JP2014106541A - 液晶表示装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の実施形態は液晶表示装置およびその製造方法を提供し、液晶ディスプレイの分野に関連する。
【解決手段】本発明の液晶表示装置は、液晶パネル、液晶パネルの２つの面に各々配置された第１光学補償構造物および第２光学補償構造物を含み、第２光学補償構造物は偏光膜層、補償膜層および２軸膜層を含み、偏光膜層は補償膜層と２軸膜層との間に配置され、２軸膜層は偏光膜層と液晶パネルとの間に配置される。本発明は光学補償構造物内の２軸膜層の提供を通じて、液晶パネルの斜め方向に生じる色ずれを効果的に是正し、製品の品質を向上することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は液晶ディスプレイの技術分野に関し、特に液晶表示装置およびその製造方法に関する。

ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）技術の継続的な発展に伴い、ＬＣＤの品質に対する需要は益々増大している。コントラストに優れかつ広視野角を有するＩＰＳ（インプレーンスイッチング）型ＬＣＤがより一層普及している。

ＴＮ（ツイステッドネマチック）型液晶ディスプレイとは異なり、ＩＰＳ型液晶ディスプレイの液晶には水平電界が与えられ、その結果液晶分子は基板に対して平行な面内でねじれ運動を行うことができる。液晶分子のねじれにより光の進行方向が変化する。液晶ディスプレイのコントラストを強めるために、現在のＩＰＳ型液晶ディスプレイは液晶パネルの両面に等価な偏光板を配置する必要がある。従来技術のＩＰＳ型液晶ディスプレイの構造が図１に示され、液晶ディスプレイは偏光機能を有する上部光学補償構造物１１および上部光学補償構造物１１の反対側に配置された下部光学補償構造物１３を含む。上部光学補償構造物１１は偏光効果および光学補償機能を有する第１ＴＡＣ層１１１および第２ＴＡＣ層１１３、および第１ＴＡＣ層１１１と第２ＴＡＣ層１１３との間に配置される偏光膜層としての第１ＰＶＡ層１１２をさらに含み、下部光学補償構造物１３に含まれる第３ＴＡＣ層１３１、第２ＰＶＡ層１３２、および第４ＴＡＣ層１３３は、上部光学補償構造物１１における第２ＴＡＣ層１１３、第１ＰＶＡ層１１２、および第１ＴＡＣ層１１１に各々対応し、各層の間の階層構造関係は図１に示される。この構造を有するＩＰＳ型液晶ディスプレイは、液晶パネルの斜め方向に色ずれが起こり得るという欠点を有する。図１に示されるＩＰＳ型液晶ディスプレイを例に取ると、現在の液晶パネル１２のΔｎｄは通常３９２．７ｎｍであり、第２ＴＡＣ層１１３および第３ＴＡＣ層１３１の水平位相差Ｒｅは双方とも３ｎｍであり、それらの厚み方向位相差Ｒｔｈは双方とも４０ｎｍであり、その結果生成される斜め方向の色ずれが図２に示される。従来技術は液晶パネルの斜め方向に生成される色ずれの問題を解決することができない。

本発明の実施形態は液晶表示装置およびそれを製造する方法を提供し、それにより液晶パネルの斜め方向において生成される色ずれを是正することができる。
上述の目的を達成するために、本発明の実施形態は以下の技術的解決法を用いる。
本発明の一つの局面によれば、液晶表示装置は液晶パネル、液晶パネルの２つの面に各々配置された第１光学補償構造物および第２光学補償構造物を含み、第２光学補償構造物は偏光膜層、補償膜層および２軸膜層を含み、偏光膜層は補償膜層と２軸膜層との間に配置され、２軸膜層は偏光膜層と液晶パネルとの間に配置される。

第１光学補償構造物は第１補償膜層、第２補償膜層、および第１補償膜層と第２補償膜層との間に配置される第１偏光膜層を含み、第２補償膜層は第１偏光膜層と液晶パネルとの間に配置される。

本発明の他の局面によれば、液晶表示装置を製造する方法は、
第１光学補償構造物を得るために、互いに反対側に配置される第１補償膜層と第２補償膜層との間に第１偏光膜層を形成する段階、
第２光学補償構造物を得るために、互いに反対側に配置される補償膜層と２軸膜層との間に偏光膜層を形成する段階、
２軸膜層が偏光膜層と液晶パネルとの間に配置されるように第１光学補償構造物と第２光学補償構造物を各々液晶パネルの２つの面に配置する段階、
を含む。

この方法は、第２学補償構造物が第１偏光膜層と液晶パネルとの間に配置されるように第１光学補償構造物を配置する段階をさらに含む。

本発明の実施形態による液晶表示装置およびそれを製造する方法に関して、液晶パネルは互いに反対側に配置された第１光学補償構造物と第２光学補償構造物との間に配置され、第１光学補償構造物は補償膜層の２つの層、および補償膜層の２つの層の間の偏光膜層を含み、第２光学補償構造物は２軸膜層および補償膜層を含み、偏光膜層は２軸膜層と補償膜層との間に配置される。この構造を用いる液晶表示装置は、光学補償構造物内の２軸膜層の提供を通じて、液晶パネルの斜め方向に生じる色ずれを効果的に是正し、製品の品質を向上することができる。

本発明の実施形態および従来技術における技術的解決法をさらに明らかに記述するために、従来技術を記載するのに用いられる実施形態および図面が以下に簡単に示される。明らかに、以下に記載される図面は本発明の実施形態を示すのみであり、当業者は創意を必要とせずにそのような図面から他の図面を得ることができる。

従来のＩＰＳ型液晶ディスプレイの概略的な構造図である。 従来のＩＰＳ型液晶ディスプレイの色ずれのシミュレーション結果の概略図である。 本発明の実施形態による液晶表示装置の概略的な構造図である。 本発明の実施形態による液晶表示装置の色ずれのシミュレーション結果の概略図である。 本発明の実施形態による液晶表示装置の製造方法のフローチャートである。

本発明の実施形態における技術的解決方法が本発明の実施形態の図面と組み合わせて以下に明確かつ完全に説明される。明らかに、ここに記載される実施形態は本発明の実施形態の全体というよりむしろ一部のみである。本発明の実施形態に照らして当業者により得られる他の実施形態の全ては本発明の保護範囲内に存在する。

図３に示されるように、本発明の実施形態による液晶表示装置３０は、液晶パネル３１および液晶パネル３１の２つの面に位置する第１光学補償構造物３２および第２光学補償構造物３３を含む。第１光学補償構造物３２は第１補償膜層３２１、第２補償膜層３２３、および第１補償膜層３２１と第２補償膜層３２３との間に位置する第１偏光膜層３２２を含み、第２補償膜層３２３は第１偏光膜層３２２と液晶パネル３１との間に位置する。第２光学補償構造物３３は、第２偏光膜層３３２、第３補償膜層３３３、および２軸膜層３３１を含み、第２偏光膜層３３２は第３補償膜層３３３と２軸膜層３３１との間に位置する。２軸膜層３３１は第２偏光膜層３３２と液晶パネル３１との間に位置する。

本発明の実施形態による液晶表示装置において、液晶パネルは互いに反対側である第１光学補償構造物と第２光学補償構造物との間に位置し、第１光学補償構造物は第１補償膜層、第２補償膜層、および第１補償膜層と第２補償膜層との間の第１偏光膜層を含み、第２光学補償構造物は２軸膜層および第３補償膜層を含み、第２偏光膜層は２軸膜層と第３補償膜層との間に位置する。この構造を用いる液晶表示装置は、第２光学補償構造物内の２軸膜層の提供を通じて、液晶パネルの斜め方向に生じる色ずれを効果的に是正し、製品の品質を向上することができる。

第１光学補償構造物の膜層と第２光学補償構造物の膜層との間の構造的関係が図３に示される。本発明の液晶表示装置の第２光学補償構造物において、２軸膜層と第３補償膜層とは従来技術の液晶表示装置内の２重補償膜層構造を置換するために用いられ、２軸膜層は２重の光軸を有する透明膜層を示し、光が２軸膜層を通過するとき重屈折（ｂｉｒｅｆｒａｃｔｉｏｎ）が起こる。

２軸膜層３３１の面内方向位相差Ｒｅは２００ｎｍから３００ｎｍの範囲であってよく、２軸膜層３３１の厚み方向の位相差Ｒｔｈは１００ｎｍから１５０ｎｍの範囲であってよい。

本発明の実施形態において、面内方向位相差Ｒｅは、膜面内の位相遅延値を示し、厚み方向位相差Ｒｔｈは膜面に垂直な方向における位相遅延値を示す。具体的には、Ｒｅ＝（ｎｘ−ｎｙ）×ｄ、Ｒｔｈ＝［（ｎｘ＋ｎｙ）／２−ｎｚ］×ｄであり、ここでｎｘは膜面内の遅軸に沿った屈折率であり、ｎｙは膜面内の速軸に沿った屈折率であり、ｎｚは膜深さに沿った屈折率であり、ｄは単位ｎｍでの膜厚みである。２軸膜層製造の間、２軸膜層製造のための材料は上記標準に従って選択され得る。

それに対応して、２軸膜層３３１の反対側の第１光学補償構造物３２の第２補償膜層３２３の面内方向位相差Ｒｅ’は０ｎｍから４ｎｍの範囲であり、第２補償膜層３２３の厚み方向の位相差Ｒｔｈ’は０ｎｍから１０ｎｍの範囲であってよい。

例えば、実際の使用の間、２軸膜層３３１の面内方向位相差Ｒｅは２７４ｎｍであってよく、２軸膜層３３１の厚み方向位相差Ｒｔｈは１３８ｎｍであってよい。それに対応して、第２補償膜層３２３の面内方向位相差Ｒｅ’および厚み方向位相差Ｒｔｈ’はどちらも０ｎｍであってよい。

本発明の実施形態による液晶表示装置により生じる色ずれが図４に示されるが、斜め方向における色ずれが大きく改善されることがわかる。

さらに、第１偏光膜層３２２および第２偏光膜層３３２のうち少なくとも１つがポリビニルアルコールＰＶＡ薄膜であり、第１補償膜層３２１、第２補償膜層３２３、および第３補償膜層３３３のうち少なくとも１つが三酢酸セルロースＴＡＣ薄膜である。

本発明の実施形態による偏光膜層および補償膜層のような、そのような層構造を、ＡＤ−ＳＤＳ（Ａｄｖａｎｃｅｄ−Ｓｕｐｅｒ Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ、略してＡＤＳ）型、ＩＰＳ（インプレーンスイッチ）型、ＴＮ（ツイステッヂネマチック）型などの液晶表示装置において広く使用することができる。ＡＤ−ＳＤＳ技術では、同じ面内のスリット電極の端部において生成される電場、およびスリット電極と板状電極との間に生成される層間電場を通じて多次元の電場を形成し、液晶ボックス内のスリット電極および電極の直接上方の全ての配向の液晶分子が回転変換を生成することができ、液晶の操作効率が向上され、かつ光の透過率が増大する。

上述の第１光学補償構造物３２の特定の形態は本発明の１つの実施形態に過ぎず、第１光学補償構造物３２はこれに限定されず、光の移動方向を補償する偏光機能を実現することができる任意の構造物を含むことができることは理解されるべきである。

上述の液晶表示装置のあるものは色フィルター基板および互いに組み合わされたアレイ基板を含む。相違点は、ＴＮ型表示装置の共通電極が色フィルター基板上に配置され、およびそのピクセル電極がアレイ基板の上に配置されること、およびＡＤＳ型表示装置およびＩＰＳ型表示装置の共通電極およびピクセル電極が全てアレイ基板上に配置されることである。

ＡＤＳ型表示装置のアレイ基板において、共通電極およびピクセル電極は異なる層に配置されてよく、上部層上の電極は複数のストリップ形状の電極を含み（これらはスリット電極であるとみなされてよい）、下部層上の電極は複数のストリップ形状のまたは平板形状であってよい電極を含む。異なる層への配置は、少なくとも２つのパターンに関して行われてよく、これはパターニング法を通じて薄膜の少なくとも２つの層から少なくとも２つのパターンを形成することを意味する。異なる層に２つのパターンを配置することは、パターニング法を通じて薄膜の２つの層から各々２つのパターンを形成することを示す。例えば、共通電極およびピクセル電極を異なる層に配置することはパターニング法を通じて透明な導電性薄膜の第１層から下部層電極を形成し、パターニング法を通じて透明な導電性薄膜の第２層から上部層電極を形成し、下部層電極が共通電極（またはピクセル電極）であり上部電極がピクセル電極（または共通電極）であることを示す。

ＩＰＳ型表示装置のアレイ基板において、共通電極およびピクセル電極は同じ層に配置され、共通電極は複数の第１ストリップ形状電極を含み、ピクセル電極は複数の第２ストリップ形状電極を含み、第１ストリップ形状電極と第２ストリップ形状電極は間隔をおいて配置される。同じ層での配置は少なくとも２つのパターンに関して行われ、これはパターニング法を通じて同じ薄膜から少なくとも２つのパターンを形成することを意味する。例えば、共通電極およびピクセル電極を同じ層上に配置することは、パターニング法を通じて同じ透明導電性薄膜から共通電極およびピクセル電極を形成することを示す。ここでピクセル電極はスイッチユニットを通じてデータライン電極と電気的に接続される電極を示し、共通電極は共通電極ラインに電気的に接続される電極を示す。

この構造を用いる液晶表示装置は、第２光学補償構造物内の２軸膜層の提供を通じて、液晶パネルの斜め方向に生じる色ずれを効果的に是正し、かつ製品の品質を向上することができる。

図５に示されるように、本発明の実施形態による液晶表示装置の製造方法は、以下の段階を含む。

Ｓ５０１、第１光学補償構造物を得るために、互いに反対側に配置された第１補償膜層と第２補償膜層との間に第１偏光膜層を形成する段階。

Ｓ５０２，第２光学補償構造物を得るために、互いに反対側に配置される第３補償膜層と２軸膜層との間に偏光膜層を形成する段階。
２軸膜層の面内方向位相差Ｒｅは２００ｎｍから３００ｎｍの範囲であってよく、２軸膜層の厚み方向の位相差Ｒｔｈは１００ｎｍから１５０ｎｍの範囲であってよい。
それに対応して、２軸膜層の反対側の第１光学補償構造物の第２補償膜層の面内方向位相差Ｒｅ’は０ｎｍから４ｎｍの範囲であってよく、第２補償膜層の厚み方向の位相差Ｒｔｈ’は０ｎｍから１０ｎｍの範囲であってよい。
例えば、実際の使用の間、２軸膜層の面内方向位相差Ｒｅは２７４ｎｍであってよく、２軸膜層の厚み方向位相差Ｒｔｈは１３８ｎｍであってよい。それに対応して、第２補償膜層の面内方向位相差Ｒｅ’および厚み方向位相差Ｒｔｈ’はどちらも０ｎｍであってよい。
本発明の実施形態において、面内方向位相差Ｒｅは、膜面内の位相遅延値を示し、厚み方向位相差Ｒｔｈは膜面に垂直な方向における位相遅延値を示す。具体的には、Ｒｅ＝（ｎｘ−ｎｙ）×ｄ、Ｒｔｈ＝［（ｎｘ＋ｎｙ）／２−ｎｚ］×ｄであり、ここでｎｘは膜面内の遅軸に沿った屈折率であり、ｎｙは膜面内の速軸に沿った屈折率であり、ｎｚは膜深さに沿った屈折率であり、ｄは単位ｎｍでの膜厚みである。２軸膜層製造の間、２軸膜層製造のための材料は上記標準に従って選択され得る。

Ｓ５０３、液晶パネルの２つの側に各々第１光学補償構造物および第２光学補償構造物を配置し、液晶パネルが第２補償膜層と２軸膜層との間に配置される段階。

本発明の実施形態において、第１偏光膜層および第２偏光膜層のうち少なくとも１つがポリビニルアルコールＰＶＡ薄膜であり、第１補償膜層、第２補償膜層、および第３補償膜層のうち少なくとも１つが三酢酸セルロースＴＡＣ薄膜である。

本発明の実施形態による液晶表示装置を製造する方法に関して、液晶パネルは互いに反対側に配置された第１光学補償構造物と第２光学補償構造物との間に配置され、第１光学補償構造物は補償膜層の２つの層、および補償膜層の２つの層の間の偏光膜層を含み、第２光学補償構造物は２軸膜層および第３補償膜層を含み、第２偏光膜層は２軸膜層と第３補償膜層との間に配置される。この構造を用いる液晶表示装置は、光学補償構造物内の２軸膜層の提供によって、液晶パネルの斜め方向に生じる色ずれを効果的に是正し、製品の品質を向上することができる。

上述されたものは本発明の特定の実施形態に過ぎず、一方で本発明の保護範囲はこれに限られず、この分野の当業者が本発明により開示される技術的範囲内において容易に変更および置換に想到し得るものは本発明の保護範囲内に含まれるべきであり、したがって本発明の保護範囲は請求項の保護範囲によって規定されるべきである。

３０ 液晶表示装置
３１ 液晶パネル
３２ 第１光学補償構造物
３３ 第２光学補償構造物
３２１ 第１補償膜層
３２２ 第１偏光膜層
３２３ 第２補償膜層
３３１ ２軸膜層
３３２ 第２偏光膜層
３３３ 第３補償膜層

Claims (14)

1. 液晶パネル、液晶パネルの２つの面に各々配置された第１光学補償構造物および第２光学補償構造物を含み、第２光学補償構造物は偏光膜層、補償膜層および２軸膜層を含み、 偏光膜層は補償膜層と２軸膜層との間に配置され、
   ２軸膜層は偏光膜層と液晶パネルとの間に配置される、
   液晶表示装置。
2. 第１光学補償構造物は第１補償膜層、第２補償膜層、および第１補償膜層と第２補償膜層との間に配置される第１偏光膜層を含み、第２補償膜層は第１偏光膜層と液晶パネルとの間に配置される、請求項１に記載の液晶表示装置。
3. ２軸膜層の面内方向位相差が２００ｎｍから３００ｎｍの範囲であり、２軸膜層の厚み方向の位相差が１００ｎｍから１５０ｎｍの範囲である、請求項１または２に記載の液晶表示装置。
4. ２軸膜層の面内方向位相差は２７４ｎｍであり、２軸膜層の厚み方向位相差は１３８ｎｍである、請求項３に記載の液晶表示装置。
5. 第２補償膜層の面内方向位相差が０ｎｍから４ｎｍの範囲であり、第２補償膜層の厚み方向の位相差が０ｎｍから１０ｎｍの範囲である、請求項２に記載の液晶表示装置。
6. 第２補償膜層の面内方向位相差および厚み方向位相差がどちらも０ｎｍである、請求項５に記載の液晶表示装置。
7. 第１偏光膜層および第２偏光膜層のうち少なくとも１つがポリビニルアルコール薄膜であり、第１補償膜層、第２補償膜層、および第３補償膜層のうち少なくとも１つが三酢酸セルロースである、請求項２に記載の液晶表示装置。
8. 第１光学補償構造物を得るために、互いに反対側に配置される第１補償膜層と第２補償膜層との間に第１偏光膜層を形成する段階、
   第２光学補償構造物を得るために、互いに反対側に配置される補償膜層と２軸膜層との間に偏光膜層を形成する段階、
   ２軸膜層が偏光膜層と液晶パネルとの間に位置するように第１光学補償構造物と第２光学補償構造物とを各々液晶パネルの２つの面に配置する段階、
   を含む液晶表示装置の製造方法。
9. 第２補償膜層が第１偏光膜層と液晶パネルとの間に位置するように第１光学補償構造を配置する段階をさらに含む、請求項８に記載の方法。
10. ２軸膜層の面内方向位相差が２００ｎｍから３００ｎｍの範囲であり、
    ２軸膜層の厚み方向の位相差が１００ｎｍから１５０ｎｍの範囲である、請求項９に記載の方法。
11. ２軸膜層の面内方向位相差は２７４ｎｍであり、２軸膜層の厚み方向位相差は１３８ｎｍである、請求項１０に記載の方法。
12. 第２補償膜層の面内方向位相差が０ｎｍから４ｎｍの範囲であり、
    第２補償膜層の厚み方向の位相差が０ｎｍから１０ｎｍの範囲である、請求項９に記載の方法。
13. 第２補償膜層の面内方向位相差および厚み方向位相差がどちらも０ｎｍである、請求項１２に記載の方法。
14. 第１偏光膜層および第２偏光膜層のうち少なくとも１つがポリビニルアルコール薄膜であり、第１補償膜層、第２補償膜層、および第３補償膜層のうち少なくとも１つが三酢酸セルロース薄膜である、請求項１２に記載の方法。