TWI485466B - 液晶顯示裝置 - Google Patents

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TWI485466B
TWI485466B TW099109125A TW99109125A TWI485466B TW I485466 B TWI485466 B TW I485466B TW 099109125 A TW099109125 A TW 099109125A TW 99109125 A TW99109125 A TW 99109125A TW I485466 B TWI485466 B TW I485466B
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Hiroyuki Takemoto
Shunsuke Shuto
Takehito Fuchida
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Nitto Denko Corp
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Description

液晶顯示裝置 發明領域
本發明係有關於液晶顯示裝置。
 發明背景
液晶顯示裝置(LCD)係利用液晶分子之光電特性顯示文字或圖像之元件，廣泛普及於行動電話及筆記型電腦、液晶電視等。近年來，LCD朝高精細化進展，用途亦各式各樣。伴隨於此，對LCD要求提高對比度、提高廣視角化等顯示品質。前述對比度係例如由白色圖像中之Y值(白色亮度：YW)與黑色圖像中之Y值(黑色亮度：YB)，作為「YW/YB」而算出。即，前述對比度之提高係藉由提高前述白色亮度及降低前述黑色亮度中之至少一者來進行。
對於前述之對提高顯示品質之要求，例如有人提出有一種液晶顯示裝置，其具備：液晶面板，係具有液晶胞、偏光機構、光學各向異性元件及光擴散機構；及光源裝置，係具有面光源及集光層(格柵louver等)。(例如參照專利文獻1(第0032段，第11圖)、專利文獻2)。於該液晶顯示裝置中，前述集光層(格柵等)具有使來自前述面光源之擴散光接***行光之功能。又，例如有人提出有一種液晶顯示裝置，其係作為液晶胞使用垂直配向模式之所謂VA(Vertical Aligned)模式之液晶胞，且於前述液晶胞與偏光板之間具備複數片之相位差薄膜(參照專利文獻3)。使用前述VA模式之液晶胞之液晶顯示裝置，從正面方向觀看時，大致可進行完全的黑色顯示，對比度高。
先行技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本特開平10-10513號公報
專利文獻2：日本特開平7-104276號公報
專利文獻3：日本特開2000-131693號公報
然而，即使專利文獻1至3所記載之液晶顯示裝置，正面方向之黑色亮度之抑制亦尚不足夠，於正面方向之對比度上存有改善的餘地。
因此，本發明之目的係提供一種可提高正面方向之對比度的液晶顯示裝置。
為達成前述目的，本發明之液晶顯示裝置，其特徵在於：其係依序積層有出射平行光線之光源裝置、背面側偏光子、液晶胞、顯示面側偏光子、光擴散層而成者；前述液晶顯示裝置係於前述顯示面側偏光子與前述光擴散層之間具備選擇遮光層，該選擇遮光層係遮蔽在前述液晶胞消偏光散射後所產生之與前述平行光線朝不同方向行進之光。
如前所述，本發明之液晶顯示裝置具有選擇遮光層，前述選擇遮光層配置於顯示面側偏光子與光擴散層之間。藉此，前述選擇遮光層係遮蔽在液晶胞進行消偏光散射後所產生之與自光源裝置出射之平行光線朝不同方向行進之光。其結果，與先前之液晶顯示裝置相較，可抑制使正面方向之黑色亮度低。藉此，本發明之液晶顯示裝置可提高正面方向之對比度。
圖式簡單說明
第1圖係顯示本發明之液晶顯示裝置之構成之一例的模式剖面圖。
第2(a)~(f)圖係顯示用於本發明之液晶顯示裝置之光源裝置之例的圖。
第3(a)~(e)圖係顯示本發明之液晶顯示裝置所包含之選擇遮光層之例的圖。
第4(a)~(f)圖係說明本發明之液晶顯示裝置所包含之選擇遮光層與光擴散層之關係的圖。
第5圖係顯示極角與方位角之關係的模式圖。
第6(a)~(d)圖係說明實施例之選擇遮光層之製造過程的圖。
第7圖係說明選擇遮光層與顯示面側偏光子及背面側偏光子之關係的圖。
 用以實施發明之形態
本發明者等係於依序積層有出射平行光線之光源裝置、背面側偏光子、液晶胞、顯示面側偏光子、光擴散層而成之液晶顯示裝置(所謂集光擴散系統)中，為進一步提高正面方向之對比度而反覆進行一連串的研究。於其研究過程中，本發明者等發現：於經過背面側偏光子成為偏光之平行光線通過液晶胞時，其一部分被消偏光散射，產生朝與前述平行光線不同方向行進之光(消偏光散射光)，該消偏光散射光通過顯示面側偏光子藉由光擴散層轉換為朝正面方向行進之光，故正面方向之黑色亮度變高，對比度下降。基於此發現，本發明者等發現：藉由於顯示面側偏光子與光擴散層之間配置遮蔽前述消偏光散射光之選擇遮光層，可抑制液晶顯示裝置之正面方向之黑色亮度變高，可提高正面方向之對比度，終完成本發明。
前述消偏光散射推測係因構成前述液晶胞之構件、例如彩色濾光片、薄膜電晶體、閘極配線、源極配線、液晶分子、ITO(Indium Tin Oxide)電極等引起。然而，本發明並不受此推測任何限制及限定。
於本發明之液晶顯示裝置中，前述選擇遮光層之遮光角宜係自前述光源裝置出射之平行光線之半值角的0.7倍~3.0倍之範圍。
於本發明之液晶顯示裝置中，前述選擇遮光層之遮光角宜係1~100°之範圍。
於本發明之液晶顯示裝置中，前述光擴散層之擴散半值角宜係10~100°之範圍。
於本發明之液晶顯示裝置中，前述光擴散層之表面粗糙度Ra宜係0.1μm以下。
於本發明之液晶顯示裝置中，前述背面側偏光子之吸收軸與前述顯示面側偏光子之吸收軸宜正交。
於本發明之液晶顯示裝置中，前述選擇遮光層宜具有成條紋狀配置之遮光部與透光部，且配置成前述遮光部及前述透光部之與條紋寬度方向正交之方向和前述顯示面側偏光子之吸收軸成平行。
於本發明之液晶顯示裝置中，前述遮光部之厚度(X)宜比前述透光部之寬度(Y)大，前述遮光部之厚度(X)更宜為前述透光部之寬度(Y)之1.5倍以上。
於本發明之液晶顯示裝置中，前述液晶胞宜包含配向成垂直排列之液晶分子。
接著，就本發明進行詳細地說明。然而，本發明係不受以下記載限制。
1.　本發明之液晶顯示裝置之整體構成
於第1圖之模式剖面圖中顯示本發明之液晶顯示裝置之構成一例。如圖所示，該液晶顯示裝置100之主要構成構件係具備：液晶胞13、顯示面側偏光子11、背面側偏光子16、出射平行光線之光源裝置14、及光擴散層15。前述光擴散層15係配置於前述液晶胞13之顯示面側(同圖中為上側)。前述光源裝置14係配置於前述液晶胞13之背面側(同圖中為下側)。前述顯示面側偏光子11係配置於前述光擴散層15與前述液晶胞13之間。前述背面側偏光子16係配置於前述液晶胞13與前述光源裝置14之間。本發明之液晶顯示裝置100包含選擇遮光層12。前述選擇遮光層12係配置於前述顯示面側偏光子11與前述光擴散層15之間。
於本發明之液晶顯示裝置之各構成構件之間，亦可配置任意之接著層(未圖示)、或任意之光學構件(較佳者為顯示各向同性者)。
以下，就本發明之液晶顯示裝置中所使用之各構成構件進行說明。
2.　出射平行光線之光源裝置
本發明所使用之光源裝置係出射平行光線之光源裝置。作為出射前述平行光線之光源裝置，例如可列舉具備出射擴散光之面光源、及配置於較前述面光源靠近顯示面側，用以將前述擴散光轉換為平行光線之構件的光源裝置(以下有時稱為「第1光源裝置」)。又，作為出射前述平行光線之光源裝置，例如可列舉具備出射平行光線之面光源的光源裝置(以下有時稱為「第2光源裝置」)。
作為前述第1光源裝置，例如如第2(a)圖所示，可列舉以下光源裝置，其具備：包含光源34、投影透鏡35、點狀狹縫36及鋁鏡面反射板37的面光源31；作為將擴散光轉換為平行光線之構件，配置於前述面光源31之前面側之菲涅爾透鏡32；及配置於前述菲涅爾透鏡32之前面側之擴散片33。又，作為前述第1光源裝置，例如如第2(b)圖所示，可列舉以下光源裝置，其具備：面光源41；及作為將前述擴散光轉換為平行光線之構件的第一集光元件42以及第二集光元件43。前述第一集光元件42，例如如第2(c)圖所示，係雙凸透鏡(或砲彈型透鏡)44，且於前述透鏡44之焦點以外的部份之平滑面側設置遮光層(或反射層)45而成者。前述第二集光元件43，例如具有與前述第一集光元件42相同之構成，在比前述第一集光元件42靠近顯示面側，與前述第一集光元件42正交地配置。又，作為前述第1光源裝置，例如如第2(d)圖所示，可列舉以下光源裝置，其具備：包含側光型LED53及導光板54之面光源51、以及作為將前述擴散光轉換為平行光線之構件，於前述面光源51側具有凸部之角度變換稜鏡52。又，作為前述第1光源裝置，例如如第2(e)圖所示，可列舉以下光源裝置，其具備：面光源61、以及作為將前述擴散光轉換為平行光線之構件的格柵62。作為前述格柵62，例如可列舉於橫向交互積層吸收光之光吸收樹脂63與透過光之光透過樹脂64而成者。再者，將前述擴散光轉換為平行光線之構件，亦可貼附於前述液晶胞之背面側。作為前述第2光源裝置，例如如第2(f)圖所示，可列舉排列有砲彈型LED71之光源裝置。
前述光源裝置所出射之平行光線的出射方向，可依照後述的選擇遮光層之透過方向而適當選擇，但較佳為正面方向。又，前述光源裝置所出射之平行光線之半值角宜為60°以下，較佳為40°以下，更佳為20°以下。
3.　背面側偏光子及顯示面側偏光子
本發明所使用之偏光子可由自然光或偏光轉換為任意之偏光。前述偏光子宜為將自然光或偏光轉換為直線偏光者。此種偏光子具有將入射之光分成正交之二個偏光成分時，使其中一方之偏光成分透過之功能，且使另一方偏光成分藉由吸收、反射及散射等而不透過者。
前述偏光子可使用例如使包含聚乙烯醇系樹脂之高分子薄膜延伸而得者，前述聚乙烯醇系樹脂含有碘或二色性染料；或者於具有光活性分子之層或經刷磨處理之基板等配向控制體上配向二色性分子而得者等的各種偏光子。
前述偏光子例如可以於其單面或雙面積層有保護膜(前面保護膜及/或背面保護膜)之形態使用。於前述前面保護膜之至少一方可具有表面處理層(例如防眩層、硬塗層)。作為前述保護膜，可使用高分子薄膜等任意適當者。例如，可直接使用市售之高分子薄膜。於兩面積層有前述保護膜之偏光子之厚度，例如係20~300μm之範圍。
前述背面側偏光子及前述顯示面側偏光子宜配置成互相之吸收軸成正交之關係。前述所謂「正交」係包含實質上正交之情形，前述所謂實質上正交之情形例如係90°±2°之範圍，較佳為90°±1°之範圍。又，本發明中，所謂「平行」係包含實質上平行之情形，前述所謂實質上平行之情形例如係0°±2°之範圍，較佳為0°±1°之範圍。
4.　液晶胞
作為本發明所使用之液晶胞，可採用任意之適當者。作為前述液晶胞，例如可列舉使用薄膜電晶體之主動矩陣型液晶胞、單純矩陣型液晶胞等。前述液晶胞通常包含一對基板、及夾持於前述一對基板之作為顯示媒體之液晶層。
前述液晶胞宜包含配向成垂直排列之液晶分子，作為按照驅動模式進行分類之具體例，可列舉扭轉向列(TN)模式、垂直配向(VA)模式、光學補償雙折射(OCB)模式、垂直配向型電場控制雙折射(ECB)模式、藍相模式等。其等之中，以前述VA模式為特佳。
前述VA模式之液晶胞，例如可如日本特開平11-258605號公報所記載般，係於電極形成有狹縫者、或藉由使用於表面形成有突起之基材而多區域化者。此種液晶胞，例如可列舉：夏普(股)製之商品名「ASV(Advanced Super View)模式」、同公司製之商品名「CPA(Continuous Pinwheel Alignment)模式」、富士通(股)製之商品名「MVA(Multi-domain Vertical Alignment)模式」、三星電子(股)製之商品名「PVA(Patterned Vertical Alignment)模式」、同公司製之商品名「EVA(Enhanced Vertical Alignment)模式」、三洋電機(股)製之商品名「SURVIVAL(Super Ranged Viewing Vertical Alignment)模式」等。作為前述VA模式之液晶胞，例如亦可直接使用搭載於市售之液晶顯示裝置者。本發明係對無電壓施加時垂直排列之模式特別有效。又，前述液晶胞之驅動模式亦宜為平面轉換(IPS)模式。
5.　選擇遮光層
前述選擇遮光層係配置於前述顯示面側偏光子與前述光擴散層之間。藉此，可遮蔽通過前述液晶胞之光中，因於前述液晶胞之消偏光散射所產生之朝與自前述光源裝置出射之平行光線不同方向行進且由顯示面側偏光子洩漏之光。其結果，可抑制液晶顯示裝置之正面方向之黑色亮度為低，可提高正面方向之對比度。再者，前述選擇遮光層，只要其至少一部分(背面側部分)配置於前述顯示面側偏光子與前述光擴散層之間，其餘部分(顯示面側部分)可配置於前述光擴散層內(第4(c)~(f)圖等)。
前述選擇遮光層宜透過背光之斜向出射光，且選擇性地吸收自液晶胞發出之斜向的消偏光散射光。因此，前述選擇遮光層之遮光角宜為自前述光源裝置出射之平行光線的半值角的0.7倍~3.0倍之範圍。較佳係1.0倍~2.0倍之範圍。前述遮光角未達平行光線的半值角的0.7倍時，由於選擇遮光層亦吸收自光源裝置出射之光，故招致白色亮度之大幅的降低。另一方面，前述遮光角高於平行光線的半值角的3.0倍時，自光源裝置出射之光會透過選擇遮光層，但由於無法有效率地吸收自液晶胞發出之消偏光散射光，故不易獲得提高正面方向之對比度的效果。具體而言，前述選擇遮光層之遮光角宜為1~100°之範圍，較佳為5~60°之範圍，更佳為10~40°之範圍。前述選擇遮光層之遮光角係指表示最大透過率的1/2透過率之二點間的角度範圍。再者，本發明中，前述選擇遮光層具有異方性時，所位選擇遮光層之遮光角係指全方位中之遮光角中最小值。
前述選擇遮光層例如具有於其面內遮蔽光(例如吸收、反射、散射等，較佳係吸收)之遮光部、以及透過光之透光部。作為前述選擇遮光層之形態，例如如第3(a)圖所示，可列舉遮光部12a與透光部12b交替配置於選擇遮光層之面內一方向之形態(條紋狀形態)。根據此種形態，由於構造簡單，故生產性優異。於此形態中，前述遮光部12a之厚度(X)宜為20~400μm之範圍，較佳為40~300μm之範圍。前述透光部12b之寬度(Y)，由不會減小前述選擇遮光層之全光線透過率之觀點來看，宜大於前述遮光部12a之寬度。前述透光部12b之寬度(Y)宜為20~200μm之範圍，較佳係30~150μm之範圍。前述遮光部12a之寬度宜為0.1~20μm之範圍，較佳係1~15μm之範圍。前述遮光部12a之厚度(X)宜比前述透光部12b之寬度(Y)大。如此，可更為遮蔽藉由前述消偏光散射所產生之與自前述光源裝置出射的平行光線朝不同方向行進之光。前述遮光部12a之厚度(X)較佳係前述透光部12b之寬度(Y)之1.5倍以上，更佳係1.5~3.0倍之範圍。又，作為前述選擇遮光層之形態，例如如第3(b)圖所示，可列舉將第3(a)圖所示之前述選擇遮光層彼此正交之而積層之形態。若為此形態，可更為遮蔽藉由前述消偏光散射所產生之與自前述光源裝置出射的平行光線朝不同方向行進之光，可更為提高對比度。又，作為前述選擇遮光層之形態，例如如第3(c)圖所示，可列舉將遮光部12a形成為格子狀之形態。於此形態中，例如前述格子內成為透光部12b。前述透光部12b宜藉由形成透光部之材料形成，但例如亦可為空間。若為此形態，可以一層之選擇遮光層更為遮蔽因前述消偏光散射所產生之與自前述光源裝置出射的平行光線朝不同方向行進之光，且可薄型化。又，作為前述選擇遮光層之形態，例如如第3(d)圖所示，可列舉遮光部12a形成為蜂巢狀之形態。於此形態中，例如前述蜂巢內成為透光部12b。前述蜂巢內之透光部12b宜藉由形成透光部之材料形成，但亦可為空間。若為此形態，可以一層之選擇遮光層更為遮蔽因前述消偏光散射所產生之與自前述光源裝置出射的平行光線朝不同方向行進之光，且可薄型化。又，作為前述選擇遮光層之形態，例如如第3(e)圖所示，可列舉遮光部12a為梯形狀之形態。再者，如第3圖所示，此等例之選擇遮光層中之前述遮光部係相對於前述選擇遮光層之厚度方向(同圖中為縱向)成水平。然而，可用於本發明之複合偏光板之選擇遮光層並不限定於此。前述遮光部亦可例如相對於前述選擇遮光層之厚度方向以期望角度傾斜。前述角度並無特別限定，可依照光源裝置之配置等而適當設定。
前述選擇遮光層可以先前周知之方法製造。前述選擇遮光層例如可如下進行製造。即，首先使用形成前述遮光部之材料與形成前述透光部之材料，製作包含前述遮光部與前述透光部之積層片。接著，以各積層片之前述遮光部與前述透光部交互之方式進行積層，而形成積層體。然後，對該積層體施加熱及壓力進行熔著，藉由沿與積層面正交之方向切片成特定厚度而製成。作為前述選擇遮光層之材料及製造方法，例如可列舉日本特公平6-50605號公報、日本專利第3043069號公報、日本專利第3130030號公報、日本特公平8-11211號公報、日本特開2007-279424號公報、日本特開2007-86142號公報等、或日本特開2004-37671號公報所記載之材料及製造方法。
如第7圖所示，前述選擇遮光層122具有條紋狀配置之遮光部122a與透光部122b。同圖中，對於與第1圖相同之部分賦予相同符號。宜配置成前述遮光部122a及透光部122b之與條紋寬度方向(箭頭D)成正交之方向(箭頭C；同圖中為左右方向)與前述顯示面側偏光子121之吸收軸方向(箭頭B)成平行(前述遮光部122a及透光部122b之與條紋寬度方向成正交之方向(箭頭C)與前述背面側偏光子126之吸收軸方向(箭頭A)成正交)。其理由如下。即，在使用包含垂直排列地配向之液晶分子123之液晶胞(例如VA模式之液晶胞)，且前述顯示面側偏光子121與前述背面側偏光子126配置成前述顯示面側偏光子121之吸收軸(箭頭B)與前述背面側偏光子126之吸收軸(箭頭A)成正交之液晶顯示裝置120中，例如水平方向振動之直線偏光(P偏光)入射於前述液晶胞時，朝垂直方向之消偏光散射比前述水平方向強。另一方面，於前述液晶顯示裝置120中，例如垂直方向振動之直線偏光(S偏光)入射於前述液晶胞時，朝水平方向之消偏光散射比前述垂直方向強。因此，如前所述，在使用包含垂直排列地配向之液晶分子之液晶胞，且前述顯示面側偏光子與前述背面側偏光子配置成前述顯示面側偏光子之吸收軸與前述背面側偏光子之吸收軸成正交之液晶顯示裝置中，若將前述選擇遮光層配置成與前述條紋寬度方向成正交之方向(遮光部之長度方向)與前述顯示面側偏光子之吸收軸成平行，則可一面維持光利用效率，一面更有效地遮蔽藉由前述消偏光散射所產生之與自前述光源裝置出射的平行光線朝不同方向行進之消偏光散射光。
6.　光擴散層
本發明所使用之光擴散層可使用先前周知者。前述光擴散層例如可為於基材薄膜上塗布分散有聚合物微粒子、二氧化矽微粒子、聚矽氧微粒子等之微粒子的硬塗層形成材料而得之形態，亦可為於前述選擇遮光層之表面等分散有前述微粒子之複合構件之形態等。
前述選擇遮光層例如如第1圖所示，配置於前述顯示面側偏光子與前述光擴散層之間，前述光擴散層係前述單獨構件之形態時，如第4(a)及(b)圖所示，前述光擴散層15係例如配置於前述選擇遮光層12之表面(同圖中為上側之面)。又，前述光擴散層係前述複合構件之形態時，如第4(a)及(b)圖所示，前述光擴散層15亦可為例如於前述選擇遮光層12之表面分散有前述微粒子之形態。又，若前述光擴散層之至少一部分較前述選擇遮光層配置於靠近顯示面側，則如第4(c)圖所示，前述光擴散層15可為其一部分埋沒於前述選擇遮光層12之形態，亦可如第4(d)及(e)圖所示，其全部大致埋沒於前述選擇遮光層12之形態。若為第4(c)~(e)所示之形態，則因為可使前述光擴散層與前述選擇遮光層一體化，故可薄型化。積層有前述光擴散層與前述選擇遮光層之構件，可單獨使用，亦可如第4(f)圖所示，將二個以上分別使之正交後積層使用。
前述光擴散層之擴散特性，較佳為擴散半值角係10~100°之範圍。前述光擴散層之擴散半值角例如可為雷射光等之平行光線正面入射於前述光擴散層時之光擴散亮度的除了直進透過成分以外的正面擴散亮度減半之角度之左右方向或上下方向之和。前述擴散半值角未達10°時，有無法確保斜方向之均一的明亮度之虞。又，前述擴散半值角超過100°時，因於光擴散層與空氣之界面的全反射而產生自光擴散層表面無法出射光之廣角散射光成分。該廣角散射光成分朝其他像素或面板內部反射及擴散，藉此有引起畫質劣化之虞。前述擴散半值角較佳係20~80°之範圍，更佳為30~75°之範圍。
前述光擴散層之擴散特性，由霧度值宜為90~99%之範圍。前述霧度值較佳為92~99%之範圍，更佳為95~99%之範圍。
進而，光擴散層宜表面為平滑。使用如此光擴散層，可防止自面板內部出射之背光於光擴散層內部或光擴散層與空間之界面，再度光返回至面板內部。因此，由於不易發生面板內部之雜散光，故可防止因前述雜散光所致之正面方向之對比度降低。
前述光擴散層宜係具有平滑表面之內部擴散方式之光擴散層。此種光擴散層之表面粗糙度Ra宜為0.1μm以下，較佳係0.07μm以下，更佳係0.04μm以下。若具有如此具有平滑表面之光擴散層，則不會產生利用表面凹凸之光擴散層中所見之因在與空氣之界面之全反射所造成之擴散光返回。因此，因為不會使正面方向之對比度降低，故為佳。再者，前述表面粗糙度Ra係JIS B0601(1994年版)規定之算術平均表面粗糙度(μm)。
於前述光擴散層之表面，亦可視必要設置抗反射層。藉由前述抗反射層，可防止由光擴散層出射之光於前述光擴散層與空氣之界面的反射，不會產生擴散光返回，故為佳。作為前述抗反射層，可列舉由氟樹脂、含氟樹脂及包含中空奈米二氧化矽粒子等中空奈米粒子之樹脂等形成之層、或蛾眼等之奈米構造抗反射層等。此等之層之厚度宜為0.05~1μm之範圍。前述樹脂可藉由溶膠凝膠法、異氰酸酯所致之熱硬化、丙烯酸等之不飽和聚合***聯基與光起始劑所致之電離放射線硬化等硬化方法使之硬化。前述抗反射層之折射率宜為1.2~1.5之範圍。藉由設置前述抗反射層所獲得之前述光擴散層表面之反射率宜係0.1~3.5%。
7.　其他構成構件
本發明之液晶顯示裝置，作為其他構成構件例如可包含相位差板。前述相位差板並無特別限制，例如可使用先前周知者。
[實施例]
接著，就本發明之實施例與比較例一併說明。再者，本發明並不受下述實施例及比較例之任何限定及限制。又，各實施例及各比較例中之各種特性及物性之測定及評價，以下述方法實施。
(液晶顯示裝置之正面方向之對比度)
於23℃之暗室中點亮光源裝置、經過30分鐘後，使用錐光偏振儀(AUTRONIC-MELCHERS公司製)測定顯示白色圖像及黑色圖像時之正面方向之XYZ表示系統之Y值。由白色圖像中之Y值(YW：白色亮度)與黑色圖像中之Y值(YB：黑色亮度)算出對比度「YW/YB」。
(液晶顯示裝置之斜方向之對比度)
於23℃之暗室中點亮光源裝置、經過30分鐘後，使用錐光偏振儀(AUTRONIC-MELCHERS公司製)測定顯示白色圖像及黑色圖像時於極角60°方向使方位角於0°~360°變化，方位角45°、135°、225°、315°下之XYZ表示系統之Y值。由白色圖像中之Y值(YW：白色亮度)與黑色圖像中之Y值(YB：黑色亮度)算出斜方向之對比度「YW/YB」，求得方位角45°、135°、225°、31°下之斜方向之對比度的平均值。再者，方位角及極角如第5圖所示，方位角0°表示3點之方向。
(光源裝置出射之平行光線之半值角)
使用錐光偏振儀(AUTRONIC-MELCHERS公司製)測定自光源裝置出射之光之全方位(極角0°~80°)之亮度。由此測定結果，將表示最大亮度之1/2值之2點(左右方向或上下方向之2點)之角度和作為光源裝置出射之平行光線之半值角。
(選擇遮光層之遮光角)
首先，於半值角為100°左右之擴散光源之上方配置選擇遮光層，使用錐光偏振儀(AUTRONIC-MELCHERS公司製)測定前述選擇遮光層上面之透過光之全方位(極角0°~80°)之亮度(L1)。接著，測定僅前述擴散光源之亮度(L2)。由兩者之亮度測定結果算出透過率(L1/L2)，將表示最大透過率之1/2值之2點(相對於暗色層(遮光部)之長度方向成正交之方向之2點)之角度(極角)之和的值作為選擇遮光層之遮光角。再者，相對於前述暗色層(遮光部)之長度方向成正交之朝向之遮光角，於後述實施例中，表示全方位之遮光角中最小值。
(光擴散層之擴散半值角)
對光擴散層照射綠色雷射光，使用錐光偏振儀(AUTRONIC-MELCHERS公司製)測定所產生之擴散光之全方位(極角0°~80°)之亮度。由此測定結果，將表示正面擴散亮度之1/2值之2點(左右方向或上下方向之2點)之角度和作為光擴散層之擴散半值角。
[實施例1] [出射平行光線之光源裝置之製作]
製作第2(a)圖所示構成之光源裝置。於此例之光源裝置，前述光源34係使用100W之金屬鹵素燈光源。前述點狀狹縫36係使用狹縫寬度Φ20mm者。前述鋁鏡面反射板37係使用反射率為90%者。前述菲涅爾透鏡32係使用壓克力製、尺寸為對角20英吋、焦距f為40cm者。前述擴散片33係使用Physical Optics Corporation公司製之商品名「Holograph Diffusers LSD5PE5-10」。該光源裝置出射之平行光線之半值角係13°。
[液晶胞之準備]
由包含VA模式之液晶胞之市售的液晶顯示裝置(SONY(股)製、商品名「BRAVIA KDL20J」)取出液晶面板，將配置於液晶胞上下之偏光板等之光學薄膜全部去除。洗淨該液晶胞之玻璃板之表裏，準備液晶胞。
[顯示面側複合偏光板之製作] (1)　顯示面側偏光板之準備
準備偏光板(日東電工(股)製、商品名「SEG1423DU」)。該偏光板係依序積層離型薄膜、黏著層、背面保護膜、偏光子、前面保護膜及表面保護層者。前述偏光子相當於本發明中之顯示面側偏光子。
(2)　選擇遮光層之製作
參照第6圖說明選擇遮光層之製造過程。首先，於乙酸一丁酸纖維素(CAB、Eastman Chemical公司製)95重量份添加碳黑(Degussa公司製、商品名「SPECIAL BLACK250」)5重量份，於220℃混練，藉此得到樹脂組合物。接著，將該樹脂組合物與前述CAB於220℃進行共擠壓，藉此製作積層有包含前述樹脂組合物之暗色層(遮光部)12a與包含前述CAB之透明層(透光部)12b之二層積層片111(總厚度：0.132mm、暗色層(遮光部)之厚度/透明層(透光部)之厚度=1/10)(第6(a)圖)。接著，將該二層積層片111裁斷成長條狀，於垂直方向積層約5000片。接著，一面由該積層物之側面部及上部施加壓力(200N/m2 )，一面加熱至160℃，藉此使各二層積層片彼此熔著，製作積層熔著體112(第6(b)圖)。然後，將該積層熔著體112之積層剖面切片成厚度0.25mm(第6(b)圖中之二點鏈線)，藉此製作選擇遮光層12(第6(c)圖)。該選擇遮光層12中之暗色層(遮光部)12a之厚度(X)係透明層(透光部)12b之寬度(Y)之2.08倍。又，該選擇遮光層12之遮光角係25°。此為自前述光源裝置出射之平行光線之半值角之1.9倍。於該選擇遮光層12之一面進而轉貼有丙烯酸系黏著層113(厚度23μm)(第6(d)圖)。
(3)　光擴散層之製作
首先，於硬塗料單體液(DIC(股)製、商品名「PC1070」)100重量份添加聚矽氧微粒子(Momentive Performance Materials Japan公司製、商品名「tospearl 120」)35重量份，藉由攪拌1小時進行混合。將脫泡後之前述混合物塗布於三乙酸纖維素(TAC)薄膜(富士薄膜(股)製、商品名「TD80UZ」)之一面。接著，將前述塗布薄膜於100℃乾燥2分鐘後，使用高壓水銀燈以前述高壓水銀燈之紫外線365nm下之累計光量達300mJ/cm2 之方式對塗布面照射，製作具有45μm的塗布厚度之光擴散硬塗TAC薄膜。光擴散層之表面係平滑，表面粗糙度Ra係0.01μm。再者，表面粗糙度Ra如下進行測定。於前述TAC薄膜之未形成有光擴散層之面以黏著劑貼合MATSUNAMI公司製之玻璃板(厚度1.3mm)，使用高精度微細形狀測定器(商品名； ET4000，(股)小坂研究所製)測定前述光擴散層之表面形狀，求出算術平均表面粗糙度Ra。再者，前述高精度微細形狀測定器係自動算出前述算術平均表面粗糙度Ra。前述算術平均表面粗糙度Ra係基於JIS B 0601(1994年版)者。該光擴散硬塗TAC薄膜之擴散半值角係60°。於該光擴散硬塗TAC薄膜進一步轉貼有丙烯酸系黏著層(厚度23μm)。
(4)　複合偏光板之製作
首先，於前述顯示面側偏光板之前述表面保護層側之面，以前述偏光子之吸收軸與前述選擇遮光層之前述暗色層(遮光部)之長度方向平行之方式，經由前述選擇遮光層之黏著層貼著前述選擇遮光層。接著，於前述選擇遮光層之與前述偏光子成相反側之面，經由前述光擴散層之黏著層貼著前述光擴散層。藉此，製作光擴散層經一體化之本實施例所用之複合偏光板。
[背面側偏光板之準備]
以與前述顯示面側偏光板同樣之偏光板，準備除去前述表面保護層者。
[相位差板之準備]
準備二軸性相位差板(日東電工(股)製、商品名「NZB 55-240」)。將此作為相位差板。
[液晶顯示裝置之製作]
於前述液晶胞之顯示面側，以前述顯示面側偏光子之吸收軸方向與前述液晶胞之長邊方向成平行之方式，經由前述複合偏光板之黏著層貼著前述顯示面側複合偏光板。接著，於前述液晶胞之背面側，以前述相位差板之遲相軸方向與前述液晶胞之長邊方向成平行之方式，經由丙烯酸系黏著劑(厚度：20μm)貼著前述相位差板。再者，於前述相位差板之與液晶胞成相反側之面，以前述背面側偏光子之吸收軸方向與前述液晶胞之長邊方向成正交之方式，經由前述背面側偏光板之黏著層貼著前述背面側偏光板。此時，前述顯示面側偏光子之吸收軸與前述背面側偏光子之吸收軸成正交。於藉此而獲得之液晶顯示面板之背面側配置前述光源裝置，製作本實施例之液晶顯示裝置。將本實施例之液晶顯示裝置之特性顯示於下述表1。
[比較例1] [複合偏光板之製作]
於前述顯示面側偏光板之前述表面保護層側之面，不經由前述選擇遮光層，而經由前述光擴散層之黏著層貼著前述光擴散層。藉此，製作本比較例所使用之複合偏光板。
[液晶顯示裝置之製作]
除了於前述液晶胞之顯示面側，以前述顯示面側偏光子之吸收軸方向與前述液晶胞之長邊方向成平行之方式，經由前述複合偏光板之黏著層貼著前述複合偏光板以外，與實施例1同樣地進行，製作本比較例之液晶顯示裝置。將本比較例之液晶顯示裝置之特性顯示於下述表1。
[比較例2] [液晶顯示裝置之製作]
除了於背面側偏光板之與前述液晶胞成相反側之面，以前述背面側偏光子之吸收軸與前述選擇遮光層之前述暗色層(遮光部)之長度方向成正交之方式，經由前述選擇遮光層之黏著層貼著前述選擇遮光層以外，與比較例1同樣地進行，製作本比較例之液晶顯示裝置。將本比較例之液晶顯示裝置之特性顯示於下述表1。
如前述表1所示，將前述選擇遮光層配置於前述顯示面側偏光子與前述光擴散層之間的實施例1之液晶顯示裝置，可抑制正面方向之黑色亮度及斜方向之黑色亮度為低，提高正面方向之對比度及斜方向之對比度。另一方面，未使用前述選擇遮光層之比較例1、及將前述選擇遮光層配置於前述背面側偏光子與前述光源裝置之間的比較例2之液晶顯示裝置，係提高正面方向之黑色亮度及斜方向之黑色亮度，降低正面方向之對比度及斜方向之對比度。
產業之可利用性
如上所述，本發明之液晶顯示裝置可使正面方向之對比度提高。本發明之液晶顯示裝置之用途，例如可列舉桌上型電腦、筆記型電腦、影印機等OA機器、行動電話、鐘錶、數位相機、行動資訊終端(PDA)、行動遊戲機等行動機器、攝影機、電視、微波爐等家庭用電器、後視監視器、衛星導航系統用監視器、汽車音響等車載用機器、看護用監視器、醫療用監視器等看護及醫療機器等，其用途不限，可適用於廣泛領域。
100,120．．．液晶顯示裝置
11,121．．．顯示面側偏光子
12,122．．．選擇遮光層
12a,122a．．．遮光部
12b,122b．．．透光部
13,123．．．液晶胞
14．．．光源裝置
15．．．光擴散層
16,126．．．背面側偏光子
31,41,51,61．．．面光源
32．．．菲涅爾透鏡
33．．．擴散片
34．．．光源
35．．．投影透鏡
36．．．點狀狹縫
37．．．鋁鏡面反射板
42．．．第一集光元件
43．．．第二集光元件
44‧‧‧柱狀透鏡
45‧‧‧遮光層
52‧‧‧角度變換稜鏡
53‧‧‧側光型LED
54‧‧‧導光板
62‧‧‧格柵
63‧‧‧光吸收樹脂
64‧‧‧光透過樹脂
71‧‧‧砲彈型LED
111‧‧‧二層積層片
112‧‧‧積層熔著體
113‧‧‧丙烯酸系黏著層
第1圖係顯示本發明之液晶顯示裝置之構成之一例的模式剖面圖。
第2(a)~(f)圖係顯示用於本發明之液晶顯示裝置之光源裝置之例的圖。
第3(a)~(e)圖係顯示本發明之液晶顯示裝置所包含之選擇遮光層之例的圖。
第4(a)~(f)圖係說明本發明之液晶顯示裝置所包含之選擇遮光層與光擴散層之關係的圖。
第5圖係顯示極角與方位角之關係的模式圖。
第6(a)~(d)圖係說明實施例之選擇遮光層之製造過程的圖。
第7圖係說明選擇遮光層與顯示面側偏光子及背面側偏光子之關係的圖。
100．．．液晶顯示裝置
11．．．顯示面側偏光子
12．．．選擇遮光層
13．．．液晶胞
14．．．光源裝置
15．．．光擴散層
16．．．背面側偏光子

Claims (9)

  1. 一種液晶顯示裝置，係依序積層有出射平行光線之光源裝置、背面側偏光子、液晶胞、顯示面側偏光子、光擴散層而成者，其特徵在於：前述液晶顯示裝置係於前述顯示面側偏光子與前述光擴散層之間具備選擇遮光層，該選擇遮光層係遮蔽在前述液晶胞消偏光散射後所產生之與前述平行光線朝不同方向行進之光，前述選擇遮光層具有成條紋狀配置之遮光部與透光部，且被配置成為使得與前述遮光部及前述透光部之條紋寬度方向呈正交之方向和前述顯示面側偏光子之吸收軸是呈平行。
  2. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置，其中前述選擇遮光層之遮光角係自前述光源裝置出射之平行光線之半值角的0.7倍~3.0倍之範圍。
  3. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置，其中前述選擇遮光層之遮光角係1~100°之範圍。
  4. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置，其中前述光擴散層之擴散半值角係10~100°之範圍。
  5. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置，其中前述光擴散層之表面粗糙度Ra係0.1μm以下。
  6. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置，其中前述背面側偏光子之吸收軸與前述顯示面側偏光子之吸收軸係正交。
  7. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置，其中前述遮光部之厚度(X)比前述透光部之寬度(Y)大。
  8. 如申請專利範圍第7項之液晶顯示裝置，其中前述遮光部之厚度(X)係前述透光部之寬度(Y)之1.5倍以上。
  9. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置，其中前述液晶胞係包含配向成垂直排列之液晶分子。
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