專利名稱：液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及一種以高對比度產(chǎn)生顯示的顯示裝置，如液晶顯示裝置。
背景技術(shù)：
近幾年來，液晶顯示裝置已經(jīng)用作電視，為了展現(xiàn)高質(zhì)量的顯示，需要具有寬視角和高對比度的顯示裝置。
對比度的問題是產(chǎn)生視角依賴性。產(chǎn)生視角依賴性的主要因素是在液晶分子的主軸指向矢和次軸指向矢之間具有光學(xué)各向異性。由于光學(xué)各向異性，當(dāng)在前方觀看液晶顯示裝置時的液晶分子的可視性與當(dāng)從傾斜方向上觀看裝置時的可視性不同。因而，白顯示的亮度和黑顯示的亮度根據(jù)視角而變化，產(chǎn)生了對比度的視角依賴性。
為了改善對比度的視角依賴性，已經(jīng)提供了一種其中插入延遲膜的結(jié)構(gòu)。例如，在垂直取向模式(VA模式)中，通過設(shè)置折射率在三個方向上不同的雙軸延遲膜來夾持液晶層，可改善視角(見非專利文獻(xiàn)1)。
“Optimum Film Compensation Modes for TN andVA LCD(用于TN和VA LCD的最佳膜補(bǔ)償模式)”，SID 98 Digest，第315-318頁。
此外，對于扭曲向列模式(TN模式)提出了一種使用層疊寬視野(wide view，WV)膜的結(jié)構(gòu)，在所述膜中圓盤形(discotic)液晶化合物混合取向(見專利文獻(xiàn)1)。
日本公開專利申請No.H6-265728。
同時，作為提高對比度的方法，為了改善由于偏振片的偏振程度不充分而產(chǎn)生的顯示的低對比度，提供了一種結(jié)構(gòu)，其中在液晶單元觀看側(cè)的基板外側(cè)上設(shè)置第一偏振片，在與觀看側(cè)基板相對的基板外側(cè)上設(shè)置第二偏振片，并設(shè)置第三偏振片，從而當(dāng)來自設(shè)置在與觀看側(cè)基板相對的基板外側(cè)上的輔助光源的光通過第二偏振片起偏振并穿過液晶單元時，偏振程度提高(見專利文獻(xiàn)2)。
PCT國際公開No.00/34821。

發(fā)明內(nèi)容
然而，與在非發(fā)光狀態(tài)時用于等離子體顯示面板(PDP)和電致發(fā)光(EL)面板的發(fā)光元件的黑亮度相比，當(dāng)在黑環(huán)境中觀看時液晶顯示裝置的黑亮度較高。結(jié)果，出現(xiàn)一個問題，即對比度低，因此非常需要提高對比度。
因此，本發(fā)明的一個目的是提高液晶顯示裝置的對比度。此外，本發(fā)明的另一個目的是提供一種具有寬視角的液晶顯示裝置。
鑒于上述的目的，在本發(fā)明中，在夾持顯示元件的透光基板上設(shè)置延遲膜和層疊偏振片。優(yōu)選地，在彼此相對設(shè)置夾持顯示元件的透光基板的每一個上都設(shè)置延遲膜和層疊偏振片。此外，可使用具有混和取向液晶的膜、具有扭曲取向液晶的膜、單軸延遲膜或雙軸延遲膜。層疊偏振片優(yōu)選包括兩個偏振片。
本發(fā)明的一個方面是一種液晶顯示裝置，其包括彼此相對設(shè)置的第一透光基板和與第二透光基板，夾在第一透光基板和第二透光基板之間的顯示元件，和順序設(shè)置在第一透光基板外側(cè)上或第二透光基板外側(cè)上的延遲膜和層疊偏振膜。層疊偏振片如此設(shè)置，即它們的吸收軸為平行尼科耳排列。
本發(fā)明的另一個方面是一種液晶顯示裝置，其包括彼此相對設(shè)置的第一透光基板和與第二透光基板，夾在第一透光基板和第二透光基板之間的顯示元件，順序設(shè)置在第一透光基板外側(cè)上的延遲膜和層疊偏振膜，和順序設(shè)置在第二透光基板外側(cè)上的延遲膜和層疊偏振膜。層疊偏振片如此設(shè)置，即它們的吸收軸為平行尼科耳排列。
本發(fā)明的另一個方面是一種液晶顯示裝置，其包括彼此相對設(shè)置的第一透光基板和與第二透光基板，夾在第一透光基板和第二透光基板之間的顯示元件，順序設(shè)置在第一透光基板外側(cè)上的延遲膜和層疊偏振膜，和順序設(shè)置在第二透光基板外側(cè)上的延遲膜和層疊偏振膜。層疊偏振片如此設(shè)置，即它們的吸收軸為平行尼科耳排列，且設(shè)置在第一透光基板一側(cè)上的偏振片的吸收軸相對于設(shè)置在第二透光基板一側(cè)上的偏振片的吸收軸為正交尼科耳排列。
本發(fā)明的另一個方面是一種液晶顯示裝置，其包括彼此相對設(shè)置的第一透光基板和與第二透光基板，夾在第一透光基板和第二透光基板之間的顯示元件，設(shè)置在第一透光基板內(nèi)側(cè)上或第二透光基板內(nèi)側(cè)上的濾色器，順序設(shè)置在第一透光基板外側(cè)上的延遲膜和層疊偏振膜，和順序設(shè)置在第二透光基板外側(cè)上的延遲膜和層疊偏振膜。層疊偏振片如此設(shè)置，即它們的吸收軸為平行尼科耳排列，且設(shè)置在第一透光基板一側(cè)上的偏振片的吸收軸相對于設(shè)置在第二透光基板一側(cè)上的偏振片的吸收軸為正交尼科耳排列。
在本發(fā)明中，層疊偏振片優(yōu)選包括兩個偏振片。
在本發(fā)明中，延遲膜是具有混合取向液晶的膜、具有扭曲取向液晶的膜、單軸延遲膜或雙軸延遲膜。
在本發(fā)明中，第一透光基板具有第一電極，第二透光基板具有第二電極，且當(dāng)在第一電極和第二電極之間施加電壓時顯示裝置進(jìn)行白色顯示，當(dāng)在第一電極和第二電極之間不施加電壓時顯示裝置進(jìn)行黑色顯示。
在本發(fā)明中，第一透光基板具有第一電極，第二透光基板具有第二電極，且當(dāng)在第一電極和第二電極之間不施加電壓時顯示裝置進(jìn)行白色顯示，當(dāng)在第一電極和第二電極之間施加電壓時顯示裝置進(jìn)行黑色顯示。
依照本發(fā)明，提高了液晶顯示裝置的對比度。同時，通過延遲膜改善了視角。


圖1是顯示本發(fā)明結(jié)構(gòu)的對比度的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
圖2是顯示本發(fā)明結(jié)構(gòu)的對比度的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
圖3是顯示具有偏振片的結(jié)構(gòu)的視角依賴性的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
圖4是顯示本發(fā)明結(jié)構(gòu)的視角依賴性的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
圖5是顯示本發(fā)明結(jié)構(gòu)的視角依賴性的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
圖6是顯示本發(fā)明結(jié)構(gòu)的對比度的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
圖7是顯示本發(fā)明結(jié)構(gòu)的對比度的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
圖8是顯示具有偏振片的結(jié)構(gòu)的視角依賴性的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
圖9是顯示本發(fā)明結(jié)構(gòu)的視角依賴性的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
圖10是顯示本發(fā)明結(jié)構(gòu)的視角依賴性的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
圖11A和11B是顯示本發(fā)明液晶顯示裝置的橫截面圖和透視圖。
圖12是顯示本發(fā)明液晶顯示裝置的橫截面圖。
圖13是顯示本發(fā)明液晶顯示裝置的橫截面圖。
圖14A到14C是顯示本發(fā)明液晶顯示裝置的框圖。
圖15A到15D是顯示本發(fā)明液晶顯示裝置的輻射部件的橫截面圖。
圖16A和16B是顯示本發(fā)明液晶模式的橫截面圖。
圖17A和17B是顯示本發(fā)明液晶模式的橫截面圖。
圖18A和18B是顯示本發(fā)明液晶模式的橫截面圖。
圖19A和19B是顯示本發(fā)明液晶模式的橫截面圖。
具體實(shí)施例方式
將參照附圖解釋本發(fā)明的實(shí)施方案。注意，本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員很容易理解本發(fā)明不限于下面的描述，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的情況下可以在形式和細(xì)節(jié)上做各種改變。因此，本發(fā)明不應(yīng)解釋為限于下面描述的實(shí)施方案。注意，在附圖中，相同或具有類似功能的部件由相同的參考數(shù)字或標(biāo)記表示，省略它們的重復(fù)解釋。
實(shí)施方案1在該實(shí)施方案中，將解釋本發(fā)明液晶顯示裝置的原理。
圖11A顯示了設(shè)置有層疊偏振片的顯示裝置的橫截面，圖11B顯示了該顯示裝置的透視圖。在該實(shí)施方案中，作為例子，將使用具有作為顯示元件的液晶元件的液晶顯示裝置進(jìn)行解釋。
如圖11A中所示，在彼此相對設(shè)置的第一透光基板101和第二透光基板102之間夾持有具有用作顯示元件的液晶元件的層100。作為透光基板，可以使用玻璃基板，如硼硅酸鋇玻璃或硼硅酸鋁玻璃、石英基板等?？蛇x擇地，可使用由具有柔性的合成樹脂形成的基板作為透光基板，所述合成樹脂為例如以聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)和聚醚砜(PES)為代表的塑料，或丙烯酸。
在透光基板的一外側(cè)上，即在不與具有液晶元件的層接觸的一側(cè)上，順序設(shè)置有延遲膜和層疊偏振片。在第一透光基板101一側(cè)上，順序設(shè)置有第一延遲膜121、第一偏振片103和第二偏振片104。在透光基板102一側(cè)上，順序設(shè)置有第二延遲膜122、第三偏振片105和第四偏振片106。
偏振片可由公知的材料形成。例如，可以使用這樣的結(jié)構(gòu)，其中在基板上順序?qū)盈B有接合層、TAC(三乙?；w維素)、PVA(聚乙烯醇)和碘的混合層、以及TAC。通過PVA(聚乙烯醇)和碘的混合層可控制偏振程度。由于其形狀，偏振片有時稱作偏振膜。
延遲膜例如為具有混合取向液晶的膜、具有扭曲取向液晶的膜、單軸延遲膜、或雙軸延遲膜。這種延遲膜可加寬顯示裝置的視角。
通過在一個方向上拉伸樹脂可形成單軸延遲膜。此外，通過在橫向方向上拉伸樹脂成軸，然后輕輕地在縱向方向上拉伸樹脂成軸，可形成雙軸延遲膜。所使用的樹脂的例子為環(huán)烯聚合物(COP)、聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯(PS)、聚醚砜(PES)、聚苯硫醚(PPS)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚丙烯(PP)、聚苯醚(PPO)、聚丙烯酸酯(PAR)、聚酰亞胺(PI)和聚四氟乙烯(PTFE)。
注意，通過使用三乙?；w維素(TAC)膜作為基本成分和混合取向的圓盤狀液晶或向列液晶，形成具有混合取向液晶的膜。在貼附于偏振片之后可將延遲膜貼附到透光基板。
接下來，從圖11B所示的透視圖可以看出，第一偏振片103和第二偏振片104如此層疊，即第一偏振片103的吸收軸與第二偏振片104的吸收軸平行。該平行排列稱作“平行尼科耳”。類似地，第三偏振片105和第四偏振片106如此層疊，即第三偏振片105的吸收軸與第四偏振片106的吸收軸平行，即它們處于平行尼科耳排列。
由此，層疊的偏振片放置成，使得它們處于平行尼科耳排列。
將彼此相對的層疊偏振片如此設(shè)置，即它們的吸收軸彼此成直角。該正交排列稱作“正交尼科耳(crossed nicol或cross nicol)”。
注意，偏振片的特定特性是它們的透射軸與吸收軸成直角。因此，當(dāng)偏振片的透射軸彼此平行時，它們也稱作“平行尼科耳”。此外，當(dāng)偏振片的透射軸彼此成直角時，其也稱作“正交尼科耳”。
通過如此層疊這些層疊的偏振片，使得它們的吸收軸為平行尼科耳排列，則會降低吸收軸方向上的光泄漏。此外，與單層偏振片的正交尼科耳排列相比，通過如此設(shè)置相對的層疊偏振片，即使得它們的吸收軸為正交尼科耳排列，會降低光泄漏。因而，可提高顯示裝置的對比度。
此外，因?yàn)楸景l(fā)明具有延遲膜，所以可提供具有寬視角的顯示裝置。而且，當(dāng)使用四分之一波片作為延遲片時，該延遲片還可用作抗反射膜。
在該實(shí)施方案中，將解釋液晶顯示裝置的具體結(jié)構(gòu)。
圖12是設(shè)置有層疊偏振片的液晶顯示裝置的橫截面圖。
液晶顯示裝置包括像素部分205和驅(qū)動電路部分208。在像素部分205和驅(qū)動電路部分208中，在基板301上設(shè)置有基膜302?？墒褂门c前面實(shí)施方案中類似的絕緣基板作為基板301。此外，一般擔(dān)心的是與其他基板相比，由合成樹脂形成的基板具有較低的可允許的溫度極限。然而，在使用具有高耐熱性的基板的制造工序之后，通過置換基板，可使用由合成樹脂形成的基板。
在像素部分205中，在基底膜302上設(shè)置有用作開關(guān)元件的晶體管。在該實(shí)施方案中，使用薄膜晶體管(TFT)用作晶體管，其稱作開關(guān)TFT 303?？赏ㄟ^各種方法制造TFT。例如，作為有源層，可使用結(jié)晶半導(dǎo)體膜。在結(jié)晶半導(dǎo)體膜上，提供柵電極，其間具有柵絕緣層。柵電極用于利用雜質(zhì)元素?fù)诫s有源層。因?yàn)闁烹姌O用于利用雜質(zhì)元素?fù)诫s有源層，所以不必形成用于利用雜質(zhì)元素進(jìn)行摻雜的掩模。柵電極可具有單層結(jié)構(gòu)或疊層結(jié)構(gòu)。通過控制雜質(zhì)區(qū)域的濃度，可形成重?fù)诫s的雜質(zhì)區(qū)域和輕摻雜的雜質(zhì)區(qū)域。這種具有輕摻雜的雜質(zhì)區(qū)域的TFT稱作LDD(輕摻雜漏極)結(jié)構(gòu)。此外，輕摻雜雜質(zhì)區(qū)域可形成為與柵電極交疊，這種TFT稱作GOLD(柵極交疊LDD)結(jié)構(gòu)。圖12顯示了具有GOLD結(jié)構(gòu)的開關(guān)TFT 303。此外，開關(guān)TFT 303形成為通過在雜質(zhì)區(qū)域中使用磷(P)等而具有n型極性。在開關(guān)TFT 303形成為具有p型極性的情形中，雜質(zhì)區(qū)域用硼(B)等摻雜。隨后，形成覆蓋柵電極等的保護(hù)膜。通過混合在保護(hù)膜中的氫元素終止結(jié)晶半導(dǎo)體膜的懸掛鍵。此外，為了提高平整度，形成層間絕緣膜305。對于層間絕緣膜305，可以使用有機(jī)材料或無機(jī)材料，或這些材料的層疊結(jié)構(gòu)。此外，在層間絕緣膜305、保護(hù)膜和柵極絕緣膜中形成開口，從而形成連接雜質(zhì)區(qū)域的布線。這樣，形成了開關(guān)TFT 303。注意到本發(fā)明并不限于開關(guān)TFT 303的該結(jié)構(gòu)。
接下來，形成與布線連接的像素電極306。
此外，與開關(guān)TFT 303同時形成電容器元件304。在該實(shí)施方案中，電容器元件304由包含與柵電極同時形成的導(dǎo)電膜、保護(hù)膜、層間絕緣膜305和像素電極306的層疊體形成。
此外，通過使用結(jié)晶半導(dǎo)體膜，在相同基板上形成像素部分和驅(qū)動電路部分。在該情形中，同時形成像素部分的晶體管和驅(qū)動電路部分208的晶體管。用于驅(qū)動電路部分208的晶體管為CMOS電路構(gòu)造，從而它們稱作CMOS電路354。形成CMOS電路354的TFT可具有與TFT 303類似的構(gòu)造。此外，形成CMOS電路354的TFT可具有GOLD結(jié)構(gòu)或LDD結(jié)構(gòu)。形成CMOS電路354的TFT不必必須具有與TFT303類似的結(jié)構(gòu)。
形成取向膜308以覆蓋像素電板306。取向膜308受到摩擦處理。當(dāng)使用液晶模式，例如VA模式時，就存在不進(jìn)行摩擦處理的情形。
接下來，制備對置基板320。在對置基板320的內(nèi)側(cè)上，即在與液晶接觸的一側(cè)上，可設(shè)置濾色器322和黑色矩陣(BM)324。可通過公知的方法制造濾色器322和黑色矩陣(BM)324，然而，通過逐滴釋放指定材料的小滴釋放方法(droplet-discharge)(一般為噴墨方法)制造它們，可消除材料浪費(fèi)。在沒有設(shè)置開關(guān)TFT 303的區(qū)域中設(shè)置濾色器等。就是說，如此設(shè)置濾色器，即使其與光透射區(qū)域(即開口區(qū)域)相對。注意，當(dāng)液晶顯示裝置形成為具有全色顯示時，濾色器等可由表現(xiàn)出紅色(R)、綠色(G)和藍(lán)色(B)的材料形成。當(dāng)液晶顯示裝置形成為具有單色顯示時，濾色器等由表現(xiàn)出至少一種顏色的材料形成。
注意到，當(dāng)在背光中設(shè)置RGB二極管(LED)等并使用通過時分來進(jìn)行彩色顯示的連續(xù)加色混合方法(場序方法)時，存在不設(shè)置濾色器的情形。還設(shè)置黑色矩陣324來減小開關(guān)TFT 303和CMOS電路354的布線對外部光的反射。因此，黑色矩陣324設(shè)置成與開關(guān)TFT 303和CMOS電路354交疊。注意，黑色矩陣324還設(shè)置成與電容器元件304交疊。這是因?yàn)楹谏仃?24可阻止形成電容器元件304的金屬膜的反射。
接下來，設(shè)置對置電極323和取向膜326。取向膜326受到摩擦處理。在特定液晶模式的情形中，存在不進(jìn)行摩擦處理的情形。例如，在VA模式情形中，就不必進(jìn)行摩擦。
TFT的布線和柵電極、像素電極306、以及對置電極323由選自包括下列物質(zhì)的組的材料形成氧化銦錫(ITO)；其中氧化鋅(ZnO)與氧化銦混合的IZO(氧化銦鋅)；其中氧化硅(SiO2)與氧化銦混合的導(dǎo)電材料；機(jī)銦(organoindium)；有機(jī)錫(organotin)；金屬，如鎢(W)、鉬(Mo)、鋯(Zr)、鉿(Hf)、釩(V)、鈮(Nb)、鉭(Ta)、鉻(Cr)、鈷(Co)、鎳(Ni)，鈦(Ti)、鉑(Pt)、鋁(Al)和銅(Cu)，包含這些金屬的合金、以及包含這些金屬的金屬化合物。
使用密封材料328將對置基板320結(jié)合到基板301。使用分配器(dispenser)等在基板301或?qū)χ没?20上涂覆密封材料328。此外，為了在基板301與對置基板320之間保持空間，在像素部分205和驅(qū)動電路部分208的一部分中設(shè)置隔離物325。隔離物325為柱狀或球形。
在這樣結(jié)合的基板301和對置基板320之間注入液晶311。優(yōu)選在真空中進(jìn)行注入?？蛇x擇地，可通過除注入之外的其他方法形成液晶311。例如，可將液晶311逐滴釋放到一個基板301上，然后結(jié)合對置基板320。當(dāng)處理大尺寸基板時，很難使用注入方法，優(yōu)選使用這種滴落方法。
液晶311具有液晶分子，通過像素電極306和對置電極323控制液晶分子的傾斜。具體地說，通過施加到像素電極306和對置電極323的電壓控制該傾斜。這種控制使用設(shè)置在驅(qū)動電路部分208中的控制電路。注意，該控制電路不必必須形成在基板301上，可使用由連接端子310連接的電路。在該情形中，可使用具有導(dǎo)電顆粒的各向異性導(dǎo)電膜將該電路連接到連接端子310?？蛇x擇地，對置電極323可與連接端子310的一部分電連接，連接端子310可具有與對置電極323相同的電位。例如，可通過使用凸塊337獲得電連接。顯示元件夾在基板301和對置基板320之間，且包括液晶311。在例如如圖12中所示的有源矩陣顯示裝置的情形中，顯示元件還包括開關(guān)TFT 303。
接下來，將解釋背光單元352的結(jié)構(gòu)。作為發(fā)射熒光的光源331，背光單元352包括冷陰極管、熱陰極管、二極管、無機(jī)EL、或有機(jī)EL。背光單元352還包括用于有效地將熒光導(dǎo)向光導(dǎo)板335的燈反射器322，所述光導(dǎo)板335在全反射熒光的同時將光導(dǎo)向整個表面；用于降低亮度不均勻的漫射片336、和用于重復(fù)利用在光導(dǎo)板335下面泄漏的光的反射板334。
用于調(diào)整光源331亮度的控制電路與背光單元352相連。通過從控制電路供給的信號可控制光源331的亮度。
在基板301和背光單元352之間，從基板側(cè)順序設(shè)置延遲膜316和層疊偏振片317和318。此外，在對置基板320一側(cè)，從基板側(cè)順序設(shè)置延遲膜341和層疊偏振片342和343。層疊偏振片和延遲膜結(jié)合在一起然后附于基板301和320。此時，彼此相對的層疊偏振片接合成，它們處于正交尼科耳排列。
通過設(shè)置層疊偏振片，可提高對比度。此外，由于延遲膜，可提供具有寬視角的顯示裝置。而且，當(dāng)使用四分之一波片作為延遲片時，延遲片還可用作抗反射膜。
此外，參照具有液晶元件的顯示裝置描述了該實(shí)施方案，然而本發(fā)明還適用于具有自發(fā)光元件的發(fā)光裝置。在發(fā)光裝置中，當(dāng)使用下述結(jié)構(gòu)時，通過在每個基板外側(cè)上設(shè)置層疊偏振片可提高對比度，在所述結(jié)構(gòu)中一對相對基板是透光基板且光向兩個方向發(fā)射。與液晶顯示裝置相比，發(fā)光裝置可以是具有更快運(yùn)動圖像響應(yīng)速度且更薄的顯示裝置。
實(shí)施方案3該實(shí)施方案包括層疊偏振片，但與前面實(shí)施方案的區(qū)別在于，解釋了使用具有非晶半導(dǎo)體膜的TFT的液晶顯示裝置。
圖13顯示了設(shè)置有使用非晶半導(dǎo)體膜的晶體管(之后稱作“非晶TFT”)作為開關(guān)元件的液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)。在像素部分205中設(shè)置有由非晶TFT形成的開關(guān)TFT。非晶TFT可通過公知的方法形成。然而，例如，在溝道蝕刻型TFT情形中，在基膜302上形成柵電極，且在柵電極上形成柵極絕緣膜、n型半導(dǎo)體膜、非晶半導(dǎo)體膜、源電極和漏電極。使用源電極和漏電極，在n型半導(dǎo)體膜中形成開口。此時，因?yàn)檫€移除了一部分非晶半導(dǎo)體膜，所以該TFT稱作溝道蝕刻型TFT。之后，形成保護(hù)膜。由此形成了非晶TFT。此外，還存在溝道保護(hù)型非晶TFT。設(shè)置保護(hù)膜，從而當(dāng)使用源電極和漏電極在n型半導(dǎo)體膜中形成開口時，不除去非晶半導(dǎo)體膜。其余結(jié)構(gòu)與溝道蝕刻型TFT類似。
然后，與圖12類似，形成取向膜308，并進(jìn)行摩擦處理。根據(jù)液晶的模式，可不進(jìn)行摩擦處理。
此外，與圖12類似，制備對置基板320，并使用密封材料328接合。通過將液晶311封閉在基板之間，形成了液晶顯示裝置。
此外，與圖12類似，在基板301和背光單元352之間，從基板一側(cè)順序設(shè)置延遲膜316和層疊偏振片317和318。此外，在對置基板320一側(cè)上，從基板一側(cè)順序設(shè)置延遲膜341和層疊偏振片342和343?？梢詫盈B偏振片和延遲膜接合在一起，然后附于基板301和320。此時，如此接合彼此相對的層疊偏振片，即使得它們相對于彼此為正交尼科耳排列。
通過設(shè)置層疊偏振片，可提高對比度。此外，由于延遲膜，可提供具有寬視角的顯示裝置。
當(dāng)使用非晶TFT作為開關(guān)TFT 303這樣形成液晶顯示裝置時，考慮到操作性能，在驅(qū)動電路部分208中可安裝作為驅(qū)動器的由硅晶片形成的IC 421。例如，通過使用具有導(dǎo)電顆粒422的各向異性導(dǎo)體將包含在IC 421中的布線和與開關(guān)TFT 303連接的布線相連接，可提供控制開關(guān)TFT 303的信號。注意，IC的安裝方法不限于此，還可通過引線接合方法安裝IC。
此外，IC還通過連接端子310與控制電路連接。此時，使用具有導(dǎo)電顆粒422的各向異性導(dǎo)電膜將IC與連接端子310連接。
省略了其余結(jié)構(gòu)的解釋，因?yàn)槠渑c圖12的相同。
參照具有液晶元件的顯示裝置解釋了該實(shí)施方案，然而本發(fā)明還適用于具有自發(fā)光元件的發(fā)光裝置。
實(shí)施方案4在該實(shí)施方案中，解釋了背光的結(jié)構(gòu)。在顯示裝置中設(shè)置有背光，作為具有光源的背光單元。光源由反射板包圍，從而背光單元可有效地分散光。
如圖15A中所示，背光單元252可使用冷陰極管401作為光源。此外，為了有效地反射來自冷陰極管401的光，可設(shè)置燈反射器332。冷陰極管401通常用在大尺寸顯示裝置中。這是因?yàn)閬碜岳潢帢O管的亮度強(qiáng)。因此，包含冷陰極管的背光單元可用于個人計(jì)算機(jī)的顯示器。
如圖15B中所示，背光單元252可使用二極管(LED)402作為光源。例如，以預(yù)定間隔設(shè)置發(fā)射白光的二極管(W)402。此外，為了有效地反射來自二極管(W)402的光，可設(shè)置燈反射器332。
如圖15C中所示，背光單元252可使用具有RGB中每種顏色的二極管(LED)403、404和405作為光源。通過使用具有RGB中每種顏色的二極管(LED)403、404和405，與當(dāng)僅使用發(fā)射白光的二極管(W)402時相比，可提高顏色再現(xiàn)性。此外，為了有效地反射來自二極管(LED)403、404和405的光，可設(shè)置燈反射器332。
此外，如圖15D中所示，當(dāng)使用具有RGB中每種顏色的二極管(LED)403、404和405作為光源時，不必設(shè)置相同數(shù)量的每個顏色的二極管，或不必以相同的布置來設(shè)置它們。例如，可設(shè)置多個具有低發(fā)光強(qiáng)度的顏色(例如綠色)的二極管。
此外，可將發(fā)射白光的二極管402與具有RGB中每種顏色的二極管(LED)403、404和405組合。
注意，當(dāng)設(shè)置RGB二極管時，當(dāng)使用場序模式時，通過根據(jù)時間依次激發(fā)RGB二極管，可進(jìn)行彩色顯示。
當(dāng)使用二極管時，因?yàn)榱炼雀?，所以背光單元適用于大尺寸顯示裝置。此外，因?yàn)镽GB中的每種顏色的色純度好，所以與當(dāng)使用冷陰極管時相比，顏色再現(xiàn)性出色，且因?yàn)闇p小了布置面積，所以如果使該背光單元適于小尺寸顯示裝置，則可實(shí)現(xiàn)框架尺寸減小。
此外，光源不必設(shè)置成圖15A到15D中所示的背光單元。例如，當(dāng)大尺寸顯示裝置配備具有二極管的背光時，可將二極管設(shè)置在基板的背表面上。此時，可依次設(shè)置每種顏色的二極管，在它們之間保持預(yù)定距離。根據(jù)二極管的布置可提高顏色再現(xiàn)性。
通過在使用這種背光的顯示裝置中設(shè)置層疊偏振片，可提供具有高對比度的圖像。特別是，具有二極管的背光適用于大尺寸顯示裝置，通過提高大尺寸顯示裝置的對比度，即使在黑環(huán)境中也可提供高質(zhì)量的圖像。
實(shí)施方案5在該實(shí)施方案中，將解釋包含在液晶顯示裝置中的每個電路操作等。
圖14A顯示了液晶顯示裝置的像素部分205和驅(qū)動電路部分208的系統(tǒng)框圖。
像素部分205包括多個像素。在形成每個像素的信號線212和掃描線10的交叉區(qū)域，設(shè)置有開關(guān)元件。通過開關(guān)元件可控制用于控制液晶分子傾斜的電壓的施加。在交叉區(qū)域設(shè)置開關(guān)元件的結(jié)構(gòu)稱作有源矩陣結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的像素部分不限于像這樣的有源矩陣，其可具有無源型構(gòu)造。無源矩陣構(gòu)造在每個像素中不具有開關(guān)元件，從而制造工序簡單。
驅(qū)動電路部分208包括控制電路202、信號線驅(qū)動電路203、和掃描線驅(qū)動電路204?？刂齐娐?02包括根據(jù)像素部分205的顯示內(nèi)容進(jìn)行灰度級控制的功能。因此，控制電路202將所產(chǎn)生的輸入到信號線驅(qū)動電路203和掃描線驅(qū)動電路204。然后，當(dāng)利用掃描線驅(qū)動電路204通過掃描線210選擇開關(guān)元件時，電壓施加到選擇的交叉區(qū)域的像素電極。根據(jù)通過信號線212從信號線驅(qū)動電路203輸入的信號來確定電壓的值。
此外，在控制電路202中，產(chǎn)生用于控制提供給發(fā)光部件206的電功率的信號，并將其輸入發(fā)光部件206的電源207。可使用前面實(shí)施方案中所述的背光單元作為發(fā)光部件。此外，代替背光，可使用前光作為發(fā)光部件。前光是指安裝在像素部分前面并由照明整個屏幕的發(fā)光體和光導(dǎo)體形成的板狀照明單元。通過使用這種發(fā)光部件，即使使用低功耗也可照明像素部分。
圖14B中所示的掃描線驅(qū)動電路204包括移位寄存器241、電平移動器242、和用作緩沖器243的電路。將例如柵極開始脈沖(GSP)和柵極時鐘信號(GCK)這樣的信號輸入移位寄存器241。注意，本發(fā)明的掃描線驅(qū)動電路并不限于圖14B中所示的構(gòu)造。
此外，如圖14C中所示，信號線驅(qū)動電路203包括移位寄存器231、第一鎖存器232、第二鎖存器233、電平移動器234和用作緩沖器235的電路。用作緩沖器235的電路是具有放大弱信號功能的電路，其包括運(yùn)算放大器等。將例如開始脈沖(SSP)這樣的信號輸入電平移動器234，將例如視頻信號這樣的數(shù)據(jù)(DATA)輸入第一鎖存器232。鎖存(LAT)信號暫時保持在第二鎖存器233中，并同時輸入像素部分205。這稱作線順序驅(qū)動。因此，當(dāng)像素進(jìn)行點(diǎn)順序驅(qū)動，而不是線順序驅(qū)動時，就不必包括第二鎖存器。因而，本發(fā)明的信號線驅(qū)動電路不限于圖14C中所示的構(gòu)造。
信號線驅(qū)動電路203、掃描線驅(qū)動電路204、和像素部分205可由設(shè)置在相同基板上的半導(dǎo)體元件形成。可使用設(shè)置在玻璃基板上的薄膜晶體管形成半導(dǎo)體元件。在該情形中，優(yōu)選使用結(jié)晶半導(dǎo)體膜作為半導(dǎo)體元件的一部分(參照實(shí)施方案2)。因?yàn)榻Y(jié)晶半導(dǎo)體膜具有良好的電特性，尤其是高遷移率，其可形成包含在驅(qū)動電路部分中的電路。此外，可使用IC(集成電路)芯片將信號線驅(qū)動電路203和掃描線驅(qū)動電路204安裝在基板上。在該情形中，可使用非晶半導(dǎo)體膜作為像素部分的半導(dǎo)體元件的一部分(參照實(shí)施方案3)。
通過在這種液晶顯示裝置中設(shè)置層疊偏振片，可提高對比度。就是說，通過層疊偏振片可提高來自由控制電路控制的發(fā)光部件的光的對比度。
實(shí)施方案6作為液晶顯示裝置中液晶的驅(qū)動方法，存在其中垂直于基板施加電壓的垂直電場方法，和其中平行于基板施加電壓的水平電場方法。設(shè)置有層疊偏振片的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)可適用于垂直電場方法或水平電場方法。具體地說，本發(fā)明適用于TN模式、VA模式、OCB模式、IPS模式、或STN模式。因此，在該實(shí)施方案中，將解釋本發(fā)明的層疊偏振片適用的各種類型液晶模式的例子。
首先，圖16A和16B中顯示了TN模式液晶顯示裝置的示意圖。
在彼此相對設(shè)置的第一透光基板101和第二透光基板102之間夾持有具有液晶元件的層100。在第一透光基板101一側(cè)上，設(shè)置有第一延遲膜121、第一偏振片103和第二偏振片104。此外，在第二透光基板102一側(cè)上，設(shè)置有第二延遲膜122、第三偏振片105和第四偏振片106。層疊偏振片，即第一偏振片103和第二偏振片104以平行尼科耳排列設(shè)置。此外，層疊偏振片，即第三偏振片105和第四偏振片106也以平行尼科耳排列設(shè)置。相對的偏振片，即第一偏振片103或第二偏振片104和第三偏振片105或第四偏振片106如此設(shè)置，即它們相對于彼此為正交尼科耳排列。在第一透光基板101和第二透光基板102上分別設(shè)置有第一電極108和第二電極109。第一電極108和第二電極109具有透光屬性。
在具有這種結(jié)構(gòu)的液晶顯示裝置中，在常白模式情形中，當(dāng)向第一電極108和第二電極109施加電壓(這稱作垂直電場方法)時，進(jìn)行黑色顯示，如圖16A中所示。此時，液晶分子垂直排列。然后，來自背光的光不能穿過基板，產(chǎn)生了黑色顯示。
然后，如圖16B中所示，當(dāng)在第一電極108和第二電極109之間不施加電壓時，產(chǎn)生白色顯示。此時，液晶分子水平排列，并在平面內(nèi)扭曲。結(jié)果，來自背光的光穿過設(shè)置有層疊偏振片的基板，可進(jìn)行指定圖像的顯示。
此時，通過設(shè)置濾色器可進(jìn)行全色顯示。濾色器可設(shè)置在第一透光基板101一側(cè)或第二透光基板102一側(cè)。
可使用公知的液晶材料作為TN模式的液晶材料。
接下來，圖17A和17B顯示了VA模式液晶顯示裝置的示意圖。在VA模式中，當(dāng)沒有電場時，液晶分子如此取向，即它們垂直于基板。
與圖16A和16B類似，在第一透光基板101一側(cè)，設(shè)置有第一延遲膜121、第一偏振片103和第二偏振片104。此外，在第二透光基板102一側(cè)，設(shè)置有第二延遲膜122、第三偏振片105和第四偏振片106。層疊偏振片，即第一偏振片103和第二偏振片104以平行尼科耳排列設(shè)置。此外，層疊偏振片，即第三偏振片105和第四偏振片106也以平行尼科耳排列設(shè)置。相對的偏振片，即第一偏振片103或第三偏振片104和第三偏振片105或第四偏振片106如此設(shè)置，即它們相對于彼此處于正交尼科耳排列。在第一透光基板101和第二透光基板102上分別設(shè)置有第一電極108和第二電極109。第一電極108和第二電極109具有透光屬性。
在具有這種結(jié)構(gòu)的液晶顯示裝置中，當(dāng)向第一電極108和第二電極109施加電壓時(垂直電場方法)，產(chǎn)生進(jìn)行白色顯示的開態(tài)，如圖17A中所示。此時，液晶分子水平排列。然后，來自背光的光穿過設(shè)置有層疊偏振片的基板，可進(jìn)行指定圖像的顯示。此時，通過設(shè)置濾色器可進(jìn)行全色顯示。濾色器可設(shè)置在第一透光基板101一側(cè)或第二透光基板102一側(cè)。
然后，如圖17B中所示，當(dāng)在第一電極108和第二電極109之間不施加電壓時，產(chǎn)生了黑色顯示，即關(guān)閉狀態(tài)。此時，液晶分子垂直排列。結(jié)果，來自背光的光不能穿過基板，產(chǎn)生了黑色顯示。
這樣，在關(guān)閉狀態(tài)時，液晶分子垂直于基板立起并產(chǎn)生黑色顯示，在開態(tài)時，液晶分子變得平行于基板并產(chǎn)生白色顯示。在關(guān)閉狀態(tài)時，因?yàn)橐壕Х肿恿⑵?，所以來自背光的偏振光可穿過液晶盒，而不受液晶分子影響，并可被對置基板一側(cè)上的偏振片完全阻擋。因此，通過設(shè)置層疊偏振片，有望進(jìn)一步提高對比度。
此外，延遲膜和層疊偏振片結(jié)合在一起的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)還適用于，液晶的取向從一個區(qū)域到另一個區(qū)域變化的MVA模式。
可使用公知的液晶材料作為VA模式或MVA模式的液晶材料。
圖18A顯示了IPS模式開態(tài)的形式，其產(chǎn)生了白色顯示，圖18B顯示了IPS模式關(guān)閉狀態(tài)的形式，其產(chǎn)生了黑色顯示。IPS模式的特征在于，由設(shè)置在一個基板上的一對電極控制液晶。因此，在第二基板102上設(shè)置有一對電極111和112。優(yōu)選地，該對基板111和112每一個都具有透光性。使用與圖16A和16B以及圖17A和17B中相同的標(biāo)記顯示了該結(jié)構(gòu)的剩余部分。因而，其中延遲膜和層疊偏振片結(jié)合在一起的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)還適用于IPS模式。
圖19A顯示了OCB模式開態(tài)的形式，其產(chǎn)生了白色顯示，圖19B顯示了OCB模式關(guān)閉狀態(tài)的形式，其產(chǎn)生了黑色顯示。OCB模式具有這樣的結(jié)構(gòu)，其中通過液晶分子的排列來光學(xué)地補(bǔ)償液晶層中產(chǎn)生的雙折射。這稱作“彎曲取向”。在第一基板101和第二基板102上分別設(shè)置有第一電極108和第二電極109。優(yōu)選地，至少與背光相對側(cè)，即顯示表面一側(cè)的電極，例如第二電極109，形成為具有透光性。使用與圖16A和16B以及圖17A和17B中相同的標(biāo)記顯示了該結(jié)構(gòu)的剩余部分。因而，其中延遲膜和層疊偏振片結(jié)合在一起的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)還適用于OCB模式。
在該實(shí)施方案中，將解釋其中使用了偏振片和延遲膜的VA模式液晶顯示裝置的光學(xué)計(jì)算及其結(jié)果。
首先，使用液晶光學(xué)計(jì)算模擬器LCD MASTER(由Shintech Inc.制造)，顯示出在插有延遲膜的VA模式液晶顯示裝置中，當(dāng)使用層疊偏振片時對比度升高。
使用LCD MASTER進(jìn)行了透射率相對于波長的光學(xué)計(jì)算。利用4×4矩陣光學(xué)計(jì)算法則來進(jìn)行光學(xué)計(jì)算，其中考慮了由于每個元件之間后反射光和前反射光造成的多重干涉。以10nm的間隔，對從380nm到780nm的光源波長進(jìn)行了計(jì)算。
表1中顯示了測量樣品的裝置結(jié)構(gòu)。
表1

在結(jié)構(gòu)1到5中，在相對的玻璃基板之間夾持有液晶，在相對的玻璃基板外側(cè)上設(shè)置有相同類型的雙軸延遲膜，此外，在雙軸延遲膜外側(cè)上設(shè)置有偏振片。結(jié)構(gòu)1到5中偏振片的數(shù)量不同。在結(jié)構(gòu)1中，在每個延遲膜外側(cè)上設(shè)置有一個偏振片。在結(jié)構(gòu)2中，在每個延遲膜外側(cè)上都層疊有兩個偏振片。在結(jié)構(gòu)3中，在每個延遲膜外側(cè)上都層疊有三個偏振片。在結(jié)構(gòu)4中，在觀看側(cè)的延遲膜外側(cè)上設(shè)置有一個偏振片，在背光側(cè)的延遲膜外側(cè)上設(shè)置有三個偏振片。在結(jié)構(gòu)5中，在觀看側(cè)的延遲膜外側(cè)上層疊有三個偏振片，在背光側(cè)的延遲膜外側(cè)上設(shè)置有一個偏振片。在結(jié)構(gòu)6中，在一對玻璃基板之間夾持有液晶，僅在每個玻璃基板外側(cè)上設(shè)置有偏振片。每個結(jié)構(gòu)中偏振片的總數(shù)在結(jié)構(gòu)1中為兩個，在結(jié)構(gòu)2中為四個，在結(jié)構(gòu)3中為六個，在結(jié)構(gòu)4中為四個，在結(jié)構(gòu)5中為四個，在結(jié)構(gòu)6中為兩個。
在結(jié)構(gòu)1到6中，如此層疊所述層疊偏振片，即使得它們的透射軸處于平行尼科耳排列。此外，在結(jié)構(gòu)1到6中，如此設(shè)置相對的偏振片，即使得它們的透射軸相對于彼此為正交尼科耳排列。
計(jì)算了下列情況下這些測量樣品的透射率當(dāng)向液晶施加0V電壓(還稱作“暗狀態(tài)”)時從前方觀看液晶顯示裝置；以及當(dāng)給液晶施加7V電壓(還稱作“亮狀態(tài)”)時從前方觀看液晶顯示裝置。假設(shè)對比度為7V電壓時的透射率與0V電壓時的透射率之比(7V時的透射率/0V時的透射率)，對每個波長都計(jì)算了對比度。
偏振片吸收軸的方向?qū)τ诒彻鈧?cè)是45度，對于觀看側(cè)是135度。對于液晶，介電常數(shù)各向異性Δe＝-4.3，雙折射Δn＝0.13(590nm)。液晶盒的厚度是2.4μm。
圖1顯示了結(jié)構(gòu)1、2和3的對比度的結(jié)果，其中相對的雙軸延遲膜外側(cè)上的偏振片數(shù)量相等(結(jié)構(gòu)1，2和3中偏振片的總數(shù)分別為兩個、四個、六個)。從圖1可以看出，隨著偏振片數(shù)量增加對比度升高。對比結(jié)構(gòu)1與結(jié)構(gòu)2，可以看出，結(jié)構(gòu)2的對比度在所有波長區(qū)域都較高。然而，在結(jié)構(gòu)3中，其中偏振片數(shù)量進(jìn)一步增加，但對比度幾乎與結(jié)構(gòu)2中相同。就是說，如果偏振片數(shù)量持續(xù)增加，則對比度就會達(dá)到一個飽和點(diǎn)。
圖2比較了結(jié)構(gòu)2與結(jié)構(gòu)4和結(jié)構(gòu)5。每個結(jié)構(gòu)中的偏振片總數(shù)相等。顯示了以下情況下所有波長區(qū)域中的對比度當(dāng)在觀看側(cè)或背光側(cè)設(shè)置單個偏振片時；以及當(dāng)在兩側(cè)都設(shè)置多個偏振片時。觀看結(jié)構(gòu)4和結(jié)構(gòu)5，當(dāng)在觀看側(cè)的偏振片數(shù)量與背光側(cè)的偏振片數(shù)量交換時，觀看不到對比度的差別。然而，可以看到，在例如結(jié)構(gòu)2的設(shè)置中，對比度比結(jié)構(gòu)4和結(jié)構(gòu)5的高。從這點(diǎn)可以看出，當(dāng)在兩側(cè)都層疊偏振片時，對比度升高。
接下來，進(jìn)行有關(guān)對比度(7V時的透射率/0V時的透射率)的視角依賴性的光學(xué)計(jì)算。對于視角范圍，用360°方位角和高達(dá)80°的極角方向進(jìn)行計(jì)算。此外，在視角的光學(xué)計(jì)算中，利用2×2矩陣光學(xué)計(jì)算法則來進(jìn)行計(jì)算，其中沒有考慮每個元件之間的多重干涉，且光源波長固定在550nm。計(jì)算了對比度為150或更大的區(qū)域和對比度小于10的區(qū)域。
圖3顯示了結(jié)構(gòu)6的對比度(圖中表示為“CR”)的視角依賴性，其中在背光側(cè)放置一個偏振片，在觀看側(cè)放置一個偏振片，且不包含雙軸延遲膜。此外，圖4顯示了結(jié)構(gòu)1的對比度的視角依賴性，其是給結(jié)構(gòu)6添加了雙軸延遲膜。比較圖3和圖4中的對比度的視角依賴性，可以看出對于包含雙軸延遲膜的結(jié)構(gòu)1，對比度小于10(圖中表示為“CR小于10”)的區(qū)域較窄，對比度為150或更大(圖中表示為“CR 150或更大”)的區(qū)域較寬。就是說，可以說通過添加雙軸延遲膜，改善了視角。
圖5顯示了對結(jié)構(gòu)2進(jìn)行光學(xué)計(jì)算的結(jié)果，其中在觀看側(cè)放置兩個偏振片，且在背光側(cè)放置兩個偏振片。比較圖5和圖4的對比度的視角依賴性，可以看出增加偏振片的數(shù)量不會產(chǎn)生視角的問題。而是，在包含層疊偏振片的結(jié)構(gòu)2中，對比度為150或更大的區(qū)域在45度、135度、225度和315度方位角處更寬，這些方位角是偏振片吸收軸的方向。就是說，可以看出層疊偏振片還對視角的改善有貢獻(xiàn)。
因而，在通過插入雙軸延遲片而視角加寬的VA模式液晶顯示裝置中，通過插入多個偏振片，可提高對比度并進(jìn)一步加寬視角。此外，當(dāng)背光側(cè)和觀看側(cè)上的偏振片數(shù)量都為兩個或更多時，大大提高了對比度。
實(shí)施方案2在該實(shí)施方案中，解釋使用偏振片和延遲膜的TN模式液晶顯示裝置的光學(xué)計(jì)算及其結(jié)果。
作為延遲膜，制備下述一種膜，即其中將圓盤狀液晶混合取向并結(jié)合到TAC膜。與前面的實(shí)施方案一樣，使用模擬器顯示出當(dāng)在插入這種延遲膜的TN模式液晶顯示裝置中使用層疊偏振片時，對比度升高。
表2中顯示了測量樣品的裝置結(jié)構(gòu)。在表2中，具有混合取向液晶的膜簡單地稱作“膜”。
表2

在結(jié)構(gòu)7到11中，在夾持相同類型液晶的相對玻璃基板外側(cè)上設(shè)置有具有混合取向液晶的膜。此外，在具有混合取向液晶的膜外側(cè)上設(shè)置有偏振片。結(jié)構(gòu)7到11中偏振片數(shù)量不同。在結(jié)構(gòu)7中，在每個具有混合取向液晶的膜外側(cè)上設(shè)置有一個偏振片，在結(jié)構(gòu)8中，在每個膜外側(cè)上都設(shè)置有兩個偏振片，在結(jié)構(gòu)9中，在每個膜外側(cè)上都設(shè)置有三個偏振片。在結(jié)構(gòu)10中，在觀看側(cè)上設(shè)置有一個偏振片，在背光側(cè)上設(shè)置有三個偏振片。在結(jié)構(gòu)11中，在觀看側(cè)上設(shè)置有三個偏振片，在背光側(cè)上設(shè)置有一個偏振片。此外，在結(jié)構(gòu)12中，僅在夾持液晶的相對玻璃基板外側(cè)上設(shè)置偏振片。每個結(jié)構(gòu)中偏振片的總數(shù)在結(jié)構(gòu)7中為兩個，在結(jié)構(gòu)8中為四個，在結(jié)構(gòu)9中為六個，在結(jié)構(gòu)10中為四個，在結(jié)構(gòu)11中為四個，在結(jié)構(gòu)12中為兩個。
注意，具有混合取向液晶的膜和偏振片結(jié)合在一起，并如此層疊偏振片，即使得它們的透射軸為平行尼科耳排列。此外，具有混合取向液晶的膜和偏振片如此結(jié)合，即當(dāng)從正上方看時，偏振片的吸收軸和圓盤狀液晶預(yù)傾角的下落方向平行。
在結(jié)構(gòu)7到12中，如此層疊所述層疊偏振片，即使得它們的透射軸為平行尼科耳排列。此外，在結(jié)構(gòu)7到12中，如此設(shè)置相對的偏振片，即使得它們的透射軸為正交尼科耳排列。
計(jì)算了如下情況下這些測量樣品中的透射率當(dāng)給液晶施加0V電壓(還稱作“亮狀態(tài)”)時從前方觀看液晶顯示裝置；以及當(dāng)給液晶施加7V電壓(還稱作“暗狀態(tài)”)時從前方觀看液晶顯示裝置。假設(shè)對比度為當(dāng)施加0V電壓時的透射率與當(dāng)施加7V電壓時的透射率之比(0V時的透射率/7V時的透射率)，對每個波長都計(jì)算對比度。
偏振片吸收軸的方向在背光側(cè)是135度，在觀看側(cè)是45度。背光側(cè)上的摩擦方向和觀看側(cè)上的摩擦方向與偏振片吸收軸的方向相同，從而獲得了常白模式的液晶顯示器。對于液晶，介電常數(shù)各向異性Δe＝5.2，雙折射率Δn＝0.097(590nm)。液晶盒厚度是4.0μm。
圖6顯示了結(jié)構(gòu)7、8和9的對比度結(jié)果，其中相對的具有混合取向液晶的膜外側(cè)上的偏振片數(shù)量相等(結(jié)構(gòu)7、8和9中，偏振片的總數(shù)分別為兩個、四個、六個)。從圖6可以看出TN模式也一樣，隨著偏振片數(shù)量增加對比度升高。對比結(jié)構(gòu)7與結(jié)構(gòu)8，可以看出，結(jié)構(gòu)8的對比度在所有波長區(qū)域都較高。這顯示出當(dāng)在背光側(cè)和觀看側(cè)層疊相同數(shù)量的偏振片時，增加每一側(cè)偏振片數(shù)量可使對比度升高。然而，對于結(jié)構(gòu)9，其中偏振片數(shù)量進(jìn)一步增加，但對比度幾乎與結(jié)構(gòu)8中相同。就是說，如果偏振片數(shù)量持續(xù)增加，則對比度就會達(dá)到一個飽和點(diǎn)。這對于TN模式和VA模式都是相同的。
圖7比較了結(jié)構(gòu)8與結(jié)構(gòu)10和結(jié)構(gòu)11。每個結(jié)構(gòu)中的偏振片總數(shù)相等。顯示了下述情況下所有波長區(qū)域中的對比度當(dāng)在觀看側(cè)或背光側(cè)僅設(shè)置一個偏振片時，以及當(dāng)在兩側(cè)都設(shè)置多個偏振片時。觀看結(jié)構(gòu)10和結(jié)構(gòu)11，當(dāng)觀看側(cè)的偏振片數(shù)量與背光側(cè)的偏振片數(shù)量交換時，觀看不到對比度的差別。然而，可以看到，在例如結(jié)構(gòu)8的設(shè)置中，對比度比結(jié)構(gòu)10和結(jié)構(gòu)11的高。從這點(diǎn)可以看出與TN模式一樣，當(dāng)在兩側(cè)都層疊偏振片時，對比度升高。
接下來，進(jìn)行對比度(0V時的透射率/5V時的透射率)的視角依賴性的光學(xué)計(jì)算。視角范圍與實(shí)施方案1中的相同。用360°方位角和高達(dá)80°的極角方向進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算了對比度為150或更大的區(qū)域和對比度小于10的區(qū)域。
圖8顯示了使用結(jié)構(gòu)12時對比度的視角依賴性的結(jié)果。結(jié)構(gòu)12包括在觀看角側(cè)上的一個偏振片和在背光側(cè)上的一個偏振片，且不包含具有混合取向液晶的膜。此外，在圖9中，顯示了結(jié)構(gòu)7的對比度的視角依賴性。結(jié)構(gòu)7是給結(jié)構(gòu)12添加了具有混合取向液晶的膜。比較圖8和圖9中對比度的視角依賴性，可以看出在包含具有混合取向液晶的膜的結(jié)構(gòu)7的對比度分布中，“對比度小于10”的區(qū)域較窄，“對比度為150或更大”的區(qū)域較寬。換句話說，可以說通過包含具有混合取向液晶的膜，改善了視角。
在圖10中，顯示了對結(jié)構(gòu)8進(jìn)行光學(xué)計(jì)算的結(jié)果，結(jié)構(gòu)8包括背光側(cè)上的兩個偏振片和觀看側(cè)上的兩個偏振片。比較圖10和圖9，可以看出通過增加偏振片的數(shù)量，改善了偏振片吸收軸方向上的視角。
因而，可以看出，在通過插入具有混合取向液晶的膜加寬了視角的TN模式液晶顯示裝置中也一樣，通過插入多個偏振片，可進(jìn)一步加寬視角，這有助于提高對比度。此外，可以看出，當(dāng)背光側(cè)和觀看側(cè)上的偏振片數(shù)量分別為兩個或更多時，顯著提高了對比度。
本申請基于2005年12月5日在日本專利局提交的日本專利申請序列號2005-351351，其全部內(nèi)容在這里結(jié)合作為參考。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示裝置，包括第一透光基板；與第一透光基板相對的第二透光基板；夾在第一透光基板和第二透光基板之間的液晶材料；延遲膜和層疊偏振片，設(shè)置在第一透光基板外側(cè)上，使得延遲膜位于第一透光基板和層疊偏振片之間，其中層疊偏振片設(shè)置成它們的吸收軸為平行尼科耳排列。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其中層疊偏振片具有兩個偏振片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其中延遲膜選自包括下列膜的組包含混合取向液晶的膜、包含扭曲取向液晶的膜、單軸延遲膜、和雙軸延遲膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其中第一透光基板包括第一電極，第二透光基板包括第二電極，且當(dāng)在第一電極和第二電極之間施加電壓時顯示裝置進(jìn)行白色顯示，當(dāng)在第一電極和第二電極之間不施加電壓時顯示裝置進(jìn)行黑色顯示。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示裝置，其中第一透光基板包括第一電極，第二透光基板包括第二電極，且當(dāng)在第一電極和第二電極之間不施加電壓時顯示裝置進(jìn)行白色顯示，當(dāng)在第一電極和第二電極施加電壓時顯示裝置進(jìn)行黑色顯示。
6.一種液晶顯示裝置，包括第一透光基板；與第一透光基板相對的第二透光基板；夾在第一透光基板和第二透光基板之間的液晶材料；第一延遲膜和第一層疊偏振片，設(shè)置在第一透光基板外側(cè)上，使得第一延遲膜位于第一透光基板和第一層疊偏振片之間；以及第二延遲膜和第二偏振片，設(shè)置在第二透光基板外側(cè)上，使得第二延遲膜位于第二透光基板和第二偏振片之間，其中第一層疊偏振片設(shè)置成它們的吸收軸為平行尼科耳排列。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的液晶顯示裝置，其中第一層疊偏振片具有兩個偏振片。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的液晶顯示裝置，其中第一和第二延遲膜每一個都選自包括下列膜的組包含混合取向液晶的膜、包含扭曲取向液晶的膜、單軸延遲膜、和雙軸延遲膜。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的液晶顯示裝置，其中第一透光基板包括第一電極，第二透光基板包括第二電極，且當(dāng)在第一電極和第二電極之間施加電壓時顯示裝置進(jìn)行白色顯示，當(dāng)在第一電極和第二電極不施加電壓時顯示裝置進(jìn)行黑色顯示。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的液晶顯示裝置，其中第一透光基板包括第一電極，第二透光基板包括第二電極，且當(dāng)在第一電極和第二電極之間不施加電壓時顯示裝置進(jìn)行白色顯示，當(dāng)在第一電極和第二電極之間施加電壓時顯示裝置進(jìn)行黑色顯示。
11.一種液晶顯示裝置，包括第一透光基板；與第一透光基板相對的第二透光基板；夾在第一透光基板和第二透光基板之間的液晶材料；第一延遲膜和第一層疊偏振片，設(shè)置在第一透光基板外側(cè)上，使得第一延遲膜位于第一透光基板和第一層疊偏振片之間；以及第二延遲膜和第二層疊偏振片，設(shè)置在第二透光基板外側(cè)上，使得第二延遲膜位于第二透光基板和第二層疊偏振片之間，其中第一層疊偏振片設(shè)置成它們的吸收軸為平行尼科耳排列，第二層疊偏振片設(shè)置成它們的吸收軸為平行尼科耳排列，設(shè)置的第一層疊偏振片的吸收軸相對于第二層疊偏振片的吸收軸為正交尼科耳排列。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的液晶顯示裝置，其中第一層疊偏振片和第二層疊偏振片分別具有兩個偏振片。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的液晶顯示裝置，其中第一和第二延遲膜每一個都選自包括下列膜的組包含混合取向液晶的膜、包含扭曲取向液晶的膜、單軸延遲膜、和雙軸延遲膜。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的液晶顯示裝置，其中第一透光基板包括第一電極，第二透光基板包括第二電極，且當(dāng)在第一電極和第二電極之間施加電壓時顯示裝置進(jìn)行白色顯示，當(dāng)在第一電極和第二電極之間不施加電壓時顯示裝置進(jìn)行黑色顯示。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的液晶顯示裝置，其中第一透光基板包括第一電極，第二透光基板包括第二電極，且當(dāng)在第一電極和第二電極之間不施加電壓時顯示裝置進(jìn)行白色顯示，當(dāng)在第一電極和第二電極之間施加電壓時顯示裝置進(jìn)行黑色顯示。
16.一種液晶顯示裝置，包括第一透光基板；與第一透光基板相對的第二透光基板；夾在第一透光基板和第二透光基板之間的液晶材料；設(shè)置在第一透光基板外側(cè)上的第一延遲膜和第一層疊偏振片，其中第一延遲膜位于第一透光基板和第一層疊偏振片之間；設(shè)置在第二透光基板外側(cè)上的第二延遲膜和第二層疊偏振片，其中第二延遲膜位于第二透光基板和第二層疊偏振片之間；以及設(shè)置在至少第一透光基板和第二透光基板之一內(nèi)側(cè)上的濾色器，其中第一層疊偏振片設(shè)置成它們的吸收軸為平行尼科耳排列，第二層疊偏振片設(shè)置成它們的吸收軸為平行尼科耳排列；且第一層疊偏振片的吸收軸相對于第二層疊偏振片的吸收軸為正交尼科耳排列。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的液晶顯示裝置，其中第一層疊偏振片和第二層疊偏振片分別具有兩個偏振片。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的液晶顯示裝置，其中第一和第二延遲膜每一個都選自包括下列膜的組包含混合取向液晶的膜、包含扭曲取向液晶的膜、單軸延遲膜、和雙軸延遲膜。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的液晶顯示裝置，其中第一透光基板包括第一電極，第二透光基板包括第二電極，且當(dāng)在第一電極和第二電極之間施加電壓時顯示裝置進(jìn)行白色顯示，當(dāng)在第一電極和第二電極之間不施加電壓時顯示裝置進(jìn)行黑色顯示。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的液晶顯示裝置，其中第一透光基板包括第一電極，第二透光基板包括第二電極，且當(dāng)在第一電極和第二電極之間不施加電壓時顯示裝置進(jìn)行白色顯示，當(dāng)在第一電極和第二電極之間施加電壓時顯示裝置進(jìn)行黑色顯示。
21.一種顯示裝置，包括彼此相對的第一基板和第二基板；夾在第一和第二基板之間的顯示元件；第一延遲膜和第一層疊偏振片，設(shè)置在第一基板外側(cè)上，使得第一延遲膜位于第一基板和第一層疊偏振片之間；以及第二延遲膜和第二偏振片，設(shè)置在第二基板外側(cè)上，使得第二延遲膜位于第二基板和第二層疊偏振片之間，其中第一層疊偏振片如此設(shè)置，即它們的吸收軸為平行尼科耳排列，第二層疊偏振片如此設(shè)置，即它們的吸收軸為平行尼科耳排列，且第一層疊偏振片的吸收軸相對于第二層疊偏振片的吸收軸為正交尼科耳排列。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的顯示裝置，其中顯示元件為液晶元件。
全文摘要
存在的問題是，與非發(fā)光狀態(tài)的發(fā)光元件的黑亮度相比，當(dāng)在暗環(huán)境中觀看時液晶顯示裝置中黑亮度較高，從而造成對比度低的結(jié)果。強(qiáng)烈要求提高對比度。因此，本發(fā)明的目的是提供一種具有提高的對比度和寬視角的液晶顯示裝置。在夾持顯示元件的透光基板上設(shè)置延遲膜和層疊偏振片?？墒褂镁哂谢旌先∠蛞壕У哪?、具有扭曲取向液晶的膜、單軸延遲膜或雙軸延遲膜作為延遲膜。優(yōu)選層疊偏振片包括兩個偏振片。
文檔編號G02F1/133GK101034224SQ200610163800
公開日2007年9月12日 申請日期2006年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月5日
發(fā)明者惠木勇司, 石谷哲二, 西毅 申請人:株式會社半導(dǎo)體能源研究所