CN105589257B - 液晶显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供液晶显示装置,其能够以较低的成本抑制常白显示的垂直取向型的液晶显示装置的左右方向观察时的颜色偏移。该液晶显示装置具有第1基板、第2基板、液晶层、第1偏振板、第2偏振板、第1~第3光学板。各偏振板的吸收轴被配置为相互大致正交,并且各偏振板被配置为相对于施加电场时的液晶层的层厚方向的大致中央处的取向方向呈大致45°的角度。第1光学板是1/4波长板,其面内慢轴被配置为相对于第1偏振板的吸收轴呈大致45°的角度。第2光学板是1/4波长板,其面内慢轴被配置为相对于第2偏振板的吸收轴呈大致45°的角度。第3光学板具有负的双轴光学各向异性,其面内慢轴被配置为与第1偏振板的吸收轴大致正交。
Description
技术领域
本发明涉及垂直取向型的液晶显示装置。
背景技术
垂直取向型的液晶显示装置的基本结构是具有:相对配置的2个基板、在这些基板之间设置的垂直取向的液晶层、以及分别配置于基板外侧的2个偏振板。在该垂直取向型的液晶显示装置中,将2个偏振板的吸收轴配置为互相正交(正交尼科尔配置),并且,在基板和偏振板之间配置视角补偿板,由此,在正面观察时和从倾斜方向观察时能够获得非常良好的暗显示,能够实现优异的常黑显示。
在这样的垂直取向型的液晶显示装置中,通过进一步在比一个基板的背面侧的偏振板靠外侧的位置处设置反射板,能够获得不需要背光源的反射型的液晶显示装置。另外,通过进一步在比一个基板的背面侧的偏振板靠外侧的位置处设置半透射板,并设置背光源,能够获得半透射型的液晶显示装置。然而,在常黑显示的液晶显示装置中,背景显示部(非显示部)是暗显示,因此,观察者在观察基于反射的显示时会感觉非常暗。特别是在显示部中使用了字符、图案的分段显示型的液晶显示装置中,这种倾向尤为强烈。因此,在反射型和半透射型的液晶显示装置中,常白显示被广泛使用。例如日本特开2002-40428号公报(专利文献1)和日本特开2013-238784号公报(专利文献2)公开了关于上述那样的垂直取向型的液晶显示装置的现有技术。
专利文献1公开的液晶显示装置在具有存在着随机的取向变化或面内连续的取向变化的液晶层的情况下,通过在上基板和下基板各自的外侧配置圆偏振板,使得液晶层的取向不均匀不可见从而提高了透射率。关于该液晶显示装置的原理,公开有:在上述2个圆偏振板的圆偏振旋转方向相同的情况下,如果将液晶层的延迟设为△,则输出光强度Iout与cos2(△/2)相关。即,公开了液晶层的基板面内的取向方向与输出光强度无关。
这里,垂直取向的液晶层在未施加电压时的延迟大致为零,因此,输出光强度Iout最大,当对液晶层施加了阈值电压以上的电压后,随着取向变化,延迟增加,因此,输出光强度Iout朝最小值变化。即,能够实现常白显示。该文献公开了如下内容:圆偏振板是由线偏振板与1/4波长板相组合而构成的,线偏振板可以任意配置。另外,该文献还公开了与单畴垂直取向型的液晶显示装置有关的实施例,该液晶显示装置具有在基板面内的一个方向上实施了取向处理的液晶层。在该实施例中,虽然公开了进行常黑显示的情况,但如果变更2个圆偏振板的组合也可以进行常白显示。并且,该文献还公开了:通过在上、下各个基板和各个圆偏振板之间配置具有负的单轴光学各向异性的相位差板来改善视角特性。
专利文献2公开的液晶显示装置的特征在于,具有:2个基板、在这些基板之间设置的垂直取向的液晶层、以及分别配置在基板外侧的2个偏振板(线偏振板),并且,在各基板和各偏振板之间的至少一方上配置有相位差板。该液晶显示装置的相位差板的面内慢轴被配置为相对于各偏振板的吸收轴呈45°的角度,并且该面内慢轴被配置为与液晶层在施加电压时的液晶层的层厚方向的中央处的取向方向正交。另外,对于相位差板,优选其面内相位差值的总和为200~320nm,并且优选其具有表现出正的单轴光学各向异性或负的双轴光学各向异性的光学特性。
另外,基于上述的专利文献1公开的公知技术,制造透射型且常白显示的单畴垂直取向型的液晶显示装置,并且对未施加电压时的背景视角特性进行观察可知,在将视觉观察方向变为液晶显示装置的左右方向(3点钟方向、9点钟方向)并从较深的极角角度观察外观时,背景的颜色产生从黄色变为茶色的现象(颜色偏移),显示品质下降。对于这一点,如专利文献1公开的那样,通过在上、下各个基板和各个圆偏振板之间配置具有负的单轴光学各向异性的相位差板即负的C板,能够抑制颜色偏移。
另一方面,基于上述的专利文献2公开的公知技术,作为在上、下基板中的一个基板和偏振板之间配置面内相位差为大致1/2波长的相位差板,并且在另一个基板和偏振板之间未设置相位差板的结构,制造了常白显示的单畴垂直取向型的液晶显示装置并对外观进行了观察,由此,能够观察到与基于上述专利文献1制造的液晶显示装置的情况相同的颜色偏移。
在针对基于上述公知技术的常白显示的单畴垂直取向型的液晶显示装置,追加具有负的C板或负的双轴光学各向异性的视角补偿板的情况下,能够考虑到以下这样的结构:在基于专利文献1的公知技术的液晶显示装置中,在接近液晶层的位置处配置视角补偿板。另一方面,以往,作为应用于常黑显示的垂直取向型的液晶显示装置的视角补偿板,能够以较低的成本实现将视角补偿板配置为接近偏振板的偏振层的结构。对于主要具有负的双轴光学各向异性的视角补偿板而言,“视角补偿板一体型偏振板”具有将视角补偿板直接粘接在偏振板的偏振层上的结构,能够以最低的成本来实现,因此在市场被广泛流通。然而,在采用基于公知技术的结构的情况下,很难使用上述的“视角补偿板一体型偏振板”,因此在成本方面是不利的。
另外,在本申请中,当将相位差板的面内折射率设为nx、ny,将厚度方向折射率设为nz,将nx方向定义为面内慢轴时,正的单轴光学各向异性被定义为nx>ny=z,正的双轴光学各向异性被定义为nx>ny<nz,负的单轴光学各向异性被定义为nx=ny>nz,负的双轴光学各向异性被定义为nx>ny>nz。其中,将具有nx>ny=z的光学膜称为正的A板。将具有nx=nz>ny的光学膜称为负的A板。将具有nx=ny<nz的光学膜称为负的C板。
【专利文献1】:日本特开2002-40428号公报
【专利文献2】:日本特开2013-238784号公报
发明内容
本发明的具体方式的目的之一在于,提供一种能够以较低的成本抑制常白显示的垂直取向型的液晶显示装置在左右方向观察时的颜色偏移的技术。
本发明的一个方式的液晶显示装置是一种常白显示的液晶显示装置,其具有:(a)相向配置的第1基板和第2基板;(b)垂直取向或大致垂直取向的液晶层,其配置于所述第1基板和所述第2基板之间;(c)第1偏振板,其配置于所述第1基板的外侧;(d)第2偏振板,其配置于所述第2基板的外侧;(e)第1光学板,其配置于所述第1基板和所述第1偏振板之间;(f)第2光学板,其配置于所述第2基板和所述第2偏振板之间;以及(g)第3光学板,其配置于所述第1偏振板和所述第1光学板之间;(h)所述第1偏振板和所述第2偏振板的各吸收轴被配置为相互大致正交,并且该各吸收轴被配置为相对于施加电场时的所述液晶层的层厚方向的大致中央处的取向方向呈大致45°的角度,(i)所述第1光学板是面内相位差为100nm~160nm的1/4波长板,所述第1光学板的面内慢轴被配置为相对于所述第1偏振板的吸收轴呈大致45°的角度,并且被配置为与施加电场时的所述液晶层的层厚方向的大致中央处的取向方向大致正交,(j)所述第2光学板是面内相位差为100nm~160nm的1/4波长板,所述第2光学板的面内慢轴被配置为相对于所述第2偏振板的吸收轴呈大致45°的角度,并且被配置为与施加电场时的所述液晶层的层厚方向的大致中央处的取向方向大致正交,(k)所述第3光学板具有负的双轴光学各向异性,所述第3光学板的面内慢轴被配置为与所述第1偏振板的吸收轴大致正交。
根据上述结构,能够使用具有负的双轴光学各向异性的光学板(负的双轴膜)来实现视角补偿,而不需要使用昂贵的负的C板。因此,能够以较低的成本抑制常白显示的垂直取向型的液晶显示装置的左右方向观察时的颜色偏移。
上述液晶显示装置也优选为:还包括第4光学板,其配置于所述第2偏振板和所述第2光学板之间,所述第4光学板具有负的双轴光学各向异性,所述第4光学板的面内慢轴被配置为与所述第2偏振板的吸收轴大致正交。
本发明的其他方式的液晶显示装置是一种常白显示的液晶显示装置,其具有:(a)相向配置的第1基板和第2基板;(b)垂直取向或大致垂直取向的液晶层,其配置于所述第1基板和所述第2基板之间;(c)第1偏振板,其配置于所述第1基板的外侧;(d)第2偏振板,其配置于所述第2基板的外侧;(e)第1光学板,其配置于所述第1基板和所述第1偏振板之间;以及(f)第2光学板,其配置于所述第1光学板和所述第1偏振板之间;(g)所述第1偏振板和所述第2偏振板的各吸收轴被配置为相互大致正交,并且该各吸收轴被配置为相对于施加电场时的所述液晶层的层厚方向的大致中央处的取向方向呈大致45°的角度,(h)所述第1光学板是面内相位差为200nm~320nm的1/2波长板,所述第1光学板的面内慢轴被配置为相对于所述第1偏振板的吸收轴呈大致45°的角度,并且被配置为与施加电场时的所述液晶层的层厚方向的大致中央处的取向方向大致正交,(i)所述第2光学板具有负的双轴光学各向异性,所述第2光学板的面内慢轴被配置为与所述第1偏振板的吸收轴大致正交。
根据上述结构,也是能够使用具有负的双轴光学各向异性的光学板(负的双轴膜)来实现视角补偿,而不需要使用昂贵的负的C板。因此,能够以较低的成本抑制常白显示的垂直取向型的液晶显示装置在左右方向观察时的颜色偏移。
上述液晶显示装置也优选为:还包括第3光学板,其配置于所述第2基板和所述第2偏振板之间,所述第3光学板具有负的双轴光学各向异性,所述第3光学板的面内慢轴被配置为与所述第2偏振板的吸收轴大致正交。
附图说明
图1是示出第1实施方式的液晶显示装置的基本结构的剖视图。
图2是示出液晶层在施加电场时的取向方向和各偏振板、各1/4波长板、光学板的光学轴的配置关系的图。
图3是示出第2实施方式的液晶显示装置的基本结构的剖视图。
图4是示出第2实施方式的液晶层在施加电场时的取向方向和各偏振板、1/4波长板、光学板的光学轴的配置关系的图。
图5是示出第3实施方式的液晶显示装置的基本结构的剖视图。
图6是示出液晶层在施加电场时的取向方向和各偏振板、1/2波长板、光学板的光学轴的配置关系的图。
图7是示出第4实施方式的液晶显示装置的基本结构的剖视图。
图8是示出第4实施方式的液晶层在施加电场时的取向方向和各偏振板、1/2波长板、各光学板的光学轴的配置关系的图。
图9的(A)是示出实施例1的分光光谱计算结果的图,图9的(B)是示出实施例2的分光光谱计算结果的图,图9的(C)是示出实施例3的分光光谱计算结果的图。
图10的(A)是示出比较例1的分光光谱计算结果的图,图10的(B)是示出比较例2的分光光谱计算结果的图。
图11的(A)是示出实施例4的分光光谱计算结果的图,图11的(B)是示出实施例5的分光光谱计算结果的图。
图12是示出比较例3的分光光谱计算结果的图。
标号说明
1:第1基板;2:第2基板;3:第1取向膜;4:第2取向膜;5:第1偏振板;6:第2偏振板;7:液晶层;11:第1电极;12:第2电极;13:液晶层的层厚方向的中央处的取向方向;21、22:1/4波长板;23、24、26、27:光学板;25:1/2波长板。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施方式进行说明。
图1是示出第1实施方式的液晶显示装置的基本结构的剖视图。作为该液晶显示装置的基本结构,其具有:相向配置的第1基板1和第2基板2、设置于第1基板1的第1电极11、设置于第2基板2的第2电极12、以及配置于第1基板1和第2基板2之间的液晶层7。
第1实施方式的液晶显示装置例如是分段显示型的液晶显示装置,其构成为:电极彼此重合的区域形成希望显示的字符或图案,基本上只能够显示预先设定的字符等,大致而言,有效显示区域内的面积比50%以下程度的区域有助于字符等的显示。另外,液晶显示装置也可以是多个像素排列为矩阵的点阵显示型,还可以由分段显示型和点阵显示型混合而成。
第1基板1和第2基板2分别例如是玻璃基板、塑料基板等透明基板。如图所示,第1基板1和第2基板2之间设有规定的间隙(例如4μm左右)而贴合。
第1电极11被设置在第1基板1的一面侧。同样,第2基板12被设置在第2基板2的一面侧。第1电极11和第2电极12例如分别是通过对铟锡氧化物(ITO)等透明导电膜适当地进行构图而构成的。
第1取向膜3以覆盖第1电极11的方式设置在第1基板1的一面侧。第2取向膜4以覆盖第2电极12的方式设置在第2基板2的一面侧。作为这些第1取向膜3和第2取向膜4,使用了将液晶层7的取向状态限制为大致垂直取向的垂直取向膜。在本实施方式中,各取向膜3和4被实施了摩擦处理等单轴取向处理。由此,液晶层7被赋予了88.5°~89.9°左右的较高的预倾角。
液晶层7被设置在第1基板1和第2基板2之间。在本实施方式中,使用介电常数各向异性△ε为负的液晶材料构成液晶层7。液晶层7上图示出的粗线示意地表示液晶层7中的液晶分子的取向方向。这里,液晶层7的层厚方向的大致中央处的液晶分子在施加电压时的取向方向13被规定为从第1基板1侧进行俯视观察时的液晶分子的倾倒方向。该取向方向13是通过对各取向膜3、4的单轴取向处理而设定的,在本实施方式中,取向方向13和单轴取向处理的方向大致平行。
第1偏振板5配置于第1基板1的外侧。同样,第2偏振板6配置于第2基板2的外侧。第1偏振板21和第2偏振板22各自的吸收轴被配置为相互大致正交。
1/4波长板21配置于第1偏振板5和第1基板1之间。1/4波长板22配置于第2偏振板6和第2基板2之间且位于接近第2基板2的一侧。作为各1/4波长板21、22的材质,优选聚碳酸酯或环烯烃聚合物。
光学板23具有负的双轴光学各向异性,其被配置于第2偏振板6和第2基板2之间且位于接近第2偏振板6的一侧。作为光学板23的材质,优选环烯烃聚合物、延伸TAC树脂、聚酰亚胺树脂或液晶聚合物等。
图2是示出液晶层在施加电场时的取向方向和各偏振板、各1/4波长板、光学板的光学轴的配置关系的图。均示出了从第1基板1侧俯视时的光学轴。如图所示,如果设施加电场时的液晶层的取向方向13为6点钟方向(270°方向),则第1偏振板5的吸收轴被配置在相对于施加电场时的液晶层的取向方向13呈45°的角度的方向上,第2偏振板6的吸收轴被配置在相对于施加电场时的液晶层的取向方向13呈45°的角度的方向上。另外,如上述那样,第1偏振板5和第2偏振板6的吸收轴彼此被配置在大致正交的方向上。
1/4波长板21的面内慢轴被配置在相对于接近该1/4波长板21的第1偏振板5的吸收轴呈45°的角度的方向上。在图示的例子中是被配置在3点~9点钟方向(0°~180°)。1/4波长板22的面内慢轴被配置在相对于接近该1/4波长板22的第2偏振板6的吸收轴呈45°的角度的方向上。在图示的例子中是被配置在3点~9点钟方向(0°~180°)。另外,光学板23的面内慢轴被配置为与接近该光学板23的第2偏振板6的吸收轴大致正交。
通过上述那样的配置,利用第1偏振板5和1/4波长板21获得圆偏振板的功能,并且,利用第2偏振板6和1/4波长板22获得圆偏振板的功能。这些圆偏振板被配置为相互的慢轴大致平行,以使这些圆偏振板处于相同的圆偏振旋转方向。另外,各1/4波长板21、22的慢轴与施加电场时的液晶层的取向方向13被配置为大致正交。
这里,关于各1/4波长板21、22,它们的面内相位差各自为100nm~160nm左右。从原理上讲,各1/4波长板21、22的面内相位差不必相等,但两者的面内相位差的总和优选为200nm~320nm。
图3是示出第2实施方式的液晶显示装置的基本结构的剖视图。另外,图4是示出该第2实施方式的液晶层在施加电场时的取向方向和各偏振板、1/4波长板、光学板的光学轴的配置关系的图。与上述的图1、图2示出的第1实施方式的不同点在于,在第1基板1和第1偏振板5之间接近第1偏振板5的一侧配置有光学板24。除此之外,均与上述实施方式相同。该光学板24与上述的光学板23相同,具有负的双轴光学各向异性,并且如图4所示那样,其面内慢轴被配置为与接近的第1偏振板5的吸收轴大致正交。
图5是示出第3实施方式的液晶显示装置的基本结构的剖视图。作为与上述的第1实施方式的液晶显示装置共同的结构,该液晶显示装置具有第1基板1、第2基板2、第1取向膜3、第2取向膜4、第1偏振板5、第2偏振板6、液晶层7、第1电极11、第2电极12,并且作为与第1实施方式的液晶显示装置不同的结构,该液晶显示装置具有1/2波长板25和光学板26。以下,省略关于共同结构的详细说明。
1/2波长板25配置于第1偏振板5和第1基板1之间且位于接近第1基板1的一侧。作为该1/2波长板25的材质,优选聚碳酸酯或环烯烃聚合物。
光学板26具有负的双轴光学各向异性,被配置于第1偏振板5和第1基板1之间且位于接近第1偏振板5的一侧。作为光学板26的材质,优选环烯烃聚合物、延伸TAC树脂、聚酰亚胺树脂或液晶聚合物等。
图6是示出液晶层在施加电场时的取向方向和各偏振板、1/2波长板、光学板的光学轴的配置关系的图。均示出了从第1基板1侧俯视时的光学轴。如图所示,如果设施加电场时的液晶层的取向方向13为6点钟方向(270°方向),则第1偏振板5的吸收轴被配置在相对于施加电场时的液晶层的取向方向13呈45°的角度的方向上,第2偏振板6的吸收轴被配置在相对于施加电场时的液晶层的取向方向13呈45°的角度的方向上。另外,如上所述,第1偏振板5和第2偏振板6的吸收轴彼此被配置在大致正交的方向上。
1/2波长板25的面内慢轴被配置在相对于接近该1/2波长板25的第1偏振板5的吸收轴呈45°的角度的方向上。在图示的例子中是被配置在3点~9点钟方向(0°~180°)。1/2波长板25的面内相位差为200nm~320nm左右。另外,光学板26的面内慢轴被配置为与接近该光学板26的第1偏振板5的吸收轴大致正交。
图7是示出第4实施方式的液晶显示装置的基本结构的剖视图。另外,图8是示出该第4实施方式的液晶层在施加电场时的取向方向和各偏振板、1/2波长板、各光学板的光学轴的配置关系的图。与上述的图5和图6示出的第3实施方式的不同点在于,在第2基板2和第2偏振板6之间配置有光学板27。除此之外,均与上述的第3实施方式相同。该光学板27与上述光学板26相同,具有负的双轴光学各向异性,并且如图8所示,其面内慢轴被配置为与接近的第2偏振板6的吸收轴大致正交。
接着,通过仿真分析对上述实施方式的液晶显示装置在未施加电压时的背景显示部(非显示部)的色调进行了评价,对于其评价结果,结合比较例进行说明。仿真分析的条件如下所述。计算了从满足这些条件的液晶显示装置中的3点钟方向、9点钟方向(0°方向、180°方向)的法线倾斜50°(极角50°)时的未施加电压时的分光光谱。
<实施例1>
·是上述图1、2中示出的结构,在偏振板的偏振层和光学板之间配置了作为偏振板的保护膜的TAC膜
·液晶层厚:4μm
·液晶材料:△n=0.0914、△ε=-5.1、未添加手性材料
·预倾角:89.5度(第1基板、第2基板均为该预倾角)
·施加电压时的液晶层的层厚方向的中央处的取向方向:6点钟方向(270°方向)
·1/4波长板:面内相位差为140nm且具有正的单轴光学各向异性的相位差板(正的A板)
·光学板:面内相位差为55nm、厚度方向相位差为220nm的负的双轴膜
·光源:标准光源D65
·仿真器:Shintech制造的液晶显示器仿真器LCDMASTER
<实施例2>
·是上述图1、2中示出的结构,在偏振板的偏振层和光学板之间没有配置作为偏振板的保护膜的TAC膜等
·其他条件与实施例1相同
<实施例3>
·是上述图3、4中示出的结构,在偏振板的偏振层和光学板之间没有配置作为偏振板的保护膜的TAC膜等
·光学板:面内相位差为55nm、厚度方向相位差为124nm的负的双轴膜
·其他条件与实施例1相同
<比较例1>
·是具有以与实施例1相同条件配置的液晶层、偏振板、以及各1/4波长板,并且不具有光学板的结构
·各1/4波长板:面内相位差为140nm的正的A板
·其他条件与实施例1相同
<比较例2>
·是具有以与比较例1相同条件配置的液晶层、偏振板、以及各1/4波长板,并且在第2基板和第2偏振板之间接近第2基板的一侧配置有具有负的单轴光学各向异性的光学板的结构
·光学板:厚度方向的相位差为220nm的负的C板
·其他条件与比较例1相同
图9的(A)是示出实施例1的分光光谱计算结果的图,图9的(B)是示出实施例2的分光光谱计算结果的图,图9的(C)是示出实施例3的分光光谱计算结果的图。另外,图10的(A)是示出比较例1的分光光谱计算结果的图,图10的(B)是示出比较例2的分光光谱计算结果的图。另外,在各图中,Pola为0则表示正面观察时,Pola为50则表示极角50°观察时。
如图9的(A)所示,在实施例1的液晶显示装置中,对正面观察时和极角50°观察时进行比较可以看出如下趋势:短波长侧的透射率变化较小且长波长侧的透射率变化较大。其中,虽然分光光谱彼此的透射率的差值很大,但是作为外观上的色调变化,并没有向黄色或茶色变化的趋势,而有变化为浅蓝色的趋势,因此,可以认为外观上的不协调感较小。即,可以认为能够实现抑制了背景显示部的左右方向的颜色偏移的显示状态。
如图9的(B)所示,在实施例2的液晶显示装置中,对正面观察时和极角50°观察时进行比较也可以看出如下趋势:短波长侧的透射率变化较小且长波长侧的透射率变化较大。其中,与实施例1相比,长波长侧的透射率变化减小。因此,可以认为能够实现进一步抑制了背景显示部的左右方向的颜色偏移的显示状态。
如图9的(C)所示,在实施例3的液晶显示装置中也获得了与实施例2的液晶显示装置大致相等的分光光谱。因此,可以认为能够实现进一步抑制了背景显示部的左右方向的颜色偏移的显示状态。
如图10的(A)所示,在比较例1的液晶显示装置中,正面观察时获得了大致中性的分光光谱,与之相对,极角50°观察时短波长侧的透射率大幅下降。作为外观上的色调,背景显示部处于颜色偏转为黄色或茶色的状态,因此可以说比较例1的液晶显示装置的显示品质较低。
如图10的(B)所示,在比较例2的液晶显示装置中,与正面观察时相比,极角50°观察时的长波长侧的透射率下降,但其下降程度较小。因此,在比较例2的液晶显示装置中,与比较例1的液晶显示装置相比,极角50°观察时相对于正面观察时的色调的变化大幅减小。
对于比较例1和2,分别实际制造了相同条件的液晶显示装置,并且进行了背景显示部的外观观察,获得了与上述的仿真分析结果相同的结果。即,确认到:在比较例1的液晶显示装置中,随着观察左右方向的视角特性时的观察角度变深,背景显示部的色调发生从黄色变为茶色的颜色偏移,显示品质下降。另一方面,在比较例2的液晶显示装置中,确认到:正面观察时和加深观察角度时的色调变化中未观察到泛黄等,抑制了色调变化。另外,在比较例2的结构中,也可以考虑将负的C板置换为具有负的双轴光学各向异性的光学板,但是由于这样的光学板具有面内相位差,因此正面观察时的电气光学特性下降,具体来讲会导致黑显示时的透射率上升,并不优选。
在上述比较例2那样的结构中,虽然也能够抑制颜色偏移,但目前负的C板的市场流通量较少,并且,在是利用通过双轴延伸加工所制造的环烯烃聚合物制成的情况下,只有较高地设定双轴两侧的延伸精度才能够获得良好的特性,因此成本较高。另一方面,在各实施例中,作为光学板使用的负的双轴膜一直广泛地应用于常黑显示的单畴垂直定向型的液晶显示装置中,其中,特别是将环烯烃聚合物或延伸TAC树脂作为光学膜直接粘接在偏振板的偏振层上而成的“视角补偿板一体型偏振板”已经被广泛流通。因此,只要能够应用该视角补偿板一体型偏振板,就能够以低成本实现具有良好的显示品质的常白显示的垂直取向型的液晶显示装置。
<实施例4>
·是上述图5、6中示出的结构,接近第1偏振板的偏振层而配置了光学板
·光学板:面内相位差为55nm、厚度方向相位差为220nm的负的双轴膜
·其他条件与实施例1相同
<实施例5>
·是上述图7、8中示出的结构,接近第1偏振板的偏振层而配置了光学板
·光学板:面内相位差为55nm、厚度方向相位差为124nm的负的双轴膜
·其他条件与实施例4相同
<比较例3>
·是具有以与实施例4相同条件配置的液晶层、偏振板、以及1/2波长板,并且不具有光学板的结构
·1/2波长板:面内相位差为280nm的正A板
·其他条件与实施例1相同
图11(A)是示出实施例4的分光光谱计算结果的图,图11(B)是示出实施例5的分光光谱计算结果的图。另外,图12是示出比较例3的分光光谱计算结果的图。另外,在各图中,Pola为0°则表示正面观察时,Pola为50°则表示极角50°观察时。
如图11(A)所示,实施例4的液晶显示装置的分光光谱具有与上述的实施例1等的分光光谱相同的特性,短波长侧的透射率变化被抑制,能够看到长波长侧的透射率变化。因此,可以认为将左右方向的观察角度逐渐加深的情况下的颜色偏移得到抑制。
如图11(B)所示,实施例5的液晶显示装置的分光光谱与上述的实施例4几乎相同。因此,可以认为将左右方向的观察角度逐渐加深的情况下的颜色偏移得到抑制。
如图12所示,在比较例3的液晶显示装置中,相对于正面观察时,极角50°观察时的短波长侧的透射率大幅下降。因此,具有如下趋势:在左右方向上随着观察角度变深,背景显示部的色调发生从黄色变为茶色的颜色偏移。即,显示品质下降。
另外,本发明并不限定于上述的实施方式的内容,在不脱离本发明的主旨的范围内能够进行各种变形来实施。例如,在上述说明中,光学板(负的双轴膜)的面内相位差被固定为55nm,但适当的面内相位差的范围是40~70nm左右。另一方面,厚度方向相位差需要根据液晶层厚度d和液晶材料的折射率△n的积即△nd进行调整。
另外,在上述实施方式中,虽然举例示出了在各偏振板和1/2波长板或1/4波长板之间仅配置1个负的双轴膜作为光学板的情况,但也可以层叠配置负的双轴膜和负的C板,还可以层叠配置多个负的双轴膜。
另外,在上述的实施方式等中,虽然举例示出了通过摩擦处理等取向处理使得液晶层在一个方向上取向的单畴取向型的液晶显示装置,但本发明也可以应用于具有两种畴的双畴取向型的液晶显示装置,其具有相互不同的取向方向。在这种情况下,对于向液晶层施加电场时由取向控制元件(突起或开口等)控制的液晶层的层厚方向的中央处的取向方向,只要在与该取向方向的关系中,设定偏振板和各波长板的配置即可。
Claims (4)
1.一种液晶显示装置,其是常白显示的液晶显示装置,该液晶显示装置具有:
相向配置的第1基板和第2基板;
垂直取向或大致垂直取向的液晶层,其配置于所述第1基板和所述第2基板之间;
第1偏振板,其配置于所述第1基板的外侧;
第2偏振板,其配置于所述第2基板的外侧;
第1光学板,其配置于所述第1基板和所述第1偏振板之间;
第2光学板,其配置于所述第2基板和所述第2偏振板之间;以及
第3光学板,其配置于所述第1偏振板和所述第1光学板之间,
所述第1偏振板和所述第2偏振板的各吸收轴被配置为相互大致正交,并且该各吸收轴被配置为相对于施加电场时的所述液晶层的层厚方向的大致中央处的取向方向呈大致45°的角度,
所述第1光学板是面内相位差为100nm~160nm的1/4波长板,所述第1光学板的面内慢轴被配置为相对于所述第1偏振板的吸收轴呈大致45°的角度,并且被配置为与施加电场时的所述液晶层的层厚方向的大致中央处的取向方向大致正交,
所述第2光学板是面内相位差为100nm~160nm的1/4波长板,所述第2光学板的面内慢轴被配置为相对于所述第2偏振板的吸收轴呈大致45°的角度,并且被配置为与施加电场时的所述液晶层的层厚方向的大致中央处的取向方向大致正交,
所述第3光学板具有负的双轴光学各向异性,所述第3光学板的面内慢轴被配置为与所述第1偏振板的吸收轴大致正交,并且面内相位差为40nm~70nm,
所述第1光学板与所述第2光学板被配置成各自的所述面内慢轴与所述常白显示的液晶显示装置的左右方向平行。
2.根据权利要求1所述的液晶显示装置,其中,
所述液晶显示装置还包括第4光学板,所述第4光学板配置于所述第2偏振板和所述第2光学板之间,
所述第4光学板具有负的双轴光学各向异性,所述第4光学板的面内慢轴被配置为与所述第2偏振板的吸收轴大致正交,并且面内相位差为40nm~70nm。
3.一种液晶显示装置,其是常白显示的液晶显示装置,该液晶显示装置具有:
相向配置的第1基板和第2基板;
垂直取向或大致垂直取向的液晶层,其配置于所述第1基板和所述第2基板之间;
第1偏振板,其配置于所述第1基板的外侧;
第2偏振板,其配置于所述第2基板的外侧;
第1光学板,其配置于所述第1基板和所述第1偏振板之间;以及
第2光学板,其配置于所述第1光学板和所述第1偏振板之间,
所述第1偏振板和所述第2偏振板的各吸收轴被配置为相互大致正交,并且该各吸收轴被配置为相对于施加电场时的所述液晶层的层厚方向的大致中央处的取向方向呈大致45°的角度,
所述第1光学板是面内相位差为200nm~320nm的1/2波长板,所述第1光学板的面内慢轴被配置为相对于所述第1偏振板的吸收轴呈大致45°的角度,并且被配置为与施加电场时的所述液晶层的层厚方向的大致中央处的取向方向大致正交,
所述第2光学板具有负的双轴光学各向异性,所述第2光学板的面内慢轴被配置为与所述第1偏振板的吸收轴大致正交,并且面内相位差为40nm~70nm,
所述第1光学板被配置成所述第1光学板的所述面内慢轴与所述常白显示的液晶显示装置的左右方向平行。
4.根据权利要求3所述的液晶显示装置,其中,
所述液晶显示装置还包括第3光学板,所述第3光学板配置于所述第2基板和所述第2偏振板之间,所述第3光学板具有负的双轴光学各向异性,所述第3光学板的面内慢轴被配置为与所述第2偏振板的吸收轴大致正交,并且面内相位差为40nm~70nm。
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