(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板、第２基板、及び前記第１と第２基板の間の液晶層を有する液晶表示パネルを含み、前記第１基板の内側面上には、画素電極と共通電極とが形成されており、さらに、
前記液晶表示パネルの前記第１基板の外側面上に位置し、そして、第１支持体、第１偏光素子、及び第２支持体を含む第１偏光板と、
前記液晶表示パネルの前記第２基板の外側面上に位置し、そして、第３支持体、第２偏光素子、及び第４支持体を含む第２偏光板と、
前記第１偏光板と液晶表示パネルとの間に位置する第１光学補償フィルムとを含み、
前記第１支持体は、前記第１光学補償フィルムに隣接する、ｎｘ＝ｎｙ＞ｎｚ（ｎｘはｘ方向の屈折率、ｎｙはｙ方向の屈折率、ｎｚはｚ方向の屈折率）の−Ｃプレートであり、
前記第３支持体は、前記液晶表示パネルに隣接して、その厚み方向に−１０ｎｍないし＋１０ｎｍの位相遅延を有し、
前記第１及び第２偏光板はＯ型の偏光板であり、前記第１光学補償フィルムは、ｎｘ＝ｎｙ＜ｎｚの＋Ｃプレートであることを特徴とする水平電界方式の液晶表示装置。
【請求項２】
前記第１、第２、第３及び第４支持体は、トリアセチルセルロースで形成されることを特徴とする請求項１に記載の水平電界方式の液晶表示装置。
【請求項３】
前記＋Ｃプレートである前記第１光学補償フィルムは、λ/２（λは、可視光線の波長を表わす。）より小さいか、もしくは、同じ位相遅延を有することを特徴とする請求項１に記載の水平電界方式の液晶表示装置。
【請求項４】
前記第２偏光板と前記液晶表示パネルとの間に、第２光学補償フィルムをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の水平電界方式の液晶表示装置。
【請求項５】
前記第２光学補償フィルムは、ｎｘ＝ｎｙ＜ｎｚの＋Ｃプレートであることを特徴とする請求項４に記載の水平電界方式の液晶表示装置。
【請求項６】
前記＋Ｃプレートである前記第１及び前記第２光学補償フィルムは、λ/４（λは、可視光線の波長を表わす。）より小さいか、もしくは、同じ位相遅延を有することを特徴とする請求項５に記載の水平電界方式の液晶表示装置。
【請求項７】
前記第１偏光素子は、前記第１支持体と前記第２支持体との間に位置することを特徴とする請求項１に記載の水平電界方式の液晶表示装置。
【請求項８】
前記第２偏光素子は、前記第３支持体と前記第４支持体との間に位置することを特徴とする請求項１に記載の水平電界方式の液晶表示装置。
【請求項９】
前記第２偏光板と前記液晶表示パネルとの間に位置する第２光学補償フィルムと、
前記第２光学補償フィルムと前記第２偏光板との間に位置する第３光学補償フィルムとをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の水平電界方式の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記第１、第２、第３及び第４支持体は、トリアセチルセルロースで形成されることを特徴とする請求項９に記載の水平電界方式の液晶表示装置。
【請求項１１】
前記第２光学補償フィルムは、ｎｘ≠ｎｙ＝ｎｚのＡプレートであり、前記第３光学補償フィルムは、ｎｘ＝ｎｙ＜ｎｚの＋Ｃプレートであることを特徴とする請求項９に記載の水平電界方式の液晶表示装置。
【請求項１２】
前記Ａプレートの光軸は、前記液晶層の光軸と垂直であることを特徴とする請求項１１に記載の水平電界方式の液晶表示装置。
【請求項１３】
前記＋Ｃプレートである前記第１及び第３光学補償フィルムは、λ/４（λは、可視光線の波長を表わす。）より小さいか、もしくは、同じ位相遅延を有し、前記液晶層及び前記Ａプレートは、λ/４より大きいか、もしくは、同じであって、λよりは小さい位相遅延を有することを特徴とする請求項１１に記載の水平電界方式の液晶表示装置。
【請求項１４】
前記第１偏光素子は、前記第１支持体と前記第２支持体との間に位置することを特徴とする請求項９に記載の水平電界方式の液晶表示装置。
【請求項１５】
前記第２偏光素子は、前記第３支持体と前記第４支持体との間に位置することを特徴とする請求項９に記載の水平電界方式の液晶表示装置。
【請求項１６】
第１基板、第２基板、及び第１と第２基板の間の液晶層を含む液晶表示パネルを形成する段階を含み、前記第１基板の内側面上には、画素電極と共通電極とが形成されており、さらに、
前記液晶表示パネルの前記第１基板の外側面上に、第１支持体、第１偏光素子、及び第２支持体を含む第１偏光板を形成する段階と、
前記液晶表示パネルの前記第２基板の外側面上に、第３支持体、第２偏光素子、及び第４支持体を含む第２偏光板を形成する段階と、
前記第１偏光板と液晶表示パネルとの間に、第１光学補償フィルムを形成する段階とを含み、
前記第１支持体は、前記第１光学補償フィルムに隣接する、ｎｘ＝ｎｙ＞ｎｚ（ｎｘはｘ方向の屈折率、ｎｙはｙ方向の屈折率、ｎｚはｚ方向の屈折率）の−Ｃプレートであり、
前記第３支持体は、前記液晶表示パネルに隣接して、その厚み方向に−１０ｎｍないし＋１０ｎｍの位相遅延を有し、
前記第１及び第２偏光板はＯ型の偏光板であり、前記第１光学補償フィルムは、ｎｘ＝ｎｙ＜ｎｚの＋Ｃプレートであることを特徴とする水平電界方式の液晶表示装置の製造方法。
【請求項１７】
前記第１、第２、第３及び第４支持体は、トリアセチルセルロースで形成されることを特徴とする請求項１６に記載の水平電界方式の液晶表示装置の製造方法。
【請求項１８】
前記＋Ｃプレートである前記第１光学補償フィルムは、λ/２（λは、可視光線の波長を表わす。）より小さいか、もしくは、同じ位相遅延を有することを特徴とする請求項１６に記載の水平電界方式の液晶表示装置の製造方法。
【請求項１９】
前記第２偏光板と前記液晶表示パネルとの間に、第２光学補償フィルムをさらに含むことを特徴とする請求項１６に記載の水平電界方式の液晶表示装置の製造方法。
【請求項２０】
前記第２光学補償フィルムは、ｎｘ＝ｎｙ＜ｎｚの＋Ｃプレートであることを特徴とする請求項１９に記載の水平電界方式の液晶表示装置の製造方法。
【請求項２１】
前記＋Ｃプレートである前記第１及び前記２光学補償フィルムは、λ/４（λは、可視光線の波長を表わす。）より小さいか、もしくは、同じ位相遅延を有することを特徴とする請求項２０に記載の水平電界方式の液晶表示装置の製造方法。
【請求項２２】
前記第１偏光素子は、前記第１支持体と前記第２支持体との間に位置することを特徴とする請求項１６に記載の水平電界方式の液晶表示装置の製造方法。
【請求項２３】
前記第２偏光素子は、前記第３支持体と第４支持体との間に位置することを特徴とする請求項１６に記載の水平電界方式の液晶表示装置の製造方法。
【請求項２４】
前記第２偏光板と前記液晶表示パネルとの間に、第２光学補償フィルムを形成する段階と、
前記第２光学補償フィルムと前記第２偏光板との間に、第３光学補償フィルムを形成する段階とをさらに含むことを特徴とする請求項１６に記載の水平電界方式の液晶表示装置の製造方法。
【請求項２５】
前記第１、第２、第３及び第４支持体は、トリアセチルセルロースで形成されることを特徴とする請求項２４に記載の水平電界方式の液晶表示装置の製造方法。
【請求項２６】
前記第２光学補償フィルムは、ｎｘ≠ｎｙ＝ｎｚのＡプレートであり、前記第３光学補償フィルムは、ｎｘ＝ｎｙ＜ｎｚの＋Ｃプレートであることを特徴とする請求項２４に記載の水平電界方式の液晶表示装置の製造方法。
【請求項２７】
前記Ａプレートの光軸は、前記液晶層の光軸と垂直であることを特徴とする請求項２６に記載の水平電界方式の液晶表示装置の製造方法。
【請求項２８】
前記＋Ｃプレートである前記第１及び前記第３光学補償フィルムは、λ/４（λは、可視光線の波長を表わす。）より小さいか、もしくは、同じ位相遅延を有し、前記液晶層及び前記Ａプレートは、λ/４より大きいか、もしくは、同じであって、λよりは小さい位相遅延を有することを特徴とする請求項２６に記載の水平電界方式の液晶表示装置の製造方法。
【請求項２９】
前記第１偏光素子は、前記第１支持体と前記第２支持体との間に位置することを特徴とする請求項２４に記載の水平電界方式の液晶表示装置の製造方法。
【請求項３０】
前記第２偏光素子は、前記第３支持体と第４支持体との間に位置することを特徴とする請求項２４に記載の水平電界方式の液晶表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置に係り、より詳しくは、光学補償フィルムを含む水平電界方式の液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な液晶表示装置は、電界生成電極が形成されている２つの基板を向かい合うように配置して、両基板間に液晶物質を注入した後、電界生成電極に電圧を印加して生成される電場により液晶分子を動かせ、このことによって異なる光の透過率により画像を表現する装置である。
多様な形態の液晶表示装置のうち、ツイストネマティック（以下、「ＴＮ」という。）液晶表示装置が幅広く利用されるが、このようなＴＮ液晶表示装置では、液晶分子が両基板に平行であって、両基板間で横に曲がるように配列され両基板に隣接した液晶分子は、９０°になる。このようなＴＮ液晶表示装置の液晶分子は、下部基板の画素電極と上部基板の共通電極との間に印加される垂直な方向の電場によって駆動される。従って、電場が生成されてない場合、液晶分子は、基板に平行に配列されて、両電極に電圧を印加して電場が生成された場合、液晶分子は、電場と並んで配列され基板と垂直になる。
【０００３】
ところが、ＴＮ液晶表示装置は、視野角の特性が優れてない短所がある。視野角が狭い短所を克服するために、多様な方法が提示されたが、そのうちの一例が水平電界方式、すなわち、ＩＰＳ（in-plane switching）モードの液晶表示装置である。
【０００４】
以下、添付した図面を参照して水平電界方式の液晶表示装置を詳しく説明する。
【０００５】
図１は、従来の水平電界方式の液晶表示装置を示した断面図である。
図１に示したように、下部基板１０と上部基板２０が一定間隔を置いて配置されている。下部基板１０の内側面には、ゲート電極と半導体層、ソース電極及びドレイン電極で構成された薄膜トランジスタＴが形成されている。また、一定間隔を置いて共通電極１２と画素電極１４が下部基板１０の内側面の画素領域に形成されている。図示してはないが、共通電極１２と画素電極１４は、相互に並んで形成されて、画素電極１４は、薄膜トランジスタＴのドレイン電極と電気的に連結される。さらに、保護層１６が薄膜トランジスタＴと共通電極１２及び画素電極１４を覆う。ここで、共通電極１２と画素電極１４は、相互に異なる層に形成されているが、同じ層に形成されることもある。また、画素電極１４は、図１に示したように、薄膜トランジスタＴのソース電極及びドレイン電極と同じ層に形成されたり、保護層１６上に別途の物質で形成されたりする。
【０００６】
上部基板２０の内側面には、画素領域に対応する開口部を有するブラックマトリックス２２が形成されており、ブラックマトリックス２２の開口部に対応してカラーフィルター層２４が形成されている。ブラックマトリックス２２は、薄膜トランジスタＴと対応して薄膜トランジスタＴ内の光漏洩電流発生を防いで画素領域を除いた部分での光を遮断する。カラーフィルター層２４は、赤色Ｒ、緑色Ｇ、青色Ｂのカラーフィルターを含み、１つのカラーフィルターが１つの画素領域に対応する。また、カラーフィルター層２４は、ブラックマトリックス２２を一部覆っていて、ブラックマトリックス２２の上部で、各カラーフィルター間の境界が形成される。カラーフィルター層２４の上部には、オーバーコート層２６が形成される。オーバーコート層２６は、カラーフィルター層２４を保護して、カラーフィルター層２４の物質が噴出されることを防いで、カラーフィルター層２４を含む基板２０の表面を平坦にする。
【０００７】
下部基板１０と上部基板２０との間には、液晶層３０が位置して、液晶層３０の液晶分子は、下部基板１０と上部基板２０に平行に配列される。図示してはないが、液晶層３０に隣接した下部基板１０と上部基板２０には、配向膜が各々形成されており、配向膜は、ラビングのような方法によって配向され液晶分子の初期配列を決める。
【０００８】
下部基板１０と上部基板２０の外側面には、下部偏光板４０及び上部偏光板５０が各々配置されており、下部偏光板４０及び上部偏光板５０の光透過軸は、相互に垂直に配置される。
【０００９】
このような水平電界方式の液晶表示装置において、共通電極１２と画素電極１４に電圧が印加されると、基板に平行な電場が共通電極１２と画素電極１４に形成されて、液晶層３０の液晶分子は、この電場に並んで、すなわち、共通電極１２と画素電極１４とは垂直に配列される。
【００１０】
このように、水平電界方式の液晶表示装置では、同一平面上に、共通電極と画素電極を形成して、両電極間に水平電界を生成して、液晶分子が基板に平行な水平電界と並んで配列することによって、液晶表示装置の視野角を広げる。
【００１１】
ところが、このような水平電界方式の液晶表示装置は、暗（black）状態を表示する時、光の漏洩が発生して、低いコントラスト比の値を示す問題がある。
【００１２】
図２は、従来の水平電界方式の液晶表示装置で、暗状態のコントラストの特性をシミュレーションした結果を示した図面である。ここで、下部の偏光板の光透過軸は、パネルの横方向に平行して図２のｘ軸に対応し、上部の偏光板の光透過軸は、パネルの縦方向に平行して図２のｙ軸に対応する。また、液晶層の光軸は、上部の偏光板の光透過軸と平行である。
【００１３】
図２に示したように、暗状態である時、液晶表示パネルの対角方向に当たる４５°、１３５°、２２５°及び３１５°で、大きい光漏れが発生して輝度が増加されて、従って、液晶表示装置のコントラスト比が低下される。
【００１４】
ところが、このような問題は、水平電界方式自体の問題ではなく、現在、使用される偏光板が有する問題である。
【００１５】
図３は、従来の偏光板を概略的に示した断面図である。
図３に示したように、従来の偏光板７０は、第１支持体７４ａと、第２支持体７４ｂと、第１支持体７４ａ及び第２支持体７４ｂ間に位置する偏光素子７２を含む。偏光素子７２としては、ポリビニールアルコールが幅広く使用されて、第１支持体７４ａ及び第２支持体７４ｂとしては、トリアセチルセルロースが幅広く使用される。
【００１６】
図３の構造の偏光板７０を液晶表示パネルの上下部に接着層等を利用して付着する。この時、液晶表示パネルに隣接した支持体は、位相遅延を有するように形成できて、一般的には、ｎｘ＝ｎｙ＞ｎｚの−Ｃプレート（negative Ｃ plate）を利用する。
【００１７】
偏光板の種類は、Ｏ型の偏光板とＥ型の偏光板があって、このうちのＯ型の偏光板が暗状態の特性がさらに好ましく、幅広く常用される。
【００１８】
このような従来のＯ型の偏光板２枚を光透過軸が相互に直交するように配置する場合、光の透過度は、次のように示される。
【数１】
0004597917.tif 000002
【数２】
0004597917.tif 000003
各偏光板の偏光方向を示すベクターを表わし、φとθは、視野角の方向を表わしていて、図４に示したように、ｘｙｚ極座標系で方位角と極角で各々定義される。
【００１９】
前述した透過度式から得た極角θ及び方位角φによる直交状態の偏光板の透過率を図５に示している。
【００２０】
図５に示したように、極角θが７０°近くである場合、光漏れが発生し、方位角φが４５°近くである時、光漏れが大きくなる。
【００２１】
このような結果を利用して、直交状態の偏光板に対する暗状態でコントラストの特性をシミュレーションした結果を図６に示している。
【００２２】
図６に示したように、液晶表示パネルの対角方向に当たる４５°、１３５°、２２５°および３１５°で光漏れが発生する。これは、光透過軸が直交する偏光板であっても、視野角の方向に沿って両偏光板の直交性が崩れるからである。
【００２３】
前述したように、このような光漏れは、液晶表示装置の暗状態の輝度を増加させて、コントラスト比を低下させる問題を誘発する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
本発明は、前述した問題を解決するために案出されており、本発明の目的は、暗状態の光漏れを改善してコントラスト比の低下を防ぐ水平電界方式の液晶表示装置を提供する。
【００２５】
本発明の他の目的は、視野角による色の反転が改善できる水平電界方式の液晶表示装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
前記目的を達成するための本発明による水平電界方式の液晶表示装置は、第１基板及び第２基板を含む液晶表示パネルと；前記液晶表示パネルの第１面に位置して、第１支持体と、第１偏光素子及び第２支持体を含む第１偏光板と；前記液晶表示パネルの第２面に位置して、第３支持体と、第２偏光素子及び第４支持体を含む第２偏光板と；前記第１偏光板と液晶表示パネル間に位置する第１光学補償フィルムを含み、前記第３支持体は、前記液晶表示パネルに隣接して、−１０ｎｍないし＋１０ｎｍの位相遅延を有する。
【００２７】
前記第１支持体は、前記液晶表示パネルに隣接して、−１０ｎｍないし＋１０ｎｍの位相遅延を有する。
【００２８】
前記第１、第２、第３及び第４支持体は、トリアセチルセルロースで形成される。
【００２９】
記第１光学補償フィルムは、ｎｘ＝ｎｙ＜ｎｚ（ｎｘは、ｘ方向の屈折率、ｎｙは、ｙ方向の屈折率、ｎｚは、ｚ方向の屈折率）の＋Ｃプレートである。前記＋Ｃプレートは、λ/２（λは、可視光線の波長）より小さい、もしくは、同じ位相遅延を有する。
【００３０】
前記第１支持体は、ｎｘ＝ｎｙ＞ｎｚの−Ｃプレートである。
前記第２偏光板と前記液晶表示パネル間に、第２光学補償フィルムをさらに含む。
【００３１】
前記第１光学補償フィルム及び前記第２光学補償フィルムは、ｎｘ＝ｎｙ＜ｎｚ（ｎｘは、ｘ方向の屈折率、ｎｙは、ｙ方向の屈折率、ｎｚは、ｚ方向の屈折率）の＋Ｃプレートである。
【００３２】
前記＋Ｃプレートは、λ/４（λは、可視光線の波長）より小さい、もしくは、同じ位相遅延を有する。
【００３３】
前記第１支持体は、ｎｘ＝ｎｙ＞ｎｚ（ｎｘは、ｘ方向の屈折率、ｎｙは、ｙ方向の屈折率、ｎｚは、ｚ方向の屈折率）の−Ｃプレートである。
【００３４】
前記第１偏光素子は、前記第１支持体及び第２支持体間に位置して、前記第２偏光素子は、前記第３支持体及び第４支持体間に位置する。
【００３５】
本発明の他の水平電界方式の液晶表示装置は、第１基板及び第２基板と液晶層を含む液晶表示パネルと；前記液晶表示パネルの第１面に位置して、第１支持体と、第１偏光素子及び第２支持体を含む第１偏光板と；前記液晶表示パネルの第２面に位置して、第３支持体と、第２偏光素子及び第４支持体を含む第２偏光板と；前記第２偏光板と液晶表示パネル間に位置する第１光学補償フィルムと；前記第１光学補償フィルムと前記第２偏光板間に位置する第２光学補償フィルムを含み、前記第３支持体は、前記液晶表示パネルに隣接して、−１０ｎｍないし＋１０ｎｍの位相遅延を有する。
【００３６】
前記第１支持体は、前記液晶表示パネルに隣接して、−１０ｎｍないし＋１０ｎｍの位相遅延を有する。
【００３７】
前記第１、第２、第３及び第４支持体は、トリアセチルセルロースで形成される。
【００３８】
前記第１光学補償フィルムは、ｎｘ＝ｎｙ＜ｎｚ（ｎｘは、ｘ方向の屈折率、ｎｙは、ｙ方向の屈折率、ｎｚは、ｚ方向の屈折率）の＋Ｃプレートである。
【００３９】
前記第２光学補償フィルムは、ｎｘ≠ｎｙ＝ｎｚ（ｎｘは、ｘ方向の屈折率、ｎｙは、ｙ方向の屈折率、ｎｚは、ｚ方向の屈折率）のＡプレートである。
【００４０】
前記Ａプレートの光軸は、前記液晶層の光軸と平行、もしくは、垂直である。
【００４１】
前記＋Ｃプレートは、λ/４（λは、可視光線の波長）より小さい、もしくは、同じ位相遅延を有する。
【００４２】
前記Ａプレートは、λ/４（λは、可視光線の波長）より大きい、もしくは、同じであって、λよりは小さい位相遅延を有する。
【００４３】
前記液晶層は、λ/４（λは、可視光線の波長）より大きい、もしくは、同じであって、λよりは小さい位相遅延を有する。
【００４４】
前記液晶表示パネルと前記第１偏光板間に、第３光学補償フィルムをさらに含む。
【００４５】
前記第１光学補償フィルムは、ｎｘ≠ｎｙ＝ｎｚ（ｎｘは、ｘ方向の屈折率、ｎｙは、ｙ方向の屈折率、ｎｚは、ｚ方向の屈折率）のＡプレートであって、前記第２光学補償フィルム及び第３光学補償フィルムは、ｎｘ＝ｎｙ＜ｎｚの＋Ｃプレートである。
【００４６】
前記Ａプレートの光軸は、前記液晶層の光軸と垂直である。
【００４７】
前記＋Ｃプレートは、λ/４（λは、可視光線の波長）より小さい、もしくは、同じ位相遅延を有して、前記液晶層及び前記Ａプレートは、λ/４より大きい、もしくは、同じであって、λよりは小さい位相遅延を有する。
【００４８】
前記第１支持体は、ｎｘ＝ｎｙ＞ｎｚ（ｎｘは、ｘ方向の屈折率、ｎｙは、ｙ方向の屈折率、ｎｚは、ｚ方向の屈折率）の−Ｃプレートである。  
【００４９】
前記第１偏光素子は、前記第１支持体及び第２支持体間に位置して、前記第２偏光素子は、前記第３支持体及び第４支持体間に位置する。
【００５０】
本発明の水平電界方式の液晶表示装置の製造方法は、第１基板及び第２基板を含む液晶表示パネルを形成する段階と；前記液晶表示パネルの第１面に、第１支持体と、第１偏光素子及び第２支持体を含む第１偏光板を形成する段階と；前記液晶表示パネルの第２面に、第３支持体と、第２偏光素子及び第４支持体を含む第２偏光板を形成する段階と；前記第１偏光板と液晶表示パネル間に、第１光学補償フィルムを形成する段階を含み、前記第３支持体は、前記液晶表示パネルに隣接して、−１０ｎｍないし＋１０ｎｍの位相遅延を有する。
【００５１】
前記第１支持体は、前記液晶表示パネルに隣接して、−１０ｎｍないし＋１０ｎｍの位相遅延を有する。
【００５２】
前記第１、第２、第３及び第４支持体は、トリアセチルセルロースで形成される。
【００５３】
前記第１光学補償フィルムは、ｎｘ＝ｎｙ＜ｎｚ（ｎｘは、ｘ方向の屈折率、ｎｙは、ｙ方向の屈折率、ｎｚは、ｚ方向の屈折率）の＋Ｃプレートである。
【００５４】
前記＋Ｃプレートは、λ/２（λは、可視光線の波長）より小さい、もしくは、同じ位相遅延を有する。
【００５５】
前記第１支持体は、ｎｘ＝ｎｙ＞ｎｚ（ｎｘは、ｘ方向の屈折率、ｎｙは、ｙ方向の屈折率、ｎｚは、ｚ方向の屈折率）の−Ｃプレートである。
【００５６】
前記第２偏光板と前記液晶表示パネル間に、第２光学補償フィルムをさらに含む。
【００５７】
前記第１光学補償フィルム及び前記第２光学補償フィルムは、ｎｘ＝ｎｙ＜ｎｚ（ｎｘは、ｘ方向の屈折率、ｎｙは、ｙ方向の屈折率、ｎｚは、ｚ方向の屈折率）の＋Ｃプレートである。
【００５８】
前記＋Ｃプレートは、λ/４（λは、可視光線の波長）より小さい、もしくは、同じ位相遅延を有する。
【００５９】
前記第１支持体は、ｎｘ＝ｎｙ＞ｎｚ（ｎｘは、ｘ方向の屈折率、ｎｙは、ｙ方向の屈折率、ｎｚは、ｚ方向の屈折率）の−Ｃプレートである。
【００６０】
前記第１偏光素子は、前記第１支持体及び第２支持体間に位置して、前記第２偏光素子は、前記第３支持体及び第４支持体間に位置する。
【００６１】
本発明の他の水平電界方式の液晶表示装置の製造方法は、第１基板及び第２基板と液晶層を含む液晶表示パネルを形成する段階と；前記液晶表示パネルの第１面に、第１支持体と、第１偏光素子及び第２支持体を含む第１偏光板を形成する段階と；前記液晶表示パネルの第２面に、第３支持体と、第２偏光素子及び第４支持体を含む第２偏光板を形成する段階と；前記第２偏光板と液晶表示パネル間に、第１光学補償フィルムを形成する段階と；前記第１光学補償フィルムと前記第２偏光板間に、第２光学補償フィルムを形成する段階を含み、前記第３支持体は、前記液晶表示パネルに隣接して、−１０ｎｍないし＋１０ｎｍの位相遅延を有する。
【００６２】
前記第１支持体は、前記液晶表示パネルに隣接して、−１０ｎｍないし＋１０ｎｍの位相遅延を有する。
【００６３】
前記第１、第２、第３及び第４支持体は、トリアセチルセルロースで形成される。
【００６４】
前記第１光学補償フィルムは、ｎｘ＝ｎｙ＜ｎｚ（ｎｘは、ｘ方向の屈折率、ｎｙは、ｙ方向の屈折率、ｎｚは、ｚ方向の屈折率）の＋Ｃプレートである。
【００６５】
前記第２光学補償フィルムは、ｎｘ≠ｎｙ＝ｎｚ（ｎｘは、ｘ方向の屈折率、ｎｙは、ｙ方向の屈折率、ｎｚは、ｚ方向の屈折率）のＡプレートである。
【００６６】
前記Ａプレートの光軸は、前記液晶層の光軸と平行、もしくは、垂直である。
【００６７】
前記＋Ｃプレートは、λ/４（λは、可視光線の波長）より小さい、もしくは、同じ位相遅延を有する。
【００６８】
前記Ａプレートは、λ/４（λは、可視光線の波長）より大きい、もしくは、同じであって、λよりは小さい位相遅延を有する。
【００６９】
前記液晶層は、λ/４（λは、可視光線の波長）より大きい、もしくは、同じであって、λよりは小さい位相遅延を有する。
【００７０】
前記液晶表示パネルと前記第１偏光板間に、第３光学補償フィルムをさらに含む。
【００７１】
前記第１光学補償フィルムは、ｎｘ≠ｎｙ＝ｎｚ（ｎｘは、ｘ方向の屈折率、ｎｙは、ｙ方向の屈折率、ｎｚは、ｚ方向の屈折率）のＡプレートであって、前記第２光学補償フィルム及び第３光学補償フィルムは、ｎｘ＝ｎｙ＜ｎｚの＋Ｃプレートである。
【００７２】
前記Ａプレートの光軸は、前記液晶層の光軸と垂直である。
【００７３】
前記＋Ｃプレートは、λ/４（λは、可視光線の波長）より小さい、もしくは、同じ位相遅延を有して、前記液晶層及び前記Ａプレートは、λ/４より大きい、もしくは、同じであって、λよりは小さい位相遅延を有する。
【００７４】
前記第１支持体は、ｎｘ＝ｎｙ＞ｎｚ（ｎｘは、ｘ方向の屈折率、ｎｙは、ｙ方向の屈折率、ｎｚは、ｚ方向の屈折率）の−Ｃプレートである。
【００７５】
前記第１偏光素子は、前記第１支持体及び第２支持体間に位置して、前記第２偏光素子は、前記第３支持体及び第４支持体間に位置する。
【００７６】
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施例による液晶表示装置を詳しく説明する。
【発明の効果】
【００７７】
本発明は、液晶表示パネルと隣接した支持体を位相遅延のない物質で形成し、＋ＣプレートとＡプレートの補償フィルムを利用して暗状態でパネルの対角方向の光漏れを減少させる。従って、コントラスト比の低下を防いで、視野角による色の反転を改善できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７８】
＜実施例１＞
図７は、本発明の実施例１による偏光板及び光学補償フィルムを含む水平電界方式の液晶表示装置を概略的に示した断面図である。
【００７９】
図７に示したように、液晶表示パネル１１０の下部に、第１偏光板１２０が位置して、液晶表示パネル１１０の上部に、第２偏光板１３０が位置する。第１偏光板１２０と液晶表示パネル１１０間には、光学補償フィルム１４０が位置する。
【００８０】
図示してはないが、液晶表示パネル１１０は、下部の第１基板と、上部の第２基板と、両基板間に位置する液晶層を含む。また、液晶表示パネル１１０は、水平電界方式であって、第１基板の内側面には、薄膜トランジスタと共通電極及び画素電極が形成されて、第２基板の内側面には、ブラックマトリックス及びカラーフィルター層が形成される。また、第２基板の内側面には、ブラックマトリックス及びカラーフィルター層を覆うオーバーコート層が形成される場合もある。
【００８１】
第１偏光板１２０は、第１支持体１２４ａと、第２支持体１２４ｂと、第１支持体１２４ａ及び第２支持体１２４ｂ間の第１偏光素子１２２を含み、第２偏光板１３０は、第３支持体１３４ａと、第４支持体１３４ｂと、第３支持体１３４ａ及び第４支持体１３４ｂ間の第２偏光素子１３２を含む。ここで、前記第１偏光素子１２２及び第２偏光素子１３２は、ポリビニールアルコール（ＰＶＡ）で構成されて、第１ないし第４支持体１２４ａ、１２４ｂ、１３４ａ、１３４ｂは、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）で構成される。この時、液晶表示パネル１１０に隣接した第１支持体１２４ａ及び第３支持体１３４ａは、位相遅延のない、すなわち、−１０ｎｍないし＋１０ｎｍの位相遅延を有する物質で形成される。
【００８２】
光学補償フィルム１４０は、望ましくは、ｎｘ＝ｎｙ＜ｎｚの＋Ｃプレートであって、λ/２より小さい、もしくは、同じ位相遅延を有する。このような＋Ｃプレートは、コーティングや延伸方法によって形成できる。
【００８３】
一方、本発明の実施例１で、第１支持体１２４ａは、位相遅延を有するが、この時、従来のように、−Ｃプレートが利用できる。第１支持体１２４ａは、位相遅延を有する場合、光学補償フィルム１４０である＋Ｃプレートの位相遅延は、第１支持体１２４ａの位相遅延によって異なる。
【００８４】
このような構造の本発明の実施例１による水平電界方式の液晶表示装置において、暗状態のコントラストの特性をシミュレーションした結果を図８に示している。ここで、下部の第１偏光板の光透過軸は、パネルの横方向に平行して図８のｘ軸に対応し、上部の第２偏光板の光透過軸は、パネルの縦方向に平行して図８のｙ軸に対応する。また、液晶層の光軸は、上部の第１偏光板の光透過軸と平行である。
【００８５】
図８に示したように、暗状態でパネルの対角方向の光漏れが大変減少する。従って、コントラスト比の低下が防げる。
＜実施例２＞
【００８６】
本発明の実施例２は、上述した実施例１に比べて、コントラスト比の低下がさらに防げる構造を提示する。
【００８７】
図９は、実施例２による偏光板及び光学補償フィルムを含む水平電界方式の液晶表示装置を概略的に示した断面図である。
【００８８】
図９に示したように、液晶表示パネル２１０の下部に、第１偏光板２２０が位置して、液晶表示パネル２１０の上部に、第２偏光板２３０が位置する。第１偏光板２２０と液晶表示パネル２１０との間には、第１光学補償フィルム２４０が位置して、第２偏光板２３０と液晶表示パネル２１０との間には、第２光学補償フィルム２５０が位置する。
【００８９】
前述した実施例１のように、液晶表示パネル２１０は、下部の第１基板と、上部の第２基板と、両基板間に位置する液晶層を含む。液晶表示パネル２１０は、水平電界方式であって、第１基板の内側面には、薄膜トランジスタと共通電極及び画素電極が形成されて、第２基板の内側面には、ブラックマトリックス及びカラーフィルター層が形成される。また、第２基板の内側面には、ブラックマトリックスとカラーフィルター層を覆うオーバーコート層が形成される場合もある。
【００９０】
第１偏光板２２０は、第１支持体２２４ａと、第２支持体２２４ｂと、 前記第１支持体２２４ａ及び第２支持体２２４ｂ間の第１偏光素子２２２を含み、第２偏光板２３０は、第３支持体２３４ａと、第４支持体２３４ｂと、第３支持体２３４ａ及び第４支持体２３４ｂ間の第２偏光素子２３２を含む。ここで、第１偏光素子２２２及び第２偏光素子２３２は、ポリビニールアルコール（ＰＶＡ）で構成されて、第１ないし第４支持体２２４ａ、２２４ｂ、２３４ａ、２３４ｂは、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）で構成される。この時、液晶表示パネル２１０に隣接した第１支持体２２４ａ及び第３支持体２３４ａは、位相遅延のない、すなわち、−１０ｎｍないし＋１０ｎｍの位相遅延を有する物質で形成される。
【００９１】
第１光学補償フィルム２４０及び第２光学補償フィルム２５０は、望ましくは、ｎｘ＝ｎｙ＜ｎｚの＋Ｃプレートであって、λ/４より小さい、もしくは、同じ位相遅延を有する。このような＋Ｃプレートは、コーティングや延伸方法によって形成できる。
【００９２】
尚、本発明の実施例２で、第１支持体２２４ａは、位相遅延を有すると、−Ｃプレートが利用できる。第１支持体２２４ａが位相遅延を有する場合、第１支持体２２４ａの上部の第１光学補償フィルム２４０である＋Ｃプレートの位相遅延を調節して、第１支持体２２４ａの位相遅延がない場合、すなわち、−１０ｎｍないし＋１０ｎｍの位相遅延を有する場合と同じ効果を得る。
【００９３】
本発明の実施例２による水平電界方式の液晶表示装置において、暗状態のコントラストの特性をシミュレーションした結果を図１０に示している。
【００９４】
図１０に示したように、暗状態でパネルの対角方向の光漏れが実施例１に比べて減少される。従って、実施例１よりコントラスト比の低下がさらに防げる。
【００９５】
＜実施例３＞
図１１は、本発明の実施例３による偏光板及び光学補償フィルムを含む水平電界方式の液晶表示装置を概略的に示した断面図である。
【００９６】
図１１に示したように、液晶表示パネル３１０の下部に、第１偏光板３２０が位置して、液晶表示パネル３１０の上部に、第２偏光板３３０が位置する。第２偏光板３３０と液晶表示パネル３１０との間には、第１光学補償フィルム３４０及び第２光学補償フィルム３５０が形成される。
【００９７】
図示してはないが、液晶表示パネル３１０は、下部の第１基板と、上部の第２基板と、両基板間に位置する液晶層を含む。液晶表示パネル３１０は、水平電界方式であって、第１基板の内側面には、薄膜トランジスタと共通電極及び画素電極が形成されて、第２基板の内側面には、ブラックマトリックス及びカラーフィルター層が形成される。また、第２基板の内側面には、ブラックマトリックスとカラーフィルター層を覆うオーバーコート層が形成される場合もある。
【００９８】
第１偏光板３２０は、第１支持体３２４ａと、第２支持体３２４ｂと、 第１支持体３２４ａ及び第２支持体３２４ｂ間の第１偏光素子３２２を含み、第２偏光板３３０は、第３支持体３３４ａと、第４支持体３３４ｂと、第３支持体３３４ａ及び第４支持体３３４ｂ間の第２偏光素子３３２を含む。ここで、第１偏光素子３２２及び第２偏光素子３３２は、ポリビニールアルコール（ＰＶＡ）で構成されて、第１ないし第４支持体３２４ａ、３２４ｂ、３３４ａ、３３４ｂは、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）で構成される。この時、液晶表示パネル３１０に隣接した第１支持体３２４ａ及び第３支持体３３４ａは、位相遅延のない、すなわち、−１０ｎｍないし＋１０ｎｍの位相遅延を有する物質で形成される。
【００９９】
第１光学補償フィルム３４０は、望ましくは、ｎｘ＝ｎｙ＜ｎｚの＋Ｃプレートであって、このような＋Ｃプレートは、コーティングや延伸方法によって形成できる。
【０１００】
尚、第２光学補償フィルム３５０は、望ましくは、ｎｘ≠ｎｙ＝ｎｚのＡプレートであって、この時、Ａプレートの光軸方向は、液晶表示パネル３１０の液晶層のラビング方向、すなわち、液晶層の光軸方向に平行、もしくは、垂直である。ここで、液晶層の光軸方向は、第２偏光板３３０の光軸方向と並んでいて、第１偏光板３２０の光軸方向とは、垂直である。第１偏光板３２０の光透過軸は、液晶表示パネル３１０の縦方向に平行である。
【０１０１】
本発明の実施例３において、視野角による光漏れを防ぐために、＋Ｃプレートの第１光学補償フィルム３４０は、λ/４より小さいか、もしくは、同じ位相遅延を有し、液晶表示パネル３１０の液晶層は、λ/４より大きいか、もしくは、同じ位相遅延を有し、Ａプレートの第２光学補償フィルム３５０は、λ/４より大きいか、もしくは、同じで、λよりは小さい位相遅延を有する。
【０１０２】
尚、本発明の実施例３で、第１支持体３２４ａが位相遅延を有する場合、従来のように、−Ｃプレートが利用できる。第１支持体３２４ａが位相遅延を有する場合、第１光学補償フィルム３４０及び第２光学補償フィルム３５０の位相遅延を調節して、本発明と同じ効果を得る。
【０１０３】
図１２は、図１１の構造の本発明の実施例３による水平電界方式の液晶表示装置で各光学素子を通過した光の偏光状態を示すポアンカレ球を示した図面である。ポアンカレ球は、光の全ての偏光状態を球面上に表現して、光学素子の光軸と位相遅延を知っている場合、ポアンカレ球を利用して偏光状態が簡単に予測できるので、補償フィルムの設計時、主に使用される。このようなポアンカレ球で、赤道は、直線偏光を示しており、極点Ｓ３地点は、左旋円偏光を、−Ｓ３地点は、右旋円偏光を示す。また、極点Ｓ３地点及び−Ｓ３地点を除いた残り領域については、上半球に対応する領域は、左楕円偏光を、下半球に対応する領域は、右楕円偏光を示す。
【０１０４】
図１２で、Ｓ１地点は、本発明の液晶表示装置の正面から見た時の第１偏光板３２０の偏光状態を示しており、−Ｓ１地点は、第２偏光板３３０の偏光状態を示す。このような第１偏光板３２０及び第２偏光板３３０の偏光状態は、ポアンカレ球の中心Ｏに対して対称であって、相互に垂直になるために、優れた暗状態を表示する。
【０１０５】
ところが、液晶表示装置を斜めに見る場合、第１偏光板３２０の偏光状態は、Ａ地点に移動して、第２偏光板３３０の偏光状態は、Ｆ地点に移動する。Ａ地点とＦ地点は、中心Ｏに対して対称ではないので、第１偏光板３２０及び第２偏光板３３０の偏光状態は、相互に垂直でない。従って、光学補償フィルム３４０、３５０を利用して第２偏光板３３０に到達する光の偏光状態を、第２偏光板３３０の偏光状態と垂直になるようにする。
【０１０６】
図１２に示したように、本発明の実施例３による水平電界方式の液晶表示装置を斜めに見る場合、各光学素子を通過する光の偏光状態は、＋Ｃプレートである第１光学補償フィルム３４０によってＡ地点からＢ地点に移動して、Ａプレートである第２光学補償フィルム３５０によってＢ地点からＣ地点に移動する。この時、＋Ｃプレート及びＡプレートは、波長帯別に、位相遅延が異なるので、回転程度によって最終点Ｃに到達するには、多少の差がある。このように補償フィルム３４０、３５０を用いることによって移動したＣ地点は、中心Ｏに対してＦ地点と対称である。従って、第２偏光板３３０に到達する光の偏光状態（Ｃ地点）は、第２偏光板３３０の偏光状態と垂直であって、光を遮断して優れた暗状態を表示する。
【０１０７】
このように、本発明の実施例３では、＋ＣプレートとＡプレートを利用して偏光状態を調節することにより、光漏れを遮ってコントラスト比の低下を防ぐことができる。
【０１０８】
但し、水平電界方式の液晶表示装置の場合、液晶の分散の特性に基づいて、視野角による色の反転が発生する。
【０１０９】
＜実施例４＞
本発明の実施例４は、コントラスト比の低下を防いで、色の反転が改善できる構造を提示する。
【０１１０】
図１３は、本発明の実施例４による偏光板及び光学補償フィルムを含む水平電界方式の液晶表示装置を概略的に示した断面図である。
【０１１１】
図１３に示したように、液晶表示パネル４１０の下部に、第１偏光板４２０が位置して、液晶表示パネル４１０の上部に、第２偏光板４３０が位置する。液晶表示パネル４１０と第２偏光板４３０との間には、第１光学補償フィルム４４０及び第２光学補償フィルム４５０が順に位置して、液晶表示パネル４１０と第１偏光板４２０との間には、第３光学補償フィルム４６０が位置する。
【０１１２】
前述した実施例３のように、液晶表示パネル４１０は、下部の第１基板と、上部の第２基板と、これら両基板間に位置する液晶層を含む。液晶表示装置４１０は、水平電界方式であって、第１基板の内側面には、薄膜トランジスタと共通電極及び画素電極が形成されており、第２基板の内側面には、ブラックマトリックス及びカラーフィルター層が形成される。また、第２基板の内側面に、ブラックマトリックス及びカラーフィルター層を覆うオーバーコート層が形成される場合もある。
【０１１３】
第１偏光板４２０は、第１支持体４２４ａと、第２支持体４２４ｂと、第１支持体４２４ａ及び第２支持体４２４ｂ間の第１偏光素子４２２を含み、第２偏光板４３０は、第３支持体４３４ａと、第４支持体４３４ｂと、第３支持体４３４ａ及び第４支持体４３４ｂ間の第２偏光素子４３２を含む。ここで、第１偏光素子４２２及び第２偏光素子４３２は、ポリビニールアルコール（ＰＶＡ）で構成されて、第１ないし第４支持体４２４ａ、４２４ｂ、４３４ａ、４３４ｂは、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）で構成される。この時、液晶表示パネル４１０に隣接した第１支持体４２４ａ及び第３支持体４３４ａは、位相遅延のない、すなわち、−１０ｎｍないし＋１０ｎｍの位相遅延を有する物質で形成される。
【０１１４】
第１光学補償フィルム４４０は、望ましくは、ｎｘ≠ｎｙ＝ｎｚのＡプレートである。この時、Ａプレートの光軸の方向は、液晶表示パネル４１０の液晶層のラビングの方向、すなわち、液晶層の光軸の方向と垂直になるようにする。ここで、液晶層の光軸の方向は、第２偏光板４３０の光透過軸の方向と並んでおり、第１偏光板４２０の光透過軸の方向とは垂直である。第１偏光板４２０の光透過軸は、液晶表示パネル４１０の横方向に平行であって、第２偏光板４３０の光透過軸は、液晶表示パネル４１０の縦方向に平行である。
【０１１５】
第２光学補償フィルム４５０及び第３光学補償フィルム４６０は、望ましくは、ｎｘ＝ｎｙ＜ｎｚの＋Ｃプレートであって、このような＋Ｃプレートは、コーティングや延伸方法によって形成できる。
【０１１６】
本発明の実施例４において、視野角による光漏れを防ぐために、＋Ｃプレートである第２光学補償フィルム４５０及び第３光学補償フィルム４６０は、λ/４より小さいか、もしくは、同じ位相遅延を有し、液晶表示パネル４１０の液晶層は、λ/４より大きいか、もしくは、同じであって、λよりは小さい位相遅延を有し、Ａプレートである第１光学補償フィルム４４０は、λ/４より大きいか、もしくは、同じであって、λよりは小さい位相遅延を有する。
【０１１７】
図１４は、図１３の構造の本発明の実施例４による水平電界方式の液晶表示装置で、各光学素子を通過した光の偏光状態を示したポアンカレ球を示した図である。
【０１１８】
図１４に示したように、本発明の実施例４による水平電界方式の液晶表示装置を斜めに見る場合、各光学素子を通過する光の偏光状態は、＋Ｃプレートである下部の第３光学補償フィルム４６０によってＡ地点からＢ地点に移動し、液晶表示パネル４１０によってＢ地点からＣ地点に移動して、Ａプレートである第１光学補償フィルム４４０によってＣ地点からＤ地点に移動する。この時、波長別に位置が異なることが補償され、Ｄ地点でほとんど一点に集まるようになり、＋Ｃプレートである第２光学補償フィルム４５０によってＤ地点からＥ地点に移動する。このような補償フィルムによるＥ地点は、中心Ｏに対してＦ地点と対称であって、ほとんどの波長帯が一点に位置する。従って、第２偏光板４３０に到達する光の偏光状態（Ｅ地点）は、第２偏光板４３０の偏光状態と垂直になり、光を遮断して優れた暗状態を表示して、視野角による色の反転も改善できる。
【０１１９】
本発明は、前述した実施例に限られるのではなく、本発明の精神に反しない範囲内で、多様な変化と変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１２０】
【図１】従来の水平電界方式の液晶表示装置を示した断面図である。
【図２】従来の水平電界方式の液晶表示装置で、暗状態のコントラストの特性をシミュレーションした結果を示した図面である。
【図３】従来の偏光板を概略的に示した断面図である。
【図４】ｘｙｚ極座標系を示した図面である。
【図５】極角及び方位角によって直交状態の偏光板の透過率を示した図面である。
【図６】従来の直交状態の偏光板に対する暗状態でコントラストの特性をシミュレーションした結果を示した図面である。
【図７】本発明の実施例１による水平電界方式の液晶表示装置を概略的に示した断面図である。
【図８】本発明の実施例１による水平電界方式の液晶表示装置において、暗状態のコントラストの特性をシミュレーションした結果を示した図面である。
【図９】実施例２による水平電界方式の液晶表示装置を概略的に示した断面図である。
【図１０】本発明の実施例２による水平電界方式の液晶表示装置において、暗状態のコントラストの特性をシミュレーションした結果を示した図面である。
【図１１】本発明の実施例３による水平電界方式の液晶表示装置を概略的に示した断面図である。
【図１２】本発明の実施例３による水平電界方式の液晶表示装置で各光学素子を通過した光の偏光状態を示すポアンカレ球を示した図面である。
【図１３】本発明の実施例４による水平電界方式の液晶表示装置を概略的に示した断面図である。
【図１４】本発明の実施例４による水平電界方式の液晶表示装置で、各光学素子を通過した光の偏光状態を示したポアンカレ球を示した図面である。
【符号の説明】
【０１２１】
１１０、２１０、３１０、４１０：液晶表示パネル
１２０、２２０、３２０、４２０：第１偏光板
１２２、２２２、３２２、４２２：第１偏光素子
１２４ａ、２２４ａ、３２４ａ、４２４ａ：第１支持体
１２４ｂ、２２４ｂ、３２４ｂ、４２４ｂ：第２支持体
１３０、２３０、３３０、４３０：第２偏光板
１３２、２３２、３３２、４３２：第２偏光素子
１３４ａ、２３４ａ、３３４ａ、４３４ａ：第３支持体
１３４ｂ、２３４ｂ、３３４ｂ、４３４ｂ：第４支持体
１４０、２４０、３４０、４４０：第１光学補償フィルム
２５０、３５０、４５０：第２光学補償フィルム
４６０：第３光学補償フィルム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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