液晶显示装置的制作方法

文档序号:17302233发布日期:2019-04-03 05:10阅读:162来源:国知局
液晶显示装置的制作方法

本发明涉及一种液晶显示装置。更详细而言,涉及一种一个像素区域被分割为多个分域(取向区域)的液晶显示装置。



背景技术:

液晶显示装置是利用液晶层(液晶分子)来显示图像的显示装置。液晶显示装置的代表性显示方式是从背光源对在一对基板之间设置有液晶层的液晶显示面板照射光,并对液晶层施加电压而使液晶分子的取向发生变化,由此,对透过液晶显示面板的光的量进行控制。

此种液晶显示装置具有薄型、轻量及耗电低的特点,因此,被利用于智能手机、平板个人计算机(personalcomputer,pc)、汽车导航等用途。这些用途例如需要提升视角特性,已研究出了如下取向分割技术,该取向分割技术是指将一个像素区域分割为多个分域(取向区域),使液晶分子在每个分域中,向不同的方位取向(例如参照专利文献1及非专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

[专利文献1]国际专利公开第2012/108311号

非专利文献

[非专利文献1]山田等(y.yamada,etal),“垂直光取向lcd中的透射率对于预倾斜角的依赖性的研究(investigationoftransmittancedependenceuponpre-tiltangleinphotoalignedverticallcds)”,sid2017digest,2017,pp.708-711



技术实现要素:

本发明所要解决的技术问题

但是,在利用取向分割技术的情况下,有时会在液晶分子的倾斜方位(取向方位)彼此不同的分域之间的边界处产生暗线,导致透射率(对比度)下降。

图14是表示使用了取向分割技术的现有的液晶显示装置的像素区域中的液晶分子的倾斜方位的一例的平面示意图。如图14所示,当向液晶层施加电压时,像素区域40被分割为液晶分子31的倾斜方位彼此不同的四个分域。此处,在液晶显示装置中,在液晶显示面板的两侧配置有一对偏振光板,一块偏振光板的吸收轴的方位对应于x轴方向,另一块偏振光板的吸收轴的方位对应于y轴方向的情况下(即,在以正交偏振光方式配置有一对偏振光板的情况下),液晶分子31的倾斜方位在四个分域之间的边界处,与x轴方向或y轴方向平行。由此,在与四个分域之间的边界重叠的区域中,透过一块偏振光板的直线偏振光在经过液晶层后,无法透过另一块偏振光板,因此会看到暗线50,导致透射率下降。此处,若增加对像素区域40进行分割的分域的数量,则视角特性会进一步提升,但暗线50相对于像素区域40的面积比率增加,因此,会导致透射率进一步下降。

如上所述,针对现有的液晶显示装置,存在提升视角特性,并且提高透射率的问题。但是,尚未发现解决上述问题的方法。例如,所述专利文献1及所述非专利文献1所记载的发明在抑制如上所述的暗线的产生,并大幅提高透射率的方面有改善的余地。

本发明是鉴于所述现状而成的发明,其目的在于提供视角特性优异且透射率高的液晶显示装置。

解决问题的方法

本发明人等对视角特性优异且透射率高的液晶显示装置进行了各种研究后,发现只要在与分域之间的边界重叠的区域中,利用具有特定的面内相位差的相位差层,就会抑制暗线的产生。由此,想到能够彻底解决所述问题,并实现了本发明。

即,本发明的一方式也可以是如下液晶显示装置,其依次包括第一偏振光板、第一基板、第一垂直取向膜、含有液晶分子的液晶层、第二垂直取向膜、第二基板以及第二偏振光板,在像素区域中,所述液晶分子在未向所述液晶层施加电压时,相对于所述第一垂直取向膜及所述第二垂直取向膜的表面向垂直方向取向,且在向所述液晶层施加电压时,在倾斜方位彼此不同的至少四个分域中进行分割取向,在所述第一偏振光板与所述液晶层之间,配置含有第一聚合性液晶化合物的固化物的第一相位差层,在所述第二偏振光板与所述液晶层之间,配置含有第二聚合性液晶化合物的固化物的第二相位差层,所述第一相位差层包含面内相位差彼此不同的第一区域及第二区域,所述第二相位差层包含面内相位差彼此不同的第三区域及第四区域,所述第一区域及所述第三区域在俯视时,与所述至少四个分域之间的边界重叠,且面内相位差为0.109μm~0.165μm,所述第一区域的面内迟相轴与所述第三区域的面内迟相轴正交,所述第一偏振光板的吸收轴与所述第一区域的面内迟相轴所成的角度为大致45°,所述第二偏振光板的吸收轴与所述第三区域的面内迟相轴所成的角度为大致45°,所述第一偏振光板的吸收轴与所述第二偏振光板的吸收轴正交。

所述第一相位差层也可配置在所述第一基板与所述第一垂直取向膜之间。

也可在所述第一基板与所述第一相位差层之间配置第一水平取向膜。

所述第二相位差层也可配置在所述第二基板与所述第二垂直取向膜之间。

也可在所述第二基板与所述第二相位差层之间配置第二水平取向膜。

所述第二区域及所述第四区域也可不具有面内相位差。

所述至少四个分域也可由配置为2行2列的矩阵状的四个分域构成,所述第一区域及所述第三区域在俯视时呈十字状。

若将所述第一偏振光板的吸收轴的方位设为0°而定义以逆时针旋转为正的方位,则所述四个分域也可由所述倾斜方位为大致45°的分域、所述倾斜方位为大致135°的分域、所述倾斜方位为大致225°的分域及所述倾斜方位为大致315°的分域构成。

发明效果

根据本发明,能够提供视角特性优异且透射率高的液晶显示装置。

附图说明

图1是表示实施方式的液晶显示装置的剖面示意图。

图2是表示实施方式的液晶显示装置的像素区域(施加电压时)的俯视示意图。

图3是表示比较例4的液晶显示装置的剖面示意图。

图4是表示比较例5的液晶显示装置的剖面示意图。

图5是表示实施例2的液晶显示装置的透射率特性的模拟结果的曲线图。

图6是表示比较例4的液晶显示装置的透射率特性的模拟结果的曲线图。

图7是表示比较例5的液晶显示装置的透射率特性的模拟结果的曲线图。

图8是表示实施例1~实施例3及比较例1~比较例5的液晶显示装置的法线方向的相对透射率比的曲线图。

图9是表示实施例1~实施例3及比较例1~比较例5的液晶显示装置的视角特性的曲线图。

图10是表示研究例1、研究例16的液晶显示装置的视角特性的曲线图。

图11是表示研究例3、研究例13的液晶显示装置的视角特性的曲线图。

图12是表示研究例4、研究例9的液晶显示装置的视角特性的曲线图。

图13是表示研究例5、研究例10、研究例15、研究例20的液晶显示装置的视角特性的曲线图。

图14是表示使用了取向分割技术的现有的液晶显示装置的像素区域中的液晶分子的倾斜方位的一例的平面示意图。

具体实施方式

以下,列举实施方式,并参照附图来更详细地说明本发明,但本发明并非仅限定于该实施方式。另外,实施方式的各结构可在不脱离本发明宗旨的范围内适当组合,也可变更。

在本说明书中,“x~y”是指“x以上、y以下”。

[实施方式]

以下,参照图1、图2对实施方式的液晶显示装置进行说明。图1是表示实施方式的液晶显示装置的剖面示意图。图2是表示实施方式的液晶显示装置的像素区域(施加电压时)的俯视示意图。

如图1所示,液晶显示装置1依次包括第一偏振光板2、第一基板3、第一相位差层4、第一垂直取向膜5、液晶层6、第二垂直取向膜7、第二相位差层8、第二基板9及第二偏振光板10。

在像素区域中,液晶层6中的液晶分子31在未向液晶层6施加电压时(在向液晶层6施加的电压未达到阈值电压的情况下),相对于第一垂直取向膜5及第二垂直取向膜7的表面向垂直方向取向。此处,所谓液晶分子31相对于第一垂直取向膜5及第二垂直取向膜7的表面向垂直方向取向,是指液晶分子31的预倾斜角相对于第一垂直取向膜5及第二垂直取向膜7的表面成86°~90°,优选成87°~89°,更优选成87.5°~89°。液晶分子31的预倾斜角是指在未向液晶层6施加电压时,液晶分子31的长轴相对于第一垂直取向膜5及第二垂直取向膜7的表面倾斜的角度。再者,液晶分子31的预倾斜角有时会影响对比度、交流电(alternatingcurrent,ac)残像、液晶分子31的取向性等。若液晶分子31的预倾斜角为86°以上,则对比度会充分提高。若液晶分子31的预倾斜角为87.5°以上,则ac残像会充分受到抑制。若液晶分子31的预倾斜角为89°以下,则液晶分子31的取向性会充分变得稳定(液晶分子31的方位角偏移会充分受到抑制)。根据本实施方式,即使不减小液晶分子31的预倾斜角,也能够实现透射率高的液晶显示装置1。

在像素区域中,液晶层6中的液晶分子31在向液晶层6施加电压时(在向液晶层6施加的电压为阈值电压以上的情况下),在倾斜方位彼此不同的至少四个分域中进行分割取向。图2中例示了液晶分子31在配置为2行2列的矩阵状的四个分域中进行分割取向的状态。在本说明书中,“像素区域”是指最小的显示单位区域,例如是指与单一的彩色滤光片层(红色、绿色、蓝色等的各彩色滤光片层)重叠的区域、与单一的像素电极重叠的区域等。另外,液晶分子31的倾斜方位是指将液晶分子31投影至第一垂直取向膜5或第二垂直取向膜7的表面时的朝向(方位),不考虑从第一垂直取向膜5或第二垂直取向膜7的表面的法线方向算起的倾斜角(极角)。在图2中,为了便于理解液晶分子31的倾斜方位,利用圆锥体来图示液晶分子31,圆锥体的底面表示第一基板3侧,圆锥体的顶点表示第二基板9侧。再者,图2中图示了着眼于液晶显示装置1中的施加电压时的液晶分子31、第一相位差层4及第二相位差层8的状态。另外,在图2中,x轴方向对应于第一偏振光板2的吸收轴的方位,y轴方向对应于第二偏振光板10的吸收轴的方位。

<第一偏振光板及第二偏振光板>

第一偏振光板2及第二偏振光板10例如可列举使碘络合物(或染料)等各向异性材料染色及吸附于聚乙烯醇(polyvinylalcohol,pva)膜后,使其延伸取向而成的偏振光板等。在本说明书中,“偏振光板”是指直线偏振光板(吸收型偏振光板),与圆偏振光板有所区别。

第一偏振光板2的吸收轴与第二偏振光板10的吸收轴正交。由此,第一偏振光板2及第二偏振光板10以正交偏振光的方式配置,因此,在未向液晶层6施加电压时,可进行黑色显示,在向液晶层6施加电压时,可进行灰阶显示(中间调显示、白色显示等)。在本说明书中,所谓两条轴(方向)正交,是指两者所成的角度为89°~91°,优选是指89.5°~90.5°。

<第一基板>

第一基板3例如可列举玻璃基板、塑料基板等透明基板。也可在透明基板的液晶层6侧配置彩色滤光片层、黑色矩阵、共用电极等部件。这些部件(例如彩色滤光片层)可配置在第一基板3与第一相位差层4之间,也可配置在第一相位差层4与第一垂直取向膜5之间。黑色矩阵也可以对彩色滤光片层进行划分的方式而配置为格子状。共用电极也可以覆盖彩色滤光片层及黑色矩阵的方式而配置为面状。

彩色滤光片层的材料例如可列举颜料分散型的彩色光阻等。彩色滤光片层的颜色的组合并无特别限定,例如可列举红色、绿色及蓝色的组合、红色、绿色、蓝色及黄色的组合等。

黑色矩阵的材料例如可列举黑色的光阻等。

共用电极的材料例如可列举铟锡氧化物(indiumtinoxide,ito)、铟锌氧化物(indiumzincoxide,izo)等透明导电材料。

<第二基板>

第二基板9例如可列举玻璃基板、塑料基板等透明基板。也可在透明基板的液晶层6侧配置栅极线、源极线、薄膜晶体管元件、像素电极等。这些部件可配置在第二基板9与第二相位差层8之间,也可配置在第二相位差层8与第二垂直取向膜7之间。栅极线及源极线也可彼此正交地配置。薄膜晶体管元件也可配置在栅极线与源极线的交点附近。像素电极也可呈矩阵状地配置于由栅极线及源极线划分的区域。

栅极线及源极线的材料例如可列举铝、铜、钛、钼、铬等金属材料。

构成薄膜晶体管元件的半导体层(沟道层)的材料例如可列举非晶硅、多晶硅、氧化物半导体等。其中,根据耗电低及高速驱动的观点,优选氧化物半导体。因为氧化物半导体的断开漏电流(薄膜晶体管元件处于断开状态时的漏电流)少,所以可实现低耗电,因为导通电流(薄膜晶体管元件处于导通状态时的电流)多,所以可实现高速驱动。氧化物半导体例如可列举由铟、镓、锌及氧构成的化合物、由铟、锡、锌及氧构成的化合物等。

像素电极的材料例如可列举铟锡氧化物(ito)、铟锌氧化物(izo)等透明导电材料。

对于如上所述的结构,在对共用电极与像素电极之间施加电压后,液晶层6中会产生纵向电场,因此,能够有效地使液晶分子31的取向发生变化。

<第一相位差层及第二相位差层>

第一相位差层4含有第一聚合性液晶化合物的固化物。第二相位差层8含有第二聚合性液晶化合物的固化物。

第一聚合性液晶化合物及第二聚合性液晶化合物是含有聚合性官能基的液晶化合物,例如优选由日本专利第5888480号公报所记载的下述化学式(1)表示。

p1-(sp1)m1-mg-r1(1)

在所述化学式(1)中,p1表示聚合性官能基。sp1表示碳数为0~18的亚烷基。sp1中的亚烷基也可由一个以上的卤素原子、cn或具有聚合性官能基的碳数为1~8的烷基取代。sp1中的亚烷基中存在的一个ch2基或不邻接的两个以上的ch2基也可各自相互独立,并以氧原子不相互直接键结的形式,由-o-、-s-、-nh-、-n(ch3)-、-co-、-coo-、-oco-、-ocoo-、-sco-、-cos-或-c≡c-取代。m1表示0或1。

在所述化学式(1)中,r1表示氢原子、卤素原子、氰基、碳数为1~18的烷基或下述化学式(1-1)。

-(sp1a)ma-p1a(1-1)

(所述化学式(1-1)中,sp1a表示与所述sp1相同的含义。ma表示0或1。p1a表示聚合性官能基。)

r1中的烷基也可由一个以上的卤素原子或cn取代。r1中的烷基中存在的一个ch2基或不邻接的两个以上的ch2基也可各自相互独立,并以氧原子不相互直接键结的形式,由-o-、-s-、-nh-、-n(ch3)-、-co-、-coo-、-oco-、-ocoo-、-sco-、-cos-或-c≡c-取代。

在所述化学式(1)中,mg表示介晶基或介晶性支撑基。mg中的介晶基或介晶性支撑基由下述化学式(1-2)表示。

-z0-(a1-z1)n-(a2-z2)j-(a3-z3)k-a4-z4-a5-z5-(1-2)

在所述化学式(1-2)中,a1、a2、a3、a4及a5各自独立地表示1,4-亚苯基、1,4-亚环己基、1,4-环己烯基、四氢吡喃-2,5-二基、1,3-二氧杂环己烷-2,5-二基、四氢噻喃-2,5-二基、1,4-双环(2,2,2)辛烯基、萘烷-2,6-二基、吡啶-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、吡嗪-2,5-二基、噻吩-2,5-二基、1,2,3,4-四氢化萘-2,6-二基、2,6-伸萘基、菲-2,7-二基、9,10-二氢菲-2,7-二基、1,2,3,4,4a,9,10a-八氢菲-2,7-二基、1,4-伸萘基、苯并[1,2-b:4,5-b']二噻吩-2,6-二基、苯并[1,2-b:4,5-b']二硒吩-2,6-二基、[1]苯并噻吩并[3,2-b]噻吩-2,7-二基、[1]苯并硒吩[3,2-b]硒吩-2,7-二基或芴-2,7-二基。a1、a2、a3、a4及a5也可各自独立地具有一个以上的f、cl、cf3、ocf3、cn基、碳数为1~8的烷基、烷氧基、烷酰基、烷酰基氧基、碳数为2~8的烯基、烯氧基、烯酰基、烯酰氧基或由下述化学式(1-3)表示的一个以上的取代基作为取代基。

-(a)n1-(sp1c)mc-pc(1-3)

(在所述化学式(1-3)中,a表示-o-、-coo-、-oco-、-och2-、-ch2o-、-ch2ch2oco-、-cooch2ch2-、-ococh2ch2-或直接键结。n1表示0或1。sp1c表示与所述sp1相同的含义。mc表示0或1。pc表示聚合性官能基。)

在所述化学式(1-2)中,z0、z1、z2、z3、z4及z5各自独立地表示-coo-、-oco-、-ch2ch2-、-och2-、-ch2o-、-ch=ch-、-c≡c-、-ch=chcoo-、-ococh=ch-、-ch2ch2coo-、-ch2ch2oco-、-cooch2ch2-、-ococh2ch2-、-conh-、-nhco-、也可不含有卤素原子的碳数为2~10的烷基或直接键结。n、j及k各自独立地表示0或1,且满足0≦n+j+k≦3。

第一相位差层4配置在第一偏振光板2与液晶层6之间,根据实现内嵌化的观点,优选如图1所示,配置在第一基板3与第一垂直取向膜5之间。第二相位差层8配置在第二偏振光板10与液晶层6之间,根据实现内嵌化的观点,优选如图1所示,配置在第二基板9与第二垂直取向膜7之间。即,更优选第一相位差层4配置在第一基板3与第一垂直取向膜5之间,且第二相位差层8配置在第二基板9与第二垂直取向膜7之间。

如图2所示,第一相位差层4包含面内相位差彼此不同的第一区域ar1及第二区域ar2。第二相位差层8包含面内相位差彼此不同的第三区域ar3及第四区域ar4。

第一区域ar1及第三区域ar3在俯视时,与四个分域之间的边界(图2中的虚线部分)重叠,且配置为十字状。第一区域ar1及第三区域ar3的形状也可在俯视时不一致,但优选如图2所示一致。

第一区域ar1及第三区域ar3的面内相位差为0.109μm~0.165μm,优选为0.124μm~0.138μm。例如,在相对于波长0.55μm的光,所述面内相位差为0.1375μm的情况下,第一相位差层4在第一区域ar1中,作为λ/4相位差层而发挥功能,第二相位差层8在第三区域ar3中,作为λ/4相位差层而发挥功能。在所述面内相位差小于0.109μm的情况下,与现有的直线偏振光模式的液晶显示装置(例如后述的比较例4的液晶显示装置)相比,视角特性大幅下降。在所述面内相位差大于0.165μm的情况下,与现有的直线偏振光模式的液晶显示装置(例如后述的比较例4的液晶显示装置)相比,透射率大幅下降。第一区域ar1及第三区域ar3的面内相位差也可在所述范围内彼此不同,但优选相同。

在本说明书中,若将相位差层(相位差板)的面内方向的主折射率定义为nx及ny,将厚度方向的主折射率定义为nz,将厚度定义为d,则面内相位差re及厚度方向相位差rth由下述式(a)及式(b)表示。

re=|nx-ny|×d(a)

rth=|(nx+ny)/2-nz|×d(b)

另外,与nx及ny中的较大的一者对应的方向的轴是指面内迟相轴,与较小的一者对应的方向的轴是指面内进相轴。再者,只要无特别限制,主折射率是指相对于波长0.55μm的光的值。

第一相位差层4中的第一聚合性液晶化合物的固化物在第一区域ar1中,以表现所述面内相位差的方式,向规定的方向,优选向第一相位差层4的面内方向取向。此处,所谓第一聚合性液晶化合物的固化物向第一相位差层4的面内方向取向,是指在剖面观察时,第一聚合性液晶化合物的固化物的长轴相对于第一相位差层4的表面倾斜的角度为0°~0.5°。第一聚合性液晶化合物的固化物也可在俯视时,例如向与第一偏振光板2的吸收轴成45°的角度的方向取向。

第二相位差层8中的第二聚合性液晶化合物的固化物在第三区域ar3中,以表现所述面内相位差的方式,向规定的方向,优选向第二相位差层8的面内方向取向。此处,所谓第二聚合性液晶化合物的固化物向第二相位差层8的面内方向取向,是指在剖面观察时,第二聚合性液晶化合物的固化物的长轴相对于第二相位差层8的表面倾斜的角度为0°~0.5°。第二聚合性液晶化合物的固化物也可在俯视时,例如向与第二偏振光板10的吸收轴成45°的角度的方向取向。

第一相位差层4中的第一聚合性液晶化合物的固化物在第一区域ar1中所具有的取向性例如有效地由如图1所示的第一水平取向膜21赋予。即,优选在第一基板3与第一相位差层4之间配置有第一水平取向膜21。另外,第二相位差层8中的第二聚合性液晶化合物的固化物在第三区域ar3中所具有的取向性例如有效地由如图1所示的第二水平取向膜22赋予。即,优选在第二基板9与第二相位差层8之间配置有第二水平取向膜22。根据以上内容,更优选在第一基板3与第一相位差层4之间配置有第一水平取向膜21,且在第二基板9与第二相位差层8之间配置有第二水平取向膜22。

优选在第一水平取向膜21的表面中的至少与第一区域ar1重叠的区域实施光取向处理、摩擦处理等取向处理。由此,在第一区域ar1中,能够有效地使第一聚合性液晶化合物的固化物向第一相位差层4的面内方向取向。另外,优选对第二水平取向膜22的表面中的至少与第三区域ar3重叠的区域实施了光取向处理、摩擦处理等取向处理。由此,在第三区域ar3中,能够有效地使第二聚合性液晶化合物的固化物向第二相位差层8的面内方向取向。

第一水平取向膜21及第二水平取向膜22也可以是由选自包含聚酰亚胺、聚酰胺酸、聚马来酰亚胺、聚酰胺、聚硅氧烷、聚磷腈、聚倍半硅氧烷及这些化合物的共聚物的群的至少一种化合物构成的膜(也可以是单层膜及层叠膜中的任一种膜)、或斜向蒸镀有硅氧化物的膜。也可在第一水平取向膜21及第二水平取向膜22的表面实施摩擦处理等取向处理。

第一水平取向膜21及第二水平取向膜22也可以是具有光反应性官能基的水平光取向膜。光反应性官能基是可通过照射紫外线、可见光等光的光取向处理而表现出取向限制力,即对第一聚合性液晶化合物的固化物及第二聚合性液晶化合物的固化物的取向进行控制的官能基。光反应性官能基例如产生光二聚化、光异构化、光弗里斯重排、光分解等光反应。进行光二聚化及光异构化的光反应性官能基例如可列举肉桂酸基、肉桂酰基、查尔酮基、香豆素基、二苯乙烯基等。进行光异构化的光反应性官能基例如可列举偶氮苯基等。进行光弗里斯重排的光反应性官能基例如可列举苯酚酯基等。进行光分解的光反应性官能基例如可列举1,2,3,4-环丁烷四羧酸-1,2:3,4-二酐(cbda)等包含环丁烷环的二酐等。

也可代替第一水平取向膜21及第二水平取向膜22,例如使用单向地设置有亚微米级的凹凸构造的部件作为对第一聚合性液晶化合物的固化物及第二聚合性液晶化合物的固化物赋予取向性的手段。

第一区域ar1的面内迟相轴与第三区域ar3的面内迟相轴正交。另外,第一偏振光板2的吸收轴与第一区域ar1的面内迟相轴所成的角度为大致45°。第二偏振光板10的吸收轴与第三区域ar3的面内迟相轴所成的角度为大致45°。在本说明书中,所谓两条轴(方向)所成的角度为大致45°,是指两者所成的角度为44°~46°,优选是指44.5°~45.5°。

在液晶显示装置1中,液晶分子31的倾斜方位在四个分域之间的边界处,与第一偏振光板2或第二偏振光板10的吸收轴的方位平行。此处,在本实施方式中,第一相位差层4的第一区域ar1与第二相位差层8的第三区域ar3是以在液晶层6的两侧,与四个分域之间的边界重叠的方式配置。因此,在与四个分域之间的边界重叠的区域中,例如透过第二偏振光板10的直线偏振光在射入至液晶层6之前,其椭圆率在第三区域ar3中发生变化,被转换为第一椭圆偏振光。接着,第一椭圆偏振光在透过液晶层6(四个分域之间的边界)后,其椭圆率在第一区域ar1中发生变化,被转换为第二椭圆偏振光。然后,第二椭圆偏振光到达第一偏振光板2,沿着与第一偏振光板2的透射轴平行的方位(与吸收轴正交的方位)振动的直线偏振光的成分透过第一偏振光板2。由此,在四个分域之间的边界处不会看到暗线,透射率提高。而且,因为不会看到暗线,所以获得了由取向分割技术产生的优异的视角特性,由与法线方向之间的透射率差引起的倾斜方向上的泛白现象也特别在从中间调显示到白色显示的范围内受到抑制。再者,在第一区域ar1及第三区域ar3作为λ/4相位差层而发挥功能的情况下,第一椭圆偏振光可被替换为圆偏振光,第二椭圆偏振光可被替换为沿着与第一偏振光板2的透射轴平行的方位(与吸收轴正交的方位)振动的直线偏振光。根据以上内容,通过本实施方式实现具有第一相位差层4及第二相位差层8且作为直线偏振光模式而发挥功能的液晶显示装置1。

例如当|nx-ny|=0.1375时,第一相位差层4及第二相位差层8的厚度在第一区域ar1及第三区域ar3中,分别为0.8μm~1.2μm。

第二区域ar2及第四区域ar4优选不具有面内相位差(呈光学各向同性(各向同性层))。由此,对于透过第二区域ar2及第四区域ar4的光,实现在光学上与使用了取向分割技术的现有的液晶显示装置等效的结构,因此,可获得优异的视角特性。此处,所谓第二区域ar2及第四区域ar4不具有面内相位差,是指面内相位差为0.01μm以下。

<第一垂直取向膜及第二垂直取向膜>

第一垂直取向膜5及第二垂直取向膜7具有使液晶层6中的液晶分子31向与表面垂直的方向取向的功能。第一垂直取向膜5及第二垂直取向膜7也可以是由选自包含聚酰亚胺、聚酰胺酸、聚马来酰亚胺、聚酰胺、聚硅氧烷、聚磷腈、聚倍半硅氧烷及这些化合物的共聚物的群的至少一种化合物构成的膜(也可以是单层膜及层叠膜中的任一种膜)、或斜向蒸镀有硅氧化物的膜。第一垂直取向膜5及第二垂直取向膜7还可以是具有光反应性官能基的垂直光取向膜。

<液晶层>

作为液晶层6的材料,例如可列举具有负介电常数各向异性(δε<0)的负性液晶材料。在本说明书中,液晶层的相位差是指由液晶层赋予的有效相位差的最大值,若将液晶层的折射率各向异性设为δn,将厚度设为d,则该液晶层的相位差由δn×d表示。只要无特别限制,液晶层的折射率各向异性是指相对于波长0.55μm的光的值。

若将第一偏振光板2的吸收轴的方位(图2中的x轴方向)设为0°而定义以逆时针旋转为正的方位,则如图2所示,四个分域优选由液晶分子31的倾斜方位为大致45°的分域、液晶分子31的倾斜方位为大致135°的分域、液晶分子31的倾斜方位为大致225°的分域及液晶分子31的倾斜方位为大致315°的分域构成。由此,透射率有效地提高。此处,所谓液晶分子31的倾斜方位为大致45°、大致135°、大致225°、大致315°,分别是指43°~47°、133°~137°、223°~227°、313°~317°,优选是指44°~46°、134°~136°、224°~226°、314°~316°。

在本实施方式中说明了如下结构,该结构如图1所示,分别配置有一个第一相位差层4及一个第二相位差层8,但可配置多个第一相位差层4,也可配置多个第二相位差层8。即,可配置至少一个第一相位差层4,也可配置至少一个第二相位差层8。在配置多个第一相位差层4的情况下,第一相位差层4也可不仅配置于如图1所示的位置,而且例如配置在第一偏振光板2与第一基板3之间。另外,在配置多个第二相位差层8的情况下,第二相位差层8也可不仅配置于如图1所示的位置,而且例如配置在第二偏振光板10与第二基板9之间。

在配置多个第一相位差层4的情况下,俯视时,多个第一区域ar1重叠。多个第一区域ar1的形状也可在俯视时不一致,但优选一致。另外,在配置多个第二相位差层8的情况下,俯视时,多个第三区域ar3重叠。多个第三区域ar3的形状也可在俯视时不一致,但优选一致。

在配置多个第一相位差层4的情况下,多个第一区域ar1的总计的面内相位差为0.109μm~0.165μm,优选为0.124μm~0.138μm。另外,在配置多个第二相位差层8的情况下,多个第三区域ar3的总计的面内相位差为0.109μm~0.165μm,优选为0.124μm~0.138μm。

在配置多个第一相位差层4的情况下,多个第一区域ar1的面内迟相轴为相同方位。另外,在配置多个第二相位差层8的情况下,多个第三区域ar3的面内迟相轴为相同方位。例如,在配置多个第一相位差层4,且配置多个第二相位差层8的情况下,多个第一区域ar1的面内迟相轴与多个第三区域ar3的面内迟相轴正交。另外,第一偏振光板2的吸收轴与多个第一区域ar1的面内迟相轴所成的角度为大致45°。第二偏振光板10的吸收轴与多个第三区域ar3的面内迟相轴所成的角度为大致45°。

在本实施方式中说明了如下状态,即,如图2所示,在向液晶层6施加电压时,液晶层6中的液晶分子31在四个分域中进行分割取向,但液晶分子31进行分割取向的分域的数量只要为至少四个,则并无特别限定。另外,在图2中,四个分域配置为2行2列的矩阵状,但这些分域的配置并无特别限定,例如也可配置为1行4列等的矩阵状。

液晶显示装置1还可具有第一相位差层4及第二相位差层8以外的相位差层。例如,如图1所示,也可在第一偏振光板2与第一基板3之间配置第一双轴性相位差板23,在第二偏振光板10与第二基板9之间配置第二双轴性相位差板24。第一双轴性相位差板23及第二双轴性相位差板24的主折射率的关系满足nx>ny>nz或nx<ny<nz。配置第一双轴性相位差板23及第二双轴性相位差板24的目的在于:优化(光学补偿)黑色显示时(未向液晶层6施加电压时)的倾斜方向上的偏振光状态的变化,结果是有助于抑制倾斜方向上的泛白现象。再者,在本实施方式中,第一双轴性相位差板23及第二双轴性相位差板24的面内相位差相同(不包含面内相位差不同的区域),且不相当于第一相位差层4及第二相位差层8。

液晶显示装置1还可在第二偏振光板10的处于第二基板9相反侧处具有背光源。在此情况下,液晶显示装置1成为透射型的液晶显示装置。背光源的方式并无特别限定,例如可列举边缘光源方式、直下型方式等。背光源的光源种类并无特别限定,例如可列举发光二极管(lightemittingdiode,led)、冷阴极管(coldcathodefluorescentlamp,ccfl)等。

液晶显示装置1除了具有所述部件之外,还可具有液晶显示装置的领域中所一般使用的部件,例如也可适当地具有带载封装(tapecarrierpackage,tcp)、印刷电路基板(printcircuitboard,pcb)等外部电路;边框(框架)等。

液晶显示装置1例如也可由以下的方法制造。

<第一水平取向膜及第二水平取向膜的形成>

将水平取向膜材料涂布在第一基板3及第二基板9的表面上。水平取向膜材料例如也可使用含有偶氮苯系聚合物的水平光取向膜材料。水平取向膜材料的涂布例如也可由旋涂机进行。此时,也可将旋涂机的转速例如设为1500rpm。

其次,对水平取向膜材料的涂膜依次进行预煅烧(例如以80℃煅烧1分钟)及主煅烧(例如以200℃煅烧1小时)。结果是第一水平取向膜21形成在第一基板3的表面上,第二水平取向膜22形成在第二基板9的表面上。第一水平取向膜21及第二水平取向膜22的厚度在主煅烧后,优选为85nm~115nm。

其次,对第一水平取向膜21的想要对之后形成的第一相位差层4中的第一聚合性液晶化合物的固化物赋予规定的取向性的区域进行取向处理。例如,在第一水平取向膜21为水平光取向膜的情况下,也可进行如下光取向处理,即,在利用遮光罩局部地对第一水平取向膜21进行了遮光的状态下,照射紫外线、可见光等光。结果是第一水平取向膜21中的从遮光罩露出的区域表现出规定的水平取向性(单轴取向性),由遮光罩覆盖的区域不会表现出水平取向性。第一水平取向膜21的接触遮光罩的区域只要是与之后形成的第一相位差层4的第二区域ar2重叠的区域即可。对于第一水平取向膜21的光照射例如也可以是由高压水银灯进行的紫外线照射。此时,照射的紫外线例如也可以是中心波长为365nm,照射量为1000mj/cm2的偏振紫外线。

另一方面,对第二水平取向膜22的想要对之后形成的第二相位差层8中的第二聚合性液晶化合物的固化物赋予规定的取向性的区域进行取向处理。例如,在第二水平取向膜22为水平光取向膜的情况下,也可进行如下光取向处理,即,在利用遮光罩局部地对第二水平取向膜22进行了遮光的状态下,照射紫外线、可见光等光。结果是第二水平取向膜22中的从遮光罩露出的区域表现出规定的水平取向性(单轴取向性),由遮光罩覆盖的区域不会表现出水平取向性。第二水平取向膜22的接触遮光罩的区域只要是与之后形成的第二相位差层8的第四区域ar4重叠的区域即可。对于第二水平取向膜22的光照射例如也可以是由高压水银灯进行的紫外线照射。此时,照射的紫外线例如也可以是中心波长为365nm,照射量为1000mj/cm2的偏振紫外线。

<第一相位差层及第二相位差层的形成>

对含有第一聚合性液晶化合物的第一聚合性液晶组成物、与含有第二聚合性液晶化合物的第二聚合性液晶组成物进行调制。第一聚合性液晶化合物及第二聚合性液晶化合物例如也可以是向列相-各向同性相转变温度为70℃,介电常数各向异性为5的液晶化合物。也可在第一聚合性液晶组成物及第二聚合性液晶组成物中添加丙二醇甲醚醋酸酯(propyleneglycolmonomethyletheracetate,pgmea)等有机溶剂。第一聚合性液晶组成物及第二聚合性液晶组成物的制备例如也可由具有搅拌叶片的搅拌装置进行。此时,也可将搅拌装置的搅拌速度设为500rpm,将搅拌时间设为1小时,将搅拌温度设为60℃。

其次,将第一聚合性液晶组成物涂布在第一水平取向膜21的表面上,将第二聚合性液晶组成物涂布在第二水平取向膜22的表面上。第一聚合性液晶组成物及第二聚合性液晶组成物的涂布例如也可由旋涂机进行。

其次,对第一聚合性液晶组成物及第二聚合性液晶组成物的涂膜照射紫外线、可见光等光。结果是因第一聚合性液晶化合物聚合,第一相位差层4形成在第一水平取向膜21的表面上,因第二聚合性液晶化合物聚合,第二相位差层8形成在第二水平取向膜22的表面上。

由于第一水平取向膜21的作用,在第一相位差层4中形成面内相位差彼此不同的第一区域ar1及第二区域ar2。例如,在对第一水平取向膜21进行如上所述的使用遮光罩的光取向处理的情况下,在第一区域ar1中,第一聚合性液晶化合物的固化物被赋予水平取向性(单轴取向性),另一方面,在第二区域ar2中,第一聚合性液晶化合物的固化物不会被赋予取向性而是呈现光学各向同性。结果是第一区域ar1具有规定的面内相位差,第二区域ar2不具有面内相位差。第一区域ar1的面内相位差由第一聚合性液晶化合物的固化物的折射率各向异性、与第一相位差层4的第一区域ar1的厚度之积决定。

另一方面,由于第二水平取向膜22的作用,在第二相位差层8中形成面内相位差彼此不同的第三区域ar3及第四区域ar4。例如,在对第二水平取向膜22进行如上所述的使用遮光罩的光取向处理的情况下,在第三区域ar3中,第二聚合性液晶化合物的固化物被赋予水平取向性(单轴取向性),另一方面,在第四区域ar4中,第二聚合性液晶化合物的固化物不会被赋予取向性而是呈现光学各向同性。结果是第三区域ar3具有规定的面内相位差,第四区域ar4不具有面内相位差。第三区域ar3的面内相位差由第二聚合性液晶化合物的固化物的折射率各向异性、与第二相位差层8的第三区域ar3的厚度之积决定。

<第一垂直取向膜及第二垂直取向膜的形成>

将垂直取向膜材料涂布在第一相位差层4及第二相位差层8的表面上。垂直取向膜材料例如也可使用以聚酰胺酸及可溶性聚酰亚胺作为主链而具有肉桂酸基的垂直光取向膜材料。垂直取向膜材料的涂布例如也可由旋涂机进行。此时,也可将旋涂机的转速例如设为2000rpm。

其次,对垂直取向膜材料的涂膜依次进行预煅烧(例如以80℃煅烧1分钟)及主煅烧(例如以200℃~230℃煅烧1小时)。结果是第一垂直取向膜5形成在第一相位差层4的表面上,第二垂直取向膜7形成在第二相位差层8的表面上。第一垂直取向膜5及第二垂直取向膜7的厚度在主煅烧后,优选为85nm~110nm。

其次,对第一垂直取向膜5及第二垂直取向膜7进行将像素区域分割为多个分域的取向分割处理。例如,在第一垂直取向膜5及第二垂直取向膜7为垂直光取向膜的情况下,也可一边改变遮光位置及光照射角度,一边反复多次地分别对第一垂直取向膜5及第二垂直取向膜7进行光取向处理,该光取向处理是利用遮光罩局部地进行遮光,并且照射紫外线、可见光等光的处理。在通过照射紫外线来进行光取向处理的情况下,照射的紫外线例如也可以是中心波长为313nm,照射量为50mj/cm2的偏振紫外线。

<液晶显示装置的完成>

最后,以包夹液晶层6的方式,经由密封材料贴合第一基板3与第二基板9。然后,通过配置第一偏振光板2、第二偏振光板10、第一双轴性相位差板23、第二双轴性相位差板24等,完成如图1所示的液晶显示装置1。此处,液晶层6中的液晶分子31在未向液晶层6施加电压时,相对于第一垂直取向膜5及第二垂直取向膜7的表面向垂直方向取向,且在向液晶层6施加电压时,在倾斜方位彼此不同的至少四个分域(图2中为四个分域)中进行分割取向。另外,第一相位差层4的第一区域ar1与第二相位差层8的第三区域ar3在俯视时,与至少四个分域之间的边界重叠。

[实施例及比较例]

以下,列举实施例及比较例,基于模拟结果来对液晶显示装置的透射率及视角特性进行说明。再者,本发明并不受这些例子限定。

在各例中,偏振光板的吸收轴的方位、相位差层(相位差板)的面内迟相轴的方位及液晶分子的倾斜方位表示将第一偏振光板的吸收轴的方位设为0°而将逆时针旋转定义为正的方位。

(实施例1)

采用参照图1、图2说明的实施方式的液晶显示装置作为实施例1的液晶显示装置。对于实施例1的液晶显示装置的各结构部件,以如下方式设定模拟用参数。另外,将像素区域的尺寸设定为62μm×62μm。再者,第一相位差层的第一区域及第二相位差层的第三区域的宽度相当于图2中的宽度w。

<第一偏振光板>

厚度:180μm

吸收轴的方位:0°

<第一双轴性相位差板>

厚度:56μm

nx:1.49122

ny:1.49024

nz:1.48854

re:0.05488μm

rth:0.12264μm

面内迟相轴的方位:90°

<第一相位差层>

(第一区域)

厚度:0.7971μm

宽度:10μm

nx:1.5000

ny:1.6375

nz:0

re:0.1096μm

面内迟相轴的方位:45°

(第二区域)

厚度:0.7971μm

re:0μm(各向同性层)

<液晶层>

厚度:3.0μm

δn:0.107

相位差:0.321μm

液晶分子的倾斜方位:45°、135°、225°、315°(四个分域)

<第二相位差层>

(第三区域)

厚度:0.7971μm

宽度:10μm

nx:1.5000

ny:1.6375

nz:0

re:0.1096μm

面内迟相轴的方位:-45°

(第四区域)

厚度:0.7971μm

re:0μm(各向同性层)

<第二双轴性相位差板>

厚度:56μm

nx:1.49122

ny:1.49024

nz:1.48854

re:0.05488μm

rth:0.12264μm

面内迟相轴的方位:0°

<第二偏振光板>

厚度:180μm

吸收轴的方位:90°

(实施例2)

除了以如下方式变更了第一相位差层及第二相位差层的模拟用参数以外,采用与实施例1相同的液晶显示装置作为实施例2的液晶显示装置。

<第一相位差层>

(第一区域)

厚度:0.9964μm

宽度:10μm

nx:1.5000

ny:1.6375

nz:0

re:0.1370μm

面内迟相轴的方位:45°

(第二区域)

厚度:0.9964μm

re:0μm(各向同性层)

<第二相位差层>

(第三区域)

厚度:0.9964μm

宽度:10μm

nx:1.5000

ny:1.6375

nz:0

re:0.1370μm

面内迟相轴的方位:-45°

(第四区域)

厚度:0.9964μm

re:0μm(各向同性层)

(实施例3)

除了以如下方式变更了第一相位差层及第二相位差层的模拟用参数以外,采用与实施例1相同的液晶显示装置作为实施例3的液晶显示装置。

<第一相位差层>

(第一区域)

厚度:1.196μm

宽度:10μm

nx:1.5000

ny:1.6375

nz:0

re:0.1644μm

面内迟相轴的方位:45°

(第二区域)

厚度:1.196μm

re:0μm(各向同性层)

<第二相位差层>

(第三区域)

厚度:1.196μm

宽度:10μm

nx:1.5000

ny:1.6375

nz:0

re:0.1644μm

面内迟相轴的方位:-45°

(第四区域)

厚度:1.196μm

re:0μm(各向同性层)

(比较例1)

除了以如下方式变更了第一相位差层及第二相位差层的模拟用参数以外,采用与实施例1相同的液晶显示装置作为比较例1的液晶显示装置。

<第一相位差层>

(第一区域)

厚度:0.2989μm

宽度:10μm

nx:1.5000

ny:1.6375

nz:0

re:0.0411μm

面内迟相轴的方位:45°

(第二区域)

厚度:0.2989μm

re:0μm(各向同性层)

<第二相位差层>

(第三区域)

厚度:0.2989μm

宽度:10μm

nx:1.5000

ny:1.6375

nz:0

re:0.0411μm

面内迟相轴的方位:-45°

(第四区域)

厚度:0.2989μm

re:0μm(各向同性层)

(比较例2)

除了以如下方式变更了第一相位差层及第二相位差层的模拟用参数以外,采用与实施例1相同的液晶显示装置作为比较例2的液晶显示装置。

<第一相位差层>

(第一区域)

厚度:0.4982μm

宽度:10μm

nx:1.5000

ny:1.6375

nz:0

re:0.0685μm

面内迟相轴的方位:45°

(第二区域)

厚度:0.4982μm

re:0μm(各向同性层)

<第二相位差层>

(第三区域)

厚度:0.4982μm

宽度:10μm

nx:1.5000

ny:1.6375

nz:0

re:0.0685μm

面内迟相轴的方位:-45°

(第四区域)

厚度:0.4982μm

re:0μm(各向同性层)

(比较例3)

除了以如下方式变更了第一相位差层及第二相位差层的模拟用参数以外,采用与实施例1相同的液晶显示装置作为比较例3的液晶显示装置。

<第一相位差层>

(第一区域)

厚度:1.395μm

宽度:10μm

nx:1.5000

ny:1.6375

nz:0

re:0.1918μm

面内迟相轴的方位:45°

(第二区域)

厚度:1.395μm

re:0μm(各向同性层)

<第二相位差层>

(第三区域)

厚度:1.395μm

宽度:10μm

nx:1.5000

ny:1.6375

nz:0

re:0.1918μm

面内迟相轴的方位:-45°

(第四区域)

厚度:1.395μm

re:0μm(各向同性层)

(比较例4)

图3是表示比较例4的液晶显示装置的剖面示意图。如图3所示,液晶显示装置101a依次包括第一偏振光板102、第一双轴性相位差板123、第一基板103、第一垂直取向膜105、液晶层106、第二垂直取向膜107、第二基板109、第二双轴性相位差板124及第二偏振光板110。液晶显示装置101a相当于使用了取向分割技术的现有的直线偏振光模式的液晶显示装置。对于比较例4的液晶显示装置的各结构部件,以如下方式设定模拟用参数。

<第一偏振光板>

厚度:180μm

吸收轴的方位:0°

<第一双轴性相位差板>

厚度:56μm

nx:1.49122

ny:1.49024

nz:1.48854

re:0.05488μm

rth:0.12264μm

面内迟相轴的方位:90°

<液晶层>

厚度:3.0μm

δn:0.107

相位差:0.321μm

液晶分子的倾斜方位:45°、135°、225°、315°(四个分域)

<第二双轴性相位差板>

厚度:56μm

nx:1.49122

ny:1.49024

nz:1.48854

re:0.05488μm

rth:0.12264μm

面内迟相轴的方位:0°

<第二偏振光板>

厚度:180μm

吸收轴的方位:90°

(比较例5)

图4是表示比较例5的液晶显示装置的剖面示意图。如图4所示,液晶显示装置101b依次包括第一偏振光板102、第一双轴性相位差板123、第一λ/4板125、第一基板103、第一垂直取向膜105、液晶层106、第二垂直取向膜107、第二基板109、第二λ/4板126、第二双轴性相位差板124及第二偏振光板110。液晶显示装置101b相当于使用了取向分割技术的现有的圆偏振光模式的液晶显示装置。对于比较例5的液晶显示装置的各结构部件,以如下方式设定模拟用参数。

<第一偏振光板>

厚度:180μm

吸收轴的方位:0°

<第一双轴性相位差板>

厚度:56μm

nx:1.49122

ny:1.49024

nz:1.48854

re:0.05488μm

rth:0.12264μm

面内迟相轴的方位:90°

<第一λ/4板>

厚度:100μm

nx:1.5000

ny:1.501375

nz:0

re:0.1375μm

面内迟相轴的方位:45°

<液晶层>

厚度:3.0μm

δn:0.107

相位差:0.321μm

液晶分子的倾斜方位:45°、135°、225°、315°(四个分域)

<第二λ/4板>

厚度:100μm

nx:1.5000

ny:1.501375

nz:0

re:0.1375μm

面内迟相轴的方位:-45°

<第二双轴性相位差板>

厚度:56μm

nx:1.49122

ny:1.49024

nz:1.48854

re:0.05488μm

rth:0.12264μm

面内迟相轴的方位:0°

<第二偏振光板>

厚度:180μm

吸收轴的方位:90°

[评价1]

对于实施例1~实施例3及比较例1~比较例5的液晶显示装置,使用shintech公司制造的“lcdmaster3d”进行法线方向及倾斜方向(极角为60°,方位角为45°的方向)上的透射率特性(透射率与施加电压之间的关系)的模拟。图5~图7代表性地表示实施例2、比较例4及比较例5的液晶显示装置的模拟结果。图5是表示实施例2的液晶显示装置的透射率特性的模拟结果的曲线图。图6是表示比较例4的液晶显示装置的透射率特性的模拟结果的曲线图。图7是表示比较例5的液晶显示装置的透射率特性的模拟结果的曲线图。再者,将施加电压为0v的情况设想为黑色显示状态,将施加电压为7.5v的情况设想为白色显示状态。

其次,基于各例的液晶显示装置的透射率特性的模拟结果进行以下的评价。

<透射率的比较>

图8是表示实施例1~实施例3及比较例1~比较例5的液晶显示装置的法线方向的相对透射率比的曲线图。图8中的纵轴所示的“法线方向的相对透射率比”是在施加电压为7.5v的情况下,将比较例5的液晶显示装置的法线方向的透射率作为基准(1.0),使各例的液晶显示装置的法线方向的透射率标准化所得的相对透射率比。

<视角特性的比较>

图9是表示实施例1~实施例3及比较例1~比较例5的液晶显示装置的视角特性的曲线图。图9中的纵轴所示的“倾斜方向的相对透射率比”是将施加电压为7.5v的情况下的倾斜方向的透射率作为基准(1.0),使对应于各施加电压的倾斜方向的透射率标准化所得的相对透射率比。图9中的横轴所示的“法线方向的相对透射率比”是将施加电压为7.5v的情况下的法线方向的透射率作为基准(1.0),使对应于各施加电压的法线方向的透射率标准化所得的相对透射率比。再者,图9中的直线l相当于如下情况,即,透射率特性(透射率与施加电压之间的关系)在法线方向及倾斜方向上表现出相同倾向,并表现出理想的视角特性。由此,越靠近直线l,视角特性越良好,特别是倾斜方向上的泛白现象越受到抑制。

实施例1~实施例3的液晶显示装置如图8所示,透射率高于比较例4的液晶显示装置。由此,已知实施例1~实施例3的液晶显示装置抑制了以往产生的暗线的影响,透射率提高。

而且,实施例1~实施例3的液晶显示装置如图9所示,视角特性在主要从中间调显示到白色显示的范围(例如,相对透射率比为0.2~1.0的范围)内,比比较例4的液晶显示装置更优异。由此,已知与比较例4的液晶显示装置相比,实施例1~实施例3的液晶显示装置的倾斜方向上的泛白现象在主要从中间调显示到白色显示的范围内受到抑制。也能够以如下方式对该泛白现象的程度的差异进行说明。首先,若以实施例1~实施例3为代表而对实施例2的液晶显示装置进行说明,则如图5所示,表示透射率特性的曲线的形状在法线方向及倾斜方向上彼此类似,两个方向的透射率之差受到抑制。结果是倾斜方向上的泛白现象受到抑制。另一方面,比较例4的液晶显示装置如图6所示,表示透射率特性的曲线的形状在法线方向及倾斜方向上并不彼此类似,特别是在施加电压高的区域中,两个方向的透射率之差有扩大的倾向。结果是倾斜方向上的泛白现象未受到抑制。

根据以上内容,已知根据实施例1~实施例3的液晶显示装置,实现了视角特性优异且透射率高的液晶显示装置。

比较例1的液晶显示装置如图8所示,透射率稍低于比较例4的液晶显示装置,如图9所示,与比较例4的液晶显示装置相比,视角特性相当逊色。

比较例2的液晶显示装置如图8所示,透射率高于比较例4的液晶显示装置,但如图9所示,与比较例4的液晶显示装置相比,视角特性相当逊色。

比较例3的液晶显示装置如图9所示,视角特性在主要从中间调显示到白色显示的范围(例如,相对透射率比为0.2~1.0的范围)内,比比较例4的液晶显示装置更优异,但如图8所示,与比较例4的液晶显示装置相比,透射率相当低。

比较例5的液晶显示装置如图8所示,透射率高于比较例4的液晶显示装置,但如图9所示,与比较例4的液晶显示装置相比,视角特性相当逊色。

如上所述,已知根据所述实施方式(实施例),实现了视角特性优异且透射率高的液晶显示装置。其次,列举研究例,基于模拟结果来对液晶显示装置中的第一相位差层的第一区域及第二相位差层的第三区域的宽度(图2中的w)的优选范围进行说明。

(研究例1)

除了以如下方式变更了第一相位差层及第二相位差层的模拟用参数以外,采用与实施例1相同的液晶显示装置作为研究例1的液晶显示装置。

<第一相位差层>

(第一区域)

厚度:0.8μm

宽度:3μm

nx:1.5000

ny:1.6375

nz:0

re:0.110μm

面内迟相轴的方位:45°

(第二区域)

厚度:0.8μm

re:0μm(各向同性层)

<第二相位差层>

(第三区域)

厚度:0.8μm

宽度:3μm

nx:1.5000

ny:1.6375

nz:0

re:0.110μm

面内迟相轴的方位:-45°

(第四区域)

厚度:0.8μm

re:0μm(各向同性层)

(研究例2~研究例20)

除了以表1所示的方式变更了第一相位差层及第二相位差层的模拟用参数以外(再者,在各研究例中,第二区域及第四区域的厚度与第一区域及第三区域的厚度相同),采用与研究例1相同的液晶显示装置。

[评价2]

对于研究例1~研究例20的液晶显示装置,使用shintech公司制造的“lcdmaster3d”进行法线方向及倾斜方向(极角为60°,方位角为45°的方向)上的透射率特性(透射率与施加电压之间的关系)的模拟。再者,将施加电压为0v的情况设想为黑色显示状态,将施加电压为7.5v的情况设想为白色显示状态。

其次,基于各例的液晶显示装置的透射率特性的模拟结果进行以下的评价。

<透射率的比较>

将各例的液晶显示装置的法线方向的相对透射率比表示于表1。表1中的“法线方向的相对透射率比”是在施加电压为7.5v的情况下,将所述比较例5的液晶显示装置的法线方向的透射率作为基准(1.0),使各例的液晶显示装置的法线方向的透射率标准化所得的相对透射率比。

按照下述的判定基准,将各例的液晶显示装置的透射率的评价结果表示于表1。

a:透射率高于所述比较例4的液晶显示装置(图8、法线方向的相对透射率比:0.57)。

b:透射率稍低于所述比较例4的液晶显示装置(图8、法线方向的相对透射率比:0.57),但高于比较例3的液晶显示装置(图8、法线方向的相对透射率比:0.40)。

<视角特性的比较>

将表示研究例1~研究例20的液晶显示装置中的代表性液晶显示装置的视角特性的曲线图表示于图10~图13。图10是表示研究例1、研究例16的液晶显示装置的视角特性的曲线图。图11是表示研究例3、研究例13的液晶显示装置的视角特性的曲线图。图12是表示研究例4、研究例9的液晶显示装置的视角特性的曲线图。图13是表示研究例5、研究例10、研究例15、研究例20的液晶显示装置的视角特性的曲线图。图10~图13中的纵轴所示的“倾斜方向的相对透射率比”是将施加电压为7.5v的情况下的倾斜方向的透射率作为基准(1.0),使对应于各施加电压的倾斜方向的透射率标准化所得的相对透射率比。图10~图13中的横轴所示的“法线方向的相对透射率比”是将施加电压为7.5v的情况下的法线方向的透射率作为基准(1.0),使对应于各施加电压的法线方向的透射率标准化所得的相对透射率比。再者,图10~图13中的直线l相当于如下情况,即,透射率特性(透射率与施加电压之间的关系)在法线方向及倾斜方向上表现出相同倾向,并表现出理想的视角特性。由此,越靠近直线l,视角特性越良好,特别是倾斜方向上的泛白现象越受到抑制。再者,图10~图13中还表示了如下曲线图用于比较,该曲线图表示所述比较例4的液晶显示装置的视角特性。

在图10~图13中对视角特性进行比较时,着眼于“法线方向的相对透射率比”(横轴)为0.2时的“倾斜方向的相对透射率比”(纵轴)进行比较。

在第一相位差层的第一区域及第二相位差层的第三区域的宽度为3μm的情况下,如图10所示,研究例1、研究例16的液晶显示装置的视角特性比比较例4的液晶显示装置更优异(倾斜方向上的泛白现象受到抑制)。再者,图10中虽未图示,但研究例6、研究例11的液晶显示装置的视角特性也比比较例4的液晶显示装置更优异(倾斜方向上的泛白现象受到抑制)。

在第一相位差层的第一区域及第二相位差层的第三区域的宽度为7μm的情况下,虽未图示,但研究例2、研究例7、研究例12、研究例17的液晶显示装置的视角特性比比较例4的液晶显示装置更优异(倾斜方向上的泛白现象受到抑制)。

在第一相位差层的第一区域及第二相位差层的第三区域的宽度为10μm的情况下,如图11所示,研究例3、研究例13的液晶显示装置的视角特性比比较例4的液晶显示装置更优异(倾斜方向上的泛白现象受到抑制)。再者,图11中虽未图示,但研究例8、研究例18的液晶显示装置的视角特性也比比较例4的液晶显示装置更优异(倾斜方向上的泛白现象受到抑制)。

在第一相位差层的第一区域及第二相位差层的第三区域的宽度为15μm的情况下,如图12所示,研究例9的液晶显示装置的视角特性比比较例4的液晶显示装置更优异(倾斜方向上的泛白现象受到抑制)。再者,图12中虽未图示,但研究例14、研究例19的液晶显示装置的视角特性也比比较例4的液晶显示装置更优异(倾斜方向上的泛白现象受到抑制)。另一方面,研究例4的液晶显示装置如图12所示,视角特性稍逊色于比较例4的液晶显示装置,但比所述比较例1、比较例2的液晶显示装置(图9)更优异(倾斜方向上的泛白现象受到抑制)。

在第一相位差层的第一区域及第二相位差层的第三区域的宽度为20μm的情况下,如图13所示,研究例15、研究例20的液晶显示装置的视角特性比比较例4的液晶显示装置更优异(倾斜方向上的泛白现象受到抑制)。另一方面,研究例5、研究例10的液晶显示装置如图13所示,视角特性稍逊色于比较例4的液晶显示装置,但比所述比较例1、比较例2的液晶显示装置(图9)更优异(倾斜方向上的泛白现象受到抑制)。

按照下述的判定基准,将各例的液晶显示装置的视角特性的评价结果表示于表1。

a:视角特性比比较例4的液晶显示装置更优异。

b:视角特性稍逊色于比较例4的液晶显示装置,但比比较例1、比较例2的液晶显示装置更优异。

[表1]

如表1所示,已知在透射率及视角特性的观点下,第一相位差层的第一区域及第二相位差层的第三区域的宽度的优选范围(在透射率及视角特性的判定均为a的情况下)会根据面内相位差而以如下方式发生变化。

(1)在第一区域及第三区域的面内相位差为0.110μm的情况下,第一区域及第三区域的宽度优选为3μm~10μm。

(2)在第一区域及第三区域的面内相位差为0.124μm的情况下,第一区域及第三区域的宽度优选为3μm~15μm。

(3)在第一区域及第三区域的面内相位差为0.138μm的情况下,第一区域及第三区域的宽度优选为3μm~20μm。

(4)在第一区域及第三区域的面内相位差为0.165μm的情况下,第一区域及第三区域的宽度优选为10μm~20μm。

再者,将第一相位差层的第一区域及第二相位差层的第三区域的宽度的评价范围的下限值设为3μm的原因在于:设想了在使第一区域及第三区域表现出面内相位差,例如使第一水平取向膜及第二水平取向膜表现出水平取向性(单轴取向性)时进行的光取向处理的通常的紫外线照射精度(下限:约为3μm)。

[附记]

本发明的一方式也可以是如下液晶显示装置,其依次包括第一偏振光板、第一基板、第一垂直取向膜、含有液晶分子的液晶层、第二垂直取向膜、第二基板以及第二偏振光板,在像素区域中,所述液晶分子在未向所述液晶层施加电压时,相对于所述第一垂直取向膜及所述第二垂直取向膜的表面向垂直方向取向,且在向所述液晶层施加电压时,在倾斜方位彼此不同的至少四个分域中进行分割取向,在所述第一偏振光板与所述液晶层之间,配置含有第一聚合性液晶化合物的固化物的第一相位差层,在所述第二偏振光板与所述液晶层之间,配置含有第二聚合性液晶化合物的固化物的第二相位差层,所述第一相位差层包含面内相位差彼此不同的第一区域及第二区域,所述第二相位差层包含面内相位差彼此不同的第三区域及第四区域,所述第一区域及所述第三区域在俯视时,与所述至少四个分域之间的边界重叠,且面内相位差为0.109μm~0.165μm,所述第一区域的面内迟相轴与所述第三区域的面内迟相轴正交,所述第一偏振光板的吸收轴与所述第一区域的面内迟相轴所成的角度为大致45°,所述第二偏振光板的吸收轴与所述第三区域的面内迟相轴所成的角度为大致45°,所述第一偏振光板的吸收轴与所述第二偏振光板的吸收轴正交。根据本方式,实现视角特性优异且透射率高的液晶显示装置。

所述第一相位差层也可配置在所述第一基板与所述第一垂直取向膜之间。由此,能够实现所述第一相位差层的内嵌化。

也可在所述第一基板与所述第一相位差层之间配置第一水平取向膜。由此,能够有效地对所述第一聚合性液晶化合物的固化物赋予表现所述面内相位差的取向性。

所述第二相位差层也可配置在所述第二基板与所述第二垂直取向膜之间。由此,能够实现所述第二相位差层的内嵌化。

也可在所述第二基板与所述第二相位差层之间配置第二水平取向膜。由此,能够有效地对所述第二聚合性液晶化合物的固化物赋予表现所述面内相位差的取向性。

所述第二区域及所述第四区域也可不具有面内相位差。由此,相对于透过所述第二区域及所述第四区域的光,实现在光学上与使用了取向分割技术的现有的液晶显示装置等效的结构,因此,可获得优异的视角特性。

所述至少四个分域也可由配置为2行2列的矩阵状的四个分域构成,所述第一区域及所述第三区域在俯视时呈十字状。由此,在所述四个分域之间的边界处不会看到暗线,透射率提高。

若将所述第一偏振光板的吸收轴的方位设为0°而定义以逆时针旋转为正的方位,则所述四个分域也可由所述倾斜方位为大致45°的分域、所述倾斜方位为大致135°的分域、所述倾斜方位为大致225°的分域及所述倾斜方位为大致315°的分域构成。由此,透射率有效地提高。

附图标记说明

1、101a、101b:液晶显示装置

2、102:第一偏振光板

3、103:第一基板

4:第一相位差层

5、105:第一垂直取向膜

6、106:液晶层

7、107:第二垂直取向膜

8:第二相位差层

9、109:第二基板

10、110:第二偏振光板

21:第一水平取向膜

22:第二水平取向膜

23、123:第一双轴性相位差板

24、124:第二双轴性相位差板

31:液晶分子

40:像素区域

50:暗线

125:第一λ/4板

126:第二λ/4板

ar1:第一区域

ar2:第二区域

ar3:第三区域

ar4:第四区域

w:第一区域(第三区域)的宽度

l:直线

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