CN105629555A - 液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供液晶显示装置，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。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光学板～第3光学板。各偏振板的吸收轴相互大致正交，并且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°。第1光学板具有负的双轴光学各向异性，其面内相位差Re1为40nm～70nm，面内慢轴相对于第1偏振板的吸收轴呈大致45°的角度。第2光学板具有正的单轴光学各向异性，其面内慢轴相对于第1偏振板的吸收轴呈大致45°的角度，面内相位差Re2具有200nm≦Re2-Re1≦320nm的关系。

Description

液晶显示装置
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，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，追加具有负的单轴光学各向异性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。然而，可以想到通过附加上述那样的视角补偿板会导致成本上升，这一点是不利的。
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＝nz，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＝nz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；以及(f)第2光学板，其配置于所述第1基板和所述第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光学板具有负的双轴光学各向异性，所述第1光学板的面内相位差Re1为40nm～70nm，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平行，(i)所述第2光学板具有正的单轴光学各向异性，所述第2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光学板的面内相位差Re2与所述Re1之间具有200nm≦Re2-Re1≦320nm的关系。
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2基板和所述第2偏振板之间；以及(f)第2光学板，其配置于所述第1基板和所述第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光学板具有负的双轴光学各向异性，所述第1光学板的面内相位差Re1为40nm～70nm，所述第1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平行，(i)所述第2光学板具有正的单轴光学各向异性，所述第2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光学板的面内相位差Re2与所述Re1之间具有200nm≦Re2-Re1≦320nm的关系。
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；(f)第2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(g)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，(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光学板具有负的双轴光学各向异性，所述第1光学板的面内相位差Re1为40nm～70nm，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平行，(j)所述第3光学板具有负的双轴光学各向异性，所述第3光学板的面内相位差Re3为40nm～70nm，所述第3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平行，(k)所述第2光学板具有正的单轴光学各向异性，所述第2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光学板的面内相位差Re2与所述Re1和所述Re3之间具有200nm≦Re2-(Re1+Re3)≦320nm的关系。
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；(f)第2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(g)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，(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光学板具有负的双轴光学各向异性，所述第1光学板的面内相位差Re1为40nm～70nm，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平行，(j)所述第3光学板具有负的双轴光学各向异性，所述第3光学板的面内相位差Re3为40nm～70nm，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，(k)所述第2光学板具有正的单轴光学各向异性，所述第2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光学板的面内相位差Re2与所述Re3之间具有200nm≦Re2-Re3≦320nm的关系。
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；(f)第2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(g)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，(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光学板具有负的双轴光学各向异性，所述第1光学板的面内相位差Re1为40nm～70nm，所述第1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，(j)所述第3光学板具有负的双轴光学各向异性，所述第3光学板的面内相位差Re3为40nm～70nm，所述第3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平行，(k)所述第2光学板具有正的单轴光学各向异性，所述第2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光学板的面内相位差Re2与所述Re1之间具有200nm≦Re2-Re1≦320nm的关系。
根据上述任意一种结构，都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。
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、各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是示出第3实施方式的液晶层在施加电场时的取向方向和各偏振板、各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、各光学板的光学轴的配置关系的图。
图9是示出第5实施方式的液晶显示装置的基本结构的剖视图。
图10是示出第5实施方式的液晶层在施加电场时的取向方向和各偏振板、各光学板的光学轴的配置关系的图。
图11是示出比较例的分光光谱计算结果的图。
图12的(A)是示出实施例1的分光光谱计算结果的图，图12的(B)是示出实施例2的分光光谱计算结果的图。
图13的(A)是示出实施例3的分光光谱计算结果的图，图13的(B)是示出实施例4的分光光谱计算结果的图。
图14的(A)是示出实施例5的分光光谱计算结果的图，图14的(B)是示出实施例6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、21a：第1光学板；22：第2光学板；23、23a：第3光学板。
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5和第2偏振板6各自的吸收轴被配置为相互大致正交。
第1光学板21配置于第1偏振板5和第1基板1之间且接近第1偏振板5的一侧。该第1光学板21是具有负的双轴光学各向异性的光学板。第2光学板22配置于第1偏振板5和第1基板1之间且接近第1基板的一侧。该第2光学板22是具有正的单轴光学各向异性的光学板。另外，第1光学板21和第2光学板22的配置顺序也可以相反。即，也可以是：第1光学板21配置于接近第1基板1的一侧，第2光学板22配置于接近第1偏振板5的一侧。
第1光学板21的面内相位差Re1被设定为40nm～70nm。与之相对，第2光学板22的面内相位差Re2被设定为：与上述的面内相位差Re1之间满足200nm≤Re2-Re1≤320nm的关系。
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。
第1光学板21的面内慢轴被配置在相对于接近该第1光学板21的第1偏振板5的吸收轴呈45°角度的方向上。在图示的例子中是被配置在6点～12点钟方向(90°～270°)。另外，该面内慢轴被配置为与施加电场时的液晶层的取向方向13大致平行。
第2光学板22的面内慢轴被配置在相对于接近该第2光学板22的第1偏振板5的吸收轴呈45°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，该面内慢轴被配置为与施加电场时的液晶层的取向方向13大致正交。换言之，第1光学板21的面内慢轴和第2光学板22的面内慢轴被配置为相互正交。
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、各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，将第1光学板21配置到第2基板2和第2偏振板6之间。除此之外，均与上述实施方式相同。
与第1实施方式相同，第2实施方式中的第1光学板21是具有负的双轴光学各向异性的光学板，如图4所示，第1光学板21的面内慢轴被配置在与接近的第2偏振板6的吸收轴呈大致45°角度的方向上。在图示的例子中是被配置在6点～12点钟方向(90°～270°)。另外，该面内慢轴被配置为与施加电场时的液晶层的取向方向13大致平行，并且被配置为与第2光学板22的面内慢轴相互正交。另外，第1光学板21和第2光学板22的配置也可以调换。
在第2实施方式中，也是第1光学板21的面内相位差Re1被设定为40nm～70nm，并且，第2光学板22的面内相位差Re2被设定为与上述的面内相位差Re1之间满足200nm≤Re2-Re1≤320nm的关系。
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。另外，图6是示出该第3实施方式的液晶层在施加电场时的取向方向和各偏振板、各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2基板2和第2偏振板6之间追加配置有第3光学板23。除此之外，均与上述的第1实施方式相同。
与第1光学板21相同，第3光学板23是具有负的双轴光学各向异性的光学板，如图6所示，第3光学板23的面内慢轴被配置在与接近的第2偏振板6的吸收轴呈大致45°角度的方向上，且被配置为与施加电场时的液晶层的取向方向13大致平行。在图示的例子中是被配置在6点～12点钟方向(90°～270°)。另外，该第3光学板的面内慢轴被配置为与第1光学板21的面内慢轴相互平行，并且被配置为与第2光学板22的面内慢轴相互正交。另外，第1光学板21和第2光学板22的配置也可以调换。
在第3实施方式中，第1光学板21的面内相位差Re1被设定为40nm～70nm，并且，第3光学板23的面内相位差Re3也被设定为40nm～70nm。另外，第2光学板22的面内相位差Re2被设定为：与上述的面内相位差Re1、Re3之间满足200nm≤Re2-(Re1+Re3)≤320nm的关系。
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、各光学板的光学轴的配置关系的图。该第4实施方式的液晶显示装置是将上述的图5、图6示出的第3实施方式中的第3光学板23替换为第3光学板23a后的液晶显示装置，除此之外，均与上述实施方式相同。
与第1光学板21相同，第3光学板23a是具有负的双轴光学各向异性的光学板，如图8所示，第3光学板23a的面内慢轴被配置在与接近的第2偏振板6的吸收轴大致正交的方向上。在图示的例子中是被配置在135°～315°的方向上。另外，该第3光学板的面内慢轴被配置在与第1光学板21的面内慢轴和第2光学板22的面内慢轴分别呈45°的角度的方向上。另外，第1光学板21和第2光学板22的配置也可以调换。
在第4实施方式中，第1光学板21的面内相位差Re1被设定为40nm～70nm，并且，第3光学板23a的面内相位差Re3也被设定为40nm～70nm。另外，第2光学板22的面内相位差Re2被设定为：与上述的面内相位差Re1之间满足200nm≤Re2-Re1≤320nm的关系。
图9是示出第5实施方式的液晶显示装置的基本结构的剖视图。另外，图10是示出该第5实施方式的液晶层在施加电场时的取向方向和各偏振板、各光学板的光学轴的配置关系的图。该第5实施方式的液晶显示装置是将上述的图5、图6示出的第3实施方式中的第1光学板21替换为第1光学板21a后的液晶显示装置，除此之外，均与上述实施方式相同。
与第3光学板23相同，第1光学板21a是具有负的双轴光学各向异性的光学板，如图10所示，第1光学板21a的面内慢轴被配置在与接近的第1偏振板5的吸收轴大致正交的方向上。在图示的例子中是被配置在45°～225°的方向上。另外，该第1光学板21a的面内慢轴被配置在与第2光学板22的面内慢轴和第3光学板23的面内慢轴分别呈45°的角度的方向上。另外，第1光学板21a和第2光学板22的配置也可以调换。
在第5实施方式中，第1光学板21a的面内相位差Re1被设定为40nm～70nm，并且，第3光学板的面内相位差Re3也被设定为40nm～70nm。另外，第2光学板22的面内相位差Re2被设定为：与上述的面内相位差Re3之间满足200nm≤Re2-Re3≤320nm的关系。
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。
<仿真时的公共条件>
·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)
·光源：标准光源D65
·仿真器：Shintech制造的液晶显示器仿真器LCDMASTER
<比较例1>
·液晶显示装置的结构：专利文献2公开的结构
·相位差板：面内相位差为275nm且具有正的单轴光学各向异性的光学板
图11是示出比较例的分光光谱计算结果的图。另外，在图中，Pola为0则表示正面观察时，Pola为50则表示极角50°观察时(以下相同)。如图所示，能够看出：正面观察时获得了大致中性的光谱，与之相对，极角50°观察时短波长侧的透射率大幅下降。即，背景颜色变化为黄色或茶色，显示品质下降。对于比较例，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。
<实施例1>
·液晶显示装置的结构：第1实施方式的结构(参照图1和图2)
·第1光学板：面内相位差为55nm、厚度方向相位差为220nm且具有负的双轴光学各向异性的光学板
·第2光学板：面内相位差为330nm且具有正的单轴光学各向异性的光学板
图12的(A)是示出实施例1的分光光谱计算结果的图。如图所示，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：与上述比较例的情况相比，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，而是在视角向3点方向倾斜时色调稍微变化为蓝色色感的程度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。对于实施例1也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。
<实施例2>
·液晶显示装置的结构：第2实施方式的结构(参照图3和图4)
·第1光学板：面内相位差为55nm、厚度方向相位差为220nm且具有负的双轴光学各向异性的光学板
·第2光学板：面内相位差为330nm且具有正的单轴光学各向异性的光学板
图12的(B)是示出实施例2的分光光谱计算结果的图。如图所示，在实施例2的液晶显示装置中也获得了与上述的实施例1的情况相同的分光光谱，因此，可以认为与比较例相比，相对于视角变化的色调变化得到抑制。
<实施例3>
·液晶显示装置的结构：第2实施方式的结构(参照图3和图4)
·第1光学板：面内相位差为55nm、厚度方向相位差为220nm且具有负的双轴光学各向异性的光学板
·第2光学板：面内相位差为255nm且具有正的单轴光学各向异性的光学板
<实施例4>
·液晶显示装置的结构：第2实施方式的结构(参照图3和图4)
·第1光学板：面内相位差为55nm、厚度方向相位差为220nm且具有负的双轴光学各向异性的光学板
·第2光学板：面内相位差为375nm且具有正的单轴光学各向异性的光学板
图13的(A)是示出实施例3的分光光谱计算结果的图，图13的(B)是示出实施例4的分光光谱计算结果的图。另外，这里针对使第2光学板的面内相位差变化后的情况进行探讨。具体而言，针对下述情况进行探讨：上述的实施例2为Re2＝330nm、Re2-Re1＝275nm的情况，实施例3为Re2＝255nm、Re2-Re1＝200nm的情况，实施例4为Re2＝375nm、Re2-Re1＝320nm的情况。
与图12的(B)示出的实施例2的结果相比，能够看出正面观察时的光谱依赖于(Re2-Re1)的趋势，具体而言，能够看出以下这样的趋势：(Re2-Re1)的值较小的情况下，色调为蓝色系，(Re2-Re1)的值较大的情况下，变化为黄色系的色调。可以认为图12的(B)、图13的(A)、图13的(B)这三幅图中示出的分光光谱在外观上处于能够允许的范围。与之相对，关于极角50°观察时的分光光谱，可知在图13的(A)所示的情况下，只是在较宽的波长区域内透射率以大致相等的比例时下降，这能够作为亮度变化被观察到，但色调变化并不大。在图13的(B)所示的情况下，与图12的(B)的情况相同，具有短波长侧的透射率变化较小且长波长侧的变化较大的趋势，因此，随着视角的加深，能够观察到色调变化为蓝色系的趋势。然而，可以认为没有观察到较大的变化。对于这些实施例也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。
从以上的观察结果可知，第1光学板和第2光学板的面内相位差的关系优选为200nm≤Re2-Re1≤320nm。在上述各实施例中，虽然将第1光学板的面内相位差固定为55nm，但适用于常黑显示的垂直取向型液晶显示装置的、具有负的双轴光学各向异性的光学板的面内相位差Re为40nm～70nm是合适的，对于实际在市场销售的、具有负的双轴光学各向异性的光学板而言，拥有该取值范围的光学板的流通量较多。对于具有负的双轴光学各向异性的光学板的厚度方向相位差Rth而言，在其材质采用了环烯烃聚合物的情况下，最大可实现500nm左右，而在注重面内的均匀性的情况下，优选为440nm左右。在该条件下被应用于常黑显示的垂直取向型液晶显示装置的情况下，优选是：随着厚度方向相位差Rth减小而增大面内相位差Re。我们已经确认，在市场上销售的光学板中，作为面内相位差Re、厚度方向相位差Rth的组合，存在有“Re＝45nm、Rth＝440nm”、“Re＝55nm、Rth＝220nm”、“Re＝60nm、Rth＝120nm”等。
<实施例5>
·液晶显示装置的结构：第3实施方式的结构(参照图5和图6)
·第1光学板：面内相位差为55nm、厚度方向相位差为220nm且具有负的双轴光学各向异性的光学板
·第2光学板：面内相位差为385nm且具有正的单轴光学各向异性的光学板
·第3光学板：面内相位差为55nm、厚度方向相位差为220nm，且具有负的双轴光学各向异性的光学板
·Re2-(Re1+Re3)＝275nm
图14的(A)是示出实施例5的分光光谱计算结果的图。如图所示，在实施例5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认为具有如下趋势：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，并且随着视角加深，色调变化为蓝色系。在外观观察上，可以认为：正面观察时的色调变化较小，至少与比较例相比色调变化得到抑制。
<实施例6>
·液晶显示装置的结构：第4实施方式的结构(参照图7和图8)
·第1光学板：面内相位差为55nm、厚度方向相位差为220nm且具有负的双轴光学各向异性的光学板
·第2光学板：面内相位差为300nm且具有正的单轴光学各向异性的光学板
·第3光学板：面内相位差为55nm、厚度方向相位差为220nm，且具有负的双轴光学各向异性的光学板
·Re2-(Re1+Re3)＝275nm
图14的(B)是示出实施例6的分光光谱计算结果的图。如图所示，在实施例6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认为具有如下趋势：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，并且随着视角加深，色调变化为蓝色系。在外观观察上，可以认为：正面观察时的色调变化较小，至少与比较例相比色调变化得到抑制。
另外，虽然省略了图示，但对于与第5实施方式的结构相对应的实施例，也进行了与上述相同的仿真分析，获得了与实施例6相同的计算结果。
另外，本发明并不限定于上述实施方式的内容，在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(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和液晶材料的双折射率△n的积即△nd进行调整。
另外，在上述实施方式等中，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 (5)

1.一种液晶显示装置，其是常白显示的液晶显示装置，该液晶显示装置包括：
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基板和所述第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光学板具有负的双轴光学各向异性，所述第1光学板的面内相位差Re1为40nm～70nm，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平行，
所述第2光学板具有正的单轴光学各向异性，所述第2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光学板的面内相位差Re2与所述Re1之间具有200nm≦Re2-Re1≦320nm的关系。
2.一种液晶显示装置，其是常白显示的液晶显示装置，该液晶显示装置包括：
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2基板和所述第2偏振板之间；以及
第2光学板，其配置于所述第1基板和所述第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光学板具有负的双轴光学各向异性，所述第1光学板的面内相位差Re1为40nm～70nm，所述第1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平行，
所述第2光学板具有正的单轴光学各向异性，所述第2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光学板的面内相位差Re2与所述Re1之间具有200nm≦Re2-Re1≦320nm的关系。
3.一种液晶显示装置，其是常白显示的液晶显示装置，该液晶显示装置包括：
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1基板和所述第1偏振板之间；以及
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光学板具有负的双轴光学各向异性，所述第1光学板的面内相位差Re1为40nm～70nm，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平行，
所述第3光学板具有负的双轴光学各向异性，所述第3光学板的面内相位差Re3为40nm～70nm，所述第3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平行，
所述第2光学板具有正的单轴光学各向异性，所述第2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光学板的面内相位差Re2与所述Re1和所述Re3之间具有200nm≦Re2-(Re1+Re3)≦320nm的关系。
4.一种液晶显示装置，其是常白显示的液晶显示装置，该液晶显示装置包括：
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1基板和所述第1偏振板之间；以及
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光学板具有负的双轴光学各向异性，所述第1光学板的面内相位差Re1为40nm～70nm，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平行，
所述第3光学板具有负的双轴光学各向异性，所述第3光学板的面内相位差Re3为40nm～70nm，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2光学板具有正的单轴光学各向异性，所述第2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光学板的面内相位差Re2与所述Re3之间具有200nm≦Re2-Re3≦320nm的关系。
5.一种液晶显示装置，其是常白显示的液晶显示装置，该液晶显示装置包括：
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1基板和所述第1偏振板之间；以及
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光学板具有负的双轴光学各向异性，所述第1光学板的面内相位差Re1为40nm～70nm，所述第1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光学板的面内相位差Re3为40nm～70nm，所述第3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平行，
所述第2光学板具有正的单轴光学各向异性，所述第2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光学板的面内相位差Re2与所述Re1之间具有200nm≦Re2-Re1≦320nm的关系。
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