液晶显示装置的制作方法

专利名称：液晶显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及液晶显示装置。更详细地说，涉及适用于电视机、显 示监视器、便携式信息终端等设备的液晶显示装置。
背景技术：
液晶显示装置，有效利用薄型轻量、低消耗电力等优点，用于各 种领域。现在，进行彩色显示的液晶显示装置为主流，但为了进行彩 色显示，必须在液晶显示装置内设置红、绿、蓝等多种颜色的彩色滤 光片。但是，已知彩色滤光片通常具有使入射光的偏光度降低的性质。 因此，由彩色滤光片消除偏光后的光使暗状态下的透过光增大，因此， 性能显著恶化，不能得到高对比度。
与此相对，公开了具备偏光层的液晶装置，该偏光层配置在彩色 滤光片层与液晶材料层之间，对彩色滤光片层中的直线偏振光的偏光 消除进行补偿(例如参照专利文献l)。由此，被消除偏光的光减少， 暗状态下的透过光减少，因此能够提高装置的性能。但是，在液晶显 示装置内，除了彩色滤光片层以外还存在具有使入射光的偏光度降低 的性质的各种部分，因此，被这些部分消除偏光的光使暗状态下的透 过光增大，结果在对比度方面仍然有改善的余地。
专利文献l:特开平10-161105号公报

发明内容
本发明鉴于上述现状而作出，其目的是提供一种能够实现高对比 度的液晶显示装置。
本发明人对具有在背面基板和前面基板之间夹持有液晶层的结构 的液晶显示装置进行了各种研究，着眼于液晶显示装置内存在的具有 消偏性的部分。在液晶显示装置内，除了彩色滤光片以外，还着眼于
例如薄膜晶体管(TFT)等元件、扫描线和信号线等总线以及像素电极
4等具有消偏性。可认为，由于它们的表面的凹凸和边缘而使光散射， 因此，例如即使通过在背面基板的外部(背面侧)设置偏光层而入射 偏振光，由于这些散射因子，偏振光的一部分也会被消除，在部分被 消除偏光的状态下入射到液晶层，因此对比度降低。
图18是表示构成以往的垂直取向(VerticalAlignment: VA)模式
的液晶显示装置的TFT阵列基板的1个像素的平面示意图。图3是图 18的A-B线的截面示意图。
作为以往的VA模式的液晶显示装置，公开了各种各样结构的液晶 显示装置。例如有为了使得无论从哪个方向看都能够得到均匀的显 示(改善视野角依存性)，如图18所示，通过在像素电极9上设置狭 缝状的切口 (狭缝部)9a，在狭缝部9a的附近产生倾斜电场，由此规 定液晶层300的液晶分子倾斜的方向的液晶显示装置；通过在像素电 极9上形成具有斜面的电介质构造物，以电介质构造物为起点，规定 液晶层300的液晶分子倾斜的方向的液晶显示装置等。这样对液晶分 子的倾斜方向进行控制(多畴化)使得其在1个像素内成为多个的VA 模式也特别称为多畴垂直取向(Multi-domain Vertical Alignment: MVA) 模式。
图19 (a)是表示构成以往的横电场开关(In-Plane Switching: IPS,
面内开关)模式的液晶显示装置的TFT阵列基板的1个像素的平面示 意图，(b)是(a)的A-B线的截面示意图。
在IPS模式的液晶显示装置中，为了产生与两基板面平行的电场 (横电场)，如图19 (a)和(b)所示，仅在一侧的基板面上形成电极， 该电极为将梳齿以相对的方式排列的构造(所谓的梳齿电极)。
图20 (a)是表示作为以往的IPS模式的应用的Super-IPS模式的 液晶显示装置的截面示意图，(b)是(a)的A-B线的截面示意图。
在Super-IPS模式的液晶显示装置中，为了对全部方位抑制色变化， 如图20 (a)和(b)所示，通过使梳齿弯曲成"< "字而成为导入子 像素的电极构造。
在液晶显示装置的多个显示模式中，特别是根据VA模式，在电压 断开状态下液晶分子完全立起，被偏光化的光不受液晶分子的影响， 通过液晶层，被前面侧的偏光子完全遮断，因此能够实现高对比度化。但是，在VA模式的液晶显示装置中，在想要得到广视野角的情况下， 通常采用上述那样的电极构造，因此，由于很多的散射因子，偏振光 的一部分被消除，结果发现无法充分发挥在VA模式中固有的高对比度 性能。
与此相对，有在这些散射因子的上部或下部设置遮光层的方法。 但是，在对所有的散射因子进行遮光的情况下，不仅成为降低开口率
的原因，而且在当前量产的显示模式中，有如先前的图18所示，在像 素电极9上设置狭缝部9a，或如图19 (a)和(b)以及图20 (a)和 (b)所示，将像素电极9形成为梳齿状的情况，大多会在无法遮光的 部位引起偏光消除。因此，通过在背面基板与液晶层之间设置第一偏 光层，在通过背面基板之后，能够在接近液晶层的位置使光偏光化， 因此能够使高偏光度的光入射到液晶层，结果发现能够不降低开口率， 而提高对比度，想到能够很好地解决上述课题，从而达到本发明。
艮P，本发明是具有在背面基板和前面基板之间夹持有液晶层的构 造的液晶显示装置，上述液晶显示装置在背面基板与液晶层之间具有 第一偏光层。
以下，对本发明进行详细叙述。
艮P，本发明的液晶显示装置具有在背面基板和前面基板之间夹持 有液晶层的构造。背面基板是配置在比液晶层更靠近背面侧的位置的 基板。前面基板是配置在比液晶层更靠近前面侧(观察面侧)的位置 的基板。作为背面基板和前面基板，没有特别限定，例如可举出玻璃 基板、塑料基板等绝缘基板。液晶层可以仅由液晶分子构成，也可以 包含其它成分。
上述液晶显示装置，在背面基板与液晶层之间具有第一偏光层。 由此，与仅在背面基板的背面侧设置有偏光层的情况相比，偏光层设 置在液晶层的附近，能够使偏光度高的光入射到液晶层，因此能够提 高对比度。另外，与在散射因子的上部或下部设置遮光层的情况不同， 能够不降低开口率而提高对比度。
作为上述第一偏光层，只要能够将自然光转变成直线偏振光(平 面偏振光)、圆偏振光、椭圆偏振光等偏振光，就没有特别限定。第一 偏光层可以配置在多个阶层中，也可以在同一阶层内分割成多个区域进行配置。第一偏光层的构造可以是单层构造，也可以是叠层构造。 此外，在具有叠层构造的情况下，各层可以连续叠层，也可以通过其 它部件进行叠层。
作为上述第一偏光层的形成方法，能够举出(1)通过在形成取 向膜之后，利用赋予剪切流动的涂敷方法在取向膜上涂敷含有二色性 色素分子的液体而使二色性分子取向、并使其干燥而得到的方法；(2) 通过利用旋涂法或印刷法涂敷含有二色性色素的液体而形成分子覆膜 之后，用直线偏振光等进行曝光使二色性色素在一个方向上取向而得 到的方法；以及(3)使用上述(1)和(2)的形成方法在其它的基板 上预先制作偏光层，通过转印处理再次形成在目的基板上而得到的方 法等。作为上述分子覆膜的色素分子，优选例如偶氮染料或多碘化合 物盐等染料分子。
本发明的液晶显示装置，只要具有上述背面基板、液晶层、前面 基板和第一偏光层作为构成要素即可，可以具有其它的构成要素也可 以不具有其它的构成要素，没有特别限定。例如，上述液晶显示装置， 在背面基板与液晶层之间可以具有薄膜晶体管、扫描线或信号线等总 线、树脂层、取向膜等。另外，在液晶层与前面基板之间可以具有例 如取向膜、对置电极、彩色滤光片等。此外，液晶显示装置的显示模 式并没有特别限定，例如可举出VA模式、IPS模式、OCB (Optically Compensated Birefringence:光补偿双折射)模式等，但为了得到高对 比度，优选VA模式。
以下对本发明的液晶显示装置的优选的方式进行详细说明。
上述液晶显示装置，可以不具有位于背面基板的背面侧的偏光层， 但是优选具有位于背面基板的背面侧的偏光层(以下也称为"第二偏 光层")。由此，在被第二偏光层偏光化之后，能够利用第一偏光层使 己被散射因子消除偏光的光的偏光度再次提高，因此，能够使偏光度 更高的光入射到液晶层，从而能够进一步提高对比度。
上述第二偏光层通常以透过轴与第一偏光层的透过轴大致平行 (平行尼科耳)的方式配置。例如，在向液晶层入射直线偏振光的情 况下，优选第一偏光层和第二偏光层均为直线偏光子、且两直线偏光 子的透过轴大致平行，在向液晶层入射圆偏振光或椭圆偏振光的情况下，优选第一偏光层为圆偏光子或椭圆偏光子(具有直线偏光子(背 面侧)与相位差膜(前面侧)叠层的构造的偏光子)、第二偏光层为直 线偏光子、且两直线偏光子的透过轴大致平行。第二偏光层的配置方 式没有特别限定，可以粘贴在背面基板上，也可以作为构成偏光板的 部件而设置，该偏光板粘贴在背面基板上。第二偏光层可以由与第一 偏光层相同的材料形成，也可以由与第一偏光层不同的材料形成。
优选上述液晶显示装置在背面基板与液晶层之间具有消偏性部 分，上述第一偏光层配置在比消偏性部分更靠近液晶层的位置。由此， 当在比背面基板更靠近背面侧的位置没有配置偏光层(第二偏光层) 的情况下，能够在比消偏性部分更靠近液晶层的位置使入射光偏光。 另外，当在比背面基板更靠近背面侧的位置配置有偏光层(第二偏光 层)的情况下，被该偏光层偏光化、并被消偏性部分消除偏光的光的 偏光度能够通过第一偏光层再次提高。因此，能够使偏光度更高的光 入射到液晶层，所以能够进一步提高对比度。
在本说明书中，所谓"消偏性部分"是指引起偏光消除的部分(散 射因子)，优选是指散射度为0.001%以上的部分。此外，消偏性部分的 散射度是，使完全偏振光入射到消偏性部分，测定从消偏性部分射出 的偏光状态，将该偏光状态分解成与入射光的偏光轴平行的成分和与 入射光的偏光轴正交的成分这两个成分，作为相对于入射光的正交成 分的比例而被决定的。散射度为0.001%的部分是指，相对于入射光强
度，99.999%的光在维持偏光的状态下透过，0.001%的光变化为与入射
偏振光方向正交的成分的散射因子，当在例如对比度(平行透过率/正 交透过率)二 10000的一对偏光层之间插入有这样的散射因子的情况 下，对比度减少为9000。当上述液晶显示装置在背面基板与液晶层之 间具有多个消偏性部分的情况下，在本发明中，第一偏光层只要配置 在比至少一个消偏性部分更靠近液晶层的位置即可，但优选配置在比 散射度为0.001%以上的所有的消偏性部分更靠近液晶层的位置。
优选上述消偏性部分为选自晶体管、配线、彩色滤光片、像素电 极和使液晶层的背面侧的表面呈凹凸状的构造物中的至少一个。通过 将第一偏光层配置在比晶体管或配线更靠近液晶层的位置，能够抑制 由晶体管或配线的表面的凹凸和端部(边缘)的光散射所引起的对比度降低。另外，通过将第一偏光层配置在比彩色滤光片更靠近液晶层 的位置，能够对由彩色滤光片的颜料等引起的散射进行补偿，因此能 够提高对比度。此外，通过将彩色滤光片设置在比液晶层更靠近背面 侧的位置，还能够抑制由彩色滤光片与像素电极的对准偏差引起的开 口率降低。通过将第一偏光层配置在比像素电极更靠近液晶层的位置， 能够覆盖像素电极表面的凹凸和端部(边缘)，从而能够抑制由其引起 的光散射，因此能够抑制对比度的降低。另外，通过将第一偏光层配 置在比使液晶层的背面侧的表面呈凹凸状的构造物更靠近液晶层的位 置，能够抑制由该构造物引起的光散射所造成的对比度降低。
作为上述晶体管，可举出用于像素电极的驱动的薄膜晶体管(TFT) 等。作为配线，可举出扫描线、信号线等总线等。作为配线的材质， 可举出例如氮化钽、钽等金属等。另外，在本说明书中，"彩色滤光片" 是指有选择地透过特定的波长范围的光的滤光片。彩色滤光片的材质 没有特别限定，例如可举出由染料染色后的树脂、分散有颜料的树脂、 使分散有颜料的流动性材料(墨水)固化而形成的物质。彩色滤光片 的形成方法没有特别限定，例如可举出染色法、颜料分散法、电镀法、
印刷法、喷墨法、着色感材法(也称为"转印法"、"干膜层压(DFL)
法"或"干膜抗蚀剂法")。另外，作为像素电极的材质，可举出氧化
铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)等。像素电极可以具有狭缝部，也可以 形成为梳齿状。作为使液晶层的背面侧的表面呈凹凸状的构造物，可 举出规定液晶层的液晶分子倾斜的方向的电介质构造物等。作为该构 造物的材料，可举出丙烯酸类树脂等电介质等。作为该构造物的形成 方法，可举出狭缝涂敷法等，作为图案化的方法，可举出光刻法等。 作为上述液晶显示装置的优选的方式，可举出(1)第一偏光层配置 在比晶体管、配线和像素电极更靠近液晶层的位置的方式；(2)第一 偏光层配置在比晶体管、配线、像素电极和使液晶层的背面侧的表面 呈凹凸状的构造物更靠近液晶层的位置的方式；(3)第一偏光层配置 在比晶体管、配线、彩色滤光片和像素电极更靠近液晶层的位置的方 式；(4)第一偏光层配置在比晶体管、配线、彩色滤光片、像素电极
和使液晶层的背面侧的表面呈凹凸状的构造物更靠近液晶层的位置的 方式等。
9优选上述第一偏光层有选择地配置在消偏性部分的区域。由此， 仅在需要偏光补偿的部位局部地形成第一偏光层，因此能够抑制白显 示时的透过率降低。作为这样的方式，可举出仅在配线的端部(边缘) 的区域配置第一偏光层的方式、仅在像素电极的端部(边缘)的区域 配置第一偏光层的方式等。例如，根据仅在像素电极的端部(边缘) 的区域配置第-一偏光层的方式，能够将施加于像素电极的电压几乎照 原样地施加于液晶层，因此，与在像素电极的整个表面配置第一偏光 层的方式相比，能够以低电压进行驱动。
优选上述液晶显示装置在背面基板与液晶层之间具有像素电极， 上述第一偏光层配置在比像素电极更靠近背面侧的位置。由此，能够 将施加于像素电极的电压几乎照原样地施加于液晶层，因此，与在像 素电极上配置第一偏光层的方式相比，能够以低电压进行驱动。在该 情况下，优选像素电极的散射度小于0.001%。当像素电极的散射度为 0.001%以上时，由像素电极引起的光散射大，有可能引起对比度显著 降低。
优选上述液晶显示装置在第一偏光层与液晶层之间具有渗出防止 层。通过在第一偏光层的液晶层侧设置渗出防止层，能够防止有可能 存在于第一偏光层内部的离子性物质向液晶层渗出，因此能够提高可 靠性。渗出层可以与第一偏光层接触，也可以不与第-一偏光层接触， 但从进一步提高可靠性的观点出发，优选与第一偏光层接触。此外， 作为渗出防止层的材质，优选透明聚合物，可举出透明丙烯酸树脂等。 作为渗出防止层的形成方法，可举出在通过狭缝涂敷法涂敷热硬化性 单体的溶液之后、进行加热使溶剂蒸发并且进行聚合物化的方法等。
优选上述液晶显示装置在液晶层与前面基板之间具有第三偏光 层。由此，能够在靠近液晶层的位置使用第三偏光层选择从液晶层射 出的光，因此能够进一步提高对比度。此外，第三偏光层可以与第一 偏光层处于平行尼科耳的关系，也可以与第一偏光层处于正交尼科耳 的关系，但从对比度的观点出发，优选处于正交尼科耳的关系。
优选上述液晶显示装置具有位于前面基板的前面侧的第四偏光 层。由此，能够进一步提高对比度。此外，第四偏光层通常以透过轴 与第三偏光层的透过轴大致平行(平行尼科耳)的方式配置。例如，在从液晶层射出直线偏振光的情况下，优选第三偏光层和第四偏光层 均为直线偏光子、且两直线偏光子的透过轴大致平行，在从液晶层射 出圆偏振光或椭圆偏振光的情况下，优选第三偏光层为圆偏光子或椭 圆偏光子(具有直线偏光子(背面侧)与相位差膜(前面侧)叠层的 构造的偏光子)、第四偏光层为直线偏光子、且两直线偏光子的透过轴 大致平行。第四偏光层的配置方式没有特别限定，可以粘贴在背面基 板上，也可以作为构成偏光板的部件而设置，该偏光板粘贴在背面基 板上。此外，第四偏光层可以由与第三偏光层相同的材料形成，也可 以由与第三偏光层不同的材料形成。
优选上述液晶显示装置在液晶层与前面基板之间具有消偏性部 分，上述第三偏光层配置在比消偏性部分更靠近液晶层的位置。由此， 能够使从液晶层射出的偏振光在被消偏性部分消除偏光之前通过第三 偏光层，因此能够进一步提高对比度。
优选上述消偏性部分为选自彩色滤光片、共用电极和使液晶层的 前面侧的表面呈凹凸状的构造物中的至少一个。通过将第三偏光层配 置在比彩色滤光片或共用电极等更靠近液晶层的位置，能够在彩色滤 光片或共用电极的端部(边缘)等发生光散射之前，选择从液晶层射 出的光，因此能够抑制对比度的降低。
优选上述液晶显示装置在第三偏光层与液晶层之间具有渗出防止 层。通过在第三偏光层的液晶层侧设置渗出防止层，能够防止有可能 存在于第三偏光层内部的离子性物质向液晶层渗出，因此能够提高可 靠性。
优选上述第三偏光层有选择地配置在消偏性部分的区域。由此， 仅在需要选择偏振光的部位局部地形成第三偏光层，因此能够抑制白 显示时的透过率的降低。作为这样的方式，可举出仅在共用电极的端 部(边缘)的区域配置有第三偏光层的方式。例如根据仅在共用电极 的端部(边缘)的区域配置有第三偏光层的方式，能够将施加于共用 电极的电压几乎照原样地施加于液晶层，因此，与在共用电极上的整 个表面配置第三偏光层的方式相比，能够以低电压进行驱动。 发明效果
根据本发明的液晶显示装置，能够使偏光度高的光入射到液晶层，因此能够提高对比度。
具体实施例方式
以下举出实施方式对本发明进行更详细的说明，但本发明并不限 定于这些实施方式。另外，以下的实施方式中的结构和测定值等，全 都基于使用计算机程序进行的模拟实验。 (实施方式1)
图1是表示本发明的实施方式1的液晶显示装置的截面示意图。 本实施方式的液晶显示装置，如图1所示，具有在以相互平行的 方式通过球状或柱状的间隔物(未图示)保持一定间隔而配置的薄膜
晶体管(TFT)基板100和对置基板200之间夹持有液晶层300的构造。 作为构成液晶层300的液晶材料，使用介电常数各向异性为负(液 晶分子的短轴方向的介电常数^〉液晶分子的长轴方向的介电常数s〃) 的材料，作为取向膜13和23使用垂直取向膜。另夕卜，在TFT基板100 内的像素电极9上，通过形成狭缝部9a，作成作为垂直配向(VA)模 式的应用的多畴垂直取向(Multi-domain Vertical Alignment: MVA)模 式。通过在像素电极9上设置狭缝部9a，在狭缝部9a的附近产生倾斜 电场，控制液晶层300的液晶分子的倾斜方向使得在1个像素内成为 多个，由此，无论从哪个方向看都能够得到均匀的显示。在本实施方 式中，使显示模式为MVA模式，但并不限定于此。S卩，本发明对于像 MVA模式或面内开关(IPS)模式那样散射因子多的模式效果高，但 并不限定于此，也能够应用于任一种显示模式。此外，在TFT基板100 内形成的TFT8，在每个像素中设置，起到保持从源极总线6输入的电 荷的作用。
在对置基板200内形成的彩色滤光片21，在1个图像元素中分别 对红(R)、绿(G)和蓝(B)的色素材料进行图案化。另外，颜色数 目也可以不是3，颜色的种类也不特别限定于红(R)、绿(G)和蓝(B)。 另外，在彩色滤光片21上，在整个显示区域形成有透明的共用电极22 和取向膜23。此外，在本实施方式中，TFT8形成在背面侧的TFT基 板100内，彩色滤光片21形成在观察者侧的对置基板200内，但并不 限定于此。在本实施方式中，在TFT基板100内的像素电极9与液晶层300 之间，设置有单体透过率为45% (Y值)、对比度为IOO的第一偏光层 18a。
在此，偏光层的对比度使用紫外可视分光光度计(日本分光社制 造，商品名VR-560)进行测定。以l块透明玻璃作为基准，设在透 明玻璃的两面上将测定对象的偏光层以其偏光轴相互平行的方式粘贴 时的透过率为平行透过率(Y值)，设以偏光轴相互正交的方式粘贴时 的透过率为正交透过率(Y值)，将其比值作为该偏光层的对比度(参 照下述公式(l))。 偏光层的对比度=偏光层的平行透过率/偏光层的正交透过率(1)
此外，对于各偏光层的光学性能，通过实测算出kl (透过轴方向 的透过率)和k2 (吸收轴方向的透过率)两个参数，用于模拟实验。
另外，对于在液晶显示装置500内存在的散射体的散射度a，通过 图2所示的方法求得。首先，使完全偏振光50入射到散射体，测定从 散射体射出的光51的偏光状态。接着，将该偏光状态分解成与入射光 的偏光轴平行的成分(平行成分)52和与其正交的成分(正交成分) 53这两个成分，将正交成分53的强度相对于入射光的强度的比例定为 a。将该参数a作为表示各散射体的散射度的参数，用于模拟实验。此 外，对一个一个的散射因子测定散射度，可知结果成为如下的值。艮口， 像素电极9的散射度为0.015%。另外，因为TFT8和配线6的散射度 不能单独测定，所以将两者一起进行测定，结果为0.006%。另外，后 述的被称为肋或铆钉等的电介质构造物15和25的散射度为0.014%， 彩色滤光片21的散射度为0.012%。
在本实施方式中，作为第一偏光层18a，使用偏光层的对比度为 100的偏光性能低的偏光层，因此，在玻璃基板(背面基板)10的背 面侧，将具有单体透过率为43% (Y值)、偏光层的对比度为8000的 偏光性能的第二偏光层18b以其偏光轴与第一偏光轴18a的偏光轴平 行(平行尼科耳)的方式粘贴。另外，在对置基板200内的玻璃基板 (前面基板)20的观察者侧(前面侧)，将具有单体透过率为43% (Y 值)、对比度为8000的偏光性能的第四偏光层18d以其偏光轴与第二 偏光层18b的偏光轴正交(正交尼科耳)的方式粘贴。在本实施方式中，制作具有这样结构的液晶显示装置500，使用紫 外可视分光光度计(日本分光社制造，商品名VR-560)测定光学性
能。进行测定的项目为面板的明显示时和暗显示时的分光透过率(Y 值)，得到它们的比，作为显示装置的对比度(参照下述公式(2))。
显示装置的对比度=明显示时的面板透过率/暗显示时的面板透过率
(2)
该结果如表1所示，本实施方式的显示装置的对比度为4176。
实施方式1比较例1实施方式2实施方式3比较例2
显示装置的对比度417615271785384642120
(比较例1)
图3是表示比较例1的液晶显示装置的截面示意图。 本比较例的液晶显示装置，如图3所示，在TFT基板100内没有 设置第一偏光层18a，除此以外，与实施方式1相同。其结果如表1所 示，比较例1的显示装置的对比度为1527。
由此可知，实施方式1的液晶显示装置的对比度为比较例1的液 晶显示装置的对比度的约2.7倍。与比较例1的液晶显示装置相比，实 施方式1的液晶显示装置表现出高的对比度效果的理由如以下所述。 即，是因为在比较例1中，被第二偏光层18b偏光化后的光，被TFT 基板200内的源极总线6、TFT8和像素电极9等散射因子消除偏光(消 偏)，在偏光度低的状态下，入射到液晶层300，而在实施方式l中， 即使被TFT基板200内的散射因子消除偏光，也能够通过第一偏光层 18a再次使偏光度提高，在偏光度高的状态下，入射到液晶层300。 (实施方式2)
图4是表示本发明的实施方式2的液晶显示装置的截面示意图。 在本实施方式的液晶显示装置中，如图4所示，在液晶层300与 TFT基板100内的像素电极9之间配置有第一偏光层18a，在对置基板 200内的彩色滤光片21与共用电极22之间配置有第三偏光层18c。这 些偏光层18a和18c的光学性能均是单体透过率为45。/。 (Y值)、对比 度为100。另外，第二偏光层18b和第四偏光层18d分别设置在玻璃基
14板10和20的外侧，TFT基板100内的第一偏光层18a的偏光轴与第 二偏光层18b的偏光轴平行，对置基板200内的第三偏光层18c的偏 光轴与第四偏光层18d的偏光轴平行。另外，第二偏光层18b与第四 偏光层18d以其偏光轴正交的方式粘贴。此外，第二偏光层18b和第 四偏光层18d的光学性能，与实施方式1和比较例1同样，单体透过 率为43% (Y值)，对比度为8000。
在本实施方式中，通过设置这样的偏光层，能够使暗显示时的面 板透过率进一步降低。即，即使由第二偏光层18b偏光化后的入射光 被TFT基板100内的散射因子消偏，也能够通过第一偏光层18a再次 提高偏光度，在偏光度高的状态下，入射到液晶层300，而且来自液晶 层300的射出光在入射到对置基板200内的彩色滤光片21等散射因子 之前，由第三偏光层18c进行选择，因此，对置基板200内的散射因 子对显示装置的对比度的影响减少。结果如表1所示，本实施方式的 显示装置的对比度为17853，能够得到比较例1的约11.7倍的效果。 (实施方式3)
图5是表示本发明的实施方式3的液晶显示装置的截面示意图。 本实施方式的液晶显示装置，如图5所示，彩色滤光片21不是形 成在对置基板200内，而是形成在TFT基板100内，除此以外，与实 施方式1相同。具体而言，在制作出各总线和TFT8之后，在各显示区 域对彩色滤光片材料进行图案化，仅在漏极电极部的正上方的一部分 空出接触孔。此后，通过对成为像素电极9的透明导电体进行图案化， 形成TFT8的漏极电极部与像素电极9为相同电位的结构。接着，在像 素电极9上形成第一偏光层18a和取向膜13。第一偏光层18a的光学 性能是单体透过率为45% (Y值)、对比度为100，其偏光轴与粘贴在 下侧(背面侧)的第二偏光层18b的偏光轴平行。另外，与比较例1 同样，在对置基板200上配置第四偏光层18d。结果如表l所示，本实 施方式的显示装置的对比度为8464，能够得到比较例1的约5.5倍的 对比度。 (比较例2)
图6是表示比较例2的液晶显示装置的截面示意图。 本比较例的液晶显示装置，如图6所示，不在TFT基板100内设置第一偏光层18a，仅在对置基板200内设置第三偏光层18c，由此形 成对彩色滤光片21的消偏性进行补偿的构造，除此以外，与实施方式 l相同。结果如表l所示，本比较例的显示装置的对比度为2120。
由此可知，实施方式1的液晶显示装置，与比较例2的液晶显示 装置相比，能够得到约2.0倍的高对比度效果。这可认为是由于在实施 方式1中补偿的TFT基板100内的散射因子的散射度比在比较例2中 补偿的对置基板200内的散射因子的散射度大的关系。这是因为，在 由面板内存在的散射因子引起的散射中，当对更多的散射进行补偿时， 显著表现出高对比度效果。 (实施方式4)
图7是表示本发明的实施方式4的液晶显示装置的截面示意图。 本实施方式的液晶显示装置，相当于实施方式1 (图1)的变形例。 在实施方式1的结构中，重要的是第一偏光层18a配置在TFT基板100 内的散射因子与液晶层300之间。在本实施方式中，如图7所示，不 在TFT基板100内的像素电极9上设置狭缝部9a，像素电极9没有消 偏性或消偏性非常小(在本实施方式中，像素电极9的散射度小于 0.001%)，因此在像素电极9与TFT8之间配置第一偏光层18a。由此， 第一偏光层18a配置在比像素电极9更靠近背面侧的位置，因此，与 在像素电极9上配置偏光层的方式相比，能够以低电压进行驱动。另 外，能够利用第一偏光层18a补偿TFT8和源极总线6等的消偏性，并 且，没有被第一偏光层18a补偿的像素电极9没有消偏性或消偏性非 常小，因此能够提高显示装置的对比度。 (实施方式5)
图8是表示本发明的实施方式5的液晶显示装置的截面示意图。 本实施方式的液晶显示装置，相当于实施方式1 (图1)的变形例。 根据显示模式的不同，需要配置被称为肋或铆钉等的、使液晶层的背 面侧的表面呈凹凸状的电介质构造物15，但它们有时具有相位差、或 者具有散射性。在本实施方式中，在像素电极9的液晶层300侧设置 有电介质构造物15，因此，如图8所示，在电介质构造物15与液晶层 300之间配置有第一偏光层18a。由此，能够利用第一偏光层18a对由 电介质构造物15引起的消除偏光进行补偿，因此能够提高显示装置的对比度。 (实施方式6)
图9是表示本发明的实施方式6的液晶显示装置的截面示意图。 本实施方式的液晶显示装置，相当于实施方式1 (图1)的变形例。
在本实施方式中，如图9所示，形成为仅在像素电极9的边缘(消偏 性部分)上叠层第一偏光层18a那样的图案构造。由此，仅在像素电 极9的需要偏光补偿的部位局部地形成第一偏光层18a，因此能够增加 明显示时的面板透过率。此外，因为能够将施加于像素电极9的电压 几乎照原样地施加于液晶层300，所以，与在像素电极9上的整个表面 配置第一偏光层18a的方式相比，能够以低电压进行驱动。
图10 (a) (d)是表示在基板上图案化形成偏光层的方法的一 个例子的截面示意图。
首先，如图IO (a)所示，在基板30上形成偏光层31。接着，如 图10 (b)所示，通过利用旋涂机或狭缝涂布机均匀涂敷正型抗蚀剂， 涂敷抗蚀剂32。接着，如图10 (c)所示，通过使用碱类显影液(TMAH (四甲基氢氧化铵))进行喷淋显影，在进行抗蚀剂32的图案化的同 时，也进行水溶性的偏光层31的图案化。接着，在高真空氩气气氛下， 利用通过施加交流高电压而进行的干蚀刻，将抗蚀剂分解气化。由此， 如图10 (d)所示，能够在基板30上形成已被图案化的偏光层31。此
外，偏光层的图案化形成方法并不限定于此。 (实施方式7)
图11是表示本发明的实施方式7的液晶显示装置的截面示意图。 本实施方式的液晶显示装置，相当于实施方式1 (图1)的变形例。 在本实施方式中，如图11所示，在第一偏光层18a上叠层有渗出防止 层19。由此，能够防止有可能存在于第一偏光层18a内部的离子性物 质向液晶层300渗出，因此能够提高可靠性。此外，作为渗出防止层 19的形成方法，可举出在利用狭缝涂敷法涂敷热硬化性单体的溶液之 后，进行加热使溶剂蒸发并且进行聚合物化的方法等。 (实施方式8)
图12是表示本发明的实施方式8的液晶显示装置的截面示意图。 本实施方式的液晶显示装置，相当于实施方式2(图4)的变形例。在实施方式2中，重要的是在TFT基板100内的散射因子与液晶层300 之间配置第一偏光层18a，在对置基板200内的散射因子与液晶层300 之间插入第三偏光层18c。在本实施方式中，如图12所示，对置基板 200内的共用电极22具有狭缝部22a，共用电极22的消偏性高，因此， 在共用电极22与液晶层300之间配置有第三偏光层18c。由此，能够 降低共用电极22对显示装置的对比度的影响。 (实施方式9)
图13是表示本发明的实施方式9的液晶显示装置的截面示意图。 本实施方式的液晶显示装置，相当于实施方式2 (图4)的变形例。 在本实施方式中，在共用电极22的液晶层300侧配置有被称为肋或铆 钉等的、使液晶层300的前面侧的表面呈凹凸状的电介质构造物25， 如图13所示，在电介质构造物25与液晶层300之间配置有第三偏光 层18c。由此，能够降低电介质构造物25对显示装置的对比度的影响。 (实施方式10)
图14是表示本发明的实施方式10的液晶显示装置的截面示意图。 本实施方式的液晶显示装置，相当于实施方式8 (图12).的变形 例。在本实施方式中，如图14所示，形成为仅在像素电极9的狭缝部
(消偏性部分)9a上叠层第一偏光层18a、并且仅在共用电极22的狭 缝部(消偏性部分)22a上叠层第三偏光层18c那样的图案结构。由此， 仅在像素电极9的需要偏光补偿的部位局部地形成第一偏光层18a，仅 在共用电极22的需要偏光补偿的部位局部地形成第三偏光层18c，因 此，能够增加明显示时的面板透过率。另外，能够将施加于像素电极9 和共用电极22的电压几乎照原样地施加于液晶层300，因此，与在像 素电极9上的整个表面配置第一偏光层18a、并且在共用电极22上的 整个表面配置第三偏光层18c的方式相比，能够以低电压进行驱动。
(实施方式11)
图15是表示本发明的实施方式11的液晶显示装置的截面示意图。 本实施方式的液晶显示装置，相当于实施方式3 (图5)的变形例。 作为实施方式3的结构，重要的是在设置有TFT和彩色滤光片的基板 侧的散射因子与液晶层之间插入第一偏光层。在本实施方式中，如图 15所示，例如在TFT基板100内的像素电极9上没有设置狭缝部9a，因此，像素电极9没有消偏性或消偏性非常小(在本实施方式中，像
素电极9的散射度为小于0.001%)。因此，在像素电极9与TFT8之间 配置有第一偏光层18a。根据本实施方式，能够利用第一偏光层18a补 偿TFT8和源极总线6等的消偏性，并且没有被第一偏光层18a补偿的 像素电极9没有消偏性或消偏性非常小，因此，能够提高显示装置的 对比度。另外，因为第一偏光层18a配置在比像素电极9更靠近背面 侧的位置，所以，与在像素电极9上配置偏光层的方式相比，能够以 低电压进行驱动。 (实施方式12)
图16是表示本发明的实施方式12的液晶显示装置的截面示意图。 本实施方式的液晶显示装置，相当于实施方式3 (图5)的变形例。 在本实施方式中，如图16所示，在像素电极9的液晶层300侧设置有 使液晶层300的背面侧的表面呈凹凸状的电介质构造物15，因此，在 电介质构造物15与液晶层300之间配置有第一偏光层18a。由此，能 够利用第一偏光层18a对由电介质构造物15引起的消除偏光进行补 偿，因此能够提高显示装置的对比度。 (实施方式13)
图17是表示本发明的实施方式13的液晶显示装置的截面示意图。 本实施方式的液晶显示装置，相当于实施方式3 (图5)的变形例。 在本实施方式中，如图17所示，形成为仅在像素电极9的边缘部分(消 偏性部分)9a上叠层第一偏光层18a那样的图案结构。由此，因为仅 在像素电极9的需要偏光补偿的部位局部地形成第一偏光层18a，所以 能够增加明显示时的面板透过率。另外，能够将施加于像素电极9的 电压几乎照原样地施加于液晶层300，因此，与在像素电极9上的整个 表面配置第一偏光层18a的方式相比，能够以低电压进行驱动。 本申请说明书中的"以上"、"以下"包括该数值(边界值)。 本申请以2006年6月2日提出申请的日本专利申请2006-154959
号为基础，主张基于巴黎公约或要进入的国家的法规的优先权。该申 请的全部内容被纳入本申请中作为参照。


图1是表示本发明的实施方式1的液晶显示装置的截面示意图。 图2是表示散射体的散射度的测定方法的示意图。
图3是表示比较例1的液晶显示装置的截面示意图，也是图18的
A-B线的截面示意图。
图4是表示本发明的实施方式2的液晶显示装置的截面示意图。 图5是表示本发明的实施方式3的液晶显示装置的截面示意图。 图6是表示比较例2的液晶显示装置的截面示意图。 图7是表示本发明的实施方式4的液晶显示装置的截面示意图。 图8是表示本发明的实施方式5的液晶显示装置的截面示意图。 图9是表示本发明的实施方式6的液晶显示装置的截面示意图。 图10 (a) (d)是表示在基板上图案化形成偏光层的方法的一
个例子的截面示意图。
图11是表示本发明的实施方式7的液晶显示装置的截面示意图。 图12是表示本发明的实施方式8的液晶显示装置的截面示意图。 图13是表示本发明的实施方式9的液晶显示装置的截面示意图。 图14是表示本发明的实施方式IO的液晶显示装置的截面示意图。 图15是表示本发明的实施方式11的液晶显示装置的截面示意图。 图16是表示本发明的实施方式12的液晶显示装置的截面示意图。 图17是表示本发明的实施方式13的液晶显示装置的截面示意图。 图18是表示构成以往的垂直取向(VA)模式的液晶显示装置的
TFT阵列基板的1个像素的平面示意图。
图19 (a)是表示构成以往的IPS模式的液晶显示装置的TFT阵
列基板的1个像素的平面示意图，(b)是(a)的A-B线的截面示意图。 图20 (a)是表示以往的Super-IPS模式的液晶显示装置的截面示
意图，(b)是(a)的A-B线的截面示意图。
符号说明
3a、 3b 接触孔
4 共用配线
5 栅极总线(扫描线)
6 源极总线(信号线)
207 Cs总线
8 薄膜晶体管(TFT)
9 像素电极
9a 像素电极9的狭缝部
10 玻璃基板(背面基板)
11 树脂层 13、 23 取向膜
15、 25肋(电介质构造物)
18a 第一偏光层
18b 第二偏光层
18c 第三偏光层
18d 第四偏光层
19 渗出防止层
20 玻璃基板(前面基板)
21 彩色滤光片
22 共用电极
22a 共用电极22的狭缝部
30 基板
31 偏光层
32 抗蚀剂
50 完全偏振光
51 从散射体射出的光
52 平行成分
53 正交成分 100 TFT基板 200 对置基板 300 液晶层
500、 600 液晶显示装置
权利要求
1. 一种液晶显示装置，其具有在背面基板和前面基板之间夹持有液晶层的构造，其特征在于该液晶显示装置在背面基板与液晶层之间具有第一偏光层。
2. 如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于 所述液晶显示装置具有位于背面基板的背面侧的第二偏光层。
3. 如权利要求l所述的液晶显示装置，其特征在于 所述液晶显示装置在背面基板与液晶层之间具有消偏性部分， 所述第一偏光层配置在比消偏性部分更靠近液晶层的位置。
4. 如权利要求3所述的液晶显示装置，其特征在于 所述消偏性部分为选自晶体管、配线、彩色滤光片、像素电极和使液晶层的背面侧的表面呈凹凸状的构造物中的至少一个。
5. 如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于 所述液晶显示装置在第一偏光层与液晶层之间具有渗出防止层。
6. 如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于 所述液晶显示装置在背面基板与液晶层之间具有像素电极， 所述第一偏光层配置在比像素电极更靠近背面侧的位置。
7. 如权利要求3所述的液晶显示装置，其特征在于 所述第一偏光层有选择地配置在消偏性部分的区域。
8. 如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于-所述液晶显示装置在液晶层与前面基板之间具有第三偏光层。
9. 如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于 所述液晶显示装置具有位于前面基板的前面侧的第四偏光层。
10.如权利要求8所述的液晶显示装置，其特征在于所述液晶显示装置在液晶层与前面基板之间具有消偏性部分，所述第三偏光层配置在比消偏性部分更靠近液晶层的位置。
11.如权利要求IO所述的液晶显示装置，其特征在于 所述消偏性部分为选自彩色滤光片、共用电极和使液晶层的前面侧的表面呈凹凸状的构造物中的至少
12.如权利要求8所述的液晶显示装置，其特征在于 所述液晶显示装置在第三偏光层与液晶层之间具有渗出防止层,
13.如权利要求IO所述的液晶显示装置，其特征在于: 所述第三偏光层有选择地配置在消偏性部分的区域。
全文摘要
本发明提供能够实现充分的对比度的液晶显示装置。本发明的液晶显示装置，具有在背面基板和前面基板之间夹持有液晶层的构造，上述液晶显示装置，在背面基板与液晶层之间具有第一偏光层，上述第一偏光层配置在比晶体管、配线、彩色滤光片、像素电极、使液晶层的背面侧的表面呈凹凸状的构造物等消偏性部分更靠近液晶层的位置。
文档编号G02F1/1335GK101454711SQ20078001946
公开日2009年6月10日 申请日期2007年5月21日 优先权日2006年6月2日
发明者龟江宏幸 申请人:夏普株式会社