CN101887188A - 液晶显示装置及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供聚光特性良好、且能够避免界面反射的液晶显示装置及其制造方法。该液晶显示装置具有在由对向配置的第1基板和第2基板构成的单元内挟持液晶而构成的液晶面板、以及配置在该液晶面板的上述第1基板一侧上的照射装置，在与上述液晶面板的上述第1基板的液晶相反一侧的表面上，通过涂布而形成含有具有溶致液晶性的二色性色素的偏振层，再在该偏振层的上面，配置能将上述照明装置发出的光会聚到上述单元内的聚光透镜或者用于保护偏振层的树脂层。

Description

液晶显示装置及其制造方法
技术领域
本发明涉及液晶显示装置及其制造方法，特别是涉及具备聚光透镜的液晶显示装置及其制造方法。
背景技术
近年来，IPS(平面转换，In Plane Switching)方式和VA(垂直取向，Vertical Alignment)方式等广视角的透射型液晶显示装置作为各种设备的监视器或电视得到普及。另外，液晶显示装置由于优良的轻量性，在以手机、数码相机为代表的便携式信息设备中也得到普及。然而，随着便携式信息设备的轻量化，要求便携式信息设备用的显示装置更为薄型化、轻量化，当前的便携式信息设备用的液晶显示装置大多数是通过在制造工序中研磨液晶面板的玻璃基板来使其薄型化。玻璃基板的研磨方法一般有使用氢氟酸等的化学研磨以及使用研磨剂的属于物理研磨的机械研磨。
另外，便携式信息设备用的显示装置要求能在晴天时的户外等的周围明亮的环境到室内黑暗的环境这样宽幅的亮度范围下使用。因此，正在开发一种在1个像素内具有反射显示部和透过显示部的半透射型液晶显示装置。该半透射型液晶显示装置，其在透过显示部与以往的液晶面板同样，利用背照光进行显示，在反射显示部则通过反射外部光来显示。然而，在反射显示部中，为了遮蔽背照光，开口率要比全透射型液晶显示装置的低，这是存在的问题。
另一方面，对于便携式信息设备来说，面向地面波数字电视播送的手机、移动体终端的1段(セグメント)部分接收信息服务(受信サ一ビス)和利用高精细的照片的机会日益增加，因此，液晶显示装置正朝着高精细化方向发展。由于用来驱动液晶的薄膜晶体管的尺寸和配线宽度的微细化有限度，因此，随着高精细化的进展，在形成薄膜晶体管(TFT：Thin Film Transistor)的基板(TFT基板)上的配线所占的区域就相应地增大。由于配线由金属等不透光的物质形成，因此将背照光遮蔽。因此，随着高精细化的进展，透光的开口部就减少。
这样，在便携式信息设备用的显示装置中，存在着向显示装置前方透过的背照光的比例减少的倾向。作为避免该问题的方法，目前有如下技术：在TFT基板的外表面形成聚光透镜，使背照光会聚到光开口部，这样就能够有效地利用原本应被TFT基板的配线、反射部遮住的背照光。
作为与本申请发明有关的文献，有特开2003-337327号公报、特开2008-304523号公报、特开2007-25458号公报、以及特开2007-133037号公报。特开2003-337327号公报公开了将聚光板贴合到液晶面板的背照光一侧的液晶显示装置，该聚光板具有用于将背照光源发出的光会聚到像素电极开口处的线形聚光透镜。然而，聚光板不仅具有聚光透镜的厚度，而且具有聚光板的基材的厚度，因此，从薄型化的观点考虑，以那种只在液晶面板上形成透镜的方法为好。特开2008-304523号公报公开了采用胶版印刷，在偏振膜上直接形成聚光透镜的结构。特开2007-25458号公报公开了采用一种利用液晶面板的像素矩阵图案的光刻技术，为不介入偏振膜而直接将聚光透镜形成到液晶面板外表面的技术。另外，已知有一些直接形成透镜的技术，包括金属模转印方式和喷墨方式、凹版胶印等印刷方式、采用光刻技术的方式等。特开2007-133037号公报公开了将聚光透镜直接形成到液晶面板外表面之后，以设置在透镜顶点的许多凸部作为支持体，安装偏振膜的方法。
发明内容
当在粘贴在液晶面板的偏振膜上形成聚光透镜时，偏振膜会由于受到加热或湿度发生变化而引起伸缩，因此会使透镜形状、透镜间距等发生变化，从而对显示性能产生影响。另外，从聚光透镜到光开口部的距离在光学设计中受到限制，因此，偏振膜的厚度有时会成为问题。
另一方面，当不介入偏振膜而在液晶面板的外表面直接形成聚光透镜时，安装偏振膜的位置会出现问题。即，当在液晶面板上安装偏振膜时，将带有粘合剂的偏振膜粘贴到液晶面板的外表面。然而，当要在液晶面板的外表面形成聚光透镜时，就必须从聚光透镜的上方粘贴偏振膜，因此聚光透镜的间隙就会被偏振膜的粘合剂填满。该场合下会发生如下问题：聚光透镜本来是借助于作为光介质的空气与聚光透镜之间的折射率差而产生聚光功能的，但由于粘合剂将空间填满，因此导致折射率差减少，从而使聚光功能显著降低。如果采用增加聚光透镜与粘接剂的折射率差的方法，或者采用以折射率大于聚光透镜的材料来填满透镜的间隙、并从其上方粘贴偏振膜的方法，虽然可以在一定程度上保持聚光功能，但不可避免导致聚光能力降低。
另外，当将偏振膜粘贴到背照光一侧时，由于背照光的棱镜片诱导光而使表面被立体加工，出于与上述同样的理由，在棱镜片上粘贴偏振膜会导致棱镜片的功能降低。另外，即使粘贴偏振膜，一般来说棱镜片是很薄的片材，因此，棱镜片会由于受到偏振膜伸缩的影响而发生变形，这样往往出现显示不良。
特开2007-133037号公报公开首先将聚光透镜直接形成到液晶面板外表面，然后以设置在透镜顶点的多个凸部作为支持体，安装偏振膜。通过采用该方法，与通过在液晶面板的周边部选择性地设置的粘接层来粘贴偏振膜的结构相比，能够更牢固地固定偏振膜。另一方面，该方法制造工艺复杂，而且，液晶面板与偏振膜之间保持空气层的部分，与将偏振膜直接粘贴到液晶面板的情况相比，其中的界面较多。因此，由于背照光源发出的光透过到液晶面板的前面，使较多的光发生界面反射，因此，可能使亮度降低。
本发明的目的在于，提供一种聚光特性良好，能够避免界面反射的液晶显示装置及其制造方法。
本发明的液晶显示装置，其特征在于，例如，具有在包含相互对向配置的第1基板和第2基板的单元内挟持液晶而构成的液晶面板、以及配置在该液晶面板的上述第1基板一侧的照射装置，在与上述液晶面板的上述第1基板的液晶相反一侧的面上，通过涂布形成含有具有溶致(リオトロピツク)液晶性的二色性色素的偏振层，在该偏振层的上面，配置用于将上述照明装置发出的光会聚到上述单元内的聚光透镜或者树脂层。
另外，本发明的液晶显示装置的制造方法，例如，是如下液晶显示装置的制造方法，该液晶显示装置具有在包含相互对向配置的第1基板和第2基板构成的单元内挟持液晶而构成的液晶面板、以及配置在该液晶面板的上述第1基板一侧的照射装置；其特征在于，该制造方法包括：通过在与上述液晶面板的上述第1基板的液晶相反一侧的面上涂布而形成含有具有溶致液晶性的二色性色素的偏振层的工序；以及，在上述偏振层的上面，配置能够将上述照明装置发出的光会聚到上述单元内的聚光透镜或者树脂层的工序。
予以说明，上述的构成仅是一例，本发明可以在不偏离技术构思的范围内适宜变更。另外，上述构成以外的本发明构成的例子，可以通过本申请说明书全部的记载或者附图而明确。
根据上述的液晶显示装置及其制造方法，可以具备聚光特性良好、能够避免界面反射的聚光透镜。
对于本发明的其他效果，可从说明书全部的记载而明确。
附图说明
图1为示出本发明液晶显示装置的制造方法中实施例1的工艺流程。
图2为本发明方法中制造的便携式设备用的液晶显示装置的概略平面图。
图3为沿图2的III-III线剖开的截面图。
图4为图2的有效显示区域的放大表示的平面图。
图5为沿图4的V-V线剖开的截面图，也是示出本发明液晶显示装置的实施例1的截面图。
图6A为示出采用凹版胶印形成聚光透镜时的一个工序的图。
图6B为示出采用凹版胶印形成聚光透镜时的一个工序的图。
图6C为示出采用凹版胶印形成聚光透镜时的一个工序的图。
图6D为示出采用凹版胶印形成聚光透镜时的一个工序的图。
图6E为示出采用凹版胶印形成聚光透镜时的一个工序的图。
图7为示出本发明液晶显示装置中实施例2的截面图。
图8A为示出本发明液晶显示装置中实施例3的截面图。
图8B为示出本发明液晶显示装置中实施例4的截面图。
图9为本发明液晶显示装置的有效显示区域的分解式立体图。
图10为示出本发明液晶显示装置制造方法中实施例2的工艺流程。
图11为示出本发明液晶显示装置制造方法中实施例3的工艺流程。
(符号说明)
201…有效显示区域、203…传动器IC、204…挠性印刷基板、303…密封层(シ一ル)、401…透过显示部、402…信号线、403…扫描线、404…反射显示部、501…偏振膜、502…滤色片基板、503…取向膜、504…液晶层、507…TFT基板、508…偏振层、509…聚光透镜、510…背照光模块、521…取向处理层、522…保护层、600…刮板、601…透镜材料、602…凹版、603…转印滚筒、604…凹坑、605…液晶面板、607…毛毡。
具体实施方式
下面参照附图说明本发明的实施例。予以说明，在各图和各实施例中，对于同一或者类似的构成要素采用相同的符号，省略说明。
(实施例1)
图1为示出本发明液晶显示装置的制造方法中实施例1的工艺流程。另外，图2为采用上述工艺流程制造的液晶显示装置(便携式设备用的半透射型液晶显示装置)的平面图。图3为沿图2的III-III线剖开的截面图。图4为上述液晶显示装置的有效显示区域201的放大平面图。图5为沿图4的V-V线剖开的截面图。图9为上述液晶显示装置的分解式立体图。
使用这些图，说明本发明液晶显示装置制造方法的实施例。首先，在TFT基板507(参照图5)和滤色片基板502(参照图5)各自的主面上形成用于使液晶504的分子发生取向的取向膜503(参照图5)(图1、P-1)。
此处，TFT基板507和滤色片基板502构成用于挟持上述液晶504的单元，TFT基板507为用于形成薄膜晶体管TFT等的基板，滤色片基板502为用于形成滤色片的基板。TFT基板507和滤色片基板502之间的液晶504被密封材料303(参照图3)密封。
另外，在TFT基板507的液晶504一侧的表面上形成包含相互交叉的扫描线403(参照图4)和信号线402(参照图4)的配线层。在被这些扫描线403和信号线402包围的像素区域(副像素区域)配置由透明电极构成的像素电极(未图示)。各像素电极与滤色片基板502的着色保护膜(R(红)、G(绿)和B(蓝))任一种相互对向地配置。各像素电极连接到形成于扫描线403和信号线402交叉部分上的薄膜晶体管TFT(以下有时称为TFT)上(未图示)。扫描线403连接到TFT的门电极上，信号线402连接到TFT的源、漏电极上。另外，在反射显示部404上形成用于反射外来光的外来光反射层。
在滤色片基板502的液晶504一侧的表面上，通过在黑色矩阵、以及被该黑色矩阵分割成矩阵状的像素区域(副像素区域)上形成着色保护膜(R(红)、G(绿)和B(蓝))来形成色像素。
予以说明，在液晶面板生产线中，一般采用多面操作的方式，这样可以由面积大的滤色片基板和TFT基板生产多个液晶面板，在各个基板面内，显示有效面具有许多面。
上述的取向膜503的形成工序(图1、P-1)中，在TFT基板507和滤色片基板502的表面上形成聚酰亚胺膜后，用卷上布的辊子摩擦聚酰亚胺表面，进行摩擦处理。予以说明，取向膜503的材质可以不是聚酰亚胺，取向处理的方法也可以采用使用离子束或紫外光等能量的方法或对表面进行结构加工的方法。
接着，在滤色片基板502上形成取向膜503的表面的有效像素区域的外周涂布密封材料303，在滤色片基板502的有效像素区域滴下适量的液晶(图1、P-2)。在其上按照使TFT基板507的取向膜503与滤色片基板502的取向膜503相互对向地重合(图1、P-3)。该液晶封入工序是被称为液晶滴下方式的方法，但不限定于此，也可以采用所谓真空封入方式来进行。然后，研磨TFT基板507和滤色片基板502的外表面(与液晶504相反一侧的表面)，将各基板厚度减薄至149.7μm(图1、P-4)，按照各面板尺寸进行切断(图1、P-5)。在本实施例中，作为基板使用玻璃，但也可以使用塑料基板等，也可以使用不进行研磨而是按照液晶面板的光学设计而成的厚膜。在滤色片基板502的外表面(与液晶504相反一侧的表面)上粘贴偏振膜501(图1、P-6)，安装传动器(ドライバ)IC203、挠性印刷基板204等(图1、P-7)。
接着，形成包含具有溶致液晶性的二色性色素的偏振层508(参照图5)，使其厚度处于0.01μm～10μm的范围内(优选0.3μm的厚度)(图1、P-8)。偏振层508可以通过使用例如含有作为溶致介晶(リオトロピツクメソゲン)的日本化药(株)制C.I.Direct Blue67的溶液，将其涂布来形成。作为形成偏振层508的材料，除了上述以外，还可以使用含有具有下述式(3)～(20)的分子结构的溶致介晶的溶液，但不限定于这些。
Figure GSA00000109244500081
此处，式(14)中的M为阳离子；R1为H或者Cl；R为H、烷基、ArNH、或者ArCONH；Ar为取代或者未取代的芳基。另外，式(15)中的M为阳离子；R为H、烷基、卤素或者烷氧基；Ar为取代或者未取代芳基；n为2或3。
Figure GSA00000109244500101
此处，式(16)中的M为阳离子；R为H、烷基、卤素或者烷氧基；Ar为取代或者未取代芳基；n为2或者3。另外，式(17)中的M为阳离子。
Figure GSA00000109244500111
此处，式(18)中的M为阳离子；R为H、烷基、卤素或者烷氧基；Ar为取代或者未取代芳基；n为2或者3。另外，式(19)中的M为阳离子。
Figure GSA00000109244500112
此处，式(20)中的M为阳离子，n为3、4或者5。
另外，偏振层508的涂布也可以使用例如狭缝形模头涂布机。狭缝形模头涂布机可以一边将溶液状态的偏振层材料供给到涂布面上，一边将偏振层材料按照涂布方向排列。通过该工序可以使材料分子取向，通过干燥固定化可以形成偏振层508。
然后，采用例如凹版胶印，形成聚光透镜509(图1、P-9)。然后，在聚光透镜509一侧安装背照光模块510(图1、P-10)，从而完成带有背照光的液晶显示装置。从该背照光模块射出的光，光强度达到50％的角度在单轴内具有±8°的平行性(コリメ一ト性)。这是由于，从背照光源射出的光必须全部具有平行性，这样就必须用聚光透镜509将光会聚。因此，优选使用光强度达到50％的角度至少在单轴内具有±15°以内的平行性的背照光。另外，从背照光源射出的光也可以具有偏振性。通过使光的偏振方向与偏振层的偏振轴一致，可以提高光的利用效率。另外，当偏振层508的偏振度不足时，可以将其补足。在本实施例的液晶显示装置中，将聚光透镜509与作为TFT基板507的光透过部分的开口部之间的距离设计为150μm，当采用上述的工艺制造液晶面板时，按照设计，使TFT基板507的板厚149.7μm与偏振层厚0.3μm合起来成为150μm。
一般来说，很难批量生产将基板厚研磨至100μm以下的液晶面板。另一方面，由于偏振膜具有100μm左右的厚度，这样，当将到达开口部的距离设计为150μm时，可以采取首先在TFT基板507上粘贴偏振膜，然后在该偏振膜上形成聚光透镜的方法，该方法必须将玻璃基板厚减薄至50μm，从而导致难以稳定地批量生产。另外，一般地，偏振膜是通过将薄膜拉伸来制造的，这样就会由于加热或加湿而发生伸缩。因此，当在偏振膜上形成聚光透镜的情况下，由于偏振膜的伸缩而导致聚光透镜的间距发生变化。由于如以上述的理由，在偏振膜上形成聚光透镜的结构在性能上有不利的情况。
予以说明，研磨后的基板厚度和偏振层508的厚度不限定于本实施例中的数值，希望由作为液晶显示装置的光学设计来决定。
与此相反，本发明形成包含具有溶致液晶性的二色性色素的偏振层508来代替偏振膜。该偏振层508与偏振膜相比，可以形成很薄的层，而且不易发生伸缩。因此，能够改善上述的问题，可以在偏振层508的上面形成聚光透镜509。这样就能解决安装偏振膜的问题。
此处，说明在形成聚光透镜509时采用的凹版胶印。图6A～图6E示出采用凹版胶印的聚光透镜509形成工序(图1、P-9)的模式图。首先，在胶版印刷机的平台上，固定凹版602和液晶面板605。液晶面板605是在形成偏振层508(图1、P-8)之后的产品，偏振层508就固定在其上面。
凹版602与聚光透镜509的图案(透镜图案)相对应，形成凹坑604。通过调整凹坑604的深度与宽度，可以调整所形成的聚光透镜509的高度和宽度。
接着，如图6A、图6B所示，将透镜材料601放置在凹版602上，用刮板600刮取透镜材料601，由此将透镜材料601填充到凹版的凹坑604中。作为透镜材料601，可以使用UV固化型树脂材料、热固型树脂材料、干燥固化型材料，也可以将这些材料中的两种以上组合使用。优选是含有UV固化型树脂材料或者干燥固化型的材料，更优选是含有UV固化型树脂材料的材料。通过使用UV固化型树脂材料，可以利用UV光照射装置来使树脂材料固化。然而，当使用热固型树脂材料时，可以利用加热装置来使其固化；当使用干燥固化型材料时，可以利用减压装置来使其固化。
作为UV固化型树脂，可举出丙烯酸类树脂、丙烯酸类环氧树脂、丙烯酸类聚氨酯树脂、丙烯酸类聚酯树脂、丙烯酸类硅树脂等；作为热固型树脂，可举出酚树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、脲醛树脂、蜜胺树脂、硅树脂、不饱和聚酯树脂、聚氨酯树脂、聚酰亚胺树脂、氟树脂等。这些UV固化型树脂和热固型树脂也可以作为干燥固化型树脂材料使用。
另外，作为适用的溶剂，可举出例如鲸蜡醇、硬脂醇、油醇、辛醇、癸醇、月桂醇、十三烷醇、正丁醇、环己醇、2-甲基环己醇；或者甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、丁基溶纤剂、丁基卡必醇、溶纤剂乙酸酯、丁基溶纤剂乙酸酯、卡必醇乙酸酯、丁基卡必醇乙酸酯等烷基醚类；甲苯、二甲苯、萘满等芳香烃；环己酮、甲基环己酮、异佛尔酮、二丙酮醇等酮类等，但不限定于此，只要考虑印刷适性、操作性等来适宜选择即可。另外，也可以将丁基溶纤剂、乙基卡必醇、丁基溶纤剂乙酸酯、丁基卡必醇乙酸酯、萜品醇等醇类或者酯类合并使用。
另外，可以使用(甲基)丙烯酸单体代替上述溶剂。作为上述(甲基)丙烯酸单体，作为在分子内具有1个光聚合性不饱和键的单体，可举出(甲基)丙烯酸2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油基酯、(甲基)丙烯酸双缩水甘油基酯、(甲基)丙烯酸二甲氨基乙酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸硬脂酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸辛酯、含磷(甲基)丙烯酸酯等(甲基)丙烯酸酯；N-环己基马来酰亚胺、N-2-甲基己基马来酰亚胺、N-2-乙基环己基马来酰亚胺、N-2-氯环己基马来酰亚胺、N-苯基马来酰亚胺、N-2-甲基苯基马来酰亚胺、N-2-乙基苯基马来酰亚胺、N-2-氯苯基马来酰亚胺、(甲基)丙烯酸二环戊烯基酯、(甲基)丙烯酸二环戊烯基氧基乙酯。
另外，作为在分子内具有2个以上光聚合性不饱和键的单体，可举出环氧乙烷(以下称为“EO”)改性双酚A二(甲基)丙烯酸酯、表氯醇(以下称为“ECH”)改性双酚A二(甲基)丙烯酸酯、双酚A二(甲基)丙烯酸酯、1，4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、二(甲基)丙烯酸1，3-丁二醇酯、二(甲基)丙烯酸二甘醇酯、二(甲基)丙烯酸甘油酯、二(甲基)丙烯酸新戊二醇酯、EO改性磷酸二(甲基)丙烯酸酯、ECH改性苯二甲酸二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇400二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇400二(甲基)丙烯酸酯、二(甲基)丙烯酸四甘醇酯、ECH改性1，6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、EO改性磷酸三(甲基)丙烯酸酯、EO改性三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、环氧丙烷(以下称为PO)改性三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三((甲基)丙烯酰氧基乙基)异氰脲酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯等(甲基)丙烯酸酯等。上述(甲基)丙烯酸单体可以单独使用或者将2种以上组合使用。
进而，当使用UV固化型树脂时，作为光聚合引发剂，可举出二苯甲酮、N，N′-四乙基-4，4′-二氨基二苯甲酮、4-甲氧基-4′-二甲氨基二苯甲酮、苯偶酰、2，2-二乙氧基苯乙酮、苯偶姻、苯偶姻甲基醚、苯偶姻异丁基醚、苄基二甲醛缩苯乙酮、α-羟基异丁基苯酮、噻吨酮、2-氯噻吨酮、1-羟基环己基苯基酮、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉代-1-丙烷、叔丁基蒽醌、1-氯蒽醌、2，3-二氯蒽醌、3-氯-2-甲基蒽醌、2-乙基蒽醌、1，4-萘醌、9，10-菲醌、1，2-苯并蒽醌、1，4-二甲基蒽醌、2-苯基蒽醌、2-(邻氯苯基)-4，5-二苯基咪唑二聚物等。这些光聚合引发剂可以单独使用或者将2种以上组合使用。
作为热聚合引发剂，可以使用通过加热产生作为聚合引发种子的自由基的过氧化物系化合物、产生阳离子的锍盐、或者碘鎓盐等。另外，也可以使用与后述的保护层522的形成材料相同的材料。
接着，如图6C所示，将在周围具备毛毡(ブランケツト)607的转印滚筒603在凹版602上滚动，如图6C所示，在毛毡607上接受透镜材料601。进而，如图6D、图6E所示，将转印滚筒603在液晶面板605上面滚动，将接受在转印滚筒603上的透镜材料601转印到液晶面板605上。予以说明，透镜材料601在液晶面板上受到表面张力而形成具有曲率的截面形状。该圆形就产生透镜作用。
最后，对于液晶面板605上面的透镜材料601，根据该材料的情况，进行UV光照射处理或者加热处理、或者它们的组合处理，使透镜材料601固化。由此，形成具备所需间距和高度的聚光透镜509。
予以说明，当形成聚光透镜时，也可以分数次进行印刷。例如，利用最初印刷在液晶面板605上面形成透镜图案，再在该图案之间采用胶版印刷形成透镜图案。如果这样做，就能进一步提高聚光透镜509的密度。
只要是能够在偏振层508上形成聚光透镜509的方法，就可以获得本发明的效果，因此，聚光透镜形成方法也可以采用喷墨或光刻等，从热、化学品对偏振层508、液晶面板造成的损害少，并可以精度良好地形成聚光透镜509的观点考虑，优选采用本实施例中记载的凹版胶印或者反转胶版印刷等胶版印刷来形成聚光透镜509。
在偏振层508上形成的聚光透镜509，具有作为偏振层508的保护层522的作用。另外，由于偏振层508只要至少形成于透镜的下部即可，因此，也可以在透镜形成后，将透镜作为抗蚀膜，用水或化学品对上部没有形成透镜的偏振层508进行蚀刻。进而，通过密合地形成透镜，可以强化偏振层508作为保护层522的作用。
形成偏振层508与形成聚光透镜509的工序，可以在玻璃研磨工序(图1、P-4)之后进行，也可以在切断工序(图1、P-5)之前进行。
另外，不限定于上述的工序，只要是在玻璃研磨工序(图1、P-4)之后、和安装背照光模块(图1、P-10)之前，设定于任一个时机都可以，也可以在形成偏振层508之后到形成聚光透镜509之前插入其他工序。但是，考虑到形成聚光透镜509时的基板表面的清洁度和对偏振层508的损害，优选是在将要形成聚光透镜509之前，形成偏振层508。另外，如果是在切断工序(图1、P-5)之前，则可以在多面操作的大面积基板上一起形成，因此可以提高生产效率。然而，在进行该工序以后的工序时，偏振层508或者聚光透镜509可能会受到损害，因此，有必要根据不同场合进行保护。
此处，对于采用本实施例的制造方法制造的液晶面板的构成，使用图5和图9进行说明。聚光透镜509的设计是要使背照光模块510发出的光会聚朝向作为TFT基板507的开口部的透过显示部401。聚光透镜509由许多处于背照光方向上的凸状的圆筒形透镜构成。
如图9所示，构成聚光透镜509的圆筒形透镜按照圆筒的长度方向与长方形的副像素的短边方向一致地进行配置。另外，对于像素区域的短边方向的列，按照配置1个圆筒形透镜的方式配置。即，如图9中的箭头P所示，各圆筒的凸部中心与像素列的中心线一致。只要适宜选择透镜的形状，使各圆筒的凸部中心与透过显示部的中心线一致，也就可以将原本应该入射到反射显示部404、配线部的光会聚到透过显示部。因此，可以有效地利用背照光。
予以说明，对于透过区域，只要能够有效地聚光，就不限制聚光透镜509的形状，不限定于圆筒形透镜。只要能够将背照光导入到光透过部即可，例如，可以是球面透镜或凹透镜，而且，即使透镜的配置与上述不同，只要能够满足性能，不管怎么样的配置，均能毫无问题地实施本发明。
本实施例中叙述了移动设备用液晶显示装置及其制造方法，但本发明也可以适用于没有反射显示部404的透射型液晶显示装置，不仅适用于移动设备，也可以适用于电视用或汽车导航系统用等其他用途的液晶面板。另外，本发明还可以适用于TN(Twisted Nematic)方式、IPS(In-Place-Switching)方式、VA(Virtical Alignment)方式等各种液晶方式。在其他方式的情况下，元件构成、元件形状、制造方法、材质有时可能完全不同。但是，不管对于哪种情况，只要在形成聚光透镜之前的基板外表面上形成含有具有溶致液晶性的二色性色素的偏振层508，就可以发挥出本发明的效果。
(实施例2)
本实施例是在实施例1所示的工序中，在形成偏振层508的工序之后、以及在形成聚光透镜509的工序之前，追加形成保护层(树脂层)的工序。本实施例的工艺流程示于图10，采用本实施例的方法制造的液晶显示装置的截面图示于图7。
本实施例中，对TFT基板507和滤色片基板502的外表面进行研磨，使各基板的厚度减薄至149.2μm(图10、P-4)，按照各面板尺寸进行切断(图10、P-5)。在滤色片基板502的外表面粘贴偏振膜501(图10、P-6)，安装传动器IC203、挠性印刷基板204等(图10、P-7)。接着，形成由具有溶致液晶性的二色性色素构成的0.3μm厚的偏振层508(图10、P-8)。然后，采用凹版胶印，在偏振层508上形成保护层522(图10、P-11)。作为形成材料，使用丙烯酸单体与光反应引发剂混合而成的材料，按照固化后的层厚为0.5μm、在可见光区域(波长400nm～800nm)中的透过率为98％以上100％以下的条件进行形成操作。保护层522的厚度不限于上述值，但是在包含玻璃研磨工序和偏振层的形成工序的工艺中必须符合光学设计的厚度。
作为保护层522的形成方法，也可以采用其他的胶版印刷、苯胺印刷、丝网印刷等印刷方法或使用旋转涂布机、狭缝旋转涂布机、喷墨、狭缝涂布机等。
另外，作为保护层522的形成材料，也可以使用其他的光(紫外线)固化型树脂材料或热固型树脂材料、氮化硅等绝缘膜或氧化铟锡等氧化物透明导电膜等。
作为光固化型树脂，可以使用丙烯酸类树脂、丙烯酸类环氧树脂、丙烯酸类聚氨酯树脂、丙烯酸类聚酯树脂、丙烯酸类硅树脂等；作为热固型树脂，可以使用酚树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、脲醛树脂、蜜胺树脂、硅树脂、不饱和聚酯树脂、聚氨酯树脂、聚酰亚胺树脂、氟树脂等。另外，还可以使用磷掺杂硅酸盐类、甲基硅氧烷类、高(ハイ)甲基硅氧烷类的材料。可以单独使用或者将2种以上组合使用。
作为(甲基)丙烯酸单体，并且作为在分子内具有1个光聚合性不饱和键的单体，可举出(甲基)丙烯酸2-羟乙基酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油基酯、(甲基)丙烯酸双缩水甘油基酯、(甲基)丙烯酸二甲氨基乙酯、二(甲基)丙烯酸聚乙二醇酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸硬脂基酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸辛酯、含磷(甲基)丙烯酸酯等(甲基)丙烯酸酯类；N-环己基马来酰亚胺、N-2-甲基己基马来酰亚胺、N-2-乙基环己基马来酰亚胺、N-2-氯环己基马来酰亚胺、N-苯基马来酰亚胺、N-2-甲基苯基马来酰亚胺、N-2-乙基苯基马来酰亚胺、N-2-氯苯基马来酰亚胺、(甲基)丙烯酸二环戊烯基酯、(甲基)丙烯酸二环戊烯基氧基乙酯。
另外，作为在分子内具有2个以上光聚合性不饱和键的单体，可举出环氧乙烷(以下称为“EO”)改性双酚A二(甲基)丙烯酸酯、表氯醇(以下称为“ECH”)改性双酚A二(甲基)丙烯酸酯、双酚A二(甲基)丙烯酸酯、二(甲基)丙烯酸1，4-丁二醇酯、二(甲基)丙烯酸1，3-丁二醇酯、二(甲基)丙烯酸二甘醇酯、二(甲基)丙烯酸甘油酯、二(甲基)丙烯酸新戊二醇酯、EO改性磷酸二(甲基)丙烯酸酯、ECH改性苯二甲酸二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇400二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇400二(甲基)丙烯酸酯、二(甲基)丙烯酸四甘醇酯、ECH改性1，6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三(甲基)丙烯酸季戊四醇酯、EO改性磷酸三(甲基)丙烯酸酯、EO改性三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、环氧丙烷(以下称为“PO”)改性三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三((甲基)丙烯酰氧基乙基)异氰脲酸酯、四(甲基)丙烯酸季戊四醇酯、四(甲基)丙烯酸二季戊四醇酯、六(甲基)丙烯酸二季戊四醇酯、五(甲基)丙烯酸二季戊四醇酯等(甲基)丙烯酸酯类等。上述(甲基)丙烯酸单体可以单独使用或者将2种以上组合使用。
进而，作为光引发剂，可举出二苯甲酮、N，N′-四乙基-4，4′-二氨基二苯甲酮、4-甲氧基-4′-二甲氨基二苯甲酮、苯偶酰、2，2-二乙氧基苯乙酮、苯偶姻、苯偶姻甲基醚、苯偶姻异丁基醚、苄基二甲醛缩苯乙酮、α-羟基异丁基苯酮、噻吨酮、2-氯噻吨酮、1-羟基环己基苯基酮、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉代-1-丙烷、叔丁基蒽醌、1-氯蒽醌、2，3-二氯蒽醌、3-氯-2-甲基蒽醌、2-乙基蒽醌、1，4-萘醌、9，10-菲醌、1，2-苯并蒽醌、1，4-二甲基蒽醌、2-苯基蒽醌、2-(邻氯苯基)-4，5-二苯基咪唑二聚物等。这些光引发剂可以单独使用或者将2种以上组合使用。
另外，作为适用的溶剂，可举出例如鲸蜡醇、硬脂醇、油醇、辛醇、癸醇、月桂醇、十三烷醇、正丁醇、环己醇、2-甲基环己醇、或者甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、丁基溶纤剂、丁基卡必醇、溶纤剂乙酸酯、丁基溶纤剂乙酸酯、卡必醇乙酸酯、丁基卡必醇乙酸酯等烷基醚类；甲苯、二甲苯、萘满等芳香烃；环己酮、甲基环己酮、异佛尔酮、双丙酮醇等酮类等，但不限定于此，只要考虑印刷适性、操作性等来适宜选择即可。另外，也可以将丁基溶纤剂、乙基卡必醇、丁基溶纤剂乙酸酯、丁基卡必醇乙酸酯、萜品醇等醇类或者酯类合并使用。但是，根据偏振层508的材料、成膜条件的不同，有时会因受到加热而使偏振度或光学特性、薄膜质量降低，因此，考虑到对偏振层508的损害，保护层522的形成材料优选为光固化型的树脂。
另外，也可以加入用于提高对偏振层508和基板的润湿性的添加剂、用于提高平坦性的添加剂、用于调整粘度或触变性的添加剂。此外，也可以使用与上述透镜材料相同的材料。
通过形成保护层522，既能保护偏振层508，同时又能制成适合形成透镜的均质的表面。另外，由于能够在涂布时控制保护层522的层厚，因此即便在研磨玻璃时玻璃的研磨量会发生偏差，也可以通过调整保护层522的层厚来补正偏差量，这样就能使聚光透镜509与TFT基板的开口部之间的距离为一定。
当作为液晶显示装置进行组装时，由于背照光透过该保护层522，因此，如果透过率较低，则会发生光损失。另外，当保护层522着色时，会使作为液晶显示装置的颜色再现性劣化。从该观点考虑，优选保护层522在可见光区域的透过率高，希望达到90％以上。
偏振层508的形成工序与聚光透镜509的形成工序、保护层522的形成工序，只要是在玻璃研磨工序(图10、P-4)之后，并在切断工序(图10、P-5)之前即可。另外，不限定于此，只要在玻璃研磨工序(图10、P-4)之后、安装背照光模块(图10、P-10)之前，设定于任一个时机都可以，在形成偏振层508之后直到形成聚光透镜509之前也可以插入其他的工序。但是，考虑到形成聚光透镜509时的基板表面的清洁度和对偏振层508的损害，优选是在形成偏振层508之后接着形成聚光透镜509。
(实施例3)
本实施例是在实施例1所示的工序中，在偏振层508的形成工序之前追加形成取向处理层521的工序，该取向处理层用于促使作为偏振层508的材料的具有溶致液晶性的二色性色素发生取向。本实施例的工艺流程不包含图11中保护层的形成工序(图11、P-11)。采用本实施例的方法制造的液晶显示装置的截面图示于图8A。
本实施例中，在传动器IC203、挠性印刷基板204等的安装工序(图11、P-7)之后、在偏振层508的形成工序(图11、P-8)之前，采用喷墨法，使用含有丙烯酸单体和光反应引发剂的材料来形成平坦的层，用包卷有布的滚筒摩擦该平坦层的表面，由此进行摩擦处理，形成取向处理层521。
作为取向处理层521的形成方法，不限定于喷墨法，只要能够形成平坦的膜即可，也可以采用胶版印刷、苯胺印刷、丝网印刷、旋转涂布机、狭缝旋转涂布机、狭缝涂布机等。
作为取向处理层521的取向处理方法，不限定于本实施例中采用的摩擦方法，也可以采用紫外线照射、离子束照射、斜向蒸镀等。
另外，作为取向处理层521的形成材料，可以使用作为液晶的取向膜通常使用的聚酰亚胺、聚酰胺等，也可以使用适合于所采用的取向处理方法的材料。另外，不仅可以形成具有一定厚度的层，也可以形成单分子膜等。然而，当形成需要加热的膜时，优选在粘贴偏振膜之前形成。另外，作为取向处理层521，也可以不形成一定厚度的层或单分子膜，而是对TFT基板的外表面直接进行取向处理。
由于这种取向处理层521的厚度可以做各种选择，因此，玻璃研磨之后的基板、取向膜和偏振层508各自的厚度均可以根据透镜的光学设计来确定。
取向处理层521的形成工序、偏振层508的形成工序以及聚光透镜509的形成工序，可以在玻璃研磨工序(图11、P-4)之后，也可以在切断工序(图11、P-5)之前进行。另外，不限定于此，只要在玻璃研磨工序(图11、P-4)之后、安装背照光模块(图11、P-10)之前，设定于任一个时机都可以，也可以在形成取向处理层521之后到形成聚光透镜509之前插入其他工序。但是，考虑到在形成聚光透镜509时，基板表面的清洁度以及对取向处理层521和偏振层508的损害，优选在形成取向处理层521之后接着形成聚光透镜509。
按照以上那样形成取向处理层521，可使具有溶致液晶性的二色性色素的取向变得容易，从而提高偏振层508的光学性能。
(实施例4)
本实施例是在实施例2所示的工序中，在形成偏振层508的工序之前追加形成取向处理层521的工序，该取向处理层用于促使作为偏振层508的材料的具有溶致液晶性的二色性色素发生取向。本实施例的工艺流程示于图11，采用本实施例的方法制造的液晶显示装置的截面图示于图8B。
本实施例中，在传动器IC203或挠性印刷基板204等的安装工序(图11、P-7)之后、在偏振层508的形成工序(图11、P-8)之前，采用喷墨法，使用含有丙烯酸单体和光反应引发剂的材料来形成平坦的层，用包卷有布的滚筒摩擦该平坦层的表面，由此进行摩擦处理，形成取向处理层521。
作为取向处理层521的形成方法，不限定于喷墨法，只要能够形成平坦的膜即可，也可以采用胶版印刷和苯胺印刷、丝网印刷、旋转涂布机、狭缝旋转涂布机、狭缝涂布机等。
作为取向处理层521的取向处理方法，不限定于本实施例中采用的摩擦方法，也可以采用紫外线照射、离子束照射、斜向蒸镀等。
另外，作为取向处理层521的形成材料，可以使用作为液晶的取向膜通常使用的聚酰亚胺、聚酰胺等，也可以使用适合于所采用的取向处理方法的材料。另外，不仅可以形成具有一定厚度的层，也可以形成单分子膜等。然而，当形成需要加热的膜时，优选在粘贴偏振膜之前形成。另外，作为取向处理层521，也可以不形成一定厚度的层或单分子膜，而是对TFT基板的外表面直接进行取向处理。
由于这种取向处理层521的厚度可以作各种选择，因此，玻璃研磨之后的基板、取向膜、偏振层508和保护层522各自的厚度均可以根据透镜的光学设计来确定。
取向处理层521的形成工序、偏振层508的形成工序、聚光透镜509的形成工序以及保护层522的形成工序，可以在玻璃研磨工序(图11、P-4)之后，也可以在切断工序(图11、P-5)之前进行。另外，不限定于此，只要在玻璃研磨工序(图11、P-4)之后、安装背照光模块(图11、P-10)之前，设定于任一个时机都可以，也可以在形成取向处理层521之后到形成聚光透镜509之前插入其他工序。但是，考虑到在形成聚光透镜509时，基板表面的清洁度以及对取向处理层521和偏振层508的损害，优选在形成取向处理层521之后接着形成聚光透镜509。
按照以上那样形成取向处理层521，可使具有溶致液晶性的二色性色素的取向变得容易，从而提高偏振层508的光学性能。
以上用实施例说明了本发明，在以上的各实施例中已说明的构成到底只是一例，在不偏离技术构思的范围内可以对本发明进行适宜变化。另外，在各实施例中已说明的构成，只要不互相矛盾，也可以组合使用。
虽然上面已对本发明所涉及的具体实施方案进行了描述，但是应该清楚，可以对其选行各种变化，这就意味着，后附的权利要求包含所有处于本发明的精神和范围内的各种变化方案。

Claims (15)

1.液晶显示装置，其具备：
对向配置的第1基板和第2基板，以及
填充在上述第1基板与第2基板之间的液晶，其特征在于，
在与上述第1基板的上述液晶相反一侧的表面上具备通过涂布而形成的偏振层，
在与该偏振层的上述第1基板相反一侧的表面上具备聚光透镜或者由光固化型树脂形成的树脂层。
2.权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，在上述偏振层上具备上述树脂层，
在与上述树脂层的上述偏振层相反的表面上具备聚光透镜。
3.权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，在上述偏振层上具备上述聚光透镜。
4.权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，上述偏振层含有具有溶致液晶性的二色性色素。
5.权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，在上述第1基板与上述偏振层之间，形成用于使上述偏振层进行取向的取向处理层。
6.权利要求2所述的液晶显示装置，其特征在于，
具备从上述液晶介由上述聚光透镜朝向上述第1基板一侧照射上述液晶的照明装置，
上述照明装置以光线的光强度达到50％的角度在至少一轴内具有±15°以内的平行性。
7.权利要求2所述的液晶显示装置，其特征在于，上述聚光透镜是采用胶版印刷来形成的。
8.权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，上述偏振层的层厚在0.01μm～10μm的范围内。
9.液晶显示装置的制造方法，该液晶显示装置具备：
对向配置的第1基板和第2基板，以及
填充在上述第1基板和第2基板之间的液晶，其特征在于，该方法包括：
在与上述第1基板的上述液晶相反一侧的表面上涂布偏振层材料并固化，形成偏振层的工序，以及
在与所形成的上述偏振层的上述第1基板相反的表面上形成聚光透镜或者树脂层的工序。
10.权利要求9所述的液晶显示装置的制造方法，其特征在于，在上述偏振层上涂布光固化型树脂并固化，形成上述树脂层。
11.权利要求9所述的液晶显示装置的制造方法，其特征在于，具备在与上述树脂层和上述偏振层相反的表面上形成聚光透镜的工序。
12.权利要求9所述的液晶显示装置的制造方法，其特征在于，上述偏振层含有具有溶致液晶性的二色性色素。
13.权利要求9所述的液晶显示装置的制造方法，其特征在于，
具备在形成上述偏振层之前，在与上述第1基板的上述液晶相反一侧的表面上形成取向处理层的工序；
在上述取向处理层上形成上述偏振层。
14.权利要求11或者权利要求12所述的液晶显示装置的制造方法，其特征在于，采用胶版印刷形成上述聚光透镜。
15.权利要求9所述的液晶显示装置的制造方法，其特征在于，将上述偏振层的层厚设定在0.01μm～10μm的范围内。
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