專利名稱：液晶顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液晶顯示器，特別是從很斜的方向觀看時(shí)，顯示質(zhì)量也會(huì)很高的液晶顯示器。
利用向列相液晶的液晶顯示器很早就被廣泛地應(yīng)用在鐘表、計(jì)算器等分段型數(shù)值顯示器上。近年來(lái)被廣泛地應(yīng)用到了文字處理機(jī)、筆記本電腦、汽車導(dǎo)向系統(tǒng)上。最近，又開(kāi)始被應(yīng)用到對(duì)角長(zhǎng)度為20英寸到30英寸的直視型(非投射型)大屏幕電視等上，用途越來(lái)越廣。
這樣的液晶顯示器中，一般包括一對(duì)其間夾著液晶層且相對(duì)峙的基板，該基板上還形成有用以使像素接通/截止的電極、布線等。例如，在有源矩陣型液晶顯示器中，用以將電壓施加給液晶層的像素電極排列成矩陣狀，場(chǎng)效應(yīng)管等有源元件作為有選擇地向每一個(gè)像素電極施加電位的開(kāi)關(guān)手段而和上述電極、布線一起形成在基板上。而且在彩色液晶顯示器中，基板上還形成有紅、綠、藍(lán)等彩色濾光層。以下幾種按向列相液晶分子的扭曲角度來(lái)區(qū)分的這樣的液晶顯示器的顯示方式，已為人所知。
(1)扭曲向列液晶顯示方式(以下稱其為TN型)，即液晶分子在一對(duì)基板間的扭曲角度為90°。
(2)超扭曲向列液晶顯示方式(以下稱其為STN型)，即液晶分子在一對(duì)基板間的扭曲角度大于90°。
由于在上述顯示方式的液晶顯示器中，存在著視野角依賴性(包括方位角依賴性和視角依賴性)，即當(dāng)觀察者觀察顯示面的方向(方位角顯示面內(nèi)的方向)及觀察該顯示面的角度(視角與顯示面法線所成的角度)不同時(shí)，圖像的對(duì)比度就不同，還會(huì)發(fā)生灰階翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象等，而造成表示視野角特性的視野角不大。例如，當(dāng)從法線方向稍向6點(diǎn)方向(把顯示面比作時(shí)鐘的文字盤(pán)時(shí)，6點(diǎn)方向即為朝下的方向)傾斜的那一方向觀察顯示面時(shí)，會(huì)出現(xiàn)灰階翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象；當(dāng)從法線方向向12點(diǎn)方向(朝上方向)傾斜的那一方向觀察顯示面時(shí)，沒(méi)有什么對(duì)比度而使整個(gè)圖像發(fā)白。還有，當(dāng)從法線方向向3點(diǎn)方向及9點(diǎn)方向(橫向)傾斜的方向觀察顯示面時(shí)，也出現(xiàn)灰階翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象而導(dǎo)致顯示質(zhì)量下降。
為解決這一問(wèn)題，例如，在日本國(guó)特許公報(bào)第2866540號(hào)以及日本國(guó)公開(kāi)特許公報(bào)特開(kāi)平9-120005號(hào)公報(bào)中，揭示了將上述TN型液晶盒和折射率橢圓球體已傾斜的相位差補(bǔ)償元件組合起來(lái)使用的液晶顯示器。在該公報(bào)中所論述的液晶顯示器中，是這樣設(shè)置液晶盒和相位差補(bǔ)償元件的，即設(shè)置它們而讓每一個(gè)像素內(nèi)取向膜附近的液晶分子的預(yù)傾斜方向和上述相位差補(bǔ)償元件的折射率橢圓球體主軸的傾斜方向相反，這樣，每一個(gè)像素內(nèi)被加上電壓后而豎立起來(lái)的液晶分子的正單軸折射率各向異性就由相位差補(bǔ)償元件的負(fù)單軸折射率各向異性來(lái)補(bǔ)償。換句話說(shuō)，施加電壓時(shí)，基板界面附近那些不豎起的液晶分子的折射率各向異性也得到了有效的光學(xué)補(bǔ)償。結(jié)果，6點(diǎn)方向(朝向下方)上的灰階翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象得到了抑制，同時(shí)，12點(diǎn)方向上(朝向上方)的對(duì)比度也得到了提高而使視角擴(kuò)大。而且，3點(diǎn)方向及9點(diǎn)方向(橫向)上也沒(méi)有了灰階翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象，這些方向上的視角也變大了。就這樣，通過(guò)使用折射率橢圓球體已傾斜的相位差補(bǔ)償元件，在觀察者進(jìn)行觀察時(shí)，不僅縱向(上下方向)上的視角擴(kuò)大了，橫向(左右方向)上的視角也擴(kuò)大了。
需提一下，上述顯示質(zhì)量對(duì)視角的依賴性，是在將TN型液晶顯示器中的位于液晶層厚度方向中央附近的液晶分子的預(yù)傾斜方向(即正視角方向)設(shè)定為朝下(6點(diǎn)方向)的情況下而觀察到的。這樣來(lái)設(shè)定普通的TN型液晶顯示器中的正視角方向，是為了在從自顯示面法線方向向下(6點(diǎn)方向)傾斜的方向觀察顯示面時(shí)，獲得最大的對(duì)比度。在本說(shuō)明書(shū)中，只要無(wú)特別說(shuō)明，示例的TN型液晶顯示器中的液晶層就是這樣設(shè)置的。亦即，縱向?yàn)榘ㄕ暯欠较虻姆较?，橫向?yàn)榕c正視角方向相垂直的方向。
然而，在現(xiàn)今這樣的要求液晶顯示器視角更廣、顯示質(zhì)量更高、色再現(xiàn)性更優(yōu)良的形勢(shì)下，如上所述，很難說(shuō)僅僅靠將TN型液晶顯示器中的液晶盒和折射率橢圓球體已傾斜的相位差補(bǔ)償元件組合起來(lái)使用，就能得到令人滿意的顯示特性。
上述現(xiàn)有的液晶顯示器，是通過(guò)施加電壓改變液晶層的排列狀態(tài)，進(jìn)而改變自光源入射到液晶層的光的透過(guò)率，來(lái)獲得黑、白以及二者間的任一個(gè)亮度，而將圖像顯示出來(lái)的。如上所述，在現(xiàn)有的液晶顯示器中，視角不同的話，液晶層的看上去的光程差也不同，因此而產(chǎn)生了視角依賴性。該視角依賴性由相位差補(bǔ)償元件來(lái)加以補(bǔ)償。
然而，液晶層與相位差補(bǔ)償元件的光程差都具有波長(zhǎng)分散性(波長(zhǎng)依賴性)，而且這些波長(zhǎng)依賴性一般互不相同。因此，當(dāng)上述現(xiàn)有的液晶顯示器進(jìn)行白顯示和中間灰度顯示時(shí)，即使液晶層的光程差值與相位差補(bǔ)償元件的光程差值能夠在正面方向(顯示面法線方向)上達(dá)到最佳，當(dāng)從一個(gè)很斜的方向(傾斜于顯示面法線的方向)觀看時(shí)，也會(huì)由于液晶層及相位差補(bǔ)償元件的光程差的波長(zhǎng)分散性的不同而帶上顏色。特別是，從3點(diǎn)方向或者9點(diǎn)方向(橫向)上的視角觀察時(shí)會(huì)發(fā)黃。
本發(fā)明是為解決上述課題而開(kāi)發(fā)出來(lái)的。其目的在于提供一種在很大的視角范圍內(nèi)，色再現(xiàn)性很高的液晶顯示器。
本發(fā)明中的液晶顯示器，其包括由一對(duì)基板和夾在上述一對(duì)基板間的液晶層組成的液晶盒、一對(duì)其間夾有上述液晶盒且相互對(duì)峙著設(shè)置的偏光子、設(shè)置在上述液晶盒和至少一個(gè)偏光子間的相位差補(bǔ)償元件、以及設(shè)置在上述一對(duì)偏光子中靠近觀察者一側(cè)的那一個(gè)偏光子的又靠近觀察者那一側(cè)的防眩層。將上述防眩層設(shè)定成其對(duì)從觀察者一側(cè)射入的光的正反射特性及其對(duì)從上述液晶層透向觀察者一側(cè)的光的正透過(guò)特性滿足一定的關(guān)系，這樣來(lái)抑制當(dāng)從傾斜于顯示面法線的方向觀察時(shí)，色再現(xiàn)性的下降，進(jìn)而達(dá)到上述目的。
最好是上述相位差補(bǔ)償元件為這樣的一個(gè)元件，即在分別令它的折射率橢圓球體的3個(gè)相互垂直的主軸為a軸、b軸和c軸，主折射率為na、nb、nc時(shí)，三者間的關(guān)系為na=nc＞nb,a軸基本上與上述液晶層的層面平行，b軸傾斜于上述液晶層的層法線。
最好是上述防眩層中有內(nèi)部散射層和散射性表面。
最好是上述內(nèi)部散射層中含有高分子母體和分散在上述高分子母體中的粒子，上述粒子具有散射中心且上述粒子和上述高分子母體的折射率互不相同。
最好是上述防眩層的霾系數(shù)值在15以上，25以上更好。
最好是上述防眩層的霾系數(shù)值在40以上，50以上更好。
最好是上述防眩層為這樣的一個(gè)層，由光學(xué)梳寬度為0.5mm的圖像清晰度測(cè)量?jī)x所測(cè)得的它的透過(guò)圖像清晰度之值在10以上，15以上更好。
最好是上述液晶層中的液晶材料對(duì)波長(zhǎng)550nm的光的折射率各向異性Δn(550)在0.060＜Δn(550)＜0.120的范圍內(nèi)，在0.070Δn(550)0.095的范圍內(nèi)更好。
最好是將上述相位差補(bǔ)償元件布置成它的b軸與上述液晶層的層法線所成的角度在15°～75°的范圍內(nèi)。
最好是在設(shè)上述相位差補(bǔ)償元件在上述液晶層的層法線方向上的厚度為d時(shí)，(na-nb)×d在80nm～250nm的范圍內(nèi)。
下面，對(duì)本發(fā)明的作用加以說(shuō)明。
根據(jù)本發(fā)明中的液晶顯示器，不僅相位差補(bǔ)償元件能夠補(bǔ)償液晶層所具有的折射率各向異性，被設(shè)置在靠近觀察者一側(cè)的偏光子(有時(shí)被稱為表偏光子，偏光子包括偏光板和偏光膜)的又靠近觀察者那一側(cè)的防眩層，還能夠抑制利用了相位差補(bǔ)償元件的結(jié)構(gòu)所特有的著色(發(fā)黃、發(fā)藍(lán))現(xiàn)象的發(fā)生，即色再現(xiàn)性的下降。
防眩層，通過(guò)內(nèi)部散射層與/或散射性表面讓透過(guò)防眩層的光散向前方，再將各個(gè)方向上的已經(jīng)著色的光混合起來(lái)，這樣來(lái)抑制著色現(xiàn)象的。特別是，若所使用的內(nèi)部散射層含有高分子母體和分散在高分子母體中的粒子，粒子又具有散射中心且粒子和高分子母體的折射率互不相同，就可實(shí)現(xiàn)正反射特性及正透過(guò)特性之平衡極優(yōu)的防眩層。而且通過(guò)以高分子作母體很容易地就能形成防眩層。
所設(shè)定的對(duì)從觀察者一側(cè)射入的光的正反射特性及對(duì)從上述液晶層透向觀察者一側(cè)的光的正透過(guò)特性滿足一定關(guān)系的上述防眩層，能夠抑制由于正反射外來(lái)光而造成的周圍的像映在顯示面上，并能將由透向正面方向的透過(guò)光所形成的圖像的清晰度維持得很高。結(jié)果是能夠抑制從側(cè)向看去時(shí)圖像的著色，而最終可在很的視角下，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的顯示圖像。
具有內(nèi)部散射層和散射性表面的防眩層，在它對(duì)從觀察者一側(cè)射入的光的正反射特性，及它對(duì)從液晶層透向觀察者一側(cè)的光的正透過(guò)特性之間有一個(gè)良好的平衡。霾系數(shù)值在15以上的防眩層具有非常理想的正反射特性和正透射特性，霾系數(shù)值在25以上的防眩層的上述特性更佳。
特別是，即使使用主軸傾斜了的相位差補(bǔ)償元件，也不能充分地降低從傾斜于正視角方向的方向觀察TN型、STN型液晶顯示器時(shí)所看到的灰階翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象。例如，若視角為從顯示面法線方向朝正視角方向傾斜而成的角，那么，從該視角為30°左右起，顯示質(zhì)量就開(kāi)始下降。為抑制顯示質(zhì)量在正視角方向上的下降，防眩層的霾系數(shù)值最好在40以上，50以上就更好了。
非常適于在本發(fā)明的液晶顯示器中用的防眩層的光學(xué)特性(上述正反射特性和正透射特性)，是以由圖像清晰度測(cè)量?jī)x所測(cè)得的透過(guò)圖像清晰度來(lái)評(píng)價(jià)的。若由光學(xué)梳寬為0.5mm的圖像清晰度測(cè)量?jī)x所測(cè)得的透過(guò)圖像清晰度之值在10以上，那么，由透向正面方向的透過(guò)光所形成的圖像的清晰度就能被維持得很高。特別是，若使用透過(guò)圖像清晰度之值在15以上的防眩層，則由透向正面方向的透過(guò)光所形成的圖像的清晰度就更高了。
最好是將液晶材料對(duì)波長(zhǎng)550nm的光的折射率各向異性Δn(550)設(shè)定在0.060＜Δn(550)＜0.120的范圍內(nèi)。若液晶材料對(duì)可見(jiàn)度最高，即波長(zhǎng)550nm的光的折射率各向異性Δn(550)在該范圍以外，則在某些視角下會(huì)發(fā)生灰階翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象，對(duì)比度下降等。將液晶材料對(duì)波長(zhǎng)550nm的光的折射率各向異性Δn(550)設(shè)定在比0.060大、比0.120小的范圍內(nèi)后，就能抑制由視角引起的相位差的變化，故可以更進(jìn)一步地改善對(duì)比度的變化及橫向上的灰階翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象。若將液晶材料對(duì)波長(zhǎng)550nm的光的折射率各向異性Δn(550)設(shè)定在0.070Δn(550)0.095的范圍內(nèi)，便可更有效、確確實(shí)實(shí)地消除由視角引起的相位差，故可以更確實(shí)地改善對(duì)比度的變化，橫向上的灰階翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象等。而且，為抑制在使用了霾系數(shù)值在40以上的防眩層的結(jié)構(gòu)下，正視角方向上的顯示質(zhì)量下降，也最好是將Δn(550)設(shè)定在比0.060大、比0.120小的范圍內(nèi)，將Δn(550)設(shè)定在0.070Δn(550)0.095的范圍內(nèi)就更好了。
從相位差補(bǔ)償元件和具有正單軸光學(xué)各向異性的液晶層的組合使用上來(lái)看，相位差補(bǔ)償元件最好是這樣的一種元件，即在分別令它的折射率橢圓球體的3個(gè)相互垂直的主軸為a軸、b軸和c軸，主折射率為na、nb、nc時(shí)，三者間的關(guān)系為na=nc＞nb,a軸基本上與液晶層的層面平行，b軸傾斜于液晶層的層法線。
此時(shí)，最好是將相位差補(bǔ)償元件的折射率橢圓球體的b軸相對(duì)液晶層的層法線的傾斜角，設(shè)定在15°以上75°以下的范圍內(nèi)。這樣設(shè)定折射率橢圓球體的傾斜角以后，便可有效地補(bǔ)償由于液晶分子而引起的相位差。最好是將相位差補(bǔ)償元件的主折射率na、nb之差與厚度d之乘積，即(na-nb)×d設(shè)定在80nm以上250nm以下的范圍內(nèi)。這樣設(shè)定相位差補(bǔ)償元件的主折射率na、nb之差與厚度d之乘積以后，就確能獲得由相位差補(bǔ)償元件帶來(lái)的補(bǔ)償效果。
下面，對(duì)附圖做一簡(jiǎn)單的說(shuō)明。


圖1為一剖面圖，示出了本發(fā)明的實(shí)施例中的液晶顯示器100的結(jié)構(gòu)。
圖2為一立體圖，示出了液晶顯示器100中的相位差補(bǔ)償元件2及3的主折射率的方向。
圖3為一立體圖，示出了液晶顯示器100中的液晶盒1、相位差補(bǔ)償元件2及3以及偏光板4及5的光學(xué)布置情況。
圖4為一剖面圖，示出了液晶顯示器100中的防眩層16的結(jié)構(gòu)。
圖5示出了本發(fā)明的實(shí)施例中的液晶顯示器及參考例中的液晶顯示器的外加電壓～光透過(guò)率特性曲線。
圖6為一立體圖，示出了用以評(píng)價(jià)液晶顯示器的視角依賴性的測(cè)量系。
圖7(a)～圖7(c)示出了實(shí)施例3中的液晶顯示器的外加電壓～光透過(guò)率特性曲線。
圖8(a)～圖8(c)示出了參考例中的液晶顯示器的外加電壓～光透過(guò)率特性曲線。
符號(hào)之簡(jiǎn)單說(shuō)明1液晶盒，2、3相位差補(bǔ)償元件(相位差補(bǔ)償板)，4表偏光板，5里偏光板，6、7電極基板，8液晶層，9、12透光性基板，10、13透明電極，11、14取向膜，15密封樹(shù)脂，16a防眩層的內(nèi)部散射層，16b防眩層的散射性表面，17驅(qū)動(dòng)電路，18受光元件，19放大器，20記錄裝置，100液晶顯示器，100a液晶顯示器的觀察者一側(cè)的表面。
以下，參考附圖，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例加以說(shuō)明。本發(fā)明并不局限于以下實(shí)施例。
圖1為一剖面圖，示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中的液晶顯示器100的結(jié)構(gòu)。液晶顯示器100為一正常白模式的TN型液晶顯示器。
液晶顯示器100，其包括液晶盒1、一對(duì)其間夾有液晶盒1且相互對(duì)峙著設(shè)置的偏光板4及5、設(shè)置在偏光板4、5與液晶盒1間的相位差補(bǔ)償元件2、3以及設(shè)置在靠近觀察者一側(cè)的偏光子4的又靠近觀察者那一側(cè)的防眩層16。液晶顯示器100由驅(qū)動(dòng)電路17來(lái)驅(qū)動(dòng)。而且是利用來(lái)自設(shè)置在圖1中的偏光板5下側(cè)的背景光(未圖示)的光進(jìn)行顯示。
液晶盒1，包括電極基板6、7及設(shè)置在電極基板6與7間的液晶層8；電極基板6，包括基底即玻璃基板9(透光性基板)、形成在玻璃基板9上靠近液晶層8的那一個(gè)表面上且由ITO(摻錫氧化銦)制成的透明電極10以及形成在其上的取向膜11；電極基板7，包括基底即玻璃基板12(透光性基板)、形成在玻璃基板12上靠近液晶層8的那一個(gè)表面上且由ITO(摻錫氧化銦)制成的透明電極13以及形成在其上的取向膜14。這兩個(gè)透明電極10及13被接在驅(qū)動(dòng)電路17上。
需提一下，為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，圖1僅示出了一個(gè)像素的結(jié)構(gòu)，而實(shí)際上是具有一定寬度的帶狀透明電極10、13分別以一定的間隔形成在玻璃基板9、12上，幾乎覆蓋著液晶盒1的整個(gè)顯示部。從與基板面垂直的方向上看去，玻璃電極9上的透明電極10及玻璃基板12上的透明電極13又是交叉(此處為正交)著形成的。兩透明電極10及13的交叉部相當(dāng)于像素區(qū)(對(duì)應(yīng)顯示像素的區(qū)域)，這些像素區(qū)排列成矩陣狀而覆蓋了液晶顯示器的整個(gè)表面。
兩個(gè)電極基板6及7靠密封樹(shù)脂15貼合起來(lái)，在由電極基板6、7及密封樹(shù)脂15圍起來(lái)的空間內(nèi)充滿液晶層8?；陲@示數(shù)據(jù)的電壓從驅(qū)動(dòng)電路17經(jīng)由透明電極10及13而加到液晶層8上。
參考圖2，說(shuō)明相位差補(bǔ)償元件2及3的結(jié)構(gòu)。
如圖2所示，相位差補(bǔ)償元件2及3在相互垂直的軸a、b及c(折射率橢圓球體的主軸)方向上分別擁有主折射率na、nb及nc。圖2中的由坐標(biāo)軸xyz構(gòu)成的坐標(biāo)系，是針對(duì)已在液晶顯示器100內(nèi)配置好的相位差補(bǔ)償元件2及3而設(shè)定的坐標(biāo)系，xy面決定與液晶層8的層面(一般平行于基板表面)平行的面，z軸與液晶層8的層法線(一般和顯示面法線一致)平行。如圖所示，相位差補(bǔ)償元件2及3一般為平板狀(亦稱其為“相位差補(bǔ)償板”)，將其主面布置得和液晶層8的層面(或者基板表面)相平行。以下，為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，對(duì)將相位差補(bǔ)償板2及3布置成其主面與液晶層8的層面相平行的情況加以說(shuō)明。
例如，如圖2所示，相位差補(bǔ)償板2及3被布置成a軸與y軸相一致。相位差補(bǔ)償板2及3的b軸，以a軸為中心軸沿著箭頭A所指的方向(此處為逆時(shí)針?lè)较?相對(duì)z軸方向傾斜一個(gè)角度θ；其c軸以a軸為中心軸沿著箭頭B所指的方向(此處為逆時(shí)針?lè)较?相對(duì)x軸方向傾斜一個(gè)角度θ。在圖2中，以D來(lái)表示與將各向異性帶給相位差補(bǔ)償板2及3的方向傾斜的b軸投影到xy面上的方向。
液晶顯示器100中所用的相位差補(bǔ)償板2及3的3個(gè)主折射率na、nb及nc間有na=nc＞nb這樣的關(guān)系。因此，該相位差補(bǔ)償板2及3為一折射率各向異性為負(fù)的單軸相位差補(bǔ)償板。因na=nc，故以相位差補(bǔ)償板2及3的主折射率na、nc之差(折射率各向異性Δn)與相位差補(bǔ)償板的厚度d之乘積，即(nc-na)×d來(lái)表示的第1光程差值幾乎為0nm。以主折射率na、nb之差(折射率各向異性Δn)與相位差補(bǔ)償板的厚度d之乘積，即(na-nb)×d來(lái)表示的第2光程差值最好被設(shè)定在80nm以上250nm以下。將其設(shè)定在該范圍內(nèi)以后，相位差補(bǔ)償板2及3就能發(fā)揮出它的相位差補(bǔ)償功能。這里，相位差補(bǔ)償板2及3的厚度，指的是平行于液晶層8的層法線方向，即平行于顯示面及相位差補(bǔ)償板2及3的主面的法線方向的那一方向上的厚度。
在本實(shí)施例的液晶顯示器100中，液晶盒1、相位差補(bǔ)償板2及3以及偏光板4及5的布置情況如圖3所示。偏光板4的吸收軸AX1被布置成從液晶層8看去，和設(shè)置在偏光板4一側(cè)的取向膜11的摩擦方向P1相平行。同樣，偏光板5的吸收軸AX2被布置成從液晶層8看去，和設(shè)置在偏光板5一側(cè)的取向膜14的摩擦方向P2相平行。
相位差補(bǔ)償板2被布置成使圖2所示的方向D(D1)與取向膜11一側(cè)的摩擦方向P1相平行；相位差補(bǔ)償板3被布置成使圖2所示的方向D(D1)與取向膜14一側(cè)的摩擦方向P2相平行。摩擦方向P1和P2、吸收軸AX1和AX2相互正交。
相位差補(bǔ)償板2及3，例如，是傾斜排列或者混合排列的圓盤(pán)狀液晶分子由相互交叉連接且由有機(jī)透明高分子而形成的母體(也叫作支持體)支持著。一般的作偏光板材料用的三乙酰纖維素(TAC)最適合作相位差補(bǔ)償板2及3的母體材料，用它可以得到可靠性很高的相位差補(bǔ)償板。除此以外，聚碳酸脂(PC)及聚對(duì)苯二甲酸乙脂(PET)等具有很強(qiáng)的耐環(huán)境性、耐藥品性的有機(jī)高分子膜也是非常適合制作相位差補(bǔ)償板的材料。
其次，參考圖4，對(duì)防眩層16的結(jié)構(gòu)和功能加以說(shuō)明。
防眩層16，抑制利用了相位差補(bǔ)償元件的結(jié)構(gòu)所特有的著色(典型的為發(fā)黃、發(fā)藍(lán))現(xiàn)象的發(fā)生，即色再現(xiàn)性的下降。制作防眩層16，而使它對(duì)從觀察者一側(cè)射入的光的正反射特性及它對(duì)從液晶層8透向觀察者一側(cè)的光的正透過(guò)特性滿足一定的關(guān)系，以抑制由于正反射外來(lái)光而造成的周圍的像映入顯示面，并能將由透向正面方向的透過(guò)光形成的圖像的清晰度維持得很高。結(jié)果，在從傾向橫向(與正視角方向正交的方向)的方向觀看顯示面時(shí)，圖像的著色得以抑制，可在很大的可視角范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)很高的顯示質(zhì)量。
例如，如圖4所示，防眩層16包括內(nèi)部散射層16a和散射性表面16b。內(nèi)部散射層16a，例如由在高分子母體中分散混合上折射率和高分子母體不同的微粒子(充填物)后的材料而形成，而對(duì)透過(guò)它本身的光進(jìn)行散射(或者擴(kuò)散反射)。散射性表面16b的表面為一有凸凹的面，主要對(duì)自觀察者一側(cè)射入的外來(lái)光(周圍光)進(jìn)行散射。既可以通過(guò)在內(nèi)部散射層16a的表面形成凸凹來(lái)制成散射性表面16b，也可以如圖4所示那樣，先在內(nèi)部散射層16a的表面形成別的膜，再在該膜的表面形成凸凹來(lái)制成散射性表面16b。
可以通過(guò)在紫外線固化性樹(shù)脂(例如，丙烯酸脂、纖維素導(dǎo)電體或者它們的混合物)中分散混合上例如，在重量為100的該紫外線固化性樹(shù)脂中其重量占10～30左右的充填物(例如，粒徑一樣大的硅粒子)，再將其固化來(lái)制成內(nèi)部散射層16a。
如上所述，具有內(nèi)部散射層16a和散射性表面16b的防眩層16，在它對(duì)從觀察者一側(cè)射入的光的正反射特性，及它對(duì)從液晶層透向觀察者一側(cè)的光的正透過(guò)特性之間有一個(gè)良好的平衡。當(dāng)來(lái)自液晶顯示器100的表面的正反射光很強(qiáng)時(shí)，由外來(lái)光而形成的周圍的像，就象映照在鏡面里一樣映在顯示面里；而當(dāng)沿著液晶層8的層法線方向透過(guò)它的正透過(guò)光的強(qiáng)度很弱時(shí)，液晶層8的顯示就模糊不清。因此，可通過(guò)控制防眩層16的上述特性的平衡來(lái)實(shí)現(xiàn)很高的顯示質(zhì)量。
進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明中的防眩層16的功能。
無(wú)論在不加電壓的時(shí)候，還是在施加適當(dāng)電壓的時(shí)候，液晶層內(nèi)的液晶盒內(nèi)側(cè)表面附近以外的液晶分子都以一定的角度相對(duì)液晶盒的內(nèi)側(cè)表面排列著。這里所說(shuō)的以一定角度排列著，不僅包括傾斜狀態(tài)的，還包括大致與液晶盒的內(nèi)側(cè)表面平行排列著的；或者垂直排列著的。
觀察者從某一視角，即從傾斜于液晶盒表面的法線方向的方向(傾斜于顯示面法線的方向)觀察液晶層。在沒(méi)設(shè)防眩層的情況下，觀察者所能觀察到的僅僅是從光源射入液晶盒的光中，自法線方向傾斜而成之視角α的方向通過(guò)液晶層的那一部分光。這樣，液晶層對(duì)觀察者所觀察到的光的光程差值就為一定值。結(jié)果，著色現(xiàn)象便因?yàn)橄辔徊钛a(bǔ)償元件及液晶層的光程差值的波長(zhǎng)分散性的不同而產(chǎn)生了。
與此相對(duì)，設(shè)了防眩層以后，該防眩層就能將通過(guò)液晶層的光散射向前方，這樣，從視角α的方向觀察液晶層的觀察者，不僅能觀察到通過(guò)液晶層的自法線方向傾斜視角α的方向上的光，同時(shí)還能觀察到以視角α以外的其它很多角度通過(guò)液晶層的光。液晶層對(duì)以不同的角度通過(guò)它的光的光程差值，隨這些角度的不同而不同，以不同的角度通過(guò)液晶層的光的色調(diào)(色度圖的色度值)也就不一樣。于是，設(shè)了防眩層以后，即使從某一視角α來(lái)觀察液晶層，所觀察到的也是以不同的角度通過(guò)液晶層的多條光，所觀察到的光的色調(diào)(色度圖的色度值)就是多個(gè)不同的色調(diào)(色度圖的色度值)的平均值。
因此，若根據(jù)顯示方式和用途來(lái)選擇能夠改善液晶顯示器的視角特性的相位差補(bǔ)償元件，再根據(jù)所選擇的相位差補(bǔ)償元件及液晶層的光程差值的波長(zhǎng)分散性適當(dāng)?shù)卦O(shè)定防眩層的正反射特性及正透射特性，就能得到對(duì)比度高且視野角特性廣，同時(shí)從很斜的角度(傾斜于顯示面法線方向的方向)觀看時(shí)，也沒(méi)有著色且白色很純，即色再現(xiàn)性優(yōu)良的液晶顯示器。
霾系數(shù)值在15以上的防眩層16，具有很理想的正反射特性和正透射特性，霾系數(shù)值在25以上的防眩層16的上述特性就更優(yōu)秀了。特別是，能有效地抑制從橫向的視角所看到的TN型、STN型液晶顯示器中的著色現(xiàn)象。不僅如此，若使用霾系數(shù)值在40以上的防眩層16，可以抑制從正視角方向上的視角所看到的TN型、STN型液晶顯示器中的顯示質(zhì)量的下降(較典型的是黑顯示的翻轉(zhuǎn))。為抑制顯示質(zhì)量在正視角方向上對(duì)視角的依賴性，使用霾系數(shù)值在50以上的防眩層16更好。
適于用在液晶顯示器100中的防眩層16的光學(xué)特性(上述正反射特性和正透射特性)，是利用由圖像清晰度測(cè)量?jī)x所測(cè)得的透過(guò)圖像清晰度來(lái)評(píng)價(jià)的。若由光學(xué)梳寬為0.5mm的圖像清晰度測(cè)量?jī)x所測(cè)得的透過(guò)圖像清晰度之值在10以上，那么，由透向正面方向的透過(guò)光所形成的圖像的清晰度就能被維持得很高。特別是，若使用透過(guò)圖像清晰度之值在15以上的防眩層，由透向正面方向的透過(guò)光所形成的圖像的清晰度就更高了。
液晶層8中的液晶材料對(duì)波長(zhǎng)550nm的光的折射率各向異性Δn(550)最好被設(shè)定在0.060＜Δn(550)＜0.120的范圍內(nèi)。若液晶材料對(duì)可見(jiàn)度最高，即波長(zhǎng)550nm的光的折射率各向異性Δn(550)在該范圍以外，在某些視角下就會(huì)出現(xiàn)灰階翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象，對(duì)比度下降等。將液晶材料對(duì)波長(zhǎng)550nm的光的折射率各向異性Δn(550)設(shè)定在0.060＜Δn(550)＜0.120的范圍內(nèi)以后，就能使由視角引起的相位差減小，而可更有效地抑制對(duì)比度的變化及橫向上的灰階翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象。而且，若將液晶材料對(duì)波長(zhǎng)550nm的光的折射率各向異性Δn(550)設(shè)定在0.070Δn(550)0.095的范圍內(nèi)，便可更有效、更確實(shí)地減小由視角引起的相位差，而可更確實(shí)地抑制對(duì)比度的變化、橫向上及正視角方向上的灰階翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象。
另外，本實(shí)施例中所使用的液晶材料為具有正介電常數(shù)各向異性及正折射率各向異性的向列相液晶材料，由其構(gòu)成水平排列型液晶層。水平排列型液晶層，指的是在不加電壓時(shí)，液晶分子平行(忽視很小的預(yù)傾角)著基板表面排列的液晶層，并不限于上述TN型、STN型。只是若將本發(fā)明應(yīng)用到具有象上述TN型、STN型那樣扭曲排列的液晶層的液晶顯示器中，能收到明顯的效果。
相位差補(bǔ)償元件的折射率橢圓球體的b軸相對(duì)液晶層的層法線的傾斜角，最好被設(shè)定在15°以上75°以下的范圍內(nèi)。這樣設(shè)定折射率橢圓球體的傾斜角以后，由液晶分子造成的相位差就能得到有效的補(bǔ)償。相位差補(bǔ)償元件的主折射率na、nb之差和厚度d之積(na-nb)×d，最好被設(shè)定在80nm以上250nm以下的范圍內(nèi)。這樣設(shè)定相位差補(bǔ)償元件的主折射率na、nb之差和厚度d之積以后，相位差補(bǔ)償元件就確能發(fā)揮出補(bǔ)償功能。
以下，舉一些具體的實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的液晶顯示器。
(實(shí)施例1)在該實(shí)施例1中，準(zhǔn)備好了將具有表1所示的霾系數(shù)值的防眩層16設(shè)置在圖1所示的液晶顯示器100中，偏光板4的靠近觀察者那一側(cè)而形成的試樣(具體例)A11到A14。用JSR公司生產(chǎn)的OPTMER AL作液晶盒1的取向膜11及14，并將液晶盒1的盒厚(液晶層8的厚度)定在5um。用對(duì)波長(zhǎng)550nm的光的折射率各向異性Δn(550)為0.080的液晶材料作液晶層8。還準(zhǔn)備了使用具有表1所示之值的防眩層16的試樣A201及A202作參考例。定義霾系數(shù)值為用百分?jǐn)?shù)表示的全光線透射率與擴(kuò)散光透射率之比。這里使用的霾系數(shù)值是用日本電色工業(yè)公司所生產(chǎn)的霾系數(shù)測(cè)量?jī)x測(cè)得的。
需提一下，使用了使圓盤(pán)狀液晶分子傾斜排列了的相位差補(bǔ)償板作相位差補(bǔ)償板2及3。制成的相位差補(bǔ)償板的情況如下第1光程差值(nc-na)×d為0nm，第2光程差(na-nb)×d為100nm，它的折射率橢圓球體的傾斜角θ為20°，即圖2所示的主折射率nb的方向約自坐標(biāo)系xyz中的z軸方向沿箭頭A所指的方向傾斜20°，且主折射率nc的方向約自x軸方向沿箭頭B所指的方向傾斜20°。在后述的實(shí)施例2及實(shí)施例3中，也使用同樣的相位差補(bǔ)償板。
表1
對(duì)上述試樣A11到A14以及參考用試樣A201及A202的防止反射光映入的特性和圖像在橫向上的著色情況做了目視評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果示于表2中。
表2
需提一下，對(duì)表2中的防止反射光映入的特性和圖像在橫向上的著色情況做目視評(píng)價(jià)時(shí)的評(píng)價(jià)基準(zhǔn)如下。
<防止反射光映入的特性>
5根本見(jiàn)不到反射像
4見(jiàn)不到反射像3能看到象反射像的東西，但有些模糊2能看見(jiàn)反射像，但有些模糊1反射像看得很清楚<圖像的著色情況>
◎無(wú)著色○著色少△有著色×著色多利用色度值(x,y)評(píng)價(jià)了在上述試樣A11、A14及參考用試樣A202，即液晶顯示器在橫向上的視角為50°、60°的情況下，顯示圖像的色再現(xiàn)性，評(píng)價(jià)結(jié)果示于表3中。色度值是用TOPCON公司生產(chǎn)的BM-7來(lái)測(cè)量的。
表3
由表3可知，在使橫向上的視角為50°及60°時(shí)，本實(shí)施例中的試樣A11、A14的色度值(x,y)x、y皆比參考用試樣A202的小。又因x、y值較大的方向?yàn)樯葓D上的黃色方向，x、y較小的方向?yàn)樯葓D上的藍(lán)色方向，故可知當(dāng)從橫向觀察本實(shí)施例的試樣時(shí)，黃色調(diào)得到了抑制。亦即，即使在橫向上的視角下，色再現(xiàn)性也不會(huì)下降。
還知，和試樣A11相比，試樣A14的黃色調(diào)得到了更好的抑制。因x、y的值相差0.005，人眼就能將它們識(shí)別為不同的色調(diào)，故可以說(shuō)當(dāng)從橫向觀察本實(shí)施例中的試樣A11及A14時(shí)，其中的黃色調(diào)得到了抑制。特別是試樣A14能夠更進(jìn)一步地抑制黃色調(diào)。
從橫向觀察該實(shí)施例1中的試樣A11到A14時(shí)，其圖像的著色得到抑制這一事實(shí)，無(wú)論是通過(guò)目視還是通過(guò)測(cè)量都得到了證實(shí)，如表2和表3所示，故顯示質(zhì)量很好。而且還知，從試樣A12到A14，圖像的著色得到了更進(jìn)一步的抑制，而實(shí)現(xiàn)了更好的顯示質(zhì)量。
如上所述，為抑制使用相位差補(bǔ)償板時(shí)所特有的圖像的著色現(xiàn)象(橫向)，最好是設(shè)置在表偏光板4表面的防眩層16的霾系數(shù)值在15以上，若它在25以上就更好了。
接下來(lái)，說(shuō)明用霾系數(shù)值40以上的防眩層16而制成的液晶顯示器100，在正視角方向上的顯示質(zhì)量也可以得到改善的情況。
準(zhǔn)備了試樣B11～B15，這些試樣除了防眩層16的霾系數(shù)值為表4所示之值以外，其它部分皆與上述試樣無(wú)異。為進(jìn)行比較，還準(zhǔn)備了用了霾系數(shù)值在40以下的防眩層16的參考用試樣B201和B202。表4試樣B11B12B13B14B15B201B202霾系數(shù)值41.0 45.5 50.1 63.7 70.8 10.535.3用眼睛觀察了正視角方向(朝下方向)上的視角為50°、60°、70°時(shí)，上述試樣B11到B15及參考用試樣B201、B202中圖像的著色情況，該目視結(jié)果示于表5中。用色度值(x,y)評(píng)價(jià)的視角為60°時(shí)的顯示圖像的色再現(xiàn)性的結(jié)果，示于表6中。需提一下，在表5中，○表示無(wú)著色；△表示有著色，但在所允許的范圍內(nèi)；×表示著色超出了允許范圍。上述試樣B12、B15及參考用試樣B201，在正視角方向上的視角為50°時(shí)的外加電壓～光透射率特性(V-T特性)，示于圖5中。
表5
表6
由表5可看出，即使使正視角方向上的視角為50°，在試樣B11到B15中也看不到有什么著色，故顯示質(zhì)量很好。特別是，即使使視角為70°，在試樣B13到B15中仍看不到著色，故它們?cè)谡暯欠较蛏系囊暯翘匦苑浅：谩Ｅc此相對(duì)，讓視角為50°，參考用試樣B201及B202中的著色就非常明顯了，這表明顯示質(zhì)量在正視角方向上對(duì)視角的依賴性沒(méi)有得到充分的抑制。
由表6可知，試樣B11～B15的色度值x、色度值y分別比參考用試樣B201的小0.0086以上、0.0060以上，而使黃色調(diào)得以抑制；本實(shí)施例中的試樣B11～B15的色度值x、色度值y又分別比參考用試樣B202的小0.0051以上、0.0053以上，而使黃色調(diào)得以抑制。
特別是，試樣B13～B15的色度值x、色度值y分別比參考用試樣B201的小0.0112以上、0.0073以上，且又分別比參考用試樣B202的小0.0077以上、0.0066以上，而使黃色調(diào)得到更進(jìn)一步的抑制。
由圖5可知，和參考用試樣B201相比，試樣B12及B15在正視角方向上的灰階翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象得到了抑制。特別是我們幾乎看不到在外加電壓從中間調(diào)電壓附近變化到黑顯示電壓附近時(shí)，透射率有什么起伏(局部增大)現(xiàn)象，因此，灰階翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象得到了更進(jìn)一步的抑制。
如上所述，若使用霾系數(shù)值在40以上的防眩層16(B11～B15)，就可以有效地抑制顯示質(zhì)量在正視角方向上對(duì)視角的依賴性(灰階翻轉(zhuǎn)、著色)。霾系數(shù)值最好在50以上(試樣B13～B15)，在70以上(B15)更好。
(實(shí)施例2)如上所述，使用霾系數(shù)值很大的防眩層后，就可減輕顯示質(zhì)量對(duì)視角的依賴性。然而，在有些防眩層下會(huì)發(fā)生看不清顯示圖像的情況。在實(shí)施例2中，說(shuō)明能將圖像的清晰度維持得很高的防眩層。
和實(shí)施例1一樣，準(zhǔn)備好了將具有表7所示的透過(guò)圖像清晰度的防眩層16設(shè)置在圖1所示的液晶顯示器100中，偏光板4的靠近觀察者那一側(cè)而形成的試樣(具體例)A21到A24。還準(zhǔn)備了使用具有表7所示之值的防眩層16的試樣A301及A302作參考例。這些試樣中所用的防眩層的霾系數(shù)值都在10以上，但不到40。
需提一下，透過(guò)圖像清晰度是用光學(xué)梳之寬為0.5mm的圖像清晰度測(cè)量?jī)x(Suga Test Instruments Co.,Ltd.生產(chǎn))測(cè)得的。下面，對(duì)測(cè)量方法加以說(shuō)明。
圖像清晰度測(cè)量?jī)x，由以透過(guò)狹縫的光作平行光線并將其垂直地射向試料，再通過(guò)移動(dòng)著的光學(xué)梳來(lái)檢測(cè)該透過(guò)光的光學(xué)裝置，和將所檢測(cè)的光量的變動(dòng)作為波形記錄下來(lái)的測(cè)量裝置組成。設(shè)光學(xué)梳的暗部與亮部的寬度比為1∶1；設(shè)5種寬度，分別為0.125mm、0.25mm、0.5mm、1.0mm、2.0mm；
設(shè)移動(dòng)速度約為10mm/min。若光學(xué)梳為亮部時(shí)，透過(guò)光強(qiáng)度的最大值為M，光學(xué)梳為暗部時(shí)，透過(guò)光強(qiáng)度的最小值為m，透過(guò)圖像清晰度C(％)就由下式給出。
C=[(M-m)/(M+m)]×100需提一下，本發(fā)明中所使用的透過(guò)圖像清晰度，是在光學(xué)梳寬度為0.5mm時(shí)所測(cè)得的那個(gè)值。并且，通過(guò)試驗(yàn)證實(shí)了這時(shí)的值和用放大鏡等觀察液晶板時(shí)的目視結(jié)果吻合得最好。
表7
對(duì)上述試樣A21到A24以及參考用試樣A301及A302的防止反射光映入的特性和由透向正面方向的透過(guò)光所形成的圖像的清晰度做了目視評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果示于表8中。
表8
表8中的防止反射光映入的特性的判斷基準(zhǔn)和實(shí)施例1中所說(shuō)明的判斷基準(zhǔn)一樣，用眼睛評(píng)價(jià)透過(guò)圖像清晰度時(shí)的判斷基準(zhǔn)如下。
<透過(guò)圖像清晰度>
將用放大鏡等觀察液晶顯示器的像素時(shí)所獲得的觀察結(jié)果，分為4種情況，如下。
◎能辨認(rèn)出像素的輪廓○能辨認(rèn)出像素的輪廓，但有些模糊△模糊不清，而不能辨認(rèn)出像素的輪廓×辨認(rèn)不出像素的輪廓需提一下，所使用的放大鏡的放大率依液晶顯示器的分辨率而定，例如，對(duì)XGA所采用的放大率就約為100倍。
由表8可知，即使通過(guò)放大鏡等來(lái)用眼睛觀察該實(shí)施例2的試樣A21到A24中的透向正面方向的透過(guò)光，也能辨認(rèn)出像素的輪廓，這表明由透向正面方向的透過(guò)光所形成的圖像的清晰度被維持得很好。特別是，若借助放大鏡等來(lái)用眼睛觀察該實(shí)施例2的試樣A22到A24中的透向正面方向的透過(guò)光，像素的輪廓能夠被分辨出來(lái)，而且一點(diǎn)也不模糊，這表明由透向正面方向的透過(guò)光所形成的圖像的清晰度被維持得更好。由此可知，要想使由透向正面方向的透過(guò)光所形成的圖像的清晰度很高，就最好是使用用光學(xué)梳的寬度為0.5mm的圖像清晰度測(cè)量?jī)x所測(cè)得的透過(guò)圖像清晰度之值在10以上的防眩層，使用該值在15以上的防眩層就更好了。
還同樣對(duì)使用霾系數(shù)值在40以上的防眩層16時(shí)，透過(guò)圖像的清晰度做了評(píng)價(jià)，下面將對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果加以說(shuō)明。準(zhǔn)備了具體試樣B21、B22、B23、B24、B25及參考用試樣B301、B302，這些試樣除了所使用的防眩層16的透過(guò)圖像清晰度如表9所示以外，其它部分皆與上述試樣無(wú)異。
表9試樣 B21 B22 B23 B24 B25 B301 B302透過(guò)圖像清晰度10.213.615.028.939.53.47.8靠目視對(duì)上述試樣B21到B24以及參考用試樣B301及B302的由透向正面方向的透過(guò)光所形成的圖像的清晰度做了評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果示于表10中。
目視評(píng)價(jià)的判斷條件如下。
6能夠很清楚地辨認(rèn)出像素的輪廓5能夠辨認(rèn)出像素4能夠辨認(rèn)出像素的輪廓，但有些模糊3有些模糊而辨認(rèn)不出像素的輪廓2辨認(rèn)不出像素1根本辨認(rèn)不出像素表10試樣B21B22B23B24B25B301B302透過(guò)圖像清晰度4 5 6 6 6 12由表10可知，能夠在本實(shí)施例的試樣B21～B25中，辨認(rèn)出像素的輪廓，而維持了透過(guò)圖像的清晰度。特別是，能夠在本實(shí)施例的試樣B23～B25中，非常清楚地辨認(rèn)出像素的輪廓，透過(guò)圖像的清晰度就很高。與此相對(duì)，在參考用試樣B301及B302中，分辨不出像素的輪廓，透過(guò)圖像的清晰度也就很低。
由此可知，要想使由透向正面方向的透過(guò)光所形成的圖像的清晰度很高，即使是使用霾系數(shù)值在40以上的防眩層，也最好是使它的透過(guò)圖像清晰度之值在10以上，該值在15以上就更好了。
(實(shí)施例3)在該實(shí)施例3中，在圖1所示的液晶顯示器100中，用JSR公司生產(chǎn)的OPTMERAL作液晶盒1的取向膜11及14，并將液晶盒1的盒厚(液晶層8的厚度)定在5μm。制作了3個(gè)具體試樣A31、A3及A33，其中所使用的液晶層8，分別是用對(duì)波長(zhǎng)550nm的光的折射率各向異性Δn(550)為0.070、0.080、0.090的液晶材料制作的。而且，具體試樣A31、A32及A33中所使用的是霾系數(shù)值和透過(guò)圖像清晰度如表11所示的防眩層16。
為進(jìn)行比較，還在圖1所示的液晶顯示器100中，用對(duì)波長(zhǎng)550mm的光的折射率各向異性Δn(550)為0.060及0.120的液晶材料作液晶層8，而制成了參考用試樣A401及A402。參考用試樣A401及A402中所使用的也是霾系數(shù)值和透過(guò)圖像清晰度如表11所示的防眩層16。
表11
用圖6所示的測(cè)量系統(tǒng)，對(duì)上述試樣A31到A33及參考用試樣A401、A402這些液晶顯示器的視野角特性做了評(píng)價(jià)。
圖6所示的測(cè)量系統(tǒng)，包括受光元件18、放大器19以及記錄裝置20。在該測(cè)量系統(tǒng)中，將液晶顯示器100中靠近觀察者一側(cè)的面100a設(shè)置得與正交坐標(biāo)軸xyz的xy面保持平行(該測(cè)量系統(tǒng)的正交坐標(biāo)系和圖2所示的xyz坐標(biāo)系相一致)。
以一定的立體受光角接受光的受光元件18，被設(shè)置在和液晶顯示器100中的靠近觀察者一側(cè)的面100a的法線方向，即z方向成一角度φ(視角)的方向，且與坐標(biāo)原點(diǎn)保持一定距離的位置上。測(cè)量時(shí)，用波長(zhǎng)550nm的單色光自與面100a相反的面照射被設(shè)置在測(cè)量系統(tǒng)內(nèi)的液晶顯示器100。這樣，透過(guò)液晶顯示器100的單色光的一部分便射入受光元件18中。受光元件18的輸出通過(guò)放大器19被放大到一定值后，又通過(guò)包括波形存儲(chǔ)器、記錄器等的記錄裝置而被記錄下來(lái)。
將該實(shí)施例3中的試樣A31到A33以及參考用試樣A401及A402放到該測(cè)量系統(tǒng)中，并測(cè)量了將受光元件18固定在某一角度φ下時(shí)，各個(gè)液晶顯示器的外加電壓和受光元件18的輸出值間的關(guān)系。在該實(shí)施例中，將受光元件18設(shè)置在角度φ為50°的位置上，并設(shè)x軸方向指向顯示面的下側(cè)(正視角方向)，y軸方向指向顯示面的左側(cè)。分別對(duì)將受光元件18布置在上方、左方及右方這3種情況進(jìn)行了測(cè)量。
對(duì)該實(shí)施例中的試樣A31到A33的測(cè)量結(jié)果示于圖7(a)～圖7(c)中；對(duì)參考用試樣A401及A402的測(cè)量結(jié)果示于圖8(a)～圖8(c)中。圖7(a)～圖7(c)及圖8(a)～(c)示出了光的透過(guò)率隨加在每一個(gè)液晶顯示器上外加電壓的變化情況，即外加電壓～光透過(guò)率特性曲線。圖7(a)及圖8(a)為從上方進(jìn)行測(cè)量所得的測(cè)量結(jié)果；圖7(b)及圖8(b)為從右方進(jìn)行測(cè)量所得的測(cè)量結(jié)果；圖7(c)及圖8(c)為從左方進(jìn)行測(cè)量所得的測(cè)量結(jié)果。
在圖7(a)～圖7(c)中，用點(diǎn)劃線繪出的曲線L31a、L31b及L31c示出了用Δn(550)=0.070的液晶材料制成液晶層8的試樣A31的結(jié)果；用實(shí)線繪出的曲線L32a、L32b及L32c示出了用Δn(550)=0.080的液晶材料制成液晶層8的試樣A32的結(jié)果；用虛線繪出的曲線L33a、L33b及L33c示出了用Δn(550)=0.095的液晶材料制成液晶層8的試樣A33的結(jié)果。在圖8(a)～圖8(c)中，用實(shí)線繪出的曲線L401a、L401b及L401c示出了用Δn(550)=0.060的液晶材料制成液晶層8的參考用試樣A401的結(jié)果；用虛線繪出的曲線L402a、L402b及L402c示出了用Δn(550)=0.120的液晶材料制成液晶層8的參考用試樣A402的結(jié)果。
先來(lái)看一下上方時(shí)的外加電壓～光透過(guò)率特性。如圖7(a)中的L31a、L32a及L33a所示，隨著電壓的增加，該實(shí)施例的試樣A31到A33的光透過(guò)率下降得很多；如圖8(a)中的L402a所示，即使電壓增大，參考用試樣A402的光透過(guò)率下降得也不多，而如圖8(a)中的L401a所示，隨著電壓的增大，參考用試樣A401的光透過(guò)率先下降，然后上升，而讓我們看到了對(duì)比度的翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象。
再來(lái)看一下右方時(shí)的外加電壓～光透過(guò)率特性。如圖7(b)中的L31b、L32b及L33b所示，隨著電壓的增加，該實(shí)施例的試樣A31到A33的光透過(guò)率幾乎下降到0；如圖8(b)中的L401b所示，隨著電壓的增加，參考用試樣A401的光透過(guò)率幾乎下降到0，而如圖8(b)中的L402b所示，隨著電壓的增大，參考用試樣A402的光透過(guò)率先下降，然后上升，而讓我們看到了對(duì)比度的翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象。
最后，再來(lái)看一下左方時(shí)的外加電壓～光透過(guò)率特性。如圖7(c)中的L31c、L32c及L33c所示，隨著電壓的增加，該實(shí)施例的試樣A31到A33的光透過(guò)率幾乎下降到0；如圖8(c)中的L401c所示，隨著電壓的增加，參考用試樣A401的光透過(guò)率幾乎下降到0，而如圖8(c)中的L402c所示，隨著電壓的增大，參考用試樣A402的光透過(guò)率先下降，然后上升，而讓我們看到了對(duì)比度的翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象。
由以上結(jié)果可知，如圖8(a)至圖8(c)所示，在將液晶層8的液晶材料對(duì)波長(zhǎng)550nm的光的折射率各向異性Δn(550)分別設(shè)定為0.060及0.120的參考用試樣A401、A402，即液晶顯示器中，會(huì)出現(xiàn)翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象，施加電壓后光透過(guò)率也下降得不多，這就是說(shuō)得不到實(shí)用中所需的顯示質(zhì)量。
我們研究液晶層8的光程差值對(duì)利用了霾系數(shù)值在40以上的防眩層16的液晶顯示器100的可視角特性的影響，現(xiàn)對(duì)研究結(jié)果加以說(shuō)明。
和準(zhǔn)備上述實(shí)施例中的試樣A31到A33一樣，準(zhǔn)備了試樣B31到B33，還和準(zhǔn)備上述參考用試樣A401、A402一樣，準(zhǔn)備了參考用試樣B401、B402，但用于每一個(gè)試樣中的防眩層16的霾系數(shù)值和透過(guò)圖像清晰度如表12所示。
表12
這里是利用將具有散射中心的小樹(shù)脂球分散到高分子母體中而形成的材料來(lái)制作防眩層16的，用在每一個(gè)試樣中的防眩層16的高分子母體的折射率nm、小樹(shù)脂球的折射率np以及二者間之差之絕對(duì)值都示于表12中。
和上述一樣，也同樣用圖6所示的測(cè)量系統(tǒng)來(lái)測(cè)量上述試樣B31到B33以及參考用試樣B401、B402，即液晶顯示器的外加電壓～光透過(guò)率特性，以此來(lái)評(píng)價(jià)視角特性。測(cè)量試樣B31到B33所得的測(cè)量結(jié)果和試樣A31到A33一樣，如圖7(a)～圖7(c)所示；測(cè)量參考用試樣B401、B402所得的測(cè)量結(jié)果和參考用試樣A401及A402一樣，如圖8(a)～圖8(c)所示。
從以上結(jié)果可知，如圖8(a)至圖8(c)所示，即使是在用霾系數(shù)值在40以上的防眩層的情況下，在將液晶層8的液晶材料對(duì)波長(zhǎng)550nm的光的折射率各向異性Δn(550)分別設(shè)定為0.060及0.120的參考用試B401、B402，即液晶顯示器中，也會(huì)出現(xiàn)翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象，施加電壓后光透過(guò)率下降得不多，這就是說(shuō)得不到實(shí)用中所需的顯示質(zhì)量。而且，在使用了霾系數(shù)值在40以上的防眩層的液晶顯示器B31到B33中，正視角方向上的翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象得到了抑制，而顯示出優(yōu)良的視角特性。
測(cè)量試樣B31到B33及參考用試樣B401的色度值所測(cè)得的結(jié)果，被示于表13中。用上述裝置測(cè)量色度值。
表13
由表13可知，試樣B31到B33的色度值x、y分別比參考用試樣B401的小0.0090以上、0.0054以上，而使黃色調(diào)得到抑制。由我們所做的各種研究得知，若利用將具有散射中心的粒子分散到母體中而形成的內(nèi)部散射層，且讓這時(shí)的粒子的折射率和母體不同，就可以抑制住著色現(xiàn)象。
還測(cè)量了改變具有霾系數(shù)值在15以上及40以上的防眩層的液晶顯示器100中的相位差補(bǔ)償板2及3的折射率橢圓球體的傾斜角θ(參看圖2)時(shí)，外加電壓～光透過(guò)率特性對(duì)傾斜角θ的依賴性，結(jié)果表明，當(dāng)傾斜角在15°θ75°的范圍內(nèi)時(shí)，確能得到相位差補(bǔ)償板2及3對(duì)液晶層8的光學(xué)補(bǔ)償效果，而能得到視角大的液晶顯示器。與此相對(duì)，當(dāng)相位差補(bǔ)償板的傾斜角不到15°，或者超過(guò)75°時(shí)，視角便擴(kuò)不大，而得不到充分的視角特性。我們發(fā)現(xiàn)了在利用傾斜角不到15°，或者超過(guò)75°的相位差補(bǔ)償板時(shí)，特別是，在逆視角方向上視角有變窄的傾向。
還測(cè)量了改變液晶顯示器100中的相位差補(bǔ)償板2及3的第2光程差值(na-nb)×d時(shí)，它對(duì)視角特性的影響，結(jié)果表明，當(dāng)該值在80nm以上250nm以下的范圍內(nèi)時(shí)，確能獲得相位差補(bǔ)償板2及3對(duì)液晶層8的光學(xué)補(bǔ)償效果，而能得到視角大的液晶顯示器。與此相對(duì)，發(fā)現(xiàn)了當(dāng)相位差補(bǔ)償板的第2光程差值(na-nb)×d不到80nm，或者超出250nm時(shí)，特別是在橫向上視角有變窄的傾向。
需提一下，在上述實(shí)施例中，將2張相位差補(bǔ)償板2、3設(shè)在液晶盒1的兩側(cè)，不僅如此，即使在液晶盒1的一側(cè)且僅設(shè)置1張相位差補(bǔ)償板，也能獲得上述視角特性。但是，只有1張相位差補(bǔ)償板時(shí)，上下方向上的視角特性達(dá)到了平衡而被改善，左右方向上的視角特性卻不對(duì)稱。與此相對(duì)，設(shè)置2張相位差補(bǔ)償板時(shí)，不僅上下方向上的視角特性和設(shè)置1張相位差補(bǔ)償板時(shí)一樣得到了改善，左右方向上的視角特性也能夠?qū)ΨQ，故左右方向上的視角特性也得到了改善。而且，在設(shè)置2張相位差補(bǔ)償板時(shí)，將這2張相位差補(bǔ)償板疊著設(shè)在液晶盒1的一側(cè)也是可以的；不僅如此，所用的相位差補(bǔ)償板還可以在3張以上。
能夠發(fā)揮出本發(fā)明所述的效果的相位差補(bǔ)償元件，并不僅限于上述實(shí)施例中所列舉的相位差補(bǔ)償元件。在上述實(shí)施例中，說(shuō)明的是非常適合具有正單軸光學(xué)各向異性的液晶層(TN型或者STN型)的相位差補(bǔ)償元件，不僅如此，只要是能夠根據(jù)液晶顯示器的顯示方式，將顯示質(zhì)量對(duì)視角的依賴性加以補(bǔ)償?shù)南辔徊钛a(bǔ)償元件即可。還可以利用折射率橢圓球體的主軸基本上和它的表面的法線方向平行的相位差補(bǔ)償元件。能夠發(fā)揮出本發(fā)明所述的效果的相位差補(bǔ)償元件，并不僅限于光學(xué)各向異性為負(fù)的單軸相位差補(bǔ)償元件，還可以使用光學(xué)各向異性為正的相位差補(bǔ)償元件，或者具有雙軸光學(xué)各向異性的相位差補(bǔ)償元件。
本發(fā)明不僅對(duì)TN型、STN型適用，它對(duì)所有的利用液晶的電光特性進(jìn)行接通/截止顯示工作的顯示方式都適用。
根據(jù)本發(fā)明，能夠提供在很廣的視角范圍下，顯示的色再現(xiàn)性都很高的液晶顯示器。
通過(guò)將防眩層設(shè)置在液晶顯示器的觀察者一側(cè)，并將其正反射特性和正透過(guò)特性設(shè)定在我們所希望的范圍內(nèi)，就可抑制反射光的映入并將由透向正面方向的透過(guò)光所形成的圖像的清晰度維持得很高，同時(shí)，可抑制住從側(cè)面觀察時(shí)，使用了相位差補(bǔ)償板的情況下所特有的圖像的著色(黃色調(diào)、藍(lán)色調(diào))的發(fā)生。最終能得到了無(wú)論從哪兒觀察顯示面，都無(wú)著色，且在很大的視角范圍內(nèi)顯示質(zhì)量都很高的液晶顯示器。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示器，其包括由一對(duì)基板和夾在上述一對(duì)基板間的液晶層組成的液晶盒、一對(duì)其間夾有上述液晶盒且相互對(duì)峙著設(shè)置的偏光子、設(shè)置在上述液晶盒和至少一個(gè)上述偏光子間的相位差補(bǔ)償元件、以及設(shè)置在上述一對(duì)偏光子中靠近觀察者一側(cè)的那一偏光子的又靠近觀察者那一側(cè)的防眩層，其特征在于，將上述防眩層設(shè)定成其對(duì)從觀察者一側(cè)射入的光的正反射特性及其對(duì)從上述液晶層透向觀察者一側(cè)的光的正透過(guò)特性滿足一定的關(guān)系，借此來(lái)抑制從傾斜于顯示面法線的方向觀察時(shí)，色再現(xiàn)性的下降。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，其特征在于，上述相位差補(bǔ)償元件為這樣的元件，在分別令它的折射率橢圓球體的3個(gè)相互垂直的主軸為a軸、b軸和c軸，主折射率為na、nb、nc時(shí)，三者間的關(guān)系為na=nc＞nb,a軸基本上與上述液晶層的層面平行，b軸傾斜于上述液晶層的層法線。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，其特征在于，上述防眩層中有內(nèi)部散射層和散射性表面。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的液晶顯示器，其特征在于，上述內(nèi)部散射層中含有高分子母體和分散在上述高分子母體中的粒子，上述粒子具有散射中心且上述粒子和上述高分子母體的折射率互不相同。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，其特征在于，上述防眩層的霾系數(shù)值在15以上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，其特征在于，上述防眩層的霾系數(shù)值在40以上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，其特征在于，上述防眩層為這樣的一個(gè)層，由光學(xué)梳寬度為0.5mm的圖像清晰度測(cè)量?jī)x所測(cè)得的它的透過(guò)圖像清晰度之值在10以上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，其特征在于，上述液晶層中的液晶材料對(duì)波長(zhǎng)550nm的光的折射率各向異性Δn(550)在0.060＜Δn(550)＜0.120的范圍內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，其特征在于，將上述相位差補(bǔ)償元件布置成它的b軸與上述液晶層的層法線所成的角度在15°～75°的范圍內(nèi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，其特征在于，當(dāng)設(shè)上述相位差補(bǔ)償元件在上述液晶層的層法線方向上的厚度為d時(shí)，(na-nb)×d在80nm～250nm的范圍內(nèi)。
11.一種液晶顯示器，其包括由一對(duì)基板和夾在上述一對(duì)基板間的液晶層組成的液晶盒、一對(duì)其間夾有上述液晶盒且相互對(duì)峙著設(shè)置的偏光子、設(shè)置在上述液晶盒和至少一個(gè)偏光子間的相位差補(bǔ)償元件、以及設(shè)置在上述一對(duì)偏光子中靠近觀察者一側(cè)的那一個(gè)偏光子的又靠近觀察者那一側(cè)的防眩層，其特征在于，將上述防眩層設(shè)定成其對(duì)從觀察者一側(cè)射入的光的正反射特性及其對(duì)從上述液晶層透向觀察者一側(cè)的光的正透過(guò)特性滿足一定的關(guān)系，借此來(lái)抑制從傾斜于顯示面法線的方向觀察時(shí)，色再現(xiàn)性的下降；防眩層中有內(nèi)部散射層和散射性表面。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的液晶顯示器，其特征在于，上述相位差補(bǔ)償元件為這樣的一個(gè)元件，在分別令它的折射率橢圓球體的3個(gè)相互垂直的主軸為a軸、b軸和c軸，主折射率為na、nb、nc時(shí)，三者間的關(guān)系為na=nc＞nb,a軸基本上與上述液晶層的層面平行，b軸傾斜于上述液晶層的層法線。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的液晶顯示器，其特征在于，上述內(nèi)部散射層中含有高分子母體和分散在上述高分子母體中的粒子，上述粒子具有散射中心且上述粒子和上述高分子母體的折射率互不相同。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的液晶顯示器，其特征在于，上述防眩層的霾系數(shù)值在15以上。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的液晶顯示器，其特征在于，上述防眩層的霾系數(shù)值在40以上。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，其特征在于，上述防眩層為這樣的一個(gè)層，由光學(xué)梳寬度為0.5mm的圖像清晰度測(cè)量?jī)x所測(cè)得的它的透過(guò)圖像清晰度之值在10以上。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的液晶顯示器，其特征在于，上述液晶層中的液晶材料對(duì)波長(zhǎng)550nm的光的折射率各向異性Δn(550)在0.060＜Δn(550)＜0.120的范圍內(nèi)。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的液晶顯示器，其特征在于，將上述相位差補(bǔ)償元件布置成它的b軸與上述液晶層的層法線所成的角度在15°～75°的范圍內(nèi)。
19.根據(jù)權(quán)利要求11所述的液晶顯示器，其特征在于，當(dāng)設(shè)上述相位差補(bǔ)償元件在上述液晶層的層法線方向上的厚度為d時(shí)，(na-nb)×d在80nm～250nm的范圍內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明為一液晶顯示器,其包括:液晶盒1、一對(duì)其間夾有液晶盒1且相互對(duì)峙著設(shè)置的偏光子4及5、設(shè)置在液晶盒1和這一對(duì)偏光子4及5中之至少一個(gè)偏光子間的相位差補(bǔ)償元件2(及3)以及設(shè)置在靠近觀察者一側(cè)的偏光子4的又靠近觀察者那一側(cè)的防眩層16。
文檔編號(hào)G02F1/13GK1319778SQ0111199
公開(kāi)日2001年10月31日 申請(qǐng)日期2001年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月31日
發(fā)明者井上威一郎, 山原基裕 申請(qǐng)人:夏普株式會(huì)社