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CN113741084B - 液晶显示装置及偏光板 - Google Patents

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CN113741084B
CN113741084B CN202110577730.8A CN202110577730A CN113741084B CN 113741084 B CN113741084 B CN 113741084B CN 202110577730 A CN202110577730 A CN 202110577730A CN 113741084 B CN113741084 B CN 113741084B
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Abstract

提供能够提高正面方向的对比度的液晶显示装置及偏光板。液晶显示装置从观察面侧开始,依次具备具有第一透射轴的第一偏振件、液晶面板、具有第二透射轴的第二偏振件、相位差板、具有与所述第二透射轴平行的第三透射轴的第三偏振件、以及包括具有第一棱线的第一凹凸形状部的第一棱镜片,所述第三透射轴与所述第一棱线所成的角为30°以上、60°以下。

Description

液晶显示装置及偏光板
技术领域
本发明是关于液晶显示装置以及偏光板。
背景技术
液晶显示装置通常与液晶面板、背光一起包含偏光板、相位差板等光学元件而构成。液晶显示装置由于其优异的显示特性,广泛用于监视器、投影仪、便携电话、便携信息终端(PDA)等的电子设备。
另外,已知有使用偏光板及相位差板控制从背光源放射的光的视角特性的技术。具体而言,例如,在专利文献1中公开了一种光学元件,其具备第一偏振件、双折射层和第二偏振件,所述第一偏振件、所述双折射层以及所述第二偏振件按照该顺序层叠,所述第一偏振件的透射轴和所述第二偏振件的透射轴相互平行,所述双折射层的双轴性参数NZ满足10≤NZ或NZ≤-9,所述双折射层的厚度方向相位差的绝对值|Rth|满足|Rth|≥200nm。
在专利文献2中,作为由用于背光源的棱镜片构成的光学片,公开了没有旁瓣的视角宽的光学片,说明了在由现有的棱镜片构成的光学片中产生旁瓣。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2012/090769号
专利文献2:特开2008-3232号公报
发明内容
发明所要解决的课题
液晶显示装置通常在对比度(CR)低、特别是显示暗的图像时黑色感觉不够黑这一点有改善的余地。
其理由如下。液晶显示装置所包含的液晶面板使用具有视角依赖性的偏光板,因此如果从倾斜方向观察黑色显示状态时,则发生漏光。此外,用于提高背光源(BL)的亮度的棱镜片的视角特性也差(例如,参见专利文献2的段落[0027-0037]以及图2、3),存在特定的倾斜方向的亮度特别上升的倾向(可以说亮度轮廓上有旁瓣),加上偏光板的不良视角特性,成为漏光的原因。
使用图51~53,更具体地进行说明。图51是比较方式1所涉及的液晶显示装置的截面示意图。图52是表示比较方式1所涉及的液晶显示装置的背光源视角的测定结果的等值图。图53是表示比较方式1所涉及的液晶显示装置的视角特性的测定结果的等值图,上段表示白亮度视角,中段表示黑亮度视角,下段表示对比度视角。
此外,在本说明书中,白亮度及黑亮度分别是指白色显示时的亮度及黑色显示时的亮度,白色度是指白色显示的色度,白亮度视角、黑亮度视角、对比度视角以及背光视角分别是指白色显示时的亮度的视角特性、黑色显示时的亮度的视角特性、对比度的视角特性、以及背光的亮度的视角特性。
如图51所示,比较方式1所涉及的液晶显示装置101从观察面侧开始依次具备作为吸收型偏光板的第一偏光板111、液晶面板120、作为吸收型偏光板且与第一偏光板111正交尼科尔配置的第二偏光板112、作为反射型偏光板且与第二偏光板112平行尼科尔配置的第一偏光板113以及包括凹凸形状部的棱线相互正交的两枚棱镜片的背光源140。因此,如图52所示,在背光源140的亮度轮廓上产生旁瓣。此外,如图53所示,由于棱镜片的旁瓣和/或偏光板111~113的视角特性的不良而引起的漏光在倾斜方向上发生。如果在倾斜方向产生漏光,倾斜入射到液晶面板的光量增加,则正面方向上的对比度恶化。
使用图54说明其理由。图54是表示液晶面板内的倾斜入射光的散射的截面示意图。如图54中的(1)所示,首先,透过第二偏光板112而向液晶面板120倾斜入射的斜入射光通过相位差板132、液晶层123被调制为椭圆偏振光。之后,如(2)所示,通过液晶面板120的一对基板121、122和液晶层123中的散射,使行进方向改变为法线方向上(在散射前后偏光状态几乎没有变化)。并且,如(3)所示,为了在椭圆偏振光的状态下透过相位差板131和第一偏光板111,根据椭圆率作为漏光被观察。因此,正面方向上的对比度会恶化。
虽然专利文献1公开了使用偏光板和相位差板来控制从背光源发射的光的视角特性的技术,但是关于由上述棱镜片的旁瓣引起的倾斜方向上的漏光对策没有任何公开和暗示,在进一步提高正面方向的对比度这一点上还需要下功夫。
本发明是鉴于上述现状而完成的,其目的在于提供能够提高正面方向的对比度的液晶显示装置及偏光板。
用于解决课题的方案
(1)本发明的一个实施方式的液晶显示装置从观察面侧开始依次具备具有第一透射轴的第一偏振件、液晶面板、具有第二透射轴的第二偏振件、相位差板、具有与所述第二透射轴平行的第三透射轴的第三偏振件和包括具有第一棱线的第一凹凸形状部的第一棱镜片,所述第三透射轴与第一棱线所成的角为30°以上、60°以下。
(2)另外,本发明的某个实施方式的液晶显示装置除了上述(1)的配置之外,所述第二偏振件与所述第三偏振件之间的厚度方向相位差的总计的绝对值未达到400nm。
(3)另外,本发明的某个实施方式的液晶显示装置除了上述(2)的配置之外,所述第二偏振件与所述第三偏振件之间的厚度方向相位差的总计的绝对值在120nm以上。
(4)另外,本发明的某个实施方式的液晶显示装置除了上述(1)的配置之外,所述第二偏振件与所述第三偏振件之间的厚度方向相位差的总计的绝对值在400nm以上。
(5)另外,本发明的某个实施方式的液晶显示装置除了上述(4)的配置之外,所述第二偏振件与所述第三偏振件之间的厚度方向相位差的总计的绝对值在600nm以下。
(6)另外,本发明的某个实施方式的液晶显示装置除了上述(1)、(2)、(3)、(4)或(5)的配置之外,所述相位差板还具有逆波长分散特性。
(7)另外,本发明的某个实施方式的液晶显示装置除了上述(1)、(2)、(3)、(4)、(5)或(6)的配置之外,所述相位差板的双轴性参数NZ满足0.9≤NZ<10。
(8)另外,本发明的某个实施方式的液晶显示装置除了上述(7)的配置之外,所述相位差板的面内滞相轴与所述第二透射轴平行或正交。
(9)另外,本发明的某个实施方式的液晶显示装置除了上述(7)的配置之外,所述相位差板的面内滞相轴和所述第二透射轴所成的角为30°以上、60°以下。
(10)另外,本发明的某个实施方式的液晶显示装置除了上述(1)、(2)、(3)、(4)、(5)或(6)的配置之外,所述相位差板的双轴性参数NZ满足10≤NZ。
(11)另外,本发明的某个实施方式的液晶显示装置除了上述(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)、(7)、(8)、(9)或(10)的配置之外,具有多个所述相位差板。
(12)另外,本发明的某个实施方式的液晶显示装置除了上述(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)、(7)、(8)、(9)、(10)或(11)的配置之外,进一步包括设置在所述第二偏振件和所述第一棱镜片之间的扩散层。
(13)另外,本发明的某个实施方式的液晶显示装置除了上述(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)、(7)、(8)、(9)、(10)、(11)或(12)的配置之外,进一步包括设置在所述第一偏振件和所述液晶面板之间、以及所述液晶面板和所述第二偏振件之间的至少一方的视角补偿膜。
(14)本发明的一个实施方式的液晶显示装置从观察面侧开始依次具备具有第一透射轴的第一偏振件、液晶面板、具有第二透射轴的第二偏振件、相位差板、具有与所述第二透射轴不平行的第三透射轴的第三偏振件以及包括具有第一棱线的第一凹凸形状部的第一棱镜片,所述第一棱线相对于将所述第二透射轴和所述第三透射轴形成的角二等分的方位,形成-15°以上、+15°以下的角度。
(15)另外,本发明的某个实施方式的液晶显示装置除了上述(14)的配置之外,所述第二偏振件与所述第三偏振件之间的厚度方向相位差的总计的绝对值未达到400nm。
(16)另外,本发明的某个实施方式的液晶显示装置除了上述(15)的配置之外,所述第二偏振件与所述第三偏振件之间的厚度方向相位差的总计的绝对值在120nm以上。
(17)另外,本发明的某个实施方式的液晶显示装置除了上述(14)的配置之外,所述第二偏振件与所述第三偏振件之间的厚度方向相位差的总计的绝对值在400nm以上。
(18)另外,本发明的某个实施方式的液晶显示装置除了上述(17)的配置之外,所述第二偏振件与所述第三偏振件之间的厚度方向相位差的总计的绝对值在600nm以下。
(19)另外,本发明的某个实施方式的液晶显示装置除了上述(14)、(15)、(16)、(17)或(18)的配置之外,所述相位差板还具有逆波长分散特性。
(20)另外,本发明的某个实施方式除了上述(14)、(15)、(16)、(17)、(18)或(19)的配置之外,包括多个所述相位差板,所述多个相位差板包括双轴性参数NZ满足0.9≤NZ<10的相位差板和双轴性参数NZ满足10≤NZ的相位差板,满足0.9≤NZ<10的所述相位差板的面内滞相轴相对于将所述第二透射轴和所述第三透射轴形成的角二等分的方位,形成-5°以上、+5°以下的角度。
(21)另外,本发明的某个实施方式的液晶显示装置除了上述(14)、(15)、(16)、(17)、(18)、(19)或(20)的配置之外,进一步包括设置在所述第二偏振件和所述第一棱镜片之间的扩散层。
(22)另外,本发明的某个实施方式的液晶显示装置除了上述(14)、(15)、(16)、(17)、(18)、(19)、(20)或(21)的配置之外,进一步包括设置在所述第一偏振件和所述液晶面板之间、以及所述液晶面板和所述第二偏振件之间的至少一方的视角补偿膜。
(23)本发明的一个实施方式的偏光板包括:透射轴相互平行的一对偏振件;设置在所述一对偏振件之间的相位差板;设置在所述一对偏振件之间和所述一对偏振件中的一方的所述相位差板的相反侧的至少一方的扩散层。
(24)另外,本发明的某个实施方式的偏光板除了上述(23)的配置之外,所述相位差板还具有逆波长分散特性。
(25)另外,本发明的某个实施方式的偏光板除了上述(23)或(24)的配置之外,进一步包括设置在与所述一对偏振件的另一方的相位差板的相反侧的视角补偿膜。
(26)本发明的一个实施方式的偏光板包括透射轴彼此平行的一对偏振件和设置在所述一对偏振件之间的具有逆波长分散特性的相位差板。
(27)另外,本发明的某个实施方式的偏光板除了上述(26)的配置之外,进一步包括设置在所述一对偏振件中的一方的相位差板的相反侧的视角补偿膜。
(28)另外,本发明的某个实施方式的偏光板除了上述(23)、(24)、(25)、(26)或(27)的配置之外,所述一对偏振件之间的厚度方向相位差的总计的绝对值未达到400nm。
(29)另外,本发明的某个实施方式的偏光板除了上述(28)的配置之外,所述一对偏振件之间的厚度方向相位差的总计的绝对值在120nm以上。
(30)另外,本发明的某个实施方式的偏光板除了上述(23)、(24)、(25)、(26)或(27)的配置之外,所述一对偏振件之间的厚度方向相位差的总计的绝对值在400nm以上。
(31)此外,本发明的某个实施方式的偏光板除了上述(30)的配置之外,所述一对偏振件之间的厚度方向相位差的总计的绝对值在600nm以下。
(32)另外,本发明的某个实施方式的偏光板除了上述(23)、(24)、(25)、(26)、(27)、(28)、(29)、(30)或(31)的配置之外,所述相位差板的双轴性参数NZ满足0.9≤NZ<10。
(33)另外,本发明的某个实施方式的偏光板除了上述(32)的配置之外,所述相位差板的面内滞相轴与所述一对偏振件的一个透射轴平行或正交。
(34)另外,本发明的某个实施方式的偏光板除了上述(32)的配置之外,所述相位差板的面内滞相轴和所述一对偏振件的其中一个透射轴所形成的角为30°以上、60°以下。
(35)另外,本发明的某个实施方式的偏光板除了上述(23)、(24)、(25)、(26)、(27)、(28)、(29)、(30)或(31)的配置之外,所述双轴性参数NZ满足10≤NZ。
(36)另外,本发明的某个实施方式的偏光板除了上述(23)、(24)、(25)、(26)、(27)、(28)、(29)、(30)、(31)、(32)、(33)、(34)或(35)的配置之外,还包括多个所述相位差板。
(37)本发明的一个实施方式的偏光板包括透射轴彼此不平行的一对偏振件和设置在所述一对偏振件之间的相位差板。
(38)另外,本发明的某个实施方式的偏光板除了上述(37)的配置之外,所述一对偏振件之间的厚度方向相位差的总计的绝对值未达到400nm。
(39)另外,本发明的某个实施方式的偏光板除了上述(38)的配置之外,所述一对偏振件之间的厚度方向相位差的总计的绝对值在120nm以上。
(40)另外,本发明的某个实施方式的偏光板除了上述(37)的配置之外,所述一对偏振件之间的厚度方向相位差的总计的绝对值在400nm以上。
(41)另外,本发明的某个实施方式的偏光板除了上述(40)的配置之外,所述一对偏振件之间的厚度方向相位差的总计的绝对值在600nm以下。
(42)另外,本发明的某个实施方式的偏光板除了上述(37)、(38)、(39)、(40)或(41)的配置之外,所述相位差板还具有逆波长分散特性。
(43)另外,本发明的某个实施方式的偏光板除了上述(37)、(38)、(39)、(40)、(41)或(42)的配置之外,包括多个所述相位差板,所述多个相位差板包括双轴性参数NZ满足0.9≤NZ<10的相位差板和双轴性参数NZ满足10≤NZ的相位差板,满足0.9≤NZ<10的所述相位差板的面内滞相轴相对于将所述一对偏振件的透射轴相互构成的角二等分的方位,形成-5°以上、+5°以下的角度。
(44)另外,本发明的某个实施方式的偏光板除了上述(37)、(38)、(39)、(40)、(41)、(42)或(43)的配置之外,进一步包括设置在所述一对偏振件之间和所述一对偏振件中的一方的所述相位差板的相反侧的至少一方的扩散层。
(45)另外,本发明的某个实施方式的偏光板除了上述(44)的配置之外,进一步包括设置在所述一对偏振件的另一方的所述相位差板的相反侧的视角补偿膜。
(46)另外,本发明的某个实施方式的偏光板除了上述(37)、(38)、(39)、(40)、(41)、(42)或(43)的配置之外,进一步包括设置在所述一对偏振件的一方的所述相位差板的相反侧的视角补偿膜。有益效果
根据本发明,可以提供一种液晶显示装置及偏光板,其可以提高正面方向的对比度。
附图简要说明
图1是表示第一实施方式的液晶显示装置及偏光板的配置示例的截面示意图。
图2是表示第一实施方式的液晶显示装置及偏光板的另一配置示例的截面示意图。
图3是表示第一实施方式的液晶显示装置及偏光板的又一配置示例的截面示意图。
图4A是表示第一实施方式的液晶显示装置及偏光板中的锚定球上的偏光状态的转变的图,示出各相位差板的面内滞相轴与第二偏振件的第二透射轴正交的情况。
图4B是第一实施方式的液晶显示装置及偏光板中的锚定球上的偏光状态的转变的图,示出各相位差板的面内滞相轴与第二偏振件的第二透射轴平行的情况。
图5是表示使NZ变化时的第一实施方式的液晶显示装置及偏光板中的锚定球上的偏光状态的转变的图,示出各相位差板的面内滞相轴与第二偏振件的第二吸收轴或第二反射轴所成的角为90°的情况和0°的情况。
图6是第一实施方式的液晶显示装置所具备的背光源的立体分解示意图。
图7是第一实施方式的液晶显示装置所具备的背光源的第一及第二棱镜片的立体示意图。
图8是表示第二实施方式的液晶显示装置及偏光板的配置示例的截面示意图。
图9-1是用于说明比较例1的液晶显示装置及偏光板的结构的图。
图9-2是表示比较例1的偏光板百叶窗的透射率视角的计算结果和比较例1的液晶显示装置的各种特性的测定结果的图。
图9-3是表示比较例1的液晶显示装置的视角特性的测定结果的等值图。
图10-1是用于说明实施例1的液晶显示装置及偏光板的结构的图。
图10-2是表示实施例1的偏光板百叶窗的透射率视角的计算结果和实施例1的液晶显示装置的各种特性的测定结果的图。
图10-3是表示实施例1的液晶显示装置的视角特性的测定结果的等值图。
图11-1是用于说明比较例2的液晶显示装置的结构的图。
图11-2是表示比较例2的偏光板百叶窗的透射率视角的计算结果和比较例2的液晶显示装置的各种特性的测定结果的图。
图11-3是表示比较例2的液晶显示装置的视角特性的测定结果的等值图。
图12-1是用于说明实施例2的液晶显示装置及偏光板的结构的图。
图12-2是表示实施例2的偏光板百叶窗的透射率视角的计算结果和实施例2的液晶显示装置的各种特性的测定结果的图。
图12-3是表示实施例2的液晶显示装置的视角特性的测定结果的等值图。
图13-1是用于说明实施例3的液晶显示装置及偏光板的结构的图。
图13-2是表示实施例3的偏光板百叶窗的透射率视角的计算结果和实施例3的液晶显示装置的各种特性的测定结果的图。
图13-3是表示实施例3的液晶显示装置的视角特性的测定结果的等值图。
图14-1是用于说明比较例3的液晶显示装置的结构的图。
图14-2是表示比较例3的偏光板百叶窗的透射率视角的计算结果和比较例3的液晶显示装置的各种特性的测定结果的图。
图14-3是表示比较例3的液晶显示装置的视角特性的测定结果的等值图。
图15-1是用于说明实施例4的液晶显示装置及偏光板的结构的图。
图15-2是表示实施例4的偏光板百叶窗的透射率视角的计算结果和实施例4的液晶显示装置的各种特性的测定结果的图。
图15-3是表示实施例4的液晶显示装置的视角特性的测定结果的等值图。
图16-1是用于说明实施例5的液晶显示装置及偏光板的结构的图。
图16-2是表示实施例5的偏光板百叶窗的透射率视角的计算结果和实施例5的液晶显示装置的各种特性的测定结果的图。
图16-3是表示实施例5的液晶显示装置的视角特性的测定结果的等值图。
图17-1是用于说明实施例6的液晶显示装置及偏光板的结构的图。
图17-2是表示实施例6的偏光板百叶窗的透射率视角的计算结果和实施例6的液晶显示装置的各种特性的测定结果的图。
图17-3是表示实施例6的液晶显示装置的视角特性的测定结果的等值图。
图18-1是用于说明实施例7的液晶显示装置及偏光板的结构的图。
图18-2是表示实施例7的偏光板百叶窗的透射率视角的计算结果和实施例7的液晶显示装置的各种特性的测定结果的图。
图18-3是表示实施例7的液晶显示装置的视角特性的测定结果的等值图。
图19-1是用于说明比较例4的液晶显示装置的结构的图。
图19-2是表示比较例4的偏光板百叶窗的透射率视角的计算结果和比较例4的液晶显示装置的各种特性的测定结果的图。
图19-3是表示比较例4的液晶显示装置的视角特性的测定结果的等值图。
图20-1是用于说明实施例8的液晶显示装置及偏光板的结构的图。
图20-2是表示实施例8的偏光板百叶窗的透射率视角的计算结果和实施例8的液晶显示装置的各种特性的测定结果的图。
图20-3是表示实施例8的液晶显示装置的视角特性的测定结果的等值图。
图21-1是用于说明实施例9的液晶显示装置及偏光板的结构的图。
图21-2是表示实施例9的偏光板百叶窗的透射率视角的计算结果和实施例9的液晶显示装置的各种特性的测定结果的图。
图21-3是表示实施例9的液晶显示装置的视角特性的测定结果的等值图。
图22-1是用于说明实施例10的液晶显示装置及偏光板的结构的图。
图22-2是表示实施例10的偏光板百叶窗的透射率视角的计算结果和实施例10的液晶显示装置的各种特性的测定结果的图。
图22-3是表示实施例10的液晶显示装置的视角特性的测定结果的等值图。
图23-1是用于说明比较例5的液晶显示装置的结构的图。
图23-2是表示比较例5的偏光板百叶窗的透射率视角的计算结果和比较例5的液晶显示装置的各种特性的测定结果的图。
图23-3是表示比较例5的液晶显示装置的视角特性的测定结果的等值图。
图24-1是用于说明实施例11的液晶显示装置及偏光板的结构的图。
图24-2是表示实施例11的偏光板百叶窗的透射率视角的计算结果和实施例11的液晶显示装置的各种特性的测定结果的图。
图24-3是表示实施例11的液晶显示装置的视角特性的测定结果的等值图。
图25是示出了关于实施例11~15的偏光板百叶窗,基于透射率视角特性的计算结果的极角60°的透射率的方位角依赖性的曲线图。
图26-1是用于说明比较例6的液晶显示装置的结构的图。
图26-2是表示比较例6的偏光板百叶窗的透射率视角的计算结果和比较例6的液晶显示装置的各种特性的测定结果的图。
图26-3是表示比较例6的液晶显示装置的视角特性的测定结果的等值图。
图27-1是用于说明实施例12的液晶显示装置及偏光板的结构的图。
图27-2是表示实施例12的偏光板百叶窗的透射率视角的计算结果的图。
图28-1是用于说明实施例13的液晶显示装置及偏光板的结构的图。
图28-2是表示实施例13的偏光板百叶窗的透射率视角的计算结果的图。
图29-1是用于说明实施例14的液晶显示装置及偏光板的结构的图。
图29-2是表示实施例14的偏光板百叶窗的透射率视角的计算结果的图。
图30-1是用于说明实施例15的液晶显示装置及偏光板的结构的图。
图30-2是表示实施例15的偏光板百叶窗的透射率视角的计算结果的图。
图31-1是用于说明实施例16的液晶显示装置及偏光板的结构的图。
图31-2是表示实施例16的偏光板百叶窗的透射率视角的计算结果的图。
图31-3是表示实施例16的液晶显示装置的视角特性的测定结果的等值图。
图32-1是用于说明实施例17的液晶显示装置及偏光板的结构的图。
图32-2是表示实施例17的偏光板百叶窗的透射率视角的计算结果的图。
图32-3是表示实施例17的液晶显示装置的视角特性的测定结果的等值图。
图33是表示对改变极角时的第一实施方式所涉及的偏光板百叶窗的方位45°中的透射率的变化进行计算后的结果的图表,示出了第二偏振件和第三偏振件之间的厚度方向相位差Rth的总计的绝对值为0nm~700nm的情况。
图34是表示用于图33的计算的偏光板百叶窗的结构的立体分解示意图。
图35是表示第三实施方式的液晶显示装置及偏光板的配置示例的截面示意图。
图36是表示第三实施方式的液晶显示装置及偏光板的另一配置示例的截面示意图。
图37是表示第三实施方式的液晶显示装置及偏光板的又一配置示例的截面示意图。
图38是表示第四实施方式的液晶显示装置及偏光板的配置示例的截面示意图。
图39是表示第五实施方式的液晶显示装置及偏光板的配置示例的截面示意图。
图40是表示第五实施方式的液晶显示装置及偏光板的另一配置示例的截面示意图。
图41是表示第五实施方式的液晶显示装置及偏光板的又一配置示例的截面示意图。
图42是表示第六实施方式的液晶显示装置及偏光板的配置示例的截面示意图。
图43-1是用于说明比较例101的液晶显示装置的结构的图。
图43-2是表示比较例101的偏光板百叶窗的透射率视角的计算结果和比较例101的液晶显示装置的各种特性的测定结果的图。
图43-3是表示比较例101的液晶显示装置的视角特性的测定结果的等值图。
图44-1是用于说明实施例101的液晶显示装置及偏光板的结构的图。
图44-2是表示实施例101的偏光板百叶窗的透射率视角的计算结果和实施例101的液晶显示装置的各种特性的测定结果的图。
图44-3是表示实施例101的液晶显示装置的视角特性的测定结果的等值图。
图45-1是用于说明实施例103的液晶显示装置及偏光板的结构的图。
图45-2是表示实施例103的偏光板百叶窗的透射率视角的计算结果和实施例103的液晶显示装置的各种特性的测定结果的图。
图45-3是表示实施例103的液晶显示装置的视角特性的测定结果的等值图。
图46-1是用于说明实施例109的液晶显示装置及偏光板的结构的图。
图46-2是表示实施例109的偏光板百叶窗的透射率视角的计算结果和实施例109的液晶显示装置的各种特性的测定结果的图。
图46-3是表示实施例109的液晶显示装置的视角特性的测定结果的等值图。
图47-1是用于说明比较例201的液晶显示装置的结构的图。
图47-2是表示比较例201的偏光板百叶窗的透射率视角的计算结果和比较例201的液晶显示装置的各种特性的测定结果的图。
图47-3是表示比较例201的液晶显示装置的视角特性的测定结果的等值图。
图48-1是用于说明实施例201的液晶显示装置及偏光板的结构的图。
图48-2是表示实施例201的偏光板百叶窗的透射率视角的计算结果和实施例201的液晶显示装置的各种特性的测定结果的图。
图48-3是表示实施例201的液晶显示装置的视角特性的测定结果的等值图。
图49-1是用于说明实施例203的液晶显示装置及偏光板的结构的图。
图49-2是表示实施例203的偏光板百叶窗的透射率视角的计算结果和实施例203的液晶显示装置的各种特性的测定结果的图。
图49-3是表示实施例203的液晶显示装置的视角特性的测定结果的等值图。
图50-1是用于说明实施例209的液晶显示装置及偏光板的结构的图。
图50-2是表示实施例209的偏光板百叶窗的透射率视角的计算结果和实施例209的液晶显示装置的各种特性的测定结果的图。
图50-3是表示实施例209的液晶显示装置的视角特性的测定结果的等值图。
图51是比较方式1所涉及的液晶显示装置的截面示意图。
图52是表示比较方式1所涉及的液晶显示装置的背光视角的测定结果的等值图。
图53是表示比较方式1所涉及的液晶显示装置的视角特性的测定结果的等值图,上段表示白亮度视角,中段表示黑亮度视角,下段表示对比度视角。
图54是表示液晶面板内的倾斜入射光的散射的截面示意图。
具体实施方式
[术语的定义]
在本说明书中,偏振件意指具有从无偏振光(自然光)、部分偏振光或偏振光中提取仅在特定方向上振动的偏振光(直线偏振光)的功能,并且与圆偏振件(圆偏光板)相区别。只要没有特别限定,在本说明书中,当称为“偏振件”时仅指具有偏光功能的元件,不包含保护膜。吸收型偏振件具有吸收在特定方向上振动的光,并使在与其垂直的方向上振动的偏振光(直线偏振光)透过的功能。反射型偏振件具有反射在特定方向上振动的光,并使在与其垂直的方向上振动的偏振光(直线偏振光)透射的功能。
本说明书中,面内相位差R由R=(ns-nf)d定义。另外,厚度方向相位差Rth由Rth=(nz-(nx+ny)/2)d定义。并且,Nz系数(双轴性参数)由NZ=(ns-nz)/(ns-nf)定义。ns是指nx、ny中大的一方,nf是指小的一方。另外,nx及ny表示双折射层(包括相位差板和液晶面板)的面内方向的主折射率,nz表示面外方向、即垂直于双折射层的面的主折射率,d表示双折射层的厚度。
在本说明书中,作为表示双折射层的波长分散特性的指标,使用作为波长450nm下的面内相位差R相对于波长550nm下的面内相位差R的比率即R450/R550、和波长650nm下的面内相位差R相对于波长550nm下的面内相位差R的比率即R650/R550。
另外,在本说明书中,主折射率、相位差、Nz系数等的光学参数的测定波长如果没有特别限定,则为550nm。
在本说明书中,双折射层是具有光学各向异性的层,是包含相位差板和液晶面板的概念。双折射层意指面内相位差R和厚度方向相位差Rth的绝对值中的任一个具有10nm以上的值,优选具有20nm以上的值。
本说明书中,各向同性膜意味着面内相位差R和厚度方向相位差Rth的绝对值均具有10nm以下的值,优选为具有5nm以下的值。
本说明书中,观察面侧是指更靠近液晶显示装置的画面(显示面)的一侧,背面侧是指更远离液晶显示装置的画面(显示面)的一侧。
本说明书中,极角θ是指作为对象的方向(例如测定方向)与液晶面板的画面的法线方向所成的角度。方位Φ是指将作为对象的方向投影到液晶面板的画面上时的方向,用与作为基准的方位之间形成的角度(方位角)来表现。在此,成为基准的方位被设定为液晶面板的画面的水平右方向。角度以及方位角将逆时针方向设为正的角度,将顺时针方向设为负的角度。逆时针方向和顺时针方向均表示从观察面侧(正面)观察液晶面板的画面时的旋转方向。另外,角度表示在俯视液晶面板的状态下测定出的值,两条直线(包括轴、方向以及棱线)相互正交意味着在俯视液晶面板的状态下正交。
在本说明书中,轴方位在没有特别限定的情况下,是指偏振件的吸收轴(反射轴)或相位差板的滞相轴的方位。
以下,对本发明的实施方式进行说明。本发明不限于以下实施方式所记载的内容,能够在充分满足本发明的构成的范围内,适当地进行设计变更。
<第一实施方式>
图1是表示第一实施方式的液晶显示装置及偏光板的配置示例的截面示意图。本实施方式的液晶显示装置1是透射型液晶显示装置,如图1所示,是从观察面侧朝向背面侧依次层叠第一偏振件11、包含液晶层的液晶面板20、第二偏振件12、第一相位差板31a、第三偏振件13以及背光源(BL)40而得到的液晶显示装置。另外,本实施方式的偏光板51是将第二偏振件12、第一相位差板31a以及第三偏振件13按照这个顺序层叠而得到的偏光板。即,偏光板51包括一对的偏振件12、13和设置在一对的偏振件12及13之间的第一相位差板31a。
图2是表示第一实施方式的液晶显示装置及偏光板的其它配置示例的截面示意图。如图2所示,本实施方式的液晶显示装置1也可以是从观察面侧朝向背面侧依次层叠第一偏振件11、包含液晶层的液晶面板20、第二偏振件12、第一相位差板31b、第二相位差板32b、第三偏振件13以及背光源(BL)40而得到的透射型的液晶显示装置。另外,本实施方式的偏光板51也可以是将第二偏振件12、第一相位差板31b、第二相位差板32b以及第三偏振件13按照这个顺序层叠而得到的偏光板。即,偏光板51也可以具备一对偏振件12、13和设置于一对偏振件12、13之间的第一相位差板31b及第二相位差板32b。
图3是表示第一实施方式的液晶显示装置及偏光板的又一配置示例的截面示意图。如图3所示,本实施方式的液晶显示装置1也可以是从观察面侧朝向背面侧依次层叠第一偏振件11、包含液晶层的液晶面板20、第二偏振件12、第一相位差板31c、第二相位差板32c、第三相位差板33c、第三偏振件13以及背光源(BL)40而得到的透射型液晶显示装置。另外,本实施方式的偏光板51也可以是将第二偏振件12、第一相位差板31c、第二相位差板32c、第三相位差板33c以及第三偏振件13按照这个顺序层叠而得到的偏光板。也就是说,偏光板51也可以包括一对偏振件12、13和设置在一对偏振件12、13之间的第一相位差板31c、第二相位差板32c以及第三相位差板33c。
偏光板51通常通过粘合层(未图示)粘贴在液晶面板20上。
以下,在不特别区分第一相位差板31a、31b、31c、第二相位差板32b、32c以及第三相位差板33c而进行说明的情况下,标记为相位差板30进行说明。
第一偏振件11具有第一透射轴和与第一透射轴正交的第一吸收轴或第一反射轴,第二偏振件12具有第二透射轴和与第二透射轴正交的第二吸收轴或第二反射轴,第三偏振件13具有第三透射轴和与第三透射轴正交的第三吸收轴或第三反射轴。
第二偏振件12及第三偏振件13被配置为平行尼科尔。也就是说,第二偏振件12的第二透射轴(或第二吸收轴或第二反射轴)和第三偏振件13的第三透射轴(或第三吸收轴或第三反射轴)平行。更具体地说,形成0°±10°的范围内(优选在0°±5°的范围内)的角度。
液晶显示装置1具备偏光板51,从观察面侧开始依次具备具有第二透射轴的第二偏振件12、相位差板30以及具有与第二透射轴平行的第三透射轴的第三偏振件13,因此,能够进行使来自背光源40的出射光的分布选择性地集中于法线方向、第二透射轴方向(第三透射轴方向)以及第二吸收轴或第二反射轴方向(第三吸收轴或第三反射轴方向)这样的准直(十字型的配光分布)。另一方面,相对于从以方位45°、135°、225°及315°为代表的其他倾斜方向、即相对于第二透射轴方向(第三透射轴方向)成大致45°的角度的方向的入射,相位差板30使通过第三偏振件13后的偏光状态变化,因此观测到低透射率。
第二偏振件12、相位差板30以及第三偏振件13的组合作为光学性的百叶窗起作用,因此以下称作偏光板百叶窗。
背光源40从观察面侧朝向背面侧依次包括:包括具有第一棱线的第一凹凸形状部的第一棱镜片41;具备具有与第一棱线正交的第二棱线的第二凹凸形状部的第二棱镜片42、扩散片43、包括导光板及光源的光源单元44。
因此,在与第一棱线及第二棱线延伸的方向正交的各个方向上,发生旁瓣引起的亮度上升。
因此,在本实施方式中,第三偏振件13的第三透射轴与第一棱镜片41的第一棱线所成的角(第二偏振件12的第二透射轴与第一棱镜片41的第一棱线所成的角)被设定为30°以上、60°以下(优选为40°以上、50°以下,更优选为43°以上、47°以下,进一步优选为实质上为45°)。由此,能够使利用偏光板百叶窗减光的方位与由第一棱镜片41及第二棱镜片42的旁瓣引起的亮度上升的方位大致一致。因此,特别是在产生由旁瓣引起的亮度上升的方位上,能够有效地抑制向液晶面板20倾斜入射的倾斜入射光,其结果是,如使用图54所说明的那样,能够减少该倾斜入射光的散射所引起的正面方向的对比度降低。也就是说,能够提高正面方向的对比度。此外,利用偏光板百叶窗减光的方位和产生由旁瓣引起的亮度上升的方位也可以未必严格地一致。
以下,对液晶显示装置1进行详细说明。
第一偏振件11及第二偏振件12被配置为正交尼科尔。也就是说,第一偏振件11的第一透射轴(或第一吸收轴或第一反射轴)和第二偏振件12的第二透射轴(或第二吸收轴或第二反射轴)彼此正交。更具体地说,形成90°±3°的范围内(优选在90°±1°的范围内)的角度。
此外,第一偏振件11及第二偏振件12也可以被配置为平行尼科尔,但是从获得高对比度的观点来看,优选被配置为正交尼科尔。
作为每个偏振件11、12和13,其材料和光学性能不被特别限定,例如,可以适当地使用吸收型偏振件、反射型偏振件等。具体而言,除了使在聚乙烯醇(PVA)膜上吸附取向具有二色性的碘络合物等的各向异性材料的吸收型偏振件之外,还可以适当使用将由两种树脂构成的共挤出膜进行单轴拉伸而得到的反射型偏振件(例如,日东电工公司制的APCF、3M公司制的DBEF)、使金属丝的细线周期性排列的反射型偏振件(所谓线栅偏振件)等。另外,也可以使用将吸收型偏振件和反射型偏振件叠层而成的偏振件。
其中,作为第一偏振件11和第二偏振件12,优选吸收型偏振件,作为第三偏振件13,优选反射型偏振件。在这种情况下,第一偏振件11具有第一透射轴和与第一透射轴正交的第一吸收轴,第二偏振件12具有第二透射轴和与第二透射轴正交的第二吸收轴,第三偏振件13具有第三透射轴和与第三透射轴正交的第三反射轴。
另外,在偏光板百叶窗中,可以将第三偏振件13设为多个,层叠地使用多个第三偏振件13。在这种情况下,多个第三偏振件13的第三透射轴被设定为实质上相同的方向。
另外,为了确保机械强度和耐湿热性,可以在各偏振件11、12、13的观察面侧和背面侧的至少一方上,层压三乙酰纤维素(TAC)膜等的保护膜(未图示)。保护膜通过任何适当的粘接层(未图示)被粘贴到偏振件11、12、13上。
另外,保护膜也可以兼备相位差板30的功能。也就是说,第一相位差板31a、31b、31c、第二相位差板32b、32c以及第三相位差板33c的至少一个是TAC膜等的保护膜(其中,面内相位差R和厚度方向相位差Rth的绝对值的任意一个具有10nm以上的值))。
另外,在本说明书中,“粘接层”是指将相邻光学元件的面与面接合,以实用上充分的粘接力和粘接时间使其一体化的层。作为形成粘接层的材料,例如可以列举粘接剂、锚固涂层剂。粘接层也可以是在被粘体的表面上形成粘固涂层、在其上形成粘接剂层那样的多层结构。另外,也可以是肉眼无法识别的薄层。
另外,在本说明书中,“粘合层”是指与“粘接层”同样地,将相邻的光学元件的面与面接合,以实用上充分的粘接力和粘接时间使其一体化,但与粘接层的不同之处在于其本身具有粘性和弹性,不是通过发生以水、溶剂、热等为契机的化学变化来接合,而是在常温下短时间且仅施加少量的压力就可以接合。另外,一旦接合就无法剥离的是粘接层,相对于此,能够剥离的是粘合层。作为形成粘合层的材料,例如可以列举丙烯酸系、硅酮系、聚氨酯系等的树脂材料、橡胶材料。
第二偏振件12和第三偏振件13的轴方位可以适当地设定,但是优选设定在0°±10°或90°±10°的范围内,更优选设定在0°±5°或90°±5°的范围内,特别优选设定为实质上0°或90°。由此,能够在法线方向和上下左右方向上获得明亮的显示。
第二偏振件12和第三偏振件13之间的厚度方向相位差Rth的总计的绝对值(1)可以未达到400nm(优选为300nm以下)、(2)可以在400nm以上(优选为500nm以上)。在(1)的情况下,能够防止亮度由于偏光板百叶窗在倾斜方向上极端地降低。因此,适用于要求某种程度的视角度的通用的液晶显示装置(例如笔记本PC、平板PC、车载显示器、智能手机等)。但是,正面方向的对比度的提高效果比(2)的情况差。在(2)的情况下,亮度可以由于偏光板百叶窗在倾斜方向上极端降低,但是可以实现更高的正面方向的对比度。因此,适用于头戴式显示器(VR显示器)等的不要求广视角的液晶显示装置的情况或在液晶显示装置的最表面设置光扩散片等以谋求视角扩大的情况。这样,在本实施方式中,一般,正面对比度改善效果和白亮度视角通常处于折衷的关系。
在上述(1)的情况下,优选第二偏振件12和第三偏振件13之间的厚度方向相位差Rth的总计的绝对值在120nm以上,更优选为140nm以上。如果小于120nm,则可能无法充分获得正面方向的对比度的提高效果。
在上述(2)的情况下,第二偏振件12和第三偏振件13之间的厚度方向相位差Rth的总计的绝对值优选在600nm以下,更优选在550nm以下。如果超过550nm,则偏光板百叶窗也可能开始产生旁瓣。也就是说,在利用偏光板百叶窗减光的方位上,随着极角变大,会发生透射率单调地减少之后,单调地增加,之后再次单调地减少的现象。图33是表示计算了使极角变化时的第一实施方式所涉及的偏光板百叶窗的方位45°的透射率的变化的结果的图表,示出了第二偏振件和第三偏振件之间的厚度方向相位差Rth的总计的绝对值为0nm~700nm的情况。图34是表示用于图33的计算的偏光板百叶窗的结构的立体分解示意图。在此,将第二偏振件12和第三偏振件13的轴方位设为90°,在它们之间作为相位差板30配置负极C板,使其厚度方向相位差Rth发生变化。如图33所示,当厚度方向相位差Rth的总计的绝对值超过550nm时,可以看出,随着该总计的增加,偏光板百叶窗的旁瓣也逐渐地增大。
另外,在本说明书中,第二偏振件12和第三偏振件13之间的厚度方向相位差Rth的总计指的是位于第二偏振件12和第三偏振件13之间的所有的层(膜)的各自的厚度方向相位差Rth的总计。因此,例如,如果在第二偏振件12的背面侧和第三偏振件13的观察面侧中的至少一方上层压有TAC膜等的保护膜(也可以是各向同性膜)的情况下,不仅相位差板30的厚度方向相位差Rth,而且该保护膜的厚度方向相位差Rth也成为合计后的值。
相位差板30的至少一个优选具有逆波长分散特性。由此,能够抑制在从斜方向观察液晶显示装置1时显示色(特别是白色显示)着色的情况。更具体地,R450/R550优选为0.80以上、0.99以下,更优选为0.82以上、0.90以下。R650/R550优选为1.01以上、1.20以下,更优选为1.02以上、1.18以下。此外,在设置多个相位差板30的情况下,如果至少一张相位差板30具有逆波长分散特性,则多少可以得到着色抑制效果,但是从着色抑制的观点来看,更优选第二偏振件12和第三偏振件13之间的所有的相位差板30具有逆波长分散特性。
各相位差板30的双轴性参数NZ可以满足(I)0.9≤NZ<10(优选为1.5≤NZ<5.0),也可以满足(II)10≤NZ(优选为100≤NZ),也可以满足(III)-11<NZ≤-0.9),也可以满足(IV)NZ≤-11(优选为NZ≤-100)。
在上述(I)的情况下,各相位差板30的面内滞相轴可以与(I-1)第二偏振件12的第二透射轴(也可以是第三偏振件13的第三透射轴)平行,也可以与(I-2)正交。也就是说,满足0.9≤N/Z<10的相位差板30的面内滞相轴可以与第二偏振件12的第二透射轴平行,也可以正交。更具体地说,(I-1)的平行是指构成0°±10°的范围内(优选0°±5°的范围内)的角度,更具体地说,(I-2)的正交是指构成90°±10°的范围内(优选90°±5°的范围内)的角度。
上述(I-1)和(I-2)的任一情况下均能够获得同样的效果,但在(I-2)的情况下,为了获得与(I-1)的情况相同的效果,所需的相位差变大。关于在这些情况下所需的相位差不同的理由,如图4A及4B所示,可以使用庞加莱球进行说明。图4A是表示第一实施方式的液晶显示装置及偏光板中的庞加莱球上的偏光状态的转变的图,示出了各相位差板的面内滞相轴与第二偏振件的第二透射轴正交的情况。图4B是表示第一实施方式的液晶显示装置及偏光板中的庞加莱球上的偏光状态的转变的图,示出了各相位差板的面内滞相轴与第二偏振件的第二透射轴平行的情况。
基于庞加莱球的想法作为对通过双折射层而变化的偏光状态的追踪有用的方法,在结晶光学等的领域广为人知(例如,参照高崎宏著、「结晶光学」、森林北出版、1975年、p.146-163)。在庞加莱球中,上半球表示右旋偏振光,下半球表示左旋偏振光,赤道表示直线偏振光,上下两极分别表示右圆偏振光及左圆偏振光。相对于球的中心处于对称关系的两个偏光状态,由于椭圆率角的绝对值相等且极性相反,因此形成相互的偏光轴所成的角度为90°的一对偏振光。另外,在庞加莱球上的双折射层的效果是将表示即将通过双折射层前的偏光状态的点变换为以庞加莱球上的滞相轴(更准确而言,是两个双折射层的固有振动模式中,连结表示慢的一方的偏光状态的庞加莱球上的点的位置和庞加莱球的原点O的线段。)为中心、仅逆时针旋转移动通过(2π)×(相位差)/(波长)(单位:rad)确定的角度后的点(即使以进相轴为中心顺时针地旋转移动,也是相同的。)从倾斜方向观察时的旋转中心和旋转角度由该观察角度下的滞相轴(或者进相轴)和相位差决定。虽然省略详细的说明,但它们例如能够通过求解菲涅耳的波面法线方程式,并了解双折射层中的固有振动模式的振动方向和波数矢量来计算。从倾斜方向观察时的滞相轴依赖于观察角度及NZ系数,从倾斜方向观察时的相位差依赖于观察角度、NZ系数以及面内相位差R(或厚度方向相位差Rth)。
考虑光从方位45°极角60°的倾斜方向入射到上述(I-1)的情况下的偏光板百叶窗的情况,若在庞加莱球的S1-S2平面上图示表示从背光源40出射的光每次透过第三偏振件13以及相位差板30的偏光状态的点P0、P1,则成为如图4A那样。点E是表示从方位45°极角60°的倾斜方向观察时的第二偏振件12的消光位(在吸收轴方向上振动的偏振光)的偏光状态的点。表示各偏光状态的点实际上位于庞加莱球面上,将它们投影到S1-S2平面上进行图示。表示透过第三偏振件13后的光的偏光状态的点P0通过穿过相位差板30,被转换为以连结表示相位差板30在庞加莱球上的滞相轴的点R3和庞加莱球的中心O的线段R3O为旋转中心而受到逆时针的旋转移动的P1,之后入射到第二偏振件12。此时,光根据表示偏光状态的点P1与表示第二偏振件12的消光位的偏光状态的点E之间的距离而透过。更准确地说,其透射率与sin2((1/2)×∠P10E)成比例。
若同样考虑光从方位45°极角60°的倾斜方向入射到上述(I-2)的情况的偏光板百叶窗的情况,则成为如图4B那样。表示透过第三偏振件13后的光的偏光状态的点P0通过穿过相位差板30,被转换为以连结表示相位差板30在庞加莱球上的滞相轴的点R3和庞加莱球的中心O的线段为旋转中心而受到逆时针的旋转移动的P1,之后入射到第二偏振件12。在(I-2)的情况下,由于(从法线方向观察的情况下)相位差板30的滞相轴与第二偏振件12的第二吸收轴或第二反射轴所成的角度为0°(相位差板30的滞相轴与第二偏振件12的透射轴所成的角度为90°),因此从倾斜视角观察的情况下,点R3与点E也接近。因此,即使进行以线段R3O为中心的旋转移动,点P1也无法到达点E的附近,透射率不会变得太小。另一方面,在之前说明的(I-1)的情况下,由于相位差板30的滞相轴与第二偏振件12的第二吸收轴或第二反射轴所成的角度为90°(相位差板30的滞相轴与第二偏振件12的透射轴所成的角度为0°),因此在从倾斜视角观察的情况下,点R3与点E分离。因此,通过进行以线段R3O为中心的旋转移动,点P1能够到达点E的附近,与(I-2)的情况相比,能够实现低透射。
此外,表示从方位45°极角60°的倾斜方向观察相位差板30的情况下的滞相轴的点R3的位置依赖于NZ系数。如果增大NZ系数,则由于相位差板30靠近负极C板,因此即使相位差板30的滞相轴与第二偏振件12的第二吸收轴或第二反射轴所成的角度为0°或为90°的情况下,点R3也靠近+S1轴,相位差板30在1<<NZ(NZ→+∞)的极限处完全成为负极C板,点R3与+S1轴一致。反之,若减小NZ系数,则由于相位差板30靠近阳性C板,因此即使相位差板30的滞相轴与第二偏振件12的第二吸收轴或第二反射轴所成的角度为0°或为90°的情况下,点R3也靠近-S1轴。
为了按NZ系数确认动作原理,将NZ=1、NZ=4、NZ=10、NZ=+∞的情况下的偏光状态的转变分为相位差板30的滞相轴与第二偏振件12的第二吸收轴或第二反射轴所成的角度为0°的情况和为90°的情况,在庞加莱球上作为图5示出(NZ=+∞的情况下没有0°和90°的区别,因此仅1种)。图5是表示使NZ变化时的第一实施方式的液晶显示装置及偏光板中的庞加莱球上的偏光状态的转变的图,示出各相位差板的面内滞相轴与第二偏振件的第二吸收轴或第二反射轴所成的角度为90°的情况和0°的情况。在各个情况下,Rth固定为-600nm。
如图5所示,在相位差板30的滞相轴与第二偏振件12的第二吸收轴或第二反射轴所成的角度为0°的情况下,与90°的情况相比,由于点P1无法接近点E,因此无法获得充分的透射率降低、百叶窗效果。特别是,在NZ=1的情况下,由于点P0重叠在作为旋转中心轴的线段R3O上,因此完全不能得到百叶窗效果。因此,在使用面内相位差不为零的相位差板30的情况下,更优选将上述(I-1)配置成相位差板30的滞相轴与第二偏振件12的第二吸收轴或第二反射轴正交(相位差板30的滞相轴与第二偏振件12的第二透射轴平行)。但是,如观察NZ=10的结果可知的那样,随着NZ变大,相位差板30靠近负极C板,因此即使是正交配置或平行配置,也可以使倾斜方向的透射率充分地降低,得到百叶窗效果。在NZ超过10的情况下,既可以为正交配置,也可以为平行配置。并且,在NZ=1的情况下,即使配置为正交,由于点P0和点R3过近,所以通过进行以线段R3O为中心的旋转移动,点P1也无法到达点E的附近,也知晓几乎不能得到百叶窗效果。无论如何调整相位差值,点P1(在庞加莱球的S1-S2平面上)都只能存在于线段P0P1或其延长线上,无法获得充分的百叶窗效果。
对以上的结果进行总结,为了得到充分的百叶窗效果,优选满足以下条件:(1)相位差板30的滞相轴与第二偏振件12的吸收轴正交配置(相位差板30的滞相轴与第二偏振件12的第二透射轴平行配置)(其中,在相位差板30中10<NZ的情况下可以是正交也可以是平行)、以及(2)NZ系数尽可能大。
在设置多个相位差板30的情况(图2以及图3所示的情况)下,各相位差板30相当于上述(I-1)或者(I-2)时,相位差板31b以及32b、或者31c、32c以及33c的面内滞相轴优选具有相对于第二偏振件12的第二透射轴相同的配置关系。也就是说,优选相位差板31b以及32b、或者31c、32c以及33c的面内滞相轴均与第二透射轴平行(上述(I-1)),或者面内滞相轴均与第二透射轴正交(上述(I-2))。
另外,在上述(I)的情况下,(I-3)各相位差板30的面内滞相轴与第二偏振件12的第二透射轴(也可以是第三偏振件13的第三透射轴)所成的角可以在30°以上、60°以下(优选为40°以上、50°以下、更优选为43°以上、47°以下,更合适实质上为45°)。
在设置多个相位差板30的情况(图2以及图3所示的情况)下,各相位差板30相当于上述(I-3)的情况时,相位差板31b以及32b、或者31c、32c以及33c的面内滞相轴优选相互正交。相位差板30为偶数张(设为2n。其中,n为自然数。)的情况下,优选将n张相位差板30和剩余的n张相位差板30以面内滞相轴相互正交的方式而配置。即,相位差板31b以及32b优选一方的面内滞相轴相对于第二透射轴呈30°以上、60°以下的角度,另一方的面内滞相轴相对于第二透射轴呈-60°以上、-30°以下的角度。另外,在相位差板30为偶数张且为4张以上的情况下,其层叠顺序不被限定。例如,即使从观察面侧开始依次在方位45°/方位135°/方位45°/方位135°分别配置面内滞相轴,在方位45°/方位45°/方位135°/方位135°分别配置面内滞相轴,在方位45°/方位135°/方位135°/方位45°分别配置面内滞相轴,也能够获得同样的效果。在相位差板30为奇数张的情况下,为了消除正面方向上的影响,优选以总的面内相位差为零的方式配置面内滞相轴。例如,在图3所示的3张的情况下,也可以将具有面内相位差R的相位差板31c的面内滞相轴配置成方位45°,将具有面内相位差2R(相位差板31c的2倍的面内相位差)的相位差板32c的面内滞相轴配置成方位135°,将具有面内相位差R(与相位差板31c相同的面内相位差)的相位差板33c的面内滞相轴配置成方位45°。
另外,在上述(II)的情况下,各相位差板30的双轴性参数NZ的上限不特别限定,也可以是+∞。在这种情况下,相位差板30变成负C板。
另外,在上述(IV)的情况下,各相位差板30的双轴性参数NZ的下限不被特别限定,可以是(III)NZ=-∞。在这种情况下,相位差板30成为正极C板。
另外,在上述(II)和(IV)的情况下,各相位差板30的面内相位差R足够小,在面内实质上光学地视为各向同性,因此各相位差板30的面内的配置方向不被特别限定。
相位差板30(A)如图1所示,可以仅设置一个,(B)也可以如图2或3所示,设置多个。
在上述(B)的情况下,优选多个相位差板30实质上是相同的(实质上相同的材料及发挥工序中制作的实质上相同的特性)。其理由第一是经济合理性。相位差板一般是以卷状长尺一次大量地被制造,所以尽量少品种,通过使用相同的材料可以抑制制造成本。第二,在技术上,通过使用相同的相位差板,(特别是在多个相位差板30相当于上述(I-3)的情况下),考虑到制造偏差,具有面内相位差R被完全消除、残留相位差成为零的可能性增高的优点。
作为各相位差板30的材料并无特别限定,例如能够使用将聚合物薄膜拉伸而成的材料、将液晶性材料的取向固定后的材料、由无机材料构成的薄板等。作为各相位差板30的形成方法,并无特别限定。由聚合物膜形成时,例如可以使用溶剂流延法、熔融挤出法等。也可以使用通过共挤出法同时形成多个相位差板30的方法。只要显现所期望的相位差,可以不拉伸,也可以实施拉伸。拉伸方法也没有特别的限定,除了辊间牵引拉伸法、辊间压缩拉伸法、拉幅横向单轴拉伸、倾斜拉伸法、纵横双轴拉伸法以外,还可以使用在热收缩性膜的收缩力的作用下进行拉伸的特殊拉伸法等。另外,在由液晶性材料形成的情况下,例如,可以使用在实施了取向处理的基材薄膜上涂布液晶性材料并进行取向固定的方法等。只要显现所期望的相位差,也可以是对基材薄膜不进行特别的取向处理的方法、或在取向固定后从基材薄膜剥离而对其他的薄膜进行转印加工的方法等。此外,也可以使用不固定液晶性材料的取向的方法。另外,由非液晶性材料形成的情况下,也可以使用与由液晶性材料形成时同样的形成方法。
作为满足0.9≤NZ<10的相位差板30,可以适当地使用对将固有双折射为正的材料作为成分而含有的薄膜进行拉伸加工而得到的材料等。作为固有双折射为正的材料,例如可以列举聚碳酸酯、聚砜、聚醚砜、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯、聚乙烯醇、降冰片烯、三乙酰纤维素、二乙酰基纤维素等。
作为满足10≤NZ的相位差板30,可以适当使用所谓的负极C板等。作为负C板,例如可以适当地使用对将固有双折射为正的材料作为成分而含有的薄膜经纵横双轴拉伸加工而成的板、涂布了胆甾型(手性向列)液晶、盘状液晶等的液晶性材料的板、涂布了包含聚酰亚胺、聚酰胺等的非液晶性材料的板等。
作为满足-11<NZ≤-0.9的相位差板30,可以适当地使用对固有双折射含有负的材料作为成分的薄膜进行了拉伸加工后的相位差板、在热收缩性膜的收缩力的作用下对固有双折射含有正的材料作为成分的薄膜进行了拉伸加工后的相位差板等。其中,从制造方法的简便化的观点出发,优选对固有双折射含有负的材料作为成分的薄膜进行拉伸加工而形成的板。作为固有双折射为负的材料,例如可以列举包含丙烯酸类树脂及苯乙烯类树脂的树脂组合物、聚苯乙烯、聚乙烯萘、聚乙烯联苯、聚乙烯吡啶、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸甲酯、N-取代马来酰亚胺共聚物、具有芴骨架的聚碳酸酯、三乙酰纤维素(特别是乙酰化度小的物质)等。
作为满足NZ≤-11的相位差板30,可以适当地使用所谓的正极C板等。作为正极C板,例如可以适当地使用对将固有双折射为负的材料作为成分而含有的薄膜进行纵横双轴拉伸加工而成的板、涂布了向列型液晶等的液晶性材料而成的板等。
液晶面板20的液晶模式没有特别限定,可以通过使液晶层中的液晶分子垂直于基板面取向来进行黑色显示,也可以通过使液晶层中的液晶分子在与基板面平行或不垂直也不平行的方向取向来进行黑色显示。另外,作为液晶面板的驱动形式,除了TFT方式(有源矩阵方式)以外,也可以是单纯矩阵方式(无源矩阵方式)、等离子体地址方式等。作为液晶面板的构成,例如可列列举:在一方形成有像素电极以及共用电极的一对基板间夹持液晶层,在像素电极以及共用电极之间施加电压而对液晶层施加横向电场(包括边缘电场)从而进行显示的结构;通过在一方形成有像素电极、另一方形成有共用电极的一对基板间夹持液晶层,在像素电极以及共用电极之间施加电压而对液晶层施加纵向电场从而进行显示的结构。更具体而言,作为横向电场方式,可以列举未施加电压时液晶层中的液晶分子相对于基板面平行地取向的FFS(Fringe Field Switching)模式、IPS(In Plane Switching)模式,作为纵向电场方式,可以列举未施加电压时液晶层中的液晶分子相对于基板面垂直地取向的垂直取向(VA:Vertical Alignment)。
图6是第一实施方式的液晶显示装置所具备的背光源的立体分解示意图。图7是第一实施方式的液晶显示装置所具备的背光源的第一棱镜片和第二棱镜片的立体示意图。如图6所示,背光源40从观察面侧朝向背面侧依次包括:具备具有第一棱线41a的第一凹凸形状部41b的第一棱镜片41、具备具有第二棱线42a的第二凹凸形状部42b的第二棱镜片42、扩散片43、以及包括导光板44a和光源44b的光源单元44。第一棱线41a和第二棱线42a相互正交。更详细而言,形成90°±3°的范围内(优选90°±1°的范围内)的角度。
第一棱镜片41及第二棱镜片42分别在与第一棱线41a及第二棱线42a正交的方向上,使倾斜方向的光聚光于正面方向。如图7所示,第一棱镜片41和第二棱镜片42分别还具有支撑第一凹凸形状部41b和第二凹凸形状部42b的第一平面部41c及第二平面部42c。各平面部41c、42c具有观察面侧及背面侧的面平坦的构造。第一凹凸形状部41b和第二凹凸形状部42b分别具有与第一平面部41c和第二平面部42c平行地设置的多个柱状结构,多个柱状结构以长度方向相互平行的方式配置。各柱状构造例如为三角柱状(三角棱镜状),优选为截面夹着凸部的顶点的两边的长度相等的等腰三角形。第一棱线41a以及第二棱线42a分别是第一凹凸形状部41b和第二凹凸形状部42b的凸部的顶点线状地连续的棱线,均为直线状。此外,各凹凸形状部41b、42b的顶角、凸部的间距、凸部的高度等可适当地设定。作为各棱镜片41、42,例如可以使用3M公司制造的BEF系列。
此外,背光源40也可以不具备第二棱镜片42,在这种情况下,从观察面侧开始,第一棱镜片41、扩散片43以及光源单元44按照这个顺序层叠。
扩散片43是半透明的树脂膜,使从导光板44a的出光面发出的光扩散,从而扩展光的指向特性。此外,扩散片43可以设置多张。在那种情况下,所配置的位置只要在第三偏振件13与光源单元44之间就没有特别限定,也可以配置于任意的位置。
导光板44a是由聚碳酸酯树脂或聚甲基丙烯酸酯树脂等的透明树脂成形的板状的光学元件,在观察面侧具有出射光的出光面。导光板44a将从光源44b入射到导光板44a内的光引导至出光面整体,从出光面整体均匀地出射光。
光源44b被布置成与导光板44a的侧面相对,并且使光从侧面入射到导光板44a内。作为光源44b,例如可以使用发光二极管(LED)。
此外,可以在背光源40中仅设置扩散片43和导光板44a中的任意一个。另外,背光源40既可以是如上所述的光源44b被配置在导光板44a的侧方的边缘型,也可以是光源44b在液晶面板20的整个面上重叠而配置的正下方型。在正下方型的情况下,可以省略扩散片43和导光板44a。
另外,液晶显示装置1也可以在第二偏振件12和第三偏振件13之间具备层叠的4张以上的相位差板。即使在这种情况下,也可以应用与上述情况相同的设计思想,能够发挥同样的效果。
<第二实施方式>
本实施方式除了第三偏振件的轴方位、相位差板的结构、第一及第二棱镜片的配置方向不同之外,与第一实施方式实质上相同,因此将适当地省略重复内容的描述。另外,在本实施方式和第一实施方式中,对具有相同或类似的功能的部件赋予相同的标记,在本实施方式中,适当省略对该部件的说明。
图8是表示第二实施方式的液晶显示装置及偏光板的配置示例的截面示意图。本实施方式的液晶显示装置2是透射型的液晶显示装置,如图8所示,是从观察面侧朝向背面侧依次层叠第一偏振件11、包含液晶层的液晶面板20、第二偏振件12、第一相位差板51b、第二相位差板52b、第三偏振件13以及背光源(BL)40而得到的液晶显示装置。另外,本实施方式的偏光板52是将第二偏振件12、第一相位差板51b、第二相位差板52b以及第三偏振件13按照这个顺序层叠而成的偏光板。也就是说,偏光板52包括一对偏振件12、13和设置在一对偏振件12及13之间的第一相位差板51b及第二相位差板52b。
偏光板52通常通过粘合层(未图示)粘贴在液晶面板20上。
以下,在不特别区分第一相位差板51b及第二相位差板52b而说明的情况下,标记为相位差板50来说明。
在本实施方式中,第二偏振件12和第三偏振件13被非平行地配置。也就是说,第二偏振件12的第二透射轴(或第二吸收轴或第二反射轴)以及第三偏振件13的第三透射轴(或第三吸收轴或第三反射轴)不平行。更详细地说,形成20°以上、80°以下(优选为30°以上、70°以下、更优选为35°以上、65°以下)的角度。
液晶显示装置2包括偏光板52,从观察面侧开始依次具备具有第二透射轴的第二偏振件12、相位差板50和具有与第二透射轴不平行的第三透射轴的第三偏振件13,能够进行使来自背光源40的出射光的分布选择性地集中于法线方向和方位α的倾斜方向这样的准直(各向异性的配光分布),该方位α既不是第二透射轴方向(第三透射轴方向)也不是第二吸收轴或第二反射轴方向(第三吸收轴或第三反射轴方向)。另一方面,针对来自其他倾斜方向、即方位α以外的方向的入射,由于相位差板50使通过第三偏振件13后的偏光状态变化,因此观测到低的透射率。方位α成为根据相位差板50的角度及相位差值、第三偏振件13的第三透射轴的方向、以及第二偏振件12的第二透射轴的设计而不同的值。
在本实施方式中,第二偏振件12、相位差板50以及第三偏振件13的组合也作为光学性的百叶窗发挥功能,因此以下称为偏光板百叶窗。
背光源40与第一实施方式1相同,包括:包括具有第一棱线的第一凹凸形状部的第一棱镜片41和具备具有与第一棱线正交的第二棱线的第二凹凸形状部的第二棱镜片42。
因此,在本实施方式中,在与第一棱线及第二棱线延伸的方位正交的各个方位上,也产生由旁瓣引起的亮度上升。
因此,在本实施方式中,以第一棱线相对于将第二透射轴和第三透射轴所形成的角二等分的方位形成-15°以上、+15°以下(优选-10°以上、+10°以下)的角度的方式配置第一和第二棱镜片41、42。由此,能够使利用偏光板百叶窗减光的方位与由第一棱镜片41及第二棱镜片42的旁瓣引起的亮度上升而产生的方位的至少一个相互靠近,优选使两者大致一致。因此,特别是在产生由旁瓣引起的亮度上升的方位上,能够有效地抑制向液晶面板20倾斜入射的倾斜入射光,其结果是,如使用图54所说明的那样,能够减少该倾斜入射光的散射所引起的正面方向的对比度降低。也就是说,能够提高正面方向的对比度。此外,利用偏光板百叶窗减光的方位和产生由旁瓣引起的亮度上升的方位的至少一个未必严格地一致。
以下,对液晶显示装置2进行详细说明。
第二偏振件12及第三偏振件13的轴方位可以适当设定,但第二偏振件12的轴方位优选设定在0°±10°或90°±10°的范围内,更优选设定在0°±5°或90°±5°的范围内,特别优选实质上设定为0°或90°。由此,能够在法线方向和上下左右方向上获得明亮的显示。
第二偏振件12与第三偏振件13之间的厚度方向相位差Rth的总计的绝对值可以是(1)未达到400nm(优选300nm以下),也可以是(2)400nm以上(优选500nm以上)。在(1)的情况下,能够防止亮度由于偏光板百叶窗在倾斜方向上极端地降低。因此,适用于要求某种程度的视角度的通用的液晶显示装置(例如笔记本PC、平板PC、车载显示器、智能手机等)。但是,正面方向的对比度的提高效果比(2)的情况差。在(2)的情况下,亮度可以由于偏光板百叶窗在倾斜方向上极端降低,但是可以实现更高的正面方向的对比度。因此,适用于头戴式显示器(VR显示器)等的不要求广视角的液晶显示装置的情况或在液晶显示装置的最表面设置光扩散片等以谋求视角扩大的情况。这样,在本实施方式中,与第一实施方式同样地,一般,正面对比度改善效果和白亮度视角通常处于折衷的关系。
在上述(1)的情况下,第二偏振件12和第三偏振件13之间的厚度方向相位差Rth的总计的绝对值优选在120nm以上,更优选在140nm以上。如果小于120nm,则可能无法充分地获得正面方向的对比度的提高效果。
在上述(2)的情况下,第二偏振件12与第三偏振件13之间的厚度方向相位差Rth的总计的绝对值优选在600nm以下,更优选在550nm以下。如果超过550nm,则与第一实施方式同样地,在偏光板百叶窗中也有可能开始产生旁瓣。也就是说,在利用偏光板百叶窗减光的方位上,随着极角变大,会发生透射率单调地减少之后,单调地增加,之后再次单调地减少的现象。当厚度方向相位差Rth的总计的绝对值超过550nm时,随着该总计增加,偏光板百叶窗的旁瓣有时也会逐渐增大。
第一相位差板51b及第二相位差板52b的一方的面内相位差R优选在250nm以上、300nm以下。更优选在260nm以上、290nm以下。面内相位差R为250nm以上、300nm以下的相位差板50的面内滞相轴优选相对于将第二偏振件12的第二透射轴和第三偏振件的第三透射轴所形成的角二等分的方位,形成-5°以上、+5°以下(更优选为-3°以上、+3°以下,尤其优选实质上为0°)的角度。由此,尽管第二偏振件12的第二透射轴和第三偏振件13的第三透射轴非平行地配置,也能够防止法线方向上的透射率降低。
相位差板50的至少一个优选具有逆波长分散特性。由此,能够抑制在从倾斜方向观察液晶显示装置2时,显示颜色(特别是白色显示)发生着色。更具体而言,R450/R550优选为0.80以上、0.99以下,更优选为0.82以上、0.90以下。R650/R550优选为1.01以上、1.20以下,更优选为1.02以上、1.18以下。此外,在设置多个相位差板50的情况下,若至少1张相位差板50具有逆波长分散特性,则多少可以得到着色抑制效果,但从着色抑制的观点出发,更优选第二偏振件12与第三偏振件13之间的所有相位差板50具有逆波长分散特性。
第一相位差板51b以及第二相位差板52b既可以(I)第一相位差板51b的双轴性参数NZ满足0.9≤NZ<10(优选1.5≤NZ<5.0),第二相位差板52b的双轴性参数NZ满足10≤NZ(优选100≤NZ),也可以(II)第一相位差板51b的双轴性参数NZ满足10≤NZ(优选100≤NZ),第二相位差板52b的双轴性参数NZ满足0.9≤NZ<10(优选1.5≤NZ<5.0),也可以(III)第一相位差板51b的双轴性参数NZ满足-11<NZ≤-0.9,第二相位差板52b的双轴性参数NZ满足10≤NZ(优选100≤NZ),也可以(IV)第一相位差板51b的双轴性参数NZ满足10≤NZ(优选100≤NZ),第二相位差板52b的双轴性参数NZ满足-11<NZ≤-0.9,也可以(V)第一相位差板51b的双轴性参数NZ满足0.9≤NZ<10(优选1.5≤NZ<5.0),第二相位差板52b的双轴性参数NZ满足NZ≤-11(优选NZ≤-100),也可以(VI)第一相位差板51b的双轴性参数NZ满足NZ≤-11(优选NZ≤-100),第二相位差板52b的双轴性参数NZ满足0.9≤NZ<10(优选1.5≤NZ<0.5),也可以(VII)第一相位差板51b的双轴性参数NZ满足-11<NZ≤-0.9,第二相位差板52b的双轴性参数NZ满足NZ≤-11(优选NZ≤-100),也可以(VIII)第一相位差板51b的双轴性参数NZ满足NZ≤-11(优选NZ≤-100),第二相位差板52b的双轴性参数NZ满足-11<NZ≤-0.9。
在上述(I)、(II)、(V)以及(VI)的任一种情况下,满足0.9≤NZ<10的相位差板50的面内滞相轴相对于将第二偏振件12的第二透射轴和第三偏振件13的第三透射轴所成的角二等分的方位,形成-5°以上、+5°以下(优选地,-3°以上、+3°以下,更加优选实质上为0°)的角度。
无论是在上述(I)~(VIII)中的哪一种情况下都能够获得同样的效果。
另外,上述(I)~(IV)的情况下,满足10≤NZ的相位差板50的双轴性参数NZ的上限没有特别限定,可以为+∞。在这种情况下,相位差板50成为负极C板。
另外,在上述(V)~(VIII)的情况下,满足NZ≤-11的相位差板50的双轴性参数NZ的下限没有特别限定,可以为-∞。在这种情况下,相位差板50成为负极C板。
另外,在上述(I)~(VIII)的情况下,满足10≤NZ或NZ≤-11的相位差板50的面内相位差R足够小,在面内实质上光学地视为各向同性,因此满足10≤NZ或NZ≤-11的相位差板50的面内的配置方向没有被特别限定。
作为相位差板50的材料及形成方法,并无特别限定,例如可列举出第一实施方式中例示的材料及形成方法。
作为满足0.9≤NZ<10的相位差板50,可以适当地使用对将固有双折射为正的材料作为成分而含有的薄膜进行拉伸加工而得到的材料等。作为固有双折射为正的材料,例如可列举出第一实施方式中例示的材料。
作为满足10≤NZ的相位差板50,可以适当地使用所谓的负极C板等。作为负极C板,例如可以列举出第一实施方式中例示的负极C板。
作为满足-11<NZ≤-0.9的相位差板50,可以适当地使用对固有双折射含有负的材料作为成分的薄膜进行了拉伸加工后的相位差板、在热收缩性膜的收缩力的作用下对固有双折射含有正的材料作为成分的薄膜进行了拉伸加工后的相位差板等。其中,从制造方法的简便化的观点出发,优选对固有双折射含有负的材料作为成分的薄膜进行拉伸加工而形成的板。作为固有双折射为正的材料以及固有双折射为负的材料,例如,可以分别列举第一实施方式中所例示的材料。
作为满足NZ≤-11的相位差板50,可以适当地使用所谓的正极C板等。作为正极C板,例如可以列举出第一实施方式中例示的正极C板。
此外,液晶显示装置2也可以在第二偏振件12与第三偏振件13之间具备仅1张相位差板或层叠的3张以上的相位差板。即使在该情况下,也能够采用与上述情况相同的设计思想,能够发挥同样的效果。
<第三实施方式>
本实施方式除了第一偏振件和液晶面板之间以及液晶面板和第二偏振件之间的至少一方还具有视角补偿膜之外,与第一实施方式实质上相同,因此将适当地省略重复内容的说明。另外,在本实施方式和第一实施方式中,对具有相同或类似功能的部件赋予相同的标记,在本实施方式中,适当省略对该部件的说明。
图35是表示第三实施方式的液晶显示装置及偏光板的配置示例的截面示意图。如图35所示,本实施方式的液晶显示装置3是透射型的液晶显示装置,是从观察面侧朝向背面侧依次层叠第一偏振件11、包含液晶层的液晶面板20、视角补偿膜60、第二偏振件12、第一相位差板31a、第三偏振件13以及背光源(BL)40而得到的液晶显示装置。另外,本实施方式的偏光板53是将视角补偿膜60、第二偏振件12、第一相位差板31a以及第三偏振件13按照这个顺序层叠而得到的偏光板。也就是说,偏光板53包括一对偏振件12和13、设置在一对偏振件12和13之间的相位差板30以及设置在一个偏振件12的相位差板30的相反侧的视角补偿膜60。
图36是表示第三实施方式的液晶显示装置及偏光板的另一配置示例的截面示意图。如图36所示,本实施方式的液晶显示装置3是从观察面侧朝向背面侧,依次层叠第一偏振件11、包含液晶层的液晶面板20、视角补偿膜60、第二偏振件12、第一相位差板31b、第二相位差板32b、第三偏振件13以及背光源(BL)40而得到的透射型的液晶显示装置。另外,本实施方式的偏光板53也可以是将视角补偿膜60、第二偏振件12、第一相位差板31b、第二相位差板32b以及第三偏振件13按照这个顺序层叠而得到的偏光板。也就是说,偏光板53也可以包括一对偏振件12和13、设置在一对偏振件12和13之间的相位差板30以及设置在一个偏振件12的相位差板30的相反侧的视角补偿膜60。
图37是表示第三实施方式的液晶显示装置及偏光板的又一配置示例的截面示意图。如图37所示,本实施方式的液晶显示装置3是从观察面侧朝向背面侧,依次层叠第一偏振件11、包含液晶层的液晶面板20、视角补偿膜60、第二偏振件12、第一相位差板31c、第二相位差板32c、第三相位差板33c、第三偏振件13以及背光源(BL)40而得到的透射型的液晶显示装置。另外,本实施方式的偏光板53也可以是将视角补偿膜60、第二偏振件12、第一相位差板31c、第二相位差板32c、第三相位差板33c以及第三偏振件13按照这个顺序层叠而得到的偏光板。也就是说,偏光板53也可以包括一对偏振件12和13、设置在一对偏振件12和13之间的相位差板30以及设置在一个偏振件12的相位差板30的相反侧的视角补偿膜60。
偏光板53通常通过粘合层(未图示)粘贴在液晶面板20上。
由于本实施方式的液晶显示装置3具备视角补偿膜60,因此能够提高视角特性。另外,与不具备相位差板30的情况相比,可以提高第二偏振件12和第三偏振件13在轴方位上的倾斜方向的对比度。
另一方面,在兼具相位差板30和视角补偿膜60的本实施方式中,在从第二偏振件12和第三偏振件13的轴方位偏离45°的方位上,存在倾斜方向的对比度降低的可能性。
视角补偿膜60在从第二偏振件12和第三偏振件13的轴方位偏离45°的方位上,以抑制倾斜方向的对比度降低的方式发挥作用。当从法线方向或轴方位的倾斜方向观察时,配置成正交尼科尔的一对偏振件彼此正交,由于不会产生漏光,因此能够获得高对比度。另一方面,在从轴方位偏离45°的方位的倾斜方向观察的情况下,偏光轴实质上没有正交,由于产生漏光,因此对比度降低。视角补偿膜60只要能够调整透过第二偏振件12后的光的偏振状态,并变换成在从斜向观察第一偏振件11时的实质上的吸收轴(或吸收轴)平行的方位上振动的直线偏振光,其片数、材料、结构等没有特别限定,例如,可以列举出使用1张0<NZ<1的相位差板的部件、组合使用NZ≥1的相位差板和NZ≤0的相位差板(分别为1张以上)的部件等。视角补偿膜60的材料、制法与相位差板30中说明的相同。
更具体而言,例如可以列举面内相位差R=275nm、NZ=0.5的相位差板A。在这种情况下,相位差板A和第二偏振件12按照该顺序层叠使用,并以相位差板A的滞相轴与第二偏振件12的第二吸收轴(或第二反射轴)正交的方式而层叠。
另外,可以举出将面内相位差R=140nm、NZ=1.0的相位差板A与面内相位差R=0nm、厚度方向相位差Rth=90nm、NZ=-∞的相位差板B层叠而成的相位差板。在这种情况下,相位差板B、相位差板A以及第二偏振件12按照该顺序层叠使用,并以相位差板A的滞相轴与第二偏振件12的第二吸收轴(或第二反射轴)正交的方式而层叠。
此外,可举出将面内相位差R=115nm、NZ=1.2的相位差板A和面内相位差R=25nm、NZ=-3的相位差板B层叠而成的相位差板。在这种情况下,相位差板B、相位差板A以及第二偏振件12按照该顺序层叠使用,并以相位差板A与相位差板B的滞相轴相互平行的方式、且相位差板A与相位差板B的滞相轴与第二偏振件12的第二吸收轴(或第二反射轴)正交的方式而层叠。
此外,偏光板53也可以不具备视角补偿膜60。在这种情况下,通常,首先视角补偿膜60通过粘合层粘贴于液晶面板20,之后,偏光板53通过粘合层粘贴于视角补偿膜60。
另外,视角补偿膜60也可以不设置在液晶面板20与第二偏振件12之间,而是设置在第一偏振件11与液晶面板20之间。进而,视角补偿膜60也可以分别设置在液晶面板20和第二偏振件12之间、以及第一偏振件11和液晶面板20之间。
<第四实施方式>
本实施方式除了在第一偏振件和液晶面板之间以及液晶面板和第二偏振件之间的至少一方还具备第三实施方式中说明的视角补偿膜之外,与第二实施方式实质上相同,因此关于重复的内容适当地省略说明。另外,在本实施方式和第一~第三实施方式中,对具有相同或类似功能的部件赋予相同的标记,在本实施方式中,适当省略该部件的说明。
图38是表示第四实施方式的液晶显示装置及偏光板的配置示例的截面示意图。如图38所示,本实施方式的液晶显示装置4是从观察面侧朝向背面侧依次层叠第一偏振件11、包含液晶层的液晶面板20、视角补偿膜60、第二偏振件12、第一相位差板51b、第二相位差板52b、第三偏振件13以及背光源(BL)40而得到的透射型的液晶显示装置。另外,本实施方式的偏光板54是将视角补偿膜60、第二偏振件12、第一相位差板51b、第二相位差板52b以及第三偏振件13按照这个顺序层叠而得到的偏光板。也就是说,偏光板54具备一对偏振件12和13、设置在一对偏振件12和13之间的相位差板50、以及设置在一个偏光板12的相位差板50的相反侧的视角补偿膜60。
偏光板54通常利用粘合层(未图示)粘贴于液晶面板20。
由于本实施方式的液晶显示装置4具备视角补偿膜60,因此能够提高视角特性。另外,与不具备相位差板30的情况相比,能够提高第二偏振件12及第三偏振件13的轴方位上的倾斜方向的对比度。
另一方面,在兼具相位差板30及视角补偿膜60的本实施方式中,在从第二偏振件12及第三偏振件13的轴方位偏离45°的方位上,存在倾斜方向的对比度降低的可能性。
另外,偏光板54也可以不具备视角补偿膜60。在这种情况下,通常,首先视角补偿膜60通过粘合层粘贴于液晶面板20,之后,偏光板54通过粘合层粘贴于视角补偿膜60。
另外,视角补偿膜60也可以不设置在液晶面板20与第二偏振件12之间,而是设置在第一偏振件11与液晶面板20之间。进而,视角补偿膜60也可以分别设置在液晶面板20和第二偏振件12之间、以及第一偏振件11和液晶面板20之间。
<第五实施方式>
本实施方式除了在第二偏振件和背光源40之间还具备扩散层之外,与第三实施方式实质上相同,因此适当地省略重复内容的说明。另外,在本实施方式和第一、第三实施方式中,对具有相同或类似功能的部件赋予相同的标记,在本实施方式中,适当省略对该部件的说明。
图39是表示第五实施方式的液晶显示装置及偏光板的配置示例的截面示意图。如图39所示,本实施方式的液晶显示装置5是透射型的液晶显示装置,是从观察面侧朝向背面侧依次层叠第一偏振件11、包含液晶层的液晶面板20、视角补偿膜60、第二偏振件12、第一相位差板31a、第三偏振件13、扩散层70以及背光源(BL)40而得到的液晶显示装置。另外,本实施方式的偏光板55是将视角补偿膜60、第二偏振件12、第一相位差板31a、第三偏振件13以及扩散层70按照这个顺序层叠而得到的偏光板。也就是说,偏光板55包括一对偏振件12和13、设置在一对偏振件12和13之间的相位差板30、设置在一方偏振件12的相位差板30的相反侧的视角补偿膜60以及设置在另一方的偏振件13的相位差板30的相反侧的扩散层70。
图40是表示第五实施方式的液晶显示装置及偏光板的另一配置示例的截面示意图。如图40所示,本实施方式的液晶显示装置5是从观察面侧朝向背面侧依次层叠第一偏振件11、包含液晶层的液晶面板20、视角补偿膜60、第二偏振件12、第一相位差板31b、第二相位差板32b、第三偏振件13、扩散层70以及背光源(BL)40而得到的透射型的液晶显示装置。另外,本实施方式的偏光板55可以是将视角补偿膜60、第二偏振件12、第一相位差板31b、第二相位差板32b、第三偏振件13以及扩散层70按照这个顺序层叠而得到的偏光板。也就是说,偏光板55包括设置在一对偏振件12和13、设置在一对偏振件12和13之间的相位差板30、设置在与一方的偏振件12的相位差板30的相反侧的视角补偿膜60以及设置在另一方的偏振件13的相位差板30的相反侧的扩散层70。
图41是表示第五实施方式的液晶显示装置及偏光板的又一配置示例的截面示意图。如图41所示,本实施方式的液晶显示装置5是从观察面侧朝向背面侧依次层叠第一偏振件11、包含液晶层的液晶面板20、视角补偿膜60、第二偏振件12、第一相位差板31c、第二相位差板32c、第三相位差板33c、第三偏振件13、扩散层70以及背光源(BL)40而获得的透射型的液晶显示装置。另外,本实施方式的偏光板55也可以是将视角补偿膜60、第二偏振件12、第一相位差板31c、第二相位差板32c、第三相位差板33c、第三偏振件13以及扩散层70按照这个顺序层叠而得到的偏光板。也就是说,偏光板55包括一对偏振件12和13、设置在一对偏振件12和13之间的相位差板30、设置在一方的偏振件12的相位差板30的相反侧的视角补偿膜60以及设置在另一方的偏振件13的相位差板30的相反侧的扩散层70。
偏光板55通常通过粘合层(未图示)粘贴在液晶面板20上。
由于本实施方式的液晶显示装置5具备相位差板30及视角补偿膜60的同时,还具备扩散层70,因此不仅在第二偏振件12及第三偏振件13的轴方位,而且在从第二偏振件12和第三偏振件13的轴方位偏离45°的方位上,可以提高倾斜方向的对比度。也就是说,通过添加扩散层70,可以在全方位上获得对比度增强的效果。
扩散层70使从背光源40发出的光扩散从而扩大光的指向特性。扩散层70的雾度可以适当地设定,例如为35%以上、75%以下,优选为45%以上、65%以下,更优选为50%以上、60%以下。基于扩散层70的扩散的光学原理可以是内部扩散,也可以是外部扩散。作为引起内部扩散的扩散层70,例如可列举出作为半透明的树脂膜的扩散片。扩散片可以是在透明的树脂粘合剂中混入折射率与其不同的填料而成形为薄膜状的片材,也可以是在基材薄膜上涂布所述的填料混入树脂粘合剂后的片材。扩散片也可以借助粘接层或粘合层粘贴于第三偏振件13。作为引起外部扩散的扩散层70,例如可列举防眩层(防眩膜)。防眩层既可以为通过在所述的无折射率差的填料混入树脂粘合剂中调整填料的大小和密度,涂布于基材薄膜上之后,表面形状成为凹凸状的层,也可以为通过使用模具对不混入填料的树脂进行压印加工而表面形状成为凹凸状的层。无论在哪种情况下,都能获得来自凸凹状的表面的外部扩散。防眩层形成于第三偏振件13上(与第三偏振器13的相位差板30相反的表面)。
另外,扩散层70也可以设置于第二偏振件12及第三偏振件13之间。在这种情况下,扩散层70配置在第二偏振件12及相位差板30之间、相位差板30及第三偏振件13之间、以及相邻的相位差板30之间的至少一个区域。另外,在这种情况下,扩散层70也可以如上所述那样通过粘合层将扩散片粘贴于偏振件12、13和/或相位差板30,但优选为在粘合剂中混入了光扩散成分(例如与粘合剂的折射率不同的填料)的扩散粘合层。优选的是,扩散粘合层在工业上设置于第三偏振件13和与其相邻的相位差板30之间。
进而,扩散层70也可以不包含在偏光板55中。在这种情况下,扩散层70在第三偏振件13与背光源40之间作为独立的片、即扩散片而配置,通常既不贴附于偏光板55也不贴附于背光源40。
另外,偏光板55也可以不具备视角补偿膜60。在这种情况下,通常,首先视角补偿膜60通过粘合层粘贴于液晶面板20,之后,偏光板55通过粘合层粘贴于视角补偿膜60。
另外,视角补偿膜60也可以不设置在液晶面板20与第二偏振件12之间,而是设置在第一偏振件11与液晶面板20之间。进而,视角补偿膜60也可以分别设置在液晶面板20和第二偏振件12之间、和第一偏振件11和液晶面板20之间。
此外,在具备扩散层70的本实施方式中,背光源40也可以不具备扩散片43。
<第六实施方式>
由于本实施方式除了在第二偏振件和背光源40之间还包括在第五实施方式中描述的扩散层之外,与第二实施方式实质上相同,因此适当地省略重复内容的说明。另外,在本实施方式和第一~第五实施方式中,对具有相同或类似功能的部件赋予相同的标记,在本实施方式中,适当省略对该部件的说明。
图42是表示第六实施方式的液晶显示装置及偏光板的配置示例的截面示意图。如图42所示,本实施方式的液晶显示装置6是从观察面侧朝向背面侧,依次层叠第一偏振件11、包含液晶层的液晶面板20、视角补偿膜60、第二偏振件12、第一相位差板51b、第二相位差板52b、第三偏振件13、扩散层70以及背光源(BL)40而得到的透射型的液晶显示装置。另外,本实施方式的偏光板56是将视角补偿膜60、第二偏振件12、第一相位差板51b、第二相位差板52b、第三偏振件13以及扩散层70按照这个顺序层叠而得到的偏光板。也就是说,偏光板56包括一对偏振件12和13、设置在一对偏振件12和13之间的相位差板50、设置在一方的偏振件12的相位差板50的相反侧的视角补偿膜60和设置在另一方的偏振件13的相位差板50的相反侧的扩散层70。
偏光板56通常通过粘合层(未图示)粘贴在液晶面板20上。
由于本实施方式的液晶显示装置6具备相位差板30和视角补偿膜60的同时,还具备扩散层70,因此不仅在第二偏振件12和第三偏振件13的轴方位上,而且在从第二偏振件12和第三偏振件13的轴方位偏离45°的方位上,可以提高倾斜方向的对比度。也就是说,通过添加扩散层70,可以在全方位上获得对比度增强的效果。
扩散层70与第五实施方式相同,也可以设置在第二偏振件12和第三偏振件13之间。另外,扩散层70可以是扩散片,也可以是防眩层,也可以是扩散粘合层。此外,扩散层70可以不包括在偏光板56中。
另外,偏光板56也可以不具备视角补偿膜60。在这种情况下,通常,首先将视角补偿膜60通过粘合层粘贴到液晶面板20上,之后,偏光板56通过粘合层粘贴到视角补偿膜60上。
另外,视角补偿膜60也可以不设置在液晶面板20和第二偏振件12之间,而是设置在第一偏振件11和液晶面板20之间。此外,视角补偿膜60也可以分别设置在液晶面板20和第二偏振件12之间以及第一偏振件11和液晶面板20之间。
此外,在具备扩散层70的本实施方式中,背光源40也可以不具备扩散片43。
此外,在液晶显示装置1~6中,图示了各相位差板30、50由单一的相位差板构成,但各相位差板30、50也可以是由多个相位差板构成的光学上等同的结构。由此,作为以往的液晶显示装置用的光学补偿膜,能够使用广泛实用化的大面积且廉价的相位差板。例如,也可以通过层叠3张相位差板,从而合计作为一张相位差板发挥功能。
另外,在液晶显示装置1、2中,即使不在第一偏振件11的观察面侧设置光扩散元件,也能得到在法线方向和4方向(优选为上下左右方向)上明亮的显示。但是,从即使在这些以外的方向上也得到明亮显示的观点出发,也可以在第一偏振件11的观察面侧进一步设置光扩散元件、例如光扩散膜、透镜膜。在液晶显示装置3~6中,为了在全方位上得到更明亮的显示,也可以在第一偏振件11的观察面侧进一步设置光扩散元件、例如光扩散膜或透镜膜。
此外,在液晶显示装置1~6中,相位差板30、50以及第三偏振件13安装在液晶面板20侧,但是例如仅第三偏振件13、或者第二偏振件13及相位差板30或50也可以被安装在背光源40。
此外,在液晶显示装置1~6中,各部件之间的至少一个可以设置空气层,例如,在第三偏振件13和第一棱镜片41之间可以设置空气层。
(实施例1和比较例1)
比较例1和实施例1的液晶显示装置及偏光板的结构分别是如图9-1和10-1所示的那样。图9-1是用于说明比较例1的液晶显示装置及偏光板的结构的图。图10-1是用于说明实施例1的液晶显示装置及偏光板的结构的图。各光学元件的轴方位被图示。吸收型偏振件的轴表示吸收轴、C板以外的相位差板的轴表示面内滞相轴,反射型偏振件的轴表示反射轴,棱镜片的轴表示与棱线延伸的方位正交的方位(产生旁瓣的方位)。作为第一和第二偏振件,使用了使聚乙烯醇(PVA)膜吸附取向了具有二色性的碘络合物的吸收型偏振件。作为液晶面板,使用了横向电场方式的FFS模式的液晶面板。作为第三偏振件,使用了3M公司制造的反射型偏振件APF。作为比较例1的偏光板,使用了依次层叠有第二偏振件及第三偏振件的偏光板。作为实施例1的偏光板,使用了依次层叠了第二偏振件、第一相位差板、第二相位差板以及第三偏振件而成的偏光板。作为背光源,使用了LED光源、导光板、扩散片、第二棱镜片以及第一棱镜片从背面侧按照这个顺序被依次层叠而成的背光。作为第一和第二相位差板,使用了面内相位差R=140nm、厚度方向相位差Rth=-70nm的相位差板。波长分散特性等的详细情况如图所示。
为了掌握入射到比较例1和实施例1的液晶面板的背光源光的配光分布,仅计算了液晶面板靠背面侧的部分的透射率视角特性、即从第二偏振件到第三偏振件的部分(偏光板百叶窗)的透射率视角特性。此外,在以下的各实施例及各比较例中,也将从第二偏振件到第三偏振件的部分作为偏光板百叶窗。结果如图9-2及10-2所示。图9-2是表示比较例1的偏光板百叶窗的透射率视角的计算结果和比较例1的液晶显示装置的各种特性的测定结果的图。图10-2是表示实施例1的偏光板百叶窗的透射率视角的计算结果和实施例1的液晶显示装置的各种特性的测定结果的图。如观察图9-2及10-2可知,实施例1的偏光板百叶窗的配光特性为大致十字型,在方位45°、135°、225°、315°处的朝向液晶面板的入射光受到限制。如果将各棱镜片的角度设定为使旁瓣来到该方位,则能够期待有效抑制液晶显示装置的倾斜方向的漏光、提高正面方向的对比度的效果。产生旁瓣的方位设定为方位135°、45°。
实际试制比较例1及实施例1的液晶显示装置,对正面方向的白亮度(cd/m2)、正面方向的白色度x、正面方向的白色度y、正面方向的白色度Δxy、正面方向的黑亮度(cd/m2)、正面方向的对比度(CR)、相对于比较例1的正面方向的对比度的实施例1的正面方向的对比度的比率(正面CR改善率)、倾斜方向(方位0°,极角60°)的白亮度(cd/m2)、倾斜方向(方位45°,极角60°)的白亮度(cd/m2)、倾斜方向(方位0°,极角60°)的白色度x、倾斜方向(方位0°,极角60°)的白色度y、倾斜方向(方位0°,极角60°)的白色度Δxy、倾斜方向(方位45°,极角60°)的白色度x、倾斜方向(方位45°,极角60°)的白色度y、斜方向(方位45°,极角60°)的白色度Δxy、倾斜方向(方位0°,极角60°)的黑亮度(cd/m2)、倾斜方向(方位45°,极角60°)的黑亮度(cd/m2)、倾斜方向(方位0°,极角60°)的对比度(CR)、实施例1的倾斜方向(方位0°,极角60°)的对比度的相对于比较例1的倾斜方向(方位0°,极角60°)的对比度的比率(倾斜CR改善率(方位0°,极角60°))、倾斜方向(方位45°,极角60°)对比度(CR)、实施例1的倾斜方向(方位45°,极角60°)的对比度的相对于比较例1的倾斜方向(方位45°,极角60°)的对比度的比率(倾斜CR改善率(方位45°,极角60°))、背光视角(cd/m2)、白亮度视角(cd/m2)、黑亮度视角(cd/m2)以及对比度视角进行了实测。将测定结果示于图9-2、9-3、10-2以及10-3。图9-3是表示比较例1的液晶显示装置的视角特性的测定结果的等值图。图10-3是表示实施例1的液晶显示装置的视角特性的测定结果的等值图。
(R、Rth、Nz系数、nx、ny、nz的测定方法)
使用双延迟旋转方式的极准直器(Axometrics公司制造的商品名:Axo-scan)进行了测定。面内相位差R从双折射层的法线方向进行了实测。主折射率nx、ny、nz、厚度方向相位差Rth以及Nz系数从双折射层的法线方向、从法线方向倾斜了-50°~50°的各倾斜方向测定相位差,通过公知的折射率椭圆体式的曲线拟合来算出。倾斜方位是与面内滞相轴正交的方位。另外,nx、ny、nz、Rth以Nz依赖于作为曲线拟合的计算条件而赋予的平均折射率=(nx+ny+nz)/3,将各双折射层的平均折射率统一为1.5来计算。关于实际的平均折射率与1.5不同的双折射层,也设想平均折射率为1.5并进行换算。
(液晶显示装置的亮度、色度、对比度、视角特性的测定方法)
使用视角测定装置(ELDIM公司制,商品名:EZContrast160)测定白色显示和黑色显示的亮度,将其比作为对比度(CR)。另外,也测定了白色度(x,y)。
如图9-2、9-3、10-2以及10-3所示,可知实施例1与比较例1相比,黑色显示中的倾斜方向的漏光减少,结果正面方向的对比度也提高。另外,在实施例1中,作为构成偏光板百叶窗的相位差板,使用了具有逆波长分散特性、并且第二偏振件与第三偏振件之间的厚度方向相位差Rth的总计(图中,Rth总计)的绝对值低于400nm的相位差板,因此能够抑制倾斜方向的白亮度的降低和黄色着色,是与比较例1相同的美观性。
(比较例2)
比较例2的液晶显示装置的结构是如图11-1所示的那样。图11-1是用于说明比较例2的液晶显示装置的结构的图。本比较例除了将与棱镜片的棱线延伸的方位正交的方位(产生旁瓣的方位)设定为方位110°、20°之外,与实施例1相同。
图11-2示出对本比较例的偏光板百叶窗的透射率视角特性进行计算后的结果。图11-2是表示比较例2的偏光板百叶窗的透射率视角的计算结果和比较例2的液晶显示装置的各种特性的测定结果的图。如图11-2所示,本比较例的偏光板百叶窗的配光特性是与实施例1相同的大致十字型,方位45°、135°、225°、315°处的朝向液晶面板的入射光受到限制。
实际试制本比较例的液晶显示装置,与实施例1相同,对正面方向的对比度、倾斜方向(方位0°,极角60°)的白亮度等进行了实测。将测定结果示于图11-2和11-3。图11-3是表示比较例2的液晶显示装置的视角特性的测定结果的等值图。如图11-2和11-3所示,可知比较例2与比较例1相比,黑色显示中的倾斜方向上的漏光减少,结果正面方向的对比度也提高了,但是与实施例1不同,由于朝向液晶面板的入射光通过偏光板百叶窗被限制的方位与产生旁瓣的方位不一致,因此与实施例1相比,对比度的提高效果较小。
(实施例2和3)
实施例2和3的液晶显示装置及偏光板的结构分别是如图12-1和13-1所示的那样。图12-1是用于说明实施例2的液晶显示装置及偏光板的结构的图。图13-1是用于说明实施例3的液晶显示装置及偏光板的结构的图。这些例子除了相位差板的结构不同之外,与实施例1相同。各相位差板的轴方位和特性是图中所记载的那样。作为实施例2的偏光板,使用了第二偏振件、第一相位差板、第二相位差板以及第三偏振件按照这个顺序被层叠后的偏光板。作为实施例3的偏光板,使用了第二偏振件、第一相位差板、第二相位差板、第三相位差板以及第三偏振件按照这个顺序被层叠后的偏光板。
图12-2和13-2示出对这些例子的偏光板百叶窗的透射率视角特性进行计算后的结果。图12-2是表示实施例2的偏光板百叶窗的透射率视角的计算结果和实施例2的液晶显示装置的各种特性的测定结果的图。图13-2是表示实施例3的偏光板百叶窗的透射率视角的计算结果和实施例3的液晶显示装置的各种特性的测定结果的图。如图12-2和13-2所示,这些例子的偏光板百叶窗的配光特性是与实施例1相同的大致十字型,方位45°、135°、225°、315°处的朝向液晶面板的入射光受到限制。
实际试制这些例子的液晶显示装置,与实施例1相同,对正面方向的对比度、倾斜方向(方位0°,极角60°)的白亮度等进行实测,将测定结果示于图12-2、12-3、13-2以及13-3。图12-3是表示实施例2的液晶显示装置的视角特性的测定结果的等值图。图13-3是表示实施例3的液晶显示装置的视角特性的测定结果的等值图。图12-2、12-3、13-2以及13-3所示,可知实施例2及实施例3与比较例1相比,黑色显示中的倾斜方向上的漏光减少,结果正面方向的对比度也提高。另外,作为构成偏光板百叶窗的相位差板,由于使用了第二偏振件与第三偏振件之间的厚度方向相位差Rth的总计(图中,Rth总计)的绝对值比实施例1大的相位差板,因此与实施例1相比,对比度的提高效果较大。特别是,实施例3的对比度的提高效果较大。
(比较例3)
比较例3的液晶显示装置的结构是如图14-1所示的那样。图14-1是用于说明比较例3的液晶显示装置的结构的图。本比较例除了将与棱镜片的棱线延伸的方位正交的方位(产生旁瓣的方位)设定为方位110°、20°之外,与实施例3相同。
图14-2示出对本比较例的偏光板百叶窗的透射率视角特性进行计算后的结果。图14-2是表示比较例3的偏光板百叶窗的透射率视角的计算结果和比较例3的液晶显示装置的各种特性的测定结果的图。如图14-2所示,本比较例的偏光板百叶窗的配光特性是与实施例1相同的大致十字型,方位45°、135°、225°、315°处的朝向液晶面板的入射光受到限制。
实际试制本比较例的液晶显示装置,与实施例1相同,对正面方向的对比度、倾斜方向(方位0°,极角60°)的白亮度等进行了实测。将测定结果示于图14-2及14-3。图14-3是表示比较例3的液晶显示装置的视角特性的测定结果的等值图。如图14-2及14-3所示,发现比较例3与比较例1相比,黑色显示中的倾斜方向上的漏光减少,结果正面方向的对比度也提高,但与实施例3不同,由于朝向液晶面板的入射光通过偏光板百叶窗被限制的方位与产生旁瓣的方位不一致,因此与实施例1相比,对比度的提高效果较小。
(实施例4)
实施例4的液晶显示装置及偏光板的结构是如图15-1所示的那样。图15-1是用于说明实施例4的液晶显示装置及偏光板的结构的图。实施例4除了相位差板的波长分散特性不同之外,与实施例1相同。各相位差板的轴方位及特性如图中记载的那样。作为实施例4的偏光板,使用了第二偏振件、第一相位差板、第二相位差板以及第三偏振件按照这个顺序被层叠后的偏光板。
图15-2示出对本实施例的偏光板百叶窗的透射率视角特性进行计算后的结果。图15-2是表示实施例4的偏光板百叶窗的透射率视角的计算结果和实施例4的液晶显示装置的各种特性的测定结果的图。如图15-2所示,本实施例的偏光板百叶窗的配光特性是与实施例1相同的大致十字型,方位45°、135°、225°、315°处的朝向液晶面板的入射光受到限制。
实际试制本实施例的液晶显示装置,与实施例1相同,对正面方向的对比度、倾斜方向(方位0°,极角60°)的白亮度等进行了实测,将测定结果示于图15-2及15-3。图15-3是表示实施例4的液晶显示装置的视角特性的测定结果的等值图。如图15-2及15-3所示,可知实施例4与比较例1相比,黑色显示中的倾斜方向上的漏光减少,结果正面方向的对比度也提高,但是在实施例4中,作为构成偏光板百叶窗的相位差板,由于使用了具有平坦波长分散特性的相位差板,因此与实施例1及比较例1相比,确认到倾斜方向的白亮度的降低和黄色着色。
(实施例5和6)
实施例5和6的液晶显示装置及偏光板的结构分别是如图16-1及17-1所示的那样。图16-1是用于说明实施例5的液晶显示装置及偏光板的结构的图。图17-1是用于说明实施例6的液晶显示装置及偏光板的结构的图。这些例子除了相位差板的结构不同之外,与实施例1相同。各相位差板的轴方位及特性是图中所记载的那样。作为实施例5的偏光板,使用了第二偏振件、第一相位差板以及第三偏振件按照这个顺序被层叠后的偏光板。作为实施例6的偏光板,使用了第二偏振件、第一相位差板、第二相位差板以及第三偏振件按照这个顺序被层叠后的偏光板。
图16-2及17-2示出对这些例子的偏光板百叶窗的透射率视角特性进行计算后的结果。图16-2是表示实施例5的偏光板百叶窗的透射率视角的计算结果和实施例5的液晶显示装置的各种特性的测定结果的图。图17-2是表示实施例6的偏光板百叶窗的透射率视角的计算结果和实施例6的液晶显示装置的各种特性的测定结果的图。如图16-2及17-2所示,这些例子的偏光板百叶窗的配光特性是与实施例1相同的大致十字型,方位45°、135°、225°、315°处的朝向液晶面板的入射光受到限制。
实际试制这些例子的液晶显示装置,与实施例1相同,对正面方向的对比度、倾斜方向(方位0°,极角60°)的白亮度等进行实测,将测定结果示于图16-2、16-3、17-2以及17-3。图16-3是表示实施例5的液晶显示装置的视角特性的测定结果的等值图。图17-3是表示实施例6的液晶显示装置的视角特性的测定结果的等值图。如图16-2、16-3、17-2以及17-3所示,可知实施例5和6与比较例1相比,黑色显示中的倾斜方向上的漏光减少,结果正面方向的对比度也提高。另外,作为构成偏光板百叶窗的相位差板,使用了第二偏振件与第三偏振件之间的厚度方向相位差Rth的总计(图中,Rth总计)的绝对值比实施例1大的相位差板,因此与实施例1相比,对比度的提高效果较大。特别是,实施例6的对比度的提高效果较大。但是,厚度方向相位差Rth的总计的绝对值超过400nm的实施例6与实施例5相比,确认了倾斜方向的白亮度的降低和黄色着色。对于要求某种程度的视角的通用的液晶显示装置(例如笔记本PC、平板PC、车载显示器、智能手机等),认为实施例5的液晶显示装置更合适。另一方面,在头戴式显示器(VR显示器)等的不要求广视角的液晶显示装置的情况、或在液晶显示装置的最表面设置光扩散膜等来谋求视角扩大的情况下,认为实施例6的液晶显示装置更合适。但是,各实施例的液晶显示装置的用途不限于在此例示的用途。
(实施例7)
实施例7的液晶显示装置及偏光板的结构是如图18-1所示的那样。图18-1是用于说明实施例7的液晶显示装置及偏光板的结构的图。本实施例除了相位差板的结构不同之外,与实施例1相同。各相位差板的轴方位及特性如图中记载的那样。作为实施例7的偏光板,使用了第二偏振件、第一相位差板、第二相位差板以及第三偏振件按照这个顺序被层叠后的偏光板。
图18-2示出对本实施例的偏光板百叶窗的透射率视角特性进行计算后的结果。图18-2是表示实施例7的偏光板百叶窗的透射率视角的计算结果和实施例7的液晶显示装置的各种特性的测定结果的图。如图18-2所示,本实施例的偏光板百叶窗的配光特性为与实施例1相同的大致十字型,方位45°、135°、225°、315°处的朝向液晶面板的入射光受到限制。
实际试制本实施例的液晶显示装置,与实施例1相同,对正面方向的对比度、倾斜方向(方位0°,极角60°)的白亮度等进行实测,将测定结果示于图18-2及18-3。图18-3是表示实施例7的液晶显示装置的视角特性的测定结果的等值图。如图18-2和18-3所示,可知实施例7与比较例1相比,黑色显示中的倾斜方向上的漏光减少,结果正面方向的对比度也提高了。实施例7与实施例4相同,面内相位差使用了140nm的所谓λ/4板,但是由于双轴性参数NZ与实施例4相比较大,厚度方向相位差Rth的总计(图中、Rth总计)的绝对值使用了比实施例4大的板,所以对比度的提高效果比实施例4大。
(比较例4)
比较例4的液晶显示装置的结构如图19-1所示。图19-1是用于说明比较例4的液晶显示装置的结构的图。本比较例除了将与棱镜片的棱线延伸的方位正交的方位(产生侧瓣的方位)设定为方位110°、20°之外,与实施例7相同。
图19-2示出了本比较例的偏光板百叶窗的透射率视角特性的计算结果。图19-2是表示比较例4的偏光板百叶窗的透射率视角的计算结果和比较例4的液晶显示装置的各种特性的测定结果的图。如图19-2所示,本比较例的偏光板百叶窗的配光特性为与实施例1相同的大致十字型,方位45°、135°、225°、315°处的朝向液晶面板的入射光受到限制。
实际试制本比较例的液晶显示装置,与实施例1相同,对正面方向的对比度、倾斜方向(方位0°,极角60°)的白亮度等进行了实测。将测定结果示于图19-2及19-3。图19-3是表示比较例4的液晶显示装置的视角特性的测定结果的等值图。如图19-2和19-3所示,可知比较例4与比较例1相比,黑色显示中的倾斜方向上的漏光减少,结果正面方向的对比度也提高了,但是与实施例7不同,由于朝向液晶面板的入射光通过偏光板百叶窗被限制的方位与产生旁瓣的方位不一致,因此与实施例7相比,对比度的提高效果较小。
(实施例8)
实施例8的液晶显示装置及偏光板的结构如图20-1所示。图20-1是用于说明实施例8的液晶显示装置及偏光板的结构的图。本实施例除了相位差板的结构不同之外,与实施例1相同。各相位差板的轴方位和特性如图中所记载的那样。作为实施例8的偏光板,使用了第二偏振件、第一相位差板、第二相位差板、第三相位差板以及第三偏振件按照这个顺序被层叠后的板。
图20-2示出对本实施例的偏光板百叶窗的透射率视角特性进行计算后的结果。图20-2是表示实施例8的偏光板百叶窗的透射率视角的计算结果和实施例8的液晶显示装置的各种特性的测定结果的图。如图20-2所示,本实施例的偏光板百叶窗的配光特性是与实施例1相同的大致十字型,方位45°、135°、225°、315°处的朝向液晶面板的入射光受到限制。
实际试制本实施例的液晶显示装置,与实施例1相同,对正面方向的对比度、倾斜方向(方位0°,极角60°)的白亮度等进行了实测。将测定结果示于图20-2及20-3。图20-3是表示实施例8的液晶显示装置的视角特性的测定结果的等值图。如图20-2及20-3所示,可知实施例8与比较例1相比,黑色显示中的倾斜方向的漏光减少,结果正面方向的对比度也提高。实施例8与实施例4相同,使用了面内相位差为140nm的所谓λ/4板,但由于双轴性参数NZ与实施例4相比更大,厚度方向相位差Rth的总计(图中Rth总计)的绝对值与实施例4相比使用了较大的板,因此与实施例4相比,对比度的提高效果较大。但是,厚度方向相位差Rth的总计的绝对值超过400nm的实施例8与实施例4、7相比,确认到倾斜方向上的白亮度的降低和黄色着色。对于要求某种程度的视角的通用的液晶显示装置(例如笔记本PC、平板PC、车载显示器、智能手机等),认为实施例4、7的液晶显示装置更合适。另一方面,在头戴式显示器(VR显示器)等的不要求广视角的液晶显示装置的情况或在液晶显示装置的最表面设置光扩散膜等来谋求视角扩大的情况下,认为实施例8的液晶显示装置更合适。但是,各实施例的液晶显示装置的用途不限于在此例示的用途。
(实施例9和10)
实施例9和10的液晶显示装置及偏光板的结构分别如图21-1及22-1所示。图21-1是用于说明实施例9的液晶显示装置及偏光板的结构的图。图22-1是用于说明实施例10的液晶显示装置及偏光板的结构的图。这些例子除了相位差板的结构不同之外,与实施例1相同。各相位差板的轴方位及特性如图中记载的那样。作为实施例9的偏光板,使用了第二偏振件、第一相位差板以及第三偏振件按照这个顺序被层叠后的偏光板。作为实施例10的偏光板,使用了第二偏振件、第一相位差板、第二相位差板以及第三偏振件按照这个顺序被层叠后的偏光板。
图21-2及22-2示出对这些例子的偏光板百叶窗的透射率视角特性进行计算后的结果。图21-2是表示实施例9的偏光板百叶窗的透射率视角的计算结果和实施例9的液晶显示装置的各种特性的测定结果的图。图22-2是表示实施例10的偏光板百叶窗的透射率视角的计算结果和实施例10的液晶显示装置的各种特性的测定结果的图。如图21-2及22-2所示,这些例子的偏光板百叶窗的配光特性是与实施例1相同的大致十字型,方位45°、135°、225°、315°处的朝向液晶面板的入射光受到限制。
实际试制这些例的液晶显示装置,与实施例1相同,对正面方向的对比度、倾斜方向(方位0°,极角60°)的白亮度等进行了实测。测定结果示于图21-2、21-3、22-2以及22-3。图21-3是表示实施例9的液晶显示装置的视角特性的测定结果的等值图。图22-3是表示实施例10的液晶显示装置的视角特性的测定结果的等值图。如图21-2、21-3、22-2以及22-3所示,可知实施例9和10与比较例1相比,黑色显示中的倾斜方向的漏光减少,结果正面方向的对比度也提高。另外,作为构成偏光板百叶窗的相位差板,使用了第二偏振件与第三偏振件之间的厚度方向相位差Rth的总计(图中,Rth总计)的绝对值比实施例1大的相位差板,因此与实施例1相比,对比度的提高效果较大。特别是,实施例10的对比度的提高效果较大。但是,厚度方向相位差Rth的总计的绝对值超过400nm的实施例10与实施例9相比,确认到倾斜方向的白亮度的降低和黄色着色。对于要求某种程度的视角的通用的液晶显示装置(例如笔记本PC、平板PC、车载显示器、智能手机等),认为实施例9的液晶显示装置更合适。另一方面,在头戴式显示器(VR显示器)等的不要求广视角的液晶显示装置的情况、或在液晶显示装置的最表面设置光扩散膜等来谋求视角扩大的情况下,认为实施例10的液晶显示装置更合适。但是,各实施例的液晶显示装置的用途不限于在此例示的用途。
(比较例5)
比较例5的液晶显示装置的结构是如图23-1所示的那样。图23-1是用于说明比较例5的液晶显示装置的结构的图。本比较例除了将与棱镜片的棱线延伸的方位正交的方位(产生旁瓣的方位)设定为方位110°、20°之外,与实施例9相同。
图23-2示出对本比较例的偏光板百叶窗的透射率视角特性进行计算后的结果。图23-2是表示比较例5的偏光板百叶窗的透射率视角的计算结果和比较例5的液晶显示装置的各种特性的测定结果的图。如图23-2所示,本比较例的偏光板百叶窗的配光特性为与实施例1相同的大致十字型,方位45°、135°、225°、315°处的朝向液晶面板的入射光受到限制。
实际试制本比较例的液晶显示装置,与实施例1相同,对正面方向的对比度、倾斜方向(方位0°,极角60°)的白亮度等进行了实测。测定结果示于图23-2及23-3。图23-3是表示比较例5的液晶显示装置的视角特性的测定结果的等值图。如图23-2及23-3所示,可知比较例5与比较例1相比,黑色显示中的倾斜方向的漏光减少,结果正面方向的对比度也提高,但与实施例9不同,由于朝向液晶面板的入射光通过偏光板百叶窗被限制的方位与产生旁瓣的方位不一致,因此与实施例9相比,对比度的提高效果较小。
(实施例11)
实施例11的液晶显示装置及偏光板的结构是如图24-1所示的那样。图24-1是用于说明实施例11的液晶显示装置及偏光板的结构的图。实施例11除了第三偏振件的轴方位、相位差板的结构和与棱镜片的棱线延伸的方位正交的方位(产生旁瓣的方位)不同之外,与实施例1相同。各相位差板的轴方位及特性与产生旁瓣的方位如图中记载的那样。作为实施例11的偏光板,使用了第二偏振件、第一相位差板、第二相位差板以及第三偏振件按照这个顺序被层叠后的偏光板。
图24-2示出对实施例11的偏光板百叶窗的透射率视角特性进行计算后的结果。图24-2是表示实施例11的偏光板百叶窗的透射率视角的计算结果和实施例11的液晶显示装置的各种特性的测定结果的图。另外,图25是针对实施例11~15的偏光板百叶窗,示出了基于透射率视角特性的计算结果的极角60°的透射率的方位角依赖性的曲线图。如图24-2所示,本实施例的偏光板百叶窗的配光特性表示各向异性的配光分布。另外,如图25所示,朝向液晶面板的入射光被限制的方位是方位95°、170°、275°、350°。如果设定各棱镜片的角度以使得旁瓣来到该方位的至少一个,则能够期待有效抑制液晶显示装置的倾斜方向的漏光、提高对比度的效果。产生旁瓣的方位设定为方位110°、20°。
实际试制本实施例的液晶显示装置,与实施例1相同,对正面方向的对比度、倾斜方向(方位0°,极角60°)的白亮度等进行实测,并将测定结果示于图24-2及24-3。图24-3是表示实施例11的液晶显示装置的视角特性的测定结果的等值图。如图24-2及24-3所示,可知实施例11与比较例1相比,黑色显示中的倾斜方向上的漏光减少,结果正面方向的对比度也提高。可知即使在棱镜片的棱线的方位既不是方位45°也不是方位135°的情况下,并且第二偏振件的第二吸收轴无法从方位0°或90°这样的通常的设计进行变更的情况下,如实施例11所示,通过以第二偏振件12的第二透射轴和第三偏振件13的第三透射轴非平行地配置的方式进行偏光板百叶窗的设计,利用偏光板百叶窗限制向液晶面板入射的入射光的方位与产生旁瓣的方位实质上一致,可以得到对比度改善效果。另外,在实施例11中,作为构成偏光板百叶窗的相位差板,由于使用了具有逆波长分散特性的相位差板,因此能够抑制倾斜方向上的白亮度的降低和黄色着色,是与比较例1相同的美观性。
(比较例6)
比较例6的液晶显示装置的结构是如图26-1所示的那样。图26-1是用于说明比较例6的液晶显示装置的结构的图。本比较例除了将与棱镜片的棱线延伸的方位正交的方位(产生旁瓣的方位)设定为方位135°、45°之外,与实施例11相同。
图26-2示出对本比较例的偏光板百叶窗的透射率视角特性进行计算后的结果。图26-2是表示比较例6的偏光板百叶窗的透射率视角的计算结果和比较例6的液晶显示装置的各种特性的测定结果的图。如图26-2所示,本比较例的偏光板百叶窗的配光特性表示与实施例11相同的各向异性的配光分布,与实施例11同样地限制向方位95°、170°、275°、350°处的朝向液晶面板的入射光。
实际试制本比较例的液晶显示装置,与实施例1相同,对正面方向的对比度、倾斜方向(方位0°,极角60°)的白亮度等进行实测,并将测定结果示于图26-2及26-3。图26-3是表示比较例6的液晶显示装置的视角特性的测定结果的等值图。如图26-2及26-3所示,可知比较例6与比较例1相比,黑色显示中的倾斜方向上的漏光减少,结果正面方向的对比度也提高,但与实施例11不同,由于朝向液晶面板的入射光通过偏光板百叶窗被限制的方位与产生旁瓣的方位不一致,因此与实施例11相比,对比度的提高效果较小。
(实施例12和13)
实施例12和13的液晶显示装置及偏光板的结构分别是如图27-1和图28-1所示的那样。图27-1是用于说明实施例12的液晶显示装置及偏光板的结构的图。图28-1是用于说明实施例13的液晶显示装置及偏光板的结构的图。这些例子除了第三偏振件和相位差板的轴方位不同之外,与实施例11相同。各相位差板的轴方位及特性和产生旁瓣的方向如图中记载的那样。作为实施例12和13的偏光板,使用了第二偏振件、第一相位差板、第二相位差板以及第三偏振件按照这个顺序被层叠后的偏光板。此外,关于实施例12和13,由于没有实际试制液晶显示装置,因此仅使用模拟结果来说明。
图27-2及28-2示出对这些例子的偏光板百叶窗的透射率视角特性进行计算后的结果。图27-2是表示实施例12的偏光板百叶窗的透射率视角的计算结果的图。图28-2是表示实施例13的偏光板百叶窗的透射率视角的计算结果的图。如图27-2及28-2所示,这些例子的偏光板百叶窗的配光特性与实施例11同样地示出各向异性的配光分布。另外,如图25所示,朝向液晶面板的入射光被限制的方位在实施例12中为方位10°、115°、190°、295°,在实施例13中为方位0°、105°、180°、285°。在各例中,如果设定各棱镜片的角度,以使得旁瓣来到该方位的至少一个,则能够期待有效抑制液晶显示装置的倾斜方向的漏光、提高对比度的效果。产生旁瓣的方位设定为方位110°、20°。在这些例子中,通过偏光板百叶窗减光的方位和产生旁瓣的方位与实施例11相比,更一致,因此认为可以进一步提高正面方向的对比度。另外,在实施例12和13中,作为构成偏光板百叶窗的相位差板,由于使用具有逆波长分散特性的相位差板,因此认为能够抑制倾斜方向上的白亮度的降低和黄色着色,能够得到与比较例1相同的美观性。
(实施例14)
实施例14的液晶显示装置及偏光板的结构是如图29-1所示的那样。图29-1是用于说明实施例14的液晶显示装置及偏光板的结构的图。本实施例除了相位差板的结构不同之外,与实施例11相同。各相位差板的轴方位及特性和产生旁瓣的方向如图中记载的那样。作为实施例14的偏光板,使用了第二偏振件、第一相位差板、第二相位差板以及第三偏振件按照这个顺序被层叠后的偏光板。另外,关于实施例14,由于没有实际试作液晶显示装置,因此仅使用模拟结果来说明。
图29-2示出对本实施例的偏光板百叶窗的透射率视角特性进行计算后的结果。图29-2是表示实施例14的偏光板百叶窗的透射率视角的计算结果的图。如图29-2所示,本实施例的偏光板百叶窗的配光特性示出与实施例11相同的各向异性的配光分布,并且与实施例11相同,方位95°、170°、275°、350°处的朝向液晶面板的入射光受到限制。另外,与实施例11相同,产生旁瓣的方位被设定为方位110°、20°,因此认为可以提高正面方向的对比度。此外,作为构成偏光板百叶窗的相位差板由于使用了第二偏振件和第三偏振件之间的厚度方向相位差Rth的总计(图中、Rth总计)的绝对值与实施例11相比较大的板,因此认为与实施例11相比对比度的提高效果变大。另外,作为构成偏光板百叶窗的相位差板,由于使用具有逆波长分散特性的板,因此认为可以抑制倾斜方向的白亮度的降低和黄色着色,可以获得与比较例1相同的美观性。
(实施例15)
实施例15的液晶显示装置及偏光板的结构是如图30-1所示的那样。图30-1是用于说明实施例15的液晶显示装置及偏光板的结构的图。本实施例除了第一相位差板和第二相位差板的轴方位和特性被替换之外,与实施例11相同。各相位差板的轴方位及特性与产生旁瓣的方位如图中记载的那样。作为实施例15的偏光板,使用了第二偏振件、第一相位差片、第二相位差片以及第三偏振件按照这个顺序被层叠后的偏光板。另外,关于实施例15,由于没有实际试制液晶显示装置,所以仅使用模拟结果来说明。
图30-2示出对本实施例的偏光板百叶窗的透射率视角特性进行计算后的结果。图30-2是表示实施例15的偏光板百叶窗的透射率视角的计算结果的图。如图30-2所示,本实施例的偏光板百叶窗的配光特性与实施例11相同,示出各向异性的配光分布。另外,如图25所示,朝向液晶面板的入射光被限制的方位是方位50°、125°、230°、305°。如果设定各棱镜片的角度以使得旁瓣来到该方位的至少一个,则可以期待有效地抑制液晶显示装置在倾斜方向上的漏光,并且提高对比度的效果。产生旁瓣的方位设定为方位110°、20°。因此,与实施例11相同,认为朝向液晶面板的入射光通过偏光板百叶窗被限制的方位与产生旁瓣的方位实质上一致,可以获得对比度改善的效果。另外,作为构成偏光板百叶窗的相位差板,由于使用具有逆波长分散特性的板,因此认为可以抑制倾斜方向的白亮度的降低和黄色着色,可以获得与比较例1相同的美观性。
(实施例16)
实施例16的液晶显示装置及偏光板的结构是如图31-1所示的那样。图31-1是用于说明实施例16的液晶显示装置及偏光板的结构的图。本实施例除了相位差板的结构不同之外,与实施例1相同。各相位差板的轴方位及特性如图中记载的那样。作为实施例16的偏光板,使用了第二偏振件、第一相位差片以及第三偏振件按照这个顺序被层叠后的偏光板。另外,关于实施例16,由于没有实际试制液晶显示装置,所以仅使用模拟结果来说明。
图31-2示出对本实施例的偏光板百叶窗的透射率视角特性进行计算后的结果。图31-2是表示实施例16的偏光板百叶窗的透射率视角的计算结果的图。如图31-2所示,本实施例的偏光板百叶窗的配光特性是与实施例1相同的大致十字型,方位45°、135°、225°、315°处的朝向液晶面板的入射光受到限制。
实际试制本实施例的液晶显示装置,与实施例1相同,对正面方向的对比度、倾斜方向(方位0°,极角60°)的白亮度等进行实测,将测定结果示于图31-3。图31-3是表示实施例16的液晶显示装置的视角特性的测定结果的等值图。如图21-3和图31-3所示,如果厚度方向相位差Rth的绝对值相同,则在负极C板的情况下(实施例9)和正极C板的情况下(本实施例)成为相同的结果。另外,如果设定各棱镜片的角度以使得旁瓣来到由偏光板百叶窗减光的方位,则可以期待有效地抑制液晶显示装置的倾斜方向上的漏光,提高正面方向的对比度的效果。将产生旁瓣的方位设定为方位135°、45°。因此,与实施例1和9相同,认为朝向液晶面板的入射光通过偏光板百叶窗被限制的方位与产生旁瓣的方位实质上一致,可以获得对比度改善的效果。
(实施例17)
实施例17的液晶显示装置及偏光板的结构是如图32-1所示的那样。图32-1是用于说明实施例17的液晶显示装置及偏光板的结构的图。本实施例除了相位差板的结构不同之外,与实施例1相同。各相位差板的轴方位及特性如图中记载的那样。作为实施例17的偏光板,使用了第二偏振件、第一相位差板、第二相位差板以及第三偏振件按照这个顺序被层叠后的偏光板。另外,关于实施例17,由于没有实际试制液晶显示装置,因此仅使用模拟结果来说明。
图32-2示出对本实施例的偏光板百叶窗的透射率视角特性进行计算后的结果。图32-2是表示实施例17的偏光板百叶窗的透射率视角的计算结果的图。如图32-2所示,本实施例的偏光板百叶窗的配光特性是与实施例1相同的大致十字型,方位45°、135°、225°、315°处的朝向液晶面板的入射光受到限制。
实际上试制本实施例的液晶显示装置,与实施例1相同,对正面方向的对比度、斜方向(方位0°,极角60°)的白亮度等进行实测,将测定结果示于图32-3。图32-3是表示实施例17的液晶显示装置的视角特性的测定结果的等值图。如图22-3及图32-3所示,如果厚度方向相位差Rth的绝对值相同,则在负极C板的情况下(实施例10)和正极C板的情况下(本实施例)成为相同的结果。此外,如果设置每个棱镜片的角度以使得旁瓣来到通过偏光板百叶窗减光的方位,则可以有效地抑制液晶显示装置的倾斜方向上的漏光,并且可以预期具有提高正面方向的对比度的效果。产生旁瓣的方位设定为方位135°、45°。因此,与实施例1和10相同,认为由于偏光板百叶窗朝向液晶面板的入射光被限制的方位与产生旁瓣的方位实质上一致,可以获得对比度改善效果。特别地,认为厚度方向相位差Rth的总计的绝对值超过400nm的实施例17的对比度的提高效果变大。但是,实施例17与实施例16相比,认为确认了在倾斜方向上的白亮度的降低和黄色着色。在要求某种程度的视角的通用液晶显示装置(例如笔记本PC、平板PC、车载显示器、智能手机等)中,认为实施例16的液晶显示装置更适合。另一方面,在头戴式显示器(VR显示器)等的不要求广视角的液晶显示装置的情况下、或在液晶显示装置的最表面设置光扩散膜等以谋求视角扩大的情况下,认为实施例17的液晶显示装置更适合。但是,各实施例的液晶显示装置的用途不限于在此例示的用途。
如实施例1~17所示,根据实施例1~17的偏光板,可知能够减少液晶显示装置的黑色显示中的倾斜方向上的漏光,其结果是,能够提高液晶显示装置的正面方向的对比度。
(比较例101)
比较例101的液晶显示装置的结构是如图43-1所示的那样。图43-1是用于说明比较例101的液晶显示装置的结构的图。本比较例除了在液晶面板和第二偏振件之间设置了视角补偿膜之外,与比较例1相同。作为视角补偿膜,使用了将面内相位差R=115nm、NZ=1.2的相位差板A和面内相位差R=25nm、NZ=-3的相位差板B层叠后的膜。作为比较例101的偏光板,使用了相位差板B、相位差板A、第二偏振件以及第三偏振件按照这个顺序被层叠,并且以相位差板A和相位差板B的滞相轴彼此平行、相位差板A和相位差板B的滞相轴与第二偏振件的第二吸收轴正交的方式而层叠后的偏光板。
图43-2示出对本比较例的偏光板百叶窗的透射率视角特性进行计算后的结果。图43-2是表示比较例101的偏光板百叶窗的透射率视角的计算结果和比较例101的液晶显示装置的各种特性的测定结果的图。
实际试制本比较例的液晶显示装置,与实施例1相同,对正面方向的对比度、倾斜方向(方位0°,极角60°)的白亮度等进行了实测。将测定结果示于图43-2及43-3。图43-3是表示比较例101的液晶显示装置的视角特性的测定结果的等值图。
另外,在本比较例和后述的实施例101、103以及109中,正面CR改善率、倾斜CR改善率(方位0°,极角60°)以及倾斜CR改善率(方位45°,极角60°)表示各实施例的对比度相对于本比较例的对比度的比率。
(实施例101)
实施例101的液晶显示装置及偏光板的结构是如图44-1所示的那样。图44-1是用于说明实施例101的液晶显示装置及偏光板的结构的图。本实施例除了在液晶面板和第二偏振件之间设置了在比较例101中描述的视角补偿膜之外,与实施例1相同。作为实施例101的偏光板,使用了相位差板B、相位差板A、第二偏振件、第一相位差板、第二相位差板以及第三偏振件按照这个顺序被层叠,并且以相位差板A和相位差板B的滞相轴彼此平行、相位差板A和相位差板B的滞相轴与第二偏振件的第二吸收轴正交的方式而层叠后的偏光板。
图44-2示出对本实施例的偏光板百叶窗的透射率视角特性进行计算后的结果。图44-2是表示实施例101的偏光板百叶窗的透射率视角的计算结果和实施例101的液晶显示装置的各种特性的测定结果的图。
实际试制本实施例的液晶显示装置,与实施例1相同,对正面方向的对比度、倾斜方向(方位0°,极角60°)的白亮度等进行了实测。将测定结果示于图44-2及44-3。图44-3是表示实施例101的液晶显示装置的视角特性的测定结果的等值图。
(实施例103)
实施例103的液晶显示装置及偏光板的结构是如图45-1所示的那样。图45-1是用于说明实施例103的液晶显示装置及偏光板的结构的图。本实施例除了在液晶面板及第二偏振件之间设置了在比较例101中描述的视角补偿膜之外,与实施例3相同。作为实施例103的偏光板,使用了相位差板B、相位差板A、第二偏振件、第一相位差板、第二相位差板、第三相位差板以及第三偏振件按照这个顺序被层叠,并且以相位差板A和相位差板B的滞相轴彼此平行,相位差板A和相位差板B的滞相轴与第二偏振件的第二吸收轴正交的方式而层叠后的偏光板。
图45-2示出对本实施例的偏光板百叶窗的透射率视角特性进行计算后的结果。图45-2是表示实施例103的偏光板百叶窗的透射率视角的计算结果和实施例103的液晶显示装置的各种特性的测定结果的图。
实际试制本实施例的液晶显示装置,与实施例1相同,对正面方向的对比度、倾斜方向(方位0°,极角60°)的白亮度等进行了实测。将测定结果示于图45-2及45-3。图45-3是表示实施例103的液晶显示装置的视角特性的测定结果的等值图。
(实施例109)
实施例109的液晶显示装置及偏光板的结构是如图46-1所示的那样。图46-1是用于说明实施例109的液晶显示装置及偏光板的结构的图。本实施例除了在液晶面板和第二偏振件之间设置了在比较例101中描述的视角补偿膜之外,与实施例9相同。作为实施例109的偏光板,使用了相位差板B、相位差板A、第二偏振件、第一相位差板以及第三偏振件按照这个顺序被层叠,并且以相位差板A和相位差板B的滞相轴彼此平行、相位差板A和相位差板B的滞相轴与第二偏振件的第二吸收轴正交的方式而层叠后的偏光板。
图46-2示出对本实施例的偏光板百叶窗的透射率视角特性进行计算后的结果。图46-2是表示实施例109的偏光板百叶窗的透射率视角的计算结果和实施例109的液晶显示装置的各种特性的测定结果的图。
实际试制本实施例的液晶显示装置,与实施例1相同,对正面方向的对比度、倾斜方向(方位0°,极角60°)的白亮度等进行了实测。将测定结果示于图46-2及46-3。图46-3是表示实施例109的液晶显示装置的视角特性的测定结果的等值图。
在实施例101、103、109中,发现与比较例101相比,黑色显示中的倾斜方向上的漏光被减少,其结果是,正面方向的对比度也提高。另外,发现与比较例101相比,方位0°上的倾斜方向的对比度也提高。另一方面,发现方位45°上的倾斜方向的对比度与比较例101相比几乎没有提高或降低。
(比较例201)
比较例201的液晶显示装置的结构是如图47-1所示的那样。图47-1是用于说明比较例201的液晶显示装置的结构的图。本比较例除了在第三偏振件的背光侧设置了扩散层之外,与比较例101相同。作为扩散层,使用了在透明的树脂粘合剂中,将与其折射率不同的填充物混入并成形为膜状的扩散片通过粘合剂粘贴到第三偏振件后的材料。也就是说,作为比较例201的偏光板,使用了面内相位差R=25nm且NZ=-3的相位差板B、面内相位差R=115nm且NZ=1.2的相位差板A、第二偏振件、第三偏振件和扩散片按照这个顺序被层叠,并且以相位差板A和相位差板B的滞相轴彼此平行、相位差板A和相位差板B的滞相轴与第二偏振件的第二吸收轴正交的方式而层叠后的偏光板。扩散片的雾度调整为55%。
图47-2示出对本比较例的偏光板百叶窗的透射率视角特性进行计算后的结果。图47-2是表示比较例201的偏光板百叶窗的透射率视角的计算结果和比较例201的液晶显示装置的各种特性的测定结果的图。
实际试制本比较例的液晶显示装置,与实施例1相同,对正面方向的对比度、倾斜方向(方位0°,极角60°)的白亮度等进行了实测。将测定结果示于图47-2及47-3。图47-3是表示比较例201的液晶显示装置的视角特性的测定结果的等值图。
另外,在本比较例和后述的实施例201、203以及209中,正面CR改善率、倾斜CR改善率(方位0°,极角60°)以及倾斜CR改善率(方位45°,极角60°)表示各实施例的对比度相对于本比较例的对比度的比率。
(实施例201)
实施例201的液晶显示装置及偏光板的结构是如图48-1所示的那样。图48-1是用于说明实施例201的液晶显示装置及偏光板的结构的图。本实施例除了在第三偏振件的背光侧设置了在比较例201中描述的扩散层之外,与实施例101相同。作为实施例201的偏光板,使用了相位差板B、相位差板A、第二偏振件、第一相位差板、第二相位差板、第三偏振件以及扩散片按照这个顺序被层叠,并且以相位差板A和相位差板B的滞相轴彼此平行、相位差板A和相位差板B的滞相轴与第二偏振件的第二吸收轴正交的方式而层叠后的偏光板。
图48-2示出对本实施例的偏光板百叶窗的透射率视角特性进行计算后的结果。图48-2是表示实施例201的偏光板百叶窗的透射率视角的计算结果和实施例201的液晶显示装置的各种特性的测定结果的图。
实际试制本实施例的液晶显示装置,与实施例1相同,对正面方向的对比度、倾斜方向(方位0°,极角60°)的白亮度等进行了实测。将测定结果示于图48-2及48-3。图48-3是表示实施例201的液晶显示装置的视角特性的测定结果的等值图。
(实施例203)
实施例203的液晶显示装置及偏光板的结构是如图49-1所示的那样。图49-1是用于说明实施例203的液晶显示装置及偏光板的结构的图。本实施例除了在第三偏振件的背光侧设置了比较例201中描述的扩散层之外,与实施例103相同。作为实施例203的偏光板,使用了相位差板B、相位差板A、第二偏振件、第一相位差板、第二相位差板、第三相位差板、第三偏振件以及扩散片按照这个顺序被层叠,并且以相位差板A和相位差板B的滞相轴彼此平行、相位差板A和相位差板B的滞相轴与第二偏振件的第二吸收轴正交的方式而层叠后的偏光板。
图49-2示出对本实施例的偏光板百叶窗的透射率视角特性进行计算后的结果。图49-2是表示实施例203的偏光板百叶窗的透射率视角的计算结果和实施例203的液晶显示装置的各种特性的测定结果的图。
实际试制本实施例的液晶显示装置,与实施例1相同,对正面方向的对比度、倾斜方向(方位0°,极角60°)的白亮度等进行了实测。将测定结果示于图49-2以及49-3。图49-3是表示实施例203的液晶显示装置的视角特性的测定结果的等值图。
(实施例209)
实施例209的液晶显示装置及偏光板的结构如图50-1所示。图50-1是用于说明实施例209的液晶显示装置及偏光板的结构的图。本实施例除了在第三偏振件的背光侧设置了在比较例201中描述的扩散层之外,与实施例109相同。作为实施例209的偏光板,使用了相位差板B、相位差板A、第二偏振件、第一相位差板、第三偏振件以及扩散片按照这个顺序被层叠,并且以相位差板A和相位差板B的滞相轴彼此平行、相位差板A和相位差板B的滞相轴与第二偏振件的第二吸收轴正交的方式而层叠后的偏光板。
图50-2示出对本实施例的偏光板百叶窗的透射率视角特性进行计算后的结果。图50-2是表示实施例209的偏光板百叶窗的透射率视角的计算结果和实施例209的液晶显示装置的各种特性的测定结果的图。
实际试制本实施例的液晶显示装置,与实施例1相同,对正面方向的对比度、倾斜方向(方位0°,极角60°)的白亮度等进行了实测。将测定结果示于图50-2及50-3。图50-3是表示实施例209的液晶显示装置的视角特性的测定结果的等值图。
在实施例201、203以及209中,发现与比较例201相比,黑色显示中的倾斜方向上的漏光被减少,其结果是,正面方向的对比度也提高。另外,发现与比较例101相比,方位0°上的倾斜方向的对比度也提高了。此外,发现与比较例101相比,方位45°上的倾斜方向的对比度也提高了。发现通过添加扩散层,可以在全方位上获得对比度增强的效果。
另外,代替扩散片,可以通过一般的方法在第三偏振件的相位差板的相反侧形成防眩层,或者在第三偏振件和第二偏振件之间设置扩散粘合层,即使在那样的情况下,也能够发挥与实施例201、203以及209相同的特性。
此外,作为扩散层的扩散片可以作为独立的片配置在第三偏振件13和背光源40之间,即使在那种情况下,也可以发挥与实施例201、203以及209相同的特性。
附图标记说明
1、2、3、4、5、6:液晶显示装置
11:第一偏振件
12:第二偏振件
13:第三偏振件
20:液晶面板
30、50:相位差板
31a、31b、31c、51b:第一相位差板
32b、32c、52b:第二相位差板
33c:第三相位差板
40:背光源
41:第一棱镜片
41a:第一棱线
41b:第一凹凸形状部
41c:第一平面部
42:第二棱镜片
42a:第二棱线
42b:第二凹凸形状部
42c:第二平面部
43:扩散片
44:光源单元
44a:导光板
44b:光源
51、52、53、54、55、56:偏光板
60:视角补偿膜
70:扩散层

Claims (26)

1.一种液晶显示装置,其特征在于,从观察面侧开始依次具备:
具有第一透射轴的第一偏振件;
液晶面板;
具有第二透射轴的第二偏振件;
相位差板;
具有与所述第二透射轴平行的第三透射轴的第三偏振件;
包括第一凹凸形状部及在所述第一凹凸形状部的凸部的顶点线状地连续的棱线即第一棱线的第一棱镜片,
所述第三透射轴与所述第一棱线所成的角为30°以上且60°以下。
2.根据权利要求1所述的液晶显示装置,其特征在于,所述第二偏振件与所述第三偏振件之间的厚度方向相位差的总计的绝对值未达到400nm。
3.根据权利要求2所述的液晶显示装置,其特征在于,所述第二偏振件与所述第三偏振件之间的厚度方向相位差的总计的绝对值为120nm以上。
4.根据权利要求1所述的液晶显示装置,其特征在于,所述第二偏振件与所述第三偏振件之间的厚度方向相位差的总计的绝对值为400nm以上。
5.根据权利要求4所述的液晶显示装置,其特征在于,所述第二偏振件与所述第三偏振件之间的厚度方向相位差的总计的绝对值为600nm以下。
6.根据权利要求1至5的任意一项所述的液晶显示装置,其特征在于,所述相位差板具有逆波长分散特性。
7.根据权利要求1至5的任意一项所述的液晶显示装置,其特征在于,所述相位差板的双轴性参数NZ满足0.9≤NZ<10。
8.根据权利要求7所述的液晶显示装置,其特征在于,所述相位差板的面内滞相轴与所述第二透射轴平行或正交。
9.根据权利要求7所述的液晶显示装置,其特征在于,所述相位差板的面内滞相轴与所述第二透射轴所成的角为30°以上且60°以下。
10.根据权利要求1至5的任意一项所述的液晶显示装置,其特征在于,所述相位差板的双轴性参数NZ满足10≤NZ。
11.根据权利要求1至5的任意一项所述的液晶显示装置,其特征在于,具备多个所述相位差板。
12.根据权利要求1至5的任意一项所述的液晶显示装置,其特征在于,进一步具备设于所述第二偏振件与所述第一棱镜片之间的扩散层。
13.根据权利要求1至5的任意一项所述的液晶显示装置,其特征在于,还具备设置在所述第一偏振件与所述液晶面板之间以及所述液晶面板与所述第二偏振件之间的至少一方的视角补偿膜。
14.根据权利要求13所述的液晶显示装置,其特征在于,所述视角补偿膜包括至少一个NZ≥1的相位差板和至少一个NZ≤0的相位差板的组合。
15.根据权利要求1至5的任意一项所述的液晶显示装置,其特征在于,还具备配置在所述第三偏振件的背面侧的扩散层和配置在所述扩散层的背面侧的背光源,
所述背光源具备所述第一棱镜片和扩散片。
16.一种液晶显示装置,其特征在于,从观察面侧开始依次具备:
具有第一透射轴的第一偏振件;
液晶面板;
具有第二透射轴的第二偏振件;
相位差板;
具有不与所述第二透射轴平行的第三透射轴的第三偏振件;
包括第一凹凸形状部及在所述第一凹凸形状部的凸部的顶点线状地连续的棱线即第一棱线的第一棱镜片,
所述第一棱线相对于将所述第二透射轴与所述第三透射轴所成的角二等分的方位成-15°以上且+15°以下的角度。
17.根据权利要求16所述的液晶显示装置,其特征在于,所述第二偏振件与所述第三偏振件之间的厚度方向相位差的总计的绝对值未达到400nm。
18.根据权利要求17所述的液晶显示装置,其特征在于,所述第二偏振件与所述第三偏振件之间的厚度方向相位差的总计的绝对值为120nm以上。
19.根据权利要求16所述的液晶显示装置,其特征在于,所述第二偏振件与所述第三偏振件之间的厚度方向相位差的总计的绝对值为400nm以上。
20.根据权利要求19所述的液晶显示装置,其特征在于,所述第二偏振件与所述第三偏振件之间的厚度方向相位差的总计的绝对值为600nm以下。
21.根据权利要求16至20的任意一项所述的液晶显示装置,其特征在于,所述相位差板具有逆波长分散特性。
22.根据权利要求16至20的任意一项所述的液晶显示装置,其特征在于,具备多个所述相位差板,
所述多个相位差板包括双轴性参数NZ满足0.9≤NZ<10的相位差板和双轴性参数NZ满足10≤NZ的相位差板,
满足0.9≤NZ<10的所述相位差板的面内滞相轴相对于将所述第二透射轴与所述第三透射轴所成的角二等分的方位成-5°以上且+5°以下的角度。
23.根据权利要求16至20的任意一项所述的液晶显示装置,其特征在于,进一步具备设置于所述第二偏振件与所述第一棱镜片之间的扩散层。
24.根据权利要求16至20的任意一项所述的液晶显示装置,其特征在于,还具备设置于所述第一偏振件与所述液晶面板之间以及所述液晶面板与所述第二偏振件之间的至少一方的视角补偿膜。
25.根据权利要求24所述的液晶显示装置,其特征在于,所述视角补偿膜包括至少一个NZ≥1的相位差板和至少一个NZ≤0的相位差板的组合。
26.根据权利要求16至20的任意一项所述的液晶显示装置,其特征在于,还具备配置在所述第三偏振件的背面侧的扩散层和配置在所述扩散层的背面侧的背光源,
所述背光源具备所述第一棱镜片和扩散片。
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Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20210199879A1 (en) 2017-05-08 2021-07-01 Reald Spark, Llc Optical stack for imaging directional backlights
TWI878209B (zh) 2017-09-15 2025-04-01 美商瑞爾D斯帕克有限責任公司 顯示裝置及應用於顯示裝置的視角控制光學元件
KR102759510B1 (ko) 2018-01-25 2025-02-04 리얼디 스파크, 엘엘씨 프라이버시 디스플레이를 위한 터치스크린
US10976578B2 (en) 2018-01-25 2021-04-13 Reald Spark, Llc Reflective optical stack for privacy display
EP3769516B1 (en) 2018-03-22 2025-06-25 RealD Spark, LLC Optical waveguide for directional backlight
WO2020005756A1 (en) 2018-06-29 2020-01-02 Reald Spark, Llc Stabilization for privacy display
WO2020018552A1 (en) 2018-07-18 2020-01-23 Reald Spark, Llc Optical stack for switchable directional display
WO2020072643A1 (en) 2018-10-03 2020-04-09 Reald Spark, Llc Privacy display control apparatus
EP3877790B1 (en) 2018-11-07 2024-10-09 RealD Spark, LLC Directional display apparatus
TW202102883A (zh) 2019-07-02 2021-01-16 美商瑞爾D斯帕克有限責任公司 定向顯示設備
US11079646B2 (en) 2019-11-13 2021-08-03 Reald Spark, Llc Display device off-axis luminance reduction uniformity
WO2021118936A1 (en) 2019-12-10 2021-06-17 Reald Spark, Llc Control of reflections of a display device
TW202204818A (zh) 2020-07-29 2022-02-01 美商瑞爾D斯帕克有限責任公司 光瞳照明裝置
CN112285977B (zh) * 2020-12-28 2021-03-02 北京瑞波科技术有限公司 一种位相延迟装置及其制备方法、显示设备
US11852855B2 (en) * 2021-04-09 2023-12-26 Innolux Corporation Electronic device and method for manufacturing electronic device
US11892717B2 (en) 2021-09-30 2024-02-06 Reald Spark, Llc Marks for privacy display
US11977286B2 (en) 2022-02-09 2024-05-07 Reald Spark, Llc Observer-tracked privacy display
CN119053908A (zh) * 2022-04-07 2024-11-29 瑞尔D斯帕克有限责任公司 定向显示设备
JP2023168875A (ja) * 2022-05-16 2023-11-29 シャープディスプレイテクノロジー株式会社 液晶表示装置
JP2024090193A (ja) * 2022-12-22 2024-07-04 株式会社ジャパンディスプレイ 液晶表示装置及ヘッドマウントディスプレイ
WO2024226506A1 (en) 2023-04-25 2024-10-31 Reald Spark, Llc Switchable privacy display

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012090769A1 (ja) * 2010-12-28 2012-07-05 シャープ株式会社 光学素子、及び、液晶表示装置

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003295187A (ja) * 1998-12-09 2003-10-15 Citizen Watch Co Ltd 液晶表示装置
CN1977192B (zh) * 2004-06-29 2010-05-12 夏普株式会社 相位差片、偏振片、液晶显示装置以及相位差片的设计方法
EP1715375A1 (en) * 2005-04-22 2006-10-25 Nemoptic Bistable twisted nematic (BTN) liquid crystal display device
JP2008003232A (ja) 2006-06-21 2008-01-10 Fujifilm Corp 光学シート及び光学シートの製造方法、バックライト、液晶表示装置
JP5248235B2 (ja) * 2008-08-08 2013-07-31 日東電工株式会社 液晶パネルおよび液晶表示装置
US8422132B2 (en) * 2008-12-02 2013-04-16 Shanghai Lexvu Opto Microelectronics Technology Co., Ltd. Integrated planar polarizing device
JP2015200681A (ja) * 2012-08-27 2015-11-12 シャープ株式会社 液晶表示装置
TWI589966B (zh) * 2016-05-12 2017-07-01 揚昇照明股份有限公司 光源模組及顯示裝置
TWM537663U (zh) * 2016-10-25 2017-03-01 揚昇照明股份有限公司 視角控制裝置以及可控制視角顯示裝置
CN108345139B (zh) * 2017-01-25 2022-04-22 中强光电股份有限公司 视角可切换显示装置
US10303030B2 (en) * 2017-05-08 2019-05-28 Reald Spark, Llc Reflective optical stack for privacy display
CN109143622A (zh) * 2017-06-15 2019-01-04 扬升照明股份有限公司 偏光式视角控制元件、偏光式视角控制显示模块以及偏光式视角控制光源模块
CN207650518U (zh) * 2017-12-26 2018-07-24 扬升照明股份有限公司 视角可切换装置以及视角可切换显示模块

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012090769A1 (ja) * 2010-12-28 2012-07-05 シャープ株式会社 光学素子、及び、液晶表示装置

Also Published As

Publication number Publication date
US11982896B2 (en) 2024-05-14
US20210373382A1 (en) 2021-12-02
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US20230185123A1 (en) 2023-06-15

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