專(zhuān)利名稱(chēng)：液晶顯示裝置以及電子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液晶顯示裝置以及電子設(shè)備。
背景技術(shù)：
作為在1個(gè)點(diǎn)區(qū)域內(nèi)形成了反射顯示區(qū)域和透射顯示區(qū)域的半透射反射型液晶顯示裝置，由于其兼?zhèn)浞瓷湫秃屯干湫偷墓δ芏梢詫?duì)應(yīng)于周?chē)h(huán)境的亮度切換顯示模式進(jìn)行顯示，因此在降低了耗電的同時(shí)，即使在周?chē)h(huán)境暗的情況下也可以獲得良好的顯示，所以其可適用于便攜設(shè)備的顯示部。特別是近年來(lái)隨著便攜設(shè)備的普及和高性能化的推廣，對(duì)于在半透射反射型液晶顯示裝置中實(shí)現(xiàn)更高圖像質(zhì)量化、低成本化的要求變得更為強(qiáng)烈。
作為提高半透射反射型顯示裝置的顯示對(duì)比度的技術(shù)，提出了采用使反射顯示區(qū)域和透射顯示區(qū)域的液晶層厚度不同的“多厚度結(jié)構(gòu)”的顯示裝置(參照專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。
另外，作為獲得半透射反射型液晶顯示裝置的低成本化的技術(shù)，提出了將具有光散射功能的向前散射膜設(shè)置在液晶面板的基板外面?zhèn)鹊囊壕э@示裝置(參照專(zhuān)利文獻(xiàn)2、專(zhuān)利文獻(xiàn)3)。通過(guò)設(shè)置該向前散射膜，就沒(méi)有必要在反射層形成用于提供前述光散射功能的具有凹凸形狀的樹(shù)脂膜，從而可以通過(guò)減少工序而降低制造成本，并且可以提高產(chǎn)量。同時(shí)，具有可以防止由于前述凹凸形狀的間距引起光學(xué)干涉而造成的顯示光的變色的優(yōu)點(diǎn)。
專(zhuān)利文獻(xiàn)1特開(kāi)平11-242226號(hào)公報(bào)。
專(zhuān)利文獻(xiàn)2特開(kāi)平9-113893號(hào)公報(bào)。
專(zhuān)利文獻(xiàn)3特開(kāi)平11-237623號(hào)公報(bào)。
關(guān)于實(shí)現(xiàn)液晶顯示裝置的高圖像質(zhì)量化或者低成本化這一點(diǎn)，前面的專(zhuān)利文獻(xiàn)1-3所述的技術(shù)是很有效的，通過(guò)兩者的組合，認(rèn)為可以用低成本提供高圖像質(zhì)量的液晶顯示裝置。然而，將兩者組合后，發(fā)現(xiàn)特別是在透射顯示中對(duì)比度的視角特性劣化了。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是鑒于上述問(wèn)題，而以提供獲得高圖像質(zhì)量廣視角的顯示，而且可用低成本制造的液晶顯示裝置，以及具備該液晶顯示裝置的電子設(shè)備為目的。
對(duì)于在上述半透射反射型液晶顯示裝置中，組合了向前散射膜的結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)的窄視角化的問(wèn)題，考慮具有以下的原因。
第一，在半透射反射型液晶顯示裝置中，以往就存在著透射顯示的視角窄的問(wèn)題。這是因?yàn)?，為了不產(chǎn)生視差而在液晶面板的內(nèi)面設(shè)置了半透射反射膜的原因，而受到只能通過(guò)在觀察者側(cè)具備的1枚偏振板進(jìn)行反射顯示的限制，因此使得光學(xué)設(shè)計(jì)的自由度變小了。
第二，在具備前述向前散射膜的半透射反射型液晶顯示裝置中，雖然在反射顯示通過(guò)光的散射獲得了提高視覺(jué)性的效果，但由于透射顯示的光也同樣被散射，使得從傾斜方向入射到液晶面板的光的一部分在觀察者方向(液晶面板的正面方向)被遺漏，而使液晶顯示裝置的黑度上升，結(jié)果存在降低對(duì)比度的問(wèn)題。為此，認(rèn)為如果將向前散射膜應(yīng)用于半透射反射型液晶顯示裝置后，對(duì)于原來(lái)視角就窄的透射顯示來(lái)說(shuō)，使得對(duì)比度的視角特性更加劣化，會(huì)更明顯地降低顯示質(zhì)量。
本發(fā)明者就是基于上述考慮，通過(guò)反復(fù)地對(duì)在液晶面板的前面?zhèn)染邆涔馍⑸鋵拥陌胪干浞瓷湫鸵壕э@示裝置中獲得高對(duì)比度廣視角顯示的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析而完成了本發(fā)明。
為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種液晶裝置，該液晶顯示裝置具備在互相對(duì)向配置的上基板和下基板之間夾持有液晶層，并且在夾前述液晶層的兩側(cè)設(shè)置有上偏振板以及下偏振板，同時(shí)在1個(gè)點(diǎn)區(qū)域內(nèi)設(shè)置了透射顯示區(qū)域和反射顯示區(qū)域的液晶面板，其特征在于，在前述上基板或者下基板的液晶層側(cè)設(shè)置有使前述透射顯示區(qū)域與反射顯示區(qū)域的液晶層厚度不同的液晶層厚度調(diào)整層，在前述上基板的外面?zhèn)仍O(shè)置有光散射層，前述液晶面板的對(duì)比度視角特性的半值寬度α(°)和前述光散射層的散射特性的半值寬度β(°)滿足式α≥3β的關(guān)系。
通過(guò)采用這樣的結(jié)構(gòu)，可以將上述光散射層的散射特性和前述液晶面板的對(duì)比度的視角特性控制在適當(dāng)?shù)姆秶?，而可以提供獲得高對(duì)比度廣視角顯示的液晶顯示裝置。另外，對(duì)于前述液晶面板的視角特性的半值寬度α和前述光散射層的散射特性的半值寬度β滿足關(guān)系式α≥3β的條件的適當(dāng)性的通過(guò)本發(fā)明者進(jìn)行驗(yàn)證的結(jié)果，將在后面(發(fā)明的實(shí)施方式)進(jìn)行詳細(xì)敘述。
在本發(fā)明的液晶顯示裝置中，優(yōu)選將前述光散射層的霾值(HazeValue)設(shè)置為20％以上。前述的“霾值”是指用散射透射率除以全光線透射率而用百分比表示的值。
通過(guò)將上述光散射層的霾值設(shè)為20％以上，可以消除鏡面感而獲得明亮的反射顯示。另外，對(duì)于該霾值的范圍的適當(dāng)性本發(fā)明者通過(guò)采用實(shí)際的液晶顯示裝置進(jìn)行了驗(yàn)證，其詳細(xì)將在后面(具體實(shí)施方式
)進(jìn)行敘述。
在本發(fā)明的液晶顯示裝置中，優(yōu)選將前述液晶面板構(gòu)成為大致在面板法線方向具有對(duì)比度最大的視角特性。通過(guò)采用這種結(jié)構(gòu)，可以使得獲得最高圖像質(zhì)量顯示的視角與觀察者的視線方向基本一致，從而可以提高顯示的實(shí)際質(zhì)量。
在本發(fā)明的液晶顯示裝置中，優(yōu)選使得在前述液晶面板中獲得最大對(duì)比度的視角方向與向前述光散射層從其法線方向入射的光的射出光強(qiáng)度最大的方向基本一致。通過(guò)采用這樣的結(jié)構(gòu)，可以抑制由于前述光散射層而引起的透射顯示對(duì)比度的降低，并可以抑制由于設(shè)置光散射層而引起的透射顯示的顯示質(zhì)量的降低。另外，由于可以使得在對(duì)比度最大的方向的顯示輝度成為最大地構(gòu)成液晶顯示裝置，從而可以獲得明亮的高對(duì)比度的透射顯示。
在本發(fā)明的液晶顯示裝置中，優(yōu)選使得前述液晶面板的視角特性以該液晶面板的正面方向?yàn)橹行幕緦?duì)稱(chēng)。通過(guò)采用這樣的結(jié)構(gòu)，即使由于光散射層使得顯示光散射，而在指定方向并不特別降低對(duì)比度，從而可以實(shí)現(xiàn)高對(duì)比度的顯示。
在本發(fā)明的液晶顯示裝置中，前述液晶層可以構(gòu)成為包含具有負(fù)的介電各向異性的液晶。即，可作為采用初始取向呈垂直取向的液晶的液晶顯示裝置。通過(guò)采用這樣的結(jié)構(gòu)，可以獲得廣視角高對(duì)比度的透射顯示，同時(shí)通過(guò)前述光散射層獲得良好的反射顯示，從而可以低成本提供高圖像質(zhì)量的半透射反射型液晶顯示裝置。
在本發(fā)明的液晶顯示裝置中，優(yōu)選在夾前述液晶層的上下設(shè)置電極層，并且在前述電極層設(shè)置對(duì)前述液晶的取向進(jìn)行限定的取向限定部件。
在采用初始取向呈垂直取向的液晶的液晶顯示裝置中，在通過(guò)電壓的變化使液晶分子傾倒時(shí)，當(dāng)液晶分子向無(wú)秩序的方向傾倒后，在液晶分子向同一方向取向的區(qū)域(Domain)的邊界會(huì)產(chǎn)生向錯(cuò)而形成不均勻，使得當(dāng)從傾斜方向觀察液晶時(shí)會(huì)感覺(jué)出現(xiàn)粗的污跡狀斑點(diǎn)。可是根據(jù)本結(jié)構(gòu)，通過(guò)在上述電極層設(shè)置上述取向限定部件，可以使得前述向錯(cuò)線在點(diǎn)區(qū)域內(nèi)被固定，從而可以防止上述的污跡狀斑點(diǎn)的發(fā)生而獲得高圖像質(zhì)量的顯示。
在本發(fā)明的液晶顯示裝置中，也可以設(shè)置對(duì)于前述上基板以及下基板入射圓偏振光的圓偏振光入射部件。如果采用圓偏振光，就沒(méi)有必要對(duì)施加電壓時(shí)的液晶分子的傾倒方向進(jìn)行特別的限定，而只要液晶分子傾倒就可以獲得明亮的顯示。
本發(fā)明的電子設(shè)備的特征在于，具備前面所述的本發(fā)明的液晶顯示裝置。基于這樣的結(jié)構(gòu)，可以提供具備高圖像質(zhì)量廣視角的顯示部的電子設(shè)備。


圖1是實(shí)施方案的液晶顯示裝置的電路結(jié)構(gòu)圖。
圖2是同上的液晶顯示裝置的平面結(jié)構(gòu)圖。
圖3是同上的液晶顯示裝置的剖面結(jié)構(gòu)圖。
圖4其中圖4(a)是說(shuō)明實(shí)施方案中作為取向限定部件的開(kāi)口部以及開(kāi)口狹縫的作用的圖。圖4(b)是作為前述取向限定部件以設(shè)置凸條為例的說(shuō)明圖。
圖5實(shí)施方案的液晶面板的等對(duì)比度曲線。
圖6是表示液晶面板A的對(duì)比度的視角特性和光散射層的散射特性的曲線圖。
圖7是表示液晶面板A、B的對(duì)比度的視角特性和光散射層的散射特性的曲線圖。
圖8是表示液晶面板A、B的隨光散射層的霾值變化而視角特性變化的曲線圖。
圖9是表示液晶面板A、C的對(duì)比度的視角特性和光散射層的散射特性的曲線圖。
圖10是圖9所示的液晶面板C的等對(duì)比度曲線。
圖11是光散射層的散射特性的測(cè)量方法的說(shuō)明圖。
圖12是表示電子設(shè)備一例的立體結(jié)構(gòu)圖。
符號(hào)說(shuō)明R反射顯示區(qū)域，T透射顯示區(qū)域，10陣列基板，25對(duì)向基板，38光散射層，40液晶面板(A)，50液晶層，9a開(kāi)口狹縫，18開(kāi)口部，20反射層，21絕緣膜(液晶層厚度調(diào)整層)，具體實(shí)施方式
下面參照?qǐng)D說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方案。
本實(shí)施方案的液晶顯示裝置，是以采用薄膜晶體管(TFTThin FilmTransistor)作為開(kāi)關(guān)元件的有源矩陣型的液晶顯示裝置為例。圖1是構(gòu)成本實(shí)施方案的液晶顯示裝置的圖像顯示區(qū)域的矩陣狀配置的多個(gè)點(diǎn)的等效電路圖，圖2是表示TFT陣列基板的1個(gè)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)的平面圖，圖3是表示同上的液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)的剖面圖，圖3是圖2中沿A-A’線的部分剖面圖。另外，在下面的各個(gè)圖中，為了使得各個(gè)層以及各個(gè)部件在圖面上達(dá)到可識(shí)別的尺寸，各個(gè)層以及各個(gè)部件的縮放比例是不同的。
在本實(shí)施方案的液晶顯示裝置中，如圖1所示，在構(gòu)成圖像顯示區(qū)域的矩陣狀配置的多個(gè)點(diǎn)中，分別形成了像素電極9和控制該像素電極9的開(kāi)關(guān)元件TFT30，供給圖像信號(hào)的數(shù)據(jù)線6a與該TFT30的源進(jìn)行電連接。向數(shù)據(jù)線6a寫(xiě)入的圖像信號(hào)S1、S2、......、Sn，是按照該順序依線順序供給的，或者是對(duì)于相鄰的多條數(shù)據(jù)線6a按組供給的。另外，掃描線3a與TFT30的柵進(jìn)行電連接，對(duì)于多條掃描線3a按照預(yù)定的時(shí)序脈沖式地按線順序施加掃描信號(hào)G1、G2、......、Gm。還有，像素電極9與TFT30的漏進(jìn)行電連接，通過(guò)只在一定時(shí)間內(nèi)將開(kāi)關(guān)元件TFT30導(dǎo)通，將從數(shù)據(jù)線6a供給的圖像信號(hào)S1、S2、......、Sn按預(yù)定的時(shí)序?qū)懭搿?br> 通過(guò)像素電極9向液晶寫(xiě)入的預(yù)定電平的圖像信號(hào)S1、S2、......、Sn在一定的時(shí)間內(nèi)被保持在像素電極9與后述的公用電極之間。液晶是通過(guò)施加的電壓高低而使得分子集合的取向以及秩序發(fā)生變化來(lái)進(jìn)行光的調(diào)制，從而可以進(jìn)行灰度顯示。在此，為了防止保持的圖像信號(hào)的泄漏，與在像素電極9和公用電極之間形成的液晶電容器并聯(lián)地附加了存儲(chǔ)電容器70。另外，符號(hào)3b表示的配線為電容器線。
下面根據(jù)圖2對(duì)構(gòu)成本實(shí)施方案的液晶顯示裝置的TFT陣列基板(本發(fā)明中的下基板)的平面結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。
如圖2所示，在TFT陣列基板上設(shè)置有像素電極9，沿著像素電極9的各個(gè)縱橫的邊界設(shè)置有數(shù)據(jù)線6a、掃描線3a以及電容器線3b。在本實(shí)施方案中，由各個(gè)像素電極9以及圍繞各個(gè)像素電極9周?chē)O(shè)置的數(shù)據(jù)線6a、掃描線3a、電容器線3b等形成的區(qū)域的內(nèi)側(cè)為一個(gè)點(diǎn)區(qū)域，在矩陣狀配置的每個(gè)點(diǎn)區(qū)域形成了可以顯示的結(jié)構(gòu)。
數(shù)據(jù)線6a與構(gòu)成TFT30的例如多晶硅膜形成的半導(dǎo)體層1f中的后述的源區(qū)通過(guò)接觸孔5進(jìn)行電連接，像素電極9與半導(dǎo)體層1f中的后述的漏區(qū)通過(guò)接觸孔8進(jìn)行電連接。在該像素電極9的接近中央部形成了沿著像素電極9的長(zhǎng)邊方向(圖示為上下方向)延伸的大致呈線狀的開(kāi)口狹縫9a。另外，在半導(dǎo)體層1f與掃描線3a俯視的交叉區(qū)域(圖中左上斜線表示的區(qū)域)形成了TFT30的溝道區(qū)1a，掃描線3a的與溝道區(qū)1a相對(duì)的部分具有柵電極的功能。
電容器線3b具備沿著掃描線3a大致呈直線延伸的主線部(也就是，俯視為沿著掃描線3a形成的第1區(qū)域)，和從與數(shù)據(jù)線6a相交叉處開(kāi)始沿著數(shù)據(jù)線6a向前段一側(cè)(圖中向上)突出的突出部(也就是，俯視為沿著數(shù)據(jù)線6a延伸設(shè)置的第2區(qū)域)。此外，在圖2中，在右上斜線所示的區(qū)域設(shè)置了多個(gè)第1遮光膜11a。
更具體地說(shuō)，第1遮光膜11a是被設(shè)置在從TFT陣列基板側(cè)看覆蓋包含各個(gè)半導(dǎo)體層1f的溝道區(qū)1a的TFT30的位置上，而且，具備與電容器線3b的主線部對(duì)向地沿著掃描線3a呈直線延伸的主線部，和從與數(shù)據(jù)線6a相交叉處開(kāi)始沿著數(shù)據(jù)線6a向鄰接的后段側(cè)(圖中向下)突出的突出部。第1遮光膜11a的各個(gè)段(像素行)的朝向下的突出部的端部與在數(shù)據(jù)線6a的下一段的電容器線3b的朝向上的突出部的端部呈平面重疊。在該重疊處設(shè)置了使得第1遮光膜11a與電容器線3b進(jìn)行電連接的接觸孔13。也就是，在本實(shí)施方案中，第1遮光膜11a是通過(guò)接觸孔13與前段或者后段的電容器線3b進(jìn)行電連接的。
如圖2所示，沿著點(diǎn)區(qū)域的周邊部形成有矩形框狀的反射膜20，將形成該反射膜20的區(qū)域作為反射顯示區(qū)域R，而將其內(nèi)側(cè)沒(méi)有形成反射膜20的區(qū)域作為透射顯示區(qū)域T。另外，俯視時(shí)可見(jiàn)在將反射膜20的形成區(qū)域包含于內(nèi)部的點(diǎn)區(qū)域內(nèi)形成有絕緣膜(液晶層厚度調(diào)整層)。在圖2的符號(hào)N所示的反射顯示區(qū)域R和透射顯示區(qū)域T的邊界區(qū)域從剖面圖中可見(jiàn)形成為具有傾斜面的傾斜區(qū)域，其詳細(xì)請(qǐng)參照?qǐng)D3所示的剖面結(jié)構(gòu)并在后面敘述。
下面，基于圖3對(duì)本實(shí)施方案的液晶顯示裝置的剖面結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。圖3為圖2中沿A-A’線的部分剖面圖。
如圖3所示，本實(shí)施方案的液晶顯示裝置是以具備在TFT陣列基板(下基板)10和與之對(duì)向地配置的對(duì)向基板(上基板)25之間夾持的由初始取向狀態(tài)呈垂直取向的介電各向異性為負(fù)的液晶構(gòu)成的液晶層50的液晶面板40，和在其背面?zhèn)?圖示下側(cè))配置的背光源(照明裝置)60為主體構(gòu)成的。符號(hào)51表示構(gòu)成液晶層50的液晶分子。
TFT陣列基板10的結(jié)構(gòu)是在由石英、玻璃等的透光性材料構(gòu)成的基板主體10A的表面上部分地形成了由鋁、銀等的反射率高的金屬膜構(gòu)成的反射膜20。如上所述，將形成了反射膜20的區(qū)域作為反射顯示區(qū)域R，將沒(méi)有形成反射膜20的區(qū)域作為透射顯示區(qū)域T。在位于反射顯示區(qū)域R內(nèi)的反射膜20上以及位于透射顯示區(qū)域T內(nèi)的基板主體10A上設(shè)置有由濾色片構(gòu)成的著色層22。該著色層22在鄰接的每個(gè)點(diǎn)區(qū)域配置有呈紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B)不同色的著色層，而由鄰接的3個(gè)點(diǎn)區(qū)域構(gòu)成1個(gè)像素?；蛘?，作為反射顯示和透射顯示的顯示色的色飽和度不同的補(bǔ)償，也可以在反射顯示區(qū)域和透射顯示區(qū)域另外地設(shè)置改變了色純度的著色層。
在濾色片的著色層22上的與反射顯示區(qū)域R基本對(duì)應(yīng)的平面位置形成有絕緣膜21。絕緣膜21例如可由膜厚約為2μm±1μm的丙烯酸類(lèi)樹(shù)脂等的有機(jī)膜形成，并且在反射顯示區(qū)域R和透射顯示區(qū)域T的邊界附近，形成有具有使得其自身的層厚連續(xù)地變化的傾斜面的傾斜區(qū)域N。由于沒(méi)有絕緣膜21部分的液晶層50的厚度約為2-6μm，所以反射顯示區(qū)域R中的液晶層50的厚度約為透射顯示區(qū)域T中的液晶層50的厚度的一半。也就是，絕緣膜21具有通過(guò)自身的膜厚使得在反射顯示區(qū)域R和透射顯示區(qū)域T中的液晶層50的層厚不同的液晶層厚度調(diào)整層功能，即實(shí)現(xiàn)了所謂的多厚度結(jié)構(gòu)。
在本實(shí)施方案中，絕緣膜21的下部的邊緣和反射膜20(反射顯示區(qū)域)的邊緣俯視為基本一致，所以傾斜區(qū)域N基本被反射顯示區(qū)域R所包含。因此，可以將由于前述傾斜區(qū)域N中的液晶層厚度不均勻而引起的液晶取向的混亂區(qū)域配置于透射顯示區(qū)域T的外側(cè)，從而獲得良好的透射顯示。
另外，在包含絕緣膜21的表面的對(duì)向基板10的表面形成有由ITO(銦錫氧化物)等的透明導(dǎo)電膜構(gòu)成的俯視基本呈矩形的像素電極9。在該像素電極9上形成有由聚酰亞胺等構(gòu)成的取向膜23。并將沿如圖2所示的透射顯示區(qū)域T的中央部上下延伸地形成的開(kāi)口狹縫9a形成在如圖3所示的TFT陣列基板10的像素電極9上。
另一方面，在對(duì)向基板25側(cè)的由玻璃、石英等的透光性材料構(gòu)成的基板主體25A上依次地形成有由ITO等的透明導(dǎo)電膜構(gòu)成的公用電極31、由聚酰亞胺等構(gòu)成的取向膜33。雖然在TFT陣列基板10、對(duì)向基板25雙方的取向膜23、33都實(shí)施了垂直取向處理，但沒(méi)有實(shí)施摩擦等的預(yù)傾斜處理。
如圖3所示，在點(diǎn)區(qū)域內(nèi)的公用電極31的一部分上形成有開(kāi)口，在圖2所示的平面圖中，該開(kāi)口部18是形成在與沿邊界區(qū)域N的圖示上下方向延伸的邊基本重疊的位置上。該開(kāi)口部18和前述的開(kāi)口狹縫9a在本實(shí)施方案的液晶顯示裝置中發(fā)揮對(duì)由呈垂直取向的液晶構(gòu)成的液晶層50在電壓變化時(shí)的傾倒方向進(jìn)行限定的取向限定部件的作用。
圖4(a)是說(shuō)明上述開(kāi)口狹縫9a和開(kāi)口部18、18的取向限定作用的概要剖面圖。如圖4(a)所示，在本實(shí)施方案的液晶顯示裝置中，在電壓變化時(shí)液晶分子51朝向與紙面基本垂直地延伸的開(kāi)口部18、18以及開(kāi)口狹縫9a的寬方向的兩側(cè)傾倒，由此，液晶的區(qū)域邊界被固定，從而在具備垂直取向的液晶層的液晶顯示裝置中，可以有效地防止出現(xiàn)斜看時(shí)的污跡狀斑點(diǎn)那樣的顯示質(zhì)量上問(wèn)題，而獲得廣視角范圍的良好的顯示。
另外，如圖4(b)所示，作為上述取向限定部件，可以采用與紙面基本垂直地延伸的凸條28，通過(guò)設(shè)置這樣的凸條28、28，也可以良好地對(duì)液晶分子51的傾倒方向進(jìn)行控制而獲得廣視角范圍的良好的顯示。
而且，在本實(shí)施方案中，開(kāi)口部18、18和傾斜區(qū)域N是形成在平面重疊的位置，通過(guò)采用這樣的結(jié)構(gòu)，可以使得由于前述邊界區(qū)域N中的液晶層厚度不均勻而引起的顯示不良部分和在前述開(kāi)口部18的平面區(qū)域產(chǎn)生的液晶的區(qū)域邊界呈平面重疊，因此提高了液晶顯示裝置的開(kāi)口率而獲得明亮的顯示。
另外，在TFT陣列基板10的外面?zhèn)龋瑥幕逯黧w側(cè)開(kāi)始依次地設(shè)置有相位差板26、偏振板27，在對(duì)向基板25的外面?zhèn)?，從基板主體側(cè)開(kāi)始依次地設(shè)置有光散射層38、相位差板(上相位差板)36、偏振板37。相位差板26、36為具有相對(duì)可見(jiàn)光波長(zhǎng)的約1/4波長(zhǎng)的相位差的相位差板，通過(guò)該相位差板和偏振板的組合使得從TFT陣列基板10側(cè)以及對(duì)向基板25側(cè)雙方向液晶層入射圓偏振光而射出直線偏振光。另外，在TFT陣列基板的外面?zhèn)燃匆壕卧耐鈧?cè)設(shè)置了具備光源、反射器、導(dǎo)光板等的背光源60。
本實(shí)施方案的液晶顯示裝置所具備的光散射層38，從其基本結(jié)構(gòu)方面看，可以恰當(dāng)?shù)夭捎迷谔亻_(kāi)2000-035506號(hào)公報(bào)、特開(kāi)2000-066026號(hào)公報(bào)、特開(kāi)2000-180607號(hào)公報(bào)等所公示的向前散射膜。例如，可以采用如特開(kāi)2000-035506號(hào)公報(bào)所公示的一種樹(shù)脂膜，該樹(shù)脂膜由折射率不同的2種以上的可以光聚合的單體或者低聚物的混合物構(gòu)成，其具有從傾斜方向照射紫外線后只在指定的廣角方向有效地散射的功能和只在指定的方向有效地衍射的功能，或者，可以采用特開(kāi)2000-066026號(hào)公報(bào)所公示的聯(lián)機(jī)全息散射膜等，該散射膜是通過(guò)使得在全息圖像用感光材料上用激光照射而部分地形成的折射率不同的區(qū)域成為層結(jié)構(gòu)而制造的。
在本實(shí)施方案的液晶顯示裝置中，優(yōu)選使前述光散射層38的霾值在20％以上。這是因?yàn)椋仓翟酱蠓瓷滹@示區(qū)域R中的光散射性越好，而可以獲得明亮且無(wú)鏡面感的良好的反射顯示。下面的表1是表示本發(fā)明者對(duì)于改變了光散射層38的霾值而制作的6種液晶面板40進(jìn)行反射顯示的亮度(反射率％)和通過(guò)目視觀察進(jìn)行的有無(wú)鏡面感的評(píng)價(jià)的結(jié)果。
如表1所示，可以得出通過(guò)使上述光散射層38的霾值在20％以上，可以獲得明亮且無(wú)鏡面感的良好的反射顯示的結(jié)果。
表1

如上所述，雖然光散射層38的霾值越大越可提高反射顯示的亮度，而可以獲得無(wú)鏡面感的良好的反射顯示，與此同時(shí)，透射顯示的黑度(黑顯示的亮度)也升高了，因此透射顯示的對(duì)比度具有降低的趨勢(shì)。然而在本實(shí)施方案的液晶顯示裝置中，通過(guò)進(jìn)行上述光散射層38的散射特性和上述液晶面板40的視角特性組合的最優(yōu)化，可以有效地防止在將光散射層設(shè)置于半透射反射型的液晶面板的前面?zhèn)葧r(shí)產(chǎn)生的視角特性的降低，從而獲得高圖像質(zhì)量的透射顯示。
圖5是將前述液晶面板40(液晶面板A)的視角特性用等對(duì)比度曲線表示的曲線圖，圖6是表示將前述液晶面板40的視角特性設(shè)為左軸，而將光散射層38的散射特性設(shè)為右軸的曲線圖。在圖5中，“CR＞10”所示的區(qū)域是表示對(duì)比度在10以上的視角范圍。圖6所示的液晶面板40的對(duì)比度分布與圖5的沿橫軸的對(duì)比度分布是相對(duì)應(yīng)的。另外，在圖6中，作為光散射層38是采用了霾值為80％的向前散射膜，其散射特性是以將射出光強(qiáng)度的最大值作為100為基準(zhǔn)的。
同時(shí)，上述液晶面板40的視角特性為在沒(méi)有設(shè)置光散射層38的狀態(tài)下測(cè)量的結(jié)果。另外，如圖11所示，上述光散射層38的散射特性為，從光散射層38的背面(圖示左面)側(cè)配置的光源向光散射層38照射光，透射光散射層38的光的強(qiáng)度是通過(guò)將光散射層38的法線方向作為中心而沿著圖示的點(diǎn)線可自由移動(dòng)的接收器D來(lái)測(cè)量的結(jié)果。
如圖6所示，本實(shí)施方案的液晶面板40的對(duì)比度視角特性的半值寬度α約為70°，而在同一圖中所示的光散射層38的散射特性的半值寬度β約為10°。因此，本實(shí)施方案的液晶顯示裝置足夠滿足式α≥3β的關(guān)系，而具備了本發(fā)明的主要要件。
下面，對(duì)通過(guò)適當(dāng)?shù)剡x擇液晶面板40以及光散射層38的特性來(lái)滿足式α≥3β的關(guān)系，從而獲得高圖像質(zhì)量且廣視角的顯示參照?qǐng)D7以及圖8進(jìn)行說(shuō)明。
圖7為表示上述液晶面板40(液晶面板A)的視角特性、作為比較樣品準(zhǔn)備的液晶面板B的視角特性和光散射層38(霾值為80％)的散射特性的曲線圖。上述液晶面板B為具有與夾持液晶層的基板平行的液晶分子取向的所謂的單一取向的液晶面板，與上述液晶面板40一樣，在其前面?zhèn)瓤梢耘渲霉馍⑸鋵?8。同時(shí)，對(duì)于上述液晶面板B，其上述視角特性也是在沒(méi)有具備光散射層時(shí)測(cè)量的結(jié)果。
如圖7所示，上述液晶面板40的視角特性的半值寬度α約為70°，霾值為80％的光散射層38的散射特性的半值寬度β約為10°，液晶面板B的視角特性的半值寬度α約為20°。因此，液晶面板40和霾值為80％的光散射層38的組合滿足上述式α≥3β的關(guān)系，但液晶面板B和霾值為80％的光散射層38的組合不滿足該關(guān)系。
圖8為分別將上述液晶層40(液晶面板A)以及液晶面板B與霾值80％的向前散射膜以及霾值50％的向前散射膜組合時(shí)，黑顯示亮度的測(cè)量結(jié)果的曲線圖。同時(shí)，圖8中的縱軸表示液晶面板A、B以空氣為基準(zhǔn)的透射顯示模式的黑顯示的亮度(％)，橫軸表示視角(°)。
如圖8所示，在液晶面板A、液晶面板B任何一種面板中，通過(guò)增大光散射層38的霾值可以增加全體的黑顯示的亮度，但液晶面板A的增加率比液晶面板B的增加率低。即，如下面的表2所示，在沒(méi)有設(shè)置光散射層的狀態(tài)，液晶面板B的對(duì)比度的降低率較大，在不滿足上述式α≥3β關(guān)系的液晶面板B和霾值80％的光散射層的組合中，只能獲得沒(méi)有設(shè)置光散射層38時(shí)的對(duì)比度的50％以下的對(duì)比度。因此，在這樣的結(jié)構(gòu)中，比起設(shè)置光散射層38的優(yōu)點(diǎn)(提高反射顯示模式的顯示質(zhì)量以及低成本化)透射顯示劣化的缺點(diǎn)卻更顯著，因此是不理想的。
另一方面，如前面所述，在將液晶面板A與霾值80％的光散射層38進(jìn)行組合時(shí)，滿足式α≥3β的關(guān)系，如表2所示即使在具備霾值80％的光散射層38的結(jié)構(gòu)中，也可以獲得200以上的高對(duì)比度的透射顯示。
表2

另外，本發(fā)明者為了對(duì)通過(guò)使液晶面板的視角特性的半值寬度α和光散射層的散射特性的半值寬度β滿足式α≥3β的關(guān)系，而獲得具有良好對(duì)比度的透射顯示進(jìn)行驗(yàn)證，將制作對(duì)液晶面板對(duì)比度的視角特性的半值寬度α進(jìn)行了各種變換的液晶面板與霾值不同的2種光散射層進(jìn)行組合時(shí)對(duì)于對(duì)比度變化進(jìn)行了測(cè)量。表3是表示將上述半值寬度α為10°-80°的5種液晶面板和霾值30％的光散射層(β＝8°)分別進(jìn)行組合的情況下，對(duì)透射顯示模式的對(duì)比度進(jìn)行測(cè)量的結(jié)果。另外，表4是表示將上述半值寬度α為10°-100°的4種液晶面板和霾值90％的光散射層(β＝20°)分別進(jìn)行組合的情況下，對(duì)透射顯示模式的對(duì)比度進(jìn)行測(cè)量的結(jié)果。另外，表3以及表4所述的對(duì)比度的值，是以將沒(méi)有設(shè)置上述光散射層時(shí)液晶面板的對(duì)比度作為100為基準(zhǔn)的。
表3

表4

如表3以及表4所示，為了達(dá)到滿足本發(fā)明的要件α≥3β的關(guān)系的范圍(表3為α≥30°的范圍，表4為α≥60°的范圍)，通過(guò)選擇液晶面板對(duì)比度的視角特性以及光散射層的散射特性(霾值)，可以將由于設(shè)置了光散射層而透射顯示對(duì)比度的降低率抑制在50％以下，從而可以在抑制透射顯示的圖像質(zhì)量的降低的同時(shí)，通過(guò)設(shè)置光散射層而達(dá)到提高反射顯示的視覺(jué)性的效果，從而可以實(shí)現(xiàn)液晶面板的低成本化。
另外，在本實(shí)施方案的液晶顯示裝置中，如圖6所示，對(duì)于液晶面板40的對(duì)比度的視角特性，對(duì)比度最大的方向(視角)與光散射層38的射出光最大的方向(視角)基本一致。通過(guò)采用這樣的結(jié)構(gòu)，在可以有效地在抑制由于光散射層38而降低透射顯示對(duì)比度的同時(shí)，有效地利用了對(duì)比度最大的方向的光，從而獲得高圖像質(zhì)量的顯示。
圖9是表示前述的液晶面板A(液晶面板40)的視角特性、光散射層38(霾值80％)的散射特性以及作為比較樣品準(zhǔn)備的液晶面板C的視角特性的曲線圖，圖10是圖9所示的液晶面板C的等對(duì)比度曲線。在圖10中，與前面的圖5一樣，“CR＞10”所示的區(qū)域是表示對(duì)比度在10以上的視角范圍。上述液晶面板C為具有與夾持液晶層的基板平行的液晶分子取向的所謂的單一取向的液晶面板，與上述液晶面板40一樣，在其前面?zhèn)瓤梢耘渲霉馍⑸鋵?8。同時(shí)，對(duì)于上述液晶面板C，其上述視角特性也是在沒(méi)有具備光散射層時(shí)測(cè)量的結(jié)果。
如圖9以及圖10所示，在比較樣品的液晶面板C中，對(duì)比度最大的方向位于視角約為15°位置。在將這樣的液晶面板C與圖9所示的具有散射特性的光散射層38組合的情況下，使得原來(lái)對(duì)比度低的液晶面板正面方向的對(duì)比度更低，另外在對(duì)比度最大的方向由于散射光而造成低輝度的顯示，從而使得由于光散射層38帶來(lái)的透射顯示的劣化的缺點(diǎn)更為顯著，這是不理想的。對(duì)此，如圖9所示，通過(guò)將使得對(duì)比度最大的方向和射出光強(qiáng)度最大的方向一致的液晶面板A與光散射層38進(jìn)行組合，可以將面板正面方向的對(duì)比度的降低抑制到最小。
另外，如圖6以及圖9所示，在本實(shí)施方案的液晶顯示裝置中，優(yōu)選將液晶面板40的對(duì)比度最大的方向作為面板的法線方向。通過(guò)采用這樣的結(jié)構(gòu)，在如上的與光散射層38組合的情況下，可以有效的抑制透射顯示的對(duì)比度的降低，同時(shí)可以在通常觀察者所位于的液晶面板正面方向獲得最大對(duì)比度，可以對(duì)于觀察者提供良好的顯示。
而且，優(yōu)選如本實(shí)施方案的液晶顯示裝置所具備的液晶面板40，具有以面板法線方向(視角0°)為中心基本對(duì)稱(chēng)的視角特性。通過(guò)采用這樣的結(jié)構(gòu)，即使由于前述光散射層38而顯示光被散射，在指定方向的對(duì)比度卻不會(huì)特別降低，從而可以實(shí)現(xiàn)高對(duì)比度的顯示。
(電子設(shè)備)圖12是表示本發(fā)明的電子設(shè)備的一例的立體圖。該圖所表示的移動(dòng)電話機(jī)1300具備采用了本發(fā)明的液晶顯示裝置的小尺寸顯示部1301、多個(gè)操作按鈕1302、受話口1303、以及送話口1304而構(gòu)成。
上述各個(gè)實(shí)施方案的顯示裝置并不局限于上述移動(dòng)電話機(jī)，可以將其作為圖像顯示部件適用于電子書(shū)籍、個(gè)人電腦、數(shù)字照相機(jī)、液晶電視機(jī)、取景器型或者監(jiān)視器直視型的磁帶錄像機(jī)、汽車(chē)導(dǎo)航裝置、傳呼機(jī)、電子筆記本、電子計(jì)算器、文字處理器、工作站、電視電話、POS終端、具備觸摸面板的設(shè)備等等，在上述任何一種電子設(shè)備上都可以配備實(shí)現(xiàn)了廣視角高對(duì)比度顯示，而且可用低成本制造的顯示部。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示裝置，該液晶顯示裝置具備在互相對(duì)向配置的上基板和下基板之間夾持有液晶層，在夾前述液晶層的兩側(cè)設(shè)置有上偏振板以及下偏振板，并且在1個(gè)點(diǎn)區(qū)域內(nèi)設(shè)置了透射顯示區(qū)域和反射顯示區(qū)域的液晶面板，其特征在于在前述上基板或者下基板的液晶層側(cè)設(shè)置有使得前述透射顯示區(qū)域和反射顯示區(qū)域的液晶層厚度不同的液晶層厚度調(diào)整層，在前述上基板的外面?zhèn)仍O(shè)置有光散射層，前述液晶面板的對(duì)比度的視角特性的半值寬度α(°)和前述光散射層的散射特性的半值寬度β(°)滿足式α≥3β的關(guān)系。
2.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其特征在于將前述光散射層的霾值設(shè)為20％或20％以上。
3.如權(quán)利要求2所述的液晶顯示裝置，其特征在于前述液晶面板具有基本在面板法線方向?qū)Ρ榷瘸蔀樽畲蟮囊暯翘匦浴?br> 4.如權(quán)利要求1到3中任意一項(xiàng)所述的液晶顯示裝置，其特征在于前述液晶面板的獲得最大對(duì)比度的視角方向與向前述光散射層中從其法線方向入射的光的射出光強(qiáng)度成為最大的方向基本一致。
5.如權(quán)利要求1到3中任意一項(xiàng)所述的液晶顯示裝置，其特征在于前述液晶面板的視角特性是以該液晶面板的正面方向?yàn)橹行幕緦?duì)稱(chēng)的。
6.如權(quán)利要求1到3中任意一項(xiàng)所述的液晶顯示裝置，其特征在于前述液晶層包含具有負(fù)的介電各向異性的液晶。
7.如權(quán)利要求6所述的液晶顯示裝置，其特征在于夾前述液晶層的上下設(shè)置有電極層，在前述電極層設(shè)置有對(duì)前述液晶的取向進(jìn)行限定的取向限定部件。
8.如權(quán)利要求6所述的液晶顯示裝置，其特征在于設(shè)置了對(duì)于前述上基板以及下基板入射圓偏振光的圓偏振光入射部件。
9.一種電子設(shè)備，其特征在于具備如權(quán)利要求1到8中任意一項(xiàng)所述的液晶顯示裝置。
全文摘要
本發(fā)明的液晶顯示裝置具備在互相對(duì)向配置的上基板和下基板之間夾持有液晶層，在夾前述液晶層的兩側(cè)設(shè)置有上偏振板以及下偏振板，并且在1個(gè)點(diǎn)區(qū)域內(nèi)設(shè)置了透射顯示區(qū)域和反射顯示區(qū)域的液晶面板；其中在前述上基板或者下基板的液晶層側(cè)設(shè)置有使得前述透射顯示區(qū)域和反射顯示區(qū)域的液晶層厚度不同的液晶層厚度調(diào)整層，在前述上基板的外面?zhèn)仍O(shè)置有光散射層，前述液晶面板A的對(duì)比度的視角特性的半值寬度α(°)和前述光散射層的散射特性的半值寬度β(°)滿足式α≥3β的關(guān)系。
文檔編號(hào)G02F1/1333GK1542521SQ20041003387
公開(kāi)日2004年11月3日 申請(qǐng)日期2004年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月1日
發(fā)明者前田強(qiáng) 申請(qǐng)人:精工愛(ài)普生株式會(huì)社