TWI406043B - 液晶顯示裝置 - Google Patents

液晶顯示裝置 Download PDF

Info

Publication number
TWI406043B
TWI406043B TW096100285A TW96100285A TWI406043B TW I406043 B TWI406043 B TW I406043B TW 096100285 A TW096100285 A TW 096100285A TW 96100285 A TW96100285 A TW 96100285A TW I406043 B TWI406043 B TW I406043B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
liquid crystal
layer
optical anisotropic
anisotropic layer
display device
Prior art date
Application number
TW096100285A
Other languages
English (en)
Other versions
TW200732763A (en
Inventor
Tetsuya Uesaka
Satoru Ikeda
Original Assignee
Nippon Oil Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Oil Corp filed Critical Nippon Oil Corp
Publication of TW200732763A publication Critical patent/TW200732763A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI406043B publication Critical patent/TWI406043B/zh

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/13363—Birefringent elements, e.g. for optical compensation
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/13363—Birefringent elements, e.g. for optical compensation
    • G02F1/133632—Birefringent elements, e.g. for optical compensation with refractive index ellipsoid inclined relative to the LC-layer surface
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133528—Polarisers
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/13363—Birefringent elements, e.g. for optical compensation
    • G02F1/133634—Birefringent elements, e.g. for optical compensation the refractive index Nz perpendicular to the element surface being different from in-plane refractive indices Nx and Ny, e.g. biaxial or with normal optical axis
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2413/00—Indexing scheme related to G02F1/13363, i.e. to birefringent elements, e.g. for optical compensation, characterised by the number, position, orientation or value of the compensation plates
    • G02F2413/10—Indexing scheme related to G02F1/13363, i.e. to birefringent elements, e.g. for optical compensation, characterised by the number, position, orientation or value of the compensation plates with refractive index ellipsoid inclined, or tilted, relative to the LC-layer surface O plate
    • G02F2413/105—Indexing scheme related to G02F1/13363, i.e. to birefringent elements, e.g. for optical compensation, characterised by the number, position, orientation or value of the compensation plates with refractive index ellipsoid inclined, or tilted, relative to the LC-layer surface O plate with varying inclination in thickness direction, e.g. hybrid oriented discotic LC

Description

液晶顯示裝置
本發明係關於可使用於文字處理器和個人電腦等OA機器、電子記事本、行動電話等之行動資訊機器、或具備液晶螢幕之相機一體型VRT等的液晶顯示裝置，或兼備反射型與穿透型之半穿透反射型液晶顯示裝置。
液晶顯示裝置大致分為可依穿透模式顯示影像之穿透型、可依反射模式顯示影像之反射型、可依穿透模式、反射模式兩者顯示影像之半穿透反射型3種，由於其薄型輕量等特徵，而已廣泛普及作為個人電腦、電視等顯示裝置。特別是半穿透反射型液晶顯示裝置係採用兼具反射型與穿透型之顯示方式，藉由配合周圍明亮度而切換為任一種顯示方式，藉由可減低消耗電力，無論在亮處或暗處均可進行清楚的顯示，故多被使用於各種行動電子機器等。
然而，穿透型、反射型及半穿透反射型液晶顯示裝置，尤其在穿透模式中，由於液晶分子(LCM；Liquid Crystal Molecule)所具有之折射率異像性，而無法避免由斜方向觀看時顯示比對降低、顯示色變化、或灰階反轉等之視角問題，故期盼能加以改善。
作為解法此問題的方法，習知於使用了TN模式(液晶扭轉角90度)之穿透型液晶顯示裝置中，提案有將光學補償薄膜配置於液晶單元與上下偏光板之間，並予以實用化。
可舉例如：將使盤型液晶顯合配向之光學補償薄膜配置於液晶單元與上下偏光板之間的構成；或將使液晶性高分子化合物向列混合配向之光學補償薄膜配置於液晶單元與上下偏光板之間的構成等(參照專利文獻1、專利文獻2、專利文獻3)。
另外，於半穿透反射型液晶顯示裝置中，於穿透模式之下，以顯示原理而言必須將由1片或複數片的單軸性相位差薄膜與偏光板所構成之圓偏光板配置於液晶單元的上下。
於此半穿透反射型液晶顯示裝置之穿透模式的視角擴大方面，係提案有於配置在液晶單元與背光源之間的圓偏光板，使用經向列混合配向之光學補償薄膜的方法(參照專利文獻4、專利文獻5)，並予以實用化。
專利文獻1：日本專利第2640083號公報專利文獻2：日本專利特開平11－194325號公報專利文獻3：日本專利特開平11－194371號公報專利文獻4：日本專利特開2002－31717號公報專利文獻5：日本專利特開2004－157454號公報
然而，即便使用上述方法，仍未解決由斜方向觀看時顯示比對降低、顯示色變化、或灰階反轉等之視角問題，尤其是於半穿透反射型液晶顯示裝置中，由於如上述般原理上使用由1片或複數片之延伸薄膜與偏光板所構成的圓偏光板，故本質上難以改善視角。
有鑑於以上問題，本發明之目的在於提供顯示明亮、高對比，且視角依存性較少的液晶顯示裝置。又，本發明之目的在於藉由於液晶單元部份地設置反射置，而提供於穿透模式時，顯示明亮、高對比，且視角依存性較少之半穿透反射型液晶顯示裝置。
亦即，本發明第1係關於一種液晶顯示裝置，係自背光源側依序至少由偏光板、波長550nm下之相位差值為210至300nm的第1光學異向性層、波長550nm下之相位差值為50至140nm的第2光學異向性層、光學異向性為負之第3光學異向性層、於互相相對向配置之上基板與下基板之間挾持著液晶層的液晶單元、波長550nm下之相位差值為50至140nm的第4光學異向性元件、波長550nm下之相位差值為210至300nm的第1光學異向性元件、及偏光板所構成者，其特徵為，第2光學異向性層至少由將向列混合配向構造固定化之液晶薄膜所構成。
另外，本發明第2係關於一種液晶顯示裝置，係自背光源側依序至少由偏光板、波長550nm下之相位差值為210至300nm的第1光學異向性層、波長550nm下之相位差值為50至140nm的第2光學異向性層、於互相相對向配置之上基板與下基板之間挾持著液晶層的液晶單元、光學異向性為負之第3光學異向性層、波長550nm下之相位差值為50至140nm的第4光學異向性元件、波長550nm下之相位差值為210至300nm的第1光學異向性元件、及偏光板所構成者，其特徵為，第2光學異向性層至少由將向列混合配向構造固定化之液晶薄膜所構成。
另外，本發明第3係關於一種液晶顯示裝置，係自背光源側依序至少由偏光板、波長550nm下之相位差值為210至300nm的第1光學異向性層、波長550nm下之相位差值為50至140nm的第4光學異向性元件、光學異向性為負之第3光學異向性層、於互相相對向配置之上基板與下基板之間挾持著液晶層的液晶單元、波長550nm下之相位差值為50至140nm的第2光學異向性層、波長550nm下之相位差值為210至300nm的第1光學異向性元件、及偏光板所構成者，其特徵為，第2光學異向性層至少由將向列混合配向構造固定化之液晶薄膜所構成。
另外，本發明第4係關於一種液晶顯示裝置，係自背光源側依序至少由偏光板、波長550nm下之相位差值為210至300nm的第1光學異向性層、波長550nm下之相位差值為50至140nm的第4光學異向性元件、於互相相對向配置之上基板與下基板之間挾持著液晶層的液晶單元、光學異向性為負之第3光學異向性層、波長550nm下之相位差值為50至140nm的第2光學異向性層、波長550nm下之相位差值為210至300nm的第1光學異向性元件、及偏光板所構成者，其特徵為，第2光學異向性層至少由將向列混合配向構造固定化之液晶薄膜所構成。
另外，本發明第5係關於本發明第1~4記載的液晶顯示裝置，其中，上述液晶層係使用扭轉向列模式。
另外，本發明第6係關於本發明第1~4記載的液晶顯示裝置，其中，上述液晶層係水平配向，且扭轉角為0度。
另外，本發明第7係關於本發明第1~4記載的液晶顯示裝置，其中，上述第3光學異向性層係滿足下式(1)，且將波長550nm下之面內相位差值(Re)值及厚度方向相位差值(Rth)分別以下式(2)及(3)表示時，Re為0nm~30nm，Rth為－200nm~－30nm。
(1)nx≧ny>nz (2)Re＝(nx－ny)×d (3)Rth＝{nz－(nx＋ny)/2}×d
(式中，nx及ny為光學異向性層之面內主折射率，nz為厚度方向主折射率，d為光學異向性層之厚度(nm)。)
另外，本發明第8係關於本發明第1~4記載的液晶顯示裝置，其中，上述第3光學異向性層係由選自液晶性化合物、三乙醯纖維素、聚醯胺、聚醯亞胺、聚酯、聚醚酮、聚醯胺醯亞胺、聚酯醯亞胺及環狀聚烯烴之至少一種材料所形成的層。
另外，本發明第9係關於本發明第1~4記載的液晶顯示裝置，其中，上述第1及第4光學異向性層為高分子延伸薄膜。
另外，本發明第10係關於本發明第1~4記載的液晶顯示裝置，其中，上述第1及第4光學異向性層為液晶薄膜，該液晶薄膜係將光學性地顯示正單軸性之液晶物質於液晶狀態下所形成之向列配向予以固定化而成。
另外，本發明第11係關於本發明第1~4記載的液晶顯示裝置，其中，將上述第2光學異向性層之液晶薄膜的混合方向投影於基板平面之傾斜方向與上述液晶層的摩擦方向之間的角度為0~30度的範圍內。
另外，本發明第12係關於本發明第1~4記載的液晶顯示裝置，其中，上述第2光學異向性層之液晶薄膜係由光學性地顯示正單軸性之液晶物質所構成，並將該液晶物質於液晶狀態下所形成之向列混合配向固定化之液晶薄膜，該向列混合配向中之平均傾斜角為36~45度。
另外，本發明第13係關於本發明第1~7記載的液晶顯示裝置，其中，上述液晶單元之上述下基板係具有形成了具反射功能之區域與具穿透功能之區域的半穿透反射性電極。
另外，本發明第14係關於本發明第13記載的液晶顯示裝置，其中，上述液晶單元中之具反射功能之區域的液晶層層厚，為小於具穿透功能之區域的液晶層層厚。
以下，詳細說明本發明。
本發明之液晶顯示裝置，係由下述(A)~(D)之任一種構成所形成，視需要可再追加光擴散層、光控制薄膜、導光板、稜鏡片等構材，但對於此等，除了本發明中使用由將向列混合配向構造固定化之液晶薄膜所構成之上述第2光學異向性層的情況之外，並無特別限制。於可得到視角依存性較少之光學特性的前提下，使用(A)~(D)之任一構成均無妨。
(A)偏光板/第1光學異向性層/第4光學異向性層/液晶單元/第3光學異向性層/第2光學異向性層/第1光學異向性層/偏光板/背光源(B)偏光板/第1光學異向性層/第4光學異向性層/第3光學異向性層/液晶單元/第2光學異向性層/第1光學異向性層/偏光板/背光源(C)偏光板/第1光學異向性層/第2光學異向性層/液晶單元/第3光學異向性層/第4光學異向性層/第1光學異向性層/偏光板/背光源(D)偏光板/第1光學異向性層/第2光學異向性層/第3光學異向性層/液晶單元/第4光學異向性層/第1光學異向性層/偏光板/背光源
以下，針對本發明所使用之構成部材依序進行說明。
首先，說明本發明所使用之液晶單元。
作為液晶單元之方式，可舉例如TN(Twisted Nematic，扭轉向列)方式、STN(Super Twisted Nematic，超扭轉向列)方式、ECB(Electrically Controlled Birefringence，電場控制雙折射)方式、IPS(In－Plane Switching，橫向電場轉換)方式、VA(Vertical Alignment，垂直排列)方式、OCB(Optically Compensated Birefringence，光學補償雙折射)方式、HAN(Hybrid Aligned Nematic，混合排列向列)方式、ASM(Axially Symmetric Aligned Microcell，軸對稱排列微單元)方式、半色調灰階方式、畫素分割方式、或利用了強介電性液晶、反強介電性液晶之顯示方式等之各種方式。作為上述液晶單元的方式，較佳為利用液晶分子經水平配向之ECB(electrically controlled birefringence，電場控制雙折射)的顯示方式。此係因為於利用TN方式、STN方式等情況下，在將穿透顯示部之液晶層厚設定為較厚、將反射顯示部之液晶層厚設定為較薄時，若將兩區域的液晶層厚差增大，則於兩區域的邊界處發生液晶分子的配向缺陷等，而容易發生製造上的問題。
另外，液晶單元的驅動方式亦無特別限制，可為使用於STN－LCD等之被動式矩陣方式、及使用TFT(Thin Film Transistor，薄膜電晶體)電極、TFD(Thin Film Diode，薄膜二極體)電極等之能動電極的主動式矩陣方式、電漿定址方式等任一驅動方式。
液晶單元係由於互相相對向配置之2片透明基板(將觀視者側稱為上基板，背光源側稱為下基板)之間挾持著液晶層的構成所形成。
作為形成液晶層之顯示液晶性的材料，並無特別限制，可舉例如可構成各種液晶單元之一般的各種低分子液晶物質、高分子液晶物質及此等的混合物。又，在不損及此等之液晶性的範圍內，亦可添加色素和手性劑、非液晶性物質等。上述液晶單元中除了上述電極基板及液晶層之外，亦可具備作成後述各種方式之液晶單元所需要的各種構成要素。
作為構成液晶單元的透明基板，若為使構成液晶層之顯示液晶性的材料配向為特定配向方向者，則無特別限制。具體而言，可使用基板本身具有使液晶配向之性質的透明基板，基板本身雖缺乏配向能力、但於此設有具有使液晶配向之性質的配向膜等之透明基板等任一種。又，液晶單元之電極可使用ITO等公知者。電極一般係可設置於液晶層所相接的透明基板的面上，於使用具配向膜之基板的情況下，可設置於基板與配向膜之間。
本發明之液晶顯示裝置，係屬於利用背光源之穿透型液晶顯示裝置，但藉由於上述液晶單元之下基板上設置形成了具反射功能之區域與具穿透功能之區域的半穿透反射性電極，亦可得到可使用反射模式與穿透模式兩者的半穿透反射型液晶顯示裝置。
作為半穿透反射性電極所含有之具反射功能之區域(以下亦稱為反射層)，並無特別限制，可例示如鋁、銀、金、鉻、鉑等之金屬，和含有其等之合金、氧化鎂等之氧化物、介電質之多層膜、顯示選擇反射之液晶，或其等之組合等。此等反射層可為平面，亦可為曲面。再者，反射層可為：加工成凹凸形狀等表面形狀而具有擴散反射性者；兼具與液晶單元之觀視者側呈相反側之該電極基板上的電極者；或組合其等者。
該液晶單元係含有形成了具反射功能之區域與具穿透功能之區域的半穿透反射層，具反射功能之區域將成為進行反射顯示的反射顯示部，具穿透功能之區域將成為進行穿透顯示的穿透顯示部。
該液晶單元之反射顯示部的液晶層厚最好小於穿透顯示部之液晶層厚。以下說明其理由。
首先，針對將液晶層厚設定為適合反射顯示之層厚的情況下，穿透顯示部中之穿透顯示進行說明。於進行了適合反射顯示之液晶層設定的情況下，伴隨液晶層之電場等之外場所造成之配向變化的偏光狀態變化量，係藉由自觀視者側通過液晶層而入射之光被反射層所反射、並再次通過液晶層射出至觀視者側，而往返液晶層可得到充分對比率的程度。然而，於此設定之下，穿透顯示部中，通過液晶層之光的偏光狀態的變化量不足。因此，除了用於反射顯示之設置於液晶單元之觀視者側的偏光板外之，即使將僅使用於穿透顯示之偏光板設置於自觀視者側所見之液晶單元的背面，亦無法於穿透顯示部得到充分的顯示。亦即，於將液晶層配向條件設定為適合反射顯示部之液晶層配向條件的情況下，在穿透顯示部將有亮度不足，或即使亮度充足但暗顯示的穿透率無法降低，而無法於顯示方面得到充分對比率的情況。
若再詳細說明，於進行反射顯示的情況下，依相對於僅通過液晶層1次之光賦予大約1/4波長相位差的方法，藉由所施加的電壓控制上述液晶層內的液晶配向狀態。若如此進行適合反射顯示之液晶層厚、亦即進行賦予1/4波長相位調變之電壓調變而進行穿透顯示，則於使穿透顯示部為暗顯示時之穿透率充分降低的情況下，於穿透顯示部為亮顯示時將由光之射出側偏光板吸收約一分光度的光，而無法得到充分的亮顯示。又，若為了增加穿透顯示部為亮顯示時的亮度而進行偏光板、相位差補償板等之光學元件的配置，則穿透顯示部為暗顯示時的亮度將成為亮顯示時之亮度的約1/2，而顯示之對比率變得不足。
相反地，於將液晶層厚設定為適合穿透顯示之條件時，必須依相對於穿透液晶層之光賦予1/2波長相位差的方式對上述液晶層進行電壓調變。從而，在將反射光與穿透光一起利用於高解析度且優越辨視性之顯示時，必須使反射顯示部的液晶層厚小於穿透顯示部之液晶層厚。理想上較佳係反射顯示部之液晶層厚為穿透顯示部之液晶層厚的約1/2。
液晶單元的相位差值中，於穿透顯示部較佳為200nm~400nm，更佳為250nm~350nm。又，於反射顯示部較佳為100nm~200nm，更佳為120nm~180nm。無論穿透顯示部、反射顯示部，在超離此範圍的情況下，均導致不必要的著色和明亮度降低，故不佳。
本發明所使用之偏光板若為可達成本發明目的者，則無特別限制，可適當使用用於液晶顯示裝置之一般者。具體而言，可使用：於由聚乙烯醇(PVA)和部份縮醛化PVA般之PVA系和乙烯－醋酸乙烯酯共聚合體之部分皂化物等所構成的新水性高分子薄膜上，吸附碘及/或2色性色素並經延伸之偏光薄膜；由PVA之脫水處理物和聚氯化乙烯之脫鹽酸處理物般之聚烯配向薄膜等所構成之偏光薄膜。
又，亦可使用反射型之偏光薄膜。
該偏光板可單獨使用偏光薄膜，於提升強度、提升耐濕性、提升耐熱性等目的之下，亦可為於偏光薄膜之單面或兩面上設置了穿透保護層者。作為透明保護層，可舉例如將聚酯和三乙醯纖維素等之穿透塑膠薄膜直接或穿透接黏層而予以層合者、透明樹脂之塗佈層、丙烯酸系和環氧系等之光硬化型樹脂層等。於將此等透明保護層被覆於偏光薄膜兩面的情況下，兩側亦可設置不同保護層。
作為本發明所使用之第1及第4光學異向性層，若為透明性與均勻性優良者則無特別限制，但最好使用高分子延伸薄膜、和由液晶所構成之光學補償薄膜。作為高分子延伸薄膜，可例示如由纖維素系、聚碳酸酯系、聚芳酯、聚碸、聚丙烯酸系、聚醚碸系、環狀烯烴系高分子等所構成之單軸或雙軸相位差薄膜。於此所例示之第1及第4光學異向性層，可僅由高分子延伸薄膜所構成，亦可僅由以液晶所形成之光學補償薄膜所構成，亦可併用高分子延伸薄膜與由液晶所形成之光學補償薄膜之兩者。其中，由成本面及薄膜均勻性、雙折射波長分散特性較佳而可抑制畫質的色調變的觀點而言，環狀烯烴係屬較佳。又，作為由液晶所形成之光學補償薄膜，係可舉例如由下述者所構成之光學補償薄膜：顯示主鏈型及/或側鏈型之液晶性的各種液晶性高分子化合物，例如液晶性聚酯、液晶性聚碳酸酯、液晶性聚丙烯酸酯等；具有可藉由配向後交聯等而進行高分子量化之反應性的低分子量液晶等；此等可為具自立性的單獨薄膜、亦可為形成於透明支持基板上者。
本發明中，第1光學異向性層之波長550nm下之相位差值係調整於210~300nm。上述相位差值更佳為250~275nm。
另一方面，第4光學異向性層之波長550nm下之相位差值係調整於50~140nm。上述相位差值更佳為70~120nm。
本發明所使用之第2光學異向性層係由光學性地顯示正單軸性之液晶性高分子所構成，具體而言，係光學性地顯示正單軸性之液晶性高分子化合物或含有至少一種該液晶性高分子化合物之光學性地顯示正單軸性之液晶性高分子組成物所構成，且至少含有將該液晶性高分子化合物或該液晶性高分子化合物組成物於液晶狀態下所形成之平均傾斜角為5~45度之向列混合配向構造予以固定化之液晶薄膜的層。
於此，本發明中所稱之向列混合配向係指液晶分子呈向列配向，且此時之液晶分子取向與薄膜平面之間所呈角度於薄膜上面與下面為相異的配向形態。從而，由於上面界面附近處與下面界面附近處該取向與薄膜平面之間所呈角度不同，故可謂於該薄膜之上面與下面之間該角度為連續性地變化。
另外，將向列混合配向狀態予以固定化之薄膜，其液晶分子之取向在薄膜之膜厚方向的所有地方均朝向不同角度。從而，在該薄膜於外觀上為所謂薄膜之構造體的情況下，光軸已復不存在。
另外，本發明中所謂平均傾斜角，係指液晶薄膜之膜厚方向中之液晶分子的取向與薄膜平面之間所呈角度的平均值。本發明之液晶薄膜中，於薄膜一方界面附近處取向與薄膜平面之間所呈角度的絕對值，一般形成為20~90度，較佳為40~85度，更佳為70~80度的角度，於該面的相反側，絕對值一般形成為0~20度，較佳0~10度的角度，該平均傾斜角的絕對值一般形成為5~45度，較佳20~45度，更佳25~43度，最佳36~40度。於平均傾斜角超離上述範圍的情況，將有自斜方向觀看時之對比降低等之虞，故不佳。又，平均傾斜角可應用晶體旋轉法(crystal rotation method)等而求取。
構成本發明所使用之第2光學異向性層的液晶薄膜，若為使上述之向列混合配向狀態固定化，且具有特定平均傾斜角者，則可為由任何液晶所形成者。例如可使用：將低分子液晶物質於液晶狀態下形成為向列混合配向後，藉由光交聯和熱交聯進行固定化所得之液晶薄膜；將高分子液晶物質於液晶狀態下形成為向列混合配向後，藉由冷卻而將該配向固定化所得的液晶薄膜。又，本發明中所謂液晶薄膜，係指無關於薄膜本身是否呈現液晶性，藉由將低分子液晶、高分子液晶等之液晶物質進行薄膜化而獲得者。
另外，液晶薄膜中，用於相對於液晶顯示裝置表現更適合之視角改良效果的該薄膜之膜厚，係依存於作為對象之液晶顯示元件的方式和各種光學參數，故無法以一言概論，但通常為0.2 μ m~10 μ m，較佳為0.3 μ m~5 μ m，特佳為0.5 μ m~2 μ m之範圍。膜厚未滿0.2 μ m時，將有無法獲得充分補償效果之虞。又，若膜厚越過10 μ m，則有顯示器之顯示發生不必要之著色之虞。
另外，由液晶薄膜之法線方向觀看時之面內的外觀相位差值，係於經向列混合配向之薄膜中，平行於取向之方向的折射率(以下稱為ne)與垂直之方向的折射率(以下稱為no)為相異，將ne減去no之值設為外觀上之雙折射率的情況下，外觀上的相位差值將成為外觀上之雙折射率與絕對膜厚之乘積。此外觀上之相位差值可藉由橢圓偏光法等之偏光光學測定而輕易求得。使用作為補償元件之液晶薄膜的外觀上之相位差值，係相對於皮長550nm之單色光，一般為10nm~400nm，較佳為30n~200nm，特佳為50nm~140nm的範圍。外觀上的相位差值未滿10nm時，將有無法得到充分之視角擴大效果之虞。又，大於400nm時，由斜方向觀看時將有顯示器發生不必要著色之虞。
針對本發明之液晶顯示裝置中之光學異向性層的具體配置條件進行說明，於說明更具體之配置條件時，使用圖1~3分別將由液晶薄膜所構成之光學異向性層的上下、該光學異向性層之傾斜方向及液晶單元層之預傾方向定義如下。
首先，若將由液晶薄膜所構成之光學異向性層的上下，分別藉由構成該光學異向性層之液晶薄膜的薄膜界面附近之液晶分子取向與薄膜平面之間所呈角度而予以定義，則將液晶分子之取向與薄膜平面之間所呈角度於銳角側形成為20~90度之角度的面視為b面，將該角度於銳角側形成為0~20度之角度的面視為c面。
在由自光學異向元件之b面通過液晶薄膜層觀看c面時，將液晶分子取向與對取向之c面之投影成分之間所呈角度為銳角的方向、且與投影成分為平行之方向，定義為光學異向元件的傾斜方向(參照圖1及圖2)。
其次，一般於液晶單元層之單元界面處，驅動用低分子液晶係相對於單元界面不呈平行，而依某角度傾斜著，一般將此角度稱為預傾角，但將單元界面之液晶分子取向與對取向之界面之投影成分之間所呈角度為銳角的方向、且與取向之投影成分為平行之方法，定義為液晶單元層之預傾方向(參照圖3)。
本發明所使用之第3光學異向性層，其折射率異向性為負，亦即，最好滿足下式(1)，且第3光學異向性層之nx與ny實質上相等。又，第3光學異向性層中，以下式(2)所示之Re(波長550nm下之面內方向相位差值)較佳為0nm~30nm，更佳為0nm~10nm。又，第3光學異向性層中，以下式(3)所示之Rth(波長550nm下之厚度方向相位差值)較佳為－200nm~－30nm，更佳為－150nm~－50nm。
(1)nx≧ny>nz (2)Re＝(nx－ny)×d (3)Rth＝{nz－(nx＋ny)/2}×d
式中，nx及ny為光學異向性層之面內主折射率，nz為厚度方向之主折射率，d為光學異向性層之厚度(nm)。
本發明中，第3光學異向性層若為顯示負的光學異向性、並滿足上式(1)者，則可由單層所形成，亦可由多層所形成。第3光學異向性層可為使光學異向性表現之聚合物薄膜，亦可為藉由使液晶性分子配向而使光學異向性表現者。於第3光學異向性層為聚合物薄膜時，該聚合物薄膜的材料可舉例如三乙醯纖維素、聚醯胺、聚醯亞胺、聚酯、聚醚酮、聚醯胺醯亞胺、聚酯醯亞胺、聚醯亞胺、改質聚碳酸酯等，但此等材料以外，若表現負光學異向性時之聚合物分子鏈的配向狀態可成為與上述材料相同之分子鏈的配向狀態，則聚合物薄膜之材料並不限定於上述材料。其中，較佳係由三乙醯纖維素和聚醯亞胺所構成之聚合物薄膜。又，亦可藉由將聚合物薄膜進行雙軸延伸而使所需的Rth表現。又，亦可於聚合物中加入添加劑而調整Rth。作為調整三乙醯纖維素之Rth的技術，記載於日本專利特開2000－111914號公報、特開2001－166144號公報等。
在由液晶性分子形成第3光學異向性層的情況下，較佳係由盤型液晶性分子或膽固醇型液晶性分子所形成，更佳係由盤型液晶性分子所形成。藉由使盤型液晶性分子配向為相對於基板實質上呈水平，則可形成顯示負光學異向性的層。相關技術已揭示於日本專利特開平11－352328號公報，本發明中亦可加以利用。於此，「實質上呈水平」係指盤型液晶性分子之光軸與基板法線方法之間所呈角度為0±10度的範圍。可使盤型液晶性分子之平均傾斜角成為不為0度(具體而言為0±10度之範圍)的斜配向，亦可使傾斜角成為緩緩變化之混合配向。又，亦可藉由添加手性劑、或賦予摩擦應力而對上述配向狀態加入扭轉變形。
膽固醇型液晶性分子係藉由螺旋狀之扭轉配向顯示負的光學異向性。藉由使膽固醇型液晶性分子配列為螺旋狀並同時控制配列之扭轉角和延遲值等，則可得到所需的光學特性。膽固醇型液晶性分子之扭轉配向可使用公知方法而達成。
液晶性分子較佳係依配向狀態而固定，更佳係藉聚合而固定化。
以下針對形成第3光學異向性層之較佳盤型液晶性分子進行敘述。盤型液晶性分子較佳係配向為相對於聚合物薄膜面實質上呈水平(0~40度之範圍的平均傾斜角)。可使盤型液晶性分子斜配向，亦可使傾斜角緩緩地變化(混合配向)。即使於斜配向或混合配向的情況下，平均傾斜角較佳為0~40度。盤型液晶性分子已記載於各種文獻中(C.Destrade et al.,Mol.Crysr.Liq.Cryst.,vol.71,page 111(1981)；日本化學會編，季刊化學總說，No.22，液晶之化學，第5章、第10章第2節(1994)；B.Kohne et al.,Angew.Chem.Soc.Chem.Comm.,page1794(1985)；J.Zhang et a1.,J.Am.Chem.Soc.,vol.116,page 2655(1994))。關於盤型液晶性分子之聚合，記載於日本專利特開平8－27284公報。為了將盤型液晶性分子藉由聚合進行固定，必須於盤型液晶性分子的圓盤狀核心上鍵結聚合性基作為取代基。然而，若使聚合性基直接鍵結於圓盤狀核心，將難以於聚合反應中保持配向狀態。因此，於圓盤狀核心與聚合性基之間導入鍵結基。關於具有聚合性基之盤型液晶性分子，已揭示於日本專利特開2001－4387號公報。
上述第1、第2、第3、第4光學異向性層，分別可藉由穿透接黏劑層或黏著劑層予以互相貼合而製作。
作為形成接黏劑層之接黏劑，若為對光學異向性層具有充分接黏力、且不損及光學異向性層之光學特性者，則無特別限制，可舉例如丙烯酸樹脂系、甲基丙烯酸樹脂系、環氧樹脂系、乙烯－醋酸乙烯酯共聚合體系、橡膠系、胺基甲酸乙酯系、聚乙烯醚系及此等之混合物系，熱硬化型及/或光硬化型、電子射線硬化型等之各種反應性者。此等接黏劑亦包括兼具保護光學異向性質層之透明保護層功能者。
形成黏著劑層之黏著劑並無特別限制，可適當選擇使用例如以丙烯酸系聚合體、聚矽氧系聚合物、聚酯、聚胺基甲酸酯、聚醯胺、聚醚、氟系和橡膠系等之聚合物作為基礎聚合物者。特佳係使用如丙烯酸系黏著劑般之光學透明性優越、顯示適度濕潤性與凝集性與接黏性之黏著特性、且耐候性和耐熱性等優良者。
黏著劑層之形成可依適當方式進行。作為其例子，可舉例如：於由甲苯和醋酸乙酯等適當溶劑之單獨物或混合物所構成的溶媒中，使基礎聚合物或其組成物溶解或分散，而調製10~40質量%左右的黏著劑溶液，將其以流延方式和塗佈方式等適當的展開方式直接附設於上述光學異向性層上的方式；或者，根據上述於分離器(separator)上形成黏著劑層並將其轉移至上述光學異向性層上的方式等。又，於黏著劑層中亦可含有例如天然物和合成物之樹脂類，尤其是黏著性賦予樹脂，或者是玻璃纖維、玻璃珠、金屬粉、其他無機粉末等所構成之填充劑，和顏料、著色劑、抗氧化劑等之可添加於黏著層的添加劑。又，亦可為含有微粒子而顯示光擴散性之黏著劑層等。
尚且，於穿透接黏劑層或黏著劑層使光學異向性層間互相貼合時，可對光學異向性層表面進行表面處理而提升與接黏劑層或黏著劑層的密接性。表面處理的手段並無特別限制，但適合採用可維持上述液晶層表面之透明性的電暈放電處理、鍍濺處理、低壓UV照射、電漿處理等之表面處理法。此等表面處理法之中，以電暈放電處理為佳。
其次，針對由上述部材所構成之本發明的液晶顯示裝置之構成進行說明。
本發明之液晶顯示裝置的構成，必須為選自如圖4、圖7、圖10、圖13所示般之以下4者。
(1)偏光板/第1光學異向性層/第4光學異向性層/液晶單元/第3光學異向性層/第2光學異向性層/第1光學異向性層/偏光板/背光源(2)偏光板/第1光學異向性層/第4光學異向性層/第3光學異向性層/液晶單元/第2光學異向性層/第1光學異向性層/偏光板/背光源(3)偏光板/第1光學異向性層/第2光學異向性層/液晶單元/第3光學異向性層/第4光學異向性層/第1光學異向性層/偏光板/背光源(4)偏光板/第1光學異向性層/第2光學異向性層/第3光學異向性層/液晶單元/第4光學異向性層/第1光學異向性層/偏光板/背光源
液晶單元內之液晶層的預傾方向與由使向列混合配向構造固定化的液晶薄膜所構成之第2光學異向性層的傾斜方向之間所呈角度，較佳為0度至30的範圍，更佳為0度至20度的範圍，特佳為0度至10度的範圍。兩者所呈角度大於30度時，將有無法得到充分視角補償效果之虞。
另外，第1光學異向性層之慢軸與第2光學異向性層之傾斜方向之間所呈角度，較佳為50度以上、未滿80度。更佳為55度以上、未滿75度。於80度以上的情況、或小於55度的情況下，將有導致正面對比降低的可能性，故不佳。
另外，關於第1光學異向性層之慢軸與第4光學異向性層之慢軸之間所呈角度亦相同，該角度較佳為50度以上、未滿80度。更佳為55度以上、未滿75度。於80度以上的情況、或小於55度的情況下，將有導致正面對比降低的可能性，故不佳。
作為上述光擴散層、背光源、光控制薄膜、導光板、稜鏡片，並無特別限制，均可使用公知者。
本發明之液晶顯示裝置中，除了上述構成部材以外，亦可附設其他構成部材。例如，藉由將彩色濾光片附設於本發明之液晶顯示裝置，則可製作能夠進行高色純度之多色彩或全彩顯示的彩色液晶顯示裝置。
(發明效果)
本發明之液晶顯示裝置，係具有顯示明亮、正面對比高、視角依存性較少的特徵。又，藉由於液晶單元上部分地設置反射層，則可作成於穿透模式時顯示明亮、高對比、且視角依存性較少的半穿透反射型液晶顯示裝置。
(實施例)
以下，藉由實施例及比較例更具體地說明本發明，但本發明並不限定於此等。又，在未特別限定之下，本實施例中之相位差值(△nd)係設為波長550nm下之值。
(第3光學異向性層13之製作)
將由2,2’－雙(3,4－二羧基苯基)六氟丙烷二酐(6FDA)與2,2’－雙(三氟甲基)－4,4’－二胺基聯苯基(TFMB)所合成、重量平均分子量(Mw)為7萬、△n為約0.04之聚醯胺，使用環己酮作為溶媒調製成25質量%的溶液，將此溶液塗佈於厚80 μ m的三乙醯纖維素上。其後以150℃進行熱處理5分鐘後，得到完全透明且平滑的薄膜13。面內之相位差值Re＝1nm，厚度方向之相位差值Rth＝－100nm，nx≒ny>nz。
(實施例1)
關於實施例1之液晶顯示裝置的概念圖，係使用圖4說明；關於實施例1之軸構成，係使用圖5說明。
於基板1上設置以ITO等穿透率高之材料所形成的透明電極3，於基板2上設置由ITO等穿透率高之材料所形成的對向電極4，於透明電極3與對向電極4之間挾持由顯示正介電率異向性之液晶材料所構成的液晶層5。於基板2之形成了對向電極4之側的相反面上設置第4光學異向性層9、第1光學異向性層10及偏光板7，於基板1之形成了透明電極3之面的相反側上設置第3光學異向性層13、第2光學異向性層11、第1光學異向性層12及偏光板8。於偏光板8之背面側設置背光源14。
依據日本專利特開平6－347742號公報，製作由膜厚方向之平均傾斜角為40度、使向列混合配向固定化之膜厚0.86 μ m的液晶薄膜所構成的第2光學異向性層11，並依圖5所示的配置製作液晶顯示裝置。
所使用之液晶單元6係使用ZLI－1695(Merck公司製)作為液晶材料，液晶層厚設為4.9 μ m。液晶層之基板兩界面的預傾角為2度，液晶單元之△nd為約320nm。
於液晶單元6之觀視者側(圖之上側)配置偏光板7(厚度約100 μ m；住友化學(股)製SQW－062)，於偏光板7與液晶單元6之間，配置作為第1光學異向性層10之由經單軸延伸的降烯系聚合體薄膜所構成的高分子延伸薄膜10、及作為第4光學異向性層9之由經單軸延伸的降烯系聚合體薄膜所構成的高分子延伸薄膜9。高分子延伸薄膜10之△nd為約270nm，高分子延伸薄膜9之△nd為約110nm。
另外，配置作為第3光學異向性層13之如上述般所製作的Rth＝－100nm之負薄膜13、作為第2光學異向性層11之由觀視者觀看時於液晶單元6後方的液晶薄膜11、作為第1光學異向性層12之由經單軸延伸的降烯系聚合體薄膜所構成的高分子延伸薄膜12，並於背面再配置偏光板8。使向列混合配向構造固定化之液晶薄膜11的△nd為105nm，高分子延伸薄膜12的△nd為265nm。
偏光板7及8的吸收軸、高分子延伸薄膜9、10及12的慢軸、液晶單元6之兩界面的預傾角方向、液晶薄膜11之傾斜方向係依圖5所記載之條件予以配置。
圖6係將背光源點燈時(穿透模式)之白顯示0V、黑顯示5V之穿透率的比(白顯示)/(黑顯示)設為對比率，並表示來自全方位的對比率。同心圓表示相同的視角，依每20度的間隔進行描繪。從而，最外圓的視角表示80度。
由圖6可知，其具有良好的視角特性。
(實施例2)
關於實施例2之液晶顯示裝置的概念圖，係使用圖7說明；關於實施例2之軸構成，係使用圖8說明。
在實施例1所使用之液晶單元6中，於基板2之形成了對向電極4之側的相反面上設置第3光學異向性層13、第4光學異向性層15、第1光學異向性層16及偏光板7，於基板1之形成了透明電極3之面的相反側上設置第2光學異向性層11、第1光學異向性層17及偏光板8。於偏光板8之背面側設置背光源14。
偏光板7、偏光板8、第2光學異向性層11及第3光學異向性層13係使用與實施例1相同者。
於液晶單元6之觀視者側(圖之上側)配置偏光板7，於偏光板7與液晶單元6之間，配置作為第1光學異向性層16之由經單軸延伸的降烯薄膜所構成的高分子延伸薄膜16、及作為第4光學異向性層15之由經單軸延伸的降烯系聚合體薄膜所構成的高分子延伸薄膜15、及作為第3光學異向性層13之如上述般所製作之Rth＝－100nm之負的薄膜13。高分子延伸薄膜16之△nd為約270nm，高分子延伸薄膜15之△nd為約110nm。
另外，於由觀視者觀看時之液晶單元6的後方，配置作為第2光學異向性層11之液晶薄膜11、作為第1光學異向性層17之由經單軸延伸的降烯系聚合體薄膜所構成的高分子延伸薄膜17，並於背面再配置偏光板8。使向列混合配向構造固定化之液晶薄膜11的△nd為105nm，高分子延伸薄膜17的△nd為265nm。
偏光板7及8的吸收軸、高分子延伸薄膜15、16及17的慢軸、液晶單元6之兩界面的預傾角方向、液晶薄膜11之傾斜方向係依圖8所記載之條件予以配置。
圖9係將背光源點燈時(穿透模式)之白顯示0V、黑顯示5V之穿透率的比(白顯示)/(黑顯示)設為對比率，並表示來自全方位的對比率。同心圓表示相同的視角，依每20度的間隔進行描繪。從而，最外圓的視角表示80度。
由圖9可知，其具有良好的視角特性。
(實施例3)
關於實施例3之液晶顯示裝置的概念圖，係使用圖10說明；關於實施例3之軸構成，係使用圖11說明。
在實施例1所使用之液晶單元6中，於基板2之形成了對向電極4之側的相反面上設置第2光學異向性層11、第1光學異向性層18及偏光板7，於基板1之形成了透明電極3之面的相反側上設置第3光學異向性層13、第4光學異向性層19、第1光學異向性層20及偏光板8。於偏光板8之背面側設置背光源14。
偏光板7、偏光板8、第2光學異向性層11及第3光學異向性層13係使用與實施例1相同者。
於液晶單元6之觀視者側(圖之上側)配置偏光板7，於偏光板7與液晶單元6之間，配置作為第1光學異向性層18之由經單軸延伸的降烯系聚合體薄膜所構成的高分子延伸薄膜18、及作為第2光學異向性層11之液晶薄膜11。高分子延伸薄膜18之△nd為約265nm，將向列混合配向構造予以固定化之液晶薄膜11的△nd為約105nm。
另外，於由觀視者觀看時之液晶單元6的後方，配置作為第3光學異向性層13之如上述般所製作之Rth＝－100nm之負的薄膜13、作為第4光學異向性層19之由降烯系聚合體薄膜所構成的高分子延伸薄膜19、作為第1光學異向性層20之由經單軸延伸的降烯系聚合體薄膜所構成的高分子延伸薄膜20，並於背面再配置偏光板8。高分子延伸薄膜19的△nd為110nm，高分子延伸薄膜20的△nd為270nm。
偏光板7及8的吸收軸、高分子延伸薄膜18、19及20的慢軸、液晶單元6之兩界面的預傾角方向、液晶薄膜11之傾斜方向係依圖11所記載之條件予以配置。
圖12係將背光源點燈時(穿透模式)之白顯示0V、黑顯示5V之穿透率的比(白顯示)/(黑顯示)設為對比率，並表示來自全方位的對比率。同心圓表示相同的視角，依每20度的間隔進行描繪。從而，最外圓的視角表示80度。
由圖12可知，其具有良好的視角特性。
(實施例4)
關於實施例4之液晶顯示裝置的概念圖，係使用圖13說明；關於實施例4之軸構成，係使用圖14說明。
在實施例1所使用之液晶單元6中，於基板2之形成了對向電極4之側的相反面上設置第3光學異向性層13、第2光學異向性層11、第1光學異向性層21及偏光板7，於基板1之形成了透明電極3之面的相反側上設置第4光學異向性層22、第1光學異向性層23及偏光板8。於偏光板8之背面側設置背光源14。
偏光板7、偏光板8、第2光學異向性層11及第3光學異向性層13係使用與實施例1相同者。
於液晶單元6之觀視者側(圖之上側)配置偏光板7，於偏光板7與液晶單元6之間，配置作為第1光學異向性層21之由經單軸延伸的降烯系聚合體薄膜所構成的高分子延伸薄膜21、作為第2光學異向性層11之液晶薄膜11及作為第3光學異向性層13之如上述般所製作之Rth＝－100nm之負的薄膜13。高分子延伸薄膜21之△nd為約265nm，將向列混合配向構造予以固定化之液晶薄膜11的△nd為約105nm。
另外，於由觀視者觀看時之液晶單元6的後方，配置作為第4光學異向性層22之由降烯系聚合體薄膜所構成的高分子延伸薄膜22、作為第1光學異向性層23之由經單軸延伸的降烯系聚合體薄膜所構成的高分子延伸薄膜23，並於背面再配置偏光板8。高分子延伸薄膜22的△nd為110nm，高分子延伸薄膜23的△nd為270nm。
偏光板7及8的吸收軸、高分子延伸薄膜21、22及23的慢軸、液晶單元6之兩界面的預傾角方向、液晶薄膜11之傾斜方向係依圖14所記載之條件予以配置。
圖15係將背光源點燈時(穿透模式)之白顯示0V、黑顯示5V之穿透率的比(白顯示)/(黑顯示)設為對比率，並表示來自全方位的對比率。同心圓表示相同的視角，依每20度的間隔進行描繪。從而，最外圓的視角表示80度。
由圖15可知，其具有良好的視角特性。
(比較例1)
關於比較例1之液晶顯示裝置的概略，係使用圖l6說明。於實施例1中，除了第3光學異向性層13之外，製作與實施例1相同的液晶顯示裝置。
圖17係將背光源點燈時(穿透模式)之白顯示0V、黑顯示5V之穿透率的比(白顯示)/(黑顯示)設為對比率，並表示來自全方位的對比率。同心圓表示相同的視角，依每20度的間隔進行描繪。從而，最外圓的視角表示80度。針對視角特性，比較實施例1及比較例1。
若以圖6與圖17比較全方位之等對比曲線，則可知藉由使用第3光學異向性層13，大幅改善了視角特性。
(比較例2)
關於比較例2之液晶顯示裝置的概略，係使用圖18說明。於實施例1中，除了將第4光學異向性層9自液晶單元6之觀視者側移動至液晶單元6後方之外，製作與實施例1相同的液晶顯示裝置。
然而，可知此情況下，即使由正面觀看時，對比仍大幅降低且畫質降低至無法辨視的程度。
(實施例5)
關於實施例5之半穿透反射型液晶顯示裝置的概略，係使用圖19說明。除了使用液晶單元24之外，製作與實施例1相同的液晶顯示裝置。
於液晶單元24內的基板1上，設置以A1等高反射率材料所形成之反射電極25與以ITO等高穿透率材料所形成之透明電極26，於反射電極25及透明電極26與對向電極4之間挾持著由顯示正介電率異向性之液晶材料所形成的液晶層5。
所使用之液晶單元24的液晶層厚中，反射電極區域25(反射顯示部)設為2.4 μ m，透明電極區域26(穿透顯示部)設為4.9 μ m。液晶層之基板兩界面的預傾角為2度，液晶單元的△nd係於反射顯示部為約150nm，於穿透顯示部為約320nm。
全方位之等對比曲線係確認到與圖6相同的結果，可知得到廣視角之半穿透反射型液晶顯示裝置。
本實施例中，雖依無彩色濾光片的形態進行實驗，但若於液晶單元中設置彩色濾光片，當然亦可得到良好的多色彩、或全彩顯示。
(產業上之可利用性)
藉由本發明，可提供顯示明亮、正面對比高、且視角依存性較少的液晶顯示裝置。
1、2．．．基板
3、26．．．透明電極
4．．．對向電極
5‧‧‧液晶層
6、24‧‧‧液晶單元
7、8‧‧‧偏光板
9、15、19、22‧‧‧第4光學異向性層
10、12、16、17、18、20、21、23‧‧‧第1光學異向性層
11‧‧‧第2光學異向性層
13‧‧‧第3光學異向性層
14‧‧‧背光源
25‧‧‧反射電極
θ1‧‧‧傾斜角
θ2‧‧‧扭轉角
圖1係用於說明液晶分子(LCM)之傾斜角θ1及扭轉角θ2的概念圖。
圖2係構成第2光學異向元件之液晶性薄膜之配向構造的概念圖。
圖3係說明液晶單元之預傾方向的概念圖。
圖4係示意性地表示實施例1液晶顯示裝置的剖面圖。
圖5係表示實施例1中之偏光板的吸收軸、液晶單元之預傾方向、高分子延伸薄膜之慢軸及液晶薄膜之傾斜方向的角度關係之平面圖。
圖6係表示自全方向觀看實施例1之液晶顯示裝置時的對比率的圖。
圖7係示意性地表示實施例2液晶顯示裝置的剖面圖。
圖8係表示實施例2中之偏光板的吸收軸、液晶單元之預傾方向、高分子延伸薄膜之慢軸及液晶薄膜之傾斜方向的角度關係之平面圖。
圖9係表示自全方向觀看實施例2之液晶顯示裝置時的對比率的圖。
圖10係示意性地表示實施例3液晶顯示裝置的剖面圖。
圖11係表示實施例3中之偏光板的吸收軸、液晶單元之預傾方向、高分子延伸薄膜之慢軸及液晶薄膜之傾斜方向的角度關係之平面圖。
圖12係表示自全方向觀看實施例3之液晶顯示裝置時的對比率的圖。
圖13係示意性地表示實施例4之液晶顯示裝置的剖面圖。
圖14係表示實施例4中之偏光板的吸收軸、液晶單元之預傾方向、高分子延伸薄膜之慢軸及液晶薄膜之傾斜方向的角度關係之平面圖。
圖15係表示自全方向觀看實施例4之液晶顯示裝置時的對比率的圖。
圖16係示意性地表示比較例1液晶顯示裝置的剖面圖。
圖17係表示自全方向觀看比較例1之液晶顯示裝置時的對比率的圖。
圖18係示意性地表示比較例2液晶顯示裝置的剖面圖。
圖19係示意性地表示實施例5半穿透反射型液晶顯示裝置的剖面圖。
1．．．基板
2．．．基板
3．．．透明電極
4．．．對向電極
5．．．液晶層
6．．．液晶單元
7．．．偏光板
8．．．偏光板
9．．．第4光學異向性層
10．．．第1光學異向性層
11．．．第2光學異向性層
12．．．第1光學異向性層
13．．．第3光學異向性層
14．．．背光源

Claims (14)

  1. 一種液晶顯示裝置，係自背光源側依序至少由偏光板、波長550nm下之相位差值為210至300nm的第1光學異向性層、波長550nm下之相位差值為50至140nm的第2光學異向性層、光學異向性為負之第3光學異向性層、於互相相對向配置之上基板與下基板之間挾持著液晶層的液晶單元、波長550nm下之相位差值為50至140nm的第4光學異向性元件、波長550nm下之相位差值為210至300nm的第1光學異向性元件、及偏光板所構成者，其特徵為，第2光學異向性層至少由將向列混合(nematic hybrid)配向構造予以固定化之液晶薄膜所構成。
  2. 一種液晶顯示裝置，係自背光源側依序至少由偏光板、波長550nm下之相位差值為210至300nm的第1光學異向性層、波長550nm下之相位差值為50至140nm的第2光學異向性層、於互相相對向配置之上基板與下基板之間挾持著液晶層的液晶單元、光學異向性為負之第3光學異向性層、波長550nm下之相位差值為50至140nm的第4光學異向性元件、波長550nm下之相位差值為210至300nm的第1光學異向性元件、及偏光板所構成者，其特徵為，第2光學異向性層至少由將向列混合配向構造予以固定化之液晶薄膜所構成。
  3. 一種液晶顯示裝置，係自背光源側依序至少由偏光板、波長550nm下之相位差值為210至300nm的第1光學異向性層、波長550nm下之相位差值為50至140nm的第4光學異向性元件、光學異向性為負之第3光學異向性層、於互相相對向配置之上基板與下基板之間挾持著液晶層的液晶單元、波長550nm下之相位差值為50至140nm的第2光學異向性層、波長550nm下之相位差值為210至300nm的第1光學異向性元件、及偏光板所構成者，其特徵為，第2光學異向性層至少由將向列混合配向構造予以固定化之液晶薄膜所構成。
  4. 一種液晶顯示裝置，係自背光源側依序至少由偏光板、波長550nm下之相位差值為210至300nm的第1光學異向性層、波長550nm下之相位差值為50至140nm的第4光學異向性元件、於互相相對向配置之上基板與下基板之間挾持著液晶層的液晶單元、光學異向性為負之第3光學異向性層、波長550nm下之相位差值為50至140nm的第2光學異向性層、波長550nm下之相位差值為210至300nm的第1光學異向性元件、及偏光板所構成者，其特徵為，第2光學異向性層至少由將向列混合配向構造予以固定化之液晶薄膜所構成。
  5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之液晶顯示裝置，其中，上述液晶層係使用扭轉向列模式。
  6. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之液晶顯示裝置，其中，上述液晶層係平行配向，且扭轉角為0度。
  7. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之液晶顯示裝置，其中，上述第3光學異向性層係滿足下式(1)，且將波長550nm下之面內相位差值(Re)值及厚度方向相位差值(Rth)分別以下式(2)及(3)表示時，Re為0nm~30nm，Rth為－200nm~－30nm；(1)nx≧ny>nz (2)Re＝(nx－ny)×d (3)Rth＝{nz－(nx＋ny)/2}×d(式中，nx及ny為光學異向性層之面內主折射率，nz為厚度方向主折射率，d為光學異向性層之厚度(nm))。
  8. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之液晶顯示裝置，其中，上述第3光學異向性層係由選自液晶性化合物、三乙醯纖維素、聚醯胺、聚醯亞胺、聚酯、聚醚酮、聚醯胺醯亞胺、聚酯醯亞胺及環狀聚烯烴之至少一種材料所形成的層。
  9. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之液晶顯示裝置，其中，上述第1及第4光學異向性層為高分子延伸薄膜。
  10. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之液晶顯示裝置，其中，上述第1及第4光學異向性層為液晶薄膜，該液晶薄膜係將光學上顯示正單軸性之液晶物質於液晶狀態下所形成之向列配向予以固定化而成。
  11. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之液晶顯示裝置，其中，將上述第2光學異向性層之液晶薄膜的混合方向投影於基板平面之傾斜方向與上述液晶層的摩擦方向之間的角度，為0~30度的範圍內。
  12. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之液晶顯示裝置，其中，上述第2光學異向性層之液晶薄膜係由光學上顯示正單軸性之液晶物質所構成，並將該液晶物質於液晶狀態下所形成之向列混合配向予以固定化之液晶薄膜，該向列混合配向中之平均傾斜角為36~45度。
  13. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置，其中，上述液晶單元之上述下基板係具有半穿透反射性電極，其係形成有具反射功能之區域與具穿透功能之區域。
  14. 如申請專利範圍第13項之液晶顯示裝置，其中，上述液晶單元中之具反射功能之區域的液晶層層厚，係小於具穿透功能之區域的液晶層層厚。
TW096100285A 2006-01-25 2007-01-04 液晶顯示裝置 TWI406043B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006016263A JP2007199257A (ja) 2006-01-25 2006-01-25 液晶表示装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW200732763A TW200732763A (en) 2007-09-01
TWI406043B true TWI406043B (zh) 2013-08-21

Family

ID=38308987

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW096100285A TWI406043B (zh) 2006-01-25 2007-01-04 液晶顯示裝置

Country Status (7)

Country Link
US (1) US7911570B2 (zh)
EP (1) EP1978399A4 (zh)
JP (1) JP2007199257A (zh)
KR (1) KR20080096753A (zh)
CN (1) CN101365979B (zh)
TW (1) TWI406043B (zh)
WO (1) WO2007086179A1 (zh)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007212959A (ja) * 2006-02-13 2007-08-23 Nippon Oil Corp 透過型液晶表示装置
JP4228004B2 (ja) * 2006-05-24 2009-02-25 新日本石油株式会社 透過型液晶表示装置
JP4975415B2 (ja) * 2006-11-17 2012-07-11 Ｊｘ日鉱日石エネルギー株式会社 透過型液晶表示装置
JP2008309957A (ja) * 2007-06-13 2008-12-25 Nippon Oil Corp 透過型液晶表示装置
KR100989129B1 (ko) * 2008-04-03 2010-10-20 삼성모바일디스플레이주식회사 표시 장치
US8749740B2 (en) 2009-09-08 2014-06-10 Sharp Kabushiki Kaisha Liquid crystal display device
JP2011081021A (ja) * 2009-09-09 2011-04-21 Fujifilm Corp Ｖａ型液晶表示装置
JP5500505B2 (ja) * 2010-08-27 2014-05-21 株式会社リコー 画像形成装置
CN103477255B (zh) * 2011-04-13 2016-10-26 Lg化学株式会社 光学膜
WO2014112448A1 (ja) * 2013-01-15 2014-07-24 旭硝子株式会社 光学補償積層膜、電極基板、液晶表示装置用基板および液晶表示装置
WO2014157079A1 (ja) * 2013-03-25 2014-10-02 富士フイルム株式会社 円偏光板、円偏光板用位相差板、有機ｅｌ表示装置
KR101959470B1 (ko) * 2015-03-27 2019-03-18 주식회사 엘지화학 반사형 액정 소자 및 이의 용도
CN106842670B (zh) * 2017-04-10 2021-03-26 Tcl华星光电技术有限公司 柔性基板
TW201921060A (zh) * 2017-09-15 2019-06-01 美商瑞爾Ｄ斯帕克有限責任公司 用於可切換定向顯示器的光學堆疊結構
KR102261688B1 (ko) * 2018-04-17 2021-06-07 주식회사 엘지화학 타원 편광판 및 유기발광장치
KR102506192B1 (ko) * 2019-08-21 2023-03-03 삼성에스디아이 주식회사 편광판 및 이를 포함하는 광학표시장치

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000235185A (ja) * 1998-12-18 2000-08-29 Sharp Corp 液晶表示装置
JP2002031717A (ja) * 2000-07-14 2002-01-31 Nippon Mitsubishi Oil Corp 円偏光板および液晶表示装置
TW200400387A (en) * 2002-03-08 2004-01-01 Sharp Kk Liquid crystal display device
US20040119920A1 (en) * 2001-04-13 2004-06-24 Tetsuya Uesaka Translucent reflective liquid crystal display
TW200415401A (en) * 2002-11-08 2004-08-16 Seiko Epson Corp LCD device and electronic machine

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3469272B2 (ja) 1993-06-02 2003-11-25 新日本石油株式会社 液晶性高分子組成物
EP0628847B1 (en) * 1993-06-02 1998-10-07 Nippon Oil Company, Limited Liquid crystalline polymer film, process for producing same, and utilization thereof
JP2640083B2 (ja) * 1993-09-22 1997-08-13 富士写真フイルム株式会社 光学補償シート及びそれを用いた液晶表示装置
KR100332717B1 (ko) * 1994-05-13 2002-09-26 후지 샤신 필름 가부시기가이샤 액정디스플레이,광학보상시트및그의제조방법
JP2692035B2 (ja) 1994-05-13 1997-12-17 富士写真フイルム株式会社 薄膜の製造方法
JP4260912B2 (ja) 1997-12-26 2009-04-30 新日本石油株式会社 液晶表示装置
EP0926534B1 (en) 1997-12-26 2006-08-09 Nippon Mitsubishi Oil Corporation Liquid crystal displays
JP3872583B2 (ja) 1997-12-26 2007-01-24 新日本石油株式会社 液晶表示装置
JP4084483B2 (ja) 1998-01-07 2008-04-30 富士フイルム株式会社 光学補償シートおよび液晶表示装置
KR100422196B1 (ko) 1998-01-07 2004-03-12 후지 샤신 필름 가부시기가이샤 광학 보상 시트 및 액정 디스플레이
JPH11271759A (ja) * 1998-03-23 1999-10-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd 液晶表示装置
JP4234823B2 (ja) 1998-09-30 2009-03-04 富士フイルム株式会社 光学補償シートおよび液晶表示装置
US6630973B1 (en) * 1999-03-31 2003-10-07 Fuji Photo Film Co., Ltd. Optically anisotropic cellulose ester film containing discotic compound
JP4260332B2 (ja) 1999-03-31 2009-04-30 富士フイルム株式会社 セルロースエステルフイルム用レターデーション上昇剤、セルロースエステルフイルム、光学補償シート、楕円偏光板および液晶表示装置
JP2001004837A (ja) 1999-06-22 2001-01-12 Fuji Photo Film Co Ltd 位相差板および円偏光板
KR100728560B1 (ko) * 1999-09-16 2007-06-14 메르크 파텐트 게엠베하 광학 보정기 및 액정 디스플레이 ⅱ
JP2001235747A (ja) * 2000-02-24 2001-08-31 Nippon Mitsubishi Oil Corp 液晶プロジェクタ
KR100812271B1 (ko) * 2000-05-17 2008-03-13 후지필름 가부시키가이샤 위상차판, 그 제조방법, 및 그것을 이용한 원편광판, 1/2 파장판 및 반사형 액정표시 장치
JP4643806B2 (ja) 2000-07-28 2011-03-02 Ｓｒｉスポーツ株式会社 ゴルフクラブシャフト
JP2002277633A (ja) * 2001-03-15 2002-09-25 Nitto Denko Corp 光学フィルム、偏光板及び液晶表示装置
JP2003156622A (ja) * 2001-11-19 2003-05-30 Nippon Oil Corp 円偏光板および液晶表示装置
EP1654585B1 (en) * 2003-08-14 2013-07-24 LG Chemical, Ltd. Liquid crystal display comprising complex light-compensation c plate with two or more of c plates different in dispersion ratio value
EP1875281A1 (en) * 2005-03-10 2008-01-09 FUJIFILM Corporation Optical compensation film, polarizing plate and liquid crystal display
JPWO2007055368A1 (ja) * 2005-11-14 2009-04-30 富士フイルム株式会社 液晶表示装置用基板の製造方法、液晶表示装置用基板及び液晶表示装置
JP2007212959A (ja) * 2006-02-13 2007-08-23 Nippon Oil Corp 透過型液晶表示装置
JP4228004B2 (ja) * 2006-05-24 2009-02-25 新日本石油株式会社 透過型液晶表示装置
JP4899153B2 (ja) * 2006-09-05 2012-03-21 Ｎｌｔテクノロジー株式会社 液晶表示装置
JP4975415B2 (ja) * 2006-11-17 2012-07-11 Ｊｘ日鉱日石エネルギー株式会社 透過型液晶表示装置
JP2008309957A (ja) * 2007-06-13 2008-12-25 Nippon Oil Corp 透過型液晶表示装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000235185A (ja) * 1998-12-18 2000-08-29 Sharp Corp 液晶表示装置
JP2002031717A (ja) * 2000-07-14 2002-01-31 Nippon Mitsubishi Oil Corp 円偏光板および液晶表示装置
US20040119920A1 (en) * 2001-04-13 2004-06-24 Tetsuya Uesaka Translucent reflective liquid crystal display
TW200400387A (en) * 2002-03-08 2004-01-01 Sharp Kk Liquid crystal display device
TW200415401A (en) * 2002-11-08 2004-08-16 Seiko Epson Corp LCD device and electronic machine

Also Published As

Publication number Publication date
US7911570B2 (en) 2011-03-22
WO2007086179A1 (ja) 2007-08-02
CN101365979B (zh) 2010-07-14
US20090185111A1 (en) 2009-07-23
EP1978399A4 (en) 2011-02-16
JP2007199257A (ja) 2007-08-09
EP1978399A1 (en) 2008-10-08
KR20080096753A (ko) 2008-11-03
CN101365979A (zh) 2009-02-11
TW200732763A (en) 2007-09-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI406043B (zh) 液晶顯示裝置
TWI422902B (zh) 穿透型液晶顯示裝置
KR100849300B1 (ko) 원형 편광판 및 액정표시장치
TWI396009B (zh) 穿透型液晶顯示裝置
JP4975415B2 (ja) 透過型液晶表示装置
JP4228004B2 (ja) 透過型液晶表示装置
JP4125876B2 (ja) 半透過反射型液晶表示装置
JP2004125830A (ja) 半透過反射型液晶表示素子
JP2009276618A (ja) 液晶表示装置
JP4166791B2 (ja) 液晶表示装置
JP2005164957A (ja) 円偏光板および液晶表示素子
JP2007219260A (ja) 光学積層体、楕円偏光板及び液晶表示装置
JP2009157244A (ja) 液晶表示装置

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees