CN100480809C

CN100480809C - 液晶显示装置

Info

Publication number: CN100480809C
Application number: CNB2006101627542A
Authority: CN
Inventors: 福田晃一
Original assignee: Hitachi Displays Ltd
Current assignee: Japan Display Inc; Panasonic Intellectual Property Corp of America
Priority date: 2005-11-29
Filing date: 2006-11-28
Publication date: 2009-04-22
Anticipated expiration: 2026-11-28
Also published as: US7791697B2; US20070121029A1; CN1975529A; JP2007148081A; US7489377B2; JP4781797B2; US20090091686A1

Abstract

在采用了倒棱镜方式的背光源的液晶显示装置中，可以防止显示图像发生着色，并且可以达到高亮度化。本发明的液晶显示装置包括：第1基片；配置在比上述第1基片更靠近观察者侧的第2基片；被夹在上述第1基片和上述第2基片之间的液晶；配置在比上述第1基片更靠近背面侧的导光板；配置于上述第1基片和上述导光板之间的偏振片；配置于上述导光板和上述偏振片之间、在上述导光板一侧具有棱镜的棱镜片；配置于上述棱镜片和上述偏振片之间的漫射层；配置于上述漫射层和上述偏振片之间的光控制片，上述光控制片使从上述漫射层射出的光的偏倚旋转。

Description

液晶显示装置

技术领域

本发明涉及液晶显示装置，尤其是涉及适用于倒棱镜方式的背光源的有效技术。

背景技术

具有子像素数在彩色显示时为240×320×3左右的小型液晶显示板的TFT(Thin Film Transistor)式液晶显示模块，作为移动电话等便携设备的显示部被广泛使用。

在移动电话用的液晶显示模块中，通过采用倒棱镜方式的背光源，可以达到高亮度化。

图5是表示采用了倒棱镜方式的背光源的、现有的移动电话用液晶显示模块概略结构的要部剖面图。

如图5所示，现有的移动电话用液晶显示模块包括液晶显示板、和照射上述液晶显示板的倒棱镜方式的背光源。

背光源具有：导光板6，是与液晶显示板的平面形状相同的大致矩形；白色发光二极管8，配置在该导光板6的一侧表面(入射面)；反射片7，配置在导光板6的下表面(与液晶显示板相反一侧的表面)；倒棱镜片5，配置在导光板6的上表面(液晶显示板一侧的表面)；漫射片4，配置在倒棱镜片5的上表面。并且，倒棱镜片5是在导光板6一侧具有棱镜的棱镜片。

另外，液晶显示板具有：液晶单元2；贴附在液晶单元2的上表面(显示面)的上偏振片1；贴附在液晶单元2的下表面(背光源一侧的面)的下偏振片3。

另外，作为与本申请发明相关的现有技术文献有如下文献。

专利文献1：日本特开2001-166116号公报

专利文献2：日本特开2001-166302号公报

发明内容

倒棱镜方式的背光源与通常的点漫射不同，虽然通过利用棱镜的折射性高效地得到了正面亮度，但其出射光具有偏振特性。

由于该偏振特性，在配置于背光源侧的下偏振片3的透射轴角度不一致的情况下，存在着从背光源照射的出射光被下偏振片3吸收而使液晶显示板1的透射率降低的问题。

为了解决上述问题，在上述专利文献1、2中记载了使用光控制片使光偏倚的最大强度方向旋转的方法。

但是，在上述专利文献1、2记载的现有技术中，存在以下问题：

(1)在专利文献2中，由于没有使用漫射片，所以难于抑制因棱镜片的片波纹引起的光的面内方向不均匀、因棱镜片的棱镜与像素的排列方向所成的角而引起莫尔条纹的发生。

(2)在专利文献1中，虽然使棱镜的基片具有光控制片的功能，但在追加了漫射片的情况下，由于没有考虑漫射片的双折射性，因此降低了光控制片的效果。漫射片具有双折射性，使按R、G、B的各个波长通过的光的偏振轴分别以不同的角度旋转，或者按各波长使偏振光的椭圆率不同。因此，由于在光控制片和下偏振片之间存在漫射片，即使由光控制片控制了偏振光，在进入下偏振片之前也会因漫射片而扰乱偏振光，从而降低效率。

(3)由于没有考虑进入光控制片之前的光的波长依赖性，因此存在液晶显示板所显示的显示图像发生着色的问题。

(4)由于没有考虑有关光控制片的固定方法，因此存在光控制片产生波纹的可能性。

本发明是为解决上述现有技术问题而作出的发明，本发明的目的在于提供一种在采用倒棱镜式背光源的液晶显示装置中，可以防止显示图像产生着色且可以达到高灰度化的技术。

本发明的上述以及其它目的和具有新颖性的特征，将通过本说明书的叙述和附图得以明确。

以下，对在本申请中公开的发明的概要说明如下。

(1)本发明的液晶显示装置，包括：第1基片；配置在比上述第1基片更靠近观察者侧的第2基片；被夹在上述第1基片和上述第2基片之间的液晶；配置在比上述第1基片更靠近背面侧的导光板；配置于上述第1基片和上述导光板之间的偏振片；配置于上述导光板和上述偏振片之间、在上述导光板一侧具有棱镜的棱镜片；配置于上述棱镜片和上述偏振片之间的漫射层；配置于上述漫射层和上述偏振片之间的光控制片，上述光控制片使从上述漫射层射出的光的偏倚旋转，上述光控制片是λ/2相位差片。

(2)在(1)中，上述光控制片使上述光的偏倚旋转，以将从上述漫射层射出的R、G、B各光的偏振特性中的R、G、B各光的振幅几乎一致的点连接的直线与上述偏振片的透射轴之间所成的角控制在±10°的范围内。

(3)在(2)中，在将上述R、G、B各光的振幅几乎一致的点连接成的上述直线上，当取R、G、B中的任意一种光的振幅为A1、其余两种光的振幅为A2、A3时，满足-0.03≤(A2-A1)/A1≤0.03、-0.03≤(A3-A1)/A1≤0.03。

(4)在(1)至(3)任意一项中，上述光控制片为λ/2相位差片。

(5)在(1)至(4)任意一项中，上述光控制片与上述偏振片贴紧地配置。

以下，简单地说明由本申请公开的发明中具代表性的结构所得到的效果。

根据本发明，在采用了倒棱镜式的背光源的液晶显示装置中，可以防止显示图像发生着色，且可以达到高亮度化。

附图说明

图1是表示本发明的实施例的移动电话用液晶显示模块的概略结构的分解立体图。

图2是表示本发明的实施例的移动电话用液晶显示模块的概略结构的要部剖面图。

图3是表示在本发明的实施例的液晶显示模块中，从漫射片射出的R、G、B各个光的偏振特性的差异(所谓光的偏倚)示意图。

图4是表示以λ/2相位差片构成图2所示的光控制片，使λ/2相位差片的延迟相位轴角度(θd)变化时的、下偏振光片透射率(F)的关系的表。

图5是表示采用了倒棱镜方式的背光源的、现有的移动电话用液晶显示模块的概略结构的要部剖面图。

具体实施方式

以下，参照附图详细说明本发明的实施例。

并且，在用于说明实施例的全部附图中，具有相同功能的部件采用相同标记，省略其反复的说明。

[实施例]

图1是表示本发明的实施例的移动电话用液晶显示模块的概略结构的分解斜视图。另外，图2是表示本发明的实施例的移动电话用液晶显示模块的概略结构的要部剖面图。

如图1、图2所示，本实施例的液晶显示模块也与上述现有的液晶显示模块相同地，具有液晶显示板10和照射上述液晶显示板10的倒棱镜方式的背光源(B/L)。

背光源(B/L)具有：导光板6，是与液晶显示板10的平面形状相同的大致矩形；白色发光二极管(光源)8，配置在该导光板6的一侧表面(入射面)；反射片7，配置在导光板6的下表面(与液晶显示板10相反一侧的表面)；倒棱镜片5，配置在导光板6的上表面(液晶显示板一侧的表面)；漫射片(漫射层)4，配置在倒棱镜片5的上表面；以及树脂框20。并且，倒棱镜片5是在导光板6一侧具有棱镜的棱镜片。在本实施例中，作为漫射层，对使用漫射片4的例子进行了说明，但也可以代替漫射片4而使用在倒棱镜片5的上表面由涂覆形成的漫射层。

如图1所示，本实施例的液晶显示模块中，漫射片4、倒棱镜片5、导光板6以及白色发光二极管8按照图1所示的顺序配置在树脂框2的内部，反射片7被配置在树脂框20的下侧。

另外，液晶显示板10具有：液晶单元2；贴付在液晶单元2的上表面(显示面)的上偏振片1；贴付在液晶单元2的下表面(背光源一侧的面)的下偏振片3。并且，也可以在上偏振片1和液晶单元2之间具有未图示的相位差片。另外，也可以在下偏振片3和液晶单元2之间具有未图示的相位差片。

液晶单元2具有如下结构：将设置有像素电极、薄膜电极等的玻璃基片(也称为TFT基片)2b，和形成有滤色片等的玻璃基片(称为相对基片)2a，按照预定间隔隔开并重叠，通过在该两基片间的边缘部被设置成框状的密封材料，将两基片贴合，并且，从设置于密封材料的一部分的液晶封入口将液晶封入两基片间的密封材料内侧进行密封。另外，在玻璃基片2b上，安装有构成驱动器等的半导体芯片(DRV)。

并且，在图2、图5中省略了树脂框20和半导体芯片(DRV)的图示。而且，在玻璃基片2b上，还安装了向半导体芯片(DRV)提供控制信号等的挠性布线基片，但在图2、图5中也省略了该挠性布线基片的图示。

在本实施例中，在下偏振片3和漫射片4之间配置了光控制片9这点与上述现有液晶显示模块不同。在本实施例中，该光控制片9优选为贴紧配置在下偏振片3上，但不限于此。作为将光控制片9贴紧配置在下偏振片3的方法，优选为使用粘结剂或接合剂。

光控制片9使来自背光源(B/L)的出射光(即，射入下偏振片3之前的光)偏倚(偏振的方向)旋转。

在图3中，以图像的水平方向(纸面的左右方向)为基准(0°)，逆时针旋转测量角度。

在图3中，R表示红色(R)光的偏振特性，G表示绿色(G)光的偏振特性，B表示蓝色(B)光的偏振特性。

从该图3可以知道，从漫射片4射出的R、G、B各个光的偏振特性为大致椭圆形。

光控制片9使从漫射片4射出的R、G、B各个光的偏倚旋转。

但是，漫射片4具有双折射性，并具有波长依赖性。因此，从漫射片4射出的R、G、B各个光的偏倚的最大振幅方向(图3所示的R、G、B各椭圆的长轴方向)根据各光而不同。当没有适当地设定旋转角度时，在液晶显示板10的显示面所显示的图像发生着色。

在本实施例中，光控制片9使从漫射片4射出的R、G、B各光的偏倚旋转，以使将从漫射片4射出的R、G、B各光的偏振特性中的R、G、B各光的振幅一致的点连接的直线(图3的P-P’线)与下偏振片3的透射轴一致。例如，当假设下偏振片3的透射轴为图3中的165°的方向时，光控制片9使从漫射片4射出的光的偏倚旋转图3的θ。

由此，由于射入液晶显示板10的R、G、B各光的振幅一致，因此可以防止液晶显示板10的显示面所显示的图像发生着色。

并且，上述说明是优选实施例的说明，在实际产品中，很难达到完全一致。因此，光控制片9也可以使从漫射片4射出的R、G、B各光的偏倚旋转，以将从漫射片4射出的R、G、B各光在光的偏振特性中的R、G、B各光的振幅几乎一致的点连接的直线(图3的P-P’线)与下偏振片3的透射轴之间所成的角(夹角)控制在±10°(优选±5°，更优选±2.5°)的范围。

并且，在这种情况下，由于不限于从漫射片4射出的R、G、B各光的偏振特性中存在R、G、B各光的振幅几乎一致的点，因此允许某种程度的误差而利用几乎一致的点。例如，在将R、G、B各光的振幅几乎一致的点连接的直线(图3的P-P’线)上，设R、G、B中的任意一个光的振幅为A1、其余两个光的振幅为A2、A3时，只要-0.03≤(A2-A1)/A1≤0.03、-0.03≤(A3-A1)/A1≤0.03，则为允许的范围。

光控制片9，例如由环烯类(シクロオフイン系)的λ/2相位差片构成。图4表示由λ/2相位差片构成光控制片9，使λ/2相位差片的相位延迟轴角度(θd)变化时的、下偏振片3的透射率(F)的关系。并且，θd的测量方法为图3所示的方法。

根据该图可知，λ/2相位差片的相位延迟轴角度(θd)为7.5°≤θd≤27.5°时，作为下偏振片3的透射率可得到高的透射率。这相当于由光控制片9旋转图3的P-P’线的方向，以使旋转后与下偏振片3的透射轴之间所成的角在±10°的范围内。另外，图4显示了当15°≤θd≤20°时的峰值。这相当于由光控制片9旋转图3的P-P’线的方向，使旋转后与下偏振片3的透射轴之间所成的角在±2.5°的范围内。

在上述专利文献1中记载了如下内容：在倒棱镜的基片(32A)上配置具有双折射性的延伸滤膜，将通过了基片(32A)的光的偏振方向与下偏振片的偏振光轴几乎一致地设定基片(32A)的偏振轴方向，以及根据需要附加漫射片(40)。

但是，在该专利文献1记载的结构中，漫射片(40)配置于基片(32)之上，由于漫射片(40)的双折射性而扰乱偏振光，因此基片(32)的效果降低。

另外，在上述专利文献2记载了如下的结构：棱镜片(12)自身以一轴或两轴延伸，使从导光板(4)射出的光的最大强度方向向偏振片(14)的透射轴方向旋转，从而使透过偏振片的偏振光成分的光量变多的结构，以及不在棱镜片自身设置光控制片，而是另外设置具有旋光性的光控制片的结构。

但是，该专利文献2记载的结构，在背光源(B/L)和液晶显示板10之间，为了防止光学干涉，没有使用漫射片。

如专利文献2所述，在没有使用漫射片的结构中，有可能发生光学干涉(莫尔条纹)，而得不到在面内方向均匀的效果。

相对于此，在本实施例中，由于在漫射片4和下偏振片3之间设置了光控制片9，还加入了漫射片(40)的双折射性，能够进行射入下偏振片3的光的旋转。因此，即使发生因漫射片4的双折射性而扰乱偏振光，光控制片9的效果也不会降低。而且，由漫射片4可以抑制波纹的发生。

而且，在专利文献1、2记载的结构中，个别设置下偏振片和光控制片，由于组装偏差的影响，有可能不能稳定地得到能获得最大光强度的条件。

另外，在专利文献1、2记载的结构中，由于没有以面固定光控制片，因此担心在光控制片上发生波纹，为防止波纹，当用其它薄片按压光控制片时，有可能在与该片之间产生莫尔条纹。

为防止波纹，当在光控制片上追加漫射片而使光控制片的控制性能降低。无论怎样都不能得到在面内方向均匀的效果。

但是，在本实施例中，光控制片9与下偏振片3贴紧地配置，由此，能够减小下偏振片3和光控制片9的组装偏差的影响，并且，能够防止在光控制片9产生波纹。

以上，根据上述实施例对由本发明人进行的发明进行了具体地说明，但是，本发明并不限于上述实施例，在不脱离本发明宗旨的范围内，当然可以有各种变形。

Claims

1.一种液晶显示装置，其特征在于，包括：

第1基片；

配置在比上述第1基片更靠近观察者侧的第2基片；

被夹在上述第1基片和上述第2基片之间的液晶；

配置在比上述第1基片更靠近背面侧的导光板；

配置于上述第1基片和上述导光板之间的偏振片；

配置于上述导光板和上述偏振片之间、在上述导光板一侧具有棱镜的棱镜片；

配置于上述棱镜片和上述偏振片之间的漫射层；以及

配置于上述漫射层和上述偏振片之间的光控制片；

上述光控制片使从上述漫射层射出的光的偏倚旋转，

上述光控制片是λ/2相位差片。

2.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：

上述光控制片使上述光的偏倚旋转，以将从上述漫射层射出的R、G、B各光的偏振特性中R、G、B各光的振幅几乎一致的点连接的直线与上述偏振片的透射轴之间所成的角控制在±10°的范围内。

3.根据权利要求2所述的液晶显示装置，其特征在于：

在连接上述R、G、B各光的振幅几乎一致的点的上述直线上，当取R、G、B中的任意一种光的振幅为A1、其余两种光的振幅为A2、A3时，满足-0.03≤(A2-A1)/A1≤0.03、-0.03≤(A3-A1)/A1≤0.03。

4.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：

上述光控制片与上述偏振片贴紧地配置。

5.一种液晶显示装置，其特征在于，包括：

第1基片；

配置在比上述第1基片更靠近观察者侧的第2基片；

被夹在上述第1基片和上述第2基片之间的液晶；

配置在比上述第1基片更靠近背面侧的导光板；

配置于上述第1基片和上述导光板之间的偏振片；

配置于上述棱镜片和上述偏振片之间的漫射片；以及

配置于上述漫射片和上述偏振片之间的光控制片；

上述光控制片使从上述漫射片射出的光的偏倚旋转，以将从上述漫射片射出的R、G、B各光的偏振特性中R、G、B各光的振幅几乎一致的点连接的直线与上述偏振片的透射轴之间所成的角控制在±10°的范围内。

6.根据权利要求5所述的液晶显示装置，其特征在于：

在将上述R、G、B各光的振幅几乎一致的点连接的上述直线上，当取R、G、B中的任意一种光的振幅为A1、其余两种光的振幅为A2、A3时，满足-0.03≤(A2-A1)/A1≤0.03、-0.03≤(A3-A1)/A1≤0.03。

7.根据权利要求5所述的液晶显示装置，其特征在于：

上述光控制片为λ/2相位差片。

8.根据权利要求5所述的液晶显示装置，其特征在于：

上述光控制片与上述偏振片贴紧地配置。

9.一种液晶显示装置，其特征在于，包括：

第1基片；

配置在比上述第1基片更靠近观察者侧的第2基片；

被夹在上述第1基片和上述第2基片之间的液晶；

配置在比上述第1基片更靠近背面侧的导光板；

配置于上述第1基片和上述导光板之间的偏振片；

配置于上述棱镜片和上述偏振片之间的漫射层；以及

配置于上述漫射层和上述偏振片之间的光控制片；

上述光控制片与上述偏振片贴紧地配置，使从上述漫射层射出的光的偏倚旋转，

上述光控制片是λ/2相位差片。