CN102725678B - Va-模式液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种VA-模式液晶显示装置，其中沿彩色滤光片层的550nm波长下的厚度方向上的延迟RthCF(550)，以及沿整个后面侧延迟区域的550nm波长下的厚度方向上的延迟Rth后(550)的总和满足下式(I)：(I)|RthCF(550)+Rth后(550)|≤90nm。

Description

VA-模式液晶显示装置
技术领域
本发明涉及一种正面对比度改善的VA(垂直取向)模式液晶显示装置。
背景技术
目前，液晶显示装置对比度(CR)的提高正在推广。特别地，VA-模式的液晶显示装置与其他模式的液晶显示装置相比，具有在法线方向的对比度(下文称为“正面CR”，且“正面CR”通常也可称作“轴上对比度”)高的优点，并且现在多方面的研究和开发进一步加强了这个优点。因此，在这6年中，VA模式液晶显示装置的正面CR已从约400增至约8000，或增加了约20倍。
例如，作为增加透光率的一种方法，已知阵列上彩色滤光片(COA)结构(例如，JP-A 2005-99499、2005-258004、2005-3733)。COA结构可以具有增加的开口率，因此可增加黑色或白色显示状态的透光率。目前，对环境问题的关注正在增加，而且采用COA结构增加透光率有助于降低功耗且从环境角度来看是有利的。
正面CR由白色显示状态和黑色显示状态(白色亮度与黑色亮度)中的两个透光率因子决定，因此不能通过仅增加透光率而提高。即使白色显示状态下的透光率可提高，但同时也增加了在显示黑色状态下的透光率，那么可能不会实现CR的提高。为了通过采用能够改善在白色显示状态下的透光率的结构而增大正面CR，重要的是，通过采用该结构防止在显示黑色状态下的透光率的增加。
另一方面，在液晶显示装置中，重要的是，不仅正面CR高，而且在倾斜方向的CR(以下了可简称“视角CR”)也高。已经提出了多种使用一个或多个延迟膜的技术，以减少在VA模式液晶显示装置(例如，JP-A 2006-184640)的黑色显示状态下的倾斜方向上的漏光。一般而言，延迟膜置于位于其间中心的液晶单元的前面侧和后面侧，其中用于显示装置中的光学补偿所必需的延迟分布在两个延迟膜内。通常使用两个系统的组合用于光学补偿。在一个系统中，分别置于前面侧和后面侧的延迟膜同等具有相同的延迟；并且该系统的优点是，相同类型的膜可用于其中。在其他系统中，使置于任何一侧的延迟膜具有较大的延迟；并且该系统在成本上具有优势，因为它可以通过使用便宜的延迟膜的组合实现光学补偿。在后一个系统中，一般而言，置于后面侧上的延迟膜在实际使用中制成具有较大的延迟。其中一个原因是生产成本。关于这个原因，JP-A-2006-241293的[0265]段描述如下：“在本发明的纤维素酰化物膜仅用作一个偏振片的保护膜(置于液晶单元和偏振膜之间)的情况下，这可以在上偏振片(观看者侧)或下偏振片(背光侧)的任一侧，无而功能上的问题。然而，当它用在上偏振片的侧面时，功能膜必须置于观看者侧(上侧)且生产能力可能由此而降低，因此，在许多情况下，它可以用在下偏振片的侧面，且这可能是更优选的实施方案。”第二个原因是，从耐冲击性和耐环境变化(包括温度变化和湿度变化)的观点来看，将具有较大延迟的膜置于后面侧是优选的。
发明概述
本发明尝试在VA-模式液晶显示装置中采用COA结构，以改善正面CR，但发现不能改善正面CR。进一步研究发现，原因之一是在VA-模式液晶显示中存在延迟膜，该延迟膜有助于减少在黑色显示状态下的倾斜方向上的漏光，或者说是有助于改善显示器的视角CR。特别地，已知在上述具有普通结构的VA-模式液晶显示装置中，其中具有较大延迟的延迟膜置于后面侧，当采用COA结构时，正面CR无法得到改善，反而降低了。据本发明人所知，可以说，迄今为止，关于在具有延迟膜的VA-模式液晶显示装置中采用COA结构涉及的问题，一无所知。
具体地，本发明的一个目的是，解决在具有延迟膜的VA-模式液晶显示装置中采用COA结构的问题，但迄今为止，这在现有技术中尚未已知。具体地说，本发明的目的是提供一种具有改善的正面对比度的COA结构的VA-模式液晶显示装置。
如上所述，本发明人研究已经发现采用COA结构扩大了开口率，从而增加了在白色显示状态下的透光率，但另一方面，它也增加了在黑色显示状态下的漏光。特别地，已知在VA-模式液晶显示装置中采用COA结构的情况下，正面CR无法得到改善，与不具有COA结构的显示装置相比正面CR反而降低了，在该VA-模式液晶显示装置中，具有较大延迟的延迟膜置于后面侧。为了解决这个问题，本发明人刻苦钻研，结果发现置于后面侧的延迟膜的Rth对正面CR的降低具有一些影响，还发现不仅置于液晶单元后面侧基板外的延迟膜的Rth，而且形成在后面侧基板上的彩色滤光片层的Rth也对其具有一些影响。基于这些发现，发明人做了进一步研究，且发现当这些构件的总Rth落入预定的范围内时，具有COA结构的VA-模式液晶显示装置的正面CR可显著改善，于是提出了本发明。
用于实现以上目的的手段如下。
[1]VA模式液晶显示装置，其包括：
前面侧偏振元件，
后面侧偏振元件，
置于所述前面侧偏振元件和后面侧偏振元件之间的液晶层，
置于所述液晶层和后面侧偏振元件之间的彩色滤光片层，以及
由一个或多个置于所述后面侧偏振元件和彩色滤光片层之间的延迟层组成的后面侧延迟区域；
其中在所述彩色滤光片层的550nm波长上沿厚度方向的总延迟RthCF(550)和在整体后面侧延迟区域的550nm波长上沿厚度方向的总延迟Rth后(550)满足下式(I)：
(I)|RthCF(550)+Rth后(550)|≤90nm.
[2][1]的VA-模式液晶显示装置，其中所述液晶层夹在阵列基板和对峙基板之间，所述阵列基板配有彩色滤光片层并具有黑色矩阵以分割像素，所述对峙基板面向所述阵列基板放置。
[3][1]或[2]的VA-模式液晶显示装置,其中所述后面侧延迟区域满足下式(II)：
(II)|Re(550)|≤20nm,
其中Re(λ)表示在所述区域的λnm波长上的面内延迟(nm)。
[4][1]-[3]的任一项的VA-模式液晶显示装置,其中一个或多个置于所述前面侧偏振元件和液晶层(在下文中，一个或多个置于所述前面侧偏振元件和液晶层的层的整体称为“前面侧延迟区域”)之间的延迟层整体满足下式(III)和(IV)：
(III)30nm≤Re(550)≤90nm,
(IV)150nm≤Rth(550)≤300nm.
[5][1]-[4]的任一项的VA-模式液晶显示装置，其中所述后面侧延迟区域满足下式(Ia)：
(Ia)|Rth(550)|≤20nm.
[6][5]的VA-模式液晶显示装置，其中所述前面侧延迟区域满足下式(IIIa)和(IVa)：
(IIIa)30nm≤Re(550)≤90nm,
(IVa)180nm≤Rth(550)≤300nm.
[7][1]-[4]的任一项的VA-模式液晶显示装置，其中所述后面侧延迟区域满足下式(Ib)：
(Ib)20nm<|Rth(550)|≤90nm.
[8][7]的VA-模式液晶显示装置，其中所述前面侧延迟区域满足下式(IIIb)和(IVb)：
(IIIb)30nm≤Re(550)≤90nm,
(IVb)150nm≤Rth(550)≤270nm.
[9][1]-[8]的任一项的VA-模式液晶显示装置，其中所述后面侧延迟区域满足下面两式：
|Rth(450)|/|Rth(550)|≤1,和
1≤|Rth(630)|/|Rth(550)|.
[10][1]-[9]的任一项的VA-模式液晶显示装置，其中所述彩色滤光片层置于所述液晶单元内，且所述彩色滤光片层的Rth满足下面两式：
|Rth(450)|/|Rth(550)|≤1,和
1≤|Rth(630)|/|Rth(550)|.
[11][1]-[10]的任一项的VA-模式液晶显示装置，其中所述后面侧延迟区域由纤维素酰化物基膜形成或包含纤维素酰化物基膜。
[12][1]-[11]的任一项的VA-模式液晶显示装置，其中所述后面侧延迟区域由丙烯酰基聚合物膜形成或包含丙烯酰基聚合物膜。
[13][12]的VA-模式液晶显示装置，其中所述后面侧延迟区域由丙烯酰基聚合物膜形成或包含丙烯酰基聚合物膜，所述丙烯酰基聚合物膜含有丙烯酰基聚合物，该丙烯酰基聚合物含有至少一个选自内酯环单元、马来酸酐单元和戊二酸酐单元的单元。
[14][1]-[13]任一项的VA-模式液晶显示装置，其中所述后面侧延迟区域由环烯烃基聚合物膜形成或含有环烯烃基聚合物膜。
[15][1]-[14]的任一项的VA-模式液晶显示装置，其中所述前面侧延迟区域由一个双轴聚合物膜形成或含有一个双轴聚合物膜。
[16][1]-[15]任一项的VA-模式液晶显示装置，其中所述前面侧延迟区域含有一个单轴聚合物膜。
[17][15]或[16]的VA-模式液晶显示装置，其中所述一个双轴聚合物膜或一个单轴聚合物膜是纤维素酰化物基膜。
[18][15]或[16]的VA-模式液晶显示装置，其中所述一个双轴聚合物膜或一个单轴聚合物膜是环烯烃基聚合物膜。
附图说明
图1为本发明的VA-模式液晶显示装置的一个实例的横截面示意图。
图2为此处给出供参考的非COA结构的VA-模式液晶显示装置的一个实例的横截面示意图。
在图中，标记数字具有以下含义。
10 液晶层
12 彩色滤光片层
14 阵列构件
16 后面侧基板
18 前面侧基板
20 后面侧延迟区域
22 前面侧延迟区域
24 后面侧偏振元件
26 前面侧偏振元件
28 背光单元
LC COA 结构的VA-模式液晶单元
PL1 后面侧偏振片
PL2 前面侧偏振片
具体实施方式
以下对本发明进行详细描述。请注意，在本专利说明书中，“…至…”形式的任何数值表达式用来表示包括分别由“至”之前和之后所给出的数值表示的上限和下限。
首先，对说明书中所用的术语加以解释。
(延迟，Re和Rth)
在本说明书中，Re(λ)和Rth(λ)分别为在波长λ下面内延迟和沿厚度方向的延迟(nm)。Re(λ)通过使用KOBRA 21ADH或WR(Oji Scientific Instruments公司)向样品如膜的法线方向上施加具有λ波长的光而测量。KOBRA的标准波长为590nm。
当通过单轴或者双轴折射率椭球来分析样品时，膜的Rth(λ)的计算如下。
Rth(λ)基于六个Re(λ)值、平均折射率的假定值和输入的膜厚度值，由KOBRA21ADH或者WR计算，所述六个Re(λ)值是用面内慢轴，通过波长为λnm的入射光，在与样品模的法线方向夹角为0°到50°之间，每隔10°测定一次得到，面内慢轴作为倾斜轴(旋转轴；如果膜没有面内慢轴，则定义为任意面内方向)。
以上所述，当待分析的膜的角度在某方向上的延迟值在某个倾斜角为零，且从法线方向以面内慢轴为旋转轴时，那么在比延迟值为零的倾斜角大的倾斜角的延迟值变为负值，然后通过KOBRA 21ADH或者WR.计算膜的Rth(λ)。
围绕慢轴作为所述膜的倾斜角(旋转角)(当所述膜无慢轴时，那么其旋转轴可以在所述膜的任何面内方向上)，延迟值在任何所需的倾斜的两个方向上测量，且根据数据、平均折射率的估计值和输入的膜厚度值，Rth可根据下式(X)和(XI)计算：
(X):
Rth = [ nx + ny 2 - nz ] &times; d
(XI):
Re ( &theta; ) = [ nx - ny &times; nz { ny sin ( sin - 1 ( sin ( - &theta; ) nx ) ) } 2 + { nz cos ( sin - 1 ( sin ( - &theta; ) nx ) ) } 2 ] &times; d cos { sin - 1 ( sin ( - &theta; ) nx ) }
其中Re(θ)表示从法线方向倾斜θ角度的方向上的延迟值；nx表示在面内慢轴方向上的折射率；ny表示在垂直于nx的面内方向上的折射率；nz表示在垂直于nx和ny的方向上的折射率。“d”为样品的厚度。
当诸如膜的待分析的样品不用单轴或双轴折射率椭球表示时，或即当所述膜没有光轴时，所述膜的Rth(λ)可计算如下：
所述膜的Re(λ)围绕慢轴(由KOBRA21ADH或WR判断)作为面内倾斜轴(旋转轴)，相对于从-50度直到+50度(间隔10度)的所述膜的法线方向，在总共11个点上测量，在倾斜方向上施加具有波长λnm的光；且基于所测量的延迟值、平均折射率的估计值和输入的膜厚度值，可以通过KOBRA21ADH或WR计算所述膜的Rth(λ)。
在上述测量中，平均折射率的假设值可从《Polymer Handbook)》(JohnWiley&Sons,Inc.)的各种光学膜的目录中所列的值中得到。平均折射率未知的那些可使用阿贝折射仪测量。一些主要的光学膜的平均折射率在下面列出：
纤维素酰化物(1.48)、环烯烃聚合物(1.52)、聚碳酸酯(1.59)、聚甲基丙烯酸甲酯(1.49)和聚苯乙烯(1.59)。
KOBRA 21ADH或WR通过输入这些平均折射率的假设值和膜厚而计算nx、ny和nz。基于计算的nx、ny或nz，进一步计算Nz=(nx-nz)/(nx-ny)。
在本说明书中，Re(λ)和Rth(λ)，如Re(450)、Re(550)、Re(630)、Rth(450)、Rth(550)和Rth(630)的数值从用测量装置在三个或更多不同波长(如λ=479.2、546.3、632.8或745.3nm下测量的Re和Rth计算。具体地，所测数据由柯西公式(Cauchy's formula)(直到第三项，Re=A+B/λ2+C/λ4)拟合(approximate)，以确定A、B和C的数值。用那样的方式，重新绘制波长λ下的Re和Rth的数据，从而从该数据确定波长λ下的Re(λ)和Rth(λ)。
在本说明书中，延迟膜等的“慢轴”表示折射率最大的方向。“可见光区域”是从380nm至780nm。除非另有明确指出，在本说明书中，测量波长为550nm。在本发明所属技术领域中，550nm的波长用于调节膜的性质。
在本说明书中，应当理解，表示如延迟区域、延迟膜、液晶层等的组成部件的光学性能的数值数据、数值范围和定性表述(如“等价”、“相等”等的表达)应为包括有关液晶显示装置及其组成构件的通常可接受的误差的数值数据、数值数据和定性性质。
在本说明书中，延迟膜表示置于液晶单元和偏振元件(与延迟水平无关)之间的自支持膜。所述延迟膜是延迟层的同义词。所述延迟区域是置于液晶单元和偏振元件之间的一层或多层延迟膜的的通用术语。
在本说明书中，“前面侧”表示显示面板侧；“后面侧”表示背光侧。“Re”或“Rth”所加下标“前”、“后”和“CF”分别表示前面侧延迟区域、后面侧延迟区域和彩色滤光片的Re或Rth。
在本说明书中，“前面侧”表示面板侧；“后面侧”表示背光侧。在本说明书中，“前”表示面板面的法线方向；且“正面对比度(CR)”表示从在朝向面板面的法线方向上测量白色亮度和黑色亮度计算的对比度；且“视角对比度(CR)”表示在从相对于面板面的法线方向倾斜的倾斜方向上(例如，在相对于面板面45度方位方向上和60度极角方向上定义的方向上)测量的白色亮度和黑色亮度计算的对比度。
本发明涉及具有COA结构的VA-模式液晶显示装置。图1是本发明的液晶显示装置的一个实例的横截面示意图；且供参考，图2显示了非COA结构的VA-模式液晶显示装置的一个实例的横截面示意图。
图1所示的本发明的VA-模式液晶显示装置包括前面侧偏振元件26、后面侧偏振元件24、置于前面侧偏振元件26和后面侧偏振元件24之间的液晶层10、置于液晶层10和后面侧偏振元件24之间的彩色滤光片层12、置于后面侧偏振元件24和彩色滤光片层12之间的后面侧延迟区域，和置于前面侧偏振元件26和液晶层10之间的前面侧延迟区域22。图1的VA-模式液晶显示装置的液晶单元LC为具有COA结构的液晶单元，其中液晶层10夹在前面侧基板18和后面侧基板16之间，且阵列构件14和彩色滤光片12置于同一个基板(后面侧基板16)上。所述液晶单元LC可以具有黑色矩阵(未显示)，且其位置可以在后面侧基板16或前面侧基板18上。
图2为一个参考例，显示了具有非COA结构液晶单元LC'的VA-模式液晶显示装置的横截面示意图。在图2中，液晶单元LC'为非COA结构的液晶单元，其包括液晶层50以及前面侧基板58和后面侧基板56，所述单元夹在前面侧基板58和后面侧基板56之间，这样，彩色滤光片52置于与阵列构件54不同的基板上，即在前面侧基板58上。
有关图1和图2的VA-模式液晶显示装置，描述了增加黑色显示状态下正面方向上的透光率的原因，或亦即增加漏光的原因。
一般而言，在VA-模式液晶显示装置中，液晶层(10或50)在黑色显示状态时处于垂直取向状态，这样，因此，穿过后面侧偏振元件(24或64)且在法线方向上运行的线偏振光没有改变其偏振态，即使在穿过液晶层(10或50)后也没有改变，而且原则上，光在前面侧偏振元件(26或66)的吸收轴上被完全吸收。换句话说，原则上，可以说在黑色显示状态下的法线方向上无漏光。然而，VA-模式液晶显示装置的正面透光率在黑色状态下不为零。已知原因之一是因为液晶层(10或50)内的液晶分子波动，且进入液晶层的光由于波动而在一定程度上散射。当进入液晶层(10或50)的光在前面侧偏振元件(26或)的吸收轴上完全仅包含待吸收的线偏振成分时，波动可能更大，且正面的漏光趋于增加。具体地，当置于后面侧的延迟区域(20或60)的延迟更大时，且当入射光在更高的椭圆偏振程度上椭圆偏振时，可以更多地减少由于波动造成的正面漏光。
然而，如上所述，本发明人的研究显示，除液晶层内的液晶分子的波动外，后面侧偏振元件(24或64)和液晶层(10或50)之间的延迟区域(20或60)中的延迟也是漏光的原因。当来自背光(28或68)的取向光以已经穿过后面侧偏振元件(24或64)并且以倾斜方向进入延迟膜(20或60)时，由于延迟，线偏振光转化为椭圆偏振光。椭圆偏振光在液晶单元的阵列构件(14或54)中以及在彩色滤光片层(12或52)中衍射和散射，并且所述光的至少一部分在正面方向上传播。椭圆偏振光包括不会在前面侧偏振元件(26或66)的吸收轴被阻塞的线偏振光组件，因此，即使在黑色显示状态，在正面方向上也发生漏光，从而成为正面CR降低的一个原因。通过阵列构件(TFT阵列等)和彩色滤光片层发生的光学现象是例如，由于阵列构件和彩色滤光片层的表面不完全平整而是在一定程度上粗糙，由于所述构件可含有一些散射因子等。通过阵列构件和彩色滤光片层发生的光学现象对正面方向上的漏光的影响大于上述液晶层中的液晶分子的波动对其的影响。
通过进一步研究，本发明人已知当通过延迟区域椭圆偏振的光穿过预定的液晶单元的构件时发生的光学现象(衍射、散射等)对正面方向上的漏光具有不同的影响模式，这取决于光是在进入液晶膜之前穿过所述构件，还是在已经穿过液晶层之后穿过所述构件。在图1和图2的任何结构中，入射光在进入液晶层(10或50)之前穿过阵列构件(14或54)。另一方面，在图1所示的COA结构中，入射光在穿过液晶层(10)之前穿过彩色滤光片层(12)；但在图2所示的非COA结构中，入射光在已经穿过液晶层(50)之后穿过彩色滤光片层(52)。
在椭圆偏振程度较小的椭圆偏振光穿过阵列构件和彩色滤光片层的情况下，可以更大地降低通过光穿过所述构件而发生的光学现象对正面方向上的漏光的影响。
相应地，为了减少阵列构件中光学现象造成的漏光，椭圆偏振程度较小的椭圆偏振光可以进入所述构件；并且在COA结构的情况下，由于彩色滤光片层中的光学现象产生的漏光也可以同时减少。
在入射光在穿过液晶层之前进入的构件中，入射光的椭圆偏振程度由后面侧延迟区域(20或60)的延迟决定，光预先穿过该后面侧延迟区域(20或60)。一些彩色滤光片层可表现出在形成彩色滤光片层的过程中，由于分子取向或颜料的分子包装和/或在其内的粘合剂而造成的延迟；并且在图1的实施方案中，彩色滤光片层(12)显示Rth，所述程度由后面侧延迟区域(20或60)的延迟和彩色滤光片层(12)的延迟决定。另一方面，关于入射光在已经穿过液晶层之后穿过的构件，除后面侧延迟区域(20或60)的延迟对其的影响外，液晶层的延迟也可以对其有一些影响。在这里，当在VA-模式液晶层的情况下，考虑白色状态与黑色状态的转换时，一般而言，液晶层的Δnd(550)(其中，d表示液晶层的厚度(nm)，Δn(λ)表示液晶层在λ波长下的折射率各向异性；且Δnd(λ)表示Δn(λ)和d的乘积)设置为在约280至350nm之间。在非COA结构的情况下，即使当后面侧延迟区域的延迟如此设计使得穿过阵列构件的漏光可以很小，相反地，在入射光已经穿过液晶层之后椭圆率增大，从而，由于通过所述构件如彩色滤光片层发生的光学现象而造成的漏光可以由此增加。下表中，集中显示了后面侧延迟区域(20或60)的延迟程度、穿过不同构件的入射光对正面方面漏光的影响的倾向以及影响水平。
如上表所示，在具有非COA结构液晶单元的VA-模式液晶显示装置中，当后面侧延迟膜(60)的延迟较低时，在阵列构件(54)中由于光学现象造成的正面方向上的漏光可减少，而另一方面，在彩色滤光片层(52)中由于光学现象造成的正面方面上的漏光趋向增加；当后面侧延迟膜(60)的延迟高时，在阵列构件(54)中由于光学现象造成的正面方面上的漏光趋向增加，而另一方面，在彩色滤光片层(52)中由于光学现象造成的正面方面上的漏光可减少；或者亦即，这两种作用成彼此抵销的关系。相应地，在非COA结构中，后面侧延迟膜的延迟量对正面CR的影响可以很小；且在非COA结构的VA-模式液晶显示装置中，在正面CR方面，没必要研究后面侧延迟膜的延迟。换句话说，即使后面侧延迟膜分担高延迟，也不会发生正面CR降低的问题；因此，如上所提及的，考虑到生产成本、耐冲击性和耐环境性，在实际使用中，这样设计后面侧延迟膜以分担高延迟。
另一方面，如上表中，在图1具有当COA结构液晶单元的VA-模式液晶显示装置中，后面侧延迟区域(20)的延迟降低，在阵列构件(14)中由于光学现象造成的正面方向上的漏光可以减少，进一步，在彩色滤光片层(12)中由于光学现象造成的正面方向上的漏光也可以减少；但相反地，当后面侧延迟区域(20)的延迟较高时，在阵列构件(14)中由于光学现象造成的正面方向上的漏光趋向于增加，进一步，在彩色滤光片层(12)中由于光学现象造成的正面方向上的漏光也趋向于增加。相应地，即使在后一情况中，采用了COA结构且增大了开口率，在黑色显示状态下的正面方面上的漏光由于通过阵列构件和彩色滤光片构件的光学现象而增加，因此，正面CR得不到改善，反而降低了。就本发明人所知，迄今为止，该问题在本领域内是未知的。
在具有低正面CR的液晶显示装置中，后面侧延迟区域中的延迟对正面CR的影响几乎可以忽略。然而，在最近推出的具有高正面CR(例如，具有至少1500的正面CR)的液晶显示装置中，对进一步增大正面CR来说，该影响不可忽略。本发明对于进一步增大具有至少1500的正面CR的液晶显示装置的正面CR特别有效。
如上所示，本发明的正面CR改善效果不是通过采用COA结构液晶单元以增加开口率而达到的，但可以通过降低后面侧延迟区域和彩色滤光片层的总Rth而达到，入射光在穿过液晶层之前穿过后面侧延迟区域和彩色滤光片层，从而降低了进入液晶单元的偏振光的散射，由此，降低了正面黑度亮度。假设进入液晶单元的偏振光可以保持其偏振态，即使是在经内部构件散射后，本发明的效果可以根据鲍英卡勒偏振球(Poincare sphere)上的偏振光的轨迹描述。另一方面，迄今为止，当偏振光散射后，不认为光可以保持其偏振态；因此，不可预见：本发明的已经解决了由于液晶单元内的光散射造成的正面CR降低的问题的效果，可以通过鲍英卡勒偏振球上偏振光的轨迹描述描述。
在黑色显示状态(正面黑度)下，不仅正面CR，而且正面色调也是液晶显示装置的重要显示特征。本发明人的研究已经表明，当COA结构液晶单元的后面侧延迟区域和/或彩色滤光片层的延迟(Re和Rth)具有这样逆波长分散特征：延迟在可见光区域的更长波长下更大时，可以减少向正面黑度的特定颜色的色移。原因可能与上述液晶显示装置中正面方向上的漏光的原因相同。具体地，当后面侧延迟区域和/或彩色滤光片层的延迟的逆波长分散特征更强时，可以降低从光源(背光)倾斜进入液晶显示装置的光的椭圆偏振的波长依赖性，结果是因此可以降低波长依赖型漏光水平，且还可以减少正面黑度向特定颜色的色移。
本发明人已经进一步研究并发现，在具有COA结构液晶单元的装置中，黑色显示状态下的正面色移与具有非COA结构液晶单元的装置的正面色移相比，可以减少更多。原因是，在具有非COA结构液晶单元的装置中，必须考虑前面侧基板上的构件上的散射，在该前面侧基板上，液晶层延迟的影响更大。进入非COA结构液晶单元的入射光在散射到前面侧基板上的构件上之前穿过液晶层。液晶层的延迟，或亦即Δnd(λ)具有常规的波长分散特征(意味着延迟在较长波长下更小)，因此，当入射光穿过液晶层时，短波长区域内的光的椭圆偏振度变得更高，因而蓝色区域的光倾向于泄露更多。当各像素液晶层的厚度改变(多隙(multi-gap))时，液晶层的Δnd(λ)的波长分散特征可以由此而改变；然而，在Δnd(λ)/λ的值在一个较长波长下较小时，蓝色区域的光倾向于泄露更多，如上所述。相应地，与非COA结构液晶单元相比，受前面侧基板上的构件上的散射影响小的COA结构液晶单元可减少黑色显示状态下的正面色移。
在COA结构液晶单元的后面侧延迟区域和彩色滤光片制成具有总体上降低的Rth且具有逆延迟波长分散特征的情况下，可改善正面CR，且可减少黑色显示状态下的正面色移。
更具体地，在COA结构液晶单元的后面侧延迟区域和彩色滤光片制成具有总体上降低的Rth且具有逆延迟波长分散特征的情况下，黑色显示状态下的正面色移，与后面侧延迟区域和彩色滤光片也具有总体上降低的Rth但具有常规的延迟波长分散特征的另一个实施方案中的情况相比，可减少更多。在后一个实施方案中，观察到有些浅篮色的色移，但在前一个实施方案中，很少看到浅篮色的色移。在u'v'色度图上，黑色必须具有至少0.375的v’，但在u'v'色度图上，黑色显示状态下浅篮色的色移表示v’值减少。在前一个实施方案中，v’可达到0.38或更大。
减少COA结构液晶单元的后面侧延迟和彩色滤光片的总Rth不仅有助于改善正面方向CR，而且有助于改善倾斜方向上的对比度(在下文中，称为“视角CR”)。例如，即使采用COA结构液晶单元，但当后面侧延迟区域和/或彩色滤光片层具有如现有技术中那样的高延迟时，正面CR和视角CR均不能改善。具体地，本发明的视角CR改善效果是通过减少根据入射光偏振进入液晶单元而波动的漏光所获得的效果，而且是不能仅仅通过采用COA结构液晶单元和增大开口率而获得的效果。
此效果区别于下面将要提及的前面侧延迟区域的视角CR改善效果，所述前面侧延迟区域用于防止一对偏振片的偏振轴从垂直构型移开。
如其正面CR改善效果，本发明的视角CR改善效果可基于鲍英卡勒偏振球上偏振光的轨线而描述，假设进入液晶单元的偏振光可以保持其偏振态，即使是在经内部构件散射后。另一方面，如上所述，迄今为止不认为当偏振光散射后，光可以保持其偏振态；因此，不可预期：本发明的已经解决了由于液晶单元内的光散射造成的正面CR降低的问题的效果，可以通过鲍英卡勒偏振球上偏振光的轨迹描述描述。
本发明人所做的刻苦研究已经表明，当整个后面侧延迟区域(图1中的20)(入射光在进入COA结构液晶层之前穿过所述后面侧延迟区域)的Rth后(550)以及彩色滤光片层的RthCF(550)满足下式(I)时：
(I)|RthCF(550)+Rth后(550)|≤90nm,
出人意料地，可以解决上述问题。只要整个延迟区域(入射光在进入COA结构液晶单元LC之前穿过所述延迟区域)以及置于后面侧基板上的彩色滤光片的延迟满足上述式(I)，即使从倾斜方向的入射光此后在液晶单元中的阵列构件14和彩色滤光片层12中散射或衍射为在法线方向传播的光，且受液晶层中的液晶分子的波动影响，在黑色显示状态下的正面方向上的漏光也没有过度增加；并且与具有非COA结构液晶单元的VA-模式液晶显示装置相比，此种类型装置的正面CR可显著改善。本发明的效果是不能仅仅通过采用COA结构和增大开口率就能实现的效果，而是仅当采用COA结构以及当满足上述式(I)时可以实现的效果。
如上述彩色滤光片层和阵列构件，图1中未显示的其他构件(例如，黑色矩阵)也采用相同的方式。具体地，入射光在穿过液晶层之前穿过的构件与上表中的非COA结构的阵列构件相同；且光在已经穿过液晶层之后穿过的构件与上表中的非COA结构的彩色滤光片相同。
如上所述，在彩色滤光片、黑色矩阵和阵列构件，入射光偏振态对由于光学现象造成的黑色显示状态下的漏光的依赖性均显示出相同的趋势；然而，由于黑色矩阵的贡献相对小，黑色矩阵在COA结构液晶显示装置中的位置可以是液晶单元内的任何位置，但为了实现高正面CR，优选地在后面侧偏振元件和液晶层之间。
图1中的后面侧延迟区域20可以具有单层结构或为两层或更多层的层合体。在所述区域具有单层结构的实施方案中，所述层与彩色滤光片层的RthCF一起必须满足式(I)；并且在区域为至少两层的层合体的实施方案中，所述层合体与彩色滤光片层的RthCF一起必须满足式(I)。
为了实现较高的正面CR，将置于图1中的后面侧延迟区域20的膜的雾度(雾度)优选为至多0.5，更优选为至多0.3，更优选为至多0.2。在本说明书中，测量膜雾度的方法如下：制备膜样品(40mm×80mm)，并且在25℃、60%相对湿度的环境下，根据JIS K-6714，使用雾度计(NDH-2000，NipponDenshoku Kogyo生产)测试。
图1中的前面侧延迟区域22可以为单层结构或由两层或更多层组成的层合体。优选地，前面侧延迟区域22具有可有助于改善视角CR的延迟，用于有利地实现本发明不仅改善正面CR，而且改善视角CR的效果。如上所述，液晶单元LC的液晶层的Δnd(λ)一般为从280至350nm左右；但延迟的优选范围，特别是前面侧延迟区域22的Rth根据后面侧延迟区域20的延迟和液晶层的Δnd(λ)的数值而变化。为了改善倾斜CR，前面侧延迟区域和后面侧延迟区域相对于液晶层的Δnd(λ)的优选组合描述在多个专利出版物中，如日本专利3282986、3666666和3556159，其可通过引用结合在此。从此观点来看，优选地，前面侧延迟区域22满足下式(III)和(IV)：
(III)30nm≤Re(550)≤90nm，
(IV)150nm≤Rth(550)≤300nm
为了满足上述特征，前面侧延迟区域22可以由一个或多个双轴聚合物膜形成或包含一个或多个双轴聚合物膜。此外，前面侧延迟区域22可包含一个或多个单轴聚合物膜。
VA-模式液晶单元的Δnd(550)一般为从280至350nm左右，这是为了尽量增大在白色显示状态下的透光率。另一方面，当Δnd(550)小于280nm时，白色亮度可随着Δnd(550)的降低而略微减少，但由于单元(cell)厚度小，液晶显示装置的快速可靠性可以极佳。在后面侧第一延迟区域具有低延迟时，正面方面上的漏光减少，因此，本发明的达到高正面CR的特征在任何具有不同Δnd(550)的液晶显示装置中有效。
在本发明的一个实施方案中，后面侧延迟区域(图1中20)满足下式(II)：
(II)|Re(550)|≤20nm.
即使当具有高Re的延迟膜置于后面侧上时，只要Rth满足上述式(I)，就能达到本发明的效果。另一方面，在具有一定程度的Re的延迟膜置于后面侧上的情况下，对于其他构件如后面侧偏振元件的吸收轴等来说，严格的轴向取向将是必要的。优选地，后面侧延迟区域具有低Re，且总体上满足上述式(II)，有助于将一个或多个延迟膜合并为液晶显示装置中的后面侧延迟区域的轴向取向。
本发明的另一个优点是，降低了“圆形不均匀性(circular unevenness)”。“圆形不均匀性”是在暴露于高温/高湿环境后发生在黑色显示状态下的液晶面板中的圆形漏光现象。其细节描述于JP-A 2007-187841中。一个原因是因为当暴露于高温/高湿气氛时，背光侧液晶单元基板(即，图1中的后面侧基板16)翘曲。在COA结构中，除阵列构件之外，彩色滤光片也置于后面侧基板上，并且因此所述基板几乎不翘曲，即使是在受热的情况下，并且因此，可减少圆形不均匀性。
本发明的一个实施方案是VA-模式液晶显示装置，在该装置中，后面侧延迟区域(图1中的20)满足式(Ia)：
(Ia)|Rth(550)|≤20nm.
如上所述，本发明所采用的COA结构可在一定程度上降低圆形不均匀性。本发明人的研究已经表明，圆形不均匀性受后面侧延迟区域光学性质的影响，且当后面侧延迟区域的Rth较小时，可降低更多。除本发明的上述效果以外，后面侧延迟区域满足上式(Ia)的此实施方案享有更多降低圆形不均匀性的另外的效果。
●从圆形不均匀性的观点来看，置于后面侧延迟区域(图1中的20)上的延迟膜的厚度优选较小；并且更具体地，所述厚度优选从2至100μm左右，更优选从2至60μm左右，更优选从2至40μm左右。
如上所述，当VA-模式液晶单元的Δnd(550)为从280至350nm左右时，白色显示状态下的透光率可以是高的。在后面侧延迟区域满足上述式(Ia)的实施方案中，为了改善视角CR，前面侧延迟区域优选满足下式(IIIa)和(IVa)，
(IIIa)30nm≤Re(550)≤90nm,
(IVa)180nm≤Rth(550)≤300nm;
更优选地，在VA-模式液晶单元的Δnd(550)为从280至350nm左右时，其满足下式(IIIa-1)和(IVa-1)，
(IIIa-1)50nm≤Re(550)≤75nm
(IVa-1)200nm≤Rth(550)≤300nm;
更优选地，满足下式(IIIa-2)和(Iva-2)，
(IIIa-2)50nm≤Re(550)≤75nm
(Iva-2)220nm≤Rth(550)≤270nm。
考虑到延迟膜的生产能力，在实践使用中，可以优选使用Rth(550)≤230nm的结构，视情况而定。一般而言，为了获得具有高延迟的延迟膜，必须以高拉伸比延伸，或必须增加用于延迟增强的添加剂的量。然而，以高拉伸比延伸可能导致膜破裂，并且增加添加剂的量可能导致添加剂从膜中渗出的麻烦。
从此观点来看，同样为了改善视角CR，后面侧延迟区域满足上式(Ia)的本实施方案优选满足下式(IIIa)和(IVa)，
(IIIa)30nm≤Re(550)≤90nm
(IVa)180nm≤Rth(550)≤300nm;
更优选地，在VA-模式液晶单元的Δnd(550)为至少280nm左右的情况下，其满足下式(IIIa-3)和(Iva-3)，
(IIIa-3)50nm≤Re(550)≤80nm
(Iva-3)180nm≤Rth(550)≤280nm;
更优选地，满足下式(IIIa-4)和(Iva-4)，
(IIIa-4)50nm≤Re(550)≤80nm
(Iva-4)180nm≤Rth(550)≤230nm.
本发明的另一个实施方案为后面侧延迟区域(图1中的20)满足下式(Ib)的VA-模式液晶显示装置：
(Ib)20nm<|Rth(550)|≤90nm。
在后面侧延迟区域满足式(Ib)的此实施方案中，后面侧延迟区域在一定程度上分担为改善视角CR所必需的延迟；因此，本实施方案可以不使用在前面侧延迟区域具有过高延迟的延迟膜而获得视角CR的改善。除了享有上述本发明的效果以外，后面侧延迟区域满足式(Ib)的本实施方案具有另一个优点，改善视角CR，同时具有良好的生产能力。
在后面侧延迟区域满足式(Ib)的实施方案中，同样为了改善视角CR，前面侧延迟区域优选满足下式(IIIb)和(IVb)，
(IIIb)30nm≤Re(550)≤90nm
(IVb)150nm≤Rth(550)≤270nm;
更优选地，在VA-模式液晶单元的Δnd(550)为从280至350nm左右时，其满足下式(IIIb-1)和(IVb-1)，
(IIIb-1)50nm≤Re(550)≤80nm
(IVb-1)170nm≤Rth(550)≤270nm;
更优选地，满足下式(IIIb-2)和(IVb-2)，
(IIIb-2)50nm≤Re(550)≤80nm
(IVb-2)170nm≤Rth(550)≤230nm.
在VA-模式液晶单元的Δnd(550)为至少280nm时，优选地，满足下式(IIIb-3)和(IVb-3)，
(IIIb-3)60nm≤Re(550)≤90nm
(IVb-3)150nm≤Rth(550)≤250nm;
更优选地，满足下式(IIIb-4)and(IVb-4),
(IIIb-4)60nm≤Re(550)≤90nm
(IVb-4)150nm≤Rth(550)≤230nm.
再次参照图1。图1中的液晶单元LC所具有的COA结构中的"COA"是阵列上彩色滤光片(color filter-on-array)的缩写，彩色滤光片形成在有源矩阵基板上的的结构称为COA结构。首先，COA结构仅用于在普通TFT基板上形成彩色膜，但现在，一般而言，在像素电极通过称为接触孔的小孔形成在彩色膜上的结构中，像素电极连接到TFT，以改善显示特性。本发明适用于任何这些类型。在COA结构中，彩色滤光片层的厚度大于普通型彩色滤光片层(1至2μm左右)的厚度，且一般为从2至4μm左右。这是为了防止在像素电极边缘和配线之间形成寄生电容。本发明的液晶显示装置所具有的彩色滤光片层的厚度为优选2至4μm，然而本发明不限于此。在COA结构液晶单元的生产中，彩色滤光片上的像素电极必须图案化，因此需要耐受蚀刻剂和剥离剂。为此目的，使用厚度控制为厚的彩色滤光片材料(着色光敏组合物)，但也可以采用由普通彩色滤光片材料+外涂层形成的双层构造。本发明可用于任何构造。
除上述专利参考文献1和2以外，COA结构还描述在JP-A 2007-240544、2004-163979中，并且在本发明中，可采用任何构造。
本发明的液晶显示装置所具有的彩色滤光片为具有在基板的像素点(pixel site)中排列的多种不同颜色(如光的三基色(如红色、绿色和蓝色)，以及透明、黄色、青色等)的彩色滤光片，如普通液晶显示装置所具有的彩色滤光片。其生产的各种方法是已知的；例如，一个通用方法包括使用着色材料(有机颜料、染料、碳黑等)，制作称为“颜色光阻剂”的着色光敏组合物(可以无色)，将它施用在基板上以在其上形成层，并且通过光刻法形成图案。施用着色光敏组合物到基板上的各种方法也是已知的；例如，在早期，采用旋转涂布机(spin coater)法，从节省液体的角度来看，采用狭缝旋转涂布机(slit and spin coater)法；以及目前，一般采用狭缝涂布机法。此外，辊涂法、棒涂法、模具涂布法等也是已知的。最近，还采用的一种方法为，通过光刻法形成称为间隔壁的图案，然后根据喷墨过程形成像素颜色。此外，还已知包括着色非光敏组合物和光敏正抗蚀剂的组合的方法、印刷法、电沉积法、膜转移法等。用于本发明的彩色滤光片可以用任何方法生产。
形成彩色滤光片的材料也没有具体的限定。作为着色材料，可使用染料、有机颜料、无机颜料等的任何一种。已经从对提升对比度的要求方面研究了染料，但最近，有机颜料的分散技术已经取得了进展，并且根据盐磨(salt milling)法等精细粉碎的细碎(broken-down)颜料以及根据累积(building-up)法制备的精制颜料已经用于提高对比度。在本发明中，可采用任何着色材料。
假定彩色滤光片层的RthCF用形成彩色滤光片层的过程表示，其中，其材料的分子、粘合剂和颜料将对齐或填装。即使用彩色滤光片层的RthCF表达非常小，一般为从-45至45nm左右。在积极加入延迟增强剂(延迟调节剂)的情况下，滤光片可以在从-70至80nm左右的范围内表示Rth。可用的延迟增强剂的实例与可用于下面将要提及的延迟膜的延迟增强剂相同。在彩色滤光片层的Rth增大的情况下，例如，以下通式(X)的化合物和与其类似的化合物可用作延迟增强剂。用向其加入的上述延迟增强剂形成彩色滤光片层，使得控制彩色滤光片层的RthCF成为可能。
通式(X)
通式(XI)
在上述通式(XI)中，R11表示烷基或芳基；R12和R13各自独立地表示氢原子、烷基或芳基。特别优选地，R11、R12和R13的碳原子总和至少为10。
如上所述，彩色滤光片层的RthCF优选满足下面两式：
|RthCF(450)|/|RthCF(550)|≤1,和
1≤|RthCF(630)|/|RthCF(550)|.
具体地，在可见光区域中，优选地，RthCF具有逆波长分散特征，或总是与波长无关。更优选地，RthCF具有逆波长分散特征。
彩色滤光片层的RthCF对每个像素都是可控的。在液晶显示装置具有多个彩色滤光片层的情况下，在450nm波长下具有最高透光率的彩色滤光片层的RthCF为RthCF(450)；在550nm波长下具有最高透光率的彩色滤光片层的RthCF为RthCF(550)；并且在630nm波长下具有最高透光率的彩色滤光片层的RthCF为RthCF(630)。
彩色滤光片层的Rth的波长分散特征可通过选择原材料、通过控制生产条件/或通过积极加入波长分散特征调节剂而控制。
在图1中，后面侧延迟区域20和前面侧延迟区域22的全部或部分可分别起到后面侧偏振元件24的保护膜和前面侧偏振元件26的保护膜的作用。未在图1在显示，在面对背光28的其表面上，后面侧偏振元件24可具有任何功能膜如保护膜、防污膜、抗反射膜、抗眩光膜、抗静电膜等；并且类似地，在面对面板侧的其表面上，前面侧偏振元件可具有任何功能膜如保护膜、防污膜、抗反射膜、抗眩光膜、抗静电膜等。
如上所述，在一侧分担光学补偿大延迟的系统中，迄今为止，具有大延迟的膜一般置于后面侧；然而，在高延迟膜置于前面侧的情况下，如在本发明中，人们认为偏振片的产量可增大。原因在下面描述。
高延迟膜需要以高拉伸比拉伸的步骤，因此，与在其生产过程中不需要多种添加剂的廉价膜，或亦即所谓的平面TAC(具有从0至10nm的Re和从30至80nm的Rth的三乙酰纤维素)或低延迟膜相比，其宽度几乎不会变宽。在普通液晶显示装置中，使用宽液晶单元，而且一般而言，前面侧偏振元件的吸收轴置于水平方向(宽度方向)上，而后面侧偏振元件的吸收轴置于垂直方向(长度方向)上。此外，在工业规模生产中，偏振元件和延迟膜在卷对卷(roll-to-roll)系统中粘贴在一起。考虑到根据该方法生产的偏振片粘贴到液晶单元，建议将高延迟膜置于前面侧以高效利用偏振片的宽度方向，或亦即增加生产产量。如在本发明中，在低延迟膜置于后面侧的情况下，膜可以很容易地制备成宽膜，且它可以与宽偏振元件结合以增加生产产量。因而，可减少浪费的偏振片的量。
这参照具体数值数据描述。一般而言，延迟膜的宽度为1100mm、1300mm、1500mm、2000mm或2500mm；该膜的厚度为约25μm、40μm或80μm。该膜卷的长度为约2500m或4000m。另一方面，关于应用到电视的VA-模式液晶显示装置的面板尺寸，面板尺寸可以为20英寸、32英寸、40英寸、42英寸、52英寸、68英寸等。作为一个实例，这里讨论目前出货最多的42英寸面板。42英寸面板(标准4:3)具有面板宽度853mm(42英寸宽面板16:9具有930mm)，且面板高度640mm(42英寸宽面板具有523mm)。在高延迟膜置于后面侧上的传统普通系统中，从具有例如在其宽度方向上的宽度为1300mm或1500mm的延迟膜中，只能取一个用于面板的延迟膜。然而，在本发明的实施方案中，高延迟膜置于前面侧上，因此，甚至具有例如1300mm或1500mm宽度的延迟膜可以这样切割，使相对于面板尺寸的高度而切割的膜片的高度可以在膜的宽度方向上，或亦即在宽度方向上可以取用于两个面板的延迟膜，并且生产能力可倍增。电视机的尺寸逐年增大，例如，65英寸(标准)电视机的面板宽度为991mm，面板高度为1321mm。在传统的普通后面侧布置中，在这样的宽视角电视中，即使从宽度为2000mm的膜也只能得到在宽度方向上用于一个面板的膜。与此相反，在本发明的实施方案中的前面侧布置中，从所述膜可以得到在宽度方向上用于两个面板的膜。另外，68英寸(宽视角)电视具有1505mm的宽度面板和846mm的面板高度，类似地，可以预期该电视的产量可以倍增。
本发明的VA-模式液晶显示装置可以以任何模式驱动，具体地，以MVA(多域垂直取向(Multi-domain Vertical Alignment))、PVA(图案化垂直取向)、OP(光学取向)或PSA(聚合物稳定取向)的任何模式驱动。这些模式的细节描述在JP-A 2006-215326和JP-T 2008-538819中。光学取向模式和PSA模式实现了高正面对比度。在高对比度面板中，本发明的优点更加显著。
在本发明中，正面对比度可通过控制来自背光的入射光的角度谱而进一步增大。具体地，当使用具有更高聚光能力的背光时，正面对比度的绝对值增加，因此，本发明所示的正面CR的绝对值的增加可能更大。聚光能力指数可以由例如正面出射光强度I(0°)与45度极角下的出射光强度I(45°)的比值I(0°)/I(45°)表示；具有更大该比值数值的背光可以说具有聚光能力更高的背光。作为具有高聚光能力的背光，优选地，在扩散膜和液晶面板之间提供具有聚光功能的棱镜膜(棱镜层)。棱镜膜用于高效聚集已经从光导的出光面出射且已经扩散进扩散膜的光到液晶面板的有效显示区域。具有在其上设置的普通直接背光的液晶显示装置，包括例如夹在透明基板和偏振片之间的彩色滤光片以及在其上部构件中具有液晶层的液晶面板，并且包括在它们下面的背光。这种类型装置的一个典型实例为亮度增强膜(BEF)，美国3M公司的注册商品名。BEF是这样的一种膜，其上具有三角形截面的各单元棱镜周期性地在一个方向上排列，在此方向上，棱镜具有大于光的波长的尺寸(节距)。BEF聚集离轴光(off-axis light)，并将它重定向或再循环成朝向观看者的同轴光(on-axis light)。已知多件专利参考文献，例如JP-B1-37801、JP-A 6-102506和JP-T 10-506500在显示器中采用这种亮度控制构件，此亮度控制构件具有棱镜的重复阵列结构，例如典型的BEF。
对于增加聚光能力，使用透镜阵列片也是理想的。所述透镜列阵片具有透镜面，在该透镜面内，多个单元凸透镜以预定的间距二维排列。在优选的透镜列阵片中，与透镜面相对的另一侧为平面，在该平面上，形成用于将入射光反射到透镜的非聚光区域的光反射层。还优选，具有双面凸透镜面(多个凸柱面透镜以预定间距彼此平行排列)和与透镜面相对的平面的透镜列阵片，其中，在该平面上，形成在凸柱面透镜的非聚光区域内的纵向上反射条纹样入射光的光反射层。还可使用，例如，在其面内具有多个在一个方向上排列的单元透镜(每个单元透镜由柱状曲面组成)的双面凸透镜列阵片，以及在其面内具有多个二维排列的单元透镜(每个单元透镜由圆形、矩形或六角形底面和穹状曲面组成)的透镜列阵片。这些透镜列阵片在JP-A 10-241434、2001-201611、2007-256575、2006-106197、2006-208930、2007-213035和2007-41172中进行了描述，通过引用将这些文献的内容并入本申请中。
本发明在显示器的实施方案中同样有效，在所述显示器中，颜色再现区域通过控制来自背光的发射谱和通过彩色滤光片的透射谱而加宽。具体地，优选使用白色背光，该白色背光包括混合了红色LED、绿色LED和蓝色LED的组合的颜色。还优选地，来自红色LED、绿色LED和蓝色LED的发射峰的半值宽度很小。对于LED，其半值波长宽度为20nm左右，小于CCFL的半值波长宽度，其自身光源的白色纯度可以通过控制R(红色)的峰值波长到至少610nm，G(绿色)的峰值波长到至少530nm以及B(绿色)的峰值波长到至多480nm而增加。
据报道，在LED的峰值波长以外，控制彩色滤光片的光谱透射尽可能得小，由此，进一步增强了颜色再现性，并且NTSC比具体地为100%。例如，它在JP-A2004-78102中进行了描述。红色彩色滤光片优选地在绿色LED和蓝色LED的峰值位置具有低透射；绿色彩色滤光片优选地在蓝色LED和红色LED的峰值位置具有低透射；而且红色彩色滤光片优选地在红色LED和绿色LED的峰值位置具有低透射。具体地，在每种情况下，透射率至多为0.1，更优选地至多为0.03，更优选地至多为0.01。背光和彩色滤光片的关系在例如JP-A 2009-192661中进行了描述，通过引用将该文献的内容并入本申请中。
将激光源用于背光对于加宽颜色再现区域是同样选优的。优选地，红色、绿色和蓝色激光源的峰值波长分别为从430nm至480nm、从520nm至550nm和从620nm至660nm。激光源的背光在JP-A 2009-14892中进行了描述，通过引用将该文献的内容并入本申请中。
可用于本发明实施方案的VA模式液晶显示装置的多种构件，在下面详细说明。
1、后面侧和前面侧延迟区域
根据本发明，作为一个整体置于后面侧偏振元件和置于VA模式液晶单元中的彩色滤光片层之间的一个或两个或更多个延迟层，称为“后面侧延迟区域”。后面侧延迟区域的Rth后和彩色滤光片层的RthCF一起满足上式(I)。优选地，后面侧延迟区域的Rth后和彩色滤光片层的RthCF一起满足上式(II)。
在一个实施方案中，优选地，后面侧延迟区域满足上式(Ia)；且更优选地，满足下式：
0nm≤Re(550)≤20nm和|Rth(550)|≤20nm;
更优选地，满足下式：
0nm≤Re(550)≤10nm和|Rth(550)|≤10nm;
且更优选地，满足下式：
0nm≤Re(550)≤5nm和|Rth(550)|≤5nm.
在另一个实施方案中，后面侧延迟区域满足上式(Ib)，更优选地，满下式：
0nm≤Re(550)≤20nm且20nm<|Rth(550)|≤90nm;
更优选地，满足下式：
0nm≤Re(550)≤10nm且30nm≤|Rth(550)|≤90nm:
且更优选地，满足下式：
0nm≤Re(550)≤10nm且40nm≤|Rth(550)|≤80nm.
根据本发明，作为一个整体置于所述前面侧偏振元件和液晶单元中的液晶层之间的一个或多个延迟层，称为“前面侧延迟区域”。前面侧延迟区域作为一个整体优选地具有有助于改善视角CR的延迟。更具体地，前面侧延迟区域优选地满足上式(III)和(IV)；且在该实施方案中，其中后面侧延迟区域满足上式(Ia)，优选地，前面侧延迟区域满足上式(IIIa)和(IVa)。特别地，在该实施方案中，其中VA模式液晶单元的Δnd(550)为从约280nm至约350nm，更优选地，前面侧延迟区域满足上式(IIIa-1)和(IVa-1)；更优选地，其满足上式(IIIa-2)和(IVa-2)。另一方面，在该实施方案中，其中VA模式液晶单元的Δnd(550)等于或小于280nm，更优选地，前面侧延迟区域满足上式(IIIa-3)和(IVa-3)；更优选地，其满足上式(IIIa-4)和(IVa-4)。在该实施方案中，其中后面侧延迟区域满足上式(Ib)，优选地，前面侧延迟区域满足上式(IIIb)和(IVb)。特别地，在该实施方案中，其中VA模式液晶单元的Δnd(550)为从约280nm至约350nm，更优选地，前面侧延迟区域满足上式(IIIb-1)和(IVb-1)；更优选地，其满足上式(IIIb-2)和(IVb-2)。另一方面，在该实施方案中，其中VA模式液晶单元的Δnd(550)等于或小于280nm，更优选地，前面侧延迟区域满足上式(IIIb-3)和(IVb-3)；更优选地，其满足上式(IIIb-4)和(IVb-4)。然而，如上所述，本发明不限于采用VA模式的实施方案。
构成后面侧或前面侧延迟区域的一个或多个层的材料没有限制。满足上式(Ia)或(Ib)和上式(II)的延迟区域，或满足上式(III)和(IV)的延迟区域可以由一个或多个双轴膜或多个单轴膜例如C板和A板的任何组合而组成；并且，当然，延迟区域也可以由一个或多个双轴膜和一个或多个单轴膜的任何组合而组成。就节省成本而言，优选地，后面侧和前面侧延迟区域的至少一个由单一膜组成，且更优选地，后面侧和前面侧延迟区域均分别由单一膜组成。
在上述实施方案的任意一个中，后面侧和前面侧延迟区域的面内延迟(Re)的波长分散特征优选地在更长波长下变得更大，亦即后面侧和前面侧延迟区域的的Re优选地显示逆波长分散特征。也就是，后面侧和前面侧延迟区域的Re优选地满足Re(450)<Re(550)<Re(630)。这是因为，使用在其中Re显示出逆波长分散特征的延迟区域，如果光学性质在可见光的中心波长(约550nm)下优化，那么光学性质可以在所有可见光波长区域内优化。最优选地，延迟区域的Re显示出逆分散特征，且优选地，延迟区域的Re不随波长变化而变化。同样地，后面侧延迟区域的Re、Rth优选地在更长的波长下显示出更高的数值，亦即逆分散特征，或优选地在可见光波长下不随波长变化而变化。逆分散特征是更优选的。Rth显示逆分散特征或是常数，相同地，定义为满足下面两式的Rth：
|Rth(450)|/|Rth(550)|≤1且1≤|Rth(630)|/|Rth(550)|。
就降低黑色状态下浅篮色色调而言，与其中后面侧延迟区域的Re显示正常分散特征的实施方案相比，优选其中后面侧延迟区域的Re显示除正常分散特征以外的特征，亦即Re显示逆分散特征或不随波长变化而变化的实施方案。
由显示逆分散特征的后面侧延迟区域的Re所引起的效果是改善正面黑度状态(降低黑色状态下的正面浅篮色色调)；并且，另一方面，由显示逆分散特征的前面侧延迟区域的Re所引起的效果是改善视角特征如改善视角CR和改善视角颜色(降低黑色状态下倾斜方向上的颜色变化)。也就是，其中后面侧延迟区域显示低延迟和逆分散特征，而且前面侧延迟区域满足上式(III)和(IV)且显示逆分散特征的实施方案就正面CR和视角CR而言可得到改善，亦即就正面黑度状态和视角黑色状态而言，可显示出良好的特征。
如上所述，为了获得更高的正面CR，组成后面侧或前面侧延迟区域的延迟膜的内部雾度优选地等于或小于0.5，更优选地等于或小于0.3，且更优选地等于或小于0.2。
在说明书中，术语“雾度”表示内部雾度。通常，膜的“雾度”可以是表示其透光度的指标，且可以根据JIS K-6714使用雾度计测量。膜的雾度越小，该膜的透光度越高。
后面侧或前面侧延迟区域可以由延迟膜单独形成或由两个或更多的膜的层合体形成。只要满足上述性质，其材料不作限制。例如，可以使用选自以下的一种或两种聚合物：纤维素酰化物、聚碳酸酯基聚合物、聚酯基聚合物如聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚萘二甲酸乙二醇酯、丙烯酸基聚合物如聚甲基丙烯酸甲酯、或苯乙烯基聚合物如聚苯乙烯或丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS树脂)。聚烯烃如聚乙烯或聚丙烯、聚烯烃基聚合物如乙烯-丙烯共聚物、氯乙烯基聚合物、酰胺基聚合物如尼龙或芳族聚酰胺、酰亚胺基聚合物、砜基聚合物、聚醚砜基聚合物、聚醚醚酮基聚合物、聚苯硫醚基聚合物、偏二氯乙烯基聚合物、乙烯醇基聚合物、乙烯醇缩丁醛基聚合物、丙烯酸酯基聚合物、聚甲醛基聚合物、环氧基聚合物以及含有以上聚合物的混合物的聚合物用作制备组成满足上述性质的后面侧或前面侧延迟区域的延迟膜的主要成分。
作为满足式(Ia)或(Ib)和(II)的单独的延迟膜或两个或更多膜作为一个整体的层合体，或满足式(III)和(IV)的单独的延迟膜或两个或更多膜作为一个整体的层合体，优选纤维素酰化物基、丙烯酰基聚合物和环烯烃基聚合物膜。
纤维素酰化物基膜：
在说明书中，术语“纤维素酰化物基膜”表示含有任何纤维素酰化物作为主要成分(相对于所有成分的总质量，50质量%或更多)的膜。可用于制备所述膜的纤维素酰化物为其中纤维素酰化物中的羟基的氢原子被酰基取代的化合物。纤维素酰化物为其中纤维素酰化物中的羟基的氢原子被酰基取代的化合物；且具有2个(乙酰基)至22个碳原子的酰基可用于取代基。关于可用于本发明的纤维素酰化物，纤维素中的羟基取代度没有特别的限制。取代度(酰化度)可通过测量乙酸和/或C3-C22脂族酸与纤维素中的羟基的结合度，然后计算测量值而获得。可以根据ASTM D-817-91进行测量。
可用作构成延迟区域的延迟膜的材料的纤维素酰化物的取代度没有特别的限制，且选优从2.30至3.00。纤维素酰化物基膜的逆分散特征可通过控制取代度或使用延迟增强剂(JP-A 2009-63983等中所描述的)而获得。
纤维素酰化物优选为乙酸纤维素，且可以用除乙酰基以外的任何酰基替代乙酰基或与乙酰基一起存在。在这些当中，优选具有选自乙酰基、丙酰基和丁酰基的至少一种酰基的纤维素酰化物；而且更优选具有选自乙酰基、丙酰基和丁酰基的至少两种酰基的纤维素酰化物。更优选具有乙酰基和丙酰基和/或丁酰基的纤维素酰化物；更优选具有从1.0至2.97的乙酰基取代度和从0.2至2.5的丙酰基和/或丁酰基取代度的纤维素酰化物。
用于制备构成延迟区域的延迟膜的纤维素酰化物的质量平均聚合度优选从200至800，更优选从250至550。用于制备构成延迟区域的延迟膜的纤维素酰化物的数均分子量优选从70000至230000，更优选从75000至230000，更优选从78000至120000。
可用于制备满足式(Ia)的膜的纤维素酰化物的实例包括在JP-A2006-184640,[0019]-[0025]中描述的那些。
将用作延迟区域一部分或作为延迟区域本身的纤维素酰化物基膜优选地根据溶液流延法制备。在此方法中，通过将纤维素酰化物溶解于有机溶剂中制备的溶液(浓液)用于形成所述膜。当使用至少一种添加剂时，该添加剂在制备浓液的过程的任何步骤中添加到该浓液中。
在制备用于前面侧延迟区域的纤维素酰化物基膜中，优选地使用任何延迟增强剂，在制备用于后面侧延迟区域的纤维素酰化物基膜中，可以使用任何延迟增强剂。可用于本发明的延迟增强剂的实例包括棒状或盘状化合物以及正双折射化合物。棒状或盘状化合物的实例包括具有至少两个芳环的化合物，且优选作为延迟增强剂。相对于100质量份的包括纤维素酰化物的聚合物成分，棒状化合物的量优选从0.1质量份至30质量份，更优选从0.5质量份至20质量份。相对于100质量份纤维素酰化物，盘状化合物的量优选从0.05质量份至20质量份，更优选从0.1质量份至15质量份，更优选从0.1质量份至10质量份。
就增强Rth延迟而言，盘状化合物比棒状化合物更优异；且当需要特别高的Rth延迟时，优选使用盘状化合物。多种类型的化合物可用作延迟增强剂。
延迟增强剂优选在从250至400nm的波长范围内具有最大吸收，且优选地大体上在可见光范围内无吸收。
延迟增强剂的实例包括如下化合物(1)-(3)。
(1)盘状化合物
下面详细描述盘状化合物。作为盘状化合物，可以使用具有至少两个芳环的化合物。
在说明书中，术语“芳环”不仅指芳烃环，还指芳杂环。可用于本发明的盘状化合物的实例包括在JP-A 2008-181105,[0038]-[0046]中描述的那些。
可用作构成延迟区域的延迟膜的材料的盘状化合物的实例包括由下式(I)表示的化合物。
在该式中，X1表示单键、-NR4-、-O-或-S-；X2表示单键、-NR5-、-O-或-S-；X3表示单键、-NR6-、-O-或-S-。并且，R1、R2和R3各自独立地表示烷基、烯基、芳环基或杂环残基；R4、R5和R6各自独立地表示氢原子、烷基、烯基、芳基或杂环基。
由式(I)表示的化合物的优选实例I-(1)至IV-(10)包括但不限于下面所示的那些。
(2)棒状化合物
在本发明中，除盘状化合物以外，优选使用棒状化合物，亦即具有直线状分子结构的化合物。可用于本发明中的棒状化合物的实例包括在JP-A2007-268898,[0053]-[0095]中描述的那些。
(3)正双折射化合物
正双折射化合物是如下的聚合物：聚合物的单轴取向分子形成的层显示出相对于沿取向方向传播的光更大的折射率，相对于沿取向方向的垂直方向传播的光更小的折射率，并且，在这样的情况下，聚合物为正双折射聚合物。
对这样的正双折射化合物没有限制，且正双折射化合物的实例包括具有内在正双折射率的聚合物，如聚酰胺类、聚酰亚胺类、聚酯类、聚醚酮类、聚酰胺亚胺类和聚酯酰亚胺类；优选聚醚酮类和聚酯基聚合物；且更优选聚酯基聚合物。
聚酯基聚合物通过使C2-20脂肪族二羧酸和C8-20芳族二羧酸的混合物与选自C2-12脂肪族二醇、C4-20烷基醚二醇和C6-20芳族二醇的至少一个反应而制备。如有必要，产物的两端均通过与一元羧酸、一元醇或酚反应而封端。封闭末端可以为了避免污染任何自由羧酸而进行，且优选地就保存稳定性而言而进行。可用于制备聚酯基聚合物的二羧酸优选为C4-20脂肪族二羧酸或C8-20芳族二羧酸。
优选的可使用的C2-20脂肪族二羧酸的实例包括草酸、丙二酸、琥珀酸、马来酸、富马酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十四烷二酸和1,4-环己烷二羧酸。
C8-20芳族二羧酸的实例包括邻苯二甲酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸、1,5-萘二羧酸、1,4-萘二羧酸、1,8-萘二羧酸、2,8-萘二羧酸和2,6-萘二羧酸。
在这些脂肪族二羧酸当中，优选丙二酸、琥珀酸、马来酸、富马酸、戊二酸、己二酸、壬二酸和1,4-环己烷二羧酸；并且在这些芳族二羧酸当中，优选邻苯二甲酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸、1,5-萘二羧酸和1,4-萘二羧酸。在这些脂肪族二羧酸当中，特别优选琥珀酸、戊二酸和己二酸；并且在这些芳族二羧酸当中，特别优选邻苯二甲酸、对苯二甲酸和间苯二甲酸。
可以使用上述脂肪族二羧酸和芳族二羧酸的任何组合，且对该组合没有特别的限制。它们的多种类型可以分别组合。
可用于正双折射化合物中的二醇或芳族二醇可例如选自C2-20脂肪族二醇、C4-20烷基醚二醇和C6-20芳族二醇。
C2-20脂肪族二醇的实例包括烷基二醇类和脂环族二醇类如乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇(新戊二醇)、2,2-二乙基-1,3-丙二醇(3,3-二羟甲基戊烷)、2-正丁基-2-乙基-1,3-丙二醇(3,3-二羟甲基庚烷)、3-甲基-1,5-戊二醇、1,6-己二醇、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇、2-乙基-1,3-己二醇、2-甲基-1,8-辛二醇、1,9-壬二醇、1,10-癸二醇和1,12-十八烷二醇。这些二醇类可单独使用或与其他二醇组合使用。
特别优选乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,4-环己烷二醇和1,4-环己烷二甲醇；且特别优选乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,4-环己烷二醇和1,4-环己烷二甲醇。
C4-20烷基醚二醇的优选实例包括聚四亚甲基醚二醇、聚亚乙基醚二醇、聚亚丙基醚二醇及其任意组合。对平均聚合度没有特别限制，且优选为从2至20，更优选为从2至10，更优选为从2至5，且特别优选为从2至4。这样的化合物的实例包括可用的商购聚醚二醇类如Carbowax树脂、Pluronics树脂和Niax树脂。
C6-20芳族二醇的实例包括但不限于双酚A、1,2-羟基苯、1,3-羟基苯、1,4-羟基苯和1,4-苯二甲醇。优选双酚A、1,4-羟基苯和1,4-苯二甲醇。
正双折射化合物优选为末端被任何烷基或芳基封闭的化合物。用任何疏水基保护末端对于防止在高温和高湿度条件下随时间的降解是有效的，这是因为它可以起到延长酯基水解的作用。
为了避免在正双折射化合物中的末端OH或羧酸，末端优选使用一元醇残基或一元羧酸残基封闭。
作为一元醇，优选C1-30取代或非取代一元醇，且其实例包括脂肪醇类如甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇、戊醇、异戊醇、己醇、异己醇、环己醇、辛醇、异辛醇、2-乙基己基醇、壬醇、异壬醇、叔壬醇、癸醇、十二烷醇、十二己醇(dodeca hexanol)、十二辛醇(dodeca octanol)、烯丙醇和油醇；以及取代的醇类如苯甲醇和3-苯基丙醇。
可用于封闭末端的醇的优选实例包括甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇、戊醇、异戊醇、己醇、异己醇、环己醇、异辛醇、2-乙基己基醇、异壬醇、油醇和苯甲醇；且其更优选的实例包括甲醇、乙醇、丙醇、异丁醇、环己醇、2-乙基己基醇、异壬醇和苯甲醇。
当使用一元羧酸残基封闭末端时，用作一元羧酸残基的一元羧酸优选为C1-30取代或非取代的一元羧酸。它可以为脂肪族一元羧酸或芳族一元羧酸。脂肪族一元羧酸的优选实例包括乙酸、丙酸、丁酸、辛酸、己酸、癸酸、十二酸、十八酸和油酸；且芳族一元羧酸的优选实例包括苯甲酸、对叔丁基苯甲酸、对叔戊基苯甲酸、邻甲苯甲酸、间甲苯甲酸、对甲苯甲酸、二甲基苯甲酸、乙基苯甲酸、正丙基苯甲酸、氨基苯甲酸和乙酰氧基苯甲酸。这些化合物可单独使用或与其他化合物结合使用。
正双折射化合物可以很容易地根据任何常规方法制备，例如根据用于封闭末端的二羧酸组分和二醇组分和/或一元羧酸或一元醇的聚酯化、酯交换或热熔缩合法，或二羧酸组分和二醇的酸性氯化物的界面缩合法。可在本发明中使用的缩聚物酯在Koichi Murai的“Plasticizers and their Theory andApplications)”(作者Miyuki Shobo，第一版，1973年3月1日发表)中进行了详细描述。此外，在此还可使用的材料为JP-A 5-155809、JP-A 5-155810、JP-A 5-197073、JP-A 2006-259494、JP-A 7-330670、JP-A 2006-342227和JP-A2007-3679中描述的材料。
正双折射化合物的实例包括但不限于下面所示的那些。
在这些表中，PA表示邻苯二甲酸；TPA表示对苯二甲酸；IPA表示间苯二甲酸；AA表示己二酸；SA表示琥珀酸；2,6-NPA表示2,6-萘二羧酸；2,8-NPA表示2,8-萘二羧酸；1,5-NPA表示1,5-萘二羧酸；1,4-NPA表示1,4-萘二羧酸；并且1,8-NPA表示1,8-萘二羧酸。
相对于100质量份纤维素酰化物，这样的正双折射化合物的量优选为从1质量份至30质量份，更优选为从4质量份至25质量份，更优选为从10质量份至20质量份。
将用于制备纤维素酰化物基膜的纤维素酰化物溶液可以与除延迟增强剂以外的任何添加剂一起加入。另一种添加剂的实例包括抗氧化剂、紫外线抑制剂、剥离促进剂、增塑剂、控制波长分散的试剂、微细颗粒和控制光学性质的试剂。它们可以选自任何已知添加剂。
用于后面侧或前面侧延迟区域的纤维素酰化物溶液可以与任何增塑剂一起加入，以改善所制备膜的机械性能或干燥速率。可在本发明中使用的增塑剂的实例包括在JP-A 2008-181105[0067]中描述的那些。
对于制备满足式(Ia)的纤维素酰化物基膜，可以使用在JP-A2006-184640[0026]-[0218]中描述的一个或多个添加剂。添加剂的优选范围与该出版物中描述的相同。
丙烯酰基聚合物膜：
可在本发明中使用的丙烯酰基聚合物膜是含有丙烯酰基聚合物的膜，所述丙烯酰基聚合物具有至少一个(甲基)丙烯酸酯重复单元作为主要成分。丙烯酰基聚合物的优选实例包括丙烯酰基聚合物，该丙烯酰基聚合物具有选自内酯环单元、马来酸酐单元和戊二酸酐的至少一个单元以及至少一个(甲基)丙烯酸酯重复单元。这些丙烯酰基聚合物在JP-A 2008-9378中进行了详细描述，可参照。
作为另一种聚合物，纤维素基聚合物优选地加入到丙烯酰基聚合物膜中；并且在这样一个实施方案中，它们可以用于互补系统中，且混合材料可以具有任何理想的性质。相对于所有聚合物的总质量，纤维素基聚合物的量优选地为从约5质量%至约40质量%。通常，丙烯酰基聚合物膜具有低透湿性，并且因此，制成偏振片后，残余水难以去除。另一方面，含有纤维素基聚合物的丙烯酰基聚合物膜可以具有适当的透湿性。这样的丙烯酰基聚合物膜的实例包括含有10质量%的纤维素酰化物、在下面表4中描述的膜，以及含有30质量%的纤维素酰化物丙酸酯(“CAP482-20”，由Eastman Chemical生产)的膜。
环烯烃基聚合物膜：
关于采用这些材料用于制备环烯烃基聚合物膜的材料和方法，在JP-A2006-293342,[0098]-[0193]中进行了详细描述，可以在本发明中参考。构成第二延迟区域的延迟膜的实例包括降冰片烯基聚合物，如ARTON(由JSRCorporation生产)和ZEONOR(由ZEON Corporation生产)。
可以使用多种方法生成构成后面侧或前面侧延迟区域的延迟膜。例如可以使用溶液流延法、熔融挤出法、压延法或冷凝成型法。在这些方法中，优选溶液流延法和熔融挤出法。构成第二延迟区域的延迟膜可以是在成型后经拉伸处理的膜。可以按照单轴或双轴拉伸法拉伸所述膜。优选同时或连续双轴拉伸。为了实现高光学各向异性，膜应经过高拉伸比的拉伸处理。例如，优选地，所述膜在宽度方向和纵长方向(机器方向)上经受拉伸处理。拉伸比优选为从3%至100%。拉伸处理可使用拉幅机(tenter)进行。或可以在辊间进行纵向拉伸处理。
构成后面侧或前面侧延迟区域的延迟膜可以是由固定在理想的取向态下的液晶组合物形成的层，或含有这样的层和支持该层的聚合物膜的层合体。在后一个实施方案中，聚合物膜可用作偏振元件的保护膜。可用于制备构成前面侧延迟区域的延迟膜的液晶的实例包括棒状液晶、盘状液晶和胆甾相液晶。
作为溶剂流延法，可以使用溶液层合-流延法如助溶剂流延法、溶液连续流延法和涂布法。使用助溶剂流延法或连续溶剂法，制备多个用于形成这些层的纤维素酰化物溶液(浓液)。根据溶液共流延法(同时多层流延)，多个层(优选三层或多层)的各层的各浓液通过使用用于流延的排出阀(geeser)从流延支持体(如带或桶)上的每条狭缝中同时挤出，然后在适当的时间从该支持体剥下，然后干燥以形成膜。
根据溶液连续流延法，首先，从用于流延的排出阀挤出第一层的浓液，流延在支持体上；并且，在干燥后或未经干燥，从用于流延的排出阀挤出浓液，流延在所述第一层上。如有必要，用这种方式连续流延三层或更多层浓液且层合，然后在适当的时间从该支持体上除去，并且干燥以形成膜。
根据涂布法，一般来说，根据溶液流延法制备核心层。然后，通过使用合适的设备分别或同时将涂布液施加在核心层的表面上，并且干燥以形成层状膜。
为了降低拐角侧的不均匀性，有必要降低由于施加到该膜的外力造成的延迟膜的形变。就降低拐角侧的不均匀性和提高生产率而言，置于后面侧的构成第二延迟区域的延迟膜的厚度优选等于或大于20微米且等于或小于200微米。关于拐角侧不均匀性的细节在JP-A2009-69720中进行了描述。
2.偏振元件
对置于前面侧或后面侧的偏振元件没有限制。可以使用任何常规的线性偏振膜。线性偏振膜优选为由Optiva Inc.公司的产品代表的涂布偏振膜，或由粘结剂和碘或二色性染料形成的偏振膜。在线性偏振膜中，碘或二色性染料在粘结剂中取向，以显示极化能力。碘或二色性染料优选地沿粘结剂分子取向，或通过如在液晶中的自织构化而取向。目前可用的商业起偏振器一般通过将拉伸的聚合物膜浸没在碘或二色性染料的溶液中，从而使碘或二色性染料渗透进入粘结剂而制备。
3.保护膜
优选地，将保护膜粘结到前面侧或后面侧偏振元件的两面。置于液晶单元侧的每个保护膜构成后面侧或前面侧延迟区域的一部分，要求前者满足上式(I)。后者构成前面侧延迟区域的一部分，且在一些实施方案中，要求它显示出有助于单独或与其他层结合改善视角CR的光学性质。
对置于前面侧或后面侧偏振元件的外侧的保护膜没有特别限制。可以使用任何聚合物膜。该膜的实例与上述作为构成第一延迟区域的延迟膜的实例相同。例如，举例有含有纤维素酰化物(如，乙酸纤维素、丙酸纤维素和丁酸纤维素)、聚烯烃(如，降冰片烯基聚合物和聚丙烯)、聚(甲基)丙烯酸酯(如，聚甲基丙烯酸甲酯)、聚碳酸酯、聚酯或聚砜作为主要成分的膜。也可以使用商购聚合物膜(例如，对于纤维素酰化物膜，“TD80UL”(由FUJIFILM生产)，且对于降冰片烯基聚合物膜，ARTON(由JSR生产)和ZEONOR(由NIPPON ZEON生产))。
实施例
参考以下实施例更详细地说明本发明。在以下实施例中，在不超出本发明的精神和范围下，可适当地修改或改变所用材料、试剂和物质的量、它们的比例、它们的操作等等。相应地，本发明的范围不应限于以下实施例。
1.膜的生产方法：
(1)制备膜1：
制备商购纤维素酰化物膜"Z-TAC"(FUJIFILM的商品名)，且将该膜用作膜1。
(2)制备膜2：
根据JP-A 2007-127893中[0223]至[0226]中描述，生产拉伸膜(保护膜A)。根据此专利公开中[0232]中的描述，制备易粘层涂布组合物P-2，根据专利公开中的[0246]中描述的方法，将该组合物施用到拉伸膜、保护膜A的表面上，从而在其上形成易粘层。该膜用作膜2。
(3)制备膜3：
使用固态电晕放电器，6KVA(Pillar生产)，对商购降冰片烯聚合物膜"ZEONOR ZF14-060"(Optes生产)的表面进行电晕放电处理。该膜用作膜3。该膜的厚度为60μm。
(4)制备膜4：
在商购环烯烃聚合物膜"ARTON FLZR50"(JSR生产)的表面上进行电晕放电处理。该膜用作膜4。该膜的厚度为50μm。
(5)制备膜5：
将以下成分放入混合罐中，并在加热下搅拌以溶解这些组分，由此制备纤维素酰化物溶液。
<纤维素酰化物溶液的配方>
将以下成分放入不同的混合罐中，并在加热下搅拌以溶解这些成分，由此制备添加剂溶液。
<添加剂溶液的组成>
二氯甲烷                            80质量份
甲醇                                20质量份
下面提到的光学各向异性减少剂A-7     40质量份
光学各向异性减少剂A-7：
将40质量份的添加剂溶液加入465质量份的纤维素酰化物溶液中，以制备浓液。浓液溶液的透光度为至少85%，是良好的。
将浓液流延到支持体上，以形成厚度为80μm的纤维素酰化物膜。该膜用作膜5。
(6)制备膜6：
制备商购纤维素酰化物膜"Fujitac TD80UL"(FUJIFILM的商品名)，且该膜用作膜6。
(7)制备膜7：
将商购降冰片烯聚合物膜"ZEONOR ZF14-100"(由Optes生产)在153摄氏度的温度下在MD上双轴拉伸1.5倍，且在TD上双轴拉伸1.5倍，保持其边缘固定，然后对其表面进行电晕放电处理。该膜用作膜17。该膜的厚度为45μm。
(8)制备膜8：
根据与在JP-A 2009-63983中描述的膜样品201的生产方法相同的方法生产厚度为34μm的膜。该膜用作膜8。
(9)制备膜9：
制备具有下表中所示的酰基和酰基取代度的纤维素酰化物。具体地，将催化剂、硫酸(按质量计，相对于100质量份的纤维素，量为7.8质量份)加入纤维素，然后在其中加入供给酰基的羧酸，并且在40摄氏度下酰化纤维素。这样，改变了羧酸的种类和量，由此改变且控制酰基类型和酰基的取代度。酰化后，在40摄氏度下老化产物。通过用丙酮清洗，从纤维素酰化物中去除小分子组分。在表中，Ac表示乙酰基，CTA表示三乙酸纤维素(酰基均为醋酸酯基的纤维素酯)。
(纤维素酰化物溶液)
将以下成分放入混合罐中，并搅拌以溶解这些成分。在90摄氏度下加热约10分钟后，用平均孔径34μm的纸过滤器和平均孔径10μm的烧结金属过滤器过滤。
(消光剂分散液)
将含有已经根据以上方法制备的纤维素酰化物溶液的以下组成加入到分散器中，并分散以制备消光剂分散液。
(添加剂溶液)
将含有已经根据以上方法制备的纤维素酰化物溶液的以下组成加入到混合罐中，在加热下搅拌溶解以制备添加剂溶液。
混合100质量份的纤维素酰化物溶液、1.35质量份的消光剂分散液以及一定量的添加剂溶液(添加剂溶液的量使得在即将形成的纤维素酰化物膜中，延迟增强剂(1)的量为10质量份)，以制备用于膜形成的浓液。添加剂的量为相对于100质量份的纤维素酰化物，按质量计。
下表中添加剂和增塑剂的缩写如下：
CTA：三乙酰基纤维素
TPP：磷酸三苯酯
BDP：联苯二苯磷酸酯
延迟增强剂(1)：
使用带式流延器(band caster)流延以上浓液。将具有下表中所示的残留溶剂量的膜从带上剥离，且在从剥离到拉幅机的区段内，以下表所示的拉伸比将其在机器方向上拉伸，然后使用拉幅机以下表所示的拉伸比在横向方向上拉伸。横向拉伸后，该膜立即以下表所示的比例在横向方向上收缩(松弛)，然后将该膜从拉幅机上取下。该过程得到纤维素酰化物膜。从拉幅机取下的膜中残留溶液的量如下表所示。该膜的两个边缘在临到卷绕区之前剪掉，使该膜的宽度为2000mm，并且将该膜向上卷成长度为4000m的卷膜。拉伸中的拉伸比显示在下表中。
这样生产的纤维素酰化物膜用作膜9。
(10)制备膜10：
用与膜9相同的方式制备纤维素酰化物基膜，不同之处在于延迟增强剂(1)的量从1.4质量份变为1.5质量份。该膜用作膜10。
(11)制备膜11：
用与膜9相同的方式制备膜，不同之处在于该膜的最终厚度改变了。该膜用作膜11。
(12)制备膜12：
用与膜10相同的方式制备膜，不同之处在于该膜的最终厚度改变了。该膜用作膜12。
(13)制备膜13：
(用于低取代层的纤维素酰化物溶液)
将以下成分放入混合罐中，在加热下搅拌以溶解这些成分，用平均孔径34μm的纸过滤器和孔径10μm的烧结金属过滤器过滤，从而制备用于低取代层的纤维素酰化物溶液。
延迟增强剂(2)的组分显示在下表中。在下表中，EG表示乙二醇，PG表示丙二醇，BG表示丁二醇，TPA表示对苯二甲酸，PA表示邻苯二甲酸，AA表示己二酸，SA表示琥珀酸。延迟增强剂(2)是非磷酸酯化合物，且是起到延迟增强剂作用的化合物。延迟增强剂(2)的末端由乙酰基封闭。
(用于高取代层的纤维素酰化物溶液)
将以下成分放入混合罐中，并搅拌溶解这些成分，从而制备用于高取代层的纤维素酰化物溶液。
(纤维素酰化物样品的制备)
将两种纤维素酰化物溶液流延到带上以在其上形成由用于低取代层的纤维素酰化物溶液形成的厚度为70μm的核心层，并形成表层A和表层B，表层A和表层B各具有由用于高取代层的纤维素酰化物溶液形成的2μm的厚度。从所述带上剥离所形成的膜，夹紧，并使用拉幅机在180摄氏度下横向拉伸40%，同时残余溶剂的量为相对于该膜的总质量的20%。接下来，松开该膜并在130摄氏度下干燥20分钟。以这种方式制备膜。该膜用作膜13。
(14)制备膜14：
采用与膜9相同的方式制备纤维素酰化物基膜，不同之处在于使用的纤维素酰化物改变了，延迟增强剂(1)的量和拉伸条件变为下表中所示的那些。该膜用作膜14。下面提及的添加剂和增塑剂的缩写与以上相同。
(15)制备膜15：
(用于低取代层的纤维素酰化物溶液)
将以下成分放入混合罐中，并加热搅拌以溶解这些成分，从而制备用于低取代层的纤维素酰化物溶液。
(用于高取代层的纤维素酰化物溶液)
将以下成分放入混合罐中，并搅拌溶解这些成分，从而制备用于高取代层的纤维素酰化物溶液。
(纤维素酰化物样品的制备)
将两种纤维素酰化物溶液流延到带上以在其上形成由用于低取代层的纤维素酰化物溶液形成的厚度为114μm的核心层，并形成表层A和表层B，表层A和表层B各具有由用于高取代层的纤维素酰化物溶液形成的2μm的厚度。从该带上剥离所形成的膜，夹紧，并使用拉幅机在170摄氏度下给进，同时残余溶剂的量为相对于该膜的总质量的20%。接下来，松开该膜，在130摄氏度下干燥20分钟，并以23%的拉伸比在180摄氏度的拉伸温度下横向拉伸，从而得到膜。该膜用作膜15。
膜15的制备没有膜18制备的问题(在干燥步骤中，高温处理下冒烟，挥发的油粘附到机器零件上导致操作失效，或其粘附到膜上导致该膜的表面故障)。
这是因为在膜18制备中使用的延迟增强剂(2)还起到增塑剂的功能，因此，膜15的制备不要求如膜18制备中的常规的低分子量增塑剂TPP和BDP。
使用具有正双折射的化合物如延迟增强剂(2)解决了上述问题，因此可以说具有正双折射的化合物为优选的用于制备膜的延迟增强剂。
(16)制备膜16：
制备纤维素酰化物丙酸酯"CAP482-20"(由Eastman Chemical生产，乙酰基取代度为0.2，且丙酰基取代度为2.4)。向其中加入增塑剂1,4-亚苯基四苯磷酸酯(1,4-phenylene-tetraphenyl phosphate)(8质量%)和抗老化剂(抗氧化剂)"IRGANOX-1010"(由Ciba Specialty Chemicals生产)(0.5质量%)，并且用转鼓混合机(tumbler mixer)混合30分钟。使用去湿热空气干燥机(MatsuiSeisaku-sho制造，"DMZ2")在150摄氏度的热空气温度下，在-36摄氏度的露点下混合所得的混合物。接下来，将混合物装入双螺杆挤出机(由Technovel生产)；通过连续进给装置经过挤出机中间部分中的添加剂料斗口，向其中加入消光剂"AEROSIL 200V"(0.016μm二氧化硅微细颗粒，由Nippon Aerosil生产)，其通过流量可以为0.05%，并还通过相同的口以0.5%的通过流量向其中加入紫外线吸收剂"TINUVIN 360"(由Ciba SpecialtyChemicals生产)，将混合物熔融挤出。因此，通过熔融挤出所形成的膜具有180μm的厚度。
将该膜在142摄氏度的温度下在MD上双轴拉伸1.1倍，且在TD上双轴拉伸2.2倍。该膜用作膜16。该膜的厚度为74μm。
在该实施例中，由纤维素酰化物丙酸酯(CAP)得到的该膜根据熔融挤出法生产；然而，本发明人证实，不用说，具有相同性质的膜也可以根据溶液流延法生产，且这些膜显示出相同的效果(但是，考虑到在浓液制备中CAP的稳定性，使用乙酰基取代度为1.6且丙酰基取代度为0.9的CAP作为起始材料)。
(17)制备膜17：
将在Toshiba液晶面板"32C7000"中构造的降冰片烯膜剥离，并在该膜上形成易粘层。该膜用作膜17。该膜的厚度为70μm。
(18)制备膜18：
以与膜9相同的方式制备纤维素酰化物基膜，不同之处在于各成分的比例和制备该膜的条件改变为如下表所示。该膜用作膜18。下面提及的添加剂和增塑剂的缩写与上面相同。
(19)制备膜19：
(用于低取代层的纤维素酰化物溶液)
将以下成分放入混合罐中，并在加热下搅拌以溶解这些成分，从而制备用于低取代层的纤维素酰化物溶液。
(用于高取代层的纤维素酰化物溶液)
将以下成分放入混合罐，并搅拌溶解这些成分，从而制备用于高取代层的纤维素酰化物溶液。
(纤维素酰化物样品的制备)
将两种纤维素酰化物溶液流延到带上以在其上形成由用于低取代层的纤维素酰化物溶液形成的厚度为82μm的核心层，并形成表层A和表层B，表层A和表层B各具有由用于高取代层的纤维素酰化物溶液形成的2μm的厚度。从该带上剥离所形成的膜，夹紧，并使用拉幅机在180摄氏度下横向拉伸18%，同时残余溶剂的量为相对于该膜的总质量的20%。接下来，松开该膜且在130摄氏度下干燥20分钟，从而得到一个膜。该膜用作膜19。
(20)制备膜20：
<环聚烯烃聚合物P-1的制备>
将100质量份的纯甲苯和100质量份的甲基降冰片烯羧酸酯放入反应器中。接下来，将25毫摩尔%(相对于单体)溶解于甲苯中的乙基己酸镍、0.225摩尔%(相对于单体)的三(五氟苯)硼和0.25摩尔%(相对于单体)溶解于甲苯中的三乙基铝放入该反应器中。在室温搅拌下这些物质反应18小时。反应后，将反应混合物放入过量乙醇中，在其中形成聚合物沉淀物。纯化该沉淀物，并且在真空中在65摄氏度下干燥这样得到的环烯烃聚合物(P-1)24小时。
将所得的聚合物溶解于四氢呋喃中，通过凝胶渗透色谱法测量其分子量。以聚苯乙烯计，聚合物的数均分子量为79,000，并且其重均分子量为205,000。使用Abbe折射计测量所得聚合物的折射率，其值为1.52。
(聚烯烃浓液D-1)
将以上组分放入混合罐中并搅拌溶解这些成分，通过平均孔径为34μm的纸过滤器和平均孔径为10μm的烧结金属过滤器过滤所得溶液，由此制备环聚烯烃浓液D-1。将浓液流延到带式流延器上。使用拉幅机将残余溶剂量约为30质量%的膜从带上剥离，用施加到其上的140摄氏度的热空气干燥该膜。之后，拉幅机转送变为辊转送，使膜在120摄氏度至140摄氏度下进一步干燥，并卷起来。该膜用作膜20。该膜具有80μm的厚度。
(21)制备膜21：
根据JP-A2008-95027中描述的比较化合物C-3的制备方法，制备乙酸纤维素苯甲酸酯21A，但是，将在该方法中用作中间体2的4-甲氧基肉桂酸氯改变为苯甲酰氯。
<纤维素酰化物溶液的制备>
将以下成分放入混合罐中并在加热下搅拌以溶解这些成分，从而制备含有纤维素酰化物溶液的溶液。
立即将这样制备的纤维素酰化物溶液流延到带式流延器上。使用拉幅机将残余溶剂量约为30质量%的膜从带上剥离，用施加到其上的160摄氏度的热空气干燥该膜。
此外，将该膜在160摄氏度下单轴拉伸1.5倍，保持其边缘固定。该膜用作膜21。该膜的厚度为55μm。
(22)制备膜22：
(用于低取代层的纤维素酰化物溶液)
将以下成分放入混合罐中并在加热下搅拌以溶解这些成分，从而制备用于低取代层的纤维素酰化物溶液。
(用于高取代层的纤维素酰化物溶液)
将以下成分放入混合罐中并搅拌溶解这些成分，从而制备用于高取代层的纤维素酰化物溶液。
(纤维素酰化物样品的制备)
将两种纤维素酰化物溶液流延到带上以在其上形成由用于低取代层的纤维素酰化物溶液形成的厚度为38μm的核心层，并形成表层A和表层B，表层A和表层B各具有由用于高取代层的纤维素酰化物溶液形成的2μm的厚度。从该带上剥离所形成的膜，同时残余溶剂的量为相对于该膜的总质量的20%，将该膜在200摄氏度下干燥30分钟，然后在130摄氏度下干燥20分钟，从而得到膜。该膜用作膜22。
2.膜1-22的性质：
膜1-22的性质显示在下表中。各膜的Re(550)和Rth(550)测量如下：将各膜尺寸为30mm×40mm的样品在25摄氏度下和60%相对湿度下调整2小时，并使用KOBRA 21ADH(由Oji Scientific Instruments制造)在550nm的波长下分析。对于膜1、5、6、8-16、18、19、21和22，输入假设的平均折射率1.48和膜厚度，并计算数据。对于其他膜，假设的折射率：对于膜3、7和17为1.53，对于膜2为1.50，且对于膜4和20为1.52。
以相同的方式，在波长450nm、550nm和630nm下测量下表中的膜的Re和Rth。
*1“逆”：Re或Rth显示逆波长分散度；“平稳”：Re或Rth不随波长变化；“正常”：Re或Rth显示正常的波长分散度。
3.偏振片的生产：
将厚度为80μm的聚乙烯醇(PVA)膜通过将其浸渍在碘浓度为0.05质量%的含水碘溶液中60秒而染色，然后在机器方向上拉伸5倍原长度，同时浸渍在硼酸浓度为4质量%的含水硼酸溶液中60秒，并且之后，在50摄氏度下干燥4分钟，得到一个厚度为20μm的偏振膜。
在上表所示的膜中，含有纤维素酰化物的膜按如下进行皂化：将各膜浸渍在55摄氏度的含水氢氧化钠溶液(1.5mol/L)中，然后用水完全冲洗以去除氢氧化钠。接下来，将各膜浸渍在35摄氏度的含水稀硫酸溶液(0.005mol/L)中1分钟，然后浸渍在水中完全去除含水稀硫酸溶液。最后，在120摄氏度下完全干燥该样品。
使用粘合剂将这些膜(膜1-22)的任意两片与夹在其中的偏振膜粘贴，由此制备在两面均具有保护膜的偏振片。对于纤维素酰化物膜，使用聚乙烯醇粘合剂，并且对于其他膜，使用丙烯酸粘合剂将这些膜粘贴到偏振元件。该组合显示于下表中。
在下表中，标记"*1″的膜表示作为偏振片保护膜的延迟膜，与偏振膜相比，朝向面板侧置于更外侧；标记"*2"的膜表示作为偏振片保护膜的延迟膜置于液晶单元和偏振膜之间；且标记"*3"的膜表示作为偏振片保护膜的延迟膜，与偏振膜相比，朝向背光侧置于更外侧。同样适用于所有下面的表。
膜13-22这样粘贴，使其面内慢轴可以平行于偏振元件的透射轴(transmission axis)；且膜1-12这样粘贴，使其面内慢轴可以与偏振元件的透射轴正交。具有易粘层的膜这样粘贴，使其中的易粘层可以面对偏振元件的表面侧。
4.VA-模式液晶显示装置的生产和评价：
(1)VA-模式液晶单元1至5的制备：
在此实施例中，在彩色滤光片形成在TFT上的情况下，使用有机显影剂CD2000(由FUJIFILM Electronic Materials生产)。
(1)-1A-模式液晶单元1的制备：
根据JP-A 2009-141341中的实施例20，在玻璃基板上形成TFT元件，并进一步在TFT元件上形成保护膜。
随后，在保护膜内形成接触孔，并在保护膜上形成电连接到TFT元件的ITO透明电极，由此制备阵列基板。
随后，根据JP-A 2009-144126中的实施例17、18和19，并根据JP-T2008-516262中[0099]-[0103]中的实施例9a的过程，使用着色光敏组合物，在上述保护膜上形成阵列上彩色滤光片(COA)基板。若需要，将式(X)的延迟增强剂和/或式(X1)的延迟减少剂加入所述着色光敏组合物。然而，在这里，各像素的着色光敏树脂组合物中的颜料的浓度减半，控制浓液组分的量，使黑色像素可以具有4.2μm的厚度，且红色像素、绿色像素和蓝色像素各可以具有3.5μm的厚度。
通过AXOMETRICS'AXOSCAN使用相关的软件，测量所制备的COA基板的Rth(450)、Rth(550)和Rth(630)。Rth(450)、Rth(550)和Rth(630)的所得数值显示在表中。
另外，在彩色滤光片中形成接触孔，然后在彩色滤光片上形成电连接到TFT元件的ITO(氧化铟锡)透明像素电极。接下来，根据JP-A2006-64921中的实施例1，在相应于间隔壁(黑色矩阵)的上部的区域内的ITO膜上形成间隔物。
单独地，制备在其上形成有ITO透明电极的玻璃基板，作为对峙基板。COA基板和对峙基板的透明电极分别为PVA模式图案化，并且在其每一个上形成聚酰亚胺垂直取向膜。
之后，根据配料器系统，在相应于环绕彩色滤光片的RGB像素组周围放置的黑色矩阵框的位置施用紫外线固化树脂密封剂，然后滴加PVA模式液晶到其上，并且粘贴到对峙基板。用紫外线照射这样粘贴的基板，并进行热处理以固化密封剂。根据该过程，制备液晶单元。
随后，通过AXOMETRICS'AXOSCAN使用相关软件，测量这样制备的液晶单元的Δnd(550)，并且选择Δnd(550)为300nm的单元。将这个单元用作液晶单元1。
作为液晶单元1的光源，使用上面LCD-40MZW100中所用的背光，并且将光源置于COA基板侧上。
(1)-2VA-模式液晶单元2的制备：
根据JP-A 2009-141341中的实施例20，在玻璃基板上形成TFT元件，并进一步在TFT元件上形成保护膜。随后，在保护膜内形成接触孔，并在保护膜上形成电连接到TFT元件的ITO透明电极，由此制备阵列基板。
随后，根据JP-A 2009-144126中的实施例17、18和19制备着色光敏组合物。若需要，将式(X)的延迟增强剂和/或式(X1)的延迟减少剂加入所述着色光敏组合物。使用所述着色光敏组合物，根据JP-T 2008-516262的[0099]-[0103]的过程，制备彩色滤光片基板。
通过AXOMETRICS'AXOSCAN使用相关的软件，测量所制备的COA基板的Rth(450)、Rth(550)和Rth(630)。Rth(450)、Rth(550)和Rth(630)的所得数值显示在表中。
通过在上述形成的彩色滤光片基板上溅射而形成ITO透明电极，然后根据JP-A 2006-64921中的实施例1，在相应于间隔壁(黑色矩阵)的上部的部分中形成间隔物。
单独地，将所制备的列阵基板和彩色滤光片基板分别为PVA模式图案化，并且在其每一个上形成聚酰亚胺垂直取向膜。
之后，根据分配器系统，在相应于环绕彩色滤光片的RGB像素组的周围放置的黑色矩阵框的位置施用紫外线固化树脂密封剂，然后滴加PVA模式液晶到其上，并且将其粘贴到对峙基板。用紫外线照射这样粘贴的基板，并进行热处理以固化密封剂。根据该过程，制备液晶单元。
随后，通过AXOMETRICS'AXOSCAN使用相关软件，测量这样制备的液晶单元的Δnd(550)，并且选择Δnd(550)为300nm的单元。将这个单元用作液晶单元2。
作为液晶单元1的光源，使用上面LCD-40MZW100中所用的背光，并且将光源置于阵列基板侧上。
(1)-3VA-模式液晶单元3的制备：
以与液晶单元1相同的方式制备液晶单元3，不同之处在于改变了用于控制着色光敏组合物中的延迟的试剂的量，所述着色光敏组合物根据JP-A-2009-144126中所述的实施例18制备。
随后，通过AXOMETRICS'AXOSCAN使用相关的软件，测量这样制备的液晶单元的Δnd(550)，并且选择Δnd(550)为300nm的单元。这个单元用作液晶单元3。
通过AXOMETRICS'AXOSCAN使用相关的软件，测量用于制备液晶单元3的COA基板的Rth(450)、Rth(550)和Rth(630)。Rth(450)、Rth(550)和Rth(630)的所得数值显示在表中。
作为液晶单元3的光源，使用上面LCD-40MZW100中所用的背光，并且将光源置于COA基板侧上。
(1)-4VA-模式液晶单元4的制备：
以与液晶单元2相同的方式制备液晶单元4，不同之处在于改变了用于控制着色光敏组合物中的延迟的试剂的量，所述着色光敏组合物根据JP-A-2009-144126中所述的实施例18制备。
随后，通过AXOMETRICS'AXOSCAN使用相关软件，测量这样制备的液晶单元的Δnd(550)，并且选择Δnd(550)为300nm的单元。这个单元用作液晶单元4。
通过AXOMETRICS'AXOSCAN使用相关的软件，测量用于制备液晶单元4的COA基板的Rth(450)、Rth(550)和Rth(630)。Rth(450)、Rth(550)和Rth(630)的所得数值显示在表中。
作为液晶单元3的光源，使用上面LCD-40MZW100中所用的背光，并且将光源置于COA基板侧上。
(1)-5VA-模式液晶单元5的制备：
以与液晶单元1相同的方式制备液晶单元4，不同之处在于改变了用于控制着色光敏组合物中的延迟的试剂的量，所述着色光敏组合物根据JP-A-2009-144126中所述的实施例17和19制备。
随后，通过AXOMETRICS'AXOSCAN使用相关软件，测量这样制备的液晶单元的Δnd(550)，并且选择Δnd(550)为300nm单元。这个单元用作液晶单元5。
通过AXOMETRICS'AXOSCAN使用相关的软件，测量用于制备液晶单元5的COA基板的Rth(450)、Rth(550)和Rth(630)。Rth(450)、Rth(550)和Rth(630)的所得数值显示在表中。
作为液晶单元3的光源，使用上面LCD-40MZW100中所用的背光，并且将光源置于COA基板侧上。
*1“逆”：Rth显示逆波长分散度；“平稳”：Rth不随波长变化而变化。
(2)液晶单元的前面侧基板和后面侧基板的构件对比度的计算：
液晶单元的后面侧基板和前面侧基板的构件对比度表示指示各基板和形成在各基板上的各构件的总对比度。所述构件的实例包括彩色滤光片的所有构件、黑色矩阵、阵列构件(TFT阵列等)、基板上的突出部分、共通电极、缝隙等。
两个基板或形成各液晶单元的前面侧基板和后面侧基板彼此分离成单独的前面侧基板和后面侧基板；用乙醇冲洗各基板。随后，根据以下方法计算前面侧基板(包括前面侧基板和该基板上形成的所有构件)的构件对比度以及后面侧基板(包括后面侧基板和该基板上形成的所有构件)的构件对比度。
将偏振片(HLC2-2518，由Sanritz生产)放在液晶面板(Sharp生产的LC-32GH5)的背光上，此时，将通过拆卸各液晶单元而制备的适合于旋转台SGSP-120YAW(由Sigma Koki生产)的前面侧基板或后面侧基板在距离偏振片2mm的位置彼此平行放置。简单地说，这些基板这样放置，使布线在基板和黑色矩阵的晶格图案上的TFT阵列可以相应于偏振片上的偏振轴。此外，此时，适合于旋转台的偏振片HLC2-2518(由Sanritz生产)这样放置，使偏振片之间的距离可以为52mm。在暗室中使用测试仪BM5A(由TOPCON生产)，测量在法线方向上黑白显示状态下的亮度，并且计算正面对比度A(白色亮度/黑色亮度)。在这里，旋转偏振片，最低亮度为黑色状态下的亮度。然后，旋转偏振片90度，并且在该平台内的亮度为白色状态下的亮度。
接下来，在上面的实施方案中，移开前面侧基板或后面侧基板，并且测量只有偏振片时黑色或白色显示状态下的亮度，并且计算正面对比度。
为了消除偏振片正面对比度(CR)B对正面对比度(CR)A的影响，根据下式计算构件对比度：
构件对比度=1-(1/正面CR A-1/正面CR B)。
关于各液晶单元，计算前面侧基板的构件对比度与后面侧基板的构件对比度的比值，并且发现液晶单元1、3和5各单元的比值均为51.0；并且液晶单元2和4各单元的比值均为1.1。
(3)VA模式液晶显示装置的评价：
这样构造后，对液晶显示装置进行如下评价：
(3)-1正面对比度比值的测量：
在暗室中使用测试仪BM5A(由TOPCON生产)，测量在到面板的法线方向上显示器黑白状态下的亮度，并且从数据中计算正面对比度(白色亮度/黑色亮度)。
在这里，测试仪和面板之间的距离为700mm。
随后，基于标准状态下的正面对比度，根据下式计算正面对比度：
正面对比度=(实际状态下的正面对比度)/(标准状态下的正面对比度)。
关于各液晶单元的标准状态，包括液晶单元1或2的液晶显示装置是基于比较例1的液晶显示装置；包括液晶单元3或4的液晶显示装置是基于比较例8的液晶显示装置；包括液晶单元5的液晶显示装置是基于比较例19的液晶显示装置。比较例1的液晶显示装置的正面对比度为3050；比较例8的液晶显示装置的正面对比度为3010；并且比较例19的液晶显示装置的正面对比度为3050。
(3)-2视角对比度(在倾斜方向上的对比度)：
在暗室中使用测试仪BM5A(由TOPCON生产)，在从装置正面以60度的极角和0度、45度或90度的方位角测量黑白显示状态下的亮度。从数据中计算视角对比度(白色亮度/黑色亮度)，并且如下评价液晶显示装置的视角特征：
A：在每个方向上的视角对比度等于或大于50，且没有识别出漏光。
B：视角对比度的最小值等于或大于25且小于50，且识别出轻微但在可接受水平的漏光。
C：视角对比度的最小值小于25，且识别出不可接受水平的显著漏光。
(3)-3圆形不均匀性：
将所制备的液晶显示装置置于温度40摄氏度、相对湿度90%的环境中4天。这样老化后，将这些装置转移到温度36摄氏度、相对湿度30%的环境中。
之后，将面板放在光台(light table)上，在暗室中观察，并且根据下述标准评价圆形不均匀性。
AA：在将面板放在发光的光台上后50小时内，没有看到漏光。
A：看到一些漏光，但在将面板放在发光的光台上后30小时内漏光消失，并且其后没有看到漏光。
B：看到漏光，且在将面板放在发光的光台上后30小时内漏光没有消失，但其后在60小时内消失。
C：看到漏光，且在将面板放在发光的光台上后60小时内漏光没有消失(不可接受)。
(3)-4正面黑度：
在暗室中使用测试仪BM5A(由TOPCON生产)，检查面板在面板法线方向上黑色状态的色移，并看到在蓝色色移。根据表示蓝色的数值v'，评价面板的正面黑度。在这里，测试仪和面板之间的距离为700mm。
A：v'等于或大于0.38，且没有识别出正面蓝色的色移。
B：v'为从0.375到小于0.38，且识别出正面蓝色的轻微色移，但在可接受的水平上。
C：v′小于0.375，且识别出在不可接受水平上的蓝色的色移。
结果显示在下表中。
从表中所示数据可以理解，本发明的采用满足式(I)的彩色滤光片和放置作为后面侧区域的延迟膜、以及COA液晶单元的VA模式液晶显示装置显示高正面对比度。
更具体地，将本发明实施例的正面CR与采用任何非COA液晶单元的相应的比较例分别相比较，可以理解，与采用任何非COA液晶单元的相应的VA模式液晶装置相比，本发明的VA模式液晶显示装置在正面CR方面非常优异。例如，将实施例1、2、4和5的正面CR与比较例3、4、5和10的正面CR分别相比较，可以理解，本发明的VA模式液晶显示装置在正面CR方面非常优异。
在不满足式(I)的比较例中，将采用COA液晶单元的比较例的效果与采用非COA液晶单元的比较例的效果相比较，可以理解，仅通过采用COA液晶单元不能获得本发明的效果。例如，比较例2和9是采用COA液晶单元但不满足式(1)的比较例，并且比较例7和18分别具有和比较例2和9相同的结构，但它们采用非COA液晶。尽管比较例7和18采用了COA液晶单元，在正面CR方面，它们不及比较例7和18，因为它们不满足式(1)。从结果中，很明显，本发明的效果不能仅通过采用COA液晶单元而不采用后面侧延迟区域和彩色滤光片而获得，其中Rth的总值满足式(1)。
另外，实施例2和8为分别具有与比较例2和9相同结构但后面侧和前面侧区域互换的实施例。因为在比较例中，后面侧延迟区域的Rth的数值高且不满足式(1)，正面CR降低而非增加，尽管通过采用COA液晶单元扩大了开口率。
在本发明的实施例中，采用置于后面侧偏振膜和COA液晶单元之间的延迟膜、满足式(Ia)的实施例1和5的VA模式液晶显示装置，不仅正面CR优异而且圆形不均匀性也优异。
另一方面，采用置于后面侧偏振膜和COA液晶单元之间的延迟膜、满足式(Ib)的VA模式液晶显示装置在视角CR方面优异，即使它们采用Rth约200nm的延迟膜作为前面侧延迟区域。相应地，可以理解，采用置于后面侧偏振膜和COA液晶单元之间的延迟膜、满足式(Ib)的实施方案不仅正面CR优异而且包括前面侧延迟膜的总体生产能力都优异。
在上面的实施例中，膜6或亦即商业TAC膜，或膜16用作前面侧和后面侧外保护膜；然而，作为前面侧和/或后面侧外保护膜，也可以使用例如任何其他纤维素酰化物膜(如，丙酸纤维素、丁酸纤维素或类似的膜)，或任何其他包括聚烯烃(如降冰片烯基聚合物)、聚(甲基)丙烯酸酯(如聚甲基丙烯酸甲酯)、聚碳酸酯、聚酯或聚砜作为其主要成分的膜获得相同的效果；并且，也可以使用任何其他商用聚合物膜(Arton(由JSR生产)、或Zeonor(由Nippon Zeon生产)或类似的降冰片烯基聚合物膜)获得相同的效果。
从表中所示结果，还可以理解如下。
·实施例6-8和实施例14-16的比较：
实施例6-8(或实施例14-16)采用延迟膜作为后面侧区域，这些延迟膜的Rth彼此相同但Rth具有正常的波长分散特征，无论波长如何和是否具有逆波长分散特征，均为常数；并且它们的其他结构相同。比较其正面黑度，可以理解，黑色状态下正面方向上的蓝色色移(黑色状态的正面方向上的色移)按照以下次序，减少的越来越多：正常波长分散特征→与波长无关，为常数→逆波长分散特征。
·实施例8-10的比较：
实施例8-10采用延迟膜作为后面侧区域，这些延迟膜的Rth彼此相同但Rth具有正常的波长分散特征，无论波长如何和是否具有逆波长分散特征，均为常数；并且它们的其他结构相同。定量比较视角CR，可以理解，视角CR按照以下次序，越来越多得改善：正常波长分散特征→与波长无关，为常数→逆波长分散特征。

Claims (18)

1.VA-模式液晶显示装置，其包括：
前面侧偏振元件，
后面侧偏振元件，
置于所述前面侧偏振元件和后面侧偏振元件之间的液晶层，
置于所述液晶层和后面侧偏振元件之间的彩色滤光片层，以及
由一个或多个置于所述后面侧偏振元件和彩色滤光片层之间的延迟层组成的后面侧延迟区域；
其中沿所述彩色滤光片层的550nm波长下的厚度方向上的延迟RthCF(550)，以及沿整体后面侧延迟区域的550nm波长下的厚度方向上的延迟Rth后(550)的总和满足下式(I):
(I)|RthCF(550)+Rth后(550)|≤90nm，
所述VA-模式液晶显示装置包括阵列构件，并且所述阵列构件和彩色滤光片层置于阵列基板上。
2.根据权利要求1所述的VA-模式液晶显示装置，其中所述液晶层夹在阵列基板和对置基板之间，所述阵列基板装配有彩色滤光片层并具有黑色矩阵以分割像素，并且所述对置基板面向阵列基板放置。
3.根据权利要求1所述的VA-模式液晶显示装置，其中所述后面侧延迟区域满足下式(II)：
(II)|Re(550)|≤20nm，
其中Re(λ)表示所述区域在λnm波长下的面内延迟(nm)。
4.根据权利要求1所述的VA-模式液晶显示装置，其中一个或多个置于所述前面侧偏振元件和液晶层之间的延迟层整体上满足下式(III)和(IV)，一个或多个置于所述前面侧偏振元件和液晶层之间的层的整体称为"前面侧延迟区域"，
(III)30nm≤Re(550)≤90nm,
(IV)150nm≤Rth(550)≤300nm。
5.根据权利要求4所述的VA-模式液晶显示装置，其中所述后面侧延迟区域满足下式(Ia)：
(Ia)|Rth后(550)|≤20nm。
6.根据权利要求5所述的VA-模式液晶显示装置，其中所述前面侧延迟区域满足下式(IIIa)和(IVa)：
(IIIa)30nm≤Re(550)≤90nm,
(IVa)180nm≤Rth(550)≤300nm。
7.根据权利要求4所述的VA-模式液晶显示装置，其中所述后面侧延迟区域满足下式(Ib)：
(Ib)20nm<|Rth后(550)|≤90nm。
8.根据权利要求7所述的VA-模式液晶显示装置，其中所述前面侧延迟区域满足下式(IIIb)和(IVb)：
(IIIb)30nm≤Re(550)≤90nm,
(IVb)150nm≤Rth(550)≤270nm。
9.根据权利要求1所述的VA-模式液晶显示装置，其中所述后面侧延迟区域满足下面两式：
|Rth后(450)|/|Rth后(550)|≤1，和
1≤|Rth后(630)|/|Rth后(550)|。
10.根据权利要求1所述的VA-模式液晶显示装置，其中所述彩色滤光片层置于液晶单元内，且所述彩色滤光片层的RthCF满足下面两式：
|RthCF(450)|/|RthCF(550)|≤1，和
1≤|RthCF(630)|/|RthCF(550)|。
11.根据权利要求1所述的VA-模式液晶显示装置，其中所述后面侧延迟区域由纤维素酰化物基膜形成或包含纤维素酰化物基膜。
12.根据权利要求1所述的VA-模式液晶显示装置，其中所述后面侧延迟区域由丙烯酰基聚合物膜形成或包含丙烯酰基聚合物膜。
13.根据权利要求12所述的VA-模式液晶显示装置，其中所述丙烯酰基聚合物膜含有丙烯酰基聚合物，该丙烯酰基聚合物含有至少一个选自内酯环单元、马来酸酐单元和戊二酸酐单元的单元。
14.根据权利要求1所述的VA-模式液晶显示装置，其中所述后面侧延迟区域由环烯烃基聚合物膜形成或含有环烯烃基聚合物膜。
15.根据权利要求4所述的VA-模式液晶显示装置，其中所述前面侧延迟区域由一个双轴聚合物膜形成或含有一个双轴聚合物膜。
16.根据权利要求4所述的VA-模式液晶显示装置，其中所述前面侧延迟区域含有一个单轴聚合物膜。
17.根据权利要求15所述的VA-模式液晶显示装置，其中所述一个双轴聚合物膜是纤维素酰化物基膜或环烯烃基聚合物膜。
18.根据权利要求16所述的VA-模式液晶显示装置，其中所述一个单轴聚合物膜是纤维素酰化物基膜或环烯烃基聚合物膜。
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