WO2017199948A1 - 液晶表示パネル、及び、液晶表示装置 - Google Patents
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- G02F2413/02—Number of plates being 2
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- G02F2413/00—Indexing scheme related to G02F1/13363, i.e. to birefringent elements, e.g. for optical compensation, characterised by the number, position, orientation or value of the compensation plates
- G02F2413/05—Single plate on one side of the LC cell
Definitions
- the present invention relates to a liquid crystal display panel and a liquid crystal display device. More specifically, the present invention relates to a horizontal electric field mode liquid crystal display panel having a photo spacer and a liquid crystal display device including the liquid crystal display panel.
- Liquid crystal display panels are used not only for television applications but also for smartphones, tablet PCs, car navigation systems, and the like. For these applications, various performances are required, and for example, liquid crystal display panels that are supposed to be used in bright places such as outdoors have been proposed (see, for example, Patent Document 1 and Non-Patent Document 1).
- a circularly polarizing plate (a laminate of a linearly polarizing plate and a ⁇ / 4 plate) on the side is sometimes employed.
- a configuration in which a circularly polarizing plate is used in a VA (Vertical Alignment) mode liquid crystal display panel is known, but a VA mode liquid crystal display panel has an IPS (In-Plane Switching) mode, FFS (Fringe Field Switching).
- the viewing angle is narrower than the liquid crystal display panel of the horizontal electric field mode such as the mode, and the adoption is not progressing.
- a liquid crystal display panel of a horizontal electric field mode such as an IPS mode and an FFS mode
- viewing angle characteristics are good, but it is difficult to apply a circularly polarizing plate. This is because when a circularly polarizing plate is disposed on the observation surface side and the back surface side of a liquid crystal display panel in a horizontal electric field mode, a white (bright) display state is always obtained when no voltage is applied or when a voltage is applied. This is because the (dark) display state cannot be realized.
- a phase difference plate (hereinafter also referred to as an in-cell phase difference plate) is provided on the liquid crystal layer side of the pair of substrates sandwiching the liquid crystal layer. .) Is disclosed.
- a substrate for example, a color filter substrate
- a photospacer is disposed on the surface on the liquid crystal layer side
- the substrate on the observation surface side Light leakage occurred around the photo spacer, and as a result, the contrast was sometimes lowered.
- the in-cell retardation plate is formed, for example, by applying a liquid crystalline photopolymerizable material (a photopolymerizable monomer exhibiting liquid crystallinity) on the surface on the liquid crystal layer side of the substrate on the observation surface side.
- a liquid crystalline photopolymerizable material a photopolymerizable monomer exhibiting liquid crystallinity
- the thickness of the liquid crystalline photopolymerization material increases as it approaches the photo spacer from the pixel region. Therefore, even if the phase difference (product of refractive index anisotropy and thickness) is set to the optimum value in the pixel area (area where the liquid crystalline photopolymerization material is applied flatly), In the vicinity of the spacer, the phase difference deviates from the optimum value due to the large thickness.
- the phase difference imparted by the in-cell phase difference plate is greatly different between the pixel region and the periphery of the photo spacer. Therefore, when observing through the circular polarizing plate described above, light leakage occurs around the photo spacer, resulting in a decrease in contrast. Resulting in.
- the photo spacer itself is usually hidden by the black matrix, but the above-mentioned light leakage around the photo spacer is not hidden by the size of the normal black matrix and is visually recognized. End up.
- the present invention has been made in view of the above-described situation, and has a visibility in a light place and a liquid crystal display panel in a horizontal electric field mode in which light leakage around a photo spacer is suppressed, and a liquid crystal display including the liquid crystal display panel. It is an object to provide a device.
- the inventors of the present invention have made various investigations on a liquid crystal display panel in a transverse electric field mode that has excellent visibility in a light place and suppresses light leakage around the photo spacer.
- the first ⁇ / 4 plate and the first polarizing plate are sequentially arranged on the observation surface side with respect to the first substrate on the observation surface side having the photo spacer.
- the second ⁇ / 4 plate is arranged on the back side (liquid crystal layer side), and the second ⁇ / 4 plate is made of a material whose phase difference hardly depends on the thickness. It was.
- the inventors have conceived that the above problems can be solved brilliantly and have reached the present invention.
- the first polarizing plate, the first ⁇ / 4 plate, the first substrate, and the second ⁇ / 4 plate A liquid crystal layer, a second substrate, and a second polarizing plate, wherein one of the first substrate and the second substrate is applied with a voltage to apply a lateral electric field to the liquid crystal layer.
- the first substrate has a black matrix, a photo spacer disposed on the back side of the black matrix and overlapping with the black matrix, and in the liquid crystal layer
- the liquid crystal molecules are homogeneously aligned when no voltage is applied between the pair of electrodes, and the second ⁇ / 4 plate is formed by photodimerization, photoisomerization, and light fleece transition.
- Possible at least one chemical reaction selected from the group consisting of It is composed of a self-organizing type photo-alignment material having a functional group, covers the side surface of the photospacer, and the in-plane slow axis of the first ⁇ / 4 plate is the transmission axis of the first polarizing plate. It may be a liquid crystal display panel having an angle of 45 ° and orthogonal to the in-plane slow axis of the second ⁇ / 4 plate.
- Another embodiment of the present invention may be a liquid crystal display device including the liquid crystal display panel.
- the liquid crystal display panel of the horizontal electric field mode which was excellent in the visibility in a bright place, and the light leak around the photo spacer was suppressed, and a liquid crystal display device provided with the said liquid crystal display panel can be provided.
- FIG. 3 is a schematic plan view illustrating a pixel structure of a liquid crystal display panel of Example 1.
- FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a liquid crystal display panel of Comparative Example 1.
- FIG. It is a graph which shows the relationship between in-plane phase difference and thickness in (lambda) / 4 board comprised with a liquid crystalline photopolymerization material. It is a graph which shows the relationship between the shift
- 6 is a schematic plan view illustrating a pixel structure of a liquid crystal display panel of Comparative Example 1.
- FIG. 6 is a graph showing the relationship between the thickness of the second ⁇ / 4 plate and the distance from the end portion of the photo spacer in Example 1.
- FIG. 11 is a graph in which the horizontal axis in FIG.
- FIG. 10 is an enlarged region of 6 to 15 ⁇ m.
- 6 is a graph showing the relationship between the in-plane retardation of the second ⁇ / 4 plate and the distance from the end of the photospacer in Example 1.
- 13 is a graph showing the relationship between the deviation from the design value of the in-plane retardation of the second ⁇ / 4 plate and the distance from the end of the photo spacer, derived from FIG. 12. It is a graph which shows the relationship between the thickness from the edge part of the photo-spacer, and the thickness of the 2nd (lambda) / 4 board in Example 2.
- FIG. FIG. 15 is an enlarged graph of a region where the horizontal axis in FIG. 14 is 6 to 15 ⁇ m.
- FIG. 10 is a graph showing the relationship between the in-plane retardation of the second ⁇ / 4 plate and the distance from the end of the photospacer in Comparative Example 1.
- FIG. 17 is a graph showing the relationship between the degree of deviation from the design value of the in-plane retardation of the second ⁇ / 4 plate and the distance from the end of the photo spacer, derived from FIG. 16.
- polarizing plate without “straight line” refers to a linear polarizing plate and is distinguished from a circularly polarizing plate.
- a ⁇ / 4 plate refers to a retardation plate that gives an in-plane retardation of a quarter wavelength (strictly, 137.5 nm) to light having a wavelength of at least 550 nm. What is necessary is just to give the following in-plane phase differences.
- light having a wavelength of 550 nm is light having the highest human visibility.
- nx and ny are defined as the main refractive index in the in-plane direction of the retardation plate (including the ⁇ / 4 plate)
- the larger one of nx and ny indicates ns
- the smaller one indicates nf.
- the in-plane slow axis indicates an axis in a direction corresponding to ns
- the in-plane fast axis indicates an axis in a direction corresponding to nf.
- D indicates the thickness of the retardation plate.
- the phase difference of the liquid crystal layer refers to the maximum value of the effective phase difference imparted by the liquid crystal layer, and is defined as ⁇ n ⁇ d, where ⁇ n is the refractive index anisotropy of the liquid crystal layer and d is the thickness. Is done.
- two axes (directions) are orthogonal means that an angle (absolute value) between the two axes is in a range of 90 ⁇ 3 °, preferably in a range of 90 ⁇ 1 °, More preferably, it is within the range of 90 ⁇ 0.5 °, and particularly preferably 90 ° (fully orthogonal).
- the two axes (directions) being parallel means that the angle (absolute value) between the two axes is in the range of 0 ⁇ 3 °, preferably in the range of 0 ⁇ 1 °, more preferably It is in the range of 0 ⁇ 0.5 °, particularly preferably 0 ° (completely parallel).
- the two axes (directions) form an angle of 45 ° means that the angle between them (absolute value) is within the range of 45 ⁇ 3 °, preferably within the range of 45 ⁇ 1 °. More preferably, it is within the range of 45 ⁇ 0.5 °, and particularly preferably 45 ° (completely 45 °).
- FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating a liquid crystal display device according to an embodiment.
- the liquid crystal display device 1 a includes a liquid crystal display panel 2 a and a backlight 3 in order from the observation surface side to the back surface side.
- the method of the backlight 3 is not particularly limited, and examples thereof include an edge light method and a direct type.
- the kind of the light source of the backlight 3 is not specifically limited, For example, a light emitting diode (LED), a cold cathode tube (CCFL), etc. are mentioned.
- the liquid crystal display panel 2a includes a first polarizing plate 4, a first ⁇ / 4 plate 5, a first substrate 6a, and a second ⁇ / 4 plate 7 in order from the observation surface side to the back surface side.
- an anisotropic material such as an iodine complex (or dye) is dyed and adsorbed on a polyvinyl alcohol (PVA) film and then stretched and oriented.
- PVA polyvinyl alcohol
- a polarizer (absorption type polarizing plate) or the like can be used.
- the transmission axis of the first polarizing plate 4 and the transmission axis of the second polarizing plate 12 are preferably orthogonal. According to such a configuration, since the first polarizing plate 4 and the second polarizing plate 12 are arranged in a crossed Nicol state, a black display state can be preferably realized when no voltage is applied.
- the first substrate 6 a includes a black matrix 14 and a photo spacer 17 that is disposed on the back side of the black matrix 14 and overlaps the black matrix 14.
- FIG. 1 illustrates a case where the first substrate 6a is a color filter substrate.
- the first substrate 6a includes a first support substrate 13, a black matrix 14 disposed on the back surface of the first support substrate 13, and color filter layers 15R (red) and 15G covering the black matrix 14. (Green), 15B (blue), an overcoat layer 16 that covers the color filter layers 15R, 15G, and 15B, and a photo spacer 17 that is disposed on the back surface of the overcoat layer 16.
- the photo spacer 17 is superimposed on the black matrix 14. According to such a configuration, when the liquid crystal display panel 2a is viewed from the observation surface side, the photo spacer 17 is hidden by the black matrix 14, and the photo spacer 17 is not visually recognized.
- Examples of the first support substrate 13 include a glass substrate and a plastic substrate.
- Examples of the material of the black matrix 14 include a black resist having a light shielding rate of 99.9% or more (OD value of 3.0 or more).
- Examples of the material of the color filter layers 15R, 15G, and 15B include a pigment dispersion type color resist.
- the combination of colors of the color filter layer is not particularly limited, and examples thereof include a combination of red, green, blue, and yellow in addition to the combination of red, green, and blue as shown in FIG.
- Examples of the material of the overcoat layer 16 include a transparent resin having high heat resistance and high chemical resistance.
- the photospacer 17 is for maintaining a gap (cell gap) between the first substrate 6 a and the second substrate 11.
- Examples of the material of the photospacer 17 include a resist.
- the height of the photo spacer 17 is appropriately set in consideration of the thickness of the second ⁇ / 4 plate 7 and the thickness of the liquid crystal layer 9 (strictly, the thickness of the first alignment film 8). . If the height of the photo spacer 17 is low, that is, if the thickness of the liquid crystal layer 9 is small, light scattering in the liquid crystal layer 9 in a black display state (when no voltage is applied) is suppressed, and a liquid crystal display panel with high contrast is obtained. It is done.
- the cross-sectional shape of the photospacer 17 is not particularly limited.
- the shape and width of the photospacer 17 increase from the observation surface side to the rear surface side in addition to the shape that decreases from the observation surface side to the rear surface side.
- the shape etc. with constant is mentioned.
- One of the first substrate 6a and the second substrate 11 has a pair of electrodes that generate a lateral electric field in the liquid crystal layer 9 when a voltage is applied thereto.
- FIG. 1 illustrates the case where the second substrate 11 is an FFS mode thin film transistor array substrate.
- the second substrate 11 includes a second support substrate 21, a common electrode 20 disposed on the observation surface side surface of the second support substrate 21, an insulating film 19 covering the common electrode 20, and an insulating film 19. And a pixel electrode (signal electrode) 18 disposed on the surface on the observation surface side.
- a voltage is applied between the common electrode 20 and the pixel electrode 18 (when voltage is applied)
- a lateral electric field is generated in the liquid crystal layer 9
- the liquid crystal in the liquid crystal layer 9 is The orientation of the molecule can be controlled.
- Examples of the second support substrate 21 include a glass substrate and a plastic substrate.
- the common electrode 20 is a planar electrode.
- Examples of the material of the common electrode 20 include indium tin oxide (ITO) and indium zinc oxide (IZO).
- Examples of the material of the insulating film 19 include an organic insulating film and a nitride film.
- the pixel electrode 18 is an electrode provided with a slit.
- Examples of the material of the pixel electrode 18 include indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), and the like.
- the second substrate 11 is an FFS mode thin film transistor array substrate
- a voltage is applied between a pair of comb electrodes. (When voltage is applied), a horizontal electric field is generated in the liquid crystal layer 9, and the alignment of liquid crystal molecules in the liquid crystal layer 9 can be controlled.
- the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer 9 are located between a pair of electrodes of one of the first substrate 6a and the second substrate 11 (between the common electrode 20 and the pixel electrode 18 in FIG. 1). It is homogeneously oriented when no voltage is applied (when no voltage is applied).
- Examples of the material for the liquid crystal layer 9 include negative liquid crystal materials having negative dielectric anisotropy ( ⁇ ⁇ 0).
- the second ⁇ / 4 plate 7 is a self-organizing photoalignment material having a photofunctional group capable of at least one chemical reaction selected from the group consisting of photodimerization, photoisomerization, and photofleece transition.
- Consists of The self-assembled photo-alignment material refers to a material whose photo-functional group orientation is enhanced by the following method. First, a self-organizing type photo-alignment material is applied on a substrate (for example, the first substrate 6a) to form a film of the photo-alignment material. And temporary baking is performed with respect to the film
- photoirradiation for example, polarized ultraviolet ray irradiation
- photochemical functional group chemical reactions photodimerization, photoisomerization, and photofleece transition. At least one chemical reaction selected from the group).
- Examples of the photofunctional group capable of photodimerization and photoisomerization include a cinnamate group, a chalcone group, a coumarin group, and a stilbene group.
- Examples of the photofunctional group capable of photoisomerization include an azobenzene group.
- photofunctional groups capable of photo-fleece transition include phenol ester groups.
- Examples of the main skeleton of the self-organizing photo-alignment material include structures such as polyamic acid, polyimide, acrylic, methacrylic, maleimide, and polysiloxane.
- the self-assembled photo-alignment material also functions as a retardation plate (including a ⁇ / 4 plate).
- the in-plane retardation expressed by the alignment material (solid content) is illustrated in Table 1.
- the in-plane retardation indicates a value with respect to light having a wavelength of 550 nm when the thickness of the alignment material is 100 nm.
- an in-plane retardation larger than the alignment materials A, B, C, and D can be expressed, and the thickness thereof is increased (for example, 1 ⁇ m or more) functions as a retardation plate (including a ⁇ / 4 plate). That is, the alignment materials E, F, G, and H correspond to self-organized photo alignment materials.
- the refractive index anisotropy of the self-organizing photo-alignment material is determined mainly by light irradiation and main baking processes (for example, light irradiation amount, main baking temperature, etc.). Therefore, according to the self-organizing photo-alignment material, the in-plane retardation is unlikely to change with respect to a subtle change in thickness (for example, a change of about ⁇ 0.10 ⁇ m with respect to the design value). Therefore, according to the second ⁇ / 4 plate 7, even if the thickness increases from the pixel region toward the photo spacer 17, the in-plane phase difference does not greatly differ between the pixel region and the periphery of the photo spacer 17. By combining with the matrix 14, light leakage around the photo spacer 17 can be suppressed.
- the second ⁇ / 4 plate 7 covers the side surface of the photo spacer 17. Such a state is realized by forming a photo-spacer 17 on the first substrate 6a and then applying a self-organizing photo-alignment material on the back surface of the first substrate 6a. .
- the second ⁇ / 4 plate 7 does not cover the side surface of the photo spacer 17.
- the second ⁇ / 4 plate 7 only needs to cover at least a part of the side surface of the photo spacer 17.
- the second ⁇ / 4 plate 7 may cover the back surface (the surface on the second alignment film 10 side in FIG. 1).
- the first ⁇ / 4 plate 5 is also obtained by forming on the surface of the substrate using the same material and method as the second ⁇ / 4 plate 7, and the first substrate 6a (first support) is obtained. What is necessary is just to affix on the surface by the side of the observation surface of the board
- the first ⁇ / 4 plate 5 may be composed of a liquid crystalline photopolymerizable material (photopolymerizable monomer exhibiting liquid crystallinity). First, an alignment film for the first ⁇ / 4 plate 5 and a liquid crystalline photopolymerization material are sequentially applied on the surface of the substrate to form a laminated film.
- the liquid crystalline photopolymerization material functions as the first ⁇ / 4 plate 5.
- the structure of the liquid crystalline photopolymerization material for example, it has a mesogenic group containing two or more benzene rings or cyclohexane rings, and further, photopolymerization consisting of an acrylate group or a methacrylate group at one or both ends thereof Examples include a structure having a functional group.
- the in-plane slow axis of the first ⁇ / 4 plate 5 and the transmission axis of the first polarizing plate 4 form an angle of 45 °.
- stacked is arrange
- Reflection from one substrate 6a (a layer disposed closer to the observation surface than the overcoat layer 16) is suppressed, and visibility in a bright place is increased.
- the circularly polarizing plate is formed by laminating the first polarizing plate 4 and the first ⁇ / 4 plate 5, it is preferable to use a roll-to-roll method from the viewpoint of improving manufacturing efficiency.
- the in-plane slow axis of the first ⁇ / 4 plate 5 and the in-plane slow axis of the second ⁇ / 4 plate 7 are orthogonal to each other. According to such a configuration, the first ⁇ / 4 plate 5 and the second ⁇ / 4 plate 7 can cancel the phase difference with respect to incident light from the back side of the liquid crystal display panel 2a. Optically, a state in which both are substantially absent is realized. That is, a configuration that is optically equivalent to a conventional horizontal electric field mode liquid crystal display panel with respect to light incident on the liquid crystal display panel 2a from the backlight 3 is realized. Therefore, it is possible to realize display in a transverse electric field mode using a circularly polarizing plate.
- the first ⁇ / 4 plate 5 and the second ⁇ / 4 plate 7 are preferably made of the same material (that is, a self-organizing type photo-alignment material). Thereby, the first ⁇ / 4 plate 5 and the second ⁇ / 4 plate 7 can cancel the phase difference including the chromatic dispersion.
- a state in which no voltage is applied between the pair of electrodes included in one of the first substrate 6a and the second substrate 11 (between the common electrode 20 and the pixel electrode 18 in FIG. 1) (voltage) It is preferable that the alignment direction of the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer 9 and one transmission axis of the first polarizing plate 4 and the second polarizing plate 12 be parallel. According to such a configuration, a black display state can be preferably realized when no voltage is applied.
- the first alignment film 8 may be disposed on the back surface of the second ⁇ / 4 plate 7.
- the first alignment film 8 may cover the side surface of the photo spacer 17.
- the first alignment film 8 may cover the surface on the back side (the surface on the second alignment film 10 side in FIG. 1).
- the first alignment film 8 is preferably composed of an alignment material as shown below.
- the alignment material of the first alignment film 8 preferably contains a solid content that can be subjected to main baking at a temperature equal to or lower than the main baking temperature when the second ⁇ / 4 plate 7 is formed.
- the main alignment was performed at a temperature higher than the main baking temperature at the time of forming the second ⁇ / 4 plate 7 when forming the first alignment film 8
- the second ⁇ / 4 plate 7 was expressed.
- the alignment material of the first alignment film 8 and the alignment material of the second ⁇ / 4 plate 7 may have the same solid content. preferable.
- the main baking temperature when forming the second ⁇ / 4 plate 7 and the first alignment film 8 can be made the same. Therefore, when the second ⁇ / 4 plate 7 and the first alignment film 8 are formed, the main baking can be performed with the same apparatus without changing the temperature setting, so that the manufacturing efficiency is increased.
- the first alignment film 8 can be formed by the same process as the second ⁇ / 4 plate 7. Specifically, after applying the alignment material of the first alignment film 8 on the surface on the back side of the second ⁇ / 4 plate 7, by performing temporary baking, light irradiation, and main baking in order, The first alignment film 8 can be formed.
- the main baking temperature not only the main baking temperature but also the conditions such as the temporary baking temperature and the light irradiation amount can be made the same as the process of forming the second ⁇ / 4 plate 7.
- the light irradiation when forming the first alignment film 8 does not affect the characteristics of the second ⁇ / 4 plate 7. This is because the main calcination is performed in advance on the second ⁇ / 4 plate 7 and the molecular orientation in the second ⁇ / 4 plate 7 is fixed by thermal polymerization.
- the alignment material of the first alignment film 8 and the alignment material of the second ⁇ / 4 plate 7 are different from each other.
- the alignment material of the first alignment film 8 contains the same solvent as the alignment material of the second ⁇ / 4 plate 7, the second ⁇ / There is a concern that the four plates 7 may be melted.
- the alignment material of the second ⁇ / 4 plate 7 contains N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) as a solvent
- NMP N-methyl-2-pyrrolidone
- the alignment material of the first alignment film 8 is other than N-methyl-2-pyrrolidone. It is preferable to contain these solvents.
- a second alignment film 10 may be disposed as shown in FIG.
- the second alignment film 10 may be formed using the same material and method as the first alignment film 8.
- the following effects can be obtained. (1) Since the circularly polarizing plate in which the first polarizing plate 4 and the first ⁇ / 4 plate 5 are laminated is disposed on the observation surface side of the liquid crystal display panel 2a, the antireflection effect of the circularly polarizing plate , Visibility in daylight is increased. (2) Since the second ⁇ / 4 plate 7 is made of a self-organizing type photo-alignment material, the in-plane retardation is not greatly different between the pixel region and the periphery of the photo spacer 17 and is combined with the black matrix 14. Therefore, light leakage around the photo spacer 17 can be suppressed.
- FIG. 2 is a schematic cross-sectional view illustrating a liquid crystal display device according to a modification of the embodiment.
- the liquid crystal display device 1 b includes a liquid crystal display panel 2 b and a backlight 3 in order from the observation surface side to the back surface side.
- the liquid crystal display panel 2b includes a first polarizing plate 4, a first ⁇ / 4 plate 5, a first substrate 6b, and a second ⁇ / 4 plate 7 in order from the observation surface side to the back surface side.
- the first substrate 6b includes a first support substrate 13, a black matrix 14 disposed on the back surface of the first support substrate 13, and color filter layers 15R (red) and 15G covering the black matrix 14. (Green) and 15B (blue), and a photo spacer 17 disposed on the back surface of the color filter layer (color filter layers 15G and 15B in FIG. 2). The photo spacer 17 is superimposed on the black matrix 14.
- an overcoat layer for example, a transparent resin film having a thickness of about 1 ⁇ m
- the purpose of disposing an overcoat layer is to provide a level difference (for example, a maximum of 0) due to a difference in thickness of the color filter layers (for example, color filter layers 15R, 15G, and 15B).
- a level difference for example, a maximum of 0
- the color filter layers for example, color filter layers 15R, 15G, and 15B.
- the second ⁇ / 4 plate 7 (for example, a ⁇ / 4 plate having a thickness of about 1.50 ⁇ m) is the color filter layer 15R. , 15G, and 15B, and the same flatness as that of the overcoat layer can be imparted.
- the thickness of the first substrate 6b (particularly, the distance from the black matrix 14 to the second ⁇ / 4 plate 7) is set. It is smaller than the thickness of the first substrate 6a described above, and color mixing when the liquid crystal display panel 2b is viewed from an oblique direction can be suppressed.
- the color mixture is a phenomenon in which, for example, light that has passed through the color filter layer 15R passes through the adjacent color filter layer 15G (15B), so that the colors appear to be mixed.
- Such color mixing is normally suppressed by hiding by the black matrix 14, but it tends to occur when the distance from the black matrix 14 to the second ⁇ / 4 plate 7 becomes longer in FIGS. 1 and 2.
- the measurement wavelength of the in-plane retardation of the ⁇ / 4 plate and the retardation of the liquid crystal layer was 550 nm.
- the azimuth of the transmission axis, the azimuth of the in-plane slow axis, and the alignment direction are positive in the counterclockwise direction (0 °) with respect to the longitudinal direction (long side: x direction in the figure) of the liquid crystal display panel ( The orientation defined as +).
- Example 1 The liquid crystal display panel of the embodiment was produced.
- the structural members of the liquid crystal display panel of Example 1 were as follows.
- First polarizing plate 4 A polarizer (absorptive polarizing plate) in which an iodine complex (or dye) was dyed and adsorbed on a polyvinyl alcohol film and then stretched and oriented was used. The direction of the transmission axis was 90 °.
- First ⁇ / 4 plate 5 What was produced by the following method was used. First, on the surface of a polyethylene terephthalate (PET) film, a photodegradable alignment film for the first ⁇ / 4 plate 5 and a liquid crystalline photopolymerizable material were sequentially applied to form a laminated film. And after performing baking for 1 minute at 65 degreeC with respect to this laminated film, the ultraviolet-ray (irradiation amount: 500 mJ) was irradiated. As a result, the first ⁇ / 4 plate 5 was obtained. The thickness was 1.50 ⁇ m. The in-plane retardation was 137.5 nm. The direction of the slow axis was 45 °. In this example, the first ⁇ / 4 plate 5 was attached to the surface on the observation surface side of the first substrate 6a (first support substrate 13) via an adhesive.
- PET polyethylene terephthalate
- First substrate 6a A color filter substrate as shown in FIG. 1 was used.
- the first support substrate 13 a glass substrate having a thickness of 0.7 mm was used.
- a black resist (light shielding ratio: 99.9%) was used.
- a material for the color filter layers 15R, 15G, and 15B a pigment dispersion type color resist was used.
- a material for the overcoat layer 16 a transparent resin was used.
- a material for the photospacer 17 a resist was used. The height of the photo spacer 17 was 4.8 ⁇ m.
- a self-organizing type photo-alignment material was applied on the back surface of the first substrate 6a (on the surface on the photo spacer 17 side) to form a photo-alignment material film.
- the self-assembled photo-alignment material contained N-methyl-2-pyrrolidone and butyl cellosolve as solvents in addition to the solid content (alignment material F in Table 1).
- the film of this photo-alignment material was pre-baked at 60 ° C. for 90 seconds.
- polarized ultraviolet rays (irradiation amount: 100 mJ) having a wavelength of 365 nm were applied to the film of the photo-alignment material after the preliminary firing.
- the polarization axis of the polarized ultraviolet light was set to be orthogonal to the slow axis to be expressed as the second ⁇ / 4 plate 7.
- main baking was performed at 140 ° C. for 20 minutes on the photo-alignment material film after irradiation with polarized ultraviolet rays.
- a second ⁇ / 4 plate 7 was obtained.
- the in-plane retardation is designed to be 137.5 nm.
- the direction of the slow axis was ⁇ 45 °.
- the relationship between the in-plane retardation and the thickness was investigated. Specifically, first, the self-organizing type photo-alignment materials used when forming the second ⁇ / 4 plate 7 are different from each other in the thickness range of 1.40 to 1.60 ⁇ m. It apply
- FIG. 3 is a graph showing the relationship between in-plane retardation and thickness in a ⁇ / 4 plate composed of a self-organizing photo-alignment material.
- the in-plane retardation of the ⁇ / 4 plate is substantially constant near the design value (137.5 nm) even if the thickness varies within the range of the design value (1.50 ⁇ m) ⁇ 0.10 ⁇ m. Met. That is, even if the thickness of the second ⁇ / 4 plate 7 made of the self-organizing photo-alignment material varies within the range of the design value (1.50 ⁇ m) ⁇ 0.10 ⁇ m, The phase difference did not vary greatly from the design value (137.5 nm).
- FIG. 4 is a graph showing the relationship between the deviation from the design value of the in-plane retardation of the ⁇ / 4 plate and the thickness derived from FIG.
- the deviation from the design value of the in-plane retardation of the ⁇ / 4 plate is 100 ⁇ (Rt-137.5) /137.5 (units) where the in-plane retardation at a certain thickness is Rt (unit: nm). :%).
- Rt-137.5 the in-plane retardation at a certain thickness
- the deviation from the design value of the in-plane retardation of the ⁇ / 4 plate is ⁇ 2.0 even if the thickness varies within the range of the design value (1.50 ⁇ m) ⁇ 0.10 ⁇ m. %.
- the liquid crystal display has a high contrast (500 or more). I know I can get a panel.
- the self-organizing photo-alignment material was applied on the back surface of the second ⁇ / 4 plate 7 to form a photo-alignment material film.
- the self-organizing photo-alignment material is prepared by mixing a mixture of propylene glycol monomethyl ether (PGME) and cyclohexanone (CHN) at a ratio of 6: 4 in addition to the solid content (alignment material F in Table 1). As contained.
- the film of this photo-alignment material was pre-baked at 60 ° C. for 90 seconds.
- polarized ultraviolet rays (irradiation amount: 100 mJ) having a wavelength of 365 nm were applied to the film of the photo-alignment material after the preliminary firing.
- the polarization axis of the polarized ultraviolet light was set so as to be orthogonal to the alignment direction of the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer 9 (when no voltage was applied).
- main baking was performed at 140 ° C. for 20 minutes on the photo-alignment material film after irradiation with polarized ultraviolet rays. As a result, the first alignment film 8 was obtained.
- the thickness was 100 nm.
- the refractive index anisotropy ( ⁇ n) was 0.095.
- the thickness was 3.3 ⁇ m.
- the phase difference was 300 nm.
- the alignment direction of the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer 9 (when no voltage was applied) was 0 °.
- a self-organizing photo-alignment material was applied on the surface on the observation surface side of the second substrate 11 to form a photo-alignment material film.
- the self-organizing photo-alignment material is prepared by mixing a mixture of propylene glycol monomethyl ether (PGME) and cyclohexanone (CHN) at a ratio of 6: 4 in addition to the solid content (alignment material F in Table 1). As contained.
- the film of this photo-alignment material was pre-baked at 60 ° C. for 90 seconds.
- polarized ultraviolet rays (irradiation amount: 100 mJ) having a wavelength of 365 nm were applied to the film of the photo-alignment material after the preliminary firing.
- the polarization axis of the polarized ultraviolet light was set so as to be orthogonal to the alignment direction of the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer 9 (when no voltage was applied).
- main baking was performed at 140 ° C. for 20 minutes on the photo-alignment material film after irradiation with polarized ultraviolet rays.
- the second alignment film 10 was obtained.
- the thickness was 100 nm.
- FIG. 11 An FFS mode thin film transistor array substrate as shown in FIG. 1 was used.
- the second support substrate 21 a glass substrate having a thickness of 0.7 mm was used.
- a material for the common electrode 20 indium zinc oxide (IZO) was used.
- IZO indium zinc oxide
- SiN silicon nitride
- the thickness of the insulating film 19 was 300 nm.
- IZO indium zinc oxide
- polarizer aborptive polarizing plate in which an iodine complex (or dye) was dyed and adsorbed on a polyvinyl alcohol film and then stretched and oriented was used.
- the direction of the transmission axis was 0 °.
- FIG. 5 is a schematic plan view showing the pixel structure of the liquid crystal display panel of Example 1.
- FIG. FIG. 5 shows a state where attention is paid to the black matrix 14, the photo spacer 17, the pixel electrode 18 and the like when the liquid crystal display panel in FIG. 1 is viewed from the observation surface side.
- each of a plurality of regions (openings) partitioned by the black matrix 14 corresponds to the pixel region PR.
- a pixel electrode 18 width: L
- a slit width: S
- an image is displayed by controlling a voltage (signal voltage) input via the thin film transistor. Is done.
- the width L of the pixel electrode 18 is 2.5 ⁇ m.
- the slit width (interval between the pixel electrodes 18) S was 3.0 ⁇ m.
- the rotation direction of the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer 9 is defined as one direction when a voltage is applied.
- the major axis of the liquid crystal molecules is inclined by A (the inclination angle of the pixel electrode 18) with respect to the y direction in FIG.
- the inclination angle A of the pixel electrode 18 was 10 °.
- the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer 9 were aligned so that the major axis was in the x direction (0 °) in FIG. 5 when no voltage was applied.
- planar shape of the pixel electrode 18 in the pixel region PR arranged in the odd rows and the planar shape of the pixel electrode 18 in the pixel region PR arranged in the adjacent even rows are shown in FIG. It was line symmetric with respect to the x direction.
- the photo spacers 17 (diameter: B) are arranged at the pitch Px and the pitch Py so as to be hidden by the black matrix 14 (width: W), and the shortest distance from the pixel region PR (of the photo spacer 17).
- the shortest distance between the end portion and the end portion of the pixel region PR is Q.
- the width W of the black matrix 14 was 20 ⁇ m.
- the diameter (the diameter of the surface on the observation surface side) B of the photo spacer 17 was 10 ⁇ m.
- the pitch Px of the photo spacer 17 was 20 ⁇ m
- the pitch Py was 60 ⁇ m.
- the shortest distance Q between the photo spacer 17 and the pixel region PR was 6.3 ⁇ m.
- Example 2 The same as Example 1 except that the height of the photo spacer 17 was changed to 4.5 ⁇ m, and the refractive index anisotropy ( ⁇ n) of the liquid crystal layer 9 was changed to 0.100 and the thickness was changed to 3.0 ⁇ m. A liquid crystal display panel was manufactured.
- Example 3 A liquid crystal display panel according to a modification of the embodiment was produced.
- the constituent members of the liquid crystal display panel of Example 3 were the same as those of Example 1 (other than the overcoat layer 16).
- FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a liquid crystal display panel of Comparative Example 1.
- the liquid crystal display panel 102 includes a first polarizing plate 104, a first ⁇ / 4 plate 105, a first substrate 106, and a first substrate in order from the observation surface side to the back surface side.
- a second ⁇ / 4 plate 107, a first alignment film 108, a liquid crystal layer 109, a second alignment film 110, a second substrate 111, and a second polarizing plate 112 are included.
- the first substrate 106 includes a first support substrate 113, a black matrix 114 disposed on the back surface of the first support substrate 113, and color filter layers 115R (red) and 115G covering the black matrix 114. (Green), 115B (blue), an overcoat layer 116 that covers the color filter layers 115R, 115G, and 115B, and a photo spacer 117 disposed on the back surface of the overcoat layer 116. The photo spacer 117 overlaps with the black matrix 114.
- the second substrate 111 includes a second support substrate 121, a common electrode 120 disposed on the surface on the observation surface side of the second support substrate 121, an insulating film 119 covering the common electrode 120, and an insulating film 119. And a pixel electrode (signal electrode) 118 disposed on the surface on the observation surface side.
- the constituent members of the liquid crystal display panel of Comparative Example 1 were as follows.
- First polarizing plate 104 A polarizer (absorptive polarizing plate) in which an iodine complex (or dye) was dyed and adsorbed on a polyvinyl alcohol film and then stretched and oriented was used. The direction of the transmission axis was 90 °.
- First ⁇ / 4 plate 105 What was produced by the following method was used. First, on the surface of a polyethylene terephthalate (PET) film, a photodegradable alignment film for the first ⁇ / 4 plate 105 and a liquid crystalline photopolymerization material were sequentially applied to form a laminated film. And after performing baking for 1 minute at 65 degreeC with respect to this laminated film, the ultraviolet-ray (irradiation amount: 500 mJ) was irradiated. As a result, the first ⁇ / 4 plate 105 was obtained. The thickness was 1.50 ⁇ m. The in-plane retardation was 137.5 nm. The direction of the slow axis was 45 °. In this comparative example, the first ⁇ / 4 plate 105 was attached to the observation surface side surface of the first substrate 106 (first support substrate 113) with an adhesive.
- PET polyethylene terephthalate
- First substrate 106 A color filter substrate as shown in FIG. 6 was used.
- the first support substrate 113 a glass substrate having a thickness of 0.7 mm was used.
- a black resist (light shielding ratio: 99.9%) was used.
- a material for the color filter layers 115R, 115G, and 115B a pigment dispersion type color resist was used.
- a material for the overcoat layer 116 a transparent resin was used.
- a material for the photo spacer 117 a resist was used. The height of the photo spacer 117 was 4.8 ⁇ m.
- the liquid crystalline photopolymerization material used in forming the second ⁇ / 4 plate 107 is made of 100 pieces of glass so that their thicknesses are different from each other in the range of 1.40 to 1.60 ⁇ m. It apply
- firing and light irradiation (ultraviolet irradiation) were sequentially performed to prepare 100 types of samples ( ⁇ / 4 plates) having different thicknesses.
- the in-plane phase difference of each sample was measured. The measurement results are shown in FIG. FIG.
- FIG. 7 is a graph showing the relationship between in-plane retardation and thickness in a ⁇ / 4 plate made of a liquid crystalline photopolymerizable material.
- the in-plane retardation of the ⁇ / 4 plate was almost proportional to the thickness. This is because the liquid crystalline photopolymerizable material is different from the self-organized photo-alignment material in that the refractive index anisotropy is not determined mainly by the process of baking and light irradiation, and the inherent refractive index anisotropic This is because the liquid crystal material has the property.
- the in-plane retardation also varies with the design value (137. 5 nm).
- FIG. 8 is a graph showing the relationship between the deviation from the design value of the in-plane retardation of the ⁇ / 4 plate and the thickness derived from FIG.
- the deviation from the design value of the in-plane retardation of the ⁇ / 4 plate is an allowable range when the thickness varies within the range of the design value (1.50 ⁇ m) ⁇ 0.10 ⁇ m. In some cases, it was not controlled within the range of 5.0%.
- the deviation from the design value of the in-plane retardation of the ⁇ / 4 plate is within ⁇ 5.0% when the thickness is outside the design value (1.50 ⁇ m) ⁇ 0.07 ⁇ m. It was outside. That is, in the second ⁇ / 4 plate 107 made of a liquid crystalline photopolymerization material, the thickness is designed in order to keep the deviation from the design value of the in-plane retardation within a range of ⁇ 5.0%. It was necessary to be within the range of the value (1.50 ⁇ m) ⁇ 0.07 ⁇ m.
- First alignment film 108 What was produced by the following method was used. First, a polyimide-based alignment material was applied onto the back surface of the second ⁇ / 4 plate 107 to form an alignment material film. And after performing temporary baking for 2 minutes at 90 degreeC with respect to the film
- the refractive index anisotropy ( ⁇ n) was 0.095.
- the thickness was 3.3 ⁇ m.
- the phase difference was 300 nm.
- the alignment direction of the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer 109 (when no voltage was applied) was 0 °.
- (Second alignment film 110) What was produced by the following method was used. First, a polyimide-based alignment material was applied on the surface on the observation surface side of the second substrate 111 to form an alignment material film. And after performing temporary baking for 2 minutes at 90 degreeC with respect to the film
- An FFS mode thin film transistor array substrate as shown in FIG. 6 was used.
- the second support substrate 121 a glass substrate having a thickness of 0.7 mm was used.
- indium zinc oxide (IZO) was used.
- a material of the insulating film 119 silicon nitride (SiN) was used.
- the thickness of the insulating film 119 was 300 nm.
- a material for the pixel electrode 118 indium zinc oxide (IZO) was used.
- polarizer aborptive polarizing plate in which an iodine complex (or dye) was dyed and adsorbed on a polyvinyl alcohol film and then stretched and oriented was used.
- the direction of the transmission axis was 0 °.
- FIG. 9 is a schematic plan view showing the pixel structure of the liquid crystal display panel of Comparative Example 1.
- FIG. 9 shows a state where attention is paid to the black matrix 114, the photo spacer 117, the pixel electrode 118, and the like when the liquid crystal display panel in FIG. 6 is viewed from the observation surface side.
- each of a plurality of regions (openings) partitioned by the black matrix 114 corresponds to the pixel region pr.
- a pixel electrode 18 (width: l) provided with a slit (width: s) is arranged in the pixel region pr.
- the width l of the pixel electrode 118 was 2.5 ⁇ m.
- the slit width (interval between the pixel electrodes 118) s was 3.0 ⁇ m.
- the major axis of the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer 109 is inclined by a (the inclination angle of the pixel electrode 118) with respect to the y direction in FIG. 9 when a voltage is applied.
- the inclination angle a of the pixel electrode 118 was 10 °.
- the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer 109 were aligned so that the major axis was in the x direction (0 °) in FIG. 9 when no voltage was applied.
- the photo spacer 117 (diameter: b) is arranged at a pitch px and a pitch py so as to be hidden by the black matrix 114 (width: w), and is the shortest distance from the pixel region pr (of the photo spacer 117).
- the shortest distance between the end portion and the end portion of the pixel region pr) is arranged to be q.
- the width w of the black matrix 114 was 20 ⁇ m.
- the diameter (the diameter of the surface on the observation surface side) b of the photo spacer 117 was 10 ⁇ m.
- the pitch px of the photo spacer 117 was 20 ⁇ m, and the pitch py was 60 ⁇ m.
- the shortest distance q between the photo spacer 117 and the pixel region pr was 6.3 ⁇ m.
- FIG. 10 is a graph showing the relationship between the thickness of the second ⁇ / 4 plate and the distance from the end of the photo spacer in Example 1.
- FIG. 11 is an enlarged graph of a region where the horizontal axis in FIG. 10 is 6 to 15 ⁇ m. As shown in FIG. 10, the thickness of the second ⁇ / 4 plate 7 becomes larger than the design value (1.50 ⁇ m) as it approaches the photo spacer 17, and at the end of the photo spacer 17 (horizontal axis: 0 ⁇ m).
- the thickness of the second ⁇ / 4 plate 7 is the design value (1 The region larger than .50 ⁇ m) was almost covered with the black matrix 14.
- the thickness of the second ⁇ / 4 plate 7 is designed to be 1.59 ⁇ m at a position 6.3 ⁇ m away from the end of the photospacer 17, that is, at the end of the pixel region PR. It was found to be 0.09 ⁇ m larger than the value (1.50 ⁇ m).
- FIG. 12 is a graph showing the relationship between the in-plane retardation of the second ⁇ / 4 plate and the distance from the end of the photospacer in Example 1.
- the in-plane retardation of the second ⁇ / 4 plate 7 increases in a region (including the pixel region PR) whose distance from the end of the photo spacer 17 is 6.3 ⁇ m or more.
- the trend was gradual. This is because the in-plane retardation of the second ⁇ / 4 plate 7 is substantially constant with respect to the thickness, as already described with reference to FIG.
- FIG. 13 is a graph showing the relationship between the deviation from the design value of the in-plane retardation of the second ⁇ / 4 plate and the distance from the end of the photo spacer, derived from FIG.
- the deviation from the design value of the in-plane retardation of the second ⁇ / 4 plate 7 is an area where the distance from the end of the photo spacer 17 is 6.3 ⁇ m or more (pixel area PR In the range of ⁇ 5.0% which is the allowable range (in the range of 0 to 5.0% in FIG. 13).
- the second ⁇ / 4 plate 7 even if the thickness increases from the pixel region PR toward the photo spacer 17, the in-plane retardation is greatly different between the pixel region PR and the periphery of the photo spacer 17.
- the liquid crystal display panel of Example 1 when no voltage was applied was actually observed with a polarizing microscope, no light leakage occurred. Therefore, according to the second ⁇ / 4 plate 7, the luminance in the black display state is lowered not only in the vicinity of the photo spacer 17 but also in the pixel region PR, and as a result, a liquid crystal display panel with high contrast can be obtained. I understood. Actually, when the contrast of the liquid crystal display panel of Example 1 was measured in a dark room (environment with an illuminance of 0.1 lx or less), it was 700.
- FIG. 14 is a graph showing the relationship between the thickness of the second ⁇ / 4 plate and the distance from the end of the photo spacer in Example 2.
- FIG. 15 is an enlarged graph of a region where the horizontal axis in FIG. 14 is 6 to 15 ⁇ m. As shown in FIG. 14, the thickness of the second ⁇ / 4 plate 7 becomes larger than the design value (1.50 ⁇ m) as it approaches the photo spacer 17, and at the end of the photo spacer 17 (horizontal axis: 0 ⁇ m).
- the thickness of the second ⁇ / 4 plate 7 is the design value (1.50 ⁇ m) in the pixel region PR.
- the shortest distance Q between the photo spacer 17 and the pixel region PR is 6.3 ⁇ m, so the thickness of the second ⁇ / 4 plate 7 is the design value (1 The region larger than .50 ⁇ m) was almost covered with the black matrix 14.
- the thickness of the second ⁇ / 4 plate 7 is designed to be 1.58 ⁇ m at a position 6.3 ⁇ m away from the end of the photospacer 17, that is, at the end of the pixel region PR. It was found to be 0.08 ⁇ m larger than the value (1.50 ⁇ m). From the above, it was found that in Example 2, the thickness of the second ⁇ / 4 plate 7 around the photospacer 17 was smaller than that in Example 1.
- Example 2 the relationship between the distance from the end of the photospacer 17 and the in-plane retardation of the second ⁇ / 4 plate 7 at that position was investigated, and the same tendency as in Example 1 was observed. showed that. Furthermore, when the degree of deviation from the design value (137.5 nm) of the in-plane retardation of the second ⁇ / 4 plate 7 was calculated from the evaluation result, the same tendency as in Example 1 was shown.
- the deviation from the design value of the in-plane retardation of the ⁇ / 4 plate 7 is an allowable range in a region (including the pixel region PR) whose distance from the end of the photo spacer 17 is 6.3 ⁇ m or more. It was sufficiently suppressed within the range of 5.0%.
- the second ⁇ / 4 plate 7 even if the thickness increases from the pixel region PR toward the photo spacer 17, the in-plane retardation is greatly different between the pixel region PR and the periphery of the photo spacer 17.
- the liquid crystal display panel of Example 2 when no voltage was applied was actually observed with a polarizing microscope, no light leakage occurred. Therefore, according to the second ⁇ / 4 plate 7, the luminance in the black display state is lowered not only in the vicinity of the photo spacer 17 but also in the pixel region PR, and as a result, a liquid crystal display panel with high contrast can be obtained. I understood.
- Example 2 since the thickness of the liquid crystal layer 9 is smaller than that of Example 1, light scattering in the liquid crystal layer in a black display state (when no voltage is applied) is suppressed, and contrast is higher than that of Example 1. It was found that a high liquid crystal display panel can be obtained. Actually, when the contrast of the liquid crystal display panel of Example 2 was measured in a dark room (environment with an illuminance of 0.1 lx or less), it was 800 higher than that of Example 1.
- Example 3 For Example 3, the relationship between the distance from the end of the photospacer 17 and the thickness of the second ⁇ / 4 plate 7 at that position, the in-plane phase difference of the second ⁇ / 4 plate 7 at that position, and And the relationship between the in-plane retardation of the second ⁇ / 4 plate 7 and the degree of deviation from the design value (137.5 nm), the same tendency as in Example 1 was shown.
- the second ⁇ / 4 plate 7 even if the thickness increases from the pixel region PR toward the photo spacer 17, the in-plane retardation is greatly different between the pixel region PR and the periphery of the photo spacer 17.
- the liquid crystal display panel of Example 3 when no voltage was applied was actually observed with a polarizing microscope, no light leakage occurred. Therefore, according to the second ⁇ / 4 plate 7, the luminance in the black display state is lowered not only in the vicinity of the photo spacer 17 but also in the pixel region PR, and as a result, a liquid crystal display panel with high contrast can be obtained. I understood.
- the second ⁇ / 4 plate 7 allows the level difference between the pixels corresponding to each color filter layer (color filter layers 15R, 15G, 15B) to be the same as that in the first embodiment (maximum 0). .1 ⁇ m).
- the contrast of the liquid crystal display panel of Example 3 was measured in a dark room (environment with an illuminance of 0.1 lx or less), it was 700, which was equivalent to Example 1.
- FIG. 16 is a graph showing the relationship between the in-plane retardation of the second ⁇ / 4 plate and the distance from the end of the photo spacer in Comparative Example 1.
- the in-plane retardation of the second ⁇ / 4 plate 107 is a region (pixel region pr) whose distance from the end of the photo spacer 117 is 6.3 ⁇ m or more.
- the increase tendency was sharper than the in-plane retardation of the second ⁇ / 4 plate 7. This is because the in-plane retardation of the second ⁇ / 4 plate 107 is substantially proportional to the thickness, as already described with reference to FIG.
- FIG. 17 is a graph showing the relationship between the deviation from the design value of the in-plane retardation of the second ⁇ / 4 plate and the distance from the end of the photo spacer, derived from FIG. As shown in FIG.
- the degree of deviation from the design value of the in-plane retardation of the second ⁇ / 4 plate 107 is an area where the distance from the end of the photo spacer 117 is 6.3 ⁇ m or more (pixel area pr ), The region is not within the allowable range of ⁇ 5.0% (in the range of 0 to 5.0% in FIG. 17). Specifically, the deviation from the design value of the in-plane retardation of the second ⁇ / 4 plate 107 is more than 5.0% when the distance from the end of the photo spacer 117 is less than 7.2 ⁇ m. Was also big.
- the in-plane phase difference greatly differs between the pixel region pr and the periphery of the photo spacer 117. It was found that light leakage around the photospacer 117 could not be suppressed even when combined with 114.
- the liquid crystal display panel of Comparative Example 1 when no voltage was applied was actually observed with a polarizing microscope, many light leaks with a size of several ⁇ m occurred. Further, when the contrast of the liquid crystal display panel of Comparative Example 1 was measured in a dark room (environment with an illuminance of 0.1 lx or less), it was 400, which was lower than that of Examples 1 to 3.
- One embodiment of the present invention includes a first polarizing plate, a first ⁇ / 4 plate, a first substrate, a second ⁇ / 4 plate, and a liquid crystal in order from the observation surface side to the back surface side.
- One of the first substrate and the second substrate generates a lateral electric field in the liquid crystal layer when a voltage is applied thereto.
- the first substrate has a black matrix and a photo spacer disposed on the back side of the black matrix and overlapping the black matrix, and the liquid crystal in the liquid crystal layer
- the molecules are homogeneously oriented with no voltage applied between the pair of electrodes, and the second ⁇ / 4 plate is a group consisting of photodimerization, photoisomerization, and light fleece transition.
- a liquid crystal display panel that forms an angle and is orthogonal to the in-plane slow axis of the second ⁇ / 4 plate may be used. According to this aspect, the following effects can be obtained. (1) Since the circularly polarizing plate in which the first polarizing plate and the first ⁇ / 4 plate are laminated is arranged on the observation surface side of the liquid crystal display panel, the antireflection effect of the circularly polarizing plate , Visibility in daylight is increased.
- the second ⁇ / 4 plate is made of a self-organizing photo-alignment material, the in-plane retardation is not greatly different between the pixel region and the periphery of the photo spacer, and is combined with the black matrix. Therefore, light leakage around the photo spacer can be suppressed.
- the transmission axis of the first polarizing plate and the transmission axis of the second polarizing plate may be perpendicular to each other. According to such a configuration, since the first polarizing plate and the second polarizing plate are arranged in crossed Nicols, a black display state can be preferably realized when no voltage is applied.
- the alignment direction of the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer and one transmission axis of the first polarizing plate and the second polarizing plate are parallel to each other. It may be. According to such a configuration, a black display state can be preferably realized when no voltage is applied.
- Another embodiment of the present invention may be a liquid crystal display device including the liquid crystal display panel. According to this aspect, it is possible to realize a horizontal electric field mode liquid crystal display device that has excellent visibility in a bright place and suppresses light leakage around the photo spacer.
- 1a, 1b liquid crystal display devices 2a, 2b, 102: liquid crystal display panel 3: backlight 4, 104: first polarizing plate 5, 105: first ⁇ / 4 plates 6a, 6b, 106: first substrate 7, 107: second ⁇ / 4 plate 8, 108: first alignment film 9, 109: liquid crystal layer 10, 110: second alignment film 11, 111: second substrate 12, 112: second Polarizing plates 13, 113: first support substrate 14, 114: black matrix 15R, 15G, 15B, 115R, 115G, 115B: color filter layer 16, 116: overcoat layer 17, 117: photo spacer 18, 118: pixel Electrode (signal electrode) 19, 119: insulating film 20, 120: common electrode 21, 121: second support substrate PR, pr: pixel region L, l: pixel electrode width S, s: slit width (pixel electrode spacing) A, a: pixel electrode tilt angle B, b: photo spacer diameter W, w: black matrix width Px, Py, px, p
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Abstract
本発明は、明所における視認性に優れ、フォトスペーサー周辺の光漏れが抑制された横電界モードの液晶表示パネルを提供する。本発明の液晶表示パネルは、観察面側から背面側に向かって順に、第一の偏光板と、第一のλ/4板と、第一の基板と、第二のλ/4板と、液晶層と、第二の基板と、第二の偏光板とを備え、上記第一の基板及び上記第二の基板のうちの一方は、電圧印加時に上記液晶層に横電界を発生させる一対の電極を有し、上記第一の基板は、ブラックマトリクスと、上記ブラックマトリクスの背面側で重畳するフォトスペーサーとを有し、上記液晶層中の液晶分子は、電圧無印加時にホモジニアス配向するものであり、上記第二のλ/4板は、自己組織化型の光配向材料から構成され、上記フォトスペーサーの側面を覆い、上記第一のλ/4板の面内遅相軸は、上記第一の偏光板の透過軸と45°の角度をなし、かつ、上記第二のλ/4板の面内遅相軸と直交する。
Description
本発明は、液晶表示パネル、及び、液晶表示装置に関する。より詳しくは、フォトスペーサーを有する横電界モードの液晶表示パネル、及び、上記液晶表示パネルを備える液晶表示装置に関するものである。
液晶表示パネルは、テレビ用途のみならず、スマートフォン、タブレットPC、カーナビゲーション等の用途で利用されている。これらの用途においては種々の性能が要求され、例えば、屋外等の明所で利用されることを想定した液晶表示パネルが提案されている(例えば、特許文献1及び非特許文献1参照)。
イマヤマ等、「インセル位相差板を用いた半透過型IPS-LCDの新規画素設計(Novel Pixel Design for a Transflective IPS-LCD with an In-Cell Retarder)」、SID07 DIGEST、2007、pp.1651-1654
従来の液晶表示パネルでは、屋外等の明所における視認性を高める(外光反射を抑制する)ために、液晶層を挟持する一対の基板のうちの観察面側の基板に対して、観察面側に円偏光板(直線偏光板とλ/4板との積層体)を配置する方法が採用されることがあった。例えば、VA(Vertical Alignment)モードの液晶表示パネルに円偏光板が用いられた構成が知られているが、VAモードの液晶表示パネルは、IPS(In-Plane Switching)モード、FFS(Fringe Field Switching)モード等の横電界モードの液晶表示パネルよりも視野角が狭く、採用が進んでいない。一方、IPSモード、FFSモード等の横電界モードの液晶表示パネルにおいては、視野角特性が良好であるが、円偏光板を適用することが困難である。なぜなら、横電界モードの液晶表示パネルの観察面側及び背面側に円偏光板が配置される場合、電圧無印加時及び電圧印加時のいずれにおいても、常に白(明)表示状態となり、黒(暗)表示状態を実現することができないためである。
一方、上記特許文献1及び上記非特許文献1は、液晶層を挟持する一対の基板のうちの観察面側の基板に対して、液晶層側に位相差板(以下、インセル位相差板とも言う。)が配置された構成を開示している。しかしながら、上記特許文献1及び上記非特許文献1に記載の構成では、観察面側の基板として、フォトスペーサーが液晶層側の表面上に配置された基板(例えば、カラーフィルタ基板)を用いると、フォトスペーサー周辺で光漏れが発生し、その結果、コントラストが低下してしまうことがあった。
本発明者らは、この原因について種々検討したところ、以下のことが分かった。インセル位相差板は、例えば、観察面側の基板の液晶層側の表面上に、液晶性光重合材料(液晶性を示す光重合性モノマー)を塗布することによって形成される。この際、液晶性光重合材料の厚みは、画素領域からフォトスペーサーに近づくにつれて大きくなってしまう。そのため、インセル位相差板について、画素領域(液晶性光重合材料が平坦に塗布された領域)では位相差(屈折率異方性と厚みとの積)が最適値に設定されていても、フォトスペーサー周辺では、その厚みが大きい分、位相差が最適値からずれてしまう。よって、インセル位相差板で付与される位相差が画素領域とフォトスペーサー周辺とで大きく異なるため、上述した円偏光板を通して観察すると、フォトスペーサー周辺で光漏れが発生し、その結果、コントラストが低下してしまう。液晶表示パネルを観察面側から見ると、フォトスペーサー自体は、通常、ブラックマトリクスで隠されているが、上述したフォトスペーサー周辺の光漏れは、通常のブラックマトリクスの大きさでは隠せず、視認されてしまう。
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、明所における視認性に優れ、フォトスペーサー周辺の光漏れが抑制された横電界モードの液晶表示パネルと、上記液晶表示パネルを備える液晶表示装置とを提供することを目的とするものである。
本発明者らは、明所における視認性に優れ、フォトスペーサー周辺の光漏れが抑制された横電界モードの液晶表示パネルについて種々検討したところ、観察面側に円偏光板が配置され、インセル位相差板で付与される位相差が位置により変化しない構成に着目した。そして、液晶層を挟持する一対の基板のうちの、フォトスペーサーを有する観察面側の第一の基板に対して、観察面側に第一のλ/4板と第一の偏光板とが順に配置され、背面側(液晶層側)に第二のλ/4板が配置され、更に、第二のλ/4板の材料として、位相差が厚みにほとんど依存しない材料を用いた構成を見出した。これにより、上記課題をみごとに解決することができることに想到し、本発明に到達したものである。
すなわち、本発明の一態様は、観察面側から背面側に向かって順に、第一の偏光板と、第一のλ/4板と、第一の基板と、第二のλ/4板と、液晶層と、第二の基板と、第二の偏光板とを備え、上記第一の基板及び上記第二の基板のうちの一方は、電圧が印加されることによって上記液晶層に横電界を発生させる一対の電極を有し、上記第一の基板は、ブラックマトリクスと、上記ブラックマトリクスの背面側に配置され、かつ、上記ブラックマトリクスと重畳するフォトスペーサーとを有し、上記液晶層中の液晶分子は、上記一対の電極間に電圧が印加されていない状態で、ホモジニアス配向するものであり、上記第二のλ/4板は、光二量化、光異性化、及び、光フリース転移からなる群より選択される少なくとも1つの化学反応が可能な光官能基を有する自己組織化型の光配向材料から構成され、上記フォトスペーサーの側面を覆い、上記第一のλ/4板の面内遅相軸は、上記第一の偏光板の透過軸と45°の角度をなし、かつ、上記第二のλ/4板の面内遅相軸と直交する液晶表示パネルであってもよい。
本発明の別の一態様は、上記液晶表示パネルを備える液晶表示装置であってもよい。
本発明によれば、明所における視認性に優れ、フォトスペーサー周辺の光漏れが抑制された横電界モードの液晶表示パネルと、上記液晶表示パネルを備える液晶表示装置とを提供することができる。
以下に実施形態を掲げ、本発明について図面を参照して更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態のみに限定されるものではない。また、各実施形態の構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜組み合わされてもよいし、変更されてもよい。
本明細書中、「直線」が付されない「偏光板」は直線偏光板を指し、円偏光板とは区別される。
本明細書中、λ/4板は、少なくとも波長550nmの光に対して1/4波長(厳密には、137.5nm)の面内位相差を付与する位相差板を指し、100nm以上、176nm以下の面内位相差を付与するものであればよい。ちなみに、波長550nmの光は、人間の視感度が最も高い波長の光である。
本明細書中、面内位相差(R)は、R=(ns-nf)×Dで定義される。ここで、nx及びnyを位相差板(λ/4板を含む)の面内方向の主屈折率と定義するとき、nx及びnyのうちの大きい方がns、小さい方がnfを指す。面内遅相軸はnsに対応する方向の軸を指し、面内進相軸はnfに対応する方向の軸を指す。Dは位相差板の厚みを指す。
本明細書中、液晶層の位相差は、液晶層が付与する実効的な位相差の最大値を指し、液晶層の屈折率異方性をΔn、厚みをdとすると、Δn×dで定義される。
本明細書中、2つの軸(方向)が直交するとは、両者のなす角度(絶対値)が90±3°の範囲内であることを指し、好ましくは90±1°の範囲内であり、より好ましくは90±0.5°の範囲内であり、特に好ましくは90°(完全に直交)である。2つの軸(方向)が平行であるとは、両者のなす角度(絶対値)が0±3°の範囲内であることを指し、好ましくは0±1°の範囲内であり、より好ましくは0±0.5°の範囲内であり、特に好ましくは0°(完全に平行)である。2つの軸(方向)が45°の角度をなすとは、両者のなす角度(絶対値)が45±3°の範囲内であることを指し、好ましくは45±1°の範囲内であり、より好ましくは45±0.5°の範囲内であり、特に好ましくは45°(完全に45°)である。
[実施形態]
図1は、実施形態の液晶表示装置を示す断面模式図である。図1に示すように、液晶表示装置1aは、観察面側から背面側に向かって順に、液晶表示パネル2aと、バックライト3とを備えている。
図1は、実施形態の液晶表示装置を示す断面模式図である。図1に示すように、液晶表示装置1aは、観察面側から背面側に向かって順に、液晶表示パネル2aと、バックライト3とを備えている。
バックライト3の方式は特に限定されず、例えば、エッジライト方式、直下型方式等が挙げられる。バックライト3の光源の種類は特に限定されず、例えば、発光ダイオード(LED)、冷陰極管(CCFL)等が挙げられる。
液晶表示パネル2aは、観察面側から背面側に向かって順に、第一の偏光板4と、第一のλ/4板5と、第一の基板6aと、第二のλ/4板7と、第一の配向膜8と、液晶層9と、第二の配向膜10と、第二の基板11と、第二の偏光板12とを有している。
第一の偏光板4、及び、第二の偏光板12としては、例えば、ポリビニルアルコール(PVA)フィルムにヨウ素錯体(又は染料)等の異方性材料を、染色及び吸着させてから延伸配向させた偏光子(吸収型偏光板)等を用いることができる。
第一の偏光板4の透過軸と第二の偏光板12の透過軸とは、直交することが好ましい。このような構成によれば、第一の偏光板4と第二の偏光板12とがクロスニコルに配置されるため、電圧無印加時に、黒表示状態を好ましく実現することができる。
第一の基板6aは、ブラックマトリクス14と、ブラックマトリクス14の背面側に配置され、かつ、ブラックマトリクス14と重畳するフォトスペーサー17とを有している。図1中では、第一の基板6aがカラーフィルタ基板である場合を例示している。
第一の基板6aは、第一の支持基板13と、第一の支持基板13の背面側の表面上に配置されるブラックマトリクス14と、ブラックマトリクス14を覆うカラーフィルタ層15R(赤色)、15G(緑色)、15B(青色)と、カラーフィルタ層15R、15G、15Bを覆うオーバーコート層16と、オーバーコート層16の背面側の表面上に配置されるフォトスペーサー17とを有している。フォトスペーサー17は、ブラックマトリクス14と重畳している。このような構成によれば、液晶表示パネル2aを観察面側から見る場合、フォトスペーサー17がブラックマトリクス14で隠され、フォトスペーサー17が視認されない。
第一の支持基板13としては、例えば、ガラス基板、プラスチック基板等が挙げられる。
ブラックマトリクス14の材料としては、例えば、遮光率が99.9%以上(OD値が3.0以上)である黒色のレジスト等が挙げられる。
カラーフィルタ層15R、15G、15Bの材料としては、例えば、顔料分散型のカラーレジスト等が挙げられる。カラーフィルタ層の色の組み合わせは特に限定されず、図1に示すような赤色、緑色、及び、青色の組み合わせの他に、例えば、赤色、緑色、青色、及び、黄色の組み合わせ等が挙げられる。
オーバーコート層16の材料としては、例えば、耐熱性及び耐薬品性の高い透明樹脂等が挙げられる。
フォトスペーサー17は、第一の基板6aと第二の基板11との間隔(セルギャップ)を保持するためのものである。フォトスペーサー17の材料としては、例えば、レジストが挙げられる。フォトスペーサー17の高さは、第二のλ/4板7の厚み、及び、液晶層9の厚み(厳密には、第一の配向膜8の厚みも)を考慮した上で適宜設定される。フォトスペーサー17の高さが低い、すなわち、液晶層9の厚みが小さければ、黒表示状態(電圧無印加時)における液晶層9での光の散乱が抑制され、コントラストが高い液晶表示パネルが得られる。また、フォトスペーサー17の高さが低ければ、液晶層9の材料の使用量が抑えられるため、コスト面でも効果が得られる。フォトスペーサー17の断面形状は特に限定されず、図1に示すような観察面側から背面側に向かって細くなる形状の他に、例えば、観察面側から背面側に向かって太くなる形状、幅が一定である形状等が挙げられる。
第一の基板6a、及び、第二の基板11のうちの一方は、電圧が印加されることによって液晶層9に横電界を発生させる一対の電極を有している。図1中では、第二の基板11がFFSモードの薄膜トランジスタアレイ基板である場合を例示している。
第二の基板11は、第二の支持基板21と、第二の支持基板21の観察面側の表面上に配置される共通電極20と、共通電極20を覆う絶縁膜19と、絶縁膜19の観察面側の表面上に配置される画素電極(信号電極)18とを有している。このような構成によれば、共通電極20と画素電極18との間に電圧を印加する(電圧印加時)ことによって液晶層9に横電界(フリンジ電界)が発生し、液晶層9中の液晶分子の配向を制御することができる。
第二の支持基板21としては、例えば、ガラス基板、プラスチック基板等が挙げられる。
共通電極20は、面状の電極である。共通電極20の材料としては、例えば、酸化インジウム錫(ITO)、酸化インジウム亜鉛(IZO)等が挙げられる。
絶縁膜19の材料としては、例えば、有機絶縁膜、窒化膜等が挙げられる。
画素電極18は、スリットが設けられた電極である。画素電極18の材料としては、例えば、酸化インジウム錫(ITO)、酸化インジウム亜鉛(IZO)等が挙げられる。
以上では、第二の基板11がFFSモードの薄膜トランジスタアレイ基板である場合を例示したが、同じ横電界モードであるIPSモードの薄膜トランジスタアレイ基板によれば、一対の櫛歯電極間に電圧を印加する(電圧印加時)ことによって液晶層9に横電界が発生し、液晶層9中の液晶分子の配向を制御することができる。
液晶層9中の液晶分子は、第一の基板6a、及び、第二の基板11のうちの一方が有する一対の電極間(図1中では、共通電極20と画素電極18との間)に電圧が印加されていない状態(電圧無印加時)で、ホモジニアス配向するものである。液晶層9の材料としては、例えば、負の誘電率異方性(Δε<0)を有するネガ型の液晶材料が挙げられる。
第二のλ/4板7は、光二量化、光異性化、及び、光フリース転移からなる群より選択される少なくとも1つの化学反応が可能な光官能基を有する自己組織化型の光配向材料から構成される。自己組織化型の光配向材料は、下記の方法によって光官能基の配向性が高まるような材料を指す。まず、自己組織化型の光配向材料を基板(例えば、第一の基板6a)上に塗布し、光配向材料の膜を形成する。そして、この光配向材料の膜に対して仮焼成を行う。次に、仮焼成後の光配向材料の膜に対して光照射(例えば、偏光紫外線照射)を行うことで、光官能基の化学反応(光二量化、光異性化、及び、光フリース転移からなる群より選択される少なくとも1つの化学反応)を生じさせる。最後に、光照射後の光配向材料の膜に対して、仮焼成よりも高い温度で本焼成を行うことで、光照射によって生じた化学反応をきっかけとして、光官能基の配向性が高まる。
光二量化及び光異性化が可能な光官能基としては、例えば、シンナメート基、カルコン基、クマリン基、スチルベン基等が挙げられる。
光異性化が可能な光官能基としては、例えば、アゾベンゼン基等が挙げられる。
光フリース転移が可能な光官能基としては、例えば、フェノールエステル基等が挙げられる。
自己組織化型の光配向材料(固形分)の主骨格としては、例えば、ポリアミック酸、ポリイミド、アクリル、メタクリル、マレイミド、ポリシロキサン等の構造が挙げられる。
自己組織化型の光配向材料は、液晶分子の配向方向を規定するための配向膜として機能すること以外に、位相差板(λ/4板を含む)としても機能する。配向材料(固形分)によって発現される面内位相差を表1に例示する。表1中、面内位相差は、配向材料の厚みが100nmである場合の波長550nmの光に対する値を示す。表1に示すように、配向材料E、F、G、Hによれば、配向材料A、B、C、Dよりも大きな面内位相差を発現することができ、その厚みを大きくする(例えば、1μm以上)ことで位相差板(λ/4板を含む)として機能する。すなわち、配向材料E、F、G、Hは、自己組織化型の光配向材料に相当する。
自己組織化型の光配向材料は、主に、光照射及び本焼成のプロセス(例えば、光照射量、本焼成温度等)によって、その屈折率異方性が決定されるものである。そのため、自己組織化型の光配向材料によれば、厚みの微妙な変化(例えば、設計値に対して±0.10μm程度の変化)に対して面内位相差が変化しにくい。よって、第二のλ/4板7によれば、画素領域からフォトスペーサー17に近づくにつれて厚みが大きくなっていても、面内位相差が画素領域とフォトスペーサー17周辺とで大きく異ならず、ブラックマトリクス14と組み合わせることによって、フォトスペーサー17周辺の光漏れを抑制することができる。
第二のλ/4板7は、フォトスペーサー17の側面を覆っている。このような状態は、第一の基板6aにおいてフォトスペーサー17が形成された後、自己組織化型の光配向材料が第一の基板6aの背面側の表面上に塗布されることによって実現される。これに対して、本実施形態と異なり、フォトスペーサー17が第二の基板11のみに形成される場合は、第二のλ/4板7がフォトスペーサー17の側面を覆わないことになる。第二のλ/4板7は、フォトスペーサー17の側面の少なくとも一部を覆っていればよい。第二のλ/4板7は、フォトスペーサー17の側面に加えて、背面側の表面(図1中では、第二の配向膜10側の表面)を覆っていてもよい。
第一のλ/4板5についても、第二のλ/4板7と同様な材料及び方法を用いて基板の表面上に形成することで得られ、第一の基板6a(第一の支持基板13)の観察面側の表面に接着剤等を介して貼り付ければよい。第一のλ/4板5としては、その他に、液晶性光重合材料(液晶性を示す光重合性モノマー)から構成されるものを用いることもできる。まず、基板の表面上に、第一のλ/4板5用の配向膜と、液晶性光重合材料とを順に塗布し、積層膜を形成する。その後、この積層膜に対して焼成及び光照射(例えば、紫外線照射)を順に行えば、液晶性光重合材料が第一のλ/4板5として機能する。液晶性光重合材料の構造としては、例えば、ベンゼン環又はシクロヘキサン環を2つ以上含有するメソゲン基を有し、更に、その片方の末端又は両方の末端に、アクリレート基又はメタクリレート基からなる光重合性基を有する構造が挙げられる。
第一のλ/4板5の面内遅相軸と第一の偏光板4の透過軸とは、45°の角度をなす。このような構成によれば、第一の偏光板4と第一のλ/4板5とが積層された円偏光板が、液晶表示パネル2aの観察面側に配置される構成が実現される。よって、液晶表示パネル2aの観察面側からの入射光は、円偏光板を透過する際に円偏光に変換されて第一の基板6aに到達するため、円偏光板の反射防止効果によって、第一の基板6a(オーバーコート層16よりも観察面側に配置された層)からの反射が抑制され、明所における視認性が高まる。第一の偏光板4と第一のλ/4板5とを積層させて円偏光板を形成する際は、製造効率を高める観点から、ロール・ツー・ロール方式を用いることが好ましい。
第一のλ/4板5の面内遅相軸と第二のλ/4板7の面内遅相軸とは、直交している。このような構成によれば、液晶表示パネル2aの背面側からの入射光に対して、第一のλ/4板5と第二のλ/4板7とが互いに位相差をキャンセルすることができ、光学的には、両者が実質的に存在しない状態が実現される。すなわち、バックライト3から液晶表示パネル2aに入射する光に対して、従来の横電界モードの液晶表示パネルと光学的に等価である構成が実現される。よって、円偏光板を用いた横電界モードによる表示を実現することができる。ここで、第一のλ/4板5、及び、第二のλ/4板7は、同じ材料(すなわち、自己組織化型の光配向材料)から構成されることが好ましい。これにより、第一のλ/4板5と第二のλ/4板7とは、波長分散も含めて互いに位相差をキャンセルすることができる。
第一の基板6a、及び、第二の基板11のうちの一方が有する一対の電極間(図1中では、共通電極20と画素電極18との間)に電圧が印加されていない状態(電圧無印加時)で、液晶層9中の液晶分子の配向方向と、第一の偏光板4、及び、第二の偏光板12のうちの一方の透過軸とは、平行であることが好ましい。このような構成によれば、電圧無印加時に、黒表示状態を好ましく実現することができる。
第二のλ/4板7の背面側の表面上には、図1に示すように、第一の配向膜8が配置されていてもよい。第一の配向膜8は、フォトスペーサー17の側面を覆っていてもよい。第一の配向膜8は、フォトスペーサー17の側面に加えて、背面側の表面(図1中では、第二の配向膜10側の表面)を覆っていてもよい。
第一の配向膜8は、以下に示すような配向材料から構成されることが好ましい。
第一の配向膜8の配向材料は、第二のλ/4板7を形成する際の本焼成温度以下の温度で本焼成が可能な固形分を含有することが好ましい。第一の配向膜8を形成する際に、第二のλ/4板7を形成する際の本焼成温度よりも高い温度で本焼成を行うと、第二のλ/4板7に発現した面内位相差が大きく減少してしまい、λ/4板として機能しなくなる懸念がある。以上のような観点から、第一の配向膜8の配向材料と第二のλ/4板7の配向材料(自己組織化型の光配向材料)とは、固形分が互いに同じであることが好ましい。これにより、第二のλ/4板7、及び、第一の配向膜8を形成する際の本焼成温度を同じとすることができる。よって、第二のλ/4板7、及び、第一の配向膜8を形成する際に、同じ装置で温度設定を変えずに本焼成を行うことができるため、製造効率が高まる。また、第一の配向膜8を第二のλ/4板7と同様なプロセスで形成することができる。具体的には、第一の配向膜8の配向材料を第二のλ/4板7の背面側の表面上に塗布した後、仮焼成、光照射、及び、本焼成を順に行うことによって、第一の配向膜8を形成することができる。この際、本焼成温度だけではなく、仮焼成温度、光照射量等の条件も、第二のλ/4板7を形成するプロセスと同じとすることができる。また、第一の配向膜8を形成する際の光照射は、第二のλ/4板7の特性に影響を及ぼさない。これは、第二のλ/4板7に対しては事前に本焼成が行われているため、第二のλ/4板7中の分子配向が熱重合によって固定されているためである。
第一の配向膜8の配向材料と第二のλ/4板7の配向材料(自己組織化型の光配向材料)とは、溶媒が互いに異なることが好ましい。第一の配向膜8の配向材料が第二のλ/4板7の配向材料と同じ溶媒を含有する場合、第一の配向膜8を形成する際に、先に形成した第二のλ/4板7を溶かしてしまう懸念がある。例えば、第二のλ/4板7の配向材料がN-メチル-2-ピロリドン(NMP)を溶媒として含有する場合、第一の配向膜8の配向材料は、N-メチル-2-ピロリドン以外の溶媒を含有することが好ましい。
第二の基板11の観察面側の表面上には、図1に示すように、第二の配向膜10が配置されていてもよい。第二の配向膜10は、第一の配向膜8と同様な材料及び方法を用いて形成されてもよい。
本実施形態によれば、下記の効果を奏することができる。
(1)第一の偏光板4と第一のλ/4板5とが積層された円偏光板が、液晶表示パネル2aの観察面側に配置されるため、円偏光板の反射防止効果によって、明所における視認性が高まる。
(2)第二のλ/4板7が自己組織化型の光配向材料から構成されるため、面内位相差が画素領域とフォトスペーサー17周辺とで大きく異ならず、ブラックマトリクス14と組み合わせることによって、フォトスペーサー17周辺の光漏れを抑制することができる。
(1)第一の偏光板4と第一のλ/4板5とが積層された円偏光板が、液晶表示パネル2aの観察面側に配置されるため、円偏光板の反射防止効果によって、明所における視認性が高まる。
(2)第二のλ/4板7が自己組織化型の光配向材料から構成されるため、面内位相差が画素領域とフォトスペーサー17周辺とで大きく異ならず、ブラックマトリクス14と組み合わせることによって、フォトスペーサー17周辺の光漏れを抑制することができる。
[実施形態の変形例]
実施形態の変形例は、第一の基板がオーバーコート層を有していないこと以外、実施形態と同様であるため、重複する点については説明を適宜省略する。
実施形態の変形例は、第一の基板がオーバーコート層を有していないこと以外、実施形態と同様であるため、重複する点については説明を適宜省略する。
図2は、実施形態の変形例の液晶表示装置を示す断面模式図である。図2に示すように、液晶表示装置1bは、観察面側から背面側に向かって順に、液晶表示パネル2bと、バックライト3とを備えている。
液晶表示パネル2bは、観察面側から背面側に向かって順に、第一の偏光板4と、第一のλ/4板5と、第一の基板6bと、第二のλ/4板7と、第一の配向膜8と、液晶層9と、第二の配向膜10と、第二の基板11と、第二の偏光板12とを有している。
第一の基板6bは、第一の支持基板13と、第一の支持基板13の背面側の表面上に配置されるブラックマトリクス14と、ブラックマトリクス14を覆うカラーフィルタ層15R(赤色)、15G(緑色)、15B(青色)と、カラーフィルタ層(図2中では、カラーフィルタ層15G、15B)の背面側の表面上に配置されるフォトスペーサー17とを有している。フォトスペーサー17は、ブラックマトリクス14と重畳している。
第一の基板6bには、上述した第一の基板6aとは異なり、オーバーコート層が配置されていない。本来、オーバーコート層(例えば、厚みが1μm程度の透明樹脂の膜)を配置する目的は、カラーフィルタ層(例えば、カラーフィルタ層15R、15G、15B)の厚みの違いによる段差(例えば、最大0.4μmの段差)を埋めて平坦化する(例えば、最大0.1μmの段差に抑える)ことで、各カラーフィルタ層に対応する画素の液晶層の厚みを揃えるためである。これに対して、本変形例によれば、オーバーコート層が配置されていないものの、第二のλ/4板7(例えば、厚みが1.50μm程度のλ/4板)がカラーフィルタ層15R、15G、15Bの背面側の表面上に配置されており、オーバーコート層と同様な平坦性を付与することができる。
本変形例によれば、第一の基板6bにオーバーコート層が配置されていないため、第一の基板6bの厚み(特に、ブラックマトリクス14から第二のλ/4板7までの距離)が、上述した第一の基板6aの厚みよりも小さく、液晶表示パネル2bを斜め方向から見たときの混色を抑制することができる。混色は、例えば、カラーフィルタ層15Rを透過した光が、隣接するカラーフィルタ層15G(15B)も透過することによって、色が混ざって見える現象である。このような混色は、通常、ブラックマトリクス14で隠すことによって抑制されているが、図1及び図2においてブラックマトリクス14から第二のλ/4板7までの距離が長くなると発生しやすくなる。
以下に、実施例及び比較例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。
各例において、λ/4板の面内位相差、及び、液晶層の位相差の測定波長は550nmとした。また、透過軸の方位、面内遅相軸の方位、及び、配向方向は、液晶表示パネルの長手方向(長辺:図中のx方向)を基準(0°)に反時計回りに正(+)と定義した方位を示す。
(実施例1)
実施形態の液晶表示パネルを作製した。実施例1の液晶表示パネルの構成部材は、以下の通りであった。
実施形態の液晶表示パネルを作製した。実施例1の液晶表示パネルの構成部材は、以下の通りであった。
(第一の偏光板4)
ポリビニルアルコールフィルムにヨウ素錯体(又は染料)を、染色及び吸着させてから延伸配向させた偏光子(吸収型偏光板)を用いた。透過軸の方位は、90°であった。
ポリビニルアルコールフィルムにヨウ素錯体(又は染料)を、染色及び吸着させてから延伸配向させた偏光子(吸収型偏光板)を用いた。透過軸の方位は、90°であった。
(第一のλ/4板5)
下記の方法で作製されたものを用いた。まず、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムの表面上に、第一のλ/4板5用の光分解型配向膜と、液晶性光重合材料とを順に塗布し、積層膜を形成した。そして、この積層膜に対して、焼成を65℃で1分間行った後、紫外線(照射量:500mJ)を照射した。その結果、第一のλ/4板5が得られた。厚みは、1.50μmであった。面内位相差は、137.5nmであった。遅相軸の方位は、45°であった。本実施例では、第一のλ/4板5を、第一の基板6a(第一の支持基板13)の観察面側の表面に接着剤を介して貼り付けた。
下記の方法で作製されたものを用いた。まず、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムの表面上に、第一のλ/4板5用の光分解型配向膜と、液晶性光重合材料とを順に塗布し、積層膜を形成した。そして、この積層膜に対して、焼成を65℃で1分間行った後、紫外線(照射量:500mJ)を照射した。その結果、第一のλ/4板5が得られた。厚みは、1.50μmであった。面内位相差は、137.5nmであった。遅相軸の方位は、45°であった。本実施例では、第一のλ/4板5を、第一の基板6a(第一の支持基板13)の観察面側の表面に接着剤を介して貼り付けた。
(第一の基板6a)
図1に示すようなカラーフィルタ基板を用いた。第一の支持基板13としては、厚み0.7mmのガラス基板を用いた。ブラックマトリクス14の材料としては、黒色のレジスト(遮光率:99.9%)を用いた。カラーフィルタ層15R、15G、15Bの材料としては、顔料分散型のカラーレジストを用いた。オーバーコート層16の材料としては、透明樹脂を用いた。フォトスペーサー17の材料としては、レジストを用いた。フォトスペーサー17の高さは、4.8μmであった。
図1に示すようなカラーフィルタ基板を用いた。第一の支持基板13としては、厚み0.7mmのガラス基板を用いた。ブラックマトリクス14の材料としては、黒色のレジスト(遮光率:99.9%)を用いた。カラーフィルタ層15R、15G、15Bの材料としては、顔料分散型のカラーレジストを用いた。オーバーコート層16の材料としては、透明樹脂を用いた。フォトスペーサー17の材料としては、レジストを用いた。フォトスペーサー17の高さは、4.8μmであった。
(第二のλ/4板7)
下記の方法で作製されたものを用いた。まず、自己組織化型の光配向材料を第一の基板6aの背面側の表面上(フォトスペーサー17側の表面上)に塗布し、光配向材料の膜を形成した。自己組織化型の光配向材料は、固形分(表1中の配向材料F)以外に、N-メチル-2-ピロリドン、及び、ブチルセロソルブを溶媒として含有するものであった。そして、この光配向材料の膜に対して、仮焼成を60℃で90秒間行った。次に、仮焼成後の光配向材料の膜に対して、波長365nmの偏光紫外線(照射量:100mJ)を照射した。この際、偏光紫外線の偏光軸を、第二のλ/4板7として発現させたい遅相軸と直交するように設定した。最後に、偏光紫外線照射後の光配向材料の膜に対して、本焼成を140℃で20分間行った。その結果、第二のλ/4板7が得られた。第二のλ/4板7は、その厚みが1.50μmである場合、面内位相差が137.5nmとなるように設計されていた。遅相軸の方位は、-45°であった。
下記の方法で作製されたものを用いた。まず、自己組織化型の光配向材料を第一の基板6aの背面側の表面上(フォトスペーサー17側の表面上)に塗布し、光配向材料の膜を形成した。自己組織化型の光配向材料は、固形分(表1中の配向材料F)以外に、N-メチル-2-ピロリドン、及び、ブチルセロソルブを溶媒として含有するものであった。そして、この光配向材料の膜に対して、仮焼成を60℃で90秒間行った。次に、仮焼成後の光配向材料の膜に対して、波長365nmの偏光紫外線(照射量:100mJ)を照射した。この際、偏光紫外線の偏光軸を、第二のλ/4板7として発現させたい遅相軸と直交するように設定した。最後に、偏光紫外線照射後の光配向材料の膜に対して、本焼成を140℃で20分間行った。その結果、第二のλ/4板7が得られた。第二のλ/4板7は、その厚みが1.50μmである場合、面内位相差が137.5nmとなるように設計されていた。遅相軸の方位は、-45°であった。
第二のλ/4板7について、面内位相差と厚みとの関係を調査した。具体的には、まず、第二のλ/4板7を形成する際に用いた自己組織化型の光配向材料を、その厚みが1.40~1.60μmの範囲で互いに異なるように100枚のガラス基板上に塗布した。その後、上述した方法と同様に、仮焼成、光照射(偏光紫外線照射)、及び、本焼成を順に行うことによって、互いに厚みが異なる100種類のサンプル(λ/4板)を作製した。そして、各サンプルの面内位相差を測定した。測定結果を図3に示す。図3は、自己組織化型の光配向材料で構成されるλ/4板における、面内位相差と厚みとの関係を示すグラフである。図3に示すように、λ/4板の面内位相差は、厚みが設計値(1.50μm)±0.10μmの範囲内でばらついても、設計値(137.5nm)付近でほぼ一定であった。すなわち、自己組織化型の光配向材料から構成される第二のλ/4板7は、その厚みが設計値(1.50μm)±0.10μmの範囲内でばらついたとしても、面内位相差が設計値(137.5nm)から大きくばらつかないものであった。
次に、図3に示した評価結果から、各サンプルの面内位相差の設計値(137.5nm)からのずれ具合を算出した。算出結果を図4に示す。図4は、図3から導出された、λ/4板の面内位相差の設計値からのずれ具合と厚みとの関係を示すグラフである。λ/4板の面内位相差の設計値からのずれ具合は、ある厚みにおける面内位相差をRt(単位:nm)とすると、100×(Rt-137.5)/137.5(単位:%)と定義された。図4に示すように、λ/4板の面内位相差の設計値からのずれ具合は、厚みが設計値(1.50μm)±0.10μmの範囲内でばらついても、±2.0%の範囲内であった。ここで、画素領域において、λ/4板の面内位相差の設計値からのずれ具合が±5.0%の範囲内(許容範囲内)であれば、コントラストが高い(500以上)液晶表示パネルが得られることが分かっている。すなわち、自己組織化型の光配向材料から構成される第二のλ/4板7は、その厚みが設計値(1.50μm)±0.10μmの範囲内でばらついたとしても、面内位相差の設計値からのずれ具合が許容範囲である±5.0%の範囲内に充分収まるものであった。
(第一の配向膜8)
下記の方法で作製されたものを用いた。まず、自己組織化型の光配向材料を第二のλ/4板7の背面側の表面上に塗布し、光配向材料の膜を形成した。自己組織化型の光配向材料は、固形分(表1中の配向材料F)以外に、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)、及び、シクロヘキサノン(CHN)を6:4の割合で混合した混合物を溶媒として含有するものであった。そして、この光配向材料の膜に対して、仮焼成を60℃で90秒間行った。次に、仮焼成後の光配向材料の膜に対して、波長365nmの偏光紫外線(照射量:100mJ)を照射した。この際、偏光紫外線の偏光軸を、液晶層9中の液晶分子の配向方向(電圧無印加時)と直交するように設定した。最後に、偏光紫外線照射後の光配向材料の膜に対して、本焼成を140℃で20分間行った。その結果、第一の配向膜8が得られた。厚みは、100nmであった。
下記の方法で作製されたものを用いた。まず、自己組織化型の光配向材料を第二のλ/4板7の背面側の表面上に塗布し、光配向材料の膜を形成した。自己組織化型の光配向材料は、固形分(表1中の配向材料F)以外に、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)、及び、シクロヘキサノン(CHN)を6:4の割合で混合した混合物を溶媒として含有するものであった。そして、この光配向材料の膜に対して、仮焼成を60℃で90秒間行った。次に、仮焼成後の光配向材料の膜に対して、波長365nmの偏光紫外線(照射量:100mJ)を照射した。この際、偏光紫外線の偏光軸を、液晶層9中の液晶分子の配向方向(電圧無印加時)と直交するように設定した。最後に、偏光紫外線照射後の光配向材料の膜に対して、本焼成を140℃で20分間行った。その結果、第一の配向膜8が得られた。厚みは、100nmであった。
(液晶層9)
負の誘電率異方性(Δε=-4.0)を有するネガ型の液晶材料から構成されるものを用いた。屈折率異方性(Δn)は、0.095であった。厚みは、3.3μmであった。位相差は、300nmであった。液晶層9中の液晶分子の配向方向(電圧無印加時)は、0°であった。
負の誘電率異方性(Δε=-4.0)を有するネガ型の液晶材料から構成されるものを用いた。屈折率異方性(Δn)は、0.095であった。厚みは、3.3μmであった。位相差は、300nmであった。液晶層9中の液晶分子の配向方向(電圧無印加時)は、0°であった。
(第二の配向膜10)
下記の方法で作製されたものを用いた。まず、自己組織化型の光配向材料を第二の基板11の観察面側の表面上に塗布し、光配向材料の膜を形成した。自己組織化型の光配向材料は、固形分(表1中の配向材料F)以外に、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)、及び、シクロヘキサノン(CHN)を6:4の割合で混合した混合物を溶媒として含有するものであった。そして、この光配向材料の膜に対して、仮焼成を60℃で90秒間行った。次に、仮焼成後の光配向材料の膜に対して、波長365nmの偏光紫外線(照射量:100mJ)を照射した。この際、偏光紫外線の偏光軸を、液晶層9中の液晶分子の配向方向(電圧無印加時)と直交するように設定した。最後に、偏光紫外線照射後の光配向材料の膜に対して、本焼成を140℃で20分間行った。その結果、第二の配向膜10が得られた。厚みは、100nmであった。
下記の方法で作製されたものを用いた。まず、自己組織化型の光配向材料を第二の基板11の観察面側の表面上に塗布し、光配向材料の膜を形成した。自己組織化型の光配向材料は、固形分(表1中の配向材料F)以外に、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)、及び、シクロヘキサノン(CHN)を6:4の割合で混合した混合物を溶媒として含有するものであった。そして、この光配向材料の膜に対して、仮焼成を60℃で90秒間行った。次に、仮焼成後の光配向材料の膜に対して、波長365nmの偏光紫外線(照射量:100mJ)を照射した。この際、偏光紫外線の偏光軸を、液晶層9中の液晶分子の配向方向(電圧無印加時)と直交するように設定した。最後に、偏光紫外線照射後の光配向材料の膜に対して、本焼成を140℃で20分間行った。その結果、第二の配向膜10が得られた。厚みは、100nmであった。
(第二の基板11)
図1に示すようなFFSモードの薄膜トランジスタアレイ基板を用いた。第二の支持基板21としては、厚み0.7mmのガラス基板を用いた。共通電極20の材料としては、酸化インジウム亜鉛(IZO)を用いた。絶縁膜19の材料としては、窒化シリコン(SiN)を用いた。絶縁膜19の厚みは、300nmであった。画素電極18の材料としては、酸化インジウム亜鉛(IZO)を用いた。
図1に示すようなFFSモードの薄膜トランジスタアレイ基板を用いた。第二の支持基板21としては、厚み0.7mmのガラス基板を用いた。共通電極20の材料としては、酸化インジウム亜鉛(IZO)を用いた。絶縁膜19の材料としては、窒化シリコン(SiN)を用いた。絶縁膜19の厚みは、300nmであった。画素電極18の材料としては、酸化インジウム亜鉛(IZO)を用いた。
(第二の偏光板12)
ポリビニルアルコールフィルムにヨウ素錯体(又は染料)を、染色及び吸着させてから延伸配向させた偏光子(吸収型偏光板)を用いた。透過軸の方位は、0°であった。
ポリビニルアルコールフィルムにヨウ素錯体(又は染料)を、染色及び吸着させてから延伸配向させた偏光子(吸収型偏光板)を用いた。透過軸の方位は、0°であった。
次に、実施例1の液晶表示パネルの画素構造について、図5を参照して以下に説明する。図5は、実施例1の液晶表示パネルの画素構造を示す平面模式図である。図5は、図1中の液晶表示パネルを観察面側から見た場合において、ブラックマトリクス14、フォトスペーサー17、画素電極18等に着目した状態を示している。図5に示すように、ブラックマトリクス14で区画された複数の領域(開口)の各々が画素領域PRに対応する。画素領域PRには、スリット(幅:S)が設けられた画素電極18(幅:L)が配置されており、薄膜トランジスタを介して入力される電圧(信号電圧)を制御することによって、画像表示が行われる。本実施例では、画素電極18の幅Lは、2.5μmであった。スリットの幅(画素電極18の間隔)Sは、3.0μmであった。
画素電極18によれば、電圧印加時に、液晶層9中の液晶分子の回転方向が一方向に規定される。具体的には、液晶分子の長軸は、電圧印加時に、図5中のy方向に対してA(画素電極18の傾斜角度)だけ傾斜することになる。本実施例では、画素電極18の傾斜角度Aは、10°であった。液晶層9中の液晶分子は、電圧無印加時に、その長軸が図5中のx方向(0°)となるように配向していた。また、視野角特性を高める観点から、奇数行に並ぶ画素領域PRにおける画素電極18の平面形状と、その隣り合う偶数行に並ぶ画素領域PRにおける画素電極18の平面形状とは、図5中のx方向に対して線対称であった。
フォトスペーサー17(直径:B)は、ブラックマトリクス14(幅:W)で隠れるように、ピッチPx、及び、ピッチPyで配置され、かつ、画素領域PRとの間の最短距離(フォトスペーサー17の端部と画素領域PRの端部との間の最短距離)がQとなるように配置されている。本実施例では、ブラックマトリクス14の幅Wは、20μmであった。フォトスペーサー17の直径(観察面側の表面の直径)Bは、10μmであった。フォトスペーサー17のピッチPxは20μmであり、ピッチPyは60μmであった。フォトスペーサー17と画素領域PRとの間の最短距離Qは、6.3μmであった。
(実施例2)
フォトスペーサー17の高さを4.5μmに変更し、更に、液晶層9の屈折率異方性(Δn)を0.100、厚みを3.0μmに変更したこと以外、実施例1と同様にして液晶表示パネルを作製した。
フォトスペーサー17の高さを4.5μmに変更し、更に、液晶層9の屈折率異方性(Δn)を0.100、厚みを3.0μmに変更したこと以外、実施例1と同様にして液晶表示パネルを作製した。
(実施例3)
実施形態の変形例の液晶表示パネルを作製した。実施例3の液晶表示パネルの構成部材は、実施例1(オーバーコート層16以外)と同様であった。
実施形態の変形例の液晶表示パネルを作製した。実施例3の液晶表示パネルの構成部材は、実施例1(オーバーコート層16以外)と同様であった。
(比較例1)
図6は、比較例1の液晶表示パネルを示す断面模式図である。図6に示すように、液晶表示パネル102は、観察面側から背面側に向かって順に、第一の偏光板104と、第一のλ/4板105と、第一の基板106と、第二のλ/4板107と、第一の配向膜108と、液晶層109と、第二の配向膜110と、第二の基板111と、第二の偏光板112とを有している。
図6は、比較例1の液晶表示パネルを示す断面模式図である。図6に示すように、液晶表示パネル102は、観察面側から背面側に向かって順に、第一の偏光板104と、第一のλ/4板105と、第一の基板106と、第二のλ/4板107と、第一の配向膜108と、液晶層109と、第二の配向膜110と、第二の基板111と、第二の偏光板112とを有している。
第一の基板106は、第一の支持基板113と、第一の支持基板113の背面側の表面上に配置されるブラックマトリクス114と、ブラックマトリクス114を覆うカラーフィルタ層115R(赤色)、115G(緑色)、115B(青色)と、カラーフィルタ層115R、115G、115Bを覆うオーバーコート層116と、オーバーコート層116の背面側の表面上に配置されるフォトスペーサー117とを有している。フォトスペーサー117は、ブラックマトリクス114と重畳している。
第二の基板111は、第二の支持基板121と、第二の支持基板121の観察面側の表面上に配置される共通電極120と、共通電極120を覆う絶縁膜119と、絶縁膜119の観察面側の表面上に配置される画素電極(信号電極)118とを有している。
比較例1の液晶表示パネルの構成部材は、以下の通りであった。
(第一の偏光板104)
ポリビニルアルコールフィルムにヨウ素錯体(又は染料)を、染色及び吸着させてから延伸配向させた偏光子(吸収型偏光板)を用いた。透過軸の方位は、90°であった。
ポリビニルアルコールフィルムにヨウ素錯体(又は染料)を、染色及び吸着させてから延伸配向させた偏光子(吸収型偏光板)を用いた。透過軸の方位は、90°であった。
(第一のλ/4板105)
下記の方法で作製されたものを用いた。まず、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムの表面上に、第一のλ/4板105用の光分解型配向膜と、液晶性光重合材料とを順に塗布し、積層膜を形成した。そして、この積層膜に対して、焼成を65℃で1分間行った後、紫外線(照射量:500mJ)を照射した。その結果、第一のλ/4板105が得られた。厚みは、1.50μmであった。面内位相差は、137.5nmであった。遅相軸の方位は、45°であった。本比較例では、第一のλ/4板105を、第一の基板106(第一の支持基板113)の観察面側の表面に接着剤を介して貼り付けた。
下記の方法で作製されたものを用いた。まず、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムの表面上に、第一のλ/4板105用の光分解型配向膜と、液晶性光重合材料とを順に塗布し、積層膜を形成した。そして、この積層膜に対して、焼成を65℃で1分間行った後、紫外線(照射量:500mJ)を照射した。その結果、第一のλ/4板105が得られた。厚みは、1.50μmであった。面内位相差は、137.5nmであった。遅相軸の方位は、45°であった。本比較例では、第一のλ/4板105を、第一の基板106(第一の支持基板113)の観察面側の表面に接着剤を介して貼り付けた。
(第一の基板106)
図6に示すようなカラーフィルタ基板を用いた。第一の支持基板113としては、厚み0.7mmのガラス基板を用いた。ブラックマトリクス114の材料としては、黒色のレジスト(遮光率:99.9%)を用いた。カラーフィルタ層115R、115G、115Bの材料としては、顔料分散型のカラーレジストを用いた。オーバーコート層116の材料としては、透明樹脂を用いた。フォトスペーサー117の材料としては、レジストを用いた。フォトスペーサー117の高さは、4.8μmであった。
図6に示すようなカラーフィルタ基板を用いた。第一の支持基板113としては、厚み0.7mmのガラス基板を用いた。ブラックマトリクス114の材料としては、黒色のレジスト(遮光率:99.9%)を用いた。カラーフィルタ層115R、115G、115Bの材料としては、顔料分散型のカラーレジストを用いた。オーバーコート層116の材料としては、透明樹脂を用いた。フォトスペーサー117の材料としては、レジストを用いた。フォトスペーサー117の高さは、4.8μmであった。
(第二のλ/4板107)
下記の方法で作製されたものを用いた。まず、第一の基板106の背面側の表面上(フォトスペーサー117側の表面上)に、第二のλ/4板107用の光分解型配向膜と、液晶性光重合材料とを順に塗布し、積層膜を形成した。そして、この積層膜に対して、焼成を65℃で1分間行った後、紫外線(照射量:500mJ)を照射した。その結果、第二のλ/4板107が得られた。第二のλ/4板107は、その厚みが1.50μmである場合、面内位相差が137.5nmとなるように設計されていた。遅相軸の方位は、-45°であった。
下記の方法で作製されたものを用いた。まず、第一の基板106の背面側の表面上(フォトスペーサー117側の表面上)に、第二のλ/4板107用の光分解型配向膜と、液晶性光重合材料とを順に塗布し、積層膜を形成した。そして、この積層膜に対して、焼成を65℃で1分間行った後、紫外線(照射量:500mJ)を照射した。その結果、第二のλ/4板107が得られた。第二のλ/4板107は、その厚みが1.50μmである場合、面内位相差が137.5nmとなるように設計されていた。遅相軸の方位は、-45°であった。
第二のλ/4板107について、面内位相差と厚みとの関係を調査した。具体的には、まず、第二のλ/4板107を形成する際に用いた液晶性光重合材料を、その厚みが1.40~1.60μmの範囲で互いに異なるように100枚のガラス基板上に塗布した。その後、上述した方法と同様に、焼成、及び、光照射(紫外線照射)を順に行うことによって、互いに厚みが異なる100種類のサンプル(λ/4板)を作製した。そして、各サンプルの面内位相差を測定した。測定結果を図7に示す。図7は、液晶性光重合材料で構成されるλ/4板における、面内位相差と厚みとの関係を示すグラフである。図7に示すように、λ/4板の面内位相差は、厚みにほぼ比例していた。これは、液晶性光重合材料が、自己組織化型の光配向材料とは異なり、主に焼成及び光照射のプロセスによって屈折率異方性が決定されるものではなく、固有の屈折率異方性を有する液晶材料であるためである。すなわち、液晶性光重合材料から構成される第二のλ/4板107は、その厚みが設計値(1.50μm)からばらつくと、面内位相差も厚みに比例して設計値(137.5nm)からばらつくものであった。
次に、図4を参照して既に説明した方法と同様にして、図7に示した評価結果から、各サンプルの面内位相差の設計値(137.5nm)からのずれ具合を算出した。算出結果を図8に示す。図8は、図7から導出された、λ/4板の面内位相差の設計値からのずれ具合と厚みとの関係を示すグラフである。図8に示すように、λ/4板の面内位相差の設計値からのずれ具合は、厚みが設計値(1.50μm)±0.10μmの範囲内でばらつくと、許容範囲である±5.0%の範囲内に抑えられていない場合があった。具体的には、λ/4板の面内位相差の設計値からのずれ具合は、厚みが設計値(1.50μm)±0.07μmの範囲外であるとき、±5.0%の範囲外であった。すなわち、液晶性光重合材料から構成される第二のλ/4板107において、面内位相差の設計値からのずれ具合を±5.0%の範囲内に収めるためには、厚みを設計値(1.50μm)±0.07μmの範囲内にする必要があった。
(第一の配向膜108)
下記の方法で作製されたものを用いた。まず、ポリイミド系の配向材料を第二のλ/4板107の背面側の表面上に塗布し、配向材料の膜を形成した。そして、この配向材料の膜に対して、仮焼成を90℃で2分間行った後、本焼成を220℃で40分間行った。その結果、第一の配向膜108が得られた。厚みは、100nmであった。第一の配向膜108に対しては、液晶層109中の液晶分子の配向方向を規定するため、ラビング処理を施した。
下記の方法で作製されたものを用いた。まず、ポリイミド系の配向材料を第二のλ/4板107の背面側の表面上に塗布し、配向材料の膜を形成した。そして、この配向材料の膜に対して、仮焼成を90℃で2分間行った後、本焼成を220℃で40分間行った。その結果、第一の配向膜108が得られた。厚みは、100nmであった。第一の配向膜108に対しては、液晶層109中の液晶分子の配向方向を規定するため、ラビング処理を施した。
(液晶層109)
負の誘電率異方性(Δε=-4.0)を有するネガ型の液晶材料から構成されるものを用いた。屈折率異方性(Δn)は、0.095であった。厚みは、3.3μmであった。位相差は、300nmであった。液晶層109中の液晶分子の配向方向(電圧無印加時)は、0°であった。
負の誘電率異方性(Δε=-4.0)を有するネガ型の液晶材料から構成されるものを用いた。屈折率異方性(Δn)は、0.095であった。厚みは、3.3μmであった。位相差は、300nmであった。液晶層109中の液晶分子の配向方向(電圧無印加時)は、0°であった。
(第二の配向膜110)
下記の方法で作製されたものを用いた。まず、ポリイミド系の配向材料を第二の基板111の観察面側の表面上に塗布し、配向材料の膜を形成した。そして、この配向材料の膜に対して、仮焼成を90℃で2分間行った後、本焼成を220℃で40分間行った。その結果、第二の配向膜110が得られた。厚みは、100nmであった。第二の配向膜110に対しては、液晶層109中の液晶分子の配向方向を規定するため、ラビング処理を施した。
下記の方法で作製されたものを用いた。まず、ポリイミド系の配向材料を第二の基板111の観察面側の表面上に塗布し、配向材料の膜を形成した。そして、この配向材料の膜に対して、仮焼成を90℃で2分間行った後、本焼成を220℃で40分間行った。その結果、第二の配向膜110が得られた。厚みは、100nmであった。第二の配向膜110に対しては、液晶層109中の液晶分子の配向方向を規定するため、ラビング処理を施した。
(第二の基板111)
図6に示すようなFFSモードの薄膜トランジスタアレイ基板を用いた。第二の支持基板121としては、厚み0.7mmのガラス基板を用いた。共通電極120の材料としては、酸化インジウム亜鉛(IZO)を用いた。絶縁膜119の材料としては、窒化シリコン(SiN)を用いた。絶縁膜119の厚みは、300nmであった。画素電極118の材料としては、酸化インジウム亜鉛(IZO)を用いた。
図6に示すようなFFSモードの薄膜トランジスタアレイ基板を用いた。第二の支持基板121としては、厚み0.7mmのガラス基板を用いた。共通電極120の材料としては、酸化インジウム亜鉛(IZO)を用いた。絶縁膜119の材料としては、窒化シリコン(SiN)を用いた。絶縁膜119の厚みは、300nmであった。画素電極118の材料としては、酸化インジウム亜鉛(IZO)を用いた。
(第二の偏光板112)
ポリビニルアルコールフィルムにヨウ素錯体(又は染料)を、染色及び吸着させてから延伸配向させた偏光子(吸収型偏光板)を用いた。透過軸の方位は、0°であった。
ポリビニルアルコールフィルムにヨウ素錯体(又は染料)を、染色及び吸着させてから延伸配向させた偏光子(吸収型偏光板)を用いた。透過軸の方位は、0°であった。
次に、比較例1の液晶表示パネルの画素構造について、図9を参照して以下に説明する。図9は、比較例1の液晶表示パネルの画素構造を示す平面模式図である。図9は、図6中の液晶表示パネルを観察面側から見た場合において、ブラックマトリクス114、フォトスペーサー117、画素電極118等に着目した状態を示している。図9に示すように、ブラックマトリクス114で区画された複数の領域(開口)の各々が画素領域prに対応する。画素領域prには、スリット(幅:s)が設けられた画素電極18(幅:l)が配置されている。本比較例では、画素電極118の幅lは、2.5μmであった。スリットの幅(画素電極118の間隔)sは、3.0μmであった。
液晶層109中の液晶分子の長軸は、電圧印加時に、図9中のy方向に対してa(画素電極118の傾斜角度)だけ傾斜することになる。本比較例では、画素電極118の傾斜角度aは、10°であった。液晶層109中の液晶分子は、電圧無印加時に、その長軸が図9中のx方向(0°)となるように配向していた。
フォトスペーサー117(直径:b)は、ブラックマトリクス114(幅:w)で隠れるように、ピッチpx、及び、ピッチpyで配置され、かつ、画素領域prとの間の最短距離(フォトスペーサー117の端部と画素領域prの端部との間の最短距離)がqとなるように配置されている。本比較例では、ブラックマトリクス114の幅wは、20μmであった。フォトスペーサー117の直径(観察面側の表面の直径)bは、10μmであった。フォトスペーサー117のピッチpxは20μmであり、ピッチpyは60μmであった。フォトスペーサー117と画素領域prとの間の最短距離qは、6.3μmであった。
[評価1]
実施例1について、フォトスペーサー17の端部からの距離と、その位置における第二のλ/4板7の厚みとの関係を調査した。図10は、実施例1における、第二のλ/4板の厚みとフォトスペーサーの端部からの距離との関係を示すグラフである。図11は、図10中の横軸が6~15μmの領域を拡大したグラフである。図10に示すように、第二のλ/4板7の厚みは、フォトスペーサー17に近づくにつれて設計値(1.50μm)よりも大きくなり、フォトスペーサー17の端部(横軸:0μm)において3.50μmと、画素領域PRでの設計値(1.50μm)に対して2倍以上大きくなっていた。実施例1においては、図5に示すように、フォトスペーサー17と画素領域PRとの間の最短距離Qが6.3μmであるため、第二のλ/4板7の厚みが設計値(1.50μm)よりも大きい領域はブラックマトリクス14でほとんど覆われていた。一方、図11に示すように、第二のλ/4板7の厚みは、フォトスペーサー17の端部から6.3μm離れた位置、すなわち、画素領域PRの端部において1.59μmと、設計値(1.50μm)に対して0.09μm大きくなっていることが分かった。
実施例1について、フォトスペーサー17の端部からの距離と、その位置における第二のλ/4板7の厚みとの関係を調査した。図10は、実施例1における、第二のλ/4板の厚みとフォトスペーサーの端部からの距離との関係を示すグラフである。図11は、図10中の横軸が6~15μmの領域を拡大したグラフである。図10に示すように、第二のλ/4板7の厚みは、フォトスペーサー17に近づくにつれて設計値(1.50μm)よりも大きくなり、フォトスペーサー17の端部(横軸:0μm)において3.50μmと、画素領域PRでの設計値(1.50μm)に対して2倍以上大きくなっていた。実施例1においては、図5に示すように、フォトスペーサー17と画素領域PRとの間の最短距離Qが6.3μmであるため、第二のλ/4板7の厚みが設計値(1.50μm)よりも大きい領域はブラックマトリクス14でほとんど覆われていた。一方、図11に示すように、第二のλ/4板7の厚みは、フォトスペーサー17の端部から6.3μm離れた位置、すなわち、画素領域PRの端部において1.59μmと、設計値(1.50μm)に対して0.09μm大きくなっていることが分かった。
次に、実施例1について、フォトスペーサー17の端部からの距離と、その位置における第二のλ/4板7の面内位相差との関係を調査した。図12は、実施例1における、第二のλ/4板の面内位相差とフォトスペーサーの端部からの距離との関係を示すグラフである。図12に示すように、第二のλ/4板7の面内位相差は、フォトスペーサー17の端部からの距離が6.3μm以上である領域(画素領域PRを含む)において、その増大傾向が緩やかであった。これは、図3を参照して既に説明したように、第二のλ/4板7の面内位相差が厚みに対してほぼ一定であるためである。
更に、図12に示した評価結果から、第二のλ/4板7の面内位相差の設計値(137.5nm)からのずれ具合を算出した。算出結果を図13に示す。図13は、図12から導出された、第二のλ/4板の面内位相差の設計値からのずれ具合とフォトスペーサーの端部からの距離との関係を示すグラフである。図13に示すように、第二のλ/4板7の面内位相差の設計値からのずれ具合は、フォトスペーサー17の端部からの距離が6.3μm以上である領域(画素領域PRを含む)において、許容範囲である±5.0%の範囲内(図13中では、0~5.0%の範囲内)に充分抑えられていた。
以上より、第二のλ/4板7によれば、画素領域PRからフォトスペーサー17に近づくにつれて厚みが大きくなったとしても、面内位相差が画素領域PRとフォトスペーサー17周辺とで大きく異ならず、ブラックマトリクス14と組み合わせることによって、フォトスペーサー17周辺の光漏れを抑制することができることが分かった。実施例1の液晶表示パネル(電圧無印加時)を偏光顕微鏡で実際に観察したところ、光漏れが発生していなかった。よって、第二のλ/4板7によれば、フォトスペーサー17周辺だけではなく、画素領域PRにおいても黒表示状態の輝度が低くなり、その結果、コントラストが高い液晶表示パネルが得られることが分かった。実際に、実施例1の液晶表示パネルのコントラストを暗室(照度0.1lx以下の環境)で測定したところ、700であった。
[評価2]
実施例2について、フォトスペーサー17の端部からの距離と、その位置における第二のλ/4板7の厚みとの関係を調査した。図14は、実施例2における、第二のλ/4板の厚みとフォトスペーサーの端部からの距離との関係を示すグラフである。図15は、図14中の横軸が6~15μmの領域を拡大したグラフである。図14に示すように、第二のλ/4板7の厚みは、フォトスペーサー17に近づくにつれて設計値(1.50μm)よりも大きくなり、フォトスペーサー17の端部(横軸:0μm)において、画素領域PRでの設計値(1.50μm)に対して2倍以上大きくなっていた。実施例2においては、実施例1と同様に、フォトスペーサー17と画素領域PRとの間の最短距離Qが6.3μmであるため、第二のλ/4板7の厚みが設計値(1.50μm)よりも大きい領域はブラックマトリクス14でほとんど覆われていた。一方、図15に示すように、第二のλ/4板7の厚みは、フォトスペーサー17の端部から6.3μm離れた位置、すなわち、画素領域PRの端部において1.58μmと、設計値(1.50μm)に対して0.08μm大きくなっていることが分かった。以上より、実施例2においては、フォトスペーサー17周辺の第二のλ/4板7の厚みが、実施例1よりも小さくなっていることが分かった。
実施例2について、フォトスペーサー17の端部からの距離と、その位置における第二のλ/4板7の厚みとの関係を調査した。図14は、実施例2における、第二のλ/4板の厚みとフォトスペーサーの端部からの距離との関係を示すグラフである。図15は、図14中の横軸が6~15μmの領域を拡大したグラフである。図14に示すように、第二のλ/4板7の厚みは、フォトスペーサー17に近づくにつれて設計値(1.50μm)よりも大きくなり、フォトスペーサー17の端部(横軸:0μm)において、画素領域PRでの設計値(1.50μm)に対して2倍以上大きくなっていた。実施例2においては、実施例1と同様に、フォトスペーサー17と画素領域PRとの間の最短距離Qが6.3μmであるため、第二のλ/4板7の厚みが設計値(1.50μm)よりも大きい領域はブラックマトリクス14でほとんど覆われていた。一方、図15に示すように、第二のλ/4板7の厚みは、フォトスペーサー17の端部から6.3μm離れた位置、すなわち、画素領域PRの端部において1.58μmと、設計値(1.50μm)に対して0.08μm大きくなっていることが分かった。以上より、実施例2においては、フォトスペーサー17周辺の第二のλ/4板7の厚みが、実施例1よりも小さくなっていることが分かった。
次に、実施例2について、フォトスペーサー17の端部からの距離と、その位置における第二のλ/4板7の面内位相差との関係を調査したところ、実施例1と同様な傾向を示した。更に、この評価結果から、第二のλ/4板7の面内位相差の設計値(137.5nm)からのずれ具合を算出したところ、実施例1と同様な傾向を示し、第二のλ/4板7の面内位相差の設計値からのずれ具合は、フォトスペーサー17の端部からの距離が6.3μm以上である領域(画素領域PRを含む)において、許容範囲である±5.0%の範囲内に充分抑えられていた。
以上より、第二のλ/4板7によれば、画素領域PRからフォトスペーサー17に近づくにつれて厚みが大きくなったとしても、面内位相差が画素領域PRとフォトスペーサー17周辺とで大きく異ならず、ブラックマトリクス14と組み合わせることによって、フォトスペーサー17周辺の光漏れを抑制することができることが分かった。実施例2の液晶表示パネル(電圧無印加時)を偏光顕微鏡で実際に観察したところ、光漏れが発生していなかった。よって、第二のλ/4板7によれば、フォトスペーサー17周辺だけではなく、画素領域PRにおいても黒表示状態の輝度が低くなり、その結果、コントラストが高い液晶表示パネルが得られることが分かった。更に、実施例2においては、液晶層9の厚みが実施例1よりも小さいため、黒表示状態(電圧無印加時)における液晶層での光の散乱が抑制され、実施例1よりもコントラストが高い液晶表示パネルが得られることが分かった。実際に、実施例2の液晶表示パネルのコントラストを暗室(照度0.1lx以下の環境)で測定したところ、実施例1よりも高く、800であった。
[評価3]
実施例3について、フォトスペーサー17の端部からの距離と、その位置における第二のλ/4板7の厚みとの関係、その位置における第二のλ/4板7の面内位相差との関係、及び、第二のλ/4板7の面内位相差の設計値(137.5nm)からのずれ具合との関係を各々調査したところ、実施例1と同様な傾向を示した。
実施例3について、フォトスペーサー17の端部からの距離と、その位置における第二のλ/4板7の厚みとの関係、その位置における第二のλ/4板7の面内位相差との関係、及び、第二のλ/4板7の面内位相差の設計値(137.5nm)からのずれ具合との関係を各々調査したところ、実施例1と同様な傾向を示した。
以上より、第二のλ/4板7によれば、画素領域PRからフォトスペーサー17に近づくにつれて厚みが大きくなったとしても、面内位相差が画素領域PRとフォトスペーサー17周辺とで大きく異ならず、ブラックマトリクス14と組み合わせることによって、フォトスペーサー17周辺の光漏れを抑制することができることが分かった。実施例3の液晶表示パネル(電圧無印加時)を偏光顕微鏡で実際に観察したところ、光漏れが発生していなかった。よって、第二のλ/4板7によれば、フォトスペーサー17周辺だけではなく、画素領域PRにおいても黒表示状態の輝度が低くなり、その結果、コントラストが高い液晶表示パネルが得られることが分かった。更に、実施例3においては、第二のλ/4板7によって、各カラーフィルタ層(カラーフィルタ層15R、15G、15B)に対応する画素間の段差が、実施例1と同じ程度(最大0.1μm)に抑えられていることが分かった。実際に、実施例3の液晶表示パネルのコントラストを暗室(照度0.1lx以下の環境)で測定したところ、実施例1と同等であり、700であった。
[評価4]
比較例1について、フォトスペーサー117の端部からの距離と、その位置における第二のλ/4板107の厚みとの関係を調査したところ、図10及び図11に示した関係と同様であった。第二のλ/4板107の厚みは、フォトスペーサー117の端部から6.3μm離れた位置、すなわち、画素領域prの端部において1.59μmであった。よって、図8を考慮すると、画素領域prの端部は、第二のλ/4板107の面内位相差の設計値からのずれ具合が5.0%よりも大きくなる位置であった。
比較例1について、フォトスペーサー117の端部からの距離と、その位置における第二のλ/4板107の厚みとの関係を調査したところ、図10及び図11に示した関係と同様であった。第二のλ/4板107の厚みは、フォトスペーサー117の端部から6.3μm離れた位置、すなわち、画素領域prの端部において1.59μmであった。よって、図8を考慮すると、画素領域prの端部は、第二のλ/4板107の面内位相差の設計値からのずれ具合が5.0%よりも大きくなる位置であった。
次に、比較例1について、フォトスペーサー117の端部からの距離と、その位置における第二のλ/4板107の面内位相差との関係を調査した。図16は、比較例1における、第二のλ/4板の面内位相差とフォトスペーサーの端部からの距離との関係を示すグラフである。図12と図16とを比較すれば分かるように、第二のλ/4板107の面内位相差は、フォトスペーサー117の端部からの距離が6.3μm以上である領域(画素領域prを含む)において、その増大傾向が第二のλ/4板7の面内位相差よりも急であった。これは、図7を参照して既に説明したように、第二のλ/4板107の面内位相差が厚みにほぼ比例するためである。
更に、図16に示した評価結果から、第二のλ/4板107の面内位相差の設計値(137.5nm)からのずれ具合を算出した。算出結果を図17に示す。図17は、図16から導出された、第二のλ/4板の面内位相差の設計値からのずれ具合とフォトスペーサーの端部からの距離との関係を示すグラフである。図17に示すように、第二のλ/4板107の面内位相差の設計値からのずれ具合は、フォトスペーサー117の端部からの距離が6.3μm以上である領域(画素領域prを含む)において、許容範囲である±5.0%の範囲内(図17中では、0~5.0%の範囲内)に抑えられていない領域があった。具体的には、第二のλ/4板107の面内位相差の設計値からのずれ具合は、フォトスペーサー117の端部からの距離が7.2μm未満であるとき、5.0%よりも大きかった。
以上より、第二のλ/4板107によれば、画素領域prからフォトスペーサー117に近づくにつれて厚みが大きくなると、面内位相差が画素領域prとフォトスペーサー117周辺とで大きく異なり、ブラックマトリクス114と組み合わせても、フォトスペーサー117周辺の光漏れを抑制することができないことが分かった。比較例1の液晶表示パネル(電圧無印加時)を偏光顕微鏡で実際に観察したところ、数μmサイズの光漏れが多数発生していた。また、比較例1の液晶表示パネルのコントラストを暗室(照度0.1lx以下の環境)で測定したところ、実施例1~3よりも低く、400であった。
[付記]
本発明の一態様は、観察面側から背面側に向かって順に、第一の偏光板と、第一のλ/4板と、第一の基板と、第二のλ/4板と、液晶層と、第二の基板と、第二の偏光板とを備え、上記第一の基板及び上記第二の基板のうちの一方は、電圧が印加されることによって上記液晶層に横電界を発生させる一対の電極を有し、上記第一の基板は、ブラックマトリクスと、上記ブラックマトリクスの背面側に配置され、かつ、上記ブラックマトリクスと重畳するフォトスペーサーとを有し、上記液晶層中の液晶分子は、上記一対の電極間に電圧が印加されていない状態で、ホモジニアス配向するものであり、上記第二のλ/4板は、光二量化、光異性化、及び、光フリース転移からなる群より選択される少なくとも1つの化学反応が可能な光官能基を有する自己組織化型の光配向材料から構成され、上記フォトスペーサーの側面を覆い、上記第一のλ/4板の面内遅相軸は、上記第一の偏光板の透過軸と45°の角度をなし、かつ、上記第二のλ/4板の面内遅相軸と直交する液晶表示パネルであってもよい。この態様によれば、下記の効果を奏することができる。
(1)上記第一の偏光板と上記第一のλ/4板とが積層された円偏光板が、上記液晶表示パネルの観察面側に配置されるため、円偏光板の反射防止効果によって、明所における視認性が高まる。
(2)上記第二のλ/4板が自己組織化型の光配向材料から構成されるため、面内位相差が画素領域と上記フォトスペーサー周辺とで大きく異ならず、上記ブラックマトリクスと組み合わせることによって、上記フォトスペーサー周辺の光漏れを抑制することができる。
本発明の一態様は、観察面側から背面側に向かって順に、第一の偏光板と、第一のλ/4板と、第一の基板と、第二のλ/4板と、液晶層と、第二の基板と、第二の偏光板とを備え、上記第一の基板及び上記第二の基板のうちの一方は、電圧が印加されることによって上記液晶層に横電界を発生させる一対の電極を有し、上記第一の基板は、ブラックマトリクスと、上記ブラックマトリクスの背面側に配置され、かつ、上記ブラックマトリクスと重畳するフォトスペーサーとを有し、上記液晶層中の液晶分子は、上記一対の電極間に電圧が印加されていない状態で、ホモジニアス配向するものであり、上記第二のλ/4板は、光二量化、光異性化、及び、光フリース転移からなる群より選択される少なくとも1つの化学反応が可能な光官能基を有する自己組織化型の光配向材料から構成され、上記フォトスペーサーの側面を覆い、上記第一のλ/4板の面内遅相軸は、上記第一の偏光板の透過軸と45°の角度をなし、かつ、上記第二のλ/4板の面内遅相軸と直交する液晶表示パネルであってもよい。この態様によれば、下記の効果を奏することができる。
(1)上記第一の偏光板と上記第一のλ/4板とが積層された円偏光板が、上記液晶表示パネルの観察面側に配置されるため、円偏光板の反射防止効果によって、明所における視認性が高まる。
(2)上記第二のλ/4板が自己組織化型の光配向材料から構成されるため、面内位相差が画素領域と上記フォトスペーサー周辺とで大きく異ならず、上記ブラックマトリクスと組み合わせることによって、上記フォトスペーサー周辺の光漏れを抑制することができる。
上記第一の偏光板の透過軸と上記第二の偏光板の透過軸とは、直交していてもよい。このような構成によれば、上記第一の偏光板と上記第二の偏光板とがクロスニコルに配置されるため、電圧無印加時に、黒表示状態を好ましく実現することができる。
上記一対の電極間に電圧が印加されていない状態で、上記液晶層中の液晶分子の配向方向と上記第一の偏光板及び上記第二の偏光板のうちの一方の透過軸とは、平行であってもよい。このような構成によれば、電圧無印加時に、黒表示状態を好ましく実現することができる。
本発明の別の一態様は、上記液晶表示パネルを備える液晶表示装置であってもよい。この態様によれば、明所における視認性に優れ、上記フォトスペーサー周辺の光漏れが抑制された横電界モードの液晶表示装置を実現することができる。
1a、1b:液晶表示装置
2a、2b、102:液晶表示パネル
3:バックライト
4、104:第一の偏光板
5、105:第一のλ/4板
6a、6b、106:第一の基板
7、107:第二のλ/4板
8、108:第一の配向膜
9、109:液晶層
10、110:第二の配向膜
11、111:第二の基板
12、112:第二の偏光板
13、113:第一の支持基板
14、114:ブラックマトリクス
15R、15G、15B、115R、115G、115B:カラーフィルタ層
16、116:オーバーコート層
17、117:フォトスペーサー
18、118:画素電極(信号電極)
19、119:絶縁膜
20、120:共通電極
21、121:第二の支持基板
PR、pr:画素領域
L、l:画素電極の幅
S、s:スリットの幅(画素電極の間隔)
A、a:画素電極の傾斜角度
B、b:フォトスペーサーの直径
W、w:ブラックマトリクスの幅
Px、Py、px、py:フォトスペーサーのピッチ
Q、q:フォトスペーサーと画素領域との間の最短距離
2a、2b、102:液晶表示パネル
3:バックライト
4、104:第一の偏光板
5、105:第一のλ/4板
6a、6b、106:第一の基板
7、107:第二のλ/4板
8、108:第一の配向膜
9、109:液晶層
10、110:第二の配向膜
11、111:第二の基板
12、112:第二の偏光板
13、113:第一の支持基板
14、114:ブラックマトリクス
15R、15G、15B、115R、115G、115B:カラーフィルタ層
16、116:オーバーコート層
17、117:フォトスペーサー
18、118:画素電極(信号電極)
19、119:絶縁膜
20、120:共通電極
21、121:第二の支持基板
PR、pr:画素領域
L、l:画素電極の幅
S、s:スリットの幅(画素電極の間隔)
A、a:画素電極の傾斜角度
B、b:フォトスペーサーの直径
W、w:ブラックマトリクスの幅
Px、Py、px、py:フォトスペーサーのピッチ
Q、q:フォトスペーサーと画素領域との間の最短距離
Claims (4)
- 観察面側から背面側に向かって順に、
第一の偏光板と、
第一のλ/4板と、
第一の基板と、
第二のλ/4板と、
液晶層と、
第二の基板と、
第二の偏光板とを備え、
前記第一の基板及び前記第二の基板のうちの一方は、電圧が印加されることによって前記液晶層に横電界を発生させる一対の電極を有し、
前記第一の基板は、ブラックマトリクスと、前記ブラックマトリクスの背面側に配置され、かつ、前記ブラックマトリクスと重畳するフォトスペーサーとを有し、
前記液晶層中の液晶分子は、前記一対の電極間に電圧が印加されていない状態で、ホモジニアス配向するものであり、
前記第二のλ/4板は、光二量化、光異性化、及び、光フリース転移からなる群より選択される少なくとも1つの化学反応が可能な光官能基を有する自己組織化型の光配向材料から構成され、前記フォトスペーサーの側面を覆い、
前記第一のλ/4板の面内遅相軸は、前記第一の偏光板の透過軸と45°の角度をなし、かつ、前記第二のλ/4板の面内遅相軸と直交することを特徴とする液晶表示パネル。 - 前記第一の偏光板の透過軸と前記第二の偏光板の透過軸とは、直交することを特徴とする請求項1に記載の液晶表示パネル。
- 前記一対の電極間に電圧が印加されていない状態で、前記液晶層中の液晶分子の配向方向と前記第一の偏光板及び前記第二の偏光板のうちの一方の透過軸とは、平行であることを特徴とする請求項1又は2に記載の液晶表示パネル。
- 請求項1~3のいずれかに記載の液晶表示パネルを備えることを特徴とする液晶表示装置。
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WO2020066910A1 (ja) * | 2018-09-28 | 2020-04-02 | 富士フイルム株式会社 | 積層体の製造方法、光学部材の製造方法 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114815365B (zh) * | 2021-01-28 | 2024-05-10 | 合肥京东方光电科技有限公司 | 一种显示模组和显示装置 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008026587A (ja) * | 2006-07-21 | 2008-02-07 | Dainippon Printing Co Ltd | カラーフィルタの製造方法、カラーフィルタ、およびこれを用いた液晶表示装置 |
JP2008083492A (ja) * | 2006-09-28 | 2008-04-10 | Epson Imaging Devices Corp | 液晶装置及び電子機器 |
JP2014034631A (ja) * | 2012-08-08 | 2014-02-24 | Jnc Corp | 光配向性位相差剤、並びにこれから得られる位相差フィルム、光学フィルム、表示素子 |
Family Cites Families (4)
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---|---|---|---|---|
WO2009081629A1 (ja) * | 2007-12-25 | 2009-07-02 | Sharp Kabushiki Kaisha | 液晶表示装置及び表示装置用基板 |
JP2012173672A (ja) | 2011-02-24 | 2012-09-10 | Panasonic Liquid Crystal Display Co Ltd | 液晶パネル、及び液晶表示装置 |
CN105629576B (zh) * | 2016-03-28 | 2018-10-23 | 深圳市华星光电技术有限公司 | 一种石墨烯背光模组及石墨烯液晶显示装置 |
CN109073923B (zh) * | 2016-04-21 | 2021-11-26 | 大日本印刷株式会社 | 调光膜、夹层玻璃及调光膜的制造方法 |
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008026587A (ja) * | 2006-07-21 | 2008-02-07 | Dainippon Printing Co Ltd | カラーフィルタの製造方法、カラーフィルタ、およびこれを用いた液晶表示装置 |
JP2008083492A (ja) * | 2006-09-28 | 2008-04-10 | Epson Imaging Devices Corp | 液晶装置及び電子機器 |
JP2014034631A (ja) * | 2012-08-08 | 2014-02-24 | Jnc Corp | 光配向性位相差剤、並びにこれから得られる位相差フィルム、光学フィルム、表示素子 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020066910A1 (ja) * | 2018-09-28 | 2020-04-02 | 富士フイルム株式会社 | 積層体の製造方法、光学部材の製造方法 |
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