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：
本发明涉及一种液晶显示装置，更详细而言，涉及一种视角特性优异的液晶显示
>J-U装直。
背景技术：
近年来，液晶显示装置被广泛用于从移动电话、PDA (Personal DigitalAssistant)等携带用小型电子设备，到个人计算机、电视机等大型电气设备，其用途在日益扩大。液晶显示装置，与CRT、PDP (等离子体显示面板)等自发光型的显示装置不同，显 示元件本身不发光。因此，在透过型的液晶显示装置中，在液晶显示元件的背面侧设有背光装置，液晶显示元件通过在每个像素控制来自该背光装置的照明光的透射光量来进行图像的显示。在液晶显不装置中，有TN(Twisted Nematic)方式、STN(Super Twisted Nematic)方式、VA (Vertical Alignmen)方式、IPS (In-plane Switching)等各种各样的方式。但是，在这些方式中，由于液晶分子具有相位差值而导致的漏光、偏振片中的斜视时的轴角度的偏差等，因而存在各个视角狭小的方向(方位角)。因此，作为扩大视角的方法，广泛采用利用相位差板对液晶单元或偏振片进行光学补偿的方法(例如，参照专利文献I和专利文献2)。专利文献I :日本特开平4-229828号公报专利文献2 日本特开平4-258923号公报

发明内容
本发明的目的之一在于提供一种可实现宽视角的同时能够得到优异对比度的液
晶显示装置。另外，本发明的另一目的在于提供一种不使用相位差板，即不增加部件点数，就可实现视角的扩大的液晶显示装置。本发明所涉及的液晶显示装置，具备在一对基板间设置液晶层而形成的液晶单元、设置在液晶单元的背面侧的背光装置、配置在背光装置和液晶单元之间的第I光扩散层、配置在第I光扩散层和液晶单元之间的第I偏振片、和配置在液晶单元的前面侧的第2光扩散层。上述第I光扩散层具有光扩散功能和光偏转功能这两种功能或任意一方功能。来自上述第I光扩散层的射出光具有如下的配光特性与液晶单元的光射入面的法线成70°方向的亮度值相对于该法线方向的亮度值为20%以下。上述第2光扩散层由第2偏振片和设置在第2偏振片的前面侧的光扩散膜构成。上述背光装置被分割成多个区域，能够在每个区域进行亮度的控制。在本说明书中，构成液晶显示装置的显示画面的一侧被称为“前面侧”，与其相反的一侧被称为“背面侧”。此处，上述背光装置，优选具备对应上述多个区域分别设置的LED。
优选来自上述第I光扩散层的射出光包含非平行光。上述第I光扩散层可具有光扩散功能和光偏转功能这两种功能。另外，上述第I光扩散层具有起到上述光扩散功能的光扩散板和起到上述光偏转功能的光偏转结构板，也可以是在上述光扩散板的前面侧设有上述光偏转结构板的结构。作为上述液晶单元,优选为TN方式液晶单元、IPS方式液晶单元、VA方式液晶单元中的任一种。
另外，从进一步提高视角特性和色彩再现性的观点出发，优选在上述液晶单元的背面侧和/或前面侧进一步配置相位差板。另一方面，从减少部件点数、提高装置的组装性而提高生产率的观点出发，可不具备相位差板。另外，作为上述液晶单元，可以是TN方式液晶单元，且可不具备相位差板。优选上述光扩散膜具有如下光扩散特性相对于从上述光扩散膜的背面的法线方向射入的波长543. 5nm的激光的强度，在相对于上述光扩散膜的背面的法线方向倾斜40°的方向射出的激光在距离上述光扩散膜的前面280nm位置的相对强度为O. 0002%以上。本发明的液晶显示装置能够得到宽视角、高显示品质及优异的对比度。并且，即使不使用相位差板，也可得到在实际使用中无障碍的视角特性。


图I是表示本发明所涉及的液晶显示装置的一个例子的简图。图2是表示背光装置的一个例子的主视图。图3是表示背光装置的另一例子的主视图。图4是表示背光装置的又一例子的主视图。图5是表示第I光扩散层的一个例子的简图。图6是表示第I光扩散层的另一例子的简图。图7是对第I光扩散层测定在相对于液晶单元的光射入面的法线成70°方向的亮度值的方法的一个例子。图8是说明非平行光的定义的图。图9是表示第2光扩散层的结构例的简图。图10是不意地表不第2光扩散层中激光的射入方向和射出方向的图。图11是将从第2光扩散层射出的激光的相对强度，相对于射出角标绘的曲线图的一个例子。图12是表示本发明所涉及的液晶显示装置的其他例子的简图。图13是说明实施例中背光装置的配光特性的测定方法的图。图14是表示视角为0°时的各模块的亮度的曲线图。图15是表示视角30°、方位角45°时的各模块的亮度的曲线图。图16是表示视角30°、方位角135°时的各模块的亮度的曲线图。图17是表示视角70°、方位角45°时的各模块的亮度的曲线图。图18是表示视角70°、方位角135°时的各模块的亮度的曲线图。
具体实施例方式以下，基于附图对本发明所涉及的液晶显示装置进行说明，但本发明并不限定于这些实施方式。图I是表示本发明所涉及的液晶显示装置的一个实施方式的简图。图I中的液晶显示装置为常白模式的TN方式的液晶显示装置。图I中的液晶显示装置具备在一对透明基板IlaUlb间设置液晶层12而形成的液晶单元I，和设置在液晶单元I的背面侧的多个LED21矩阵状地设置而成的直下型背光装置2。在背光装置2和液晶单元I之间，从背光装置侧开始依次配置有第I光扩散层3、第I偏振片4，在液晶单元I的前侧面配置有第2光扩散层5。第I光扩散层3由起到光扩散功能的光扩散板31，和设置在光扩散板31的前侧面的起到光偏转功能的棱镜片(光偏转结构板)32构成。第2光扩散层5由第2偏振片51和设置在第2偏振片51的前侧面的光扩散膜52构成。
在这样的结构的液晶显示装置中，由背光装置2放射的光通过第I光扩散层3的光扩散板31扩散后，再通过棱镜片32被赋予相对于液晶单元I的光射入面的法线方向的规定的指向性。而且，被赋予了规定的指向性的光通过第I偏振片4成为直线偏振光,射入到液晶单元I。射入到液晶单元I的光，通过由电场控制的液晶层12的取向，在每个像素控制偏振光面，从液晶单元I射出。而且，从液晶单元I射出的光，通过第2光扩散层5被图像化，同时被扩散。这样，在本发明的液晶显示装置中，通过第I光扩散层3射入到液晶单元I的光向法线方向的指向性与以往相比变得更高，即，向液晶单元I的射入光与以往相比不被扩散，同时来自液晶单元I的射出光被第2光扩散层5扩散至可确保足够的视角的程度。因此，与现有的装置相比，能够得到优异的宽视角特性。另外，在本发明的液晶显示装置中，通过设有第I光扩散层3，从而射入到液晶单元I的光在法线方向的指向性与以往相比变得更高，所以漏光被抑制。因此，与现有的液晶显示装置相比，能够得到高的色彩再现性，尤其是，如果使用彩色调光控制技术，则得到更优异的色彩再现性。以下，对本发明的液晶显示装置的各部件进行说明。首先，本发明中使用的液晶单元I具备通过未图示的隔离物隔开规定距离且相对配置的一对透明基板lla、llb，和在该一对透明基板IlaUlb之间封入液晶而成的液晶层12。在图I中未图示，但一对透明基板IlaUlb层叠形成有各个透明电极、取向膜，通过在透明电极间施加基于显示数据的电压，从而液晶发生取向。作为液晶单元I的显示方式，可采用TN方式、IPS方式、VA方式等显示方式。图2中，表示背光装置2的俯视图。在图2所示的背光装置2的构成中，矩阵状地配设有多个LED (Light Emitting Diode)21。而且，这些LED21按规定个数被分为多个模块B。通过在每个模块调整通电给LED21的电流值，在每个模块控制亮度(区域调光控制)。LED21的亮度与通电的电流值大致成比例。根据这样的区域调光控制，例如，通过对液晶单元I中灰度低的像素多的部分降低照射光的模块的亮度，另一方面对灰度高的像素多的部分提高照射光的模块的亮度，从而提高在显示区域显示出的映像或图像的局部的对比感。本发明中使用的LED21的一个例子包含具备分别发出红色·蓝色·绿色各色的三个LED芯片的一个发白色光的LED。本发明中使用的LED21的另一个例子包含将分别发出红色·蓝色·绿色各个颜色的三个LED连接而一体化了的LED。本发明中使用的LED21的又一个例子包含通过蓝色发光LED芯片或近紫外发光LED芯片和荧光体的组合来发白色光的 LED。本发明中使用的背光装置2并不限定于图2所示的直下型背光装置。本发明中使用的背光装置2也可以是在导光板的侧面配置有光源的所谓的侧光型背光装置。图3表示侧光型背光装置的一个例子。图3所示的侧光型背光装置2a的构成中，在导光板22的相对的两个侧面配置有多个LED21。导光板22被分割成多个模块22a 22 j。对应于导光板22的各个模块22a 22j，LED21也被分割开，能够按每个模块22a 22 j控制向LED21的通电。由此进行区域调光控制。尤其是在上述区域调光控制中，使用将发出红色 蓝色 绿色各色的三个LED连接而一体化的LED，单独与映像信号的颜色配合来发出各自颜色的光的通电控制，被称为彩色调光控制技术。导光板22由透光性部件构成。透光性部件的例子包括甲基丙烯酸树脂、丙烯酸树月旨、聚碳酸酯树脂、聚酯树脂、环状聚烯烃树脂等。多个未图示的凸条相互连接，与光射入面 平行地排列在导光板22的底面。通过逐步调整该凸条的大小来调整从射出面射出的光的光量分布。该凸条的剖面形状的例子包括三角形、楔状、其他的多边形、波状、半椭圆状等。此处，凸条优选以随着与光射入面的分离而缩小形成间隔的方式排列。或者，优选随着与光射入面的分离，凸条的高度变高。另外，也可以随着与光射入面分离而使凸条的形状不同的方式来形成。也可通过在导光板22的底面下方配置未图示的反射片，使从导光板22的底面侧射出的光反射到导光板22的射出面侧。来自LED21的光，从对应各LED21的导光板22的各模块22a 22j的侧面射入到导光板内，在导光板内一边反复进行全反射一边前进，通过上述凸条结构，依次从射出面(上面)射出。在各模块22a 22j的接触侧面，光被全反射，因此光不会漏至其他模块。另外，本发明中使用的背光装置也可以是将导光板与光源的组合串联配置的所谓的串联型。图4表示串联型背光装置的一个例子。图4所示的串联型背光装置2b是由作为光源的LED21与导光板23、24的组合串联配置而形成的，该导光板23、24具有与LED21对置的光射入面且为随着与光射入面的分离而厚度变薄的楔状。与图3所示的侧光型背光装置的情况相同，导光板23、24被分割为多个模块23a 23c、24a 24c。分别与模块23a 23c,24a 24c对应，LED21也被分割，可按每个模块23a 23c、24a 24c进行向LED21的通电控制。由此进行区域调光控制。根据这样的串联型的背光装置2b，能够增加发光面积，同时能够容易确保用于配置LED21的空间。导光板23、24的材质及构成等例子与侧光型的导光板相同。以上，说明的各背光装置使用LED作为光源，但并不限定于此。各背光装置也可使用冷阴极管等以往公知的光源。但是，从节能、装置的轻薄化等观点出发，优选LED。作为各背光装置的光源，也可使用作为有机EL (Electro-luminescence)的低分子系有机发光二极管或高分子系有机发光二极管。第I光扩散层3通常具有光扩散板31和棱镜片32。具体而言，如图5所示，第I光扩散层3为在光扩散板31的前面侧设有棱镜片32的结构。作为光扩散板31的基材311，可使用聚碳酸酯、甲基丙烯酸树脂、甲基丙烯酸甲酯一苯乙烯共聚物树脂、丙烯腈一苯乙烯共聚物树脂、甲基丙烯酸一苯乙烯共聚物树脂、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚甲基戊烯等聚烯烃、环状聚烯烃、聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚萘二甲酸乙二酯等聚酯系树脂、聚酰胺系树脂、聚芳酯、聚酰亚胺等。另外，混合分散在基材311中的扩散剂312为由与形成基材311的材料折射率不同的物质构成的微粒。扩散剂312的具体例包括，与基材的材料不同种类的丙烯酸树脂、三聚氰胺树脂、聚乙烯、聚苯乙烯、有机硅树脂，丙烯酸-苯乙烯共聚物等有机微粒以及碳酸钙、二氧化硅、氧化铝、碳酸钡、硫酸钡、氧化钛、玻璃等无机微粒等，使用它们中的I种或2种以上混合来使用。另外，也可使用有机聚合物的球囊、玻璃中空珠作为扩散剂312。扩散剂312的平均粒径优选为O. 5 μ m 30 μ m的范围。另外，扩散剂312的形状可以是球状，也可以偏平状、板状、针状。另一方面，棱镜片32的光射入面为平坦面，棱镜片32的光射出面为V字状的直线槽平行排列形成的棱镜面。棱镜片32的材料的例子包括聚碳酸酯树脂、ABS树脂、甲基丙烯酸树脂、甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物树脂、聚苯乙烯树脂、丙烯腈-苯乙烯共聚物树 月旨、聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃树脂等。作为棱镜片32的制造方法，可使用通常的热塑性树脂的成型法。热塑性树脂的成型法的一个例子为使用模具的热压成型。或者，在棱镜片32的制造中，也可使用在透明基材膜的一面上，使用紫外线固化性树脂和模具来形成棱镜层的光聚合物法。在棱镜片32中光扩散剂也可被分散。棱镜片32的厚度通常为O. I 15_，优选为O. 5 10_。可将光扩散板31和棱镜片32成型为一体,也可分别制出光扩散板31和棱镜片32后，再将两者一体化。另外，分别制出光扩散板31和棱镜片32后将两者一体化的情况下，光扩散板31和棱镜片32，在他们之间可介由空气层、粘接剂层等其他层将其一体化，也可不介由其他层将两者一体化。作为与第I光扩散层3的不同实施方式，如图6所示，也可以使扩散剂312分散混合在起到光偏转功能的棱镜片32中，从而起到光扩散功能。对于通过第I光扩散层3的光的配光特性，重要的是在与液晶单元I的光射入面的法线成70°方向的亮度值相对于正面亮度值，即，液晶单元I的光射入面的法线方向的亮度值为20%以下。更优选的配光特性为没有与液晶单元I的光射入面的法线所成的角超过60°的光的取向特性。另外，优选来自上述第I光扩散层的射出光含有非平行光。通常，如图I所示，由于第I光扩散层3的背面与液晶单元I的光射入面平行配置，在与液晶单元I的光射入面的法线成70°方向的亮度值是指以下的亮度值，即，例如，如图7所示，设第I光扩散层3的长边方向为X方向，平行于第I光扩散层3的背面的面为xy面时，在与作为该xy面的法线的z轴成70°方向的亮度值，优选为在Xz面上与z轴构成的角度为70。的方向的亮度值。这样的配光特性，例如，可通过调整棱镜片32的剖面三角形的棱镜部分的形状来实现。剖面三角形的棱镜部分的顶角Θ (在图5中图示)优选为60 120°的范围。作为棱镜部分的剖面形状的三角形的形状，可为等边、不等边的任意形状。但是，如果要在液晶单元I的法线方向上聚光，则优选等腰三角形，棱镜片32的射出面一侧的结构，优选与顶角相对的底边邻接地依次配置相邻的等腰三角形，以顶角的列构成长轴且几乎相互平行的方式来排列的结构。这时，只要聚光能力不显著减退，顶角及底角也可保持曲率。顶角间的距离d (在图5中图示)通常为10 μ m 500 μ m的范围,优选为30 μ m 200 μ m的范围。此处，所谓非平行光是指具有如下的射出特性的光如图8所示，将从第I光扩散层3的射入面中的直径为Icm (O. Olm)的圆内射出的光作为投射到距离该射出面的法线方向lm、且与该射出面平行的观察面中的投影像来观察时，其投影像的面内亮度分布的最小半值宽度值为30cm (O. 3m)以上。作为本发明中使用的第I偏振片4，通常使用在起偏镜的两面贴合有支撑膜的偏振片。起偏镜的例子包括在聚乙烯醇系的树脂、聚乙酸乙烯酯树脂、乙烯/乙酸乙烯酯(EVA)树脂、聚酰胺树脂、聚酯树脂等的起偏镜基板上，使二色性染料或碘吸附取向的起偏镜，在分子取向的聚乙烯醇膜中含有聚乙烯醇的二色性脱水生成物(聚亚乙烯基)取向的分子链的聚乙烯醇/聚亚乙烯基共聚物等。尤其，优选使用使二色性染料或碘吸附取向在聚乙烯醇系树脂的起偏镜基板上而成的起偏镜作为起偏镜。起偏镜的厚度没有特别限定，但一般以偏振片的薄型化等目的，优选为ΙΟΟμπι以 下，更优选为10 50 μ m的范围，进一步优选为25 35 μ m的范围。作为支撑·保护起偏镜的支撑膜，优选由低双折射性且透明性、机械强度、热稳定性、水分遮挡性等均优异的聚合物形成的膜。这样的膜的例子，包括将如下树脂成型加工成膜状的膜例如，TAC (三乙酰纤维素)等乙酸纤维素系树脂，丙烯酸系树脂，像四氟乙烯/六氟丙烯系共聚物这样的氟系树脂，聚碳酸酯树脂、聚对苯二甲酸乙二酯等聚酯系树脂，聚酰亚胺系树脂，聚砜系树脂，聚醚砜系树脂、聚苯乙烯系树脂，聚乙烯醇系树脂，聚氯乙烯系树脂，聚烯烃树脂或聚酰胺系树脂等树脂。在这些膜中，从偏振光特性、耐久性等方面出发，可优选使用用碱等对表面进行碱化处理的三乙酰纤维素膜或降冰片烯系热塑性树脂膜。降冰片烯系热塑性树脂膜，由于膜成为隔离热、湿热良好的屏障，因此可大幅度提高偏振片4的耐久性，同时由于吸湿率小，所以可大幅度提高尺寸稳定性，特别优选使用。膜状的成型加工，可通过浇注法、压延法、挤出法之类的以往公知的方法来进行。对于支撑膜的厚度没有特别限定，但从偏振片4的薄型化等观点出发，通常优选为500μπι以下，更优选为5 300 μ m的范围，进一步优选为5 150 μ m的范围。第2光扩散层5通常由第2偏振片51和设置在第2偏振片51的前侧面的光扩散膜52构成。此处使用的第2偏振片51与配置在液晶单元I的背面侧的第I偏振片4成对，第I偏振片4中例示的偏振片在此处也优选使用。但是，第2偏振片51以其偏振光面与第I偏振片4的偏振光面正交的方式配置。使液晶显示装置为常黑时，以第I偏振片与第2偏振片的偏振光面平行的方式来设置第2偏振片51。图9是表示第2光扩散层5的简图。图9 (a)中的第2光扩散层5为配置在图I的中液晶显示装置中的光扩散层，通常将分散有微小的填料522的树脂溶液521涂敷在第2偏振片51上，调整涂敷膜厚，使填料522在涂敷膜表面显现出来，从而在基材表面形成微细的凹凸。在光扩散膜52的表面上通常存在细小的凹凸。但也可没有细小的凹凸。光扩散膜52的表面存在细小凹凸时，可以不使用填料522。即，光扩散膜52可以只通过内部扩散(内部雾度)来实现光扩散，也可以通过内部扩散(内部雾度)和表面扩散(外部雾度·凹凸)两者来实现光扩散，也可以只通过表面扩散(外部雾度·凹凸)来实现光扩散。
图9 (b)表示填料522不在基材膜523的表面露出的第2光扩散层5的例子。制造作为光扩散膜52的基材膜523时，通过将基材膜523和第2偏振片51贴合来构成第2光扩散层5。在基材膜523和第2偏振片51的贴合中，优选基材膜523和第2偏振片51不介由粘接剂层而直接接触。另外，例如如图9(C)、(d)、(e)所示，光扩散膜52的结构可以是使填料522分散混合在基材膜523中，同时在基材膜523的表面形成微细的凹凸的结构。图9 (c)的光扩散膜52为在分散混合有填料522的基材膜523的表面通过喷砂等形成微细的凹凸的结构。图9 (d)的光扩散膜52为将表面形成有微细的凹凸的基材膜523b接合到分散混合有填料522的基材膜523a上的结构。图9 (e)的光扩散膜52为分散混合有填料522、且其表面形成有微细的凹凸的基材膜523b与基材膜523a接合的结构。如图9 Cf)所示，光扩散膜52也可以是不使用填料，在基材膜523的表面形成有微细的凹凸的结构。作为第2偏振片51，通常，由于使用在起偏镜的两面贴合有支撑膜的偏振片，作为图9 (e)和图9 (f)的基材膜523a，也可使用起偏镜的支撑膜。这样结构的光扩散膜52的光扩散特性为在相对于光扩散膜52的背面的法线方向 倾斜40°方向射出的激光在距离光扩散膜52前面280nm的位置处的强度L2，相对于从光扩散膜52背面的法线方向射入的波长为543. 5nm的激光的强度LI的比L2/L1 (相对强度)为O. 0002%以上(优选为O. 001%以下)。S卩，参照图10，光扩散膜52具有如下的光扩散特性从第2光扩散层的光扩散膜52的背面，沿光扩散膜52的法线93方向射入波长为543. 5nm、强度为LI的激光(He-Ne激光的平行光)，测定沿从光扩散膜52侧的法线92方向倾斜Θ (射出角度)=40°的方向射出的激光在距光扩散膜52的前面280nm的位置的强度L2，由此得到的相对强度L2/L1为
O.0002%以上(优选为O. 001%以下)。作为射出激光的强度测定方向的从光扩散膜52侧的法线92方向倾斜40°的方向，为在包含光扩散膜52的法线(法线92和93)方向的平面内的一个方向。由此，从液晶单元I透射到前面侧的光发生前向散射，较高地维持正面方向的透射光的图像的鲜明性，从倾斜方向观看时的图像的着色被抑制，视角变宽。为了像上述那样控制光扩散膜52的光扩散特性，例如，在分散混合填料522时，只要调整填料522的形状·粒径·添加量及填料522和光扩散膜的基材膜523的折射率差等即可。不使用填料522时，只要调整光扩散膜52的材质、表面凹凸的形状等即可。通常，将液晶单元I的光射出面和光扩散膜的背面平行配置。光扩散膜52的基材膜523的例子包括TAC (三乙酰纤维素)等乙酸纤维素系树脂或丙烯酸酯系树脂、聚碳酸酯树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯等聚酯系树脂等。填料522的例子为由与基材膜523折射率不同的材质构成的微粒，例如，包括丙烯酸树脂、三聚氰胺树脂、聚乙烯、聚苯乙烯、有机硅树脂、丙烯酸一苯乙烯共聚物等有机微粒，以及碳酸钙、二氧化硅、氧化铝、碳酸钡、硫酸钡、氧化钛、玻璃等无机微粒等，使用它们的I种或混合2种以上来使用。另外，也可使用有机聚合物的球囊、玻璃中空珠。填料522的平均粒径优选为Ιμπι 25μηι的范围。填料522的形状可以是球状、偏平状、板状、针状等任一种,但特别优选为球状。
以下，对从光扩散膜52的背面的法线方向射入激光时的、从光扩散膜52射出的激光(波长543. 5nm)的相对强度的测定方法进行说明。所谓“光扩散膜52的背面的法线方向”是指相对于光扩散膜52的平坦背面的法线方向，如图9中的(b) (f)所示，光扩散膜52具有基材膜523、523a、523b时，是指与基材膜523的法线重合的方向。图10是示意地表示测定从光扩散膜52的背面的法线方向射入激光、从光扩散膜射出的激光的相对强度时，激光的射入方向和射出方向的立体图。在图中10，测定相对于从光扩散膜91的背面侧(光扩散膜91的下方侧)沿其法线方向92射入的激光93，沿与该法线方向92成角度Θ的方向射出的激光94的强度。用射入激光的强度除以各个角度上的测定强度得到的是相对强度。以射出光94、法线方向92和从光扩散膜52的背面侧射入的光93全部在同一平面(图10中的平面95)上的方式进行测定。接着，通过将像这样测定的相对强度相对于角度进行标绘，从而求得沿相对于光扩散膜52的背面的法线方向倾斜40°的方向射出的激光的相对强度。图11是将从光扩散膜52射出的激光的相对强度相对于光射出角度进行标绘的曲线图的一个例子。如该曲线图所示，对于相对强度而言，光射出角度为0°，即光扩散膜52的背面的法线方向92为波峰，角度越偏离该法线方向92，相对强度越有下降的趋势。由图11所示的例子可知，沿相对于光扩散膜52的背面的法线方向倾斜40°的方向射出的激光的相对强度为O. 00047%。图12中，表示本发明的液晶显示装置的另一实施方式。图12的液晶显示装置与图I的液晶显示装置的区别在于，在第I偏振片4和液晶单元I之间配置相位差板6这点。对于该相位差板6而言，在与液晶单元I的表面垂直的方向上相位差几乎为零，从正前方不影响任何光学作用，而从倾斜角度观察时发现相位差，要补偿由液晶单元I产生的相位差。由此，得到更宽的视角，得到更优异的显示品质和色彩再现性。相位差板6可以在第I偏振片4和液晶单元I间以及第2光扩散层5和液晶单元I之间的一方或两方配置。相位差板6的例子包括将聚碳酸酯树脂或环状烯烃系聚合物树脂制成膜，进而将该膜双轴拉伸而成的板；或通过液晶性单体的光聚合反应将分子排列固定化而成的板等。相位差板6对液晶的排列进行光学补偿。因此，作为相位差板6，使用具有与液晶排列相反的折射率特性的相位差板。具体而言，在TN模式的液晶显示单元中，优选使用例如“WVFilm” (FUJIFILM公司制);在STN模式的液晶显示单元中，优选使用例如“LC Film”(新日本石油公司制)；在IPS模式的液晶单元中，优选使用例如双轴性相位差膜；在VA模式的液晶单元中，优选使用例如将A-板和C-板组合而成的相位差板、双轴性相位差膜；在π单元模式的液晶单元中，优选使用例如“0CB用WV Film”(FUJIFILM公司制)等。实施例第I光扩散层的制造例( I)光扩散板的制造将74. 5质量份苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物树脂(折射率I. 57),25质量份交联聚甲基丙烯酸甲酯树脂粒子(折射率I. 49，重均粒径30 μ m)、0. 5质量份苯并三唑系紫外线吸收剂(住友化学株式会社制的“Sumisorb 200”)以及O. 2质量份受阻酚系抗氧化剂(热稳定剂)(Ciba Specialty Chemicals株式会社制的“IRGAN0X1010”)用亨舍尔混合机混合后，由第2挤出机熔融混炼，供给到进料模块。另一方面，将99. 5质量份苯乙烯树脂(折射率I. 59),0. 07质量份苯并三唑系、紫外线吸收剂(住友化学株式会社制的“Sumisorb 200”)、0. 13质量份光稳定剂(CibaSpecialty Chemicals株式会社制的“TINUVIN 770”)用亨舍尔混合机混合后，与交联娃氧烧系树脂粒子(Dow Corning Toray Silicone株式会社制的“Trefil DY33-719”,折射率
I.42，重均粒径2 μ m)—起，由第I挤出机熔融混炼，供给到进料模块。通过调节交联硅氧烷系树脂粒子的添加量来调节扩散板的总光线透过率Tt，从而制造总光线透过率Tt为65%的光扩散板。在上述光扩散板的制造中，通过以从上述第I挤出机供给到进料模块的树脂成为中间层(基层)，从上述第2挤出机供给到进料模块的树脂成为表层(两面)的方式进行挤出成型，从而制造出作为由厚度为2mm (中间层I. 90mm,表层O. 05mmX2)的3层构成的层叠板的光扩散板。另外，总光线透过率Tt以JIS K 7361为基准，使用雾度透过率测定仪(村上色彩技术研究所制HR - 100)进行测定。(2)棱镜片(光偏转结构板)的制造
通过对苯乙烯树脂(折射率I. 59)进行冲压成型来制作厚度为Imm的平板。并且，通过使用具有顶角Θ (图5中图示)为95° ,顶角间的距离d (图5中图示)为50μηι的等腰三角形的剖面的V字状的直线槽平行排列形成的金属制模具，对上述苯乙烯树脂板再次进行冲压成型，从而制成棱镜片。第2光扩散层用的光扩散膜的制造例( I)镜面金属制辊的制造对直径200mm的铁辊(JIS的STKM13A)的表面进行工业用镀铬加工，接着对表面进行镜面研磨来制造镜面金属制辊。得到的镜面金属制辊的镀铬面的维氏硬度为1000。使用超声波硬度计MIClO (Krautkramer公司制)，以JIS Z 2244为基准测定维氏硬度(在以下例子中维氏硬度的测定法也相同)。(2)光扩散膜的制造将60质量份季戊四醇三丙烯酸酯、40质量份与多官能聚氨酯化丙烯酸酯(六亚甲基二异氰酸酯和季戊四醇三丙烯酸酯的反应生成物)在丙二醇单甲醚溶液中混合，调整固体成分浓度为60重量％，得到紫外线固化性树脂组合物。从该组合物中除去丙二醇单甲醚，紫外线固化后的固化物的折射率为I. 53。接着，相对于上述紫外线固化性树脂组合物的固体成分含量100质量份，添加17. 2质量份的作为第I透光性微粒的重均粒径为3. O μ m、标准偏差为O. 39 μ m的聚苯乙烯系粒子，25. 8质量份的作为第2透光性微粒的重均粒径为7. 2 μ m、标准偏差为O. 73 μ m的聚苯乙烯系粒子，以及5质量份的作为光聚合引发剂的“Lucirin TPO”(BASF公司制，化学名2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦)，用丙二醇单甲基醚稀释至固体成分比率为60重量％，由此，配制涂敷液。上述涂敷液涂敷在厚度为80 μ m的三乙酰纤维素(TAC)膜(基材膜)上，将涂敷了涂敷液的基材膜在设定为80°C的干燥机中干燥I分钟。以紫外线固化性树脂组合物层成为辊侧的方式，用橡胶辊挤压干燥后的基材膜，使其密合在上述(I)中制成的镜面金属制辊的镜面上。在该状态下从基材膜侧，以h线换算光量为300mJ/cm2的方式照射强度为20mW/cm2的来自高压汞灯的光，使紫外线固化性树脂组合物层固化，得到由具有平坦表面的光扩散层和基材膜构成的、图9 (b)所示的结构的光扩散膜。
(3)光扩散膜的光扩散特性的测定通过利用光学透明的粘着剂，在(2)中得到的光扩散膜的基材膜侧贴合玻璃基板而制成测定用样品，使用该测定用样品进行光扩散特性的测定。从测定用样品的玻璃基板面侧，沿光扩散膜的法线方向射入He-Ne激光的平行光(波长543. 5nm)，测定沿从光扩散膜侧的法线方向倾斜40°的方向射出的激光的强度L2，计算出用光源的光强度LI除以射出的激光的强度L2的值(相对强度L2/L1)。在测定中，使用横河电机株式会社制的“3292 03Optical Power Sensor” 和该公司制的 “32920ptical Power Meter，，。在进行该测定时，照射He-Ne激光的光源配置在距离玻璃基板430nm的位置。作为受光器的功率计配置在距离激光的射出点280nm的位 置，移动该功率计而达到上述规定角度，测定射出的激光的强度。另外，照射到光扩散膜的激光的强度，S卩，由上述光源照射的激光的强度如下求出，即，不设置贴合有光扩散膜的玻璃基板，通过测定从上述光源直接射入到上述功率计的光的强度而求得。该强度的测定通过在距离上述光源710nm (=430nm+280nm)的位置配置上述功率计来进行。图11表示光扩散膜的光扩散特性的测定结果。根据图11所示的结果，在相对于光扩散膜52的背面的法线方向倾斜40°的方向射出的激光的相对强度为O. 0047%。实施例I使用直下型的白色LED背光的VA模式的TOSHIBA公司制46型液晶电视46ZX8000的背光系统作为光源，在上述制成的光扩散板的前面，将2张上述制成的顶角95°的棱镜片以分别平行于背光的短边和长边且棱镜片的槽彼此成为直角的方式进行配置来制造背光系统，在每个模块测定下述的配光特性。配光特性如图13( a )所示，给模块分配编号，只有中心的模块BO为白显示，其余的模块BI B12全部设定为黑显示。而且，对于各个模块BI B12，将如该图(b)所示的与法线方向所成的视角为0°、30°、70°时，模块中心的正上方作为基准方向，分别测定如该图(c)所示的方位角45°和方位角135°的亮度。亮度测定使用T0PC0N公司制“BM-5”进行。图14 图18显示测定结果。比较例I使用市售的VA模式的TOSHIBA公司制46型液晶电视46ZX8000 (由灯侧开始，依次为扩散板、扩散膜2张、D-BEF的构成)的背光系统，进行与实施例I相同的测定。图14 图18也显示其结果。由图14 图18可知，在实施例I和比较例I的背光系统的任一个中，越是与模块O的白显示相近的模块越容易发生漏光，另外视角越大，漏光越多。但是，与比较例I比较，实施例I的漏光被显著改善。用本发明的液晶显示装置，能够得到宽视角、高显示品质以及优异的对比度。并且，即使不使用相位差板也能够实现视角的扩大，减少部件点数。符号说明I 液晶单元2、2a、2b 背光装置
3第I光扩散层4第I偏振片5第2光扩散层6相位差板21LED
31光扩散板32棱镜片(光偏转结构板)51第2偏振片52光扩散膜522填料
权利要求
1.一种液晶显不装置，具备 在一对基板间设置液晶层而形成的液晶单元， 设置在液晶单元背面侧的背光装置， 配置在背光装置和液晶单元之间的第I光扩散层， 配置在第I光扩散层和液晶单元之间的第I偏振片，和 配置在液晶单元的前面侧的第2光扩散层； 所述第I光扩散层具有光扩散功能和光偏转功能这两种功能或任意一方功能，来自所述第I光扩散层的射出光具有如下的配光特性与液晶单元的光射入面的法线成70°方向的亮度值相对于该法线方向的亮度值为20%以下， 所述第2光扩散层由第2偏振片和设置在第2偏振片的前面侧的光扩散膜构成， 所述背光装置被分割成多个区域，能够在每个区域进行亮度的控制。
2.根据权利要求I所述的液晶显示装置，其中，所述背光装置具备对应所述多个区域分别设置的LED。
3.根据权利要求I或2所述的液晶显示装置，其中，来自所述第I光扩散层的射出光包含非平行光。
4.根据权利要求I 3中任一项所述的液晶显示装置，其中，所述第I光扩散层具有光扩散功能和光偏转功能这两种功能。
5.根据权利要求4所述的液晶显示装置，其中，所述第I光扩散层具有起到所述光扩散功能的光扩散板和起到所述光偏转功能的光偏转结构板，为在所述光扩散板的前面侧设有所述光偏转结构板的结构。
6.根据权利要求I 5中任一项所述的液晶显示装置，其中，所述液晶单元为TN方式液晶单元、IPS方式液晶单元以及VA方式液晶单元中的任一种。
7.根据权利要求I 6中任一项所述的液晶显示装置，其中，在所述液晶单元的背面侧和/或前面侧进一步配置有相位差板。
8.根据权利要求I 6中任一项所述的液晶显示装置，其不具备相位差板。
9.根据权利要求I 5中任一项所述的液晶显示装置，其中，所述液晶单元为TN方式液晶单元，且不具备相位差板。
10.根据权利要求I 9中任一项所述的液晶显示装置，其中，所述光扩散膜具有如下的光扩散特性相对于从所述光扩散膜的背面的法线方向射入的波长543. 5nm的激光的强度，在相对于所述光扩散膜的背面的法线方向倾斜40°的方向射出的激光在距离所述光扩散膜的前面280nm位置的相对强度为O. 0002%以上。
全文摘要
一种液晶显示装置，实现宽视角且色彩再现性高的显示，同时得到优异的对比度。另外，不使用相位差板而实现视角的扩大。液晶显示装置具备液晶单元(1)、背光装置(2)、第1光扩散层(3)、第1偏振片(4)和第2光扩散层(5)。第1光扩散层(3)具有光扩散板(31)和棱镜片(32)。第2光扩散层(5)由第2偏振片(51)和光扩散膜(52)构成。所述第2光扩散层(5)具有如下取向特性第1光扩散层(3)在与液晶单元的光射入面的法线成70°方向的亮度值相对于法线方向的亮度值为20%以下。而且，背光装置(2)被分割成多个区域，能够在每个区域进行亮度的控制。
文档编号G02F1/133GK102763029SQ201180010890
公开日2012年10月31日 申请日期2011年2月23日 优先权日2010年2月25日
发明者宫本知典, 山原基裕, 羽场康弘, 金光昭佳 申请人:住友化学株式会社