液晶面板及液晶顯示裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種液晶面板(100)，其具備：液晶單元(10)；配置于液晶單元的第一主面?zhèn)鹊牡谝黄衿?30)；配置于液晶單元的第二主面?zhèn)鹊牡诙衿?40)；配置于液晶單元與第一偏振片之間、且具有正的折射率各向異性的第一光學各向異性元件(60)；和配置于第一光學各向異性元件與液晶單元之間、且具有負的折射率各向異性的第二光學各向異性元件(70)。液晶單元(10)的無電場狀態(tài)下的液晶分子的預傾角為0.5°以下。第一光學各向異性元件(60)及第二光學各向異性元件(70)的至少一方中波長550nm與波長450nm的延遲之比R450/R550為1.1以上。
【專利說明】
液晶面板及液晶顯不裝置
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及一種在液晶單元與偏振片之間具備光學各向異性元件的液晶面板。另外，本發(fā)明涉及使用了上述液晶面板的液晶顯示裝置。
【背景技術】
[0002]液晶面板在一對偏振片之間具備液晶單元。平面轉(zhuǎn)換(IPS)方式的液晶單元在無電場狀態(tài)下液晶分子沿與基板面大致平行的方向進行均勻取向，通過施加橫向的電場而使液晶分子在平行于基板面的面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，控制光的透射(白顯示)和遮蔽(黑顯示)。像IPS方式那樣在無電場狀態(tài)下液晶分子進行均勻取向的橫電場方式的液晶面板在視角特性方面優(yōu)升。
[0003]然而，IPS方式的液晶面板在相對于偏振片的吸收軸在45度的角度(方位角45度、135度、225度、315度)從傾斜方向觀察時，黑顯示的漏光大，存在有容易產(chǎn)生對比度的降低、色移的問題。因而，以提高從傾斜方向觀察時的對比度、減少色移為目的，提出了在液晶單元與偏振片之間配置光學各向異性元件(相位差板)的方法。
[0004]例如，專利文獻I中，對于使用具有正的折射率各向異性的光學各向異性元件和具有負的折射率各向異性的光學各向異性元件來減少IPS方式液晶面板的傾斜方向的黑亮度、色移的方法，以方位角45°、極角(相對于面板面的法線方向的角度)60°的情況為例，進行了使用Poincarg球的說明。
[0005]專利文獻2中公開有如下的內(nèi)容，S卩，使用具有nx>ny = nz的折射率各向異性(正的折射率各向異性)的正A板、具有nz > nx = ny的折射率各向異性(負的折射率各向異性)的正C板，可以減少IPS方式液晶面板的黑顯示中的傾斜方向的色移。專利文獻3中公開有如下的內(nèi)容，即，利用使用了具有波長越長則具有越大的延遲的(所謂的逆波長分散的)液晶材料的具有正的折射率各向異性的光學元件、與使用了熱塑性樹脂材料的具有負的折射率各向異性的光學元件的層疊相位差板，進行IPS方式液晶面板的光學補償。
[0006]現(xiàn)有技術文獻
[0007]專利文獻
[0008]專利文獻I:日本特開2005 — 208356號公報
[0009]專利文獻2:日本特開2007 — 206605號公報
[0010]專利文獻3:W02013/146633號國際公開小冊子

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]發(fā)明所要解決的問題
[0012]在IPS等橫電場方式的液晶面板中，作為產(chǎn)生由觀察方向所致的顏色變化的原因之一，可以舉出液晶的預傾角的影響。例如，在使用進行了摩擦的取向膜使液晶分子取向的情況下，液晶分子具有I?2°左右的預傾角。因此，若透過液晶單元的光的方向(方位角)不同，則液晶分子的表觀上的延遲就會變化，成為產(chǎn)生由方位角所致的顏色變化的原因。
[0013]近年來，通過利用光取向技術，開發(fā)出液晶分子的預傾角近似為0°(低傾角)的橫電場方式液晶單元，并開始了批量化生產(chǎn)。通過使用低傾角的液晶單元，可以減少伴隨著方位角的變化的色調(diào)變化。另一方面，隨著由方位角所致的色調(diào)變化小，全部方位下的顏色的均一性得到提高，就可以更加明顯地識別出作為面板整體的輕微的色調(diào)的差別。
[0014]一般而言，液晶面板的光學補償對于相對可見度高的波長550nm附近(綠色)的光被最佳化。因此，在黑顯示時，就會漏出相對于最佳值的光學設計上的偏移大的波長的光，使畫面著色而被觀察。在光學設計上，很難使所有的觀察方向上的色調(diào)為完全的中性，因此在黑顯示時，與產(chǎn)生漏光的光的波長對應地使畫面輕微地著色而被觀察。由于藍色(波長450nm附近)與紅色(波長650nm附近)相比相對可見度低，因此黑顯示時的色調(diào)有偏向藍色系的趨勢。然而，根據(jù)本發(fā)明人等的研究判明，在將上述專利文獻2、專利文獻3中記載的光學各向異性元件的組合用于低傾角的橫電場方式液晶面板的光學補償時，根據(jù)觀察方向，會以紫色?紅色系的色調(diào)觀察到黑顯示的畫面。
[0015]用于解決問題的方法
[0016]鑒于上述情況，對低傾角的橫電場方式液晶單元的黑顯示時的色調(diào)進行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過將光學各向異性元件的延遲的波長分散調(diào)整為規(guī)定范圍，可以得到伴隨著觀察方向的變化的色移小、并且在黑顯示時呈現(xiàn)出藍色系的色調(diào)的液晶面板。
[0017]本發(fā)明的液晶面板具備:液晶單元，其具備含有在無電場狀態(tài)下均勻取向的液晶分子的液晶層;第一偏振片，其配置于液晶單元的第一主面?zhèn)?第二偏振片，其配置于液晶單元的第二主面?zhèn)?第一光學各向異性元件，其配置于液晶單元與第一偏振片之間；和第二光學各向異性元件，其配置于第一光學各向異性元件與液晶單元之間。第一偏振片的吸收軸方向與第二偏振片的吸收軸方向正交。液晶單元的無電場狀態(tài)下的液晶分子的預傾角為0.5°以下。
[0018]第一光學各向異性元件具有正的折射率各向異性，第二光學各向異性元件具有負的折射率各向異性。第一光學各向異性元件及第二光學各向異性元件的至少一方中波長550nm下的延遲R550與波長450nm下的延遲R450之比R450/R550為I.I以上。
[0019]本發(fā)明的液晶面板優(yōu)選液晶單元的無電場狀態(tài)下的液晶分子的取向方向(初始取向方向)與第一偏振片的吸收軸方向正交。
[0020]此外，本發(fā)明涉及一種液晶顯示裝置，其在上述的液晶面板的第一主面?zhèn)?第一偏振片側(cè))或第二主面?zhèn)?第二偏振片側(cè))的任意一方具備光源。在第一主面?zhèn)染邆涔庠吹那闆r下，液晶顯示裝置為E模式。在第二主面?zhèn)染邆涔庠吹那闆r下，液晶顯示裝置為O模式。本發(fā)明的液晶面板可以適用于E模式、O模式的任意一種液晶顯示裝置中。在第二主面?zhèn)扰渲糜泄庠吹腛模式的液晶顯示裝置的對比度更高，觀察性更加優(yōu)異。
[0021]發(fā)明效果
[0022]本發(fā)明的液晶面板由于伴隨著觀察方向的變化的色移小，黑顯示時的色調(diào)得到統(tǒng)一，色變化小，因此觀察性優(yōu)異。
【附圖說明】
[0023]圖1是本發(fā)明的一個實施方式的液晶顯示裝置的示意性剖面圖。
[0024]圖2是本發(fā)明的一個實施方式的液晶面板的構(gòu)成概念圖。
[0025]圖3是本發(fā)明的一個實施方式的液晶面板的構(gòu)成概念圖。
[0026]圖4是本發(fā)明的一個實施方式的液晶面板的構(gòu)成概念圖。
[0027]圖5是表示實施例1、比較例I?2的結(jié)果的圖。
[0028]圖6是表示實施例2?4、比較例3的結(jié)果的圖。
[0029]圖7是表示實施例5?7、比較例4的結(jié)果的圖。
[0030]圖8是表示實施例8?9、比較例5?6的結(jié)果的圖。
[0031]圖9是表示實施例10?12、比較例7的結(jié)果的圖。
[0032]圖1O是表示實施例13?15、比較例8的結(jié)果的圖。
[0033]圖11是表示實施例16?18、比較例9的結(jié)果的圖。
【具體實施方式】
[0034][液晶面板整體的概略]
[0035]圖1是本發(fā)明的一個實施方式的包含液晶面板100的液晶顯示裝置的示意剖面圖。液晶面板100具備具有第一主面及第二主面的液晶單元10。在液晶單元10的第一主面?zhèn)扰渲糜械谝黄衿?0，在第二主面?zhèn)扰渲糜械诙衿?0。在液晶單兀10與第一偏振片30之間，從第一偏振片30側(cè)起，配置有第一光學各向異性元件60及第二光學各向異性元件70。即，本發(fā)明的液晶面板從第一主面?zhèn)绕穑来尉邆涞谝黄衿?0、第一光學各向異性元件60、第二光學各向異性元件70、液晶單元10、以及第二偏振片40。
[0036I [液晶單元]
[0037]液晶單元10在一對基板間具備液晶層。在一般的構(gòu)成中，在一方的基板設有濾色片及黑矩陣，在另一方的基板設有控制液晶的電光學特性的開關元件等。
[0038]液晶層含有在無電場狀態(tài)下均勻取向的液晶分子。將無電場狀態(tài)下的液晶分子的取向方向11稱作“初始取向方向”。所謂進行均勻取向的液晶分子，是指液晶分子的取向向量與基板平面平行并且相同地取向的狀態(tài)的液晶分子。而且，液晶分子的取向向量相對于基板平面輕微地傾斜，具有預傾角。本發(fā)明的液晶面板中所用的液晶單元10是預傾角為0.5°以下的低傾角單元。液晶單元10的預傾角優(yōu)選為0.3°以下。因液晶單元的預傾角小，而可以得到在從傾斜方向觀察時對比度也高、并且伴隨著觀察方位角的變化的色調(diào)變化小的液晶面板。
[0039]作為含有在無電場狀態(tài)下均勻取向的液晶分子的液晶單元，可以舉出平面轉(zhuǎn)換(IPS)模式、邊緣場轉(zhuǎn)換(FFS)模式、鐵電性液晶(FLC)模式等。作為液晶分子，使用向列相液晶、近晶相液晶等。一般而言，在IPS模式、以及FFS模式的液晶單元中，使用向列相液晶，在FLC模式的液晶單元中使用近晶相液晶。
[0040][偏振片]
[0041]在液晶單元10的第一主面?zhèn)扰渲糜械谝黄衿?0，在第二主面?zhèn)扰渲糜械诙衿?0。偏振片是將自然光或任意的偏振光轉(zhuǎn)換為直線偏振光的構(gòu)件。在本發(fā)明的液晶面板中，作為第一偏振片30及第二偏振片40，可以根據(jù)目的采用任意的合適的偏振片。例如可以舉出使碘或二色性染料等二色性物質(zhì)吸附于聚乙烯醇系膜、部分甲縮醛化聚乙烯醇系膜、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物系部分皂化膜等親水性高分子膜上并單軸拉伸而得的膜、聚乙烯醇的脫水處理物或聚氯乙烯的脫鹽酸處理物等多烯系取向膜等。另外，也可以使用美國專利5，523，863號等中公開的使含有二色性物質(zhì)和液晶性化合物的液晶性組合物沿一定方向取向的賓-主型的偏振片、美國專利6，049，428號等中公開的使溶致液晶沿一定方向取向的E型偏振片等。
[0042]在這些偏振片中，從具有高偏振度的觀點考慮，優(yōu)選使用使碘或二色性染料等二色性物質(zhì)吸附于聚乙烯醇、部分縮甲醛化聚乙烯醇等聚乙烯醇系膜上并沿規(guī)定方向取向的聚乙烯醇(PVA)系偏振片。例如，通過對聚乙烯醇系膜實施碘染色及拉伸，可以得到PVA系偏振片O
[0043]作為PVA系偏振片，也可以使用厚度為ΙΟμπι以下的薄型的偏振片。作為薄型的偏振片，例如可以舉出日本特開昭51 — 069644號公報、日本特開2000 — 338329號公報、W02010/100917號小冊子、日本專利第4691205號說明書、日本專利第4751481號說明書等中記載的薄型偏振膜。此種薄型偏振片例如可以利用包括將PVA系樹脂層和拉伸用樹脂基材以層疊體的狀態(tài)拉伸的工序、和進行碘染色的工序的制法獲得。
[0044]在本發(fā)明的液晶面板中，第一偏振片30與第二偏振片40被以使兩者的吸收軸方向35、45正交的方式配置。另外，以使第一偏振片30的吸收軸方向35與液晶單元10的初始取向方向11平行或正交的方式配置。優(yōu)選如圖2?4所示，第一偏振片30的吸收軸方向35與液晶單元10的初始取向方向11正交。
[0045]而且，本說明書中，所謂“正交”，不僅包含完全正交的情況，還包含實質(zhì)上正交的情況，其角度一般為90 ± 2°的范圍，優(yōu)選為90 ± 1°、更優(yōu)選為90 ± 0.5的范圍。同樣地，所謂“平行”，不僅包含完全平行的情況，還包含實質(zhì)上平行的情況，其角度一般為±2°以內(nèi)，優(yōu)選為±1°以內(nèi)，更優(yōu)選為±0.5°以內(nèi)。
[0046][第一光學各向異性元件及第二光學各向異性元件]
[0047]本發(fā)明的液晶面板在液晶單兀10與第一偏振片30之間，從第一偏振片30側(cè)起，具備第一光學各向異性元件60及第二光學各向異性元件70。
[0048]第一光學各向異性元件60具有正的折射率各向異性。具有正的折射率各向異性的光學各向異性元件在將面內(nèi)的慢軸方向的折射率設為ηχ、將面內(nèi)的快軸方向的折射率設為ny、將厚度方向的折射率設為nz的情況下，nx>nz，并且滿足nx > ny > nz。作為具有正的折射率各向異性的光學各向異性元件的具體例，可以舉出正八板(狀>117 = 1^)、負8板(1?>1^>nz)及負C板(nx = ny>nz) ο
[0049]作為構(gòu)成具有正的折射率各向異性的光學元件的材料，優(yōu)選使用具有正的固有雙折射的聚合物。具有正的固有雙折射的聚合物是指，在利用拉伸等使聚合物取向的情況下，其取向方向的折射率相對地變大的聚合物。作為具有正的固有雙折射的聚合物，例如可以舉出聚碳酸酯系樹脂、聚對苯二甲酸乙二醇酯或聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯系樹脂、聚芳酯系樹脂、聚砜、聚醚砜等砜系樹脂、聚苯硫醚等硫醚系樹脂、聚酰亞胺系樹脂、環(huán)狀聚烯烴系(聚降冰片烯系)樹脂、聚酰胺樹脂、聚乙烯或聚丙烯等聚烯烴系樹脂、纖維素酯類等。另外，作為具有正的固有雙折射的材料也可以使用液晶材料。
[0050]第二光學各向異性元件70具有負的折射率各向異性。具有負的折射率各向異性的光學各向異性元件在將面內(nèi)的慢軸方向的折射率設為nx、將面內(nèi)的快軸方向的折射率設為ny、將厚度方向的折射率設為nz的情況下，nz>ny，并且滿足nz > nx > ny。作為具有負的折射率各向異性的光學各向異性元件的具體例，可以舉出負A板(nz = nx >ny)、正B板(nz >nx>ny)及正C板(nz>nx = ny)。
[0051]作為構(gòu)成具有負的折射率各向異性的光學元件的材料，優(yōu)選使用具有負的固有雙折射的聚合物。具有負的固有雙折射的聚合物是指，在利用拉伸等使聚合物取向的情況下，其取向方向的折射率相對地變小的聚合物。作為具有負的固有雙折射的聚合物，例如，可以舉出在聚合物的側(cè)鏈中導入了芳香族或羰基等極化各向異性大的化學鍵、官能團的聚合物，具體而言，可以舉出丙烯酸系樹脂、苯乙烯系樹脂、馬來酰亞胺系樹脂、富馬酸酯系樹脂等。另外，作為具有負的固有雙折射的材料也可以使用液晶材料。例如，可以由相對于膜面垂直取向了的盤狀液晶得到負A板。另外，可以通過使液晶化合物在膜上進行垂面取向而得到正C板。
[0052]本說明書中，正A板中的“ny= nz”的記載、或負A板中的“nz = ny”的記載中面內(nèi)的折射率(nx或ny)與厚度方向的折射率nz不一定需要完全一致。如果以Nz = (nx—nz)/(nx —ny)表示的Nz系數(shù)為0.97?1.03的范圍內(nèi)，就可以視為nx = ny的正A板，如果Nz系數(shù)為一0.03?0.03的范圍內(nèi)，就可以視為nz =ny的負A板。同樣地，負C板及正C板中的“nx = ny”的記載中面內(nèi)的慢軸方向的折射率(nx)與快軸方向的折射率(ny)不一定需要完全一致，如果Nz系數(shù)為20以上或一 20以下，就可以視為nx = ny的C板。而且，本說明書中，折射率、延遲的值是波長550nm下的值。
[0053]在作為光學各向異性元件的材料使用聚合物材料的情況下，通過拉伸聚合物膜、提高特定的方向的分子取向性，就可以形成光學各向異性元件(相位差膜)。作為聚合物膜的拉伸方法，可以舉出縱向單軸拉伸法、橫向單軸拉伸法、縱橫逐次雙軸拉伸法、縱橫同時雙軸拉伸法等。作為拉伸裝置，可以使用輥式拉伸機、展幅拉伸機或縮放儀式或線性馬達式的雙軸拉伸機等任意的合適的拉伸機。
[0054]在作為光學各向異性元件的材料使用液晶材料的情況下，將液晶材料(液晶單體和/或液晶聚合物)涂布于基材上，根據(jù)需要，進行液晶單體的聚合、液晶材料的取向處理、溶劑除去(干燥)等，形成液晶層，由此可以得到光學各向異性元件。作為液晶單體，可以使用顯示出向列相性、近晶相性等取向性、且在末端具有至少I個丙烯?；⒓谆；⒁蚁┗炔伙柡碗p鍵或環(huán)氧基等聚合性官能團的液晶性化合物。含有液晶單體的液晶材料也可以在液晶單體以外，還含有聚合引發(fā)劑。作為聚合性液晶單體的聚合方法，例如可以舉出熱聚合、紫外線聚合等，可以根據(jù)聚合方法使用適當?shù)木酆弦l(fā)劑。作為液晶聚合物，可以使用顯示出向列相性、近晶相性等液晶取向的主鏈型液晶聚合物或側(cè)鏈型液晶聚合物、或它們的復合型的液晶性化合物。液晶聚合物的分子量沒有特別限制，然而優(yōu)選重均分子量為2000?100000左右的液晶聚合物。
[0055]在基材上形成有液晶層的元件可以直接作為光學各向異性元件使用。例如，在具有正的折射率各向異性的第一光學各向異性元件上，作為第二光學各向異性元件而形成盤狀液晶等具有負的折射率各向異性的液晶層，由此可以得到將第一光學各向異性元件與第二光學各向異性元件一體化層疊了的層疊光學各向異性元件。另外，也可以通過將形成于基材上的液晶層(光學各向異性元件)轉(zhuǎn)印到其他的光學各向異性元件上，而得到層疊光學各向異性元件。
[0056]第一光學各向異性元件及第二光學各向異性元件的厚度dhcb可以根據(jù)構(gòu)成光學各向異性元件的材料等適當?shù)剡x擇。在使用聚合物材料的情況下，各光學各向異性元件的厚度一般為3μπι?200μπι左右。在使用液晶材料的情況下，各光學各向異性元件的厚度(液晶層的厚度)一般為0.Ιμπι?20μηι左右。
[0057]第一光學各向異性元件60及第二光學各向異性元件70至少任意一方的R450/R550為1.1以上。R450/R550是波長550nm下的延遲R550與波長450nm下的延遲R450之比(以下有時稱作“波長分散”)。在A板及B板中，根據(jù)波長450nm與波長550nm下的正面延遲之比，求出波長分散R 4 5 O / R 5 5 O。C板中，根據(jù)從相對于膜面的法線傾斜4 O °的方向測定的傾斜方向延遲，求出波長分散R450/R550。
[0058]在將第一光學各向異性元件的R450/R550設為1.1以上的情況下，作為該材料，優(yōu)選使用聚芳酯系樹脂、砜系樹脂、硫醚系樹脂、聚酰亞胺系樹脂、聚酰胺樹脂等。在將第二光學各向異性元件的R450/R550設為1.1以上的情況下，作為其材料，優(yōu)選使用在側(cè)鏈具有芳香族環(huán)的丙烯酸系聚合物等。另外，也可以利用在聚合物材料中分散金屬、金屬氧化物的納米粒子等方法，來調(diào)整延遲的波長分散。
[0059]通過作為第一光學各向異性元件和/或第二光學各向異性元件，使用延遲的波長分散R450/R550大的元件，可以將使用了低傾角單元的液晶面板的黑顯示時的色調(diào)在全部方位中以藍色系統(tǒng)一，使得色移變小。如前所述，液晶面板的光學補償相對于波長550nm附近(綠色)的光被最佳化。在使用了波長分散R450/R550大的光學各向異性元件的情況下，綠色的光被以不產(chǎn)生黑顯示時的漏光的方式恰當?shù)剡M行光學補償，與此不同，在短波長側(cè)(藍色)，由于光學各向異性元件的延遲大于用以不產(chǎn)生漏光的最佳的延遲，因此會產(chǎn)生漏光，其結(jié)果是，黑顯示帶有藍色系的色調(diào)。本發(fā)明中，通過增大光學各向異性元件的延遲的波長分散R450/R550，使黑顯示時的短波長側(cè)的光的漏光相對變大，即使在觀察的角度(方位角)變化的情況下，也可以保持藍色系的色調(diào)。
[0060]如果第一光學各向異性元件及第二光學各向異性元件的任意一方的延遲的波長分散R450/R550為1.1以上，則另一方的R450/R550也可以小于1.1。如果第一光學各向異性元件及第二光學各向異性元件雙方的R450/R550為1.1以上，則色移有被進一步減少的趨勢，因此優(yōu)選。
[0061]第一光學各向異性元件及第二光學各向異性元件的R450/R550的上限沒有特別限定，然而如果R450/R550過大，則會有黑顯示時的藍色的漏光變大、或白顯示時將畫面著色的趨勢。因此，R450/R550優(yōu)選為1.3以下，更優(yōu)選為1.25以下，進一步優(yōu)選為1.2以下。
[0062]第一光學各向異性元件的R450/R550與第二光學各向異性元件的R450/R550之差優(yōu)選為0.1以下，更優(yōu)選為0.08以下，進一步優(yōu)選為0.06以下。如果兩者的波長分散接近，則在將第一光學各向異性元件與第二光學各向異性元件的層疊體視為I個層疊光學元件的情況下，該層疊光學元件的延遲的波長分散的由觀察方向所致的變化小，因此色移有變小的趨勢。
[0063][第一光學各向異性元件與第二光學各向異性元件的組合]
[0064]在第一光學各向異性元件為具有nx>ny= nz的折射率各向異性的正A板的情況下，作為第二光學各向異性元件，優(yōu)選使用具有nz>nx>ny的折射率各向異性的正B板、或具有nz>nx = ny的折射率各向異性的正C板。其中，在第二光學各向異性元件為正C板的情況下，容易將傾斜方向上的全部方位角下的色調(diào)調(diào)整為藍色系。
[0065]在第一光學各向異性元件為具有nx>ny>nz的折射率各向異性的負B板的情況下，作為第二光學各向異性元件，可以是具有nz = nx>ny的折射率各向異性的負A板、具有nz>nx>ny的折射率各向異性的正B板、以及具有nz>nx = ny的折射率各向異性的正C板的任意一個。其中，第二光學各向異性元件優(yōu)選為負A板或正C板，特別是在第二光學各向異性元件為正C板的情況下，容易將全部方位角下的色調(diào)調(diào)整為藍色系。
[0066]在第一光學各向異性元件為具有nx= ny>nz的折射率各向異性的負C板的情況下，作為第二光學各向異性元件，優(yōu)選使用具有nz = nx>ny的折射率各向異性的負A板、或具有nz>nx>ny的折射率各向異性的正B板。其中，在第二光學各向異性元件為正A板的情況下，容易將全部方位角下的色調(diào)調(diào)整為藍色系。
[0067]配置于液晶單元10與第一偏振片30之間的第一光學各向異性元件60及第二光學各向異性元件70的軸方向沒有特別限定。在光學各向異性元件為A板或B板的情況下，優(yōu)選以使慢軸方向與液晶單元10的初始取向方向11平行或正交的方式，配置各光學各向異性元件，特別優(yōu)選以使光學各向異性元件的慢軸方向與液晶單元10的初始取向方向11平行的方式，配置各光學各向異性元件。
[0068]圖2?4是表示本發(fā)明的液晶面板的優(yōu)選的方式的各光學元件的配置的構(gòu)成概念圖。圖2?4中的箭頭表示光學各向異性元件的光學軸方向(圖4的箭頭363為快軸方向，其他的箭頭全都是慢軸方向)。
[0069]在第一光學各向異性元件160為正A板或負B板、第二光學各向異性元件170為負A板或正B板的情況下，優(yōu)選如圖2所示，第一光學各向異性元件的慢軸方向163、以及第二光學各向異性元件的慢軸方向173都與液晶單元10的初始取向方向11平行，與第一偏振片30的吸收軸方向35正交。
[0070]在第一光學各向異性元件260為正A板或負B板、第二光學各向異性元件270為正C板的情況下，優(yōu)選如圖3所示，第一光學各向異性元件的慢軸方向263與液晶單元10的初始取向方向11平行，與第一偏振片30的吸收軸方向35正交。
[0071]在第一光學各向異性元件360為負C板、第二光學各向異性元件370為負A板或正B板的情況下，優(yōu)選如圖4所示，第二光學各向異性元件的慢軸方向373與液晶單元10的初始取向方向11平行，與第一偏振片30的吸收軸方向35正交。
[0072]第一光學各向異性元件及第二光學各向異性元件的延遲沒有特別限制，只要在黑顯示時，以可以減小從傾斜方向觀察時的波長550nm的光的漏光的方式調(diào)整正面延遲Re及厚度方向延遲Rth即可。如上所述，在本發(fā)明中，由于光學各向異性元件的延遲R450/R550大，因此在黑顯示時短波長的藍色的光產(chǎn)生漏光，而如果相對可見度高的綠色的光的漏光受到抑制，則可以確保高對比度。
[0073]如圖2?4所示，在第一光學各向異性元件及第二光學各向異性元件的慢軸方向與液晶單元的初始取向方向平行的情況下，第一光學各向異性元件的正面延遲如:與第二光學各向異性元件的正面延遲Re〗之和Rei+Re2優(yōu)選為90?120nm，更優(yōu)選為100?170nm。第一光學各向異性元件的厚度方向延遲Rth1與第二光學各向異性元件的厚度方向延遲Rth2之和Rthi+Rth2優(yōu)選為30?lOOnm，更優(yōu)選為40?80nm。(Rthi+Rth2)/(Rei+Re2)優(yōu)選為0.2?0.8，更優(yōu)選為0.3?0.7。
[0074]通過將配置于液晶單元10與偏振片30之間的第一光學各向異性元件及第二光學各向異性元件的光學各向異性設為上述范圍，就可以減小傾斜方向、特別是相對于偏振片的吸收軸為45度的角度(方位角45度、135度、225度、315度)下的黑亮度，提高對比度。
[0075]而且，對于正面延遲Rei&Re2、以及厚度方向延遲Rth1及Rth2,在將第一光學各向異性元件及第二光學各向異性元件各自的面內(nèi)的慢軸方向的折射率設為ηχι&ηχ2、將面內(nèi)的快軸方向的折射率設為nyi&ny2、將厚度方向的折射率設為nZ1&nZ2、將厚度設為CU及d2的情況下，可以用下式定義。
[0076]Rei= (ηχι—nyi) Xdi
[0077]Rthi= (ηχι—ηζι) Xdi
[0078]Re2= (nx2—ny2) Xcb
[0079]Rth2= (nx2—nz2) Xcb
[0080][各光學構(gòu)件的配置]
[0081]本發(fā)明的液晶面板可以通過在液晶單元10的第一主面?zhèn)扰渲玫诙鈱W各向異性元件70、第一光學各向異性元件60及第一偏振片30、在液晶單元10的第二主面?zhèn)扰渲玫诙衿?0而制作。
[0082]也可以在第一偏振片30與第一光學各向異性元件60之間、或第二偏振片40與液晶單元10之間，設置光學各向同性膜作為偏振片保護膜。通過在偏振片的表面設置偏振片保護膜，就可以提高偏振片的耐久性。作為偏振片保護膜使用的光學各向同性膜是指對于透過法線方向及傾斜方向的任意方向的光都不會實質(zhì)性地改變其偏振狀態(tài)的膜。具體而言，光學各向同性膜的正面延遲Re優(yōu)選為1nm以下，厚度方向延遲Rth優(yōu)選為20nm以下。光學各向同性膜的正面延遲更優(yōu)選為5nm以下。光學各向同性膜的厚度方向延遲更優(yōu)選為1nm以下，進一步優(yōu)選為5nm以下。
[0083]本發(fā)明的液晶面板也可以包含上述以外的光學層或其他的構(gòu)件。例如，優(yōu)選在第一偏振片30及第二偏振片40的外表面(不與液晶單元10相面對的面)設置偏振片保護膜。設于偏振片的外表面的偏振片保護膜既可以是光學各向同性，也可以具有光學各向異性。另一方面，設于第一偏振片30的液晶單元10側(cè)的面、以及第二偏振片40的液晶單元10側(cè)的偏振片保護膜如上所述被要求為光學各向同性。另外，本發(fā)明的液晶面板優(yōu)選在第一偏振片30與液晶單元10之間，在第一光學各向異性元件及第二光學各向異性元件以外不包含光學各向異性元件，優(yōu)選在第二偏振片40與液晶單元10之間，不包含光學各向異性元件。
[0084]通過將液晶單元與上述的各光學構(gòu)件層疊而形成液晶面板。在其形成過程中，既可以在液晶單元上依次逐個地層疊各構(gòu)件，也可以使用預先層疊有幾個構(gòu)件的構(gòu)件。這些光學構(gòu)件的層疊順序沒有特別限制。優(yōu)選將第一偏振片30、第一光學各向異性元件60、以及第二光學各向異性元件70層疊而預先形成層疊偏振板80，將該層疊偏振板80借助粘合劑(未圖示)與液晶單元10貼合。而且，也可以如前所述，在第一偏振片30與第一光學各向異性元件60之間，作為偏振片保護膜包含光學各向同性膜。
[0085]在各構(gòu)件的層疊時，優(yōu)選使用膠粘劑或粘合劑。作為膠粘劑、粘合劑，可以適當?shù)剡x擇使用以丙烯酸系聚合體、硅酮系聚合物、聚酯、聚氨酯、聚酰胺、聚乙烯基醚、乙酸乙烯酯/氯乙烯共聚物、改性聚烯烴、環(huán)氧系聚合物、氟系聚合物、橡膠系聚合物等作為基礎聚合物的物質(zhì)。
[0086][液晶顯示裝置]
[0087]通過在上述的液晶面板的第一主面?zhèn)?第一偏振片30側(cè))或第二主面?zhèn)?第二偏振片40側(cè))的任意一側(cè)配置光源，而形成液晶顯示裝置。在第一主面?zhèn)扰渲霉庠吹那闆r下，由于光源側(cè)的偏振片(第一偏振片30)的吸收軸方向35與液晶單元10的初始取向方向11正交，因此液晶顯示裝置為E模式。如圖1所示，在第二主面?zhèn)扰渲霉庠?05的情況下，由于光源側(cè)的偏振片(第二偏振片40)的吸收軸方向45與液晶單元10的初始取向方向11平行，因此液晶顯示裝置為O模式。
[0088]本發(fā)明的液晶面板100可以以E模式及O模式的任意一種使用。如果是O模式，則透過第二偏振片40的直線偏振光不受光學各向異性元件的影響而原樣不變地射入液晶單元10，因此對比度有進一步提高的趨勢。
[0089]也可以在液晶面板與光源之間，設置亮度提高膜(未圖示)。亮度提高膜也可以與光源側(cè)的偏振片一體化設置。例如，在O模式的液晶顯示裝置中，可以使用在光源側(cè)的第二偏振片的外表面夾隔著膠粘劑層貼合有亮度提高膜的構(gòu)件。另外，也可以在偏振片與亮度提高膜之間，設置偏振片保護膜。
[0090][實施例]
[0091]以下，利用實施例與比較例的對比，對本發(fā)明進行具體的說明，然而本發(fā)明并不受這些實施例限定。
[0092][實施例1]
[0093]以從光源側(cè)起依次具備偏振片、IPS液晶單元(正面延遲:322nm、預傾角:0.1°)、第二光學各向異性元件(nx = nz>ny的負A板;正面延遲Re2 = 120nm)、第一光學各向異性元件(1^ = 1^>1^的負(:板;厚度方向延遲1?1:111 = 80111]1)、以及偏振片的0模式的液晶顯示裝置作為模擬模型，實施了模擬。將第一光學各向異性元件及第二光學各向異性元件的延遲的波長分散都設為R450/R550 = 1.10。各光學各向異性元件的配置如圖4所示。
[0094]在模擬時，使用了Shintech公司$1」、液晶顯示器用模擬器“LCD MASTERVer.6.084”。使用LCD Master的擴展功能，求出各觀察方向(極角θ = 0?80°、方位角Φ =0?360°)上的對比度及黑顯示時的XYZ表色系的色度xy。
[0095][比較例I]
[0096]除了將液晶單元的預傾角變更為2°以外，與上述實施例1相同地進行了模擬。
[0097][比較例2]
[0098]除了將第一光學各向異性元件及第二光學各向異性元件的延遲的波長分散R450/R550變更為1.02以外，在與上述比較例I相同的條件下進行了模擬。
[0099]將上述實施例1及比較例1、2的對比度分布圖、以及在極角60°下改變方位角時的xy色度圖(CIE色度圖)上的軌跡表示于圖5中。而且，在圖5?11中，對于正面延遲Re、厚度方向延遲Rth、以及波長分散R450/R550，上段為第一光學各向異性元件的數(shù)值，下段為第二光學各向異性元件的數(shù)值。
[0100]在液晶單元的預傾角小、并且光學各向異性元件的R450/R550大的實施例1中，色度圖上的軌跡分布在從表示無彩色的(^7) = (0.33，0.33)朝向譜圖軌跡的波長45011111附近的點的直線上，可知無論觀察方位角如何，都具有藍色系的色調(diào)。另一方面，在使用了預傾角為2°的液晶單元的比較例I及比較例2中，色度圖上的由軌跡包圍的區(qū)域拓寬，可知無論光學各向異性元件的波長分散R450/R550的值如何，色調(diào)的統(tǒng)一性都低，色移大。由這些結(jié)果可知，在液晶單元的預傾角小的情況下，通過將光學各向異性元件的延遲的波長分散設為規(guī)定范圍，即使觀察方位角變化，也可以將色調(diào)以藍色系統(tǒng)一。
[0101][實施例2?4及比較例3]
[0102]與實施例1相同，使用預傾角0°的液晶單元，將第一光學各向異性元件的厚度方向延遲Rth1變更為60nm，變更第一光學各向異性元件及第二光學各向異性元件的延遲的波長分散R450/R550而實施了模擬。將結(jié)果表示于圖6中。
[0103]由圖6的結(jié)果可知，如果光學各向異性元件的波長550nm下的延遲的值相同，則即使波長分散不同，在對比度方面也沒有大的變化。在第一光學各向異性元件及第二光學各向異性元件都是延遲的波長分散R450/R550 = 1.02的比較例3中，可知色度圖上的由軌跡包圍的區(qū)域的面積大、色移大。另外，比較例3中，可知存在有向紅色的區(qū)域伸出的軌跡(S卩，根據(jù)觀察的方向可以觀察到帶有紅色的黑顯示)。
[0104]與之不同，在第一光學各向異性元件及第二光學各向異性元件的至少任意一方的R450/R550為1.10以上的實施例2?4中，與比較例3相比色度圖上的由軌跡包圍的區(qū)域的面積小、色移小，而且沒有向紅色的區(qū)域的軌跡的伸出，即使觀察的方向變化也可以維持藍色系的色調(diào)。
[0105][實施例5?7及比較例4]
[0106]使用預傾角0°的液晶單元，作為第一光學各向異性元件使用nx= ny>nz的負C板，作為第二光學各向異性元件使用nz >nx>ny的正B板，變更第一光學各向異性元件及第二光學各向異性元件的延遲的波長分散R450/R550而實施了模擬。將各實施例及比較例中所用的光學各向異性元件的特性及模擬結(jié)果表示于圖7中。
[0107][實施例8、9及比較例5、6]
[0108]使用預傾角0°的液晶單元，作為第一光學各向異性元件使用nx>ny>nz的負B板，作為第二光學各向異性元件使用nz>nx = ny的正C板，變更第一光學各向異性元件及第二光學各向異性元件的延遲的波長分散R450/R550而實施了模擬。將各實施例及比較例中所用的光學各向異性元件的特性及模擬結(jié)果表示于圖8中。
[0109][實施例10?12及比較例7]
[Ο??Ο]使用預傾角0°的液晶單元，作為第一光學各向異性元件使用nx>ny>nz的負B板，作為第二光學各向異性元件使用nx = nz >ny的負A板，變更第一光學各向異性元件及第二光學各向異性元件的延遲的波長分散R450/R550而實施了模擬。將各實施例及比較例中所用的光學各向異性元件的特性及模擬結(jié)果表示于圖9中。
[0111][實施例13?15及比較例8]
[0112]使用預傾角0°的液晶單元，作為第一光學各向異性元件使用nx>ny= nz的正A板，作為第二光學各向異性元件使用nz>nx = ny的正C板，變更第一光學各向異性元件及第二光學各向異性元件的延遲的波長分散R450/R550而實施了模擬。將各實施例及比較例中所用的光學各向異性元件的特性及模擬結(jié)果表示于圖10中。
[0113][實施例16?18及比較例9]
[0114]使用預傾角0°的液晶單元，作為第一光學各向異性元件使用nx>ny= nz的正A板，作為第二光學各向異性元件使用nz >nx>ny的正B板，變更第一光學各向異性元件及第二光學各向異性元件的延遲的波長分散R450/R550而實施了模擬。將各實施例及比較例中所用的光學各向異性元件的特性及模擬結(jié)果表示于圖11中。
[0115]由以上的結(jié)果可知，在液晶單元的預傾角小的情況下，在作為第一光學各向異性元件及第二光學各向異性元件的組合，使用了負C板與負A板的組合(圖6)、負C板與正B板的組合(圖7)、負B板與正C板的組合(圖8)、負B板與負A板的組合(圖9)、正A板與正C板的組合(圖10)、以及正A板與正B板的組合(圖11)的任意一種時，都可以通過將至少一方的光學各向異性元件的延遲的波長分散R450/R550設為1.10以上，而得到色移小、并且即使觀察方向變化也可以維持藍色系的色調(diào)的液晶面板。
[0116]符號說明
[0117]100液晶面板，
[0118]10液晶單元，
[0119]11初始取向方向，
[0120]30、40 偏振片，
[0121]35、45 吸收軸，
[0122]60,70光學各向異性元件(相位差板)，
[ΟΙ23] 80層疊偏振板，
[0124]105 光源，
[0125]101、201、203 液晶面板，
[0126]160、170、260、270、360、370光學各向異性元件(相位差板)，
[0127]163、173、263、272、373 慢軸，
[0128]363 快軸。
【主權(quán)項】
1.一種液晶面板，其具備:液晶單元，其具備含有在無電場狀態(tài)下均勻取向的液晶分子的液晶層;第一偏振片，其配置于所述液晶單元的第一主面?zhèn)?第二偏振片，其配置于所述液晶單元的第二主面?zhèn)?第一光學各向異性元件，其配置于所述液晶單元與所述第一偏振片之間；和第二光學各向異性元件，其配置于所述第一光學各向異性元件與所述液晶單元之間， 所述液晶單元的無電場狀態(tài)下的液晶分子的預傾角為0.5°以下， 所述第一偏振片的吸收軸方向與所述第二偏振片的吸收軸方向正交， 所述第一光學各向異性元件具有正的折射率各向異性， 所述第二光學各向異性元件具有負的折射率各向異性， 所述第一光學各向異性元件及所述第二光學各向異性元件的至少一方中波長550nm下的延遲R550與波長450nm下的延遲R450之比R450/R550為1.1以上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶面板，其中， 所述第一光學各向異性元件的R450/R550與所述第二光學各向異性元件的R450/R550之差為0.1以下。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的液晶面板，其中， 所述第一光學各向異性元件及所述第二光學各向異性元件雙方的R450/R550為1.1以上。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的液晶面板，其中， 所述第一光學各向異性元件具有nx>ny > nz的折射率各向異性。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的液晶面板，其中， 所述第一光學各向異性元件具有nx = ny>nz的折射率各向異性，所述第二光學各向異性元件具有nz > nx>ny的折射率各向異性。6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的液晶面板，其中， 所述液晶單元的無電場狀態(tài)下的液晶分子的取向方向與所述第一偏振片的吸收軸方向正交。7.—種液晶顯示裝置，其具備權(quán)利要求1?6中任一項所述的液晶面板、和配置于所述液晶面板的第一主面?zhèn)然虻诙髅鎮(zhèn)鹊娜我粋?cè)的光源。
【文檔編號】G02B5/30GK106019684SQ201610186948
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年3月29日
【發(fā)明人】飯?zhí)锩粜?
【申請人】日東電工株式會社