CN111190305B - 液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种液晶显示装置，其能抑制户外光线反射，户外可视性良好，并且能抑制视差混色的恶化。一种具备液晶面板、以及设置在所述液晶面板的观察面侧的圆偏光板的液晶显示装置，其中，所述圆偏光板从观察面侧依次具备直线偏光板和盒外相位差板，所述液晶面板具备：薄膜晶体管基板；滤光片基板，与所述薄膜晶体管基板对置，且具有黑矩阵；水平配向液晶层，设置于所述薄膜晶体管基板与所述滤光片基板之间；以及内嵌式相位差板，设置在所述薄膜晶体管基板和所述滤光片基板中的配置于观察面侧的基板，所述内嵌式相位差板设置在所述黑矩阵与所述水平配向液晶层之间的区域的外侧。

Description

液晶显示装置
技术领域
本发明涉及一种液晶显示装置。
背景技术
液晶显示装置是一种为了显示而利用液晶组合物的显示装置，其代表性的显示方式为从背光源对在一对基板之间封入有液晶组合物的液晶面板照射光，并对液晶组合物施加电压而使液晶分子的配向发生变化，由此控制透过液晶面板的光的量。这种液晶显示装置具有薄型、轻量以及低功耗的特点，因此，被用于智能手机、平板PC、汽车导航等电子设备，而近年来，通常会在液晶显示装置上设置触摸面板。
众所周知的是，在液晶面板的表面设置圆偏光板，从而能抑制周围的光(户外光线)的反射，并能提高液晶显示装置的户外可视性(亮处可视性)。
例如，在专利文献1中记载有如下技术：在FFS(FringeF ieldSwitching)模式、IPS(InPlaneSwitching)模式等液晶驱动模式的液晶显示装置中，在液晶面板的观察面侧设置组合有直线偏光板和1/4波长板的圆偏光板，并且在配置于液晶面板的观察面侧的彩色滤光片基板的彩色滤光片的液晶层侧设置1/4波长板，从而正常驱动液晶显示装置，并且抑制户外光线的反射。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2017/017960号
发明内容
本发明所要解决的技术问题
为了使户外可视性良好(抑制户外光线反射)，本发明人们开发了一种在面板的最表面采用圆偏光板的FFS模式的液晶显示装置(以下，也称为低反射LCD)。图25是在面板最表面采用圆偏光板的比较方式的FFS模式的液晶显示装置的剖视示意图，示出用绿色显示画面整个区域的状态(仅绿色的子像素为施加电场，绿色以外的子像素为无电场施加)。如图25所示，作为低反射LCD的问题，存在如下问题：需要在彩色滤光片基板40的内侧设置内嵌式相位差板60来作为λ/4相位差板，因此黑矩阵43与液晶层30的距离变大，从斜面观察面板时的混色(以下，也称为视差混色)恶化。该原因是，在低反射LCD中，通过将内嵌式相位差板60设置在彩色滤光片基板40的液晶层30侧，黑矩阵43与液晶层30之间的距离变得比不具备圆偏光板以及内嵌式相位差板的普通的FFS模式的液晶显示装置(以下，也称为普通LCD)大。黑矩阵43与液晶层30之间的距离越大，便会以越小的角度混色，因此，与不具有内嵌式相位差板的普通LCD相比，低反射LCD更容易以内嵌式相位差板60的厚度、小的角度混色。图25中的箭头表示以最小的入射角度混色的光线，而这些光线穿过施加电场区域、以及绿色滤光片42G以外的红色滤光片42R或蓝色滤光片42B。当从单点划线箭头所示的方向观察时，显示绿色但混有蓝色，当从双点划线箭头所示的方向观察时，显示绿色但混有红色。
对此，就专利文献1的构成而言，与比较方式1的构成同样地在彩色滤光片基板的彩色滤光片的液晶层侧设有1/4波长板，因此存在视差混色恶化的问题。
本发明是鉴于上述现状而完成的，其目的在于提供一种液晶显示装置，其能抑制户外光线反射，户外可视性良好，且能抑制视差混色的恶化。
解决问题的方案
(1)本发明的一实施方式是一种具备液晶面板、以及设置在所述液晶面板的观察面侧的圆偏光板的液晶显示装置，所述圆偏光板从观察面侧依次具备直线偏光板和盒外相位差板，所述液晶面板具备：薄膜晶体管基板；彩色滤光片基板，与所述薄膜晶体管基板对置，且具有黑矩阵；水平配向液晶层，设置于所述薄膜晶体管基板与所述彩色滤光片基板之间；以及内嵌式相位差板，设置于所述薄膜晶体管基板和所述彩色滤光片基板中的配置于观察面侧的基板，所述内嵌式相位差板设置在所述黑矩阵与所述水平配向液晶层之间的区域的外侧。
(2)此外，本发明的某个实施方式是一种液晶显示装置，在上述(1)的构成的基础上，所述内嵌式相位差板设置于所述薄膜晶体管基板，所述液晶面板从观察面侧依次具备具有所述内嵌式相位差板的所述薄膜晶体管基板、所述水平配向液晶层、以及具有所述黑矩阵的所述彩色滤光片基板。
(3)此外，本发明的某个实施方式是一种液晶显示装置，在上述(2)的构成的基础上，所述薄膜晶体管基板具备薄膜晶体管、连接于所述薄膜晶体管的像素电极、以及与所述像素电极对置的共用电极，所述像素电极以及所述共用电极设置在所述内嵌式相位差板的背面侧。
(4)此外，本发明的某个实施方式是一种液晶显示装置，在上述(2)或上述(3)的构成的基础上，所述薄膜晶体管基板具备包括金属配线的配线层、以及连接于所述金属配线的薄膜晶体管，所述配线层设置在所述内嵌式相位差板的观察面侧。
(5)此外，本发明的某个实施方式是一种液晶显示装置，在上述(1)的构成的基础上，所述内嵌式相位差板设置于所述彩色滤光片基板，所述液晶面板从观察面侧依次具备所述内嵌式相位差板、所述黑矩阵、所述水平配向液晶层以及所述薄膜晶体管基板。
发明效果
根据本发明，能提供一种液晶显示装置，能抑制户外光线反射，户外可视性良好，且能抑制视差混色的恶化。
附图说明
图1是表示实施方式1的液晶显示装置的构成的剖视示意图。
图2是表示实施方式1的液晶显示装置的彩色滤光片基板的俯视示意图。
图3是表示实施方式1的液晶显示装置的TFT基板的俯视示意图。
图4是表示实施方式1的液晶显示装置的TFT基板的剖视示意图，并示出TFT部分。
图5是表示实施方式1的液晶显示装置的另一构成的剖视示意图。
图6是表示实施方式1的液晶显示装置的另一TFT基板的剖视示意图，并示出TFT部分。
图7是表示用于计算的实施例1的液晶显示装置的构成的剖视图。
图8是表示在实施例1中，计算出分别显示蓝色、绿色、红色的单色时的、从正面以及斜面观察面板时的色度(u’、v’)的结果的图表，并示出内嵌式相位差板的厚度为3.0μm的情况。
图9是表示在实施例1中，计算出分别显示蓝色、绿色、红色的单色时的、从正面以及斜面观察面板时的色度(u’、v’)的结果的图表，并示出内嵌式相位差板的厚度为2.0μm的情况。
图10是表示在实施例1中，计算出分别显示蓝色、绿色、红色的单色时的、从正面以及斜面观察面板时的色度(u’、v’)的结果的图表，并示出内嵌式相位差板的厚度为1.0μm的情况。
图11是表示实施方式2的液晶显示装置的构成的剖视示意图。
图12是表示实施方式2的液晶显示装置的TFT基板的剖视示意图，并示出TFT部分。
图13是表示用于计算的实施例2的液晶显示装置的构成的剖视图。
图14是表示在实施例1中，计算出分别显示蓝色、绿色、红色的单色时的、从正面以及斜面观察面板时的色度(u’、v’)的结果的图表，并示出内嵌式相位差板的厚度为3.0μm的情况。
图15是表示在实施例2中，计算出分别显示蓝色、绿色、红色的单色时的、从正面以及斜面观察面板时的色度(u’、v’)的结果的图表，并示出内嵌式相位差板的厚度为2.0μm的情况。
图16是表示在实施例2中，计算出分别显示蓝色、绿色、红色的单色时的、从正面以及斜面观察面板时的色度(u’、v’)的结果的图表，并示出内嵌式相位差板的厚度为1.0μm的情况。
图17是表示比较方式1的液晶显示装置的构成的剖视示意图。
图18是表示用于计算的比较例1的液晶显示装置的构成的剖视图。
图19是表示在比较例1中，计算出分别显示蓝色、绿色、红色的单色时的、从正面以及斜面观察面板时的色度(u’、v’)的结果的图表。
图20是表示比较方式2的液晶显示装置的构成的剖视示意图。
图21是表示用于计算的比较例2的液晶显示装置的构成的剖视图。
图22是表示在比较例2中，计算出分别显示蓝色、绿色、红色的单色时的、从正面以及斜面观察面板时的色度(u’、v’)的结果的图表，并示出内嵌式相位差板的厚度为3.0μm的情况。
图23是表示在比较例2中，计算出分别显示蓝色、绿色、红色的单色时的、从正面以及斜面观察面板时的色度(u’、v’)的结果的图表，并示出内嵌式相位差板的厚度为2.0μm的情况。
图24是表示在比较例2中，计算出分别显示蓝色、绿色、红色的单色时的、从正面以及斜面观察面板时的色度(u’、v’)的结果的图表，并示出内嵌式相位差板的厚度为1.0μm的情况。
图25是在面板最表面采用圆偏光板的比较方式的FFS模式的液晶显示装置的剖视示意图，并示出用绿色显示画面整个区域的状态(仅绿色的子像素为施加电场，绿色以外的子像素为无电场施加)。
具体实施方式
[术语的定义]
在本说明书中，“观察面侧”意味着比液晶显示装置的画面(显示面)更近的一侧，“背面侧”意味着比液晶显示装置的画面(显示面)更远的一侧。
在本说明书中，若无特别限制，则“相位差”意味着波长550nm的面内相位差。
在本说明书中，“λ/4相位差板”意味着至少对波长为550nm的光付与1/4波长的面内相位差的相位差板，也可以是付与100nm以上且176nm以下的面内相位差的相位差板。顺便一提，波长为550nm的光是人类视敏度最高的波长的光。面内相位差由R＝(ns-nf)×d定义。在此，ns表示相位差板的面内方向的主折射率nx以及ny中较大的一方，nf表示相位差板的面内方向的主折射率nx以及ny中较小的一方。除非另有说明，否则主折射率是指针对波长为550nm的光的值。相位差板的慢轴是指与ns对应的方向的轴，快轴是指与nf对应的方向的轴。d表示相位差板的厚度。
以下，对本发明的实施方式进行说明。本发明并不限于以下实施方式所记载的内容，可以在满足本发明的构成的范围内适当进行设计变更。
图25中示出的比较方式的低反射LCD在观察者侧设有彩色滤光片基板40，在背光源80侧设有TFT基板20，但在本发明的一实施方式中，在观察者侧设置TFT基板20，在背光源80侧设置彩色滤光片基板40，在此基础上，通过将内嵌式相位差板60设置于TFT基板20，能在原理上改善视差混色的问题。如上所述，在液晶面板的观察面侧具备圆偏光板10的液晶显示装置中，通过将内嵌式相位差板6配置在黑矩阵43与液晶层30之间的区域的外侧，能通过内嵌式相位差板60来防止黑矩阵43与液晶层30之间的距离变大，因此，能使混色水平与普通LCD同等。
<实施方式1>
图1是表示实施方式1的液晶显示装置的构成的剖视示意图。图2是表示实施方式1的液晶显示装置的彩色滤光片基板的俯视示意图。图3是表示实施方式1的液晶显示装置的TFT基板的俯视示意图。图4是表示实施方式1的液晶显示装置的TFT基板的剖视示意图，并示出TFT部分。图1相当于图3中的X1-X2线的截面，图4相当于图3中的Y1-Y2线的截面。本实施方式的液晶显示装置是具有圆偏光板的FFS模式的液晶显示装置(低反射LCD)，如图1所示，具备从观察面侧依次具有圆偏光板10、薄膜晶体管(以下，TFT)基板20、液晶层30、彩色滤光片基板40以及直线偏光板50的液晶面板。如此，本实施方式的液晶显示装置与从观察面侧依次配置有彩色滤光片基板、液晶层以及TFT基板的普通液晶显示装置相比，具有调换了彩色滤光片基板以及TFT基板的配置的构造。
需要说明的是，也将彩色滤光片基板40、液晶层30以及TFT基板20的组合称为“液晶盒”，将彩色滤光片基板40与TFT基板20之间的区域称为“盒内”，将液晶盒的观察面侧的区域和液晶盒的背面侧的区域称为“盒外”。
圆偏光板10由直线偏光板11和λ/4相位差板(盒外相位差板)12构成。
直线偏光板11例如可以使用使碘络合物(或染料)等各向异性材料染色以及吸附于聚乙烯醇(PVA)膜后拉伸配向的偏光片(吸收型偏光板)。需要说明的是，通常，为了确保机械强度、耐湿热性，在PVA膜的两侧层压三乙酰纤维素(TAC)膜等保护膜以供实际使用。
盒外相位差板12可以贴合地形成于液晶盒，因此优选使用在液晶显示装置的领域中普遍使用的经拉伸处理后的高分子膜。作为高分子膜的材料，例如可以列举出：环烯烃聚合物、聚碳酸酯、聚砜、聚醚砜、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯、聚乙烯醇、降冰片烯、三乙酰纤维素、二乙酰纤维素等，其中，尤其优选环烯烃聚合物。由环烯烃聚合物形成的相位差层具有耐油性优异，长时间暴露于高温环境或高温高湿环境时的相位差的变化小的特点。作为环烯烃聚合物的膜，众所周知的是日本ZEON株式会社生产的“Zeonoa膜(注册商标)”、JSR株式会社生产的“ARTON(注册商标)膜”等。
彩色滤光片基板40在玻璃基板、塑料基板等支承基板41上设置有彩色滤光片层42以及黑矩阵43。如图2所示，彩色滤光片层42例如具有在面内排列有红色滤光片42R、绿色滤光片42G以及蓝色滤光片42B的构成。红色滤光片42R、绿色滤光片42G以及蓝色滤光片42B由黑矩阵43划分。红色滤光片42R、绿色滤光片42G以及蓝色滤光片42B与黑矩阵43例如由含有颜料的透明树脂构成。通常，在矩阵状排列的所有像素中配置红色滤光片42R、绿色滤光片42G以及蓝色滤光片42B的组合，控制透过红色滤光片42R、绿色滤光片42G以及蓝色滤光片42B的彩色光的量，并且使其混色，从而在各像素中得到所期望的颜色。在各像素内分别配置有红色滤光片42R、绿色滤光片42G以及蓝色滤光片42B的区域、即由黑矩阵43划分出的区域也被称为子像素。
如图1所示，彩色滤光片基板40可选地具有覆盖彩色滤光片层42的表面的外涂层44。通过设置外涂层44，能防止彩色滤光片层42中的杂质在其他层溶解析出，或者使彩色滤光片层42上的表面平坦。作为外涂层44的材料，优选透明树脂。
如图3以及图4所示，TFT基板20具备：多个源配线22，相互平行配置；多个栅配线23，相互平行配置，并与多个源配线22交叉；作为开关元件的多个TFT24，配置于各子像素；像素电极(信号电极)25，配置于各子像素，并且设有一个或多个狭缝25a；以及共用电极(对置电极)26，除了用于将像素电极25连接于对应的TFT24的漏电极24c的接触孔27以外，其面状配置于显示区域的实质上所有区域。各子像素相当于被相互邻接的两条源配线22和相互邻接的两条栅配线23包围的区域。各TFT24是三端子开关，其连接于对应的源配线22以及栅配线23，并具有与对应的栅配线23连接的栅电极24a、与对应的源配线22连接的源电极24b、与对应的像素电极25连接的漏电极24c以及薄膜半导体24d。像素电极25经由薄膜半导体24d与源配线22连接。
此外，TFT基板20具有在支承基板21上具有依次层叠有以下构件的构造：包括栅配线23以及栅电极24a的栅极层；覆盖栅极层的层间绝缘膜(栅极绝缘膜)27a；层间绝缘膜27a上的薄膜半导体24d；包括源配线22、源电极24b以及漏电极24c的源极层；覆盖源极层的层间绝缘膜27b以及λ/4相位差板(内嵌式相位差板)60；内嵌式相位差板60上的共用电极26；覆盖共用电极26的层间绝缘膜27d；以及层间绝缘膜27d上的像素电极25。
作为栅极层以及源极层的各配线层的材料，使用了铝(Al)、铜(Cu)、钛(Ti)等金属，而这些配线层中所包括的栅配线23、源配线22这种配线是由金属构成的金属配线。需要说明的是，在此，金属可以是合金。在本实施方式中，栅极层以及源极层例如由钛(Ti)以及铜(Cu)的层叠膜形成。
作为层间绝缘膜27a、27b以及27d的材料，例如可以列举出氮化硅(SiNx)、二氧化硅(SiO2)等无机绝缘膜，而在本实施方式中，使用二氧化硅(SiO2)来作为层间绝缘膜27a以及27b的材料，使用氮化硅(SiNx)来作为层间绝缘膜27d的材料。
薄膜半导体24d例如是氧化物半导体膜，可以包含In、Ga以及Zn中至少一种金属元素。在本实施方式中，薄膜半导体24d包含In-Ga-Zn-O类半导体。在此，In-Ga-Zn-O类半导体是In(铟)、Ga(镓)、Zn(锌)的三元类氧化物，In、Ga以及Zn的比例(组成比)没有特别限定，例如包括In：Ga：Zn＝2：2：1、In：Ga：Zn＝1：1：1、In：Ga：Zn＝1：1：2等。
作为像素电极25以及共用电极26的材料，例如可以列举出氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化铟镓锌(In-Ga-Zn-O)、氧化锌(ZnO)，氧化锡(SnO)等透明导电材料。
图5是表示实施方式1的液晶显示装置的另一构成的剖视示意图。图6是表示实施方式1的液晶显示装置的另一TFT基板的剖视示意图，并示出TFT部分。图5相当于图3中的X1-X2线的截面，图6相当于图3中的Y1-Y2线的截面。如图5以及图6所示，TFT基板20进一步可选地具备覆盖层间绝缘膜27b的层间绝缘膜27c，内嵌式相位差板60可以设置为覆盖层间绝缘膜27c。层间绝缘膜27c作为平坦化膜发挥功能，例如由诸如聚甲基丙烯酸甲基树脂(PMMA)之类的丙烯酸树脂材料等透明树脂形成。
此外，为了防止液晶面板的静电，在TFT基板20的观察面侧的面上设有面状透明电极70。作为透明电极70的材料，例如可以列举出氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化铟镓锌(In-Ga-Zn-O)、氧化锌(ZnO)以及氧化锡(SnO)等透明导电材料。
为了至少在正面方向消除盒外相位差板12的相位差，实现实质上不存在盒外相位差板12以及内嵌式相位差板60的状态，在TFT基板20以及彩色滤光片基板40中的配置于观察面侧的基板(在本实施方式中为TFT基板20)设置内嵌式相位差板(内嵌式相位差层)60。通过与圆偏光板10一同配置内嵌式相位差板60，在抑制户外光线反射的同时，能在透射显示中获得与普通LCD同等的光学特性。
从这种观点来看，内嵌式相位差板60的相位差优选为实质上与盒外相位差板12的相位差相等。更具体而言，两者的相位差之差优选为5.0nm以下，更优选为2.5nm以下。
内嵌式相位差板60优选使用反应性液晶高分子(也称为“活性液晶元”)的固化物。若使用反应性液晶高分子，则能在TFT基板20或彩色滤光片基板40的制造工艺中涂敷形成内嵌式相位差板60，因此能使液晶面板较薄。内嵌式相位差板60的厚度例如为1.0μm～3.0μm(优选为2.0μm～2.5μm)。
作为反应性液晶高分子，优选使用具有光反应性基团的液晶性聚合物。作为具有光反应性基团的液晶高分子，例如可以列举出在侧链具有同时具有联苯基、三联苯基、萘基、苯甲酸酯基、偶氮苯基、这些衍生物等的取代基(液晶元基团)和肉桂酰基、查尔酮基、亚肉桂基、β-(2-苯基)丙烯酰基，肉桂酸基、这些衍生物等的光反应性基团的构造，并在主链具有丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、马来酰亚胺、N-苯基马来酰亚胺，硅氧烷等的构造的聚合物。该聚合物可以是由单个的重复单元组成的均聚物，也可以是由侧链构造不同的2个以上重复单元组成的共聚物。作为该共聚物，还包括交替型、随机型、克来福特型等中的任一种。此外，在该共聚物中，至少一个重复单元的侧链是同时具有如上所述的液晶元基团和光反应性基团的构造的侧链，其他重复单元的侧链也可以不具有该液晶元基团、光反应性基团。
作为用于涂敷反应性液晶高分子的溶剂，例如可以列举出：甲苯、乙苯、乙二醇单甲醚、乙二醇二甲醚、丙二醇甲醚、二丁醚、丙酮、甲乙酮、乙醇、丙醇、环己烷、环戊酮、甲基环己烷、四氢呋喃、二恶烷、环己酮、正己烷、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙二醇甲醚乙酸酯、乙酸甲氧基丁酯、N-甲基吡咯烷酮、以及二甲基乙酰胺等。这些可以单独使用任意一种，也可以同时使用2种以上。
使用反应性液晶高分子的相位差层具体而言可以通过如下方法形成。首先，在TFT基板20或彩色滤光片基板40上形成基础配向膜，进行摩擦、光照射等配向处理，确定配向方位。在配向处理后的基础配向膜上涂敷反应性液晶高分子，并通过烧成、光照射等方法使其固化。固化后的反应性液晶高分子根据基础配向膜的配向方位进行配向，并作为相位差层发挥功能。相位差层的相位差由反应性液晶高分子的双折射率Δn与相位差层的厚度d之积决定。如此，内嵌式相位差板60也可以是基础配向膜与形成于基础配向膜上的反应性液晶高分子的固化物的层的层叠体。此外，作为TFT基板20或彩色滤光片基板40上的相位差层的形成方法可以使用如下方法：使用在PET膜等基材膜上依次设有配向处理后的基础配向膜和反应性液晶高分子的固化物的层的转印膜，将反应性液晶高分子的固化物的层转印在TFT基板20或彩色滤光片基板40上。需要说明的是，在该情况下，通过使基础配向膜与基材膜的密合性高于反应性液晶高分子的固化物的层与基础配向膜的密合性，可以仅将反应性液晶高分子的固化物的层转印在TFT基板20或彩色滤光片基板40上。
液晶层30是水平配向液晶层，在无电压施加时含有水平配向的液晶。作为液晶，可以使用正型液晶或负型液晶中的任一种。在夹持液晶层30的面配置有限制液晶的配向的水平配向膜31a以及31b。作为水平配向膜31a以及31b的材料没有特别限定，例如，可以使用分解型的光配向膜材料。各水平配向膜31a、31b的膜厚没有特别限定，例如可以设为0.1μm。液晶层30中的液晶在作为设置于TFT基板20的一对透明电极的像素电极25与共用电极26之间未施加电压的状态下(无电压施加时)通过水平配向膜31a以及31b的限制力来水平配向，在像素电极25与共用电极26之间施加有电压的状态下(无电压施加时)，根据在液晶层30内产生的弥散电场(横向电场)而在面内方向转动。在为正型液晶的情况下，无电压施加时的液晶的配向方位被设为图3的上下方向，与像素电极25的直线状部分(狭缝25a)的延伸方向所成的角度设为5°～15°。在为负型液晶的情况下，无电压施加时的液晶的配向方位被设为图3的左右方向，与像素电极25的直线状部分(狭缝25a)的延伸方向所成的角度设为75°～85°。
如上所述，TFT基板20具有像素电极25以及共用电极26来作为一对电极，使用能在液晶层30内形成弥散电场这种横向电场的电极。作为本实施方式中的液晶驱动模式，除了FFS模式以外，也可以是IPS(In-Plane-Switching)模式等横向电场模式。在为IPS模式的情况下，像素电极以及共用电极均为梳齿电极，以相互的梳齿隔开间隙嵌合的方式进行配置。此外，像素电极以及共用电极一般设置于相同的电极层或隔着层间绝缘膜相互邻接的电极层。
直线偏光板50可以使用例如使碘络合物(或染料)等各向异性材料染色以及吸附于聚乙烯醇(PVA)膜后拉伸配向的偏光片(吸收型偏光板)等。需要说明的是，通常，为了确保机械强度、耐湿热性，而在PVA膜的两侧层压三乙酰纤维素(TAC)膜等保护膜以供实际使用。
在液晶面板的背面侧设有背光源80。对于背光源80所发出的光而言，通过对设置在液晶面板内的液晶层30施加电压，透过液晶面板的光量得到控制。背光源80的方式没有特别限定，例如可以列举出边光式、直下式等。背光源80的光源的种类没有特别限定，例如可以列举出发光二极管(LED)、冷阴极管(CCFL)等。
当将直线偏光板11的透射轴的朝向(方位)设为0°时，盒外相位差板12的慢轴的朝向为-40°～-50°(优选为-42.5°～-47.5°)，内嵌式相位差板60的慢轴的朝向为+40°～+50°(优选为+42.5°～+47.5°)，液晶层30的慢轴的朝向为-5°～+5°(优选为-2.5°～+2.5°)、即相位差为250nm～350nm(优选为270nm～320nm)，直线偏光板50的透射轴的朝向为+85°～+95°(优选为+87.5°～+92.5°)。需要说明的是，在此，相对于直线偏光板11的透射轴的朝向(方位)，从观察面侧观察时，将逆时针方向设为正的角度，将顺时针方向设为负的角度。
TFT基板20还具备：与多个源配线22连接的源极驱动器(未图示)；与多个栅配线23连接的栅极驱动器(未图示)；以及与这些驱动器连接的控制器(未图示)。栅极驱动器基于控制器的控制依次对栅配线23供给扫描信号。源极驱动器基于控制器的控制，在TFT24通过扫描信号成为施加电压状态的时刻，对源配线22供给数据信号。各个像素电极25被设为与经由对应的TFT24供给的数据信号相应的电位，在设有狭缝25a的像素电极25与在像素电极25的下层隔着层间绝缘膜27d配置的面状共用电极26之间产生弥散电场(横向电场)，使液晶层30的液晶分子转动。对以这种方式在像素电极25与共用电极26之间施加的电压的大小进行控制，使液晶层30的延迟(Retardation)发生变化，控制光的透射、不透射。
在本实施方式中，在黑矩阵43与液晶层30之间的区域X的外侧设有内嵌式相位差板60。即，未在黑矩阵43与液晶层30之间的区域设置内嵌式相位差板60。更详细而言，内嵌式相位差板60设置于TFT基板20，从观察面侧依次配置有具有内嵌式相位差板60的TFT基板20、液晶层30以及黑矩阵43。因此，黑矩阵43与液晶层30之间的距离可以不必比不具备内嵌式相位差板的普通LCD中的黑矩阵与液晶层之间的距离大。因此，能在原理上改善在设有内嵌式相位差板的情况下可能恶化的视差混色的问题。
此外，圆偏光板10设置于液晶面板的观察面侧，内嵌式相位差板60设置在配置于观察面侧的TFT基板20，因此，能通过圆偏光板10来吸收在圆偏光板10与内嵌式相位差板60之间产生的反射光，例如在透明电极70的表面反射的光。因此，能抑制户外光线反射，并能实现良好的户外可视性。
此外，在将TFT基板20配置于观察面侧的情况下，来自栅配线23或源配线22等金属配线的户外光线反射成为问题。因此，在本实施方式中，作为包括金属配线的配线层的栅极层以及源极层设置在内嵌式相位差板60的观察面侧，因此能通过圆偏光板10来吸收在栅极层以及源极层的各种金属配线或金属电极的表面反射的光。这是因为，相对于来自处于圆偏光板10与内嵌式相位差板60之间的层的反射，能获得户外光线反射的抑制效果。
此外，在本实施方式中，在内嵌式相位差板60的背面侧(液晶层30)设有像素电极25以及共用电极26。更详细而言，在共用电极26的观察面侧设有内嵌式相位差板60。因此，能将像素电极25以及共用电极26的电极对配置于液晶层30附近，与普通LCD同样地，能通过这些电极正常地驱动液晶。
需要说明的是，也可以是相互调换像素电极25以及共用电极26的配置，并在面状像素电极25的液晶层30侧隔着层间绝缘膜27d形成按每个子像素形成有一个或多个狭缝的共用电极26。在该情况下，内嵌式相位差板60设置于像素电极25的观察面侧，但像素电极25以及共用电极26设置于内嵌式相位差板60的背面侧(液晶层30侧)这一点没有发生变化，因此，与为上述配置的情况同样地，能通过这些电极正常地驱动液晶。
如此，在本实施方式的液晶驱动模式为FFS模式的情况下，从通过像素电极25以及共用电极26正常地驱动液晶的观点来看，优选的是，从观察面侧依次配置内嵌式相位差板60、像素电极25以及共用电极26的一方的电极(下层电极)、层间绝缘膜27d、像素电极25以及共用电极26的另一方的电极(上层电极)、水平配向膜31a以及液晶层30。
此外，在本实施方式的液晶驱动模式为IPS模式的情况下，通过将像素电极以及共用电极设置在内嵌式相位差板60的背面侧(液晶层30侧)，也能同样地通过这些电极正常地驱动液晶。
(实施例1)
在实施方式1的构成中，使用LCDMaster，来计算分别显示蓝色、绿色、红色的单色时的从正面以及斜面(极角60°、且方位角0°以及方位角180°)观察面板时的色度(u’、v’)。图7是表示用于计算的实施例1的液晶显示装置的构成的剖视图。在计算中，使用图7中示出的二维模型。
需要说明的是，在各实施例以及各比较例中，在表示用于计算的截面构成的图中，将方位角0°以及方位角180°分别定义为从纸面右侧以及纸面左侧观察面板的方向。
内嵌式相位差板60的厚度设为1.0μm、2.0μm或3.0μm，层间绝缘膜27d的厚度设为0.2μm，像素电极25的L(线)/S(空间)设为2.2μm/3.2μm，液晶层30的厚度设为3.0μm，外涂层44的厚度设为1.0μm，红色滤光片42R、绿色滤光片42G以及蓝色滤光片42B的宽度均设为21.2μm，红色滤光片42R、绿色滤光片42G以及蓝色滤光片42B的厚度均设为2.5μm，黑矩阵43的宽度设为6.6μm。
计算结果如图8～图10所示。图8～图10是表示在实施例1中计算出分别显示蓝色、绿色、红色的单色时的从正面以及斜面观察面板时的色度(u’、v’)的结果的图表，图8、图9以及图10分别表示内嵌式相位差板60的厚度为3.0μm、2.0μm以及1.0μm的情况。此外，在下述表1以及表2中示出计算出作为颜色的移位量的Δu’v’(从正面观察时的色度点与从斜面观察时的色度点之间的距离)的结果。即使内嵌式相位差板60的厚度变大，Δu’v’也不会发生变化。此外，即使与在后文加以记述的不具有圆偏光板以及内嵌式相位差板的普通LCD的比较例1的结果相比，Δu’v’也是同等的，本实施方式示出了作为低反射LCD的同时，处于与普通LCD同等的视差混色水平、即许可范围内的情况。
[表1]
Figure BDA0002273368500000181
[表2]
Figure BDA0002273368500000182
一般而言，在从斜面观察液晶显示装置时，在从某个固定以上的角度观察的过程中，产生视差混色。在从斜面观察的情况下，是一种穿过了液晶被驱动的区域的光线不穿过原本应该穿过的彩色滤光片而穿过了所邻接的其他颜色的彩色滤光片，从而产生的现象。
图7中示出的虚线箭头表示以最小的角度产生混色的光线。具体而言，该光线是连结由○示出的2个点(黑矩阵43的一端与正在驱动的液晶层30的区域的角)的直线。当将产生混色的最小的角度设为θmin时，本实施方式的θmin由如下公式表示，是与在后文加以记述的普通LCD的比较例1的公式相同的公式，本实施方式示出了在原理上与比较例1同等的视差混色水平的情况。
θmin＝tan-1{(黑矩阵的宽度/2)/(彩色滤光片的厚度+外涂层的厚度)}
<实施方式2>
在本实施方式中，主要对本实施方式所特有的特征进行说明，对与实施方式1重复的内容省略说明。需要说明的是，在本说明书中，对具有相同或同样功能的构件标注相同的附图标记，并省略与这些构件有关的重复说明。
图11是表示实施方式2的液晶显示装置的构成的剖视示意图。图12是表示实施方式2的液晶显示装置的TFT基板的剖视示意图，并示出TFT部分。图11相当于图3中的X1-X2线的截面，图12相当于图3中的Y1-Y2线的截面。本实施方式的液晶显示装置是具有圆偏光板的FFS模式的液晶显示装置(低反射LCD)，如图11所示，从观察面侧依次具备圆偏光板10、彩色滤光片基板40、液晶层30、TFT基板20以及直线偏光板50。如此，本实施方式的液晶显示装置与普通液晶显示装置同样地具有从观察面侧依次配置有彩色滤光片基板40、液晶层30以及TFT基板20的构造。防静电用透明电极70设置在彩色滤光片基板40的观察面侧的面上，而并非设置于TFT基板20。
此外，在本实施方式中，内嵌式相位差板60设置于彩色滤光片基板40，而并非设置于TFT基板20。内嵌式相位差板60设置在彩色滤光片基板40的支承基板41上，彩色滤光片层42以及黑矩阵43设置在内嵌式相位差板60上。
如图11以及图12所示，本实施方式的TFT基板20除了不具备内嵌式相位差板60以外，具有实质上与图3以及图4中示出的实施方式1的TFT基板20相同的构造。本实施方式的TFT基板20除了不具备内嵌式相位差板60以外，可选地具备实质上与图5以及图6中示出的实施方式1的另一TFT基板20相同的构造。
在本实施方式，也与实施方式1同样地，在黑矩阵43与液晶层30之间的区域X的外侧设有内嵌式相位差板60。即，内嵌式相位差板60未设置在黑矩阵43与液晶层30之间的区域。更详细而言，内嵌式相位差板60设置于彩色滤光片基板40，从观察面侧依次配置有内嵌式相位差板60、黑矩阵43、液晶层30以及TFT基板20。因此，黑矩阵43与液晶层30之间的距离可以不必比不具备内嵌式相位差板的普通LCD中的黑矩阵与液晶层之间的距离大。因此，能够在原理上改善在设有内嵌式相位差板的情况下可能恶化的视差混色的问题。
此外，圆偏光板10设置于液晶面板的观察面侧，内嵌式相位差板60设置于配置于观察面侧的TFT基板20，因此，能通过圆偏光板10来吸收在圆偏光板10与内嵌式相位差板60之间产生的反射光，例如在透明电极70的表面反射的光。因此，能抑制户外光线反射，并能实现良好的户外可视性。
(实施例2)
与实施例1同样地，在实施方式2的构成中，使用LCDMaster，来计算分别显示蓝色、绿色、红色的单色时的从正面以及斜面(极角60°、且方位角0°以及方位角180°)观察面板时的色度(u’、v’)。图13是表示用于计算的实施例2的液晶显示装置的构成的剖视图。在计算中，使用图13中示出的二维模型。
各构件的厚度等与实施例1相同。即，内嵌式相位差板60的厚度设为1.0μm、2.0μm或3.0μm，层间绝缘膜27d的厚度设为0.2μm，像素电极25的L(线)/S(空间)设为2.2μm/3.2μm，液晶层30的厚度设为3.0μm，外涂层44的厚度设为1.0μm，红色滤光片42R、绿色滤光片42G以及蓝色滤光片42B的宽度均设为21.2μm，红色滤光片42R、绿色滤光片42G以及蓝色滤光片42B的厚度均设为2.5μm，黑矩阵43的宽度设为6.6μm。此外，层间绝缘膜27c的厚度设为2.0μm。
计算结果如图14～图16所示。图14～图16是表示在实施例2中计算出分别显示蓝色、绿色、红色的单色时的从正面以及斜面观察面板时的色度(u’、v’)的结果的图表，图14、图15以及图16分别表示内嵌式相位差板60的厚度为3.0μm、2.0μm以及1.0μm的情况。此外，在下述表3以及表4中示出计算出作为颜色的移位量的Δu’v’的结果。即使内嵌式相位差板60的厚度变大，Δu’v’也不会发生变化。此外，即使与在后文加以记述的比较例1的结果相比，Δu’v’也是同等的，本实施方式示出了作为低反射LCD的同时，处于与普通LCD同等的视差混色水平、即许可范围内的情况。
[表3]
Figure BDA0002273368500000211
[表4]
Figure BDA0002273368500000221
如图13所示，本实施方式的θmin由如下公式表示，是与在后文加以记述的比较例1的公式相同的公式，本实施方式示出了在原理上与比较例1同等的视差混色水平的情况。
θmin＝tan-1{(黑矩阵的宽度/2)/(彩色滤光片的厚度+外涂层的厚度)}
<比较方式1>
在本比较方式中，主要对本比较方式所特有的特征进行说明，对与实施方式1以及实施方式2重复的内容省略说明。
图17是表示比较方式1的液晶显示装置的构成的剖视示意图。图17相当于图3中的X1-X2线的截面。本比较方式的液晶显示装置是不具有圆偏光板以及内嵌式相位差板的普通FFS模式的液晶显示装置(普通LCD)，如图17所示，除了不具备盒外相位差板12以及内嵌式相位差板60之外，实质上与实施方式2的液晶显示装置相同。
(比较例1)
与实施例1同样地，在比较方式1的构成中，使用LCDMaster，来计算分别显示蓝色、绿色、红色的单色时的从正面以及斜面(极角60°、且方位角0°以及方位角180°)观察面板时的色度(u’、v’)。图18是表示用于计算的比较例1的液晶显示装置的构成的剖视图。在计算中，使用图18中示出的二维模型。
各构件的厚度等与实施例1相同。即，层间绝缘膜27d的厚度设为0.2μm，像素电极25的L(线)/S(空间)设为2.2μm/3.2μm，液晶层30的厚度设为3.0μm，外涂层44的厚度设为1.0μm，红色滤光片42R、绿色滤光片42G以及蓝色滤光片42B的宽度均设为21.2μm，红色滤光片42R、绿色滤光片42G以及蓝色滤光片42B的厚度均设为2.5μm，黑矩阵43的宽度设为6.6μm。此外，层间绝缘膜27c的厚度设为2.0μm。
计算结果如图19所示。图19是表示在比较例1中计算出分别显示蓝色、绿色、红色的单色时的从正面以及斜面观察面板时的色度(u’、v’)的结果的图表。此外，在下述表5以及表6中示出计算出作为颜色的移位量的Δu’v’的结果。将本结果作为视差混色的许可水平，与上述实施例1、实施例2、以及在后文加以记述的比较例2进行比较。
[表5]
极角60°/方位角0°
Figure BDA0002273368500000231
/>
[表6]
极角60°/方位角180°
Figure BDA0002273368500000232
Figure BDA0002273368500000241
如图18所示，本比较方式的θmin由如下公式表示，在为普通LCD的情况下，由黑矩阵的宽度、彩色滤光片的厚度以及外涂层的厚度决定。
θmin＝tan-1{(黑矩阵的宽度/2)/(彩色滤光片的厚度+外涂层的厚度)}
<比较方式2>
在本比较方式中，主要对本比较方式所特有的特征进行说明，对与实施方式1以及实施方式2重复的内容省略说明。
图20是表示比较方式2的液晶显示装置的构成的剖视示意图。图20相当于图3中的X1-X2线的截面。本比较方式的液晶显示装置是具有圆偏光板的FFS模式的液晶显示装置(低反射LCD)，如图20所示，除了内嵌式相位差板60配置于黑矩阵43与液晶层30之间的区域X的内侧，更详细而言，配置于外涂层44的液晶层30侧之外，实质上与实施方式2的液晶显示装置相同。
(比较例2)
与实施例1同样地，在比较方式2的构成中，使用LCDMaster，来计算分别显示蓝色、绿色、红色的单色时的从正面以及斜面(极角60°、且方位角0°以及方位角180°)观察面板时的色度(u’、v’)。图21是表示用于计算的比较例2的液晶显示装置的构成的剖视图。在计算中，使用图21中示出的二维模型。
各构件的厚度等与实施例1相同。即，内嵌式相位差板60的厚度设为1.0μm、2.0μm或3.0μm，层间绝缘膜27d的厚度设为0.2μm，像素电极25的L(线)/S(空间)设为2.2μm/3.2μm，液晶层30的厚度设为3.0μm，外涂层44的厚度设为1.0μm，红色滤光片42R、绿色滤光片42G以及蓝色滤光片42B的宽度均设为21.2μm，红色滤光片42R、绿色滤光片42G以及蓝色滤光片42B的厚度均设为2.5μm，黑矩阵43的宽度设为6.6μm。此外，层间绝缘膜27c的厚度设为2.0μm。
计算结果如图22～图24所示。图22～图24是表示在比较例2中计算出分别显示蓝色、绿色、红色的单色时的从正面以及斜面观察面板时的色度(u’、v’)的结果的图表，图22、图23以及图24分别示出内嵌式相位差板60的厚度为3.0μm、2.0μm以及1.0μm的情况。此外，在下述表7以及表8中示出计算出作为颜色的移位量的Δu’v’的结果。内嵌式相位差板60的厚度越大，Δu’v’越大，这表示视差混色恶化。此外，示出了与比较例1的结果相比，Δu’v’均较大，与普通LCD相比，比较方式2的低反射LCD的视差混色大。
[表7]
Figure BDA0002273368500000251
[表8]
Figure BDA0002273368500000252
Figure BDA0002273368500000261
如图21所示，本比较方式中的θmin由如下公式表示，当与比较例1的公式相比时，示出了内嵌式相位差板60的厚度、产生混色的角度均变小(示出了即使在靠近正面的角度下也会产生混色)。
θmin＝tan-1{(黑矩阵的宽度/2)/(彩色滤光片的厚度+外涂层的厚度+内嵌式相位差板的厚度)}
附图标记说明
10：圆偏光板
11：直线偏光板
12：λ/4相位差板(盒外相位差板)
20：TFT(薄膜晶体管)基板
21：支承基板
22：源配线
23：栅配线
24：TFT
24a：栅电极
24b：源电极
24c：漏电极
24d：薄膜半导体
25：像素电极
25a：狭缝
26：共用电极
27：接触孔
27a：层间绝缘膜(栅极绝缘膜)
27b：层间绝缘膜
27c：层间绝缘膜
27d：层间绝缘膜
30：液晶层(水平配向液晶层)
31a、31b：水平配向膜
40：彩色滤光片基板
41：支承基板
42：彩色滤光片层
42R：红色滤光片
42G：绿色滤光片
42B：蓝色滤光片
43：黑矩阵
44：外涂层
50：直线偏光板
60：λ/4相位差板(内嵌式相位差板)
70：透明电极
80：背光源

Claims (3)

1.一种液晶显示装置，其具备液晶面板、以及设置在所述液晶面板的观察面侧的圆偏光板，所述液晶显示装置特征在于，
所述圆偏光板从观察面侧依次具备直线偏光板和盒外相位差板，
所述液晶面板具备：
薄膜晶体管基板；
彩色滤光片基板，与所述薄膜晶体管基板对置，且具有黑矩阵；
水平配向液晶层，设置于所述薄膜晶体管基板与所述彩色滤光片基板之间；以及
内嵌式相位差板，设置于所述薄膜晶体管基板和所述彩色滤光片基板中的配置于观察面侧的基板，
所述内嵌式相位差板设置在所述黑矩阵与所述水平配向液晶层之间的区域的外侧，
所述内嵌式相位差板设置于所述薄膜晶体管基板，
所述液晶面板从观察面侧依次包括具有所述内嵌式相位差板的所述薄膜晶体管基板、所述水平配向液晶层以及具有所述黑矩阵的所述彩色滤光片基板。
2.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，
所述薄膜晶体管基板具备薄膜晶体管、连接于所述薄膜晶体管的像素电极以及与所述像素电极对置的共用电极，
所述像素电极以及所述共用电极设置在所述内嵌式相位差板的背面侧。
3.根据权利要求1或2所述的液晶显示装置，其特征在于，
所述薄膜晶体管基板包括包含金属配线的配线层以及连接于所述金属配线的薄膜晶体管，
所述配线层设置在所述内嵌式相位差板的观察面侧。
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