WO2017022623A1 - 液晶表示パネル - Google Patents

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WO2017022623A1
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WO
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liquid crystal
retardation
plate
retardation plate
crystal display
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PCT/JP2016/072171
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English (en)
French (fr)
Inventor
坂井 彰
中村 浩三
雅浩 長谷川
貴子 小出
箕浦 潔
Original Assignee
シャープ株式会社
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    • G02F1/134363Electrodes characterised by their geometrical arrangement for applying an electric field parallel to the substrate, i.e. in-plane switching [IPS]
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    • G02F2413/05Single plate on one side of the LC cell
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    • G02F2413/06Two plates on one side of the LC cell
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    • G02F2413/12Biaxial compensators
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    • G02F2413/13Positive birefingence
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    • G02F2413/00Indexing 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
    • G02F2413/14Negative birefingence

Definitions

  • the present invention relates to a liquid crystal display panel, and more particularly to a horizontal electric field mode liquid crystal display panel.
  • Liquid crystal display panels in horizontal electric field mode such as In-PlanePSwitching (IPS) mode and Fringe Field Switching (FFS) mode are ⁇ (gamma) compared to conventional vertical electric field mode (for example, VA mode) liquid crystal display panels.
  • IPS In-PlanePSwitching
  • FFS Fringe Field Switching
  • VA vertical electric field mode
  • the pixel aperture ratio (the ratio of the total area of the pixel openings in the display area) becomes smaller, making it difficult to obtain sufficient display luminance.
  • a small and medium-sized liquid crystal display panel for mobile use has a problem of a decrease in contrast ratio when observed in a bright environment such as outdoors.
  • Patent Document 1 there is a phase difference between a liquid crystal cell and a linearly polarizing plate (sometimes referred to as “front side linearly polarizing plate”) arranged on the viewer side (sometimes referred to as “front side”).
  • a linearly polarizing plate sometimes referred to as “front side linearly polarizing plate”
  • An IPS mode liquid crystal display panel in which light reflected by the liquid crystal cell is prevented from being emitted to the viewer side by providing a plate (sometimes referred to as “front side retardation plate”) is disclosed.
  • the front-side retardation plate is set so that linearly polarized light that has passed through the front-side linear polarizing plate becomes circularly-polarized light that rotates in the first direction and enters the liquid crystal cell.
  • the front side linearly polarizing plate and the front side retardation plate function as a circularly polarizing plate.
  • the phase of the P wave and S wave are shifted by ⁇ radians, and as a result, the direction of rotation is reversed. Therefore, the light reflected by the liquid crystal cell (transparent substrate) becomes circularly polarized light in a second direction whose rotation direction is opposite to the first direction, and this circularly polarized light is converted by passing through the front side retardation plate.
  • the linearly polarized light is absorbed by the front side linearly polarizing plate.
  • the liquid crystal display panel of Patent Document 1 is disposed between a liquid crystal cell and a linear polarizing plate (sometimes referred to as a “back-side linear polarizing plate”) disposed on the backlight side (sometimes referred to as “back side”).
  • the phase difference plate also referred to as “back side phase difference plate”
  • the back side phase difference plate is configured such that the linearly polarized light transmitted through the back side linear polarization plate is converted into the liquid crystal in the back side phase difference plate and the black display state.
  • the turning direction is set to be circularly polarized light in a second direction opposite to the first direction.
  • Circularly polarized light whose turning direction is the second direction is converted into linearly polarized light that is absorbed by the front-side polarizing plate by passing through the front-side retardation plate.
  • Patent Document 1 an IPS mode liquid crystal display panel capable of obtaining good image quality even when used outdoors can be obtained.
  • the liquid crystal display panel described in Patent Document 1 has a problem that the utilization efficiency of light emitted from the backlight is low.
  • the liquid crystal display panel described in Patent Document 1 also has a circularly polarizing plate on the backlight side. Therefore, reflection of light incident on the liquid crystal panel from the backlight is suppressed, and as a result, the reflected light cannot be reused by reflecting the light reflected toward the backlight to the liquid crystal display panel side again.
  • the ⁇ characteristic (relationship between the input gradation and the output gradation) of the liquid crystal display panel in the horizontal electric field mode indicates that the rotation direction of the liquid crystal director (liquid crystal molecules) and the observer side New knowledge was obtained that it depends on the relationship between the orientation of the slow axis of the circularly polarizing plate and the in-plane retardation of the liquid crystal layer or retardation plate. Furthermore, a new finding was obtained that the black display when observed from an oblique viewing angle depends on the thickness direction retardation of the liquid crystal layer and the retardation plate. In the liquid crystal display panel of Patent Document 1, these factors are not considered, and there is a problem that the viewing angle dependency of the ⁇ characteristic is large and a transmittance in a black display state when observed from an oblique viewing angle.
  • the present invention has been made to solve at least one of the above problems.
  • the present invention provides (1) a lateral electric field mode liquid crystal display panel with higher utilization efficiency of light emitted from the backlight than in the prior art, and (2) a lateral electric field mode in which the contrast ratio of the bright place is higher than in the prior art.
  • Providing a liquid crystal display panel (3) Providing a horizontal electric field mode liquid crystal display panel capable of displaying less dependence on the viewing angle of the ⁇ characteristic than in the past, and (4) Observing from an oblique viewing angle than in the past. It is an object of the present invention to provide a horizontal electric field mode liquid crystal display panel that can sometimes obtain a good black display.
  • a liquid crystal display panel includes a lower substrate, an upper substrate disposed on the viewer side of the lower substrate, and a liquid crystal layer provided between the lower substrate and the upper substrate.
  • a liquid crystal cell having an electrode pair formed on one of the lower substrate and the upper substrate and generating a lateral electric field in the liquid crystal layer, a first polarizing plate disposed on an observer side of the liquid crystal cell, and the liquid crystal
  • a first retardation plate disposed between a layer and the first polarizing plate, a second polarizing plate disposed on the back side of the liquid crystal cell, and between the second polarizing plate and the liquid crystal layer.
  • the in-plane retardation R1 of the first retardation plate is not less than 100 nm and not more than 160 nm
  • the in-plane retardation R2 of the second retardation plate is not less than 200 nm and not more than 360 nm
  • the slow axis and the slow axis of the second retardation plate are substantially parallel to each other and are substantially orthogonal to the orientation of the director of the nematic liquid crystal having the homogeneous orientation.
  • the liquid crystal display panel includes a plurality of pixels, and a structure corresponding to each of the plurality of pixels is such that a direction in which the director of the nematic liquid crystal on the lower substrate rotates in the lateral electric field is left.
  • the light passing through the first retardation plate from the viewer side becomes counterclockwise circularly polarized light or counterclockwise elliptically polarized light, or the nematic liquid crystal director of the lower substrate is rotated by the lateral electric field.
  • the direction is clockwise, and the direction of the director, the direction of the transverse electric field, the first direction so that the light passing through the first retardation plate from the observer side becomes clockwise circularly polarized light or clockwise elliptically polarized light.
  • a region in which the orientation of the slow axis of the second retardation plate is set.
  • the dielectric anisotropy of the nematic liquid crystal is negative, and the area ratio of the region to the pixel opening is 38% or more.
  • the dielectric anisotropy of the nematic liquid crystal is positive, and the area ratio of the region to the pixel opening is 45% or more.
  • ⁇ nd of the liquid crystal layer is substantially equal to a sum R1 + R2 of an in-plane retardation R1 of the first retardation plate and an in-plane retardation R2 of the second retardation plate.
  • the in-plane retardation R2 of the second retardation plate is 220 nm or more and 330 nm or less.
  • the electrode pair includes a pixel electrode having a plurality of rectangular openings extending in parallel to each other, and a common electrode formed to face the pixel electrode with a dielectric layer therebetween.
  • L + S is 4 ⁇ m or more and 8 ⁇ m or less, where S is the width of the opening and L is the distance between the adjacent openings.
  • L / S is greater than 40/60 and 55/45 or less.
  • the dielectric anisotropy of the nematic liquid crystal is negative.
  • a liquid crystal display panel includes a lower substrate, an upper substrate disposed on the viewer side of the lower substrate, and a liquid crystal provided between the lower substrate and the upper substrate.
  • a liquid crystal cell having a layer and an electrode pair that is formed on one of the lower substrate and the upper substrate and generates a lateral electric field in the liquid crystal layer, and a first polarizing plate disposed on an observer side of the liquid crystal cell, A first retardation plate disposed between the liquid crystal layer and the first polarizing plate; a second polarizing plate disposed on a back side of the liquid crystal cell; and the second polarizing plate and the liquid crystal layer.
  • ⁇ nd is 360 nm or more 4 90 nm or less
  • the in-plane retardation R1 of the first retardation plate is 100 nm or more and 160 nm or less
  • the thickness direction retardation of at least one of the first retardation plate and the second retardation plate is negative.
  • the slow axis of the first retardation plate and the slow axis of the second retardation plate are substantially parallel to each other and substantially the same as the orientation of the director of the nematic liquid crystal having a homogeneous orientation. Orthogonal.
  • the sum Rth1 + Rth2 of the thickness direction retardation Rth1 of the first retardation plate and the thickness direction retardation Rth2 of the second retardation plate is smaller than ⁇ nd of the liquid crystal layer.
  • a liquid crystal display panel is provided between a lower substrate, an upper substrate disposed on an observer side of the lower substrate, and the lower substrate and the upper substrate.
  • a liquid crystal cell having a liquid crystal layer, an electrode pair formed on one of the lower substrate and the upper substrate and generating a lateral electric field in the liquid crystal layer, and a first polarizing plate disposed on the viewer side of the liquid crystal cell;
  • a second retardation plate disposed between the plate and the liquid crystal layer and having an in-plane retardation R2, a third retardation plate disposed between the liquid crystal layer and the first polarizing plate,
  • the liquid crystal layer includes nematic liquid crystal, takes homogeneous alignment when
  • the in-plane retardation R1 of the first retardation plate is 100 nm or more and 160 nm or less, the first retardation plate, the second retardation plate, the third retardation plate, and the fourth position.
  • the retardation in the thickness direction of at least one of the retardation plates has a negative value, the slow axis of the first retardation plate and the slow axis of the second retardation plate are substantially parallel to each other, and The direction of the director of the nematic liquid crystal having the homogeneous alignment is substantially orthogonal.
  • the third retardation plate is disposed between the first retardation plate and the first polarizing plate.
  • the third retardation plate is disposed between the first retardation plate and the liquid crystal layer.
  • the fourth retardation plate is disposed between the second retardation plate and the second polarizing plate.
  • the fourth retardation plate is disposed between the second retardation plate and the liquid crystal layer.
  • the thickness direction retardation of the third retardation plate and the thickness direction retardation of the fourth retardation plate are substantially equal to each other.
  • the thickness direction retardation Rth1 of the first retardation plate, the thickness direction retardation Rth2 of the second retardation plate, the thickness direction retardation Rth3 of the third retardation plate, and the fourth retardation plate is smaller than ⁇ nd of the liquid crystal layer.
  • the thickness direction retardation Rth1 of the first retardation plate, the thickness direction retardation Rth2 of the second retardation plate, the thickness direction retardation Rth3 of the third retardation plate, and the fourth retardation plate is substantially zero.
  • At least one of the first retardation plate, the second retardation plate, the third retardation plate, and the fourth retardation plate has a negative thickness direction retardation
  • the retardation plate has a biaxial refractive index ellipsoid.
  • the third retardation plate has an in-plane retardation R3
  • the fourth retardation plate has an in-plane retardation R4, the in-plane retardation R3 of the third retardation plate, and the fourth retardation plate.
  • the in-plane retardation R4 of the retardation plate is substantially equal to each other, and the slow axis of the third retardation plate and the slow axis of the fourth retardation plate are substantially orthogonal to each other.
  • the absorption axis of the first polarizing plate and the slow axis of the third retardation plate are substantially parallel to each other, and the absorption axis of the second polarizing plate and the slow phase of the fourth retardation plate.
  • the axes are substantially parallel to each other.
  • At least one of the third retardation plate and the fourth retardation plate is a positive C plate.
  • the in-plane retardation R3 of the third retardation plate and the in-plane retardation R4 of the fourth retardation plate are substantially zero.
  • a liquid crystal display panel is provided between a lower substrate, an upper substrate disposed on an observer side of the lower substrate, and the lower substrate and the upper substrate.
  • a liquid crystal cell having a liquid crystal layer, an electrode pair formed on one of the lower substrate and the upper substrate and generating a lateral electric field in the liquid crystal layer, and a first polarizing plate disposed on the viewer side of the liquid crystal cell;
  • a first retardation plate disposed between the liquid crystal layer and the first polarizing plate and having an in-plane retardation R1, a second polarizing plate disposed on the back side of the liquid crystal cell, and the second polarized light
  • a liquid crystal display panel having a second retardation plate disposed between a plate and the liquid crystal layer and having an in-plane retardation R2, wherein the first retardation plate is disposed between the liquid crystal layer and the first polarizing plate.
  • the liquid crystal layer includes a nematic liquid crystal, takes a homogeneous orientation when no electric field is applied, a birefringence of the nematic liquid crystal is ⁇ n, and a thickness of the liquid crystal layer is d.
  • ⁇ nd is 360 nm or more and 490 nm or less
  • the in-plane retardation R1 of the first retardation plate is 100 nm or more and 160 nm or less
  • the first retardation plate, the second retardation plate, and the third retardation plate is 360 nm or more and 490 nm or less
  • the retardation in the thickness direction of at least one of the retardation plate or the fourth retardation plate has a negative value
  • the slow axis of the first retardation plate and the slow axis of the second retardation plate are The directions of the directors of the nematic liquid crystal that are substantially parallel to each other and have a homogeneous orientation are substantially orthogonal to each other.
  • the third retardation plate is disposed between the first retardation plate and the first polarizing plate, or the fourth retardation plate is disposed between the second retardation plate and the first retardation plate. It arrange
  • Rth1 + Rth2 + Rth3 or Rth1 + Rth2 + Rth4 with the thickness direction retardation Rth4 is smaller than ⁇ nd of the liquid crystal layer.
  • the thickness direction retardation Rth1 of the first phase difference plate, the thickness direction retardation Rth2 of the second phase difference plate, and the thickness direction retardation Rth3 of the third phase difference plate, or the fourth phase difference plate is substantially zero.
  • the third retardation plate or the fourth retardation plate is a positive C plate.
  • At least one of the first retardation plate and the second retardation plate is a negative A plate.
  • ⁇ nd of the liquid crystal layer is substantially equal to a sum R1 + R2 of an in-plane retardation R1 of the first retardation plate and an in-plane retardation R2 of the second retardation plate.
  • a horizontal electric field mode liquid crystal display panel having higher utilization efficiency of light emitted from the backlight than in the prior art
  • a lateral electric field mode having a higher contrast ratio in the bright place than in the prior art.
  • Liquid crystal display panel (3) Horizontal electric field mode liquid crystal display panel capable of displaying less ⁇ characteristic viewing angle dependency than conventional, and (4) Good black display when observed from oblique viewing angle than conventional
  • At least one of horizontal electric field mode liquid crystal display panels is provided.
  • FIG. 1 is typical sectional drawing of the liquid crystal display panel 100 by Embodiment 1 of this invention, and also has shown the backlight 50
  • (b) is the liquid crystal cell 10 which the liquid crystal display panel 100 has.
  • FIG. 2C is a schematic cross-sectional view of a portion corresponding to one pixel of FIG. 2
  • FIG. 3C is a schematic plan view of a portion corresponding to one pixel of the liquid crystal cell 10.
  • FIG. 1 is typical sectional drawing of the liquid crystal display panel 100 by Embodiment 1 of this invention, and also has shown the backlight 50
  • (b) is the liquid crystal cell 10 which the liquid crystal display panel 100 has.
  • FIG. 2C is
  • FIG. 6B is a diagram showing the positional relationship with the axis
  • FIG. 5B is a diagram illustrating the absorption axis of the polarizing plate and the delay of the ⁇ / 4 plate when a linearly polarizing plate and a ⁇ / 4 plate are combined to generate counterclockwise circularly polarized light. It is a figure which shows the arrangement
  • 1 is a diagram schematically illustrating a configuration of a liquid crystal display panel of Example 1-1, where (a) is a schematic diagram illustrating a relationship between an absorption axis of a first polarizing plate 22 and a slow axis of a first retardation plate 32.
  • FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a configuration of a liquid crystal display panel of Example 1-1, where (a) is a schematic diagram illustrating a relationship between an absorption axis of a first polarizing plate 22 and a slow axis of a first retardation plate 32.
  • FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a configuration of a liquid crystal display panel of Example 1-2, in which (a) is a schematic diagram illustrating a relationship between an absorption axis of a first polarizing plate 22 and a slow axis of a first retardation plate 32.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing a relationship with a slow axis of a two-phase plate 34.
  • FIG. 6 is a diagram schematically illustrating a configuration of a liquid crystal display panel of Comparative Example 1-1, where (a) is a schematic diagram illustrating a relationship between an absorption axis of a first polarizing plate 22 and a slow axis of a first retardation plate 32.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing a relationship with a slow axis of a two-phase plate 34.
  • FIG. 6 is a diagram schematically illustrating a configuration of a liquid crystal display panel of Comparative Example 1-2, where (a) is a schematic diagram illustrating a relationship between an absorption axis of the first polarizing plate 22 and a slow axis of the first retardation plate 32.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing a relationship with a slow axis of a two-phase plate 34. 4 is a graph showing the viewing angle dependence of the ⁇ characteristic of the liquid crystal display panel of Example 1-1 (azimuth angle ⁇ is 5 °, 50 °, 95 °).
  • 4 is a graph showing the viewing angle dependence of the ⁇ characteristic of the liquid crystal display panel of Example 1-1 (azimuth angle ⁇ is 140 °, 185 °, 230 °).
  • 6 is a graph showing the viewing angle dependence of the ⁇ characteristic of the liquid crystal display panel of Example 1-1 (azimuth angle ⁇ is 275 °, 320 °).
  • 10 is a graph showing the viewing angle dependence of the ⁇ characteristic of the liquid crystal display panel of Comparative Example 1-1 (azimuth angle ⁇ is 5 °, 50 °, 95 °).
  • 10 is a graph showing the viewing angle dependence of the ⁇ characteristic of the liquid crystal display panel of Comparative Example 1-1 (azimuth angle ⁇ is 140 °, 185 °, 230 °).
  • 10 is a graph showing the viewing angle dependence of the ⁇ characteristic of the liquid crystal display panel of Comparative Example 1-1 (azimuth angle ⁇ is 275 °, 320 °).
  • 4 is a graph showing the viewing angle dependence of the ⁇ characteristic of the liquid crystal display panel of Example 1-2 (azimuth angle ⁇ is 40 °, 85 °, 130 °).
  • 6 is a graph showing the viewing angle dependence of the ⁇ characteristic of the liquid crystal display panel of Example 1-2 (azimuth angle ⁇ is 175 °, 220 °, 265 °).
  • 6 is a graph showing the viewing angle dependency of the ⁇ characteristic of the liquid crystal display panel of Example 1-2 (azimuth angles ⁇ are 310 ° and 355 °).
  • 10 is a graph showing the viewing angle dependency of the ⁇ characteristic of the liquid crystal display panel of Comparative Example 1-2 (azimuth angle ⁇ is 40 °, 85 °, 130 °). 10 is a graph showing the viewing angle dependence of the ⁇ characteristic of the liquid crystal display panel of Comparative Example 1-2 (azimuth angle ⁇ is 175 °, 220 °, 265 °). 7 is a graph showing the viewing angle dependence of the ⁇ characteristic of the liquid crystal display panel of Comparative Example 1-2 (azimuth angles ⁇ are 310 ° and 355 °).
  • FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a configuration of a liquid crystal display panel of Example 2-1, wherein (a) is a schematic diagram illustrating a relationship between an absorption axis of a first polarizing plate 22 and a slow axis of a first retardation plate 32.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing a relationship with a slow axis of a two-phase plate 34.
  • FIG. 6 is a diagram schematically illustrating a configuration of a liquid crystal display panel of Example 2-2, where (a) is a schematic diagram illustrating a relationship between an absorption axis of the first polarizing plate 22 and a slow axis of the first retardation plate 32.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing a relationship with a slow axis of a two-phase plate 34.
  • FIG. 6 is a diagram schematically showing a configuration of a liquid crystal display panel of Comparative Example 2-1, wherein (a) is a schematic diagram showing a relationship between an absorption axis of the first polarizing plate 22 and a slow axis of the first retardation plate 32.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing a relationship with a slow axis of a two-phase plate 34.
  • FIG. 6 is a diagram schematically illustrating a configuration of a liquid crystal display panel of Comparative Example 2-2, in which (a) is a schematic diagram illustrating a relationship between an absorption axis of the first polarizing plate 22 and a slow axis of the first retardation plate 32.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing a relationship with a slow axis of a two-phase plate 34.
  • 6 is a graph showing the viewing angle dependence of the ⁇ characteristic of the liquid crystal display panel of Example 2-1 (azimuth angle ⁇ is 40 °, 85 °, 130 °).
  • 6 is a graph showing the viewing angle dependence of the ⁇ characteristic of the liquid crystal display panel of Example 2-1 (azimuth angle ⁇ is 175 °, 220 °, 265 °). 6 is a graph showing the viewing angle dependency of the ⁇ characteristic of the liquid crystal display panel of Example 2-1 (azimuth angles ⁇ of 310 ° and 355 °). 10 is a graph showing the viewing angle dependence of the ⁇ characteristic of the liquid crystal display panel of Comparative Example 2-1 (azimuth angle ⁇ is 40 °, 85 °, 130 °). 10 is a graph showing the viewing angle dependence of the ⁇ characteristic of the liquid crystal display panel of Comparative Example 2-1 (azimuth angle ⁇ is 175 °, 220 °, 265 °).
  • 7 is a graph showing the viewing angle dependence of the ⁇ characteristic of the liquid crystal display panel of Comparative Example 2-1 (azimuth angles ⁇ of 310 ° and 355 °).
  • 4 is a graph showing the viewing angle dependence of the ⁇ characteristic of the liquid crystal display panel of Example 2-2 (azimuth angle ⁇ is 5 °, 50 °, 95 °).
  • 4 is a graph showing the viewing angle dependence of the ⁇ characteristic of the liquid crystal display panel of Example 2-2 (azimuth angle ⁇ is 140 °, 185 °, 230 °).
  • 7 is a graph showing the viewing angle dependence of the ⁇ characteristic of the liquid crystal display panel of Example 2-2 (azimuth angle ⁇ is 275 °, 320 °).
  • 10 is a graph showing the viewing angle dependence of the ⁇ characteristic of the liquid crystal display panel of Comparative Example 2-2 (azimuth angle ⁇ is 5 °, 50 °, 95 °). 7 is a graph showing the viewing angle dependency of the ⁇ characteristic of the liquid crystal display panel of Comparative Example 2-2 (azimuth angle ⁇ is 140 °, 185 °, 230 °). 10 is a graph showing the viewing angle dependence of the ⁇ characteristic of the liquid crystal display panel of Comparative Example 2-2 (azimuth angle ⁇ is 275 °, 320 °).
  • the polar angle of 30 when the input ratio is 0.5 and the mixing ratio of the pixel structure It is a graph which shows the relationship between the output level in ° / output level value in polar angle 0 °.
  • (A) is a graph showing the ⁇ nd dependency of the transmittance of the liquid crystal display panels of Examples 3-1 to 3-5
  • (b) is a liquid crystal display of Comparative Examples 3-1 to 3-3 and 3-5. It is a graph which shows (DELTA) nd dependence of the transmittance
  • (A) is a graph showing the ⁇ nd dependence of the transmittance of the liquid crystal display panels of Examples 4-1 to 4-5, and (b) is a liquid crystal display of Comparative Examples 4-1 to 4-3 and 4-5. It is a graph which shows (DELTA) nd dependence of the transmittance
  • (A) is a graph which shows the in-plane retardation R1 dependence of the transmittance
  • FIG. 10 is a graph showing the dependence of the luminance ratio of the liquid crystal display panels of Examples 6-1 and 6-2 on the in-plane retardation R2 of the second retardation plate 34. It is a graph which shows (DELTA) nd dependence of the transmittance
  • (A) to (d) are liquid crystal display panels in which d is fixed and ⁇ n is changed (Examples 3-1-2, 3-2-2, 3-3-2, 3-5-2) It is a graph which shows (DELTA) nd dependence of the transmittance
  • (A) to (d) are liquid crystal display panels in which d is fixed and ⁇ n is changed (Examples 4-1-2, 4-2-2, 4-3-3, 4-5-2) It is a graph which shows (DELTA) nd dependence of the transmittance
  • (A) is typical sectional drawing of the liquid crystal display panel 100A by Embodiment 2 of this invention, and also has shown the backlight 50
  • (b) is the liquid crystal display by Embodiment 2 of this invention. It is a typical exploded sectional view of panel 100B, and also shows backlight 50.
  • (A) is typical disassembled sectional drawing of liquid crystal display panel 100B1 by Embodiment 2 of this invention, and also has shown the backlight 50
  • (b) is the liquid crystal display by Embodiment 2 of this invention.
  • FIG. 10 is a graph showing the black display transmittance (when no voltage is applied) of the liquid crystal display panel of Example 7-9A with respect to the azimuth angle and polar angle.
  • FIG. 10 is a graph showing the black display transmittance (when no voltage is applied) of the liquid crystal display panels of Examples 7-9N with respect to the azimuth angle and polar angle. It is a figure which shows the black display transmittance
  • FIG. 16 is a graph showing black display transmittance (when no voltage is applied) of liquid crystal display panels of Examples 7-15 with respect to azimuth and polar angles.
  • FIG. 17 is a graph showing the black display transmittance (when no voltage is applied) of the liquid crystal display panels of Examples 7-16 with respect to the azimuth angle and polar angle.
  • FIG. 18 is a graph showing the black display transmittance (when no voltage is applied) of the liquid crystal display panels of Examples 7-17 with respect to the azimuth angle and polar angle. It is a figure which shows the black display transmittance
  • FIG. 25 is a graph showing the black display transmittance (when no voltage is applied) of the liquid crystal display panel of Example 7-22 with respect to the azimuth angle and polar angle.
  • FIG. 26 is a graph showing the black display transmittance (when no voltage is applied) of the liquid crystal display panel of Example 7-24 with respect to the azimuth angle and polar angle. It is a figure which shows the black display transmittance
  • FIG. 26 is a graph showing the black display transmittance (when no voltage is applied) of the liquid crystal display panel of Example 7-26 with respect to the azimuth angle and polar angle.
  • FIG. 27 is a graph showing the black display transmittance (when no voltage is applied) of the liquid crystal display panel of Example 7-27 with respect to the azimuth angle and polar angle. It is a figure which shows the black display transmittance
  • FIG. 32 is a graph showing the black display transmittance (when no voltage is applied) of the liquid crystal display panel of Example 7-29 with respect to the azimuth angle and polar angle.
  • a liquid crystal display panel includes a lower substrate (a back substrate disposed on a backlight substrate, for example, a TFT substrate), and an upper substrate (observer substrate).
  • a liquid crystal layer provided between the lower substrate and the upper substrate, and an electrode pair formed on one of the lower substrate and the upper substrate to generate a lateral electric field in the liquid crystal layer.
  • Two polarizing plates, and a second retardation plate disposed between the second polarizing plate and the liquid crystal layer.
  • the liquid crystal display panel according to the embodiment of the present invention will be described in detail by taking a liquid crystal display panel in which the lower substrate is a TFT substrate and the lower substrate has an electrode pair that generates a horizontal electric field in the liquid crystal layer as an example.
  • the upper substrate may be a TFT substrate, and the upper substrate may have an electrode pair that generates a lateral electric field in the liquid crystal layer.
  • the liquid crystal display panel according to the embodiment of the present invention is a horizontal electric field mode liquid crystal display panel of IPS mode or FFS mode.
  • the liquid crystal layer contains nematic liquid crystal and takes a homogeneous alignment when no electric field is applied.
  • the homogeneous alignment includes both an alignment in which the pretilt directions regulated by the alignment film on the lower substrate and the alignment film on the upper substrate provided in contact with the liquid crystal layer are parallel to each other and an alignment that is antiparallel to each other.
  • the liquid crystal layer may include a nematic liquid crystal having a negative dielectric anisotropy or a nematic liquid crystal having a positive dielectric anisotropy.
  • ⁇ n When the birefringence of the nematic liquid crystal is ⁇ n and the thickness of the liquid crystal layer is d, ⁇ nd is 360 nm or more and 490 nm or less, and the in-plane retardation R1 of the first retardation plate is 100 nm or more and 160 nm or less.
  • the slow axis of the retardation plate and the slow axis of the second retardation plate are substantially parallel to each other and are substantially orthogonal to the orientation of the director of the nematic liquid crystal having the homogeneous orientation.
  • the first retardation plate is typically a quarter wave plate ( ⁇ / 4 plate). Note that 550 nm is used as the wavelength ⁇ . This is because, in general, the wavelength ⁇ is 550 nm, which has the highest visibility, in terms of design.
  • the in-plane retardation R2 of the second retardation plate is 200 nm or more and 360 nm or less.
  • the second retardation plate is typically a half-wave plate ( ⁇ / 2 plate).
  • the half-wave plate rotates the polarization direction of linearly polarized light whose angle of polarization is ⁇ relative to its slow axis by 2 ⁇ .
  • a quarter-wave plate ⁇ / 4 plate
  • reflection of light incident on the liquid crystal panel from the backlight is suppressed.
  • the reflected light cannot be reused by reflecting the light reflected toward the backlight back to the liquid crystal display panel.
  • a half-wave plate ( ⁇ / 2 plate) was used as the second retardation plate, for example, passed through the second polarizing plate with respect to the slow axis of the half-wave plate. If the linearly polarized light is disposed so that the polarization direction is 45 °, the polarization direction (polarization plane) of the linearly polarized light is merely rotated by 90 °, and thus the reflected light can be reused.
  • the slow axis of the first retardation plate and the slow axis of the second retardation plate are substantially parallel to each other, and the orientation of the director of the nematic liquid crystal having the homogeneous orientation (corresponding to the slow axis of the liquid crystal layer) And are arranged so as to be substantially orthogonal.
  • In-plane retardation refers to retardation (retardation) with respect to two linearly polarized lights perpendicular to each other and perpendicularly incident on a retardation layer (here, a liquid crystal layer or a retardation plate).
  • a retardation layer here, a liquid crystal layer or a retardation plate.
  • the in-plane retardation is an absolute value of (nx ⁇ ny) ⁇ d (
  • In-plane retardation can be defined as (ns ⁇ nf) ⁇ d using ns and nf.
  • ns is the larger one of the in-plane main refractive indexes nx and ny
  • nf is the smaller one of the in-plane main refractive indexes nx and ny.
  • the thickness direction retardation is defined as ((nx + ny) / 2 ⁇ nz) ⁇ d. The retardation in the thickness direction of the liquid crystal layer and the retardation plate will be mainly described in the second embodiment.
  • the slow axis of the retardation layer (here, the liquid crystal layer or the retardation plate) is an “in-plane slow axis” unless otherwise specified.
  • the present invention is not limited to the above typical case, and ⁇ nd of the liquid crystal layer is 360 nm or more and 490 nm or less, and the in-plane retardation R1 of the first retardation plate is 100 nm or more and 160 nm or less. If the in-plane retardation R2 of the second retardation plate is 200 nm or more and 360 nm or less, reflection of light incident on the liquid crystal display panel from the observer side is suppressed, and display with a high contrast ratio is possible.
  • the pixel structure included in the liquid crystal display panel according to Embodiment 1 of the present invention has a director orientation, a lateral electric field orientation, first and second phase differences so as to satisfy the following condition (1) or (2). You may have the area
  • the “pixel structure” refers to a structure of the liquid crystal display panel in which an outer edge is defined by the pixels when the pixels are viewed from the normal direction of the display surface of the liquid crystal display panel.
  • Condition (1) The direction in which the director of the nematic liquid crystal near the lower substrate is rotated counterclockwise is counterclockwise, and the light passing through the first retardation plate from the viewer side is counterclockwise circularly polarized light or counterclockwise elliptically polarized light. It becomes.
  • Condition (2) Nematic liquid crystal director in the vicinity of the lower substrate is rotated clockwise by the transverse electric field, and light passing through the first retardation plate from the viewer side is clockwise circularly polarized light or clockwise elliptically polarized light. It becomes.
  • the direction of the director, the direction of the transverse electric field, and the direction of the slow axis of the first and second retardation plates are set so as to satisfy the condition (1) or (2). If set, it is possible to improve the viewing angle dependency of the ⁇ characteristic (the relationship between the input gradation and the output gradation). This effect was not predicted by the inventor, but was found for the first time by simulation.
  • the operation and effect of a liquid crystal display panel in which the entire pixel opening satisfies the condition (1) or (2) will be described.
  • the entire pixel opening is not necessarily in the condition (1) or Even if (2) is not satisfied, the effect of improving the viewing angle dependency of the ⁇ characteristic can be obtained.
  • the area ratio of the region satisfying the condition (1) or (2) with respect to the pixel opening is preferably 38% or more, for example.
  • the area ratio of the region to the pixel opening is preferably 45% or more, for example.
  • a portion of a pixel through which light contributing to display is transmitted is particularly referred to as a “pixel opening”.
  • the opening portion of the black matrix defines the pixel opening portion.
  • a lateral electric field mode liquid crystal display panel having two or more liquid crystal domains having different alignment directions in a pixel is known.
  • the viewing angle dependency of the ⁇ characteristic can be improved.
  • phase difference plates (sometimes referred to as “pattern phase difference plates”) having regions with different slow axis orientations.
  • the pattern retardation plate When the pattern retardation plate is used, the viewing angle dependency of the ⁇ characteristic can be improved even if only a part of the pixel opening satisfies the condition (1) or (2).
  • the pattern phase difference plate by combining the pattern phase difference plate and a pixel having a multi-domain structure, a part or all of the region of the pixel opening can be configured to satisfy the condition (1) or (2).
  • the pattern retardation plate may be formed in the liquid crystal cell.
  • the thickness direction retardation of at least one of the first retardation plate and the second retardation plate has a negative value.
  • the sum of the thickness direction retardations of the first retardation plate, the second retardation plate, and the liquid crystal layer Becomes smaller.
  • the absolute value of the sum of the thickness direction retardations is small, a good black display can be obtained when no voltage is applied when observed from an oblique viewing angle. This effect was not predicted by the inventor and was first found by simulation.
  • the liquid crystal display panel of Embodiment 2 is disposed between the third retardation plate disposed between the first retardation plate and the first polarizing plate, and between the second retardation plate and the second polarizing plate. You may further have a 4th phase difference plate.
  • the thickness direction retardation of at least one of the first retardation plate, the second retardation plate, the third retardation plate, and the fourth retardation plate has a negative value.
  • the thickness direction retardation of at least one of the first to fourth retardation plates has a negative value, the sum of the thickness direction retardations of the first to fourth retardation plates and the liquid crystal layer becomes small.
  • the absolute value of the sum of the thickness direction retardations is small, a good black display can be obtained when no voltage is applied when observed from an oblique viewing angle.
  • FIG. 1A is a schematic exploded sectional view of a liquid crystal display panel 100 according to Embodiment 1 of the present invention, which also shows a backlight 50
  • FIG. 1C is a schematic plan view of a portion corresponding to one pixel of the liquid crystal cell 10.
  • the liquid crystal display panel 100 includes a liquid crystal cell 10, a first polarizing plate 22 disposed on the viewer side of the liquid crystal cell 10, and the liquid crystal cell 10 and the first polarizing plate 22.
  • a first retardation plate 32 disposed therebetween, a second polarizing plate 24 disposed on the back side of the liquid crystal cell 10, and a second retardation disposed between the second polarizing plate 24 and the liquid crystal cell 10.
  • Plate 34 The first retardation plate 32 and the second retardation plate 34 are provided between the first polarizing plate 22 and the liquid crystal layer 18 and between the second polarizing plate 24 and the liquid crystal layer 18, respectively. And may be provided in the liquid crystal cell 10.
  • the liquid crystal cell 10 includes a first substrate 10Sa, a second substrate 10Sb, and a liquid crystal layer 18 provided between the first substrate 10Sa and the second substrate 10Sb.
  • the first substrate 10Sa includes a transparent substrate 12a, a common electrode 14 formed on the transparent substrate 12a, a dielectric layer 15 formed on the common electrode 14, and a pixel electrode 16 formed on the dielectric layer 15. And have. If necessary, a protective film or an alignment film is formed on the liquid crystal layer 18 side of the pixel electrode 16.
  • the first substrate 10Sa also includes a thin film transistor (hereinafter referred to as “TFT”) for supplying a display signal voltage to the pixel electrode 16, and a gate bus line and a source bus line for supplying a signal voltage to the TFT. You may have (all are not shown).
  • TFT thin film transistor
  • the first substrate 10Sa has an electrode pair that generates a lateral electric field in the liquid crystal layer 18, and here, the common electrode 14 and the pixel electrode 16 constitute an electrode pair. As shown in FIG. 1C, the pixel electrode 16 has a plurality of rectangular openings 16a extending in parallel to each other.
  • the liquid crystal cell 10 is an FFS mode liquid crystal cell.
  • the second substrate 10Sb has a transparent substrate 12b.
  • a color filter layer or an alignment film can be formed on the liquid crystal layer 18 side of the transparent substrate 12b (both not shown).
  • the FFS mode liquid crystal display panel according to the embodiment of the present invention is not limited to the illustrated configuration, and can be widely applied to known FFS mode liquid crystal display panels.
  • the arrangement relationship between the common electrode 14 and the pixel electrode 16 may be reversed.
  • right-handed circularly polarized light and left-handed circularly polarized light are defined as follows.
  • the circularly polarized electric vector rotates in the clockwise direction for circularly polarized light that rotates clockwise in the direction of travel (or right-handed circularly polarized light), and counterclockwise for circularly polarized light that rotates counterclockwise in the direction of travel. This is called circularly polarized light (or left circularly polarized light).
  • 2A when a counterclockwise circularly polarized light is generated by combining a linearly polarizing plate and a ⁇ / 4 plate, a clockwise circularly polarized light is combined with a linearly polarizing plate and a ⁇ / 4 plate in FIG. 2B.
  • the azimuth angle ⁇ is defined as 0 ° in the 3 o'clock direction of the clock face and positive in the counterclockwise direction.
  • the direction in which the director of the nematic liquid crystal in the vicinity of the first substrate 10Sa is rotated by the horizontal electric field is defined as the direction of rotation when the director of the liquid crystal is rotated by the horizontal electric field when viewed from the observer side.
  • the birefringence ⁇ n of the nematic liquid crystal material was 0.111, and the thickness d of the liquid crystal layer 18 was 3.716 ⁇ m.
  • nematic liquid crystal with negative dielectric anisotropy was used.
  • the dielectric anisotropy ⁇ of the nematic liquid crystal was ⁇ 3.2.
  • the following advantages are obtained.
  • a voltage is applied to an electrode pair that generates a transverse electric field in the liquid crystal layer, not only the transverse electric field (horizontal electric field, electric field parallel to the liquid crystal layer surface) in the liquid crystal layer but also (for example, near the edge of the electrode pair) A vertical electric field component is also generated.
  • Nematic liquid crystal molecules with positive dielectric anisotropy are oriented so that the long axis of the molecule (parallel to the director) is parallel to the electric field.
  • nematic liquid crystal molecules with negative dielectric anisotropy are aligned so that the long axis of the molecules is perpendicular to the electric field, so the rise of the liquid crystal molecules is small even in regions where the vertical electric field component is strong, Parallel alignment is maintained in the liquid crystal layer plane. Therefore, by using a nematic liquid crystal having negative dielectric anisotropy, the transmittance and display quality can be increased.
  • the thickness of the dielectric layer 15 was 100 nm and the relative dielectric constant was 6.
  • FIG. 3 schematically shows the configuration of the liquid crystal display panel of Example 1-1.
  • FIG. 3A is a schematic diagram showing the relationship between the absorption axis of the first polarizing plate 22 and the slow axis of the first retardation plate 32
  • FIG. 3B is the direction of the nematic liquid crystal director and the transverse electric field.
  • FIG. 3C is a schematic diagram showing the relationship between the liquid crystal molecules in the vicinity of the lower substrate and the direction in which the liquid crystal molecules in the vicinity of the lower substrate are rotated by a lateral electric field. It is a schematic diagram which shows the relationship. Both figures show the relationship when viewed from the observer side.
  • the director of the nematic liquid crystal having negative dielectric anisotropy is oriented so as to be orthogonal to the electric field direction, and thus rotates counterclockwise (left-turned) as indicated by an arrow.
  • the slow axis of the first retardation plate 32 and the slow axis of the second retardation plate 34 are orthogonal to the director of the liquid crystal (azimuth angle 5 °), as shown in FIGS. 3 (a) and 3 (c), respectively. (Azimuth angle 95 °).
  • the absorption axis of the first polarizing plate 22 is arranged to form 45 ° with respect to the director of the liquid crystal (azimuth angle 5 °) (azimuth angle 50 °).
  • the absorption axis of the second polarizing plate 24 is arranged to form ⁇ 45 ° with respect to the director of the liquid crystal (azimuth angle 5 °) (azimuth angle ⁇ 40 °).
  • the absorption axis of the first polarizing plate 22 and the absorption axis of the second polarizing plate 24 are orthogonal (crossed Nicols arrangement).
  • each angle depends on, for example, the bonding accuracy in the assembly process of the liquid crystal display panel and may deviate from the design value.
  • Each angle generally allows an error of ⁇ 1 °.
  • an error of ⁇ 1 ° is allowed in each of the two directions, and the two directions form an angle of 88 ° to 92 °.
  • an error is allowed for retardation (including in-plane retardation and thickness direction retardation).
  • the error of these in-plane retardations is approximately ⁇ 3 nm.
  • ⁇ nd, R1 and R2 each allow an error of ⁇ 3 nm from the design value.
  • the error in retardation in the thickness direction of the liquid crystal layer and the retardation film is approximately ⁇ 10 nm. Therefore, the thickness direction retardation of the liquid crystal layer and the retardation plate allows an error of ⁇ 10 nm from the design value. same as below.
  • FIG. 4A is a schematic diagram showing the relationship between the absorption axis of the first polarizing plate 22 and the slow axis of the first retardation plate 32
  • FIG. 4B is the direction of the nematic liquid crystal director and the transverse electric field
  • FIG. 4C shows the relationship between the absorption axis of the second polarizing plate 24 and the slow axis of the second retardation plate 34.
  • FIG. It is a schematic diagram. Both figures show the relationship when viewed from the observer side.
  • the director of the nematic liquid crystal (NnLC) having a negative dielectric anisotropy when no voltage is applied, has an angle of ⁇ 5 ° with respect to the direction of the transverse electric field (azimuth angle 0 °) as shown in FIG. Oriented as expected.
  • the director of the nematic liquid crystal having negative dielectric anisotropy is oriented so as to be orthogonal to the electric field direction, and thus rotates clockwise (rightward) as indicated by an arrow.
  • the slow axis of the first retardation plate 32 and the slow axis of the second retardation plate 34 are orthogonal to the liquid crystal director (azimuth angle -5 °), as shown in FIGS. 4 (a) and 4 (c), respectively. (Azimuth angle 85 °).
  • the absorption axis of the first polarizing plate 22 is arranged so as to form ⁇ 45 ° with respect to the director of the liquid crystal (azimuth angle ⁇ 5 °) (azimuth angle ⁇ 50 °). ).
  • the absorption axis of the second polarizing plate 24 is arranged so as to form 45 ° (azimuth angle 40 °) with respect to the director of the liquid crystal (azimuth angle ⁇ 5 °).
  • the absorption axis of the first polarizing plate 22 and the absorption axis of the second polarizing plate 24 are orthogonal (crossed Nicols arrangement).
  • FIG. 5A is a schematic diagram showing the relationship between the absorption axis of the first polarizing plate 22 and the slow axis of the first retardation plate 32
  • FIG. 5B is the direction of the nematic liquid crystal director and the transverse electric field
  • FIG. 5C shows a relationship between the absorption axis of the second polarizing plate 24 and the slow axis of the second retardation plate 34.
  • FIG. It is a schematic diagram. Both figures show the relationship when viewed from the observer side.
  • the director of the nematic liquid crystal (NnLC) having a negative dielectric anisotropy forms an angle of 5 ° with respect to the direction of the transverse electric field (azimuth angle 0 °) as shown in FIG. 5B when no voltage is applied.
  • the orientation is as follows. When a lateral electric field is applied, the director of the nematic liquid crystal having negative dielectric anisotropy is oriented so as to be orthogonal to the electric field direction, and thus rotates counterclockwise (left-turned) as indicated by an arrow.
  • the slow axis of the first retardation plate 32 and the slow axis of the second retardation plate 34 are orthogonal to the director of the liquid crystal (azimuth angle 5 °) as shown in FIGS. 5 (a) and 5 (c), respectively. (Azimuth angle 95 °).
  • the absorption axis of the first polarizing plate 22 is arranged to form ⁇ 45 ° with respect to the director of the liquid crystal (azimuth angle 5 °) (azimuth angle ⁇ 40 °).
  • the absorption axis of the second polarizing plate 24 is arranged so as to form 45 ° (azimuth angle 50 °) with respect to the director of the liquid crystal (azimuth angle 5 °).
  • the absorption axis of the first polarizing plate 22 and the absorption axis of the second polarizing plate 24 are orthogonal (crossed Nicols arrangement).
  • FIG. 6A is a schematic diagram showing the relationship between the absorption axis of the first polarizing plate 22 and the slow axis of the first retardation plate 32
  • FIG. 6B is the direction of the nematic liquid crystal director and the transverse electric field
  • FIG. 6C shows the relationship between the absorption axis of the second polarizing plate 24 and the slow axis of the second retardation plate 34.
  • FIG. It is a schematic diagram. Both figures show the relationship when viewed from the observer side.
  • a director of a nematic liquid crystal (NnLC) having a negative dielectric anisotropy has an angle of ⁇ 5 ° with respect to the direction of the transverse electric field (azimuth angle 0 °) as shown in FIG. 6B when no voltage is applied. Oriented as expected.
  • the director of the nematic liquid crystal having negative dielectric anisotropy is oriented so as to be orthogonal to the electric field direction, and thus rotates clockwise (rightward) as indicated by an arrow.
  • the slow axis of the first retardation plate 32 and the slow axis of the second retardation plate 34 are orthogonal to the liquid crystal director (azimuth angle -5 °), as shown in FIGS. 6 (a) and 6 (c), respectively. (Azimuth angle 85 °).
  • the absorption axis of the first polarizing plate 22 is arranged so as to form 45 ° with respect to the director (azimuth angle ⁇ 5 °) of the liquid crystal (azimuth angle 40 °).
  • the absorption axis of the second polarizing plate 24 is arranged so as to form ⁇ 45 ° with respect to the director of the liquid crystal (azimuth angle ⁇ 5 °) (azimuth angle ⁇ 50 °).
  • the absorption axis of the first polarizing plate 22 and the absorption axis of the second polarizing plate 24 are orthogonal (crossed Nicols arrangement).
  • the polar angle 0 ° is the normal direction of the display surface, and shows the results of 0 °, 10 °, 20 °, 30 °, 40 °, 50 °, and 60 °, respectively.
  • the horizontal axis of each graph is the input (gradation) level, and the vertical axis is the output (gradation) level, each of which is normalized with the maximum gradation. If there is no polar angle dependency in the ⁇ characteristic, in each graph, all the lines coincide with one straight line (a straight line connecting the point (0, 0) and the point (1, 1)).
  • the viewing angle dependency of the ⁇ characteristic is small.
  • the viewing angle dependency of the ⁇ characteristic is small.
  • the entire pixel opening satisfies the condition (1) or (2), but the entire pixel opening does not necessarily satisfy the condition (1) or ( Even if 2) is not satisfied, the effect of improving the viewing angle dependency of the ⁇ characteristic can be obtained.
  • FIG. 11 shows a result of evaluating ⁇ characteristics of a liquid crystal display panel having a mixed pixel structure including the pixel structure of Example 1-1 and the pixel structure of Comparative Example 1-2 based on simulation.
  • FIG. 11 shows the mixing ratio of the pixel structure and the output level at the polar angle of 30 ° / the output level at the polar angle of 0 ° when the input level is 0.5 for the liquid crystal display panel having the mixed pixel structure. It is a graph which shows the relationship.
  • the positive azimuth is the azimuth with the highest output level, and the negative azimuth indicates the azimuth with the lowest output level.
  • nematic liquid crystal NpLC
  • the basic configuration of the liquid crystal display panel is the same as the previous example.
  • ⁇ n was 0.106
  • the thickness d of the liquid crystal layer was 3.892 ⁇ m.
  • the dielectric anisotropy ⁇ of the nematic liquid crystal was +7.0.
  • FIG. 12 schematically shows the configuration of the liquid crystal display panel of Example 2-1.
  • 12A is a schematic diagram showing the relationship between the absorption axis of the first polarizing plate 22 and the slow axis of the first retardation plate 32
  • FIG. 12B is the direction of the nematic liquid crystal director and the transverse electric field.
  • FIG. 12C shows a relationship between the absorption axis of the second polarizing plate 24 and the slow axis of the second retardation plate 34.
  • FIG. It is a schematic diagram. Both figures show the relationship when viewed from the observer side.
  • the director of the nematic liquid crystal having positive dielectric anisotropy is aligned in parallel with the electric field direction, so that it rotates clockwise (clockwise) as indicated by an arrow.
  • the slow axis of the first retardation plate 32 and the slow axis of the second retardation plate 34 are orthogonal to the director of the liquid crystal (azimuth angle 85 °), as shown in FIGS. 12 (a) and 12 (c), respectively. (Azimuth angle -5 °).
  • the absorption axis of the first polarizing plate 22 is arranged to form ⁇ 45 ° with respect to the director of the liquid crystal (azimuth angle 85 °) (azimuth angle 40 °).
  • the absorption axis of the first polarizing plate 22 and the absorption axis of the second polarizing plate 24 are orthogonal (crossed Nicols arrangement).
  • FIG. 13A is a schematic diagram showing the relationship between the absorption axis of the first polarizing plate 22 and the slow axis of the first retardation plate 32
  • FIG. 13B is the direction of the nematic liquid crystal director and the transverse electric field
  • FIG. 13C shows a relationship between the absorption axis of the second polarizing plate 24 and the slow axis of the second retardation plate 34.
  • FIG. It is a schematic diagram. Both figures show the relationship when viewed from the observer side.
  • a director of nematic liquid crystal (NpLC) having a positive dielectric anisotropy when no voltage is applied, has an angle of ⁇ 85 ° with respect to the direction of the transverse electric field (azimuth angle 0 °) as shown in FIG. Oriented as expected.
  • the director of the nematic liquid crystal having positive dielectric anisotropy is aligned in parallel with the electric field direction, and therefore rotates counterclockwise (left rotation) as indicated by an arrow.
  • the slow axis of the first retardation plate 32 and the slow axis of the second retardation plate 34 are orthogonal to the director of the liquid crystal (azimuth angle -85 °) as shown in FIGS. 13 (a) and 13 (c), respectively. (Azimuth angle 5 °).
  • the absorption axis of the first polarizing plate 22 is arranged to form 45 ° with respect to the director of the liquid crystal (azimuth angle ⁇ 85 °) (azimuth angle ⁇ 40 °).
  • the absorption axis of the first polarizing plate 22 and the absorption axis of the second polarizing plate 24 are orthogonal (crossed Nicols arrangement).
  • FIG. 14 schematically shows the configuration of the liquid crystal display panel of Comparative Example 2-1.
  • 14A is a schematic diagram showing the relationship between the absorption axis of the first polarizing plate 22 and the slow axis of the first retardation plate 32
  • FIG. 14B is the direction of the nematic liquid crystal director and the transverse electric field.
  • FIG. 14C shows a relationship between the absorption axis of the second polarizing plate 24 and the slow axis of the second retardation plate 34.
  • FIG. It is a schematic diagram. Both figures show the relationship when viewed from the observer side.
  • a director of nematic liquid crystal (NpLC) having positive dielectric anisotropy forms an angle of 85 ° with respect to the direction of the transverse electric field (azimuth angle 0 °) as shown in FIG. 14B when no voltage is applied.
  • the orientation is as follows. When a lateral electric field is applied, the director of the nematic liquid crystal having positive dielectric anisotropy is aligned in parallel to the electric field direction, and thus rotates clockwise (clockwise) as indicated by an arrow.
  • the slow axis of the first retardation plate 32 and the slow axis of the second retardation plate 34 are orthogonal to the director of the liquid crystal (azimuth angle 85 °), as shown in FIGS. 14 (a) and 14 (c), respectively. (Azimuth angle -5 °).
  • the absorption axis of the second polarizing plate 24 is arranged to form ⁇ 45 ° with respect to the director of the liquid crystal (azimuth angle 85 °) (azimuth angle 40 °).
  • the absorption axis of the first polarizing plate 22 and the absorption axis of the second polarizing plate 24 are orthogonal (crossed Nicols arrangement).
  • FIG. 15 schematically shows the configuration of the liquid crystal display panel of Comparative Example 2-2.
  • FIG. 15A is a schematic diagram showing the relationship between the absorption axis of the first polarizing plate 22 and the slow axis of the first retardation plate 32
  • FIG. 15B is the direction of the nematic liquid crystal director and the transverse electric field.
  • FIG. 15C shows the relationship between the absorption axis of the second polarizing plate 24 and the slow axis of the second retardation plate 34.
  • FIG. It is a schematic diagram. Both figures show the relationship when viewed from the observer side.
  • a nematic liquid crystal (NpLC) director with positive dielectric anisotropy when no voltage is applied, has an angle of ⁇ 85 ° with respect to the direction of the transverse electric field (azimuth angle 0 °), as shown in FIG. Oriented as expected.
  • the director of the nematic liquid crystal having positive dielectric anisotropy is aligned in parallel with the electric field direction, and therefore rotates counterclockwise (left rotation) as indicated by an arrow.
  • the slow axis of the first retardation plate 32 and the slow axis of the second retardation plate 34 are orthogonal to the liquid crystal director (azimuth angle -85 °), as shown in FIGS. 15 (a) and 15 (c), respectively. (Azimuth angle 5 °).
  • the absorption axis of the second polarizing plate 24 is arranged so as to form 45 ° with respect to the director of the liquid crystal (azimuth angle ⁇ 85 °) (azimuth angle ⁇ 40 °).
  • the absorption axis of the first polarizing plate 22 and the absorption axis of the second polarizing plate 24 are orthogonal (crossed Nicols arrangement).
  • the viewing angle dependence of the ⁇ characteristic of the liquid crystal display panel of Example 2-1 is small at any azimuth angle.
  • the viewing angle dependence of the ⁇ characteristic of the liquid crystal display panel of Example 2-2 is small at any azimuth angle.
  • the entire pixel opening satisfies the condition (1) or (2), but the entire pixel opening does not necessarily satisfy the condition (1) or ( Even if 2) is not satisfied, the effect of improving the viewing angle dependency of the ⁇ characteristic can be obtained.
  • FIG. 20 shows the result of evaluating the ⁇ characteristics of a liquid crystal display panel having a pixel structure including the pixel structure of Example 2-1 and the pixel structure of Comparative Example 2-2 based on simulation.
  • FIG. 20 shows the mixing ratio of the pixel structure and the output level at the polar angle of 30 ° / the output level at the polar angle of 0 ° when the input level is 0.5 for the liquid crystal display panel having the mixed pixel structure. It is a graph which shows the relationship.
  • the positive azimuth is the azimuth with the highest output level, and the negative azimuth indicates the azimuth with the lowest output level.
  • the in-plane retardation R1 of the first retardation plate 32 was 137.5 nm ( ⁇ / 4), ⁇ nd of the liquid crystal layer 18 was changed from 350 nm to 550 nm, and the change in transmittance was obtained.
  • Comparative Examples 3-1 to 3-3 and 3-5 have the same configurations as those of Examples 3-1 to 3-3 and 3-5, and the conventional configuration in which the first and second retardation plates are omitted. A simulation was also performed for an FFS mode liquid crystal display panel.
  • FIG. 21A shows a graph of the ⁇ nd dependence of the transmittances of Examples 3-1 to 3-5
  • FIG. 21B shows the transmittances of Comparative Examples 3-1 to 3-3 and 3-5.
  • a graph of ⁇ nd dependency is shown.
  • the liquid crystal display panel of the embodiment differs from the liquid crystal display panel of the comparative example in that the transmittance greatly changes depending on the L + S of the slit structure, and the liquid crystal layer It was found that the transmittance greatly changes depending on ⁇ nd of. As shown in FIG. 21A and Table 3, as L + S increases from 4 ⁇ m to 8 ⁇ m, ⁇ nd at which the transmittance becomes maximum increases, and it is found that there is a preferable ⁇ nd for L + S.
  • ⁇ nd has a maximum transmittance within a range of ⁇ nd of 370 nm or more and 490 nm or less. Moreover, if it is this range, the transmittance
  • a transmittance of 30% or more can be obtained in a range of ⁇ nd from 380 nm to 460 nm.
  • a transmittance of 30% or more can be obtained in the range of ⁇ nd from 390 nm to 470 nm.
  • L + S is in the range of 7 ⁇ m ⁇ 0.5 ⁇ m
  • a transmittance of 30% or more can be obtained in the range of ⁇ nd from 400 nm to 480 nm.
  • L + S is in the range of 8 ⁇ m ⁇ 0.5 ⁇ m, a transmittance of 30% or more can be obtained in the range of ⁇ nd from 410 nm to 490 nm.
  • FIG. 21B shows that the transmittance of the liquid crystal display panel of the comparative example does not depend much on ⁇ nd, and ⁇ nd at which the transmittance is maximum is in the vicinity of 380 nm. Compared with this value, it can be said that the range of ⁇ nd preferable for the transmittance of the liquid crystal display panel of the embodiment is large.
  • the transmittance is high only in a limited range of ⁇ nd of the liquid crystal layer.
  • Examples 4-1 to 4-5 are the same as those of Examples 3-1 to 3-5, except that nematic liquid crystals having positive dielectric anisotropy are used.
  • Comparative Examples 4-1 to 4-3 and 4-5 the same configurations as those of Examples 4-1 to 4-3 and 4-5 were used, and the first and second retardation plates were omitted.
  • a simulation was also performed for an FFS mode liquid crystal display panel.
  • FIG. 22A shows a graph of the ⁇ nd dependence of the transmittance of Examples 4-1 to 4-5
  • FIG. 22B shows the transmittance of Comparative Examples 4-1 to 4-3 and 4-5.
  • a graph of ⁇ nd dependency is shown.
  • the liquid crystal display panel of the example differs from the liquid crystal display panel of the comparative example in that the transmittance greatly changes depending on the L + S of the slit structure, and the liquid crystal layer It can be seen that the transmittance varies greatly depending on ⁇ nd.
  • ⁇ nd As shown in FIG. 22A and Table 4, as L + S increases from 4 ⁇ m to 8 ⁇ m, ⁇ nd at which the transmittance becomes maximum increases, and it is found that there is a preferable ⁇ nd for L + S. If at least L + S is 4 ⁇ m or more and 8 ⁇ m or less, it can be said that ⁇ nd has a maximum transmittance within the range of ⁇ nd of 360 nm or more and 440 nm or less.
  • a transmittance of 30% or more can be obtained in the range of ⁇ nd of 360 nm or more and 440 nm or less.
  • L + S is in the range of 5 ⁇ m ⁇ 0.5 ⁇ m
  • a transmittance of 30% or more can be obtained in the range of ⁇ nd from 370 nm to 440 nm.
  • L + S is in the range of 6 ⁇ m ⁇ 0.5 ⁇ m
  • a transmittance of 30% or more can be obtained in the range of ⁇ nd from 370 nm to 450 nm.
  • a transmittance of 30% or more can be obtained in a range of ⁇ nd from 380 nm to 440 nm.
  • L + S is in the range of 8 ⁇ m ⁇ 0.5 ⁇ m, a transmittance of 30% or more can be obtained when ⁇ nd is in the range of 400 nm to 440 nm.
  • Example 3-3 the liquid crystal display panel of Example 5 in which ⁇ nd of the liquid crystal layer 18 is 412.5 nm and the in-plane retardation R1 of the first retardation plate 32 is changed is as follows.
  • the contrast ratio under illuminance was obtained by simulation.
  • FIGS. 23 (a) and (b) The results are shown in FIGS. 23 (a) and (b).
  • the in-plane retardation R1 of the first retardation plate 32 has the highest antireflection effect when it is 137.5 nm ( ⁇ / 4). On the other hand, if R1 deviates from this condition, the transmittance increases. As can be seen from FIG. 23A, the maximum value of the transmittance is in the vicinity of 120 nm. The contrast ratio under high illuminance of 20000 Lux is affected by both the degree of the antireflection effect and the transmittance. As can be seen from FIG. 23 (b), the value of R1 at which the contrast ratio takes the maximum value under a high illuminance of 20000 Lux is 130 nm, which is slightly smaller than 137.5 nm at which the antireflection effect is maximized. . From the result of FIG. 23B, it can be seen that when R1 is 100 nm or more and 160 nm or less, a contrast ratio of 10 or more can be obtained under high illuminance.
  • the in-plane retardation R1 of the first retardation plate 32 is set to 137.5 nm ( ⁇ / 4), and the value of the in-plane retardation R2 of the second retardation plate 34 is changed.
  • the transmittance ratio is a value when the transmittance is 1 when the in-plane retardation R2 of the second retardation plate 34 is 275 nm ( ⁇ / 2) in each of Examples 6-1 and 6-2. It is.
  • the results are shown in FIG.
  • the in-plane retardation R2 of the second retardation plate 34 is 275 nm ( ⁇ / 2), the reuse efficiency of the light reflected to the backlight side is high. This is the same whether the aperture ratio is 30% or 50%.
  • the in-plane retardation R2 of the second retardation plate is preferably 200 nm or more and 360 nm or less, and more preferably 220 nm or more and 330 nm or less.
  • the in-plane retardation R2 of the second retardation plate is preferably closer to 275 nm.
  • Example 3-3a, 3-3b, 3-3c the liquid crystal display panel in which L / S is changed (Examples 3-3a, 3-3b, 3-3c)
  • FIG. 25 shows the result of obtaining the transmittance of).
  • Table 5 below shows L / S values of the liquid crystal display panels of Examples 3-3a, 3-3b, and 3-3c.
  • the transmittance is hardly affected by L / S when L / S is in the range of 40/60 to 55/45 or less.
  • Example 4-3 the liquid crystal display panel in which L / S is changed (Examples 4-3a, 4-3b, and 4-3c)
  • FIG. 26 shows the result of obtaining the transmittance of).
  • the L / S values of the liquid crystal display panels of Examples 4-3a, 4-3b, and 4-3c are shown in Table 6 below.
  • FIG. 29 shows the result of using the value obtained by multiplying the elastic constant of the liquid crystal material used in the simulation of Example 3-3 by 1.2 and the result of using a value obtained by multiplying by 0.8. As is clear from FIG. 29, the value of the elastic constant does not affect the above simulation result.
  • the liquid crystal display panel according to the embodiment of the present invention is described by taking as an example a liquid crystal display panel in which the lower substrate is a TFT substrate and the lower substrate has an electrode pair that generates a lateral electric field in the liquid crystal layer.
  • the upper substrate may be a TFT substrate, and the upper substrate may have an electrode pair that generates a lateral electric field in the liquid crystal layer.
  • the first retardation plate and the first polarizing plate basically function as a circularly polarizing plate, the reflected light from the wiring formed on the TFT substrate is reduced. The Therefore, display quality does not deteriorate even when the TFT substrate is used as the upper substrate.
  • FIG. 30A (a) is a schematic exploded sectional view of a liquid crystal display panel 100A according to Embodiment 2 of the present invention
  • FIG. 30A (b) is a schematic view of a liquid crystal display panel 100B according to Embodiment 2 of the present invention
  • FIG. 30B (a) is a schematic exploded cross-sectional view of a liquid crystal display panel 100B1 according to Embodiment 2 of the present invention
  • FIG. 30B (b) is a schematic view of the liquid crystal display panel 100B2 according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 30B (c) is a schematic exploded sectional view of a liquid crystal display panel 100B3 according to Embodiment 2 of the present invention.
  • 30C (a) is a schematic exploded cross-sectional view of a liquid crystal display panel 100C1 according to Embodiment 2 of the present invention
  • FIG. 30C (b) is a schematic view of the liquid crystal display panel 100C2 according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 30A (a), (b), FIGS. 30B (a) to (c), and FIGS. 30C (a) and (b) show the backlight 50 together.
  • a liquid crystal display panel 100A includes a liquid crystal cell 10, a first polarizing plate 22 disposed on the viewer side of the liquid crystal cell 10, the liquid crystal cell 10, and Between the first polarizing plate 22 disposed between the first polarizing plate 22, the second polarizing plate 24 disposed on the back side of the liquid crystal cell 10, and between the second polarizing plate 24 and the liquid crystal cell 10.
  • the second retardation plate 34a is disposed.
  • the liquid crystal cell 10 is an FFS mode liquid crystal cell, and has, for example, the same structure as the liquid crystal cell 10 shown in FIG.
  • the thickness direction retardation of at least one of the first retardation plate 32a and the second retardation plate 34a has a negative value. If the thickness direction retardation of at least one of the first retardation plate 32a and the second retardation plate 34a has a negative value, the first retardation plate 32a, the second retardation plate 34a, and the liquid crystal layer 18 The sum of the thickness direction retardation becomes small. It was found that when the absolute value of the sum of the thickness direction retardations was small, a good black display could be obtained when no voltage was applied when observed from an oblique viewing angle. This inventor came to confirm this effect only after many simulations.
  • the liquid crystal display panel of the present embodiment is not limited to the liquid crystal display panel 100A illustrated in FIG. 30A (a).
  • the liquid crystal display panel of this embodiment may have a structure shown in FIG. 30A (b). That is, you may further have the 3rd phase difference plate 32b and the 4th phase difference plate 34b.
  • the liquid crystal display panel 100B includes the liquid crystal cell 10, the first polarizing plate 22 disposed on the viewer side of the liquid crystal cell 10, the liquid crystal cell 10, Between the first polarizing plate 22 disposed between the first polarizing plate 22, the second polarizing plate 24 disposed on the back side of the liquid crystal cell 10, and between the second polarizing plate 24 and the liquid crystal cell 10.
  • the second retardation plate 34a, the third retardation plate 32b disposed between the liquid crystal cell 10 and the first polarizing plate 22, and the second polarizing plate 24 and the liquid crystal cell 10 are disposed.
  • a fourth retardation plate 34b is disposed.
  • the liquid crystal display panel 100B In the liquid crystal display panel 100B, at least one of the thickness direction retardations of the first retardation film 32a, the second retardation film 34a, the third retardation film 32b, and the fourth retardation film 34b has a negative value. .
  • the liquid crystal display panel 100B is different from the liquid crystal display panel 100A in that it further includes a third retardation plate 32b and a fourth retardation plate 34b.
  • the thickness direction retardations of the first retardation plate 32a, the second retardation plate 34a, the third retardation plate 32b, and the fourth retardation plate 34b has a negative value
  • the sum of the retardations in the thickness direction of the four retardation plates 32a, 34a, 32b, 34b and the liquid crystal layer 18 is reduced.
  • the absolute value of the sum of the thickness direction retardations is small, a good black display can be obtained when no voltage is applied when observed from an oblique viewing angle.
  • the first and second retardation plates 32a and 34a have in-plane retardation.
  • the third retardation plate 32b and the fourth retardation plate 34b may each independently have in-plane retardation or may not have in-plane retardation.
  • a retardation layer for example, a liquid crystal layer or a retardation plate “has in-plane retardation” means that the in-plane retardation of the retardation layer is more than 3 nm.
  • the third retardation plate 32b is disposed between the first retardation plate 32a and the first polarizing plate 22, and the fourth retardation plate 34b is coupled to the second retardation plate 34a. It is arranged between the second polarizing plate 24.
  • the arrangement relationship between the first phase difference plate 32a and the third phase difference plate 32b and the arrangement relationship between the second phase difference plate 34a and the fourth phase difference plate 34b are not limited to the exemplified configurations. For example, as shown in FIGS. 30B (a) to 30 (c), the arrangement relationship between the first retardation plate 32a and the third retardation plate 32b may be reversed. The arrangement relationship between the second retardation plate 34a and the fourth retardation plate 34b may be reversed.
  • the third retardation plate 32b is disposed between the first retardation plate 32a and the liquid crystal cell 10. Also good.
  • the fourth retardation plate 34b is disposed between the second retardation plate 34a and the liquid crystal cell 10. Also good.
  • the liquid crystal display panels 100B1, 100B2, and 100B3 are liquid crystal display panels except for the arrangement relationship between the first phase difference plate 32a and the third phase difference plate 32b and the arrangement relationship between the second phase difference plate 34a and the fourth phase difference plate 34b. It may be the same as 100B.
  • the liquid crystal display panel of the present embodiment may have either the third retardation plate 32b or the fourth retardation plate 34b as shown in FIGS. 30C (a) and (b).
  • the liquid crystal display panel 100C1 is different from the liquid crystal display panel 100A in that it further includes a third retardation plate 32b.
  • the liquid crystal display panel 100C1 differs from the liquid crystal display panel 100B in that it does not have the fourth retardation plate 34b.
  • the thickness direction retardation of at least one of the first retardation plate 32a, the second retardation plate 34a, and the third retardation plate 32b has a negative value.
  • the first to third retardation plates 32a, 34a 32b and the thickness direction retardation of the liquid crystal layer 18 are reduced.
  • the absolute value of the sum of the thickness direction retardations is small, a good black display can be obtained when no voltage is applied when observed from an oblique viewing angle.
  • the liquid crystal display panel 100C2 is different from the liquid crystal display panel 100A in that it further includes a fourth retardation plate 34b.
  • the liquid crystal display panel 100C2 is different from the liquid crystal display panel 100B in that it does not include the third retardation plate 32b.
  • At least one of the thickness direction retardations of the first retardation plate 32a, the second retardation plate 34a, and the fourth retardation plate 34b has a negative value.
  • the first, second, and fourth retardation plates The sum of the retardations in the thickness direction of 32a, 34a, 34b and the liquid crystal layer 18 is reduced.
  • the absolute value of the sum of the thickness direction retardations is small, a good black display can be obtained when no voltage is applied when observed from an oblique viewing angle.
  • liquid crystal display panels 100C1 and 100C2 also have the arrangement relationship of the first retardation plate 32a and the third retardation plate 32b or the second retardation plate 34a and the fourth retardation plate 34b. The arrangement relationship may be reversed.
  • the first to fourth retardation plates 32a, 34a, 32b, and 34b are, for example, retardation plates obtained by stretching a polymer film, A retardation plate in which the orientation of the liquid crystalline material is fixed, a thin plate made of an inorganic material, and the like.
  • the materials and manufacturing methods of the first and second polarizing plates 22 and 24 and the first to fourth retardation plates 32a, 34a, 32b, and 34b are not particularly limited.
  • a polarizing plate for example, a polyvinyl alcohol (PVA) film obtained by adsorbing and orienting an anisotropic material such as an iodine complex having dichroism can be appropriately used.
  • PVA polyvinyl alcohol
  • the first polarizing plate 22 and the first retardation plate 32a can generally function as a circularly polarizing plate or an elliptically polarizing plate.
  • the 1st polarizing plate 22 and the 1st phase difference plate 32a may be bonded together through the contact bonding layer (adhesion layer).
  • the first retardation plate 32a may have a plurality of retardation layers.
  • a support layer (protective layer) may be further bonded as necessary.
  • the support layer (protective layer) can improve, for example, the mechanical strength and wet heat resistance of the polarizing plate and the retardation plate.
  • the support layer (protective layer) is, for example, a triacetyl cellulose (TAC) film or an acrylic resin film.
  • TAC triacetyl cellulose
  • the in-plane retardation of the adhesive layer (adhesive layer) is about 3 nm or less, and the absolute value of the thickness direction retardation is about 10 nm or less.
  • the in-plane retardation of the support layer (protective layer) is about 3 nm or less, and the absolute value of the thickness direction retardation is about 50 nm or less.
  • the thickness direction retardation of the support layer (protective layer) in which the absolute value of the retardation is positively reduced (for example, sometimes referred to as “zero retardation support layer (protective layer)” or “zero retardation film”)
  • the absolute value is approximately 10 nm or less.
  • the first retardation plate 32a having a plurality of retardation layers may have a support layer (protective layer) that is not a zero retardation support layer (protective layer) as any of the retardation layers.
  • the first retardation plate 32a may be a support layer (protective layer) that is not a zero retardation support layer (protective layer).
  • the second polarizing plate 24 and the second retardation plate 34a can function as a linear polarizing plate or an elliptical polarizing plate.
  • the first polarizing plate 22, the first retardation plate 32a, and the third retardation plate 32b form an adhesive layer (adhesive layer). It may be pasted together.
  • Each of the first retardation plate 32a and the third retardation plate 32b may have a plurality of retardation layers.
  • a support layer (protective layer) may be further bonded as necessary. The same applies to the second polarizing plate 24, the second retardation plate 34a, and the fourth retardation plate 34b.
  • a retardation plate having a uniaxial refractive index ellipsoid may be classified into the following four types depending on the shape of the refractive index ellipsoid.
  • the xyz axis is read as the ABC axis, and a retardation plate whose optical axis is in-plane (that is, the A-axis direction or B-axis direction) is called “A plate”, and the optical axis is in the normal direction (that is, C The retardation plate in the axial direction is called “C plate”.
  • a retardation plate (or retardation layer) classified as a positive A plate for example, uniaxial stretching of a horizontally aligned rod-like liquid crystal or a resin material having positive intrinsic birefringence (for example, polycarbonate or cycloolefin polymer) is used.
  • the retardation film which consists of these is mentioned.
  • Examples of the retardation plate (or retardation layer) classified as a negative A plate include a uniaxial stretching of a horizontally oriented disc-shaped liquid crystal or a resin material (eg, polystyrene) having a negative intrinsic birefringence. Examples thereof include a phase difference film.
  • a retardation plate (or retardation layer) classified as a negative C plate for example, a biaxial axis of disc-like liquid crystal with vertical alignment or a resin material with positive intrinsic birefringence (for example, polycarbonate or cycloolefin polymer) is used. Examples thereof include a retardation film formed by stretching.
  • a retardation plate (or retardation layer) classified as a positive C plate a vertically aligned rod-shaped liquid crystal or a retardation film made of biaxial stretching of a resin material (eg, polystyrene) having a negative intrinsic birefringence is used. Can be mentioned.
  • a TAC (triacetate) film often used as a protective film for a polarizing plate often becomes a negative C plate when it is formed into a film by a solvent casting method.
  • the in-plane retardation is defined as an absolute value of (nx ⁇ ny) ⁇ d
  • the thickness direction retardation is defined as ((nx + ny) / 2 ⁇ nz) ⁇ d.
  • the negative A plate and the positive C plate have negative thickness direction retardation among the four types of uniaxial retardation plates.
  • the positive C plate has no in-plane retardation.
  • at least one of the first retardation plate 32a and the second retardation plate 34a having in-plane retardation may be a negative A plate. For example, simulation results will be described later for the liquid crystal display panels of Examples 7-1 to 7-3.
  • At least one of the third retardation plate 32b and the fourth retardation plate 34b may be a negative A plate or a positive C plate.
  • At least one of the first retardation plate 32a and the second retardation plate 34a having in-plane retardation may be a negative A plate.
  • simulation results will be described later for the liquid crystal display panels of Examples 7-4 to 7-8, 7-9A to 7-9C, and 7-9F to 7-9N.
  • the third retardation plate 32b or the fourth retardation plate 34b may be a negative A plate or a positive C plate.
  • At least one of the first retardation plate 32a and the second retardation plate 34a having in-plane retardation may be a negative A plate.
  • the retardation plate having negative thickness direction retardation is not limited to one having a uniaxial refractive index ellipsoid.
  • retardation plates having a biaxial refractive index ellipsoid those having a negative thickness direction retardation can also be used. Since the retardation plate having a biaxial refractive index ellipsoid generally has in-plane retardation, the first retardation plate 32a, the second retardation plate 34a, the third retardation plate 32b, and the fourth retardation are used.
  • At least one of the plates 34b may be a retardation plate having a biaxial refractive index ellipsoid and having a negative thickness direction retardation. For example, simulation results of the liquid crystal display panels of Examples 7-10 to 7-29 will be described later.
  • NZ as defined by (ns-nz) / (ns-nf) is used as a parameter characterizing the biaxial retardation plate.
  • ns is the larger one of the in-plane main refractive indexes nx and ny (that is, the refractive index for the electric field component oscillating in the direction parallel to the in-plane slow axis)
  • nf is the in-plane main refraction.
  • the smaller one of the rates nx and ny that is, the refractive index for the electric field component oscillating in the direction parallel to the in-plane fast axis.
  • NZ can also be used for the uniaxial retardation plate.
  • NZ of a positive A plate is 1 and NZ of a negative A plate is 0.
  • NZ is not defined because the denominator of NZ is zero.
  • NZ of the positive C plate may be defined as ⁇ and NZ of the negative C plate may be defined as + ⁇ .
  • the allowable range of the uniaxial retardation plate can be expressed using NZ.
  • a retardation plate with NZ in the range of approximately 0.5 to 2.0 can be considered a positive A plate.
  • a retardation plate with NZ in the range of approximately 0.5 to -1.0 can be considered a negative A plate.
  • a retardation plate having NZ larger than about 5.0 can be considered as a negative C plate.
  • a retardation plate having NZ smaller than about ⁇ 4.0 can be considered as a positive C plate.
  • the liquid crystal layer 18 included in the liquid crystal display panels 100A, 100B, 100B1 to 100B3, 100C1, and 100C2 of the present embodiment includes nematic liquid crystal and takes a homogeneous alignment when no electric field is applied.
  • the in-plane retardation ⁇ nd of the liquid crystal layer 18 is 360 nm or more and 490 nm or less, typically 412.5 nm (3 ⁇ / 4). It is.
  • the first retardation plate 32a and the second retardation plate 34a have in-plane retardation.
  • the in-plane retardation R1 of the first retardation plate 32a is not less than 100 nm and not more than 160 nm, typically 137.5 nm ( ⁇ / 4).
  • the slow axis of the first retardation film 32a and the slow axis of the second retardation film 34a are substantially parallel to each other and are substantially orthogonal to the director orientation of the nematic liquid crystal having a homogeneous orientation.
  • a preferable configuration of the in-plane retardation of the liquid crystal layer 18 and the first and second retardation plates 32a and 34a included in the liquid crystal display panel of the present embodiment may be the same as that in the liquid crystal display panel of the first embodiment. .
  • the black display state that is, the transmittance when no voltage is applied. Since no voltage is applied during black display, the black display performance does not depend on whether a negative or positive liquid crystal material is used, and does not depend on the direction in which the liquid crystal molecules are rotated by a lateral electric field.
  • Embodiment 1 by applying the preferable conditions of Embodiment 1 in the direction in which the dielectric anisotropy of the nematic liquid crystal is positive and negative and the direction in which the liquid crystal molecules are rotated by a lateral electric field, not only good black display but also the viewing angle dependency of the ⁇ characteristics A small display can be performed.
  • the black display performance does not depend on the direction of the slit of the pixel electrode.
  • the slit of the pixel electrode is illustrated as extending in a direction perpendicular to the paper surface in the cross-sectional view (see, for example, FIG. 1B), but is not limited thereto.
  • the transmittance of white display may change, but the orientation of the absorption axis of the polarizing plate, the orientation of the slow axis of the retardation plate, the director of the liquid crystal layer
  • the azimuth angle is set to 0 ° in the 3 o'clock direction (x-axis) of the clock face, and the counterclockwise direction is positive. It is defined as The x-axis direction is orthogonal to the direction in which the pixel electrode extends.
  • the retardation of the liquid crystal layer and the retardation plate shows a value at a wavelength of 550 nm unless otherwise specified.
  • the liquid crystal display panels of Examples 7-1 to 7-3 have the same configuration as the liquid crystal display panel 100A shown in FIG. 30A (a).
  • at least one of the first retardation plate 32a and the second retardation plate 34a is a negative A plate.
  • the liquid crystal display panel of Reference Example 7-1 differs from the liquid crystal display panels of Examples 7-1 to 7-3 in that both the first retardation plate 32a and the second retardation plate 34a are positive A plates. .
  • Table 7 shows the design values (values used in the simulation) of the liquid crystal display panels of Reference Example 7-1 and Examples 7-1 to 7-3 and the transmittance calculated at a wavelength of 550 nm.
  • both the first retardation plate 32a and the second retardation plate 34a are negative A plates.
  • the first retardation plate 32a is a positive A plate
  • the second retardation plate 34a is a negative A plate.
  • the first retardation plate 32a is a negative A plate
  • the second retardation plate 34a is a positive A plate.
  • FIG. 31 to 34 are graphs showing the black display transmittance (when no voltage is applied) of the liquid crystal display panels of Reference Example 7-1 and Examples 7-1 to 7-3, respectively, with respect to the azimuth angle and polar angle. It is.
  • the black display transmittance was calculated every 5 ° for an azimuth angle of 0 ° to 360 ° and every 10 ° for a polar angle of 0 ° to 80 °.
  • the black display transmittance obtained by complementing the calculation results was expressed using gradation on the concentric coordinates indicating the azimuth and polar angles.
  • Table 7 shows the maximum value at the polar angle of 60 ° and the average value at the polar angle of 60 ° among the black display transmittance of the liquid crystal display panel. The smaller these values, the better the black display with less light leakage when observed from an oblique viewing angle.
  • a liquid crystal simulator (manufactured by Shintec, LCD master) was used for the simulation.
  • the polarizing layer used in the simulation had an orthogonal transmittance of 0.0015% and a parallel transmittance of 39.04%. Each is a calculated value at a wavelength of 550 nm.
  • the director of the nematic liquid crystal is aligned so as to form an azimuth angle of 85 °.
  • the slow axis of the first retardation plate 32a and the slow axis of the second retardation plate 34a are arranged so as to be orthogonal to the director of the liquid crystal (azimuth angle 85 °) (azimuth angle ⁇ 5 °). . Since ⁇ nd and R1 + R2 cancel each other and the in-plane retardation becomes substantially zero, a good black display can be obtained when no voltage is applied when observed from the front viewing angle.
  • the absorption axis of the first polarizing plate 22 is arranged to form ⁇ 45 ° with respect to the director of the liquid crystal (azimuth angle 85 °) (azimuth angle 40 °).
  • the absorption axis of the second polarizing plate 24 is arranged so as to form 45 ° with respect to the director of the liquid crystal (azimuth angle 85 °) (azimuth angle 130 °).
  • the absorption axis of the first polarizing plate 22 and the absorption axis of the second polarizing plate 24 are orthogonal (crossed Nicols arrangement).
  • the birefringence ⁇ n of the nematic liquid crystal material was 0.111, and the thickness d of the liquid crystal layer 18 was 3.716 ⁇ m.
  • the width S of the opening 16a of the pixel electrode 16 is 3.3 ⁇ m, and the distance L between the opening 16a and the edge of the pixel electrode 16 is 2.7 ⁇ m.
  • the thickness of the dielectric layer 15 was 100 nm and the relative dielectric constant was 6. The same applies to the following Examples 7-4 to 7-29.
  • the in-plane retardation R1 of the first retardation plate 32a is 100 nm or more and 160 nm or less
  • the in-plane retardation R2 of the second retardation plate 34a is 200 nm or more and 360 nm or less. Reflection of light incident on the liquid crystal display panel from the viewer side is suppressed, and display with a high contrast ratio is possible when observed from the front viewing angle.
  • the angle formed by the absorption axis of the first polarizing plate 22 and the slow axis of the first retardation plate 32a is typically as exemplified in the liquid crystal display panels of Examples 7-1 to 7-3. It is approximately 45 ° or approximately 135 °. However, this embodiment is not limited to this. In general, the ellipticity of an elliptically polarizing plate is determined by the angle formed by the absorption axis of the polarizing plate constituting the elliptically polarizing plate and the slow axis of the retardation plate, and the in-plane retardation of the retardation plate.
  • the angle formed by the absorption axis of the first polarizing plate 22 and the slow axis of the first retardation plate 32a and the in-plane retardation R1 of the first retardation plate 32a are set so that a desired ellipticity can be obtained. You may adjust suitably.
  • the angle formed by the absorption axis of the second polarizing plate 24 and the slow axis of the second retardation plate 34a is typically as exemplified in the liquid crystal display panels of Examples 7-1 to 7-3. It is approximately 45 ° or approximately 135 °. However, this embodiment is not limited to this, similarly to the first polarizing plate 22 and the first retardation plate 32a.
  • Table 7 also shows the sum RthS of the thickness direction retardation.
  • the relationship that the absolute value of the thickness direction retardation is 1/2 of the in-plane retardation is established.
  • a liquid crystal layer having homogeneous alignment is also classified as an A plate.
  • the thickness direction retardation is rarely considered for the homogeneously aligned liquid crystal layer, but it can be calculated from the definition of the thickness direction retardation.
  • the retardation sum RthS is equal to ⁇ nd of the liquid crystal layer 18.
  • At least one of the thickness direction retardations Rth1 and Rth2 of the first and second retardation plates 32a and 34a is negative.
  • the sum RthS of the thickness direction retardation is smaller than ⁇ nd of the liquid crystal layer 18.
  • the liquid crystal display panels of Examples 7-1 to 7-3 in which the first retardation plate 32a and / or the second retardation plate 34a are negative A plates have negative A
  • a good black display is obtained when observed from an oblique viewing angle.
  • the black display transmittance at a polar angle of 60 ° is smaller as the sum RthS of thickness direction retardations is smaller. That is, the smaller the sum RthS of the thickness direction retardation, the better the black display when observed from an oblique viewing angle.
  • the liquid crystal display panels of Examples 7-4 to 7-8, 7-9A to 7-9C, and 7-10 to 7-29 have the same configuration as the liquid crystal display panel 100B shown in FIG. 30A (b).
  • the liquid crystal display panels of Examples 7-9F to 7-9H have the same configuration as the liquid crystal display panel 100B1 shown in FIG. 30B (a).
  • the liquid crystal display panels of Examples 7-9I to 7-9K have the same configuration as the liquid crystal display panel 100B2 shown in FIG. 30B (b).
  • the liquid crystal display panels of Examples 7-9L to 7-9N have the same configuration as the liquid crystal display panel 100B3 shown in FIG. 30B (c).
  • the liquid crystal display panel of Examples 7-9D has the same configuration as the liquid crystal display panel 100C1 shown in FIG. 30C (a).
  • the liquid crystal display panel of Example 7-9E has the same configuration as the liquid crystal display panel 100C2 shown in FIG. 30C (b).
  • the design values of the liquid crystal display panels of Examples 7-4 to 7-29 are the same as the design values of the liquid crystal display panel of Reference Example 7-1 except for the third retardation plate 32b and the fourth retardation plate 34b. is there.
  • the first retardation plate 32a and the second retardation plate 34a are positive A plates. That is, the thickness direction retardations Rth1 and Rth2 of the first retardation film 32a and the second retardation film 34a are both positive values.
  • the thickness direction retardations Rth3 and Rth4 of the third retardation plate 32b and the fourth retardation plate 34b are: Both have negative values.
  • the thickness direction retardation Rth3 of the third retardation plate 32b or the thickness direction retardation Rth4 of the fourth retardation plate 34b has a negative value.
  • the liquid crystal display panel of this embodiment is not limited to the illustrated example.
  • it is sufficient that at least one of the retardation plates in the thickness direction has a negative value.
  • the retardation in the thickness direction of at least one of these retardation plates should have a negative value.
  • Table 8 shows the design values of liquid crystal display panels of Examples 7-4 to 7-8 (values used for simulation) and black display transmittances calculated at a wavelength of 550 nm (when no voltage is applied), as in Table 7. Indicates.
  • FIGS. 35 to 39 are diagrams showing the black display transmittance (when no voltage is applied) of the liquid crystal display panels in Examples 7-4 to 7-8 with respect to the azimuth angle and polar angle, respectively.
  • the liquid crystal display panels of Examples 7-4 to 7-8 have positive C plates as the third retardation plate 32b and the fourth retardation plate 34b. Since the C plate has no in-plane retardation, the slow axis and NZ are not defined.
  • the thickness direction retardation Rth3 of the third retardation plate 32b and the thickness direction retardation Rth4 of the fourth retardation plate 34b were measured. Different. Table 8 also shows the sum RthS of the thickness direction retardation.
  • the third retardation plate 32b and the fourth retardation plate 34b are C plates having no in-plane retardation. Accordingly, the in-plane retardation of the liquid crystal display panels of Examples 7-4 to 7-8 is substantially zero, so that even when viewed from the front viewing angle, a good black display can be obtained when no voltage is applied.
  • Tables 9 to 12 show the design values (values used in the simulation) of the liquid crystal display panels of Examples 7-9A to 7-9N and the black display transmittance calculated at a wavelength of 550 nm (no voltage mark). Time).
  • 40 to 53 are graphs showing the black display transmittance (when no voltage is applied) of the liquid crystal display panels in Examples 7-9A to 7-9N with respect to the azimuth angle and polar angle, respectively.
  • the liquid crystal display panels of Examples 7-9A to 7-9N have a positive C plate as the third retardation plate 32b and / or the fourth retardation plate 34b. Since the C plate has no in-plane retardation, the slow axis and NZ are not defined.
  • the thickness direction retardation of the third phase plate 32b and / or the fourth phase plate 34b is set so that the thickness direction sum RthS becomes zero. The value is determined.
  • the liquid crystal display panels of Examples 7-9A to 7-9C have the same configuration as the liquid crystal display panel 100B shown in FIG. 30A (b).
  • the liquid crystal display panels of Examples 7-9A to 7-9C differ from each other in the values of the thickness direction retardation Rth3 of the third retardation plate 32b and the thickness direction retardation Rth4 of the fourth retardation plate 34b.
  • the thickness direction retardation Rth3 of the third retardation plate 32b and the thickness direction retardation Rth4 of the fourth retardation plate 34b are equal to each other.
  • the thickness direction retardation Rth3 of the third retardation plate 32b is larger than the thickness direction retardation Rth4 of the fourth retardation plate 34b.
  • the thickness direction retardation Rth3 of the third retardation plate 32b is smaller than the thickness direction retardation Rth4 of the fourth retardation plate 34b.
  • the liquid crystal display panel of Example 7-9D has the same configuration as the liquid crystal display panel 100C1 shown in FIG. 30C (a), and the liquid crystal display panel of Example 7-9E has the same structure as FIG.
  • the sum RthS of the thickness direction retardations of the liquid crystal display panels of Examples 7-9D and 7-9E is the thickness direction retardation RthLC of the liquid crystal layer 18, the thickness direction retardation Rth1 of the first retardation plate 32a, and the second retardation Rth1.
  • the liquid crystal display panels of Examples 7-9A to 7-9E all have zero thickness-direction retardation sum RthS, good black display is obtained when observed from an oblique viewing angle. Comparing the results of Examples 7-9A to 7-9E, the structure having the third retardation plate 32b or the fourth retardation plate 34b as in the liquid crystal display panel of Example 7-9D or Example 7-9E As compared with the liquid crystal display panels of Examples 7-9A to 7-9C, the structure having both the third and fourth retardation plates 32b and 34b is superior in black when observed from an oblique viewing angle. You can see the display.
  • the liquid crystal display panel of Example 7-9A From the comparison of the results of Examples 7-9A to 7-9C, when priority is given to reducing the average value instead of the maximum value of the black display transmittance at a polar angle of 60 °, the liquid crystal display panel of Example 7-9A In addition, it can be seen that the thickness direction retardation Rth3 of the third retardation plate 32b and the thickness direction retardation Rth4 of the fourth retardation plate 34b tend to be preferably equal to each other.
  • Liquid crystal display panels of Examples 7-9F to 7-9H in Table 10 Liquid Crystal Display Panels of Examples 7-9I to 7-9K in Table 11, and Liquid Crystal Displays of Examples 7-9L to 7-9N in Table 12
  • the panel is the same as the liquid crystal display panels of Examples 7-9A to 7-9C in Table 9 in terms of the thickness direction retardation Rth3 of the third retardation plate 32b and the thickness direction retardation Rth4 of the fourth retardation plate 34b. It is.
  • the liquid crystal display panels of Examples 7-9F to 7-9H have the same configuration as the liquid crystal display panel 100B1 shown in FIG. 30B (a).
  • the positional relationship between the first retardation plate 32a and the third retardation plate 32b, and the positional relationship between the second retardation plate 34a and the fourth retardation plate 34b is the reverse of the liquid crystal display panels of Examples 7-9A to 7-9C.
  • the liquid crystal display panels of Examples 7-9I to 7-9K have the same configuration as the liquid crystal display panel 100B2 shown in FIG. 30B (b).
  • the liquid crystal display panels of Examples 7-9I to 7-9K are opposite to the liquid crystal display panels of Examples 7-9A to 7-9C in the arrangement relationship of the second retardation plate 34a and the fourth retardation plate 34b. .
  • the liquid crystal display panels of Examples 7-9L to 7-9N have the same configuration as the liquid crystal display panel 100B3 shown in FIG. 30B (c).
  • the liquid crystal display panels of Examples 7-9L to 7-9N are opposite to the liquid crystal display panels of Examples 7-9A to 7-9C in the arrangement relationship of the first phase difference plate 32a and the third phase difference plate 32b. .
  • the third retardation plate 32 b tends to be preferably disposed between the first retardation plate 32 a and the first polarizing plate 22.
  • the fourth retardation plate 34 b is also disposed between the second retardation plate 34 a and the second polarizing plate 24.
  • Table 13 shows the design values of liquid crystal display panels of Examples 7-10 to 7-17 (values used in the simulation) and the black display transmittance calculated at a wavelength of 550 nm (when no voltage is applied), as in Table 8.
  • Indicates. 54 to 61 are graphs showing the black display transmittance (when no voltage is applied) of the liquid crystal display panels in Examples 7-10 to 7-17 with respect to the azimuth angle and polar angle, respectively.
  • liquid crystal display panels of Examples 7-10 to 7-17 biaxial retardation plates having negative thickness direction retardation were used as the third retardation plate 32b and the fourth retardation plate 34b.
  • the NZ values of the used biaxial retardation films are all -1.
  • the liquid crystal display panels of Examples 7-10, 7-12, 7-14 and 7-16 differ from each other in the values of the thickness direction retardations Rth3 and Rth4 of the third and fourth retardation plates 32b and 34b.
  • the liquid crystal display panels of Examples 7-10, 7-12, 7-14, and 7-16 are different from each other in the values of the in-plane retardations R3 and R4 of the third and fourth retardation plates 32b and 34b.
  • Example 7-16 the sum RthS of thickness direction retardations is smaller than that of Examples 7-10, 7-12, and 7-14, but the black display transmittance at a polar angle of 60 ° is that of Example 7-16. Greater than -12 and 7-14.
  • the in-plane retardation R3 of the third retardation plate 32b and the in-plane retardation R4 of the fourth retardation plate 34b are 133.2 nm, respectively.
  • the in-plane retardation R3 of the third retardation plate 32b and the in-plane retardation R4 of the fourth retardation plate 34b are large (for example, greater than 100 nm), the polar angle is reduced by reducing the sum RthS of the thickness direction retardation It may be difficult to reduce the black display transmittance at 60 °.
  • the in-plane retardation R3 of the third retardation plate 32b and the in-plane retardation R4 of the fourth retardation plate 34b are each preferably less than 100 nm, for example.
  • the thickness direction retardations Rth3 and Rth4 of the third and fourth retardation plates 32b and 34b are the same, but the absorption axis of the first polarizing plate 22 and the first retardation plate 22b are the same.
  • the angle formed by the slow axis of the third retardation plate 32b and the angle formed by the absorption axis of the second polarizing plate 24 and the slow axis of the fourth retardation plate 34b are different from each other.
  • the absorption axis of the first polarizing plate 22 and the slow axis of the third retardation plate 32b are parallel to each other, and the absorption axis of the second polarizing plate 24 is the fourth position.
  • the slow axes of the phase difference plates 34b are parallel to each other.
  • the absorption axis of the first polarizing plate 22 and the slow axis of the third retardation plate 32b are orthogonal, and the absorption axis of the second polarizing plate 24 and the fourth retardation plate.
  • the slow axis of 34b is orthogonal.
  • the liquid crystal display panels of Examples 7-12 and 7-13, 7-14 and 7-15, 7-16 and 7-17 also have the same relationship.
  • the liquid crystal display panel of Example 7-10 has a lower black display transmission despite the same sum in the thickness direction retardation. And a good black display is obtained when observed from an oblique viewing angle.
  • the absorption axis of the first polarizing plate 22 and the slow axis of the third retardation plate 32b are orthogonal, and the absorption axis of the second polarizing plate 24 and the slow axis of the fourth retardation plate 34b are orthogonal.
  • the absorption axis of the first polarizing plate 22 and the slow axis of the third retardation plate 32b are parallel to each other, and the absorption axis of the second polarizing plate 24 and the slow axis of the fourth retardation plate 34b are mutually connected. It can be seen that parallelism is preferred.
  • the polarization axis (transmission axis) of the first polarizing plate 22 and the slow axis of the third retardation plate 32b are orthogonal, and the polarization axis (transmission axis) of the second polarizing plate 24 and the fourth retardation plate 34b. It can be seen that it is preferable that the slow axis is orthogonal.
  • the liquid crystal display panels of Examples 7-12 and 7-13, 7-14 and 7-15, 7-16 and 7-17 have similar results, respectively.
  • the black display transmittance at a polar angle of 60 ° is smaller than that of the liquid crystal display panel of Example 7-15. That is, not only the sum RthS of thickness direction retardations, but also the angle formed by the absorption axis of the first polarizing plate 22 and the slow axis of the third retardation plate 32b, and the absorption axis of the second polarizing plate 24 and the fourth A good black display may be obtained by appropriately adjusting the angle formed by the slow axis of the phase difference plate 34b.
  • the angle formed by the absorption axis of the first polarizing plate 22 and the slow axis of the third retardation plate 32b is typically substantially as shown in the liquid crystal display panels of Examples 7-10 to 7-17. 0 ° or approximately 90 °. However, this embodiment is not limited to these.
  • the angle formed by the absorption axis of the second polarizing plate 24 and the slow axis of the fourth retardation plate 34b is typical as illustrated in the liquid crystal display panels of Examples 7-10 to 7-17. Is approximately 0 ° or approximately 90 °. However, this embodiment is not limited to these.
  • the slow axis of the third phase difference plate 32b (in the examples 7-10, 7-12, 7-14 and 7-16, the azimuth angle is 40 °, the examples 7-11, 7-13, 7-15 and 7).
  • ⁇ 17 at azimuth angle 130 °) and the slow axis of the fourth retardation plate 34b (Examples 7-10, 7-12, 7-14 and 7-16 have an azimuth angle of 130 °, Example 7-11) , 7-13, 7-15 and 7-17 are orthogonal to the azimuth angle 40 °. Therefore, the in-plane retardation R3 of the third retardation plate 32b and the in-plane retardation R4 of the fourth retardation plate 34b cancel each other. From the above, the in-plane retardation of the liquid crystal display panels of Examples 7-10 to 7-17 is substantially zero, so that a good black display can be obtained when no voltage is applied even when observed from the front viewing angle. .
  • Table 14 shows the design values (values used in the simulation) of the liquid crystal display panels of Examples 7-18 to 7-25 and the black display transmittance (when no voltage is applied) calculated at a wavelength of 550 nm.
  • Table 15 shows the design values (values used for the simulation) of the liquid crystal display panels of Examples 7-26 to 7-29 and the black display transmittance (when no voltage is applied) calculated at a wavelength of 550 nm.
  • 62 to 73 are diagrams showing the black display transmittance (when no voltage is applied) of the liquid crystal display panels in Examples 7-18 to 7-29, with respect to the azimuth angle and polar angle, respectively.
  • liquid crystal display panels of Examples 7-18 to 7-29 biaxial retardation plates having negative thickness direction retardation were used as the third retardation plate 32b and the fourth retardation plate 34b.
  • NZ of the third retardation plate 32b and the fourth retardation plate 34b is ⁇ 2.
  • NZ of the third retardation plate 32b and the fourth retardation plate 34b is -3.
  • NZ of the third retardation plate 32b and the fourth retardation plate 34b is ⁇ 4.
  • the liquid crystal display panels of Examples 7-18 and 7-20 differ in the values of the thickness direction retardations Rth3, Rth4 and the in-plane retardations R3, R4 of the third and fourth retardation plates 32b, 34b.
  • the liquid crystal display panels of Examples 7-19 and 7-21 differ in thickness direction retardation values Rth3 and Rth4 and in-plane retardation values R3 and R4 of the third and fourth retardation plates 32b and 34b. . Comparing these results, the smaller the absolute value of the thickness direction retardation RthS, the better the black display when observed from an oblique viewing angle.
  • the angle formed by the absorption axis of the first polarizing plate 22 and the slow axis of the third retardation plate 32b, and the absorption axis of the second polarizing plate 24 The angles formed by the slow axis of the fourth retardation plate 34b are different from each other.
  • the absorption axis of the first polarizing plate 22 and the slow axis of the third retardation plate 32b are parallel to each other, and the absorption axis of the second polarizing plate 24 is the fourth position.
  • the slow axes of the phase difference plates 34b are parallel to each other.
  • the absorption axis of the first polarizing plate 22 and the slow axis of the third retardation plate 32b are orthogonal, and the absorption axis of the second polarizing plate 24 and the fourth retardation plate The slow axis of 34b is orthogonal.
  • the liquid crystal display panels of Examples 7-20 and 7-21 have the same relationship as the liquid crystal display panels of Examples 7-18 and 7-19.
  • the liquid crystal display panel of Example 7-18 has a lower black display transmission despite the same sum of thickness direction retardations. And a good black display is obtained when observed from an oblique viewing angle. The same applies to the results of the liquid crystal display panels of Examples 7-20 and 7-21.
  • the absorption axis of the first polarizing plate 22 and the slow axis of the third retardation plate 32b are orthogonal
  • the absorption axis of the second polarizing plate 24 and the slow axis of the fourth retardation plate 34b are orthogonal.
  • the absorption axis of the first polarizing plate 22 and the slow axis of the third retardation plate 32b are parallel to each other, and the absorption axis of the second polarizing plate 24 and the slow axis of the fourth retardation plate 34b are mutually connected. It can be seen that parallelism is preferred.
  • the polarization axis (transmission axis) of the first polarizing plate 22 and the slow axis of the third retardation plate 32b are orthogonal, and the polarization axis (transmission axis) of the second polarizing plate 24 and the fourth retardation plate 34b. It can be seen that it is preferable that the slow axis is orthogonal.
  • the liquid crystal display panels of Examples 7-22 to 7-25 and 7-26 to 7-29 have the same relationship as the liquid crystal display panels of Examples 7-18 to 7-21, respectively.
  • Examples 7-10 to 7-13 NZ of the third and fourth phase difference plates 32b and 34b is -1) and Examples 7-18 to 7-21 (third and fourth phase difference plates 32b and 34b) NZ is -2), Examples 7-22 to 7-25 (NZ of the third and fourth retardation plates 32b and 34b is -3), and Examples 7-26 to 7-29 (third, NZ of the fourth phase difference plates 32b and 34b is compared with -4).
  • Examples 7-4 to 7-8 the third and fourth retardation plates 32b and 34b are positive C plates and NZ is ⁇
  • the absolute value of NZ of the biaxial retardation plate is also compared. It can be seen that the biaxial retardation plate approaches the positive C plate as becomes larger.
  • the thickness direction retardations Rth3 and Rth4 of the third and fourth retardation plates 32b and 34b are both 100 nm.
  • the black display transmittance increases as the absolute value of NZ increases, and approaches the value of the black display transmittance in the positive C plate (Example 7-5).
  • the black display transmittance decreases as the absolute value of NZ increases, and the positive C plate (Example It approaches the value of black display transmittance in 7-5).
  • the absolute value of NZ of the biaxial retardation plate increases, the angle between the absorption axis of the first polarizing plate 22 and the slow axis of the third retardation plate 32b and the second polarizing plate of black display transmittance
  • the biaxial retardation plate approaches the positive C plate because the change (dependence) on the angle formed by the 24 absorption axes and the slow axis of the fourth retardation plate 34b is reduced.
  • a biaxial retardation plate with NZ smaller than ⁇ 4 may be regarded as a substantially positive C plate.
  • the angle formed by the absorption axis of the first polarizing plate 22 and the slow axis of the third retardation plate 32b is typically as exemplified in the liquid crystal display panels of Examples 7-18 to 7-29. It is approximately 0 ° or approximately 90 °. However, this embodiment is not limited to these.
  • the angle formed by the absorption axis of the second polarizing plate 24 and the slow axis of the fourth retardation plate 34b is typical as illustrated in the liquid crystal display panels of Examples 7-18 to 7-29. Is approximately 0 ° or approximately 90 °. However, this embodiment is not limited to these.
  • the slow axis of the third phase difference plate 32b (the azimuth angle 40 ° in Examples 7-18, 7-20, 7-22, 7-24, 7-26 and 7-28, Examples 7-19 and 7) ⁇ 21, 7-23, 7-25, 7-27 and 7-29 have an azimuth angle of 130 °) and the slow axis of the fourth retardation plate 34b (Examples 7-18, 7-20, 7-22) , 7-24, 7-26 and 7-28, and azimuth angle 130 ° in Examples 7-19, 7-21, 7-23, 7-25, 7-27 and 7-29. ) Is orthogonal.
  • the in-plane retardation R3 of the third retardation plate 32b and the in-plane retardation R4 of the fourth retardation plate 34b cancel each other.
  • the in-plane retardation of the liquid crystal display panels of Examples 7-18 to 7-29 is substantially zero, so that even when viewed from the front viewing angle, a good black display can be obtained when no voltage is applied. .
  • the absorption axis of the first polarizing plate 22 and the first retardation plate 32a The angle formed by the slow axis is typically approximately 45 ° or approximately 135 °.
  • the angle formed by the absorption axis of the second polarizing plate 24 and the slow axis of the second retardation plate 34a is typically about 45 ° or about 135 °.
  • the present embodiment is not limited to these and can be adjusted as appropriate.
  • a liquid crystal display panel according to an embodiment of the present invention can be manufactured using a known method for manufacturing a liquid crystal cell in a transverse electric field mode.
  • the step of bonding the polarizing plate and the retardation plate to the liquid crystal cell in a predetermined direction can also be performed by a known method.
  • the liquid crystal cell 10 of the liquid crystal display panels 100, 100A, 100B, 100B1, 100B2, 100B3, 100C1, and 100C2 can be manufactured as follows, for example.
  • the lower substrate 10Sa is manufactured by a known method. For example, circuit elements such as TFT, gate bus line, source ballast-in, and common wiring are formed on the glass substrate 12a. Thereafter, the common electrode 14, the dielectric layer 15, and the pixel electrode 16 are formed. An alignment film is formed on the surface of the lower substrate 10Sa on the liquid crystal layer 18 side. The alignment film is, for example, rubbed so as to align liquid crystal molecules in the vicinity of the lower substrate 10Sa in a predetermined direction.
  • the upper substrate 10Sb manufactured by a known method is prepared.
  • the upper substrate 10Sb has, for example, a black matrix and a color filter layer on the glass substrate 12b, and an alignment film on the liquid crystal layer 18 side.
  • the alignment film is, for example, rubbed so as to align liquid crystal molecules in the vicinity of the upper substrate 10Sb in a predetermined direction.
  • the thickness of the liquid crystal layer 18 is controlled by spacers formed on the lower substrate 10Sa or the upper substrate 10Sb.
  • the liquid crystal layer 18 is formed by a dropping injection method, and the lower substrate 10Sa and the upper substrate 10Sb are bonded.
  • the liquid crystal cell 10 is produced.
  • the alignment process of the alignment film is not limited to the rubbing process, and the photo-alignment process may be performed using the photo-alignment film. Moreover, you may combine a rubbing process and a photo-alignment process.
  • the TFTs of the liquid crystal display panels 100, 100A, 100B, 100B1, 100B2, 100B3, 100C1, and 100C2 are amorphous silicon TFT (a-Si TFT), polysilicon TFT (p-Si TFT), and microcrystalline.
  • a known TFT such as a silicon TFT ( ⁇ C-Si TFT) may be used, but a TFT having an oxide semiconductor layer (oxide TFT) is preferably used.
  • oxide TFT oxide semiconductor layer
  • the area of the TFT can be reduced, so that the pixel aperture ratio can be increased.
  • the oxide semiconductor contained in the oxide semiconductor layer may be an amorphous oxide semiconductor or a crystalline oxide semiconductor having a crystalline portion.
  • the crystalline oxide semiconductor include a polycrystalline oxide semiconductor, a microcrystalline oxide semiconductor, and a crystalline oxide semiconductor in which the c-axis is oriented substantially perpendicular to the layer surface.
  • the oxide semiconductor layer may have a stacked structure of two or more layers.
  • the oxide semiconductor layer may include an amorphous oxide semiconductor layer and a crystalline oxide semiconductor layer.
  • a plurality of crystalline oxide semiconductor layers having different crystal structures may be included.
  • a plurality of amorphous oxide semiconductor layers may be included.
  • the energy gap of the oxide semiconductor included in the upper layer is preferably larger than the energy gap of the oxide semiconductor included in the lower layer.
  • the energy gap of the lower oxide semiconductor may be larger than the energy gap of the upper oxide semiconductor.
  • the oxide semiconductor layer may contain at least one metal element of In, Ga, and Zn, for example.
  • the oxide semiconductor layer includes, for example, an In—Ga—Zn—O-based semiconductor (eg, indium gallium zinc oxide).
  • Such an oxide semiconductor layer can be formed using an oxide semiconductor film containing an In—Ga—Zn—O-based semiconductor.
  • a channel-etch TFT having an active layer containing an oxide semiconductor such as an In—Ga—Zn—O-based semiconductor may be referred to as a “CE-OS-TFT”.
  • the In—Ga—Zn—O-based semiconductor may be amorphous or crystalline.
  • a crystalline In—Ga—Zn—O-based semiconductor in which the c-axis is oriented substantially perpendicular to the layer surface is preferable.
  • a TFT having an In—Ga—Zn—O-based semiconductor layer has high mobility (more than 20 times that of an a-Si TFT) and low leakage current (less than one hundredth of that of an a-Si TFT).
  • the TFT is suitably used as a driving TFT (for example, a TFT included in a driving circuit provided on the same substrate as the display area around a display area including a plurality of pixels) and a pixel TFT (a TFT provided in the pixel).
  • a driving TFT for example, a TFT included in a driving circuit provided on the same substrate as the display area around a display area including a plurality of pixels
  • a pixel TFT a TFT provided in the pixel
  • the oxide semiconductor layer may include another oxide semiconductor instead of the In—Ga—Zn—O-based semiconductor.
  • an In—Sn—Zn—O-based semiconductor eg, In 2 O 3 —SnO 2 —ZnO; InSnZnO
  • the In—Sn—Zn—O-based semiconductor is a ternary oxide of In (indium), Sn (tin), and Zn (zinc).
  • the oxide semiconductor layer includes an In—Al—Zn—O based semiconductor, an In—Al—Sn—Zn—O based semiconductor, a Zn—O based semiconductor, an In—Zn—O based semiconductor, and a Zn—Ti—O based semiconductor.
  • Cd—Ge—O based semiconductor Cd—Pb—O based semiconductor, CdO (cadmium oxide), Mg—Zn—O based semiconductor, In—Ga—Sn—O based semiconductor, In—Ga—O based semiconductor, A Zr—In—Zn—O based semiconductor, an Hf—In—Zn—O based semiconductor, an Al—Ga—Zn—O based semiconductor, a Ga—Zn—O based semiconductor, or the like may be included.
  • the present invention is widely applied to a horizontal electric field mode liquid crystal display panel.
  • it is suitably used for a horizontal electric field mode liquid crystal display panel used outdoors.
  • Liquid crystal cell 10Sa Lower substrate (first substrate) 10Sb Upper substrate (second substrate) 12a, 12b Transparent substrate (glass substrate) 14 common electrode 15 dielectric layer 16 pixel electrode 16a pixel electrode opening (slit) 22 1st polarizing plate 24 2nd polarizing plate 32, 32a 1st phase difference plate 34, 34a 2nd phase difference plate 32b 3rd phase difference plate 34b 4th phase difference plate 100, 100A, 100B, 100B1, 100B2, 100B3, 100C1, 100C2 liquid crystal display panel

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Abstract

液晶表示パネル(100A)は、観察者側に配置された第1偏光板(22)および第1位相差板(32a)と、背面側に配置された第2偏光板(24)および第2位相差板(34a)とを有する。電界無印加時にホモジニアス配向をとる液晶層のΔndは360nm以上490nm以下、第1位相差板の面内リタデーションR1は100nm以上160nm以下である。第1および第2位相差板の少なくともいずれか一方の厚さ方向リタデーションは、負の値を有する。第1および第2位相差板の遅相軸は互いに略平行で、かつ、液晶のディレクタの方位と略直交する。

Description

液晶表示パネル
 本発明は、液晶表示パネルに関し、特に、横電界モードの液晶表示パネルに関する。
 In-Plane Switching(IPS)モードやFringe Field Switching(FFS)モードなどの横電界モードの液晶表示パネルは、従来の縦電界モード(例えば、VAモード)の液晶表示パネルに比べて、γ(ガンマ)特性の視角依存性が小さいという利点を有している。そのため、特に、中小型の液晶表示パネルとして利用が広まっている。
 一方で、液晶表示パネルの高精細化が進むにつれて、画素開口率(表示領域に占める画素開口部の総面積の比率)が小さくなるので、十分な表示輝度を得ることが難しくなってきている。特に、モバイル用途の中小型の液晶表示パネルは、屋外などの明るい環境下で観察したときのコントラスト比の低下が問題となっている。
 これまでは、バックライトの輝度を高めることによって表示輝度を高め、それによってコントラスト比を高めることによって対策されてきた。しかしながら、バックライトの輝度を高めると消費電力が増大するという欠点があり、バックライトの輝度上昇による対策は限界に近づいている。
 液晶表示パネルのコントラスト比が明るい環境下で低下する原因の1つに、液晶表示パネルによる反射がある。そこで、液晶表示パネルによる反射を抑制することによって、コントラスト比を改善する試みもなされている。
 例えば、特許文献1には、観察者側(「表側」ということがある。)に配置された直線偏光板(「表側直線偏光板」ということがある。)と液晶セルとの間に位相差板(「表側位相差板」ということがある。)とを設けることによって、液晶セルで反射した光が観察者側に出射されるのを抑制した、IPSモードの液晶表示パネルが開示されている。表側位相差板は、表側直線偏光板を透過した直線偏光が第1の方向に旋回する円偏光となって、液晶セルに入射するように設定されている。すなわち、表側直線偏光板と表側位相差板とで円偏光板として機能する。円偏光は、(屈折率が小から大に変化する界面で)反射されると、P波S波とも位相がπラジアンだけずれ、この結果、旋回方向が反転する。したがって、液晶セル(透明基板)において反射された光は、旋回方向が第1の方向と逆の第2の方向の円偏光となり、この円偏光が表側位相差板を通過することによって変換された直線偏光は、表側直線偏光板によって吸収されることになる。
 特許文献1の液晶表示パネルは、バックライト側(「裏側」ということがある。)に配置された直線偏光板(「裏側直線偏光板」ということがある。)と液晶セルとの間に配置された位相差板(「裏側位相差板」ということがある。)をさらに有し、裏側位相差板は、裏側直線偏光板を透過した直線偏光が、裏側位相差板および黒表示状態の液晶層を通過したときに、旋回方向が第1の方向と逆の第2の方向の円偏光となるように設定されている。旋回方向が第2の方向の円偏光は、表側位相差板を通過することによって、表側偏光板で吸収される直線偏光に変換される。特許文献1によると、屋外で使用された場合でも良好な画質を得ることができるIPSモードの液晶表示パネルが得られる。
特開2012-173672号公報
 しかしながら、特許文献1に記載の液晶表示パネルは、バックライトから出射された光の利用効率が低いという問題がある。特許文献1に記載の液晶表示パネルは、バックライト側にも円偏光板を有している。したがって、バックライトから液晶パネルに入射した光の反射が抑制され、その結果、バックライトに向けて反射された光を再び液晶表示パネル側に反射させることによる、反射光の再利用が行えない。
 また、本発明者が検討した結果、横電界モードの液晶表示パネルのγ特性(入力階調と出力階調との関係)が、液晶のディレクタ(液晶分子)の回転方向と、観察者側の円偏光板の遅相軸の方位との関係、液晶層や位相差板の面内リタデーションに依存するという新たな知見が得られた。さらに、斜め視角から観察したときの黒表示が、液晶層や位相差板の厚さ方向リタデーションに依存するという新たな知見が得られた。特許文献1の液晶表示パネルでは、これらの要因が考慮されておらず、γ特性の視角依存性が大きいという問題および斜め視角から観察したときの黒表示状態の透過率が大きいという問題がある。
 本発明は、上記の問題の少なくともいずれか1つを解決するためになされたものである。本発明は、(1)従来よりもバックライトから出射された光の利用効率が高い横電界モードの液晶表示パネルを提供すること、(2)従来よりも明所コントラスト比の高い横電界モードの液晶表示パネルを提供すること、(3)従来よりもγ特性の視角依存性が小さい表示が可能な横電界モードの液晶表示パネルを提供すること、および(4)従来よりも斜め視角から観察したときに良好な黒表示が得られる横電界モードの液晶表示パネルを提供することの少なくともいずれか1つを目的とする。
 本発明の実施形態による液晶表示パネルは、下側基板と、前記下側基板の観察者側に配置された上側基板と、前記下側基板と前記上側基板との間に設けられた液晶層と、前記下側基板および上側基板の一方に形成され前記液晶層に横電界を発生させる電極対とを有する液晶セルと、前記液晶セルの観察者側に配置された第1偏光板と、前記液晶層と前記第1偏光板との間に配置された第1位相差板と、前記液晶セルの背面側に配置された第2偏光板と、前記第2偏光板と前記液晶層との間に配置された第2位相差板とを有する液晶表示パネルであって、前記液晶層は、ネマチック液晶を含み、電界無印加時にホモジニアス配向をとり、前記ネマチック液晶の複屈折率をΔn、前記液晶層の厚さをdとするとき、Δndが360nm以上490nm以下であり、前記第1位相差板の面内リタデーションR1は100nm以上160nm以下であり、前記第2位相差板の面内リタデーションR2は200nm以上360nm以下であり、前記第1位相差板の遅相軸および前記第2位相差板の遅相軸は互いに略平行で、かつ、ホモジニアス配向をとっている前記ネマチック液晶のディレクタの方位と略直交する。
 ある実施形態において、前記液晶表示パネルは、複数の画素を有し、前記複数の画素のそれぞれに対応する構造は、前記下側基板の前記ネマチック液晶のディレクタが前記横電界で回転する方向が左回りであり、前記第1位相差板を観察者側から通過した光が左回り円偏光または左回り楕円偏光となる、または、前記下側基板の前記ネマチック液晶のディレクタが前記横電界で回転する方向が右回りであり、前記第1位相差板を観察者側から通過した光が右回り円偏光または右回り楕円偏光となるように、前記ディレクタの方位、前記横電界の方位、前記第1および第2位相差板の遅相軸の方位が設定されている領域を有する。
 ある実施形態において、前記ネマチック液晶の誘電異方性は負であり、画素開口部に対する前記領域の占める面積比率は38%以上である。
 ある実施形態において、前記ネマチック液晶の誘電異方性は正であり、画素開口部に対する前記領域の占める面積比率は45%以上である。
 ある実施形態において、前記液晶層のΔndは、前記第1位相差板の面内リタデーションR1と前記第2位相差板の面内リタデーションR2との和R1+R2とほぼ等しい。
 ある実施形態において、前記第2位相差板の面内リタデーションR2は220nm以上330nm以下である。
 ある実施形態において、前記電極対は、互いに平行に延びる複数の矩形状の開口部を有する画素電極と、前記画素電極と誘電体層を間に介して対向するように形成された共通電極とを有し、前記開口部の幅をS、隣接する前記開口部の間の距離をLとすると、L+Sは4μm以上8μm以下である。
 ある実施形態において、L/Sは40/60超55/45以下である。
 ある実施形態において、前記ネマチック液晶の誘電異方性は負である。
 本発明の他の実施形態による液晶表示パネルは、下側基板と、前記下側基板の観察者側に配置された上側基板と、前記下側基板と前記上側基板との間に設けられた液晶層と、前記下側基板および上側基板の一方に形成され前記液晶層に横電界を発生させる電極対とを有する液晶セルと、前記液晶セルの観察者側に配置された第1偏光板と、前記液晶層と前記第1偏光板との間に配置された第1位相差板と、前記液晶セルの背面側に配置された第2偏光板と、前記第2偏光板と前記液晶層との間に配置された第2位相差板とを有する液晶表示パネルであって、前記液晶層は、ネマチック液晶を含み、電界無印加時にホモジニアス配向をとり、前記ネマチック液晶の複屈折率をΔn、前記液晶層の厚さをdとするとき、Δndが360nm以上490nm以下であり、前記第1位相差板の面内リタデーションR1は100nm以上160nm以下であり、前記第1位相差板および前記第2位相差板の少なくともいずれか一方の厚さ方向リタデーションは、負の値を有し、前記第1位相差板の遅相軸および前記第2位相差板の遅相軸は互いに略平行で、かつ、ホモジニアス配向をとっている前記ネマチック液晶のディレクタの方位と略直交している。
 ある実施形態において、前記第1位相差板の厚さ方向リタデーションRth1と前記第2位相差板の厚さ方向リタデーションRth2との和Rth1+Rth2は、前記液晶層のΔndよりも小さい。
 本発明のさらに他の実施形態による液晶表示パネルは、下側基板と、前記下側基板の観察者側に配置された上側基板と、前記下側基板と前記上側基板との間に設けられた液晶層と、前記下側基板および上側基板の一方に形成され前記液晶層に横電界を発生させる電極対とを有する液晶セルと、前記液晶セルの観察者側に配置された第1偏光板と、前記液晶層と前記第1偏光板との間に配置され、面内リタデーションR1を有する第1位相差板と、前記液晶セルの背面側に配置された第2偏光板と、前記第2偏光板と前記液晶層との間に配置され、面内リタデーションR2を有する第2位相差板と、前記液晶層と前記第1偏光板との間に配置された第3位相差板と、前記第2偏光板と前記液晶層との間に配置された第4位相差板とを有する液晶表示パネルであって、前記液晶層は、ネマチック液晶を含み、電界無印加時にホモジニアス配向をとり、前記ネマチック液晶の複屈折率をΔn、前記液晶層の厚さをdとするとき、Δndが360nm以上490nm以下であり、前記第1位相差板の面内リタデーションR1は100nm以上160nm以下であり、前記第1位相差板、前記第2位相差板、前記第3位相差板および前記第4位相差板の少なくともいずれか1つの厚さ方向リタデーションは、負の値を有し、前記第1位相差板の遅相軸および前記第2位相差板の遅相軸は互いに略平行で、かつ、ホモジニアス配向をとっている前記ネマチック液晶のディレクタの方位と略直交している。
 ある実施形態において、前記第3位相差板は、前記第1位相差板と前記第1偏光板との間に配置されている。
 ある実施形態において、前記第3位相差板は、前記第1位相差板と前記液晶層との間に配置されている。
 ある実施形態において、前記第4位相差板は、前記第2位相差板と前記第2偏光板との間に配置されている。
 ある実施形態において、前記第4位相差板は、前記第2位相差板と前記液晶層との間に配置されている。
 ある実施形態において、前記第3位相差板の厚さ方向リタデーションおよび前記第4位相差板の厚さ方向リタデーションは、互いにほぼ等しい。
 ある実施形態において、前記第1位相差板の厚さ方向リタデーションRth1と前記第2位相差板の厚さ方向リタデーションRth2と前記第3位相差板の厚さ方向リタデーションRth3と前記第4位相差板の厚さ方向リタデーションRth4との和Rth1+Rth2+Rth3+Rth4は、前記液晶層のΔndよりも小さい。
 ある実施形態において、前記第1位相差板の厚さ方向リタデーションRth1と前記第2位相差板の厚さ方向リタデーションRth2と前記第3位相差板の厚さ方向リタデーションRth3と前記第4位相差板の厚さ方向リタデーションRth4との和Rth1+Rth2+Rth3+Rth4は、ほぼゼロである。
 ある実施形態において、前記第1位相差板、前記第2位相差板、前記第3位相差板および前記第4位相差板の少なくともいずれか1つは、負の厚さ方向リタデーションを有し、かつ、2軸性の屈折率楕円体を有する位相差板である。
 ある実施形態において、前記第3位相差板は面内リタデーションR3を有し、前記第4位相差板は面内リタデーションR4を有し、前記第3位相差板の面内リタデーションR3および前記第4位相差板の面内リタデーションR4は、互いにほぼ等しく、前記第3位相差板の遅相軸および第4位相差板の遅相軸は互いに略直交している。
 ある実施形態において、前記第1偏光板の吸収軸と前記第3位相差板の遅相軸とは互いに略平行であり、前記第2偏光板の吸収軸と前記第4位相差板の遅相軸とは互いに略平行である。
 ある実施形態において、前記第3位相差板および前記第4位相差板の少なくともいずれか一方は、ポジティブCプレートである。
 ある実施形態において、前記第3位相差板の面内リタデーションR3および前記第4位相差板の面内リタデーションR4は、ほぼゼロである。
 本発明のさらに他の実施形態による液晶表示パネルは、下側基板と、前記下側基板の観察者側に配置された上側基板と、前記下側基板と前記上側基板との間に設けられた液晶層と、前記下側基板および上側基板の一方に形成され前記液晶層に横電界を発生させる電極対とを有する液晶セルと、前記液晶セルの観察者側に配置された第1偏光板と、前記液晶層と前記第1偏光板との間に配置され、面内リタデーションR1を有する第1位相差板と、前記液晶セルの背面側に配置された第2偏光板と、前記第2偏光板と前記液晶層との間に配置され、面内リタデーションR2を有する第2位相差板とを有する液晶表示パネルであって、前記液晶層と前記第1偏光板との間に配置された第3位相差板または前記第2偏光板と前記液晶層との間に配置された第4位相差板をさらに有し、前記液晶層は、ネマチック液晶を含み、電界無印加時にホモジニアス配向をとり、前記ネマチック液晶の複屈折率をΔn、前記液晶層の厚さをdとするとき、Δndが360nm以上490nm以下であり、前記第1位相差板の面内リタデーションR1は100nm以上160nm以下であり、前記第1位相差板、前記第2位相差板、および、前記第3位相差板または第4位相差板の少なくともいずれか1つの厚さ方向リタデーションは、負の値を有し、前記第1位相差板の遅相軸および前記第2位相差板の遅相軸は互いに略平行で、かつ、ホモジニアス配向をとっている前記ネマチック液晶のディレクタの方位と略直交している。
 ある実施形態において、前記第3位相差板は前記第1位相差板と前記第1偏光板との間に配置されている、または、前記第4位相差板は前記第2位相差板と前記第2偏光板との間に配置されている。
 ある実施形態において、前記第1位相差板の厚さ方向リタデーションRth1と前記第2位相差板の厚さ方向リタデーションRth2と前記第3位相差板の厚さ方向リタデーションRth3または前記第4位相差板の厚さ方向リタデーションRth4との和Rth1+Rth2+Rth3またはRth1+Rth2+Rth4は、前記液晶層のΔndよりも小さい。
 ある実施形態において、前記第1位相差板の厚さ方向リタデーションRth1と前記第2位相差板の厚さ方向リタデーションRth2と前記第3位相差板の厚さ方向リタデーションRth3または前記第4位相差板の厚さ方向リタデーションRth4との和Rth1+Rth2+Rth3またはRth1+Rth2+Rth4は、ほぼゼロである。
 ある実施形態において、前記第3位相差板または前記第4位相差板は、ポジティブCプレートである。
 ある実施形態において、前記第1位相差板および前記第2位相差板の少なくともいずれか一方は、ネガティブAプレートである。
 ある実施形態において、前記液晶層のΔndは、前記第1位相差板の面内リタデーションR1と前記第2位相差板の面内リタデーションR2との和R1+R2とほぼ等しい。
 本発明の実施形態によると、(1)従来よりもバックライトから出射された光の利用効率が高い横電界モードの液晶表示パネル、(2)従来よりも明所コントラスト比の高い横電界モードの液晶表示パネル、(3)従来よりもγ特性の視角依存性が小さい表示が可能な横電界モードの液晶表示パネル、および(4)従来よりも斜め視角から観察したときに良好な黒表示が得られる横電界モードの液晶表示パネルの少なくともいずれか1つが提供される。
(a)は、本発明の実施形態1による液晶表示パネル100の模式的な分解断面図であり、バックライト50を併せて示しており、(b)は、液晶表示パネル100が有する液晶セル10の1画素に対応する部分の模式的な断面であり、(c)は、液晶セル10の1画素に対応する部分の模式的な平面図である。 (a)は、直線偏光板とλ/4板とを組合せて右回り円偏光を生成する場合における、偏光板の吸収軸(偏光軸=透過軸と直交)と、λ/4板の遅相軸との配置関係を示す図であり、(b)は直線偏光板とλ/4板とを組合せて左回り円偏光を生成する場合における、偏光板の吸収軸と、λ/4板の遅相軸との配置関係を示す図である。 実施例1-1の液晶表示パネルの構成を模式的に示す図であり、(a)は第1偏光板22の吸収軸と第1位相差板32の遅相軸との関係を示す模式図であり、(b)はネマチック液晶のディレクタと横電界の方向との関係および液晶分子が横電界によって回転する方向を示す模式図であり、(c)は第2偏光板24の吸収軸と第2位相差板34の遅相軸との関係を示す模式図である。 実施例1-2の液晶表示パネルの構成を模式的に示す図であり、(a)は第1偏光板22の吸収軸と第1位相差板32の遅相軸との関係を示す模式図であり、(b)はネマチック液晶のディレクタと横電界の方向との関係および液晶分子が横電界によって回転する方向を示す模式図であり、(c)は第2偏光板24の吸収軸と第2位相差板34の遅相軸との関係を示す模式図である。 比較例1-1の液晶表示パネルの構成を模式的に示す図であり、(a)は第1偏光板22の吸収軸と第1位相差板32の遅相軸との関係を示す模式図であり、(b)はネマチック液晶のディレクタと横電界の方向との関係および液晶分子が横電界によって回転する方向を示す模式図であり、(c)は第2偏光板24の吸収軸と第2位相差板34の遅相軸との関係を示す模式図である。 比較例1-2の液晶表示パネルの構成を模式的に示す図であり、(a)は第1偏光板22の吸収軸と第1位相差板32の遅相軸との関係を示す模式図であり、(b)はネマチック液晶のディレクタと横電界の方向との関係および液晶分子が横電界によって回転する方向を示す模式図であり、(c)は第2偏光板24の吸収軸と第2位相差板34の遅相軸との関係を示す模式図である。 実施例1-1の液晶表示パネルのγ特性の視角依存性を示すグラフである(方位角Φが5°、50°、95°)。 実施例1-1の液晶表示パネルのγ特性の視角依存性を示すグラフである(方位角Φが140°、185°、230°)。 実施例1-1の液晶表示パネルのγ特性の視角依存性を示すグラフである(方位角Φが275°、320°)。 比較例1-1の液晶表示パネルのγ特性の視角依存性を示すグラフである(方位角Φが5°、50°、95°)。 比較例1-1の液晶表示パネルのγ特性の視角依存性を示すグラフである(方位角Φが140°、185°、230°)。 比較例1-1の液晶表示パネルのγ特性の視角依存性を示すグラフである(方位角Φが275°、320°)。 実施例1-2の液晶表示パネルのγ特性の視角依存性を示すグラフである(方位角Φが40°、85°、130°)。 実施例1-2の液晶表示パネルのγ特性の視角依存性を示すグラフである(方位角Φが175°、220°、265°)。 実施例1-2の液晶表示パネルのγ特性の視角依存性を示すグラフである(方位角Φが310°および355°)。 比較例1-2の液晶表示パネルのγ特性の視角依存性を示すグラフである(方位角Φが40°、85°、130°)。 比較例1-2の液晶表示パネルのγ特性の視角依存性を示すグラフである(方位角Φが175°、220°、265°)。 比較例1-2の液晶表示パネルのγ特性の視角依存性を示すグラフである(方位角Φが310°および355°)。 実施例1-1の画素構造と比較例1-2の画素構造とを含む混合画素構造を有する液晶表示パネルについて、画素構造の混合比率と、入力レベルが0.5のときの、極角30°における出力レベル/極角0°における出力レベルの値との関係を示すグラフである。 実施例2-1の液晶表示パネルの構成を模式的に示す図であり、(a)は第1偏光板22の吸収軸と第1位相差板32の遅相軸との関係を示す模式図であり、(b)はネマチック液晶のディレクタと横電界の方向との関係および液晶分子が横電界によって回転する方向を示す模式図であり、(c)は第2偏光板24の吸収軸と第2位相差板34の遅相軸との関係を示す模式図である。 実施例2-2の液晶表示パネルの構成を模式的に示す図であり、(a)は第1偏光板22の吸収軸と第1位相差板32の遅相軸との関係を示す模式図であり、(b)はネマチック液晶のディレクタと横電界の方向との関係および液晶分子が横電界によって回転する方向を示す模式図であり、(c)は第2偏光板24の吸収軸と第2位相差板34の遅相軸との関係を示す模式図である。 比較例2-1の液晶表示パネルの構成を模式的に示す図であり、(a)は第1偏光板22の吸収軸と第1位相差板32の遅相軸との関係を示す模式図であり、(b)はネマチック液晶のディレクタと横電界の方向との関係および液晶分子が横電界によって回転する方向を示す模式図であり、(c)は第2偏光板24の吸収軸と第2位相差板34の遅相軸との関係を示す模式図である。 比較例2-2の液晶表示パネルの構成を模式的に示す図であり、(a)は第1偏光板22の吸収軸と第1位相差板32の遅相軸との関係を示す模式図であり、(b)はネマチック液晶のディレクタと横電界の方向との関係および液晶分子が横電界によって回転する方向を示す模式図であり、(c)は第2偏光板24の吸収軸と第2位相差板34の遅相軸との関係を示す模式図である。 実施例2-1の液晶表示パネルのγ特性の視角依存性を示すグラフである(方位角Φが40°、85°、130°)。 実施例2-1の液晶表示パネルのγ特性の視角依存性を示すグラフである(方位角Φが175°、220°、265°)。 実施例2-1の液晶表示パネルのγ特性の視角依存性を示すグラフである(方位角Φが310°および355°)。 比較例2-1の液晶表示パネルのγ特性の視角依存性を示すグラフである(方位角Φが40°、85°、130°)。 比較例2-1の液晶表示パネルのγ特性の視角依存性を示すグラフである(方位角Φが175°、220°、265°)。 比較例2-1の液晶表示パネルのγ特性の視角依存性を示すグラフである(方位角Φが310°および355°)。 実施例2-2の液晶表示パネルのγ特性の視角依存性を示すグラフである(方位角Φが5°、50°、95°)。 実施例2-2の液晶表示パネルのγ特性の視角依存性を示すグラフである(方位角Φが140°、185°、230°)。 実施例2-2の液晶表示パネルのγ特性の視角依存性を示すグラフである(方位角Φが275°、320°)。 比較例2-2の液晶表示パネルのγ特性の視角依存性を示すグラフである(方位角Φが5°、50°、95°)。 比較例2-2の液晶表示パネルのγ特性の視角依存性を示すグラフである(方位角Φが140°、185°、230°)。 比較例2-2の液晶表示パネルのγ特性の視角依存性を示すグラフである(方位角Φが275°、320°)。 実施例2-1の画素構造と比較例2-2の画素構造とを含む混合画素構造を有する液晶表示パネルについて、画素構造の混合比率と、入力レベルが0.5のときの、極角30°における出力レベル/極角0°における出力レベルの値との関係を示すグラフである。 (a)は実施例3-1~3-5の液晶表示パネルの透過率のΔnd依存性を示すグラフであり、(b)は比較例3-1~3-3、3-5の液晶表示パネルの透過率のΔnd依存性を示すグラフである。 (a)は実施例4-1~4-5の液晶表示パネルの透過率のΔnd依存性を示すグラフであり、(b)は比較例4-1~4-3、4-5の液晶表示パネルの透過率のΔnd依存性を示すグラフである。 (a)は実施例5の液晶表示パネルの透過率の第1位相差板32の面内リタデーションR1依存性を示すグラフであり、(b)は実施例5の液晶表示パネルの高照度下におけるコントラスト比の第1位相差板32の面内リタデーションR1依存性を示すグラフである。 実施例6-1および6-2の液晶表示パネルの輝度比の第2位相差板34の面内リタデーションR2依存性を示すグラフである。 L/Sが異なる液晶表示パネル(実施例3-3a、3-3b、3-3c)の透過率のΔnd依存性を示すグラフである。 L/Sが異なる液晶表示パネル(実施例4-3a、4-3b、4-3c)の透過率のΔnd依存性を示すグラフである。 (a)~(d)は、dを固定し、Δnを変化させた液晶表示パネル(実施例3-1-2、3-2-2、3-3-2、3-5-2)場合の透過率のΔnd依存性を示すグラフである。 (a)~(d)は、dを固定し、Δnを変化させた液晶表示パネル(実施例4-1-2、4-2-2、4-3-2、4-5-2)場合の透過率のΔnd依存性を示すグラフである。 実施例3-3の液晶表示パネルの透過率のΔnd依存性のシミュレーションに、異なる値の弾性定数Kを用いた場合の結果を示すグラフである。 (a)は、本発明の実施形態2による液晶表示パネル100Aの模式的な分解断面図であり、バックライト50を併せて示しており、(b)は、本発明の実施形態2による液晶表示パネル100Bの模式的な分解断面図であり、バックライト50を併せて示している。 (a)は、本発明の実施形態2による液晶表示パネル100B1の模式的な分解断面図であり、バックライト50を併せて示しており、(b)は、本発明の実施形態2による液晶表示パネル100B2の模式的な分解断面図であり、バックライト50を併せて示しており、(c)は、本発明の実施形態2による液晶表示パネル100B3の模式的な分解断面図であり、バックライト50を併せて示している。 (a)は、本発明の実施形態2による液晶表示パネル100C1の模式的な分解断面図であり、バックライト50を併せて示しており、(b)は、本発明の実施形態2による液晶表示パネル100C2の模式的な分解断面図であり、バックライト50を併せて示している。 参考例7-1の液晶表示パネルの黒表示透過率(電圧無印加時)を、方位角および極角に対して示す図である。 実施例7-1の液晶表示パネルの黒表示透過率(電圧無印加時)を、方位角および極角に対して示す図である。 実施例7-2の液晶表示パネルの黒表示透過率(電圧無印加時)を、方位角および極角に対して示す図である。 実施例7-3の液晶表示パネルの黒表示透過率(電圧無印加時)を、方位角および極角に対して示す図である。 実施例7-4の液晶表示パネルの黒表示透過率(電圧無印加時)を、方位角および極角に対して示す図である。 実施例7-5の液晶表示パネルの黒表示透過率(電圧無印加時)を、方位角および極角に対して示す図である。 実施例7-6の液晶表示パネルの黒表示透過率(電圧無印加時)を、方位角および極角に対して示す図である。 実施例7-7の液晶表示パネルの黒表示透過率(電圧無印加時)を、方位角および極角に対して示す図である。 実施例7-8の液晶表示パネルの黒表示透過率(電圧無印加時)を、方位角および極角に対して示す図である。 実施例7-9Aの液晶表示パネルの黒表示透過率(電圧無印加時)を、方位角および極角に対して示す図である。 実施例7-9Bの液晶表示パネルの黒表示透過率(電圧無印加時)を、方位角および極角に対して示す図である。 実施例7-9Cの液晶表示パネルの黒表示透過率(電圧無印加時)を、方位角および極角に対して示す図である。 実施例7-9Dの液晶表示パネルの黒表示透過率(電圧無印加時)を、方位角および極角に対して示す図である。 実施例7-9Eの液晶表示パネルの黒表示透過率(電圧無印加時)を、方位角および極角に対して示す図である。 実施例7-9Fの液晶表示パネルの黒表示透過率(電圧無印加時)を、方位角および極角に対して示す図である。 実施例7-9Gの液晶表示パネルの黒表示透過率(電圧無印加時)を、方位角および極角に対して示す図である。 実施例7-9Hの液晶表示パネルの黒表示透過率(電圧無印加時)を、方位角および極角に対して示す図である。 実施例7-9Iの液晶表示パネルの黒表示透過率(電圧無印加時)を、方位角および極角に対して示す図である。 実施例7-9Jの液晶表示パネルの黒表示透過率(電圧無印加時)を、方位角および極角に対して示す図である。 実施例7-9Kの液晶表示パネルの黒表示透過率(電圧無印加時)を、方位角および極角に対して示す図である。 実施例7-9Lの液晶表示パネルの黒表示透過率(電圧無印加時)を、方位角および極角に対して示す図である。 実施例7-9Mの液晶表示パネルの黒表示透過率(電圧無印加時)を、方位角および極角に対して示す図である。 実施例7-9Nの液晶表示パネルの黒表示透過率(電圧無印加時)を、方位角および極角に対して示す図である。 実施例7-10の液晶表示パネルの黒表示透過率(電圧無印加時)を、方位角および極角に対して示す図である。 実施例7-11の液晶表示パネルの黒表示透過率(電圧無印加時)を、方位角および極角に対して示す図である。 実施例7-12の液晶表示パネルの黒表示透過率(電圧無印加時)を、方位角および極角に対して示す図である。 実施例7-13の液晶表示パネルの黒表示透過率(電圧無印加時)を、方位角および極角に対して示す図である。 実施例7-14の液晶表示パネルの黒表示透過率(電圧無印加時)を、方位角および極角に対して示す図である。 実施例7-15の液晶表示パネルの黒表示透過率(電圧無印加時)を、方位角および極角に対して示す図である。 実施例7-16の液晶表示パネルの黒表示透過率(電圧無印加時)を、方位角および極角に対して示す図である。 実施例7-17の液晶表示パネルの黒表示透過率(電圧無印加時)を、方位角および極角に対して示す図である。 実施例7-18の液晶表示パネルの黒表示透過率(電圧無印加時)を、方位角および極角に対して示す図である。 実施例7-19の液晶表示パネルの黒表示透過率(電圧無印加時)を、方位角および極角に対して示す図である。 実施例7-20の液晶表示パネルの黒表示透過率(電圧無印加時)を、方位角および極角に対して示す図である。 実施例7-21の液晶表示パネルの黒表示透過率(電圧無印加時)を、方位角および極角に対して示す図である。 実施例7-22の液晶表示パネルの黒表示透過率(電圧無印加時)を、方位角および極角に対して示す図である。 実施例7-23の液晶表示パネルの黒表示透過率(電圧無印加時)を、方位角および極角に対して示す図である。 実施例7-24の液晶表示パネルの黒表示透過率(電圧無印加時)を、方位角および極角に対して示す図である。 実施例7-25の液晶表示パネルの黒表示透過率(電圧無印加時)を、方位角および極角に対して示す図である。 実施例7-26の液晶表示パネルの黒表示透過率(電圧無印加時)を、方位角および極角に対して示す図である。 実施例7-27の液晶表示パネルの黒表示透過率(電圧無印加時)を、方位角および極角に対して示す図である。 実施例7-28の液晶表示パネルの黒表示透過率(電圧無印加時)を、方位角および極角に対して示す図である。 実施例7-29の液晶表示パネルの黒表示透過率(電圧無印加時)を、方位角および極角に対して示す図である。
 本発明の実施形態(実施形態1および2を含む)による液晶表示パネルは、下側基板(バックライト側の基板に配置される背面側基板、例えばTFT基板)と、上側基板(観察者側基板、例えばカラーフィルタ基板)と、下側基板と上側基板との間に設けられた液晶層と、下側基板および上側基板の一方に形成され液晶層に横電界を発生させる電極対とを有する液晶セルと、液晶セルの観察者側に配置された第1偏光板と、液晶層と第1偏光板との間に配置された第1位相差板と、液晶セルの背面側に配置された第2偏光板と、第2偏光板と液晶層との間に配置された第2位相差板とを有する。以下では、下側基板がTFT基板であり、液晶層に横電界を発生させる電極対を下側基板が有する液晶表示パネルを例に本発明の実施形態による液晶表示パネルを詳細に説明するが、上側基板がTFT基板であり、上側基板が液晶層に横電界を発生させる電極対を有してもよい。本発明の実施形態による液晶表示パネルは、IPSモードやFFSモードの横電界モードの液晶表示パネルである。
 液晶層は、ネマチック液晶を含み、電界無印加時にホモジニアス配向をとる。ここで、ホモジニアス配向は、液晶層に接するように設けられている下側基板の配向膜および上側基板の配向膜によって規制されるプレチルト方向が互いに平行な配向および互いに反平行な配向の両方を含む。液晶層は、誘電異方性が負のネマチック液晶を含んでもよいし、誘電異方性が正のネマチック液晶を含んでもよい。
 ネマチック液晶の複屈折率をΔn、液晶層の厚さをdとするとき、Δndが360nm以上490nm以下であり、第1位相差板の面内リタデーションR1は100nm以上160nm以下であり、第1位相差板の遅相軸および第2位相差板の遅相軸は互いに略平行で、かつ、ホモジニアス配向をとっているネマチック液晶のディレクタの方位と略直交する。
 第1位相差板は、典型的には、4分の1波長板(λ/4板)である。なお、波長λとして550nmを用いる。これは、一般に、設計上、波長λは視感度が最も高い550nmが用いられているからである。
 実施形態1の液晶表示パネルにおいて、第2位相差板の面内リタデーションR2は、200nm以上360nm以下である。第2位相差板は、典型的には、2分の1波長板(λ/2板)である。2分の1波長板は、その遅相軸に対して偏光方向が角度αをなす直線偏光の偏光方向を2α回転させる。特許文献1に記載されているように、第2位相差板として、4分の1波長板(λ/4板)を用いると、バックライトから液晶パネルに入射した光の反射が抑制されるので、バックライトに向けて反射された光を再び液晶表示パネル側に反射させることによる、反射光の再利用が行えない。これに対し、第2位相差板として、2分の1波長板(λ/2板)を用いて、例えば、2分の1波長板の遅相軸に対して、第2偏光板を通過した直線偏光の偏光方向が45°をなすように配置すると、直線偏光の偏光方向(偏光面)が90°回転するだけなので、反射光を再利用することができる。
 液晶層の面内リタデーションΔndは、典型的には、4分の3波長(3λ/4=412.5nm)であり、第1位相差板の面内リタデーションR1(典型的には、λ/4=137.5nm)と、第2位相差板の面内リタデーションR2(典型的には、λ/2=275.0nm)との和R1+R2と等しい。第1位相差板の遅相軸および第2位相差板の遅相軸は互いに略平行で、かつ、ホモジニアス配向をとっているネマチック液晶のディレクタの方位(液晶層の遅相軸に相当する)と略直交するように配置される。このように設定されることによって、電圧無印加時に良好な黒表示を行うことができる(NBモード)。第1位相差板の遅相軸および第2位相差板の遅相軸と、電圧無印加時の液晶層の遅相軸とが略直交するので、これらのリタデーションは相殺することになる。従って、ΔndとR1+R2とが等しいと、液晶層に電圧を印加しない状態におけるΔndとR1+R2とが打ち消し合い、面内リタデーションが実質的にゼロとなる。すなわち、正面視角から観察したときに良好な黒表示が得られる。
 面内リタデーション(面内位相差)は、位相差層(ここでは液晶層または位相差板)に垂直に入射する互いに直交する2つの直線偏光に対するリタデーション(位相差)をいう。位相差層の厚さをd、面内の主屈折率をnxおよびny、法線方向の主屈折率をnzとするとき、面内リタデーションは(nx-ny)×dの絶対値(|(nx-ny)×d|)と定義される。(本明細書で「×」は乗算を表す。)面内リタデーションは、nsとnfを用いて、(ns-nf)×dと定義することもできる。ここで、nsは、面内主屈折率nxおよびnyの内の大きい方であり、nfは、面内主屈折率nxおよびnyの内の小さい方である。これに対し、厚さ方向リタデーションは、((nx+ny)/2-nz)×dと定義される。液晶層および位相差板の厚さ方向リタデーションについては、主に実施形態2で言及する。
 なお、本明細書において、位相差層(ここでは液晶層または位相差板)の遅相軸は、特に断らない限り、「面内遅相軸」である。
 後に実施形態1としてシミュレーション結果を示す様に、上記の典型的な場合に限られず、液晶層のΔndは360nm以上490nm以下であり、第1位相差板の面内リタデーションR1は100nm以上160nm以下であり、第2位相差板の面内リタデーションR2は200nm以上360nm以下であれば、液晶表示パネルに観察者側から入射した光の反射を抑制し、コントラスト比の高い表示が可能となる。
 さらに、本発明の実施形態1による液晶表示パネルが有する画素構造は、以下の条件(1)または(2)を満足するように、ディレクタの方位、横電界の方位、第1および第2位相差板の遅相軸の方位が設定されている領域を有していてもよい。なお、「画素構造」とは、液晶表示パネルの表示面の法線方向から画素を見たときに、画素によって外縁が画定される、液晶表示パネルの構造を指す。
 条件(1):下側基板近傍のネマチック液晶のディレクタが横電界で回転する方向が左回りであり、第1位相差板を観察者側から通過した光が左回り円偏光または左回り楕円偏光となる。
 条件(2):下側基板近傍のネマチック液晶のディレクタが横電界で回転する方向が右回りであり、第1位相差板を観察者側から通過した光が右回り円偏光または右回り楕円偏光となる。
 後に実施形態1としてシミュレーション結果を示す様に、条件(1)または(2)を満足するように、ディレクタの方位、横電界の方位、第1および第2位相差板の遅相軸の方位が設定されていると、γ特性(入力階調と出力階調との関係)の視角依存性を改善することができる。この効果は、発明者は予測したものではなく、シミュレーションによって初めて見出した。
 後に例示する実施例では、画素開口部の全体が条件(1)または(2)を満足する液晶表示パネルについて、その作用効果を説明するが、画素開口部の全体が必ずしも、条件(1)または(2)を満足しなくても、γ特性の視角依存性を改善する効果を得ることができる。ネマチック液晶の誘電異方性が負のとき、画素開口部に対する条件(1)または(2)を満足する領域の占める面積比率は、例えば38%以上であることが好ましい。また、ネマチック液晶の誘電異方性が正のとき、画素開口部に対する上記の領域の占める面積比率は、例えば45%以上であることが好ましい。なお、本明細書において、画素の内で、表示に寄与する光が透過する部分を特に「画素開口部」という。例えば、画素電極のエッジ部分がブラックマトリクスによって遮光されている場合、ブラックマトリクスの開口部が画素開口部を画定する。
 画素内に配向方向が互いに異なる2以上の液晶ドメインを有する(いわゆる、マルチドメイン構造)を有する横電界モードの液晶表示パネルが知られている。この様な画素においては、一部の液晶ドメインに対応する領域だけが条件(1)または(2)を満足しても、γ特性の視角依存性を改善し得る。
 また、遅相軸の方位が異なる領域を有する位相差板(「パターン位相差板」と呼ばれることがある)も知られている。パターン位相差板を用いると、画素開口部の一部の領域だけが条件(1)または(2)を満足しても、γ特性の視角依存性を改善し得る。さらに、パターン位相差板とマルチドメイン構造を有する画素とを組み合わせることによって、画素開口部の一部または全部の領域が、条件(1)または(2)を満足するように構成することもできる。なお、パターン位相差板は、液晶セル内に形成されることがある。
 実施形態2の液晶表示パネルにおいて、第1位相差板または第2位相差板の少なくともいずれか一方の厚さ方向リタデーションは、負の値を有する。第1位相差板または第2位相差板の少なくともいずれか一方の厚さ方向リタデーションが負の値を有すると、第1位相差板、第2位相差板および液晶層の厚さ方向リタデーションの和が小さくなる。厚さ方向リタデーションの和の絶対値が小さいと、斜め視角から観察したときに、電圧無印加時において良好な黒表示を得られる。この効果は、発明者が予測したものではなく、シミュレーションによって初めて見出された。
 実施形態2の液晶表示パネルは、第1位相差板と第1偏光板との間に配置された第3位相差板と、第2位相差板と第2偏光板との間に配置された第4位相差板とをさらに有していてもよい。この場合、第1位相差板、第2位相差板、第3位相差板および第4位相差板の少なくともいずれか1つの厚さ方向リタデーションは、負の値を有する。第1から第4位相差板の少なくともいずれか1つの厚さ方向リタデーションが、負の値を有すると、第1から第4位相差板および液晶層の厚さ方向リタデーションの和が小さくなる。上記と同様に、厚さ方向リタデーションの和の絶対値が小さいと、斜め視角から観察したときに、電圧無印加時において良好な黒表示を得られる。
 以下、図面を参照して、本発明の実施形態による液晶表示パネルの構造と特性を説明する。なお、本発明の実施形態は、例示する液晶表示パネルに限定されない。
 (実施形態1)
 図1を参照して、本発明の実施形態1による液晶表示パネル100の構造を説明する。図1(a)は、本発明の実施形態1による液晶表示パネル100の模式的な分解断面図であり、バックライト50を併せて示しており、図1(b)は、液晶表示パネル100が有する液晶セル10の1画素に対応する部分の模式的な断面であり、図1(c)は、液晶セル10の1画素に対応する部分の模式的な平面図である。
 図1(a)に示すように、液晶表示パネル100は、液晶セル10と、液晶セル10の観察者側に配置された第1偏光板22と、液晶セル10と第1偏光板22との間に配置された第1位相差板32と、液晶セル10の背面側に配置された第2偏光板24と、第2偏光板24と液晶セル10との間に配置された第2位相差板34とを有する。なお、第1位相差板32および第2位相差板34は、それぞれ、第1偏光板22と液晶層18との間、および、第2偏光板24と液晶層18との間に設けられていればよく、液晶セル10内に設けられてもよい。
 液晶セル10は、図1(b)に示すように、第1基板10Saと、第2基板10Sbと、第1基板10Saと第2基板10Sbとの間に設けられた液晶層18とを有している。第1基板10Saは、透明基板12aと、透明基板12a上に形成された共通電極14と、共通電極14上に形成された誘電体層15と、誘電体層15上に形成された画素電極16とを有している。必要に応じて、画素電極16の液晶層18側に、保護膜や配向膜が形成される。第1基板10Saは、また、画素電極16に表示信号電圧を供給するための薄膜トランジスタ(以下、「TFT」という。)および、TFTに信号電圧を供給するための、ゲートバスラインおよびソースバスラインを有してもよい(いずれも不図示)。第1基板10Saは、液晶層18に横電界を発生させる電極対を有しており、ここでは、共通電極14と画素電極16とが電極対を構成している。画素電極16は、図1(c)に示すように、互いに平行に延びる複数の矩形状の開口部16aを有している。液晶セル10は、FFSモードの液晶セルである。第2基板10Sbは、透明基板12bを有している。透明基板12bの液晶層18側には、例えば、カラーフィルタ層や配向膜が形成され得る(いずれも不図示)。本発明の実施形態によるFFSモードの液晶表示パネルは例示した構成に限られず、公知のFFSモードの液晶表示パネルに広く適用できる。例えば、共通電極14と画素電極16との配置関係は逆であってもよい。
 まず、液晶表示パネル100において、(1)第1基板10Sa近傍のネマチック液晶のディレクタが横電界で回転する方向が左回りであり、第1位相差板を観察者側から通過した光が左回り円偏光または左回り楕円偏光となる、または、(2)第1基板10Sa近傍のネマチック液晶のディレクタが横電界で回転する方向が右回りであり、第1位相差板を観察者側から通過した光が右回り円偏光または右回り楕円偏光となる、のいずれかの構成を採用することによって、γ特性の視角依存性を改善できることを説明する。
 ここで、右回り円偏光および左回り円偏光は、次の様に定義する。円偏光の電気ベクトルの回転方向が、進行方向に向かって時計回りに回転する円偏光を右回り円偏光(または右円偏光)、進行方向に向かって反時計回りに回転する円偏光を左回り円偏光(または左円偏光)という。図2(a)に、直線偏光板とλ/4板とを組合せて左回り円偏光を生成する場合、図2(b)に直線偏光板とλ/4板とを組合せて右回り円偏光を生成する場合における、偏光板の吸収軸(偏光軸=透過軸と直交)と、λ/4板の遅相軸との配置関係を示している。なお、本明細書において、方位角Φを、図2(a)および(b)に示すように、時計の文字盤の3時方向を0°とし、反時計回りを正と定義する。
 第1基板10Sa近傍のネマチック液晶のディレクタが横電界で回転する方向は、横電界によって液晶のディレクタが回転する様子を、観察者側から見たときの回転方向と定義する。
 液晶層18、第1位相差板32および第2位相差板34の面内リタデーションは、それぞれ典型的な場合とする。すなわち、液晶層18のΔndは3λ/4=412.5nm、第1位相差板32の面内リタデーションR1はλ/4=137.5nm、第2位相差板34の面内リタデーションR2はλ/2=275.0nmで、Δnd=R1+R2が成立する。ネマチック液晶材料の複屈折率Δnは0.111とし、液晶層18の厚さdは3.716μmとした。
 ここでは、誘電異方性が負のネマチック液晶を用いた。ネマチック液晶の誘電異方性Δεは-3.2とした。誘電異方性が負のネマチック液晶を用いると、次のような利点が得られる。液晶層に横電界を発生させる電極対に電圧を印加すると、液晶層内に横電界(水平方向の電界、液晶層面内に平行な電界)だけでなく、(例えば、電極対のエッジ近傍では)縦電界の成分も生成される。誘電異方性が正のネマチック液晶の分子は、分子の長軸(ディレクタと平行とする)が電界に平行になるように配向するので、縦電界成分が強い領域では、液晶分子が立ち上がり、液晶層面内でリタデーションの低下やむらが発生する。これに対して、誘電異方性が負のネマチック液晶の分子は、分子の長軸が電界に対して直交するように配向するので、縦電界成分が強い領域においても液晶分子の立ち上がりが小さく、液晶層面内に平行な配向を維持する。したがって、誘電異方性が負のネマチック液晶を用いることによって、透過率および表示品位を高くできる。
 また、画素電極16の開口部16aの幅Sは3.3μm、開口部16aと画素電極16のエッジまでの距離Lは2.7μmとした。すなわち、L+Sが6.0μm、L/Sが2.7μm/3.3μm=45/55のスリット構造とした。誘電体層15の厚さは100nmとし、比誘電率は6とした。
 下記の表1に示す構成(実施例1-1、1-2、比較例1-1、1-2)について、シミュレーションで、γ特性の視角依存性のグラフを種々の方位角について求めた。シミュレーションにはLCDMaster2-D(シンテック株式会社製)を用いた。表1には、シミュレーション結果に基づく視角依存性の良否判定を併せて示している。入力レベルが0.5のときに、極角30°における出力レベルが極角0°における出力レベルに対して±10%超の変動があれば、視角依存性が大きい(×)と判定した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 実施例1-1の液晶表示パネルの構成を図3に模式的に示す。図3(a)は第1偏光板22の吸収軸と第1位相差板32の遅相軸との関係を示す模式図であり、図3(b)はネマチック液晶のディレクタと横電界の方向との関係および下側基板近傍の液晶分子が横電界によって回転する方向を示す模式図であり、図3(c)は第2偏光板24の吸収軸と第2位相差板34の遅相軸との関係を示す模式図である。いずれの図も観察者側から見たときの関係を示す。
 誘電異方性が負のネマチック液晶(NnLC)のディレクタ(長円で示す液晶分子の長軸に平行)は、電圧無印加時には、図3(b)に示す様に、横電界の方向(方位角0°)に対して5°の角度をなすように配向している。横電界が印加されると、誘電異方性が負のネマチック液晶のディレクタは電界方向に直交するように配向するので、矢印で示すように、反時計方向に回転(左回転)する。
 第1位相差板32の遅相軸および第2位相差板34の遅相軸は、それぞれ図3(a)および(c)に示す様に、液晶のディレクタ(方位角5°)と直交するように配置されている(方位角95°)。
 第1偏光板22の吸収軸は、図3(a)に示すように、液晶のディレクタ(方位角5°)に対して45°をなすように配置されている(方位角50°)。第2偏光板24の吸収軸は、図3(c)に示すように、液晶のディレクタ(方位角5°)に対して-45°をなすように配置されている(方位角-40°)。第1偏光板22の吸収軸と第2偏光板24の吸収軸とは直交している(クロスニコル配置)。
 なお、上記の角度は、例えば、液晶表示パネルの組み立てプロセスにおける貼り合せ精度に依存するので、設計値からずれることがある。それぞれの角度は概ね±1°の誤差を許容する。本明細書において、例えば、2つの方向が「略直交する」というとき、2つの方向のそれぞれに±1°の誤差を許容し、2つの方向が88°以上92°以下の角度をなすことをいう。また、リタデーション(面内リタデーションおよび厚さ方向リタデーションを含む)についても、誤差を許容する。例えば、液晶層の厚さや、位相差板のリタデーションには製造ばらつきがある。これらの面内リタデーションの誤差は、概ね±3nmである。したがって、Δnd、R1およびR2はそれぞれ設計値から±3nmの誤差を許容する。また、液晶層および位相差板の厚さ方向リタデーションの誤差は、概ね±10nmである。したがって、液晶層および位相差板の厚さ方向リタデーションは、それぞれ設計値から±10nmの誤差を許容する。以下同じ。
 実施例1-2の液晶表示パネルの構成を図4に模式的に示す。図4(a)は第1偏光板22の吸収軸と第1位相差板32の遅相軸との関係を示す模式図であり、図4(b)はネマチック液晶のディレクタと横電界の方向との関係および液晶分子が横電界によって回転する方向を示す模式図であり、図4(c)は第2偏光板24の吸収軸と第2位相差板34の遅相軸との関係を示す模式図である。いずれの図も観察者側から見たときの関係を示す。
 誘電異方性が負のネマチック液晶(NnLC)のディレクタは、電圧無印加時には、図4(b)に示す様に、横電界の方向(方位角0°)に対して-5°の角度をなすように配向している。横電界が印加されると、誘電異方性が負のネマチック液晶のディレクタは電界方向に直交するように配向するので、矢印で示すように、時計方向に回転(右回転)する。
 第1位相差板32の遅相軸および第2位相差板34の遅相軸は、それぞれ図4(a)および(c)に示す様に、液晶のディレクタ(方位角-5°)と直交するように配置されている(方位角85°)。
 第1偏光板22の吸収軸は、図4(a)に示すように、液晶のディレクタ(方位角-5°)に対して-45°をなすように配置されている(方位角-50°)。第2偏光板24の吸収軸は、図4(c)に示すように、液晶のディレクタ(方位角-5°)に対して45°をなすように配置されている(方位角40°)。第1偏光板22の吸収軸と第2偏光板24の吸収軸とは直交している(クロスニコル配置)。
 比較例1-1の液晶表示パネルの構成を図5に模式的に示す。図5(a)は第1偏光板22の吸収軸と第1位相差板32の遅相軸との関係を示す模式図であり、図5(b)はネマチック液晶のディレクタと横電界の方向との関係および液晶分子が横電界によって回転する方向を示す模式図であり、図5(c)は第2偏光板24の吸収軸と第2位相差板34の遅相軸との関係を示す模式図である。いずれの図も観察者側から見たときの関係を示す。
 誘電異方性が負のネマチック液晶(NnLC)のディレクタは、電圧無印加時には、図5(b)に示す様に、横電界の方向(方位角0°)に対して5°の角度をなすように配向している。横電界が印加されると、誘電異方性が負のネマチック液晶のディレクタは電界方向に直交するように配向するので、矢印で示すように、反時計方向に回転(左回転)する。
 第1位相差板32の遅相軸および第2位相差板34の遅相軸は、それぞれ図5(a)および(c)に示す様に、液晶のディレクタ(方位角5°)と直交するように配置されている(方位角95°)。
 第1偏光板22の吸収軸は、図5(a)に示すように、液晶のディレクタ(方位角5°)に対して-45°をなすように配置されている(方位角-40°)。第2偏光板24の吸収軸は、図5(c)に示すように、液晶のディレクタ(方位角5°)に対して45°をなすように配置されている(方位角50°)。第1偏光板22の吸収軸と第2偏光板24の吸収軸とは直交している(クロスニコル配置)。
 比較例1-2の液晶表示パネルの構成を図6に模式的に示す。図6(a)は第1偏光板22の吸収軸と第1位相差板32の遅相軸との関係を示す模式図であり、図6(b)はネマチック液晶のディレクタと横電界の方向との関係および液晶分子が横電界によって回転する方向を示す模式図であり、図6(c)は第2偏光板24の吸収軸と第2位相差板34の遅相軸との関係を示す模式図である。いずれの図も観察者側から見たときの関係を示す。
 誘電異方性が負のネマチック液晶(NnLC)のディレクタは、電圧無印加時には、図6(b)に示す様に、横電界の方向(方位角0°)に対して-5°の角度をなすように配向している。横電界が印加されると、誘電異方性が負のネマチック液晶のディレクタは電界方向に直交するように配向するので、矢印で示すように、時計方向に回転(右回転)する。
 第1位相差板32の遅相軸および第2位相差板34の遅相軸は、それぞれ図6(a)および(c)に示す様に、液晶のディレクタ(方位角-5°)と直交するように配置されている(方位角85°)。
 第1偏光板22の吸収軸は、図6(a)に示すように、液晶のディレクタ(方位角-5°)に対して45°をなすように配置されている(方位角40°)。第2偏光板24の吸収軸は、図6(c)に示すように、液晶のディレクタ(方位角-5°)に対して-45°をなすように配置されている(方位角-50°)。第1偏光板22の吸収軸と第2偏光板24の吸収軸とは直交している(クロスニコル配置)。
 実施例1-1の液晶表示パネルのγ特性の視角依存性を示すグラフを図7A(a)~(c)、図7B(a)~(c)、図7C(a)、(b)に示す。それぞれ、方位角Φが5°、50°、95°、140°、185°、230°、275°および320°(液晶のディレクタの方位から45°おきの方位)におけるγ特性の極角(θ)依存性を示している。極角0°は、表示面法線方向であり、0°、10°、20°、30°、40°、50°および60°の結果をそれぞれ示している。各グラフの横軸は入力(階調)レベルで縦軸は出力(階調)レベルであり、それぞれ最大階調で規格化されている。γ特性に極角依存性がなければ、各グラフにおいて、全ての線が1本の直線(点(0、0)と点(1、1)とを結ぶ直線)と一致する。比較例1-1の液晶表示パネルのγ特性の視角依存性を示すグラフを図8A(a)~(c)、図8B(a)~(c)、図8C(a)、(b)に示す。図8A~図8Cは、それぞれ図7A~図7Cに対応する図である。
 図7A~図7Cを見ると、実施例1-1の液晶表示パネルのγ特性の視角依存性は、どの方位角においても小さく、特に、Φ=95°、140°、275°、320°におけるγ特性の視角依存性が小さい。
 これに対して、図8A~図8Cに示す、比較例1-1の液晶表示パネルのγ特性の視角依存性を見ると、Φ=140°および320°におけるγ特性の視角依存性は小さいものの、他の方位角におけるγ特性の視角依存性は、実施例1-1よりも明らかに大きい。
 次に、実施例1-2の液晶表示パネルのγ特性の視角依存性を示すグラフを図9A(a)~(c)、図9B(a)~(c)、図9C(a)、(b)に示す。それぞれ、方位角Φが40°、85°、130°、175°、220°、265°、310°および355°(液晶のディレクタの方位から45°おきの方位)におけるγ特性の極角(θ)依存性を示している。比較例1-2の液晶表示パネルのγ特性の視角依存性を示すグラフを図10A(a)~(c)、図10B(a)~(c)、図10C(a)、(b)に示す。図10A~図10Cは、それぞれ図9A~図9Cに対応する図である。
 図9A~図9Cを見ると、実施例2-1の液晶表示パネルのγ特性の視角依存性は、どの方位角においても小さく、特に、Φ=40°、85°、220°、265°におけるγ特性の視角依存性が小さい。
 これに対して、図10A~図10Cに示す、比較例1-2の液晶表示パネルのγ特性の視角依存性を見ると、Φ=40°および220°におけるγ特性の視角依存性は小さいものの、他の方位角におけるγ特性の視角依存性は、実施例1-2よりも明らかに大きい。
 これらのことから、誘電異方性が負のネマチック液晶を用いた場合、表1の実施例1-1、実施例1-2に示した、円偏光の回転方向と液晶ディレクタの回転方向の組合せ(左・左、または右・右)によって、γ特性の視角依存性が全ての方位において小さな液晶表示パネルが得られることが分かる。
 実施例1-1および実施例1-2の液晶表示パネルは、画素開口部の全体が条件(1)または(2)を満足するが、画素開口部の全体が必ずしも、条件(1)または(2)を満足しなくても、γ特性の視角依存性を改善する効果を得ることができる。
 例えば、実施例1-1の画素構造と比較例1-2の画素構造とを含む、混合画素構造を有する液晶表示パネルのγ特性をシミュレーションに基づいて評価した結果を図11に示す。図11は、上記混合画素構造を有する液晶表示パネルについて、画素構造の混合比率と、入力レベルが0.5のときの、極角30°における出力レベル/極角0°における出力レベルの値との関係を示すグラフである。プラス方位は出力レベルが最も大きくなる方位であり、マイナス方位は、出力レベルが最も小さくなる方位を示す。
 図11からわかるように、実施例1-1の画素構造の割合が45%以上であれば、出力レベルの変動は±10%以下であり、γ特性の視角依存性を改善できる。
 次に、誘電異方性が正のネマチック液晶(NpLC)を用いた場合のシミュレーション結果を説明する。液晶表示パネルの基本的な構成は、先例と同じである。誘電異方性が正のネマチック液晶のとΔnは0.106とし、液晶層の厚さdは3.892μmとした。ネマチック液晶の誘電異方性Δεは+7.0とした。
 先と同様に、下記の表2に示す構成(実施例2-1、2-2、比較例2-1、2-2)について、シミュレーションで、γ特性の視角依存性のグラフを種々の方位角について求めた。表2には、シミュレーション結果に基づく視角依存性の良否判定を併せて示している。入力レベルが0.5のときに、極角30°における出力レベルが極角0°における出力レベルに対して±10%超の変動があれば、視角依存性が大きい(×)と判定した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 実施例2-1の液晶表示パネルの構成を図12に模式的に示す。図12(a)は第1偏光板22の吸収軸と第1位相差板32の遅相軸との関係を示す模式図であり、図12(b)はネマチック液晶のディレクタと横電界の方向との関係および液晶分子が横電界によって回転する方向を示す模式図であり、図12(c)は第2偏光板24の吸収軸と第2位相差板34の遅相軸との関係を示す模式図である。いずれの図も観察者側から見たときの関係を示す。
 誘電異方性が正のネマチック液晶(NpLC)のディレクタ(長円で示す液晶分子の長軸に平行)は、電圧無印加時には、図12(b)に示す様に、横電界の方向(方位角0°)に対して85°の角度をなすように配向している。横電界が印加されると、誘電異方性が正のネマチック液晶のディレクタは電界方向と平行に配向するので、矢印で示すように、時計方向に回転(右回転)する。
 第1位相差板32の遅相軸および第2位相差板34の遅相軸は、それぞれ図12(a)および(c)に示す様に、液晶のディレクタ(方位角85°)と直交するように配置されている(方位角-5°)。
 第1偏光板22の吸収軸は、図12(a)に示すように、液晶のディレクタ(方位角85°)に対して-45°をなすように配置されている(方位角40°)。第2偏光板24の吸収軸は、図12(c)に示すように、液晶のディレクタ(方位角85°)に対して45°をなすように配置されている(方位角-50°=130°)。第1偏光板22の吸収軸と第2偏光板24の吸収軸とは直交している(クロスニコル配置)。
 実施例2-2の液晶表示パネルの構成を図13に模式的に示す。図13(a)は第1偏光板22の吸収軸と第1位相差板32の遅相軸との関係を示す模式図であり、図13(b)はネマチック液晶のディレクタと横電界の方向との関係および液晶分子が横電界によって回転する方向を示す模式図であり、図13(c)は第2偏光板24の吸収軸と第2位相差板34の遅相軸との関係を示す模式図である。いずれの図も観察者側から見たときの関係を示す。
 誘電異方性が正のネマチック液晶(NpLC)のディレクタは、電圧無印加時には、図13(b)に示す様に、横電界の方向(方位角0°)に対して-85°の角度をなすように配向している。横電界が印加されると、誘電異方性が正のネマチック液晶のディレクタは電界方向に平行に配向するので、矢印で示すように、反時計方向に回転(左回転)する。
 第1位相差板32の遅相軸および第2位相差板34の遅相軸は、それぞれ図13(a)および(c)に示す様に、液晶のディレクタ(方位角-85°)と直交するように配置されている(方位角5°)。
 第1偏光板22の吸収軸は、図13(a)に示すように、液晶のディレクタ(方位角-85°)に対して45°をなすように配置されている(方位角-40°)。第2偏光板24の吸収軸は、図13(c)に示すように、液晶のディレクタ(方位角-85°)に対して-45°をなすように配置されている(方位角50°=-130°)。第1偏光板22の吸収軸と第2偏光板24の吸収軸とは直交している(クロスニコル配置)。
 比較例2-1の液晶表示パネルの構成を図14に模式的に示す。図14(a)は第1偏光板22の吸収軸と第1位相差板32の遅相軸との関係を示す模式図であり、図14(b)はネマチック液晶のディレクタと横電界の方向との関係および液晶分子が横電界によって回転する方向を示す模式図であり、図14(c)は第2偏光板24の吸収軸と第2位相差板34の遅相軸との関係を示す模式図である。いずれの図も観察者側から見たときの関係を示す。
 誘電異方性が正のネマチック液晶(NpLC)のディレクタは、電圧無印加時には、図14(b)に示す様に、横電界の方向(方位角0°)に対して85°の角度をなすように配向している。横電界が印加されると、誘電異方性が正のネマチック液晶のディレクタは電界方向に平行に配向するので、矢印で示すように、時計方向に回転(右回転)する。
 第1位相差板32の遅相軸および第2位相差板34の遅相軸は、それぞれ図14(a)および(c)に示す様に、液晶のディレクタ(方位角85°)と直交するように配置されている(方位角-5°)。
 第1偏光板22の吸収軸は、図14(a)に示すように、液晶のディレクタ(方位角85°)に対して45°をなすように配置されている(方位角-50°=130°)。第2偏光板24の吸収軸は、図14(c)に示すように、液晶のディレクタ(方位角85°)に対して-45°をなすように配置されている(方位角40°)。第1偏光板22の吸収軸と第2偏光板24の吸収軸とは直交している(クロスニコル配置)。
 比較例2-2の液晶表示パネルの構成を図15に模式的に示す。図15(a)は第1偏光板22の吸収軸と第1位相差板32の遅相軸との関係を示す模式図であり、図15(b)はネマチック液晶のディレクタと横電界の方向との関係および液晶分子が横電界によって回転する方向を示す模式図であり、図15(c)は第2偏光板24の吸収軸と第2位相差板34の遅相軸との関係を示す模式図である。いずれの図も観察者側から見たときの関係を示す。
 誘電異方性が正のネマチック液晶(NpLC)のディレクタは、電圧無印加時には、図15(b)に示す様に、横電界の方向(方位角0°)に対して-85°の角度をなすように配向している。横電界が印加されると、誘電異方性が正のネマチック液晶のディレクタは電界方向に平行に配向するので、矢印で示すように、反時計方向に回転(左回転)する。
 第1位相差板32の遅相軸および第2位相差板34の遅相軸は、それぞれ図15(a)および(c)に示す様に、液晶のディレクタ(方位角-85°)と直交するように配置されている(方位角5°)。
 第1偏光板22の吸収軸は、図15(a)に示すように、液晶のディレクタ(方位角-85°)に対して-45°をなすように配置されている(方位角50°=-130°)。第2偏光板24の吸収軸は、図15(c)に示すように、液晶のディレクタ(方位角-85°)に対して45°をなすように配置されている(方位角-40°)。第1偏光板22の吸収軸と第2偏光板24の吸収軸とは直交している(クロスニコル配置)。
 実施例2-1の液晶表示パネルのγ特性の視角依存性を示すグラフを図16A(a)~(c)、図16B(a)~(c)、図16C(a)、(b)に示す。それぞれ、方位角Φが40°、85°、130°、175°、220°、265°、310°および355°(液晶のディレクタの方位から45°おきの方位)におけるγ特性の極角(θ)依存性を示している。比較例2-1の液晶表示パネルのγ特性の視角依存性を示すグラフを図17A(a)~(c)、図17B(a)~(c)、図17C(a)、(b)に示す。図17A~図17Cは、それぞれ図16A~図16Cに対応する図である。
 図16A~図16Cを見ると、実施例2-1の液晶表示パネルのγ特性の視角依存性は、どの方位角においても小さい。
 これに対して、図17A~図17Cに示す、比較例2-1の液晶表示パネルのγ特性の視角依存性を見ると、Φ=85°、175°、265°および355°におけるγ特性の視角依存性が実施例2-1よりも明らかに大きい。
 次に、実施例2-2の液晶表示パネルのγ特性の視角依存性を示すグラフを図18A(a)~(c)、図18B(a)~(c)、図18C(a)、(b)に示す。それぞれ、方位角Φが5°、50°、95°、140°、185°、230°、275°および320°(液晶のディレクタの方位から45°おきの方位)におけるγ特性の極角(θ)依存性を示している。比較例2-2の液晶表示パネルのγ特性の視角依存性を示すグラフを図19A(a)~(c)、図19B(a)~(c)、図19C(a)、(b)に示す。図19A~図19Cは、それぞれ図18A~図18Cに対応する図である。
 図18A~図18Cを見ると、実施例2-2の液晶表示パネルのγ特性の視角依存性は、どの方位角においても小さい。
 これに対して、図19A~図19Cに示す、比較例2-2の液晶表示パネルのγ特性の視角依存性を見ると、Φ=5°、95°、185°および275°におけるγ特性の視角依存性が実施例2-2よりも明らかに大きい。
 これらのことから、誘電異方性が正のネマチック液晶を用いた場合にも、表1の実施例2-1、実施例2-2に示した、円偏光の回転方向と液晶ディレクタの回転方向の組合せ(左・左、または右・右)によって、γ特性の視角依存性が全ての方位において小さな液晶表示パネルが得られることが分かる。
 実施例2-1および実施例2-2の液晶表示パネルは、画素開口部の全体が条件(1)または(2)を満足するが、画素開口部の全体が必ずしも、条件(1)または(2)を満足しなくても、γ特性の視角依存性を改善する効果を得ることができる。
 例えば、実施例2-1の画素構造と比較例2-2の画素構造とを含む、画素構造を有する液晶表示パネルのγ特性をシミュレーションに基づいて評価した結果を図20に示す。図20は、上記混合画素構造を有する液晶表示パネルについて、画素構造の混合比率と、入力レベルが0.5のときの、極角30°における出力レベル/極角0°における出力レベルの値との関係を示すグラフである。プラス方位は出力レベルが最も大きくなる方位であり、マイナス方位は、出力レベルが最も小さくなる方位を示す。
 図20からわかるように、実施例2-1の画素構造の割合が38%以上であれば、出力レベルの変動は±10%以下であり、γ特性の視角依存性を改善できる。
 図21を参照して、誘電異方性が負のネマチック液晶を用いた場合の液晶層18のΔndの許容範囲を検討した結果を説明する。液晶表示パネル100において、第1位相差板32の面内リタデーションR1を137.5nm(λ/4)とし、液晶層18のΔndを350nm~550nmまで変化させ、透過率の変化を求めた。第2位相差板34の面内リタデーションR2は、それぞれR2=Δnd-R1とした。
 また、画素電極16のスリット構造におけるL+Sが異なる液晶表示パネルについてもシミュレーションを行った。下記の表3に、シミュレーションに用いたスリット構造のL+SおよびL/Sを示す。
 また、比較例3-1~3-3、3-5として、実施例3-1~3-3、3-5と同じ構成を有し、第1および第2位相差板を省略した従来のFFSモードの液晶表示パネルについてもシミュレーションを行った。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 図21(a)に実施例3-1~3-5の透過率のΔnd依存性のグラフを示し、図21(b)に比較例3-1~3-3、3-5の透過率のΔnd依存性のグラフを示す。
 図21(a)と図21(b)との比較から、実施例の液晶表示パネルは、比較例の液晶表示パネルと異なり、スリット構造のL+Sによって、透過率が大きく変化することと、液晶層のΔndによって透過率が大きく変化することが分かった。図21(a)および表3に示すように、L+Sが4μmから8μmに大きくなるにつれて、透過率が最大となるΔndが大きくなり、L+Sに対して好ましいΔndが存在することが分かった。少なくともL+Sが4μm以上8μm以下であれば、Δndが370nm以上490nm以下の範囲内に透過率が最大となるΔndがあると言える。また、この範囲であれば、30%以上の透過率を得ることができる。より好ましくは、L+Sが4μm±0.5μmの範囲であれば、Δndが370nm以上450nm以下の範囲で30%以上の透過率を得ることができる。L+Sが5μm±0.5μmの範囲であれば、Δndが380nm以上460nm以下の範囲で30%以上の透過率を得ることができる。L+Sが6μm±0.5μmの範囲であれば、Δndが390nm以上470nm以下の範囲で30%以上の透過率を得ることができる。L+Sが7μm±0.5μmの範囲であれば、Δndが400nm以上480nm以下の範囲で30%以上の透過率を得ることができる。L+Sが8μm±0.5μmの範囲であれば、Δndが410nm以上490nm以下の範囲で30%以上の透過率を得ることができる。
 図21(b)から、比較例の液晶表示パネルの透過率は、Δndにあまり依存せず、透過率が最大となるΔndは380nm付近にあることが分かる。この値と比較すると、実施例の液晶表示パネルの透過率にとって好ましいΔndの範囲は、大きいと言える。このように、実施例の構成では、比較例の構成とは異なり液晶層のΔndの限られた範囲にのみ透過率が高い領域が存在する。
 なお、この結果は、後述するように、L/S、Δn、液晶材料の弾性定数にほとんど依存しない。
 次に、図22を参照して、誘電異方性が正のネマチック液晶を用いた場合の液晶層18のΔndの許容範囲を検討した結果を説明する。実施例4-1~4-5の構成は、誘電異方性が正のネマチック液晶を用いたこと以外は、実施例3-1~3-5と同じである。誘電異方性が正のネマチック液晶を用いたことによって、液晶層のΔndおよび第2位相差板の面内リタデーションR2(=Δnd-R1)の値が実施例3-1~3-5で用いた値と異なっている。また、比較例4-1~4-3、4-5として、実施例4-1~4-3、4-5と同じ構成を有し、第1および第2位相差板を省略した従来のFFSモードの液晶表示パネルについてもシミュレーションを行った。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
 図22(a)に実施例4-1~4-5の透過率のΔnd依存性のグラフを示し、図22(b)に比較例4-1~4-3、4-5の透過率のΔnd依存性のグラフを示す。
 図22(a)と図22(b)との比較から、実施例の液晶表示パネルは、比較例の液晶表示パネルと異なり、スリット構造のL+Sによって、透過率が大きく変化することと、液晶層のΔndによって透過率が大きく変化することが分かる。図22(a)および表4に示すように、L+Sが4μmから8μmに大きくなるにつれて、透過率が最大となるΔndが大きくなり、L+Sに対して好ましいΔndが存在することが分かった。少なくともL+Sが4μm以上8μm以下であれば、Δndが360nm以上440nm以下の範囲内に透過率が最大となるΔndがあると言える。より好ましくは、L+Sが4μm±0.5μmの範囲であれば、Δndが360nm以上440nm以下の範囲で30%以上の透過率を得ることができる。L+Sが5μm±0.5μmの範囲であれば、Δndが370nm以上440nm以下の範囲で30%以上の透過率を得ることができる。L+Sが6μm±0.5μmの範囲であれば、Δndが370nm以上450nm以下の範囲で30%以上の透過率を得ることができる。L+Sが7μm±0.5μmの範囲であれば、Δndが380nm以上440nm以下の範囲で30%以上の透過率を得ることができる。L+Sが8μm±0.5μmの範囲であれば、Δndが400nm以上440nm以下の範囲で30%以上の透過率を得ることができる。
 図22(b)から、比較例の液晶表示パネルの透過率は、Δndにあまり依存せず、透過率が最大となるΔndは400nm付近にあることが分かる。このように、実施例の構成では、比較例の構成とは異なり液晶層のΔndの限られた範囲にのみ透過率が高い領域が存在する。
 次に、図23を参照して、第1位相差板32の面内リタデーションR1の許容範囲を検討した結果を説明する。実施例3-3の構成を基本に、液晶層18のΔndを412.5nmとし、第1位相差板32の面内リタデーションR1を変化させた実施例5の液晶表示パネルについて、透過率および高照度下におけるコントラスト比をシミュレーションによって求めた。第2位相差板34の面内リタデーションR2は、R2=Δnd-R1とした。結果を図23(a)および(b)に示す。
 第1位相差板32の面内リタデーションR1は、137.5nm(λ/4)のときに最も反射防止効果が高い。一方、R1がこの条件から外れると、透過率は上昇する。図23(a)からわかるように、透過率の最大値は120nm付近にある。20000Luxという高照度下でのコントラスト比は、反射防止効果の程度と透過率の両方の影響を受ける。図23(b)からわかるように、20000Luxの高照度下でコントラスト比が最大値をとるR1の値は130nmであり、反射防止効果が最大となる137.5nmからわずかに小さい方にずれている。図23(b)の結果から、R1が100nm以上160nm以下であれば、高照度下において、10以上のコントラスト比が得られることが分かる。
 次に、図24を参照して、第2位相差板34の面内リタデーションR2の許容範囲を検討した結果を説明する。実施例3-3の構成を基本に、第1位相差板32の面内リタデーションR1を137.5nm(λ/4)とし、第2位相差板34の面内リタデーションR2の値を変化させて、透過率比をシミュレーションによって求めた。液晶層のΔndは、Δnd=R1+R2とした。なお、液晶表示パネルの開口率が50%の実施例6-1と開口率が30%の実施例6-2の2種類の液晶表示パネルについて、透過率比を求めた。ここで、透過率比は、実施例6-1、6-2それぞれにおいて第2位相差板34の面内リタデーションR2を275nm(λ/2)とした時の透過率を1とした場合の値である。結果を図24に示す。図24からもわかるように、第2位相差板34の面内リタデーションR2は、275nm(λ/2)のときに、バックライト側に反射された光の再利用効率が高い。これは、開口率が30%でも50%でも同じである。図24から、第2位相差板の面内リタデーションR2は200nm以上360nm以下であることが好ましく、220nm以上330nm以下であることがさらに好ましい。液晶表示パネルの開口率が低いほど、第2位相差板の面内リタデーションR2は275nmに近いことが好ましい。
 次に、実施例3-3で液晶層のΔndが412.5nmの構造を有する液晶表示パネルにおいて、L/Sを変化させた液晶表示パネル(実施例3-3a、3-3b、3-3c)の透過率を求めた結果を図25に示す。実施例3-3a、3-3b、3-3cの液晶表示パネルのL/Sの値を下記の表5に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
 図25からわかるように、透過率は、L/Sが40/60超55/45以下の範囲では、L/Sにほとんど影響されない。
 次に、実施例4-3で液晶層のΔndが412.5nmの構造を有する液晶表示パネルにおいて、L/Sを変化させた液晶表示パネル(実施例4-3a、4-3b、4-3c)の透過率を求めた結果を図26に示す。実施例4-3a、4-3b、4-3cの液晶表示パネルのL/Sの値を下記の表6に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
 図26からわかるように、誘電異方性が正のネマチック液晶を用いた場合も、透過率は、L/Sが40/60超55/45以下の範囲では、L/Sにほとんど影響されない。
 次に、図27および図28を参照して、液晶材料のΔnの影響を検討した結果を説明する。先の実施例3-1、3-2、3-3、3-5においては、液晶層のΔndを変化させるに当たり、Δnを固定して、dを変化させた。それぞれについて、dを固定し、Δnを変化させた場合のシミュレーション結果を実施例3-1-2、3-2-2、3-3-2、3-5-2として、図27(a)~(d)に示す。また、誘電異方性が正のネマチック液晶を用いた先の実施例4-1、4-2、4-3、4-5についても同様に、dを固定し、Δnを変化させた場合のシミュレーション結果を実施例4-1-2、4-2-2、4-3-2、4-5-2として、図28(a)~(d)に示す。
 図27(a)~(d)および図28(a)~(d)からわかるように、Δndが同じであれば、dの影響は小さい。
 図29に実施例3-3のシミュレーションに用いた液晶材料の弾性定数を1.2倍した値を用いた結果および0.8倍した値を用いた結果を示す。図29から明らかなように、弾性定数の値も上述のシミュレーション結果に影響を与えない。
 なお、上記の実施形態では、下側基板がTFT基板であり、液晶層に横電界を発生させる電極対を下側基板が有する液晶表示パネルを例に本発明の実施形態による液晶表示パネルを説明したが、上側基板がTFT基板であり、上側基板が液晶層に横電界を発生させる電極対を有してもよい。本発明の実施形態による液晶表示パネルにおいては、第1位相差板と第1偏光板とが基本的に円偏光板として機能するので、TFT基板に形成された配線等からの反射光は低減される。したがって、TFT基板を上側基板として用いても表示品位が低下することはない。
 (実施形態2)
 図30A~図30Cを参照して、本発明の実施形態2による液晶表示パネルを説明する。図30A(a)は、本発明の実施形態2による液晶表示パネル100Aの模式的な分解断面図であり、図30A(b)は、本発明の実施形態2による液晶表示パネル100Bの模式的な分解断面図である。図30B(a)は、本発明の実施形態2による液晶表示パネル100B1の模式的な分解断面図であり、図30B(b)は、本発明の実施形態2による液晶表示パネル100B2の模式的な分解断面図であり、図30B(c)は、本発明の実施形態2による液晶表示パネル100B3の模式的な分解断面図である。図30C(a)は、本発明の実施形態2による液晶表示パネル100C1の模式的な分解断面図であり、図30C(b)は、本発明の実施形態2による液晶表示パネル100C2の模式的な分解断面図である。図30A(a)、(b)、図30B(a)~(c)、図30C(a)および(b)には、バックライト50を併せて示している。
 実施形態2による液晶表示パネル100Aは、図30A(a)に模式的に示すように、液晶セル10と、液晶セル10の観察者側に配置された第1偏光板22と、液晶セル10と第1偏光板22との間に配置された第1位相差板32aと、液晶セル10の背面側に配置された第2偏光板24と、第2偏光板24と液晶セル10との間に配置された第2位相差板34aとを有する。液晶セル10は、FFSモードの液晶セルであり、例えば、図1(b)に示す液晶セル10と同じ構造を有している。
 実施形態2による液晶表示パネル100Aにおいて、第1位相差板32aおよび第2位相差板34aの少なくともいずれか一方の厚さ方向リタデーションは、負の値を有する。第1位相差板32aおよび第2位相差板34aの少なくともいずれか一方の厚さ方向リタデーションが、負の値を有すると、第1位相差板32a、第2位相差板34aおよび液晶層18の厚さ方向リタデーションの和が小さくなる。厚さ方向リタデーションの和の絶対値が小さいと、斜め視角から観察したときに、電圧無印加時において良好な黒表示を得られることが分かった。本発明者は、多くのシミュレーションを行って初めてこの効果を確認するに至った。
 本実施形態の液晶表示パネルは、図30A(a)に例示した液晶表示パネル100Aに限られない。本実施形態の液晶表示パネルは、図30A(b)に示す構造を有していてもよい。すなわち、第3位相差板32bおよび第4位相差板34bをさらに有していてもよい。
 図30A(b)に模式的に示すように、実施形態2による液晶表示パネル100Bは、液晶セル10と、液晶セル10の観察者側に配置された第1偏光板22と、液晶セル10と第1偏光板22との間に配置された第1位相差板32aと、液晶セル10の背面側に配置された第2偏光板24と、第2偏光板24と液晶セル10との間に配置された第2位相差板34aと、液晶セル10と第1偏光板22との間に配置された第3位相差板32bと、第2偏光板24と液晶セル10との間に配置された第4位相差板34bとを有する。液晶表示パネル100Bにおいて、第1位相差板32a、第2位相差板34a、第3位相差板32bおよび第4位相差板34bの少なくともいずれか1つの厚さ方向リタデーションは、負の値を有する。液晶表示パネル100Bは、第3位相差板32bおよび第4位相差板34bをさらに有する点において、液晶表示パネル100Aと異なる。
 第1位相差板32a、第2位相差板34a、第3位相差板32bおよび第4位相差板34bの少なくともいずれか1つの厚さ方向リタデーションが、負の値を有すると、第1から第4位相差板32a、34a、32b、34bおよび液晶層18の厚さ方向リタデーションの和が小さくなる。厚さ方向リタデーションの和の絶対値が小さいと、斜め視角から観察したときに、電圧無印加時において良好な黒表示を得られる。
 第1、第2位相差板32a、34aは、面内リタデーションを有する。第3位相差板32bおよび第4位相差板34bは、それぞれ独立に、面内リタデーションを有していてもよいし、面内リタデーションを有していなくてもよい。本明細書において、位相差層(例えば液晶層または位相差板)が「面内リタデーションを有する」とは、位相差層の面内リタデーションが3nm超であることをいう。
 液晶表示パネル100Bにおいて、第3位相差板32bは、第1位相差板32aと第1偏光板22との間に配置されており、第4位相差板34bは、第2位相差板34aと第2偏光板24との間に配置されている。第1位相差板32aおよび第3位相差板32bの配置関係、ならびに、第2位相差板34aおよび第4位相差板34bの配置関係は、例示した構成に限られない。例えば、図30B(a)~(c)に示すように、第1位相差板32aおよび第3位相差板32bの配置関係は逆であってもよい。第2位相差板34aおよび第4位相差板34bの配置関係は逆であってもよい。
 図30B(a)および(c)に模式的に示す液晶表示パネル100B1および100B3のように、第3位相差板32bは、第1位相差板32aと液晶セル10との間に配置されていてもよい。図30B(a)および(b)に模式的に示す液晶表示パネル100B1および100B2のように、第4位相差板34bは、第2位相差板34aと液晶セル10との間に配置されていてもよい。液晶表示パネル100B1、100B2、100B3は、第1位相差板32aおよび第3位相差板32bの配置関係ならびに第2位相差板34aおよび第4位相差板34bの配置関係を除いて、液晶表示パネル100Bと同じであってよい。
 本実施形態の液晶表示パネルは、図30C(a)および(b)に示すように、第3位相差板32bまたは第4位相差板34bのいずれか一方を有していてもよい。
 図30C(a)に模式的に示すように、液晶表示パネル100C1は、第3位相差板32bをさらに有する点において、液晶表示パネル100Aと異なる。液晶表示パネル100C1は、第4位相差板34bを有しない点において、液晶表示パネル100Bと異なる。
 液晶表示パネル100C1において、第1位相差板32a、第2位相差板34aおよび第3位相差板32bの少なくともいずれか1つの厚さ方向リタデーションは、負の値を有する。第1位相差板32a、第2位相差板34aおよび第3位相差板32bの少なくともいずれか1つの厚さ方向リタデーションが、負の値を有すると、第1から第3位相差板32a、34a、32bおよび液晶層18の厚さ方向リタデーションの和が小さくなる。厚さ方向リタデーションの和の絶対値が小さいと、斜め視角から観察したときに、電圧無印加時において良好な黒表示を得られる。
 図30C(b)に模式的に示すように、液晶表示パネル100C2は、第4位相差板34bをさらに有する点において、液晶表示パネル100Aと異なる。液晶表示パネル100C2は、第3位相差板32bを有しない点において、液晶表示パネル100Bと異なる。
 液晶表示パネル100C2において、第1位相差板32a、第2位相差板34aおよび第4位相差板34bの少なくともいずれか1つの厚さ方向リタデーションは、負の値を有する。第1位相差板32a、第2位相差板34aおよび第4位相差板34bの少なくともいずれか1つの厚さ方向リタデーションが、負の値を有すると、第1、第2および第4位相差板32a、34a、34bおよび液晶層18の厚さ方向リタデーションの和が小さくなる。厚さ方向リタデーションの和の絶対値が小さいと、斜め視角から観察したときに、電圧無印加時において良好な黒表示を得られる。
 簡単のために図示を省略するが、液晶表示パネル100C1および100C2においても、第1位相差板32aおよび第3位相差板32bの配置関係または第2位相差板34aおよび第4位相差板34bの配置関係は、逆であってもよい。
 本実施形態の液晶表示パネル100A、100B、100B1、100B2、100B3、100C1、100C2において、第1から第4位相差板32a、34a、32b、34bは、例えば、ポリマーフィルムを延伸した位相差板、液晶性材料の配向を固定した位相差板、無機材料から構成される薄板等である。
 第1、第2偏光板22、24および第1から第4位相差板32a、34a、32b、34bは、それぞれ、その材料や製法は特に制限されない。偏光板としては、例えば、ポリビニルアルコール(PVA)フィルムに二色性を有するヨウ素錯体等の異方性材料を吸着配向させたものなどを適宜使用することができる。
 本実施形態の液晶表示パネル100Aにおいて、第1偏光板22および第1位相差板32aは、一般的に、円偏光板または楕円偏光板として機能し得る。第1偏光板22と第1位相差板32aとが、接着層(粘着層)を介して貼り合わされていることもある。第1位相差板32aは、複数の位相差層を有していてもよい。必要に応じて、支持層(保護層)がさらに貼り合わされていることもある。支持層(保護層)は、例えば、偏光板および位相差板の機械強度や耐湿熱性を向上させることができる。支持層(保護層)は、例えば、トリアセチルセルロース(TAC)フィルムまたはアクリル系樹脂フィルムである。接着層(粘着層)の面内リタデーションはおよそ3nm以下であり、厚さ方向リタデーションの絶対値はおよそ10nm以下である。支持層(保護層)の面内リタデーションはおよそ3nm以下であり、厚さ方向リタデーションの絶対値はおよそ50nm以下である。位相差の絶対値を積極的に小さくした支持層(保護層)(例えば「ゼロ位相差支持層(保護層)」または「ゼロ位相差フィルム」と呼ばれることもある。)の厚さ方向リタデーションの絶対値はおよそ10nm以下である。従って、接着層(粘着層)やゼロ位相差支持層(保護層)の面内リタデーションおよび厚さ方向リタデーションは実質的に無視できる。ゼロ位相差支持層(保護層)ではない支持層(保護層)、つまり、厚さ方向リタデーションの絶対値がおよそ10nm超である支持層(保護層)は、その厚さ方向リタデーションを無視することが難しいので、位相差板または位相差板が有する位相差層として扱えばよい。例えば、複数の位相差層を有する第1位相差板32aが、ゼロ位相差支持層(保護層)ではない支持層(保護層)を、位相差層のいずれかとして有していてもよい。あるいは、第1位相差板32aが、ゼロ位相差支持層(保護層)ではない支持層(保護層)であってもよい。
 第2偏光板24および第2位相差板34aについても同様である。第2偏光板24および第2位相差板34aは、直線偏光板または楕円偏光板として機能し得る。
 本実施形態の液晶表示パネル100B、100B1~100B3、100C1、100C2においても同様に、第1偏光板22と第1位相差板32aと第3位相差板32bとが、接着層(粘着層)を介して貼り合わされていることもある。第1位相差板32aおよび第3位相差板32bのそれぞれは、複数の位相差層を有していてもよい。必要に応じて、支持層(保護層)がさらに貼り合わされていることもある。第2偏光板24、第2位相差板34aおよび第4位相差板34bについても同様である。
 位相差板(または位相差層)には、その光学異方性に応じた名称が種々の方法でつけられている。例えば、1軸性の屈折率楕円体を有する位相差板は、屈折率楕円体の形状によって、以下の4種類に分けられることがある。位相差板の面内の主屈折率をnxおよびnyとし、法線方向の主屈折率をnzとするとき、nx>ny=nzの関係を満たす位相差板を「ポジティブAプレート」、nx<ny=nzの関係を満たす位相差板を「ネガティブAプレート」、nx=ny<nzの関係を満たす位相差板を「ポジティブCプレート」、nx=ny>nzの関係を満たす位相差板を「ネガティブCプレート」と呼ぶ。これらの名称および分類は、当業者によく知られている。この分類では、xyz軸をABC軸と読み替えて、光軸が面内(すなわちA軸方向またはB軸方向)にある位相差板を「Aプレート」と呼び、光軸が法線方向(すなわちC軸方向)にある位相差板を「Cプレート」と呼んでいる。そして、屈折率異方性=異常光屈折率-常光屈折率の正負によって、「ポジティブ」と「ネガティブ」とを区別している。言い換えると、異常光屈折率が常光屈折率よりも大きい場合を「ポジティブ」と呼び、異常光屈折率が常光屈折率よりも小さい場合を「ネガティブ」と呼んでいる。
 ポジティブAプレートに分類される位相差板(または位相差層)としては、例えば、水平配向をした棒状液晶や、固有複屈折が正の樹脂材料(例えば、ポリカーボネートやシクロオレフィンポリマー)の1軸延伸からなる位相差フィルムが挙げられる。ネガティブAプレートに分類される位相差板(または位相差層)としては、例えば、水平配向をした円盤状液晶や、固有複屈折が負の樹脂材料(例えば、ポリスチレン)の1軸延伸からなる位相差フィルムが挙げられる。ネガティブCプレートに分類される位相差板(または位相差層)としては、例えば、垂直配向をした円盤状液晶や、固有複屈折が正の樹脂材料(例えば、ポリカーボネートやシクロオレフィンポリマー)の2軸延伸からなる位相差フィルムが挙げられる。ポジティブCプレートに分類される位相差板(または位相差層)としては、垂直配向をした棒状液晶や、固有複屈折が負の樹脂材料(例えば、ポリスチレン)の2軸延伸からなる位相差フィルムが挙げられる。
 上記の具体例に限られず、積極的な配向処理や延伸処理を施さなくとも、溶剤キャスト法や溶融押出法などの常法によりフィルム化された時点で、フィルムの搬送方向や法線方向に自発的に配向をして位相差を発現するものもある。例えば、偏光板の保護フィルムとしてよく用いられるTAC(トリアセテート)フィルムは、溶剤キャスト法でフィルム化された時点でネガティブCプレートになっていることが多い。
 先に述べたように、面内リタデーションは、(nx-ny)×dの絶対値と定義され、厚さ方向リタデーションは、((nx+ny)/2-nz)×dと定義される。これらの定義によると、上記4種類の1軸性位相差板のうち、負の厚さ方向リタデーションを有するのは、ネガティブAプレートおよびポジティブCプレートである。このうちポジティブCプレートは、面内リタデーションを有しない。従って、本実施形態の液晶表示パネル100Aにおいて、面内リタデーションを有する第1位相差板32aおよび第2位相差板34aの少なくともいずれか一方が、ネガティブAプレートであればよい。例えば、実施例7-1~7-3の液晶表示パネルとして、シミュレーション結果を後述する。
 本実施形態の液晶表示パネル100B、100B1~100B3においては、例えば、第3位相差板32bおよび第4位相差板34bの少なくともいずれか一方が、ネガティブAプレートまたはポジティブCプレートであってもよい。面内リタデーションを有する第1位相差板32aおよび第2位相差板34aの少なくともいずれか一方が、ネガティブAプレートであってもよい。例えば、実施例7-4~7-8、7-9A~7-9Cおよび7-9F~7-9Nの液晶表示パネルとして、シミュレーション結果を後述する。
 同様に、本実施形態の液晶表示パネル100C1、100C2においては、例えば、第3位相差板32bまたは第4位相差板34bが、ネガティブAプレートまたはポジティブCプレートであってもよい。面内リタデーションを有する第1位相差板32aおよび第2位相差板34aの少なくともいずれか一方が、ネガティブAプレートであってもよい。例えば、実施例7-9Dおよび7-9Eの液晶表示パネルとして、シミュレーション結果を後述する。
 負の厚さ方向リタデーションを有する位相差板は、1軸性の屈折率楕円体を有するものに限られない。2軸性の屈折率楕円体を有する位相差板のうち、負の厚さ方向リタデーションを有するものを用いることもできる。2軸性の屈折率楕円体を有する位相差板は、一般的に面内リタデーションを有するので、第1位相差板32a、第2位相差板34a、第3位相差板32bおよび第4位相差板34bの少なくともいずれか1つが、2軸性の屈折率楕円体を有し、負の厚さ方向リタデーションを有する位相差板であってもよい。例えば、実施例7-10~7-29の液晶表示パネルとして、シミュレーション結果を後述する。
 2軸性位相差板を特徴付けるパラメータとして、(ns-nz)/(ns-nf)で定義されるNZを用いる。ここで、nsは、面内主屈折率nxおよびnyの内の大きい方(すなわち、面内遅相軸に平行な方向に振動する電場成分に対する屈折率)であり、nfは、面内主屈折率nxおよびnyの内の小さい方(すなわち、面内進相軸に平行な方向に振動する電場成分に対する屈折率)である。もちろん、1軸性位相差板についても、NZを用いることはできる。例えば、ポジティブAプレートのNZは1であり、ネガティブAプレートのNZは0である。面内リタデーションがゼロであるCプレートについては、NZの分母がゼロとなるので、NZは定義されない。ただし、便宜のために、ポジティブCプレートのNZを-∞、ネガティブCプレートのNZを+∞として定義することもある。NZを用いると、1軸性位相差板および2軸性位相差板の性質を一元的に捉えることができて便宜である場合がある。
 1軸性位相差板について、上述した主屈折率nx、nyおよびnzの関係式(特に等号)は、誤差を許容する。1軸性位相差板の許容範囲は、NZを用いて表すことができる。例えば、NZがおよそ0.5から2.0までの範囲内にある位相差板は、ポジティブAプレートと考えることができる。NZがおよそ0.5から-1.0までの範囲内にある位相差板は、ネガティブAプレートと考えることができる。NZがおよそ5.0よりも大きい位相差板は、ネガティブCプレートと考えることができる。NZがおよそ-4.0よりも小さい位相差板は、ポジティブCプレートと考えることができる。
 本実施形態の液晶表示パネル100A、100B、100B1~100B3、100C1、100C2が有する液晶層18は、ネマチック液晶を含み、電界無印加時にホモジニアス配向をとる。ネマチック液晶の複屈折率をΔn、前記液晶層の厚さをdとするとき、液晶層18の面内リタデーションΔndは、360nm以上490nm以下であり、典型的には412.5nm(3λ/4)である。第1位相差板32aおよび第2位相差板34aは、面内リタデーションを有する。第1位相差板32aの面内リタデーションR1は、100nm以上160nm以下であり、典型的には137.5nm(λ/4)である。第1位相差板32aの遅相軸および第2位相差板34aの遅相軸は互いに略平行で、かつ、ホモジニアス配向をとっているネマチック液晶のディレクタの方位と略直交している。本実施形態の液晶表示パネルが有する、液晶層18および第1および第2位相差板32a、34aの面内リタデーションの好ましい構成は、実施形態1の液晶表示パネルにおけるものと同じであってもよい。
 以下に、実施例および参考例について、シミュレーション結果を説明する。
 本実施形態の液晶表示パネルのシミュレーションでは、黒表示状態、すなわち電圧無印加時の透過率のみを調べた。黒表示時は電圧を印加しないので、黒表示の性能は、ネガ型およびポジ型のいずれの液晶材料を用いたかに依存せず、液晶分子が横電界によって回転する方向にも依存しない。ただし、ネマチック液晶の誘電異方性の正負および液晶分子が横電界によって回転する方向に、実施形態1の好ましい条件を適用することで、良好な黒表示のみならず、γ特性の視角依存性の小さい表示をも行うことができる。
 黒表示の性能は、画素電極のスリットの延伸方向にも依存しない。ここでは、画素電極のスリットが断面図において紙面とは垂直方向に平行に延伸しているものを例示した(例えば図1(b)参照)が、これに限定されない。画素電極のスリットが延伸する方位を変更した場合には、白表示の透過率が変化する場合があるが、偏光板の吸収軸の方位、位相差板の遅相軸の方位、液晶層のディレクタ方位などの全ての方位を、画素電極のスリットが延伸する方位と整合させて変更することによって、変更前と同様の白表示の透過率を得ることもできる。
 実施形態1においても述べたように、方位角は、図2(a)および(b)に示すように、時計の文字盤の3時方向(x軸)を0°とし、反時計回りを正と定義する。x軸方向は、画素電極が延伸している方向と直交する。
 液晶層および位相差板の位相差は、特に断りのない限り、波長550nmにおける値を示す。
 まず、実施例7-1~7-3および参考例7-1の液晶表示パネルのシミュレーション結果を説明する。実施例7-1~7-3の液晶表示パネルは、図30A(a)に示す液晶表示パネル100Aと同様の構成を有する。実施例7-1~7-3の液晶表示パネルにおいて、第1位相差板32aおよび第2位相差板34aの少なくともいずれか一方は、ネガティブAプレートである。参考例7-1の液晶表示パネルは、第1位相差板32aおよび第2位相差板34aの両方がポジティブAプレートである点において、実施例7-1~7-3の液晶表示パネルと異なる。
 表7に、参考例7-1および実施例7-1~7-3の液晶表示パネルの設計値(シミュレーションに用いた値)および波長550nmにおいて計算した透過率を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
 実施例7-1の液晶表示パネルにおいて、第1位相差板32aおよび第2位相差板34aの両方は、ネガティブAプレートである。実施例7-2の液晶表示パネルにおいて、第1位相差板32aは、ポジティブAプレートであり、第2位相差板34aは、ネガティブAプレートである。実施例7-3の液晶表示パネルにおいて、第1位相差板32aは、ネガティブAプレートであり、第2位相差板34aは、ポジティブAプレートである。
 図31~34は、それぞれ、参考例7-1および実施例7-1~7-3の液晶表示パネルの黒表示透過率(電圧無印加時)を、方位角および極角に対して示す図である。黒表示透過率の計算は、0°~360°の方位角に対して5°毎に行い、0°~80°の極角に対して10°毎に行った。計算結果を補完することによって得られた黒表示透過率を、方位角および極角を示す同心円状の座標上に、グラデーションを用いて表した。図中、破線で表された3個の同心円は、半径が小さいものから順に、極角20°、40°および60°を示し、これらの外側の実線の円は極角80°を示す。以降の黒表示透過率を表示する図についても同様である。
 表7には、液晶表示パネルの黒表示透過率のうち、極角60°における値の最大値および極角60°における値の平均値をあわせて記載する。これらの値が小さいほど、斜め視角から観察したときに、光漏れの少ない良好な黒表示が得られる。
 シミュレーションには、液晶シミュレーター(シンテック製、LCD master)を用いた。なお、シミュレーションに使用した偏光層の直交透過率は0.0015%、平行透過率は39.04%であった。それぞれ、波長550nmにおける計算値である。
 表7に示すように、参考例7-1および実施例7-1~7-3の液晶表示パネルの設計値は、液晶層18、第1位相差板32aおよび第2位相差板34aの厚さ方向リタデーションを除いて、先の実施形態1の実施例2-1の液晶表示パネルと同じである。すなわち、液晶層18の面内リタデーションΔndは3λ/4=412.5nm、第1位相差板32aの面内リタデーションR1はλ/4=137.5nm、第2位相差板34aの面内リタデーションR2はλ/2=275.0nmで、Δnd=R1+R2が成立する。ネマチック液晶のディレクタは、方位角85°の角度をなすように配向している。第1位相差板32aの遅相軸および第2位相差板34aの遅相軸は、それぞれ、液晶のディレクタ(方位角85°)と直交するように配置されている(方位角-5°)。ΔndとR1+R2とが打ち消し合い、面内リタデーションが実質的にゼロとなるので、正面視角から観察したときに、電圧無印加時において良好な黒表示が得られる。
 第1偏光板22の吸収軸は、液晶のディレクタ(方位角85°)に対して-45°をなすように配置されている(方位角40°)。第2偏光板24の吸収軸は、液晶のディレクタ(方位角85°)に対して45°をなすように配置されている(方位角130°)。第1偏光板22の吸収軸と第2偏光板24の吸収軸とは直交している(クロスニコル配置)。
 シミュレーションにおいては、ネマチック液晶材料の複屈折率Δnは0.111とし、液晶層18の厚さdは3.716μmとした。また、画素電極16の開口部16aの幅Sは3.3μm、開口部16aと画素電極16のエッジまでの距離Lは2.7μmとした。誘電体層15の厚さは100nmとし、比誘電率は6とした。以降の実施例7-4~7-29においても同様である。
 実施例7-1~7-3の液晶表示パネルのように、液晶層18および第1、第2位相差板32a、34aの面内リタデーションは、Δn=R1+R2の関係を満たすことが好ましい。この場合、正面視角から観察したときに、良好な黒表示が得られ、明所コントラストが向上される。また、実施形態1において述べたように、第1位相差板32aの面内リタデーションR1が100nm以上160nm以下であり、第2位相差板34aの面内リタデーションR2が200nm以上360nm以下であると、液晶表示パネルに観察者側から入射した光の反射が抑制され、正面視角から観察したときにコントラスト比の高い表示が可能となる。
 第1偏光板22の吸収軸と、第1位相差板32aの遅相軸とがなす角は、実施例7-1~7-3の液晶表示パネルに例示されるように、典型的には略45°または略135°である。ただし、本実施形態は、これに限定されない。一般に、楕円偏光板の楕円率は、楕円偏光板を構成する偏光板の吸収軸と位相差板の遅相軸とがなす角度と、位相差板の面内リタデーションとによって決まる。同じ楕円率を与える、偏光板の吸収軸と位相差板の遅相軸とがなす角度、および、位相差板の面内リタデーションの組み合わせは、通常複数ある。従って、所望の楕円率が得られるように、第1偏光板22の吸収軸と第1位相差板32aの遅相軸とがなす角、および、第1位相差板32aの面内リタデーションR1を適宜調整してもよい。
 第2偏光板24の吸収軸と、第2位相差板34aの遅相軸とがなす角は、実施例7-1~7-3の液晶表示パネルに例示されるように、典型的には略45°または略135°である。ただし、本実施形態は、第1偏光板22および第1位相差板32aと同様に、これに限定されない。
 表7には、厚さ方向リタデーションの和RthSもあわせて示す。厚さ方向リタデーションの和RthSは、液晶層18の厚さ方向リタデーションRthLCと、第1位相差板32の厚さ方向リタデーションRth1と、第2位相差板34の厚さ方向リタデーションRth2との合計値である(RthS=RthLC+Rth1+Rth2)。
 Aプレートについては、厚さ方向リタデーションの絶対値が、面内リタデーションの1/2であるという関係が成り立つ。ホモジニアス配向をとっている液晶層もAプレートに分類される。通常、ホモジニアス配向の液晶層について厚さ方向リタデーションを考えることは少ないが、厚さ方向リタデーションの定義から計算することができる。参考例7-1の液晶表示パネルでは、第1、第2位相差板32a、34aの厚さ方向リタデーションRth1、Rth2の値はともに正であるので、Δnd=R1+R2の関係と相まって、厚さ方向リタデーションの和RthSは、液晶層18のΔndと等しい。これに対して、実施例7-1~7-3の液晶表示パネルでは、第1、第2位相差板32a、34aの厚さ方向リタデーションRth1、Rth2の少なくともいずれか一方は負であるので、厚さ方向リタデーションの和RthSは、液晶層18のΔndよりも小さい。
 図31~34および表7からわかるように、第1位相差板32aおよび/または第2位相差板34aがネガティブAプレートである実施例7-1~7-3の液晶表示パネルは、ネガティブAプレートを有しない参考例7-1の液晶表示パネルに比べて、斜め視角から観察したときに良好な黒表示が得られていることが分かる。特に、表7から、厚さ方向リタデーションの和RthSが小さいほど、極角60°における黒表示透過率が小さいことが分かる。すなわち、厚さ方向リタデーションの和RthSが小さいほど、斜め視角から観察したときに良好な黒表示が得られる。
 実施例7-1~7-3とあわせて、後述する実施例7-4~7-29のシミュレーション結果を考察すると、厚さ方向リタデーションの和の絶対値が小さいほど、良好な黒表示が得られることが分かった。厚さ方向リタデーションの和の絶対値を小さくする方法は、位相差板としてネガティブAプレートを有することに限られない。
 続いて、実施例7-4~7-29のシミュレーション結果を説明する。実施例7-4~7-8、7-9A~7-9Cおよび7-10~7-29の液晶表示パネルは、図30A(b)に示す液晶表示パネル100Bと同様の構成を有する。実施例7-9F~7-9Hの液晶表示パネルは、図30B(a)に示す液晶表示パネル100B1と同様の構成を有する。実施例7-9I~7-9Kの液晶表示パネルは、図30B(b)に示す液晶表示パネル100B2と同様の構成を有する。実施例7-9L~7-9Nの液晶表示パネルは、図30B(c)に示す液晶表示パネル100B3と同様の構成を有する。実施例7-9Dの液晶表示パネルは、図30C(a)に示す液晶表示パネル100C1と同様の構成を有する。実施例7-9Eの液晶表示パネルは、図30C(b)に示す液晶表示パネル100C2と同様の構成を有する。
 実施例7-4~7-29の液晶表示パネルの設計値は、第3位相差板32bおよび第4位相差板34bを除いて、参考例7-1の液晶表示パネルの設計値と同じである。実施例7-4~7-29の液晶表示パネルにおいて、第1位相差板32aおよび第2位相差板34aは、ポジティブAプレートである。すなわち、第1位相差板32aおよび第2位相差板34aの厚さ方向リタデーションRth1、Rth2は、ともに、正の値である。実施例7-4~7-29(実施例7-9Dおよび7-9Eを除く)の液晶表示パネルにおいて、第3位相差板32bおよび第4位相差板34bの厚さ方向リタデーションRth3、Rth4は、ともに、負の値を有する。実施例7-9Dおよび7-9Eの液晶表示パネルにおいては、第3位相差板32bの厚さ方向リタデーションRth3または第4位相差板34bの厚さ方向リタデーションRth4は、負の値を有する。もちろん、本実施形態の液晶表示パネルは、例示する実施例に限定されない。第1から第4位相差板32a、34a、32bおよび34bを有する液晶表示パネルにおいては、これらの位相差板の少なくともいずれか1つの厚さ方向リタデーションが負の値を有すればよい。第1位相差板32a、第2位相差板34aおよび第3位相差板32bまたは第4位相差板34bを有する液晶表示パネルにおいては、これらの位相差板の少なくともいずれか1つの厚さ方向リタデーションが負の値を有すればよい。
 表8および図35~39を参照して、実施例7-4~7-8の液晶表示パネルの設計値および黒表示透過率について説明する。
 表8には、表7と同様に、実施例7-4~7-8の液晶表示パネルの設計値(シミュレーションに用いた値)および波長550nmにおいて計算した黒表示透過率(電圧無印加時)を示す。図35~39は、それぞれ、実施例7-4~7-8における液晶表示パネルの黒表示透過率(電圧無印加時)を、方位角および極角に対して示す図である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
 実施例7-4~7-8の液晶表示パネルは、第3位相差板32bおよび第4位相差板34bとして、ポジティブCプレートを有する。Cプレートは、面内リタデーションを有しないので、遅相軸およびNZは定義されない。
 表8に示すように、実施例7-4~7-8の液晶表示パネルは、第3位相差板32bの厚さ方向リタデーションRth3および第4位相差板34bの厚さ方向リタデーションRth4の値において異なる。表8には、厚さ方向リタデーションの和RthSもあわせて示す。厚さ方向リタデーションの和RthSは、液晶層18の厚さ方向リタデーションRthLCと、第1位相差板32aの厚さ方向リタデーションRth1と、第2位相差板34aの厚さ方向リタデーションRth2と、第3位相差板32bの厚さ方向リタデーションRth3と、第4位相差板34bの厚さ方向リタデーションRth4との合計値(RthS=RthLC+Rth1+Rth2+Rth3+Rth4)である。
 表8および図35~39から分かるように、厚さ方向リタデーションの和RthSの絶対値が小さいほど、斜め視角から観察したときに、光漏れの少ない良好な黒表示が得られる。
 実施例7-4~7-8の液晶表示パネルの面内リタデーションについて考察する。第1位相差板32aの遅相軸および第2位相差板34aの遅相軸は、それぞれ、液晶のディレクタ(方位角85°)と直交するように配置されている(方位角-5°)。Δnd=R1+R2が成立しているので、ΔndとR1+R2とが打ち消し合う。第3位相差板32bおよび第4位相差板34bは、面内リタデーションを有しないCプレートである。従って、実施例7-4~7-8の液晶表示パネルの面内リタデーションは実質的にゼロとなるので、正面視角から観察したときにも、電圧無印加時において良好な黒表示が得られる。
 表9~表12および図40~53を参照して、実施例7-9A~7-9Nの液晶表示パネルの設計値および黒表示透過率について説明する。
 表9~表12には、表8と同様に、実施例7-9A~7-9Nの液晶表示パネルの設計値(シミュレーションに用いた値)および波長550nmにおいて計算した黒表示透過率(電圧無印加時)を示す。図40~53は、それぞれ、実施例7-9A~7-9Nにおける液晶表示パネルの黒表示透過率(電圧無印加時)を、方位角および極角に対して示す図である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000012
 実施例7-9A~7-9Nの液晶表示パネルは、第3位相差板32bおよび/または第4位相差板34bとして、ポジティブCプレートを有する。Cプレートは、面内リタデーションを有しないので、遅相軸およびNZは定義されない。実施例7-9A~7-9Nの液晶表示パネルにおいて、厚さ方向リタデーションの和RthSがゼロになるように、第3位相差板32bおよび/または第4位相差板34bの厚さ方向リタデーションの値を決定している。
 表9に示すように、実施例7-9A~7-9Cの液晶表示パネルは、図30A(b)に示す液晶表示パネル100Bと同様の構成を有する。実施例7-9A~7-9Cの液晶表示パネルは、第3位相差板32bの厚さ方向リタデーションRth3および第4位相差板34bの厚さ方向リタデーションRth4の値において互いに異なる。実施例7-9Aの液晶表示パネルにおいて、第3位相差板32bの厚さ方向リタデーションRth3および第4位相差板34bの厚さ方向リタデーションRth4は、互いに等しい。実施例7-9Bの液晶表示パネルにおいては、第3位相差板32bの厚さ方向リタデーションRth3は、第4位相差板34bの厚さ方向リタデーションRth4よりも、大きい。実施例7-9Cの液晶表示パネルにおいては、第3位相差板32bの厚さ方向リタデーションRth3は、第4位相差板34bの厚さ方向リタデーションRth4よりも、小さい。
 表9に示すように、実施例7-9Dの液晶表示パネルは、図30C(a)に示す液晶表示パネル100C1と同様の構成を有し、実施例7-9Eの液晶表示パネルは、図30C(b)に示す液晶表示パネル100C2と同様の構成を有する。実施例7-9D、7-9Eの液晶表示パネルの厚さ方向リタデーションの和RthSは、液晶層18の厚さ方向リタデーションRthLCと、第1位相差板32aの厚さ方向リタデーションRth1と、第2位相差板34aの厚さ方向リタデーションRth2と、第3位相差板32bの厚さ方向リタデーションRth3または第4位相差板34bの厚さ方向リタデーションRth4との合計値(RthS=RthLC+Rth1+Rth2+Rth3またはRthS=RthLC+Rth1+Rth2+Rth4)である。
 実施例7-9A~7-9Eの液晶表示パネルは、いずれも厚さ方向リタデーションの和RthSがゼロなので、斜め視角から観察したときに良好な黒表示が得られる。実施例7-9A~7-9Eの結果を比較すると、実施例7-9Dまたは実施例7-9Eの液晶表示パネルのように、第3位相差板32bまたは第4位相差板34bを有する構造よりも、実施例7-9A~7-9Cの液晶表示パネルのように、第3および第4位相差板32b、34bの両方を有する構造の方が、斜め視角から観察したときに優れた黒表示を得られることが分かる。実施例7-9A~7-9Cの結果の比較から、極角60°における黒表示透過率の最大値ではなく平均値を低減させることを優先すると、実施例7-9Aの液晶表示パネルのように、第3位相差板32bの厚さ方向リタデーションRth3および第4位相差板34bの厚さ方向リタデーションRth4が、互いに等しいことが好ましい傾向にあることが分かる。
 表10の実施例7-9F~7-9Hの液晶表示パネル、表11の実施例7-9I~7-9Kの液晶表示パネル、および表12の実施例7-9L~7-9Nの液晶表示パネルは、第3位相差板32bの厚さ方向リタデーションRth3および第4位相差板34bの厚さ方向リタデーションRth4の値において、表9の実施例7-9A~7-9Cの液晶表示パネルと同じである。
 表10に示すように、実施例7-9F~7-9Hの液晶表示パネルは、図30B(a)に示す液晶表示パネル100B1と同様の構成を有する。実施例7-9F~7-9Hの液晶表示パネルは、第1位相差板32aおよび第3位相差板32bの配置関係、ならびに、第2位相差板34aおよび第4位相差板34bの配置関係において、実施例7-9A~7-9Cの液晶表示パネルと逆である。
 表11に示すように、実施例7-9I~7-9Kの液晶表示パネルは、図30B(b)に示す液晶表示パネル100B2と同様の構成を有する。実施例7-9I~7-9Kの液晶表示パネルは、第2位相差板34aおよび第4位相差板34bの配置関係において、実施例7-9A~7-9Cの液晶表示パネルと逆である。
 表12に示すように、実施例7-9L~7-9Nの液晶表示パネルは、図30B(c)に示す液晶表示パネル100B3と同様の構成を有する。実施例7-9L~7-9Nの液晶表示パネルは、第1位相差板32aおよび第3位相差板32bの配置関係において、実施例7-9A~7-9Cの液晶表示パネルと逆である。
 表9~表12の結果を比較することで、第1位相差板32aおよび第3位相差板32bの好ましい配置関係、ならびに、第2位相差板34aおよび第4位相差板34bの好ましい配置関係について検討した。実施例7-9A~7-9Nの結果を比較すると、実施例7-9A~7-9Cの液晶表示パネルおよび実施例7-9I~7-9Kの液晶表示パネルにおいて、斜め視角から観察したときに優れた黒表示が得られていることが分かる。実施例7-9A~7-9Cの液晶表示パネルは、斜め視角から観察したときの黒表示において特に優れている。厚さ方向リタデーションの和が同じであれば、第3位相差板32bは、第1位相差板32aと第1偏光板22との間に配置されていることが好ましい傾向にある。加えて、第4位相差板34bも、第2位相差板34aと第2偏光板24との間に配置されていることがより好ましい。
 実施例7-9A~7-9Nの液晶表示パネルの面内リタデーションについて考察する。第1位相差板32aの遅相軸および第2位相差板34aの遅相軸は、それぞれ、液晶のディレクタ(方位角85°)と直交するように配置されている(方位角-5°)。Δnd=R1+R2が成立しているので、ΔndとR1+R2とが打ち消し合う。第3位相差板32bおよび第4位相差板34bは、面内リタデーションを有しないCプレートである。従って、実施例7-9A~7-9Nの液晶表示パネルの面内リタデーションは実質的にゼロとなるので、正面視角から観察したときにも、電圧無印加時において良好な黒表示が得られる。
 表13および図54~61を参照して、実施例7-10~7-17の液晶表示パネルの設計値および黒表示透過率について説明する。表13には、表8と同様に、実施例7-10~7-17の液晶表示パネルの設計値(シミュレーションに用いた値)および波長550nmにおいて計算した黒表示透過率(電圧無印加時)を示す。図54~61は、それぞれ、実施例7-10~7-17における液晶表示パネルの黒表示透過率(電圧無印加時)を、方位角および極角に対して示す図である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000013
 実施例7-10~7-17の液晶表示パネルでは、第3位相差板32bおよび第4位相差板34bとして、負の厚さ方向リタデーションを有する2軸性位相差板を使用した。実施例7-10~7-17において、用いた2軸性位相差板のNZは全て-1である。実施例7-10、7-12、7-14および7-16の液晶表示パネルは、第3および第4位相差板32b、34bの厚さ方向リタデーションRth3、Rth4の値において互いに異なる。実施例7-10、7-12、7-14および7-16の液晶表示パネルは、第3および第4位相差板32b、34bの面内リタデーションR3、R4の値においても互いに異なる。これらの結果を比較すると、厚さ方向リタデーションの和RthSの絶対値が小さいほど、斜め視角から観察したときに良好な黒表示が得られる傾向にあることが分かる。ただし、実施例7-16においては、厚さ方向リタデーションの和RthSは実施例7-10、7-12および7-14よりも小さいが、極角60°における黒表示透過率は、実施例7-12および7-14よりも大きい。実施例7-16の液晶表示パネルにおいては、第3位相差板32bの面内リタデーションR3および第4位相差板34bの面内リタデーションR4が、それぞれ、133.2nmである。第3位相差板32bの面内リタデーションR3および第4位相差板34bの面内リタデーションR4が大きいと(例えば100nm超であると)、厚さ方向リタデーションの和RthSを小さくすることによって、極角60°における黒表示透過率を低減させることが難しい場合がある。第3位相差板32bの面内リタデーションR3および第4位相差板34bの面内リタデーションR4は、それぞれ、例えば100nm未満であることが好ましい。
 実施例7-10および7-11の液晶表示パネルは、第3および第4位相差板32b、34bの厚さ方向リタデーションRth3、Rth4は同じであるが、第1偏光板22の吸収軸と第3位相差板32bの遅相軸とがなす角、および、第2偏光板24の吸収軸と第4位相差板34bの遅相軸とがなす角において互いに異なる。実施例7-10の液晶表示パネルにおいては、第1偏光板22の吸収軸と第3位相差板32bの遅相軸とが互いに平行であり、第2偏光板24の吸収軸と第4位相差板34bの遅相軸とが互いに平行である。実施例7-11の液晶表示パネルにおいては、第1偏光板22の吸収軸と第3位相差板32bの遅相軸とが直交し、第2偏光板24の吸収軸と第4位相差板34bの遅相軸とが直交する。実施例7-12および7-13、7-14および7-15、7-16および7-17の液晶表示パネルも、それぞれ、同様の関係を有する。
 実施例7-10および7-11の液晶表示パネルの結果を比較すると、厚さ方向リタデーションの和が同じであるにもかかわらず、実施例7-10の液晶表示パネルの方が低い黒表示透過率を有し、斜め視角から観察したときに良好な黒表示が得られる。第1偏光板22の吸収軸と第3位相差板32bの遅相軸とが直交し、第2偏光板24の吸収軸と第4位相差板34bの遅相軸とが直交する場合に比べて、第1偏光板22の吸収軸と第3位相差板32bの遅相軸とが互いに平行であり、第2偏光板24の吸収軸と第4位相差板34bの遅相軸とが互いに平行であることが好ましいことが分かる。言い換えると、第1偏光板22の偏光軸(透過軸)と第3位相差板32bの遅相軸とが直交し、第2偏光板24の偏光軸(透過軸)と第4位相差板34bの遅相軸とが直交することが好ましいことが分かる。実施例7-12および7-13、7-14および7-15、7-16および7-17の液晶表示パネルについても、それぞれ、同様の結果を有する。
 第1偏光板22の吸収軸と第3位相差板32bの遅相軸とがなす角、および、第2偏光板24の吸収軸と第4位相差板34bの遅相軸とがなす角が同じであれば、厚さ方向リタデーションの和RthSの絶対値が小さいほど、斜め視角から観察したときに良好な黒表示が得られる傾向にあるが、これらの角の大きさが異なる場合は、これに限られない。例えば、実施例7-12の液晶表示パネルを実施例7-15の液晶表示パネルと比較すると、厚さ方向リタデーションの和RthSの絶対値は実施例7-15の液晶表示パネルよりも大きいが、極角60°における黒表示透過率は実施例7-15の液晶表示パネルよりも小さい。すなわち、厚さ方向リタデーションの和RthSだけでなく、第1偏光板22の吸収軸と第3位相差板32bの遅相軸とがなす角、および、第2偏光板24の吸収軸と第4位相差板34bの遅相軸とがなす角を適宜調整することで、良好な黒表示を得られることもある。
 第1偏光板22の吸収軸と、第3位相差板32bの遅相軸とがなす角は、実施例7-10~7-17の液晶表示パネルに例示したように、典型的には略0°または略90°である。ただし、本実施形態はこれらに限定されない。同様に、第2偏光板24の吸収軸と、第4位相差板34bの遅相軸とがなす角は、実施例7-10~7-17の液晶表示パネルに例示したように、典型的には略0°または略90°である。ただし、本実施形態はこれらに限定されない。
 実施例7-10~7-17の液晶表示パネルの面内リタデーションについて考察する。第1位相差板32aの遅相軸および第2位相差板34aの遅相軸は、それぞれ、液晶のディレクタ(方位角85°)と直交するように配置されている(方位角-5°)。Δnd=R1+R2が成立しているので、ΔndとR1+R2とが打ち消し合う。第3位相差板32bの面内リタデーションR3および第4位相差板34bの面内リタデーションR4は、互いに等しい。第3位相差板32bの遅相軸(実施例7-10、7-12、7-14および7-16においては方位角40°、実施例7-11、7-13、7-15および7-17においては方位角130°)と第4位相差板34bの遅相軸(実施例7-10、7-12、7-14および7-16においては方位角130°、実施例7-11、7-13、7-15および7-17においては方位角40°)とは、直交する。従って、第3位相差板32bの面内リタデーションR3と第4位相差板34bの面内リタデーションR4とが、打ち消し合う。以上より、実施例7-10~7-17の液晶表示パネルの面内リタデーションは実質的にゼロとなるので、正面視角から観察したときにも、電圧無印加時において良好な黒表示が得られる。
 表14、表15および図62~73を参照して、実施例7-18~7-29の液晶表示パネルの設計値および黒表示透過率について説明する。表14に、実施例7-18~7-25の液晶表示パネルの設計値(シミュレーションに用いた値)および波長550nmにおいて計算した黒表示透過率(電圧無印加時)を示す。表15に、実施例7-26~7-29の液晶表示パネルの設計値(シミュレーションに用いた値)および波長550nmにおいて計算した黒表示透過率(電圧無印加時)を示す。図62~73は、それぞれ、実施例7-18~7-29における液晶表示パネルの黒表示透過率(電圧無印加時)を、方位角および極角に対して示す図である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000014
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000015
 実施例7-18~7-29の液晶表示パネルでは、第3位相差板32bおよび第4位相差板34bとして、負の厚さ方向リタデーションを有する2軸性位相差板を使用した。実施例7-18~7-21の液晶表示パネルでは、第3位相差板32bおよび第4位相差板34bのNZは-2である。実施例7-22~7-25の液晶表示パネルでは、第3位相差板32bおよび第4位相差板34bのNZは-3である。実施例7-26~7-29の液晶表示パネルでは、第3位相差板32bおよび第4位相差板34bのNZは-4である。
 実施例7-18および7-20の液晶表示パネルは、第3、第4位相差板32b、34bの厚さ方向リタデーションRth3、Rth4の値および面内リタデーションR3、R4の値において異なる。実施例7-19および7-21の液晶表示パネルも、同様に、第3、第4位相差板32b、34bの厚さ方向リタデーションRth3、Rth4の値および面内リタデーションR3、R4の値において異なる。これらの結果を比較すると、厚さ方向リタデーションの和RthSの絶対値が小さいほど、斜め視角から観察したときに良好な黒表示が得られている。
 実施例7-18および7-19の液晶表示パネルは、第1偏光板22の吸収軸と第3位相差板32bの遅相軸とがなす角、および、第2偏光板24の吸収軸と第4位相差板34bの遅相軸とがなす角において互いに異なる。実施例7-18の液晶表示パネルにおいては、第1偏光板22の吸収軸と第3位相差板32bの遅相軸とは互いに平行であり、第2偏光板24の吸収軸と第4位相差板34bの遅相軸とは互いに平行である。実施例7-19の液晶表示パネルにおいては、第1偏光板22の吸収軸と第3位相差板32bの遅相軸とが直交し、第2偏光板24の吸収軸と第4位相差板34bの遅相軸とが直交する。実施例7-20および7-21の液晶表示パネルは、実施例7-18および7-19の液晶表示パネルと同様の関係を有する。
 実施例7-18および7-19の液晶表示パネルの結果を比較すると、厚さ方向リタデーションの和が同じであるにもかかわらず、実施例7-18の液晶表示パネルの方が低い黒表示透過率を有し、斜め視角から観察したときに良好な黒表示が得られる。実施例7-20および7-21の液晶表示パネルの結果についても同様である。第1偏光板22の吸収軸と第3位相差板32bの遅相軸とが直交し、第2偏光板24の吸収軸と第4位相差板34bの遅相軸とが直交する場合に比べて、第1偏光板22の吸収軸と第3位相差板32bの遅相軸とが互いに平行であり、第2偏光板24の吸収軸と第4位相差板34bの遅相軸とが互いに平行であることが好ましいことが分かる。言い換えると、第1偏光板22の偏光軸(透過軸)と第3位相差板32bの遅相軸とが直交し、第2偏光板24の偏光軸(透過軸)と第4位相差板34bの遅相軸とが直交することが好ましいことが分かる。
 実施例7-22~7-25および7-26~7-29の液晶表示パネルは、それぞれ、実施例7-18~7-21の液晶表示パネルと同様の関係を有する。
 実施例7-10~7-13(第3、第4位相差板32b、34bのNZは-1)と、実施例7-18~7-21(第3、第4位相差板32b、34bのNZは-2)と、実施例7-22~7-25(第3、第4位相差板32b、34bのNZは-3)と、実施例7-26~7-29(第3、第4位相差板32b、34bのNZは-4)とを比較する。実施例7-4~7-8(第3、第4位相差板32b、34bはポジティブCプレートであり、NZは-∞)もあわせて比較すると、2軸性位相差板のNZの絶対値が大きくなるにつれて、2軸性位相差板はポジティブCプレートに近づくことが分かる。例えば、第3、第4位相差板32b、34bの厚さ方向リタデーションRth3、Rth4がいずれも100nmである、実施例7-12、7-20、7-24、7-28および7-5を比較すると、NZの絶対値が大きくなるにつれて黒表示透過率は増加し、ポジティブCプレート(実施例7-5)における黒表示透過率の値に近づく。さらに、第1偏光板22の吸収軸と第3位相差板32bの遅相軸とがなす角および第2偏光板24の吸収軸と第4位相差板34bの遅相軸とがなす角を変えて、実施例7-13、7-21、7-25、7-29および7-5を比較すると、NZの絶対値が大きくなるにつれて黒表示透過率は減少し、ポジティブCプレート(実施例7-5)における黒表示透過率の値に近づく。2軸性位相差板のNZの絶対値が大きくなるにつれて、黒表示透過率の、第1偏光板22の吸収軸と第3位相差板32bの遅相軸とがなす角および第2偏光板24の吸収軸と第4位相差板34bの遅相軸とがなす角に対する変化(依存性)が小さくなることからも、2軸性位相差板がポジティブCプレートに近づくことが分かる。例えば、NZが-4よりも小さい2軸性位相差板は、実質的にポジティブCプレートとみなしてもよいことが分かる。
 第1偏光板22の吸収軸と、第3位相差板32bの遅相軸とがなす角は、実施例7-18~7-29の液晶表示パネルに例示されるように、典型的には略0°または略90°である。ただし、本実施形態はこれらに限定されない。同様に、第2偏光板24の吸収軸と、第4位相差板34bの遅相軸とがなす角は、実施例7-18~7-29の液晶表示パネルに例示したように、典型的には略0°または略90°である。ただし、本実施形態はこれらに限定されない。
 実施例7-18~7-29の液晶表示パネルの面内リタデーションについて考察する。第1位相差板32aの遅相軸および第2位相差板34aの遅相軸は、それぞれ、液晶のディレクタ(方位角85°)と直交するように配置されている(方位角-5°)。Δnd=R1+R2が成立しているので、ΔndとR1+R2とが打ち消し合う。第3位相差板32bの面内リタデーションR3および第4位相差板34bの面内リタデーションR4は、互いに等しい。第3位相差板32bの遅相軸(実施例7-18、7-20、7-22、7-24、7-26および7-28においては方位角40°、実施例7-19、7-21、7-23、7-25、7-27および7-29においては方位角130°)と第4位相差板34bの遅相軸(実施例7-18、7-20、7-22、7-24、7-26および7-28においては方位角130°、実施例7-19、7-21、7-23、7-25、7-27および7-29においては方位角40°)とは、直交する。従って、第3位相差板32bの面内リタデーションR3と第4位相差板34bの面内リタデーションR4とが、打ち消し合う。以上より、実施例7-18~7-29の液晶表示パネルの面内リタデーションは実質的にゼロとなるので、正面視角から観察したときにも、電圧無印加時において良好な黒表示が得られる。
 実施例7-4~7-29において例示されるように、本実施形態の液晶表示パネル100B、100B1~100B3、100C1、100C2において、第1偏光板22の吸収軸と、第1位相差板32aの遅相軸とがなす角は、典型的には略45°または略135°である。第2偏光板24の吸収軸と、第2位相差板34aの遅相軸とがなす角は、典型的には略45°または略135°である。ただし、本実施形態は、これらに限定されず、適宜調整することができる。
 本発明の実施形態(実施形態1および2を含む)による液晶表示パネルは、公知の横電界モードの液晶セルの製造方法を用いて製造することができる。液晶セルに対して、偏光板および位相差板を所定の方向に貼り合せる工程も、もちろん公知の方法で行われ得る。
 液晶表示パネル100、100A、100B、100B1、100B2、100B3、100C1、100C2の液晶セル10は、例えば以下の様にして製造され得る。
 公知の方法で、下側基板10Saを作製する。例えば、ガラス基板12a上に、TFT、ゲートバスライン、ソースバラスイン、共通配線などの回路要素を形成する。その後、共通電極14、誘電体層15および画素電極16を形成する。下側基板10Saの液晶層18側の表面に配向膜が形成する。配向膜は、下側基板10Saの近傍の液晶分子を所定の方向に配向させるように、例えばラビング処理される。
 公知の方法で作製された上側基板10Sbを用意する。上側基板10Sbは、例えばガラス基板12b上に、ブラックマトリクスおよびカラーフィルタ層を有し、液晶層18側に配向膜を有する。配向膜は、上側基板10Sbの近傍の液晶分子を所定の方向に配向させるように、例えばラビング処理される。
 下側基板10Saまたは上側基板10Sbに形成されたスペーサによって液晶層18の厚さを制御し、例えば、滴下注入法によって、液晶層18を形成するとともに、下側基板10Saと上側基板10Sbとを貼り合せ、液晶セル10を作製する。
 もちろん、配向膜の配向処理は、ラビング処理に限らず、光配向膜を用いて光配向処理を行ってもよい。またラビング処理と光配向処理とを組み合わせてもよい。
 本発明の実施形態による液晶表示パネル100、100A、100B、100B1、100B2、100B3、100C1、100C2のTFTは、アモルファスシリコンTFT(a-Si TFT)、ポリシリコンTFT(p-Si TFT)、マイクロクリスタリンシリコンTFT(μC-Si TFT)などの公知のTFTであってよいが、酸化物半導体層を有するTFT(酸化物TFT)を用いることが好ましい。酸化物TFTを用いると、TFTの面積を小さくできるので、画素開口率を増大させることができる。
 酸化物半導体層に含まれる酸化物半導体は、アモルファス酸化物半導体であってもよいし、結晶質部分を有する結晶質酸化物半導体であってもよい。結晶質酸化物半導体としては、多結晶酸化物半導体、微結晶酸化物半導体、c軸が層面に概ね垂直に配向した結晶質酸化物半導体などが挙げられる。
 酸化物半導体層は、2層以上の積層構造を有していてもよい。酸化物半導体層が積層構造を有する場合には、酸化物半導体層は、非晶質酸化物半導体層と結晶質酸化物半導体層とを含んでいてもよい。あるいは、結晶構造の異なる複数の結晶質酸化物半導体層を含んでいてもよい。また、複数の非晶質酸化物半導体層を含んでいてもよい。酸化物半導体層が上層と下層とを含む2層構造を有する場合、上層に含まれる酸化物半導体のエネルギーギャップは、下層に含まれる酸化物半導体のエネルギーギャップよりも大きいことが好ましい。ただし、これらの層のエネルギーギャップの差が比較的小さい場合には、下層の酸化物半導体のエネルギーギャップが上層の酸化物半導体のエネルギーギャップよりも大きくてもよい。
 非晶質酸化物半導体および上記の各結晶質酸化物半導体の材料、構造、成膜方法、積層構造を有する酸化物半導体層の構成などは、例えば特開2014-007399号公報に記載されている。参考のために、特開2014-007399号公報の開示内容の全てを本明細書に援用する。
 酸化物半導体層は、例えば、In、GaおよびZnのうち少なくとも1種の金属元素を含んでもよい。酸化物半導体層は、例えば、In-Ga-Zn-O系の半導体(例えば酸化インジウムガリウム亜鉛)を含む。ここで、In-Ga-Zn-O系の半導体は、In(インジウム)、Ga(ガリウム)、Zn(亜鉛)の三元系酸化物であって、In、GaおよびZnの割合(組成比)は特に限定されず、例えばIn:Ga:Zn=2:2:1、In:Ga:Zn=1:1:1、In:Ga:Zn=1:1:2等を含む。このような酸化物半導体層は、In-Ga-Zn-O系の半導体を含む酸化物半導体膜から形成され得る。なお、In-Ga-Zn-O系の半導体等、酸化物半導体を含む活性層を有するチャネルエッチ型のTFTを、「CE-OS-TFT」と呼ぶことがある。
 In-Ga-Zn-O系の半導体は、アモルファスでもよいし、結晶質でもよい。結晶質In-Ga-Zn-O系の半導体としては、c軸が層面に概ね垂直に配向した結晶質In-Ga-Zn-O系の半導体が好ましい。
 なお、結晶質In-Ga-Zn-O系の半導体の結晶構造は、例えば、特開2014-007399号公報、特開2012-134475号公報、特開2014-209727号公報などに開示されている。参考のために、特開2012-134475号公報および特開2014-209727号公報の開示内容の全てを本明細書に援用する。In-Ga-Zn-O系半導体層を有するTFTは、高い移動度(a-SiTFTに比べ20倍超)および低いリーク電流(a-SiTFTに比べ100分の1未満)を有しているので、駆動TFT(例えば、複数の画素を含む表示領域の周辺に、表示領域と同じ基板上に設けられる駆動回路に含まれるTFT)および画素TFT(画素に設けられるTFT)として好適に用いられる。
 酸化物半導体層は、In-Ga-Zn-O系半導体の代わりに、他の酸化物半導体を含んでいてもよい。例えばIn-Sn-Zn-O系半導体(例えばIn23-SnO2-ZnO;InSnZnO)を含んでもよい。In-Sn-Zn-O系半導体は、In(インジウム)、Sn(スズ)およびZn(亜鉛)の三元系酸化物である。あるいは、酸化物半導体層は、In-Al-Zn-O系半導体、In-Al-Sn-Zn-O系半導体、Zn-O系半導体、In-Zn-O系半導体、Zn-Ti-O系半導体、Cd-Ge-O系半導体、Cd-Pb-O系半導体、CdO(酸化カドミウム)、Mg-Zn-O系半導体、In-Ga-Sn-O系半導体、In-Ga-O系半導体、Zr-In-Zn-O系半導体、Hf-In-Zn-O系半導体、Al-Ga-Zn-O系半導体、Ga-Zn-O系半導体などを含んでいてもよい。
 本発明は、横電界モードの液晶表示パネルに広く適用される。特に、屋外で使用される横電界モードの液晶表示パネルに好適に用いられる。
 10  液晶セル
 10Sa  下側基板(第1基板)
 10Sb  上側基板(第2基板)
 12a、12b  透明基板(ガラス基板)
 14  共通電極
 15  誘電体層
 16  画素電極
 16a  画素電極の開口部(スリット)
 22  第1偏光板
 24  第2偏光板
 32、32a  第1位相差板
 34、34a  第2位相差板
 32b  第3位相差板
 34b  第4位相差板
 100、100A、100B、100B1、100B2、100B3、100C1、100C2  液晶表示パネル

Claims (22)

  1.  下側基板と、前記下側基板の観察者側に配置された上側基板と、前記下側基板と前記上側基板との間に設けられた液晶層と、前記下側基板および上側基板の一方に形成され前記液晶層に横電界を発生させる電極対とを有する液晶セルと、
     前記液晶セルの観察者側に配置された第1偏光板と、
     前記液晶層と前記第1偏光板との間に配置された第1位相差板と、
     前記液晶セルの背面側に配置された第2偏光板と、
     前記第2偏光板と前記液晶層との間に配置された第2位相差板と
    を有する液晶表示パネルであって、
     前記液晶層は、ネマチック液晶を含み、電界無印加時にホモジニアス配向をとり、前記ネマチック液晶の複屈折率をΔn、前記液晶層の厚さをdとするとき、Δndが360nm以上490nm以下であり、
     前記第1位相差板の面内リタデーションR1は100nm以上160nm以下であり、
     前記第1位相差板および前記第2位相差板の少なくともいずれか一方の厚さ方向リタデーションは、負の値を有し、
     前記第1位相差板の遅相軸および前記第2位相差板の遅相軸は互いに略平行で、かつ、ホモジニアス配向をとっている前記ネマチック液晶のディレクタの方位と略直交している、液晶表示パネル。
  2.  前記第1位相差板の厚さ方向リタデーションRth1と前記第2位相差板の厚さ方向リタデーションRth2との和Rth1+Rth2は、前記液晶層のΔndよりも小さい、請求項1に記載の液晶表示パネル。
  3.  下側基板と、前記下側基板の観察者側に配置された上側基板と、前記下側基板と前記上側基板との間に設けられた液晶層と、前記下側基板および上側基板の一方に形成され前記液晶層に横電界を発生させる電極対とを有する液晶セルと、
     前記液晶セルの観察者側に配置された第1偏光板と、
     前記液晶層と前記第1偏光板との間に配置され、面内リタデーションR1を有する第1位相差板と、
     前記液晶セルの背面側に配置された第2偏光板と、
     前記第2偏光板と前記液晶層との間に配置され、面内リタデーションR2を有する第2位相差板と、
     前記液晶層と前記第1偏光板との間に配置された第3位相差板と、
     前記第2偏光板と前記液晶層との間に配置された第4位相差板と
    を有する液晶表示パネルであって、
     前記液晶層は、ネマチック液晶を含み、電界無印加時にホモジニアス配向をとり、前記ネマチック液晶の複屈折率をΔn、前記液晶層の厚さをdとするとき、Δndが360nm以上490nm以下であり、
     前記第1位相差板の面内リタデーションR1は100nm以上160nm以下であり、
     前記第1位相差板、前記第2位相差板、前記第3位相差板および前記第4位相差板の少なくともいずれか1つの厚さ方向リタデーションは、負の値を有し、
     前記第1位相差板の遅相軸および前記第2位相差板の遅相軸は互いに略平行で、かつ、ホモジニアス配向をとっている前記ネマチック液晶のディレクタの方位と略直交している、液晶表示パネル。
  4.  前記第3位相差板は、前記第1位相差板と前記第1偏光板との間に配置されている、請求項3に記載の液晶表示パネル。
  5.  前記第3位相差板は、前記第1位相差板と前記液晶層との間に配置されている、請求項3に記載の液晶表示パネル。
  6.  前記第4位相差板は、前記第2位相差板と前記第2偏光板との間に配置されている、請求項3から5のいずれかに記載の液晶表示パネル。
  7.  前記第4位相差板は、前記第2位相差板と前記液晶層との間に配置されている、請求項3から5のいずれかに記載の液晶表示パネル。
  8.  前記第3位相差板の厚さ方向リタデーションおよび前記第4位相差板の厚さ方向リタデーションは、互いにほぼ等しい、請求項3から7のいずれかに記載の液晶表示パネル。
  9.  前記第1位相差板の厚さ方向リタデーションRth1と前記第2位相差板の厚さ方向リタデーションRth2と前記第3位相差板の厚さ方向リタデーションRth3と前記第4位相差板の厚さ方向リタデーションRth4との和Rth1+Rth2+Rth3+Rth4は、前記液晶層のΔndよりも小さい、請求項3から8のいずれかに記載の液晶表示パネル。
  10.  前記第1位相差板の厚さ方向リタデーションRth1と前記第2位相差板の厚さ方向リタデーションRth2と前記第3位相差板の厚さ方向リタデーションRth3と前記第4位相差板の厚さ方向リタデーションRth4との和Rth1+Rth2+Rth3+Rth4は、ほぼゼロである、請求項3から9のいずれかに記載の液晶表示パネル。
  11.  前記第1位相差板、前記第2位相差板、前記第3位相差板および前記第4位相差板の少なくともいずれか1つは、負の厚さ方向リタデーションを有し、かつ、2軸性の屈折率楕円体を有する位相差板である、請求項3から10のいずれかに記載の液晶表示パネル。
  12.  前記第3位相差板は面内リタデーションR3を有し、前記第4位相差板は面内リタデーションR4を有し、前記第3位相差板の面内リタデーションR3および前記第4位相差板の面内リタデーションR4は、互いにほぼ等しく、前記第3位相差板の遅相軸および第4位相差板の遅相軸は互いに略直交している、請求項3から11のいずれかに記載の液晶表示パネル。
  13.  前記第1偏光板の吸収軸と前記第3位相差板の遅相軸とは互いに略平行であり、前記第2偏光板の吸収軸と前記第4位相差板の遅相軸とは互いに略平行である、請求項3から12のいずれかに記載の液晶表示パネル。
  14.  前記第3位相差板および前記第4位相差板の少なくともいずれか一方は、ポジティブCプレートである、請求項3から11のいずれかに記載の液晶表示パネル。
  15.  前記第3位相差板の面内リタデーションR3および前記第4位相差板の面内リタデーションR4は、ほぼゼロである、請求項3から11および14のいずれかに記載の液晶表示パネル。
  16.  下側基板と、前記下側基板の観察者側に配置された上側基板と、前記下側基板と前記上側基板との間に設けられた液晶層と、前記下側基板および上側基板の一方に形成され前記液晶層に横電界を発生させる電極対とを有する液晶セルと、
     前記液晶セルの観察者側に配置された第1偏光板と、
     前記液晶層と前記第1偏光板との間に配置され、面内リタデーションR1を有する第1位相差板と、
     前記液晶セルの背面側に配置された第2偏光板と、
     前記第2偏光板と前記液晶層との間に配置され、面内リタデーションR2を有する第2位相差板と
    を有する液晶表示パネルであって、
     前記液晶層と前記第1偏光板との間に配置された第3位相差板または前記第2偏光板と前記液晶層との間に配置された第4位相差板をさらに有し、
     前記液晶層は、ネマチック液晶を含み、電界無印加時にホモジニアス配向をとり、前記ネマチック液晶の複屈折率をΔn、前記液晶層の厚さをdとするとき、Δndが360nm以上490nm以下であり、
     前記第1位相差板の面内リタデーションR1は100nm以上160nm以下であり、
     前記第1位相差板、前記第2位相差板、および、前記第3位相差板または第4位相差板の少なくともいずれか1つの厚さ方向リタデーションは、負の値を有し、
     前記第1位相差板の遅相軸および前記第2位相差板の遅相軸は互いに略平行で、かつ、ホモジニアス配向をとっている前記ネマチック液晶のディレクタの方位と略直交している、液晶表示パネル。
  17.  前記第3位相差板は前記第1位相差板と前記第1偏光板との間に配置されている、または、前記第4位相差板は前記第2位相差板と前記第2偏光板との間に配置されている、請求項16に記載の液晶表示パネル。
  18.  前記第1位相差板の厚さ方向リタデーションRth1と前記第2位相差板の厚さ方向リタデーションRth2と前記第3位相差板の厚さ方向リタデーションRth3または前記第4位相差板の厚さ方向リタデーションRth4との和Rth1+Rth2+Rth3またはRth1+Rth2+Rth4は、前記液晶層のΔndよりも小さい、請求項16または17に記載の液晶表示パネル。
  19.  前記第1位相差板の厚さ方向リタデーションRth1と前記第2位相差板の厚さ方向リタデーションRth2と前記第3位相差板の厚さ方向リタデーションRth3または前記第4位相差板の厚さ方向リタデーションRth4との和Rth1+Rth2+Rth3またはRth1+Rth2+Rth4は、ほぼゼロである、請求項16から18のいずれかに記載の液晶表示パネル。
  20.  前記第3位相差板または前記第4位相差板は、ポジティブCプレートである、請求項16から19のいずれかに記載の液晶表示パネル。
  21.  前記第1位相差板および前記第2位相差板の少なくともいずれか一方は、ネガティブAプレートである、請求項1から20のいずれかに記載の液晶表示パネル。
  22.  前記液晶層のΔndは、前記第1位相差板の面内リタデーションR1と前記第2位相差板の面内リタデーションR2との和R1+R2とほぼ等しい、請求項1から21のいずれかに記載の液晶表示パネル。
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