显示器件的制作方法

专利名称：显示器件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种使用偏振器的显示器件的结构。
背景技术：
最近，对于比传统的显像管薄得多且轻的显示器件，即所谓的平面显示器(flat panel display)的研究开发不断发展。作为平面显示器，以液晶元件作为显示元件的液晶显示器件、具有自发光元件的发光器件、以及利用电子射线的FED(场致发射显示器)等在平板显示器市场上竞相出现。为了提高附加价值且与其他产品拉开距离，要求平面显示器实现低耗电量化、高对比度。
一般而言，在液晶显示器件中，在一对衬底上分别设置有一个偏振片，以维持对比度。可以通过使黑色显示变得更暗来提高对比度，因此当在如家庭影院那样的暗室里观赏影像时，可以提供高显示品质。
例如，为了改善由于偏振片的偏振度不足以及偏振度分布所引起的显示的不均匀性以及对比度，提出了如下结构在液晶单元的可见一侧的衬底的外侧设置第一偏振片，在与可见一侧相反的衬底的外侧设置第二偏振片，当使来自设置在与可见一侧相反的衬底一侧的辅助光源的光穿过第二偏振片偏振并经过液晶单元时，为了提高该偏振度而设置第三偏振片(参见专利文献1)。
专利文件1国际专利申请公开00/34821号公报然而，对提高对比度的要求仍然有，而且为了进一步提高液晶显示器件的对比度，正在进行研究。此外，还有高偏振度的偏振片价格昂贵的问题。

发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的是提供具有高对比度的显示器件。此外，本发明的另一目的是以低成本制作这样高性能的显示器件。
本发明的特征在于在一对透光衬底之间具有显示元件的显示器件中，在其外侧分别设置包含层叠为平行尼科耳状态的多个偏振器的层，并且将一侧的包含多个偏振器的层的偏振器的透过轴和另一侧的包含多个偏振器的层的偏振器的透过轴配置为具有偏离的正交尼科耳状态，并其中间夹持显示元件。另外，在包含多个偏振器的层和透光衬底之间可以具有相位差膜。
在本发明中，为了实现极暗的黑色显示(即，为了降低背光灯的黑色透过率)，通过将分别配置在一对透光衬底外侧的一对包含多个偏振器的层配置为使彼此的偏振器的透过轴处于具有偏离的正交尼科耳状态，获取高对比度。在黑色显示最暗的状态为消光状态。这时的方位也称作消光位。
如上所述，在本发明中，首先需要在显示器件的两个透光衬底外侧以平行尼科耳形态分别层叠多个偏振器来形成偏振器的层。而且，本发明进一步需要将形成在一侧的透光衬底上的层的偏振器的透过轴和形成在另一侧的透光衬底上的层的偏振器的透过轴配置为具有偏离的正交尼科耳状态。其中，本发明的最大特征在于，后者的配置为具有偏离的正交尼科耳状态的特征。
偏振器具有透过轴。在层叠偏振器的情况下，该偏振器的透过轴彼此为平行的情况称作平行尼科耳，而偏振器的透过轴彼此为正交的情况称作正交尼科耳。此外，由于偏振器的特性是在与透过轴正交的方向具有吸收轴，因此，当吸收轴彼此为平行时可以称为平行尼科耳状态，而当吸收轴彼此为正交时也可以称为正交尼科耳状态。
此外，偏振器对光波长具有固有消光系数。这是因为，偏振器的吸收特性的波长依赖性不恒定，而在某一特定波长区域中吸收特性比其他波长区域的吸收特性低，亦即，具有只在该波长区域中不容易吸收的特性。在本发明中，层叠的偏振器的消光系数相同。
本发明的显示器件具有上述特征，但该显示器件可以采用多个形态。本发明的显示器件的一个形态包括互相相对地配置的第一透光衬底以及第二透光衬底；夹持在所述第一透光衬底以及所述第二透光衬底之间的显示元件；在所述第一透光衬底外侧的包含第一层叠的偏振器的第一层；以及，在所述第二透光衬底外侧的包含第二层叠的偏振器的第二层，其中，所述第一层以及所述第二层分别配置为使层叠的偏振器彼此的透过轴成为平行尼科耳状态，并且，所述第一层的第一层叠的偏振器以及所述第二层的第二层叠的偏振器配置为使彼此的透过轴处于具有偏离的正交尼科耳状态。
本发明的显示器件的另一个形态包括互相相对地配置的第一透光衬底以及第二透光衬底；夹持在所述第一透光衬底以及所述第二透光衬底之间的显示元件；在所述第一透光衬底外侧的包含第一层叠的偏振器的第一层；在所述第二透光衬底外侧的包含第二层叠的偏振器的第二层；在所述第一透光衬底和所述第一层之间的第一相位差膜；以及，在所述第二透光衬底和所述第二层之间的第二相位差膜，其中，所述第一层以及所述第二层分别配置为使层叠的偏振器彼此的透过轴成为平行尼科耳状态，并且，所述第一层的第一层叠的偏振器以及所述第二层的第二层叠的偏振器配置为使彼此的透过轴处于具有偏离的正交尼科耳状态。
本发明的显示器件的另一个形态包括互相相对地配置的第一透光衬底以及第二透光衬底；夹持在所述第一透光衬底以及所述第二透光衬底之间的显示元件；在所述第一透光衬底外侧的包含第一层叠的偏振器的第一层；以及，在所述第二透光衬底外侧的包含第二层叠的偏振器的第二层，其中，所述第一层从所述第一透光衬底一侧按第一A偏振器、第一B偏振器、第一C偏振器的顺序层叠，并且，所述第一层以及所述第二层分别配置为使层叠的偏振器彼此的透过轴成为平行尼科耳状态，并且，所述第一层的偏振器以及所述第二层的偏振器配置为使彼此的透过轴处于具有偏离的正交尼科耳状态。
本发明的显示器件的另一个形态包括互相相对地配置的第一透光衬底以及第二透光衬底；夹持在所述第一透光衬底以及所述第二透光衬底之间的显示元件；在所述第一透光衬底外侧的包含第一层叠的偏振器的第一层；在所述第二透光衬底外侧的包含第二层叠的偏振器的第二层；在所述第一透光衬底和所述包含第一层叠的偏振器的第一层之间的第一相位差膜；以及，在所述第二透光衬底和所述包含第二层叠的偏振器的层之间的第二相位差膜，其中，所述包含第一层叠的偏振器的第一层从所述第一透光衬底一侧按第一偏振器、第二偏振器、第三偏振器的顺序层叠，并且，所述第一层及所述第二层分别配置为使层叠的偏振器彼此的透过轴成为平行尼科耳状态，所述第一层的第一层叠的偏振器以及所述第二层的第二层叠的偏振器分别配置为使彼此的透过轴处于具有偏离的正交尼科耳状态。
在本发明的显示器件中，在使用作为背光灯的光源来使光从与可见一侧相反一侧的包含层叠的偏振器的层经过显示元件，并从可见一侧的包含层叠的偏振器的层取出光的情况下，优选与可见一侧相反一侧(背光灯侧)的层叠的偏振器的彼此的透过轴被配置为平行尼科耳状态。这是因为从背光灯一侧的光的透过率上升。
此外，在本发明的显示器件中，可以采用在一对保护层之间配置有偏振器的结构，在此情况下，可以采用在一对保护层之间设置有整个层叠的包含偏振器的层的结构。此外，也可采用使用一对保护层来夹持各个偏振器的结构。而且，可以采用在层叠的包含偏振器的层中的可见一侧提供反射防止膜或防眩膜等的结构。在本发明中，可以将层叠为平行尼科耳状态的一对偏振器成为在偏离角-3至+3度的范围偏离正交尼科耳状态，优选成为在偏离角-0.5至+0.5度的范围偏离正交尼科耳状态，以配置为黑色显示最暗的消光状态。
通过将一对层叠多个不同的偏振器配置为与正交尼科耳状态偏离这样的简便的结构，可以提高显示器件的对比度。另外，可以以低成本制造这种高性能的显示器件。


图1A和1B是表示本发明的显示器件的截面图以及透视图；图2A和2B是表示本发明的显示器件的截面图以及透视图；图3A和3B是表示本发明的显示器件的截面图以及透视图；图4A和4B是表示本发明的显示器件的截面图以及透视图；图5是表示本发明的显示器件的图；图6是表示本发明的显示器件的图；图7A和7B是表示本发明的显示器件的俯视图以及截面图；图8A至8D是表示本发明的显示器件的俯视图；图9A至9D是表示本发明的显示器件的俯视图；图10A至10F是表示本发明的液晶形态的截面图；图11A至11D是表示本发明的液晶形态的截面图；图12A至12D是表示本发明的液晶形态的截面图；图13A至13C是表示本发明的包含偏振器的层的结构的截面图；
图14A和14B是表示本发明的显示器件的俯视图以及截面图；图15是表示本发明的显示器件的截面图；图16A至16C是表示本发明的显示器件的俯视图；图17A和17B是表示本发明的显示器件的截面图；图18A和18B是表示本发明的显示器件的截面图；图19A至19D是表示本发明的显示器件具有的照射工具的截面图；图20是表示适用本发明的电子器具的主要结构的框图；图21A至21C是表示本发明的电子器具的附图；图22A至22E是表示本发明的电子器具的附图；图23是表示本发明的显示器件的截面图；图24A至24C是表示本发明的显示器件的框图；图25是表示本发明的实验条件的附图；图26是表示本发明的实验结果的图表；图27是表示本发明的实验结果的图表；图28是表示本发明的实验结果的图表；图29A至29C是表示本发明的实验条件的附图；图30是表示本发明的实验条件的附图；图31是表示本发明的实验结果的图表；图32是表示本发明的实验结果的图表；图33是表示本发明的实验结果的图表；图34A至34C是表示本发明的实验条件的附图。
具体实施例方式
下面，基于附图而说明本发明的实施方式。但是，所属领域的普通人员可以很容易地理解一个事实，就是本发明能够以多个不同方式而实施，其方式和详细内容可以被变换为各种各样的形式，而不脱离本发明的宗旨及其范围。因此，本发明不应该被解释为仅限定在本实施方式所记载的内容中。注意，在为说明实施方式的所有附图中，对共同部分和具有相同的功能的部分使用相同的符号，而省略反复说明。
实施方式1在本实施方式中，将说明提供有使用本发明的一对层叠的多个包含偏振器的层的显示器件的概念。
在图1A中示出一种显示器件的截面图，所述显示器件具有如下结构具有一对层叠为平行尼科耳状态的包含偏振器的层，并各个层的偏振器的透过轴，即夹持显示元件而层叠的多个包含偏振器的层中的一方的偏振器的透过轴和层叠的多个包含偏振器的另一侧层的偏振器的透过轴配置为具有偏离的正交尼科耳状态。在图1B中示出该显示器件的透视图。在本实施方式中，以液晶显示器件为例子而说明。该液晶显示器件具有液晶元件作为显示元件。
在本实施方式中，在一对衬底的外侧，即在与具有液晶元件的层不接触的一侧设置有分别层叠为平行尼科耳状态的包含偏振器的层。具体而言，如图1A所示，在第一衬底101一侧，第一A包含偏振器的层103的透过轴(在下文中，有时将包含偏振器的层的偏振器的透过轴略称为“包含偏振器的层的透过轴”)以及第一B包含偏振器的层104的透过轴设置为平行尼科耳状态。
此外，在第二衬底102一侧，第二A包含偏振器的层105和第二B包含偏振器的层106的彼此的透过轴设置为平行尼科耳状态。而且，在本实施方式中，夹持具有液晶元件的层100而配置的一对多个包含偏振器的层中的一侧层的层叠的偏振器的透过轴和另一侧层的层叠的偏振器的透过轴配置为具有偏离的正交尼科耳状态。
具体而言，如图1B所示，将第一A包含偏振器的层103的透过轴A和第一B包含偏振器的层104的透过轴B层叠为平行状态，即平行尼科耳状态。同样地，将第二A包含偏振器的层105的透过轴C和第二B包含偏振器的层106的透过轴D层叠为平行尼科耳状态。而且，第一A包含偏振器的层103的透过轴及第一B包含偏振器的层104的透过轴和第二A包含偏振器的层105的透过轴及第二B包含偏振器的层106的透过轴配置为具有偏离的正交尼科耳状态。
在本实施方式中，第一A包含偏振器的层103的吸收轴和第一B包含偏振器的层104的吸收轴具有相同的消光系数。并且，第二A包含偏振器的层105的吸收轴和第二B包含偏振器的层106的吸收轴具有相同的消光系数。此外，虽然在图1中没有图示，但是背光灯等的照射工具配置在第二B包含偏振器的层106的下方。
在本实施方式中，为了实现极暗的黑色显示(即，为了降低背光灯的黑色透过率)，通过将一对层叠的多个包含偏振器的层配置为使彼此的偏振器的透过轴处于具有偏离的正交尼科耳状态，获取高对比度。
上述衬底为具有透光性的绝缘衬底(以下，也记为透光衬底)。该衬底特别在可见光的波长区域中具有透光性。例如，可以使用钡硼硅酸盐玻璃或铝硼硅酸盐玻璃等的玻璃衬底、石英衬底等。此外，可以适用由具有柔软性的合成树脂如以聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚醚砜(PES)、聚碳酸酯(PC)为代表的塑料或丙烯等而构成的衬底。此外，也可以使用薄膜(由聚丙烯、聚酯、乙烯基、聚氟乙烯、氯乙烯等构成)、无机气相沉积薄膜等。
此外，虽然在图1中没有图示，但是背光灯等的照射工具配置在第二B包含偏振器的层106的下方。
在图5中示出俯视第一A包含偏振器的层103的透过轴A、第一B包含偏振器的层104的透过轴B、第二A包含偏振器的层105的透过轴C、以及第二B包含偏振器的层106的透过轴D形成的角度的附图。层叠为平行尼科耳状态的第一A包含偏振器的层103的透过轴A及第一B包含偏振器的层104的透过轴B和层叠为平行尼科耳状态的第二A包含偏振器的层105的透过轴C及第二B包含偏振器的层106的透过轴D被配置为具有如图5所示的偏离角θ的正交尼科耳状态。
注意，在图1中，包含偏振器的层中的偏振器采用两层结构，但本发明不局限于此，也可以采用更多层的结构。图3示出了在第一A包含偏振器的层103以及第一B包含偏振器的层104上进一步层叠第一C包含偏振器的层121的例子。在图3中，第一C包含偏振器的层121的偏振器具有透过轴G，该透过轴G平行于第一A包含偏振器的层103的透过轴A及第一B包含偏振器的层104的透过轴B。
换言之，如图6所示，将第一C包含偏振器的层121与第一A包含偏振器的层103及第一B包含偏振器的层104层叠为使彼此的透过轴成为平行尼科耳状态。因此，第一C包含偏振器的层121和第二A包含偏振器的层105的透过轴及第二B包含偏振器的层106的透过轴被层叠为具有偏离角θ的正交尼科耳状态。
在使用如本实施方式所示的一对层叠的多个包含偏振器的层的情况下，可以适用于通过使用前灯(front light)等而能够从衬底的两侧取出光的显示器件。
像这样，在一对层叠为平行尼科耳状态的多个包含偏振器的层中，通过将各个层中层叠的偏振器的透过轴配置为夹着显示元件而处于具有偏离的正交尼科耳状态，可以减少透过轴方向的漏光。其结果，可以提高显示器件的对比度。
实施方式2在本实施方式中，对于与上述实施方式不同的除了一对层叠的多个包含偏振器的层外还设置有相位差膜的显示器件的概念进行说明。
在图2A中示出一种显示器件的截面图，所述显示器件具有如下结构具有一对层叠为平行尼科耳状态的包含偏振器的层，并夹持显示元件的一侧层的层叠的偏振器的透过轴和另一侧层的层叠的偏振器的透过轴配置为具有偏离的正交尼科耳状态。在图2B中示出该显示器件的透视图。在本实施方式中，以液晶显示器件为例子而说明。该液晶显示器件具有液晶元件作为显示元件。
如图2A所示，在第一衬底101一侧，第一A包含偏振器的层103的透过轴和第一B包含偏振器的层104的透过轴设置为平行尼科耳状态。此外，在第二衬底102一侧，第二A包含偏振器的层105的透过轴和第二B包含偏振器的层106的透过轴设置为平行尼科耳状态。
作为特征，在本实施方式中，夹持显示元件的一侧层的层叠的偏振器的透过轴和另一侧层的层叠的偏振器的透过轴配置为具有偏离的正交尼科耳状态。在本实施方式中，第一A包含偏振器的层103的吸收轴和第一B包含偏振器的层104的吸收轴具有相同的消光系数。并且，第二A包含偏振器的层105的吸收轴和第二B包含偏振器的层106的吸收轴具有相同的消光系数。
如图2B所示，第一A包含偏振器的层103和第一B包含偏振器的层104层叠为使彼此的透过轴成为平行尼科耳状态。进一步，在这些层叠的包含偏振器的层和第一衬底101之间设置有相位差膜113。
此外，如图2B所示，在第二衬底102一侧设置有第二A包含偏振器的层105和第二B包含偏振器的层106。将第二A包含偏振器的层105和第二B包含偏振器的层106配置为使彼此的透过轴成为平行尼科耳状态。进一步，在这些层叠的包含偏振器的层和第二衬底102之间提供有相位差膜114。
而且，第一A包含偏振器的层103的透过轴及第一B包含偏振器的层104的透过轴和第二A包含偏振器的层105的透过轴及第二B包含偏振器的层106的透过轴配置为具有偏离的正交尼科耳状态。
此外，虽然在图2中没有图示，但是背光灯等照射工具配置在第二B包含偏振器的层106的下方。
作为相位差膜，可以举出将液晶混合排列(hybrid alignment)的薄膜、将液晶扭歪定向的薄膜、单轴性相位差膜、或者双轴性相位差膜。这种相位差膜可以实现显示器件的广视角化。将液晶混合排列的薄膜是使用三醋酸纤维素(TAC)薄膜作为支撑架且将具有负单轴性质的盘型液晶(discotic liquid crystal)或具有正单轴性质的向列型液晶(nematic liquid crystal)混合排列而提供光学各向异性的复合薄膜。
通过将树脂沿一个方向伸长，形成单轴性相位差膜。此外，双轴性相位差膜在将树脂沿横方向伸长一个轴后，沿纵方向稍微伸长一个轴而形成。作为在此使用的树脂，可以举出环烯烃聚合物(COE)、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)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚丙烯(PP)、聚苯醚(PPO)、聚芳酯(PAR)、聚酰亚胺(PI)、聚四氟乙烯(PTFE)等。
相位差膜可以在与包含偏振器的层贴在一起的状态下贴附在透光衬底。
通过组合相位差膜和层叠的偏振器，可以提高显示元件的视角特性。有时使用多个相位差膜。当采用1/4λ波片作为相位差膜时，可以使其用作圆偏振片。通过使用一对圆偏振片，可以降低来自外部的光反射，从而进一步提高对比度。此外，相位差膜的特性是在与慢速轴(slowaxis)正交的方向具有快速轴(fast axis)。因此，可以代替慢速轴以快速轴为标准决定其配置。
注意，在图2中，作为包含偏振器的层的叠层方式采用双层结构，但本发明不局限于此，也可以采用更多层的结构。可以与第一A包含偏振器的层103及第一B包含偏振器的层104成为平行尼科耳状态地层叠提供第一C包含偏振器的层121。图4示出了在第一A包含偏振器的层103以及第一B包含偏振器的层104上进一步层叠第一C包含偏振器的层121的例子。在图4中，第一C包含偏振器的层121的偏振器具有透过轴G，该透过轴G平行于第一A包含偏振器的层103的透过轴A及第一B包含偏振器的层104的透过轴B。由此，第一C包含偏振器的层121配置为使第一C包含偏振器的层121的透过轴与第二A包含偏振器的层105的透过轴及第二B包含偏振器的层106的透过轴处于具有偏离角θ的正交尼科耳状态。
如本实施方式所示的一对层叠的多个包含偏振器的层可以适用于通过使用前灯(front light)等而能够从衬底的两侧取出光的显示器件。
像这样，在具有一对层叠的包含偏振器的层和相位差膜的结构中，通过将一对层叠的包含偏振器的层的彼此的偏振器的透过轴配置为具有偏离的正交尼科耳状态，可以减少透过轴方向的漏光。因此，可以提高显示器件的对比度。
实施方式3本实施方式中，将用图13说明本发明可使用的层叠的偏振器的结构。
在本发明中，包含偏振器的层只要包含具有固有透过轴的偏振器就可以，既可采用偏振器单层，也可采用设置有夹着偏振器的保护层的结构。图13表示本发明的包含偏振器的层的叠层结构的例子。在图13A中，层叠有由保护层50a、第一A偏振器51、保护层50b构成的包含偏振器的层和由保护层50c、第一B偏振器52、保护层50d构成的包含偏振器的层，这是层叠的包含偏振器的层。如上所述，在本发明中，层叠的偏振器包括通过保护层层叠而不直接接触层叠的。因此，层叠的包含偏振器的层也意味着包括由保护层50a、第一A偏振器51、保护层50b构成的包含偏振器的层和由保护层50c、第一B偏振器52、保护层50d构成的包含偏振器的层的整个叠层。此外，在本说明书中，由保护层50a、第一A偏振器51、保护层50b构成的包含偏振器的层也称为偏振片。因此，图13A也可称作偏振片的叠层。图13A中，第一A偏振器51以及第一B偏振器52的透过轴处于平行状态，即被层叠为平行尼科耳状态。另外，第一A偏振器51和第一B偏振器52的消光系数相同。
图13B是由保护层56a、第一A偏振器57、第一B偏振器58、以及保护层56b的叠层构成的层叠的包含偏振器的层。图13B所示的情况可以称作设置有一对保护层56a及保护层56b，其间夹有第一A偏振器57及第一B偏振器58的偏振器的叠层。该情况也可称作包括由保护层56a及偏振器57构成的包含偏振器的层和由偏振器58及保护层56b构成的包含偏振器的层的叠层。图13B表示在图13A中的层叠的偏振器相互直接接触地形成而不通过保护层的例子，具有能够使偏振方式的层叠的包含偏振器的层减薄的优点，并且由于保护层的叠层数量较少，所以能够以低成本实现工程的简便化。图13B中，第一A偏振器57以及第一B偏振器58的透过轴处于平行状态，即层叠为平行尼科耳状态。另外，第一A偏振器57和第一B偏振器58的消光系数相同。
图13C表示偏振器通过一个保护层相互层叠的例子，其具有处于图13A和图13B的中间的结构。图13C表示由包括保护层60a、第一A偏振器61、保护层60b、第一B偏振器62、以及保护层60c的叠层构成的层叠的含有偏振器的层。如此，可以采用交替层叠保护层和偏振器的结构。本发明的偏振器为薄膜状，因此，也可被称作偏振膜或偏振层等。图13C中，第一A偏振器61以及第一B偏振器62的透过轴处于平行状态，即被层叠为平行尼科耳状态。另外，第一A偏振器61和第一B偏振器62的消光系数相同。
虽然在图13中示出层叠两层偏振器的例子，但是可以层叠三层或更多层的偏振器。并且，保护层的设置方式也不局限于图13。另外，可以采用层叠图13A的层叠的包含偏振器的层和图13B的层叠的包含偏振器的层的结构。在由于偏振器的材料因水分或温度变化在偏振器中容易发生退化的情况下，如图13A所示那样，通过用保护层覆盖偏振器就能够进一步保护偏振器，从而可以提高可靠性。如图1所示，在设置偏振器并在其间插入包含显示元件的层的情形中，可见一侧的偏振器的层叠结构和夹着显示元件的与此相反一侧的偏振器的层叠结构既可相同也可不同。像这样，可以根据偏振器的特性和所要求的显示器件的功能，适当地设定层叠的偏振器的层叠结构。例如，虽然在实施方式1中，以第一A包含偏振器的层103和第一B包含偏振器的层104、第二A包含偏振器的层105和第二B包含偏振器的层106分别构成层叠的包含偏振器的层，但是该结构可以采用图13A至13C中的任何结构，而且，也可以使用彼此不同的叠层结构，例如，一方采用图13A的结构，另一方采用图13B的结构。
另外，作为层叠的包含偏振器的层，也可以采用提供附着层(粘合层)且通过该附着层实现层叠结构，其中该附着层被用于将相互的保护层、相互的偏振器、以及保护层和偏振器之间粘贴在一起。在此情况下，附着层需要与保护层具有同样透光性。可以和偏振器层叠提供相位差膜。这时，对于相位差膜也可以采用如下结构将相位差膜设置在一对保护层之间，并通过多个或单个保护层与偏振器层叠；或者，与偏振器接触层叠，按保护层、相位差膜、偏振器、以及保护层的顺序层叠。例如，当将图13B的透光衬底一侧提供保护层56a时，可以使用在保护层56a和偏振器57之间提供相位差膜且在透光衬底和偏振器之间提供相位差膜的结构。而且，可以在保护层50d上提供例如更结实的保护薄膜等作为表面保护层，也可以设置防止在屏幕表面的外光反射的反射防止膜或防止屏幕的眩光的防眩膜。另外，在将包含偏振器的层(偏振片)贴附到衬底时，可以使用丙烯酸树脂等的附着层。
偏振器具有只透过沿一定方向振荡的光且吸收其余的光的功能。可以将二色性色素吸着排列在单轴伸长的树脂膜上来使用。可以使用PVA(聚乙烯醇)作为树脂。该PVA具有高透明性和高强度，并且容易与用作保护层(有时因其形状被称为保护膜)的TAC(三醋酸纤维素)粘合在一起。作为色素可以使用碘系色素和染料系色素。例如，当将二色性强的碘作为高次离子吸着到PVA树脂膜上并在硼酸水溶液中伸长它时，由于碘排列成锁状的聚合物，所以用碘系色素的偏振器具有高偏振特性。另一方面，染料系色素使用二色性强的染料而代替碘，因而具有优良的耐热性和耐久性。此外，也可以混合使用碘系色素和染料系色素作为色素。
保护层在强度方面改善偏振器，而防止因温度和湿度导致的退化。作为保护层，可以使用TAC(三醋酸纤维素)、COP(环状聚烯烃)、PC(聚碳酸酯)等的薄膜。TAC具有透明性和低双折射率，并且具有优越的与用于偏振器的PVA的粘合性。COP是具有优越的耐热性、防潮性、耐久性的树脂薄膜。
例如，作为包含偏振器的层，可以采用从衬底一侧将附着面、保护层的TAC(三醋酸纤维素)、偏振器的PVA(聚乙烯醇)和碘的混合层、保护层的TAC的顺序层叠而构成的结构。通过用PVA(聚乙烯醇)和碘的混合层可以控制偏振度。此外，包含偏振器的层(偏振片)因其形状有时被称为偏振薄膜。
本实施方式可以与上述实施方式1和2中的每一个组合起来实现。
实施方式4在本实施方式中，对液晶显示器件的结构进行说明。该液晶显示器件具有如下结构包括一对层叠为平行尼科耳状态的包含偏振器的层，并且夹持显示元件的一侧层的层叠的偏振器的透过轴和另一侧层的层叠的偏振器的透过轴配置为具有偏离的正交尼科耳状态。
图16A是显示了根据本发明的显示面板的结构的俯视图，其中形成有在具有绝缘表面的衬底2700上以矩阵状排列像素2702的像素部分2701、扫描线侧输入端子2703、信号线侧输入端子2704。像素的数量可以根据各种标准来设定，例如，对于为XGA且用RGB的全色显示，设定为1024×768×3(RGB)，对于为UXGA且用RGB的全色显示，设定为1600×1200×3(RGB)，对于适应于完全规格高视觉且用RGB的全色显示，设定为1920×1080×3(RGB)。
像素2702是通过从扫描线侧输入端子2703伸长的扫描线和从信号线侧输入端子2704伸长的信号线交叉，按矩阵来排列的。像素部分2701中的每一个像素具有开关元件和连接于该开关元件的像素电极层。开关元件的典型实例是TFT。通过TFT的栅极层侧连接到扫描线，且TFT的源侧或漏侧连接到信号线，可以利用从外部输入的信号独立地控制每一个像素。
图16A示出了用外部驱动电路控制输入到扫描线及信号线的信号的一种显示面板的结构。然而，如图17A所示，也可以通过COG(Chip OnGlass，玻璃上芯片安装)方式将驱动IC2751安装在衬底2700上。此外，作为其它安装方式，也可以使用如图17B所示的TAB(Tape AutomatedBonding，带式自动接合)方式。驱动IC既可以为形成在单晶半导体衬底上的，又可以为在玻璃衬底上由TFT形成电路的。在图17中，驱动IC2751连接到FPC(Flexible printed circuit，柔性印刷电路)2750。
此外，当由具有结晶性的半导体形成设置在像素中的TFT时，如图16B所示，也可以在衬底3700上形成扫描线侧驱动电路3702。在图16B中，与图16A同样，将像素部分3701连接到信号线侧输入端子3704，并使用外部驱动电路来控制像素部分3701。在设置在像素中的TFT由迁移度高的多晶(包括微晶)半导体或单晶半导体等形成的情况下，如图16C所示，可以在衬底4700上集成地形成像素部分4701、扫描线驱动电路4702、信号线驱动电路4704。
图14A是具有层叠的包含偏振器的层的液晶显示器件的俯视图，并且图14B是图14A中的线C-D的截面图。
如图14A所示，使用密封剂692将像素区域606、驱动电路区域608a、驱动电路区域608b密封在衬底600和相对衬底695之间，并且在衬底600上设置有由IC驱动器形成的信号线驱动电路607。在像素区域606中设置有晶体管622以及电容元件623，并且在驱动电路区域608b中设置有具有晶体管620以及晶体管621的驱动电路。作为衬底600，可以适用与上述实施方式相同的绝缘衬底。此外，一般而言，担心由合成树脂形成的衬底与其他衬底相比其耐热温度低，但是通过在使用耐热性高的衬底的制造步骤之后进行转置，也可以采用由合成树脂形成的衬底。
在像素区域606中，中间夹基底膜604a、基底膜604b地设置有成为开关元件的晶体管622。在本实施方式中，作为该晶体管622使用多栅型薄膜晶体管(TFT)，该晶体管622包括具有用作源区和漏区的杂质区的半导体层、栅绝缘层、具有两层的叠层结构的栅极层、源极层以及漏极层，并且其中源极层或漏极层与半导体层的杂质区和像素电极层630接触而电连接。薄膜晶体管可以以多个方法来制作。例如作为激活层，适用结晶性半导体膜。
在结晶性半导体膜上中间夹栅绝缘膜地设置栅极。可以使用该栅极对该激活层附加杂质元素。像这样，通过使用栅极进行杂质元素的添加，就没必要形成用于杂质元素的添加的掩模。栅极可以为单层结构或叠层结构。杂质区通过控制其浓度，可以成为高浓度杂质区和低浓度杂质区。将如此具有低浓度杂质区的薄膜晶体管称为LDD(Lightdoped drain；轻掺杂漏区)结构。此外，低浓度杂质区可以与栅极重叠地形成，将这种薄膜晶体管称为GOLD(Gate Overlapped LDD；栅极重叠轻掺杂漏区)结构。此外，通过对于杂质区使用磷(P)等，使薄膜晶体管的极性成为n型。当使薄膜晶体管的极性成为p型时，可以附加硼(B)等。然后，形成覆盖栅极等的绝缘膜611以及绝缘膜612。通过混入于绝缘膜611(以及绝缘膜612)中的氢元素，可以使结晶性半导体膜的悬空键终结。
为了进一步提高平坦性，也可以形成绝缘膜615、绝缘膜616作为层间绝缘膜。作为绝缘膜615、绝缘膜616，可以使用有机材料、无机材料或它们的叠层结构。绝缘膜615、绝缘膜616例如可以由选自氧化硅、氮化硅、氧氮化硅、氮氧化硅、氮化铝、氧含量比氮含量更多的氧氮化铝、氮含量比氧含量更多的氮氧化铝、氧化铝、类金刚石碳(DLC)、聚硅氮烷、含氮的碳(CN)、PSG(磷玻璃)、BPSG(硼磷玻璃)、氧化铝、其他含有无机绝缘材料的物质中的材料而形成。另外，可以使用有机绝缘材料，并且作为有机材料，感光性、非感光性都可以使用。例如，可以使用聚酰亚胺、丙烯、聚酰胺、聚酰亚胺酰胺、抗蚀剂、苯并环丁烯、硅氧烷树脂等。注意，硅氧烷树脂相当于含有Si-O-Si键的树脂。硅氧烷的骨架结构由硅(Si)和氧(O)的键构成。作为取代基，使用至少含氢的有机基(例如，烷基、芳香烃)。作为取代基，也可以使用氟基团。此外，作为取代基，也可以使用至少含氢的有机基、氟基团。
另外，通过使用结晶性半导体膜，可以在相同衬底上集成地形成像素区域和驱动电路区域。在此情况下，将像素区域中的晶体管和驱动电路区域608b中的晶体管同时形成。用于驱动电路区域608b的晶体管构成CMOS电路。构成CMOS电路的薄膜晶体管为GOLD结构，然而也可以使用如晶体管622的LDD结构。
在像素区域中的薄膜晶体管的结构不局限于本实施方式，并且可以使用形成有一个沟道形成区的单栅结构，形成有两个沟道形成区的双栅结构，或形成有三个沟道形成区的三栅结构。另外，在外围驱动电路区域中的薄膜晶体管也可以使用单栅结构，双栅结构，或三栅结构。
注意，不局限于本实施方式所示的薄膜晶体管的制造方法，也可以对顶栅型(例如，正交错型)、底栅型(例如，反交错型)、具有在沟道区的上下通过栅绝缘膜配置的两个栅极层的双栅型、或者其他结构适用本发明。
下面，通过印刷法或液滴喷射法，覆盖像素电极层630以及绝缘膜616地形成称为定向膜的绝缘层631。注意，如果使用丝网印刷法或胶印刷法，则可以选择性地形成绝缘层631。然后，进行研磨处理。如果液晶形态为垂直定向(VA)形态，则有时不进行这种研磨。用作定向膜的绝缘层633也是与绝缘层631同样的。接着，通过液滴喷射法，将密封剂692形成在像素被形成了的区域的周边区域以及密封区域603。
然后，将相对衬底695和TFT衬底的衬底600，中间夹间隔物637而贴在一起，并且在其空隙中设置液晶层632。该相对衬底695设置有将用作定向膜的绝缘层633、用作相对电极的导电层634、用作彩色滤光片的着色层635。然后，在相对衬底695的外面设置由第一A包含偏振器的层641以及第一B包含偏振器的层642构成的叠层，并且也在衬底600的与具有元件的面相反的面上设置第二A包含偏振器的层643以及第二B包含偏振器的层644。可以通过使用附着层将包含偏振器的层设在衬底上。在密封剂中也可以混入填料，并且还在相对衬底695上可以形成屏蔽膜(黑矩阵)等。注意，在液晶显示器件为全彩色显示的情况下，可以由呈现红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)的材料形成彩色滤光片等，并且在液晶显示器件为单色显示的情况下，可以取消着色层或者可以由呈现至少一种颜色的材料形成彩色滤光片等。
注意，当在背光灯中配置RGB的发光二极管(LED)等，并且采用通过时间分割进行彩色显示的逐次加色混合法(field sequentialmethod场序制方式)时，有时不设置彩色滤光片。因为黑矩阵减少晶体管或CMOS电路的布线引起的外光的反射，所以优选与晶体管或CMOS电路重叠地设置。注意，也可以与电容元件重叠地形成黑矩阵。这是因为可以防止构成电容元件的金属膜引起的反射的缘故。
作为形成液晶层的方法，可以使用分配器方式(滴落方式)或者注入法。该注入法为将具有元件的衬底600和相对衬底695贴在一起后，使用毛细管现象注入液晶的方法。当处理难适用注入法的大型衬底时，可以适用滴落法。
间隔物也可以通过散布几μm的粒子来设置，但在本实施方式中在整个衬底上形成树脂膜后，将其蚀刻加工来形成隔离物。在通过旋涂器涂敷用于隔离物的这种材料后，通过曝光和显影处理将此形成为预定图形。进一步，通过用洁净烘箱等以150至200℃加热它并使它固化。这样形成的间隔物可以根据曝光和显影处理的条件而具有不同形状，但是，间隔物的形状优选为顶部平坦的柱状。这是因为当与相对一侧的衬底贴在一起时，可以确保作为液晶显示器件的机械强度的缘故。间隔物的形状可以为圆锥、角锥等而没有特别的限制。
接着，在与像素区域电连接的端子电极层678上，夹著各向异性导电体层696地提供用于连接的布线衬底FPC 694。FPC 694具有传达来自外部的信号或电位的作用。通过上述步骤，可以制造具有显示功能的液晶显示器件。
注意，作为晶体管具有的布线、栅极层、像素电极层630、相对电极的导电层634，可以使用氧化铟锡(ITO)、在氧化铟中混合了氧化锌(ZnO)的IZO(indium zinc oxide；氧化铟锌)、在氧化铟中混合了氧化硅(SiO2)的导电材料、有机铟、有机锡、含有氧化钨的氧化铟、含有氧化钨的氧化铟锌、含有氧化钛的氧化铟、含有氧化钛的氧化铟锡等。此外，也可以从钨(W)、钼(Mo)、锆(Zr)、铪(Hf)、钒(V)、铌(Nb)、钽(Ta)、铬(Cr)、钴(Co)、镍(Ni)、钛(Ti)、白金(Pt)、铝(Al)、铜(Cu)、银(Ag)等的金属、其合金或其金属氮化物中选择。
此外，在衬底600上设置有层叠的第二A包含偏振器的层643以及第二B包含偏振器的层644，并且在相对衬底695上也设置有层叠的第一A包含偏振器的层641以及第一B包含偏振器的层642。设置在背光灯一侧的第二A包含偏振器的层643以及第二B包含偏振器的层644配置为使彼此的透过轴成为平行尼科耳状态，并且设置在可见一侧的第一A包含偏振器的层641以及第一B包含偏振器的层642也配置为使彼此的透过轴成为平行尼科耳状态。另一方面，第二A包含偏振器的层643的透过轴及第二B包含偏振器的层644的透过轴和设置在可见一侧的第一A包含偏振器的层641的透过轴及第一B包含偏振器的层642的透过轴配置为具有偏离的正交尼科耳状态。作为特征，在本发明中，一对层叠的偏振器的层中的各个层的偏振器的透过轴被配置为夹者显示元件而具有偏离的正交尼科耳状态。结果，可以提高对比度。注意，在本实施方式中，第一A包含偏振器的层641以及第一B包含偏振器的层642的吸收轴的消光系数相同。同样地，第二A包含偏振器的层643以及第二B包含偏振器的层644的吸收轴的消光系数相同。
层叠的第二A包含偏振器的层643以及第二B包含偏振器的层644、或者层叠的第一A包含偏振器的层641以及第一B包含偏振器的层642分别被粘结到衬底600、相对衬底695。此外，也可以在层叠的包含偏振器的层和衬底之间具有相位差膜的状态下进行层叠。
通过对这种液晶显示器件设置一对其透过轴层叠为平行尼科耳状态的包含偏振器的层，并将彼此的层的偏振器的透过轴配置为具有偏离的正交尼科耳状态，可以提高对比度。
本实施方式可以与上述实施方式1至3自由组合。
实施方式5在本实施方式中，对包括具有叠层结构的包含偏振器的层，并且与上述实施方式不同地使用具有非晶体半导体膜的薄膜晶体管的液晶显示器件，进行说明。
在图15所示的显示器件中，在衬底200上设置有像素区域中的反交错型薄膜晶体管的晶体管220、像素电极层201、绝缘层202、绝缘层203、液晶层204、间隔物281、绝缘层205、相对电极层206、彩色滤光片208、黑矩阵207、相对衬底210、第一A包含偏振器的层231、第一B包含偏振器的层232，而在衬底200的与具有晶体管202的表面相反一侧设置有第二A包含偏振器的层233、第二B包含偏振器的层234、密封区域中的密封剂282、端子电极层287、各向异性导电层285、FPC286。
在本实施方式中制造的反交错型薄膜晶体管的晶体管220的栅极层、源极层、漏极层通过液滴喷射法形成。液滴喷射法是喷射具有液状导电材料的组成物，然后通过干燥或焙烧使它固化，而形成导电层或电极层的方法。当喷射包括绝缘材料的组成物，然后通过干燥或焙烧使它固化时，也可以形成绝缘层。因为可以选择性地形成导电层或绝缘层等显示器件的构成物，所以步骤简单，并且可以防止材料的损失。因此，可以以低成本且生产率好地制造显示器件。
在本实施方式中，使用非晶体半导体作为半导体层，并且根据需要，可以形成具有一种导电类型的半导体层。在本实施方式中，作为半导体层和具有一种导电类型的半导体层，层叠非晶体n型半导体层。本发明如此可以制造形成有n型半导体层的n沟道型薄膜晶体管的NMOS结构、形成有p型半导体层的p沟道型薄膜晶体管的PMOS结构、n沟道型薄膜晶体管和p沟道型薄膜晶体管的CMOS结构。
另外，通过使用掺杂法附加赋予导电性的元素，以便赋予导电性，并且在半导体层中形成杂质区，也可以形成n沟道型薄膜晶体管、p沟道型薄膜晶体管。还可以代替形成n型半导体层，通过进行用PH3气体的等离子体处理，对半导体层赋予导电性。
在本实施方式中，晶体管220为n沟道型反交错型薄膜晶体管。此外，也可以使用在半导体层的沟道区上设置有保护层的沟道保护型反交错型薄膜晶体管。
另外，可以使用有机半导体材料，并且通过蒸发淀积法、印刷法、喷射法、旋涂法、液滴喷射法、分配器方法等来形成半导体。在这种情况下，不一定需要蚀刻步骤，因此可以减少步骤的数量。作为有机半导体，可以使用并五苯等的低分子材料、高分子材料等，并且还可以使用有机色素、导电性高分子材料等的材料。作为用于本发明的有机半导体材料，优选使用其骨架由共轭双键构成的π电子共轭系的高分子材料。典型地，可以使用可溶性高分子材料诸如聚噻吩、聚芴、聚(3-烷基噻吩)、聚噻吩衍生物等。
接着，对于背光灯单元352的结构给予说明。背光灯单元352包括作为发出光的光源331的冷阴极管、热阴极管、发光二极管、无机EL、有机EL、将光高效率地导入到导光板335的灯光反射器332、在全反射光的同时将光引导到整个表面的导光板335、减少明亮度的不均匀的扩散板336、将泄漏到导光板335的下面的光再利用的反射板334。
用于调整光源331的亮度的控制电路连接到背光灯单元352。通过来自控制电路的信号供给，可以控制光源331的亮度。
在衬底200和背光灯单元352之间设置有层叠的第二A包含偏振器的层233以及第二B包含偏振器的层234，并且在相对衬底210上也设置有层叠的第一A包含偏振器的层231以及第一B包含偏振器的层232。设置在背光灯一侧的第二A包含偏振器的层233以及第二B包含偏振器的层234配置为使彼此的透过轴成为平行尼科耳状态，并且设置在可见一侧的第一A包含偏振器的层231以及第一B包含偏振器的层232也配置为使彼此的透过轴成为平行尼科耳状态。另一方面，第二A包含偏振器的层233的透过轴及第二B包含偏振器的层234的透过轴和设置在可见一侧的第一A包含偏振器的层231的透过轴及第一B包含偏振器的层232的透过轴配置为具有偏离的正交尼科耳状态。
作为特征，在本发明中，在一对层叠的包含偏振器的层的各个层中的偏振器的透过轴被配置为具有偏离的正交尼科耳状态，并其中间夹着显示元件。结果，可以提高对比度。注意，在本实施方式中，第一A包含偏振器的层231以及第一B包含偏振器的层232的吸收轴的消光系数相同。同样地，第二A包含偏振器的层233以及第二B包含偏振器的层234的吸收轴的消光系数相同。
层叠的第二A包含偏振器的层233以及第二B包含偏振器的层234、层叠的第一A包含偏振器的层231以及第一B包含偏振器的层232分别粘结到衬底200、相对衬底210。此外，也可以在层叠的包含偏振器的层和衬底之间具有相位差膜的状态下，进行层叠。
通过对于这种液晶显示器件设置一对层，其中包括其透过轴层叠为平行尼科耳状态的偏振器，并将各个层的偏振器的透过轴配置为具有偏离的正交尼科耳状态，可以提高对比度。
本实施方式可以与上述实施方式自由组合。
实施方式6在本实施方式中，对于显示器件所具有的备电路等的工作进行说明。
在图24中示出显示器件的像素部分505以及驱动电路部分508的系统框图。
像素部分505具有多个像素，并且在成为各像素的信号线512和扫描线510的交叉区域中设置有开关元件。通过开关元件可以控制用于控制液晶分子的倾斜的电压的施加。如此，将在各交叉区域中设置有开关元件的结构称为有源型。本发明的像素部分并不局限于这种有源型，也可以具有无源型的结构。因为无源型在各像素中没有开关元件，所以制作步骤简便。
驱动电路部分508具有控制电路502、信号线驱动电路503、扫描线驱动电路504。接收视频信号501的控制电路502具有按照像素部分505的显示内容进行灰度控制的功能。因此，控制电路502将产生的信号输入到信号线驱动电路503、扫描线驱动电路504中。然后，当依据扫描线驱动电路504，通过扫描线510选择开关元件时，就对于选择了的交叉区域的像素电极施加电压。该电压值取决于从信号线驱动电路503通过信号线输入的信号。
再者，在控制电路502中产生控制供给于照明工具506的电力的信号，而且该信号被输入到照明工具506的电源507。可以使用上述实施方式中所示的背光灯单元作为照明工具。注意，作为照明工具，除了背光灯以外，还有前灯(front light)。前灯是指板状的灯单位，它被安装在像素部分的前面一侧，而且由照射整个像素部分的光发射体以及导光体构成。通过使用这种照明工具，可以以低耗电量且均匀地照射像素部分。
如图24B所示，扫描线驱动电路504具有起到移位寄存器541、电平移位器542、缓冲器543作用的电路。选通开始脉冲(GSP)、选通时钟信号(GCK)等的信号被输入到移位寄存器541中。注意，本发明的扫描线驱动电路并不局限于图24B所示的结构。
此外，如图24C所示，信号线驱动电路503具有起到移位寄存器531、第一锁存器532、第二锁存器533、电平移位器534、缓冲器535作用的电路。起到缓冲器535作用的电路是指具有放大弱信号的功能的电路，而且它具有运算放大器等。对移位寄存器531输入起始脉冲(SSP)、时钟信号(SCK)等信号，并且对第一锁存器532输入视频信号等数据(DATA)。在第二锁存器533中可以暂时保持锁存(LAT)信号，并且将该信号一齐输入到像素部分505中。将这称为线顺序驱动。因此，如果是进行点顺序驱动而不进行线顺序驱动的像素，就不需要第二锁存器。如此，本发明的信号线驱动电路并不局限于图24C所示的结构。
这种信号线驱动电路503、扫描线驱动电路504、像素部分505可以由设置在相同衬底上的半导体元件而形成。可以使用设置在玻璃衬底上的薄膜晶体管形成半导体元件。在此情况下，优选将结晶性半导体膜适用于半导体元件(参照上述实施方式4)。因为结晶性半导体膜的电特性，特别是其迁移度高，所以它可以构成驱动电路部分所具有的电路。此外，也可以通过使用IC(Integrated Circuit；集成电路)芯片将信号线驱动电路503、扫描线驱动电路504安装在衬底上。在此情况下，可以将非晶体半导体膜适用于像素部分的半导体元件(参照上述实施方式5)。
在这种液晶显示器件中，通过设置一对其透过轴层叠为平行尼科耳状态的包含偏振器的层，并且将各个层的偏振器的透过轴配置为具有偏离的正交尼科耳状态，可以提高对比度。换言之，可以提高由控制电路控制的来自照明工具的光的对比度。
实施方式7在本实施方式中将说明背光灯的结构。背光灯作为具有光源的背光灯单元而被设置在显示器件中。为了高效率地散射光，背光灯单元的光源由反射板围绕。
如图19A所示，背光灯单元352可以使用冷阴极管401作为光源。另外，为了高效率地反射来自冷阴极管401的光，可以设置灯光反射器332。冷阴极管401在很多情况下使用于大型显示器件。这是因为来自冷阴极管的亮度的强度的缘故。因此，具有冷阴极管的背光灯单元可以使用于个人计算机的显示器。
如图19B所示，背光灯单元352可以使用发光二极管(LED)402作为光源。例如，以规定间隔配置发白色光的发光二极管(W)402。另外，为了高效率地反射来自发光二极管(W)402的光，可以设置灯光反射器332。
此外，如图19C所示，背光灯单元352可以使用RGB各色的发光二极管(LED)403、404、405作为光源。通过使用RGB各色的发光二极管(LED)403、404、405，与只使用发白色光的二极管(W)402的情况相比，可以提高颜色再现性。另外，为了高效率地反射来自发光二极管的光，可以设置灯光反射器332。
再者，如图19D所示，当使用RGB各色的发光二极管(LED)403、404、405作为光源时，没必要使它们的数量和配置相同。例如，也可以配置多个发光强度低的颜色(例如绿色)。
再者，也可以组合发白色光的发光二极管(W)402、RGB各色的发光二极管(LED)403、404、405而使用。
注意，在具有RGB各色的发光二极管的情况下，当适用场序制方式时，可以通过按照时间将RGB各色的发光二极管顺序点灯而进行彩色显示。
当使用发光二极管时，因为其亮度高，所以适合于大型显示器件。此外，由于RGB各色的彩色纯度好，因此与冷阴极管相比其颜色再现性更良好。而且由于可以减少配置面积，因此当将发光二极管适用于小型显示器件时，可以谋求实现窄边框化。
此外，不需要配置光源作为在图19所示的背光灯单元。例如，当将具有发光二极管的背光灯安装在大型显示器件时，发光二极管可以配置在其衬底的背面。此时，发光二极管维持预定的间隔，并且可以顺序配置各色的发光二极管。因为发光二极管的配置，可以提高颜色再现性。
通过对于这种使用背光灯的显示器件设置一对层叠为平行尼科耳状态的包含偏振器的层，并将夹持显示器件的透过轴配置为具有偏离的正交尼科耳状态，可以提供对比度高的图像。特别是具有发光二极管的背光灯适合于大型显示器件，通过提高大型显示器件的对比度，即使在暗处也可以提供高质量的图像。
实施方式8作为液晶显示器件的液晶的驱动方法，有与衬底垂直地施加电压的垂直电场方式、与衬底平行地施加电压的水平电场方式。将一对层叠的包含偏振器的层配置为使彼此的层的偏振器的透过轴成为具有偏离的正交尼科耳状态的结构，既可以适用于垂直电场方式，又可以适用于水平电场方式。于是，在本实施方式中，对于能够适用于显示器件中的各种液晶形态进行说明，其中，该显示器件为将一对层叠为平行尼科耳状态的包含偏振器的层配置为使彼此的层的偏振器成为具有偏离的正交尼科耳状态。
首先，在图10A和10B示出TN(扭转向列)形态的液晶显示器件的模式图。
与上述实施方式相同，在互相相对地配置的第一衬底101以及第二衬底102之间夹持具有显示元件的层100。而且，在第一衬底101一侧，第一A包含偏振器的层103和第一B包含偏振器的层104层叠为平行尼科耳状态。此外，在第二衬底102一侧，第二A包含偏振器的层105和第二B包含偏振器的层106层叠为平行尼科耳状态。注意，第一A包含偏振器的层103及第一B包含偏振器的层104的透过轴和第二A包含偏振器的层105及第二B包含偏振器的层106的透过轴配置为具有偏离的正交尼科耳状态。
注意，虽然未图示，但是背光灯等被配置在第二B包含偏振器的层的外侧。在第一衬底101以及第二衬底102上分别设置有第一电极108、第二电极109。而且，将在与背光灯相反一侧，即可见一侧的第一电极108形成为至少具有透光性。
在具有这种结构的液晶显示器件中，在常时亮态模式的情况下，当对第一电极108以及第二电极109施加电压(称为垂直电场方式)时，就如图10A所示，进行黑色显示。这时液晶分子成为沿纵方向排列的状态。于是，来自背光灯的光不能穿过衬底而成为黑色显示。
而且如图10B所示，当对在第一电极108和第二电极109之间不施加电压时，成为白色显示。此时，液晶分子沿横方向排列，而成为在平面内旋转的状态。结果，来自背光灯的光可以穿过配置为与正交尼科耳状态偏离的一对层叠为平行尼科耳状态的包含偏振器的层，而进行预定的图像显示。
此时，通过设置彩色滤光片，可以进行全彩色显示。彩色滤光片可以设置在第一衬底101一侧和第二衬底102一侧中的任何一侧。
作为用于TN(扭转向列)形态的液晶材料，可以使用已知的材料。
在图10C中示出VA(垂直定向)形态的液晶显示器件的模式图。VA(垂直定向)形态为当没有电场时液晶分子与衬底垂直地被定向的形态。
与图10A和10B同样，在第一衬底101以及第二衬底102上分别设置有第一电极108、第二电极109。而且，将为在与背光灯的相反一侧，即可见一侧的电极的第一电极108形成为至少具有透光性。在互相相对地配置的第一衬底101以及第二衬底102之间夹持具有显示元件的层100。在第一衬底101一侧，第一A包含偏振器的层103和第一B包含偏振器的层104层叠为平行尼科耳状态。在第二衬底102一侧，第二A包含偏振器的层105和第二B包含偏振器的层106层叠为平行尼科耳状态。注意，第一A包含偏振器的层103及第一B包含偏振器的层104的透过轴和第二A包含偏振器的层105及第二B包含偏振器的层106的透过轴配置为具有偏离的正交尼科耳状态。
在具有这种结构的液晶显示器件中，当对第一电极108以及第二电极109施加电压(垂直电场方式)时，就如图10C所示，成为进行白色显示的导通(ON)状态。此时，液晶分子成为沿横方向排列的状态。于是，来自背光灯的光可以穿过配置为具有偏离的正交尼科耳状态的一对层叠为平行尼科耳状态的包含偏振器的层，而进行预定的图像显示。此时，通过设置彩色滤光片，可以进行全彩色显示。彩色滤光片可以设置在第一衬底101一侧和第二衬底102一侧中的任何一侧。
而且，如图10D所示，当在第一电极108以及第二电极109之间不施加电压时，成为黑色显示，即截止(OFF)状态。此时，液晶分子成为沿纵方向排列的状态。结果，来自背光灯的光不能穿过衬底，而成为黑色显示。
像这样，在截止状态时，液晶分子在与衬底垂直的方向立起，而成为黑色显示。在导通状态时，液晶分子在与衬底水平的方向卧倒，而成为白色显示。因为在截止状态时液晶分子立起，所以被偏振的来自背光灯的光可以不受液晶分子的双折射的影响而穿过单元，并被相对衬底一侧的包含偏振器的层完全遮断。因此，通过具有一对层叠为平行尼科耳状态的包含偏振器的层，并且夹持显示元件的一侧层的层叠的偏振器和另一侧层的层叠的偏振器的透过轴配置为具有偏离的正交尼科耳状态，可以期待进一步的对比度的提高。
另外，图10E、10F示出了将本发明的层叠的包含偏振器的层适用于液晶定向被分割的多像限垂直配向(MVA)形态的例子。MVA形态是一个像素被分割为多个部分，并该部分的每一个相互补偿视角依赖性的方法。如图10E所示，在MVA形态中，在第一电极108以及第二电极109上提供有用于控制定向的突起物158及159，该突起物的截面为三角形。当对第一电极108及第二电极109施加电压时(垂直电场方式)，如图10E所示，成为进行白色显示的导通状态。此时，液晶分子成为对突起物158及159倾斜而排列的状态。结果，来自背光灯的光可以穿过配置为具有偏离的正交尼科耳状态的一对层叠为平行尼科耳状态的包含偏振器的层，而进行预定的图像显示。此时，通过设置彩色滤光片，可以进行全彩色显示。彩色滤光片可以设置在第一衬底101一侧和第二衬底102一侧中的任一侧。
而且如图10F所示，当对第一电极108以及第二电极109之间不施加电压时，成为黑色显示，即截止状态。此时，液晶分子就成为纵排的状态。结果，来自背光灯的光不能穿过衬底，而成为黑色显示。
图7是表示MVA形态的另一例子的俯视图以及截面图。图7A中，第二电极被形成为如“＜”型那样弯曲的图案，形成有第二电极109a、109b、109c。在第二电极109a、109b、109c上形成有定向膜的绝缘层162。如图7B所示，在第一电极108上形成有具有对应于第二电极109a、109b、109c的形状的突起物158，并且，在第一电极及突起物158上形成有定向膜的绝缘膜163。第二电极109a、109b、109c的开口部分起到突起物作用，而可以移动液晶分子。
在图11A和11B中，示出OCB(光学补偿弯曲)形态的液晶显示器件的模式图。在OCB形态中，液晶层中的液晶分子的排列形成光学性补偿状态，这被称为弯曲定向。
与图10相同，在第一衬底101以及第二衬底102上分别设置有第一电极108、第二电极109。另外，虽然未图示，但是将背光灯等配置在第二B包含偏振器的层106的外侧。而且，将在与背光灯相反一侧，即可见一侧的电极的第一电极108形成为至少具有透光性。在互相相对地配置的第一衬底101以及第二衬底102之间夹持具有显示元件的层100。在第一衬底101一侧，第一A包含偏振器的层103和第一B包含偏振器的层104层叠为平行尼科耳状态。在第二衬底102一侧，第二A包含偏振器的层105和第二B包含偏振器的层106层叠为平行尼科耳状态。注意，第一A包含偏振器的层103及第一B包含偏振器的层104的透过轴和第二A包含偏振器的层105及第二B包含偏振器的层106的透过轴配置为具有偏离的正交尼科耳状态。
在具有这种结构的液晶显示器件中，当对第一电极108以及第二电极109施加恒定的导通电压(垂直电场方式)时，如图11A所示，进行黑色显示。此时，液晶分子就成为沿纵方向排列的状态。结果，来自背光灯的光不能穿过衬底，而成为黑色显示。
而且，如图11B所示，当对第一电极108以及第二电极109之间施加恒定的截止电压时，成为白色显示。此时，液晶分子成为弯曲定向的状态。结果，来自背光灯的光可以穿过配置为具有偏离的正交尼科耳状态的一对层叠为平行尼科耳状态的包含偏振器的层，而进行预定的图像显示。此时，通过设置彩色滤光片，可以进行全彩色显示。彩色滤光片可以设置在第一衬底101一侧和第二衬底102一侧中的任何一侧。
在这种OCB形态中，由于可以在液晶层中光学性地补偿液晶分子的排列，所以视角依赖性较小。而且，通过使用一对层叠的包含多个偏振器的层，可以提高对比度。
在图11C和11D中，示出FLC(铁电性液晶)形态以及AFLC(反铁电性液晶)形态的液晶的模式图。
与图10同样，在第一衬底101以及第二衬底102上分别设置有第一电极108、第二电极109。而且，将为在与背光灯相反一侧，即可见一侧的电极的第一电极108形成为至少具有透光性。在互相相对地配置的第一衬底101以及第二衬底102之间夹持具有显示元件的层100。在第一衬底101一侧，第一A包含偏振器的层103和第一B包含偏振器的层104层叠为平行尼科耳状态。在第二衬底102一侧，第二A包含偏振器的层105和第二B包含偏振器的层106层叠为平行尼科耳状态。注意，第一A包含偏振器的层103及第一B包含偏振器的层104的透过轴和第二A包含偏振器的层105及第二B包含偏振器的层106的透过轴配置为具有偏离的正交尼科耳状态。
在具有这种结构的液晶显示器件中，当对于第一电极108以及第二电极109施加电压(称为垂直电场方式)时，如图11C所示，成为白色显示。此时，液晶分子从研磨方向移动，而成为沿与研磨方向偏离的方向排列的状态。结果，来自背光灯的光可以穿过配置为具有偏离的正交尼科耳状态的一对层叠为平行尼科耳状态的包含偏振器的层，而进行预定的图像显示。
而且，如图11D所示，当对第一电极108以及第二电极109之间不施加电压时，进行黑色显示。此时，液晶分子成为沿研磨方向的横方向排列的状态。结果，来自背光灯的光不能穿过衬底，而成为黑色显示。
此时，通过设置彩色滤光片，可以进行全彩色显示。彩色滤光片可以设置在第一衬底101一侧和第二衬底102一侧中的任何一侧。
作为使用于FLC形态以及AFLC形态的液晶材料，可以使用已知的材料。
图12A和12B中，示出IPS(平面内切换)形态的液晶显示器件的模式图。IPS形态为将液晶分子相对于衬底始终在平面内旋转的形态，而且为只在一个衬底上设置电极的水平电场方式。
IPS形态的特征在于通过设置在一个衬底上的一对电极控制液晶。因此，在第二衬底102上设置有一对电极150、151。一对电极150、151优选分别具有透光性。在互相相对地配置的第一衬底101以及第二衬底102之间夹持具有显示元件的层100。在第一衬底101一侧，第一A包含偏振器的层103和第一B包含偏振器的层104层叠为平行尼科耳状态。在第二衬底102一侧，第二A包含偏振器的层105和第二B包含偏振器的层106层叠为平行尼科耳状态。注意，第一A包含偏振器的层103及第一B包含偏振器的层104的透过轴和第二A包含偏振器的层105及第二B包含偏振器的层106的透过轴配置为具有偏离的正交尼科耳状态。
在具有这种结构的液晶显示器件中，当对一对电极150、151施加电压时，如图12A所示，液晶分子成为沿与研磨方向偏离的电力线排列而进行白色显示的导通状态。于是，来自背光灯的光可以穿过配置为具有偏离的正交尼科耳状态的一对层叠为平行尼科耳状态的包含偏振器的层，而进行预定的图像显示。
此时，通过设置彩色滤光片，可以进行全彩色显示。彩色滤光片可以设置在第一衬底101一侧和第二衬底102一侧中的任何一侧。
然后，如图12B所示，当对一对电极150、151之间不施加电压时，成为黑色显示，即截止状态。此时，液晶分子成为沿研磨方向的横方向排列的状态。结果，来自背光灯的光不能穿过衬底，而成为黑色显示。
在图8A至8D中，示出在IPS形态下可以使用的一对电极150和151的例子。如图8A至8D的俯视图所示，交替形成一对电极150和151。在图8A中，电极150a以及电极151a为具有蜿蜒的波状形态。在图8B中，电极150b以及电极151b为具有同心圆状的开口部分的形态。在图8C中，电极150c以及电极151c为具有梳子状且部分重叠的形态。在图8D中，电极150d以及电极151d为具有梳子状且相互的电极咬合的形态。
除了IPS形态之外，也可以采用FFS形态。在IPS形态中，将一对电极形成在同一表面上。另一方面，FFS形态是如下结构如图12C、12D所示，在电极152上中间夹绝缘膜形成电极153，而不在同一表面上形成一对电极。
在具有这种结构的液晶显示器件中，当对一对电极152、153施加电压时，如图12C所示，就成为进行白色显示的导通状态。于是，来自背光灯的光可以穿过配置为具有偏离的正交尼科耳状态的一对层叠为平行尼科耳状态的包含偏振器的层，而进行预定的图像显示。
此时，通过设置彩色滤光片，可以进行全彩色显示。彩色滤光片可以设置在第一衬底101一侧和第二衬底102一侧中的任何一侧。
然后，如图12D所示，当对一对电极152、153之间不施加电压时，成为黑色显示，即截止状态。此时，液晶分子成为沿横方向排列且在平面内旋转的状态。结果，来自背光灯的光不能穿过衬底，而成为黑色显示。
在图9A至9D中，示出在FFS形态下可以使用的一对电极152和153的例子。如图9A至9D的俯视图所示，将被形成为各种各样的图案的电极153形成在电极152上。在图9A中，在电极152a上的电极153a为具有弯曲的“＜”型形态。在图9B中，在电极152b上的电极153b为具有同心圆状的形态。在图9C中，在电极152c上的电极153c为具有梳子状且电极彼此咬合的形态。在图9D中，电极152d上的电极153d为具有梳子状的形态。
作为使用于IPS形态以及FFS形态的液晶材料，可以使用已知的材料。
当将本发明的结构，即设有一对层叠为平行尼科耳状态的包含偏振器的层，并夹着显示元件的一个层的层叠的偏振器和另一个层的层叠的偏振器的透过轴配置为具有偏离的正交尼科耳状态的结构，适用于垂直电场方式的液晶显示器件时，可以进行对比度更高的显示。这种垂直电场方式优选适用于在室内使用的电脑用显示器件或大型电视。
另外，当将本发明适用于水平电场方式的液晶显示器件时，不但可以实现广视角化，而且可以进行对比度高的显示。这种水平电场方式优选适用于便携式显示器件或电视装置。
此外，本发明可以适用于旋光方式、散射方式、双折射方式的液晶显示器件或将包含偏振器的层配置在衬底的两侧的显示器件。
本实施方式可以与实施方式1至7自由地组合。
实施方式9参照图18A和18B而说明本实施方式。在图18A、图18B中，示出使用适用本发明而制造的TFT衬底2600构成显示器件(液晶显示模块)的一个例子。
图18A示出液晶显示模块的一个例子，其中使用密封剂2602将TFT衬底2600和相对衬底2601相互固定，并在这两个衬底之间提供包括TFT等的像素部分2603和液晶层2604以形成显示区域。为了实现彩色显示，需要着色层2605，并且在RGB方式的情况下，对应于各像素而提供对应于红、绿、蓝各种颜色的着色层。在TFT衬底2600和相对衬底2601的外侧配置有第一A包含偏振器的层2606、第一B包含偏振器的层2626、驱动电路2608、第二A包含偏振器的层2607、第二B包含偏振器的层2627、扩散板2613。光源由冷阴极管2610和反射板2611构成。通过柔性线路板2609将电路衬底2612连接到TFT衬底2600。控制电路、电源电路等外部电路被包含在电路衬底2612内。
在TFT衬底2600和光源的背光灯之间层叠有第二A包含偏振器的层2607以及第二B包含偏振器的层2627，并且在相对衬底2601上也层叠有第一A包含偏振器的层2606以及第一B包含偏振器的层2626。设置在背光灯一侧的第二A包含偏振器的层2607以及第二B包含偏振器的层2627层叠为使彼此的透过轴成为平行尼科耳状态，并且设置在可见一侧的第一A包含偏振器的层2606以及第一B包含偏振器的层2626配置为使彼此的透过轴成为平行尼科耳状态。另一方面，第二A包含偏振器的层2607及第二B包含偏振器的层2627的透过轴和设置在可视一侧的第一A包含偏振器的层2606及第一B包含偏振器的层2626的透过轴配置为具有偏离的正交尼科耳状态。
作为特征，在本发明中，在一对层叠的包含偏振器的层中每一个层的偏振器的透过轴配置为具有偏离的正交尼科耳状态，并其中间夹着显示元件。其结果，可以提高对比度。注意，在本实施方式中，第一A包含偏振器的层2606和第一B包含偏振器的层2626的吸收轴的消光系数相同。同样，第二A包含偏振器的层2607和第二B包含偏振器的层2627的吸收轴的消光系数相同。
层叠的第二A包含偏振器的层2607以及第二B包含偏振器的层2627、层叠的第一A包含偏振器的层2606以及第一B包含偏振器的层2626分别粘结于TFT衬底2600、相对衬底2601。另外，也可以在层叠的包含偏振器的层和衬底之间有相位差膜的状态下进行层叠。此外，根据必要可以对可视一侧的第一B包含偏振器的层2626进行反射防止处理。
对于液晶显示模块，可以使用TN(Twisted Nematic，扭转向列)形态、IPS(In-Plane-Switching，平面内切换)形态、FFS(Fringe FieldSwitching，边缘场切换)形态、MVA(Multi-domain VerticalAlignment，多像限垂直配向)形态、PVA(Patterned VerticalAlignment，垂直取向构型)形态、ASM(Axially Symmetric alignedMicro-cell，轴线对称排列微单元)形态、OCB(Optical CompensatedBirefringence，光学补偿弯曲)形态、FLC(Ferroelectric LiquidCrystal，铁电性液晶)形态、AFLC(AntiFerroelectric Liquid Crystal，反铁电性液晶)形态等。
图18B示出了将OCB形态适用于图18A的液晶显示模块的一个例子，该液晶显示模块成为FS-LCD(Field sequential-LCD，场序-LCD)。该FS-LCD在一个帧周期内分别进行红色发光、绿色发光、蓝色发光，并且可以使用时间分割将图像合成而进行彩色显示。此外，因为通过使用发光二极管或冷阴极管等进行各发光，所以不需要彩色滤光片。因此，不需要将三基色的彩色滤光片排列，而限定各颜色的显示区域，并且可以在任何区域中进行三种颜色的所有显示。另一方面，因为在一个帧周期内进行三种颜色的发光，所以液晶的高速响应被要求。通过将采用FS方式的FLC形态、OCB形态适用于本发明的显示器件，可以完成高性能且高图像质量的显示器件、或液晶电视装置。
OCB形态的液晶层具有所谓的π单元结构。π单元结构是指，液晶分子的预倾角对于在有源矩阵衬底和相对衬底之间的中心面成为对称地定向液晶分子的结构。当对衬底之间不施加电压时，π单元结构的定向为斜面定向，并且当对衬底之间施加电压时，π单元结构的定向转变为弯曲定向。在该弯曲定向时成为白色显示。当进一步施加电压时，弯曲定向的液晶分子与两个衬底垂直地定向，而成为光线不穿过的状态。注意，当采用OCB形态时，可以获得与现有的TN形态相比大约十倍迅速的高速响应。
另外，作为可应用于FS方式的形态，也可以使用HV(Half V)-FLC、SS(Surface stabilized)-FLC等，其中这些形态使用能够高速工作的铁电性液晶(FLC)。在OCB形态中，使用粘度比较低的向列型液晶。并且在HV-FLC、SS-FLC中，可以使用具有铁电相的层列型液晶。
通过使液晶显示模块的单元间隙变窄，可以提高液晶显示模块的光学响应速度。此外，也可以通过降低液晶材料的粘度而提高液晶显示模块的光学响应速度。对于TN形态中的液晶显示模块的像素区域的像素距为30μm或更小的情况，上述光学响应速度的提高更加有效。另外，通过使用过驱动法即瞬间提高(或降低)施加电压的方式，可以实现高速化。
图18B的液晶显示模块为透过型的液晶显示模块，其中提供红色光源2910a、绿色光源2910b、蓝色光源2910c作为光源。在液晶显示模块中提供控制部分2912，以控制红色光源2910a、绿色光源2910b、蓝色光源2910c的导通/截止。由控制部分2912控制各种颜色的发光，并光线进入液晶中，且利用时间分割合成图像，而进行彩色显示。
通过将包含偏振器的层配置为使层叠为平行尼科耳状态的偏振器成为具有偏离的正交尼科耳状态，可以减少透过轴方向的漏光。因此，可以提高显示器件的对比度。因此，可以制造高性能且高图像质量的显示器件。
本实施方式可以与上述实施方式分别组合而使用。
实施方式10使用图23说明本实施方式。图23表示使用衬底813构成显示器件的一个例子，该衬底813是应用本发明而制作的TFT衬底。
图23示出了显示器件部分801和背光灯单元803，其中，显示器件部分801包括衬底813、包含TFT等的像素部分814、液晶层815、相对衬底816、第一A包含偏振器的层817、第一B包含偏振器的层818、第二A包含偏振器的层811、第二B包含偏振器的层812、狭缝(slit)850、驱动电路819、以及FPC837，并且，背光灯单元803包括光源831、灯光反射器832、反射板834、导光板835、扩散板836。
图23所示的本发明的显示器件能够进行三维显示而不使用眼镜等的特别器具。配置在背光灯单元一侧的具有开口部分的狭缝850使从光源入射的光变为条状而透过，并将其入射到显示器件部分801。通过该狭缝850可以在处于可见一侧的观察者的两眼之间产生视差。该观察者的右眼和左眼同时分别只看见右眼用的像素和左眼用的像素。因此，观察者可以看到三维的显示。也就是说，在显示器件部分801中，被狭缝850赋予特定视角的光通过对应于右眼用图像和左眼用图像的每一像素，并右眼用图像和左眼用图像分离成不同的视角，从而进行三维显示。
在衬底813和光源的背光灯之间层叠有第二A包含偏振器的层811以及第二B包含偏振器的层812，而在相对衬底816上也层叠有第一A包含偏振器的层817以及第一B包含偏振器的层818。设置在背光灯一侧的第二A包含偏振器的层811以及第二B包含偏振器的层812层叠为使彼此的透过轴成为平行尼科耳状态，并且设置在可见一侧的第一A包含偏振器的层817以及第一B包含偏振器的层818配置为使彼此的透过轴成为平行尼科耳状态。而且，第二A包含偏振器的层811及第二B包含偏振器的层812的透过轴和设在可视一侧的第一A包含偏振器的层817及第一B包含偏振器的层818的透过轴配置为具有偏离的正交尼科耳状态。
作为特征，在本发明中，在一对层叠的包含偏振器的层中每一个层的偏振器的透过轴配置为具有偏离的正交尼科耳状态，并其中间夹着显示元件。其结果，可以提高对比度。注意，在本实施方式中，第一A包含偏振器的层817和第一B包含偏振器的层818的吸收轴的消光系数相同。同样，第二A包含偏振器的层811和第二B包含偏振器的层812的吸收轴的消光系数相同。
通过使用本发明的显示器件制造电视装置、手机等的电子器具，可以提供能够进行三维显示并具有高功能和高图像质量的电子器具。
实施方式11通过使用根据本发明制造的显示器件，可以制造电视装置(简单地称为电视机、或电视接收机)。图20为示出了电视装置的主要结构的方框图。显示面板具有如下结构只形成像素部分701(如图16A所示)并且使用TAB方式安装扫描线驱动电路703和信号线驱动电路702(如图17B所示)；使用COG方式安装扫描线驱动电路703和信号线驱动电路702(如图17A所示)；如图16B所示，形成TFT，并在衬底上集成形成像素部分701和扫描线驱动电路703，且另外安装信号线驱动电路702作为驱动器IC；将像素部分701、信号线驱动电路702、扫描线驱动电路703在衬底上形成为一体(如图16C所示)等。但是，任何结构都可以采用。
作为其他外部电路的结构，在视频信号输入一侧提供将调谐器704所接收的视频信号放大的视频信号放大电路705；将从视频信号放大电路705输出的信号转换成对应于红、绿、蓝各种颜色的色度信号的视频信号处理电路706；将视频信号转换成驱动器IC的输入规格的控制电路707等。控制电路707将信号分别输出到扫描线侧和信号线侧。在进行数字驱动的情况下，可以在信号线侧提供信号分割电路708，并且将输入数字信号划分成m个而供应该信号。
将调谐器704所接收的信号中的音频信号发送到音频信号放大电路709，并通过音频信号处理电路710将从音频信号放大电路709输出的信号提供给扬声器713。控制电路711从输入部分712接收接收站(接收频率)或音量的控制信息，并将信号传送到调谐器704、音频信号处理电路710。
如图21A至21C所示，可以将这些液晶显示模块编入到框体，而完成电视装置。当使用如图18A、18B所示的液晶显示模块时，可以完成液晶电视装置。另外，当使用如实施方式10所示的具有三维显示功能的显示器件时，可以制造能够进行三维显示的电视装置。在图21A中，由显示模块形成主屏幕2003，并且提供扬声器部分2009、操作开关等作为其他附属设备。如此，根据本发明可以完成电视装置。
通过显示面板2002被编入到框体2001，并接收器2005接收普通电视广播，且通过调制解调器2004将电视装置连接到利用有线或无线的通信网络，而可以实现单向(从发送者到接收者)或双向(发送者和接收者之间、或者接收者之间)信息通信。可以通过使用在框体2001内被编入的开关或在框体2001内不被编入的遥控装置2006，而操作电视装置。并且也可以在该遥控装置2006中提供用于显示输出信息的显示部分2007。
另外，除了主屏幕2003之外，该电视装置还可以包含由第二显示面板形成的于屏幕2008以显示频道、音量等。在本结构中，可以使用本发明的液晶显示面板而形成主屏幕2003和子屏幕2008，并且还可以使用广视角的EL显示面板而形成主屏幕2003，使用能够以低耗电量显示图像的液晶显示面板而形成子屏幕2008。另外，为了优先地减小耗电量，可以使用液晶显示面板而形成主屏幕2003，使用EL显示面板而形成子屏幕2008，并且也可以使子屏幕2008具有能够一亮一灭的结构。当使用本发明时，即使使用如此大型衬底且使用多个TFT或电子部件，也可以制造可靠性高的显示器件。
图21B示出了例如具有20英寸至80英寸的大型显示部分的电视装置。该电视装置包括框体2010、作为操作部分的键盘部分2012、显示部分2011、扬声器部分2013等。本发明适用于显示部分2011的制造。由于图21B所示的显示部分由能够弯曲的物质构成，因此成为显示部分被弯曲的电视装置。如此，因为可以自由设计显示部分的形状，所以可以制造具有所希望的形状的电视装置。
图21C示出了例如具有20英寸至80英寸的大型显示部分的电视装置。该电视装置包括框体2030、显示部分2031、作为操作部分的遥控装置2032、扬声器部分2033等。本发明适用于显示部分2031的制造。由于图21C所示的电视装置为壁挂式，因此并不需要广大安装空间。
另外，因为液晶的双折射根据温度而变化，所以穿过液晶的光的偏振状态变化，并且从可见侧偏振器的漏光程度变化。结果，依据液晶的温度，而对比度就变动。由此，优选保持恒定的对比度地控制驱动电压。为了控制驱动电压，可以在显示器件中配置检验透过率的元件，并且根据检验的结果而控制驱动电压。作为检验透过率的元件，可以使用由IC芯片构成的光传感器。另外，可以在显示器件中配置检验温度的元件，并且根据检验的结果以及由液晶元件的温度导致的对比度的变动，而控制驱动电压。作为检验温度的元件，可以使用由IC芯片构成的温度传感器。此时，优选检验透过率的元件、检验温度的元件被配置为藏在显示器件中的框体部分。
例如，优选在安装于图21A至21C所示的电视装置的本发明的显示器件的液晶显示元件附近配置检验温度的元件，并且将液晶的温度变化的信息反馈于控制驱动电压的电路。因为检验透过率的元件最好更接近于可见侧，所以优选将它配置在显示屏幕的表面上，并由框体覆盖它。然后，与温度变化的信息相同，优选将检验出来的透过率的变化的信息反馈于控制驱动电压的电路。
因为通过将一对层叠的包含偏振器的层的每一个层的偏振器的透过轴配置为具有偏离的正交尼科耳状态，本发明可以进行细微的对比度的调整，所以可以应付由液晶的温度导致的微小的对比度变动，而且使对比度成为最合适的。因此，通过根据本发明的显示器件被使用的情况(室内、室外、气候等)，预先使对比度成为最合适地将一对层叠为平行尼科耳状态的包含偏振器的层制作为使夹着显示元件且彼此的层的偏振器的透过轴成为具有预定偏离的正交尼科耳状态，可以提供进行高性能且高图像质量的显示的电视装置或电子器具。
当然，本发明不局限于电视装置，并且可以适用于各种各样的用途，如个人计算机的监视器、尤其是大面积的显示媒体如火车站或机场等中的信息显示板或者街头上的广告显示板等。
实施方式12作为根据本发明的电子器具，可以举出电视装置(简单地称为电视，或者电视接收机)、摄像设备如数码相机、数码摄像机、便携式电话机(简单地称为移动电话机、手机)、PDA等的便携式信息终端、便携式游戏机、用于计算机的监视器、计算机、汽车音响等的声音再现装置、家用游戏机等的具备记录媒体的图像再现装置等。对于其具体例子将参照图22而说明。
图22A所示的便携式信息终端设备包括主体9201、显示部分9202等。对于显示部分9202可以适用本发明的显示器件。结果，可以提供对比度高的便携式信息终端设备。
图22B所示的数码摄像机包括显示部分9701、显示部分9702等。对于显示部分9701可以适用本发明的显示器件。结果，可以提供对比度高的数码摄像机。
图22C所示的便携式电话机包括主体9101、显示部分9102等。对于显示部分9102可以适用本发明的显示器件。结果，可以提供对比度高的便携式电话机。
图22D所示的便携式电视装置包括主体9301、显示部分9302等。对于显示部分9302可以适用本发明的显示器件。结果，可以提供对比度高的便携式电视装置。此外，可以将本发明的显示器件广泛地适用于如下的电视装置安装到便携式电话机等的便携式终端的小型电视装置；能够搬运的中型电视装置；以及大型电视装置(例如40英寸或更大)。
图22E所示的便携式计算机包括主体9401、显示部分9402等。对于显示部分9402可以适用本发明的显示器件。结果，可以提供对比度高的便携式计算机。
如此，通过采用本发明的显示器件，可以提供对比度高的电子器具。
实施例1在本实施例中将说明，在如下情况下的光学计算的结果当采用TN形态的透过型液晶显示器件时，层叠偏振器，并将背光灯一侧的偏振器和可见一侧的偏振器配置为与正交尼科耳状态偏离。此外，为了比较，对不层叠偏振器的情况进行光学计算。注意，以对比度为全面白色显示时的透过率(也称作白色透过率)和全面黑色显示时的透过率(也称作黑色透过率)之间的比率(白色透过率/黑色透过率)，并分别计算黑色透过率和白色透过率来算出对比度。
在本实施例中，通过使用液晶用光学计算模拟软件的LCDMASTER(日本Shintech公司制造)来进行计算。在利用LCD MASTER进行光学计算以算出透过率的情形中，用不考虑各要件之间的多重干扰的2×2矩阵的光学计算算法来进行计算。这时的波长设定为550nm。
作为光学计算对象的光学布置，具有如图25所示的结构，即从背光灯一侧按偏振器2、相位差膜D、相位差膜B、玻璃衬底、TN液晶、玻璃衬底、相位差膜A、相位差膜C、偏振器1的顺序层叠。在本实施例中，配置有以TN形态的广视角化为目的的上下各两片的相位差膜(相位差膜A以及相位差膜C、相位差膜B以及相位差膜D)。首先，为了获取对比度最高的可视一侧的偏振器1的透过轴角度，算出0V(白色)透过率和5V(黑色)透过率的对比度(0V透过率/5V透过率)。这时的条件如下可视一侧的偏振器1为单层；可视一侧的偏振器1的透过轴的角度对于背光灯一侧的偏振器2的透过轴在从正交尼科耳状态为正负一度的范围内旋转；施加到液晶的电压为0V、5V。注意，透过率是指当背光灯为1时的在显示元件正面上的对于背光灯的透过率。
表1示出在波长为550nm时的偏振器1和偏振器2的物性值。表2示出在波长为550nm时的液晶的物性值以及配置方式，表3示出在波长为550nm时的相位差膜A以及相位差膜B的物性值以及配置方式，表4示出在波长为550nm时的相位差膜C以及相位差膜D的物性值以及配置方式。相位差膜A、B、C、D都是具有负单轴性质的相位差膜。
表1偏振器1至4的物性值(波长550nm)

表2液晶的物性值以及配置方式

表3相位差膜A和B的物性值和配置方式(波长550nm)

表4相位差膜C和D的物性值和配置方式(波长550nm)

图26、27、28分别示出在使可视一侧的偏振器旋转时的对比度、黑色透过率、白色透过率的结果。
参照图26可以知道，当可视一侧的偏振器的透过轴的角度为134.9度时，对比度为最大，这是与正交尼科耳状态的135度偏离0.1度。由图27可知，白色透过率在上述旋转角度的情况下没达到最大值，并由图28可知，黑色透过率最低的角度是134.9度。由此，对比度最大时的可视一侧的偏振器1的透过轴的角度是黑色透过率最低时的角度。也就是说，通过使偏振器1的透过轴偏离到黑色透过率最低时的角度，可以实现高对比度。
接下来，对偏振器的不同张数下的对比度进行比较。图29A的结构A具有两张偏振器，并从背光灯一侧按偏振器2、相位差膜D、相位差膜B、玻璃衬底、TN液晶、玻璃衬底、相位差膜A、相位差膜C、偏振器1的顺序层叠，其中，可视一侧的偏振器1的透过轴和背光灯一侧的偏振器2的透过轴配置为与正交尼科耳状态偏离的134.9度。图29B的结构B具有三张偏振器，并从背光灯一侧按偏振器3、偏振器2、相位差膜D、相位差膜B、玻璃衬底、TN液晶、玻璃衬底、相位差膜A、相位差膜C、偏振器1的顺序层叠，其中，可视一侧的偏振器1的透过轴和背光灯一侧的偏振器2的透过轴配置为与正交尼科耳状态偏离的134.9度。图29C的结构C具有四张偏振器，并从背光灯一侧按偏振器3、偏振器2、相位差膜D、相位差膜B、玻璃衬底、TN液晶、玻璃衬底、相位差膜A、相位差膜C、偏振器1、偏振器4的顺序层叠，其中，可视一侧的偏振器1的透过轴和背光灯一侧的偏振器2的透过轴配置为与正交尼科耳状态偏离的134.9度。偏振器3以及偏振器4和偏振器1以及偏振器2具有相同的物性值。偏振器1至偏振器4的物性值、以及液晶和相位差膜A、B、C、D的物性值及配置方式与表1、表2、表3、表4相同。
表5示出在波长为550nm时的结构A、B、C的在显示元件正面上的0V透过率和5V透过率之间的对比度的结果。可知，与使单层偏振器配置为偏离正交尼科耳状态的结构A相比，层叠偏振器并将它们配置为与正交尼科耳状态偏离的结构C具有四倍或更高对比度。
表5结构A、B、C的对比度

根据上述结果，通过层叠偏振器，并使背光灯一侧的偏振器和可视一侧的偏振器配置为具有偏离的正交尼科耳状态，可以获取高对比度。
实施例2在本实施例中将说明，在如下情况下的光学计算的结果当采用VA形态的透过型液晶显示器件时，层叠偏振器，并将背光灯一侧的偏振器和可见一侧的偏振器配置为与正交尼科耳状态偏离。此外，为了比较，对不层叠偏振器的情况进行光学计算。注意，以对比度为白色透过率和黑色透过率之间的比率(白色透过率/黑色透过率)，并分别计算黑色透过率和白色透过率来算出对比度。
在本实施例中，通过使用液晶用光学计算模拟软件的LCDMASTER(日本Shintech公司制造)来进行计算。在利用LCD MASTER进行光学计算以算出透过率的情形中，用不考虑各要件之间的多重干扰的2×2矩阵的光学计算算法来进行计算。这时的波长设定为550nm。
作为光学计算对象的光学布置，具有如图30所示的结构，即从背光灯一侧按偏振器2、相位差膜F、玻璃衬底、VA液晶、玻璃衬底、相位差膜E、偏振器1的顺序层叠。在本实施例中，配置有以VA形态的广视角化为目的的上下各一片的相位差膜(相位差膜E以及相位差膜F)。首先，为了获取对比度最高的可视一侧的偏振器1的透过轴角度，算出7V(白色)透过率和0V(黑色)透过率的对比度(7V透过率/0V透过率)。这时的条件如下可视一侧的偏振器1为单层；可视一侧的偏振器1的透过轴的角度对于背光灯一侧的偏振器2的透过轴在从正交尼科耳状态为正负一度的范围内旋转；施加到液晶的电压为0V、7V。注意，透过率是指当背光灯为1时的在显示元件正面上的对于背光灯的透过率。注意，一对衬底的研磨方向为反向平行(anti-parallel)。
表6示出在波长为550nm时的偏振器1和偏振器2的物性值。表7示出在波长为550nm时的液晶的物性值以及配置方式，表8示出在波长为550nm时的相位差膜E以及相位差膜F的物性值以及配置方式。相位差膜E、F都是具有负单轴性质的相位差膜。
表6偏振器1至4的物性值(波长550nm)

表7液晶的物性值以及配置方式

表8相位差膜E和F的物性值和配置方式(波长550nm)

图31、32、33分别示出在使可视一侧的偏振器旋转时的对比度、白色透过率、黑色透过率的结果。
参照图31来可以知道，当可视一侧的偏振器的透过轴的角度为45.1度时，对比度为最大，这是与正交尼科耳状态的45度偏离0.1度。由图32可知，白色透过率在上述旋转角度的情况下没达到最大值，并由图33可知，黑色透过率最低的角度是45.1度。由此，对比度最大时的可视一侧的偏振器1的透过轴的角度是黑色透过率最低时的角度。也就是说，通过使偏振器1的透过轴偏离到黑色透过率最低时的角度，可以实现高对比度。
接下来，对偏振器的不同张数下的对比度进行比较。图34A的结构D具有两张偏振器，并从背光灯一侧按偏振器2、相位差膜F、玻璃衬底、VA液晶、玻璃衬底、相位差膜E、偏振器1的顺序层叠，其中，可视一侧的偏振器1的透过轴和背光灯一侧的偏振器2的透过轴配置为与正交尼科耳状态偏离的45.1度。图34B的结构E具有三张偏振器，并从背光灯一侧按偏振器3、偏振器2、相位差膜F、玻璃衬底、VA液晶、玻璃衬底、相位差膜E、偏振器1的顺序层叠，其中，可视一侧的偏振器1的透过轴和背光灯一侧的偏振器2的透过轴配置为与正交尼科耳状态偏离的45.1度。图34C的结构F具有四张偏振器，并从背光灯一侧按偏振器3、偏振器2、相位差膜F、玻璃衬底、VA液晶、玻璃衬底、相位差膜E、偏振器1、偏振器4的顺序层叠，其中，可视一侧的偏振器1的透过轴和背光灯一侧的偏振器2的透过轴配置为与正交尼科耳状态偏离的45.1度。偏振器3以及偏振器4和偏振器1以及偏振器2具有相同的物性值。偏振器1至偏振器4的物性值、以及液晶和相位差膜E、F的物性值及配置方式与表6、表7、表8相同。
表9示出在波长为550nm时的结构D、E、F的在显示元件正面上的7V透过率的对比度和5V透过率的对比度的结果。可知，与使单层偏振器配置为偏离正交尼科耳状态的结构D相比，层叠偏振器并将它们配置为与正交尼科耳状态偏离的结构F具有50倍或更高对比度。
表9结构D、E、F的对比度

根据上述结果，通过层叠偏振器，并使背光灯一侧的偏振器和可视一侧的偏振器配置为具有偏离的正交尼科耳状态，可以获取高对比度。
本说明书根据2006年2月24日在日本专利局受理的日本专利申请编号2006-048059而制作，所述申请内容包括在本说明书中。
权利要求
1.一种显示器件，包括互相相对地配置的第一透光衬底以及第二透光衬底；配置在所述第一透光衬底以及所述第二透光衬底之间的显示元件；与所述第一透光衬底相邻的包含第一层叠的偏振器的第一层；以及与所述第二透光衬底相邻的包含第二层叠的偏振器的第二层，其中，所述第一透光衬底以及所述第二透光衬底配置在所述第一层和所述第二层之间，并且，所述第一层叠的偏振器的透过轴配置为平行尼科耳状态，并且，所述第二层叠的偏振器的透过轴配置为平行尼科耳状态，并且，所述第一层叠的偏振器的透过轴和所述第二层叠的偏振器的透过轴配置为具有偏离的正交尼科耳状态。
2.根据权利要求1的所述显示器件，还至少包括一对保护层，其中，所述第一层配置在所述一对保护层之间。
3.根据权利要求1的所述显示器件，还包括保护层，其中，所述第一层至少包括第一偏振器及第二偏振器，并且，所述保护层配置在所述第一偏振器和第二偏振器之间。
4.根据权利要求1的所述显示器件，其中，所述第一层包括第一偏振器和第二偏振器，并且，所述第一偏振器和所述第二偏振器接触。
5.根据权利要求1的所述显示器件，还包括光源，其中，所述第二层配置在所述显示元件和所述光源之间。
6.根据权利要求1的所述显示器件，其中，所述第一层叠的偏振器的透过轴和所述第二层叠的偏振器的透过轴配置为具有-3至+3度的偏离的正交尼科耳状态。
7.根据权利要求1的所述显示器件，其中所述显示元件为液晶元件。
8.一种显示器件，包括互相相对地配置的第一透光衬底以及第二透光衬底；配置在所述第一透光衬底以及所述第二透光衬底之间的显示元件；与所述第一透光衬底相邻的包含第一层叠的偏振器的第一层；与所述第二透光衬底相邻的包含第二层叠的偏振器的第二层；配置在所述第一透光衬底和所述第一层之间的第一相位差膜；以及配置在所述第二透光衬底和所述第二层之间的第二相位差膜，其中，所述第一透光衬底以及所述第二透光衬底配置在所述第一层和所述第二层之间，并且，所述第一层叠的偏振器的透过轴配置为平行尼科耳状态，并且，所述第二层叠的偏振器的透过轴配置为平行尼科耳状态，并且，所述第一层叠的偏振器的透过轴和所述第二层叠的偏振器的透过轴配置为具有偏离的正交尼科耳状态。
9.根据权利要求8的所述显示器件，还至少包括一对保护层，其中，所述第一层配置在所述一对保护层之间。
10.根据权利要求8的所述显示器件，还包括保护层，其中，所述第一层至少包括第一偏振器及第二偏振器，并且，所述保护层配置在所述第一偏振器和第二偏振器之间。
11.根据权利要求8的所述显示器件，其中，所述第一层包括第一偏振器和第二偏振器，并且，所述第一偏振器和所述第二偏振器接触。
12.根据权利要求8的所述显示器件，还包括光源，其中，所述第二层配置在所述显示元件和所述光源之间。
13.根据权利要求8的所述显示器件，其中，所述第一层叠的偏振器的透过轴和所述第二层叠的偏振器的透过轴配置为具有-3至+3度的偏离的正交尼科耳状态。
14.根据权利要求8的所述显示器件，其中所述显示元件为液晶元件。
15.一种显示器件，包括互相相对地配置的第一透光衬底以及第二透光衬底；配置在所述第一透光衬底以及所述第二透光衬底之间的显示元件；与所述第一透光衬底相邻的包含第一层叠的偏振器的第一层；以及与所述第二透光衬底相邻的包含第二层叠的偏振器的第二层，其中，所述第一透光衬底以及所述第二透光衬底配置在所述第一层和所述第二层之间，并且，所述第一层包括第一偏振器、第二偏振器、第三偏振器，并且，所述第一偏振器的透过轴、第二偏振器的透过轴和第三偏振器的透过轴配置为平行尼科耳状态，并且，所述第二层叠的偏振器的透过轴配置为平行尼科耳状态，并且，所述第一层叠的偏振器的透过轴和所述第二层叠的偏振器的透过轴配置为具有偏离的正交尼科耳状态。
16.根据权利要求15的所述显示器件，还至少包括一对保护层，其中，所述第一层配置在所述一对保护层之间。
17.根据权利要求15的所述显示器件，还包括保护层，其中，所述保护层配置在所述第一偏振器和第二偏振器之间。
18.根据权利要求15的所述显示器件，其中，所述第一偏振器和所述第二偏振器接触。
19.根据权利要求15的所述显示器件，还包括光源，其中，所述第二层配置在所述显示元件和所述光源之间。
20.根据权利要求15的所述显示器件，其中，所述第一层叠的偏振器的透过轴和所述第二层叠的偏振器的透过轴配置为具有-3至+3度的偏离的正交尼科耳状态。
21.根据权利要求15的所述显示器件，其中所述显示元件为液晶元件。
22.一种显示器件，包括互相相对地配置的第一透光衬底以及第二透光衬底；配置在所述第一透光衬底以及所述第二透光衬底之间的显示元件；与所述第一透光衬底相邻的包含第一层叠的偏振器的第一层；与所述第二透光衬底相邻的包含第二层叠的偏振器的第二层；配置在所述第一透光衬底和所述第一层之间的第一相位差膜；以及配置在所述第二透光衬底和所述第二层之间的第二相位差膜，其中，所述第一透光衬底以及所述第二透光衬底配置在所述第一层和所述第二层之间，并且，所述第一层包括第一偏振器、第二偏振器、第三偏振器，并且，所述第一偏振器的透过轴、第二偏振器的透过轴和第三偏振器的透过轴配置为平行尼科耳状态，并且，所述第二层叠的偏振器的透过轴配置为平行尼科耳状态，并且，所述第一层叠的偏振器的透过轴和所述第二层叠的偏振器的透过轴配置为具有偏离的正交尼科耳状态。
23.根据权利要求22的所述显示器件，还至少包括一对保护层，其中，所述第一层配置在所述一对保护层之间。
24.根据权利要求22的所述显示器件，还包括保护层，其中，所述保护层配置在所述第一偏振器和第二偏振器之间。
25.根据权利要求22的所述显示器件，其中，所述第一偏振器和所述第二偏振器接触。
26.根据权利要求22的所述显示器件，还包括光源，其中，所述第二层配置在所述显示元件和所述光源之间。
27.根据权利要求22的所述显示器件，其中，所述第一层叠的偏振器的透过轴和所述第二层叠的偏振器的透过轴配置为具有-3至+3度的偏离的正交尼科耳状态。
28.根据权利要求22的所述显示器件，其中所述显示元件为液晶元件。
全文摘要
本发明的目的是提供具有高对比度的显示器件。此外，本发明的另一目的是以低成本制作这样具有高性能的显示器件。在一对透光衬底之间具有显示元件的显示器件中，在其外侧设置层叠为平行尼科耳状态的包含偏振器的层。此时，在一方层中层叠的偏振器的透过轴和在另一方层中层叠的偏振器的透过轴配置为具有偏离的正交尼科耳状态，并其中间夹持显示元件。另外，在层叠的偏振器和衬底之间可以具有相位差膜。
文档编号G02B5/30GK101025508SQ20071000580
公开日2007年8月29日 申请日期2007年2月25日 优先权日2006年2月24日
发明者石谷哲二, 西毅, 惠木勇司 申请人:株式会社半导体能源研究所