CN107407838B - 液晶显示面板 - Google Patents

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Abstract

实施方式的液晶显示面板(100)具有：配置于观察者侧的第一偏光板(22)以及第一相位差板(32)、和配置于背面侧的第二偏光板(24)以及第二相位差板(34)。无电场施加时采用均勻取向的液晶层的Δnd为360nm以上490nm以下，第一相位差板的延迟R1为100nm以上160nm以下，第二相位差板的延迟R2为200nm以上360nm以下。第一相位差板以及第二相位差板的滞相轴相互近似平行，并且与液晶的指向矢的方位大致正交。

Description

液晶显示面板
技术领域
本发明涉及一种液晶显示面板，特别是涉及一种横向电场模式的液晶显示面板。
背景技术
对于In-Plane Switching(IPS，面内开关)模式、Fringe Field Switching(FFS，边缘场开关)模式等横向电场模式的液晶显示面板而言，与以往的纵向电场模式(例如，VA模式)的液晶显示面板相比，具有γ(伽玛)特性的视角依赖性较小这样的优点。因此，特别是被广泛用于中小型的液晶显示面板。
另一方面，随着液晶显示面板的高清晰化发展，像素开口率(像素开口部的总面积占显示区域的比率)变小，因此难以获得足够的显示亮度。特别是对于移动用途的中小型的液晶显示面板而言，在室外等明亮的环境下观察时的对比度的降低成为问题。
目前为止，作为对策，通过提高背光源的亮度来提高显示亮度，由此提高对比度。然而，当提高背光源的亮度时则存在消耗电力增大这样的缺点，基于背光源的亮度上升的对策接近极限。
液晶显示面板的对比度在明亮的环境下降低的一个原因是存在由液晶显示面板引起的反射。因此，也尝试通过抑制由液晶显示面板引起的反射来改善对比度。
例如，专利文献1公开有：通过在配置于观察者侧(有时称为“正面侧”。)的直线偏光板(有时称为“正面侧直线偏光板”。)与液晶单元之间设置相位差板(有时称为“正面侧相位差板”。)，来抑制被液晶单元反射的光向观察者侧射出的IPS模式的液晶显示面板。正面侧相位差板被设定为，使透射了正面侧直线偏光板的直线偏振光成为向第一方向旋转的圆偏振光而入射至液晶单元。即，通过正面侧直线偏光板和正面侧相位差板来作为圆偏光板而发挥功能。当圆偏振光(在折射率从小到大进行变化的界面)被反射时，P波S波的相位一起偏离π弧度，其结果，旋转方向反转。因此，在液晶单元(透明基板)中被反射的光成为旋转方向与第一方向相反的第二方向的圆偏振光，该圆偏振光通过正面侧相位差板从而转换成的直线偏振光，被正面侧直线偏光板吸收。
专利文献1的液晶显示面板还具有：在配置于背光源侧(有时称为“背面侧”。)的直线偏光板(有时称为“背面侧直线偏光板”。)与液晶单元之间配置的相位差板(有时称为“背面侧相位差板”。)，背面侧相位差板被设定为：透射了背面侧直线偏光板的直线偏振光在通过背面侧相位差板以及黑显示状态的液晶层时成为旋转方向与第一方向相反的第二方向的圆偏振光。旋转方向为第二方向的圆偏振光通过正面侧相位差板，由此转换为能够被正面侧偏光板吸收的直线偏振光。根据专利文献1，能够获得在室外使用的情况下也能够得到良好的画质的IPS模式的液晶显示面板。
现有技术文献
专利文件
专利文献1：日本特开2012-173672号公报
发明内容
本发明要解决的技术问题
然而，专利文献1所记载的液晶显示面板存在从背光源射出的光的利用效率较低这样的问题。专利文献1所记载的液晶显示面板在背光源侧也具有圆偏光板。因此，能够抑制从背光源入射至液晶面板的光的反射，其结果，无法实施使朝向背光源反射的光再次向液晶显示面板侧反射的反射光的再利用。
另外，本发明者研究的结果，得到了以下新的见解，即：横向电场模式的液晶显示面板的γ特性(输入灰度与输出灰度的关系)依赖于液晶的指向矢(液晶分子)的旋转方向与观察者侧的圆偏光板的滞相轴的方位的关系、和液晶层、相位差板的延迟。在专利文献1的液晶显示面板中，存在未考虑这些重要因素且γ特性的视角依赖性较大这样的问题。
本发明是为了解决上述的问题而完成的，其目的在于，提供一种与以往相比能够提高从背光源射出的光的利用效率、且明亮处对比度较高和/或γ特性的视角依赖性较小的显示的横向电场模式的液晶显示面板。
解决问题的手段
本发明的实施方式的液晶显示面板，具有：液晶单元，其具有下侧基板、配置于上述下侧基板的观察者侧的上侧基板、设置于上述下侧基板与上述上侧基板之间的液晶层、以及形成于上述下侧基板以及上侧基板中的一方并使上述液晶层产生横向电场的电极对；第一偏光板，其配置于上述液晶单元的观察者侧；第一相位差板，其配置于上述液晶层与上述第一偏光板之间；第二偏光板，其配置于上述液晶单元的背面侧；以及第二相位差板，其配置于上述第二偏光板与上述液晶层之间，上述液晶层包括向列型液晶，在无电场施加时采用均匀取向，在将上述向列型液晶的双折射率设为Δn，将上述液晶层的厚度设为d时，Δnd为360nm以上490nm以下，上述第一相位差板的延迟R1为100nm以上160nm以下，上述第二相位差板的延迟R2为200nm以上360nm以下，上述第一相位差板的滞相轴以及第二相位差板的滞相轴相互近似平行，并且与采用均匀取向的上述向列型液晶的指向矢的方位大致正交。
在某个实施方式中，上述液晶显示面板具有多个像素，并且分别与上述多个像素对应的构造具有设定有上述指向矢的方位、上述横向电场的方位、上述第一相位差板以及第二相位差板的滞相轴的方位的区域，以使上述下侧基板的上述向列型液晶的指向矢通过上述横向电场而旋转的方向为左旋，从观察者侧通过了上述第一相位差板的光成为左旋圆偏振光或者左旋椭圆偏振光，或者，上述下侧基板的上述向列型液晶的指向矢通过上述横向电场而旋转的方向为右旋，从观察者侧通过了上述第一相位差板的光成为右旋圆偏振光或者右旋椭圆偏振光。
在某个实施方式中，上述向列型液晶的介电各向异性为负，上述区域相对于像素开口部所占的面积比率为38％以上。
在某个实施方式中，上述向列型液晶的介电各向异性为正，上述区域相对于像素开口部所占的面积比率为45％以上。
在某个实施方式中，上述液晶层的Δnd与上述第一相位差板的延迟R1和上述第二相位差板的延迟R2的和R1+R2大致相等。
在某个实施方式中，上述第二相位差板的延迟R2为220nm以上330nm以下。
在某个实施方式中，上述电极对具有：像素电极，其具有彼此平行地延伸的多个矩形形状的开口部；和共用电极，其以在与所述像素电极之间隔着电介质层且与所述像素电极对置的方式形成，当将上述开口部的宽度设为S，将邻接的上述开口部之间的距离设为L，则L+S为4μm以上8μm以下。
在某个实施方式中，L/S为超过40/60且55/45以下。
在某个实施方式中，上述向列型液晶的介电各向异性为负。
发明效果
根据本发明的实施方式，能够提供一种与相比以往能够提高从背光源射出的光的利用效率、且明亮处对比度较高和/或γ特性的视角依赖性较小的显示的横向电场模式的液晶显示面板。
附图说明
[图1](a)是本发明的实施方式1的液晶显示面板100的示意的分解剖视图，一并示出背光源50，(b)是液晶显示面板100所具有的液晶单元10的一个像素所对应的部分的示意的截面，(c)是液晶单元10的一个像素所对应的部分的示意的俯视图。
[图2](a)是表示将直线偏光板和λ/4板组合而生成右旋圆偏振光的情况下的偏光板的吸收轴(偏振光轴＝与透射轴正交)、与λ/4板的滞相轴的配置关系的图，(b)是表示将直线偏光板与λ/4板组合而生成左旋圆偏振光的情况下的偏光板的吸收轴、与λ/4板的滞相轴的配置关系的图。
[图3]是示意性地表示实施例1-1的液晶显示面板的结构的图，(a)是表示第一偏光板22的吸收轴与第一相位差板32的滞相轴的关系的示意图，(b)是表示向列型液晶的指向矢与横向电场的方向的关系以及液晶分子通过横向电场而旋转的方向的示意图，(c)是表示第二偏光板24的吸收轴与第二相位差板34的滞相轴的关系的示意图。
[图4]是示意性地表示实施例1-2的液晶显示面板的结构的图，(a)是表示第一偏光板22的吸收轴与第一相位差板32的滞相轴的关系的示意图，(b)是表示向列型液晶的指向矢与横向电场的方向的关系以及液晶分子通过横向电场而旋转的方向的示意图，(c)是表示第二偏光板24的吸收轴与第二相位差板34的滞相轴的关系的示意图。
[图5]是示意性地表示比较例1-1的液晶显示面板的结构的图，(a)是表示第一偏光板22的吸收轴与第一相位差板32的滞相轴的关系的示意图，(b)是表示向列型液晶的指向矢与横向电场的方向的关系以及液晶分子通过横向电场而旋转的方向的示意图，(c)是表示第二偏光板24的吸收轴与第二相位差板34的滞相轴的关系的示意图。
[图6]是示意性地表示比较例1-2的液晶显示面板的结构的图，(a)是表示第一偏光板22的吸收轴与第一相位差板32的滞相轴的关系的示意图，(b)是表示向列型液晶的指向矢与横向电场的方向的关系以及液晶分子通过横向电场而旋转的方向的示意图，(c)是表示第二偏光板24的吸收轴与第二相位差板34的滞相轴的关系的示意图。
[图7A]是表示实施例1-1的液晶显示面板的γ特性的视角依赖性的图(方位角Φ为5°、50°、95°)。
[图7B]是表示实施例1-1的液晶显示面板的γ特性的视角依赖性的图(方位角Φ为140°、185°、230°)。
[图7C]是表示实施例1-1的液晶显示面板的γ特性的视角依赖性的图(方位角Φ为275°、320°)。
[图8A]是表示比较例1-1的液晶显示面板的γ特性的视角依赖性的图(方位角Φ为5°、50°、95°)。
[图8B]是表示比较例1-1的液晶显示面板的γ特性的视角依赖性的图(方位角Φ为140°、185°、230°)。
[图8C]是表示比较例1-1的液晶显示面板的γ特性的视角依赖性的图(方位角Φ为275°、320°)。
[图9A]是表示实施例1-2的液晶显示面板的γ特性的视角依赖性的图(方位角Φ为40°、85°、130°)。
[图9B]是表示实施例1-2的液晶显示面板的γ特性的视角依赖性的图(方位角Φ为175°、220°、265°)。
[图9C]是表示实施例1-2的液晶显示面板的γ特性的视角依赖性的图(方位角Φ为310°以及355°)。
[图10A]是表示比较例1-2的液晶显示面板的γ特性的视角依赖性的图(方位角Φ为40°、85°、130°)。
[图10B]是表示比较例1-2的液晶显示面板的γ特性的视角依赖性的图(方位角Φ为175°、220°、265°)。
[图10C]是表示比较例1-2的液晶显示面板的γ特性的视角依赖性的图(方位角Φ为310°以及355°)。
[图11]是表示在具有包括实施例1-1的像素构造和比较例1-2的像素构造的混合像素构造的液晶显示面板中，像素构造的混合比率、与输入电平为0.5时的极角30°的输出电平/极角0°的输出电平的值之间的关系的图。
[图12]是示意性地表示实施例2-1的液晶显示面板的结构的图，(a)是表示第一偏光板22的吸收轴与第一相位差板32的滞相轴的关系的示意图，(b)是表示向列型液晶的指向矢与横向电场的方向的关系以及液晶分子通过横向电场而旋转的方向的示意图，(c)是表示第二偏光板24的吸收轴与第二相位差板34的滞相轴的关系的示意图。
[图13]是示意性地表示实施例2-2的液晶显示面板的结构的图，(a)是表示第一偏光板22的吸收轴与第一相位差板32的滞相轴的关系的示意图，(b)是表示向列型液晶的指向矢与横向电场的方向的关系以及液晶分子通过横向电场而旋转的方向的示意图，(c)是表示第二偏光板24的吸收轴与第二相位差板34的滞相轴的关系的示意图。
[图14]是示意性地表示比较例2-1的液晶显示面板的结构的图，(a)是表示第一偏光板22的吸收轴与第一相位差板32的滞相轴的关系的示意图，(b)是表示向列型液晶的指向矢与横向电场的方向的关系以及液晶分子通过横向电场而旋转的方向的示意图，(c)是表示第二偏光板24的吸收轴与第二相位差板34的滞相轴的关系的示意图。
[图15]是示意性地表示比较例2-2的液晶显示面板的结构的图，(a)是表示第一偏光板22的吸收轴与第一相位差板32的滞相轴的关系的示意图，(b)是表示向列型液晶的指向矢与横向电场的方向的关系以及液晶分子通过横向电场而旋转的方向的示意图，(c)是表示第二偏光板24的吸收轴与第二相位差板34的滞相轴的关系的示意图。
[图16A]是表示实施例2-1的液晶显示面板的γ特性的视角依赖性的图(方位角Φ为40°、85°、130°)。
[图16B]是表示实施例2-1的液晶显示面板的γ特性的视角依赖性的图(方位角Φ为175°、220°、265°)。
[图16C]是表示实施例2-1的液晶显示面板的γ特性的视角依赖性的图(方位角Φ为310°以及355°)。
[图17A]是表示比较例2-1的液晶显示面板的γ特性的视角依赖性的图(方位角Φ为40°、85°、130°)。
[图17B]是表示比较例2-1的液晶显示面板的γ特性的视角依赖性的图(方位角Φ为175°、220°、265°)。
[图17C]是表示比较例2-1的液晶显示面板的γ特性的视角依赖性的图(方位角Φ为310°以及355°)。
[图18A]是表示实施例2-2的液晶显示面板的γ特性的视角依赖性的图(方位角Φ为5°、50°、95°)。
[图18B]是表示实施例2-2的液晶显示面板的γ特性的视角依赖性的图(方位角Φ为140°、185°、230°)。
[图18C]是表示实施例2-2的液晶显示面板的γ特性的视角依赖性的图(方位角Φ为275°、320°)。
[图19A]是表示比较例2-2的液晶显示面板的γ特性的视角依赖性的图(方位角Φ为5°、50°、95°)。
[图19B]是表示比较例2-2的液晶显示面板的γ特性的视角依赖性的图(方位角Φ为140°、185°、230°)。
[图19C]是表示比较例2-2的液晶显示面板的γ特性的视角依赖性的图(方位角Φ为275°、320°)。
[图20]是表示在具有包括实施例2-1的像素构造和比较例2-2的像素构造的混合像素构造的液晶显示面板中，像素构造的混合比率、与输入电平为0.5时的极角30°的输出电平/极角0°的输出电平的值之间的关系的图。
[图21](a)是表示实施例3-1～3-5的液晶显示面板的透射率的Δnd依赖性的图，(b)是表示比较例3-1～3-3、3-5的液晶显示面板的透射率的Δnd依赖性的图。
[图22](a)是表示实施例4-1～4-5的液晶显示面板的透射率的Δnd依赖性的图，(b)是表示比较例4-1～4-3、4-5的液晶显示面板的透射率的Δnd依赖性的图。
[图23](a)是表示实施例5的液晶显示面板的透射率的第一相位差板24的延迟R1依赖性的图，(b)是表示实施例5的液晶显示面板的高照度下的对比度的第一相位差板24的延迟R1依赖性的图。
[图24]是表示实施例6-1以及6-2的液晶显示面板的亮度比的第二相位差板34的延迟R2依赖性的图。
[图25]是表示L/S不同的液晶显示面板(实施例3-3a、3-3b、3-3c)的透射率的Δnd依赖性的图。
[图26]是表示L/S不同的液晶显示面板(实施例4-3a、4-3b、4-3c)的透射率的Δnd依赖性的图。
[图27](a)～(d)是表示使d固定，并使Δn变化的液晶显示面板(实施例3-1-2、3-2-2、3-3-2、3-5-2)的情况下的透射率的Δnd依赖性的图。
[图28](a)～(d)是表示使d固定，并使Δn变化的液晶显示面板(实施例4-1-2、4-2-2、4-3-2、4-5-2)的情况下的透射率的Δnd依赖性的图。
[图29]是表示在实施例3-3的液晶显示面板的透射率的Δnd依赖性的模拟中使用了不同的值的弹性常量K的情况下的结果的图。
具体实施方式
本发明的实施方式的液晶显示面板具有：液晶单元，其具有下侧基板(配置于背光源侧的基板的背面侧基板，例如TFT基板)、上侧基板(观察者侧基板，例如滤色片基板)、设置于下侧基板与上侧基板之间的液晶层、以及形成于下侧基板以及上侧基板中的一方并使液晶层产生横向电场的电极对；第一偏光板，其配置于液晶单元的观察者侧；第一相位差板，其配置于液晶层与第一偏光板之间；第二偏光板，其配置于液晶单元的背面侧；以及第二相位差板，其配置于第二偏光板与液晶层之间。以下，将下侧基板为TFT基板、下侧基板具有使液晶层产生横向电场的电极对的液晶显示面板作为例子对本发明的实施方式的液晶显示面板详细地进行说明，但也可以上侧基板为TFT基板，上侧基板具有使液晶层产生横向电场的电极对。本发明的实施方式的液晶显示面板是IPS模式、FFS模式的横向电场模式的液晶显示面板。
液晶层包括向列型液晶，在无电场施加时采用均匀(Homogeneous)取向。此处，均匀取向包括：被以与液晶层接触的方式设置的下侧基板的取向膜以及上侧基板的取向膜限制的预倾方向相互平行的取向以及相互反平行的取向这两者。
在将向列型液晶的双折射率设为Δn，将液晶层的厚度设为d时，Δnd为360nm以上490nm以下，第一相位差板的延迟R1为100nm以上160nm以下，第二相位差板的延迟R2为200nm以上360nm以下，第一相位差板的滞相轴以及第二相位差板的滞相轴相互近似平行，并且与采用平行取向的向列型液晶的指向矢的方位大致正交。
第一相位差板典型而言为1/4波长板(λ/4板)。此外，作为波长λ使用550nm。这是由于，通常在设计上，波长λ使用视觉灵敏度最高的550nm。
第二相位差板典型而言为1/2波长板(λ/2板)。1/2波长板使偏振光方向成为角度α的直线偏振光的偏振光方向相对于该1/2波长板的滞相轴而旋转2α。如专利文献1所记载的，作为第二相位差板，当使用1/4波长板(λ/4板)时，从背光源入射至液晶面板的光的反射被抑制，因此无法实施使朝向背光源反射的光再次向液晶显示面板侧反射的反射光的再利用。与此相对，作为第二相位差板，当使用1/2波长板(λ/2板)而例如配置为使通过了第二偏光板的直线偏振光的偏振光方向相对于1/2波长板的滞相轴而成为45°时，直线偏振光的偏振光方向(偏振光面)仅旋转90°，因此能够再利用反射光。
液晶层的Δnd典型而言为3/4波长(3λ/4＝412.5nm)，且同第一相位差板的延迟R1(典型而言λ/4＝137.5nm)与第二相位差板的延迟R2(典型而言λ/2＝275.0nm)之和R1+R2相等。第一相位差板的滞相轴以及第二相位差板的滞相轴配置为：相互近似平行且与采用均匀取向的向列型液晶的指向矢的方位(相当于液晶层的滞相轴)大致正交。通过这样设定，能够在无电压施加时进行良好的黑显示(NB模式)。第一相位差板的滞相轴以及第二相位差板的滞相轴与无电压施加时的液晶层的滞相轴大致正交，因此这些延迟抵消。因此，当Δnd等于R1+R2时，在液晶层没有施加电压的状态下的Δnd与R1+R2相互抵消，从而延迟实际上为零。
如后面示出模拟结果，不局限于上述的典型的情况，如果液晶层的Δnd为360nm以上490nm以下，第一相位差板的延迟R1为100nm以上160nm以下，第二相位差板的延迟R2为200nm以上360nm以下，则能够抑制从观察者侧入射至液晶显示面板的光的反射，从而成为对比度较高的显示。
进一步地，本发明的某个实施方式的液晶显示面板所具有的像素构造具有设定有指向矢的方位、横向电场的方位、第一相位差板以及第二相位差板的滞相轴的方位的区域，以满足以下的条件(1)或者(2)。另外，“像素构造”是指在从液晶显示面板的显示面的法线方向观察像素时，通过像素来划分外缘的液晶显示面板的构造。
条件(1)：下侧基板附近的向列型液晶的指向矢通过横向电场而旋转的方向为左旋，从观察者侧通过了第一相位差板的光成为左旋圆偏振光或者左旋椭圆偏振光。
条件(2)：下侧基板附近的向列型液晶的指向矢通过横向电场而旋转的方向为右旋，从观察者侧通过了第一相位差板的光成为右旋圆偏振光或者右旋椭圆偏振光。
如后面示出模拟结果，当设定有指向矢的方位、横向电场的方位、第一相位差板以及第二相位差板的滞相轴的方位，以满足条件(1)或者(2)时，能够改善γ特性(输入灰度与输出灰度的关系)的视角依赖性。该效果不是发明者预测的，而是通过模拟而首先发现的。
在后面例示的实施例中，针对像素开口部的整体满足条件(1)或者(2)的液晶显示面板，对其作用效果进行说明，但即使像素开口部的整体不一定满足条件(1)或者(2)，也能够得到改善γ特性的视角依赖性的效果。在向列型液晶的介电各向异性为负时，满足条件(1)或者(2)的区域相对于像素开口部所占的面积比率例如优选为38％以上。此外，在向列型液晶的介电各向异性为正时，上述的区域相对于像素开口部所占的面积比率例如优选为45％以上。另外，在本说明书中，像素中供有助于显示的光透射的部分特别称为“像素开口部”。例如，在像素电极的边缘部分被黑矩阵遮光的情况下，黑矩阵的开口部划分像素开口部。
公知有具有在像素内具有取向方向相互不同的两个以上的液晶畴(所谓的多畴构造)的横向电场模式的液晶显示面板。在这样的像素中，即使仅与一部分的液晶畴对应的区域满足条件(1)或者(2)，也能够改善γ特性的视角依赖性。
另外，还公知有具有滞相轴的方位不同的区域的相位差板(有时称为“图案相位差板”)。当使用图案相位差板时，即使仅像素开口部的一部分的区域满足条件(1)或者(2)，也能够改善γ特性的视角依赖性。进一步地，也能够构成为：通过将图案相位差板和具有多畴构造的像素组合，从而使像素开口部的一部分或者全部的区域满足条件(1)或者(2)。此外，图案相位差板有时形成于液晶单元内。
以下，参照附图，对本发明的实施方式的液晶显示面板的构造和特性进行说明。此外，本发明的实施方式不限定于例示的液晶显示面板。
参照图1，对本发明的实施方式的液晶显示面板100的构造进行说明。图1(a)是本发明的实施方式的液晶显示面板100的示意的分解剖视图，一并示出背光源50，图1(b)是与液晶显示面板100所具有的液晶单元10的一个像素对应的部分的示意的截面，图1(c)是与液晶单元10的一个像素对应的部分的示意的俯视图。
如图1(a)所示，液晶显示面板100具有：液晶单元10、配置于液晶单元10的观察者侧的第一偏光板22、配置于液晶单元10与第一偏光板22之间的第一相位差板32、配置于液晶单元10的背面侧的第二偏光板24、以及配置于第二偏光板24与液晶单元10之间的第二相位差板34。此外，第一相位差板32以及第二相位差板34分别设置于第一偏光板22与液晶层18之间、以及第二偏光板24与液晶层18之间即可，也可以设置于液晶单元10内。
如图1(b)所示，液晶单元10具有：第一基板10Sa、第二基板10Sb、以及设置于第一基板10Sa与第二基板10Sb之间的液晶层18。第一基板10Sa具有：透明基板12a、形成在透明基板12a上的共用电极14、形成在共用电极14上的电介质层15、以及形成在电介质层15上的像素电极16。根据需要，在像素电极16的液晶层18侧形成有保护膜、取向膜。第一基板10Sa也可以还具有：用于对像素电极16供给显示信号电压的薄膜晶体管(以下，称为“TFT”。)、以及用于对TFT供给信号电压的栅极总线以及源极总线(均未图示)。第一基板10Sa具有使液晶层18产生横向电场的电极对，此处，共用电极14与像素电极16构成电极对。如图1(c)所示，像素电极16具有彼此平行地延伸的多个矩形形状的开口部16a。液晶单元10是FFS模式的液晶单元。第二基板10Sb具有透明基板12b。在透明基板12b的液晶层18侧例如能够形成有滤色片层、取向膜(均未图示)。本发明的实施方式的FFS模式的液晶显示面板不局限于例示的结构，能够广泛地应用于公知的FFS模式的液晶显示面板。例如，共用电极14与像素电极16的配置关系也可以反向。
首先，对下述情况进行说明，即在液晶显示面板100中，通过采用(1)第一基板10Sa附近的向列型液晶的指向矢通过横向电场而旋转的方向为左旋，从观察者侧通过了第一相位差板的光成为左旋圆偏振光或者左旋椭圆偏振光；或者(2)第一基板10Sa附近的向列型液晶的指向矢通过横向电场而旋转的方向为右旋，从观察者侧通过了第一相位差板的光成为右旋圆偏振光或者右旋椭圆偏振光中的任一个结构，从而能够改善γ特性的视角依赖性的情况。
此处，右旋圆偏振光以及左旋圆偏振光如以下定义。将圆偏振光的电矢量的旋转方向朝向行进方向而绕顺时针方向进行旋转的圆偏振光称为右旋圆偏振光(或者右圆偏振光)，将朝向行进方向而绕逆时针方向进行旋转的圆偏振光称为左旋圆偏振光(或者左圆偏振光)。图2(a)表示在使直线偏光板与λ/4板组合而生成左旋圆偏振光的情况下的偏光板的吸收轴(偏振光轴＝与透射轴正交)与λ/4板的滞相轴的配置关系，图2(b)表示使直线偏光板与λ/4板组合而生成右旋圆偏振光的情况下的偏光板的吸收轴(偏振光轴＝与透射轴正交)与λ/4板的滞相轴的配置关系。此外，在本说明书中，如图2(a)以及图2(b)所示，将方位角Φ定义为：将表盘的三点钟方向设为0°，将绕逆时针方向设为正向。
将第一基板10Sa附近的向列型液晶的指向矢通过横向电场而旋转的方向定义为：从观察者侧观察通过横向电场而使液晶的指向矢旋转的状况时的旋转方向。
液晶层18、第一相位差板32以及第二相位差板34的延迟分别为典型的情况。即，液晶层18的Δnd为3λ/4＝412.5nm，第一相位差板32的延迟R1为λ/4＝137.5nm，第二相位差板34的延迟R2为λ/2＝275.0nm，从而Δnd＝R1+R2成立。向列型液晶材料的双折射率Δn为0.111，液晶层18的厚度d为3.716μm。
此处，使用了介电各向异性为负的向列型液晶。向列型液晶的介电各向异性Δε为-3.2。当使用介电各向异性为负的向列型液晶时，能够得到如以下的优点。当对使液晶层产生横向电场的电极对施加电压时，在液晶层内不仅产生横向电场(水平方向的电场，液晶层面内平行的电场)，(例如在电极对的边缘附近)还产生纵向电场的成分。对于介电各向异性为正的向列型液晶的分子而言，分子的长轴(与指向矢平行)以与电场平行的方式取向，因此在纵向电场成分较强的区域，液晶分子立起，在液晶层面内产生延迟的降低、不均匀。与此相对，对于介电各向异性为负的向列型液晶的分子而言，分子的长轴以相对于电场正交的方式取向，因此即使在纵向电场成分较强的区域中液晶分子的立起也较小，从而维持与液晶层面内平行的取向。因此，通过使用介电各向异性为负的向列型液晶，能够提高透射率以及显示品质。
另外，像素电极16的开口部16a的宽度S为3.3μm，开口部16a距像素电极16的边缘的距离L为2.7μm。即，成为L+S为6.0μm，L/S为2.7μm/3.3μm＝45/55的狭缝构造。电介质层15的厚度为100nm，相对介电常数为6。
针对下述的表1所示的结构(实施例1-1、1-2、比较例1-1、1-2)，通过模拟，对于各种方位角而求出γ特性的视角依赖性的图表。模拟使用LCDMaster2-D(Shintech股份公司制造)。表1一并示出基于模拟结果的视角依赖性的优劣判断。判断为：如果在输入电平为0.5时，极角30°的输出电平相对于极角0°的输出电平有超过±10％的变动，则视角依赖性较大(×)。
[表1]
Figure BDA0001411122750000171
图3示意性地表示实施例1-1的液晶显示面板的结构。图3(a)是表示第一偏光板22的吸收轴与第一相位差板32的滞相轴的关系的示意图，图3(b)是表示向列型液晶的指向矢与横向电场的方向的关系以及下侧基板附近的液晶分子通过横向电场而旋转的方向的示意图，图3(c)是表示第二偏光板24的吸收轴与第二相位差板34的滞相轴的关系的示意图。任一个图均表示从观察者侧观察时的关系。
对于介电各向异性为负的向列型液晶(NnLC)的指向矢(与用长圆所示的液晶分子的长轴平行)而言，在无电压施加时，如图3(b)所示，以相对于横向电场的方向(方位角0°)而成为5°的角度的方式取向。当施加横向电场时，介电各向异性为负的向列型液晶的指向矢以与电场方向正交的方式取向，因此如箭头所示，绕逆时针方向旋转(左旋转)。
如图3(a)以及图3(c)所示，第一相位差板32的滞相轴以及第二相位差板34的滞相轴分别配置为与液晶的指向矢(方位角5°)正交(方位角95°)。
如图3(a)所示，第一偏光板22的吸收轴配置为相对于液晶的指向矢(方位角5°)而成为45°(方位角50°)。如图3(c)所示，第二偏光板24的吸收轴配置为相对于液晶的指向矢(方位角5°)而成为-45°(方位角-40°)。第一偏光板22的吸收轴与第二偏光板24的吸收轴正交(正交尼科尔配置)。
另外，上述的角度例如依赖于液晶显示面板的组装工艺中的贴合精度，因此有时会偏离设计值。各个角度允许大体±1°的误差。在本说明书中，例如，在将两个方向称为“大致正交“时，是指在两个方向上分别允许±1°的误差，两个方向成为88°以上92°以下的角度。另外，针对延迟，也允许误差。例如，液晶层的厚度、相位差板的延迟存在制造差别。这些延迟的误差大体为±3nm。因此，允许Δnd、R1以及R2分别偏离设计值±3nm的误差。以下相同。
图4示意性地表示实施例1-2的液晶显示面板的结构。图4(a)是表示第一偏光板22的吸收轴与第一相位差板32的滞相轴的关系的示意图，图4(b)是表示向列型液晶的指向矢与横向电场的方向的关系以及液晶分子通过横向电场而旋转的方向的示意图，图4(c)是表示第二偏光板24的吸收轴与第二相位差板34的滞相轴的关系的示意图。任一个图均表示从观察者侧观察时的关系。
介电各向异性为负的向列型液晶(NnLC)的指向矢在无电压施加时，如图4(b)所示，以相对于横向电场的方向(方位角0°)而成为-5°的角度的方式取向。当施加横向电场时，介电各向异性为负的向列型液晶的指向矢以与电场方向正交的方式取向，因此如箭头所示，绕顺时针方向旋转(右旋转)。
如图4(a)以及(c)所示，第一相位差板32的滞相轴以及第二相位差板34的滞相轴分别配置为与液晶的指向矢(方位角-5°)正交(方位角85°)。
如图4(a)所示，第一偏光板22的吸收轴配置为相对于液晶的指向矢(方位角-5°)成为-45°(方位角-50°)。如图4(c)所示，第二偏光板24的吸收轴配置为相对于液晶的指向矢(方位角-5°)成为45°(方位角40°)。第一偏光板22的吸收轴与第二偏光板24的吸收轴正交(正交尼科尔配置)。
图5示意性地表示比较例1-1的液晶显示面板的结构。图5(a)是表示第一偏光板22的吸收轴与第一相位差板32的滞相轴的关系的示意图，图5(b)是表示向列型液晶的指向矢与横向电场的方向的关系以及液晶分子通过横向电场而旋转的方向的示意图，图5(c)是表示第二偏光板24的吸收轴与第二相位差板34的滞相轴的关系的示意图。任一个图均表示从观察者侧观察时的关系。
介电各向异性为负的向列型液晶(NnLC)的指向矢在无电压施加时，如图5(b)所示，以相对于横向电场的方向(方位角0°)成为5°的角度的方式取向。当施加横向电场时，介电各向异性为负的向列型液晶的指向矢以与电场方向正交的方式取向，因此如箭头所示，绕逆时针方向旋转(左旋转)。
如图5(a)以及图5(c)所示，第一相位差板32的滞相轴以及第二相位差板34的滞相轴分别配置为与液晶的指向矢(方位角5°)正交(方位角95°)。
如图5(a)所示，第一偏光板22的吸收轴配置为相对于液晶的指向矢(方位角5°)成为-45°(方位角-40°)。如图5(c)所示，第二偏光板24的吸收轴配置为相对于液晶的指向矢(方位角5°)成为45°(方位角50°)。第一偏光板22的吸收轴与第二偏光板24的吸收轴正交(正交尼科尔配置)。
图6示意性地表示比较例1-2的液晶显示面板的结构。图6(a)是表示第一偏光板22的吸收轴与第一相位差板32的滞相轴的关系的示意图，图6(b)是表示向列型液晶的指向矢与横向电场的方向的关系以及液晶分子通过横向电场而旋转的方向的示意图，图6(c)是表示第二偏光板24的吸收轴与第二相位差板34的滞相轴的关系的示意图。任一个图均表示从观察者侧观察时的关系。
介电各向异性为负的向列型液晶(NnLC)的指向矢在无电压施加时，如图6(b)所示，以相对于横向电场的方向(方位角0°)成为-5°的角度的方式取向。当施加横向电场时，介电各向异性为负的向列型液晶的指向矢以与电场方向正交的方式取向，因此如箭头所示，绕顺时针方向旋转(右旋转)。
如图6(a)以及图6(c)所示，第一相位差板32的滞相轴以及第二相位差板34的滞相轴分别配置为与液晶的指向矢(方位角-5°)正交(方位角85°)。
如图6(a)所示，第一偏光板22的吸收轴配置为相对于液晶的指向矢(方位角-5°)成为45°(方位角40°)。如图6(c)所示，第二偏光板24的吸收轴配置为相对于液晶的指向矢(方位角-5°)成为-45°(方位角-50°)。第一偏光板22的吸收轴与第二偏光板24的吸收轴正交(正交尼科尔配置)。
图7A(a)～(c)、图7B(a)～(c)、图7C(a)、(b)示出表示实施例1-1的液晶显示面板的γ特性的视角依赖性的图。分别表示方位角Φ为5°、50°、95°、140°、185°、230°、275°以及320°(从液晶的指向矢的方位每隔45°的方位)的γ特性的极角(θ)依赖性。极角0°是显示面法线方向，分别示出0°、10°、20°、30°、40°、50°以及60°的结果。各图的横轴是输入(灰度)电平，纵轴是输出(灰度)电平，并分别以最大灰度被标准化。如果γ特性没有极角依赖性，则在各图中，全部的线与一条直线(连结点(0，0)与点(1，1)的直线)一致。图8A(a)～(c)、图8B(a)～(c)、图8C(a)、(b)示出表示比较例1-1的液晶显示面板的γ特性的视角依赖性的图。图8A～图8C分别是与图7A～图7C对应的图。
当观察图7A～图7C时，实施例1-1的液晶显示面板的γ特性的视角依赖性在任一个方位角均较小，特别是Φ＝95°、140°、275°、320°的γ特性的视角依赖性较小。
与此相对，当观察图8A～图8C所示的比较例1-1的液晶显示面板的γ特性的视角依赖性时，Φ＝140°以及320°的γ特性的视角依赖性较小，但其它的方位角的γ特性的视角依赖性明显比实施例1-1大。
接下来，图9A(a)～(c)、图9B(a)～(c)、图9C(a)、(b)示出表示实施例1-2的液晶显示面板的γ特性的视角依赖性的图。分别示出方位角Φ为40°、85°、130°、175°、220°、265°、310°以及355°(从液晶的指向矢的方位每隔45°的方位)的γ特性的极角(θ)依赖性。图10A(a)～(c)、图10B(a)～(c)、图10C(a)、(b)示出表示比较例1-2的液晶显示面板的γ特性的视角依赖性的图。图10A～图10C分别是与图9A～图9C对应的图。
当观察图9A～图9C时，实施例2-1的液晶显示面板的γ特性的视角依赖性在任一个方位角均较小，特别是Φ＝40°、85°、220°、265°的γ特性的视角依赖性较小。
与此相对，当观察图10A～图10C所示的比较例1-2的液晶显示面板的γ特性的视角依赖性时，Φ＝40°以及220°的γ特性的视角依赖性较小，但其它的方位角的γ特性的视角依赖性明显比实施例1-2大。
根据这些内容可知，在使用介电各向异性为负的向列型液晶的情况下，通过表1的实施例1-1、实施例1-2所示的圆偏振光的旋转方向与液晶指向矢的旋转方向的组合(左/左或者右/右)，能够获得γ特性的视角依赖性在全部的方位较小的液晶显示面板。
对于实施例1-1以及实施例1-2的液晶显示面板而言，像素开口部的整体满足条件(1)或者(2)，但即使像素开口部的整体不一定需要满足条件(1)或者(2)，也能够得到改善γ特性的视角依赖性的效果。
例如，图11示出基于模拟对具有混合像素构造的液晶显示面板的γ特性进行了评价的结果，其中混合像素构造包括实施例1-1的像素构造和比较例1-2的像素构造。图11是表示在具有上述混合像素构造的液晶显示面板中，像素构造的混合比率、与输入电平为0.5时的极角30°的输出电平/极角0°的输出电平的值的关系的图。正方位表示输出电平最大的方位，负方位表示输出电平最小的方位。
如从图11可知，如果实施例1-1的像素构造的比例为45％以上，则输出电平的变动为±10％以下，能够改善γ特性的视角依赖性。
接下来，对使用了介电各向异性为正的向列型液晶(NpLC)的情况的模拟结果进行说明。液晶显示面板的基本的结构与先前的示例相同。介电各向异性为正的向列型液晶的Δn为0.106，液晶层的厚度d为3.892μm。向列型液晶的介电各向异性Δε为+7.0。
与之前相同，针对下述的表2所示的结构(实施例2-1、2-2、比较例2-1、2-2)，通过模拟，针对各种方位角而求出γ特性的视角依赖性的图表。表2一并示出基于模拟结果的视角依赖性的优劣判断。如果在输入电平为0.5时，极角30°的输出电平相对于极角0°的输出电平有超过±10％的变动，则判断为视角依赖性较大(×)。
[表2]
Figure BDA0001411122750000231
图12示意性地表示实施例2-1的液晶显示面板的结构。图12(a)是表示第一偏光板22的吸收轴与第一相位差板32的滞相轴的关系的示意图，图12(b)是表示向列型液晶的指向矢与横向电场的方向的关系以及液晶分子通过横向电场而旋转的方向的示意图，图12(c)是表示第二偏光板24的吸收轴与第二相位差板34的滞相轴的关系的示意图。任一个图均表示从观察者侧观察时的关系。
对于介电各向异性为正的向列型液晶(NpLC)的指向矢(与长圆所示的液晶分子的长轴平行)而言，在无电压施加时，如图12(b)所示，以相对于横向电场的方向(方位角0°)成为85°的角度的方式取向。当施加横向电场时，介电各向异性为正的向列型液晶的指向矢与电场方向平行地取向，因此如箭头所示，向顺时针方向旋转(右旋转)。
如图12(a)以及图12(c)所示，第一相位差板32的滞相轴以及第二相位差板34的滞相轴分别配置为与液晶的指向矢(方位角85°)正交(方位角-5°)。
如图12(a)所示，第一偏光板22的吸收轴配置为相对于液晶的指向矢(方位角85°)成为-45°(方位角40°)。如图12(c)所示，第二偏光板24的吸收轴配置为相对于液晶的指向矢(方位角85°)成为45°(方位角-50°＝130°)。第一偏光板22的吸收轴与第二偏光板24的吸收轴正交(正交尼科尔配置)。
图13示意性地表示实施例2-2的液晶显示面板的结构。图13(a)是表示第一偏光板22的吸收轴与第一相位差板32的滞相轴的关系的示意图，图13(b)是表示向列型液晶的指向矢与横向电场的方向的关系以及液晶分子通过横向电场而旋转的方向的示意图，图13(c)是表示第二偏光板24的吸收轴与第二相位差板34的滞相轴的关系的示意图。任一个图均表示从观察者侧观察时的关系。
介电各向异性为正的向列型液晶(NpLC)的指向矢在无电压施加时，如图13(b)所示，以相对于横向电场的方向(方位角0°)成为-85°的角度的方式取向。当施加横向电场时，介电各向异性为正的向列型液晶的指向矢与电场方向平行地取向，因此如箭头所示，向逆时针方向旋转(左旋转)。
如图13(a)以及图13(c)所示，第一相位差板32的滞相轴以及第二相位差板34的滞相轴分别配置为与液晶的指向矢(方位角-85°)正交(方位角5°)。
如图13(a)所示，第一偏光板22的吸收轴配置为相对于液晶的指向矢(方位角-85°)成为45°(方位角-40°)。如图13(c)所示，第二偏光板24的吸收轴配置为相对于液晶的指向矢(方位角-85°)成为-45°(方位角50°＝-130°)。第一偏光板22的吸收轴与第二偏光板24的吸收轴正交(正交尼科尔配置)。
图14示意性地表示比较例2-1的液晶显示面板的结构。图14(a)是表示第一偏光板22的吸收轴与第一相位差板32的滞相轴的关系的示意图，图14(b)是表示向列型液晶的指向矢与横向电场的方向的关系以及液晶分子通过横向电场而旋转的方向的示意图，图14(c)是表示第二偏光板24的吸收轴与第二相位差板34的滞相轴的关系的示意图。任一个图均表示从观察者侧观察时的关系。
介电各向异性为正的向列型液晶(NpLC)的指向矢在无电压施加时，如图14(b)所示，以相对于横向电场的方向(方位角0°)成为85°的角度的方式取向。当施加横向电场时，介电各向异性为正的向列型液晶的指向矢与电场方向平行地取向，因此如箭头所示，向顺时针方向旋转(右旋转)。
如图14(a)及(c)所示，第一相位差板32的滞相轴以及第二相位差板34的滞相轴分别配置为与液晶的指向矢(方位角85°)正交(方位角-5°)。
如图14(a)所示，第一偏光板22的吸收轴配置为相对于液晶的指向矢(方位角85°)成为45°(方位角-50°＝130°)。如图14(c)所示，第二偏光板24的吸收轴配置为相对于液晶的指向矢(方位角85°)成为-45°(方位角40°)。第一偏光板22的吸收轴与第二偏光板24的吸收轴正交(正交尼科尔配置)。
图15示意性地表示比较例2-2的液晶显示面板的结构。图15(a)是表示第一偏光板22的吸收轴与第一相位差板32的滞相轴的关系的示意图，图15(b)是表示向列型液晶的指向矢与横向电场的方向的关系以及液晶分子通过横向电场而旋转的方向的示意图，图15(c)是表示第二偏光板24的吸收轴与第二相位差板34的滞相轴的关系的示意图。任一个图均表示从观察者侧观察时的关系。
介电各向异性为正的向列型液晶(NpLC)的指向矢在无电压施加时，如图15(b)所示，以相对于横向电场的方向(方位角0°)成为-85°的角度的方式取向。当施加横向电场时，介电各向异性为正的向列型液晶的指向矢与电场方向平行地取向，因此如箭头所示，向逆时针方向旋转(左旋转)。
如图15(a)及(c)所示，第一相位差板32的滞相轴以及第二相位差板34的滞相轴分别配置为与液晶的指向矢(方位角-85°)正交(方位角5°)。
如图15(a)所示，第一偏光板22的吸收轴配置为相对于液晶的指向矢(方位角-85°)成为-45°(方位角50°＝-130°)。如图15(c)所示，第二偏光板24的吸收轴配置为相对于液晶的指向矢(方位角-85°)成为45°(方位角-40°)。第一偏光板22的吸收轴与第二偏光板24的吸收轴正交(正交尼科尔配置)。
图16A(a)～(c)、图16B(a)～(c)、图16C(a)、(b)示出表示实施例2-1的液晶显示面板的γ特性的视角依赖性的图。分别示出方位角Φ为40°、85°、130°、175°、220°、265°、310°以及355°(从液晶的指向矢的方位每隔45°的方位)的γ特性的极角(θ)依赖性。图17A(a)～(c)、图17B(a)～(c)、图17C(a)、(b)示出表示比较例2-1的液晶显示面板的γ特性的视角依赖性的图。图17A～图17C分别是与图16A～图16C对应的图。
当观察图16A～图16C时，实施例2-1的液晶显示面板的γ特性的视角依赖性在任一个方位角均较小。
与此相对，当观察图17A～图17C所示的比较例2-1的液晶显示面板的γ特性的视角依赖性时，Φ＝85°、175°、265°以及355°的γ特性的视角依赖性明显比实施例2-1大。
接下来，图18A(a)～(c)、图18B(a)～(c)、图18C(a)、(b)示出表示实施例2-2的液晶显示面板的γ特性的视角依赖性的图。分别示出方位角Φ为5°、50°、95°、140°、185°、230°、275°以及320°(从液晶的指向矢的方位每隔45°的方位)的γ特性的极角(θ)依赖性。图19A(a)～(c)、图19B(a)～(c)、图19C(a)、(b)示出表示比较例2-2的液晶显示面板的γ特性的视角依赖性的图。图19A～图19C分别是与图18A～图18C对应的图。
当观察图18A～图18C时，实施例2-2的液晶显示面板的γ特性的视角依赖性在任一个方位角均较小。
与此相对，当观察图19A～图19C所示的比较例2-2的液晶显示面板的γ特性的视角依赖性时，Φ＝5°、95°、185°以及275°的γ特性的视角依赖性明显比实施例2-2大。
根据这些内容可知，在使用了介电各向异性为正的向列型液晶的情况下，通过表1的实施例2-1、实施例2-2所示的圆偏振光的旋转方向与液晶指向矢的旋转方向的组合(左/左，或者右/右)，也能够得到γ特性的视角依赖性在全部的方位较小的液晶显示面板。
对于实施例2-1以及实施例2-2的液晶显示面板而言，像素开口部的整体满足条件(1)或者(2)，但即使像素开口部的整体不一定满足条件(1)或者(2)，也能够得到改善γ特性的视角依赖性的效果。
例如，图20示出基于模拟对具有包括实施例2-1的像素构造和比较例2-2的像素构造的像素构造的液晶显示面板的γ特性进行了评价的结果。图20是表示在具有上述混合像素构造的液晶显示面板中，像素构造的混合比率、与输入电平为0.5时的极角30°的输出电平/极角0°的输出电平的值的关系的图。正方位表示输出电平最大的方位，负方位表示输出电平最小的方位。
如从图20可知，如果实施例2-1的像素构造的比例为38％以上，则输出电平的变动为±10％以下，能够改善γ特性的视角依赖性。
参照图21，对针对使用介电各向异性为负的向列型液晶的情况下的液晶层18的Δnd的允许范围进行了研究的结果进行说明。在液晶显示面板100中，使第一相位差板32的延迟R1为137.5nm(λ/4)，使液晶层18的Δnd变化至350nm～550nm，求出透射率的变化。第二相位差板34的延迟R2分别为R2＝Δnd-R1。
另外，针对像素电极16的狭缝构造的L+S不同的液晶显示面板也进行了模拟。下述的表3示出用于模拟的狭缝构造的L+S以及L/S。
另外，作为比较例3-1～3-3、3-5，针对具有与实施例3-1～3-3、3-5相同的结构并省略了第一相位差板以及第二相位差板的以往的FFS模式的液晶显示面板进行了模拟。
[表3]
Figure BDA0001411122750000281
图21(a)示出实施例3-1～3-5的透射率的Δnd依赖性的图，图21(b)示出比较例3-1～3-3、3-5的透射率的Δnd依赖性的图。
从图21(a)与图21(b)的比较可知，实施例的液晶显示面板与比较例的液晶显示面板不同，通过狭缝构造的L+S而透射率较大地变化，并且通过液晶层的Δnd而透射率较大地变化。如图21(a)以及表3所示可知，随着L+S从4μm变大至8μm，透射率成为最大时的Δnd变大，从而相对于L+S而存在优选的Δnd。可以说如果至少L+S在4μm以上8μm以下，则在Δnd为370nm以上490nm以下的范围内存在透射率成为最大时的Δnd。此外，如果是该范围，则能够得到30％以上的透射率。更优选地，如果L+S在4μm±0.5μm的范围内，则在Δnd为370nm以上450nm以下的范围内能够得到30％以上的透射率。如果L+S在5μm±0.5μm的范围内，则在Δnd为380nm以上460nm以下的范围内能够得到30％以上的透射率。如果L+S在6μm±0.5μm的范围内，则在Δnd为390nm以上470nm以下的范围内能够得到30％以上的透射率。如果L+S在7μm±0.5μm的范围内，则在Δnd为400nm以上480nm以下的范围内能够得到30％以上的透射率。如果L+S在8μm±0.5μm的范围内，则在Δnd为410nm以上490nm以下的范围内能够得到30％以上的透射率。
从图21(b)可知，比较例的液晶显示面板的透射率几乎不依赖于Δnd，透射率成为最大时的Δnd处于380nm附近。当与该值比较时，可以说对于实施例的液晶显示面板的透射率而优选的Δnd的范围较大。这样，在实施例的结构中，与比较例的结构不同，仅在液晶层的Δnd的有限的范围内存在透射率较高的区域。
另外，其结果如后述，几乎不依赖于L/S、Δn、液晶材料的弹性常量。
接下来，参照图22，对针对使用了介电各向异性为正的向列型液晶的情况的液晶层18的Δnd的允许范围进行了研究的结果进行说明。实施例4-1～4-5的结构除了使用介电各向异性为正的向列型液晶以外，其它与实施例3-1～3-5相同。通过使用介电各向异性为正的向列型液晶，从而液晶层的Δnd以及第二相位差板的延迟R2(＝Δnd-R1)的值与实施例3-1～3-5所使用的值不同。另外，作为比较例4-1～4-3、4-5，针对具有与实施例4-1～4-3、4-5相同的结构并省略了第一相位差板以及第二相位差板的以往的FFS模式的液晶显示面板也进行了模拟。
[表4]
Figure BDA0001411122750000301
图22(a)示出实施例4-1～4-5的透射率的Δnd依赖性的图，图22(b)示出比较例4-1～4-3、4-5的透射率的Δnd依赖性的图。
从图22(a)与图22(b)的比较可知，实施例的液晶显示面板与比较例的液晶显示面板不同，通过狭缝构造的L+S而透射率较大地变化，且通过液晶层的Δnd而透射率较大地变化。如图22(a)以及表4所示可知，随着L+S从4μm变大至8μm，透射率成为最大时的Δnd变大，从而相对于L+S而存在优选的Δnd。可以说如果至少L+S在4μm以上8μm以下，则在Δnd为360nm以上440nm以下的范围内存在透射率成为最大时的Δnd。进一步优选，如果L+S在4μm±0.5μm的范围内，则在Δnd为360nm以上440nm以下的范围内能够得到30％以上的透射率。如果L+S在5μm±0.5μm的范围内，则在Δnd为370nm以上440nm以下的范围内能够得到30％以上的透射率。如果L+S在6μm±0.5μm的范围内，则在Δnd为370nm以上450nm以下的范围内能够得到30％以上的透射率。如果L+S在7μm±0.5μm的范围内，则在Δnd为380nm以上440nm以下的范围内能够得到30％以上的透射率。如果L+S在8μm±0.5μm的范围内，则在Δnd为400nm以上440nm以下的范围内能够得到30％以上的透射率。
从图22(b)可知，比较例的液晶显示面板的透射率几乎不依赖于Δnd，透射率成为最大时的Δnd处于400nm附近。这样，在实施例的结构中，与比较例的结构不同，仅在液晶层的Δnd的有限的范围存在透射率较高的区域。
接下来，参照图23，对针对第一相位差板32的延迟R1的允许范围进行了研究的结果进行说明。针对以实施例3-3的结构为基础，使液晶层18的Δnd为412.5nm，并使第一相位差板32的延迟R1变化后的实施例5的液晶显示面板，通过模拟来求出透射率以及高照度下的对比度。第二相位差板34的延迟R2为R2＝Δnd-R1。结果如图23(a)及(b)所示。
在第一相位差板32的延迟R1为137.5nm(λ/4)时反射防止效果最好。另一方面，当R1不符合该条件时，透射率上升。如从图23(a)可知，透射率的最大值处于120nm附近。20000Lux这样的高照度下的对比度受到反射防止效果的程度和透射率这两者的影响。如从图23(b)可知，在20000Lux的高照度下对比度取最大值时的R1的值为130nm，从反射防止效果最好时的137.5nm稍微变小。从图23(b)的结果可知，如果R1在100nm以上160nm以下，则在高照度下，可获得10以上的对比度。
接下来，参照图24，对针对第二相位差板34的延迟R2的允许范围进行了研究的结果进行说明。针对以实施例3-3的结构作为基础，使第一相位差板32的延迟R1为137.5nm(λ/4)，使第二相位差板34的延迟R2的值变化，通过模拟来求出透射率比。液晶层的Δnd为Δnd＝R1+R2。此外，针对液晶显示面板的开口率为50％的实施例6-1和开口率为30％的实施例6-2这两种液晶显示面板，求出透射率比。此处，透射率比是在各个实施例6-1、6-2中将第二相位差板34的延迟R2为275nm(λ/2)时的透射率设为1时的值。结果如图24所示。如从图24可知，在第二相位差板34的延迟R2为275nm(λ/2)时，被背光源侧反射的光的再利用效率较高。这在开口率无论是30％还是50％时都相同。根据图24，第二相位差板的延迟R2优选200nm以上360nm以下，进一步优选220nm以上330nm以下。优选液晶显示面板的开口率越低，则第二相位差板的延迟R2越接近于275nm。
接下来，在实施例3-3中具有液晶层的Δnd为412.5nm的构造的液晶显示面板中，求出了使L/S变化后的液晶显示面板(实施例3-3a、3-3b、3-3c)的透射率，结果如图25所示。实施例3-3a、3-3b、3-3c的液晶显示面板的L/S的值如下述的表5所示。
[表5]
Figure BDA0001411122750000321
如从图25可知，在L/S超过40/60且55/45以下的范围内，透射率几乎不受到L/S影响。
接下来，在实施例4-3中具有液晶层的Δnd为412.5nm的构造的液晶显示面板中，求出了使L/S变化后的液晶显示面板(实施例4-3a、4-3b、4-3c)的透射率，结果如图26所示。实施例4-3a、4-3b、4-3c的液晶显示面板的L/S的值如下述的表6所示。
[表6]
Figure BDA0001411122750000322
Figure BDA0001411122750000331
如从图26可知，在使用了介电各向异性为正的向列型液晶的情况下，在L/S超过40/60且55/45以下的范围内，透射率几乎不受到L/S影响。
接下来，参照图27以及图28，对针对液晶材料的Δn的影响进行了研究的结果进行说明。在之前的实施例3-1、3-2、3-3、3-5中，当使液晶层的Δnd变化时，将Δn固定而使d变化。针对各个情况，将使d固定而使Δn变化时的模拟结果作为实施例3-1-2、3-2-2、3-3-2、3-5-2，并且如图27(a)～(d)所示。此外，针对使用了介电各向异性为正的向列型液晶的之前的实施例4-1、4-2、4-3、4-5也同样，将使d固定而使Δn变化时的模拟结果作为实施例4-1-2、4-2-2、4-3-2、4-5-2，并且如图28(a)～(d)所示。
如从图27(a)～(d)以及图28(a)～(d)可知，如果Δnd相同，则d的影响较小。
图29示出使用了将实施例3-3的模拟所使用的液晶材料的弹性常量设为1.2倍的值的结果以及使用了成为0.8倍的值的结果。如从图29可知，弹性常量的值也未对上述的模拟结果产生影响。
此外，在上述的实施方式中，将下侧基板为TFT基板、且下侧基板具有使液晶层产生横向电场的电极对的液晶显示面板作为例子，对本发明的实施方式的液晶显示面板进行了说明，但也可以上侧基板是TFT基板，而上侧基板具有使液晶层产生横向电场的电极对。在本发明的实施方式的液晶显示面板中，第一相位差板和第一偏光板基本上作为圆偏光板发挥功能，因此来自形成于TFT基板的布线等的反射光减少。因此，即使将TFT基板作为上侧基板使用也不会降低显示品质。
本发明的实施方式的液晶显示面板能够使用公知的横向电场模式的液晶单元的制造方法来制造。相对于液晶单元而使偏光板以及相位差板按规定的方向贴合的工序当然也可通过公知的方法来进行。
液晶显示面板100的液晶单元10例如能够如以下制造。
利用公知的方法制成下侧基板10Sa。例如，在玻璃基板12a上形成TFT、栅极总线、源极总线、共用布线等电路要素。其后，形成共用电极14、电介质层15以及像素电极16。在下侧基板10Sa的液晶层18侧的表面形成取向膜。取向膜例如被实施摩擦处理，以使下侧基板10Sa的附近的液晶分子按规定的方向取向。
准备利用公知的方法而制成的上侧基板10Sb。上侧基板10Sb例如在玻璃基板12b上具有黑矩阵以及滤色片层，在液晶层18侧具有取向膜。取向膜例如被实施摩擦处理，以使上侧基板10Sb的附近的液晶分子按规定的方向取向。
利用形成于下侧基板10Sa或者上侧基板10Sb的隔离物来控制液晶层18的厚度，例如通过滴注法，形成液晶层18，并且使下侧基板10Sa与上侧基板10Sb贴合，制成液晶单元10。
当然，取向膜的取向处理不局限于摩擦处理，也可以使用光取向膜进行光取向处理。另外，也可以将摩擦处理和光取向处理组合。
本发明的实施方式的液晶显示面板100的TFT只要是非晶硅TFT(a-Si TFT)、多晶硅TFT(p-Si TFT)、微晶硅TFT(μC-Si TFT)等公知的TFT即可，但优选使用具有氧化物半导体层的TFT(氧化物TFT)。当使用氧化物TFT时，能够缩小TFT的面积，因此能够增大像素开口率。
氧化物半导体层例如也可以包含In、Ga以及Zn中的至少一种金属元素。氧化物半导体层例如包含In-Ga-Zn-O系的半导体。此处，In-Ga-Zn-O系的半导体是In(铟)、Ga(镓)、Zn(锌)的三元氧化物，且In、Ga以及Zn的比例(组成比)并不特别限定，例如包括In：Ga：Zn＝2：2：1，In：Ga：Zn＝1：1：1，In：Ga：Zn＝1：1：2等。这样的氧化物半导体层可由包含In-Ga-Zn-O系的半导体的氧化物半导体膜形成。此外，有时将具有包含In-Ga-Zn-O系的半导体的活性层的通道腐蚀型的TFT称为“CE-InGaZnO-TFT”。
In-Ga-Zn-O系的半导体可以是非晶体，也可以是结晶质。作为结晶质In-Ga-Zn-O系的半导体，优选以c轴与层面大体垂直的方式取向的结晶质In-Ga-Zn-O系的半导体。
另外，结晶质In-Ga-Zn-O系的半导体的结晶构造例如在日本特开2014-007399号公报、日本特开2012-134475号公报、日本特开2014-209727号公报等中被公开。为了参考，在本说明书引用日本特开2012-134475号公报以及日本特开2014-209727号公报的全部公开内容。具有In-Ga-Zn-O系半导体层的TFT具有较高的迁移率(与a-SiTFT超过20倍)以及较低的漏电电流(与a-SiTFT相比不足百分之一)，因此优选使用驱动TFT以及像素TFT。
替代In-Ga-Zn-O系半导体，氧化物半导体层也可以包含其它的氧化物半导体。例如也可以包含In-Sn-Zn-O系半导体(例如In2O3-SnO2-ZnO)。In-Sn-Zn-O系半导体是In(铟)、Sn(锡)以及Zn(锌)的三元氧化物。或者，氧化物半导体层也可以包含：In-Al-Zn-O系半导体、In-Al-Sn-Zn-O系半导体、Zn-O系半导体、In-Zn-O系半导体、Zn-Ti-O系半导体、Cd-Ge-O系半导体、Cd-Pb-O系半导体、CdO(氧化镉)、Mg-Zn-O系半导体、In-Ga-Sn-O系半导体、In-Ga-O系半导体、Zr-In-Zn-O系半导体、Hf-In-Zn-O系半导体等。
产业上的实用性
本发明广泛地应用于横向电场模式的液晶显示面板。特别是优选使用于室外所使用的横向电场模式的液晶显示面板。
符号说明
10 液晶单元
10Sa 下侧基板(第一基板)
10Sb 上侧基板(第二基板)
12a、12b 透明基板(玻璃基板)
14 共用电极
15 电介质层
16 像素电极
16a 像素电极的开口部(狭缝)
22 第一偏光板
24 第二偏光板
32 第一相位差板
34 第二相位差板
100 液晶显示面板。

Claims (6)

1.一种液晶显示面板，其特征在于，具有：液晶单元，其具有下侧基板、配置于所述下侧基板的观察者侧的上侧基板、设置于所述下侧基板与所述上侧基板之间的液晶层、以及形成于所述下侧基板以及上侧基板中的一方并使所述液晶层产生横向电场的电极对；
第一偏光板，其配置于所述液晶单元的观察者侧；
第一相位差板，其配置于所述液晶层与所述第一偏光板之间；
第二偏光板，其配置于所述液晶单元的背面侧；以及
第二相位差板，其配置于所述第二偏光板与所述液晶层之间，
所述液晶层包括向列型液晶，在无电场施加时采用均匀取向，在将所述向列型液晶的双折射率设为Δn，将所述液晶层的厚度设为d时，Δnd为360nm以上490nm以下，
所述第一相位差板的延迟R1为100nm以上160nm以下，
所述第二相位差板的延迟R2为200nm以上360nm以下，
所述第一相位差板的滞相轴以及第二相位差板的滞相轴相互近似平行，并且与采用均匀取向的所述向列型液晶的指向矢的方位大致正交，
所述液晶显示面板具有多个像素，并且分别与所述多个像素对应的构造具有设定有所述指向矢的方位、所述横向电场的方位、所述第一相位差板以及第二相位差板的滞相轴的方位的区域，以使所述下侧基板的所述向列型液晶的指向矢通过所述横向电场而旋转的方向为左旋，从观察者侧通过了所述第一相位差板的光成为左旋圆偏振光或者左旋椭圆偏振光，或者，所述下侧基板的所述向列型液晶的指向矢通过所述横向电场而旋转的方向为右旋，从观察者侧通过了所述第一相位差板的光成为右旋圆偏振光或者右旋椭圆偏振光。
2.根据权利要求1所述的液晶显示面板，其特征在于，
所述液晶层的Δnd与所述第一相位差板的延迟R1和所述第二相位差板的延迟R2的和R1+R2大致相等。
3.根据权利要求1或2所述的液晶显示面板，其特征在于，
所述第二相位差板的延迟R2为220nm以上330nm以下。
4.根据权利要求1或2所述的液晶显示面板，其特征在于，
所述电极对具有：像素电极，其具有彼此平行地延伸的多个矩形形状的开口部；和共用电极，其以在与所述像素电极之间隔着电介质层且与所述像素电极对置的方式形成，
当将所述开口部的宽度设为S，将邻接的所述开口部之间的距离设为L时，L+S为4μm以上8μm以下。
5.根据权利要求4所述的液晶显示面板，其特征在于，
L/S为超过40/60且55/45以下。
6.根据权利要求1或2所述的液晶显示面板，其特征在于，
所述向列型液晶的介电各向异性为负。
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