CN113467134A - 调光单元及液晶显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的调光单元包括调光面板以及驱动电路,上述调光面板依次具备第一基板、液晶层、第二基板,上述第一基板依次具有绝缘基板、下层电极、第一绝缘体层、多个第一电极、第二绝缘体层以及第二电极,上述第二电极包含彼此平行地配置的多个线状电极并被施加恒定电压,上述多个第一电极的每一个包含多个岛状电极部,上述多个岛状电极部在俯视时彼此隔开地配置并且彼此电连接,上述多个岛状电极部中的至少一个岛状电极部经由接触孔与上述下层电极电连接,上述驱动电路控制对上述多个第一电极的每一个施加的电压。
Description
技术领域
本发明涉及调光单元及具备上述调光单元的液晶显示装置。
背景技术
调光面板是能够根据施加电压来控制光的透射率的面板。上述调光面板例如能够用作配置于图像显示用的液晶面板与背光源之间,且调整背光源光的透射量的光学构件、或者用作调整外部光向室内、车内等的光透射量的构件。作为上述调光面板的一种调光方法,可举出如下方法:在一对基板间封入液晶组合物,通过对上述液晶组合物施加电压使液晶分子的取向变化,从而控制透射调光面板的光的量。也将具备有上述调光面板和控制上述调光面板的控制电路的装置称为调光单元。
液晶显示装置是为了显示而利用液晶组合物的显示装置,其代表性的显示方式是从背光源对在一对基板间封入液晶组合物而形成的液晶面板照射光,并对液晶组合物施加电压而使液晶分子的取向变化,由此控制透射液晶面板的光的量。这样的液晶显示装置具有薄型、轻量和低消耗电力的优点,因此,可利用于电视机、智能手机、平板PC、汽车导航等电子设备。
关于液晶显示装置,研究了通过在图像显示用的液晶面板与背光源之间配置调光面板,从而使背光源光的出射面的亮度分布均匀化。例如,在专利文献1中公开了一种液晶显示装置,其具备由液晶显示面板构成的图像显示用面板、和照射该液晶显示面板的光源,在该液晶显示装置中,在上述图像显示用面板与上述光源之间设有调光用面板,该调光用面板由透射型的液晶显示面板构成,且基于输入到该图像显示用面板的影像信号所包含的亮度信息进行灰度显示,构成上述调光用面板的像素的尺寸大于构成上述图像显示用面板的像素的尺寸。此外,专利文献1中记载的“构成调光用面板的像素”对应于本说明书中的“调光单位”。关于上述“调光单位”在后续进行说明。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2008/053724号
发明内容
发明要解决的问题
作为进行高画质显示的方法之一,正在研究开发能够进行基于HDR(High DynamicRange:高动态范围)的显示的液晶显示装置。HDR能够以比以往的动态范围(SDR:StandardDynamic Range)更宽的明亮度鲜明地呈现图像,但利用HDR来显示更宽的明亮度,除了提高液晶显示装置的最大亮度以外,还要求高对比度。
作为提高液晶显示装置的对比度的方法之一,可举出将背光源的发光面分为多个亮灯区域以进行部分驱动(局部调光)的方法,但在局部调光中,亮灯区域的尺寸相对于图像显示用的液晶面板的像素尺寸非常大,因此,有时在明亮度差异大的图像的边界部分,产生原本暗的部分明亮地显示的光晕(Halo)现象。
作为提高液晶显示装置的对比度的其他方法,本发明人们研究了在图像显示用的液晶面板与背光源之间配置调光面板的方法。可知,通过配置调光面板,能够按构成调光面板的每个调光单位控制从背光源射出的光(以下也称为背光源光)的透射量,因此能够提高液晶显示装置的对比度,并且能够改善上述光晕现象。
近年来,开发了用于主监视器等的大型高性能显示器。在这样的高性能显示器中应用调光面板的情况下,不仅要求图像显示用的液晶面板,而且对调光面板也要求优异的视野角特性。
作为视野角特性优异的调光面板,可举出水平取向模式的调光面板。作为水平取向模式的调光面板的构成,可举出具备有第一基板、第二基板和液晶层的构成,其中,该第一基板具有隔着绝缘体层配置的第一电极和第二电极,该第二基板与上述第一基板对置地配置,该液晶层被封入上述第一基板与上述第二基板之间。上述水平取向模式的调光面板通过形成于上述第一电极及上述第二电极之间的电场,使上述液晶层中的液晶分子的取向方位变化,从而控制透射调光面板的光的量。上述第一电极及上述第二电极中的任一方是对每个调光单位施加规定的电压的电极(以下,也称为调光单位电极),上述第一电极及上述第二电极中的另一方是与上述调光单位的边界无关地对调光面板整体施加恒定的电压(恒定电压)的电极。优选上述调光单位电极以及对上述调光面板整体施加恒定电压的电极中的至少一方包含多个线状电极,能够从上述多个线状电极之间(狭缝)与另一方的电极形成电场。
在专利文献1中,为了抹平调光单位之间的亮度差,研究了通过将构成调光用面板的相互相邻的调光单位彼此的边界设为凹凸形状(锯齿形状),使亮度分布平滑地变化。但是,根据本发明人们的研究可知,在水平取向模式的调光面板中,通过将专利文献1中公开的那样的调光单位彼此的边界设为锯齿形状,则无法使亮度分布平滑地变化,进而,以锯齿状产生暗线。若使用不使亮度分布平滑的调光面板,并在相邻的调光单位之间进行不同的灰度显示,则调光单位之间的亮度差会变得明显。调光面板的调光单位大于图像显示用的液晶面板的像素,因此,在将调光面板与图像显示用的液晶面板重叠时,有时能看到调光单位的形状。而且,根据本发明人们的研究,当在水平取向模式的调光面板中进行显示时,在调光单位的边界部分发生液晶分子的取向不良,有时会产生暗线。当产生上述暗线时,调光单位的边界明显,在调光面板的显示品质降低的基础上,有时调光面板的透射率也会降低。
为了使相邻的调光单位之间的亮度分布平滑,相邻的调光单位的边界上的电极形状存在研究的余地,但在由多个线状电极构成上述调光单位电极的情况下,难以在维持能够形成边缘电场的电极宽度、狭缝间隔等的同时,由上述多个线状电极针对每个调光单位设计复杂的电极形状。
上述调光面板除了如上所述用作液晶显示装置的构件以外,还能够以单体用作调整外部光的透射量的防眩光面板。在将上述防眩光面板用作例如车载用的遮阳板的情况下,如果在调光单位的边界部分产生暗线,则遮挡乘客的视野,因此要求充分抑制了暗线的产生的调光面板。
本发明是鉴于上述现状而完成的,其目的在于,提供一种调光单元和具备上述调光单元的液晶显示装置,该调光单元能够设计复杂的电极形状,透射率高且亮度分布的变化平滑。
解决问题的方案
(1)本发明的一实施方式为一种调光单元,其包括调光面板以及驱动电路,上述调光面板依次具备第一基板、液晶层、第二基板,上述第一基板依次具有绝缘基板、下层电极、第一绝缘体层、多个第一电极、第二绝缘体层以及第二电极,上述第二电极包含彼此平行地配置的多个线状电极并被施加恒定电压,上述多个第一电极的每一个包含多个岛状电极部,上述多个岛状电极部在俯视时彼此隔开地配置并且彼此电连接,上述多个岛状电极部中的至少一个岛状电极部经由接触孔与上述下层电极电连接,上述驱动电路控制对上述多个第一电极的每一个施加的电压。
(2)此外,本发明的一实施方式的调光单元在上述(1)的构成的基础上,上述多个岛状电极部被配置成电极面积占有率朝向上述第一电极的外缘减少,相邻的上述第一电极中的一个电极所包含的上述多个岛状电极部中的至少一个岛状电极部配置在另一个电极所包含的上述多个岛状电极部的电极之间,并且上述另一个电极所包含的上述多个岛状电极部中的至少一个岛状电极部配置在上述一个电极所包含的上述多个岛状电极部的电极之间。
(3)此外,本发明的一实施方式的调光单元在上述(2)的构成的基础上,上述下层电极被配置成在俯视时重叠在上述一个电极所包含的上述多个岛状电极部和上述另一个电极所包含的上述多个岛状电极部之间。
(4)此外,本发明的一实施方式的调光单元在上述(1)至(3)的构成的基础上,上述多个岛状电极部中的至少一个岛状电极部的平面形状为四边形。
(5)此外,本发明的一实施方式的调光单元在上述(1)至(4)的构成的基础上,若从上述第二基板侧观察时,顺时针为负的角度而逆时针为正的角度,则上述多个岛状电极部中的至少一个岛状电极部具有包含直线部分的外缘形状,上述直线部分相对于上述第二电极所具有的上述多个线状电极的延伸方向成-30°至+30°的角度。
(6)此外,本发明的一实施方式的调光单元在上述(1)至(3)的构成的基础上,上述多个岛状电极部中的至少一个岛状电极部的平面形状包含曲线部分。
(7)此外,本发明的一实施方式的调光单元在上述(1)至(6)的构成的基础上,上述第一基板具有多条连接用布线,上述多条连接用布线用于连接上述多个第一电极的每一个与上述驱动电路。
(8)此外,本发明的一实施方式的调光单元在上述(1)至(7)的构成的基础上,上述多个第一电极的每一个还包含基底电极部,上述基底电极部设置有多个开口,上述多个岛状电极部被配置成在俯视时包围上述基底电极部,上述基底电极部经由其他接触孔与上述下层电极电连接,相邻的上述第一电极中的一个电极所包含的上述多个岛状电极部中的至少一个岛状电极部配置在相邻的上述第一电极中的另一个电极中所设置的上述多个开口的内侧,并且上述另一个电极所包含的上述多个岛状电极部中的至少一个岛状电极部配置在上述一个电极中所设置的上述多个开口的内侧。
(9)此外,本发明的一实施方式的调光单元在上述(8)的构成的基础上,上述基底电极部中所设置的上述多个开口被设置为开口面积占有率从上述基底电极部的中心朝向外缘增加。
(10)此外,本发明的一实施方式的调光单元在上述(8)或(9)的构成的基础上,上述下层电极被配置成在俯视时重叠在上述一个电极的上述基底电极部中所设置的多个开口和上述另一个电极所包含的上述多个岛状电极部之间。
(11)此外,本发明的一实施方式的调光单元在上述(8)至(10)的构成的基础上,上述多个开口中的至少一个开口的外缘形状为四边形。
(12)此外,本发明的一实施方式的调光单元在上述(8)至(11)的构成的基础上,若从上述第二基板侧观察时,顺时针为负的角度而逆时针为正的角度,则上述多个开口中的至少一个开口具有包含直线部分的外缘形状,上述直线部分相对于上述第二电极所具有的上述多个线状电极的延伸方向成-30°至+30°的角度。
(13)此外,本发明的一实施方式的调光单元在上述(8)至(10)的构成的基础上,上述多个开口中的至少一个开口的外缘形状包含曲线部分。
(14)本发明的另一实施方式为一种液晶显示装置,其包括图像显示用的液晶面板、背光源、调光单元,上述调光单元配置在上述图像显示用的液晶面板与上述背光源之间,上述调光单元具有调光面板以及驱动电路,上述调光面板依次具备第一基板、液晶层、第二基板,上述第一基板依次具有绝缘基板、下层电极、第一绝缘体层、多个第一电极、第二绝缘体层以及第二电极,上述第二电极包含彼此平行地配置的多个线状电极并被施加恒定电压,上述多个第一电极的每一个包含多个岛状电极部,上述多个岛状电极部在俯视时彼此隔开地配置并且彼此电连接,上述多个岛状电极部中的至少一个岛状电极部经由接触孔与上述下层电极电连接,上述驱动电路控制对上述多个第一电极的每一个施加的电压。
(15)此外,本发明的一实施方式的液晶显示装置在上述(14)的构成的基础上,上述图像显示用的液晶面板中,包含多种颜色图像元素的多个像素在平面内配置成矩阵状,上述多个岛状电极部包含重叠电极部,上述重叠电极部被配置成重叠于上述多个像素中的一个像素所包含的所有颜色图像元素。
(16)此外,本发明的一实施方式的液晶显示装置在上述(15)的构成的基础上,上述重叠电极部被配置成重叠于上述多种颜色图像元素的每一个的电极面积的最大值与最小值之差在上述最大值的30%以内。
(17)此外,本发明的一实施方式的液晶显示装置在上述(14)或(15)的构成的基础上,上述图像显示用的液晶面板中,包含多种颜色图像元素的多个像素在平面内配置成矩阵状,上述多个开口包含重叠开口部,上述重叠开口部被配置成重叠于上述多个像素中的一个像素所包含的所有颜色图像元素。
(18)此外,本发明的一实施方式的液晶显示装置在上述(17)的构成的基础上,上述重叠开口部被设置成重叠于上述多种颜色图像元素的每一个的开口面积的最大值与最小值之差在上述最大值的30%以内。
有益效果
根据本发明,能够提供一种调光单元以及具备上述调光单元的液晶显示装置,该调光单元能够设计复杂的电极形状,并且透射率高且亮度分布的变化平滑。
附图说明
图1是示出了实施例1所涉及的液晶显示装置的分解立体图。图2是示出了实施例1中使用的调光面板的一部分的剖面示意图。
图3是示出了实施例1所涉及的调光面板中使用的一个第一电极的俯视示意图。
图4是示出了实施例1中使用的调光面板的一部分的俯视示意图。
图5A是将图3所示的岛状电极部的一部分放大的俯视示意图的一个例子。
图5B是将图3所示的岛状电极部的一部分放大的俯视示意图的另一个例子。
图6是说明了第一电极相对于图像显示用的液晶面板的像素的配置的一个例子的俯视图。
图7是说明了实施例1中的岛状电极部的电极面积的减少方法的示意图。
图8是说明了实施例1中的重叠电极部相对于一个像素的配置例的俯视示意图。
图9是说明了实施例1中的重叠电极部相对于一个像素的优选配置例的俯视示意图。
图10是说明了实施例1中的在一个像素中重叠开口部的配置例的俯视示意图。
图11是说明了实施例1中的在一个像素中重叠开口部的优选配置例的俯视示意图。
图12是示出了图2所示的第二电极的俯视示意图。
图13是示出了实施例1中的第一电极的驱动方法的一个例子的调光面板的俯视示意图。
图14是示意性地示出了实施例1所涉及的液晶显示装置中使用的调光面板的亮度分布的变化的曲线图。
图15是示出了实施例2所涉及的调光面板中使用的一个第一电极的俯视示意图。
图16是说明了第一电极相对于图像显示用的液晶面板的像素的配置的俯视图。
图17是示出了图15所示的第一电极的配置例的俯视示意图。
图18是示出了实施例2中的第一电极的驱动方法的一个例子的调光面板的俯视示意图。
图19是示出了实施例3所涉及的调光面板中使用的一个第一电极的俯视示意图。
图20是将图19所示的岛状电极部的一部分放大的俯视示意图的一个例子。
图21是示出了图19所示的第一电极的配置例的俯视示意图。
图22是说明了实施例3中的岛状电极部的电极面积的减少方法的示意图。
图23是说明了实施例3中的岛状电极部相对于一个像素的配置例的俯视示意图。
图24是说明了实施例3中的岛状电极部相对于一个像素的优选配置例的俯视示意图。
图25是说明了实施例3中的基底电极部中的多个开口的配置例的俯视示意图。
图26是说明了实施例3中的基底电极部中的多个开口的优选配置例的俯视示意图。
图27A是将图21所示的相邻的第一电极的边界部分放大的俯视示意图。
图27B是用于说明图27A所示的岛状电极部的放大示意图。
图27C是用于说明图27A所示的开口的放大示意图。
图28是示出了实施例5中的下层电极的配置的一个例子的俯视示意图。
图29是图28所示的第一基板的剖面示意图。
图30是将图29的一部分放大的剖面示意图。
图31是示出了比较例1所涉及的调光面板中使用的分段电极的平面形状的俯视示意图。
图32是图31所示的相邻的分段电极的边界部分的放大示意图。
图33是示出了用于比较例1的调光面板的剖面示意图。
图34是示意性地示出了比较例1所涉及的液晶显示装置中使用的调光面板的亮度分布的变化的曲线图。
图35是示出了用于比较例1的调光面板的平面照片。
图36是将图35的一部分放大的照片。
图37是说明了图36的176°部分的俯视示意图。
图38是说明了图36的86°部分的俯视示意图。
图39是示出了图36所示的多个间隙角度与暗线的产生之间的关系的说明图。
具体实施方式
以下,对本发明的实施方式所涉及的调光单元及液晶显示装置进行说明。本发明不限于下述的各实施方式中记载的内容,并且可以在满足本发明的构成的范围内适当地进行设计改变。
<调光单元>
本发明的实施方式所涉及的调光单元包括调光面板以及驱动电路,上述调光面板依次具备第一基板、液晶层、第二基板,上述第一基板依次具有绝缘基板、下层电极、第一绝缘体层、多个第一电极、第二绝缘体层以及第二电极,上述第二电极包含彼此平行地配置的多个线状电极并被施加恒定电压,上述多个第一电极的每一个包含多个岛状电极部,上述多个岛状电极部在俯视时彼此隔开地配置并且彼此电连接,上述多个岛状电极部中的至少一个岛状电极部经由接触孔与上述下层电极电连接,上述驱动电路控制对上述多个第一电极的每一个施加的电压。
上述调光面板依次具备第一基板、液晶层以及第二基板。上述第一基板依次具有绝缘基板、下层电极、第一绝缘体层、多个第一电极、第二绝缘体层、第二电极,该第二电极包含彼此平行地配置的多个线状电极且被施加恒定电压。即,上述调光面板是水平取向模式的调光面板。由于水平取向模式的调光面板具有优异的视野角特性,因此也可以适用于需要高显示品质的主监视器等大型液晶显示装置。
以下,对上述调光面板的调光方法进行说明。当对上述第二电极施加恒定电压,并通过上述驱动电路对上述多个第一电极的每一个施加规定的电压时,在上述液晶层中形成电场。上述第二电极包含相互平行地配置的多个线状电极,因此,在上述多个第一电极与上述多个线状电极之间形成边缘电场,通过上述边缘电场使上述液晶层中包含的液晶分子的取向方位变化。上述调光面板可以被一对直线偏振板夹持,上述一对直线偏振板也可以以吸收轴相互正交的方式配置。上述液晶分子的取向方位与上述一对直线偏振板的吸收轴形成角度,由此能够控制透射调光面板的背光源光的量从而进行灰阶显示。此外,配置在上述图像显示用的液晶面板侧的偏振板也可以共用以夹持上述图像显示用的液晶面板的方式配置的一对偏振板中的任一方。
通过构成为对包含上述多个线状电极的第二电极施加恒定电压,并由上述多个第一电极针对每个调光单位施加规定的电压,上述第一电极也可以不具有用于形成边缘电场的线状电极,因此,只要能够与上述第二电极形成电场,就能够自由地设计电极形状。因此,如后所述,能够形成如包含上述多个岛状电极部那样的复杂的电极形状。根据本发明人的研究,例如,在将包含多个线状电极的电极作为调光单位电极,并将对调光面板整体施加恒定电压的电极设为整面电极的情况下,需要在能够与上述整面电极之间形成边缘电场的范围内设计多个线状电极的延伸方向、多个线状电极的电极宽度、多个线状电极的电极之间的狭缝宽度。因此,调光单位电极的设计自由度低,难以形成如包含上述多个岛状电极部那样的复杂的电极形状。
上述第二电极所包含的上述多个线状电极也可以相对于夹持上述调光板的一对偏振板中的任一方偏振板的吸收轴形成75°以上且85°以下的角度。上述第二电极也可以与上述调光单位的边界无关地配置在整个调光面板上。对上述第二电极施加的恒压可以是作为基准的规定的电压,也可以是接地电压。
上述液晶层包含有液晶分子。上述液晶分子由下述式所定义的介电常数各向异性(Δε)可具有正值(正型)也可具有负值(负型)。上述调光面板所包含的液晶层中使用的液晶材料可以是与后述的图像显示用的液晶面板所包含的液晶层中使用的液晶材料相同的材料,也可以是不同的材料,但从提高可靠性的观点出发,上述调光面板所包含的液晶层中使用的液晶材料优选使用与图像显示用的液晶面板所包含的液晶层中使用的液晶材料相比耐高温、耐高亮度的液晶材料。Δε=(液晶分子的长轴方向的介电常数)-(液晶分子的短轴方向的介电常数)(L)
上述多个第一电极的各自包含多个岛状电极部,该多个岛状电极部在俯视时彼此隔开地配置且相互电连接,且上述多个岛状电极部的至少一个经由接触孔与上述下层电极电连接。在本说明书中,将在俯视时分别配置有上述多个第一电极的区域称为调光单位。即,上述调光面板具有被配置在平面内方向上的多个调光单位。上述多个岛状电极部看起来在俯视时彼此隔开一定的距离散布,但由于经由上述下层电极与上述多个岛状电极部电连接,因此能够对构成一个第一电极的上述多个岛状电极部施加相同的电压。通过使上述第一电极包含多个岛状电极部,能够使相邻的调光单位之间的灰度分布的变化平滑。上述多个岛状电极部也可以分别经由上述接触孔与上述下层电极电连接。
上述驱动电路用于控制对上述多个第一电极的每一个施加的电压。在对上述第二电极施加作为基准的规定的电压的情况下,也可以通过上述驱动电路来控制对上述第二电极施加的恒定电压。
上述多个岛状电极部也可以被配置成电极面积占有率朝向上述第一电极的外缘减少。上述电极面积占有率是指,一个调光单位中的、任意的每单位面积的上述多个岛状电极的电极面积的比例。通过以多个岛状电极部的电极面积占有率在俯视时朝向上述第一电极的外缘减少的方式配置,从而能够调整为:在上述第一电极的中央部亮度最高,且亮度朝向外缘缓慢降低。关于使上述电极面积占有率减少的方法,可以以电极面积朝向上述第一电极的外缘减少的方式设置多个岛状电极,也可以使多个岛状电极的配置数量朝向上述第一电极的外缘减少。上述第一电极的外缘是指,将在俯视时配置于最远离上述第一电极的中心的位置的多个岛状电极部彼此连接的线。上述基底电极部的外缘可以不是直线状,也可以具有凹凸。
相邻的上述第一电极中的一个电极所包含的上述多个岛状电极部中的至少一个岛状电极部也可以配置在相邻的上述第一电极中的另一个电极所包含的上述多个岛状电极部的电极之间,并且上述另一个电极所包含的上述多个岛状电极部中的至少一个岛状电极部也可以配置在上述一个电极所包含的上述多个岛状电极部的电极之间。通过以这种方式配置,能够使相邻的第一电极之间的亮度分布的变化平滑,并能够使配置有第一电极的每个区域(调光单位)的边界变得不明显。若将上述相邻的第一电极之中一个第一电极设为电极A而另一个第一电极设为电极B,则也可以说配置有电极A的区域(调光单位A)的一部分与配置有电极B的区域(调光单位B)的一部分重叠。
上述多个岛状电极部在俯视时彼此隔开地配置。因此,能够将电极A所包含的多个岛状电极部的一部分也配置于电极B所包含的多个岛状电极部的电极之间。同样地,能够将电极B所包含的多个岛状电极部的一部分也配置于电极A所包含的多个岛状电极部的电极之间。电极A所包含的多个岛状电极部也可以被配置成电极面积占有率从电极A的中心朝向电极B的中心减少,电极B所包含的多个岛状电极部也可以被配置成电极面积占有率从电极B的中心朝向电极A的中心减少。例如,电极A所包含的多个岛状电极部也可以被配置成电极面积从电极A的中心朝向电极B的中心减少,电极B所包含的多个岛状电极部也可以被配置成电极面积从电极B的中心朝向电极A的中心减少。另外,电极A所包含的多个岛状电极部也可以被配置成电极数量从电极A的中心朝向电极B的中心减少,电极B所包含的多个岛状电极部也可以被配置成电极数量从电极B的中心朝向电极A的中心减少。
上述下层电极也可以被配置成在俯视时重叠于上述一个电极所包含的上述多个岛状电极部和上述另一个电极所包含的上述多个岛状电极部之间。在电极A与电极B的边界部分,会受到形成于电极A与上述第二电极之间的电场和形成于电极B与上述第二电极之间的电场这双方的影响,因此,液晶分子难以移动,产生取向不良,有时被识别为暗线。通过将上述下层电极配置成在俯视时重叠在电极A与电极B之间,从而在上述下层电极与上述第二电极之间形成电场。通过上述电场,能够使存在于电极A与电极B的边界部分的液晶分子的取向变化,并抑制暗线的产生,因此能够抑制因暗线引起的显示品质的降低,并且,能够提高调光面板的亮度。上述下层电极也可以沿着多个岛状电极部的各自的外缘设置为环状。
上述第一基板也可以具有多条连接用布线,该多条连接用布线用于连接上述多个第一电极的每一个与上述驱动电路。即,优选地,上述多个第一电极经由各自对应的连接用布线与上述驱动电路连接,并通过控制对每个第一电极施加的电压的分段方式来驱动。作为其它驱动方式,能够列举矩阵驱动方式,其在每个调光单位中配置TFT等开关元件,并针对每个调光单位控制对第一电极施加的电压。在矩阵驱动方式中,由于需要以短于一水平扫描期间长度的充电时间对第一电极进行充电,因此,特别是在30型等大型液晶显示装置中使用的调光面板中,作为与上述TFT连接的漏极电极、栅极布线、源极布线等的布线,优选使用由铜、铝、钛、钼等导电率高的金属材料制成的金属布线。另外,在矩阵驱动方式中,由于暴露于背光源光,因此TFT的阈值电压偏移,有可能由于产生截止漏电流等而导致调光面板的可靠性降低。另一方面,在分段方式中,由于能够将向第一电极充电的充电时间设为一帧的量,因此作为上述连接用布线的材料,即使使用导电率比上述金属材料低的氧化铟锡(ITO:Indium Tin Oxide)、氧化铟锌(IZO:(Indium Zinc Oxide))等透明电极材料也能够充分地充电。另外,由于不具有TFT本身,所以不会引起上述TFT的阈值电压偏移导致的可靠性的降低。
上述多条连接用布线也可以由ITO、IZO等透明电极材料制成。在此,在使用由上述金属材料制成的金属布线作为上述多条连接用布线的情况下,调光面板的透射率降低,在此基础上,在上述多条连接用布线与后述的图像显示用的液晶面板重叠使用的情况下,有时会与图像显示用的液晶面板所具有的栅极布线、源极布线等布线以及黑矩阵等干涉而产生摩尔纹。为了消除摩尔纹,通常在图像显示用的液晶面板与调光面板之间配置扩散片,但通过配置扩散片,导致液晶显示装置的透射率进一步降低。因此,通过将透明电极用作上述多条连接用布线,能够提高调光面板的透射率,并且能够抑制上述摩尔纹的产生。而且,由于无需配置用于消除摩尔纹的扩散片,所以也能够提高液晶显示装置的透射率。
上述多个岛状电极部中的至少一个岛状电极部的平面形状也可以包含直线部分,例如,也可以是长方形、正方形、菱形等的四边形等。另外,上述多个岛状电极部中的至少一个岛状电极部的平面形状也可以包含曲线部分,例如,也可以是圆形、椭圆形等。而且,上述多个岛状电极部中的至少一个岛状电极部的平面形状也可以是由直线部分和曲线部分组合而成的形状。上述多个开口中的至少一个开口的外缘形状也可以包含直线部分,例如,也可以是长方形、正方形、菱形等的四边形等。另外,上述多个开口中的至少一个开口的外缘形状也可以包含曲线部分,例如,也可以是圆形、椭圆形等。而且,上述多个开口中的至少一个开口的外缘形状也可以是由直线部分和曲线部分组合而成的形状。上述多个岛状电极部中的至少一个岛状电极部平面形状及上述多个开口中的至少一个开口的外缘形状也可以根据后述的构成图像显示用的液晶面板的像素的平面形状来设计。
若从上述第二基板侧观察时,顺时针为负的角度而逆时针为正的角度,则上述多个岛状电极中的至少一个岛状电极也可以具有包含直线部分的外缘形状,该直线部分相对于上述第二电极所具有的上述多个线状电极的延伸方向成-30°至+30°的角度。在上述多个岛状电极部配置在相邻的其他第一电极所具有的多个岛状电极部之间的情况下,相邻的第一电极彼此隔开间隔(间隙)地对置配置。如上所述,在第一电极与隔着绝缘体层层叠的第二电极所具有的多个线状电极之间形成边缘电场,但在俯视时,在上述相邻的第一电极之间的间隙与上述线状电极所相交的部分处,液晶分子难以移动且容易产生取向不良。通过将上述直线部分相对于上述多个线状电极的延伸方向所成的角度(以下,也称为θy)设为-30°至+30°,从而相邻的取向不良区域(上述间隙与线状电极相交的部分)彼此的间隔变宽,因此能够使得难以被识别为暗线。另一方面,当上述θy小于-30°或者超过+30°时,相邻的上述取向不良区域彼此的间隔变窄,因此有时容易被识别为暗线。上述θy更优选为-15°至+15°。上述岛状电极部的外缘只要具有至少一个上述直线部分即可,但也可以具有多个直线部分。上述多个直线部分之中至少一个直线部分相对于上述多个线状电极的延伸方向优选地形成-30°至+30°的角度,更优选地形成-15°至+15°的角度,但更多的直线部分相对于上述线状电极的延伸方向优选地形成-30°至+30°的角度,更优选地形成-15°至+15°的角度。
上述多个第一电极的每一个进一步包含有基底电极部,上述基底电极部设置有多个开口,上述多个岛状电极部也可以被配置成在俯视时包围上述基底电极部。若将相邻的第一电极之中的一个第一电极设为电极A而另一个第一电极设为电极B,则在电极A与电极B的边界部分,通过在上述基底电极部设置多个开口,也能够将电极A所包含的多个岛状电极部的一部分配置在电极B的基底电极部中所设置的多个开口的内侧。同样地,也能够将电极B所包含的多个岛状电极部的一部分也配置于电极A的基底电极部中所设置的多个开口的内侧。另外,以在俯视时包围上述基底电极部的方式配置多个岛状电极部,因此能够调整透射各个调光单位的光的扩散。上述基底电极部可以配置在一个调光单位的中央,也可以以上述基底电极部的中心与上述第一电极的中心重叠的方式配置。在上述多个第一电极分别包含基底电极部的情况下,上述多个岛状电极部也可以被配置成电极面积占有率从上述基底电极部的中心(上述第一电极的中心)朝向上述第一电极的外缘减少。
相邻的上述第一电极中的一个电极所包含的多个岛状电极部中的至少一个岛状电极部也可以配置于相邻的上述第一电极中的另一个电极中所设置的上述多个开口的内侧。并且,上述另一个电极所包含的上述多个岛状电极部中的至少一个岛状电极部也可以配置于上述一个电极中所设置的上述多个开口的内侧。电极A所包含的多个岛状电极部的一部分可以配置在电极B中所设置的多个开口的内侧及电极B所包含的多个岛状电极部的电极之间,也可以配置在电极B中所设置的多个开口的内侧或电极B所包含的多个岛状电极部的电极之间。同样地,电极B所包含的多个岛状电极部的一部分可以配置在电极A中所设置的多个开口的内侧及电极A所包含的多个岛状电极部的电极之间,也可以配置在电极A中所设置的多个开口的内侧或电极A所包含的多个岛状电极部的电极之间。
上述基底电极部也可以经由其他接触孔与上述下层电极电连接。通过使上述基底电极部与上述下层电极电连接,从而上述基底电极部与上述多个岛状电极部中的至少一个岛状电极部经由上述下层电极电连接。因此,在同一平面上,上述基底电极部与上述多个岛状电极部不相连,但能经由上述下层电极来电连接,并能对构成一个第一电极的上述基底电极部与上述多个岛状电极部施加相同的电压。
上述基底电极部中所设置的上述多个开口也可以被设置为开口面积占有率从基底电极部的中心朝向外缘增加。上述开口面积占有率是指,一个调光单位中的、任意的每单位面积的上述多个开口的开口面积的比例。电极A所包含的基底电极部中所设置的多个开口也可以被配置成开口面积占有率从电极A的中心朝向电极B的中心增加,电极B所包含的基底电极部中所设置的多个开口也可以被配置成开口面积占有率从电极B的中心朝向电极A的中心增加。例如,电极A所包含的基底电极部中所设置的多个开口也可以被配置成开口面积从电极A的中心朝向电极B的中心增加,电极B所包含的基底电极部中所设置的多个开口也可以被配置成开口面积从电极B的中心朝向电极A的中心增加。另外,电极A所包含的基底电极部中所设置的多个开口也可以被配置成开口数量从电极A的中心朝向电极B的中心增加,电极B所包含的基底电极部中所设置的多个开口也可以被配置成开口数量从电极B的中心朝向电极A的中心增加。
上述下层电极也可以被配置成在俯视时重叠于上述一个电极的上述基底电极部中所设置的多个开口和上述另一个电极所包含的上述多个岛状电极部之间。上述下层电极也可以沿着电极A和电极B的边界以重叠在两个电极之间的方式配置,例如,上述下层电极也可以沿着基底电极部中所设置的多个开口的每个开口的外缘以重叠在两个电极之间的方式设置为环状。通过将上述下层电极配置成在俯视时重叠在电极A与电极B之间,能够使存在于电极A与电极B的边界部分的液晶分子的取向变化,并抑制暗线的产生。
上述多个开口的至少一个开口的外缘形状(俯视时的外缘的平面形状)也可以为四边形。上述多个开口的至少一个开口的外缘形状只要是能够将上述多个岛状电极部的至少一个岛状电极部配置于上述开口的内侧的形状,则没有特别限定。上述基底电极部中所设置的多个开口中的至少一个开口的外缘形状可以是矩形,也可以是例如长方形、正方形、菱形等四边形。从能够使相邻的第一电极之间的间隙变窄的观点出发,在上述多个岛状电极部中的至少一个岛状电极部的平面形状为四边形的情况下,优选配置于内侧的多个开口之中至少一个开口的外缘形状也为四边形。通过将相同形状的岛状电极配置于开口的内侧,能够降低开口率的损失。
也可以在一个第一电极的开口的内侧隔开均等的间隔(间隙)地配置另一个第一电极的岛状电极部。通过使上述间隙的宽度均等,能够抑制因间隙差引起的暗线的不均。而且,能够使开口率的损失最小化。上述间隙的宽度例如可以为1μm以上且20μm以下。
若从上述第二基板侧观察时,顺时针为负的角度而逆时针为正的角度,则上述多个开口中的至少一个开口也可以具有包含直线部分的外缘形状,该直线部分相对于上述第二电极所具有的上述多个线状电极的延伸方向成-30°至+30°的角度。在多个岛状电极部配置于相邻的其他第一电极的基底电极电极部中所设置的多个开口的内侧的情况下,通过将上述直线部分相对于上述多个线状电极的延伸方向所成的角度(以下,也称为θz)设为-30°至+30°,从而相邻的取向不良区域彼此的间隔变宽,因此能够使得难以被识别为暗线。另一方面,当上述θz小于-30°或者超过+30°时,相邻的上述取向不良区域彼此的间隔变窄,因此有时容易被识别为暗线。上述θz更优选为-15°~+15°。上述开口的外缘具有至少一个上述直线部分即可,但也可以具有多个直线部分。上述多个直线部分之中至少一个直线部分相对于上述多个线状电极的延伸方向优选地形成-30°至+30°的角度,更优选地形成-15°至+15°的角度,但上述更多的直线部分相对于上述线状电极的延伸方向优选地形成-30°至+30°的角度,更优选地形成-15°至+15°的角度。
关于图像显示用的液晶面板的构成在后文描述,但上述图像显示用的液晶面板优选多个像素在平面内配置成矩阵状,其中该多个像素包含多种颜色的图像元素。构成调光面板的调光单位也可以大于构成上述图像显示用的液晶面板的像素,并能以一个调光单位对多个像素进行调光。
上述多个岛状电极部也可以包含有重叠电极部,该重叠电极部被配置成与上述多个像素中的一个像素所包含的所有颜色的图像元素重叠。上述重叠电极部是在俯视时与一个像素重叠的电极部分。在一个像素包含红色、绿色、蓝色的图像元素的情况下,上述重叠电极部配置成与红色、绿色、蓝色这三种颜色的图像元素的全部重叠。上述重叠电极部只要配置成在俯视时与所有颜色的图像元素重叠即可,例如,可以相对于一个像素配置一个岛状电极部,也可以相对于相邻的两个以上的像素配置一个岛状电极部。可以相对于一个像素配置多个岛状电极部,也可以相对于相邻的两个以上的像素配置多个岛状电极部。另外,一个岛状电极部的至少一部分可以以与所有颜色的图像元素重叠的方式配置,多个岛状电极部也可以相对于上述多种颜色的图像元素的各图像元素的配置。
上述重叠电极部也可以被配置成重叠于上述多种颜色图像元素的每一个的电极面积的最大值与最小值之差在上述最大值的30%以内。上述重叠电极部中,例如,重叠于红色的图像元素的电极面积、重叠于绿色的图像元素的电极面积、重叠于蓝色的图像元素的电极面积中的最大值与最小值之差被配置为相对于上述最大值的30%以内。通过以这种方式配置,在一个像素中,通过破坏透射各种颜色的图像元素的光的平衡,能够抑制色偏的产生,该色偏为被看成与期望的颜色不同的颜色。重叠于上述多种颜色的各图像元素的电极面积的最大值和最小值之差相对于上述最大值更优选在10%以内,进一步优选在5%以内。在上述多个岛状电极部被配置成电极面积朝向上述第一电极的外缘减少情况下,若多种颜色的图像元素沿着第一方向配置,则通过上述多个岛状电极部的每一个调整与上述第一方向正交的第二方向上的电极宽度,能够使重叠于上述多种颜色的图像元素的每一个的电极面积的最大值与最小值之差相对于上述最大值在30%以内,并能使电极面积朝向上述第一电极的外缘减少。
上述多个开口也可以包含重叠开口部,该重叠开口部被设置成与上述多个像素中的一个像素所包含的所有颜色的图像元素重叠。上述重叠开口部在俯视时为与一个像素重叠的开口部分。在一个像素包含红色、绿色、蓝色的图像元素的情况下,上述重叠开口部被设为与红色、绿色、蓝色这三种颜色的图像元素的全部重叠。上述重叠开口部只要以与所有颜色的图像元素重叠的方式设置有开口即可,例如,可以相对于相邻的两个以上的像素设置一个开口,也可以相对于两个以上的像素设置多个开口。另外,一个开口的至少一部分也可以被设置为重叠于所有颜色的图像元素。
上述重叠开口部也可以被设为重叠于上述多种颜色图像元素的每一个的开口面积的最大值与最小值之差在上述最大值的30%以内。通过以这种方式配置,能够抑制色偏的产生。重叠于上述多种颜色的各图像元素的开口面积的最大值和最小值之差相对于上述最大值更优选在10%以内,进一步优选在5%以内。在上述多个开口被配置为开口面积朝向上述第一电极的外缘增加的情况下,通过对上述多个开口的每一个例如调整上述第二方向上的开口宽度,能够使重叠于上述多种颜色的图像元素的每一个的开口面积的最大值与最小值之差相对于上述最大值在30%以内,并能使开口面积朝向上述第一电极的外缘增加。
上述单元所包含的调光面板能够使亮度分布的变化光滑,在此基础上,还能够抑制调光单位的边界的暗线,因此,相邻的调光单位的边界不显眼。因此,上述调光面板也可适用于调整透射的光的量的防眩光面板。上述防眩光面板例如能够用作汽车、铁路车辆等车载用的遮阳板使用。另外,上述调光面板的视野角特性优异且透射率也高,因此也能够作为液晶显示装置的一个构件,被配置于图像显示用的液晶面板与背光源之间来使用。
<液晶显示装置>
本发明的一实施方式所涉及的液晶显示装置包括图像显示用的液晶面板、背光源、调光单元,上述调光单元配置在上述图像显示用的液晶面板与上述背光源之间,上述调光单元具有调光面板以及驱动电路,上述调光面板依次具备第一基板、液晶层、第二基板,上述第一基板依次具有绝缘基板、下层电极、第一绝缘体层、多个第一电极、第二绝缘体层以及第二电极,上述第二电极包含彼此平行地配置的多个线状电极并被施加恒定电压,上述多个第一电极的每一个包含多个岛状电极部,上述多个岛状电极部在俯视时彼此隔开地配置并且彼此电连接,上述多个岛状电极部中的至少一个岛状电极部经由接触孔与上述下层电极电连接,上述驱动电路控制对上述多个第一电极的每一个施加的电压。
实施方式所涉及的液晶显示装置具备图像显示用的液晶面板、背光源、调光面板和驱动电路,该调光面板配置在上述图像显示用的液晶面板与上述背光源之间。通过在上述图像显示用的液晶面板与上述背光源之间配置调光面板,能够使液晶显示装置的对比度提高。如后所述,实施方式所涉及的液晶显示装置能够使相邻的调光单位之间的灰度分布的变化平滑。另外,由于可以在比背光源的局部调光小的区域中控制背光源的光的透射量,因此可以抑制光晕现象的产生。
作为上述图像显示用的液晶面板,没有特别限定,例如可举出依次具有有源矩阵基板、液晶层和彩色滤光片基板的液晶面板。由于视野角特性优异,因此图像显示用的液晶面板也可以是FFS(Fringe Field Switching:边缘场开关)模式、IPS(In PlaneSwitching:面内开关)模式等水平取向模式的液晶面板。
上述有源矩阵基板中,例如,在绝缘基板上具备多条栅极布线以及多条源极布线,上述多条栅极布线相互平行地延伸设置,上述多条源极布线隔着绝缘膜在与各栅极布线相交的方向上相互平行地延伸设置,并且在栅极布线与源极布线之间的交点处配置有薄膜晶体管(TFT:Thin Film Transistor)作为开关元件。在本说明书中,将由相互相邻的两条上述栅极布线和相互相邻的两条上述源极布线所包围的区域称为图像元素。上述有源矩阵基板具有多个图像元素电极,该多个图像元素电极针对每个上述图像元素配置,并经由漏极电极与上述TFT连接。在水平取向模式的液晶面板中,上述有源矩阵基板还具有隔着绝缘体层与上述多个图像元素电极层叠的共用电极。
上述液晶层包含有液晶分子。上述液晶分子由下述式所定义的介电常数各向异性(Δε)可具有正值(正型)也可具有负值(负型)。Δε=(液晶分子的长轴方向的介电常数)-(液晶分子的短轴方向的介电常数)(L)
上述彩色滤光片基板中,例如,在绝缘基板上包含多种颜色的彩色滤光片以及黑矩阵,该黑矩阵被配置成在俯视时划分各种颜色的彩色滤光片。上述多种颜色的彩色滤光片也可以包含红色、绿色及蓝色的彩色滤光片。上述多种颜色的彩色滤光片分别被配置成在俯视时重叠于上述图像元素。
上述图像显示用的液晶面板优选将多个像素在平面内配置成矩阵状,其中该多个像素包含多种颜色的图像元素。上述多种颜色的图像元素是指与上述多种颜色的彩色滤光片分别重叠的多个图像元素。上述多种颜色的彩色滤光片包含红色、绿色、蓝色的彩色滤光片的情况下,也将重叠于红色的彩色滤光片的图像元素称为红色的图像元素,将重叠于绿色的彩色滤光片的图像元素称为绿色的图像元素,将重叠于蓝色的彩色滤光片的图像元素称为蓝色的图像元素。
上述图像显示用的液晶面板也可以被一对偏光板夹持。上述一对偏光板例如是直线偏光板,且上述一对偏光板以吸收轴相互正交的方式配置。
作为上述背光源,没有特别限定,可以使用在液晶显示装置的领域中以往公知的背光源,例如可以是边缘型背光源,也可以是直下型背光源。通过对直下式背光源进行局部调光驱动,上述液晶显示装置可获得对比度进一步提高的效果。
以下列举实施例,使用附图对本发明进行说明,但是本发明不仅限定于这些实施例。
<实施例1>
图1是示出了实施例1所涉及的液晶显示装置的分解立体图。如图1所示,实施例1所涉及的液晶显示装置具备图像显示用的液晶面板1、背光源3、调光面板2和驱动电路50,该调光面板2配置在图像显示用的液晶面板1与背光源3之间。可以在图像显示用的液晶面板1和调光面板2的表面分别配置一对偏光板,也可以如图1所示,依次配置第一偏光板4、图像显示用的液晶面板1、第二偏光板5、调光面板2、第三偏光板6。图像显示用的液晶面板1和调光面板2也可以共用配置在两个面板之间的第二偏光板5。第一偏光板4和第二偏光板5以吸收轴相互正交的方式配置,第二偏光板5和第三偏光板6以吸收轴相互正交的方式配置。第一偏光板4、第二偏光板5及第三偏光板6均为吸收型的直线偏光板。在第三偏光板6与背光源3之间也可以配置有扩散片等光学片7,该扩散片用于对从背光源射出的光进行扩散。
作为图像显示用的液晶面板1,能够使用有源矩阵方式的液晶面板。图像显示用的液晶面板1例如可以包含红色、绿色以及蓝色的图像元素,上述三种颜色的图像元素也可以构成一个像素。多个像素在图像显示用的液晶面板1的平面内方向上配置成矩阵状。作为背光源3没有特别限定,只要在液晶显示装置的领域中使用以往公知的背光源即可,但是出于通过局部调光驱动能够得到进一步提高对比度的效果,所以优选使用直下型的背光源。
以下,对实施例1中使用的调光面板进行说明。图2是示出了实施例1中使用的调光面板的一部分的剖面示意图。图3是示出了实施例1所涉及的调光面板中使用的一个第一电极的俯视示意图。图4是示出了实施例1中使用的调光面板的一部分的俯视示意图。
图2是沿图4中的X1-X2线的剖面示意图。
如图2所示,调光面板2依次具备第一基板10、液晶层30、第二基板40。调光面板2是水平取向模式的调光面板,第一基板10依次具有绝缘基板11、下层电极12、第一绝缘体层13、多个第一电极14A和14B、第二绝缘体层15、以及第二电极16。多个第一电极14A和14B以及第二电极16例如也可以由ITO、IZO等透明电极材料制成。第一绝缘体层13只要是能够使下层电极12与多个第一电极14A、14B绝缘的构成,则没有特别限定。第二绝缘体层15只要是能够使多个第一电极14A、14B与第二电极16绝缘的构成,没有特别限定。作为第一绝缘体层13以及第二绝缘体层15,例如也可以使用氧化硅膜、氮化硅膜等。
如图2所示,多个岛状电极部14Ab通过下层电极12经由贯通第二绝缘体层15的接触孔CH2来相互电连接。基底电极部14Aa经由贯通第二绝缘体层15的其他的接触孔CH3与下层电极12电连接。即,多个岛状电极部14Ab中的至少一个岛状电极部14Ab与基底电极部14Aa之间经由下层电极12电连接。第一电极14A(在图2中为基底电极部14Aa)经由接触孔CH1与配置在第三绝缘体层17与绝缘基板11之间的多条连接用布线19中的任一条电连接,该接触孔CH1贯通第二绝缘体层15以及配置于绝缘基板11侧的第三绝缘体层17。实施例1所涉及的液晶显示装置具备驱动电路,该驱动电路用于控制对多个第一电极14的每一个施加的电压,多个第一电极14分别经由连接用布线19与上述驱动电路连接。在接触孔CH1中,也可以在第一电极14A与连接用布线19的连接部分配置下层电极12。也可以在绝缘基板11与下层电极12之间配置第四绝缘体层20。在图2中示出了基底电极部14Aa经由接触孔CH1与连接用布线19电连接的情况,但岛状电极中的至少一个也可以经由接触孔CH1与连接用布线19电连接。
以下,使用图3,对实施例1所涉及的调光面板中使用的第一电极的构成进行说明。如图3所示,在第一电极14(14A)中,多个岛状电极部14b(14Ab)在俯视时彼此隔开地配置。多个岛状电极部14b的每一个被配置成电极面积以同心圆状地从基底电极部14a(14Aa)的中心朝向第一电极14的外缘减少。在图3和后述的图4中,被双点划线包围的部分是示出了在将多个第一电极14排列配置在调光面板的平面内时用于大致确定基底电极部14a的配置的配置区域的部分。此外,上述配置区域的外缘形状也可以与基底电极部14a的外缘形状不同。基底电极部14a中设置有多个开口14c(14Ac)。多个开口14c的每一个被配置成开口面积以同心圆状地从基底电极部14a(14Aa)的中心朝向第一电极14A的外缘增加。在实施例1中,多个岛状电极部14b的至少一个平面形状为四边形,多个开口14c的至少一个外缘形状也为四边形。
上述配置区域的外缘形状优选为能够铺满平面的形状。上述配置区域的外缘形状也可以是三角形、四边形、六边形等。作为上述三角形,可例举出正三角形、等腰三角形、直角三角形等。作为上述四边形,可例举出正方形、长方形、菱形等。从使亮度分布的变化更平滑的观点出发,上述配置区域的外缘形状优选为正多边形,优选使用正三角形、正方形、正六边形等。
在实施例1中,配置区域的外缘形状为六边形,因此一个第一电极14A以六个边为边界与六个其它第一电极相邻。使用图4,对与第一电极14A相邻的六个其它第一电极中的三个第一电极14B、14C及14D的配置进行说明。如图4所示,第一电极14B、14C及14D分别包含基底电极部14Ba、14Ca、14Da以及多个岛状电极部14Bb、14Cb、14Db,该多个岛状电极部14Bb、14Cb、14Db被配置成在俯视时包围基底电极部14Ba、14Ca、14Da。在基底电极部14Ba、14Ca、14Da中分别设置有多个开口14Bc、14Cc、14Dc。
着眼于相邻的两个第一电极14A及14B,则如图2及图4所示,第一电极14A所包含的多个岛状电极部14Ab中的至少一个被配置于第一电极14B中的基底电极部14Ba中所设置的多个开口14Bc的内侧及多个岛状电极部14Bb的电极之间中的至少一方。并且,第一电极14B所包含的多个岛状电极部14Bb中的至少一个被配置于第一电极14A中的基底电极部14Aa中设置的多个开口14Ac的内侧和多个岛状电极部14Ab的电极之间中的任一方。
图5A是将图3所示的岛状电极部的一部分放大的俯视示意图的一个例子。图5B是将图3所示的岛状电极部的一部分放大的俯视示意图的另一个例子。图5A和图5B均是图3中的用单点划线包围的岛状电极部的一部分的放大俯视示意图。在图5A和图5B中,用虚线表示配置在岛状电极部14Ab的下层的下层电极12,用空心的四边形表示连接岛状电极部14Ab和下层电极12的接触孔CH2。下层电极12也可以被配置成与构成图像显示用的液晶面板1的多个像素9的边界重叠。多个岛状电极部14Ab彼此例如可以如图5A所示,经由以重叠于多个像素的边界的方式配置为网眼状的下层电极12在行方向和列方向上连接,多个岛状电极部14Ab彼此例如也可以如图5B所示,经由以重叠于多个像素的边界的方式配置在倾斜方向上的下层电极12来倾斜方向上连接。
以下,使用图6,对多个第一电极14的配置方法进行说明。图6是说明了第一电极相对于图像显示用的液晶面板的像素的配置的一个例子的俯视图。在图6中,被双点划线包围的部分是示出了用于大致确定基底电极部14a的配置的配置区域的部分。调光面板2所包含的第一电极14中的基底电极部14a和岛状电极部14b也可以以图像显示用的液晶面板的像素为基准进行配置。如图6所示,首先,设计成在调光面板的平面内铺满多个配置区域,以上述配置区域的位置为基准,确定基底电极部14a的配置。在图6中,上述配置区域的外缘形状为六边形,以铺满平面地配置的六边形的配置区域为基准,确定基底电极部14Aa、14Ba、14Ca以及14Da的位置。多个岛状电极部14b也可以从第一电极14的中心配置成同心圆状。
以下,使用图7~图9,对多个岛状电极部的配置进行说明。图7是说明了实施例1中的岛状电极部的电极面积的减少方法的示意图。如图7所示,重叠于图像显示用液晶面板的像素9的岛状电极部14Ab的面积例如设定为16个阶段,且将重叠于一个像素9的整个面的电极面积设为100%时,重叠于像素9的电极部分(重叠电极部)的面积从第一电极14A的中心朝向第一电极14A的外缘而阶段性地减少为93.3%、86.7%。
图8是说明了实施例1中的重叠电极部相对于一个像素的配置例的俯视示意图。图9是说明了实施例1中的重叠电极部相对于一个像素的优选配置例的俯视示意图。在图8及图9中,例示了重叠于一个像素9的岛状电极部(重叠电极部)的电极面积为13.3%的情况。优选地,在将调光面板2与图像显示用的液晶面板1重叠时,上述重叠电极部被配置成不引起色偏。如图8所示,若以重叠于像素9所包含的红色图像元素8R、绿色图像元素8G以及蓝色图像元素8B之中例如仅蓝色图像元素8B的方式配置岛状电极部14Ab(重叠电极部),则透射蓝色图像元素B的光的量少于透射红色图像元素8R以及绿色图像元素8G的光的量,可能会产生无法显示期望的颜色的色偏。因此,如图9所示,重叠电极部优选与像素9所包含的红色图像元素8R、绿色图像元素8G以及蓝色图像元素8B的全部重叠,使重叠于各种颜色的图像元素的电极面积中的最大值与最小值之差更优选被配置为相对于上述最大值的30%以内。
若将配置红色图像元素8R、绿色图像元素8G以及蓝色图像元素8B的方向设为D1,则通过调整与上述D1正交的方向D2上的电极宽度,能够将与红色图像元素8R、绿色图像元素8G以及蓝色图像元素8B分别重叠的电极面积中的最大值与最小值之差设为相对于上述最大值的30%以内,并且能够朝向第一电极14A的外缘地调整电极面积。
在图9中对一个像素进行了说明,但可以相对于一个像素配置一个岛状电极部14Ab,也可以相对于在上述D2方向上相邻的两个像素配置一个岛状电极部14Ab。如后所述,从难以识别暗线的观点出发,在相对于在上述D2方向上相邻的两个像素设置一个开口14Ac的情况下,优选相对于在上述D2方向上相邻的两个像素配置一个岛状电极部14Ab。
以下,使用图10以及图11,对设置于基底电极部的多个重叠开口部的配置进行说明。图10是说明了实施例1中的在一个像素中重叠开口部的配置例的俯视示意图。图11是说明了实施例1中的在一个像素中重叠开口部的优选配置例的俯视示意图。图10和图11均为图3中的用虚线包围的基底电极部的一部分的放大俯视示意图。图10以及图11中示出的数字(%)表示在将一个像素9的面积设为100%的情况下,与像素9重叠的电极面积(重叠电极部)的比例。重叠于像素9的开口(重叠开口部)的面积的比例可以考虑相邻的第一电极中的一个电极与另一个电极之间的宽度(间隙的宽度)来适当设定。因此,若重叠于一个像素9电极面积从基底电极部的中心朝向外缘减少,则重叠于一个像素9的开口面积增加。如图9所示,当在一个像素9中包含红色图像元素8R、绿色图像元素8G以及蓝色图像元素8B的情况下,对于重叠开口部而言,也与上述的重叠电极部同样地,优选与红色图像元素8R、绿色图像元素8G以及蓝色图像元素8B的全部重叠,更优选重叠于各种颜色的图像元素的开口面积中的最大值与最小值之差被配置为相对于上述最大值的30%以内。
在图10和图11中虽未图示,但在开口14Ac的内侧配置有例如相邻的第一电极14B所包含的岛状电极部14Bb。在第一电极14A与第一电极14B的边界部分,由于液晶分子的取向不良而产生暗线。因此,如图10所示,当多个重叠开口部(开口14Ac)以沿着像素9的行方向排列的方式设置时,沿着行方向容易识别出暗线。另一方面,如图11所示,当在上述D2方向上针对相邻的两个像素设置一个开口14Ac时,由于能够使多个重叠开口部分散配置在不排列在特定方向上,因此,能够使暗线难以被识别。另外,通过使开口14Ac或岛状电极部14Bb如图11那样集中,能够减少第一电极14A与第一电极14B的边界部分的数量,并能够减少由液晶分子的取向不良引起的暗线产生部位本身。
以下,使用图12,对第二电极16进行说明。图12是示出了图2所示的第二电极的俯视示意图。如图12所示,第二电极16包含相互平行地配置的多个线状电极16a。在多个线状电极16a之间设置有狭缝16b。第二电极16也可以遍及整个调光面板2而形成。虽未图示,但多个线状电极16a彼此例如也可以通过配置于多个线状电极16a的端部的连接电极部来相互电连接。第二电极16例如与配置在调光面板的外缘的共用布线连接,并被施加恒定电压。在实施例1中,在从第二基板40侧观察时,若第一偏光板4的吸收轴或第二偏光板5的吸收轴为0°,则多个线状电极16a的延伸方向D3为向逆时针转80°。即,将第一偏光板4的吸收轴和第二偏光板5的吸收轴中的任一方与上述D3所成的角度θx设为80°。
如图2所示,液晶层30通过间隔件31保持规定的厚度并被夹持在第一基板10与第二基板40之间。液晶层30可以含有介电常数各向异性(Δε)具有正值的液晶分子,液晶层30也可以含有具有负值的液晶分子。绝缘基板11以及第二基板40是用于夹持液晶层30的支承基板,它们是玻璃板、聚碳酸酯等塑料板等的绝缘基板。在上述第一基板10与液晶层30之间、以及第二基板40与液晶层30之间,也可以分别设置取向膜,该取向膜用于规定上述液晶分子的初始取向方位。
图13是示出了实施例1中的第一电极的驱动方法的一个例子的调光面板的俯视示意图。在图13中,用双点划线表示用于确定基底电极部14a的配置的配置区域。如图13所示,配置区域的外缘形状为六边形,多个第一电极14(基底电极部14a)在调光面板2的平面内沿行方向和列方向配置。多个第一电极14的每一个也可以经由多条连接用布线19分别与驱动电路50连接。将多个第一电极14的每一个直接与驱动电路50连接的驱动方式称为分段方式。通过将连接用布线19设为ITO等透明电极,能够提高调光面板2的透射率。如图13所示,在列方向上排列的多个第一电极14也可以将接触孔CH1的位置在行方向上错开地配置。驱动电路50也可以配置在边框区域,该边框区域位于配置有多个调光单位的调光区域的外侧。
图14是示意性地示出了实施例1所涉及的液晶显示装置中使用的调光面板的亮度分布的变化的曲线图。图14示意性地示出了图4所示的第一电极14A的中心Y1和第一电极14B的中心Y2之间的亮度的变化。如图14所示,可知在实施例1中亮度在相邻的第一电极之间平滑地变化。
如上所述,在实施例1中,一个第一电极14A与六个其他第一电极相邻。另外,多个第一电极分别包括多个岛状电极部14b,该多个岛状电极部14b分别经由下层电极12来电连接,因此,如图4所示,第一电极14A所包含的多个岛状电极部14Ab中的至少一个岛状电极部14Ab配置于相邻的六个其它第一电极的基底电极部中所设置的多个开口、或者相邻的六个其它第一电极所包含的多个岛状电极部之间。并且,相邻的六个其他第一电极所包含的多个岛状电极部中的至少一个岛状电极部被配置于第一电极14A的基底电极部14a中设置的多个开口14c的内侧或第一电极14A所包含的多个岛状电极部14b之间。在实施例1中,能够使在六个方向上相邻的其他第一电极之间的亮度分布的变化平滑,因此与后述的配置区域的外缘形状为四边形的情况相比,能够进一步使调光单位的边界变得不明显。另一方面,由于配置区域的外缘形状为六边形,因此与构成图像显示用的液晶面板的像素之间的对应关系变得复杂。
<实施例2>
以下,使用图15至图18来说明实施例2所涉及的液晶显示装置。实施例2所涉及的液晶显示装置除了调光面板中使用的第一电极的构成不同这一方面以外,具有与实施例1相同的构成。对于与实施例1所涉及的液晶显示装置相同的构成,省略说明。图15是示出了实施例2所涉及的调光面板中使用的一个第一电极的俯视示意图。图16是说明了第一电极相对于图像显示用的液晶面板的像素的配置的俯视图。图17是示出了图15所示的第一电极的配置例的俯视示意图。图18是示出了实施例2中的第一电极的驱动方法的一个例子的调光面板的俯视示意图。在图15和图17中,被双点划线包围的部分是用于确定第一电极的配置的配置区域。在图18中,用双点划线表示用于确定基底电极部114a的配置的配置区域。
如图15所示,在实施例2中,用于确定第一电极的配置的配置区域的外缘形状为四边形(正方形)。在基底电极部114a中设有多个开口114c(114Ac)。多个岛状电极部114b(114Ab)被配置成在俯视时包围基底电极部114a。多个岛状电极部114b的每一个被配置成电极面积从基底电极部114a的中心朝向第一电极114的外缘减少。多个开口114c的每一个被配置成开口面积从基底电极部114a的中心朝向第一电极114的外缘增加。在实施例2中,多个岛状电极部114b的至少一个平面形状为四边形,多个开口114c的至少一个外缘形状也为四边形。
如图16所示,基底电极部114Aa、114Ba、114Ca以及114Da铺满平面地配置。多个岛状电极部114Ab以同心四边形地从基底电极部114Aa的中心朝向第一电极114A的外缘配置。
在实施例2中,由于配置区域的外缘形状为四边形,因此,一个第一电极114A以四个边为边界与四个其它第一电极相邻。使用图17,对与第一电极114A相邻的四个其它第一电极中的两个第一电极114B和114D、以及配置于第一电极114A的倾斜方向的第一电极114C配置进行说明。如图17所示,第一电极114A、114B、114C及114D分别包含基底电极部114Aa、114Ba、114Ca、114Da以及多个岛状电极部114Ab、114Bb、114Cb、114Db,该多个岛状电极部114Ab、114Bb、114Cb、114Db被配置成在俯视时包围基底电极部114Aa、114Ba、114Ca、114Da。在图17中,由双点划线包围的部分是基底电极部。在基底电极部114Aa、114Ba、114Ca、114Da中分别设置有多个开口114Ac、114Bc、114Cc、114Dc。
在实施例2中,由于多个第一电极114分别包含多个岛状电极部114b,该多个岛状电极部114b分别经由下层电极12来电连接,因此,如图17所示,第一电极114A所包含的多个岛状电极部114Ab中的至少一个岛状电极部114Ab配置在其他第一电极114B和114D的基底电极部114Ba、114Da中分别设置的多个开口114Bc和114Dc的内侧,该至少一个岛状电极部114Ab以基底电极部114Aa的外缘的四个边为边界在上下方向以及左右方向上与该其他第一电极114B和114D相邻。另外,第一电极114B和114D所包含的多个岛状电极部114Bb和114Db中的至少一个被配置于多个开口114Ac的内侧,该多个开口114Ac被设置在第一电极114A的基底电极部114Aa中。另一方面,在第一电极114A与在倾斜方向上相邻的第一电极114C之间,各自的岛状电极部未配置在另一个基底电极部中所设置的多个开口的内侧和/或岛状电极部之间。
如图18所示,配置区域的外缘形状为四边形,多个第一电极114(基底电极部114a)在调光面板2的平面内沿行方向和列方向配置。多个第一电极114的每一个也可以经由多条连接用布线19分别与驱动电路50连接。
在实施例2所涉及的调光面板中,也能够使相邻的调光单位之间的亮度分布的变化平滑。在实施例2中,由于配置区域的外缘形状为四边形,因此,一个第一电极114A能够使在上下方向以及左右方向的四方向上相邻的其他第一电极之间的亮度分布的变化平滑。另外,由于配置区域的外缘形状为四边形,因此与构成图像显示用的液晶面板的像素之间的对应关系简单,且容易设计。另一方面,关于倾斜方向上的亮度分布,与实施例2相比,实施例1更能够使亮度分布的变化平滑。
<实施例3>
以下,使用图19至图27A~图27C来说明实施例3所涉及的液晶显示装置。实施例3所涉及的液晶显示装置除了调光面板中使用的第一电极的构成不同这一方面以外,具有与实施例1相同的构成。对于与实施例1所涉及的液晶显示装置相同的构成,省略说明。图19是示出了实施例3所涉及的调光面板中使用的一个第一电极的俯视示意图。图20是将图19所示的岛状电极部的一部分放大的俯视示意图的一个例子。图20为图19中的用单点划线包围的岛状电极部的一部分的放大俯视示意图。图21是示出了图19所示的第一电极的配置例的俯视示意图。在图19以及图21中,由双点划线包围的部分是基底电极部。
如图19所示,在实施例3中,用于确定第一电极的配置的配置区域的外缘形状为四边形(正方形)。在基底电极部214a中设置有多个开口214c(214Ac)。多个岛状电极部214b(214Ab)被配置成在俯视时包围基底电极部214a。多个岛状电极部214b的每一个被配置成电极面积从基底电极部214a的中心朝向第一电极214的外缘减少。多个开口214c的每一个被配置成开口面积从基底电极部214a的中心朝向第一电极214的外缘增加。
在图20中,用虚线表示配置于岛状电极部214Ab的下层的下层电极12,用空心的四边形表示连接岛状电极部214Ab与下层电极12的接触孔CH2。多个岛状电极部214Ab彼此例如也可以如图20所示,经由下层电极12来连接在行方向上排列的三个岛状电极部214Ab彼此,且经由下层电极12与配置在倾斜方向上的岛状电极部214Ab连接。
实施例3也与实施例2同样地,配置区域的外缘形状为四边形,因此,一个第一电极214A以四个边为分界与四个其它第一电极相邻。另外,由于多个第一电极214分别包含多个岛状电极部214b,该多个岛状电极部214b分别经由下层电极12来电连接的,因此,如图21所示,第一电极214A所包含的多个岛状电极部214Ab的至少一个岛状电极部214Ab配置在其他第一电极214B和214D的基底电极部214Ba、214Da中分别设置的多个开口214Bc和214Dc的内侧,该至少一个岛状电极部214Ab以基底电极部214Aa的外缘的四个边为边界在上下方向以及左右方向上与该其他第一电极214B和214D相邻。另外,第一电极214B和214D所包含的多个岛状电极部214Bb和214Db中的至少一个被配置于多个开口214Ac的内侧,该多个开口214Ac被设置在第一电极214A的基底电极部214Aa中。另一方面,在第一电极214A与在倾斜方向上相邻的第一电极214C之间,各自的岛状电极部未配置在另一个基底电极部中所设置的多个开口的内侧和/或岛状电极部之间。
与在实施例2中使用的第一电极114相比,实施例3中使用的第一电极214的岛状电极部214b的平面形状及多个开口214c的外缘形状不同。如图19所示,在实施例3中,多个岛状电极部214b中的至少一个岛状电极部214b的外缘包含多个直线部分,上述多个直线部分中的至少一个直线部分具有包含相对于上述第二电极16所具有的多个线状电极16a的延伸方向D3形成-30°至+30°的角度的直线部分的外缘形状。另外,多个开口214c中的至少一个开口214c具有包含直线部分的外缘形状,该直线部分相对于上述第二电极16所具有的多个线状电极16a的延伸方向D3形成-30°至+30°的角度。
图22是说明了实施例3中的岛状电极部的电极面积的减少方法的示意图。如图22所示,重叠于图像显示用液晶面板的像素9的岛状电极部214Ab的面积例如设定为16个阶段,且将重叠于一个像素9的整个面的电极面积设为100%时,重叠于像素9的电极面积从第一电极214A的中心朝向第一电极214A的外缘而阶段性地减少为93.3%、86.7%。
图23是说明了实施例3中的岛状电极部相对于一个像素的配置例的俯视示意图。图24是说明了实施例3中的岛状电极部相对于一个像素的优选配置例的俯视示意图。在图23及图24中,例示了重叠于一个像素9的岛状电极部(重叠电极部)的电极面积为13.3%的情况。优选地,在将调光面板2与图像显示用的液晶面板1重叠时,上述重叠电极部被配置成不引起色偏。如图23所示,若以重叠于像素9所包含的红色图像元素8R、绿色图像元素8G以及蓝色图像元素8B之中例如仅绿色图像元素8G的方式配置一个岛状电极部214Ab(重叠电极部),则透射绿色图像元素8G的光的量少于透射红色图像元素8R以及蓝色图像元素8B的光的量,因此,可能会产生无法显示期望的颜色的色偏。因此,如图24所示,优选针对一个像素9配置三个岛状电极部214Ab,并使重叠于红色图像元素8R、绿色图像元素8G以及蓝色图像元素8B的每一个的重叠电极部的电极面积中的最大值与最小值之差优选被配置为相对于上述最大值在30%以内。若将配置红色图像元素8R、绿色图像元素8G以及蓝色图像元素8B的方向设为D1,则通过分别调整垂直于上述D1的方向D2中的上述三个岛状电极部的电极宽度,能够调整电极面积。
图25是说明了实施例3中的基底电极部中的多个开口的配置例的俯视示意图。图26是说明了实施例3中的基底电极部中的多个开口的优选配置例的俯视示意图。图25以及图26中示出的数字(%)表示在将一个像素9的面积设为100%的情况下,与像素9重叠的电极面积(重叠电极部)的比例。重叠于像素9的开口(重叠开口部)的面积的比例可以考虑相邻的第一电极中的一个电极与另一个电极之间的宽度(间隙的宽度)来适当设定。因此,若重叠于一个像素9电极面积从基底电极部的中心朝向外缘减少,则重叠于一个像素9的开口面积增加。如图25所示,当多个开口214Ac(重叠开口部)配置沿着像素9的行方向排列时,沿着行方向容易识别出暗线。另一方面,在图26中,将图25所示的在上述D2方向上相邻的两个开口214c以对置的方式配置以形成有一个开口214Ac。由于多个重叠开口部被分散配置在不排列在特定方向上,因此,能够使暗线难以被识别。另外,通过使开口214Ac或岛状电极部214Bb如图26那样集中,能够减少第一电极214A与第一电极214B的边界部分的数量,并能够减少由液晶分子的取向不良引起的暗线产生部位本身。
以下,使用图27A~图27C,对暗线的产生进行说明。图27A是将图21所示的相邻的第一电极的边界部分放大的俯视示意图。图27B是用于说明图27A所示的岛状电极部的放大示意图。图27C是用于说明图27A所示的开口的放大示意图。在图27A中,放大了第一电极214A所包含的岛状电极部214Ab配置在第一电极214B的基底电极部214Ba中所设置的开口214Bc的内侧的部分。此外,在实施例3中,与实施例1同样地,将第二电极16所具有的线状电极16a的延伸方向D3与第一偏光板4的吸收轴及第二偏光板5的吸收轴中的任一方所成的角度θx设为80°。
如图27B所示,多个岛状电极部214Ab中的至少一个岛状电极部214Ab中,例如外缘包含四个的直线部分214Ab1、214Ab2、214Ab3和214Ab4。在从第二基板40侧观察时,若将相对于上述D3的逆时针设为正而顺时针设为负,将上述D3与直线部分214Ab1、214Ab2、214Ab3和214Ab4形成的角度分别设为θy1、θy2、θy3和θy4,则θy1、θy2、θy3和θy4中的至少一个优选形成-30°至+30°的角度,更优选形成-15°至+15°的角度。上述θy1、θy2、θy3和θy4可以全部形成为-30°至+30°的角度,也可以全部形成为-15°至+15°的角度。
如图27C所示,关于与第一电极214A相邻的第一电极214B,与上述多个岛状电极部同样地,基底电极部214Ba中所设置的多个开口214Bc中的至少一个开口214Bc中,例如外缘包括四个的直线部分214Bc1、214Bc2、214Bc3和214Bc4。若将上述D3与直线部分214Bc1、214Bc2、214Bc3和214Bc4所成的角度分别设为θz1、θz2、θz3和θz4,则θz1、θz2、θz3和θz4中的至少一个优选形成为-30°至+30°的角度,更优选形成为-15°至+15°的角度。上述θz1、θz2、θz3和θz4可以全部形成为-30°至+30°的角度,也可以全部形成为-15°至+15°的角度。
在图25中,一个开口214Ac的外缘形状为三角形且包含三个直线部分,其中两个直线部分相对于上述D3形成为-30°至+30°的角度。另一方面,在图26中,一个开口214Ac的外缘形状为平行四边形那样的形状,且包含四个直线部分。上述四个直线部分全部相对于上述D3形成-30°至+30°的角度,因此,与以图25所示的方式配置多个开口相比,以图26所示的方式配置多个开口能够进一步抑制相邻的第一电极之间的暗线的产生。
在实施例3所涉及的调光面板中,也能够使相邻的调光单位之间的亮度分布的变化平滑。实施例3与实施例2同样地,用于确定第一电极的配置的配置区域的外缘形状为四边形,因此与构成图像显示用的液晶面板的像素之间的对应关系简单,且容易设计。而且,岛状电极部的平面形状以及基底电极部中所设置的开口的外缘形状分别具有多个直线部分,多个直线部分中的至少一个直线部分与第二电极的线状电极的延伸方向形成规定的角度,因此与实施例2相比,能够抑制在相邻的第一电极之间的暗线的产生,并提高亮度。另外,能够抑制由暗线引起的显示品质的降低。另一方面,在实施例3中,与实施例2同样地,由于配置区域的外缘形状为四边形,因此,在实施例1中,在倾斜方向上的亮度分布的变化更为平滑。另外,岛状电极部的平面形状复杂,因此为了防止色偏,需要在构成图像显示用的液晶面板的像素所包含的每个图像元素中形成岛状电极部,因此设计变得复杂。
<实施例4>
实施例4是对图3所示的实施例1中使用的第一电极组合了实施例3中使用的第一电极所包含的多个岛状电极部的平面形状和基底电极部中所设置的多个开口的外缘形状而成的构成。在实施例4中,与图4同样地,用于确定第一电极的配置的配置区域的外缘形状为六边形,在俯视时以包围基底电极部的方式从第一电极的中心同心圆状地配置有多个岛状电极部。多个岛状电极部的平面形状以及基底电极部中所设置的多个开口的外缘形状与实施例3同样地,岛状电极部的平面形状以及基底电极部中所设置的开口的外缘形状分别具有多个直线部分,多个直线部分中的至少一个直线部分分别相对于第二电极的线状电极的延伸方向D3形成为-30°至+30°的角度。
实施例4与实施例1同样地,能够在相邻的六个方向的第一电极之间使亮度分布的变化平滑。而且,与实施例3同样地,能够抑制相邻的第一电极之间的暗线的产生,并提高亮度。另外,能够抑制由暗线引起的显示品质的降低。另一方面,与实施例1同样地,配置区域的外缘形状为六边形,因此与构成图像显示用的液晶面板的像素之间的对应关系变得复杂。另外,与实施例3同样地,岛状电极部的平面形状复杂,因此,为了防止色偏,设计变得复杂。
<实施例5>
以下,使用图28至图30来说明实施例5所涉及的液晶显示装置。除了下层电极的配置不同这一方面以外,实施例5具有与实施例1相同的构成。对于与实施例1所涉及的液晶显示装置相同的构成,省略说明。图28是示出了实施例5中的下层电极的配置的一个例子的俯视示意图。图29是图28所示的第一基板的剖面示意图。图29是沿图28中的X3-X4线的剖面示意图。图30是将图29的一部分放大的剖面示意图。图29以及图30是将图2所示的第一基板放大后的图,并省略了从绝缘基板11至第三绝缘体层17的构成。
图28中示出了:在图4所示的相邻的两个第一电极中,岛状电极部314Ab被配置于相邻的第一电极314B的基底电极部314Ba中所设置的开口314Bc的内侧的情况。如图28所示,下层电极12也可以在俯视时沿着岛状电极部314Ab的外缘设置为环状。如图28及图29所示,下层电极12也可以被配置成在俯视时重叠在岛状电极部314Ab和基底电极部314Ba之间。
如图30所示,在一个第一电极所包含的岛状电极部314Ab和另一个第一电极所包含的基底电极部314Ba与分别隔着绝缘体层15而层叠的第二电极16之间形成电场。在岛状电极部314Ab与基底电极部314Ba之间(间隙)容易产生液晶分子的取向不良,但在实施例5中,以与上述间隙重叠的方式配置有下层电极12。因此,在下层电极12与第二电极16之间也能够形成电场,因此能够使存在于上述间隙的液晶分子的取向方位变化以抑制暗线的产生。在实施例5中,通过在使相邻的第一电极之间的亮度变化平滑的基础上,抑制暗线的产生,由此能够提高调光面板的透射率。另外,通过抑制暗线的产生,能够使相邻的第一电极的边界变得不明显,因此,能够进一步提高调光面板的显示品质。实施例5可以与实施例1~4组合。
<比较例1>
在用于比较例1所涉及的液晶显示装置的调光面板中,作为针对每个调光单位配置的分段电极,使用了四边形的外缘为波形(锯齿形状)的电极。上述分段电极与本发明的实施例不同,不具有岛状电极部,并被配置成在同一层上相邻的分段电极彼此的外缘交错。以下,使用图31至图39来说明比较例1所涉及的液晶显示装置。除了分段电极的结构、分段电极与共用电极等的配置以及施加电压不同的方面以外,与实施例1相同,因此省略重复的说明。
图31是示出了比较例1所涉及的调光面板中使用的分段电极的平面形状的俯视示意图。图32是图31所示的相邻的分段电极的边界部分的放大示意图。图33是示出了用于比较例1的调光面板的剖面示意图。在比较例1中,针对每个调光单位配置有分段电极,该分段电极具备与实施例1的第二电极相当的多个线状电极。
如图31所示,在俯视时,分段电极416A、416B、416C及416D以铺满平面的方式配置。如图32所示,分段电极416A由多个线状电极416Aa构成,在相邻的线状电极416Aa之间设有狭缝416Ab。线状电极416Aa彼此例如也可以通过形成在同一层上的连接电极部(未图示)来相互电连接。在相邻的分段电极416A以及416B的边界部分,相互的外缘部分以交错的方式对置地配置。
如图33所示,在用于比较例1所涉及的液晶显示装置的调光面板中,从绝缘基板11侧起依次按照共用电极414、绝缘体层15、分段电极416A或416B的顺序层叠。共用电极414也可以是除了接触孔CH4以外而形成于第一基板10整体的整面电极。共用电极414例如与配置于调光面板的外缘的共用布线(未图示)连接,并被施加恒定电压。分段电极416A经由接触孔CH4与连接用布线419连接,虽然未图示,但分段电极416B经由其他接触孔与其他连接用布线419连接,各连接用布线419与液晶显示装置所具备的驱动电路连接。在比较例1中,通过对共用电极414施加共用电压(恒定电压),并从上述驱动电路对多个分段电极的每一个分段电极施加规定的电压,从而在共用电极414与分段电极之间形成边缘电场。
图34是示意性地示出了比较例1所涉及的液晶显示装置中使用的调光面板的亮度分布的变化的曲线图。在比较例1中,相邻的分段电极的边界部分形成为锯齿形状,但如图34所示,在上述边界部分处,仅变为相邻的调光单位的中间灰度,相邻的调光单位之间的亮度分布就阶段性地变化,与实施例1~5相比较,亮度分布的变化不再平滑。以下,使用图35~图38,对比较例1中的亮度分布的变化进行研究。图35是示出了用于比较例1的调光面板的平面照片。图36是将图35的一部分放大的照片。图37是说明了图36的176°部分的俯视示意图。图38是说明了图36的86°部分的俯视示意图。
如图35所示,在比较例1中,沿着一个方向确认到暗线。在比较例1中,相邻的分段电极彼此相对的部分在调光面板的平面内排列成直线状,因此认为被识别为暗线。在比较例1中,如图32所示,一个分段电极的线状电极与另一个分段电极的线状电极之间隔开间隔地对置配置。在上述相邻的分段电极所具有的线状电极彼此对置的部分(也称为间隙),由于边缘电场的影响,液晶分子不能旋转。因此,在间隙中,无法使液晶分子向期望的方位取向,液晶分子的取向不良区域被识别为暗线。
在此,使用将图35所示的照片的一部分放大后的照片即图36,对暗线的产生进行研究。在图36中,若将连接上述相邻的间隙彼此的直线的角度设为间隙角度,则在间隙角度相对于上述0°为176°(相对于上述线状电极416Aa的延伸方向为+96°)的部分显著地识别到暗线。另一方面,在上述间隙角度相对于上述0°为86°(相对于上述线状电极416Aa的延伸方向为+6°)的部分未观察到暗线。
若比较间隙角度为176°的部分和为86°的部分,则如图37所示,在间隙角度为176°的部分,相邻的间隙彼此以窄的间隔排列,因此,液晶分子的取向不良区域被识别为暗线。另一方面,如图38所示,在间隙角度为86°的部分,相邻的间隙间的距离宽,液晶分子的取向不良区域呈点状分散,因此认为未被识别为暗线。
图39是示出了图36所示的多个间隙角度与暗线的产生之间的关系的说明图。在图39所示的半圆中,表示越暗则暗线的产生越显著的状况,并表示越淡则暗线越难以被识别的状况。在比较例1中,在从第二基板40侧观察时,若夹持调光基板的一对偏振板的吸收轴中的任一个偏振板的吸收轴为0°,则构成分段电极的多个线状电极416Aa的延伸方向为向逆时针转80°。由图39可知,间隙的角度优选相对于线状电极416a的延伸方向形成为-30°至+30°的角度,更优选形成为-15°至+15°的角度。
附图标记说明
1:图像显示用的液晶面板
2、102、202、302、402:调光面板
3:背光源
4:第一偏光板
5:第二偏光板
6:第三偏光板
7:光学片
8B:蓝色图像元素
8G:绿色图像元素
8R:红色图像元素
9:像素
10:第一基板
11:绝缘基板
12:下层电极
13:第一绝缘体层
14、14A、14B、14C、14D、114、114A、114B、114C、114D、214、214A、214B、214C、214D:第一电极
14a、14Aa、14Ba、14Ca、14Da、114a、114Aa、114Ba、114Ca、114Da、214a、214Aa、214Ba、214Ca、214Da、314Ba:基底电极部14b、14Ab、14Bb、14Cb、14Db、114b、114Ab、114Bb、114Cb、114Db、214b、214Ab、214Bb、214Cb、214Db、314Ab:岛状电极部14c、14Ac、14Bc、14Cc、14Dc、114c、114Ac、114Bc、114Cc、114Dc、214c、214Ac、214Bc、214Cc、214Dc、314Bc:开口15:第二绝缘体层(绝缘体层)
16:第二电极
16a、416Aa、416Ba、416Ca、416Da:线状电极
16b、416Ab、416Db:狭缝
17:第三绝缘体层
19、419:连接用布线
20:第四绝缘体层
30:液晶层
31:间隔件
40、440:第二基板
50:驱动电路
214Ab1、214Ab2、214Ab3、214Ab4:岛状电极部的外缘的直线部分214Bc1、214Bc2、214Bc3、214Bc4:开口的外缘的直线部分416A、416B、416C、416D:分段电极
414:共用电极
CH1、CH2、CH3、CH4:接触孔
Claims (18)
1.一种调光单元,其特征在于,包括:
调光面板以及驱动电路,
所述调光面板依次具备第一基板、液晶层、第二基板,
所述第一基板依次具有绝缘基板、下层电极、第一绝缘体层、多个第一电极、第二绝缘体层以及第二电极,所述第二电极包含彼此平行地配置的多个线状电极并被施加恒定电压,
所述多个第一电极的每一个包含多个岛状电极部,所述多个岛状电极部在俯视时彼此隔开地配置并且彼此电连接,
所述多个岛状电极部中的至少一个岛状电极部经由接触孔与所述下层电极电连接,
所述驱动电路控制对所述多个第一电极的每一个施加的电压。
2.根据权利要求1所述的调光单元,其特征在于,
所述多个岛状电极部被配置成电极面积占有率朝向所述第一电极的外缘减少,
相邻的所述第一电极中的一个电极所包含的所述多个岛状电极部中的至少一个岛状电极部配置在相邻的所述第一电极中的另一个电极所包含的所述多个岛状电极部的电极之间,并且所述另一个电极所包含的所述多个岛状电极部中的至少一个岛状电极部配置在所述一个电极所包含的所述多个岛状电极部的电极之间。
3.根据权利要求2所述的调光单元,其特征在于,
所述下层电极被配置成在俯视时重叠在所述一个电极所包含的所述多个岛状电极部和所述另一个电极所包含的所述多个岛状电极部之间。
4.根据权利要求1或2所述的调光单元,其特征在于,
所述多个岛状电极部中的至少一个岛状电极部的平面形状为四边形。
5.根据权利要求1或2所述的调光单元,其特征在于,
若从所述第二基板侧观察时,顺时针为负的角度而逆时针为正的角度,则所述多个岛状电极部中的至少一个岛状电极部具有包含直线部分的外缘形状,所述直线部分相对于所述第二电极所具有的所述多个线状电极的延伸方向成-30°至+30°的角度。
6.根据权利要求1或2所述的调光单元,其特征在于,
所述多个岛状电极部中的至少一个岛状电极部的平面形状包含曲线部分。
7.根据权利要求1或2所述的调光单元,其特征在于,
所述第一基板具有多条连接用布线,所述多条连接用布线用于连接所述多个第一电极的每一个与所述驱动电路。
8.根据权利要求1或2所述的调光单元,其特征在于,
所述多个第一电极的每一个还包含基底电极部,所述基底电极部设置有多个开口,
所述多个岛状电极部被配置成在俯视时包围所述基底电极部,
所述基底电极部经由其他接触孔与所述下层电极电连接,
相邻的所述第一电极中的一个电极所包含的所述多个岛状电极部中的至少一个岛状电极部配置在相邻的所述第一电极中的另一个电极中所设置的所述多个开口的内侧,并且所述另一个电极所包含的所述多个岛状电极部中的至少一个岛状电极部配置在所述一个电极中所设置的所述多个开口的内侧。
9.根据权利要求8所述的调光单元,其特征在于,
所述基底电极部中所设置的所述多个开口被设置为开口面积占有率从所述基底电极部的中心朝向外缘增加。
10.根据权利要求8所述的调光单元,其特征在于,
所述下层电极被配置成在俯视时重叠在所述一个电极的所述基底电极部中所设置的多个开口和所述另一个电极所包含的所述多个岛状电极部之间。
11.根据权利要求8所述的调光单元,其特征在于,
所述多个开口中的至少一个开口的外缘形状为四边形。
12.根据权利要求8所述的调光单元,其特征在于,
若从所述第二基板侧观察时,顺时针为负的角度而逆时针为正的角度,则所述多个开口中的至少一个开口具有包含直线部分的外缘形状,所述直线部分相对于所述第二电极所具有的所述多个线状电极的延伸方向成-30°至+30°的角度。
13.根据权利要求8所述的调光单元,其特征在于,
所述多个开口中的至少一个开口的外缘形状包含曲线部分。
14.一种液晶显示装置,其特征在于,包括:
图像显示用的液晶面板;
背光源;以及
调光单元,其配置在所述图像显示用的液晶面板与所述背光源之间,
所述调光单元具有调光面板以及驱动电路,
所述调光面板依次具备第一基板、液晶层、第二基板,
所述第一基板依次具有绝缘基板、下层电极、第一绝缘体层、多个第一电极、第二绝缘体层以及第二电极,所述第二电极包含彼此平行地配置的多个线状电极并被施加恒定电压,
所述多个第一电极的每一个包含多个岛状电极部,所述多个岛状电极部在俯视时彼此隔开地配置并且彼此电连接,
所述多个岛状电极部中的至少一个岛状电极部经由接触孔与所述下层电极电连接,
所述驱动电路控制对所述多个第一电极的每一个施加的电压。
15.根据权利要求14所述的液晶显示装置,其特征在于,
所述图像显示用的液晶面板中,包含多种颜色图像元素的多个像素在平面内配置成矩阵状,
所述多个岛状电极部包含重叠电极部,所述重叠电极部被配置成重叠于所述多个像素中的一个像素所包含的所有颜色图像元素。
16.根据权利要求15所述的液晶显示装置,其特征在于,
所述重叠电极部被配置成重叠于所述多种颜色图像元素的每一个的电极面积的最大值与最小值之差在所述最大值的30%以内。
17.根据权利要求14或15所述的液晶显示装置,其特征在于,
所述图像显示用的液晶面板中,包含多种颜色图像元素的多个像素在平面内配置成矩阵状,
所述多个第一电极的每一个还包含基底电极部,所述基底电极部设置有多个开口,
所述多个开口包含重叠开口部,所述重叠开口部被配置成重叠于所述多个像素中的一个像素所包含的所有颜色图像元素。
18.根据权利要求17所述的液晶显示装置,其特征在于,
所述重叠开口部被设置成重叠于所述多种颜色图像元素的每一个的开口面积的最大值与最小值之差在所述最大值的30%以内。
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