专利名称：改善显示斑的液晶显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及将棱镜片配置在液晶显示元件和面光源之间的液晶显示装置。
背景技术：
在液晶显示元件的观察侧的相反侧，配置有向上述液晶显示元件照射照明光的面光源的液晶显示装置被广为人之。该液晶显示装置如(日本)特开2000-147429号公报所示，为了提高显示亮度，而在上述面光源和上述液晶显示元件之间配置棱镜片，该棱镜片具有相互平行地形成的多个细长棱镜、且利用上述多个细长棱镜将来自上述面光源的照射光聚光后入射到上述液晶显示元件。
但是，在面光源和液晶显示元件之间配置有上述棱镜片的液晶显示装置存在以下问题在从上述面光源照射并透射上述棱镜片和液晶显示元件后出射到观察侧的光所显示的图像中，出现了与上述棱镜片的棱镜间距和上述液晶显示元件的图像间距间的偏差相对应的、光的干涉所引起的摩尔纹(モアレ縞干涉条纹)，使显示质量下降。
发明内容
本发明的目的在于提供一种液晶显示装置，不使显示亮度下降，而且基本上观察不到摩尔纹，能显示质量好的图像。
为了达到上述目的，本发明第1方案的液晶显示装置，其特征在于具有观察侧及其相反侧的一对基板；
液晶层，被封入上述一对基板之间；各一个第1电极和第2电极，设置在上述一对基板的相对的内面的至少一个上，形成向上述液晶层施加电场来控制液晶分子的取向状态的多个像素；观察侧偏振片及相反侧偏振片，夹着上述一对基板配置；第1扩散层，设置在上述相反侧偏振片的与上述相反侧基板相对的面侧，具有预先设定的雾影值；第2扩散层，设置在上述相反侧偏振片的与上述面光源相对的面侧，具有与上述第1扩散层的雾影值不同值的雾影值；液晶显示元件，矩阵状地排列有上述多个像素；面光源，配置在上述液晶显示元件的与观察侧相反的相反侧，向上述液晶显示元件照射照明光；以及棱镜片，配置在上述面光源和上述液晶显示元件之间，具有用于将来自上述面光源的照射光聚光并入射到上述液晶显示元件的、相互平行地形成的多个细长棱镜。
本发明的液晶显示装置，具备面光源、棱镜片和液晶显示元件，在上述液晶显示元件的面光源侧配置的相反侧偏振光的观察侧，设置了具有预先设定的雾影值的第1扩散层，在上述相反侧偏振片的与上述面光源相对的面侧，设置了具有与上述第1扩散层的雾影值不同的雾影值的上述第2扩散层，所以观察不到由上述棱镜片21的棱镜间距和上述液晶显示元件1的像素间距的偏差产生的摩尔纹，可以显示质量好的图像。
在液晶显示装置中，优选上述第1扩散层包括混入了光散射粒子的树脂，第2扩散层包括使相反侧偏振片的与面光源相对的面粗糙化的扩散面，具有比上述第1扩散层的雾影值小的值的雾影值。
而且，在液晶显示装置中，优选具备被配置在上述相反侧的基板和上述相反侧偏振片之间的视场补偿膜；上述第1扩散层被设置在上述相反侧偏振片和与上述相反侧偏振片邻接的上述视场补偿膜之间；上述第2扩散层被设置在上述相反侧偏振片的与上述面光源相对的面上。此时，优选上述第1扩散层是具有比上述第2扩散层的雾影值大的值的雾影值的扩散层。而且，优选上述第2扩散层包括使相反侧偏振片的与面光源相对的面粗糙化的扩散面。再者，优选上述第1扩散层包括混入了光散射粒子的树脂。再者，优选第1扩散层包括混入了光散射粒子的粘结剂层，利用上述粘结剂层黏附相反侧偏振片和与该相反侧偏振片邻接的视场补偿膜。
进而，在液晶显示装置中，优选第1扩散层的雾影值被设定在55～65的范围内。而且，优选第2扩散层的雾影值被设定在19～29的范围内。进而优选第1扩散层的雾影值被设定在55～65的范围内，且第2扩散层的雾影值被设定在19～29的范围内。
图1是示出本发明的一个实施例的液晶显示装置的侧面图。
图2是上述液晶显示装置的一部分的放大剖面图。
具体实施例方式
图1和图2示出了本发明的一个实施例，图1是液晶显示装置的侧面图，图2是上述液晶显示装置的一部分的放大剖面图。
如图1所示，该液晶显示装置包括矩阵状地排列有控制光透射的多个像素的液晶显示元件1；被配置在上述液晶显示元件1的与观察侧(图1和图2中为上侧)相反的相反侧、且向上述液晶显示元件1照射照明光的面光源18；以及被配置在上述面光源18和上述液晶显示元件1之间的用于聚光的棱镜片21。
上述面光源18包括由板状透明部件构成的导光板19和LED(发光二极管)等多个发光元件20。上述导光板19的构成包括形成在其一个端面上且使光入射的入射端面19a、形成在两个板面中的一个板面上且使从上述入射端面19a入射的光出射的出射面19b、以及形成在另一个板面上且使从上述入射端面19a入射的光向上述出射面19b反射的反射面19c。上述多个发光元件20与上述导光板19的入射端面19a相对地设置多个，且向上述入射端面19a出射光。
而且，在本实施例中，将上述导光板19的反射面19c，作为从上述入射端面19a入射的光在上述导光板的板面和外部空气间的界面进行全反射的内面反射面，但该反射面19c也可以是将反射膜设置在导光板的板面的外侧而形成。
而且，上述棱镜片21是在透明膜的一个面上以密的间隔相互平行地形成有多个细长棱镜22的棱镜片，在上述面光源18和上述液晶显示元件1之间，使上述细长棱镜22的形成面与上述面光源18的导光板19的出射面19c相对，且使上述细长棱镜22的长度方向与上述导光板19的入射端面19a的长度方向基本上平行地配置。
而且，在图1中，将上述棱镜片21的细长棱镜22夸大，但该棱镜片21的多个细长棱镜22以与上述液晶显示元件1的像素间距(pitch节距)相同程度或者比其小的间距形成。
该棱镜片21通过该多个细长棱镜22使来自上述面光源18的照射光(从导光板19的出射面19b出射的光)沿着向上述液晶显示元件1出射的方向聚光，使亮度高的照明光入射到上述液晶显示元件。
如图1和图2所示，上述液晶显示元件1的构成包括液晶显示板1a；夹着上述液晶显示板1a配置的观察侧偏振片12和相反侧偏振片13；被分别配置在上述液晶显示板的观察侧与上述观察侧偏振片12之间、及上述液晶显示板的观察侧相反一侧与上述相反侧偏振片13之间的视场补偿膜14、15；被设置在上述相反侧偏振片13和与其邻接的上述视场补偿膜15之间的、具有预先设定的雾影值(haze值)的第1扩散层(漫射层)16；以及被设置在上述相反侧偏振片13的与上述面光源18相对的面上、且具有比第1扩散层16小的雾影值的第2扩散层(漫射层)17。上述液晶显示板1a包括观察侧及其相反侧的一对透明基板2、3；被封入该一对透明基板2、3之间的液晶层11；以及分别在上述一对基板2、3的相对的内面相互相对地设置、且形成将电场施加在上述液晶层11上控制液晶分子的取向状态的多个像素的第1、第2透明电极4、6。
该液晶显示板1a是将TFT(薄膜晶体管)作为有源元件的有源矩阵液晶显示板。分别设置在该液晶显示板的上述一对基板2、3的内面上的电极4、6之中的、设置在一个基板例如与观察侧相反一侧的基板3的内面上的电极4，构成沿行方向和列方向排列成矩阵状而形成的多个像素电极。而且，设置在另一个基板即观察侧的基板2的内面上的电极6，构成与上述多个像素电极4的整个排列区域相对而形成的一个膜状的相对电极。
然后，在上述相反侧的基板3的内面，设置分别与多个像素电极4连接的多个TFT5、提供栅极信号给各行的TFT的多个栅极布线(未图示)、以及提供数据信号给各列的TFT的多个数据布线(未图示)。
而且，在图2中简化了上述TFT5。具体而言，该TFT5包括形成在相反侧基板3的基板面上的栅电极；覆盖该栅电极形成在上述基板面的基本整个面上的透明的栅极绝缘膜；在上述栅极绝缘膜之上与上述栅电极相对形成的i型半导体膜；以及在上述i型半导体膜的一侧部分和另一侧部分之上，间隔着图未示出的n型半导体膜形成的源电极和漏电极。
而且，上述栅极布线被设置在上述相反侧基板3的基板面上，上述数据布线被设置在上述栅极绝缘膜之上，上述TFT5的栅电极与上述栅极布线整体形成，漏电极连接到上述数据布线上。
然后，上述多个像素电极4形成在上述栅极绝缘膜之上，连接到与该像素电极3对应的TFT5的源电极上。
而且，该液晶显示板1a具备红、绿、蓝三色彩色滤光器7R、7G、7B，它们分别与由上述多个像素电极4和相对电极6相互相对的区域构成的多个像素对应起来设置，该彩色滤光器7R、7G、7B设置在观察侧基板2的内面，在它们之上形成上述相对电极6。
再者，在上述一对基板2、3的内面，分别覆盖上述相对电极6和多个像素电极4设置取向膜8、9。
然后，上述一对基板2、3经由包围上述多个像素电极3的排列区域的框状的密封件10(参照图1)接合，在这些基板2、3之间的由上述密封件10包围的区域内封入液晶层11。
该液晶显示板1a是如下取向型之一的液晶显示板或强电介质型(铁电型)或反强电介质型(反铁电型)液晶显示板使上述液晶层1 1的液晶分子在一对基板2、3间扭转取向的TN或STN型；使上述液晶分子在上述基板2、3间基本垂直于基板面取向的垂直取向型；使上述液晶分子在上述基板2、3间不扭转而基本平行于基板面的水平取向型；使上述液晶分子弯曲取向的弯曲取向型。这些液晶显示板的上述观察侧和相反侧的偏振片12、13将各自的透射轴的方向设定配置成标准白或标准黑模式的显示。
而且，分别被配置在上述观察侧的基板2和上述观察侧偏振片12之间、以及上述相反侧的基板3和上述相反侧偏振片13之间的视场补偿膜14、15，是用于充分扩大液晶显示元件1的显示视场(能以良好的对比度观察显示的观察角度范围)的光学膜，例如由圆盘液晶膜或双轴相位差板构成。
再者，被设置在上述相反侧偏振片13和与其邻接的视场补偿膜(以下被称作相反侧视场补偿膜)15之间的上述第1扩散层16，由混入了光散射粒子的粘结剂层构成，其雾影值被设定在60±5(55～65)。以下，将该第1扩散层16称作扩散粘结剂层。
而且，被设置在上述相反侧偏振片13的与上述面光源18相对的面上的上述第2扩散层17，由使上述相反侧偏振片13的面粗糙化的扩散面构成，其雾影值被设定在24±5(19～29)。
也就是说，上述相反侧偏振片13是被实施了用于使与上述面光源18相对的面引起的正反射光减少的粗糙化处理的偏振片，由该被粗糙化处理了的扩散面形成上述第2扩散层17。以下，将该第2扩散层17称作扩散面。
然后，上述相反侧偏振片13将与上述扩散面17相反的面经由上述扩散粘结剂层16黏附在上述相反侧视场补偿膜15上。再者，上述相反侧视场补偿膜15被图未示出的两面粘结膜黏附在上述相反侧基板3的外面。
而且，上述观察侧偏振片12和与其邻接的视场补偿膜(以下称作观察侧视场补偿膜)14，利用图未示出的两面粘结膜黏附。再者，上述观察侧视场补偿膜14被图未示出的两面粘结膜黏附在上述观察侧基板2的外面。
由于该液晶显示装置在上述面光源18和上述液晶显示元件1之间配置有上述棱镜片21，所以由上述棱镜片21的多个细长棱镜22将来自上述面光源18的照射光聚光后将高亮度的照明光入射到上述液晶显示元件1中，可以提高显示的亮度。
而且，在该实施例中，将上述棱镜片21的多个细长棱镜22形成为，使来自上述面光源18的照射光，沿着向上述液晶显示元件1出射的方向、即与上述液晶显示元件1的法线的角度变小的方向聚光，因此，可以提高从上述液晶显示元件1的法线附近的方向看的亮度、即正面亮度。
另外，该液晶显示装置具备面光源、上述棱镜片和液晶显示元件，设置了液晶层11、第1、第2电极4、6、观察侧偏振片12和相反侧偏振片13、第1扩散层、以及第2扩散层；上述液晶层11被封入观察侧及其相反侧的一对基板2、3之间；上述第1、第2电极(多个像素电极和一个膜状的相对电极)4、6分别在上述一对基板2、3的相对的内面相互相对地设置，且形成在上述液晶层11上施加电场来控制液晶分子的取向状态的多个像素；上述观察侧偏振片12和相反侧偏振片13夹着上述一对基板2、3设置；上述第1扩散层被设置在相反侧偏振片的与上述相反侧基板相对的面侧，具有预先设定的雾影值；上述第2扩散层被设置在上述相反侧偏振片的与上述面光源相对的面侧，具有与上述第1扩散层的雾影值不同值的雾影值；所以，观察不到因上述棱镜片21的棱镜间距和上述液晶显示元件1的像素间距的偏差产生的摩尔纹，可以显示质量好的图像。
而且，由于具备被配置在上述相反侧的基板和上述相反侧偏振片之间的视场补偿膜，将上述第1扩散层设置在上述相反侧偏振片和与其邻接的上述视场补偿膜之间，将上述第2扩散层设置在上述相反侧偏振片的与上述面光源相对的面上，所以观察不到因上述棱镜片21的棱镜间距和上述液晶显示元件1的像素间距的偏差产生的摩尔纹，而且，可以显示视场角宽、质量高的图像。
也就是说，该液晶显示装置是如下装置将从上述面光源18照射且由上述棱镜片21的多个细长棱镜22聚光后入射到上述液晶显示元件1的光，通过被设置在上述液晶显示元件1的相反侧偏振片13的与上述面光源18相对的面上、且具有小雾影值的第2扩散层17扩散，进而通过被设置在上述相反侧偏振片13和与其邻接的上述相反侧视场补偿膜15之间、且具有比上述第2扩散层17的雾影值大的值的雾影值的第1扩散层16使该光扩散，从而在由透射上述棱镜片21和液晶显示元件1后出射到观察侧的光显示的图像中，观察不到因上述棱镜片21的棱镜间距和上述液晶显示元件1的像素间距的偏差产生的摩尔纹。
因此，上述第1扩散层16和第2扩散层17分别具有小的雾影值即可，所以可以通过强的扩散来抑制液晶显示元件1的显示对比度的降低。
而且，在该液晶显示装置中，由于将上述第1扩散层16设置在上述相反侧偏振片13和与其相邻的相反侧视场补偿膜15之间，所以在比上述相反侧视场补偿膜15更靠近液晶层11一侧使光扩散的情况下，几乎没有上述相反侧和观察侧的视场补偿膜15、14带来的视场补偿效果的降低、以及液晶显示元件1的显示对比度的降低。
然后，该液晶显示装置将从上述面光源18照射、且由上述棱镜片21的多个细长棱镜22聚光后入射到上述液晶显示元件1的光，通过上述雾影值小的第2扩散层17扩散，进而通过具有比上述第2扩散层17的雾影值大的值的雾影值的第1扩散层16使该光扩散，所以通过上述2个扩散层的扩散作用，在利用来自上述液晶显示元件1的出射光所显示的图像中，基本上观察不到因上述棱镜片21的棱镜间距和上述液晶显示元件1的像素间距的偏差产生的摩尔纹。
而且，该液晶显示装置将上述第2扩散层17设置在上述相反侧偏振片13的与面光源18相对的面上，使来自上述面光源18的照射光，在由上述相反侧偏振片13直线偏振之前由上述第2扩散层17扩散，所以利用上述第2扩散层17进行的光扩散几乎不影响上述液晶显示元件1的视场和对比度。
因此，该液晶显示装置可以提高显示亮度，而且观察不到摩尔纹，还能显示对比度高、质量好的图像。
如上所述，在该液晶显示装置中，优选将上述第1扩散层16的雾影值设定为60±5，将上述第2扩散层17的雾影值设定为24±5，通过如上这样设定这些扩散层16、17的雾影值，基本上观察不到上述摩尔纹，而且能得到充分高的对比度。
也就是说，例如将上述第1扩散层16的雾影值设定为80时，由于该第1扩散层16引起的光扩散较大，所以不仅不会观察不到上述摩尔纹，反而与不具备上述第1、第2扩散层16、17的液晶显示装置相比较，上述液晶显示元件1的显示对比度降低到1/2左右。
而且，例如将上述第1扩散层16的雾影值设定为45时，上述液晶显示元件1的显示对比度较高，但由于上述第1扩散层16引起的光的扩散较小，所以在上述液晶显示元件1的显示图像中观察到强的摩尔纹。
与之相对，将上述第1扩散层16的雾影值设定为60时，与不具备上述第1和第2扩散层16、17的液晶显示装置相比较，对比度的降低基本上没有出现，能得到对比度值为280～290的充分高的对比度。
然后，通过将上述第1扩散层16的雾影值设定为60，并将上述第2扩散层17的雾影值设定为24，上述摩尔纹变成基本上观察不到，而且上述液晶显示元件1的显示对比度也充分高。
而且，将上述第1扩散层16的雾影值设定在60±5的范围，并将上述第2扩散层17的雾影值设定在24±5的范围即可，通过将这些扩散层16、17的雾影值设定在上述范围内，可基本观察不到上述摩尔纹，而且可以充分提高对比度。
另外，该液晶显示装置将上述第2扩散层17作为使上述相反侧偏振片13的与上述面光源18相对的面粗糙化后的扩散面，所以与在上述相反侧偏振片13的与上述面光源18相对的面上设置其他部件的扩散膜作为第2扩散层的情况相比较，可以简化液晶显示装置的结构，且使其制造容易。
再者，该液晶显示装置利用由混入了光散射粒子的粘结剂层构成的扩散粘结剂层形成上述第1扩散层16，经由上述扩散粘结剂层16黏附上述相反侧偏振片13和与其邻接的相反侧视场补偿膜15，所以可以使液晶显示装置的制造更为容易。
而且，在上述实施例中，虽然将液晶显示元件1构成为设置有如下第1、第2电极(多个像素电极和一个膜状的相对电极)4、6，该第1、第2电极4、6分别在一对基板2、3的内面相互相对、形成有在液晶层11上施加沿其层厚方向的纵向电场来控制液晶分子的取向状态的多个像素区域，但是上述液晶显示元件1也可以是设置有如下第1、第2电极(例如在具有多个梳齿状部的梳状的信号电极和上述信号电极的各梳齿状部之间产生横向电场的公用电极)的横向电场控制型，该第1、第2电极在上述一对基板2、3的任一基板例如相反侧基板3的内面相互绝缘、形成有在上述液晶层11上施加沿着上述基板3的横向电场来控制液晶分子的取向状态的多个像素区域。
而且，上述液晶显示元件1也可以是进行利用来自上述面光源18的照明光的透射显示、以及利用从观察侧入射的外部光(液晶显示装置的使用环境的光)的反射显示这两种显示的显示元件，此时，可以将半透射反射板配置在上述相反侧基板3和相反侧视场补偿膜15之间，或者在上述相反侧基板3的内面上与多个像素的预先设定的区域相对地设置反射膜，由上述多个像素的与上述反射膜对应的部分形成反射显示部，由上述多个像素的没有上述反射膜的部分形成透射显示部。
权利要求
1.一种液晶显示装置，其特征在于具有观察侧及其相反侧的一对基板；液晶层，被封入上述一对基板之间；各一个第1电极和第2电极，设置在上述一对基板的相对的内面的至少一个上，形成向上述液晶层施加电场来控制液晶分子的取向状态的多个像素；观察侧偏振片及相反侧偏振片，夹着上述一对基板配置；第1扩散层，设置在上述相反侧偏振片的与上述相反侧基板相对的面侧，具有预先设定的雾影值；第2扩散层，设置在上述相反侧偏振片的与上述面光源相对的面侧，具有与上述第1扩散层的雾影值不同值的雾影值；液晶显示元件，矩阵状地排列有上述多个像素；面光源，配置在上述液晶显示元件的与观察侧相反的相反侧，向上述液晶显示元件照射照明光；以及棱镜片，配置在上述面光源和上述液晶显示元件之间，具有用于将来自上述面光源的照射光聚光并入射到上述液晶显示元件的、相互平行地形成的多个细长棱镜。
2.如权利要求1所记载的液晶显示装置，其特征在于，上述第1扩散层包括混入了光散射粒子的树脂；第2扩散层包括使相反侧偏振片的与面光源相对的面粗糙化的扩散面，具有比上述第1扩散层的雾影值小的值的雾影值。
3.如权利要求1所记载的液晶显示装置，其特征在于，具备被配置在上述相反侧的基板和上述相反侧偏振片之间的视场补偿膜；第1扩散层被设置在上述相反侧偏振片和与上述相反侧偏振片邻接的上述视场补偿膜之间；第2扩散层被设置在上述相反侧偏振片的与上述面光源相对的面上。
4.如权利要求3所记载的液晶显示装置，其特征在于，上述第1扩散层是具有比上述第2扩散层的雾影值大的值的雾影值的扩散层。
5.如权利要求3所记载的液晶显示装置，其特征在于，上述第2扩散层包括使相反侧偏振片的与面光源相对的面粗糙化的扩散面。
6.如权利要求3所记载的液晶显示装置，其特征在于，上述第1扩散层包括混入了光散射粒子的树脂。
7.如权利要求3所记载的液晶显示装置，其特征在于，第1扩散层包括混入了光散射粒子的粘结剂层，利用上述粘结剂层黏附相反侧偏振片和与该相反侧偏振片邻接的视场补偿膜。
8.如权利要求3所记载的液晶显示装置，其特征在于，第1扩散层的雾影值被设定在55～65的范围内。
9.如权利要求3所记载的液晶显示装置，其特征在于，第2扩散层的雾影值被设定在19～29的范围内。
10.如权利要求3所记载的液晶显示装置，其特征在于，第1扩散层的雾影值被设定在55～65的范围内；第2扩散层的雾影值被设定在19～29的范围内。
全文摘要
本发明提供一种液晶显示装置，包括矩阵状地排列有控制光透射的多个像素的液晶显示元件、被配置在该液晶显示元件的与观察侧相反一侧且向上述液晶显示元件照射照明光的面光源、以及被配置在该面光源和上述液晶显示元件之间的用于聚光的棱镜片。上述液晶显示元件具有液晶显示板、分别配置在该液晶显示板两侧的观察侧偏振片和相反侧偏振片、被分别配置在液晶显示板与观察侧偏振片和相反侧偏振片之间的视场补偿膜、在相反侧偏振片和与其邻接的视场补偿膜之间具有预先设定的雾影值的第1扩散层、以及在相反侧偏振片的与面光源相对的面具有小于第1扩散层的雾影值的第2扩散层。
文档编号G02F1/1333GK1975532SQ200610163528
公开日2007年6月6日 申请日期2006年11月29日 优先权日2005年11月30日
发明者佐藤弘基 申请人:卡西欧计算机株式会社