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WO2017179493A1 - 液晶表示パネル、及び、液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示パネル、及び、液晶表示装置 Download PDF

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WO2017179493A1
WO2017179493A1 PCT/JP2017/014432 JP2017014432W WO2017179493A1 WO 2017179493 A1 WO2017179493 A1 WO 2017179493A1 JP 2017014432 W JP2017014432 W JP 2017014432W WO 2017179493 A1 WO2017179493 A1 WO 2017179493A1
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WO
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plate
liquid crystal
crystal display
display panel
retardation
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Application number
PCT/JP2017/014432
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English (en)
French (fr)
Inventor
坂井 彰
雅浩 長谷川
貴子 小出
中村 浩三
箕浦 潔
雄一 川平
浩二 村田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
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Priority to US16/093,358 priority patent/US20190155082A1/en
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    • G02F1/133638Waveplates, i.e. plates with a retardation value of lambda/n

Definitions

  • the present invention relates to a liquid crystal display panel and a liquid crystal display device. More specifically, the present invention relates to a horizontal electric field mode liquid crystal display panel and a liquid crystal display device including the liquid crystal display panel.
  • Liquid crystal display panels are used not only for television applications but also for smartphones, tablet PCs, car navigation systems, and the like. For these applications, various performances are required. For example, lateral electric field modes such as IPS (In-Plane Switching) mode and FFS (Fringe Field Switching) mode have been proposed (for example, Patent Document 1 and Non-Patent Documents). 1).
  • IPS In-Plane Switching
  • FFS Frringe Field Switching
  • FIG. 44 is a schematic cross-sectional view for explaining surface reflection and internal reflection of a conventional liquid crystal display panel.
  • the liquid crystal display panel 302 includes a first polarizing plate 304, a first substrate 308, a liquid crystal layer 311, and a second substrate 312 in order from the observation surface side to the back surface side. And a second polarizing plate 313.
  • Incident light a from the observation surface side (first polarizing plate 304 side) of the liquid crystal display panel 302 is reflected light b1, reflected light b2, reflected light b3, and reflected light on the surface and inside of the liquid crystal display panel 302. Reflected mainly as b4.
  • the antireflection film is disposed on the observation surface side of the liquid crystal display panel 302, the surface reflection (reflected light b1) of the liquid crystal display panel 302 can be suppressed, but the internal reflection (reflected light) of the liquid crystal display panel 302 can be suppressed.
  • b2, reflected light b3, and reflected light b4) are ineffective.
  • the internal reflection of the liquid crystal display panel 302 includes the black matrix, the color filter layer, and the electrodes (electrodes disposed on the observation surface side of the first substrate 308) included in the first substrate 308 and the second substrate 312.
  • the electrodes electrodes disposed on the observation surface side of the first substrate 308 included in the first substrate 308 and the second substrate 312.
  • a transparent electrode for touch panel operation and electromagnetic wave shielding can be cited.
  • Reflection from metal wiring insulating film and the like.
  • the reflection (reflected light b2 and reflected light b3) from the first substrate 308 is particularly problematic.
  • the reflection from the second substrate 312 (reflected light b4) is usually smaller than the reflection from the first substrate 308 (reflected light b2 and reflected light b3), and often does not cause a problem.
  • a color filter layer may be disposed on the first substrate 308, and the color filter layer (first substrate) in the path where the incident light a is reflected as reflected light b 4 by the second substrate 312. This is because the intensity is attenuated to about 1/4 or less by passing through 308) twice.
  • a circularly polarizing plate (a linearly polarizing plate and a ⁇ / 4 plate is provided on the observation surface side of the first substrate 308).
  • a method of arranging the laminate is conceivable.
  • a configuration in which a circularly polarizing plate is used in a VA (Vertical Alignment) mode liquid crystal display panel is known.
  • a VA mode liquid crystal display panel is a liquid crystal display panel in a horizontal electric field mode such as an IPS mode or an FFS mode. The viewing angle is narrower than that, and adoption is not progressing.
  • Patent Document 1 discloses that an IPS mode liquid crystal panel capable of obtaining good image quality even when used outdoors is disclosed. However, in the invention described in Patent Document 1, the viewing angle characteristics in a bright place are not sufficient, and there is room for improvement.
  • Non-Patent Document 1 discloses a transflective IPS mode liquid crystal display using a patterned in-cell retardation plate. However, according to the configuration described in Non-Patent Document 1, the in-cell retardation plate is not disposed in the transmissive portion, and transmissive display using a transverse electric field mode using a circularly polarizing plate has not been realized.
  • the present invention has been made in view of the above situation, and an object thereof is to provide a horizontal electric field mode liquid crystal display panel excellent in viewing angle characteristics in a bright place, and a liquid crystal display device including the liquid crystal display panel. To do.
  • the inventors of the present invention have made various studies on a liquid crystal display panel having a horizontal electric field mode with excellent viewing angle characteristics in a bright place. We focused on a configuration that is optically equivalent to a liquid crystal display panel. A first refractive index satisfying a predetermined relationship on the opposite side (observation surface side) to the liquid crystal layer with respect to the first substrate on the observation surface side of the pair of substrates sandwiching the liquid crystal layer.
  • a first ⁇ / 4 plate including a ⁇ / 4 plate and a first polarizing plate arranged in this order, and a main refractive index satisfying a predetermined relationship on the liquid crystal layer side (back side)
  • a second phase difference providing unit including the first phase difference providing unit and the second phase difference providing unit, wherein the main refractive index has a predetermined relationship on the first substrate side.
  • the first polarizing plate, the first retardation imparting unit, the first substrate, and the second retardation imparting unit are provided.
  • One of the first phase difference providing unit and the second phase difference providing unit Includes a first retardation plate having a main refractive index satisfying a relationship of nx ⁇ ny ⁇ nz on the first substrate side, and the in-plane slow axis of the first ⁇ / 4 plate is A liquid crystal display panel that forms an angle of 45 ° with the absorption axis of one polarizing plate and is orthogonal to the in-plane slow axis of the second ⁇ / 4 plate (hereinafter also referred to as the first liquid crystal display panel of the present invention) Say).
  • the liquid crystal layer has a pair of electrodes for generating a lateral electric field, and the nematic liquid crystal is homogeneously aligned in a state where no voltage is applied between the pair of electrodes
  • the first retardation providing unit Includes a first ⁇ / 4 plate having a main refractive index satisfying a relationship of nx ⁇ ny ⁇ nz
  • the second phase difference providing unit includes a second refractive index satisfying a relationship of main refractive index of nx ⁇ ny ⁇ nz.
  • the first substrate includes a first retardation plate having a main refractive index satisfying a relationship of nx ⁇ ny> nz, and the in-plane slow axis of the first ⁇ / 4 plate is the first retardation plate
  • a liquid crystal display panel that forms an angle of 45 ° with the absorption axis of the polarizing plate and is orthogonal to the in-plane slow axis of the second ⁇ / 4 plate hereinafter also referred to as the second liquid crystal display panel of the present invention).
  • Another embodiment of the present invention may be a liquid crystal display device including the liquid crystal display panel (the first liquid crystal display panel of the present invention or the second liquid crystal display panel of the present invention).
  • the liquid crystal display panel of the horizontal electric field mode excellent in the viewing angle characteristic in a bright place and a liquid crystal display device provided with the said liquid crystal display panel can be provided.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a liquid crystal display device of Embodiment 1-1. It is a cross-sectional schematic diagram which shows the structural example of a 2nd board
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing a liquid crystal display device according to a modification of Embodiment 1-1.
  • 6 is a schematic cross-sectional view illustrating a liquid crystal display device according to Embodiment 1-2.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a liquid crystal display device of Embodiment 2-1.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a liquid crystal display device according to Embodiment 2-2.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a liquid crystal display panel of Reference Example 1.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a liquid crystal display panel of Comparative Example 1.
  • FIG. FIG. 6 is a contour diagram showing a simulation result of transmittance viewing angle characteristics in the liquid crystal display panel of Example 1.
  • FIG. 26 is a contour diagram showing simulation results of transmittance viewing angle characteristics in the liquid crystal display panel of Example 11.
  • 10 is a contour diagram showing a simulation result of transmittance viewing angle characteristics in the liquid crystal display panel of Reference Example 1.
  • FIG. 10 is a contour diagram showing a simulation result of transmittance viewing angle characteristics in the liquid crystal display panel of Comparative Example 1.
  • FIG. 13 is a graph showing a cross section at a polar angle of 60 ° in the contour diagrams shown in FIGS.
  • the polarization state before and after transmitting through each constituent member when observed from the direction of azimuth angle 0 ° and polar angle 60 ° is projected onto the S 1 -S 2 plane of the Poincare sphere It is.
  • the polarization state before and after transmitting through each component when viewed from the direction of azimuth angle 45 ° and polar angle 60 ° is projected onto the S 1 -S 2 plane of the Poincare sphere It is.
  • the polarization state before and after passing through each component when observed from the direction of azimuth angle 0 ° and polar angle 60 ° is projected onto the S 1 -S 2 plane of the Poincare sphere It is.
  • the liquid crystal display panel of Example 11 is a diagram in which polarization states before and after transmitting through each component member are projected onto the S 1 -S 2 plane of the Poincare sphere when observed from directions of azimuth angle 45 ° and polar angle 60 °. It is.
  • the liquid crystal display panel of Comparative Example 1 is a diagram in which the polarization state before and after transmitting through each component is projected onto the S 1 -S 2 plane of the Poincare sphere when observed from the direction of azimuth angle 0 ° and polar angle 60 °. It is.
  • the liquid crystal display panel of Comparative Example 1 is a diagram in which the polarization state before and after transmitting through each component member is observed on the S 1 -S 2 plane of the Poincare sphere when observed from the direction of azimuth angle 45 ° and polar angle 60 °. It is.
  • FIG. 11 is a contour diagram showing a simulation result of transmittance viewing angle characteristics in the liquid crystal display panel of Example 2.
  • FIG. 11 is a contour diagram showing a simulation result of transmittance viewing angle characteristics in the liquid crystal display panel of Example 3.
  • FIG. 10 is a contour diagram showing a simulation result of transmittance viewing angle characteristics in the liquid crystal display panel of Example 4.
  • FIG. 4 is an xy chromaticity diagram derived from a transmittance calculation result for the liquid crystal display panel of Example 1.
  • FIG. 3 is a contour diagram showing an image of a color condition of the liquid crystal display panel of Example 1.
  • FIG. 10 is an xy chromaticity diagram derived from the transmittance calculation result for the liquid crystal display panel of Example 4. It is a contour figure which shows the image of the coloring condition of the liquid crystal display panel of Example 4.
  • FIG. 10 is a contour diagram showing a simulation result of transmittance viewing angle characteristics in the liquid crystal display panel of Example 5.
  • FIG. 10 is a contour diagram showing a simulation result of transmittance viewing angle characteristics in the liquid crystal display panel of Example 6.
  • FIG. 11 is a contour diagram showing simulation results of transmittance viewing angle characteristics in the liquid crystal display panel of Example 7.
  • FIG. 16 is a contour diagram showing a simulation result of transmittance viewing angle characteristics in the liquid crystal display panel of Example 8.
  • the second ⁇ / 4 plate is a biaxial ⁇ / 4 plate (nx> It is a graph which shows the relationship between the thickness direction phase difference of a 1st phase difference plate, and the transmittance
  • permeability in the case of ny> nz, Nz 1.5).
  • FIG. 9 It is a contour figure which shows the simulation result of the viewing angle characteristic of the transmittance
  • FIG. 10 It is a contour figure which shows the simulation result of the viewing angle characteristic of the transmittance
  • permeability in the liquid crystal display panel of Example 10. Thickness of the first retardation plate when the first ⁇ / 4 plate and the second ⁇ / 4 plate are biaxial ⁇ / 4 plates (nx> ny> nz, Nz 1.5) It is a graph which shows the relationship between a direction phase difference and the transmittance
  • FIG. 26 is a contour diagram showing simulation results of transmittance viewing angle characteristics in the liquid crystal display panel of Example 12; It is a contour figure which shows the simulation result of the viewing angle characteristic of the transmittance
  • FIG. 26 is a contour diagram showing simulation results of transmittance viewing angle characteristics in the liquid crystal display panel of Example 14; 10 is a contour diagram showing a simulation result of transmittance viewing angle characteristics in the liquid crystal display panel of Comparative Example 2.
  • polarizing plate without “straight line” refers to a linear polarizing plate and is distinguished from a circularly polarizing plate.
  • a ⁇ / 4 plate refers to a retardation plate that gives an in-plane retardation of a quarter wavelength (strictly, 137.5 nm) to light having a wavelength of at least 550 nm. What is necessary is just to give the following in-plane phase differences.
  • light having a wavelength of 550 nm is light having the highest human visibility.
  • nx and ny indicate the main refractive index in the in-plane direction of the retardation plate (including the ⁇ / 4 plate), and nz indicates the main refractive index in the thickness direction of the retardation plate.
  • the main refractive index indicates a value for light having a wavelength of 550 nm unless otherwise specified.
  • the in-plane slow axis indicates the axis in the direction corresponding to ns
  • the in-plane fast axis indicates the axis in the direction corresponding to nf. Point to.
  • D indicates the thickness of the retardation plate (including the ⁇ / 4 plate).
  • the phase difference of the liquid crystal layer refers to the maximum value of the effective phase difference imparted by the liquid crystal layer, and is defined as ⁇ n ⁇ d, where ⁇ n is the refractive index anisotropy of the liquid crystal layer and d is the thickness. Is done.
  • the retardation of the liquid crystal layer indicates a value for light having a wavelength of 550 nm unless otherwise specified.
  • two axes (directions) are orthogonal means that an angle (absolute value) between the two axes is in a range of 90 ⁇ 3 °, preferably in a range of 90 ⁇ 1 °, More preferably, it is within the range of 90 ⁇ 0.5 °, and particularly preferably 90 ° (fully orthogonal).
  • the two axes (directions) being parallel means that the angle (absolute value) between the two axes is in the range of 0 ⁇ 3 °, preferably in the range of 0 ⁇ 1 °, more preferably It is in the range of 0 ⁇ 0.5 °, particularly preferably 0 ° (completely parallel).
  • the two axes (directions) form an angle of 45 ° means that the angle between them (absolute value) is within the range of 45 ⁇ 3 °, preferably within the range of 45 ⁇ 1 °. More preferably, it is within the range of 45 ⁇ 0.5 °, and particularly preferably 45 ° (completely 45 °).
  • Embodiment 1-1 relates to the first liquid crystal display panel of the present invention and the liquid crystal display device including the first liquid crystal display panel of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the liquid crystal display device of Embodiment 1-1.
  • the liquid crystal display device 1 a includes a liquid crystal display panel 2 a and a backlight 3 in order from the observation surface side to the back surface side.
  • the method of the backlight 3 is not particularly limited, and examples thereof include an edge light method and a direct type.
  • the kind of the light source of the backlight 3 is not specifically limited, For example, a light emitting diode (LED), a cold cathode tube (CCFL), etc. are mentioned.
  • the liquid crystal display panel 2a includes a first polarizing plate 4, a first phase difference imparting unit 5a, a first substrate 8, and a second phase difference imparting unit 9a in order from the observation surface side to the back surface side. And a liquid crystal layer 11, a second substrate 12, and a second polarizing plate 13.
  • an anisotropic material such as iodine complex (or dye) is dyed and adsorbed on a polyvinyl alcohol (PVA) film, and then stretched and oriented.
  • PVA polyvinyl alcohol
  • a polarizer (absorption type polarizing plate) or the like can be used.
  • the transmission axis of the first polarizing plate 4 and the transmission axis of the second polarizing plate 13 are preferably orthogonal. According to such a structure, since the 1st polarizing plate 4 and the 2nd polarizing plate 13 are arrange
  • One of the first substrate 8 and the second substrate 12 has a pair of electrodes that generate a lateral electric field in the liquid crystal layer 11 when a voltage is applied thereto.
  • the second substrate 12 is an FFS mode thin film transistor array substrate
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view illustrating a configuration example of the second substrate.
  • the second substrate 12 includes a support substrate 14, a common electrode (planar electrode) 15 disposed on the surface of the support substrate 14 on the liquid crystal layer 11 side, and an insulating covering the common electrode 15. It has a film 16 and a pixel electrode (comb electrode) 17 disposed on the surface of the insulating film 16 on the liquid crystal layer 11 side.
  • a lateral electric field is generated in the liquid crystal layer 11
  • liquid crystal molecules in the liquid crystal layer 11 are generated. Can be controlled.
  • Examples of the support substrate 14 include a glass substrate and a plastic substrate.
  • Examples of materials for the common electrode 15 and the pixel electrode 17 include indium tin oxide (ITO) and indium zinc oxide (IZO).
  • ITO indium tin oxide
  • IZO indium zinc oxide
  • Examples of the material of the insulating film 16 include an organic insulating film and a nitride film.
  • the alignment film may be disposed so as to cover the pixel electrode 17.
  • the alignment film those formed by a conventionally known method can be used.
  • the second substrate 12 is an FFS mode thin film transistor array substrate
  • a voltage is applied to a pair of comb electrodes ( When a voltage is applied), a horizontal electric field is generated in the liquid crystal layer 11, and the alignment of liquid crystal molecules in the liquid crystal layer 11 can be controlled.
  • the first substrate 8 may be a color filter substrate.
  • a color filter substrate the structure by which a color filter layer etc. are arrange
  • the combination of colors of the color filter layer is not particularly limited, and examples thereof include a combination of red, green, and blue, a combination of red, green, blue, and yellow.
  • the liquid crystal layer 11 contains a nematic liquid crystal.
  • the nematic liquid crystal in the liquid crystal layer 11 is homogeneously aligned when no voltage is applied between a pair of electrodes of one of the first substrate 8 and the second substrate 12 (when no voltage is applied). To do.
  • the first phase difference imparting section 5a includes a first ⁇ / 4 plate 6 and a first phase difference plate 7 in order from the first polarizing plate 4 side toward the first substrate 8 side. ing.
  • the first ⁇ / 4 plate 6 is a ⁇ / 4 plate whose main refractive index satisfies the relationship of nx> ny ⁇ nz.
  • a biaxial ⁇ / 4 plate that satisfies the relationship.
  • the first retardation plate 7 is a retardation plate whose main refractive index satisfies a relationship of nx ⁇ ny ⁇ nz.
  • a biaxial retardation plate that fills.
  • the second phase difference imparting unit 9 a has a second ⁇ / 4 plate 10.
  • the second ⁇ / 4 plate 10 is a ⁇ / 4 plate whose main refractive index satisfies the relationship of nx> ny ⁇ nz.
  • a biaxial ⁇ / 4 plate that satisfies the relationship.
  • An alignment film may be arranged on the surface of the second ⁇ / 4 plate 10 on the liquid crystal layer 11 side.
  • a stretched polymer film or the like can be used as the first ⁇ / 4 plate 6, the second ⁇ / 4 plate 10, and the first retardation plate 7, for example.
  • the method for stretching the polymer film include a method in which a roll-shaped polymer film is gripped with a stretching clip and stretched. In such a stretching method, a method of stretching in a direction parallel to the flow direction of the polymer film is called a longitudinal stretching method. On the other hand, a method of stretching in a direction not parallel to the flow direction of the polymer film is called a lateral stretching method, an oblique stretching method, or the like.
  • nx ⁇ ny for the first retardation plate 7.
  • the second ⁇ / 4 plate 10 can also be manufactured by the following method. First, on the surface of the first substrate 8 on the liquid crystal layer 11 side, an alignment film for the second ⁇ / 4 plate 10 and a liquid crystalline photopolymerizable material (a photopolymerizable monomer exhibiting liquid crystallinity) are sequentially applied. Then, a laminated film is formed. Thereafter, when firing and ultraviolet irradiation are sequentially performed on the laminated film, the liquid crystalline photopolymerization material functions as the second ⁇ / 4 plate 10.
  • the first ⁇ / 4 plate 6 is also obtained by forming on the substrate using the materials and methods described above, and may be attached to the first polarizing plate 4.
  • the in-plane slow axis of the first ⁇ / 4 plate 6 and the absorption axis of the first polarizing plate 4 form an angle of 45 °.
  • stacked is arrange
  • the incident light from the observation surface side (first polarizing plate 4 side) of the liquid crystal display panel 2a is converted into circularly polarized light when passing through the circular polarizing plate and reaches the first substrate 8,
  • the reflection from the first substrate 8 is suppressed by the antireflection effect of the polarizing plate.
  • the circularly polarizing plate is formed by laminating the first polarizing plate 4 and the first ⁇ / 4 plate 6, it is preferable to use a roll-to-roll method from the viewpoint of increasing manufacturing efficiency.
  • the in-plane slow axis of the first ⁇ / 4 plate 6 and the in-plane slow axis of the second ⁇ / 4 plate 10 are orthogonal to each other. According to such a configuration, the first ⁇ / 4 plate 6 and the second ⁇ / 4 plate 10 cancel the phase difference with respect to light incident from at least the normal direction of the liquid crystal display panel 2a. Optically, a state in which both are substantially absent is realized. That is, a configuration that is optically equivalent to a conventional horizontal electric field mode liquid crystal display panel with respect to light incident on the liquid crystal display panel 2a from the backlight 3 (light incident from at least the normal direction of the liquid crystal display panel 2a). Is realized.
  • the first ⁇ / 4 plate 6 and the second ⁇ / 4 plate 10 are preferably made of the same material. Thereby, the first ⁇ / 4 plate 6 and the second ⁇ / 4 plate 10 can cancel the phase difference including the chromatic dispersion.
  • the first retardation plate 7 is disposed between the first ⁇ / 4 plate 6 and the second ⁇ / 4 plate 10 to change the polarization state in the oblique direction. It is optimized (optical compensation).
  • the method of the first retardation plate 7 is used. Since the phase difference with respect to the linear direction is zero, the optical performance in the normal direction of the liquid crystal display panel 2a is not affected by the presence or absence of the first retardation plate 7.
  • Embodiment 1-1 viewing angle characteristics in a bright place are improved due to the following effects.
  • the circularly polarizing plate in which the first polarizing plate 4 and the first ⁇ / 4 plate 6 are laminated is disposed on the observation surface side of the liquid crystal display panel 2a, the antireflection effect of the circularly polarizing plate , Visibility in daylight is increased.
  • the first retardation plate 7 is disposed between the first ⁇ / 4 plate 6 and the second ⁇ / 4 plate 10, only light incident from the normal direction of the liquid crystal display panel 2a is used. Instead, a configuration that is optically equivalent to a conventional horizontal electric field mode liquid crystal display panel can be realized for light incident from an oblique direction.
  • the modified example of the embodiment 1-1 is the same as the embodiment 1-1 except that the second retardation plate is added to the first phase difference imparting unit, and therefore, the description of overlapping points is omitted as appropriate. To do.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a liquid crystal display device according to a modification of Embodiment 1-1.
  • the liquid crystal display device 1 b includes a liquid crystal display panel 2 b and a backlight 3 in order from the observation surface side to the back surface side.
  • the liquid crystal display panel 2b includes a first polarizing plate 4, a first phase difference imparting unit 5b, a first substrate 8, and a second phase difference imparting unit 9a in order from the observation surface side to the back surface side. And a liquid crystal layer 11, a second substrate 12, and a second polarizing plate 13.
  • the first phase difference imparting section 5b includes, in order from the first polarizing plate 4 side toward the first substrate 8 side, the second phase difference plate 18, the first ⁇ / 4 plate 6, and the first Phase difference plate 7.
  • the first retardation plate 7 first ⁇ / 4 plate 6, second ⁇ / 4 plate 10) described above except that the relationship of the main refractive index is different. The same as can be used.
  • the in-plane retardation of the second retardation plate 18 is preferably 100 nm or more and 176 nm or less, and particularly preferably 137 nm.
  • the second retardation plate 18 (negative A plate) is arranged, the viewing angle correction of the first polarizing plate 4 and the second polarizing plate 13 is performed. Is made. Therefore, according to the modification of the embodiment 1-1, a wider viewing angle than that of the embodiment 1-1 can be obtained.
  • the embodiment 1-2 is the same as the embodiment 1-1 except that the configurations of the first phase difference providing unit and the second phase difference providing unit are changed. Therefore, the description of overlapping points is omitted as appropriate. To do.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing the liquid crystal display device of Embodiment 1-2.
  • the liquid crystal display device 1 c includes a liquid crystal display panel 2 c and a backlight 3 in order from the observation surface side to the back surface side.
  • the liquid crystal display panel 2c includes a first polarizing plate 4, a first phase difference providing unit 5c, a first substrate 8, and a second phase difference providing unit 9b in order from the observation surface side to the back surface side. And a liquid crystal layer 11, a second substrate 12, and a second polarizing plate 13.
  • the first phase difference imparting section 5 c has a first ⁇ / 4 plate 6.
  • the second phase difference imparting unit 9b includes a second ⁇ / 4 plate 10 and a first phase difference plate 7 in order from the liquid crystal layer 11 side toward the first substrate 8 side.
  • Embodiment 1-2 the same effect as in Embodiment 1-1 can be obtained.
  • Embodiment 1-1 and Embodiment 1-2 the most suitable one may be selected each time from the viewpoint of manufacturing efficiency (cost, quality, etc.).
  • a circularly polarizing plate laminated body of the first polarizing plate 4 and the first ⁇ / 4 plate 6) that wants to increase the mass production effect by using in common with other products (want to achieve both cost and quality)
  • Embodiment 1-2 is preferably selected. If Embodiment 1-2 is selected, it is not necessary to newly produce a circularly polarizing plate with the first retardation plate 7, and a circularly polarizing plate common to other products can be used. On the other hand, if it is easier to improve the mass production effect (making both cost and quality easier) by newly producing a circularly polarizing plate with the first retardation plate 7, select Embodiment 1-1. Is preferred.
  • Embodiment 2-1 relates to the second liquid crystal display panel of the present invention and a liquid crystal display device including the second liquid crystal display panel of the present invention.
  • Embodiment 2-1 differs from Embodiment 1-1 except that the relationship of the main refractive index is changed for the first ⁇ / 4 plate, the second ⁇ / 4 plate, and the first retardation plate. Since it is the same, description of the overlapping points will be omitted as appropriate.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing the liquid crystal display device of Embodiment 2-1.
  • the liquid crystal display device 21 a includes a liquid crystal display panel 22 a and a backlight 3 in order from the observation surface side to the back surface side.
  • the liquid crystal display panel 22a includes, in order from the observation surface side to the back surface side, the first polarizing plate 4, the first phase difference providing unit 25a, the first substrate 8, and the second phase difference providing unit 29a. And a liquid crystal layer 11, a second substrate 12, and a second polarizing plate 13.
  • the first phase difference imparting section 25a includes a first ⁇ / 4 plate 26 and a first phase difference plate 27 in order from the first polarizing plate 4 side toward the first substrate 8 side. ing.
  • the first ⁇ / 4 plate 26 is a ⁇ / 4 plate whose main refractive index satisfies the relationship of nx ⁇ ny ⁇ nz.
  • the first retardation plate 27 is a retardation plate whose main refractive index satisfies the relationship of nx ⁇ ny> nz.
  • a biaxial retardation plate that fills.
  • the second phase difference providing unit 29 a has a second ⁇ / 4 plate 30.
  • the second ⁇ / 4 plate 30 is a ⁇ / 4 plate whose main refractive index satisfies the relationship of nx ⁇ ny ⁇ nz.
  • a biaxial ⁇ / 4 plate that satisfies the relationship.
  • An alignment film may be disposed on the surface of the second ⁇ / 4 plate 30 on the liquid crystal layer 11 side.
  • the same plate 6, the second ⁇ / 4 plate 10 and the first retardation plate 7 can be used.
  • the in-plane slow axis of the first ⁇ / 4 plate 26 and the absorption axis of the first polarizing plate 4 form an angle of 45 °.
  • stacked is arrange
  • the reflection from the first substrate 8 is suppressed by the antireflection effect of the polarizing plate.
  • the circularly polarizing plate is formed by laminating the first polarizing plate 4 and the first ⁇ / 4 plate 26, it is preferable to use a roll-to-roll method from the viewpoint of increasing manufacturing efficiency.
  • the in-plane slow axis of the first ⁇ / 4 plate 26 and the in-plane slow axis of the second ⁇ / 4 plate 30 are orthogonal to each other. According to such a configuration, the first ⁇ / 4 plate 26 and the second ⁇ / 4 plate 30 cancel the phase difference with respect to light incident from at least the normal direction of the liquid crystal display panel 22a. Optically, a state in which both are substantially absent is realized. That is, a configuration that is optically equivalent to a conventional lateral electric field mode liquid crystal display panel with respect to light incident on the liquid crystal display panel 22a from the backlight 3 (light incident from at least the normal direction of the liquid crystal display panel 22a). Is realized.
  • the first ⁇ / 4 plate 26 and the second ⁇ / 4 plate 30 are preferably made of the same material. Thereby, the first ⁇ / 4 plate 26 and the second ⁇ / 4 plate 30 can cancel the phase difference including the chromatic dispersion.
  • the first retardation plate 27 is disposed between the first ⁇ / 4 plate 26 and the second ⁇ / 4 plate 30 to change the polarization state in the oblique direction. It is optimized (optical compensation).
  • the method of the first retardation plate 27 is used. Since the phase difference with respect to the linear direction is zero, the optical performance in the normal direction of the liquid crystal display panel 22a is not affected by the presence or absence of the first retardation plate 27.
  • the viewing angle characteristics in a bright place are improved due to the following effects.
  • the circularly polarizing plate in which the first polarizing plate 4 and the first ⁇ / 4 plate 26 are laminated is disposed on the observation surface side of the liquid crystal display panel 22a, the antireflection effect of the circularly polarizing plate , Visibility in daylight is increased.
  • the first retardation plate 27 is disposed between the first ⁇ / 4 plate 26 and the second ⁇ / 4 plate 30, only the light incident from the normal direction of the liquid crystal display panel 22a. Instead, a configuration that is optically equivalent to a conventional horizontal electric field mode liquid crystal display panel can be realized for light incident from an oblique direction.
  • the embodiment 2-2 is the same as the embodiment 2-1 except that the configurations of the first phase difference providing unit and the second phase difference providing unit are changed. To do.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing the liquid crystal display device of Embodiment 2-2.
  • the liquid crystal display device 21 b includes a liquid crystal display panel 22 b and a backlight 3 in order from the observation surface side to the back surface side.
  • the liquid crystal display panel 22b includes, in order from the observation surface side to the back surface side, the first polarizing plate 4, the first phase difference providing unit 25b, the first substrate 8, and the second phase difference providing unit 29b. And a liquid crystal layer 11, a second substrate 12, and a second polarizing plate 13.
  • the first phase difference providing unit 25 b has a first ⁇ / 4 plate 26.
  • the second phase difference imparting section 29 b includes a second ⁇ / 4 plate 30 and a first phase difference plate 27 in order from the liquid crystal layer 11 side toward the first substrate 8 side.
  • Embodiment 2-2 the same effect as in Embodiment 2-1 can be obtained.
  • the optimum one may be selected each time from the viewpoint of manufacturing efficiency (cost, quality, etc.).
  • a circularly polarizing plate laminated body of the first polarizing plate 4 and the first ⁇ / 4 plate 26
  • a circularly polarizing plate common to other products Is preferably selected.
  • Embodiment 2-2 there is no need to newly produce a circularly polarizing plate with the first retardation plate 27, and a circularly polarizing plate common to other products can be used.
  • the viewing angle characteristics of the transmittance in the liquid crystal display panel will be described based on simulation results by giving examples, reference examples, and comparative examples. Note that the present invention is not limited to these examples.
  • the measurement wavelength of the main refractive index and the phase difference was assumed to be 550 nm.
  • the direction of the absorption axis, transmission axis, and in-plane slow axis, and the alignment direction are counterclockwise with respect to the longitudinal direction (long side) of the liquid crystal display panel (simulation sample) as a reference (0 °). Indicates an orientation defined as positive (+).
  • Example 1 As the liquid crystal display panel of Example 1 (simulation sample), the liquid crystal display panel of Embodiment 1-1 was adopted, and the components thereof were as follows.
  • Nematic liquid crystal phase difference 340 nm Orientation direction (when no voltage is applied): 90 °
  • Example 2 A simulation sample similar to that in Example 1 was adopted except that the thickness direction retardation of the first retardation plate 7 was changed to 62.5 nm.
  • Example 3 A simulation sample similar to that of Example 1 was adopted except that the thickness direction retardation of the first retardation plate 7 was changed to 112.5 nm.
  • Example 4 A sample for simulation similar to that in Example 1 was adopted except that the orientation direction of the nematic liquid crystal in the liquid crystal layer 11 (when no voltage was applied) was changed to 0 °.
  • Example 5 A simulation sample similar to that in Example 1 was adopted except that the first ⁇ / 4 plate 6 and the first retardation plate 7 were changed as follows.
  • Example 6 A simulation sample similar to that in Example 1 was adopted except that the first ⁇ / 4 plate 6 and the first retardation plate 7 were changed as follows.
  • Example 7 A simulation sample similar to that in Example 1 was adopted except that the first retardation plate 7 and the second ⁇ / 4 plate 10 were changed as follows.
  • Example 8 A sample for simulation similar to that of Example 7 was adopted except that the thickness direction retardation of the first retardation plate 7 was changed to 170 nm.
  • Example 9 A sample for simulation similar to that in Example 1 was adopted except that the first ⁇ / 4 plate 6, the first retardation plate 7 and the second ⁇ / 4 plate 10 were changed as follows.
  • Example 10 A simulation sample similar to that in Example 9 was adopted except that the thickness direction retardation of the first retardation plate 7 was changed to 230 nm.
  • Example 11 As a liquid crystal display panel of Example 11 (simulation sample), a liquid crystal display panel of a modification of Embodiment 1-1 was employed. The constituent members other than the second retardation plate 18 were the same as in Example 1.
  • Example 12 As the liquid crystal display panel of Example 12 (simulation sample), the liquid crystal display panel of Embodiment 2-1 was adopted, and the components thereof were as follows.
  • Nematic liquid crystal phase difference 340 nm Orientation direction (when no voltage is applied): 90 °
  • Example 13 A simulation sample similar to that of Example 12 was adopted except that the thickness direction retardation of the first retardation plate 27 was changed to 62.5 nm.
  • Example 14 A simulation sample similar to that of Example 12 was adopted except that the thickness direction retardation of the first retardation plate 27 was changed to 112.5 nm.
  • Reference Example 1 relates to a conventional FFS mode liquid crystal display panel.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing the liquid crystal display panel of Reference Example 1.
  • the liquid crystal display panel 102 includes a first polarizing plate 104, a first substrate 108, a liquid crystal layer 111, and a second substrate 112 in order from the observation surface side to the back surface side. And a second polarizing plate 113.
  • the constituent members of the liquid crystal display panel (simulation sample) of Reference Example 1 were as follows.
  • Nematic liquid crystal phase difference 340 nm Orientation direction (when no voltage is applied): 90 °
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing a liquid crystal display panel of Comparative Example 1.
  • the liquid crystal display panel 202 includes a first polarizing plate 204, a first ⁇ / 4 plate 206, a first substrate 208, and a first substrate in order from the observation surface side to the back surface side.
  • a second ⁇ / 4 plate 210, a liquid crystal layer 211, a second substrate 212, and a second polarizing plate 213 are included.
  • the constituent members of the liquid crystal display panel (simulation sample) of Comparative Example 1 were as follows.
  • Nematic liquid crystal phase difference 340 nm Orientation direction (when no voltage is applied): 90 °
  • Comparative Example 2 A simulation sample similar to that of Comparative Example 1 was adopted except that the first ⁇ / 4 plate 206 and the second ⁇ / 4 plate 210 were changed as follows.
  • Example 11 With respect to Example 1, Example 11, Reference Example 1, and Comparative Example 1, a simulation of transmittance viewing angle characteristics (relationship between transmittance, azimuth angle, and polar angle) was performed.
  • FIG. 9 is a contour diagram showing the simulation results of the viewing angle characteristics of transmittance in the liquid crystal display panel of Example 1.
  • FIG. 10 is a contour diagram showing the simulation results of the viewing angle characteristics of transmittance in the liquid crystal display panel of Example 11.
  • FIG. 11 is a contour diagram showing simulation results of transmittance viewing angle characteristics in the liquid crystal display panel of Reference Example 1.
  • FIG. 12 is a contour diagram showing the simulation results of the viewing angle characteristics of transmittance in the liquid crystal display panel of Comparative Example 1. In these simulation results, the center of the circle shows the calculation result at a polar angle of 0 °, and the point on the outermost circumference shows the calculation result at a polar angle of 80 °.
  • FIG. 13 is a graph showing a cross section at a polar angle of 60 ° in the contour diagrams shown in FIGS.
  • Example 1 and Example 11 were equal to or higher than those of Reference Example 1. That is, according to Example 1 and Example 11, as in Reference Example 1, a favorable black display state was obtained when observed from an oblique direction. In addition, the viewing angle characteristic of Example 11 was superior to that of Example 1. This is because, in Example 11, the viewing angle of the first polarizing plate 4 and the second polarizing plate 13 was corrected by the second retardation plate 18 (negative A plate). On the other hand, as shown in FIGS. 9 to 12, Comparative Example 1 was inferior in viewing angle characteristics to Examples 1, 11 and Reference Example 1, and in particular, the viewing angle in the oblique direction was narrow.
  • FIG. 14 shows the S 1 -S 2 plane of the Poincare sphere showing the polarization state before and after transmitting through each component when observed from the direction of azimuth angle 0 ° and polar angle 60 ° in the liquid crystal display panel of Example 1.
  • FIG. 14 first, the polarization state immediately after the incident light from the back side passes through the second polarizing plate 13, the second substrate 12, and the liquid crystal layer 11 (when no voltage is applied) in order, It is located at the point P 0.
  • the point P 0 matches the extinction position (azimuth of the absorption axis) of the first polarizing plate 4 indicated by the point E.
  • FIG. 15 shows the S 1 -S 2 planes of the Poincare sphere showing the polarization state before and after transmitting through each component when observed from the direction of azimuth angle 45 ° and polar angle 60 ° in the liquid crystal display panel of Example 1.
  • FIG. 15 first, the polarization state immediately after the incident light from the back side is sequentially transmitted through the second polarizing plate 13, the second substrate 12, and the liquid crystal layer 11 (when no voltage is applied) is It is located at the point P 0.
  • FIG. 16 shows the S 1 -S 2 plane of the Poincare sphere showing the polarization state before and after transmitting through each component when observed from the direction of azimuth angle 0 ° and polar angle 60 ° in the liquid crystal display panel of Example 11.
  • FIG. 16 first, the polarization state immediately after the incident light from the back side passes through the second polarizing plate 13, the second substrate 12, and the liquid crystal layer 11 (when no voltage is applied) in order, It is located at the point P 0.
  • the point P 0 matches the extinction position (azimuth of the absorption axis) of the first polarizing plate 4 indicated by the point E.
  • the polarization state that was located in the point P 2 is a plane slow axis of the first lambda / 4 plate 6 indicated by a point Q T receiving a rotation of 90 ° in the center, it reaches point P 3.
  • Rotational direction at this time when viewed from the point Q T to face the origin (center point of the Poincare sphere) is counterclockwise.
  • the polarization state that was located at the point P 3 is not changed, located at the same point P 4 and the point P 3.
  • the point P 4 matches the extinction position (azimuth of the absorption axis) of the first polarizing plate 4 indicated by the point E.
  • FIG. 17 shows the S 1 -S 2 plane of the Poincare sphere showing the polarization state before and after transmitting through each component when observed from the direction of azimuth angle 45 ° and polar angle 60 ° in the liquid crystal display panel of Example 11.
  • FIG. 17 first, the polarization state immediately after the incident light from the back side is sequentially transmitted through the second polarizing plate 13, the second substrate 12, and the liquid crystal layer 11 (when no voltage is applied) is It is located at the point P 0.
  • the polarization state that was located in the point P 2 is a plane slow axis of the first lambda / 4 plate 6 indicated by a point Q T receiving a rotation of 90 ° in the center, it reaches point P 3.
  • Rotational direction at this time when viewed from the point Q T to face the origin (center point of the Poincare sphere) is counterclockwise.
  • the polarization state that was located at the point P 3 reaches the point P 4.
  • the point P 4 matches the extinction position (azimuth of the absorption axis) of the first polarizing plate 4 indicated by the point E.
  • the liquid crystal display panel of Example 11 can provide a better black display state as compared with the liquid crystal display panel of Example 1. . This is the result as shown in FIG.
  • FIG. 18 shows the S 1 -S 2 plane of the Poincare sphere showing the polarization state before and after transmitting through each component when observed from the direction of azimuth angle 0 ° and polar angle 60 ° in the liquid crystal display panel of Comparative Example 1.
  • FIG. 18 first, the polarization state immediately after the incident light from the back side is sequentially transmitted through the second polarizing plate 213, the second substrate 212, and the liquid crystal layer 211 (when no voltage is applied) is It is located at the point P 0.
  • the point P 0 matches the extinction position (azimuth of the absorption axis) of the first polarizing plate 204 indicated by the point E.
  • the first substrate 208 and, by passing through the first lambda / 4 plate 206 in this order, a polarization state which was located in the point P 1, the first lambda / 4 indicated by a point Q T receiving a rotation of 90 ° about the in-plane slow axis of the plate 206, and reaches the point P 2.
  • Rotational direction at this time when viewed from the point Q T to face the origin (center point of the Poincare sphere) is counterclockwise. As a result, the point P 2 does not coincide with the extinction position (azimuth of the absorption axis) of the first polarizing plate 204 indicated by the point E.
  • FIG. 19 shows the S 1 -S 2 planes of the Poincare sphere of the polarization state before and after transmitting through each component when the liquid crystal display panel of Comparative Example 1 is observed from the direction of azimuth angle 45 ° and polar angle 60 °.
  • FIG. 19 first, the polarization state immediately after the incident light from the back side sequentially passes through the second polarizing plate 213, the second substrate 212, and the liquid crystal layer 211 (when no voltage is applied), It is located at the point P 0.
  • the first substrate 208 and, by passing through the first lambda / 4 plate 206 in this order, a polarization state which was located in the point P 1, the first lambda / 4 indicated by a point Q T receiving a rotation of 90 ° about the in-plane slow axis of the plate 206, and reaches the point P 2.
  • Rotational direction at this time when viewed from the point Q T to face the origin (center point of the Poincare sphere) is counterclockwise. As a result, the point P 2 does not coincide with the extinction position (azimuth of the absorption axis) of the first polarizing plate 204 indicated by the point E.
  • FIG. 20 is a contour diagram showing the simulation results of the viewing angle characteristics of transmittance in the liquid crystal display panel of Example 2.
  • FIG. 21 is a contour diagram showing simulation results of transmittance viewing angle characteristics in the liquid crystal display panel of Example 3.
  • Example 1 As shown in FIGS. 9, 20, and 21, Example 1, Example 2, and Example 3 had the same viewing angle characteristics.
  • T1 is the transmittance when observed from the direction of azimuth angle 25 ° and polar angle 60 ° in the black display state (when no voltage is applied), and from the direction of azimuth angle 65 ° and polar angle 60 °.
  • T1 becomes small.
  • T1 is calculated while changing the thickness direction retardation of the first retardation plate 7, as shown in FIG. 22, when the thickness direction retardation is 87.5 nm (Example 1), T1 becomes the minimum. It was.
  • the viewing angle characteristics are improved.
  • T2 indicates an average value of transmittance when observed from the direction of azimuth angle 0 to 360 ° (5 ° interval) and polar angle 60 ° in a black display state (when no voltage is applied).
  • T2 is small.
  • T2 is calculated while changing the thickness direction retardation of the first retardation plate 7, when the thickness direction retardation is 112.5 nm (Example 3) as shown in FIG. 22, T2 becomes the minimum. It was.
  • the thickness direction retardation of the first retardation plate 7 is preferably 87.5 nm or more and 112.5 nm or less. .
  • the more preferable range of the thickness direction retardation of the first retardation plate 7 depends on the design concept of the liquid crystal display panel (whether emphasizing symmetry of viewing angle characteristics or emphasizing average transmittance).
  • FIG. 23 is a contour diagram showing simulation results of transmittance viewing angle characteristics in the liquid crystal display panel of Example 4.
  • Example 4 As shown in FIGS. 9 and 23, the viewing angle characteristics of Example 4 were equal to or greater than those of Example 1.
  • Example 1 the liquid crystal display panel of Example 1 was compared with the liquid crystal display panel of Example 4 when observed from an oblique direction.
  • the coloring condition was better.
  • 9 evaluators seemed to change the liquid crystal display panel of Example 4 to various colors depending on the viewing direction, and the black display quality was implemented. It was evaluated that the liquid crystal display panel of Example 1 was superior.
  • This phenomenon is calculated by expanding the wavelength of light at the time of simulation calculation to the wavelength region of visible light (380 to 780 nm) in consideration of the influence of chromatic dispersion instead of a single wavelength of 550 nm (FIGS. 24 to 27). ) was also confirmed.
  • FIG. 24 is an xy chromaticity diagram derived from the transmittance calculation result for the liquid crystal display panel of Example 1.
  • FIG. 25 is a contour diagram showing an image of the coloring condition of the liquid crystal display panel of Example 1.
  • FIG. 26 is an xy chromaticity diagram derived from the transmittance calculation results for the liquid crystal display panel of Example 4.
  • FIG. 27 is a contour diagram showing an image of the coloration of the liquid crystal display panel of Example 4.
  • FIGS. 24 and 26 show the results of calculating the transmittance with respect to the light in the visible light wavelength region (380 to 780 nm) and converting the results into chromaticity coordinates (x, y).
  • Example 1 when it is desired to improve the coloring condition (in order to improve the black display quality), it is preferable to adopt Example 1. That is, it is preferable that the alignment direction of the nematic liquid crystal in the liquid crystal layer 11 and the absorption axis of the second polarizing plate 13 are parallel when no voltage is applied.
  • FIG. 28 is a contour diagram showing simulation results of transmittance viewing angle characteristics in the liquid crystal display panel of Example 5.
  • Example 1 and Example 5 have the same viewing angle characteristics.
  • T1 is the transmittance when observed from the direction of azimuth angle 25 ° and polar angle 60 ° in the black display state (when no voltage is applied), and from the direction of azimuth angle 65 ° and polar angle 60 °.
  • T1 becomes small.
  • T1 is calculated while changing the thickness direction retardation of the first retardation plate 7, as shown in FIG. 29, when the thickness direction retardation is 127.5 nm (Example 5), T1 becomes the minimum. It was.
  • T2 represents an average value of transmittance when observed from the direction of azimuth angle 0 to 360 ° (5 ° interval) and polar angle 60 ° in the black display state (when no voltage is applied).
  • T2 is small.
  • Example 1 the viewing angle characteristic of the transmittance (relationship between the transmittance, the azimuth angle, and the polar angle) was simulated by the same evaluation method as [Evaluation 1] described above.
  • FIG. 30 is a contour diagram showing the simulation results of the viewing angle characteristics of transmittance in the liquid crystal display panel of Example 6.
  • Example 1 and Example 6 have the same viewing angle characteristics.
  • T1 is the transmittance when observed from the direction of azimuth angle 25 ° and polar angle 60 ° and the direction of azimuth angle 65 ° and polar angle 60 ° in the black display state (when no voltage is applied).
  • T1 becomes small.
  • T1 was calculated while changing the thickness direction retardation of the first phase difference plate 7, as shown in FIG. 31, when the thickness direction retardation was 165 nm (Example 6), T1 was minimized.
  • T2 represents an average value of transmittance when observed from the direction of azimuth angle 0 to 360 ° (5 ° interval) and polar angle 60 ° in the black display state (when no voltage is applied).
  • T2 is small.
  • the thickness direction retardation of the first retardation plate 7 is preferably set to 225 nm if the average value of the transmittance is to be reduced.
  • FIG. 32 shows the Nz coefficient of the first ⁇ / 4 plate and the thickness of the first retardation plate when importance is attached to the symmetry of the viewing angle characteristics derived from FIGS. 22, 29 and 31. It is a graph which shows the relationship with the optimal value of a direction phase difference.
  • the Nz coefficient of the first ⁇ / 4 plate 6 and the optimum value of the thickness direction retardation of the first retardation plate 7 were in a linear relationship. Therefore, when emphasizing the symmetry of the viewing angle characteristic, a combination of the Nz coefficient of the first ⁇ / 4 plate 6 and the thickness direction retardation of the first retardation plate 7 is selected based on FIG. Good.
  • the optimum value of the thickness direction retardation of the first retardation plate 7 is ⁇ /
  • the case of four plates (FIGS. 29 and 31) is higher than the case where the first ⁇ / 4 plate 6 is a uniaxial ⁇ / 4 plate (FIG. 22).
  • the thickness direction retardation (68.75 nm in the above example) decreases, and in order to compensate for the decrease, the first retardation plate 7 is required to increase the thickness direction retardation. That is, when the first ⁇ / 4 plate 6 is changed from a uniaxial ⁇ / 4 plate to a biaxial ⁇ / 4 plate, the first retardation plate is taken into consideration when the thickness direction retardation is increased or decreased. By adjusting the thickness direction retardation of 7, the same effect as when the first ⁇ / 4 plate 6 is a uniaxial ⁇ / 4 plate can be obtained.
  • Example 6 About Example 1, Example 7, and Example 8, the viewing angle characteristics of the transmittance (relationship between transmittance, azimuth angle, and polar angle) were simulated by the same evaluation method as in [Evaluation 1] described above. went.
  • FIG. 33 is a contour diagram illustrating simulation results of transmittance viewing angle characteristics in the liquid crystal display panel of Example 7.
  • FIG. 34 is a contour diagram showing simulation results of transmittance viewing angle characteristics in the liquid crystal display panel of Example 8.
  • Example 1 As shown in FIGS. 9, 33, and 34, Example 1, Example 7, and Example 8 had the same viewing angle characteristics.
  • the second ⁇ / 4 plate is biaxial ⁇ / 4. It is a graph which shows the relationship between the thickness direction phase difference and transmittance
  • permeability of a 1st phase difference plate in the case of board (nx> ny> nz, Nz 1.5).
  • T1 is the transmittance when observed from the direction of azimuth angle 25 ° and polar angle 60 ° in the black display state (when no voltage is applied), and from the direction of azimuth angle 65 ° and polar angle 60 °.
  • T1 becomes small.
  • T1 was calculated while changing the thickness direction retardation of the first phase difference plate 7, as shown in FIG. 35, when the thickness direction retardation was 140 nm (Example 7), T1 was minimized.
  • T2 represents an average value of transmittance when observed from the direction of azimuth angle 0 to 360 ° (5 ° interval) and polar angle 60 ° in the black display state (when no voltage is applied).
  • T2 is small.
  • T2 was calculated while changing the thickness direction retardation of the first retardation plate 7, as shown in FIG. 35, when the thickness direction retardation was 170 nm (Example 8), T2 was minimized.
  • the optimum value of the thickness direction retardation of the first retardation plate 7 is the ⁇ / 4 plate in which the second ⁇ / 4 plate 10 is biaxial.
  • the second ⁇ / 4 plate 10 is higher than in the case where the second ⁇ / 4 plate 10 is a uniaxial ⁇ / 4 plate (FIG. 22).
  • the thickness direction retardation (68.75 nm in the above example) decreases, and the first retardation plate compensates for the decrease. 7 is required to increase the thickness direction retardation. That is, when the second ⁇ / 4 plate 10 is changed from a uniaxial ⁇ / 4 plate to a biaxial ⁇ / 4 plate, the first retardation plate is taken into account when the thickness direction retardation is increased or decreased. By adjusting the thickness direction retardation of 7, the same effect as that obtained when the second ⁇ / 4 plate 10 is a uniaxial ⁇ / 4 plate can be obtained.
  • Example 7 About Example 1, Example 9, and Example 10, the viewing angle characteristics (relationship between transmittance, azimuth angle, and polar angle) were simulated by the same evaluation method as in [Evaluation 1] described above. went.
  • FIG. 36 is a contour diagram illustrating simulation results of transmittance viewing angle characteristics in the liquid crystal display panel of Example 9.
  • FIG. 37 is a contour diagram showing simulation results of transmittance viewing angle characteristics in the liquid crystal display panel of Example 10.
  • Example 1 As shown in FIGS. 9, 36, and 37, Example 1, Example 9, and Example 10 had the same viewing angle characteristics.
  • T1 is the transmittance when observed from the direction of azimuth angle 25 ° and polar angle 60 ° in the black display state (when no voltage is applied), and from the direction of azimuth angle 65 ° and polar angle 60 °.
  • T1 becomes small.
  • T1 was calculated while changing the thickness direction retardation of the first retardation plate 7, as shown in FIG. 38, when the thickness direction retardation was 180 nm (Example 9), T1 was minimized.
  • T2 represents an average value of transmittance when observed from the direction of azimuth angle 0 to 360 ° (5 ° interval) and polar angle 60 ° in a black display state (when no voltage is applied).
  • T2 is small.
  • T2 was calculated while changing the thickness direction retardation of the first retardation plate 7, when the thickness direction retardation was 230 nm (Example 10), T2 was minimized as shown in FIG.
  • the optimum value of the thickness direction retardation of the first retardation plate 7 is the first ⁇ / 4 plate 6 and the second ⁇ / 4 plate.
  • 10 is a biaxial ⁇ / 4 plate (FIG. 38)
  • the first ⁇ / 4 plate 6 and the second ⁇ / 4 plate 10 are uniaxial ⁇ / 4 plates. It becomes higher than the case (FIG. 22).
  • the thickness direction retardation (68.75 nm in the above example) decreases, and the decrease In order to compensate for this, it is required to increase the thickness direction retardation of the first retardation plate 7. That is, when the first ⁇ / 4 plate 6 and the second ⁇ / 4 plate 10 are changed from a uniaxial ⁇ / 4 plate to a biaxial ⁇ / 4 plate, their thickness direction phase difference The first ⁇ / 4 plate 6 and the second ⁇ / 4 plate 10 are uniaxial ⁇ / 4 by adjusting the thickness direction retardation of the first retardation plate 7 in consideration of the increase / decrease. An effect equivalent to that of a plate can be obtained.
  • the liquid crystal display panel of Embodiment 1-1 was typically simulated by the liquid crystal display panels of Examples 1 to 10.
  • the same simulation results as those of the liquid crystal display panel of the embodiment 1-1 can be obtained by using the same constituent members.
  • FIG. 39 is a contour diagram showing simulation results of transmittance viewing angle characteristics in the liquid crystal display panel of Example 12.
  • FIG. 40 is a contour diagram showing simulation results of transmittance viewing angle characteristics in the liquid crystal display panel of Example 13.
  • FIG. 41 is a contour diagram showing simulation results of transmittance viewing angle characteristics in the liquid crystal display panel of Example 14.
  • the simulation result of Reference Example 1 is as already shown in FIG.
  • FIG. 42 is a contour diagram showing simulation results of the viewing angle characteristics of transmittance in the liquid crystal display panel of Comparative Example 2.
  • Example 12 Example 13, and Example 14 had the same viewing angle characteristics. As can be seen from comparison with FIG. 11, Example 12, Example 13, and Example 14 had the viewing angle characteristics equivalent to those of Reference Example 1. That is, according to Example 12, Example 13, and Example 14, as in Reference Example 1, a good black display state was obtained when observed from an oblique direction. On the other hand, as shown in FIG. 11 and FIGS. 39 to 42, Comparative Example 2 is inferior in viewing angle characteristics to those of Example 12, Example 13, Example 14, and Reference Example 1, and is particularly oblique. The viewing angle of the direction was narrow.
  • T1 is the transmittance when observed from the direction of azimuth angle 25 ° and polar angle 60 ° in the black display state (when no voltage is applied), and from the direction of azimuth angle 65 ° and polar angle 60 °.
  • T1 becomes small.
  • T1 is calculated while changing the thickness direction retardation of the first retardation plate 27, as shown in FIG. 43, when the thickness direction retardation is 87.5 nm (Example 12), T1 becomes the minimum. It was.
  • the viewing angle characteristics are symmetric. If it is desired to increase, it is preferable to adopt Example 12.
  • T2 represents an average value of transmittance when observed from the direction of azimuth angle 0 to 360 ° (5 ° interval) and polar angle 60 ° in a black display state (when no voltage is applied).
  • T2 is small.
  • T2 is calculated while changing the thickness direction retardation of the first retardation plate 27, as shown in FIG. 43, when the thickness direction retardation is 112.5 nm (Example 14), T2 becomes the minimum. It was.
  • the thickness direction retardation of the first retardation plate 27 is preferably 87.5 nm or more and 112.5 nm or less. .
  • a more preferable range of the thickness direction retardation of the first retardation plate 27 depends on the design concept of the liquid crystal display panel (whether the symmetry of the viewing angle characteristic is important or the average value of the transmittance is important).
  • the liquid crystal display panel of Embodiment 2-1 was typically simulated by the liquid crystal display panels of Examples 12-14.
  • One embodiment of the present invention includes a first polarizing plate, a first retardation imparting portion, a first substrate, a second retardation imparting portion, and a nematic in order from the observation surface side to the back surface side.
  • a liquid crystal layer containing a liquid crystal, a second substrate, and a second polarizing plate, wherein one of the first substrate and the second substrate is subjected to voltage application to the liquid crystal layer.
  • the nematic liquid crystal is homogeneously oriented in a state in which no voltage is applied between the pair of electrodes
  • the first phase difference imparting unit includes: Including a first ⁇ / 4 plate having a main refractive index satisfying a relationship of nx> ny ⁇ nz
  • the second phase difference providing unit includes a second ⁇ satisfying a relationship of main refractive index of nx> ny ⁇ nz.
  • one of the first phase difference providing unit and the second phase difference providing unit is Including a first retardation plate having a principal refractive index satisfying a relationship of nx ⁇ ny ⁇ nz on one substrate side, and the in-plane slow axis of the first ⁇ / 4 plate is the first polarizing plate
  • a liquid crystal display panel (first liquid crystal display panel of the present invention) that is at an angle of 45 ° with respect to the second absorption axis and is orthogonal to the in-plane slow axis of the second ⁇ / 4 plate.
  • the circularly polarizing plate in which the first polarizing plate and the first ⁇ / 4 plate are laminated is disposed on the observation surface side of the first liquid crystal display panel of the present invention, the circularly polarizing plate Due to the antireflection effect, visibility in a bright place is increased.
  • the first retardation plate is disposed between the first ⁇ / 4 plate and the second ⁇ / 4 plate, the normal direction of the first liquid crystal display panel of the present invention
  • a configuration that is optically equivalent to a conventional liquid crystal display panel in a transverse electric field mode can be realized not only for light incident from the light source but also for light incident from an oblique direction.
  • the liquid crystal layer has a pair of electrodes for generating a lateral electric field, and the nematic liquid crystal is homogeneously aligned in a state where no voltage is applied between the pair of electrodes
  • the first retardation providing unit Includes a first ⁇ / 4 plate having a main refractive index satisfying a relationship of nx ⁇ ny ⁇ nz
  • the second phase difference providing unit includes a second refractive index satisfying a relationship of main refractive index of nx ⁇ ny ⁇ nz.
  • the first substrate includes a first retardation plate having a main refractive index satisfying a relationship of nx ⁇ ny> nz, and the in-plane slow axis of the first ⁇ / 4 plate is the first retardation plate
  • a liquid crystal display panel (second liquid crystal display panel of the present invention) that forms an angle of 45 ° with the absorption axis of the polarizing plate and is orthogonal to the in-plane slow axis of the second ⁇ / 4 plate.
  • the viewing angle characteristics in a bright place are improved due to the following effects.
  • the circularly polarizing plate in which the first polarizing plate and the first ⁇ / 4 plate are laminated is disposed on the observation surface side of the second liquid crystal display panel of the present invention, the circularly polarizing plate Due to the antireflection effect, visibility in a bright place is increased.
  • the first retardation plate is disposed between the first ⁇ / 4 plate and the second ⁇ / 4 plate, the normal direction of the second liquid crystal display panel of the present invention
  • a configuration that is optically equivalent to a conventional liquid crystal display panel in a transverse electric field mode can be realized not only for light incident from the light source but also for light incident from an oblique direction.
  • the first retardation imparting section is directed from the first polarizing plate side toward the first substrate side.
  • the first ⁇ / 4 plate and the first retardation plate may be included. According to such a configuration, the present invention can be used even when the first retardation plate is disposed on the opposite side of the first substrate from the liquid crystal layer.
  • the second retardation imparting section is arranged in order from the liquid crystal layer side to the first substrate side. It may have a second ⁇ / 4 plate and the first retardation plate. According to such a configuration, the present invention can be used even when the first retardation plate is disposed on the liquid crystal layer side of the first substrate.
  • You may have a 2nd phase difference plate, said 1st (lambda) / 4 board, and said 1st phase difference plate. According to such a configuration, since the viewing angle of the first polarizing plate and the second polarizing plate is corrected by the second retardation plate, a wider viewing angle can be obtained.
  • the thickness direction retardation of the first retardation plate may be 87.5 nm or more and 112.5 nm or less. According to such a configuration, the balance between the symmetry of the viewing angle characteristic and the average value of the transmittance can be improved.
  • the alignment direction of the nematic liquid crystal and the second polarized light are not applied between the pair of electrodes.
  • the absorption axis of the plate may be parallel. According to such a configuration, it is possible to improve the coloring condition (enhance black display quality).
  • Another embodiment of the present invention may be a liquid crystal display device including the liquid crystal display panel (the first liquid crystal display panel of the present invention or the second liquid crystal display panel of the present invention). According to this aspect, a liquid crystal display device excellent in viewing angle characteristics in a bright place can be realized.

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Abstract

本発明は、明所における視野角特性に優れた横電界モードの液晶表示パネルを提供する。本発明の液晶表示パネル(1a)は、観察面側から背面側に向かって順に、第一の偏光板(4)と、主屈折率が所定の関係を満たす第一のλ/4板(6)を含む第一の位相差付与部(5a)と、第一の基板(8)と、主屈折率が所定の関係を満たす第二のλ/4板(10)を含む第二の位相差付与部(9a)と、ネマチック液晶を含有する液晶層(11)と、第二の基板(12)と、第二の偏光板(13)とを備え、上記第一及び第二の基板(8,12)のうちの一方は、電圧印加時に上記液晶層(11)に横電界を発生させる一対の電極を有し、上記ネマチック液晶は、電圧無印加時にホモジニアス配向するものであり、上記第一及び第二の位相差付与部(5a,9a)のうちの一方は、上記第一の基板(8)側に、主屈折率が所定の関係を満たす第一の位相差板(7)を含み、上記第一のλ/4板(6)の面内遅相軸は、上記第一の偏光板(4)の吸収軸と45°の角度をなし、かつ、上記第二のλ/4板(10)の面内遅相軸と直交するものである。

Description

液晶表示パネル、及び、液晶表示装置
本発明は、液晶表示パネル、及び、液晶表示装置に関する。より詳しくは、横電界モードの液晶表示パネル、及び、上記液晶表示パネルを備える液晶表示装置に関するものである。
液晶表示パネルは、テレビ用途のみならず、スマートフォン、タブレットPC、カーナビゲーション等の用途で利用されている。これらの用途においては種々の性能が要求され、例えば、IPS(In-Plane Switching)モード、FFS(Fringe Field Switching)モード等の横電界モードが提案されている(例えば、特許文献1及び非特許文献1参照)。
特開2012-173672号公報
イマヤマ等、「インセル位相差板を用いた半透過型IPS-LCDの新規画素設計(Novel Pixel Design for a Transflective IPS-LCD with an In-Cell Retarder)」、SID07 DIGEST、2007、pp.1651-1654
しかしながら、従来の液晶表示パネルでは、屋外等の明所における視認性が低下することがあった(コントラストが低下し、白茶けて見えることがあった)。本発明者らは、この原因について種々検討したところ、液晶表示パネルの表面反射及び内部反射によって黒表示時の輝度が実質的に増加し、その結果、コントラストが低下するためであることが分かった。
図44は、従来の液晶表示パネルの表面反射及び内部反射を説明するための断面模式図である。図44に示すように、液晶表示パネル302は、観察面側から背面側に向かって順に、第一の偏光板304と、第一の基板308と、液晶層311と、第二の基板312と、第二の偏光板313とを有している。
液晶表示パネル302の観察面側(第一の偏光板304側)からの入射光aは、液晶表示パネル302の表面及び内部で、反射光b1、反射光b2、反射光b3、及び、反射光b4として主に反射される。ここで、反射防止膜を液晶表示パネル302の観察面側に配置すれば、液晶表示パネル302の表面反射(反射光b1)を抑制することができるが、液晶表示パネル302の内部反射(反射光b2、反射光b3、及び、反射光b4)に対しては効果がない。液晶表示パネル302の内部反射は、第一の基板308、及び、第二の基板312が有するブラックマトリクス、カラーフィルタ層、電極(第一の基板308の観察面側に配置される電極も含まれ、例えば、タッチパネル動作及び電磁波シールドを目的とした透明電極等が挙げられる。)、金属配線、絶縁膜等からの反射に起因する。液晶表示パネル302の内部反射のうち、特に問題となるのは第一の基板308からの反射(反射光b2、及び、反射光b3)である。一方、第二の基板312からの反射(反射光b4)は、通常、第一の基板308からの反射(反射光b2、及び、反射光b3)よりも小さく、問題にならないことが多い。なぜなら、第一の基板308には、カラーフィルタ層が配置されていることがあり、入射光aが第二の基板312で反射光b4として反射される経路において、カラーフィルタ層(第一の基板308)を2回通過することで、その強度が概ね1/4以下に減衰されるためである。
第一の基板308からの反射(反射光b2、及び、反射光b3)を抑制するためには、第一の基板308の観察面側に円偏光板(直線偏光板とλ/4板との積層体)を配置する方法が考えられる。例えば、VA(Vertical Alignment)モードの液晶表示パネルに円偏光板が用いられた構成が知られているが、VAモードの液晶表示パネルは、IPSモード、FFSモード等の横電界モードの液晶表示パネルよりも視野角が狭く、採用が進んでいない。一方、IPSモード、FFSモード等の横電界モードの液晶表示パネルにおいては、視野角特性が良好であるが、円偏光板を適用することが困難である。なぜなら、横電界モードの液晶表示パネルの観察面側及び背面側に円偏光板が配置される場合、電圧無印加時及び電圧印加時のいずれにおいても、常に白(明)表示状態となり、黒(暗)表示状態を実現することができないためである。
上記特許文献1は、屋外で利用される場合であっても良好な画質を得ることができるIPSモードの液晶パネルを提供すると開示している。しかしながら、上記特許文献1に記載の発明では、明所における視野角特性が充分ではなく、改善の余地があった。
上記非特許文献1は、パターニングされたインセル位相差板を用いた、半透過型のIPSモードの液晶ディスプレイを開示している。しかしながら、上記非特許文献1に記載の構成によれば、透過部分にはインセル位相差板が配置されておらず、円偏光板を用いた横電界モードによる透過表示を実現するものではなかった。
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、明所における視野角特性に優れた横電界モードの液晶表示パネルと、上記液晶表示パネルを備える液晶表示装置とを提供することを目的とするものである。
本発明者らは、明所における視野角特性に優れた横電界モードの液晶表示パネルについて種々検討したところ、観察面側に円偏光板が配置され、入射光に対して従来の横電界モードの液晶表示パネルと光学的に等価である構成に着目した。そして、液晶層を挟持する一対の基板のうちの観察面側の第一の基板に対して、液晶層とは反対側(観察面側)に、主屈折率が所定の関係を満たす第一のλ/4板を含む第一の位相差付与部と第一の偏光板とが順に配置され、液晶層側(背面側)に、主屈折率が所定の関係を満たす第二のλ/4板を含む第二の位相差付与部が配置され、更に、第一の位相差付与部及び第二の位相差付与部のうちの一方が、第一の基板側に、主屈折率が所定の関係を満たす第一の位相差板を含む構成を見出した。これにより、上記課題をみごとに解決することができることに想到し、本発明に到達したものである。
すなわち、本発明の一態様は、観察面側から背面側に向かって順に、第一の偏光板と、第一の位相差付与部と、第一の基板と、第二の位相差付与部と、ネマチック液晶を含有する液晶層と、第二の基板と、第二の偏光板とを備え、上記第一の基板及び上記第二の基板のうちの一方は、電圧が印加されることによって上記液晶層に横電界を発生させる一対の電極を有し、上記ネマチック液晶は、上記一対の電極間に電圧が印加されていない状態で、ホモジニアス配向するものであり、上記第一の位相差付与部は、主屈折率がnx>ny≧nzの関係を満たす第一のλ/4板を含み、上記第二の位相差付与部は、主屈折率がnx>ny≧nzの関係を満たす第二のλ/4板を含み、上記第一の位相差付与部及び上記第二の位相差付与部のうちの一方は、上記第一の基板側に、主屈折率がnx≦ny<nzの関係を満たす第一の位相差板を含み、上記第一のλ/4板の面内遅相軸は、上記第一の偏光板の吸収軸と45°の角度をなし、かつ、上記第二のλ/4板の面内遅相軸と直交する液晶表示パネル(以下、本発明の第一の液晶表示パネルとも言う。)であってもよい。
本発明の別の一態様は、観察面側から背面側に向かって順に、第一の偏光板と、第一の位相差付与部と、第一の基板と、第二の位相差付与部と、ネマチック液晶を含有する液晶層と、第二の基板と、第二の偏光板とを備え、上記第一の基板及び上記第二の基板のうちの一方は、電圧が印加されることによって上記液晶層に横電界を発生させる一対の電極を有し、上記ネマチック液晶は、上記一対の電極間に電圧が印加されていない状態で、ホモジニアス配向するものであり、上記第一の位相差付与部は、主屈折率がnx<ny≦nzの関係を満たす第一のλ/4板を含み、上記第二の位相差付与部は、主屈折率がnx<ny≦nzの関係を満たす第二のλ/4板を含み、上記第一の位相差付与部及び上記第二の位相差付与部のうちの一方は、上記第一の基板側に、主屈折率がnx≧ny>nzの関係を満たす第一の位相差板を含み、上記第一のλ/4板の面内遅相軸は、上記第一の偏光板の吸収軸と45°の角度をなし、かつ、上記第二のλ/4板の面内遅相軸と直交する液晶表示パネル(以下、本発明の第二の液晶表示パネルとも言う。)であってもよい。
本発明の別の一態様は、上記液晶表示パネル(本発明の第一の液晶表示パネル、又は、本発明の第二の液晶表示パネル)を備える液晶表示装置であってもよい。
本発明によれば、明所における視野角特性に優れた横電界モードの液晶表示パネルと、上記液晶表示パネルを備える液晶表示装置とを提供することができる。
実施形態1-1の液晶表示装置を示す断面模式図である。 第二の基板の構成例を示す断面模式図である。 実施形態1-1の変形例の液晶表示装置を示す断面模式図である。 実施形態1-2の液晶表示装置を示す断面模式図である。 実施形態2-1の液晶表示装置を示す断面模式図である。 実施形態2-2の液晶表示装置を示す断面模式図である。 参考例1の液晶表示パネルを示す断面模式図である。 比較例1の液晶表示パネルを示す断面模式図である。 実施例1の液晶表示パネルにおける、透過率の視野角特性のシミュレーション結果を示すコンター図である。 実施例11の液晶表示パネルにおける、透過率の視野角特性のシミュレーション結果を示すコンター図である。 参考例1の液晶表示パネルにおける、透過率の視野角特性のシミュレーション結果を示すコンター図である。 比較例1の液晶表示パネルにおける、透過率の視野角特性のシミュレーション結果を示すコンター図である。 図9~12に示したコンター図における、極角60°の位置の断面を示すグラフである。 実施例1の液晶表示パネルにおいて、方位角0°、極角60°の方向から観察したときの、各構成部材を透過する前後の偏光状態をポアンカレ球のS-S平面に投影した図である。 実施例1の液晶表示パネルにおいて、方位角45°、極角60°の方向から観察したときの、各構成部材を透過する前後の偏光状態をポアンカレ球のS-S平面に投影した図である。 実施例11の液晶表示パネルにおいて、方位角0°、極角60°の方向から観察したときの、各構成部材を透過する前後の偏光状態をポアンカレ球のS-S平面に投影した図である。 実施例11の液晶表示パネルにおいて、方位角45°、極角60°の方向から観察したときの、各構成部材を透過する前後の偏光状態をポアンカレ球のS-S平面に投影した図である。 比較例1の液晶表示パネルにおいて、方位角0°、極角60°の方向から観察したときの、各構成部材を透過する前後の偏光状態をポアンカレ球のS-S平面に投影した図である。 比較例1の液晶表示パネルにおいて、方位角45°、極角60°の方向から観察したときの、各構成部材を透過する前後の偏光状態をポアンカレ球のS-S平面に投影した図である。 実施例2の液晶表示パネルにおける、透過率の視野角特性のシミュレーション結果を示すコンター図である。 実施例3の液晶表示パネルにおける、透過率の視野角特性のシミュレーション結果を示すコンター図である。 第一のλ/4板及び第二のλ/4板が一軸性のλ/4板(nx>ny=nz、Nz=1.0)である場合における、第一の位相差板の厚み方向位相差と透過率との関係を示すグラフである。 実施例4の液晶表示パネルにおける、透過率の視野角特性のシミュレーション結果を示すコンター図である。 実施例1の液晶表示パネルに対する透過率の計算結果から導出されたxy色度図である。 実施例1の液晶表示パネルの着色具合のイメージを示すコンター図である。 実施例4の液晶表示パネルに対する透過率の計算結果から導出されたxy色度図である。 実施例4の液晶表示パネルの着色具合のイメージを示すコンター図である。 実施例5の液晶表示パネルにおける、透過率の視野角特性のシミュレーション結果を示すコンター図である。 第一のλ/4板が二軸性のλ/4板(nx>ny>nz、Nz=1.5)であり、第二のλ/4板が一軸性のλ/4板(nx>ny=nz、Nz=1.0)である場合における、第一の位相差板の厚み方向位相差と透過率との関係を示すグラフである。 実施例6の液晶表示パネルにおける、透過率の視野角特性のシミュレーション結果を示すコンター図である。 第一のλ/4板が二軸性のλ/4板(nx>ny>nz、Nz=2.0)であり、第二のλ/4板が一軸性のλ/4板(nx>ny=nz、Nz=1.0)である場合における、第一の位相差板の厚み方向位相差と透過率との関係を示すグラフである。 図22、図29、及び、図31から導出された、視野角特性の対称性を重視する場合における、第一のλ/4板のNz係数と第一の位相差板の厚み方向位相差の最適値との関係を示すグラフである。 実施例7の液晶表示パネルにおける、透過率の視野角特性のシミュレーション結果を示すコンター図である。 実施例8の液晶表示パネルにおける、透過率の視野角特性のシミュレーション結果を示すコンター図である。 第一のλ/4板が一軸性のλ/4板(nx>ny=nz、Nz=1.0)であり、第二のλ/4板が二軸性のλ/4板(nx>ny>nz、Nz=1.5)である場合における、第一の位相差板の厚み方向位相差と透過率との関係を示すグラフである。 実施例9の液晶表示パネルにおける、透過率の視野角特性のシミュレーション結果を示すコンター図である。 実施例10の液晶表示パネルにおける、透過率の視野角特性のシミュレーション結果を示すコンター図である。 第一のλ/4板及び第二のλ/4板が二軸性のλ/4板(nx>ny>nz、Nz=1.5)である場合における、第一の位相差板の厚み方向位相差と透過率との関係を示すグラフである。 実施例12の液晶表示パネルにおける、透過率の視野角特性のシミュレーション結果を示すコンター図である。 実施例13の液晶表示パネルにおける、透過率の視野角特性のシミュレーション結果を示すコンター図である。 実施例14の液晶表示パネルにおける、透過率の視野角特性のシミュレーション結果を示すコンター図である。 比較例2の液晶表示パネルにおける、透過率の視野角特性のシミュレーション結果を示すコンター図である。 第一のλ/4板及び第二のλ/4板が一軸性のλ/4板(nx<ny=nz、Nz=0)である場合における、第一の位相差板の厚み方向位相差と透過率との関係を示すグラフである。 従来の液晶表示パネルの表面反射及び内部反射を説明するための断面模式図である。
以下に実施形態を掲げ、本発明について図面を参照して更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態のみに限定されるものではない。また、各実施形態の構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜組み合わされてもよいし、変更されてもよい。
本明細書中、「直線」が付されない「偏光板」は直線偏光板を指し、円偏光板とは区別される。
本明細書中、λ/4板は、少なくとも波長550nmの光に対して1/4波長(厳密には、137.5nm)の面内位相差を付与する位相差板を指し、100nm以上、176nm以下の面内位相差を付与するものであればよい。ちなみに、波長550nmの光は、人間の視感度が最も高い波長の光である。
本明細書中、nx及びnyは位相差板(λ/4板を含む)の面内方向の主屈折率を指し、nzは位相差板の厚み方向の主屈折率を指す。主屈折率は、特に断りのない限り、波長550nmの光に対する値を指す。nx及びnyのうちの大きい方をns、小さい方をnfと定義するとき、面内遅相軸はnsに対応する方向の軸を指し、面内進相軸はnfに対応する方向の軸を指す。
本明細書中、面内位相差(R)は、R=(ns-nf)×Dで定義される。一方、厚み方向位相差(Rth)は、Rth=(nz-(nx+ny)/2)×Dで定義される。ここで、Dは位相差板(λ/4板を含む)の厚みを指す。
本明細書中、Nz係数は、二軸性の程度を示すパラメータであり、Nz=(ns-nz)/(ns-nf)で定義される。Nz係数の値としては、例えば、以下のものが挙げられる。
(1)主屈折率がnx>ny=nzの関係を満たす(一軸性を示す)場合、ns=nx、nf=nyであるため、Nz=1となる。
(2)主屈折率がnx>ny>nzの関係を満たす(二軸性を示す)場合、Nz>1となる。
(3)主屈折率がnx<ny=nzの関係を満たす(一軸性を示す)場合、ns=ny、nf=nxであるため、Nz=0となる。
(4)主屈折率がnx<ny<nzの関係を満たす(二軸性を示す)場合、Nz<0となる。
(5)主屈折率がnx=ny<nzの関係を満たす(一軸性を示す)場合、ns-nf=0であるため、Nzは定義されない。
(6)主屈折率がnx=ny>nzの関係を満たす(一軸性を示す)場合、ns-nf=0であるため、Nzは定義されない。
本明細書中、液晶層の位相差は、液晶層が付与する実効的な位相差の最大値を指し、液晶層の屈折率異方性をΔn、厚みをdとすると、Δn×dで定義される。液晶層の位相差は、特に断りのない限り、波長550nmの光に対する値を指す。
本明細書中、2つの軸(方向)が直交するとは、両者のなす角度(絶対値)が90±3°の範囲内であることを指し、好ましくは90±1°の範囲内であり、より好ましくは90±0.5°の範囲内であり、特に好ましくは90°(完全に直交)である。2つの軸(方向)が平行であるとは、両者のなす角度(絶対値)が0±3°の範囲内であることを指し、好ましくは0±1°の範囲内であり、より好ましくは0±0.5°の範囲内であり、特に好ましくは0°(完全に平行)である。2つの軸(方向)が45°の角度をなすとは、両者のなす角度(絶対値)が45±3°の範囲内であることを指し、好ましくは45±1°の範囲内であり、より好ましくは45±0.5°の範囲内であり、特に好ましくは45°(完全に45°)である。
[実施形態1-1]
実施形態1-1は、上記本発明の第一の液晶表示パネル、及び、上記本発明の第一の液晶表示パネルを備える液晶表示装置に関する。
図1は、実施形態1-1の液晶表示装置を示す断面模式図である。図1に示すように、液晶表示装置1aは、観察面側から背面側に向かって順に、液晶表示パネル2aと、バックライト3とを備えている。
バックライト3の方式は特に限定されず、例えば、エッジライト方式、直下型方式等が挙げられる。バックライト3の光源の種類は特に限定されず、例えば、発光ダイオード(LED)、冷陰極管(CCFL)等が挙げられる。
液晶表示パネル2aは、観察面側から背面側に向かって順に、第一の偏光板4と、第一の位相差付与部5aと、第一の基板8と、第二の位相差付与部9aと、液晶層11と、第二の基板12と、第二の偏光板13とを有している。
第一の偏光板4、及び、第二の偏光板13としては、例えば、ポリビニルアルコール(PVA)フィルムにヨウ素錯体(又は染料)等の異方性材料を、染色及び吸着させてから延伸配向させた偏光子(吸収型偏光板)等を用いることができる。
第一の偏光板4の透過軸と第二の偏光板13の透過軸とは、直交することが好ましい。このような構成によれば、第一の偏光板4と第二の偏光板13とがクロスニコルに配置されるため、電圧無印加時に、黒表示状態を好ましく実現することができる。
第一の基板8、及び、第二の基板12のうちの一方は、電圧が印加されることによって液晶層11に横電界を発生させる一対の電極を有している。以下では、第二の基板12がFFSモードの薄膜トランジスタアレイ基板である場合について、図2を参照して例示する。
図2は、第二の基板の構成例を示す断面模式図である。図2に示すように、第二の基板12は、支持基板14と、支持基板14の液晶層11側の表面上に配置される共通電極(面状電極)15と、共通電極15を覆う絶縁膜16と、絶縁膜16の液晶層11側の表面上に配置される画素電極(櫛歯電極)17とを有している。このような構成によれば、共通電極15、及び、画素電極17に電圧を印加する(電圧印加時)ことによって液晶層11に横電界(フリンジ電界)が発生し、液晶層11中の液晶分子の配向を制御することができる。
支持基板14としては、例えば、ガラス基板、プラスチック基板等が挙げられる。
共通電極15、及び、画素電極17の材料としては、例えば、酸化インジウム錫(ITO)、酸化インジウム亜鉛(IZO)等が挙げられる。
絶縁膜16の材料としては、例えば、有機絶縁膜、窒化膜等が挙げられる。
第二の基板12において、配向膜が画素電極17を覆うように配置されていてもよい。配向膜としては、従来公知の方法で形成されるものを用いることができる。
以上では、第二の基板12がFFSモードの薄膜トランジスタアレイ基板である場合について例示したが、同じ横電界モードであるIPSモードの薄膜トランジスタアレイ基板によれば、一対の櫛歯電極に電圧を印加する(電圧印加時)ことによって液晶層11に横電界が発生し、液晶層11中の液晶分子の配向を制御することができる。
第二の基板12が上述したような薄膜トランジスタアレイ基板である場合、第一の基板8は、カラーフィルタ基板であってもよい。カラーフィルタ基板としては、例えば、支持基板(例えば、ガラス基板、プラスチック基板等)上にカラーフィルタ層等が配置される構成であってもよい。カラーフィルタ層の色の組み合わせは特に限定されず、例えば、赤色、緑色、及び、青色の組み合わせ、赤色、緑色、青色、及び、黄色の組み合わせ等が挙げられる。
液晶層11は、ネマチック液晶を含有している。液晶層11中のネマチック液晶は、第一の基板8、及び、第二の基板12のうちの一方が有する一対の電極間に電圧が印加されていない状態(電圧無印加時)で、ホモジニアス配向するものである。
第一の位相差付与部5aは、第一の偏光板4側から第一の基板8側に向かって順に、第一のλ/4板6と、第一の位相差板7とを有している。
第一のλ/4板6は、主屈折率がnx>ny≧nzの関係を満たすλ/4板である。第一のλ/4板6は、定義上、主屈折率がnx>ny=nzの関係を満たす一軸性のλ/4板(ポジティブAプレート)と、主屈折率がnx>ny>nzの関係を満たす二軸性のλ/4板とを含む。
第一の位相差板7は、主屈折率がnx≦ny<nzの関係を満たす位相差板である。第一の位相差板7は、定義上、主屈折率がnx=ny<nzの関係を満たす一軸性の位相差板(ポジティブCプレート)と、主屈折率がnx<ny<nzの関係を満たす二軸性の位相差板とを含む。
第二の位相差付与部9aは、第二のλ/4板10を有している。
第二のλ/4板10は、主屈折率がnx>ny≧nzの関係を満たすλ/4板である。第二のλ/4板10は、定義上、主屈折率がnx>ny=nzの関係を満たす一軸性のλ/4板(ポジティブAプレート)と、主屈折率がnx>ny>nzの関係を満たす二軸性のλ/4板とを含む。
第二のλ/4板10の液晶層11側の表面上には、配向膜が配置されていてもよい。
第一のλ/4板6、第二のλ/4板10、及び、第一の位相差板7としては、例えば、高分子フィルムを延伸したもの等を用いることができる。高分子フィルムの延伸方法としては、例えば、ロール状の高分子フィルムを延伸用クリップで掴んで延伸する方法が挙げられる。このような延伸方法において、高分子フィルムの流れ方向と平行な方向に延伸する方法は、縦延伸方法と呼ばれる。一方、高分子フィルムの流れ方向とは平行ではない方向に延伸する方法は、横延伸方法、斜め延伸方法等と呼ばれる。例えば、高分子フィルムを斜め延伸方法で延伸する場合、延伸方向と直交する方向における高分子フィルムの自由収縮が阻害され、いわゆる固定端延伸と呼ばれる延伸状態になり、実質的に二軸性を示すことがある。これは、主屈折率の関係で表すと、第一のλ/4板6、及び、第二のλ/4板10ではnx>ny>nzであり、第一の位相差板7ではnx<ny<nzである。
第二のλ/4板10は、下記の方法で作製することもできる。まず、第一の基板8の液晶層11側の表面上に、第二のλ/4板10用の配向膜と、液晶性光重合材料(液晶性を示す光重合性モノマー)とを順に塗布し、積層膜を形成する。その後、この積層膜に対して焼成及び紫外線照射を順に行えば、液晶性光重合材料が第二のλ/4板10として機能する。第一のλ/4板6についても、上述した材料及び方法を用いて基材上に形成することで得られ、第一の偏光板4に貼り付ければよい。
第一のλ/4板6の面内遅相軸と第一の偏光板4の吸収軸とは、45°の角度をなす。このような構成によれば、第一の偏光板4と第一のλ/4板6とが積層された円偏光板が、液晶表示パネル2aの観察面側に配置される構成が実現される。よって、液晶表示パネル2aの観察面側(第一の偏光板4側)からの入射光は、円偏光板を透過する際に円偏光に変換されて第一の基板8に到達するため、円偏光板の反射防止効果によって、第一の基板8からの反射が抑制される。第一の偏光板4と第一のλ/4板6とを積層させて円偏光板を形成する際は、製造効率を高める観点から、ロール・ツー・ロール方式を用いることが好ましい。
第一のλ/4板6の面内遅相軸と第二のλ/4板10の面内遅相軸とは、直交している。このような構成によれば、液晶表示パネル2aの少なくとも法線方向から入射する光に対して、第一のλ/4板6と第二のλ/4板10とが互いに位相差をキャンセルすることができ、光学的には、両者が実質的に存在しない状態が実現される。すなわち、バックライト3から液晶表示パネル2aに入射する光(液晶表示パネル2aの少なくとも法線方向から入射する光)に対して、従来の横電界モードの液晶表示パネルと光学的に等価である構成が実現される。よって、円偏光板を用いた横電界モードによる表示を実現することができる。ここで、第一のλ/4板6、及び、第二のλ/4板10は、同じ材料から構成されることが好ましい。これにより、第一のλ/4板6と第二のλ/4板10とは、波長分散も含めて互いに位相差をキャンセルすることができる。
従来の横電界モードの液晶表示パネルと同様な視野角特性を実現するためには、液晶表示パネル2aの法線方向から入射する光だけではなく、斜め方向から入射する光に対しても、従来の横電界モードの液晶表示パネルと光学的に等価である構成が求められる。より正確に言えば、第一の偏光板4に入射する直前の光の偏光状態が、液晶層11を透過した直後の光の偏光状態と実質的に同じであることが求められる。これに対して、本実施形態では、第一の位相差板7を第一のλ/4板6と第二のλ/4板10との間に配置し、斜め方向における偏光状態の変化を最適化(光学補償)している。例えば、第一の位相差板7の主屈折率がnx=ny<nzの関係を満たす、すなわち、第一の位相差板7がポジティブCプレートである場合、第一の位相差板7の法線方向に対する位相差がゼロであるため、第一の位相差板7の有無によって、液晶表示パネル2aの法線方向の光学的性能が影響を受けることはない。
実施形態1-1によれば、下記の効果によって、明所における視野角特性が良好となる。
(1)第一の偏光板4と第一のλ/4板6とが積層された円偏光板が、液晶表示パネル2aの観察面側に配置されるため、円偏光板の反射防止効果によって、明所における視認性が高まる。
(2)第一の位相差板7が第一のλ/4板6と第二のλ/4板10との間に配置されるため、液晶表示パネル2aの法線方向から入射する光だけではなく、斜め方向から入射する光に対しても、従来の横電界モードの液晶表示パネルと光学的に等価である構成を実現することができる。
[実施形態1-1の変形例]
実施形態1-1の変形例は、第一の位相差付与部に第二の位相差板を追加したこと以外、実施形態1-1と同様であるため、重複する点については説明を適宜省略する。
図3は、実施形態1-1の変形例の液晶表示装置を示す断面模式図である。図3に示すように、液晶表示装置1bは、観察面側から背面側に向かって順に、液晶表示パネル2bと、バックライト3とを備えている。
液晶表示パネル2bは、観察面側から背面側に向かって順に、第一の偏光板4と、第一の位相差付与部5bと、第一の基板8と、第二の位相差付与部9aと、液晶層11と、第二の基板12と、第二の偏光板13とを有している。
第一の位相差付与部5bは、第一の偏光板4側から第一の基板8側に向かって順に、第二の位相差板18と、第一のλ/4板6と、第一の位相差板7とを有している。
第二の位相差板18は、主屈折率がnx<ny=nzの関係を満たす一軸性の位相差板(ネガティブAプレート)である。第二の位相差板18としては、例えば、主屈折率の関係が異なること以外、上述した第一の位相差板7(第一のλ/4板6、第二のλ/4板10)と同様なものを用いることができる。
第二の位相差板18の面内位相差は、100nm以上、176nm以下であることが好ましく、137nmであることが特に好ましい。
実施形態1-1の変形例によれば、第二の位相差板18(ネガティブAプレート)が配置されているため、第一の偏光板4、及び、第二の偏光板13の視野角補正がなされる。よって、実施形態1-1の変形例によれば、実施形態1-1よりも広い視野角が得られる。
[実施形態1-2]
実施形態1-2は、第一の位相差付与部及び第二の位相差付与部の構成を変更したこと以外、実施形態1-1と同様であるため、重複する点については説明を適宜省略する。
図4は、実施形態1-2の液晶表示装置を示す断面模式図である。図4に示すように、液晶表示装置1cは、観察面側から背面側に向かって順に、液晶表示パネル2cと、バックライト3とを備えている。
液晶表示パネル2cは、観察面側から背面側に向かって順に、第一の偏光板4と、第一の位相差付与部5cと、第一の基板8と、第二の位相差付与部9bと、液晶層11と、第二の基板12と、第二の偏光板13とを有している。
第一の位相差付与部5cは、第一のλ/4板6を有している。
第二の位相差付与部9bは、液晶層11側から第一の基板8側に向かって順に、第二のλ/4板10と、第一の位相差板7とを有している。
実施形態1-2によれば、実施形態1-1と同様な効果が得られることは言うまでもない。
実施形態1-1、及び、実施形態1-2については、製造効率(コスト、品質等)の観点から、その都度最適な方が選択されればよい。例えば、他製品と共通して利用することで量産効果を高めたい(コスト及び品質を両立させたい)円偏光板(第一の偏光板4と第一のλ/4板6との積層体)が存在する場合は、実施形態1-2を選択することが好ましい。実施形態1-2を選択すれば、第一の位相差板7付きの円偏光板を新規に作製する必要がなく、他製品と共通する円偏光板を用いることができる。これに対して、第一の位相差板7付きの円偏光板を新規に作製する方が量産効果を高めやすい(コスト及び品質を両立させやすい)場合は、実施形態1-1を選択することが好ましい。
[実施形態2-1]
実施形態2-1は、上記本発明の第二の液晶表示パネル、及び、上記本発明の第二の液晶表示パネルを備える液晶表示装置に関する。実施形態2-1は、第一のλ/4板、第二のλ/4板、及び、第一の位相差板について、主屈折率の関係を変更したこと以外、実施形態1-1と同様であるため、重複する点については説明を適宜省略する。
図5は、実施形態2-1の液晶表示装置を示す断面模式図である。図5に示すように、液晶表示装置21aは、観察面側から背面側に向かって順に、液晶表示パネル22aと、バックライト3とを備えている。
液晶表示パネル22aは、観察面側から背面側に向かって順に、第一の偏光板4と、第一の位相差付与部25aと、第一の基板8と、第二の位相差付与部29aと、液晶層11と、第二の基板12と、第二の偏光板13とを有している。
第一の位相差付与部25aは、第一の偏光板4側から第一の基板8側に向かって順に、第一のλ/4板26と、第一の位相差板27とを有している。
第一のλ/4板26は、主屈折率がnx<ny≦nzの関係を満たすλ/4板である。第一のλ/4板26は、定義上、主屈折率がnx<ny=nzの関係を満たす一軸性のλ/4板(ネガティブAプレート)と、主屈折率がnx<ny<nzの関係を満たす二軸性のλ/4板とを含む。
第一の位相差板27は、主屈折率がnx≧ny>nzの関係を満たす位相差板である。第一の位相差板27は、定義上、主屈折率がnx=ny>nzの関係を満たす一軸性の位相差板(ネガティブCプレート)と、主屈折率がnx>ny>nzの関係を満たす二軸性の位相差板とを含む。
第二の位相差付与部29aは、第二のλ/4板30を有している。
第二のλ/4板30は、主屈折率がnx<ny≦nzの関係を満たすλ/4板である。第二のλ/4板30は、定義上、主屈折率がnx<ny=nzの関係を満たす一軸性のλ/4板(ネガティブAプレート)と、主屈折率がnx<ny<nzの関係を満たす二軸性のλ/4板とを含む。
第二のλ/4板30の液晶層11側の表面上には、配向膜が配置されていてもよい。
第一のλ/4板26、第二のλ/4板30、及び、第一の位相差板27としては、例えば、主屈折率の関係が異なること以外、上述した第一のλ/4板6、第二のλ/4板10、及び、第一の位相差板7と同様なものを用いることができる。
第一のλ/4板26の面内遅相軸と第一の偏光板4の吸収軸とは、45°の角度をなす。このような構成によれば、第一の偏光板4と第一のλ/4板26とが積層された円偏光板が、液晶表示パネル22aの観察面側に配置される構成が実現される。よって、液晶表示パネル22aの観察面側(第一の偏光板4側)からの入射光は、円偏光板を透過する際に円偏光に変換されて第一の基板8に到達するため、円偏光板の反射防止効果によって、第一の基板8からの反射が抑制される。第一の偏光板4と第一のλ/4板26とを積層させて円偏光板を形成する際は、製造効率を高める観点から、ロール・ツー・ロール方式を用いることが好ましい。
第一のλ/4板26の面内遅相軸と第二のλ/4板30の面内遅相軸とは、直交している。このような構成によれば、液晶表示パネル22aの少なくとも法線方向から入射する光に対して、第一のλ/4板26と第二のλ/4板30とが互いに位相差をキャンセルすることができ、光学的には、両者が実質的に存在しない状態が実現される。すなわち、バックライト3から液晶表示パネル22aに入射する光(液晶表示パネル22aの少なくとも法線方向から入射する光)に対して、従来の横電界モードの液晶表示パネルと光学的に等価である構成が実現される。よって、円偏光板を用いた横電界モードによる表示を実現することができる。ここで、第一のλ/4板26、及び、第二のλ/4板30は、同じ材料から構成されることが好ましい。これにより、第一のλ/4板26と第二のλ/4板30とは、波長分散も含めて互いに位相差をキャンセルすることができる。
従来の横電界モードの液晶表示パネルと同様な視野角特性を実現するためには、液晶表示パネル22aの法線方向から入射する光だけではなく、斜め方向から入射する光に対しても、従来の横電界モードの液晶表示パネルと光学的に等価である構成が求められる。より正確に言えば、第一の偏光板4に入射する直前の光の偏光状態が、液晶層11を透過した直後の光の偏光状態と実質的に同じであることが求められる。これに対して、本実施形態では、第一の位相差板27を第一のλ/4板26と第二のλ/4板30との間に配置し、斜め方向における偏光状態の変化を最適化(光学補償)している。例えば、第一の位相差板27の主屈折率がnx=ny>nzの関係を満たす、すなわち、第一の位相差板27がネガティブCプレートである場合、第一の位相差板27の法線方向に対する位相差がゼロであるため、第一の位相差板27の有無によって、液晶表示パネル22aの法線方向の光学的性能が影響を受けることはない。
実施形態2-1によれば、下記の効果によって、明所における視野角特性が良好となる。
(1)第一の偏光板4と第一のλ/4板26とが積層された円偏光板が、液晶表示パネル22aの観察面側に配置されるため、円偏光板の反射防止効果によって、明所における視認性が高まる。
(2)第一の位相差板27が第一のλ/4板26と第二のλ/4板30との間に配置されるため、液晶表示パネル22aの法線方向から入射する光だけではなく、斜め方向から入射する光に対しても、従来の横電界モードの液晶表示パネルと光学的に等価である構成を実現することができる。
[実施形態2-2]
実施形態2-2は、第一の位相差付与部及び第二の位相差付与部の構成を変更したこと以外、実施形態2-1と同様であるため、重複する点については説明を適宜省略する。
図6は、実施形態2-2の液晶表示装置を示す断面模式図である。図6に示すように、液晶表示装置21bは、観察面側から背面側に向かって順に、液晶表示パネル22bと、バックライト3とを備えている。
液晶表示パネル22bは、観察面側から背面側に向かって順に、第一の偏光板4と、第一の位相差付与部25bと、第一の基板8と、第二の位相差付与部29bと、液晶層11と、第二の基板12と、第二の偏光板13とを有している。
第一の位相差付与部25bは、第一のλ/4板26を有している。
第二の位相差付与部29bは、液晶層11側から第一の基板8側に向かって順に、第二のλ/4板30と、第一の位相差板27とを有している。
実施形態2-2によれば、実施形態2-1と同様な効果が得られることは言うまでもない。
実施形態2-1、及び、実施形態2-2については、製造効率(コスト、品質等)の観点から、その都度最適な方が選択されればよい。例えば、他製品と共通して利用することで量産効果を高めたい(コスト及び品質を両立させたい)円偏光板(第一の偏光板4と第一のλ/4板26との積層体)が存在する場合は、実施形態2-2を選択することが好ましい。実施形態2-2を選択すれば、第一の位相差板27付きの円偏光板を新規に作製する必要がなく、他製品と共通する円偏光板を用いることができる。これに対して、第一の位相差板27付きの円偏光板を新規に作製する方が量産効果を高めやすい(コスト及び品質を両立させやすい)場合は、実施形態2-1を選択することが好ましい。
以下に、実施例、参考例、及び、比較例を挙げて、液晶表示パネルにおける透過率の視野角特性について、シミュレーション結果を基に説明する。なお、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。
各例において、主屈折率及び位相差の測定波長は、550nmと想定した。また、吸収軸、透過軸、及び、面内遅相軸の方位、並びに、配向方向は、液晶表示パネル(シミュレーション用サンプル)の長手方向(長辺)を基準(0°)に反時計回りに正(+)と定義した方位を示す。
(実施例1)
実施例1の液晶表示パネル(シミュレーション用サンプル)としては、実施形態1-1の液晶表示パネルを採用し、その構成部材を以下の通りとした。
<第一の偏光板4>
吸収型偏光板
吸収軸の方位:0°
透過軸の方位:90°
<第一のλ/4板6>
一軸性のλ/4板(ポジティブAプレート)(nx>ny=nz、Nz=1.0)
面内位相差:137.5nm
面内遅相軸の方位:45°
<第一の位相差板7>
ポジティブCプレート(nx=ny<nz)
厚み方向位相差:87.5nm
<第一の基板8>
カラーフィルタ基板
<第二のλ/4板10>
一軸性のλ/4板(ポジティブAプレート)(nx>ny=nz、Nz=1.0)
面内位相差:137.5nm
面内遅相軸の方位:-45°
<液晶層11>
ネマチック液晶
位相差:340nm
配向方向(電圧無印加時):90°
<第二の基板12>
FFSモードの薄膜トランジスタアレイ基板
<第二の偏光板13>
吸収型偏光板
吸収軸の方位:90°
透過軸の方位:0°
(実施例2)
第一の位相差板7の厚み方向位相差を62.5nmに変更したこと以外、実施例1と同様なシミュレーション用サンプルを採用した。
(実施例3)
第一の位相差板7の厚み方向位相差を112.5nmに変更したこと以外、実施例1と同様なシミュレーション用サンプルを採用した。
(実施例4)
液晶層11中のネマチック液晶の配向方向(電圧無印加時)を0°に変更したこと以外、実施例1と同様なシミュレーション用サンプルを採用した。
(実施例5)
第一のλ/4板6、及び、第一の位相差板7を以下のように変更したこと以外、実施例1と同様なシミュレーション用サンプルを採用した。
<第一のλ/4板6>
二軸性のλ/4板(nx>ny>nz、Nz=1.5)
面内位相差:137.5nm
面内遅相軸の方位:45°
<第一の位相差板7>
ポジティブCプレート(nx=ny<nz)
厚み方向位相差:127.5nm
(実施例6)
第一のλ/4板6、及び、第一の位相差板7を以下のように変更したこと以外、実施例1と同様なシミュレーション用サンプルを採用した。
<第一のλ/4板6>
二軸性のλ/4板(nx>ny>nz、Nz=2.0)
面内位相差:137.5nm
面内遅相軸の方位:45°
<第一の位相差板7>
ポジティブCプレート(nx=ny<nz)
厚み方向位相差:165nm
(実施例7)
第一の位相差板7、及び、第二のλ/4板10を以下のように変更したこと以外、実施例1と同様なシミュレーション用サンプルを採用した。
<第一の位相差板7>
ポジティブCプレート(nx=ny<nz)
厚み方向位相差:140nm
<第二のλ/4板10>
二軸性のλ/4板(nx>ny>nz、Nz=1.5)
面内位相差:137.5nm
面内遅相軸の方位:-45°
(実施例8)
第一の位相差板7の厚み方向位相差を170nmに変更したこと以外、実施例7と同様なシミュレーション用サンプルを採用した。
(実施例9)
第一のλ/4板6、第一の位相差板7、及び、第二のλ/4板10を以下のように変更したこと以外、実施例1と同様なシミュレーション用サンプルを採用した。
<第一のλ/4板6>
二軸性のλ/4板(nx>ny>nz、Nz=1.5)
面内位相差:137.5nm
面内遅相軸の方位:45°
<第一の位相差板7>
ポジティブCプレート(nx=ny<nz)
厚み方向位相差:180nm
<第二のλ/4板10>
二軸性のλ/4板(nx>ny>nz、Nz=1.5)
面内位相差:137.5nm
面内遅相軸の方位:-45°
(実施例10)
第一の位相差板7の厚み方向位相差を230nmに変更したこと以外、実施例9と同様なシミュレーション用サンプルを採用した。
(実施例11)
実施例11の液晶表示パネル(シミュレーション用サンプル)としては、実施形態1-1の変形例の液晶表示パネルを採用した。第二の位相差板18以外の構成部材は、実施例1と同様であった。
<第二の位相差板18>
ネガティブAプレート(nx<ny=nz)
面内位相差:137nm
面内遅相軸の方位:90°
(実施例12)
実施例12の液晶表示パネル(シミュレーション用サンプル)としては、実施形態2-1の液晶表示パネルを採用し、その構成部材を以下の通りとした。
<第一の偏光板4>
吸収型偏光板
吸収軸の方位:0°
透過軸の方位:90°
<第一のλ/4板26>
一軸性のλ/4板(ネガティブAプレート)(nx<ny=nz、Nz=0)
面内位相差:137.5nm
面内遅相軸の方位:45°
<第一の位相差板27>
ネガティブCプレート(nx=ny>nz)
厚み方向位相差:87.5nm
<第一の基板8>
カラーフィルタ基板
<第二のλ/4板30>
一軸性のλ/4板(ネガティブAプレート)(nx<ny=nz、Nz=0)
面内位相差:137.5nm
面内遅相軸の方位:-45°
<液晶層11>
ネマチック液晶
位相差:340nm
配向方向(電圧無印加時):90°
<第二の基板12>
FFSモードの薄膜トランジスタアレイ基板
<第二の偏光板13>
吸収型偏光板
吸収軸の方位:90°
透過軸の方位:0°
(実施例13)
第一の位相差板27の厚み方向位相差を62.5nmに変更したこと以外、実施例12と同様なシミュレーション用サンプルを採用した。
(実施例14)
第一の位相差板27の厚み方向位相差を112.5nmに変更したこと以外、実施例12と同様なシミュレーション用サンプルを採用した。
(参考例1)
参考例1は、従来のFFSモードの液晶表示パネルに関する。
図7は、参考例1の液晶表示パネルを示す断面模式図である。図7に示すように、液晶表示パネル102は、観察面側から背面側に向かって順に、第一の偏光板104と、第一の基板108と、液晶層111と、第二の基板112と、第二の偏光板113とを有している。参考例1の液晶表示パネル(シミュレーション用サンプル)の構成部材は、以下の通りであった。
<第一の偏光板104>
吸収型偏光板
吸収軸の方位:0°
透過軸の方位:90°
<第一の基板108>
カラーフィルタ基板
<液晶層111>
ネマチック液晶
位相差:340nm
配向方向(電圧無印加時):90°
<第二の基板112>
FFSモードの薄膜トランジスタアレイ基板
<第二の偏光板113>
吸収型偏光板
吸収軸の方位:90°
透過軸の方位:0°
(比較例1)
図8は、比較例1の液晶表示パネルを示す断面模式図である。図8に示すように、液晶表示パネル202は、観察面側から背面側に向かって順に、第一の偏光板204と、第一のλ/4板206と、第一の基板208と、第二のλ/4板210と、液晶層211と、第二の基板212と、第二の偏光板213とを有している。比較例1の液晶表示パネル(シミュレーション用サンプル)の構成部材は、以下の通りであった。
<第一の偏光板204>
吸収型偏光板
吸収軸の方位:0°
透過軸の方位:90°
<第一のλ/4板206>
一軸性のλ/4板(ポジティブAプレート)(nx>ny=nz、Nz=1.0)
面内位相差:137.5nm
面内遅相軸の方位:45°
<第一の基板208>
カラーフィルタ基板
<第二のλ/4板210>
一軸性のλ/4板(ポジティブAプレート)(nx>ny=nz、Nz=1.0)
面内位相差:137.5nm
面内遅相軸の方位:-45°
<液晶層211>
ネマチック液晶
位相差:340nm
配向方向(電圧無印加時):90°
<第二の基板212>
FFSモードの薄膜トランジスタアレイ基板
<第二の偏光板213>
吸収型偏光板
吸収軸の方位:90°
透過軸の方位:0°
(比較例2)
第一のλ/4板206、及び、第二のλ/4板210を以下のように変更したこと以外、比較例1と同様なシミュレーション用サンプルを採用した。
<第一のλ/4板206>
一軸性のλ/4板(ネガティブAプレート)(nx<ny=nz、Nz=0)
面内位相差:137.5nm
面内遅相軸の方位:45°
<第二のλ/4板210>
一軸性のλ/4板(ネガティブAプレート)(nx<ny=nz、Nz=0)
面内位相差:137.5nm
面内遅相軸の方位:-45°
[評価1]
実施例1、実施例11、参考例1、及び、比較例1について、透過率の視野角特性(透過率と方位角及び極角との関係)のシミュレーションを行った。
(評価方法)
シンテック社製の液晶光学シミュレータ(製品名:LCD Master)を用いて、波長550nmの光に対する黒表示状態(電圧無印加時)の透過率のシミュレーションを行った。シミュレーション計算は、方位角について0~360°の範囲を5°間隔で、極角について0~80°の範囲を10°間隔で行われた。そして、得られた計算値を等高線としてプロットすることによって、各例のコンター図を作製した。
(評価結果)
図9は、実施例1の液晶表示パネルにおける、透過率の視野角特性のシミュレーション結果を示すコンター図である。図10は、実施例11の液晶表示パネルにおける、透過率の視野角特性のシミュレーション結果を示すコンター図である。図11は、参考例1の液晶表示パネルにおける、透過率の視野角特性のシミュレーション結果を示すコンター図である。図12は、比較例1の液晶表示パネルにおける、透過率の視野角特性のシミュレーション結果を示すコンター図である。これらのシミュレーション結果において、円の中心は極角0°での計算結果を示し、最も外側の円周上の点は極角80°での計算結果を示す。
図9~12のシミュレーション結果をより分かりやすくするため、極角60°の位置の断面図を図13に示した。図13は、図9~12に示したコンター図における、極角60°の位置の断面を示すグラフである。
図9~11に示すように、実施例1、及び、実施例11は、参考例1と比較して、視野角特性が同等以上であった。すなわち、実施例1、及び、実施例11によれば、参考例1と同様に、斜め方向から観察したときも良好な黒表示状態が得られた。また、実施例11は、実施例1よりも視野角特性が優れていた。これは、実施例11において、第二の位相差板18(ネガティブAプレート)によって、第一の偏光板4、及び、第二の偏光板13の視野角補正がなされたためである。一方、図9~12に示すように、比較例1は、実施例1、実施例11、及び、参考例1よりも視野角特性が劣っており、特に斜め方向の視野角が狭かった。これは、比較例1において、第一のλ/4板206と第二のλ/4板210との間に、斜め方向における偏光状態の変化を最適化(光学補償)する位相差板(例えば、実施例1の第一の位相差板7)が配置されていないためである。以上については、図13からも明らかであった。
上述したような視野角特性の違いは、ポアンカレ球を用いて以下のように説明される。
図14は、実施例1の液晶表示パネルにおいて、方位角0°、極角60°の方向から観察したときの、各構成部材を透過する前後の偏光状態をポアンカレ球のS-S平面に投影した図である。図14に示すように、まず、背面側からの入射光が第二の偏光板13、第二の基板12、及び、液晶層11(電圧無印加時)を順に透過した直後の偏光状態は、点Pに位置している。点Pは、点Eで示される第一の偏光板4の消光位(吸収軸の方位)と一致している。そして、第二のλ/4板10を透過することによって、点Pに位置していた偏光状態は、点Qで示される第二のλ/4板10の面内遅相軸を中心に90°の回転を受け、点Pに到達する。この際の回転方向は、点Qから原点(ポアンカレ球の中心点)を向かうように見て反時計回りである。次に、第一の基板8、及び、第一の位相差板7を順に透過することによって、点Pに位置していた偏光状態は、点Pに到達する。その後、第一のλ/4板6を透過することによって、点Pに位置していた偏光状態は、点Qで示される第一のλ/4板6の面内遅相軸を中心に90°の回転を受け、点Pに到達する。この際の回転方向は、点Qから原点(ポアンカレ球の中心点)を向かうように見て反時計回りである。以上の結果、点Pは、点Eで示される第一の偏光板4の消光位(吸収軸の方位)と一致する。
図15は、実施例1の液晶表示パネルにおいて、方位角45°、極角60°の方向から観察したときの、各構成部材を透過する前後の偏光状態をポアンカレ球のS-S平面に投影した図である。図15に示すように、まず、背面側からの入射光が第二の偏光板13、第二の基板12、及び、液晶層11(電圧無印加時)を順に透過した直後の偏光状態は、点Pに位置している。そして、第二のλ/4板10を透過することによって、点Pに位置していた偏光状態は、点Qで示される第二のλ/4板10の面内遅相軸を中心に90°の回転を受け、点Pに到達する。この際の回転方向は、点Qから原点(ポアンカレ球の中心点)を向かうように見て反時計回りである。次に、第一の基板8、及び、第一の位相差板7を順に透過することによって、点Pに位置していた偏光状態は、点Pに到達する。その後、第一のλ/4板6を透過することによって、点Pに位置していた偏光状態は、点Qで示される第一のλ/4板6の面内遅相軸を中心に90°の回転を受け、点Pに到達する。この際の回転方向は、点Qから原点(ポアンカレ球の中心点)を向かうように見て反時計回りである。以上の結果、点Pは、点Eで示される第一の偏光板4の消光位(吸収軸の方位)と一致しない。
以上より、実施例1の液晶表示パネルを方位角0°、極角60°の方向から観察すると、方位角45°、極角60°の方向から観察する場合と比較して、より良好な黒表示状態が得られる。これは、図13に示した通りの結果である。
図16は、実施例11の液晶表示パネルにおいて、方位角0°、極角60°の方向から観察したときの、各構成部材を透過する前後の偏光状態をポアンカレ球のS-S平面に投影した図である。図16に示すように、まず、背面側からの入射光が第二の偏光板13、第二の基板12、及び、液晶層11(電圧無印加時)を順に透過した直後の偏光状態は、点Pに位置している。点Pは、点Eで示される第一の偏光板4の消光位(吸収軸の方位)と一致している。そして、第二のλ/4板10を透過することによって、点Pに位置していた偏光状態は、点Qで示される第二のλ/4板10の面内遅相軸を中心に90°の回転を受け、点Pに到達する。この際の回転方向は、点Qから原点(ポアンカレ球の中心点)を向かうように見て反時計回りである。次に、第一の基板8、及び、第一の位相差板7を順に透過することによって、点Pに位置していた偏光状態は、点Pに到達する。次に、第一のλ/4板6を透過することによって、点Pに位置していた偏光状態は、点Qで示される第一のλ/4板6の面内遅相軸を中心に90°の回転を受け、点Pに到達する。この際の回転方向は、点Qから原点(ポアンカレ球の中心点)を向かうように見て反時計回りである。その後、第二の位相差板18を透過するが、点Pに位置していた偏光状態は変化せず、点Pと同じ点Pに位置する。以上の結果、点Pは、点Eで示される第一の偏光板4の消光位(吸収軸の方位)と一致する。
図17は、実施例11の液晶表示パネルにおいて、方位角45°、極角60°の方向から観察したときの、各構成部材を透過する前後の偏光状態をポアンカレ球のS-S平面に投影した図である。図17に示すように、まず、背面側からの入射光が第二の偏光板13、第二の基板12、及び、液晶層11(電圧無印加時)を順に透過した直後の偏光状態は、点Pに位置している。そして、第二のλ/4板10を透過することによって、点Pに位置していた偏光状態は、点Qで示される第二のλ/4板10の面内遅相軸を中心に90°の回転を受け、点Pに到達する。この際の回転方向は、点Qから原点(ポアンカレ球の中心点)を向かうように見て反時計回りである。次に、第一の基板8、及び、第一の位相差板7を順に透過することによって、点Pに位置していた偏光状態は、点Pに到達する。次に、第一のλ/4板6を透過することによって、点Pに位置していた偏光状態は、点Qで示される第一のλ/4板6の面内遅相軸を中心に90°の回転を受け、点Pに到達する。この際の回転方向は、点Qから原点(ポアンカレ球の中心点)を向かうように見て反時計回りである。その後、第二の位相差板18を透過することによって、点Pに位置していた偏光状態は、点Pに到達する。以上の結果、点Pは、点Eで示される第一の偏光板4の消光位(吸収軸の方位)と一致する。
以上より、実施例11の液晶表示パネルを方位角0°、極角60°の方向から観察しても、方位角45°、極角60°の方向から観察しても、良好な黒表示状態が得られる。また、方位角45°、極角60°の方向から観察する場合、実施例11の液晶表示パネルによれば、実施例1の液晶表示パネルと比較して、より良好な黒表示状態が得られる。これは、図13に示した通りの結果である。
図18は、比較例1の液晶表示パネルにおいて、方位角0°、極角60°の方向から観察したときの、各構成部材を透過する前後の偏光状態をポアンカレ球のS-S平面に投影した図である。図18に示すように、まず、背面側からの入射光が第二の偏光板213、第二の基板212、及び、液晶層211(電圧無印加時)を順に透過した直後の偏光状態は、点Pに位置している。点Pは、点Eで示される第一の偏光板204の消光位(吸収軸の方位)と一致している。そして、第二のλ/4板210を透過することによって、点Pに位置していた偏光状態は、点Qで示される第二のλ/4板210の面内遅相軸を中心に90°の回転を受け、点Pに到達する。この際の回転方向は、点Qから原点(ポアンカレ球の中心点)を向かうように見て反時計回りである。次に、第一の基板208、及び、第一のλ/4板206を順に透過することによって、点Pに位置していた偏光状態は、点Qで示される第一のλ/4板206の面内遅相軸を中心に90°の回転を受け、点Pに到達する。この際の回転方向は、点Qから原点(ポアンカレ球の中心点)を向かうように見て反時計回りである。以上の結果、点Pは、点Eで示される第一の偏光板204の消光位(吸収軸の方位)と一致しない。
図19は、比較例1の液晶表示パネルにおいて、方位角45°、極角60°の方向から観察したときの、各構成部材を透過する前後の偏光状態をポアンカレ球のS-S平面に投影した図である。図19に示すように、まず、背面側からの入射光が第二の偏光板213、第二の基板212、及び、液晶層211(電圧無印加時)を順に透過した直後の偏光状態は、点Pに位置している。そして、第二のλ/4板210を透過することによって、点Pに位置していた偏光状態は、点Qで示される第二のλ/4板210の面内遅相軸を中心に90°の回転を受け、点Pに到達する。この際の回転方向は、点Qから原点(ポアンカレ球の中心点)を向かうように見て反時計回りである。次に、第一の基板208、及び、第一のλ/4板206を順に透過することによって、点Pに位置していた偏光状態は、点Qで示される第一のλ/4板206の面内遅相軸を中心に90°の回転を受け、点Pに到達する。この際の回転方向は、点Qから原点(ポアンカレ球の中心点)を向かうように見て反時計回りである。以上の結果、点Pは、点Eで示される第一の偏光板204の消光位(吸収軸の方位)と一致しない。
以上より、比較例1の液晶表示パネルを方位角0°、極角60°の方向から観察しても、方位角45°、極角60°の方向から観察しても、実施例1の液晶表示パネル、及び、実施例11の液晶表示パネルよりも良好な黒表示状態は得られない。これは、図13に示した通りの結果である。
[評価2]
実施例1、実施例2、及び、実施例3について、上述した[評価1]と同様な評価方法によって、透過率の視野角特性(透過率と方位角及び極角との関係)のシミュレーションを行った。
(評価結果)
実施例1のシミュレーション結果は、図9で既に示した通りである。図20は、実施例2の液晶表示パネルにおける、透過率の視野角特性のシミュレーション結果を示すコンター図である。図21は、実施例3の液晶表示パネルにおける、透過率の視野角特性のシミュレーション結果を示すコンター図である。
図9、図20、及び、図21に示すように、実施例1、実施例2、及び、実施例3は、視野角特性が同等であった。
次に、第一のλ/4板6、及び、第二のλ/4板10が一軸性のλ/4板(nx>ny=nz、Nz=1.0)である場合における、第一の位相差板7の厚み方向位相差の違いによる効果について、図22を参照して以下に説明する。図22は、第一のλ/4板及び第二のλ/4板が一軸性のλ/4板(nx>ny=nz、Nz=1.0)である場合における、第一の位相差板の厚み方向位相差と透過率との関係を示すグラフである。
図22中、T1は、黒表示状態(電圧無印加時)における、方位角25°、極角60°の方向から観測したときの透過率と、方位角65°、極角60°の方向から観測したときの透過率との差の絶対値を示す。方位角45°の方向を基準とした視野角特性の対称性が良好な場合、T1は小さくなる。第一の位相差板7の厚み方向位相差を変化させながらT1を計算すると、図22に示すように、厚み方向位相差が87.5nm(実施例1)であるとき、T1が最小となった。よって、第一のλ/4板6、及び、第二のλ/4板10が一軸性のλ/4板(nx>ny=nz、Nz=1.0)である場合、視野角特性の対称性を高めたければ、実施例1を採用することが好ましい。
図22中、T2は、黒表示状態(電圧無印加時)における、方位角0~360°(5°間隔)、極角60°の方向から観測したときの透過率の平均値を示す。透過率が方位角によらず平均的に低い(黒表示状態の光漏れが少ない)場合、T2は小さくなる。第一の位相差板7の厚み方向位相差を変化させながらT2を計算すると、図22に示すように、厚み方向位相差が112.5nm(実施例3)であるとき、T2が最小となった。よって、第一のλ/4板6、及び、第二のλ/4板10が一軸性のλ/4板(nx>ny=nz、Nz=1.0)である場合、透過率の平均値を小さくしたければ、実施例3を採用することが好ましい。
以上より、本発明の第一の液晶表示パネルにおいて、第一のλ/4板6、及び、第二のλ/4板10の主屈折率がny=nzの関係を満たす、すなわち、nx>ny=nzの関係(一軸性のλ/4板:ポジティブAプレート)を満たすとき、第一の位相差板7の厚み方向位相差は、87.5nm以上、112.5nm以下であることが好ましい。第一の位相差板7の厚み方向位相差のより好ましい範囲は、液晶表示パネルの設計思想(視野角特性の対称性を重視するのか、透過率の平均値を重視するのか)に依存する。
[評価3]
実施例1、及び、実施例4について、上述した[評価1]と同様な評価方法によって、透過率の視野角特性(透過率と方位角及び極角との関係)のシミュレーションを行った。
(評価結果)
実施例1のシミュレーション結果は、図9で既に示した通りである。図23は、実施例4の液晶表示パネルにおける、透過率の視野角特性のシミュレーション結果を示すコンター図である。
図9、及び、図23に示すように、実施例4は、実施例1と比較して、視野角特性が同等以上であった。
次に、電圧無印加時における、液晶層11中のネマチック液晶の配向方向と第二の偏光板13の吸収軸との関係の違いによる効果について、以下に説明する。実施例1、及び、実施例4の液晶表示パネルを実際に作製して評価したところ、実施例1の液晶表示パネルは、実施例4の液晶表示パネルと比較して、斜めから観察したときの着色具合がより良好であった。具体的には、10人の評価者が主観評価したところ、9人の評価者が、実施例4の液晶表示パネルは観察する方向によって様々な色に変化するように見え、黒表示品位は実施例1の液晶表示パネルの方がより優れていると評価した。この現象は、シミュレーション計算時の光の波長を、550nmの単波長ではなく、波長分散の影響を考慮して可視光の波長領域(380~780nm)に拡大して計算した結果(図24~27)からも確認された。
図24は、実施例1の液晶表示パネルに対する透過率の計算結果から導出されたxy色度図である。図25は、実施例1の液晶表示パネルの着色具合のイメージを示すコンター図である。図26は、実施例4の液晶表示パネルに対する透過率の計算結果から導出されたxy色度図である。図27は、実施例4の液晶表示パネルの着色具合のイメージを示すコンター図である。図24及び図26は、可視光の波長領域(380~780nm)の光に対する透過率の計算結果に視感度補正を行い、色度座標(x,y)に変換して図示したものであり、方位角0~360°、極角60°の方向における色度変化を示す。図25及び図27において、円の中心は極角0°での計算結果を示し、最も外側の円周上の点は極角80°での計算結果を示す。図24~27に示すように、実施例4の液晶表示パネルは、実施例1の液晶表示パネルと比較して、観察する方向によってより様々な色に変化することが分かった。
以上より、着色具合を良好にしたい(黒表示品位を高めたい)場合は、実施例1を採用することが好ましい。すなわち、電圧無印加時において、液晶層11中のネマチック液晶の配向方向と第二の偏光板13の吸収軸とは、平行であることが好ましい。
[評価4]
実施例1、及び、実施例5について、上述した[評価1]と同様な評価方法によって、透過率の視野角特性(透過率と方位角及び極角との関係)のシミュレーションを行った。
(評価結果)
実施例1のシミュレーション結果は、図9で既に示した通りである。図28は、実施例5の液晶表示パネルにおける、透過率の視野角特性のシミュレーション結果を示すコンター図である。
図9、及び、図28に示すように、実施例1、及び、実施例5は、視野角特性が同等であった。
次に、第一のλ/4板6が二軸性のλ/4板(nx>ny>nz、Nz=1.5)であり、第二のλ/4板10が一軸性のλ/4板(nx>ny=nz、Nz=1.0)である場合における、第一の位相差板7の厚み方向位相差の違いによる効果について、図29を参照して以下に説明する。図29は、第一のλ/4板が二軸性のλ/4板(nx>ny>nz、Nz=1.5)であり、第二のλ/4板が一軸性のλ/4板(nx>ny=nz、Nz=1.0)である場合における、第一の位相差板の厚み方向位相差と透過率との関係を示すグラフである。
図29中、T1は、黒表示状態(電圧無印加時)における、方位角25°、極角60°の方向から観測したときの透過率と、方位角65°、極角60°の方向から観測したときの透過率との差の絶対値を示す。方位角45°の方向を基準とした視野角特性の対称性が良好な場合、T1は小さくなる。第一の位相差板7の厚み方向位相差を変化させながらT1を計算すると、図29に示すように、厚み方向位相差が127.5nm(実施例5)であるとき、T1が最小となった。よって、第一のλ/4板6が二軸性のλ/4板(nx>ny>nz、Nz=1.5)であり、第二のλ/4板10が一軸性のλ/4板(nx>ny=nz、Nz=1.0)である場合、視野角特性の対称性を高めたければ、実施例5を採用することが好ましい。
図29中、T2は、黒表示状態(電圧無印加時)における、方位角0~360°(5°間隔)、極角60°の方向から観測したときの透過率の平均値を示す。透過率が方位角によらず平均的に低い(黒表示状態の光漏れが少ない)場合、T2は小さくなる。第一の位相差板7の厚み方向位相差を変化させながらT2を計算すると、図29に示すように、厚み方向位相差が170nmであるとき、T2が最小となった。よって、第一のλ/4板6が二軸性のλ/4板(nx>ny>nz、Nz=1.5)であり、第二のλ/4板10が一軸性のλ/4板(nx>ny=nz、Nz=1.0)である場合、透過率の平均値を小さくしたければ、第一の位相差板7の厚み方向位相差を170nmとすることが好ましい。
[評価5]
実施例1、及び、実施例6について、上述した[評価1]と同様な評価方法によって、透過率の視野角特性(透過率と方位角及び極角との関係)のシミュレーションを行った。
(評価結果)
実施例1のシミュレーション結果は、図9で既に示した通りである。図30は、実施例6の液晶表示パネルにおける、透過率の視野角特性のシミュレーション結果を示すコンター図である。
図9、及び、図30に示すように、実施例1、及び、実施例6は、視野角特性が同等であった。
次に、第一のλ/4板6が二軸性のλ/4板(nx>ny>nz、Nz=2.0)であり、第二のλ/4板10が一軸性のλ/4板(nx>ny=nz、Nz=1.0)である場合における、第一の位相差板7の厚み方向位相差の違いによる効果について、図31を参照して以下に説明する。図31は、第一のλ/4板が二軸性のλ/4板(nx>ny>nz、Nz=2.0)であり、第二のλ/4板が一軸性のλ/4板(nx>ny=nz、Nz=1.0)である場合における、第一の位相差板の厚み方向位相差と透過率との関係を示すグラフである。
図31中、T1は、黒表示状態(電圧無印加時)における、方位角25°、極角60°の方向から観測したときの透過率と、方位角65°、極角60°の方向から観測したときの透過率との差の絶対値を示す。方位角45°の方向を基準とした視野角特性の対称性が良好な場合、T1は小さくなる。第一の位相差板7の厚み方向位相差を変化させながらT1を計算すると、図31に示すように、厚み方向位相差が165nm(実施例6)であるとき、T1が最小となった。よって、第一のλ/4板6が二軸性のλ/4板(nx>ny>nz、Nz=2.0)であり、第二のλ/4板10が一軸性のλ/4板(nx>ny=nz、Nz=1.0)である場合、視野角特性の対称性を高めたければ、実施例6を採用することが好ましい。
図31中、T2は、黒表示状態(電圧無印加時)における、方位角0~360°(5°間隔)、極角60°の方向から観測したときの透過率の平均値を示す。透過率が方位角によらず平均的に低い(黒表示状態の光漏れが少ない)場合、T2は小さくなる。第一の位相差板7の厚み方向位相差を変化させながらT2を計算すると、図31に示すように、厚み方向位相差が225nmであるとき、T2が最小となった。よって、第一のλ/4板6が二軸性のλ/4板(nx>ny>nz、Nz=2.0)であり、第二のλ/4板10が一軸性のλ/4板(nx>ny=nz、Nz=1.0)である場合、透過率の平均値を小さくしたければ、第一の位相差板7の厚み方向位相差を225nmとすることが好ましい。
上述した[評価2]、[評価4]、及び、[評価5]の評価結果から、視野角特性の対称性を重視する場合における、第一のλ/4板6のNz係数と第一の位相差板7の厚み方向位相差の最適値との関係を、図32に示した。図32は、図22、図29、及び、図31から導出された、視野角特性の対称性を重視する場合における、第一のλ/4板のNz係数と第一の位相差板の厚み方向位相差の最適値との関係を示すグラフである。図32に示すように、第一のλ/4板6のNz係数と第一の位相差板7の厚み方向位相差の最適値とは、線形関係であった。よって、視野角特性の対称性を重視したい場合、図32に基づいて、第一のλ/4板6のNz係数と第一の位相差板7の厚み方向位相差との組み合わせを選択すればよい。
図22、図29、及び、図31を比較すれば分かるように、第一の位相差板7の厚み方向位相差の最適値は、第一のλ/4板6が二軸性のλ/4板である場合(図29及び図31)の方が、第一のλ/4板6が一軸性のλ/4板である場合(図22)よりも高くなる。これは、定性的には、以下のように理解される。第一のλ/4板6の厚み方向位相差は、例えば、Nz=1.0のとき-68.75nmであるが、Nz=1.5のとき-137.5nmである。よって、第一のλ/4板6のNz係数が増加すると、その厚み方向位相差(上記の例では、68.75nm)が減少し、その減少分を補うために、第一の位相差板7の厚み方向位相差を増加させることが求められる。すなわち、第一のλ/4板6を一軸性のλ/4板から二軸性のλ/4板に変更する場合、その厚み方向位相差の増減を考慮した上で第一の位相差板7の厚み方向位相差を調整することによって、第一のλ/4板6が一軸性のλ/4板である場合と同等の効果が得られる。
[評価6]
実施例1、実施例7、及び、実施例8について、上述した[評価1]と同様な評価方法によって、透過率の視野角特性(透過率と方位角及び極角との関係)のシミュレーションを行った。
(評価結果)
実施例1のシミュレーション結果は、図9で既に示した通りである。図33は、実施例7の液晶表示パネルにおける、透過率の視野角特性のシミュレーション結果を示すコンター図である。図34は、実施例8の液晶表示パネルにおける、透過率の視野角特性のシミュレーション結果を示すコンター図である。
図9、図33、及び、図34に示すように、実施例1、実施例7、及び、実施例8は、視野角特性が同等であった。
次に、第一のλ/4板6が一軸性のλ/4板(nx>ny=nz、Nz=1.0)であり、第二のλ/4板10が二軸性のλ/4板(nx>ny>nz、Nz=1.5)である場合における、第一の位相差板7の厚み方向位相差の違いによる効果について、図35を参照して以下に説明する。図35は、第一のλ/4板が一軸性のλ/4板(nx>ny=nz、Nz=1.0)であり、第二のλ/4板が二軸性のλ/4板(nx>ny>nz、Nz=1.5)である場合における、第一の位相差板の厚み方向位相差と透過率との関係を示すグラフである。
図35中、T1は、黒表示状態(電圧無印加時)における、方位角25°、極角60°の方向から観測したときの透過率と、方位角65°、極角60°の方向から観測したときの透過率との差の絶対値を示す。方位角45°の方向を基準とした視野角特性の対称性が良好な場合、T1は小さくなる。第一の位相差板7の厚み方向位相差を変化させながらT1を計算すると、図35に示すように、厚み方向位相差が140nm(実施例7)であるとき、T1が最小となった。よって、第一のλ/4板6が一軸性のλ/4板(nx>ny=nz、Nz=1.0)であり、第二のλ/4板10が二軸性のλ/4板(nx>ny>nz、Nz=1.5)である場合、視野角特性の対称性を高めたければ、実施例7を採用することが好ましい。
図35中、T2は、黒表示状態(電圧無印加時)における、方位角0~360°(5°間隔)、極角60°の方向から観測したときの透過率の平均値を示す。透過率が方位角によらず平均的に低い(黒表示状態の光漏れが少ない)場合、T2は小さくなる。第一の位相差板7の厚み方向位相差を変化させながらT2を計算すると、図35に示すように、厚み方向位相差が170nm(実施例8)であるとき、T2が最小となった。よって、第一のλ/4板6が一軸性のλ/4板(nx>ny=nz、Nz=1.0)であり、第二のλ/4板10が二軸性のλ/4板(nx>ny>nz、Nz=1.5)である場合、透過率の平均値を小さくしたければ、実施例8を採用することが好ましい。
図22、及び、図35を比較すれば分かるように、第一の位相差板7の厚み方向位相差の最適値は、第二のλ/4板10が二軸性のλ/4板である場合(図35)の方が、第二のλ/4板10が一軸性のλ/4板である場合(図22)よりも高くなる。これは、定性的には、以下のように理解される。第二のλ/4板10の厚み方向位相差は、例えば、Nz=1.0のとき-68.75nmであるが、Nz=1.5のとき-137.5nmである。よって、第二のλ/4板10のNz係数が増加すると、その厚み方向位相差(上記の例では、68.75nm)が減少し、その減少分を補うために、第一の位相差板7の厚み方向位相差を増加させることが求められる。すなわち、第二のλ/4板10を一軸性のλ/4板から二軸性のλ/4板に変更する場合、その厚み方向位相差の増減を考慮した上で第一の位相差板7の厚み方向位相差を調整することによって、第二のλ/4板10が一軸性のλ/4板である場合と同等の効果が得られる。
[評価7]
実施例1、実施例9、及び、実施例10について、上述した[評価1]と同様な評価方法によって、透過率の視野角特性(透過率と方位角及び極角との関係)のシミュレーションを行った。
(評価結果)
実施例1のシミュレーション結果は、図9で既に示した通りである。図36は、実施例9の液晶表示パネルにおける、透過率の視野角特性のシミュレーション結果を示すコンター図である。図37は、実施例10の液晶表示パネルにおける、透過率の視野角特性のシミュレーション結果を示すコンター図である。
図9、図36、及び、図37に示すように、実施例1、実施例9、及び、実施例10は、視野角特性が同等であった。
次に、第一のλ/4板6、及び、第二のλ/4板10が二軸性のλ/4板(nx>ny>nz、Nz=1.5)である場合における、第一の位相差板7の厚み方向位相差の違いによる効果について、図38を参照して以下に説明する。図38は、第一のλ/4板及び第二のλ/4板が二軸性のλ/4板(nx>ny>nz、Nz=1.5)である場合における、第一の位相差板の厚み方向位相差と透過率との関係を示すグラフである。
図38中、T1は、黒表示状態(電圧無印加時)における、方位角25°、極角60°の方向から観測したときの透過率と、方位角65°、極角60°の方向から観測したときの透過率との差の絶対値を示す。方位角45°の方向を基準とした視野角特性の対称性が良好な場合、T1は小さくなる。第一の位相差板7の厚み方向位相差を変化させながらT1を計算すると、図38に示すように、厚み方向位相差が180nm(実施例9)であるとき、T1が最小となった。よって、第一のλ/4板6、及び、第二のλ/4板10が二軸性のλ/4板(nx>ny>nz、Nz=1.5)である場合、視野角特性の対称性を高めたければ、実施例9を採用することが好ましい。
図38中、T2は、黒表示状態(電圧無印加時)における、方位角0~360°(5°間隔)、極角60°の方向から観測したときの透過率の平均値を示す。透過率が方位角によらず平均的に低い(黒表示状態の光漏れが少ない)場合、T2は小さくなる。第一の位相差板7の厚み方向位相差を変化させながらT2を計算すると、図38に示すように、厚み方向位相差が230nm(実施例10)であるとき、T2が最小となった。よって、第一のλ/4板6、及び、第二のλ/4板10が二軸性のλ/4板(nx>ny>nz、Nz=1.5)である場合、透過率の平均値を小さくしたければ、実施例10を採用することが好ましい。
図22、及び、図38を比較すれば分かるように、第一の位相差板7の厚み方向位相差の最適値は、第一のλ/4板6、及び、第二のλ/4板10が二軸性のλ/4板である場合(図38)の方が、第一のλ/4板6、及び、第二のλ/4板10が一軸性のλ/4板である場合(図22)よりも高くなる。これは、定性的には、以下のように理解される。第一のλ/4板6、及び、第二のλ/4板10の厚み方向位相差は、例えば、Nz=1.0のとき-68.75nmであるが、Nz=1.5のとき-137.5nmである。よって、第一のλ/4板6、及び、第二のλ/4板10のNz係数が増加すると、その厚み方向位相差(上記の例では、68.75nm)が減少し、その減少分を補うために、第一の位相差板7の厚み方向位相差を増加させることが求められる。すなわち、第一のλ/4板6、及び、第二のλ/4板10を一軸性のλ/4板から二軸性のλ/4板に変更する場合、それらの厚み方向位相差の増減を考慮した上で第一の位相差板7の厚み方向位相差を調整することによって、第一のλ/4板6、及び、第二のλ/4板10が一軸性のλ/4板である場合と同等の効果が得られる。
実施形態1-1の液晶表示パネルについては、上述したように、実施例1~10の液晶表示パネルによって代表的にシミュレーションを行った。実施形態1-2の液晶表示パネルについても、同じ構成部材を用いれば、実施形態1-1の液晶表示パネルと同様なシミュレーション結果が得られる。
[評価8]
実施例12、実施例13、実施例14、参考例1、及び、比較例2について、上述した[評価1]と同様な評価方法によって、透過率の視野角特性(透過率と方位角及び極角との関係)のシミュレーションを行った。
(評価結果)
図39は、実施例12の液晶表示パネルにおける、透過率の視野角特性のシミュレーション結果を示すコンター図である。図40は、実施例13の液晶表示パネルにおける、透過率の視野角特性のシミュレーション結果を示すコンター図である。図41は、実施例14の液晶表示パネルにおける、透過率の視野角特性のシミュレーション結果を示すコンター図である。参考例1のシミュレーション結果は、図11で既に示した通りである。図42は、比較例2の液晶表示パネルにおける、透過率の視野角特性のシミュレーション結果を示すコンター図である。
図39~41に示すように、実施例12、実施例13、及び、実施例14は、視野角特性が同等であった。また、図11と比較すれば分かるように、実施例12、実施例13、及び、実施例14は、視野角特性が参考例1と同等であった。すなわち、実施例12、実施例13、及び、実施例14によれば、参考例1と同様に、斜め方向から観察したときも良好な黒表示状態が得られた。一方、図11、及び、図39~42に示すように、比較例2は、実施例12、実施例13、実施例14、及び、参考例1よりも視野角特性が劣っており、特に斜め方向の視野角が狭かった。これは、比較例2において、第一のλ/4板206と第二のλ/4板210との間に、斜め方向における偏光状態の変化を最適化(光学補償)する位相差板(例えば、実施例12の第一の位相差板27)が配置されていないためである。
次に、第一のλ/4板26、及び、第二のλ/4板30が一軸性のλ/4板(nx<ny=nz、Nz=0)である場合における、第一の位相差板27の厚み方向位相差の違いによる効果について、図43を参照して以下に説明する。図43は、第一のλ/4板及び第二のλ/4板が一軸性のλ/4板(nx<ny=nz、Nz=0)である場合における、第一の位相差板の厚み方向位相差と透過率との関係を示すグラフである。
図43中、T1は、黒表示状態(電圧無印加時)における、方位角25°、極角60°の方向から観測したときの透過率と、方位角65°、極角60°の方向から観測したときの透過率との差の絶対値を示す。方位角45°の方向を基準とした視野角特性の対称性が良好な場合、T1は小さくなる。第一の位相差板27の厚み方向位相差を変化させながらT1を計算すると、図43に示すように、厚み方向位相差が87.5nm(実施例12)であるとき、T1が最小となった。よって、第一のλ/4板26、及び、第二のλ/4板30が一軸性のλ/4板(nx<ny=nz、Nz=0)である場合、視野角特性の対称性を高めたければ、実施例12を採用することが好ましい。
図43中、T2は、黒表示状態(電圧無印加時)における、方位角0~360°(5°間隔)、極角60°の方向から観測したときの透過率の平均値を示す。透過率が方位角によらず平均的に低い(黒表示状態の光漏れが少ない)場合、T2は小さくなる。第一の位相差板27の厚み方向位相差を変化させながらT2を計算すると、図43に示すように、厚み方向位相差が112.5nm(実施例14)であるとき、T2が最小となった。よって、第一のλ/4板26、及び、第二のλ/4板30が一軸性のλ/4板(nx<ny=nz、Nz=0)である場合、透過率の平均値を小さくしたければ、実施例14を採用することが好ましい。
以上より、本発明の第二の液晶表示パネルにおいて、第一のλ/4板26、及び、第二のλ/4板30の主屈折率がny=nzの関係を満たす、すなわち、nx<ny=nzの関係(一軸性のλ/4板:ネガティブAプレート)を満たすとき、第一の位相差板27の厚み方向位相差は、87.5nm以上、112.5nm以下であることが好ましい。第一の位相差板27の厚み方向位相差のより好ましい範囲は、液晶表示パネルの設計思想(視野角特性の対称性を重視するのか、透過率の平均値を重視するのか)に依存する。
実施形態2-1の液晶表示パネルについては、上述したように、実施例12~14の液晶表示パネルによって代表的にシミュレーションを行った。ここで、第一のλ/4板26、及び、第二のλ/4板30のうちの少なくとも一方を一軸性のλ/4板(nx<ny=nz、Nz=0)から二軸性のλ/4板(nx<ny<nz、Nz<0)に変更する場合、上述した[評価5]、[評価6]、及び、[評価7]と同様に、その厚み方向位相差の増減を考慮した上で第一の位相差板27の厚み方向位相差を調整することによって、第一のλ/4板26、及び、第二のλ/4板30が一軸性のλ/4板である場合と同等の効果が得られる。実施形態2-2の液晶表示パネルについても、同じ構成部材を用いれば、実施形態2-1の液晶表示パネルと同様なシミュレーション結果が得られる。
[付記]
本発明の一態様は、観察面側から背面側に向かって順に、第一の偏光板と、第一の位相差付与部と、第一の基板と、第二の位相差付与部と、ネマチック液晶を含有する液晶層と、第二の基板と、第二の偏光板とを備え、上記第一の基板及び上記第二の基板のうちの一方は、電圧が印加されることによって上記液晶層に横電界を発生させる一対の電極を有し、上記ネマチック液晶は、上記一対の電極間に電圧が印加されていない状態で、ホモジニアス配向するものであり、上記第一の位相差付与部は、主屈折率がnx>ny≧nzの関係を満たす第一のλ/4板を含み、上記第二の位相差付与部は、主屈折率がnx>ny≧nzの関係を満たす第二のλ/4板を含み、上記第一の位相差付与部及び上記第二の位相差付与部のうちの一方は、上記第一の基板側に、主屈折率がnx≦ny<nzの関係を満たす第一の位相差板を含み、上記第一のλ/4板の面内遅相軸は、上記第一の偏光板の吸収軸と45°の角度をなし、かつ、上記第二のλ/4板の面内遅相軸と直交する液晶表示パネル(本発明の第一の液晶表示パネル)であってもよい。この態様によれば、下記の効果によって、明所における視野角特性が良好となる。
(1)上記第一の偏光板と上記第一のλ/4板とが積層された円偏光板が、本発明の第一の液晶表示パネルの観察面側に配置されるため、円偏光板の反射防止効果によって、明所における視認性が高まる。
(2)上記第一の位相差板が上記第一のλ/4板と上記第二のλ/4板との間に配置されるため、本発明の第一の液晶表示パネルの法線方向から入射する光だけではなく、斜め方向から入射する光に対しても、従来の横電界モードの液晶表示パネルと光学的に等価である構成を実現することができる。
本発明の別の一態様は、観察面側から背面側に向かって順に、第一の偏光板と、第一の位相差付与部と、第一の基板と、第二の位相差付与部と、ネマチック液晶を含有する液晶層と、第二の基板と、第二の偏光板とを備え、上記第一の基板及び上記第二の基板のうちの一方は、電圧が印加されることによって上記液晶層に横電界を発生させる一対の電極を有し、上記ネマチック液晶は、上記一対の電極間に電圧が印加されていない状態で、ホモジニアス配向するものであり、上記第一の位相差付与部は、主屈折率がnx<ny≦nzの関係を満たす第一のλ/4板を含み、上記第二の位相差付与部は、主屈折率がnx<ny≦nzの関係を満たす第二のλ/4板を含み、上記第一の位相差付与部及び上記第二の位相差付与部のうちの一方は、上記第一の基板側に、主屈折率がnx≧ny>nzの関係を満たす第一の位相差板を含み、上記第一のλ/4板の面内遅相軸は、上記第一の偏光板の吸収軸と45°の角度をなし、かつ、上記第二のλ/4板の面内遅相軸と直交する液晶表示パネル(本発明の第二の液晶表示パネル)であってもよい。この態様によれば、下記の効果によって、明所における視野角特性が良好となる。
(1)上記第一の偏光板と上記第一のλ/4板とが積層された円偏光板が、本発明の第二の液晶表示パネルの観察面側に配置されるため、円偏光板の反射防止効果によって、明所における視認性が高まる。
(2)上記第一の位相差板が上記第一のλ/4板と上記第二のλ/4板との間に配置されるため、本発明の第二の液晶表示パネルの法線方向から入射する光だけではなく、斜め方向から入射する光に対しても、従来の横電界モードの液晶表示パネルと光学的に等価である構成を実現することができる。
本発明の第一の液晶表示パネル、及び、本発明の第二の液晶表示パネルにおいて、上記第一の位相差付与部は、上記第一の偏光板側から上記第一の基板側に向かって順に、上記第一のλ/4板と、上記第一の位相差板とを有するものであってもよい。このような構成によれば、上記第一の位相差板が上記第一の基板の上記液晶層とは反対側に配置される場合であっても、本発明を利用することができる。
本発明の第一の液晶表示パネル、及び、本発明の第二の液晶表示パネルにおいて、上記第二の位相差付与部は、上記液晶層側から上記第一の基板側に向かって順に、上記第二のλ/4板と、上記第一の位相差板とを有するものであってもよい。このような構成によれば、上記第一の位相差板が上記第一の基板の上記液晶層側に配置される場合であっても、本発明を利用することができる。
本発明の第一の液晶表示パネルにおいて、上記第一の位相差付与部は、上記第一の偏光板側から上記第一の基板側に向かって順に、nx<ny=nzの関係を満たす第二の位相差板と、上記第一のλ/4板と、上記第一の位相差板とを有するものであってもよい。このような構成によれば、上記第二の位相差板によって上記第一の偏光板及び上記第二の偏光板の視野角補正がなされるため、より広い視野角が得られる。
本発明の第一の液晶表示パネル、及び、本発明の第二の液晶表示パネルにおいて、上記第一のλ/4板及び上記第二のλ/4板の主屈折率がny=nzの関係を満たすとき、上記第一の位相差板の厚み方向位相差は、87.5nm以上、112.5nm以下であってもよい。このような構成によれば、視野角特性の対称性と透過率の平均値とのバランスを良好にすることができる。
本発明の第一の液晶表示パネル、及び、本発明の第二の液晶表示パネルにおいて、上記一対の電極間に電圧が印加されていない状態で、上記ネマチック液晶の配向方向と上記第二の偏光板の吸収軸とは、平行であってもよい。このような構成によれば、着色具合を良好にする(黒表示品位を高める)ことができる。
本発明の別の一態様は、上記液晶表示パネル(本発明の第一の液晶表示パネル、又は、本発明の第二の液晶表示パネル)を備える液晶表示装置であってもよい。この態様によれば、明所における視野角特性に優れた液晶表示装置を実現することができる。
1a、1b、1c、21a、21b:液晶表示装置
2a、2b、2c、22a、22b、102、202、302:液晶表示パネル
3:バックライト
4、104、204、304:第一の偏光板
5a、5b、5c、25a、25b:第一の位相差付与部
6、26、206:第一のλ/4板
7、27:第一の位相差板
8、108、208、308:第一の基板
9a、9b、29a、29b:第二の位相差付与部
10、30、210:第二のλ/4板
11、111、211、311:液晶層
12、112、212、312:第二の基板
13、113、213、313:第二の偏光板
14:支持基板
15:共通電極(面状電極)
16:絶縁膜
17:画素電極(櫛歯電極)
18:第二の位相差板
a:入射光
b1、b2、b3、b4:反射光

Claims (8)

  1. 観察面側から背面側に向かって順に、
    第一の偏光板と、
    第一の位相差付与部と、
    第一の基板と、
    第二の位相差付与部と、
    ネマチック液晶を含有する液晶層と、
    第二の基板と、
    第二の偏光板とを備え、
    前記第一の基板及び前記第二の基板のうちの一方は、電圧が印加されることによって前記液晶層に横電界を発生させる一対の電極を有し、
    前記ネマチック液晶は、前記一対の電極間に電圧が印加されていない状態で、ホモジニアス配向するものであり、
    前記第一の位相差付与部は、主屈折率がnx>ny≧nzの関係を満たす第一のλ/4板を含み、
    前記第二の位相差付与部は、主屈折率がnx>ny≧nzの関係を満たす第二のλ/4板を含み、
    前記第一の位相差付与部及び前記第二の位相差付与部のうちの一方は、前記第一の基板側に、主屈折率がnx≦ny<nzの関係を満たす第一の位相差板を含み、
    前記第一のλ/4板の面内遅相軸は、前記第一の偏光板の吸収軸と45°の角度をなし、かつ、前記第二のλ/4板の面内遅相軸と直交することを特徴とする液晶表示パネル。
  2. 観察面側から背面側に向かって順に、
    第一の偏光板と、
    第一の位相差付与部と、
    第一の基板と、
    第二の位相差付与部と、
    ネマチック液晶を含有する液晶層と、
    第二の基板と、
    第二の偏光板とを備え、
    前記第一の基板及び前記第二の基板のうちの一方は、電圧が印加されることによって前記液晶層に横電界を発生させる一対の電極を有し、
    前記ネマチック液晶は、前記一対の電極間に電圧が印加されていない状態で、ホモジニアス配向するものであり、
    前記第一の位相差付与部は、主屈折率がnx<ny≦nzの関係を満たす第一のλ/4板を含み、
    前記第二の位相差付与部は、主屈折率がnx<ny≦nzの関係を満たす第二のλ/4板を含み、
    前記第一の位相差付与部及び前記第二の位相差付与部のうちの一方は、前記第一の基板側に、主屈折率がnx≧ny>nzの関係を満たす第一の位相差板を含み、
    前記第一のλ/4板の面内遅相軸は、前記第一の偏光板の吸収軸と45°の角度をなし、かつ、前記第二のλ/4板の面内遅相軸と直交することを特徴とする液晶表示パネル。
  3. 前記第一の位相差付与部は、前記第一の偏光板側から前記第一の基板側に向かって順に、前記第一のλ/4板と、前記第一の位相差板とを有することを特徴とする請求項1又は2に記載の液晶表示パネル。
  4. 前記第二の位相差付与部は、前記液晶層側から前記第一の基板側に向かって順に、前記第二のλ/4板と、前記第一の位相差板とを有することを特徴とする請求項1又は2に記載の液晶表示パネル。
  5. 前記第一の位相差付与部は、前記第一の偏光板側から前記第一の基板側に向かって順に、nx<ny=nzの関係を満たす第二の位相差板と、前記第一のλ/4板と、前記第一の位相差板とを有することを特徴とする請求項1に記載の液晶表示パネル。
  6. 前記第一のλ/4板及び前記第二のλ/4板の主屈折率がny=nzの関係を満たすとき、前記第一の位相差板の厚み方向位相差は、87.5nm以上、112.5nm以下であることを特徴とする請求項1~5のいずれかに記載の液晶表示パネル。
  7. 前記一対の電極間に電圧が印加されていない状態で、前記ネマチック液晶の配向方向と前記第二の偏光板の吸収軸とは、平行であることを特徴とする請求項1~6のいずれかに記載の液晶表示パネル。
  8. 請求項1~7のいずれかに記載の液晶表示パネルを備えることを特徴とする液晶表示装置。
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