液晶显示装置的制作方法
本发明涉及液晶显示装置。详细而言，本发明涉及视角特性优异的横向电场方式的液晶显示装置。
背景技术：
液晶显示装置因为具有轻质、薄型、低功耗等优点，所以在积极开发中。近年来，智能手机和平板PC等便携式电子设备中广泛使用的液晶显示装置已知的有采用IPS(In Plane Switching；面内开关)方式和FFS(Fringe Field Switching；边缘场开关)方式之类的横向电场方式的液晶显示装置。
IPS方式的液晶显示装置例如公开了如下液晶显示装置，其依次配置有第一偏振膜、第一相位差区域及第二相位差区域、第一基板、液晶层、第二基板和第二偏振膜，在进行黑显示时该液晶层的液晶分子相对于上述一对基板的表面平行取向，其中，第二相位差区域的面内的光程差Re为100nm以下，且厚度方向的光程差Rth为50nm～200nm，第一相位差区域的折射率各向异性为负且该区域的光轴与层面实质上平行，该第一相位差区域的迟相轴与第一偏振膜的透射轴和黑显示时的液晶分子的迟相轴方向正交(例如参照专利文献1。)。
另外，还公开了如下液晶显示装置，一对基板中的至少一者从液晶层侧起依次具有光取向膜和电极，所述光取向膜使液晶分子相对于该光取向膜面水平取向，液晶单元的观察面侧的偏振元件的偏振光透射轴方向与液晶层中的低于阈值电压的液晶分子的取向方向交差，构成所述光取向膜的材料包括利用照射到该光取向膜的偏振光使液晶分子在与该偏振光的偏振方向交叉的方向上取向的材料(例如参照专利文献2。)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2005－309382号公报
专利文献2：国际公开第2013/024750号
发明要解决的技术问题
在采用IPS或FFS方式的液晶显示装置中，作为实现高对比度的方法，正在开发通过对取向膜照射光而不是通过现有技术的利用摩擦的取向处理来规定取向方向的光取向处理。
然而，在采用光取向处理的IPS或FFS方式的液晶面板中，视角特性有时相比于采用摩擦的取向处理的IPS或FFS方式的液晶面板变差。
视角特性变差的主要原因首先要考虑的是，液晶分子的预倾角(极角)变大，但是已确认了：在摩擦中，液晶分子的预倾角相对于基板面为几度，而与此相比，在光取向处理中大致为0°。因此，判断出视角特性变差的主要原因不是液晶分子的预倾角。
因此，本发明人反复进行各种研究后发现：采用光取向处理时的视角特性变差的主要原因是为了得到高对比度而采用的自组织型的光取向膜本身存在比现有技术中使用的摩擦用的取向膜大的光程差。
图57是本发明人进行研究的比较方式1的液晶显示装置的立体示意图。
如图57所示，本比较方式的液晶显示装置101从观察者侧起依次包括第一偏振片102、液晶面板104、第二偏振片106和背光源107。液晶面板104从观察者侧起依次包括第一基板110、自组织型的第一光取向膜111、含液晶分子的水平取向型的液晶层112、自组织型的第二光取向膜113、和包括信号电极(像素电极)和与信号电极相对的相对电极(共用电极)的第二基板114。液晶分子的初始取向方向112a与在各光取向膜111、113中引起对异常光的折射率的轴(异常光折射率轴)111ne、113ne平行，偏振片102和106以正交尼科尔的方式配置，第一偏振片102的透射轴102t与第二偏振片106的透射轴106t所成的角为90°。
当从正面看液晶显示装置101时，如果将背光源107侧的第二偏振片106的透射轴106t设定为与液晶分子的初始取向方向112a平行或垂直，那么即使各光取向膜111、113存在面内和/或厚度方向的光程差，透射背光源107侧的第二偏振片106的光也能将各光取向膜111、113作为各向同性的层而透射这些膜。然而，当从斜向看液晶显示装置101时，即便将背光源107侧的第二偏振片106的透射轴106t设定为与液晶分子的初始取向方向112a平行或垂直，透射背光源107侧的第二偏振片106的光仍将各光取向膜111、113作为具有折射率各向异性的层而透射这些膜。因此，如果不考虑各光取向膜111、113的光程差，特别是面内的光程差进行光学设计，视角特性就会变差。
另外，专利文献1主要设想的是摩擦处理用的取向膜(实施例中也记载了对取向膜进行摩擦处理)，此时，取向膜的面内的光程差为0.5nm以下，进行了能够忽略取向膜本身的光程差的状态的光学设计(第一相位差区域和第二相位差区域的设计)。因此，当采用光程差比摩擦用的取向膜大的自组织型的光取向膜时，在上述设计中，视角补偿有可能不够。
技术实现要素：
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种具有优异的视角特性的液晶显示装置。
解决问题的技术手段
本发明的一种方式可以为一种FFS方式的液晶显示装置，其依次具有第一偏振片、第一保护层、第一基板、第一光取向膜、包含液晶分子的水平取向型的液晶层、第二光取向膜、包含信号电极和与上述信号电极相对的相对电极的第二基板、第二保护层、第二偏振片和背光源，上述第一保护层和上述第二保护层满足nx＝ny≥nz的关系，上述第一光取向膜和上述第二光取向膜各自的面内的光程差为1nm以上，当将上述第一保护层和第二保护层各自的厚度方向的光程差设为R1，上述第一光取向膜和上述第二光取向膜各自的上述面内的光程差设为R2时，R1和R2满足如下关系：R1≤0.047R22－2.1R2+44.3，上述液晶层具有正的介电常数各向异性，上述第二偏振片的透射轴在俯视时与上述液晶分子的初始取向方向垂直。
本发明的另一种方式可以为一种FFS方式的液晶显示装置，其依次具有第一偏振片、第一保护层、第一基板、第一光取向膜、包含液晶分子的水平取向型的液晶层、第二光取向膜、包含信号电极和与上述信号电极相对的相对电极的第二基板、第二保护层、第二偏振片和背光源，上述第一保护层和上述第二保护层满足nx＝ny≥nz的关系，上述第一光取向膜和上述第二光取向膜各自的面内的光程差为1nm以上，当将上述第一保护层和上述第二保护层各自的厚度方向的光程差设为R1，上述第一光取向膜和上述第二光取向膜各自的上述面内的光程差设为R2时，R1和R2满足如下关系：R1≥0.047R22－2.1R2+44.3，上述液晶层具有正的介电常数各向异性，上述第二偏振片的透射轴在俯视时与上述液晶分子的初始取向方向平行。
本发明的另一种方式可以为一种FFS方式的液晶显示装置，其依次具有第一偏振片、第一保护层、第一基板、第一光取向膜、包含液晶分子的水平取向型的液晶层、第二光取向膜、包含信号电极和与上述信号电极相对的相对电极的第二基板、第二保护层、第二偏振片和背光源，上述第一保护层满足nx＝ny≥nz的关系，上述第二保护层在光学上为各向同性，上述第一光取向膜和上述第二光取向膜各自的面内的光程差为1nm以上，当将上述第一保护层的厚度方向的光程差设为R1，上述第一光取向膜和上述第二光取向膜各自的上述面内的光程差设为R2时，R1和R2满足如下关系：R1≤－0.027R22－0.4R2+38.7，上述液晶层具有正的介电常数各向异性，上述第二偏振片的透射轴在俯视时与上述液晶分子的初始取向方向垂直。
本发明的另一种方式可以为一种FFS方式的液晶显示装置，其依次具有第一偏振片、第一保护层、第一基板、第一光取向膜、包含液晶分子的水平取向型的液晶层、第二光取向膜、包含信号电极和与上述信号电极相对的相对电极的第二基板、第二保护层、第二偏振片和背光源，上述第一保护层满足nx＝ny≥nz的关系，上述第二保护层在光学上为各向同性，上述第一光取向膜和上述第二光取向膜各自的面内的光程差为1nm以上，当将上述第一保护层的厚度方向的光程差设为R1，上述第一光取向膜和上述第二光取向膜各自的上述面内的光程差设为R2时，R1和R2满足如下关系：R1≥－0.027R22－0.4R2+38.7，上述液晶层具有正的介电常数各向异性，上述第二偏振片的透射轴在俯视时与上述液晶分子的初始取向方向平行。
本发明的另一种方式可以为一种横向电场方式的液晶显示装置，其依次具有第一偏振片、第一保护层、第一基板、第一光取向膜、包含液晶分子的水平取向型的液晶层、第二光取向膜、包含信号电极和与上述信号电极相对的相对电极的第二基板、第二保护层、第二偏振片和背光源，上述第一保护层在光学上为各向同性，上述第二保护层满足nx＝ny≥nz的关系，上述第一光取向膜和上述第二光取向膜各自的面内的光程差为1nm以上，上述第二偏振片的透射轴在俯视时与上述液晶分子的初始取向方向垂直。
作为该方式的优选实施方式，例如可以列举所述横向电场方式为IPS方式的实施方式以及所述横向电场方式为FFS方式的实施方式。
本发明的另一种方式可以为一种FFS方式的液晶显示装置，其依次具有第一偏振片、第一保护层、第一基板、第一光取向膜、包含液晶分子的水平取向型的液晶层、第二光取向膜、包含信号电极和与上述信号电极相对的相对电极的第二基板、第二保护层、第二偏振片和背光源，上述第一保护层和上述第二保护层满足nx＝ny≥nz的关系，上述第一光取向膜和上述第二光取向膜各自的面内的光程差为1nm以上，当将上述第一保护层和上述第二保护层各自的厚度方向的光程差设为R1，上述第一光取向膜和上述第二光取向膜各自的上述面内的光程差设为R2时，R1和R2满足如下关系：R1≤0.040R22－2.2R2+44.0，上述液晶层具有负的介电常数各向异性，上述第二偏振片的透射轴在俯视时与上述液晶分子的初始取向方向垂直。
本发明的另一种方式可以为一种FFS方式的液晶显示装置，其依次具有第一偏振片、第一保护层、第一基板、第一光取向膜、包含液晶分子的水平取向型的液晶层、第二光取向膜、包含信号电极和与上述信号电极相对的相对电极的第二基板、第二保护层、第二偏振片和背光源，上述第一保护层和上述第二保护层满足nx＝ny≥nz的关系，上述第一光取向膜和上述第二光取向膜各自的面内的光程差为1nm以上，当将上述第一保护层和上述第二保护层各自的厚度方向的光程差设为R1，上述第一光取向膜和上述第二光取向膜各自的上述面内的光程差设为R2时，R1和R2满足如下关系：R1≥0.040R22－2.2R2+44.0，上述液晶层具有负的介电常数各向异性，上述第二偏振片的透射轴在俯视时与上述液晶分子的初始取向方向平行。
本发明的另一种方式可以为一种FFS方式的液晶显示装置，其依次具有第一偏振片、第一保护层、第一基板、第一光取向膜、包含液晶分子的水平取向型的液晶层、第二光取向膜、包含信号电极和与上述信号电极相对的相对电极的第二基板、第二保护层、第二偏振片和背光源，上述第一保护层满足nx＝ny≥nz的关系，上述第二保护层在光学上为各向同性，上述第一光取向膜和上述第二光取向膜各自的面内的光程差为1nm以上，当将上述第一保护层的厚度方向的光程差设为R1，上述第一光取向膜和上述第二光取向膜各自的上述面内的光程差设为R2时，R1和R2满足如下关系：R1≤－0.053R22+0.6R2+35.3，上述液晶层具有负的介电常数各向异性，上述第二偏振片的透射轴在俯视时与上述液晶分子的初始取向方向垂直。
本发明的另一种方式可以为一种FFS方式的液晶显示装置，其依次具有第一偏振片、第一保护层、第一基板、第一光取向膜、包含液晶分子的水平取向型的液晶层、第二光取向膜、包含信号电极和与上述信号电极相对的相对电极的第二基板、第二保护层、第二偏振片和背光源，上述第一保护层满足nx＝ny≥nz的关系，上述第二保护层在光学上为各向同性，上述第一光取向膜和上述第二光取向膜各自的面内的光程差为1nm以上，当将上述第一保护层的厚度方向的光程差设为R1，上述第一光取向膜和上述第二光取向膜各自的上述面内的光程差设为R2时，R1和R2满足如下关系：R1≥－0.053R22+0.6R2+35.3，上述液晶层具有负的介电常数各向异性，上述第二偏振片的透射轴在俯视时与上述液晶分子的初始取向方向平行。
本发明的另一种方式可以为一种IPS方式的液晶显示装置，其依次具有第一偏振片、第一保护层、第一基板、第一光取向膜、包含液晶分子的水平取向型的液晶层、第二光取向膜、包含信号电极和与上述信号电极相对的相对电极的第二基板、第二保护层、第二偏振片和背光源，上述第一保护层和上述第二保护层满足nx＝ny≥nz的关系，上述第一光取向膜和上述第二光取向膜各自的面内的光程差为1nm以上，当将上述第一保护层和上述第二保护层各自的厚度方向的光程差设为R1，上述第一光取向膜和上述第二光取向膜各自的上述面内的光程差设为R2时，R1和R2满足如下关系：R1≤0.140R22－5.7R2+95.0，上述液晶层具有正的介电常数各向异性，上述第二偏振片的透射轴在俯视时与上述液晶分子的初始取向方向垂直。
本发明的另一种方式可以为一种IPS方式的液晶显示装置，其依次具有第一偏振片、第一保护层、第一基板、第一光取向膜、包含液晶分子的水平取向型的液晶层、第二光取向膜、包含信号电极和与上述信号电极相对的相对电极的第二基板、第二保护层、第二偏振片和背光源，上述第一保护层和上述第二保护层满足nx＝ny≥nz的关系，上述第一光取向膜和上述第二光取向膜各自的面内的光程差为1nm以上，当将上述第一保护层和上述第二保护层各自的厚度方向的光程差设为R1，上述第一光取向膜和上述第二光取向膜各自的上述面内的光程差设为R2时，R1和R2满足如下关系：R1≥0.140R22－5.7R2+95.0，上述液晶层具有正的介电常数各向异性，上述第二偏振片的透射轴在俯视时与上述液晶分子的初始取向方向平行。
本发明的另一种方式可以为一种IPS方式的液晶显示装置，其依次具有第一偏振片、第一保护层、第一基板、第一光取向膜、包含液晶分子的水平取向型的液晶层、第二光取向膜、包含信号电极和与上述信号电极相对的相对电极的第二基板、第二保护层、第二偏振片和背光源，上述第一保护层和上述第二保护层满足nx＝ny≥nz的关系，上述第一光取向膜和上述第二光取向膜各自的面内的光程差为1nm以上，当将上述第一保护层和上述第二保护层各自的厚度方向的光程差设为R1，上述第一光取向膜和上述第二光取向膜各自的上述面内的光程差设为R2时，R1和R2满足如下关系：R1≤0.107R22－4.4R2+72.0，上述液晶层具有负的介电常数各向异性，上述第二偏振片的透射轴在俯视时与上述液晶分子的初始取向方向垂直。
本发明的另一种方式可以为一种IPS方式的液晶显示装置，其依次具有第一偏振片、第一保护层、第一基板、第一光取向膜、包含液晶分子的水平取向型的液晶层、第二光取向膜、包含信号电极和与上述信号电极相对的相对电极的第二基板、第二保护层、第二偏振片和背光源，上述第一保护层和上述第二保护层满足nx＝ny≥nz的关系，上述第一光取向膜和上述第二光取向膜各自的面内的光程差为1nm以上，当将上述第一保护层和上述第二保护层各自的厚度方向的光程差设为R1，上述第一光取向膜和上述第二光取向膜各自的上述面内的光程差设为R2时，R1和R2满足如下关系：R1≥0.107R22－4.4R2+72.0，上述液晶层具有负的介电常数各向异性，上述第二偏振片的透射轴在俯视时与上述液晶分子的初始取向方向平行。
本发明的另一种方式可以为一种IPS方式的液晶显示装置，其依次具有第一偏振片、第一保护层、第一基板、第一光取向膜、包含液晶分子的水平取向型的液晶层、第二光取向膜、包含信号电极和与上述信号电极相对的相对电极的第二基板、第二保护层、第二偏振片和背光源，上述第一保护层满足nx＝ny≥nz的关系，上述第二保护层在光学上为各向同性，上述第一光取向膜和上述第二光取向膜各自的面内的光程差为1nm以上，上述第二偏振片的透射轴在俯视时与上述液晶分子的初始取向方向垂直。
作为该方式的优选实施方式，可以列举例如所述液晶层具有负的介电常数各向异性的实施方式以及所述液晶层具有正的介电常数各向异性的实施方式。
以下也将这些方式的液晶显示装置称作本发明的显示装置。
以下对本发明的显示装置的其他优选实施方式进行说明。其中，上述的优选的实施方式以及以下优选的实施方式也可以适当地相互组合，将上述的优选实施方式和以下的优选实施方式中的两者相互组合得到的实施方式也属于优选实施方式中的一种。
所述第一光取向膜和所述第二光取向膜分别可以通过在基板上涂敷包含具有光官能团的取向膜材料和溶剂的取向剂而形成膜，然后进行上述膜的预烧制后即刻对上述预烧制后的膜照射光而使得发生上述光官能团的反应，然后对上述照射光后的膜进行正式烧制而形成。
发明效果
根据本发明，能够实现具有优异的视角特性的液晶显示装置。
附图说明
图1是实施方式1的液晶显示装置的立体示意图。
图2(a)和(b)是表示在实施方式1的液晶显示装置中俯视时的各层的光学轴的配置(轴向)的示意图，示出液晶层的介电常数各向异性为正的情况。
图3(a)和(b)是表示在实施方式1的液晶显示装置中俯视时的各层的光学轴的配置(轴向)的示意图，示出液晶层的介电常数各向异性为负的情况。
图4是表示实施方式1的液晶显示装置的电极配置的平面示意图。
图5是表示实施方式1的液晶显示装置的电极配置的截面示意图，表示图4中的A1－A2线截面。
图6是表示实施方式1的液晶显示装置的电极配置的平面示意图。
图7是表示实施方式1的液晶显示装置的电极配置的截面示意图，表示图4中的B1－B2线截面。
图8是实施方式2的液晶显示装置的立体示意图。
图9(a)和(b)是表示在实施方式2的液晶显示装置中俯视时的各层的光学轴的配置(轴向)的示意图，示出液晶层的介电常数各向异性为正的情况。
图10(a)和(b)是表示在实施方式2的液晶显示装置中俯视时的各层的光学轴的配置(轴向)的示意图，示出液晶层的介电常数各向异性为负的情况。
图11是实施方式3的液晶显示装置的立体示意图。
图12是表示在实施方式3的液晶显示装置中俯视时的各层的光学轴的配置(轴向)的示意图，示出液晶层的介电常数各向异性为正的情况。
图13是表示在实施方式3的液晶显示装置中俯视时的各层的光学轴的配置(轴向)的示意图，示出液晶层的介电常数各向异性为负的情况。
图14是实施例1的液晶显示装置的立体示意图。
图15是实施例1的液晶显示装置中所包含的液晶面板的截面示意图。
图16(a)和(b)是表示从z轴方向看时的实施例1的液晶显示装置的各层的光学轴的配置(轴向)的示意图。
图17(a)、(b)和(c)表示图16(a)所示的光学轴的配置(平行的关系)时的实施例1的结构中的灰度等级－标准化透射率的计算结果，(a)表示第一和第二光取向膜的面内的光程差(△nd)为5nm的情况，(b)表示第一和第二光取向膜的面内的光程差(△nd)为10nm的情况，(c)表示第一和第二光取向膜的面内的光程差(△nd)为20nm的情况。
图18(a)、(b)和(c)表示图16(b)所示的光学轴的配置(垂直的关系)时的实施例1的结构中的灰度等级－标准化透射率的计算结果，(a)表示第一和第二光取向膜的面内的光程差(△nd)为5nm的情况，(b)表示第一和第二光取向膜的面内的光程差(△nd)为10nm的情况，(c)表示第一和第二光取向膜的面内的光程差(△nd)为20nm的情况。
图19是实施例2的液晶显示装置中所包含的液晶面板的截面示意图。
图20表示图16(a)所示的光学轴的配置(平行关系)的情况的实施例2的结构中的灰度等级－标准化透射率的计算结果。
图21表示图16(b)所示的光学轴的配置(垂直关系)的情况的实施例2的结构中的灰度等级－标准化透射率的计算结果。
图22是实施例3的液晶显示装置中所包含的液晶面板的截面示意图。
图23(a)和(b)是表示从z轴方向看时的实施例3的液晶显示装置的各层的光学轴的配置(轴向)的示意图。
图24表示图23(a)所示的光学轴的配置(平行关系)的情况的实施例2的结构中的灰度等级－标准化透射率的计算结果。
图25表示图23(b)所示的光学轴的配置(垂直关系)的情况的实施例2的结构中的灰度等级－标准化透射率的计算结果。
图26是实施例4的液晶显示装置的立体示意图。
图27是实施例4的液晶显示装置中所包含的液晶面板的截面示意图。
图28(a)和(b)是表示从z轴方向看时的实施例4的液晶显示装置的各层的光学轴的配置(轴向)的示意图。
图29(a)和(b)表示图28(a)所示的光学轴的配置(平行的关系)时的实施例1的结构中的灰度等级－标准化透射率的计算结果，(a)表示第一和第二光取向膜的面内的光程差(△nd)为10nm的情况，(b)表示第一和第二光取向膜的面内的光程差(△nd)为20nm的情况。
图30(a)和(b)表示图28(b)所示的光学轴的配置(垂直的关系)时的实施例1的结构中的灰度等级－标准化透射率的计算结果，(a)表示第一和第二光取向膜的面内的光程差(△nd)为10nm的情况，(b)表示第一和第二光取向膜的面内的光程差(△nd)为20nm的情况。
图31是实施例5的液晶显示装置中所包含的液晶面板的截面示意图。
图32表示图28(a)所示的光学轴的配置(平行关系)的情况的实施例5的结构中的灰度等级－标准化透射率的计算结果。
图33表示图28(b)所示的光学轴的配置(垂直关系)的情况的实施例5的结构中的灰度等级－标准化透射率的计算结果。
图34是实施例6的液晶显示装置中所包含的液晶面板的截面示意图。
图35(a)和(b)是表示从z轴方向看时的实施例6的液晶显示装置的各层的光学轴的配置(轴向)的示意图。
图36表示图35(a)所示的光学轴的配置(平行关系)的情况的实施例2的结构中的灰度等级－标准化透射率的计算结果。
图37表示图35(b)所示的光学轴的配置(垂直关系)的情况的实施例2的结构中的灰度等级－标准化透射率的计算结果。
图38是实施例7的液晶显示装置的立体示意图。
图39是实施例7的液晶显示装置中所包含的液晶面板的截面示意图。
图40表示实施例7中横轴取第一和第二保护层的厚度方向的光程差，纵轴取|(T倾斜/T正面)－1|时的曲线图，表示第一和第二取向膜的面内的光程差为5nm的情况。
图41表示实施例7中横轴取第一和第二保护层的厚度方向的光程差，纵轴取|(T倾斜/T正面)－1|时的曲线图，表示第一和第二取向膜的面内的光程差为10nm的情况。
图42表示实施例7中横轴取第一和第二保护层的厚度方向的光程差，纵轴取|(T倾斜/T正面)－1|时的曲线图，表示第一和第二取向膜的面内的光程差为20nm的情况。
图43是从图40～图42中读取视角良好的第二偏振片的透射轴和液晶分子的初始取向方向的关系调换的方面的第一和第二保护层的厚度方向的光程差，纵轴取该值，横轴取此时的第一和第二光取向膜的面内的光程差的曲线图。
图44是实施例8的液晶显示装置的立体示意图。
图45是实施例8的液晶显示装置中所包含的液晶面板的截面示意图。
图46(a)和(b)是表示从z轴方向看时的实施例8的液晶显示装置的各层的光学轴的配置(轴向)的示意图。
图47表示实施例8中横轴取第一和第二保护层的厚度方向的光程差，纵轴取|(T倾斜/T正面)－1|时的曲线图，表示第一和第二取向膜的面内的光程差为5nm的情况。
图48表示实施例8中横轴取第一和第二保护层的厚度方向的光程差，纵轴取|(T倾斜/T正面)－1|时的曲线图，表示第一和第二取向膜的面内的光程差为10nm的情况。
图49表示实施例8中横轴取第一和第二保护层的厚度方向的光程差，纵轴取|(T倾斜/T正面)－1|时的曲线图，表示第一和第二取向膜的面内的光程差为20nm的情况。
图50是从图47～图49中读取视角良好的第二偏振片的透射轴和液晶分子的初始取向方向的关系调换的方面的第一和第二保护层的厚度方向的光程差，纵轴取该值，横轴取此时的第一和第二光取向膜的面内的光程差的曲线图。
图51是实施例9的液晶显示装置的立体示意图。
图52是实施例9的液晶显示装置中所包含的液晶面板的截面示意图。
图53(a)和(b)是表示从z轴方向看时的实施例9的液晶显示装置的各层的光学轴的配置(轴向)的示意图。
图54表示实施例9中横轴取第一和第二保护层的厚度方向的光程差，纵轴取|(T倾斜/T正面)－1|时的曲线图，表示第一和第二取向膜的面内的光程差为5nm的情况。
图55表示实施例9中横轴取第一和第二保护层的厚度方向的光程差，纵轴取|(T倾斜/T正面)－1|时的曲线图，表示第一和第二取向膜的面内的光程差为10nm的情况。
图56表示实施例9中横轴取第一和第二保护层的厚度方向的光程差，纵轴取|(T倾斜/T正面)－1|时的曲线图，表示第一和第二取向膜的面内的光程差为20nm的情况。
图57是本发明人进行研究的比较方式1的液晶显示装置的立体示意图。
图58表示实施方式1的自组织型的光取向膜的形成工艺。
图59是实施例10的液晶显示装置的立体示意图。
图60是实施例10的液晶显示装置中所包含的液晶面板的截面示意图。
图61表示实施例10中横轴取第一和第二保护层的厚度方向的光程差，纵轴取|(T倾斜/T正面)－1|时的曲线图，表示第一和第二取向膜的面内的光程差为5nm的情况。
图62表示实施例10中横轴取第一和第二保护层的厚度方向的光程差，纵轴取|(T倾斜/T正面)－1|时的曲线图，表示第一和第二取向膜的面内的光程差为10nm的情况。
图63表示实施例10中横轴取第一和第二保护层的厚度方向的光程差，纵轴取|(T倾斜/T正面)－1|时的曲线图，表示第一和第二取向膜的面内的光程差为20nm的情况。
图64是从图61～图63中读取视角良好的第二偏振片的透射轴和液晶分子的初始取向方向的关系调换的方面的第一和第二保护层的厚度方向的光程差，纵轴取该值，横轴取此时的第一和第二光取向膜的面内的光程差的曲线图。
图65是实施例11的液晶显示装置的立体示意图。
图66是实施例11的液晶显示装置中所包含的液晶面板的截面示意图。
图67(a)和(b)是表示从z轴方向看时的实施例11的液晶显示装置的各层的光学轴的配置(轴向)的示意图。
图68表示实施例11中横轴取第一和第二保护层的厚度方向的光程差，纵轴取|(T倾斜/T正面)－1|时的曲线图，表示第一和第二取向膜的面内的光程差为5nm的情况。
图69表示实施例11中横轴取第一和第二保护层的厚度方向的光程差，纵轴取|(T倾斜/T正面)－1|时的曲线图，表示第一和第二取向膜的面内的光程差为10nm的情况。
图70表示实施例11中横轴取第一和第二保护层的厚度方向的光程差，纵轴取|(T倾斜/T正面)－1|时的曲线图，表示第一和第二取向膜的面内的光程差为20nm的情况。
图71是从图68～图70中读取视角良好的第二偏振片的透射轴和液晶分子的初始取向方向的关系调换的方面的第一和第二保护层的厚度方向的光程差，纵轴取该值，横轴取此时的第一和第二光取向膜的面内的光程差的曲线图。
图72是实施例12的液晶显示装置的立体示意图。
图73是实施例12的液晶显示装置中所包含的液晶面板的截面示意图。
图74(a)和(b)是表示从z轴方向看时的实施例12的液晶显示装置的各层的光学轴的配置(轴向)的示意图。
图75表示实施例12中横轴取第一和第二保护层的厚度方向的光程差，纵轴取|(T倾斜/T正面)－1|时的曲线图，表示第一和第二取向膜的面内的光程差为5nm的情况。
图76表示实施例12中横轴取第一和第二保护层的厚度方向的光程差，纵轴取|(T倾斜/T正面)－1|时的曲线图，表示第一和第二取向膜的面内的光程差为10nm的情况。
图77表示实施例12中横轴取第一和第二保护层的厚度方向的光程差，纵轴取|(T倾斜/T正面)－1|时的曲线图，表示第一和第二取向膜的面内的光程差为20nm的情况。
图78是实施例13的液晶显示装置的立体示意图。
图79是实施例13的液晶显示装置中所包含的液晶面板的截面示意图。
图80表示实施例13中横轴取第一和第二保护层的厚度方向的光程差，纵轴取|(T倾斜/T正面)－1|时的曲线图，表示第一和第二取向膜的面内的光程差为5nm的情况。
图81表示实施例13中横轴取第一和第二保护层的厚度方向的光程差，纵轴取|(T倾斜/T正面)－1|时的曲线图，表示第一和第二取向膜的面内的光程差为10nm的情况。
图82表示实施例13中横轴取第一和第二保护层的厚度方向的光程差，纵轴取|(T倾斜/T正面)－1|时的曲线图，表示第一和第二取向膜的面内的光程差为20nm的情况。
图83是从图81～图82中读取视角良好的第二偏振片的透射轴和液晶分子的初始取向方向的关系调换的方面的第一和第二保护层的厚度方向的光程差，纵轴取该值，横轴取此时的第一和第二光取向膜的面内的光程差的曲线图。
图84是实施例14的液晶显示装置的立体示意图。
图85是实施例14的液晶显示装置中所包含的液晶面板的截面示意图。
图86(a)和(b)是表示从z轴方向看时的实施例14的液晶显示装置的各层的光学轴的配置(轴向)的示意图。
图87表示实施例14中横轴取第一和第二保护层的厚度方向的光程差，纵轴取|(T倾斜/T正面)－1|时的曲线图，表示第一和第二取向膜的面内的光程差为5nm的情况。
图88表示实施例14中横轴取第一和第二保护层的厚度方向的光程差，纵轴取|(T倾斜/T正面)－1|时的曲线图，表示第一和第二取向膜的面内的光程差为10nm的情况。
图89表示实施例14中横轴取第一和第二保护层的厚度方向的光程差，纵轴取|(T倾斜/T正面)－1|时的曲线图，表示第一和第二取向膜的面内的光程差为20nm的情况。
图90是实施例15的液晶显示装置的立体示意图。
图91是实施例15的液晶显示装置中所包含的液晶面板的截面示意图。
图92(a)和(b)是表示从z轴方向看时的实施例15的液晶显示装置的各层的光学轴的配置(轴向)的示意图。
图93表示实施例15中横轴取第一和第二保护层的厚度方向的光程差，纵轴取|(T倾斜/T正面)－1|时的曲线图，表示第一和第二取向膜的面内的光程差为5nm的情况。
图94表示实施例15中横轴取第一和第二保护层的厚度方向的光程差，纵轴取|(T倾斜/T正面)－1|时的曲线图，表示第一和第二取向膜的面内的光程差为10nm的情况。
图95表示实施例15中横轴取第一和第二保护层的厚度方向的光程差，纵轴取|(T倾斜/T正面)－1|时的曲线图，表示第一和第二取向膜的面内的光程差为20nm的情况。
图96是实施例16的液晶显示装置的立体示意图。
图97是实施例16的液晶显示装置中所包含的液晶面板的截面示意图。
图98表示实施例16中横轴取第一和第二保护层的厚度方向的光程差，纵轴取|(T倾斜/T正面)－1|时的曲线图，表示第一和第二取向膜的面内的光程差为5nm的情况。
图99表示实施例16中横轴取第一和第二保护层的厚度方向的光程差，纵轴取|(T倾斜/T正面)－1|时的曲线图，表示第一和第二取向膜的面内的光程差为10nm的情况。
图100表示实施例16中横轴取第一和第二保护层的厚度方向的光程差，纵轴取|(T倾斜/T正面)－1|时的曲线图，表示第一和第二取向膜的面内的光程差为20nm的情况。
图101是从图98～图100中读取视角良好的第二偏振片的透射轴和液晶分子的初始取向方向的关系调换的方面的第一和第二保护层的厚度方向的光程差，纵轴取该值，横轴取此时的第一和第二光取向膜的面内的光程差的曲线图。
图102是实施例17的液晶显示装置的立体示意图。
图103是实施例17的液晶显示装置中所包含的液晶面板的截面示意图。
图104(a)和(b)是表示从z轴方向看时的实施例17的液晶显示装置的各层的光学轴的配置(轴向)的示意图。
图105表示实施例17中横轴取第一和第二保护层的厚度方向的光程差，纵轴取|(T倾斜/T正面)－1|时的曲线图，表示第一和第二取向膜的面内的光程差为5nm的情况。
图106表示实施例17中横轴取第一和第二保护层的厚度方向的光程差，纵轴取|(T倾斜/T正面)－1|时的曲线图，表示第一和第二取向膜的面内的光程差为10nm的情况。
图107表示实施例17中横轴取第一和第二保护层的厚度方向的光程差，纵轴取|(T倾斜/T正面)－1|时的曲线图，表示第一和第二取向膜的面内的光程差为20nm的情况。
图108是实施例18的液晶显示装置的立体示意图。
图109是实施例18的液晶显示装置中所包含的液晶面板的截面示意图。
图110(a)和(b)是表示从z轴方向看时的实施例18的液晶显示装置的各层的光学轴的配置(轴向)的示意图。
图111表示实施例18中横轴取第一和第二保护层的厚度方向的光程差，纵轴取|(T倾斜/T正面)－1|时的曲线图，表示第一和第二取向膜的面内的光程差为5nm的情况。
图112表示实施例18中横轴取第一和第二保护层的厚度方向的光程差，纵轴取|(T倾斜/T正面)－1|时的曲线图，表示第一和第二取向膜的面内的光程差为10nm的情况。
图113表示实施例18中横轴取第一和第二保护层的厚度方向的光程差，纵轴取|(T倾斜/T正面)－1|时的曲线图，表示第一和第二取向膜的面内的光程差为20nm的情况。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的实施方式和实施例进行说明，但本发明不限于以下的实施方式和实施例。而且，各实施方式和实施例的结构既可以在不脱离本发明的主旨的范围内进行适当组合，也可以进行变更。另外，各附图中，对发挥同样功能的部件标注相同附图标记。
首先，对本说明书中的术语的定义及物性值的测定方法进行说明。
“偏振片”仅指具有控制光的振动方向(将振动方向规定在一个方向)的作用的层，而不包括具有相位差的保护层、相位差补偿层等层。其中，偏振片的衬度不一定要无穷大，达到5000以上即可，优选为10000以上，更优选为20000以上。
“满足nx＝ny≥nz的关系的保护层”是指如下的保护层，其满足nx≥nz且满足ny≥nz，并且其面内的光程差为10nm以下(优选为8nm以下，更优选为5nm以下)，进一步其厚度方向(面外)的光程差为0nm以上，100nm以下(优选为0nm以上且80nm以下，更优选为0nm以上且60nm以下，特别优选为0nm以上且56nm以下)。像这样，满足nx＝ny≥nz的关系的保护层既可以具有折射率各向异性，也可以在光学上各向同性。其中，nx和ny表示面内方向的主折射率，nz表示厚度方向(面外方向)的主折射率。
“在光学上各向同性的保护层”是指其面内的光程差为10nm以下(优选为8nm以下，更优选为5nm以下)且其厚度方向的光程差为10nm以下(优选为0nm以上且8nm以下，更优选为0nm以上且5nm以下)的保护层。
当某一层的面内方向的主折射率定义为nx和ny，该层的厚度方向(面外方向)的主折射率定义为nz，该层的厚度定义为d时，该层的面内的光程差定义为|nx－ny|×d，取0以上的值(绝对值，单位为nm)，该层的厚度方向(面外)的光程差定义为|nz－(nx+ny)/2|×d，取0以上的值(绝对值，单位为nm)。
面内的光程差、厚度方向(面外)的光程差、nx、ny、nz以及偏振片的透射轴与液晶分子的初始取向方向的配置关系各自能够利用偏振及相位差测定装置(Axometrics公司制Axoscan)来测定。另外，根据上述装置，能够同时测定各光程差的大小和由对异常光的折射率(以下称作异常光折射率ne。)所引起的轴(以下称作异常光折射率轴。)的方向这两者。另外，如果将在石英基板上形成取向膜得到的基板用作试样，能够精确地测定取向膜的面内的光程差和取向膜的异常光折射率轴的方向。在石英基板上形成取向膜得到的基板更详细而言是指在石英基板上例如利用旋涂工艺涂敷取向膜材料(清漆)，然后进行规定的处理(例如预烧制、光照射、正式烧制等工艺)形成取向膜得到的基板。其中，除非另有指明，本说明书中，主折射率或光程差的测定波长为550nm。
在自组织型的光取向膜中，异常光折射率轴和由对常光的折射率(以下称作常光折射率no。)所引起的轴(常光折射率轴)均在该光取向膜的面内(与面内方向平行)，所以自组织型的光取向膜的面内的光程差(R2)能够定义为常光折射率no与异常光折射率ne之差即折射率各向异性△n(＝ne－no)与其膜厚d之积△nd(＝(ne－no)×d)，取0以上的值(绝对值，单位为nm)。
“液晶分子的初始取向方向”是指在信号电极和相对电极之间未施加电压时(以下称作电压未施加时。)的液晶分子的长轴方向，即液晶分子的异常光折射率轴的方向。
“光学轴”不是晶体光学领域中所指的严格含义的光学轴，而是按照如下定义。即，“光学轴”是指三个主折射率nx、ny和nz中与它们的平均值的差的绝对值最大的主折射率所对应的主轴。因此，当某一层在光学上具有双轴性时，该层的“光学轴”也不是两条，而是一条。像这样，双轴性的层的“光学轴”与在光学上将该层近似成单轴性的层的情形的以往定义的光学轴相当。
(实施方式1)
本实施方式的液晶显示装置是横向电场方式的液晶显示装置，具有显示影像(画面)的显示区域，显示区域由矩阵状排列的多个像素构成。
图1是实施方式1的液晶显示装置的立体示意图。图2(a)和(b)是表示在实施方式1的液晶显示装置中俯视时的各层的光学轴的配置(轴向)的示意图，示出液晶层的介电常数各向异性为正的情况。图3(a)和(b)是表示在实施方式1的液晶显示装置中俯视时的各层的光学轴的配置(轴向)的示意图，示出液晶层的介电常数各向异性为负的情况。
如图1所示，本实施方式的液晶显示装置1A从观察者侧起依次具有第一偏振片2、满足nx＝ny≥nz的关系的第一保护层3a、液晶面板4、满足nx＝ny≥nz的第二保护层5a、第二偏振片6和背光源7，液晶面板4从观察者侧起依次具有第一基板10、第一光取向膜11、含液晶分子的水平取向型的液晶层12、第二光取向膜13、包括信号电极(像素电极)和与信号电极相对的相对电极(共用电极)的第二基板14。
各取向膜11，13是自组织型的光取向膜。
“自组织型的光取向膜”是指将包含具有光官能基的取向膜材料和溶剂的取向剂(清漆)涂敷在基板上形成膜，然后进行膜(涂敷形成的膜)的预烧制后即刻对预烧制后的膜照射光，使该膜中发生光官能基的反应，然后进行照射光后的膜的正式烧制而形成的取向膜。通过实施这样的处理，能够提高光官能基的取向性。因此，根据光取向膜11和13，能够使液晶高精度地取向，并且能够使液晶层12的预倾角大致变为零。结果是，能够提高液晶显示装置1A的对比度。
另外，自组织型的光取向膜的情况下，通过光照射在膜表面上产生(引起)各向异性，之后通过正式烧制，进一步提高该各向异性的大小，并且膜表面附近的液晶分子通过与膜表面之间的电相互作用而在与所引起的各向异性的方向相同的方向上取向。因此，如图2(a)和(b)以及图3(a)和(b)所示，液晶分子的初始取向方向12a与各光取向膜11、13的异常光折射率轴11ne、13ne平行。
作为自组织型的光取向膜的各光取向膜11、13与以往使用的摩擦取向膜(作为取向处理进行摩擦的取向膜)相比，具有更大的面内光程差，该面内的光程差为1nm以上。因此，不考虑该光取向膜11和13各自的面内的光程差进行光学设计，视角特性就会变差，但是，在本实施方式中，考虑这些光程差进行了光学设计。
更详细而言，根据各保护层3a、5a的厚度方向的光程差R1与各光取向膜11、13的面内的光程差R2的关系，规定第二偏振片6的透射轴6t与液晶分子的初始取向方向12a的关系。
首先作为前提重要的是，液晶分子的初始取向方向12a与第二偏振片6的透射轴6t垂直或平行。这是为了在电压未施加时尽量使进入到液晶层12的偏振光不受液晶分子的光学影响，从而实现优异的显示品质，例如高品质的黑显示。
并且，当作为横向电场方式采用FFS方式，光程差R1和R2满足R1≤0.047R22－2.1R2+44.3的关系且液晶层12具有正的介电常数各向异性时，或者当作为横向电场方式采用FFS方式，光程差R1和R2满足R1≤0.040R22－2.2R2+44.0的关系且液晶层12具有负的介电常数各向异性时，或者当作为横向电场方式采用IPS方式，光程差R1和R2满足R1≤0.140R22－5.7R2+95.0的关系且液晶层12具有正的介电常数各向异性时，或者当作为横向电场方式采用IPS方式，光程差R1和R2满足R1≤0.107R22－4.4R2+72.0的关系且液晶层12具有负的介电常数各向异性时，如图2(b)和图3(b)所示，将第二偏振片6的透射轴6t配置成在俯视时与液晶分子的初始取向方向12a垂直。由此，与平行配置的情况相比能够提高视角特性。
另一方面，当作为横向电场方式采用FFS方式，光程差R1和R2满足R1≥0.047R22－2.1R2+44.3的关系且液晶层12具有正的介电常数各向异性时，或者当作为横向电场方式采用FFS方式，光程差R1和R2满足R1≥0.040R22－2.2R2+44.0的关系且液晶层12具有负的介电常数各向异性时，或者当作为横向电场方式采用IPS方式，光程差R1和R2满足R1≥0.140R22－5.7R2+95.0的关系且液晶层12具有正的介电常数各向异性时，或者当作为横向电场方式采用IPS方式，光程差R1和R2满足R1≥0.107R22－4.4R2+72.0的关系且液晶层12具有负的介电常数各向异性时，如图2(a)和图3(a)所示，将第二偏振片6的透射轴6t配置成在俯视时与液晶分子的初始取向方向12a平行。由此，与垂直配置的情况相比能够提高视角特性。
在本说明书中，“第二偏振片的透射轴在俯视时与液晶分子的初始取向方向垂直”是指两者所成的角度在俯视时为89°～91°，优选为89.5°～90.5°，更优选为89.9°～90.1°。另外，“第二偏振片的透射轴在俯视时与液晶分子的初始取向方向平行”是指两者所成的角度在俯视时为－1.0°～1.0°，优选为－0.5°～0.5°，更优选为－0.1°～0.1°。
另外，当作为横向电场方式采用FFS方式，光程差R1和R2满足R1＝0.047R22－2.1R2+44.3的关系且液晶层12具有正的介电常数各向异性时，或者当作为横向电场方式采用FFS方式，光程差R1和R2满足R1＝0.040R22－2.2R2+44.0的关系且液晶层12具有负的介电常数各向异性时，或者当作为横向电场方式采用IPS方式，光程差R1和R2满足R1＝0.140R22－5.7R2+95.0的关系且液晶层12具有正的介电常数各向异性时，或者当作为横向电场方式采用IPS方式，光程差R1和R2满足R1＝0.107R22－4.4R2+72.0的关系且液晶层12具有负的介电常数各向异性时，第二偏振片6的透射轴6t与液晶分子的初始取向方向12a既可以垂直配置，也可以平行配置。
以下，进一步对液晶显示装置1A和各部件进行说明。
各偏振片2、6是具有控制光的振动方向(规定在一个方向)的作用的层，不包括具有相位差的保护层和相位差补偿层等层。各偏振片2、6具有将自然光(无偏振)、部分偏振光或偏振光变换为直线偏振光的功能，即从自然光(无偏振)、部分偏振光或偏振光提取直线偏振光的功能。各偏振片2、6的具体例可以列举例如在聚乙烯醇(PVA)膜上吸附具有双色性的各向异性材料(例如碘配合物)并使其取向的物质。像这样，特别是使用PVA膜时，各偏振片2、6的机械强度和耐湿热性并不充分，但在偏振片2和6上分别粘贴有保护层3a和5a而受保护。另外，在各偏振片2、6的与基板10、14相反侧的面上也粘贴有三醋酸纤维素(TAC)膜等保护膜。
另一方面，液晶显示装置1A在第一基板10与第一偏振片2之间以及第二基板14与第二偏振片6之间不具有其他的相位差层。即，第一偏振片2与第一保护层3a之间没有相位差层，第一保护层3a与第一基板10之间没有相位差层，第二基板14与第二保护层5a之间没有相位差层，第二保护层5a与第二偏振片6之间没有相位差层。在本说明书中，“相位差层”是指具有折射率各向异性的层，其面内的光程差和其厚度方向的光程差中至少一者在10nm以上。第一保护层3a利用接合部件被粘贴在第一偏振片2和第一基板10上，第二保护层5a利用接合部件被粘贴在第二偏振片6和第二基板14上。其中，接合部件可以列举粘合剂(包括粘接剂)等。
偏振片2和6可以平行尼科尔配置，但通常如图2(a)和(b)以及图3(a)和(b)所示，正交尼科尔配置。此时，第一偏振片2的透射轴2t与第二偏振片6的透射轴6t所成的角度在俯视时优选为89°～91°，更优选为89.5°～90.5°，进一步优选为89.9°～90.1°。
各保护层3a、5a满足nx＝ny≥nz的关系。即，各保护层3a、5a既可以是具有折射率各向异性的层(所谓负C板)，也可以在光学上为各向同性。因此，能够将适合作为偏振片的保护膜的聚合物膜(例如三醋酸纤维素(TAC)膜)用作各保护层3a、5a。无论是哪种情况，各保护层3a、5a至少在面内几乎不会显现折射率各向异性，各保护层3a、5a至少在面内没有设定光学轴的概念。因此，图2(a)和(b)以及图3(a)和(b)均没有示出各保护层3a、5a的光学轴。
第一保护层3a的光学特性可以与第二保护层5a的光学特性不同，但通常保护层3a和5a实质上相同，它们的光学特性也实质上相同。像这样，保护层3a和5a可以具有实质上相同的厚度方向上的光程差R1。此时，第一保护层3a的R1与第二保护层5a的R1之差的绝对值优选为0nm以上10nm以下，更优选为0nm以上5nm以下，进一步优选为0nm以上1nm以下。
各保护层3a、5a可以是由多层形成的，也可以是仅由一层形成的。由多层形成时，将构成各保护层3a、5a的所有层的厚度方向的光程差的和(总和)用作上述R1即可。
光取向膜11和13以至少覆盖显示区域的整个区域的方式无缝隙地形成。各光取向膜11、13能够使附近的液晶分子在与膜表面大致平行的方向取向，作为水平取向膜发挥作用。
各光取向膜11、13的面内的光程差R2只要其下限值为1nm就没有特别限制，能够根据各光取向膜11、13的材料、其膜厚等事项适当设定，但优选为1nm以上20nm以下，更优选为1nm以上10nm以下，进一步优选为1nm以上5nm以下。
各光取向膜11、13的厚度方向的光程差没有特别限制，但优选为0nm以上10nm以下，更优选为0nm以上8nm以下，进一步优选为0nm以上5nm以下。
第一光取向膜11的光学特性可以与第二光取向膜13的光学特性不同，但通常光取向膜11和13实质上相同即利用实质上相同的材料通过实质上同样的工艺形成，它们的光学特性也实质上相同。像这样，光取向膜11和13可以具有实质上相同的厚度方向上的光程差R2。此时，第一光取向膜11的R2与第二光取向膜13的R2之差的绝对值优选为0nm以上10nm以下，更优选为0nm以上8nm以下，进一步优选为0nm以上5nm以下。另外，第一光取向膜11与第二光取向膜13之间的厚度方向的光程差之差的绝对值优选为0nm以上10nm以下，更优选为0nm以上8nm以下，进一步优选为0nm以上5nm以下。
各光取向膜11、13的膜厚没有特别限制，优选为50nm以上300nm以下，更优选为70nm以上200nm以下，进一步优选为80nm以上150nm以下。
图58示出实施方式1的各自组织型的光取向膜的形成工艺。
各光取向膜11、13是自组织型的光取向膜。即，光取向膜11和13形成如下。如图58所示，首先将包含具有光官能基的取向膜材料和溶剂的取向剂(清漆)涂敷在各基板10、14上而形成膜。然后，进行这些膜(涂敷形成的膜)的预烧制。之后即刻，对预烧制后的各膜照射光使其发生光官能基的反应。然后，通过对照射光后的这些膜进行正式烧制，形成光取向膜11和13。
取向膜材料所具有的光官能基是对光具有反应性的官能基。光官能基没有特别限制，优选为发生选自二聚反应、异构化反应和光弗里斯重排的至少一个反应的基。
当光官能基发生二聚反应时，各自具有光官能基的多个分子的光官能基彼此通过光照射形成二聚体，通过该二聚体多个分子彼此连结，形成桥式结构(桥键结构)。
当光官能基发生异构化反应时，通过光照射，光官能基发生异构化。例如，通过光的照射，顺式异构体(或反式异构体)的光官能基通过激发状态变化为反式异构体(顺式异构体)的光官能基。
当光官能基发生光弗里斯重排时，通过光的照射，光官能基的一部分重排，形成芳香族羟基酮骨架。
另外，光官能基优选包括肉桂酸骨架、查耳酮骨架、偶氮苯骨架、芪骨架、香豆素骨架、苯酯骨架、环丁烷骨架等骨架的官能基。
肉桂酸骨架、查耳酮骨架和香豆素骨架能够发生二聚反应，偶氮苯骨架和芪骨架能够发生异构化反应，苯酯骨架能够发生光弗里斯重排。
具有光官能基的取向膜材料可以是具有上述光官能基的聚合物，例如可以列举乙烯聚合物、丙烯酸聚合物、聚酰亚胺、聚酰胺酸、聚硅氧烷、聚马来酰亚胺、聚酯、聚酰胺等聚合物。
作为取向剂中所含的溶剂，可以使用能够用于一般取向剂中的溶剂，例如可以列举N－甲基－2－吡咯烷酮(NMP)、丁基溶纤剂(BC，乙二醇单丁醚)等。取向剂中的取向膜材料(固体份)与溶剂的比例没有特别限制，它们的重量比通常为取向膜材料:溶剂＝2:98～10:90，优选为取向膜材料:溶剂＝3:97～5:95；更优选为取向膜材料:溶剂＝3.5:96.5～4.5:95.5。
涂敷方法没有特别限制，例如可以列举旋涂法、柔性版印刷法、喷墨印刷法等。
预烧制优选在50～100℃下进行，优选进行1～5分钟。
对预烧制后的膜进行照射使光官能基发生反应的光优选包含紫外线，而且优选包含偏振光(更优选为直线偏振光)，特别优选包含直线偏振光紫外线。对预烧制后的膜通常从形成有该膜的基板10或14的正面(法线方向)照射光。在各光取向膜11、13中，引发各向异性的方向既可以是与偏振光的偏振轴垂直的方向，也可以是平行的方向。像这样，光取向膜11和13可以利用使液晶分子与光的偏振轴垂直取向的类型和平行取向的类型中的任意种光取向膜，但相对于所引起的各光取向膜11、13的各向异性的方向(异常光折射率轴)而言，液晶分子一定平行取向。
“预烧制后即刻照射光”是指在预烧制后24小时以内，照射使光官能基发生反应的光。
正式烧制优选在100～300℃下进行，更优选进行20～90分钟。
本发明人测定的各种取向膜的面内的光程差如下述表1所示。其中表1中，光分解型、光异构化型和光弗里斯重排型的取向膜相当于作为取向处理实施光取向处理的光取向膜，进行光照射后的烧制的光异构化型和光弗里斯重排型的光取向膜(取向膜E～H)相当于自组织型的光取向膜。无论是哪一种取向膜，其膜厚均为100nm。
【表1】
如表1所示，摩擦型的取向膜和除自组织型以外的光取向膜均表现不足1nm的面内的光程差，而另一方面，自组织型的光取向膜(取向膜E～H)示出1nm以上的较大的面内光程差。
第一基板10通过以包围多个像素即显示区域的方式设置在基板10与14之间的线状的密封剂与第二基板14贴合，水平取向型的液晶层12通过由密封剂包围的基板10和14的间隙中密封液晶材料(含液晶成分的组合物)来形成。
液晶层12是呈现向列相的层，至少含有液晶分子。液晶层12中的液晶分子通过光取向膜11和13的取向限制力在电压未施加时示出平行取向(水平取向、垂直(homeotropic)取向)，其长轴取向为与各基板10、14的表面大致平行，液晶分子(液晶层12)的预倾角(极角)大致为零。大致为零是指0°以上0.5°以下(优选为0.3°以下，更优选为0.1°以下)。预倾角能够利用syntech公司制的偏振分析装置(商品名：OPTIPRO)来测定。
液晶层12的介电常数各向异性(△ε)正负均可，不过从实现高的透射率的观点出发，优选为负。液晶层12的介电常数各向异性的具体值没有特别限制，在正的情况下，优选为3.0～20.0，更优选为4.0～15.0，进一步优选为5.0～10.0，在负的情况下，优选为－15.0～－2.5，更优选为－10.0～－3.0，进一步优选为－7.0～－4.0。
液晶层12的厚度(胞隙)与液晶层12的折射率各向异性△n之积(面板光程差)没有特别限制，但优选为200～400nm，更优选为250～350nm，进一步优选为275～325nm。
第一基板10是位于前表面侧(显示面侧、观察者侧)的相对基板，包括玻璃基板等透明的绝缘基板40(参照后述的图5和7)。第一基板10可以包括设置在绝缘基板40的液晶层12侧的表面上的黑矩阵，在进行彩色显示时，还可以包括滤光器。另外，进行彩色显示时，各像素由多色的子像素构成，各子像素具有与进行单色显示时的像素同样的结构。
第二基板14是位于背面侧(非观察者侧)的阵列基板，包括玻璃基板等透明的绝缘基板20(参照后述的图5和7。)、设置在绝缘基板20上的多个栅极线(栅极总线)、覆盖栅极线的栅极绝缘膜、设置在栅极绝缘膜上的多个源极线(源极总线)、与多个像素(在彩色显示时为多个子像素)对应设置的多个TFT元素、和覆盖它们的层间绝缘膜(平坦化膜)。
信号电极和相对电极设置在层间绝缘膜上，给每个像素(在彩色显示时为子像素)设置信号电极。相对电极可以给每个像素(或子像素)设置，也可以给每多个像素(或多个子像素)设置，还可以以覆盖全部像素的方式设置。对相对电极供给所有像素共用的信号。信号电极和相对电极由氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)等透明导电材料形成。
图4是表示实施方式1的液晶显示装置的电极配置的平面示意图。图5是表示实施方式1的液晶显示装置的电极配置的截面示意图，表示图4中的A1－A2线截面。图4和5表示作为横向电场方式采用FFS(Fringe Field Switching)方式的情况。
作为横向电场方式采用FFS方式时，如图4所示，在各像素(彩色显示时为各子像素)中，信号电极和相对电极中的一者为平面状的电极21，另一者为形成有多条平行的电极狭缝(未形成电极的部分)22的电极23，具有多条平行的线状部分24。如图5所示，在层间绝缘膜(未图示)上的电极21上还设置有层间绝缘膜25，电极23配置在层间绝缘膜25上。电极23隔着层间绝缘膜25层叠在电极21上。电极21和23即信号电极与相对电极之间施加电压时，在电极狭缝22附近的液晶层12产生抛物线状的电场(边缘电场)26。
各线状部分24的宽度(短边方向的长度)L1优选为2.0～10μm，更优选为2.5～7.0μm，进一步优选为3.0～5.0μm。相邻的线状部分24间的各间隔即各电极狭缝22的宽度(短边方向的长度)S1优选为2.0～10.0μm，更优选为2.5～7.0μm，进一步优选为3.0～5.0μm。
层间绝缘膜25的膜厚优选为50～500nm，更优选为75～300nm，进一步优选为100～200nm。层间绝缘膜25的介电常数ε优选为3.0～10.0，更优选为4.0～8.0，进一步优选为5.0～7.0。
图6是表示实施方式1的液晶显示装置的电极配置的平面示意图。图7是表示实施方式1的液晶显示装置的电极配置的截面示意图，表示图6中的B1－B2线截面。图6和7表示作为横向电场方式采用IPS(In Plane Switching)方式的情况。
作为横向电场方式采用IPS方式时，如图6所示，在各像素(彩色显示时为各子像素)中，信号电极31和相对电极32为彼此的梳齿相互嵌合的一对梳齿电极，具有干部33、从干部33延伸出的多条平行的枝部(梳齿)34，枝部34彼此隔开一定的间隔(空间)交替配置。如图7所示，信号电极31与相对电极32之间施加电压时，在空间附近的液晶层12对基板14产生大致平行的电场35。
各枝部34的宽度(短边方向的长度)L2优选为2.0～10.0μm，更优选为2.5～7.0μm，进一步优选为3.0～5.0μm。相邻的枝部34间的各间隔(短边方向的长度)S2优选为2.0～10.0μm，更优选为2.5～7.0μm，进一步优选为3.0～5.0μm。
以下，将各线状部分24和各枝部(梳齿)34的延伸方向(长边方向)称作电极长边方向27。电极长边方向27与液晶分子的初始取向方向12a所成的角度在液晶层12的介电常数各向异性为正的情况下，如图2(a)和(b)所示，优选为0～10°，更优选为2.5～9°，进一步优选为5～8°，在液晶层12的介电常数各向异性为负的情况下，如图3(a)和(b)所示，优选为90～80°，更优选为87.5～81°，进一步优选为85～82°。
横向电场方式是将包含与各基板10、14的表面平行的分量(平行分量)的电场(以下称作横向电场)施加在液晶层12来控制构成液晶层12的液晶的取向的方式，横向电场通过在信号电极31与相对电极32之间施加根据显示信号而定的电压来产生。横向电场包括上述的与IPS方式的基板14大致平行的电场35和FFS方式的抛物线状的电场26。横向电场方式没有特别限制，但优选为上述的IPS方式或FFS方式。
TFT元件是开关用有源元件，按每个像素(在彩色显示时为子像素)设置在例如栅极线和源极线的各交叉部。各TFT元件包括与栅极线电连接的栅极电极、栅极绝缘膜、设置在栅极绝缘膜上的半导体层、用于将半导体层电连接到源极线的源极电极、和用于将半导体层电连接到信号电极(像素电极)的漏极电极。在层间绝缘膜上与各TFT元件的漏极电极对应地设置有接触孔(贯通孔)，各信号电极(各像素电极)通过对应的接触孔电连接到对应的TFT元件的漏极电极。
各像素(或各子像素)的驱动方法可以与一般的液晶显示装置的情形一样，各栅极线对于该栅极线连接的多个TFT元件供给扫描信号，各源极线对于该源极线连接的多个TFT元件中对栅极电极施加扫描信号的TFT元件供给显示信号。扫描信号和显示信号分别从栅极线驱动电路和源极线驱动电路供给(施加)到各栅极线和各源极线。栅极线驱动电路按规定的顺序选择多个栅极线供给扫描信号。栅极线驱动电路、源极线驱动电路等驱动电路的结构也可以与用于一般的液晶显示装置的驱动电路的结构相同。
如上所述，本实施方式的液晶显示装置1A是一种横向电场方式的液晶显示装置，液晶显示装置1A依次具有：第一偏振片2；第二保护层3a；第一基板10；第一光取向膜11；含液晶分子的水平取向型的液晶层12；第二光取向膜13；包括信号电极和与所述信号电极相对的相对电极的第二基板14；第二保护层5a；第二偏振片6；和背光源7，第一和第二保护层3a和5a满足nx＝ny≥nz的关系，第一和第二光取向膜11和13各自的面内的光程差为1nm以上，当令第一和第二保护层3a和5a各自的厚度方向的光程差为R1，令第一和第二光取向膜11和13各自的所述面内的光程差为R2时，在横向电场方式为FFS方式，R1和R2满足R1≤0.047R22－2.1R2+44.3的关系且液晶层12具有正的介电常数各向异性情况下，或在横向电场方式为FFS方式，R1和R2满足R1≤0.040R22－2.2R2+44.0的关系且液晶层12具有负的介电常数各向异性的情况下，或在横向电场方式为IPS方式，R1和R2满足R1≤0.140R22－5.7R2+95.0的关系且液晶层12具有正的介电常数各向异性的情况下，或在横向电场方式为IPS方式，光程差R1和R2满足R1≤0.107R22－4.4R2+72.0的关系且液晶层12具有负的介电常数各向异性的情况下，第二偏振片6的透射轴6t在俯视时与液晶分子的初始取向方向12a垂直，在作为横向电场方式采用FFS方式，光程差R1和R2满足R1≥0.047R22－2.1R2+44.3的关系且液晶层12具有正的介电常数各向异性的情况下，或在横向电场方式为FFS方式，R1和R2满足R1≥0.040R22－2.2R2+44.0的关系且液晶层12具有负的介电常数各向异性的情况下，或在横向电场方式为IPS方式，R1和R2满足R1≥0.140R22－5.7R2+95.0的关系且液晶层12具有正的介电常数各向异性的情况下，或在横向电场方式为IPS方式，R1和R2满足R1≥0.107R22－4.4R2+72.0的关系且液晶层12具有负的介电常数各向异性的情况下，第二偏振片6的透射轴6t在俯视时与液晶分子的初始取向方向12a平行。这样，通过在横向电场方式为FFS方式，R1和R2满足R1≤0.047R22－2.1R2+44.3的关系且液晶层12具有正的介电常数各向异性的情况下，或在横向电场方式为FFS方式，R1和R2满足R1≤0.040R22－2.2R2+44.0的关系且液晶层12具有负的介电常数各向异性的情况下，或在横向电场方式为IPS方式，R1和R2满足R1≤0.140R22－5.7R2+95.0的关系且液晶层12具有正的介电常数各向异性的情况下，或在横向电场方式为IPS方式，光程差R1和R2满足R1≤0.107R22－4.4R2+72.0的关系且液晶层12具有负的介电常数各向异性的情况下，将第二偏振片6的透射轴6t配置成与液晶分子的初始取向方向12a垂直，在横向电场方式采用FFS方式，光程差R1和R2满足R1≥0.047R22－2.1R2+44.3的关系且液晶层12具有正的介电常数各向异性的情况下，或在横向电场方式为FFS方式，R1和R2满足R1≥0.040R22－2.2R2+44.0的关系且液晶层12具有负的介电常数各向异性的情况下，或在横向电场方式为IPS方式，R1和R2满足R1≥0.140R22－5.7R2+95.0的关系且液晶层12具有正的介电常数各向异性的情况下，或在横向电场方式为IPS方式，R1和R2满足R1≥0.107R22－4.4R2+72.0的关系且液晶层12具有负的介电常数各向异性的情况下，将第二偏振片6的透射轴6t配置成与液晶分子的初始取向方向12a平行，能够发挥优异的视角特性。
液晶层12既可以具有负的介电常数各向异性，也可以具有正的介电常数各向异性，但在后者的情况下与前者的情况相比能够实现更高的透射率。
优选第一和第二光取向膜11和13分别可以通过在第一基板10或第二基板14上涂敷包含具有光官能团的取向膜材料和溶剂的取向剂形成膜，然后进行上述膜的预烧制后即刻对上述预烧制后的膜照射光使其发生上述光官能团的反应，然后对上述照射光后的膜进行正式烧制而形成。由此，能够容易形成面内的光程差为1nm以上的第一和第二光取向膜11和13。
横向电场方式如上所述优选IPS方式或FFS方式。
(实施方式2)
实施方式2除了第二保护层的光学特性不同和光学轴的设计条件不同之外，均与实施方式1实质上相同。在本实施方式中，第二保护层在光学上表现各向同性。对本实施方式和实施方式1中重复的内容省略其说明。
图8是实施方式2的液晶显示装置的立体示意图。图9(a)和(b)是表示在实施方式2的液晶显示装置中俯视时的各层的光学轴的配置(轴向)的示意图，示出液晶层的介电常数各向异性为正的情况。图10(a)和(b)是表示在实施方式2的液晶显示装置中俯视时的各层的光学轴的配置(轴向)的示意图，示出液晶层的介电常数各向异性为负的情况。
如图8所示，本实施方式的液晶显示装置1B从观察者侧起依次具有第一偏振片2、满足nx＝ny≥nz的关系的第一保护层3b、第一基板10、第一光取向膜11、液晶层12、具有第二光取向膜13和第二基板14的液晶面板4、在光学上各向同性的第二保护层5b、第二偏振片6和背光源7。
另一方面，液晶显示装置1B在第一基板10与第一偏振片2之间以及第二基板14与第二偏振片6之间不具有其他的相位差层。即，第一偏振片2与第一保护层3b之间没有相位差层，第一保护层3b与第一基板10之间没有相位差层，第二基板14与第二保护层5b之间没有相位差层，第二保护层5b与第二偏振片6之间没有相位差层。第一保护层3b利用接合部件被粘贴在第一偏振片2和第一基板10上，第二保护层5b利用接合部件被粘贴在第二偏振片6和第二基板14上。
如果不考虑作为自组织型的光取向膜11和13的面内的光程差进行光学设计，视角特性就会变差，但是，在本实施方式中，考虑这些光程差进行了光学设计。
更详细而言，根据第一保护层3b的厚度方向的光程差R1与各光取向膜11、13的光程差R2的关系，规定第二偏振片6的透射轴6t与液晶分子的初始取向方向12a的关系。
当作为横向电场方式采用FFS方式，光程差R1和R2满足R1≤－0.027R22－0.4R2+38.7的关系且液晶层12具有正的介电常数各向异性时，或者当作为横向电场方式采用FFS方式，光程差R1和R2满足R1≤－0.053R22+0.6R2+35.3的关系且液晶层12具有负的介电常数各向异性时，或者当作为横向电场方式采用IPS方式时，如图9(b)和图10(b)所示，将第二偏振片6的透射轴6t配置成在俯视时与液晶分子的初始取向方向12a垂直。由此，与平行配置的情况相比能够提高视角特性。
当作为横向电场方式采用FFS方式，光程差R1和R2满足R1≥－0.027R22－0.4R2+38.7的关系且液晶层12具有正的介电常数各向异性时，或者当作为横向电场方式采用FFS方式，光程差R1和R2满足R1≥－0.053R22+0.6R2+35.3的关系且液晶层12具有负的介电常数各向异性时，如图9(a)和图10(a)所示，将第二偏振片6的透射轴6t配置成在俯视时与液晶分子的初始取向方向12a平行。由此，与垂直配置的情况相比能够提高视角特性。
另外，当作为横向电场方式采用FFS方式，光程差R1和R2满足R1＝－0.027R22－0.4R2+38.7的关系且液晶层12具有正的介电常数各向异性时，或者当作为横向电场方式采用FFS方式，光程差R1和R2满足R1＝－0.053R22+0.6R2+35.3的关系且液晶层12具有负的介电常数各向异性时，第二偏振片6的透射轴6t与液晶分子的初始取向方向12a既可以垂直配置，也可以平行配置。
第二保护层5b是在光学上各向同性的保护层。因此，第二保护层5b没有在面内设定光学轴的概念。因此，在图9(a)和(b)以及在图10(a)和(b)中没有表示第二保护层5b的光学轴。
如上所述，本实施方式的液晶显示装置1B是一种横向电场方式的液晶显示装置，液晶显示装置1B依次具有：第一偏振片2；第一保护层3b；第一基板10；第一光取向膜11；含液晶分子的水平取向型的液晶层12；第二光取向膜13；第二基板14；第二保护层5b；第二偏振片6；和背光源7，第一保护层3b满足nx＝ny≥nz的关系，第二保护层5b在光学上各向同性，第一和第二光取向膜11和13各自的面内的光程差为1nm以上，当令第一保护层3b的厚度方向的光程差为R1，令第一和第二光取向膜11和13各自的所述面内的光程差为R2时，在横向电场方式为FFS方式，R1和R2满足R1≤－0.027R22－0.4R2+38.7的关系且液晶层12具有正的介电常数各向异性的情况下，或在横向电场方式为FFS方式，R1和R2满足R1≤－0.053R22+0.6R2+35.3的关系且液晶层12具有负的介电常数各向异性的情况下，或在横向电场方式为IPS方式的情况下，第二偏振片6的透射轴6t在俯视时与液晶分子的初始取向方向12a垂直，在横向电场方式为FFS方式，R1和R2满足R1≥－0.027R22－0.4R2+38.7的关系且液晶层12具有正的介电常数各向异性的情况下，或在横向电场方式为FFS方式，R1和R2满足R1≥－0.053R22+0.6R2+35.3的关系且液晶层12具有负的介电常数各向异性的情况下，第二偏振片6的透射轴6t在俯视时与液晶分子的初始取向方向12a平行。这样，通过在横向电场方式为FFS方式，R1和R2满足R1≤－0.027R22－0.4R2+38.7的关系且液晶层12具有正的介电常数各向异性的情况下，或在横向电场方式为FFS方式，R1和R2满足R1≤－0.053R22+0.6R2+35.3的关系且液晶层12具有负的介电常数各向异性的情况下，或在横向电场方式为IPS方式的情况下，将第二偏振片6的透射轴6t配置成与液晶分子的初始取向方向12a垂直，在横向电场方式为FFS方式，R1和R2满足R1≥－0.027R22－0.4R2+38.7的关系且液晶层12具有正的介电常数各向异性的情况下，或在横向电场方式为FFS方式，R1和R2满足R1≥－0.053R22+0.6R2+35.3的关系且液晶层12具有负的介电常数各向异性的情况下，将第二偏振片6的透射轴6t配置成与液晶分子的初始取向方向12a平行，能够发挥优异的视角特性。
与实施方式1同样，液晶层12既可以具有负的介电常数各向异性，也可以具有正的介电常数各向异性，但在后者的情况下与前者的情况相比能够实现更高的透射率。
与实施方式1同样，优选第一和第二光取向膜11和13分别可以通过在基板上涂敷包含具有光官能团的取向膜材料和溶剂的取向剂形成膜，然后进行上述膜的预烧制后即刻对上述预烧制后的膜照射光使其发生上述光官能团的反应，然后对上述照射光后的膜进行正式烧制而形成。
与实施方式1同样，横向电场方式如上所述优选IPS方式或FFS方式。
(实施方式3)
实施方式3除了第一保护层的光学特性不同和光学轴的设计条件不同之外，均与实施方式1实质上相同。在本实施方式中，第一保护层在光学上表现各向同性。对本实施方式和实施方式1中重复的内容省略其说明。
图11是实施方式3的液晶显示装置的立体示意图。图12是表示在实施方式3的液晶显示装置中俯视时的各层的光学轴的配置(轴向)的示意图，示出液晶层的介电常数各向异性为正的情况。图13是表示在实施方式3的液晶显示装置中俯视时的各层的光学轴的配置(轴向)的示意图，示出液晶层的介电常数各向异性为负的情况。
如图11所示，本实施方式的液晶显示装置1C从观察者侧起依次具有第一偏振片2、在光学上各向同性的第一保护层3c、第一基板10、第一光取向膜11、液晶层12、具有第二光取向膜13和第二基板14的液晶面板4、满足nx＝ny≥nz的关系的第二保护层5c、第二偏振片6和背光源7。
另一方面，液晶显示装置1C在第一基板10与第一偏振片2之间以及第二基板14与第二偏振片6之间不具有其他的相位差层。即，第一偏振片2与第一保护层3c之间没有相位差层，第一保护层3c与第一基板10之间没有相位差层，第二基板14与第二保护层5c之间没有相位差层，第二保护层5c与第二偏振片6之间没有相位差层。第一保护层3c利用接合部件被粘贴在第一偏振片2和第一基板10上，第二保护层5c利用接合部件被粘贴在第二偏振片6和第二基板14上。
如果不考虑作为自组织型的光取向膜11和13的面内的光程差进行光学设计，视角特性就会变差，但是，在本实施方式中，考虑这些光程差进行了光学设计。
更详细而言，规定第二偏振片6的透射轴6t与液晶分子的初始取向方向12a的关系。然后，在本实施方式中，如图12和13所示，将第二偏振片6的透射轴6t配置成与液晶分子的初始取向方向12a垂直。由此，与平行配置的情况相比能够提高视角特性。
第一保护层3c是在光学上各向同性的保护层。因此，第一保护层3c没有在面内设定光学轴的概念。因此，在图12和13中没有表示第一保护层3c的光学轴。
如上所述，本实施方式的液晶显示装置1C是一种横向电场方式的液晶显示装置，液晶显示装置1C依次具有：第一偏振片2；第一保护层3c；第一基板10；第一光取向膜11；含液晶分子的水平取向型的液晶层12；第二光取向膜13；第二基板14；第二保护层5c；第二偏振片6；和背光源7，第一保护层3c在光学上各向同性，第二保护层5c满足nx＝ny≥nz的关系，第一和第二光取向膜11和13各自的面内的光程差为1nm以上，第二偏振片6的透射轴6t在俯视时与液晶分子的初始取向方向12a垂直。这样，在本实施方式中，不论横向电场方式的种类、第一保护层3c的厚度方向的光程差的大小以及液晶层12的介电常数各向异性的正负如何，均通过将第二偏振片6的透射轴6t配置成与液晶分子的初始取向方向12a垂直，能够发挥优异的视角特性。
与实施方式1同样，液晶层12既可以具有负的介电常数各向异性，也可以具有正的介电常数各向异性，但在后者的情况下与前者的情况相比能够实现更高的透射率。
与实施方式1同样，优选第一和第二光取向膜11和13分别可以通过在基板上涂敷包含具有光官能团的取向膜材料和溶剂的取向剂形成膜，然后进行上述膜的预烧制后即刻对上述预烧制后的膜照射光使其发生上述光官能团的反应，然后对上述照射光后的膜进行正式烧制而形成。
与实施方式1同样，横向电场方式如上所述优选IPS方式或FFS方式。
以下，对各实施方式的液晶显示装置进行仿真模拟的结果进行说明。在本说明书中，各仿真模拟利用Shintech公司制的LCDMaster2D(Version 8.4.0.2)来进行。另外，以下，适当利用x轴和y轴在水平面内且z轴朝向竖直方向的直角坐标来进行说明。
(实施例1)
基本结构：FFS模式、光取向膜、正性液晶、没有具有折射率各向异性的保护层。
图14是实施例1的液晶显示装置的立体示意图。图15是实施例1的液晶显示装置中所包含的液晶面板的截面示意图。图16(a)和(b)是表示从z轴方向看时的实施例1的液晶显示装置的各层的光学轴的配置(轴向)的示意图。
如图14所示，在FFS模式的液晶面板4的外侧配置了第一和第二偏振片2和6。偏振片2和6仅由具有控制光的振动方向(规定在一个方向)的作用的层构成，而不包括具有相位差的保护层和相位差补偿层等层。第一偏振片2配置在观察者侧，第二偏振片6配置在背光源7侧。在本实施例中，没有配置具有折射率各向异性的保护层，在本实施例中，设想在实施方式1中各保护层在光学上为各向同性的情况。
如图14和15所示，作为液晶面板4，设置仅由绝缘基板40构成的第一基板10、与第一基板10相对的第二基板14、基板10与14之间的液晶层12、第一基板10的液晶层12侧的表面上的第一光取向膜11和第二基板14的液晶层12侧的表面上的第二光取向膜13。
设想自组织型的光取向膜，各光取向膜11、13的面内的光程差(常光折射率no与异常光折射率ne之差即折射率各向异性△n与膜厚d之积△nd)设为5nm、10nm或20nm。光取向膜11和13的面内的光程差设为彼此相同的值。光取向膜11和13的厚度方向的光程差设为0nm。针对液晶层12，其折射率各向异性△n设为0.103，介电常数各向异性△ε设为7.0，厚度12g设为3.2μm。
作为第二基板14，设置绝缘基板20、绝缘基板20上的相对电极32、相对电极32上的层间绝缘膜25和层间绝缘膜25上的信号电极31。相对电极32设为平面状(更具体而言为方形)的电极21，层间绝缘膜25的介电常数ε设为6.5，层间绝缘膜25的厚度设为300nm。信号电极31设为形成有多条平行的电极狭缝22的电极23，设置了多条平行的线状部分24。各线状部分24的宽度L1设为3μm，相邻的线状部分24之间的各间隔，即各电极狭缝22的宽度S1设为5μm。
构成本实施例的液晶显示装置的各层在xy平面内即即与xy平面平行配置，在z轴方向上彼此层叠。
如图16(a)和(b)所示，各层的光学轴的配置考虑两类。
背光源7侧的第二偏振片6的透射轴6t与液晶分子的初始取向方向(即电压未施加时的液晶分子的长轴方向或电压未施加时的液晶分子的异常光折射率轴的方向)12a在图16(a)中平行(两者所成角度为0°)，在图16(b)中为垂直(两者所成角度为90°)。无论是图16(a)还是(b)，光取向膜11和13的异常光折射率轴11ne和13ne均设定为相同方向。利用自组织型的光取向膜的情况下，初始取向方向12a与各光取向膜11、13的异常光折射率轴11ne、13ne平行。将显示信号输入到信号电极32时的液晶分子的xy平面内的旋转方向规定为一个方向，因此，初始取向方向12a相对于电极长边方向(各线状部分24的延伸方向)27倾斜7°。初始取向方向12a相对于x轴倾斜83°，电极长边方向27与x轴所成角度设为90°。偏振片2和6配置在正交尼科尔棱镜上，第一偏振片2的透射轴2t与第二偏振片6的透射轴6t所成角度设为90°。在图16(a)的配置中，透射轴2t和6t分别相对于x轴倾斜－7°和83°。在图16(b)的配置中，透射轴2t和6t分别相对于x轴倾斜83°和－7°
在图14所示的结构中，利用LCDMaster2D进行了灰度等级－标准化透射率的计算，对图16(a)和(b)的配置进行比较得到的结果是，在图16(b)的情况下，正面方向与倾斜方向之间的灰度等级－标准化透射率曲线的差更小。即，在图16(b)的情况下，从正面看液晶显示装置时的显示与从倾斜方向看时的显示之间的差异更小，能获得更良好的视角特性。因此，在第一基板10与第一偏振片2之间以及第二基板14与第二偏振片6之间不存在具有折射率各向异性的层时，重要的一点是，要将液晶分子的初始取向方向12a与背光源7侧的第二偏振片6的透射轴6t的方向设定为垂直关系。这是因为当考虑各光取向膜11、13的折射率椭圆体时，对于常光的折射率(以下称作常光折射率no。)小于异常光折射率ne，如果将第二偏振片6的透射轴6t设为与液晶分子的初始取向方向12a垂直，透射轴6t与各光取向膜11、13的常光折射率no所引起的轴(常光折射率轴)平行，从背光源7射出透过第二偏振片6倾斜入射到液晶面板4的光所感知的各光取向膜11、13的折射率各向异性△n能够减小。
图17(a)、(b)和(c)表示图16(a)所示的光学轴的配置(平行的关系)时的实施例1的结构中的灰度等级－标准化透射率的计算结果，(a)表示第一和第二光取向膜的面内的光程差(△nd)为5nm的情况，(b)表示第一和第二光取向膜的面内的光程差(△nd)为10nm的情况，(c)表示第一和第二光取向膜的面内的光程差(△nd)为20nm的情况。图18(a)、(b)和(c)表示图16(b)所示的光学轴的配置(垂直的关系)时的实施例1的结构中的灰度等级－标准化透射率的计算结果，(a)表示第一和第二光取向膜的面内的光程差(△nd)为5nm的情况，(b)表示第一和第二光取向膜的面内的光程差(△nd)为10nm的情况，(c)表示第一和第二光取向膜的面内的光程差(△nd)为20nm的情况。
各计算对液晶面板的正面方向(极角：0°)和液晶面板的三个倾斜方向(极角：40°/方位角：30°、45°、60°)进行。其中，极角是指相对于z轴的角度(z轴正方向为0°)，方位角是指相对于x轴的角度(x轴正方向为0°)。另外，标准化透射率(T)是指以最高灰度等级(256灰度等级)时的透射率来标准化得到的透射率。
如图17(a)、(b)和(c)以及图18(a)、(b)和(c)所示，可知，无论是哪一种光程差值，在图16(b)所示的轴的配置的情况下，与图16(a)所示的轴的配置的情况相比，倾斜特性(各曲线图中通过四边形、三角形或×号的描绘点)相对于正面特性(各曲线图中通过菱形的描绘点的线)更加没有偏移。
此处，作为倾斜看液晶显示装置时的灰度等级－标准化透射率曲线相对于从正面看液晶显示装置时的灰度等级－标准化透射率曲线离开多少的指标，规定以|(T倾斜/T正面)－1|定义的参数(绝对值)。T正面表示正面方向(极角：0°)上的176灰度等级显示时的标准化透射率，T倾斜表示三个倾斜方向(极角：40°/方位角：30°、45°、60°)上的同灰度等级(176灰度等级)显示时的三个标准化透射率中赋予最大的|(T倾斜/T正面)－1|的标准化透射率。|(T倾斜/T正面)－1|越接近“0”，表示倾斜看液晶面板时的显示特性越接近从正面看时的显示特性，当该值为0.1以下时，观察方向的不同所致的显示的变化无法用眼睛辨认，判断为已达到产品级别。
下述表2表示本实施例的|(T倾斜/T正面)－1|。
【表2】
如表2所示，无论是哪种光程差值，图16(b)的配置的|(T倾斜/T正面)－1|均比图16(a)的配置小。因此，在图14和15所示的结构(FFS模式)中，图16(b)的轴配置(液晶分子的初始取向方向12a与背光源7侧的第二偏振片6的透射轴6t的方向为垂直关系)与图16(a)的轴配置(液晶分子的初始取向方向12a与背光源7侧的第二偏振片6的透射轴6t的方向为平行关系)相比，从正面看液晶面板时的显示特性与从倾斜方向看液晶显示面板时的显示特性之差更小，可以说能够实现视角特性更优异的显示面板。
(实施例2)
基本结构：IPS模式、光取向膜、正性液晶、没有具有折射率各向异性的保护层。
图19是实施例2的液晶显示装置中所包含的液晶面板的截面示意图。
本实施例除了以下几点外均与实施例1相同。
如图19所示，将液晶面板4的液晶模式变更为IPS模式。作为第二基板14，设置绝缘基板20和绝缘基板20上的信号电极31和相对电极32。信号电极31和相对电极32设为彼此的梳齿相互嵌合的一对梳齿电极，设置干部和从干部延伸的多条平行的枝部(梳齿)34，将彼此的枝部34隔开一定间隔交替配置。各枝部34的宽度L2设为3μm，相邻的枝部34间的各间隔S2设为5μm。光取向膜11和13的面内的光程差仅设为20nm。
另外，本实施例的从z轴方向看时的各层的光学轴的配置与实施例1的情况一样，是图16(a)和(b)所示的两种配置。
在本实施例的结构中，与实施例1一样，对液晶面板的正面方向(极角：0°)和液晶面板的三个倾斜方向(极角：40°/方位角：30°、45°、60°)的灰度等级－标准化透射率进行计算。图20表示图16(a)所示的光学轴的配置(平行关系)的情况的实施例2的结构中的灰度等级－标准化透射率的计算结果。图21表示图16(b)所示的光学轴的配置(垂直关系)的情况的实施例2的结构中的灰度等级－标准化透射率的计算结果。
如图20和21所示，虽然没有实施例1的情况那么显著，但在图16(b)所示的轴的配置的情况下，与图16(a)所示的轴的配置的情况相比，倾斜特性(各曲线图中通过四边形、三角形或×号的描绘点)相对于正面特性(各曲线图中通过菱形的描绘点的线)更加没有偏移。
下述表3表示本实施例的|(T倾斜/T正面)－1|。
【表3】
如表3所示，图16(b)的配置的|(T倾斜/T正面)－1|比图16(a)的配置小。因此，在图19所示的结构(IPS模式)中，图16(b)的轴配置(液晶分子的初始取向方向12a与背光源7侧的第二偏振片6的透射轴6t的方向为垂直关系)与图16(a)的轴配置(液晶分子的初始取向方向12a与背光源7侧的第二偏振片6的透射轴6t的方向为平行关系)相比，从正面看液晶面板时的显示特性与从倾斜方向看液晶显示面板时的显示特性之差更小，可以说能够实现视角特性更优异的显示面板。
(实施例3)
基本结构：FFS模式、光取向膜、负性液晶、没有具有折射率各向异性的保护层。
图22是实施例3的液晶显示装置中所包含的液晶面板的截面示意图。图23(a)和(b)是表示从z轴方向看时的实施例3的液晶显示装置的各层的光学轴的配置(轴向)的示意图。
本实施例除了以下几点外均与实施例1相同。
如图22所示，光取向膜11和13的面内的光程差仅设为20nm。针对液晶层12，其折射率各向异性△n设为0.101，介电常数各向异性△ε设为－4.0，液晶层12的厚度12g设为与实施例1相同的3.2μm。因为液晶层12采用负性液晶，所以如图23(a)和(b)所示，液晶分子的初始取向方向12a和各光取向膜11、13的异常光折射率轴11ne、13ne相对于x轴倾斜7°。与此相应，第一和第二偏振片2和6的透射轴2t和6t也变更。图23(a)的配置中，透射轴2t和6t分别相对于x轴倾斜97°和7°。在图23(b)的配置中，透射轴2t和6t分别相对于x轴倾斜7°和97°。
图23(a)中，液晶分子的初始取向方向12a与背光源7侧的第二偏振片6的透射轴6t的方向成平行关系，在图23(b)中液晶分子的初始取向方向12a与背光源7侧的第二偏振片6的透射轴6t的方向成垂直关系。该关系与实施例1的图16(a)和(b)的情况相同。
在本实施例的结构中，与实施例1一样，对液晶面板的正面方向(极角：0°)和液晶面板的三个倾斜方向(极角：40°/方位角：30°、45°、60°)的灰度等级－标准化透射率进行计算。图24表示图23(a)所示的光学轴的配置(平行关系)的情况的实施例2的结构中的灰度等级－标准化透射率的计算结果。图25表示图23(b)所示的光学轴的配置(垂直关系)的情况的实施例3的结构中的灰度等级－标准化透射率的计算结果。
如图24和25所示，在图23(b)所示的轴的配置的情况下，与图23(a)所示的轴的配置的情况相比，倾斜特性(各曲线图中通过四边形、三角形或×号的描绘点)相对于正面特性(各曲线图中通过菱形的描绘点的线)更加没有偏移。
下述表4表示本实施例的|(T倾斜/T正面)－1|。
【表4】
如表4所示，图23(b)的配置的|(T倾斜/T正面)－1|比图23(a)的配置小。因此，在采用负性液晶时，图23(b)的轴配置(液晶分子的初始取向方向12a与背光源7侧的第二偏振片6的透射轴6t的方向为垂直关系)与图23(a)的轴配置(液晶分子的初始取向方向12a与背光源7侧的第二偏振片6的透射轴6t的方向为平行关系)相比，从正面看液晶面板时的显示特性与从倾斜方向看液晶显示面板时的显示特性之差更小，可以说能够实现视角特性更优异的显示面板。
而且，在采用正性液晶的实施例1与采用负性液晶的实施例3之间，比较从正面看对信号电极施加4.5V的电压时的液晶面板时的透射率，实施例1的情况下为27.9％，而实施例3的情况下为36.7％，比实施例1更高。因此，采用负性液晶能够实现更高透射率的液晶显示面板。
(实施例4)
基本结构：FFS模式、光取向膜、正性液晶、在观察者侧和背光源侧分别有具有折射率各向异性的保护层。
图26是实施例4的液晶显示装置的立体示意图。图27是实施例4的液晶显示装置中所包含的液晶面板的截面示意图。图28(a)和(b)是表示从z轴方向看时的实施例4的液晶显示装置的各层的光学轴的配置(轴向)的示意图。
本实施例除了以下几点外均与实施例1相同。
如图27所示，光取向膜11和13的面内的光程差设为10nm或20nm。如图26所示，作为偏振片保护层，设想三醋酸纤维素(TAC)层，在第一基板10与第一偏振片2之间配置第一保护层3，在第二基板14与第二偏振片6之间，配置第二保护层5。对于各保护层3、5，x方向的折射率nx设为1.4852，y方向的折射率ny设为1.4852，z方向的折射率nz设为1.4845。各保护层3、5满足nx＝ny＞nz的关系，在xy平面内不显现折射率各向异性，但在xz平面上显现折射率各向异性。各保护层3、5的厚度方向的光程差设为56nm，各保护层3、5的面内光程差设为0nm。各保护层3、5在xy平面内不显现折射率各向异性，所以如图28(a)和(b)所示，各保护层3、5没有在xy平面上设定轴的概念。本实施例设想在实施方式1中各保护层为具有折射率各向异性的层的情况。
另外，除各保护层3和5之外的各层的光学轴的配置与图16(a)和(b)所示的实施例1的情况相同。
在本实施例的结构中，与实施例1一样，对液晶面板的正面方向(极角：0°)和液晶面板的三个倾斜方向(极角：40°/方位角：30°、45°、60°)的灰度等级－标准化透射率进行计算。得到的结果是，与实施例1相反，图28(a)的轴配置(液晶分子的初始取向方向12a与背光源7侧的第二偏振片6的透射轴6t的方向为平行关系)与图28(b)的轴配置(液晶分子的初始取向方向12a与背光源7侧的第二偏振片6的透射轴6t的方向为垂直关系)相比，从正面看液晶面板时的显示特性与从倾斜方向看液晶显示面板时的显示特性之差更小。即，图28(a)的配置与图28(b)的配置相比，从正面看液晶显示装置时的显示与倾斜看时的显示之间的差异更小，能够得到更好的施加特性。因此，当第一基板10与第一偏振片2之间以及第二基板14与第二偏振片6之间存在具有满足nx＝ny＞nz的关系的折射率各向异性的层时，重要的一点是，要将液晶分子的初始取向方向12a与背光源7侧的第二偏振片6的透射轴6t的方向设定为平行关系。
图29(a)和(b)表示图28(a)所示的光学轴的配置(平行的关系)时的实施例4的结构中的灰度等级－标准化透射率的计算结果，(a)表示第一和第二光取向膜的面内的光程差(△nd)为10nm的情况，(b)表示第一和第二光取向膜的面内的光程差(△nd)为20nm的情况。图30(a)和(b)表示图28(b)所示的光学轴的配置(垂直的关系)时的实施例4的结构中的灰度等级－标准化透射率的计算结果，(a)表示第一和第二光取向膜的面内的光程差(△nd)为10nm的情况，(b)表示第一和第二光取向膜的面内的光程差(△nd)为20nm的情况。
如图29(a)和(b)以及图30(a)和(b)所示，可知，无论是哪一种光程差值，在图28(a)所示的轴的配置的情况下，与图28(b)所示的轴的配置的情况相比，倾斜特性(各曲线图中通过四边形、三角形或×号的描绘点)相对于正面特性(各曲线图中通过菱形的描绘点的线)更加没有偏移。
下述表5表示本实施例的|(T倾斜/T正面)－1|。
【表5】
如表2所示，无论是哪种光程差值，图28(a)的配置的|(T倾斜/T正面)－1|均比图28(b)的配置小。因此，在图26和27所示的结构中，图28(a)的轴配置(液晶分子的初始取向方向12a与背光源7侧的第二偏振片6的透射轴6t的方向为平行关系)与图28(b)的轴配置(液晶分子的初始取向方向12a与背光源7侧的第二偏振片6的透射轴6t的方向为垂直关系)相比，从正面看液晶面板时的显示特性与从倾斜方向看液晶显示面板时的显示特性之差更小，可以说能够实现视角特性更优异的显示面板。
(实施例5)
基本结构：IPS模式、光取向膜、正性液晶、在观察者侧和背光源侧分别有具有折射率各向异性的保护层。
图31是实施例5的液晶显示装置中所包含的液晶面板的截面示意图。
本实施例除了以下几点外均与实施例4相同。
如图31所示，将液晶面板4的液晶模式变更为IPS模式。作为第二基板14，设置绝缘基板20和绝缘基板20上的信号电极31和相对电极32。信号电极31和相对电极32配置在同层。信号电极31和相对电极32设为彼此的梳齿相互嵌合的一对梳齿电极，设置干部和从干部延伸的多条平行的枝部(梳齿)34，将彼此的枝部34隔开一定间隔交替配置。各枝部34的宽度L2设为3μm，相邻的枝部34间的各间隔S2设为5μm。光取向膜11和13的面内的光程差仅设为20nm。
另外，本实施例的从z轴方向看时的各层的光学轴的配置与实施例4的情况一样，是图28(a)和(b)所示的两种配置。
在本实施例的结构中，与实施例1一样，对液晶面板的正面方向(极角：0°)和液晶面板的三个倾斜方向(极角：40°/方位角：30°、45°、60°)的灰度等级－标准化透射率进行计算。图32表示图28(a)所示的光学轴的配置(平行关系)的情况的实施例2的结构中的灰度等级－标准化透射率的计算结果。图33表示图28(b)所示的光学轴的配置(垂直关系)的情况的实施例5的结构中的灰度等级－标准化透射率的计算结果。
如图32和33所示，虽然没有实施例4的情况那么显著，但在图28(a)所示的轴的配置的情况下，与图28(b)所示的轴的配置的情况相比，倾斜特性(各曲线图中通过四边形、三角形或×号的描绘点)相对于正面特性(各曲线图中通过菱形的描绘点的线)更加没有偏移。
下述表6表示本实施例的|(T倾斜/T正面)－1|。
【表6】
如表6所示，图28(a)的配置的|(T倾斜/T正面)－1|比图28(b)的配置小。因此，在图31所示的结构(IPS模式)中，图28(a)的轴配置(液晶分子的初始取向方向12a与背光源7侧的第二偏振片6的透射轴6t的方向为平行关系)与图28(b)的轴配置(液晶分子的初始取向方向12a与背光源7侧的第二偏振片6的透射轴6t的方向为垂直关系)相比，从正面看液晶面板时的显示特性与从倾斜方向看液晶显示面板时的显示特性之差更小，可以说能够实现视角特性更优异的显示面板。
(实施例6)
基本结构：FFS模式、光取向膜、负性液晶、在观察者侧和背光源侧分别有具有折射率各向异性的保护层。
图34是实施例6的液晶显示装置中所包含的液晶面板的截面示意图。图35(a)和(b)是表示从z轴方向看时的实施例6的液晶显示装置的各层的光学轴的配置(轴向)的示意图。
本实施例除了以下几点外均与实施例4相同。
如图34所示，光取向膜11和13的面内的光程差仅设为20nm。针对液晶层12，其折射率各向异性△n设为0.101，介电常数各向异性△ε设为－4.0.液晶层12的厚度12g设为与实施例4相同的3.2μm。因为液晶层12采用负性液晶，所以如图35(a)和(b)所示，液晶分子的初始取向方向12a和各光取向膜11、13的异常光折射率轴11ne、13ne相对于x轴倾斜7°。与此相应，第一和第二偏振片2和6的透射轴2t和6t也变更。图35(a)的配置中，透射轴2t和6t分别相对于x轴倾斜97°和7°。在图35(b)的配置中，透射轴2t和6t分别相对于x轴倾斜7°和97°。
图35(a)中，液晶分子的初始取向方向12a与背光源7侧的第二偏振片6的透射轴6t的方向成平行关系，在图35(b)中液晶分子的初始取向方向12a与背光源7侧的第二偏振片6的透射轴6t的方向成垂直关系。该关系与实施例4的图28(a)和(b)的情况相同。
在本实施例的结构中，与实施例1一样，对液晶面板的正面方向(极角：0°)和液晶面板的三个倾斜方向(极角：40°/方位角：30°、45°、60°)的灰度等级－标准化透射率进行计算。图36表示图35(a)所示的光学轴的配置(平行关系)的情况的实施例6的结构中的灰度等级－标准化透射率的计算结果。图37表示图35(b)所示的光学轴的配置(垂直关系)的情况的实施例6的结构中的灰度等级－标准化透射率的计算结果。
如图36和37所示，在图35(a)所示的轴的配置的情况下，与图35(b)所示的轴的配置的情况相比，倾斜特性(各曲线图中通过四边形、三角形或×号的描绘点)相对于正面特性(各曲线图中通过菱形的描绘点的线)更加没有偏移。
下述表7表示本实施例的|(T倾斜/T正面)－1|。
【表7】
如表7所示，图35(a)的配置的|(T倾斜/T正面)－1|比图35(b)的配置小。因此，在采用负性液晶时，图35(a)的轴配置(液晶分子的初始取向方向12a与背光源7侧的第二偏振片6的透射轴6t的方向为平行关系)与图35(b)的轴配置(液晶分子的初始取向方向12a与背光源7侧的第二偏振片6的透射轴6t的方向为垂直关系)相比，从正面看液晶面板时的显示特性与从倾斜方向看液晶显示面板时的显示特性之差更小，可以说能够实现视角特性更优异的显示面板。
而且，在采用正性液晶的实施例4与采用负性液晶的实施例6之间，比较从正面看对信号电极施加4.5V的电压时的液晶面板时的透射率时，实施例1的情况下为27.9％，而实施例6的情况下为36.7％，比实施例4更高。因此，采用负性液晶能够实现更高透射率的液晶显示面板。而且，从正面看时的透射率不受各光取向膜11、13的面内的光程差以及满足nx＝ny＞nz的各保护层3、5的厚度方向的光程差的影响，因此实施例4和6的上述透射率分别与实施例1和3的上述透射率相同。
(实施例7)
基本结构：FFS模式、光取向膜、正性液晶、在观察者侧和背光源侧分别有满足nx＝ny≥nz的关系的保护层(厚度方向的光程差为0nm～56nm)。
图38是实施例7的液晶显示装置的立体示意图。图39是实施例7的液晶显示装置中所包含的液晶面板的截面示意图。
本实施例除了以下几点外均与实施例4相同。
如图38所示，为了限定各保护层3、5的厚度方向的光程差的范围，针对各保护层3、5，通过使其厚度d在0μm～80μm的范围内变化，而使其厚度方向的光程差在0nm～56nm的范围内改变。保护层3和5的厚度方向的光程差设为彼此相同的值。各保护层3、5的厚度为0μm时，在光学上与配置光学上各向同性的保护层来替代各保护层5、7的情况等效。如图39所示，光取向膜11和13的面内的光程差设为5nm、10nm或20nm。另外，将光取向膜11和13的面内的光程差设为彼此相同的值，将光取向膜11和13的厚度方向的光程差设为0nm。在本实施例中，设想在观察者侧设置满足nx＝ny≥nz的关系的第一保护层，在背光源侧设置满足nx＝ny≥nz的关系的第二保护层的实施方式1。
另外，本实施例的从z轴方向看时的各层的光学轴的配置与实施例4的情况一样，是图28(a)和(b)所示的两种配置。
在本实施例的结构中，与实施例1一样，对液晶面板的正面方向(极角：0°)和液晶面板的三个倾斜方向(极角：40°/方位角：30°、45°、60°)的灰度等级－标准化透射率进行计算。图40～42表示实施例7中横轴取第一和第二保护层的厚度方向的光程差，纵轴取|(T倾斜/T正面)－1|时的曲线图，图40、41和42分别表示第一和第二取向膜的面内的光程差为5nm、10nm和20nm的情况。倾斜方向存在方位角为30°、45°和60°这三个条件，倾斜方向的标准化折射率也存在三个，但|(T倾斜/T正面)－1|表示三个标准化透射率中赋予最大的|(T倾斜/T正面)－1|的标准化透射率。在图40～42中，纵轴，即|(T倾斜/T正面)－1|越接近“0”，表示倾斜看液晶面板时的显示特性越接近从正面看时的显示特性，当该值为0.1以下时，观察方向的不同所致的显示的变化无法用眼睛辨认，判断为已达到产品级别。
图40～42中均可以知道，在保护层3和5的厚度方向的光程差小的区域中，第二偏振片6的透射轴6t与各光取向膜11、13的异常光折射率轴11ne、13ne即液晶分子的初始取向方向12a为垂直关系时比平行关系时，视角更好，但是当保护层3和5的厚度方向的光程差达到某一值以上时，第二偏振片6的透射轴6t与液晶分子的初始取向方向12a平行时与垂直时相比，视角更好。
从图40～图42中读取视角良好的第二偏振片6的透射轴6t与液晶分子的初始取向方向12a的关系调换的方面的第一和第二保护层3和5的厚度方向的光程差，纵轴取该值，横轴取此时的第一和第二光取向膜11和13的面内的光程差，在曲线图上描绘。图43表示该曲线图。
图43中，当将各保护层3、5的厚度方向的光程差设为R1，将各光取向膜11、13的面内的光程差设为R2时，得知，能够用R1＝0.047R22－2.1R2+44.3这一条曲线来近似视角变好的第二偏振片6的透射轴6t与液晶分子的初始取向方向12a的关系调换的边界。因此，如同本实施例，在液晶层具有正的介电常数各向异性，且在观察者侧和背光源侧分别存在满足nx＝ny≥nz的关系的保护层的FFS模式中，能够通过以下的光学设计，来提供视角在使用自组织型的光取向膜时也依然良好的液晶显示面板。
i)满足R1≤0.047R22－2.1R2+44.3时，将背光源侧的第二偏振片设置成使其透射轴与液晶分子的初始取向方向垂直。
ii)满足R1≥0.047R22－2.1R2+44.3时，将背光源侧的第二偏振片设置成使其透射轴与液晶分子的初始取向方向平行。
(实施例8)
基本结构：FFS模式、光取向膜、正性液晶、仅在观察者侧有满足nx＝ny≥nz的关系的保护层(厚度方向的光程差为0nm～56nm)。
图44是实施例8的液晶显示装置的立体示意图。图45是实施例8的液晶显示装置中所包含的液晶面板的截面示意图。图46(a)和(b)是表示从z轴方向看时的实施例8的液晶显示装置的各层的光学轴的配置(轴向)的示意图。
本实施例除了以下几点外均与实施例4相同。
如图44所示，仅在观察者侧的第一基板10与第一偏振片2之间设置保护层3。即从实施例4的结构中，除去背光源7侧的第二基板14与第二偏振片6之间的第二保护层5。为了限定保护层3的厚度方向的光程差的范围，针对各保护层3，通过使其厚度d在0μm～80μm的范围内变化，而使其厚度方向的光程差在0nm～56nm的范围内改变。保护层3的厚度方向的光程差设为彼此相同的值。保护层3的厚度为0μm时，在光学上与配置光学上各向同性的保护层来替代保护层3的情况等效。如图46所示，光取向膜11和13的面内的光程差设为5nm、10nm或20nm。另外，将光取向膜11和13的面内的光程差设为彼此相同的值，将光取向膜11和13的厚度方向的光程差设为0nm。本实施例的结构在光学上与在本实施例中背光源7侧的第二基板14与第二偏振片6之间设置在光学上各向同性的第二保护层的结构等效。像这样本实施例设想在观察者侧设置满足nx＝ny≥nz的关系的第一保护层，在背光源侧设置在光学上各向同性的第二保护层的实施方式2。
另外，本实施例的从z轴方向看时的各层的光学轴的配置除了第二基板与第二偏振片之间没有第二保护层以外均与实施例4的情况一样，是图46(a)和(b)所示的两种配置。
在本实施例的结构中，与实施例1一样，对液晶面板的正面方向(极角：0°)和液晶面板的三个倾斜方向(极角：40°/方位角：30°、45°、60°)的灰度等级－标准化透射率进行计算。图47～49表示实施例8中横轴取第一和第二保护层的厚度方向的光程差，纵轴取|(T倾斜/T正面)－1|时的曲线图，图47、48和49分别表示第一和第二取向膜的面内的光程差为5nm、10nm和20nm的情况。倾斜方向存在方位角为30°、45°和60°这三个条件，倾斜方向的标准化折射率也存在三个，但是|(T倾斜/T正面)－1|表示三个标准化透射率中赋予最大的|(T倾斜/T正面)－1|的标准化透射率。在图47～49中，纵轴，即|(T倾斜/T正面)－1|越接近“0”，表示倾斜看液晶面板时的显示特性越接近从正面看时的显示特性，当该值为0.1以下时，观察方向的不同所致的显示的变化无法用眼睛辨认，判断为已达到产品级别。
图47～49中均可以知道，在保护层3的厚度方向的光程差小的区域中，第二偏振片6的透射轴6t与各光取向膜11、13的异常光折射率轴11ne、13ne即液晶分子的初始取向方向12a为垂直关系时比平行关系时，视角更好，但是当保护层3的厚度方向的光程差达到某一值以上时，第二偏振片6的透射轴6t与液晶分子的初始取向方向12a平行时与垂直时相比，视角更好。
从图47～图49中读取视角良好的第二偏振片6的透射轴6t和液晶分子的初始取向方向12a的关系调换的方面的保护层3的厚度方向的光程差，纵轴取该值，横轴取此时的第一和第二光取向膜11和13的面内的光程差，在曲线图上描绘。图50表示该曲线图。
图50中，当将保护层3的厚度方向的光程差设为R1，将各光取向膜11、13的面内的光程差设为R2时，得知，能够用R1＝－0.027R22－0.4R2+38.7这一条曲线来近似视角变好的第二偏振片6的透射轴6t与液晶分子的初始取向方向12a的关系调换的边界。因此，如同本实施例，在液晶层具有正的介电常数各向异性，且仅在观察者侧存在满足nx＝ny≥nz的关系的保护层的FFS模式中，能够通过以下的光学设计，来提供视角在使用自组织型的光取向膜时也依然良好的液晶显示面板。
i)满足R1≤－0.027R22－0.4R2+38.7时，将背光源侧的第二偏振片设置成使其透射轴与液晶分子的初始取向方向垂直。
ii)满足R1≥－0.027R22－0.4R2+38.7时，将背光源侧的第二偏振片设置成使其透射轴与液晶分子的初始取向方向平行。
(实施例9)
基本结构：FFS模式、光取向膜、正性液晶、仅在背光源侧有满足nx＝ny≥nz的关系的保护层(厚度方向的光程差为0nm～56nm)。
图51是实施例9的液晶显示装置的立体示意图。图52是实施例9的液晶显示装置中所包含的液晶面板的截面示意图。图53(a)和(b)是表示从z轴方向看时的实施例9的液晶显示装置的各层的光学轴的配置(轴向)的示意图。
本实施例除了以下几点外均与实施例4相同。
如图51所示，仅在背光源7侧的第二基板14与第二偏振片6之间设置保护层5。即从实施例4的结构中，除去观察者侧的第一基板10与第一偏振片2之间的第一保护层3。为了限定保护层5的厚度方向的光程差的范围，针对各保护层5，通过使其厚度d在0μm～80μm的范围内变化，而使其厚度方向的光程差在0nm～56nm的范围内改变。保护层5的厚度方向的光程差设为彼此相同的值。保护层5的厚度为0μm时，在光学上与配置光学上各向同性的保护层来替代保护层5的情况等效。如图52所示，光取向膜11和13的面内的光程差设为5nm、10nm或20nm。另外，将光取向膜11和13的面内的光程差设为彼此相同的值，将光取向膜11和13的厚度方向的光程差设为0nm。本实施例的结构在光学上与在本实施例中观察者侧的第一基板10与第一偏振片2之间设置在光学上各向同性的第一保护层的结构等效。像这样本实施例设想在观察者侧设置在光学上各向同性的第一保护层，在背光源侧设置满足nx＝ny≥nz的关系的第二保护层的实施方式3。
另外，本实施例的从z轴方向看时的各层的光学轴的配置除了第一基板与第一偏振片之间没有第一保护层以外均与实施例4的情况一样，是图53(a)和(b)所示的两种配置。
在本实施例的结构中，与实施例1一样，对液晶面板的正面方向(极角：0°)和液晶面板的三个倾斜方向(极角：40°/方位角：30°、45°、60°)的灰度等级－标准化透射率进行计算。图54～56表示实施例9中横轴取第一和第二保护层的厚度方向的光程差，纵轴取|(T倾斜/T正面)－1|时的曲线图，图54、55和56分别表示第一和第二取向膜的面内的光程差为5nm、10nm和20nm的情况。倾斜方向存在方位角为30°、45°和60°这三个条件，倾斜方向的标准化折射率也存在三个，但|(T倾斜/T正面)－1|表示三个标准化透射率中赋予最大的|(T倾斜/T正面)－1|的标准化透射率。在图54～56中，纵轴，即|(T倾斜/T正面)－1|越接近“0”，表示倾斜看液晶面板时的显示特性越接近从正面看时的显示特性，当该值为0.1以下时，观察方向的不同所致的显示的变化无法用眼睛辨认，判断为已达到产品级别。
图54～56中均可以知道，在保护层5的厚度方向的光程差的全部区域(0nm以上、56nm以下)中，第二偏振片6的透射轴6t与各光取向膜11、13的异常光折射率轴11ne、13ne即液晶分子的初始取向方向12a为垂直关系时比平行关系时，视角更好。因此，如同本实施例，在液晶层具有正的介电常数各向异性，且仅背光源侧分别存在满足nx＝ny≥nz的关系的保护层的FFS模式中，能够通过将背光源侧的第二偏振片设置成使其透射轴与液晶分子的初始取向方向垂直，来提供视角在使用自组织型的光取向膜时也依然良好的液晶显示面板。
(实施例10)
基本结构：FFS模式、光取向膜、负性液晶、在观察者侧和背光源侧分别有满足nx＝ny≥nz的关系的保护层(厚度方向的光程差为0nm～56nm)。
图59是实施例10的液晶显示装置的立体示意图。图60是实施例10的液晶显示装置中所包含的液晶面板的截面示意图。
本实施例除了以下几点外均与实施例6相同。
如图59所示，为了限定各保护层3、5的厚度方向的光程差的范围，针对各保护层3、5，通过使其厚度d在0μm～80μm的范围内变化，而使其厚度方向的光程差在0nm～56nm的范围内改变。保护层3和5的厚度方向的光程差设为彼此相同的值。各保护层3、5的厚度为0μm时，在光学上与配置光学上各向同性的保护层来替代各保护层5、7的情况等效。如图60所示，光取向膜11和13的面内的光程差设为5nm、10nm或20nm。另外，将光取向膜11和13的面内的光程差设为彼此相同的值，将光取向膜11和13的厚度方向的光程差设为0nm。针对液晶层12，将其折射率各向异性△n设为0.101，介电常数各向异性△ε设为－3.7。本实施例设想在观察者侧设置满足nx＝ny≥nz的关系的第一保护层，在背光源侧设置满足nx＝ny≥nz的关系的第二保护层的实施方式1。
另外，本实施例的从z轴方向看时的各层的光学轴的配置与实施例6的情况一样，是图35(a)和(b)所示的两种配置。
在本实施例的结构中，与实施例1一样，对液晶面板的正面方向(极角：0°)和液晶面板的三个倾斜方向(极角：40°/方位角：30°、45°、60°)的灰度等级－标准化透射率进行计算。图61～63表示实施例10中横轴取第一和第二保护层的厚度方向的光程差，纵轴取|(T倾斜/T正面)－1|时的曲线图，图61、62和63分别表示第一和第二取向膜的面内的光程差为5nm、10nm和20nm的情况。倾斜方向存在方位角为30°、45°和60°这三个条件，倾斜方向的标准化折射率也存在三个，但|(T倾斜/T正面)－1|表示三个标准化透射率中赋予最大的|(T倾斜/T正面)－1|的标准化透射率。在图61～63中，纵轴，即|(T倾斜/T正面)－1|越接近“0”，表示倾斜看液晶面板时的显示特性越接近从正面看时的显示特性，当该值为0.1以下时，观察方向的不同所致的显示的变化无法用眼睛辨认，判断为已达到产品级别。
图61～63中均可以知道，在保护层3和5的厚度方向的光程差小的区域中，第二偏振片6的透射轴6t与各光取向膜11、13的异常光折射率轴11ne、13ne即液晶分子的初始取向方向12a为垂直关系时比平行关系时，视角更好，但是当保护层3和5的厚度方向的光程差达到某一值以上时，第二偏振片6的透射轴6t与液晶分子的初始取向方向12a平行时与垂直时相比，视角更好。
从图61～图63中读取视角良好的第二偏振片6的透射轴6t和液晶分子的初始取向方向12a的关系调换的方面的第一和第二保护层3和5的厚度方向的光程差，纵轴取该值，横轴取此时的第一和第二光取向膜11和13的面内的光程差，在曲线图上描绘。图64表示该曲线图。
图64中，当将各保护层3、5的厚度方向的光程差设为R1，将各光取向膜11、13的面内的光程差设为R2时，得知，能够用R1＝0.040R22－2.2R2+44.0这一条曲线来近似视角变好的第二偏振片6的透射轴6t与液晶分子的初始取向方向12a的关系调换的边界。因此，如同本实施例，在液晶层具有负的介电常数各向异性，且在观察者侧和背光源侧分别存在满足nx＝ny≥nz的关系的保护层的FFS模式中，能够通过以下的光学设计，来提供视角在使用自组织型的光取向膜时也依然良好的液晶显示面板。
i)满足R1≤0.040R22－2.2R2+44.0时，将背光源侧的第二偏振片设置成使其透射轴与液晶分子的初始取向方向垂直。
ii)满足R1≥0.040R22－2.2R2+44.0时，将背光源侧的第二偏振片设置成使其透射轴与液晶分子的初始取向方向平行。
(实施例11)
基本结构：FFS模式、光取向膜、负性液晶、仅在观察者侧有满足nx＝ny≥nz的关系的保护层(厚度方向的光程差为0nm～56nm)。
图65是实施例11的液晶显示装置的立体示意图。图66是实施例11的液晶显示装置中所包含的液晶面板的截面示意图。图67(a)和(b)是表示从z轴方向看时的实施例11的液晶显示装置的各层的光学轴的配置(轴向)的示意图。
本实施例除了以下几点外均与实施例4相同。
如图65所示，仅在观察者侧的第一基板10与第一偏振片2之间设置保护层3。即从实施例4的结构中，除去背光源7侧的第二基板14与第二偏振片6之间的第二保护层5。为了限定保护层3的厚度方向的光程差的范围，针对各保护层3，通过使其厚度d在0μm～80μm的范围内变化，而使其厚度方向的光程差在0nm～56nm的范围内改变。保护层3的厚度方向的光程差设为彼此相同的值。保护层3的厚度为0μm时，在光学上与配置光学上各向同性的保护层来替代保护层3的情况等效。如66所示，光取向膜11和13的面内的光程差设为5nm、10nm或20nm。另外，将光取向膜11和13的面内的光程差设为彼此相同的值，将光取向膜11和13的厚度方向的光程差设为0nm。针对液晶层12，将其折射率各向异性△n设为0.101，介电常数各向异性△ε设为－3.7。而，液晶层12的厚度与实施例4一样设为3.2μm。本实施例的结构在光学上与在本实施例中背光源7侧的第二基板14与第二偏振片6之间设置在光学上各向同性的第二保护层的结构等效。像这样本实施例设想在观察者侧设置满足nx＝ny≥nz的关系的第一保护层，在背光源侧设置在光学上各向同性的第二保护层的实施方式2。
本实施例的从z轴方向看时的各层的光学轴的配置除了第二基板与第二偏振片之间没有第二保护层以外均与实施例6的情况一样，是图67(a)和(b)所示的两种配置。
在本实施例的结构中，与实施例1一样，对液晶面板的正面方向(极角：0°)和液晶面板的三个倾斜方向(极角：40°/方位角：30°、45°、60°)的灰度等级－标准化透射率进行计算。图68～70表示实施例11中横轴取第一和第二保护层的厚度方向的光程差，纵轴取|(T倾斜/T正面)－1|时的曲线图，图68、69和70分别表示第一和第二取向膜的面内的光程差为5nm、10nm和20nm的情况。倾斜方向存在方位角为30°、45°和60°这三个条件，倾斜方向的标准化折射率也存在三个，但|(T倾斜/T正面)－1|表示三个标准化透射率中赋予最大的|(T倾斜/T正面)－1|的标准化透射率。在图68～70中，纵轴，即|(T倾斜/T正面)－1|越接近“0”，表示倾斜看液晶面板时的显示特性越接近从正面看时的显示特性，当该值为0.1以下时，观察方向的不同所致的显示的变化无法用眼睛辨认，判断为已达到产品级别。
图68～70中均可以知道，在保护层3的厚度方向的光程差小的区域中，第二偏振片6的透射轴6t与各光取向膜11、13的异常光折射率轴11ne、13ne即液晶分子的初始取向方向12a为垂直关系时比平行关系时，视角更好，但是当保护层3的厚度方向的光程差达到某一值以上时，第二偏振片6的透射轴6t与液晶分子的初始取向方向12a平行时与垂直时相比，视角更好。
从图68～图70中读取视角良好的第二偏振片6的透射轴6t和液晶分子的初始取向方向12a的关系调换的方面的保护层3的厚度方向的光程差，纵轴取该值，横轴取此时的第一和第二光取向膜11和13的面内的光程差，在曲线图上描绘。图71表示该曲线图。
图71中，当将保护层3的厚度方向的光程差设为R1，将各光取向膜11、13的面内的光程差设为R2时，得知，能够用R1＝－0.053R22+0.6R2+35.3这一条曲线来近似视角变好的第二偏振片6的透射轴6t与液晶分子的初始取向方向12a的关系调换的边界。因此，如同本实施例，在液晶层具有负的介电常数各向异性，且仅在观察者侧存在满足nx＝ny≥nz的关系的保护层的FFS模式中，能够通过以下的光学设计，来提供视角在使用自组织型的光取向膜时也依然良好的液晶显示面板。
i)满足R1≤－0.053R22+0.6R2+35.3时，将背光源侧的第二偏振片设置成使其透射轴与液晶分子的初始取向方向垂直。
ii)满足R1≥－0.053R22+0.6R2+35.3时，将背光源侧的第二偏振片设置成使其透射轴与液晶分子的初始取向方向平行。
(实施例12)
基本结构：FFS模式、光取向膜、负性液晶、仅在背光源侧有满足nx＝ny≥nz的关系的保护层(厚度方向的光程差为0nm～56nm)。
图72是实施例12的液晶显示装置的立体示意图。图73是实施例12的液晶显示装置中所包含的液晶面板的截面示意图。图74(a)和(b)是表示从z轴方向看时的实施例12的液晶显示装置的各层的光学轴的配置(轴向)的示意图。
本实施例除了以下几点外均与实施例4相同。
如图72所示，仅在背光源7侧的第二基板14与第二偏振片6之间设置保护层5。即从实施例4的结构中，除去观察者侧的第一基板10与第一偏振片2之间的第一保护层3。为了限定保护层5的厚度方向的光程差的范围，针对各保护层5，通过使其厚度d在0μm～80μm的范围内变化，而使其厚度方向的光程差在0nm～56nm的范围内改变。保护层5的厚度方向的光程差设为彼此相同的值。保护层5的厚度为0μm时，在光学上与配置光学上各向同性的保护层来替代保护层5的情况等效。如图73所示，光取向膜11和13的面内的光程差设为5nm、10nm或20nm。另外，将光取向膜11和13的面内的光程差设为彼此相同的值，将光取向膜11和13的厚度方向的光程差设为0nm。针对液晶层12，将其折射率各向异性△n设为0.101，介电常数各向异性△ε设为－3.7。而，液晶层12的厚度12g与实施例4一样设为3.2μm。本实施例的结构在光学上与在本实施例中观察者侧的第一基板10与第一偏振片2之间设置在光学上各向同性的第一保护层的结构等效。像这样本实施例设想在观察者侧设置在光学上各向同性的第一保护层，在背光源侧设置满足nx＝ny≥nz的关系的第二保护层的实施方式3。
另外，本实施例的从z轴方向看时的各层的光学轴的配置除了第一基板与第一偏振片之间没有第一保护层以外均与实施例6的情况一样，是图74(a)和(b)所示的两种配置。
在本实施例的结构中，与实施例1一样，对液晶面板的正面方向(极角：0°)和液晶面板的三个倾斜方向(极角：40°/方位角：30°、45°、60°)的灰度等级－标准化透射率进行计算。图75～77表示实施例12中横轴取第一和第二保护层的厚度方向的光程差，纵轴取|(T倾斜/T正面)－1|时的曲线图，图75、76和77分别表示第一和第二取向膜的面内的光程差为5nm、10nm和20nm的情况。倾斜方向存在方位角为30°、45°和60°这三个条件，倾斜方向的标准化折射率也存在三个，但|(T倾斜/T正面)－1|表示三个标准化透射率中赋予最大的|(T倾斜/T正面)－1|的标准化透射率。在图75～77中，纵轴，即|(T倾斜/T正面)－1|越接近“0”，表示倾斜看液晶面板时的显示特性越接近从正面看时的显示特性，当该值为0.1以下时，观察方向的不同所致的显示的变化无法用眼睛辨认，判断为已达到产品级别。
图75～77中均可以知道，在保护层5的厚度方向的光程差的全部区域(0nm以上、56nm以下)中，第二偏振片6的透射轴6t与各光取向膜11、13的异常光折射率轴11ne、13ne即液晶分子的初始取向方向12a为垂直关系时比平行关系时，视角更好。因此，如同本实施例，在液晶层具有负的介电常数各向异性，且仅背光源侧分别存在满足nx＝ny≥nz的关系的保护层的FFS模式中，能够通过将背光源侧的第二偏振片设置成使其透射轴与液晶分子的初始取向方向垂直，来提供视角在使用自组织型的光取向膜时也依然良好的液晶显示面板。
(实施例13)
基本结构：IPS模式、光取向膜、正性液晶、在观察者侧和背光源侧分别有满足nx＝ny≥nz的关系的保护层(厚度方向的光程差为0nm～56nm)。
图78是实施例13的液晶显示装置的立体示意图。图79是实施例13的液晶显示装置中所包含的液晶面板的截面示意图。
本实施例除了以下几点外均与实施例5相同。
如图78所示，为了限定各保护层3、5的厚度方向的光程差的范围，针对各保护层3、5，通过使其厚度d在0μm～80μm的范围内变化，而使其厚度方向的光程差在0nm～56nm的范围内改变。保护层3和5的厚度方向的光程差设为彼此相同的值。各保护层3、5的厚度为0μm时，在光学上与配置光学上各向同性的保护层来替代各保护层5、7的情况等效。如图79所示，光取向膜11和13的面内的光程差设为5nm、10nm或20nm。另外，将光取向膜11和13的面内的光程差设为彼此相同的值，将光取向膜11和13的厚度方向的光程差设为0nm。在本实施例中，设想在观察者侧设置满足nx＝ny≥nz的关系的第一保护层，在背光源侧设置满足nx＝ny≥nz的关系的第二保护层的实施方式1。
另外，本实施例的从z轴方向看时的各层的光学轴的配置与实施例4、5的情况一样，是图28(a)和(b)所示的两种配置。
在本实施例的结构中，与实施例1一样，对液晶面板的正面方向(极角：0°)和液晶面板的三个倾斜方向(极角：40°/方位角：30°、45°、60°)的灰度等级－标准化透射率进行计算。图80～82表示实施例13中横轴取第一和第二保护层的厚度方向的光程差，纵轴取|(T倾斜/T正面)－1|时的曲线图，图80、81和82分别表示第一和第二取向膜的面内的光程差为5nm、10nm和20nm的情况。倾斜方向存在方位角为30°、45°和60°这三个条件，倾斜方向的标准化折射率也存在三个，但|(T倾斜/T正面)－1|表示三个标准化透射率中赋予最大的|(T倾斜/T正面)－1|的标准化透射率。在图80～82中，纵轴，即|(T倾斜/T正面)－1|越接近“0”，表示倾斜看液晶面板时的显示特性越接近从正面看时的显示特性，当该值为0.1以下时，观察方向的不同所致的显示的变化无法用眼睛辨认，判断为已达到产品级别。
如图81～82所示可以知道，当各取向膜11、13的面内的光程差较大的情况下，在保护层3和5的厚度方向的光程差小的区域中，第二偏振片6的透射轴6t与各光取向膜11、13的异常光折射率轴11ne、13ne即液晶分子的初始取向方向12a为垂直关系时比平行关系时，视角更好，但是当保护层3和5的厚度方向的光程差达到某一值以上时，第二偏振片6的透射轴6t与液晶分子的初始取向方向12a平行时与垂直时相比，视角更好。
另一方面，如图80所示可以知道，当各取向膜11、13的面内的光程差小的情况下，通过计算确认的保护层3和5的厚度方向的光程差的全部区域(0nm以上、56nm以下)中，第二偏振片6的透射轴6t与各光取向膜11、13的异常光折射率轴11ne、13ne即液晶分子的初始取向方向12a为垂直关系时比平行关系时，视角更好。
从图81～图82中读取视角良好的第二偏振片6的透射轴6t和液晶分子的初始取向方向的关系调换的方面的第一和第二保护层3和5的厚度方向的光程差，纵轴取该值，横轴取此时的第一和第二光取向膜11和13的面内的光程差，在曲线图上描绘。图83表示该曲线图。
图83中，当将各保护层3、5的厚度方向的光程差设为R1，将各光取向膜11、13的面内的光程差设为R2时，得知，不仅在各光取向膜11、13的面内的光程差较大的情况而且在较小的情况下，均能够用R1＝0.14R22－5.7R2+95.0这一条曲线来近似视角变好的第二偏振片6的透射轴6t与液晶分子的初始取向方向12a的关系调换的边界。因此，如同本实施例，在液晶层具有正的介电常数各向异性，且在观察者侧和背光源侧分别存在满足nx＝ny≥nz的关系的保护层的IPS模式中，能够通过以下的光学设计，来提供视角在使用自组织型的光取向膜时也依然良好的液晶显示面板。
i)满足R1≤0.14R22－5.7R2+95.0时，将背光源侧的第二偏振片设置成使其透射轴与液晶分子的初始取向方向垂直。
ii)满足R1≥0.14R22－5.7R2+95.0时，将背光源侧的第二偏振片设置成使其透射轴与液晶分子的初始取向方向平行。
(实施例14)
基本结构：IPS模式、光取向膜、正性液晶、仅在观察者侧有满足nx＝ny≥nz的关系的保护层(厚度方向的光程差为0nm～56nm)。
图84是实施例14的液晶显示装置的立体示意图。图85是实施例14的液晶显示装置中所包含的液晶面板的截面示意图。图86(a)和(b)是表示从z轴方向看时的实施例14的液晶显示装置的各层的光学轴的配置(轴向)的示意图。
本实施例除了以下几点外均与实施例5相同。
如图84所示，仅在观察者侧的第一基板10与第一偏振片2之间设置保护层3。即从实施例4的结构中，除去背光源7侧的第二基板14与第二偏振片6之间的第二保护层5。为了限定保护层3的厚度方向的光程差的范围，针对各保护层3，通过使其厚度d在0μm～80μm的范围内变化，而使其厚度方向的光程差在0nm～56nm的范围内改变。保护层3的厚度方向的光程差设为彼此相同的值。保护层3的厚度为0μm时，在光学上与配置光学上各向同性的保护层来替代保护层3的情况等效。如图86所示，光取向膜11和13的面内的光程差设为5nm、10nm或20nm。另外，将光取向膜11和13的面内的光程差设为彼此相同的值，将光取向膜11和13的厚度方向的光程差设为0nm。本实施例的结构在光学上与在本实施例中背光源7侧的第二基板14与第二偏振片6之间设置在光学上各向同性的第二保护层的结构等效。像这样本实施例设想在观察者侧设置满足nx＝ny≥nz的关系的第一保护层，在背光源侧设置在光学上各向同性的第二保护层的实施方式2。
另外，本实施例的从z轴方向看时的各层的光学轴的配置除了第二基板与第二偏振片之间没有第二保护层以外均与实施例4、5的情况一样，是图86(a)和(b)所示的两种配置。
在本实施例的结构中，与实施例1一样，对液晶面板的正面方向(极角：0°)和液晶面板的三个倾斜方向(极角：40°/方位角：30°、45°、60°)的灰度等级－标准化透射率进行计算。图87～89表示实施例14中横轴取第一和第二保护层的厚度方向的光程差，纵轴取|(T倾斜/T正面)－1|时的曲线图，图87、88和89分别表示第一和第二取向膜的面内的光程差为5nm、10nm和20nm的情况。倾斜方向存在方位角为30°、45°和60°这三个条件，倾斜方向的标准化折射率也存在三个，但|(T倾斜/T正面)－1|表示三个标准化透射率中赋予最大的|(T倾斜/T正面)－1|的标准化透射率。在图87～89中，纵轴，即|(T倾斜/T正面)－1|越接近“0”，表示倾斜看液晶面板时的显示特性越接近从正面看时的显示特性，当该值为0.1以下时，观察方向的不同所致的显示的变化无法用眼睛辨认，判断为已达到产品级别。
图87～89中均可以知道，通过计算确认的保护层5的厚度方向的光程差的全部区域(0nm以上、56nm以下)中，第二偏振片6的透射轴6t与各光取向膜11、13的异常光折射率轴11ne、13ne即液晶分子的初始取向方向12a为垂直关系时比平行关系时，视角更好。因此，如同本实施例，在液晶层具有正的介电常数各向异性，且仅在观察者侧存在满足nx＝ny≥nz的关系的保护层的IPS模式中，能够通过将背光源侧的第二偏振片设置成使其透射轴与液晶分子的初始取向方向垂直，来提供视角在使用自组织型的光取向膜时也依然良好的液晶显示面板。
(实施例15)
基本结构：IPS模式、光取向膜、正性液晶、仅在背光源侧有满足nx＝ny≥nz的关系的保护层(厚度方向的光程差为0nm～56nm)。
图90是实施例15的液晶显示装置的立体示意图。图91是实施例15的液晶显示装置中所包含的液晶面板的截面示意图。图92(a)和(b)是表示从z轴方向看时的实施例15的液晶显示装置的各层的光学轴的配置(轴向)的示意图。
本实施例除了以下几点外均与实施例5相同。
如图90所示，仅在背光源7侧的第二基板14与第二偏振片6之间设置保护层5。即从实施例5的结构中，除去观察者侧的第一基板10与第一偏振片2之间的第一保护层3。为了限定保护层5的厚度方向的光程差的范围，针对各保护层5，通过使其厚度d在0μm～80μm的范围内变化，而使其厚度方向的光程差在0nm～56nm的范围内改变。保护层5的厚度方向的光程差设为彼此相同的值。保护层5的厚度为0μm时，在光学上与配置光学上各向同性的保护层来替代保护层5的情况等效。如图91所示，光取向膜11和13的面内的光程差设为5nm、10nm或20nm。另外，将光取向膜11和13的面内的光程差设为彼此相同的值，将光取向膜11和13的厚度方向的光程差设为0nm。本实施例的结构在光学上与在本实施例中观察者侧的第一基板10与第一偏振片2之间设置在光学上各向同性的第一保护层的结构等效。像这样本实施例设想在观察者侧设置在光学上各向同性的第一保护层，在背光源侧设置满足nx＝ny≥nz的关系的第二保护层的实施方式3。
另外，本实施例的从z轴方向看时的各层的光学轴的配置除了第一基板与第一偏振片之间没有第一保护层以外均与实施例4、5的情况一样，是图92(a)和(b)所示的两种配置。
在本实施例的结构中，与实施例1一样，对液晶面板的正面方向(极角：0°)和液晶面板的三个倾斜方向(极角：40°/方位角：30°、45°、60°)的灰度等级－标准化透射率进行计算。图93～95表示实施例15中横轴取第一和第二保护层的厚度方向的光程差，纵轴取|(T倾斜/T正面)－1|时的曲线图，图93、94和95分别表示第一和第二取向膜的面内的光程差为5nm、10nm和20nm的情况。倾斜方向存在方位角为30°、45°和60°这三个条件，倾斜方向的标准化折射率也存在三个，但|(T倾斜/T正面)－1|表示三个标准化透射率中赋予最大的|(T倾斜/T正面)－1|的标准化透射率。在图93～95中，纵轴，即|(T倾斜/T正面)－1|越接近“0”，表示倾斜看液晶面板时的显示特性越接近从正面看时的显示特性，当该值为0.1以下时，观察方向的不同所致的显示的变化无法用眼睛辨认，判断为已达到产品级别。
图93～95中均可以知道，在保护层5的厚度方向的光程差的全部区域(0nm以上、56nm以下)中，第二偏振片6的透射轴6t与各光取向膜11、13的异常光折射率轴11ne、13ne即液晶分子的初始取向方向12a为垂直关系时比平行关系时，视角更好。因此，如同本实施例，在液晶层具有正的介电常数各向异性，且仅背光源侧分别存在满足nx＝ny≥nz的关系的保护层的IPS模式中，能够通过将背光源侧的第二偏振片设置成使其透射轴与液晶分子的初始取向方向垂直，来提供视角在使用自组织型的光取向膜时也依然良好的液晶显示面板。
(实施例16)
基本结构：IPS模式、光取向膜、负性液晶、在观察者侧和背光源侧分别有满足nx＝ny≥nz的关系的保护层(厚度方向的光程差为0nm～56nm)。
图96是实施例16的液晶显示装置的立体示意图。图97是实施例10的液晶显示装置中所包含的液晶面板的截面示意图。
本实施例除了以下几点外均与实施例5相同。
如图96所示，为了限定各保护层3、5的厚度方向的光程差的范围，针对各保护层3、5，通过使其厚度d在0μm～80μm的范围内变化，而使其厚度方向的光程差在0nm～56nm的范围内改变。保护层3和5的厚度方向的光程差设为彼此相同的值。各保护层3、5的厚度为0μm时，在光学上与配置光学上各向同性的保护层来替代各保护层5、7的情况等效。如图97所示，光取向膜11和13的面内的光程差设为5nm、10nm或20nm。另外，将光取向膜11和13的面内的光程差设为彼此相同的值，将光取向膜11和13的厚度方向的光程差设为0nm。液晶层12采用的液晶的极性为负性，针对液晶层12，将其折射率各向异性△n设为0.101，介电常数各向异性△ε设为－3.7。本实施例设想在观察者侧设置满足nx＝ny≥nz的关系的第一保护层，在背光源侧设置满足nx＝ny≥nz的关系的第二保护层的实施方式1。
另外，因为本实施例中采用负性液晶，本实施例的从z轴方向看时的各层的光学轴的配置与采用负性液晶的FFS模式的实施例6的情况一样，是图35(a)和(b)所示的两种配置。
在本实施例的结构中，与实施例1一样，对液晶面板的正面方向(极角：0°)和液晶面板的三个倾斜方向(极角：40°/方位角：30°、45°、60°)的灰度等级－标准化透射率进行计算。图98～100表示实施例16中横轴取第一和第二保护层的厚度方向的光程差，纵轴取|(T倾斜/T正面)－1|时的曲线图，图98、99和100分别表示第一和第二取向膜的面内的光程差为5nm、10nm和20nm的情况。倾斜方向存在方位角为30°、45°和60°这三个条件，倾斜方向的标准化折射率也存在三个，但|(T倾斜/T正面)－1|表示三个标准化透射率中赋予最大的|(T倾斜/T正面)－1|的标准化透射率。在图98～100中，纵轴，即|(T倾斜/T正面)－1|越接近“0”，表示倾斜看液晶面板时的显示特性越接近从正面看时的显示特性，当该值为0.1以下时，观察方向的不同所致的显示的变化无法用眼睛辨认，判断为已达到产品级别。
图98～100中均可以知道，在保护层3和5的厚度方向的光程差小的区域中，第二偏振片6的透射轴6t与各光取向膜11、13的异常光折射率轴11ne、13ne即液晶分子的初始取向方向12a为垂直关系时比平行关系时，视角更好，但是当保护层3和5的厚度方向的光程差达到某一值以上时，第二偏振片6的透射轴6t与液晶分子的初始取向方向12a平行时与垂直时相比，视角更好。
从图98～图100中读取视角良好的第二偏振片6的透射轴6t和液晶分子的初始取向方向12a的关系调换的方面的第一和第二保护层3和5的厚度方向的光程差，纵轴取该值，横轴取此时的第一和第二光取向膜11和13的面内的光程差，在曲线图上描绘。图101表示该曲线图。
图101中，当将各保护层3、5的厚度方向的光程差设为R1，将各光取向膜11、13的面内的光程差设为R2时，得知，能够用R1＝0.107R22－4.4R2+72.0这一条曲线来近似视角变好的第二偏振片6的透射轴6t与液晶分子的初始取向方向12a的关系调换的边界。因此，如同本实施例，在液晶层具有负的介电常数各向异性，且在观察者侧和背光源侧分别存在满足nx＝ny≥nz的关系的保护层的IPS模式中，能够通过以下的光学设计，来提供视角在使用自组织型的光取向膜时也依然良好的液晶显示面板。
i)满足R1≤0.107R22－4.4R2+72.0时，将背光源侧的第二偏振片设置成使其透射轴与液晶分子的初始取向方向垂直。
ii)满足R1≥0.107R22－4.4R2+72.0时，将背光源侧的第二偏振片设置成使其透射轴与液晶分子的初始取向方向平行。
(实施例17)
基本结构：IPS模式、光取向膜、负性液晶、仅在观察者侧有满足nx＝ny≥nz的关系的保护层(厚度方向的光程差为0nm～56nm)。
图102是实施例17的液晶显示装置的立体示意图。图103是实施例17的液晶显示装置中所包含的液晶面板的截面示意图。图104(a)和(b)是表示从z轴方向看时的实施例17的液晶显示装置的各层的光学轴的配置(轴向)的示意图。
本实施例除了以下几点外均与实施例5相同。
如图102所示，仅在观察者侧的第一基板10与第一偏振片2之间设置保护层3。即从实施例5的结构中，除去背光源7侧的第二基板14与第二偏振片6之间的第二保护层5。为了限定保护层3的厚度方向的光程差的范围，针对各保护层3，通过使其厚度d在0μm～80μm的范围内变化，而使其厚度方向的光程差在0nm～56nm的范围内改变。保护层3的厚度方向的光程差设为彼此相同的值。保护层3的厚度为0μm时，在光学上与配置光学上各向同性的保护层来替代保护层3的情况等效。如图103所示，光取向膜11和13的面内的光程差设为5nm、10nm或20nm。另外，将光取向膜11和13的面内的光程差设为彼此相同的值，将光取向膜11和13的厚度方向的光程差设为0nm。液晶层12采用的液晶的极性为负性，针对液晶层12，将其折射率各向异性△n设为0.101，介电常数各向异性△ε设为－3.7。本实施例的结构在光学上与在本实施例中背光源7侧的第二基板14与第二偏振片6之间设置在光学上各向同性的第二保护层的结构等效。像这样本实施例设想在观察者侧设置满足nx＝ny≥nz的关系的第一保护层，在背光源侧设置在光学上各向同性的第二保护层的实施方式2。
另外，因为本实施例中采用负性液晶，本实施例的从z轴方向看时的各层的光学轴的配置除了第二基板与第二偏振片之间没有第二保护层以外均与采用负性液晶的FFS模式的实施例6的情况一样，是图104(a)和(b)所示的两种配置。
在本实施例的结构中，与实施例1一样，对液晶面板的正面方向(极角：0°)和液晶面板的三个倾斜方向(极角：40°/方位角：30°、45°、60°)的灰度等级－标准化透射率进行计算。图105～107表示实施例8中横轴取第一和第二保护层的厚度方向的光程差，纵轴取|(T倾斜/T正面)－1|时的曲线图，图105、106和107分别表示第一和第二取向膜的面内的光程差为5nm、10nm和20nm的情况。倾斜方向存在方位角为30°、45°和60°这三个条件，倾斜方向的标准化折射率也存在三个，但|(T倾斜/T正面)－1|表示三个标准化透射率中赋予最大的|(T倾斜/T正面)－1|的标准化透射率。在图105～107中，纵轴，即|(T倾斜/T正面)－1|越接近“0”，表示倾斜看液晶面板时的显示特性越接近从正面看时的显示特性，当该值为0.1以下时，观察方向的不同所致的显示的变化无法用眼睛辨认，判断为已达到产品级别。
图105～107中均可以知道，通过计算确认的保护层5的厚度方向的光程差的全部区域(0nm以上、56nm以下)中，第二偏振片6的透射轴6t与各光取向膜11、13的异常光折射率轴11ne、13ne即液晶分子的初始取向方向12a为垂直关系时比平行关系时，视角更好。因此，如同本实施例，在液晶层具有负的介电常数各向异性，且仅在观察者侧存在满足nx＝ny≥nz的关系的保护层的IPS模式中，能够通过将背光源侧的第二偏振片设置成使其透射轴与液晶分子的初始取向方向垂直，来提供视角在使用自组织型的光取向膜时也依然良好的液晶显示面板。
(实施例18)
基本结构：IPS模式、光取向膜、负性液晶、仅在背光源侧有满足nx＝ny≥nz的关系的保护层(厚度方向的光程差为0nm～56nm)。
图108是实施例18的液晶显示装置的立体示意图。图109是实施例18的液晶显示装置中所包含的液晶面板的截面示意图。图110(a)和(b)是表示从z轴方向看时的实施例18的液晶显示装置的各层的光学轴的配置(轴向)的示意图。
本实施例除了以下几点外均与实施例5相同。
如图108所示，仅在背光源7侧的第二基板14与第二偏振片6之间设置保护层5。即从实施例4的结构中，除去观察者侧的第一基板10与第一偏振片2之间的第一保护层3。为了限定保护层5的厚度方向的光程差的范围，针对各保护层5，通过使其厚度d在0μm～80μm的范围内变化，而使其厚度方向的光程差在0nm～56nm的范围内改变。保护层5的厚度方向的光程差设为彼此相同的值。保护层5的厚度为0μm时，在光学上与配置光学上各向同性的保护层来替代保护层5的情况等效。如图109所示，光取向膜11和13的面内的光程差设为5nm、10nm或20nm。另外，将光取向膜11和13的面内的光程差设为彼此相同的值，将光取向膜11和13的厚度方向的光程差设为0nm。液晶层12采用的液晶的极性为负性，针对液晶层12，将其折射率各向异性△n设为0.101，介电常数各向异性△ε设为－3.7。本实施例的结构在光学上与在本实施例中观察者侧的第一基板10与第一偏振片2之间设置在光学上各向同性的第一保护层的结构等效。像这样本实施例设想在观察者侧设置在光学上各向同性的第一保护层，在背光源侧设置满足nx＝ny≥nz的关系的第二保护层的实施方式3。
另外，因为本实施例中采用负性液晶，本实施例的从z轴方向看时的各层的光学轴的配置除了第一基板与第一偏振片之间没有第一保护层以外均与采用负性液晶的FFS模式的实施例6的情况一样，是图110(a)和(b)所示的两种配置。
在本实施例的结构中，与实施例1一样，对液晶面板的正面方向(极角：0°)和液晶面板的三个倾斜方向(极角：40°/方位角：30°、45°、60°)的灰度等级－标准化透射率进行计算。图111～113表示实施例18中横轴取第一和第二保护层的厚度方向的光程差，纵轴取|(T倾斜/T正面)－1|时的曲线图，图111、112和113分别表示第一和第二取向膜的面内的光程差为5nm、10nm和20nm的情况。倾斜方向存在方位角为30°、45°和60°这三个条件，倾斜方向的标准化折射率也存在三个，但|(T倾斜/T正面)－1|表示三个标准化透射率中赋予最大的|(T倾斜/T正面)－1|的标准化透射率。在图111～113中，纵轴，即|(T倾斜/T正面)－1|越接近“0”，表示倾斜看液晶面板时的显示特性越接近从正面看时的显示特性，当该值为0.1以下时，观察方向的不同所致的显示的变化无法用眼睛辨认，判断为已达到产品级别。
图111～113中均可以知道，在保护层5的厚度方向的光程差的全部区域(0nm以上、56nm以下)中，第二偏振片6的透射轴6t与各光取向膜11、13的异常光折射率轴11ne、13ne即液晶分子的初始取向方向12a为垂直关系时比平行关系时，视角更好。因此，如同本实施例，在液晶层具有负的介电常数各向异性，且仅背光源侧分别存在满足nx＝ny≥nz的关系的保护层的IPS模式中，能够通过将背光源侧的第二偏振片设置成使其透射轴与液晶分子的初始取向方向垂直，来提供视角在使用自组织型的光取向膜时也依然良好的液晶显示面板。
附图标记说明
1A、1B、1C：液晶显示装置
2：第一偏振片
2t：第一偏振片的透射轴
3、3a、3b、3c：第一保护层
4：液晶面板
5、5a、5b、5c：第二保护层
6：第二偏振片
6t：第二偏振片的透射轴
7：背光源
10：第一基板(相对基板)
11：第一光取向膜
11ne：第一光取向膜的异常光折射率轴
12：液晶层
12a：液晶分子的初始取向方向
12g：液晶层的厚度
13：第二光取向膜
13ne：第二光取向膜的异常光折射率轴
14：第二基板(阵列基板)
20、40：绝缘基板
21：平面状的电极
22：电极狭缝
23：形成有电极狭缝的电极
24：线状部分
25：层间绝缘膜
26、35：电场
27：电极长边方向
31：信号电极(像素电极)
32：相对电极(共用电极)
33：干部
34：枝部(梳齿)。
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