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CN101743504B - 液晶面板及液晶显示装置 - Google Patents

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CN101743504B
CN101743504B CN2008800241369A CN200880024136A CN101743504B CN 101743504 B CN101743504 B CN 101743504B CN 2008800241369 A CN2008800241369 A CN 2008800241369A CN 200880024136 A CN200880024136 A CN 200880024136A CN 101743504 B CN101743504 B CN 101743504B
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Abstract

本发明提供一种IPS方式·o模式的彩色液晶面板，其是改善了斜方向的对比度的具有多间隙结构的液晶面板，其中，在液晶单元(10)的滤色片(6)侧配置有第1偏振片(1)，同时在液晶单元(10)的液晶层(5)侧配置有第2偏振片(8)。另外，在第2偏振片(8)与液晶单元(10)之间配置有相位差薄膜(2)。液晶单元(10)在辨识侧的玻璃基板(3)层叠有滤色片(6)，进而将玻璃基板(7)配置成夹持液晶层(5)。在此，在液晶层(5)的厚度中，与蓝色滤色片(6B)接触的区域的厚度dB最小，与绿色滤色片(6G)接触的区域的厚度dG、与红色滤色片(6R)接触的区域的厚度dR依次变大。即，采用液晶层(5)的厚度对应滤色片(6)的每种颜色而不同的多间隙结构。

Description

液晶面板及液晶显示装置
技术领域
本发明涉及液晶面板，具体而言，本发明涉及使斜方向的对比度提高的液晶面板。另外，本发明还涉及具备液晶面板的液晶显示装置。
背景技术
在可显示彩色图像的液晶显示装置中使用的液晶单元的主流是使用红、绿、蓝3种基本色滤色片并利用加色混合进行彩色显示。但是，液晶中的光的折射率因颜色不同而不同，所以成为在从斜方向观察液晶显示装置的情况下，发生因观察角度不同而液晶显示装置的画面看起来着色成不同颜色的色移(color shift)的问题。为了防止这种色移，提出了具有多间隙结构的液晶单元。这是对应每种颜色改变液晶层的厚度、即单元间隙(cell gap)的技术。但是，即使使用具有多间隙结构的液晶单元，也不能改善作为液晶显示装置的缺陷的对比度的低值。作为改善对比度的技术，提出了在位于单元间隙厚的一方的区域与单元间隙薄的一方的区域之间的边境的倾斜区域配置遮光膜的技术(例如专利文献1)。这是防止透过或反射倾斜区域的光引起的对比度的降低的技术。
另一方面，对于在必需动画显示的电视接收机等中使用的液晶显示装置而言，代替TN方式或STN方式，近年来，VA方式或IPS方式成为了主流。其中，IPS方式是使液晶层中含有的液晶分子进行均匀(homogenous)取向并在其面内使取向方向变化的方式。因而，由于液晶分子没有在液晶单元中倾斜地立起，所以根据观察画面的角度不同而光学特性的变化小，与VA方式相比，可得到广视野角。另一方面，与VA方式相比，对比度低正在成为问题。在此，IPS方式包括被称为e模式的方式和被称为o模式的方式。其中，在o模式中，在被配置于光源侧、即液晶单元的液晶层侧的偏振片中，使吸收轴朝向与在没有施加电压的状态下使其进行均匀取向的液晶分子的长轴方向大致平行的方向。因此，从光源发出的全方位光通过偏振片而产生的直线偏振光不会改变偏振光状态及偏振光方向，到达在辨识侧、即液晶单元的滤色片侧设置的偏振片。设置于滤色片侧的偏振片由于使吸收轴朝向与液晶分子的长轴方向大致正交的方向，所以在通过该偏振片时，斜方向的对比度降低。
专利文献1：特开2004-354745号公报
如果将专利文献1的技术适应于IPS方式·o模式的液晶面板中，则抑制在倾斜区域光透过或反射引起的对比度的降低。另一方面，直线偏振光的偏振光方向不同引起的倾斜方向的对比度的降低没有得到改善。
发明内容
本发明正是鉴于这种实际情况而提出的，提供一种IPS方式·o模式的彩色液晶面板、其是以可抑制将直线偏振光转换成椭圆偏振光引起的斜方向的对比度的降低的的方式被改善的具有多间隙结构的液晶面板以及含有这种液晶面板的液晶显示装置。
本发明的液晶面板，具有：
液晶单元，其具备具有不同颜色的多个滤色片、和接触于所述多个滤色片设置的同时在与所述多个滤色片接触的各区域分别设定不同厚度进而含有均匀取向的液晶分子的液晶层；第1偏振片，其被设置于所述液晶单元的所述多个滤色片侧的同时吸收轴朝向与所述液晶分子的未施加电压时的长轴方向大致正交的方向；第2偏振片，其被设置于所述液晶单元的所述液晶层侧的同时吸收轴朝向与所述液晶分子的长轴方向大致平行的方向；以及，相位差薄膜，其被设置于所述液晶层与所述第2偏振片之间的同时面内方向的折射率大致相同且厚度方向的折射率小于面内方向的折射率。
如果利用上述构成，则由于在液晶层与第2偏振片之间具有面内方向的折射率大致相同而且厚度方向的折射率小于面内方向的折射率的相位差薄膜，所以利用相位差薄膜将通过第2偏振片的直线偏振光转换成椭圆偏振光，该椭圆偏振光利用通过液晶层而被转换成直线偏振光并通过第1偏振片。因而，斜方向的对比度得到改善。其中，面内方向是指与相位差薄膜的厚度方向正交的平面内的各方向。
另外，滤色片是为了进行彩色显示而在液晶单元内设置的构件，是含有加入了染料或颜料的树脂膜的构件。包括只由加入了染料或颜料的树脂膜构成的构件及进一步具备保护同一树脂膜的保护膜(over coat)层的构件等。
本发明中的液晶面板优选与多个滤色片的各厚度相对应地设定液晶层厚度。
如果利用上述构成，则由于与多个滤色片的各厚度相对应地设定液晶层厚度，所以可通过设定多个滤色片的各厚度来设定液晶层厚度。因而，容易对应每种光颜色来合理化液晶层单元中的光的相位差。
优选本发明中的液晶面板的多个滤色片包括蓝色滤色片、绿色滤色片及红色滤色片，同时与蓝色滤色片接触的区域的液晶层厚度小于与绿色滤色片及红色滤色片接触的区域的液晶层厚度，对应绿色滤色片的区域的液晶层厚度为对应红色滤色片的区域的液晶层厚度以下。
如果利用上述构成，则与蓝色滤色片接触的液晶层厚度小于与绿色滤色片及红色滤色片接触的液晶层厚度，所以可使蓝色光的相位滞后比绿色及红色的光的相位滞后小。另外，对应绿色滤色片的液晶层厚度为对应红色滤色片的液晶层厚度以下，所以可使绿色光的相位滞后相同或小于红色光的相位滞后。因此，可抑制斜方向的色移。
本发明中的液晶面板优选相对作为绿色光的波长550nm的光的所述液晶单元的面内相位差值Re[550]由
Re[550]＝(nx550-ny550)×dG…(1)
(其中，nx550为相对波长550nm的光的所述液晶层的面内滞后相轴方向的主折射率，ny550为相对波长550nm的光的所述液晶层的面内超前相轴方向的主折射率，dG为与绿色滤色片接触的区域的所述液晶层的厚度。)
表示，并且，
相对作为蓝色光的波长450nm的光的所述液晶单元的面内相位差值Re[450]由
Re[450]＝(nx450-ny450)×dB…(2)
(其中，nx450为相对波长450nm的光的所述液晶层的面内滞后相轴方向的主折射率，ny450为相对波长450nm的光的所述液晶层的面内超前相轴方向的主折射率，dB为与蓝色滤色片接触的区域的所述液晶层厚度。)表示，并且，所述面内相位差值Re[550]及所述面内相位差值Re[450]满足
Re[450]＜Re[550]…(3)
的关系。
如果利用上述构成，则由于液晶层的面内相位差值Re[550]及面内相位差值Re[450]满足式(3)的关系，所以通过液晶层的绿色光相对蓝色光产生相位滞后。因而，可抵消在相位差薄膜内部产生的蓝色光相对绿色光的相位滞后。其中，面内相位差值表示与液晶层厚度方向正交的平面中的滞后相轴与超前相轴之间的相位差值。另外，滞后相轴表示在同一平面内主折射率方向最大的方向，超前相轴表示与滞后相轴正交的方向。
本发明中的液晶面板优选相对作为绿色光的波长550nm的光的所述相位差薄膜的厚度方向的相位差值Rth[550]由
Rth[550]＝(nx550-nz550)×d…(4)
(其中，nx550为相对波长550nm的光的所述相位差薄膜的面内滞后相轴方向的主折射率，nz550为相对波长550nm的光的所述相位差薄膜的厚度方向上的超前相轴方向的主折射率，d为相位差薄膜的厚度。)表示，并且，所述相位差值Rth[550]在
20nm≤Rth[550]≤80nm…(5)
的范围。
如果相位差薄膜的Rth[550]小于20nm，则斜方向的对比度可能会降低，如果Rth[550]大于80nm，则斜方向的色移可能会变大。因而，如果利用上述构成，则由于Rth[550]为20nm以上、80nm以下，所以可抑制斜方向的色移并同时改善斜方向的对比度。
本发明中的液晶面板可优选用于液晶显示装置。
如果利用本发明，则可提供作为IPS方式·o模式的彩色液晶面板的改善了斜方向的对比度的具有多间隙结构的液晶面板。
附图说明
图1是表示本发明中的液晶显示装置的一个实施方式的概略截面图。
图2作为图1放大图，是表示本发明中的液晶面板的一个实施方式的概略截面图。
图3是说明本发明中的液晶面板的效果的模式图，是说明液晶面板中的偏振光的变化的图。
图4是说明本发明中的液晶面板的效果的模式图，(a)是说明在具有多间隙结构的液晶面板增加相位差薄膜时的偏振光的变化的图，(b)是说明在不具有多间隙结构的液晶面板增加相位差薄膜时的偏振光的变化的图。
图5是说明本发明中的液晶面板的效果的模式图，(a)是说明本实施方式中的液晶面板中的偏振光的变化的图，(b)是说明改变相位差薄膜的配置的液晶面板中的偏振光的变化的图。
图6是表示比较例中的液晶显示装置的概略截面图。
图7是表示其他比较例中的液晶显示装置的概略截面图。
图8是表示本发明中的液晶面板的变形例的概略截面图。
图中，1-第1偏振片，2-相位差薄膜(负(negative)C板(plate))，3-玻璃基板(滤色片基板)，5-液晶层，6-滤色片，6B-蓝色滤色片，6G-绿色滤色片，6R-红色滤色片，7-玻璃基板(有源矩阵(active matrix)基板)，8-第2偏振片，10-液晶单元，41-点，42-点，43-直线，80-背光灯单元(back light unit)，81-光源，82-反射薄膜，83-扩散板，84-棱镜片(prism sheet)，85-亮度改善薄膜，200-液晶面板，300-液晶显示装置。
具体实施方式
以下按照图1～图5，对具体化本发明的液晶面板及液晶显示装置的一个实施方式进行说明。
图1是本实施方式的液晶显示装置的概略截面图。该液晶显示装置300至少具备液晶面板200和配置于液晶面板200的一侧的背光灯单元80。
在采用直接照明方式的情况下，背光灯单元80优选至少具备光源81、反射薄膜82、扩散板83、棱镜片84和亮度改善薄膜85。具体而言，背光灯单元80被构成为在反射薄膜82与扩散板83之间夹持光源81，还构成为在扩散板83的光源81的相反侧依次层叠棱镜片84和亮度改善薄膜85。在该构成的背光灯单元80的亮度改善薄膜85上层叠液晶面板200，并构成液晶显示装置。利用该构成，被光源81投射的光的一部分直接到达扩散板83，被投射的光的其他一部分被反射薄膜82反射，然后到达扩散板83，进而经由棱镜片84和亮度改善薄膜85到达液晶面板200。
如图2所示，液晶面板200被构成为依次层叠有第2偏振片8、相位差薄膜2、液晶单元10及第1偏振片1。各层可经由任意的适当的胶粘层层叠。作为胶粘层，例如可举出粘合剂层、胶粘剂层。液晶面板200被层叠于背光灯单元80，且使第2偏振片8成为背光灯单元80侧。
液晶单元10是在辨识侧的玻璃基板3层叠滤色片6、在该滤色片6与背光灯侧的玻璃基板7之间夹持液晶层5的构成。在该液晶单元10的滤色片6侧(辨识侧)设置第1偏振片1。另外，在该液晶单元10的液晶层5侧(背光灯侧)设置所述的相位差薄膜2及第2偏振片8。
滤色片6包括蓝色滤色片6B、绿色滤色片6G、红色滤色片6R，依次变薄。在此，由于玻璃基板3与玻璃基板7之间的距离一定，所以液晶层5的厚度被对应多个滤色片的各厚度设定。因此，在液晶层5的厚度中，与蓝色滤色片6B的表面接触的区域的厚度dB最小，与绿色滤色片6G的表面接触的区域的厚度dG、与红色滤色片6R的表面接触的区域对应的部分的厚度dR依次变大。即，液晶单元10采用具有在与多个滤色片接触的各区域设定不同厚度的液晶层5的多间隙结构。厚度dB优选为2.5μm以上、不到3.3μm。厚度dG优选为3.3μm～3.8μm。厚度dR优选为3.3μm～4.0μm。
该滤色片只要是分别具有蓝、绿及红的光的3个基本色的滤色片即可，可使用任意的适当的滤色片。优选红色滤色片在波长590nm～780nm显示透过率的最大值，绿色滤色片在波长520nm～580nm显示透过率的最大值，蓝色滤色片在波长400nm～480nm显示透过率的最大值。各色的最大透过率优选为80％以上。
液晶层5含有已使其均匀取向的液晶分子。在此，“均匀取向”是指上述液晶分子的取向矢量(vector)相对基板平面平行而且一致地取向的状态。其中，在本说明书中，上述均匀取向还包括液晶分子相对玻璃基板平面略微地倾斜的情况，即液晶分子具有预倾(pre-tilt)角的情况。
液晶层5由于含有均匀取向的液晶分子，所以在液晶层5中，在将面内滞后相轴的折射率设为nx、将超前相轴的折射率设为ny、将液晶层的厚度设为d时，发生由
Re＝(nx-ny)×d…(6)
表示的面内相位差。该相位差可通过改变液晶层的厚度d来设定。更具体而言，通过使与蓝色滤色片6B的表面接触的区域的厚度dB充分地小于与绿色滤色片6G的表面接触的区域的厚度dG，可使波长550nm的光的面内的相位差值Re[550]大于波长450nm的面内相位差值Re[450]。
作为在IPS方式中使用的液晶的具体例，可举出向列相(nematic)液晶。作为向列相液晶，可根据目的采用任意适当的向列相液晶。例如，向列相液晶的介电常数各向异性可为正或负。作为介电常数各向异性为正的向列相液晶的具体例，可举出默克公司制商品名“ZLI-4535”。作为介电常数各向异性为负的向列相液晶的具体例，可举出默克公司制商品名“ZLI-2806”。另外，上述向列相液晶的寻常光折射率(no)与异常光折射率(ne)的差即双折射率(ΔnLC)可根据上述液晶的应答速度或透过率等任意地设定，但通常优选为0.05～0.30。
IPS方式利用电压控制双折射(ECB：Electrically ControlledBirefringence)效果，使在不存在电场的状态下已使其均匀取向的向列相液晶利用例如由金属形成的对置电极与像素电极间发生的与基板平行的电场(也称为横电场)应答。更具体而言，例如在Techno Times公司出版“月刊显示器7月号”p.83～p.88(1997年版)或日本液晶学会出版“液晶vol.2No.4”p.303～p.316(1998年版)中所记载，如果为常态黑(normallyblack)方式，如果使液晶单元的未施加电场时的取向方向与一侧偏振片的吸收轴一致、正交配置上下偏振板，则在没有电场的状态下，完全地变成黑显示。在存在电场时，可通过液晶分子保持与基板平行并同时进行旋转动作来得到对应旋转角的透过率。其中，上述的IPS方式包括采用V字型电极或锯齿形(zigzag)电极等的超级板内切换(Super In-PlaneSwitching)(S-IPS)方式或高级超级板内切换(Advanced Super In-PlaneSwitching)(AS-IPS)方式。作为采用如上所述的IPS方式的市售的液晶显示装置，例如可举出日立制作所(株)20V型宽(wide)液晶显示器商品名“Wooo”、饭山(イ一ヤマ)(株)19型液晶显示器商品名“ProLiteE481S-1”、(株)NANAO制17型TFT液晶显示器商品名“FlexScanL565”等。
第1偏振片1被配置成其吸收轴方向与液晶层5的没有施加电场的状态的取向方向(初期取向方向)大致正交即90°±2°。另外，第2偏振片8被配置成其吸收轴方向与液晶层5的取向方向大致平行即0°±2°。因而，第1偏振片1与第2偏振片8被配置成彼此大致正交。通过在该配置中配置2个偏振片，液晶面板200成为o模式的IPS液晶面板。其中，第1偏振片1及第2偏振片8可使用任意偏振片。另外，也可使用在偏振片的一侧或两侧具备保护薄膜的偏振板。作为市售的偏振板，可举出日东电工公司制商品名“NPF·SEG1224DU”等。
相位差薄膜2为其特征在于在面内方向的折射率中没有差、厚度方向的折射率小于面内方向的折射率的被称为所谓的负C板的相位差薄膜。即，为在将该相位差薄膜2的滞后相轴的折射率设为nx、将超前相轴的折射率设为ny、将厚度方向的折射率设为nz时，满足
nx＝ny＞nz…(7)
的关系的薄膜。在式(7)中，由于在面内方向的折射率中没有差，所以滞后相轴的折射率nx及超前相轴的折射率ny相等，大于厚度方向的折射率nz。其中，即使在折射率nx及折射率ny中存在10nm以下的差的情况下，也认为折射率nx及折射率ny实质上相等，作为式(7)成立的情况。因而，在折射率nx及折射率ny中存在10nm以下的差的相位差薄膜将以厚度方向的折射率小于面内方向的折射率作为主要条件，被包括在负C板中。
另外，相位差薄膜2优选相对作为绿色光的波长550nm的光的厚度方向的相位差值Rth[550]由
Rth[550]＝(nx550-nz550)×d…(4)
(其中，nx550为相对波长550nm的光的相位差薄膜的面内滞后相轴方向的主折射率，nz550为相对波长550nm的光的相位差薄膜的厚度方向上的超前相轴方向的主折射率，d为相位差薄膜的厚度。)
表示，同时所述相位差值Rth[550]为
20nm≤Rth[550]≤80nm…(5)。
如果Rth[550]小于20nm，则斜方向的对比度可能会降低，如果Rth[550]大于80nm，则斜方向的色移可能会变大。如式(5)所示，通过使相位差薄膜的Rth[550]为20nm以上、80nm以下，可抑制斜方向的色移并同时改善斜方向的对比度。进而优选为20nm以上、60nm以下，特别优选为30nm以上、50nm以下。
上述相位差薄膜只要能够得到上述的特性即可，可由任意适当的材料形成。作为形成相位差薄膜的材料的具体例，可举出非液晶性材料。特别优选非液晶性聚合物。这样的非液晶性材料与液晶性材料不同，可形成与基板的取向性无关而由其自身的性质显示nx＝ny＞nz的光学上的单向性的膜。作为非液晶性材料，例如从耐热性、耐药品性、透明性出色而且也富于刚性出发，优选聚酰胺、聚酰亚胺、聚酯、聚醚酮、聚酰胺酰亚胺、聚酯酰亚胺等聚合物。这些聚合物可单独使用任意一种，例如像聚芳醚酮与聚酰胺的混合物那样，作为具有不同的官能团的2种以上的混合物使用。在这样的聚合物中，特别优选高透明性、高取向性、高拉伸性的聚酰亚胺。
作为上述聚酰亚胺的具体例以及上述相位差薄膜的形成方法的具体例，可举出在特开2004-46065号公报中记载的聚合物及光学补偿薄膜的制造方法。
上述相位差薄膜的厚度可被设定成任意适当的值。在上述相位差薄膜由非液晶性材料形成的情况下，优选为0.5～10μm，更优选为0.5～8μm，进而优选为0.5～5μm。
作为相位差薄膜的另一个具体例，可举出胆甾相取向固化层。“胆甾相取向固化层”是指该层的构成分子采取螺旋结构，其螺旋轴与面方向大致垂直地取向，其取向状态被固定的层。因而，“胆甾相取向固化层”不仅包括液晶化合物呈现胆甾相液晶相的情况，还包括非液晶化合物具有像胆甾相液晶相那样的相似的结构的情况。例如，“胆甾相取向固化层”可通过在液晶材料显示液晶相的状态下利用手性(chiral)剂赋予扭曲从而使其取向成胆甾相结构(螺旋结构)，通过在该状态下实施聚合处理或交联处理来固定该液晶材料的取向(胆甾相结构)，由此来形成。
作为上述胆甾相取向固化层的具体例，可举出在特开2003-287623号公报中记载的胆甾相层。
上述相位差薄膜的厚度可被设定成任意适当的值。在上述相位差薄膜为胆甾相取向固化层的情况下，优选为0.5～10μm，更优选为0.5～8μm，进而优选为0.5～5μm。
作为形成上述相位差薄膜的材料的另一个具体例，可举出由三乙酰纤维素(TAC)等纤维素系树脂、降冰片烯系树脂等形成的高分子薄膜。作为该相位差薄膜，可直接使用市售的薄膜。进而，也可使用对市售的薄膜实施拉伸处理及/或收缩处理等2次加工的相位差薄膜。作为市售的薄膜，例如可举出富士胶片(株)制Fujitac系列(商品名；ZRF80S，TD80UF，TDY-80UL)、Konica Minolta Opto(株)制商品名“KC8UX2M”、日本Zeon(株)制商品名“Zeonor”、JSR(株)制商品名“Arton”等。作为为了能够满足上述光学特性的拉伸方法，例如可举出双向拉伸(纵横等倍率拉伸)。
上述相位差薄膜的厚度可被设定成任意适当的值。在上述相位差薄膜为由纤维素系树脂、降冰片烯系树脂等形成的高分子薄膜的情况下，优选为45～105μm，更优选为50～95μm，进而优选为55～90μm。
作为上述相位差薄膜的另一个具体例，可举出具有上述胆甾相取向固化层和塑料薄膜层的层叠体。作为形成该塑料薄膜层的树脂，例如可举出纤维素系树脂、降冰片烯系树脂等。关于这些树脂，如上所述。
上述胆甾相取向固化层与上述塑料薄膜层的层叠方法可采用任意适当的方法。具体而言，可举出在塑料层转印上述胆甾相取向固化层的方法、借助胶粘剂层将预先在基材形成的胆甾相取向固化层与塑料薄膜层粘在一起的方法等。作为形成胶粘剂层的胶粘剂，可举出具有代表性的固化型胶粘剂。作为固化型胶粘剂的代表例，可举出紫外线固化型等光固化型胶粘剂、湿固化型胶粘剂、热固化型胶粘剂。胶粘剂层的厚度优选为1μm～10μm，更优选为1μm～5μm。
接着，以下使用图3～图5，对在上述实施方式中改善斜方向的对比度的机制(mechanism)进行说明。
图3是进一步模式地平面表示为了理解偏振光状态而使用的布卡尔(Poincare)球的图。如果将图比喻成地球进行说明，则向中央引出的直线43相当于赤道。另外，点41相当于北极点，点42相当于南极点。在此，全部偏振光状态均可用布卡尔球表面上的任意点表示，北极点表示右转的圆偏振光，南极点表示左转的圆偏振光，赤道上全部表示直线偏振光，同时，北半球的部分全部表示右转的椭圆偏振光，南半球的部分全部表示左转的椭圆偏振光。
进而，点A表示通过第2偏振片的直线偏振光的位置。点B表示理想的辨识侧的偏振光的位置，通过第1偏振片的偏振光在点B移动时，变得斜方向的对比度最大、斜方向的色移最小。
首先，使用图3，对不具有相位差板的o模式·IPS方式的液晶面板中的偏振光的移动进行说明。由于第2偏振片的吸收轴方向与液晶层的取向方向大致平行，所以通过由点A表示的第2偏振片的直线偏振光在通过液晶层5时没有在布卡尔球上移动。因此，由于到达了第2偏振片的光直接为由点A表示的直线偏振光，偏离点B，所以斜方向的对比度变低。这在具有多间隙结构的液晶面板和不具有多间隙结构的液晶面板中均相同。
接着，使用图4(a)(b)，对本实施方式中的o模式·IPS方式的液晶面板中的偏振光的移动进行说明。在本实施方式中，由于在第2偏振片8与液晶单元10之间设置作为相位差薄膜2的负C板，所以通过第2偏振片8产生的由点A表示的直线偏振光通过透过负C板而垂直地朝向南极42方向移动至I地点。移动至I地点的光在液晶层内向顺时针方向旋转，到达II地点。如图4(b)所示，液晶层内的折射率因光的波长(光色)不同而不同，所以在不具有多间隙结构的液晶面板中，作为到达点的II地点根据每个光色而不同。因此，在从斜方向观察透过第1偏振片1的偏振光的情况下，发生色移。另外，II地点与没有使用负C板的情况相比，接近理想的辨识侧的偏振光的位置点B，斜方向的对比度被改善。其中，在图4(a)(b)中，将蓝色光的移动路径区别为B、将绿色光的移动路径区别为G、将红色光的移动路径区别为R。
另一方面，如图4(a)所示，在具有多间隙结构的液晶面板中，由于针对每个光色改变液晶层的厚度，所以作为到达点的II地点无论光色如何均大致相同。因此，在从斜方向观察通过第1偏振片1的偏振光的情况下，色移受到抑制。另外，作为到达点的II地点与理想的辨识侧的偏振光的位置点B大致一致，与没有使用负C板的情况相比，斜方向的对比度得到改善。
使用图5(a)(b)，对具备负C板的液晶面板，说明负C板的配置引起的效果的不同。如图5(a)再次所示，在第2偏振片8与液晶单元10之间设置负C板的情况下，由于光的到达点II与理想的辨识侧的偏振光的位置点B大致一致，所以斜方向的色移受到抑制，斜方向的对比度得到改善。另一方面，如图5(b)所示，在使负C板处于液晶单元与第1偏振片之间的情况下，通过第2偏振片的由A点表示的直线偏振光即使通过液晶层，也不在布卡尔球上移动而停留在A点。即，I点与A点一致。之后，由于通过负C板而向南极方向移动，到达点II。由于此时的点II成为远离理想的偏振光位置点B的位置，所以斜方向的对比度没有改善。这样，即使为提供相同的负C板的液晶面板，也因其配置不同而表现出不同的效果。
如果利用上述实施方式的液晶显示装置，则可得到如下所述的效果。
(1)在上述实施方式中，液晶单元10具有多间隙结构。因而，与没有多间隙结构的构成相比，斜方向的色移受到抑制。
(2)另外，在面内方向的折射率中没有差、厚度方向的折射率小于面内方向的折射率的相位差薄膜2即负C板被配置于第2偏振片8与液晶单元10之间。因而，由于通过透过第2偏振片8而产生的直线偏振光在负C板的作用下成为椭圆偏振光，在液晶层的作用下恢复成直线偏振光，然后透过第1偏振片1，所以斜方向的对比度得到改善。
(3)在上述实施方式中，对应每个特定颜色的滤色片6B、6G、6R设定多个滤色片6的厚度。由于构成液晶单元10的2张玻璃基板3、7之间的距离一定，所以可通过分别设定滤色片6B、6G、6R的厚度来容易地设定液晶层5的厚度dB、dG、dR。由于液晶的折射率在哪一个区域均为相同，所以可通过设定液晶层5的厚度dB、dG、dR，设定相位差。即，可利用分别设定滤色片6B、6G、6R的厚度的容易的方法来针对每个光色设定液晶单元的相位差，所以可容易地抑制斜方向的色移。
(4)在上述实施方式中，由于与蓝色滤色片6B接触的液晶层5的厚度dB小于与绿色滤色片6G及红色滤色片6R接触的液晶层5的各厚度dG及dR，所以可使蓝色的光的相位滞后小于绿色及红色的光的相位滞后。因而，通过液晶层5的绿色的光相对蓝色的光产生相位滞后。因而，可抵消在相位差薄膜2内部产生的蓝色光的相对绿色光的相位滞后。
(5)在上述实施方式中，由于液晶面板200的相位差薄膜2的对于波长550nm的光而言的厚度方向的相位差值Rth[550]为20nm以上、80nm以下，所以可抑制斜方向的色移并同时改善斜方向的对比度。
此外，上述实施方式也可如下所述地变更。
·使用的多个滤色片不仅限定于蓝色、绿色、红色3种颜色。例如，也可进一步具有像深红那样的其他颜色的滤光器(filter)。这是因为，有时通过加入除了3种基本色的滤光器以外的滤光器，中间色的显示变得容易。
·在上述实施方式中，使绿色滤色片与红色滤色片接触的区域的液晶层5的厚度不同，但也可相同。这是因为，绿色光与红色光在液晶层5中的折射率的差小，实际上不一定需要改变液晶层5的厚度dG及厚度dR进而调整相位差。但是，认为如果可严格地设定厚度dG及厚度dR，则在使厚度dG及厚度dR不同时，可进一步抑制斜方向的色移。
·在上述实施方式中，在第2偏振片8与液晶单元10之间配置了相位差薄膜2，但如图8所示，也可在玻璃基板7与液晶层5之间设置相位差薄膜2。即使为该构成，也可使利用透过第2偏振片8而产生的直线偏振光透过相位差薄膜2，由此预先成为椭圆偏振光，在液晶层5中使该椭圆偏振光恢复成直线偏振光。该直线偏振光由于具有与第1偏振片1的吸收轴正交的偏振光方向，所以斜方向的对比度得到改善。即，如果相位差薄膜2位于液晶层5与第2偏振片8之间，则任意情况均可。
·在上述实施例中，显示了采用直接照明方式作为背光灯单元的情况，但其也可为例如侧向照明(side light)方式。在采用侧向照明方式的情况下，除了上述构成以外，进一步至少具备导光板、反射器(light reflector)。
·在上述实施例中，液晶显示装置是从液晶面板的背面照射光从而可见画面的透过型，但也可为从液晶面板的辨识侧照射光从而可见画面的反射型。或者，上述液晶显示装置也可为同时具有透过型和反射型的双方的性质的半透过型。
实施例1
进一步利用实施例具体地说明以上说明的实施方式，确认效果。
○具有多间隙结构的液晶单元
在形成了黑矩阵(black matrix)的玻璃基板上，涂布分散有颜料的着色树脂溶液，进行预烘焙(prebake)，干燥，形成着色树脂层。接着，在该着色树脂层上涂布正型抗蚀剂(positive resist)，使用光掩模(photomask)，进行曝光，使用显影液，进行正型抗蚀剂的显影和着色树脂层的蚀刻。之后，剥离正型抗蚀剂。为了分别形成红色滤色片、绿色滤色片、蓝色滤色片，反复进行该操作3次，改变各色的着色树脂层(滤色片)的厚度，制作滤色片基板3。
接着，在另一个玻璃基板上形成薄膜晶体管、扫描线、信号线及像素电极，制作有源矩阵基板7。在该2张基板上形成取向膜，用摩擦(rubbing)布向一个方向擦其表面。
接着，在有源矩阵基板7上散布球状微粒(间隙材(spacer))。另一方面，在滤色片基板3的有效显示区域的周边部，利用网板印刷法，除了用于注入液晶的开口部以外，涂布环氧树脂胶粘剂。然后，将有源矩阵基板与滤色片基板叠加在一起，边加压边加热胶粘，制作对应各色滤色片的单元间隙为dB＝3.0μm、dG＝3.5μm、dR＝3.5μm的空单元。
在该空单元中，利用真空注入法，注入向列相液晶，注入后，用紫外线固化树脂，密封液晶的注入口，制作IPS模式的液晶单元。其中，注入的向列相液晶为在将滞后相轴方向的折射率设为nx、将与滞后相轴正交的方向的折射率设为ny时由Δn＝nx-ny表示的折射率的差对于波长550nm的光而言为0.124、同时介电常数各向异性为正的液晶。这样地进行形成的液晶单元的未施加电压时的波长450的光的Re为360nm，波长550的光的Re为434nm，波长650的光的Re为434nm。
○偏振片
直接使用市售的偏振板[(日东电工公司制)NPF-SIG1423DU]。该偏振板在偏振片的两侧具备实质上各向同性的保护薄膜。另外，第1及第2偏振板使用相同的偏振板，只使吸收轴的方向如图2所示地正交。
○负C板
负C板的制造方法如下所述。
·对于Rth[550]＝20nm的负C板而言
在安装有机械式搅拌装置、迪恩-斯达克(Dean and Stark device)装置、氮导入管、温度计及冷却管的反应容器(500mL)内，加入2，2’-双(3，4-二羧基苯基)六氟丙酸二酐[Clariant日本(株)制]17.77g(40mmol)及2，2-双(三氟甲基)-4，4’-二氨基联苯基[和歌山精化工业(株)制]12.81g(40mmol)。接着，将异喹啉2.58g(20mmol)溶解于间甲酚275.21g成为溶液，并加入该溶液，在23℃下搅拌1小时(600rpm)，得到均一的溶液。接着，使用油浴(oil bath)，将反应容器加温至反应容器内的温度成为180±3℃，边保持温度边搅拌5小时，得到黄色溶液。进而，进行3小时搅拌，然后停止加热及搅拌，放冷，一旦恢复至室温，则聚合物成为凝胶状，析出。
在上述反应容器内的黄色溶液中加入丙酮，使所述凝胶完全地溶解，制作7重量％的稀释溶液。如果边在2L的异丙醇中继续搅拌边一点一点加入该稀释溶液，则白色粉末析出。滤取该粉末，投入到1.5L的异丙醇中，洗涤。进而，再一次反复进行同样的操作、洗涤，然后再次滤取所述粉末。使其在60℃的空气循环式恒温烘箱中干燥48小时，然后以150℃干燥7小时，作为白色粉末，得到包括由下述式(8)表示的重复单元的聚酰亚胺(收率85％)。上述聚酰亚胺的聚合平均分子量(Mw)为124，000，酰亚胺化率为99.9％。
将上述聚酰亚胺溶解于甲基异丁基甲酮，将所得的聚酰亚胺溶液(15重量％)，利用棒材涂布机，在聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜[东丽(株)制商品名Lumira-S27-E]的表面，向一个方向涂敷，使其在130±1℃的空气循环式恒温烘箱中干燥5分钟，形成厚0.5μm的聚酰亚胺层。剥离上述聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜，测定聚酰亚胺层的光学特性，结果折射率椭球体显示nx＝ny＞nz的关系，透过率＝90％，平均折射率＝1.55，550nm波长下的厚度方向的相位差Rth＝20nm，厚度方向与面内方向的折射率的差Δnxz＝nx-nz＝0.04。
[化1]
Figure G2008800241369D00161
依次借助丙烯酸系粘合剂层层叠上述第2偏振板、负C板、液晶单元、第1偏振板，构成图2所示的O模式的液晶面板。将该液晶单元与背光灯单元结合，制作图1所示的液晶显示装置。
实施例2
除了使用Rth[550]＝40nm的负C板以外，与实施例1相同，所以省略对其说明。另外，在负C板的制造中，干燥后的聚酰亚胺层的厚度成为1μm，除此以外，与实施例1中的负C板的制造方法相同，所以省略对其说明。
实施例3
使用Rth[550]＝60nm的负C板，除此以外，与实施例1相同，所以省略对其说明。另外，在负C板的制造中，干燥后的聚酰亚胺层的厚度成为1.5μm，除此以外，与实施例1中的负C板的制造方法相同，所以省略对其说明。
实施例4
使用Rth[550]＝80nm的负C板，除此以外，与实施例1相同，所以省略对其说明。另外，在负C板的制造中，干燥后的聚酰亚胺层的厚度成为2μm，除此以外，与实施例1中的负C板的制造方法相同，所以省略对其说明。
[比较例1]
如图6所示，没有使用负C板，除此以外，与实施例2相同，所以省略对其说明。
[比较例2]
如图7所示，在第1偏振片1与液晶单元10之间设置负C板，除此以外，与实施例1相同，所以省略对其说明。
[测定方法]
(1)相位差值(Re[λ]、Rth[λ]、λ表示透过光的波长。)
使用王子计测机器(株)制、商品名“KOBRA21-ADH”，以23℃测定。其中，平均折射率使用利用阿贝折射率计[ATAGO(株)制，制品名“DR-M4”]测定的值。
(2)厚度
在厚度不到10μm的情况下，使用薄膜用分光光度计[大塚电子(株)制，制品名“瞬间多(multi)测光系统MCPD-2000”]测定。在厚度为10μm以上的情况下，使用Anritsu制数位式测微计(digital micrometer)“KC-351C型”测定。
(3)液晶显示装置的斜方向的对比度比
在23℃的暗室中点亮背光灯，经过30分钟后，使用ELDIM公司制、制品名“EZ Contrast160D”，测定显示画面的方位角0°～360°、极角60°的显示白图像及黑图像时的XYZ显示系的Y值。从白图像的Y值(YW)和黑图像的Y值(YB)，算出斜方向的对比度比“YW/YB”。其中，将液晶面板的长边作为方位角0°，将法线方向作为极角0°。
(4)液晶显示装置的斜方向的色移量(Δxy)的测定方法：
在23℃的暗室中点亮背光灯，经过30分钟后，进行测定。具体而言，使液晶显示装置显示黑图像，使用ELDIM公司制、制品名“EZContrast160D”，测定显示画面的全方位(0°～360°)、极角60°的色相、x值及y值。斜方向的色移量(Δxy值)从下式：{(x-0.313)2+(y-0.329)2}1/2算出。其中，将液晶面板的长边作为方位角0°，将液晶面板的法线方向作为极角0°。x＝0.313、y＝0.329表示在显示画面上显示黑图像时的没有着色的黑色。
[结果及评价]
将液晶显示装置的显示特性示于下表。
[表1]
 负C板   斜方向的对比度
 实施例2  第2偏振片与液晶层之间、40nm   137
 比较例1  未使用   80
 比较例2  液晶层与第1偏振片之间、40nm   73
与没有负C板的比较例1相比，判断出实施例2改善了斜方向的对比度。另外，还可知如果比较比较例2和实施例2，则即使具有负C板，如果配置不同，则也没有改善斜方向的对比度(与比较例1相比，反而变差)。
[表2]
  Rth   斜方向的对比度   斜方向的色移
  实施例1   20nm   106   0.08
  实施例2   40nm   137   0.11
  实施例3   60nm   159   0.14
  实施例4   80nm   158   0.16
如果比较实施例1～4，则Rth越大，斜方向的对比度越高，越优选。另一方面，Rth越大，斜方向的色移值越大，变差。因而，在Rth小于20nm的情况下，斜方向的对比度的改善变得不充分，在Rth大于80nm的情况下，斜方向的色移变差，所以优选Rth为20nm以上、80nm以下。进而优选为20nm以上、60nm以下，特别优选为30nm以上、50nm以下。
产业上的可利用性
本实施方式的液晶面板及液晶显示装置可被用于任意适当的用途中。其用途例如为个人电脑显示器、笔记本个人电脑、复印机等OA设备，手机、钟表、数码相机、移动信息终端(PDA)、便携游戏机等移动设备，录像机、电视、电子透镜等家庭用电气设备，后视镜(back monitor)、导航仪系统用显示器、车用音频系统(car audio)等车载用设备，商业店铺用信息用显示器等展示设备，监视用监视器等警备设备，介护用监视器、医疗用监视器等介护·医疗设备等。

Claims (6)

1.一种液晶面板，其中，具有：
液晶单元，其具备具有不同颜色的多个滤色片、和接触于所述多个滤色片设置的同时在与所述多个滤色片接触的各区域分别设定不同厚度进而含有均匀取向的液晶分子的液晶层，所述均匀取向是指所述液晶分子的取向矢量相对基板平面平行且一致地取向的状态；
第1偏振片，其被设置于所述液晶单元的所述多个滤色片侧的同时吸收轴朝向与所述液晶分子的未施加电压时的长轴方向大致正交的方向；
第2偏振片，其被设置于光源侧即所述液晶单元的所述液晶层侧的同时吸收轴朝向与所述液晶分子的长轴方向大致平行的方向；和
相位差薄膜，其被设置于所述液晶层与所述第2偏振片之间的同时面内方向的折射率大致相同且厚度方向的折射率小于面内方向的折射率。
2.根据权利要求1所述的液晶面板，其中，
与所述多个滤色片的各厚度相对应地设定所述液晶层的厚度。
3.根据权利要求1或2所述的液晶面板，其中，
所述多个滤色片包括蓝色滤色片、绿色滤色片及红色滤色片，
并且，
与蓝色滤色片接触的区域的液晶层厚度小于与绿色滤色片及红色滤色片接触的区域的液晶层厚度，
对应绿色滤色片的区域的液晶层厚度为对应红色滤色片的区域的液晶层厚度以下。
4.根据权利要求3所述的液晶面板，其中，
相对作为绿色光的波长550nm的光的所述液晶单元的面内相位差值Re[550]由
Re[550]＝(nx550-ny550)×dG
表示，其中，nx550为相对波长550nm的光的所述液晶层的面内滞后相轴方向的主折射率，ny550为相对波长550nm的光的所述液晶层的面内超前相轴方向的主折射率，dG为与绿色滤色片接触的区域的所述液晶层厚度，
并且，相对作为蓝色光的波长450nm的光的所述液晶单元的面内相位差值Re[450]由
Re[450]＝(nx450-ny450)×dB
表示，其中，nx450为相对波长450nm的光的所述液晶层的面内滞后相轴方向的主折射率，ny450为相对波长450nm的光的所述液晶层的面内超前相轴方向的主折射率，dB为与蓝色滤色片接触的区域的所述液晶层厚度，
所述面内相位差值Re[550]及所述面内相位差值Re[450]满足
Re[450]＜Re[550]
的关系。
5.根据权利要求1或2所述的液晶面板，其中，
相对作为绿色光的波长550nm的光的所述相位差薄膜的厚度方向的相位差值Rth[550]由
Rth[550]＝(nx550-nz550)×d
表示，其中，nx550为相对波长550nm的光的所述相位差薄膜的面内滞后相轴方向的主折射率，nz550为相对波长550nm的光的所述相位差薄膜的厚度方向上的超前相轴方向的主折射率，d为相位差薄膜的厚度，
并且，所述相位差值Rth[550]在
20nm≤Rth[550]≤80nm
的范围。
6.一种液晶显示装置，其含有权利要求1～5中任意一项所述的液晶面板。
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