ЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКИЙ ДИСПЛЕЙ
LIQUID CRYSTAL DISPLAY

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к жидкокристаллическому дисплею. Точнее говоря, настоящее изобретение относится к жидкокристаллическому дисплею, подходящему в качестве жидкокристаллического дисплея, который в установленном порядке включает в себя переднюю поляризационную пластину, жидкокристаллическую ячейку, заднюю поляризационную пластину и оптический элемент, обеспечивающий эффект поляризации.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Жидкокристаллические дисплеи (в дальнейшем также называемые LCD) являются элементами, которые отображают символы и изображения с использованием электрооптических характеристик жидкокристаллических молекул и широко используются для изделий, таких как сотовые телефоны, переносные компьютеры, телевизоры с жидкокристаллическим дисплеем. LCD обычно имеют жидкокристаллическую панель, имеющую поляризационные пластины (переднюю поляризационную пластину и заднюю поляризационную пластину), размещенные слоями в жидкокристаллической ячейке. Нормально черные LCD, например, могут обеспечивать отображение черного, когда напряжение не подается. В последние годы произведены LCD с более высоким разрешением для различных применений. Соответственно имеется потребность в жидкокристаллических панелях, демонстрирующих больший коэффициент контрастности, который ведет к более четкому отображению символов и изображений.
Примеры традиционного способа повышения переднего коэффициента контрастности жидкокристаллической панели включают в себя способ снижения составляющей рассеяния внутри жидкокристаллической ячейки и способ уменьшения коэффициента пропускания поляризационных пластин для повышения степени поляризации. Применение способа снижения составляющей рассеяния внутри жидкокристаллической ячейки требует непростых мероприятий, например изменения исполнения структуры ячейки. В отличие от этого применение способа уменьшения коэффициента пропускания поляризационных пластин для повышения степени поляризации требует только мероприятия по изменению производственных условий поляризационных пластин. Поэтому этот способ известен как способ сравнительно простого повышения переднего коэффициента контрастности.
В качестве методики повышения переднего коэффициента контрастности, например, каждый из Патентных документов с 1 по 5 раскрывает жидкокристаллическую панель, которая содержит жидкокристаллическую ячейку, первую поляризационную пластину, размещенную на одной стороне жидкокристаллической ячейки, и вторую поляризационную пластину, размещенную на другой стороне жидкокристаллической ячейки. Здесь вторая поляризационная пластина обладает более высоким коэффициентом пропускания, чем первая поляризационная пластина.
Между тем в отношении методики регулирования коэффициентов пропускания у пары поляризационных пластин Патентный документ 6 раскрывает жидкокристаллическую панель, которая содержит жидкокристаллическую ячейку, первую поляризационную пластину, размещенную на одной стороне жидкокристаллической ячейки, и вторую поляризационную пластину, размещенную на другой стороне жидкокристаллической ячейки. В этой жидкокристаллической панели первая поляризационная пластина содержит первый поляризатор и первый слой затухания, размещенный на стороне первого поляризатора в жидкокристаллической ячейке; вторая поляризационная пластина содержит второй поляризатор и второй слой затухания, размещенный на стороне второго поляризатора в жидкокристаллической ячейке; первый слой затухания демонстрирует индикатрису с соотношением nx>ny≥nz; второй слой затухания демонстрирует индикатрису с соотношением nx=ny>nz; и коэффициент пропускания (T1) первой поляризационной пластины выше коэффициента пропускания (T2) второй поляризационной пластины.
Более того, разработаны жидкокристаллические дисплеи, которые оснащаются оптическим элементом, обеспечивающим эффект поляризации с исключением поляризационных пластин, например пленкой увеличения яркости и проволочным поляризатором. Конкретнее о жидкокристаллических дисплеях, имеющих оптический элемент, например проволочную сетку, будет описано далее. Патентный документ 7 раскрывает жидкокристаллический дисплей, оснащенный оптическим элементом с проволочной поляризацией. Этот оптический элемент имеет структуру с диэлектрической частью и анизотропно сформированной металлической частью, изготовленной путем образования металлической мембраны на прозрачной, гибкой подложке и вытягивания подложки и металлической мембраны при температуре ниже точки плавления металлической мембраны. Здесь короткий участок структуры короче длины волны света, а длинный участок структуры длиннее длины волны света.
[Патентный документ 1]
Публикация не прошедшей экспертизу заявки Японии № 2007-298958
[Патентный документ 2]
Публикация не прошедшей экспертизу заявки Японии № 2008-9388
[Патентный документ 3]
Публикация не прошедшей экспертизу заявки Японии № 2008-15307
[Патентный документ 4]
Публикация не прошедшей экспертизу заявки Японии № 2008-33250
[Патентный документ 5]
Публикация не прошедшей экспертизу заявки Японии № 2008-58980
[Патентный документ 6]
Публикация не прошедшей экспертизу заявки Японии № 2007-328217
[Патентный документ 7]
Публикация не прошедшей экспертизу заявки Японии № 2001-74935
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Однако в вышеупомянутом Патентном документе 1 жидкокристаллическая ячейка содержит жидкокристаллические молекулы, размещенные в однородном упорядочении, когда отсутствует электрическое поле. В такой жидкокристаллической ячейке с однородным упорядочением была возможность для улучшения в том, что достаточный эффект не может обеспечиваться из-за того, что тепловая флуктуация жидкокристаллических молекул вызывает нарушение упорядочения и соответственно приводит к уменьшению переднего контраста.
Между тем способы регулирования коэффициентов пропускания поляризационных пластин, которые описываются в Патентных документах со 2 по 5, могут повысить передний коэффициент контрастности. Однако способы попутно уменьшают переднюю яркость белого, потому что способы создают необходимость уменьшения коэффициентов пропускания поляризационных пластин. В этой связи имеется возможность для улучшения.
Более того, описанная в Патентном документе 6 методика предназначена для предоставления жидкокристаллического дисплея с небольшой величиной рассеяния светового потока в наклонном направлении и не предназначена для повышения переднего коэффициента контрастности.
Настоящее изобретение создано в связи с вышеприведенным уровнем техники и направлено для обеспечения жидкокристаллического дисплея, который может обладать как достаточным передним коэффициентом контрастности, так и передней яркостью белого.
Авторы изобретения провели различные исследования на жидкокристаллических дисплеях, которые могут обладать как достаточным передним коэффициентом контрастности, так и передней яркостью белого. В исследованиях авторы изобретения сосредоточились на оптических элементах, обеспечивающих эффект поляризации (в дальнейшем также называемых просто "оптическим элементом"), например пленке увеличения яркости и проволочном поляризаторе. В результате авторы изобретения обнаружили, что жидкокристаллический дисплей может увеличить переднюю яркость белого наряду с сохранением переднего коэффициента контрастности, имея следующую конфигурацию. В этой конфигурации задняя поляризационная пластина обладает более высоким коэффициентом пропускания, чем передняя поляризационная пластина, и обладает меньшим контрастом, чем передняя поляризационная пластина, и оптический элемент имеет главный коэффициент k1 пропускания от 80 до 86% и главный коэффициент k2 пропускания от 2 до 8%. Авторы изобретения обнаружили, что такой жидкокристаллический дисплей может превосходно решить вышеупомянутые проблемы и в силу этого считается настоящим изобретением.
То есть настоящее изобретение является жидкокристаллическим дисплеем, включающим в себя: переднюю поляризационную пластину; жидкокристаллическую ячейку; заднюю поляризационную пластину; и оптический элемент, обеспечивающий эффект поляризации, причем компоненты размещаются в заданном порядке, где задняя поляризационная пластина обладает более высоким коэффициентом пропускания, чем передняя поляризационная пластина, задняя поляризационная пластина обладает меньшим контрастом, чем передняя поляризационная пластина, и оптический элемент, обеспечивающий эффект поляризации, имеет главный коэффициент k1 пропускания от 80 до 86% и главный коэффициент k2 пропускания от 2 до 8%.
Это позволяет увеличить переднюю яркость белого наряду с сохранением переднего коэффициента контрастности у жидкокристаллического дисплея. То есть можно добиться как достаточного переднего коэффициента контрастности, так и передней яркости белого.
Жидкокристаллический дисплей согласно настоящему изобретению может иметь любую конфигурацию при условии, что он включает в себя вышеупомянутые компоненты, и может включать или не включать в себя другие компоненты.
Предпочтительные варианты осуществления устройства жидкокристаллического дисплея в соответствии с настоящим изобретением подробно описываются ниже. Нижеследующие варианты осуществления могут объединяться подходящим образом.
По меньшей мере одна из передней поляризационной пластины и задней поляризационной пластины предпочтительно содержит слой затухания на стороне жидкокристаллической ячейки.
Жидкокристаллическая ячейка предпочтительно содержит жидкокристаллический слой, содержащий жидкокристаллические молекулы, которые размещаются в гомеотропном упорядочении в состоянии без электрического поля.
Слой затухания предпочтительно является пленкой затухания, демонстрирующей индикатрису, которая удовлетворяет nx≥ny>nz.
Касательно увеличения контраста при косом угле обзора предпочтителен вариант осуществления (в дальнейшем также называемый первым вариантом осуществления), в котором задняя поляризационная пластина содержит слой затухания на стороне жидкокристаллической ячейки, и жидкокристаллическая ячейка содержит жидкокристаллический слой, содержащий жидкокристаллические молекулы, которые размещаются в гомеотропном упорядочении в состоянии без электрического поля.
Более того, касательно дополнительного увеличения контраста при косом угле обзора задняя поляризационная пластина в первом варианте осуществления предпочтительно содержит отрицательную C-пластину на стороне оптического элемента, обеспечивающего эффект поляризации.
Оптический элемент, обеспечивающий эффект поляризации, предпочтительно имеет главный коэффициент k1 пропускания от 82 до 84%.
Оптический элемент, обеспечивающий эффект поляризации, предпочтительно имеет главный коэффициент k2 пропускания от 2 до 6%.
Передняя поляризационная пластина обладает коэффициентом пропускания предпочтительно от 40 до 45%.
Передняя поляризационная пластина обладает коэффициентом пропускания предпочтительно от 42 до 44%.
Задняя поляризационная пластина обладает коэффициентом пропускания предпочтительно от 42 до 48%.
Задняя поляризационная пластина обладает коэффициентом пропускания предпочтительно от 43 до 46%.
Оптический элемент, обеспечивающий эффект поляризации, предпочтительно является пленкой увеличения яркости или проволочным поляризатором.
РЕЗУЛЬТАТ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Жидкокристаллический дисплей согласно настоящему изобретению может добиться как достаточного переднего коэффициента контрастности, так и передней яркости белого.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ФИГУР ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 - схематический вид в поперечном сечении жидкокристаллического дисплея из варианта 1 осуществления.
Фиг. 2 - схематичные виды для объяснения способов определения яркости белого и яркости черного в жидкокристаллическом дисплее из Варианта 1 осуществления: фиг. 2(а) предназначена для определения яркости белого; а фиг. 2(b) предназначена для определения яркости черного.
Фиг. 3 - график, который изображает яркость белого и контраст жидкокристаллического дисплея в случае, если оптический элемент имеет главный коэффициент k2 пропускания в 2% и главный коэффициент k1 пропускания в 78% (Сравнительный пример).
Фиг. 4 - график, который изображает яркость белого и контраст жидкокристаллического дисплея в случае, если оптический элемент имеет главный коэффициент k2 пропускания в 4% и главный коэффициент k1 пропускания в 78% (Сравнительный пример).
Фиг. 5 - график, который изображает яркость белого и контраст жидкокристаллического дисплея в случае, если оптический элемент имеет главный коэффициент k2 пропускания в 6% и главный коэффициент k1 пропускания в 78% (Сравнительный пример).
Фиг. 6 - график, который изображает яркость белого и контраст жидкокристаллического дисплея в случае, если оптический элемент имеет главный коэффициент k2 пропускания в 8% и главный коэффициент k1 пропускания в 78% (Сравнительный пример).
Фиг. 7 - график, который изображает яркость белого и контраст жидкокристаллического дисплея в случае, если оптический элемент имеет главный коэффициент k2 пропускания в 10% и главный коэффициент k1 пропускания в 78% (Сравнительный пример).
Фиг. 8 - график, который изображает яркость белого и контраст жидкокристаллического дисплея в случае, если оптический элемент имеет главный коэффициент k2 пропускания в 2% и главный коэффициент k1 пропускания в 80%.
Фиг. 9 - график, который изображает яркость белого и контраст жидкокристаллического дисплея в случае, если оптический элемент имеет главный коэффициент k2 пропускания в 4% и главный коэффициент k1 пропускания в 80%.
Фиг. 10 - график, который изображает яркость белого и контраст жидкокристаллического дисплея в случае, если оптический элемент имеет главный коэффициент k2 пропускания в 6% и главный коэффициент k1 пропускания в 80%.
Фиг. 11 - график, который изображает яркость белого и контраст жидкокристаллического дисплея в случае, если оптический элемент имеет главный коэффициент k2 пропускания в 8% и главный коэффициент k1 пропускания в 80%.
Фиг. 12 - график, который изображает яркость белого и контраст жидкокристаллического дисплея в случае, если оптический элемент имеет главный коэффициент k2 пропускания в 10% и главный коэффициент k1 пропускания в 80% (Сравнительный пример).
Фиг. 13 - график, который изображает яркость белого и контраст жидкокристаллического дисплея в случае, если оптический элемент имеет главный коэффициент k2 пропускания в 2% и главный коэффициент k1 пропускания в 82%.
Фиг. 14 - график, который изображает яркость белого и контраст жидкокристаллического дисплея в случае, если оптический элемент имеет главный коэффициент k2 пропускания в 4% и главный коэффициент k1 пропускания в 82%.
Фиг. 15 - график, который изображает яркость белого и контраст жидкокристаллического дисплея в случае, если оптический элемент имеет главный коэффициент k2 пропускания в 6% и главный коэффициент k1 пропускания в 82%.
Фиг. 16 - график, который изображает яркость белого и контраст жидкокристаллического дисплея в случае, если оптический элемент имеет главный коэффициент k2 пропускания в 8% и главный коэффициент k1 пропускания в 82%.
Фиг. 17 - график, который изображает яркость белого и контраст жидкокристаллического дисплея в случае, если оптический элемент имеет главный коэффициент k2 пропускания в 10% и главный коэффициент k1 пропускания в 82% (Сравнительный пример).
Фиг. 18 - график, который изображает яркость белого и контраст жидкокристаллического дисплея в случае, если оптический элемент имеет главный коэффициент k2 пропускания в 2% и главный коэффициент k1 пропускания в 84%.
Фиг. 19 - график, который изображает яркость белого и контраст жидкокристаллического дисплея в случае, если оптический элемент имеет главный коэффициент k2 пропускания в 4% и главный коэффициент k1 пропускания в 84%.
Фиг. 20 - график, который изображает яркость белого и контраст жидкокристаллического дисплея в случае, если оптический элемент имеет главный коэффициент k2 пропускания в 6% и главный коэффициент k1 пропускания в 84%.
Фиг. 21 - график, который изображает яркость белого и контраст жидкокристаллического дисплея в случае, если оптический элемент имеет главный коэффициент k2 пропускания в 8% и главный коэффициент k1 пропускания в 84%.
Фиг. 22 - график, который изображает яркость белого и контраст жидкокристаллического дисплея в случае, если оптический элемент имеет главный коэффициент k2 пропускания в 10% и главный коэффициент k1 пропускания в 84% (Сравнительный пример).
Фиг. 23 - график, который изображает яркость белого и контраст жидкокристаллического дисплея в случае, если оптический элемент имеет главный коэффициент k2 пропускания в 2% и главный коэффициент k1 пропускания в 86%.
Фиг. 24 - график, который изображает яркость белого и контраст жидкокристаллического дисплея в случае, если оптический элемент имеет главный коэффициент k2 пропускания в 4% и главный коэффициент k1 пропускания в 86%.
Фиг. 25 - график, который изображает яркость белого и контраст жидкокристаллического дисплея в случае, если оптический элемент имеет главный коэффициент k2 пропускания в 6% и главный коэффициент k1 пропускания в 86%.
Фиг. 26 - график, который изображает яркость белого и контраст жидкокристаллического дисплея в случае, если оптический элемент имеет главный коэффициент k2 пропускания в 8% и главный коэффициент k1 пропускания в 86%.
Фиг. 27 - график, который изображает яркость белого и контраст жидкокристаллического дисплея в случае, если оптический элемент имеет главный коэффициент k2 пропускания в 10% и главный коэффициент k1 пропускания в 86% (Сравнительный пример).
Фиг. 28 - схематический вид в поперечном сечении жидкокристаллического дисплея из Примера 17.
Фиг. 29 - схематический вид в поперечном сечении жидкокристаллического дисплея из Сравнительного примера 11.
Фиг. 30 - схематический вид в поперечном сечении жидкокристаллического дисплея из Сравнительного примера 12.
Фиг. 31 - график, который изображает контрасты в косых углах обзора в жидкокристаллических дисплеях из Варианта 17 осуществления, Сравнительного примера 11 и Сравнительного примера 12.
ЛУЧШИЕ ВАРИАНТЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение будет подробнее описываться на основе нижеследующих вариантов осуществления со ссылкой на чертежи. Настоящее изобретение не ограничивается этими вариантами осуществления.
Коэффициент пропускания в этом документе определяется путем измерения значения Y после коррекции видимости с полем зрения в 2 градуса (с источником света C), в соответствии с JIS Z8701-1982. Примеры измерительного устройства включают в себя УФ-спектрофотометр ("V-7100", производимый JASCO Corporation).
Степень поляризации в этом документе определяется путем измерения коэффициента параллельного пропускания (Tp) и коэффициента поперечного пропускания (Tc) у поляризационной пластины с помощью, например, вышеупомянутого УФ-спектрофотометра и последующей подстановки измеренных значений в следующую формулу:
1/2
степень поляризации (%)={(Tp-Tc)/(Tp+Tc)}×100.
Коэффициент параллельного пропускания (Tp) является значением коэффициента пропускания поляризатора с параллельными слоями, произведенного путем наложения двух поляризационных элементов одного вида (передняя поляризационная пластина, задняя поляризационная пластина или оптический элемент), так что оси поглощения у этих элементов параллельны друг другу.
2
2
Коэффициент параллельного пропускания (Tp) определяется по формуле: (k1+k2)/2.
"k1" и "k2" называются главными коэффициентами пропускания, и главный коэффициент k1 пропускания является коэффициентом пропускания поляризационного элемента, определенным, когда линейно поляризованный свет входит в поляризационный элемент, и направление колебания линейно поляризованного света параллельно оси пропускания поляризационного элемента. Главный коэффициент k2 пропускания является коэффициентом пропускания поляризационного элемента, определенным, когда линейно поляризованный свет входит в поляризационный элемент, и направление колебания линейно поляризованного света параллельно оси поглощения поляризационного элемента.
Коэффициент поперечного пропускания (Tc) является значением коэффициента пропускания поляризатора с продольно-поперечными слоями, произведенного путем наложения двух поляризационных элементов одного вида (передняя поляризационная пластина, задняя поляризационная пластина или оптический элемент), так что оси поглощения у этих элементов перпендикулярны друг другу.
Коэффициент поперечного пропускания (Tc) определяется по формуле: k1×k2.
Главный коэффициент k1 пропускания и главный коэффициент k2 пропускания в этом документе определяются путем измерения значения Y после коррекции видимости с полем зрения в 2 градуса (с источником света C), в соответствии с JIS Z8701-1982. Примеры измерительного устройства включают в себя УФ-спектрофотометр ("V-7100", производимый JASCO Corporation).
Контраст (CR) поляризационного элемента (передняя поляризационная пластина, задняя поляризационная пластина или оптический элемент) в этом документе определяется путем измерения коэффициента параллельного пропускания (Tp) и коэффициента поперечного пропускания (Tc) поляризационного элемента и последующей подстановки измеренных значений в следующую формулу: CR=Tp/Tc.
Определения других терминов и символов в этом документе приводятся ниже.
(1) Главные показатели преломления (nx, ny, nz)
"nx" представляет собой показатель преломления в направлении максимального показателя преломления в плоскости (то есть в направлении оси наименьшей скорости распространения света). "ny" представляет собой показатель преломления в направлении, перпендикулярном оси наименьшей скорости распространения света в той же плоскости. "nz" представляет собой показатель преломления в направлении толщины.
(2) Значение затухания в плоскости
Значение затухания в плоскости (Re[λ]) относится к значению затухания в плоскости пленки при длине волны λ (нм) при 23°С. Re[λ] вычисляется по формуле Re[λ]=(nx-ny)×d, где d представляет собой толщину пленки (в нм).
(3) Значение затухания в направлении толщины
Значение затухания в направлении толщины (Rth[λ]) относится к значению затухания в направлении толщины пленки при длине волны λ (нм) при 23°C. Rth[λ] вычисляется по формуле Rth[λ]=(nx-nz)×d, где d представляет собой толщину пленки (в нм).
(Вариант 1 осуществления)
Фиг. 1 - схематический вид в поперечном сечении жидкокристаллического дисплея из варианта 1 осуществления.
Жидкокристаллический дисплей из настоящего варианта осуществления содержит жидкокристаллическую панель 10 и заднюю подсветку 20, размещенную позади жидкокристаллической панели 10. Задняя подсветка 20 снабжается лампой 21 с холодным катодом, корпусом 22, удерживающим лампу 21 с холодным катодом, и рассеивателем 23 и несколькими оптическими листами 24, размещенными на стороне лампы 21 с холодным катодом жидкокристаллической панели 10. Рассеиватель 23 и оптические листы 24 размещаются в этом порядке от лампы 21 с холодным катодом в направлении стороны жидкокристаллической панели 10. Жидкокристаллическая панель 10 содержит жидкокристаллическую ячейку 11 в режиме VA; переднюю поляризационную пластину 12 (поляризационную пластину на стороне наблюдения), размещенную на передней основной лицевой стороне (стороне наблюдения) жидкокристаллической ячейки 11; и заднюю поляризационную пластину 13 (поляризационную пластину на стороне задней подсветки), размещенную на задней основной лицевой стороне (сторона задней подсветки 20) жидкокристаллической ячейки 11. В дополнение к передней поляризационной пластине 12 и задней поляризационной пластине 13 жидкокристаллический дисплей из настоящего варианта осуществления дополнительно содержит оптический элемент 30 (оптический компонент), обеспечивающий эффект поляризации, который предоставляется на стороне задней подсветки 20 у задней поляризационной пластины 13.
На практике любой клеевой слой (не проиллюстрирован) может размещаться между жидкокристаллической ячейкой 11 и передней поляризационной пластиной 12 и между жидкокристаллической ячейкой 11 и задней поляризационной пластиной 13. Также между задней поляризационной пластиной 13 и оптическим элементом 30 может размещаться клеевой слой (не проиллюстрирован) для скрепления этих компонентов.
Хотя проиллюстрированная задняя подсветка 20 относится к прямому типу, задняя подсветка может относиться к типу боковой подсветки. Когда выбирается задняя подсветка бокового типа, задняя подсветка 20 предпочтительно дополнительно содержит светопроводящую панель и светоотражатель.
В жидкокристаллическом дисплее из настоящего варианта осуществления задняя поляризационная пластина 13 обладает меньшим контрастом, чем передняя поляризационная пластина 12, и обладает более высоким коэффициентом пропускания, чем передняя поляризационная пластина 12. Оптический элемент 30 имеет главный коэффициент k1 пропускания от 80 до 86% и главный коэффициент k2 пропускания от 2 до 8%. Такая конфигурация позволяет увеличить переднюю яркость белого наряду с сохранением переднего коэффициента контрастности (коэффициента контрастности во фронтальном направлении) жидкокристаллического дисплея.
Если оптический элемент 30 имеет главный коэффициент k2 пропускания больше 8%, то переднюю яркость белого нельзя сильно увеличить путем установления контраста задней поляризационной пластины 13 ниже контраста передней поляризационной пластины 12 и установления коэффициента пропускания задней поляризационной пластины 13 выше коэффициента пропускания передней поляризационной пластины 12. Однако, если оптический элемент 30 имеет главный коэффициент k2 пропускания не более 8%, то переднюю яркость белого можно увеличить наряду с сохранением переднего коэффициента контрастности путем установления контраста задней поляризационной пластины 13 ниже контраста передней поляризационной пластины 12 и установления коэффициента пропускания задней поляризационной пластины 13 выше коэффициента пропускания передней поляризационной пластины 12.
В случае высокого главного коэффициента пропускания k2 оптический элемент 30 обладает высоким коэффициентом поперечного пропускания. По этой причине заднюю поляризационную пластину 13 необходимо изготавливать из высококонтрастной поляризационной пластины, чтобы контраст жидкокристаллического дисплея сохранялся, когда оптический элемент 30 объединяется с задней поляризационной пластиной 13. Это означает, что коэффициент пропускания поляризационной пластины в качестве задней поляризационной пластины 13 нужно понизить, что несомненно является причиной того, что переднюю яркость белого нельзя увеличить.
В отличие от этого оптический элемент 30 обладает низким коэффициентом поперечного пропускания в случае низкого главного коэффициента k2 пропускания. По этой причине заднюю поляризационную пластину 13 не нужно изготавливать из высококонтрастной поляризационной пластины для сохранения контраста жидкокристаллического дисплея. Это означает, что поляризационная пластина с высоким коэффициентом пропускания может использоваться в качестве задней поляризационной пластины 13, что несомненно является причиной того, что переднюю яркость белого можно увеличить.
Ниже будет приведено более подробное описание для каждого компонента жидкокристаллического дисплея в соответствии с настоящим вариантом осуществления.
<A. Общая структура жидкокристаллической панели>
Жидкокристаллическая панель 10 предпочтительно является нормально черной жидкокристаллической панелью.
"Нормально черная жидкокристаллическая панель" в этом документе относится к жидкокристаллической панели, которая конфигурируется, так чтобы иметь наименьший коэффициент пропускания (чтобы находиться в состоянии, где экран черный) без подачи напряжения и иметь высокий коэффициент пропускания при подаче напряжения. Результат настоящего изобретения особенно важен в нормально черной жидкокристаллической панели, которая обеспечивает отображение черного без подачи напряжения. Скорее всего это происходит потому, что эффект, обеспечиваемый двумя поляризационными пластинами 12 и 13, имеющими разные коэффициенты пропускания, не сдерживается управляемыми жидкими молекулами.
В этой связи ось пропускания передней поляризационной пластины 12 и ось пропускания задней поляризационной пластины 13 предпочтительно размещаются так, что они практически перпендикулярны друг другу в виде сверху на жидкокристаллический дисплей. То есть передняя поляризационная пластина 12 и задняя поляризационная пластина 13 предпочтительно размещаются в скрещенных николях. Ось пропускания задней поляризационной пластины 13 и ось пропускания оптического элемента 30 предпочтительно размещаются так, что они практически параллельны друг другу в виде сверху на жидкокристаллический дисплей. Точнее говоря, угол, образованный осью пропускания передней поляризационной пластины 12 и осью пропускания задней поляризационной пластины 13, предпочтительно находится в диапазоне 90°±1° (предпочтительнее 90°±0,3°). Угол, образованный осью пропускания задней поляризационной пластины 13 и осью пропускания оптического элемента 30, предпочтительно находится в диапазоне 0°±1° (конкретнее, 0°±0,3°). Если углы больше или меньше соответствующих диапазонов 90°±1° или 0°±1°, то есть если углы выходят за те соответствующие числовые диапазоны, то контраст может уменьшиться при взгляде спереди.
Между теми компонентами жидкокристаллической панели 10 можно разместить любой слой. Например, любая пленка затухания может быть размещена между передней поляризационной пластиной 12 и жидкокристаллической ячейкой 11 и/или между задней поляризационной пластиной 13 и жидкокристаллической ячейкой 11. Когда используется пленка затухания, может выбираться любое подходящее взаимное расположение для отношения между осью наименьшей скорости распространения света у пленки затухания и осью поглощения у соседней поляризационной пластины, в соответствии с режимом приведения в действие жидкокристаллической ячейки.
Разность (ΔT=T2-T1) между коэффициентом пропускания (T2) задней поляризационной пластины 13 и коэффициентом пропускания (T1) передней поляризационной пластины 12 предпочтительно составляет от 0,5 до 6,0%, а предпочтительнее составляет от 2,0 до 4,0%. ΔT менее 0,5% может привести к недостаточному увеличению передней яркости белого. С другой стороны, ΔT более 6,0% может привести к уменьшению переднего коэффициента контрастности.
Разность (ΔCR=CR1-CR2) между контрастом (CR2) задней поляризационной пластины 13 и контрастом (CR1) передней поляризационной пластины 12 обычно может устанавливаться соответствующим образом в диапазоне от 2000 до 20000. ΔCR менее 2000 может привести к недостаточному увеличению передней яркости белого. С другой стороны, ΔCR более 20000 может привести к уменьшению переднего коэффициента контрастности.
<B. Жидкокристаллическая ячейка>
Любая подходящая жидкокристаллическая ячейка может выбираться в качестве жидкокристаллической ячейки 11. Примеры жидкокристаллической ячейки 11 включают в себя активноматричные жидкокристаллические ячейки, содержащие тонкопленочный транзистор, и пассивноматричные жидкокристаллические ячейки, представленные жидкокристаллическими дисплеями на сверхскрученных нематиках.
Жидкокристаллическая ячейка 11 предпочтительно имеет пару подложек и жидкокристаллический слой в качестве отображающей среды, который окружен парой подложек. Одна из подложек (которая является активноматричной подложкой) содержит переключающий элемент (представляющий TFT), управляющий электрооптическими характеристиками жидких кристаллов; строки развертки, предоставляющие стробирующие сигналы переключающему элементу; и сигнальные линии, предоставляющие сигналы источника переключающему элементу. Другая из подложек (которая является фильтрующей цвет подложкой) содержит цветовые фильтры. Цветовые фильтры могут быть предоставлены на вышеупомянутой активноматричной подложке. В качестве альтернативы цветовые фильтры могут не предоставляться, если трехцветный источник света RGB применяется в качестве осветительного компонента жидкокристаллического дисплея, как жидкокристаллический дисплей с чередованием полей. Пространство между двумя подложками контролируется прокладкой. Каждая из подложек содержит, например, выравнивающую пленку, образованную из полиимида, на соприкасающейся с жидкокристаллическим слоем стороне.
Жидкокристаллическая ячейка 11 предпочтительно содержит жидкокристаллический слой, содержащий жидкокристаллические молекулы, которые размещаются в гомеотропном упорядочении (вертикально ориентированные жидкие кристаллы) в состоянии без электрического поля. Это может почти устранить влияние жидкокристаллических молекул на поляризованный свет (проходящий свет) в состоянии без электрического поля (отображение черного) во фронтальном направлении, сокращая причины деполяризации между передней поляризационной пластиной и задней поляризационной пластиной. Поэтому результат настоящего изобретения можно достичь эффективнее. Здесь "гомеотропное упорядочение" относится к упорядочению с помощью векторов упорядочения в жидкокристаллических молекулах, равномерно перпендикулярных плоскости подложки, в результате взаимодействия между подвергнутой или не подвергнутой упорядочению подложки и жидкокристаллических молекул. Гомеотропное упорядочение в этом документе включает в себя случай, в котором жидкокристаллические молекулы немного наклоняются к плоскости подложки, то есть жидкокристаллические молекулы имеют предварительный угол наклона (угол преднаклона).
Показательно, что жидкокристаллическая ячейка, содержащая жидкокристаллический слой, который содержит жидкокристаллические молекулы, размещенные в гомеотропном упорядочении в состоянии, где отсутствует электрическое поле, демонстрирует индикатрису с соотношением nz>nx=ny. Здесь nx=ny включает в себя не только случай, когда nx и ny полностью одинаковы, но также и случай, когда nx и ny практически одинаковы. Примеры показательного режима приведения в действие жидкокристаллической ячейки 11 включают в себя режим вертикальной ориентации (VA) и режим вертикальной ориентации на скрученных нематиках (VATN).
<C. Поляризационная пластина>
Поляризационные пластины (передняя поляризационная пластина 12 и задняя поляризационная пластина 13) в настоящем варианте осуществления могут быть любыми поляризационными пластинами при условии, что пластины обладают коэффициентом пропускания и контрастом, которые удовлетворяют вышеприведенному соотношению. "Поляризационная пластина" в этом документе относится к поляризационной пластине, которая меняет естественный свет или поляризованный свет на линейно-поляризованный свет. Поляризационная пластина предпочтительно имеет функцию разделения входящего света на две перпендикулярных компоненты поляризации и разрешения одной из компонент поляризации пропускать через себя и поглощать, отражать и/или рассеивать другие компоненты поляризации.
Толщина каждой из передней поляризационной пластины 12 и задней поляризационной пластины 13 особенно не ограничивается и может представлять любое общее значение для толщины тонкой пленки, пленки или листа. Толщина каждой из передней поляризационной пластины 12 и задней поляризационной пластины 13 предпочтительно составляет от 1 до 250 мкм, а предпочтительнее от 20 до 250 мкм. С помощью передней поляризационной пластины 12 и задней поляризационной пластины 13, имеющих толщину в вышеприведенном диапазоне, могут быть изготовлены поляризационные пластины 12 и 13, имеющие отличную механическую прочность.
Каждая из передней поляризационной пластины 12 и задней поляризационной пластины 13 может быть одиночным слоем, имеющим поляризационную функцию (такой слой также называется поляризатором), или может быть слоистым материалом, имеющим несколько слоев. В случае, когда передняя поляризационная пластина 12 и задняя поляризационная пластина 13 являются слоистыми материалами, примеры слоистого материала включают в себя (а) слоистые материалы, содержащие поляризатор и защитный слой; (b) слоистые материалы, содержащие поляризатор, защитный слой и поверхностно обработанный слой; и (c) слоистые материалы, содержащие два или более поляризаторов. Передняя поляризационная пластина 12 и задняя поляризационная пластина 13 могут содержать два или более поверхностно обработанных слоев. В качестве альтернативы передняя поляризационная пластина 12 и задняя поляризационная пластина 13 могут содержать защитный слой, который имеет функцию расширения угла обзора жидкокристаллической ячейки 11 (слой, имеющий такую функцию, также называется слоем оптической компенсации).
Передняя поляризационная пластина 12 предпочтительно обладает коэффициентом пропускания (T1) от 40 до 45%, а предпочтительнее от 42 до 44%. T1 менее 40% может не привести к достаточному увеличению передней яркости белого. С другой стороны, T1 более 45% может уменьшить передний коэффициент контрастности.
Задняя поляризационная пластина 13 предпочтительно обладает коэффициентом пропускания (T2) от 42 до 48%, а предпочтительнее от 43 до 46%. T1 менее 42% может уменьшить передний коэффициент контрастности. С другой стороны, T1 более 48% может не привести к достаточному увеличению передней яркости белого.
Обычно контраст (CR1) передней поляризационной пластины 12 может подходящим образом устанавливаться в диапазоне от 2000 до 60000. CR1 менее 2000 приводит к результату настоящего изобретения, но может чрезмерно уменьшить передний коэффициент контрастности жидкокристаллического дисплея. С другой стороны, CR1 более 60000 может уменьшить переднюю яркость белого.
Обычно контраст (CR2) задней поляризационной пластины 13 может подходящим образом устанавливаться в диапазоне от 500 до 35000. CR2 менее 500 может уменьшить передний коэффициент контрастности. С другой стороны, CR2 более 35000 приводит к результату настоящего изобретения, но может уменьшить переднюю яркость белого.
Жидкокристаллическая панель 10 может изготавливаться, например, путем подходящего объединения выбранных серийно выпускаемых поляризационных пластин, которые обладают разными коэффициентами пропускания. Предпочтительно жидкокристаллическая панель 10 изготавливается путем соответствующего регулирования коэффициентов пропускания и контрастов передней поляризационной пластины 12 и задней поляризационной пластины 13 в соответствии с режимом приведения в действие, применением и т.п. жидкокристаллической ячейки 11, так что достигается высокий передний коэффициент контрастности.
Способ увеличения или уменьшения коэффициентов пропускания и контрастов передней поляризационной пластины 12 и задней поляризационной пластины 13 может быть, например, способом регулирования количества йода в поляризаторах в случае, когда передняя поляризационная пластина 12 и задняя поляризационная пластина 13 изготавливаются из поляризаторов, преимущественно содержащих поливинилспиртовую смолу, которая содержит йод. Точнее говоря, увеличение количества йода в поляризаторах может привести к низким коэффициентам пропускания и высоким контрастам передней поляризационной пластины 12 и задней поляризационной пластины 13. В отличие от этого уменьшение количества йода в поляризаторах может привести к высоким коэффициентам пропускания и низким контрастам передней поляризационной пластины 12 и задней поляризационной пластины 13. Этот способ применим как к производству свернутой передней поляризационной пластины 12 и задней поляризационной пластины 13, так и к производству листовой передней поляризационной пластины 12 и задней поляризационной пластины 13. Поляризаторы будут описываться позже.
<C-1. Поляризатор>
Любой подходящий поляризатор может применяться в качестве поляризатора в настоящем варианте осуществления. Предпочтительно передняя поляризационная пластина 12 и задняя поляризационная пластина 13 соответственно включают в себя первый поляризатор и второй поляризатор, и каждый из того первого поляризатора и второго поляризатора преимущественно содержит поливинилспиртовую смолу, содержащую йод. Вышеприведенные поляризаторы обычно могут изготавливаться путем вытягивания полимерной пленки, преимущественно содержащей поливинилспиртовую смолу, которая содержит йод. Поляризационная пластина, включающая в себя такой поляризатор, обладает отличными оптическими характеристиками.
Серийно выпускаемая пленка может использоваться непосредственно в качестве полимерной пленки, преимущественно содержащей поливинилспиртовую смолу. Примеры серийно выпускаемой полимерной пленки, преимущественно содержащей поливинилспиртовую смолу, включают в себя "Kuraray Vinylon Film", производимую Kuraray Co., Ltd., "Tohcello Vinylon Film", производимую Tohcello Co., Ltd., и "Nichigo Vinylon Film", производимую Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd.
<C-2. Защитный слой>
Каждая из передней поляризационной пластины 12 и задней поляризационной пластины 13 предпочтительно содержит поляризатор и защитные слои, размещенные на обеих сторонах поляризатора. Защитные слои, например, могут предотвратить сжатие и растяжение поляризатора или предотвратить разрушение поляризатора из-за УФ-лучей, посредством этого способствуя производству поляризационной пластины, имеющей высокую прочность.
Передняя поляризационная пластина 12 предпочтительно содержит первый поляризатор; первый защитный слой, размещенный на стороне первого поляризатора в жидкокристаллической ячейке 11; и второй защитный слой, размещенный на противоположной стороне от стороны первого поляризатора в жидкокристаллической ячейке 11. Задняя поляризационная пластина 13 предпочтительно содержит второй поляризатор; третий защитный слой, размещенный на стороне второго поляризатора в жидкокристаллической ячейке 11; и четвертый защитный слой, размещенный на противоположной стороне от стороны второго поляризатора в жидкокристаллической ячейке 11.
Защитный слой и поляризатор могут укладываться слоями с помощью любого подходящего клеевого слоя. "Клеевой слой" в этом документе относится к слою, который соединяет поверхности соседних оптических компонентов и объединяет эти компоненты с достаточной на практике адгезионной прочностью за достаточное на практике время склеивания. Примеры материала для формирования клеевого слоя включают в себя клеи и адгезионные поверхностные средства. Клеевой слой может иметь многослойную структуру, в которой адгезионный поверхностный слой образуется на поверхности склеиваемого материала, а слой липкого вещества образуется на адгезионном поверхностном слое. Дополнительно клеевой слой может быть тонким слоем (также называемым нитью), который может быть невидим невооруженным глазом.
Если поляризатор преимущественно содержит поливинилспиртовую смолу, которая содержит йод, то материал для формирования клеевого слоя предпочтительно является водорастворимым клеем. Водорастворимый клей предпочтительно является водорастворимым клеем, преимущественно содержащим поливинилспиртовую смолу. Серийно выпускаемый клей также может непосредственно использоваться в качестве вышеупомянутого клеевого слоя. В качестве альтернативы растворитель и добавка также могут смешиваться в серийно выпускаемый клей. Примеры серийно выпускаемого клея, преимущественно содержащего поливинилспиртовую смолу, включают в себя "GOHSEFIMER Z200", производимый Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd.
Водорастворимый клей дополнительно может содержать сшивающий агент в качестве добавки. Примеры такого вида сшивающего агента включают в себя аминосоединения, альдегидные соединения, метилольные соединения, эпоксисоединения, изоцианатные соединения и поливалентные соли металлов. Серийно выпускаемый сшивающий агент также может непосредственно использоваться в качестве вышеупомянутого сшивающего агента. Примеры серийно выпускаемого сшивающего агента включают в себя "Glyoxal", который является альдегидным соединением, производимым Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd. Количество добавления сшивающего агента может соответствующим образом регулироваться в соответствии с целью, и обычно составляет более 0 массовых долей и не более 10 массовых долей из расчета 100 массовых долей сухого остатка водорастворимого клея.
[Первый защитный слой]
Первый защитный слой размещается на стороне первого поляризатора в жидкокристаллической ячейке 11. Толщина первого защитного слоя может быть любым подходящим значением в соответствии с целью. Толщина защитного слоя предпочтительно составляет от 20 мкм до 100 мкм. С помощью первого защитного слоя, имеющего толщину в вышеприведенном диапазоне, можно произвести поляризационную пластину, имеющую отличную механическую прочность.
Поскольку первый защитный слой размещается между передним и задним поляризаторами, оптические характеристики первого защитного слоя могут влиять на характеристики отображения у жидкокристаллического дисплея. Соответственно первый защитный слой предпочтительно обладает высокой оптической прозрачностью, предпочтительно обладает отличной теплостойкостью, влагопроницаемостью и механической прочностью в части повышения прочности первого поляризатора, предпочтительно обладает отличной чистотой поверхности и сцеплением с клеем в части улучшения сцепления с первым поляризатором, и предпочтительно обладает отличным сцеплением с контактным клеем в части улучшения сцепления с жидкокристаллической ячейкой 11.
Любой подходящий материал может выбираться в качестве материала, составляющего первый защитный слой. Примеры материала включают в себя полимерные пленки, образованные из норборненовой смолы, и полимерные пленки, образованные из целлюлозной смолы. Среди них полимерные пленки, образованные из норборненовой смолы, являются наиболее предпочтительными в части подавления при отображении черного, неравномерного рассеяния светового потока, происходящего из-за таких факторов, как неравномерность температуры.
Серийно выпускаемая пленка может использоваться непосредственно в качестве первого защитного слоя. В качестве альтернативы можно применять серийно выпускаемую пленку, на которой выполнена окончательная обработка, например обработка растяжением и/или обработка сжатием, чтобы обеспечить функцию пленки затухания для оптической компенсации. Примеры серийно выпускаемых полимерных пленок, образованных из целлюлозной смолы, включают в себя "FUJITAC", производимую Fuji Photo Film Co., Ltd., и "KC8UX2M", производимую Konica Minolta Opto, Inc. Примеры полимерных пленок, образованных из норборненовой смолы, включают в себя "ZEONOR film", производимую Zeon Corporation, и "ARTON", производимую JSR Corporation.
[Второй защитный слой]
Второй защитный слой размещается на противоположной стороне от стороны первого поляризатора в жидкокристаллической ячейке 11. Любой подходящий слой может выбираться в качестве второго защитного слоя. Здесь слой, выбранный в качестве второго защитного слоя, предпочтительно обладает отличной теплостойкостью, влагопроницаемостью и механической прочностью в части повышения прочности первого поляризатора и обладает отличной чистотой поверхности и сцеплением с клеем в части улучшения сцепления с первым поляризатором.
Любой подходящий материал может выбираться в качестве материала, составляющего второй защитный слой. Второй защитный слой предпочтительно является полимерной пленкой, образованной из целлюлозной смолы, в части сцепления с первым поляризатором. Полимерная пленка, образованная из целлюлозной смолы, предпочтительно является такой же полимерной пленкой, как и пленка для первого защитного слоя.
Второй защитный слой может подвергаться любой подходящей обработке на его поверхности при условии, что передняя поляризационная пластина 12 обладает коэффициентом пропускания и контрастом, которые удовлетворяют вышеприведенному соотношению. Например, серийно выпускаемая полимерная пленка, на которой уже выполнена поверхностная обработка, может использоваться в качестве второго защитного слоя. В качестве альтернативы также может выполняться любая поверхностная обработка над серийно выпускаемой полимерной пленкой перед использованием. Примеры поверхностной обработки включают в себя диффузионную обработку (антибликовую обработку), препятствующую отражению обработку (просветляющую обработку), нанесение твердого покрытия и антистатическую обработку. Примеры имеющегося на рынке изделия диффузионной обработки (антибликовой обработки) включают в себя такие изделия, как AG150, AGS1, AGS2 и AGT1, производимые Nitto Denko Corporation. Примеры серийно выпускаемого изделия препятствующей отражению обработки (просветляющей обработки) включают в себя такие изделия, как ARS и ARC, производимые Nitto Denko Corporation. Примеры серийно выпускаемой пленки, имеющей выполненное нанесение твердого покрытия и антистатическую обработку, включают в себя "KC8 UX-HA", производимую Konica Minolta Opto, Inc.
[Поверхностно обработанный слой]
В соответствии с необходимостью может предоставляться поверхностно обработанный слой на противоположной стороне от стороны первого поляризатора во втором защитном слое. Любой подходящий слой может выбираться в качестве поверхностно обработанного слоя в соответствии с целью. Примеры поверхностно обработанного слоя включают в себя слои диффузионной обработки (антибликовой обработки), слои препятствующей отражению обработки (просветляющей обработки), слои с твердым покрытием и слои антистатической обработки. Эти поверхностно обработанные слои используются, чтобы предотвратить загрязнение или повреждение экрана и чтобы препятствовать тому, что отображаемое изображение становится трудно увидеть, когда свет от комнатной люминесцентной лампы или от солнца отражается на экране. Поверхностно обработанный слой обычно производится путем закрепления обрабатывающего средства для образования слоя обработки на поверхности пленочной основы. Пленочная основа также может служить в качестве второго защитного слоя. Поверхностно обработанный слой может иметь многослойную структуру, в которой слой с твердым покрытием накладывается, например, на слой с антистатической обработкой. Примеры серийно выпускаемого поверхностно обработанного слоя, имеющего выполненную препятствующую отражению обработку, включают в себя серии ReaLook, производимые NOF Corporation.
Поверхностно обработанный слой предпочтительно имеет микрорельефную структуру, в которой на пленочной основе образуется шаблон мелкой выпуклости/вогнутости, имеющий управляемый цикл шаблона выпуклости/вогнутости, не превышающий длину волны видимого света. Это дополнительно увеличивает яркость белого для обеспечения лучшего результата настоящего изобретения. Также уменьшается отражение от поверхности в светлых помещениях, и поэтому результата настоящего изобретения можно полностью достичь даже в светлых помещениях. Вышеупомянутая микрорельефная структура может быть изготовлена, например, в соответствии со способом, описанным в WO 2006/059686 A1.
[Третий защитный слой]
Третий защитный слой размещается на стороне второго поляризатора в жидкокристаллической ячейке 11. Любые подходящие материалы, характеристики, условия и т.п., описанные выше для первого защитного слоя, могут быть приняты для третьего защитного слоя. Первый защитный слой и третий защитный слой могут быть одинаковыми или отличаться друг от друга.
[Четвертый защитный слой]
Четвертый защитный слой размещается на противоположной стороне от стороны второго поляризатора в жидкокристаллической ячейке 11. Любые подходящие материалы, характеристики, условия и т.п., описанные выше для второго защитного слоя, могут быть приняты для четвертого защитного слоя. Второй защитный слой и четвертый защитный слой могут быть одинаковыми или отличаться друг от друга.
По меньшей мере один из первого защитного слоя и третьего защитного слоя предпочтительно служит в качестве пленки затухания (слой оптической компенсации) для оптической компенсации (компенсации угла обзора). Это может уменьшить рассеяние светового потока в наклонном направлении при отображении черного, посредством этого сокращая количество света, который исходно выпущен в наклонном направлении и рассеян по поверхностно обработанному слою или т.п., который должен излучаться во фронтальном направлении. Соответственно результат настоящего изобретения можно обеспечить эффективнее.
В случае, когда только один из первого защитного слоя и третьего защитного слоя должен служить в качестве пленки затухания, предпочтительно предоставить такую функцию третьему защитному слою. То есть задняя поляризационная пластина предпочтительно имеет пленку затухания на стороне жидкокристаллической ячейки. Жидкокристаллическая ячейка содержит много рассеивающих компонентов, вызывающих деполяризацию, например таких как переключающий элемент, проводку и цветовые фильтры. По этой причине оптическая компенсации может эффективнее обеспечиваться в случае, если оптическая компенсация предоставляется до деполяризации (в случае, когда третий защитный слой предназначен служить в качестве пленки затухания), нежели в случае, если оптическая компенсация предоставляется после деполяризации (в случае, когда первый защитный слой предназначен служить в качестве пленки затухания). Соответственно рассеяние светового потока в наклонном направлении при отображении черного может дополнительно уменьшаться в случае, когда третий защитный слой предназначен служить в качестве пленки затухания, при помощи чего может дополнительно уменьшаться количество света, который исходно выпущен в наклонном направлении и рассеян по поверхностно обработанному слою или т.п., который должен излучаться во фронтальном направлении. Поэтому результат настоящего изобретения можно обеспечить эффективнее.
Пленка затухания предпочтительно демонстрирует индикатрису, где главные показатели преломления nx, ny, и nz удовлетворяют соотношению nx≥ny>nz. Это позволяет эффективно уменьшить рассеяние светового потока в наклонном направлении при отображении черного в жидкокристаллической ячейке, содержащей жидкокристаллические молекулы, демонстрирующие индикатрису, удовлетворяющую соотношению nz>nx=ny (жидкокристаллическая ячейка в режиме вертикальной ориентации). Поэтому в жидкокристаллической ячейке в режиме вертикальной ориентации можно уменьшить количество света, который исходно выпущен в наклонном направлении и рассеян по поверхностно обработанному слою или т.п., который должен излучаться во фронтальном направлении. Таким образом, результат настоящего изобретения может достигаться эффективнее в жидкокристаллической ячейке в режиме вертикальной ориентации.
Точнее говоря, пленку затухания, удовлетворяющую соотношению nx>ny>nz, можно увидеть в таких структурах, как нижеследующие структуры. В одной структуре одна пленка затухания, удовлетворяющая соотношению nx>ny>nz, размещается в качестве первого защитного слоя или третьего защитного слоя. В другой структуре одна пленка затухания, удовлетворяющая соотношению nx=ny>nz, размещается в качестве одного из первого защитного слоя и третьего защитного слоя, и одна пленка затухания, удовлетворяющая соотношению nx>ny>nz, размещается в качестве другого из первого защитного слоя и третьего защитного слоя. В еще одной структуре одна пленка затухания, удовлетворяющая соотношению nx>ny>nz, размещается в качестве первого защитного слоя, и одна пленка затухания, удовлетворяющая соотношению nx>ny>nz, размещается в качестве третьего защитного слоя. Сочетание пленок затухания и характерных значений затухания особенно не ограничивается и может устанавливаться при желании, если только они предназначены для уменьшения рассеяния светового потока в наклонном направлении.
При существующих обстоятельствах полимерная пленка, изготовленная из целлюлозной смолы, обычно используется в качестве четвертого защитного слоя в жидкокристаллическом дисплее, имеющем гомеотропное упорядочение (вертикальную ориентацию). В качестве полимерной пленки обычно используется TAC (отрицательная C-пластина, удовлетворяющая соотношению nx=ny>nz). Однако, когда пленка затухания размещена в качестве третьего защитного слоя в вышеупомянутом случае, ухудшается контраст жидкокристаллического дисплея при косом угле обзора, если ось наименьшей скорости распространения света у пленки затухания и ось поглощения второго поляризатора образуют угол, который отклоняется от заданного расчетного значения (например, 90°).
Обычно при скреплении поляризационных пластин сложно образовать угол с заданным расчетным значением с помощью оси наименьшей скорости распространения света у пленки затухания и оси поглощения поляризатора из-за обработки при скреплении, разностей в осях наименьшей скорости распространения света при производстве пленок затухания и т.п. То есть в традиционных жидкокристаллических дисплеях, имеющих гомеотропное упорядочение (вертикальную ориентацию), которые имеют пленку затухания в качестве третьего защитного слоя, контраст жидкокристаллического дисплея при косом угле обзора имел тенденцию к ухудшению.
В отличие от этого пусть жидкокристаллический дисплей из настоящего варианта осуществления имеет жидкокристаллический слой с вертикально ориентированными жидкими кристаллами и имеет пленку затухания, размещенную в качестве третьего защитного слоя. Даже в этом случае жидкокристаллический дисплей из настоящего варианта осуществления может остановить ухудшение в контрасте при косом угле обзора, происходящее от смещения осей пленки затухания и поляризатора в задней поляризационной пластине 13, и может даже повысить контраст при косом угле обзора по сравнению с традиционными жидкокристаллическими дисплеями с вертикальной ориентацией, которые используют одинаковый поляризатор в передней поляризационной пластине и задней поляризационной пластине. То есть жидкокристаллический дисплей из настоящего варианта осуществления может иметь конфигурацию, которая может интенсивно сопротивляться несовпадению осей пленки затухания и поляризатора в задней поляризационной пластине 13 (конфигурация с большим запасом несовпадения осей).
Точнее говоря, в этом случае угол, образованный осью наименьшей скорости распространения света у пленки затухания в качестве третьего защитного слоя и осью поглощения второго поляризатора, может предпочтительно устанавливаться в диапазоне 90°±1° (предпочтительнее 90°±0,5°).
Между тем в случае, когда пленка затухания размещается в качестве первого защитного слоя, запас несоосности между пленкой затухания в качестве первого защитного слоя и первым поляризатором меньше запаса несоосности на стороне задней поляризационной пластины 13. Точнее говоря, ось наименьшей скорости распространения света у пленки затухания в качестве первого защитного слоя и ось поглощения первого поляризатора предпочтительно спроектированы для образования угла в диапазоне 90°±0,5° (удобнее 90°±0,3°).
Таким образом, жидкокристаллический дисплей из настоящего варианта осуществления подходит для варианта осуществления, в котором задняя поляризационная пластина 13 содержит слой затухания на стороне жидкокристаллической ячейки 11, и жидкокристаллический слой содержит вертикально ориентированные жидкие кристаллы. Жидкокристаллический дисплей согласно настоящему изобретению особенно подходит для варианта осуществления, в котором задняя поляризационная пластина 13 содержит слой затухания на стороне жидкокристаллической ячейки 11, жидкокристаллический слой содержит вертикально ориентированные жидкие кристаллы, и задняя поляризационная пластина 13 содержит отрицательную C-пластину на стороне оптического элемента 30.
Значение затухания Rth[550] в направлении толщины отрицательной C-пластины, которая функционирует в качестве защитного слоя, предпочтительно не превышает 100 нм (предпочтительнее не превышает 70 нм). Значение затухания Rth[550] более 100 нм может уменьшить контраст при косом угле обзора.
Значение затухания в плоскости Re[550] у отрицательной C-пластины не обязательно равно 0 нм при условии нахождения в диапазоне, обеспечивающем результат настоящего изобретения, и предпочтительно не превышает 10 нм (предпочтительнее не превышает 5 нм). Значение затухания Re[550] более 10 нм может уменьшить передний контраст.
<D. Клеевой слой>
В предпочтительном варианте осуществления поляризационные пластины (передняя поляризационная пластина 12 и задняя поляризационная пластина 13) прикрепляются к жидкокристаллической панели посредством клеевых слоев. Подходящий клей и/или адгезионное покрытие может выбираться в качестве материала (материалов) для образования клеевого слоя в соответствии с типом и применением склеиваемого материала. Характерные примеры клея в соответствии с их формой включают в себя растворы клея, эмульсионные клеи, контактные клеи, повторно увлажняющие клеи, клеи поликонденсации, клеи без растворителя, клеи в виде пленки и термоклеи. В соответствии с химической структурой примеры клея включают в себя синтетические клеи, резиновые клеи и клеи из натуральных продуктов. Клей включает в себя вязкоупругие вещества (также называемые контактными клеями), которые демонстрируют адгезионную прочность, способную проявляться при прижимном контакте при комнатной температуре.
Материал для образования вышеупомянутого клеевого слоя предпочтительно является контактным клеем, содержащим полиакрилат в качестве основного полимера (также называемый акриловым контактным клеем). Причина заключается в том, что такой контактный клей имеет отличную прозрачность, клейкость, атмосферостойкость и теплостойкость. Толщина акрилового контактного клеевого слоя может регулироваться подходящим образом в соответствии с материалом и применением склеиваемого материала, но обычно составляет от 5 до 50 мкм.
<E. Оптический элемент, обеспечивающий эффект поляризации>
Оптическому элементу 30, обеспечивающему эффект поляризации, необходимо только иметь функцию для разделения входящего света на две перпендикулярных компоненты поляризации и разрешения одной из компонент поляризации пропускать через себя и поглощать или отражать другие компоненты поляризации. Его примеры включают в себя проволочные поляризаторы, йодные поляризаторы и поляризаторы на красителе. В части дополнительного увеличения яркости (яркости белого) в случае, когда жидкокристаллический дисплей показывает белое изображение, предпочтительна пленка увеличения яркости или проволочный поляризатор, который имеет функцию отражения компоненты поляризации, которую не нужно пропускать. Они дают возможность повторного использования света, который не нужно пропускать в результате отражения, и поэтому предпочтительны в части эффективного использования света.
Главный коэффициент k1 пропускания у оптического элемента 30 составляет от 80 до 86% и предпочтительно составляет от 82 до 84%. Главный коэффициент k1 пропускания менее 80% может уменьшить переднюю яркость белого. С другой стороны, главный коэффициент k1 пропускания более 86% может одновременно затруднить обеспечение достаточного главного k2 коэффициента пропускания.
Главный коэффициент k2 пропускания у оптического элемента 30 составляет от 2 до 8% и предпочтительно составляет от 2 до 6%. Главный коэффициент k2 пропускания более 8% может уменьшить передний коэффициент контрастности. С другой стороны, главный коэффициент k2 пропускания менее 2% может уменьшить переднюю яркость белого.
<E-1. Пленка увеличения яркости>
Пленка увеличения яркости используется для увеличения яркости белого у жидкокристаллического дисплея. Пленка увеличения яркости предпочтительно является слоистым материалом, включающим в себя слой (А) термопластичной смолы и слой (B) термопластичной смолы. Показательная пленка увеличения яркости является пленкой, в которой слой (А) термопластичной смолы и слой (B) термопластичной смолы размещаются поочередно (то есть АВАВАВ и так далее). Количество слоев, образующих пленку увеличения яркости, предпочтительно равно 2-20, а предпочтительнее 2-15. Пленка увеличения яркости, имеющая такую структуру, производится, например, путем соэкструдирования двух видов смол и затем вытягивания экструдированной пленки. Общая толщина пленки увеличения яркости составляет предпочтительно от 20 до 800 мкм.
Слой (А) термопластичной смолы предпочтительно демонстрирует анизотропию оптических свойств. Слой (А) термопластичной смолы предпочтительно имеет двулучепреломление в плоскости (ΔnA)не менее 0,05, а предпочтительнее не менее 0,1 и еще предпочтительнее не менее 0,15. В части оптической однородности верхний предел ΔnA предпочтительно равен 0,2. Здесь ΔnA представляет разность (nxA-nyA) между nxA (показателем преломления в направлении оси наименьшей скорости распространения света) и nyA (показателем преломления в направлении оси наибольшей скорости распространения света).
-4
-4
-4
-4
Слой (B) термопластичной смолы предпочтительно в основном демонстрирует анизотропию оптических свойств. Термопластическая смола (B) предпочтительно имеет двулучепреломление в плоскости ΔnB не более 5×10, предпочтительнее не более 1×10, а еще предпочтительнее не более 0,5×10. Нижний предел ΔnB предпочтительно равен 0,01×10. Здесь ΔnB представляет разность (nxB-nyB) между nxB (показателем преломления в направлении оси наименьшей скорости распространения света) и nyB (показателем преломления в направлении оси наибольшей скорости распространения света).
-4
-4
-4
"nyA" слоя (А) термопластичной смолы и "nyB" слоя (B) термопластичной смолы предпочтительно практически одинаковы. Абсолютное значение разности между nyA и nyB предпочтительно не превышает 5×10, предпочтительнее не превышает 1×10, а предпочтительнее не превышает 0,5×10. Пленка увеличения яркости, имеющая такие оптические характеристики, обладает отличной функцией отражения компоненты поляризации.
Любая подходящая смола может выбираться в качестве смолы для образования слоя (А) термопластичной смолы. Слой (А) термопластичной смолы предпочтительно содержит полиэтилентерефталатовую смолу, политриметилентерефталатовую смолу, полибутилентерефталатовую смолу, полиэтилен-нафталатовую смолу, полибутилен-нафталатовую смолу или смесь этих смол. Эти смолы имеют отличное выражение двулучепреломления при растяжении и имеют отличную стабильность двулучепреломления после растяжения.
Любой подходящий слой может выбираться в качестве слоя (B) термопластичной смолы. Слой (B) термопластичной смолы предпочтительно содержит полистирольную смолу, полиметилметакрилатную смолу, полистирол-глицидилметакрилатную смолу или смесь этих смол. Вышеупомянутые смолы могут содержать галогеновые группы, например хлор, бром и йод, чтобы увеличить показатель преломления. В качестве альтернативы смола может содержать любую добавку для регулирования показателя преломления.
<E-2. Проволочный поляризатор>
Проволочный поляризатор используется для увеличения яркости белого у жидкокристаллического дисплея. Проволочный поляризатор предпочтительно образуется путем размещения проводящих линий, например металла, на подложке с определенным шагом таким образом, что образуется щель между проводящими линиями. Если вышеупомянутый шаг достаточно меньше (например, не более 1/2), чем у падающего света (например, длина волны видимого света от 400 до 800 нм), то проволочный поляризатор отражает большинство составляющих вектора напряженности электрического поля, колеблющихся параллельно проводящим линиям, и разрешает проходить через себя большинству составляющих вектора напряженности электрического поля, перпендикулярных проводящим линиям. Соответственно может обеспечиваться одиночная поляризация.
Проволочный поляризатор может быть изготовлен, например, по способу, описанному в JP 2005-70456 A. Характеристики (коэффициент пропускания и контраст) проволочного поляризатора могут изменяться путем регулирования ширины, цикла (шага) и высоты (толщины) проводящей линии (металлического провода). Точнее говоря, соотношение W/P ширины W и цикла (шага) P у проводящих линий в настоящем варианте осуществления предпочтительно составляет от 25 до 50%, а предпочтительнее от 30 до 42%. Цикл (шаг) проводящих линий предпочтительно не превышает 500 нм, а предпочтительнее не превышает 200 нм. Толщина проводящих линий составляет предпочтительно от 10 до 300 нм, а предпочтительнее от 80 до 150 нм.
Такие элементы, как золото, серебро, медь, алюминий, железо, никель, титан и вольфрам и сплавы этих элементов, могут использоваться в качестве материала проводящей линии. Среди них алюминий наиболее предпочтителен в части высокой отражательной способности, ровной зависимости длины волны от видимого света и простого сохранения высокой отражательной способности в процессе старения (помутнения).
<F. Оптический лист>
Число и тип оптических листов 24 особенно не ограничивается и при желании может выбираться. Таким образом, оптические компоненты, проиллюстрированные на фиг. 1, могут не иметь его части или могут заменяться другим оптическим компонентом в соответствии с конфигурацией жидкокристаллического дисплея, например способом освещения жидкокристаллического дисплея и режимом приведения в действие жидкокристаллической ячейки, пока можно обеспечивать результат настоящего изобретения. Примеры оптических листов 24 включают в себя призматические листы (например, "BEF", производимый Sumitomo 3M Limited) и рассеивающие листы (например, "OPALUS", производимый KEIWA Incorporated). Призматические листы постоянно меняют угол выхода для увеличения яркости в нормальном направлении. Рассеивающие листы предназначены для неравномерного изменения угла выхода, чтобы увеличить яркость в нормальном направлении, и чтобы сделать менее заметной неровную яркость из-за лампы 21 с холодным катодом.
<G. Рассеиватель>
Рассеиватель 23 излучает свет со своей поверхности путем рассеивания света, излученного из лампы 21 с холодным катодом. Рассеиватель 23 делает менее заметной неровную яркость из-за лампы 21 с холодным катодом путем рассеивания света, излученного из лампы 21 с холодным катодом в направлении поверхности. Рассеиватель 23 изготавливается, например, из смолы, такой как поликарбонатная смола и акриловая смола. Здесь материал, толщина, значение мутности и т.п. у рассеивателя 23 особо не ограничиваются.
Жидкокристаллический дисплей из настоящего варианта осуществления используется для любого подходящего применения. Применением может быть, например, оборудование для автоматизации делопроизводства, например монитор ПК, переносной компьютер и копировальный аппарат; портативные устройства, например сотовый телефон, часы, цифровая фотокамера, персональный цифровой помощник (PDA) и карманная игровая консоль; домашнее электрическое оборудование, например видеокамера, телевизор и микроволновая печь; оборудование транспортного средства, например монитор заднего вида, автомобильная навигационная система и автомагнитола; выставочное оборудование, например информационный монитор для торговых центров; средства обеспечения безопасности, например монитор видеонаблюдения; и сестринское/медицинское оборудование, например монитор медсестры и медицинский монитор.
Предпочтительным применением жидкокристаллического дисплея из настоящего варианта осуществления является телевизор. Телевизор имеет размер экрана предпочтительно не менее широкоформатного экрана 17" (373 мм × 224 мм), предпочтительнее не менее широкоформатного экрана 23" (499 мм × 300 мм), а еще предпочтительнее не менее широкоформатного экрана 32" (687 мм × 412 мм).
<H. Проверка с помощью моделирования>
Итоги проверки результата настоящего изобретения с помощью компьютерного моделирования показаны ниже.
Яркость белого и яркость черного у жидкокристаллической панели 10 преимущественно определяются на основе коэффициентов параллельного пропускания и коэффициентов поперечного пропускания передней поляризационной пластины 12 и задней поляризационной пластины 13. Поэтому вычисление этих коэффициентов пропускания дает возможность оценки яркости белого и яркости черного у жидкокристаллической панели 10. Фиг. 2 - схематичные чертежи для объяснения способов определения яркости белого и яркости черного в жидкокристаллическом дисплее из Варианта 1 осуществления: фиг. 2(а) предназначена для определения яркости белого; а фиг. 2(b) предназначена для определения яркости черного.
Передняя яркость белого у жидкокристаллического дисплея из настоящего варианта осуществления соответствует коэффициенту параллельного пропускания (коэффициенту пропускания белого), вычисленному в случае, который проиллюстрирован на фиг. 2(а), когда передняя поляризационная пластина 12, задняя поляризационная пластина 13 и оптический элемент 30 размещаются так, что ось 12t пропускания передней поляризационной пластины 12, ось 13t пропускания задней поляризационной пластины 13 и ось 30t пропускания оптического элемента 30 параллельны друг другу.
Между тем, передняя яркость черного у жидкокристаллического дисплея из настоящего варианта осуществления соответствует коэффициенту поперечного пропускания (коэффициенту пропускания черного), вычисленному в случае, который проиллюстрирован на фиг. 2(b), когда задняя поляризационная пластина 13 и оптический элемент 30 размещаются так, что ось 13t пропускания задней поляризационной пластины 13 и ось 30t пропускания оптического элемента 30 параллельны друг другу, а передняя поляризационная пластина 12 размещается так, что ось 12t пропускания передней поляризационной пластины 12 перпендикулярна оси 13t пропускания задней поляризационной пластины 13 и оси 30t пропускания оптического элемента 30.
Точнее говоря, коэффициенты пропускания могут вычисляться следующими способами. Здесь коэффициент параллельного пропускания оптического элемента 30 (который соответствует главному коэффициенту k1 пропускания оптического элемента 30) изображается с помощью k1a. Коэффициент поперечного пропускания оптического элемента 30 (который соответствует главному коэффициенту k2 пропускания оптического элемента 30) изображается с помощью k2a. Коэффициент параллельного пропускания задней поляризационной пластины 13 (который соответствует главному коэффициенту k1 пропускания задней поляризационной пластины 13) изображается с помощью k1b. Коэффициент поперечного пропускания задней поляризационной пластины 13 (который соответствует главному коэффициенту k2 пропускания задней поляризационной пластины 13) изображается с помощью k2b. Коэффициент параллельного пропускания передней поляризационной пластины 12 (который соответствует главному коэффициенту k1 пропускания передней поляризационной пластины 12) изображается с помощью k1c. Коэффициент поперечного пропускания передней поляризационной пластины 12 (который соответствует главному коэффициенту k2 пропускания передней поляризационной пластины 12) изображается с помощью k2c. Количество естественного света (общее количество света, который входит в оптический элемент 30) устанавливается в 1.
Жидкокристаллический дисплей из настоящего варианта осуществления содержит три оптических компонента, обеспечивающих эффект поляризации, оси пропускания которых параллельны друг другу. Передняя яркость белого у этого жидкокристаллического дисплея может определяться следующим образом. Сначала количество естественного света делится на две перпендикулярных компоненты поляризации. Далее каждая компонента поляризации, в половине вышеупомянутого количества света, умножается на значения k1 и k2 соответствующих оптических компонент. В заключение суммируются результирующие значения, чтобы можно было вычислить коэффициент параллельного пропускания (коэффициент пропускания белого, см. нижеследующую формулу (1)).
Коэффициент параллельного пропускания (коэффициент пропускания белого)=(k1a×k1b×k1c)/2+(k2a×k2b×k2c)/2 (1)
Между тем коэффициент поперечного пропускания (коэффициент пропускания черного), соответствующий передней яркости черного у жидкокристаллического дисплея из настоящего варианта осуществления, может вычисляться путем замены k1c и k2c в вычислении коэффициента параллельного пропускания (коэффициента пропускания белого), так как только ось 12t пропускания передней поляризационной пластины 12 перпендикулярна остальным осям пропускания (см. нижеследующую формулу (2)).
Коэффициент поперечного пропускания (коэффициент пропускания черного)=(k1a×k1b×k2c)/2+(k2a×k2b×k1c)/2(2)
Таблица 1 показывает соответствующие параметры передней поляризационной пластины 12 и задней поляризационной пластины 13, используемых для данного моделирования. Таблица 2 показывает соответствующие параметры оптического элемента 30, используемого для данного моделирования. Как показано в Таблице 2, в данном моделировании выполнялись вычисления для случаев, в которых главный коэффициент k1 пропускания оптического элемента 30 был равен 78%, 80%, 82%, 84% и 86%, а главный коэффициент k2 пропускания был равен 2%, 4%, 6%, 8% и 10%. Случай с главным коэффициентом k1 пропускания оптического элемента 30, равным 78%, и случай с главным коэффициентом пропускания k2, равным 10%, соответствуют Сравнительным примерам в настоящем изобретении.
<b>[Таблица 1]</b>
k1
k2
Единый коэффициент пропускания (%)
Коэффициент параллельного пропускания (%)
Коэффициент поперечного пропускания (%)
CR
Степень поляризации (%)
P(48)
96
0,0826
48
46,0
0,079
581
99,828
P(47,5)
95
0,0660
47,5
45,1
0,063
719
99,861
P(47)
94
0,0517
47
44,1
0,049
909
99,89
P(46,5)
93
0,0405
46,5
43,2
0,038
1149
99,913
P(46)
92
0,0322
46
42,3
0,030
1428
99,93
P(45,5)
91
0,0232
45,5
41,4
0,021
1960
99,949
P(45)
90
0,0158
45
40,5
0,014
2857
99,965
P(44,5)
89
0,0093
44,5
39,6
0,008
4761
99,979
P(44)
88
0,0066
44
38,7
0,006
6666
99,985
P(43,5)
87
0,0039
43,5
37,8
0,003
11111
99,991
P(43)
86
0,0026
43
37,0
0,002
16666
99,994
P(42,5)
85
0,0017
42,5
36,1
0,001
25000
99,996
P(42)
84
0,0013
42
35,3
0,001
33333
99,997
P(41,5)
83
0,0009
41,5
34,4
0,001
46728
99,998
P(41)
82
0,0008
41
33,6
0,001
54347
99,998
<b>[Таблица 2]</b>
k1
k2
Единый коэффициент пропускания (%)
Коэффициент параллельного пропускания (%)
Коэффициент поперечного пропускания (%)
CR
Степень поляризации (%)
Сравнительный пример 1
78
2
40,0
30,4
1,6
19,5
95,000
Сравнительный пример 2
78
4
41,0
30,5
3,1
9,8
90,244
Сравнительный пример 3
78
6
42,0
30,6
4,7
6,5
85,714
Сравнительный пример 4
78
8
43,0
30,7
6,2
4,9
81,395
Сравнительный пример 5
78
10
44,0
30,9
7,8
4,0
77,273
Пример 1
80
2
41,0
32,0
1,6
20,0
95,122
Пример 2
80
4
42,0
32,1
3,2
10,0
90,476
Пример 3
80
6
43,0
32,2
4,8
6,7
86,047
Пример 4
80
8
44,0
32,3
6,4
5,1
81,818
Сравнительный пример 7
80
10
45,0
32,5
8,0
4,1
77,778
Пример 5
82
2
42,0
33,6
1,6
20,5
95,238
Пример 6
82
4
43,0
33,7
3,3
10,3
90,698
Пример 7
82
6
44,0
33,8
4,9
6,9
86,364
Пример 8
82
8
45,0
33,9
6,6
5,2
82,222
Сравнительный пример 8
82
10
46,0
34,1
8,2
4,2
78,261
Пример 9
84
2
43,0
35,3
1,7
21,0
95,349
Пример 10
84
4
44,0
35,4
3,4
10,5
90,909
Пример 11
84
6
45,0
35,5
5,0
7,0
86,667
Пример 12
84
8
46,0
35,6
6,7
5,3
82,609
Сравнительный пример 9
84
10
47,0
35,8
8,4
4,3
78,723
Пример 13
86
2
44,0
37,0
1,7
21,5
95,455
Пример 14
86
4
45,0
37,1
3,4
10,8
91,111
Пример 15
86
6
46,0
37,2
5,2
7,2
86,957
Пример 16
86
8
47,0
37,3
6,9
5,4
82,979
Сравнительный пример 10
86
10
48,0
37,5
8,6
4,4
79,167
Фиг. с 3 по 27 - графики, изображающие яркость белого и контраст жидкокристаллического дисплея, которые определялись в данном моделировании. На фиг. с 3 по 27 горизонтальная ось показывает коэффициент параллельного пропускания (коэффициент пропускания белого) в случае, когда естественный свет (задняя подсветка) принимается за 100%, и оси пропускания оптического элемента 30, задней поляризационной пластины 13 и передней поляризационной пластины 12 были параллельны друг другу. Горизонтальная ось соответствует яркости белого у жидкокристаллического дисплея. На фиг. с 3 по 27 вертикальная ось соответствует значению, определенному путем деления коэффициента параллельного пропускания (коэффициента пропускания белого), показанного горизонтальной осью, на коэффициент поперечного пропускания (коэффициент пропускания черного) в случае, когда оси пропускания оптического элемента 30 и задней поляризационной пластины 13 были параллельны друг другу, а ось пропускания задней поляризационной пластины 13 и ось пропускания передней поляризационной пластины 12 были перпендикулярны друг другу. То есть вертикальная ось соответствует контрасту (CR) жидкокристаллического дисплея. На фиг. с 3 по 27 последовательность, описанная как "одинаковый", указывает случай, когда поляризационные пластины, имеющие одинаковый единый коэффициент пропускания (от 41 до 48% в таблице 1), использовались для задней поляризационной пластины 13 и передней поляризационной пластины 12, и эта последовательность соответствует Сравнительному примеру настоящего изобретения. На фиг. с 3 по 27 последовательность, отличная от последовательности, описанной как "одинаковый", указывает случай, когда единый коэффициент пропускания передней поляризационной пластины 12 фиксировался в численном значении, показанном в условных обозначениях (то есть единый коэффициент пропускания передней поляризационной пластины 12 фиксировался в P(41), P(42), P(43) или P(44) в таблице 1), а единый коэффициент пропускания задней поляризационной пластины 13 менялся от 41% до 48% в таблице 1 (то есть единый коэффициент пропускания задней поляризационной пластины 13 устанавливался в P(41), P(41,5), P(42), P(42,5), P(43), P(43,5), P(44), P(44,5), P(45), P(45,5), P(46), P(46,5), P(47), P(47,5) или P(48)).
На фиг. с 3 по 27 все последовательности показывают изменение, что яркость белого увеличивается (точки на графике сдвигаются слева направо), когда увеличивается коэффициент пропускания. Поэтому для последовательности, отличной от последовательности, описанной как "одинаковый" на фиг. с 3 по 27, точки, расположенные в области (область справа точек последовательности, указанной как "одинаковый" на каждом графике), в которой яркость белого выше, чем точка, перекрывающая точку последовательности, указанной как "одинаковый", являются результатами вычисления в случае, в котором контраст задней поляризационной пластины 13 был ниже контраста передней поляризационной пластины 12, а коэффициент пропускания задней поляризационной пластины 13 был выше коэффициента пропускания передней поляризационной пластины 12. То есть такая последовательность соответствует примеру настоящего изобретения.
Результаты данного моделирования выявили, как показано на фиг. с 8 по 11, фиг. с 13 по 16, фиг. с 18 по 21 и фиг. с 23 по 26, что передняя яркость белого может быть увеличена, хотя контраст (передний коэффициент контрастности) жидкокристаллического дисплея сохраняется на том же уровне, когда главный коэффициент k1 пропускания оптического элемента 30 составляет от 80 до 86%, и главный коэффициент k2 пропускания составляет от 2 до 8%. На фиг. с 8 по 11, фиг. с 13 по 16, фиг. с 18 по 21 и фиг. с 23 по 26 имеются последовательности, (отличные от последовательности, описанной как "одинаковый"), показывающие более высокий коэффициент пропускания задней поляризационной пластины 13, чем коэффициент пропускания передней поляризационной пластины 12 (такая последовательность соответствует Примеру настоящего изобретения). Эти последовательности показали лучший контраст и переднюю яркость белого, чем последовательность, описанная как "одинаковый" (последовательность соответствует Сравнительному примеру настоящего изобретения) на фиг. с 8 по 11, фиг. с 13 по 16, фиг. с 18 по 21 и фиг. с 23 по 26.
В отличие от этого, как показано на фиг. с 3 по 6, когда главный коэффициент k1 пропускания оптического элемента 30 устанавливался в 78%, последовательность казалась перемещающейся аналогично последовательности, соответствующей Примерам настоящего изобретения. Однако яркость белого у жидкокристаллического дисплея уменьшилась, что означает, что цель настоящего изобретения, обеспечение как достаточной передней яркости белого, так и достаточного переднего коэффициента контрастности, не была достигнута полностью. В случае, когда главный коэффициент k2 пропускания оптического элемента 30 устанавливался в 10%, как показано на фиг. 12, фиг. 17, фиг. 22 и фиг. 27, передняя яркость белого почти не увеличивалась, даже когда поляризационная пластина, имеющая низкий коэффициент пропускания и высокий контраст, использовалась в качестве передней поляризационной пластины 12, и поляризационная пластина, имеющая высокий коэффициент пропускания и низкий контраст, использовалась в качестве задней поляризационной пластины 13.
(Пример 17)
Жидкокристаллический дисплей в Примере 17 имеет структуру, в которой оптический элемент 30, задняя поляризационная пластина 13, жидкокристаллическая ячейка 11 и передняя поляризационная пластина 12 укладываются слоями в этом порядке со стороны задней подсветки, как проиллюстрировано на фиг. 28.
Передняя поляризационная пластина 12 имеет структуру, в которой пленка 15А затухания и поляризатор 14А с низким коэффициентом пропускания укладываются слоями в этом порядке со стороны жидкокристаллической ячейки 11.
Задняя поляризационная пластина 13 имеет структуру, в которой отрицательная C-пластина 16, изготовленная из TAC или т.п., поляризатор 14B с высоким коэффициентом пропускания и пленка 15B затухания укладываются слоями в этом порядке со стороны оптического элемента 30.
В настоящем Примере жидкокристаллическая ячейка 11 имеет гомеотропное упорядочение (вертикальную ориентацию) и демонстрирует индикатрису с соотношением nz>nx=ny. Дополнительно Rth[550] жидкокристаллической ячейки 11 в настоящем Примере устанавливалось в 325 нм.
Каждый параметр поляризатора 14А и поляризатора 14B в настоящем Примере показан в нижеследующей Таблице 3. Поляризатор 14А и поляризатор 14B размещались в скрещенных николях, так что их оси поглощения были бы перпендикулярны друг другу. Поляризатор 14B и оптический элемент 30 размещались в параллельных николях, так что их оси поглощения были бы параллельны друг другу.
<b>[Таблица 3]</b>
k1
k2
Единый коэффициент пропускания (%)
Коэффициент параллельного пропускания (%)
Коэффициент поперечного пропускания (%)
CR
Степень поляризации (%)
Поляризатор 14А с низким коэффициентом пропускания
87,9
0,0019
43,9
38,6
0,0016
23732
99,992
Поляризатор 14B с высоким коэффициентом пропускания
90,2
0,0161
45,1
40,7
0,0146
2792
99,928
В настоящем Примере каждый параметр оптического элемента 30 показан в нижеследующей Таблице 4.
<b>[Таблица 4]</b>
k1
k2
Единый коэффициент пропускания (%)
Коэффициент параллельного пропускания (%)
Коэффициент поперечного пропускания (%)
CR
Степень поляризации (%)
Оптический элемент 30, обеспечивающий эффект поляризации
86
2,3
44,2
37,0
2,0
18,2
94,73
Пленки 15А и 15B затухания были двухосными пленками затухания, которые удовлетворяют соотношению nx>ny>nz, и Re[550] устанавливалось в 50 нм, а Rth[550] устанавливалось в 135 нм.
Отрицательная C-пластина 16 была одноосной пленкой затухания, которая удовлетворяет соотношению nx=ny>nz, и Rth[550] устанавливалось в 60 нм.
Угол (угол, образованный в горизонтальной проекции), образованный осью наименьшей скорости распространения света у пленки 15А затухания и осью поглощения поляризатора 14А, устанавливался в 90°. Между тем угол (угол, видимый в горизонтальной проекции), образованный осью наименьшей скорости распространения света у пленки 15B затухания и осью поглощения поляризатора 14B, изменялся от 90° до 89° на 0,1° в порядке.
(Сравнительный пример 11)
Жидкокристаллический дисплей из Сравнительного примера 11 имеет такую же конфигурацию, как у жидкокристаллического дисплея из Примера 17, за исключением того, что передняя поляризационная пластина 12 и задняя поляризационная пластина 13 обе содержали поляризатор 14А с низким коэффициентом пропускания, как проиллюстрировано на фиг. 29.
(Сравнительный пример 12)
Жидкокристаллический дисплей из Сравнительного примера 12 имеет такую же конфигурацию, как у жидкокристаллического дисплея из Примера 17, за исключением того, что передняя поляризационная пластина 12 и задняя поляризационная пластина 13 обе содержали поляризатор 14B с высоким коэффициентом пропускания, как проиллюстрировано на фиг. 30.
(Контраст в косом направлении)
Контраст жидкокристаллического дисплея при наблюдении с косого угла обзора моделировался для примера 17 и Сравнительных примеров 11 и 12. Наблюдение с косого угла обзора является наблюдением из направления, которое делит пополам оси поглощения поляризаторов 14А и 14B и которое отклонено на 60° от нормального направления поверхности дисплея. В результате контраст увеличивался, когда угол, образованный осью наименьшей скорости распространения света у пленки 15B затухания и осью поглощения поляризатора 14B в примере 17, немного отличался от 90°, как проиллюстрировано на фиг. 31.
Также контраст в примере 17 поддерживался выше, чем в Сравнительных примерах 11 и 12, даже когда угол, образованный осью наименьшей скорости распространения света у пленки 15B затухания и осью поглощения поляризатора 14B, в значительной степени отличался от 90°.
Более того, фактически произведенные жидкокристаллические дисплеи, имеющие соответствующие конфигурации примера 17 и Сравнительных примеров 11 и 12, наблюдались визуально с косого угла обзора. При наблюдении жидкокристаллический дисплей в примере 17 показал лучший контраст, чем у жидкокристаллических дисплеев в Сравнительных примерах 11 и 12.
По настоящей заявке испрашивается приоритет заявки на патент № 2009-034405, поданной в Японии 17 февраля 2009 согласно Парижской конвенции об охране промышленной собственности и положениям федерального закона в обозначенном штате, полное содержимое которой настоящим включается в этот документ путем отсылки.
ОБЪЯСНЕНИЕ ЦИФР И СИМВОЛОВ
10: Жидкокристаллическая панель
11: Жидкокристаллическая ячейка
12: Передняя поляризационная пластина
13: Задняя поляризационная пластина
14A, 14B: Поляризатор
15A, 15B: Пленка затухания
16: Отрицательная C-пластина
20: Задняя подсветка
21: Лампа с холодным катодом
22: Корпус
23: Рассеиватель
24: Оптический лист
30: Оптический элемент, обеспечивающий эффект поляризации