位差❹可獲得上述特性，則可由任意適當之材 料形成。作為形成相位差膜之材料的具體例，可列舉非液 晶性材料。尤好的是非液晶性聚合物。上述非液晶性材料 與液晶性材料不同，與基板之配向性無關，藉由其自身之 =質，可形成顯示nx=ny>nz之光學單軸性的膜。作為非液 晶性材料，例々。，就耐熱性、耐藥品性、透明性優良，且 亦田於剛性之方面而言，較好的是聚醯胺、聚醯亞胺、聚 知、來醚酮 '聚醯胺醯亞胺、聚酯醯亞胺等聚合物。該等 聚口物既可單獨使用任—種，例如亦可作為聚芳喊嗣與聚 醯胺之混合物之類的作為具有不同官能基之兩種以上的混 :物加以使用。上述聚合物中，就高透明性、高配向性、 向延伸性之方面而言，尤好的是聚醯亞胺。 '作為上述聚醯亞胺之具體例以及上述相&差臈之形成方 去的具體例’可列舉日本專利特開細4_46〇65號公報中所 揭示之聚合物及光學補償薄膜之製造方法。 μτη， 、可將上述相位差膜之厚度設定為任意的適當之值。以非 液晶性材料形成上述相位差膜時，較好的是0.5〜10 131738.doc -17- 200903056 更好的是〇.5〜8_，進而較好的是〇.5〜5_。 膜之其他具體例，可列舉膽固醇配向固化 二構膽固醇配向固化層」’係指該層之構成分子採 配向狀能固/亥螺旋轴與面方向大致垂直地配向，並將該 括液曰：二疋之層。因此，「膽固醇配向固化層」不僅包 物呈現出膽固醇液晶相之情形，亦包括非液晶 具有如膽固醇液晶相之模擬結構的情形。例如，

膽固醇配向固化層」可藉由下述方式形成：於液晶材料 ‘:頁不液晶相之狀態下’ #由手性劑而賦予扭力，使其配向 為膽固醇結構(螺旋結構)，於此狀態下實施聚合處理或交 聯處理藉此固定該液晶材料之配向（膽固醇結構）。 作為上述膽固醇配向固化層之具體例，可列舉日本專利 特開2003-287623號公報中所揭示之膽固醇層。 上述相位差膜之厚度可設定為任意適當之值。上述相位 差膜為膽固醇配向固化層時，較好的是〇5〜1〇 ，更好 的是0.5〜8 μιη ’進而較好的是〇 5〜5 μηι。 作為形成上述相位差膜之材料的進而其他具體例，可列 舉以三醋酸纖維素（TAC，triacetylceUul〇se)等纖維素系樹 脂、降冰片烤系樹脂等形成之高分子薄膜。作為該相位差 膜，可直接使用市售之薄臈。進而，可使用對市售之薄膜 實施延伸處理及/或收縮處理等2次加工者。作為市售之薄 膜’例如可列舉：Fuji Photo Film股份有限公司製造之

Fujitac Series(商品名；ZRF80S、TD80UF、TDY-80UL；)、

Konica Minolta Opto股份有限公司製造之商品名 131738.doc -18- 200903056 「「kc_m」、日本ZE⑽股份有限公司製造之商

Ze〇nor」、JSR股份有限公司製造之商品名「 等。作為可用以滿足上述光學特性之 An〇n」 耝德τ万’去’例如可列 舉雙軸延伸（縱橫等倍率延伸）。 、上述相位差膜之厚度可設定為任意適當之值 差膜係以纖維素系樹脂、降冰片烯系樹脂等所形成之二 子溥膜時，較好的是45〜1〇5 , 〇刀 ^ , 尺奸的疋50〜95 μηι，進 而較好的是55〜90 μηι。

作為上述相位差膜之進而其他具體例，可列舉具有上述 膽固醇配向固化層與塑膠薄膜層之積層體。作為形成該塑 膠薄膜層之樹脂，例如可列舉纖維素系樹脂 樹脂等。該等樹脂如上所述。 水片席系 <上述膽固醇配向固化層與上述塑膠薄膜層之積層方法可 採用任意適當之方法。具體而言可列舉：於塑膠層上轉印 上述膽固醇配向固化層之方法；經由黏接劑層而將預先形 成於基材上之膽固醇配向固化層與塑膠薄膜層貼合之方法 等。作為形成黏接劑層之黏接劑，代表性的可列舉硬化型 黏接劑。作為硬化型黏接劑之代表例，可列舉：紫外線硬 化5L等光硬化型黏接劑、濕氣硬化型黏接劑、熱固性型黏 接劑D黏接制之厚度較好的是丨_〜1G㈣，更好的是】 μιη〜5 μιη ° 接者，使關3〜圖5，於以下說明上述實施形態中改善 傾斜方向之對比度的機制。 圖3係進步模式性地且平面地表示用以理解偏光狀態 13I738.doc -19· 200903056 之龐加萊球。將圖模擬為地球進行說明，於中央畫出之直 線43相當於赤道。又’點41相當於北極點，點叫目當於南 極點。此處’所有偏光狀態可以龐加萊球表面上之任—點 表示，北極點表示右轉之圓偏光，南極點表示左轉之圓偏 光赤道上表示所有直線偏振光，並且北半球之部分表示 王邰右轉之橢圓偏振光，南半球之部分表示全部左轉之橢 圓偏振光。 進而，點A表示通過第2偏光元件之直線偏振光的位置。 點B表示理想之視認側的偏光之位置，通過糾偏光元件之 偏振光移動至點B時，傾斜方向之對比度最大’傾斜方向 之色彩偏移最小。 首先，使用圖3說明並不具有相位差板之〇模式-ips方式 的液晶面板之偏光的移動。第2偏光元件之吸收軸方向與 液晶層之配向方向大致平行，故而以點A表示之通過第2偏 光元件之直線偏振光透過液晶層5時，並未於龐加萊球上 移動。因此，到達第2偏光元件之光一直係以點A所表示之 直線偏振光，而遠離點B，&而傾斜方向之對比度降低。 此情況對於具有多間隙結構之液晶面板、不具有多間隙結 構之液晶面板而言均相同。 接著，使用圖4(a)(b)，就本實施形態之〇模式心ps方式 的液晶面板之偏光的移動加以說明。本實施形態中於第 2偏光元件8與液晶單元1〇之間設置作為相位差臈2之負c 板’故而通過第2偏光元件8而產生之以點a所表示之直線 偏振光透過負C板 藉此垂直地向南極42方向移動而到達1 131738.doc •20- 200903056 地點。移動至i地點之光於液晶層内向時針方向旋轉，到 達II地點。如圖4(b)所示，液晶層内之折射率由於光之波 長（光色）不同而不同，故而不具有多間隙結構之液晶面板 中，到達點即II地點針對每種光色而不同。因此，自傾斜 方向觀看通過第1偏光元件丨之偏光時，產生色彩偏移。 又，與不使用負C板之情形相比，π地點與理想之視認側 的偏光位置點B接近，從而改善傾斜方向之對比度。再 者，圖4(a)(b)中，將藍色光之移動路徑區分為B，將綠色 光之移動路徑區分為G，將紅色光之移動路徑區分為R。 另-方面，如圖4⑷所示’具有多間隙結構之液晶面板 中，針對每種光色而改變液晶層之厚度，故而到達點即π 地點與光色無關而大致相同。因此，自傾斜方向觀看通過 第1偏光元件1之偏光時，抑制色彩偏移。又，到達點即π 地點與理想之視認側的偏光位置點Β大致一致，與不使用 負C板之情形相比，可改善傾斜方向之對比度。 使用圖5⑷(b)，針對具備負c板之液晶面板，說明藉由 配置負c板而產生之效果的不同。再次如圖5(a)所示，於 第2偏光元件8與液晶單元1〇之間設置負c板時，光之到達 點II與理想之視認側的偏光位置點BA致一致，故而可抑 制傾斜方向之色彩偏移，可改善傾斜方向之對比度。另— 方面如圖5 (b)所示’於液晶單元與第i偏光元件之間設置 負C板時，通過第2偏光元件之以A點表示之直線偏振光即 使通過液晶層亦並未於龐加萊球上㈣，而停留在A點。 即’ I點與A點-致。其後’通過負。板，故而向南極方向 131738.doc -21 - 200903056 移動，到達點II。此時之點II為遠離理想之偏光位置點B之 位置，故而並未改善傾斜方向之對比度。如此，即使為具 備同一負c板之液晶面板’由於其配置不同，則效果亦會 顯示出不同。 藉由上述實施形態之液晶顯示裝置，可獲得如下效果。 (1) 上述實施形態中，液晶單元10具有多間隙結構。因 此，與不具有多間隙結構之構成相比，可抑制傾斜方向之 色彩偏移。 (2) 又，面内方向之折射率無差異、且厚度方向之折射 率小於面内方向之折射率的相位差膜2、即負匚板配置於第 2偏光元件8與液晶單元1〇之間。因此，藉由透過第2偏光 元件8而產生之直線偏振光藉由負c板而成為橢圓偏振光， 藉由液晶層而恢復為直線偏振光後，透過第丨偏光元件【， 故而可改善傾斜方向之對比度。 (3) 上述實施形態中，針對每個特定色之彩色濾光單元 6B、6G、6R設定複數個彩色濾光單元6之厚度。因構成液 晶單7C 10之2塊玻璃基板3、7之間的距離固定，故而藉由 分別設定彩色渡光單；^ 6B、6G、6R之厚纟，可容易地設 定液晶層5之厚度dB、dG、dR。液晶之折射率在任一區域 中均相同，故而藉由設定液晶層5之厚度dB、dG、dR，可 設定相位差十藉由分別設定彩色濾光單元6B、吣、 6R之厚度的容易方法，可針對每種光色設定液晶單元之相 位差，故而可容易地抑制傾斜方向之色彩偏移。 (4) 上述實施形態巾，接觸藍色彩色濾光單元6b之液晶 I31738.doc -22· 200903056 層5之厚度dB小於接觸綠色彩色濾光單元6G及紅色彩色濾 光單元6R之液晶層5的各個厚度d(j及厚度dR，故而可使藍 色光之相位延遲小於綠色及紅色光之相位延遲。因此，通 過液晶層5之綠色光相對於藍色光而產生相位延遲。因 此，可抵消於相位差膜2内部產生之藍色光相對於綠色光 的相位延遲。 (5)上述實施形態中，液晶面板2〇〇之相位差臈2之相對 於波長550 nm之光的厚度方向之相位差值Rth[55〇]為2〇nm 以上80 run以下，故而可抑制傾斜方向之色彩偏移，且可 改善傾斜方向之對比度。 再者，上述實施形態亦可如下所示進行變更。 •所使用之複數個彩色據光單元並不僅限於藍色 '綠 色、紅色之3色。例如，亦可為進而具有如深紅之其他顏 色之濾光片者。其原因在於，藉由添加3原色之濾光片以 外之渡光片’可更加容易地進行中間色之顯示。 •上述實施形態中，將綠色彩色濾光單元與紅色彩色濾 光單元所接觸之區域的液晶層5之厚度設置為不同者，但 亦可相同。其原因在於，綠色光與紅色光在液晶層5之折 射率的差較小，實際上未必須要改變液晶層5之厚度心及 厚度dR來調整相位差。然而，若可嚴密地設定厚度心及厚 度dR，則將厚度dG及厚度心設置為不同者可進一步抑制傾 斜方向之色彩偏移。 •上述實施例中，於第2偏光元件8與液晶單元1〇之間配 置相位差膜2，然而如圖8所示，亦可於玻璃基板7與液晶 131738.doc •23- 200903056 層5之間設置相位差臈2。藉由該構成，可使藉由通過第2 偏光70件8而產生之直線偏振光透過相位差膜2,藉此事先 成為橢圓偏振光，於液晶層5中可將該循圓偏振光恢 直f偏振光。該直線偏振光具有與第1偏光元件！之吸收車由 正交的偏光方向’故而可改善傾斜方向之對比度。即一 相位差膜2於液晶層5與第2偏光元件8之間，則亦 2 位置。 •上述實施例中，作為背_組，揭示了㈣直下 之情形，但例如其亦可為側光方式者。採用側光方式時^ 除了上述構成以外，進而至少具備導光板與歧射器。 •上述實施例中’液晶顯示裝置係自液晶面板之背面昭 射光而看見畫面之透過型，亦 射弁而吾旨蚩而 了為自液日日面板之視認側照

Sit!反射型。或者，上述液晶顯示裳置亦可 為兼八透過型與反射型之兩種性f的半透過型。 實施例1 進而’藉由實施例進-步具體說明以上說明之實施开， 態，且確認效果。 貫細形 ◦具有多間隙結構之液晶單元 於形成有黑色矩陣之被斑罝 樹脂溶液，進行預烤:::Λ上塗佈分散有顏料之著色 而，於該著色樹月匕展μ^木，形成者色樹脂層。繼 … 9 主佈正性抗蝕劑，使用光罩進行嘬 色_元、綠色彩色渡光單元、藍色： 131738.doc -24- 200903056 重複3次該操作，使各色之著色樹脂層（彩色濾光單元）之厚 度變化，製作彩色濾光單元基板3。 接著，於其他玻璃基板上形成薄臈電晶體、掃描線、信 號線及像素電極，製作主動矩陣基板7。於該2塊基板上形 成配向臈，對其表面以摩擦布於一方向上摩擦。 接著，於主動矩陣基板7上散布球狀微粒子（間隔物）。 另方面於彩色滤光單元基板3之有效顯示區域的周邊 部，除了用以注入液晶之開口部以外，藉由網版印刷法塗 佈環氧樹脂黏接劑。其後，將主動矩陣基板與彩色遽光單 元基板重疊在一起、加壓，同時進行加熱黏接，製作對應 於各色之彩色濾光單元的單元間隙為心=3 〇 μηι、心=3 5 μιη、dR=3.5 μηι之空單元。 藉由真空注入法向該空單元中注入向列型液晶，注入 後，以紫外線硬化樹脂密封液晶之注入口，製作Ips模式 之液晶單7G。再者，所注入之向列型液晶係下述液晶：將 慢軸方向之折射率設為nx、將與慢軸正交之方向的折射率 設為ny時，以Δη=ηχ_ηγ表示之折射率的差於55〇 之波長 之光下為0.1 24,並且介電常數各向異性為正。如此形成 之液晶單元在不施加電壓時之波長45〇之光的Re為36〇 nm，波長550之光的Re為434 nm，波長650之光的Re為434 nm ° 〇偏光元件 直接使用市售之偏光板[(曰東電工公司製）NpF_ SIG1423DU]。該偏光板於偏光元件之兩側具備實質上各 131738.doc -25· 200903056 向同性之保護薄膜。又，第1及第2偏光板可使用相同者， 僅使吸收軸之方向如圖2所示進行正交。 〇負C板 負C板之製造方法如下所示。 • Rth[550]=20 nm之負 C板 向安裝有機械式攪拌裝置、迪恩_斯達克裝置、氮氣導 入管、溫度計及冷卻管之反應容器（5〇〇 mL)内添加1777 g(40 mmo丨）之2,2，·雙（3,4_二羧基苯基）六氟丙酸二酐 [Cladant japan股份有限公司製]及12 81 g(4〇出爪。】）之2,2_ 雙（三氟甲基）_4,4’_二胺基聯苯[和歌山精化工業股份有限 公司製]。繼而，添加使2.58 g(20 mm〇l)之異喹啉溶解於 275.21 g之間甲酚中的溶液，於23。〇下攪拌時獲得 (600 rpm)均句之溶液。接著，使用油浴對反應容器進行加 熱以使反應容器内之温度達到！^^^，一邊保持溫度— 邊攪拌5小時，獲得黃色溶液。進而，攪拌3小時後，停止 加熱及授拌，放置冷卻而恢復至室溫，則聚合物成為凝膠 狀而析出。 向上述反應容器内之黃色溶液中添加丙_，使上述凝膠 完全地溶解’製作7重量％之_溶液。_邊持續擾掉， -邊向2 L之異丙醇中一點-點地添加該稀釋溶液，析出 白色粉末。過濾取得該粉末，投入至〗 L之異丙醇中進行 清洗。進而再次重複相同之操作而進料、主 仃岣洗後’再次過濾 取得上述粉末。將其於60°C之空氣循璟— 谓J衣式恆溫烘箱中乾燥 48小時後，於15〇〇C下乾燥7小時，作盔一 户馬白色粉末而獲得包 131738.doc -26· 200903056 3以下述式（8)表示之重複單元的聚醯亞胺（產率85%)。上 述聚醯亞胺之聚合平均分子量（Mw)為124,000、醯亞胺化 率為99.9%。 藉由棒式塗佈機’將上述聚醯亞胺溶解於曱基異丁基酮 而成之聚酿亞胺溶液（15重量％)於聚對苯二甲酸乙二酯薄 膜[TORAY股份有限公司製造之商品名LUMIleR S27-E]的 表面上向一方向塗佈，於130±1°C之空氣循環式恆溫烘箱 中使其乾燥5分鐘，形成厚度0.5 μπι之聚醯亞胺層。將上 述聚對苯二甲酸乙二酯薄膜剝離，測定聚醯亞胺層之光學 特丨生’結果折射率橢球顯示nx=ny>nz之關係，透過率= 90 乂 ’平均折射率=1 5 5 ’ 5 5 0 nm波長下之厚度方向之相位 差Rth=20 nm，厚度方向與面内方向之折射率的差 Αηχζ=ηχ_ηζ=0·04。 [化1]

經由丙烯酸系黏著劑層依序積層上述第2偏光板、負C 板、液晶單元、第1偏光板，構成圖2所示之〇模式的液晶 面板。將該液晶面板與背光模組結合，製作圖1所示之液 晶顯示裝置。 實施例2 除了使用Rth[550]=40 nm之負C板以外，與實施例1相 131738.doc -27- 200903056 同，故而省略其說明。又，負c板之製造中，除了乾燥後 之聚醯亞胺層之厚度達到1 pm以外，與實施例1之負c板的 製造方法相同，故而省略其說明。 實施例3 除了使用Rth=60 nm之負C板以外，與實施例1相同’故 而省略其說明。又，負C板之製造中，除了乾燥後之聚醯 亞胺層之厚度達到1.5 μιη以外，與實施例1之負C板的製造 方法相同，故而省略其說明。 實施例4 除了使用Rth=80 nm之負C板以外，與實施例1相同，故 而省略其說明。又，負C板之製造中，除了乾燥後之聚醯 亞胺層之厚度達到2 μιη以外，與實施例1之負C板的製造方 法相同，故而省略其說明。 [比較例1 ] 除了如圖6所示，並不使用負c板以外，與實施例2相 同，故而省略其說明。 [比較例2] 除了如圖7所示，將負C板設置於第丨偏光元件丨與液晶單 兀1 〇之間以外，與實施例i相同，故而省略其說明。 [測定方法] (1)相位差值（ReM、Rth[W、λ表示透過光之波長。） 使用王子測量機器股份有限公司製、商品名 「kobraaadh」，於加下實施測定。再者，平均折 率使用藉由阿貝折射率計[Atag0股份有限公司製m 131738.doc •28- 200903056 D R - Μ 4」]所測定之值。 (2) 厚度

厚度未滿Π)㈣時，使用薄_分光光度計[大琢電子股 份有限公司製，產品名「Intensified MuhichanM

Photodetector MCPD-2000」]進行測定。厚度在ι〇 _以上 時，使用Anritsu製造之數位式測微計「K(>35ic型」進行 測定。 (3) 液晶顯示裝置之傾斜方向的對比度 於23 C之暗室中，使背光源點亮後，經過3〇分鐘後，使 用ELDIM公司製、產品名rEz c〇ntrast 16〇D」，對顯示畫 面之方位角0。〜360。、方向角6〇。下之顯示白圖像及黑圖像 時的XYZ表示系之Y值加以測定。根據白圖像中之γ值 (YW)與黑圖像中之Y值（YB)，算出傾斜方向之對比度 「YW/YB」。再者，將液晶面板之長邊設為方位角〇。，將 法線方向設為方向角0°。 (4) 液晶顯示裝置之傾斜方向之色彩偏移量（Axy)的測定方 法： 於23°C之暗室中，使背光源點亮後，經過3〇分鐘後’進 行測疋。具體而言，使液晶顯示裝置中顯示黑圖像，摔由 ELDIM公司製、產品名「EZ c〇ntrastl6〇D」，測定顯示書 面之全方位（0。〜360。）、方向角60。下之色調、χ值及y值。 根據以下式：{(X-0.3l3)2 + (y_0.329)hi/2算出傾斜方向之色 彩偏移量（Axy值）。再者，將液晶面板之長邊方向設為方 位角0。’將液晶面板之法線方向設為方向角〇。。 131738.doc -29- 200903056 y=0.3 29表示於顯示晝面中顯示黑圖像時的不帶彩色之黑 色。 [結果及評價] 液晶顯示裝置之顯示特性示於下表中。 [表1] 負C板 傾斜方向之對比度 實施例2 第2偏光元件與液晶層之間，40nm 137 比較例1 未使用 80 比較例2 液晶層與第1偏光元件之間，40nm 73 可判定，與並未使用負C板之比較例1相比，實施例2可 改善傾斜方向之對比度。又，將比較例2與實施例2加以比 較可知：即使具有負C板，若配置不同，則亦不會改善傾 斜方向之對比度（與比較例1相比更加惡化）。 [表2]

Rth 傾斜方向之對比度 傾斜方向之色彩偏移 實施例1 20 nm 106 0.08 實施例2 40 nm 137 0.11 實施例3 60 nm 159 0.14 實施例4 80 nm 158 0.16 比較實施例1〜4，則Rth越大，傾斜方向之對比度越高， 從而較好。另一方面，Rth越大，傾斜方向之色彩偏移的 值越大，導致惡化。因此，Rth小於20 nm時，傾斜方向之 對比度的改善並不充分，Rth大於80 nm時，傾斜方向之色 彩偏移惡化，故而Rth較好的是20 nm以上80 nm以下。進 131738.doc -30- 200903056 而較好的是2G nm以上6〇 nm以下，尤好的是3q⑽以上5〇 nm以下。 產業上之可利用性 本實施形態之液晶面板及液晶顯示裝置可用於任意之適 當用途中。其用途例如係電腦顯示器、筆記型電腦、影印 機等〇A(〇ffice Aut〇mation ’辦公自動化）設備行動電 話、鐘錶、數位相機、個人數位助理器（pDA , p⑽㈤ Γ dighai assistant)、可攜式遊戲機等行動裝置攝影機、電 視、微波爐等家用電器，後方監_ ^> 、 欠々風徑裔、汽車導航系統用監 視器、八車音響專車載用設備，％ $ & ^ q m . m 同系店鋪用資訊用監視器 等展示設備，監視用監視器等鍫偌机偌 凡a寸θ侑自又備，看護用監視器、 醫療用監視器等看護/醫療機器等。 【圖式簡單說明】 圖！係表示本發明之液晶顯示裝置的一實施形態之概略 剖面圖。 圖2係圖1之放大圖，係表示本發明$ ,為曰&』 赞月之液日日面板的一實施 形態之概略剖面圖。 圖3係說明本發明之液晶面板的效果之模式圖，係說明 液晶面板之偏光的變化之圖。 圖4係說明本發明之液晶面板的力女要之爐斗、图 双幻效果之杈式圖，圖4(a)係 說明對具有多間隙結構之液晶 曰日面板施加相位差膜時偏光的 變化之圖，圖4(b)係說明對不星 卜昇有夕間隙結構之液晶面板 施加相位差膜時偏光的變化之圖。 圖5係說明本發明之液晶面. 坂的效果之模式圖，圖5(a)係 I31738.doc 200903056 說明本實施形態之液晶面板之偏光的變化之圖， 、 圏5(b)係 說明改變相位差膜之配置的液晶面板之偏光的變 匕 < 圖。 圖6係表示比較例之液晶顯示裝置之概略剖面圖。 圖7係表示其他比較例之液晶顯示裝置之概略剖面 圖8係表示本發明之液晶面板的變形例之概 【主要元件符號說明】 面圖。

1 第1偏光元件 2 相位差膜（負C板） 3 玻璃基板（彩色濾光單元基板） 5 液晶層 6 彩色濾光單元 6B 藍色彩色渡光單元 6G 綠色彩色濾光單元 6R 紅色彩色濾光單元 7 玻璃基板（主動矩陣基才反） 8 第2偏光元件 10 液晶單元 41 點 42 點 43 直線 80 背光模組 81 光源 82 反射薄膜 83 擴散板 131738.doc -32- 200903056

84 棱鏡片 85 亮度提昇薄膜 200 液晶面板 300 液晶顯示裝置 131738.doc •33

Claims (1)

1. 200903056 十、申請專利範圍： 1 · 一種液晶面板，包括： 。液晶單元，其具備：具有不同顏色之複數個彩色濾光 單元；及與上述複數個彩色濾光單元接觸而設，並於與 個上述複數個彩色滤光單元接觸的每一區域設定不同 厚度，進而包含水平配向的液晶分子之液晶層； 第1偏光元件，其設於上述液晶單元之上述複數個彩 色濾光單元側，並使吸收軸朝向與上述液晶分子未施加 電廢時的長軸方向大致正交之方向； 第2偏光元件，其設於上述液晶單元之上述液晶層 側，並使吸收軸朝向與上述液晶分子之長軸方向大致平 行的方向；以及 相位差膜，其設置於上述液晶層與上述第2偏光元件 之間，並且面内方向之折射率大致相同，且厚度方向之 折射率小於面内方向之折射率。 2·如4求項1之液晶面板’其中對應上述複數個彩色遽光 單/0的各個厚度而設定上述液晶層之厚度。 3.如《月求項1之液晶面板’其中上述複數個彩色渡光單元 包含藍色彩色淚光單元、綠色彩色濾光單元及紅色彩色 遽光單元，且 接觸藍色彩色濾光單元之區域的液晶層厚度小於接觸 綠色彩色渡光單元及紅色彩色濾光單元之區域的液 厚度， 對應於綠色彩色濾光單元之區域的液晶層厚度為對應 131738.doc 200903056 於、工色A色據光單元之區域的液晶層厚度以下。 4‘如請求項2之液晶面板，其中上述複數個彩色濾光單元 包含藍色彩色濾光單元、綠色彩色濾光單元及紅色彩色 遽光單元，且 接觸藍色彩色濾光單元之區域的液晶層厚度小於接觸 綠色彩色濾光單元及紅色彩色濾光單元之區域的液晶芦 厚度， 曰

   對應於綠色彩色濾光單元之區域的液晶層厚度為對應 於紅色彩色濾光單元之區域的液晶層厚度以下。 如請求項1至4中任-項之液晶面板，其中相對於綠色光 即波長550 nm之光的上述液晶單元之面内相位差值 Re[550]以 Re[5 5 0] = (nx550-ny55〇)xdG 表示（其中，ηχ55〇係相對於波長55〇 nm之光的上述液晶 層面内的慢軸方向之主折射率，叼別係相對於波長5 = nm之光的上述液晶層面内的快軸方向之主折射率，心係 接觸綠色彩色濾光單元之區域的上述液晶層厚度）；且 相對於藍色光即波長450 nm之光的上述液晶單元之面 内相位差值Re[450]以 Re[45 0] = (nx45〇-ny45〇)xdB 表示（其中，nx^係相對於波長45〇 〇〇1之光的上述液晶 層面内的慢軸方向之主折射率，ηηπ係相對於波長45〇 nm之光的上述液晶層面内的快軸方向之主折射率，心係 接觸藍色彩色濾光單元之區域的上述液晶層厚度）； 131738.doc 200903056 並且上述面内相位差值Re[55〇]及上述面内相位差值 Re[450]滿足 Re[450]<Re[550] 之關係。 6_如請求項1至4中任一項之液晶面板，其中相對於綠色光 即波長550 nm之光的上述相位差膜厚度方向之相位差值 Rth[550]以 Rth[5 50]=(nx550-nz550)xd 表不（其中，nxsso係相對於波長550 nm之光的上述相位 差膜面内的慢軸方向之主折射率，係相對於波長 550 nm之光的上述相位差膜厚度方向的快軸方向之主折 射率’ d係相位差膜之厚度）；且 上述相位差值Rth[550]係於 20 nm^Rth[550]^80 nm 之範圍。 7.如請求項5之液晶面板，其中相對於綠色光即波長55〇 nm之光的上述相位差膜厚度方向之相位差值Rth[55〇]以 Rth[5 5 0]=(nx55〇-nz55〇)xd 表示（其中，nx55〇係相對於波長5 5 〇 nm之光的上述相位 差膜面内的慢軸方向之主折射率，ηΖ55〇係相對於波長 550 nm之光的上述相位差膜厚度方向的快軸方向之主折 射率’ d係相位差膜之厚度）； 並且上述相位差值Rth[550]係於 20 nm^Rth[550] ^ 80 nm 131738.doc 200903056 之範圍。 8. 一種液晶顯示裝置，其特徵在於包含如請求項1至7中任 一項之液晶面板。 f 131738.doc