JP2001142062A - 液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
る。 【解決手段】芳香族系のポリイミド材料を用いて、膜厚
3.2μmの着色膜23を形成する。
Description
い状態で基板に対し垂直に配向する液晶分子を有する液
晶表示装置に関する。
ルは、例えば、カラーフィルタが形成されたカラーフィ
ルタ基板と、TFT(薄膜トランジスタ)が形成された
TFT基板とを有しており、これら2枚の基板の間に液
晶層が挟まれている。液晶層に用いられる液晶分子とし
ては、電圧が印加されない状態で2つの基板に対し水平
に配向する水平配向液晶分子や、電圧が印加されない状
態で2つの基板に対し垂直に配向する垂直配向液晶分子
があるが、垂直配向液晶分子は、液晶表示装置の視野角
を広げたい場合などに有効である。そこで、近年、垂直
配向液晶分子を用いた液晶表示装置が製造されている
が、視野角を実用レベルの角度にまで広げるために、例
えば、カラーフィルタ基板側及びTFT基板側それぞれ
に1枚づつ位相差板を備えている。
上記の2枚の位相差板は、1枚につき厚さ方向に約80
nmのリタデーションを有する必要がある。このような
位相差板を製造するには、通常、位相差フィルムを複数
枚重ねている。この位相差フィルムには、値段が安いと
いうことからTAC(トリアセチルセルロース)がよく
用いられるが、このTACのリタデーションは約40n
m程度であるため、80nmのリタデーションを有する
位相差板を1枚製造するためには、2枚のTACが必要
である。従って、上記のように2枚の位相差板が必要な
場合、トータル4枚のTACが必要となり、製造コスト
が高くなるという問題がある。
減が図られた液晶表示装置を提供することを目的とす
る。
明の第1の液晶表示装置は、カラーフィルタを有する第
1の基板と、上記第1の基板との間に液晶層を挟んで対
向する第2の基板とを備えた液晶表示装置であって、
で、上記2枚の基板に対し垂直に配向する液晶分子を有
するものであり、上記カラーフィルタが、レッド、グリ
ーン、及びブルーに対応する着色膜を有し、上記着色膜
の厚さ方向のリタデーションが100nm以上であるこ
とを特徴とする。
着色膜の厚さ方向のリタデーションは10nm〜25n
m程度である。
では、着色膜の厚さ方向のリタデーションは100nm
以上である。従って、着色膜のリタデーションが、従来
と比較して、少なくとも75nm〜90nm大きい。こ
のため、本発明の第1の液晶表示装置では、この従来よ
りも大きいリタデーションの分だけ、位相差板を製造す
るのに必要な、TAC等の位相差フィルムの枚数を減ら
すことができ、製造コストを削減することができる。
上記着色膜のリタデーションが、150nm以上270
nm以下であることが好ましい。
270nmにすると、従来では必要である位相差板を備
えずに視野角を十分に広げることができ、さらに製造コ
ストの削減が図られる。
記着色膜の材料が、芳香族系のポリイミドを有すること
が好ましい。
いると、着色膜の材料に例えばアクリル樹脂を用いる場
合と比較して、着色膜の膜厚を極端に厚くしなくても、
この着色膜に大きなリタデーションをもたせることがで
きる。
晶層を挟んで対向する第1及び第2の基板を備えた液晶
表示装置であって、
及び第2の偏光板が設けられ、上記第1及び第2の偏光
板のうちの少なくともいずれか一方の偏光板が、厚さ方
向のリタデーションが60nm以上である支持体を有す
ることを特徴とする。
光の偏光を起こす偏光基材と、この偏光基材を支持する
支持体とを備えている。この支持体には、通常、TAC
が用いられており、このTACは、1枚につき約40n
mのリタデーションを有している。
では、第1及び第2の偏光板のうちの少なくともいずれ
か一方の偏光板は、厚さ方向のリタデーションが60n
m以上である支持体を有する。従って、この支持体のリ
タデーションは、従来より広く用いられているTACの
リタデーションよりも、少なくとも20nm大きい。従
って、本発明の第2の液晶表示装置は、この従来よりも
大きいリタデーションの分だけ、位相差板を製造するの
に必要な、TAC等の位相差フィルムの枚数を減らすこ
とが可能となる。例えば、第1の偏光板及び第2の偏光
板が、いずれも、厚さ方向のリタデーションが60nm
以上である支持体を有する場合、第1及び第2の偏光板
を合わせると、従来と比較して、40nm以上余分にリ
タデーションをもたせることができる。従って、位相差
板を製造するのに必要な、TAC等の位相差フィルムの
枚数を減らすことができ、製造コストを削減することが
できる。
上記第1及び第2の偏光板が、それぞれ第1及び第2の
支持体を有し、
デーションの和が、210nm以上330nm以下であ
ることが好ましい。
以上330nm以下にすると、従来では必要である位相
差板を備えずに視野角を十分に広げることが可能とな
り、さらに製造コストの削減を図ることが可能となる。
説明する。
実施形態の液晶表示装置が備えている液晶パネルの一例
を示す断面図である。
カラーフィルタ基板20を備えている。TFT基板10
はガラス基板11を有しており、このガラス基板11に
は、TFTや画素電極等の構成要素からなる層(以下で
は、TFT層と呼ぶ)12が形成されている。
板21を有しており、このガラス基板21には、カラー
フィルタ26が形成されている。このカラーフィルタ2
6は、ブラックマトリックス22、R(レッド)G(グ
リーン)B(ブルー)に対応した着色膜23、保護膜2
4、及び、共通電極25から成る。この着色膜23の材
料には芳香族系のポリイミドが用いられており、また、
この着色膜の膜厚は3.2μmである。尚、保護膜24
は備えなくてもよい。
圧が印加されない状態で、各基板10、20に対し垂直
に配向する液晶分子30aを有する液晶層30が挟まれ
ている。ここでは、この液晶分子30aは、ECB(複
屈折)モードで動作するものとする。液晶層30は電圧
印加時に透過率が大きくなるように設定されており、リ
タデーションΔndは、Δnd=0.28μmに設定さ
れている。図1には、液晶層30に電圧が印加されてお
らず、液晶分子30aが、各基板10、20に対し垂直
に配向している様子が示されている。
板11の、TFT層12が形成された側の反対側には偏
光板13が貼り付けられている。この偏光板13は偏光
基材13bを有しており、この偏光基材13bの両側に
は、支持体13a、13cが貼り付けられている。ここ
では、この支持体13a、13cには、TACが用いら
れている。また、カラーフィルタ基板20が有するガラ
ス基板21の、カラーフィルタ26が形成された側とは
反対側にも、TFT基板10と同様に、偏光板27が貼
り付けられている。この偏光板27は偏光基材27bを
有しており、この偏光基材27bの両側には、支持体2
7a、27cが貼り付けられている。これら支持体27
a、27cも、支持体13a、13cと同様にTACが
用いられている。また、上記の各支持体13a、13
c、27a、27cは、いずれも、約40nmのリタデ
ーションを有する。これら偏光板13、27はクロスニ
コルに配置されている。
材についての厚さ方向のリタデーションは、図1に示す
ようにx軸、y軸、及びz軸を取り、x軸、y軸、及び
z軸それぞれの屈折率をnx、ny、及びnzとし、こ
の部材の厚さをdとすると、 Δnd={(nx+ny)/2−nz}×d …(1) で表される。
30に向けて光を照射するバックライト40が備えられ
ている。
従来の液晶表示装置の液晶パネルと比較しながら説明す
る。
液晶パネルの一例を示す断面図である。
明にあたっては、図1に示す液晶パネルの構成要素と同
一の構成要素には同一符号を付して示し、図1に示す液
晶パネルとの相違点のみについて説明する。
晶パネル1との相違点は、図1に示す着色膜23が芳香
族系のポリイミド材料を用いて、膜厚が約3.2μmに
形成されているのに対し、図2に示す着色膜231は、
アクリル樹脂材料を用いて、膜厚が約1.5μmに形成
されている点と、図2では、TFT基板10と偏光板1
3との間に位相差板14が挟まれ、さらに、カラーフィ
ルタ基板200と偏光板27との間に位相差板28が挟
まれている点である。
28を備えていないと、偏光板13、27の光の吸収軸
に対し±45度方向では光もれが大きく、視野角が狭く
なる。そこで、従来では、視野角を広げるために、図2
に示すように、TFT基板10と偏光板13の間に、z
方向についてのリタデーションが大きい位相差板14を
配置し、さらに、カラーフィルタ基板200と偏光板2
7との間にも、z方向についてのリタデーションが大き
い位相差板28を配置している。TFT基板10及びカ
ラーフィルタ基板200自体のリタデーションは極めて
小さく、そのため、これら基板10、200のリタデー
ションを無視して考えると、視野角を所望の角度にまで
広げるには、TFT基板10側の偏光板13の偏光基材
13bと、カラーフィルタ基板200側の偏光板27の
偏光基材27bとで挟まれた領域R(ただし、液晶層3
0のリタデーションは除く)について、z方向について
のリタデーションを、例えば、230nm〜350nm
の範囲に設定する必要がある。各偏光板13、27の液
晶層30側の支持体13c、27cのリタデーション
は、いずれも約40nmであるため、領域Rについて、
z方向についてのリタデーションを230nm〜350
nmの範囲に設定するためには、2枚の位相差板14、
28で、残りの150nm〜270nmのリタデーショ
ンをもたせればよい。ここでは、位相差板14を、約4
0nmのリタデーションを有するTAC14aを2枚重
ねて構成することにより、この位相差板14に約80n
mのリタデーションをもたせるとともに、もう一方の位
相差板28についても、約40nmのリタデーションを
有するTAC28aを2枚重ねて構成することにより、
約80nmのリタデーションをもたせている。従って、
2枚の位相差板14、28で、約160nmのリタデー
ションをもたせており、領域Rでは、偏光板13、27
の支持体13c、27cと合わせて、トータル約240
nmのリタデーションが実現されている。
広げるために、2枚の位相差板14、28を、視野角を
広げる専用の部材として備える必要があり、さらに、こ
れら位相差板14、28それぞれのリタデーションは、
上記のように、約80nm必要であるが、位相差板1
4、28それぞれに約80nmのリタデーションをもた
せるためには、合計4枚のTACが必要であり、製造コ
ストがかかるという問題がある。
た、2枚のTACからなる位相差板14、28は備えて
おらず、代わりに、着色膜23が、芳香族系のポリイミ
ド材料を用いて、膜厚が3.2μmになるように形成さ
れている。着色膜23のnx、ny、nzは、nx≒n
y≒1.75、nz≒1.697であり、従って(1)
式より、Δndは約170nmとなる。
75、nz≒1.697は、G(グリーン)の値であ
る。R(レッド)及びB(ブルー)についても、当然な
がらそれぞれの色に対応したnx、ny、nzを有する
が、G(グリーン)の部分の光透過率は、R(レッド)
B(ブルー)の部分の光透過率よりも大きく、そのた
め、着色膜23の光透過率はG(グリーン)の影響を大
きく受けることになる。従って、ここでは、着色膜のΔ
ndを算出する場合、代表してG(グリーン)について
のnx、ny、nzを着色膜23のnx、ny、nzと
考えて、着色膜のΔndを算出している。
用いて、膜厚が3.2μm程度の着色膜23を形成する
と、この着色膜23自体が、約170nmのリタデーシ
ョンを有する。
0nmのリタデーションを有する2枚の支持体13c、
27cが備えられ、着色膜23が約170nmのリタデ
ーションを有しているため、領域R内に存在する支持体
13c、27c、及び着色膜23で、トータル約250
nmのリタデーションが実現される。従って、図1で
は、視野角を所望の角度にまで広げるために必要な23
0nm〜350nmのリタデーションが実現される。こ
れにより、視野角を広げるにあたり、TACを複数枚積
層して図2に示すような位相差板14、28を製造する
ことは不要であり、製造コストの削減が図られる。ここ
では、着色膜23のリタデーションは約170nmであ
り、着色膜23のリタデーションを150nm〜270
nmの範囲に入るようにしておくと、偏光板13、27
の支持体13c、27cそれぞれが約40nmリタデー
ションを有しているため、結局領域Rのリタデーション
を230nm〜350nmの範囲に設定することがで
き、位相差板を、視野角を広げる専用の部材として備え
ることは不要となる。
クリル樹脂系の材料を用いているが、図1では、着色膜
23の材料に芳香族系のポリイミド材料を用いている。
このように、ポリイミド系の材料を用いると、アクリル
樹脂系の材料と比較して、着色膜の膜厚を極端に厚くし
なくても、この着色膜に大きなリタデーションをもたせ
ることができる。
m〜350nmのリタデーションをもたせるために、着
色膜23に約170nm程度のリタデーションをもたせ
ている。これにより、支持体13c、27cのリタデー
ションと合わせて、領域R内に、トータル約250nm
のリタデーションが実現されているが、領域R内に23
0nm〜350nmのリタデーションが実現されるので
あれば、この着色膜23のリタデーションを、170n
mよりも大きく(もしくは小さく)してもよい。
めに、支持体13c、27c、及び着色膜23それぞれ
のリタデーションの和が、230nm〜350nmの範
囲に入るようにしているが、着色膜23の代わりに例え
ば保護膜24を用いて、支持体13c、27c、及び保
護膜24それぞれのリタデーションの和が、230nm
〜350nmの範囲に入るようにしてもよい。このよう
に、保護膜24自体にリタデーションをもたせても、T
ACを複数枚積層して位相差板を製造することは不要で
あり、製造コストの削減が図られる。また、支持体13
c、27c、着色膜23、及び保護膜24それぞれのリ
タデーションの和が、230nm〜350nmの範囲に
入るようにしても、やはり、TACを複数枚積層して位
相差板を製造することは不要であり、製造コストの削減
が図られる。
70nmのリタデーションをもたせることにより、支持
体13c、27c、及び着色膜23それぞれのリタデー
ションの和が、230nm〜350nmの範囲に入るよ
うにしているが、液晶表示装置の製造条件によっては、
着色膜23に例えば120nm以上のリタデーションを
もたせることができない場合がある。この場合、支持体
13c、27c、及び着色膜23それぞれのリタデーシ
ョンの和は、最大約200nmとなっていしまい、23
0nm〜350nmの範囲には入らない。しかし、この
場合であっても、支持体13c、27c、及び着色膜2
3だけで、領域R内には、視野角拡大に必要な230n
m〜350nmのリタデーションのうちの、約200n
mのリタデーションが実現されている。従って、領域R
内で例えばトータル240nmのリタデーションを実現
したい場合は、例えば、40nm程度のリタデーション
を有するTACを1枚のみ偏光板に貼り付ければよい。
従って、従来の場合、領域R内でトータル240nmの
リタデーションを実現するためには、位相差板14、2
8をトータル4枚のTACを用いて作製しなければなら
ないが、一方、本発明では、支持体13c、27c、及
び着色膜23それぞれのリタデーションの和が約200
nmであっても、TACを1枚のみ偏光板に貼り付けれ
ば、領域R内でトータル240nmのリタデーションが
実現される。このため、必要なTACの枚数を削減する
ことができ、やはり、製造コストの削減が図られる。
図2に示すように、位相差板14、28をそれぞれ偏光
板13、27に積層している。従って、液晶パネルに環
境変化や機械的なストレスが生じると、位相差板14、
28は、この位相差板14、28自体の変形に加えて、
偏光板13、27の変形の影響を受けてさらに変形し、
これら位相差板14、28に光学的な位置ずれが生じ
る。従来では、視野角を広げるために、2枚の位相差板
14、28で約160nmのリタデーションを持たせて
いるため、上記のように、位相差板14、28に光学的
な位置ずれが生じると、約160nm分のリタデーショ
ンが、その位置ずれの影響を受けてしまい、視野角を広
げる効果が大きく減少してしまうという問題がある。こ
れに対し、図1では、偏光板13、27に位相差板は積
層されていない。従って、従来と比較して、視野角を広
げる効果の減少が小さく抑えられ、画像品質の劣化も抑
制される。
7は、偏光基材13b、27bに対して液晶層30側
に、支持体13c、27cを備えているが、もし、各偏
光板13、27が支持体13c、27cを備えていなけ
れば、着色膜23のリタデーションを170nmよりも
更に大きくすればよい。これにより、領域R内のリタデ
ーションを230nm〜350nmにすることができ
る。
実施形態の液晶表示装置が備えている液晶パネルの厚さ
方向の断面図を示す。
たっては、図1に示す液晶パネルの構成要素と同一の構
成要素には同一符号を付して示し、図1に示す液晶パネ
ルとの相違点のみについて説明する。
パネル1との相違点は、図1に示す着色膜23が芳香族
系のポリイミド材料を用いて、膜厚が約3.2μmに形
成されているのに対し、図3に示す着色膜232は、ア
クリル樹脂材料を用いて、膜厚が1.5μmに形成され
ている点と、図3に示すカラーフィルタ基板201側の
偏光板271が、図1に示す偏光板27と異なる構造を
有する点である。
7の相違点について説明する。
(ポリビニルアルコール)を用いて形成された偏光基材
27bを有している。図1に示す偏光板27では、偏光
基材27bは、約40nmのリタデーションを有する2
枚の支持体(TAC)27a、27cで挟まれている
が、一方、図3に示す偏光板271では、偏光基材27
bは、一方の側に支持体(TAC)27aが貼り付けら
れているが、もう一方の側には、TACとは異なる構造
の、約270nmのリタデーションを有する支持体27
2が貼り付けられている。
平10−104428に公開されているフィルムを用い
ればよい。以下に、このフィルムの製造方法について簡
単に説明する。
ィルム(商品名 フジタックSH−80富士写真フィル
ム(株)製)をコロナ処理する。
ことにより製造される有機粘土複合体を含有する有機溶
剤分散液を調製する。ここでは、有機粘土複合体とし
て、コープケミカル(株)製のルーセンタイトSTN
(商品名)と、ルーセンタイトSPN(商品名)との2
種類の有機粘土複合体を用意する。この有機溶剤分散液
は、ルーセンタイトSTNを3.94重量%、ルーセン
タイトSPNを1.31重量%、疎水性樹脂(商品名デ
ンカブチラール#3000−K 電気化学工業(株)
製)を1.75重量%、トルエンを65.1重量%、塩
化メチレンを18.6重量%、アセトンを9.3重量%
含んでいる。
トリアセチルセルロースフィルムに塗布し、85℃のオ
ーブンで乾燥させる。尚、有機溶剤分散液の塗布膜の膜
厚は、オーブン乾燥後に約6μmとなるようにする。
る。上記の手順で作製された支持体は、約270nmの
リタデーションを有する。
程度のリタデーションをもたせるとともに、リタデーシ
ョンが約40nmの支持体13c、27cを備えて、ト
ータル約250nmのリタデーションを実現している
が、図3では、偏光板271が備えている支持体272
のみで、約270nmのリタデーションをもたせてい
る。図3では、着色膜232のリタデーションは約20
nmであるが、支持体272が約270nmのリタデー
ションを有しているため、偏光板13及び偏光板271
それぞれの、領域R内に存在する支持体(TAC)13
c及び支持体272のリタデーションと、着色膜232
のリタデーションを合わせると、トータル約330nm
のリタデーションが実現される。この330nmという
値は、視野角を広げるために領域R内に必要な230n
m〜350nmの範囲に入っている。従って、TACを
複数枚積層して位相差板14、28(図2参照)を製造
することは不要であり、やはりコストの削減が図られ
る。尚、支持体13c、272のリタデーションの和は
約310nmである。このように、支持体13c、27
2のリタデーションの和を210nm以上330nm以
下の範囲にすると、着色膜232が約20nmリタデー
ションを有しているため、結局領域Rのリタデーション
を230nm〜350nmの範囲に設定することがで
き、位相差板を、視野角を広げる専用の部材として備え
ることは不要となる。
50nmのリタデーションをもたせるために、偏光板2
71の支持体272に約270nm程度のリタデーショ
ンをもたせている。これにより、偏光板13の支持体1
3c、及び着色膜232のリタデーションと合わせて、
領域R内に、トータル約330nmのリタデーションが
実現されているが、領域R内に230nm〜350nm
のリタデーションが実現されるのであれば、この支持体
272のリタデーションは、270nmより大きくても
(若しくは小さくても)よい。
1側の支持体272のリタデーション(約270nm)
を、TFT基板10側の支持体13cのリタデーション
(約40nm)よりも大きくしているが、これら支持体
13c、272の大きさは、支持体13cのリタデーシ
ョンの方が大きくてもよく、あるいは、互いに等しくて
もよい。
液晶表示装置について説明したが、偏光板を備えた液晶
表示装置であれば、本発明の第2の液晶表示装置は、白
黒の画像を表示する液晶表示装置にも適用することがで
きる。
CBモードで動作する液晶分子を用いた例を示したが、
液晶分子が、電圧が印加されない状態で基板に対し垂直
に配向するものであれば、ECBモードで動作する液晶
分子の代わりに、例えばTNモードで動作する液晶分子
を用いてもよい。
装置によれば、コストの削減が図られる。
いて、この液晶表示装置が備えている液晶パネルの厚さ
方向を示す断面図である。
一例を示す断面図である。
いて、この液晶表示装置が備えている液晶パネルの厚さ
方向の断面図を示す。
Claims (5)
- 【請求項1】 カラーフィルタを有する第1の基板と、
前記第1の基板との間に液晶層を挟んで対向する第2の
基板とを備えた液晶表示装置であって、前記液晶層が、
電圧が印加されない状態で、前記2枚の基板に対し垂直
に配向する液晶分子を有するものであり、前記カラーフ
ィルタが、レッド、グリーン、及びブルーに対応する着
色膜を有し、前記着色膜の厚さ方向のリタデーションが
100nm以上であることを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項2】 前記着色膜のリタデーションが、150
nm以上270nm以下であることを特徴とする請求項
1に記載の液晶表示装置。 - 【請求項3】 前記着色膜の材料が、芳香族系のポリイ
ミドを有することを特徴とする請求項1に記載の液晶表
示装置。 - 【請求項4】 液晶層を挟んで対向する第1及び第2の
基板を備えた液晶表示装置であって、前記第1及び第2
の基板に、それぞれ第1及び第2の偏光板が設けられ、
前記第1及び第2の偏光板のうちの少なくともいずれか
一方の偏光板が、厚さ方向のリタデーションが60nm
以上である支持体を有することを特徴とする液晶表示装
置。 - 【請求項5】 前記第1及び第2の偏光板が、それぞれ
第1及び第2の支持体を有し、前記第1及び第2の支持
体それぞれのリタデーションの和が、210nm以上3
30nm以下であることを特徴とする請求項4に記載の
液晶表示装置。
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Applications Claiming Priority (1)
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JP30761999A JP2001142062A (ja) | 1999-10-28 | 1999-10-28 | 液晶表示装置 |
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Family Applications (1)
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---|---|---|---|
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WO (1) | WO2001031394A2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007183603A (ja) * | 2005-12-06 | 2007-07-19 | Toppan Printing Co Ltd | カラーフィルタ、その製造方法、及び液晶ディスプレイ |
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1999
- 1999-10-28 JP JP30761999A patent/JP2001142062A/ja active Pending
-
2000
- 2000-10-26 WO PCT/EP2000/010714 patent/WO2001031394A2/en active Application Filing
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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