液晶显示元件、背照光机构以及采用它们的液晶显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术的液晶显示元件的特征在于，液晶层夹持于一对的基板之间，该液晶层中的液晶分子按照扭曲９０°的方式定向，该元件包括第１光行进方向变换机构以及第２光行进方向变换机构。上述第１光行进方向变换机构由贴附于上述基板的各外表面上的相位补偿板构成，在从倾斜方向观看显示面的场合，使除了作为特定的一个方向的劣视角方向以外的方向的视角特性提高。上述第２光行进变换机构由贴附于外侧的相位补偿板上的光轴变换板构成，其将光的行进方向变换到劣视角方向。由此，便获得没有色调反转的具有良好视角特性的液晶显示元件。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

Liquid crystal display device, backlight device and liquid crystal display device using the same

The invention relates to a liquid crystal display element is characteristic of the liquid crystal layer is sandwiched between a substrate of the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer in the twisted 90 degrees of orientation, the first elements including the direction of the light conversion mechanism and the second direction of the light conversion mechanism. The phase compensation plate on the outer surface of the first direction of the light conversion mechanism is attached to the substrate, when the display surface is viewed from an oblique direction, to improve viewing angle characteristics except the inferior viewing angle direction as a specific direction to the direction of. The second light traveling transformation mechanism is composed of an optical axis transformation plate attached to the outer phase compensation board, which changes the direction of light travel to the bad angle direction. Thus, a liquid crystal display device having a good viewing angle without color reversal is obtained.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于OA监视器或摄像机等的液晶显示元件等，具体来说本专利技术涉及提高视角特性的液晶显示元件等。在过去，作为用于OA监视器等的大型显示板或用于摄像机等的小型显示板，彩色液晶显示器正在普及。作为这些彩色液晶显示器，一般采用画质优良的扭曲向列(TN)型的液晶显示元件。附图说明图1为已有的液晶显示元件中的主要部分的侧面剖视图。如图1所示，该TN型的液晶显示元件在平行设置的一对的基板107、109之间，夹持有液晶层108，偏折光片105、105分别贴付于内侧的基板107的外面，以及外侧的基板109的外面上。虽然在图中未示出，但是在上述基板107的内侧，形成有薄膜晶体三极管、像素电极、以及定向膜，在基板的109的内侧，形成有相对电极以及定向膜，通过对该定向膜进行定向处理，上述液晶层108中的液晶分子8在基板107、109之间连续地扭曲90°。另外，虽然图1的液晶分子8画为3层的形式，但是实际上，可为由连续的无数的层形成。此外，在上述像素电极与相对电极之间、对液晶层108施加某个特定的电压的状态下，液晶层108的厚度方向的中间部(下面简称为“中间部”)的液晶分子8c处于相对基板107、109立起的状态，但是基板107、109的内面附近的液晶分子8a、8a不太活动，处于与上述基板107、109保持平行的状态。这是因为上述液晶分子8a、8a锚固于基板107、109的内面。因此，施加有电压的液晶层108中的液晶分子8并不是处于单纯地立起的状态，必须将该液晶层看作倾斜角度连续地发生变化的各个液晶分子8的整体。在这样的液晶显示元件中，如果从倾斜方向观看显示面D，则具有产生色调反转等的问题。比如，从显示面D的法线方向的正面方向S观看显示面D，在黑块中显示有白色的四个角的场合，如果从倾斜方向观看显示面D，便看到黑块的亮度大于显示的白色的四角的亮度、或处于负显示。这样的色调反转是在特定的状态下产生的。这是因为液晶分子8为杆状，中间部的液晶分子8c朝下方向倾斜，如图1所示，在某种色调显示的电压状态下，按照从正面方向向下方20°的程度产生色调反转。这是因为在从正面观看液晶分子8的场合，液晶的折射率较小，随着观察方向的不断向下，液晶的折射率逐渐减小，从液晶分子8c的长轴方向观察的场合的折射率最小，而继续朝下，则折射率再次增加。另外，存在色调反转发生于朝下方向、以及左右方向的情况。于是，为了对色调反转进行补偿，便提供图2所示的液晶显示元件。图2为已有的经改进的液晶显示元件中的主要部分的侧面剖视图。该液晶显示元件分别在内侧的基板107与偏折光片105之间，以及外侧的基板109与偏折光片105之间，设置有相位补偿板106、106。上述相位补偿板106包括单轴定向的相位补偿板或双轴定向的相位补偿板，但是以由下述组合物形成的相位补偿板为较优，该组合物包括从光学上说具有折射率各向异性的光学媒体。该光学媒体6为具有负折射率各向异性的圆盘状液晶材料。此外，如果对上述液晶层108施加电压，当液晶层108中的液晶分子8的方向沿液晶层108的厚度方向连续地发生变化。于是，上述光学媒体6的倾斜角度沿厚度方向是一致的，不能够对液晶层108的厚度方向的全部液晶分子8所造成的色调反转进行补偿。于是，为了通过相位补偿板106对色调反转进行补偿，上述光学媒体6是复合定向的，并经紫外线辐射而硬化。该复合定向指光学媒体(圆盘状的液晶材料)6在相位补偿板106中的一个面上沿水平定向、在另一面上沿垂直定向，在中间部倾斜角度与液晶分子8的长轴相垂直等，光学媒体6的倾斜角度沿厚度方向是不同的，轴连续地发生变化。由于这样的光学媒体6的复合定向，光学媒体6的负折射率各向异性与液晶层108中的液晶分子8的正折射率各向异性相抵消，使对折射率的方向的依赖得到缓和。还有，这样的结构在原理上，可在某个特定的液晶的定向状态下完全对视角特性进行补偿。还有，在JP特开平6-331979号文献，JP特开平6-250166号文献，JP特开平6-214116号文献中提出了这样的方案，即在不是圆盘状液晶材料的情况下，通过将单轴定向或双轴定向的相位补偿板插入到基板与偏折光片之间，可增加色调反转的角度(朝向外侧扩大)，从而改善视角特性。但是，在采用单纯的单轴定向或双轴定向的相位补偿板的液晶显示元件中，在主要从朝下方向观看色调反转时，以及在从左右方向观看色调反转的场合，不能使采用下述相位补偿板的液晶显示元件的视角特性提高，该相位补偿板使圆盘状液晶材料复合定向。另外，JP特开平9-5520号文献提出了这样的方式，即采用从使上述的圆盘状液晶材料复合定向的状态而固定的相位补偿板，可进一步改善视角特性。另外，在JP特开平7-64069号文献，JP特开平7-209637号文献中提出了这样的膜，即通过采用特定的紫外线硬化机构，形成折射率各不相同的多层膜，此外，JP特开平9-281483号文献提出了这样的方案，即采用该膜提高视角特性。该膜作为鲁米斯底(ルミスティ)膜(商品名)正在被商品化。但是，如图2所示，虽然具有采用圆盘状液晶材料的相位补偿板106的液晶显示元件可在除了液晶分子8c的长轴延伸的一个方向(朝下方向)以外的几乎所有方向，使视角特性提高，但是对于该朝下方向，液晶的折射率各向异性急剧变化，在下方40°以上产生色调反转。可认为虽然上述相位补偿板106按照下述方式设置，该方式为光学媒体6与液晶分子8的长轴方向相垂直，其倾角慢慢地变化，但是其不与液晶的急剧变化的折射率不同各向异性相抵消，产生色调反转。由于OA用监视器等所采用的大型板按照设置于桌上的方式来使用，不从下方向观察显示面D，这样即使在朝下方向产生色调反转的情况下，仍不会产生使用上的不利情况。因此，OA用的监视器等所采用的大型板用的液晶显示元件按照在下方向产生色调反转的方式，对基板107、109进行定向处理。但是，由于是从各个方向观察比如摄像机的小型显示板的，这样就要求即使在朝下方向的情况下，仍不产生色调反转。另外，即使在借助上述各文献所公开的各种膜，仍无法提供可完全消除色调反转的问题的液晶显示元件。还有，图2所示的具有相位补偿板106的液晶显示元件具有由图3所示的色度图所示的特性，特别在下方向的色变化较大。于是，本专利技术的目的在于提供一种液晶显示元件，其可解决所谓产生色调反转或色变化的视角特性的问题。根据本专利技术第一方面的一种液晶显示元件，其特征在于，该元件包括第1光行进变换机构，其对光学特性进行补偿；第2光行进变换机构，其对不能通过上述第1光行进变换机构进行补偿的光学特性进行补偿。按照这样的结构，由于通过两个光行进方向变换机构，对光学特性进行补偿，形成所谓的双级补偿，这样可高效率地对光学特性进行补偿。另外，根据本专利技术第2方面的液晶显示元件，上述光学特性为视角特性。如上所述，为了仅仅采用已有的复合膜进行补偿、发挥正面与朝下方向这两个方向均优良的视角特性，对复合膜的厚度、折射率、复合的定向等进行调整，但是由于这些条件是严格的，实际上极难实现，比如，即使在正面的对比度优良的情况下，仍具有朝下方向的特性降低的(特别是，产生色调反转)等问题。与此相对，如果通过如上结构的双级补偿，使视角特性提高，由于可通过第1光行进方向变换机构，使正面对比度提高，通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液晶显示元件，其特征在于，该元件包括：第１光行进变换机构，其对光学特性进行补偿；第２光行进变换机构，其对不能通过上述第１光行进变换机构进行补偿的光学特性进行补偿。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 1999-5-17 135291/99;JP 2000-3-23 81996/001.一种液晶显示元件，其特征在于，该元件包括第1光行进变换机构，其对光学特性进行补偿；第2光行进变换机构，其对不能通过上述第1光行进变换机构进行补偿的光学特性进行补偿。2.根据权利要求1所述的液晶显示元件，其特征在于，上述光学特性为视角特性。3.一种液晶显示元件，液晶层夹持于一对基板之间，该元件具有使除了某一方向的劣视角方向以外的方向的视角特性提高的第1光行进方向变换机构，其特征在于，该液晶显示元件包括第2光行进方向变换机构，该机构将沿上述劣视角方向以外行进的光的一部分的行进方向变换到劣视角方向。4.根据权利要求3所述的液晶显示元件，其特征在于，只在上述第1光行进方向变换机构产生的劣视角方向为视角反转方向。5.根据权利要求3所述的液晶显示元件，其特征在于，上述液晶层中的液晶分子被扭曲定向，并且上述劣视角方向为液晶分子的长轴方向，该液晶分子位于在对液晶层施加特定电压的场合的液晶层的厚度方向的中间部。6.根据权利要求3所述的液晶显示元件，其特征在于，上述第1光行进方向变换机构为贴付于至少一个基板的外侧上的相位补偿板，该相位补偿板由下述组合物形成，该组合物包括从光学上说具有折射率各向异性的光学媒体，该光学媒体沿上述相位补偿板的厚度方向倾斜，该倾斜角度沿厚度方向发生变化。7.根据权利要求3所述的液晶显示元件，其特征在于，上述第1光行进方向变换机构为贴付于至少一个基板的外侧上的相位补偿板，该相位补偿板具有双折射，上述双折射沿厚度方向发生变化。8.根据权利要求6所述的液晶显示元件，其特征在于，上述相位补偿板中的光学媒体从光学上说具有负折射率各向异性。9.根据权利要求8所述的液晶显示元件，其特征在于，上述光学媒体由具有圆盘状液晶性的组合物形成。10.根据权利要求6所述的液晶显示元件，其特征在于，上述相位补偿板中的光学媒体从光学上说具有正折射率各向异性。11.根据权利要求10所述的液晶显示元件，其特征在于，上述光学媒体由具有液晶性的组合物形成。12.一种液晶显示元件，液晶层夹持于一对基板之间，其特征在于，该元件具有第2光行进方向变换机构，该机构将沿亮度不降低的方向行进的光的一部分变换到亮度降低的方向。13.根据权利要求12所述的液晶显示元件，其特征在于，上述液晶显示元件为垂直定向型。14.根据权利要求12所述的液晶显示元件，其特征在于，上述液晶显示元件为OCB型。15.一种液晶显示元件，液晶层夹持于一对基板之间，沿某个特定的方向具有劣视角，其特征在于，该元件具有第2光行进方向变换机构，该机构将沿除了上述劣视角方向以外而行进的光的一部分变换到劣视角方向。16.根据权利要求15所述的液晶显示元件，其特征在于，上述液晶显示元件为垂直定向型，上述液晶层中的液晶分子具有这样的特性，即通过施加电压具有各向异性，并发生倾斜。17.根据权利要求3所述的液晶显示元件，其特征在于，上述第2光行进方向变换机构为通过各向异性散射元件构成的光轴变换板。18.根据权利要求17所述的液晶显示元件，其特征在于，上述光轴变换板中叠置有多层折射率不同的材料。19.根据权利要求3所述的液晶显示元件，其特征在于，上述第2光行进方向变换机构为由非对称折射元件构成的光轴变换板。20.根据权利要求19所述的液晶显示元件，其特征在于，上述光轴变换板为截面呈锯齿状的非对称折射元件。21.根据权利要求19所述的液晶显示元件，其特征在于，上述光轴变换板为非对称微型透镜。22.根据权利要求17所述的液晶显示元件，其特征在于，其设置有用于防止外部光反射的反射防止机构。23.根据权利要求22所述的液晶显示元件，其特征在于，上述反射防止机构为反射防止膜，其形成于设置在表面侧的基板的外侧的偏振光片的表面上。24.根据权利要求22所述的液晶显示元件...

【专利技术属性】
技术研发人员：中尾健次，上村强，田中好纪，石原将市，冲田光隆，田村达彦，山口久典，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]