JP2004341561A - 液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 電圧無印加時には液晶分子が略垂直に配向し、電圧印加時には液晶分子が液晶領域毎に軸対称状に配向する液晶セルと、直交クロスニコル状態に配置された偏光板との間に、負の複屈折性を有し、面内方向の主屈折率nx,ny、および厚み方向の主屈折率nzについてnx>ny>nzの関係を有する位相差補償素子を配置する。
【選択図】 図12
Description
(基本動作)
図1を参照しながら、本発明に係る液晶表示装置100の動作原理を説明する。図1(a)及び図1(b)は電圧無印加時の状態を示し、図1(c)及び図1(d)は電圧印加時の状態を示す。なお、図1(a)及び図1(c)は断面図であり、図1(b)及び図1(d)は上面をクロスニコル状態の偏光顕微鏡で観察した結果を示す図である。
本発明で用いられる液晶材料は、負の誘電率異方性(Δε<0)を有する、いわゆるNn型の液晶材料である。Δεの絶対値の大きさは用途により適宜設定でき、一般的には、駆動電圧を低下させるという観点から大きな絶対値を有することが好ましい。
図2を参照しながら上述したように、本発明の液晶表示装置には1/2Vth以上の電圧を常に印加することが好ましい。
従来技術の項で説明したように、2枚の直交した偏光板間に垂直配向した液晶材料を挟んだ場合、正面方向では良好な黒状態が得られ、高コントラストの表示が得られる。しかし、視角を変化させて観察した場合、(i)偏光板自身の特性による視角依存性、および(ii)液晶層のリタデーションによる視角依存性に起因して光漏れが観測され、コントラスト比の低下が起こる。
垂直配向層は、液晶分子を垂直に配向させる表面を有していればよく、その材料は無機材料でも有機材料でもかまわない。例えば、ポリイミドタイプ(JALS204(日本合成ゴム)や1211(日産化学))や無機系(EXP−OA003(日産化学工業))などが使用できる。
偏光板を直交ニコル状態に配置することにより、垂直配向した液晶材料を挟んだ場合にノーマリーブラックモードの良好な黒状態が得られ、高コントラストの表示が得られる。この偏光板としては、例えば、ポリビニルアルコール系フィルム、ポリビニルホルマールフィルム、ポリビニルアセタールフィルム、ポリ(エチレン−酢酸)共重合体系ケン化フィルムのような親水性高分子フィルムにヨウ素や親水性高分子を吸着配向せしめたヨウ素系偏光フィルムや染料系偏光フィルム等、およびポリビニルアルコール系フィルムを脱水処理したりポリ塩化ビニルフィルムを脱塩酸処理したりしてポリエンを配向せしめたポリエン系偏光フィルム等を用いることができる。
図31を参照しながら、本実施形態1の液晶表示装置の製造方法について説明する。図31(a)は本実施形態1の液晶表示装置の断面図であり、図31(b)はその平面図である。
本実施形態2では、実施形態1と同様にして図31に示した液晶セルを作製し、実施形態1と同様に、図32に示したような配置で液晶セル100の両側に偏光板101、102および位相差補償素子103、104を配置して液晶表示装置を完成した。但し、この実施形態2では、Nn型液晶材料(Δε=−3.3、Δn=0.0773、セルギャップ6μmで90゜ツイストとなるように液晶材料固有のツイスト角を設定、リタデーション値dLC・Δn=450nm)を注入した。
比較例1では、実施形態1と同様にして図31に示した液晶セルを作製し、液晶セルの両側に一対の偏光板を各々の吸収軸が直交するように配置して液晶表示装置を完成した。但し、この比較例1では位相差補償素子は設けなかった。 図36に比較例1の液晶表示装置におけるコントラストの視角特性を示す。図36において、Φは方位角(表示面内の角度)、θは視角(表示面法線からの傾き角)であり、ハッチングはコントラスト比が10:1以上の領域を示す。図36に示すように、偏光板の吸収軸から45゜ずれた方向(図36の(イ)または(ロ)に示す方向)の視角特性が悪く、特に視角が35゜以上になるとコントラストが著しく低下していた。
比較例2では、実施形態1と同様にして図31に示した液晶セルを作製し、液晶セルの両側に上側偏光板および下側偏光板を各々の吸収軸が直交するように配置した。また、上側偏光板と液晶セルとの間に第1の位相差補償素子を配置し、下側偏光板と液晶セルとの間に第2の位相差補償素子を配置した。但し、この比較例2では、第1の位相差補償素子および第2の位相差補償素子は共にフリスビー型と呼ばれる位相差補償素子で、nx=nyであり、厚さ方向のリタデーション値df(nx−nz)は150nmとした。
本実施形態3では、実施形態1と同様にして図31に示した液晶セルを作製し、実施形態1と同様に、図32に示したような配置で液晶セル100の両側に偏光板101、102および位相差補償素子103、104を配置して液晶表示装置を完成した。但し、この実施形態3では、上側偏光板101の表面にヘイズ3.5%、光沢度80%のアンチグレア防眩層を設けた。
本実施形態4では、実施形態3と同様にして図31に示した液晶セルを作製し、実施形態3と同様に、図32に示したような配置で液晶セル100の両側に偏光板101、102および位相差補償素子103、104を配置して液晶表示装置を完成した。但し、この実施形態4では、上側偏光板101の表面にヘイズ13%、光沢度40%のアンチグレア防眩層を設けた。
本実施形態5では、実施形態3と同様にして図31に示した液晶セルを作製し、実施形態3と同様に、図32に示したような配置で液晶セル100の両側に偏光板101、102および位相差補償素子103、104を配置して液晶表示装置を完成した。但し、この実施形態5では、上側偏光板101の表面にヘイズ3.5%、光沢度80%のアンチグレア防眩層を設けた上に、さらに反射防止膜を設けた。
本実施形態6では、実施形態3と同様にして図31に示した液晶セルを作製し、実施形態3と同様に、図32に示したような配置で液晶セル100の両側に偏光板101、102および位相差補償素子103、104を配置して液晶表示装置を完成した。但し、この実施形態6では、上側偏光板101の表面にヘイズ13%、光沢度40%のアンチグレア防眩層を設けた上に、さらに反射防止膜を設けた。
図43を参照しながら、実施形態7の液晶表示装置の製造方法について説明する。本実施形態の液晶表示装置の液晶セルは、図31の液晶セルと同様の構造を有しているので、図31を併せて参照しながら、説明する。
本実施形態では、実施形態7と同じ液晶セルを用いて、位相差補償素子として2軸延伸法で作製した2枚の位相差板を、2枚の偏光板と液晶セルとの間にそれぞれ1枚ずつ配置した液晶表示装置について説明する。なお、本実施形態の位相差補償素子は、面内のリタデーション値df(nx−ny)が43nm、厚さ方向のリタデーション値df(nx−nz)が191nmのポリカーボネート材料からなる位相差補償素子を用いた。本実施形態における液晶セルも、電圧無印加時に液晶分子が基板に対して略垂直配向し、電圧印加時には基板に垂直な軸を中心に軸対称配向する液晶層を有する。
101、102 偏光板
103、104 位相差補償素子
32、34、61、62 基板
38a、38b、67、68 垂直配向層
36、66 凸部
40 液晶層
42 液晶分子
63、64 透明電極
65 スペーサー
Claims (11)
- 一対の基板に挟持され、負の誘電率異方性を有する液晶分子からなる液晶層を有する液晶セルと、
該液晶セルを挟持し、偏光板の吸収軸が互いに直交する一対の偏光板と、
該一対の偏光板と該液晶セルとの間のそれぞれに設けられた2軸性の位相差補償素子とを備えた液晶表示装置であって、
該液晶分子は電圧無印加時に該一対の基板に対してほぼ垂直な方向に配向し、
該位相差補償素子は、負の複屈折率を有し、それぞれ互いに直交するx、y、及びz軸方向に3つの主屈折率nx,ny,nzを有し、該液晶セルの面内方向の主屈折率をnx,nyとし、該液晶セルの厚み方向の主屈折率をnzとするとき、nx>ny>nzの関係を有し、
該位相差補償素子の面内方向のリタデーション値df(nx−ny)の範囲は16.0nm〜65.0nmであり、
該位相差補償素子は、該位相差補償素子のx軸方向が該位相差補償素子に隣接する偏光板の吸収軸にほぼ直交するように配置されている、液晶表示装置。 - 一対の基板に挟持され、負の誘電率異方性を有する液晶分子からなる液晶層を有する液晶セルと、
該液晶セルを挟持し、偏光板の吸収軸が互いに直交する一対の偏光板と、
該一対の偏光板と該液晶セルとの間の一方に設けられた2軸性の位相差補償素子とを備えた液晶表示装置であって、
該液晶層は複数の液晶領域を有し、該一対の基板は該液晶層側の表面に垂直配向層を有し、該液晶分子は電圧印加時に該複数の液晶領域毎に軸対称状に配向し、該液晶分子は電圧無印加時に該一対の基板に対してほぼ垂直な方向に配向し、
該位相差補償素子は、負の複屈折率を有し、それぞれ互いに直交するx、y、及びz軸方向に3つの主屈折率nx,ny,nzを有し、該液晶セルの面内方向の主屈折率をnx,nyとし、該液晶セルの厚み方向の主屈折率をnzとするとき、nx>ny>nzの関係を有し、
該位相差補償素子は、該位相差補償素子のx軸方向が該位相差補償素子に隣接する偏光板の吸収軸にほぼ直交するように配置されている、液晶表示装置。 - 一対の基板に挟持され、負の誘電率異方性を有する液晶分子からなる液晶層を有する液晶セルと、
該液晶セルを挟持し、偏光板の吸収軸が互いに直交する一対の偏光板と、
該一対の偏光板と該液晶セルとの間のそれぞれに設けられた2軸性の位相差補償素子とを備えた液晶表示装置であって、
該液晶層は複数の液晶領域を有し、該一対の基板は該液晶層側の表面に垂直配向層を有し、該液晶分子は電圧印加時に該複数の液晶領域毎に軸対称状に配向し、該液晶分子は電圧無印加時に該一対の基板に対してほぼ垂直な方向に配向し、
該位相差補償素子は、負の複屈折率を有し、それぞれ互いに直交するx、y、及びz軸方向に3つの主屈折率nx,ny,nzを有し、該液晶セルの面内方向の主屈折率をnx,nyとし、該液晶セルの厚み方向の主屈折率をnzとするとき、nx>ny>nzの関係を有し、
該位相差補償素子は、該位相差補償素子のx軸方向が該位相差補償素子に隣接する偏光板の吸収軸にほぼ直交するように配置されている、液晶表示装置。 - 一対の基板に挟持され、負の誘電率異方性を有する液晶分子からなる液晶層を有する液晶セルと、
該液晶セルを挟持し、偏光板の吸収軸が互いに直交する一対の偏光板と、
該一対の偏光板と該液晶セルとの間の一方に設けられた2軸性の位相差補償素子とを備えた液晶表示装置であって、
該液晶層は複数の液晶領域を有し、該一対の基板は該液晶層側の表面に垂直配向層を有し、該液晶分子は電圧印加時に該複数の液晶領域毎に軸対称状に配向し、該液晶分子は電圧無印加時に該一対の基板に対してほぼ垂直な方向に配向し、
該位相差補償素子は、負の複屈折率を有し、それぞれ互いに直交するx、y、及びz軸方向に3つの主屈折率nx,ny,nzを有し、該液晶セルの面内方向の主屈折率をnx,nyとし、該液晶セルの厚み方向の主屈折率をnzとするとき、nx>ny>nzの関係を有し、
該液晶分子の複屈折率をΔn、該液晶層の平均厚さをdLC、該位相差補償素子の厚さをdfとするとき、該位相差補償素子の厚さ方向のリタデーション値df(nx−nz)が該液晶層のリタデーション値dLC・Δnより小さい、液晶表示装置。 - 一対の基板に挟持され、負の誘電率異方性を有する液晶分子からなる液晶層を有する液晶セルと、
該液晶セルを挟持し、偏光板の吸収軸が互いに直交する一対の偏光板と、
該一対の偏光板と該液晶セルとの間のそれぞれに設けられた2軸性の位相差補償素子とを備えた液晶表示装置であって、
該液晶層は複数の液晶領域を有し、該一対の基板は該液晶層側の表面に垂直配向層を有し、該液晶分子は電圧印加時に該複数の液晶領域毎に軸対称状に配向し、該液晶分子は電圧無印加時に該一対の基板に対してほぼ垂直な方向に配向し、
該位相差補償素子は、負の複屈折率を有し、それぞれ互いに直交するx、y、及びz軸方向に3つの主屈折率nx,ny,nzを有し、該液晶セルの面内方向の主屈折率をnx,nyとし、該液晶セルの厚み方向の主屈折率をnzとするとき、nx>ny>nzの関係を有し、
該液晶分子の複屈折率をΔn、該液晶層の平均厚さをdLC、該位相差補償素子の厚さをdfとするとき、該位相差補償素子の厚さ方向のリタデーション値df(nx−nz)が該液晶層のリタデーション値dLC・Δnより小さい、液晶表示装置。 - 前記位相差補償素子は、該位相差補償素子のx軸方向が該位相差補償素子に隣接する偏光板の吸収軸にほぼ直交するように配置されている請求項4または5に記載の液晶表示装置。
- 前記液晶分子の複屈折率をΔn、前記液晶層の平均厚さをdLC、および前記位相差補償素子の厚さをdfとするとき、
該位相差補償素子の面内方向のリタデーション値df(nx−ny)が該液晶層のリタデーション値dLC・Δnより小さい請求項1から5のいずれかに記載の液晶表示装置。 - 前記位相差補償素子の厚さ方向のリタデーション値df(nx−nz)が0よりも大きい請求項1から5のいずれかに記載の液晶表示装置。
- 前記位相差補償素子の平均屈折率が1.4以上1.7以下である請求項1から5のいずれかに記載の液晶表示装置。
- 前記一対の偏光板のうち、観察者側の偏光板の表面にアンチグレア防眩層が設けられている請求項1から5のいずれかに記載の液晶表示装置。
- 前記アンチグレア防眩層の表面に反射防止膜が設けられている請求項10に記載の液晶表示装置。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2004244354A JP2004341561A (ja) | 1997-09-25 | 2004-08-24 | 液晶表示装置 |
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JP2004244354A JP2004341561A (ja) | 1997-09-25 | 2004-08-24 | 液晶表示装置 |
Related Parent Applications (1)
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JP2004244354A Withdrawn JP2004341561A (ja) | 1997-09-25 | 2004-08-24 | 液晶表示装置 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009109993A (ja) * | 2007-10-12 | 2009-05-21 | Sumitomo Chemical Co Ltd | 偏光板のセット、ならびにこれを用いた液晶パネルおよび液晶表示装置 |
JP2009157347A (ja) * | 2007-12-03 | 2009-07-16 | Sumitomo Chemical Co Ltd | 偏光板のセット、ならびにこれを用いた液晶パネルおよび液晶表示装置 |
-
2004
- 2004-08-24 JP JP2004244354A patent/JP2004341561A/ja not_active Withdrawn
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2009157347A (ja) * | 2007-12-03 | 2009-07-16 | Sumitomo Chemical Co Ltd | 偏光板のセット、ならびにこれを用いた液晶パネルおよび液晶表示装置 |
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