液晶显示装置的利记博彩app

专利名称：液晶显示装置的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及液晶显示器，特别涉及通过对在水平方向上取向的液晶分子施加横向电场，对光的透过和遮断进行控制的面内切换模式(IPS)的液晶显示装置，涉及对其视角特性(黑显示及低色调)的大幅度的改善。
背景技术：
在<专利文献1>、<专利文献2>中提出了利用设置于一片基板上的梳形电极的方式作为将施加于液晶上的电场的方向相对基板为平行的方向的方式(以下称其为横向电场方式或IPS(面内切换)模式)。众所周知，因为利用这一方式，液晶分子主要是相对基板在平行的面内转动，从斜向观察时施加电压和不施加电压的复折射率(重折射率)的大小的差别小而视角广。
然而，IPS模式，虽然液晶本身的复折射率的变化小，但由于偏振片的特性，在偏离偏振片的吸收轴的方位的斜向观察时已知存在漏光。为了消除这种偏振片的斜向上的漏光，公开了使用的相位差片的方式<专利文献3>。不过，这篇文献基本上只是在偏振片的视角改善上针对VA模式考虑了液晶的影响，而针对IPS模式对液晶层的影响的补偿方式没有任何叙述。另外，偏振片通常是使用三乙酰纤维素(TAC)作为偏振层两侧的支撑基材，但对于考虑在存在此支撑基材时由于此支撑基材的厚度方向的相位差而引起的液晶层的行为的相位补偿却没有公开。
另外，在<专利文献4>中公开了解决由于观察方向而产生的白色的颜色变化的方法。不过，对于黑显示则未言及。
另外，在<专利文献5>中，公开了一种为了改善黑显示的视角特性而在偏振片的一个内侧上配置相位差片的结构。经过我们的研究已经清楚，这一方式，虽然也考虑了在偏振片的两侧配置的支撑基材TAC的影响，但在单侧借助一片相位补偿片不能使在斜向视角中黑色可充分衰减，而且也不能降低由于液晶层的波长分散而产生的色染的结构。另外，也未公开作为我们的本发明的黑显示时的液晶分子的取向轴(迟相轴)与入射侧的偏振片的吸收轴平行及垂直而产生的相位补偿的差别。另外，在实施例中，只公开了对在液晶分子的取向轴与入射侧偏振片的吸收轴垂直的结构。还有，经过我们的研究判明，存在在单侧一片的相位补偿方式中，由于方位的不同而引起颜色变化的问题。
另外，在<专利文献6>中有关于RGB彩色滤光片的厚度和相位补偿片的叙述。
<专利文献1>日本专利特公昭63-21907号公报。
<专利文献2>日本专利特开平9-80424号公报。
<专利文献3>日本专利特开2001-350022号公报。
<专利文献4>日本专利第3204182号公报。
<专利文献5>日本专利第2982869号公报。
<专利文献6>日本专利特开2001-290149号公报。

发明内容
需要解决的问题是在通过对在水平方向上取向的液晶分子施加横向电场对光的透过和遮断进行控制的面内切换模式(IPS)的液晶显示装置中，黑显示的斜向辉度的上升及色染的产生。
IPS模式，利用在水平方向上均质取向的液晶分子和吸收轴相对画面正面指向上下和左右的方向正交配置的两片偏振片，从上下左右斜向观察画面时，由于两片偏振片的吸收轴是处于看作是正交的位置关系，均质取向的液晶分子和一个偏振片吸收轴是平行的，可以使黑辉度充分变小。与此相对，从方位角45°的方向斜向观察画面时，由于两片偏振片的吸收轴所成的角度与90°偏离，并且由于透射光产生复折射和漏光，不能使黑辉度充分地变小。除此之外，因波长不同在斜向上的漏光量不同而产生色染。于是，本发明的目的就在于提供一种，为了在全方位的一切角度上得到良好的显示(特别是黑显示)，可在相对吸收轴的方位角为±45°、±135°的斜向方向上同时减小黑辉度的上升和色染的措施。
本发明是一种液晶显示装置，包括液晶层，其中，具有光入射侧的第一偏振片的第一基板和具有另一侧的第二偏振片的第二基板间的各自的吸收轴大致垂直(小者形成的角度为88°～90°)，液晶分子在与上述基板平行的方向上取向，通过在与上述第一基板平行的方向上施加电场，上述液晶分子在与上述第一基板平行的面内转动；以及背面的照明装置，其特征在于上述第一、第二偏振片是在偏振层的至少单侧各自具有支撑基材的偏振片，在上述照明装置一侧的上述第一偏振片及上述第二偏振片的各自的内侧，配置有用来补偿透射偏振光的偏振状态的第一及第二光学相位补偿膜；在上述第一及第二光学相位补偿膜的面内的迟相轴与各自的偏振片吸收轴大致平行(小者形成的角度为0°～2°)，上述第一光学补偿膜的面内的延迟Δnr1·dr1和上述第二光学相位补偿膜的延迟Δnr2·dr2的大小关系是，在上述第一偏振片吸收轴和上述液晶的无施加时的取向方向大致平行(小者形成的角度为0°～2°)时(o-模式)，0nm＜Δnr1·dr1＜Δnr2·dr2，而在上述第一偏振片吸收轴和上述液晶的无施加时的取向方向大致垂直(小者形成的角度为88°～90°)时(e-模式)，Δnr1·dr1＞Δnr2·dr2＞0nm。
另外，本发明是一种液晶显示装置，包括液晶层，其中，具有光入射侧的第一偏振片的第一基板和具有另一侧的第二偏振片的第二基板间的各自的吸收轴大致垂直(小者形成的角度为88°～90°)，液晶分子在与上述基板平行的方向上取向，通过在与上述第一基板平行的方向上施加电场，上述液晶分子在与上述第一基板平行的面内转动；以及照明装置，其特征在于上述第一、第二偏振片是在偏振层的两侧各自具有支撑基材的偏振片，在上述照明装置一侧的上述第一偏振片的内侧的上述支撑基材的厚度方向的延迟R1·h1和上述第二偏振片的内侧的上述支撑基材的厚度方向的R2·h2，在第一偏振片吸收轴和上述液晶的无电压施加时的取向方向大致平行(小者形成的角度为0°～2°)时(o-模式)，R1·h1＞R2·h2，而在第一偏振片吸收轴和上述液晶的无电压施加时的取向方向大致垂直(小者形成的角度为88°～90°)时(e-模式)，R1·h1＜R2·h2。
关于其他措施将在实施例中详细说明。
本发明的液晶显示装置，使液晶层的上下方偏振片支撑基材的厚度方向的相位差Rh不同。另外，优选地，在液晶层的上下方分别设置光学相位补偿膜，可以实现相对于正交的一对偏振片中的一个吸收轴，在方位角为±45°、±135°的斜向方向上的黑辉度和色染的减小。


图1为示出本发明的液晶显示装置的一实施例的结构图。
图2为示出本发明的液晶显示装置的一实施例的结构图。
图3为示出本发明的液晶显示装置的一实施例的结构图。
图4为示出本发明的液晶显示装置的一实施例的结构图。
图5为示出本发明的液晶显示装置的一实施例的结构图。
图6为示出本发明的液晶显示装置的一实施例的结构图。
图7为用于说明本发明的液晶显示装置的定义图。
图8为用于说明本发明的液晶显示装置的一般庞可莱球显示。
图9为用于说明本发明的液晶显示装置的结构图。
图10为用于说明本发明的液晶显示装置的庞可莱球显示。
图11为用于说明本发明的液晶显示装置的庞可莱球显示。
图12为用于说明本发明的液晶显示装置的庞可莱球显示。
图13为用于说明本发明的液晶显示装置的庞可莱球显示。
图14为用于说明本发明的液晶显示装置的庞可莱球显示。
图15为示出本发明的液晶显示装置的一实施例的特性图。
图16为用于说明本发明的液晶显示装置的庞可莱球显示。
图17为示出本发明的液晶显示装置的特性图。
图18为用于说明本发明的液晶显示装置的庞可莱球显示。
图19为示出本发明的液晶显示装置的一实施例的特性图。
图20为示出本发明的液晶显示装置的特性图。
图21为示出本发明的液晶显示装置的一实施例的特性图。
图22为示出本发明的液晶显示装置的一实施例的特性图。
图23为示出本发明的液晶显示装置的一实施例的特性图。
图24为示出本发明的液晶显示装置的一实施例的特性图。
图25为示出本发明的液晶显示装置的一实施例的特性图。
图26为示出本发明的液晶显示装置的一实施例的特性图。
图27为示出本发明的液晶显示装置的一实施例的特性图。
图28为示出本发明的液晶显示装置的一实施例的特性图。
图29为用于说明本发明的液晶显示装置的庞可莱球显示。
图30为示出本发明的液晶显示装置的一实施例的特性图。
图31为用于说明本发明的液晶显示装置的结构图。
图32为用于说明本发明的液晶显示装置的庞可莱球显示。
图33为用于说明本发明的液晶显示装置的结构图。
图34为用于说明本发明的液晶显示装置的庞可莱球显示。
图35为用于说明本发明的液晶显示装置的结构图。
图36为用于说明本发明的液晶显示装置的庞可莱球显示。
图37为用于说明本发明的液晶显示装置的庞可莱球显示。
具体实施例方式
下面对本发明的内容进行具体说明。
在液晶TV兴起中，非自发光的液晶显示器，在白显示时如何使来自照明装置的光透过和在黑显示时如何使光遮断是很重要的。本发明特别涉及在从斜向方向观察黑显示时在辉度降低的同时如何消除色染。
首先，在对在黑显示时从斜向方向观察时，为何辉度上升和产生色染进行说明之前，利用图7进行定义。来自照明装置的光60入射，由液晶元件对光进行调制，设在光从显示面10D出射时，显示面10D的法线方向为80N，左右方向为70H，上下方向为70V，而视认方向为80V时，视角82为θ，对视认方向80V的显示面10D的射影为80A时，与水平方向70H形成的角度为方位角81，以Φ表示。
下面，在正交的一对偏振片中，视角θ、方位角Φ为θ≠0°、Φ≠0°、180°±90°时，考虑漏光的理由。如图9的左图所示，在使2片偏振片的吸收轴11CA和12CA(或透射轴11CT、12CT)正交时，从偏振片的法线方向上入射的光，由于入射侧的偏振片成为直线偏振光，为出射侧的偏振片所吸收，可成为黑显示。另一方面，如图9的右图所示，在从斜向方向观察时(θ≠0°、Φ≠0°、180°，±90°)存在与相反侧的偏振片的透射轴平行的分量，相反侧的偏振片不能将光完全遮断而产生漏光。另外，我们的研究已经判明，在正交的偏振片之间，配置平行取向的液晶层时，如果液晶层的取向轴与入射侧的偏振片的吸收轴平行时，则不受液晶层的影响，而在偏离或2片偏振片从正交偏离，则会受到液晶层的影响。
为了理解这些偏振状态，使用庞可莱球显示非常易于了解。关于庞可莱球显示在<非专利文献1>应用物理学会光学恳谈会编的“结晶光学”(森北出版株式会社出版1984年第1版第4刷发行)的第5章p102～p163中有展示。斯托克斯参数S0、S1、S2、S3，在光的进行方向的垂直面中取x，y轴，其电场振幅分别为Ex、Ey时，Ex和Ey的相对相位差为δ(＝δy-δx)时，可用下面的(式1)表示S0＝<|Ex|2>+<|Ey|2>
S1＝<|Ex|2>-<|Ey|2>
S2＝<2ExEycosδ>
S3＝<2ExEysinδ> (式1)在完全偏振光的场合，S02＝S12+S22+S32。另外，在将其显示于庞可莱球上时，如图8所示。就是说，对空间正交坐标系的各轴取S1、S2、S3轴时，表示偏振状态的S点位于以强度S0为半径的球面上。在取某一偏振状态S的点，利用纬度La及经度Lo表示时，在完全偏振光的场合，由于S02＝S12+S22+S32，考虑半径1的球，可得到(式2)
S1＝cosLa cosL oS2＝cosLa sinL oS3＝cosLa(式2)其中，在庞可莱球上，上半球为右旋的偏振光，下半球为左旋的偏振光，赤道上为直线偏振光，上下两极分别为右圆偏振光和左圆偏振光。
在将图9的状态在庞可莱球上考虑时，则如图10所示。此处，图10，在方位角Φ＝45°、θ＝60°时，右图表示在S1-S2面上的射影，左图表示在S1-S3面上的射影。将光的入射侧的偏振片透射轴12CT的偏振状态表示为200T，在吸收轴12CA上具有偏振光分量的直线偏振光表示为200A，出射侧的偏振片透射轴11CT的偏振状态表示为201T，而在吸收轴11CA上具有偏振光分量的直线偏振光表示为201A。于是，可知200T和201A的距离311漏光。于是，可知通过进行将200T的偏振状态变换为201A的偏振状态的变换300，可使漏光消除。
图10只考虑了偏振层的理想状态，而通常的偏振片，在偏振层的两侧设置有支撑基材，该支撑基材通常由三乙酰纤维素(TAC)构成，面内的相位差几乎不存在，在厚度方向上具有延迟R·h。其中，支撑基材的面内折射率为nx、ny，厚度方向上的折射率为nz，厚度为h时，可表示为(式3)R·h＝((nx+ny)/2-nz)·h(式3)由于此延迟R·h，在垂直入射时偏振状态不受影响，而在斜向入射时受到支撑基材的影响偏振状态改变。下面，考虑在图4所示的光学层构成中的偏振状态的改变。在液晶层15的两侧配置偏振片11、12，在入射侧偏振片12的内侧配置支撑基材12B，在出射侧偏振片11的内侧配置支撑基材11B。此处，液晶的取向轴15S配置为与入射侧偏振片12的吸收轴12CA平行，与透射轴12CT垂直，与出射侧偏振片11的吸收轴11CA垂直，与透射轴11CT平行，将其称为0-模式，而在如图6所示的上下偏振片的轴转动90°时，就是说，液晶的取向轴15S配置为与入射侧偏振片12的吸收轴12CA垂直，与透射轴12CT平行，与出射侧偏振片11的吸收轴11CA平行，与透射轴11CT垂直，将其称为E-模式。另外，通常，在偏振层11C、12C的外侧，如图1、图2所示，配置支撑基材11A、12A，但是因为在考虑偏振状态方面不需要，进行省略。对于此图4的结构，利用图11的左图考虑庞可莱球上偏振状态的变化。此处，设液晶层15的折射率各向异性为ΔnLC，其间隙为dLC，其积ΔnLC·dLC称为延迟。另外，下面在没有声明时，各物理性质值均考虑波长550nm的光的值。与图10一样，在考虑从方位角Φ＝45°，视角θ＝60°观察的场合的光时，透过偏振层12C的透射轴12CT的光的偏振状态成为200T，由于支撑基材12B的延迟R1·h1的作用，使S1轴在从-1侧观察时顺时针转动延迟R1·h1大小，变换为偏振状态202的左旋椭圆偏振光。另外，由于液晶层15的作用，以200T的点为中心，顺时针转动延迟ΔnLC·dLC大小成为301而变换为偏振状态203的右旋椭圆偏振光。另外，由于出射侧偏振片11的支撑基材11B的延迟R2·h2的作用，使S1轴在从-1侧观察时顺时针转动延迟R2·h2大小，变换为偏振状态204的右旋椭圆偏振光。此处，与出射侧的偏振层11C的吸收轴11CA一致的偏振状态是201A，只漏掉相当于偏振状态204和201A的距离310的大小的光。
另外，在图11的左图中，考虑的是550nm的光，但在图11的右图中对图4的结构，因为可见光区域是380nm～780nm，考虑大致等价的400nm～700nm的光。与图10一样，在考虑从方位角Φ＝45°，视角θ＝60°观察的场合的光时，透过偏振层12C的透射轴12CT的光的偏振状态成为200T，由于支撑基材12B的延迟Rh1的作用，使S1轴在从-1侧观察时顺时针转动延迟R1·h1大小，变换为偏振状态212的左旋椭圆偏振光。此处，偏振状态212的直线长度，由于波长不同延迟也不同，所以显示出由于光的波长不同变换为不同的偏振状态。另外，由于液晶层15的作用，以200T的点为中心，顺时针转动延迟ΔnLC·dLC大小，根据波长变换为扩展的偏振状态213的椭圆偏振光。从图中可知，在短波长时为左旋椭圆偏振光，而在长波长时为右旋椭圆偏振光。另外，由于偏振片11的支撑基材11B的延迟R2·h2的作用，使S1轴在从-1侧观察时顺时针转动延迟R2·h2大小，变换为偏振状态214的椭圆偏振光。此处，可知与出射侧的偏振层11C的吸收轴11CA一致的偏振状态是201A，只在偏振状态214和201A的距离上发生漏光，由于波长的不同漏光量也不同。所以，可以理解在斜向方向上观察时会产生色染。
下面利用图12、图13本发明进行说明。本发明的液晶显示装置的结构示于图2。具有光入射侧的第一偏振片12的第一基板16和具有另一侧的第二偏振片11的第二基板14间的各自的吸收轴大致垂直(小者形成的角度为88°～90°)配置，液晶层15的液晶分子在与上述基板14、16平行的方向上取向，通过在与上述第一基板16平行的方向上施加电场，液晶分子在与上述第一基板16平行的面内转动的液晶层15夹持于2片基板14、16之间。另外，在第一基板16或第二基板14中的任何一个基板的靠近液晶层15的一侧，具有与各像素对置地设置的一对电极的有源矩阵驱动的电极群，在背面配置有照明装置50。在图2的构成中，光学结构示于图4。
在图12的左图中，在考虑从方位角Φ＝45°，视角θ＝60°观察的场合的光时，透过偏振层12C的透射轴12CT的光的偏振状态成为200T，由于支撑基材12B的延迟R1·h1的作用，使S1轴在从-1侧观察时顺时针转动延迟R1·h1大小，变换为偏振状态242的左旋椭圆偏振光。另外，由于液晶层15的作用，以200T的点为中心，顺时针转动液晶层的延迟ΔnLC·dLC大小成为341而变换为偏振状态243的右旋椭圆偏振光。另外，由于出射侧偏振片11的支撑基材11B的延迟R2·h2的作用，使S1轴在从-1侧观察时顺时针转动延迟R2·h2大小，变换为偏振状态244的右旋椭圆偏振光。此处，与出射侧的偏振层11C的吸收轴11CA一致的偏振状态是201A，只在偏振状态244和201A的距离312大小上漏光。此处，在图4的0-模式中，与图11比较可知，由于入射侧的支撑基材12B的延迟R1·h1加大，出射侧的偏振片支撑基材11B的延迟R2·h2减小，可使漏光312减小。另外，如图12的右图所示，由于液晶层15的延迟ΔnLC·dLC加大，R1·h1＞R2·h2，接受液晶层15的偏振状态的变化351，偏振状态发生200T→252→253→254的变化，可消除漏光。另外，优选地，如图13的左图所示，液晶层15的延迟ΔnLC·dLC加大，如果根据延迟ΔnLC·dLC，可应用最优的R1·h1＞R2·h2的关系时，接受液晶层15的偏振状态的变化361，偏振状态发生200T→262→263→264的变化，可消除漏光。
下面，在图13的右图中对图4的结构，考虑大致为可见光区域的400nm～700nm的光的波长依赖关系。在考虑从方位角Φ＝45°，视角θ＝60°观察的场合的光时，透过偏振层12C的透射轴12CT的光的偏振状态成为200T，由于支撑基材12B的延迟R1·h1的作用，使S1轴在从-1侧观察时顺时针转动延迟R1·h1大小，变换为偏振状态272的左旋椭圆偏振光。此处，偏振状态272的直线长度，由于波长不同延迟也不同，所以显示出由于光的波长不同变换为不同的偏振状态。另外，由于液晶层15的作用，以200T的点为中心，顺时针转动延迟ΔnLC·dLC大小，根据波长变换为扩展的偏振状态273的椭圆偏振光。从图中可知，在短波长时为左旋椭圆偏振光，而在长波长时为右旋椭圆偏振光。另外，由于出射侧偏振片11的支撑基材11B的延迟R2·h2的作用，使S1轴在从-1侧观察时顺时针转动延迟R2·h2大小，变换为偏振状态274的椭圆偏振光。此处，可知与出射侧的偏振层11C的吸收轴11CA一致的偏振状态是201A，只在偏振状态274和201A的距离上发生漏光，但由于液晶层15的延迟ΔnLC·dLC加大，在根据延迟ΔnLC·dLC应用最优的R1·h1＞R2·h2的关系时，在某一波长无漏光，与此相应的其他波长的漏光也变小，整个漏光可大幅度减小。
另外，优选的方案是使延迟ΔnLC·dLC因红、绿、蓝像素而改变，通过使各个液晶层15的盒间隙dR、dG、dB成为dR＞dG＞dB，可使图29所示的400nm～700nm的波长的偏振状态273的变化大幅度地降低(与图14比较)，可知不仅是漏光，而且颜色变化也可以大幅度地降低。
另外，对图6的E-模式进行同样研究的结果可知，在应用支撑基材12B和11B的延迟R1·h1＜R2·h2的关系时，同样可改善视角特性。
由此，具有光入射侧的第一偏振片12的第一基板16和具有另一侧的第二偏振片11的第二基板14间的各自的吸收轴大致垂直(小者形成的角度为88°～90°)配置，液晶层15的液晶分子在与上述基板14、16平行的方向上取向，通过在与上述第一基板16平行的方向上施加电场，液晶分子在与上述第一基板16平行的面内转动的液晶层15夹持于2片基板14、16之间。另外，在第一基板16或第二基板14中的任何一个基板的靠近液晶层15的一侧，具有与各像素对置地设置的一对电极的有源矩阵驱动的电极群，在背面配置有照明装置50。
已经判明，上述第一、第二偏振片是各自至少在单侧或在两侧具有支撑基材的偏振片，在上述照明装置侧的上述第一偏振片的内侧的上述支撑基材的厚度方向的延迟R1·h1，以及上述第二偏振片的内侧的上述支撑基材的厚度方向的延迟R2·h2，在上述第一偏振片吸收轴和上述液晶的无施加电压时的取向方向大致平行(小者形成的角度为0°～2°)时(0-模式)，R1·h1＞R2·h2，而在上述第一偏振片吸收轴和上述液晶的无电压施加时的取向方向大致垂直(小者形成的角度为88°～90°)时(e-模式)，在R1·h1＜R2·h2时，视角可得到飞跃地改善。
另外，在支撑基材12B和11B使用同一材料时，由(式3)可知，支撑基材的折射率nx、ny、nz大致相同，在支撑基材的各自的厚度为h1、h2时，上述第一、第二偏振片是各自至少在单侧或在两侧具有支撑基材的偏振片，在上述照明装置侧的上述第一偏振片的内侧的上述支撑基材的厚度h1以及上述第二偏振片的内侧的上述支撑基材的厚度h2，在上述第一偏振片吸收轴和上述液晶的无施加电压时的取向方向大致平行(小者形成的角度为0°～2°)时(o-模式)，h1＞h2，而在上述第一偏振片吸收轴和上述液晶的无电压施加时的取向方向大致垂直(小者形成的角度为88°～90°)时(e-模式)，在h1＜h2时，视角可得到飞跃地改善。
另外，对于存在偏振片的支撑基材的厚度方向的延迟时应用光学相位补偿膜改善视角的本发明进行说明。首先，本发明的液晶显示装置的结构如图1所示。本发明是，第一、第二偏振片是至少在单侧或两侧分别具有支撑基材的偏振片，在上述照明装置侧的上述第一偏振片及上述第二偏振片的各自的内侧，配置用来补偿透射偏振光的偏振状态的第一及第二光学相位补偿膜，在上述各个光学相位补偿膜的面内的迟相轴与各自的偏振片吸收轴大致平行(小者形成的角度为0°～2°)，各自的光学补偿膜的面内的延迟Δnr1·dr1(第一光学相位补偿膜)和Δnr2·dr2(第二光学相位补偿膜)的大小关系，在上述第一偏振片吸收轴和上述液晶的无(电压)施加时的取向方向大致平行(小者形成的角度为0°～2°)时(o-模式)，0nm＜Δnr1·dr1＜Δnr2·dr2，或5nm＜Δnr1·dr1＜Δnr2·dr2的液晶显示装置。
其中，光学相位补偿膜的面内的折射率为nx、ny，厚度方向的折射率为nz，厚度为dr，面内的迟相轴为x轴时，面内延迟Δnr·dr和Nz系数分别由下面的(式4)和(式5)给出Δnr·dr＝(nx-ny)·dr(式4)Nz＝(nx-nz)/(nx-ny) (式5)另外，将膜面内存在异常光线的光学轴的光学相位补偿膜称为a-片，将异常光线的光学轴在膜面垂直方向上的光学相位补偿膜称为c-片，将平常光线的折射率高于异常光线的折射率时称为正，低于时称为负。就是说，Nz＝0，称为负的a-片，Nz＝1，称为正的a-片，Nz＝∞，称为负的c-片，而Nz＝-∞，称为正的c-片。
下面，在图3中示出图1的构成的光学层结构。在液晶层15的两侧配置偏振片11、12，在入射侧偏振片12的内侧配置支撑基材12B，在出射侧偏振片11的内侧配置支撑基材11B，在各自的内侧配置第一光学相位补偿膜14及第二光学相位补偿膜13。此处，液晶的取向轴15S配置为与入射侧偏振片12的吸收轴12CA平行，与透射轴12CT垂直，与出射侧偏振片11的吸收轴11CA垂直，与透射轴11CT平行，将其称为0-模式，而在如图5所示的上下偏振片的轴转动90°时，就是说，液晶的取向轴15S配置为与入射侧偏振片12的吸收轴12CA垂直，与透射轴12CT平行，与出射侧偏振片11的吸收轴11CA平行，与透射轴11CT垂直，将其称为E-模式。另外，通常，在偏振层11C、12C的外侧，如图1所示，配置支撑基材11A、12A，但是因为在考虑偏振状态方面不需要，进行省略。另外，在各个光学相位补偿膜的面内的迟相轴14S、13S，与各自的一侧的偏振片的吸收轴12CA、11CA平行配置。对于此图1(即图3)的结构，利用图14在庞可莱球上考虑偏振状态的变化。
在图14中，考虑大致为可见光区域的400nm～700nm的光的波长依赖关系。考虑从方位角Φ＝45°，视角θ＝60°观察的场合的光。此处，设第一光学相位补偿膜14的Δnr1·dr1＝142nm，Nz1＝0.0，第二光学相位补偿膜13的Δnr2·dr2＝252nm，Nz＝0.0。从方位角Φ＝45°，视角θ＝60°入射的光，透过偏振层12C的透射轴12CT的光的偏振状态成为200T，由于支撑基材12B的延迟R1·h1的作用，使S1轴在从-1侧观察时顺时针转动延迟R1·h1大小，变换为偏振状态232的左旋椭圆偏振光。此处，偏振状态232的直线长度，由于波长不同延迟也不同，所以显示出由于光的波长不同变换为不同的偏振状态。另外，第一光学相位补偿膜14，由于Nz1＝0.0，迟相轴14S与偏振片12的吸收轴12CA平行，以201A为中心，顺时针转动延迟Δnr1·dr1大小，根据波长变换为扩展的偏振状态233的椭圆偏振光。另外，由于液晶层15的作用，以200T的点为中心，顺时针转动液晶层的延迟ΔnLC·dLC大小成为331，根据波长变换为扩展的偏振状态234的椭圆偏振光。下面，为补偿此液晶层15的波长分散，由于第二光学相位补偿膜13，其迟相轴13S与液晶层15的取向方向15S垂直配置，Nz＝0.0，以200T为转动中心，逆时针转动延迟Δnr2·dr2大小成为332，根据波长变换为扩展的偏振状态235的椭圆偏振光。此时，由于向着与液晶层15的延迟反对方向转动，补偿波长分散。另外，由于出射侧偏振片11的支撑基材11B的延迟R2·h2的作用，使S1轴在从-1侧观察时顺时针转动延迟R2·h2大小，变换为偏振状态236的椭圆偏振光。此处，了解到，与出射侧的偏振层11C的吸收轴11CA一致的偏振状态是201A，只在偏振状态236和201A的距离的大小上发生漏光，根据液晶层15的延迟ΔnLC·dLC，作为最优的第一、第二光学相位补偿膜的Δnr1·dr1、Δnr2·dr2，在Δnr1·dr1＞Δnr2·dr2时，可实现视角的黑辉度的降低。另外，此时的方位角的依赖关系，如图15所示，对于波长在方位角45°方向上波长依赖关系最大，对于从方位角45°方向的偏离可以得到大致对称的特性，可以降低方位角依赖关系。
另外，对图5的E-模式进行同样研究的结果可知，作为最优的第一、第二光学相位补偿膜的Δnr1·dr1、Δnr2·dr2，在Δnr1·dr1＜Δnr2·dr2时，同样可以改善黑辉度、色染的视角特性。
另外，已经判明，在第一光学相位补偿膜14和13使用同一材料时，由(式4)可知，在光学相位补偿膜的折射率nx、ny大致相同，在光学相位补偿膜的各自的厚度为dr1、dr2时，第一、第二偏振片是至少在偏振层的内侧上分别具有支撑基材的偏振片，在上述照明装置侧的上述第一偏振片及上述第二偏振片的各自的内侧上配置用来补偿透射偏振光的偏振状态第一及第二光学相位补偿膜，上述各个光学相位补偿膜的面内的迟相轴分别与偏振片吸收轴大致平行(小者形成的角度为0°～2°)，各个光学相位补偿膜的厚度dr1(第一光学相位补偿膜)和dr2(第二光学相位补偿膜)的大小关系，在上述第一偏振片吸收轴和上述液晶的无(电压)施加时的取向方向大致平行(小者形成的角度为0°～2°)时(o-模式)，在dr1＜dr2时，在上述第一偏振片吸收轴和上述液晶的无电压施加时的取向方向大致垂直(小者形成的角度为88°～90°)时(e-模式)，dr1＞dr2的构成可使黑显示的视角得到飞跃的改善，可以得到在斜向方向上辉度不会上升和色染少的特性。
另外，偏振片的支撑基材及光学相位补偿膜的厚度分别为5～500μm左右，优选地，大于等于20μm、小于等于200μm。
下面示出具体实施例，对本申请的发明的内容进行更详细的说明。以下的实施例示出本申请的发明的内容的具体示例，但本申请的发明并不限定于这些实施例。另外，在本实施例中，包含在[非专利文献1>J.Opt.Soc.Am.的论文题目为“Optical in Stratified andAnisotropic Media4×4-Matrix Formulation”，D.W.Berreman著，1972年，volume 62，No 4，p502～510中公开的使用采用44矩阵法的光学模拟研究数值计算的结果。其中，在模拟中，使用日东电工制1224DU的分光特性作为在通常的背照光中使用的3波长冷阴极管的分光特性、R、G、B的彩色滤光片的分光透射特性、偏振片偏振层。另外，光学相位补偿膜的波长分散采用的是聚碳酸酯(PC)，但并不限定于聚碳酸酯。
液晶盒及电极结构，基板，偏振片的偏振层，以及照明装置，可使用迄今使用的原样不变用作IPS。本发明涉及偏振片偏振层及追加的光学相位补偿膜。
本实施例的构造示于图2，光学配置示于图4。本发明的构成为使用冷阴极管51作为照明装置50，在其里面配置反射板52，在液晶显示元件10一侧配置扩散板53等的光学构件。液晶显示元件10的结构为由在外侧具有偏振片12和11的透明基板16和14构成，在其间夹持平行配置的液晶层15。为简单起见，将布线、取向膜、薄膜晶体管等省略，但为显示矩阵可以应用通常的有源元件结构是自不待言的。
液晶层15的物理性质为具有正的介电各向异性，其复折射率ΔnLC＝0.0825，液晶盒的盒间隙dLC＝4μm，两界面的预倾角2°，摩擦方向，在图4中，为与液晶层15的取向方向15S的平行方向，在各个逆向上摩擦。液晶的ΔnLC·dLC＝330nm＝330/550＝0.6λ(波长)。另外，上下偏振片11、12的轴方向，如图4所示，入射侧偏振片12的偏振层12C的偏振透射轴12CT和出射侧偏振片11的偏振层11C的偏振透射轴11CT正交，成为使液晶层15的液晶取向轴15S和入射偏振片12的偏振层12C的吸收轴12CA正交的0-模式。
此处，迄今在制品中使用的偏振片的支撑基材11A、11B、12A、12B是由TAC构成的，其厚度约为80μm。此时，评价方位角Φ＝45°，视角θ＝60°的黑辉度透射率(下面，在没有声明时，将其以视角的黑透射率Tb表示)时，为0.9％。另外，此时的正面的白辉度透射率为38％。在Φ＝45°，θ＝60°时的对比度为小于等于40。另外，已经判明，由于使黑辉度透射率小于等于0.35％，作为人的视认性，是黑辉度充分减小的良好的特性。于是，在本发明中，Tb的透射率不到0.9％，优选结构是小于等于0.35％。
在入射侧的支撑基材12B的厚度h1为160μm，出射侧的支撑基材11B的厚度h2为80μm时，各个延迟R1·h1≈110nm，R2·h2≈55nm，方位角Φ＝45°，视角θ＝60°的黑辉度透射率Tb约为0.35％，可大幅度地减小视角的黑辉度。
另外，有时在偏振片11、12中，在上下的支撑基材的厚度及特性不同时，膜本身相反，优选地，支撑基材11A和11B为同一规格，支撑基材12A和12B为同一规格。
在本实施例中，光学相位补偿膜的延迟R·h不同，无论是在R1·h1＝R2·h2＝55nm，只将形成基板的TFT保护膜及取向膜等的基板的单侧的有机膜作成为负的a-片，延迟R·h＝55nm时，还是在R1·h1＝R2·h2＝110nm，只将形成基板的TFT保护膜及取向膜等的基板的单侧的有机膜作成为正的a-片，延迟R·h＝55nm时，都可以得到同样的效果。另外，这一构成也包含在上述的构成R1·h1≠R2·h2中。
在实施例1中，在液晶的ΔnLC·dLC＝412nm＝0.75λ(波长)，入射侧的支撑基材12B的厚度h1为160μm，出射侧的支撑基材11B的厚度h2为0μm时，各个延迟R1·h1≈110nm，R2·h2≈0nm。此时的方位角Φ＝45°，视角θ＝60°的黑辉度透射率Tb小于等于0.25％，可进一步减小视角的黑辉度。
在实施例1中，在液晶的ΔnLC·dLC＝412nm＝0.75λ(波长)，入射侧的支撑基材12B的厚度h1为160μm，出射侧的支撑基材11B的厚度h2为40μm时，各个延迟R1·h1≈110nm，R2·h2≈38nm。此时的方位角Φ＝45°，视角θ＝60°的黑辉度透射率Tb小于等于0.35％，可减小视角的黑辉度。对于这一点，在图12的右图中，可以理解，在入射侧偏振片的支撑基材12B的延迟R1·h1加大，使出射侧偏振片的支撑基材11B的延迟R2·h2为零，在液晶层的ΔnLC·dLC＝0.75λ时，由于液晶层15的作用，由于以200T为中心转动0.75λ时，以延迟R1·h1转动的S3的长度200T和252的距离与以200T和201A的距离表示的S1的长度相等时，黑辉度可以减小。另外，在图13的右图中即使也同样考虑波长分散，通过与可见度特性高的550nm的波长配合，可使黑辉度减小。
在实施例1～3中，设定液晶的275nm＝0.5λ＜ΔnLC·dLC＞550nm＝1.0λ，入射侧偏振片12的支撑基材12B的延迟R1·h1和出射侧偏振片11的支撑基材11B的延迟R2·h2的关系为R1·h1＞R2·h2，在比较同一延迟的时间之时，方位角Φ＝45°，视角θ＝60°的黑辉度透射率Tb，小于等于约0.9％，可知视角的黑辉度可以减小。另外，优选地，通过使优选地，液晶的330nm＜ΔnLC·dLC＞490nm，入射侧偏振片12的支撑基材12B的延迟R1·h1和出射侧偏振片11的支撑基材11B的延迟R2·h2的关系为R1·h1＜R2·h2，在比较同一延迟的时间之时，方位角Φ＝45°，视角θ＝60°的黑辉度透射率Tb，小于等于约0.45％，可知视角的黑辉度可以减小。
另外，优选地，通过使R1·h1＜50nm，R2·h2＞50nm，使方位角Φ＝45°，视角θ＝60°的黑辉度透射率Tb小于等于约0.35％，判明黑辉度可以减小。
另外，在本实施例中，液晶层15的倾角为2°，对改变倾角的研究的结果判明，在倾角小于等于3°时，也可获得大致同样的特性。所以，可知优选地，液晶取向的倾角为小于等于3°的反平行取向(摩擦方向上下为同一方向)或是在摩擦方向相同时可取消倾角的平行取向。
本实施例的构造示于图2，光学配置示于图6。本发明的构成与实施例1～4相同，光学轴配置，如与图4不同的图6所示，上下偏振片11、12的轴方向，使入射侧偏振片12的偏振层12C的偏振透射轴12CT和出射侧偏振片11的偏振层11C的偏振透射轴11CT正交，成为使液晶层15的液晶取向轴15S和入射偏振片12的偏振层12C的透射轴12CT正交的E-模式。
液晶层15的物理性质为具有正的介电各向异性，其复折射率ΔnLC＝0.0825，液晶盒的盒间隙dLC＝4μm，两界面的预倾角2°，摩擦方向，在图6中，为与液晶层15的取向方向15S的平行方向，在各个逆向上摩擦。液晶的ΔnLC·dLC＝330nm＝330/550＝0.6λ(波长)。
此处，迄今在制品中使用的偏振片的支撑基材11A、11B、12A、12B是由TAC构成的，其厚度约为80μm。此时评价方位角Φ＝45°，视角θ＝60°的黑辉度透射率(下面在没有声明时将其以视角的黑透射率Tb表示)时，为0.9％。另外，此时的正面的白辉度透射率为38％。在Φ＝45°，θ＝60°时的对比度为小于等于40。另外，已经判明，由于使黑辉度透射率小于等于0.35％，作为人的视认性，是黑辉度充分减小的良好的特性。于是，在本发明中，Tb的透射率不到0.9％，优选地，小于等于0.35％。
在入射侧的支撑基材12B的厚度h1为80μm，出射侧的支持基材11B的厚度h2为160μm时，各个延迟R1·h1≈55nm，R2·h2≈110nm，方位角Φ＝45°，视角θ＝60°的黑辉度透射率Tb约为0.35％，可大幅度地减小视角的黑辉度。
在实施例5中，在液晶的ΔnLC·dLC＝412nm＝0.75λ(波长)，入射侧的支撑基材12B的厚度h1为0μm，出射侧的支撑基材11B的厚度h2为160μm时，各个延迟R1·h1≈0nm，R2·h2≈110nm。此时的方位角Φ＝45°，视角θ＝60°的黑辉度透射率Tb小于等于0.25％，可进一步减小视角的黑辉度。
在实施例5中，在液晶的ΔnLC·dLC＝412nm＝0.75λ(波长)，入射侧的支撑基材12B的厚度h1为40μm，出射侧的支撑基材11B的厚度h2为160μm时，各个延迟R1·h1≈38nm，R2·h2≈110nm。此时的方位角Φ＝45°，视角θ＝60°的黑辉度透射率Tb小于等于0.35％，可进一步减小视角的黑辉度。
在实施例5～7中，设定液晶的275nm＝0.5λ＜ΔnLC·dLC＞550nm＝1.0λ，入射侧偏振片12的支撑基材12B的延迟R1·h1和出射侧偏振片11的支撑基材11B的延迟R2·h2的关系为R1·h1＜R1·h2，在比较同一延迟的时间之时，方位角Φ＝45°，视角θ＝60°的黑辉度透射率Tb，小于等于约0.9％，可知视角的黑辉度可以减小。另外，优选地，液晶的330nm＜ΔnLC·dLC＞490nm，入射侧偏振片12的支撑基材12B的延迟R1·h1和出射侧偏振片11的支撑基材11B的延迟R2·h2的关系为R1·h1＜R1·h2，在比较同一延迟的时间时，方位角Φ＝45°，视角θ＝60°的黑辉度透射率Tb，小于等于约0.45％，可知视角的黑辉度可以减小。
另外，优选地，通过使R1·h1＜50nm，R1·h2＞50nm，使方位角Φ＝45°，视角θ＝60°的黑辉度透射率Tb小于等于约0.35％，判明黑辉度可以减小。
另外，在本实施例中，液晶层15的倾角为2°，对改变倾角的研究的结果判明，在倾角小于等于3°时，也可获得大致同样的特性。所以，可知优选地，液晶取向的倾角为小于等于3°的反平行取向(摩擦方向上下为同一方向)或是在摩擦方向相同时可取消倾角的平行取向。
本实施例的构造示于图1，光学配置示于图3。本发明的构成为使用冷阴极管51作为照明装置50，在其里面配置反射板52，在液晶显示元件10一侧配置扩散板53等的光学构件。液晶显示元件10的结构为由在外侧具有偏振片12和11的透明基板16和14构成，在其间夹持平行配置的液晶层15。另外，此结构为在各个偏振片12、11的内侧配置有光学相位补偿膜14、13。为简单起见，将布线、取向膜、薄膜晶体管等省略，但为显示矩阵可以应用通常的有源元件结构是自不待言的。
液晶层15的物理性质为具有正的介电各向异性，其复折射率ΔnLC＝0.0825，液晶盒的盒间隙dLC＝4μm，两界面的预倾角2°，摩擦方向，在图3中，为与液晶层15的取向方向15S的平行方向，在各个逆向上摩擦。液晶的ΔnLC·dLC＝330nm＝330/550＝0.6λ(波长)。另外，上下偏振片11、12的轴方向，如图3所示，入射侧偏振片12的偏振层12C的偏振透射轴12CT和出射侧偏振片11的偏振层11C的偏振透射轴11CT正交，成为使液晶层15的液晶取向轴15S和入射偏振片12的偏振层12C的吸收轴12CA正交的0-模式。另外，光学相位补偿膜14、13的迟相轴14S、13S分别与偏振片吸收轴大致平行配置。就是说，入射侧光学相位补偿膜14的迟相轴14S与入射侧偏振片12的偏振层12C的吸收轴12CA平行，出射侧光学相位补偿膜13的迟相轴13S与出射侧偏振片11的偏振层11C的吸收轴11CA平行。
此处，在没有光学相位补偿膜14、13的场合，如在实施例1中所述，在评价方位角Φ＝45°，视角θ＝60°的黑辉度透射率(下面在没有声明时将其以视角的黑透射率Tb表示)时，为0.9％。另外，此时的正面的白辉度透射率为38％。在Φ＝45°，θ＝60°时的对比度为小于等于40。另外，已经判明，由于使黑辉度透射率小于等于0.35％，作为人的视认性，是黑辉度充分减小的良好的特性。于是，在本发明中，Tb的透射率不到0.9％，优选地，小于等于0.35％。
在本实施例中，迄今在制品中使用的偏振片的支撑基材11A、11B、12A、12B是由TAC构成的，其厚度约为80μm。此时，在入射侧的支撑基材12B的厚度h1为80μm，出射侧的支撑基材11B的厚度h2为80μm时，各个延迟R1·h1≈R2·h2≈55nm。另外，入射侧光学相位补偿膜14的延迟Δnr1·dr1≈142nm，Nz≈0.0，出射侧光学相位补偿膜13的延迟Δnr2·dr2≈252nm，Nz≈0.0。
在图14中，考虑大致为可见光区域的400nm～700nm的光的波长依赖关系。考虑从方位角Φ＝45°，视角θ＝60°观察的场合的光。此处，设第一光学相位补偿膜14的Δnr1·dr1＝142nm，Nz1＝0.0，第二光学相位补偿膜13的Δnr2·dr2＝252nm，Nz＝0.0。从方位角Φ＝45°，视角θ＝60°入射的光，透过偏振层12C的透射轴12CT的光的偏振状态成为200T，由于支撑基材12B的延迟R1·h1的作用，使S1轴在从-1侧观察时顺时针转动延迟R1·h1大小，变换为偏振状态232的左旋椭圆偏振光。此处，偏振状态232的直线长度，由于波长不同延迟也不同，所以显示出由于光的波长不同变换为不同的偏振状态。另外，第一光学相位补偿膜14，由于Nz1＝0.0，迟相轴14S与偏振片12的吸收轴12CA平行，以201A为中心，顺时针转动延迟ΔnLC·dLC大小，根据波长变换为扩展的偏振状态233的椭圆偏振光。另外，由于液晶层15的作用，以200T的点为中心，顺时针转动液晶层的延迟ΔnLC·dLC大小成为331，根据波长变换为扩展的偏振状态234的椭圆偏振光。下面，为补偿此液晶层15的波长分散，由于第二光学相位补偿膜13，其迟相轴13S与液晶层15的取向方向15S垂直配置，Nz＝0.0，以200T为转动中心，逆时针转动延迟Δnr2·dr2大小成为332，根据波长变换为扩展的偏振状态235的椭圆偏振光。此时，由于向着与液晶层15的延迟反对方向转动，补偿波长分散。另外，由于出射侧偏振片11的支撑基材11B的延迟R2·h2的作用，使S1轴在从-1侧观察时顺时针转动延迟R2·h2大小，变换为偏振状态236的椭圆偏振光。此处，了解到，与出射侧的偏振层11C的吸收轴11CA一致的偏振状态是201A，只在偏振状态236和201A的距离的大小上发生漏光，根据液晶层15的延迟ΔnLC·dLC，设上述最优的第一、第二光学相位补偿膜的Δnr1·dr1、Nz1、Δnr2·dr2，Nz2，则方位角Φ＝45°，视角θ＝60°的黑辉度透射率Tb小于等于约0.08％，可大幅度减小视角的黑辉度。另外，此时的方位角依赖关系，如图15所示，对于波长，在方位角45°方向上波长依赖关系最大，对于从方位角45°方向的偏离可以得到大致对称的特性，可以降低方位角依赖关系。

在本实施例中，只有光学相位补偿膜14、13的物理性质与实施例9不同，此外完全一样。就是说，在本实施例中，入射侧光学相位补偿膜14的延迟Δnr1·dr1≈138nm，Nz≈0.5，出射侧光学相位补偿膜13的延迟Δnr2·dr2≈282nm，Nz≈0.5。
在图16中，考虑大致为可见光区域的400nm～700nm的光的波长依赖关系。考虑从方位角Φ＝45°，视角θ＝60°观察的场合的光。此处，从方位角Φ＝45°，视角θ＝60°入射的光，透过偏振层12C的透射轴12CT的光的偏振状态成为200T，由于支撑基材12B的延迟R1·h1的作用，使S1轴在从-1侧观察时顺时针转动延迟R1·h1大小，变换为偏振状态222的左旋椭圆偏振光。此处，偏振状态222的直线长度，由于波长不同延迟也不同，所以显示出由于光的波长不同变换为不同的偏振状态。另外，第一光学相位补偿膜14，由于Nz1＝0.5，迟相轴14S与偏振片12的吸收轴12CA平行，以200T和201A的中心S1＝S3＝0为转动中心顺时针转动延迟Δnr1·dr1大小，根据波长变换为扩展的偏振状态223的椭圆偏振光。另外，由于液晶层15的作用，以200T的点为中心顺时针转动液晶层的延迟ΔnLC·dLC大小成为321，根据波长变换为扩展的偏振状态224的椭圆偏振光。下面，为补偿此液晶层15的波长分散，由于第二光学相位补偿膜13，其迟相轴13S与液晶层15的取向方向15S垂直配置，Nz＝0.5，以200T和201A的中心的S1＝S3＝0作为转动中心，逆时针转动延迟Δnr2·dr2大小成为322，根据波长变换为扩展的偏振状态225的椭圆偏振光。此时，由于向着与液晶层15的延迟反对方向转动，补偿波长分散。另外，由于出射侧偏振片11的支撑基材11B的延迟R2·h2的作用，使S1轴在从-1侧观察时顺时针转动延迟R2·h2大小，变换为偏振状态226的椭圆偏振光。此处，了解到，与出射侧的偏振层11C的吸收轴11CA一致的偏振状态是201A，只在偏振状态236和201A的距离的大小上发生漏光，根据液晶层15的延迟ΔnLC·dLC，设上述最优的第一、第二光学相位补偿膜的Δnr1·dr1、Nz1、Δnr2·dr2、Nz2，方位角Φ＝45°，视角θ＝60°的黑辉度透射率Tb小于等于约0.1％，可大幅度地减小视角的黑辉度。另外，此时的方位角依赖关系，如图16所示，对于波长，在从方位角45°方向向正的方向偏离或向负的方向偏离，波长依赖关系改变，在方位角中辉度也不会上升很大，色染也可以减小。
在本实施例中，只有光学相位补偿膜14、13及偏振片的支撑基材11A、11B、12A、12B的物理性质与实施例9、10不同，此外完全一样。
在本实施例中，偏振片的支撑基材11A、11B、12A、12B是由TAC构成的，其厚度约为40μm，此时，在入射侧的支撑基材12B的厚度h1为40μm，出射侧的支撑基材11B的厚度h2为40μm时，各个延迟R1·h1≈R2·h2≈38nm。另外，入射侧光学相位补偿膜14的延迟Δnr1·dr1≈30nm，Nz≈0.25，出射侧光学相位补偿膜13的延迟Δnr2·dr2≈173nm，Nz≈0.25。
在图18中，考虑大致为可见光区域的400nm～700nm的光的波长依赖关系。考虑从方位角Φ＝45°，视角θ＝60°观察的场合的光。此处，从方位角Φ＝45°，视角θ＝60°入射的光，透过偏振层12C的透射轴12CT的光的偏振状态成为200T，由于支撑基材12B的延迟R1·h1的作用，使S1轴在从-1侧观察时顺时针转动延迟R1·h1大小，变换为偏振状态232A的左旋椭圆偏振光。此处，偏振状态232A的直线长度，由于波长不同延迟也不同，所以显示出由于光的波长不同变换为不同的偏振状态。另外，第一光学相位补偿膜14，由于Nz1＝0.25，迟相轴14S与偏振片12的吸收轴12CA平行，以201A和S1＝S3＝0的中央大致作为转动中心顺时针转动延迟Δnr1·dr1大小，根据波长变换为扩展的偏振状态233A的椭圆偏振光。另外，由于液晶层15的作用，以200T的点为中心，顺时针转动液晶层的延迟ΔnLC·dLC大小成为331A，根据波长变换为扩展的偏振状态234A的椭圆偏振光。下面，为补偿此液晶层15的波长分散，由于第二光学相位补偿膜13，其迟相轴13S与液晶层15的取向方向15S垂直配置，Nz＝0.25，以200T和S1＝S3＝0的中心作为转动中心，逆时针转动延迟Δnr2·dr2大小成为332A，根据波长变换为扩展的偏振状态235A的椭圆偏振光。此时，由于向着与液晶层15的延迟反对方向转动，补偿波长分散。另外，由于出射侧偏振片11的支撑基材11B的延迟R2·h2的作用，使S1轴在从-1侧观察时顺时针转动延迟R2·h2大小，变换为偏振状态236A的椭圆偏振光。此处，了解到，与出射侧的偏振层11C的吸收轴11CA一致的偏振状态是201A，只在偏振状态236和201A的距离的大小上发生漏光，根据液晶层15的延迟ΔnLC·dLC，设上述最优的第一、第二光学相位补偿膜的Δnr1·dr1、Nz1、Δnr2·dr2、Nz2，方位角Φ＝45°，视角θ＝60°的黑辉度透射率Tb小于等于约0.05％，可大幅度地减小视角的黑辉度。另外，此时的方位角依赖关系，如图19所示，对于波长，在方位角45°方向与波长的依赖关系最大，对于从方位角45°方向的偏离可得到大致对称的特性，方位角依赖关系可减小。另外，对于波长，可在宽广的波段中减小黑强度，也可减小色染。
在实施例9中，将液晶的ΔnLC·dLC以及支撑基材的R·h作为参数，设第一、第二光学相位补偿膜的Nz1＝Nz2＝0.0，求出方位角Φ＝45°，视角θ＝60°的黑辉度透射率Tb最小的Δnr1·dr1和Δnr2·dr2。其结果示于图20。横轴X为上下支撑基材12B、11B的延迟Rh，纵轴Y以第一、第二光学相位补偿膜的面内延迟Δnr1·dr1、Δnr2·dr2作为参数。曲线401、402、403是液晶的ΔnLC·dLC分别表示在250nm、290nm、310nm时的第二光学相位补偿膜的面内Δnr2·dr2的最优值，而曲线411、412、413是液晶的ΔnLC·dLC分别表示在250nm、290nm、310nm时的第一光学相位补偿膜的面内Δnr1·dr1的最优值。另外，可知区域400表示在使液晶的ΔnLC·dLC从220nm～370nm为止、使支撑基材的R·h从0～60nm为止变化时最优的第二光学相位补偿膜的面内的Δnr2·dr2，以下面的(式6)表示，此时的最优的第一光学相位补偿膜面内的Δnr1·dr1，以下面的(式7)表示。另外，此时，方位角Φ＝45°，视角θ＝60°的黑辉度透射率Tb小于等于约0.35％，视角的黑辉度可大幅度地减小。另外，本研究是Rh一直到60nm的研究，对于大于等于60nm的值是有效的。另外，已知研究是以Nz＝0.0进行的，各自的光学相位补偿膜的Nz系数在-0.15＜Nz1＜0.15，-0.15＜Nz2＜0.15时是有效的。
40+1.056·X-0.0004·X2≤Δnr2·dr2≤140+1.056·X-0.0004·X2(式6)110+X-0.0047·X2≤Δnr1·dr1≤270+X-0.0047·X2(式7)其中，X是上下支撑基材12B、11B的厚度方向的延迟，X≡Rh≡R1·h1≡R2·h2。
在实施例10中，将液晶的ΔnLC·dLC以及支撑基材的R·h作为参数，设第一、第二光学相位补偿膜的Nz1＝Nz2＝0.5，求出方位角Φ＝45°，视角θ＝60°的黑辉度透射率Tb最小的Δnr1·dr1和Δnr2·dr2。其结果示于图21。横轴X为上下支撑基材12B、11B的延迟Rh，纵轴Y以第一、第二光学相位补偿膜的面内延迟Δnr1·dr1、Δnr2·dr2作为参数。曲线421、422、423是液晶的ΔnLC·dLC分别表示在250nm、290nm、310nm时的第二光学相位补偿膜的面内Δnr2·dr2的最优值，而曲线431、432、433是液晶的ΔnLC·dLC分别表示在250nm、290nm、310nm时的第一光学相位补偿膜的面内Δnr1·dr1的最优值。另外，可知区域420表示在使液晶的ΔnLC·dLC从220nm～370nm为止、使支撑基材的R·h从0～60nm为止变化时最优的第二光学相位补偿膜的面内的Δnr2·dr2，以下面的(式8)表示，此时的最优的第一光学相位补偿膜面内的Δnr1·dr1，是区域430，以下面的(式9)表示。另外，此时，方位角Φ＝45°，视角θ＝60°的黑辉度透射率Tb小于等于约0.35％，视角的黑辉度可大幅度地减小。另外，本研究是Rh一直到60nm的研究，对于大于等于60nm的值是有效的。另外，已知研究是以Nz＝0.5进行的，各自的光学相位补偿膜的Nz系数在0.35＜Nz1＜0.65，0.35＜Nz2＜0.65时是有效的。
185+1.155·X-0.0138·X2≤Δnr2·dr2≤315+1.252·X-0.0134·X2(式8)-35+2.86·X-0.00964·X2≤Δnr1·dr1≤90+3.04·X-0.00465·X2(式9)其中，X是上下支撑基材12B、11B的厚度方向的延迟，X≡Rh≡R1·h1≡R2·h2。
在实施例9中，是使第一及第二光学相位补偿膜的参数变化时的研究结果，除此之外的构成以及参数与实施例9一样。首先，设第一光学相位补偿膜14的Nz1＝0.5，在液晶的ΔnLC·dLC＝310nm时的第二光学相位补偿膜的Nz2示于横轴，其延迟Δnr2·dr2及第一光学相位补偿膜的延迟Δnr1·dr1示于左纵轴，而方位角Φ＝45°，视角θ＝60°的黑辉度透射率Tb的最小值示于右纵轴，研究的结果示于图22。曲线110表示最优化时的黑辉度透射率Tb的最小值，曲线110A表示此时的第二光学相位补偿膜的延迟Δnr2·dr2，曲线101B表示此时的第一光学相位补偿膜的延迟Δnr1·dr1。其结果，第二光学相位补偿膜的Nz2，在-0.035≤Nz2≤1.0时，在黑辉度透射率小于等于0.35％(范围150)时可以实现黑辉度减小。另外，可知在-0.10≤Nz2≤1.0的120范围中，满足条件Δnr1·dr1＜Δnr2·dr2，也可减小色染与方位角的依赖关系。另外，图22是以Nz1＝0.5进行的结果，在0.35≤Nz1≤0.65中是有效的。
在实施例9中，是使第一及第二光学相位补偿膜的参数变化时的研究结果，除此之外的构成以及参数与实施例9一样。首先，设第一光学相位补偿膜14的Nz1＝0.0，在液晶的ΔnLC·dLC＝310nm时的第二光学相位补偿膜的Nz2示于横轴，其延迟Δnr2·dr2及第一光学相位补偿膜的延迟Δnr1·dr1示于左纵轴，而方位角Φ＝45°，视角θ＝60°的黑辉度透射率Tb的最小值示于右纵轴，研究的结果示于图23。曲线111表示最优化时的黑辉度透射率Tb的最小值，曲线101A表示此时的第二光学相位补偿膜的延迟Δnr2·dr2，曲线101B表示此时的第一光学相位补偿膜的延迟Δnr1·dr1。其结果，第二光学相位补偿膜的Nz2，在-0.65≤Nz2≤1.0时，在黑辉度透射率小于等于0.35％(范围150)时可以实现黑辉度减小。另外，可知在-0.10≤Nz2≤1.0的121范围中，满足条件Δnr1·dr1＜Δnr2·dr2，可减小色染与方位角的依赖关系。另外，图23是以Nz1＝0.0进行的结果，在-0.15≤Nz1≤0.15中是有效的。
在实施例9中，是使第一及第二光学相位补偿膜的参数变化时的研究结果，除此之外的构成以及参数与实施例9一样。首先，设第一光学相位补偿膜14的Nz1＝0.25，在液晶的ΔnLC·dLC＝310nm时的第二光学相位补偿膜的Nz2示于横轴，其延迟Δnr2·dr2及第一光学相位补偿膜的延迟Δnr1·dr1示于左纵轴，而方位角Φ＝45°，视角θ＝60°的黑辉度透射率Tb的最小值示于右纵轴进行研究。其结果，第二光学相位补偿膜的Nz2，在-0.35≤Nz2≤1.0时，在黑辉度透射率小于等于0.35％时可以实现黑辉度减小。另外，本实施例，是以Nz1＝0.25进行的结果，在-0.1≤Nz1≤0.4中是有效的。
在实施例9中，是使第一及第二光学相位补偿膜的参数变化时的研究结果，除此之外的构成以及参数与实施例9一样。首先，设第二光学相位补偿膜13的Nz2＝0.5，在液晶的ΔnLC·dLC＝310nm时的第一光学相位补偿膜的Nz1示于横轴，其延迟Δnr1·dr1及第二光学相位补偿膜的延迟Δnr2·dr2示于左纵轴，而方位角Φ＝45°，视角θ＝60°的黑辉度透射率Tb的最小值示于右纵轴，研究的结果示于图24。曲线112表示最优化时的黑辉度透射率Tb的最小值，曲线102A表示此时的第二光学相位补偿膜的延迟Δnr2·dr2，曲线102B表示此时的第一光学相位补偿膜的延迟Δnr1·dr1。其结果，第一光学相位补偿膜的Nz1，在Nz1≤1.0(范围122)时，在黑辉度透射率小于等于0.35％(范围150)时可以实现黑辉度减小。另外，图24是以Nz2＝0.5进行的结果，在0.35＜Nz2＜0.65中是有效的。
在实施例9中，是使第一及第二光学相位补偿膜的参数变化时的研究结果，除此之外的构成以及参数与实施例9一样。首先，设第二光学相位补偿膜13的Nz2＝0.0，在液晶的ΔnLC·dLC＝310nm时的第一光学相位补偿膜的Nz1示于横轴，其延迟Δnr1·dr1及第二光学相位补偿膜的延迟Δnr2·dr2示于左纵轴，而方位角Φ＝45°，视角θ＝60°的黑辉度透射率Tb的最小值示于右纵轴，研究的结果示于图25。曲线113表示最优化时的黑辉度透射率Tb的最小值，曲线103A表示此时的第二光学相位补偿膜的延迟Δnr2·dr2，曲线103B表示此时的第一光学相位补偿膜的延迟Δnr1·dr1。其结果，第一光学相位补偿膜的Nz1，在Nz1≤0.65(范围123)时，在黑辉度透射率小于等于0.35％(范围150)时可以实现黑辉度减小。另外，图25是以Nz2＝0.0进行的结果，在-0.15＜Nz2＜0.15中是有效的。
在实施例9中，是使第一及第二光学相位补偿膜的参数变化时的研究结果，除此之外的构成以及参数与实施例9一样。首先，设第二光学相位补偿膜13的Nz2＝0.25，在液晶的ΔnLC·dLC＝310nm时的第一光学相位补偿膜的Nz1示于横轴，其延迟Δnr1·dr1及第二光学相位补偿膜的延迟Δnr2·dr2示于左纵轴，而方位角Φ＝45°，视角θ＝60°的黑辉度透射率Tb的最小值示于右纵轴进行研究。其结果，第一光学相位补偿膜的Nz1，在Nz1≤0.85时，在黑辉度透射率小于等于0.35％时，可以实现黑辉度减小。另外，本研究在0.1＜Nz2＜0.4中是有效的。

在实施例9中，是使液晶的ΔnLC·dLC支撑基材的R·h以及第一及第二光学相位补偿膜的参数变化时的研究结果，除此之外的构成以及参数与实施例9一样。首先，设第一光学相位补偿膜14和第二光学相位补偿膜13的Nz系数分别相等Nz1≈Nz2，液晶的ΔnLC·dLC＝290nm，另外，上下偏振片内侧的支撑基材12B、11B的厚度方向的延迟R·h≈R1·h1≈R2·h2≈38nm。此时的厚度h，h＝h1≈h2≈40μm。此时的第一及第二光学相位补偿膜的Nz1、Nz2示于横轴，第一光学相位补偿膜的延迟Δnr1·dr1、第二光学相位补偿膜的Δnr2·dr2示于左纵轴，方位角Φ＝45°，视角θ＝60°的黑辉度透射率Tb的最小值示于右纵轴，研究结果示于图27。曲线115示出最优化时的黑辉度透射率Tb的最小值，曲线105A表示此时的第二光学相位补偿膜的延迟Δnr2·dr2，曲线105B表示此时的第一光学相位补偿膜的延迟Δnr1·dr1。其结果，第一、第二光学相位补偿膜的Nz1、Nz2，在-1.0≤Nz1≤1.0(范围125)时，在黑辉度透射率小于等于0.35％(范围150)时可以实现黑辉度减小。另外，图27在Nz1＝Nz2±0.15也有效。
在实施例9中，是使液晶的ΔnLC·dLC支撑基材的R·h以及第一及第二光学相位补偿膜的参数变化时的研究结果，除此之外的构成以及参数与实施例9一样。首先，设第一光学相位补偿膜14和第二光学相位补偿膜13的Nz系数分别相等Nz1≈Nz2，液晶的ΔnLC·dLC＝250nm，另外，上下支撑基材12B、11B的厚度方向的延迟R·h≈R1·h1≈R2·h2≈38nm。此时的厚度h，h＝h1≈h2≈40μm。此时的第一及第二光学相位补偿膜的Nz1、Nz2示于横轴，第一光学相位补偿膜的延迟Δnr1·dr1、第二光学相位补偿膜的Δnr2·dr2示于左纵轴，方位角Φ＝45°，视角θ＝60°的黑辉度透射率Tb的最小值示于右纵轴，研究结果示于图28。曲线116示出最优化时的黑辉度透射率Tb的最小值，曲线106A表示此时的第二光学相位补偿膜的延迟Δnr2·dr2，曲线106B表示此时的第一光学相位补偿膜的延迟Δnr1·dr1。其结果，第一、第二光学相位补偿膜的Nz1、Nz2，在-1.0≤Nz1≤1.0(范围126)时，在黑辉度透射率小于等于0.35％(范围150)时可以实现黑辉度减小。另外，图28在Nz1＝Nz2±0.15也有效。
在实施例9～21，根据图1及图3，上下的偏振片11、12的轴方向，如图3所示，入射侧偏振片12的偏振层12C的偏振透射轴12CT和出射侧偏振片11的偏振层11C的偏振透射轴11CT正交，成为使液晶层15的液晶取向轴15S和入射偏振片12的偏振层12C的吸收轴12CA正交的0-模式。不过，在图1的结构中，可以看到上下的偏振片11、12的轴方向，如图5所示，入射侧偏振片12的偏振层12C的偏振透射轴12CT和出射侧偏振片11的偏振层11C的偏振透射轴11CT正交，成为使液晶层15的液晶取向轴15S和入射偏振片12的偏振层12C的吸收轴12CT正交的E-模式。其结果，可以看到，在实施例9～实施例21中，是与将各实施例的第二光学相位补偿膜13的值(Δnr2·dr2、Nz2)应用于第一光学相位补偿膜14及将各实施例9～21的第一光学相位补偿膜14的值(Δnr1·dr1、Nz1)应用于第二光学相位补偿膜13等价的。
另外，在实施例1～8中，支撑基材，由于几乎没有延迟，不成问题。另一方面，在实施例9～22中，在用来具有光学相位补偿膜的面内延迟Δnr·dr的制品中，当产生轴偏离时，正面的对比度降低。因此，优选地，面内延迟尽量小，更优选地，上下的光学相位补偿膜的面内延迟之和比液晶的延迟小。
在实施例1中，液晶盒的盒间隙dLC的红、绿、蓝像素的盒间隙dR、dG、dB分别为dR≈4.4μm、dG≈4.0μm、dB≈3.2μm。各像素的液晶层的延迟和波长λ的商dLC·Δn/λ为大致一定。除此之外，与实施例1相同。在图13中，在大致为可见光区域的400nm～700nm的光中，偏振状态变化273要很大变化的部分，如图29的273所示，偏振状态变化可大幅度地减小。其结果，如图30的500B所示，在可见光区域(380nm～780nm)的光中，可大幅度地减小黑透射率。方位角Φ＝45°，视角θ＝60°的黑透射率Tb小于等于0.1％，可实现黑辉度的大幅度的减小。在盒间隙在红、绿、蓝间改变的多间隙中，有可能在用来使液晶层取向的摩擦处理中阶梯部不能进行充分摩擦，优选地，进行利用光取向的取向处理。
另外，本实施例的液晶的盒间隙dR＞dG＞dB也可应用于实施例2～22，可以进一步实现黑辉度的减小和色染的减小。
在本实施例中，是假设2光学相位补偿膜的延迟R·h不同，但无论是在R1·h1＝R2·h2＝55nm，只将形成基板的TFT保护膜及取向膜等的基板的单侧的有机膜作成为负的a-片，延迟R·h＝55nm时，还是在R1·h1＝R2·h2＝110nm，只将形成基板的TFT保护膜及取向膜等的基板的单侧的有机膜作成为正的a-片，延迟R·h＝55nm时，都可以得到同样的效果。另外，这一构成也包含在上述的构成R1·h1≠R2·h2中。
在实施例23中，液晶盒的盒间隙dLC的红、绿、蓝像素的盒间隙dR、dG、dB分别为dR≈3.8μm、dG≈3.4μm、dB≈2.7μm，各像素的液晶层的延迟和波长λ的商dLC·Δn/λ为大致一定。另外，在入射侧(液晶层的上下哪一个都可以)配置具有与液晶取向平行的正的单轴各向异性(a-片)的光学相位补偿膜的Δnr1·dr1＝50nm。除此之外，与实施例1相同。因此，对液晶盒的延迟小的部分可利用光学相位补偿膜进行补偿，方位角Φ＝45°，视角θ＝60°的黑透射率Tb小于等于0.1％，可获得与实施例23大致相同的特性。就是说，可在实现黑辉度的大幅度的减小的同时大幅度地减小色染。
另外，将本实施例的液晶的盒间隙改变为dR＞dG＞dB，应用于正的单轴各向异性(a-片)的光学相位补偿膜的结构，也可应用于实施例2～22，可以进一步实现黑辉度的减小和颜色变化的减小。
在实施例23中，液晶盒的盒间隙dLC的红、绿、蓝像素的盒间隙dR、dG、dB分别为dR≈5.0μm、dG≈4.6μm、dB≈3.8μm，各像素的液晶层的延迟和波长λ的商dLC·Δn/λ为大致一定。另外，在出射侧(液晶层的上下哪一个都可以)配置具有与液晶取向垂直的负的单轴各向异性(a-片)的光学相位补偿膜的Δnr2·dr2＝50nm。除此之外，与实施例1相同。因此，对液晶盒的延迟大的部分可利用光学相位补偿膜进行补偿，其结果，方位角Φ＝45°，视角θ＝60°的黑透射率Tb小于等于0.1％，可获得与实施例23、24大致相同的特性。就是说，可在实现黑辉度的大幅度的减小的同时大幅度地减小颜色变化。
另外，将本实施例的液晶的盒间隙改变为dR＞dG＞dB，应用于负的单轴各向异性(a-片)的光学相位补偿膜的结构，也可应用于实施例2～22，可以进一步实现黑辉度的减小和颜色变化的减小。
在本实施例中，示出在偏振片支撑基材由TAC形成时，在减少光学相位补偿膜数目的同时，减小视角的辉度变化的考虑方法。
首先，在图31中示出在液晶层15和第二偏振片11之间配置有源c-片和有源a-片的结构。示出的图31的左方是o-模式，图31的右方是e-模式。在同图中，第一及第二偏振片支撑基材12B及11B都是由TAC形成的，如前所述，与负的c-片等价。另外，有源a-片13A1的迟相轴13A1S，无论在o-模式或e-模式，都与液晶层15的取向轴15S平行，在o-模式时，在液晶层15一侧配置正的c-片13C1，而在e-模式时，在液晶层15一侧配置正的a-片13A1。
在图32中示出庞可莱球上的黑显示时的偏振状态的变化。示出的图32的左方是o-模式，图32的右方是e-模式。庞可莱球的S1-S2剖面图省略。在同图中，设定310T1是第一偏振片支撑基材产生的偏振状态的变化，310LC是液晶层产生的偏振状态的变化，310C1是正的c-片产生的偏振状态的变化，310A1是正的a-片产生的偏振状态的变化，310T2是第二偏振片支撑基材产生的偏振状态的变化。同图，偏振片支撑基材使用的TAC的延迟为30～50nm左右，第一及第二偏振片支撑基材的延迟相等，液晶层的延迟为300nm左右。在第一偏振片和第二偏振片的TAC的延迟相差很大时，或液晶层的延迟大到400nm左右时，在图31中，需要使正的c-片131C变成负的c-片，使正的a-片13A1变成负的a-片。另外，在使TAC的延迟在第一偏振片一侧和第二偏振片一侧独立变化时，并且使液晶层的延迟也改变时，不需要c-片，利用一片a-片大概就可以减小视角的辉度变化。
在图31中使正的a-片的迟相轴与液晶层的迟相轴平行，但是垂直时也可以减小视角的辉度变化。在图33中示出这种光学结构。另外，在图34中，在庞可莱球上示出偏振状态的变化。在同图中，310C1T2是正的c-片和第二偏振片一侧的支撑基材TAC产生的偏振状态的变化。
这样，这种使用TAC作为偏振片支撑基材时也可以使用c-片和a-片各一片或只使用一片a-片来减小视角的辉度变化。
在本实施例中，示出的是在偏振片支撑基材具有复折射性时，在减少光学相位补偿膜的数目的同时，可减小黑显示时的斜向视角的液晶层的影响和减小视角的辉度变化及颜色变化两者的考虑方法。
在图35中，示出偏振片支撑基材是由TAC形成时的光学结构。图35左方是o-模式，图35右方是e-模式。在同图中，负的a-片13A2的迟相轴13A2S配置成为与液晶层15的迟相轴15S正交。
在采用这种结构时，可以减小从斜向方向观察时的液晶层的影响。在图36中示出庞可莱球上的黑显示时的偏振状态的变化。图36左方是o-模式，图36右方是e-模式。在同图中，310LCA2是液晶层和负的a-片产生的偏振状态的变化。比较图32及图34可知液晶层的影响得到减小。这一点，如图35所示，可通过将负的a-片的迟相轴相对液晶层的迟相轴垂直配置而实现。这样，就可以将由于偏振片支撑基材具有复折射性而产生的对液晶层的影响利用负的a-片使其减小到最小限度。
另外，在加大负的a-片的延迟时，由于图37所示的偏振状态的变化也可以使视角的辉度变化减小。此时，由于TAC的延迟，必须将图35的正的c-片13C1变更为负的c-片。比较图36和图37，由迄今的讨论可知，视角的颜色变化在图36中可以减小，在没有特别的理由时，可以进行图36所示的偏振状态的变换。
实施例1～实施例27全部是IPS方式的实施例，在黑显示时液晶取向为与基板平行的取向的显示方式时，并不限定于IPS方式。
在实施例1～实施例27中是利用实施例说明黑显示时的黑辉度(透射率)减小、颜色变化减小，同时可以确认可以得到中间色调、白显示的视角的特性在颜色变化、辉度变化方面变化小的特性。更为优选的是，应用于实施例1～27的相位补偿膜，可以是Δnd/λ大致一定的逆分散的光学相位补偿膜。
本发明，涉及液晶显示器，特别涉及通过对在水平方向上取向的液晶分子施加横向电场对光的透过和遮断进行控制的面内切换模式(IPS)的液晶显示装置，涉及对其视角特性(黑显示及低色调)的大幅度的改善，适用于IPS模式的所有的液晶显示器。
权利要求
1.一种液晶显示装置，包括液晶层，其中，具有光入射侧的第一偏振片的第一基板和具有另一侧的第二偏振片的第二基板间的各自的吸收轴大致垂直，液晶分子在与上述基板平行的方向上取向，通过在与上述第一基板平行的方向上施加电场，上述液晶分子在与上述第一基板平行的面内转动；在上述第一基板或第二基板中的任何一个基板的靠近上述液晶层的一侧，具有与各像素对置设置的一对电极的有源矩阵驱动的电极群；以及照明装置，其特征在于上述第一、第二偏振片是在偏振层的两侧各自具有支撑基材的偏振片，在上述照明装置一侧的上述第一偏振片及上述第二偏振片的各自的内侧，配置有用来补偿透射偏振光的偏振状态的第一及第二光学相位补偿膜；上述第一及第二光学相位补偿膜的各自的面内的迟相轴与各自的偏振片吸收轴大致平行(小者形成的角度为0°～2°)，上述第一光学相位补偿膜的厚度dr1和上述第二光学相位补偿膜的厚度dr2不同。
2.一种液晶显示装置，包括液晶层，其中，具有光入射侧的第一偏振片的第一基板和具有另一侧的第二偏振片的第二基板间的各自的吸收轴大致垂直，液晶分子在与上述基板平行的方向上取向，通过在与上述第一基板平行的方向上施加电场，上述液晶分子在与上述第一基板平行的面内转动；在上述第一基板或第二基板中的任何一个基板的靠近上述液晶层的一侧，具有与各像素对置设置的一对电极的有源矩阵驱动的电极群；以及照明装置，其特征在于上述第一、第二偏振片是在偏振层的两侧各自具有支撑基材的偏振片，在上述照明装置一侧的上述第一偏振片及上述第二偏振片的各自的内侧，配置有用来补偿透射偏振光的偏振状态的第一及第二光学相位补偿膜；上述第一及第二光学相位补偿膜的各自的面内的迟相轴与各自的偏振片吸收轴大致平行(小者形成的角度为0°～2°)，在上述第一光学相位补偿膜的厚度为dr1，上述第二光学相位补偿膜的厚度为dr2时，上述第一光学相位补偿膜的面内的延迟Δnr1·dr1和上述第二光学相位补偿膜的延迟Δnr2·dr2的大小关系是，在上述第一偏振片吸收轴和上述液晶层的无施加时的取向方向大致平行(小者形成的角度为0°～2°)时(o-模式)，5nm＜Δnr1·dr1＜Δnr2·dr2，而在上述第一偏振片吸收轴和上述液晶层的无施加时的取向方向大致垂直(小者形成的角度为88°～90°)时(e-模式)，Δnr1·dr1＞Δnr2·dr2＞5nm。
3.一种液晶显示装置，包括液晶层，其中，具有光入射侧的第一偏振片的第一基板和具有另一侧的第二偏振片的第二基板间的各自的吸收轴大致垂直，液晶分子在与上述基板平行的方向上取向，通过在与上述第一基板平行的方向上施加电场，上述液晶分子在与上述第一基板平行的面内转动；在上述第一基板或第二基板中的任何一个基板的靠近上述液晶层的一侧，具有与各像素对置设置的一对电极的有源矩阵驱动的电极群；以及照明装置，其特征在于上述第一、第二偏振片是在偏振层的两侧各自具有支撑基材的偏振片，在上述照明装置一侧的上述第一偏振片及上述第二偏振片的各自的内侧，配置有用来补偿透射偏振光的偏振状态的第一及第二光学相位补偿膜；在上述第一及第二光学相位补偿膜的各自的面内的迟相轴与各自的偏振片吸收轴大致平行(小者形成的角度为0°～2°)，在上述第一光学相位补偿膜的厚度为dr1，上述第二光学相位补偿膜的厚度为dr2时，上述第一光学相位补偿膜的面内的延迟Δnr1·dr1和上述第二光学相位补偿膜的面内的延迟Δnr2·dr2的大小关系是，在上述第一偏振片吸收轴和上述液晶层的无施加时的取向方向大致平行(小者形成的角度为0°～2°)时(o-模式)，dr1＜dr2，而在上述第一偏振片吸收轴和上述液晶层的无施加时的取向方向大致垂直(小者形成的角度为88°～90°)时(e-模式)，dr1＞dr2。
4.如权利要求1至3中任何一项所述的液晶显示装置，其特征在于上述第一基板和上述第二基板之间的各自的吸收轴大致垂直指，小者形成的角度为88°～90°。
5.如权利要求1至3中任何一项所述的液晶显示装置，其特征在于上述第一偏振片和上述第二偏振片的各偏振层的两侧的上述支撑基材的厚度大于等于20μm、小于等于200μm。
6.如权利要求5所述的液晶显示装置，其特征在于上述第一及第二光学相位补偿膜各自的Nz系数小于等于1.0。
7.如权利要求6所述的液晶显示装置，其特征在于上述第一及第二光学相位补偿膜各自的Nz系数Nz1、Nz2为-1.0＜Nz1，Nz2＜1.0，各自的上述Nz系数Nz1、Nz2大致相等，Nz1-0.15＜Nz2＜Nz1+0.15。
8.如权利要求1至7中任何一项所述的液晶显示装置，其特征在于上述液晶层的两个界面的初始状态的预倾角为小于等于3°的反平行取向，或上述液晶层是平行取向。
9.如权利要求8所述的液晶显示装置，其特征在于在上述第一光学相位补偿膜的Nz系数为Nz1，上述第二光学相位补偿膜的Nz系数为Nz2时，在-0.15＜X≡Nz1，X≡Nz2＜0.15的范围中，在o-模式中，满足(式6)、(式7)，在e-模式中，满足在(式6)、(式7)中代入Δnr1·dr1和Δnr2·dr2得到的式子。
10.如权利要求8所述的液晶显示装置，其特征在于在上述第一光学相位补偿膜的Nz系数为Nz1，上述第二光学相位补偿膜的Nz系数为Nz2时，在0.35＜X≡Nz1，X≡Nz2＜0.65的范围中，在o-模式中，满足(式8)、(式9)，在e-模式中，满足在(式8)中代入Δnr1·dr1和Δnr2·dr2得到的式子。
11.如权利要求8所述的液晶显示装置，其特征在于在上述第一光学相位补偿膜的Nz系数为Nz1，上述第二光学相位补偿膜的Nz系数为Nz2时，在o-模式中，0.35＜Nz1＜0.65，-0.1＜Nz2＜0.65，在e-模式中，0.35＜Nz2＜0.65，-0.1＜Nz1＜0.65。
12.如权利要求8所述的液晶显示装置，其特征在于在上述第一光学相位补偿膜的Nz系数为Nz1，上述第二光学相位补偿膜的Nz系数为Nz2时，在o-模式中，-0.15＜Nz1＜0.15，-0.1＜Nz2＜1.0，在e-模式中，-0.15＜Nz2＜0.15，-0.1＜Nz1＜1.0。
13.如权利要求8所述的液晶显示装置，其特征在于在上述第一光学相位补偿膜的Nz系数为Nz1，上述第二光学相位补偿膜的Nz系数为Nz2时，在o-模式中，-0.05＜Nz1＜0.4，-0.35＜Nz2＜1.0，在e-模式中，-0.05＜Nz2＜0.4，-0.35＜Nz1＜1.0。
14.如权利要求8所述的液晶显示装置，其特征在于在上述第一光学相位补偿膜的Nz系数为Nz1，上述第二光学相位补偿膜的Nz系数为Nz2时，在o-模式中，Nz1＜1.0，0.35＜Nz2＜0.65，在e-模式中，Nz2＜1.0，0.35＜Nz1＜0.65。
15.如权利要求8所述的液晶显示装置，其特征在于在上述第一光学相位补偿膜的Nz系数为Nz1，上述第二光学相位补偿膜的Nz系数为Nz2时，在o-模式中，Nz1＜0.65，-0.15＜Nz2＜0.15，在e-模式中，Nz2＜0.65，-0.15＜Nz1＜0.15。
16.如权利要求8所述的液晶显示装置，其特征在于在上述第一光学相位补偿膜的Nz系数为Nz1，上述第二光学相位补偿膜的Nz系数为Nz2时，在o-模式中，Nz1＜0.85，0.1＜Nz2＜0.4，在e-模式中，Nz2＜0.85，0.1＜Nz1＜0.4。
17.一种液晶显示装置，包括液晶层，其中，具有光入射侧的第一偏振片的第一基板和具有另一侧的第二偏振片的第二基板间的各自的吸收轴大致垂直，液晶分子在与上述基板平行的方向上取向，通过在与上述第一基板平行的方向上施加电场，上述液晶分子在与上述第一基板平行的面内转动；在上述第一基板或第二基板中的任何一个基板的靠近上述液晶层的一侧，具有与各像素对置设置的一对电极的有源矩阵驱动的电极群；以及照明装置，其特征在于上述第一、第二偏振片是在偏振层的两侧各自具有支撑基材的偏振片，上述照明装置一侧的上述第一偏振片的内侧的上述支撑基材的厚度h1和上述第二偏振片的内侧的上述支撑基材的厚度h2不同。
18.一种液晶显示装置，包括液晶层，其中，具有光入射侧的第一偏振片的第一基板和具有另一侧的第二偏振片的第二基板间的各自的吸收轴大致垂直，液晶分子在与上述基板平行的方向上取向，通过在与上述第一基板平行的方向上施加电场，上述液晶分子在与上述第一基板平行的面内转动；在上述第一基板或第二基板中的任何一个基板的靠近上述液晶层的一侧，具有与各像素对置设置的一对电极的有源矩阵驱动的电极群；以及照明装置，其特征在于在上述照明装置一侧的上述第一偏振片的内侧的上述支撑基材的厚度为h1，上述第二偏振片的内侧的上述支撑基材的厚度为h2时，上述第一、第二偏振片是在偏振层的两侧各自具有支撑基材的偏振片，在上述照明装置一侧的上述第一偏振片的内侧的上述支撑基材的厚度方向的延迟R1·h1和上述第二偏振片的内侧的上述支撑基材的厚度方向的延迟R2·h2，在第一偏振片吸收轴和上述液晶层的无电压施加时的取向方向大致平行(小者形成的角度为0°～2°)时(o-模式)，R1·h1＞R2·h2，而在第一偏振片吸收轴和上述液晶层的无电压施加时的取向方向大致垂直(小者形成的角度为88°～90°)时(e-模式)，R1·h1＜R2·h2。
19.一种液晶显示装置，包括液晶层，其中，具有光入射侧的第一偏振片的第一基板和具有另一侧的第二偏振片的第二基板间的各自的吸收轴大致垂直，液晶分子在与上述基板平行的方向上取向，通过在与上述第一基板平行的方向上施加电场，上述液晶分子在与上述第一基板平行的面内转动；在上述第一基板或第二基板中的任何一个基板的靠近上述液晶层的一侧，具有与各像素对置设置的一对电极的有源矩阵驱动的电极群；以及照明装置，其特征在于上述第一、第二偏振片是在偏振层的两侧各自具有支撑基材的偏振片，上述照明装置一侧的上述第一偏振片的内侧的上述支撑基材的厚度h1和上述第二偏振片的内侧的上述支撑基材的厚度h2，在上述第一偏振片吸收轴和上述液晶层的无电压施加时的取向方向大致平行(小者形成的角度为0°～2°)时(o-模式)，h1＞h2，而在上述第一偏振片吸收轴和上述液晶层的无电压施加时的取向方向大致垂直(小者形成的角度为88°～90°)时(e-模式)，h1＜h2。
20.如权利要求17至19中任何一项所述的液晶显示装置，其特征在于上述第一及第二偏振片的各偏振层的两侧的上述支撑基材的厚度大于等于20μm、小于等于200μm。
21.如权利要求17至20中任何一项所述的液晶显示装置，其特征在于上述液晶层的两个界面的初始状态的预倾角为小于等于3°的反平行取向，或上述液晶层是平行取向。
22.如权利要求17至21中任何一项所述的液晶显示装置，其特征在于在上述液晶层的复折射率为ΔnLC，上述液晶层的液晶盒的盒间隙为dLC时，其关系为0.49μm＞ΔnLC·dLC＞0.33μm。
23.如权利要求17至21中任何一项所述的液晶显示装置，其特征在于在上述液晶层的复折射率为ΔnLC，上述液晶层的液晶盒的盒间隙为dLC时，其关系为0.55μm＞ΔnLC·dLC＞0.275μm。
24.如权利要求22或23所述的液晶显示装置，其特征在于在o-模式中，R1·h1＞50nm，R2·h2＜50nm，而在e-模式中，R1·h1＜50nm，R2·h2＞50nm。
25.如权利要求22或23所述的液晶显示装置，其特征在于在o-模式中，R1·h1＞50nm，5nm＜R2·h2＜50nm，而在e-模式中，5nm＜R1·h1＜50nm，R2·h2＞50nm。
26.一种液晶显示装置，包括液晶层，其中，具有光入射侧的第一偏振片的第一基板和具有另一侧的第二偏振片的第二基板间的各自的吸收轴大致垂直(小者形成的角度为88°～90°)，液晶分子在与上述基板平行的方向上取向，通过在与上述第一基板平行的方向上施加电场，上述液晶分子在与上述第一基板平行的面内转动；以及背面的照明装置，其特征在于上述第一、第二偏振片是各自在偏振层的至少单侧具有支撑基材的偏振片，上述照明装置一侧的上述第一偏振片的内侧的上述支撑基材的厚度方向的延迟R1·h1和上述第二偏振片的内侧的上述支撑基材的厚度方向的延迟R2·h2，在上述第一偏振片吸收轴和上述液晶的无电压施加时的取向方向大致平行(小者形成的角度为0°～2°)时(o-模式)，R1·h1＞R2·h2，而在上述第一偏振片吸收轴和上述液晶的无电压施加时的取向方向大致垂直(小者形成的角度为88°～90°)时(e-模式)，R1·h1＜R2·h2，红(R)像素、绿(G)像素、蓝(B)像素各自的上述液晶层的厚度dR、dG、dB为dR＞dG＞dB。
27.一种液晶显示装置，包括液晶层，其中，具有光入射侧的第一偏振片的第一基板和具有另一侧的第二偏振片的第二基板间的各自的吸收轴大致垂直(小者形成的角度为88°～90°)，液晶分子在与上述基板平行的方向上取向，通过在与上述第一基板平行的方向上施加电场，上述液晶分子在与上述第一基板平行的面内转动；以及背面的照明装置，其特征在于上述第一、第二偏振片是在偏振层的两侧各自具有支撑基材的偏振片，上述照明装置一侧的上述第一偏振片的内侧的上述支撑基材的厚度h1和上述第二偏振片的内侧的上述支撑基材的厚度h2，在上述第一偏振片吸收轴和上述液晶的无电压施加时的取向方向大致平行(小者形成的角度为0°～2°)时(o-模式)，h1＞h2，而在上述第一偏振片吸收轴和上述液晶的无电压施加时的取向方向大致垂直(小者形成的角度为88°～90°)时(e-模式)，h1＜h2，红(R)像素、绿(G)像素、蓝(B)像素各自的上述液晶层的厚度dR、dG、dB为dR＞dG＞dB。
28.如权利要求26或27所述的液晶显示装置，其特征在于上述第一及第二偏振片的偏振层的两侧的上述支撑基材的厚度大于等于20μm、小于等于200μm。
29.如权利要求26至28中任何一项所述的液晶显示装置，其特征在于上述液晶层的两个界面的初始状态的预倾角为小于等于3°的反平行取向，或上述液晶层是平行取向。
30.如权利要求26至29中任何一项所述的液晶显示装置，其特征在于上述液晶的ΔnLC·dLC为0.49μm＞ΔnLC·dLC＞0.33μm，与上述液晶层的取向方向大致平行地配置正的单轴各向异性光学膜，或者与上述液晶层的取向方向大致垂直地配置负的单轴各向异性光学膜。
31.如权利要求26至29中任何一项所述的液晶显示装置，其特征在于上述液晶的ΔnLC·dLC为0.55μm＞ΔnLC·dLC＞0.275μm，与上述液晶层的取向方向大致平行地配置正的单轴各向异性光学膜，或者与上述液晶层的取向方向大致垂直地配置负的单轴各向异性光学膜。
32.如权利要求30或31所述的液晶显示装置，其特征在于在o-模式中，R1·h1＞50nm，R2·h2＜50nm，而在e-模式中，R1·h1＜50nm，R2·h2＞50nm。
33.如权利要求30或31所述的液晶显示装置，其特征在于在o-模式中，R1·h1＞50nm，0nm＜R2·h2＜50nm，而在e-模式中，0nm＜R1·h1＜50nm，R2·h2＞50nm。
34.一种液晶显示装置，包括液晶层，其中，具有光入射侧的第一偏振片的第一基板和具有另一侧的第二偏振片的第二基板间的各自的吸收轴大致垂直(小者形成的角度为88°～90°)，液晶分子在与上述基板平行的方向上取向，通过在与上述第一基板平行的方向上施加电场，上述液晶分子在与上述第一基板平行的面内转动；以及背面照明装置，其特征在于上述第一、第二偏振片是各自在偏振层的至少单侧具有支撑基材的偏振片，上述偏振片支撑基材具有复折射性(延迟大于10nm)，在上述第一偏振片和上述第二偏振片之间配置多个光学相位补偿膜，上述多个光学相位补偿膜中的至少一片是负的a-片，上述负的a-片配置在上述液晶层的上侧或下侧，上述负的a-片的迟相轴与上述液晶层的迟相轴大致垂直(小者形成的角度为88°～90°)。
全文摘要
提供一种液晶显示装置，是通过对在水平方向上取向的液晶分子施加横向电场对光的透过和遮断进行控制的面内切换模式(IPS)的液晶显示装置，可减小其黑显示的斜向方向上的辉度上升及色染。构成该液晶显示装置的第一偏振片和第二偏振片是至少在偏振层的单侧具有支撑基材的偏振片；在照明装置侧的第一偏振片的内侧的支撑基材的厚度方向上的延迟R2·h2，在第一偏振片吸收轴和液晶上无电压施加时的取向方向大致平行(小者形成的角度为0°～2°)时(o－模式)，R1·h1＞R2·h2，而在第一偏振片吸收轴和液晶无电压施加时的取向方向大致垂直(小者形成的角度为88°～90°)时(e－模式)，R1·h1＜R2·h2。
文档编号G02B5/30GK1603906SQ20041007879
公开日2005年4月6日 申请日期2004年9月17日 优先权日2003年9月30日
发明者桧山郁夫, 小村真一, 山本恒典, 内海夕香, 前原睦, 梶田大介 申请人:株式会社日立显示器