[go: up one dir, main page]

CN1299153C - 利用透射光显示图像的液晶显示器 - Google Patents

利用透射光显示图像的液晶显示器 Download PDF

Info

Publication number
CN1299153C
CN1299153C CNB011119934A CN01111993A CN1299153C CN 1299153 C CN1299153 C CN 1299153C CN B011119934 A CNB011119934 A CN B011119934A CN 01111993 A CN01111993 A CN 01111993A CN 1299153 C CN1299153 C CN 1299153C
Authority
CN
China
Prior art keywords
liquid crystal
mentioned
layer
phase difference
lcd
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CNB011119934A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1319778A (zh
Inventor
井上威一郎
山原基裕
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Publication of CN1319778A publication Critical patent/CN1319778A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1299153C publication Critical patent/CN1299153C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133502Antiglare, refractive index matching layers
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/13363Birefringent elements, e.g. for optical compensation

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Polarising Elements (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Abstract

本发明提供一种利用透射光显示图像的液晶显示器,包括:由一对基板和夹在上述一对基板间的液晶层组成的液晶盒、一对其间夹有上述液晶盒且相互对峙着设置的偏光板、设置在上述液晶盒和至少一个上述偏光板间的相位差补偿元件、以及设置在上述一对偏光板中靠近观察者一侧的那一偏光板的又靠近观察者那一侧的防眩层,所述防眩层具有内部散射层和散射性表面,所述内部散射层由在高分子母体中分散混合折射率和高分子母体不同的微粒子后获得的材料形成,所述防眩层的霾系数值在15以上,由光学梳宽度为0.5mm的图像清晰度测量仪所测得的防眩层的透过图像清晰度的值在15以上。

Description

利用透射光显示图像的液晶显示器
技术领域
本发明涉及一种利用透射光显示图像的液晶显示器,特别是从很斜的方向观看时,显示质量也会很高的液晶显示器。
背景技术
利用向列相液晶的液晶显示器很早就被广泛地应用在钟表、计算器等分段型数值显示器上。近年来被广泛地应用到了文字处理机、笔记本电脑、汽车导向系统上。最近,又开始被应用到对角长度为20英寸到30英寸的直视型(非投射型)大屏幕电视等上,用途越来越广。
这样的液晶显示器中,一般包括一对其间夹着液晶层且相对峙的基板,该基板上还形成有用以使像素接通/截止的电极、布线等。例如,在有源矩阵型液晶显示器中,用以将电压施加给液晶层的像素电极排列成矩阵状,场效应管等有源元件作为有选择地向每一个像素电极施加电位的开关手段而和上述电极、布线一起形成在基板上。而且在彩色液晶显示器中,基板上还形成有红、绿、蓝等彩色滤光层。以下几种按向列相液晶分子的扭曲角度来区分的这样的液晶显示器的显示方式,已为人所知。
(1)扭曲向列液晶显示方式(以下称其为TN型),即液晶分子在一对基板间的扭曲角度为90°。
(2)超扭曲向列液晶显示方式(以下称其为STN型),即液晶分子在一对基板间的扭曲角度大于90°。
由于在上述显示方式的液晶显示器中,存在着视野角依赖性(包括方位角依赖性和视角依赖性),即当观察者观察显示面的方向(方位角:显示面内的方向)及观察该显示面的角度(视角:与显示面法线所成的角度)不同时,图像的对比度就不同,还会发生灰阶翻转现象等,而造成表示视野角特性的视野角不大。例如,当从法线方向稍向6点方向(把显示面比作时钟的文字盘时,6点方向即为朝下的方向)倾斜的那一方向观察显示面时,会出现灰阶翻转现象;当从法线方向向12点方向(朝上方向)倾斜的那一方向观察显示面时,没有什么对比度而使整个图像发白。还有,当从法线方向向3点方向及9点方向(横向)倾斜的方向观察显示面时,也出现灰阶翻转现象而导致显示质量下降。
为解决这一问题,例如,在日本国特许公报第2866540号以及日本国公开特许公报特开平9-120005号公报中,揭示了将上述TN型液晶盒和折射率椭圆球体已倾斜的相位差补偿元件组合起来使用的液晶显示器。在该公报中所论述的液晶显示器中,是这样设置液晶盒和相位差补偿元件的,即设置它们而让每一个像素内取向膜附近的液晶分子的预倾斜方向和上述相位差补偿元件的折射率椭圆球体主轴的倾斜方向相反,这样,每一个像素内被加上电压后而竖立起来的液晶分子的正单轴折射率各向异性就由相位差补偿元件的负单轴折射率各向异性来补偿。换句话说,施加电压时,基板界面附近那些不竖起的液晶分子的折射率各向异性也得到了有效的光学补偿。结果,6点方向(朝向下方)上的灰阶翻转现象得到了抑制,同时,12点方向上(朝向上方)的对比度也得到了提高而使视角扩大。而且,3点方向及9点方向(横向)上也没有了灰阶翻转现象,这些方向上的视角也变大了。就这样,通过使用折射率椭圆球体已倾斜的相位差补偿元件,在观察者进行观察时,不仅纵向(上下方向)上的视角扩大了,横向(左右方向)上的视角也扩大了。
需提一下,上述显示质量对视角的依赖性,是在将TN型液晶显示器中的位于液晶层厚度方向中央附近的液晶分子的预倾斜方向(即正视角方向)设定为朝下(6点方向)的情况下而观察到的。这样来设定普通的TN型液晶显示器中的正视角方向,是为了在从自显示面法线方向向下(6点方向)倾斜的方向观察显示面时,获得最大的对比度。在本说明书中,只要无特别说明,示例的TN型液晶显示器中的液晶层就是这样设置的。亦即,纵向为包括正视角方向的方向,横向为与正视角方向相垂直的方向。
然而,在现今这样的要求液晶显示器视角更广、显示质量更高、色再现性更优良的形势下,如上所述,很难说仅仅靠将TN型液晶显示器中的液晶盒和折射率椭圆球体已倾斜的相位差补偿元件组合起来使用,就能得到令人满意的显示特性。
上述现有的液晶显示器,是通过施加电压改变液晶层的排列状态,进而改变自光源入射到液晶层的光的透过率,来获得黑、白以及二者间的任一个亮度,而将图像显示出来的。如上所述,在现有的液晶显示器中,视角不同的话,液晶层的看上去的光程差也不同,因此而产生了视角依赖性。该视角依赖性由相位差补偿元件来加以补偿。
然而,液晶层与相位差补偿元件的光程差都具有波长分散性(波长依赖性),而且这些波长依赖性一般互不相同。因此,当上述现有的液晶显示器进行白显示和中间灰度显示时,即使液晶层的光程差值与相位差补偿元件的光程差值能够在正面方向(显示面法线方向)上达到最佳,当从一个很斜的方向(倾斜于显示面法线的方向)观看时,也会由于液晶层及相位差补偿元件的光程差的波长分散性的不同而带上颜色。特别是,从3点方向或者9点方向(横向)上的视角观察时会发黄。
发明内容
本发明是为解决上述课题而开发出来的。其目的在于:提供一种在很大的视角范围内,色再现性很高的液晶显示器。
本发明中的液晶显示器,其包括:由一对基板和夹在上述一对基板间的液晶层组成的液晶盒、一对其间夹有上述液晶盒且相互对峙着设置的偏光板、设置在上述液晶盒和至少一个偏光板间的相位差补偿元件、以及设置在上述一对偏光板中靠近观察者一侧的那一个偏光板的又靠近观察者那一侧的防眩层,所述防眩层具有内部散射层和散射性表面,所述内部散射层由在高分子母体中分散混合折射率和高分子母体不同的微粒子后获得的材料形成,所述防眩层的霾系数值在15以上,由光学梳宽度为0.5mm的图像清晰度测量仪所测得的防眩层的透过图像清晰度的值在15以上。
最好是所述相位差补偿元件具有负单轴光学各向异性。
最好是上述相位差补偿元件为这样的一个元件,即在分别令它的折射率椭圆球体的3个相互垂直的主轴为a轴、b轴和c轴,主折射率为na、nb、nc时,三者间的关系为na=nc>nb,a轴基本上与上述液晶层的层面平行,b轴倾斜于上述液晶层的层法线。
最好是上述内部散射层中含有高分子母体和分散在上述高分子母体中的粒子,上述粒子具有散射中心且上述粒子和上述高分子母体的折射率互不相同。
最好是上述防眩层的霾系数值在40以上,50以上更好。
最好是上述液晶层中的液晶材料对波长550nm的光的折射率各向异性Δn(550)在0.060<Δn(550)<0.120的范围内,在0.070≤Δn(550)≤0.095的范围内更好。
最好是将上述相位差补偿元件布置成它的b轴与上述液晶层的层法线所成的角度在15°~75°的范围内。
最好是在设上述相位差补偿元件在上述液晶层的层法线方向上的厚度为d时,(na-nb)×d在80nm~250nm的范围内。
下面,对本发明的作用加以说明。
根据本发明中的液晶显示器,不仅相位差补偿元件能够补偿液晶层所具有的折射率各向异性,被设置在靠近观察者一侧的偏光板(有时被称为表偏光板,偏光板包括偏光板和偏光膜)的又靠近观察者那一侧的防眩层,还能够抑制利用了相位差补偿元件的结构所特有的着色(发黄、发蓝)现象的发生,即色再现性的下降。
防眩层,通过内部散射层与/或散射性表面让透过防眩层的光散向前方,再将各个方向上的已经着色的光混合起来,这样来抑制着色现象的。特别是,若所使用的内部散射层含有高分子母体和分散在高分子母体中的粒子,粒子又具有散射中心且粒子和高分子母体的折射率互不相同,就可实现正反射特性及正透过特性之平衡极优的防眩层。而且通过以高分子作母体很容易地就能形成防眩层。
所设定的对从观察者一侧射入的光的正反射特性及对从上述液晶层透向观察者一侧的光的正透过特性满足一定关系的上述防眩层,能够抑制由于正反射外来光而造成的周围的像映在显示面上,并能将由透向正面方向的透过光所形成的图像的清晰度维持得很高。结果是能够抑制从侧向看去时图像的着色,而最终可在很的视角下,实现高质量的显示图像。
具有内部散射层和散射性表面的防眩层,在它对从观察者一侧射入的光的正反射特性,及它对从液晶层透向观察者一侧的光的正透过特性之间有一个良好的平衡。霾系数值在15以上的防眩层具有非常理想的正反射特性和正透射特性,霾系数值在25以上的防眩层的上述特性更佳。
特别是,即使使用主轴倾斜了的相位差补偿元件,也不能充分地降低从倾斜于正视角方向的方向观察TN型、STN型液晶显示器时所看到的灰阶翻转现象。例如,若视角为从显示面法线方向朝正视角方向倾斜而成的角,那么,从该视角为30°左右起,显示质量就开始下降。为抑制显示质量在正视角方向上的下降,防眩层的霾系数值最好在40以上,50以上就更好了。
非常适于在本发明的液晶显示器中用的防眩层的光学特性(上述正反射特性和正透射特性),是以由图像清晰度测量仪所测得的透过图像清晰度来评价的。若由光学梳宽为0.5mm的图像清晰度测量仪所测得的透过图像清晰度之值在10以上,那么,由透向正面方向的透过光所形成的图像的清晰度就能被维持得很高。特别是,若使用透过图像清晰度之值在15以上的防眩层,则由透向正面方向的透过光所形成的图像的清晰度就更高了。
最好是将液晶材料对波长550nm的光的折射率各向异性Δn(550)设定在0.060<Δn(550)<0.120的范围内。若液晶材料对可见度最高,即波长550nm的光的折射率各向异性Δn(550)在该范围以外,则在某些视角下会发生灰阶翻转现象,对比度下降等。将液晶材料对波长550nm的光的折射率各向异性Δn(550)设定在比0.060大、比0.120小的范围内后,就能抑制由视角引起的相位差的变化,故可以更进一步地改善对比度的变化及横向上的灰阶翻转现象。若将液晶材料对波长550nm的光的折射率各向异性Δn(550)设定在0.070≤Δn(550)≤0.095的范围内,便可更有效、确确实实地消除由视角引起的相位差,故可以更确实地改善对比度的变化,横向上的灰阶翻转现象等。而且,为抑制在使用了霾系数值在40以上的防眩层的结构下,正视角方向上的显示质量下降,也最好是将Δn(550)设定在比0.060大、比0.120小的范围内,将Δn(550)设定在0.070≤Δn(550)≤0.095的范围内就更好了。
从相位差补偿元件和具有正单轴光学各向异性的液晶层的组合使用上来看,相位差补偿元件最好是这样的一种元件,即在分别令它的折射率椭圆球体的3个相互垂直的主轴为a轴、b轴和c轴,主折射率为na、nb、nc时,三者间的关系为na=nc>nb,a轴基本上与液晶层的层面平行,b轴倾斜于液晶层的层法线。
此时,最好是将相位差补偿元件的折射率椭圆球体的b轴相对液晶层的层法线的倾斜角,设定在15°以上75°以下的范围内。这样设定折射率椭圆球体的倾斜角以后,便可有效地补偿由于液晶分子而引起的相位差。最好是将相位差补偿元件的主折射率na、nb之差与厚度d之乘积,即(na-nb)×d设定在80nm以上250nm以下的范围内。这样设定相位差补偿元件的主折射率na、nb之差与厚度d之乘积以后,就确能获得由相位差补偿元件带来的补偿效果。
附图说明
下面,对附图做一简单的说明。
图1为一剖面图,示出了本发明的实施例中的液晶显示器100的结构。
图2为一立体图,示出了液晶显示器100中的相位差补偿元件2及3的主折射率的方向。
图3为一立体图,示出了液晶显示器100中的液晶盒1、相位差补偿元件2及3以及偏光板4及5的光学布置情况。
图4为一剖面图,示出了液晶显示器100中的防眩层16的结构。
图5示出了本发明的实施例中的液晶显示器及参考例中的液晶显示器的外加电压~光透过率特性曲线。
图6为一立体图,示出了用以评价液晶显示器的视角依赖性的测量系。
图7(a)~图7(c)示出了实施例3中的液晶显示器的外加电压~光透过率特性曲线。
图8(a)~图8(c)示出了参考例中的液晶显示器的外加电压~光透过率特性曲线。
符号之简单说明
1液晶盒,2、3相位差补偿元件(相位差补偿板),4表偏光板,5
里偏光板,6、7电极基板,8液晶层,9、12透光性基板,10、13透明电极,11、14取向膜,15密封树脂,16a防眩层的内部散射层,16b防眩层的散射性表面,17驱动电路,18受光元件,19放大器,20记录装置,100液晶显示器,100a液晶显示器的观察者一侧的表面。
具体实施方式
以下,参考附图,对本发明的实施例加以说明。本发明并不局限于以下实施例。
图1为一剖面图,示出了本发明的一个实施例中的液晶显示器100的结构。液晶显示器100为一正常白模式的TN型液晶显示器。
液晶显示器100,其包括:液晶盒1、一对其间夹有液晶盒1且相互对峙着设置的偏光板4及5、设置在偏光板4、5与液晶盒1间的相位差补偿元件2、3以及设置在靠近观察者一侧的偏光板4的又靠近观察者那一侧的防眩层16。液晶显示器100由驱动电路17来驱动。而且是利用来自设置在图1中的偏光板5下侧的背景光(未图示)的光进行显示。
液晶盒1,包括电极基板6、7及设置在电极基板6与7间的液晶层8;电极基板6,包括基底即玻璃基板9(透光性基板)、形成在玻璃基板9上靠近液晶层8的那一个表面上且由ITO(掺锡氧化铟)制成的透明电极10以及形成在其上的取向膜11;电极基板7,包括基底即玻璃基板12(透光性基板)、形成在玻璃基板12上靠近液晶层8的那一个表面上且由ITO(掺锡氧化铟)制成的透明电极13以及形成在其上的取向膜14。这两个透明电极10及13被接在驱动电路17上。
需提一下,为简单起见,图1仅示出了一个像素的结构,而实际上是具有一定宽度的带状透明电极10、13分别以一定的间隔形成在玻璃基板9、12上,几乎覆盖着液晶盒1的整个显示部。从与基板面垂直的方向上看去,玻璃电极9上的透明电极10及玻璃基板12上的透明电极13又是交叉(此处为正交)着形成的。两透明电极10及13的交叉部相当于像素区(对应显示像素的区域),这些像素区排列成矩阵状而覆盖了液晶显示器的整个表面。
两个电极基板6及7靠密封树脂15贴合起来,在由电极基板6、7及密封树脂15围起来的空间内充满液晶层8。基于显示数据的电压从驱动电路17经由透明电极10及13而加到液晶层8上。
参考图2,说明相位差补偿元件2及3的结构。
如图2所示,相位差补偿元件2及3在相互垂直的轴a、b及c(折射率椭圆球体的主轴)方向上分别拥有主折射率na、nb及nc。图2中的由坐标轴xyz构成的坐标系,是针对已在液晶显示器100内配置好的相位差补偿元件2及3而设定的坐标系,xy面决定与液晶层8的层面(一般平行于基板表面)平行的面,z轴与液晶层8的层法线(一般和显示面法线一致)平行。如图所示,相位差补偿元件2及3一般为平板状(亦称其为“相位差补偿板”),将其主面布置得和液晶层8的层面(或者基板表面)相平行。以下,为简单起见,对将相位差补偿板2及3布置成其主面与液晶层8的层面相平行的情况加以说明。
例如,如图2所示,相位差补偿板2及3被布置成a轴与y轴相一致。相位差补偿板2及3的b轴,以a轴为中心轴沿着箭头A所指的方向(此处为逆时针方向)相对z轴方向倾斜一个角度θ;其c轴以a轴为中心轴沿着箭头B所指的方向(此处为逆时针方向)相对x轴方向倾斜一个角度θ。在图2中,以D来表示与将各向异性带给相位差补偿板2及3的方向倾斜的b轴投影到xy面上的方向。
液晶显示器100中所用的相位差补偿板2及3的3个主折射率na、nb及nc间有na=nc>nb这样的关系。因此,该相位差补偿板2及3为一折射率各向异性为负的单轴相位差补偿板。因na=nc,故以相位差补偿板2及3的主折射率na、nc之差(折射率各向异性Δn)与相位差补偿板的厚度d之乘积,即(nc-na)×d来表示的第1光程差值几乎为0nm。以主折射率na、nb之差(折射率各向异性Δn)与相位差补偿板的厚度d之乘积,即(na-nb)×d来表示的第2光程差值最好被设定在80nm以上250nm以下。将其设定在该范围内以后,相位差补偿板2及3就能发挥出它的相位差补偿功能。这里,相位差补偿板2及3的厚度,指的是平行于液晶层8的层法线方向,即平行于显示面及相位差补偿板2及3的主面的法线方向的那一方向上的厚度。
在本实施例的液晶显示器100中,液晶盒1、相位差补偿板2及3以及偏光板4及5的布置情况如图3所示。偏光板4的吸收轴AX1被布置成从液晶层8看去,和设置在偏光板4一侧的取向膜11的摩擦方向P1相平行。同样,偏光板5的吸收轴AX2被布置成从液晶层8看去,和设置在偏光板5一侧的取向膜14的摩擦方向P2相平行。
相位差补偿板2被布置成使图2所示的方向D(D1)与取向膜11一侧的摩擦方向P1相平行;相位差补偿板3被布置成使图2所示的方向D(D1)与取向膜14一侧的摩擦方向P2相平行。摩擦方向P1和P2、吸收轴AX1和AX2相互正交。
相位差补偿板2及3,例如,是倾斜排列或者混合排列的圆盘状液晶分子由相互交叉连接且由有机透明高分子而形成的母体(也叫作支持体)支持着。一般的作偏光板材料用的三乙酰纤维素(TAC)最适合作相位差补偿板2及3的母体材料,用它可以得到可靠性很高的相位差补偿板。除此以外,聚碳酸脂(PC)及聚对苯二甲酸乙脂(PET)等具有很强的耐环境性、耐药品性的有机高分子膜也是非常适合制作相位差补偿板的材料。
其次,参考图4,对防眩层16的结构和功能加以说明。
防眩层16,抑制利用了相位差补偿元件的结构所特有的着色(典型的为发黄、发蓝)现象的发生,即色再现性的下降。制作防眩层16,而使它对从观察者一侧射入的光的正反射特性及它对从液晶层8透向观察者一侧的光的正透过特性满足一定的关系,以抑制由于正反射外来光而造成的周围的像映入显示面,并能将由透向正面方向的透过光形成的图像的清晰度维持得很高。结果,在从倾向横向(与正视角方向正交的方向)的方向观看显示面时,图像的着色得以抑制,可在很大的可视角范围内,实现很高的显示质量。
例如,如图4所示,防眩层16包括内部散射层16a和散射性表面16b。内部散射层16a,例如由在高分子母体中分散混合上折射率和高分子母体不同的微粒子(充填物)后的材料而形成,而对透过它本身的光进行散射(或者扩散反射)。散射性表面16b的表面为一有凸凹的面,主要对自观察者一侧射入的外来光(周围光)进行散射。既可以通过在内部散射层16a的表面形成凸凹来制成散射性表面16b,也可以如图4所示那样,先在内部散射层16a的表面形成别的膜,再在该膜的表面形成凸凹来制成散射性表面16b。
可以通过在紫外线固化性树脂(例如,丙烯酸脂、纤维素导电体或者它们的混合物)中分散混合上例如,在重量为100的该紫外线固化性树脂中其重量占10~30左右的充填物(例如,粒径一样大的硅粒子),再将其固化来制成内部散射层16a。
如上所述,具有内部散射层16a和散射性表面16b的防眩层16,在它对从观察者一侧射入的光的正反射特性,及它对从液晶层透向观察者一侧的光的正透过特性之间有一个良好的平衡。当来自液晶显示器100的表面的正反射光很强时,由外来光而形成的周围的像,就象映照在镜面里一样映在显示面里;而当沿着液晶层8的层法线方向透过它的正透过光的强度很弱时,液晶层8的显示就模糊不清。因此,可通过控制防眩层16的上述特性的平衡来实现很高的显示质量。
进一步详细说明本发明中的防眩层16的功能。
无论在不加电压的时候,还是在施加适当电压的时候,液晶层内的液晶盒内侧表面附近以外的液晶分子都以一定的角度相对液晶盒的内侧表面排列着。这里所说的以一定角度排列着,不仅包括倾斜状态的,还包括大致与液晶盒的内侧表面平行排列着的;或者垂直排列着的。
观察者从某一视角,即从倾斜于液晶盒表面的法线方向的方向(倾斜于显示面法线的方向)观察液晶层。在没设防眩层的情况下,观察者所能观察到的仅仅是从光源射入液晶盒的光中,自法线方向倾斜而成之视角α的方向通过液晶层的那一部分光。这样,液晶层对观察者所观察到的光的光程差值就为一定值。结果,着色现象便因为相位差补偿元件及液晶层的光程差值的波长分散性的不同而产生了。
与此相对,设了防眩层以后,该防眩层就能将通过液晶层的光散射向前方,这样,从视角α的方向观察液晶层的观察者,不仅能观察到通过液晶层的自法线方向倾斜视角α的方向上的光,同时还能观察到以视角α以外的其它很多角度通过液晶层的光。液晶层对以不同的角度通过它的光的光程差值,随这些角度的不同而不同,以不同的角度通过液晶层的光的色调(色度图的色度值)也就不一样。于是,设了防眩层以后,即使从某一视角α来观察液晶层,所观察到的也是以不同的角度通过液晶层的多条光,所观察到的光的色调(色度图的色度值)就是多个不同的色调(色度图的色度值)的平均值。
因此,若根据显示方式和用途来选择能够改善液晶显示器的视角特性的相位差补偿元件,再根据所选择的相位差补偿元件及液晶层的光程差值的波长分散性适当地设定防眩层的正反射特性及正透射特性,就能得到对比度高且视野角特性广,同时从很斜的角度(倾斜于显示面法线方向的方向)观看时,也没有着色且白色很纯,即色再现性优良的液晶显示器。
霾系数值在15以上的防眩层16,具有很理想的正反射特性和正透射特性,霾系数值在25以上的防眩层16的上述特性就更优秀了。特别是,能有效地抑制从横向的视角所看到的TN型、STN型液晶显示器中的着色现象。不仅如此,若使用霾系数值在40以上的防眩层16,可以抑制从正视角方向上的视角所看到的TN型、STN型液晶显示器中的显示质量的下降(较典型的是黑显示的翻转)。为抑制显示质量在正视角方向上对视角的依赖性,使用霾系数值在50以上的防眩层16更好。
适于用在液晶显示器100中的防眩层16的光学特性(上述正反射特性和正透射特性),是利用由图像清晰度测量仪所测得的透过图像清晰度来评价的。若由光学梳宽为0.5mm的图像清晰度测量仪所测得的透过图像清晰度之值在10以上,那么,由透向正面方向的透过光所形成的图像的清晰度就能被维持得很高。特别是,若使用透过图像清晰度之值在15以上的防眩层,由透向正面方向的透过光所形成的图像的清晰度就更高了。
液晶层8中的液晶材料对波长550nm的光的折射率各向异性Δn(550)最好被设定在0.060<Δn(550)<0.120的范围内。若液晶材料对可见度最高,即波长550nm的光的折射率各向异性Δn(550)在该范围以外,在某些视角下就会出现灰阶翻转现象,对比度下降等。将液晶材料对波长550nm的光的折射率各向异性Δn(550)设定在0.060<Δn(550)<0.120的范围内以后,就能使由视角引起的相位差减小,而可更有效地抑制对比度的变化及横向上的灰阶翻转现象。而且,若将液晶材料对波长550nm的光的折射率各向异性Δn(550)设定在0.070≤Δn(550)≤0.095的范围内,便可更有效、更确实地减小由视角引起的相位差,而可更确实地抑制对比度的变化、横向上及正视角方向上的灰阶翻转现象。
另外,本实施例中所使用的液晶材料为具有正介电常数各向异性及正折射率各向异性的向列相液晶材料,由其构成水平排列型液晶层。水平排列型液晶层,指的是在不加电压时,液晶分子平行(忽视很小的预倾角)着基板表面排列的液晶层,并不限于上述TN型、STN型。只是若将本发明应用到具有象上述TN型、STN型那样扭曲排列的液晶层的液晶显示器中,能收到明显的效果。
相位差补偿元件的折射率椭圆球体的b轴相对液晶层的层法线的倾斜角,最好被设定在15°以上75°以下的范围内。这样设定折射率椭圆球体的倾斜角以后,由液晶分子造成的相位差就能得到有效的补偿。相位差补偿元件的主折射率na、nb之差和厚度d之积(na-nb)×d,最好被设定在80nm以上250nm以下的范围内。这样设定相位差补偿元件的主折射率na、nb之差和厚度d之积以后,相位差补偿元件就确能发挥出补偿功能。
以下,举一些具体的实施例来说明本发明的液晶显示器。
(实施例1)
在该实施例1中,准备好了将具有表1所示的霾系数值的防眩层16设置在图1所示的液晶显示器100中,偏光板4的靠近观察者那一侧而形成的试样(具体例)A11到A14。用JSR公司生产的OPTMER AL作液晶盒1的取向膜11及14,并将液晶盒1的盒厚(液晶层8的厚度)定在5μm。用对波长550nm的光的折射率各向异性Δn(550)为0.080的液晶材料作液晶层8。还准备了使用具有表1所示之值的防眩层16的试样A201及A202作参考例。定义霾系数值为用百分数表示的全光线透射率与扩散光透射率之比。这里使用的霾系数值是用日本电色工业公司所生产的霾系数测量仪测得的。
需提一下,使用了使圆盘状液晶分子倾斜排列了的相位差补偿板作相位差补偿板2及3。制成的相位差补偿板的情况如下:第1光程差值(nc-na)×d为0nm,第2光程差(na-nb)×d为100nm,它的折射率椭圆球体的倾斜角θ为20°,即图2所示的主折射率nb的方向约自坐标系xyz中的z轴方向沿箭头A所指的方向倾斜20°,且主折射率nc的方向约自x轴方向沿箭头B所指的方向倾斜20°。在后述的实施例2及实施例3中,也使用同样的相位差补偿板。
                             表1
试样   A11   A12   A13   A14   A201   A202
霾系数值   15.5   25.0   30.3   38.7   0.40   9.05
对上述试样A11到A14以及参考用试样A201及A202的防止反射光映入的特性和图像在横向上的着色情况做了目视评价,评价结果示于表2中。
                             表2
    试样     A11     A12     A13     A14     A201     A202
    防止反射光映入的特性     4     4     5     5     1     3
    图像的着色情况     ○     ◎     ◎     ◎     ×     △
需提一下,对表2中的防止反射光映入的特性和图像在横向上的着色情况做目视评价时的评价基准如下。
<防止反射光映入的特性>
5:根本见不到反射像
4:见不到反射像
3:能看到象反射像的东西,但有些模糊
2:能看见反射像,但有些模糊
1:反射像看得很清楚
<图像的着色情况>
◎:无着色
○:着色少
△:有着色
×:着色多
利用色度值(x,y)评价了在上述试样A11、A14及参考用试样A202,即液晶显示器在横向上的视角为50°、60°的情况下,显示图像的色再现性,评价结果示于表3中。色度值是用TOPCON公司生产的BM-7来测量的。
                                 表3
    试样   A11   A14   A202
    色度值   x   y   x   y   x   y
    50°   0.3581   0.3675   0.3558   0.3647   0.3609   0.3695
    60°   0.3647   0.3650   0.3587   0.3612   0.3700   0.3696
由表3可知,在使横向上的视角为50°及60°时,本实施例中的试样A11、A14的色度值(x,y)x、y皆比参考用试样A202的小。又因x、y值较大的方向为色度图上的黄色方向,x、y较小的方向为色度图上的蓝色方向,故可知:当从横向观察本实施例的试样时,黄色调得到了抑制。亦即,即使在横向上的视角下,色再现性也不会下降。
还知,和试样A11相比,试样A14的黄色调得到了更好的抑制。因x、y的值相差0.005,人眼就能将它们识别为不同的色调,故可以说当从横向观察本实施例中的试样A11及A14时,其中的黄色调得到了抑制。特别是试样A14能够更进一步地抑制黄色调。
从横向观察该实施例1中的试样A11到A14时,其图像的着色得到抑制这一事实,无论是通过目视还是通过测量都得到了证实,如表2和表3所示,故显示质量很好。而且还知,从试样A12到A14,图像的着色得到了更进一步的抑制,而实现了更好的显示质量。
如上所述,为抑制使用相位差补偿板时所特有的图像的着色现象(横向),最好是设置在表偏光板4表面的防眩层16的霾系数值在15以上,若它在25以上就更好了。
接下来,说明用霾系数值40以上的防眩层16而制成的液晶显示器100,在正视角方向上的显示质量也可以得到改善的情况。
准备了试样B11~B15,这些试样除了防眩层16的霾系数值为表4所示之值以外,其它部分皆与上述试样无异。为进行比较,还准备了用了霾系数值在40以下的防眩层16的参考用试样B201和B202。
                                  表4
试样   B11   B12   B13   B14   B15   B201   B202
霾系数值   41.0   45.5   50.1   63.7   70.8   10.5   35.3
用眼睛观察了正视角方向(朝下方向)上的视角为50°、60°、70°时,上述试样B11到B15及参考用试样B201、B202中图像的着色情况,该目视结果示于表5中。用色度值(x,y)评价的视角为60°时的显示图像的色再现性的结果,示于表6中。需提一下,在表5中,○表示无着色;△表示有着色,但在所允许的范围内;×表示着色超出了允许范围。上述试样B12、B15及参考用试样B201,在正视角方向上的视角为50°时的外加电压~光透射率特性(V-T特性),示于图5中。
                                 表5
   试样     B11     B12     B13    B14    B15     B201     B202
    50°     ○     ○     ○    ○    ○     ×     ×
    60°     ×     △     ○    ○    ○     ×     ×
    70°     ×     ×     ○    ○    ○     ×     ×
                                   表6
  试样   B11   B12   B13   B14   B15   B201   B202
  x   0.3610   0.3602   0.3584   0.3543   0.3512   0.3696   0.3661
  y   0.3650   0.3643   0.3637   0.3600   0.3579   0.3710   0.3703
由表5可看出,即使使正视角方向上的视角为50°,在试样B11到B15中也看不到有什么着色,故显示质量很好。特别是,即使使视角为70°,在试样B13到B15中仍看不到着色,故它们在正视角方向上的视角特性非常好。与此相对,让视角为50°,参考用试样B201及B202中的着色就非常明显了,这表明显示质量在正视角方向上对视角的依赖性没有得到充分的抑制。
由表6可知,试样B11~B15的色度值x、色度值y分别比参考用试样B201的小0.0086以上、0.0060以上,而使黄色调得以抑制;本实施例中的试样B11~B15的色度值x、色度值y又分别比参考用试样B202的小0.0051以上、0.0053以上,而使黄色调得以抑制。
特别是,试样B13~B15的色度值x、色度值y分别比参考用试样B201的小0.0112以上、0.0073以上,且又分别比参考用试样B202的小0.0077以上、0.0066以上,而使黄色调得到更进一步的抑制。
由图5可知,和参考用试样B201相比,试样B12及B15在正视角方向上的灰阶翻转现象得到了抑制。特别是我们几乎看不到在外加电压从中间调电压附近变化到黑显示电压附近时,透射率有什么起伏(局部增大)现象,因此,灰阶翻转现象得到了更进一步的抑制。
如上所述,若使用霾系数值在40以上的防眩层16(B11~B15),就可以有效地抑制显示质量在正视角方向上对视角的依赖性(灰阶翻转、着色)。霾系数值最好在50以上(试样B13~B15),在70以上(B15)更好。
(实施例2)
如上所述,使用霾系数值很大的防眩层后,就可减轻显示质量对视角的依赖性。然而,在有些防眩层下会发生看不清显示图像的情况。在实施例2中,说明能将图像的清晰度维持得很高的防眩层。
和实施例1一样,准备好了将具有表7所示的透过图像清晰度的防眩层16设置在图1所示的液晶显示器100中,偏光板4的靠近观察者那一侧而形成的试样(具体例)A21到A24。还准备了使用具有表7所示之值的防眩层16的试样A301及A302作参考例。这些试样中所用的防眩层的霾系数值都在10以上,但不到40。
需提一下,透过图像清晰度是用光学梳之宽为0.5mm的图像清晰度测量仪(Suga Test Instruments Co.,Ltd.生产)测得的。下面,对测量方法加以说明。
图像清晰度测量仪,由以透过狭缝的光作平行光线并将其垂直地射向试料,再通过移动着的光学梳来检测该透过光的光学装置,和将所检测的光量的变动作为波形记录下来的测量装置组成。设光学梳的暗部与亮部的宽度比为1∶1;设5种宽度,分别为0.125mm、0.25mm、0.5mm、1.0mm、2.0mm;
设移动速度约为10mm/min。若光学梳为亮部时,透过光强度的最大值为M,光学梳为暗部时,透过光强度的最小值为m,透过图像清晰度C(%)就由下式给出。
C=[(M-m)/(M+m)]×100
需提一下,本发明中所使用的透过图像清晰度,是在光学梳宽度为0.5mm时所测得的那个值。并且,通过试验证实了这时的值和用放大镜等观察液晶板时的目视结果吻合得最好。
                                     表7
试样     A21     A22     A23     A24   A301   A302
透过图像清晰度     10.5     15.0     23.8     64.5    4.0   7.5
对上述试样A21到A24以及参考用试样A301及A302的防止反射光映入的特性和由透向正面方向的透过光所形成的图像的清晰度做了目视评价,评价结果示于表8中。
                                 表8
    试样     A21     A22     A23     A24     A301     A302
    防止反射光映入的特性     5     4     3     2     5     5
    透过图像清晰度     ○     ◎     ◎     ◎     ×     △
表8中的防止反射光映入的特性的判断基准和实施例1中所说明的判断基准一样,用眼睛评价透过图像清晰度时的判断基准如下。
<透过图像清晰度>
将用放大镜等观察液晶显示器的像素时所获得的观察结果,分为4种情况,如下。
◎:能辨认出像素的轮廓
○:能辨认出像素的轮廓,但有些模糊
△:模糊不清,而不能辨认出像素的轮廓
×:辨认不出像素的轮廓
需提一下,所使用的放大镜的放大率依液晶显示器的分辨率而定,例如,对XGA所采用的放大率就约为100倍。
由表8可知,即使通过放大镜等来用眼睛观察该实施例2的试样A21到A24中的透向正面方向的透过光,也能辨认出像素的轮廓,这表明由透向正面方向的透过光所形成的图像的清晰度被维持得很好。特别是,若借助放大镜等来用眼睛观察该实施例2的试样A22到A24中的透向正面方向的透过光,像素的轮廓能够被分辨出来,而且一点也不模糊,这表明由透向正面方向的透过光所形成的图像的清晰度被维持得更好。由此可知,要想使由透向正面方向的透过光所形成的图像的清晰度很高,就最好是使用用光学梳的宽度为0.5mm的图像清晰度测量仪所测得的透过图像清晰度之值在10以上的防眩层,使用该值在15以上的防眩层就更好了。
还同样对使用霾系数值在40以上的防眩层16时,透过图像的清晰度做了评价,下面将对评价结果加以说明。准备了具体试样B21、B22、B23、B24、B25及参考用试样B301、B302,这些试样除了所使用的防眩层16的透过图像清晰度如表9所示以外,其它部分皆与上述试样无异。
                                  表9
  试样   B21   B22   B23   B24   B25   B301   B302
  透过图像清晰度   10.2   13.6   15.0   28.9   39.5   3.4   7.8
靠目视对上述试样B21到B24以及参考用试样B301及B302的由透向正面方向的透过光所形成的图像的清晰度做了评价,评价结果示于表10中。
目视评价的判断条件如下。
6:能够很清楚地辨认出像素的轮廓
5:能够辨认出像素
4:能够辨认出像素的轮廓,但有些模糊
3:有些模糊而辨认不出像素的轮廓
2:辨认不出像素
1:根本辨认不出像素
                                  表10
  试样   B21   B22   B23   B24   B25   B301   B302
  透过图像清晰度   4   5   6   6   6   1   2
由表10可知,能够在本实施例的试样B21~B25中,辨认出像素的轮廓,而维持了透过图像的清晰度。特别是,能够在本实施例的试样B23~B25中,非常清楚地辨认出像素的轮廓,透过图像的清晰度就很高。与此相对,在参考用试样B301及B302中,分辨不出像素的轮廓,透过图像的清晰度也就很低。
由此可知,要想使由透向正面方向的透过光所形成的图像的清晰度很高,即使是使用霾系数值在40以上的防眩层,也最好是使它的透过图像清晰度之值在10以上,该值在15以上就更好了。
(实施例3)
在该实施例3中,在图1所示的液晶显示器100中,用JSR公司生产的OPTMERAL作液晶盒1的取向膜11及14,并将液晶盒1的盒厚(液晶层8的厚度)定在5μm。制作了3个具体试样A31、A32及A33,其中所使用的液晶层8,分别是用对波长550nm的光的折射率各向异性Δn(550)为0.070、0.080、0.090的液晶材料制作的。而且,具体试样A31、A32及A33中所使用的是霾系数值和透过图像清晰度如表11所示的防眩层16。
为进行比较,还在图1所示的液晶显示器100中,用对波长550mm的光的折射率各向异性Δn(550)为0.060及0.120的液晶材料作液晶层8,而制成了参考用试样A401及A402。参考用试样A401及A402中所使用的也是霾系数值和透过图像清晰度如表11所示的防眩层16。
                                  表11
    试样     A31     A32     A33     A401     A402
    霾系数值     30.3     25.0     15.4     10.3     7.0
    透过图像清晰度     15.0     23.8     30.3      4.0     7.5
用图6所示的测量系统,对上述试样A31到A33及参考用试样A401、A402这些液晶显示器的视野角特性做了评价。
图6所示的测量系统,包括受光元件18、放大器19以及记录装置20。在该测量系统中,将液晶显示器100中靠近观察者一侧的面100a设置得与正交坐标轴xyz的xy面保持平行(该测量系统的正交坐标系和图2所示的xyz坐标系相一致)。
以一定的立体受光角接受光的受光元件18,被设置在和液晶显示器100中的靠近观察者一侧的面100a的法线方向,即z方向成一角度φ(视角)的方向,且与坐标原点保持一定距离的位置上。测量时,用波长550nm的单色光自与面100a相反的面照射被设置在测量系统内的液晶显示器100。这样,透过液晶显示器100的单色光的一部分便射入受光元件18中。受光元件18的输出通过放大器19被放大到一定值后,又通过包括波形存储器、记录器等的记录装置而被记录下来。
将该实施例3中的试样A31到A33以及参考用试样A401及A402放到该测量系统中,并测量了将受光元件18固定在某一角度φ下时,各个液晶显示器的外加电压和受光元件18的输出值间的关系。在该实施例中,将受光元件18设置在角度φ为50°的位置上,并设x轴方向指向显示面的下侧(正视角方向),y轴方向指向显示面的左侧。分别对将受光件18布置在上方、左方及右方这3种情况进行了测量。
对该实施例中的试样A31到A33的测量结果示于图7(a)~图7(c)中;对参考用试样A401及A402的测量结果示于图8(a)~图8(c)中。图7(a)~图7(c)及图8(a)~(c)示出了光的透过率随加在每一个液晶显示器上外加电压的变化情况,即外加电压~光透过率特性曲线。图7(a)及图8(a)为从上方进行测量所得的测量结果;图7(b)及图8(b)为从右方进行测量所得的测量结果;图7(c)及图8(c)为从左方进行测量所得的测量结果。
在图7(a)~图7(c)中,用点划线绘出的曲线L31a、L31b及L31c示出了用Δn(550)=0.070的液晶材料制成液晶层8的试样A31的结果;用实线绘出的曲线L32a、L32b及L32c示出了用Δn(550)=0.080的液晶材料制成液晶层8的试样A32的结果;用虚线绘出的曲线L33a、L33b及L33c示出了用Δn(550)=0.095的液晶材料制成液晶层8的试样A33的结果。在图8(a)~图8(c)中,用实线绘出的曲线L401a、L401b及L401c示出了用Δn(550)=0.060的液晶材料制成液晶层8的参考用试样A401的结果;用虚线绘出的曲线L402a、L402b及L402c示出了用Δn(550)=0.120的液晶材料制成液晶层8的参考用试样A402的结果。
先来看一下上方时的外加电压~光透过率特性。如图7(a)中的L31a、L32a及L33a所示,随着电压的增加,该实施例的试样A31到A33的光透过率下降得很多;如图8(a)中的L402a所示,即使电压增大,参考用试样A402的光透过率下降得也不多,而如图8(a)中的L401a所示,随着电压的增大,参考用试样A401的光透过率先下降,然后上升,而让我们看到了对比度的翻转现象。
再来看一下右方时的外加电压~光透过率特性。如图7(b)中的L31b、L32b及L33b所示,随着电压的增加,该实施例的试样A31到A33的光透过率几乎下降到0;如图8(b)中的L401b所示,随着电压的增加,参考用试样A401的光透过率几乎下降到0,而如图8(b)中的L402b所示,随着电压的增大,参考用试样A402的光透过率先下降,然后上升,而让我们看到了对比度的翻转现象。
最后,再来看一下左方时的外加电压~光透过率特性。如图7(c)中的L31c、L32c及L33c所示,随着电压的增加,该实施例的试样A31到A33的光透过率几乎下降到0;如图8(c)中的L401c所示,随着电压的增加,参考用试样A401的光透过率几乎下降到0,而如图8(c)中的L402c所示,随着电压的增大,参考用试样A402的光透过率先下降,然后上升,而让我们看到了对比度的翻转现象。
由以上结果可知,如图8(a)至图8(c)所示,在将液晶层8的液晶材料对波长550nm的光的折射率各向异性Δn(550)分别设定为0.060及0.120的参考用试样A401、A402,即液晶显示器中,会出现翻转现象,施加电压后光透过率也下降得不多,这就是说得不到实用中所需的显示质量。
我们研究液晶层8的光程差值对利用了霾系数值在40以上的防眩层16的液晶显示器100的可视角特性的影响,现对研究结果加以说明。
和准备上述实施例中的试样A31到A33一样,准备了试样B31到B33,还和准备上述参考用试样A401、A402一样,准备了参考用试样B401、B402,但用于每一个试样中的防眩层16的霾系数值和透过图像清晰度如表12所示。
                                  表12
    试样     B31     B32     B33     B401     B402
    霾系数值     41.0     50.1     70.8     10.5     35.3
    透过图像清晰度     28.0     20.4     15.2     3.4     5.9
    nm     1.50     1.48     1.50     1.50     1.50
    np     1.47     1.43     1.40     1.50     1.50
    |nm-np|     0.03     0.05     0.10     0.00     0.00
这里是利用将具有散射中心的小树脂球分散到高分子母体中而形成的材料来制作防眩层16的,用在每一个试样中的防眩层16的高分子母体的折射率nm、小树脂球的折射率np以及二者间之差之绝对值都示于表12中。
和上述一样,也同样用图6所示的测量系统来测量上述试样B31到B33以及参考用试样B401、B402,即液晶显示器的外加电压~光透过率特性,以此来评价视角特性。测量试样B31到B33所得的测量结果和试样A31到A33一样,如图7(a)~图7(c)所示;测量参考用试样B401、B402所得的测量结果和参考用试样A401及A402一样,如图8(a)~图8(c)所示。
从以上结果可知,如图8(a)至图8(c)所示,即使是在用霾系数值在40以上的防眩层的情况下,在将液晶层8的液晶材料对波长550nm的光的折射率各向异性Δn(550)分别设定为0.060及0.120的参考用试B401、B402,即液晶显示器中,也会出现翻转现象,施加电压后光透过率下降得不多,这就是说得不到实用中所需的显示质量。而且,在使用了霾系数值在40以上的防眩层的液晶显示器B31到B33中,正视角方向上的翻转现象得到了抑制,而显示出优良的视角特性。
测量试样B31到B33及参考用试样B401的色度值所测得的结果,被示于表13中。用上述装置测量色度值。
                          表13
    试样     B31     B32     B33     B401
    x     0.3606     0.3578     0.3504     0.3696
    y     0.3656     0.3649     0.3561     0.3710
由表13可知,试样B31到B33的色度值x、y分别比参考用试样B401的小0.0090以上、0.0054以上,而使黄色调得到抑制。由我们所做的各种研究得知,若利用将具有散射中心的粒子分散到母体中而形成的内部散射层,且让这时的粒子的折射率和母体不同,就可以抑制住着色现象。
还测量了改变具有霾系数值在15以上及40以上的防眩层的液晶显示器100中的相位差补偿板2及3的折射率椭圆球体的倾斜角θ(参看图2)时,外加电压~光透过率特性对倾斜角θ的依赖性,结果表明,当倾斜角在15°≤θ≤75°的范围内时,确能得到相位差补偿板2及3对液晶层8的光学补偿效果,而能得到视角大的液晶显示器。与此相对,当相位差补偿板的倾斜角不到15°,或者超过75°时,视角便扩不大,而得不到充分的视角特性。我们发现了在利用倾斜角不到15°,或者超过75°的相位差补偿板时,特别是,在逆视角方向上视角有变窄的倾向。
还测量了改变液晶显示器100中的相位差补偿板2及3的第2光程差值(na-nb)×d时,它对视角特性的影响,结果表明,当该值在80nm以上250nm以下的范围内时,确能获得相位差补偿板2及3对液晶层8的光学补偿效果,而能得到视角大的液晶显示器。与此相对,发现了当相位差补偿板的第2光程差值(na-nb)×d不到80nm,或者超出250nm时,特别是在横向上视角有变窄的倾向。
需提一下,在上述实施例中,将2张相位差补偿板2、3设在液晶盒1的两侧,不仅如此,即使在液晶盒1的一侧且仅设置1张相位差补偿板,也能获得上述视角特性。但是,只有1张相位差补偿板时,上下方向上的视角特性达到了平衡而被改善,左右方向上的视角特性却不对称。与此相对,设置2张相位差补偿板时,不仅上下方向上的视角特性和设置1张相位差补偿板时一样得到了改善,左右方向上的视角特性也能够对称,故左右方向上的视角特性也得到了改善。而且,在设置2张相位差补偿板时,将这2张相位差补偿板叠着设在液晶盒1的一侧也是可以的;不仅如此,所用的相位差补偿板还可以在3张以上。
能够发挥出本发明所述的效果的相位差补偿元件,并不仅限于上述实施例中所列举的相位差补偿元件。在上述实施例中,说明的是非常适合具有正单轴光学各向异性的液晶层(TN型或者STN型)的相位差补偿元件,不仅如此,只要是能够根据液晶显示器的显示方式,将显示质量对视角的依赖性加以补偿的相位差补偿元件即可。还可以利用折射率椭圆球体的主轴基本上和它的表面的法线方向平行的相位差补偿元件。能够发挥出本发明所述的效果的相位差补偿元件,并不仅限于光学各向异性为负的单轴相位差补偿元件,还可以使用光学各向异性为正的相位差补偿元件,或者具有双轴光学各向异性的相位差补偿元件。
本发明不仅对TN型、STN型适用,它对所有的利用液晶的电光特性进行接通/截止显示工作的显示方式都适用。
根据本发明,能够提供在很广的视角范围下,显示的色再现性都很高的液晶显示器。
通过将防眩层设置在液晶显示器的观察者一侧,并将其正反射特性和正透过特性设定在我们所希望的范围内,就可抑制反射光的映入并将由透向正面方向的透过光所形成的图像的清晰度维持得很高,同时,可抑制住从侧面观察时,使用了相位差补偿板的情况下所特有的图像的着色(黄色调、蓝色调)的发生。最终能得到了无论从哪儿观察显示面,都无着色,且在很大的视角范围内显示质量都很高的液晶显示器。

Claims (10)

1、一种利用透射光显示图像的液晶显示器,其包括:由一对基板和夹在上述一对基板间的液晶层组成的液晶盒、一对其间夹有上述液晶盒且相互对峙着设置的偏光板、设置在上述液晶盒和至少一个上述偏光板间的相位差补偿元件、以及设置在上述一对偏光板中靠近观察者一侧的那一偏光板的又靠近观察者那一侧的防眩层,其特征在于,
所述防眩层具有内部散射层和散射性表面,所述内部散射层由在高分子母体中分散混合折射率和高分子母体不同的微粒子后获得的材料形成,
所述防眩层的霾系数值在15以上,由光学梳宽度为0.5mm的图像清晰度测量仪所测得的防眩层的透过图像清晰度的值在15以上。
2.根据权利要求1所述的液晶显示器,其特征在于,所述相位差补偿元件具有负单轴光学各向异性。
3、根据权利要求1所述的液晶显示器,其特征在于,
上述相位差补偿元件为这样的元件,在分别令它的折射率椭圆球体的3个相互垂直的主轴为a轴、b轴和c轴,主折射率为na、nb、nc时,三者间的关系为na=nc>nb,a轴基本上与上述液晶层的层面平行,b轴倾斜于上述液晶层的层法线。
4、根据权利要求1所述的液晶显示器,其特征在于,
上述内部散射层中含有高分子母体和分散在上述高分子母体中的粒子,上述粒子和上述高分子母体的折射率互不相同。
5、根据权利要求1所述的液晶显示器,其特征在于,
上述防眩层的霾系数值在40以上。
6、根据权利要求1所述的液晶显示器,其特征在于,
上述液晶层中的液晶材料对波长550nm的光的折射率各向异性Δn(550)在0.060<Δn(550)<0.120的范围内。
7、根据权利要求1所述的液晶显示器,其特征在于,
将上述相位差补偿元件布置成它的b轴与上述液晶层的层法线所成的角度在15°~75°的范围内。
8、根据权利要求3所述的液晶显示器,其特征在于,
当设上述相位差补偿元件在上述液晶层的层法线方向上的厚度为d时,(na-nb)×d在80nm~250nm的范围内。
9.如权利要求1所述的液晶显示器,其特征在于,所述相位差补偿元件包含通过相互交叉链接透明有机高分子而获得的母体支持着的倾斜排列或者混合排列的圆盘状液晶材料。
10.如权利要求1所述的液晶显示器,其特征在于,所述液晶层是扭曲排列的液晶层。
CNB011119934A 2000-03-31 2001-03-29 利用透射光显示图像的液晶显示器 Expired - Fee Related CN1299153C (zh)

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000100036 2000-03-31
JP100036/00 2000-03-31
JP100036/2000 2000-03-31
JP2000393483A JP3602438B2 (ja) 2000-03-31 2000-12-25 液晶表示装置
JP393483/2000 2000-12-25
JP393483/00 2000-12-25

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1319778A CN1319778A (zh) 2001-10-31
CN1299153C true CN1299153C (zh) 2007-02-07

Family

ID=26589302

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB011119934A Expired - Fee Related CN1299153C (zh) 2000-03-31 2001-03-29 利用透射光显示图像的液晶显示器

Country Status (5)

Country Link
US (2) US7167222B2 (zh)
JP (1) JP3602438B2 (zh)
KR (1) KR100472894B1 (zh)
CN (1) CN1299153C (zh)
TW (1) TWI294063B (zh)

Families Citing this family (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3602438B2 (ja) * 2000-03-31 2004-12-15 シャープ株式会社 液晶表示装置
KR100695297B1 (ko) * 2000-06-13 2007-03-14 삼성전자주식회사 보상 필름을 이용한 광시야각 액정 표시 장치
US20020167629A1 (en) * 2001-05-11 2002-11-14 Blanchard Randall D. Sunlight readable display with reduced ambient specular reflection
JP3767419B2 (ja) * 2001-05-28 2006-04-19 ソニー株式会社 液晶表示素子
JP2003091004A (ja) * 2001-09-18 2003-03-28 Seiko Epson Corp 液晶表示装置および電子機器
AU2003244349A1 (en) 2002-02-08 2003-09-02 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Antiglare film and image display
US20060132681A1 (en) * 2002-04-11 2006-06-22 Park Young I Reflective liquid crystal display
KR100925330B1 (ko) * 2002-11-26 2009-11-04 엘지디스플레이 주식회사 액정표시장치 편광판 제조방법
KR100641793B1 (ko) * 2002-12-26 2006-11-02 샤프 가부시키가이샤 표시패널 및 그 제조방법
JP4912562B2 (ja) * 2003-04-22 2012-04-11 シャープ株式会社 液晶表示装置及びテレビジョン受像機
AU2003255128A1 (en) * 2003-08-21 2005-03-10 Quanta Display Inc. A liquid cristal display device
CN100422810C (zh) * 2003-08-21 2008-10-01 友达光电股份有限公司 液晶显示装置
TWI268372B (en) * 2004-03-26 2006-12-11 Nitto Denko Corp IPS mode liquid crystal display to realize a high contrast ratio over a wide range by laminating a polarizing plate and a retardation film to form an optical film
CN100462800C (zh) * 2004-07-16 2009-02-18 住友化学株式会社 防眩偏光膜积层体以及使用此积层体的液晶显示装置
DE102004044802A1 (de) * 2004-09-13 2006-03-30 X3D Technologies Gmbh Anordnung zur wahlweise dreidimensional wahrnehmbaren oder zweidimensionalen Darstellung von Bildern
JP2006145675A (ja) * 2004-11-17 2006-06-08 Nec Lcd Technologies Ltd 液晶表示装置
JP2006195415A (ja) * 2004-12-13 2006-07-27 Fujitsu Ten Ltd 表示装置及び表示方法
US7502088B2 (en) * 2005-03-17 2009-03-10 Fujifilm Corporation Liquid crystal display device having an antiglare layer
JP4372117B2 (ja) * 2005-06-30 2009-11-25 富士通テン株式会社 受信装置
JP2007086381A (ja) * 2005-09-21 2007-04-05 Fujitsu Ten Ltd 液晶表示装置
JP2007086379A (ja) * 2005-09-21 2007-04-05 Fujitsu Ten Ltd 車載用液晶表示装置
JP2007083858A (ja) * 2005-09-21 2007-04-05 Fujitsu Ten Ltd 車載用表示装置
US20070063943A1 (en) * 2005-09-21 2007-03-22 Fujitsu Ten Limited Display apparatus
JP2007145158A (ja) * 2005-11-28 2007-06-14 Fujitsu Ten Ltd 車載用表示装置及びその表示制御方法
DE102006008338B3 (de) 2006-02-23 2007-02-15 Maschinenfabrik Reinhausen Gmbh Laststufenschalter mit Kraftspeicher
JP2007283873A (ja) 2006-04-14 2007-11-01 Fujitsu Ten Ltd 表示装置および車載用表示装置
CN101059626A (zh) * 2006-04-19 2007-10-24 群康科技(深圳)有限公司 穿透式液晶显示装置
TW200745689A (en) * 2006-06-06 2007-12-16 Toppoly Optoelectronics Corp Systems for displaying images
JP4976816B2 (ja) * 2006-11-06 2012-07-18 住友化学株式会社 液晶表示装置
JP2008250234A (ja) 2007-03-30 2008-10-16 Fujifilm Corp 液晶表示装置
US20090109366A1 (en) * 2007-10-29 2009-04-30 Barret Lippey Liquid Crystal Display Without Bezel
JP5251192B2 (ja) * 2008-03-21 2013-07-31 凸版印刷株式会社 光学フィルム、偏光板および液晶表示装置
JP4577429B2 (ja) * 2008-04-30 2010-11-10 ソニー株式会社 液晶表示装置
WO2010005299A1 (en) * 2008-07-07 2010-01-14 Polymer Vision Limited A display structure with a roughened sub-electrode layer
JP5134472B2 (ja) * 2008-08-28 2013-01-30 富士フイルム株式会社 液晶表示装置
KR101298356B1 (ko) * 2008-12-19 2013-08-20 엘지디스플레이 주식회사 액정표시장치
JP5727131B2 (ja) * 2009-09-24 2015-06-03 スタンレー電気株式会社 液晶表示素子
JP5008734B2 (ja) * 2010-03-18 2012-08-22 大日本印刷株式会社 防眩性フィルム、防眩性フィルムの製造方法、偏光板及び画像表示装置
KR101797016B1 (ko) * 2010-12-13 2017-11-14 삼성디스플레이 주식회사 액정 디스플레이 커버를 구비하는 표시장치
CN103309082B (zh) * 2013-06-09 2016-09-28 信利半导体有限公司 一种常白型液晶显示装置
KR102481376B1 (ko) * 2015-11-26 2022-12-27 삼성디스플레이 주식회사 액정 표시 장치 및 이의 제조 방법

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5629784A (en) * 1994-04-12 1997-05-13 Ois Optical Imaging Systems, Inc. Liquid crystal display with holographic diffuser and prism sheet on viewer side
CN1159600A (zh) * 1995-05-16 1997-09-17 索尼株式会社 用于液晶显示装置的光散射器及其制造方法
CN1211746A (zh) * 1997-08-29 1999-03-24 夏普公司 液晶显示装置
US5998013A (en) * 1996-12-25 1999-12-07 Lintec Corporation Anti-glare hard coat film and process for producing the film
US6002464A (en) * 1996-05-13 1999-12-14 Kuraray Co., Ltd. Light diffusing sheet having a layer incorporated with light diffusing material and a layer with a corrugated surface

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02302725A (ja) * 1989-05-18 1990-12-14 Seiko Epson Corp 液晶表示装置
JP2866540B2 (ja) * 1992-06-26 1999-03-08 シャープ株式会社 液晶表示装置
JPH07104127A (ja) 1993-09-29 1995-04-21 Toppan Printing Co Ltd 反射型液晶表示装置用偏光フィルム
US5619352A (en) 1994-04-04 1997-04-08 Rockwell International Corporation LCD splay/twist compensator having varying tilt and /or azimuthal angles for improved gray scale performance
KR100267894B1 (ko) 1994-05-31 2000-10-16 무네유키 가코우 광학 보상 시이트 및 액정 디스플레이
JP3403280B2 (ja) 1995-10-25 2003-05-06 シャープ株式会社 液晶表示装置
JPH09193332A (ja) * 1996-01-16 1997-07-29 Dainippon Printing Co Ltd 防眩性フィルム
JP3542682B2 (ja) * 1996-02-27 2004-07-14 富士写真フイルム株式会社 液晶表示素子
JP3399760B2 (ja) * 1996-04-19 2003-04-21 シャープ株式会社 液晶表示装置
JP2822983B2 (ja) * 1996-06-27 1998-11-11 日本電気株式会社 透過型液晶表示装置
JPH1020103A (ja) * 1996-07-05 1998-01-23 Dainippon Printing Co Ltd 防眩フィルム
US6356322B1 (en) * 1996-09-30 2002-03-12 Fuji Photo Film Co., Ltd. Liquid crystal display system with improved contrast and less dependence on visual angle
JPH10104611A (ja) * 1996-09-30 1998-04-24 Fuji Photo Film Co Ltd 液晶画像表示装置
JPH10128899A (ja) * 1996-10-28 1998-05-19 Nippon Kayaku Co Ltd 光拡散機能を有するガラス飛散防止フィルム
JPH10186109A (ja) * 1996-12-25 1998-07-14 Sumitomo Chem Co Ltd 拡散フィルム、その製造方法および液晶表示装置
JP3712833B2 (ja) 1996-12-25 2005-11-02 シャープ株式会社 反射型液晶表示装置
JP3614594B2 (ja) * 1997-01-24 2005-01-26 凸版印刷株式会社 液晶表示装置
JPH10253805A (ja) * 1997-03-11 1998-09-25 Nippon Kayaku Co Ltd 光散乱フィルム
JP2967474B2 (ja) * 1997-03-27 1999-10-25 株式会社巴川製紙所 防眩材料及びそれを使用した偏光フィルム
US6930738B1 (en) 1997-07-30 2005-08-16 Citizen Watch Co., Ltd. Liquid crystal display with particular reflective switched states
US5963284A (en) * 1998-04-01 1999-10-05 Ois Optical Imaging Systems, Inc. LCD with diffuser having diffusing particles therein located between polarizers
JP3821956B2 (ja) 1998-07-28 2006-09-13 日東電工株式会社 光拡散層、光学素子及び液晶表示装置
JP2000075137A (ja) 1998-09-01 2000-03-14 Nitto Denko Corp 光拡散偏光板
US6348960B1 (en) * 1998-11-06 2002-02-19 Kimotot Co., Ltd. Front scattering film
JP3515401B2 (ja) * 1998-12-18 2004-04-05 大日本印刷株式会社 防眩フィルム、偏光板及び透過型表示装置
JP2000214446A (ja) * 1999-01-26 2000-08-04 Hitachi Ltd 液晶表示装置
TW548475B (en) * 1999-11-18 2003-08-21 Ind Tech Res Inst Fabrication method of homeotropic aligned LCD structure and the bump structure
JP3602438B2 (ja) * 2000-03-31 2004-12-15 シャープ株式会社 液晶表示装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5629784A (en) * 1994-04-12 1997-05-13 Ois Optical Imaging Systems, Inc. Liquid crystal display with holographic diffuser and prism sheet on viewer side
CN1159600A (zh) * 1995-05-16 1997-09-17 索尼株式会社 用于液晶显示装置的光散射器及其制造方法
US6002464A (en) * 1996-05-13 1999-12-14 Kuraray Co., Ltd. Light diffusing sheet having a layer incorporated with light diffusing material and a layer with a corrugated surface
US5998013A (en) * 1996-12-25 1999-12-07 Lintec Corporation Anti-glare hard coat film and process for producing the film
CN1211746A (zh) * 1997-08-29 1999-03-24 夏普公司 液晶显示装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR100472894B1 (ko) 2005-03-08
US7167222B2 (en) 2007-01-23
JP2001343646A (ja) 2001-12-14
US20060274246A1 (en) 2006-12-07
KR20010095177A (ko) 2001-11-03
CN1319778A (zh) 2001-10-31
US20010043302A1 (en) 2001-11-22
TWI294063B (en) 2008-03-01
JP3602438B2 (ja) 2004-12-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1299153C (zh) 利用透射光显示图像的液晶显示器
CN1216315C (zh) 具有由子电极区限定的子象素区的液晶显示器
CN1235071C (zh) 圆偏振片及液晶显示器
CN1777834A (zh) 包括使用+a-板和+c-板的视角补偿膜的平面内切换液晶显示器
CN1229675C (zh) 液晶显示装置
CN1651981A (zh) 视角控制元件和使用了该元件的影像显示装置
CN1324367C (zh) 具有补偿薄膜的平面内转换液晶显示器
CN1163784C (zh) 反射型液晶显示装置
CN1639621A (zh) 液晶显示装置
CN1603906A (zh) 液晶显示装置
CN1281157A (zh) 具有宽视角的液晶显示器
CN1346069A (zh) 制造层压膜的方法、层压膜以及制造显示器件的方法
CN1768295A (zh) 包括使用正双轴延迟膜的视角补偿膜的面内切换液晶显示器
CN1129808C (zh) 液晶显示装置
CN1708723A (zh) 具有光各向同性相的光补偿的电光式光调制元件
CN1673816A (zh) 液晶显示装置和电子装置
CN1143161C (zh) 液晶显示器件
CN1201194C (zh) 液晶显示器
CN100345043C (zh) 液晶显示装置
CN1169011C (zh) 液晶显示装置
CN1779528A (zh) 液晶显示器件
CN1716016A (zh) 具有由子电极区限定的子象素区的液晶显示器
CN1811550A (zh) 彩色液晶显示设备及彩色液晶显示装置
CN1149431C (zh) 液晶显示器
CN1603899A (zh) 垂直取向型液晶显示元件

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20070207

Termination date: 20200329

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee