液晶显示装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及液晶显示装置。更详细而言，涉及具备液晶面板、偏振片（也称为"偏 光片"）、双折射层和扩散层的液晶显示装置。
【背景技术】
[0002] 液晶显示装置通常包括液晶面板、背光源（以下，还称为BL。）以及偏光板、相位 差膜等光学元件。液晶显示装置因为其优异的显示特性而广泛地应用于监视器、投影机、移 动电话、便携式信息终端（PDA)等电子设备。此外，已知有为了控制液晶显示装置等显示器 的视角而利用聚光元件的技术。
[0003] 具体而言，例如公开有至少从视认侧起依次具备第一偏振片、在第一基板和第二 基板之间具有液晶层的液晶单元、光学补偿元件、第二偏振片和聚光背光源的液晶显示装 置。（例如，参照专利文献1。）。
[0004] 此外，公开有具有一种聚光片和/或在偏光（也称为"偏振光"）薄膜间配置有双 折射性薄膜的夹层结构的光控制薄膜，其中，该一种聚光片具有吸收型直线偏光层、负的双 折射层和反射型直线偏光层。（例如，参照专利文献2和3)。
[0005] 现有技术文献
[0006] 专利文献
[0007] 专利文献1 :日本特开2010-15038号公报
[0008] 专利文献2 :日本特开2009-265124号公报
[0009] 专利文献3 :日本专利第2561483号说明书
【发明内容】
[0010] 发明所要解决的问题
[0011] 因此，在液晶显示装置存在黑显示的漏光以及由此导致对比度比（以下还称为 "CR"。此外，只要没有特别加以说明，"CR"相对于液晶面板的基板平面指法线方向的CR。） 低的问题。被产品化的液晶面板的单体的CR(以下还称为"原生CR"，即nativeCR，也称为 "静态CR"）为 3000 ~5000。
[0012] 与此相对，已知有与影像的明暗一致地动态地调整背光源亮度、提高液晶显示装 置的CR(以下，还称为"动态CR"。）的调光背光源，已知有动态CR为10000以上的液晶显 示装置。
[0013] 但是，利用调光背光源实现的CR改善效果在根据影像的种类而有所限定、或者完 全不能获得的方面存在改善的余地。例如，在显示星空、电影的字幕、黑白色的方格图案等 在同一帧内混有纯黑和纯白的影像的情况下，为了避免牺牲白显示的白度，不能降低背光 源亮度。通过采用将背光源分割为能够独立地控制其亮度的多个块，按每个块进行调光的 局部调光背光源，该问题多少有所改善，但是因为在块内部不能独立地控制亮度，所以效果 依然是有限的。此外，由于导入调光背光源而成本随之升高的方面也存在改善的余地。在 这样的状况下，期望液晶面板的原生CR的改善。
[0014] 关于这一点，在专利文献1中公开有聚光-扩散方式的液晶显示装置，其通过利用 亮度半值角为3~30°的准直背光源减少射向液晶面板的斜向入射光量，降低漏向法线方 向的漏光量，改善CR，并且通过在视认侧偏振片的视认侧设置扩散元件，使正面方向的光在 斜方向配光，扩大视角（例如，公开有如图17所示那样设置以窄的亮度半值宽度射出光的 BL、和扩散元件的结构。）
[0015] 但是，上述专利文献1中记载的液晶显示装置如在上述专利文献1的段落 号[0030]中记载的那样，以在全方位角使亮度半值角变小（各向同性地进行准直 (collimate，也称为"校准"））为目标，因此，如在上述专利文献1的段落号[0047]中也记 载的那样，引起斜方向的亮度变小的副作用，作为其解决方法必须设置扩散元件。即，为了 提高视角特性而需要使特意准直后的光再次扩散，因此会成为复杂而浪费多的系统，在这 方面存在改善的余地。此外，各向同性地使准直光扩散在技术上难以实现，而且本来将光各 向同性地准直在技术上也困难。而且，如果采用这些技术则成本升高。进一步，还存在问题： 如果为了确保斜方向的亮度而提高扩散元件的扩散度，则图像模糊变得严重。
[0016] 进一步，专利文献2中记载的聚光片和专利文献3中记载的光控制薄膜也按照双 折射层与偏振片以成既不正交也不平行的45°或135°的角度的方式叠层，以进行按全方 位倾斜视角使透射率降低的各向同性准直为目的。因此，该专利文献2中记载的聚光片和 该专利文献3中记载的光控制薄膜也仍然与上述专利文献中记载的液晶显示装置同样地 存在改善的余地。
[0017] 另外，作为聚光元件，历来还已知有透镜、微盲薄膜（microblindfilm)，但是这 些聚光元件难以应用于大型的液晶显示装置，此外，液晶显示装置的薄型化也困难，在这方 面存在改良的余地。
[0018] 此外，在垂直取向（VA:VerticalAlignment)模式的液晶显示装置，视角窄，特别 是自斜视角观察的情况下的伽马特性从自正面方向观察的情况下的伽马特性大幅改变的 现象（以下，还称为伽马偏移（gammashift，也称为伽马移位）。）成为问题。由于伽马偏 移，引起在从正面方向进行的观察中正常地观察到的影像在倾斜视角中变化为具有不协调 感的异常的影像的问题。
[0019] 针对上述问题，关于上述伽马偏移的改善方法，在上述专利文献1~3中均未有公 开，本发明的发明人进行研宄的结果是，例如在上述专利文献1的结构中，由于伽马特性好 的正面方向的光向各方向再配光，所以可知存在该伽马偏移降低的可能性。但是，由于上述 段落号[0010]中记载的内容成为课题，所以在这方面存在改善的余地。
[0020] 本发明是鉴于上述现状而完成的，其目的在于提供一种液晶显示装置，其生产率 优异、能够实现高CR、抑制图像模糊并且能够进一步大幅地改善视角特性（伽马偏移）。
[0021] 用于解决课题的方式
[0022] 本发明的发明人对液晶显示装置中CR降低的原因进行研宄的结果是，发现（1)偏 光板性能不够完全而导致的漏光、和（2)液晶面板内部的光散射导致的漏光是原因。不过， 现在的液晶面板中使用的典型的偏光板的CR为10000~30000,因此可以认为液晶面板的 CR为3000~5000的主要原因在于上述（2)。
[0023] 对上述（2)的液晶面板内部的光散射导致的漏光进行说明。首先，斜着射向该液 晶面板的斜入射光在双折射层和/或液晶层被调制为椭圆偏光，之后，由于散射而将行进 方向改变为法线方向（在散射前后偏光状态几乎不变。）。而且，保持为椭圆偏光地到达偏 光板，并从偏光板透射，因此由于椭圆率而作为漏光被观测到。
[0024] 这样，上述光散射导致的漏光是斜着射入上述液晶面板的光由于内部散射而将行 进方向朝向法线方向改变、从观察面侧偏光板泄露的光，因此能够通过对斜着射向该液晶 面板的斜入射光量进行限制而改善CR。而且，关于该漏光与斜入射光的关系，本发明的发明 人进行更加专心研宄的结果是，发现成为该液晶面板的CR降低的原因的面板内部散射导 致的漏光，相对于特定方位的斜入射光显著，并发现通过限制该方位的入射的准直背光源 能够获得CR改善效果。而且发现，通过将与上述不同的偏振片以令两个偏振片成为平行尼 科尔（parallel-Nicol)的关系的方式配置在该液晶面板的背面侧偏振片的更背面侧，在 上述两个偏振片之间配置双折射层，能够实现不是在全方位限制射向斜方向的出射光的各 向同性准直，而是在漏光显著的特定方位限制射向斜方向的入射光的各向异性准直，能够 有效地抑制液晶面板内部散射导致的漏光，改善CR，并且能够利用生产率优异的偏光薄膜 和相位差薄膜，想到能够出色地解决上述课题，达到了本发明。
[0025] 此外，本发明的发明人对上述VA模式的液晶显示装置中产生伽马偏移的原因进 行研宄的结果是，发现这是因为在液晶分子从基板法线方向以倾斜的状态进行中间灰度等 级显示的VA模式中，在从正面方向观察液晶面板的情况和从斜方向观察液晶面板的情况 下，液晶面板（液晶层）的相位延迟（retardation，光路差）不同。
[0026] 使用图15对上述VA模式的液晶显示装置中的伽马偏移进行说明。图15是VA模 式的液晶显示装置中的伽马偏移的特性图。正面方向的曲线（curve)以成为伽马=2. 2的 方式被调整。另外四个曲线是极角9 =60°的方位角巾的曲线。方位角巾定义为使液 晶显示装置的显示面内的规定的方向为〇°、逆时针旋转的角度。此处，正面方向的曲线和 方位角=0°、45°、90°和135°的情况下的曲线不重叠，方位角<i> =0°、45°、90° 和135°的情况下的曲线在多数灰度等级中与正面方向的曲线相比向亮度高的方向偏移 (shift，也称为"移位"）。这是被称为伽马偏移或浮白的问题，由此引起在从正面方向进行 的观察中正常地观察到的影像在倾斜视角变化为具有不协调感的异常的影像的问题。在本 发明内，为了便于说明，将从灰度等级号第128号的正面方向的曲线移位至其它曲线的偏 移量定义为伽马偏移量。
[0027] 此处，根据图15,方位角巾=45°和135°的情况下的伽马偏移量比方位角小 =0°和90°的情况下的伽马偏移量大。即，在将液晶显示装置的观察方向分为正面方向、 十字方向（方位角=0°、90°、180°、270°和斜方向）以及X字方向（方位角伞= 45°、135°、225°、315°和斜方向）的三个方向的情况下，需要进行伽马特性的改善的方 向为十字方向和X字方向，其中改善的重要度高的方向为X字方向。正面方向不需要改善， 十字方向与X字方向相比改善的重要度低。
[0028] 本发明的发明人鉴于上述事实研宄出图16所示那样的结构。首先，利用射向正面 方向和十字方向的出射光量与射向X字方向的出射光量相比相对大的各向异性准直背光 源（以下，还称为十字型各向异性准直背光源。），使射向上述液晶面板的入射光量具有偏 重（也称为"不平衡"）。即，使射向伽马特性好的正面方向和十字方向的入射光量多，使射 向伽马特性比较差的X字方向的入射光量少。而且，在该液晶面板的观察面侧，设置向X字 方向的扩散度高、向十字方向的扩散度低的各向异性扩散元件（以下，还称为X字型各向异 性扩散薄膜。），由此使从该液晶面板透射过来的正面方向和十字方向的伽马特性好的光成 分的一部分向X字方向扩散。其结果是，发现在X字方向也能够获得与正面方向和十字方 向同样好的伽马特性，想到能够出色地解决上述课题，达到了本发明。
[0029] 此外，由于不需要向十字方向的光的扩散，所以优选尽量不赋予该功能，由此，能 够形成具备扩散薄膜的结构并且不易产生图像模糊。通常，液晶显示装置的像素（Pixel) 设计成纵向长（也称为"纵长"）的大致长方形，因此横方向（以下也称为十字方向。）的 像素间距（Pitch)最短，纵方向和斜45°方向的像素间距比横方向的像素间距长，因此横 方向的扩散导致的图像模糊最严重。从这一观点出发，发现：特别能够抑制横方向（十字方 向）的扩散的上述结构能够改善图像模糊的问题。
[0030] 此外发现，与需要复杂的光学透镜、导光板、反射板和物理距离等的现有的准直背 光源不同，在本发明中，能够使用仅使用偏光板和相位差薄膜的简便的各向异性准直背光 源，因此，即使大型的设备也能够以低成本容易地实现。
[0031] 此外，上述结构为VA模式的液晶显示装置的情况，但是例如在TN模式的液晶显示 装置的情况下，上述十字方向和上述X字方向的关系与该VA模式的液晶显示装置的情况相 反，能够考虑以下的结构。
[0032] 在TN模式的液晶显示装置中，需要伽马特性的改善的方向为十字方向和X字方 向，其中改善的重要度高的方向为十字方向。此外，正面方向不需要改善，X字方向与十字 方向相比改善的重要度低。
[0033] 在TN模式的液晶显示装置中，首先，利用射向正面方向和X字方向的出射光量与 射向十字方向的出射光量相比相对大的各向异性准直背光源（以下，也称为X字型各向异 性准直背光源。），使射向上述液晶面板的入射光量具有偏重（即，集中于一方）。即，使射 向伽马特性好的正面方向和X字方向的入射光量多，射向伽马特性比较差的十字方向的入 射光量少。而且，在该液晶面板的观察面侧，设置向十字方向的扩散度高、向X字方向的扩 散度低的各向异性扩散元件（以下，也称为十字型各向异性扩散薄膜。），由此使从该液晶 面板透射过来的正面方向和X字方向的伽马特性好的光成分的一部分向十字方向扩散。其 结果是，发现在十字方向也能够获得与正面方向和X字方向同样好的伽马特性。
[0034] S卩，根据本发明的一个方式，也可以为一种液晶显示装置，其至少具备各向异性准 直背光源、下偏光板、液晶面板、上偏光板和各向异性扩散元件，该各向异性准直背光源具 备背光源单元和各向异性准直元件，该各向异性准直元件还具备第一偏振片和双折射层， 该下偏光板具备第二偏振片和第一双折射层，该上偏光板具备第二双折射层和第三偏振 片，该各向异性扩散元件具备第一扩散层和第二扩散层，该背光源单元、该第一偏振片、该 双折射层、该第二偏振片、该第一双折射层、该液晶面板、该第二双折射层、该第三偏振片、 该第一扩散层和该第二扩散层依次叠层，沿着该第二偏振片的吸收轴和该第三偏振片的吸 收轴的方向的该各向异性准直背光源的亮度的平均值，比与该第二偏振片的吸收轴和该第 三偏振片的吸收轴交叉的方向的该各向异性准直背光源的亮度的平均值大，并且沿着该第 二偏振片的吸收轴和该第三偏振片的吸收轴的方向的该各向异性扩散元件的扩散度，比与 该第二偏振片的吸收轴和该第三偏振片的吸收轴交叉的方向的该各向异性扩散元