TWI384282B - 液晶顯示元件 - Google Patents

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TWI384282B TW096118741A TW96118741A TWI384282B TW I384282 B TWI384282 B TW I384282B TW 096118741 A TW096118741 A TW 096118741A TW 96118741 A TW96118741 A TW 96118741A TW I384282 B TWI384282 B TW I384282B
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Kazuhiko Ohsawa
Tetsushi Yoshida
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Casio Computer Co Ltd
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Description

液晶顯示元件
本發明係關於TN(Twisted Nematic)型的液晶顯示元件。
作為TN型液晶顯示元件，已知有一種液晶顯示元件，其具備有：在一對基板間挾持其液晶分子以實質90°扭轉角作扭轉配向之液晶層的液晶胞以及被配置為夾隔該液晶胞的一對偏光板，且將前述一對偏光板中的一方，配置成平行於使吸收軸以45°對前述液晶胞的一方基板之配向處理方向作交叉的方向(日本專利特開2006-285220號公報)。
該液晶顯示元件，可使對比度(contrast)提高，且可改善中間階度的階度反轉。又，對於該液晶顯示元件，在前述液晶胞與一對偏光板之間，藉由分別配置有視角補償板以及進一步配置有相位差板，可以改善視角特性。
然而，上述TN型液晶顯示元件，不能對透過率的視角相依性作充分的補償，也就不能得到充分的廣視角特性。
本發明之目的，本發明在提供一種透過率之角度相依性獲得改善的廣視角之TN型液晶顯示元件為目的。
為達成上述目的，本發明第1觀點之液晶顯示元件，具備有： 液晶胞，係在相互對向的內面分別形成有至少1個電極、及分別將前述電極覆蓋之配向膜的第1及第2基板之間，挾持有使液晶分子以實質90°進行扭轉配向的液晶層所構成；第1及第2偏光板，係配置於前述液晶胞之兩側，各自由第1及第2偏光層與分別支持前述第1及第2偏光層的至少1個基材所構成，前述第1及第2偏光層具有使直線偏光透過的透過軸、及與前述透過軸正交的吸收軸；以及第1及第2視角補償層，係分別配置於前述液晶胞與前述第1及第2偏光板之間，各自具有在與前述液晶胞之基板面平行的面內之相位差、及在與前述基板面垂直的面內之相位差，前述第1偏光層與前述第2偏光層之間的複數個光學層各自的厚度方向遲滯之合計值與液晶層厚度方向遲滯的值相加的值，係設定在-80nm~+80nm的範圍；前述複數個光學層至少包含前述第1及第2視角補償層但不包括前述液晶層；前述複數個光學層各自的厚度方向遲滯，係由前述複數個光學層各自之在與前述基板面垂直之面內的相位差與前述光學層之層厚的乘積所求出；前述液晶層厚度方向遲滯的值，係依以下方式算出：將由當在前述第1及第2基板之前述電極間施加了使前述液晶分子相對於前述基板面進行豎起配向所需的飽和電壓時，前述液晶層之在與前述基板面垂直的面內之相位差與該液晶層厚度的乘積所求出的值，乘以按前述液晶 分子相對於前述基板面的預傾角及使前述液晶分子進行豎起配向所需的前述飽和電壓的值所選擇之0.72~0.89範圍的係數，前述第1偏光層與前述第2偏光層之間的包括前述液晶層之前述複數個光學層各自的面內遲滯的合計值，係設定在350nm~600nm的範圍，該面內遲滯係由在與前述基板面平行之面內的面內相位差與前述複數個光學層各自的層厚之乘積所求出。
又，本發明第2觀點之液晶顯示元件，具備有：第1基板，係在一方之面形成有至少1個第1電極、及設置成覆蓋前述第1電極且朝預定的第1方向施以配向處理的第1配向膜；第2基板，係配置成與前述第1基板的電極形成面對向，在與前述第1基板對向的面形成有：與前述第1電極對向的至少1個第2電極、及設置成覆蓋前述第2電極且朝以實質90°的角度對前述第1方向交叉的第2方向施以配向處理的第2配向膜；液晶層，係挾持於前述第1基板的前述第1配向膜與前述第2基板的前述第2配向膜之間，使液晶分子在前述第1配向膜與前述第2配向膜之間以實質90°的扭轉角進行扭轉配向；第1偏光板，係配置成與前述第1基板之與電極形成面為相反側之外面對向，具備有：第1偏光層，係在以實質45°之角度對前述第1配向膜之配向處理方向交叉的方向上具有吸收軸；以及基材，係設置於前述第1 偏光層之至少與前述第1基板對向的面，且由樹脂薄膜所構成，該樹脂薄膜具有由在與前述第1及第2基板之基板面垂直的面內之相位差與層厚的乘積所求出之厚度方向遲滯；第2偏光板，係配置成與前述第2基板之與電極形成面為相反側之外面對向，具備有：第2偏光層，係在對前述第1偏光層之吸收軸實質正交的方向或實質平行的方向上具有吸收軸；以及基材，係設置於前述第2偏光層之至少與前述第2基板對向的面，且由樹脂薄膜所構成，該樹脂薄膜具有由在與前述基板面垂直的面內之相位差與層厚的乘積所求出之厚度方向遲滯；以及第1及第2視角補償板，係分別配置於前述第1基板與前述第1偏光板之間、及前述第2基板與前述第2偏光板之間，各自具備有：視角補償層，係具有在與前述基板面平行的面內之相位差及在與前述基板面垂直的面內之相位差；以及基材，係設置於前述視角補償層之至少一方之面，且由樹脂薄膜所構成，該樹脂薄膜具有由在與前述基板面垂直的面內之相位差與層厚的乘積所求出之前述厚度方向遲滯，前述第1偏光板的前述第1偏光層與前述第2偏光板的第2偏光層之間的複數個光學層各自的前述厚度方向遲滯的值與液晶層厚度方向遲滯的值之合計值，係設定在-80nm~+80nm的範圍；前述複數個光學層至少包括前述第1及第2偏光板之與前述第1及第2基板對向之面之前述基材、前述第1及第2視角補償板各自的視 角補償層、及前述第1及第2視角補償板的基材但不包括前述液晶層；前述複數個光學層各自的前述厚度方向遲滯的值，係由前述複數個光學層各自之在與前述基板面垂直之面內之相位差與前述複數個光學層各自的層厚的乘積所求出；前述液晶層厚度方向遲滯的值，係依以下方式算出：將由當在前述第1及第2基板之前述電極間施加了使前述液晶分子相對於前述基板面進行豎起配向所需的飽和電壓時，前述液晶層的在與前述基板面垂直的面內之相位差與液晶層厚度的乘積所求出的值，乘以按前述液晶分子相對於前述基板面的預傾角及使前述液晶分子進行豎起配向所需的前述飽和電壓的值所選擇之0.72~0.89範圍的係數，前述第1偏光層與前述第2偏光層之間的包括前述複數個基材、前述複數個視角補償層、以及前述液晶層的前述複數個光學層各自的面內遲滯的合計值，係設定在350nm~600nm的範圍，該面內遲滯係由在與前述基板面平行之面內的面內相位差與前述複數個光學層各自之層厚的乘積所求出。
更進一步，本發明第3觀點之液晶顯示元件，具備有：第1基板，係在一方之面形成至少1個第1電極、及設置成覆蓋前述第1電極且朝預定的第1方向施以配向處理的第1配向膜；第2基板，係配置成與前述第1基板的電極形成面對向，在與前述第1基板對向的面形成：與前述第1電 極對向的至少1個第2電極、及設置成覆蓋前述第2電極且朝以實質90°的角度對前述第1方向交叉的第2方向施以配向處理的第2配向膜；液晶層，係挾持於前述第1基板的前述第1配向膜與前述第2基板的前述第2配向膜之間，使液晶分子在前述第1配向膜與前述第2配向膜之間以實質90°的扭轉角進行扭轉配向；第1偏光層，係配置成與前述第1基板之與電極形成面為相反側之外面對向，在以實質45°的角度對前述第1配向膜之配向處理方向交叉的方向上具有吸收軸；第2偏光層，係配置成與前述第2基板之與電極形成面為相反側之外面對向，在對前述第1偏光層之吸收軸實質正交的方向或實質平行的方向上具有吸收軸；以及第1及第2視角補償層，係分別配置於前述第1基板與前述第1偏光層之間、及前述第2基板與前述第2偏光層之間，各自具有在與前述第1及第2基板之基板面平行的面內之相位差及在與前述基板面垂直的面內之相位差，當前述液晶分子的預傾角落在0.5°~10.5°的範圍，且前述液晶分子進行豎起配向所需的飽和電壓的值落在3V~5V的範圍時，針對前述第1偏光層與前述第2偏光層之間的、至少包括前述第1與第2視角補償層但不包括前述液晶層的複數個光學層之每一個，當將與前述基板面平行的面內之相互正交的2個方向中之一方及另一 方分別設為X軸及Y軸，將與前述基板面垂直的厚度方向設為Z軸，將前述X軸方向的折射率設為nx，將前述Y軸方向的折射率設為ny，將前述Z軸方向的折射率設為nz，將前述光學層的層厚設為d，將由{(nx+ny)/2-nz}‧d所表示的各光學層之厚度方向遲滯設為Rthi，將把前述各光學層之厚度方向遲滯Rthi的值加總的厚度方向遲滯設為Rth、將構成前述液晶層之液晶材料的折射率異向性△n與液晶層厚度d之乘積設為△nd時，前述厚度方向遲滯Rth係設定成滿足-80nm<Rth-0.83△nd<80nm之範圍，針對前述第1偏光層與前述第2偏光層之間的前述複數個光學層，當將由(nx-ny)‧d所表示之各光學層的面內遲滯設為Roi，將把前述各光學層的前述面內遲滯Roi之值加總的面內遲滯設為Ro時，前述面內遲滯Ro及液晶層之△nd係設定成各自滿足Ro+△nd=350nm~600nm之範圍。
經由本發明上述各觀點之液晶顯示元件，透過率之角度相依性可獲得改善，可以執行廣視角的顯示。
 (第1實施形態)
第1圖~第8圖表示本發明之第1實施例，第1圖係表示液晶顯示元件的概略剖面圖。
該液晶顯示元件係一種TN型液晶顯示元件，其具備有：在一對透明基板2,3間挾持有其液晶分子係以實 質90°扭轉角度作扭轉配向之向列型液晶層10的液晶胞1；被配置為夾隔該液晶胞1之第1與第2的一對偏光板11,15；及分別被配置於前述液晶胞1與前述一對偏光板11,15之間的第1與第2視角補償板19,22。
第2圖係前述液晶胞1之一部份的放大剖面圖。該液晶胞1，係由第1基板2、被對向配置於該第1基板2的第2基板3、以及被配置於第1與第2基板2,3間的液晶層10所組成。前述第1基板2，其係由：在一方之面至少有1個的第1透明電極4，及被設置為覆蓋該第1電極4、在預定之第1方向上施以配向處理的第1配向膜7所形成。前述第2基板3，其被配置為對向於前述第1基板2的電極形成面，在與前述第1基板2的對向面上，形成有對向著前述第1電極4的至少1個的第2透明電極5、及被設置為覆蓋該第2透明電極5且已施以對前述第1方向呈90°角度交叉的第2方向之配向處理的第2配向膜8。前述液晶層10，被挾持於前述第1配向膜7與第2配向膜8之間，液晶分子10a係在前述第1配向膜7與前述第2配向膜8之間以實質90°的扭轉角作扭轉配向。該液晶層10係以扭轉配向的初期配向狀態，使入射偏光作90°旋光。接著，因應前述液晶分子10a的配向狀態，該液晶層10對透過光所產生的遲滯之值，所看到的是實質上在λ/2的範圍內作變化。
該液晶胞1，係為一種主動矩陣型液晶胞，於前述第1與第2基板2,3之中與顯示之觀察側相反之側的基板(以下稱後基板)2上設置的電極4，係由在列方向( 畫面的左右方向)及行方向(畫面的上下方向)以矩陣狀排列而形成的複數畫素電極所形成。設置於觀察側的另一方基板(以下稱前基板)3之電極5，係形成為面對前述複數個畫素電極4之整個排列區域的一片膜狀之對向電極。
再者，第2圖中雖省略未畫出，但在前述後基板2面對前基板3之面上，設置有：配置成個別對應於前述複數畫素電極4的複數個TFT(薄膜電晶體)；個別將閘極信號供給至各列的複數個TFT的複數掃描線；以及個別將資料信號供給至各行之複數個TFT的複數信號線。
前述TFT，係由以下所組成：形成於前述後基板2上的閘極電極；被形成為覆蓋前述閘極電極的閘極絕緣膜；被形成於前述閘極絕緣膜上面對前述閘極電極的i型半導體膜；以及透過n型半導體膜而被形成於前述i型半導體膜之兩側部份上的汲極電極與源極電極。前述閘極電極連接於前述掃描線，前述汲極電極連接於前述信號線，前述源極電極連接於所對應的畫素電極4。
又，在前述前基板3面對後基板2之面對面上，分別對應於前述複數畫素電極4與前述對向電極5之相互對向區域所形成的複數畫素，形成有紅、綠、藍的3色之彩色濾光片6R,6G,6B，前述對向電極係形成為覆蓋前述彩色濾光片6R,6G,6B。
接著，前述一對基板2,3，彼此之間以一預定的間隙被對向配置，再經由形成為將前述複數畫素電極4的排 列區域圍起來的框狀密封材9(參看第1圖)而被接合。前述液晶層10係被封入於前述一對基板2,3間之前述密封材9所圍起來的區域。
更進一步，前述紅、綠、藍的3色之彩色濾光片6R,6G,6B的個別膜厚，在前述複數畫素之中設置於紅色濾光片6R的畫素之液晶層厚度dR 、設置於綠色濾光片6G的畫素之液晶層厚度dG 、設置於藍色濾光片6B的畫素之液晶層厚度dB 在滿足dR >dG >dB 的關係下，綠色濾光片6G比紅色濾光片6R厚、藍色濾光片6B比綠色濾光片6G厚而被形成。
設置有前述紅色濾光片6R的畫素之液晶層厚度dR 、設置有前述綠色濾光片6G的畫素之液晶層厚度dG 、及設置有前述藍色濾光片6B的畫素之液晶層厚度dB 之比值，被設定為dR ：dG ：dB =1.1：1.0：0.9。
又，以夾隔前述液晶胞1而被配置的一對偏光板之中，配置成面對前述液晶胞1的後基板2之與電極形成面相反之側的外面的第1偏光板11，係配置成使吸收軸朝著與形成於前述後基板2的前述第1配向膜7之配向處理方向呈實質45°角度交叉的方向。配置成面對前述液晶胞1的前基板3之與電極形成面相反之側的外面第2偏光板15，係以配置成使吸收軸朝著與形成於前述前基板3的前述第2配向膜8之配向處理方向呈實質45°角度交叉的方向。亦即，第1偏光板11、第2偏光板15之個別的吸收軸係相互正交。
第1偏光板11，係由在以實質45°角度對前述第1 配向膜7之配向處理方向作交叉的方向上具有吸收軸的第1偏光層12與一對基材13,14所組成，該一對基材13,14係包夾該第1偏光層12而分別被配置於其兩面，且係對前述一對基板2,3之基板面的平行面內之相位差實質上是零、但卻具有與前述一對基板2,3垂直的面內之相位差(以下稱厚度方向的相位差)的TAC(Triacetylcellulose，三乙醯纖維素)薄膜等透明樹脂薄膜所製成。第2偏光板15，係由在以實質45°角度對形成於前述前基板3的前述第2配向膜8之配向處理方向作交叉的方向上具有吸收軸的第2偏光層16與一對基材17,18所組成，該一對基材17,18係包夾該第2偏光層16而分別被配置於其兩面，且係對前述基板面的平行面內之相位差實質上是零、但卻具有與前述基板的垂直面內之相位差(厚度方向的相位差)而由TAC薄膜等透明樹脂薄膜所製成。
分別配置於前述液晶胞1與前述一對偏光板11,15之間的第1與第2視角補償板19,22，係個別由盤形(Discotic)液晶分子作混合(Hybrid)配向的盤形液晶層所組成的視角補償層20,23，及設置於該視角補償層20,23之至少一面的前述TAC薄膜等的透明樹脂薄膜製成的一對基材21,24所組成。前述視角補償層20,23，分別具有與前述基板面平行的面上之相位差及與前述基板垂直的面上之相位差(厚度方向的相位差)。又，一對基材21,24，分別與前述基板面平行的面上之相位差實質上是零，卻具有與前述基板垂直的面上之相位差(厚度方向的相 位差)。
本實施例所利用的第1與第2視角補償板19,22，係分別在前述視角補償層22,23的一面設置有前述基材21,24。
第3圖係前述第1與第2視角補償板19,22之一部份的放大剖面圖，此等視角補償板19,22，係分別先在前述基材21,24的一方之面形成已實施過一方向之配向處理的配向膜21a,24a，於前述配向膜21a,24a上設置由盤形液晶層所組成的視角補償層20,23。此盤形液晶層中，對盤形液晶分子25之圓盤面呈垂直的分子軸，係垂直於前述基材21的薄膜面且係處在前述配向膜21a之配向處理方向之平行面上，且從前述基材21側朝向其相反側對前述基材21以傾斜角(Tilt角)依序加大的方式而使盤形液晶分子25作混合配向。
前述第1與第2視角補償板19,22的視角補償層20,23，分別在混合配向的盤形液晶分子25之分子軸所存在的平面上之前述分子軸的平均傾斜方向上，具有折射率最小的光學軸，而具有負的光學異方性。在此，盤形液晶分子25的分子軸所存在的面與視角補償層20,23的面交叉的線，稱為光學軸方向。
接著，前述第1視角補償板19係配置成使前述第1視角補償層20之盤形液晶分子25的傾斜角大之側的面(與基材21側相反之側的面)面對前述液晶胞1之後基板2的外面。接著，前述第1視角補償層20的光學軸方向，係被設定為平行於該被形成在前述後基板2之第1 配向膜7的配向處理方向之實質上相互平行的方向或實質上相互垂直的方向。前述第2視角補償板22係配置成使前述第2視角補償層23之盤形液晶分子的傾斜角大之側的面(與基材24側相反之側的面)面對前述液晶胞1之前基板3的外面。接著，前述第2視角補償層23的光學軸方向，係被設定為平行於該被形成在前述前基板3之第2配向膜8的配向處理方向之實質上相互平行的方向或實質上相互垂直的方向。
第4圖係表示前述液晶胞1之第1及第2配向膜7,8的配向處理方向7a,8a、前述第1及第2偏光板11,15的偏光層12,16之吸收軸12a,16a的方向、及第1及第2視角補償板19,22的視角補償層20,23之光學軸方向20a,23a的方向。
如第4圖所示，形成於前述液晶胞1之後基板2的第1配向膜7，從觀察側來看係以對液晶顯示元件的畫面之橫軸方向(圖中以中心線所示的方向)向右轉實質45°之角度作交叉的第1方向上作配向處理。形成於前基板3的第2配向膜8，係以對前述第1方向以實質90°之角度作交叉的第2方向(從觀察側來看係對圖中的橫軸方向向左轉實質45°之角度作交叉的方向)上作配向處理。前述後基板2的第1配向膜7與前述前基板3的第2配向膜8之間所挾持液晶層10的液晶分子10a，如表示分子排列之扭轉方向的點線箭頭所示，係在前述第1配向膜7與前述第2配向膜8之間於液晶層10的厚度方向上作實質90°扭轉角的扭轉配向。
該前述液晶胞1的液晶層10，因應於一對基板2,3之電極4,5間所施加的電壓而變化之前述液晶分子10a的配向狀態，相對於透過光，遲滯值係實質上在λ/2的範圍內變化。
又，對向於前述液晶胞1之後基板2外面的第1偏光板11係配置成以該偏光板11的第1偏光層12之吸收軸12a，與從觀察側來看對前述畫面的橫軸方向平行的方向，亦即從觀察側來看對前述後基板2的第1配向膜7之配向處理方向7a向左轉實質45°之角度作交叉的方向呈平行。對向於前述液晶胞1之前基板3外面的第2偏光板15係配置成以該偏光板15的第2偏光層16之吸收軸16a，與前述第1偏光板11的偏光層12之吸收軸12a實質垂直的方向(與畫面之橫軸方向實質正交的方向)呈平行。
更進一步，前述液晶胞1之後基板2與前述第1偏光板11之間的第1視角補償板19係配置成以該視角補償板19的第1視角補償層20之光學軸方向20a，與前述後基板2的第1配向膜7之配向處理方向7a實質平行的方向呈平行。前述液晶胞1之前基板3與前述第2偏光板15之間的第2視角補償板22係配置成以該視角補償板22的第2視角補償層23之光學軸方向23a，與前述前基板3的第2配向膜8之配向處理方向8a實質平行的方向，亦即與第1視角補償板19的視角補償層20之光學軸方向20a實質相互垂直的方向呈平行。
該液晶顯示元件，於前述複數畫素部的每一個，藉 由對前述電極4,5施加電壓，來控制從配置在其後側(觀察側的相反側)未圖示的面光源所照射白色照明光之透過，經由前述複數畫素部分別對應的紅、綠、藍的3色彩色濾光片6R,6G,6B而著色後的紅、綠、藍的3色光射出到觀察側，以顯示彩色畫像。
該液晶顯示元件，其設置有前述液晶胞1之紅色濾光片6R的畫素部(以下稱為紅色畫素部)之液晶層厚度dR 、與設置有綠色濾光片6G的畫素部(以下稱為綠色畫素部)之液晶層厚度dG 、以及設置有藍色濾光片6B的畫素部(以下稱為藍色畫素部)之液晶層厚度dB 三者的比，由於係設定為dR ：dG ：dB =1.1：1.0：0.9，因而可顯示彩色平衡性良好的彩色畫像。
亦即，第5圖係表示前述紅、綠、藍之各色畫素部的液晶層厚度dR ,dG ,dB 的比，與分別由前述紅、綠、藍之各色畫素部射出光以顯示白色時其與顯示色度之關係的圖示。
如第5圖所示，若將紅、綠、藍的各色畫素部之液晶層厚度dR ,dG ,dB 的比設定為dR ：dG ：dB =0.9：1.0：1.1、dR ：dG ：dB =1.0：1.0：1.0、dR ：dG ：dB =1.1：1.0：0.9的三種情況來作比較，則前述各色畫素部的液晶層厚度dR ,dG ,dB 的比設定為dR ：dG ：dB =1.1：1.0：0.9時其白顯示的色度，相較於將前述液晶層厚度dR ,dG ,dB 的比設定為其他值時白顯示的色度，係更靠近光源光(來自面光源的白色照明光)的色度，從而，可顯示彩色平衡性良好的彩色畫像。
再者，該液晶顯示元件，係將前述第1偏光板11與第2偏光板15以其個別偏光層12,16的吸收軸12a,16a作實質相互垂直配置而形成的正常白色(Normally white)型，在各畫素部的電極4,5間不施加電壓時係顯示白色，而在前述各畫素部的電極4,5間若施加使前述液晶層10的層厚方向之實質上全體液晶分子10a對前述基板面呈略垂直豎起配向的充分高的電壓(稱為飽和電壓)時，即呈現顯示黑色。
具有液晶分子10a在一對基板2,3間以實質90°之扭轉角作扭轉配向的液晶層10之前述液晶胞1，在前述液晶層10之一對基板2,3附近之液晶分子10a的舉動，會受到前述配向膜7,8之錨定效應(Anchoring effect)的被抑制。因此，即使在前述電極4,5間施加前述飽和電壓時，前述一對基板2,3附近之液晶分子10a也不作豎起配向，由於液晶層10之基板2,3附近的液晶分子10a而存在有面內遲滯(以下稱為殘留遲滯)。
又，在前述電極4,5間施加前述飽和電壓時，前述液晶層10具有與前述基板面垂直之面內的負相位差(以下稱液晶層厚度方向的相位差)。
特別是，前述第1與第2偏光板11,15，在以其個別之偏光層12,16的吸收軸12a,16a對前述配向膜7,8的配向處理方向7a,8a作實質45°之方向呈平行配置的液晶顯示元件，對於前述傾斜射入前述基板面的光，由於前述液晶層厚度方向的相位差有很大的作用，而使視角特性會降低。
在此，本實施例之液晶顯示元件，在配置於前述液晶胞1之前後的第1及第2偏光板11,15與前述液晶胞1的後基板2及前基板3之間，分別配置有前述第1與第2視角補償板19,22，藉由此等前述第1與第2視角補償板19,22，可使殘留遲滯相互抵消。接著，前述液晶胞1的前述電極4,5間施加前述飽和電壓(液晶分子10a豎起配向之充分高的電壓)時，前述液晶層10的前述基板面上垂直面內之相位差，係藉由前述第1偏光板11的第1偏光層12與前述第2偏光板15的第2偏光層16之間的前述第1及第2偏光板11,15的與前述液晶胞1對向面之基材14,18、前述第1與第2視角補償板19,22之個別的視角補償層20,23、與前述第1與第2視角補償板19,22的基材21,24之複數個光學層個別與前述基板面垂直之面內的相位差相互抵消而求得。
亦即，將前述液晶層10的前述液晶層厚度方向之相位差與液晶層厚度(已設置有紅、綠、藍的彩色濾光片6R,6G,6B之各色畫素部的液晶層厚度dR ,dG ,dB 之平均值)d的乘積值定義為液晶層厚度方向遲滯，而若將上述複數個光學層個別厚度方向的相位差與個別之層厚的乘積值定義為厚度方向遲滯時，若藉由將液晶層厚度方向遲滯與前述複數個光學層之厚度方向遲滯的合計值設定為-80nm~+80nm的範圍(0±80nm)較佳為0nm，則可消除施加前述飽和電壓時的前述液晶層厚度度方向之遲滯。
第6圖係表示液晶分子10a的預傾角為5.5°、飽和電壓為4V時構成前述液晶層10之液晶材料的折射率異 方性△n與液晶層厚度d之乘積值△nd，其與施加前述飽和電壓時的前述液晶層10之液晶層厚度方向遲滯RthLC 之關係。前述施加飽和電壓時的前述液晶層10之液晶層厚度方向遲滯RthLC ，係因應前述液晶層10的前述乘積值△nd而如圖中所示變化。亦即，液晶層厚度方向遲滯RthLC ，其對前述液晶層10的前述乘積值△nd之變化作直線性的變化。從而，遲滯RthLC 係可由第6圖所示之直線的斜率乘以前述液晶層10的前述乘積值△nd而獲得。
從而，前述第1偏光板12之第1偏光層12與第1偏光板12之第2偏光層16之間除去前述液晶層10後的複數個光學層各個之厚度方向遲滯值經合計後的絕對值，係設定為與前述液晶層10的△nd值乘以因應前述液晶分子10a之預傾角與前述飽和電壓而預先設定之係數後之乘積值的絕對值一致、或個別絕對值之差在-80nm~+80nm的範圍均可。
下面的表1列出前述液晶分子10a的預傾角與飽和電壓在不同組合下的前述液晶層10之液晶層方向遲滯RthLC 與一係數值的關係，該係數值是為了算出複數個光學層個別之厚度方向遲滯值所必須對前述液晶層的△nd值乘上的係數值。
如表1所示，前述液晶分子10a的預傾角在0.5°~10.5°範圍且施加3V~5V範圍的飽和電壓時，前述液晶層10之液晶層厚度方向遲滯之值，可由前述液晶層的△nd乘以0.72~0.86範圍之係數而算出。在此，施加前述飽和電壓時的前述液晶層10之液晶層厚度方向遲滯之值，其與除去前述液晶層10後的複數個光學層個別之厚度方向遲滯的合計值，個別的絕對值係實質上相等，且正負相反的值。
因此，本實施例中，係在將前述第1偏光層12與第2偏光層16之間除去前述液晶層10後的複數個光學層個別之厚度方向遲滯的合計值，設定為前述液晶層10之△nd值乘以前述0.72~0.86範圍之係數的值；而除去前述液晶層10後的複數個光學層個別之厚度方向遲滯值，其與施加前述飽和電壓時的前述液晶層10之液晶層厚度方向遲滯的合計值，等於在0±80nm(-80nm~+80nm)的範圍。在此場合，施加前述飽和電壓時的前述液晶層10之液晶層厚度方向遲滯的值，以由前述液晶層10之△nd值乘以0.83之係數算出值者比較理想。
又，第7圖係表示前述液晶顯示元件的透過率對合計值Ro+△nd的關係圖，其中Ro係前述第1偏光板之第1偏光層12與第2偏光板之第2偏光層16之間除去前述液晶層10後的複數個光學層個別之面內遲滯值經加算後的面內遲滯值，△nd則係為前述液晶層10之乘 積。前述複數個光學層包含：第1及第2偏光板11,15之面對液晶胞1的面之基材14,18、第1及第2視角補償板19,22之各自的視角補償層20,23、及前述第1及第2視角補償板19,22的基材21,24。前述液晶顯示元件，其Ro+△nd值在350nm~600nm的範圍呈現高的透過率，特別是Ro+△nd值等於480nm時呈現峰值。
從而，本實施例中，其係將第1偏光層12與第2偏光層16之間的複數個光學層個別之與前述基板面呈平行面上的面內相位差與前述光學層的層厚之積所組成的面內遲滯合計值、與前述液晶層10之△nd作加算後的合計值設定在350nm~600nm的範圍，而理想的是設定為480nm。
更進一步詳細說明，則在本實施例之液晶顯示元件中，位於前述第1及第2偏光板11,15之第1及第2偏光層12,16之外側的彼等各自的基材13,17之光學作用，與觀察者的辨認性無關。接著，與觀察者的認同性有關的則是由：前述第1偏光層12與第2偏光層16之間的前述第1及第2偏光板11,15的基材14,18、前述第1及第2視角補償板19,22的前述第1及第2視角補償層20,23及其基材21,24、及前述液晶層10所組成的複數個光學層。
如第14圖所示係表示光學媒體100的X,Y,Z座標與該各座標方向的折射率，在作為光學媒體100的前述複數個光學層的各個方面，若設定與前述基板面平行之面上相互正交的2方向中之一方及另一方為X軸及Y軸 ，垂直於前述基板面的厚度方向為Z軸，前述X軸方向的折射率為nx，前述Y軸方向的折射率為ny，前述Z軸方向的折射率為nz，及前述光學層的層厚為d，則各光學層之厚度方向遲滯Rthi，可由{(nx+ny)/2-nz}‧d來表示。再將此等各光學層之厚度方向遲滯Rthi的值作加算後的總厚度方向遲滯定為Rth，構成前述液晶層10之液晶材料的折射率異向性△n與平均液晶層厚度d之乘積定作△nd時，則前述總厚度方向遲滯Rth，可被設定為滿足Rth=0.83△nd±80nm的範圍內。亦即，總厚度方向遲滯Rth係設定在0.83△nd-80nm~0.83△nd+80nm的範圍內。
又，關於前述第1偏光層12與第2偏光層16之間的複數個光學層，若將(nx-ny)‧d所表示之各光學層的面內遲滯定為Roi，將前述各光學層的面內之遲滯Roi之值做加算後的面內遲滯定為Ro時，則前述加算後的面內遲滯Ro，可被設定為滿足Ro+△nd=350nm~600nm的範圍內。
在本實施例的液晶顯示元件中，前述液晶胞1的液晶層10之△nd值為380nm，前述第1及第2視角補償層20,23的厚度方向遲滯Rthi與面內遲滯Roi之值分別為Rthi=70nm、Roi=-47nm，前述第1及第2偏光層12,16面對液晶胞1的面之基材14,18、與前述第1及第2視角補償層20,23的基材21,24之厚度方向遲滯Rthi與面內遲滯Roi之值係分別為Rthi=89nm、Roi=9nm。
從而，前述第1偏光層12與第2偏光層16之間除 去前述液晶層10後之複數個光學層以{(nx+ny)/2-nz}‧d表示的厚度方向遲滯Rthi值作加算後之厚度方向遲滯Rth為353nm，前述複數個光學層之面內遲滯Roi值作加算後之面內遲滯Ro為12nm。從而，前述液晶層10的△nd乘以前述理想係數0.83之0.83△nd即等於315nm，加算後的厚度方向遲滯Rth為353nm，是前述0.83△nd之值315nm作正與負80nm加算後的範圍內。又，加算後之面內遲滯Ro與△nd的合計值為392nm，也在Ro+△nd的範圍已定之350nm~600nm範圍內。
本液晶顯示元件，由於是上述構成，所以可改善其透過率的角度相依性，可拓寬顯示的視角。
第8A圖~第8D圖係分別為前述液晶顯示元件之白顯示TW 、黑顯示TB 、50%階度(白顯示的50%明亮度之階度)顯示T50 及20%階度(白顯示的20%明亮度之階度)顯示T20 時的視角特性圖，第8A圖係畫面之左-右方向的視角特性、第8B圖係畫面之下-上方向的視角特性、第8C圖係畫面之左下-右上方向的視角特性、第8D圖係畫面之右下-左上方向的視角特性。
再者，第8A圖中，負的角度係左方向的角度，正的角度係右方向的角度。第8B圖中，負的角度係下方向的角度，正的角度係上方向的角度。第8C圖中，負的角度係左下方向的角度，正的角度係右上方向的角度。第8D圖中，負的角度係右下方向的角度，正的角度係左上方向的角度。
如第8A圖~第8D圖所示，前述液晶顯示元件，其 在圖面之左-右方向、下-上方向、左下-右上方向、右下-左上方向的各方向之透過率的角度相依性皆獲得改善，且在前述各方向之廣角度範圍內具備無中間階度反轉的視角特性，特別是在左-右方向、左下-右上方向及右下-左上方向的視角相當寬廣。
(第1實施形態的變形例)
再者，上述第1實施例的液晶顯示元件中，前述液晶胞1的液晶層10之△nd值係設定為380nm，但液晶層10之△nd值設定為其他值亦可。
從第9A圖到第9D圖係在將液晶層10之△nd值設定為505nm而其他構成分別與上述實施例相同的液晶顯示元件方面，白顯示TW 、黑顯示TB 、50%階度顯示T50 及20%階度顯示T20 時的視角特性圖。第9A圖係表示畫面之左-右方向的視角特性、第9B圖係畫面之下-上方向的視角特性、第9C圖係畫面之左下-右上方向的視角特性、第9D圖係畫面之右下-左上方向的視角特性，分別表示一方向的特性。
如第9A圖~第9D圖所示，該變形例之前述液晶顯示元件，畫面之左-右方向、下-上方向、左下-右上方向及右下-左上方向之各方向的透過率之角度相依性已獲得改善，前述各方向中在相當寬廣的角度範圍內具有無中間階度反轉的視角特性，但卻比上述實施例的液晶顯示元件具有較高的對比度(contrast)。
(第2實施形態)
第10圖~第12圖係表示本發明之第2實施例，第 10圖係液晶顯示元件的概略剖面圖。
本實施例之液晶顯示元件，其係對上述第1實施例的液晶顯示元件中，在前述第1偏光板11與第1視角補償板19之間配置有第1相位差板26，在前述第2偏光板15與第2視角補償板22之間配置有第2相位差板27。第1偏光層12與第2偏光層16之間除去液晶層10後的複數個光學層，係由前述第1及第2偏光層12,16的與液晶胞1之一對面對基板2,3之面的基材14,18、前述第1與第2視角補償層20,23及其基材21,24、以及前述第1及第2相位差板26,27所組成。再者，本實施例之液晶顯示元件的其他構成，與上述第1實施例係實質上相同。
第11圖係表示本實施例中液晶胞1的第1及第2配向膜7,8的配向處理方向7a,8a、第1及第2偏光板11,15之偏光層12,16的吸收軸12a,16a之方向、第1及第2視角補償板19,22之視角補償層20,23的光學軸方向20a,23a之方向、及第1及第2相位差板26,27的遲相軸26a,27a之方向的圖示。
如第11圖所示，前述液晶胞1的第1及第2配向膜7,8的配向處理方向7a,8a、第1及第2偏光板11,15之偏光層12,16的吸收軸12a,16a之方向、及第1及第2視角補償板19,22之視角補償層20,23的光學軸20a,23a之方向，係相同於上述第1實施例。前述第1相位差板26，係被配置成使其遲相軸26a與前述第1視角補償板19之第1視角補償層20的光學軸方向20a實質平行。 前述第2相位差板27，係被配置成使其遲相軸27a與前述第2視角補償板22之第2視角補償層23的光學軸方向23a實質平行。
接著，於本實施例中，將前述液晶胞1的液晶層10之△nd值設定為420nm，將前述第1及第2視角補償層20,23之厚度方向遲滯Rthi與面內遲滯Roi值分別設定為Rthi=70nm、Roi=-47nm。又，前述第1及第2偏光層12,16之面對液晶胞1之面的基材14,18，與前述第1及第2視角補償層20,23的基材21,24之厚度方向遲滯Rthi與面內遲滯Roi值分別設定為Rthi=89nm、Roi=9nm。更進一步，前述第1及第2相位差板26,27之厚度方向遲滯Rthi與面內遲滯Roi值分別設定為Rthi=175nm、Roi=35nm。如此，前述第1偏光層12與前述第2偏光層16之間除去液晶層10後的複數個光學層各個之厚度方向遲滯值、與施加電壓時的前述液晶層10之液晶層厚度方向的遲滯值之合計值，可設定於-80nm~+80nm的範圍。
第12A圖~第12D圖係為本實施例之液晶顯示元件的白顯示TW、黑顯示TB、50%階度顯示T50及20%階度顯示T20時的視角特性圖。第12A圖係畫面之左-右方向的視角特性、第12B圖係畫面之下-上方向的視角特性、第12C圖係畫面之左下-右上方向的視角特性、第12D圖係畫面之右下-左上方向的視角特性。
如第12A圖~第12D圖所示，本實施例之液晶顯示元件，其在圖面之左-右方向、下-上方向、左下-右 上方向及右下-左上方向的各方向之透過率的角度相依性皆獲得改善。接著，在前述各方向之廣角度範圍內擁有並無中間階度反轉的視角特性，特別是在左-右方向、左下-右上方向及右下-左上方向的視角相當寬廣，但對比度也高。
(第3實施形態)
第13圖~第16圖係表示本發明之第3實施例，第13圖係液晶顯示元件的概略剖面圖。
本實施例之液晶顯示元件，其係對上述第2實施例的液晶顯示元件中，在前述第1相位差板26與第1視角補償板19之間、以及在前述第2相位差板27與第2視角補償板22之間，更進一步分別配置具有相位差的第1及第2光學薄膜28,29。第1偏光層12與第2偏光層16之間的除去液晶層10後的複數個光學層，係由前述第1及第2偏光層12,16之面對液晶胞1的一對基板2,3之面的基材14,18、前述第1與第2視角補償層20,23及其基材21,24、前述第1及第2相位差板26,27、以及前述第1及第2光學薄膜28,29所組成。再者，本實施例之液晶顯示元件的其他構成，與上述第2實施例係實質上相同。
如第14圖所示，作為光學媒體100的前述第1及第2光學薄膜28,29，彼等個別之薄膜面、亦即與液晶胞1之基板面平行的面上之相互正交的2方向x,y之一方的折射率定為nx及另一方的折射率為ny、且垂直於前述薄膜面(液晶胞1的基板面)的厚度方向z的折射率為 nz時，具有nx=ny>nz的關係。
亦即，該等第1及第2光學薄膜28,29，係個別在垂直於薄膜面的厚度方向z具有光學軸的相位差薄膜。
第15圖係表示本實施例之液晶顯示元件中液晶胞1的第1及第2配向膜7,8的配向處理方向7a,8a、第1及第2偏光板11,15之偏光層12,16的吸收軸12a,16a之方向、第1及第2視角補償板19,22之視角補償層20,23的光學軸方向20a,23a之方向、前述第1及第2相位差板26,27的遲相軸26a,27a之方向、及前述第1及第2光學薄膜28,29的光學軸28a,29a之方向的圖示。
如第15圖所示，前述液晶胞1的第1及第2配向膜7,8的配向處理方向7a,8a、第1及第2偏光板11,15之偏光層12,16的吸收軸12a,16a之方向、及第1及第2視角補償板19,22之視角補償層20,23的光學軸方向20a,23a之方向，係相同於上述第1及第2實施例。
另一方面，前述第1相位差板26，係被配置成使其遲相軸26a與從觀察側來看由前述畫面之橫軸方向(圖中中心線所示的方向)向左轉實質110°交叉的方向平行。前述第2相位差板27，係被配置成使其遲相軸27a與從觀察側來看由前述畫面之橫軸方向向左轉實質20°交叉的方向、亦即對前述第1相位差板26之遲相軸26a實質正交的方向平行。再者，前述第1及第2光學薄膜28,29的光學軸28a,29a之方向，乃係對前述液晶胞1的基板面垂直。
接著，於本實施例中，將前述液晶胞1的液晶層10 之△nd值設定為385nm，將前述第1及第2視角補償層20,23之厚度方向遲滯Rthi與面內遲滯Roi值分別設定為Rthi=159nm、Roi=-38nm。又，前述第1及第2偏光層12,16之面對液晶胞1之面的基材14,18，與前述第1及第2視角補償層20,23的基材21,24之厚度方向遲滯Rthi與面內遲滯Roi值分別設定為Rthi=89nm、Roi=9nm。更進一步，前述第1及第2相位差板26,27之厚度方向遲滯Rthi與面內遲滯Roi值分別設定為Rthi=50nm、Roi=64nm。接著，將前述第1及第2光學薄膜28,29之厚度方向遲滯Rthi設定為-160nm(該等光學薄膜28,29之面內遲滯Roi值分別為0)。如此，前述第1偏光層12與前述第2偏光層16之間除去液晶層10後的複數個光學層各個之厚度方向遲滯值、與前述液晶層10之液晶層厚度方向的遲滯值之合計值，可設定於0±80nm的範圍。
第16A圖~第16D圖係為本實施例之液晶顯示元件的白顯示TW、黑顯示TB、50%階度顯示T50及20%階度顯示T20時的視角特性圖，第16A圖係畫面之左-右方向的視角特性、第16B圖係畫面之下-上方向的視角特性、第16C圖係畫面之左下-右上方向的視角特性、第16D圖係畫面之右下-左上方向的視角特性。
如第16A圖~第16D圖所示，本實施例之液晶顯示元件，其在圖面之左-右方向、下-上方向、左下-右上方向及右下-左上方向的各方向之透過率的角度相依性皆獲得改善，在前述各方向之廣角度範圍內擁有並無 中間階度反轉的視角特性，特別是在左-右方向、左下-右上方向及右下-左上方向的視角相當寬廣，但對比度也高。
(第4實施形態)
第17圖~第19圖係表示本發明之第4實施例，第17圖係液晶顯示元件的概略剖面圖。
本實施例之液晶顯示元件，其係對上述第2實施例的液晶顯示元件中，在前述第1相位差板26與第1視角補償板19之間、以及在前述第2相位差板27與第2視角補償板22之間的任何一方，例如在第2相位差板27與第2視角補償板22之間，更進一步配置上述第3實施例所備有的光學薄膜29。第1偏光層12與第2偏光層16之間除去液晶層10後的複數個光學層，係由前述第1及第2偏光層12,16的與液晶胞1之一對基板2,3對向面的基材14,18、前述第1與第2視角補償層20,23及其基材21,24、前述第1及第2相位差板26,27、以及前述光學薄膜29所組成。再者，本實施例之液晶顯示元件的其他構成，與上述第3實施例係實質上相同。
第18圖係表示本實施例中液晶胞1的第1及第2配向膜7,8的配向處理方向7a,8a、第1及第2偏光板11,15之偏光層12,16的吸收軸12a,16a之方向、第1及第2視角補償板19,22之視角補償層20,23的光學軸方向20a,23a之方向、前述第1及第2相位差板26,27的遲相軸26a,27a之方向、及前述光學薄膜29的光學軸29a之方向的圖示。
如第18圖所示，前述液晶胞1的第1及第2配向膜7,8的配向處理方向7a,8a、第1及第2偏光板11,15之偏光層12,16的吸收軸12a,16a之方向、及第1及第2視角補償板19,22之視角補償層20,23的光學軸方向20a,23a之方向，係相同於上述第1及第2實施例。又，第1相位差板26之遲相軸26a的方向及第2相位差板27之遲相軸27a的方向，係與上述第3實施例相同。再者，前述光學薄膜29的光學軸29a之方向，乃係對前述液晶胞1的基板面垂直。
接著，於本實施例中，將前述液晶胞1的液晶層10之△nd值設定為386nm，將前述第1及第2視角補償層20,23之厚度方向遲滯Rthi與面內遲滯Roi值分別設定為Rthi=159nm、Roi=-38nm。又，前述第1及第2偏光層12,16的與液晶胞1對向面的基材14,18，與前述第1及第2視角補償層20,23的基材21,24之厚度方向遲滯Rthi與面內遲滯Roi值分別設定為Rthi=89nm、Roi=9nm。更進一步，前述第1及第2相位差板26,27之厚度方向遲滯Rthi與面內遲滯Roi值分別設定為Rthi=50nm、Roi=64nm。接著，將前述光學薄膜29之厚度方向遲滯Rthi設定為-160nm(該光學薄膜29之面內遲滯Roi值為0)。如此，前述第1偏光層12與前述第2偏光層16之間除去液晶層10後的複數個光學層各個之厚度方向遲滯值、與前述液晶層10之液晶層厚度方向的遲滯值之合計值，可設定於0±80nm的範圍。
第19A圖~第19D圖係為本實施例之液晶顯示元件 的白顯示TW、黑顯示TB、50%階度顯示T50及20%階度顯示T20時的視角特性圖，第19A圖係畫面之左-右方向的視角特性、第19B圖係畫面之下-上方向的視角特性、第19C圖係畫面之左下-右上方向的視角特性、第19D圖係畫面之右下-左上方向的視角特性。
如第19A圖~第19D圖所示，本實施例之液晶顯示元件，其在圖面之左-右方向、下-上方向、左下-右上方向及右下-左上方向的各方向之透過率的角度相依性皆獲得改善，在前述各方向之廣角度範圍內擁有並無中間階度反轉的視角特性，特別是在左-右方向、左下-右上方向及右下-左上方向的視角相當寬廣，但對比度也高。
(第5實施形態)
第20圖~第22圖係表示本發明之第5實施例，第20圖係液晶顯示元件的概略剖面圖。
本實施例之液晶顯示元件，其係對上述第2實施例的液晶顯示元件中，將前述第1與第2視角補償層20,23，形成於前述第1及第2相位差板26,27的板面上。第1偏光層12與第2偏光層16之間除去液晶層10後的複數個光學層，係由前述第1及第2偏光層12,16之面對液晶胞1之一對基板2,3之面的基材14,18、前述第1與第2視角補償層20,23、以及前述第1及第2相位差板26,27所組成。再者，本實施例之液晶顯示元件的其他構成，與上述第2實施例係實質上相同。
第21圖係表示本實施例中液晶胞1的第1及第2配 向膜7,8的配向處理方向7a,8a、第1及第2偏光板11,15之偏光層12,16的吸收軸12a,16a之方向、第1及第2視角補償層20,23的光學軸方向20a,23a之方向、及第1及第2相位差板26,27的遲相軸26a,27a之方向的圖示。
如第21圖所示，前述液晶胞1的第1及第2配向膜7,8的配向處理方向7a,8a、第1及第2偏光板11,15之偏光層12,16的吸收軸12a,16a之方向、及第1及第2視角補償層20,23的光學軸方向20a,23a之方向，係相同於上述第1實施例。又，第1相位差板26的遲相軸26a之方向與第2相位差板27的遲相軸27a之方向，係相同於上述第3實施例。
接著，於本實施例中，將前述液晶胞1的液晶層10之△nd值設定為385nm，將前述第1及第2視角補償層20,23之厚度方向遲滯Rthi與面內遲滯Roi值分別設定為Rthi=70nm、Roi=-47nm。又，前述第1及第2偏光層12,16的與液晶胞1對向面的基材14,18之厚度方向遲滯Rthi與面內遲滯Roi值分別設定為Rthi=89nm、Roi=9nm。更進一步，前述第1及第2相位差板26,27之厚度方向遲滯Rthi與面內遲滯Roi值分別設定為Rthi=55nm、Roi=71nm。如此，前述第1偏光層12與前述第2偏光層16之間除去液晶層10後的複數個光學層各個之厚度方向遲滯值、與前述液晶層10之液晶層厚度方向的遲滯值之合計值，可設定於0±80nm的範圍。
本實施例之液晶顯示元件，其係將前述第1與第2視角補償層20,23，形成於前述第1及第2相位差板26,27 的板面上，並將第1偏光層12與第2偏光層16之間的複數個光學層之中具有厚度方向遲滯的基材，僅使用在第1及第2偏光層12,16之面對液晶胞1之面的基材14,18上。如此，由於可將具有厚度方向遲滯的基材之數目減少，所以能更有效地改善透過率的角度相依性。
第22A圖~第22D圖係為本實施例之液晶顯示元件的白顯示TW、黑顯示TB、50%階度顯示T50及20%階度顯示T20時的視角特性圖，第22A圖係畫面之左-右方向的視角特性、第22B圖係畫面之上-下方向的視角特性、第22C圖係畫面之左下-右上方向的視角特性、第22D圖係畫面之右下-左上方向的視角特性。
如第22A圖~第22D圖所示，本實施例之液晶顯示元件，其在圖面之左-右方向、下-上方向、左下-右上方向及右下-左上方向的各方向之透過率的角度相依性皆獲得改善，在前述各方向之廣角度範圍內擁有並無中間階度反轉的視角特性，特別是在左-右方向、左下-右上方向及右下-左上方向的視角相當寬廣，但對比度也高。
(第6實施形態)
第23圖~第25圖係表示本發明之第6實施例，第23圖係液晶顯示元件的概略剖面圖。
本實施例之液晶顯示元件，其係對上述第2實施例的液晶顯示元件中，對第1及第2偏光層12,16，僅在其與液晶胞1之一對基板2,3對向面的相反側外面分別設有的基材13,17，在該第1及第2偏光層12,16之面對液 晶胞1之一對基板2,3之面上分別堆疊有第1及第2相位差板26,27。第1偏光層12與第2偏光層16之間除去液晶層10後的複數個光學層，係由前述第1及第2相位差板26,27、前述第1與第2視角補償層20,23、以及此等視角補償層20,23的基材21,24所組成。再者，本實施例之液晶顯示元件的其他構成，與上述第2實施例係實質上相同。
第24圖係表示本實施例中液晶胞1的第1及第2配向膜7,8的配向處理方向7a,8a、第1及第2偏光層12,16的吸收軸12a,16a之方向、第1及第2視角補償層20,23的光學軸方向20a,23a之方向、及第1及第2相位差板26,27的遲相軸26a,27a之方向的圖示。
如第24圖所示，前述液晶胞1的第1及第2配向膜7,8的配向處理方向7a,8a、第1及第2偏光層12,16的吸收軸12a,16a之方向、第1及第2視角補償層20,23的光學軸方向20a,23a之方向、及第1及第2相位差板26,27的遲相軸26a,27a之方向，係相同於上述第2實施例。
接著，於本實施例中，將前述液晶胞1的液晶層10之△nd值設定為420nm，將前述第1及第2視角補償層20,23之厚度方向遲滯Rthi與面內遲滯Roi值分別設定為Rthi=159nm、Roi=-38nm。又，第1及第2視角補償層20,23之基材21,24之厚度方向遲滯Rthi與面內遲滯Roi值分別設定為Rthi=89nm、Roi=9nm。更進一步，前述第1及第2相位差板26,27之厚度方向遲滯Rthi 與面內遲滯Roi值分別設定為Rthi=175nm、Roi=35nm。如此，前述第1偏光層12與前述第2偏光層16之間除去液晶層10後的複數個光學層各個之厚度方向遲滯值，與前述液晶層10之液晶層厚度方向的遲滯值之合計值，可設定於0±80nm的範圍。
本實施例之液晶顯示元件，其係僅在第1及第2偏光層12,16外面分別設有基材13,17，在該第1及第2偏光層12,16之面對液晶胞1的面上堆疊有第1及第2相位差板26,27，並將第1偏光層12與第2偏光層16之間的複數個光學層之中具有厚度方向遲滯的基材，僅使用在第1及第2視角補償層20,23之基材21,24上。如此，由於可將具有厚度方向遲滯的基材之數目減少，可更有效地改善透過率的角度相依性。
第25A圖~第25D圖係為本實施例之液晶顯示元件的白顯示TW、黑顯示TB、50%階度顯示T50及20%階度顯示T20時的視角特性圖，第25A圖係畫面之左-右方向的視角特性、第25B圖係畫面之下-上方向的視角特性、第25C圖係畫面之左下-右上方向的視角特性、第25D圖係畫面之右下-左上方向的視角特性。
如第25A圖~第25D圖所示，本實施例之液晶顯示元件，其在圖面之左-右方向、下-上方向、左下-右上方向及右下-左上方向的各方向之透過率的角度相依性皆獲得改善，在前述各方向之廣角度範圍內擁有並無中間階度反轉的視角特性，特別是在左-右方向、左下-右上方向及右下-左上方向的視角相當寬廣，但對比 度也高。
(第7實施形態)
第26圖~第28圖係表示本發明之第7實施例，第26圖係液晶顯示元件的概略剖面圖。
本實施例之液晶顯示元件，其係對上述第2實施例的液晶顯示元件中，對第1及第2偏光層12,16，僅在面對液晶胞1之一對基板2,3之面的相反側外面分別設有基材13,17，在該第1及第2偏光層12,16面對液晶胞1之一對基板2,3的面上分別堆疊有第1及第2相位差板26,27，更進一步，在前述第1及第2相位差板26,27面對液晶胞1之面上分別形成有第1及第2視角補償層20,23。第1偏光層12與第2偏光層16之間除去液晶層10後的複數個光學層，係由前述第1及第2相位差板26,27以及前述第1與第2視角補償層20,23所組成。再者，本實施例之液晶顯示元件的其他構成，與上述第2實施例係實質上相同。
第27圖係表示本實施例中液晶胞1的第1及第2配向膜7,8的配向處理方向7a,8a、第1及第2偏光層12,16的吸收軸12a,16a之方向、第1及第2視角補償層20,23的光學軸方向20a,23a之方向、及第1及第2相位差板26,27的遲相軸26a,27a之方向。
如第27圖所示，前述液晶胞1的第1及第2配向膜7,8的配向處理方向7a,8a、第1及第2偏光板12,16之偏光層12,16的吸收軸12a,16a之方向、及第1及第2視角補償層20,23的光學軸方向20a,23a之方向，係相同 於上述第1實施例。第1相位差板26，係被配置成使其遲相軸26a與從觀察側來看由前述畫面之橫軸方向向左轉實質100°交叉的方向平行。第2相位差板27，係被配置成使其遲相軸27a與從觀察側來看由前述畫面之橫軸方向向左轉實質10°交叉的方向、亦即對前述第1相位差板26之遲相軸26a實質垂直的方向平行。
接著，於本實施例中，將前述液晶胞1的液晶層10之△nd值設定為430nm，將前述第1及第2視角補償層20,23之厚度方向遲滯Rthi與面內遲滯Roi值分別設定為Rthi=70nm、Roi=-47nm。又，前述第1及第2相位差板26,27之厚度方向遲滯Rthi與面內遲滯Roi值分別設定為Rthi=70nm、Roi=48nm。如此，前述第1偏光層12與前述第2偏光層16之間除去液晶層10後的複數個光學層各個之厚度方向遲滯值，與前述液晶層10之液晶層厚度方向的遲滯值之合計值，可設定於0±80nm的範圍。
本實施例之液晶顯示元件，僅在第1及第2偏光層12,16的外面設有基材13,17，在該第1及第2偏光層12,16面對液晶胞1之面上堆疊有第1及第2相位差板26,27，更進一步在前述第1及第2相位差板26,27面對液晶胞1之面上形成有第1及第2視角補償層20,23，藉以從第1偏光層12與第2偏光層16之間的複數個光學層之中消除具有厚度方向遲滯的基材。如此，由於沒有具有厚度方向遲滯的基材，可更有效地改善透過率的角度相依性。
第28A圖~第28D圖係為本實施例之液晶顯示元件的白顯示TW、黑顯示TB、50%階度顯示T50及20%階度顯示T20時的視角特性圖，第28A圖係畫面之左-右方向的視角特性、第28B圖係畫面之上-下方向的視角特性、第28C圖係畫面之左下-右上方向的視角特性、第28D圖係畫面之右下-左上方向的視角特性。
如第28A圖~第28D圖所示，本實施例之液晶顯示元件，其在圖面之左-右方向、下-上方向、左下-右上方向及右下-左上方向的各方向之透過率的角度相依性皆獲得改善，在前述各方向之廣角度範圍內擁有並無中間階度反轉的視角特性，特別是在左-右方向、左下-右上方向及右下-左上方向的視角相當寬廣，但對比度也高。
(其他實施形態)
再者，上述各實施例之第1及第2視角補償層20,23雖係對盤形(Discotic)液晶分子作混合(Hybrid)配向的盤形液晶層而形成者，但第1及第2視角補償層並不限用於前述盤形液晶層，對於例如使細長球狀的液晶分子對液晶胞1之基板面之平行面向一方向傾斜的傾斜配向液晶者亦可。
又，上述各實施例之液晶顯示元件，係為將第1偏光層12與第2偏光層16以各個吸收軸12a,16a相互作實質正交而配置的正常白色(normally white)型，但該液晶顯示元件亦可將第1偏光層12與第2偏光層16以各個吸收軸12a,16a相互作實質平行而配置的正常黑色 (normally black)型。
如上述，本發明之液晶顯示元件，具備有：液晶胞，係在相互對向的內面分別形成有至少1個電極、及分別將前述電極覆蓋之配向膜的第1及第2基板之間，挾持有使液晶分子以實質90°進行扭轉配向的液晶層所構成；第1及第2偏光板，係配置於前述液晶胞之兩側，各自由第1及第2偏光層與分別支持前述第1及第2偏光層的至少1個基材所構成，前述第1及第2偏光層具有使直線偏光透過的透過軸、及與前述透過軸正交的吸收軸；以及第1及第2視角補償層，係分別配置於前述液晶胞與前述第1及第2偏光板之間，各自具有在與前述液晶胞之基板面平行的面內之相位差、及在與前述基板面垂直的面內之相位差，前述第1偏光層與前述第2偏光層之間的複數個光學層各自的厚度方向遲滯之合計值與液晶層厚度方向遲滯的值相加的值，係設定在-80nm~+80nm的範圍；前述複數個光學層至少包含前述第1及第2視角補償層但不包括前述液晶層；前述複數個光學層各自的厚度方向遲滯，係由前述複數個光學層各自之在與前述基板面垂直之面內的相位差與前述光學層之層厚的乘積所求出；前述液晶層厚度方向遲滯的值，係依以下方式算出：將由當在前述第1及第2基板之前述電極間施加了使前述液晶分子相對於前述基板面進行豎起配向所需的飽和電 壓時，前述液晶層之在與前述基板面垂直的面內之相位差與該液晶層厚度的乘積所求出的值，乘以按前述液晶分子相對於前述基板面的預傾角及使前述液晶分子進行豎起配向所需的前述飽和電壓的值所選擇之0.72~0.89範圍的係數，前述第1偏光層與前述第2偏光層之間的包括前述液晶層之前述複數個光學層各自的面內遲滯的合計值，係設定在350nm~600nm的範圍，該面內遲滯係由在與前述基板面平行之面內的面內相位差與前述複數個光學層各自的層厚之乘積所求出。
又，對於該液晶顯示元件，理想的是，前述液晶分子的預傾角落在0.5°~10.5°的範圍，前述飽和電壓的值落在3V~5V的範圍。在此場合，針對前述第1偏光層與前述第2偏光層之間除了前述液晶層以外的前述複數個光學層的每一個，當將與前述基板面平行之面內之相互正交的2個方向中之一方及另一方分別設為X軸及Y軸，將與前述基板面垂直的厚度方向設為Z軸，將前述X軸方向的折射率設為nx，將前述Y軸方向的折射率設為ny，將前述Z軸方向的折射率設為nz，將前述光學層的層厚設為d時，由{(nx+ny)/2-nz}‧d所表示的各光學層之前述厚度方向遲滯的合計值，係設定成與依以下方式算出的值實質上相等的值：將構成前述液晶層之液晶材料的折射率異向性△n與液晶層厚度d的乘積△nd之值，乘以按前述液晶分子相對於前述基板面的預傾角及使前述液晶分子進行豎起配向所需之前述飽和電壓的 值所選擇之0.72~0.89範圍的前述係數，是所期望的。又，理想的是，前述第1偏光層與前述第2偏光層之間除了前述液晶層以外的前述複數個光學層各自之前述厚度方向遲滯的值的合計值，係設定成與依以下方式算出的值實質上相等：將構成前述液晶層之液晶材料的折射率異向性△n與液晶層厚度d的乘積△nd之值，乘以0.83的係數。更進一步，理想的是，前述液晶分子的預傾角落在0.5°~10.5°的範圍，前述飽和電壓的值落在3V~5V的範圍。
對於本發明之液晶顯示元件，理想的是，前述液晶胞係由以下所構成：前述第1基板，係在一方之面形成有至少1個第1電極、及設置成覆蓋前述第1電極且朝預定的第1方向施以配向處理的第1配向膜；前述第2基板，係配置成與前述第1基板的電極形成面對向，在與前述第1基板對向的面形成有與前述第1電極對向的至少1個第2電極、及設置成覆蓋前述第2電極且朝以實質90°的角度對前述第1方向交叉的第2方向施以配向處理的第2配向膜；及前述液晶層，係挾持於前述第1基板的前述第1配向膜與前述第2基板的前述第2配向膜之間，以實質90°的扭轉角進行扭轉配向，前述第1偏光板，係具有前述第1偏光層，該第1偏光層在以實質45°之角度對前述第1配向膜之配向處理方向交叉的方向上具有吸收軸， 前述第2偏光板，係具有前述第2偏光層，該第2偏光層在對前述第1偏光層之吸收軸實質正交的方向或實質平行的方向上具有吸收軸。
對於本發明之液晶顯示元件，理想的是，前述第1及第2偏光層各自具備有基材，該基材係設置於前述第1及第2偏光層之至少與前述第1及第2基板對向的面，且由樹脂薄膜所構成，該樹脂薄膜具有由在與前述基板面垂直的面內之相位差與層厚的乘積所求出之前述厚度方向遲滯，前述第1及第2視角補償層各自具備有基材，該基材係設置於前述第1及第2視角補償層之至少一方之面，且由樹脂薄膜所構成，該樹脂薄膜具有由在與前述基板面垂直的面內之相位差與層厚的乘積所求出之前述厚度方向遲滯，前述第1偏光層與第2偏光層之間的除了前述液晶層以外之前述複數個光學層，係至少由前述第1及第2偏光層之與前述第1及第2基板對向之面的前述基材、前述第1及第2視角補償層、及前述第1及第2視角補償層之前述基材所構成。
對於本發明之液晶顯示元件，理想的是，前述第1偏光層與前述第1視角補償層之間更配置有第1相位差板，前述第2偏光層與前述第2視角補償層之間更配置有第2相位差板。在此場合，理想的是，前述第1及第2偏光層各自具備有基材，該基材係設置於前述第1及第2偏光層之至少與前述第1及第2基板對向的面，且 由樹脂薄膜所構成，該樹脂薄膜具有由在與前述基板面垂直的面內之相位差與層厚的乘積所求出之前述厚度方向遲滯，前述第1及第2視角補償層，係分別形成於前述第1及第2相位差板的板面上。。又，理想的是，前述第1及第2偏光層各自具備有基材，該基材係由樹脂薄膜所構成，該樹脂薄膜係配置於前述第1及第2偏光層之與前述第1及第2基板對向的面為相反側的外面，前述第1及第2視角補償層各自具備有基材，該基材係設置於前述第1及第2視角補償層之至少一方之面，且由樹脂薄膜所構成，該樹脂薄膜具有由在與前述基板面垂直的面上之相位差與層厚的乘積所求出之前述厚度方向遲滯，前述第1及第2相位差板，係分別堆疊於前述第1及第2偏光層之與前述第1及第2基板對向的面。更進一步，理想的是，前述第1及第2偏光層各自具備有基材，該基材係由樹脂薄膜所構成，該樹脂薄膜係配置於前述第1及第2偏光層之與前述第1及第2基板對向的面為相反側的外面，前述第1及第2相位差板，係分別堆疊於前述第1及第2偏光層的與前述第1及第2基板對向的面，前述第1及第2視角補償層，係分別形成於前述第1及第2相位差板的板面上。又更進一步，理想的是，在前述第1相位差板與前述第1視角補償層之間、及前述第2相位差板與前述第2視角補償層之間的至少一方，更配置光學薄膜，該光學薄膜之與前述基板面平行之面內的相互正交的2個方向之一方的折射率nx及另一方的折射率ny、和與前述基板面垂直的厚度方 向的折射率nz，具有nx=ny>nz的關係。
本發明之液晶顯示元件，具備有：第1基板，係在一方之面形成有至少1個第1電極、及設置成覆蓋前述第1電極且朝預定的第1方向施以配向處理的第1配向膜；第2基板，係配置成與前述第1基板的電極形成面對向，在與前述第1基板對向的面形成有：與前述第1電極對向的至少1個第2電極、及設置成覆蓋前述第2電極且朝以實質90°的角度對前述第1方向交叉的第2方向施以配向處理的第2配向膜；液晶層，係挾持於前述第1基板的前述第1配向膜與前述第2基板的前述第2配向膜之間，使液晶分子在前述第1配向膜與前述第2配向膜之間以實質90°的扭轉角進行扭轉配向；第1偏光板，係配置成與前述第1基板之與電極形成面為相反側之外面對向，具備有：第1偏光層，係在以實質45°之角度對前述第1配向膜之配向處理方向交叉的方向上具有吸收軸；以及基材，係設置於前述第1偏光層之至少與前述第1基板對向的面，且由樹脂薄膜所構成，該樹脂薄膜具有由在與前述第1及第2基板之基板面垂直的面內之相位差與層厚的乘積所求出之厚度方向遲滯；第2偏光板，係配置成與前述第2基板之與電極形成面為相反側之外面對向，具備有：第2偏光層，係在對前述第1偏光層之吸收軸實質正交的方向或實質平行 的方向上具有吸收軸；以及基材，係設置於前述第2偏光層之至少與前述第2基板對向的面，且由樹脂薄膜所構成，該樹脂薄膜具有由在與前述基板面垂直的面內之相位差與層厚的乘積所求出之厚度方向遲滯；以及第1及第2視角補償板，係分別配置於前述第1基板與前述第1偏光板之間、及前述第2基板與前述第2偏光板之間，各自具備有：視角補償層，係具有在與前述基板面平行的面內之相位差及在與前述基板面垂直的面內之相位差；以及基材，係設置於前述視角補償層之至少一方之面，且由樹脂薄膜所構成，該樹脂薄膜具有由在與前述基板面垂直的面內之相位差與層厚的乘積所求出之前述厚度方向遲滯，前述第1偏光板的前述第1偏光層與前述第2偏光板的第2偏光層之間的複數個光學層各自的前述厚度方向遲滯的值與液晶層厚度方向遲滯的值之合計值，係設定在-80nm~+80nm的範圍；前述複數個光學層至少包括前述第1及第2偏光板之與前述第1及第2基板對向之面之前述基材、前述第1及第2視角補償板各自的視角補償層、及前述第1及第2視角補償板的基材但不包括前述液晶層；前述複數個光學層各自的前述厚度方向遲滯的值，係由前述複數個光學層各自之在與前述基板面垂直之面內之相位差與前述複數個光學層各自的層厚的乘積所求出；前述液晶層厚度方向遲滯的值，係依以下方式算出：將由當在前述第1及第2基板之前述電極間施加了使前述液晶分子相對於前述基板面進行豎起配 向所需的飽和電壓時，前述液晶層的在與前述基板面垂直的面內之相位差與液晶層厚度的乘積所求出的值，乘以按前述液晶分子相對於前述基板面的預傾角及使前述液晶分子進行豎起配向所需的前述飽和電壓的值所選擇之0.72~0.89範圍的係數，前述第1偏光層與前述第2偏光層之間的包括前述複數個基材、前述複數個視角補償層、以及前述液晶層的前述複數個光學層各自的面內遲滯的合計值，係設定在350nm~600nm的範圍，該面內遲滯係由在與前述基板面平行之面內的面內相位差與前述複數個光學層各自之層厚的乘積所求出。
對於該液晶顯示元件，理想的是，前述液晶分子的預傾角落在0.5°~10.5°的範圍，前述飽和電壓的值落在3V~5V的範圍。
更進一步，理想的是，在前述第1偏光層與前述第1視角補償層之間更配置有第1相位差板，在前述第2偏光層與前述第2視角補償層之間更配置有第2相位差板。
本發明之液晶顯示元件，具備有：第1基板，係在一方之面形成至少1個第1電極、及設置成覆蓋前述第1電極且朝預定的第1方向施以配向處理的第1配向膜；第2基板，係配置成與前述第1基板的電極形成面對向，在與前述第1基板對向的面形成：與前述第1電極對向的至少1個第2電極、及設置成覆蓋前述第2電 極且朝以實質90°的角度對前述第1方向交叉的第2方向施以配向處理的第2配向膜；液晶層，係挾持於前述第1基板的前述第1配向膜與前述第2基板的前述第2配向膜之間，使液晶分子在前述第1配向膜與前述第2配向膜之間以實質90°的扭轉角進行扭轉配向；第1偏光層，係配置成與前述第1基板之與電極形成面為相反側之外面對向，在以實質45°的角度對前述第1配向膜之配向處理方向交叉的方向上具有吸收軸；第2偏光層，係配置成與前述第2基板之與電極形成面為相反側之外面對向，在對前述第1偏光層之吸收軸實質正交的方向或實質平行的方向上具有吸收軸；以及第1及第2視角補償層，係分別配置於前述第1基板與前述第1偏光層之間、及前述第2基板與前述第2偏光層之間，各自具有在與前述第1及第2基板之基板面平行的面內之相位差及在與前述基板面垂直的面內之相位差，當前述液晶分子的預傾角落在0.5°~10.5°的範圍，且前述液晶分子進行豎起配向所需的飽和電壓的值落在3V~5V的範圍時，針對前述第1偏光層與前述第2偏光層之間的、至少包括前述第1與第2視角補償層但不包括前述液晶層的複數個光學層之每一個，當將與前述基板面平行的面內之相互正交的2個方向中之一方及另一方分別設為X軸及Y軸，將與前述基板面垂直的厚度方 向設為Z軸，將前述X軸方向的折射率設為nx，將前述Y軸方向的折射率設為ny，將前述Z軸方向的折射率設為nz，將前述光學層的層厚設為d，將由{(nx+ny)/2-nz}‧d所表示的各光學層之厚度方向遲滯設為Rthi，將把前述各光學層之厚度方向遲滯Rthi的值加總的厚度方向遲滯設為Rth、將構成前述液晶層之液晶材料的折射率異向性△n與液晶層厚度d之乘積設為△nd時，前述厚度方向遲滯Rth係設定成滿足-80nm<Rth-0.83△nd<80nm之範圍，針對前述第1偏光層與前述第2偏光層之間的前述複數個光學層，當將由(nx-ny)‧d所表示之各光學層的面內遲滯設為Roi，將把前述各光學層的前述面內遲滯Roi之值加總的面內遲滯設為Ro時，前述面內遲滯Ro及液晶層之△nd係設定成各自滿足Ro+△nd=350nm~600nm之範圍。
1‧‧‧液晶胞
2,3‧‧‧透明基板
9‧‧‧密封材
10‧‧‧液晶層
11,15‧‧‧偏光板
12,16‧‧‧偏光板的偏光層
13,14,17,18‧‧‧偏光板的基材
19,22‧‧‧視角補償板
20,23‧‧‧視角補償層
21,24‧‧‧視角補償板的基材
4‧‧‧第1電極(畫素電極)
5‧‧‧第2電極(對向電極)
6R,6G,6B‧‧‧彩色濾光片
7,8‧‧‧配向膜
10a‧‧‧液晶分子
21a,24a‧‧‧配向膜
25‧‧‧盤形液晶分子
dR ,dG ,dB ‧‧‧液晶層厚度
7a,8a‧‧‧配向處理方向
12a,16a‧‧‧偏光層的吸收軸
20a,23a‧‧‧視角補償層的光學軸
Ro‧‧‧面內遲滯
Rth‧‧‧厚度方向遲滯
△nd‧‧‧折射率異向性△n與液晶層厚度d之乘積
T20 ‧‧‧20%階度顯示
T50 ‧‧‧50%階度顯示
TB ‧‧‧黑顯示
TW ‧‧‧白顯示
26,27‧‧‧相位差板
26a,27a‧‧‧相位差板的遲相軸
28,29‧‧‧光學薄膜
nx,ny,nz‧‧‧X,Y,Z軸方向的折射率
28a,29a‧‧‧光學薄膜的光學軸
第1圖係表示本發明之第1實施例的液晶顯示元件的概略剖面圖。
第2圖係液晶胞之一部份的放大剖面圖。
第3圖係視角補償板之一部份的放大剖面圖。
第4圖係表示第1實施例中第1及第2配向膜的配向處理方向、第1及第2偏光層的吸收軸之方向、及第1及第2視角補償層的光學軸之方向的圖示。
第5圖係表示第1實施例中液晶顯示元件的紅、綠、藍之各色畫素部的液晶層厚度dR ,dG ,dB 的比，與顯示白色時其與顯示色度之關係的圖示。
第6圖係表示第1實施例的液晶顯示元件中液晶層之△nd與施加飽和電壓時的液晶層之厚度方向遲滯RthLC 之關係的圖示。
第7圖係表示第1實施例的液晶顯示元件中第1偏光層與第2偏光層之間除去液晶層後的複數個光學層之基材的各基材之面內遲滯值經加算後的面內遲滯Ro及液晶層之△nd與透過率之關係的圖示。
第8A圖~第8D圖係分別為第1實施例中液晶顯示元件中在畫面各處對於白顯示TW、黑顯示TB、50%階度(白顯示之50%亮度階度)顯示T50、及20%階度(白顯示之20%亮度階度)顯示T20時的視角特性圖。
第9A圖~第9D圖係分別為第1實施例中液晶顯示元件中在畫面各處對於白顯示TW、黑顯示TB、50%階度(白顯示之50%亮度階度)顯示T50、及20%階度(白顯示之20%亮度階度)顯示T20時的視角特性圖。
第10圖係表示本發明之第2實施例的液晶顯示元件的概略剖面圖。
第11圖係表示第2實施例中第1及第2配向膜的配向處理方向、第1及第2偏光層的吸收軸之方向、第1及第2視角補償層的光學軸之方向、及第1及第2相位差板的遲相軸之方向的圖示。
第12A圖~第12D圖係分別為第2實施例中液晶顯示元件中在畫面各處對於白顯示TW、黑顯示TB、50%階度(白顯示之50%亮度階度)顯示T50、及20%階度(白顯示之20%亮度階度)顯示T20時的視角特性圖。
第13圖係表示本發明之第3實施例的液晶顯示元件的概略剖面圖。
第14圖係為了說明液晶顯示元件中光學薄膜之特性的斜視圖。
第15圖係表示第3實施例中第1及第2配向膜的配向處理方向、第1及第2偏光層的吸收軸之方向、第1及第2視角補償層的光學軸之方向、第1及第2相位差板的遲相軸之方向、及第1及第2光學薄膜的光學軸之方向的圖示。
第16A圖~第16D圖係分別為第3實施例中液晶顯示元件中在畫面各處對於白顯示TW、黑顯示TB、50%階度(白顯示之50%亮度階度)顯示T50、及20%階度(白顯示之20%亮度階度)顯示T20時的視角特性圖。
第17圖係表示本發明之第4實施例的液晶顯示元件的概略剖面圖。
第18圖係表示第4實施例中第1及第2配向膜的配向處理方向、第1及第2偏光層的吸收軸之方向、第1及第2視角補償層的光學軸之方向、第1及第2相位差板的遲相軸之方向、及光學薄膜的光學軸之方向的圖示。
第19A圖~第19D圖係分別為第4實施例中液晶顯示元件中在畫面各處對於白顯示TW、黑顯示TB、50%階度(白顯示之50%亮度階度)顯示T50、及20%階度(白顯示之20%亮度階度)顯示T20時的視角特性圖。
第20圖係表示本發明之第5實施例的液晶顯示元件 的概略剖面圖。
第21圖係表示第5實施例中第1及第2配向膜的配向處理方向、第1及第2偏光層的吸收軸之方向、第1及第2視角補償層的光學軸之方向、及第1及第2相位差板的遲相軸之方向的圖示。
第22A圖~第22D圖係分別為第5實施例中液晶顯示元件中在畫面各處對於白顯示TW、黑顯示TB、50%階度(白顯示之50%亮度階度)顯示T50、及20%階度(白顯示之20%亮度階度)顯示T20時的視角特性圖。
第23圖係表示本發明之第6實施例的液晶顯示元件的概略剖面圖。
第24圖係表示第6實施例中第1及第2配向膜的配向處理方向、第1及第2偏光層的吸收軸之方向、第1及第2視角補償層的光學軸之方向、及第1及第2相位差板的遲相軸之朝向的圖示。
第25A圖~第25D圖係分別為第6實施例中液晶顯示元件中在畫面各處對於白顯示TW、黑顯示TB、50%階度(白顯示之50%亮度階度)顯示T50、及20%階度(白顯示之20%亮度階度)顯示T20時的視角特性圖。
第26圖係表示本發明之第7實施例的液晶顯示元件的概略剖面圖。
第27圖係表示第7實施例中第1及第2配向膜的配向處理方向、第1及第2偏光層的吸收軸之方向、第1及第2視角補償層的光學軸之方向、及第1及第2相位差板的遲相軸之方向的圖示。
第28A圖~第28D圖係分別為7實施例中液晶顯示元件中在畫面各處對於白顯示TW、黑顯示TB、50%階度(白顯示之50%亮度階度)顯示T50、及20%階度(白顯示之20%亮度階度)顯示T20時的視角特性圖。
1‧‧‧液晶胞
2,3‧‧‧透明基板
9‧‧‧密封材
10‧‧‧液晶層
11,15‧‧‧偏光板
12,16‧‧‧偏光板的偏光層
13,14,17,18‧‧‧偏光板的基材
19,22‧‧‧視角補償板
20,23‧‧‧視角補償層
21,24‧‧‧視角補償板的基材

Claims (16)

  1. 一種液晶顯示元件，具備有：液晶胞，係在相互對向的內面分別形成有至少1個電極、及分別將前述電極覆蓋之配向膜的第1及第2基板之間，挾持有使液晶分子以實質90°進行扭轉配向的液晶層所構成；第1及第2偏光板，係配置於前述液晶胞之兩側，各自由第1及第2偏光層與分別支持前述第1及第2偏光層的至少1個基材所構成，前述第1及第2偏光層具有使直線偏光透過的透過軸、及與前述透過軸正交的吸收軸；以及第1及第2視角補償層，係分別配置於前述液晶胞與前述第1及第2偏光板之間，各自具有在與前述液晶胞之基板面平行的面內之相位差、及在與前述基板面垂直的面內之相位差，前述第1偏光層與前述第2偏光層之間的複數個光學層各自的厚度方向遲滯之合計值與液晶層厚度方向遲滯的值相加的值，係設定在-80nm~+80nm的範圍；前述複數個光學層至少包含前述第1及第2視角補償層但不包括前述液晶層；前述複數個光學層各自的厚度方向遲滯，係由前述複數個光學層各自之在與前述基板面垂直之面內的相位差與前述光學層之層厚 的乘積所求出；前述液晶層厚度方向遲滯的值，係依以下方式算出：將由當在前述第1及第2基板之前述電極間施加了使前述液晶分子相對於前述基板面進行豎起配向所需的飽和電壓時，前述液晶層之在與前述基板面垂直的面內之相位差與該液晶層厚度的乘積所求出的值，乘以按前述液晶分子相對於前述基板面的預傾角及使前述液晶分子進行豎起配向所需的前述飽和電壓的值所選擇之0.72~0.89範圍的係數，前述第1偏光層與前述第2偏光層之間的包括前述液晶層之前述複數個光學層各自的面內遲滯的合計值，係設定在350nm~600nm的範圍，該面內遲滯係由在與前述基板面平行之面內的面內相位差與前述複數個光學層各自的層厚之乘積所求出。
  2. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示元件，其中前述液晶分子的預傾角落在0.5°~10.5°的範圍，前述飽和電壓的值落在3V~5V的範圍。
  3. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示元件，其中針對前述第1偏光層與前述第2偏光層之間除了前述液晶層以外的前述複數個光學層的每一個，當將與前述基板面平行之面內之相互正交的2個方向中之一方及另一方分別設為X軸及Y軸，將與前述基板面垂直的厚度方向設為Z軸，將前述X軸方向的折射率設為nx，將前述Y軸方向的折射率設為ny，將前述Z軸方向的折射率設為nz，將前述光學層的層厚設為d時，由{(nx+ny)/2-nz}‧d所表示的各光學層之前 述厚度方向遲滯的合計值，係設定成與依以下方式算出的值實質上相等的值：將構成前述液晶層之液晶材料的折射率異向性△n與液晶層厚度d的乘積△nd之值，乘以按前述液晶分子相對於前述基板面的預傾角及使前述液晶分子進行豎起配向所需之前述飽和電壓的值所選擇之0.72~0.89範圍的前述係數。
  4. 如申請專利範圍第3項之液晶顯示元件，其中前述第1偏光層與前述第2偏光層之間除了前述液晶層以外的前述複數個光學層各自之前述厚度方向遲滯的值的合計值，係設定成與依以下方式算出的值實質上相等：將構成前述液晶層之液晶材料的折射率異向性△n與液晶層厚度d的乘積△nd之值，乘以0.83的係數。
  5. 如申請專利範圍第3項之液晶顯示元件，其中前述液晶分子的預傾角落在0.5°~10.5°的範圍，前述飽和電壓的值落在3V~5V的範圍。
  6. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示元件，其中前述液晶胞係由以下所構成：前述第1基板，係在一方之面形成有至少1個第1電極、及設置成覆蓋前述第1電極且朝預定的第1方向施以配向處理的第1配向膜；前述第2基板，係配置成與前述第1基板的電極形成面對向，在與前述第1基板對向的面形成有與前述第1電極對向的至少1個第2電極、及設置成覆蓋前述第2電極且朝以實質90°的角度對前述第1方向交 叉的第2方向施以配向處理的第2配向膜；及前述液晶層，係挾持於前述第1基板的前述第1配向膜與前述第2基板的前述第2配向膜之間，以實質90°的扭轉角進行扭轉配向，前述第1偏光板，係具有前述第1偏光層，該第1偏光層在以實質45°之角度對前述第1配向膜之配向處理方向交叉的方向上具有吸收軸，前述第2偏光板，係具有前述第2偏光層，該第2偏光層在對前述第1偏光層之吸收軸實質正交的方向或實質平行的方向上具有吸收軸。
  7. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示元件，其中前述第1及第2偏光層各自具備有基材，該基材係設置於前述第1及第2偏光層之至少與前述第1及第2基板對向的面，且由樹脂薄膜所構成，該樹脂薄膜具有由在與前述基板面垂直的面內之相位差與層厚的乘積所求出之前述厚度方向遲滯，前述第1及第2視角補償層各自具備有基材，該基材係設置於前述第1及第2視角補償層之至少一方之面，且由樹脂薄膜所構成，該樹脂薄膜具有由在與前述基板面垂直的面內之相位差與層厚的乘積所求出之前述厚度方向遲滯，前述第1偏光層與前述第2偏光層之間的除了前述液晶層以外之前述複數個光學層，係至少由前述第1及第2偏光層之與前述第1及第2基板對向之面的前述基材、前述第1及第2視角補償層、及前述第1及 第2視角補償層之前述基材所構成。
  8. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示元件，其中前述第1偏光層與前述第1視角補償層之間更配置有第1相位差板，前述第2偏光層與前述第2視角補償層之間更配置有第2相位差板。
  9. 如申請專利範圍第8項之液晶顯示元件，其中前述第1及第2偏光層各自具備有基材，該基材係設置於前述第1及第2偏光層之至少與前述第1及第2基板對向的面，且由樹脂薄膜所構成，該樹脂薄膜具有由在與前述基板面垂直的面內之相位差與層厚的乘積所求出之前述厚度方向遲滯，前述第1及第2視角補償層，係分別形成於前述第1及第2相位差板的板面上。
  10. 如申請專利範圍第8項之液晶顯示元件，其中前述第1及第2偏光層各自具備有基材，該基材係由樹脂薄膜所構成，該樹脂薄膜係配置於前述第1及第2偏光層之與前述第1及第2基板對向的面為相反側的外面，前述第1及第2視角補償層各自具備有基材，該基材係設置於前述第1及第2視角補償層之至少一方之面，且由樹脂薄膜所構成，該樹脂薄膜具有由在與前述基板面垂直的面上之相位差與層厚的乘積所求出之前述厚度方向遲滯，前述第1及第2相位差板，係分別堆疊於前述第1及第2偏光層之與前述第1及第2基板對向的面。
  11. 如申請專利範圍第8項之液晶顯示元件，其中前述第1及第2偏光層各自具備有基材，該基材係由樹脂薄膜所構成，該樹脂薄膜係配置於前述第1及第2偏光層之與前述第1及第2基板對向的面為相反側的外面，前述第1及第2相位差板，係分別堆疊於前述第1及第2偏光層的與前述第1及第2基板對向的面，前述第1及第2視角補償層，係分別形成於前述第1及第2相位差板的板面上。
  12. 如申請專利範圍第8項之液晶顯示元件，其中在前述第1相位差板與前述第1視角補償層之間、及前述第2相位差板與前述第2視角補償層之間的至少一方，更配置光學薄膜，該光學薄膜之與前述基板面平行之面內的相互正交的2個方向之一方的折射率nx及另一方的折射率ny、和與前述基板面垂直的厚度方向的折射率nz，具有nx=ny>nz的關係。
  13. 一種液晶顯示元件，具備有：第1基板，係在一方之面形成有至少1個第1電極、及設置成覆蓋前述第1電極且朝預定的第1方向施以配向處理的第1配向膜；第2基板，係配置成與前述第1基板的電極形成面對向，在與前述第1基板對向的面形成有：與前述第1電極對向的至少1個第2電極、及設置成覆蓋前述第2電極且朝以實質90°的角度對前述第1方向交叉 的第2方向施以配向處理的第2配向膜；液晶層，係挾持於前述第1基板的前述第1配向膜與前述第2基板的前述第2配向膜之間，使液晶分子在前述第1配向膜與前述第2配向膜之間以實質90°的扭轉角進行扭轉配向；第1偏光板，係配置成與前述第1基板之與電極形成面為相反側之外面對向，具備有：第1偏光層，係在以實質45°之角度對前述第1配向膜之配向處理方向交叉的方向上具有吸收軸；以及基材，係設置於前述第1偏光層之至少與前述第1基板對向的面，且由樹脂薄膜所構成，該樹脂薄膜具有由在與前述第1及第2基板之基板面垂直的面內之相位差與層厚的乘積所求出之厚度方向遲滯；第2偏光板，係配置成與前述第2基板之與電極形成面為相反側之外面對向，具備有：第2偏光層，係在對前述第1偏光層之吸收軸實質正交的方向或實質平行的方向上具有吸收軸；以及基材，係設置於前述第2偏光層之至少與前述第2基板對向的面，且由樹脂薄膜所構成，該樹脂薄膜具有由在與前述基板面垂直的面內之相位差與層厚的乘積所求出之厚度方向遲滯；以及第1及第2視角補償板，係分別配置於前述第1基板與前述第1偏光板之間、及前述第2基板與前述第2偏光板之間，各自具備有：視角補償層，係具有在與前述基板面平行的面內之相位差及在與前述基板 面垂直的面內之相位差；以及基材，係設置於前述視角補償層之至少一方之面，且由樹脂薄膜所構成，該樹脂薄膜具有由在與前述基板面垂直的面內之相位差與層厚的乘積所求出之前述厚度方向遲滯，前述第1偏光板的前述第1偏光層與前述第2偏光板的第2偏光層之間的複數個光學層各自的前述厚度方向遲滯的值與液晶層厚度方向遲滯的值之合計值，係設定在-80nm~+80nm的範圍；前述複數個光學層至少包括前述第1及第2偏光板之與前述第1及第2基板對向之面之前述基材、前述第1及第2視角補償板各自的視角補償層、及前述第1及第2視角補償板的基材但不包括前述液晶層；前述複數個光學層各自的前述厚度方向遲滯的值，係由前述複數個光學層各自之在與前述基板面垂直之面內之相位差與前述複數個光學層各自的層厚的乘積所求出；前述液晶層厚度方向遲滯的值，係依以下方式算出：將由當在前述第1及第2基板之前述電極間施加了使前述液晶分子相對於前述基板面進行豎起配向所需的飽和電壓時，前述液晶層的在與前述基板面垂直的面內之相位差與液晶層厚度的乘積所求出的值，乘以按前述液晶分子相對於前述基板面的預傾角及使前述液晶分子進行豎起配向所需的前述飽和電壓的值所選擇之0.72~0.89範圍的係數，前述第1偏光層與前述第2偏光層之間的包括前述複數個基材、前述複數個視角補償層、以及前述液 晶層的前述複數個光學層各自的面內遲滯的合計值，係設定在350nm~600nm的範圍，該面內遲滯係由在與前述基板面平行之面內的面內相位差與前述複數個光學層各自之層厚的乘積所求出。
  14. 如申請專利範圍第13項之液晶顯示元件，其中前述液晶分子的預傾角落在0.5°~10.5°的範圍，前述飽和電壓的值落在3V~5V的範圍。
  15. 如申請專利範圍第13項之液晶顯示元件，其中在前述第1偏光層與前述第1視角補償層之間更配置有第1相位差板，在前述第2偏光層與前述第2視角補償層之間更配置有第2相位差板。
  16. 一種液晶顯示元件，具備有：第1基板，係在一方之面形成至少1個第1電極、及設置成覆蓋前述第1電極且朝預定的第1方向施以配向處理的第1配向膜；第2基板，係配置成與前述第1基板的電極形成面對向，在與前述第1基板對向的面形成：與前述第1電極對向的至少1個第2電極、及設置成覆蓋前述第2電極且朝以實質90°的角度對前述第1方向交叉的第2方向施以配向處理的第2配向膜；液晶層，係挾持於前述第1基板的前述第1配向膜與前述第2基板的前述第2配向膜之間，使液晶分子在前述第1配向膜與前述第2配向膜之間以實質90°的扭轉角進行扭轉配向； 第1偏光層，係配置成與前述第1基板之與電極形成面為相反側之外面對向，在以實質45°的角度對前述第1配向膜之配向處理方向交叉的方向上具有吸收軸；第2偏光層，係配置成與前述第2基板之與電極形成面為相反側之外面對向，在對前述第1偏光層之吸收軸實質正交的方向或實質平行的方向上具有吸收軸；以及第1及第2視角補償層，係分別配置於前述第1基板與前述第1偏光層之間、及前述第2基板與前述第2偏光層之間，各自具有在與前述第1及第2基板之基板面平行的面內之相位差及在與前述基板面垂直的面內之相位差，當前述液晶分子的預傾角落在0.5°~10.5°的範圍，且前述液晶分子進行豎起配向所需的飽和電壓的值落在3V~5V的範圍時，針對前述第1偏光層與前述第2偏光層之間的、至少包括前述第1與第2視角補償層但不包括前述液晶層的複數個光學層之每一個，當將與前述基板面平行的面內之相互正交的2個方向中之一方及另一方分別設為X軸及Y軸，將與前述基板面垂直的厚度方向設為Z軸，將前述X軸方向的折射率設為nx，將前述Y軸方向的折射率設為ny，將前述Z軸方向的折射率設為nz，將前述光學層的層厚設為d，將由{(nx+ny)/2-nz}‧d所表示的各光學層之厚度方向遲滯設為Rthi，將把前述各光學層之厚度方 向遲滯Rthi的值加總的厚度方向遲滯設為Rth、將構成前述液晶層之液晶材料的折射率異向性△n與液晶層厚度d之乘積設為△nd時，前述厚度方向遲滯Rth係設定成滿足-80nm<Rth-0.83△nd<80nm之範圍，針對前述第1偏光層與前述第2偏光層之間的前述複數個光學層，當將由(nx-ny)‧d所表示之各光學層的面內遲滯設為Roi，將把前述各光學層的前述面內遲滯Roi之值加總的面內遲滯設為Ro時，前述面內遲滯Ro及液晶層之△nd係設定成各自滿足Ro+△nd=350nm~600nm之範圍。
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