JP2004279715A

JP2004279715A - Image display device

Info

Publication number: JP2004279715A
Application number: JP2003070684A
Authority: JP
Inventors: Eiju Shimizu; 栄寿清水
Original assignee: Chi Mei Electronics Corp
Current assignee: Chi Mei Optoelectronics Corp
Priority date: 2003-03-14
Filing date: 2003-03-14
Publication date: 2004-10-07
Also published as: TW200419199A; TWI231385B

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image display device realizing a wide effective visual field angle and suppressing fluctuation of the effective visual field angle caused by fluctuation in manufacture. <P>SOLUTION: The image display device is provided with a polarizing plate 1, and an array substrate 2, a liquid crystal layer 3, a counter substrate 4, an optical compensation film 5 and a polarizing plate 6 having an absorption axis vertical to the absorption axis of the polarizing plate 1 which are formed on the polarizing plate 1. The optical compensation film is so formed that its in-plane retardation is ≥(100-1.3Δnz) and ≤(300-1.3Δnz) and retardation in the thickness direction is ≥(1.6-0.005Δnz-0.00386Δn<SB>LC</SB>d<SB>LC</SB>) and ≤(2.1-0.005Δnz-0.00386Δn<SB>LC</SB>d<SB>LC</SB>) by using an average retardation value Δnz in the thickness direction of the polarizing plates and a retardation value Δn<SB>LC</SB>d<SB>LC</SB>of the liquid crystal layer 3 as variables. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、２枚の偏光板を備えた画像表示装置に関し、特に、広い有効視野角を実現し、かつ製造上のばらつきによる有効視野角の変動を抑制した画像表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、例えば液晶分子の電気光学効果を用いて画像表示を行う画像表示装置において、液晶分子を含む液晶層を狭持する基板表面に対して平行な方向に液晶分子の配向性を制御するための電界を印加する、いわゆる面内応答型（Ｉｎ−ＰｌａｎｅＳｗｉｔｃｈｉｎｇ：以下、「ＩＰＳ型」と称する）の画像表示装置が提案されている。ＩＰＳ型の画像表示装置は、基板に対して垂直方向に電界を印加する従来の画像表示装置と比較して、電圧保持特性や視野角の観点において優れた特性を有することから、近年特に有望視されている。
【０００３】
従来構造のＩＰＳ型の画像表示装置は、所定方向（以下、ｘ方向とする）の吸収軸を有する入射側偏光板と、アレイ基板と、ｘ方向と平行な方向または垂直な方向（以下、ｙ方向とする）に液晶分子の配向を揃えた液晶層と、対向基板と、光学補償フィルムと、ｙ方向の吸収軸を有する偏光板とを順次積層した構造を備える。
【０００４】
従来構造のＩＰＳ型の画像表示装置の動作について、いわゆるノーマリーブラックモードを例に説明する。白色表示を行う場合には、アレイ基板上に配置された回路構造によって液晶層に対して横方向の電界を印加することで液晶分子の配向を制御し、外部から入射する光を所望強度だけ透過させる。そして、黒色表示を行う場合には、入射側偏光板裏面からかかる偏光板に対して垂直方向で入射した光は吸収軸と垂直方向の偏光面を備えた光成分のみが透過し、偏光面を維持しつつ出射側偏光板に入射する。従って、出射側偏光板の吸収軸の方向と入射光の偏光面の方向とが一致し、入射光が遮蔽されることによって黒色表示が行われる。
【０００５】
かかる作用によって黒色表示が行われるのであるが、入射側偏光板の裏面に対して斜め方向から入射した光は、黒色表示の際に漏れ出すおそれがある。光が漏れ出す場合には、黒色表示にも関わらず画面上に一定の明度が表示されるため表示画像のコントラストが低下し、かかるコントラスト低下が視認上問題とならない視野角である有効視野角が低下することとなる。従来技術にかかる画像表示装置では、光学補償フィルムを設けることによって黒色表示の際に斜め方向に進行する光の漏れだしを抑制している。
【０００６】
入射側偏光板の表面に対して斜め方向から見た場合に、入射側偏光板の吸収軸と出射側偏光板の吸収軸とがなす角は９０度以外の角度となる。従って、斜め方向から入射し、入射側偏光板を通過した光の偏光面の方向は、出射側偏光板の吸収軸の方向と一致せず、一部が出射側偏光板を通過して黒色のコントラストが低下する。従って、黒色表示の際に斜め方向の光が漏れ出すことを抑制するため、光学補償フィルムによって、かかる斜め方向の光成分の偏光面を回転させて光進行方向から見て出射側偏光板の吸収軸と一致させることによって斜め方向の光についても高コントラストの黒色表示を実現し、広い有効視野角を実現している。
【０００７】
なお、光学補償フィルムは、入射側偏光板および出射側偏光板における作用をも考慮して特性が定められている。具体的には、入射側偏光板および出射側偏光板の厚さ方向のリタデーションΔｎｚに対して、光学補償フィルムの面内リタデーションが（１９０＋４Δｎｚ）〜（３９０＋４Δｎｚ）であり、厚み方向のリタデーションが（０．３＋０．００５Δｎｚ）〜（０．６５＋０．００５Δｎｚ）（Δｎｚ＜２０ｎｍ）、（０．２＋０．０１Δｎｚ）〜（０．５５＋０．０１Δｎｚ）（Δｎｚ≧２０ｎｍ）としている。かかる構造の光学補償フィルムを用いることによって、斜め方向の光に関するコントラストを向上させ、有効視野角を拡大している（特許文献１参照。）。
【０００８】
【特許文献１】
特許第２９８２８６９号明細書（第６頁、第１１−１２図）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の画像表示装置には様々な問題点が存在する。まず、上記の画像表示装置では、光学補償フィルムの特性が偏光板のみに基づいて決定され、液晶層の特性を考慮していないという問題を有する。液晶層は偏光板と組み合わせて光透過率を制御するためのものであるため、液晶層は本質的に光学的な異方性を有し、斜め方向に進行する光に対して作用することは避けられない。このため、斜め方向に進行する光の漏れだしを抑制するためには、光学補償フィルムを設計する際に偏光板のみならず液晶層の光学特性も考慮する必要がある。液晶層の光学特性を考慮せずに光学補償フィルムを形成した場合、一定の画像表示装置に関してコントラストの向上が果たせても、異なる液晶材料を用いて液晶層を形成した場合にコントラストが低下するおそれがある。
【００１０】
また、上記の画像表示装置に関して、実際には上記の特性を備えた光学補償フィルムの作製は容易ではないという問題を有する。光学補償フィルムの面内リタデーションはｘ方向の屈折率ｎｘと、ｙ方向の屈折率ｎｙの差分値に光学補償フィルムの膜厚ｄを乗算したものである。また、光学補償フィルムの厚さ方向（以下、ｚ方向と称する）のリタデーションは、ｘ方向の屈折率ｎｘと、ｚ方向の屈折率ｎｚの差分値を屈折率ｎｘとｙ方向の屈折率ｎｙとの差分値で除算した値である。従って、上記の面内リタデーションおよび厚さ方向のリタデーションを実現するためには光学補償フィルムを作製する際に特殊な加工を施す必要があり、製造上の負担を低減するためには、光学補償フィルムの面内リタデーションおよび厚さ方向のリタデーションが小さいことが望ましい。
【００１１】
また、実際に製造される画像表示装置は、必ずしも設計上の構造を完全に満たすものではなく、一定の幅で製造誤差が生じることが避けられない。すなわち、２枚の偏光板のなす角や、液晶層に含まれる液晶分子のプレチルト角等については、設計値と完全に一致したものを製造することは困難であり、これらの値に誤差が生じることを見越して光学補償フィルムの最適値を決定することが好ましい。しかしながら、上記の特許文献１についてはこの点に関する検討はなされておらず、実際に製品として画像表示装置を量産する場合に理論通りの効果を発揮できるか未知数である。
【００１２】
この発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたものであって、広い有効視野角を実現し、光学補償フィルムの作製が容易であって、かつ製造誤差による有効視野角の変動を抑制した画像表示装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１にかかる画像表示装置は、第１方向の吸収軸を備えた光入射側偏光板と、第２方向の吸収軸を備えた光出射側偏光板と、前記光入射側偏光板と前記光出射側偏光板との間に配置された液晶層と、前記光入射側偏光板と前記光出射側偏光板との間に配置され、斜め方向に進行する光成分の偏光面を回転させる光学補償フィルムとを備えた画像表示装置であって、前記光学補償フィルムは、前記入射側偏光板および前記光出射側偏光板のうち前記第１方向の吸収軸と前記第２方向の吸収軸との間に位置する部分における前記偏光板の法線方向のリタデーションΔｎｚの平均値と、前記液晶層のリタデーションΔｎ_ＬＣｄ_ＬＣとに基づいて決定される面内リタデーションおよび前記偏光板の法線方向に関するリタデーションを有することを特徴とする。
【００１４】
この請求項１の発明によれば、光学補償フィルムの面内リタデーションおよび偏光板の法線方向に関するリタデーションの平均値の範囲を決定するにあたって偏光板のリタデーションΔｎｚと液晶層のリタデーションΔｎ_ＬＣｄ_ＬＣとを考慮することとしたため、斜め方向に進行する光の偏光面の方向を出射側偏光板の吸収軸の方向と精度良く一致させることが可能となり、光の漏れだしを抑制して画像品位の低下を抑制することができる。
【００１５】
また、請求項２にかかる画像表示装置は、上記の発明において、前記光学補償フィルムは、面内リタデーションの平均値が（１００−１．３Δｎｚ）以上、（３００−１．３Δｎｚ）以下であり、前記偏光板の法線方向に関するリタデーションの平均値が（１．６−０．００５Δｎｚ−０．００３８６Δｎ_ＬＣｄ_ＬＣ）以上、（２．１−０．００５Δｎｚ−０．００３８６Δｎ_ＬＣｄ_ＬＣ）以下であることを特徴とする。
【００１６】
この請求項２の発明によれば、光学補償フィルムの面内リタデーションおよび偏光板の法線方向のリタデーションの平均値の範囲を低い値に限定したために光学補償フィルムの作製が容易であると共に、吸収軸間のなす角のずれ等の製造ばらつきによる画像品位の低下を抑制することができる。
【００１７】
また、請求項３にかかる画像表示装置は、上記の発明において、前記光入射側偏光板および前記光出射側偏光板は、吸収軸を備えた偏光フィルムと、該偏光フィルムを上下に挟み込む２枚の補強板と、をそれぞれ備え、前記偏光板の法線方向におけるリタデーションの平均値は、前記偏光フィルム間に位置する補強板における値に基づいて決定されることを特徴とする。
【００１８】
また、請求項４にかかる画像表示装置は、上記の発明において、前記光学補償フィルムの遅相軸は、前記第２方向にほぼ一致することを特徴とする。
【００１９】
また、請求項５にかかる画像表示装置は、上記の発明において、前記光入射側偏光板と前記光出射側偏光板との間に、アレイ基板と、該アレイ基板に対向配置された対向基板と、前記アレイ基板と前記対向基板との間に封入された液晶層とを備えたことを特徴とする。
【００２０】
また、請求項６にかかる画像表示装置は、上記の発明において、前記液晶層は、電界非印加時において前記入射側偏光板に対して垂直方向に進行する通過光の偏光面の方向を維持するよう配向された液晶分子を備えたことを特徴とする。
【００２１】
また、請求項７にかかる画像表示装置は、上記の発明において、前記第１方向と前記第２方向とがなす角は、ほぼ９０°であることを特徴とする。
【００２２】
また、請求項８にかかる画像表示装置は、上記の発明において、前記アレイ基板は、前記液晶層に対して基板表面とほぼ平行な方向に電界を印加可能な回路構造を備え、前記液晶層に含まれる液晶分子の配向方向は、前記電界の強度に応じて基板表面とほぼ平行な方向に回転することを特徴とする。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態である画像表示装置について説明する。なお、図面は模式的なものであり、現実のものとは異なることに留意する必要がある。さらに、図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。
【００２４】
本実施の形態にかかる画像表示装置は、液晶層の上下に偏光板を配置した画像表示装置において、偏光板間に光学補償フィルムを配置した構造を有する。かかる光学補償フィルムは、画像表示装置を構成する偏光板および液晶層の光学特性を考慮して形成され、具体的には偏光板の厚さ方向のリタデーションの平均値Δｎｚと、液晶層のリタデーションΔｎ_ＬＣｄ_ＬＣとを変数として、面内リタデーションが（１００−１．３Δｎｚ）以上、（３００−１．３Δｎｚ）以下であり、厚さ方向のリタデーションが（１．６−０．００５Δｎｚ−０．００３８６Δｎ_ＬＣｄ_ＬＣ）以上、（２．１−０．００５Δｎｚ−０．００３８６Δｎ_ＬＣｄ_ＬＣ）以下の値となるよう形成されている。かかる構造の光学補償フィルムを有することで、黒色表示の際に偏光板に対して斜め方向に進行する光の漏れだしを抑制してコントラストの低下を抑制することによって広い有効視野角を実現するのみならず、かつ製造のばらつきに対して有効視野角の変動を抑制している。また、液晶層の光学特性をも考慮していることから、光学特性の異なる様々な液晶材料を用いて液晶層を形成した場合であってもコントラストの低下を抑制することができる。以下、本実施の形態にかかる画像表示装置について詳細に説明を行う。
【００２５】
図１は、本実施の形態にかかる画像表示装置の全体構造を示す分解斜視図である。なお、図１では各部が分離した状態で図示されているが、かかる態様は理解を容易にするためのものであり、実際の物理的構造を示すものでないことはもちろんである。本実施の形態にかかる画像表示装置は、図１に示すように、偏光板１と、偏光板１上にアレイ基板２と、液晶層３と、対向基板４と、光学補償フィルム５と、偏光板１の吸収軸と垂直に交わる吸収軸を有する偏光板６とを備える。偏光板１は、所定の吸収軸を備えた偏光フィルム７と、偏光フィルム７を挟み込む補強板８、９とを備えた構造を有する。同様に、偏光板６は、偏光フィルム７の吸収軸に対して垂直方向の吸収軸を備えた偏光フィルム１０と、偏光フィルム１０を挟み込む補強板１１、１２とを備えた構造を有する。
【００２６】
アレイ基板２は、表示画素ごとに所定の回路構造を備え、上層に位置する液晶層３において、表示画素に対応した領域ごとに基板表面と平行方向の電界を印加する構造を有する。具体的には、表面上または表面近傍に配置され、電位制御が可能な画素電極と、ほぼ等しい電位に維持される共通電極とを備え、画素電極と共通電極との間に生じる電位差に基づいて液晶層３に含まれる液晶分子に対して電界を印加する構造を有する。
【００２７】
液晶層３は、所定方向に配向が揃えられた液晶分子を含む構造を有する。本実施の形態にかかる画像表示装置に用いる液晶分子としては、一般に画像表示装置に用いられるものであれば任意のものを使用することが可能である。アレイ基板２および対向基板４の内表面上には所定のラビング等が施された配向膜（図示省略）が形成されており、液晶層３に含まれる液晶分子は、配向膜の配向秩序に従って配向している。本実施の形態においては、液晶分子は、例えば、電界非印加時において偏光板１の吸収軸と液晶分子の長軸がほぼ一致するよう配向している。
【００２８】
対向基板４は、アレイ基板２と共に液晶層３を基板間に封入するためのものである。また、対向基板４は、必要に応じてカラー画像表示を可能とするためのカラーフィルタを備えた構造を有する。なお、アレイ基板２および対向基板４は、光透過性に優れた、透明プラスチック基板または無アルカリガラス等を備える。なお、本実施の形態において、アレイ基板２および対向基板４は、それぞれ平坦性に優れると共に光学的に等方性を備えた材料によって形成され、光学異方性を実質上無視しうるものとする。
【００２９】
偏光板１、６は、それぞれ吸収軸と垂直方向の偏光面を備えた光成分のみを透過させるためのものである。具体的には、偏光板１、６を構成する偏光フィルム７、１０は、分子構造に異方性を備えたヨウ素（Ｉ_２）等の分子を含んで形成され、かかる分子の長軸方向を一方向に揃えることによって屈折率が異方性を有する構造を備える。また、補強板８、９、１１、１２は、それぞれトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）等によって形成され、厚さ方向に所定のリタデーションを有する。なお、本実施の形態においては、偏光板１の吸収軸の方向をｘ方向とし、偏光板６の吸収軸をｙ方向とする。また、図１に示すように、ｘ方向およびｙ方向と直交する方向、すなわち、偏光板１および偏光板６の表面と垂直な方向をｚ方向とし、任意の方向ベクトルについて、ｚ方向となす角をθとし、方向ベクトルのｘｙ平面への正射影がｘ方向となす角をφとする。
【００３０】
光学補償フィルム５は、斜め方向、すなわちθ≠０となる方向に進行する光の偏光面を回転させ、偏光板６の吸収軸の方向と一致させるためのものである。具体的には、光学補償フィルム５は、その構造に光学異方性を有し、光学補償フィルム５の面内リタデーションΔＮｘｙは、
１００−１．３Δｎｚ≦ΔＮｘｙ≦３００−１．３Δｎｚ・・・（１）
であり、厚さ方向（ｚ方向）のリタデーションΔＮｚは、
１．６−０．００５Δｎｚ−０．００３８６Δｎ_ＬＣｄ_ＬＣ≦ΔＮｚ≦２．１−０．００５Δｎｚ−０．００３８６Δｎ_ＬＣｄ_ＬＣ・・・（２）
となるよう形成されている。なお、Δｎｚは、補強板９、１１のｚ方向に関するリタデーションの平均値である。具体的には、補強板９、１１におけるｘ方向の屈折率の平均値ｎｘ’、ｙ方向の屈折率の平均値ｎｙ’、ｚ方向の屈折率の平均値ｎｚ’、補強板９、１１の厚さの平均値ｄ’を用いて、
Δｎｚ＝［｛（ｎｘ’＋ｎｙ’）／２｝−ｎｚ’］×ｄ’・・・（３）
によって与えられる。ここで、補強板９、１１のリタデーションを考慮することとしたのは偏光フィルム７、１０間に位置する部材の光学異方性を考慮する必要があるためである。また（２）式において、Δｎ_ＬＣは液晶層３の面内方向に関する屈折率異方性（＝ｎｅ−ｎｏ）を示し、ｄ_ＬＣは液晶層３の厚みを示すことから、Δｎ_ＬＣｄ_ＬＣは液晶層３のリタデーションを示す。
【００３１】
光学補償フィルム５の面内リタデーションΔＮｘｙおよびｚ方向のリタデーションΔＮｚは、それぞれ光学補償フィルム５におけるｘ方向の屈折率ｎｘ、ｙ方向の屈折率ｎｙ、ｚ方向の屈折率ｎｚおよび光学補償フィルム５の膜厚ｄを用いて、
ΔＮｘｙ＝（ｎｘ−ｎｙ）×ｄ・・・（４）
ΔＮｚ＝（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）・・・（５）
と表される。本実施の形態では光学補償フィルム５の屈折率および膜厚は、（１）式〜（５）式をそれぞれ満たすよう決定される。なお、光学補償フィルム５に対して垂直方向に進行する光の偏光面の変動を抑制するためには光学補償フィルム５における遅相軸の方向は、ｘ方向またはｙ方向のいずれかとほぼ一致することが好ましい。
【００３２】
次に、本実施の形態における光学補償フィルム５の作用について簡単に説明する。ここで、光学補償フィルムの作用を説明するにあたって、θ≠０°かつφ≠９０°×ｎ（ｎ：整数）の斜め方向に進行する光を考える。なお、φ＝９０°×ｎの場合には、θ≠０°であっても、光の進行方向から見た偏光板１の吸収軸と偏光板６の吸収軸とのなす角が９０°を維持することから、光の漏れだしは実質上無視できるものとして省略する。
【００３３】
図２は、かかる斜め方向に進行する光と、偏光板１、光学補償フィルム５および偏光板６との関係を説明するための図である。図１に示した構造の場合、例えばθ≠０かつ０＜φ＜９０°の方向に光が進行した場合、進行方向から見た偏光板１の吸収軸１３と偏光板６の吸収軸１４とがなす角は、９０°よりも大きな値を有する。従って、偏光板１を通過した光成分の偏光面（光進行方向から見て吸収軸１３に対して垂直に交わる）の方向と偏光板６の吸収軸１４の方向は一致せず、偏光板１を通過した光成分の一部が偏光板６を通過し、黒色表示を行っているにもかかわらず、一定の輝度の光が外部に出射されることとなる。偏光板１を通過した光成分の偏光面と偏光板６の吸収軸１４のなす角は、ｚ方向となす角θが大きくなるにつれて、およびｘ方向となす角φが４５°、１３５°、２２５°、３１５°の近傍で９０°からのずれが大きくなる。
【００３４】
また、偏光板１において偏光フィルム７を補強する補強板９と、偏光板６において偏光フィルム１０を補強する補強板１１と、液晶層３とが斜め方向の光に対して及ぼす影響も考慮する必要がある。上記のように、補強板９、１１はＴＡＣ等によって形成され、一般に光学的に異方性を有する。また、液晶層３は、光透過率を変化させるために光学的に異方性を有する液晶分子によって構成されることから、液晶層３全体に関しても光学的に異方性を有する。従って、偏光フィルム７を通過した光成分は、補強板９、１１および液晶層３のｚ方向のリタデーションの平均値に応じて位相差が生じることとなる。
【００３５】
従って、本実施の形態にかかる画像表示装置内において斜め方向に進行する光は偏光フィルム７を通過して直線偏光となった後、補強板９、１１および液晶層３によって位相差が生じて楕円偏光となる。光学補償フィルム５は、かかる位相差を調整して偏光フィルム１０に入射する直前で直線偏光状態に戻すとともに、直線偏光状態における偏光面が、偏光フィルム１０に入射する際に吸収軸１４と一致するよう調整する。
【００３６】
かかる動作について、図２を用いて説明する。図２は、斜め方向に進行する光について、画像表示装置を構成する各要素を通過する状態と、各要素を通過した際における光の振動形とを示す図である。なお、光の進行方向に対して垂直なｘ’軸と、光の進行方向およびｘ’軸に対して直交するｙ’軸を図２に示すよう定めている。図２に示すように、偏光フィルム７に対して下から斜め方向に入射した光は、偏光フィルム７を通過する際に吸収軸１３と平行な光成分の進行が妨げられ、吸収軸１３の方向と垂直の成分のみが通過する。従って、偏光フィルム７を通過した光は、図２に示すようにｘ’軸に対して所定の角度だけ傾いた直線偏光の状態となる。かかる状態において、斜め方向に進行する光のｘ’成分とｙ’成分との位相差はｎπ（ｎ：整数）、例えば０である。
【００３７】
そして、偏光フィルム７を通過した光は、さらに補強板９を通過する。上記のように、補強板９は光学的に異方性を有することから斜め方向に進行する光のｘ’成分とｙ’成分との位相差はΔφ_１だけ増加し、楕円偏光状態となる。その後、光は液晶層３内を通過し、ｘ’成分とｙ’成分の位相差はΔφ_２だけ増加する。従って、液晶層３を通過した時点における光のｘ’成分とｙ’成分との位相差は、Δφ_１＋Δφ_２となり、楕円偏光状態を維持する。
【００３８】
その後、斜め方向に進行する光は光学補償フィルム５に入射する。光学補償フィルム５は、例えば、補強板９、液晶層３および補強板１１を通過することによって加わる位相差をうち消すよう位相差を与える。具体的には、光学補償フィルム５は、斜め方向に進行する光に対して（１）式〜（５）式を満たす光学特性を備えることによって、−（Δφ_１＋Δφ_２＋Δφ_３）だけ位相差を与える。なお、Δφ_３は、補強板１１によって与えられる位相差を意味する。従って、光学補償フィルム５を通過した光のｘ’成分とｙ’成分の位相差は−Δφ_３となり、楕円偏光状態を維持する。また、光学補償フィルム５は、（１）式〜（５）式を満たす光学特性を有することから、光が補強板１１を通過した時点で光の偏光方向が偏光フィルム７を通過した後の光の偏光方向に対して所定角度だけ回転するよう作用する。
【００３９】
そして、斜め方向に進行する光は補強板１１を通過して、偏光フィルム１０に到達する。補強板１１は、上記のようにΔφ_３だけ位相差を与えることから、補強板１１を通過した後の光のｘ’成分とｙ’成分との位相差は０となり、補強板１１を通過した光は再び直線偏光状態になって偏光フィルム１０に入射する。また、光学補償フィルム５の作用により、補強板１１を通過した光の偏光方向は、偏光フィルム７を通過した直後と比較して所定角度だけ回転する。具体的には、光学補償フィルム５の作用によって補強板１１を通過した光の偏光方向は、光の進行方向に垂直に交差する平面に対する吸収軸１４の正射影とほぼ一致した方向となる。このため、偏光フィルム７を通過して斜め方向に進行した光成分の大部分は偏光フィルム１０によって進行が妨げられ、外部に漏れだす光量が視認不能な程度にまで抑制される。
【００４０】
上記した位相差Δφ_１、Δφ_２、Δφ_３は、補強板９、１１の屈折率の平均値ｎｘ’、ｎｙ’、厚さの平均値ｄ’および液晶層３の屈折率異方性Δｎ_ＬＣ、厚さｄ_ＬＣの値に依存する。一方で、光学補償フィルム５の光学特性は（１）式〜（３）式からも明らかなようにこれらの値をパラメータとして決定されることから、Δφ_１、Δφ_２、Δφ_３の値が変動した場合であっても、斜め方向に進行する光に対して及ぼすことが可能であり、光の漏れだしを抑制することができる。
【００４１】
なお、図２に示した光の振動形の具体的形状に関しては、あくまで例示にすぎないことに注意する必要がある。すなわち、光の振動形は、各構成要素で印加される位相差Δφ_１、Δφ_２、Δφ_３に依存するため、かかる位相差の値によって光の振動形は異なるものとなるためである。
【００４２】
次に、本実施の形態にかかる画像表示装置の利点について説明する。まず、本実施の形態にかかる画像表示装置では、光学補償フィルム５を備えることによってθ≠０かつφ≠９０°×ｎ（ｎ：整数）の方向（以下、「斜め方向」と称する）の光についてコントラストを改善することが可能であって、広い有効視野角を実現することが可能である。図３は、本実施の形態にかかる画像表示装置と、特許２９８２８６９号明細書に記載された画像表示装置（以下、「従来技術にかかる画像表示装置」と称する）と、光学補償フィルムを備えない画像表示装置に関して、黒色表示を行う際における光透過率のφ依存性を示すグラフである。なお、図３において、横軸は角度φ（０°≦φ≦３６０°）を示し、縦軸は光透過率を示す。また、曲線ｌ_１は本実施の形態にかかる画像表示装置に関して黒色表示の際における光透過率を示し、曲線ｌ_２、ｌ_３はそれぞれ従来技術にかかる画像表示装置、光学補償フィルムを備えない画像表示装置の光透過率を示す。また、ｚ方向となす角θを８０°とし、偏光板１、６の面内リタデーションの平均値Δｎｚを５０ｎｍとし、液晶層３のリタデーションΔｎ_ＬＣｄ_ＬＣを３６２．５ｎｍとする。
【００４３】
図３に示すように、光学補償フィルムを備えない画像表示装置（曲線ｌ_３）では、φ≠９０°×ｎの範囲で光透過率が高い値を示し、漏れ出す光の強度が大きな値となることが示されている。一方、本実施の形態にかかる画像表示装置（曲線ｌ_１）および従来技術にかかる画像表示装置（曲線ｌ_２）は、光学補償フィルムを備えた構造を有するために斜め方向の光透過率について著しい改善が見られる。また、曲線ｌ_１と曲線ｌ_２とを比較すると、光透過率はほぼ同等の値に抑制され、わずかながらも本実施の形態にかかる画像表示装置（曲線ｌ_１）のほうが全体的に低い値に抑制されている。従って、本実施の形態にかかる画像表示装置は、斜め方向の光の透過率に関して、従来技術にかかる画像表示装置に劣らず優れた特性を有し、従来技術とほぼ同等の有効視野角を有することが示された。（２）式で示したようにｚ方向のリタデーションΔＮｚが液晶層３のリタデーションΔｎ_ＬＣｄ_ＬＣをも考慮して決定されることから、本実施の形態にかかる画像表示装置では、異なるリタデーションを有する液晶層によって画像表示装置を構成した場合であっても、従来技術とほぼ同等の特性を発揮することが可能であることが示された。
【００４４】
また、本実施の形態にかかる画像表示装置は、光学補償フィルム５の作製を容易に行うことが可能である。本実施の形態にかかる画像表示装置と、従来技術にかかる画像表示装置の面内リタデーション、ｚ方向のリタデーションの値の範囲について比較を行う。図４は、光学補償フィルムにおける面内リタデーションの取りうる範囲を比較したグラフである。また、図５は、光学補償フィルムにおけるｚ方向のリタデーションの取りうる範囲を比較したグラフである。
【００４５】
図４において、領域Ｉは本実施の形態における光学補償フィルム５の面内リタデーションの取りうる値の範囲を示し、領域ＩＩは、従来技術における光学補償フィルタの面内リタデーションの範囲を示す。図４に示すように領域Ｉは領域ＩＩに対して全体的に低い範囲に位置し、本実施の形態では従来技術と比較して光学補償フィルム５の面内リタデーションを低い値にすることが可能であることが示されている。
【００４６】
図５において、領域ＩＩＩは本実施の形態における光学補償フィルム５のｚ方向のリタデーションの取りうる範囲を示し、領域ＩＶは、従来技術における光学補償フィルタのｚ方向のリタデーションの範囲を示す。領域ＩＩＩと領域ＩＶとを比較すると明らかなように、本実施の形態における光学補償フィルム５のｚ方向のリタデーションの値は従来技術と比較して低い範囲に抑制されていることが示されている。
【００４７】
以上、図４および図５に示したように、本実施の形態における光学補償フィルム５の面内リタデーションおよびｚ方向のリタデーションの値は、従来技術にかかる画像表示装置と比較して低い範囲に抑制されている。（４）式および（５）式に示したように、面内リタデーションおよびｚ方向のリタデーションの値が低下するに従ってｎｘ、ｎｙ、ｎｚの値をほぼ同等のものとすることが可能である。従って、本実施の形態における光学補償フィルム５は、ｘ、ｙ、ｚ方向に関する光学的な異方性を従来よりも抑制することが可能となり、作製が容易になると共に製造歩留まりが向上する。
【００４８】
さらに、本実施の形態にかかる画像表示装置は、製造誤差による有効視野角の変動を抑制することが可能である。まず、本実施の形態にかかる画像表示装置は、偏光板１の吸収軸と、偏光板６の吸収軸とのなす角のずれに対して、黒色表示の際における光透過率の変動が抑制されることについて説明する。図６は、本実施の形態にかかる画像表示装置において、偏光板１の吸収軸と偏光板６の吸収軸とがなす角が８８°、９２°となった場合における光透過率の変化を示すグラフである。なお、図６において、曲線ｌ_４は吸収軸１３、１４のなす角を９２°とした場合を示し、曲線ｌ_５は吸収軸１３、１４のなす角を８８°とした場合を示す。また、図７は比較のためのグラフであって、従来技術にかかる画像表示装置において、偏光板の吸収軸間のなす角が変化した場合における光透過率の変化を示す。図７において、曲線ｌ_６は吸収軸間のなす角が９２°の場合を示し、曲線ｌ_７は８８°の場合を示す。なお、図６、図７において、吸収軸の角度以外の条件については、図３のグラフと同じであるものとする。
【００４９】
図６に示すように、本実施の形態にかかる画像表示装置は、吸収軸間の角度が変動した場合に、光透過率の最大値は０．００３程度となる。一方、従来技術にかかる画像表示装置は、図７に示すように、吸収軸間の角度が変動した場合に、光透過率の最大値は０．００３５に達する。従って、白色表示の際の光透過率が等しいと仮定すると、本実施の形態にかかる画像表示装置のコントラストの値は、従来技術にかかる画像表示装置と比較して１６％程度優れた値を有することが分かる。すなわち、本実施の形態にかかる画像表示装置は、従来技術にかかる画像表示装置と比較して吸収軸のずれに対するコントラストの低下を抑制することが可能であり、製造誤差に対する許容度が大きいという利点を有する。
【００５０】
また、図６および図７に示すように、光透過率の最低値は本実施の形態と従来技術とでほぼ同等の値を有する。そして、上記のように光透過率の最大値は本実施の形態にかかる画像表示装置の方が低いため、本実施の形態にかかる画像表示装置は、角度φの変化に対する光透過率の変動変動範囲の拡大を従来に比べて抑制できるという利点も有する。
【００５１】
次に、本実施の形態にかかる画像表示装置は、液晶層３に含まれる液晶分子のプレチルト角の変動に対して、黒色表示の際における光透過率の変動が抑制されることについて説明する。ここで、プレチルト角とは、アレイ基板２および対向基板４との界面近傍に位置する液晶分子の長軸方向と基板表面（ｘｙ平面）とがなす角のことをいう。図８は、液晶分子のプレチルト角が４°の画像表示装置で黒色表示を行った場合における光透過率のφ依存性について示すグラフである。なお、曲線ｌ_８は本実施の形態にかかる画像表示装置における光透過率のφ依存性を示し、曲線ｌ_９は従来技術にかかる画像表示装置における光透過率のφ依存性を示す。
【００５２】
図８に示すように、本実施の形態にかかる画像表示装置では、光透過率の最大値が０．００３５であるのに対して、従来技術にかかる画像表示装置では、光透過率の最大値が０．００４５となる。白色表示の際の光透過率が等しいと仮定した上で光透過率の差をコントラストの値に換算すると、本実施の形態にかかる画像表示装置は、コントラストに関しては従来技術と比較して２８％程度優れた値を有する。すなわち、本実施の形態にかかる画像表示装置は、従来技術にかかる画像表示装置と比較して液晶分子のプレチルト角のずれに対するコントラストの低下を抑制することがかの上あり、製造誤差に対する許容度が大きいという利点を有する。
【００５３】
また、曲線ｌ_８と曲線ｌ_９を比較すると明らかなように、光透過率の最小値については本実施の形態と従来技術においてほぼ同等な値を有する。一方、上記のように光透過率の最大値は本実施の形態にかかる画像表示装置が低い値を有することから、本実施の形態にかかる画像表示装置は、光透過率の変動範囲の拡大幅を従来技術よりも抑制することが分かる。
【００５４】
なお、実際に市場に流通している画像表示装置では、液晶分子のプレチルト角が３°〜５°程度となるよう制御されている。このため、実用上の観点からはプレチルト角が０°の場合における有効視野角ではなく、３°〜５°の場合の有効視野角が重視され、本実施の形態にかかる画像表示装置は、従来技術と比較して実用上の観点からも優れた視野角特性を有することが示される。
【００５５】
以上、本発明の内容について実施の形態を用いて説明してきたが、本発明は上記の記載の内容に限定されることはなく、当業者であれば様々な実施例、変形例等に想到することが可能である。例えば、実施の形態では電界非印加時に黒色表示画行われるノーマリーブラックモードの画像表示装置について説明したが、電界印加時に黒色表示画が行われるいわゆるノーマリーホワイトモードの画像表示に関して本発明を適用することが可能である。また、吸収軸の方向について、吸収軸１３をｘ方向、吸収軸１４をｙ方向となるよう偏光板１、６を形成しても良い。さらに、吸収軸１３と液晶層３に含まれる液晶分子の長軸方向とのなす角をほぼ垂直としても良い。
【００５６】
また、実施の形態ではＩＰＳ型の画像表示装置について説明したが、ＴＮ（ＴｗｉｓｔｅｄＮｅｍａｔｉｃ）方式等異なる構造の画像表示装置に本発明を適用することも可能である。
【００５７】
さらに、実施の形態では偏光板が偏光フィルムを補強板で挟み込んだ構造としたが、偏光板の構造はかかるものに限定されるのではなく、別構造であって偏光板そのものがｚ方向のリタデーションを有する場合に適用することが可能である。かかる場合、偏光板全体のリタデーションを考慮するのではなく、偏光板のうち、２枚の偏光板にそれぞれ備わる吸収軸間に位置する部分のリタデーションに基づいてΔｎｚを決定すればよい。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、上記した特性の光学補償フィルムを設けたことによって、様々な光学特性を有する液晶層を用いた場合であっても斜め方向に進行する光の漏れだしを抑制できることに加えて、光学補償フィルムの面内リタデーションおよび偏光板の法線方向のリタデーションの平均値の範囲を低い値に限定したために光学補償フィルムの作製が容易であると共に、吸収軸間のなす角のずれ等の製造ばらつきによる画像品位の低下を抑制することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態にかかる画像表示装置の全体構造を示す分解斜視図である。
【図２】実施の形態にかかる画像表示装置において、斜め方向に進行する光の漏れだしを抑制する作用について説明するための模式図である。
【図３】黒色表示の際に斜め方向に進行する光の光透過率のφ依存性を示すグラフである。
【図４】光学補償フィルムにおける面内リタデーションの取りうる範囲を示すグラフである。
【図５】光学補償フィルムにおけるｚ方向のリタデーションの取りうる範囲を示すグラフである。
【図６】実施の形態にかかる画像表示装置において、吸収軸間の変動に対して黒色表示の際における光透過率のφ依存性を示すグラフである。
【図７】従来技術にかかる画像表示装置において、吸収軸間の変動に対して黒色表示の際における光透過率のφ依存性を示すグラフである。
【図８】液晶分子のプレチルト角が４°の場合に対して、黒色表示の際における光透過率のφ依存性を示すグラフである。
【符号の説明】
１偏光板
２アレイ基板
３液晶層
４対向基板
５光学補償フィルム
６偏光板
７偏光フィルム
８補強板
９補強板
１０偏光フィルム
１１補強板
１３吸収軸
１４吸収軸
１０１偏光板
１０２アレイ基板
１０３液晶層
１０４対向基板
１０５光学補償フィルム
１０６偏光板[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image display device provided with two polarizing plates, and more particularly to an image display device that achieves a wide effective viewing angle and suppresses a change in the effective viewing angle due to manufacturing variations.
[0002]
[Prior art]
In recent years, for example, in an image display device that performs image display using the electro-optical effect of liquid crystal molecules, a method for controlling the orientation of the liquid crystal molecules in a direction parallel to a substrate surface that sandwiches a liquid crystal layer containing the liquid crystal molecules. 2. Description of the Related Art A so-called in-plane switching (hereinafter referred to as “IPS type”) image display device that applies an electric field has been proposed. In recent years, IPS-type image display devices have been particularly promising because they have superior characteristics in terms of voltage holding characteristics and viewing angles as compared with conventional image display devices that apply an electric field in a direction perpendicular to the substrate. Have been.
[0003]
An IPS type image display device having a conventional structure includes an incident side polarizing plate having an absorption axis in a predetermined direction (hereinafter, referred to as an x direction), an array substrate, and a direction parallel to or perpendicular to the x direction (hereinafter, y direction). Direction), a liquid crystal layer in which liquid crystal molecules are aligned in the same direction, an opposing substrate, an optical compensation film, and a polarizing plate having an absorption axis in the y direction.
[0004]
The operation of the IPS type image display device having the conventional structure will be described by taking a so-called normally black mode as an example. When performing white display, the circuit structure arranged on the array substrate applies a horizontal electric field to the liquid crystal layer to control the orientation of liquid crystal molecules and transmit light incident from outside by a desired intensity. Let it. When a black display is performed, only light components having a plane of polarization perpendicular to the absorption axis pass through the light incident perpendicularly to the polarizing plate from the rear side of the incident side polarizing plate, and the polarization plane is changed. The light enters the output-side polarizing plate while being maintained. Therefore, the direction of the absorption axis of the exit-side polarizing plate and the direction of the polarization plane of the incident light coincide with each other, and the incident light is shielded, whereby black display is performed.
[0005]
Although black display is performed by such an operation, light incident obliquely to the back surface of the incident-side polarizing plate may leak during black display. If light leaks out, a constant brightness is displayed on the screen in spite of the black display, so that the contrast of the displayed image is reduced. Will decrease. In the image display device according to the related art, the provision of the optical compensation film suppresses the leakage of light that proceeds in an oblique direction during black display.
[0006]
When viewed obliquely with respect to the surface of the incident-side polarizing plate, the angle formed by the absorption axis of the incident-side polarizing plate and the absorption axis of the emission-side polarizing plate is an angle other than 90 degrees. Therefore, the direction of the polarization plane of the light that is incident from an oblique direction and has passed through the incident-side polarizing plate does not match the direction of the absorption axis of the emitting-side polarizing plate, and a part of the light passes through the emitting-side polarizing plate and is black. The contrast decreases. Therefore, in order to prevent the light in the oblique direction from leaking out during black display, the polarization plane of the light component in the oblique direction is rotated by the optical compensation film to absorb the light from the exit side polarizing plate when viewed from the light traveling direction. By matching the axis, a black display with high contrast is realized for light in oblique directions, and a wide effective viewing angle is realized.
[0007]
The characteristics of the optical compensation film are determined in consideration of the functions of the incident-side polarizing plate and the exit-side polarizing plate. Specifically, the in-plane retardation of the optical compensation film is (190 + 4Δnz) to (390 + 4Δnz) and the retardation in the thickness direction is (0) with respect to the retardation Δnz in the thickness direction of the incident side polarizing plate and the exit side polarizing plate. 0.3 + 0.005Δnz) to (0.65 + 0.005Δnz) (Δnz <20 nm) and (0.2 + 0.01Δnz) to (0.55 + 0.01Δnz) (Δnz ≧ 20 nm). By using an optical compensation film having such a structure, the contrast with respect to light in an oblique direction is improved, and the effective viewing angle is increased (see Patent Document 1).
[0008]
[Patent Document 1]
Patent No. 2982869 (page 6, FIG. 11-12)
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above-described image display device has various problems. First, the above-described image display device has a problem that the characteristics of the optical compensation film are determined based only on the polarizing plate, and do not consider the characteristics of the liquid crystal layer. Since the liquid crystal layer is used to control the light transmittance in combination with the polarizing plate, the liquid crystal layer has optical anisotropy in nature and cannot act on light traveling in oblique directions. Inevitable. Therefore, in order to suppress the leakage of light traveling in the oblique direction, it is necessary to consider not only the polarizing plate but also the optical characteristics of the liquid crystal layer when designing the optical compensation film. When the optical compensation film is formed without considering the optical characteristics of the liquid crystal layer, even if the contrast is improved for a certain image display device, the contrast may be reduced when the liquid crystal layer is formed using a different liquid crystal material. There is.
[0010]
Further, the above-mentioned image display device has a problem that it is not easy to actually produce an optical compensation film having the above-mentioned characteristics. The in-plane retardation of the optical compensation film is obtained by multiplying the difference between the refractive index nx in the x direction and the refractive index ny in the y direction by the thickness d of the optical compensation film. The retardation in the thickness direction of the optical compensation film (hereinafter, referred to as the z direction) is obtained by calculating the difference between the refractive index nx in the x direction and the refractive index nz in the z direction as the refractive index nx and the refractive index ny in the y direction. Divided by the difference value of Therefore, in order to realize the above-mentioned in-plane retardation and retardation in the thickness direction, it is necessary to perform a special process when producing the optical compensation film. It is desirable that the in-plane retardation and the retardation in the thickness direction be small.
[0011]
Further, the actually manufactured image display device does not always completely satisfy the design structure, and it is inevitable that a manufacturing error occurs in a certain width. That is, it is difficult to manufacture an angle between two polarizing plates and a pretilt angle of liquid crystal molecules included in the liquid crystal layer, which completely match the design values, and errors occur in these values. In consideration of this, it is preferable to determine the optimum value of the optical compensation film. However, the above-mentioned Patent Document 1 has not been studied on this point, and it is unknown whether or not an effect as theoretically exhibited when an image display device is actually mass-produced as a product.
[0012]
The present invention has been made in view of the above-described problems of the related art, and realizes a wide effective viewing angle, facilitates production of an optical compensation film, and suppresses a change in the effective viewing angle due to a manufacturing error. It is an object of the present invention to provide an image display device according to the present invention.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an image display device according to claim 1, wherein a light incident side polarizing plate having an absorption axis in a first direction, a light exit side polarizing plate having an absorption axis in a second direction, A liquid crystal layer disposed between the light incident side polarizing plate and the light emitting side polarizing plate, and a light component disposed between the light incident side polarizing plate and the light emitting side polarizing plate and traveling obliquely. An optical display device comprising: an optical compensation film that rotates a polarization plane of the image display device, wherein the optical compensation film includes an absorption axis in the first direction among the incident-side polarizing plate and the light-emitting side polarizing plate, and The average value of the retardation Δnz in the normal direction of the polarizing plate in a portion located between the two absorption axes and the retardation Δn of the liquid crystal layer _LC d _LC And a retardation in a normal direction of the polarizing plate determined based on the above.
[0014]
According to the first aspect of the present invention, in determining the average value range of the in-plane retardation of the optical compensation film and the retardation in the normal direction of the polarizing plate, the retardation Δnz of the polarizing plate and the retardation Δn of the liquid crystal layer are determined. _LC d _LC It is possible to accurately match the direction of the polarization plane of the light traveling in the oblique direction with the direction of the absorption axis of the emission-side polarizing plate, thereby suppressing light leakage and improving image quality. The decrease can be suppressed.
[0015]
Further, in the image display device according to claim 2, in the above invention, in the optical compensation film, an average value of in-plane retardation is (100-1.3Δnz) or more and (300-1.3Δnz) or less; The average value of the retardation in the normal direction of the polarizing plate is (1.6-0.005Δnz−0.00386Δn). _LC d _LC ) And (2.1-0.005Δnz−0.00386Δn) _LC d _LC ) It is characterized by the following.
[0016]
According to the second aspect of the present invention, since the average value range of the in-plane retardation of the optical compensation film and the average value of the retardation in the normal direction of the polarizing plate are limited to low values, the production of the optical compensation film is easy and the absorption is easy. It is possible to suppress a decrease in image quality due to a manufacturing variation such as a deviation of an angle between axes.
[0017]
Further, in the image display device according to claim 3, in the above invention, the light incident side polarizing plate and the light emitting side polarizing plate are a polarizing film having an absorption axis and two sheets vertically sandwiching the polarizing film. Wherein the average value of the retardation in the normal direction of the polarizing plate is determined based on the value of the reinforcing plate located between the polarizing films.
[0018]
According to a fourth aspect of the present invention, in the image display device described above, the slow axis of the optical compensation film substantially coincides with the second direction.
[0019]
Further, in the image display device according to claim 5, in the above invention, between the light incident side polarizing plate and the light emitting side polarizing plate, an array substrate, and a counter substrate disposed to face the array substrate. And a liquid crystal layer sealed between the array substrate and the counter substrate.
[0020]
According to a sixth aspect of the present invention, in the image display device according to the first aspect, the liquid crystal layer maintains a direction of a plane of polarization of transmitted light traveling in a direction perpendicular to the incident side polarizing plate when no electric field is applied. Liquid crystal molecules aligned in such a manner.
[0021]
According to a seventh aspect of the present invention, in the image display device described above, an angle formed by the first direction and the second direction is substantially 90 °.
[0022]
Further, in the image display device according to claim 8, in the above invention, the array substrate has a circuit structure capable of applying an electric field to the liquid crystal layer in a direction substantially parallel to the substrate surface, and The orientation direction of the included liquid crystal molecules rotates in a direction substantially parallel to the substrate surface according to the intensity of the electric field.
[0023]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an image display device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. It should be noted that the drawings are schematic and different from actual ones. Further, it goes without saying that the drawings include portions having different dimensional relationships and ratios.
[0024]
The image display device according to the present embodiment has a structure in which polarizing plates are arranged above and below a liquid crystal layer, and an optical compensation film is arranged between the polarizing plates. Such an optical compensation film is formed in consideration of the optical characteristics of the polarizing plate and the liquid crystal layer constituting the image display device. Specifically, the average value Δnz of the retardation in the thickness direction of the polarizing plate and the retardation Δn of the liquid crystal layer _LC d _LC Is the variable, the in-plane retardation is equal to or more than (100-1.3 Δnz) and equal to or less than (300-1.3 Δnz), and the retardation in the thickness direction is (1.6-0.005 Δnz-0.00386 Δn). _LC d _LC ) And (2.1-0.005Δnz−0.00386Δn) _LC d _LC ) It is formed to have the following values. By having the optical compensation film having such a structure, a wide effective viewing angle can be realized only by suppressing the leakage of light traveling in an oblique direction with respect to the polarizing plate during black display and suppressing the decrease in contrast. In addition, the variation in the effective viewing angle due to manufacturing variations is suppressed. In addition, since the optical characteristics of the liquid crystal layer are also taken into consideration, a decrease in contrast can be suppressed even when the liquid crystal layer is formed using various liquid crystal materials having different optical characteristics. Hereinafter, the image display device according to the present embodiment will be described in detail.
[0025]
FIG. 1 is an exploded perspective view showing the entire structure of the image display device according to the present embodiment. Although FIG. 1 illustrates each part in a separated state, such an aspect is for easy understanding and, of course, does not indicate an actual physical structure. As shown in FIG. 1, the image display device according to the present embodiment includes a polarizing plate 1, an array substrate 2 on the polarizing plate 1, a liquid crystal layer 3, a counter substrate 4, an optical compensation film 5, A polarizing plate 6 having an absorption axis perpendicular to the absorption axis of the plate 1. The polarizing plate 1 has a structure including a polarizing film 7 having a predetermined absorption axis, and reinforcing plates 8 and 9 sandwiching the polarizing film 7. Similarly, the polarizing plate 6 has a structure including a polarizing film 10 having an absorption axis perpendicular to the absorption axis of the polarizing film 7 and reinforcing plates 11 and 12 sandwiching the polarizing film 10.
[0026]
The array substrate 2 has a predetermined circuit structure for each display pixel, and has a structure in which an electric field in a direction parallel to the substrate surface is applied to each region corresponding to the display pixel in the liquid crystal layer 3 located above. Specifically, it includes a pixel electrode disposed on or near the surface and capable of controlling the potential, and a common electrode maintained at substantially the same potential, based on a potential difference generated between the pixel electrode and the common electrode. It has a structure in which an electric field is applied to liquid crystal molecules contained in the liquid crystal layer 3.
[0027]
The liquid crystal layer 3 has a structure including liquid crystal molecules aligned in a predetermined direction. As the liquid crystal molecules used for the image display device according to the present embodiment, any one can be used as long as it is generally used for the image display device. An alignment film (not shown) on which predetermined rubbing or the like is performed is formed on the inner surfaces of the array substrate 2 and the counter substrate 4, and the liquid crystal molecules included in the liquid crystal layer 3 are aligned according to the alignment order of the alignment film. are doing. In the present embodiment, for example, the liquid crystal molecules are aligned so that the absorption axis of the polarizing plate 1 and the long axis of the liquid crystal molecules substantially coincide with each other when no electric field is applied.
[0028]
The opposite substrate 4 is for sealing the liquid crystal layer 3 between the substrates together with the array substrate 2. Further, the counter substrate 4 has a structure provided with a color filter for enabling a color image display as required. Note that the array substrate 2 and the counter substrate 4 include a transparent plastic substrate or non-alkali glass excellent in light transmittance. In the present embodiment, the array substrate 2 and the opposing substrate 4 are each formed of a material having excellent flatness and optical isotropy, and the optical anisotropy can be substantially ignored. .
[0029]
The polarizing plates 1 and 6 are for transmitting only light components each having a polarization plane perpendicular to the absorption axis. Specifically, the polarizing films 7 and 10 constituting the polarizing plates 1 and 6 are made of iodine (I) having anisotropic molecular structure. ₂ ) And a structure having anisotropic refractive index by aligning the major axis directions of such molecules in one direction. Each of the reinforcing plates 8, 9, 11, and 12 is formed of triacetyl cellulose (TAC) or the like, and has a predetermined retardation in a thickness direction. In the present embodiment, the direction of the absorption axis of the polarizing plate 1 is defined as the x direction, and the absorption axis of the polarizing plate 6 is defined as the y direction. As shown in FIG. 1, a direction orthogonal to the x direction and the y direction, that is, a direction perpendicular to the surfaces of the polarizing plates 1 and 6 is defined as a z direction, and an angle formed by an arbitrary direction vector with the z direction. Is θ, and an angle between the orthogonal projection of the direction vector on the xy plane and the x direction is φ.
[0030]
The optical compensation film 5 is for rotating the polarization plane of light traveling in an oblique direction, that is, in a direction in which θ ≠ 0, so as to match the direction of the absorption axis of the polarizing plate 6. Specifically, the optical compensation film 5 has an optical anisotropy in its structure, and the in-plane retardation ΔNxy of the optical compensation film 5 is:
100-1.3Δnz ≦ ΔNxy ≦ 300-1.3Δnz (1)
And the retardation ΔNz in the thickness direction (z direction) is
1.6-0.005Δnz−0.00386Δn _LC d _LC ≦ ΔNz ≦ 2.1−0.005Δnz−0.00386Δn _LC d _LC ... (2)
It is formed so that it becomes. Note that Δnz is an average value of the retardation of the reinforcing plates 9 and 11 in the z direction. Specifically, the average value nx ′ of the refractive index in the x direction of the reinforcing plates 9 and 11, the average value ny ′ of the refractive index in the y direction, the average value nz ′ of the refractive index in the z direction, and the values of the reinforcing plates 9 and 11. Using the average value d 'of the thickness,
Δnz = [{(nx ′ + ny ′) / 2} −nz ′] × d ′ (3)
Given by Here, the reason for considering the retardation of the reinforcing plates 9 and 11 is that it is necessary to consider the optical anisotropy of the members located between the polarizing films 7 and 10. In the equation (2), Δn _LC Denotes the refractive index anisotropy (= ne-no) in the in-plane direction of the liquid crystal layer 3; _LC Indicates the thickness of the liquid crystal layer 3, and Δn _LC d _LC Indicates the retardation of the liquid crystal layer 3.
[0031]
The in-plane retardation ΔNxy and the retardation ΔNz in the z direction of the optical compensation film 5 are the refractive index nx in the x direction, the refractive index ny in the y direction, the refractive index nz in the z direction, and the film of the optical compensation film 5 in the optical compensation film 5, respectively. Using the thickness d,
ΔNxy = (nx−ny) × d (4)
ΔNz = (nx−nz) / (nx−ny) (5)
It is expressed as In the present embodiment, the refractive index and the film thickness of the optical compensation film 5 are determined so as to satisfy the equations (1) to (5). In order to suppress the fluctuation of the polarization plane of the light traveling in the direction perpendicular to the optical compensation film 5, the direction of the slow axis in the optical compensation film 5 should substantially coincide with either the x direction or the y direction. Is preferred.
[0032]
Next, the operation of the optical compensation film 5 in the present embodiment will be briefly described. Here, in describing the function of the optical compensation film, light traveling in an oblique direction of θ ≠ 0 ° and φ ≠ 90 ° × n (n: an integer) will be considered. In the case of φ = 90 ° × n, even if θ ≠ 0 °, the angle between the absorption axis of the polarizing plate 1 and the absorption axis of the polarizing plate 6 as viewed from the light traveling direction is 90 °. Since it is maintained, the leakage of light is omitted because it is substantially negligible.
[0033]
FIG. 2 is a diagram for explaining the relationship between the light traveling in the oblique direction and the polarizing plate 1, the optical compensation film 5, and the polarizing plate 6. In the case of the structure shown in FIG. 1, for example, when light travels in the direction of θ ≠ 0 and 0 <φ <90 °, the absorption axis 13 of the polarizing plate 1 and the absorption axis 14 of the polarizing plate 6 viewed from the traveling direction The angle formed has a value greater than 90 °. Accordingly, the direction of the polarization plane of the light component that has passed through the polarizing plate 1 (perpendicular to the absorption axis 13 when viewed from the light traveling direction) does not match the direction of the absorption axis 14 of the polarizing plate 6, and the polarizing plate 1 A part of the light component that has passed through the polarizing plate 6 passes through the polarizing plate 6, and light having a constant luminance is emitted to the outside despite black display. The angle between the polarization plane of the light component passing through the polarizing plate 1 and the absorption axis 14 of the polarizing plate 6 increases as the angle θ between the z direction and the angle φ between the x direction increases 45 °, 135 °, and 225. °, the deviation from 90 ° becomes large near 315 °.
[0034]
In addition, it is necessary to consider the effects of the reinforcing plate 9 for reinforcing the polarizing film 7 in the polarizing plate 1, the reinforcing plate 11 for reinforcing the polarizing film 10 in the polarizing plate 6, and the liquid crystal layer 3 with respect to oblique light. There is. As described above, the reinforcing plates 9 and 11 are formed of TAC or the like, and generally have optical anisotropy. Further, since the liquid crystal layer 3 is composed of liquid crystal molecules having optical anisotropy to change the light transmittance, the entire liquid crystal layer 3 also has optical anisotropy. Therefore, the light component that has passed through the polarizing film 7 causes a phase difference according to the average value of the retardation of the reinforcing plates 9 and 11 and the liquid crystal layer 3 in the z direction.
[0035]
Therefore, the light traveling in the oblique direction in the image display device according to the present embodiment passes through the polarizing film 7 and becomes linearly polarized light, and then a phase difference is generated by the reinforcing plates 9 and 11 and the liquid crystal layer 3 to form an ellipse. It becomes polarized light. The optical compensation film 5 adjusts the phase difference to return to the linearly polarized state immediately before the light enters the polarizing film 10, and the polarization plane in the linearly polarized light state coincides with the absorption axis 14 when the light enters the polarizing film 10. Adjust as follows.
[0036]
Such an operation will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram illustrating a state in which light traveling in an oblique direction passes through each element constituting the image display device, and a vibration form of the light when passing through each element. An x 'axis perpendicular to the light traveling direction and a y' axis perpendicular to the light traveling direction and the x 'axis are defined as shown in FIG. As shown in FIG. 2, the light that has entered the polarizing film 7 in an oblique direction from below is prevented from traveling in the light component parallel to the absorption axis 13 when passing through the polarizing film 7. And only the component perpendicular to it passes. Therefore, the light that has passed through the polarizing film 7 is in a state of linearly polarized light that is inclined by a predetermined angle with respect to the x ′ axis as shown in FIG. In such a state, the phase difference between the x ′ component and the y ′ component of the light traveling in the oblique direction is nπ (n: an integer), for example, 0.
[0037]
Then, the light that has passed through the polarizing film 7 further passes through the reinforcing plate 9. As described above, since the reinforcing plate 9 is optically anisotropic, the phase difference between the x ′ component and the y ′ component of the light traveling obliquely is Δφ ₁ And it becomes an elliptically polarized state. Thereafter, the light passes through the liquid crystal layer 3 and the phase difference between the x ′ component and the y ′ component is Δφ ₂ Only increase. Accordingly, the phase difference between the x ′ component and the y ′ component of the light at the time when the light has passed through the liquid crystal layer 3 is Δφ ₁ + Δφ ₂ And maintain the elliptically polarized state.
[0038]
Then, the light traveling in the oblique direction enters the optical compensation film 5. The optical compensation film 5 gives a phase difference so as to cancel a phase difference applied by passing through the reinforcing plate 9, the liquid crystal layer 3 and the reinforcing plate 11, for example. Specifically, the optical compensation film 5 has an optical characteristic satisfying the expressions (1) to (5) with respect to light traveling in an oblique direction, so that-(Δφ ₁ + Δφ ₂ + Δφ ₃ ). Note that Δφ ₃ Means a phase difference provided by the reinforcing plate 11. Therefore, the phase difference between the x ′ component and the y ′ component of the light that has passed through the optical compensation film 5 is −Δφ ₃ And maintain the elliptically polarized state. In addition, since the optical compensation film 5 has optical characteristics satisfying the expressions (1) to (5), the polarization direction of the light at the time when the light passes through the reinforcing plate 11 is the light after the light has passed through the polarizing film 7. To rotate by a predetermined angle with respect to the polarization direction.
[0039]
The light traveling in the oblique direction passes through the reinforcing plate 11 and reaches the polarizing film 10. As described above, the reinforcing plate 11 ₃ Since only the phase difference is given, the phase difference between the x ′ component and the y ′ component of the light after passing through the reinforcing plate 11 becomes 0, and the light that has passed through the reinforcing plate 11 becomes a linearly polarized state again and becomes a polarizing film. It is incident on 10. In addition, due to the action of the optical compensation film 5, the polarization direction of the light that has passed through the reinforcing plate 11 is rotated by a predetermined angle compared to immediately after passing through the polarizing film 7. Specifically, the polarization direction of the light that has passed through the reinforcing plate 11 due to the action of the optical compensation film 5 is a direction substantially coincident with the orthogonal projection of the absorption axis 14 on a plane perpendicular to the light traveling direction. For this reason, most of the light components that have traveled in the oblique direction after passing through the polarizing film 7 are prevented from traveling by the polarizing film 10, and the amount of light leaking to the outside is suppressed to such an extent that it cannot be visually recognized.
[0040]
Above phase difference Δφ ₁ , Δφ ₂ , Δφ ₃ Are the average values nx ′ and ny ′ of the refractive indexes of the reinforcing plates 9 and 11, the average values d ′ of the thickness, and the refractive index anisotropy Δn of the liquid crystal layer 3. _LC , Thickness d _LC Depends on the value of On the other hand, the optical characteristics of the optical compensation film 5 are determined using these values as parameters, as is clear from the expressions (1) to (3). ₁ , Δφ ₂ , Δφ ₃ Can be applied to light traveling in an oblique direction even if the value of fluctuates, so that light leakage can be suppressed.
[0041]
It should be noted that the specific shape of the light oscillation shape shown in FIG. 2 is merely an example. In other words, the vibration form of light is determined by the phase difference Δφ applied by each component. ₁ , Δφ ₂ , Δφ ₃ This is because the vibration form of light differs depending on the value of the phase difference.
[0042]
Next, advantages of the image display device according to the present embodiment will be described. First, in the image display device according to the present embodiment, the provision of the optical compensation film 5 allows light in the direction of θ ≠ 0 and φ ≠ 90 ° × n (n: integer) (hereinafter, referred to as “oblique direction”). Can be improved in contrast, and a wide effective viewing angle can be realized. FIG. 3 does not include an image display device according to the present embodiment, an image display device described in Japanese Patent No. 2982869 (hereinafter, referred to as an “image display device according to the related art”), and an optical compensation film. 6 is a graph showing φ dependency of light transmittance when performing black display on the image display device. In FIG. 3, the horizontal axis represents the angle φ (0 ° ≦ φ ≦ 360 °), and the vertical axis represents the light transmittance. Also, the curve l ₁ Represents the light transmittance at the time of black display with respect to the image display device according to the present embodiment, and the curve l ₂ , L ₃ Indicates the light transmittance of the image display device according to the prior art and the image display device without the optical compensation film, respectively. Further, the angle θ formed with the z direction is set to 80 °, the average value Δnz of the in-plane retardation of the polarizing plates 1 and 6 is set to 50 nm, and the retardation Δn of the liquid crystal layer 3 is set. _LC d _LC Is set to 362.5 nm.
[0043]
As shown in FIG. 3, an image display device without an optical compensation film (curve l) ₃ ) Shows that the light transmittance has a high value in the range of φ ≠ 90 ° × n, and that the intensity of leaking light has a large value. On the other hand, the image display device according to the present embodiment (curve l) ₁ ) And an image display device according to the prior art (curve l) ₂ ) Has a remarkable improvement in the light transmittance in the oblique direction due to the structure having the optical compensation film. Also, the curve l ₁ And the curve l ₂ When compared with the above, the light transmittance is suppressed to substantially the same value, and the image display device according to the present embodiment (curve l) ₁ ) Is suppressed to a lower value overall. Therefore, the image display device according to the present embodiment has characteristics superior to those of the image display device according to the related art with respect to the transmittance of light in oblique directions, and has an effective viewing angle substantially equal to that of the related art. It was shown. As shown in equation (2), the retardation ΔNz in the z direction is the retardation Δn of the liquid crystal layer 3. _LC d _LC In the image display device according to the present embodiment, even when the image display device is configured by a liquid crystal layer having a different retardation, it exhibits substantially the same characteristics as the conventional technology. Has been shown to be possible.
[0044]
Further, the image display device according to the present embodiment can easily produce the optical compensation film 5. The image display device according to the present embodiment and the image display device according to the related art are compared with respect to a range of values of in-plane retardation and z-direction retardation. FIG. 4 is a graph comparing the range in which in-plane retardation can be obtained in the optical compensation film. FIG. 5 is a graph comparing ranges in which retardation in the z direction in the optical compensation film can be obtained.
[0045]
In FIG. 4, a region I indicates a range of possible values of the in-plane retardation of the optical compensation film 5 according to the present embodiment, and a region II indicates a range of the in-plane retardation of the optical compensation filter in the related art. As shown in FIG. 4, the region I is located in a lower range overall than the region II, and in the present embodiment, the in-plane retardation of the optical compensation film 5 can be set to a lower value as compared with the related art. It is shown that
[0046]
In FIG. 5, a region III indicates a range in which retardation in the z direction of the optical compensation film 5 in the present embodiment can be obtained, and a region IV indicates a range of retardation in the z direction of the optical compensation filter in the related art. As is clear from comparison between the region III and the region IV, it is shown that the value of the retardation in the z direction of the optical compensation film 5 in the present embodiment is suppressed to a lower range as compared with the related art. .
[0047]
As described above, as shown in FIGS. 4 and 5, the values of the in-plane retardation and the z-direction retardation of the optical compensation film 5 in the present embodiment are suppressed to lower ranges as compared with the image display device according to the related art. Have been. As shown in Expressions (4) and (5), the values of nx, ny, and nz can be made substantially equal as the values of the in-plane retardation and the retardation in the z direction decrease. Therefore, the optical compensation film 5 in the present embodiment can suppress the optical anisotropy in the x, y, and z directions more than before, and the production is facilitated and the production yield is improved.
[0048]
Furthermore, the image display device according to the present embodiment can suppress a change in the effective viewing angle due to a manufacturing error. First, in the image display device according to the present embodiment, the fluctuation of the light transmittance during black display is suppressed with respect to the deviation of the angle between the absorption axis of the polarizing plate 1 and the absorption axis of the polarizing plate 6. Will be described. FIG. 6 shows a change in light transmittance when the angle between the absorption axis of the polarizing plate 1 and the absorption axis of the polarizing plate 6 is 88 ° and 92 ° in the image display device according to the present embodiment. It is a graph. In FIG. 6, the curve l ₄ Shows the case where the angle between the absorption axes 13 and 14 is 92 °, and the curve l ₅ Indicates a case where the angle between the absorption axes 13 and 14 is 88 °. FIG. 7 is a graph for comparison, showing a change in light transmittance when the angle between the absorption axes of the polarizing plates changes in the image display device according to the related art. In FIG. ₆ Shows the case where the angle between the absorption axes is 92 °, and the curve l ₇ Indicates the case of 88 °. In FIGS. 6 and 7, conditions other than the angle of the absorption axis are the same as those in the graph of FIG.
[0049]
As shown in FIG. 6, in the image display device according to the present embodiment, when the angle between the absorption axes changes, the maximum value of the light transmittance is about 0.003. On the other hand, in the image display device according to the related art, as shown in FIG. 7, when the angle between the absorption axes changes, the maximum value of the light transmittance reaches 0.0035. Therefore, assuming that the light transmittances at the time of white display are equal, the contrast value of the image display device according to the present embodiment has a value that is approximately 16% superior to the image display device according to the related art. You can see that. That is, the image display device according to the present embodiment can suppress a decrease in contrast with respect to the displacement of the absorption axis as compared with the image display device according to the related art, and has an advantage that tolerance for a manufacturing error is large. Having.
[0050]
Further, as shown in FIGS. 6 and 7, the lowest value of the light transmittance is substantially equal between the present embodiment and the prior art. Since the maximum value of the light transmittance is lower in the image display device according to the present embodiment as described above, the image display device according to the present embodiment There is also an advantage that the expansion of the range can be suppressed as compared with the related art.
[0051]
Next, a description will be given of how the image display device according to the present embodiment suppresses a change in light transmittance during black display with respect to a change in pretilt angle of liquid crystal molecules included in the liquid crystal layer 3. Here, the pretilt angle refers to an angle formed between the major axis direction of the liquid crystal molecules located near the interface between the array substrate 2 and the counter substrate 4 and the substrate surface (xy plane). FIG. 8 is a graph showing the φ dependence of the light transmittance when performing black display on an image display device in which the pretilt angle of the liquid crystal molecules is 4 °. Note that the curve l ₈ Indicates the φ dependence of the light transmittance in the image display device according to the present embodiment, and the curve l ₉ Indicates the φ dependence of the light transmittance in the image display device according to the related art.
[0052]
As shown in FIG. 8, the maximum value of the light transmittance is 0.0035 in the image display device according to the present embodiment, whereas the maximum value of the light transmittance is Is 0.0045. When the difference in light transmittance is converted into a contrast value on the assumption that the light transmittance in white display is equal, the image display device according to the present embodiment has a contrast of 28% as compared with the related art. It has an excellent value. That is, the image display device according to the present embodiment is more capable of suppressing the decrease in contrast with respect to the shift of the pretilt angle of the liquid crystal molecules than the image display device according to the related art, and has a tolerance for a manufacturing error. Has the advantage of being large.
[0053]
Also, the curve l ₈ And the curve l ₉ As is clear from the comparison, the minimum value of the light transmittance has substantially the same value in the present embodiment and the prior art. On the other hand, since the maximum value of the light transmittance of the image display device according to the present embodiment has a low value as described above, the image display device according to the present embodiment has an enlarged width of the variation range of the light transmittance. Is suppressed more than in the prior art.
[0054]
Note that, in an image display device actually distributed on the market, the pretilt angle of liquid crystal molecules is controlled to be about 3 ° to 5 °. For this reason, from a practical point of view, the effective viewing angle when the pretilt angle is 3 ° to 5 ° is more important than the effective viewing angle when the pretilt angle is 0 °, and the image display device according to the present embodiment is It is shown that it has excellent viewing angle characteristics from a practical viewpoint as compared with the technology.
[0055]
As described above, the content of the present invention has been described using the embodiment, but the present invention is not limited to the content described above, and those skilled in the art can conceive various examples, modifications, and the like. It is possible. For example, in the embodiment, the normally black mode image display device in which a black display image is performed when an electric field is not applied has been described. However, the present invention is applied to a so-called normally white mode image display in which a black display image is performed when an electric field is applied. It is possible to do. Further, with respect to the direction of the absorption axis, the polarizing plates 1 and 6 may be formed such that the absorption axis 13 is in the x direction and the absorption axis 14 is in the y direction. Further, the angle between the absorption axis 13 and the major axis direction of the liquid crystal molecules included in the liquid crystal layer 3 may be substantially perpendicular.
[0056]
Further, although the IPS type image display device has been described in the embodiments, the present invention can be applied to an image display device having a different structure such as a TN (Twisted Nematic) system.
[0057]
Further, in the embodiment, the polarizing plate has a structure in which the polarizing film is sandwiched between the reinforcing plates. However, the structure of the polarizing plate is not limited to such a structure. It is possible to apply when it has. In such a case, Δnz may be determined based on the retardation of a portion of the polarizing plate located between the absorption axes of the two polarizing plates, instead of considering the retardation of the entire polarizing plate.
[0058]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, by providing the optical compensation film having the above-described characteristics, even when liquid crystal layers having various optical characteristics are used, leakage of light that proceeds in an oblique direction is caused. In addition to being able to suppress, the optical compensation film is easy to produce because the in-plane retardation of the optical compensation film and the average value of the retardation in the normal direction of the polarizing plate are limited to a low value. This has the effect of suppressing a reduction in image quality due to manufacturing variations such as deviation of the angle formed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view showing the entire structure of an image display device according to an embodiment.
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining an operation of suppressing leakage of light traveling in an oblique direction in the image display device according to the embodiment;
FIG. 3 is a graph showing the φ dependence of the light transmittance of light traveling obliquely during black display.
FIG. 4 is a graph showing a possible range of in-plane retardation in an optical compensation film.
FIG. 5 is a graph showing a possible range of retardation in the z direction in the optical compensation film.
FIG. 6 is a graph showing φ dependence of light transmittance in black display with respect to fluctuation between absorption axes in the image display device according to the embodiment;
FIG. 7 is a graph showing φ dependence of light transmittance in black display with respect to fluctuation between absorption axes in an image display device according to a conventional technique.
FIG. 8 is a graph showing φ dependence of light transmittance in black display when the pretilt angle of liquid crystal molecules is 4 °.
[Explanation of symbols]
1 Polarizing plate
2 Array substrate
3 Liquid crystal layer
4 Counter substrate
5 Optical compensation film
6 Polarizing plate
7 Polarizing film
8 Reinforcement plate
9 Reinforcement plate
10 Polarizing film
11 Reinforcement plate
13 Absorption axis
14 Absorption axis
101 Polarizing plate
102 Array substrate
103 liquid crystal layer
104 Counter substrate
105 Optical compensation film
106 Polarizing plate

Claims

A light incident side polarizing plate having an absorption axis in a first direction, a light emitting side polarizing plate having an absorption axis in a second direction, and disposed between the light incident side polarizing plate and the light emitting side polarizing plate. The liquid crystal layer, the light-incident-side polarization plate, and the light-outgoing-side polarization plate, and the emission-side polarization in the polarization direction of light that travels in an oblique direction after passing through the light-incidence-side polarization plate. An optical compensation film that makes the projection on the plate coincide with the second direction,
The optical compensation film,
Average value of the retardation Δnz in the normal direction of the polarizing plate in a portion of the incident side polarizing plate and the light emitting side polarizing plate located between the absorption axis in the first direction and the absorption axis in the second direction. And an in-plane retardation determined based on a retardation Δn _LC d _LC of the liquid crystal layer and a retardation in a normal direction of the polarizing plate.

The optical compensation film has an average value of in-plane retardation of (100-1.3 Δnz) or more and (300-1.3 Δnz) or less, and an average value of retardation in a normal direction of the polarizing plate is (1.6). 2. The image display device according to claim 1, wherein the value is not less than −0.005Δnz−0.00386Δn _LC d _LC ) and not more than (2.1−0.005Δnz−0.00386Δn _LC d _LC ). 3.

The light incident side polarizing plate and the light emitting side polarizing plate,
A polarizing film with an absorption axis,
Two reinforcing plates sandwiching the polarizing film up and down,
3. The image display according to claim 1, wherein an average value of retardation in a normal direction of the polarizing plate is determined based on a value of a reinforcing plate located between the polarizing films. 4. apparatus.

The image display device according to claim 1, wherein a slow axis of the optical compensation film substantially coincides with the first direction or the second direction.

An array substrate, a counter substrate disposed to face the array substrate, and a liquid crystal layer sealed between the array substrate and the counter substrate, between the light incident side polarizing plate and the light emitting side polarizing plate. The image display device according to claim 1, further comprising:

2. The liquid crystal layer according to claim 1, wherein the liquid crystal layer includes liquid crystal molecules oriented so as to maintain the direction of the plane of polarization of transmitted light traveling in a direction perpendicular to the incident side polarizing plate when no electric field is applied. 6. The image display device according to any one of items 5 to 5.

The image display device according to claim 1, wherein an angle formed between the first direction and the second direction is substantially 90 °.

The array substrate has a circuit structure capable of applying an electric field to the liquid crystal layer in a direction substantially parallel to the surface of the substrate. The image display device according to claim 5, wherein the image display device rotates in a direction substantially parallel to the surface.